JP2007106016A - Inkjet head and is manufacturing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To remove air bubbles accumulated in a bent part certainly and easily, even in case an inkjet head is constructed so that an ink flows bending into a pressure chamber almost orthogonally from a communicating hole in a cavity unit. <P>SOLUTION: The inkjet head 1 is designed in such a way that the pressure chamber 24, covered by an actuator 21, allows the ink to flow along the actuator 21 toward one end 24b connected with a nozzle 23 from the other end 24a connected with the communicating hole 28, and that the communicating hole 28 is formed almost at right angles with the ink flowing direction in the pressure chamber 24 and also in an opposite direction to the actuator 21. Further, the ink passing through the communicating hole 28, is bent in its flow almost orthogonally at one end of the pressure chamber 24. Besides, a recessed part 50 is formed, at each pressure chamber 24, in the region of the actuator 21 corresponding with the communicating hole 28, in order to widen a section S1 at right angles with the flow of the ink at one end 24a of the pressure chamber 24. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、インクジェットヘッドに係り、特に、吐出圧力を受ける圧力室に連通孔を経てインクを供給するように構成されたキャビティユニットを有するインクジェットヘッド及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to an inkjet head, and more particularly to an inkjet head having a cavity unit configured to supply ink to a pressure chamber that receives discharge pressure through a communication hole, and a method for manufacturing the inkjet head.

近年のインクジェットヘッドでは小型化が進められており、本出願人も、例えば、特許文献1に開示しているように、インクジェットヘッドにおいてインク流通路を内部に有するキャビティユニットを薄い複数枚のプレートを積層して構成することで、ヘッド全体の薄型化を図っている。   In recent ink jet heads, the miniaturization has been promoted, and the applicant of the present invention has also disclosed a plurality of thin plates with a cavity unit having an ink flow path in the ink jet head as disclosed in Patent Document 1, for example. By stacking and configuring, the entire head is made thinner.

キャビティユニットの複数枚のプレートとしては、複数のノズルが穿設されたプレート、各ノズル毎の圧力室が形成されたプレート、インク供給源から供給されたインクを一旦溜める共通インク室が形成されたプレート、共通インク室のインクを各圧力室に分配するための連通孔(特許文献1では連通路38と記載)が形成されたプレート等が備えられている。そして、前記圧力室に充填されたインクに吐出圧力を与えるアクチュエータが、前記圧力室を覆うようにキャビティユニットに積層されている。   As the plurality of plates of the cavity unit, a plate in which a plurality of nozzles are formed, a plate in which a pressure chamber for each nozzle is formed, and a common ink chamber in which ink supplied from an ink supply source is temporarily stored are formed. A plate, a plate in which communication holes for distributing the ink in the common ink chamber to the respective pressure chambers (described as communication passage 38 in Patent Document 1) are formed. An actuator that applies discharge pressure to the ink filled in the pressure chamber is stacked on the cavity unit so as to cover the pressure chamber.

このような薄型のキャビティユニットでは、キャビティユニット全体の厚み寸法を有効に利用して、吐出に必要なインク流通路を確保するために、インク流通路をキャビティユニットの内部において、プレートの積層方向(厚み方向)に貫通させたり、各プレートの面方向と平行に延ばしたりして構成している。具体的には、アクチュエータからの吐出圧力を受ける圧力室を、アクチュエータと対向する背面側のプレートに、ノズルを前面側のプレートに、共通インク室を積層方向の中間のプレートに、それぞれ配置している。そして、インクは、共通インク室に供給されたのち、図8(a)に模式的に図示しているように、プレートの積層方向に沿って連通孔28を進んで圧力室24の一端24aに達し、この圧力室24の一端24aで流れる方向を略直角に屈曲させて、アクチュエータ21の面に沿って圧力室24の他端24bへ進み、再びこの他端24bで、流れる方向を略直角に屈曲させて、キャビティユニットの前面側に設けたノズルに至るように構成されている。
特開2005−41047号公報(図4及び図5参照)
In such a thin cavity unit, in order to effectively utilize the thickness dimension of the entire cavity unit and secure an ink flow path necessary for ejection, the ink flow path is disposed inside the cavity unit in the plate stacking direction ( (Thickness direction) or extends parallel to the surface direction of each plate. Specifically, the pressure chamber that receives the discharge pressure from the actuator is placed on the back plate facing the actuator, the nozzle is placed on the front plate, and the common ink chamber is placed on the intermediate plate in the stacking direction. Yes. Then, after the ink is supplied to the common ink chamber, as shown schematically in FIG. 8A, the ink advances through the communication hole 28 along the plate stacking direction to the one end 24a of the pressure chamber 24. The flow direction at one end 24a of the pressure chamber 24 is bent at a substantially right angle and proceeds to the other end 24b of the pressure chamber 24 along the surface of the actuator 21, and the flow direction at the other end 24b again at a substantially right angle. It is configured to bend and reach the nozzle provided on the front side of the cavity unit.
Japanese Patent Laying-Open No. 2005-41047 (see FIGS. 4 and 5)

ところで、インクジェットヘッドでは、キャビティユニットの内部のインクに気泡が混入すると、インクの吐出不良を引き起こすため、キャビティユニットのノズル側からインクを強制的に吸引(または加圧)して、インクとともに気泡を排出するメンテナンス(パージ処理)が行われる。   By the way, in the ink jet head, if bubbles are mixed into the ink inside the cavity unit, ink ejection failure is caused. Therefore, the ink is forcibly sucked (or pressurized) from the nozzle side of the cavity unit, and the bubbles are discharged together with the ink. The maintenance (purge process) for discharging is performed.

しかしながら、前述したように、インク流通路を略直角に屈曲させるように構成していると、この屈曲部分に気泡が停滞し、停滞した気泡は後から来た気泡と合体して大きな気泡に成長し易い。特に、圧力室は、インクに大きな吐出圧力を与えるためにはアクチュエータの動作に伴う断面積の変化率を大きくする必要があり、アクチュエータと対向する幅(図8(c)の平面図においてW)が大きく、深さ(図8(a)において上下方向)が小さい扁平な断面形状であることが好ましい。また、連通孔が形成されるプレートは、キャビティユニット全体に剛性を与えるために、圧力室を形成するプレートよりも厚いプレートであることが好ましく、その厚さに対して小さい連通孔を穿設することが困難なので、連通孔はその厚さ程度の直径を有するものとなる。このため、図8(b)に示すように、連通孔28の内側にて大きく成長した気泡Aは球形であるから、その気泡の直径よりも小さい深さの圧力室24に入り込み難く、圧力室24の天井面に停滞してしまう。その結果、圧力室24側への流路の実質的な断面積が制限され、圧力室24へのインク供給量が減少し、印字不良を生じることになる。   However, as described above, if the ink flow path is configured to bend at a substantially right angle, bubbles are stagnated at the bent portion, and the stagnant bubbles merge with bubbles that come later and grow into large bubbles. Easy to do. In particular, the pressure chamber needs to increase the rate of change of the cross-sectional area accompanying the operation of the actuator in order to give a large discharge pressure to the ink, and the width facing the actuator (W in the plan view of FIG. 8C). Is preferably a flat cross-sectional shape having a large depth and a small depth (vertical direction in FIG. 8A). Further, the plate in which the communication hole is formed is preferably a plate thicker than the plate forming the pressure chamber in order to give rigidity to the entire cavity unit, and a communication hole that is smaller than the thickness is formed. Therefore, the communication hole has a diameter approximately equal to its thickness. For this reason, as shown in FIG. 8 (b), since the bubble A which has grown greatly inside the communication hole 28 is spherical, it is difficult to enter the pressure chamber 24 having a depth smaller than the diameter of the bubble. It stagnates on the ceiling surface of 24. As a result, the substantial cross-sectional area of the flow path toward the pressure chamber 24 is limited, the amount of ink supplied to the pressure chamber 24 is reduced, and printing failure occurs.

この気泡を除去するためには、インクに圧力をかけて連通孔28から圧力室24へ流れを生じさせるパージ処理を行う必要があるが、図8(c)に示すように圧力室24の幅Wが連通孔28の直径Lよりも十分に大きいため、パージ処理によるインクの流れは圧力室24の幅方向に逃げてしまい、気泡Aを押すことができない。このため、気泡Aの球形状を扁平形状に変形させる程の大きな圧力をインクにかけてパージ処理を行わないと、気泡を確実に除去することができず、パージ処理に伴うインクの無駄な吐出や、パージ処理用のポンプの大型化も招来するという問題があった。   In order to remove the bubbles, it is necessary to perform a purging process in which a pressure is applied to the ink to cause a flow from the communication hole 28 to the pressure chamber 24. As shown in FIG. Since W is sufficiently larger than the diameter L of the communication hole 28, the ink flow due to the purge process escapes in the width direction of the pressure chamber 24, and the bubble A cannot be pushed. For this reason, unless the purge process is performed by applying a large pressure on the ink to deform the spherical shape of the bubble A into a flat shape, the bubbles cannot be reliably removed, and wasteful ejection of ink accompanying the purge process, There has been a problem that the purge processing pump is also increased in size.

本発明は、上記問題を解消するものであり、キャビティユニットの連通孔から圧力室に、インクが略直角に屈曲しながら流入するように構成されているものにおいて、この屈曲部分に溜まる気泡の除去を容易且つ確実に行うことのできるインクジェットヘッド及びその製造方法の提供を課題とするものである。   The present invention solves the above-described problem, and in the structure in which the ink flows while bending at a substantially right angle from the communication hole of the cavity unit into the pressure chamber, the bubbles accumulated in the bent portion are removed. It is an object of the present invention to provide an ink jet head capable of easily and reliably performing the same and a manufacturing method thereof.

前記目的を達成するために、請求項1に記載の発明におけるインクジェットヘッドは、インクを吐出する複数のノズル毎に対応して設けられた圧力室と、複数の圧力室にインクを分配するための共通インク室と、この共通インク室と前記圧力室とを接続する連通孔とが形成されているキャビティユニットと、このキャビティユニットに前記圧力室の一側を覆って装着されて前記圧力室に充填されたインクに吐出圧力を与えるアクチュエータとを備え、前記圧力室は前記連通孔と接続する一端から前記ノズルと接続する他端へ向け前記アクチュエータに沿ってインクを流すように形成され、且つ前記連通孔は前記圧力室でのインクの流れ方向と略直角でかつ前記アクチュエータと対向する方向に開口形成されて、前記連通孔を経たインクが前記圧力室の一端にて流れる方向を略直角に屈曲させるように構成されているインクジェットヘッドであって、前記連通孔に対応する前記アクチュエータの部位には、前記圧力室の一端におけるインクの流れに直角な方向の断面積を広げるように、前記圧力室毎に凹部が形成されていることを特徴としている。   In order to achieve the above object, an ink jet head according to a first aspect of the present invention includes a pressure chamber provided corresponding to each of a plurality of nozzles that eject ink, and a method for distributing ink to the plurality of pressure chambers. A cavity unit in which a common ink chamber, a communication hole for connecting the common ink chamber and the pressure chamber are formed, and the cavity unit is mounted so as to cover one side of the pressure chamber to fill the pressure chamber. An actuator for applying a discharge pressure to the ink, and the pressure chamber is formed to flow ink along the actuator from one end connected to the communication hole to the other end connected to the nozzle, and the communication The hole is formed in a direction substantially perpendicular to the direction of ink flow in the pressure chamber and in a direction facing the actuator, and the ink passing through the communication hole passes through the communication hole. An ink-jet head configured to bend the flow direction at one end of the force chamber at a substantially right angle, wherein the actuator portion corresponding to the communication hole is perpendicular to the ink flow at one end of the pressure chamber. A concave portion is formed for each of the pressure chambers so as to widen the cross-sectional area in any direction.

また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記キャビティユニットは、前記圧力室を形成するプレート、前記連通孔を形成するプレート、前記共通インク室を形成するプレートを積層して形成され、前記アクチュエータは、前記圧力室を形成するプレートに、前記連通孔を形成するプレートとは反対側に積層されていることを特徴とするものである。   According to a second aspect of the present invention, in the ink jet head according to the first aspect, the cavity unit includes a plate that forms the pressure chamber, a plate that forms the communication hole, and a plate that forms the common ink chamber. The actuator is laminated on a plate forming the pressure chamber on a side opposite to the plate forming the communication hole.

また、請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載のインクジェットヘッドにおいて、インクの流れに直角な方向の断面のうち、前記圧力室の一端の断面が前記連通孔の断面よりも、断面積が小さく且つ扁平に形成されていることを特徴とするものである。   According to a third aspect of the present invention, in the ink jet head according to the first or second aspect, of the cross sections in the direction perpendicular to the ink flow, the cross section of one end of the pressure chamber is more than the cross section of the communication hole. The cross-sectional area is small and flat.

また、請求項4に記載の発明は、請求項1または2記載のインクジェットヘッドにおいて、前記アクチュエータに形成された凹部は、その内側が曲面形状に形成されていることを特徴とするものである。   According to a fourth aspect of the present invention, in the ink jet head according to the first or second aspect, the concave portion formed in the actuator is formed in a curved shape inside.

また、請求項5に記載の発明におけるインクジェットヘッドの製造方法は、請求項1から4のいずれかに記載のインクジェットヘッドにおいて、前記アクチュエータは、圧電セラミックス素材を焼成して形成された圧電アクチュエータであり、前記凹部は、焼成後の圧電アクチュエータにおける圧電セラミックスを除去加工して形成されていることを特徴とするものである。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an ink jet head manufacturing method according to the first aspect, wherein the actuator is a piezoelectric actuator formed by firing a piezoelectric ceramic material. The recess is formed by removing the piezoelectric ceramic from the fired piezoelectric actuator.

また、請求項6に記載の発明におけるインクジェットヘッドの製造方法は、請求項1から4のいずれかに記載のインクジェットヘッドにおいて、前記アクチュエータは、圧電セラミックス素材のシートを積層し焼成により一体化して形成された圧電アクチュエータであり、前記凹部は、焼成前の圧電セラミックス素材のシート面における前記凹部が形成されるべき部位に、凸型部材による押圧で窪みを設けておくことにより形成されていることを特徴とするものである。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an ink jet head according to the first aspect, wherein the actuator is formed by stacking piezoelectric ceramic material sheets and integrating them by firing. The concave portion is formed by providing a depression by pressing with a convex member in a portion where the concave portion is to be formed in the sheet surface of the piezoelectric ceramic material before firing. It is a feature.

また、請求項7に記載の発明におけるインクジェットヘッドの製造方法は、請求項1から4のいずれかに記載のインクジェットヘッドにおいて、前記アクチュエータは、圧電セラミックス素材のシートを積層し焼成により一体化して形成された圧電アクチュエータであり、前記凹部は、焼成前の圧電セラミックス素材のシート面における前記凹部が形成されるべき部位に、樹脂材料をパターン形成し、前記焼成によって前記樹脂材料を除去させて形成されていることを特徴とするものである。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an ink jet head manufacturing method according to the first aspect, wherein the actuator is formed by stacking piezoelectric ceramic material sheets and integrating them by firing. The concave portion is formed by patterning a resin material on a portion where the concave portion is to be formed on the sheet surface of the piezoelectric ceramic material before firing, and removing the resin material by the firing. It is characterized by that.

請求項1に記載の発明によれば、圧力室の一端におけるインクの流れに直角な断面積を広げるようアクチュエータ側に凹部を設けて、この屈曲する部分の内部空間が広げられているから、連通孔から圧力室へインクが略直角に屈曲しながら流れ込むときに、気泡が通過し易くなる。その結果、仮に前記屈曲部分で引っ掛かった気泡が大きく成長していても、メンテナンス時に、気泡をインクとともにノズルから強制的に排出するようなパージ処理を行うと、気泡は容易に圧力室側に流れて外部に排出されるので、インクの吐出不良を未然に防止できる。   According to the first aspect of the present invention, the concave portion is provided on the actuator side so as to widen the cross-sectional area perpendicular to the ink flow at one end of the pressure chamber, and the internal space of the bent portion is widened. When the ink flows from the hole to the pressure chamber while bending at a substantially right angle, the bubbles easily pass. As a result, even if the bubbles caught in the bent portion grow large, if a purge process is performed to forcibly discharge the bubbles from the nozzle together with the ink during maintenance, the bubbles will easily flow to the pressure chamber side. Therefore, it is possible to prevent ink ejection failure.

また、凹部はアクチュエータ側に設けられているので、連通孔や圧力室の設計形状を変更することなく、前記屈曲部分の内部空間を広げることができる。   Further, since the recess is provided on the actuator side, the internal space of the bent portion can be expanded without changing the design shape of the communication hole and the pressure chamber.

請求項2に記載の発明によれば、キャビティユニットは、それぞれにインク流通路が形成された複数のプレートが積層されているから、複雑で微細な形状のインク流通路を内部に有するキャビティユニットを容易に且つ薄型に構成することができる。   According to the second aspect of the present invention, since the cavity unit is formed by laminating a plurality of plates each having an ink flow path formed therein, the cavity unit having a complicated and finely shaped ink flow path therein. It can be easily and thinly configured.

請求項3に記載の発明によれば、連通孔から圧力室へインクが流入する前記屈曲部分では、屈曲の前後で断面積が小さくなるうえに、その断面形状もさらに扁平さを増すので、インク中で球形をなす気泡は、連通孔から圧力室へ極めて流入し難い構造となっているが、請求項1に記載したように凹部を設けることによって、前記連通孔及び圧力室の形状を変えなくても、気泡を圧力室へ流入し易くすることができる。   According to the third aspect of the present invention, at the bent portion where the ink flows into the pressure chamber from the communication hole, the cross-sectional area decreases before and after the bending, and the cross-sectional shape further increases the flatness. The spherical bubbles in the structure have a structure that hardly flows into the pressure chamber from the communication hole. However, by providing the recess as described in claim 1, the shape of the communication hole and the pressure chamber is not changed. However, it is possible to make it easier for the bubbles to flow into the pressure chamber.

請求項4に記載の発明によれば、凹部の内側が球面形状であるから、気泡が凹部の内側で引っ掛かり難くなるという効果を奏する。   According to invention of Claim 4, since the inner side of a recessed part is spherical shape, there exists an effect that it becomes difficult to catch a bubble inside a recessed part.

請求項5に記載の発明によれば、アクチュエータとして圧電アクチュエータを用いているから、焼成された圧電セラミックスを除去加工することで、所望の形状の凹部を簡単に形成することができる。   According to the fifth aspect of the present invention, since the piezoelectric actuator is used as the actuator, the recess having the desired shape can be easily formed by removing the fired piezoelectric ceramic.

請求項6に記載の発明によれば、アクチュエータとして、圧電セラミックス素材のシート(一般的に、グリーンシートと呼ばれるもの)を用いて圧電アクチュエータを形成しており、焼成前の圧電セラミックス素材のシートは軟質であるから、このシートに対して、窪みの押圧形成が容易にでき、所望の形状の凹部を凸型部材によって簡単に形成することができる。   According to the invention described in claim 6, the piezoelectric actuator material is formed using a piezoelectric ceramic material sheet (generally called a green sheet) as the actuator, and the piezoelectric ceramic material sheet before firing is Since it is soft, it is possible to easily press and form a depression on this sheet, and a concave portion having a desired shape can be easily formed by a convex member.

請求項7に記載の発明によれば、アクチュエータとして、圧電セラミックス素材のシート(一般的に、グリーンシートと呼ばれるもの)を用いて圧電アクチュエータを形成しており、焼成前の圧電セラミックス素材のシートにおける凹部が形成される部位に、樹脂材料をパターン形成し、樹脂材料とともに、前記圧電セラミックス素材のシートを焼成して一体化すると、焼成工程で樹脂材料が除去されるから、焼成後には前記樹脂材料のパターンが凹部となって残る。従って、凹部の形状は、樹脂材料のパターンを変えるだけで設定でき、また、樹脂材料の除去も、前記焼成工程を利用することで、特別な工程を付加せずに行うことができる。   According to the seventh aspect of the present invention, a piezoelectric actuator material is formed using a piezoelectric ceramic material sheet (generally called a green sheet) as the actuator, and the piezoelectric ceramic material sheet before firing is used. When the resin material is patterned at the site where the recess is formed, and the piezoelectric ceramic material sheet is baked and integrated together with the resin material, the resin material is removed in the firing step. The pattern remains as a recess. Therefore, the shape of the concave portion can be set only by changing the pattern of the resin material, and the resin material can be removed without using any special process by using the baking process.

以下に、本発明の基本的な実施形態を、図1〜図7を用いて説明する。   Below, basic embodiment of this invention is described using FIGS. 1-7.

図1は、本発明の実施形態によるインクジェットヘッド1におけるキャビティユニット20、圧電アクチュエータ21、及びフレキシブルフラットケーブル22の斜視図であり、複数枚のプレートからなるキャビティユニット20にプレート型の圧電アクチュエータ21が接合され、このプレート型の圧電アクチュエータ21の上面に外部機器との接続のためのフレキシブルフラットケーブル22が重ね接合されている。そして、キャビティユニット20の下面側に開口されたノズル23から、下向きにインクが吐出するものとする(図3参照)。   FIG. 1 is a perspective view of a cavity unit 20, a piezoelectric actuator 21, and a flexible flat cable 22 in an inkjet head 1 according to an embodiment of the present invention. A plate-type piezoelectric actuator 21 is provided on a cavity unit 20 composed of a plurality of plates. A flexible flat cable 22 for connection to an external device is overlapped and bonded to the upper surface of the plate-type piezoelectric actuator 21. Then, it is assumed that ink is ejected downward from the nozzle 23 opened on the lower surface side of the cavity unit 20 (see FIG. 3).

前記キャビティユニット20は、図2に示すように、ノズルプレート30、スペーサプレート31、2枚のマニホールドプレート33a、33b、サプライプレート34、ベースプレート35、及びキャビティプレート36の合計7枚の薄い板をそれぞれ接着剤にて重ね接合した構造となっている。   As shown in FIG. 2, the cavity unit 20 includes a total of seven thin plates including a nozzle plate 30, a spacer plate 31, two manifold plates 33a and 33b, a supply plate 34, a base plate 35, and a cavity plate 36. It has a structure in which it is overlapped with an adhesive.

実施形態では、各プレート30〜36は40〜150μm程度の厚さを有し、ノズルプレート30はポリイミド等の合成樹脂製で、その他のプレート31〜36は42%ニッケル合金鋼板製である。前記ノズルプレート30には、微小径(25μm程度)のインク吐出用のノズル23が微小間隔で多数個穿設されている。このノズル23は、当該ノズルプレート30における長辺方向(X方向)と平行な2列に配列されている。   In the embodiment, each of the plates 30 to 36 has a thickness of about 40 to 150 μm, the nozzle plate 30 is made of a synthetic resin such as polyimide, and the other plates 31 to 36 are made of 42% nickel alloy steel plate. The nozzle plate 30 is provided with a large number of ink discharge nozzles 23 having a minute diameter (about 25 μm) at minute intervals. The nozzles 23 are arranged in two rows parallel to the long side direction (X direction) of the nozzle plate 30.

また、前記キャビティプレート36には、図2に示すように、複数の圧力室24がキャビティプレート36の長辺(前記X方向)と平行な2列に配列されている。実施形態では、前記各圧力室24は、平面視細長形状でその長手方向がキャビティプレート36の短辺方向(Y方向)に沿うようにキャビティプレート36の板厚を貫通して穿設されている。各圧力室24の長手方向の一端24aには連通孔28が接続され、この一端24aは連通孔28及び接続流路29を介して共通インク室25と連通している。各圧力室24の長手方向の他端24bは、ベースプレート35、サプライプレート34と2枚のマニホールドプレート33a、33b、及びスペーサプレート31に穿設されている貫通路26を介して、ノズルプレート30における前記各ノズル23に連通している。   In the cavity plate 36, as shown in FIG. 2, a plurality of pressure chambers 24 are arranged in two rows parallel to the long side of the cavity plate 36 (the X direction). In the embodiment, each of the pressure chambers 24 is formed in an elongated shape in plan view and penetrates the plate thickness of the cavity plate 36 so that the longitudinal direction thereof is along the short side direction (Y direction) of the cavity plate 36. . A communication hole 28 is connected to one longitudinal end 24 a of each pressure chamber 24, and the one end 24 a communicates with the common ink chamber 25 through the communication hole 28 and the connection flow path 29. The other end 24 b in the longitudinal direction of each pressure chamber 24 is connected to the base plate 35, the supply plate 34, the two manifold plates 33 a and 33 b, and the through-passage 26 formed in the spacer plate 31. The nozzles 23 communicate with the nozzles 23.

圧力室24は、図4に示すように、幅寸法W、深さ寸法Dを有しているが、前述したようにキャビティプレート36の板厚を貫通して形成されているので、圧力室24の深さ寸法Dは、キャビティプレート36の厚み寸法T1と同じである。圧力室24のインクの流れに直角な断面積S1は、前記幅寸法W、深さ寸法Dで決定される(図4及び図5(a)参照)。圧力室24は、インクに大きな吐出圧力を与えるためにはアクチュエータの動作に伴う断面積の変化率を大きくする必要があり、W>Dの関係に設定され、具体的には、幅寸法Wは、ほぼ250μm〜300μm、深さ寸法Dは、ほぼ40μm〜60μmである。   As shown in FIG. 4, the pressure chamber 24 has a width dimension W and a depth dimension D. As described above, the pressure chamber 24 is formed through the thickness of the cavity plate 36. The depth dimension D of the cavity plate 36 is the same as the thickness dimension T 1 of the cavity plate 36. The cross-sectional area S1 perpendicular to the ink flow in the pressure chamber 24 is determined by the width dimension W and the depth dimension D (see FIGS. 4 and 5A). The pressure chamber 24 needs to have a large change rate of the cross-sectional area accompanying the operation of the actuator in order to give a large discharge pressure to the ink, and is set to a relationship of W> D. Specifically, the width dimension W is , Approximately 250 μm to 300 μm, and the depth dimension D is approximately 40 μm to 60 μm.

キャビティプレート36の下面に隣接するベースプレート35には、各圧力室24の一端24aに接続する連通孔28がそれぞれ穿設されており、連通孔28では、アクチュエータ21に向かうようにインクが流れる。ベースプレート35は、キャビティユニット全体に剛性を与えるために、キャビティプレート36よりも厚いプレート(厚み寸法T2)であることが好ましい。連通孔28は、その厚さT2に対して小さいものを穿設することが困難なので、その厚さ程度の直径2Rを有するものとなる。具体的には、厚み寸法T2および直径2Rは、ともにほぼ100μm〜150μmである。連通孔28は、図4に示すように、半径Rの平面視円形状で、インクの流れに直角な断面積がS2に形成されている。断面積S2は、圧力室24の一端24aの断面積S1よりも大きく形成されている。   The base plate 35 adjacent to the lower surface of the cavity plate 36 has a communication hole 28 connected to one end 24 a of each pressure chamber 24, and ink flows toward the actuator 21 in the communication hole 28. The base plate 35 is preferably a plate (thickness dimension T2) thicker than the cavity plate 36 in order to give rigidity to the entire cavity unit. Since it is difficult to drill the communication hole 28 smaller than the thickness T2, the communication hole 28 has a diameter 2R of the thickness. Specifically, the thickness dimension T2 and the diameter 2R are both approximately 100 μm to 150 μm. As shown in FIG. 4, the communication hole 28 has a circular shape in a plan view with a radius R, and a cross-sectional area perpendicular to the ink flow is formed in S2. The cross-sectional area S2 is formed larger than the cross-sectional area S1 of the one end 24a of the pressure chamber 24.

ベースプレート35の下面に隣接するサプライプレート34には、共通インク室25から前記各圧力室24へインクを供給するための接続流路29が設けられる。そして各接続流路29には、共通インク室25からインクが入る入口孔と、連通孔28と対向して開口する出口孔と、入口孔と出口孔との間にあって、接続流路29中で最も大きな流路抵抗となるように断面積を小さくして形成された絞り部とが備えられている。接続流路29の一端は共通インク室25に、他端は連通孔28を介して圧力室24にそれぞれ連通している。この絞り部は、ノズル23からインクを吐出させるために、圧力室24が吐出圧力を受けたときに、共通インク室25側へのインクの後退を防止し、効率よくインクをノズル23側に前進させるために設けたものである。   The supply plate 34 adjacent to the lower surface of the base plate 35 is provided with a connection channel 29 for supplying ink from the common ink chamber 25 to the pressure chambers 24. Each connection channel 29 includes an inlet hole into which ink enters from the common ink chamber 25, an outlet hole that opens to face the communication hole 28, and an inlet hole and an outlet hole. And a throttle portion formed with a reduced cross-sectional area so as to have the largest flow path resistance. One end of the connection channel 29 communicates with the common ink chamber 25, and the other end communicates with the pressure chamber 24 through the communication hole 28. In order to discharge ink from the nozzle 23, the throttle portion prevents the ink from moving backward toward the common ink chamber 25 when the pressure chamber 24 receives discharge pressure, and efficiently advances the ink toward the nozzle 23. It is provided to make it happen.

2枚のマニホールドプレート33a,33bには、その長辺方向(X方向)に沿って長い2つの共通インク室25が前記ノズル23の各列に沿って延びるように板厚を貫通して形成されている。すなわち、図2及び図3に示すように、2枚のマニホールドプレート33a、33bを積層し、かつその上面をサプライプレート34にて覆い、下面をスペーサプレート31にて覆うことにより、合計2つの共通インク室(マニホールド室)25が形成される。各共通インク室25は、各プレートの積層方向から平面視したときに、前記圧力室24の一部と重なって圧力室24の列方向(ノズル23の列方向)に沿って長く延びている。   The two manifold plates 33a and 33b are formed with two common ink chambers 25 extending through the plate thickness so as to extend along each row of the nozzles 23 along the long side direction (X direction). ing. That is, as shown in FIGS. 2 and 3, two manifold plates 33a and 33b are stacked, and the upper surface thereof is covered with the supply plate 34, and the lower surface is covered with the spacer plate 31, so that a total of two common plates are used. An ink chamber (manifold chamber) 25 is formed. Each common ink chamber 25 overlaps with a part of the pressure chamber 24 and extends in the row direction of the pressure chambers 24 (row direction of the nozzles 23) when viewed in plan from the stacking direction of the plates.

また、図2に示すように、キャビティプレート36、ベースプレート35、及びサプライプレート34の一方の短辺側の端部には、上下の位置を対応させて、それぞれ2つのインク供給口40が穿設されている。インク供給源からのインクが、これらインク供給口40から共通インク室25の一端部に連通するようになっている。また、インク供給口40には、フィルタ体40aが接着剤等で貼着されている。   In addition, as shown in FIG. 2, two ink supply ports 40 are formed in the end portions on one short side of the cavity plate 36, the base plate 35, and the supply plate 34 so as to correspond to the upper and lower positions. Has been. Ink from the ink supply source communicates with the one end portion of the common ink chamber 25 from these ink supply ports 40. In addition, a filter body 40a is attached to the ink supply port 40 with an adhesive or the like.

キャビティユニット20におけるインク流通路では、インクは、インク供給口40から共通インク室25に供給された後、図3に示すように、サプライプレート34の接続流路29及びベースプレート35の連通孔28を経由して各圧力室24に分配供給される。そして、インクは各圧力室24内から前記貫通路26を通って、その圧力室24に対応するノズル23に至るという構成になっている。   In the ink flow path in the cavity unit 20, after ink is supplied from the ink supply port 40 to the common ink chamber 25, as shown in FIG. 3, the ink flows through the connection flow path 29 of the supply plate 34 and the communication hole 28 of the base plate 35. The pressure is distributed and supplied to each pressure chamber 24. Then, the ink passes through the through passage 26 from each pressure chamber 24 and reaches the nozzle 23 corresponding to the pressure chamber 24.

一方、前記圧電アクチュエータ21には、特開平4−341853号公報等に開示された公知のものと同様に、全ての圧力室24にわたる大きさを有する扁平形状で且つその扁平な方向と直交する方向に積層される複数のセラミックス層と、この複数のセラミックス層の扁平な方向の面上に配置される複数の電極層とが備えられている。ここでは、セラミックス粉末、バインダ、溶剤を混合したものを1枚の厚さが30μm程度になるように扁平に成形した圧電セラミックス素材のシート(グリーンシート)の複数枚のうち適数枚のシート面に導電性ペーストで電極層を印刷法等によって形成し、その複数枚のグリーンシートを積層して焼成することで、圧電アクチュエータ21を形成している。これにより、各グリーンシートは、焼結体のセラミックス層となる。   On the other hand, the piezoelectric actuator 21 has a flat shape having a size extending over all the pressure chambers 24 and a direction perpendicular to the flat direction, similar to the known one disclosed in JP-A-4-341853. And a plurality of electrode layers disposed on the flat surface of the plurality of ceramic layers. Here, an appropriate number of sheet surfaces among a plurality of piezoelectric ceramic material sheets (green sheets) formed by mixing ceramic powder, binder and solvent into a flat shape so that the thickness of each sheet is about 30 μm. The piezoelectric actuator 21 is formed by forming an electrode layer with a conductive paste on the substrate by a printing method or the like, and laminating and firing the plurality of green sheets. Thereby, each green sheet becomes a ceramic layer of a sintered body.

電極層としては、圧力室24毎に形成される個別電極の電極層と、複数の圧力室24に跨って形成されるコモン電極の電極層とがセラミックス層の積層方向に対をなす駆動用電極の層と、最上面に配置されフレキシブルフラットケーブル22と電気的に接続される表面電極46の層とが設けられている(図1参照)。このように電極層が設けられた圧電アクチュエータ21では、公知のように個別電極とコモン電極との間に高電圧を印加することで、両電極に挟まれたセラミックス層の部分が分極され、活性部として形成される。   As the electrode layer, an electrode layer for each electrode formed for each pressure chamber 24 and an electrode layer for a common electrode formed across the plurality of pressure chambers 24 make a pair in the stacking direction of the ceramic layers. And a layer of a surface electrode 46 disposed on the uppermost surface and electrically connected to the flexible flat cable 22 (see FIG. 1). In the piezoelectric actuator 21 provided with the electrode layer in this manner, as is well known, by applying a high voltage between the individual electrode and the common electrode, the portion of the ceramic layer sandwiched between the two electrodes is polarized and activated. Formed as part.

このように形成された圧電アクチュエータ21は、個別電極を圧力室24に対応させて各圧力室24を覆ってキャビティプレート36上に固着される。個別電極とコモン電極との間に駆動電圧を選択的に印加することで、両電極に挟まれたセラミックス層の部分が変形して、圧力室24に容積変化を生じさせる。その結果、圧力室内のインクに吐出圧力を与え、インクをノズル23から吐出させる。   The piezoelectric actuator 21 thus formed is fixed on the cavity plate 36 so as to cover the pressure chambers 24 with the individual electrodes corresponding to the pressure chambers 24. By selectively applying a drive voltage between the individual electrode and the common electrode, a portion of the ceramic layer sandwiched between the two electrodes is deformed to cause a volume change in the pressure chamber 24. As a result, a discharge pressure is applied to the ink in the pressure chamber, and the ink is discharged from the nozzle 23.

圧電アクチュエータ21には、前記圧力室24の一端24aにおけるインクの流れ方向に略直角な方向の断面積S1を広げるように、圧力室24毎に、連通孔28と対向する圧電アクチュエータの面に凹部50が形成されている(図5(a)(b)及び、図6(c)参照)。この凹部50は、平面視(各プレートの広幅面と直角な方向)において連通孔28の上端開口部よりも大きく形成され、圧力室24の底面と一部重なって他端24b側へ向け連通孔28からはみ出して形成されている。凹部50の天井面は、圧力室24の他端24b側へ向け連続的あるいは段階的に下降する形状に形成され、連通孔28の断面積S2から圧力室24の一端24aをへて他端24b側へ向かうインク流に直角な断面積が急激に変化することのないようにしている。この実施形態では、凹部50は、球面の一部となっており、凹部50は圧電アクチュエータ21の内部の電極に干渉しない位置に設けられている。   In the piezoelectric actuator 21, a recess is formed in the surface of the piezoelectric actuator facing the communication hole 28 for each pressure chamber 24 so as to widen the cross-sectional area S <b> 1 in the direction substantially perpendicular to the ink flow direction at the one end 24 a of the pressure chamber 24. 50 is formed (see FIGS. 5A and 5B and FIG. 6C). The recess 50 is formed larger than the upper end opening of the communication hole 28 in plan view (in a direction perpendicular to the wide surface of each plate), and partially overlaps the bottom surface of the pressure chamber 24 toward the other end 24b. It is formed so as to protrude from 28. The ceiling surface of the recess 50 is formed in a shape that descends continuously or stepwise toward the other end 24b side of the pressure chamber 24. The other end 24b extends from the cross-sectional area S2 of the communication hole 28 to the one end 24a of the pressure chamber 24. The cross-sectional area perpendicular to the ink flow toward the side is prevented from changing suddenly. In this embodiment, the recess 50 is a part of a spherical surface, and the recess 50 is provided at a position where it does not interfere with the electrode inside the piezoelectric actuator 21.

この凹部50の製造方法としては、前述した圧電アクチュエータ21が、圧電セラミックス素材のシートを積層して焼成し一体形成された後に、図7(a)に示すように、焼結体のセラミックスの前記凹部50が形成されるべき部位を、除去加工して形成することができる。加工方法として、レーザ加工あるいは超音波加工等が適用できる。図7(a)では、超音波加工用の工具53を、セラミックス層の表面に当接させている状態を模式的に図示している。   As the manufacturing method of the recess 50, the piezoelectric actuator 21 described above is formed by integrally laminating and firing piezoelectric ceramic material sheets, and then, as shown in FIG. The portion where the recess 50 is to be formed can be formed by removing. As a processing method, laser processing or ultrasonic processing can be applied. FIG. 7A schematically shows a state in which the ultrasonic processing tool 53 is in contact with the surface of the ceramic layer.

凹部50の他の製造方法としては、図7(b)に示すように、圧電アクチュエータ21が焼成される前であって、圧電セラミックス素材のグリーンシート54を積層した状態(シート面が柔らかい状態)において、凸型部材51で押圧して窪みを設け、その後に焼成することで、圧電アクチュエータ21に凹部50を形成してもよい。   As another manufacturing method of the recess 50, as shown in FIG. 7B, the piezoelectric actuator 21 is fired and the green sheets 54 of the piezoelectric ceramic material are laminated (the sheet surface is soft). In this case, the concave portion 50 may be formed in the piezoelectric actuator 21 by pressing the convex member 51 to provide a depression and then firing the depression.

凹部50のさらに他の製造方法としては、図7(c)に示すように、前述と同様の、圧電アクチュエータ21が焼成される前であって、圧電セラミックス素材のグリーンシート54を積層した状態(シート面が柔らかい状態)において、樹脂材料52の略球状のパターンを押圧しながら形成し、その後にこの樹脂材料52を除去して製造してもよい。グリーンシート54は柔らかいので、樹脂材料52をパターン形成する際に押圧することで、簡単に窪みを作り、同時にこの窪みに樹脂材料52を埋設させることができる。樹脂材料52の蒸発温度は、一般的に、グリーンシート54の焼成温度よりも低いので、積層されたグリーンシート54を焼成して一体化し圧電アクチュエータ21を形成する工程で、樹脂材料52は蒸発により除去され、前記窪みが凹部50として残る。この方法では、樹脂材料52の除去にグリーンシート54の焼成工程を利用しているから、特別な除去工程を付加する必要がない。   As another manufacturing method of the recess 50, as shown in FIG. 7 (c), the piezoelectric actuator 21 is fired and the piezoelectric ceramic material green sheets 54 are laminated as described above (see FIG. 7C). In a state where the sheet surface is soft), a substantially spherical pattern of the resin material 52 may be formed while being pressed, and then the resin material 52 may be removed for manufacturing. Since the green sheet 54 is soft, a depression can be easily formed by pressing the resin material 52 when forming a pattern, and at the same time, the resin material 52 can be embedded in the depression. Since the evaporation temperature of the resin material 52 is generally lower than the baking temperature of the green sheet 54, the resin material 52 is evaporated by the process of baking and integrating the stacked green sheets 54 to form the piezoelectric actuator 21. The recess is removed and the recess 50 remains. In this method, since the firing process of the green sheet 54 is used to remove the resin material 52, it is not necessary to add a special removal process.

このように構成されたインクジェットヘッド1では、前述のように圧力室24に流れ込むインクは、連通孔28を上昇して圧電アクチュエータ21に当たって略直角に向きを変え、圧力室24の一端24aから圧力室24の他端に向けて流れる。このとき、圧力室24の一端24aの断面積S1は、連通孔28の断面積S2よりも小さく、かつ圧力室の深さ寸法Dが連通孔28の直径2Rよりも十分に小さいから、連通孔28の内側で気泡が、深さ寸法Dよりも大きく成長すると、凹部50を設けない従来の状態では、気泡は、連通孔28の内壁に内接した状態で留まり、そのまま安定的に保たれるので、圧力室24への流入が困難となり、パージ処理に際して大きな圧力をかけても、排出することができない。   In the ink jet head 1 configured as described above, the ink flowing into the pressure chamber 24 ascends the communication hole 28, hits the piezoelectric actuator 21, and changes its direction at a substantially right angle. It flows toward the other end of 24. At this time, the cross-sectional area S1 of the one end 24a of the pressure chamber 24 is smaller than the cross-sectional area S2 of the communication hole 28, and the depth dimension D of the pressure chamber is sufficiently smaller than the diameter 2R of the communication hole 28. When the bubble grows larger than the depth dimension D inside 28, in the conventional state where the recess 50 is not provided, the bubble remains inscribed in the inner wall of the communication hole 28 and is maintained stably as it is. Therefore, it becomes difficult to flow into the pressure chamber 24, and even if a large pressure is applied during the purge process, it cannot be discharged.

しかしながら、本実施形態では、圧力室24の一端24aに対応する圧電アクチュエータ21の部位に凹部50が形成されている。従って、連通孔28から圧力室24へインクが屈曲して流れ込む部位において、断面積の急激な変化が緩和されることと、さらに、凹部50の天井面が、圧力室24の一端24aの断面積をすぼめるように下降していることで、気泡が連通孔28から圧力室24へ変形しながら流れ込み易くなって、パージ処理によってインクが吸引(あるいは加圧)されると、気泡はインク流とともに速やかに圧力室24及び貫通路26を経てノズル23から外部に排出されるのである。   However, in the present embodiment, the recess 50 is formed in the portion of the piezoelectric actuator 21 corresponding to the one end 24 a of the pressure chamber 24. Therefore, a rapid change in the cross-sectional area is mitigated at a portion where the ink bends and flows from the communication hole 28 to the pressure chamber 24, and the ceiling surface of the recess 50 is further cross-sectional area of the one end 24 a of the pressure chamber 24. When the ink is sucked (or pressurized) by the purge process, the bubbles are brought together with the ink flow. It is quickly discharged from the nozzle 23 through the pressure chamber 24 and the through passage 26.

上記実施形態では、インクジェットヘッドを、ノズル23が下に向くように水平に配置し、連通孔28から鉛直上方に気泡が浮上する場合について説明したが、ノズル23が横向きあるいは上向きになるようにインクジェットヘッドを配置した場合でも、パージ処理によってインクが吸引(あるいは加圧)されると、同様にインクや気泡は流れるので、同じ効果が得られる。   In the above embodiment, the case where the inkjet head is disposed horizontally so that the nozzle 23 faces downward and bubbles rise vertically upward from the communication hole 28 has been described. Even in the case where the head is arranged, if ink is sucked (or pressurized) by the purge process, the same effect can be obtained because ink and bubbles flow in the same manner.

このように、本実施形態では凹部50を設けることで、インクに含まれる気泡を確実且つ簡単に排出できるので、ノズルからの吐出不良を未然に防ぐことができる。また、気泡を簡単に、即ち短時間で排出できるので、パージ処理において気泡とともに吐出されるインク量を抑制でき、インクの無駄な消費を防止できる。さらに、パージ処理に用いるポンプの圧力も低減できるため、ポンプの能力を低くして部品コストの削減も可能となる。   As described above, in the present embodiment, by providing the recess 50, the bubbles contained in the ink can be surely and easily discharged, so that ejection failure from the nozzle can be prevented in advance. Further, since the bubbles can be discharged easily, that is, in a short time, the amount of ink ejected together with the bubbles in the purge process can be suppressed, and wasteful consumption of ink can be prevented. Furthermore, since the pressure of the pump used for the purging process can be reduced, the pump capacity can be lowered and the cost of parts can be reduced.

特に、本実施形態のように、キャビティユニット20のプレートが金属製の場合には、インク流通路を構成するための凹所や貫通穴等は、ウエットエッチング法で加工されることが多い。ウエットエッチング法では、エッチングがプレートの板厚方向と同じ速度でプレートの面方向にも進行するから、板厚よりも小さい内径の凹所や貫通穴等の加工は極めて困難である。そのため、キャビティユニット20全体の剛性を高めるために、連通孔28が形成されているベースプレート35の板厚T2を厚くすると、連通孔28の半径R及び断面積S2も大きくならざるを得ない。一方、圧力室24を有するキャビティティプレート36は、アクチュエータの動作に伴う圧力室24の断面積の変化率を大きくするために板厚T1が薄くなり、圧力室24でのインクの流れに直角な断面は、扁平な形状となる。従って、これらの理由から、連通孔28から圧力室の一端24aにかけて、略直角に曲がりながら、断面積が小さく且つ扁平に形成されてしまうことになるが、本発明のように、圧電アクチュエータ21側に凹部50を設けることで、圧力室24や連通孔28の設計形状を変更しなくても、気泡の除去を容易に行うことができるようになるのである。   In particular, as in the present embodiment, when the plate of the cavity unit 20 is made of metal, the recesses and through holes for forming the ink flow path are often processed by a wet etching method. In the wet etching method, since etching proceeds in the plate surface direction at the same speed as the plate thickness direction, it is extremely difficult to process a recess or a through hole having an inner diameter smaller than the plate thickness. Therefore, if the thickness T2 of the base plate 35 in which the communication hole 28 is formed is increased in order to increase the rigidity of the entire cavity unit 20, the radius R and the cross-sectional area S2 of the communication hole 28 must be increased. On the other hand, in the cavity plate 36 having the pressure chamber 24, the plate thickness T1 is reduced in order to increase the change rate of the cross-sectional area of the pressure chamber 24 due to the operation of the actuator, and is perpendicular to the ink flow in the pressure chamber 24. The cross section has a flat shape. Therefore, for these reasons, from the communication hole 28 to the one end 24a of the pressure chamber, the cross-sectional area is small and flat while bending at a substantially right angle. However, as in the present invention, the piezoelectric actuator 21 side By providing the recess 50 in the air bubble, it is possible to easily remove bubbles without changing the design shape of the pressure chamber 24 and the communication hole 28.

上記実施形態では、アクチュエータとして圧電式のものを例示したが、連通孔と対向する位置に凹部50を形成できるアクチュエータであればよく、静電気など他の駆動方式のものにも適用することができる。   In the above embodiment, a piezoelectric actuator is exemplified, but any actuator that can form the recess 50 at a position facing the communication hole may be used, and the actuator can be applied to other driving systems such as static electricity.

本発明の実施形態のインクジェットヘッドの斜視図である。1 is a perspective view of an inkjet head according to an embodiment of the present invention. インクジェットヘッドの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of an inkjet head. 図1のIII −III 線矢視断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III in FIG. 1. キャビティユニットの要部の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the principal part of a cavity unit. (a)はキャビティユニットの要部の縦断面図、(b)は圧電アクチュエータの下面図である。(A) is a longitudinal cross-sectional view of the principal part of a cavity unit, (b) is a bottom view of a piezoelectric actuator. (a)は図5(a)のVIa−VIa線拡大断面図、(b)は連通孔の模式的平面図、(c)は図5(a)のVIc−VIc線拡大断面図である。(A) is the VIa-VIa line expanded sectional view of Fig.5 (a), (b) is a typical top view of a communicating hole, (c) is the VIc-VIc line expanded sectional view of Fig.5 (a). (a)は凹部を超音波加工する状態を示す模式図、(b)は凹部を凸型部材で形成する状態を示す模式図、(c)は凹部を樹脂材料のパターンで形成する状態を示す模式図である。(A) is a schematic diagram showing a state in which the concave portion is ultrasonically processed, (b) is a schematic diagram showing a state in which the concave portion is formed with a convex member, and (c) shows a state in which the concave portion is formed with a resin material pattern. It is a schematic diagram. (a)(b)及び(c)は従来のキャビティユニットのインクの流れを示す模式図である。(A) (b) And (c) is a schematic diagram which shows the flow of the ink of the conventional cavity unit.

符号の説明Explanation of symbols

1 インクジェットヘッド
20 キャビティユニット
21 圧電アクチュエータ
22 フレキシブルフラットケーブル
23 ノズル
24 圧力室
24a 一端部
24b 他端部
25 共通インク室
26 貫通路
28 連通孔
29 接続流路
30 ノズルプレート
35 ベースプレート
36 キャビティプレート
50 凹部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inkjet head 20 Cavity unit 21 Piezoelectric actuator 22 Flexible flat cable 23 Nozzle 24 Pressure chamber 24a One end part 24b Other end part 25 Common ink chamber 26 Through-passage 28 Communication hole 29 Connection flow path 30 Nozzle plate 35 Base plate 36 Cavity plate 50 Recessed part

Claims (7)

インクを吐出する複数のノズル毎に対応して設けられた圧力室と、複数の圧力室にインクを分配するための共通インク室と、この共通インク室と前記圧力室とを接続する連通孔とが形成されているキャビティユニットと、このキャビティユニットに前記圧力室の一側を覆って装着されて前記圧力室に充填されたインクに吐出圧力を与えるアクチュエータとを備え、
前記圧力室は前記連通孔と接続する一端から前記ノズルと接続する他端へ向け前記アクチュエータに沿ってインクを流すように形成され、且つ前記連通孔は前記圧力室でのインクの流れ方向と略直角でかつ前記アクチュエータと対向する方向に開口形成されて、前記連通孔を経たインクが前記圧力室の一端にて流れる方向を略直角に屈曲させるように構成されているインクジェットヘッドであって、
前記連通孔に対応する前記アクチュエータの部位には、前記圧力室の一端におけるインクの流れに直角な方向の断面積を広げるように、前記圧力室毎に凹部が形成されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
A pressure chamber provided corresponding to each of a plurality of nozzles for discharging ink, a common ink chamber for distributing ink to the plurality of pressure chambers, and a communication hole connecting the common ink chamber and the pressure chamber A cavity unit, and an actuator that is attached to the cavity unit so as to cover one side of the pressure chamber and applies discharge pressure to the ink filled in the pressure chamber.
The pressure chamber is formed to flow ink along the actuator from one end connected to the communication hole to the other end connected to the nozzle, and the communication hole is substantially the same as the direction of ink flow in the pressure chamber. An ink jet head that is formed at a right angle and in a direction facing the actuator, and is configured to bend the direction in which the ink passing through the communication hole flows at one end of the pressure chamber at a substantially right angle,
A concave portion is formed for each pressure chamber so as to widen a cross-sectional area in a direction perpendicular to the ink flow at one end of the pressure chamber at a portion of the actuator corresponding to the communication hole. Inkjet head.
前記キャビティユニットは、前記圧力室を形成するプレート、前記連通孔を形成するプレート、前記共通インク室を形成するプレートを積層して形成され、前記アクチュエータは、前記圧力室を形成するプレートに、前記連通孔を形成するプレートとは反対側に積層されていることを特徴とする請求項1に記載のインクジェットヘッド。   The cavity unit is formed by stacking a plate that forms the pressure chamber, a plate that forms the communication hole, and a plate that forms the common ink chamber, and the actuator is formed on the plate that forms the pressure chamber. 2. The ink jet head according to claim 1, wherein the ink jet head is laminated on a side opposite to a plate forming the communication hole. インクの流れに直角な方向の断面のうち、前記圧力室の一端の断面が前記連通孔の断面よりも、断面積が小さく且つ扁平に形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のインクジェットヘッド。   The cross section of one end of the pressure chamber out of the cross section perpendicular to the ink flow is smaller than the cross section of the communication hole, and is formed flat. The inkjet head as described. 前記アクチュエータに形成された凹部は、その内側が曲面形状に形成されていることを特徴とする請求項1または2記載のインクジェットヘッド。   The inkjet head according to claim 1, wherein the concave portion formed in the actuator is formed in a curved shape on the inside. 請求項1から4のいずれかに記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記アクチュエータは、圧電セラミックス素材を焼成して形成された圧電アクチュエータであり、前記凹部は、焼成後の圧電アクチュエータにおける圧電セラミックスを除去加工して形成されていることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
The inkjet head according to any one of claims 1 to 4,
The method of manufacturing an ink jet head, wherein the actuator is a piezoelectric actuator formed by firing a piezoelectric ceramic material, and the recess is formed by removing the piezoelectric ceramic from the fired piezoelectric actuator. .
請求項1から4のいずれかに記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記アクチュエータは、圧電セラミックス素材のシートを積層し焼成により一体化して形成された圧電アクチュエータであり、前記凹部は、焼成前の圧電セラミックス素材のシート面における前記凹部が形成されるべき部位に、凸型部材による押圧で窪みを設けておくことにより形成されていることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
The inkjet head according to any one of claims 1 to 4,
The actuator is a piezoelectric actuator formed by laminating sheets of piezoelectric ceramic material and integrated by firing, and the concave portion is convex to a portion where the concave portion is to be formed in the sheet surface of the piezoelectric ceramic material before firing. A method for manufacturing an ink jet head, characterized in that the ink jet head is formed by providing depressions by pressing with a mold member.
請求項1から4のいずれかに記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記アクチュエータは、圧電セラミックス素材のシートを積層し焼成により一体化して形成された圧電アクチュエータであり、前記凹部は、焼成前の圧電セラミックス素材のシート面における前記凹部が形成されるべき部位に、樹脂材料をパターン形成し、前記焼成によって前記樹脂材料を除去させて形成されていることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
The inkjet head according to any one of claims 1 to 4,
The actuator is a piezoelectric actuator formed by laminating sheets of piezoelectric ceramic material and integrated by firing, and the concave portion is formed of a resin in a portion where the concave portion is to be formed on the sheet surface of the piezoelectric ceramic material before firing. A method of manufacturing an ink-jet head, comprising forming a pattern of a material and removing the resin material by baking.
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