JP2006205620A - Liquid transfer device - Google Patents

Liquid transfer device Download PDF

Info

Publication number
JP2006205620A
JP2006205620A JP2005022743A JP2005022743A JP2006205620A JP 2006205620 A JP2006205620 A JP 2006205620A JP 2005022743 A JP2005022743 A JP 2005022743A JP 2005022743 A JP2005022743 A JP 2005022743A JP 2006205620 A JP2006205620 A JP 2006205620A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure chamber
liquid
diaphragm
ink
region
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.)
Granted
Application number
JP2005022743A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4843954B2 (en
Inventor
Hiroto Sugawara
宏人 菅原
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.)
Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
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 Brother Industries Ltd filed Critical Brother Industries Ltd
Priority to JP2005022743A priority Critical patent/JP4843954B2/en
Publication of JP2006205620A publication Critical patent/JP2006205620A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4843954B2 publication Critical patent/JP4843954B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid transfer device which enables an improvement in the driving efficiency of a piezoelectric actuator and suppressing of cross talk, and moreover which can more surely discharge bubbles that stay in a pressure chamber. <P>SOLUTION: An ink inlet 14a and an ink outlet 14b of the pressure chamber 14 are arranged near an edge of the pressure chamber 14. A groove 40 extending along the edge of the pressure chamber 14 is formed inside the edge of each pressure chamber 14 of a face at the pressure chamber 14 side of a diaphragm 30, and outside a region which overlaps with a discrete electrode 32 (outside a driving part 31a). Moreover, a parting part 41 which parts the groove 40 is set at each of a region that overlaps with the ink inlet 14a and a region that overlaps with the ink outlet 14b of the face at the pressure chamber 14 side of the diaphragm 30. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、液体に圧力を付与して移送する液体移送装置に関する。   The present invention relates to a liquid transfer device that transfers liquid by applying pressure thereto.

ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッド等の液体移送装置には、液体流路が形成された流路ユニットと、流路ユニット内の液体に移送エネルギーを付与する圧電アクチュエータとを備えているものがある。例えば、特許文献1に記載のインクジェットヘッドにおいては、流路ユニット(基板)には、それぞれがノズル及びマニホールド(共通通路)に連通した複数の圧力室が形成されている。また、圧電アクチュエータは、流路ユニットの複数の圧力室(加圧室)を覆うように配置された金属製の振動板と、この振動板の表面に形成されたチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等からなる圧電層と、この圧電層の表面に複数の圧力室に夫々対応して形成された複数の上部電極(個別電極)とを含む、いわゆる、ユニモルフ型の圧電アクチュエータである。   Some liquid transfer devices such as inkjet heads that discharge ink from nozzles include a flow path unit in which a liquid flow path is formed and a piezoelectric actuator that applies transfer energy to the liquid in the flow path unit. . For example, in the ink jet head described in Patent Document 1, the flow path unit (substrate) is formed with a plurality of pressure chambers each communicating with a nozzle and a manifold (common passage). The piezoelectric actuator includes a metal diaphragm arranged to cover a plurality of pressure chambers (pressure chambers) of the flow path unit, and lead zirconate titanate (PZT) formed on the surface of the diaphragm. This is a so-called unimorph type piezoelectric actuator including a piezoelectric layer composed of the like and a plurality of upper electrodes (individual electrodes) formed on the surface of the piezoelectric layer so as to correspond to a plurality of pressure chambers.

そして、圧電アクチュエータの複数の上部電極に対して選択的に駆動電圧が供給されると、上部電極と金属製の振動板との間に挟まれた圧電層の部分(駆動部)に対してその厚み方向に電界が作用して駆動部が伸縮し、この駆動部の伸縮変形に伴って圧力室と対向する領域の振動板が撓んで、圧力室内のインクに圧力が印加される。   When a drive voltage is selectively supplied to the plurality of upper electrodes of the piezoelectric actuator, the piezoelectric layer portion (drive unit) sandwiched between the upper electrode and the metal diaphragm is connected to the drive electrode. An electric field acts in the thickness direction to expand and contract the drive unit. Along with the expansion and contraction of the drive unit, the vibration plate in a region facing the pressure chamber bends, and pressure is applied to the ink in the pressure chamber.

特開平11−334087号公報(図3)Japanese Patent Laid-Open No. 11-334087 (FIG. 3)

しかし、前述の特許文献1に記載されているような圧電アクチュエータにおいては、圧力室に対向する領域(特に、駆動部の周囲の領域)における振動板の剛性が高いと、圧力室に対向する領域全体で振動板が変形しにくくなり、圧電アクチュエータの変形効率が低くなる。その場合には、圧力室内のインクに所定の圧力を付与するためには個別電極に高い電圧を印加する必要があり、圧電アクチュエータの消費電力が大きくなってしまう。また、駆動部の周囲における振動板の剛性が高いと、ある圧力室に対向する圧電層及び振動板の部分が変形したときに、この変形が、隣接する別の圧力室に対向する圧電層及び振動板の部分まで伝播する現象、いわゆる、クロストークが生じる。この場合には、複数の圧力室の駆動パターン(複数の個別電極への電圧印加パターン)によって、振動板の、各圧力室を覆っている部分の変形量が変動する。この場合には、液滴速度や液滴体積等のインクの吐出特性が変動してしまうため、印字品質が低下することになる。   However, in the piezoelectric actuator as described in Patent Document 1 described above, when the rigidity of the diaphragm in the region facing the pressure chamber (particularly the region around the drive unit) is high, the region facing the pressure chamber. As a whole, the diaphragm is difficult to deform, and the deformation efficiency of the piezoelectric actuator is lowered. In that case, in order to apply a predetermined pressure to the ink in the pressure chamber, it is necessary to apply a high voltage to the individual electrodes, which increases the power consumption of the piezoelectric actuator. Further, when the vibration plate has a high rigidity around the drive unit, when the piezoelectric layer facing a certain pressure chamber and a portion of the vibration plate are deformed, this deformation is caused by the piezoelectric layer facing another adjacent pressure chamber and A phenomenon of propagation to the diaphragm portion, so-called crosstalk occurs. In this case, the deformation amount of the portion of the diaphragm covering each pressure chamber varies depending on the drive patterns of the plurality of pressure chambers (voltage application patterns to the plurality of individual electrodes). In this case, since the ink ejection characteristics such as the droplet velocity and the droplet volume are fluctuated, the print quality is deteriorated.

また、インクカートリッジの交換時などに流路ユニット内に気泡が侵入して、その気泡が圧力室内に滞留してしまうこともある。この状態では、圧電アクチュエータにより圧力室内のインクに付与される圧力の一部が、気泡により吸収されてしまうため、ノズルからインクの液滴が正常な速度で噴射されなくなり、場合によっては、液滴が全く噴射されなくなってしまう。このような場合には、圧力室内に滞留する気泡をインクとともにノズルから強制的に排出する、いわゆる、パージ動作が一般的に行われる。しかし、マニホールドから圧力室内へインクが流入する流入口、あるいは、圧力室からノズルへインクが流出する流出口付近では、インクの流れが変化するためにインクがよどみやすく、インク流速が局所的に低くなる傾向があり、このような流入口及び流出口付近に滞留する気泡を完全に排出することは難しくなっている。   In addition, when the ink cartridge is replaced, bubbles may enter the flow path unit, and the bubbles may stay in the pressure chamber. In this state, since a part of the pressure applied to the ink in the pressure chamber by the piezoelectric actuator is absorbed by the bubbles, the ink droplet is not ejected from the nozzle at a normal speed. Will not be injected at all. In such a case, a so-called purge operation is generally performed in which bubbles staying in the pressure chamber are forcibly discharged from the nozzle together with the ink. However, near the inlet where ink flows from the manifold into the pressure chamber, or near the outlet where ink flows out from the pressure chamber to the nozzle, the ink flow changes, so the ink tends to stagnate and the ink flow rate is locally low. Therefore, it is difficult to completely discharge the bubbles remaining in the vicinity of the inlet and the outlet.

本発明の目的は、圧電アクチュエータの駆動効率の向上とクロストークの抑制が可能であり、さらに、圧力室内に滞留する気泡をより確実に排出することのできる液体移送装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a liquid transfer device capable of improving the driving efficiency of a piezoelectric actuator and suppressing crosstalk, and more reliably discharging bubbles staying in a pressure chamber.

課題を解決するための手段及び発明の効果Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

第1の発明の液体移送装置は、それぞれが液体流入口及び液体流出口を有する複数の圧力室が平面に沿って形成された流路ユニットと、この流路ユニットの一表面に配置され、前記圧力室の容積を変化させてその内部の液体に圧力を付与する圧電アクチュエータとを備え、前記圧電アクチュエータは、前記複数の圧力室を覆う振動板、この振動板の前記圧力室と反対側に配置された圧電層、前記平面に直交する方向から見て前記複数の圧力室の中央部と重なる領域に夫々配置された複数の個別電極、及び、これら複数の個別電極との間で前記圧電層を挟む共通電極を有し、前記液体流入口と前記液体流出口は、前記平面に直交する方向から見て、前記圧力室の縁の近傍に配置され、前記振動板の前記圧力室側の面の、前記平面に直交する方向から見て、各圧力室の縁よりも内側で且つ前記個別電極と前記共通電極の両方と重なる領域よりも外側の領域には、前記圧力室の縁に沿って延びる溝が形成されており、さらに、前記振動板の前記圧力室側の面の、前記平面に直交する方向から見て、前記液体流入口と重なる領域と前記液体流出口と重なる領域の少なくとも一方に、前記溝を分断する分断部が設けられていることを特徴とするものである。   According to a first aspect of the present invention, there is provided the liquid transfer device, wherein a plurality of pressure chambers each having a liquid inlet and a liquid outlet are formed along a plane and disposed on one surface of the flow path unit. A piezoelectric actuator that changes the volume of the pressure chamber and applies pressure to the liquid inside the pressure chamber, and the piezoelectric actuator is disposed on the opposite side of the diaphragm from the diaphragm that covers the plurality of pressure chambers. A plurality of individual electrodes respectively disposed in regions overlapping with central portions of the plurality of pressure chambers when viewed from a direction orthogonal to the plane, and the piezoelectric layer between the plurality of individual electrodes. The liquid inlet and the liquid outlet are arranged in the vicinity of the edge of the pressure chamber when viewed from a direction orthogonal to the plane, and are arranged on the pressure chamber side surface of the diaphragm. , A direction perpendicular to the plane As seen, a groove extending along the edge of the pressure chamber is formed in a region inside the edge of each pressure chamber and outside the region overlapping with both the individual electrode and the common electrode, Further, as viewed from a direction orthogonal to the plane of the surface on the pressure chamber side of the diaphragm, the dividing is performed to divide the groove into at least one of a region overlapping with the liquid inlet and a region overlapping with the liquid outlet. A part is provided.

この液体移送装置において、ある個別電極に対して駆動電圧が印加されると、この個別電極と共通電極との間に位置する圧電層の部分(駆動部)には、分極方向である厚み方向に平行な電界が生じる。すると、この駆動部が厚み方向に伸びて面と平行な方向に縮み、この駆動部の変形に伴って振動板が変形することから、圧力室の容積が変化してその内部の液体に圧力が付与される。   In this liquid transfer device, when a driving voltage is applied to a certain individual electrode, a portion of the piezoelectric layer (driving unit) located between the individual electrode and the common electrode has a polarization direction in the thickness direction. A parallel electric field is generated. Then, the drive unit extends in the thickness direction and contracts in a direction parallel to the surface, and the diaphragm is deformed along with the deformation of the drive unit, so that the volume of the pressure chamber changes and pressure is applied to the liquid inside the drive chamber. Is granted.

ここで、振動板の圧力室側の面の、個別電極と共通電極の両方と重なる領域よりも外側の領域(駆動部の外側の領域)には、圧力室の縁に沿って延びる溝が形成されている。従って、駆動部の周囲の溝が形成された領域においては、振動板の剛性が他の部分に比べて低下している。そのため、駆動部が変形したときに振動板がより変形しやすくなり、圧電アクチュエータの駆動効率が向上する。また、駆動部の外側の領域において振動板の剛性が低下していることから、ある圧力室に対向する圧電層の部分が変形した場合に、この変形が、隣接する別の圧力室に対向する圧電層及び振動板の部分に伝播しにくくなり、クロストークが抑制される。尚、溝は、駆動部の外側の領域だけでなく、駆動部と重なる領域まで延びていてもよい。   Here, a groove extending along the edge of the pressure chamber is formed in a region outside the region overlapping the both of the individual electrode and the common electrode (region outside the driving unit) on the pressure chamber side surface of the diaphragm. Has been. Accordingly, in the region where the groove around the drive unit is formed, the rigidity of the diaphragm is lower than that of other portions. Therefore, the diaphragm is more easily deformed when the drive unit is deformed, and the drive efficiency of the piezoelectric actuator is improved. Further, since the rigidity of the diaphragm is reduced in the region outside the drive unit, when a portion of the piezoelectric layer facing a certain pressure chamber is deformed, this deformation is opposed to another adjacent pressure chamber. Propagation hardly occurs in the piezoelectric layer and the diaphragm, and crosstalk is suppressed. In addition, the groove | channel may be extended not only to the area | region outside a drive part but to the area | region which overlaps with a drive part.

ところで、液体流入口と液体流出口は、圧力室の縁の近傍に配置されているために、これら液体流入口や液体流出口においては液体がよどみやすくなり、圧力室内に侵入した気泡が滞留しやすい。しかし、この第1の発明の液体移送装置においては、振動板の圧力室側の面の、液体流入口と重なる領域、あるいは、液体流出口と重なる領域には、前述の溝を分断する分断部が形成されている。つまり、液体流入口と重なる領域、あるいは、液体流出口と重なる領域には溝が部分的に形成されていない。そのため、液体流入口、あるいは、液体流出口付近の流路面積が狭まって液体の流速が局所的に高められるため、液体流入口、あるいは、液体流出口付近に滞留している気泡が排出されやすくなる。   By the way, since the liquid inlet and the liquid outlet are arranged in the vicinity of the edge of the pressure chamber, the liquid tends to stagnate at the liquid inlet and the liquid outlet, and bubbles that have entered the pressure chamber are retained. Cheap. However, in the liquid transfer device according to the first aspect of the present invention, the dividing portion that divides the groove is formed in a region overlapping the liquid inlet or a region overlapping the liquid outlet on the pressure chamber side surface of the diaphragm. Is formed. That is, a groove is not partially formed in a region overlapping with the liquid inflow port or a region overlapping with the liquid outflow port. For this reason, the flow passage area near the liquid inlet or the liquid outlet is narrowed and the flow velocity of the liquid is locally increased, so that bubbles staying near the liquid inlet or the liquid outlet are easily discharged. Become.

第2の発明の液体移送装置は、前記第1の発明において、前記分断部は、前記振動板の前記圧力室側の面の、前記液体流入口と重なる領域と前記液体流出口と重なる領域の両方に設けられていることを特徴とするものである。従って、液体流入口と液体流出口の両方において液体の流速が高くなり、圧力室内に侵入した気泡が液体流入口付近及び液体流出口付近に滞留しにくく、圧力室から下流へ排出されやすくなる。また、分断部(溝が形成されていない箇所)が2カ所形成されていることから、振動板全体の剛性は比較的高いものとなり、製造時等における振動板の取り扱いが容易になる。   In the liquid transfer device according to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the dividing portion includes a region overlapping the liquid inlet and a region overlapping the liquid outlet on the pressure chamber side surface of the diaphragm. It is provided in both. Accordingly, the flow velocity of the liquid increases at both the liquid inlet and the liquid outlet, and bubbles that have entered the pressure chamber are less likely to stay near the liquid inlet and the liquid outlet, and are easily discharged downstream from the pressure chamber. In addition, since the two divided portions (locations where no groove is formed) are formed, the rigidity of the entire diaphragm is relatively high, and the diaphragm can be easily handled during manufacturing.

第3の発明の液体移送装置は、前記第1又は第2の発明において、前記振動板の、前記分断部の厚さと前記溝が形成されていない部分の厚さが等しいことを特徴とするものである。従って、振動板の圧力室の縁に沿う部分のうち、液体流入口と液体流出口の少なくとも一方と重なる部分を除いて前記溝を形成するだけで、分断部をも同時に形成することができるため、分断部を溝とは別に形成する工程が不要になり、製造工程を簡素化できる。   According to a third aspect of the present invention, there is provided the liquid transfer device according to the first or second aspect, wherein a thickness of the dividing portion of the diaphragm is equal to a thickness of a portion where the groove is not formed. It is. Therefore, the dividing portion can be formed at the same time by forming the groove except for the portion that overlaps at least one of the liquid inlet and the liquid outlet in the portion along the edge of the pressure chamber of the diaphragm. The process of forming the dividing portion separately from the groove is not necessary, and the manufacturing process can be simplified.

第4の発明の液体移送装置は、前記第1〜第3の何れかの発明において、前記分断部は、前記圧力室側ほど細くなるテーパー状に形成されていることを特徴とするものである。従って、分断部と溝との間の隅部の角度が90度より大きくなるため、この隅部に気泡が滞留しにくくなり、気泡をより確実に排出できる。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the liquid transfer device according to any one of the first to third aspects, wherein the dividing portion is formed in a tapered shape that becomes narrower toward the pressure chamber side. . Therefore, since the angle of the corner between the dividing portion and the groove is larger than 90 degrees, the bubbles are less likely to stay in the corner, and the bubbles can be discharged more reliably.

第5の発明の液体移送装置は、前記第1〜第4の何れかの発明において、前記複数の圧力室は、夫々、所定の一方向に長い形状に形成されており、各圧力室の長手方向の両端部に前記液体流入口及び前記液体流出口が設けられていることを特徴とするものである。圧力室内で発生する圧力波の伝播時間が短すぎると所望の量の液体を移送することができなくなる虞があることから、圧力室が一方向に長い形状に形成されている場合には、その内部での圧力波の伝播時間をある程度大きくするために、圧力室の長手方向両端部に液体流入口及び液体流出口が形成されていることが好ましい。この場合、圧力室の長手方向端部と重なる領域に分断部が設けられることになる。そのため、この長手方向端部と重なる領域における振動板の剛性は、圧力室の縁に沿って延びる溝が形成された、圧力室の短手方向の端部と重なる領域と比べると高くなる。しかし、圧力室の長手方向端部と重なる領域における振動板の剛性は、短手方向端部と重なる領域ほど圧電アクチュエータの駆動効率(振動板の変形効率)には影響しない。言い換えれば、駆動効率にあまり影響しない、圧力室の長手方向端部と重なる領域に分断部を配置することにより、この分断部に起因する圧電アクチュエータの駆動効率の低下を極力抑えることができる。   In a liquid transfer device according to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the plurality of pressure chambers are each formed in a shape that is long in a predetermined direction, and the length of each pressure chamber is The liquid inflow port and the liquid outflow port are provided at both ends in the direction. If the propagation time of the pressure wave generated in the pressure chamber is too short, it may not be possible to transfer a desired amount of liquid, so if the pressure chamber is formed in a long shape in one direction, In order to increase the propagation time of the pressure wave inside to some extent, it is preferable that a liquid inlet and a liquid outlet are formed at both longitudinal ends of the pressure chamber. In this case, the dividing portion is provided in a region overlapping with the longitudinal end portion of the pressure chamber. Therefore, the rigidity of the diaphragm in the region overlapping with the end portion in the longitudinal direction is higher than that in the region overlapping with the end portion in the short direction of the pressure chamber in which a groove extending along the edge of the pressure chamber is formed. However, the rigidity of the diaphragm in the region overlapping with the end portion in the longitudinal direction of the pressure chamber does not affect the driving efficiency (deformation efficiency of the diaphragm) of the piezoelectric actuator in the region overlapping with the end portion in the short direction. In other words, by arranging the dividing portion in a region overlapping the longitudinal direction end portion of the pressure chamber that does not significantly affect the driving efficiency, it is possible to suppress a decrease in the driving efficiency of the piezoelectric actuator due to the dividing portion as much as possible.

第6の発明の液体移送装置は、前記第1〜第5の何れかの発明において、前記溝は、前記圧力室側ほど広がるテーパー状の断面形状を有することを特徴とするものである。従って、溝の隅部の角度が90度より大きくなるため、この隅部に気泡が溜まりにくくなり、気泡をより確実に排出できる。   The liquid transfer device according to a sixth aspect of the present invention is characterized in that, in any one of the first to fifth aspects, the groove has a tapered cross-sectional shape that expands toward the pressure chamber side. Therefore, since the angle of the corner of the groove is larger than 90 degrees, it is difficult for bubbles to accumulate in the corner, and the bubbles can be discharged more reliably.

第7の発明の液体移送装置は、前記第1〜第6の何れかの発明において、前記流路ユニットは、前記複数の圧力室と連通する共通液室を有し、前記溝は、前記平面に直交する方向から見て、前記圧力室と重なる領域よりも外側の領域まで延びており、前記溝の前記圧力室と重なる領域よりも外側まで延びた部分と、前記流路ユニットの一表面との間に、前記共通液室と各圧力室との間において流路面積が部分的に狭くなる絞り流路が形成されていることを特徴とするものである。共通液室と各圧力室との間に設けられる絞り流路は、各圧力室で発生した圧力波を共通液室へ伝播しにくくなるように流路を絞るためのものであるが、この絞り流路の流路面積は、圧力室内における圧力波の伝播、ひいては、液体の移送量等に大きな影響を及ぼすため、絞り流路は精度よく形成される必要がある。ここで、絞り流路は、溝の一部と流路ユニットの一表面との間に形成されることから、振動板に溝を形成することにより、絞り流路をも同時形成することができることになる。従って、精度よく形成する必要のある絞り流路を、溝とは別にハーフエッチング等により形成する場合に比べて製造工程を簡略化でき、歩留まりも低下する。   According to a seventh aspect of the present invention, in the liquid transfer device according to any one of the first to sixth aspects, the flow path unit has a common liquid chamber communicating with the plurality of pressure chambers. When viewed from the direction orthogonal to the region extending to the outside of the region overlapping the pressure chamber, a portion extending to the outside of the region overlapping the pressure chamber of the groove, and one surface of the flow path unit Between the common liquid chamber and each pressure chamber, a throttle channel having a partially narrowed channel area is formed. The throttle channel provided between the common liquid chamber and each pressure chamber is used to throttle the channel so that the pressure wave generated in each pressure chamber is difficult to propagate to the common liquid chamber. The flow path area of the flow path has a great influence on the propagation of the pressure wave in the pressure chamber, and hence the liquid transfer amount, etc. Therefore, the throttle flow path needs to be formed with high accuracy. Here, since the throttle channel is formed between a part of the groove and one surface of the channel unit, the throttle channel can be formed simultaneously by forming the groove in the diaphragm. become. Therefore, the manufacturing process can be simplified and the yield can be reduced as compared with the case where the narrowing channel that needs to be formed with high accuracy is formed by half etching or the like separately from the groove.

第8の発明の液体移送装置は、前記第1〜第7の何れかの発明において、前記平面と直交する方向から見て、各個別電極からこの個別電極に対応する前記圧力室の外側の領域まで延在する端子部を有し、各端子部は、前記平面と直交する方向から見て、前記分断部と重なる領域に配置されていることを特徴とするものである。つまり、溝が形成されていないために他の部分よりも高い強度を有する分断部と重なる領域に、端子部が設けられている。従って、例えば、各端子部に、個別電極に駆動電圧を供給する為のフレキシブルプリント配線板(Flexible Printed Circuit:FPC)等の配線部材を接続する場合に、配線部材を端子部に十分に押圧して、端子部と配線部材とを確実に接合することが可能になる。   The liquid transfer device according to an eighth aspect of the present invention is the fluid transfer device according to any one of the first to seventh aspects, wherein the region outside the pressure chamber corresponds to the individual electrode from each individual electrode when viewed from the direction orthogonal to the plane. And each terminal portion is arranged in a region overlapping with the dividing portion when viewed from a direction orthogonal to the plane. That is, since the groove is not formed, the terminal portion is provided in a region overlapping with the dividing portion having higher strength than other portions. Therefore, for example, when connecting a wiring member such as a flexible printed circuit (FPC) for supplying a driving voltage to the individual electrode to each terminal portion, the wiring member is sufficiently pressed against the terminal portion. Thus, the terminal portion and the wiring member can be reliably bonded.

本発明の第1実施形態について説明する。この第1実施形態は、液体移送装置として、ノズルから記録用紙にインクを吐出するインクジェットヘッドに本発明を適用した一例である。
まず、インクジェットヘッド1を備えたインクジェットプリンタ100について簡単に説明する。図1に示すように、インクジェットプリンタ100は、図1の左右方向に移動可能なキャリッジ101と、このキャリッジ101に設けられて記録用紙Pに対してインクを噴射するシリアル式のインクジェットヘッド1と、記録用紙Pを図1の前方へ搬送する搬送ローラ102等を備えている。インクジェットヘッド1は、キャリッジ101と一体的に左右方向(走査方向)へ移動して、その下面のインク吐出面に形成されたノズル20(図6〜図8参照)の出射口から記録用紙Pに対してインクを噴射する。そして、インクジェットヘッド1により記録された記録用紙Pは、搬送ローラ102により前方(紙送り方向)へ排出される。
A first embodiment of the present invention will be described. This first embodiment is an example in which the present invention is applied to an inkjet head that ejects ink from nozzles onto recording paper as a liquid transfer device.
First, the ink jet printer 100 including the ink jet head 1 will be briefly described. As shown in FIG. 1, an inkjet printer 100 includes a carriage 101 that can move in the left-right direction in FIG. 1, a serial inkjet head 1 that is provided on the carriage 101 and that ejects ink onto a recording paper P, A conveyance roller 102 that conveys the recording paper P forward in FIG. 1 is provided. The ink-jet head 1 moves in the left-right direction (scanning direction) integrally with the carriage 101, and is applied to the recording paper P from the emission port of the nozzle 20 (see FIGS. 6 to 8) formed on the lower surface of the ink ejection surface. On the other hand, ink is ejected. Then, the recording paper P recorded by the inkjet head 1 is discharged forward (paper feeding direction) by the transport roller 102.

次に、インクジェットヘッド1について図2〜図8を参照して詳細に説明する。
図2〜図8に示すように、インクジェットヘッド1は、圧力室14を含む個別インク流路21(図6参照)が形成された流路ユニット2と、この流路ユニット2の上面に配置された圧電アクチュエータ3とを備えている。
Next, the inkjet head 1 will be described in detail with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 2 to 8, the inkjet head 1 is disposed on a flow path unit 2 in which an individual ink flow path 21 (see FIG. 6) including a pressure chamber 14 is formed, and on the upper surface of the flow path unit 2. And a piezoelectric actuator 3.

まず、流路ユニット2について説明する。図3、図4、図6〜図8に示すように、流路ユニット2はキャビティプレート10、ベースプレート11、マニホールドプレート12、及びノズルプレート13を備えており、これら4枚のプレート10〜13が積層状態で接合されている。このうち、キャビティプレート10、ベースプレート11及びマニホールドプレート12はステンレス鋼製の板であり、これら3枚のプレート10〜12に、後述するマニホールド17や圧力室14等のインク流路をエッチングにより容易に形成することができるようになっている。また、ノズルプレート13は、例えば、ポリイミド等の高分子合成樹脂材料により形成され、マニホールドプレート12の下面に接着される。あるいは、このノズルプレート13も、3枚のプレート10〜12と同様にステンレス鋼等の金属材料で形成されていてもよい。   First, the flow path unit 2 will be described. As shown in FIGS. 3, 4, and 6 to 8, the flow path unit 2 includes a cavity plate 10, a base plate 11, a manifold plate 12, and a nozzle plate 13. Bonded in a stacked state. Among these, the cavity plate 10, the base plate 11 and the manifold plate 12 are stainless steel plates, and ink flow paths such as a manifold 17 and a pressure chamber 14 described later can be easily etched in these three plates 10-12. It can be formed. The nozzle plate 13 is formed of, for example, a polymer synthetic resin material such as polyimide, and is bonded to the lower surface of the manifold plate 12. Or this nozzle plate 13 may be formed with metal materials, such as stainless steel, similarly to the three plates 10-12.

図2〜図4、図6〜図8に示すように、キャビティプレート10には、平面に沿って配列された複数の圧力室14が形成されており、これら複数の圧力室14は、後述の振動板30側(図4の上方)へ開口している。また、複数の圧力室14は、紙送り方向(図2の上下方向)に2列に配列されている。各圧力室14は、平面視で走査方向(図2の左右方向)に長い、略楕円形状に形成されている。   As shown in FIG. 2 to FIG. 4 and FIG. 6 to FIG. 8, the cavity plate 10 is formed with a plurality of pressure chambers 14 arranged along a plane. It opens to the diaphragm 30 side (upward in FIG. 4). The plurality of pressure chambers 14 are arranged in two rows in the paper feeding direction (up and down direction in FIG. 2). Each pressure chamber 14 is formed in a substantially elliptical shape that is long in the scanning direction (left-right direction in FIG. 2) in plan view.

圧力室14は、ともに円形の平面形状を有するインク流入口14a(液体流入口)とインク流出口14b(液体流出口)とを有する。ここで、後述の圧電アクチュエータ3により圧力室14内のインクに圧力が付与されたときに、圧力室14内で発生する圧力波の伝播時間が短すぎると所望の量のインクをノズル20から吐出することができなくなる虞がある。そのため、圧力室14内での圧力波の伝播時間をある程度大きくするために、インク流入口14aとインク流出口14bの離隔距離はできるだけ大きいことが好ましい。そこで、この第1実施形態のインクジェットヘッド1においては、インク流入口14a及びインク流出口14bは、圧力室14の縁の近傍で、且つ、圧力室14の長手方向両端部に夫々配置されている。即ち、図2の左側に配列された圧力室14においては、その左端部にインク流入口14aが配置され、その右端部にインク流出口14bが配置されている。一方、図2の右側に配列された圧力室14においては、その右端部にインク流入口14aが配置され、その左端部にインク流出口14bが配置されている。   The pressure chamber 14 has an ink inlet 14a (liquid inlet) and an ink outlet 14b (liquid outlet) both having a circular planar shape. Here, when pressure is applied to the ink in the pressure chamber 14 by the piezoelectric actuator 3 described later, if the propagation time of the pressure wave generated in the pressure chamber 14 is too short, a desired amount of ink is ejected from the nozzle 20. You may not be able to. Therefore, in order to increase the propagation time of the pressure wave in the pressure chamber 14 to some extent, the separation distance between the ink inlet 14a and the ink outlet 14b is preferably as large as possible. Therefore, in the ink jet head 1 of the first embodiment, the ink inlet 14a and the ink outlet 14b are disposed in the vicinity of the edge of the pressure chamber 14 and at both ends in the longitudinal direction of the pressure chamber 14, respectively. . That is, in the pressure chambers 14 arranged on the left side of FIG. 2, the ink inlet 14a is disposed at the left end portion, and the ink outlet 14b is disposed at the right end portion. On the other hand, in the pressure chambers 14 arranged on the right side of FIG. 2, an ink inflow port 14a is disposed at the right end, and an ink outflow port 14b is disposed at the left end.

図3、図4に示すように、ベースプレート11の、平面視で圧力室14のインク流入口14a及びインク流出口14bと重なる位置には、夫々連通孔15,16が形成されている。また、マニホールドプレート12には、紙送り方向(図2の上下方向)に延びるマニホールド17が形成されている。また、図2〜図4に示すように、マニホールド17は、平面視で、左側に配列された圧力室14の左半分、及び、右側に配列された圧力室14の右半分と夫々重なるように配置されている。そして、このマニホールド17は、後述の振動板30に形成されたインク供給口18が接続されており、インクタンク(図示省略)からインク供給口18を介してインクが供給される。また、マニホールドプレート12の、平面視で複数の圧力室14のマニホールド17と反対側の端部と重なる位置には、夫々、複数の連通孔16に連なる複数の連通孔19も形成されている。さらに、ノズルプレート13の、平面視で複数の連通孔19に夫々重なる位置には、複数のノズル20が夫々形成されている。これらのノズル20は、例えば、ポリイミド等の高分子合成樹脂の基板にエキシマレーザー加工を施すことにより形成される。尚、連通孔16、連通孔19、及び、ノズル20は、平面視で、インク流出口14bと同心円状となる位置に夫々配置されている。   As shown in FIGS. 3 and 4, communication holes 15 and 16 are formed at positions where the base plate 11 overlaps the ink inlet 14 a and the ink outlet 14 b of the pressure chamber 14 in plan view, respectively. The manifold plate 12 is formed with a manifold 17 extending in the paper feeding direction (vertical direction in FIG. 2). 2 to 4, the manifold 17 overlaps the left half of the pressure chambers 14 arranged on the left side and the right half of the pressure chambers 14 arranged on the right side in plan view. Is arranged. The manifold 17 is connected to an ink supply port 18 formed in a vibration plate 30 described later, and ink is supplied from an ink tank (not shown) through the ink supply port 18. A plurality of communication holes 19 that are continuous with the plurality of communication holes 16 are also formed at positions where the manifold plate 12 overlaps the ends of the pressure chambers 14 opposite to the manifolds 17 in plan view. Further, a plurality of nozzles 20 are respectively formed at positions where the nozzle plate 13 overlaps the plurality of communication holes 19 in a plan view. These nozzles 20 are formed by, for example, excimer laser processing on a polymer synthetic resin substrate such as polyimide. In addition, the communication hole 16, the communication hole 19, and the nozzle 20 are each arrange | positioned in the position which becomes concentric with the ink outflow port 14b by planar view.

そして、図6に示すように、マニホールド17は連通孔15を介して圧力室14のインク流入口14aに連通し、さらに、圧力室14のインク流出口14bは、連通孔16,19を介してノズル20に連通している。このように、流路ユニット2内には、マニホールド17から圧力室14を経てノズル20に至る個別インク流路21が形成されている。   As shown in FIG. 6, the manifold 17 communicates with the ink inlet 14 a of the pressure chamber 14 through the communication hole 15, and the ink outlet 14 b of the pressure chamber 14 passes through the communication holes 16 and 19. It communicates with the nozzle 20. In this way, the individual ink flow path 21 extending from the manifold 17 to the nozzle 20 through the pressure chamber 14 is formed in the flow path unit 2.

次に、圧電アクチュエータ3について説明する。図2、図3、図5〜図8に示すように、圧電アクチュエータ3は、流路ユニット2の上面に配置された振動板30と、この振動板30の上面(圧力室14と反対側の面)に形成された圧電層31と、この圧電層31の上面に複数の圧力室14に夫々対応して形成された複数の個別電極32とを備えている。   Next, the piezoelectric actuator 3 will be described. As shown in FIGS. 2, 3, 5 to 8, the piezoelectric actuator 3 includes a vibration plate 30 disposed on the upper surface of the flow path unit 2, and an upper surface of the vibration plate 30 (on the side opposite to the pressure chamber 14). And a plurality of individual electrodes 32 formed on the upper surface of the piezoelectric layer 31 so as to correspond to the plurality of pressure chambers 14, respectively.

振動板30は、平面視で略矩形状の金属材料からなる板であり、例えば、ステンレス鋼等の鉄系合金、銅系合金、ニッケル系合金、あるいは、チタン系合金などからなる。この振動板30は、キャビティプレート10の上面に複数の圧力室14を覆うように配設され、キャビティプレート10の上面に接合されている。また、金属製の振動板30は導電性を有しており、この振動板30と個別電極32との間に挟まれた圧電層31に電界を作用させる共通電極を兼ねている。   The diaphragm 30 is a plate made of a substantially rectangular metal material in plan view, and is made of, for example, an iron-based alloy such as stainless steel, a copper-based alloy, a nickel-based alloy, or a titanium-based alloy. The diaphragm 30 is disposed on the upper surface of the cavity plate 10 so as to cover the plurality of pressure chambers 14, and is joined to the upper surface of the cavity plate 10. The metal diaphragm 30 has conductivity, and also serves as a common electrode for applying an electric field to the piezoelectric layer 31 sandwiched between the diaphragm 30 and the individual electrode 32.

図3、図7に示すように、振動板30の下面(圧力室14側の面)には、平面視で(圧力室14が配置された平面に直交する方向から見て)、圧力室14の縁よりも内側で、且つ、個別電極32と重なる領域の外側において、圧力室14の縁に沿ってほぼ同じ幅で延びる溝40がほぼ環状に形成されている。そして、この溝40が形成された部分においては、振動板30の厚さが他の部分よりも薄くなっているため、振動板30の剛性が部分的に低下している。この溝40は、ハーフエッチングやプレス加工等の種々の加工方法を用いて形成することができる。   As shown in FIGS. 3 and 7, the pressure chamber 14 is formed on the lower surface (the surface on the pressure chamber 14 side) of the diaphragm 30 in a plan view (viewed from a direction orthogonal to the plane on which the pressure chamber 14 is disposed). A groove 40 extending substantially the same width along the edge of the pressure chamber 14 is formed in an annular shape inside the edge of the pressure chamber 14 and outside the region overlapping the individual electrode 32. And in the part in which this groove | channel 40 was formed, since the thickness of the diaphragm 30 is thinner than the other part, the rigidity of the diaphragm 30 partially falls. The groove 40 can be formed using various processing methods such as half etching and press processing.

また、図3、図8に示すように、振動板30の下面の、平面視でインク流入口14a(連通孔15)と重なる領域とインク流出口14b(連通孔16)と重なる領域には、圧力室14の長手方向(図2、図3の左右方向)に延びて前述の溝40を分断する2つの分断部41が夫々設けられている。分断部41の幅は、円形の平面形状を有するインク流入口14a及びインク流出口14bの径よりも小さく、さらに、これらインク流入口14a及びインク流出口14bの中心を左右に横切るように形成されている。つまり、インク流入口14aの中心部と重なる領域、及び、インク流出口14bの中心部と重なる領域には、溝40が形成されていない。これらの溝40及び分断部41については、その作用及び効果と合わせて、後ほどさらに詳しく説明する。   Further, as shown in FIGS. 3 and 8, an area overlapping the ink inlet 14 a (communication hole 15) and an area overlapping the ink outlet 14 b (communication hole 16) in plan view on the lower surface of the vibration plate 30 are Two dividing portions 41 that extend in the longitudinal direction of the pressure chamber 14 (left and right direction in FIGS. 2 and 3) and divide the groove 40 are provided. The width of the dividing portion 41 is smaller than the diameters of the ink inlet 14a and the ink outlet 14b having a circular planar shape, and is formed so as to cross the centers of the ink inlet 14a and the ink outlet 14b to the left and right. ing. That is, the groove 40 is not formed in a region overlapping with the central portion of the ink inlet 14a and a region overlapping with the central portion of the ink outlet 14b. The grooves 40 and the dividing portions 41 will be described in more detail later together with the actions and effects thereof.

振動板30の上面には、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体であり強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)を主成分とする圧電層31が配置されている。図2、図3、図7、図8に示すように、この圧電層31は、振動板30の上面において、複数の圧力室14に亙って連続的に形成されている。ここで、圧電層31は、例えば、非常に小さな圧電材料の粒子を基板に吹き付けて高速で衝突させ、基板に堆積させるエアロゾルデポジション法(AD法)を用いて形成することができる。あるいは、スパッタ法、化学蒸着法(CVD法)、ゾルゲル法、あるいは、水熱合成法などにより形成することもできる。   On the upper surface of the diaphragm 30, a piezoelectric layer 31 mainly composed of lead zirconate titanate (PZT), which is a solid solution and is a ferroelectric substance, is formed of lead titanate and lead zirconate. As shown in FIGS. 2, 3, 7, and 8, the piezoelectric layer 31 is continuously formed across the plurality of pressure chambers 14 on the upper surface of the vibration plate 30. Here, the piezoelectric layer 31 can be formed using, for example, an aerosol deposition method (AD method) in which particles of very small piezoelectric material are sprayed onto a substrate to collide at high speed and deposited on the substrate. Alternatively, it can be formed by a sputtering method, a chemical vapor deposition method (CVD method), a sol-gel method, a hydrothermal synthesis method, or the like.

圧電層31の上面には、圧力室14よりも一回り小さい楕円形の平面形状を有する複数の個別電極32が形成されている。これら複数の個別電極32は、平面視で、対応する圧力室14の中央部に重なる位置に夫々形成されている。また、個別電極32は金、銅、銀、パラジウム、白金、あるいは、チタンなどの導電性材料からなる。さらに、圧電層31の上面には、複数の個別電極32のマニホールド17側の端部から、個別電極32の長手方向(図2の左右方向)と平行に、対応する圧力室14の外側の領域まで夫々延びる複数の端子部35も形成されている。ここで、複数の個別電極32及び複数の端子部35は、例えば、スクリーン印刷、スパッタ法、あるいは、蒸着法等により形成することができる。複数の端子部35には、フレキシブルプリント配線板(Flexible Printed Circuit:FPC)等の可撓性を有する配線部材(図示省略)が接合され、図6に示すように、配線部材を介してドライバIC37と電気的に接続されている。そして、ドライバIC37から端子部35を介して複数の個別電極32に対して選択的に駆動電圧が供給される。   A plurality of individual electrodes 32 having an elliptical planar shape that is slightly smaller than the pressure chamber 14 are formed on the upper surface of the piezoelectric layer 31. Each of the plurality of individual electrodes 32 is formed at a position overlapping the central portion of the corresponding pressure chamber 14 in plan view. The individual electrode 32 is made of a conductive material such as gold, copper, silver, palladium, platinum, or titanium. Further, on the upper surface of the piezoelectric layer 31, the region outside the corresponding pressure chamber 14 is parallel to the longitudinal direction (left and right direction in FIG. 2) of the individual electrode 32 from the end of the plurality of individual electrodes 32 on the manifold 17 side. A plurality of terminal portions 35 are also formed extending respectively. Here, the plurality of individual electrodes 32 and the plurality of terminal portions 35 can be formed by, for example, screen printing, sputtering, vapor deposition, or the like. A flexible wiring member (not shown) such as a flexible printed circuit (FPC) is joined to the plurality of terminal portions 35, and as shown in FIG. 6, the driver IC 37 is interposed via the wiring member. And are electrically connected. Then, a drive voltage is selectively supplied from the driver IC 37 to the plurality of individual electrodes 32 via the terminal portion 35.

尚、図2、図3に示すように、端子部35は、平面視で、インク流入口14aの上方に位置する分断部41と重なる領域を通って圧力室14の外側の領域まで延びている。ここで、前述したように、分断部41は溝40が部分的に形成されていない部分であることから、分断部41における振動板30の強度は溝40が形成されている部分よりも高くなっている。そのため、端子部35にFPC等の配線部材を接続する場合に、配線部材を端子部35に十分に押圧して、端子部35と配線部材とを確実に接合することが可能になり、その電気的接続の信頼性が向上する。   As shown in FIGS. 2 and 3, the terminal portion 35 extends to a region outside the pressure chamber 14 through a region overlapping with the dividing portion 41 located above the ink inlet 14 a in a plan view. . Here, as described above, since the dividing portion 41 is a portion where the groove 40 is not partially formed, the strength of the diaphragm 30 in the dividing portion 41 is higher than the portion where the groove 40 is formed. ing. Therefore, when connecting a wiring member such as an FPC to the terminal part 35, the wiring member is sufficiently pressed against the terminal part 35, so that the terminal part 35 and the wiring member can be reliably joined, and the electrical Connection reliability is improved.

次に、圧電アクチュエータ3の作用について説明する。複数の個別電極32に対してドライバIC37から選択的に駆動電圧が印加されると、駆動電圧が供給された圧電層31上側の個別電極32とグランド電位に保持されている圧電層31下側の共通電極としての振動板30の電位が異なる状態となり、個別電極32と振動板30の間に挟まれた圧電層31の部分(駆動部31a)に上下方向の電界が生じる。すると、この駆動部31aの圧電層31がその分極方向である上下方向と直交する水平方向に収縮する。このとき、この圧電層31の収縮に伴って、振動板30は圧電層31と接合する側の面が収縮し、圧力室14側に凸となるように変形するため、圧力室14内の容積が減少して圧力室14内のインクに圧力が付与され、圧力室14に連通するノズル20からインクの液滴が吐出される。   Next, the operation of the piezoelectric actuator 3 will be described. When a driving voltage is selectively applied to the plurality of individual electrodes 32 from the driver IC 37, the individual electrodes 32 on the upper side of the piezoelectric layer 31 to which the driving voltage is supplied and the lower side of the piezoelectric layer 31 held at the ground potential. The potentials of the diaphragm 30 as the common electrode are in different states, and an electric field in the vertical direction is generated in the portion of the piezoelectric layer 31 (drive unit 31a) sandwiched between the individual electrode 32 and the diaphragm 30. Then, the piezoelectric layer 31 of the drive unit 31a contracts in a horizontal direction perpendicular to the vertical direction that is the polarization direction. At this time, as the piezoelectric layer 31 contracts, the vibration plate 30 is deformed so that the surface to be bonded to the piezoelectric layer 31 contracts and protrudes toward the pressure chamber 14. Decreases, pressure is applied to the ink in the pressure chamber 14, and ink droplets are ejected from the nozzle 20 communicating with the pressure chamber 14.

ところで、前述したように、振動板30の下面(圧力室14側の面)の、個別電極32(及び、共通電極としての振動板30)と重なる領域、即ち、振動板30を変形させる圧電層31の駆動部31aよりも外側の領域には、圧力室14の縁に沿って延びる溝40が形成されている。つまり、駆動部31aの周囲の領域において、振動板30の厚さが他の部分に比べて薄くなっている。ここで、板材の曲げ剛性は板厚の3乗に比例するため、溝40が形成された部分の振動板30の剛性は、溝40が形成されていない他の部分に比べて低下することになる。従って、個別電極32に駆動電圧が印加されて駆動部31aが変形したときに、その周囲の振動板30がより変形しやすくなるため、個別電極32に印加される駆動電圧を低くすることができ、圧電アクチュエータ3の駆動効率が向上する。   By the way, as described above, a region overlapping the individual electrode 32 (and the diaphragm 30 as the common electrode) on the lower surface (the surface on the pressure chamber 14 side) of the diaphragm 30, that is, a piezoelectric layer that deforms the diaphragm 30. A groove 40 extending along the edge of the pressure chamber 14 is formed in a region outside the drive unit 31 a of 31. That is, in the area around the drive unit 31a, the thickness of the diaphragm 30 is thinner than other parts. Here, since the bending rigidity of the plate material is proportional to the cube of the plate thickness, the rigidity of the diaphragm 30 in the portion where the groove 40 is formed is lower than the other portion where the groove 40 is not formed. Become. Therefore, when the driving voltage is applied to the individual electrode 32 and the driving unit 31a is deformed, the surrounding diaphragm 30 is more easily deformed, so that the driving voltage applied to the individual electrode 32 can be lowered. The driving efficiency of the piezoelectric actuator 3 is improved.

また、この第1実施形態の圧電アクチュエータ3では、圧電層31が複数の圧力室14に亙って連続的に形成されていることから、ある圧力室14に対向する圧電層31の駆動部31aが変形したときに、この駆動部31aの変形が、隣接する別の圧力室14に対向する圧電層31及び振動板30まで伝播してしまう現象(いわゆる、クロストーク)が特に生じやすい。しかし、前述のように、溝40が形成された、駆動部31aの外側の領域において振動板30の剛性が低下していることから、駆動部31aの変形がその周囲の圧力室14へ伝播しにくくなるため、クロストークが抑制される。   Further, in the piezoelectric actuator 3 according to the first embodiment, since the piezoelectric layer 31 is continuously formed over the plurality of pressure chambers 14, the drive unit 31 a of the piezoelectric layer 31 facing the certain pressure chamber 14. In particular, a phenomenon (so-called crosstalk) in which the deformation of the drive unit 31a propagates to the piezoelectric layer 31 and the diaphragm 30 facing another adjacent pressure chamber 14 easily occurs. However, as described above, since the rigidity of the diaphragm 30 is reduced in the region outside the drive unit 31a where the groove 40 is formed, the deformation of the drive unit 31a propagates to the surrounding pressure chamber 14. Since it becomes difficult, crosstalk is suppressed.

ところで、インクカートリッジを交換したときなどに大気が流路ユニット2内に侵入して、圧力室14内に気泡が滞留してしまうことがある。この状態では、圧電アクチュエータ3により圧力室14内のインクに付与される圧力の一部が気泡により吸収されてしまうため、圧力室14内に滞留する気泡をインクとともにノズル20から強制的に排出する、いわゆる、パージ動作を行う必要がある。このパージ動作は、例えば、ノズル20側からパージポンプでインクを強制的に吸引することにより行われる。   By the way, when the ink cartridge is replaced, air may enter the flow path unit 2 and air bubbles may remain in the pressure chamber 14. In this state, since a part of the pressure applied to the ink in the pressure chamber 14 by the piezoelectric actuator 3 is absorbed by the bubbles, the bubbles staying in the pressure chamber 14 are forcibly discharged from the nozzle 20 together with the ink. It is necessary to perform a so-called purge operation. This purge operation is performed, for example, by forcibly sucking ink from the nozzle 20 side with a purge pump.

ここで、図2〜図4、図6に示すように、インク流入口14aとインク流出口14bは、圧力室14の縁の近傍に配置されており、さらに、これらインク流入口14a及びインク流出口14bにおいてはインクの流れ方向がほぼ直角的に変化していることから、インクがよどんで局所的にインク流速の遅い点が生じる。そのため、圧力室14内に侵入した気泡はインク流入口14aやインク流出口14b付近に滞留しやすい。また、インク流入口14aとインク流出口14bは、平面視で略楕円形の圧力室14の長手方向両端部に夫々配置されている。従って、図4の矢印で示すように、圧力室14の一端部(図4の右端部)に位置するインク流入口14aから圧力室14内に流入したインクは、圧力室14の長手方向に延びる中心線C(図4参照)に関して線対称な流れを形成し、圧力室14の他端部(図4の左端部)に位置するインク流出口14bから流出する。そのため、インク流出口14bには、圧力室14内の線対称な流れが衝突して速度がほぼ0となる点が生じることから、特に気泡が残留しやすくなる。   Here, as shown in FIGS. 2 to 4 and 6, the ink inlet 14 a and the ink outlet 14 b are disposed in the vicinity of the edge of the pressure chamber 14, and further, the ink inlet 14 a and the ink outlet 14 b are arranged. At the outlet 14b, the ink flow direction changes substantially at right angles, so that the ink is stagnated and a point where the ink flow velocity is locally low occurs. For this reason, bubbles that have entered the pressure chamber 14 tend to stay near the ink inlet 14a and the ink outlet 14b. Further, the ink inflow port 14a and the ink outflow port 14b are respectively disposed at both ends in the longitudinal direction of the substantially elliptical pressure chamber 14 in plan view. Therefore, as shown by the arrow in FIG. 4, the ink that has flowed into the pressure chamber 14 from the ink inlet 14 a located at one end (the right end in FIG. 4) of the pressure chamber 14 extends in the longitudinal direction of the pressure chamber 14. A flow symmetric with respect to the center line C (see FIG. 4) is formed and flows out from the ink outlet 14b located at the other end of the pressure chamber 14 (left end in FIG. 4). For this reason, the ink flow outlet 14b has a point where the line-symmetric flow in the pressure chamber 14 collides and the velocity becomes almost zero, so that bubbles are particularly likely to remain.

しかし、この第1実施形態のインクジェットヘッド1においては、振動板30の下面の、インク流入口14aの中心部と重なる領域、及び、インク流出口14bの中心部と重なる領域には、圧力室14の長手方向に延びて溝40を分断する分断部41が夫々形成されている。つまり、振動板30の下面の、インク流入口14a及びインク流出口14bと重なる領域には溝40が形成されておらず、図8に示すように、分断部41は、溝40が形成された周囲の部分よりも下方へ突出している。そのため、インク流入口14a及びインク流出口14b付近の流路面積が局所的に狭くなっており、インクの流速が高められることになる。従って、パージ動作時に、インク流入口14a及びインク流出口14b付近に滞留する気泡をノズル20からインクとともに確実に排出することができる。   However, in the inkjet head 1 according to the first embodiment, the pressure chamber 14 is located in a region of the lower surface of the vibration plate 30 that overlaps the central portion of the ink inlet 14a and a region that overlaps the central portion of the ink outlet 14b. A dividing portion 41 that extends in the longitudinal direction and divides the groove 40 is formed. That is, the groove 40 is not formed in the region of the lower surface of the diaphragm 30 that overlaps the ink inlet 14a and the ink outlet 14b, and the dividing portion 41 has the groove 40 as shown in FIG. Projects downward from the surrounding area. For this reason, the flow path area in the vicinity of the ink inlet 14a and the ink outlet 14b is locally narrowed, and the ink flow velocity is increased. Accordingly, the bubbles staying in the vicinity of the ink inlet 14a and the ink outlet 14b can be reliably discharged together with the ink from the nozzle 20 during the purge operation.

尚、分断部41は、振動板30の下面の、インク流入口14aと重なる領域とインク流出口14bと重なる領域の両方に設けられているため、インク流入口14aとインク流出口14bの両方においてインクの流速が高くなり、圧力室14内に滞留する気泡がより確実に排出される。また、溝40が形成された部分において局所的には振動板30の剛性が低下していても、分断部41(溝40が形成されていない箇所)は2カ所に形成されていることから、振動板30全体の剛性は比較的高いものとなり、製造時等における振動板30の取り扱い(例えば、振動板30の持ち運びやキャビティプレート10への接着等)が容易になる。また、特に、振動板30の上面にAD法により圧電層31を形成する場合には、圧電材料の粒子が高速で振動板30に衝突することになるが、その際の衝撃に耐えられる十分な強度も確保できる。   The dividing portion 41 is provided in both the area overlapping the ink inlet 14a and the area overlapping the ink outlet 14b on the lower surface of the vibration plate 30, and therefore, in both the ink inlet 14a and the ink outlet 14b. The flow rate of the ink is increased, and the bubbles staying in the pressure chamber 14 are more reliably discharged. Further, even if the rigidity of the diaphragm 30 is locally reduced in the portion where the groove 40 is formed, the dividing portion 41 (the portion where the groove 40 is not formed) is formed in two places. The rigidity of the entire diaphragm 30 is relatively high, and handling of the diaphragm 30 (for example, carrying of the diaphragm 30 and adhesion to the cavity plate 10) during manufacture and the like becomes easy. In particular, when the piezoelectric layer 31 is formed on the upper surface of the vibration plate 30 by the AD method, particles of the piezoelectric material collide with the vibration plate 30 at a high speed, which is sufficient to withstand the impact at that time. Strength can be secured.

また、図8に示すように、振動板30の、分断部41の厚さと、この分断部41以外で溝40が形成されていない部分の厚さは等しくなっている。そのため、金属製の振動板30の圧力室14の縁に沿う部分に、インク流入口14a及びインク流出口14bと重なる部分を除いて、エッチングやプレス加工等で溝40を形成するだけで、インク流入口14a及びインク流出口14bと夫々重なる領域に同時に分断部41を形成できるため、分断部41を溝40とは別に形成する工程が不要になり、インクジェットヘッド1の製造工程を簡素化できる。   Further, as shown in FIG. 8, the thickness of the dividing portion 41 of the diaphragm 30 is equal to the thickness of the portion other than the dividing portion 41 where the groove 40 is not formed. Therefore, the ink 40 can be formed simply by forming the groove 40 by etching, pressing, or the like on the portion of the metallic diaphragm 30 along the edge of the pressure chamber 14 except for the portion overlapping the ink inlet 14a and the ink outlet 14b. Since the dividing portion 41 can be simultaneously formed in the region overlapping with the inflow port 14a and the ink outflow port 14b, a step of forming the dividing portion 41 separately from the groove 40 is not required, and the manufacturing process of the inkjet head 1 can be simplified.

さらに、図7、図8に示すように、溝40は、圧力室14側(下側)ほど広がるテーパー状の断面形状を有し、溝40の隅部の角度は90度より大きくなっている。また、図8に示すように、分断部41は、圧力室14側(下側)ほど細くなるテーパー状に形成されており、分断部41と溝40との間の隅部の角度が90度より大きくなっている。そのため、溝40の隅部や、分断部41と溝40との間の隅部に気泡が滞留しにくくなり、圧力室14内の気泡をより確実に排出できる。ここで、溝40や分断部41は、例えば、エッチング速度等の加工条件を調整することにより、その隅部の角度が所望の角度となるように形成することができる。   Further, as shown in FIGS. 7 and 8, the groove 40 has a tapered cross-sectional shape that expands toward the pressure chamber 14 side (lower side), and the angle of the corner of the groove 40 is larger than 90 degrees. . Further, as shown in FIG. 8, the dividing portion 41 is formed in a tapered shape that becomes thinner toward the pressure chamber 14 side (lower side), and the angle of the corner between the dividing portion 41 and the groove 40 is 90 degrees. It is getting bigger. Therefore, bubbles are less likely to stay in the corners of the grooves 40 or in the corners between the dividing portions 41 and the grooves 40, and the bubbles in the pressure chamber 14 can be discharged more reliably. Here, the groove 40 and the dividing portion 41 can be formed so that the angle of the corner becomes a desired angle by adjusting the processing conditions such as the etching rate, for example.

尚、圧力室14の縁の近傍に分断部41が配置されている(溝40が部分的に形成されていない)と、分断部41がない場合(分断されていない環状溝が形成されている場合)に比べると、振動板30が多少変形しにくくなるため、圧電アクチュエータ3の駆動効率はやや低下する。しかし、圧力室14の長手方向両端部と重なる領域における振動板30の剛性は、幅方向(短手方向)両端部と重なる領域ほど圧電アクチュエータ3の駆動効率には影響しない。言い換えれば、圧電アクチュエータ3の駆動効率にあまり影響しない、圧力室14の長手方向両端部と重なる領域に分断部41を配置することにより、分断部41に起因する圧電アクチュエータ3の駆動効率の低下を極力抑えることができる。   In addition, when the dividing part 41 is arrange | positioned in the vicinity of the edge of the pressure chamber 14 (the groove | channel 40 is not partially formed), when there is no dividing part 41 (an undivided annular groove is formed). As compared with the case), the vibration efficiency of the piezoelectric actuator 3 is slightly lowered because the diaphragm 30 is somewhat difficult to deform. However, the rigidity of the diaphragm 30 in the region overlapping with both ends in the longitudinal direction of the pressure chamber 14 does not affect the driving efficiency of the piezoelectric actuator 3 in the region overlapping with both ends in the width direction (short direction). In other words, by disposing the dividing portion 41 in a region that overlaps both longitudinal ends of the pressure chamber 14 that does not significantly affect the driving efficiency of the piezoelectric actuator 3, the driving efficiency of the piezoelectric actuator 3 caused by the dividing portion 41 is reduced. It can be suppressed as much as possible.

次に、前記第1実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記第1実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。   Next, modified embodiments in which various modifications are made to the first embodiment will be described. However, components having the same configuration as in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted as appropriate.

1]前記第1実施形態では、分断部41の幅は、円形のインク流入口14a及びインク流出口14bの径よりも小さくなっているが、図9に示すように、分断部41Aが、インク流入口14a(連通孔15)及びインク流出口14b(連通孔16)の全域と重なるより大きな幅に形成されていてもよい(変更形態1)。   1] In the first embodiment, the width of the dividing portion 41 is smaller than the diameters of the circular ink inlet port 14a and the ink outlet port 14b. However, as shown in FIG. It may be formed in a larger width that overlaps the entire area of the inlet 14a (communication hole 15) and the ink outlet 14b (communication hole 16) (Modification 1).

2]さらに、図10に示すように、圧力室14の縁に沿って延びる溝40Bが、個別電極32(及び、共通電極としての振動板30)と重なる領域、即ち、圧電層31の駆動部と重なる領域まで延びていてもよい(変更形態2)。   2] Further, as shown in FIG. 10, the region where the groove 40B extending along the edge of the pressure chamber 14 overlaps the individual electrode 32 (and the diaphragm 30 as the common electrode), that is, the driving portion of the piezoelectric layer 31. May extend to a region overlapping with (Modification 2).

3]振動板30の上面において、圧電層が複数の圧力室14に跨って連続的に形成されている必要は必ずしもなく、図11に示すように、複数の圧力室14の中央部と夫々対向するように、複数の圧電層31Cが配置されていてもよい(変更形態3)。   3] On the upper surface of the vibration plate 30, it is not always necessary that the piezoelectric layer be continuously formed across the plurality of pressure chambers 14, and as shown in FIG. Thus, a plurality of piezoelectric layers 31C may be arranged (Modification 3).

4]前記第1実施形態の圧電アクチュエータ3のように、振動板30が共通電極を兼ねている必要は必ずしもなく、図12に示すように、共通電極34が振動板30とは別に設けられていてもよい(変更形態4)。但し、振動板30が金属板である場合には、振動板30と共通電極34との間が、セラミックス材料や合成樹脂材料等からなる絶縁材料層により絶縁されている必要がある。一方、振動板30が絶縁材料からなる場合には、この振動板30の上面に直接共通電極34が形成される。   4] Unlike the piezoelectric actuator 3 of the first embodiment, the diaphragm 30 does not necessarily have to serve as a common electrode, and the common electrode 34 is provided separately from the diaphragm 30 as shown in FIG. (Modification 4). However, when the diaphragm 30 is a metal plate, the diaphragm 30 and the common electrode 34 need to be insulated by an insulating material layer made of a ceramic material, a synthetic resin material, or the like. On the other hand, when the diaphragm 30 is made of an insulating material, the common electrode 34 is directly formed on the upper surface of the diaphragm 30.

5]分断部が、インク流入口14aと重なる領域とインク流出口14bと重なる領域の両方に設けられている必要は必ずしもなく、何れか一方の領域に設けられているだけでも、良好な気泡排出効果が得られる。   5] It is not always necessary that the dividing portion is provided in both the region overlapping with the ink inlet 14a and the region overlapping with the ink outlet 14b. An effect is obtained.

6]圧力室の形状は、前記第1実施形態の圧力室14のように、一方向に長い平面形状を有するものに限られない。例えば、円形や正方形等に形成された圧力室を有するインクジェットヘッドにも本発明を適用することは可能である。   6] The shape of the pressure chamber is not limited to that having a planar shape that is long in one direction, like the pressure chamber 14 of the first embodiment. For example, the present invention can be applied to an ink jet head having a pressure chamber formed in a circular shape or a square shape.

次に、本発明の第2実施形態について説明する。この第2実施形態も、インクジェットヘッドに本発明を適用した一例である。但し、前記第1実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. This second embodiment is also an example in which the present invention is applied to an inkjet head. However, components having the same configuration as in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted as appropriate.

図13〜図16に示すように、第2実施形態のインクジェットヘッド51は、複数の圧力室64を含むインク流路が形成された流路ユニット52と、この流路ユニット52の上面に配置された圧電アクチュエータとを備えている。   As shown in FIGS. 13 to 16, the inkjet head 51 according to the second embodiment is disposed on a flow path unit 52 in which an ink flow path including a plurality of pressure chambers 64 is formed, and on the upper surface of the flow path unit 52. And a piezoelectric actuator.

図14、図16に示すように、流路ユニット52は、キャビティプレート60、ベースプレート11、マニホールドプレート12、及びノズルプレート13を備えており、これら4枚のプレート60,11,12,13が積層状態で接合されている。これら4枚のプレート60,11,12,13のうち、ベースプレート11、マニホールドプレート12、及び、ノズルプレート13の3枚のプレートは前記第1実施形態と同様のものであり、その説明は省略する。   As shown in FIGS. 14 and 16, the flow path unit 52 includes a cavity plate 60, a base plate 11, a manifold plate 12, and a nozzle plate 13, and these four plates 60, 11, 12, and 13 are laminated. It is joined in a state. Of these four plates 60, 11, 12, 13, the three plates of the base plate 11, the manifold plate 12, and the nozzle plate 13 are the same as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted. .

キャビティプレート60には、平面に沿って配列された複数の圧力室64が形成されている。各圧力室64は、平面視で、略楕円形の形状(前記第1実施形態の圧力室14の形状)からその長手方向一端部(図14における右端部)を取り除いた形状に形成されている。また、図13、図14における圧力室64よりも右側には、平面視でベースプレート11の連通孔15と重なる円形の連通孔65が形成されている。そして、圧力室64と連通孔65はその間に位置する隔壁部66により互いに隔てられている。また、図16に示すように、圧力室64の右端の縁と後述の振動板70との間にはインク流入口64aが形成され、さらに、隔壁部66と振動板70との間には圧力室64と連通孔65とを連通させる絞り流路67が形成されている。一方、圧力室64の左端部には、平面視でベースプレート11の連通孔16と重なる円形のインク流出口64bが形成されている。つまり、図16に示すように、マニホールド17が、連通孔15,65、絞り流路67、インク流入口64aを介して圧力室64に連通しており、さらに、圧力室64は、インク流出口64b、連通孔16,19を介してノズル20に連通している。   In the cavity plate 60, a plurality of pressure chambers 64 arranged along a plane are formed. Each pressure chamber 64 is formed in a shape obtained by removing one end in the longitudinal direction (the right end in FIG. 14) from a substantially elliptical shape (the shape of the pressure chamber 14 of the first embodiment) in plan view. . A circular communication hole 65 that overlaps with the communication hole 15 of the base plate 11 in plan view is formed on the right side of the pressure chamber 64 in FIGS. 13 and 14. The pressure chamber 64 and the communication hole 65 are separated from each other by a partition wall 66 positioned therebetween. Further, as shown in FIG. 16, an ink inflow port 64 a is formed between the right end edge of the pressure chamber 64 and a vibration plate 70 which will be described later, and further, a pressure is applied between the partition wall 66 and the vibration plate 70. A throttle channel 67 that connects the chamber 64 and the communication hole 65 is formed. On the other hand, a circular ink outlet 64 b that overlaps the communication hole 16 of the base plate 11 in a plan view is formed at the left end of the pressure chamber 64. That is, as shown in FIG. 16, the manifold 17 communicates with the pressure chamber 64 via the communication holes 15 and 65, the throttle channel 67, and the ink inlet 64a, and the pressure chamber 64 further includes an ink outlet. The nozzle 20 communicates with the nozzle 64 through the communication holes 16 and 19.

図13、図15、図16に示すように、圧電アクチュエータ53は、流路ユニット52の上面に配置された振動板70と、この振動板70の上面(圧力室64と反対側の面)に形成された圧電層31と、この圧電層31の上面に複数の圧力室64に夫々対応して形成された複数の個別電極32とを備えている。圧電層31及び個別電極32は前記第1実施形態と同様のものであり、その説明は省略する。   As shown in FIGS. 13, 15, and 16, the piezoelectric actuator 53 is provided on the vibration plate 70 disposed on the upper surface of the flow path unit 52 and on the upper surface of the vibration plate 70 (the surface opposite to the pressure chamber 64). The formed piezoelectric layer 31 and a plurality of individual electrodes 32 formed on the upper surface of the piezoelectric layer 31 respectively corresponding to the plurality of pressure chambers 64 are provided. The piezoelectric layer 31 and the individual electrode 32 are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

振動板70は、複数の圧力室64を覆うようにキャビティプレート60に接合されている。ここで、振動板70の下面(圧力室64と反対側の面)には、平面視で、圧力室64の縁よりも内側で、且つ、個別電極32と重なる領域の外側において、圧力室64の縁に沿って延びる溝80がほぼ環状に形成されている。そのため、溝80が形成された部分において振動板70が変形しやすくなり、圧電アクチュエータ53の駆動効率が向上する。また、クロストークも抑制される。   The diaphragm 70 is joined to the cavity plate 60 so as to cover the plurality of pressure chambers 64. Here, on the lower surface of the diaphragm 70 (the surface opposite to the pressure chamber 64), the pressure chamber 64 is located inside the edge of the pressure chamber 64 and outside the region overlapping the individual electrode 32 in plan view. A groove 80 extending along the edge is formed in a substantially annular shape. Therefore, the diaphragm 70 is easily deformed in the portion where the groove 80 is formed, and the driving efficiency of the piezoelectric actuator 53 is improved. Moreover, crosstalk is also suppressed.

また、振動板70の下面の、平面視でインク流出口64bと重なる領域には、圧力室64の長手方向(図13の左右方向)に延びて前述の溝80を分断する分断部81が設けられている。つまり、振動板70の、インク流出口64bの中央部と重なる領域には溝80が形成されておらず、分断部81によりインク流出口64b付近の流路面積が狭くなっている。そのため、インクの流速がインク流出口64bにおいて局所的に高められるため、パージ動作時に圧力室64内に滞留する気泡を排出しやすくなる。   In addition, a dividing portion 81 that extends in the longitudinal direction of the pressure chamber 64 (left and right direction in FIG. 13) and divides the groove 80 is provided in a region of the lower surface of the vibration plate 70 that overlaps the ink outlet 64b in plan view. It has been. That is, the groove 80 is not formed in a region of the vibration plate 70 that overlaps the central portion of the ink outlet 64 b, and the flow path area near the ink outlet 64 b is narrowed by the dividing portion 81. For this reason, since the ink flow rate is locally increased at the ink outlet 64b, it is easy to discharge bubbles remaining in the pressure chamber 64 during the purge operation.

さらに、振動板70の下面に形成された溝80は、圧力室64の外側の連通孔65までをも覆うように図13の右方へ略半円形状に延びている。そして、図16に示すように、振動板70の溝80が形成された部分と圧力室64の端部との間にインク流入口64aが形成され、さらに、隔壁部66の上面との間には絞り流路67が形成されている。ここで、絞り流路67の流路高さは溝80の深さに等しくなっている。そのため、この絞り流路67の流路面積は、圧力室64とマニホールド17との間においてインク流入口64aや連通孔65,15内に比べて十分狭くなっており、この絞り流路67により、圧力室64で発生した圧力波がマニホールド17へ伝播しにくくなるようになっている。   Further, the groove 80 formed on the lower surface of the diaphragm 70 extends in a substantially semicircular shape to the right in FIG. 13 so as to cover even the communication hole 65 outside the pressure chamber 64. As shown in FIG. 16, an ink inlet 64 a is formed between the portion of the diaphragm 70 where the groove 80 is formed and the end of the pressure chamber 64, and further, between the upper surface of the partition wall 66. A throttle channel 67 is formed. Here, the flow path height of the throttle flow path 67 is equal to the depth of the groove 80. Therefore, the flow passage area of the throttle channel 67 is sufficiently narrow between the pressure chamber 64 and the manifold 17 as compared with the ink inlet 64 a and the communication holes 65 and 15. The pressure wave generated in the pressure chamber 64 is difficult to propagate to the manifold 17.

ところで、この絞り流路67の流路面積は、圧力室64内における圧力波の伝播に影響し、ひいては、ノズル20から吐出されるインクの液滴速度や液滴体積等、インク吐出特性に大きく影響を及ぼすことから、絞り流路67はかなり精度よく形成されている必要がある。しかし、この第2実施形態のインクジェットヘッド51においては、振動板70の下面に形成された溝80の一部とキャビティプレート60(流路ユニット52)の上面との間に絞り流路67が形成されることから、振動板70に溝80を精度よく形成するだけで、絞り流路67も同時に形成されることになる。従って、絞り流路67を溝80とは別にハーフエッチング等により形成する場合に比べてインクジェットヘッド51の製造工程を簡略化でき、歩留まりも低下する。   By the way, the flow passage area of the throttle flow passage 67 affects the propagation of the pressure wave in the pressure chamber 64, and as a result, the ink discharge characteristics such as the droplet velocity and the droplet volume of the ink discharged from the nozzle 20 are large. Therefore, the throttle channel 67 needs to be formed with considerably high accuracy. However, in the ink jet head 51 of the second embodiment, the throttle channel 67 is formed between a part of the groove 80 formed on the lower surface of the vibration plate 70 and the upper surface of the cavity plate 60 (channel unit 52). Therefore, only by forming the groove 80 in the diaphragm 70 with high accuracy, the throttle channel 67 is also formed at the same time. Therefore, the manufacturing process of the inkjet head 51 can be simplified and the yield can be reduced as compared with the case where the throttle channel 67 is formed by half etching or the like separately from the groove 80.

以上、本発明をインクジェットヘッドに適用した形態について第1実施形態及び第2実施形態を例に挙げて説明したが、本発明を適用可能な形態は、これら第1実施形態及び第2実施形態に限られるものではない。例えば、インク以外の液体を移送する種々の液体移送装置に本発明を適用することも可能である。   As mentioned above, although the form which applied this invention to the inkjet head was described taking the 1st Embodiment and 2nd Embodiment as an example, the form which can apply this invention is these 1st Embodiment and 2nd Embodiment. It is not limited. For example, the present invention can be applied to various liquid transfer devices that transfer liquids other than ink.

本発明の第1実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an inkjet printer according to a first embodiment of the present invention. インクジェットヘッドの平面図である。It is a top view of an inkjet head. 図2の一部拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 2. 流路ユニットの一部拡大平面図である。It is a partially expanded plan view of a flow path unit. 振動板の一部拡大平面図である。FIG. 4 is a partially enlarged plan view of a diaphragm. 図3のVI-VI線断面図である。It is the VI-VI sectional view taken on the line of FIG. 図3のVII-VII線断面図である。It is the VII-VII sectional view taken on the line of FIG. 図3のVIII-VIII線断面図である。It is the VIII-VIII sectional view taken on the line of FIG. 第1実施形態の変更形態1の図3相当図である。It is FIG. 3 equivalent view of the modification 1 of 1st Embodiment. 変更形態2の図3相当図である。FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 変更形態3の図7相当図である。FIG. 8 is a diagram corresponding to FIG. 変更形態4の図6相当図である。FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG. 本発明の第2実施形態に係るインクジェットヘッドの一部拡大平面図である。FIG. 5 is a partially enlarged plan view of an inkjet head according to a second embodiment of the present invention. 流路ユニットの一部拡大平面図である。It is a partially expanded plan view of a flow path unit. 振動板の一部拡大平面図である。FIG. 4 is a partially enlarged plan view of a diaphragm. 図13のXVI-XVI線断面図である。It is the XVI-XVI sectional view taken on the line of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 インクジェットヘッド
2 流路ユニット
3 圧電アクチュエータ
14 圧力室
14a インク流入口
14b インク流出口
17 マニホールド
30 振動板
31,31C 圧電層
32 個別電極
34 共通電極
35 端子部
40,40B 溝
41,41A 分断部
51 インクジェットヘッド
52 流路ユニット
53 圧電アクチュエータ
64 圧力室
64a インク流入口
64b インク流出口
67 絞り流路
70 振動板
80 溝
81 分断部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inkjet head 2 Flow path unit 3 Piezoelectric actuator 14 Pressure chamber 14a Ink inlet 14b Ink outlet 17 Manifold 30 Diaphragm 31, 31C Piezoelectric layer 32 Individual electrode 34 Common electrode 35 Terminal part 40, 40B Groove 41, 41A Dividing part 51 Inkjet head 52 Channel unit 53 Piezoelectric actuator 64 Pressure chamber 64a Ink inlet 64b Ink outlet 67 Restriction channel 70 Diaphragm 80 Groove 81 Dividing part

Claims (8)

それぞれが液体流入口及び液体流出口を有する複数の圧力室が平面に沿って形成された流路ユニットと、この流路ユニットの一表面に配置され、前記圧力室の容積を変化させてその内部の液体に圧力を付与する圧電アクチュエータとを備え、
前記圧電アクチュエータは、前記複数の圧力室を覆う振動板、この振動板の前記圧力室と反対側に配置された圧電層、前記平面に直交する方向から見て前記複数の圧力室の中央部と重なる領域に夫々配置された複数の個別電極、及び、これら複数の個別電極との間で前記圧電層を挟む共通電極を有し、
前記液体流入口と前記液体流出口は、前記平面に直交する方向から見て、前記圧力室の縁の近傍に配置され、
前記振動板の前記圧力室側の面の、前記平面に直交する方向から見て、各圧力室の縁よりも内側で且つ前記個別電極と前記共通電極の両方と重なる領域よりも外側の領域には、前記圧力室の縁に沿って延びる溝が形成されており、
さらに、前記振動板の前記圧力室側の面の、前記平面に直交する方向から見て、前記液体流入口と重なる領域と前記液体流出口と重なる領域の少なくとも一方に、前記溝を分断する分断部が設けられていることを特徴とする液体移送装置。
A plurality of pressure chambers each having a liquid inlet and a liquid outlet are formed along a plane, and are arranged on one surface of the channel unit, and the volume of the pressure chamber is changed to change the inside of the channel. A piezoelectric actuator that applies pressure to the liquid of
The piezoelectric actuator includes a diaphragm that covers the plurality of pressure chambers, a piezoelectric layer that is disposed on the opposite side of the diaphragm from the pressure chamber, a central portion of the plurality of pressure chambers as viewed from a direction orthogonal to the plane, A plurality of individual electrodes respectively disposed in the overlapping region, and a common electrode sandwiching the piezoelectric layer between the plurality of individual electrodes,
The liquid inflow port and the liquid outflow port are disposed in the vicinity of the edge of the pressure chamber when viewed from a direction orthogonal to the plane,
As seen from the direction perpendicular to the plane of the surface on the pressure chamber side of the diaphragm, in the region inside the edge of each pressure chamber and outside the region overlapping both the individual electrode and the common electrode Is formed with a groove extending along the edge of the pressure chamber,
Further, as viewed from a direction orthogonal to the plane of the surface on the pressure chamber side of the diaphragm, the dividing is performed to divide the groove into at least one of a region overlapping with the liquid inlet and a region overlapping with the liquid outlet. A liquid transfer device characterized in that a part is provided.
前記分断部は、前記振動板の前記圧力室側の面の、前記液体流入口と重なる領域と前記液体流出口と重なる領域の両方に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の液体移送装置。   The said parting part is provided in both the area | region which overlaps with the said liquid inflow port, and the area | region which overlaps with the said liquid outflow port of the surface at the side of the said pressure chamber of the said diaphragm. Liquid transfer device. 前記振動板の、前記分断部の厚さと前記溝が形成されていない部分の厚さが等しいことを特徴とする請求項1又は2に記載の液体移送装置。   3. The liquid transfer device according to claim 1, wherein a thickness of the dividing portion of the diaphragm is equal to a thickness of a portion where the groove is not formed. 前記分断部は、前記圧力室側ほど細くなるテーパー状に形成されていることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の液体移送装置。   The liquid transfer device according to claim 1, wherein the dividing portion is formed in a tapered shape that becomes thinner toward the pressure chamber side. 前記複数の圧力室は、夫々、所定の一方向に長い形状に形成されており、
各圧力室の長手方向の両端部に前記液体流入口及び前記液体流出口が設けられていることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の液体移送装置。
Each of the plurality of pressure chambers is formed in a long shape in one predetermined direction,
The liquid transfer device according to claim 1, wherein the liquid inflow port and the liquid outflow port are provided at both ends in the longitudinal direction of each pressure chamber.
前記溝は、前記圧力室側ほど広がるテーパー状の断面形状を有することを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の液体移送装置。   The liquid transfer device according to claim 1, wherein the groove has a tapered cross-sectional shape that widens toward the pressure chamber side. 前記流路ユニットは、前記複数の圧力室と連通する共通液室を有し、
前記溝は、前記平面に直交する方向から見て、前記圧力室と重なる領域よりも外側の領域まで延びており、
前記溝の前記圧力室と重なる領域よりも外側まで延びた部分と、前記流路ユニットの一表面との間に、前記共通液室と各圧力室との間において流路面積が部分的に狭くなる絞り流路が形成されていることを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載の液体移送装置。
The flow path unit has a common liquid chamber communicating with the plurality of pressure chambers,
The groove extends to a region outside the region overlapping the pressure chamber when viewed from a direction orthogonal to the plane,
The channel area is partially narrow between the common liquid chamber and each pressure chamber between the portion of the groove extending outside the region overlapping the pressure chamber and one surface of the channel unit. The liquid transfer device according to claim 1, wherein a throttle channel is formed.
前記平面と直交する方向から見て、各個別電極からこの個別電極に対応する前記圧力室の外側の領域まで延在する端子部を有し、
各端子部は、前記平面と直交する方向から見て、前記分断部と重なる領域に配置されていることを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載の液体移送装置。
A terminal portion extending from each individual electrode to a region outside the pressure chamber corresponding to the individual electrode when viewed from a direction orthogonal to the plane;
8. The liquid transfer device according to claim 1, wherein each terminal portion is disposed in a region overlapping with the dividing portion when viewed from a direction orthogonal to the plane.
JP2005022743A 2005-01-31 2005-01-31 Liquid transfer device Active JP4843954B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005022743A JP4843954B2 (en) 2005-01-31 2005-01-31 Liquid transfer device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005022743A JP4843954B2 (en) 2005-01-31 2005-01-31 Liquid transfer device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006205620A true JP2006205620A (en) 2006-08-10
JP4843954B2 JP4843954B2 (en) 2011-12-21

Family

ID=36962961

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005022743A Active JP4843954B2 (en) 2005-01-31 2005-01-31 Liquid transfer device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4843954B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008050433A1 (en) * 2006-10-26 2008-05-02 Cluster Technology Co., Ltd. Liquid drop discharge device
JP2011051155A (en) * 2009-08-31 2011-03-17 Konica Minolta Holdings Inc Ink jet head
JP2015231724A (en) * 2014-06-10 2015-12-24 セイコーエプソン株式会社 Liquid jet head and liquid jet device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11309864A (en) * 1998-02-27 1999-11-09 Seiko Epson Corp Ink jet recording head and ink jet recorder
JP2004351879A (en) * 2003-05-30 2004-12-16 Kyocera Corp Piezoelectric inkjet head

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11309864A (en) * 1998-02-27 1999-11-09 Seiko Epson Corp Ink jet recording head and ink jet recorder
JP2004351879A (en) * 2003-05-30 2004-12-16 Kyocera Corp Piezoelectric inkjet head

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008050433A1 (en) * 2006-10-26 2008-05-02 Cluster Technology Co., Ltd. Liquid drop discharge device
CN101512155B (en) * 2006-10-26 2013-01-02 克拉斯特科技有限公司 Apparatus for ejecting liquid droplet
JP2011051155A (en) * 2009-08-31 2011-03-17 Konica Minolta Holdings Inc Ink jet head
JP2015231724A (en) * 2014-06-10 2015-12-24 セイコーエプソン株式会社 Liquid jet head and liquid jet device

Also Published As

Publication number Publication date
JP4843954B2 (en) 2011-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1640163B1 (en) Liquid ejecting apparatus, method for manufacturing liquid ejecting apparatus, and ink-jet printer
US7537320B2 (en) Piezoelectric actuator and liquid transporting apparatus
JP4661363B2 (en) Droplet ejection device and liquid transfer device
EP1780018B1 (en) Droplet-jetting apparatus with ink manifold which reduces cross-talk
JP4940686B2 (en) Liquid transfer device
JP4661354B2 (en) Liquid transfer device
JP2007176161A (en) Method for determining discharge timing and droplet discharge method
JP4765510B2 (en) Liquid ejecting apparatus and manufacturing method thereof
JP5003549B2 (en) Liquid transfer device and method for manufacturing liquid transfer device
JP5163784B2 (en) Droplet ejection device and liquid transfer device
JP4595659B2 (en) Droplet ejecting apparatus and manufacturing method thereof
JP4843954B2 (en) Liquid transfer device
JP2007090868A (en) Liquid droplet jetting apparatus and liquid transporting apparatus
JP2006306073A (en) Liquid transporting apparatus, and manufacturing method for liquid transporting apparatus
US7559633B2 (en) Liquid-droplet jetting apparatus and liquid transporting apparatus
JP4701729B2 (en) Liquid transfer device
JP2006231530A (en) Liquid transfer device
JP5134218B2 (en) Droplet ejection device and liquid transfer device
JP2008044355A (en) Piezoelectric actuator, liquid transporting apparatus, and liquid-droplet jetting apparatus
JP2007190740A (en) Liquid droplet ejecting apparatus
JP2007288153A (en) Piezoelectric actuator, method for producing same, liquid droplet jetting apparatus, and method for producing same
JP5103764B2 (en) Method for manufacturing piezoelectric actuator
JP4857640B2 (en) Liquid transfer device
JP2006123275A (en) Liquid transferring apparatus and method for manufacturing liquid transferring apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080128

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20101001

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101012

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101208

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20110208

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110509

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20110517

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110621

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110822

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110913

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110926

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141021

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4843954

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150