JP2003276196A - Ink jet recording head, and ink jet printer mounted with it - Google Patents

Ink jet recording head, and ink jet printer mounted with it

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JP2003276196A
JP2003276196A JP2002081851A JP2002081851A JP2003276196A JP 2003276196 A JP2003276196 A JP 2003276196A JP 2002081851 A JP2002081851 A JP 2002081851A JP 2002081851 A JP2002081851 A JP 2002081851A JP 2003276196 A JP2003276196 A JP 2003276196A
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pressurized liquid
recording head
ink jet
liquid chamber
piezoelectric element
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Kenichi Ogata
賢一 尾方
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Ricoh Co Ltd
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an ink jet head employing a piezoelectric actuator in which positional shift does not cause variation of characteristics readily at the time of connecting a piezoelectric element with a diaphragm and thereby ejection characteristics are stabilized. <P>SOLUTION: A substrate 1 in which pressurized liquid chambers 4 and 4 are formed, a nozzle plate 8, and a diaphragm 6 bonded with a piezoelectric element 7 are stacked. A pressure converting means, i.e., the piezoelectric element 7, does not exist at a position on the supporting substrate side of the diaphragm 6 facing a barrier wall 20 separating the pressurized liquid chambers 4 and 4 in the longitudinal direction. The barrier wall 20 and the piezoelectric element 7 are separated by 100 μm or longer so that the pressurized liquid chamber 4 is not deformed even if the position for fixing the piezoelectric element 7 to the diaphragm 6 is shifted from a desired fixing position. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、インクジェット記
録ヘッド、及び該インクジェット記録ヘッドを搭載した
インクジェットプリンタに関し、特にインクジェット記
録ヘッドの振動板に対する圧力変換器の取り付け位置ず
れが生じても、インク吐き出し特性の変動を軽減するこ
とができるインクジェット記録ヘッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording head and an ink jet printer equipped with the ink jet recording head, and more particularly to ink ejection characteristics even when a pressure transducer mounting position is displaced from a vibration plate of the ink jet recording head. The present invention relates to an inkjet recording head that can reduce the fluctuation of

【0002】[0002]

【従来の技術】インクジェット記録ヘッドにおいて、圧
力変換器の取り付け位置のずれによる特性変動に対する
対策を開示している従来例には、次のようなものがあ
る。特開平9−99553号公報(インクジェットヘッ
ド)に記載されたものは、振動板(加圧板)の片面に凹
部を形成し、これに圧力変換器を当接させることによっ
て位置精度を上げるというものである。また、特開20
01−187448号公報(圧電型アクチュエータの製
造方法およびそれによって得られた圧電型アクチュエー
タならびにそれを用いたインクジェット式記録ヘッド)
に記載されたものは、圧力変換器の形成を、振動板に圧
電材料の分散液を印刷することによって行い、これによ
り振動板、液室のゆがみに圧力変換器が追従して形成さ
れ、位置ずれを生じさせないというものである。
2. Description of the Related Art In an ink jet recording head, there are the following conventional examples which disclose measures against characteristic fluctuations due to displacement of a mounting position of a pressure converter. The one described in Japanese Patent Laid-Open No. 9-99553 (inkjet head) improves the positional accuracy by forming a concave portion on one surface of a vibration plate (pressurizing plate) and bringing a pressure transducer into contact therewith. is there. In addition, JP 20
No. 01-187448 (Piezoelectric actuator manufacturing method, piezoelectric actuator obtained thereby, and ink jet recording head using the same)
In the method described in (1), the pressure transducer is formed by printing the dispersion liquid of the piezoelectric material on the vibrating plate, whereby the pressure transducer is formed by following the distortion of the vibrating plate and the liquid chamber. It does not cause a gap.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】微小なインク滴を吐出
し、紙などの被記録媒体に付着させて文字を含む画像情
報を形成するインクジェット記録装置は、複数のインク
加圧液室と、該加圧液室に連通してインク滴を吐出する
ためのノズルと、各加圧液室に対応して設けた電気機械
変換素子や電気熱変換体などのアクチュエータとを備え
たインクジェットヘッドを用いて、記録信号に応じて該
加圧液室内部の圧力を変化させてノズルからインク滴を
吐出することによって、高速、高密度、高品質の記録を
行うものである。このアクチュエータとして、加圧液室
の一部である弾性変形可能な振動板に当接した圧電素子
を用いるものはよく知られている。これは、圧電素子を
充放電することで変形させ、圧電素子に当接した振動板
を変位させる。振動板が加圧液室の容積を収縮するよう
に変位すると加圧液室内部の圧力が上昇し、インク滴を
ノズルから吐出させるものである。インク滴を吐出した
後は、加圧液室の容積を膨張させるように振動板に変位
を与えるべく圧電素子を変形させる。
An ink jet recording apparatus for ejecting minute ink droplets and adhering the ink droplets to a recording medium such as paper to form image information including characters includes a plurality of ink pressurizing liquid chambers and a plurality of ink pressurizing liquid chambers. Using an inkjet head equipped with a nozzle that communicates with the pressurized liquid chamber to eject ink droplets, and an actuator such as an electromechanical conversion element or an electrothermal converter provided corresponding to each pressurized liquid chamber By changing the pressure inside the pressurized liquid chamber according to a recording signal and ejecting an ink droplet from a nozzle, high-speed, high-density, high-quality recording is performed. It is well known that this actuator uses a piezoelectric element that is in contact with an elastically deformable diaphragm that is a part of the pressurized liquid chamber. This causes the piezoelectric element to be deformed by charging / discharging, and displaces the diaphragm in contact with the piezoelectric element. When the vibrating plate is displaced so as to contract the volume of the pressurized liquid chamber, the pressure inside the pressurized liquid chamber rises and ink droplets are ejected from the nozzle. After ejecting the ink droplet, the piezoelectric element is deformed so as to displace the vibrating plate so as to expand the volume of the pressurized liquid chamber.

【0004】図13は、圧電アクチュエータを用いたイ
ンクジェットヘッドを模式的に示す図で、図13(A)
は加圧液室の長手方向断面図、図13(B)は短手方向
断面図である。ノズル3に連通した加圧液室4の一部を
形成する振動板6と、ベース基板2に設けた圧電素子7
が接合されている。振動板6は、圧電素子7の変形に伴
い弾性変形するが、圧電素子7の変位を効率よく加圧液
室4の容積変化にするために、振動板6は、通常加圧液
室4を構成する他の面よりも剛性を小さく(=コンプラ
イアンスを大きく)している。共通液室9と加圧液室4
には、インクが充填されている。共通液室9は図示しな
いインクタンクに接続されている。
FIG. 13 is a diagram schematically showing an ink jet head using a piezoelectric actuator, and FIG.
Is a longitudinal sectional view of the pressurized liquid chamber, and FIG. 13B is a lateral sectional view. A vibrating plate 6 forming a part of the pressurized liquid chamber 4 communicating with the nozzle 3, and a piezoelectric element 7 provided on the base substrate 2.
Are joined. The vibrating plate 6 elastically deforms as the piezoelectric element 7 deforms, but in order to efficiently change the displacement of the piezoelectric element 7 to change the volume of the pressurized liquid chamber 4, the vibrating plate 6 normally moves the pressurized liquid chamber 4. The rigidity is made smaller (= the compliance is made larger) than the other constituent surfaces. Common liquid chamber 9 and pressurized liquid chamber 4
Is filled with ink. The common liquid chamber 9 is connected to an ink tank (not shown).

【0005】圧電素子7に図示しない駆動回路から電圧
を加えることで、圧電素子7は変形を生じ、振動板6を
加圧液室4の容積が増加または減少するように変形させ
る。加圧液室4の容積を増加させた場合は加圧液室4の
内部圧力は減少するので、共通液室9から連通部10を
通ってインクが加圧液室4に補充される。その後加圧液
室4の内部圧力を増加させるような駆動を行う。すなわ
ち、加圧液室4の容積を減少させるように圧電素子7を
駆動させた場合は加圧液室4の内部圧力が増加するの
で、ノズル3からインクが押し出されてインク滴12と
なって飛翔し、図示しない紙などの記録媒体にインク滴
が付着することで記録を行う。すなわち、インクジェッ
トヘッドのインク滴の形成は、振動板の変位がその源で
あり、さらにその駆動源である圧電素子との接合部分の
構成は、インクジェットヘッドの特性を左右する重要な
要素であるといえる。
When a voltage is applied to the piezoelectric element 7 from a drive circuit (not shown), the piezoelectric element 7 is deformed and the diaphragm 6 is deformed so that the volume of the pressurized liquid chamber 4 increases or decreases. When the volume of the pressurized liquid chamber 4 is increased, the internal pressure of the pressurized liquid chamber 4 decreases, so that the ink is replenished in the pressurized liquid chamber 4 from the common liquid chamber 9 through the communicating portion 10. After that, driving is performed so as to increase the internal pressure of the pressurized liquid chamber 4. That is, when the piezoelectric element 7 is driven so as to reduce the volume of the pressurized liquid chamber 4, the internal pressure of the pressurized liquid chamber 4 increases, so that the ink is pushed out from the nozzle 3 to form the ink droplet 12. Recording is performed by flying and ink droplets adhering to a recording medium such as paper (not shown). That is, the formation of ink droplets in the inkjet head is caused by the displacement of the vibration plate, and the configuration of the joint portion with the piezoelectric element that is the driving source thereof is an important factor that influences the characteristics of the inkjet head. I can say.

【0006】しかし、加工精度の問題から、圧電素子と
振動板の接合は、どうしても取り付け位置にずれが生じ
る。この位置ずれは、その発生量(ずれ量)にばらつき
が生じるが、これにより、圧電素子によって発生する変
位力が、設計通り振動板に伝わらないことになる。この
結果、液室に発生する変位力による振動板等の構造変形
に液室間で差が生じ、これが噴射特性ばらつきとなって
印字品質を落とす要因となる。
However, due to the problem of processing accuracy, the attachment position of the piezoelectric element and the vibration plate is inevitably displaced. The amount of displacement (displacement amount) varies, but the displacement force generated by the piezoelectric element is not transmitted to the diaphragm as designed. As a result, there is a difference in the structural deformation of the vibrating plate or the like due to the displacement force generated in the liquid chambers between the liquid chambers, which causes variations in the ejection characteristics and is a factor that deteriorates print quality.

【0007】圧電素子の取り付け位置がずれた場合に起
こる具体的な問題点を図14〜図16を用いて説明す
る。図14〜図16は、圧電素子即ち圧力変換手段の加
圧液室に対する取り付け位置と加圧液室の変形の関係を
示す模式図である。図14に示す取り付け位置では、圧
電素子7即ち圧力変換手段が振動板6の規定位置に取り
付けられており、圧力変換手段の変位により、加圧液室
4の振動板6が押し上げられ、加圧液室4の圧力を上昇
させる。図15に示す取り付け位置は、圧力変換手段が
規定位置より若干隔壁20側へずれて取り付けられた場
合であるが、圧力発生手段が隔壁20へ近づくことによ
り、振動板の変位力の一部が隔壁20を傾ける方向に力
が働く。このため、加圧液室4は変形し、圧力変動、ノ
ズルプレート変位といった問題が起こる。図16は、更
に圧力変換手段が隔壁20へ近づいて取り付けられた場
合であるが、この場合は圧力変換手段が直接隔壁20を
押し上げるようになり、更に大きな加圧液室4の変形を
もたらす。
Specific problems that occur when the mounting position of the piezoelectric element is deviated will be described with reference to FIGS. 14 to 16. 14 to 16 are schematic views showing the relationship between the mounting position of the piezoelectric element, that is, the pressure converting means with respect to the pressurized liquid chamber, and the deformation of the pressurized liquid chamber. At the mounting position shown in FIG. 14, the piezoelectric element 7, that is, the pressure converting means is mounted at the prescribed position of the vibrating plate 6, and the displacement of the pressure converting means pushes up the vibrating plate 6 of the pressurized liquid chamber 4 to apply pressure. The pressure in the liquid chamber 4 is increased. The mounting position shown in FIG. 15 is a case where the pressure converting means is mounted slightly displaced from the specified position to the partition wall 20 side. However, when the pressure generating means approaches the partition wall 20, a part of the displacement force of the diaphragm is lost. A force acts in the direction of tilting the partition wall 20. Therefore, the pressurized liquid chamber 4 is deformed, and problems such as pressure fluctuation and nozzle plate displacement occur. FIG. 16 shows the case where the pressure converting means is attached closer to the partition wall 20. In this case, the pressure converting means directly pushes up the partition wall 20, which causes a larger deformation of the pressurized liquid chamber 4.

【0008】そこで、この位置ずれによる影響を減らす
方法として、特開平9−99553号公報にみられる方
法が挙げられる。これは、振動板に凹部を形成し、この
凹部に圧電素子を突き当てることにより、圧電素子のず
れを凹部で吸収し、変位力の伝達にばらつきを生じさせ
ないようにするものである。しかし、この場合、凹部の
幅に収まる範囲のずれにしか対応できず、適用できる範
囲は限られる。また、溝加工を行う必要があるため、工
程が複雑になるという問題もある。他方、特開2001
−187448号公報にみられる方法は、振動板のずれ
に合わせて圧電素子を形成することにより、位置ずれ自
体の発生を抑えるものである。しかし、この場合、適用
できる液室構造、圧電素子構造、及び製造方法が限定さ
れたものとなる。特に液室構造に関しては、Siプロセ
スによって形成することが出来ず、高精度・高密度に多
チャンネル化を図ることが難しくなるといった問題があ
る。
Therefore, as a method for reducing the influence of this positional deviation, there is a method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-99553. This is to form a concave portion on the diaphragm and to abut the piezoelectric element on the concave portion so that the displacement of the piezoelectric element is absorbed by the concave portion so that the transmission of the displacement force does not vary. However, in this case, it is possible to deal only with the deviation of the range within the width of the recess, and the applicable range is limited. In addition, there is a problem that the process becomes complicated because it is necessary to perform groove processing. On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-2001
In the method disclosed in Japanese Patent No. 187448, the piezoelectric element is formed in accordance with the displacement of the diaphragm to suppress the displacement itself. However, in this case, the applicable liquid chamber structure, piezoelectric element structure, and manufacturing method are limited. Particularly, regarding the liquid chamber structure, there is a problem that it cannot be formed by the Si process, and it is difficult to achieve multichannel with high precision and high density.

【0009】本発明は上記問題点に鑑み、振動板に圧電
素子を接続させる際に、位置ずれが生じても特性変動が
起こりにくく、これによってインクジェット記録ヘッド
の噴射特性を安定させることを目的とする。また、噴射
特性が安定したインクジェット記録ヘッドを用いること
により、均一な印字特性のインクジェットプリンタを提
供することを目的とする。
In view of the above problems, it is an object of the present invention to stabilize the jetting characteristics of an ink jet recording head by making it difficult for characteristic variations to occur even when a displacement occurs when connecting a piezoelectric element to a diaphragm. To do. Another object of the present invention is to provide an inkjet printer having uniform printing characteristics by using an inkjet recording head having stable ejection characteristics.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
め、請求項1のインクジェット記録ヘッドは、加圧液室
と、該加圧液室の一部を構成する振動板と、一方の面が
前記振動板に連接され前記加圧液室内部の圧力を変化さ
せる圧力変換手段と、該圧力変換手段の他方の面が接合
される支持基板とを備え、前記加圧液室は長手方向端部
において長手方向隔壁を介して2つの加圧液室が対向配
置され、かつ該2つの加圧液室に対応して接続されたそ
れぞれの圧力変換手段間には、前記長手方向隔壁と前記
支持基板を接続する部材は存在せず、前記圧力変換手段
は前記長手方向隔壁と離隔して設けられることを特徴と
する。
In order to solve the above-mentioned problems, an ink jet recording head according to claim 1 has a pressurized liquid chamber, a vibrating plate forming a part of the pressurized liquid chamber, and one surface. Is connected to the vibrating plate and includes pressure converting means for changing the pressure in the pressurized liquid chamber, and a support substrate to which the other surface of the pressure converting means is joined. In the section, two pressurized liquid chambers are arranged to face each other via a longitudinal partition, and the longitudinal partition and the support are provided between respective pressure conversion means connected corresponding to the two pressurized liquid chambers. There is no member for connecting the substrates, and the pressure converting means is provided separately from the longitudinal partition.

【0011】請求項2のインクジェット記録ヘッドは、
請求項1のインクジェット記録ヘッドにおいて、前記加
圧液室の短手方向にて隣接する前記加圧液室を分離して
いる短手方向隔壁に対応する位置に、前記支持基板と前
記短手方向隔壁間に振動板を支持する支持部材を有する
ことを特徴とする。
The ink jet recording head of claim 2 is
The inkjet recording head according to claim 1, wherein the support substrate and the lateral direction are provided at positions corresponding to lateral direction partition walls separating the pressurized liquid chambers that are adjacent in the lateral direction of the pressurized liquid chamber. It is characterized by having a supporting member for supporting the diaphragm between the partition walls.

【0012】請求項3のインクジェット記録ヘッドは、
請求項1または2のインクジェット記録ヘッドにおい
て、前記振動板は薄肉部と厚肉部を有し、前記圧力変換
手段が当接する前記厚肉部によって前記薄肉部の領域が
分離されており、前記厚肉部は前記振動板の長手方向全
体に渡って形成されていることを特徴とする。
An ink jet recording head according to a third aspect is
The ink jet recording head according to claim 1 or 2, wherein the diaphragm has a thin portion and a thick portion, and the thin portion is separated by the thick portion with which the pressure converting means abuts. The flesh portion is formed over the entire longitudinal direction of the diaphragm.

【0013】請求項4のインクジェット記録ヘッドは、
請求項1〜3のインクジェット記録ヘッドにおいて、前
記圧力変換手段は電極層と圧電素子の層が交互に積層さ
れた積層圧電型駆動体であり、長手方向端部には電界が
生じない不活性領域を有することを特徴とする。
The ink jet recording head of claim 4 is
The ink jet recording head according to any one of claims 1 to 3, wherein the pressure converting means is a laminated piezoelectric driving body in which electrode layers and piezoelectric element layers are alternately laminated, and an electric field is not generated at an end portion in a longitudinal direction. It is characterized by having.

【0014】請求項5のインクジェット記録ヘッドは、
請求項1〜4のインクジェット記録ヘッドにおいて、前
記長手方向隔壁と前記圧力変換手段との間の距離は10
0μm以上であることを特徴とする。
The ink jet recording head of claim 5 is
The ink jet recording head according to any one of claims 1 to 4, wherein a distance between the longitudinal partition and the pressure converting means is 10
It is characterized by being 0 μm or more.

【0015】請求項6のインクジェット記録ヘッドは、
請求項4のインクジェット記録ヘッドにおいて、前記長
手方向隔壁と前記積層圧電型駆動体の活性層間の距離は
300μm以上であることを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided an ink jet recording head.
The ink jet recording head according to claim 4, wherein a distance between the longitudinal partition and the active layer of the laminated piezoelectric driver is 300 μm or more.

【0016】請求項7のプリンタは、請求項1〜6のい
ずれかのインクジェット記録ヘッドを搭載したインクジ
ェットプリンタであることを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a printer which is an ink jet printer equipped with the ink jet recording head according to any one of the first to sixth aspects.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図1
〜図10を参照して説明する。図1は、本発明の実施例
のインクジェットヘッドを示す分解斜視図である。複数
の加圧液室4を形成した加圧液室基板1と、ノズルプレ
ート8と、振動板6とを積層する。ノズルプレート8に
は、加圧液室4に対応して連通したノズル3が設けられ
ている。振動板6には圧力変換器である圧電素子7の一
方の面が接合され、圧電素子7には、ドライバIC18
を接合したFPCケーブル17が電気的な接続を伴って
接合されている。図示しない画像形成信号に基づいてド
ライバIC18から駆動信号がFPCケーブル17を介
して圧電素子7に供給され、圧電素子7が伸縮し、その
変位が振動板6に伝えられ、それぞれ必要とする加圧液
室4の内部圧力を適切に制御することで、ノズル3から
インク滴を吐出する。圧電素子7の他方の面はベース基
板2と接合されており、ベース基板2はさらに図示しな
いフレームと接合されている。インクジェットプリンタ
本体へは、図示しないキャリッジにフレームを接合して
搭載し、図示しない電気回路にFPCケーブル18を接
続し、さらにインクカートリッジからインクを加圧液室
4に供給するがここでは図示していない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIG.
~ It demonstrates with reference to FIG. FIG. 1 is an exploded perspective view showing an inkjet head according to an embodiment of the present invention. The pressurized liquid chamber substrate 1 having the plurality of pressurized liquid chambers 4, the nozzle plate 8 and the vibrating plate 6 are laminated. The nozzle plate 8 is provided with nozzles 3 that communicate with the pressurized liquid chamber 4. One surface of the piezoelectric element 7 which is a pressure transducer is bonded to the vibration plate 6, and the driver IC 18 is connected to the piezoelectric element 7.
The FPC cable 17 joined with is joined together with electrical connection. A drive signal is supplied from the driver IC 18 to the piezoelectric element 7 via the FPC cable 17 based on an image forming signal (not shown), the piezoelectric element 7 expands and contracts, and the displacement thereof is transmitted to the diaphragm 6 so as to apply a required pressure. By appropriately controlling the internal pressure of the liquid chamber 4, ink droplets are ejected from the nozzle 3. The other surface of the piezoelectric element 7 is joined to the base substrate 2, and the base substrate 2 is further joined to a frame (not shown). A frame (not shown) is mounted on a carriage (not shown), the FPC cable 18 is connected to an electric circuit (not shown), and ink is supplied from the ink cartridge to the pressurized liquid chamber 4 in the main body of the inkjet printer. Absent.

【0018】図2は、本発明の実施例によるインクジェ
ットヘッドの加圧液室長手方向(ノズル列に対して直交
方向)の断面図である。2つの加圧液室4が隔壁20に
よって加圧液室の長手方向に分離され、対向配置された
構成となっている。ベース基板2と同様に、加圧液室基
板1もフレーム19に接合されている。フレーム19
は、図2の例では2つの部品に分かれているが、1つの
部品で構成しても構わない。また、1つのベース基板2
に二つの圧電素子7が形成されているが、ベース基板2
は2つに分割されている場合もあり得る。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the ink jet head according to the embodiment of the present invention in the longitudinal direction of the pressurized liquid chamber (the direction orthogonal to the nozzle row). The two pressurized liquid chambers 4 are separated by a partition wall 20 in the longitudinal direction of the pressurized liquid chambers and are arranged to face each other. Like the base substrate 2, the pressurized liquid chamber substrate 1 is also joined to the frame 19. Frame 19
2 is divided into two parts in the example of FIG. 2, but may be composed of one part. Also, one base substrate 2
Two piezoelectric elements 7 are formed on the base substrate 2
May be divided into two.

【0019】図3は、図2に示すインクジェットヘッド
における部分を拡大して示す図で、図3(A)はベース
基板と圧電素子、支持部材との関係を示す拡大斜視図、
図3(B)はインクジェットヘッドの加圧液室の短手方
向(ノズル列方向)の拡大断面図である。ここで、圧電
素子7の間には、支持部材11が取り付けられた構成と
なっているが、この支持部材11は存在しない場合もあ
り得る。振動板6は、厚肉部15と薄肉部16から構成
され、厚肉部15によって圧電素子7に接続され、実際
に加圧液室4に圧力を発生させる振動板部位が分離され
ている。支持部材11は、振動板6の厚肉部15を介し
て隔壁5に接続されている。振動板6とベース基板2
は、圧電素子7と支持部材11の両方で接合されてお
り、上部の加圧液室4の剛性を保つとともに、圧電素子
7の変形による振動板6の厚肉部15の変位効率を向上
させている。
FIG. 3 is an enlarged view showing a portion of the ink jet head shown in FIG. 2. FIG. 3A is an enlarged perspective view showing the relationship between the base substrate, the piezoelectric element and the supporting member.
FIG. 3B is an enlarged cross-sectional view in the lateral direction (nozzle row direction) of the pressurized liquid chamber of the inkjet head. Here, although the support member 11 is attached between the piezoelectric elements 7, the support member 11 may not exist. The vibrating plate 6 is composed of a thick portion 15 and a thin portion 16, and is connected to the piezoelectric element 7 by the thick portion 15, and the vibrating plate portion that actually generates pressure in the pressurized liquid chamber 4 is separated. The support member 11 is connected to the partition wall 5 via the thick portion 15 of the diaphragm 6. Vibration plate 6 and base substrate 2
Is joined by both the piezoelectric element 7 and the support member 11, and maintains the rigidity of the pressurized liquid chamber 4 at the upper portion and improves the displacement efficiency of the thick portion 15 of the diaphragm 6 due to the deformation of the piezoelectric element 7. ing.

【0020】ここで、振動板形状について説明する。図
4は、図1〜図3にて説明した一つの加圧液室4を、そ
の短手方向で切断した断面を振動板6を上にして示す斜
視図、図5は、図4に示す振動板と異なる構成の振動板
を用いた同様の斜視図である。ただし、図5は振動板に
接続される圧電素子7についても示している。図4にお
いて図示していない圧電素子は、振動板6の凹部13の
薄肉部16で周囲を隔離された厚肉部15である島状凸
部14に接合される。一方、図5に示した形状は、振動
板6が厚肉部15と薄肉部16から構成されているが、
図4と異なり、厚肉部151の周囲を薄肉部16で囲ま
れてはおらず、逆に、厚肉部151で薄肉部16の領域
を分離している。厚肉部151は加圧液室長手方向に沿
って設けられており、薄肉部16は中央の厚肉部151
に対して対称な位置に、加圧液室4の長手方向に沿って
細長く設けられている。厚肉部152は加圧液室4を1
つずつ区画している周辺肉厚部であり、図示しない支持
部材を介して図示しないベース基板に接続されている。
図5の振動板形状は、図4の振動板形状に比べ、振動板
に接続される島状凸部14の長さが長いため、より効率
良く振動板を駆動できる。このため、同じ液室圧力を発
生させるのであれば、より低い駆動電圧ですむというメ
リットがある一方、前記した位置ずれに対する問題では
脆弱な構造となっている。即ち、図4の振動板形状であ
れば、図15に示したずれによる影響は、凹部によって
振動板が分断されているために発生しにくいのに対し、
図5の形状では、図15に示した問題が起こる。なお、
両者とも、図16に示した取り付け位置ずれによる問題
は発生する。
The shape of the diaphragm will now be described. 4 is a perspective view showing a cross section of one of the pressurized liquid chambers 4 described in FIGS. 1 to 3 in the lateral direction with the diaphragm 6 facing upward, and FIG. 5 is shown in FIG. It is the same perspective view which used the diaphragm of a structure different from a diaphragm. However, FIG. 5 also shows the piezoelectric element 7 connected to the diaphragm. The piezoelectric element not shown in FIG. 4 is bonded to the island-shaped convex portion 14 which is the thick portion 15 whose periphery is separated by the thin portion 16 of the concave portion 13 of the vibration plate 6. On the other hand, in the shape shown in FIG. 5, the diaphragm 6 is composed of the thick portion 15 and the thin portion 16,
Unlike FIG. 4, the thick portion 15 1 is not surrounded by the thin portion 16, but conversely, the thick portion 15 1 separates the region of the thin portion 16. The thick part 15 1 is provided along the longitudinal direction of the pressurized liquid chamber, and the thin part 16 is the thick part 15 1 at the center.
Along the longitudinal direction of the pressurized liquid chamber 4, it is provided in an elongated position at a position symmetrical with respect to. The thick-walled portion 15 2 has the pressurized liquid chamber 4 at 1
These are peripheral thick-walled portions that are partitioned by each, and are connected to a base substrate (not shown) via a support member (not shown).
The diaphragm shape of FIG. 5 is longer than the diaphragm shape of FIG. 4 because the island-shaped convex portions 14 connected to the diaphragm are longer, so that the diaphragm can be driven more efficiently. For this reason, if the same liquid chamber pressure is generated, there is an advantage that a lower driving voltage is required, while the structure against the above-mentioned positional deviation is vulnerable. That is, in the case of the diaphragm shape of FIG. 4, the influence of the displacement shown in FIG. 15 is less likely to occur because the diaphragm is divided by the concave portion, while
The shape shown in FIG. 5 causes the problem shown in FIG. In addition,
In both cases, the problem due to the mounting position deviation shown in FIG. 16 occurs.

【0021】図6は、本発明の特徴を説明するための図
で、加圧液室長手方向断面を模式的に示す断面図であ
る。本発明では、図6に示す通り、加圧液室の長手方向
を隔てる長手方向隔壁20に対向する振動板6のベース
基板2側位置には、圧力変換手段である圧電素子7が存
在しない構成、つまり圧電素子7は長手方向隔壁20と
一定の距離隔てて設けられる構成とした。このとき重要
となるのは、圧電素子7の取り付け位置に位置ずれが発
生しても、加圧液室4の変形を生じさせないよう、十分
に隔壁20と圧電素子7の間の距離を離すことである。
しかし、必要以上に両者の距離を離す、即ち2つの対向
した圧電素子7間の距離を離すと、駆動ユニットの寸法
が大きくなってしまうという問題、及び図2に示す通
り、2つの圧電素子7の間に、隔壁20とベース基板2
を結ぶ支持部材を省略することにより、工法の簡易化及
びヘッドの小型化を図る場合、隔壁20を支える支持部
材(図3における支持部材11)が隔壁20から離れる
こととなり、支持力不十分で加圧液室4の振動が増大す
る問題もある。そこで、最適寸法を求める検討を行っ
た。その結果を、図7の圧電素子間の距離と振動板の変
位量の関係を示すグラフに示す。
FIG. 6 is a view for explaining the features of the present invention, and is a cross-sectional view schematically showing a cross section in the longitudinal direction of the pressurized liquid chamber. In the present invention, as shown in FIG. 6, the piezoelectric element 7 as the pressure converting means does not exist at the base substrate 2 side position of the vibrating plate 6 facing the longitudinal partition wall 20 that separates the longitudinal direction of the pressurized liquid chamber. That is, the piezoelectric element 7 is provided so as to be separated from the longitudinal partition 20 by a certain distance. At this time, it is important to keep a sufficient distance between the partition wall 20 and the piezoelectric element 7 so that the pressurized liquid chamber 4 is not deformed even if the mounting position of the piezoelectric element 7 is displaced. Is.
However, if the distance between the two piezoelectric elements 7 is increased more than necessary, that is, if the distance between the two facing piezoelectric elements 7 is increased, the size of the drive unit increases, and as shown in FIG. Between the partition wall 20 and the base substrate 2
When the construction method is simplified and the head is miniaturized by omitting the support member that connects the partition walls, the support member (support member 11 in FIG. 3) that supports the partition wall 20 is separated from the partition wall 20, and the supporting force is insufficient. There is also a problem that the vibration of the pressurized liquid chamber 4 increases. Therefore, a study was conducted to find the optimum size. The results are shown in the graph of FIG. 7 which shows the relationship between the distance between the piezoelectric elements and the displacement amount of the diaphragm.

【0022】この検討は、圧電素子の取り付け位置ずれ
のばらつきをみたとき、その平均ばらつき量からの差が
σ以内に収まる場合を良品、はずれた場合を不良品と
し、良品内で最もずれが発生したサンプルについて、ノ
ズルプレートの変形量で加圧液室の変形度を評価したも
のである。パラメータとして、ここでは2つの圧電素子
(PZTを使用)間の距離を取っているが、隔壁20の
幅は100μmとしているので、(PZT間隔−10
0)/2が隔壁20と圧電素子間の距離となる。なお、
全く位置ずれの発生しないサンプルのデータも併せて掲
示した。図7のグラフをみると、2つの圧電素子の間隔
を100〜300μmと変えた場合、振動板の変位量は
急激に減少していくが、300μmを境として、あまり
変化しなくなることが判る。これから、2つの圧電素子
間の距離は300μm以上、即ち隔壁20と圧力変換手
段との距離は100μm以上であることが望ましい。な
お、前記した通り、振動板形状を示す図4と図5を比較
した場合、図5は特にずれによる影響が高いが、本発明
はこれに対しても高い効果が得られる。よって、図5に
示した、より効率よく加圧液室を駆動することができる
振動板形状を、位置ずれによる特性変動なく使うことが
できるようになる。
In this examination, when the variation of the displacement of the mounting position of the piezoelectric element is observed, a case where the difference from the average variation amount is within σ is a good product, and a case where it is deviated is a defective product, and the most deviation occurs in the good product. The deformation degree of the pressurized liquid chamber was evaluated by the deformation amount of the nozzle plate for the sample. As a parameter, the distance between the two piezoelectric elements (using PZT) is taken here, but since the width of the partition wall 20 is 100 μm, (PZT interval −10
0) / 2 is the distance between the partition wall 20 and the piezoelectric element. In addition,
The data of a sample in which no positional deviation occurs is also posted. It can be seen from the graph of FIG. 7 that when the distance between the two piezoelectric elements is changed to 100 to 300 μm, the displacement amount of the vibration plate decreases rapidly, but does not change so much at the boundary of 300 μm. Therefore, it is desirable that the distance between the two piezoelectric elements is 300 μm or more, that is, the distance between the partition wall 20 and the pressure converting means is 100 μm or more. As described above, when comparing FIGS. 4 and 5 showing the shape of the diaphragm, FIG. 5 is particularly affected by the deviation, but the present invention can also obtain a high effect against this. Therefore, it becomes possible to use the shape of the vibration plate shown in FIG. 5, which can drive the pressurized liquid chamber more efficiently, without changing the characteristics due to the positional deviation.

【0023】図8は、図6に示すインクジェットヘッド
において、圧力変換手段である圧電素子7が長手方向端
面に不活性層72を持つ積層圧電型駆動体である場合
の、加圧液室長手方向断面を模式的に示す断面図であ
る。圧力変換手段の位置に関しては前述したが、圧力変
換手段が図8に示したような長手方向端面に不活性層7
2を持つ積層圧電型駆動体の場合、その活性層71端から
隔壁20までの距離が重要となる。この場合、不活性層
距離を勘案し、活性層端と隔壁20との距離を300μ
m以上とすれば、図7における間隔300μmに相当す
る効果を得ることができる。
FIG. 8 is a longitudinal view of the pressurized liquid chamber in the ink jet head shown in FIG. 6, in which the piezoelectric element 7 as the pressure converting means is a laminated piezoelectric type driving body having an inactive layer 7 2 on the end face in the longitudinal direction. It is sectional drawing which shows a directional cross section typically. Although the position of the pressure converting means has been described above, the pressure converting means has the inert layer 7 on the end face in the longitudinal direction as shown in FIG.
In the case of a laminated piezoelectric type driving body having 2 , the distance from the end of the active layer 7 1 to the partition wall 20 is important. In this case, taking the distance of the inactive layer into consideration, the distance between the edge of the active layer and the partition wall 20 is 300 μm.
If it is m or more, it is possible to obtain the effect corresponding to the interval of 300 μm in FIG. 7.

【0024】(具体例1)本発明の第1の具体例とし
て、図4に示す振動板形状に対し適用した場合について
説明する。Siを壁面構成部材として高さ80μm、長
手方向の長さ3000μm、短手方向の幅130μmの
加圧液室に、厚さ3μmのNi振動板を配置し、これに
チタン酸ジルコン酸鉛による圧電素子を取り付ける。振
動板は、島状凸部が幅30μm、長手方向長さ1300
μmとなっている。また、圧電素子は、銀・パラジュー
ムによる電極を上下に挟んだ18層積層配置構造とす
る。各層は25μmの厚さとし、18層の上部に80μ
m、下部に220μmの不活性部を配置し、全体として
圧電素子の高さは750μmとする。長手方向の幅は1
900μm、短手方向の幅は50μmとするが、長手方
向両端に200μmの不活性層を配置してあり、活性層
の幅は1500μmとなる。全体の形状は図8に示すよ
うになっているが、隔壁の幅は100μmとする。ここ
で、従来技術として圧電素子と隔壁の距離が0(圧電素
子間の距離が100μm)のヘッドと、本発明の適用例
として同距離が100μm(圧電素子間の距離が300
μm)のヘッドを用意し、それぞれについて、圧電素子
を、図8において右方向に0〜150μmずらした場合
の、ノズルプレートの変位量を比較してみた。図9は、
この比較結果を示すグラフである。図9のグラフから、
本発明を適用すれば、圧電素子の取り付け位置がずれた
場合でも、特性に変動が生じないことが判る。
(Specific Example 1) As a first specific example of the present invention, a case where the invention is applied to the diaphragm shape shown in FIG. 4 will be described. A Si diaphragm having a thickness of 3 μm is arranged in a pressurized liquid chamber having a height of 80 μm, a length of 3000 μm in the longitudinal direction, and a width of 130 μm in the lateral direction, using Si as a wall constituent member, and a piezoelectric element made of lead zirconate titanate is arranged on the Ni diaphragm. Attach the element. The diaphragm has island-shaped protrusions with a width of 30 μm and a longitudinal length of 1300.
μm. The piezoelectric element has an 18-layer laminated structure in which electrodes made of silver and palladium are vertically sandwiched. The thickness of each layer is 25 μm, and 80 μ is on top of 18 layers.
m, a 220 μm inactive portion is arranged in the lower part, and the height of the piezoelectric element is 750 μm as a whole. The longitudinal width is 1
The width of the active layer is 900 μm and the width in the lateral direction is 50 μm, but an inactive layer of 200 μm is arranged at both ends in the longitudinal direction, and the width of the active layer is 1500 μm. The overall shape is as shown in FIG. 8, but the width of the partition wall is 100 μm. Here, as a conventional technique, a head having a distance between the piezoelectric element and the partition wall of 0 (distance between the piezoelectric elements is 100 μm), and as an application example of the present invention, the same distance is 100 μm (distance between the piezoelectric elements is 300 μm).
heads of (.mu.m) were prepared, and the displacement amount of the nozzle plate was compared when the piezoelectric elements were shifted to the right by 0 to 150 .mu.m in FIG. Figure 9
It is a graph which shows this comparison result. From the graph in Figure 9,
By applying the present invention, it can be seen that the characteristics do not change even if the mounting position of the piezoelectric element is deviated.

【0025】(具体例2)本発明の第2の具体例とし
て、図5に示す振動板形状を適用した場合について説明
する。Siを壁面構成部材として高さ80μm、長手方
向の長さ3000μm、短手方向の幅130μmの加圧
液室に、厚さ3μmのNi振動板を配置し、これにチタ
ン酸ジルコン酸鉛による圧電素子を取り付ける。振動板
は、凸部は幅30μmとなっており、長手方向は加圧液
室長手方向全域に渡って配置されている。また、圧電素
子は、銀・パラジュームによる電極を上下に挟んだ18
層積層配置構造とする。各層は25μmの厚さとし、1
8層の上部に80μm、下部に220μmの不活性部を
配置し、全体として圧電素子の高さは750μmとす
る。長手方向の幅は1900μm、短手方向の幅は50
μmとするが、長手方向両端に200μmの不活性層を
配置してあり、活性層の幅は1500μmとなる。全体
の形状は図8に示すようになっているが、隔壁の幅は1
00μmとする。ここで、従来技術として圧電素子と隔
壁の距離が0(圧電素子間の距離が100μm)のヘッ
ドと、本発明の適用例として同距離が100μm(圧電
素子間の距離が300μm)のヘッドを用意し、それぞ
れについて、圧電素子を、図8において右方向に0〜1
50μmずらした場合の、ノズルプレートの変位量を比
較してみた。図10は、この比較結果を示すグラフであ
る。図10のグラフから、本発明を適用すれば、圧電素
子の取り付け位置がずれた場合でも、特性に変動が生じ
ないことが判る。
(Specific Example 2) As a second specific example of the present invention, a case where the diaphragm shape shown in FIG. 5 is applied will be described. A Si diaphragm having a thickness of 3 μm was placed in a pressurized liquid chamber having a height of 80 μm, a length of 3000 μm in the longitudinal direction, and a width of 130 μm in the lateral direction using Si as a wall constituent member, and a piezoelectric element made of lead zirconate titanate was placed on the Ni diaphragm. Attach the element. The vibrating plate has a convex portion with a width of 30 μm, and is arranged over the entire area in the longitudinal direction of the pressurized liquid chamber in the longitudinal direction. In addition, the piezoelectric element consists of an electrode made of silver and palladium, which is sandwiched between the upper and lower electrodes.
It has a layered laminated arrangement structure. Each layer is 25 μm thick and 1
An inactive portion having a thickness of 80 μm and a thickness of 220 μm are arranged on the upper and lower portions of the eight layers, and the height of the piezoelectric element is 750 μm as a whole. Width in the longitudinal direction is 1900 μm, width in the lateral direction is 50
The width of the active layer is 1500 μm because the inactive layer of 200 μm is arranged at both ends in the longitudinal direction. The overall shape is as shown in FIG. 8, but the width of the partition wall is 1
00 μm. Here, as a conventional technique, a head having a distance between the piezoelectric element and the partition wall of 0 (distance between the piezoelectric elements is 100 μm) and an application example of the present invention are head having a distance of 100 μm (distance between the piezoelectric elements is 300 μm). Then, for each of them, the piezoelectric element is arranged in the right direction in FIG.
The displacement amounts of the nozzle plates were compared when they were shifted by 50 μm. FIG. 10 is a graph showing the comparison result. From the graph of FIG. 10, it can be seen that if the present invention is applied, the characteristics will not change even if the mounting position of the piezoelectric element is deviated.

【0026】次に、以上のようなインクジェット記録ヘ
ッドを搭載したインクジェットプリンタについて説明す
る。図11は、本発明の実施例によるインクジェット記
録装置を示す斜視図、図12は、同インクジェット記録
装置の機構部の側面断面図である。本実施例のインクジ
ェット記録装置は、記録装置本体31の内部に主走査方
向に移動可能なキャリッジ43、キャリッジに搭載した
本発明を実施したインクジェット記録ヘッドからなる記
録ヘッド44、記録ヘッドへインクを供給するインクカ
ートリッジ45等で構成される印字機構部32等を収納
し、装置本体31の下方部には前方側から多数枚の用紙
33を積載可能な給紙カセット(或いは給紙トレイでも
よい)34を抜き差し自在に装着することができ、ま
た、用紙33を手差しで給紙するための手差しトレイ3
5を開倒することができ、給紙カセット34或いは手差
しトレイ35から給送される用紙33を取り込み、印字
機構部32によって所要の画像を記録した後、後面側に
装着された排紙トレイ36に排紙する。
Next, an ink jet printer equipped with the above ink jet recording head will be described. FIG. 11 is a perspective view showing an inkjet recording apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a side sectional view of a mechanism section of the inkjet recording apparatus. The inkjet recording apparatus according to the present embodiment supplies the ink to the carriage 43 that is movable in the main scanning direction inside the recording apparatus main body 31, the recording head 44 that is the inkjet recording head that embodies the present invention and is mounted on the carriage, and the recording head. A printing mechanism 32 including an ink cartridge 45 and the like is stored, and a paper feed cassette (or a paper feed tray) 34 capable of accommodating a large number of sheets 33 from the front side in a lower portion of the apparatus main body 31. And a manual feed tray 3 for manually feeding the paper 33.
5 can be opened and closed, the paper 33 fed from the paper feed cassette 34 or the manual feed tray 35 is taken in, the desired image is recorded by the printing mechanism 32, and then the paper discharge tray 36 mounted on the rear surface side. Eject the paper.

【0027】印字機構部32は、図示しない左右の側板
に横架したガイド部材である主ガイドロッド41と従ガ
イドロッド42とでキャリッジ43を主走査方向(図1
2で紙面垂直方向)に摺動自在に保持し、このキャリッ
ジ43にはイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ
(M)、ブラック(Bk)の各色のインク滴を吐出する
本発明に係るインクジェットヘッドからなる記録ヘッド
44を複数のインク吐出口(ノズル)を主走査方向と交
差する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて
装着している。また、キャリッジ43には記録ヘッド4
4に各色のインクを供給するための各インクカートリッ
ジ45を交換可能に装着している。インクカートリッジ
45は上方に大気と連通する大気口、下方にはインクジ
ェットヘッドへインクを供給する供給口を、内部にはイ
ンクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛
管力によりインクジェットヘッドへ供給されるインクを
わずかな負圧に維持している。また、記録ヘッド44と
してここでは各色の記録ヘッドを用いているが、各色の
インク滴を吐出するノズルを有する1個のヘッドでもよ
い。
The printing mechanism 32 includes a main guide rod 41 and a sub guide rod 42, which are guide members which are horizontally mounted on the left and right side plates (not shown), so as to move the carriage 43 in the main scanning direction (see FIG. 1).
The present invention discharges ink droplets of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (Bk) to the carriage 43 slidably held in the direction 2). A recording head 44, which is an inkjet head, has a plurality of ink ejection ports (nozzles) arranged in a direction intersecting the main scanning direction, and is mounted with the ink droplet ejection direction facing downward. The recording head 4 is attached to the carriage 43.
The ink cartridges 45 for supplying the inks of the respective colors are exchangeably attached to the cartridge 4. The ink cartridge 45 has an air port that communicates with the atmosphere above, a supply port that supplies ink to the inkjet head below, and a porous body filled with ink inside, and the capillary force of the porous body is used. The ink supplied to the inkjet head is maintained at a slight negative pressure. Although the recording heads of the respective colors are used here as the recording head 44, one head having nozzles for ejecting ink droplets of the respective colors may be used.

【0028】ここで、キャリッジ43は後方側(用紙搬
送方向下流側)を主ガイドロッド41に摺動自在に嵌装
し、前方側(用紙搬送方向上流側)を従ガイドロッド4
2に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ
43を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ4
7で回転駆動される駆動プーリ48と従動プーリ49と
の間にタイミングベルト50を張装し、このタイミング
ベルト50をキャリッジ43に固定しており、主走査モ
ータ47の正逆回転によりキャリッジ43が往復駆動さ
れる。一方、給紙カセット34にセットした用紙33を
記録ヘッド44の下方側に搬送するために、給紙カセッ
ト34から用紙33を分離給装する給紙ローラ51及び
フリクションパッド52と、用紙33を案内するガイド
部材53と、給紙された用紙33を反転させて搬送する
搬送ローラ54と、この搬送ローラ54の周面に押し付
けられる搬送コロ55及び搬送ローラ54からの用紙3
3の送り出し角度を規定する先端コロ56とを設けてい
る。搬送ローラ54は副走査モータ57によってギヤ列
を介して回転駆動される。
Here, the carriage 43 is slidably fitted to the main guide rod 41 on the rear side (downstream side in the sheet conveying direction), and the front side (upstream side in the sheet conveying direction) on the front side (upstream side in the sheet conveying direction).
2 is slidably mounted. Then, since the carriage 43 is moved and scanned in the main scanning direction, the main scanning motor 4
A timing belt 50 is stretched between a drive pulley 48 and a driven pulley 49 which are driven to rotate by 7, and the timing belt 50 is fixed to a carriage 43. It is driven back and forth. On the other hand, in order to convey the paper 33 set in the paper feed cassette 34 to the lower side of the recording head 44, the paper feed roller 51 and the friction pad 52 for separating and feeding the paper 33 from the paper feed cassette 34 and the paper 33 are guided. Guide member 53, a conveying roller 54 that reverses and conveys the fed sheet 33, a conveying roller 55 that is pressed against the peripheral surface of the conveying roller 54, and the sheet 3 from the conveying roller 54.
3 and the tip roller 56 that defines the delivery angle of 3 are provided. The conveyance roller 54 is rotationally driven by the sub-scanning motor 57 via a gear train.

【0029】そして、キャリッジ43の主走査方向の移
動範囲に対応して搬送ローラ54から送り出された用紙
33を記録ヘッド44の下方側で案内する用紙ガイド部
材である印写受け部材59を設けている。この印写受け
部材59の用紙搬送方向下流側には、用紙33を排紙方
向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ61、拍車
62を設け、さらに用紙33を排紙トレイ36に送り出
す排紙ローラ63及び拍車64と、排紙経路を形成する
ガイド部材65,66とを配設している。記録時には、
キャリッジ43を移動させながら画像信号に応じて記録
ヘッド44を駆動することにより、停止している用紙3
3にインクを吐出して1行分を記録し、用紙33を所定
量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号または、用
紙33の後端が記録領域に到達した信号を受けることに
より、記録動作を終了させ用紙33を排紙する。
Further, there is provided a print receiving member 59 which is a paper guide member for guiding the paper 33 delivered from the carrying roller 54 below the recording head 44 in correspondence with the movement range of the carriage 43 in the main scanning direction. There is. A transport roller 61 and a spur 62 that are driven to rotate in order to send out the paper 33 in the paper discharge direction are provided on the downstream side of the print receiving member 59 in the paper transport direction, and further, the paper 33 is sent to the paper discharge tray 36. A roller 63, a spur 64, and guide members 65 and 66 that form a paper discharge path are provided. When recording,
The recording head 44 is driven according to an image signal while moving the carriage 43, so that the paper 3 that is stopped
Ink is ejected onto 3 to record one line, and after the paper 33 is conveyed by a predetermined amount, the next line is recorded. Upon receiving a recording end signal or a signal that the trailing edge of the sheet 33 reaches the recording area, the recording operation is terminated and the sheet 33 is ejected.

【0030】また、キャリッジ43の移動方向右端側の
記録領域を外れた位置には、記録ヘッド44の吐出不良
を回復するための回復装置67を配置している。回復装
置67はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を
有している。キャリッジ43は印字待機中にはこの回復
装置67側に移動されてキャッピング手段で記録ヘッド
44をキャッピングされ、吐出口部を湿潤状態に保つこ
とによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、
記録途中などに記録と関係しないインクを吐出すること
により、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定し
た吐出性能を維持する。吐出不良が発生した場合等に
は、キャッピング手段で記録ヘッド44の吐出口(ノズ
ル)を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口から
インクとともに気泡等を吸い出し、吐出口面に付着した
インクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出
不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下
部に設置された図示しない廃インク溜に排出され、廃イ
ンク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。このよう
に、このインクジェット記録装置においては本発明を実
施したインクジェットヘッドを搭載しているので、気泡
溜まりによるインク滴吐出不良がなく、安定したインク
滴吐出特性が得られて、画像品質が向上する。
A recovery device 67 for recovering the ejection failure of the recording head 44 is arranged at a position outside the recording area on the right end side of the carriage 43 in the moving direction. The recovery device 67 has a cap means, a suction means, and a cleaning means. While waiting for printing, the carriage 43 is moved to the recovery device 67 side and the recording head 44 is capped by the capping means, and the ejection port portion is kept wet to prevent ejection failure due to ink drying. Also,
By ejecting ink that is not related to recording during recording or the like, the ink viscosity of all the ejection ports is made constant, and stable ejection performance is maintained. When an ejection failure occurs, the ejection port (nozzle) of the recording head 44 is sealed by a capping unit, and bubbles and the like are sucked out from the ejection port by the suction unit through a tube, and ink or dust attached to the ejection port surface is sealed. Etc. are removed by the cleaning means, and the ejection failure is recovered. Further, the sucked ink is discharged to a waste ink reservoir (not shown) installed in the lower portion of the main body, and is absorbed and held by an ink absorber inside the waste ink reservoir. As described above, since this inkjet recording apparatus is equipped with the inkjet head embodying the present invention, there is no ink droplet ejection failure due to bubble accumulation, stable ink droplet ejection characteristics are obtained, and image quality is improved. .

【0031】[0031]

【発明の効果】請求項1に対する作用効果 隔壁と圧力変換手段を離して配置することによって、圧
力変換手段が取り付け時の位置ずれによって隔壁に接近
した場合でも、隔壁を変形させる力が伝わることを防止
することができる。したがって、圧力変換手段の位置ず
れによって加圧液室の変形の変化や発生圧力の変化を抑
止することができ、噴射特性のばらつきを抑えることが
できる。
By arranging the partition wall and the pressure converting means apart from each other, the force for deforming the partition wall can be transmitted even when the pressure converting means approaches the partition wall due to the positional displacement at the time of mounting. Can be prevented. Therefore, it is possible to suppress a change in the deformation of the pressurized liquid chamber and a change in the generated pressure due to the displacement of the pressure converting means, and it is possible to suppress the variation in the injection characteristics.

【0032】請求項2に対する作用効果 支持基板を圧電素子の間に挟んで加圧液室を支えること
により、加圧液室の変形をより有効に抑えることができ
る。
Effect of Claim 2 By supporting the pressurized liquid chamber by sandwiching the supporting substrate between the piezoelectric elements, the deformation of the pressurized liquid chamber can be suppressed more effectively.

【0033】請求項3に対する作用効果 圧電変換手段と振動板との接続部の長さをより長くする
ことができるので、効率よく加圧液室を加圧することが
できる。
Since the length of the connecting portion between the piezoelectric converting means and the vibration plate can be made longer, the pressurized liquid chamber can be efficiently pressurized.

【0034】請求項4に対する作用効果 圧力発生手段として積層圧電型駆動体を用いることによ
り、高速・低電圧駆動が可能となる。
Action and Effect on Claim 4 By using the laminated piezoelectric type driving body as the pressure generating means, high speed and low voltage driving becomes possible.

【0035】請求項5に対する作用効果 隔壁と圧力発生手段の距離を100μm以上離すことに
より、位置ずれが起きても特性変動をほぼ完全に抑える
ことができる。
Action and Effect on Claim 5 By separating the distance between the partition wall and the pressure generating means by 100 μm or more, it is possible to substantially completely suppress the characteristic variation even if a positional deviation occurs.

【0036】請求項6に対する作用効果 隔壁と圧電型駆動体の活性層との距離を300μm以上
離すことにより、位置ずれが起きても特性変動をほぼ完
全に抑えることができる。
Action and Effect on Claim 6 If the distance between the partition wall and the active layer of the piezoelectric type driving member is 300 μm or more, the characteristic variation can be suppressed almost completely even if the position shift occurs.

【0037】請求項7に対する作用効果 請求項1〜6記載のいずれかの記録ヘッドを適用するこ
とにより、印字特性にばらつきが生じにくいプリンタを
提供することができる。
By applying the recording head according to any one of claims 1 to 6, it is possible to provide a printer in which variations in printing characteristics do not easily occur.

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

【図1】 本発明の実施例のインクジェットヘッドを
示す分解斜視図である。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an inkjet head of an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施例によるインクジェットヘッド
の加圧液室長手方向(ノズル列に対して直交方向)の断
面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the inkjet head in the longitudinal direction of the pressurized liquid chamber (perpendicular to the nozzle row) according to the embodiment of the present invention.

【図3】 図2に示すインクジェットヘッドにおける部
分を拡大して示す図で、図3(A)はベース基板と圧電
素子、支持部材との関係を示す拡大斜視図、図3(B)
はインクジェットヘッドのノズル列方向の拡大断面図で
ある。
3 is an enlarged view of a portion of the inkjet head shown in FIG. 2, FIG. 3 (A) is an enlarged perspective view showing a relationship between a base substrate, a piezoelectric element, and a supporting member;
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of an inkjet head in a nozzle row direction.

【図4】 図1〜図3に示す加圧液室を短手方向で切断
した断面を振動板を上にして示す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing a cross section of the pressurized liquid chamber shown in FIGS.

【図5】 図4に示す振動板と異なる構成の振動板を用
いた図4と同様の斜視図である。
5 is a perspective view similar to FIG. 4 using a diaphragm having a configuration different from that of the diaphragm shown in FIG.

【図6】 本発明の特徴部分を説明するための図で、イ
ンクジェットヘッドの加圧液室長手方向断面を模式的に
示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a cross section in the longitudinal direction of the pressurized liquid chamber of the inkjet head, which is a view for explaining the characteristic part of the present invention.

【図7】 圧電素子間の距離と振動板の変位量の関係を
示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing a relationship between a distance between piezoelectric elements and a displacement amount of a diaphragm.

【図8】 図6に示すインクジェットヘッドにおいて、
圧力変換手段が長手方向端面に不活性層を持つ積層圧電
型駆動体の場合の、図6と同様の断面図である。
FIG. 8 is an inkjet head shown in FIG.
FIG. 7 is a sectional view similar to FIG. 6, in the case where the pressure converting means is a laminated piezoelectric driver having an inactive layer on the end face in the longitudinal direction.

【図9】 本発明の具体例1の比較結果を示すグラフで
ある。
FIG. 9 is a graph showing a comparison result of Example 1 of the present invention.

【図10】 本発明の具体例2の比較結果を示すグラフ
である。
FIG. 10 is a graph showing the comparison results of Example 2 of the present invention.

【図11】 本発明の実施例によるインクジェット記録
装置を示す斜視図である。
FIG. 11 is a perspective view showing an inkjet recording apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図12】 図11のインクジェット記録装置の機構部
の側面断面図である。
FIG. 12 is a side sectional view of a mechanism portion of the inkjet recording apparatus of FIG.

【図13】 圧電アクチュエータを用いたインクジェッ
トヘッドを模式的に示す図で、図13(A)は加圧液室
の長手方向断面図、図13(B)は短手方向断面図であ
る。
13A and 13B are diagrams schematically showing an inkjet head using a piezoelectric actuator, FIG. 13A is a longitudinal sectional view of a pressurized liquid chamber, and FIG. 13B is a lateral sectional view.

【図14】 圧電素子が加圧液室に対し規定位置に取り
付けられた様子を示す模式図である。
FIG. 14 is a schematic view showing a state in which a piezoelectric element is attached to a pressurized liquid chamber at a specified position.

【図15】 圧電素子が加圧液室に対し隔壁寄りに取り
付けられた様子を示す模式図である。
FIG. 15 is a schematic view showing a state in which a piezoelectric element is attached to a pressurized liquid chamber near a partition wall.

【図16】 圧電素子が加圧液室に対し隔壁に接して取
り付けられた様子を示す模式図である。
FIG. 16 is a schematic view showing a state where the piezoelectric element is attached to the pressurized liquid chamber in contact with the partition wall.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…加圧液室基板、2…ベース基板、3…ノズル、4…
加圧液室、6…振動板、7…圧電素子、8…ノズルプレ
ート、9…共通液室、10…連通部、11…支持部材、
13…凹部、14…島状凸部、15…厚肉部、16…薄
肉部、17…FPCケーブル、18…ドライバIC、1
9…フレーム、20…隔壁、31…記録装置本体、32
…印字機構部、33…用紙、34…給紙カセット、36
…排紙トレイ、43…キャリッジ、44…記録ヘッド、
45…インクカートリッジ、51…給紙ローラ、52…
フリクションパッド、54…搬送ローラ、55…搬送コ
ロ、56…先端コロ、63…排紙ローラ、64…拍車。
1 ... Pressurized chamber substrate, 2 ... Base substrate, 3 ... Nozzle, 4 ...
Pressurized liquid chamber, 6 ... Vibration plate, 7 ... Piezoelectric element, 8 ... Nozzle plate, 9 ... Common liquid chamber, 10 ... Communication part, 11 ... Support member,
Reference numeral 13 ... Recessed portion, 14 ... Island-shaped raised portion, 15 ... Thick portion, 16 ... Thin portion, 17 ... FPC cable, 18 ... Driver IC, 1
9 ... Frame, 20 ... Partition, 31 ... Recording device main body, 32
... printing mechanism section, 33 ... paper, 34 ... paper feed cassette, 36
... Paper ejection tray, 43 ... Carriage, 44 ... Recording head,
45 ... Ink cartridge, 51 ... Paper feed roller, 52 ...
Friction pad, 54 ... Conveying roller, 55 ... Conveying roller, 56 ... Tip roller, 63 ... Discharging roller, 64 ... Spur.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 加圧液室と、該加圧液室の一部を構成す
る振動板と、一方の面が前記振動板に連接され前記加圧
液室内部の圧力を変化させる圧力変換手段と、該圧力変
換手段の他方の面が接合される支持基板とを備え、前記
加圧液室は長手方向端部において長手方向隔壁を介して
2つの加圧液室が対向配置され、かつ該2つの加圧液室
に対応して接続されたそれぞれの圧力変換手段間には、
前記長手方向隔壁と前記支持基板を接続する部材は存在
せず、前記圧力変換手段は前記長手方向隔壁と離隔して
設けられることを特徴とするインクジェット記録ヘッ
ド。
1. A pressurized liquid chamber, a vibrating plate forming a part of the pressurized liquid chamber, and one surface of which is connected to the vibrating plate to change the pressure inside the pressurized liquid chamber. And a support substrate to which the other surface of the pressure converting means is bonded, the two pressurized liquid chambers are arranged to face each other via longitudinal partition walls at the longitudinal ends. Between the respective pressure conversion means connected corresponding to the two pressurized liquid chambers,
The inkjet recording head is characterized in that there is no member that connects the longitudinal partition and the support substrate, and the pressure converting means is provided separately from the longitudinal partition.
【請求項2】 請求項1記載のインクジェット記録ヘッ
ドにおいて、前記加圧液室の短手方向にて隣接する前記
加圧液室を分離している短手方向隔壁に対応する位置
に、前記支持基板と前記短手方向隔壁間に振動板を支持
する支持部材を有することを特徴とするインクジェット
記録ヘッド。
2. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the support is provided at a position corresponding to a lateral partition wall separating the pressurized liquid chambers that are adjacent to each other in the lateral direction of the pressurized liquid chambers. An ink jet recording head comprising a support member for supporting a vibrating plate between a substrate and the lateral direction partition.
【請求項3】 請求項1または請求項2記載のインクジ
ェット記録ヘッドにおいて、前記振動板は薄肉部と厚肉
部を有し、前記圧力変換手段が当接する前記厚肉部によ
って前記薄肉部の領域が分離されており、前記厚肉部は
前記振動板の長手方向全体に渡って形成されていること
を特徴とするインクジェット記録ヘッド。
3. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the diaphragm has a thin wall portion and a thick wall portion, and the thin wall portion region is formed by the thick wall portion with which the pressure converting means abuts. The inkjet recording head is characterized in that the thick portion is formed over the entire length of the diaphragm in the longitudinal direction.
【請求項4】 請求項1乃至請求項3いずれかに記載の
インクジェット記録ヘッドにおいて、前記圧力変換手段
は電極層と圧電素子の層が交互に積層された積層圧電型
駆動体であり、長手方向端部には電界が生じない不活性
領域を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッ
ド。
4. The ink jet recording head according to any one of claims 1 to 3, wherein the pressure converting means is a laminated piezoelectric driving body in which electrode layers and piezoelectric element layers are alternately laminated, and a longitudinal direction. An inkjet recording head having an inactive region where an electric field does not occur at the end.
【請求項5】 請求項1乃至請求項4いずれかに記載の
インクジェット記録ヘッドにおいて、前記長手方向隔壁
と前記圧力変換手段との間の距離は100μm以上であ
ることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
5. The ink jet recording head according to claim 1, wherein a distance between the longitudinal partition and the pressure converting means is 100 μm or more.
【請求項6】 請求項4記載のインクジェット記録ヘッ
ドにおいて、前記長手方向隔壁と前記積層圧電型駆動体
の活性層間の距離は300μm以上であることを特徴と
するインクジェット記録ヘッド。
6. The ink jet recording head according to claim 4, wherein the distance between the longitudinal partition and the active layer of the laminated piezoelectric driver is 300 μm or more.
【請求項7】 請求項1乃至請求項6いずれかに記載の
インクジェット記録ヘッドを搭載したことを特徴とする
インクジェットプリンタ。
7. An ink jet printer comprising the ink jet recording head according to any one of claims 1 to 6.
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