JPH11300953A - Ink jet head - Google Patents

Ink jet head

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Publication number
JPH11300953A
JPH11300953A JP11473998A JP11473998A JPH11300953A JP H11300953 A JPH11300953 A JP H11300953A JP 11473998 A JP11473998 A JP 11473998A JP 11473998 A JP11473998 A JP 11473998A JP H11300953 A JPH11300953 A JP H11300953A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
jet head
reservoir
nozzles
chamber
Prior art date
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Pending
Application number
JP11473998A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiaki Tachibana
良昭 橘
Masanori Deguchi
政宣 出口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koki Holdings Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Koki Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Koki Co Ltd filed Critical Hitachi Koki Co Ltd
Priority to JP11473998A priority Critical patent/JPH11300953A/en
Publication of JPH11300953A publication Critical patent/JPH11300953A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform high speed printing by arranging one array of nozzles while shifting by half pitch from the other array and conducting the nozzles individually, and providing an ink chamber, an ink reservoir and an ink ejection drive element depending on the pitch thereby suppressing vibration being transmitted to a liquid in the ink liquid section of an adjacent nozzle. SOLUTION: The ink jet head comprises a plate 1 integrating a nozzle plate and an ink chamber plate, an oscillatory member 2, and a housing 6. Piezoelectric elements 4 are bonded to a substrate 10 in one and one correspondence to nozzles and an electrode 5 is bonded to the element 4. It is then spin coated with phenol resin fused into a solvent, applied with adhesive by silk printing, or the like, and hot pressed. The piezoelectric element 4 is applied with adhesive and jointed integrally with the oscillatory member 2 through fusion. Since phenol resin is employed entirely except the element 4, coefficient at thermal expansion of an ink jet head structure is made constant and sealing performance is enhanced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業の属する技術分野】本発明はインクジェットヘッ
ドの構造に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of an ink jet head.

【0002】[0002]

【従来の技術】インクジェットヘッドは、インク滴の吐
出量が10pl〜100plと少ない量を吐出するの
で、高密度の印刷に適している。
2. Description of the Related Art An ink-jet head discharges a small amount of ink droplets of 10 pl to 100 pl and is suitable for high-density printing.

【0003】従来の技術としては、特開昭55−867
67号公報に開示されているように、インク供給の部分
が共通のプールのようになっており、そのプールに各ノ
ズル毎に直結するインク室が直接連結され、インクを取
り入れる構造となっている。
The prior art is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-867.
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 67, the ink supply portion is formed as a common pool, and the ink chamber directly connected to each nozzle is directly connected to the pool to take in ink. .

【0004】このため、ある一つのノズルがインク滴を
吐出すると、隣のノズルにもインク滴の吐出に伴う振動
が伝わって吐出安定性に悪影響を及ぼしていた。よっ
て、先に駆動したインクノズルの挙動が安定するまでの
間は隣のノズルを駆動することができず、全体的な駆動
周波数が落ちてしまい、プリンタとして高速にできない
という致命的欠陥を有していた。
For this reason, when one nozzle discharges an ink droplet, the vibration accompanying the discharge of the ink droplet is transmitted to the adjacent nozzle, which has an adverse effect on the discharge stability. Therefore, until the behavior of the previously driven ink nozzle becomes stable, the next nozzle cannot be driven, and the overall driving frequency is reduced. I was

【0005】[0005]

【発明の解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
した従来の構成に発現した、インクジェットヘッドが吐
出動作を行い、インク滴が飛び出した時に起こる隣のノ
ズルのインク液部への液体の振動を可能な限り少なくな
るようにすることである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a liquid ejecting apparatus in which the ink jet head performs a discharging operation and the ink drops of an adjacent nozzle are generated when an ink droplet pops out. The goal is to minimize vibration.

【0006】また、インク室の構造が薄くても、できる
限り接合部の多い構造とすることで、インク室の構造体
の固有振動数を高くして安定なヘッドにすることであ
る。
Further, even if the structure of the ink chamber is thin, a structure having as many joints as possible is used to increase the natural frequency of the structure of the ink chamber to provide a stable head.

【0007】これらを解決することで、速い周波数でイ
ンク吐出することを可能にする。
By solving these problems, it is possible to discharge ink at a high frequency.

【0008】[0008]

【課題を解決する手段】上記課題を解決するための本発
明では、一方の列のノズルピッチが他方の列のノズルピ
ッチに対して半分だけずらして配列された複数のノズル
と、該ノズル毎に個別に連通され、ノズルピッチに対応
するよう配列されている複数のインク室と、該インク室
毎に対応して連通されている複数のインク溜めと、該イ
ンク溜めに連通されているインク供給流路と、前記イン
ク室毎に装着されているインク吐出用の駆動素子とをで
インクジェットヘッドを構成する様にした。
According to the present invention for solving the above problems, a plurality of nozzles arranged in such a manner that the nozzle pitch of one row is shifted by half with respect to the nozzle pitch of the other row, and A plurality of ink chambers which are individually communicated and arranged so as to correspond to the nozzle pitch, a plurality of ink reservoirs which are communicated corresponding to each ink chamber, and an ink supply flow which is communicated with the ink reservoirs An ink-jet head is constituted by a path and a driving element for discharging ink which is mounted for each ink chamber.

【0009】好ましくは、前記インク室およびインク溜
めを水平に配し、インク供給流路をインク溜めに垂直に
配するとよい。
Preferably, the ink chamber and the ink reservoir are arranged horizontally, and the ink supply channel is arranged vertically to the ink reservoir.

【0010】また、前記インク溜めを1列に配列するこ
とにより、小型化が可能となる。
[0010] Further, by arranging the ink reservoirs in a line, the size can be reduced.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図1は、インクジェットヘッドの
分解斜視図である。
FIG. 1 is an exploded perspective view of an ink jet head.

【0012】インクジェットヘッドは、ノズルプレート
とインク室プレートとを一体成形したプレート1、振動
部材2、およびハウジング6とで構成されいている。
The ink jet head includes a plate 1 in which a nozzle plate and an ink chamber plate are integrally formed, a vibration member 2, and a housing 6.

【0013】圧電素子4は基板10に接着固定されてい
る。しかも、この圧電素子4はノズルの個数に一対一で
対応するように配置されている。電極5は圧電素子4に
接合されており、圧電素子4に電圧を印可する。
The piezoelectric element 4 is bonded and fixed to a substrate 10. Moreover, the piezoelectric elements 4 are arranged so as to correspond one-to-one to the number of nozzles. The electrode 5 is joined to the piezoelectric element 4 and applies a voltage to the piezoelectric element 4.

【0014】図2はインクジェットヘッドの側面断面図
である。
FIG. 2 is a side sectional view of the ink jet head.

【0015】図2に示すように、圧電素子4、基板1
0、ハウジング6および振動部材2は接着固定されてい
る。
As shown in FIG. 2, the piezoelectric element 4 and the substrate 1
0, the housing 6, and the vibration member 2 are adhesively fixed.

【0016】この接合方法として、従来は圧電素子4に
エポキシ樹脂、その他の部分の接合をエポキシ樹脂より
もシール効果の良い接着剤を使用し、目的ごとに狭い所
で接着剤を変えるようにしていた。そのため、接合に要
する時間と作業の複雑さは作業不良の原因ともなった。
Conventionally, this bonding method uses an epoxy resin for the piezoelectric element 4 and an adhesive having a better sealing effect than the epoxy resin for bonding other parts, and changes the adhesive in a narrow place for each purpose. Was. For this reason, the time required for joining and the complexity of the work also caused a work failure.

【0017】しかしながら、本発明においては、振動部
材2、ハウジング6、基板10をフェノール樹脂とし、
圧電素子4も含めての接合を行うこととした。
However, in the present invention, the vibration member 2, the housing 6, and the substrate 10 are made of phenol resin,
The bonding including the piezoelectric element 4 is performed.

【0018】具体的には、フェノール樹脂を溶媒に溶融
させたものをスピンコート、またはシルク印刷などの接
着剤塗布方法で行うことにより、3ミクロン〜30ミク
ロン程度に接着剤12を塗る。次に、接着すべきものを
圧接、加熱接着する方法で接合する。
Specifically, the adhesive 12 is applied to a thickness of about 3 to 30 microns by spin-coating a solution obtained by melting a phenol resin in a solvent or by applying an adhesive such as silk printing. Next, the objects to be bonded are joined by a method of pressing and heating and bonding.

【0019】また、圧電素子の接合部は、図3で示すよ
うに、接着剤12が圧電素子4に接着し、振動部材2と
は溶融して一体化するように接合することで強力な接着
となる。
As shown in FIG. 3, the bonding portion of the piezoelectric element is strongly bonded by bonding so that the adhesive 12 is bonded to the piezoelectric element 4 and is melted and integrated with the vibration member 2. Becomes

【0020】このように、フェノール樹脂で圧電素子以
外の部分を同質材料で統一することで、インクジェット
ヘッドの構造物の熱膨張係数を同一にできるため、接着
部剥離などが起こらないシール性能の良い接合を実現で
きる。
As described above, by unifying the parts other than the piezoelectric element with the same material with the phenol resin, the thermal expansion coefficient of the structure of the ink jet head can be made the same, so that the sealing performance with no peeling of the adhesive portion is good. Joining can be realized.

【0021】図4は、インク室9を左右に分けて取り付
けた状態を示す斜視図である(振動部材2を剥がした状
態である)。
FIG. 4 is a perspective view showing a state in which the ink chambers 9 are separately mounted on the left and right sides (the vibration member 2 is removed).

【0022】9A、9B、9Cが右側、9a、9b、9
cが左側のノズルで、それぞれ3A、3B、3C及び3
a、3b、3cのインク室を有している。
9A, 9B, 9C are on the right side, 9a, 9b, 9
c is the left nozzle, 3A, 3B, 3C and 3 respectively
a, 3b, and 3c ink chambers.

【0023】右側のヘッド部と左側のヘッド部は、ピッ
チPの半分、すなわちP/2ずつずらして設置する。ま
た、インク溜め8A、8B、8C、8a、8b、8cは
各インク室3にインクを供給する。このインク溜め8に
は、インク流路7から個別にインクを供給する。
The right head and the left head are shifted by half the pitch P, that is, P / 2. The ink reservoirs 8A, 8B, 8C, 8a, 8b, 8c supply ink to the respective ink chambers 3. The ink is supplied to the ink reservoir 8 from the ink flow path 7 individually.

【0024】インク溜め8は、インク室9にほぼ平行に
配し、インク流路7からインクが入る時、各インク溜め
に均一な水頭圧で入るように垂直一列に配することで、
横幅を最小にすることが可能になる。
The ink reservoirs 8 are arranged substantially in parallel with the ink chambers 9, and are arranged in a vertical line so that when ink enters from the ink flow path 7, each ink reservoir enters at a uniform head pressure.
It is possible to minimize the width.

【0025】また、インク滴を吐出させたときの相互の
振動による干渉が大きい場合には、図5に示すように、
ノズルを左右2列としてインク溜8の互いの距離を離し
て干渉しないようにする。これにより、インク吐出をよ
り速くできるよう余裕を持たせることができる。
When the interference due to mutual vibration when the ink droplet is ejected is large, as shown in FIG.
The nozzles are arranged in two rows on the left and right so that the ink reservoirs 8 are spaced apart from each other to prevent interference. Thereby, a margin can be provided so that the ink ejection can be performed faster.

【0026】図6は、インクジェットヘッドのインク室
3とインク溜8を振動部材2側から見たものである。イ
ンク溜8からインクを供給する際、インクが流入し易く
なるように、リストリクタ部11のインク溜8側の開口
は所定角θをもって形成する。これにより、インク室3
にインクが急激に流入し、次のインク吐出ができる状態
をすばやく整えることができ、ひいては高速に印刷する
ことが可能となる。その様な条件となる所定角θは、イ
ンクが入る時の損失水頭を少なく流入するように、50
°≦θ≦120°としておくのが良い。
FIG. 6 shows the ink chamber 3 and the ink reservoir 8 of the ink jet head viewed from the vibration member 2 side. When the ink is supplied from the ink reservoir 8, the opening of the restrictor portion 11 on the ink reservoir 8 side is formed at a predetermined angle θ so that the ink easily flows. Thereby, the ink chamber 3
In this state, the state where ink can rapidly flow and the next ink can be ejected can be quickly adjusted, so that high-speed printing can be performed. The predetermined angle θ which satisfies such a condition is set at 50 ° so as to reduce the head loss when ink enters.
It is preferable to set ° ≦ θ ≦ 120 °.

【0027】なお、上記所定角θが120°≦θ≦18
0°の場合には、リストリクタ11とインク溜8の連結
部の根元部分にRを付けて損失水頭を少なくすると、速
くインクをインク室3に充填できる。
Note that the predetermined angle θ is 120 ° ≦ θ ≦ 18
In the case of 0 °, the ink can be quickly filled into the ink chamber 3 by adding R to the root of the connecting portion between the restrictor 11 and the ink reservoir 8 to reduce the head loss.

【0028】また、図7に示すように、インクが入る時
の損失水頭を少なく流入するように、リストリクタ部1
1との連結部近傍のインク溜8の断面積は垂直方向に徐
々に広がっていくようにするとよい。
Further, as shown in FIG. 7, the restrictor unit 1 is so arranged as to reduce the head loss when the ink enters.
It is preferable that the cross-sectional area of the ink reservoir 8 in the vicinity of the connecting portion with the nozzle 1 gradually expands in the vertical direction.

【0029】更に、インク溜8のリストリクタ部11開
口部近傍の形状は、図7に示すように、γ≦60°の場
合にはインク溜9の根元にRを付けるようにする。
Further, as shown in FIG. 7, the shape of the ink reservoir 8 near the opening of the restrictor portion 11 is such that when γ ≦ 60 °, the base of the ink reservoir 9 is rounded.

【0030】あるいは、インク溜8のリストリクタ部1
1開口部近傍の形状を、図8に示すように、60°≦γ
≦120°(特に90°を超えた場合)には、入り口が
狭まらないようにストレート部Sを付けるとよい。
Alternatively, the restrictor unit 1 of the ink reservoir 8
As shown in FIG. 8, the shape near one opening is 60 ° ≦ γ.
When ≦ 120 ° (especially when the angle exceeds 90 °), it is preferable to provide the straight portion S so that the entrance is not narrowed.

【0031】[0031]

【発明の効果】上記のように構成することにより、イン
クを吐出した時、隣のインク室に与える振動の影響を少
なくすることができる。また、各インク室毎にインク溜
めを設けてインクを供給するようにし、かつインク室と
流路の関係が直角であるために、インク室と振動膜の接
合部が増え、しっかりした構造になり、圧電素子を駆動
させた後の残振動の減衰が速く、かつ駆動系が安定する
ので、高速駆動が可能になり、高速印刷が可能になると
いう効果もある。
According to the above configuration, when ink is ejected, the influence of vibration on the adjacent ink chamber can be reduced. In addition, an ink reservoir is provided for each ink chamber so that ink is supplied, and since the relationship between the ink chamber and the flow path is at a right angle, the number of junctions between the ink chamber and the vibration film increases, resulting in a solid structure. Further, since the residual vibration after driving the piezoelectric element is rapidly attenuated and the driving system is stabilized, there is also an effect that high-speed driving becomes possible and high-speed printing becomes possible.

【0032】しかも、インク室の構造が個々にインク溜
めを持つ構造としたため、インク室構成部の剛性が上が
り、ヘッドの駆動後の振動の減衰が急速になので直ぐに
ヘッドを駆動できる。
In addition, since the ink chambers have individual ink reservoirs, the rigidity of the ink chamber components increases, and the vibration after the head is driven is rapidly attenuated, so that the head can be driven immediately.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 インクジェットヘッドの組み立て図FIG. 1 Assembly drawing of an ink jet head

【図2】 インクジェットヘッドの断面図FIG. 2 is a cross-sectional view of an inkjet head.

【図3】 ピエゾ素子の部分の接合図FIG. 3 is a joining diagram of a piezo element part.

【図4】 インクジェットヘッドのインク室部の斜視図FIG. 4 is a perspective view of an ink chamber of the inkjet head.

【図5】 インク室とインク溜めを2列に並べ斜視図FIG. 5 is a perspective view in which ink chambers and ink reservoirs are arranged in two rows.

【図6】 インクジェットヘッドの振動部材から見た平
面図
FIG. 6 is a plan view as viewed from a vibration member of the inkjet head.

【図7】 図6のA−A断面図FIG. 7 is a sectional view taken along line AA of FIG. 6;

【図8】 図6の他の例となるA−A断面図FIG. 8 is a sectional view taken along line AA of another example of FIG. 6;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1はインク室およびノズル一体型プレート、2は振動部
材、3はインク室、4は圧電素子、5は電極、6はハウ
ジング、7はインク流路、8はインク溜、9はノズル、
10は基板、11はリストリクタである。
1 is an ink chamber and nozzle integrated plate, 2 is a vibration member, 3 is an ink chamber, 4 is a piezoelectric element, 5 is an electrode, 6 is a housing, 7 is an ink flow path, 8 is an ink reservoir, 9 is a nozzle,
Reference numeral 10 denotes a substrate, and 11 denotes a restrictor.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一方の列のノズルピッチが他方の列のノズ
ルピッチに対して半分だけずらして配列された複数のノ
ズルと、該ノズル毎に個別に連通され、ノズルピッチに
対応するよう配列されている複数のインク室と、該イン
ク室毎に対応して連通されている複数のインク溜めと、
該インク溜めに連通されているインク供給流路と、前記
インク室毎に装着されているインク吐出用の駆動素子と
を有することをを特徴とするインクジェットヘッド。
1. A plurality of nozzles arranged in such a manner that the nozzle pitch of one row is shifted by half from the nozzle pitch of the other row, and each of the nozzles is individually communicated and arranged so as to correspond to the nozzle pitch. A plurality of ink chambers, and a plurality of ink reservoirs communicated corresponding to each ink chamber,
An ink jet head comprising: an ink supply flow path connected to the ink reservoir; and an ink discharge drive element mounted for each ink chamber.
【請求項2】請求項1記載のインクジェットヘッドにお
いて、 前記インク室およびインク溜めを水平に配し、インク供
給流路をインク溜めに垂直に配したことを特徴とするイ
ンクジェットヘッド。
2. The ink jet head according to claim 1, wherein said ink chamber and said ink reservoir are arranged horizontally, and said ink supply flow path is arranged vertically to said ink reservoir.
【請求項3】請求項1記載のインクジェットヘッドにお
いて、 前記インク溜めは1列に配列されていることを特徴とす
るインクジェットヘッド。
3. The ink-jet head according to claim 1, wherein said ink reservoirs are arranged in one line.
【請求項4】請求項1記載のインクジェットヘッドにお
いて、 前記インク溜とインク室の連結部近傍におけるインク溜
の断面積が、連結部に向って徐々に減少するように構成
されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
4. The ink jet head according to claim 1, wherein a cross-sectional area of the ink reservoir near a connecting portion between the ink reservoir and the ink chamber gradually decreases toward the connecting portion. Inkjet head.
【請求項5】請求項4記載のインクジェットヘッドにお
いて、 インク室へ連結される部分のインク溜の開口部の角度θ
が50°〜120°であることを特徴とするインクジェ
ットプリントヘッド。
5. The ink jet head according to claim 4, wherein the angle θ of the opening of the ink reservoir at a portion connected to the ink chamber.
Is 50 ° to 120 °.
【請求項6】請求項4記載のインクジェットヘッドにお
いて、 インク室へ連結される部分のインク溜の開口部の角度θ
を120°〜180°とし、かつインク溜とリストリク
タとの根元にRを付けたことを特徴とするインクジェッ
トヘッド。
6. An ink jet head according to claim 4, wherein the angle θ of the opening of the ink reservoir at a portion connected to the ink chamber.
Is 120 ° to 180 °, and R is provided at the base between the ink reservoir and the restrictor.
JP11473998A 1998-04-24 1998-04-24 Ink jet head Pending JPH11300953A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101198007B1 (en) * 2010-12-20 2012-11-05 삼성전기주식회사 Micro-ejector
JP2014058093A (en) * 2012-09-18 2014-04-03 Ricoh Co Ltd Inkjet head and image formation device

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