JP2002137392A - Recording head, production method for recording head and image recorder - Google Patents
Recording head, production method for recording head and image recorderInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は記録ヘッド、記録ヘ
ッドの製造方法及び画像記録装置に関し、特に隣接する
インク吐出ビット間に発生する相互干渉を防ぐインクジ
ェット記録装置の記録ヘッドに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a recording head, a method of manufacturing the recording head, and an image recording apparatus, and more particularly, to a recording head of an ink jet recording apparatus for preventing mutual interference between adjacent ink ejection bits.
【0002】[0002]
【従来の技術】振動板により加圧液室に加えられる圧力
によって液状の記録体を吐出口より吐出させる駆動方式
を有する記録ヘッドは、構造が簡単で、複数の吐出口を
容易に高集積にアレイ状に形成できるため、インクジェ
ット記録ヘッドとして広く適用されている。しかし、出
力の高密度化のために吐出口の間隔を狭めていくと、隣
接した加圧液室間での相互干渉が問題となってくる。こ
の相互干渉は、駆動ビットの加圧液室に振動板により加
えられた圧力が共通液室或いは加圧液室間の側壁を介し
て隣接した非駆動ビットに伝わり、本来動作しないビッ
トにおいて圧力変動を引き起こすことにより発生するも
のである。これを防ぐための従来技術としては、非駆動
側の振動を強制的に抑える方法及び緩衝領域を設けて圧
力を吸収する方法がいくつか提案されている。2. Description of the Related Art A recording head having a drive system in which a liquid recording medium is ejected from an ejection port by a pressure applied to a pressurized liquid chamber by a vibration plate has a simple structure, and a plurality of ejection ports are easily integrated with high density. Since it can be formed in an array, it is widely applied as an inkjet recording head. However, if the intervals between the discharge ports are reduced for higher output, mutual interference between adjacent pressurized liquid chambers becomes a problem. This mutual interference occurs because the pressure applied by the diaphragm to the pressurized liquid chamber of the drive bit is transmitted to the adjacent non-drive bit via the common liquid chamber or the side wall between the pressurized liquid chambers, and the pressure fluctuation occurs in the bit that does not operate originally. This is caused by causing As conventional techniques for preventing this, there have been proposed several methods of forcibly suppressing vibration on the non-driving side and a method of providing a buffer region to absorb pressure.
【0003】その一つとして、特開平6−143562
号公報(以下従来例1と称す)には、非駆動ビットの振
動板に、振動を抑制する向きの電圧を印加することによ
り、非駆動ビットの振動板変位の発生を抑えるインクジ
ェット記録ヘッドが開示されている。即ち、非駆動側に
も電圧を印加し、駆動側からの圧力波による振動を相殺
することで振動を抑えている。また、特開平6−191
030号公報(以下従来例2と称す)には、加圧液室と
共通液室を結ぶ流路に開口部を介してダンパ室を設ける
ことにより、振動板駆動によって発生する圧力波は共通
液室に向かう前にダンパ室で吸収され、非駆動ビットに
共通液室を介して圧力波が伝わりにくくなり、非駆動側
の圧力変動は抑制されるインクジェット記録ヘッドが開
示されている。更に、特開平9−141864号公報
(以下従来例3と称す)には、共通液室部に圧力吸収体
を設け、加圧液室より伝わる圧力波を吸収し、共通液室
部の圧力変動を抑えるインクジェットヘッドが開示され
ている。また、特開平11−192699号公報(以下
従来例4と称す)には、インクタンクをバッファ領域と
し、圧力上昇を吸収するインクジェット式記録ヘッドが
開示されている。One of them is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-143562.
Japanese Patent Application Publication (hereinafter referred to as Conventional Example 1) discloses an ink jet recording head that suppresses the occurrence of diaphragm displacement of a non-drive bit by applying a voltage to the diaphragm of the non-drive bit to suppress vibration. Have been. That is, a voltage is also applied to the non-drive side, and the vibration due to the pressure wave from the drive side is canceled to suppress the vibration. Also, Japanese Patent Laid-Open No. 6-191
No. 030 (hereinafter referred to as Conventional Example 2) discloses that by providing a damper chamber through an opening in a flow path connecting a pressurized liquid chamber and a common liquid chamber, the pressure wave generated by the diaphragm driving can be reduced by the common liquid chamber. An ink jet recording head is disclosed in which a pressure wave is absorbed by a damper chamber before heading to a chamber, a pressure wave is hardly transmitted to a non-drive bit via a common liquid chamber, and a pressure fluctuation on a non-drive side is suppressed. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-141864 (hereinafter referred to as Conventional Example 3) discloses that a pressure absorber is provided in a common liquid chamber to absorb pressure waves transmitted from a pressurized liquid chamber and to cause pressure fluctuation in the common liquid chamber. There is disclosed an ink jet head which suppresses the ink jetting. Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-192699 (hereinafter referred to as Conventional Example 4) discloses an ink jet recording head that uses an ink tank as a buffer area and absorbs a rise in pressure.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例1によれば、非駆動側の電圧制御が極めて困難であ
り、また、非駆動側にも電圧を印加することから、装置
全体としての消費電力が上昇してしまうという問題があ
る。また、上記従来例2でも、ダンパ室を設ける場合ダ
ンパ室の形成を製造工程に組み込む必要が生じるが、比
較的複雑な工程増加となる問題がある。また、空気充填
によるダンパでは、気泡の吸収には効果があるが、イン
ク自体を伝搬する高い圧力を抑えるには、ダンパ室をか
なり広く設ける必要があり、ヘッドの大型化につながっ
てしまう。更に、従来例4によれば、インクタンク全体
に圧力吸収体を設けているが、この場合その吸収体の圧
力吸収に伴う変形が駆動条件によってはインクタンク全
域に渡って発生してしまう問題がある。例えば、ビット
列方向の中央bitのみ非駆動とし、他bitを全て駆
動した場合、圧力吸収体の振動はその中央である非駆動
bit付近において振幅は最大となり、この振動による
圧力変動が非駆動bitに悪影響を及ぼすようになると
いう問題がある。また、剛性の低い圧力吸収体を広い面
積に設置する必要があり、強度が不十分で破断しやすく
なるという問題がある。例えば、150dpiで192
bitのインクジェットヘッドの場合、共通液室の長手
方向の幅は25.4/150×192=32.5mmに
もなり、強度的な問題だけでなく、工法的にも薄い膜を
長い距離均一に張ることとなり、難しくなる。今後、高
速化のためにbit数が増えると、更にこの傾向は顕著に
なる。また、上記従来例3によれば、従来例4に見られ
る問題点は改善されるが、圧力吸収体を自由振動面とし
てではなく、壁面にそのまま張り付ける構成とし、その
表面の収縮のみによる圧力吸収となっているため、圧力
緩和効果は限定されたものとなってしまう。However, according to the above prior art 1, it is extremely difficult to control the voltage on the non-driving side, and since the voltage is also applied to the non-driving side, the consumption of the entire apparatus is reduced. There is a problem that power increases. Also, in the above-described conventional example 2, when the damper chamber is provided, it is necessary to incorporate the formation of the damper chamber into the manufacturing process, but there is a problem that the number of steps is relatively complicated. In addition, although a damper using air filling is effective in absorbing bubbles, it is necessary to provide a considerably large damper chamber in order to suppress a high pressure propagating through the ink itself, which leads to an increase in the size of the head. Further, according to the conventional example 4, the pressure absorber is provided in the entire ink tank. In this case, however, there is a problem that the deformation accompanying the pressure absorption of the absorber occurs over the entire ink tank depending on the driving conditions. is there. For example, when only the center bit in the bit string direction is not driven and all other bits are driven, the vibration of the pressure absorber has a maximum amplitude near the center of the non-driven bit, and the pressure fluctuation due to this vibration is reduced to the non-driven bit. There is a problem of having an adverse effect. In addition, it is necessary to install a low-rigidity pressure absorber over a wide area, and there is a problem that the strength is insufficient and breakage easily occurs. For example, 192 at 150 dpi
In the case of a bit inkjet head, the width of the common liquid chamber in the longitudinal direction is 25.4 / 150 × 192 = 32.5 mm. It becomes difficult and becomes difficult. In the future, if the number of bits increases for speeding up, this tendency will become more remarkable. According to the above-described conventional example 3, although the problem seen in the conventional example 4 is improved, the pressure absorber is not stuck on the free vibration surface, but is stuck on the wall surface as it is, and the pressure absorber only by the contraction of the surface is used. Due to the absorption, the effect of reducing the pressure is limited.
【0005】本発明はこれらの問題点を解決するための
ものであり、相互干渉に対する効果的、かつ作製の容易
な防止策を提供可能な記録ヘッド、記録ヘッドの製造方
法及び画像記録装置を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve these problems, and provides a recording head, a method of manufacturing a recording head, and an image recording apparatus capable of providing an effective measure against mutual interference and easy prevention. The purpose is to do.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】前記問題点を解決するた
めに、加圧液室を構成する壁面の少なくとも一面に振動
板が配置され、振動板の変位動作により加圧液室内の圧
力を上昇させて、加圧液室内のインクを加圧液室と連通
する噴射流路の端部吐出口より吐出させるインク吐出ビ
ットを複数個並べて構成し、各インク吐出ビットが流体
抵抗部を介して加圧液室へインクの供給を行う共通液室
部に連通して構成する、本発明の記録ヘッドは、共通液
室を構成する壁面の少なくとも一面に、加圧液室で発生
する圧力波を吸収する圧力緩衝体を複数設けたことに特
徴がある。また、圧力緩衝体をインク吐出ビット毎に設
けたことにより、特に隣接するインク吐出ビットへの相
互干渉による影響を抑えることができる。In order to solve the above-mentioned problems, a diaphragm is arranged on at least one surface of a wall constituting a pressurized liquid chamber, and the pressure in the pressurized liquid chamber is increased by a displacement operation of the diaphragm. Then, a plurality of ink discharge bits for discharging the ink in the pressurized liquid chamber from the end discharge port of the jet flow path communicating with the pressurized liquid chamber are arranged, and each ink discharge bit is added via the fluid resistance section. The recording head of the present invention, which is configured so as to communicate with a common liquid chamber that supplies ink to the pressure liquid chamber, absorbs a pressure wave generated in the pressurized liquid chamber on at least one surface of the wall constituting the common liquid chamber. It is characterized in that a plurality of pressure buffers are provided. Further, by providing the pressure buffer for each ink ejection bit, it is possible to particularly suppress the influence of mutual interference on adjacent ink ejection bits.
【0007】更に、圧力緩衝体の弾性率は1×10
9(N/m2)以下とすることが望ましく、よって圧力緩
衝体の大きさを小さくでき、記録ヘッドの小型化が図れ
る。Furthermore, the elastic modulus of the pressure buffer is 1 × 10
9 (N / m 2 ) or less, so that the size of the pressure buffer can be reduced and the size of the recording head can be reduced.
【0008】また、圧力緩衝体の長手方向の長さをL
(m)、厚さをT(m)、弾性率をY(N/m2)と
し、A=L×T-3×Y-1と定めたとき、3000<A<
8000となるように圧力緩衝体の長手方向の長さ、厚
さ及び弾性率を設定することにより、相互干渉による影
響をより一層抑えることができる。The longitudinal length of the pressure buffer is represented by L
(M), the thickness is T (m), the elastic modulus is Y (N / m 2 ), and when A = L × T −3 × Y −1 , 3000 <A <
By setting the length, thickness, and elastic modulus of the pressure buffer in the longitudinal direction so as to be 8000, the influence of mutual interference can be further suppressed.
【0009】更に、圧力緩衝体にドライフィルムレジス
トを用いることにより、加工が容易で使い易く、かつ材
料自体も安価で製造コストを最小限に抑えられる。Further, by using a dry film resist for the pressure buffer, the processing is easy and easy to use, and the material itself is inexpensive and the production cost can be minimized.
【0010】また、記録ヘッドの筺体をシリコンにより
形成することにより、微細加工が極めて容易に行うこと
ができる。Further, by forming the housing of the recording head from silicon, fine processing can be performed very easily.
【0011】更に、別の発明として、加圧液室を構成す
る壁面の少なくとも一面に振動板が配置され、振動板の
変位動作により加圧液室内の圧力を上昇させて加圧液室
内のインクを加圧液室と連通する噴射流路の端部吐出口
より吐出させるインク吐出ビットを複数個並べて構成
し、各インク吐出ビットが流体抵抗部を介して加圧液室
へインクの供給を行う共通液室部に連通して構成する記
録ヘッドを製造する記録ヘッドの製造方法によれば、共
通液室を構成する壁面の少なくとも一面に開口部を複数
設け、この開口部の全てに圧力緩衝材膜、例えば1枚の
圧力緩衝材膜を貼付して複数の圧力緩衝体を形成するこ
とに特徴がある。よって、製造工程の増加を最小限に抑
えられる。また、記録ヘッドの筺体をシリコンにより形
成することにより、微細加工が極めて容易に行うことが
でき、よって製造工程のコストを最小限に抑えられる。Further, as another invention, a diaphragm is disposed on at least one surface of a wall surface constituting a pressurized liquid chamber, and the pressure in the pressurized liquid chamber is increased by a displacement operation of the diaphragm to cause the ink in the pressurized liquid chamber to rise. And a plurality of ink ejection bits for ejecting ink from an end ejection port of an ejection passage communicating with the pressurized liquid chamber, and each ink discharge bit supplies ink to the pressurized liquid chamber via the fluid resistance portion. According to the method of manufacturing a print head for manufacturing a print head configured to communicate with the common liquid chamber, a plurality of openings are provided on at least one surface of a wall forming the common liquid chamber, and a pressure buffer material is provided on all of the openings. It is characterized in that a plurality of pressure buffers are formed by attaching a film, for example, one pressure buffer material film. Therefore, an increase in the number of manufacturing steps can be minimized. Further, by forming the housing of the recording head from silicon, fine processing can be performed extremely easily, and thus the cost of the manufacturing process can be minimized.
【0012】また、上記記録ヘッドを搭載したことや上
記記録ヘッド製造方法により製造された記録ヘッドを搭
載したことにより、相互干渉が少なく、高画質の画像記
録装置を提供できる。Further, by mounting the above-mentioned recording head or mounting the recording head manufactured by the above-described method of manufacturing a recording head, it is possible to provide a high-quality image recording apparatus with less mutual interference.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】本発明の記録ヘッドは、共通液室
を構成する壁面の少なくとも一面に、加圧液室で発生す
る圧力波を吸収する圧力緩衝体を複数設けた。よって、
隣接するインク吐出ビットへの相互干渉による影響を抑
えることができる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In a recording head according to the present invention, a plurality of pressure buffers for absorbing pressure waves generated in a pressurized liquid chamber are provided on at least one surface of a wall constituting a common liquid chamber. Therefore,
The effect of mutual interference on adjacent ink ejection bits can be suppressed.
【0014】[0014]
【実施例】図1の(a)は本発明の一実施例に係る記録
ヘッドの構成を示す断面図であり、図1の(b)は図1
の(a)のA−A’線断面の平面図である。図1におい
て、本実施例の記録ヘッド1は、噴射流路11と、加圧
液室12と、流体抵抗路13と、共通液室14と、圧力
緩衝体15と、振動板16と、筐体17とを含んで構成
されている。そして、圧力緩衝体15は共通液室14を
構成する少なくとも1つの壁面に複数設けられ、例えば
図1に示すように共通液室14の底面に設けられ、かつ
圧力緩衝体15の自由振動面は共通液室14内のインク
に接している。また、この圧力緩衝体15は図示してい
ない吐出口の並ぶビット列方向に断続的に設けられてい
る。このような構成を有する本実施例の記録ヘッド1に
よれば、圧力緩衝体15の各々は各領域毎に振動するた
め、圧力上昇の大きな箇所では振動が大きく、逆に小さ
な箇所では余り振動しない。このため、各領域毎の圧力
上昇に応じて効率よく吸収することができ、また振動に
よる隣接するbitへの影響も抑えられる。構造的に
も、圧力緩衝体15を支える箇所が増えることから、破
断しにくくなる。なお、この圧力緩衝体15は、bit
数だけ存在し、各bitの流体抵抗路付近に配置するこ
とが望ましい。つまり、完全に加圧液室と圧力緩衝体を
1対1に対応とすることにより、隣接bitへの影響を
抑え、また流体抵抗路付近に配置することにより、圧力
波が共通液室内に拡散する前に圧力を抑え込むことがで
きる。FIG. 1A is a sectional view showing the structure of a recording head according to an embodiment of the present invention, and FIG.
3A is a plan view of a cross section taken along line AA ′ of FIG. In FIG. 1, a recording head 1 according to the present embodiment includes an ejection flow path 11, a pressurized liquid chamber 12, a fluid resistance path 13, a common liquid chamber 14, a pressure buffer 15, a vibration plate 16, The body 17 is included. A plurality of pressure buffers 15 are provided on at least one wall surface of the common liquid chamber 14, for example, provided on the bottom of the common liquid chamber 14 as shown in FIG. It is in contact with the ink in the common liquid chamber 14. Further, the pressure buffer 15 is provided intermittently in the bit row direction in which discharge ports (not shown) are arranged. According to the recording head 1 of the present embodiment having such a configuration, since each of the pressure buffers 15 vibrates in each region, the vibration is large at a portion where the pressure rise is large, and conversely, it is not so much vibrated at a small portion. . For this reason, it is possible to efficiently absorb the pressure in accordance with the pressure increase in each region, and also to suppress the influence on adjacent bits due to vibration. In terms of structure, the number of locations for supporting the pressure buffer 15 increases, so that the pressure buffer 15 is less likely to break. The pressure buffer 15 is a bit buffer.
It is desirable that there be a number of them and that they be arranged near the fluid resistance path of each bit. In other words, by completely setting the pressurized liquid chamber and the pressure buffer in a one-to-one correspondence, the influence on adjacent bits is suppressed, and the pressure wave is diffused into the common liquid chamber by being arranged near the fluid resistance path. Pressure can be reduced before doing so.
【0015】但し、本実施例の構成の場合、各圧力緩衝
体の振動面としての寸法が小さくなることから、従来技
術に比し十分な圧力緩和効果が得られない場合も考えら
れる。そこで色々な材質の圧力緩衝体の検討を行った。
この結果を図2に示す。同図に示す特性は、図1に示す
圧力緩衝体15の長手方向の長さLの寸法(375〜3
000μm)、及び圧力緩衝体15の弾性率(3×10
8〜3×109(N/m 2))を変えた場合の相互干渉発
生量を比較したものである。ここでの相互干渉とは、駆
動bitにおける振動板変位の最大値と、非駆動bit
における振動板変位の最大値との比(非駆動bit最大
変位/駆動bit最大変位×100)を取ったものであ
る。また、記録ヘッドは150dpiで、共通液室の高
さ600μm、加圧液室の高さ400μm、圧力緩衝体
の厚さ10μmとなっている。また、共通液室の長さは
Lの1.33倍としている。However, in the case of the configuration of this embodiment, each pressure buffer
Since the size of the vibration surface of the body becomes smaller,
It may not be possible to obtain a sufficient pressure relief effect compared to surgery
It is. Therefore, pressure buffers of various materials were studied.
The result is shown in FIG. The characteristics shown in FIG.
The dimension of the length L in the longitudinal direction of the pressure buffer 15 (375 to 3
000 μm) and the elastic modulus of the pressure buffer 15 (3 × 10
8~ 3 × 109(N / m TwoMutual interference when changing))
It is a comparison of the production amount. Mutual interference here means
Maximum value of diaphragm displacement in dynamic bit and non-drive bit
To the maximum value of the diaphragm displacement at
Displacement / drive bit maximum displacement x 100)
You. The recording head is 150 dpi and the height of the common liquid chamber is high.
600μm, height of pressurized liquid chamber 400μm, pressure buffer
Has a thickness of 10 μm. The length of the common liquid chamber is
L is set to 1.33 times.
【0016】図2によれば、弾性率が1×109(N/
m2)以下の場合、圧力緩衝体のサイズを最適化するこ
とにより、相互干渉を実用上問題の無いレベルである1
0%未満に抑え込める。これよりも弾性率が上がると、
相互干渉は十分な値にまで下がらないか、或いは下がっ
たとしてもLを極めて大きく取る必要が生じ、小型化が
望まれるプリンタヘッドとしては適用しにくくなる。よ
って、加圧緩衝体の弾性率は、1×109(N/m2)以
下であることが望ましい。According to FIG. 2, the elastic modulus is 1 × 10 9 (N /
m 2 ) or less, the mutual interference is at a level where there is no practical problem by optimizing the size of the pressure buffer.
It can be suppressed to less than 0%. If the modulus is higher than this,
The mutual interference does not decrease to a sufficient value, or even if the mutual interference decreases, it is necessary to take L to be extremely large, and it is difficult to apply the printer head to a printer that requires miniaturization. Therefore, the elastic modulus of the pressure buffer is desirably 1 × 10 9 (N / m 2 ) or less.
【0017】更に、厳密に適用可能な構成を調べるた
め、各種構成での相互干渉発生量を調べた。圧力緩和効
果に影響すると考えられるパラメータとして、図1に示
すように、圧力緩衝体の長手方向の長さL(375〜3
000μm)、圧力緩衝体の厚さT(5〜10μm)、
及び圧力緩衝体の弾性率Y(3×108〜3×109(N
/m2))を変化させ、相互干渉の発生量を調べた。
L、T、Y以外の寸法は先に図3に示す検討を行ったヘ
ッドと同一構成である。ここで、検討パラメータAを、
A=Lx×Ty×Yzと仮定し、x、y、zのフィッティ
ングを行った。この結果、x=1,y=−3、z=−1
とした場合、Aの変化特性は図4に示す通りU字型を示
すようになった。図4からわかるように、Aの値が30
00以下或いは8000以上になると、相互干渉発生量
は急増し、また3000〜8000の範囲内では10%
以下に抑え込められる。これから、3000<A<80
00であることが望ましく、3000<A<8000と
なるように圧力緩衝体の長手方向の長さL、圧力緩衝体
の厚さT及び圧力緩衝体の弾性率を設定することが望ま
しい。Further, in order to examine a strictly applicable configuration, the amount of mutual interference generated in various configurations was examined. As a parameter considered to affect the pressure relaxation effect, as shown in FIG. 1, the length L in the longitudinal direction of the pressure buffer (375 to 3)
000 μm), thickness T of the pressure buffer (5 to 10 μm),
And the elastic modulus Y of the pressure buffer (3 × 10 8 to 3 × 10 9 (N
/ M 2 )), the amount of mutual interference was investigated.
The dimensions other than L, T, and Y are the same as those of the head studied previously shown in FIG. Here, the study parameter A is
Suppose A = L x × T y × Y z, went x, y, a fitting z. As a result, x = 1, y = -3, z = -1
In this case, the change characteristic of A became U-shaped as shown in FIG. As can be seen from FIG.
When the value is 00 or less or 8000 or more, the amount of mutual interference increases rapidly, and 10% within the range of 3000 to 8000.
It can be suppressed below. From now on, 3000 <A <80
It is desirable to set the length L in the longitudinal direction of the pressure buffer, the thickness T of the pressure buffer, and the elastic modulus of the pressure buffer so that 3000 <A <8000.
【0018】また、圧力緩衝体としては、ドライフィル
ムレジストを用いることが望ましい。なぜならば、加工
が容易で使いやすく、材料自体も安価のため、製造コス
トを最小限に抑えられる。そして、ドライフィルムレジ
ストの弾性率も0.5〜1×109(N/m2)程度とな
っており、特に上述した条件に対して適用しやすい。It is desirable to use a dry film resist as the pressure buffer. Because the processing is easy and easy to use and the material itself is inexpensive, the production cost can be minimized. The elastic modulus of the dry film resist is also about 0.5 to 1 × 10 9 (N / m 2 ), and it is easy to apply particularly to the above-mentioned conditions.
【0019】更に、実際の圧力緩衝体の形成法として
は、まず圧力緩衝体を配置する共通液室部壁面に開口部
を設けておき、この壁面全体に圧力緩衝体を1枚の膜と
して貼り付けることが望ましい。これにより、工程の増
加を最小限に抑えられる。Further, as an actual method of forming the pressure buffer, first, an opening is provided in the wall surface of the common liquid chamber in which the pressure buffer is disposed, and the pressure buffer is attached as a single film to the entire wall surface. It is desirable to attach. Thereby, the increase in the number of steps can be minimized.
【0020】また、この場合、この開口部の加工はμm
単位の精度が必要となるが、これには壁面をシリコンに
より構成することが望ましい。なぜならば、シリコンは
エッチングによる微細加工が極めて容易に行え、必要な
加工装置も多数存在しているからである。材料的にも、
弾性率が1×1011(N/m2)以上と極めて高く、内
部圧力変動の激しい記録ヘッドの筺体として使用しても
振動が起こりにくい。また、加工が容易に行えるため、
ヘッド全体をシリコンで形成することもでき、プロセス
の簡略化にもつながる。Further, in this case, the processing of this opening is
Although unit accuracy is required, it is desirable that the wall surface be made of silicon. This is because silicon can be easily microprocessed by etching, and there are a number of necessary processing devices. In terms of material,
The elastic modulus is as high as 1 × 10 11 (N / m 2 ) or more, and vibration hardly occurs even when used as a housing of a recording head in which the internal pressure fluctuates greatly. In addition, because processing can be performed easily,
The entire head can be formed of silicon, which also simplifies the process.
【0021】図4は上記記録ヘッドを搭載した画像記録
装置の構成を示す概略断面図である。同図に示す画像記
録装置はインクジェット記録装置を例として示す。同図
に示すように、インクジェット記録装置101は、シア
ンC、マゼンタM、イエローY、ブラックBKの各色の
インクをそれぞれ収納した4個のインクカートリッジ1
02と、複数のノズルを有し各インクカートリッジ2か
らインクが供給される4個の記録ヘッド103と、イン
クカートリッジ102とインクジェットヘッド103を
搭載したキャリッジ104と、記録紙を収納した給紙ト
レイ105a,105bや手差しテーブル106から記
録紙を印字部107に搬送する搬送ローラ108と、印
字した記録紙を排紙トレイ109に排出する排出ローラ
110を有する。そして、ホスト装置から送られてくる
画像データを記録紙に印字するときは、キャリッジ10
4をキャリッジローラ111に倣って走査しながら、搬
送ローラ108により印字部107に送られた記録紙に
記録ヘッド103のノズルから画像データに応じてイン
クを噴射して文字や画像を記録する。このような画像記
録装置に上記記録ヘッドを搭載することにより、相互干
渉が少なく、高画質の記録装置を得ることができる。FIG. 4 is a schematic sectional view showing the structure of an image recording apparatus equipped with the above recording head. The image recording apparatus shown in the figure is an example of an ink jet recording apparatus. As shown in FIG. 1, the ink jet recording apparatus 101 includes four ink cartridges 1 each containing ink of each color of cyan C, magenta M, yellow Y, and black BK.
02, four recording heads 103 having a plurality of nozzles and supplied with ink from each ink cartridge 2, a carriage 104 on which the ink cartridge 102 and the ink jet head 103 are mounted, and a paper feed tray 105a storing recording paper. , 105b and a manual feed table 106, a transport roller 108 for transporting the recording paper to the printing unit 107, and a discharge roller 110 for discharging the printed recording paper to a discharge tray 109. When printing image data sent from the host device on recording paper, the carriage 10
While scanning the carriage 4 along the carriage roller 111, ink is ejected from the nozzles of the recording head 103 onto recording paper sent to the printing unit 107 by the transport roller 108 in accordance with image data to record characters and images. By mounting the recording head in such an image recording apparatus, it is possible to obtain a high-quality recording apparatus with little mutual interference.
【0022】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変
形や置換可能であることは言うまでもない。The present invention is not limited to the above embodiment, and needless to say, various modifications and substitutions can be made within the scope of the claims.
【0023】[0023]
【発明の効果】以上説明したように、加圧液室を構成す
る壁面の少なくとも一面に振動板が配置され、振動板の
変位動作により加圧液室内の圧力を上昇させて、加圧液
室内のインクを加圧液室と連通する噴射流路の端部吐出
口より吐出させるインク吐出ビットを複数個並べて構成
し、各インク吐出ビットが流体抵抗部を介して加圧液室
へインクの供給を行う共通液室部に連通して構成する、
本発明の記録ヘッドは、共通液室を構成する壁面の少な
くとも一面に、加圧液室で発生する圧力波を吸収する圧
力緩衝体を複数設けたことに特徴がある。また、圧力緩
衝体をインク吐出ビット毎に設けたことにより、特に隣
接するインク吐出ビットへの相互干渉による影響を抑え
ることができる。As described above, the diaphragm is disposed on at least one surface of the wall constituting the pressurized liquid chamber, and the pressure in the pressurized liquid chamber is increased by the displacement operation of the diaphragm to thereby increase the pressure in the pressurized liquid chamber. A plurality of ink ejection bits for discharging the ink from the end ejection port of the ejection channel communicating with the pressurized liquid chamber are arranged, and each ink ejection bit supplies ink to the pressurized liquid chamber via the fluid resistance part. To communicate with the common liquid chamber to perform
The recording head according to the present invention is characterized in that a plurality of pressure buffers for absorbing pressure waves generated in the pressurized liquid chamber are provided on at least one surface of a wall constituting the common liquid chamber. Further, by providing the pressure buffer for each ink ejection bit, it is possible to particularly suppress the influence of mutual interference on adjacent ink ejection bits.
【0024】更に、圧力緩衝体の弾性率は1×10
9(N/m2)以下とすることが望ましく、よって圧力緩
衝体の大きさを小さくでき、記録ヘッドの小型化が図れ
る。Further, the elastic modulus of the pressure buffer is 1 × 10
9 (N / m 2 ) or less, so that the size of the pressure buffer can be reduced and the size of the recording head can be reduced.
【0025】また、圧力緩衝体の長手方向の長さをL
(m)、厚さをT(m)、弾性率をY(N/m2)と
し、A=L×T-3×Y-1と定めたとき、3000<A<
8000となるように圧力緩衝体の長手方向の長さ、厚
さ及び弾性率を設定することにより、相互干渉による影
響をより一層抑えることができる。The length of the pressure buffer in the longitudinal direction is represented by L
(M), the thickness is T (m), the elastic modulus is Y (N / m 2 ), and when A = L × T −3 × Y −1 , 3000 <A <
By setting the length, thickness, and elastic modulus of the pressure buffer in the longitudinal direction so as to be 8000, the influence of mutual interference can be further suppressed.
【0026】更に、圧力緩衝体にドライフィルムレジス
トを用いることにより、加工が容易で使い易く、かつ材
料自体も安価で製造コストを最小限に抑えられる。Further, by using a dry film resist for the pressure buffer, the processing is easy and easy to use, the material itself is inexpensive, and the production cost can be minimized.
【0027】また、記録ヘッドの筺体全体をシリコンに
より形成することにより、微細加工が極めて容易に行う
ことができる。Further, by forming the entire housing of the recording head from silicon, fine processing can be performed very easily.
【0028】更に、別の発明として、加圧液室を構成す
る壁面の少なくとも一面に振動板が配置され、振動板の
変位動作により加圧液室内の圧力を上昇させて加圧液室
内のインクを加圧液室と連通する噴射流路の端部吐出口
より吐出させるインク吐出ビットを複数個並べて構成
し、各インク吐出ビットが流体抵抗部を介して加圧液室
へインクの供給を行う共通液室部に連通して構成する記
録ヘッドを製造する記録ヘッドの製造方法によれば、共
通液室を構成する壁面の少なくとも一面に開口部を複数
設け、この開口部の全てに圧力緩衝材膜を、例えば1枚
の圧力緩衝材膜を貼付して複数の圧力緩衝体を形成する
ことに特徴がある。よって、製造工程の増加を最小限に
抑えられる。また、記録ヘッドの筺体全体をシリコンに
より形成することにより、微細加工が極めて容易に行う
ことができ、よって製造工程のコストを最小限に抑えら
れる。Further, as another invention, a vibrating plate is arranged on at least one surface of a wall surface constituting the pressurized liquid chamber, and the pressure in the pressurized liquid chamber is increased by the displacement operation of the vibrating plate to thereby increase the ink in the pressurized liquid chamber. And a plurality of ink ejection bits for ejecting ink from an end ejection port of an ejection passage communicating with the pressurized liquid chamber, and each ink discharge bit supplies ink to the pressurized liquid chamber via the fluid resistance portion. According to the method of manufacturing a print head for manufacturing a print head configured to communicate with the common liquid chamber, a plurality of openings are provided on at least one surface of a wall forming the common liquid chamber, and a pressure buffer material is provided on all of the openings. It is characterized in that a plurality of pressure buffers are formed by attaching one pressure buffer material film to the membrane, for example. Therefore, an increase in the number of manufacturing steps can be minimized. Further, by forming the entire housing of the recording head from silicon, fine processing can be performed extremely easily, and therefore, the cost of the manufacturing process can be minimized.
【0029】また、上記記録ヘッドを搭載したことや上
記記録ヘッド製造方法により製造された記録ヘッドを搭
載したことにより、相互干渉が少なく、高画質の画像記
録装置を提供できる。Further, by mounting the above-described recording head or mounting the recording head manufactured by the above-described method of manufacturing a recording head, it is possible to provide a high-quality image recording apparatus with less mutual interference.
【図1】本発明の一実施例に係る記録ヘッドの構成を示
す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a recording head according to one embodiment of the present invention.
【図2】本実施例における圧力緩衝体の長手方向の長さ
L−相互干渉の特性を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a characteristic of a length L in the longitudinal direction of a pressure buffer in this embodiment and mutual interference.
【図3】本実施例における検討パラメータA−相互干渉
の特性を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating characteristics of a study parameter A and mutual interference in the present embodiment.
【図4】記録ヘッドを搭載した画像記録装置の構成を示
す概略断面図である。FIG. 4 is a schematic sectional view illustrating a configuration of an image recording apparatus equipped with a recording head.
1;記録ヘッド、11;噴射流路、12;加圧液室、1
3;流体抵抗路、14;共通液室、15;圧力緩衝体、
16;振動板、17;筐体。1; recording head, 11; ejection flow path, 12; pressurized liquid chamber, 1
3; fluid resistance path, 14; common liquid chamber, 15; pressure buffer,
16; diaphragm, 17; housing.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 康之 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 Fターム(参考) 2C057 AF40 AF93 AG75 AP02 AP11 AP47 AQ02 BA05 BA14 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Yasuyuki Okada 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo F-term in Ricoh Co., Ltd. (reference) 2C057 AF40 AF93 AG75 AP02 AP11 AP47 AQ02 BA05 BA14
Claims (11)
面に振動板が配置され、該振動板の変位動作により加圧
液室内の圧力を上昇させて、加圧液室内のインクを加圧
液室と連通する噴射流路の端部吐出口より吐出させるイ
ンク吐出ビットを複数個並べて構成し、各インク吐出ビ
ットが流体抵抗部を介して加圧液室へインクの供給を行
う共通液室部に連通して構成する記録ヘッドにおいて、 共通液室を構成する壁面の少なくとも一面に、加圧液室
で発生する圧力波を吸収する圧力緩衝体を複数設けたこ
とを特徴とする記録ヘッド。1. A vibrating plate is disposed on at least one surface of a wall constituting a pressurized liquid chamber, and the pressure in the pressurized liquid chamber is increased by a displacement operation of the vibrating plate to pressurize ink in the pressurized liquid chamber. A common liquid chamber configured by arranging a plurality of ink discharge bits to be discharged from the end discharge port of the discharge flow path communicating with the liquid chamber, and each ink discharge bit supplies ink to the pressurized liquid chamber via the fluid resistance part. A recording head comprising a plurality of pressure buffers for absorbing a pressure wave generated in a pressurized liquid chamber on at least one surface of a wall constituting a common liquid chamber.
毎に設けた請求項1記載の記録ヘッド。2. The recording head according to claim 1, wherein said pressure buffer is provided for each of said ink ejection bits.
9(N/m2)以下とする請求項1又は2に記載の記録ヘ
ッド。3. An elastic modulus of the pressure buffer is 1 × 10.
3. The recording head according to claim 1, wherein the recording head is 9 (N / m 2 ) or less.
(m)、厚さをT(m)、弾性率をY(N/m2)と
し、A=L×T-3×Y-1と定めたとき、3000<A<
8000となるように前記圧力緩衝体の長手方向の長
さ、厚さ及び弾性率を設定する請求項1〜3のいずれか
に記載の記録ヘッド。4. The length of the pressure buffer in the longitudinal direction is L.
(M), the thickness is T (m), the elastic modulus is Y (N / m 2 ), and when A = L × T −3 × Y −1 , 3000 <A <
The recording head according to claim 1, wherein a length, a thickness, and an elastic modulus of the pressure buffer in the longitudinal direction are set to 8000. 5.
トを用いる請求項1〜4のいずれかに記載の記録ヘッ
ド。5. The recording head according to claim 1, wherein a dry film resist is used for the pressure buffer.
形成する請求項1〜5のいずれかに記載の記録ヘッド。6. The recording head according to claim 1, wherein a housing of the recording head is formed of silicon.
面に振動板が配置され、該振動板の変位動作により加圧
液室内の圧力を上昇させて、加圧液室内のインクを加圧
液室と連通する噴射流路の端部吐出口より吐出させるイ
ンク吐出ビットを複数個並べて構成し、各インク吐出ビ
ットが流体抵抗部を介して加圧液室へインクの供給を行
う共通液室部に連通して構成する記録ヘッドを製造する
記録ヘッドの製造方法において、 共通液室を構成する壁面の少なくとも一面に開口部を複
数設け、該開口部に圧力緩衝材膜を貼付して複数の圧力
緩衝体を形成することを特徴とする記録ヘッドの製造方
法。7. A vibrating plate is arranged on at least one surface of a wall surface forming the pressurized liquid chamber, and the displacement of the vibrating plate increases the pressure in the pressurized liquid chamber to pressurize the ink in the pressurized liquid chamber. A common liquid chamber configured by arranging a plurality of ink discharge bits to be discharged from the end discharge port of the discharge flow path communicating with the liquid chamber, and each ink discharge bit supplies ink to the pressurized liquid chamber via the fluid resistance part. In a method for manufacturing a recording head for producing a recording head configured to communicate with a part, a plurality of openings are provided on at least one surface of a wall constituting a common liquid chamber, and a plurality of pressure buffer films are attached to the openings. A method for manufacturing a recording head, comprising forming a pressure buffer.
記圧力緩衝材膜で貼付する請求項7記載の記録ヘッドの
製造方法。8. The method of manufacturing a recording head according to claim 7, wherein all of the openings are adhered by the pressure buffer film formed as one sheet.
形成する請求項7記載の記録ヘッドの製造方法。9. The method according to claim 7, wherein the housing of the recording head is formed of silicon.
ッドを搭載したことを特徴とする画像記録装置。10. An image recording apparatus comprising the recording head according to claim 1.
ッド製造方法により製造された記録ヘッドを搭載したこ
とを特徴とする画像記録装置。11. An image recording apparatus comprising a recording head manufactured by the method for manufacturing a recording head according to claim 7.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000334307A JP2002137392A (en) | 2000-11-01 | 2000-11-01 | Recording head, production method for recording head and image recorder |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007168185A (en) * | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Konica Minolta Holdings Inc | Inkjet head |
JP2011500374A (en) * | 2007-11-29 | 2011-01-06 | シルバーブルック リサーチ ピーティワイ リミテッド | Print head with pressure buffering structure |
US8197048B2 (en) | 2006-04-26 | 2012-06-12 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming apparatus |
-
2000
- 2000-11-01 JP JP2000334307A patent/JP2002137392A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007168185A (en) * | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Konica Minolta Holdings Inc | Inkjet head |
US8197048B2 (en) | 2006-04-26 | 2012-06-12 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming apparatus |
JP2011500374A (en) * | 2007-11-29 | 2011-01-06 | シルバーブルック リサーチ ピーティワイ リミテッド | Print head with pressure buffering structure |
TWI414433B (en) * | 2007-11-29 | 2013-11-11 | Silverbrook Res Pty Ltd | Printhead with pressure-dampening structures |
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