JP2001179973A - Ink jet recording head - Google Patents
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- B41J2002/14241—Structure of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm having a cover around the piezoelectric thin film element
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- Ink Jet (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 リザーバ形成基板等の流路形成プレートの必
要を無くし、多ノズル化に適し、製造コストを削減でき
る構造のインクジェット式記録ヘッドを提供する。
【解決手段】 アクチュエータユニットの振動板40
を、圧力発生室32を形成したキャビティ形成基板30
上で圧力発生室32より長く延在させ、その振動板40
の圧力発生室32外の領域部分を貫いて前記圧力発生室
32に連通するインク供給口4を形成し、アクチュエー
タユニットの振動板40側に支持部材としてインク供給
部50を配置し、その流出口51をインク供給口4に連
通すると共に、インク供給タンク50に圧力発生室32
の圧力変動を吸収する薄肉部52を形成する。
(57) [Object] To provide an ink jet recording head having a structure which eliminates the need for a flow path forming plate such as a reservoir forming substrate, is suitable for increasing the number of nozzles, and can reduce the manufacturing cost. SOLUTION: A diaphragm 40 of an actuator unit is provided.
To the cavity forming substrate 30 in which the pressure generating chamber 32 is formed.
Above the pressure generating chamber 32, and the vibration plate 40
An ink supply port 4 communicating with the pressure generation chamber 32 is formed through a region outside the pressure generation chamber 32, and an ink supply section 50 is disposed as a support member on the vibration plate 40 side of the actuator unit. 51 is connected to the ink supply port 4, and the pressure generating chamber 32 is connected to the ink supply tank 50.
The thin portion 52 that absorbs the pressure fluctuation is formed.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電振動子等によ
り圧力発生室の容積を、振動板を介して変化させてノズ
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
ヘッドに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording head for ejecting ink droplets from nozzle openings by changing the volume of a pressure generating chamber via a vibrating plate using a piezoelectric vibrator or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のインクジェット式記録ヘッドとし
ては、例えば、図4に示すように、アクチュエータユニ
ット1と、流路ユニット2とから構成されている。アク
チュエータユニット1は、圧力発生室132を備えたキ
ャビティ形成基板130の片面側に第1の蓋材として振
動板140を配置し、その表面に圧電振動子3を固定
し、キャビティ形成基板130の他の片面側に第2の蓋
材として流路形成基板120を配置し、これに流路ユニ
ット2との接続流路である通孔121、122を形成し
た構成を有する。また、流路ユニット2は、インク供給
口形成基板90と、リザーバ形成基板80と、ノズルプ
レート110を順番に液密に積層して構成されている。2. Description of the Related Art A conventional ink jet recording head comprises, for example, an actuator unit 1 and a channel unit 2, as shown in FIG. In the actuator unit 1, a vibration plate 140 is disposed as a first lid member on one side of a cavity forming substrate 130 having a pressure generating chamber 132, and the piezoelectric vibrator 3 is fixed on the surface thereof. A flow path forming substrate 120 is disposed as a second lid member on one side of the substrate, and through holes 121 and 122 as connection flow paths with the flow path unit 2 are formed in the flow path forming substrate 120. The channel unit 2 is configured by sequentially laminating an ink supply port forming substrate 90, a reservoir forming substrate 80, and a nozzle plate 110 in a liquid-tight manner.
【0003】そして、圧電振動子3に駆動信号を印加し
て振動板140を例えば圧力発生室(キャビティ)13
2側に変形させると、圧力発生室132のインクが加圧
され、一部が流路形成基板120の通孔121、インク
供給口形成基板90の通孔92、及びリザーバ形成基板
80の通孔82を通って、ノズル開口111に流れ込
み、インク滴として吐出される。その後、圧力発生室1
32には、リザーバ形成基板80のリザーバ81よりイ
ンク供給口形成基板90のインク供給口91を経て、流
路形成基板120の通孔122よりインクが供給され
る。Then, a driving signal is applied to the piezoelectric vibrator 3 to cause the vibration plate 140 to be in, for example, the pressure generating chamber (cavity) 13.
When the ink is deformed to the second side, the ink in the pressure generating chamber 132 is pressurized, and a part of the through hole 121 of the flow path forming substrate 120, the through hole 92 of the ink supply port forming substrate 90, and the through hole of the reservoir forming substrate 80. Through the nozzle 82, the ink flows into the nozzle opening 111 and is ejected as an ink droplet. Then, the pressure generating chamber 1
32 is supplied with ink from the reservoir 81 of the reservoir forming substrate 80, through the ink supply port 91 of the ink supply port forming substrate 90, and from the through hole 122 of the flow path forming substrate 120.
【0004】この種のインクジェット式記録ヘッドは、
一般に、圧力発生室132の蓋材を構成している振動板
140の一部領域に圧電振動子3を貼着し、圧電振動子
3のたわみ変位により圧力発生室132の容積を変化さ
せてインク滴を発生させるものであり、圧力発生室13
2の広い面積を変位させることが可能なため、インク滴
を安定して発生させることができるという特徴を備えて
いる。[0004] This type of ink jet recording head is
In general, the piezoelectric vibrator 3 is adhered to a partial area of the vibration plate 140 constituting a cover member of the pressure generating chamber 132, and the volume of the pressure generating chamber 132 is changed by bending displacement of the piezoelectric vibrator 3 to form an ink. The pressure generating chamber 13 generates droplets.
2 is capable of displacing a large area, so that ink droplets can be stably generated.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
インクジェット式記録ヘッドは、アクチュエータユニッ
ト1に流路ユニット2を積層すること、即ちリザーバ形
成基板80やインク供給口形成基板90といった流路形
成プレートを積層して用いることを基本構成としている
ため、部品点数が多く、構造的な簡素化が望まれてい
る。However, in the conventional ink jet recording head, the channel unit 2 is laminated on the actuator unit 1, that is, the channel forming plate such as the reservoir forming substrate 80 and the ink supply port forming substrate 90 is formed. Since the basic configuration is to use the components in a stacked configuration, the number of components is large, and structural simplification is desired.
【0006】また、画質の向上及び高速化を図るために
多ノズル化が望まれているが、この多ノズル化を図る場
合、記録ヘッドやリザーバ毎にばらつきが生じ易く、イ
ンク滴の吐出特性を均一にすることが困難であった。Further, it is desired to increase the number of nozzles in order to improve the image quality and increase the speed. However, in the case of increasing the number of nozzles, variations are likely to occur between recording heads and reservoirs, and the ejection characteristics of ink droplets are reduced. It was difficult to make it uniform.
【0007】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、上記リザーバ形成基板やインク供給口形成基板とい
った流路形成プレートの必要を無くし、多ノズル化に適
し、製造コストを大幅に削減することができるインクジ
ェット式記録ヘッドを提供しようとするものである。Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, eliminate the need for the flow path forming plate such as the reservoir forming substrate and the ink supply port forming substrate, is suitable for increasing the number of nozzles, and greatly reduce the manufacturing cost. It is an object of the present invention to provide an ink jet recording head capable of performing the above-described operations.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために提案されたものであり、請求項1に記載のも
のは、圧力発生手段により圧力発生室の容積を、振動板
を介して変化させてノズル開口からインク滴を吐出させ
るアクチュエータユニットを有するインクジェット式記
録ヘッドにおいて、前記アクチュエータユニットの振動
板側にインク供給部を配置し、前記アクチュエータユニ
ットの振動板を、複数の圧力発生室が形成されたキャビ
ティ形成基板上で各圧力発生室よりも外方へ延在させ、
この振動板の複数の圧力発生室外の領域部分を各圧力発
生室に対応するごとに貫いて各圧力発生室に連通するイ
ンク供給口を形成し、このインク供給口を前記インク供
給部に連通したことを特徴とするインクジェット式記録
ヘッドである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed to achieve the above object. According to the first aspect of the present invention, the volume of a pressure generating chamber is increased by a pressure generating means via a diaphragm. In an ink jet recording head having an actuator unit that ejects ink droplets from nozzle openings by changing the ink supply unit on the diaphragm side of the actuator unit, the diaphragm of the actuator unit is provided with a plurality of pressure generating chambers. On the cavity forming substrate on which is formed, extending outside each pressure generating chamber,
An ink supply port communicating with each pressure generation chamber was formed by penetrating the area outside the plurality of pressure generation chambers of the vibration plate for each pressure generation chamber, and the ink supply port was communicated with the ink supply section. An ink jet recording head characterized in that:
【0009】なお、アクチュエータユニットの振動板側
とは、圧力発生室を挟んでノズルプレート側とは反対側
であり、振動板に設けた圧力発生手段の背面側である。The diaphragm side of the actuator unit is the side opposite to the nozzle plate side across the pressure generating chamber, and is the back side of the pressure generating means provided on the diaphragm.
【0010】請求項2に記載のものは、前記インク供給
部がアクチュエーターユニットの圧力発生手段を密閉す
る状態で形成されていることを特徴とする請求項1に記
載のインクジェット式記録ヘッドである。According to a second aspect of the present invention, there is provided an ink jet recording head according to the first aspect, wherein the ink supply section is formed so as to seal the pressure generating means of the actuator unit.
【0011】請求項3に記載のものは、前記インク供給
部がインク供給タンクから成ることを特徴とする請求項
1または2に記載のインクジェット式記録ヘッドであ
る。According to a third aspect of the present invention, there is provided the ink jet recording head according to the first or second aspect, wherein the ink supply section comprises an ink supply tank.
【0012】請求項4に記載のものは、前記インク供給
部に圧力発生室の圧力変動を吸収する薄肉部を形成した
ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のイ
ンクジェット式記録ヘッドである。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an ink-jet recording apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein a thin-walled portion is formed in the ink supply section to absorb pressure fluctuations in the pressure generating chamber. Head.
【0013】請求項5に記載のものは、前記インク供給
部のインク流出口と前記アクチュエータユニットの振動
板の前記インク供給口とを直接接合すると共に、支持部
材としてのインク供給部により、振動板を介して、圧力
発生室の隔壁を固定したことを特徴とする請求項1から
4に記載のインクジェット式記録ヘッドである。According to a fifth aspect of the present invention, the ink outlet of the ink supply section is directly joined to the ink supply port of the vibration plate of the actuator unit, and the vibration plate is provided by the ink supply section as a support member. 5. The ink jet recording head according to claim 1, wherein a partition wall of the pressure generating chamber is fixed via the intermediary of the ink jet recording head.
【0014】請求項6に記載のものは、前記圧力発生室
に連通するインク供給口が、振動板に形成した微細供給
口と、前記キャビティ形成基板と同一基板上に形成した
インク供給用通孔とから構成されていることを特徴とす
る請求項1から5のいずれかに記載のインクジェット式
記録ヘッドである。According to a sixth aspect of the present invention, the ink supply port communicating with the pressure generating chamber has a fine supply port formed in the diaphragm and an ink supply hole formed on the same substrate as the cavity forming substrate. The inkjet recording head according to any one of claims 1 to 5, comprising:
【0015】請求項7に記載のものは、圧力発生室とし
てのキャビティを備えたキャビティ形成基板と、このキ
ャビティ形成基板の片面側に第1の蓋材として配置され
た振動板と、前記キャビティ形成基板の他の片面側に第
2の蓋材として配置された流路形成基板と、流路形成基
板の他面側に配置されたノズルプレートとを順番に液密
に積層し、前記振動板の前記圧力発生室に対応する表面
に圧力発生手段として振動子を固定し、前記振動子の存
在しない領域において、前記キャビティ形成基板にイン
ク供給用通孔を形成し、前記流路形成基板に、前記イン
ク供給用通孔から前記圧力発生室への連通孔と、前記圧
力発生室を前記ノズルプレートのノズル開口に連通させ
る通孔とを設け、前記振動板をキャビティ形成基板のイ
ンク供給用通孔を被うように延在させ、この振動板に前
記インク供給用通孔の領域内で微細供給口を形成し、前
記微細供給口にインク供給タンクの流出口を連通させた
ことを特徴とするインクジェット式記録ヘッドである。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a cavity forming substrate having a cavity as a pressure generating chamber, a vibration plate arranged as a first lid member on one side of the cavity forming substrate, A flow path forming substrate arranged as a second lid material on the other surface side of the substrate and a nozzle plate arranged on the other surface side of the flow path forming substrate are sequentially liquid-tightly laminated, and the vibration plate A vibrator is fixed as a pressure generating means on a surface corresponding to the pressure generating chamber, and in a region where the vibrator does not exist, an ink supply hole is formed in the cavity forming substrate, and the flow path forming substrate has A communication hole from the ink supply through hole to the pressure generating chamber, and a through hole communicating the pressure generation chamber with the nozzle opening of the nozzle plate are provided, and the vibration plate is provided with an ink supply through hole of the cavity forming substrate. An ink supply type tank, wherein a fine supply port is formed in the diaphragm in the area of the ink supply through-hole, and an outlet of an ink supply tank communicates with the fine supply port. It is a recording head.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1は、本発明に係る記録ヘッドの
アクチュエータユニットの圧力発生室近傍の構造を示す
断面図であり、図2は、本発明の記録ヘッドの全体を、
接着層を省略して示す組み立て斜視図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structure near a pressure generating chamber of an actuator unit of a recording head according to the present invention, and FIG.
It is an assembly perspective view shown omitting an adhesive layer.
【0017】アクチュエータユニット1は、圧力発生室
32としてのキャビティを備えたキャビティ形成基板3
0と、このキャビティ形成基板30の片面側に第1の蓋
材として配置された振動板40と、上記キャビティ形成
基板30の他の片面側に第2の蓋材として配置された流
路形成基板20と、この流路形成基板20の他面側に配
置されたノズルプレート10とを順番に液密に積層した
構成を有する。The actuator unit 1 includes a cavity forming substrate 3 having a cavity as a pressure generating chamber 32.
0, a diaphragm 40 disposed on one side of the cavity forming substrate 30 as a first lid member, and a flow path forming substrate disposed as a second lid member on the other side of the cavity forming substrate 30 20 and the nozzle plate 10 arranged on the other surface side of the flow path forming substrate 20 are sequentially laminated in a liquid-tight manner.
【0018】振動板40は、厚さ10μm程度のジルコ
ニアの薄板からなり、圧力発生室32に対応する表面に
は圧力発生手段として、駆動電極3a、圧電体3b及び
共通電極3cから成る圧電振動子(PZT)3が固定さ
れている。The vibrating plate 40 is made of a thin plate of zirconia having a thickness of about 10 μm, and a piezoelectric vibrator comprising a driving electrode 3a, a piezoelectric body 3b and a common electrode 3c as a pressure generating means on a surface corresponding to the pressure generating chamber 32. (PZT) 3 is fixed.
【0019】キャビティ形成基板30は、圧力発生室3
2となる複数の貫通孔を備えた例えば厚さ150μm程
度のジルコニアからなり、この圧力発生室32の設けら
れている同じキャビティ形成基板30の上記圧電振動子
3が存在しない領域においてインク供給用通孔31が各
圧力発生室32に対応して形成されている。The cavity forming substrate 30 includes the pressure generating chamber 3
2 is formed of zirconia having a thickness of, for example, about 150 μm and having a plurality of through-holes, and in a region where the piezoelectric vibrator 3 does not exist in the same cavity forming substrate 30 in which the pressure generating chamber 32 is provided. Holes 31 are formed corresponding to the respective pressure generating chambers 32.
【0020】流路形成基板20には、上記インク供給用
通孔31から上記圧力発生室32への連通孔22と、上
記圧力発生室32を上記ノズルプレート10のノズル開
口11に連通させる通孔21とが各圧力発生室32に対
応する毎に設けられている。ノズル開口11を有するノ
ズルプレート10はステンレス等の金属板製であり、上
記流路形成基板20に接着層60を介して貼り合わせら
れている。The flow path forming substrate 20 has a communication hole 22 from the ink supply hole 31 to the pressure generating chamber 32, and a communication hole connecting the pressure generating chamber 32 to the nozzle opening 11 of the nozzle plate 10. 21 are provided for each of the pressure generating chambers 32. The nozzle plate 10 having the nozzle openings 11 is made of a metal plate such as stainless steel, and is bonded to the flow path forming substrate 20 via an adhesive layer 60.
【0021】上記振動板40は、キャビティ形成基板3
0の各圧力発生室32を被うだけでなく、更に圧力発生
室32の長手方向両側に、この実施形態ではキャビティ
形成基板30と同じ大きさまで一杯に延在されている。
この振動板40の延在部分のうち、一方の延在部分は、
圧力発生室32からインク供給用通孔31を被うように
延在されており、その振動板40の延在部分に、上記イ
ンク供給用通孔31の領域内で微細供給口41が形成さ
れている。この振動板40に形成した微細供給口41
は、キャビティ形成基板30に形成したインク供給用通
孔31と共に、インク供給口4を形成する。この微細供
給口41は、圧力発生室の減衰特性(具体的には、イン
ク供給口4のレジスタンス)を決定づけるものであり、
振動板40に形成することで所定穴径の形成精度を確保
し、穴径のバラツキを究極的に少なく抑えることが可能
である。The vibration plate 40 is provided on the cavity forming substrate 3.
In addition to covering each of the pressure generation chambers 32, the pressure generation chambers 32 extend to both sides in the longitudinal direction of the pressure generation chamber 32 to the same size as the cavity forming substrate 30 in this embodiment.
One of the extending portions of the diaphragm 40 is
A fine supply port 41 is formed to extend from the pressure generating chamber 32 so as to cover the ink supply through-hole 31, and the extension portion of the vibration plate 40 is formed in the area of the ink supply through-hole 31. ing. The fine supply port 41 formed in the diaphragm 40
Forms the ink supply port 4 together with the ink supply holes 31 formed in the cavity forming substrate 30. The fine supply port 41 determines the attenuation characteristic of the pressure generating chamber (specifically, the resistance of the ink supply port 4).
By forming the diaphragm 40 on the diaphragm 40, it is possible to secure the accuracy of forming a predetermined hole diameter and to minimize the variation in the hole diameter.
【0022】そして、このように形成したアクチュエー
タユニットの振動板40側には、支持部材を兼ねるイン
ク供給部としてのインク供給タンク(バッファタンク)
50が配置されており、その底面から突出された流出口
51が、上記微細供給口41を備えるインク供給口4に
直接に接合されて連通されている。An ink supply tank (buffer tank) as an ink supply unit also serving as a support member is provided on the vibration plate 40 side of the actuator unit thus formed.
An ink outlet 50 protruding from the bottom surface is directly connected to and communicated with the ink supply port 4 having the fine supply port 41.
【0023】即ち、従来は、図4に示すように、インク
供給口形成基板90を設けてそこにインク供給口92を
形成していたが、本発明では振動板40の圧力発生室3
2外の領域部分を貫いて圧力発生室32に連通するイン
ク供給口4を各圧力発生室32に対応する毎に形成する
点で従来と異なる。That is, conventionally, as shown in FIG. 4, an ink supply port forming substrate 90 is provided and an ink supply port 92 is formed therein. However, in the present invention, the pressure generating chamber 3 of the diaphragm 40 is provided.
This is different from the related art in that an ink supply port 4 that communicates with the pressure generating chambers 32 through the outer region 2 is formed for each of the pressure generating chambers 32.
【0024】上記振動板40の延在部分のうち、圧力発
生室32を挟んで反対側の部分には、インク供給タンク
50の脚部53が位置されており、この脚部53が、上
記圧力発生室32の隔壁34上の振動板40の部分とを
接合している。即ち、圧力発生室32の両側の隔壁3
3、34の部分は、これに振動板40を介して対接する
インク供給タンク50の流出口51とインク供給タンク
50の脚部53により強固に固定されている。なお、圧
電振動子3は、このインク供給タンク50の流出口51
と脚部53との間の凹部54内に密閉された状態で設け
られている。従って、この圧電振動子3に対して、イン
ク供給タンク50は絶縁性の密閉カバーとして作用す
る。この様に、圧電振動子3をインク供給タンク50に
より密閉すると、圧電振動子3の結露を防止することが
できるとともに、異物の混入も防止することができる。The leg 53 of the ink supply tank 50 is located on the opposite side of the extending portion of the vibration plate 40 across the pressure generating chamber 32, and the leg 53 is The portion of the vibration plate 40 on the partition wall 34 of the generation chamber 32 is joined. That is, the partition walls 3 on both sides of the pressure generating chamber 32
The portions 3 and 34 are firmly fixed by the outlet 51 of the ink supply tank 50 and the leg 53 of the ink supply tank 50 which are in contact with the portion via the vibration plate 40. The piezoelectric vibrator 3 is connected to an outlet 51 of the ink supply tank 50.
It is provided in the recessed portion 54 between the base and the leg 53 in a sealed state. Therefore, the ink supply tank 50 acts as an insulating sealing cover for the piezoelectric vibrator 3. When the piezoelectric vibrator 3 is sealed by the ink supply tank 50 in this way, it is possible to prevent dew condensation on the piezoelectric vibrator 3 and to prevent foreign matter from entering.
【0025】更に、振動板40の延在部分のうち、脚部
53より外側の部分にフレキシブルケーブル支持部材7
0が当接されて、駆動電極3a、共通電極3cに導通さ
れている。このように振動板40を介して、圧力発生室
32の隔壁33、34を支持部材(インク供給タンク5
0)で固定することで、振動板40の機械的変形、振動
の影響を改善することができる。Further, of the extending portion of the diaphragm 40, the flexible cable supporting member 7
0 is in contact therewith and is electrically connected to the drive electrode 3a and the common electrode 3c. As described above, the partition walls 33 and 34 of the pressure generating chamber 32 are supported by the support member (the ink supply tank 5) via the vibration plate 40.
By fixing at 0), the influence of mechanical deformation and vibration of the diaphragm 40 can be improved.
【0026】上記インク供給タンク50の一部、この実
施の形態では側壁の一部に、薄肉部52を形成し、この
薄肉部52が外側に変形することにより圧力発生室32
からインクが逆流した際の圧力上昇を緩和し、また、内
側に戻ることにより圧力発生室32へのインク供給を迅
速に行なえるように構成してある。A thin portion 52 is formed in a part of the ink supply tank 50, in this embodiment, a part of the side wall, and the thin portion 52 is deformed outward, so that the pressure generating chamber 32 is formed.
The configuration is such that the pressure rise when the ink flows backward from the nozzle is reduced, and the ink is supplied to the pressure generating chamber 32 quickly by returning to the inside.
【0027】すなわち、本実施形態に係る記録ヘッド
は、駆動信号により圧力発生室32が加圧されると、圧
力発生室32のインクの一部がノズル開口11からイン
ク滴として吐出するとともに、一部のインクがインク供
給口4を介してインク供給部たるインク供給タンク50
に逆流する。このインクの逆流は、インク供給部の圧力
を変動させ、インク供給口4を介してインク供給部4と
連通している他の圧力発生室32のインクの圧力を変動
させ、インク滴吐出特性に悪影響を与える傾向にある
が、本実施形態では、インク供給部たるインク供給タン
ク50の側壁の一部に、インクの圧力により変動可能な
薄肉部52を設け、圧力変動を薄肉部52の変形により
インク供給部の圧力変動を吸収させることにより解消す
ることができる。その結果として、インク供給部の圧力
変動に起因するクロストークを防止することができ、ま
た、薄肉部52が内側に変形することにより圧力発生室
32にインクを円滑且つ迅速に供給する。このように、
薄肉部52によって各圧力発生室からの圧力変動が吸収
されるので、特に多ノズル型、長尺型のノズルに最適な
ものとなる。That is, in the recording head according to the present embodiment, when the pressure generating chamber 32 is pressurized by the drive signal, a part of the ink in the pressure generating chamber 32 is ejected from the nozzle openings 11 as ink droplets. Ink supply tank 50 serving as an ink supply unit through the ink supply port 4
Backflow to This backflow of ink fluctuates the pressure of the ink supply unit, fluctuates the pressure of the ink in the other pressure generating chambers 32 communicating with the ink supply unit 4 via the ink supply port 4, and changes the ink droplet ejection characteristics. In this embodiment, a thin portion 52 that can be changed by the pressure of the ink is provided on a part of the side wall of the ink supply tank 50 as an ink supply portion. The problem can be solved by absorbing the pressure fluctuation of the ink supply unit. As a result, it is possible to prevent crosstalk due to the pressure fluctuation of the ink supply unit, and to supply the ink to the pressure generation chamber 32 smoothly and promptly by deforming the thin portion 52 inward. in this way,
Since the pressure fluctuation from each pressure generating chamber is absorbed by the thin portion 52, it is particularly suitable for a multi-nozzle type and a long type nozzle.
【0028】上記実施形態では、インク供給部として1
つのタンク室を持つインク供給タンク50を設けた例に
ついて説明したが、インク供給部の形態はこれに限られ
るものではなく、例えば図3に示すように、インク供給
タンク50の中を、複数のインク室55a、55b、5
5cに、圧力発生室32の配列方向に区分して、それぞ
れにインク色を割り当てることもできる。また、図2又
は図3に示したものをもう一組並置して2列にし、その
一列はブラックインクに、一列はカラーインクに対応さ
せて用いることもできる。In the above embodiment, 1 is used as the ink supply unit.
Although the example in which the ink supply tank 50 having the two tank chambers is provided has been described, the form of the ink supply unit is not limited to this. For example, as shown in FIG. Ink chambers 55a, 55b, 5
5c may be divided in the direction in which the pressure generating chambers 32 are arranged, and ink colors may be assigned to the respective sections. Further, another set shown in FIG. 2 or 3 may be juxtaposed to form two rows, one row corresponding to the black ink and one row corresponding to the color ink.
【0029】[0029]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、以
下の効果を奏する。すなわち、インク供給部をアクチュ
エータの背面側に設け、また、振動板の延設部分にイン
ク供給口を形成したので、インク供給部から圧力発生室
へインクを供給するインク供給路の簡素化を図ることが
でき、特に、多ノズル型、長尺型のヘッドに適する。そ
して、従来の記録ヘッドに比較して部品点数の減少を図
ることができ、これにより製造の容易化を図ることがで
きる。具体的には、リザーバ形成基板やインク供給口形
成基板といった流路形成プレートの必要を無くすことが
可能であり、これにより製造の工程数を減らすことがで
きる。そして、圧電振動子などの圧力発生手段をインク
供給タンクなどのインク供給部により密閉すると、圧力
発生手段の結露を防止することができるとともに、異物
の混入も防止することができる。As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. That is, since the ink supply section is provided on the back side of the actuator and the ink supply port is formed in the extended portion of the vibration plate, the ink supply path for supplying ink from the ink supply section to the pressure generating chamber is simplified. It is particularly suitable for multi-nozzle and long heads. In addition, the number of components can be reduced as compared with the conventional recording head, thereby facilitating manufacture. Specifically, it is possible to eliminate the necessity of a flow path forming plate such as a reservoir forming substrate or an ink supply port forming substrate, thereby reducing the number of manufacturing steps. When the pressure generating means such as a piezoelectric vibrator is sealed by an ink supply unit such as an ink supply tank, it is possible to prevent dew condensation of the pressure generating means and to prevent foreign matter from entering.
【0030】また、インク供給部に薄肉部を形成したの
で、圧力発生室からの圧力変動に対しては、上記薄肉部
の変形により緩和することができる。さらにまた、支持
部材としてのインク供給部により、振動板を介して、圧
力発生室の隔壁を固定するので、振動板の機械的変形、
振動の影響を改善することができる。そして、振動板に
インクの微細供給口を形成すると、穴径のばらつきを究
極的に少なく抑えることができる。したがって、各ノズ
ル開口からの吐出特性を高い精度で均一に揃えることが
できる。Further, since the thin portion is formed in the ink supply portion, the pressure fluctuation from the pressure generating chamber can be reduced by the deformation of the thin portion. Furthermore, since the partition of the pressure generating chamber is fixed via the diaphragm by the ink supply unit as a support member, mechanical deformation of the diaphragm,
The effect of vibration can be improved. When a fine ink supply port is formed in the vibration plate, variation in the hole diameter can be ultimately reduced. Therefore, the ejection characteristics from each nozzle opening can be uniformed with high accuracy.
【図1】本発明のインクジェット式記録ヘッドの一実施
形態例を、1つのアクチュエータユニットの圧力発生室
近傍の構造でもって示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of an ink jet recording head according to the present invention with a structure near a pressure generating chamber of one actuator unit.
【図2】本発明のインクジェット式記録ヘッドの一実施
形態例を示す組み立て斜視図である。FIG. 2 is an assembled perspective view showing an embodiment of the ink jet recording head according to the present invention.
【図3】本発明のインクジェット式記録ヘッドの他の実
施形態例を示す組み立て斜視図である。FIG. 3 is an assembled perspective view showing another embodiment of the ink jet recording head of the present invention.
【図4】従来のインクジェット式記録ヘッドを、1つの
アクチュエータユニットの圧力発生室近傍の構造でもっ
て示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a conventional ink jet recording head having a structure near a pressure generating chamber of one actuator unit.
【符号の説明】 1 アクチュエータユニット 2 流路ユニット 3 圧電振動子 3a 駆動電極 3b 圧電体 3c 共通電極 4 インク供給口 10 ノズルプレート 11 ノズル開口 20 流路形成基板 21 通孔 22 連通孔 30 キャビティ形成基板 31 インク供給用通孔 32 圧力発生室 33,34 隔壁 40 振動板 41 微細供給口 50 インク供給タンク 51 流出口 52 薄肉部 53 脚部 54 凹部 55 インク室 60 接着層 70 フレキシブルケーブルDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Actuator unit 2 Flow path unit 3 Piezoelectric vibrator 3a Drive electrode 3b Piezoelectric substance 3c Common electrode 4 Ink supply port 10 Nozzle plate 11 Nozzle opening 20 Flow path forming substrate 21 Through hole 22 Communication hole 30 Cavity forming substrate Reference Signs List 31 through-hole for ink supply 32 pressure generating chamber 33, 34 partition wall 40 diaphragm 41 fine supply port 50 ink supply tank 51 outflow port 52 thin part 53 leg part 54 concave part 55 ink chamber 60 adhesive layer 70 flexible cable
Claims (7)
を、振動板を介して変化させてノズル開口からインク滴
を吐出させるアクチュエータユニットを有するインクジ
ェット式記録ヘッドにおいて、 前記アクチュエータユニットの振動板側にインク供給部
を配置し、 前記アクチュエータユニットの振動板を、複数の圧力発
生室が形成されたキャビティ形成基板上で各圧力発生室
よりも外方へ延在させ、 この振動板の複数の圧力発生室外の領域部分を各圧力発
生室に対応するごとに貫いて各圧力発生室に連通するイ
ンク供給口を形成し、 このインク供給口を前記インク供給部に連通したことを
特徴とするインクジェット式記録ヘッド。1. An ink jet recording head having an actuator unit for discharging ink droplets from nozzle openings by changing the volume of a pressure generating chamber through a diaphragm by a pressure generating means, wherein the actuator unit is provided on the diaphragm side. An ink supply unit is arranged, and the diaphragm of the actuator unit extends outward from each of the pressure generating chambers on the cavity forming substrate on which the plurality of pressure generating chambers are formed. Ink jet recording, characterized in that an ink supply port communicating with each pressure generating chamber is formed by penetrating an outdoor area portion corresponding to each pressure generating chamber, and the ink supply port is communicated with the ink supply section. head.
ニットの圧力発生手段を密閉する状態で形成されている
ことを特徴とする請求項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 said ink supply section is formed in a state of sealing the pressure generating means of the actuator unit.
ら成ることを特徴とする請求項1または2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 said ink supply section comprises an ink supply tank.
動を吸収する薄肉部を形成したことを特徴とする請求項
1から3のいずれか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 1, wherein a thin portion is formed in the ink supply section to absorb pressure fluctuations in the pressure generating chamber.
アクチュエータユニットの振動板の前記インク供給口と
を直接接合すると共に、支持部材としてのインク供給部
により、振動板を介して、圧力発生室の隔壁を固定した
ことを特徴とする請求項1から4に記載のインクジェッ
ト式記録ヘッド。5. An ink outlet of the ink supply section and the ink supply port of the vibration plate of the actuator unit are directly joined, and the pressure supply chamber is provided by the ink supply section as a support member via the vibration plate. 5. The ink jet recording head according to claim 1, wherein said partition is fixed.
が、振動板に形成した微細供給口と、前記キャビティ形
成基板と同一基板上に形成したインク供給用通孔とから
構成されていることを特徴とする請求項1から5のいず
れかに記載のインクジェット式記録ヘッド。6. An ink supply port communicating with the pressure generating chamber is constituted by a fine supply port formed in a diaphragm and an ink supply through-hole formed on the same substrate as the cavity forming substrate. The ink jet recording head according to any one of claims 1 to 5, wherein
キャビティ形成基板と、このキャビティ形成基板の片面
側に第1の蓋材として配置された振動板と、前記キャビ
ティ形成基板の他の片面側に第2の蓋材として配置され
た流路形成基板と、流路形成基板の他面側に配置された
ノズルプレートとを順番に液密に積層し、 前記振動板の前記圧力発生室に対応する表面に圧力発生
手段として振動子を固定し、 前記振動子の存在しない領域において、前記キャビティ
形成基板にインク供給用通孔を形成し、 前記流路形成基板に、前記インク供給用通孔から前記圧
力発生室への連通孔と、前記圧力発生室を前記ノズルプ
レートのノズル開口に連通させる通孔とを設け、 前記振動板をキャビティ形成基板のインク供給用通孔を
被うように延在させ、この振動板に前記インク供給用通
孔の領域内で微細供給口を形成し、 前記微細供給口にインク供給タンクの流出口を連通させ
たことを特徴とするインクジェット式記録ヘッド。7. A cavity forming substrate having a cavity as a pressure generating chamber, a vibration plate arranged as a first lid member on one side of the cavity forming substrate, and a vibrating plate disposed on another side of the cavity forming substrate. A flow path forming substrate disposed as a second lid member and a nozzle plate disposed on the other surface side of the flow path forming substrate are sequentially laminated in a liquid-tight manner, and correspond to the pressure generating chamber of the diaphragm. A vibrator is fixed on the surface as pressure generating means, and in a region where the vibrator does not exist, an ink supply through-hole is formed in the cavity forming substrate. A communication hole to the pressure generation chamber and a communication hole communicating the pressure generation chamber with the nozzle opening of the nozzle plate are provided, and the vibration plate is extended so as to cover the ink supply hole of the cavity forming substrate. , It said ink fine supply port formed in the region of the supply hole, the ink jet recording head is characterized in that communicates the outlet of the ink supply tank to the fine feed port to the diaphragm.
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| JP37117499A JP2001179973A (en) | 1999-12-27 | 1999-12-27 | Ink jet recording head |
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