JPH10146967A - インクジェット式記録ヘッド - Google Patents

インクジェット式記録ヘッド

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JPH10146967A
JPH10146967A JP32234896A JP32234896A JPH10146967A JP H10146967 A JPH10146967 A JP H10146967A JP 32234896 A JP32234896 A JP 32234896A JP 32234896 A JP32234896 A JP 32234896A JP H10146967 A JPH10146967 A JP H10146967A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure generating
generating chamber
recording head
ink jet
nozzle plate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP32234896A
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English (en)
Inventor
Akira Matsuzawa
明 松沢
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 流路形成基板を構成するシリコン単結晶基板
全体の強度の低下を招くこと無く、圧力発生室を区画す
る隔壁の剛性を選択的に高めること。 【解決手段】 ノズルプレート7の圧力発生室3に対向
する領域に、圧力発生室3に嵌入可能で、かつメンブレ
ム部2との間に所定の空間Gを確保できる程度の凸部9
を形成し、この凸部9により隔壁1aを両側から補強す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術の分野】本発明は、ノズル開口に連
通する圧力発生室の一部をたわみ振動するアクチュエー
タにより膨張、収縮させて、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。
【0002】
【従来の技術】インクジェット式記録ヘッドには、圧力
発生室を機械的に変形させてインクを加圧する圧電振動
型と、圧力発生室の中に発熱素子を設け、発熱素子の熱
で発生した気泡の圧力によりインクを加圧するバブルジ
ェット型との2種類のものが存在する。そして圧電振動
型の記録ヘッドは、さらに軸方向に変位する圧電振動子
を使用した第1の記録ヘッドと、たわみ変位する圧電振
動子を使用した第2の記録ヘッドとの2種類に分類され
る。
【0003】第1の記録ヘッドは、高速駆動が可能でか
つ高い密度での記録が可能である反面、圧電振動子の加
工に切削作業が伴ったり、また圧電振動子を圧力発生室
に固定する際に3次元的組立作業を必要として、製造の
工程数が多くなるという問題がある。これに対して、第
2の記録ヘッドは、圧電振動子が膜状であるため、圧力
発生室を構成する弾性膜と一体的に焼成して作り付ける
ことが可能で、製造工程の簡素化を図ることができると
いう特徴を有するものの、たわみ振動できる程度の面積
を必要とするため、圧力発生室の幅が大きくなって配列
密度が低下するという問題を抱えている。
【0004】このようなたわみ振動を利用した記録ヘッ
ドが抱える問題点を克服するため、例えば特許出願公表
平5-504740号公報には、格子面(110)のシリコン単
結晶基板を異方性エッチングして圧力発生室、インク供
給口、リザーバが形成された流路形成基板と、圧力発生
室に連通するノズル開口が複数形成されたノズルプレー
トとを備え、流路形成基板の他面を酸化シリコンにより
弾性変形可能なメンブレムとして構成したインクジェッ
ト式記録ヘッドが提案されている。
【0005】これによれば、メンブレム部の圧力発生室
に対向する領域に造膜法により圧電体膜を形成して駆動
部を作り付けて、エッチングと膜形成により記録ヘッド
を構成することができるため、印刷密度の高い記録ヘッ
ドを高い歩留まりで製造することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シリコ
ン単結晶基板を、一方の面からエッチングして他方の面
を残すようにしてメンブレム部を形成する関係上、圧電
振動子の変位によりメンブレム部が弾性変形できる厚さ
までエッチングが行われ、このため圧力発生室を区画す
る隔壁の剛性が相対的に低下してクロストークを生じる
という問題がある。
【0007】このような問題を解消するためには、シリ
コン単結晶基板の厚みを薄くして、圧力発生室を区画す
る隔壁の剛性を相対的に高めることも考えられるが、こ
んどは流路形成基板全体の剛性が低下してハンドリング
に困難を来す等の新たな問題を招くことになる。
【0008】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであって、その目的とするところは流路形成基板を
構成するシリコン単結晶基板全体の強度の低下を招くこ
と無く、圧力発生室を区画する隔壁の剛性を選択的に高
めることができるインクジェット式記録ヘッドを提供す
ることである。
【0009】
【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、複数のノズル開口が穿設さ
れたノズルプレートと、一方の面に、外部からインクの
供給を受けるリザーバ、該リザーバとインク供給口を介
して接続するとともに前記ノズル開口の各々に連通する
複数の圧力発生室とをシリコン単結晶基板の異方性エッ
チングにより形成し、圧電振動子を備えた弾性膜により
他方の面が封止された流路形成基板とを接合したインク
ジェットヘッドにおいて、前記ノズルプレートの圧力発
生室に対向する領域に、前記圧力発生室に嵌入可能で、
かつ前記弾性膜との間に所定の空間を確保できる程度の
凸部を形成するようにした。
【0010】
【作用】凸部が各圧力発生室の隔壁を両側から挟むか
ら、隔壁が補強されて剛性が高くなる。
【0011】
【発明の実施の態様】そこで以下に本発明の詳細を図示
した実施例の基づいて説明する。図1は、本発明の一実
施例を示す組立斜視図であり、また図2は1つの圧力発
生室の長手方向における断面構造を示す図であって、図
中符号1は、流路形成基板で、一方の面が開口面とな
り、また他方の面が酸化シリコンからなるメンブレム部
2を形成するようにシリコン単結晶基板を異方性エッチ
ングして圧力発生室3、リザーバ4を形成、さらにこれ
ら圧力発生室3とリザーバ4とを一定の流体抵抗で連通
させる凹部からなるインク供給口5を形成して構成され
ている。
【0012】メンブレム部2の各圧力発生室3に対向す
る領域には、各圧力発生室3毎に独立させて膜形成方法
で作り付けられた圧電振動子6が設けらている。
【0013】7はノズルプレートで、圧力発生室3の一
端側で連通するようにノズル開口8を穿設するととも
に、圧力発生室3の隔壁1aに可及的に密着するピッチ
で、かつメンブレム2との間に圧力発生室3としての容
積を確保できる程度の間隙ΔGを形成する凸部9を形成
して構成されている。なお、図中符号10は、圧電振動
子8に駆動信号を供給するフレキシブルケーブルを、ま
た11はヘッドケースを示す。
【0014】図3(イ)、(ロ)は、それぞれ上述のノ
ズルプレート7の一実施例を示すものであって、図3
(イ)に示すノズルプレート7は、不錆鋼やシリコン単
結晶基板により形成されたノズルプレート本体7の圧力
発生室側に、感光性フィルムを凸部9として機能できる
程度の厚みになるように積層して、圧力発生室3をエッ
チングするのと同様なパターンのマスクを使用してエッ
チングしたり、または熱可塑性樹脂を射出成形して凸部
9を作り付けたものである。
【0015】また図3(ロ)に示すノズルプレート7
は、ノズルプレートとして機能する板厚よりも凸部9の
分だけ厚めの不錆鋼やシリコン単結晶基板を用意し、ノ
ズル開口8をエッチングする工程に合わせて、凸部14
が残るようにエッチングして構成したものである。
【0016】このように構成されたノズルプレート7
は、流路形成基板の1の開口面側にエポキシ樹脂等の有
機系接着剤を塗布したり、熱溶着性フィルムを介装し、
ノズルプレート7の各凸部9、14を流路形成基板1の
対応する圧力発生室3のそれぞれに填め込んで圧着した
り、また静電吸着法により接合されている。
【0017】この実施例において、外部駆動回路からフ
レキシブルケーブル10を介して圧電振動子6に信号を
印加すると、圧電振動子6がたわんで圧力発生室3を収
縮させる。
【0018】圧力発生室3の収縮によりで加圧された圧
力発生室3のインクは、一部がノズル開口8からインク
滴として吐出する。インク滴の吐出が終了して圧電振動
子6が元の状態に戻ると、圧力発生室3が膨張してイン
ク供給口5を介してリザーバ4のインクが圧力発生室3
に流れ込む。
【0019】このように圧電振動子6のたわみ変位は、
メンフレム部2のみならず圧力発生室3を区画している
隔壁1aをたわませようとするが、ノズルプレート7に
固定されたり、またノズルプレート7と一体に形成され
た凸部9が各隔壁1aのノズルプレート7側を両側から
挟んで補強しているから、隔壁1aはその剛性が大きく
なり、圧電振動子6のたわみ変位による変形量を可及的
に小さく抑えられ、クロストークの発生が防止される。
【0020】また、凸部9の厚みを変更することにより
圧力発生室3の容積を、さらにはインク供給口5との距
離Lを変更することによってインク流路のイナータンス
をそれぞれ調整することができるから、流路形成基板1
のエッチングパターンや、エッチング工程を変更するこ
となく、仕様を比較的簡単に変更することができるノズ
ルプレートの仕様を変更するだけで、インクや圧電振動
子の特性に応じて記録ヘッドの特性を調整することが可
能となる。
【0021】
【発明の効果】以上、説明したように本発明において
は、複数のノズル開口が穿設されたノズルプレートと、
一方の面に、外部からインクの供給を受けるリザーバ、
リザーバとインク供給口を介して接続するとともにノズ
ル開口の各々に連通する複数の圧力発生室とをシリコン
単結晶基板の異方性エッチングにより形成し、圧電振動
子を備えた弾性膜により他方の面が封止された流路形成
基板とを接合したインクジェットヘッドにおいて、ノズ
ルプレートの圧力発生室に対向する領域に、圧力発生室
に嵌入可能で、かつ弾性膜との間に所定の空間を確保で
きる程度の凸部を形成したので、凸部により各圧力発生
室の隔壁を両側から挟んで隔壁を補強することができ
て、隔壁の剛性が高くなり、クロストークを防止するこ
とができる。
【0022】また、凸部の厚みを変更することにより圧
力発生室の容積を任意に調整できるから、流路形成基板
を構成するシリコン単結晶基板として、ハンドリングが
容易な厚みのものを使用することができる。
【0023】さらには、凸部の厚みを変更することによ
り圧力発生室の容積を、さらには凸部とインク供給口と
の距離を変更することによりインク流路のイナータンス
を簡単に調整することができるから、仕様を比較的簡単
に変更することができるノズルプレートの設計変更によ
りインクや圧電振動子の特性に応じて記録ヘッドの特性
を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のインクジェット式記録ヘッドの一実施
例を示す組立斜視図である。
【図2】図(イ)、(ロ)、(ハ)は、ぞれぞれ同上記
録ヘッドの1つの圧力発生室の長手方向の断面構造、及
びA−A線、B−B線での断面構造を示す図である。
【図3】図(イ)、(ロ)は、それぞれ同上記録ヘッド
のノズルプレートの一実施例を示す図である。
【符号の説明】
1 流路形成基板 2 メンブレム部 3 圧力発生室 4 リザーバ 5 インク供給口 6 圧電振動子 7 ノズルプレート 8 ノズル開口 9 凸部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のノズル開口が穿設されたノズルプ
    レートと、一方の面に、外部からインクの供給を受ける
    リザーバ、該リザーバとインク供給口を介して接続する
    とともに前記ノズル開口の各々に連通する複数の圧力発
    生室とをシリコン単結晶基板の異方性エッチングにより
    形成し、圧電振動子を備えた弾性膜により他方の面が封
    止された流路形成基板とを接合したインクジェットヘッ
    ドにおいて、 前記ノズルプレートの圧力発生室に対向する領域に、前
    記圧力発生室に嵌入可能で、かつ前記弾性膜との間に所
    定の空間を確保できる程度の凸部を形成してなるインク
    ジェット式記録ヘッド。
  2. 【請求項2】 前記凸部が、感光性ドライフィルムのエ
    ッチングにより形成されている請求項1に記載のインク
    ジェット式記録ヘッド。
  3. 【請求項3】 前記凸部が、熱可塑性樹脂により形成さ
    れている請求項1に記載のインクジェット式記録ヘッ
    ド。
  4. 【請求項4】 前記凸部が、前記ノズル開口のエッチン
    グに合わせて前記ノズルプレートと一体に形成されてい
    る請求項1に記載のインクジェット式記録ヘッド。
JP32234896A 1996-11-18 1996-11-18 インクジェット式記録ヘッド Withdrawn JPH10146967A (ja)

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Date Code Title Description
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Effective date: 20040203