JPH03258551A - Ink jet printer head - Google Patents
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Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はバブルジェット方式のインクジェットプリンタ
ヘッドに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a bubble jet type ink jet printer head.
従来の技術
近年、インクジェットプリンタヘッドの一つとして、オ
リフィス後方の圧力室内に充填したインクの一部を瞬間
的に加熱して蒸発させ、形成される気泡の体積変化によ
る圧力でインク滴をオリフィスから噴射するバブルジェ
ット方式のものが開発された。これは、サーマルヘッド
に関する既存の技術を応用することができるため、簡易
に高性能なインクジェットプリンタヘッドを得られる方
式として期待されている。Conventional technology In recent years, inkjet printer heads have been developed to instantly heat a portion of the ink filled in the pressure chamber behind the orifice to evaporate it, and then use the pressure generated by the volume change of the bubbles formed to push ink droplets out of the orifice. A bubble jet method was developed. Since this method can apply existing technology related to thermal heads, it is expected to be a method that can easily obtain a high-performance inkjet printer head.
このようなバブルジェット方式のインクジェットプリン
タヘッドとしては、特公昭６３−５９９１１号公報や特
公昭６３−５９９１４号公報などに開示されている装置
が存する。このインクジェットプリンタヘッド１は、第
１５図及び第１６図に例示するように、下面に長溝が連
設された溝蓋２が平坦な基板３上に固定されてオリフィ
ス４がアレイ状に形成され、このアレイ方向に長溝が形
成された供給室蓋５が前記溝蓋２の後部に取付けられて
前記各オリフィス４に連通した供給室６が形成されてい
る。ここで、この供給室６にはインク槽（図示せず）に
連結される補給管７が取付けられており、前記基板３の
上面には各オリフィス４毎に発熱抵抗体８が共通電極９
と個別電極１０とを介して形成されている。なお、これ
らの部材８〜１０は既存のサーマルヘッドと略同様な構
造に形成されている。As such a bubble jet type inkjet printer head, there are devices disclosed in Japanese Patent Publication No. 63-59911 and Japanese Patent Publication No. 63-59914. As illustrated in FIGS. 15 and 16, this inkjet printer head 1 has a groove cover 2 with continuous long grooves on its lower surface fixed on a flat substrate 3, and orifices 4 formed in an array. A supply chamber cover 5 having long grooves formed in the array direction is attached to the rear of the groove cover 2 to form a supply chamber 6 communicating with each of the orifices 4. Here, a supply pipe 7 connected to an ink tank (not shown) is attached to the supply chamber 6, and a heating resistor 8 is installed at a common electrode 9 for each orifice 4 on the upper surface of the substrate 3.
and the individual electrodes 10. Note that these members 8 to 10 are formed to have substantially the same structure as an existing thermal head.
このような構成において、このインクジェットプリンタ
ヘッドｌでは、インク槽から補給管７を経て供給された
インク１１が供給室６を介して各オリフィス４内に充填
される。そこで、各電極９゜１０から供給される電力で
発熱抵抗体８が選択的に発熱駆動されることで所定のオ
リフィス４内のインク１１に気泡が生じてインク滴（共
に図示せず）が噴射される。なお、このような気泡の発
生及び消失はμｓ程度の微小時間で行なわれ、この微一
小時間内でインク１１の圧力が急激に上下することでオ
リフィス４先端から吐出されたインク１１がインク滴と
なって飛翔する。In this inkjet printer head l, with such a configuration, each orifice 4 is filled with ink 11 supplied from the ink tank via the supply pipe 7 via the supply chamber 6. Therefore, the heating resistor 8 is selectively driven to generate heat by the electric power supplied from each electrode 9° 10, so that bubbles are generated in the ink 11 in the predetermined orifice 4, and ink droplets (both not shown) are ejected. be done. Note that the generation and disappearance of such bubbles takes place in a minute time of about μs, and as the pressure of the ink 11 rapidly rises and falls within this minute time, the ink 11 ejected from the tip of the orifice 4 becomes an ink droplet. and fly away.
だが、」二連のインクジェットプリンタヘッドｌでは、
オリフィス４の形状が直管状なのでインク１１の圧力変
化は前後方向に作用することになって圧力効率が低い。However, with two inkjet printer heads,
Since the orifice 4 has a straight tube shape, the pressure change of the ink 11 acts in the front-rear direction, resulting in low pressure efficiency.
そこで、このような課題を解決したものとしては特公昭
６３−６３５６号公報と特公昭６３−６３５７号公報及
び特公昭６３−６３５８号公報に開示されている装置が
存する。例えば、特公昭６３−６３５６号公報に開示さ
れたインクジェットプリンタヘッド１２では、第１７図
及び第１８図に例示するように、後面に長溝が連設され
た流路部材１３を溝蓋２の前面に取付けることで発熱抵
抗体８の部分で略直角に曲折した流路１４を形成し、こ
の流路１４毎にオリフィス１５が形成されたオリフィス
板１６が前記流路部材１３の」二面に取付けられている
。Therefore, as devices that have solved this problem, there are devices disclosed in Japanese Patent Publication No. 63-6356, Japanese Patent Publication No. 63-6357, and Japanese Patent Publication No. 63-6358. For example, in the inkjet printer head 12 disclosed in Japanese Patent Publication No. 63-6356, as illustrated in FIGS. By attaching it to the heating resistor 8, a flow path 14 bent at a substantially right angle is formed, and an orifice plate 16 in which an orifice 15 is formed for each flow path 14 is attached to the second surface of the flow path member 13. It is being
このような構成において、このインクジェットプリンタ
ヘッド１２は、流路１４を発熱抵抗体８の部分で略直角
に曲折した形状とすることで、気泡の発生消失時に発生
するインク１１の圧力変化がインク滴の噴射方向に良好
に作用するようにして圧力効率を向上させている。なお
、例示した図面ではインク滴は上方に噴射されることに
なる。In this configuration, the inkjet printer head 12 has a shape in which the flow path 14 is bent at a substantially right angle at the heating resistor 8, so that the pressure change of the ink 11 that occurs when bubbles are generated and disappears is suppressed by ink droplets. The pressure efficiency is improved by working well in the direction of injection. Note that in the illustrated drawing, ink droplets are ejected upward.
だが、それでもインク１１の圧力変化が供給室６内に伝
導されるため、この供給室６を介して連通された各オリ
フィス４間に相互干渉が発生しやすく、画像品質が低下
しがちである。However, since pressure changes of the ink 11 are still conducted into the supply chamber 6, mutual interference tends to occur between the orifices 4 communicated via the supply chamber 6, and image quality tends to deteriorate.
そこで、第１９図に例示するように、上記公報には流路
１４を形成する溝蓋２の長溝内に凸部１７を形成するこ
とで、発熱抵抗体８から供給室６に伝達される圧力変化
を低減するようにしたインクジェットプリンタヘッド１
８も開示されている。Therefore, as illustrated in FIG. 19, the above-mentioned publication discloses that by forming a protrusion 17 in the long groove of the groove lid 2 forming the flow path 14, the pressure is transmitted from the heating resistor 8 to the supply chamber 6. Inkjet printer head 1 designed to reduce changes
8 is also disclosed.
だが、数１０（μｍ）程度に形成される流路１４内に上
述のような凸部１７を形成することは実際には困難であ
り、装置の生産性が極度に低下するなどして実用的でな
い。However, it is actually difficult to form the above-mentioned convex portion 17 in the flow path 14, which is formed in the order of tens of micrometers, and the productivity of the device is extremely reduced, making it impractical. Not.
そして、上述のように流路１４が曲折したインクジェッ
トプリンタヘッド１２．１８では、オリフィス１５の軸
心に対して圧力変化の作用方向や連続吐出時のりフィー
ル方向が非対称であるため、このオリフィス１５から吐
出されるインク滴の飛翔方向がｄｌｌがってしまう。In the inkjet printer head 12.18 in which the flow path 14 is bent as described above, the direction of pressure change and the direction of flow during continuous ejection are asymmetrical with respect to the axis of the orifice 15. The direction of flight of the ejected ink droplets is skewed.
このような課題に対する対策としては、オリフィスに対
する発熱手段の相対的位置を変位させることが提案され
ているが、この変位量の最適値は温度変化や経年変化に
よるインクの粘性の変化などによって異なるものであり
、正確な流体解析を実施することも困難なので実用的で
ない。As a countermeasure to this problem, it has been proposed to displace the relative position of the heating means with respect to the orifice, but the optimal value of this displacement varies depending on factors such as changes in temperature and changes in ink viscosity due to aging. Therefore, it is difficult to perform accurate fluid analysis, so it is not practical.
さらに、特開昭５８−８６５９号公報に開示されている
インクジェットプリンタヘッド１９や特開昭５９２０７
２６１号公報に開示されているインクジェットプリンタ
ヘッド２０では、第２０図及び第２１図７−
に例示するように、基板３上に形成された発熱抵抗体８
を囲む形状の隔壁２１の上にオリフィス板２２を取（ツ
け、−個のオリフィス２３に対して複数の流路２４を形
成した装置が開示されている。Furthermore, the inkjet printer head 19 disclosed in JP-A-58-8659 and the JP-A-59207
In the inkjet printer head 20 disclosed in Japanese Patent No. 261, as illustrated in FIGS. 20 and 21, a heating resistor 8 is formed on a substrate 3.
An apparatus is disclosed in which an orifice plate 22 is mounted on a partition wall 21 having a shape that surrounds a plurality of orifices 23, and a plurality of flow passages 24 are formed for - orifices 23.
たが、これらのインクジェットプリンタヘッド１９．２
０も前述の装置と同様にインク滴の吐出方向が曲がると
云う課題を有している。However, these inkjet printer heads 19.2
Similarly to the above-mentioned apparatus, the apparatus 0 also has the problem that the direction in which the ink droplets are ejected is bent.
発明が解決しようとする課題
上述のように、従来のバブルジェット方式のインクジェ
ットプリンタヘッド１２，１８，１９゜２０は、構造的
にオリフィス１５．２３を形成する部材２，１３．２２
等と圧力室を形成する部材３．２１等とを接合する必要
があり、例えば、実際の製品では接着材による固着など
が実施されている。Problems to be Solved by the Invention As described above, the conventional bubble jet type inkjet printer head 12, 18, 19° 20 structurally has members 2, 13, 22 forming an orifice 15, 23.
It is necessary to join the members 3, 21, etc. forming the pressure chamber, and for example, in actual products, they are fixed using an adhesive.
だが、インクジェットプリンタヘッド１２，１８．１９
．２０等は高密度化の要望から構造が微細になっており
、塗布した接着材が部材の圧着時にはみ出すと、流路１
４中の流体抵抗となったり発熱抵抗体８を被うなどして
装置の特性を阻害したり、オリフィス１５．２３の目詰
まりとなることがある。また、上述のようなことを防止
するために接着材の使用量を微量にすると、固着強度の
不足から部分的な剥離が生じるなどしてインク漏れが発
生することがある。However, inkjet printer head 12, 18.19
．． 20 grade has a fine structure due to the demand for higher density, and if the applied adhesive protrudes when the parts are crimped, the flow path 1
4 or may cover the heating resistor 8, thereby impairing the characteristics of the device, or clogging the orifice 15, 23. Furthermore, if the amount of adhesive used is reduced to prevent the above-mentioned problem, ink leakage may occur due to partial peeling due to insufficient adhesion strength.
このような課題を解決したものとしては、ＵＳＰ４，６
６６．８２３に開示されたインクジェットプリンタヘッ
ド（図示せず）が存する。これは、基板上に塗布した感
光性樹脂を光パターニングして流路を形成し、これに積
載した器材を硬化処理で固着させると云うものである。USP4 and 6 have solved this problem.
There is an inkjet printer head (not shown) disclosed in No. 66.823. In this method, a photosensitive resin coated on a substrate is optically patterned to form a flow path, and instruments loaded onto the flow path are fixed by a curing process.
だが、これでは基板と感光性樹脂との固着強度は良好で
あるが、露光現像した感光性樹脂と蓋材との固着強度は
不十分である。However, in this case, although the adhesion strength between the substrate and the photosensitive resin is good, the adhesion strength between the exposed and developed photosensitive resin and the lid material is insufficient.
また、特開昭６０−１８３１５６号公報には、光パター
ニングで流路を形成した感光性樹脂に硬化処理を行ない
、これに予め接着材をスピンナーコートして予備加熱を
行なった器材を接合して本硬化させることや、光パター
ニングで流路を形成した感光性樹脂に熱可塑性樹脂から
なる器材を接合して熱融着させることが開示されている
。Furthermore, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-183156, a photosensitive resin in which a flow path has been formed by optical patterning is subjected to a curing process, and a device that has been spin-coated with an adhesive material and preheated is bonded to the photosensitive resin. It is disclosed that a device made of a thermoplastic resin is bonded to a photosensitive resin in which a flow path is formed by main curing or by optical patterning and thermally fused.
だが、これらの方法を第２０図や第２１図に例示したイ
ンクジェットプリンタヘッド１９．２０に適用した場合
、これらの装置では蓋材であるオリフィス板２２にオリ
フィス２３が形成されているので、そのオリフィス２３
が接着材で塞がれることになったり、オリフィス板２２
を熱可塑性樹脂で形成する必要が生じるなどして実施困
難である。However, when these methods are applied to the inkjet printer head 19, 20 illustrated in FIG. 20 or FIG. 23
or the orifice plate 22 may be blocked with adhesive.
It is difficult to implement this method because it requires forming it from thermoplastic resin.
さらに、特開昭５５−１１８８７３号公報には、部材の
接合面に微細溝を形成して接着材を流し込み、接着材が
はみ出さないようにして接着を行なうことが開示されて
いる。Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-118873 discloses that fine grooves are formed in the joining surfaces of members, and an adhesive is poured into them, and the adhesive is bonded so that the adhesive does not protrude.
だが、これでは微細溝を形成するために製造工程が増す
ことになり、実際に微細溝に接着材を流し込むことは困
難で装置の生産性を低下させることになる。However, this requires an additional manufacturing process to form the fine grooves, and it is difficult to actually pour the adhesive into the fine grooves, reducing the productivity of the device.
課題を解決するための手段
請求項１記載の発明は、前面にオリフィスが位置してイ
ンク供給路が連通された圧力室内に発熱手段を設けたイ
ンク出射部が連続形成されたバブルジェット方式のイン
クジェットプリンタヘッドにおいて、オリフィスに対向
配置された発熱手段を囲む隔壁で圧力室を形成し、この
圧力室の隔壁と発熱手段とが基板上に形成された第一の
プレートを形成し、少なくともオリフィスが形成された
第二のプレートを形成し、この第二のプレートの内面と
圧ツノ室の隔壁との間に全周方向に開口したインク供給
路を形成し、第一第二のプレートの接続部を圧力室の隔
壁から離反した位置に設けた。Means for Solving the Problems The invention as set forth in claim 1 provides an inkjet of a bubble jet type in which an ink ejection part is continuously formed in which a heat generating means is provided in a pressure chamber in which an orifice is located on the front surface and an ink supply path is communicated. In the printer head, a pressure chamber is formed by a partition wall surrounding a heat generating means disposed opposite to the orifice, and the partition wall of the pressure chamber and the heat generating means form a first plate formed on a substrate, and at least the orifice is formed. an ink supply path opened in the circumferential direction between the inner surface of the second plate and the partition wall of the pressure horn chamber, and a connecting portion of the first and second plates. It was installed in a position away from the partition wall of the pressure chamber.
請求項２記載の発明は、第一のプレートと第二のプレー
トとの少なくとも一方に設けた感光性樹１１−
脂を光パターニングして第一のプレートと第二のプレー
トとの接続部を形成した。The invention according to claim 2 provides a method of forming a connecting portion between the first plate and the second plate by optically patterning the photosensitive resin 11-resin provided on at least one of the first plate and the second plate. did.
請求項３記載の発明は、第一のプレートと第二のプレー
トとの接続部を互いの外周部に設けた。According to the third aspect of the present invention, the connection portion between the first plate and the second plate is provided on the outer periphery of each other.
請求項４記載の発明は、連続形成された複数のインク出
射部からなるインク出射部グループを複数並設し、第一
のプレートと第二のプレートとの接続部をインク出射部
グループの間に設けた。According to the fourth aspect of the invention, a plurality of ink ejection section groups each including a plurality of continuously formed ink ejection sections are arranged in parallel, and a connection section between the first plate and the second plate is arranged between the ink ejection section groups. Established.
請求項５記載の発明は、第一のプレートと第二のプレー
トとの外周部に設けた接続部は接着材で固着してインク
出射部グループの間に設けた接続部は接着材以外の手段
で固着した。In the invention as set forth in claim 5, the connection portion provided on the outer periphery of the first plate and the second plate is fixed with an adhesive, and the connection portion provided between the ink ejection unit groups is fixed by means other than adhesive. It stuck.
請求項６記載の発明は、インク出射部グループの間に位
置する接続部を第一のプレートと第二のプレートとの少
なくとも一方に設けた感光性樹脂を光パターニングで形
成して熱融着で固着した。The invention as set forth in claim 6 provides a method of forming a photosensitive resin in which a connecting portion located between groups of ink emitting portions is provided on at least one of a first plate and a second plate by photopatterning and thermally bonding the connecting portion between the ink emitting portion groups. It stuck.
請求項７記載の発明は、第一のプレーＩ・と第二のプレ
ートとの接続部をインク出射部グループ間２−
の隔壁として形成し、この隔壁で分割されたインク出射
部グループのインク供給路に各々異なる色のカラーイン
クを供給するインク供給手段を連結した。According to the seventh aspect of the invention, the connecting portion between the first plate I and the second plate is formed as a partition wall between the ink ejection section groups, and the ink supply of the ink ejection section groups divided by the partition wall is provided. Ink supply means for supplying color ink of different colors to each path were connected.
作用
請求項１記載の発明は、オリフィスに対向配置された発
熱手段を囲む隔壁で圧力室を形成し、この圧力室の隔壁
と発熱手段とが基板上に形成された第一のプレートを形
成し、少なくともオリフィスが形成された第二のプレー
トを形成し、この第二のプレートの内面と圧力室の隔壁
との間に全周方向に開口したインク供給路を形成し、第
一第二のプレートの接続部を圧力室の隔壁から離反した
位置に設けたことにより、この接続部に接着材を塗布し
て第一第二のプレートを固着しても、接続部からはみ出
た接着材が流路や発熱抵抗体の特性を阻害したり、オリ
フィスの目詰まりの原因なることがない。In the invention as claimed in claim 1, a pressure chamber is formed by a partition wall surrounding a heat generating means disposed opposite to an orifice, and the partition wall of the pressure chamber and the heat generating means form a first plate formed on a substrate. , forming a second plate in which at least an orifice is formed, an ink supply path opening in the entire circumferential direction between the inner surface of the second plate and the partition wall of the pressure chamber; By providing the connection part at a position away from the partition wall of the pressure chamber, even if adhesive is applied to this connection part and the first and second plates are fixed, the adhesive material protruding from the connection part will cause the flow path. It does not interfere with the characteristics of the heating resistor or cause clogging of the orifice.
請求項２記載の発明は、第一のプレートと第二のプレー
トとの少なくとも一方に設けた感光性樹脂を光パターニ
ングして第一第二のプレートの接続部を形成したことに
より、圧ツノ室の隔壁などと同一工程で接続部を形成す
ることが可能である。In the invention as claimed in claim 2, the pressure horn chamber is formed by optically patterning the photosensitive resin provided on at least one of the first plate and the second plate to form the connecting portion of the first and second plates. It is possible to form the connection part in the same process as the partition wall, etc.
請求項３記載の発明は、第一のプレートと第二のプレー
トとの接続部を互いの外周部に設けたことにより、第一
第二のプレートの固着強度が十分なインクジェットプリ
ンタヘッドを簡易に実施することができる。The invention as claimed in claim 3 provides a connecting portion between the first plate and the second plate on the outer periphery of each other, thereby easily providing an inkjet printer head in which the first and second plates have sufficient fixing strength. It can be implemented.
請求項４記載の発明は、連続形成された複数のインク出
射部からなるインク出射部グループを複数並設し、第一
のプレートと第二のプレートとの接続部をインク出射部
グループの間に設けたことにより、第一第二のプレート
の固着強度が十分なインクジェットプリンタヘッドを簡
易に実施することができる。According to the fourth aspect of the invention, a plurality of ink ejection section groups each including a plurality of continuously formed ink ejection sections are arranged in parallel, and a connection section between the first plate and the second plate is arranged between the ink ejection section groups. By providing this, it is possible to easily implement an inkjet printer head in which the first and second plates have sufficient fixing strength.
請求項５記載の発明は、第一のプレートと第二固着して
インク出射部グループの間に設けた接続部は接着材以外
の手段で固着したことにより、これらの接続部を圧力室
の隔壁やオリフィスに近接した位置に設けることが可能
である。In the invention as set forth in claim 5, the connection portions provided between the first plate and the second fixed ink ejection unit group are fixed by means other than adhesive, so that these connection portions are connected to the partition wall of the pressure chamber. It is possible to provide it at a position close to the orifice.
請求項６記載の発明は、インク出射部グループの間に位
置する接続部を第一のプレートと第二のプレートとの少
なくとも一方に設けた感光性樹脂を光パターニングで形
成して熱融着で固着したことにより、装置の小型化やイ
ンク出射部の高密度化が可能なインクジェットプリンタ
ヘッドを簡易に実施することができる。The invention as set forth in claim 6 provides a method of forming a photosensitive resin in which a connecting portion located between groups of ink emitting portions is provided on at least one of a first plate and a second plate by photopatterning and thermally bonding the connecting portion between the ink emitting portion groups. By fixing the inkjet printer head, it is possible to easily implement an inkjet printer head that allows for miniaturization of the device and higher density of the ink ejection portion.
請求項７記載の発明は、第一のプレートと第二のプレー
トとの接続部をインク出射部グループ間の隔壁として形
成し、この隔壁で分割されたインク出射部グループのイ
ンク供給路に各々異なる色のカラーインクを供給するイ
ンク供給手段を連結したことにより、簡易な構造でカラ
ー画像の印刷５
が可能なインクジェットプリンタヘッドを実施すること
ができる。In the seventh aspect of the invention, the connecting portion between the first plate and the second plate is formed as a partition between the ink ejection section groups, and the ink supply paths of the ink ejection section groups divided by the partition are provided with different ink supply paths. By connecting ink supply means for supplying color inks, it is possible to implement an inkjet printer head capable of printing color images with a simple structure.
実施例
請求項１．２及び３記載の発明の第一の実施例を第１図
ないし第６図に基づいて説明する。まず、本実施例のイ
ンクジェットプリンタヘッド２５の主要構造としては、
第３図に例示するように、基板２６と圧力室層２７と供
給路層２８及びオリフィス板２９が順次積層された構造
となっている。Embodiment A first embodiment of the invention recited in claims 1.2 and 3 will be described based on FIGS. 1 to 6. First, the main structure of the inkjet printer head 25 of this embodiment is as follows.
As illustrated in FIG. 3, the structure is such that a substrate 26, a pressure chamber layer 27, a supply channel layer 28, and an orifice plate 29 are sequentially laminated.
そして、第１図及び第２図に例示するように、このオリ
フィス板２９にアレイ状に連続形成されたオリフィス３
０と前記基板２６の表面に形成された発熱手段である発
熱抵抗体３１とが各々同軸」二に位置しており、この発
熱抵抗体３１を略中心とする矩形環状の隔壁３２が形成
された前記圧力室層２７により前記オリフィス３０の軸
心に対して対称形の圧ツク室３３が形成され、この圧力
室３３と対向する部分が開口した前記供給路層２８によ
＝１６
り前記オリフィスの軸心に対して全周方向に開口したイ
ンク供給路３４が形成されている。なお、このインクジ
ェットプリンタヘッド２５では、前記圧力室層２７の隔
壁３２間にインク貯蔵室３５が形成されており、このイ
ンク貯蔵室３５に連通したインク補給孔３６が前記基板
２６に形成されている。As illustrated in FIGS. 1 and 2, orifices 3 are continuously formed in an array on this orifice plate 29.
0 and a heating resistor 31, which is a heating means formed on the surface of the substrate 26, are located coaxially with each other, and a rectangular annular partition wall 32 is formed with the heating resistor 31 approximately at the center. The pressure chamber layer 27 forms a pressure chamber 33 that is symmetrical with respect to the axis of the orifice 30, and the supply channel layer 28, which is open at the portion facing the pressure chamber 33, provides a An ink supply path 34 is formed that is open in the entire circumferential direction with respect to the axis. In this inkjet printer head 25, an ink storage chamber 35 is formed between the partition walls 32 of the pressure chamber layer 27, and an ink supply hole 36 communicating with the ink storage chamber 35 is formed in the substrate 26. .
つぎに、上述のような構造のインクジェットプリンタヘ
ッド２５の各部の構造を製造方法と共に以下に詳述する
。まず、第５図に例示するように、前記基板２６は厚さ
０．１−１．０（μｍ）程度の放熱性が良好なＳｉウェ
ハー等で形成されており、この表面に厚さ２．０（μｍ
）のＳｉｎ、やＡｔ、０３などからなる蓄熱層３７を形
成する。つぎに、この」二に厚さ０．４（μｍ）のＴａ
ＡＱやＴａＮをスパッタリングしてエツチングでパター
ニングすることで前記発熱抵抗体３１となる厚さ０．４
（μｍ）の抵抗層３８を形成し、同様に厚さ０．５（μ
ｍ）のＡＱからなる共通電極３９と個別電極４０とを各
々形成する。Next, the structure of each part of the inkjet printer head 25 having the above-described structure will be described in detail below along with the manufacturing method. First, as illustrated in FIG. 5, the substrate 26 is formed of a Si wafer or the like having a thickness of about 0.1 to 1.0 (μm) and having good heat dissipation, and has a thickness of 2.0 μm on the surface thereof. 0 (μm
), a heat storage layer 37 made of Sin, At, 03, etc. is formed. Next, add Ta with a thickness of 0.4 (μm) to this second layer.
By sputtering AQ or TaN and patterning it by etching, the heating resistor 31 is formed to a thickness of 0.4 mm.
(μm) resistance layer 38 is formed and similarly has a thickness of 0.5 (μm).
m) A common electrode 39 and individual electrodes 40 made of AQ are respectively formed.
そして、これらの」二に厚さ０．３（μｍ）のＳｉ、、
Ｎ４やＳｉＯ，からなる第一の保護膜４１と厚さ０．２
（μｍ）の耐キャビテーション性が良好なＴａからなる
第二の保護膜４２とを各々ＣＶＤ法やスパッタリングで
順次積層形成する。And these two are Si with a thickness of 0.3 (μm),
A first protective film 41 made of N4 or SiO with a thickness of 0.2
A second protective film 42 made of Ta having good cavitation resistance (μm) is sequentially laminated by CVD or sputtering.
なお、上述のようにして形成された発熱抵抗体３１の形
状は、例えば、６０Ｘ６０（μｍ）の正方形になってい
る。また、以下の説明では、前記基板２６とは上述の各
部材３７〜４２が形成された状態のものを意味する。The shape of the heating resistor 31 formed as described above is, for example, a 60×60 (μm) square. Furthermore, in the following description, the substrate 26 means a substrate on which the above-mentioned members 37 to 42 are formed.
そして、上述のようにして発熱抵抗体３１等が形成され
た基板２６上に前記圧力室層２７が形成される。この圧
力室層２７は、第６図（ａ）、（ｂ）に例示するように
、前記基板２６上に塗布して半キユア（乾燥）させた厚
さ３０（μｍ）の感光性樹脂の一つである感光性ポリイ
ミド４３を光パターニングして前記隔壁３２と外周部４
４とを形成し、前記圧力室３３と前記インク貯蔵室３５
とを設ける。Then, the pressure chamber layer 27 is formed on the substrate 26 on which the heating resistor 31 and the like are formed as described above. As illustrated in FIGS. 6(a) and 6(b), this pressure chamber layer 27 is made of a 30 (μm) thick photosensitive resin coated on the substrate 26 and semi-cured (dried). The partition wall 32 and the outer peripheral portion 4 are formed by optically patterning the photosensitive polyimide 43 which is
4, the pressure chamber 33 and the ink storage chamber 35
and
さらに、このインク貯蔵室３５を介して前記基板２６に
レーザ加工で前記インク補給孔３６を形成する。例えば
、上述のようにして形成された圧ツノ室３３の形状とし
ては前記発熱抵抗体３１を中心とする７０ Ｘ ７０
（μｍ）の正方形で、前記隔壁３２の幅は３０（μｍ）
になっている。Further, the ink supply hole 36 is formed in the substrate 26 through the ink storage chamber 35 by laser processing. For example, the shape of the pressure horn chamber 33 formed as described above is 70 x 70 with the heating resistor 31 in the center.
(μm) square, and the width of the partition wall 32 is 30 (μm).
It has become.
ここでは上述のようにして前記基板２６上に圧力室層２
７を形成したものを第一のプレート４５と称し、前記供
給路層２８と前記オリフィス板２９とで形成されて前記
第一のプレート４５に一体的に接合される第二のプレー
ト４６の構造を以下に説明する。Here, the pressure chamber layer 2 is formed on the substrate 26 as described above.
7 is called a first plate 45, and the structure of a second plate 46 formed by the supply channel layer 28 and the orifice plate 29 and integrally joined to the first plate 45 is referred to as a first plate 45. This will be explained below.
まず、第６図（ｃ）に例示するように、ＳＵＳ基板４７
上に所定パターンのマスク４８を取付けてＮ１を厚さ４
０（μｍ）に電鋳することで最小径が５０（μｍ）の前
記オリフィス３０を備えたオリフィス板２９を形成し、
これを前記ＳＵＳ基板４７上か１９−
ら剥離させて前記マスク４８を取外した後に厚さ０．１
（μｍ）のＡｕメツキ（図示せず）を行なって前記ＳＯ
３基板４７上に再度固着させる。そこで、第６図（ｄ）
に例示するように、前記オリフィス板２９の上に未硬化
の感光性ポリイミド４９を厚さｌＯ（μｍ）に塗布し、
第６図（ｅ）に例示するように、これを前述の圧力室層
２７と同様に加工して前記オリフィス３０を中心とする
前記インク供給路３４を形成する。このようにして前記
供給路層２８が一体的に形成された前記オリフィス板２
９を前記ＳＵＳ基板４７上から取外して所定形状に切断
することで、前記第二のプレート４６が形成される。First, as illustrated in FIG. 6(c), the SUS substrate 47
A mask 48 with a predetermined pattern is attached on top, and N1 has a thickness of 4.
An orifice plate 29 having the orifice 30 having a minimum diameter of 50 (μm) is formed by electroforming to a diameter of 0 (μm),
After peeling this off from the top of the SUS substrate 47 and removing the mask 48, a thickness of 0.1
(μm) Au plating (not shown) was performed on the SO.
3 and fixed on the substrate 47 again. Therefore, Fig. 6(d)
As illustrated in FIG.
As illustrated in FIG. 6(e), this is processed in the same manner as the pressure chamber layer 27 described above to form the ink supply path 34 centered on the orifice 30. The orifice plate 2 with the supply path layer 28 integrally formed in this way
9 is removed from the SUS substrate 47 and cut into a predetermined shape, the second plate 46 is formed.
そして、このインクジェットプリンタヘッド２５では、
前述のようにして製作した第一第二のプレート４５．４
６の感光性ポリイミドからなる外周部４４等を接続部と
して利用する。つまり、第６図（ｆ）、（ｇ）に例示す
るように、第一第二のプ２〇−
レーｈ４５，４６の少なくとも一方の外周部４４等に接
着材（図示せず）を塗布して前記オリフィス３０や前記
発熱抵抗体３■の軸心を一致させ、この状態で互いに圧
着することでインクジェットプリンタヘッド２５が製作
される。In this inkjet printer head 25,
First and second plates 45.4 manufactured as described above
The outer peripheral portion 44 made of photosensitive polyimide No. 6 is used as a connecting portion. That is, as illustrated in FIGS. 6(f) and (g), an adhesive (not shown) is applied to the outer peripheral portion 44 of at least one of the first and second plates h45 and 46. The inkjet printer head 25 is manufactured by aligning the axes of the orifice 30 and the heating resistor 3 and pressing them together in this state.
上述のようにして製作されたインクジェットプリンタヘ
ッド２５では、前記圧力室３３の隔壁３２と前記オリフ
ィス板２９の裏面との間に形成された前記インク供給路
３４は前記供給路層２８の厚さに対応するので、ここで
は前記隔壁３２上の全周方向に開口した幅１０（μｍ）
のスリット状に形成されている。In the inkjet printer head 25 manufactured as described above, the ink supply passage 34 formed between the partition wall 32 of the pressure chamber 33 and the back surface of the orifice plate 29 has a thickness equal to the thickness of the supply passage layer 28. Therefore, here, the width of the opening in the entire circumferential direction on the partition wall 32 is 10 (μm).
It is formed in the shape of a slit.
なお、実際に第一第二のプレート４５．４６を接合する
場合、オリフィス３０や前記発熱抵抗体３１等の軸心を
一致させることが困難であることが予想されるが、本出
願人が製作した供試材では、基板２６に二個の基準パタ
ーン（図示せず）を印刷して他の三層２７〜２９に対応
する基準孔（図示せず）を形成し、この基準孔から前記
基準パターンを確認しつつ作業を行なうことでインクジ
ェットプリンタヘッド２５を製作することができた。Note that when actually joining the first and second plates 45 and 46, it is expected that it will be difficult to align the axes of the orifice 30, the heating resistor 31, etc. For the sample material, two reference patterns (not shown) are printed on the substrate 26 to form reference holes (not shown) corresponding to the other three layers 27 to 29. By performing the work while checking the pattern, the inkjet printer head 25 could be manufactured.
また、上述のように装置を薄膜技術で製作する場合、通
常は大型の基板上に複数を同時に製作するなどして生産
性を向上させているが、上述のようなインクジェットプ
リンタヘッド２５では、連設された第一第二のプレート
４５．４６を接合した後に切断することで生産性を向上
させることと、第一第二のプレート４５．４６を個々に
切断した後に各々接合させることで精度を向上させるこ
とが可能である。Furthermore, when manufacturing devices using thin film technology as described above, productivity is usually improved by manufacturing multiple devices simultaneously on a large substrate. The productivity is improved by cutting the first and second plates 45, 46 installed after joining them, and the accuracy is improved by cutting the first and second plates 45, 46 individually and then joining them. It is possible to improve.
このような構成において、このインクジェットプリンタ
ヘッド２５は、各電極３９．．４０に駆動回路（図示せ
ず）が接続されてインク補給孔３６に連通管等でインク
槽（共に図示せず）が連結され、第１図に例示するよう
に、相対的に副走査移動する印刷用紙５０に対向配置さ
れる。そこで、この９．４０から電力が印加されて発熱
抵抗体３１が発熱すると、これに接触しているインク１
１が蒸発して気泡５１が発生する。この時、この気泡５
１の発生によるインク１１の圧力変化の伝播方向は、圧
力室３３に規制されてオリフィス３０に向かうことにな
る。そこで、このオリフィス３０からインク１１が吐出
するタイミングに同期して電極３９．４０からの電力供
給が停止され、発熱抵抗体３１の温度が低下して気泡５
１が収縮する。In such a configuration, this inkjet printer head 25 has each electrode 39 . ．． 40 is connected to a drive circuit (not shown), and an ink tank (both not shown) is connected to the ink replenishment hole 36 through a communication pipe or the like, and as illustrated in FIG. It is arranged opposite to the printing paper 50. Therefore, when power is applied from this 9.40 and the heating resistor 31 generates heat, the ink 1 in contact with it
1 evaporates and bubbles 51 are generated. At this time, this bubble 5
The propagation direction of the pressure change in the ink 11 due to the generation of the ink 1 is regulated by the pressure chamber 33 and directed toward the orifice 30 . Therefore, the power supply from the electrodes 39 and 40 is stopped in synchronization with the timing at which the ink 11 is ejected from the orifice 30, and the temperature of the heating resistor 31 decreases and the bubbles 5
1 contracts.
すると、この気泡５１の収縮によるインク１１の圧力変
化によってオリフィス３０から突出していたインク１１
の一部が切断され、これがインク滴１１ａとなって飛翔
する。そこで、発熱抵抗体３１を選択的に発熱駆動して
所定のオリフィス３０からインク滴１１ａを飛翔させる
ことで、相対的に副走査移動する印刷用紙５０の表面に
画像を形成することができる。なお、各圧力室３３には
、３−
インク補給孔３６から順次補給されるインクＩＩがイン
ク貯蔵室３５からインク供給路３４を経て供給されるこ
とになる。Then, the ink 11 that had protruded from the orifice 30 due to the change in the pressure of the ink 11 due to the contraction of the air bubbles 51
A part of the ink is cut off, and this becomes an ink droplet 11a and flies. Therefore, by selectively driving the heating resistor 31 to generate heat and causing the ink droplets 11a to fly from a predetermined orifice 30, an image can be formed on the surface of the printing paper 50 that moves relatively in the sub-scanning direction. Incidentally, each pressure chamber 33 is supplied with ink II, which is sequentially replenished from the 3-ink replenishment hole 36, from the ink storage chamber 35 via the ink supply path 34.
そして、このインクジェットプリンタヘッド２５では、
インク供給路３４と圧力室３３との形状や発熱抵抗体３
１の位置がオリフィス３０の軸心に対して対称になって
いるので、この部分での圧力変化の作用方向やりフィー
ル方向が対称であり、インク滴１１ａはオリフィス３０
の軸心方向に飛翔することになる。さらに、本実施例の
インクジェットプリンタヘッド２５では、各層２６〜２
９に形成された機能部品は形状が簡易で各々同軸」二に
位置すると共に近接しているので、圧力効率が極めて良
好である。しかも、インク１１に圧力を加える手段が微
小形成が容易な発熱抵抗体３１なので、オリフィス３０
等を高密度に配置することが可能であり、例えば、５２
個のオリフィス３０を千鳥配置で四列に形成することで
３２０（ＤＰＩ）の解像２４
度を実現できることが確認された。In this inkjet printer head 25,
The shapes of the ink supply path 34 and the pressure chamber 33 and the heating resistor 3
Since the position of point 1 is symmetrical with respect to the axis of the orifice 30, the direction of action and feel of the pressure change in this part is symmetrical, and the ink droplet 11a is symmetrical with respect to the axis of the orifice 30.
It will fly in the direction of the axis. Furthermore, in the inkjet printer head 25 of this embodiment, each layer 26 to 2
The functional parts formed in 9 have a simple shape and are located coaxially and close to each other, so that the pressure efficiency is extremely good. Moreover, since the means for applying pressure to the ink 11 is the heating resistor 31 which can be easily formed into a small size, the orifice 30
etc. can be arranged at high density, for example, 52
It was confirmed that a resolution of 320 (DPI) of 24 degrees can be achieved by forming four orifices 30 in a staggered arrangement.
そして、このインクジェットプリンタヘッド２５では、
第一第二のプレート４５．４６の接続部が外周部４４に
設けられて圧力室やオリフィスから離反しているので、
ここに塗布した接着材が圧着時に漏れ出すなどしても、
流路や発熱抵抗体３１の機能を阻害したり、オリフィス
３０の目詰まりとなることがない。従って、このインク
ジェットプリンタヘッド２５は、上述のようなことを防
止するために接着材の使用量を微量にしたり感光性ポリ
イミドの熱硬化で第一第二のプレート４５゜４６を接合
するようなことを要しないので、固着強度が十分でイン
ク漏れの発生も防止され、その生産性が良好である。In this inkjet printer head 25,
Since the connecting portions of the first and second plates 45 and 46 are provided on the outer peripheral portion 44 and are separated from the pressure chamber and the orifice,
Even if the adhesive applied here leaks during crimping,
The functions of the flow path and the heating resistor 31 are not obstructed, and the orifice 30 is not clogged. Therefore, in order to prevent the above-mentioned problems, this inkjet printer head 25 uses only a small amount of adhesive or uses heat curing of photosensitive polyimide to join the first and second plates 45 and 46. Since no ink is required, the adhesion strength is sufficient and ink leakage is prevented, resulting in good productivity.
つぎに、請求項１．２及び３記載の発明の第二の実施例
を第７図に基づいて説明する。まず、このインクジェッ
トプリンタヘッド５２は、第一のプレート４５の構造は
上述のインクジェットプリンタヘッド２５と同様になっ
ている。そこで、この第一のプレートに接合される第三
のプレート５３の構造及び製造方法を以下に説明する。Next, a second embodiment of the invention according to claims 1.2 and 3 will be described based on FIG. 7. First, in this inkjet printer head 52, the structure of the first plate 45 is similar to that of the above-mentioned inkjet printer head 25. Therefore, the structure and manufacturing method of the third plate 53 to be joined to the first plate will be explained below.
まず、第７図（ａ）に例示するように、ＳＵＳ基板４７
上に厚さ２（μｍ）の第一のマスク５４をレジストで所
定パターンに形成し、第７図（ｂ）に例示するように、
この上にＮ１を厚さ４０（μｍ）に電鋳することでオリ
フィス５５を備えたオリフィス層５６を形成する。ここ
で、前記第一のマスク５４は、この上に厚さ４０（μｍ
）のＮｉ膜を電鋳した時にオリフィス５５の最小径が５
０（μｍ）となる大きさに設定されている。そこで、第
７図（Ｃ）に例示するように、第二のマスク５７を厚さ
２０（μｍ）のレジストで後述するインク供給路５８に
対応したパターンに形成し、第７図（ｄ）に例示するよ
うに、再度Ｎｉを厚さ１０（μｍ）に電鋳することで前
記インク供給路５８を備えた供給路層５９を形成する。First, as illustrated in FIG. 7(a), the SUS substrate 47
A first mask 54 having a thickness of 2 (μm) is formed on the resist in a predetermined pattern, and as illustrated in FIG. 7(b),
An orifice layer 56 including an orifice 55 is formed by electroforming N1 to a thickness of 40 (μm) thereon. Here, the first mask 54 has a thickness of 40 (μm)
) When electroforming the Ni film, the minimum diameter of the orifice 55 is 5.
The size is set to 0 (μm). Therefore, as illustrated in FIG. 7(C), a second mask 57 is formed with a resist having a thickness of 20 (μm) in a pattern corresponding to an ink supply path 58, which will be described later. As illustrated, a supply path layer 59 including the ink supply path 58 is formed by electroforming Ni to a thickness of 10 (μm) again.
そして、第７図（ｅ）に例示するように、この供給路層
５９が一体的に形成されたオリフィス層５６を、前記Ｓ
ＵＳ基板４７上から剥離させて前記マスク５４．５７を
取外し、厚さ０．１（μｍ）のＡｕメツキ（図示せず）
を行なって所定形状に切断することで、前記第二のプレ
ート５３が形成される。なお、前記第二のマスク５７の
厚さは形成する供給路層５９より厚ければよく、また、
最終工程でＡｕメツキを施すことで信頼性を向」ニさせ
ている。Then, as illustrated in FIG. 7(e), the orifice layer 56 integrally formed with the supply path layer 59 is
The mask 54.57 is removed by peeling it off from the US substrate 47, and Au plating (not shown) with a thickness of 0.1 (μm) is applied.
The second plate 53 is formed by cutting into a predetermined shape. Note that the thickness of the second mask 57 only needs to be thicker than the supply path layer 59 to be formed, and
Reliability is improved by applying Au plating in the final process.
そして、このようにして製作した第二のプレート５３を
、前述のインクジェットプリンタヘッド２５と同様に接
着材を外周部に塗布して第一のプレート４５に圧着する
ことでインクジェットプリンタヘッド５２が製作される
。Then, the inkjet printer head 52 is manufactured by applying an adhesive to the outer periphery of the second plate 53 manufactured in this manner and press-bonding it to the first plate 45 in the same manner as the inkjet printer head 25 described above. Ru.
このような構成において、このインクジェットプリンタ
ヘッド５２は前述のインクジェットプリンタヘッド２５
と同様に機能する。In such a configuration, this inkjet printer head 52 is similar to the inkjet printer head 25 described above.
It works the same way.
ここで、このインクジェットプリンタヘッド５７−
２は、オリフィス層５６と供給路層５９とが同一素材で
一体的に形成されているので、これらの製造設備を共通
化するなどして生産性を内」ニさせることができる。Here, in this inkjet printer head 57-2, the orifice layer 56 and the supply path layer 59 are integrally formed of the same material, so productivity can be improved by using common manufacturing equipment for these. can be made to
さらに、請求項１，２及び３記載の発明の第三の実施例
を第８図及び第９図に基づいて説明する。Furthermore, a third embodiment of the invention according to claims 1, 2 and 3 will be described based on FIGS. 8 and 9.
このインクジェットプリンタヘッド６０も、第一のプレ
ート４５の構造は上述のインクジェットプリンタヘッド
２５等と同様で第二のプレート６１の構造及び製造方法
に関するものである。In this inkjet printer head 60, the structure of the first plate 45 is similar to that of the above-mentioned inkjet printer head 25, etc., and the structure and manufacturing method of the second plate 61 are related.
まず、第８図（ａ）に例示するように、厚さが５０（μ
ｍ）のＳｉ材６２」二に所定パターンの第一のマスク６
３を形成し、第８図（ｂ）に例示するように、この上か
ら深さ１０（μｍ）のエツチングを行なうことでインク
供給路６４を形成する。そこで、第８図（ｃ）に例示す
るように、前記第一のマスク６３を取外した前記Ｓｉ材
６２に所定パターンの第二のマスク６５を形成し、第８
図（ｄ）に例示するよ８
うに、この上から再度エツチングを行なって貫通させる
ことでオリフィス６６を形成する。そして、第８図（ｅ
）に例示するように、このエツチング後に第二のマスク
６５を取外すことで、供給路層とオリフィス層とが一体
底形された第二のプレート６１が得られることになる。First, as illustrated in FIG. 8(a), the thickness is 50 (μ
m) the Si material 62'' and the first mask 6 with a predetermined pattern.
3 is formed, and as illustrated in FIG. 8(b), etching is performed from above to a depth of 10 (μm) to form an ink supply path 64. Therefore, as illustrated in FIG. 8(c), a second mask 65 having a predetermined pattern is formed on the Si material 62 from which the first mask 63 has been removed.
As illustrated in FIG. 8(d), the orifice 66 is formed by etching again from above and penetrating it. And Fig. 8 (e
), by removing the second mask 65 after this etching, a second plate 61 in which the supply channel layer and the orifice layer have an integral bottom shape is obtained.
なお、前記第一第二のマスク６３．６５の形状は、この
上から所定深さのエツチングを行なった時に所望形状の
インク供給路６４やオリフィス６６が形成されるよう設
定されている。The shapes of the first and second masks 63 and 65 are set so that when etching is performed from above to a predetermined depth, an ink supply path 64 and orifice 66 of a desired shape are formed.
このような構成において、このインクジェットプリンタ
ヘッド６０は前述のインクジェットプリンタヘッド２５
．５２と同様に機能する。In such a configuration, this inkjet printer head 60 is similar to the inkjet printer head 25 described above.
．． 52.
ここで、このインクジェットプリンタヘッド６０は、オ
リフィス層と供給路層とが完全に一体化された第二のプ
レート６１を製作するので生産性が極めて良好である。Here, in this inkjet printer head 60, the second plate 61 in which the orifice layer and the supply path layer are completely integrated is manufactured, so productivity is extremely high.
なお、第９図に例示するように、−枚の基材６７にイン
ク供給路６８とオリフィス６９とを兼用する円錐状の貫
通孔を形成した第二のプレート７０を製作することも可
能であり、この場合、さらに生産性が向」ニすることに
なる。なお、円錐状の貫通孔は大径部がインク供給路６
８で小径部がオリフィス６９になるので、これらの寸法
が所望イ直となるように基椙６７の厚さやエツチング条
件勢を設定することが望ましい。Note that, as illustrated in FIG. 9, it is also possible to manufacture a second plate 70 in which a conical through hole that serves as an ink supply path 68 and an orifice 69 is formed in a second base material 67. In this case, productivity will further improve. Note that the large diameter part of the conical through hole is the ink supply path 6.
8, the small diameter portion becomes the orifice 69, so it is desirable to set the thickness of the base plate 67 and the etching conditions so that these dimensions are as desired.
つぎに、請求項４，５及び６記載の発明の実施例を第１
０図及び第１１図に基づいて説明する。Next, the first embodiment of the invention described in claims 4, 5, and 6 will be described.
This will be explained based on FIG. 0 and FIG.
このインクジェットプリンタヘッド７１は第一のプレー
ト７２の構造に関するもので、第二のプレート４６の構
造は上述のインクジェットプリンタヘッド２５等と同様
になっている。This inkjet printer head 71 is related to the structure of the first plate 72, and the structure of the second plate 46 is similar to the above-mentioned inkjet printer head 25 and the like.
まず、このインクジェットプリンタヘッド７１では、第
１０図に例示するように、前記第一のプレート７２は四
列に連続形成された圧力室３３の隔壁３２の一列目二列
目間と三列目四列目間とに線形の接続部である支持壁７
３が形成されており、第１１図に例示するように、これ
らの支持壁７３と外周部４４との部分で前記第一のプレ
ート７２と第二のプレート４６とが接着材を介するなど
して固着されている。First, in this inkjet printer head 71, as illustrated in FIG. A support wall 7 that is a linear connection between the rows.
3 is formed, and as illustrated in FIG. 11, the first plate 72 and the second plate 46 are connected to each other by using an adhesive or the like at the portion between the support wall 73 and the outer peripheral part 44. It is fixed.
つまり、このインクジェットプリンタヘッド７１では、
オリフィス３０と発熱抵抗体３１と圧力室３３とインク
供給路３４とからなるインク出射部が四つのグループと
して並設されており、ここでは第一第二のグループ間と
第三第四のグループ間とに前記支持壁７３が位置してい
る。In other words, in this inkjet printer head 71,
Ink ejection parts each consisting of an orifice 30, a heating resistor 31, a pressure chamber 33, and an ink supply path 34 are arranged in parallel as four groups, and here, between the first and second groups and between the third and fourth groups. The support wall 73 is located at.
このような構成において、このインクジェットプリンタ
ヘッド７１は、前述のインクジェットプリンタヘッド２
５，５２．６０等と同様に機能する。In such a configuration, this inkjet printer head 71 is similar to the inkjet printer head 2 described above.
5, 52, 60, etc.
ここで、このインクジェットプリンタヘッド７１は、第
一第二のプレート７２．４６が外周部４４と装置の中央
近傍に位置した支持壁７３とで固１−
着されているので、第一第二のプレート７２，４６の間
隔が精緻に維持されてインク供給路３４なども正確に形
成され、装置の性能が均一で生産性も良好である。Here, in this inkjet printer head 71, since the first and second plates 72.46 are fixedly attached between the outer peripheral part 44 and the support wall 73 located near the center of the apparatus, the first and second plates 72. The distance between the plates 72 and 46 is precisely maintained, the ink supply path 34, etc. are also accurately formed, and the performance of the apparatus is uniform and the productivity is good.
なお、このインクジェットプリンタヘッド７１の支持壁
７３は隔壁３２や外周部４４と同様に感光性ポリイミド
を光パターニングすることができるので、これは製作工
程を増大させることなく簡易に形成することができる。Note that the support wall 73 of the inkjet printer head 71 can be formed by photo-patterning photosensitive polyimide in the same way as the partition wall 32 and the outer circumferential portion 44, so it can be easily formed without increasing the manufacturing process.
また、このインクジェットプリンタヘッド７１の支持壁
７３や外周部４４を、第二のプレート４６の供給路層２
８の下面に形成することも可能である。さらに、このイ
ンクジェットプリンタヘッド７１では、第一のプレート
７２の外周部４４と支持壁７３との上面に接着材を塗布
して第二のプレート４６を圧着することが考えられるが
、支持壁７３は第一第二のプレート７２．４６の間隔等
を維持すれば良く、インク漏れを防止する機能や強固な
固着強度は要し３２−
ないので、例えば、請求項５及び６記載の発明のように
、第一第二のプレート７２．４６を外周部４４では接着
材で固着して支持壁７３では熱融着等で固着することも
可能である。この場合、支持壁７３の部分では接着材の
漏れが生じないので、これらの支持壁７３を圧力室３３
の隔壁３２やオリフィス３０に近接した位置に設けるこ
とが可能であり、インクジェットプリンタヘッド７１の
小型化やインク出射部の高密度化などに寄与することが
できる。Further, the support wall 73 and the outer circumferential portion 44 of the inkjet printer head 71 are connected to the supply path layer 2 of the second plate 46.
It is also possible to form it on the lower surface of 8. Furthermore, in this inkjet printer head 71, it is conceivable to apply an adhesive to the upper surface of the outer circumferential portion 44 of the first plate 72 and the support wall 73 to press the second plate 46, but the support wall 73 is It is only necessary to maintain the interval between the first and second plates 72, 46, and there is no need for a function to prevent ink leakage or strong adhesion strength. It is also possible to fix the first and second plates 72.46 on the outer circumferential portion 44 with an adhesive and on the support wall 73 with heat fusion or the like. In this case, since the adhesive does not leak from the support walls 73, these support walls 73 are connected to the pressure chamber 33.
It can be provided at a position close to the partition wall 32 and orifice 30, and can contribute to miniaturization of the inkjet printer head 71 and higher density of the ink ejection section.
さらに、請求項７記載の発明の実施例を第１２図に基づ
いて説明する。このインクジェットプリンタヘッド７４
も第一のプレート７５の構造に関するもので、第二のプ
レート４６の構造は上述のインクジェットプリンタヘッ
ド２５等と同様になっている。Furthermore, an embodiment of the invention set forth in claim 7 will be described based on FIG. 12. This inkjet printer head 74
This also relates to the structure of the first plate 75, and the structure of the second plate 46 is similar to that of the above-mentioned inkjet printer head 25 and the like.
まず、このインクジェットプリンタヘッド７４では、図
示するように、前記第一のプレート７５に四つのグルー
プとして形成された圧力室３３の隔壁３２の各グループ
間に、外周部４４と一体的に連続した接続部である隔壁
７６が形成されており、これらの隔壁７６によって四つ
のグループ毎にインク供給路７７、〜７７４が分割形成
されている。そして、これらのインク供給路７７、〜７
７４の各インク補給孔３６には、各々ブラック、マゼン
タ、シアン、イエロー等のカラーインクを供給するイン
ク供給手段であるインク槽（図示せず）等が連結されて
いる。First, in this inkjet printer head 74, as shown in the figure, there is a connection between each group of the partition walls 32 of the pressure chamber 33 formed in four groups on the first plate 75, which is integrally continuous with the outer peripheral part 44. Partition walls 76 are formed, and ink supply passages 77 to 774 are divided into four groups by these partition walls 76. And these ink supply paths 77, ~7
Each ink replenishment hole 36 of 74 is connected to an ink tank (not shown), which is an ink supply means for supplying color ink such as black, magenta, cyan, and yellow.
このような構成において、このインクジェットプリンタ
ヘッド７４では、四つにグループ分割されたオリフィス
３０から選択的に各カラーインクを出射してカラー画像
を印刷することができる。With this configuration, the inkjet printer head 74 can print a color image by selectively ejecting each color ink from the orifice 30 divided into four groups.
なお、上述の実施例では圧力室３３を形成する隔壁３２
が矩形環状に成形されたものを例示したが、本発明は上
記構造に限定されるものではなく、例えば、第１３図に
例示するように、丸型環状の隔壁７８で圧力室７９が形
成された圧力室層８０も実施可能である。また、上述の
実施例では各オ′リフイス３０，５５，６６．６９毎に
インク供給路３４．５８，６３．６８を形成したものを
例示したが、本発明は上記構造に限定されるものでもな
く、例えば、第１４図に例示するように、所定数のオリ
フィス３０に共通に連通ずるインク供給路８１が形成さ
れた供給路層８２を製作することなども可能である。そ
して、インク貯蔵室３５等にインク１１を補給するイン
ク補給孔３６も基板２６に形成する必要はなく、インク
貯蔵室３５に連通ずるものであれば機能する。また、上
述の各実施例では各種の寸法や材質を提示したが、これ
らは装置の仕様や必要な性能等を考慮して最適な形態に
設計されるものであり、例えば、金属やガラス及び樹脂
等のエツチングや金属のプレス加工や電鋳、或は、樹脂
の型成形等でも各層を製作することができる。さらに、
上述の実施例では、第５−
リフイスの軸心に対して圧力室の形状やインク供給路を
対称にすることでインク滴の飛翔方向がオリフィスの軸
心方向と一致するものを例示したが、本発明は上記構造
に限定されるものでもない。In addition, in the above-mentioned embodiment, the partition wall 32 forming the pressure chamber 33
Although the present invention is not limited to the above structure, for example, as illustrated in FIG. 13, a pressure chamber 79 is formed by a round annular partition wall 78. A pressure chamber layer 80 is also possible. Further, in the above embodiment, the ink supply passages 34.58, 63.68 are formed for each orifice chair 30, 55, 66.69, but the present invention is not limited to the above structure. For example, as illustrated in FIG. 14, it is also possible to manufacture a supply channel layer 82 in which an ink supply channel 81 commonly communicating with a predetermined number of orifices 30 is formed. The ink replenishment hole 36 for replenishing the ink 11 to the ink storage chamber 35 and the like does not need to be formed in the substrate 26, and will function as long as it communicates with the ink storage chamber 35. In addition, although various dimensions and materials were presented in each of the above-mentioned examples, these are designed in an optimal form taking into account the specifications of the device and the required performance, etc. For example, metal, glass, and resin are used. Each layer can be manufactured by etching, metal press working, electroforming, or resin molding. moreover,
In the above-mentioned embodiment, the shape of the pressure chamber and the ink supply path are made symmetrical with respect to the axis of the fifth refill so that the flying direction of the ink droplets coincides with the axis of the orifice. The present invention is not limited to the above structure either.
発明の効果
請求項１記載の発明は、前面にオリフィスが位置してイ
ンク供給路が連通された圧ツノ室内に発熱手段を設けた
インク出射部が連続形成されたバブルジェット方式のイ
ンクジェットプリンタヘッドにおいて、オリフィスに対
向配置された発熱手段を囲む隔壁で圧力室を形成し、こ
の圧力室の隔壁と発熱手段とが基板上に形成された第一
のプレートを形成し、少なくともオリフィスが形成され
た第二のプレートを形成し、この第二のプレートの内面
と圧力室の隔壁との間に全周方向に開口したインク供給
路を形成し、第一第二のプレートの接続部を圧ツノ室の
隔壁から離反した位置に設けたことにより、この接続部
に接着材を塗布して第−第６６
二のプレートを固着しても、接続部から漏れ出た接着材
が流路や発熱抵抗体の機能を阻害したり、オリフィスの
目詰まりの原因なることがなく、第一第二のプレートの
固着強度が十分でインク漏れの発生も防止されたインク
ジェットプリンタヘッドを良好な生産性で製作すること
ができ、さらに、請求項２記載の発明は、第一第二のプ
レートの少なくとも一方に設けた感光性樹脂を光パター
ニングして第一第二のプレートの接続部を形成したこと
により、圧力室の隔壁などと同一工程で接続部を形成す
ることが可能であり、インクジェットプリンタヘッドの
生産性向上に寄与することができ、さらに、請求項３記
載の発明は、第一第二のプレートの接続部を互いの外周
部に設け、請求項４記載の発明は、連続形成された複数
のインク゛出射部からなるインク出射部グループを複数
並設し、第一第二のプレートの接続部をインク出射部グ
ループの間に設けたことにより、第一第二のプレートの
固着強度が十分でインク漏れの発生も防止されたインク
ジェットプリンタヘッドを簡易に製作することができ、
さらに、請求項５記載の発明は、第一第二のプレートの
外周部に設けた接続部は接着材で固着してインク出射部
グループの間に設けた接続部は接着材以外の手段で固着
したことにより、これらの接続部を圧力室の隔壁やオリ
フィスに近接した位置に設けることが可能なので、イン
クジェットプリンタヘッドの小型化やインク出射部の高
密度化などに寄与することができ、さらに、請求項６記
載の発明は、インク出射部グループの間に位置する接続
部を第一第二のプレートの少なくとも一方に設けた感光
性樹脂を光パターニングで形成して熱融着で固着したこ
とにより、装置の小型化やインク出射部の高密度化が可
能なインクジェットプリンタヘッドを簡易に製作するこ
とができ、さらに、請求項７記載の発明は、第一第二の
プレートの接続部をインク出射部グループ間の隔壁とし
て形成し、この隔壁で分割されたインク出射部グループ
のインク供給路に各々異なる色のカラーインクを供給す
るインク供給手段を連結したことにより、簡易な構造で
カラー画像の印刷が可能なインクジェットプリンタヘッ
ドを製作することができる等の効果を有するものである
。Effects of the Invention The invention as set forth in claim 1 provides an inkjet printer head of a bubble jet type in which an ink ejection part is continuously formed in which a heat generating means is provided in a pressure horn chamber in which an orifice is located on the front surface and an ink supply path is communicated. A pressure chamber is formed by a partition wall surrounding a heat generating means disposed opposite to the orifice, and the partition wall of the pressure chamber and the heat generating means form a first plate formed on a substrate, and at least a first plate on which an orifice is formed is formed. A second plate is formed, an ink supply path opening in the entire circumferential direction is formed between the inner surface of the second plate and the partition wall of the pressure chamber, and the connecting portion of the first and second plates is connected to the pressure chamber. Because it is provided at a position away from the partition wall, even if adhesive is applied to this connection and the second plate is fixed, the adhesive leaking from the connection will leak into the flow path and the heating resistor. It is possible to manufacture an inkjet printer head with good productivity without interfering with the function or causing clogging of the orifice, with sufficient adhesion strength of the first and second plates, and preventing ink leakage. Furthermore, the invention as claimed in claim 2 is characterized in that the connection portion of the first and second plates is formed by optically patterning the photosensitive resin provided on at least one of the first and second plates, thereby increasing the pressure chamber. It is possible to form the connection part in the same process as the partition wall, etc., and can contribute to improving the productivity of the inkjet printer head. are provided on the outer periphery of each other, and the invention according to claim 4 provides a plurality of ink ejection section groups each consisting of a plurality of consecutively formed ink ejection sections, and a connecting portion of the first and second plates is connected to the ink ejection section. By providing the first and second plates between the groups, it is possible to easily manufacture an inkjet printer head in which the adhesion strength of the first and second plates is sufficient and ink leakage is prevented.
Furthermore, in the invention as claimed in claim 5, the connection portion provided on the outer periphery of the first and second plates is fixed with an adhesive, and the connection portion provided between the ink ejection unit groups is fixed with a means other than the adhesive. As a result, these connecting parts can be provided in positions close to the partition walls and orifices of the pressure chamber, which contributes to miniaturization of inkjet printer heads and higher density of ink ejection parts.Furthermore, The invention as set forth in claim 6 is characterized in that a photosensitive resin having a connecting portion located between the ink emitting portion groups on at least one of the first and second plates is formed by optical patterning and fixed by thermal fusion. , it is possible to easily manufacture an inkjet printer head capable of downsizing the device and increasing the density of the ink ejection section. Color images can be printed with a simple structure by connecting ink supply means for supplying color ink of different colors to the ink supply paths of the ink emitting section groups divided by the partition walls. This has the advantage that it is possible to manufacture an inkjet printer head that is capable of printing.
第１図は請求項１，２及び３記載の発明の第一の実施例
を示す縦断側面図、第２図は各層の平面図、第３図は分
解斜視図、第４図は斜視図、第５図は要部の縦断側面図
、第６図は製造工程の説明図、第７図は請求項１．２及
び３記載の発明の第二の実施例を示す製造工程の説明図
、第８図は請求項１，２及び３記載の発明の第三の実施
例を示す製造工程の説明図、第９図は変形例を示す縦断
側面図、第１０図は請求項４，５及び６記載の発明の実
施例を示す斜視図、第１１図は縦断側面図、９−
第１２図は請求項７記載の発明の実施例を示す斜視図、
第１３図及び第１４図は本発明の変形例を示す要部の斜
視図、第１５図は第一の従来例を示す正面図、第１６図
は縦断側面図、第１７図は第二の従来例を示す縦断側面
図、第１８図は分解斜視図、第１９図は第三の従来例を
示す縦断側面図、第２０図は第四の従来例を示す分解斜
視図、第２１図は第五の従来例を示す斜視図である。
２５．５２，６０，７１．７４・・・インクジェットプ
リンタヘッド、２６・・・基板、３０，５５，６６．６
９・・・オリフィス、３１・・・発熱手段、３２゜７８
・・・隔壁、３３．７９・・・圧力室、３４，５８゜６
４．６８，７７．８１・・・インク供給路、４３・・・
感光性樹脂、４５，７２．７５・・・第一のプレート、
４６．５３，６１．７０・・・第二のプレート、７６・
・・隔壁
４０
旨
３４５
、％ Ｊｑ財（槌麩Ｄ）
３
１
１フ；］（イ１＝９（イタリ）
特開平
２５８５５１（１８）FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional side view showing a first embodiment of the invention as claimed in claims 1, 2, and 3, FIG. 2 is a plan view of each layer, FIG. 3 is an exploded perspective view, and FIG. 4 is a perspective view. FIG. 5 is a vertical sectional side view of the main part, FIG. 6 is an explanatory diagram of the manufacturing process, and FIG. 7 is an explanatory diagram of the manufacturing process showing the second embodiment of the invention according to claims 1.2 and 3. FIG. 8 is an explanatory diagram of the manufacturing process showing a third embodiment of the invention as claimed in claims 1, 2 and 3, FIG. 9 is a longitudinal cross-sectional side view showing a modification, and FIG. 10 is a diagram showing claims 4, 5 and 6. FIG. 11 is a longitudinal sectional side view; FIGS. 9-12 are perspective views showing an embodiment of the invention as claimed in claim 7;
13 and 14 are perspective views of essential parts showing a modification of the present invention, FIG. 15 is a front view showing the first conventional example, FIG. 16 is a vertical side view, and FIG. 17 is a second example. FIG. 18 is an exploded perspective view, FIG. 19 is a vertical side view of the third conventional example, FIG. 20 is an exploded perspective view of the fourth conventional example, and FIG. 21 is an exploded perspective view of the conventional example. FIG. 7 is a perspective view showing a fifth conventional example. 25.52,60,71.74...Inkjet printer head, 26...Substrate, 30,55,66.6
9... Orifice, 31... Heat generating means, 32°78
...Partition wall, 33.79...Pressure chamber, 34,58゜6
4.68, 77.81... Ink supply path, 43...
Photosensitive resin, 45,72.75...first plate,
46.53, 61.70... second plate, 76.
... Bulkhead 40 effect 345, % Jq goods (Tsuchifu D) 3 1 1f;
Claims (1)
れた圧力室内に発熱手段を設けたインク出射部が連続形
成されたバブルジェット方式のインクジェットプリンタ
ヘッドにおいて、前記オリフィスに対向配置された前記
発熱手段を囲む隔壁で前記圧力室を形成し、この圧力室
の隔壁と前記発熱手段とが基板上に形成された第一のプ
レートを形成し、少なくとも前記オリフィスが形成され
た第二のプレートを形成し、この第二のプレートの内面
と前記圧力室の隔壁との間に全周方向に開口したインク
供給路を形成し、前記第一のプレートと前記第二のプレ
ートとの接続部を前記圧力室の隔壁から離反した位置に
設けたことを特徴とするインクジェットプリンタヘッド
。 ２、第一のプレートと第二のプレートとの少なくとも一
方に設けた感光性樹脂を光パターニングして前記第一の
プレートと前記第二のプレートとの接続部を形成したこ
とを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタ
ヘッド。 ３、第一のプレートと第二のプレートとの接続部を互い
の外周部に設けたことを特徴とする請求項１又は２記載
のインクジェットプリンタヘッド。 ４、連続形成された複数のインク出射部からなるインク
出射部グループを複数並設し、第一のプレートと第二の
プレートとの接続部を前記インク出射部グループの間に
設けたことを特徴とする請求項１、２又は３記載のイン
クジェットプリンタヘッド。 ５、第一のプレートと第二のプレートとの外周部に設け
た接続部は接着材で固着してインク出射部グループの間
に設けた接続部は接着材以外の手段で固着したことを特
徴とする請求項３又は４記載のインクジェットプリンタ
ヘッド。 ６、インク出射部グループの間に位置する接続部を第一
のプレートと第二のプレートとの少なくとも一方に設け
た感光性樹脂を光パターニングで形成して熱融着で固着
したことを特徴とする請求項５記載のインクジェットプ
リンタヘッド。 ７、第一のプレートと第二のプレートとの接続部をイン
ク出射部グループ間の隔壁として形成し、この隔壁で分
割されたインク出射部グループのインク供給路に各々異
なる色のカラーインクを供給するインク供給手段を連結
したことを特徴とする請求項１、２又は３記載のインク
ジェットプリンタヘッド。[Scope of Claims] 1. In a bubble jet inkjet printer head in which an ink ejection part is continuously formed with an orifice located on the front face and a heat generating means provided in a pressure chamber with which an ink supply path is communicated, the orifice is connected to the orifice. The pressure chamber is formed by a partition wall surrounding the heat generating means disposed facing each other, and the partition wall of the pressure chamber and the heat generating means form a first plate formed on a substrate, and at least the orifice is formed. a second plate is formed, an ink supply path opening in the entire circumferential direction is formed between the inner surface of the second plate and the partition wall of the pressure chamber, and the first plate and the second plate are connected to each other; An inkjet printer head characterized in that the connecting portion is provided at a position remote from the partition wall of the pressure chamber. 2. A claim characterized in that the connection portion between the first plate and the second plate is formed by optically patterning a photosensitive resin provided on at least one of the first plate and the second plate. Item 1. The inkjet printer head according to item 1. 3. The inkjet printer head according to claim 1 or 2, characterized in that the connection portion between the first plate and the second plate is provided on the outer periphery of each other. 4. A plurality of ink ejection section groups each consisting of a plurality of continuously formed ink ejection sections are arranged in parallel, and a connection section between the first plate and the second plate is provided between the ink ejection section groups. The inkjet printer head according to claim 1, 2 or 3. 5. The connection portion provided on the outer periphery of the first plate and the second plate is fixed with an adhesive, and the connection portion provided between the ink ejection unit groups is fixed with a means other than adhesive. The inkjet printer head according to claim 3 or 4. 6. A connecting part located between the ink emitting part groups is formed on at least one of the first plate and the second plate by photo-patterning and is fixed by heat fusion. The inkjet printer head according to claim 5. 7. The connecting portion between the first plate and the second plate is formed as a partition between the ink ejection unit groups, and color ink of a different color is supplied to the ink supply paths of the ink ejection unit groups divided by the partition. 4. The inkjet printer head according to claim 1, further comprising an ink supply means connected to the inkjet printer head.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5888190A JPH03258551A (en) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | Ink jet printer head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5888190A JPH03258551A (en) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | Ink jet printer head |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03258551A true JPH03258551A (en) | 1991-11-18 |
Family
ID=13097110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5888190A Pending JPH03258551A (en) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | Ink jet printer head |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03258551A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6328434B1 (en) | 1999-07-01 | 2001-12-11 | Fujitsu Limited | Inkjet head, its manufacturing method and recording device |
-
1990
- 1990-03-09 JP JP5888190A patent/JPH03258551A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6328434B1 (en) | 1999-07-01 | 2001-12-11 | Fujitsu Limited | Inkjet head, its manufacturing method and recording device |
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