JP2010105334A

JP2010105334A - Ink jet head

Info

Publication number: JP2010105334A
Application number: JP2008281570A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Honda; 充本多
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2008-10-31
Filing date: 2008-10-31
Publication date: 2010-05-13
Also published as: WO2010050551A1

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink jet head having uniform discharge characteristics by suppressing nonuniformity of discharge characteristics near an end channel. <P>SOLUTION: The capacity of an ink chamber 3 of outermost to n-th channels is set smaller than the average capacity of the other ink chambers 3. Thus, a flying speed and a discharge volume of droplets discharged from the outermost to n-th channels approaches the average flying speed and the average discharge volume of droplets discharged from the other channels, thereby making discharge characteristics uniform. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、ノズルから液滴を吐出するインクジェットヘッドに関する。 The present invention relates to an inkjet head that ejects droplets from nozzles.

近年、プリンタにおいては、インパクト印字装置に代わって、カラー化、多階調化に対応しやすいインクジェット方式などのノンインパクト印字装置が急速に普及している。これに用いるインク噴射装置としてのインクジェットヘッドとしては、特に、印字に必要な液滴のみを噴射するというドロップ・オン・デマンド型が、噴射効率の良さ、低コスト化の容易さなどから注目されている。ドロップ・オン・デマンド型としては、カイザー（Kyser）方式やサーマルジェット方式が主流となっている。 In recent years, in printers, non-impact printing apparatuses such as an ink jet system that can easily cope with colorization and multi-gradation are rapidly spreading instead of impact printing apparatuses. As an ink jet head as an ink ejecting apparatus used for this, a drop-on-demand type in which only a droplet necessary for printing is ejected is attracting attention because of its excellent ejection efficiency and ease of cost reduction. Yes. The drop-on-demand type is mainly the Kayser method or the thermal jet method.

しかし、カイザー方式は、小型化が困難で高密度化に不向きであるという欠点を有していた。また、サーマルジェット方式は、高密度化には適しているものの、ヒータでインクを加熱してインク内にバブル（泡）を生じさせて、そのバブルのエネルギーを利用して噴射させる方式であるため、インクの耐熱性が要求され、また、ヒータの長寿命化も困難であり、エネルギー効率が悪いため、消費電力も大きくなるという問題を有していた。 However, the Kaiser method has a drawback that it is difficult to reduce the size and is not suitable for high density. Although the thermal jet method is suitable for increasing the density, the ink is heated with a heater to generate bubbles in the ink and ejected using the energy of the bubbles. However, the heat resistance of the ink is required, and it is difficult to extend the life of the heater, and the energy efficiency is poor, so that the power consumption increases.

このような各方式の欠点を解決するものとして、圧電材料のシェアモード変形を利用したインクジェット方式が提案されている。この方式は、圧電材料からなるインクチャンネルの壁（以下、「チャンネル壁」という。）の両側面に形成した電極を用いて、圧電材料の分極方向と直交する方向に電界を生じさせることで、シェアモードでチャンネル壁を変形させ、その際に生じる圧力波変動を利用して液滴を吐出するものであり、ノズルの高密度化、低消費電力化、高駆動周波数化に適している。 In order to solve such drawbacks of each method, an ink jet method using shear mode deformation of a piezoelectric material has been proposed. This method uses an electrode formed on both sides of an ink channel wall made of piezoelectric material (hereinafter referred to as “channel wall”) to generate an electric field in a direction perpendicular to the polarization direction of the piezoelectric material. The channel wall is deformed in the shear mode, and droplets are ejected by using pressure wave fluctuations generated at that time, which is suitable for increasing the nozzle density, lowering power consumption, and increasing the driving frequency.

近年はこのシェアモード変形を利用したインクジェットヘッドを産業用途に利用することが盛んに行われるようになり始めている。例えば、インクとして導電部材を吐出することによって配線を描画したり、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色のインクを吐出することによってカラーフィルタを作製したり、熱硬化性または紫外線（ＵＶ）硬化性のインクを吐出することによって、マイクロレンズやスペーサなどのような３次元構造物を作製したり、といった応用が進められている。 In recent years, the use of ink jet heads utilizing this shear mode deformation for industrial purposes has become active. For example, wiring is drawn by ejecting a conductive member as ink, a color filter is produced by ejecting inks of R, G, and B colors, or thermosetting or ultraviolet (UV) curable ink. Applications such as producing a three-dimensional structure such as a microlens or a spacer by discharging the liquid are being promoted.

上述したような多岐にわたる用途への展開に応じて、インクジェットによる描画には、より高精細で高品質な画質が求められてきている。このため、インクジェットヘッドには高密度に配置したノズルと、吐出特性の均一性が求められている。 In accordance with the development for a wide variety of uses as described above, higher-definition and high-quality image quality has been required for ink-jet drawing. For this reason, the inkjet head is required to have nozzles arranged at high density and uniformity in ejection characteristics.

ここでインクジェットヘッドの構造について説明する。インクジェットヘッドは、複数の個別インク室と、前記複数の個別インク室に対応する複数のノズルと、前記複数の個別インク室に連通する共通インク室とから構成されている。各個別インク室が開口する一方の端部は共通インク室に連通しており、他方の端部はノズルと連通している。共通インク室から各個別インク室へインクが供給され、ノズルから液滴を吐出する。共通インク室は、マニホールドと、マニホールドに接続されたインク配管を介して外部に設置されたインクタンクと接続されている。 Here, the structure of the inkjet head will be described. The ink jet head includes a plurality of individual ink chambers, a plurality of nozzles corresponding to the plurality of individual ink chambers, and a common ink chamber communicating with the plurality of individual ink chambers. One end where each individual ink chamber opens is in communication with the common ink chamber, and the other end is in communication with the nozzle. Ink is supplied from the common ink chamber to each individual ink chamber, and droplets are ejected from the nozzles. The common ink chamber is connected to a manifold and an ink tank installed outside via an ink pipe connected to the manifold.

液滴吐出機構は、例えばシェアモードのインクジェットヘッドの場合には、個別インク室を隔てている隔壁の壁面に形成された金属電極に電圧を印加することにより隔壁が変形し、この変形による個別インク室の容積の変化に伴って発生した圧力波の変動を利用してノズルから液滴を吐出させる。以下、個別インク室と、個別インク室に対応したノズルの２つをあわせた部分をチャンネルと表記する。 For example, in the case of a share mode inkjet head, the droplet ejection mechanism deforms the partition wall by applying a voltage to the metal electrode formed on the wall surface of the partition wall separating the individual ink chambers. Droplets are ejected from the nozzles using the fluctuation of the pressure wave generated with the change in the chamber volume. Hereinafter, a portion obtained by combining the individual ink chambers and the nozzles corresponding to the individual ink chambers is referred to as a channel.

このとき、吐出したチャンネル内で発生させた圧力波は、液滴吐出後に自然と減衰していくが、数十〜数百μｓｅｃ程度は残留している。この残留した圧力波を以降は残留圧力波と呼ぶこととする。残留圧力波は、共通インク室を介して隣接もしくは近接するチャンネルへも伝播する。このように残留圧力波の影響がある時期に、隣接もしくは近接するチャンネルを吐出させる場合、吐出させるために新たに発生させた圧力波と残留圧力波とが合成、もしくは打ち消しあって、本来の圧力波とは変化して吐出を阻害して飛翔速度や吐出体積が変化してしまう。 At this time, the pressure wave generated in the discharged channel naturally attenuates after the droplet is discharged, but it remains for several tens to several hundreds of μsec. This remaining pressure wave is hereinafter referred to as a residual pressure wave. The residual pressure wave propagates to the adjacent or adjacent channel through the common ink chamber. When discharging the adjacent or adjacent channels at the time when there is an influence of the residual pressure wave in this way, the pressure wave newly generated for discharge and the residual pressure wave are combined or canceled, and the original pressure is The wave changes and inhibits discharge, and the flight speed and discharge volume change.

残留圧力波が自然と減衰して弱まるまで次の吐出を待つことによってこのような圧力波の変化は回避できるが高周波数の描画ができなくなるため描画時間が長くなりタクトタイムが増大することとなり好ましくない。 This change in pressure wave can be avoided by waiting for the next discharge until the residual pressure wave naturally attenuates and weakens, but drawing at a high frequency becomes impossible, so the drawing time becomes longer and the tact time increases. Absent.

また、上述したように高密度にノズルを配置した場合、隣接したチャンネル間の距離が近くなる。隣接したチャンネル間の距離が近くなるほど、隣接チャンネルを吐出した際の残留圧力波の影響を受けやすくなる。また残留圧力波の影響を受けるチャンネルの範囲が広がる。 In addition, when the nozzles are arranged with high density as described above, the distance between adjacent channels is reduced. The closer the distance between adjacent channels is, the more easily affected by the residual pressure wave when the adjacent channels are discharged. In addition, the range of channels affected by the residual pressure wave is expanded.

残留圧力波として大きく影響を及ぼすものは次の２つが挙げられる。一つ目は同時に吐出している、近接したチャンネルによる残留圧力波であり、同相残留圧力波と呼ぶこととする。２つ目は同時には吐出していないがタイミングをずらして吐出する、近接したチャンネルによる残留圧力波であり、異相残留圧力波と呼ぶこととする。あるチャンネルを吐出する場合には、少なくとも最も近くの同相残留圧力波と異相残留圧力波の影響を受けることとなる。 There are the following two factors that greatly affect the residual pressure wave. The first is a residual pressure wave generated by adjacent channels that are discharged simultaneously, and is called an in-phase residual pressure wave. The second is a residual pressure wave caused by adjacent channels that are not discharged at the same time but are discharged at different timings. When discharging a certain channel, at least the closest in-phase residual pressure wave and different-phase residual pressure wave are affected.

また、高密度にノズルを配置した場合隣接する個別インク室間を隔てている隔壁の厚みも小さくなる。個別インク室間の隔壁の厚みが小さくなると、各隔壁の剛性が低下するため、隔壁を介して残留圧力波の影響を受けやすくなる。 Further, when the nozzles are arranged at a high density, the thickness of the partition walls separating the adjacent individual ink chambers is also reduced. When the thickness of the partition between the individual ink chambers is reduced, the rigidity of each partition is lowered, and therefore, it is easily affected by the residual pressure wave through the partition.

しかしながら、高密度に配列した複数のチャンネルの両端および両端に近接するチャンネル以外の大半のチャンネルは、両側に並んだ無数のチャンネルから残留圧力波による影響を受けるため、残留圧力波による影響に差はない。 However, most of the channels other than the channels adjacent to both ends of the multiple channels arranged at high density are affected by the residual pressure waves from the countless channels arranged on both sides, so there is no difference in the effects of the residual pressure waves. Absent.

一方、高密度に配列した複数のチャンネルの両端付近に位置するチャンネルは、外側のチャンネルが他方と比べて極端に少ないため、外側からの残留圧力波によるは少ない。最も外側のチャンネルに関しては、片側には全くチャンネルがないため、片側からしか残留圧力波による影響を受けない。さらにこの最も外側のチャンネルの、最も外側の壁面の厚みは、各チャンネル間の隔壁の厚みよりもはるかに厚いため剛性が異なる。 On the other hand, the channels located near both ends of a plurality of channels arranged at high density are less affected by residual pressure waves from the outside because the number of outer channels is extremely small compared to the other. The outermost channel is not affected by the residual pressure wave only from one side because there is no channel on one side. Further, the thickness of the outermost wall surface of this outermost channel is much thicker than the thickness of the partition wall between the channels, so that the rigidity is different.

このように中央付近のチャンネルと両端付近のチャンネルとでは、残留圧力波による影響が大きく異なるため、中央部付近のチャンネルと端部付近のチャンネルとでは吐出特性（飛翔速度・吐出体積）の不均一化が発生する。 In this way, the influence of residual pressure waves differs greatly between the channel near the center and the channel near both ends, so the discharge characteristics (flight speed and volume) are not uniform between the channel near the center and the channel near the end. Occurs.

具体的には、最も外側のチャンネルおよび外側に近接するチャンネルでは片側からの残留圧力波による影響が非常に小さいため、中央付近のチャンネルと比較して駆動効率が良くなり、同じ駆動電圧を印加した場合には飛翔速度および吐出体積は大きくなる。 Specifically, the outermost channel and the channel close to the outside are very less affected by the residual pressure wave from one side, so the driving efficiency is improved compared to the channel near the center and the same driving voltage is applied. In some cases, the flying speed and the discharge volume are increased.

インクジェットヘッドを搭載した装置で描画を行う場合、タクトタイムを短縮するためにはインクジェットヘッドもしくは描画対象を走査しながら吐出する必要があるため、飛翔速度のばらつきは着弾位置のばらつきとなって描画品質を低下させる。同様に、吐出体積がばらついた場合にも、インクジェットヘッドから吐出された１滴の液滴によって描画される領域が異なるため描画品質を低下させることとなる。 When drawing with a device equipped with an inkjet head, it is necessary to discharge while scanning the inkjet head or the drawing target in order to shorten the tact time. Reduce. Similarly, even when the discharge volume varies, the drawing quality is deteriorated because the drawn area differs depending on the single droplet discharged from the inkjet head.

このような両端部のチャンネルの吐出特性の不均一性を抑制する従来技術としては、擬似個別インク室を形成する方法（特開２００５−７４８６０号公報：特許文献１参照）がある。 As a conventional technique for suppressing such non-uniformity in the discharge characteristics of the channels at both ends, there is a method of forming a pseudo individual ink chamber (see JP-A-2005-74860: Patent Document 1).

また、チャンネル間の吐出特性を均一化する従来技術としては、チャンネル毎に印加する駆動電圧を変更する方法（特開２００４−９０６２１号公報：特許文献２参照）がある。
特開２００５−７４８６０号公報特開２００４−９０６２１号公報 Further, as a conventional technique for equalizing discharge characteristics between channels, there is a method of changing a driving voltage applied to each channel (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-90621: Patent Document 2).
Japanese Patent Laid-Open No. 2005-74860 JP 2004-90621 A

上述したように、インクジェットによる描画には、高密度に配置したノズル孔と、均一な吐出特性が求められる。 As described above, ink jet drawing requires nozzle holes arranged at high density and uniform ejection characteristics.

しかしながら、ノズル孔を高密度で配置すると、中央部付近のチャンネルと両端部付近のチャンネルとでは、近接するチャンネルの残留圧力波による影響が異なるため、吐出特性が均一でなくなり、両端近傍のチャンネルから吐出される液滴の飛翔速度や吐出体積が大きくなる。 However, if the nozzle holes are arranged at high density, the channel near the center and the channel near both ends have different influences due to residual pressure waves in the adjacent channels, so the discharge characteristics are not uniform, and the channel near the both ends The flying speed and discharge volume of the discharged droplets are increased.

例えば、上述の特許文献１の構成は、実際には吐出することができないダミーの個別インク室を形成するための領域が必要となるため、インクジェットヘッドによって描画できる範囲と比較してインクジェットヘッド自体は大型化する。このような場合には、例えば大型の紙などの全面に描画するために、複数のインクジェットヘッドを高密度に配置することが困難になる。 For example, the configuration of Patent Document 1 described above requires a region for forming a dummy individual ink chamber that cannot actually be ejected. Increase in size. In such a case, it becomes difficult to arrange a plurality of inkjet heads at a high density in order to draw on the entire surface of, for example, large paper.

また、擬似個別インク室がノズル孔を有していない場合には、擬似個別インク室が開口する一端は、行き止まりとなるため、インクや入り込んだ気泡が滞留してしまう。例えば、ビーズを含有するインクを使用した場合などには、ビーズの沈降を引き起こす虞がある。また、この擬似個別インク室に気泡が入り込んだ場合には、気泡の排出が困難である。擬似個別インク室内に残留した気泡は、インクを吐出するための圧力波伝播の妨げとなったり、流動して個別インク室内に入り込んだりして、吐出特性の低下や不吐出を発生させる虞がある。 In addition, when the pseudo individual ink chamber does not have a nozzle hole, one end where the pseudo individual ink chamber opens is a dead end, and thus ink and entrained bubbles stay. For example, when ink containing beads is used, there is a risk of causing sedimentation of the beads. Further, when bubbles enter the pseudo individual ink chamber, it is difficult to discharge the bubbles. Bubbles remaining in the quasi-individual ink chamber may hinder the propagation of pressure waves for ejecting ink, or may flow into the individual ink chamber to cause deterioration in ejection characteristics or non-ejection. .

さらに、特許文献２の構成は、チャンネル毎に電圧を変更するための手段が必要であり、大幅なコスト上昇が発生する。 Furthermore, the configuration of Patent Document 2 requires means for changing the voltage for each channel, and a significant cost increase occurs.

そこで、この発明の課題は、端部チャンネル付近における吐出特性の不均一化を抑制し、均一な吐出特性を有するインクジェットヘッドを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an ink jet head that suppresses nonuniform discharge characteristics in the vicinity of an end channel and has uniform discharge characteristics.

上記課題を解決するため、この発明のインクジェットヘッドは、
Ｘ方向に延在してＸ方向に交差するＹ方向に互いに間隔をおいて配列された複数の個別インク室と、
上記各個別インク室に対応して配置され上記各個別インク室に連通する複数のノズル孔と
を備え、
Ｙ方向の両側で最も外側に位置する上記個別インク室のうちの少なくともＹ方向の一方側の上記個別インク室の容積は、この少なくともＹ方向の一方側の個別インク室を除いた他の上記個別インク室の容積の平均よりも小さいことを特徴としている。 In order to solve the above problems, the inkjet head of the present invention is
A plurality of individual ink chambers extending in the X direction and arranged at intervals in the Y direction intersecting the X direction;
A plurality of nozzle holes arranged corresponding to the individual ink chambers and communicating with the individual ink chambers,
Among the individual ink chambers located on the outermost sides on both sides in the Y direction, the volume of the individual ink chamber on at least one side in the Y direction is the other of the individual ink chambers excluding the individual ink chamber on one side in the Y direction. It is characterized by being smaller than the average of the volume of the ink chamber.

この発明のインクジェットヘッドによれば、Ｙ方向の両側で最も外側に位置する上記個別インク室のうちの少なくともＹ方向の一方側の上記個別インク室の容積は、この少なくともＹ方向の一方側の個別インク室を除いた他の上記個別インク室の容積の平均よりも小さいので、全チャンネル（全個別インク室）に対して同じ駆動電圧を印加した際に、少なくともＹ方向の一方側の最も外側に位置する個別インク室の容積変化を、それ以外の個別インク室の平均容積変化よりも小さくすることができる。 According to the ink jet head of the present invention, the volume of the individual ink chamber on at least one side in the Y direction among the individual ink chambers located on the outermost sides on both sides in the Y direction is at least one of the individual ink chambers on the one side in the Y direction. Since it is smaller than the average of the volumes of the other individual ink chambers excluding the ink chamber, when the same drive voltage is applied to all channels (all individual ink chambers), at least on the outermost side on one side in the Y direction. The volume change of the individual ink chambers positioned can be made smaller than the average volume change of the other individual ink chambers.

このため、少なくともＹ方向の一方側の最も外側に位置するチャンネルから吐出される液滴の飛翔速度および吐出体積は、その他のチャンネルから吐出された液滴の平均飛翔速度や平均吐出体積に近づき、吐出特性を均一化することができる。 For this reason, the flight speed and discharge volume of the droplets discharged from the channel located at the outermost side on at least one side in the Y direction approach the average flight speed and average discharge volume of the droplets discharged from the other channels, The discharge characteristics can be made uniform.

これに対して、全個別インク室の容積を同じにした場合、最も外側に位置するチャンネルは、端部側からの残留圧力波の影響がないため、全チャンネルに対して同じ駆動電圧を印加した場合には、最も外側に位置する個別インク室から吐出される液滴の飛翔速度や吐出体積が全チャンネルの平均の飛翔速度や吐出体積に対して大きくなる。このため、吐出特性が不均一になる。 On the other hand, when the volumes of all the individual ink chambers are the same, the outermost channel is not affected by the residual pressure wave from the end side, so the same drive voltage is applied to all the channels. In this case, the flying speed and ejection volume of the droplets ejected from the outermost individual ink chamber are larger than the average flying speed and ejection volume of all channels. For this reason, the ejection characteristics become non-uniform.

また、一実施形態のインクジェットヘッドでは、Ｙ方向の両側の個別インク室の容積は、このＹ方向の両側の個別インク室を除いた他の上記個別インク室の容積の平均よりも小さい。 In the ink jet head of one embodiment, the volume of the individual ink chambers on both sides in the Y direction is smaller than the average of the volumes of the other individual ink chambers excluding the individual ink chambers on both sides in the Y direction.

この実施形態のインクジェットヘッドによれば、Ｙ方向の両側の個別インク室の容積は、このＹ方向の両側の個別インク室を除いた他の上記個別インク室の容積の平均よりも小さいので、Ｙ方向の両側の個別インク室の吐出特性の不均一化を抑制し、吐出特性を一層均一にできる。 According to the inkjet head of this embodiment, the volume of the individual ink chambers on both sides in the Y direction is smaller than the average of the volumes of the other individual ink chambers excluding the individual ink chambers on both sides in the Y direction. It is possible to suppress the non-uniformity of the ejection characteristics of the individual ink chambers on both sides in the direction and to make the ejection characteristics more uniform.

また、一実施形態のインクジェットヘッドでは、
Ｙ方向にｎ個（ｎは自然数）ずつ離れた位置にある上記個別インク室の全てが、同時に、液滴を吐出する状態で、
上記少なくともＹ方向の一方側の個別インク室に関して、最も外側の上記個別インク室から数えてｎ番目までの位置にある上記各個別インク室の容積は、上記最も外側の個別インク室から数えて（ｎ＋１）番目以降に位置する上記個別インク室の容積の平均よりも小さい。 Moreover, in the inkjet head of one embodiment,
All of the individual ink chambers located at positions separated by n (n is a natural number) in the Y direction simultaneously eject droplets.
With respect to the individual ink chamber on at least one side in the Y direction, the volume of each individual ink chamber at the nth position counted from the outermost individual ink chamber is counted from the outermost individual ink chamber ( It is smaller than the average of the volumes of the individual ink chambers located after the (n + 1) th.

この実施形態のインクジェットヘッドによれば、Ｙ方向にｎ個ずつ離れた位置にある上記個別インク室の全てが、同時に、液滴を吐出する状態で、上記少なくともＹ方向の一方側の個別インク室に関して、最も外側の上記個別インク室から数えてｎ番目までの位置にある上記各個別インク室の容積は、上記最も外側の個別インク室から数えて（ｎ＋１）番目以降に位置する上記個別インク室の容積の平均よりも小さいので、同時に吐出することができるチャンネルがｎ個離れているとき、最も外側からｎ番目までのチャンネルは、端部方向に同時に吐出できるチャンネルがないため、端部方向からは同相残留圧力波の影響を受けない。 According to the ink jet head of this embodiment, all of the individual ink chambers that are separated by n pieces in the Y direction simultaneously eject liquid droplets, and at least one individual ink chamber in the Y direction. The volume of each individual ink chamber at the nth position counted from the outermost individual ink chamber is the individual ink chamber located after the (n + 1) th counted from the outermost individual ink chamber. When the number of channels that can be discharged at the same time is n, the nth channel from the outermost side has no channels that can be discharged simultaneously in the end direction. Is not affected by the in-phase residual pressure wave.

そして、最も外側からｎ番目までの、残留圧力波による影響が少ないチャンネルの個別インク室の容積を、その他の個別インク室の平均容積より小さくすることにより、最も外側からｎ番目までのチャンネルから吐出される液滴の飛翔速度および吐出体積は、全チャンネルから吐出された液滴の平均飛翔速度や平均吐出体積に近づき、吐出特性を均一化することができる。 Then, the volume of the individual ink chambers of the channel from the outermost side to the nth channel where the influence of the residual pressure wave is small is made smaller than the average volume of the other individual ink chambers, thereby discharging from the nth channel from the outermost side. The flying speed and the discharge volume of the droplets that are discharged approach the average flying speed and the average discharge volume of the droplets discharged from all the channels, and the discharge characteristics can be made uniform.

また、一実施形態のインクジェットヘッドでは、上記Ｙ方向の一方側の最も外側の個別インク室から数えてｎ番目までの位置にある上記各個別インク室の容積、および、上記Ｙ方向の他方側の最も外側の個別インク室から数えてｎ番目までの位置にある上記各個別インク室の容積は、上記Ｙ方向の一方側の最も外側の個別インク室から数えて（ｎ＋１）番目以降で、かつ、上記Ｙ方向の他方側の最も外側の個別インク室から数えて（ｎ＋１）番目以降に位置する上記個別インク室の容積の平均よりも小さい。 In the inkjet head according to an embodiment, the volume of each individual ink chamber located at the nth position counting from the outermost individual ink chamber on one side in the Y direction, and the other side in the Y direction. The volume of each of the individual ink chambers at the nth position counted from the outermost individual ink chamber is (n + 1) th or later from the outermost individual ink chamber on one side in the Y direction, and The volume is smaller than the average of the volumes of the individual ink chambers located after the (n + 1) th counted from the outermost individual ink chamber on the other side in the Y direction.

この実施形態のインクジェットヘッドによれば、上記Ｙ方向の一方側の最も外側の個別インク室から数えてｎ番目までの位置にある上記各個別インク室の容積、および、上記Ｙ方向の他方側の最も外側の個別インク室から数えてｎ番目までの位置にある上記各個別インク室の容積は、上記Ｙ方向の一方側の最も外側の個別インク室から数えて（ｎ＋１）番目以降で、かつ、上記Ｙ方向の他方側の最も外側の個別インク室から数えて（ｎ＋１）番目以降に位置する上記個別インク室の容積の平均よりも小さいので、Ｙ方向の両側のｎ番目までの位置にある個別インク室の吐出特性の不均一化を抑制し、吐出特性を一層均一にできる。 According to the ink jet head of this embodiment, the volume of each individual ink chamber located at the nth position from the outermost individual ink chamber on one side in the Y direction, and the other side in the Y direction. The volume of each of the individual ink chambers at the nth position counted from the outermost individual ink chamber is (n + 1) th or later from the outermost individual ink chamber on one side in the Y direction, and Since the volume is smaller than the average of the volumes of the individual ink chambers located after the (n + 1) th, counted from the outermost individual ink chamber on the other side in the Y direction, the individual at the nth position on both sides in the Y direction. It is possible to suppress the non-uniform discharge characteristic of the ink chamber and make the discharge characteristic more uniform.

また、一実施形態のインクジェットヘッドでは、上記最も外側の個別インク室から数えてｎ番目に位置する個別インク室から上記最も外側の個別インク室に向かって、上記個別インク室の容積が連続して減少する。 In one embodiment, the volume of the individual ink chamber is continuously increased from the nth individual ink chamber counted from the outermost individual ink chamber toward the outermost individual ink chamber. Decrease.

この実施形態のインクジェットヘッドによれば、上記最も外側の個別インク室から数えてｎ番目に位置する個別インク室から上記最も外側の個別インク室に向かって、上記個別インク室の容積が連続して減少するので、連続して変化する残留圧力波の影響に応じて、個別インク室の容積を連続して変化させることにより吐出特性を均一化することができる。 According to the ink jet head of this embodiment, the volume of the individual ink chamber is continuously increased from the nth individual ink chamber counted from the outermost individual ink chamber toward the outermost individual ink chamber. Therefore, the discharge characteristics can be made uniform by continuously changing the volume of the individual ink chambers according to the influence of the continuously changing residual pressure wave.

例えば、最も外側のチャンネルでは、端部方向からは同相残留圧力波も異相残留圧力波も受けない。一方、最も外側のチャンネルからｎ番目のチャンネルでは、端部方向からは異相残留圧力波の影響は受けるが同相残留圧力波の影響は受けない。このため、残留圧力波による影響は、最も外側のチャンネルが最も小さく、外側のチャンネルから数えてｎ番目のチャンネルに向かって連続して増加していく。このように、連続して変化する残留圧力波に応じて、個別インク室の容積も連続して変化させることにより、吐出特性を均一化することができる。 For example, in the outermost channel, neither the in-phase residual pressure wave nor the out-of-phase residual pressure wave is received from the end direction. On the other hand, the n-th channel from the outermost channel is influenced by the different-phase residual pressure wave from the end direction but is not affected by the common-phase residual pressure wave. For this reason, the influence of the residual pressure wave is the smallest in the outermost channel, and continuously increases toward the nth channel counting from the outer channel. In this way, the discharge characteristics can be made uniform by continuously changing the volume of the individual ink chambers in accordance with the continuously changing residual pressure wave.

また、一実施形態のインクジェットヘッドでは、上記容積の小さい個別インク室は、他の上記個別インク室と比べて、上記個別インク室におけるＸ方向の長さが短い。 In the ink jet head according to an embodiment, the individual ink chamber having a small volume has a shorter length in the X direction in the individual ink chamber than the other individual ink chambers.

この実施形態のインクジェットヘッドによれば、上記容積の小さい個別インク室は、他の上記個別インク室と比べて、上記個別インク室におけるＸ方向の長さが短いので、ノズルプレートを接着する面に開口している個別インク室の開口部面積を、全て同じとしたまま、個別インク室の容積を小さくすることができる。このため、ノズルプレート接着の精度を上げる必要がなく歩留まりの低下を抑制できる。 According to the ink jet head of this embodiment, the individual ink chamber having a small volume has a shorter length in the X direction in the individual ink chamber than the other individual ink chambers. It is possible to reduce the volume of the individual ink chambers while keeping the same opening area of the individual ink chambers that are open. For this reason, it is not necessary to raise the precision of nozzle plate adhesion, and the reduction in yield can be suppressed.

これに対して、ノズルプレートを接着する面に開口する個別インク室の開口部面積が小さくなると、その小さくなった個別インク室の開口部に対応するノズル孔を、位置合わせして接着する必要があるため、ノズルプレートを接着するときに高い接着精度が必要となる。 On the other hand, when the opening area of the individual ink chamber opening on the surface to which the nozzle plate is bonded is reduced, it is necessary to align and bond the nozzle holes corresponding to the opening of the reduced individual ink chamber. For this reason, a high bonding accuracy is required when the nozzle plate is bonded.

また、一実施形態のインクジェットヘッドでは、上記容積の小さい個別インク室は、他の上記個別インク室と比べて、上記個別インク室におけるＸ方向に直交する平面と交わる面積が小さい。 Further, in the ink jet head according to an embodiment, the individual ink chamber having a small volume has a smaller area crossing the plane perpendicular to the X direction in the individual ink chamber than the other individual ink chambers.

この実施形態のインクジェットヘッドによれば、上記容積の小さい個別インク室は、他の上記個別インク室と比べて、上記個別インク室におけるＸ方向に直交する平面と交わる面積が小さいので、個別インク室の断面積を変えることによって、個別インク室の容積を変化させている。この場合、吐出する液滴の飛翔速度と吐出体積のそれぞれに与える影響がほぼ等しくなるため、飛翔速度と吐出体積の両方をより均一化することができる。また、このような加工は、加工に使用するダイシングブレードの厚みや切り込み量を変えることで比較的簡単に加工することができる。 According to the ink jet head of this embodiment, the individual ink chamber having a small volume has a smaller area that intersects the plane perpendicular to the X direction in the individual ink chamber than the other individual ink chambers. The volume of the individual ink chamber is changed by changing the cross-sectional area of each ink chamber. In this case, both the flying speed and the discharge volume can be made more uniform because the influences of the droplets to be ejected on the flying speed and the ejection volume are almost equal. Moreover, such a process can be processed comparatively easily by changing the thickness and cutting amount of the dicing blade used for the process.

また、一実施形態のインクジェットヘッドでは、上記容積の小さい個別インク室は、他の上記個別インク室と比べて、上記個別インク室におけるＸ方向およびＹ方向に直交するＺ方向の深さが浅い。 In the ink jet head according to an embodiment, the individual ink chamber having a small volume has a shallow depth in the Z direction perpendicular to the X direction and the Y direction in the individual ink chamber, as compared with the other individual ink chambers.

この実施形態のインクジェットヘッドによれば、上記容積の小さい個別インク室は、他の上記個別インク室と比べて、上記個別インク室におけるＸ方向およびＹ方向に直交するＺ方向の深さが浅いので、吐出した液滴の飛翔速度と吐出体積に与える影響の差が小さい。このため、吐出した液滴の飛翔速度と吐出体積の両方を均一化することができ、且つ、使用するダイシングブレードの切り込み量を変えるだけで非常に容易に加工することができる。 According to the ink jet head of this embodiment, the individual ink chamber having a small volume has a shallower depth in the Z direction perpendicular to the X direction and the Y direction in the individual ink chamber than the other individual ink chambers. The difference between the flying speed of the discharged droplet and the influence on the discharge volume is small. For this reason, both the flying speed and the discharge volume of the discharged droplets can be made uniform, and processing can be performed very easily only by changing the cutting amount of the dicing blade to be used.

また、一実施形態のインクジェットヘッドでは、上記容積の小さい個別インク室に連通する上記ノズル孔の開口面積は、他の上記個別インク室に連通する上記ノズル孔の開口面積の平均よりも大きい。 In an ink jet head according to an embodiment, an opening area of the nozzle holes communicating with the small-volume individual ink chamber is larger than an average opening area of the nozzle holes communicating with the other individual ink chambers.

この実施形態のインクジェットヘッドによれば、上記容積の小さい個別インク室に連通する上記ノズル孔の開口面積は、他の上記個別インク室に連通する上記ノズル孔の開口面積の平均よりも大きいので、容積を小さくした個別インク室に、大きい開口面積のノズル孔を対応させることで、飛翔速度の変化率と吐出体積の変化率を任意に調整することができて、飛翔速度と吐出体積の両方をより均一にすることができる。 According to the ink jet head of this embodiment, the opening area of the nozzle hole communicating with the small-volume individual ink chamber is larger than the average opening area of the nozzle holes communicating with the other individual ink chambers. By making nozzle holes with a large opening area correspond to individual ink chambers with a small volume, the rate of change of the flying speed and the rate of change of the discharge volume can be arbitrarily adjusted, and both the flying speed and the discharge volume can be adjusted. It can be made more uniform.

また、一実施形態のインクジェットヘッドでは、上記複数の個別インク室は、Ｙ方向に互いに等間隔に配列されている。 In the inkjet head according to an embodiment, the plurality of individual ink chambers are arranged at equal intervals in the Y direction.

この実施形態のインクジェットヘッドによれば、上記複数の個別インク室は、Ｙ方向に互いに等間隔に配列されているので、ノズル孔が開口する間隔が等間隔であるため、描画した液滴も等間隔となり、全てのチャンネルが描画に対して有効となる。 According to the ink jet head of this embodiment, the plurality of individual ink chambers are arranged at equal intervals in the Y direction. Interval, all channels are valid for drawing.

この発明のインクジェットヘッドによれば、Ｙ方向の両側で最も外側に位置する上記個別インク室のうちの少なくともＹ方向の一方側の上記個別インク室の容積は、この少なくともＹ方向の一方側の個別インク室を除いた他の上記個別インク室の容積の平均よりも小さいので、端部チャンネル付近における吐出特性の不均一化を抑制し、均一な吐出特性を有するインクジェットヘッドを提供する。 According to the ink jet head of the present invention, the volume of the individual ink chamber on at least one side in the Y direction among the individual ink chambers located on the outermost sides on both sides in the Y direction is at least one of the individual ink chambers on the one side in the Y direction. Since the volume of the individual ink chambers other than the ink chambers is smaller than the average, the non-uniform discharge characteristics in the vicinity of the end channel are suppressed, and an ink jet head having uniform discharge characteristics is provided.

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.

（第１の実施形態）
図１Ａは、この発明のインクジェットヘッドの第１実施形態である斜視図を示している。図１Ｂは、図１ＡのＡ−Ａ断面図である。図１Ｃは、図１ＡのＢ−Ｂ断面図である。図２は、図１Ａのノズルプレートを外した状態を示す斜視図である。 (First embodiment)
FIG. 1A shows a perspective view of a first embodiment of the ink jet head of the present invention. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1A. 1C is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 1A. FIG. 2 is a perspective view showing a state where the nozzle plate of FIG. 1A is removed.

図１Ａ〜図１Ｃおよび図２に示すように、インクジェットヘッドは、圧電部材１と、この圧電部材１のＺ方向上面に取り付けられたカバー部材２と、圧電部材１およびカバー部材２のＸ方向側面に取り付けられたノズルプレート６とを有する。 As shown in FIGS. 1A to 1C and FIG. 2, the inkjet head includes a piezoelectric member 1, a cover member 2 attached to the upper surface in the Z direction of the piezoelectric member 1, and side surfaces in the X direction of the piezoelectric member 1 and the cover member 2. And a nozzle plate 6 attached to the nozzle plate.

圧電部材１の上面には、個別インク溝としての深溝部３ａと、この深溝部３ａに連なる浅溝部５とが、設けられている。複数の深溝部３ａおよび浅溝部５は、それぞれ、Ｘ方向に延在してＹ方向に互いに間隔をおいて配列されている。複数の深溝部３ａおよび浅溝部５は、Ｙ方向に互いに等間隔に配列されている。 On the upper surface of the piezoelectric member 1, a deep groove portion 3a as an individual ink groove and a shallow groove portion 5 connected to the deep groove portion 3a are provided. The plurality of deep groove portions 3a and shallow groove portions 5 each extend in the X direction and are arranged at intervals in the Y direction. The plurality of deep groove portions 3a and shallow groove portions 5 are arranged at equal intervals in the Y direction.

深溝部３ａおよび浅溝部５は、Ｚ方向に深さを有する。深溝部３ａおよび浅溝部５は、Ｘ方向に開口している。隣り合う深溝部３ａ，３ａの間には、隔壁３ｂが形成される。 The deep groove portion 3a and the shallow groove portion 5 have a depth in the Z direction. The deep groove portion 3a and the shallow groove portion 5 are open in the X direction. A partition wall 3b is formed between the adjacent deep groove portions 3a and 3a.

Ｘ方向とＹ方向とは、互いに、直交しているが、交差していればよい。Ｚ方向は、Ｘ方向およびＹ方向に直交する。 The X direction and the Y direction are orthogonal to each other as long as they intersect. The Z direction is orthogonal to the X direction and the Y direction.

カバー部材２は、共通インク溝４ａが設けられた本体部２０と、共通インク溝４ａに取り付けられた調整部材１９とを有する。共通インク溝４ａは、本体部２０のＺ方向下面に設けられ、Ｙ方向に延在して開口している。ノズルプレート６は、各深溝部３ａに対応するノズル孔６ａを有する。 The cover member 2 includes a main body portion 20 provided with a common ink groove 4a and an adjustment member 19 attached to the common ink groove 4a. The common ink groove 4a is provided on the lower surface in the Z direction of the main body 20, and extends in the Y direction and opens. The nozzle plate 6 has nozzle holes 6a corresponding to the deep groove portions 3a.

圧電部材１の深溝部３ａとカバー部材２の共通インク溝４ａとが、対向するように配置されて、深溝部３ａにおけるカバー部材２で覆われた部分が、個別インク室３を形成する。共通インク溝４ａにおける圧電部材１で覆われた部分が、共通インク室４を形成する。 The deep groove portion 3a of the piezoelectric member 1 and the common ink groove 4a of the cover member 2 are arranged so as to face each other, and the portion covered with the cover member 2 in the deep groove portion 3a forms the individual ink chamber 3. A portion of the common ink groove 4 a covered with the piezoelectric member 1 forms a common ink chamber 4.

複数の個別インク室３は、Ｘ方向に延在してＹ方向に互いに間隔をおいて配列されている。複数の個別インク室３は、Ｙ方向に互いに等間隔に配列されている。複数のノズル孔６ａは、各個別インク室３に対応して配置され各個別インク室３に連通する。そして、インクは、共通インク室４を通過して、個別インク室３をＸ方向に流れて、ノズル孔６ａから吐出される。 The plurality of individual ink chambers 3 extend in the X direction and are arranged at intervals in the Y direction. The plurality of individual ink chambers 3 are arranged at equal intervals in the Y direction. The plurality of nozzle holes 6 a are arranged corresponding to the individual ink chambers 3 and communicate with the individual ink chambers 3. Then, the ink passes through the common ink chamber 4, flows in the individual ink chamber 3 in the X direction, and is ejected from the nozzle hole 6a.

Ｙ方向に３個ずつ離れた位置にある個別インク室３の全てが、同時に、液滴を吐出する。つまり、インクジェットヘッドの駆動は、３相駆動である。 All of the individual ink chambers 3 that are separated by three in the Y direction simultaneously eject droplets. That is, the driving of the ink jet head is a three-phase driving.

Ｙ方向の一方側の最も外側の個別インク室３から数えて３番目までの位置にある各個別インク室３の容積、および、Ｙ方向の他方側の最も外側の個別インク室３から数えて３番目までの位置にある各個別インク室３の容積は、Ｙ方向の一方側の最も外側の個別インク室３から数えて４番目以降で、かつ、Ｙ方向の他方側の最も外側の個別インク室３から数えて４番目以降に位置する個別インク室３の容積の平均よりも小さい。 The volume of each individual ink chamber 3 at the third position counted from the outermost individual ink chamber 3 on one side in the Y direction, and 3 counted from the outermost individual ink chamber 3 on the other side in the Y direction. The volume of each of the individual ink chambers 3 up to the fourth position is the fourth or later from the outermost individual ink chamber 3 on one side in the Y direction, and the outermost individual ink chamber on the other side in the Y direction. This is smaller than the average of the volumes of the individual ink chambers 3 positioned from the fourth onward.

最外端から３番目までの位置にある個別インク室３は、図１Ｂに示すように、カバー部材２の本体部２０および調整部材１９に覆われた部分である。最外端から４番目以降に位置する個別インク室３は、図１Ｃに示すように、カバー部材２の本体部２０に覆われた部分である。つまり、図１Ｂに示す容積の小さい個別インク室３は、図１Ｃに示す他の個別インク室３と比べて、個別インク室３におけるＸ方向（インクが流れる方向）の長さが短い。 The individual ink chamber 3 located at the third position from the outermost end is a portion covered with the main body portion 20 and the adjustment member 19 of the cover member 2 as shown in FIG. 1B. The individual ink chambers 3 positioned at the fourth and subsequent positions from the outermost end are portions covered with the main body 20 of the cover member 2 as shown in FIG. 1C. That is, the individual ink chamber 3 having a small volume shown in FIG. 1B has a shorter length in the X direction (the direction in which ink flows) in the individual ink chamber 3 than the other individual ink chamber 3 shown in FIG. 1C.

次に、上記構成のインクジェットヘッドの製造方法を説明する。 Next, a method for manufacturing the ink jet head having the above configuration will be described.

まず、図３に示すように、圧電部材１として、あらかじめ分極境界部１ａで分極方向が相反するように分極処理が施された基板を用意した。分極境界部１ａは、後にダイシングマシンにより溝加工を行う圧電部材１の面から、１５０μｍ離れた位置にある。 First, as shown in FIG. 3, as the piezoelectric member 1, a substrate on which a polarization process was performed in advance so that the polarization directions were opposite to each other at the polarization boundary 1 a was prepared. The polarization boundary 1a is located at a position 150 μm away from the surface of the piezoelectric member 1 that will be grooved later by a dicing machine.

そして、ダイシングマシンのダイシングブレード１６を用いて、圧電部材１に溝を形成し、図４Ａ〜図４Ｃに示すように、圧電部材１に所定の間隔で深溝部３ａ（個別インク溝）と浅溝部５とを形成した。隣接する深溝部３ａの間に、隔壁３ｂを形成した。なお、溝の加工には、全てダイシングマシンを用いている。図４Ａは、圧電部材１の平面図を示し、図４Ｂは、図４ＡのＣ−Ｃ断面図を示し、図４Ｃは、図４ＡのＤ−Ｄ断面図を示す。 Then, a groove is formed in the piezoelectric member 1 by using a dicing blade 16 of a dicing machine, and as shown in FIGS. 4A to 4C, a deep groove portion 3a (individual ink groove) and a shallow groove portion are formed in the piezoelectric member 1 at a predetermined interval. 5 and formed. A partition wall 3b was formed between adjacent deep groove portions 3a. A dicing machine is used for all the grooves. 4A shows a plan view of the piezoelectric member 1, FIG. 4B shows a CC cross-sectional view of FIG. 4A, and FIG. 4C shows a DD cross-sectional view of FIG. 4A.

深溝部３ａにおいて、深さは約３００μｍ、幅は約１００μｍ、長さは約１ｍｍとした。深溝部３ａの深さを約３００μｍとすることにより、分極境界部１ａは深溝部３ａの深さ方向における中心付近に位置することとなる。 In the deep groove portion 3a, the depth is about 300 μm, the width is about 100 μm, and the length is about 1 mm. By setting the depth of the deep groove portion 3a to about 300 μm, the polarization boundary portion 1a is positioned near the center in the depth direction of the deep groove portion 3a.

一方、浅溝部５は、幅約１００μｍ、深さ約２０μｍ、長さ約５００μｍである。浅溝部５は、ダイシングマシンによる加工の際に、ダイシングブレード１６の切り込み量を小さくすることにより容易に形成することができる。 On the other hand, the shallow groove portion 5 has a width of about 100 μm, a depth of about 20 μm, and a length of about 500 μm. The shallow groove portion 5 can be easily formed by reducing the cutting amount of the dicing blade 16 during processing by the dicing machine.

次に、圧電部材１の溝加工を施した面に対してアルミニウムをスパッタリングにより成膜した後、圧電部材１の溝加工を施した面を５μｍほど研削した。この研削により、隔壁３ｂの上部に形成されたアルミニウム膜を除去した。このようにして、深溝部３ａの内壁と底面、さらに浅溝部５の内壁と底面にだけアルミニウム膜を残すことができる。 Next, after aluminum was formed into a film by sputtering on the grooved surface of the piezoelectric member 1, the grooved surface of the piezoelectric member 1 was ground by about 5 μm. By this grinding, the aluminum film formed on the upper part of the partition 3b was removed. In this way, the aluminum film can be left only on the inner wall and bottom surface of the deep groove portion 3a and further on the inner wall and bottom surface of the shallow groove portion 5.

浅溝部５の内壁および底面に成膜したアルミニウム膜と、深溝部３ａの内壁および底面に成膜されたアルミニウム膜とは電気的に接続されている。さらに、浅溝部５の内壁および底面に成膜されたアルミニウム膜は、後の工程で、外部から駆動電圧を印加するための電圧印加機構と電気的に接続される。 The aluminum film formed on the inner wall and the bottom surface of the shallow groove portion 5 and the aluminum film formed on the inner wall and the bottom surface of the deep groove portion 3a are electrically connected. Furthermore, the aluminum film formed on the inner wall and the bottom surface of the shallow groove portion 5 is electrically connected to a voltage application mechanism for applying a driving voltage from the outside in a later step.

電圧印加機構は制御ＰＣと接続され、印加する電圧を制御することができる。外部の電圧印加機構から浅溝部５の内壁及び底面に成膜されたアルミニウム膜を介して、深溝部３ａの内壁及び底面に成膜されたアルミニウム膜に電圧が印加され、隔壁３ｂがせん断変形することにより個別インク室３内に圧力波が発生してノズル孔６ａから液滴を吐出することができる。 The voltage application mechanism is connected to the control PC and can control the voltage to be applied. A voltage is applied to the aluminum film formed on the inner wall and the bottom surface of the deep groove portion 3a through the aluminum film formed on the inner wall and the bottom surface of the shallow groove portion 5 from an external voltage application mechanism, and the partition wall 3b undergoes shear deformation. As a result, a pressure wave is generated in the individual ink chamber 3, and a droplet can be ejected from the nozzle hole 6a.

続いて、図５Ａ〜図５Ｃに示すように、カバー部材２の本体部２０に、Ｚ方向の深さ約１ｍｍ、Ｘ方向の幅約１．６５ｍｍの共通インク溝４ａを形成した。本体部２０のＺ方向の厚さは、およそ２ｍｍである。Ｘ方向が０．１５ｍｍの幅の直方体の調整部材１９を、共通インク溝４ａに接着した。図５Ａは、カバー部材２の底面図を示し、図５Ｂは、図５ＡのＥ−Ｅ断面図を示し、図５Ｃは、図５ＡのＦ−Ｆ断面図を示す。 Subsequently, as shown in FIGS. 5A to 5C, a common ink groove 4 a having a depth of about 1 mm in the Z direction and a width of about 1.65 mm in the X direction was formed in the main body portion 20 of the cover member 2. The thickness of the main body 20 in the Z direction is approximately 2 mm. A rectangular parallelepiped adjusting member 19 having a width of 0.15 mm in the X direction was adhered to the common ink groove 4a. 5A shows a bottom view of the cover member 2, FIG. 5B shows an EE sectional view of FIG. 5A, and FIG. 5C shows an FF sectional view of FIG. 5A.

この調整部材１９を接着する位置は、両端から３番目のチャンネル（個別インク溝３ａ）とは交わらない位置とした。 The position where the adjusting member 19 is bonded is a position where it does not intersect with the third channel (individual ink groove 3a) from both ends.

そして、カバー部材２における共通インク溝４ａを形成した面に、接着剤を塗布して、圧電部材１の深溝部３ａを形成した面と、カバー部材２の共通インク溝４ａを形成した面とを接着した。 Then, an adhesive is applied to the surface of the cover member 2 where the common ink groove 4a is formed, and a surface where the deep groove portion 3a of the piezoelectric member 1 is formed and a surface where the common ink groove 4a of the cover member 2 is formed. Glued.

接着剤の塗布方法としては、金属ローラで接着剤を塗り広がらせる方法や、正確な膜厚で塗布することができるバーコータ方式が望ましい。本実施の形態では、バーコータ方式を用いた。このとき塗布した接着剤の厚さは、およそ５μｍである。 As a method of applying the adhesive, a method of spreading the adhesive with a metal roller or a bar coater method capable of applying with an accurate film thickness is desirable. In this embodiment, the bar coater method is used. The thickness of the adhesive applied at this time is approximately 5 μm.

このように、カバー部材２を圧電部材１と接着することにより、図１Ｃに示すように、両端から３番目までのチャンネルの個別インク室３の長さは、０．８５ｍｍとなり、図１Ｂに示すように、両端から４番目以降のチャンネルの個別インク室３の長さは、１ｍｍとなる。 Thus, by bonding the cover member 2 to the piezoelectric member 1, as shown in FIG. 1C, the length of the individual ink chamber 3 of the third channel from both ends becomes 0.85 mm, which is shown in FIG. 1B. Thus, the length of the individual ink chamber 3 in the fourth and subsequent channels from both ends is 1 mm.

つまり、最も外側から３番目までのチャンネルの個別インク室３の容積は、０．０２５５ｍｍ^３となり、両端から４番目以降のチャンネルの個別インク室３の容積は、０．０３ｍｍ^３となって、両端から３番目までの個別インク室３の容積は、両端から４番目以降の個別インク室３の容積よりも小さくなる。 That is, the volume of the individual ink chamber 3 in the third channel from the outermost side is 0.0255 mm ³ , and the volume of the individual ink chamber 3 in the fourth and subsequent channels from both ends is 0.03 mm ^3. To the third individual ink chamber 3 is smaller than the volumes of the fourth and subsequent individual ink chambers 3 from both ends.

カバー部材２と圧電部材１を接着した状態において、共通インク室４が開口する面を、図６Ａに示し、個別インク室３が開口する面を、図６Ｂに示す。 FIG. 6A shows a surface where the common ink chamber 4 opens in the state where the cover member 2 and the piezoelectric member 1 are bonded, and FIG. 6B shows a surface where the individual ink chamber 3 opens.

図６Ａに示すように、切断箇所Ａをダイシングマシンによって切断することにより、ノズルプレート６を接着するノズル面１１を形成する。 As shown to FIG. 6A, the nozzle surface 11 which adhere | attaches the nozzle plate 6 is formed by cut | disconnecting the cutting location A with a dicing machine.

このように切断箇所Ａで切断する理由は、圧電部材１とカバー部材２の接着時の位置ずれによる段差をノズル面１１に残さないためである。ノズル面１１に段差があった場合、ノズルプレート６のうねりとなり、ノズル孔６ａの開口する角度が変わるため、吐出した液滴の着弾精度を低下させる虞がある。 The reason for cutting at the cutting point A in this manner is that no step is left on the nozzle surface 11 due to a positional shift when the piezoelectric member 1 and the cover member 2 are bonded. If there is a step on the nozzle surface 11, the nozzle plate 6 swells and the angle at which the nozzle hole 6 a opens changes, which may reduce the landing accuracy of the ejected droplets.

続いて、図６Ｂに示すように、２箇所の切断箇所Ｂを切断することにより、マニホールド１３（図７参照）を接着するマニホールド面１２を形成する。切断箇所Ｂで切断する理由も、マニホールド面１２に段差を形成しないためである。マニホールド面１２に段差があった場合、マニホールド１３とマニホールド面１２との接着面からインク漏れが発生する虞がある。 Subsequently, as shown in FIG. 6B, the manifold surface 12 to which the manifold 13 (see FIG. 7) is bonded is formed by cutting the two cut points B. The reason for cutting at the cutting point B is that no step is formed on the manifold surface 12. If the manifold surface 12 has a step, ink leakage may occur from the adhesive surface between the manifold 13 and the manifold surface 12.

このようにして製造したインクジェットヘッドは、図２に示すように、平坦な形状のノズル面１１およびマニホールド面１２を有する。 The inkjet head manufactured in this way has a flat nozzle surface 11 and a manifold surface 12 as shown in FIG.

その後、ノズル面１１にノズルプレート６を接着する。ノズルプレート６は、エキシマレーザによって加工された複数のノズル孔６ａを有し、各ノズル孔６ａは、複数の個別インク室３のそれぞれに連通し、液滴を外部に吐出する。 Thereafter, the nozzle plate 6 is bonded to the nozzle surface 11. The nozzle plate 6 has a plurality of nozzle holes 6a processed by an excimer laser, and each nozzle hole 6a communicates with each of the plurality of individual ink chambers 3 and discharges droplets to the outside.

上述のように製造されたインクジェットヘッドには、例えば、図７に示すように、マニホールド面１２にマニホールド１３を接着する。マニホールド１３には、インク配管１４が接続されており、インク配管は、インクを貯蔵しているインクタンク１５に、接続されている。 For example, as shown in FIG. 7, the manifold 13 is bonded to the manifold surface 12 in the inkjet head manufactured as described above. An ink pipe 14 is connected to the manifold 13, and the ink pipe is connected to an ink tank 15 that stores ink.

インクタンク１５からインク配管１４へ、さらにインク配管１４からマニホールド１３を介して共通インク室４にインクが供給され、さらに共通インク室４から個別インク室３にインクが供給されて、ノズル孔６ａからインクが吐出される。 Ink is supplied from the ink tank 15 to the ink pipe 14 and from the ink pipe 14 through the manifold 13 to the common ink chamber 4, and further, ink is supplied from the common ink chamber 4 to the individual ink chamber 3, and the nozzle hole 6 a Ink is ejected.

また、インクジェットヘッドの個別インク溝の金属膜に、外部から駆動電圧を印加するための電圧印加機構７を電気的に接続する。電圧印加機構７は、制御ＰＣ８に接続され、印加する電圧を制御される。 Further, a voltage applying mechanism 7 for applying a driving voltage from the outside is electrically connected to the metal film of the individual ink groove of the ink jet head. The voltage application mechanism 7 is connected to the control PC 8 and the voltage to be applied is controlled.

次に、上記構成のインクジェットヘッドの吐出特性（飛翔速度と吐出体積）の検査を説明する。上記構成のインクジェットヘッドを駆動し、インクの漏洩がないことを確認してから、吐出特性を検査した。 Next, the inspection of the ejection characteristics (flying speed and ejection volume) of the ink jet head having the above configuration will be described. After the inkjet head having the above-described configuration was driven and it was confirmed that there was no ink leakage, the ejection characteristics were examined.

この検査システムの模式図を、図７に示す。まず、飛翔速度は、駆動波形に同期させた信号をトリガ信号として、液滴の吐出から１００μｓｅｃ後と４００μｓｅｃ後に、制御ＰＣ８に制御されたＬＥＤ９を、２回発光させ、飛翔している液滴１７を、ＣＣＤカメラ１０で撮像して、モニタ(図示しない)に表示させて観察した。このとき、１００μｓｅｃ後の液滴と４００μｓｅｃ後の液滴の距離が、３００μｓｅｃ間に飛翔している液滴１７が進んだ距離であるため、飛翔速度を算出することができる。 A schematic diagram of this inspection system is shown in FIG. First, the flying speed is determined by causing the LED 9 controlled by the control PC 8 to emit light twice after 100 μsec and 400 μsec after the droplet discharge, using a signal synchronized with the drive waveform as a trigger signal, and the droplet 17 flying. Was imaged with a CCD camera 10 and displayed on a monitor (not shown) for observation. At this time, since the distance between the droplet after 100 μsec and the droplet after 400 μsec is the distance traveled by the droplet 17 flying during 300 μsec, the flight speed can be calculated.

また、吐出体積は、一定周波数で吐出させながらインクジェットヘッドの下に配置した電子天秤１８に数万滴の液滴を吐出して、重量変化から算出した。 The ejection volume was calculated from the change in weight by ejecting tens of thousands of droplets onto the electronic balance 18 disposed under the inkjet head while ejecting at a constant frequency.

ここで、同時に吐出することができるチャンネル同士は、３個離れている。同時に吐出できるチャンネル、つまり同相チャンネル間の駆動周波数を、１０ＫＨｚとし、同時に吐出することができないチャンネル、つまり異相チャンネル間の駆動周波数を、３０ＫＨｚとした。このような駆動方法を、３相駆動とよぶ。 Here, three channels that can be discharged simultaneously are separated from each other. The drive frequency between the channels that can be discharged simultaneously, that is, the in-phase channel is 10 KHz, and the channel that cannot discharge simultaneously, that is, the drive frequency between the different-phase channels is 30 KHz. Such a driving method is called three-phase driving.

３相駆動により液滴１７が飛翔した状態について、図８を用いて説明する。同相チャンネル間の駆動周波数は、１０ＫＨｚであるため、あるチャンネルが液滴１７を吐出してから１００μｓｅｃ後に、同じチャンネルから次の吐出が行われる。また、異相チャンネル間の駆動周波数は、３０ＫＨｚであるため、３３μｓｅｃ毎に異相チャンネルから液滴が吐出される。 A state in which the droplets 17 fly by the three-phase driving will be described with reference to FIG. Since the drive frequency between the in-phase channels is 10 KHz, the next discharge is performed from the same channel 100 μsec after a certain channel discharges the droplet 17. Further, since the driving frequency between the different phase channels is 30 KHz, droplets are discharged from the different phase channels every 33 μsec.

このようにして計測された飛翔速度と吐出体積の検査結果について、図９に示す。図９から分かるように、インクジェットヘッドから吐出された液滴の飛翔速度および吐出体積のばらつきが低減していることが確認できた。つまり、個別インク室３の容積を小さくすることにより、吐出した液滴の飛翔速度と吐出体積のばらつきを低減できることを確認した。 FIG. 9 shows the inspection results of the flight speed and the discharge volume measured in this way. As can be seen from FIG. 9, it was confirmed that the variation in the flying speed and discharge volume of the droplets discharged from the inkjet head was reduced. That is, it was confirmed that by reducing the volume of the individual ink chamber 3, it is possible to reduce variations in the flying speed of the ejected droplets and the ejection volume.

次に、比較例として、図１０Ａおよび図１０Ｂに示すカバー部材について、上述の本発明と同様の方法を用いて、飛翔速度および吐出体積を測定した。 Next, as a comparative example, the flying speed and the discharge volume of the cover member shown in FIGS. 10A and 10B were measured using the same method as that of the present invention described above.

図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、比較例としてのカバー部材１０２では、図５Ａの本発明のカバー部材２と比べて、調整部材１９がなく、共通インク溝１０４ａのＸ方向の幅が小さい点が相違する。つまり、共通インク溝１０４ａのＸ方向の幅は、約１．５ｍｍとなる。このため、カバー部材１０２と圧電部材１の個別インク溝とで形成される個別インク室の長さは、全て、１ｍｍとなって、個別インク室の容積は、全て。およそ０．０３ｍｍ^３となる。 As shown in FIGS. 10A and 10B, the cover member 102 as a comparative example does not have the adjustment member 19 and the width of the common ink groove 104a in the X direction is smaller than the cover member 2 of the present invention in FIG. 5A. Is different. That is, the width in the X direction of the common ink groove 104a is about 1.5 mm. Therefore, the lengths of the individual ink chambers formed by the cover member 102 and the individual ink grooves of the piezoelectric member 1 are all 1 mm, and the volume of the individual ink chambers is all. It is about 0.03 mm ³ .

そして、上記カバー部材１０２を用いて作成されたインクジェットヘッドについて、飛翔速度および吐出体積の測定結果を図１１に示す。図１１から分かるように、両端から３番目までのチャンネルから吐出された液滴の飛翔速度は、４番目以降のチャンネルから吐出された液滴の飛翔速度よりも大きく、最も外側のチャンネルから吐出された液滴の飛翔速度は、最大であり５％程度大きかった。また、この両端から３番目までのチャンネルから吐出された液滴の吐出体積も、４番目以降のチャンネルの平均吐出体積よりも大きく、最も外側のチャンネルは、最大であり３．５％程度大きかった。 FIG. 11 shows the measurement results of the flying speed and the discharge volume of the ink jet head produced using the cover member 102. As can be seen from FIG. 11, the flying speed of the droplets discharged from the third channel from both ends is higher than the flying speed of the droplets discharged from the fourth and subsequent channels and is discharged from the outermost channel. The flying speed of the droplets was maximum and about 5% higher. Further, the discharge volume of the liquid droplets discharged from the third channel from both ends is larger than the average discharge volume of the fourth and subsequent channels, and the outermost channel is maximum and about 3.5% larger. .

このように両端付近のチャンネルから吐出される液滴の飛翔速度および吐出体積が、両端付近以外のチャンネルのそれより大きいのは、両端付近のチャンネルと、両端付近以外のチャンネルとでは、残留圧力波による影響が異なるためである。 Thus, the flying speed and discharge volume of the droplets discharged from the channels near both ends are larger than those of the channels other than near both ends. This is because the influences of are different.

この残留圧力波による影響とは、あるチャンネルを吐出した際に発生した圧力波が、連通する共通インク室４を介して近接するチャンネルに影響を及ぼすことを指す。 The influence of the residual pressure wave means that a pressure wave generated when a certain channel is ejected affects the adjacent channel via the common ink chamber 4 that communicates.

隣接するチャンネル（個別インク室３）による残留圧力波による影響について、図１２を用いて説明する。図１２中の点線の矢印が、隣接するチャンネルから受ける残留圧力波による影響を表す。 The influence of the residual pressure wave due to the adjacent channel (individual ink chamber 3) will be described with reference to FIG. A dotted arrow in FIG. 12 represents the influence of the residual pressure wave received from the adjacent channel.

両端付近以外のチャンネルでは、両側に無数にチャンネルが並んでいるため、両側から残留圧力波による影響を等しく受ける。しかし、両端付近のチャンネルは、端部側のチャンネルが少ないため、端部方向からの残留圧力波による影響が他方に比べて小さい。この端部側からと他方からの残留圧力波による影響の違いが飛翔速度や吐出速度の不均一さを生む。 Channels other than those near both ends are equally affected by the residual pressure wave from both sides because there are countless channels on both sides. However, since the channels near both ends have few channels on the end side, the influence of the residual pressure wave from the end direction is smaller than the other. The difference in the influence of the residual pressure wave from the end side and the other side causes the flight speed and the discharge speed to be non-uniform.

上記構成のインクジェットヘッドによれば、Ｙ方向の一方側の最も外側の個別インク室３から数えて３番目までの位置にある各個別インク室３の容積、および、Ｙ方向の他方側の最も外側の個別インク室３から数えて３番目までの位置にある各個別インク室３の容積は、Ｙ方向の一方側の最も外側の個別インク室３から数えて４番目以降で、かつ、Ｙ方向の他方側の最も外側の個別インク室３から数えて４番目以降に位置する個別インク室３の容積の平均よりも小さいので、全チャンネル（全個別インク室３）に対して同じ駆動電圧を印加した際に、３番目までの個別インク室３の容積変化を、それ以外の個別インク室３の平均容積変化よりも小さくすることができる。 According to the inkjet head having the above-described configuration, the volume of each individual ink chamber 3 at the third position counted from the outermost individual ink chamber 3 on one side in the Y direction and the outermost side on the other side in the Y direction. The volume of each individual ink chamber 3 at the third position counted from the individual ink chamber 3 is the fourth or later from the outermost individual ink chamber 3 on one side in the Y direction, and in the Y direction. Since the volume is smaller than the average of the volumes of the individual ink chambers 3 located after the fourth counted from the outermost individual ink chamber 3 on the other side, the same drive voltage was applied to all channels (all individual ink chambers 3). In this case, the volume change of the third individual ink chamber 3 can be made smaller than the average volume change of the other individual ink chambers 3.

同時に吐出することができるチャンネルが３個離れているとき、最も外側から３番目までのチャンネルは、端部方向に同時に吐出できるチャンネルがないため、端部方向からは同相残留圧力波の影響を受けない。 When three channels that can be discharged simultaneously are separated, the third channel from the outermost side is not affected by the common-mode residual pressure wave from the end direction because there is no channel that can discharge simultaneously in the end direction. Absent.

そして、最も外側から３番目までの、残留圧力波による影響が少ないチャンネルの個別インク室３の容積を、その他の個別インク室３の平均容積より小さくすることにより、最も外側から３番目までのチャンネルから吐出される液滴の飛翔速度および吐出体積は、その他のチャンネルから吐出される液滴の平均飛翔速度や平均吐出体積に近づき、吐出特性を均一化することができる。 Then, by setting the volume of the individual ink chamber 3 of the channel from the outermost side to the third channel, which is less influenced by the residual pressure wave, smaller than the average volume of the other individual ink chambers 3, the channel from the outermost side to the third channel The flying speed and ejection volume of the droplets ejected from the liquid droplets approach the average flying speed and average ejection volume of the droplets ejected from the other channels, and the ejection characteristics can be made uniform.

また、上記構成のインクジェットヘッドによれば、容積の小さい個別インク室３は、他の個別インク室３と比べて、個別インク室３におけるＸ方向の長さが短いので、ノズルプレート６を接着する面に開口している個別インク室３の開口部面積を、全て同じとしたまま、個別インク室３の容積を小さくすることができる。このため、ノズルプレート６接着の精度を上げる必要がなく歩留まりの低下を抑制できる。 In addition, according to the ink jet head having the above-described configuration, the individual ink chamber 3 having a small volume has a shorter length in the X direction in the individual ink chamber 3 than the other individual ink chambers 3. The volume of the individual ink chamber 3 can be reduced while keeping the same opening area of the individual ink chamber 3 opened on the surface. For this reason, it is not necessary to raise the precision of nozzle plate 6 adhesion | attachment, and the fall of a yield can be suppressed.

これに対して、ノズルプレート６を接着する面に開口する個別インク室３の開口部面積が小さくなると、その小さくなった個別インク室３の開口部に対応するノズル孔６ａを、位置合わせして接着する必要があるため、ノズルプレート６を接着するときに高い接着精度が必要となる。 On the other hand, when the opening area of the individual ink chamber 3 opened on the surface to which the nozzle plate 6 is bonded is reduced, the nozzle hole 6a corresponding to the opening of the reduced individual ink chamber 3 is aligned. Since it is necessary to adhere, high adhesion accuracy is required when the nozzle plate 6 is adhered.

また、上記構成のインクジェットヘッドによれば、複数の個別インク室３は、Ｙ方向に互いに等間隔に配列されているので、ノズル孔６ａが開口する間隔が等間隔であるため、描画した液滴も等間隔となり、全てのチャンネルが描画に対して有効となる。 In addition, according to the ink jet head having the above-described configuration, the plurality of individual ink chambers 3 are arranged at equal intervals in the Y direction, so that the intervals at which the nozzle holes 6a are opened are equal intervals. Are equally spaced and all channels are valid for drawing.

（第２の実施形態）
図１３は、この発明のインクジェットヘッドの第２の実施形態を示している。上記第１の実施形態と相違する点を説明すると、この第２の実施形態では、カバー部材の形状が相違する。なお、その他の構造は、上記第１の実施形態と同じであるため、その説明を省略する。 (Second Embodiment)
FIG. 13 shows a second embodiment of the inkjet head of the present invention. The difference from the first embodiment will be described. In the second embodiment, the shape of the cover member is different. Since other structures are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.

図１３に示すように、カバー部材２Ａは、底面からみて台形の調整部材１９Ａを有する。この調整部材１９Ａの斜辺部分により、最も外側の個別インク室３から数えて３番目に位置する個別インク室３から最も外側の個別インク室３に向かって、個別インク室３の容積が連続して減少する。 As shown in FIG. 13, the cover member 2A has a trapezoidal adjustment member 19A as viewed from the bottom. Due to the oblique side portion of the adjustment member 19A, the volume of the individual ink chamber 3 is continuously increased from the third individual ink chamber 3 counted from the outermost individual ink chamber 3 toward the outermost individual ink chamber 3. Decrease.

このカバー部材２Ａの製造方法について説明する。 A method for manufacturing the cover member 2A will be described.

まず、カバー部材２Ａに、上記第１の実施形態と同様の方法で、共通インク溝４ａを形成した。その後、Ｘ方向の幅が０．１５ｍｍである台形柱型の調整部材１９Ａを、台形面の下底辺（長辺側）が外向きになるように、共通インク溝４ａに接着した。 First, the common ink groove 4a was formed on the cover member 2A by the same method as in the first embodiment. Thereafter, a trapezoidal columnar adjustment member 19A having a width in the X direction of 0.15 mm was bonded to the common ink groove 4a so that the lower base side (long side) of the trapezoidal surface faces outward.

この調整部材１９Ａは、最も外側のチャンネルとは交わらず、最も外側から４番目のチャンネルは台形面の上底辺（短辺側）と交わるように位置決めを行って接着した。このようにして加工したカバー部材２Ａを圧電部材１と接着することにより、最も外側のチャンネルから、最も外側から４番目までの個別インク室３の長さを、０．８５ｍｍ、０．９ｍｍ、０．９５ｍｍ、１ｍｍと連続的に変化させることができる。最も外側から５番目以降のチャンネルの個別インク室３の長さは１ｍｍである。 The adjusting member 19A was positioned and bonded so that it did not intersect with the outermost channel, but the fourth channel from the outermost side intersected with the upper bottom side (short side) of the trapezoidal surface. By bonding the cover member 2A thus processed to the piezoelectric member 1, the length of the individual ink chamber 3 from the outermost channel to the fourth from the outermost side is set to 0.85 mm, 0.9 mm, 0 .95 mm and 1 mm can be continuously changed. The length of the individual ink chamber 3 of the fifth and subsequent channels from the outermost side is 1 mm.

つまり、個別インク室３の容積は、最も外側の個別インク室３から順に、０．０２５５ｍｍ^３、０．０２７なりｍｍ^３、０．０２８５ｍｍ^３、０．０３ｍｍ^３となる。最も外側から５番目以降の個別インク室３の容積は、０．０３ｍｍ^３である。 In other words, the volume of the individual ink chamber 3, in order from the outermost individual ink chambers 3, 0.0255Mm ^3, 0.027 becomes ^mm ^3, 0.0285Mm 3, a 0.03 mm ^3. The volume of the fifth and subsequent individual ink chambers 3 from the outermost side is 0.03 mm ³ .

このインクジェットヘッドに対して、上記第１の実施形態と同様の方法を用いて、飛翔速度および吐出体積を測定した。インクジェットヘッドの測定結果を、図１４に示す。 For this ink jet head, the flying speed and the discharge volume were measured using the same method as in the first embodiment. The measurement results of the inkjet head are shown in FIG.

図１４から分かるように、インクジェットヘッドから吐出された液滴の飛翔速度および吐出体積のばらつきが低減していることが確認できた。つまり、個別インク室３の容積を、最も外側のチャンネル方向に連続して小さくすることにより、より飛翔速度と吐出体積を均一化できることが確認した。 As can be seen from FIG. 14, it was confirmed that variations in the flying speed and ejection volume of the droplets ejected from the inkjet head were reduced. That is, it was confirmed that the flying speed and the discharge volume can be made more uniform by continuously reducing the volume of the individual ink chamber 3 in the direction of the outermost channel.

上記構成のインクジェットヘッドによれば、最も外側の個別インク室３から数えて３番目に位置する個別インク室３から最も外側の個別インク室３に向かって、個別インク室３の容積が連続して減少するので、連続して変化する残留圧力波の影響に応じて、個別インク室３の容積を連続して変化させることにより吐出特性を均一化することができる。 According to the ink jet head having the above configuration, the volume of the individual ink chamber 3 is continuously increased from the third individual ink chamber 3 counted from the outermost individual ink chamber 3 toward the outermost individual ink chamber 3. Therefore, the ejection characteristics can be made uniform by continuously changing the volume of the individual ink chamber 3 in accordance with the influence of the continuously changing residual pressure wave.

例えば、最も外側のチャンネルでは、端部方向からは同相残留圧力波も異相残留圧力波も受けない。一方、最も外側のチャンネルから３番目のチャンネルでは、端部方向からは異相残留圧力波の影響は受けるが同相残留圧力波の影響は受けない。このため、残留圧力波による影響は、最も外側のチャンネルが最も小さく、外側のチャンネルから数えて３番目のチャンネルに向かって連続して増加していく。このように、連続して変化する残留圧力波に応じて、個別インク室３の容積も連続して変化させることにより、吐出特性を均一化することができる。 For example, in the outermost channel, neither the in-phase residual pressure wave nor the out-of-phase residual pressure wave is received from the end direction. On the other hand, the third channel from the outermost channel is affected by the different-phase residual pressure wave from the end direction but is not affected by the common-phase residual pressure wave. For this reason, the influence of the residual pressure wave is the smallest in the outermost channel, and continuously increases toward the third channel counting from the outer channel. In this way, the discharge characteristics can be made uniform by continuously changing the volume of the individual ink chamber 3 in accordance with the continuously changing residual pressure wave.

（第３の実施形態）
次に、上記第１、上記第２実施形態とは相違するインクジェットヘッドについて、説明する。 (Third embodiment)
Next, an inkjet head different from the first and second embodiments will be described.

まず、個別インク室の長さのみ、幅のみ、深さのみを変更させた圧電部材を作製した。それぞれの圧電部材に、上記第１の実施形態と同じ方法で、図１０Ａのカバー部材１０２を貼り合わせて、インクジェットヘッドを作製した。 First, a piezoelectric member was produced in which only the length, width, and depth of the individual ink chambers were changed. The cover member 102 of FIG. 10A was bonded to each piezoelectric member by the same method as in the first embodiment, and an inkjet head was manufactured.

個別インク室３の幅を変える方法としては、ダイシングブレードの幅を薄くすることで対応した。また、ダイシングブレードの厚みは変えずに、一つの深溝部３ａに対してのダイシングブレードの走査回数を変えることにより幅が異なる深溝部（個別インク溝）３ａを形成することもできる。個別インク室３の深さは、ダイシングブレードの切り込み量を小さくして深溝部３ａを浅くした。 As a method of changing the width of the individual ink chamber 3, the dicing blade was thinned. Further, the deep groove portions (individual ink grooves) 3a having different widths can be formed by changing the number of scans of the dicing blade with respect to one deep groove portion 3a without changing the thickness of the dicing blade. As for the depth of the individual ink chamber 3, the depth of the deep groove 3a was made shallow by reducing the cutting amount of the dicing blade.

このようにして個別インク室３の容積を変更したインクジェットヘッドに対して、上記第１の実施形態と同様の方法を用いて、吐出した液滴の飛翔速度および吐出体積を測定した。 For the ink jet head in which the volume of the individual ink chamber 3 was changed in this way, the flying speed and the ejection volume of the ejected droplets were measured using the same method as in the first embodiment.

この結果から求められた、各項目の飛翔速度変化率をＸ軸、吐出体積変化率をＹ軸としたプロットを図１５に示す。図１５には、個別インク室３の容積を変えずに、個別インク室３に対応したノズル孔６ａにおける、吐出方向における開口面積を変化させた場合の飛翔速度と吐出速度の変化についても、表している。 FIG. 15 shows a plot obtained from this result, with the flight speed change rate of each item as the X axis and the discharge volume change rate as the Y axis. FIG. 15 also shows changes in flying speed and ejection speed when the opening area in the ejection direction in the nozzle hole 6a corresponding to the individual ink chamber 3 is changed without changing the volume of the individual ink chamber 3. ing.

図１５中の傾き１の直線に傾きが近いパラメータほど、吐出した液滴の飛翔速度への影響と吐出体積への影響とが同程度あることを表している。つまり、図１５の傾きが１より大きい項目は、吐出した液滴の飛翔速度よりも吐出体積に大きく影響を及ぼす項目である。 15 indicates that the parameter whose inclination is closer to the straight line of the inclination 1 in FIG. 15 has the same degree of influence on the flying speed of the discharged droplet and the influence on the discharge volume. That is, an item having an inclination greater than 1 in FIG. 15 is an item that has a greater influence on the ejection volume than the flying speed of the ejected droplet.

そして、残留圧力波による影響が異なるために発生する飛翔速度の増加率が、吐出体積の増加率よりも大きいような場合では、傾きは１よりも小さい方が好ましい。図１５から判断して、個別インク室３の幅もしくは深さを変える、つまり個別インク室３のインクの流れる方向に対しての断面積を小さくするほうが、個別インク室３の長さを変えるよりも、傾きが小さいため、飛翔速度と吐出体積の均一化に好ましいことが分かった。 In the case where the increase rate of the flying speed generated due to the influence of the residual pressure wave is larger than the increase rate of the discharge volume, the inclination is preferably smaller than 1. Judging from FIG. 15, changing the width or depth of the individual ink chamber 3, that is, reducing the cross-sectional area of the individual ink chamber 3 with respect to the direction of ink flow, rather than changing the length of the individual ink chamber 3. However, since the inclination is small, it was found that it is preferable for uniforming the flying speed and the discharge volume.

ただし、個別インク室３の断面積を変えても、傾きは１よりも小さくなることはなく、個別インク室３の容積変化だけでは飛翔速度と吐出体積の両方に対してある程度は均一化することはできるが、完全に両方を均一にすることはできないことが分かった。 However, even if the cross-sectional area of the individual ink chamber 3 is changed, the inclination does not become smaller than 1, and the change in the volume of the individual ink chamber 3 alone can make the flying speed and the discharge volume uniform to some extent. It was found that both could not be made completely uniform.

一方で、ノズル孔６ａの開口面積に関しては、傾きが負であり、ノズル孔６ａの開口面積を変えることにより、吐出した液滴の飛翔速度および吐出体積の両方を減少させることが不可能であることが分かった。 On the other hand, the opening area of the nozzle hole 6a has a negative inclination, and it is impossible to reduce both the flying speed and the discharge volume of the discharged droplet by changing the opening area of the nozzle hole 6a. I understood that.

しかしながら、個別インク室３の容積変化と、ノズル孔６ａの液滴吐出方向の開口面積変化を組み合わせることにより、飛翔速度の変化率と吐出体積の変化率との関係を調整することができる。 However, by combining the volume change of the individual ink chamber 3 and the change in the opening area of the nozzle hole 6a in the droplet discharge direction, the relationship between the change rate of the flying speed and the change rate of the discharge volume can be adjusted.

例えば、図１６Ａに示すように、個別インク室３の深さとノズル孔６ａの開口面積の関係をもつインクジェットヘッドの場合には、飛翔速度の変化率と吐出体積の変化率は、図１６Ｂに示すように、傾きはほぼ１となる。 For example, as shown in FIG. 16A, in the case of an inkjet head having a relationship between the depth of the individual ink chamber 3 and the opening area of the nozzle hole 6a, the change rate of the flying speed and the change rate of the ejection volume are shown in FIG. 16B. Thus, the inclination is almost 1.

つまり、飛翔速度と吐出体積の変化率の傾きは、そのインクジェットヘッド構造にあわせて、個別インク室３の容積とノズル孔６ａの開口面積を変化させることで、任意の傾きとすることが可能である。つまり、個別インク室３の容積を小さくし、対応するノズル孔６ａの開口面積を大きくすることで、飛翔速度と吐出体積の両方を均一化することができることがわかった。 That is, the inclination of the change rate of the flying speed and the discharge volume can be set to an arbitrary inclination by changing the volume of the individual ink chamber 3 and the opening area of the nozzle hole 6a in accordance with the inkjet head structure. is there. That is, it was found that both the flying speed and the discharge volume can be made uniform by reducing the volume of the individual ink chamber 3 and increasing the opening area of the corresponding nozzle hole 6a.

そこで、この第３の施形態のインクジェットヘッドの構成について図１７を用いて説明する。インクジェットヘッドでは、最も外側のチャンネルから３番目のチャンネルまでの個別インク室３の深さを、最も外側のチャンネルの個別インク室３の深さが最も小さくなるように連続して小さくした。このとき、最も外側のチャンネルの個別インク室３の深さは、全個別インク室３の深さの平均である約３００μｍよりも５％程度小さい２８５μｍとした。 The configuration of the ink jet head according to the third embodiment will be described with reference to FIG. In the ink jet head, the depth of the individual ink chamber 3 from the outermost channel to the third channel is continuously reduced so that the depth of the individual ink chamber 3 of the outermost channel becomes the smallest. At this time, the depth of the individual ink chamber 3 in the outermost channel was set to 285 μm, which is about 5% smaller than the average of the depths of all the individual ink chambers 3.

さらに、容積を小さくした個別インク室３に対応するノズル孔６ａの開口面積を、最も外側のチャンネルのノズル孔６ａが最も大きくなるように連続して大きくした。このとき、最も外側のチャンネルに対応するノズル孔６ａの開口面積は、全チャンネルのノズル孔６ａの開口面積の平均５００μｍ２よりも１０％程度大きくした。 Further, the opening area of the nozzle hole 6a corresponding to the individual ink chamber 3 having a reduced volume is continuously increased so that the nozzle hole 6a of the outermost channel becomes the largest. At this time, the opening area of the nozzle hole 6a corresponding to the outermost channel was made about 10% larger than the average opening area of the nozzle holes 6a of all the channels, 500 μm 2.

要するに、このインクジェットヘッドでは、カバー部材２Ｂとして、図１０Ａのカバー部材１０２を用い、圧電部材１Ａとして、深溝部３ａの深さを変化させ、ノズルプレート６Ａとして、ノズル孔６ａの大きさを変化させている。 In short, in this inkjet head, the cover member 102 of FIG. 10A is used as the cover member 2B, the depth of the deep groove portion 3a is changed as the piezoelectric member 1A, and the size of the nozzle hole 6a is changed as the nozzle plate 6A. ing.

このようにして作製したインクジェットヘッドの飛翔速度および吐出体積の検査結果を図１８に示す。吐出した液滴の飛翔速度および吐出体積の両方を均一化することができていることが確認できた。 FIG. 18 shows the inspection result of the flying speed and the discharge volume of the ink jet head produced as described above. It was confirmed that both the flying speed and the discharge volume of the discharged droplets could be made uniform.

上記構成のインクジェットヘッドによれば、容積の小さい個別インク室３は、他の個別インク室３と比べて、個別インク室３におけるＸ方向に直交する平面と交わる面積が小さいので、個別インク室３の断面積を変えることによって、個別インク室３の容積を変化させている。この場合、吐出する液滴の飛翔速度と吐出体積のそれぞれに与える影響がほぼ等しくなるため、飛翔速度と吐出体積の両方をより均一化することができる。また、このような加工は、加工に使用するダイシングブレードの厚みや切り込み量を変えることで比較的簡単に加工することができる。 According to the ink jet head having the above configuration, the individual ink chamber 3 having a small volume has a smaller area intersecting with the plane perpendicular to the X direction in the individual ink chamber 3 than the other individual ink chambers 3. The volume of the individual ink chamber 3 is changed by changing the cross-sectional area. In this case, both the flying speed and the discharge volume can be made more uniform because the influences of the droplets to be ejected on the flying speed and the ejection volume are almost equal. Moreover, such a process can be processed comparatively easily by changing the thickness and cutting amount of the dicing blade used for the process.

また、容積の小さい個別インク室３は、他の個別インク室３と比べて、個別インク室３におけるＸ方向およびＹ方向に直交するＺ方向の深さが浅いので、吐出した液滴の飛翔速度と吐出体積に与える影響の差が小さい。このため、吐出した液滴の飛翔速度と吐出体積の両方を均一化することができ、且つ、使用するダイシングブレードの切り込み量を変えるだけで非常に容易に加工することができる。 In addition, the individual ink chamber 3 having a small volume has a shallow depth in the Z direction perpendicular to the X direction and the Y direction in the individual ink chamber 3 as compared with the other individual ink chambers 3. And the difference in influence on the discharge volume is small. For this reason, both the flying speed and the discharge volume of the discharged droplets can be made uniform, and processing can be performed very easily only by changing the cutting amount of the dicing blade to be used.

また、容積の小さい個別インク室３に連通するノズル孔６ａの開口面積は、他の個別インク室３に連通するノズル孔６ａの開口面積の平均よりも大きいので、容積を小さくした個別インク室３に、大きい開口面積のノズル孔６ａを対応させることで、飛翔速度の変化率と吐出体積の変化率を任意に調整することができて、飛翔速度と吐出体積の両方をより均一にすることができる。 Further, since the opening area of the nozzle hole 6a communicating with the small ink volume 3 is larger than the average of the opening areas of the nozzle holes 6a communicating with the other ink chambers 3, the individual ink chamber 3 having a small volume. Further, by making the nozzle hole 6a having a large opening area correspond, the change rate of the flying speed and the change rate of the discharge volume can be arbitrarily adjusted, and both the flying speed and the discharge volume can be made more uniform. it can.

なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、本実施形態では、最も外側から３番目のチャンネルの個別インク室３の容積までを変化させているが、これに限られるものではない。最も外側のチャンネルだけでも同様の効果が得られるし、最も外側から３番目以降のチャンネルの容積を変えることによって、この効果が失われることはない。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment. For example, in the present embodiment, the volume of the individual ink chamber 3 of the third channel from the outermost side is changed, but the present invention is not limited to this. The same effect can be obtained with only the outermost channel, and this effect is not lost by changing the volume of the third and subsequent channels from the outermost channel.

つまり、Ｙ方向の両側で最も外側に位置する個別インク室のうちの少なくともＹ方向の一方側の個別インク室の容積が、この少なくともＹ方向の一方側の個別インク室を除いた他の個別インク室の容積の平均よりも小さくてもよい。 That is, the volume of at least one individual ink chamber in the Y direction among the individual ink chambers located on the outermost sides on both sides in the Y direction is the other individual ink excluding the at least one individual ink chamber in the Y direction. It may be smaller than the average of the chamber volumes.

また、Ｙ方向の両側の個別インク室の容積が、このＹ方向の両側の個別インク室を除いた他の個別インク室の容積の平均よりも小さくてもよい。 Further, the volume of the individual ink chambers on both sides in the Y direction may be smaller than the average of the volumes of other individual ink chambers excluding the individual ink chambers on both sides in the Y direction.

また、Ｙ方向にｎ個（ｎは自然数）ずつ離れた位置にある個別インク室の全てが、同時に、液滴を吐出する状態で、少なくともＹ方向の一方側の個別インク室に関して、最も外側の個別インク室から数えてｎ番目までの位置にある各個別インク室の容積が、最も外側の個別インク室から数えて（ｎ＋１）番目以降に位置する個別インク室の容積の平均よりも小さくてもよい。 In addition, all of the individual ink chambers located at positions separated by n (n is a natural number) in the Y direction simultaneously discharge droplets, and at least the outermost ink chamber on one side in the Y direction. Even if the volume of each individual ink chamber at the nth position counted from the individual ink chamber is smaller than the average of the volumes of the individual ink chambers located after the (n + 1) th counted from the outermost individual ink chamber. Good.

また、本実施形態では、シェアモード型のインクジェットヘッドについて比較を行っているが、これに限られるものではない。 In the present embodiment, the share mode type inkjet head is compared, but the present invention is not limited to this.

本発明のインクジェットヘッドの一実施形態を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an embodiment of an inkjet head of the present invention. 図１ＡのＡ−Ａ断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 1A. 図１ＡのＢ−Ｂ断面図である。It is BB sectional drawing of FIG. 1A. インクジェットヘッドのノズルプレートを外した状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which removed the nozzle plate of the inkjet head. 溝形成を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining groove formation. 圧電部材の平面図である。It is a top view of a piezoelectric member. 図４ＡのＣ−Ｃ断面図である。It is CC sectional drawing of FIG. 4A. 図４ＡのＤ−Ｄ断面図である。It is DD sectional drawing of FIG. 4A. カバー部材の平面図である。It is a top view of a cover member. 図５ＡのＥ−Ｅ断面図である。It is EE sectional drawing of FIG. 5A. 図５ＡのＦ−Ｆ断面図である。It is FF sectional drawing of FIG. 5A. インクジェットヘッドの切断位置Ａを説明する側面図である。It is a side view explaining the cutting position A of an inkjet head. インクジェットヘッドの切断位置Ｂを説明する側面図である。It is a side view explaining the cutting position B of an inkjet head. インクジェットヘッドの吐出特性検査のシステムを示す簡略構成図である。1 is a simplified configuration diagram showing a system for inspecting ejection characteristics of an inkjet head. インクジェットヘッドの駆動状態を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the drive state of an inkjet head. インクジェットヘッドの検査結果を示すグラフである。It is a graph which shows the test result of an inkjet head. 比較例としてのカバー部材の平面図である。It is a top view of the cover member as a comparative example. 図１０ＡのＧ−Ｇ断面図である。It is GG sectional drawing of FIG. 10A. 比較例としてのインクジェットヘッドの検査結果を示すグラフである。It is a graph which shows the test result of the inkjet head as a comparative example. 残留圧力波を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining a residual pressure wave. 他のカバー部材の平面図である。It is a top view of another cover member. 他のインクジェットヘッドの検査結果を示すグラフである。It is a graph which shows the test result of another inkjet head. 各パラメータの飛翔速度変化率と吐出体積変化率の関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between the flying speed change rate of each parameter, and a discharge volume change rate. 個別インク室の深さに対応したノズル開口面積を表すグラフである。It is a graph showing the nozzle opening area corresponding to the depth of an individual ink chamber. 各パラメータの飛翔速度変化率と吐出体積変化率の関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between the flying speed change rate of each parameter, and a discharge volume change rate. 他のインクジェットヘッドを示す正面図である。It is a front view which shows another inkjet head. 他のインクジェットヘッドの検査結果を示すグラフである。It is a graph which shows the test result of another inkjet head.

Explanation of symbols

１，１Ａ圧電部材
１ａ分極境界部
２，２Ａ，２Ｂカバー部材
３個別インク室
３ａ深溝部（個別インク溝）
３ｂ隔壁
４共通インク室
４ａ共通インク溝
５浅溝部
６，６Ａノズルプレート
６ａノズル孔
７電圧印加機構
８制御ＰＣ
９ＬＥＤ
１０ＣＣＤカメラ
１１ノズル面
１２マニホールド面
１３マニホールド
１４インク配管
１５インクタンク
１６ダイシングブレード
１７飛翔している液滴
１８電子天秤
１９，１９Ａ調整部材
２０本体部 1, 1A Piezoelectric member 1a Polarization boundary 2, 2A, 2B Cover member 3 Individual ink chamber 3a Deep groove (individual ink groove)
3b Partition 4 Common ink chamber 4a Common ink groove 5 Shallow groove 6, 6A Nozzle plate 6a Nozzle hole 7 Voltage application mechanism 8 Control PC
9 LED
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 CCD camera 11 Nozzle surface 12 Manifold surface 13 Manifold 14 Ink piping 15 Ink tank 16 Dicing blade 17 Flying droplet 18 Electronic balance 19, 19A Adjustment member 20 Main part

Claims

A plurality of individual ink chambers extending in the X direction and arranged at intervals in the Y direction intersecting the X direction;
A plurality of nozzle holes arranged corresponding to the individual ink chambers and communicating with the individual ink chambers,
Among the individual ink chambers located on the outermost sides on both sides in the Y direction, the volume of the individual ink chamber on at least one side in the Y direction is the other of the individual ink chambers excluding the individual ink chamber on one side in the Y direction. An inkjet head characterized by being smaller than the average of the volume of the ink chamber.

The inkjet head according to claim 1,
An inkjet head characterized in that the volume of the individual ink chambers on both sides in the Y direction is smaller than the average of the volumes of the other individual ink chambers excluding the individual ink chambers on both sides in the Y direction.

The inkjet head according to claim 1 or 2,
All of the individual ink chambers located at positions separated by n (n is a natural number) in the Y direction simultaneously eject droplets.
With respect to the individual ink chamber on at least one side in the Y direction, the volume of each individual ink chamber at the nth position counted from the outermost individual ink chamber is counted from the outermost individual ink chamber ( An inkjet head characterized by being smaller than the average of the volumes of the individual ink chambers positioned after the (n + 1) th.

The inkjet head according to claim 3,
The volume of each individual ink chamber at the nth position counting from the outermost individual ink chamber on one side in the Y direction and n counted from the outermost individual ink chamber on the other side in the Y direction. The volume of each of the individual ink chambers up to the position is counted from the (n + 1) th onward of the outermost individual ink chamber on one side in the Y direction and the outermost side on the other side in the Y direction. An inkjet head characterized by being smaller than the average of the volumes of the individual ink chambers located after the (n + 1) th counted from the individual ink chambers.

The inkjet head according to claim 3 or 4,
An ink jet head, wherein the volume of the individual ink chamber continuously decreases from the nth individual ink chamber counted from the outermost individual ink chamber toward the outermost individual ink chamber.

The inkjet head according to any one of claims 1 to 5,
The inkjet head according to claim 1, wherein the individual ink chamber having a small volume is shorter in the X direction in the individual ink chamber than the other individual ink chambers.

The inkjet head according to any one of claims 1 to 6,
The inkjet head according to claim 1, wherein the individual ink chamber having a small volume has a smaller area intersecting with a plane perpendicular to the X direction in the individual ink chamber than the other individual ink chambers.

The inkjet head according to any one of claims 1 to 7,
The ink-jet head, wherein the individual ink chamber having a small volume has a shallow depth in the Z direction perpendicular to the X direction and the Y direction in the individual ink chamber, as compared with the other individual ink chambers.

The inkjet head according to any one of claims 1 to 8,
The ink jet head according to claim 1, wherein an opening area of the nozzle hole communicating with the small-sized individual ink chamber is larger than an average opening area of the nozzle holes communicating with the other individual ink chambers.

In the ink jet head according to any one of claims 1 to 9,
The plurality of individual ink chambers are arranged at equal intervals in the Y direction.