JPS5812765A - Ink jet head - Google Patents

Ink jet head

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JPS5812765A
JPS5812765A JP11032581A JP11032581A JPS5812765A JP S5812765 A JPS5812765 A JP S5812765A JP 11032581 A JP11032581 A JP 11032581A JP 11032581 A JP11032581 A JP 11032581A JP S5812765 A JPS5812765 A JP S5812765A
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JP
Japan
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ink
head
nozzle
substrate
tank
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Application number
JP11032581A
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Japanese (ja)
Inventor
Haruhiko Koto
小藤 治彦
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Seiko Epson Corp
Suwa Seikosha KK
Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Suwa Seikosha KK
Epson Corp
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Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp, Suwa Seikosha KK, Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP11032581A priority Critical patent/JPS5812765A/en
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Pending legal-status Critical Current

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    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • 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
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    • B41J2/1621Manufacturing processes
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    • B41J2/16Production of nozzles
    • B41J2/1621Manufacturing processes
    • B41J2/1623Manufacturing processes bonding and adhesion

Abstract

PURPOSE:To obtain an ink jet head consisting of lesser numbers of easily processable parts from a synthetic resin base with integrally molded head and tank and a flexible film closely bonded with the opening of the tank. CONSTITUTION:A pressure chamber 2 and supply chambers 4 and 5 are formed on the surface of an ink-proof plastic base plate 1 molded by injection molding method, and also a supply tube 6 through which ink is supplied from outside is formed. A conductive film is formed on the surface of a vibration plate made of a vibration plate made of the same material as the base plate 1 and a piezo- electric element 8 for electrode is attached to the surface of the vibration plate 7. The vibration plate 7, the base plate 1, and the piezo-electric element 8 are assembled by bonding them by a solvent or a dope cement or melting the surface of the base plate.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はインクジェット印刷装置に係わり、特に安価な
インクジェットヘッドの製造法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an inkjet printing apparatus, and particularly to a method of manufacturing an inexpensive inkjet head.

インクジェット印刷のうちインクオンデマンド型の印刷
はヘッドの構成が簡単で、マルチノズルが容易に得られ
るため注目されている。
Among inkjet printing, ink-on-demand printing is attracting attention because its head has a simple configuration and multiple nozzles can be easily obtained.

ヘッドの製造法としては従来から各種の提案がされてお
り、その一部は実用化されている。しかしながらそれ等
はいずれも製造コストが高くなったり、ヘッドの耐久性
がなかったりする欠点を持っていた。たとえば米国特許
4189734号明細書においてインクジェットヘッド
を感光性ガラスセラミックたとえばコーニング社のホト
セラムで製造することが述べられている。一般的に感光
性ガラスは製造工程における温度管理が難しいなどの理
由で非常に高価なものとなってし寸う。また完成時に感
光性ガラスは不透明となってし1いヘッドの基板と振動
板が完全に接着されたかを検査することが稚しい。
Various proposals have been made for head manufacturing methods, some of which have been put into practical use. However, all of them had drawbacks such as high manufacturing costs and poor durability of the head. For example, U.S. Pat. No. 4,189,734 describes making an inkjet head from a photosensitive glass ceramic, such as Corning's Photoceram. In general, photosensitive glass tends to be very expensive because it is difficult to control temperature during the manufacturing process. Furthermore, since the photosensitive glass becomes opaque upon completion, it is difficult to inspect whether the head substrate and diaphragm are completely bonded.

スエーデン特許564585号明細書(米国特許398
8745)においては各基板を重ね合わせ、その結合は
何本かのネジで締めつけることが述べられている。この
場合基板はプラスチック等のモールドによって作ること
ができるとしている。
Swedish Patent No. 564,585 (U.S. Pat. No. 398)
8745), it is stated that the respective substrates are stacked one on top of the other and the connection is tightened with several screws. In this case, the board can be made by molding plastic or the like.

このようにすれば基板自体は安価に作ることが可能であ
り、ネジ止めのコストもそれほど高いとはいえない。し
かしながら加圧室、ノズル等の流路を完全にシールする
ためには各々の基板の平面度を非常に良くする必」)し
がある。一般的にはモールドしたプラスチックではこの
[1的に合わない。特に多数のノズルを集積化したマル
チノズルヘッドは、共通の少数のネジによって、多くの
ノズルの固定を行なわ々ければならず、全ての流路を完
全にシールすることは難しい。また固定用ネジから離れ
た所の流路は、基板同志の押圧力が弱いため圧電素子の
変形に伴ない、となりあり流路が短絡するおそれがある
In this way, the board itself can be manufactured at low cost, and the cost of screwing it together is not that high. However, in order to completely seal the flow paths of the pressurized chamber, nozzle, etc., it is necessary to make each substrate extremely flat. In general, molded plastic does not fit this [1]. In particular, in a multi-nozzle head in which a large number of nozzles are integrated, many nozzles must be fixed using a small number of common screws, and it is difficult to completely seal all flow paths. In addition, since the pressing force between the substrates is weak in the flow path away from the fixing screw, there is a risk that the adjacent flow path may be short-circuited as the piezoelectric element deforms.

これ等の欠点を除くために、流路を形成する基板を接着
剤で接着することが考えられる。しかし接着剤が、微小
な断面積を持つノズルに流れこんでノズルを封止してし
まうことが多い。また流路壁に塗布された接着剤がイン
クの影響によりある時間経過後流路壁からはがれノズル
を閉そくする。
In order to eliminate these drawbacks, it is conceivable to bond the substrates forming the flow channels with an adhesive. However, the adhesive often flows into the nozzle, which has a small cross-sectional area, and seals the nozzle. Further, the adhesive applied to the channel wall peels off from the channel wall after a certain period of time due to the influence of the ink, blocking the nozzle.

ti他のヘッド製造法として管状のガラスの先端を細く
してノズルとし、管状の圧電、素子をガラスにかぶせる
ことでヘッドとする方法も実用化されている。しかしな
がらこの方法は圧電素子の製造コストが非常に高い。!
、た多数のノズルを高密度に集積することが寸法的にσ
il L < 、さらにノズルを増加するにつれてコス
トも高く1なってし壕う。
Another head manufacturing method has been put into practical use, in which the tip of a tubular glass is made thinner to form a nozzle, and a tubular piezoelectric element is placed over the glass to form a head. However, this method requires a very high production cost of the piezoelectric element. !
, the high density integration of a large number of nozzles reduces the
If il L <, the cost also increases as the number of nozzles increases.

以上述べたように、従来構案あるいは実用化されている
ヘッドは非常に高師であるが、安価に作ろうとすれば信
頼性が乏しいという欠点があった。
As mentioned above, the heads that have been conventionally designed or put into practical use are very sophisticated, but they have the disadvantage of being unreliable if they are to be made at low cost.

したがって本発明の目的はヘッド製造コストを低下させ
ることにある。
Therefore, an object of the present invention is to reduce head manufacturing costs.

本発明の他の目的は信頼性のあるヘッドを得ることにあ
る。
Another object of the invention is to obtain a reliable head.

以下実施例により本発明の説明をする。The present invention will be explained below with reference to Examples.

第1図は本発明の一実施例のインクジェットヘッドを示
す斜視図である。1はインクに対する耐蝕性を有する射
出成形プラスチックの基板で、その表面に、加圧室2.
ノズル3.供給路4.供給路5が形成され、外部からイ
ンクを供給する供給管6が形成されている。7は基板1
と同材質の振動板で表面に導電膜が形成されている。8
は圧電素子であり表面に電極が形成されている。9゜1
0はインクジェットヘッドを本体に取付けるための位置
決め孔および取付溝である。
FIG. 1 is a perspective view showing an inkjet head according to an embodiment of the present invention. 1 is an injection-molded plastic substrate having corrosion resistance against ink, and a pressure chamber 2.
Nozzle 3. Supply route 4. A supply path 5 is formed, and a supply pipe 6 for supplying ink from the outside is formed. 7 is board 1
The diaphragm is made of the same material and has a conductive film formed on its surface. 8
is a piezoelectric element with electrodes formed on its surface. 9゜1
0 is a positioning hole and a mounting groove for attaching the inkjet head to the main body.

以上の構成において、振動板7と基板1および圧電素子
8を溶剤またはドープセメントで接着し組立てる。一般
にインクジェットヘッドの組立に用いられるエポギシ系
等の接着剤にくらべて溶剤またはドープセメントは粘度
の低いものが使える。
In the above configuration, the diaphragm 7, the substrate 1, and the piezoelectric element 8 are bonded together using a solvent or doped cement. A solvent or dope cement that has a lower viscosity can be used than the epoxy-based adhesives that are generally used for assembling inkjet heads.

このため基板1または振動板7の表面にごく薄く高々数
μの厚さに塗布することができる。このため接着時にノ
ズルが接着剤で封止されることがおこりにくい。また基
板1捷たけ振動板7の表面に溶剤″!、たはドープセメ
ントを塗布後、しばらく放置し、溶剤をいくらか蒸発さ
せ72:後加圧接着することでノズルの封止けなおおこ
りにくくなる。
Therefore, it is possible to coat the surface of the substrate 1 or the diaphragm 7 very thinly, to a thickness of several microns at most. Therefore, the nozzle is less likely to be sealed with adhesive during adhesion. Also, after coating the surface of the substrate 1 and the diaphragm 7 with a solvent "!" or dope cement, leave it for a while to evaporate some of the solvent and then apply pressure bonding to prevent the sealing of the nozzle from forming. .

溶剤により基板1寸たけ振動板7の表面の薄い層はやわ
らかくなっているため、基板1と振動板7を重ね両面か
ら加圧すれば、ノズルを封止することなく、シかも原料
の基板1′!、たは振動板7の表面の多少の凹凸はうま
ってし1つ。したがって各流路のシールも完全に行なわ
れる。
The solvent has softened the thin layer on the surface of the diaphragm 7 by one inch of the substrate, so if the substrate 1 and the diaphragm 7 are stacked and pressurized from both sides, the material substrate 1 can be removed without sealing the nozzle. ′! , or the surface of the diaphragm 7 may have some unevenness. Therefore, each channel is completely sealed.

また接着後アニーリングし、溶剤を完全に蒸発させてし
まえば、流路壁には基板と同月質のブラ 5− メチレンしかなく、接着剤のようにインクの影響でハガ
レ、ノズルの目詰りをおこすということはない。甘だ基
板と振動板及び接着層は同一材質のため均等VC溶融し
あい基板と振動板がはがれることがない。
Furthermore, if annealing is performed after adhesion and the solvent is completely evaporated, there is only 5-methylene of the same substance as the substrate on the flow channel wall, which causes peeling and nozzle clogging due to the influence of ink, just like adhesive. That's not the case. Since the substrate, the diaphragm, and the adhesive layer are made of the same material, the VC melts evenly and the substrate and the diaphragm do not separate.

なお、具体的な実施例としては、基板および振動板をポ
リサルフオンまたはABSとし、トリクロルエチレン、
塩化メチレン等で溶融接着すればノズル封止のない確実
な接着が可能である。
In addition, as a specific example, the substrate and the diaphragm are made of polysulfon or ABS, and trichlorethylene,
If melt bonding is performed using methylene chloride or the like, reliable bonding without sealing the nozzle is possible.

なおABSの接着用溶剤としてはメチルエチルケトン(
Metyl ethyl ketone )、メチルイ
ソブチルケトン(Methyl−1sobutyl k
etone )なども使える。またポリメチルメタクリ
レ−)14はポリカーボネートをエチレンジクロライド
(Ethylθnθclichloridθ)により接
着することもできる。以上述べたポリサルフオン、AB
S、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネートのう
ち透明なグレードを選べば、接着後、接着部の状態が外
から目視で確認でき検査が容易にできる利点がある。ま
た内部のインクの状態も確認でき、目詰り、気泡= 6
− 混入などのトラブルに対し対策がとりやすい。
Methyl ethyl ketone (
Methyl ethyl ketone), Methyl isobutyl ketone
etone) etc. can also be used. Further, polymethyl methacrylate 14 can also be bonded to polycarbonate using ethylene dichloride (Ethyl θn θclichloride θ). The polysulfone mentioned above, AB
If a transparent grade is selected from among S, polymethyl methacrylate, and polycarbonate, there is an advantage that the condition of the bonded part can be visually confirmed from the outside after bonding, and inspection can be easily performed. You can also check the condition of the ink inside, and check for clogging and air bubbles = 6.
- It is easy to take measures against problems such as contamination.

なお透明なプラスチックとしては、ポリ塩化ビニル、ポ
リ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコ
ール、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン[1
体、エチレン酢酸ビニル共重合体等も使用可能である。
Transparent plastics include polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polystyrene, acrylonitrile-styrene [1
Polymers, ethylene vinyl acetate copolymers, etc. can also be used.

なおポリサル7オン、 A B fE 、ポリエーテル
サルフオン等の場合は表面にナツキをすれば、内部のイ
ンクの状態を確認することはできないが、インクの蒸発
、気体の侵入等を防11−する効果が高くなる。ti耐
熱性の高いポリサルフオン、ポリエーテルザルフオン、
ポリカーボネートでは蒸着やスパッタによる乾式メッキ
でインク蒸発、気体の侵入に対する防止効果を高くでき
る。
In the case of polysal 7on, A B fE, polyether sulfon, etc., if the surface is scratched, it will not be possible to check the condition of the ink inside, but it will prevent ink evaporation, gas intrusion, etc. The effect will be higher. tiHighly heat resistant polysulfon, polyethersulfon,
For polycarbonate, dry plating using vapor deposition or sputtering can increase the effectiveness of preventing ink evaporation and gas intrusion.

以上述べた比較的結晶性の低い熱可塑性樹脂類でできた
基板をそれに適した有機浴剤で融着することによりノズ
ルを封d−することなく完全なシールができる。
By fusing the substrate made of the above-mentioned thermoplastic resin with relatively low crystallinity with an organic bath agent suitable for the substrate, a complete seal can be achieved without sealing the nozzle.

特にポリサル7オン、AB’Sは安定な溶剤接着ができ
、−股木性インクのアルカリ性に対する耐食性にすぐね
1特に記録時の速乾性を高めるためにPH12,5程度
の強アルカリにしターインクに対しても問題なく使える
。またインク蒸発等に対してもメッキをすることで防I
Fできる。また透明グレードを使用すれば接着部の検査
が容易であるなど多くの利点を有し、インクジェットヘ
ッドとしては最適な合成樹脂といλ、る。
In particular, Polysal 7-on and AB'S have stable solvent adhesion, and have excellent corrosion resistance against alkaline inks.1Especially, in order to improve quick drying during recording, strong alkalis with a pH of about 12.5 are used to protect against tar inks. You can use it without any problem. Plating also protects against ink evaporation, etc.
F can do it. In addition, if transparent grade is used, it has many advantages such as easy inspection of bonded parts, making it the most suitable synthetic resin for inkjet heads.

第1図の実施例において、溶剤により基板表面を融かし
融着する例を述べたが、次に熱可塑性樹脂を熱により融
着する例を述べる。
In the embodiment shown in FIG. 1, an example was described in which the surfaces of the substrates were melted and fused using a solvent. Next, an example in which a thermoplastic resin is fused by heat will be described.

ABSの基板と振動板を治具にはさんで加圧し温度を熱
変形湯度付近にする。加圧力と温度を適当に選ぶことで
基板を殆んど変形することなく、必要部分だけを融着シ
ールすることができる。この方法によればノズルへの溶
剤の流れ込みはないのでノズル封止のない接着が可能で
ある。しかしながら、基板の平面度が要求されること、
温度と加圧力を微妙にコントロールしないと接着が不完
全か、あるいは基板が大きく変崩しノズルがつぶれてし
まうなどの問題がある。また加圧しておく時間もかなり
長時間必要であるという問題がある。
The ABS board and diaphragm are placed in a jig and pressurized to bring the temperature near the thermal deformation temperature. By appropriately selecting the pressure and temperature, it is possible to fusion-seal only the necessary portions without substantially deforming the substrate. According to this method, since no solvent flows into the nozzle, adhesion without sealing the nozzle is possible. However, the flatness of the substrate is required;
If the temperature and pressure are not carefully controlled, there will be problems such as incomplete adhesion, or the substrate will be severely deformed and the nozzle will be crushed. Further, there is a problem in that a considerable period of time is required for pressurization.

また熱融着の一種として超音波融着により基板の接着を
行々うことも考えられる。この場合には前述した非結晶
性プラスチック(Amorphous Re5in)の
他にアセタール(Acetal)sナイロン(Nylo
n)*ポリエステル(Polyθθter) 、ポリプ
ロピレン(Po1ypropylene )等の結晶性
プラスチック(Cry−stallinθRθθin)
  も用いることができる。しかしながら超音波融着は
ノズル断面積の大きなものには適用できるが、断面積の
小さなノズルは封止してし−まうことが多いという問題
がある。
It is also conceivable to adhere the substrates by ultrasonic fusion as a type of thermal fusion. In this case, in addition to the above-mentioned amorphous plastic (Amorphous Re5in), acetal s nylon (Nylo
n) *Crystalline plastics (Cry-stallinθRθθin) such as polyester (Polyθθter) and polypropylene (Polypropylene)
can also be used. However, although ultrasonic fusion can be applied to nozzles with a large cross-sectional area, there is a problem in that nozzles with a small cross-sectional area are often sealed.

以上の実施例でわかるように、本発明によれば基板の表
面を融かして接着するため、使用中に接着剤がはがれ、
ノズルの1請りをおこすことはない。またシールも完全
におこなわれる。
As can be seen from the above examples, according to the present invention, since the surface of the substrate is melted and bonded, the adhesive may peel off during use.
It does not cause any nozzle pressure. Also, the sealing is done perfectly.

また第1図の実施例でわかるように、ノズル3、供給路
4、供給路5などは一体的に基板1上に形成されるため
部品加工が容易で、部品点数も少なく組立時の微妙な位
置合せなどが不快である。
In addition, as can be seen in the embodiment shown in Fig. 1, the nozzle 3, supply path 4, supply path 5, etc. are integrally formed on the substrate 1, so parts processing is easy, and the number of parts is small, making it easy to handle delicate parts during assembly. Positioning is uncomfortable.

なお第1図の実施例においてはノズル数が1つ 9− の場合を示した。また供給路は4と5の2つがある例を
示した。これらのヘッド形状は本発明を限定するもので
はなく、たとえば第2図に示すようなヘッドに本発明を
適用することができる。第1図の例と同様供給路5、加
圧室2、ノズル3がそれぞれ複数配置されている。この
ように多くのノズルが配置されると、必然的に加圧室2
からノズル3までの距離が長くなり流路抵抗が増加する
In the embodiment shown in FIG. 1, the number of nozzles is one. Further, an example in which there are two supply paths 4 and 5 is shown. These head shapes do not limit the present invention, and the present invention can be applied to a head as shown in FIG. 2, for example. As in the example of FIG. 1, a plurality of supply channels 5, pressurizing chambers 2, and nozzles 3 are each arranged. When many nozzles are arranged in this way, it is inevitable that the pressure chamber 2
The distance from the nozzle 3 to the nozzle 3 becomes longer, and the flow path resistance increases.

したがってインクの射出が難しくなってくる。これを防
ぐにはノズル3がたとえば50μの深さの場合、加圧室
2、流路11等を200μ程度に深くすることが効果的
である。このように流路の深さを場所により異ならせて
、ヘッドの特性を上げるには、プラスチックの射出成形
は非常に適している。前述した感光性ガラスのエツチン
グでも流路の深さを変化させることが可能であるが製造
工程が増しコストが高くなる。プラスチックの射出成形
ではコストが上がることなく特性を上げることができる
。またタンクからのインク供給をうける供給部12を射
出成形で同時に成形することが一1〇− できる。
Therefore, it becomes difficult to eject ink. To prevent this, if the nozzle 3 has a depth of, for example, 50μ, it is effective to make the pressure chamber 2, flow path 11, etc. deep to about 200μ. In this way, plastic injection molding is very suitable for increasing the characteristics of the head by varying the depth of the flow path depending on the location. Although it is possible to change the depth of the flow path by etching the photosensitive glass described above, the manufacturing process increases and the cost increases. Plastic injection molding can improve properties without increasing costs. Furthermore, the supply section 12 that receives ink supply from the tank can be simultaneously molded by injection molding.

第3図に本発明を応用した他の実施例を示す。FIG. 3 shows another embodiment to which the present invention is applied.

第3図は第2図に示した流路を基板の両面に成形し12
ノズルX2=24ノズルとしたヘッドの断面を示す。(
a)図のように振動板7の厚さが薄い場合、印字中、イ
ンク12の一部はヘッドの前面にインク12′のごとく
たまる。その影響で射出されたインク滴13は内方に曲
がって飛ぶ。ぬれの程度によってインク滴13の飛行方
向が変化するため印字品質土好壕しくない。損11fj
叛7の厚さは、圧電素子等により最適な値があり余り厚
くすることができない。したがって(1))図のごとく
ヘッドの前面付近だけ振動板7′のごとく厚くすれば、
ノズル3付近のインク12′の状態はぬれの程度にかか
わらずノズル3に直角な面を形成し、インク滴13はノ
ズル3の方向に血汐1らずに飛行する。また(c)図の
ごとく基板1に溝部1′を設はインク12′がノズル3
を中心としてヘッド前面を対称にぬらしているようにす
ればインク滴13は曲がらずに゛飛ぶ。このようにプラ
スチックの射出成形の有利さを生かして基板や振動板の
形状を特殊な形としコストの上昇なしに特性を上げるこ
とができる。
Figure 3 shows that the flow channels shown in Figure 2 are formed on both sides of the substrate.
A cross section of a head with nozzles X2=24 nozzles is shown. (
a) When the thickness of the diaphragm 7 is thin as shown in the figure, a portion of the ink 12 accumulates on the front surface of the head as ink 12' during printing. Due to this influence, the ejected ink droplet 13 bends inward and flies. Since the flying direction of the ink droplets 13 changes depending on the degree of wetting, the print quality is not very good. Loss 11fj
The thickness of the shield 7 has an optimum value depending on the piezoelectric element, etc., and cannot be made too thick. Therefore, if (1)) the front side of the head is made thick like the diaphragm 7' as shown in the figure,
Regardless of the degree of wetting, the state of the ink 12' near the nozzle 3 forms a surface perpendicular to the nozzle 3, and the ink droplet 13 flies in the direction of the nozzle 3 without blood dripping. In addition, as shown in (c), a groove 1' is provided in the substrate 1 so that the ink 12' is connected to the nozzle 3.
If the front surface of the head is wetted symmetrically around the center, the ink droplets 13 will fly without being bent. In this way, by taking advantage of the advantages of plastic injection molding, the shapes of the substrate and diaphragm can be made into special shapes to improve characteristics without increasing costs.

第4図に本発明のインクジェットヘッドのプリンタへの
取付けを示す。
FIG. 4 shows how the inkjet head of the present invention is attached to a printer.

21け第1図の実施例で述べたインクジェットヘッド、
22は塩化ビニールのチューブ、25け塩化ビニリデン
、あるいけポリエチレンなどのインクタンク、24はイ
ンク、25はゴム、26はフレキシブル回路基板、27
は振動板電極、25は圧電素子電極、29は止めネジ、
3oは紙送りローラ、31は記録紙、32はキャリジ、
33は案内軸である。
The inkjet head described in the embodiment of Fig. 21,
22 is a tube made of vinyl chloride, 25 is an ink tank made of vinylidene chloride, or a type of polyethylene, 24 is ink, 25 is rubber, 26 is a flexible circuit board, 27
is a diaphragm electrode, 25 is a piezoelectric element electrode, 29 is a set screw,
3o is a paper feed roller, 31 is a recording paper, 32 is a carriage,
33 is a guide shaft.

以上の構成において、キャリジ32は案内軸33に沿っ
て、図示されていない  により第4図の紙面に垂直に
往復運動を行カう。往復運動に同期して紙送りローラ3
oにより、記録紙31は1ドツト分ずつ送られる。図示
されていない制御回路によりキャリジの位置に適した射
出信号がフレキシブル基板26を介して圧電素子電極2
8、振動板電極27に印加されてインクが射出され記録
紙31Vc記録される。このようにキャリジ32−と紙
送りローラ30の動きによりTVの走査線のようにイン
ク滴のドツトにより印字が行なわれる。
In the above configuration, the carriage 32 reciprocates along the guide shaft 33 perpendicular to the paper plane of FIG. 4 by means (not shown). Paper feed roller 3 synchronizes with the reciprocating motion.
o, the recording paper 31 is fed one dot at a time. A control circuit (not shown) sends an injection signal suitable for the position of the carriage to the piezoelectric element electrode 2 via the flexible substrate 26.
8. Ink is applied to the diaphragm electrode 27 and ink is ejected to record on the recording paper 31Vc. In this way, by the movement of the carriage 32- and the paper feed roller 30, printing is performed using ink droplets like a TV scanning line.

インク消費によりインクタンク23内のインクが終了し
た時には、止めネジ29をゆるめてヘッド21をインフ
タ/り23、チューブ22とともに新しいものと交換す
る。この方式によれば、インクタンクとヘッドとの結合
のために空気がインク内に混入することもなく、ノズル
がインク凝固によねつまっても容易に交換できる。もち
ろん止めネジのかわりに他のもつと谷易なバネによる固
定などの方法も考えられる。
When the ink in the ink tank 23 is used up due to ink consumption, the set screw 29 is loosened and the head 21 is replaced with a new one along with the inflator 23 and tube 22. According to this method, air is not mixed into the ink due to the connection between the ink tank and the head, and even if the nozzle becomes clogged due to ink coagulation, it can be easily replaced. Of course, instead of using a set screw, other methods such as fixing with a spring can also be considered.

第5図に本発明をさらに発展させた印字ヘッドの実施例
を示す。
FIG. 5 shows an embodiment of a print head that is a further development of the present invention.

基板51け加圧室2、ノズル3、供給路5が成形された
ヘッド部52とインクを収納するタンク部53からなり
、射出成形により一体的に成形される。54は多孔質プ
ラスチック環のフィルタで図のように基板51上に配置
する。55は真空成形した合成樹脂フィルム製のインク
袋で、インタ16− の蒸発、気体の侵入を防止するためエチレン酢酸ビニル
共重合体けん化物とポリエチレンの積層フィルムである
。基板51士にフィルタ54を配置し、板56を溶剤に
より接着する。さらにインク袋55をタンク部53に入
れ周囲を熱融着で封止する。さらに圧電素子8をヘッド
部52の底面に接着する。この例では基板51の方に圧
電素子8をはって賑動板としている。また圧電素子8は
加圧室2の各々に対し共通であり、電極57を各々の加
圧室に対応するように分割しである。インク注入孔58
からタンク部53内に・タンクを注入後注入孔58を熱
により浴融封止する。
It consists of a substrate 51, a head section 52 in which a pressurizing chamber 2, a nozzle 3, and a supply channel 5 are molded, and a tank section 53 that stores ink, and is integrally molded by injection molding. Reference numeral 54 denotes a porous plastic ring filter, which is placed on the substrate 51 as shown in the figure. 55 is an ink bag made of vacuum-formed synthetic resin film, which is a laminated film of saponified ethylene-vinyl acetate copolymer and polyethylene to prevent evaporation and gas intrusion into the ink bag 16-. A filter 54 is placed between the substrates 51, and a plate 56 is bonded with a solvent. Further, the ink bag 55 is placed in the tank portion 53 and the surrounding area is sealed by heat sealing. Furthermore, the piezoelectric element 8 is bonded to the bottom surface of the head portion 52. In this example, a piezoelectric element 8 is attached to the substrate 51 to serve as a lively plate. Further, the piezoelectric element 8 is common to each pressurizing chamber 2, and the electrode 57 is divided so as to correspond to each pressurizing chamber. Ink injection hole 58
After injecting the tank into the tank portion 53, the injection hole 58 is sealed by bath melting with heat.

第6図、第5図に示したヘッドの、印刷装置への取付け
の概略を示す。タンク部53に設けた切欠き61がキャ
リジ62に設けた凸部63にかみ合ってヘッドおよびタ
ンクの固定が行なわれる。
6 and 5 schematically show how the head shown in FIG. 5 is attached to a printing device. A notch 61 provided in the tank portion 53 engages with a protrusion 63 provided in the carriage 62, thereby fixing the head and the tank.

この時電極57および図示されていない共通電極がキャ
リジ62上に設けられた接続電極64に圧着され電気的
接続が行なわれる。第4図に示したと同様にキャリジは
軸33に沿って移動し印字が14− 行なわれた。第4図と毘なるのけノズルが4個あるため
、キャリジの移動ストロークが第4図の例にくらべ約只
となることである。
At this time, the electrode 57 and a common electrode (not shown) are crimped onto the connection electrode 64 provided on the carriage 62 to establish an electrical connection. The carriage was moved along axis 33 in the same manner as shown in FIG. 4, and printing was performed. As shown in FIG. 4, since there are four nozzles, the movement stroke of the carriage is only about the same as in the example of FIG.

なおタンク部53が剛体であるためヘッドおよびタンク
をキャリジに取付ける場合の取扱い性が良イ。また万一
ノズルが目へIiりした場合や、ヘッド内に空気が発生
した場合インク袋55を指で押せば回復できる。またイ
ンク袋55の形状を外側にふくらむようにしておき、イ
ンク消費にともないインク袋内に負圧が発生するように
しておけばどのような姿勢でもノズルからのインク流出
を防止できる。
Furthermore, since the tank portion 53 is a rigid body, it is easy to handle when attaching the head and tank to the carriage. Also, in the event that the nozzle hits your eye or air is generated within the head, you can recover by pressing the ink bag 55 with your finger. Further, if the shape of the ink bag 55 is made to bulge outward so that negative pressure is generated within the ink bag as ink is consumed, ink can be prevented from flowing out from the nozzle in any position.

第5図、第6図で示した実倫例ではヘッドとインクタン
クを一体的に引出成形で作るため、部品点数が少なくし
かも信頼性の高く、取扱いの容易なインクジェット印刷
装置ができる。
In the practical example shown in FIGS. 5 and 6, the head and ink tank are integrally made by pultrusion molding, so that an inkjet printing device with a small number of parts, high reliability, and easy handling can be obtained.

々お第5図の実施例で加圧室2、ノズル3等を基板51
の方に成形しているが、これらの流路を板56の方に成
形しても良い。またフィルタ54を別部品でなく射出成
形によりノズル等と同時に作っても良い。ま1辷インク
袋55のフィルムとしては塩化ビニリデン、アルミ蒸着
フィルム、アルミ箔ラミネートフィルムなども用いられ
る。しかしながらタンク内への空気の侵入を完全に防ぐ
ことは帷しい。そこでフィルタ54をインクに対するぬ
れ性の良いたとえばポリビニルホルマール等で作れば、
エアトラップとしての効果も持たせられ万一タンク内に
空気が侵入してもヘッド内への空気の流入を防止できる
。さらに第7図のようにフィルタ54′を長くしタンク
部53内にたらしておけば空気71がヘッドの供給部付
近に充満したとしてもフィルタ54′の毛細管力により
インクの補給ができる。
In the embodiment shown in FIG. 5, the pressurizing chamber 2, nozzle 3, etc. are connected to the substrate 51
Although these channels are molded toward the plate 56, they may also be molded toward the plate 56. Further, the filter 54 may be made by injection molding at the same time as the nozzle etc. instead of being a separate part. As the film for the one-length ink bag 55, vinylidene chloride, aluminum vapor-deposited film, aluminum foil laminated film, etc. can also be used. However, it is difficult to completely prevent air from entering the tank. Therefore, if the filter 54 is made of polyvinyl formal, etc., which has good wettability with ink,
It also has the effect of an air trap, and even if air enters the tank, it can prevent air from entering the head. Furthermore, if the filter 54' is lengthened and allowed to drip into the tank section 53 as shown in FIG. 7, even if air 71 fills the vicinity of the supply section of the head, ink can be replenished by the capillary force of the filter 54'.

なお圧電素子と振動板との接着はエポキシ系の接着剤を
用いることもできるし、合成樹脂であることを利用して
振動板の中に圧電素子を加熱うめ込することもできる。
Note that an epoxy adhesive can be used to bond the piezoelectric element and the diaphragm, or the piezoelectric element can be heated and embedded into the diaphragm by taking advantage of the fact that it is a synthetic resin.

また振動板上の導電膜は、メッキ、蒸着、スパッタ等で
作ることができる。また金属箔を接着することもできる
。また振動板上の導電膜を作らす第8図のように圧電素
子8の両面に導線61.82をハンダ付し撮動板7に接
着するなども考えられる。
Further, the conductive film on the diaphragm can be formed by plating, vapor deposition, sputtering, or the like. It is also possible to adhere metal foil. It is also conceivable to solder conductive wires 61 and 82 to both sides of the piezoelectric element 8 and adhere them to the imaging plate 7, as shown in FIG. 8, to form a conductive film on the diaphragm.

以上述べたように、本発明によれば接着剤を使わずに合
成樹脂の基板を融着するため、ノズル封止がなく、射出
成形したまiの基板の面粗さでも完全なシールが行なえ
る。また部品点数も非常に少く安価にできる。特に透明
なプラスチックを用いれば接着部の確認が容易にでき検
査工数の低減がはかれる。このようにヘッドの製造コス
トが低下するため、インクタンクと同時にヘッドを交換
することができる。2次的にインクタンクのみの交換の
場合のような空気のインク内への混入などの問題がなく
カリ信頼性を上げることができる。
As described above, according to the present invention, synthetic resin substrates are fused without using adhesives, so there is no nozzle sealing, and a complete seal can be achieved even if the surface of the injection-molded substrate is rough. Ru. Also, the number of parts is very small and the cost can be reduced. In particular, if transparent plastic is used, the bonded portion can be easily confirmed and the number of inspection steps can be reduced. Since the manufacturing cost of the head is reduced in this way, the head can be replaced at the same time as the ink tank. Secondly, there is no problem such as air getting mixed into the ink, which is the case when only the ink tank is replaced, and the reliability can be improved.

上記の実施例では射出成形により製造したインクジェッ
トヘッドを示したが 間面押加工などの方法で製造する
ことも可能である。
Although the above example shows an inkjet head manufactured by injection molding, it is also possible to manufacture it by a method such as surface pressing.

なお上記の実施例では振動板と基板と11同一の合成樹
脂を用いたが、ABB樹脂とA8樹脂のごとく極めて相
溶性の高い樹脂を基板および振動板17− として用いることができる。−!た一般的に合成樹脂の
 弾性係数は低いため、圧電素子の径方向の変位による
面に垂直な方向のたわみは少ない。これを改善するため
ガラス  人などの弾性係数の高いものを振動板(およ
び基板)につかりことも考えられる。また高分子圧電材
料を用い振動板、圧電素子を兼ねることも考えられる。
In the above embodiment, the same synthetic resin is used for the diaphragm and the substrate 11, but resins with extremely high compatibility such as ABB resin and A8 resin can be used for the substrate and the diaphragm 17-. -! Since the elastic modulus of synthetic resins is generally low, there is little deflection in the direction perpendicular to the plane due to radial displacement of the piezoelectric element. To improve this, it may be possible to use a material with a high elastic modulus, such as glass, for the diaphragm (and substrate). It is also conceivable to use a polymer piezoelectric material to serve as both a diaphragm and a piezoelectric element.

以上述べ定ように本発明によれば、引出成形により加圧
室、ノズル、供給路、供給管など全一体成形することで
部品点数が低減するとともに、金属ヘッドのようなイン
クによるサビなどの問題が発生せず、組立も容易となる
。さらにインクタンクのインク終了時やヘッドの故障時
にインクタンクとヘッドを同時に交換するようにすれば
、タンクとヘッドの結合時の空気のインク内への混入も
おこらす信頼性のある印字を行なうことができる。
As stated above, according to the present invention, the pressurizing chamber, nozzle, supply path, supply pipe, etc. are all integrally molded by pultrusion molding, thereby reducing the number of parts, and problems such as rust caused by ink on metal heads. It does not occur and assembly is easy. Furthermore, if the ink tank and head are replaced at the same time when the ink tank runs out of ink or the head malfunctions, reliable printing can be achieved without air getting mixed into the ink when the tank and head are connected. I can do it.

なお、本発明はインクオンデマンド型以外のインクジェ
ットヘッドにも適用できる。
Note that the present invention can also be applied to inkjet heads other than the ink-on-demand type.

以上述べたような多くの利点があり、各種プリンタ、ブ
ロック、ファクシミリ、複写機など多く18− の応用が考えられる。
It has many advantages as mentioned above, and many applications such as various printers, blocks, facsimile machines, copying machines, etc. can be considered.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発す1」の−実施例を示す斜視図、第2図は
本発明の他の実施例を示す平面図、第3図は第2図の実
施例のノズル付近の断面形状を示す図、第4図は第1図
に示し斤ヘッドのプリンタへの取付けを示す側面図、第
5図は本発明のさらに他の実施例を示す図、第6図Qゴ
第5図のヘッドのプリンタへの取付けを示す側断面図、
第7図は本発明の実施例を示す図、第8図は本発明にお
ける圧電素子の電極の取L11 f、の−例を示す図で
ある。 1・・・基板 2・・・加圧室 6・・・ノズル 5・
・・供給路 12・・・インク 21・・・ヘッド 2
5・・・インクタンク 52・・・ヘッド部 56・・
・タンク部55・・・インク袋 64・・・接続電極 
54・・・フィルタ 以   土 第3図 第6図 7/ 第7図 ) 第8図
Fig. 1 is a perspective view showing an embodiment of the invention, Fig. 2 is a plan view showing another embodiment of the invention, and Fig. 3 shows a cross-sectional shape near the nozzle of the embodiment shown in Fig. 2. 4 is a side view showing how the head shown in FIG. 1 is attached to the printer, FIG. 5 is a view showing still another embodiment of the present invention, and FIG. A side sectional view showing the installation of the
FIG. 7 is a diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a diagram showing an example of electrode arrangement L11f of a piezoelectric element in the present invention. 1... Substrate 2... Pressure chamber 6... Nozzle 5.
... Supply path 12 ... Ink 21 ... Head 2
5... Ink tank 52... Head section 56...
・Tank part 55... Ink bag 64... Connection electrode
54...filter Figure 3 Figure 6 7/ Figure 7) Figure 8

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 液体インクをノズルから肘用して記録媒体に記録を行が
ウィンクジエツト印刷装置において、ヘッド部とタンク
部を一体的に成形した合成樹脂製の基体と、前記タンク
部の開口部をおおって接着された可撓性フィルムとから
なることを特徴とするインクジェットヘッド。
In a winkjet printing device that records liquid ink from a nozzle onto a recording medium, a synthetic resin base body is formed by integrally molding a head part and a tank part, and the opening of the tank part is covered. An inkjet head comprising an adhesively bonded flexible film.
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JPS59146860A (en) * 1983-02-10 1984-08-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ink jet recording head
JPH02204052A (en) * 1989-02-03 1990-08-14 Canon Inc Ink jet head

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