JP2007185879A - Inkjet head and inkjet recording apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable to suppress increase in viscosity of ink and to eliminate foreign substances in all the ink delivering holes of an inkjet head. <P>SOLUTION: A vibrator 110a and a vibration absorbing element 120a are respectively equipped on an ink delivering face 30a of the inkjet head 2a and on the opposite side of the vibrator 110a in placing a plurality of nozzles 8 between them in relation to the travelling direction of a travelling wave generated. As the surroundings of the nozzles 8 are agitated by the travelling wave, and the travelling wave is absorbed by the vibration absorbing element 120a, generation of nodes of a standing wave caused by overlapping the travelling wave and a reflected wave can be prevented from occurring, so that an effect to suppress the increase in viscosity of the ink and an effect to eliminate the foreign substances can be obtained in all the nozzles 8. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ノズルからインクを吐出して画像を形成するインクジェットプリンタに関する。   The present invention relates to an ink jet printer that forms an image by ejecting ink from nozzles.

インクジェットヘッドは、インクの吐出孔である多数のノズルと、各ノズルに連通するインク流路とを有している。インク流路には、インクを吐出するための圧力を発生させる圧力室が含まれている。ノズルから印刷媒体に対して所望の量のインクを吐出することにより、印刷媒体に画像を形成することができる。   The ink jet head has a large number of nozzles that are ink ejection holes and an ink flow path that communicates with each nozzle. The ink flow path includes a pressure chamber that generates pressure for ejecting ink. An image can be formed on the printing medium by ejecting a desired amount of ink from the nozzles onto the printing medium.

このようなインクジェットヘッドにおいて、その出力速度の高速化のために、インクジェットヘッドの液滴吐出周波数が高速化され、さらに記録媒体へ吐出されたインクが瞬時に乾燥するように、乾燥性の高いインクが開発されてきた。しかしインクの乾燥性が高くなった場合に、インクが乾燥・増粘してノズルの目詰まりが発生し、その結果インクの吐出が乱れ、又は全く吐出できなくなるという吐出不良の原因となる。このような吐出不良は、インクジェットプリンタにおいてその出力休止時間が長くなれば、インクの乾燥性に関係なく同様に発生し得る。   In such an ink jet head, an ink having a high drying property is used so that the droplet discharge frequency of the ink jet head is increased in order to increase the output speed, and the ink discharged to the recording medium dries instantaneously. Has been developed. However, when the drying property of the ink becomes high, the ink is dried and thickened, and the nozzles are clogged. As a result, the ejection of the ink is disturbed, or the ejection failure becomes impossible. Such an ejection failure can occur in the same manner regardless of the drying property of the ink if the output pause time is increased in the ink jet printer.

このノズル目詰まりへの対策として、プリンタヘッドのインク吐出面にキャップを密着させてカバー内部の気体を排出し、それに伴いノズル内の増粘したインクや異物を吸引除去するといったパージ動作が行われている。しかしこのような方法でノズル内の増粘したインク、異物を確実に除去することは難しい。   As a countermeasure against this nozzle clogging, a purge operation is performed in which a cap is brought into close contact with the ink discharge surface of the printer head to discharge the gas inside the cover, and the ink and foreign matters in the nozzle are sucked and removed accordingly. ing. However, it is difficult to reliably remove the thickened ink and foreign matter in the nozzle by such a method.

また、特許文献1に開示されているノズルクリーナは、ノズル面をワイパーブレードでクリーニングし、且つ付着したインクを回収機構によって除去する。しかしながら、この技術でも、ノズル内のインクや異物の確実な除去はできない。さらに、近年はノズルが精密化しているため、特許文献1の技術ではノズルを損傷させてしまう可能性がある。   Further, the nozzle cleaner disclosed in Patent Document 1 cleans the nozzle surface with a wiper blade and removes the adhering ink by a recovery mechanism. However, even with this technique, the ink and foreign matter in the nozzle cannot be reliably removed. Furthermore, since the nozzle has been refined in recent years, the technique of Patent Document 1 may damage the nozzle.

また、特許文献2に開示されているインクジェットプリンタヘッドには、それぞれがノズルに連通した各インク流路内に超音波振動子と圧力検出子が取り付けてられており、圧力検出子がノズルの目詰まりを検出すると、検出されたノズルのみに対して、超音波振動子を励振させながらインクの射出を行って、ノズル内の増粘インクの攪拌や異物を除去する構造となっている。その構造により、吐出口付近におけるインク粘度が低下し、さらにインクが吐出されない吐出口の回復が可能となる。   In addition, in the ink jet printer head disclosed in Patent Document 2, an ultrasonic transducer and a pressure detector are attached in each ink flow path that communicates with each nozzle, and the pressure detector is the nozzle eye. When clogging is detected, only the detected nozzle is ejected while the ultrasonic vibrator is excited to agitate the thickened ink in the nozzle and remove foreign matter. With this structure, the ink viscosity in the vicinity of the ejection port is lowered, and the ejection port from which ink is not ejected can be recovered.

特開2001−205816号公報JP 2001-205816 A 特開2003−145782号公報JP 2003-145882 A

しかし、特許文献2の技術では、超音波振動子により励振されて生じた進行波と、その反射波とが重なり合って定常波が発生し、その節の部分では、振動による増粘インクの攪拌及び吐出口へ付着した異物の除去が全く行われず、吐出口付近のインク粘度の低下、及び、インクが吐出されない吐出口の回復というそれぞれの効果が得られないおそれがある。その場合、形成画像の品質が低下し、また、パージ時にインク吐出孔からインクを射出させることにより増粘インク及び異物の除去を行った場合に、大量にインクを消費してしまう。   However, in the technique of Patent Document 2, a traveling wave generated by excitation by an ultrasonic transducer and a reflected wave thereof are overlapped to generate a stationary wave, and the thickened ink is agitated and discharged by vibration at the node. There is a possibility that foreign matter adhering to the outlet is not removed at all, and the respective effects of lowering the ink viscosity near the ejection port and recovering the ejection port from which ink is not ejected may not be obtained. In this case, the quality of the formed image is deteriorated, and a large amount of ink is consumed when the thickened ink and the foreign matter are removed by ejecting the ink from the ink ejection holes at the time of purging.

本発明の目的は、すべてのインク吐出口において、吐出口付近の増粘インクの攪拌による吐出口付近におけるインク粘度の低下、及び、吐出口に付着した異物の除去によるインクが吐出されない吐出口の回復が可能となり、形成画像の品質の向上、及び、パージ時における廃インク量の低減を達成できるインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置を提供することである。   The object of the present invention is to reduce the ink viscosity in the vicinity of the ejection port by stirring the thickened ink in the vicinity of the ejection port, and in the ejection port from which ink is not ejected by removing foreign matter attached to the ejection port. It is an object of the present invention to provide an ink jet head and an ink jet recording apparatus which can be recovered and can improve the quality of a formed image and reduce the amount of waste ink during purging.

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

上記目的を達成するために、本発明によるインクジェットヘッドは、インク吐出面に形成された複数の吐出口と、前記吐出口にそれぞれ連通して形成された複数の個別インク流路とを有する流路ユニットと、前記流路ユニットに配置されており、前記流路ユニットを媒体として前記インク吐出面に沿って進行する進行波を発生する振動子と、前記流路ユニットに配置されており、前記進行波の進行方向に関して、前記複数の吐出口を挟んで前記振動子と反対側に形成された前記進行波を吸収する振動吸収子とを備えている。   In order to achieve the above object, an ink jet head according to the present invention includes a plurality of ejection ports formed on an ink ejection surface and a plurality of individual ink channels formed in communication with the ejection ports. A unit, a vibrator that is disposed in the flow path unit, generates a traveling wave that travels along the ink discharge surface using the flow path unit as a medium, and the flow path unit that is disposed in the flow path unit. A vibration absorber that absorbs the traveling wave formed on the opposite side of the vibrator with respect to the traveling direction of the wave is provided.

本発明によると、インク吐出口近傍で流路ユニットが振動するので、個別インク流路の吐出口付近の増粘したインクが攪拌される。そのために吐出口付近におけるインク粘度が低下する。また、吐出口に付着した異物が除去されることによって、インクが吐出されない吐出口の回復が可能となる。これらの結果、形成画像の品質の向上、及び、パージ時における廃インク量の低減が達成できる。   According to the present invention, since the flow path unit vibrates in the vicinity of the ink discharge port, the thickened ink near the discharge port of the individual ink flow path is agitated. For this reason, the ink viscosity in the vicinity of the ejection port is lowered. Further, by removing the foreign matter attached to the ejection port, it is possible to recover the ejection port from which ink is not ejected. As a result, it is possible to improve the quality of the formed image and reduce the amount of waste ink during purging.

さらに、振動が振動吸収子によって吸収されるので、進行波と逆方向にインク吐出面を進行する反射波が発生しない。そのため、進行波と反射波が重なり合って定常波が発生することがないので、上記のような効果が得られない定常波の節点が生じない。したがって、すべての吐出口において上記のような効果が得られるようになる。   Further, since the vibration is absorbed by the vibration absorber, a reflected wave that travels on the ink ejection surface in the direction opposite to the traveling wave is not generated. For this reason, the traveling wave and the reflected wave do not overlap to generate a standing wave, so that no stationary wave node where the above-described effect cannot be obtained does not occur. Therefore, the above effects can be obtained at all the discharge ports.

前記流路ユニットは、前記インク吐出面を有するノズルプレートを含む複数のプレートが積層されたものであり、前記振動子及び前記振動吸収子が前記インク吐出面に配置されていることが好ましい。これによると、ノズルプレートの振幅が大きくなるために、より大きなインク増粘抑制効果及び異物除去効果が得られる。   Preferably, the flow path unit is formed by stacking a plurality of plates including a nozzle plate having the ink discharge surface, and the vibrator and the vibration absorber are disposed on the ink discharge surface. According to this, since the amplitude of the nozzle plate is increased, a larger ink thickening suppressing effect and a foreign matter removing effect can be obtained.

前記振動子及び前記振動吸収子は、圧電体と前記圧電体を挟む一対の電極とを含んでいることが好ましい。これによると、振動子及び振動吸収子の構造を簡単なものとすることができる。   It is preferable that the vibrator and the vibration absorber include a piezoelectric body and a pair of electrodes that sandwich the piezoelectric body. According to this, the structure of the vibrator and the vibration absorber can be simplified.

前記振動子及び前記振動吸収子が、3以上の電極と、隣り合う前記電極間に配置された2以上の圧電体とを含んでおり、1つおきの前記電極同士がそれぞれ電気的に接続されていもよい。これによると、発生する進行波の振幅がより大きくなるために、より大きなインク増粘抑制効果及び異物除去効果が得られ、且つ効率的な進行波の吸収が可能となる。   The vibrator and the vibration absorber include three or more electrodes and two or more piezoelectric bodies arranged between the adjacent electrodes, and every other electrode is electrically connected to each other. May be. According to this, since the amplitude of the traveling wave generated becomes larger, a larger ink thickening suppressing effect and a foreign matter removing effect can be obtained, and efficient traveling wave absorption can be achieved.

複数の前記電極は、前記振動子と前記振動吸収子とを結ぶ方向に関して互いに対向していることが好ましい。これによると、進行波を確実に所望の方向に進行させることができる。   The plurality of electrodes are preferably opposed to each other in a direction connecting the vibrator and the vibration absorber. According to this, a traveling wave can be reliably advanced in a desired direction.

インクジェットヘッドは、前記振動吸収子の複数の前記電極に接続された抵抗をさらに備えていることが望ましい。これによると、振動吸収子で発生した電力を消費することができる。   It is desirable that the inkjet head further includes a resistor connected to the plurality of electrodes of the vibration absorber. According to this, the electric power generated by the vibration absorber can be consumed.

前記振動子は、超音波振動を発生することが好ましい。これによると、周波数が大きいために、より大きなインク増粘抑制効果及び異物除去効果が得られる。   It is preferable that the vibrator generates ultrasonic vibration. According to this, since the frequency is large, a larger ink thickening suppressing effect and a foreign matter removing effect can be obtained.

本発明のインクジェット記録装置は、上記のインクジェットヘッドと、前記振動子に進行波を発生させるための命令を生成する振動制御手段とを備えている。これによると、進行波を発生するタイミングを調整することができる。   An ink jet recording apparatus of the present invention includes the above ink jet head and vibration control means for generating a command for causing the vibrator to generate a traveling wave. According to this, the timing which generates a traveling wave can be adjusted.

前記振動制御手段は、間欠的に前記命令を生成してもよい。これによると、振動が印字へ与える悪影響を少なくすることができる。   The vibration control means may generate the command intermittently. According to this, the adverse effect of vibration on printing can be reduced.

前記振動制御手段は、連続的に前記命令を生成してもよい。印字中においてもインク増粘抑制効果及び異物除去効果が得られる。   The vibration control means may continuously generate the command. Even during printing, an ink thickening suppressing effect and a foreign matter removing effect can be obtained.

別の観点において、本発明のインクジェット記録装置は、上記のインクジェットヘッドと、前記振動吸収子の複数の前記電極に接続された抵抗とを備えている。これによると、振動吸収子で発生した電力を消費することができる。   In another aspect, an ink jet recording apparatus of the present invention includes the above-described ink jet head and resistors connected to the plurality of electrodes of the vibration absorber. According to this, the electric power generated by the vibration absorber can be consumed.

以下、図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、図1を参照して、本発明に係る第一の実施形態に係るインクジェットプリンタについて説明する。図1に示すプリンタ1は、平面視において図1紙面と直交する方向に細長い矩形である4つの固定されたインクジェットヘッド2a、2b、2c、2dを有するラインヘッド型カラーインクジェットプリンタである。プリンタ1には、図中下方に給紙装置14が、図中上方に紙受け部16が、図中中央部に搬送ユニット20がそれぞれ設けられている。さらに、プリンタ1には、これらの動作を制御する制御装置100が設けられている。   First, an inkjet printer according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. A printer 1 shown in FIG. 1 is a line head type color ink jet printer having four fixed ink jet heads 2a, 2b, 2c, and 2d that are elongated in a direction orthogonal to the paper surface of FIG. The printer 1 is provided with a paper feeder 14 at the bottom in the figure, a paper receiver 16 at the top in the figure, and a transport unit 20 at the center in the figure. Further, the printer 1 is provided with a control device 100 for controlling these operations.

給紙装置14は、積層された複数の矩形印刷用紙Pを収容可能な用紙収容部15と、用紙収容部15内において最も上にある印刷用紙Pを1枚ずつ搬送ユニット20に向けて送り出す給紙ローラ45とを有している。用紙収容部15内には、印刷用紙Pがその長辺と平行な方向に給紙されるように収容されている。用紙収容部15と搬送ユニット20との間には、搬送経路に沿って、二対の送りローラ18a、18b、19a、19bが配置されている。給紙装置14から排出された印刷用紙Pは、その一方の短辺を先端として、送りローラ18a、18bによって図1中上方へ送られ、その後送りローラ19a、19bによって搬送ユニット20に向けて左方へと送られる。   The paper feeding device 14 is a paper storage unit 15 that can store a plurality of stacked rectangular printing papers P, and a feeding unit that feeds the uppermost printing paper P in the paper storage unit 15 toward the transport unit 20 one by one. And a paper roller 45. The paper storage unit 15 stores the printing paper P so that it is fed in a direction parallel to the long side. Two pairs of feed rollers 18a, 18b, 19a, and 19b are disposed between the paper storage unit 15 and the transport unit 20 along the transport path. The printing paper P discharged from the paper feeding device 14 is fed to the upper side in FIG. 1 by the feed rollers 18a and 18b with one short side as a leading end, and then left toward the transport unit 20 by the feed rollers 19a and 19b. Sent to the direction.

給紙ローラ45の回転軸は、軸線とこの軸線が用紙収容部15の内側壁と交差する点から搬送方向に延びた線分とが鋭角になるように配置されている。具体的には、給紙ローラ45は、内側壁から遠いほど搬送ユニットに近づくように3°傾いている。そのため、給紙ローラ45によってピックアップされた印刷用紙Pは、印刷用紙Pの一方の長辺が用紙収容部15の内側壁に強制的に近づけられるように、用紙収容部15の内側壁からやや傾いた方向に進行する。用紙収容部15の内側壁は、搬送ユニット20による印刷用紙Pの搬送方向と平行である。そして、印刷用紙Pの一方の短辺が送りローラ18a、18bに達する前に、印刷用紙Pの一方の長辺が用紙収容部15の内側壁と当接する。その後、印刷用紙Pは、印刷用紙Pの一方の長辺と用紙収容部15の内側壁とが当接した状態のまま、用紙収容部15の内側壁に沿って送りローラ18a、18bに向けて進行する。このように給紙ローラ45を用紙収容部15の内側壁に対して傾けるという簡単な構成によって、印刷用紙Pの連続供給を確保しつつ、印刷用紙Pの斜行を補正することができるようになっている。そして、送りローラ18a、18bによって狭持された印刷用紙Pは、送りローラ19a、19bを経て搬送ユニット20に向けて送り出される。   The rotation axis of the paper feed roller 45 is arranged such that an axis and a line extending in the transport direction from a point where the axis intersects the inner wall of the paper storage unit 15 are at an acute angle. Specifically, the paper feed roller 45 is inclined by 3 ° so as to be closer to the transport unit as it is farther from the inner wall. Therefore, the printing paper P picked up by the paper feed roller 45 is slightly inclined from the inner wall of the paper container 15 so that one long side of the printing paper P is forcibly brought close to the inner wall of the paper container 15. Proceed in the direction The inner wall of the paper storage unit 15 is parallel to the direction in which the printing paper P is transported by the transport unit 20. Then, before one short side of the printing paper P reaches the feed rollers 18 a and 18 b, one long side of the printing paper P contacts the inner wall of the paper storage unit 15. Thereafter, the printing paper P is directed toward the feed rollers 18a and 18b along the inner side wall of the paper storage unit 15 while one long side of the printing paper P and the inner side wall of the paper storage unit 15 are in contact with each other. proceed. As described above, the simple configuration in which the paper feed roller 45 is inclined with respect to the inner wall of the paper storage unit 15 can correct the skew of the print paper P while ensuring the continuous supply of the print paper P. It has become. Then, the printing paper P sandwiched by the feed rollers 18a and 18b is sent out toward the transport unit 20 through the feed rollers 19a and 19b.

搬送ユニット20は、エンドレスの搬送ベルト11と、搬送ベルト11が巻き掛けられた2つのベルトローラ6、7とを有している。搬送ベルト11の長さは、2つのベルトローラ6、7間に巻き掛けられた搬送ベルト11に所定の張力が発生するような長さに調整されている。2つのベルトローラ6、7に巻き掛けられることによって、搬送ベルト11には、ベルトローラ6、7の共通接線をそれぞれ含む互いに平行な2つの平面が形成されている。これら2つの平面のうちインクジェットヘッド2と対向する方が印刷用紙Pの搬送面27となる。給紙装置14から送り出された印刷用紙Pは、その上面(印刷面)にインクジェットヘッド2a〜2dによって印刷が施されつつ搬送面27上を搬送されて、紙受け部16に到達する。紙受け部16では、印刷が施された複数の印刷用紙Pが重なり合うように載置される。   The transport unit 20 includes an endless transport belt 11 and two belt rollers 6 and 7 around which the transport belt 11 is wound. The length of the conveyor belt 11 is adjusted so that a predetermined tension is generated in the conveyor belt 11 wound between the two belt rollers 6 and 7. By being wound around the two belt rollers 6 and 7, the transport belt 11 is formed with two parallel planes each including a common tangent of the belt rollers 6 and 7. Of these two planes, the one facing the inkjet head 2 becomes the transport surface 27 of the printing paper P. The printing paper P sent out from the paper feeding device 14 is conveyed on the conveying surface 27 while being printed on the upper surface (printing surface) by the ink jet heads 2 a to 2 d and reaches the paper receiving unit 16. In the paper receiving unit 16, a plurality of printed printing papers P are placed so as to overlap each other.

4つのインクジェットヘッド2a〜2dは、それぞれ、その下端にヘッド本体13a、13b、13c、13dを有している。ヘッド本体13a〜13dは、後述するように、ノズル8に連通した圧力室を10含む個別インク流路32が多数形成された流路ユニット4(図4参照)と、多数の圧力室10のうち、所望の圧力室10内のインクに圧力を与えることができるアクチュエータユニット21とが貼り合わされたものである。   Each of the four inkjet heads 2a to 2d has head bodies 13a, 13b, 13c, and 13d at the lower ends thereof. As will be described later, the head main bodies 13 a to 13 d include a flow path unit 4 (see FIG. 4) in which a large number of individual ink flow paths 32 including the pressure chambers 10 communicating with the nozzles 8 are formed, and a large number of pressure chambers 10. The actuator unit 21 that can apply pressure to the ink in the desired pressure chamber 10 is bonded together.

ヘッド本体13a〜13dは、平面視において図1紙面と直交する方向に細長い直方体形状を有している。4つのヘッド本体13a〜13dは、図1紙面における左右方向に沿って互いに近接配置されている。4つのヘッド本体13a〜13dの各底面(インク吐出面)には、微小径を有する多数のノズル8が設けられている(図3参照)。ノズル8から吐出されるインク色は、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、シアン(C)、ブラック(K)のいずれかであって、1つのヘッド本体に属する多数のノズル8から吐出されるインク色は同じである。なおかつ、4つのヘッド本体13a〜13dに属する多数のインク吐出口からは、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの4色から選択された互いに異なる色のインクが吐出される。   The head main bodies 13a to 13d have a rectangular parallelepiped shape elongated in a direction orthogonal to the paper surface of FIG. The four head bodies 13a to 13d are arranged close to each other along the left-right direction on the paper surface of FIG. A large number of nozzles 8 having minute diameters are provided on the bottom surfaces (ink ejection surfaces) of the four head bodies 13a to 13d (see FIG. 3). The ink color ejected from the nozzle 8 is one of magenta (M), yellow (Y), cyan (C), and black (K), and is ejected from a large number of nozzles 8 belonging to one head body. The ink color is the same. In addition, inks of different colors selected from four colors of magenta, yellow, cyan, and black are ejected from a large number of ink ejection ports belonging to the four head bodies 13a to 13d.

ヘッド本体13a〜13dの底面と搬送ベルト11の搬送面27との間には、僅かな隙間が形成されている。印刷用紙Pは、この隙間を貫通する搬送経路に沿って図1中右から左へと搬送される。4つのヘッド本体13a〜13dの下方を印刷用紙Pが順次通過する際、印刷用紙Pの上面に向けてノズル8からインクが画像データに応じて吐出されることで、印刷用紙P上に所望のカラー画像が形成される。   A slight gap is formed between the bottom surfaces of the head main bodies 13 a to 13 d and the transport surface 27 of the transport belt 11. The printing paper P is conveyed from right to left in FIG. 1 along a conveyance path that passes through the gap. When the printing paper P sequentially passes below the four head bodies 13a to 13d, ink is ejected from the nozzles 8 according to the image data toward the upper surface of the printing paper P, so that the desired printing paper P is formed on the printing paper P. A color image is formed.

搬送ベルト11の外周面11aには、粘着性のシリコンゴムによる処理が施されている。したがって、搬送ユニット20は、一方のベルトローラ6が図中反時計回り(図1中の矢印A方向)に回転することによって、送りローラ18a、18b、19a、19bによって搬送されてくる印刷用紙Pを、搬送ベルト11の外周面11aにその粘着力によって保持しながら紙受け部16に向けて搬送できる。   The outer peripheral surface 11a of the conveyor belt 11 is treated with adhesive silicon rubber. Accordingly, the transport unit 20 is configured such that one of the belt rollers 6 rotates counterclockwise in the figure (in the direction of arrow A in FIG. 1), so that the printing paper P is transported by the feed rollers 18a, 18b, 19a, and 19b. Can be conveyed toward the paper receiver 16 while being held on the outer peripheral surface 11a of the conveyor belt 11 by its adhesive force.

2つのベルトローラ6、7は、搬送ベルト11の内周面11bと接している。搬送ユニット20の2つのベルトローラ6、7のうち、搬送経路の下流側に位置するベルトローラ6は、搬送モータ74と接続されている。搬送モータ74は、制御装置100の制御に基づいて回転駆動される。他方のベルトローラ7は、ベルトローラ6の回転に伴って搬送ベルト11から付与される回転力によって回転する従動ローラである。   The two belt rollers 6 and 7 are in contact with the inner peripheral surface 11 b of the transport belt 11. Of the two belt rollers 6 and 7 of the transport unit 20, the belt roller 6 located on the downstream side of the transport path is connected to the transport motor 74. The transport motor 74 is rotationally driven based on the control of the control device 100. The other belt roller 7 is a driven roller that rotates by the rotational force applied from the conveyor belt 11 as the belt roller 6 rotates.

ベルトローラ7の近傍にはニップローラ38とニップ受けローラ39とが、搬送ベルト11を挟むように配置されている。ニップローラ38及びニップ受けローラ39は、ベルトローラ7の軸方向の長さと略同等の長さを有する回転自在の筒体を有している。ニップローラ38は、搬送ユニット20に供給された印刷用紙Pを搬送面27に押し付けることができるように、図示しないばねによって下方に付勢されている。そしてニップローラ38とニップ受けローラ39とが、搬送ベルト11と共に印刷用紙Pを挟み込むため、印刷用紙Pは搬送面27に確実に粘着させられる。   Near the belt roller 7, a nip roller 38 and a nip receiving roller 39 are arranged so as to sandwich the conveyance belt 11. The nip roller 38 and the nip receiving roller 39 have a rotatable cylindrical body having a length substantially equal to the axial length of the belt roller 7. The nip roller 38 is biased downward by a spring (not shown) so that the printing paper P supplied to the transport unit 20 can be pressed against the transport surface 27. Since the nip roller 38 and the nip receiving roller 39 sandwich the printing paper P together with the conveyance belt 11, the printing paper P is reliably adhered to the conveyance surface 27.

搬送ユニット20の図1中左方には剥離プレート40が設けられている。剥離プレート40は、その右端が印刷用紙Pと搬送ベルト11との間に入り込むことによって、搬送ベルト11の搬送面27に粘着させられているカット紙を搬送面27から剥離する。   A peeling plate 40 is provided on the left side of the transport unit 20 in FIG. The release plate 40 peels the cut sheet adhered to the conveyance surface 27 of the conveyance belt 11 from the conveyance surface 27 by the right end of the separation plate 40 entering between the printing paper P and the conveyance belt 11.

搬送ユニット20と紙受け部16との間には、二対の送りローラ21a、21b、22a、22bが配置されている。搬送ユニット20から排出された印刷用紙Pは、その一方の短辺を先端として、送りローラ21a、21bによって図1中上方へ送られ、送りローラ22a、22bによって紙受け部16へ送られる。   Two pairs of feed rollers 21 a, 21 b, 22 a, and 22 b are disposed between the transport unit 20 and the paper receiver 16. The printing paper P discharged from the transport unit 20 is sent to the upper side in FIG. 1 by the feed rollers 21a and 21b with one short side as the leading edge, and is sent to the paper receiver 16 by the feed rollers 22a and 22b.

図1に示すように、ニップローラ38と最も上流側にあるインクジェットヘッド2a〜2dとの間には、発光素子と受光素子とから構成される光学センサである紙面センサ33が配置されている。紙面センサ33は、搬送経路上の検出位置に向けて発光素子から光を照射し、受光素子で反射光を受光する。紙面センサ33からの出力信号レベルは、検出位置上における印刷用紙Pの有無による反射光の強さの違いを反映している。つまり、出力信号レベルが急激に増加した時刻に、印刷用紙Pの先端が検出位置に到達したことになる。紙面センサ33からの出力信号によって印刷用紙Pの先端が検出位置に到達したことが分かるので、それに合わせて印刷信号がインクジェットヘッド2a〜2dに供給される。   As shown in FIG. 1, a paper surface sensor 33, which is an optical sensor composed of a light emitting element and a light receiving element, is disposed between the nip roller 38 and the inkjet heads 2a to 2d located on the most upstream side. The paper surface sensor 33 emits light from the light emitting element toward the detection position on the transport path, and receives the reflected light by the light receiving element. The output signal level from the paper surface sensor 33 reflects the difference in the intensity of reflected light depending on the presence or absence of the printing paper P on the detection position. That is, the leading edge of the printing paper P has reached the detection position at the time when the output signal level suddenly increases. Since the output signal from the paper surface sensor 33 indicates that the leading edge of the printing paper P has reached the detection position, the printing signal is supplied to the inkjet heads 2a to 2d accordingly.

次に、図2及び図3を参照して、ヘッド本体13a〜13dの詳細について説明する。図2は、図1に示したヘッド本体の内、一例として13aの平面図を示したものである。ここには示していないが、ヘッド本体13b〜13dもヘッド本体13aと同様の構造である。図3は、図2の一点鎖線で囲まれたブロックの拡大平面図である。図2及び図3に示すように、ヘッド本体13aは、圧力室群9を構成する多数の圧力室10やノズル8が形成された流路ユニット4を有している。流路ユニット4の上面には、千鳥状になって2列に配列された複数の台形のアクチュエータユニット21が接着されている。より詳細には、各アクチュエータユニット21は、その平行対向辺(上辺及び下辺)が流路ユニット4の長手方向に沿うように配置されている。また、隣接するアクチュエータユニット21の斜辺同士が、流路ユニット4の幅方向にオーバーラップしている。   Next, the details of the head bodies 13a to 13d will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a plan view of 13a as an example of the head body shown in FIG. Although not shown here, the head main bodies 13b to 13d have the same structure as the head main body 13a. FIG. 3 is an enlarged plan view of a block surrounded by an alternate long and short dash line in FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, the head main body 13 a has a flow path unit 4 in which a large number of pressure chambers 10 and nozzles 8 constituting the pressure chamber group 9 are formed. A plurality of trapezoidal actuator units 21 arranged in a staggered manner and arranged in two rows are bonded to the upper surface of the flow path unit 4. More specifically, each actuator unit 21 is arranged such that its parallel opposing sides (upper side and lower side) are along the longitudinal direction of the flow path unit 4. Further, the oblique sides of the adjacent actuator units 21 overlap in the width direction of the flow path unit 4.

アクチュエータユニット21の接着領域に対向した流路ユニット4の下面は、インク吐出領域となっている。図3に示すように、インク吐出領域の表面には、多数のノズル8がマトリクス状に多数配列されている。1つのノズル8に連通された圧力室10もマトリクス状に配列されており、1つのアクチュエータユニット21の接着領域に対向した流路ユニット4の下面に存在する複数の圧力室10が、1つの圧力室群9を構成している。本実施形態では、等間隔に流路ユニット4の長手方向に並ぶ圧力室10の列が、短手方向に互いに平行に16列配列されている。全体として、600dpiの解像度で画像形成が可能となっている。   The lower surface of the flow path unit 4 facing the adhesion area of the actuator unit 21 is an ink ejection area. As shown in FIG. 3, a large number of nozzles 8 are arranged in a matrix on the surface of the ink ejection region. The pressure chambers 10 communicated with one nozzle 8 are also arranged in a matrix, and a plurality of pressure chambers 10 existing on the lower surface of the flow path unit 4 facing the adhesion region of one actuator unit 21 are provided with one pressure. The chamber group 9 is comprised. In the present embodiment, 16 rows of pressure chambers 10 arranged in the longitudinal direction of the flow path unit 4 at equal intervals are arranged in parallel to each other in the lateral direction. As a whole, it is possible to form an image with a resolution of 600 dpi.

また、各ノズル8は、先細形状のノズルとなっており、平面形状が略菱形の圧力室10、及びアパーチャ12を介してマニホールド流路5の分岐流路である副マニホールド流路5aと連通している。流路ユニット4の内部では、このように副マニホールド流路5aの出口から圧力室10を介して対応するノズル8に至る複数の個別インク流路が形成されている。流路ユニット4の上面に設けられているマニホールド流路5の開口部5bは、図示しないインク流出流路と接合されている。そして、図示しないインクタンクからインク流出流路を介して流路ユニット4にインクが供給されるようになっている。尚、図2及び図3において、図面を分かりやすくするために、アクチュエータユニット21の下方にあって破線で描くべき圧力室10(圧力室群9)、開口部5b、アパーチャ12を実線で描いている。   Each nozzle 8 is a tapered nozzle, and communicates with a sub-manifold channel 5 a that is a branch channel of the manifold channel 5 through a pressure chamber 10 having a substantially rhombic shape in plan view and an aperture 12. ing. In the flow path unit 4, a plurality of individual ink flow paths from the outlet of the sub manifold flow path 5 a to the corresponding nozzle 8 through the pressure chamber 10 are formed in this way. The opening 5b of the manifold channel 5 provided on the upper surface of the channel unit 4 is joined to an ink outflow channel (not shown). Ink is supplied to the flow path unit 4 from an ink tank (not shown) via the ink outflow flow path. 2 and 3, for the sake of easy understanding, the pressure chamber 10 (pressure chamber group 9), the opening 5b, and the aperture 12 which are to be drawn by broken lines below the actuator unit 21 are drawn by solid lines. Yes.

次に、図4を参照して、ヘッド本体13aの断面構造について詳細に説明する。図4は、図3のIV−IV線における断面図である。図4に示すように、ヘッド本体13aは、流路ユニット4とアクチュエータユニット21とが貼り合わされたものである(図2参照)。そして、流路ユニット4は、上から、キャビティプレート22、ベースプレート23、アパーチャプレート24、サプライプレート25、マニホールドプレート26、27、28、カバープレート29及びノズルプレート30が積層された積層構造を有している。   Next, the cross-sectional structure of the head main body 13a will be described in detail with reference to FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. As shown in FIG. 4, the head body 13 a is obtained by bonding the flow path unit 4 and the actuator unit 21 (see FIG. 2). The flow path unit 4 has a laminated structure in which the cavity plate 22, the base plate 23, the aperture plate 24, the supply plate 25, the manifold plates 26, 27, and 28, the cover plate 29, and the nozzle plate 30 are laminated from the top. ing.

キャビティプレート22は、圧力室10となるほぼ菱形の孔が多数形成された金属プレートである。ベースプレート23は、各圧力室10とこれに対応するアパーチャ12とを連通させるための連通孔及び各圧力室10とこれに対応するノズル8とを連通させるための連通孔が多数形成された金属プレートである。アパーチャプレート24は、各アパーチャ12となる孔及び各圧力室10とこれに対応するノズル8とを連通させるための連通孔が多数形成された金属プレートである。サプライプレート25は、各アパーチャ12と副マニホールド流路5aとを連通させるための連通孔及び各圧力室10とこれに対応するノズル8とを連通させるための連通孔が多数形成された金属プレートである。マニホールドプレート26、27、28は、副マニホールド流路5aとなる孔、及び各圧力室10とこれに対応するノズル8とを連通させるための多数の連通孔が形成された金属プレートである。カバープレート29は、各圧力室10とこれに対応するノズル8とを連通させるための連通孔が多数形成された金属プレートである。ノズルプレート30は、ノズル8が多数形成された金属プレートである。これら9枚の金属プレートは、個別インク流路32が形成されるように、互いに位置合わせして積層される。   The cavity plate 22 is a metal plate in which a large number of approximately rhombic holes that serve as the pressure chambers 10 are formed. The base plate 23 is a metal plate in which a number of communication holes for communicating each pressure chamber 10 and the corresponding aperture 12 and a number of communication holes for communicating each pressure chamber 10 and the corresponding nozzle 8 are formed. It is. The aperture plate 24 is a metal plate in which a large number of communication holes for communicating the holes to be the respective apertures 12 and the respective pressure chambers 10 with the nozzles 8 corresponding thereto are formed. The supply plate 25 is a metal plate in which a large number of communication holes for communicating each aperture 12 and the sub-manifold channel 5a and a large number of communication holes for communicating each pressure chamber 10 and the corresponding nozzle 8 are formed. is there. The manifold plates 26, 27, and 28 are metal plates in which a hole serving as the sub-manifold channel 5 a and a large number of communication holes for communicating each pressure chamber 10 with the nozzle 8 corresponding thereto are formed. The cover plate 29 is a metal plate in which a large number of communication holes for communicating each pressure chamber 10 and the corresponding nozzle 8 are formed. The nozzle plate 30 is a metal plate on which many nozzles 8 are formed. These nine metal plates are stacked in alignment with each other so that the individual ink flow paths 32 are formed.

次に、図5を参照して、アクチュエータユニット21の構成について説明する。図5(a)はアクチュエータユニット21と圧力室10との部分拡大断面図であり、図5(b)はアクチュエータユニット21の表面に形成された個別電極の形状を示す平面図である。   Next, the configuration of the actuator unit 21 will be described with reference to FIG. FIG. 5A is a partial enlarged cross-sectional view of the actuator unit 21 and the pressure chamber 10, and FIG. 5B is a plan view showing the shape of individual electrodes formed on the surface of the actuator unit 21.

図5(a)に示すように、アクチュエータユニット21は、4枚の圧電シート41、42、43、44が積層された積層構造を有している。これら圧電シート41〜44は、それぞれ厚みが15μm程度で同じになるように形成されている。いずれの圧電シート41〜44も、ヘッド本体13a内の1つのインク吐出領域内に形成された多数の圧力室10に跨って配置されるように連続した層状の平板(連続平板層)となっている。圧電シート41〜44は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)系のセラミックス材料からなるものである。   As shown in FIG. 5A, the actuator unit 21 has a laminated structure in which four piezoelectric sheets 41, 42, 43, and 44 are laminated. These piezoelectric sheets 41 to 44 are formed to have the same thickness of about 15 μm. Each of the piezoelectric sheets 41 to 44 is a continuous layered flat plate (continuous flat plate layer) so as to be disposed across a plurality of pressure chambers 10 formed in one ink discharge region in the head main body 13a. Yes. The piezoelectric sheets 41 to 44 are made of a lead zirconate titanate (PZT) ceramic material having ferroelectricity.

最上層の圧電シート41上には、各圧力室10に対向する個別電極35が形成されている。最上層の圧電シート41とその下側の圧電シート42との間には、シート全面に形成された略2μmの厚みの共通電極34が介在している。なお、圧電シート42と圧電シート43の間に、電極は配置されていない。これら個別電極35及び共通電極34は共に、例えばAg−Pd系などの金属材料からなる。   On the uppermost piezoelectric sheet 41, individual electrodes 35 facing each pressure chamber 10 are formed. Between the uppermost piezoelectric sheet 41 and the lower piezoelectric sheet 42, a common electrode 34 having a thickness of about 2 μm formed on the entire surface of the sheet is interposed. Note that no electrode is disposed between the piezoelectric sheet 42 and the piezoelectric sheet 43. Both the individual electrode 35 and the common electrode 34 are made of, for example, a metal material such as Ag—Pd.

個別電極35は、略1μmの厚みで、図5(b)に示すように、図3に示した圧力室10とほぼ相似である略菱形の平面形状を有している。略菱形の個別電極35における鋭角部の一方は延出され、その先端に、個別電極35と電気的に接続された、略160μmの径を有する円形のランド部36が設けられている。ランド部36は、例えばガラスフリットを含む金からなり、図5(a)に示すように、個別電極35における延出部表面上に接着されている。   The individual electrode 35 has a thickness of about 1 μm and a substantially rhombic planar shape that is substantially similar to the pressure chamber 10 shown in FIG. 3 as shown in FIG. 5B. One of the acute angle portions of the approximately rhombic individual electrode 35 is extended, and a circular land portion 36 having a diameter of approximately 160 μm and electrically connected to the individual electrode 35 is provided at the tip thereof. The land portion 36 is made of, for example, gold containing glass frit, and is bonded on the surface of the extended portion of the individual electrode 35 as shown in FIG.

共通電極34は接地されている。これにより、共通電極34は、すべての圧力室10に対応する領域において等しくグランド電位に保たれている。また、個別電極35は、各圧力室10に対応して選択的に電位を制御することができるように、各個別電極35ごとに、制御装置100の一部である図示しないドライバICに電気的に接続されている。なお、本実施形態では、図示しないが、アクチュエータユニット21の四隅部に表面電極が形成され、共通電極34が圧電シート41に貫通形成されたスルーホールを介して各表面電極と電気的に接続されている。つまり、共通電極34は、表面電極を介して設置されている。   The common electrode 34 is grounded. As a result, the common electrode 34 is kept at the same ground potential in the regions corresponding to all the pressure chambers 10. The individual electrode 35 is electrically connected to a driver IC (not shown) which is a part of the control device 100 for each individual electrode 35 so that the potential can be selectively controlled corresponding to each pressure chamber 10. It is connected to the. In this embodiment, although not shown, surface electrodes are formed at the four corners of the actuator unit 21, and the common electrode 34 is electrically connected to each surface electrode through a through hole formed through the piezoelectric sheet 41. ing. That is, the common electrode 34 is installed via the surface electrode.

次に、アクチュエータユニット21の駆動方法について述べる。アクチュエータユニット21における圧電シート41の分極方向はその厚み方向である。つまり、アクチュエータユニット21は、上側(つまり、圧力室10とは離れた)1枚の圧電シート41を活性部が存在する層とし且つ下側(つまり、圧力室10に近い)3枚の圧電シート42〜44を非活性部とした、いわゆるユニモルフタイプの構成となっている。従って、個別電極35を共通電極に対して正又は負の所定電位とすると、例えば電界と分極とが同方向であれば圧電シート41中の電極に挟まれた電界印加部分が活性部として働き、圧電横効果により分極方向と直角方向に縮む。一方、圧電シート42〜44は、電界の影響を受けないため自発的には縮まない。そのため、上層の圧電シート41と下層の圧電シート42〜44との間で、分極方向と垂直な方向への歪みに差を生じることとなり、圧電シート41〜44全体が非活性側に凸となるように変形しようとする(ユニモルフ変形)。このとき、図5(a)に示したように、圧電シート41〜44の下面は圧力室を区画するキャビティプレート22の上面に固定されているので、結果的に圧電シート41〜44は圧力室側へ凸になるように変形する。さらに、圧力室10の容積が低下して、インクの圧力が上昇し、ノズル8からインクが吐出される。その後、個別電極35を共通電極34と同じ電位に戻すと、圧電シート41〜44は元の形状になって圧力室10の容積が元の容積に戻るので、インクをマニホールド流路5側から吸い込む。   Next, a method for driving the actuator unit 21 will be described. The polarization direction of the piezoelectric sheet 41 in the actuator unit 21 is the thickness direction. In other words, the actuator unit 21 includes the upper piezoelectric element 41 (that is, away from the pressure chamber 10) as a layer in which the active portion exists and the lower piezoelectric element (that is, close to the pressure chamber 10). It has a so-called unimorph type configuration in which 42 to 44 are inactive portions. Accordingly, when the individual electrode 35 has a predetermined positive or negative potential with respect to the common electrode, for example, if the electric field and the polarization are in the same direction, the electric field application portion sandwiched between the electrodes in the piezoelectric sheet 41 acts as an active portion, Shrink in the direction perpendicular to the polarization direction due to the piezoelectric transverse effect. On the other hand, since the piezoelectric sheets 42 to 44 are not affected by the electric field, they do not spontaneously shrink. Therefore, a difference in distortion in a direction perpendicular to the polarization direction occurs between the upper piezoelectric sheet 41 and the lower piezoelectric sheets 42 to 44, and the entire piezoelectric sheets 41 to 44 are convex on the inactive side. (Unimorph deformation). At this time, as shown in FIG. 5A, the lower surfaces of the piezoelectric sheets 41 to 44 are fixed to the upper surface of the cavity plate 22 that defines the pressure chambers. Deforms so that it is convex to the side. Further, the volume of the pressure chamber 10 decreases, the ink pressure increases, and ink is ejected from the nozzle 8. Thereafter, when the individual electrode 35 is returned to the same potential as that of the common electrode 34, the piezoelectric sheets 41 to 44 return to the original shape and the volume of the pressure chamber 10 returns to the original volume, so that ink is sucked from the manifold channel 5 side. .

実際の駆動手順は、予め個別電極35を共通電極34より高い電位(以下高電位と称す)にしておき、吐出要求があるごとに個別電極35を共通電極34と一旦同じ電位(以下低電位と称す)とし、その後所定のタイミングにて再び高電位とする。これにより、個別電極35が低電位になるタイミングで、圧電シート41〜44が元の形状に戻り、圧力室10の容積が初期状態(両電極の電位が異なる状態)と比較して増加する。このとき、圧力室10内に負圧が与えられ、インクがマニホールド流路5側から圧力室10内に吸い込まれる。その後再び個別電極35を所定のタイミングで高電位にすると、圧電シート41〜44が圧力室10側へ凸となるように変形し、圧力室10の容積低下により圧力室10内圧力が正圧となりインクへの圧力が上昇し、インク滴が吐出される。つまり、インク滴を吐出させるため、高電位を基準とするパルスを個別電極35に供給することになる。このパルス幅は、圧力室10内において圧力波がマニホールド流路5からノズル8まで片道伝播する時間長さであるAL(Acoustic Length)が理想的である。圧力室10が個別インク流路32のほぼ中央に配置されている本実施形態では、圧力室10内部が負圧状態から正圧状態に反転するときに両者の圧力が合わさり、より強い圧力でインク滴を吐出させることができる。   In an actual driving procedure, the individual electrode 35 is set to a potential higher than the common electrode 34 (hereinafter referred to as a high potential) in advance, and the individual electrode 35 is temporarily set to the same potential as the common electrode 34 (hereinafter referred to as a low potential) every time there is a discharge request. After that, the potential is set to a high potential again at a predetermined timing. Thereby, at the timing when the individual electrode 35 becomes a low potential, the piezoelectric sheets 41 to 44 return to the original shape, and the volume of the pressure chamber 10 increases compared to the initial state (a state where the potentials of both electrodes are different). At this time, a negative pressure is applied to the pressure chamber 10 and ink is sucked into the pressure chamber 10 from the manifold channel 5 side. Thereafter, when the individual electrode 35 is again set to a high potential at a predetermined timing, the piezoelectric sheets 41 to 44 are deformed so as to protrude toward the pressure chamber 10, and the pressure in the pressure chamber 10 becomes positive due to the volume reduction of the pressure chamber 10. The pressure on the ink rises and ink drops are ejected. That is, in order to eject ink droplets, a pulse based on a high potential is supplied to the individual electrode 35. This pulse width is ideally AL (Acoustic Length), which is the length of time during which the pressure wave propagates one way from the manifold channel 5 to the nozzle 8 in the pressure chamber 10. In the present embodiment in which the pressure chamber 10 is disposed in the approximate center of the individual ink flow path 32, when the pressure chamber 10 is reversed from the negative pressure state to the positive pressure state, the pressures of the two are combined, and the ink is applied with a stronger pressure. Drops can be ejected.

また、階調印刷においては、ノズル8から吐出されるインク滴の数、つまりインク吐出回数で調整されるインク量(体積)で階調表現が行われる。このため、指定された階調表現に対応する回数のインク吐出を、指定されたドット領域に対応するノズル8から連続して行う。一般に、インク吐出を連続して行う場合は、インク滴を吐出させるために供給するパルスとパルスとの間隔をALとすることが好ましい。これにより、先に吐出されたインク滴を吐出させるときに発生した圧力の残余圧力波と、後に吐出させるインク滴を吐出させるときに発生する圧力の圧力波との周期が一致し、これらが重畳してインク滴を吐出するため圧力を増幅させることができる。   In gradation printing, gradation expression is performed by the number of ink droplets ejected from the nozzle 8, that is, the ink amount (volume) adjusted by the number of ink ejections. For this reason, the number of ink ejections corresponding to the designated gradation expression is continuously performed from the nozzle 8 corresponding to the designated dot area. In general, when ink is ejected continuously, it is preferable to set the interval between pulses supplied to eject ink droplets to AL. As a result, the period of the residual pressure wave of the pressure generated when ejecting the previously ejected ink droplets coincides with the period of the pressure wave of the pressure generated when ejecting the ink droplets ejected later, and these are superimposed. Thus, the pressure can be amplified to eject ink droplets.

次に、図6を参照して、超音波振動を発生させるための振動子、及び、発生した超音波振動を吸収するための振動吸収子の構成について説明する。図6(a)はインクジェットヘッド2a〜2dが並べて設けられた状態を示す底面図である。また、図6(b)は、インクジェットヘッド2aのノズルプレート30部分の側面図である。   Next, with reference to FIG. 6, the structure of a vibrator for generating ultrasonic vibration and a vibration absorber for absorbing the generated ultrasonic vibration will be described. FIG. 6A is a bottom view showing a state in which the inkjet heads 2a to 2d are provided side by side. FIG. 6B is a side view of the nozzle plate 30 portion of the inkjet head 2a.

インクジェットヘッド2a〜2dは、それらをインク吐出面(底面)側から見た図である図6(a)に示すように、用紙搬送方向に垂直な長手方向を有する細長い長方形状であり、その下面に取り付けられるノズルプレート30には、インクを下方に向けて吐出するための微小径のノズル8が多数並べて形成されている。これらのノズル8は、圧力室10と同様にマトリクス状に配置されている。   The ink jet heads 2a to 2d are elongated rectangular shapes having a longitudinal direction perpendicular to the paper transport direction as shown in FIG. 6A, which is a view of the ink jet heads 2a to 2d as viewed from the ink ejection surface (bottom surface) side. The nozzle plate 30 attached to the nozzle plate is formed with a large number of minute diameter nozzles 8 for discharging ink downward. These nozzles 8 are arranged in a matrix like the pressure chambers 10.

図6(a)及び図6(b)に示すように、インクジェットヘッド2a〜2dそれぞれについて、ノズルプレート30のインク吐出面30aの長手方向についての一端近傍には、超音波振動を発生させるための振動子110a〜110dが、他端近傍には超音波振動を吸収するための振動吸収子120a〜120dが設けられており、振動子110a〜110dと、振動吸収子120a〜120dとは、ノズルプレート30に多数形成されたノズル8を挟んで、互いに対向するように配置されている。   As shown in FIGS. 6A and 6B, for each of the inkjet heads 2a to 2d, an ultrasonic vibration is generated in the vicinity of one end of the ink discharge surface 30a of the nozzle plate 30 in the longitudinal direction. The vibrators 110a to 110d are provided with vibration absorbers 120a to 120d for absorbing ultrasonic vibrations near the other end. The vibrators 110a to 110d and the vibration absorbers 120a to 120d are a nozzle plate. 30 are arranged so as to face each other across the nozzles 8 formed in large numbers.

図7(a)、図7(b)は、それぞれ、インクジェットヘッド2aのノズルプレート30に設置した振動子110a、振動吸収子120a及びその周辺の等価回路図である。110b〜110d、120b〜120dについても同様の構造となっている。   FIG. 7A and FIG. 7B are equivalent circuit diagrams of the vibrator 110a, the vibration absorber 120a, and their surroundings installed on the nozzle plate 30 of the inkjet head 2a, respectively. 110b to 110d and 120b to 120d have the same structure.

まず図7(a)を参照して振動子110aの構造について説明する。ノズルプレート30のインク吐出面30aの長手方向についての一端近傍には、2本の電極113a、113bが設けられており、これらのそれぞれから電極111a〜111c、112a〜112cの各3本ずつの電極が分岐しており、電極113a、113bのそれぞれで櫛歯状の電極を形成している。そして、電極111a〜111cと電極112a〜112cとが、互いに直接接触することなく、ノズルプレート30の長手方向について互いに対向するようにそれぞれが配置される。より詳細には、端から111a、112a、111b、112b、111c、112cの順序で並べられる。   First, the structure of the vibrator 110a will be described with reference to FIG. Two electrodes 113a and 113b are provided near one end in the longitudinal direction of the ink ejection surface 30a of the nozzle plate 30, and three electrodes 111a to 111c and 112a to 112c are provided from each of them. Are branched, and each of the electrodes 113a and 113b forms a comb-like electrode. The electrodes 111a to 111c and the electrodes 112a to 112c are arranged so as to face each other in the longitudinal direction of the nozzle plate 30 without directly contacting each other. More specifically, they are arranged in the order of 111a, 112a, 111b, 112b, 111c, and 112c from the end.

また、これらの隣り合う電極は圧電体114上に配置されている。具体的には、図中斜線で示した圧電体114上に、一定の間隔で電極111a、112a〜111c、112cが配置されている。仮に、電極間隔をd、駆動周波数をfとすると、速度v=2dfの表面波が発生される。圧電体の材料としては圧電セラミクスを用いる。ここで、圧電体114の、電極に挟まれている部分を圧電体部分114a〜114eとする。これらは、図7(a)の電極と破線とに囲まれた部分に相当する。   These adjacent electrodes are disposed on the piezoelectric body 114. Specifically, the electrodes 111a, 112a to 111c, 112c are arranged at regular intervals on the piezoelectric body 114 indicated by oblique lines in the drawing. If the electrode interval is d and the drive frequency is f, a surface wave with a velocity v = 2 df is generated. Piezoelectric ceramics are used as the material of the piezoelectric body. Here, portions of the piezoelectric body 114 sandwiched between the electrodes are referred to as piezoelectric body portions 114a to 114e. These correspond to the portions surrounded by the electrodes and broken lines in FIG.

交流電源150a及び150bは、ヘッド本体13aの外側であって、制御装置100の内部に位置している。また電極113a、113bには、交流電源150a及び150bよりそれぞれに対して、同周期で且つ90度の位相差がある交流電圧が導線を通して印加される。また交流電源150a及び150bは、それぞれが安定した電位基準を得るために接地されている(160a及び160b)。   The AC power supplies 150 a and 150 b are located outside the head main body 13 a and inside the control device 100. Further, an AC voltage having the same period and a phase difference of 90 degrees is applied to the electrodes 113a and 113b from the AC power sources 150a and 150b through the lead wires. The AC power supplies 150a and 150b are grounded to obtain a stable potential reference (160a and 160b).

次に、図7(b)を参照して振動吸収子120aの構造について説明する。ノズルプレート30のインク吐出面30aの、長手方向について振動子110aに対する他端近傍には2本の電極123a、123bが設けられており、これらのそれぞれから電極121a〜121c、122a〜122cの各3本ずつの電極が分岐しており、電極123a、123bのそれぞれで櫛歯状の電極を形成している。そして、電極121a〜121cと電極122a〜122cとが、互いに直接接触することなく、ノズルプレート30の長手方向について互いに対向するようにそれぞれが配置される。より詳細には、端から121a、122a、121b、122b、121c、122cの順序で並べられる。   Next, the structure of the vibration absorber 120a will be described with reference to FIG. Two electrodes 123a and 123b are provided in the vicinity of the other end of the ink ejection surface 30a of the nozzle plate 30 with respect to the vibrator 110a in the longitudinal direction, and three electrodes 121a to 121c and 122a to 122c are respectively provided from these electrodes. Each electrode is branched, and each of the electrodes 123a and 123b forms a comb-like electrode. The electrodes 121a to 121c and the electrodes 122a to 122c are arranged so as to face each other in the longitudinal direction of the nozzle plate 30 without being in direct contact with each other. More specifically, they are arranged in the order of 121a, 122a, 121b, 122b, 121c, 122c from the end.

また、これらの隣り合う電極-は圧電体124上に配置されている。具体的には、図中斜線で示した圧電体124上に、一定の間隔で電極121a、122a〜121c、122cが配置されている。ここで、圧電体124の、電極に挟まれている部分を圧電体部分124a〜124eとする。これらは、図7(b)の電極と破線とに囲まれた部分に相当する。   These adjacent electrodes are disposed on the piezoelectric body 124. Specifically, the electrodes 121a, 122a to 121c, 122c are arranged at regular intervals on the piezoelectric body 124 indicated by hatching in the drawing. Here, portions of the piezoelectric body 124 sandwiched between the electrodes are referred to as piezoelectric body portions 124a to 124e. These correspond to the portions surrounded by the electrodes and broken lines in FIG.

また、電極123aと123bとは、抵抗125を介して電気的に接続されている。抵抗125は、本実施形態においてはヘッド本体13aの上に位置している。しかしこの形態に限られるものではなく、ヘッド本体13aの外に位置していてもよい(このようにした実施形態については、第二の実施形態として後述する)。振動子110aから伝播してきた表面波(機械エネルギー)は、振動吸収子120aで再び電気エネルギーに変換され、さらに抵抗125によって消費される。   The electrodes 123a and 123b are electrically connected via a resistor 125. The resistor 125 is located on the head main body 13a in this embodiment. However, it is not limited to this form, and may be located outside the head body 13a (this embodiment will be described later as a second embodiment). The surface wave (mechanical energy) propagating from the vibrator 110a is converted again into electric energy by the vibration absorber 120a and further consumed by the resistor 125.

次に、上記のように構成したヘッド本体13aの動作を説明する。   Next, the operation of the head main body 13a configured as described above will be described.

制御装置100内の交流電源150a、150bによって、振動子110aの電極113a、113bに電圧が印加されると、電極111a〜111c及び112a〜112cに挟まれた圧電体部分114a〜114eに逆圧電効果が生じる。具体的には、電極111aと電極112aにより電界を加えられた圧電体部分114a、また、112aと111bにより電界を加えられた圧電体部分114b、以下同様にそれぞれ電界を与えられた圧電体部分114c、114d、114eに、ノズルプレート30の長手方向の歪み変形が発生し、交流電源150a及び150bの周波数に相関する振動が励起される。本実施形態においては、150a及び150bを高周波交流電源とすることにより、振動子110aにより超音波振動を発生させる。   When a voltage is applied to the electrodes 113a and 113b of the vibrator 110a by the AC power sources 150a and 150b in the control device 100, the inverse piezoelectric effect is applied to the piezoelectric portions 114a to 114e sandwiched between the electrodes 111a to 111c and 112a to 112c. Occurs. Specifically, the piezoelectric portion 114a to which an electric field is applied by the electrodes 111a and 112a, the piezoelectric portion 114b to which an electric field is applied by 112a and 111b, and the piezoelectric portion 114c to which an electric field is applied similarly. , 114d, 114e, distortion in the longitudinal direction of the nozzle plate 30 occurs, and vibrations correlated with the frequencies of the AC power supplies 150a and 150b are excited. In the present embodiment, ultrasonic vibrations are generated by the vibrator 110a by using 150a and 150b as high-frequency AC power supplies.

また振動子110aは、弾性部材であるノズルプレート30のインク吐出面30a上に配置されているために、インク吐出面30a上において、励起された超音波振動が、振動子110aより伝達される。   In addition, since the vibrator 110a is disposed on the ink ejection surface 30a of the nozzle plate 30 that is an elastic member, the excited ultrasonic vibration is transmitted from the vibrator 110a on the ink ejection surface 30a.

また前述のように、圧電体部分114a〜114eの歪み変形はノズルプレート30の長手方向に生じる。そのため、励起される超音波振動の進行波の進行方向は、ノズルプレート30の長手方向について振動子110a側に対する他端の方向(図6(a)、図7(a)の矢印A方向)となるため、超音波振動の進行波がノズルプレート30上に多数形成されたノズル8に伝達されることになる。   As described above, the distortion of the piezoelectric portions 114 a to 114 e occurs in the longitudinal direction of the nozzle plate 30. Therefore, the traveling direction of the traveling wave of the excited ultrasonic vibration is the direction of the other end with respect to the vibrator 110a side in the longitudinal direction of the nozzle plate 30 (the direction of arrow A in FIGS. 6A and 7A). Therefore, the traveling wave of the ultrasonic vibration is transmitted to the nozzles 8 formed in large numbers on the nozzle plate 30.

上記より得られる作用を、図8を用いて以下に説明する。図8は図4の一点鎖線で囲まれた部分の拡大断面図である。励振されてノズルプレート30上を進行波として伝達される超音波振動は図8のようにそれぞれのノズル8に到達し、インク130に対して矢印C方向へ攪拌力を与える。そのため、ノズル8付近においてインクのメニスカスに微振動が生じ、インク増粘を抑制する。また、ノズル8に付着している異物に対する異物除去効果を有するため、インクが吐出されない状態になっているノズル8の回復が可能となる。これらの結果、形成画像の品質の向上、及び、インクのパージ時における廃インク量の低減が達成できる。   The operation obtained from the above will be described below with reference to FIG. FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a portion surrounded by an alternate long and short dash line in FIG. The ultrasonic vibrations that are excited and transmitted as traveling waves on the nozzle plate 30 reach the respective nozzles 8 as shown in FIG. 8 and apply a stirring force to the ink 130 in the direction of arrow C. Therefore, a slight vibration is generated in the ink meniscus in the vicinity of the nozzle 8 to suppress ink thickening. Further, since it has a foreign matter removing effect on the foreign matter adhering to the nozzle 8, it is possible to recover the nozzle 8 in a state where ink is not ejected. As a result, it is possible to improve the quality of the formed image and reduce the amount of waste ink during ink purging.

また、振動子110aをノズルプレート30の吐出面30aに設置していることで、ノズルプレート30a上を伝わる進行波の振幅が大きくなり、より大きなインク増粘抑制効果及び異物除去効果が得られる。さらに、振動子110aが超音波振動を発生させるので、振動の周波数が大きいことにより、より大きなインク増粘抑制効果及び異物除去効果が得られる。   Further, since the vibrator 110a is installed on the ejection surface 30a of the nozzle plate 30, the amplitude of the traveling wave transmitted on the nozzle plate 30a is increased, and a larger ink thickening suppressing effect and a foreign matter removing effect can be obtained. Furthermore, since the vibrator 110a generates ultrasonic vibrations, a larger ink thickening suppression effect and foreign matter removal effect can be obtained due to the large vibration frequency.

一方、振動吸収子120aについては、電極121a〜121c及び122a〜122cに挟まれた圧電体部分124a〜124eに歪み変形が加わることで、正圧電効果が生じる。具体的には、上記のように振動子110aで発生した超音波振動の進行波がノズルプレート30上を伝達して振動吸収子120aに到達し(図6(a)、図7(b)の矢印B)、伝達された超音波振動により圧電体部分124a〜124eに歪み変形が生じることで起電力が発生する。その起電力は、圧電体部分124aについては電極121a及び122a間に、圧電体部分124bについては電極122a及び121b間に、以下同様に圧電体部分124c〜124eについては、各電極121b、121c、122b、122c間へ電位差として伝えられる。つまり、振動子110aから伝播してきた表面波(機械エネルギー)は、振動吸収子120aで再び電気エネルギーに変換され、電極123a、123bを通して電気抵抗125において消費される。この結果、振動子110aで発生した進行波を振動吸収子120aにおいて吸収することができるので、進行波と逆方向に吐出面30aを進行する反射波の発生を防止できる。もし進行波と反射波が重なり合って定常波が発生した場合、生じた定常波の節点において上記のインク増粘抑制効果及び異物除去効果が得られなくなるが、上記のような振動吸収子120aの作用により、全ての吐出口においてインク増粘抑制効果及び異物除去効果が得られる。   On the other hand, with respect to the vibration absorber 120a, a positive piezoelectric effect is produced by applying strain deformation to the piezoelectric portions 124a to 124e sandwiched between the electrodes 121a to 121c and 122a to 122c. Specifically, the traveling wave of the ultrasonic vibration generated by the vibrator 110a as described above is transmitted on the nozzle plate 30 and reaches the vibration absorber 120a (FIGS. 6A and 7B). Arrow B), an electromotive force is generated by distortion deformation in the piezoelectric body portions 124a to 124e due to the transmitted ultrasonic vibration. The electromotive force is applied between the electrodes 121a and 122a for the piezoelectric portion 124a, between the electrodes 122a and 121b for the piezoelectric portion 124b, and similarly for each of the electrodes 121b, 121c, and 122b for the piezoelectric portions 124c to 124e. , 122c is transmitted as a potential difference. That is, the surface wave (mechanical energy) propagating from the vibrator 110a is converted into electric energy again by the vibration absorber 120a, and is consumed by the electric resistor 125 through the electrodes 123a and 123b. As a result, since the traveling wave generated by the vibrator 110a can be absorbed by the vibration absorber 120a, the generation of the reflected wave traveling on the ejection surface 30a in the direction opposite to the traveling wave can be prevented. If traveling waves and reflected waves overlap to generate a standing wave, the ink thickening suppressing effect and the foreign matter removing effect cannot be obtained at the node of the generated standing wave, but due to the action of the vibration absorber 120a as described above, An ink thickening suppressing effect and a foreign matter removing effect can be obtained at all the ejection openings.

また、振動子110a及び振動吸収子120aは、圧電体と、その圧電体部分を間に挟む6本の電極とを含んだ構成となっている。圧電体の材料として用いる圧電セラミクスは、電気機械変換効率が高く、また比較的自由な形状を作ることができるために、振動子110a及び振動吸収子120aの構造を簡単なものとすることが可能である。また、その6本の電極が、ノズルプレート30の長手方向について互いに対向しているために、振動子110aで発生させた進行波を、インク吐出面30aにおいて確実に多数のノズル8付近を振動させる方向へ進行させることができる。   The vibrator 110a and the vibration absorber 120a include a piezoelectric body and six electrodes that sandwich the piezoelectric body portion therebetween. The piezoelectric ceramic used as the material of the piezoelectric body has high electromechanical conversion efficiency and can make a relatively free shape, so that the structure of the vibrator 110a and the vibration absorber 120a can be simplified. It is. Further, since the six electrodes face each other in the longitudinal direction of the nozzle plate 30, the traveling wave generated by the vibrator 110a reliably vibrates in the vicinity of many nozzles 8 on the ink discharge surface 30a. It can be advanced in the direction.

また、振動子110a、振動吸収子120aのそれぞれについて、対向して配置された一対の櫛歯状電極の、隣り合う電極間に複数(5つ)の圧電体部分が配置されていることにより、振動子110aにおいて発生する超音波振動の振幅を、圧電体部分が一つの場合に比べてより大きくすることができ、より大きなインク増粘抑制効果及び異物除去効果が得られる。且つ、発生した超音波振動の進行波を振動吸収子120aにおいて効率的に吸収できる。   Further, with respect to each of the vibrator 110a and the vibration absorber 120a, a plurality (five) of piezoelectric body portions are disposed between adjacent electrodes of a pair of comb-like electrodes disposed to face each other. The amplitude of the ultrasonic vibration generated in the vibrator 110a can be made larger than in the case where there is only one piezoelectric body portion, and a larger ink thickening suppressing effect and foreign matter removing effect can be obtained. In addition, the traveling wave of the generated ultrasonic vibration can be efficiently absorbed by the vibration absorber 120a.

また、振動吸収子120aの各電極と、ノズルプレート30の吐出面30aに置かれた抵抗125とが電気的に接続されていることにより、圧電体部分124a〜124eで発生した電力を消費することができる。   Further, since the electrodes of the vibration absorber 120a and the resistor 125 placed on the ejection surface 30a of the nozzle plate 30 are electrically connected, the power generated in the piezoelectric portions 124a to 124e is consumed. Can do.

本実施形態においては、150a及び150bを高周波交流電源とすることにより、振動子110aにより超音波振動を発生させる。ここで振動子110aは、弾性部材であるノズルプレート30のインク吐出面30a上に配置されているため、インク吐出面30a上において、励起された超音波振動が、振動子110aより伝達される。   In the present embodiment, ultrasonic vibrations are generated by the vibrator 110a by using 150a and 150b as high-frequency AC power supplies. Here, since the vibrator 110a is disposed on the ink ejection surface 30a of the nozzle plate 30 which is an elastic member, the excited ultrasonic vibration is transmitted from the vibrator 110a on the ink ejection surface 30a.

また前述のように、圧電体部分114a〜114eの歪み変形は、ノズルプレート30の長手方向に生じる。そのため、励起される超音波振動の進行波の進行方向は、ノズルプレート30長手方向について振動子110a側一端に対向する他端の方向(図6(a)、図7(a)の矢印A方向)となるため、超音波振動の進行波がノズルプレート30上に多数形成されたノズル8に伝達されることになる。   Further, as described above, distortion deformation of the piezoelectric portions 114 a to 114 e occurs in the longitudinal direction of the nozzle plate 30. Therefore, the traveling direction of the traveling wave of the excited ultrasonic vibration is the direction of the other end facing the one end on the vibrator 110a side in the longitudinal direction of the nozzle plate 30 (the direction of arrow A in FIGS. 6A and 7A). Therefore, the traveling wave of ultrasonic vibration is transmitted to the nozzles 8 formed on the nozzle plate 30 in large numbers.

抵抗125においては、振動吸収子120aの正圧電効果により発生した電力が消費されて熱が発生する。そのためプリンタ1は、発生した熱によるヘッド本体13aその他の機器に対する悪影響を排除するため、冷却ファンなどの冷却機構、及び、排気口などの熱放出機構を、抵抗125周辺に有していることが望ましい。   In the resistor 125, electric power generated by the positive piezoelectric effect of the vibration absorber 120a is consumed and heat is generated. Therefore, the printer 1 has a cooling mechanism such as a cooling fan and a heat release mechanism such as an exhaust port around the resistor 125 in order to eliminate the adverse effect on the head main body 13a and other devices due to the generated heat. desirable.

さらにプリンタ1の制御装置100は、内部に交流電源150a及び150bを有し、振動子110aに対して進行波を発生させるための命令を生成する。このような構成とすることで、振動子110aが進行波を発生するタイミングを調整することができる。   Furthermore, the control device 100 of the printer 1 includes AC power supplies 150a and 150b inside, and generates a command for generating a traveling wave for the vibrator 110a. With such a configuration, the timing at which the vibrator 110a generates a traveling wave can be adjusted.

そして、上記の制御装置100は、振動子110aが印字中には動作せず、例えば、印刷用紙補充動作などの印字動作が行われていない場合のみに動作するように、交流電源150a、150bに命令を出す。この動作を示すタイムチャートを図9に示した。図9の(a)はプリンタ1の印字タイミングを示し、(b)は上記のように制御装置100により間欠的振動をするように命令された振動子110aの振動タイミングを示している。図9の横軸は図9に共通の時間を表し、Sはプリンタ1が印刷用紙一枚について印字動作をするのに要する時間である。図9の(a)、(b)から分かるように、プリンタ1が印字中には振動子100は動作せず、印字中でないときに動作している。このような構成にすることにより、印字中に振動子110aが振動を発生させることがないので、振動が印字へ与える悪影響を少なくすることができる。   The control device 100 does not operate during the printing of the vibrator 110a, for example, the AC power supplies 150a and 150b are operated only when a printing operation such as a printing paper replenishing operation is not performed. Give an order. A time chart showing this operation is shown in FIG. 9A shows the printing timing of the printer 1, and FIG. 9B shows the vibration timing of the vibrator 110a instructed to intermittently vibrate by the control device 100 as described above. The horizontal axis in FIG. 9 represents the time common to FIG. 9, and S is the time required for the printer 1 to perform a printing operation on one sheet of printing paper. As can be seen from FIGS. 9A and 9B, the vibrator 100 does not operate while the printer 1 is printing, and operates when it is not printing. With such a configuration, the vibrator 110a does not generate vibration during printing, so that the adverse effect of vibration on the printing can be reduced.

制御装置100については、振動子110aに対して間欠的に進行波の発生命令を生成する上記のような構成には限定されず、制御装置100の設定を変えることにより、振動子110aに対して連続的に進行波の発生命令を生成するようにすることも可能である。このような構成にした場合のタイムチャートは図9の(c)で示される。このような構成により、振動子110aは印字中でも進行波を発生させるため、印字中においてもインク増粘抑制効果、異物除去効果が得られる。   The control device 100 is not limited to the above-described configuration in which a traveling wave generation command is intermittently generated for the vibrator 110a. By changing the setting of the control device 100, the vibrator 110a is changed. It is also possible to generate a traveling wave generation command continuously. A time chart for such a configuration is shown in FIG. With such a configuration, the vibrator 110a generates a traveling wave even during printing, so that an ink thickening suppressing effect and a foreign matter removing effect can be obtained even during printing.

次に、図10に基づき、本発明の第二の実施形態に係るインクジェットプリンタについて説明する。図10には、振動吸収子と接続される抵抗をインクジェットヘッド本体の外部に配置した、本実施形態に係るインクジェットヘッド本体313aにおける振動吸収子の等価回路図を示した。なお、本実施形態においては、上記の第一の実施形態の構成部材と同様の部分(200、220a、221a〜221c、222a〜222c、223a、223b、224、224a〜224e、230、230a、313a、325)については、第一実施形態の符号(100、120a、121a〜121c、122a〜122c、123a、123b、124、124a〜124e、30、30a、13a、125)の部分にそれぞれ順に合致させて示しており、かかる同様の部分の説明が省略されることがある。   Next, based on FIG. 10, an ink jet printer according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 shows an equivalent circuit diagram of the vibration absorber in the ink jet head main body 313a according to the present embodiment, in which a resistor connected to the vibration absorber is arranged outside the ink jet head main body. In the present embodiment, the same parts (200, 220a, 221a to 221c, 222a to 222c, 223a, 223b, 224, 224a to 224e, 230, 230a, 313a) as the constituent members of the first embodiment described above. 325), the reference numerals (100, 120a, 121a to 121c, 122a to 122c, 123a, 123b, 124, 124a to 124e, 30, 30a, 13a, and 125) of the first embodiment are sequentially matched. The description of the similar part may be omitted.

第二の実施形態に係るインクジェットヘッド本体313aにおいては、振動吸収子220aと電気的に接続された抵抗325は、ヘッド本体313aの外部である制御装置200内部に設けられている。このように、振動吸収子220aの各電極と、制御装置200の内部に設置された抵抗325とが電気的に接続されていることにより、圧電体部分224a〜224eで発生した電力を消費することができる。また、第一の実施形態と違い、抵抗325をヘッド本体313aの外部に設置していることにより、ヘッド本体313aの構造を単純なものとすることができ、且つヘッド本体の過度な温度上昇を抑制してインク吐出特性の変化を防止できる。   In the inkjet head main body 313a according to the second embodiment, the resistor 325 electrically connected to the vibration absorber 220a is provided inside the control device 200, which is outside the head main body 313a. In this way, each electrode of the vibration absorber 220a and the resistor 325 installed inside the control device 200 are electrically connected, thereby consuming electric power generated in the piezoelectric portions 224a to 224e. Can do. Further, unlike the first embodiment, the resistor 325 is installed outside the head main body 313a, so that the structure of the head main body 313a can be simplified and an excessive temperature rise of the head main body is caused. It is possible to suppress the change in ink ejection characteristics.

以上、本発明の好適な各実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made as long as they are described in the claims.

例えば、上記の実施形態においては、本発明のラインヘッド型インクジェットプリンタへの適用について述べているが、シリアルヘッド型プリンタにも同様に適用できる。   For example, in the above-described embodiment, the application to the line head type ink jet printer of the present invention has been described, but the present invention can be similarly applied to a serial head type printer.

また、上記の実施形態においては、振動子と振動吸収子について、5つの圧電体部分と、二本の電極が対向配置され、圧電体を挟むようにそれぞれの電極から3本ずつ分岐した合計6本の電極とが配置されていたが、圧電体部分とそれを挟む電極の構造はこれに限られたものではなく、圧電体部分の数は幾つあってもよいし、それに合わせて、本発明の効果が得られる構成の範囲内で、適当な数の電極を配置すればよい。   Further, in the above-described embodiment, for the vibrator and the vibration absorber, a total of six piezoelectric parts and two electrodes are arranged so as to face each other and three branches from each electrode so as to sandwich the piezoelectric substance. However, the structure of the piezoelectric portion and the electrode sandwiching the piezoelectric portion is not limited to this, and the number of piezoelectric portions may be any number, and according to the present invention, An appropriate number of electrodes may be arranged within the range in which the above effect can be obtained.

さらに、上述の振動子110aには、振動子110aの、振動吸収子120aと反対側に反射器を設けても良い。これにより、振動子110aで発生した表面波の伝播方向を振動吸収子120a側に規制することができる。なお、反射器は、振動子110aと同じ圧電体上に形成された反射電極により構成されている。反射電極は、振動子110a用の電極111a、112a等と平行に配置された電極群と各電極を全て接続する短絡電極とからなる。   Furthermore, the above-described vibrator 110a may be provided with a reflector on the opposite side of the vibrator 110a from the vibration absorber 120a. Thereby, the propagation direction of the surface wave generated by the vibrator 110a can be restricted to the vibration absorber 120a side. The reflector is configured by a reflective electrode formed on the same piezoelectric body as that of the vibrator 110a. The reflective electrode includes an electrode group arranged in parallel with the electrodes 111a and 112a for the vibrator 110a and a short-circuit electrode for connecting all the electrodes.

また、上記の実施形態においては、振動子と振動吸収子をノズルプレートのインク吐出面(流路ユニットの下面)に設置したが、これには限られず、本発明の効果が得られる構成の範囲内で、例えば流路ユニットの内部や上面に設置してもよい。   In the above embodiment, the vibrator and the vibration absorber are installed on the ink discharge surface of the nozzle plate (the lower surface of the flow path unit). However, the present invention is not limited to this, and the range of the configuration that can obtain the effects of the present invention. For example, it may be installed inside or on the upper surface of the flow path unit.

また、図10(b)に示す間欠的振動のタイミングは、このようなタイミングに限定されるものではなく、これより頻度が少なくてもよい。例えば、印字前のみ、又はパージ時のみに振動していてもよい。   Further, the timing of intermittent vibration shown in FIG. 10B is not limited to such timing, and may be less frequent. For example, it may vibrate only before printing or only at the time of purging.

また、交流電源150a、150bは、どちらか片方だけを設置していてもよい。   Further, only one of the AC power supplies 150a and 150b may be installed.

また、上記の実施形態においては、振動子、振動吸収子を一つのヘッドにつきそれぞれ一つずつ、長手方向の両端近傍に配置しているが、これには限らず、それぞれ2つ以上あってもよいし、その配置もノズルを挟んで互いに対向していれば、長手方向の両端近傍位置には限定されない。   In the above embodiment, one vibrator and one vibration absorber are arranged in the vicinity of both ends in the longitudinal direction for each head. However, the present invention is not limited to this, and there may be two or more each. The arrangement is not limited to the vicinity of both ends in the longitudinal direction as long as the nozzles face each other across the nozzle.

本発明に係る第一実施形態に係るプリンタの概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of a printer according to a first embodiment of the present invention. 図1に示すヘッドの本体の平面図。The top view of the main body of the head shown in FIG. 図2に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図。The enlarged view of the area | region enclosed with the dashed-dotted line drawn in FIG. 図3のIV-IV線に沿った断面図。Sectional drawing along the IV-IV line of FIG. (a)はアクチュエータユニット21と圧力室10との部分拡大断面図。(b)はアクチュエータユニット21の表面に形成された個別電極の形状を示す平面図。(A) is a partial expanded sectional view of the actuator unit 21 and the pressure chamber 10. FIG. 4B is a plan view showing the shape of individual electrodes formed on the surface of the actuator unit 21. (a)は図1に示すヘッドの底面図。(b)は図1に示すヘッドのノズルプレート部分の側面図。(A) is a bottom view of the head shown in FIG. (B) is a side view of the nozzle plate portion of the head shown in FIG. 本発明の第一実施形態に係る振動子及びその周辺の等価回路図。FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the vibrator according to the first embodiment of the present invention and its periphery. 本発明の第一実施形態に係る振動吸収子及びその周辺の等価回路図。The vibration absorber which concerns on 1st embodiment of this invention, and its equivalent circuit schematic. 本発明によるノズル部分でのインクの攪拌状態を表す、図4に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図。The enlarged view of the area | region enclosed with the dashed-dotted line drawn in FIG. 4 showing the stirring state of the ink in the nozzle part by this invention. (a)はプリンタの印字タイミングを表すタイムチャート。(b)は間欠的に振動する振動子の振動タイミングを表すタイムチャート。(c)は連続的に振動する振動子の振動タイミングを表すタイムチャート。(A) is a time chart showing the printing timing of the printer. (B) is a time chart showing the vibration timing of the vibrator that vibrates intermittently. (C) is a time chart showing the vibration timing of a vibrator that vibrates continuously. 本発明の第二実施形態に係る振動吸収子及びその周辺の等価回路図。The vibration absorber which concerns on 2nd embodiment of this invention, and its equivalent circuit schematic.

符号の説明Explanation of symbols

1 プリンタ
4 流路ユニット
5 マニホールド流路
5a 副マニホールド流路
8 ノズル
10 圧力室
13、313a ヘッド本体
21 アクチュエータユニット
30、230 ノズルプレート
30a、230a インク吐出面
100、200 制御装置
110a 振動子
120a、220a 振動吸収子
111a〜111c、112a〜112c、121a〜121c、122a〜122c、221a〜221c、222a〜222c、113a、113b、123a、123b、223a、223b 電極
114、124、224 圧電体
114a〜114e、124a〜124e、224a〜224e 圧電体部分
125、325 抵抗
150a、150b 交流電源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Printer 4 Flow path unit 5 Manifold flow path 5a Sub manifold flow path 8 Nozzle 10 Pressure chamber 13, 313a Head main body 21 Actuator unit 30, 230 Nozzle plate 30a, 230a Ink discharge surface 100, 200 Control device 110a Vibrator 120a, 220a Vibration absorbers 111a to 111c, 112a to 112c, 121a to 121c, 122a to 122c, 221a to 221c, 222a to 222c, 113a, 113b, 123a, 123b, 223a, 223b Electrodes 114, 124, 224 Piezoelectric bodies 114a to 114e, 124a to 124e, 224a to 224e Piezoelectric portion 125, 325 Resistors 150a, 150b AC power supply

Claims (11)

インク吐出面に形成された複数の吐出口と、前記吐出口にそれぞれ連通して形成された複数の個別インク流路とを有する流路ユニットと、
前記流路ユニットに配置されており、前記流路ユニットを媒体として前記インク吐出面に沿って進行する進行波を発生する振動子と、
前記流路ユニットに配置されており、前記進行波の進行方向に関して、前記複数の吐出口を挟んで前記振動子と反対側に形成された前記進行波を吸収する振動吸収子とを備えていることを特徴とするインクジェットヘッド。
A flow path unit having a plurality of discharge openings formed on the ink discharge surface, and a plurality of individual ink flow paths formed in communication with the discharge openings, respectively.
A vibrator that is disposed in the flow path unit and generates a traveling wave that travels along the ink discharge surface using the flow path unit as a medium;
A vibration absorber that is disposed in the flow path unit and absorbs the traveling wave formed on the opposite side of the vibrator with respect to the traveling direction of the traveling wave across the plurality of discharge ports. An inkjet head characterized by that.
前記流路ユニットは、前記インク吐出面を有するノズルプレートを含む複数のプレートが積層されたものであり、
前記振動子及び前記振動吸収子が前記インク吐出面に配置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 flow path unit is a laminate of a plurality of plates including a nozzle plate having the ink ejection surface,
The inkjet head according to claim 1, wherein the vibrator and the vibration absorber are disposed on the ink ejection surface.
前記振動子及び前記振動吸収子が、圧電体と前記圧電体を挟む一対の電極とを含んでいることを特徴とする請求項1又は2に記載のインクジェットヘッド。   The inkjet head according to claim 1, wherein the vibrator and the vibration absorber include a piezoelectric body and a pair of electrodes that sandwich the piezoelectric body. 前記振動子及び前記振動吸収子が、3以上の電極と、隣り合う前記電極間に配置された2以上の圧電体とを含んでおり、1つおきの前記電極同士がそれぞれ電気的に接続されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のインクジェットヘッド。   The vibrator and the vibration absorber include three or more electrodes and two or more piezoelectric bodies arranged between the adjacent electrodes, and every other electrode is electrically connected to each other. The inkjet head according to claim 1, wherein the inkjet head is provided. 複数の前記電極が、前記振動子と前記振動吸収子とを結ぶ方向に関して互いに対向していることを特徴とする請求項3又は4に記載のインクジェットヘッド。   The inkjet head according to claim 3 or 4, wherein the plurality of electrodes are opposed to each other in a direction connecting the vibrator and the vibration absorber. 前記振動吸収子の複数の前記電極に接続された抵抗をさらに備えていることを特徴とする請求項3〜5のいずれか1項に記載のインクジェットヘッド。   The inkjet head according to claim 3, further comprising a resistor connected to the plurality of electrodes of the vibration absorber. 前記振動子が超音波振動を発生することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のインクジェットヘッド。   The inkjet head according to claim 1, wherein the vibrator generates ultrasonic vibration. 請求項1〜7のいずれか1項に記載のインクジェットヘッドと、
前記振動子に進行波を発生させるための命令を生成する振動制御手段とを備えていることを特徴とするインクジェット記録装置。
The inkjet head according to any one of claims 1 to 7,
An ink jet recording apparatus comprising: vibration control means for generating a command for causing the vibrator to generate a traveling wave.
前記振動制御手段が間欠的に前記命令を生成することを特徴とする請求項8に記載のインクジェット記録装置。   The ink jet recording apparatus according to claim 8, wherein the vibration control unit intermittently generates the command. 前記振動制御手段が連続的に前記命令を生成することを特徴とする請求項8に記載のインクジェットヘッド記録装置。   The inkjet head recording apparatus according to claim 8, wherein the vibration control unit continuously generates the command. 請求項3〜5のいずれか1項に記載のインクジェットヘッドと、
前記振動吸収子の複数の前記電極に接続された抵抗とを備えていることを特徴とするインクジェット記録装置。
The inkjet head according to any one of claims 3 to 5,
An ink jet recording apparatus comprising: a resistance connected to the plurality of electrodes of the vibration absorber.
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