JP2007125798A - Inkjet head - Google Patents

Inkjet head

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JP2007125798A
JP2007125798A JP2005320717A JP2005320717A JP2007125798A JP 2007125798 A JP2007125798 A JP 2007125798A JP 2005320717 A JP2005320717 A JP 2005320717A JP 2005320717 A JP2005320717 A JP 2005320717A JP 2007125798 A JP2007125798 A JP 2007125798A
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Akira Iriguchi
明 入口
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Brother Ind Ltd
ブラザー工業株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, e.g. INK-JET PRINTERS, THERMAL PRINTERS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201Structure of print heads with piezoelectric elements
    • B41J2002/14306Flow passage between manifold and chamber

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily and surely carry out removal of bubbles that stay at a bending part in the constitution where ink flows bending nearly perpendicularly from a communication hole of a cavity unit into a pressure chamber. <P>SOLUTION: The pressure chamber 24 covered with an actuator 21 is formed to flow the ink from one end 24a connected with the communication hole 28 towards the other end 24b connected with a nozzle 23. Moreover, the communication hole 28 is formed opened in a nearly perpendicular direction to a flow direction of the ink in the pressure chamber 24 to one end of the pressure chamber 24. A cross section of the one end 24a of the pressure chamber among cross sections nearly perpendicular to the ink flow in the pressure chamber 24 is made flat with a depth in a center axis O direction of the communication hole 28 smaller than a width in a nearly perpendicular direction to the direction. An end 28d opened in the one end 24a of the pressure chamber 24 of the communication hole 28 is formed to make one of dimensions in the nearly perpendicular direction to the center axis O almost equal to a depth 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に関するものである。 The present invention relates to an ink jet head, in particular, it relates to an ink jet head having a cavity configured units to supply ink through the communication hole into the pressure chamber for receiving the discharge pressure.

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 head is being promoted miniaturization, the present applicant also, for example, as disclosed in Patent Document 1, a plurality of plates thin cavity unit having an ink flow passage within the ink jet head by formed by stacking, thereby achieving thinning of the entire head.

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。 The plurality of plates of the cavity unit, the plate having a plurality of nozzles are bored, the plate in which the pressure chambers are formed for each nozzle, a common ink chamber for storing temporarily ink supplied from an ink supply source is formed plates, and communication holes (Patent in Document 1 and the communication passage 38) plates or the like are formed is provided for dispensing ink in the common ink chamber to the pressure chamber. 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。 The actuator giving the discharge pressure to the ink filled in the pressure chamber is laminated 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。 In such a thin cavity unit, by effectively utilizing the thickness of the entire cavity unit, in order to secure the ink flow passages necessary for the discharge in the inside of the cavity unit of the ink flow path, the plate laminating direction of the ( or allowed to penetrate in the thickness direction), and constitutes with or extend parallel to the surface direction of each plate. 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。 Specifically, the pressure chamber for receiving a discharge pressure from the actuator, the rear side plate of the actuator facing the nozzle plate on the front side, the intermediate plate in the stacking direction of the common ink chamber, and arranged there. そして、インクは、共通インク室に供給されたのち、図12(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。 The ink is then supplied to the common ink chamber, as is schematically shown in FIG. 12 (a), end 24a of the pressure chamber 24 proceeds to the communicating hole 28 along the stacking direction of the plates reached, the direction of flow at one end 24a of the pressure chamber 24 substantially perpendicularly bent, along the surface of the actuator 21 advances to the other end 24b of the pressure chamber 24, again in the other end 24b, the direction of flow at a substantially right angle It is bent, and is configured to reach the nozzle provided on the front side of the cavity unit.
特開2005−41047号公報(図4及び図5参照) JP 2005-41047 JP (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吸引またはインク供給源側から押すなどしてインクを強制的に加圧して、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。 Incidentally, in the ink jet head, the bubbles in the ink inside the cavity unit is mixed, to cause ink discharge failure, the ink forced to be such as pressing ink from the suction or ink supply source side from the nozzle side of the cavity unit pressurized, maintenance for discharging bubbles together with the ink (purge process) 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。 However, as mentioned above, when being configured to substantially right angle bend the ink flow passage, the bubbles are stagnated in the bent portion, growth in large bubbles coalesce with the air bubbles coming from the later bubble stagnant easy to. 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12(c)の平面図においてW)が大きく、深さ(図12(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。 In particular, the pressure chamber, in order to provide greater discharge pressure to the ink, it is necessary to increase the rate of change in cross-sectional area due to the operation of the actuator, the actuator facing the width (W in the plan view of FIG. 12 (c)) is large, it is preferable that flat cross section is smaller depth (vertical direction in FIG. 12 (a)). 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。 Further, plate communicating hole is formed in order to provide rigidity to the entire cavity unit is preferably thicker plate than the plate to form a pressure chamber, is bored a small communication hole with respect to its thickness since it is difficult, the communication hole is assumed to have a diameter of approximately the thickness. このため、図12(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。 Therefore, as shown in FIG. 12 (b), because the bubbles A grown larger at the inside of the communication hole 28 is spherical, hardly enter the pressure chamber 24 of smaller depth than the diameter of the bubbles, the pressure chamber resulting in stagnation in the ceiling surface of 24. その結果、アクチュエータにより圧力室24内のインクに付与した圧力が気泡に吸収されてしまい、ノズルから吐出するための圧力が不足し吐出不良を生じることになる。 As a result, the pressure was applied to the ink in the pressure chamber 24 is absorbed by the bubble by the actuator, the pressure for ejecting from the nozzle will be insufficient resulting in defective discharge.

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12(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を押し出すことができない。 In order to remove the air bubbles, it is necessary to perform the purge process to create a flow from the communication hole 28 under pressure to the pressure chamber 24 to the ink, the width of the pressure chamber 24 as shown in FIG. 12 (c) since W is sufficiently larger than the diameter L of the communicating hole 28, the flow of the ink by the purge process escapes in the width direction of the pressure chamber 24, it is impossible to push the bubbles a. 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排出や、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。 Thus, Without the purge process toward the ink a large pressure of extent of deforming the spherical shape of the bubbles A into a flat shape, can not be reliably remove air bubbles, waste emissions and a ink accompanying the purging process, increase in the size of the pump for the purge process also there is a problem that the Shorai.

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の提供を課題とするものである。 The present invention is to solve the above problems, the pressure chamber from the communicating hole of the cavity unit, in which is configured to flow into while bent substantially at a right angle inks, removal of air bubbles accumulated in the bent portion the it is an object of the present invention to provide an inkjet head that can easily and surely be.

前記課題を解決するために、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、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の一端に対してその圧力室でのインクの流れ方向と略直角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 In order to solve the above problems, an ink jet head in a first aspect of the present invention, a pressure chamber provided in correspondence to each of a plurality of nozzles for ejecting ink, for distributing ink to the pressure chambers comprising a common ink chamber, a cavity unit and the communication holes are formed for coupling the common ink chamber and the pressure chamber, and an actuator providing a discharge pressure to the ink filled in the pressure chamber, said pressure chamber from said one end that communicates with the communication hole is formed so as to flow the ink toward the other end connected to said nozzle, and said communication hole substantially the flow direction of the ink at the pressure chamber with respect to one end of the pressure chamber perpendicularly is opened and formed, an ink jet head where the ink having passed through the communication hole is configured to substantially right angle bend the flow direction at one end of the pressure chamber 前記圧力室におけるインクの流れに略直角な断面のうち、前記圧力室の一端の断面は、前記連通孔の中心軸線方向の厚さがそれと略直角方向の幅よりも小さい扁平に形成され、前記連通孔における前記圧力室の一端に開口する端部は、前記中心軸線と略直角方向の寸法の1つを前記圧力室の深さとほぼ等しくなるように形成されていることを特徴とするものである。 Among the substantially perpendicular section to the flow of the ink in the pressure chamber, the cross-section of one end of the pressure chamber, the central axis direction of the thickness of the communicating hole is formed therewith substantially less than a right angle width flat, the end opening into one end of the pressure chamber in the communication hole, characterized in that it is formed to be substantially equal to one dimension of said central axis and substantially perpendicular to the depth of the pressure chamber is there.

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。 Further, an invention according to claim 2, in the ink-jet head according to claim 1, wherein the cavity unit, the plate forming the pressure chamber, the plates forming the communication hole, to form the common ink chamber plate is formed by laminating, the actuator, the plate forming the pressure chamber, the plate forming the communication hole is characterized in that it is laminated on the opposite side.

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、前記連通孔は、前記圧力室の一端に開口する端部に比し、それよりも上流側において断面積が大きい形状であり、前記圧力室の一端に開口する端部が、前記中心軸線と略直角方向の寸法の1つを前記圧力室の深さとほぼ等しくなるように形成されていることを特徴とするものである。 Further, the invention according to claim 3, the cross-sectional area in the ink jet head according to claim 1 or 2, wherein the communication hole, compared with the end portion opening into one end of the pressure chamber, the upstream side thereof and wherein the is a great shape, the end portion opening into one end of the pressure chamber is formed with one dimension of said central axis and substantially perpendicular so as to be substantially equal to the depth of the pressure chamber it is intended to.

また、請求項4に記載の発明は、請求項2に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記連通孔を形成するプレートは、前記積層方向に重ねられた複数のプレートからなり、その複数のプレートのうち少なくとも前記圧力室側のプレートに、前記中心軸線と略直角方向の寸法が前記圧力室の深さとほぼ等しい大きさの前記連通孔が形成されていることを特徴とするものである。 Further, the invention according to claim 4, in the ink-jet head according to claim 2, plate forming the communication hole comprises a plurality of plates stacked in the stacking direction, at least one of the plurality of plates the plates of the pressure chamber side, in which the dimensions of the central axis substantially perpendicular direction, characterized in that it is formed substantially equal in size the communication hole between the depth of the pressure chamber.

また、請求項5に記載の発明は、請求項2に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記連通孔の、前記圧力室の一端に開口する端部は、その圧力室のインク流れ方向と平行な方向において前記圧力室の深さとほぼ等しい大きさであり、それと略直角な方向においてそれよりも大きいことを特徴とするものである。 The invention described in Claim 5 is an ink jet head according to claim 2, of the communication hole, the end portion opening into one end of the pressure chamber, the ink flows parallel to the direction of the pressure chamber wherein a substantially equal to the depth of the pressure chamber, the same is characterized in that the greater than in a substantially perpendicular direction.

また、請求項6に記載の発明は、請求項2に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記圧力室を形成するプレートは、前記連通孔の一部を覆って連通孔の残りの部分が前記圧力室の一端に開口する状態で、前記連通孔を形成するプレートに積層されていることを特徴とするものである。 The invention of claim 6 is an ink jet head according to claim 2, the plate forming the pressure chamber, the rest of the communication hole over a portion of the communication hole of the pressure chamber in a state of opening at one end, and it is characterized in that it is laminated to a plate forming the communication hole.

また、請求項7に記載の発明は、請求項1から6のいずれかに記載のインクジェットヘッドにおいて、前記圧力室の一端における断面の縦横比は0.4以下であることを特徴とするものである。 The invention described in Claim 7 is an ink jet head according to any one of claims 1 to 6, the aspect ratio of the cross section of one end of the pressure chamber is characterized in that less than 0.4 is there.

また、請求項8に記載の発明は、請求項2に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記連通孔を形成するプレートは、前記圧力室を形成するプレートよりも前記積層方向において厚いことを特徴とするものである。 The invention according to claim 8, in the ink-jet head according to claim 2, the plate forming the communication hole, which is characterized in that thick in the lamination direction than a plate forming the pressure chamber it is.

請求項1に記載の発明によれば、圧力室の一端に開口する連通孔の端部は、連通孔の中心軸線と略直角方向の寸法の1つを圧力室の深さとほぼ等しくなるように形成されているから、連通孔から圧力室に流入する気泡は、圧力室の深さ寸法とほぼ等しいかそれよりも小さい寸法を有しており、すみやかに圧力室に入り込むことができる。 According to the invention described in claim 1, the end portion of the communicating hole which opens at one end of the pressure chamber, one of the central axis substantially perpendicular dimension of the communication hole so as to be substantially equal to the depth of the pressure chamber from being formed, the bubbles flowing from the communicating hole to the pressure chamber has a substantially equal to or smaller than that between the depth of the pressure chambers, it is possible to quickly enter the pressure chamber. その結果、気泡が圧力室の一端において停滞することを少なくし、パージ処理において比較的小さな圧力をインクに付与することで気泡をインクとともにさらに下流側に流して外部へ排出することが可能となる。 As a result, less that bubbles stagnant at one end of the pressure chamber, it can be discharged to the outside further flowed downstream bubbles together with the ink by imparting a relatively small pressure to the ink in the purge process .

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 invention described in claim 2, the cavity unit, since a plurality of plates ink circulation path is formed in each of which is laminated, a cavity unit having an ink flow path complicated minute shape within easily and can be formed thin.

請求項3に記載の発明によれば、連通孔は、圧力室の一端に開口する端部に比べて、それよりも上流側において断面積が大きい形状であり、換言すれば、連通孔はインクの前進する方向に沿ってその端面積が小さくなっているから、連通孔を通るインクは連通孔の前記端部にて最も流速が高められ、気泡の排出が促進される。 According to the invention described in claim 3, the communicating hole, as compared to the end which is open at one end of the pressure chamber has a shape in cross-sectional area greater in the upstream side thereof, in other words, the communication hole of the ink since the end area along the direction of advance is small, the ink passing through the communication hole and most flow velocity is increased at the end of the communication hole, the discharge of bubbles is promoted.

請求項4に記載の発明によれば、連通孔を形成するプレートを複数のプレートで構成しているから、キャビティユニット全体としての剛性を高めることができる。 According to the invention described in claim 4, because they constitute a plate forming a communicating hole in a plurality of plates, it is possible to increase the rigidity of the entire cavity unit. しかもプレートにその板厚よりも小さい直径の孔を穿設することは困難であるため、板厚の厚いプレートに、圧力室の深さとほぼ等しい程度の小さい直径の連通孔を形成することは困難であるが、前述したように、連通孔を形成するプレートを複数にすることにより少なくとも圧力室側のプレートに圧力室の深さとほぼ等しい寸法を有する連通孔を形成することが可能となる。 Moreover, since the plate it is difficult to drilled holes of smaller diameter than the plate thickness, the plate thickness thick plate, is difficult to form a communicating hole of small diameter of extent approximately equal to the depth of the pressure chamber although, it is possible to form a communicating hole having a substantially equal size and depth of the pressure chamber, in the plate of at least the pressure chamber side by a plurality of plates that form a communication hole as described above.

請求項5に記載の発明によれば、圧力室の一端に開口する連通孔の端部では、圧力室のインクの流れ方向と平行な方向の寸法が、圧力室の深さ寸法とほぼ等しく、且つこの寸法よりもこれと略直角な方向の寸法が大きく形成されているから、連通孔は平面視で長孔形状に形成されている。 According to the invention described in claim 5, in the end of the communication hole which is open at one end of the pressure chamber, in a direction parallel to the dimension and direction of flow of the ink in the pressure chamber is substantially equal to the depth of the pressure chamber, and since the dimensions of the substantially perpendicular direction thereto than the dimension is larger, the communication hole is formed in a long hole shape in plan view. 従って、連通孔から圧力室の一端への扁平率の差が小さくなり、気泡が圧力室の一端において停滞することが少なくなって圧力室を経て外部へ排出されやすい。 Thus, the difference in aspect ratio from the communication hole to the one end of the pressure chamber decreases, easily discharged to the outside via the pressure chamber becomes smaller that bubbles stagnant at one end of the pressure chamber. また、球形の気泡に対して連通孔が長孔形状であるから、気泡が連通孔に停滞しようとしても、インク流路を確保することができるという効果を奏する。 Further, since the communication hole with respect to the bubble spherical is a long hole shape, an effect that bubbles even trying stagnation communication hole, it is possible to secure the ink flow path.

請求項6に記載の発明によれば、連通孔の一部が圧力室を形成するプレートで覆われるから、連通孔が、厚いプレートに比較的大きな内径を有して穿設されていても、圧力室の一端に対する連通孔の開口を実質的に小さくすることができる。 According to the invention described in claim 6, since a portion of the communicating hole is covered with a plate which forms a pressure chamber, communication hole, be drilled with a relatively large inner diameter thick plate, it can be substantially smaller opening of the communicating hole for one end of the pressure chamber.

請求項7に記載の発明によれば、圧力室の一端における断面が、その縦横比が0.4以下となる扁平性の高いものであり、アクチュエータの動作による圧力室の容積変化率を大きくすることができる。 According to the invention described in claim 7, the cross-section at one end of the pressure chamber, the aspect ratio is as high a flat property as a 0.4 or less, to increase the volume change rate of the pressure chamber by operation of the actuator be able to. さらに圧力室の一端に開口する連通孔の端部の寸法に、圧力室の断面の短手側の寸法と略等しい寸法を設けているから、気泡を停滞させることなく圧力室側に押し流すことが可能となる。 Furthermore the dimensions of the end portion of the communicating hole which opens at one end of the pressure chamber, since there is provided a substantially equal size as the short side dimension of the cross section of the pressure chamber, can sweep away the pressure chamber side without stagnant bubbles It can become.

請求項8に記載の発明によれば、アクチュエータの動作による圧力室の容積変化率を大きくするため、圧力室を形成するプレートは薄くなり、また圧力室は開口面積が大きいため、圧力室を形成するプレートは剛性が低くなりがちであるが、連通孔を形成するプレートを圧力室を形成するプレートよりも積層方向に厚くすることにより、積層方向全体としての剛性を高めることが可能となる。 According to the invention described in claim 8, in order to increase the volume change rate of the pressure chamber by the operation of the actuator, the plate forming the pressure chamber becomes thinner, and because the pressure chamber has a large opening area, forming a pressure chamber to While plates tend rigidity is lowered, by increasing in the stacking direction than the plate forming a pressure chamber plate forming the communication hole, it becomes possible to increase the rigidity of the entire stacking direction.

以下に、本発明の第1実施形態を、図1〜図5を用いて説明する。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

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。 1, the cavity unit 20 in the inkjet head 1 according to an embodiment of the present invention, the piezoelectric actuator 21, and a perspective view of a flexible flat cable 22, the piezoelectric actuator 21 of the plate-type cavity unit 20 composed of a plurality of plates are joined, the flexible flat cable 22 for connection with an external device on the upper surface of the piezoelectric actuator 21 of the plate type is lap joint. 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)。 Then, from the nozzles 23 opened in the lower surface of the cavity unit 20, the ink is assumed to be discharged downward (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。 The cavity unit 20, as shown in FIG. 2, the nozzle plate 30, spacer plate 31,2 manifold plates 33a, 33b, a supply plate 34, a base plate 35, and the sum of the cavity plate 36 seven thin plates, respectively has a bonded structure overlaid 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。 In embodiments, each of the plates 30-36 has a thickness of about 40 to 150, the nozzle plate 30 is made of synthetic resin such as polyimide, other plates 31 to 36 are made of 42% nickel alloy steel plate. 前記ノズルプレート30には、微小径(20μm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。 Wherein the nozzle plate 30, nozzle 23 for ejecting ink of small diameter (about 20 [mu] m) are large number bored at fine intervals. 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。 The nozzle 23 is 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。 Further, the cavity plate 36, as shown in FIG. 2, a plurality of pressure chambers 24 are arranged in two rows parallel to the long sides (the X direction) of the cavity plate 36. 実施形態では、前記各圧力室24は、図3及び図4に示すように、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。 In embodiments, each of the pressure chambers 24, as shown in FIGS. 3 and 4, the plate of the cavity plate 36 such that its longitudinal direction in plan view elongated along the short side direction of the cavity plate 36 (Y-direction) the thickness through is bored. 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。 The longitudinal end 24a of each of the pressure chambers 24 communicating hole 28 is connected, one end 24a communicates with the common ink chamber 25 through the communication hole 28 and the connecting channel 29. 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。 The other longitudinal end 24b of the pressure chamber 24, the base plate 35, through the supply plate 34 and the two manifold plates 33a, 33b, and a through passage 26 which is formed in the spacer plate 31, the nozzle plate 30 It communicates with the respective nozzle 23.

圧力室24は、図4に示すように、深さ寸法Dと、この深さ方向と略直角な方向で且つインクの流れにも略直角な方向に幅寸法Wを有している。 The pressure chamber 24, as shown in FIG. 4 has a depth D, and width W substantially perpendicular direction to the flow of and the ink in the depth direction substantially perpendicular. 圧力室24の深さ寸法Dは、後述する連通孔28の中心軸線O方向と平行な方向の厚さであり、前述したように圧力室24は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、キャビティプレート36の厚み寸法T1と同じである。 Depth D of the pressure chamber 24 is the central axis thickness of the O direction parallel to the direction of the communication hole 28 to be described later, the pressure chamber 24 as described above is formed through the thickness of the cavity plate 36 since it is the same as the thickness T1 of the cavity plate 36. 圧力室24のインクの流れに直角な断面積は、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)。 Perpendicular cross-sectional area to the flow of the ink in the pressure chamber 24, the width W, is determined by the depth D (see FIGS. 4 and Figure 5 (a)). 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。 The pressure chamber 24 in order to provide a large discharge pressure to the ink, it is necessary to increase the rate of change in cross-sectional area due to the operation of the actuator, is set to satisfy the relationship of W> D, specifically, the width W is almost 250Myuemu~300myuemu, depth D is approximately 40Myuemu~60myuemu. そのため圧力室24の断面はインクの流れに略直角な方向に長い扁平形状に形成されており(図5(c)参照)、詳細には、縦横比(D/W)が0.4以下(好ましくはほぼ0.2)の扁平性の高い形状になっている。 Therefore the pressure chamber 24 section is formed in a long flat shape in substantially perpendicular direction to the flow of ink (see FIG. 5 (c)), in particular, the aspect ratio (D / W) is 0.4 or less ( preferably it has a flat highly shape of approximately 0.2).

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が圧力室24毎に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(図2及び図3参照)。 The base plate 35 adjacent to the lower surface of the cavity plate 36, a communication hole 28 connected to one end 24a of each of the pressure chambers 24 are respectively bored for each pressure chamber 24, the communication holes 28, so as to be directed to the actuator 21 ink flows (see FIGS. 2 and 3). 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であることが好ましいが、その厚さよりも小さい直径の連通孔28を穿設することは困難である。 The base plate 35 in order to provide rigidity to the entire cavity unit is preferably a thicker plate than the cavity plate 36, it is difficult to bored communication hole 28 of smaller diameter than its thickness.

この第1実施形態では、ベースプレート35を2枚のベースプレート35a、35b(キャビティプレート36に近い側から順に符号35a、35bと付す)を積層する構成とし、ベースプレート35a、35bの1枚当たりの板厚を薄くして、これら2枚を合わせた板厚が厚く(ほぼ100μm〜150μm)なるようにしてベースプレート35全体の剛性を確保している。 In the first embodiment, the base plate 35 two base plates 35a, 35b is configured to be stacked (the side closer to the cavity plate 36 symbols 35a in this order, subjecting a 35b), and the thickness per sheet of the base plate 35a, 35b the thinned, these plate thickness is thick the combined two in the (approximately 100Myuemu~150myuemu) made as to ensure the rigidity of the entire base plate 35. 連通孔28は、2枚のベースプレート35a、35bにそれぞれ穿設された孔(個別には順に連通孔28a、28bと付す)を、インクの流れる方向に重ねて構成されている(図4及び図5(a)参照)。 Communication holes 28, two of the base plate 35a, (turn the communication hole 28a, attached with 28b to individual) and is configured to overlap in a direction of flow of ink (FIGS. 4 and each drilled holes 35b 5 (a) see).

連通孔28a、28bは、いずれも円柱形状(積層方向からの平面視で円形状)を有し、中心軸線Oに対して同心円状で且つインクの前進する方向に沿って段階的に断面積(内径)が小さくなるように配置されており、連通孔28bの断面積は、連通孔28aの断面積の1.5倍以上になっている。 Communication holes 28a, 28b may each have a (circular shape in plan view from the stacking direction) cylindrical shape, stepwise cross sectional area along the direction and progress of the ink in concentric to the central axis O ( internal diameter) are arranged such that smaller cross-sectional area of ​​the communication hole 28b is equal to or greater than 1.5 times the cross-sectional area of ​​the communication hole 28a. すなわち、連通孔28aの内径Laと、連通孔28bの内径Lbとは、La<Lbの関係となっており、圧力室24の一端24aに開口する連通孔28の端部28dは、連通孔28aの内径Laを直径とする円形であって(図5(d)参照)、この寸法Laが圧力室24の深さ寸法Dとほぼ等しくなっている(La≒D)。 That is, the inner diameter La of the communication hole 28a, and the inner diameter Lb of the communication hole 28b, has a relation of La <Lb, the end 28d of the communication hole 28 which is open at one end 24a of the pressure chamber 24, communication hole 28a a circular to an inner diameter La diameter (see FIG. 5 (d)), this dimension La is substantially equal to the depth D of the pressure chamber 24 (La ≒ D).

2枚のベースプレート35a、35bを合わせた厚み寸法は、キャビティプレート36の厚み寸法T1よりも厚いが、そのうち特にベースプレート35aは、圧力室24の深さDと同程度の内径の小さい連通孔28aを穿設するため、キャビティプレート36の厚み寸法T1とほぼ同じかそれよりも小さい厚み寸法を有し、薄いプレートになっている。 Two base plates 35a, thickness of the combined 35b is thicker than the thickness T1 of the cavity plate 36, of which in particular the base plate 35a, a small communication hole 28a of the depth D and the same degree of the inner diameter of the pressure chamber 24 for drilling, it has approximately the same or smaller thickness than the thickness dimension T1 of the cavity plate 36, which is a thin plate.

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。 The supply plate 34 adjacent to the lower surface of the base plate 35, connecting channel 29 for supplying ink to the respective pressure chambers 24 from the common ink chamber 25 is provided. 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。 And in each connection channel 29, an inlet hole ink enters from the common ink chamber 25, facing the outlet hole and the communication hole 28, there between the inlet port and the outlet port, the largest flow in the connecting channel 29 a diaphragm portion formed by reducing the cross-sectional area so that the road resistance is provided. 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。 At one end the common ink chamber 25 of the connecting channel 29, the other end is in communication respectively with the pressure chamber 24 through the communicating hole 28. 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 narrowed portion, in order to eject ink from the nozzle 23, when the pressure chamber 24 receives the discharge pressure, to prevent retraction of the ink to the common ink chamber 25 side, effectively advancing the ink to the nozzle 23 side it is provided in order to. なお、絞り部を有する接続流路29に代えて連通孔28で所定の流路抵抗が得られるならば、単純な円柱形状の連通孔28のみで構成してもよい。 Incidentally, if the predetermined flow resistance is obtained in the communicating hole 28 instead of the connecting passage 29 having a throttle portion may be formed only in the communicating hole 28 of a simple cylindrical shape.

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。 Two manifold plates 33a, the 33b, formed through the plate thickness to the long side direction (X direction) two common ink chamber 25 longer along the extending along each column of the nozzles 23 ing. 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。 That is, as shown in FIGS. 2 and 3, two manifold plates 33a, 33b are stacked, and covering the upper surface thereof at the supply plate 34, by covering the lower surface with the spacer plate 31, a total of two common ink chambers (manifold chambers) 25 are formed. 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。 Each common ink chamber 25, when viewed in plan from the stacking direction of the plates, and extending long in the column direction (column direction of the nozzle 23) of the pressure chamber 24 overlaps a portion of the pressure chamber 24.

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。 Further, as shown in FIG. 2, a cavity plate 36, the one end portion of the short side of the base plate 35 and supply plate 34, the upper and lower position in correspondence, each of the two ink supply ports 40 are bored It is. 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の一端部に供給されるようになっている。 Ink from the ink supply source, are supplied from these ink supply ports 40 at one end of the common ink chamber 25. 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。 Further, the ink supply port 40, the filter body 40a is adhered 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。 The ink circulation path in the cavity unit 20, the ink after being supplied to the common ink chamber 25 from the ink supply port 40, as shown in FIG. 3, the connecting channel 29 and the communicating hole 28 of the base plate 35 of the supply plate 34 It is distributed and supplied via the respective pressure chambers 24. 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。 The ink passes through the through-passage 26 from the pressure chamber 24 has a configuration that to 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。 On the other hand, the piezoelectric actuator 21, similar to the known ones disclosed in Japanese Patent Laid-Open 4-341853 discloses such a direction and orthogonal to the flat direction flat shape having a size over all of the pressure chamber 24 a plurality of ceramic layers, and a plurality of electrode layers disposed on the flat direction of the surface of the plurality of ceramic layers are provided to be stacked on. 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。 Here, the ceramic powder, the binder, the number of sheets surface suitable among the plurality of piezoelectric ceramic material thickness of one sheet obtained by mixing a solvent was formed as flattened is about 30μm sheet (green sheet) the electrode layer is formed by a printing method or the like with a conductive paste and fired by laminating the plurality of green sheets to form a piezoelectric actuator 21. 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。 As a result, each green sheet is a ceramic layer of the 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)。 As the electrode layer, and the electrode layers of the individual electrode formed for each pressure chamber 24, the driving electrode and the electrode layer of the common electrode formed over the plurality of pressure chambers 24 are paired in the stacking direction of the ceramic layer a layer of a layer of the surface electrode 46 connected is disposed on the top surface to the flexible flat cable 22 electrically is provided (see Figure 1). 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。 In the piezoelectric actuator 21 thus electrode layer is provided, by applying a high voltage between the known way the individual electrodes and the common electrode, the portion of the ceramic layer sandwiched both electrodes are polarized, activated It is formed as a 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。 The piezoelectric actuator 21 that is formed in this manner is fixed on the cavity plate 36 to cover the respective pressure chambers 24 so as to correspond to the pressure chambers 24 and the individual electrode. 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。 By selectively applying a drive voltage between the individual electrodes and the common electrode, and deformed portion of the ceramic layer sandwiched the electrodes, causing a volume change in the pressure chamber 24. 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。 As a result, given the discharge pressure to the ink in the pressure chamber to eject ink from the nozzles 23.

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24bに向けて流れる。 In such ink-jet head 1 configured, ink flowing into the pressure chamber 24 as described above, changing the substantially right angle direction against the piezoelectric actuator 21 to raise the communication hole 28, the pressure chambers from one end 24a of the pressure chamber 24 It flows toward the other end 24b of 24. 仮に、「発明が解決しようとする課題」の項で説明したように、連通孔28全体が、圧力室24の深さDよりも、十分に大きい内径を有する円柱形に形成されている場合には、連通孔28内で深さDよりも大きく成長した気泡は、パージ処理の圧力によっても圧力室24の扁平な形状に沿うように変形しにくいので、気泡排出に長時間を要してインクを無駄に吐出させたりすることになる。 If, as described in the section "Problems to be Solved by the Invention", when the entire communication hole 28 than the depth D of the pressure chamber 24, which is formed in a cylindrical shape having a sufficiently large inner diameter the air bubbles that have grown larger than the depth D in the communication hole 28, the deformation hardly along the flat shape of the pressure chamber 24 by the pressure of the purge process, a long time is required for bubble discharging ink It will be or to waste discharged.

しかしながら、第1実施形態では、インクの流れに略直角な断面のうち、圧力室24の一端24aの断面は深さ寸法Dが幅寸法Wよりも小さい扁平形状であるが、この圧力室24の一端24aに接続する連通孔28は、その内径が、圧力室24に近づくにつれて段階的に小径となるように形成され、且つ圧力室24の一端24aに接続する端部28dが、圧力室24の深さ寸法Dと略等しい内径Laに形成されている。 However, in the first embodiment, among the approximately cross-section perpendicular to the flow of the ink, although the cross section depth D of the end 24a of the pressure chamber 24 is less flat shape than the width W, of the pressure chamber 24 communicating hole 28 connected to one end 24a, the inner diameter is formed so as to be stepwise small diameter toward the pressure chamber 24, and an end portion 28d which connects to one end 24a of the pressure chamber 24, the pressure chamber 24 It is formed substantially equal to the inner diameter La and depth D. 従って、連通孔28の内側に大きく成長した気泡が停滞していても、この気泡は、パージ処理時のインクの圧力によって圧力室24側に押されて、連通孔28の内形状に応じて、インクの流れに略直角な断面積が小さくなるように細長い形状に変形する。 Therefore, even if stagnant greatly grown bubbles inside the communication hole 28, the bubble is pushed into the pressure chamber 24 side by the pressure of the ink during the purging process, in accordance with the inner shape of the communicating hole 28, substantially perpendicular cross-sectional area to the flow of the ink is deformed into an elongated shape so as to decrease. そして、連通孔28の端部28dでは、気泡は、圧力室24の深さ寸法Dと略等しい寸法Laを有するようになる。 Then, the end portion 28d of the communication hole 28, the bubbles will have a substantially equal dimension La and depth D of the pressure chamber 24. これにより、大きな気泡であっても、圧力室24に流入する際に、圧力室24に流入し易い形状に既に変形しているので、インクとともに下流側に押し流されて外部へ排出することが可能となるのである。 Thus, even in large bubble, when flowing into the pressure chamber 24, since already deformed to easily shape flows into the pressure chamber 24, can be discharged drifted downstream to the outside together with the ink by it becomes that.

また、連通孔28では、その内径がインクの流れる方向に沿って小さくなっていることにより、徐々にインクの流速が高められ、端部28dでは最も流速が高まるから、この流速の高さも圧力室24側への気泡の流入を促進させる効果を奏する。 Further, the communication hole 28, by which the inner diameter is smaller in the direction of flow of the ink gradually ink flow rate is increased, because most flow rate in the end portion 28d is increased, the height also the pressure chamber of the flow rate the effect of promoting the inflow of air bubbles into the 24 side.

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 ink-jet ink jet head, nozzles 23 are arranged horizontally to face down, as it bubbles vertically upward from the communicating hole 28 has been described for the case of floating, the nozzle 23 is sideways or upwards even when placing the head, the ink by the purge process is pressurized, so likewise the ink or bubbles flow, the same effect can be obtained.

このように、第1実施形態では、連通孔28から圧力室24にかかる屈曲部分に、大きな気泡が停滞していても、パージ処理を行うことで、簡単に、即ち短時間で排出できるので、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。 Thus, in the first embodiment, the bent portion applied from the communication hole 28 into the pressure chamber 24, even if stagnant large bubbles, by performing the purge process, briefly, that it is possible to discharge in a short time, can suppress the amount of ink to be ejected together with air bubbles, it can prevent wasteful consumption of ink. 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。 Furthermore, since it is possible pressure of the pump is also reduced to be used for purging, it is possible to reduce component cost by reducing the capacity of the pump.

第1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。 As in the first embodiment, when the plate of the cavity unit 20 is made of metal, such as a recess or a through hole for constituting the ink flow passage is often processed by the wet etching method. 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。 The wet etching method, since etching proceeds in the thickness direction and the plane direction of the plate at the same speed of the plate, processing such as the recess or through hole of the inner diameter smaller than the plate thickness is extremely difficult. 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の直径L(図12(c)参照)も大きくならざるを得ない。 Therefore, in order to increase the rigidity of the entire cavity unit 20, when the thickness of the plate thickness T2 of the base plate 35 that communication holes 28 are formed, the diameter L of the communicating hole 28 (see FIG. 12 (c)) is also forced to be large obtained not. 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。 On the other hand, the cavity tee plate 36 having a pressure chamber 24, the plate thickness T1 in order to increase the rate of change in cross-sectional area of ​​the pressure chamber 24 due to the operation of the actuator becomes thin, perpendicular to the flow of the ink in the pressure chamber 24 section is a flat shape. 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。 Therefore, these reasons, the period from the communication hole 28 to one end 24a of the pressure chamber, while bent in a substantially right angle, so that the cross sectional area would be small and flat form.

しかしながら、第1実施形態では、ベースプレート35を複数枚のプレートで構成し、複数のプレート全体でキャビティユニットの剛性を確保しているので、ベースプレート1枚当たりの板厚は薄くすることができる。 However, in the first embodiment, it constitutes a base plate 35 with a plurality of plates, so that to ensure the rigidity of the cavity unit across multiple plates, plate thickness per sheet base plate can be made thinner. 薄い板厚のベースプレート35には、小さい内径の孔を穿設できるので、厚い板厚のプレートでは困難であった小さい内径La(La≒D)の連通孔28aをベースプレート35aに形成して、圧力室24の一端24aに開口するように配置し、連通孔28から圧力室24に急激な断面の変化が生じないように構成することができるのである。 The base plate 35 of thin plate thickness, small because the inner diameter of the hole can be drilled, the communication hole 28a of the thicker plate thickness of the plate with a small inner diameter La was difficult (La ≒ D) formed in the base plate 35a, the pressure arranged so as to open to one end 24a of the chamber 24, it is possible to dramatic changes in the cross-section from the communication hole 28 into the pressure chamber 24 is configured so as not to cause.

なお、圧力室24の他端24bから貫通路26にインクが流れる際にも、インクは略直角に曲がる構造となっているが、この屈曲部分ではインクが流れるに従って、インクの流れに直交する断面の扁平性が低減し且つ面積も増すことになるので、気泡は速やかに下流に流れることができる。 Even when the ink flows through the through passage 26 from the other end 24b of the pressure chambers 24, the ink has a structure in which substantially bends at a right angle, in accordance with ink flows in the bent portion, perpendicular to the flow of the ink section since it becomes possible to increase the flat resistance reduced and the area of ​​the bubble can flow quickly downstream.

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、圧電式に限定するものではなく、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 has been mentioned as piezoelectric as an actuator is not limited to piezoelectric, it may be applied to others of the driving system such as static electricity.

本発明は、上記第1実施形態だけでなく、様々な形態に応用させることができる。 The present invention is not only the first embodiment can be applied to various forms. 以下に、他の実施形態について図面を用いて説明する。 It will be described below with reference to the drawings other embodiments. 第1実施形態と同じ構成には同一符号を付して詳細な説明を省略する。 The same elements as in the first embodiment will not be described in detail denoted by the same reference numerals.

第2実施形態の連通孔28は、図6に示すように、第1実施形態と同様の、内径Laを有する連通孔28aとこの連通孔28aより大きな内径を有する連通孔28bとが連続的に構成された連通孔28を、1枚のベースプレート35に形成した形態である。 Communicating hole 28 of the second embodiment, as shown in FIG. 6, similar to the first embodiment, the communication hole 28b and is continuously having communication holes 28a and inner diameter larger than the communicating hole 28a having an inner diameter La the configured communication holes 28, in the form which is formed on one base plate 35. 連通孔28aは、ベースプレート35の板厚に対して、圧力室24の深さDとほぼ同じかそれよりも小さい深さ寸法を有し、連通孔28bは、ベースプレート35の板厚のその残りの深さ寸法をそれぞれ有しており、ベースプレート35の表裏面からそれぞれ加工することで形成することができる。 Communication hole 28a, to the plate thickness of the base plate 35, has substantially the same or smaller depth than the depth D of the pressure chamber 24, the communication hole 28b, the remaining of the plate thickness of the base plate 35 It has a depth, respectively, can be formed by processing each of the front and back surfaces of the base plate 35.

また、図7(a)及び図7(b)に示す第3実施形態の連通孔28のように、2枚のベースプレート35a、35bにいずれも内径Laを有する連通孔28a、28bを穿設して積層方向に重ねた形態でもよい。 Further, as shown in FIGS. 7 (a) and the third embodiment of the communicating hole 28 shown in FIG. 7 (b), 2 sheets of the base plate 35a, a communication hole 28a having both an inner diameter La to 35b, and bored 28b or in a form superimposed on the stacking direction Te. ベースプレート全体の厚さが内径Laに対して2倍を超える場合は、3枚以上のベースプレートを積層することもあり得る。 If the thickness of the entire base plate is more than 2 times the inner diameter La, it may be laminated three or more of the base plate.

第4実施形態の連通孔28は、図8(a)及び図8(b)に示すように、ベースプレート35に形成した連通孔28の一部をキャビティプレート36で覆い、連通孔28の残りの部分が、圧力室24の一端24aに開口する端部28dとした形態であり、端部28dの開口面積における短手方向の長さ寸法Laが圧力室24の深さ寸法Dとほぼ等しくなるように、キャビティプレート35で連通孔28を覆っている。 Communicating hole 28 of the fourth embodiment, as shown in FIG. 8 (a) and 8 (b), covers a portion of the communicating hole 28 formed in the base plate 35 in the cavity plate 36, the remainder of the communication hole 28 moiety, in the form in which the end portion 28d which opens at one end 24a of the pressure chamber 24, so that the length La in the lateral direction of the opening area of ​​the end portion 28d is substantially equal to the depth D of the pressure chamber 24 to and covers the communicating hole 28 in the cavity plate 35. これにより、ベースプレート35の板厚が厚く、連通孔28の内径が圧力室の深さ寸法Dよりも大きくても、端部28dにおける圧力室24への開口端が、短手方向の長さ寸法Laが圧力室24の深さ寸法Dとほぼ等しい扁平形状となり、連通孔から圧力室の一端への扁平率の差が小さくなって、気泡が圧力室の一端において停滞することが少なくなって圧力室を経て外部へ排出されやすい。 Thus, the thickness of the base plate 35 is thick, even larger than the depth D of the inner diameter pressure chamber of the communication hole 28, the open end of the pressure chamber 24 at the end 28d, the lateral direction length La is substantially equal flat shape and depth D of the pressure chamber 24, the difference in aspect ratio from the communication hole to the one end of the pressure chamber is decreased, so less that bubbles stagnant at one end of the pressure chamber pressure likely to be discharged to the outside through the chamber. また、球形の気泡に対して連通孔が長孔形状であるから、気泡が連通孔に停滞しようとしても、インク流路を確保することができる。 Further, since the communication hole with respect to the bubble spherical is a long hole shape, even bubbles trying stagnation communication hole, it is possible to secure the ink flow path.

第5実施形態の連通孔28は、図9(a)及び図9(b)に示すように、ベースプレート35に平面視楕円形状に形成された形態であり、楕円形状の、圧力室24のインクの流れ方向と平行な方向の寸法Laが圧力室の厚さDと略等しく、Laと略直角な方向の寸法がLaよりも大きくなるようにしている。 Communication holes 28 of the fifth embodiment, as shown in FIG. 9 (a) and 9 (b), in the form which is formed in plan view elliptical shape to the base plate 35, the elliptical shape, the ink in the pressure chamber 24 flow direction parallel to the direction of the dimension La is substantially equal to the thickness D of the pressure chamber, the dimensions of La and substantially perpendicular direction is set to be larger than La. このように、圧力室24の一端24aに開口する連通孔28の端部28dは、必ずしも円形でなくてもよく、中心軸線と略直角方向の寸法の1つが、圧力室24の深さ寸法Dと略等しければ第4実施形態と同様の効果を奏する。 Thus, the end portion 28d of the communication hole 28 which is open at one end 24a of the pressure chamber 24 may not necessarily be circular, although one of the substantially perpendicular direction dimension and the central axis, the depth D of the pressure chamber 24 the same effects as the fourth embodiment if substantially equal when.

第6実施形態の連通孔28は、図10(a)及び図10(b)に示すように、ベースプレート35を圧力室24の長手方向において分割した2枚のベースプレート35a、35bで構成し、ベースプレート35a、35bの広幅面に直交する側面同士を対向させてサプライプレート34上に並設している。 Sixth Embodiment communicating hole 28, as shown in FIG. 10 (a) and FIG. 10 (b), the configured base plate 35 two base plates 35a divided in the longitudinal direction of the pressure chamber 24, at 35b, the base plate 35a, the side surfaces perpendicular to the wide surface of the 35b to be opposed are arranged on the supply plate 34. そして、ベースプレート35a、35bの前記側面にそれぞれ形成した切欠部28a、28bを突き合わせて連通孔28を形成している。 Then, the base plate 35a, notch 28a were formed on the side surface of the 35b, to form a communication hole 28 against the 28b. 連通孔28は、プレートの側面に形成された切欠部の組み合わせであるから、プレートの板厚を貫通する孔部として形成するよりも、開口面積を小さくして形成し易いという効果を奏する。 Communication holes 28, because it is a combination of notches formed on the side surface of the plate, rather than formed as a hole extending through the thickness of the plates, an effect of easily forming a smaller opening area. この場合、連通孔28は、平面視において円形状、長円形状のいずれにも形成することができる。 In this case, the communication hole 28 can also be formed in any in plan view a circular shape, oval shape.

また、図11(a)及び図11(b)に示す第7実施形態の連通孔28のように、ベースプレート35に、圧力室24の一端24a側の開口が内径Laを有し且つ小径側となるテーパ形状の連通孔28に穿設した形態でもよい。 Also, like the communication holes 28 of the seventh embodiment shown in FIG. 11 (a) and FIG. 11 (b), the base plate 35, and a and a small diameter side opening of the one end 24a side of the pressure chamber 24 has an inner diameter La it may be drilled to form the through hole 28 of the tapered shape composed.

さらに、図11(b)に示すように、圧力室24の一端24aの幅を、その下流側の圧力室の部分の幅Wよりも小さく、連通孔28の開口端の大きさに近い寸法にするようにしてもよい。 Furthermore, as shown in FIG. 11 (b), the width of the one end 24a of the pressure chamber 24, less than the width W of the portion of the pressure chamber on the downstream side, the size close to the size of the opening end of the communication hole 28 it may be. このようにすることにより、連通孔28から圧力室24の一端24aへ流れるインクの速い流れを、その幅の狭い一端24aでも比較的速い流れとして維持し、気泡をより効果的に下流側へ押し流すことができる。 In this way, the fast flow of ink flowing from the communicating hole 28 to one end 24a of the pressure chamber 24, and maintained as a relatively fast flow even narrower end 24a of the width, sweep away to more effectively downstream bubbles be able to. この圧力室24の一端24aの形状は、前述の他の実施形態にも適用できる。 The shape of one end 24a of the pressure chamber 24 is also applicable to other embodiments described above.

本発明は、上記実施形態に限定するものではなく、これらを変形したり組み合わせたりした形態が可能であることは言うまでもない。 The present invention is not limited to the above embodiments, it is needless to say that can form or combined or deform them.

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。 It is a perspective view of an ink jet head of 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 an exploded perspective view of an ink jet head. 図1のIII −III 線矢視断面図である。 It is a III -III sectional view taken along line of FIG. キャビティユニットの要部の分解斜視図である。 It is an exploded perspective view of the main part of the cavity unit. (a)は第1実施形態の連通孔を示す縦断面図、(b)は圧力室側から見た連通孔の平面図である。 (A) is a longitudinal sectional view showing a communicating hole of the first embodiment and is a plan view of the communication hole as seen from (b) the pressure chamber side. 第2実施形態の連通孔を示す縦断面図である。 It is a longitudinal sectional view showing a communicating hole of the second embodiment. (a)は第3実施形態の連通孔を示す縦断面図、(b)は圧力室側から見た連通孔の平面図である。 (A) is a longitudinal sectional view showing a communicating hole of the third embodiment and is a plan view of (b) is a communication hole as viewed from the pressure chamber side. (a)は第4実施形態の連通孔を示す縦断面図、(b)は圧力室側から見た連通孔の平面図である。 (A) is a longitudinal sectional view showing a communicating hole of the fourth embodiment and is a plan view of (b) is a communication hole as viewed from the pressure chamber side. (a)は第5実施形態の連通孔を示す縦断面図、(b)は圧力室側から見た連通孔の平面図である。 (A) is a longitudinal sectional view showing a communicating hole of the fifth embodiment and is a plan view of (b) is a communication hole as viewed from the pressure chamber side. (a)は第6実施形態の連通孔を示す縦断面図、(b)は圧力室側から見た連通孔の平面図である。 (A) is a longitudinal sectional view showing a communicating hole of the sixth embodiment and is a plan view of the communication hole as seen from (b) the pressure chamber side. (a)は第7実施形態の連通孔を示す縦断面図、(b)は圧力室側から見た連通孔の平面図である。 (A) is a longitudinal sectional view showing a communicating hole of the seventh embodiment and is a plan view of the communication hole as seen from (b) the pressure chamber side. (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 illustrating the flow of ink of the conventional cavity unit.

符号の説明 DESCRIPTION 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(28a、28b、28d) 連通孔28d 端部29 接続流路30 ノズルプレート35(35a、35b、35c) ベースプレート36 キャビティプレート 1 ink jet head 20 cavity unit 21 piezoelectric actuator 22 flexible flat cable 23 nozzle 24 the pressure chamber 24a one end 24b other end 25 the common ink chamber 26 through passages 28 (28a, 28b, 28d) communicating hole 28d end 29 connection channel 30 The nozzle plate 35 (35a, 35b, 35c) the base plate 36 cavity plate

Claims (8)

  1. 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、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、 A pressure chamber provided in correspondence to each of a plurality of nozzles for ejecting ink, a common ink chamber for distributing ink to the pressure chambers, and communication holes for connecting the pressure chamber and the common ink chamber includes a cavity unit which are formed over a substrate and an actuator providing a discharge pressure to the ink filled in the pressure chamber,
    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の一端に対してその圧力室でのインクの流れ方向と略直角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、 Flow of ink in the pressure chambers the pressure chamber is formed so as to flow the ink toward the other end to be connected to the nozzle from one end to be connected to the communication hole, and said communication hole with respect to one end of the pressure chamber are opened and formed in the direction substantially perpendicular to a jet head in which the ink having passed through the communication hole is configured to substantially right angle bend the flow direction at one end of the pressure chamber,
    前記圧力室におけるインクの流れに略直角な断面のうち、前記圧力室の一端の断面は、前記連通孔の中心軸線方向の深さがそれと略直角方向の幅よりも小さい扁平に形成され、 Among the substantially perpendicular section to the flow of the ink in the pressure chamber, the cross-section of one end of the pressure chamber, the central axis direction of the depth of the communication hole is formed therewith substantially less than a right angle direction of the width of the flat,
    前記連通孔における前記圧力室の一端に開口する端部は、前記中心軸線と略直角方向の寸法の1つを前記圧力室の深さとほぼ等しくなるように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。 End opening into one end of the pressure chamber in the communication hole, the ink-jet which is characterized in that it is formed to be substantially equal to one dimension of said central axis and substantially perpendicular to the depth of the pressure chamber head.
  2. 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。 Said cavity unit, the plate forming the pressure chamber, the plates forming the communication hole is formed by laminating a plate forming the common ink chamber, the actuator, the plate forming the pressure chamber, wherein the inkjet head according to claim 1, characterized in that it is laminated on the opposite side of the plate forming a communication hole.
  3. 前記連通孔は、前記圧力室の一端に開口する端部に比し、それよりも上流側において断面積が大きい形状であり、前記圧力室の一端に開口する端部が、前記中心軸線と略直角方向の寸法の1つを前記圧力室の深さとほぼ等しくなるよう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 communication hole, compared with the end portion opening into one end of the pressure chamber has a shape in cross-sectional area greater in the upstream side thereof, an end portion opening into one end of the pressure chamber, said central axis and substantially the inkjet head according to claim 1 or 2, characterized in that it is formed of one of the perpendicular dimension to be substantially equal to the depth of the pressure chamber.
  4. 前記連通孔を形成するプレートは、前記積層方向に重ねられた複数のプレートからなり、その複数のプレートのうち少なくとも前記圧力室側のプレートに、前記中心軸線と略直角方向の寸法が前記圧力室の深さとほぼ等しい大きさの前記連通孔が形成されていることを特徴とする請求項2に記載のインクジェットヘッド。 Plates forming the communication hole, said a laminated direction in a plurality of plates stacked in the plate of at least the pressure chamber side among the plurality of plates, the central axis substantially perpendicular dimension the pressure chamber the inkjet head according to claim 2, characterized in that approximately equal size the communication hole between the depth of are formed.
  5. 前記連通孔の、前記圧力室の一端に開口する端部は、その圧力室のインク流れ方向と平行な方向において前記圧力室の深さとほぼ等しい大きさであり、それと略直角な方向においてそれよりも大きいことを特徴とする請求項2に記載のインクジェットヘッド。 Of the communication hole, the end portion opening into one end of the pressure chamber is substantially equal magnitude in the ink flow direction parallel to the direction of the pressure chamber and the depth of the pressure chamber, the same than in a substantially perpendicular direction the inkjet head according to claim 2, characterized in that also large.
  6. 前記圧力室を形成するプレートは、前記連通孔の一部を覆って連通孔の残りの部分が前記圧力室の一端に開口する状態で、前記連通孔を形成するプレートに積層されていることを特徴とする請求項2に記載のインクジェットヘッド。 Plate forming the pressure chamber, that the rest of the communication hole over a portion of the communication hole in a state where an opening at one end of the pressure chamber, is laminated to a plate forming the communication hole the inkjet head according to claim 2, characterized.
  7. 前記圧力室の一端における断面の縦横比は0.4以下であることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のインクジェットヘッド。 The inkjet head according to any one of claims 1 to 6, wherein the aspect ratio of the cross-section at one end of the pressure chamber is 0.4 or less.
  8. 前記連通孔を形成するプレートは、前記圧力室を形成するプレートよりも前記積層方向において厚いことを特徴とする請求項2に記載のインクジェットヘッド。 Plates forming the communication hole, the ink-jet head according to claim 2, characterized in that thick in the lamination direction than a plate forming the pressure chamber.
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