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JPH11227205A - Ink jet arrangement print head and its manufacture - Google Patents

Ink jet arrangement print head and its manufacture

Info

Publication number
JPH11227205A
JPH11227205A JP33407398A JP33407398A JPH11227205A JP H11227205 A JPH11227205 A JP H11227205A JP 33407398 A JP33407398 A JP 33407398A JP 33407398 A JP33407398 A JP 33407398A JP H11227205 A JPH11227205 A JP H11227205A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
channel
channels
channel plate
pitch
nozzles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP33407398A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Franciscus Richard Blom
リチャード ブロム フランシスクス
Hendrik Willem Ellenkamp
ウィレム エレンカンプ ヘンドリク
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Production Printing Netherlands BV
Original Assignee
Oce Technologies BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oce Technologies BV filed Critical Oce Technologies BV
Publication of JPH11227205A publication Critical patent/JPH11227205A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a high production yield by cutting a wafer square to a plurality of channel plate elements, preparing a nozzle plate having orifices defining nozzles arranged by a different pitch from a pitch of the elements and arranging the nozzles to coincide within a section of one opening end of a channel. SOLUTION: A sheet of printing paper passes a print head 10 in a direction at right angles to an array of nozzles 26. When electricity is supplied to all actuators periodically with the same timing, a regular matrix pattern of dots is printed on the sheet. An ink jet printer comprises some print heads 10 arranged alternately properly and operating with a proper timing. Additional dots print a gap between nozzles 26 of the other print head, thereby achieving high resolution. Channel plate elements 36 can easily be manufactured by regularly cutting linear grooves at a wafer surface with neglecting a boundary of the channel plate elements to be formed on the wafer.

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】本発明はインクジェット配列
プリントヘッド及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet array print head and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】米国特許第5410340号は複数のチ
ャンネル板要素からなるチャンネル板を含むインクジェ
ット配列プリントヘッドを開示しており、各チャンネル
板要素は隔壁により相互に分離された複数の平行チャン
ネルで構成され、各チャンネルはノズルを形成する開放
端を有し、チャンネル板要素はノズルがリニア配列を形
成するよう並行に配列される。
BACKGROUND OF THE INVENTION U.S. Pat. No. 5,410,340 discloses an ink jet array printhead including a channel plate comprising a plurality of channel plate elements, each channel plate element comprising a plurality of parallel channels separated from each other by partitions. Each channel has an open end forming a nozzle, and the channel plate elements are arranged in parallel so that the nozzles form a linear array.

【0003】この知られたデバイスはいわゆるバブルジ
ェットプリントヘッドであり、その加熱要素はチャンネ
ル内でインクを適時に加熱するために各チャンネルと関
連し、それによりインク内に気泡を形成し、インク滴を
ノズルの外に噴出するために充分な圧力を発生する。こ
のプリントヘッドの製造過程はシリコンウエーハの表面
に列をなすよう配列された加熱要素を形成し、チャンネ
ル板要素と同じ大きさを有するタイルに方形切断し、加
熱要素の位置をチャンネルの位置と一致するようにタイ
ルとチャンネル板要素をサンドイッチする段階を含む。
方形切断のために充分な空間を設け、これらの方形切断
部分に隣接する加熱要素に対する損傷を回避するために
少なくとも各タイルの最初と最後の加熱要素は若干内側
に変位され、それにより対応するチャンネルの中央から
若干オフセットされる。
[0003] This known device is a so-called bubble jet printhead, the heating element of which is associated with each channel in order to heat the ink in the channels in a timely manner, thereby forming bubbles in the ink and causing ink droplets to form. Generate sufficient pressure to blow out of the nozzle. The manufacturing process of this printhead forms heating elements arranged in rows on the surface of a silicon wafer, cuts square into tiles of the same size as the channel plate elements, and matches the position of the heating elements with the position of the channels And sandwiching the tile and channel plate elements to perform the same.
At least the first and last heating elements of each tile are displaced slightly inward to provide sufficient space for the square cuts and to avoid damage to the heating elements adjacent to these square cuts, so that the corresponding channels Slightly offset from the center of the

【0004】EP−A−0402172はインク滴を噴
出するために必要な圧力が圧電アクチュエーターにより
発生される配列プリントヘッドを開示している。このア
クチュエーターはインクチャンネル上に圧力波がチャン
ネル内のインク体積に発生するよう圧電アクチュエータ
ーの伸張収縮ストロークにより曲がる可撓性板の介装が
それぞれ配置される。この型のプリントヘッドではノズ
ルを形成するチャンネルの端の幅はチャンネルそれ自体
の幅がノズルの幅より大きくなるように減少されなけれ
ばならない。
[0004] EP-A-0402172 discloses an array printhead in which the pressure required to eject an ink drop is generated by a piezoelectric actuator. The actuators are each provided with a flexible plate interposed on the ink channel, which is bent by the expansion / contraction stroke of the piezoelectric actuator so that a pressure wave is generated in the ink volume in the channel. In this type of printhead, the width of the end of the channel forming the nozzle must be reduced such that the width of the channel itself is greater than the width of the nozzle.

【0005】類似のデバイスが本出願の出願人の199
6年7月18日に出願された同時係属ヨーロッパ特許出
願第96202043.4号に開示されている。リニア
配列のノズルがプリントヘッドを通して一定のピッチで
配置されることが望ましいのは無論である。チャンネル
板が一体化構造を有するときにはこれは規則的なパター
ンによりチャンネル及びノズルを形成することにより容
易に達成しうる。高画像解像度を達成するためにノズル
のピッチは可能な限り小さく作られることが更に望まし
い。結果としてチャンネルの幅と、特にそれを分離する
隔壁の幅は非常に小さく作られなければならない。特定
の例では隔壁の幅はわずか40μmのオーダーである。
そのような微細な構造の製造では偶然の製造の誤りがデ
バイス全体を使用不可能にすることは避けられない。チ
ャンネルの数が増加したときに、そのような誤りの尤度
はまた増加し、従って製造の歩留まりはより低くなる。
例えばプリントされるページの幅全体にわたり延在する
プリントヘッドのような大きな配列プリントヘッドの製
造に対してチャンネル板を複数の別のチャンネル板要素
に分割することが望ましく、それにより欠陥の生じた場
合にはチャンネル板全体を廃棄することなく、欠陥のあ
る要素を取り替えることで充分である。
[0005] A similar device is found in Applicant's 199 Applicant.
It is disclosed in co-pending European Patent Application No. 96202043.4, filed July 18, 6th. It is, of course, desirable that the linear array of nozzles be arranged at a constant pitch through the printhead. When the channel plate has an integral structure, this can be easily achieved by forming the channels and nozzles in a regular pattern. It is further desirable that the nozzle pitch be made as small as possible to achieve high image resolution. As a result, the width of the channel, and in particular the width of the partition separating it, must be made very small. In certain instances, the width of the septum is on the order of only 40 μm.
In the manufacture of such fine structures, it is inevitable that accidental manufacturing errors render the entire device unusable. As the number of channels increases, the likelihood of such errors also increases, thus lowering the manufacturing yield.
For the manufacture of large array printheads, e.g., printheads extending across the width of the page to be printed, it is desirable to divide the channel plate into a plurality of separate channel plate elements, thereby causing a defect. It is sufficient to replace defective elements without discarding the entire channel plate.

【0006】チャンネル板要素は一定のピッチを有する
連続的なノズルを達成するために適切に四角に切られな
ければならない。しかしながらこのためにチャンネル板
要素の四角に切られた端に隣接するチャンネルを制限す
る外壁に対して制限された空間しか利用可能でないとい
う問題が生ずる。これらの外壁の厚さはチャンネル板の
中の個々のチャンネルを分離する隔壁の厚さの半分より
大きくてはならない。隔壁の厚さは既にかなり小さい故
にこの厚さの半分しかない外壁を製造することは問題で
あり、これは欠陥の尤度をまた増加させる。
[0006] The channel plate elements must be properly squared to achieve a continuous nozzle with a constant pitch. However, this results in the problem that only limited space is available for the outer wall limiting the channel adjacent to the squared end of the channel plate element. The thickness of these outer walls should not be more than half the thickness of the partition separating the individual channels in the channel plate. It is problematic to manufacture an outer wall that is only half of this thickness because the thickness of the septum is already quite small, which also increases the likelihood of a defect.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は複数の
チャンネル板要素から構成され、ノズルがチャンネル板
要素の境界を横切って一定のピッチで配置され、高製造
歩留まりで製造されるチャンネル板を有するインクジェ
ット配列プリントヘッドを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a channel plate which is composed of a plurality of channel plate elements, wherein the nozzles are arranged at a constant pitch across the boundaries of the channel plate elements and which is manufactured with a high production yield. The present invention is to provide an ink jet array print head having the same.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的は請求項1に示
されている特徴により達成される。このようなプリント
ヘッドを製造する適切な方法は請求項7、8に示され
る。本発明により各チャンネル板要素のチャンネルはノ
ズルのピッチより小さな一定のピッチで配列される。
The above object is achieved by the features set forth in claim 1. Suitable methods of manufacturing such a printhead are set forth in claims 7 and 8. According to the invention, the channels of each channel plate element are arranged at a constant pitch smaller than the pitch of the nozzles.

【0009】結果として、チャンネルに対するノズルの
位置はノズル板要素の幅にわたり変化する。一般的には
ノズル板要素の中心部分にゾーンが存在し、ここでノズ
ルは関連するチャンネルの幅の中心近くに配置され、他
方でチャンネル板要素の他のゾーンではノズルはチャン
ネルの中心から側方にオフセットされている。このオフ
セットはノズルがチャンネルの中央にあるゾーンからの
距離に比例して増加する。斯くしてチャンネル板要素の
幅が無限であるとすれば一連のノズル内でスキップさ
れ、どのノズルともオーバーラップしない「ブラインド
チャンネル」が発生する。これらの「ブラインドチャン
ネル」の配置はチャンネル板をそれぞれのチャンネル板
要素内に分離するよう方形切断をなし、それにより隣接
するチャンネルの外壁をより厚くするために充分な空間
を提供するために適切である。
[0009] As a result, the position of the nozzle relative to the channel varies across the width of the nozzle plate element. Generally, there is a zone in the center of the nozzle plate element, where the nozzles are located near the center of the width of the associated channel, while in other zones of the channel plate element, the nozzles are lateral from the center of the channel. Offset. This offset increases in proportion to the distance of the nozzle from the zone in the center of the channel. Thus, if the width of the channel plate element is infinite, it will be skipped in a series of nozzles, resulting in a "blind channel" that does not overlap with any of the nozzles. These "blind channel" arrangements are appropriate to make a square cut to separate the channel plates into respective channel plate elements, thereby providing sufficient space to make the outer walls of adjacent channels thicker. is there.

【0010】本発明によるプリントヘッドのより詳細な
特徴は従属請求項に示される。好ましい実施例ではチャ
ンネル板要素の端に隣接する外壁の厚さは隔壁と同じ厚
さである。これはそうでなければチャンネルを制限する
壁の機械的強度を変動させる種々のチャンネルでの液滴
発生過程での変動を除去する。プリントヘッドが圧電ア
クチュエーターを用いる型である場合にはこれらのアク
チュエーターはチャンネルと同じ一定のピッチで配置さ
れる。アクチュエーターが多数のアクチュエーター部材
に集積され、各々が複数のアクチュエーターからなるこ
とが好ましい。このときアクチュエーター部材の間の境
界はチャンネル板要素間の境界と一致する。
[0010] Further details of the printhead according to the invention are set out in the dependent claims. In a preferred embodiment, the thickness of the outer wall adjacent the end of the channel plate element is the same thickness as the partition. This eliminates fluctuations in the course of droplet generation in the various channels that would otherwise fluctuate the mechanical strength of the walls limiting the channel. If the printhead is of the type using piezoelectric actuators, these actuators are arranged at the same constant pitch as the channels. Preferably, the actuators are integrated into a number of actuator members, each comprising a plurality of actuators. At this time, the boundaries between the actuator members coincide with the boundaries between the channel plate elements.

【0011】異なるチャンネル板要素の間の境界のそれ
ぞれの側の2つのチャンネル間の中心間距離はチャンネ
ル板要素内のチャンネルのピッチの二倍に等しい。これ
はアクチュエーター部材はチャンネル板要素間の境界を
無視して寸法決めし、配置されうると言う利点を有す
る。何故ならばアクチュエーターのピッチはチャンネル
のピッチに常に適合するからである。チャンネル板要素
の境界に位置し、従ってそれに関連したチャンネルを有
さないアクチュエーターは無論作動されず、能動アクチ
ュエーターにより発生された反発力を担持する支持部材
として設けられる。
The center-to-center distance between the two channels on each side of the boundary between different channel plate elements is equal to twice the pitch of the channels in the channel plate element. This has the advantage that the actuator members can be dimensioned and arranged ignoring the boundaries between the channel plate elements. This is because the pitch of the actuator always matches the pitch of the channel. Actuators which are located at the boundaries of the channel plate elements and thus have no channels associated therewith are of course not actuated and are provided as support members which carry the repulsion generated by the active actuator.

【0012】本発明によるプリントヘッドを製造する一
つの方法はチャンネルのピッチがノズルのピッチより小
さいようにウエーハの表面にチャンネルとノズルを形成
し、一つの同一のウエーハから複数のチャンネル板要素
を得るために適切な位置でウエーハを切断する段階から
なる。ノズルはウエーハの表面に形成されるときに方形
切断の位置のそれぞれの側に配置された2つのノズルの
中心間の距離は他のノズルのピッチに等しいか、又はこ
のピッチより小さいかより大きい。これらの差は適切な
ギャップを隣接するチャンネル板要素間に設けるか、又
はその距離が規定のピッチより大きいときにはチャンネ
ル板要素が共により近接するように方形切断の幅を増加
することのいずれかにより補正される。
One method of manufacturing a printhead according to the present invention forms channels and nozzles on the surface of a wafer such that the pitch of the channels is smaller than the pitch of the nozzles, and obtains a plurality of channel plate elements from one and the same wafer. Cutting the wafer at an appropriate position. When the nozzles are formed on the surface of the wafer, the distance between the centers of two nozzles located on each side of the location of the square cut is equal to, less than or greater than the pitch of the other nozzles. These differences can either be provided by providing a suitable gap between adjacent channel plate elements, or by increasing the width of the square cut so that the channel plate elements are closer together when the distance is greater than a specified pitch. Will be corrected.

【0013】本発明によるプリントヘッドを製造する代
替的な方法はウエーハの表面にチャンネルを形成し、ウ
エーハを複数のチャンネル板要素に方形切断し、完全な
チャンネル板を形成するためにチャンネル板要素を並行
して配置し、チャンネルのピッチと異なるピッチで配置
されたノズルを画成するオリフィスを有するノズル板を
準備し、各ノズルがチャンネルの一つの開口端の断面内
に一致するようノズル板をチャンネル板の前に設ける各
段階からなる。
An alternative method of manufacturing a printhead according to the present invention is to form a channel in the surface of a wafer, square cut the wafer into a plurality of channel plate elements, and form the channel plate elements to form a complete channel plate. Providing nozzle plates having orifices arranged in parallel and defining nozzles arranged at a pitch different from the channel pitch, channeling the nozzle plates such that each nozzle coincides with the cross section of one open end of the channel. It consists of steps provided before the board.

【0014】この場合にはノズル板はチャンネル板と同
じパタン又は異なるパタンにより幾つかの要素に分割さ
れる。
In this case, the nozzle plate is divided into several elements by the same pattern as the channel plate or a different pattern.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施例は以下に
図面を参照して詳細に説明される。図1に示されるプリ
ントヘッド10は層からなる構造を有し、支持板12、
チャンネル板14、可撓板16、アクチュエーターシス
テム18、裏板20からなる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The print head 10 shown in FIG.
It comprises a channel plate 14, a flexible plate 16, an actuator system 18, and a back plate 20.

【0016】図2により明確に示されるように複数の並
列チャンネル22、24が好ましくはグラファイトで作
られたチャンネル板14の上面に形成される。図1に示
されるようにチャンネル22、24の後端にはノズル2
6が形成される。チャンネル22、24の開いた上側及
びノズル26は例えば薄いガラス板である可撓板16で
覆われる。アクチュエーターシステム18は櫛状の構造
を有し、それぞれが下端が可撓板16に結合されている
多数の並列のフィンガー30、32からなる複数の圧電
アクチュエーター部材28により形成される。フィンガ
ーの上端はアクチュエーター部材のブリッジ部分により
接続され、裏板20は種々のアクチュエーター部材28
のブリッジ部分の上面に固定される。
As shown more clearly in FIG. 2, a plurality of parallel channels 22, 24 are formed on the upper surface of the channel plate 14, preferably made of graphite. As shown in FIG. 1, the nozzles 2 and
6 are formed. The open upper sides of the channels 22, 24 and the nozzle 26 are covered with a flexible plate 16, for example a thin glass plate. The actuator system 18 has a comb-like structure and is formed by a plurality of piezoelectric actuator members 28 each consisting of a number of parallel fingers 30, 32 each having a lower end coupled to the flexible plate 16. The upper ends of the fingers are connected by a bridge portion of the actuator member, and the back plate 20 includes various actuator members 28.
Is fixed to the upper surface of the bridge portion.

【0017】フィンガー30、32はチャンネル22、
24と並列して並べられる。フィンガー30の圧電材料
はこれらのフィンガーが圧電アクチュエーターとして設
けられるよう分極される。これらのアクチュエーターは
対で配置され、フィンガー32は各対のアクチュエータ
ー30の間に介装され、アクチュエーターの動作力を担
持する支持部材として設けられる。
The fingers 30, 32 are connected to the channels 22,
24 in parallel. The piezoelectric material of the fingers 30 is polarized so that these fingers are provided as piezoelectric actuators. These actuators are arranged in pairs, and the fingers 32 are interposed between the actuators 30 of each pair, and are provided as support members that carry the operating force of the actuators.

【0018】図1に示されるようにアクチュエーター3
0のそれぞれはチャンネル22、24の一つの上に配置
され、他方で支持部材32は個々のチャンネルを分離す
る隔壁34上に直接配置される。プリントヘッド10は
更に各チャンネル22、24に液体インクを供給するイ
ンク供給システムからなり、同様にアクチュエーター3
0のそれぞれに給電する電極及び電気的制御手段とから
なる。これらの部品は当業者に一般的に知られ、故にこ
こでは示さず、説明しない。動作でアクチュエーター3
0の一つが給電されたときにそれは最初にこのアクチュ
エーターに接続された可撓板16の部分は上方に曲げら
れ、追加のインクが関連するチャンネルに吸引されるよ
うに収縮行程をなす。それからアクチュエーターは可撓
板16がチャンネル内に下方に曲げられ、このチャンネ
ル内の液体がインク滴がノズル26から噴出するよう圧
縮されるよう膨張行程をなす。
As shown in FIG.
Each of the zeros is disposed on one of the channels 22, 24, while the support member 32 is disposed directly on a partition 34 that separates the individual channels. The print head 10 further comprises an ink supply system for supplying liquid ink to each of the channels 22 and 24, and the
0 and an electric control means. These components are generally known to those skilled in the art and are therefore not shown or described herein. Actuator 3 by operation
When one of the zeros is powered, it first undergoes a contraction stroke such that the portion of the flexible plate 16 connected to this actuator is bent upwards and additional ink is drawn into the associated channel. The actuator then undergoes an expansion stroke such that the flexible plate 16 is bent down into the channel and the liquid in this channel is compressed so that the ink droplets are ejected from the nozzle 26.

【0019】チャンネル板14は別の複数のチャンネル
板要素36から構成され、図1にはそのひとつのみが全
体的に示される。チャンネル板要素36は並行に配置さ
れ、これらの要素間の境界は符号38により示される。
図2に示されるように、ノズル26はプリントヘッドを
通して一定のピッチDnで配置され、即ち同じチャンネ
ル板要素36に属する2つの隣接するノズル間の距離は
境界38の各側に配置された2つのノズル間の距離と等
しい。斯くしてプリント紙のシートがノズル26の列に
直角な方向にプリントヘッド10を通過し、全てのアク
チュエーターが同じタイミングで周期的に給電されると
きにドットの規則的なマトリックスパターンが紙の上に
プリントされる。特定の応用ではインクジェットプリン
タは適切に交互に配置され、適切なタイミングで動作す
る幾つかのプリントヘッド10からなり、それにより付
加的なドットが他のプリントヘッドのノズル26の間の
ギャップにプリントされ、それにより高い解像度が達成
される。
The channel plate 14 comprises a plurality of other channel plate elements 36, only one of which is shown generally in FIG. The channel plate elements 36 are arranged in parallel, the boundaries between these elements being indicated by the reference numeral 38.
As shown in FIG. 2, the nozzles 26 are arranged at a constant pitch Dn through the printhead, ie the distance between two adjacent nozzles belonging to the same channel plate element 36 is two Equal to the distance between the nozzles. Thus, a sheet of printed paper passes through the printhead 10 in a direction perpendicular to the rows of nozzles 26, and a regular matrix pattern of dots is formed on the paper when all actuators are periodically powered at the same timing. Printed on In certain applications, an ink jet printer consists of several printheads 10 that are properly interleaved and operate at the right time, so that additional dots are printed in the gaps between nozzles 26 of other printheads. , Thereby achieving a high resolution.

【0020】説明の目的で図1、2のチャンネル板要素
36が8つのチャンネル22、24のみからなるように
示されている。しかしながら実際にはチャンネル板要素
毎のチャンネル数は例えば150以上のようにかなり多
い。同じチャンネル板要素36に属するチャンネル2
2、24は一定のピッチDcでまた配置される。しかし
ながら図2に示されるようにこのピッチDcはノズル2
6のピッチDnより若干小さい。ノズル26の幅はチャ
ンネル22、24の幅よりかなり小さい。実際的な例で
はノズルの幅は40μmであり、他方で各チャンネルの
幅は約300μmである。チャンネル板要素36の中心
位置に配置されたチャンネル22の場合にはノズル26
はチャンネルの中心に実質的に配置され、他方でチャン
ネル板要素の側方の端により近づくにつれてノズルはチ
ャンネルの中心からより外側にオフセットされる。結果
として境界38の各側に位置する2つのチャンネル24
の中心距離Dc’はチャンネルの規則的なピッチDcよ
りかなり大きい。これはノズルの一定のピッチDnにも
かかわらず、境界38に近接するチャンネル24がチャ
ンネル板要素内のチャンネル22の間の隔壁34と同じ
厚さを有する外壁40により制限されるという利点を有
する。
For purposes of illustration, the channel plate element 36 of FIGS. 1 and 2 is shown as comprising only eight channels 22,24. However, actually, the number of channels per channel plate element is considerably large, for example, 150 or more. Channel 2 belonging to the same channel plate element 36
2, 24 are also arranged at a constant pitch Dc. However, as shown in FIG.
6 is slightly smaller than the pitch Dn. The width of the nozzle 26 is significantly smaller than the width of the channels 22,24. In a practical example, the width of the nozzle is 40 μm, while the width of each channel is about 300 μm. In the case of the channel 22 arranged at the center position of the channel plate element 36, the nozzle 26
Is substantially located at the center of the channel, while the nozzle is offset more outward from the center of the channel as it approaches the lateral edge of the channel plate element. As a result, two channels 24 located on each side of the boundary 38
Is much larger than the regular pitch Dc of the channel. This has the advantage that, despite the constant pitch Dn of the nozzles, the channels 24 close to the boundary 38 are limited by an outer wall 40 having the same thickness as the partition 34 between the channels 22 in the channel plate element.

【0021】示された実施例ではそれぞれのチャンネル
板要素36は境界38に隣接するチャンネル24のノズ
ル間の距離がDnに等しく、小さなギャップがチャンネ
ル板要素間に形成されるよう支持板12に配置されてい
る。或いはこのギャップは適切なスペーサ要素により充
填され、又は外壁40はチャンネル板要素36が相互に
直接衡合可能な用に厚く作られても良い。
In the embodiment shown, each channel plate element 36 is positioned on the support plate 12 such that the distance between the nozzles of the channels 24 adjacent the boundary 38 is equal to Dn and a small gap is formed between the channel plate elements. Have been. Alternatively, this gap may be filled with a suitable spacer element, or the outer wall 40 may be made thicker so that the channel plate elements 36 can directly balance one another.

【0022】図1、2に示される実施例ではチャンネル
板要素36とアクチュエーター部材28との間に一対一
の関係がある。変形例ではチャンネル板要素36の間の
境界にわたり延在する大きなアクチュエーター部材が設
けられる。この場合には距離Dc’をDcの二倍に等し
くすることが好ましく、それによりアクチュエーター部
材はチャンネル板要素の境界38を無視してフィンガー
30、32の均一のパターンを有しうる。
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, there is a one-to-one relationship between the channel plate element 36 and the actuator member 28. In a variant, a large actuator member is provided which extends over the boundary between the channel plate elements 36. In this case, the distance Dc 'is preferably equal to twice Dc, so that the actuator member can have a uniform pattern of fingers 30, 32 ignoring the boundary 38 of the channel plate element.

【0023】複数のチャンネル板要素36は図3に平面
図が示される大きなウエーハの一部分42の表面にチャ
ンネル22、24とノズル26を形成し、それぞれのチ
ャンネル板要素を形成するために方形切断44をなすこ
とにより効率的に製造されうる。チャンネル22、24
がウエーハ上に形成されたときにチャンネル24の間の
距離は方形切断42の幅の観点から適切に選択される。
所望ならば外壁40の厚さは隔壁34の厚さより大き
く、又は小さく作られうる。しかしながら好ましくは外
壁40の厚さは隔壁34の厚さの半分より大きい。
A plurality of channel plate elements 36 form channels 22, 24 and nozzles 26 on the surface of a large wafer portion 42, a top view of which is shown in FIG. 3, and a square cut 44 to form each channel plate element. Can be produced efficiently. Channels 22, 24
Is formed on the wafer, the distance between the channels 24 is appropriately selected in view of the width of the square cut 42.
If desired, the thickness of the outer wall 40 can be made larger or smaller than the thickness of the septum 34. Preferably, however, the thickness of the outer wall 40 is greater than half the thickness of the septum 34.

【0024】アクチュエーター部材28とチャンネル板
要素36との間に一対一対応が存在し、アクチュエータ
ー30が図1に示される実施例で対の形で配置される故
に各チャンネル板要素36は偶数個のチャンネルを有す
る。可撓性板がアクチュエーターにより変位されたとき
に可撓性板26の鋭い曲げを回避するためにアクチュエ
ーター30がチャンネルの隔壁34と外壁40から充分
離間されていることが望ましい。これは図1でフィンガ
ー30、32が規則的でないパターンで配置される理由
であるが、これは製造の観点から問題である。
Since there is a one-to-one correspondence between the actuator members 28 and the channel plate elements 36, and the actuators 30 are arranged in pairs in the embodiment shown in FIG. 1, each channel plate element 36 has an even number. Has a channel. Preferably, the actuator 30 is separated from the partition wall 34 and the outer wall 40 of the channel to avoid sharp bending of the flexible plate 26 when the flexible plate is displaced by the actuator. This is why the fingers 30, 32 in FIG. 1 are arranged in an irregular pattern, which is problematic from a manufacturing point of view.

【0025】図4はアクチュエーター部材28の全ての
フィンガー30、32が等しい間隔で配置されている変
形例である。この場合にはチャンネル板14のチャンネ
ル46、48はアクチュエーター30の対に対応する対
で配置される。チャンネルの隔壁及び端の壁からアクチ
ュエーターの充分な間隔は2つのチャンネル46、48
の各対を関連する支持フィンガー32に関して外側に若
干変位することにより達成される。斯くしてチャンネル
板要素36のチャンネル46、48はもはや一定のピッ
チで配置されない。しかしながら有効ピッチDcを2つ
のチャンネル46、48の隣接する対の間の距離の半分
に決定することが可能である。この有効ピッチDcはチ
ャンネル要素36全体にわたり一定である。
FIG. 4 shows a modification in which all the fingers 30, 32 of the actuator member 28 are arranged at equal intervals. In this case, the channels 46, 48 of the channel plate 14 are arranged in pairs corresponding to the pairs of actuators 30. Sufficient spacing of the actuator from the partition walls and end walls of the channels is achieved by two channels 46,48.
Are slightly displaced outwardly with respect to the associated support finger 32. Thus, the channels 46, 48 of the channel plate element 36 are no longer arranged at a constant pitch. However, it is possible to determine the effective pitch Dc to be half the distance between adjacent pairs of the two channels 46,48. This effective pitch Dc is constant over the entire channel element 36.

【0026】上記の実施例でノズル26はノズルを形成
する端部分でチャンネルを収束することによりチャンネ
ル板14に形成された。図5、6はチャンネル50が直
線の溝により形成され、ノズル52はチャンネル板1
4、可撓板16、等々の前面に固定された別のノズル板
54に形成されたオリフィスにより画成される実施例を
示す。この実施例によるチャンネル板要素36はその上
に形成されるチャンネル板要素間の境界を無視してウエ
ーハ42の表面に直線溝の規則的なパターンを切削する
ことにより簡単に製造される。それから方形切断44が
除去される溝50のある中心線に沿って形成される。
In the above embodiment, the nozzle 26 was formed on the channel plate 14 by converging the channel at the end forming the nozzle. 5 and 6, the channel 50 is formed by a straight groove, and the nozzle 52 is the channel plate 1.
4 shows an embodiment defined by orifices formed in another nozzle plate 54 fixed to the front surface of the flexible plate 16, etc. The channel plate element 36 according to this embodiment is easily manufactured by cutting a regular pattern of linear grooves in the surface of the wafer 42 ignoring the boundaries between the channel plate elements formed thereon. A square cut 44 is then formed along the centerline where the groove 50 is to be removed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第一実施例によるプリントヘッドの一
部分の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a part of a print head according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示されたプリントヘッドのチャンネル板
の平面図である。
FIG. 2 is a plan view of a channel plate of the print head shown in FIG.

【図3】図2に示されたチャンネル板が作られるウエー
ハの平面図である。
FIG. 3 is a plan view of a wafer on which the channel plate shown in FIG. 2 is made;

【図4】本発明の他の実施例によるプリントヘッドの主
要部分の断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of a main part of a print head according to another embodiment of the present invention.

【図5】本発明の更に他の実施例によるプリントヘッド
の水平断面図である。
FIG. 5 is a horizontal sectional view of a print head according to still another embodiment of the present invention.

【図6】図5に示されたプリントヘッドのチャンネル板
が作られるウエーハの平面図である。
6 is a plan view of a wafer on which the channel plate of the print head shown in FIG. 5 is formed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 プリントヘッド 12 支持板 14 チャンネル板 16 可撓板 18 アクチュエーターシステム 20 裏板 22、24、46、48、50 チャンネル 26、52 ノズル 30、32 フィンガー 28 圧電アクチュエーター部材 36 チャンネル板要素 38 境界 40 外壁 42 ウエーハ 44 方形切断 50 溝 54 ノズル板 Dc チャンネルのピッチ Dn ノズルのピッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Print head 12 Support plate 14 Channel plate 16 Flexible plate 18 Actuator system 20 Back plate 22, 24, 46, 48, 50 Channel 26, 52 Nozzle 30, 32 Finger 28 Piezoelectric actuator member 36 Channel plate element 38 Boundary 40 Outer wall 42 Wafer 44 Square cut 50 Groove 54 Nozzle plate Dc Channel pitch Dn Nozzle pitch

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のチャンネル板要素(36)により
構成されるチャンネル板(14)からなり、各チャンネ
ル板要素は相互に隔壁(34)により分離される複数の
平行なチャンネル(22、24;50)をその中に形成
され、各チャンネルはノズル(26;52)を形成する
開放端を有し、チャンネル板要素はノズルがリニア配列
を形成するように並行に配置されるインクジェット配列
プリントヘッドであって、チャンネル(22、24;5
0)の幅はノズル(26;52)の幅より大きく、各チ
ャンネル板要素(36)のチャンネルはノズルのピッチ
(Dn)より小さな一定の有効ピッチ(Dc)で配置さ
れることを特徴とするインクジェット配列プリントヘッ
ド。
1. A channel plate (14) comprising a plurality of channel plate elements (36), each channel plate element comprising a plurality of parallel channels (22, 24; 50) formed therein, each channel having an open end forming a nozzle (26; 52), and the channel plate element being an ink jet array printhead in which the nozzles are arranged in parallel to form a linear array. There are channels (22, 24; 5)
0) is larger than the width of the nozzle (26; 52), and the channels of each channel plate element (36) are arranged at a constant effective pitch (Dc) smaller than the nozzle pitch (Dn). Inkjet printhead.
【請求項2】 異なるチャンネル板要素(36)の間の
境界(38)に隣接するチャンネル(24)は隔壁(3
4)の厚さの半分より大きい厚さの外壁(40)により
制限される請求項1記載のインクジェット配列プリント
ヘッド。
2. The channel (24) adjacent to the boundary (38) between the different channel plate elements (36) has a partition (3).
2. An ink jet array printhead according to claim 1, wherein the outer wall is limited by a thickness greater than half the thickness of 4).
【請求項3】 外壁(40)の厚さは隔壁(34)の厚
さ以上か又はそれと等しい請求項2記載のインクジェッ
ト配列プリントヘッド。
3. The ink-jet printhead as claimed in claim 2, wherein the thickness of the outer wall (40) is equal to or greater than the thickness of the partition (34).
【請求項4】 異なるチャンネル板要素(36)の間の
境界(38)のそれぞれの側の2つのチャンネル(2
4)間の中心間距離(Dc’)はチャンネル板要素内の
チャンネルのピッチ(Dc)の二倍に等しい請求項1乃
至3のうちいずれか1項記載のインクジェット配列プリ
ントヘッド。
4. Two channels (2) on each side of a boundary (38) between different channel plate elements (36).
4. An ink jet array printhead according to claim 1, wherein the center-to-center distance (Dc ') between them is equal to twice the pitch (Dc) of the channels in the channel plate element.
【請求項5】 各チャンネル(22、24;50)は該
チャンネル内に含まれる液体のインクを加圧する圧電ア
クチュエーター(30)に関連づけられる請求項1乃至
4のうちいずれか1項記載のインクジェット配列プリン
トヘッド。
5. An ink jet arrangement according to claim 1, wherein each channel (22, 24; 50) is associated with a piezoelectric actuator (30) which pressurizes a liquid ink contained in the channel. Print head.
【請求項6】 ノズル(52)はノズル板(54)に形
成されたオリフィスにより画成される請求項1乃至5の
うちいずれか1項記載のインクジェット配列プリントヘ
ッド。
6. An ink-jet printhead as claimed in claim 1, wherein the nozzles (52) are defined by orifices formed in the nozzle plate (54).
【請求項7】− ウエーハ(42)の表面に並列チャン
ネル(22、24)を形成し、 − 複数のチャンネル板要素(36)を形成するために
各群の端を画成するチャンネル(24)の間で方形切断
(44)をなし、 − 種々のチャンネル板要素(36)のノズル(26)
が一定のピッチ(Dn)を有する配列を形成するように
チャンネル板要素(36)を並列に配置する各段階から
なり、各チャンネルはノズル(26)を形成するよう減
少した端を有し、該チャンネル(22、24)はノズル
(26)が一定のピッチ(Dn)を有し、チャンネル
(22、24)がノズルのピッチより小さい一定のピッ
チ(Dc)を有し、それによりノズル(26)はチャン
ネルの幅の中心に関して外側にオフセットされ、このオ
フセットは群の両端に向かって増加する請求項1乃至5
のうちいずれか1項記載のインクジェット配列プリント
ヘッドを製造する方法。
7. Channels (24) forming parallel channels (22, 24) on the surface of the wafer (42);-Channels (24) defining ends of each group to form a plurality of channel plate elements (36). A square cut (44) between the nozzles (26) of the various channel plate elements (36)
Comprises the steps of arranging channel plate elements (36) in parallel to form an array having a constant pitch (Dn), each channel having a reduced end to form a nozzle (26); The channels (22, 24) have a constant pitch (Dn) where the nozzles (26) have a constant pitch (Dn) and the channels (22, 24) have a constant pitch (Dc) that is smaller than the pitch of the nozzles. Are offset outwardly with respect to the center of the width of the channel, the offset increasing towards both ends of the group.
A method for producing an ink jet array printhead according to any one of the preceding claims.
【請求項8】− ウエーハ(42)の表面に開口端を有
し、チャンネルのピッチ(Dc)が一定の群に配置され
た真っ直ぐな並列チャンネル(50、50)を形成し、 − 該群を相互に分離し、別のチャンネル板要素(3
6)を形成するためにウエーハの方形切断(44)をな
し、 − チャンネル板要素(36)を並列に配置し、 − ノズルオリフィスのピッチ(Dn)がチャンネルの
ピッチ(Dc)より大きいようにノズル板(54)のノ
ズルオリフィス(52)のリニア配列を形成し、 − 各ノズルオリフィス(52)がチャンネルの一つと
連通するようノズル板要素(36)のチャンネル(5
0)の開放端の前にチャンネル板(54)を設ける各段
階からなる請求項6記載のインクジェット配列プリント
ヘッドを製造する方法。
8. Forming straight parallel channels (50, 50) having open ends on the surface of the wafer (42) and arranged in groups with a constant pitch (Dc) of the channels; Separate from each other and separate channel plate elements (3
6) making square cuts (44) of the wafer to form:-channel plate elements (36) arranged in parallel;-nozzle orifice pitch (Dn) greater than channel pitch (Dc) Forming a linear array of nozzle orifices (52) in the plate (54);-channels (5) in the nozzle plate element (36) such that each nozzle orifice (52) communicates with one of the channels.
7. The method of claim 6, further comprising the steps of providing a channel plate (54) before the open end of (0).
【請求項9】 ウエーハ(42)に形成された全てのチ
ャンネル(50、50’)は一定のピッチを有し、チャ
ンネルの幾つか(50)は方形切断(44)をなすこと
により少なくとも部分的に除去される請求項8記載のイ
ンクジェット配列プリントヘッド。
9. All channels (50, 50 ') formed in the wafer (42) have a constant pitch, and some of the channels (50) are at least partially cut by making a square cut (44). An ink jet array printhead according to claim 8, wherein said ink jet printhead is removed.
JP33407398A 1997-12-03 1998-11-25 Ink jet arrangement print head and its manufacture Pending JPH11227205A (en)

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NL97203798:0 1997-12-03
EP97203798 1997-12-03

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ID=8229011

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JP33407398A Pending JPH11227205A (en) 1997-12-03 1998-11-25 Ink jet arrangement print head and its manufacture

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JP (1) JPH11227205A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008001085A (en) * 2006-05-26 2008-01-10 Ricoh Co Ltd Liquid ejection head, liquid ejection apparatus, image forming apparatus, piezoelectric actuator
JP2009006603A (en) * 2007-06-28 2009-01-15 Ricoh Co Ltd Piezoelectric actuator and manufacturing method thereof, liquid ejection head, and image forming apparatus

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JP2008001085A (en) * 2006-05-26 2008-01-10 Ricoh Co Ltd Liquid ejection head, liquid ejection apparatus, image forming apparatus, piezoelectric actuator
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