JPH1158739A - Ink jet recording head - Google Patents

Ink jet recording head

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JPH1158739A
JPH1158739A JP23651797A JP23651797A JPH1158739A JP H1158739 A JPH1158739 A JP H1158739A JP 23651797 A JP23651797 A JP 23651797A JP 23651797 A JP23651797 A JP 23651797A JP H1158739 A JPH1158739 A JP H1158739A
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JP
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recording head
jet recording
ink jet
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pressure generating
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Fujio Akaha
富士男 赤羽
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    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
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    • B41J2002/14419Manifold

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce an amount of a material for a fluid passage forming substrate forming an actuator unit and to form a reservoir having a sufficient compliance. SOLUTION: This recording head comprises an actuator unit 4 having a pressure generating chamber 7 pressurized by a piezoelectric vibrator 17, a connection plate 2 which hermetically fixates the actuator unit 4 and comprises a connection fluid passage 12 communicated to one end of the pressure generating chamber 7 and a communicating hole 10 that connects the other end of the pressure generating chamber 7 to a nozzle 9 and a head holder 1 which is formed as a frame supporting the connection plate 2 and comprises a passage hole connected thereto via the connection fluid passage 12. A reservoir 11 is so constituted that an opening face of the passage hole is sealed with a thin plate 21 which can be deformed by a pressure of ink which inversely flows from the pressure generating chamber 7.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術の分野】本発明は、圧電振動子の変
位によりノズル開口に連通する圧力発生室を加圧してノ
ズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式記
録ヘッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording head which pressurizes a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening by displacement of a piezoelectric vibrator to discharge ink droplets from the nozzle opening.

【0002】[0002]

【従来の技術】インクジェット式記録ヘッドは、外部の
インク供給手段に接続するリザーバと、圧電振動子によ
り加圧される圧力発生室と、圧力発生室に連通するノズ
ル開口を備え、圧電振動子の一方への変位により圧力発
生室を膨張させて、リザーバからのインクを圧力発生室
に流入させ、また圧電振動子の他方への変位により圧力
発生室を収縮させて圧力発生室のインクを加圧してノズ
ル開口からインク滴を吐出させるように構成されてい
る。
2. Description of the Related Art An ink jet recording head has a reservoir connected to an external ink supply means, a pressure generating chamber pressurized by a piezoelectric vibrator, and a nozzle opening communicating with the pressure generating chamber. The displacement of the piezoelectric generating element causes the pressure generating chamber to expand, causing ink from the reservoir to flow into the pressure generating chamber, and the displacement of the piezoelectric vibrator to the other causes the pressure generating chamber to contract, thereby pressurizing the ink in the pressure generating chamber. The ink droplets are ejected from the nozzle openings.

【0003】インク滴吐出のための圧力発生室の加圧時
には、圧力発生室のインクの一部がインク供給口を介し
てリザーバに逆流して、リザーバのインクの圧力が上昇
する。これにより、インク滴を吐出する必要が無い圧力
発生室の圧力が上昇し、これに連通するノズル開口から
インク滴が吐出するという現象、いわゆるクロストーク
が生じる。
At the time of pressurizing the pressure generating chamber for discharging ink droplets, a part of the ink in the pressure generating chamber flows back to the reservoir through the ink supply port, and the pressure of the ink in the reservoir increases. As a result, a phenomenon in which the pressure of the pressure generating chamber which does not need to discharge the ink droplets rises and the ink droplets are discharged from the nozzle opening communicating therewith, that is, a so-called crosstalk occurs.

【0004】このような問題を解消するため、リザーバ
には、これを構成する隔壁の一部をインクの圧力により
変形可能に構成して、圧力発生室から逆流したインクの
圧力を吸収するようコンプライアンスが付与されてい
る。
In order to solve such a problem, a part of the partition wall constituting the reservoir is formed so as to be deformable by the pressure of the ink, and the reservoir is compliant so as to absorb the pressure of the ink flowing backward from the pressure generating chamber. Is given.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高速印
刷や高密度印刷の要求を満たすために、圧力発生室の配
列密度を高めようとすると、シリコン単結晶基板の異方
性エッチングにより流路形成板を加工する必要があり、
特に圧力発生室などに比較して極めて大きな凹部や開口
により形成されるリザーバを一体で形成すると、一部に
極めて脆弱な領域が生じることになって、組み立て時に
おける流路形成基板のハンドリング性が低下して組み立
て作業が困難になるばかりでなく、高価なシリコン単結
晶基板の有効利用を妨げるという問題がある。本発明は
このような問題に鑑みてなされたものであって、その目
的とするところは流路形成基板にリザーバを必要とする
ことなく、しかも印刷の品質を確保できる十分なコンプ
ライアンスを備えたリザーバを構成することができるイ
ンクジェット式記録ヘッドを提供することである。
However, in order to satisfy the demand for high-speed printing and high-density printing, it is necessary to increase the arrangement density of the pressure generating chambers by anisotropic etching of the silicon single crystal substrate. Need to be processed,
In particular, if a reservoir formed by a concave portion or opening that is extremely large compared to the pressure generating chamber is formed integrally, an extremely fragile area will be generated in part, and the handling of the flow path forming substrate during assembly will be improved. In addition to the lowering, the assembling work becomes difficult, and there is a problem that the effective use of the expensive silicon single crystal substrate is hindered. The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a reservoir which does not require a reservoir for a flow path forming substrate and has sufficient compliance to ensure printing quality. It is an object of the present invention to provide an ink jet recording head which can be constituted as follows.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、圧力発生手段により圧力変
動を受ける圧力発生室を備えたアクチュエータユニット
と、該アクチュエータユニットを液密に固定するととも
に、前記圧力発生室の一端と連通する接続流路と、前記
圧力発生室の他端をノズル開口に接続する連通孔を備え
た接続板と、前記接続板を支持する枠体として構成さ
れ、かつ前記接続流路を介して接続する通孔を備えたホ
ルダとからなり、前記通孔の開口面を前記圧力発生室か
ら逆流するインクの圧力により弾性変形可能な薄板によ
り封止してリザーバを構成するようにした。
According to the present invention, there is provided an actuator unit having a pressure generating chamber which receives pressure fluctuations by a pressure generating means, and the actuator unit is fixed in a liquid-tight manner. A connection passage communicating with one end of the pressure generation chamber, a connection plate provided with a communication hole connecting the other end of the pressure generation chamber to a nozzle opening, and a frame supporting the connection plate, And a holder having a through-hole connected through the connection flow path, and sealing the opening surface of the through-hole with a thin plate elastically deformable by the pressure of the ink flowing backward from the pressure generating chamber to form a reservoir. To be configured.

【0007】[0007]

【作用】精密加工を必要とするアクチュエータユニット
とは別の部材にリザーバを形成しているため、リザーバ
分の材料を節減を可能とし、またさらにはリザーバをア
クチュエータのサイズ等に拘束されることなく、リザー
バとして十分な機能を奏するサイズで形成することが可
能となる。
[Function] Since the reservoir is formed in a member separate from the actuator unit which requires precision machining, the material for the reservoir can be saved, and the reservoir is not restricted by the size of the actuator. It can be formed in a size having a sufficient function as a reservoir.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】そこで以下に本発明の詳細を図示
した実施例に基づいて説明する。図1、図2は、本発明
の一実施例を示すものであって、ヘッドホルダ1は、後
述する接続板2の周縁を支持する枠部3と、アクチュエ
ータユニット4を収容する窓5とを備え、枠部3の一隅
に外部のインクタンクに接続するインク導入口形成部材
6を設けて構成されている。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of the present invention. FIGS. 1 and 2 show one embodiment of the present invention. A head holder 1 includes a frame 3 for supporting a peripheral edge of a connection plate 2 described later and a window 5 for accommodating an actuator unit 4. An ink introduction port forming member 6 connected to an external ink tank is provided at one corner of the frame 3.

【0009】接続板2は、圧力発生室7の一端側でノズ
ルプレート8のノズル開口9とを接続するノズル連通孔
10と、圧力発生室7の他端側で後述するリザーバ11
に接続する接続流路12とを備え、ヘッドホルダ1の露
出面側にノズルプレート8を固定され、また他面側にア
クチュエータユニット4が液密に固定されている。
The connecting plate 2 has a nozzle communication hole 10 connecting one end of the pressure generating chamber 7 to the nozzle opening 9 of the nozzle plate 8, and a reservoir 11 described later on the other end of the pressure generating chamber 7.
The nozzle plate 8 is fixed to the exposed surface side of the head holder 1, and the actuator unit 4 is liquid-tightly fixed to the other surface side.

【0010】接続流路12は、ノズルプレート8側を開
口部とし、アクチュエータユニット4の圧力発生室7の
接続口16とヘッドホルダ1の後述する通孔23とを結
ぶ幅を備えた凹部として構成され、また両端で連通する
ように開口溝12a、12bが形成されている。
The connection flow path 12 is formed as a recess having an opening on the nozzle plate 8 side and having a width connecting the connection port 16 of the pressure generating chamber 7 of the actuator unit 4 and a through hole 23 of the head holder 1 described later. Opening grooves 12a and 12b are formed to communicate at both ends.

【0011】アクチュエータユニット4は、図4に示し
たようにシリコン単結晶基板を異方性エッチングしてノ
ズル開口9の配列ピッチに一致して一端部近傍にインク
供給口13となる括れ部を有する通孔を形成した流路形
成基板14と、流路形成基板14の一方の面を後述する
圧電振動子17により弾性変形可能な弾性板15で封止
され、また他面の開口部を接続板2に液密に固定されて
圧力発生室7、インク供給口13、及び接続口16を構
成する。
The actuator unit 4 has, as shown in FIG. 4, a constricted portion serving as an ink supply port 13 near one end in accordance with the arrangement pitch of the nozzle openings 9 by anisotropically etching a silicon single crystal substrate. A flow path forming substrate 14 having a through hole and one surface of the flow path forming substrate 14 are sealed by an elastic plate 15 which can be elastically deformed by a piezoelectric vibrator 17 described later. 2, the pressure generating chamber 7, the ink supply port 13, and the connection port 16 are fixed in a liquid-tight manner.

【0012】接続口16は、図5に示したように接続流
路12の一方の開口溝12aと連通し、接続流路12の
他方の開口溝12bによりリザーバ11に連通されてい
る。
The connection port 16 communicates with one opening groove 12a of the connection flow path 12 as shown in FIG. 5, and communicates with the reservoir 11 through the other opening groove 12b of the connection flow path 12.

【0013】アクチュエータユニット4を構成する弾性
板15は、図6に示したように少なくとも表面が導電性
を有する材料により構成されていて、その表面には圧力
発生室7の形状に合わせて圧電振動子17と上電極18
が作り付けられている。
As shown in FIG. 6, at least the surface of the elastic plate 15 constituting the actuator unit 4 is made of a material having conductivity. Element 17 and upper electrode 18
Is built in.

【0014】そして圧電振動子17は、上電極18から
延長された接続端部18aをフレキシブルケーブル19
に接続され、外部駆動回路、及びトランスファーゲート
用半導体集積回路20からの駆動信号の供給を受けて、
弾性板15を印字信号に一致して変形させて圧力発生室
7の容積を膨張、収縮するように構成されている。
The piezoelectric vibrator 17 has a connection end 18 a extending from the upper electrode 18 and a flexible cable 19.
Connected to an external drive circuit and a drive signal supplied from the transfer gate semiconductor integrated circuit 20.
The elastic plate 15 is configured to be deformed in accordance with the print signal to expand and contract the volume of the pressure generating chamber 7.

【0015】一方、ヘッドホルダ1は、接続流路12側
に後述する薄板21が突出しない程度に一段低くなった
段差部22が形成されていて、この段差部22に接続流
路12の開口溝12bを包囲でき、かつリザーバ11と
しての容積を確保できる通孔23が穿設されている。
On the other hand, the head holder 1 is formed with a step 22 which is one step lower than the connecting channel 12 so that a thin plate 21 which will be described later does not protrude. A through hole 23 that can surround the space 12b and secure a volume as the reservoir 11 is provided.

【0016】通孔23は、その開口面を圧力発生室7か
ら逆流したインクの圧力で弾性変形可能な薄板21によ
り封止され、またインク導入口6aに連通されて外部か
らインクの供給を受けてリザーバ11として機能する。
The through hole 23 is sealed by a thin plate 21 which can be elastically deformed by the pressure of the ink flowing backward from the pressure generating chamber 7 at its opening surface, and communicates with the ink inlet 6a to receive supply of ink from outside. And functions as a reservoir 11.

【0017】薄板21は、面積が大きく厚さが薄い、つ
まり剛性が低いほどクロストロークの解消には有効であ
る。特に、剛性は板厚の3乗に比例するので、薄くする
ことで著しく剛性を下げられる。しかし、ヘッドのサイ
ズの問題、取り扱い性や部品強度等の問題から、薄板2
1のサイズは、圧力発生室7での発生圧力や圧力発生室
7の数などに応じて、必要最小な面積で最適な厚さに決
められる。
The thin plate 21 has a larger area and a smaller thickness, that is, the lower the rigidity, the more effective it is in eliminating cross stroke. In particular, since the rigidity is proportional to the cube of the plate thickness, the rigidity can be significantly reduced by reducing the thickness. However, due to the problem of the size of the head, the handleability and the strength of parts, etc., the thin plate 2
The size of 1 is determined to be an optimum thickness with a necessary minimum area according to the pressure generated in the pressure generating chamber 7 and the number of the pressure generating chambers 7.

【0018】例えば、毎秒約0.01g程度のインク滴
を吐出する能力を備えた記録ヘッドに対して、幅2mm、
長さ8mm、厚さ0.01mmのステンレス板を上記薄板2
1として用い、ヘッドホルダ1のリザーバ11の開口面
の周囲にエポキシ系接着剤で液密に固着されている。
For example, for a recording head capable of ejecting about 0.01 g of ink droplets per second, a width of 2 mm,
A stainless steel plate of 8 mm in length and 0.01 mm in thickness
1 and is liquid-tightly fixed with an epoxy-based adhesive around the opening surface of the reservoir 11 of the head holder 1.

【0019】このような薄板21を構成する材料には上
述のステンレスの他に、耐インク性に優れたニッケルの
薄板等がある。
As a material for forming such a thin plate 21, there is a thin nickel plate having excellent ink resistance, in addition to the above stainless steel.

【0020】この実施例において、印字信号に対応して
圧電振動子17に駆動信号を供給して圧電振動子17を
充電すると、圧電振動子17の変位により圧力発生室7
が膨張する。これにより、リザーバ11のインクが接続
流路12を経由してアクチュエータユニット4の接続口
16に流れ込み、さらにインク供給口13を通って圧力
発生室7に流入する。
In this embodiment, when a driving signal is supplied to the piezoelectric vibrator 17 in response to the print signal to charge the piezoelectric vibrator 17, the displacement of the piezoelectric vibrator 17 causes the pressure generating chamber 7 to move.
Expands. Thereby, the ink in the reservoir 11 flows into the connection port 16 of the actuator unit 4 via the connection flow path 12, and further flows into the pressure generating chamber 7 through the ink supply port 13.

【0021】この状態で所定時間の経過後に圧電振動子
17の充電電荷を放電させると、圧電振動子17が元の
状態に復帰し、圧力発生室7が収縮する。
When the charge of the piezoelectric vibrator 17 is discharged after a predetermined time has elapsed in this state, the piezoelectric vibrator 17 returns to the original state, and the pressure generating chamber 7 contracts.

【0022】これにより、圧力発生室7のインクは、加
圧されて一部が接続板2の連通孔10からノズル開口9
に流れ込み、ノズル開口9からインク滴として吐出し、
また一部が接続流路12を経由してリザーバ11に逆流
する。このインクの逆流によりリザーバ11の圧力が上
昇するが、リザーバ11を構成している弾性板21が弾
性変形して容積を拡大するため、圧力の上昇が可及的に
抑制されて他の圧力発生室7の圧力上昇が防止される。
As a result, the ink in the pressure generating chamber 7 is pressurized, and a part thereof flows from the communication hole 10 of the connecting plate 2 to the nozzle opening 9.
And ejected as ink droplets from the nozzle opening 9,
Further, a part thereof flows backward to the reservoir 11 via the connection flow path 12. The pressure of the reservoir 11 increases due to the backflow of the ink. However, since the elastic plate 21 constituting the reservoir 11 is elastically deformed to expand the volume, the increase in the pressure is suppressed as much as possible, and other pressure generation occurs. A pressure increase in the chamber 7 is prevented.

【0023】以下、このような工程を印字タイミングに
合わせて繰り返すことにより、クロストークを生じるこ
となく、所定のノズル開口9からインク滴を吐出する。
Hereinafter, by repeating such a process in accordance with the printing timing, ink droplets are ejected from predetermined nozzle openings 9 without causing crosstalk.

【0024】このように、精密加工を必要とするアクチ
ュエータユニットとは別の部材にリザーバを形成してい
るため、例えばアクチュエータユニットをシリコン単結
晶基板のように高価な材料により製作する場合には、リ
ザーバ分の材料を節減することができる。また同時に流
路形成基板に大きな通孔を形成することによる生じる脆
弱部が存在しないため、ハンドリング性が向上して組み
立て作業の機械化や簡素化を図ることができる。さらに
はリザーバをアクチュエータのサイズ等に拘束されるこ
となく、リザーバとして十分な機能を奏するサイズを確
保することができて、印字品質を向上することができ
る。
As described above, since the reservoir is formed in a member different from the actuator unit requiring precision machining, for example, when the actuator unit is manufactured from an expensive material such as a silicon single crystal substrate, The material for the reservoir can be saved. At the same time, since there is no fragile portion caused by forming a large through-hole in the flow path forming substrate, handling properties are improved, and mechanization and simplification of assembly work can be achieved. Further, the size of the reservoir can be ensured without being restricted by the size of the actuator or the like, so that a sufficient size of the reservoir can be obtained, and the printing quality can be improved.

【0025】なお、上述の実施例においては薄板21を
単一材料により構成しているが、図7(イ)に示したよ
うにそれぞれ厚さ約0.02mmのポリエチレンフィルム
21aとポリエチレンレテフタレートフィルム21bと
を積層した複合材料により構成することもできる。
Although the thin plate 21 is made of a single material in the above-described embodiment, as shown in FIG. 7A, a polyethylene film 21a and a polyethylene terephthalate film each having a thickness of about 0.02 mm are used. 21b.

【0026】この実施例によれば、金属に比べヤング率
が小さい樹脂フィルムで構成することで、リザーバ11
の開口面積を小さくでき、薄板21に或程度の厚みを持
たせつつリザーバ11としての十分に機能させることが
できる。
According to this embodiment, the reservoir 11 is made of a resin film having a smaller Young's modulus than metal.
Can be made small, and the thin plate 21 can function as the reservoir 11 sufficiently while having a certain thickness.

【0027】この薄板21は、ヘッドホルダ1にポリエ
チレンフィルム21aの面側を当接させて、加圧しつつ
熱溶着接合する。ポリエチレンフィルム21aは、接合
層として機能するばかりでなく、水分透過率も低いので
リザーバ11のインクが溶媒の蒸発を可及的に抑えて、
インクの増粘を防止することができる。
The thin plate 21 is bonded to the head holder 1 by heat welding while pressing the surface of the polyethylene film 21a against the head holder 1. The polyethylene film 21a not only functions as a bonding layer, but also has a low moisture permeability, so that the ink in the reservoir 11 suppresses evaporation of the solvent as much as possible.
It is possible to prevent the viscosity of the ink from increasing.

【0028】第2の材料であるポリエチレンテフタレー
トフィルム21bは、耐熱性に優れているため、熱溶着
時における薄板21の型崩れを防止して薄板21を正確
にリザーバ11に溶着することができ、また低ガス透過
性であるため、大気がリザーバ11内に侵入してインク
流路に気泡が発生するのを防止する。
Since the polyethylene terephthalate film 21b, which is the second material, is excellent in heat resistance, the thin plate 21 can be prevented from being out of shape at the time of heat welding, and the thin plate 21 can be accurately welded to the reservoir 11. In addition, the low gas permeability prevents the air from entering the reservoir 11 and generating bubbles in the ink flow path.

【0029】図7(ロ)は、熱溶着材としての厚さ約
0.01mmのポリエチレンフィルム21aと、遮気材と
して中間層を形成する厚さ約0.005mm程度のアルミ
箔21cと、型維持材としての厚さ約0.01mmのポリ
エチレンフタレート21bとを積層して構成したもので
ある。
FIG. 7 (b) shows a polyethylene film 21a having a thickness of about 0.01 mm as a heat welding material, an aluminum foil 21c having a thickness of about 0.005 mm forming an intermediate layer as an air shielding material, and a mold. It is formed by laminating polyethylene phthalate 21b having a thickness of about 0.01 mm as a maintenance material.

【0030】中間層であるアルミ箔21cは、高分子材
料に比べて格段に水分透過率及びガス透過率が小さいた
め、インク溶媒の揮発によるインクの増粘と、大気の透
過、侵入による流路内での気泡の発生を確実に防止する
ことができ、またポリエチレンフタレート21bがポリ
エチレンフィルム21aによるヘッドホルダ1への熱溶
着時に全体の型を維持する。
The aluminum foil 21c, which is the intermediate layer, has a significantly lower moisture permeability and gas permeability than the polymer material. It is possible to reliably prevent the generation of air bubbles in the inside, and the polyethylene phthalate 21b maintains the entire mold when the polyethylene film 21a is thermally welded to the head holder 1.

【0031】なお、上述の実施例のおいては熱溶着性材
料としてにポリエチレンを用いているが、ヘッドホルダ
1を構成する材料によりポリアミドやポリプロピレン等
の他の樹脂フィルムを使用することもできる。また、遮
気層を形成する金属もアルミニュームの他にニッケル等
を使用することができる。
In the above-described embodiment, polyethylene is used as the heat-weldable material, but other resin films such as polyamide and polypropylene may be used depending on the material of the head holder 1. Further, as the metal forming the air barrier layer, nickel or the like can be used in addition to aluminum.

【0032】また、上述の実施例においては、アクチュ
エータユニット4を流路形成基板14と弾性板15との
別体で構成しているが、図8に示したように、シリコン
単結晶基板30の一方の面に酸化シリコン膜31を形成
し、これを弾性板として機能するように圧力発生室7、
インク供給口13、及び接続口16を異方性エッチング
により形成し、さらに酸化シリコン膜31に導電性処理
を施して下電極32を形成してこの表面に造膜法により
圧電振動子33を作り付けて構成しても同様の作用を奏
する。
Further, in the above-described embodiment, the actuator unit 4 is constituted by the flow path forming substrate 14 and the elastic plate 15 separately, but as shown in FIG. A silicon oxide film 31 is formed on one surface, and the pressure generating chamber 7 is used to function as an elastic plate.
The ink supply port 13 and the connection port 16 are formed by anisotropic etching, and the silicon oxide film 31 is subjected to a conductive treatment to form a lower electrode 32, and a piezoelectric vibrator 33 is formed on the surface by a film forming method. The same operation is exerted even if the configuration is made.

【0033】また、上述の実施例においては圧力発生室
を圧電振動子の変位により加圧するものアクチュエータ
ユニットに例を採って説明したが、圧力発生室に発熱素
子を内蔵させ、インクを気化させて加圧する記録ヘッド
に適用しても同様の作用を奏する。
Further, in the above-described embodiment, an example has been described in which the pressure generating chamber is pressurized by the displacement of the piezoelectric vibrator. However, a heating element is built in the pressure generating chamber, and the ink is vaporized. The same effect can be obtained by applying the present invention to a pressurized recording head.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
圧力発生手段により圧力変動を受ける圧力発生室を備え
たアクチュエータユニットと、アクチュエータユニット
を液密に固定するとともに、圧力発生室の一端と連通す
る接続流路と、圧力発生室の他端をノズル開口に接続す
る連通孔を備えた接続板と、接続板を支持する枠体とし
て構成され、かつ接続流路を介して接続する通孔を備え
たホルダとからなり、通孔の開口面を圧力発生室から逆
流するインクの圧力により弾性変形可能な薄板により封
止してリザーバを構成したので、精密加工を必要とする
アクチュエータユニットの構成材料をリザーバ分だけ節
減ができ、かつ流路形成基板から脆弱な部分を無くして
ハンドリング性を向上して、材料費と組み立て作業の簡
素化により記録ヘッドのコストを引き下げることができ
る。
As described above, in the present invention,
An actuator unit having a pressure generation chamber that receives pressure fluctuations by the pressure generation means, a connection flow path that fixes the actuator unit in a liquid-tight manner and communicates with one end of the pressure generation chamber, and a nozzle opening at the other end of the pressure generation chamber A connection plate having a communication hole connected to the connection plate, and a holder configured as a frame supporting the connection plate and having a communication hole connected through a connection flow path, and generating pressure on the opening surface of the communication hole. The reservoir is constructed by sealing with a thin plate that can be elastically deformed by the pressure of the ink flowing backward from the chamber, so the material of the actuator unit that requires precision processing can be saved by the amount of the reservoir, and it is fragile from the flow path forming substrate By eliminating unnecessary parts, the handleability can be improved, and the cost of the recording head can be reduced by simplifying the material cost and the assembling work.

【0035】またリザーバをアクチュエータのサイズ等
に拘束されることなく、リザーバとして十分な機能を奏
するサイズを確保することができて、印字品質を向上す
ることができる。
Further, the size of the reservoir can be ensured without being restricted by the size of the actuator, etc., so that the size of the reservoir can be ensured, and the printing quality can be improved.

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

【図1】本発明のインクジェット式記録ヘッドの一実施
例を示す図である。
FIG. 1 is a view showing one embodiment of an ink jet recording head of the present invention.

【図2】同上インクジェット式記録ヘッドの1つの圧力
発生室での断面構造を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a cross-sectional structure in one pressure generating chamber of the ink jet recording head.

【図3】同上インクジェット式記録ヘッドの組立斜視図
である。
FIG. 3 is an assembled perspective view of the ink jet recording head.

【図4】流路形成基板の一実施例を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing one embodiment of a flow path forming substrate.

【図5】同上インクジェット式記録ヘッドの流路基板の
一実施例を、ノズル開口及び流路連通口との関係で示す
図である。
FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of a flow path substrate of the ink jet recording head in the relation with nozzle openings and flow path communication ports.

【図6】弾性板の表面に形成される圧電振動子の一実施
例を示す図である。
FIG. 6 is a view showing one embodiment of a piezoelectric vibrator formed on a surface of an elastic plate.

【図7】図(イ)、(ロ)は、それぞれリザーバ形成用
の薄板の他の実施例を示す断面図である。
FIGS. 7A and 7B are cross-sectional views each showing another embodiment of a thin plate for forming a reservoir.

【図8】本発明に使用可能なアクチュエータユニットの
他の実施例を示す図である。
FIG. 8 is a view showing another embodiment of an actuator unit usable in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ヘッドホルダ 2 接続板 3 枠部 4 アクチュエータユニット 5 窓 6 インク導入口形成部材 7 圧力発生室 8 ノズルプレート 9 ノズル開口 10 連通孔 11 リザーバ 12 接続流路 13 インク供給口 14 流路形成基板 15 弾性板 16 接続口 17 圧電振動子 19 フレキシブルケーブル 21 リザーバ形成用の薄板 23 リザーバ形成用の通孔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Head holder 2 Connection plate 3 Frame part 4 Actuator unit 5 Window 6 Ink introduction port formation member 7 Pressure generation chamber 8 Nozzle plate 9 Nozzle opening 10 Communication hole 11 Reservoir 12 Connection flow path 13 Ink supply port 14 Flow path formation board 15 Elasticity Plate 16 Connection port 17 Piezoelectric vibrator 19 Flexible cable 21 Thin plate for forming reservoir 23 Through hole for forming reservoir

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧力発生手段により圧力変動を受ける圧
力発生室を備えたアクチュエータユニットと、該アクチ
ュエータユニットを液密に固定するとともに、前記圧力
発生室の一端と連通する接続流路と、前記圧力発生室の
他端をノズル開口に接続する連通孔を備えた接続板と、 前記接続板を支持する枠体として構成され、かつ前記接
続流路を介して接続する通孔を備えたホルダとからな
り、 前記通孔の開口面を前記圧力発生室から逆流するインク
の圧力により弾性変形可能な薄板により封止してリザー
バを構成してなるインクジェット式記録ヘッド。
An actuator unit having a pressure generating chamber which receives pressure fluctuations by a pressure generating means; a connection flow passage which fixes the actuator unit in a liquid-tight manner and communicates with one end of the pressure generating chamber; A connection plate provided with a communication hole connecting the other end of the generation chamber to the nozzle opening; and a holder configured as a frame supporting the connection plate and having a communication hole connected through the connection flow path. An ink jet recording head comprising a reservoir in which an opening surface of the through hole is sealed with a thin plate which can be elastically deformed by a pressure of ink flowing backward from the pressure generating chamber.
【請求項2】 前記リザーバに連通させてインク導入部
材が前記ホルダに形成されている請求項1に記載のイン
クジェット式記録ヘッド。
2. The ink jet recording head according to claim 1, wherein an ink introduction member is formed in the holder so as to communicate with the reservoir.
【請求項3】 前記接続流路が、ノズル開口側が開口す
るように形成された凹部を、その開口面をノズルプレー
トにより封止して形成されている請求項1に記載のイン
クジェット式記録ヘッド。
3. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the connection flow path is formed by sealing a concave portion formed so that a nozzle opening side is opened with an opening surface thereof by a nozzle plate.
【請求項4】 前記凹部の両端に前記アクチュエータ側
に開口する細溝が形成されている請求項3に記載のイン
クジェット式記録ヘッド。
4. The ink jet recording head according to claim 3, wherein narrow grooves are formed at both ends of said concave portion, said grooves being open on said actuator side.
【請求項5】 前記薄板の接合面に段差部が形成されて
いる請求項1に記載のインクジェット式記録ヘッド。
5. The ink jet recording head according to claim 1, wherein a step portion is formed on a joining surface of the thin plate.
【請求項6】 前記アクチュエータユニットが、流路形
成基板と振動板とを接合し、振動板の表面に前記圧力発
生室の配列ピッチに合わせて圧電振動子を固定して構成
されている請求項1に記載のインクジェット式記録ヘッ
ド。
6. The actuator unit according to claim 1, wherein the flow path forming substrate and the vibration plate are joined, and a piezoelectric vibrator is fixed to a surface of the vibration plate in accordance with an arrangement pitch of the pressure generating chambers. 2. The ink jet recording head according to 1.
【請求項7】 前記流路形成基板がシリコン単結晶基板
の異方性エッチングにより構成されている請求項6に記
載のインクジェット式記録ヘッド。
7. The ink jet recording head according to claim 6, wherein the flow path forming substrate is formed by anisotropic etching of a silicon single crystal substrate.
【請求項8】 前記アクチュエータユニットが、酸化シ
リコンの薄膜を振動部材とするようにシリコン単結晶基
板の異方性エッチングにより構成されている請求項1に
記載のインクジェット式記録ヘッド。
8. The ink jet recording head according to claim 1, wherein said actuator unit is formed by anisotropic etching of a silicon single crystal substrate so that a thin film of silicon oxide is used as a vibration member.
【請求項9】 前記加圧手段が圧力発生室のインクを加
熱する発熱手段により構成されている請求項1に記載の
インクジェット式記録ヘッド。
9. The ink jet recording head according to claim 1, wherein said pressurizing means comprises a heat generating means for heating ink in the pressure generating chamber.
【請求項10】 前記薄板は、厚さ0.001mm乃至
0.1mm以下の不錆性金属板である請求項1に記載のイ
ンクジェット式記録ヘッド。
10. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the thin plate is a non-rusting metal plate having a thickness of 0.001 mm to 0.1 mm or less.
【請求項11】 前記薄板は異なる材質の樹脂層を積層
した、厚さ0.005mm乃至0.5mm以下の積層フィル
ムである請求項1に記載のインクジェット式記録ヘッ
ド。
11. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the thin plate is a laminated film having a thickness of 0.005 mm to 0.5 mm or less, in which resin layers of different materials are laminated.
【請求項12】 前記薄板は金属層と樹脂層を積層し
た、厚さ0.001mm乃至0.5mm以下の積層板である
請求項1に記載のインクジェット式記録ヘッド。
12. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the thin plate is a laminated plate having a thickness of 0.001 mm to 0.5 mm or less in which a metal layer and a resin layer are laminated.
【請求項13】 前記樹脂層の内、前記ホルダに対向す
る層が熱溶着可能な樹脂により構成されている請求項1
1、12に記載のインクジェット式記録ヘッド。
13. The resin layer, wherein a layer facing the holder is made of a heat-sealable resin.
13. The ink jet recording head according to items 1 and 12.
【請求項14】 前記樹脂層の内、1層が耐熱性樹脂に
より構成されている請求項11、12に記載のインクジ
ェット式記録ヘッド。
14. The ink jet recording head according to claim 11, wherein one of the resin layers is made of a heat resistant resin.
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