JP2011005422A - Liquid coating head and liquid coating device using the same - Google Patents

Liquid coating head and liquid coating device using the same Download PDF

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JP2011005422A JP2009151353A JP2009151353A JP2011005422A JP 2011005422 A JP2011005422 A JP 2011005422A JP 2009151353 A JP2009151353 A JP 2009151353A JP 2009151353 A JP2009151353 A JP 2009151353A JP 2011005422 A JP2011005422 A JP 2011005422A
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Yuka Matsumoto
由佳 松元
Takaaki Ichizono
貴彬 市園
Hisamitsu Sakai
久満 酒井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid coating head which can coat a target distant from the liquid coating head with a liquid, and a liquid coating device using the same.SOLUTION: The liquid coating head 2 has a plurality of liquid compressing chambers 10, a plurality of compressing parts pressurizing each liquid in a plurality of liquid compressing chambers 10, a plurality of liquid discharge holes 8 connecting respectively with a plurality of liquid compressing chambers 10, and a plurality of gas ejection holes 88 to jet a gas. A plurality of gas ejection holes 88 are opened at the same direction side as a plurality of liquid discharge holes 8 so as to jet the gas to separate the liquid discharged from a plurality of liquid discharge holes 8 from a plurality of liquid discharge holes 8.

Description

本発明は、インクジェットヘッドを用いた、液体を塗布する装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for applying a liquid using an inkjet head.

近年、インクジェットプリンタやインクジェットプロッタなどの、インクジェット記録方式を利用した印刷装置が、一般消費者向けのプリンタだけでなく、例えば電子回路の形成や液晶ディスプレイ用のカラーフィルタの製造、有機ELディスプレイの製造といった工業用途にも広く利用されている。   In recent years, printing apparatuses using inkjet recording methods such as inkjet printers and inkjet plotters are not only printers for general consumers, but also, for example, formation of electronic circuits, manufacture of color filters for liquid crystal displays, manufacture of organic EL displays It is also widely used for industrial applications.

このようなインクジェット方式の印刷装置には、液体を吐出させるための液体吐出ヘッドが印刷ヘッドとして搭載されている。この種の印刷ヘッドには、インクが充填されたインク流路内に加圧手段としてのヒータを備え、ヒータによりインクを加熱、沸騰させ、インク流路内に発生する気泡によってインクを加圧し、インク吐出孔より、液滴として吐出させるサーマル方式と、インクが充填されるインク流路の一部の壁を変位素子によって屈曲変位させ、機械的にインク流路内のインクを加圧し、インク吐出孔より液滴として吐出させる圧電方式が一般的に知られている。   In such an ink jet printing apparatus, a liquid discharge head for discharging liquid is mounted as a print head. This type of print head includes a heater as a pressurizing unit in an ink flow path filled with ink, heats and boiles the ink with the heater, pressurizes the ink with bubbles generated in the ink flow path, A thermal system that ejects droplets from the ink ejection holes, and a part of the walls of the ink channel filled with ink is bent and displaced by a displacement element, and the ink in the ink channel is mechanically pressurized to eject ink. A piezoelectric method for discharging liquid droplets from holes is generally known.

また、このような液体吐出ヘッドには、記録媒体の搬送方向と直交する方向に液体吐出ヘッドを移動させつつ記録を行なうシリアル式、および記録媒体より主走査方向に長い液体吐出ヘッドを固定した状態、もしくは、複数の液体吐出ヘッドを記録範囲が記録媒体より広くなるように複数並べて固定した状態で、副走査方向に搬送される記録媒体に記録を行なうライン式がある。ライン式は、シリアル式のように液体吐出ヘッドを移動させる必要がないので、高速記録が可能であるという利点を有する。   In addition, in such a liquid discharge head, a serial type that performs recording while moving the liquid discharge head in a direction orthogonal to the conveyance direction of the recording medium, and a state in which the liquid discharge head that is longer in the main scanning direction than the recording medium is fixed Alternatively, there is a line type in which recording is performed on a recording medium conveyed in the sub-scanning direction in a state where a plurality of liquid ejection heads are arranged and fixed so that the recording range is wider than the recording medium. The line type has the advantage that high-speed recording is possible because there is no need to move the liquid discharge head as in the serial type.

シリアル式、ライン式のいずれの方式の液体吐出ヘッドであっても、液滴を高い密度で印刷するには、液体吐出ヘッドに形成されている、液滴を吐出する液体吐出孔の密度を高くする必要がある。   In order to print droplets at a high density in any of the serial type and line type liquid discharge heads, the density of the liquid discharge holes for discharging the droplets formed in the liquid discharge head must be increased. There is a need to.

そこで、液体吐出ヘッドを、マニホールドと、マニホールドから順に、共通流路、しぼり、液体加圧室および連通路を介して液体吐出孔まで繋がる個別流路を有した流路部材と、液体加圧室をそれぞれ覆うように設けられた複数の変位素子を有するアクチュエータユニットとを積層して構成したものが知られている(例えば、特許文献1を参照。)。この液体吐出ヘッドでは、複数の液体吐出孔にそれぞれ繋がった液体加圧室がマトリックス状に配置され、それを覆うように設けられたアクチュエータユニットの変位素子を変位させることで、各液体加圧室の各液体吐出孔から液滴を吐出させ、主走査方向にdpiの解像度で印刷が可能とされている。   Therefore, the liquid discharge head includes a manifold, a flow path member having an individual flow path connected to the liquid discharge hole via the common flow path, the squeezing, the liquid pressurization chamber and the communication path in order from the manifold, and the liquid pressurization chamber. Is formed by laminating an actuator unit having a plurality of displacement elements provided so as to cover each of them (see, for example, Patent Document 1). In this liquid discharge head, the liquid pressurization chambers connected to the plurality of liquid discharge holes are arranged in a matrix, and the displacement elements of the actuator unit provided so as to cover the liquid pressurization chambers are displaced, whereby each liquid pressurization chamber is A liquid droplet is ejected from each of the liquid ejection holes, and printing is possible at a resolution of dpi in the main scanning direction.

特開2003−305852号公報JP 2003-305852 A

しかしながら、特許文献1に記載されている液体吐出ヘッドで、液滴の飛翔距離が短いため、液滴を着弾させる対象までの距離が大きい場合、液滴が対象まで届かなかったり、届いたとしても塗布状態にむらが生じたりするという問題があった。   However, in the liquid ejection head described in Patent Document 1, since the flying distance of the droplet is short, even if the distance to the target on which the droplet is landed is large, even if the droplet does not reach or reaches the target There was a problem that unevenness occurred in the application state.

したがって、本発明の目的は、液体塗布ヘッドから距離のある対象に液体を塗布することのできる液体塗布ヘッドおよびそれを用いた液体塗布装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid application head capable of applying a liquid to an object at a distance from the liquid application head, and a liquid application apparatus using the liquid application head.

液体塗布ヘッドは、複数の液体加圧室、該複数の液体加圧室内の液体に対してそれぞれ圧力を加える複数の加圧部、前記複数の液体加圧室にそれぞれ繋がっている複数の液体吐出孔、および気体を噴出させるための複数の気体噴出孔を有し、前記複数の気体噴出孔が前記複数の液体吐出孔と同一方向側で、かつ前記複数の液体吐出孔から吐出される液体を前記複数の液体吐出孔から離すべく気体を噴出するように開口していることを特徴とする。   The liquid application head includes a plurality of liquid pressurizing chambers, a plurality of pressurizing units that apply pressure to the liquids in the plurality of liquid pressurizing chambers, and a plurality of liquid ejection units connected to the plurality of liquid pressurizing chambers, respectively. And a plurality of gas ejection holes for ejecting gas, wherein the plurality of gas ejection holes are on the same direction side as the plurality of liquid ejection holes, and the liquid ejected from the plurality of liquid ejection holes An opening is provided so as to eject gas so as to be separated from the plurality of liquid discharge holes.

また、前記複数の液体吐出孔の開口側から見て、前記複数の液体吐出孔からなる液体吐出孔群が一方方向に延びており、前記複数の気体噴出孔が前記液体吐出孔群を挟んでその両側に前記一方方向に沿って設けられていることが好ましい。   Further, when viewed from the opening side of the plurality of liquid ejection holes, a liquid ejection hole group including the plurality of liquid ejection holes extends in one direction, and the plurality of gas ejection holes sandwich the liquid ejection hole group. It is preferable that it is provided along the said one direction on the both sides.

さらに、前記複数の液体吐出孔の開口側から見て、前記複数の気体噴出孔が複数の前記液体吐出孔からなる液体吐出孔群を囲むように設けられていることが好ましい。   Furthermore, it is preferable that the plurality of gas ejection holes are provided so as to surround a liquid ejection hole group including the plurality of liquid ejection holes when viewed from the opening side of the plurality of liquid ejection holes.

またさらに、前記複数の液体吐出孔の開口側から見て、前記複数の液体吐出孔のそれぞれに対して前記複数の気体噴出孔が、1つの前記液体吐出孔を中心とする円の円周上に等間隔に複数設けられていることが好ましい。   Furthermore, when viewed from the opening side of the plurality of liquid ejection holes, the plurality of gas ejection holes are on the circumference of a circle centered on one liquid ejection hole for each of the plurality of liquid ejection holes. It is preferable that a plurality are provided at equal intervals.

さらにまた、前記円の円周上に設けられている複数の前記気体噴出孔の軸線が、前記円の中心側に傾いていることが好ましい。   Furthermore, it is preferable that the axes of the plurality of gas ejection holes provided on the circumference of the circle are inclined toward the center of the circle.

本発明の液体塗布装置は、前記液体塗布ヘッドと、前記液体塗布ヘッドの駆動を制御する制御部とを備えることを特徴とする。   The liquid coating apparatus of the present invention includes the liquid coating head and a control unit that controls driving of the liquid coating head.

本発明の液体塗布ヘッドによれば、複数の液体加圧室、該複数の液体加圧室内の液体に対してそれぞれ圧力を加える複数の加圧部、前記複数の液体加圧室にそれぞれ繋がっている複数の液体吐出孔、および気体を噴出させるための複数の気体噴出孔を有し、前記複数の気体噴出孔が前記複数の液体吐出孔と同一方向側で、かつ前記複数の液体吐出孔から吐出される液体を前記複数の液体吐出孔から離すべく気体を噴出するように開口していることにより、前記液体吐出孔の開口から吐出された液滴は、前記気体噴出孔から噴出された気体により飛翔距離が伸びるため、塗布対象物までの距離が遠くても液体を塗布することができる。   According to the liquid application head of the present invention, the plurality of liquid pressurizing chambers, the plurality of pressurizing units that respectively apply pressure to the liquid in the plurality of liquid pressurizing chambers, and the plurality of liquid pressurizing chambers, respectively. A plurality of liquid ejection holes and a plurality of gas ejection holes for ejecting gas, wherein the plurality of gas ejection holes are on the same direction side as the plurality of liquid ejection holes and from the plurality of liquid ejection holes The liquid ejected from the opening of the liquid ejection hole is formed by ejecting gas so as to eject the liquid to be ejected from the plurality of liquid ejection holes, so that the gas ejected from the gas ejection hole As a result, the flying distance increases, so that the liquid can be applied even if the distance to the application object is long.

また、前記複数の液体吐出孔の開口側から見て、前記複数の液体吐出孔からなる液体吐出孔群が一方方向に延びており、前記複数の気体噴出孔が前記液体吐出孔群を挟んでその両側に前記一方方向に沿って設けられている場合、前記液体吐出孔群の両側の前記気体噴出孔から噴出される気体により、前記液体吐出孔群の先に安定した気体の流れができ、安定した液体を塗布ができる。   Further, when viewed from the opening side of the plurality of liquid ejection holes, a liquid ejection hole group including the plurality of liquid ejection holes extends in one direction, and the plurality of gas ejection holes sandwich the liquid ejection hole group. When provided on the both sides along the one direction, the gas ejected from the gas ejection holes on both sides of the liquid ejection hole group allows a stable gas flow to the tip of the liquid ejection hole group, A stable liquid can be applied.

さらに、前記複数の液体吐出孔の開口側から見て、前記複数の気体噴出孔が複数の前記液体吐出孔からなる液体吐出孔群を囲むように設けられている場合、前記液体吐出孔群の周囲の前記気体噴出孔から噴出される気体により、前記液体吐出孔群の先に安定した気体の流れができ、安定した液体を塗布ができる。   Further, when the plurality of gas ejection holes are provided so as to surround the liquid ejection hole group composed of the plurality of liquid ejection holes when viewed from the opening side of the plurality of liquid ejection holes, The gas ejected from the surrounding gas ejection holes allows a stable gas flow at the tip of the liquid ejection hole group, and a stable liquid can be applied.

またさらに、前記複数の液体吐出孔の開口側から見て、前記複数の液体吐出孔のそれぞれに対して前記複数の気体噴出孔が、1つの前記液体吐出孔を中心とする円の円周上に等間隔に複数設けられている場合、中心にある前記液体吐出孔が、その周囲の円周上に設けられた前記気体吐出孔から対称的に噴出される気体により、前記液体吐出孔の先に安定した気体の流れができ、安定した液体を塗布ができる。   Furthermore, when viewed from the opening side of the plurality of liquid ejection holes, the plurality of gas ejection holes are on the circumference of a circle centered on one liquid ejection hole for each of the plurality of liquid ejection holes. When the plurality of liquid discharge holes at the center are provided at equal intervals, the liquid discharge holes at the center of the liquid discharge holes are symmetrically ejected from the gas discharge holes provided on the circumference of the circumference. A stable gas flow can be achieved, and a stable liquid can be applied.

さらにまた、前記円の円周上に設けられている複数の前記気体噴出孔の軸線が、前記円の中心側に傾いている場合、中心にある前記液体吐出孔が、その周囲の円周上に設けられた前記気体吐出孔から対称的に噴出される気体により、前記液体吐出孔の先により安定した気体の流れができ、より安定した液体を塗布ができる。   Furthermore, when the axes of the plurality of gas ejection holes provided on the circumference of the circle are inclined toward the center of the circle, the liquid discharge hole at the center is located on the circumference of the circumference. The gas ejected symmetrically from the gas ejection holes provided in the can make a stable gas flow at the tip of the liquid ejection holes, and more stable liquid can be applied.

本発明の液体塗布装置によれば、前記液体塗布ヘッドと、前記液体塗布ヘッドの駆動を制御する制御部とを備えることにより、塗布対象物までの距離が遠くても液体を塗布することができる。   According to the liquid application apparatus of the present invention, the liquid application head and the control unit that controls driving of the liquid application head are provided, so that the liquid can be applied even when the distance to the application target is long. .

本発明の液体塗布装置の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the liquid application apparatus of this invention. 本発明の液体塗布ヘッドを構成するヘッド本体の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the head main body which comprises the liquid application head of this invention. 図2の一点鎖線に囲まれた領域の拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of a region surrounded by an alternate long and short dash line in FIG. 2. 図3のV−V線に沿った部分および気体流路部材の一部の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the part along the VV line of FIG. 3, and a part of gas flow path member. (a)、(b)は、本発明の他の液体塗布ヘッドの一例を示す縦断面図である。(A), (b) is a longitudinal cross-sectional view which shows an example of the other liquid application head of this invention. (a)、(b)は、本発明の他の液体塗布ヘッドの一例を示す縦断面図である。(A), (b) is a longitudinal cross-sectional view which shows an example of the other liquid application head of this invention. (a)は、本発明の他の液体塗布ヘッドの一例を示す平面図であり、(b)はその側面図あり、(c)は、本発明の他の液体塗布ヘッドの一例を示す平面図であり、(d)はその側面図あり、(e)は、本発明の他の液体塗布ヘッドの一例を示す平面図であり、(f)はその側面図ある。(A) is a top view which shows an example of the other liquid application head of this invention, (b) is the side view, (c) is a top view which shows an example of the other liquid application head of this invention (D) is a side view thereof, (e) is a plan view showing an example of another liquid application head of the present invention, and (f) is a side view thereof. (a)は、本発明の他の液体塗布ヘッドの一例を示す平面図であり、(b)は、液体吐出孔と気体噴出孔の配置を示す平面図であり、(c)は、本発明の他の液体塗布ヘッドの一例を示す平面図であり、(d)は、(c)のA−A線断面図である。(A) is a top view which shows an example of the other liquid application head of this invention, (b) is a top view which shows arrangement | positioning of a liquid discharge hole and a gas ejection hole, (c) is this invention. It is a top view which shows an example of the other liquid application head, (d) is the sectional view on the AA line of (c).

図1は、本発明の液体塗布装置1の一例の斜視図である。図2は、図1に示された液体塗布ヘッド2を示す平面図である。図3は、図2の一点鎖線で囲まれた領域の拡大図であり、液体塗布ヘッド2の一部である。なお、図3において、図面を分かりやすくするために、圧電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液体加圧室10(液体加圧室群9)、しぼり12および液体吐出孔8を実線で描いている。図4は図3のV−V線に沿った部分および気体流路部材80の一部の縦断面図である。   FIG. 1 is a perspective view of an example of a liquid application apparatus 1 according to the present invention. FIG. 2 is a plan view showing the liquid application head 2 shown in FIG. FIG. 3 is an enlarged view of a region surrounded by a one-dot chain line in FIG. 2 and is a part of the liquid application head 2. In FIG. 3, for easy understanding of the drawing, the liquid pressurizing chamber 10 (liquid pressurizing chamber group 9), the squeezing 12 and the liquid discharge hole 8 which are to be drawn by broken lines below the piezoelectric actuator unit 21 are shown by solid lines. It is drawn in. FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a portion along the line VV in FIG. 3 and a part of the gas flow path member 80.

液体塗布装置1は、液体塗布ヘッド2と液体分配流路部材70と筐体90と液体塗布ヘッド2からの液滴の吐出を制御する制御部(不図示)とを含んでいる。筐体90は金属製であり、一部に駆動信号が伝達される信号ケーブルが通る孔91が開口している。図1の例では上面の一部に孔91が開口しており、孔91は筐体90内に納められている制御部と繋がっている駆動信号が伝達される信号ケーブル(不図示)が通っており、樹脂製のふたなどで塞がれる。   The liquid coating apparatus 1 includes a liquid coating head 2, a liquid distribution channel member 70, a housing 90, and a control unit (not shown) that controls the discharge of liquid droplets from the liquid coating head 2. The housing 90 is made of metal, and a hole 91 through which a signal cable for transmitting a driving signal is partially opened. In the example of FIG. 1, a hole 91 is opened in a part of the upper surface, and a signal cable (not shown) through which a drive signal connected to the control unit housed in the housing 90 is transmitted passes through the hole 91. It is covered with a resin lid.

液体塗布ヘッド2は、液体流路部材4と圧電アクチュエータユニット21と気体流路部材80とを含んでおり、液体流路部材4と気体流路部材80とを合わせた流路部材の下面(気体噴出孔面)には、気体を吹き出す複数の気体噴出孔88が、液体を吐出する複数の液体吐出孔8と同一方向側に開口している。液体流路部材4には液体流路部材4内に液体を入れるためのマニホールドの開口5bが複数開口している。   The liquid application head 2 includes a liquid flow path member 4, a piezoelectric actuator unit 21, and a gas flow path member 80, and a lower surface (gas) of the flow path member that combines the liquid flow path member 4 and the gas flow path member 80. A plurality of gas ejection holes 88 for blowing out gas are opened on the same direction side as the plurality of liquid ejection holes 8 for ejecting liquid. The liquid flow path member 4 has a plurality of manifold openings 5 b for allowing liquid to enter the liquid flow path member 4.

液体分配流路部材70は液体流路部材4の上に積層されており、圧電アクチュエータユニット21は液体分配流路部材70に設けられた凹部に収められている。液体分配流路部材70には液体導入孔71bが開口しており、外部から液体導入孔71bを通じて導入された液体は液体分配流路部材70内で分配され複数のマニホールドの開口5bに流れ込むようになっている。液体分配流路部材70内に、ダンパを備えた液体リザーバを設け、外部からの液体の供給が間に合わない場合に、ダンパが変形して液体リザーバの体積が減少し、その分の液体を液体リザーバから液体流路部材4に供給できるようにしておいてもよい。また、液体分配流路部材70内に、ヒータを設け、液体の吐出状態を安定させるために、液体の粘度を一定に保つように、温度の制御を行なうようにしても良い。   The liquid distribution channel member 70 is stacked on the liquid channel member 4, and the piezoelectric actuator unit 21 is accommodated in a recess provided in the liquid distribution channel member 70. The liquid distribution channel member 70 has a liquid introduction hole 71b, and the liquid introduced from the outside through the liquid introduction hole 71b is distributed in the liquid distribution channel member 70 and flows into the openings 5b of a plurality of manifolds. It has become. When a liquid reservoir provided with a damper is provided in the liquid distribution flow path member 70, and the supply of liquid from the outside is not in time, the damper is deformed to reduce the volume of the liquid reservoir, and the liquid corresponding to the liquid reservoir is reduced. The liquid channel member 4 may be supplied to the liquid channel member 4. Further, a heater may be provided in the liquid distribution channel member 70, and the temperature may be controlled so as to keep the viscosity of the liquid constant in order to stabilize the liquid discharge state.

気体流路部材80には気体導入孔81bが開口しており、外部のポンプなど送られた気体が気体導入孔81bを通じて気体流路部材80の気体流路81に入り気体噴出孔88から吹き出される。   A gas introduction hole 81b is opened in the gas flow path member 80, and gas sent from an external pump or the like enters the gas flow path 81 of the gas flow path member 80 through the gas introduction hole 81b and is blown out from the gas ejection hole 88. The

液体塗布装置1は、下面の気体噴出孔面の先に液体を塗布させる対象物を置いて、液体吐出孔8から液滴を吐出させるとともに、気体噴出孔88から気体を吹き出させることで、吐出された液滴が吹き出された気体による気流で運ばれて、対象物に液体を塗布することができる。吐出された液滴は気流で運ばれるため、対象物に凹凸があって、複数の液体吐出孔8から吐出された液滴が着弾するまでの飛翔距離に差があっても、安定して対象物に着弾させることができる。   The liquid application device 1 places an object to which a liquid is applied at the tip of the gas ejection hole surface on the lower surface, ejects liquid droplets from the liquid ejection holes 8, and ejects gas from the gas ejection holes 88. The liquid droplets are transported by the air current generated by the blown gas, and the liquid can be applied to the object. Since the ejected droplets are carried by the airflow, even if there are irregularities on the object and there is a difference in the flight distance until the droplets ejected from the plurality of liquid ejection holes 8 land, Can land on an object.

対象物がより複雑な形状をしている場合は、液体塗布装置1を、関節を有するロボットアームなどに取り付けて、ロボットアームを制御させて、対象物との距離をある程度一定に制御すれば、より複雑な形状をした対象物に対しても液体の塗布ができる。   When the object has a more complicated shape, the liquid application apparatus 1 is attached to a robot arm having a joint, and the robot arm is controlled so that the distance from the object is controlled to a certain degree. The liquid can be applied to an object having a more complicated shape.

次に本発明の液体塗布装置1を構成する液体塗布ヘッド2について説明する。   Next, the liquid application head 2 constituting the liquid application apparatus 1 of the present invention will be described.

液体塗布ヘッド2は、流路部材を構成する平板状の液体流路部材4と、気体流路部材80と、液体流路部材4上に配置された、加圧部である後述の変位素子50が複数設けられた圧電アクチュエータユニット21とを有している。圧電アクチュエータユニット21は台形形状を有しており、その台形形状の1対の平行対向辺が液体流路部材4の長手方向と平行になるように液体流路部材4の上面に配置されている。   The liquid application head 2 includes a flat liquid flow path member 4 constituting a flow path member, a gas flow path member 80, and a displacement element 50, which will be described later, which is a pressurizing portion disposed on the liquid flow path member 4. Are provided with a plurality of piezoelectric actuator units 21. The piezoelectric actuator unit 21 has a trapezoidal shape, and is disposed on the upper surface of the liquid flow path member 4 so that a pair of parallel opposing sides of the trapezoidal shape is parallel to the longitudinal direction of the liquid flow path member 4. .

また、液体流路部材4の長手方向と平行な2本の仮想直線のそれぞれに沿って2つずつ、つまり合計4つの圧電アクチュエータユニット21が、全体として千鳥状に液体流路部材4上に配列されている。液体流路部材4上で隣り合う圧電アクチュエータユニット21の斜辺同士は、液体流路部材4の短手方向を見たときに部分的にオーバーラップしている。液体塗布装置1の長手方向を見た場合、このオーバーラップしている部分の圧電アクチェータユニット21を駆動することにより、吐出される液滴の密度が長手方向において平均化されるので、塗布を、液体塗布ヘッド2の短手方向に移動させながら行なうと一定の濃度で液体を塗布ができる。   In addition, two piezoelectric actuator units 21 are arranged along the two virtual straight lines parallel to the longitudinal direction of the liquid flow path member 4, that is, a total of four piezoelectric actuator units 21 are arranged on the liquid flow path member 4 as a whole. Has been. The oblique sides of the piezoelectric actuator units 21 adjacent on the liquid flow path member 4 partially overlap when the short direction of the liquid flow path member 4 is viewed. When the longitudinal direction of the liquid coating apparatus 1 is viewed, by driving the piezoelectric actuator unit 21 in this overlapping portion, the density of the ejected droplets is averaged in the longitudinal direction. When the liquid application head 2 is moved in the short direction, the liquid can be applied at a constant concentration.

液体流路部材4の内部には液体流路の一部であるマニホールド5が形成されている。マニホールド5は液体流路部材4の長手方向に沿って延び細長い形状を有しており、液体流路部材4の上面にはマニホールド5の開口5bが形成されている。開口5bは、液体流路部材4の長手方向と平行な2本の直線(仮想線)のそれぞれに沿って5個ずつ、合計10個形成されている。開口5bは、4つの圧電アクチュエータユニット21が配置された領域を避ける位置に形成されている。マニホールド5は、図示されていない液体タンクから液体分配流路部材70の中の液体流路および開口5bを通じて液体が供給されるようになっている。   A manifold 5 which is a part of the liquid flow path is formed inside the liquid flow path member 4. The manifold 5 has an elongated shape extending along the longitudinal direction of the liquid flow path member 4, and an opening 5 b of the manifold 5 is formed on the upper surface of the liquid flow path member 4. A total of ten openings 5 b are formed along each of two straight lines (imaginary lines) parallel to the longitudinal direction of the liquid flow path member 4. The opening 5b is formed at a position that avoids a region where the four piezoelectric actuator units 21 are disposed. The manifold 5 is supplied with a liquid from a liquid tank (not shown) through a liquid channel in the liquid distribution channel member 70 and the opening 5b.

液体流路部材4内に形成されたマニホールド5は、複数本に分岐している(分岐した部分のマニホールド5を副マニホールド5aということがある)。開口5bに繋がるマニホールド5は、圧電アクチュエータユニット21の斜辺に沿うように延在しており、液体流路部材4の長手方向と交差して配置されている。2つの圧電アクチュエータユニット21に挟まれた領域では、1つのマニホールド5が、隣接する圧電アクチュエータユニット21に共有されており、副マニホールド5aがマニホールド5の両側から分岐している。これらの副マニホールド5aは、液体流路部材4の内部の各圧電アクチュエータユニット21に対向する領域に互いに隣接して、液体塗布ヘッド2の長手方向に延在している。   The manifold 5 formed in the liquid flow path member 4 is branched into a plurality of branches (the manifold 5 at the branched portion may be referred to as a sub-manifold 5a). The manifold 5 connected to the opening 5 b extends along the oblique side of the piezoelectric actuator unit 21, and is disposed so as to intersect with the longitudinal direction of the liquid flow path member 4. In a region sandwiched between two piezoelectric actuator units 21, one manifold 5 is shared by adjacent piezoelectric actuator units 21, and the sub-manifold 5 a branches off from both sides of the manifold 5. These sub-manifolds 5 a extend in the longitudinal direction of the liquid application head 2 adjacent to each other in regions facing the piezoelectric actuator units 21 inside the liquid flow path member 4.

液体流路部材4は、複数の液体加圧室10がマトリクス状(すなわち、2次元的かつ規則的)に形成されている4つの液体加圧室群9を有している。液体加圧室10は、角部にアールが施されたほぼ菱形の平面形状を有する中空の領域である。液体加圧室10は液体流路部材4の上面に開口するように形成されている。これらの液体加圧室10は、液体流路部材4の上面における圧電アクチュエータユニット21に対向する領域のほぼ全面にわたって配列されている。したがって、これらの液体加圧室10によって形成された各液体加圧室群9は圧電アクチュエータユニット21とほぼ同一の大きさおよび形状の領域を占有している。また、各液体加圧室10の開口は、液体流路部材4の上面に圧電アクチュエータユニット21が接着されることで閉塞されている。   The liquid flow path member 4 has four liquid pressurizing chamber groups 9 in which a plurality of liquid pressurizing chambers 10 are formed in a matrix (that is, two-dimensionally and regularly). The liquid pressurizing chamber 10 is a hollow region having a substantially rhombic planar shape with rounded corners. The liquid pressurizing chamber 10 is formed so as to open on the upper surface of the liquid flow path member 4. These liquid pressurizing chambers 10 are arranged over almost the entire area of the upper surface of the liquid flow path member 4 facing the piezoelectric actuator unit 21. Accordingly, each liquid pressurizing chamber group 9 formed by these liquid pressurizing chambers 10 occupies a region having almost the same size and shape as the piezoelectric actuator unit 21. Further, the opening of each liquid pressurizing chamber 10 is closed by adhering the piezoelectric actuator unit 21 to the upper surface of the liquid flow path member 4.

本実施形態では、図3に示されているように、マニホールド5は、液体流路部材4の短手方向に互いに平行に並んだ4列のE1〜E4の副マニホールド5aに分岐し、各副マニホールド5aに繋がった液体加圧室10は、等間隔に液体流路部材4の長手方向に並ぶ液体加圧室10の列を構成し、その列は、短手方向に互いに平行に4列配列されている。副マニホールド5aに繋がった液体加圧室10の並ぶ列は副マニホールド5aの両側に2列ずつ配列されている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the manifold 5 branches into four rows of E1-E4 sub-manifolds 5a arranged in parallel to each other in the short direction of the liquid flow path member 4, and The liquid pressurizing chambers 10 connected to the manifold 5a constitute a row of the liquid pressurizing chambers 10 arranged in the longitudinal direction of the liquid flow path member 4 at equal intervals, and the rows are arranged in four rows parallel to each other in the short direction. Has been. Two rows of liquid pressurizing chambers 10 connected to the sub-manifold 5a are arranged on both sides of the sub-manifold 5a.

全体では、マニホールド5から繋がる液体加圧室10は、等間隔に液体流路部材4の長手方向に並ぶ液体加圧室10の列を構成し、その列は、短手方向に互いに平行に16列配列されている。各液体加圧室列に含まれる液体加圧室10の数は、アクチュエータである変位素子50の外形形状に対応して、その長辺側から短辺側に向かって次第に少なくなるように配置されている。液体吐出孔8もこれと同様に配置されている。   As a whole, the liquid pressurizing chambers 10 connected from the manifold 5 constitute a row of liquid pressurizing chambers 10 arranged in the longitudinal direction of the liquid flow path member 4 at equal intervals, and the rows are parallel to each other in the short direction. It is arranged in a column. The number of liquid pressurizing chambers 10 included in each liquid pressurizing chamber row is arranged so as to gradually decrease from the long side toward the short side, corresponding to the outer shape of the displacement element 50 that is an actuator. ing. The liquid discharge holes 8 are also arranged in the same manner.

気体流路部材80は、液体塗布ヘッド2の下面にあたる気体噴出孔面に複数の気体噴出孔88が開口しており、気体導入孔の開口81bから送り込まれた気体は、気体噴出孔88から気体噴出孔面に対して略直交する方向に吹き出される。液体吐出孔8から吐出された液滴は、気体噴出孔面と同一平面である液体と吐出孔面に対して略直交する方向に吐出され、吹き出される。   In the gas flow path member 80, a plurality of gas ejection holes 88 are opened on the gas ejection hole surface corresponding to the lower surface of the liquid application head 2, and the gas fed from the gas introduction hole opening 81 b is gas from the gas ejection hole 88. Blowing is performed in a direction substantially orthogonal to the ejection hole surface. The liquid droplets ejected from the liquid ejection holes 8 are ejected and ejected in a direction substantially orthogonal to the liquid and the ejection hole surface, which are flush with the gas ejection hole surface.

圧電アクチュエータユニット21の上面の各液体加圧室10に対向する位置には後述する個別電極35がそれぞれ形成されている。個別電極35は液体加圧室10より一回り小さく、液体加圧室10とほぼ相似な形状を有しており、圧電アクチュエータユニット21の上面における液体加圧室10と対向する領域内に収まるように配置されている。   Individual electrodes 35 to be described later are formed at positions facing the liquid pressurizing chambers 10 on the upper surface of the piezoelectric actuator unit 21. The individual electrode 35 is slightly smaller than the liquid pressurizing chamber 10, has a shape substantially similar to the liquid pressurizing chamber 10, and fits in a region facing the liquid pressurizing chamber 10 on the upper surface of the piezoelectric actuator unit 21. Is arranged.

液体流路部材4の下面の液体吐出面には多数の液体吐出孔8が形成されている。これらの液体吐出孔8は、液体流路部材4の下面側に配置された副マニホールド5aと対向する領域を避けた位置に配置されている。また、これらの液体吐出孔8は、液体流路部材4の下面側における圧電アクチュエータユニット21と対向する領域内に配置されている。これらの液体吐出孔群は圧電アクチュエータユニット21とほぼ同一の大きさおよび形状の領域を占有しており、対応する圧電アクチュエータユニット21の変位素子50を変位させることにより液体吐出孔8から液滴が吐出できる。液体吐出孔8および空気噴出孔88の配置については後で詳述する。そして、それぞれの領域内の液体吐出孔8は、液体流路部材4の長手方向と平行な複数の直線に沿って等間隔に配列されている。   A large number of liquid discharge holes 8 are formed on the liquid discharge surface on the lower surface of the liquid flow path member 4. These liquid discharge holes 8 are disposed at positions avoiding a region facing the sub-manifold 5 a disposed on the lower surface side of the liquid flow path member 4. Further, these liquid discharge holes 8 are disposed in a region facing the piezoelectric actuator unit 21 on the lower surface side of the liquid flow path member 4. These liquid discharge hole groups occupy an area having almost the same size and shape as the piezoelectric actuator unit 21, and by displacing the displacement element 50 of the corresponding piezoelectric actuator unit 21, a droplet is discharged from the liquid discharge hole 8. Can be discharged. The arrangement of the liquid discharge holes 8 and the air ejection holes 88 will be described in detail later. The liquid discharge holes 8 in each region are arranged at equal intervals along a plurality of straight lines parallel to the longitudinal direction of the liquid flow path member 4.

液体塗布ヘッド2を構成する液体流路部材4は、複数のプレートが積層された積層構造を有している。これらのプレートは、液体流路部材4の上面から順に、キャビティプレート22、ベースプレート23、アパーチャ(しぼり)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、29、カバープレート30およびノズルプレート31である。これらのプレートには多数の孔が形成されている。各プレートは、これらの孔が互いに連通して個別流路32および副マニホールド5aを構成するように、位置合わせして積層されている。液体塗布ヘッド2は、図4に示されているように、液体加圧室10は液体流路部材4の上面に、副マニホールド5aは内部の下面側に、液体吐出孔8は下面にと、個別流路32を構成する各部分が異なる位置に互いに近接して配設され、液体加圧室10を介して副マニホールド5aと液体吐出孔8とが繋がる構成を有している。   The liquid flow path member 4 constituting the liquid application head 2 has a laminated structure in which a plurality of plates are laminated. These plates are, in order from the upper surface of the liquid flow path member 4, a cavity plate 22, a base plate 23, an aperture (squeezing) plate 24, a supply plate 25, manifold plates 26, 27, 28, 29, a cover plate 30 and a nozzle plate 31. It is. A number of holes are formed in these plates. Each plate is aligned and laminated so that these holes communicate with each other to form the individual flow path 32 and the sub-manifold 5a. As shown in FIG. 4, the liquid application head 2 has a liquid pressurizing chamber 10 on the upper surface of the liquid flow path member 4, a sub manifold 5a on the inner lower surface side, and a liquid discharge hole 8 on the lower surface. Each part constituting the individual flow path 32 is disposed close to each other at different positions, and the sub-manifold 5 a and the liquid discharge hole 8 are connected via the liquid pressurizing chamber 10.

各プレートに形成された孔について説明する。これらの孔には、次のようなものがある。第1に、キャビティプレート22に形成された液体加圧室10である。第2に、液体加圧室10の一端から副マニホールド5aへと繋がる流路を構成する連通孔である。この連通孔は、ベースプレート23(詳細には液体加圧室10の入り口)からサプライプレート25(詳細には副マニホールド5aの出口)までの各プレートに形成されている。なお、この連通孔には、アパーチャプレート24に形成されたしぼり12と、サプライプレート25に形成された個別供給流路6とが含まれている。   The holes formed in each plate will be described. These holes include the following. First, the liquid pressurizing chamber 10 formed in the cavity plate 22. Second, there is a communication hole that forms a flow path that connects from one end of the liquid pressurizing chamber 10 to the sub-manifold 5a. This communication hole is formed in each plate from the base plate 23 (specifically, the inlet of the liquid pressurizing chamber 10) to the supply plate 25 (specifically, the outlet of the sub manifold 5a). Note that the communication hole includes the aperture 12 formed in the aperture plate 24 and the individual supply flow path 6 formed in the supply plate 25.

第3に、液体加圧室10の他端から液体吐出孔8へと連通する連通路を構成する連通孔であり、この連通路は、液体吐出孔8および以下の記載においてディセンダ(部分流路)7と呼称される部分からなる。液体吐出孔8は、ノズルプレート31に形成されている。ディセンダ7は、ベースプレート23(詳細には液体加圧室10の出口)からカバープレート30(詳細には液体吐出孔8との接続端)までの各プレートに形成されている。   Third, there is a communication hole that constitutes a communication path that communicates from the other end of the liquid pressurizing chamber 10 to the liquid discharge hole 8, and this communication path is a descender (partial flow channel) in the liquid discharge hole 8 and the following description. ) It consists of a part called 7. The liquid discharge hole 8 is formed in the nozzle plate 31. The descender 7 is formed on each plate from the base plate 23 (specifically, the outlet of the liquid pressurizing chamber 10) to the cover plate 30 (specifically, the connection end with the liquid discharge hole 8).

第4に、副マニホールド5aを構成する連通孔である。この連通孔は、マニホールドプレート25〜29に形成されている。   Fourthly, there is a communication hole constituting the sub-manifold 5a. The communication holes are formed in the manifold plates 25-29.

このような連通孔が相互に繋がり、副マニホールド5aからの液体の流入口(副マニホールド5aの出口)から液体吐出孔8に至る個別流路32を構成している。副マニホールド5aに供給された液体は、以下の経路で液体吐出孔8から吐出される。まず、副マニホールド5aから上方向に向かって、個別供給流路6を通り、しぼり12の一端部に至る。次に、しぼり12の延在方向に沿って水平に進み、しぼり12の他端部に至る。そこから上方に向かって、液体加圧室10の一端部に至る。さらに、液体加圧室10の延在方向に沿って水平に進み、液体加圧室10の他端部に至る。そこからディセンダ7の中を少しずつ水平方向に移動しながら、主に下方に向かい、下面に開口した液体吐出孔8へと進む。   Such communication holes are connected to each other to form an individual flow path 32 from the liquid inflow port (the outlet of the submanifold 5a) from the submanifold 5a to the liquid discharge hole 8. The liquid supplied to the sub manifold 5a is discharged from the liquid discharge hole 8 through the following path. First, from the sub-manifold 5a, it passes through the individual supply flow path 6 and reaches one end of the aperture 12. Next, it proceeds horizontally along the extending direction of the aperture 12 and reaches the other end of the aperture 12. From there, it reaches one end of the liquid pressurizing chamber 10 upward. Further, the liquid pressurizing chamber 10 proceeds horizontally along the extending direction of the liquid pressurizing chamber 10 and reaches the other end of the liquid pressurizing chamber 10. From there, moving in the descender 7 little by little in the horizontal direction, it proceeds mainly downward and to the liquid discharge hole 8 opened on the lower surface.

圧電アクチュエータユニット21は、図4に示されるように、2枚の圧電セラミック層21a、21bからなる積層構造を有している。これらの圧電セラミック層21a、21bはそれぞれ20μm程度の厚さを有している。圧電アクチュエータユニット21全体の厚さは40μm程度である。圧電セラミック層21a、21bのいずれの層も複数の液体加圧室10を跨ぐように延在している(図3参照)。これらの圧電セラミック層21a、21b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。   As shown in FIG. 4, the piezoelectric actuator unit 21 has a laminated structure including two piezoelectric ceramic layers 21a and 21b. Each of these piezoelectric ceramic layers 21a and 21b has a thickness of about 20 μm. The total thickness of the piezoelectric actuator unit 21 is about 40 μm. Each of the piezoelectric ceramic layers 21a and 21b extends so as to straddle the plurality of liquid pressurizing chambers 10 (see FIG. 3). The piezoelectric ceramic layers 21a and 21b are made of a lead zirconate titanate (PZT) ceramic material having ferroelectricity.

圧電アクチュエータユニット21と液体流路部材4との接着は、例えば接着層を介して行なう。接着層としては、圧電アクチュエータユニット21や液体流路部材4への影響を及ぼさないために、熱硬化温度が100〜150℃のエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂の群から選ばれる少なくとも1種の熱硬化性樹脂の接着剤が用いられる。熱硬化性樹脂の接着剤を用いるのは、常温硬化の接着剤では、耐インク性が十分確保されないおそれがあるためである。このため、圧電アクチュエータユニット21には、熱硬化温度から室温まで冷却されることにより、液体流路部材4と圧電アクチュエータユニット21との熱膨張係数の差により発生する応力が加わった状態になる。応力が大きい場合、圧電アクチュエータユニット21が壊れてしまうおそれがあり、また、応力が圧電アクチュエータユニット21を壊してしまうほど高くなくても、加わっている応力により圧電アクチュエータユニット21の特性が変動する。具体的には、圧縮応力が加わった状態では、圧電定数が低くなるが、駆動を非常に長い時間にわたって繰り返した際に変位量が低下する駆動劣化という現象の影響は小さくなる。逆に、引張り応力が加わった状態では、圧電定数が高くなるが、駆動劣化の影響は大きくなる。いずれにしても、液体流路部材4と圧電アクチュエータユニット21との熱膨張係数の差は、少なくする必要があり、長期間使用しても吐出特性の変動が大きくならないように、駆動劣化の影響の小さい圧縮応力が弱く加わった状態にするのが好ましい。そこで、圧電アクチュエータユニット21にPZT系のセラミックスを用いる場合には、液体流路部材4の材料としては42アロイを用いるのが好ましい。   Adhesion between the piezoelectric actuator unit 21 and the liquid flow path member 4 is performed through an adhesive layer, for example. The adhesive layer is at least one selected from the group consisting of epoxy resin, phenol resin, and polyphenylene ether resin having a thermosetting temperature of 100 to 150 ° C. so as not to affect the piezoelectric actuator unit 21 and the liquid flow path member 4. A thermosetting resin adhesive is used. The reason why the thermosetting resin adhesive is used is that the room temperature curing adhesive may not ensure sufficient ink resistance. For this reason, the piezoelectric actuator unit 21 is in a state in which a stress generated by a difference in thermal expansion coefficient between the liquid flow path member 4 and the piezoelectric actuator unit 21 is applied by being cooled from the thermosetting temperature to room temperature. When the stress is large, the piezoelectric actuator unit 21 may be broken, and even if the stress is not so high that the piezoelectric actuator unit 21 is broken, the characteristics of the piezoelectric actuator unit 21 vary depending on the applied stress. Specifically, in a state where compressive stress is applied, the piezoelectric constant is lowered, but the influence of the phenomenon of drive deterioration in which the amount of displacement is reduced when the drive is repeated for a very long time is reduced. Conversely, in a state where tensile stress is applied, the piezoelectric constant increases, but the influence of drive deterioration increases. In any case, the difference in thermal expansion coefficient between the liquid flow path member 4 and the piezoelectric actuator unit 21 needs to be reduced, and the influence of drive deterioration does not increase the fluctuation of the discharge characteristics even when used for a long time. It is preferable that a small compressive stress is applied. Therefore, when a PZT ceramic is used for the piezoelectric actuator unit 21, it is preferable to use 42 alloy as the material of the liquid flow path member 4.

液体塗布ヘッド2を構成する気体流路部材80は、複数のプレート85〜87が積層された積層構造を有している。これらのプレートには多数の孔が形成されている。各プレートは、これらの孔が互いに連通して気体導入孔81bから気体流路81を通って気体噴出孔88までの連通孔を構成するように、位置合わせして積層されている。プレート85には気体流路81の開口81bが開口している。プレート81の孔は複数の気体噴出孔88に繋がっている。プレート85〜87の接着は、例えば接着層を介して行なう。また、気体流路部材80と液体流路部材4との接着も、例えば接着層を介して行なう。接着層としては、熱硬化温度が100〜150℃のエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂の群から選ばれる少なくとも1種の熱硬化性樹脂の接着剤が用いられる。   The gas flow path member 80 constituting the liquid application head 2 has a laminated structure in which a plurality of plates 85 to 87 are laminated. A number of holes are formed in these plates. Each plate is aligned and laminated so that these holes communicate with each other to form a communication hole from the gas introduction hole 81 b to the gas ejection hole 88 through the gas flow path 81. The plate 85 has an opening 81 b of the gas flow path 81. The holes of the plate 81 are connected to a plurality of gas ejection holes 88. The plates 85 to 87 are bonded through an adhesive layer, for example. Further, the gas flow path member 80 and the liquid flow path member 4 are also bonded through, for example, an adhesive layer. As the adhesive layer, an adhesive of at least one thermosetting resin selected from the group of epoxy resin, phenol resin, and polyphenylene ether resin having a thermosetting temperature of 100 to 150 ° C. is used.

圧電アクチュエータユニット21は、Ag−Pd系などの金属材料からなる共通電極34およびとAu系などの金属材料からなる個別電極35を有している。個別電極35は上述のように圧電アクチュエータユニット21の上面における液体加圧室10と対向する位置に配置されている。個別電極35の一端は、液体加圧室10と対向する領域外に引き出されて接続電極36が形成されている。この接続電極36は例えばガラスフリットを含む金からなり、厚さが15μm程度で凸状に形成されている。また、接続電極36は、図示されていないFPC(Flexible Printed Circuit)に設けられた電極と電気的に接合されている。詳細は後述するが、個別電極35には、制御部からFPCを通じて駆動信号が供給される。駆動信号は、記録用紙Pの搬送速度と同期して一定の周期で供給される。   The piezoelectric actuator unit 21 includes a common electrode 34 made of a metal material such as Ag—Pd and an individual electrode 35 made of a metal material such as Au. As described above, the individual electrode 35 is disposed at a position facing the liquid pressurizing chamber 10 on the upper surface of the piezoelectric actuator unit 21. One end of the individual electrode 35 is drawn out of a region facing the liquid pressurizing chamber 10 to form a connection electrode 36. The connection electrode 36 is made of, for example, gold containing glass frit, and has a convex shape with a thickness of about 15 μm. The connection electrode 36 is electrically joined to an electrode provided in an FPC (Flexible Printed Circuit) (not shown). Although details will be described later, a drive signal is supplied to the individual electrode 35 from the control unit through the FPC. The drive signal is supplied at a constant period in synchronization with the conveyance speed of the recording paper P.

共通電極34は、圧電セラミック層21aと圧電セラミック層21bとの間の領域に面方向のほぼ全面にわたって形成されている。すなわち、共通電極34は、圧電アクチュエータユニット21に対向する領域内の全ての液体加圧室10を覆うように延在している。共通電極34の厚さは2μm程度である。共通電極34は図示しない領域において接地され、グランド電位に保持されている。本実施形態では、圧電セラミック層21b上において、個別電極35からなる電極群を避ける位置に個別電極35とは異なる表面電極(不図示)が形成されている。表面電極は、圧電セラミック層21bの内部に形成されたスルーホールを介して共通電極34と電気的に接続されているとともに、多数の個別電極35と同様に、FPC上の別の電極と接続されている。   The common electrode 34 is formed over almost the entire surface in the area between the piezoelectric ceramic layer 21a and the piezoelectric ceramic layer 21b. That is, the common electrode 34 extends so as to cover all the liquid pressurizing chambers 10 in the region facing the piezoelectric actuator unit 21. The thickness of the common electrode 34 is about 2 μm. The common electrode 34 is grounded in a region not shown, and is held at the ground potential. In the present embodiment, a surface electrode (not shown) different from the individual electrode 35 is formed on the piezoelectric ceramic layer 21b at a position avoiding the electrode group composed of the individual electrodes 35. The surface electrode is electrically connected to the common electrode 34 through a through-hole formed in the piezoelectric ceramic layer 21b, and is connected to another electrode on the FPC in the same manner as many individual electrodes 35. ing.

図4に示されるように、共通電極34と個別電極35とは、最上層の圧電セラミック層21bのみを挟むように配置されている。圧電セラミック層21bにおける個別電極35と共通電極34とに挟まれた領域は活性部と呼称され、その部分の圧電セラミックスには分極が施されている。本実施形態の圧電アクチュエータユニット21においては、最上層の圧電セラミック層21bのみが活性部を含んでおり、圧電セラミック21層aは活性部を含んでおらず、振動板として働く。この圧電アクチュエータユニット21はいわゆるユニモルフタイプの構成を有している。   As shown in FIG. 4, the common electrode 34 and the individual electrode 35 are arranged so as to sandwich only the uppermost piezoelectric ceramic layer 21b. A region sandwiched between the individual electrode 35 and the common electrode 34 in the piezoelectric ceramic layer 21b is referred to as an active portion, and the piezoelectric ceramic in that portion is polarized. In the piezoelectric actuator unit 21 of the present embodiment, only the uppermost piezoelectric ceramic layer 21b includes an active portion, and the piezoelectric ceramic 21 layer a does not include an active portion and functions as a diaphragm. The piezoelectric actuator unit 21 has a so-called unimorph type configuration.

なお、後述のように、個別電極35に選択的に所定の駆動信号が供給されることにより、この個別電極35に対応する液体加圧室10内の液体に圧力が加えられる。これによって、個別流路32を通じて、対応する液体吐出口8から液滴が吐出される。すなわち、圧電アクチュエータユニット21における各液体加圧室10に対向する部分は、各液体加圧室10および液体吐出口8に対応する個別の変位素子50(アクチュエータ、加圧部)に相当する。つまり、2枚の圧電セラミック層21a、21bからなる積層体中には、図4に示されているような構造を単位構造とする変位素子50が液体加圧室10毎に、液体加圧室10の直上に位置する圧電セラミック層(振動板)21a、共通電極34、圧電セラミック層21b、個別電極35により作り込まれており、圧電アクチュエータユニット21には変位素子50が複数含まれている。なお、本実施形態において1回の吐出動作によって液体吐出口8から吐出される液体の量は5〜7pL(ピコリットル)程度である。また、吐出された液滴の飛翔速度は5〜8m/s程度であるため、気体噴出孔88からの気体の噴出がない場合、液体吐出孔面から3cm程度離れたところで止まって空気中に浮遊する状態になってしまい、それ以上の離れたところまで、液滴を着弾させることはできない。また、液体吐出孔面から1cm以上は離れると飛翔速度が遅くなり、安定した着弾とはならない。   As will be described later, when a predetermined drive signal is selectively supplied to the individual electrode 35, pressure is applied to the liquid in the liquid pressurizing chamber 10 corresponding to the individual electrode 35. As a result, droplets are discharged from the corresponding liquid discharge ports 8 through the individual flow paths 32. That is, the portion of the piezoelectric actuator unit 21 that faces each liquid pressurizing chamber 10 corresponds to an individual displacement element 50 (actuator, pressurizing unit) corresponding to each liquid pressurizing chamber 10 and the liquid discharge port 8. That is, in the laminate composed of the two piezoelectric ceramic layers 21a and 21b, the displacement element 50 having the unit structure as shown in FIG. The piezoelectric actuator unit 21 includes a plurality of displacement elements 50. The piezoelectric actuator unit 21 includes a plurality of displacement elements 50. The piezoelectric actuator unit 21 includes a plurality of displacement elements 50. In the present embodiment, the amount of liquid ejected from the liquid ejection port 8 by one ejection operation is about 5 to 7 pL (picoliter). Further, since the ejection speed of the ejected droplet is about 5 to 8 m / s, when there is no gas ejection from the gas ejection hole 88, it stops at a distance of about 3 cm from the liquid ejection hole surface and floats in the air. In this state, the liquid droplet cannot be landed further away. In addition, if the distance from the liquid discharge hole surface is 1 cm or more, the flying speed becomes slow and stable landing is not achieved.

また、噴出させる気体は、液体塗布ヘッド内の液体の温度を安定化させるため、気体流路部材80に入る前にあらかじめ、加熱手段あるいは冷却手段により温度調整を行なうことが好ましい。温度調整は、例えば、気体流路部材80に設けられたセンサが測定した温度を一定に保つように制御部が加熱手段あるいは冷却手段を制御する。気体流路部材80を通る気体により気体流路部材80が冷却されるようであれば、あらかじめ気体を加熱するのが好ましく、摩擦などで気体流路部材80を通る気体により気体流路部材80の温度が高くなるようであれば、あらかじめ気体を加熱するのが好ましい。また、噴出された北は、液滴あるは対象物に塗布された液体の乾燥を速めることがあるため、噴出する気体の温度を制御することにより、液体の乾燥状態を調整することもできる
多数の個別電極35は、個別に電位を制御することができるように、それぞれがFPC上のコンタクトおよび配線を介して、個別にアクチュエータ制御手段に電気的に接続されている。
The gas to be ejected is preferably temperature-adjusted in advance by a heating means or a cooling means before entering the gas flow path member 80 in order to stabilize the temperature of the liquid in the liquid application head. In the temperature adjustment, for example, the control unit controls the heating unit or the cooling unit so that the temperature measured by the sensor provided in the gas flow path member 80 is kept constant. If the gas flow path member 80 is cooled by the gas passing through the gas flow path member 80, it is preferable to heat the gas in advance, and the gas passing through the gas flow path member 80 due to friction or the like causes the gas flow path member 80 to be heated. If the temperature is high, it is preferable to heat the gas in advance. In addition, since the ejected north may expedite the drying of the liquid applied to the droplets or the object, the drying state of the liquid can be adjusted by controlling the temperature of the ejected gas. The individual electrodes 35 are individually electrically connected to the actuator control means via contacts and wirings on the FPC so that the potential can be individually controlled.

本実施形態における圧電アクチュエータユニット21においては、個別電極35を共通電極34と異なる電位にして圧電セラミック層21bに対してその分極方向に電界を印加したとき、この電界が印加された部分が、圧電効果により歪む活性部として働く。この時圧電セラミック層21bは、その厚み方向すなわち積層方向に伸長または収縮し、圧電横効果により積層方向と垂直な方向すなわち面方向には収縮または伸長しようとする。一方、残りの圧電セラミック層21aは、個別電極35と共通電極34とに挟まれた領域を持たない非活性層であるので、自発的に変形しない。つまり、圧電アクチュエータユニット21は、上側(つまり、液体加圧室10とは離れた側)の圧電セラミック層21bを、活性部を含む層とし、かつ下側(つまり、液体加圧室10に近い側)の圧電セラミック層21aを非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプの構成となっている。   In the piezoelectric actuator unit 21 in the present embodiment, when an electric field is applied in the polarization direction to the piezoelectric ceramic layer 21b by setting the individual electrode 35 to a potential different from that of the common electrode 34, the portion to which this electric field is applied is piezoelectric. It works as an active part that is distorted by the effect. At this time, the piezoelectric ceramic layer 21b expands or contracts in the thickness direction, that is, the stacking direction, and tends to contract or extend in the direction perpendicular to the stacking direction, that is, the surface direction, due to the piezoelectric lateral effect. On the other hand, since the remaining piezoelectric ceramic layer 21a is an inactive layer that does not have a region sandwiched between the individual electrode 35 and the common electrode 34, it does not spontaneously deform. In other words, the piezoelectric actuator unit 21 uses the upper piezoelectric ceramic layer 21b (that is, the side away from the liquid pressurizing chamber 10) as a layer including the active portion and the lower side (that is, close to the liquid pressurizing chamber 10). This is a so-called unimorph type configuration in which the piezoelectric ceramic layer 21a on the side) is an inactive layer.

この構成において、電界と分極とが同方向となるように、アクチュエータ制御部により個別電極35を共通電極34に対して正または負の所定電位とすると、圧電セラミック層21bの電極に挟まれた部分(活性部)が、面方向に収縮する。一方、非活性層の圧電セラミック層21aは電界の影響を受けないため、自発的には縮むことがなく活性部の変形を規制しようとする。この結果、圧電セラミック層21bと圧電セラミック層21aとの間で分極方向への歪みに差が生じて、圧電セラミック層21bは液体加圧室10側へ凸となるように変形(ユニモルフ変形)する。   In this configuration, when the individual electrode 35 is set to a predetermined positive or negative potential with respect to the common electrode 34 by the actuator controller so that the electric field and the polarization are in the same direction, a portion sandwiched between the electrodes of the piezoelectric ceramic layer 21b. (Active part) contracts in the surface direction. On the other hand, the piezoelectric ceramic layer 21a, which is an inactive layer, is not affected by an electric field, so that it does not spontaneously shrink and tries to restrict deformation of the active portion. As a result, there is a difference in strain in the polarization direction between the piezoelectric ceramic layer 21b and the piezoelectric ceramic layer 21a, and the piezoelectric ceramic layer 21b is deformed so as to protrude toward the liquid pressurizing chamber 10 (unimorph deformation). .

本実施形態における実際の駆動手順は、あらかじめ個別電極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、吐出要求がある毎に個別電極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で再び高電位とする。これにより、個別電極35が低電位になるタイミングで、圧電セラミック層21a、21bが元の形状に戻り、液体加圧室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、液体加圧室10内に負圧が与えられ、液体がマニホールド5側から液体加圧室10内に吸い込まれる。その後再び個別電極35を高電位にしたタイミングで、圧電セラミック層21a、21bが液体加圧室10側へ凸となるように変形し、液体加圧室10の容積減少により液体加圧室10内の圧力が正圧となり液体への圧力が上昇し、液滴が吐出される。つまり、液滴を吐出させるため、高電位を基準とするパルスを含む駆動信号を個別電極35に供給することになる。このパルス幅は、液体加圧室10内において圧力波がマニホールド5から液体吐出孔8まで伝播する時間長さであるAL(Acoustic Length)が理想的である。これによると、液体加圧室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、より強い圧力で液滴を吐出させることができる。   In an actual driving procedure in the present embodiment, 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 every time an ejection request is made ( Hereinafter, this is referred to as a low potential), and then the potential is set again at a predetermined timing. Thereby, the piezoelectric ceramic layers 21a and 21b return to their original shapes at the timing when the individual electrode 35 becomes low potential, and the volume of the liquid pressurizing chamber 10 is compared with the initial state (the state where the potentials of both electrodes are different). To increase. At this time, a negative pressure is applied to the liquid pressurizing chamber 10 and the liquid is sucked into the liquid pressurizing chamber 10 from the manifold 5 side. Thereafter, at the timing when the individual electrode 35 is set to a high potential again, the piezoelectric ceramic layers 21 a and 21 b are deformed so as to protrude toward the liquid pressurizing chamber 10. Becomes a positive pressure, the pressure on the liquid rises, and droplets are ejected. That is, a drive signal including a pulse based on a high potential is supplied to the individual electrode 35 in order to eject a droplet. The ideal pulse width is AL (Acoustic Length), which is the length of time during which the pressure wave propagates from the manifold 5 to the liquid discharge hole 8 in the liquid pressurizing chamber 10. According to this, when the inside of the liquid pressurizing chamber 10 is reversed from the negative pressure state to the positive pressure state, both pressures are combined, and the liquid droplet can be ejected with a stronger pressure.

以上のような液体塗布ヘッド2を用いれば、液滴吐出孔に近接させて、液滴吐出と略同一方向に気流を発生させる気流噴出孔を設けた液滴吐出ヘッドを作成し、これを用いて表面に凹凸を有する構造物の塗装を行った。   When the liquid application head 2 as described above is used, a liquid droplet ejection head provided with an air flow ejection hole that generates an air flow in the same direction as the liquid droplet ejection in the vicinity of the liquid droplet ejection hole is created and used. The structure having irregularities on the surface was painted.

本実施例では、被塗装面との距離を2〜7cm範囲に保ち、連続的に気流と共に液滴を吐出し続けることにより、液滴と共に偶発的に生じる微細なミストを被印刷物に到達せしめることにより塗装を行なうことができた。   In this embodiment, by keeping the distance from the surface to be coated in the range of 2 to 7 cm and continuously discharging the droplets along with the air current, the fine mist that occurs accidentally with the droplets can reach the substrate. It was possible to paint by.

特に本実施例では、気流速度や吐出ノズル数を調整することで液滴の飛翔速度や吐出量を任意に制御することが可能となり、従来の直線的なスプレーによる噴射では均一に塗装を行なうことが難しかった複雑な凹凸面に対しても、インクの回り込みや凹凸形状に応じた吐出量の制御が可能となり全面に均一な塗装を行なうことが可能となった。
さらに、従来、気流発生手段を持たないインクジェットヘッドで液滴を吐出し続けた場合、空中を漂っていたミストがノズル面に付着して徐々に大きな液滴となり、ノズルを遮蔽することにより液滴の吐出を阻害する場合があったが、気流を発生させることにより、ミストが対象物に向けて吹付けられるので、ノズルプレートへの液滴の付着を防ぐことができ、効率的に塗装を行なうことができた。
In particular, in this embodiment, it is possible to arbitrarily control the flying speed and discharge amount of the droplets by adjusting the airflow speed and the number of discharge nozzles, and the conventional linear spraying can be applied uniformly. Even on complex uneven surfaces that were difficult to control, it was possible to control the discharge amount according to the wraparound of the ink and the uneven shape, and it became possible to uniformly coat the entire surface.
Furthermore, conventionally, when droplets are continuously ejected by an inkjet head that does not have an airflow generating means, the mist drifting in the air adheres to the nozzle surface and gradually becomes large droplets. In some cases, the mist is blown toward the object by generating an air current, so that the droplets can be prevented from adhering to the nozzle plate, and the coating can be performed efficiently. I was able to.

また、このような液体塗布ヘッド2は全体として長手方向に600dpiの解像度で画像形成が可能となっている。すなわち、各副マニホールド5aには平均すれば150dpiに相当する間隔で個別流路32が接続されている。これは、600dpi分の液体吐出孔8を4つ列の副マニホールド5aに分けて繋ぐ設計をする際に、各副マニホールド5aに繋がる個別流路32が等しい間隔で繋がるとは限らないため、マニホールド5aの延在方向に平均170μm(150dpiならば25.4mm/150=169μm間隔である)以下の間隔で個別流路32が形成されているということである。   In addition, such a liquid application head 2 as a whole can form an image with a resolution of 600 dpi in the longitudinal direction. That is, the individual flow paths 32 are connected to each sub-manifold 5a at intervals corresponding to 150 dpi on average. This is because the individual flow paths 32 connected to the sub-manifolds 5a are not necessarily connected at equal intervals when the liquid ejection holes 8 for 600 dpi are divided and connected to the four sub-manifolds 5a. That is, the individual flow paths 32 are formed in the extending direction of 5a at intervals of an average of 170 μm or less (25.4 mm / 150 = 169 μm intervals if 150 dpi).

これにより、液滴を吐出する際、液体噴霧ノズルの周囲にある気流噴出ノズルから、液滴吐出速度と略同等の速度で空気を噴出することにより、液滴の周囲の気流との相対速度が低下することにより、空気抵抗による減速が緩和できる。これによって、制御部が各液体吐出孔8からの液滴の吐出を制御することにより、対象物との距離を1cm〜3cm程度まで離した場合でも、従来の気流噴射のないインクジェットヘッドに比べて、液滴の直進性が損なわれ難いため、液体精度の高い画像を印刷をすることもできる。また実施例1と同様に、気流によりノズル面にミスト状の液滴が付着されにくくなるため、液滴がノズルを塞ぐことなく、安定した印刷が可能となった。   As a result, when ejecting droplets, air is ejected from the airflow ejection nozzle around the liquid spray nozzle at a speed substantially equal to the droplet ejection speed, so that the relative velocity with the airflow around the droplet is reduced. By lowering, deceleration due to air resistance can be mitigated. As a result, the control unit controls the discharge of the liquid droplets from each liquid discharge hole 8, so that even when the distance from the object is about 1 cm to 3 cm, compared to a conventional inkjet head without airflow jetting. Since the straightness of the liquid droplets is not easily lost, it is possible to print an image with high liquid accuracy. Further, as in Example 1, since mist-like droplets are less likely to adhere to the nozzle surface due to the air current, stable printing is possible without the droplets blocking the nozzles.

さらに、距離が遠い場合で、各液体吐出孔8からの吐出の有無を選択できるため、600dpiの印刷ができない場合であっても、液体の濃度を連続的に変えわるグラデーションをつけたり、対象物の形状などにより、塗布の濃度が薄くなってしまう場所への塗布量を増やして、対象物への塗布量を均質に近づけることができる
ここさらに、液体吐出孔と気体吐出孔の配置について詳しく説明する。前記複数の液体吐出孔の開口側から見て、前記複数の液体吐出孔は前記複数の液体吐出孔が一方方向に長い液体吐出孔群を構成し、前記複数の気体噴出孔は前記液体吐出孔群の長手方向の両側に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の液体塗布ヘッド。
Further, since it is possible to select whether or not to discharge from each liquid discharge hole 8 when the distance is long, even when 600 dpi printing cannot be performed, a gradation that continuously changes the concentration of the liquid can be added, The application amount to the place where the concentration of application becomes thin can be increased depending on the shape, etc., and the application amount to the object can be made close to homogeneity. Further, the arrangement of the liquid discharge holes and the gas discharge holes will be described in detail. . As viewed from the opening side of the plurality of liquid ejection holes, the plurality of liquid ejection holes constitute a liquid ejection hole group in which the plurality of liquid ejection holes are long in one direction, and the plurality of gas ejection holes are the liquid ejection holes. The liquid application head according to claim 1, wherein the liquid application head is provided on both sides in the longitudinal direction of the group.

図5(a)、(b)、図6(a)、(b)は、本発明の他の液体塗布ヘッドの一例を示す縦断面図である。   5 (a), 5 (b), 6 (a), and 6 (b) are longitudinal sectional views showing an example of another liquid application head of the present invention.

液体塗布ヘッド102、202、302、402を構成する流路部材103、203、303、403は、複数のプレートが積層された積層構造を有している。これらのプレートは、流路部材103、203、303、403の上面から順に、プレート122、222、322、422から131、231、331、431までが積層されている。液体塗布ヘッド102、202、302、402は、液体塗布ヘッド2と同様に、マニホールド105、205、305、206から液体加圧室110、210、310、410を介して液体吐出孔108、208、308、408に繋がる個別流路131、231、331、431を有している。また、液体塗布ヘッド102、202、302、402は、液体塗布ヘッド2と同様に、外部から送られてきた気体を、気体流路181を通して、液体吐出孔108、208、308、408の開口と同一方向に開口している気体噴出孔188、288、388、488から噴出させる。   The flow path members 103, 203, 303, and 403 constituting the liquid application heads 102, 202, 302, and 402 have a laminated structure in which a plurality of plates are laminated. In these plates, plates 122, 222, 322, 422 to 131, 231, 331, 431 are laminated in order from the upper surface of the flow path members 103, 203, 303, 403. Similarly to the liquid application head 2, the liquid application heads 102, 202, 302, and 402 are supplied from the manifolds 105, 205, 305, and 206 through the liquid pressurization chambers 110, 210, 310, and 410, and the liquid discharge holes 108, 208, Individual flow paths 131, 231, 331, and 431 connected to 308 and 408 are provided. Similarly to the liquid application head 2, the liquid application heads 102, 202, 302, and 402 pass the gas sent from the outside through the gas flow path 181 and the openings of the liquid discharge holes 108, 208, 308, and 408. The gas is ejected from gas ejection holes 188, 288, 388, and 488 opened in the same direction.

液体塗布ヘッド304では、プレート322〜329は液体の流路を構成しているプレートであり、液体流路部材304を構成しおり、プレート329〜331は気体流路381を構成しているプレートであり、気体流路部材380を構成している。   In the liquid application head 304, the plates 322 to 329 are plates constituting a liquid flow path, constitute a liquid flow path member 304, and the plates 329 to 331 are plates constituting a gas flow path 381. The gas flow path member 380 is configured.

液体塗布ヘッド404では、プレート422〜429は液体の流路を構成しているプレートであり、液体流路部材404を構成しおり、プレート429〜431は気体流路481を構成しているプレートであり、気体流路部材480を構成している。   In the liquid application head 404, the plates 422 to 429 are plates constituting a liquid flow path, constitute a liquid flow path member 404, and the plates 429 to 431 are plates constituting a gas flow path 481. The gas flow path member 480 is configured.

流路部材103、203、303、403には、液体塗布ヘッド2の場合と同様に、圧電アクチュエータユニット121、221、321、421が積層されており、圧電アクチュエータユニット121、221、321、421に備えられている変位素子150、250、350、450によって加えられる圧力により、液体吐出孔108、208、308、408から液滴が吐出される。   Similarly to the case of the liquid application head 2, piezoelectric actuator units 121, 221, 321, 421 are stacked on the flow path members 103, 203, 303, 403, and the piezoelectric actuator units 121, 221, 321, 421 are stacked. Liquid droplets are ejected from the liquid ejection holes 108, 208, 308, and 408 by the pressure applied by the displacement elements 150, 250, 350, and 450 provided.

図7(a)は、本発明の他の液体塗布ヘッドの一例を示す平面図であり、(b)はその側面図ある。図7(a)、(b)の流路部材は、液体流路部材504と気体流路部材580により構成されている。液体吐出孔508の開口側から見て、気体噴出孔588の開口は液体吐出孔580の開口からなる複数の液体吐出孔の開口群をそれぞれ囲むように設けられている。   Fig.7 (a) is a top view which shows an example of the other liquid application head of this invention, (b) is the side view. 7A and 7B includes a liquid channel member 504 and a gas channel member 580. When viewed from the opening side of the liquid discharge hole 508, the opening of the gas ejection hole 588 is provided so as to surround an opening group of a plurality of liquid discharge holes formed by the openings of the liquid discharge holes 580.

気体流路部材580は、液体流路部材504に積層されている。このような流路部材の流路は、例えば、図4(a)、(b)に示した断面構造をとることができる。気体流路を気体流路部材580のみに設けることで、印刷用などに設計された液体流路部材504に気体流路部材580を積層して、液体塗布ヘッドを得ることができる。   The gas flow path member 580 is stacked on the liquid flow path member 504. The flow path of such a flow path member can take the cross-sectional structure shown to FIG. 4 (a), (b), for example. By providing the gas flow path only in the gas flow path member 580, the liquid flow path member 580 can be stacked on the liquid flow path member 504 designed for printing or the like to obtain a liquid application head.

図7(c)は、本発明の他の液体塗布ヘッドの一例を示す平面図であり、(d)はその側面図ある。図7(c)、(d)の流路部材は、液体流路部材604と気体流路部材680により構成されている。液体吐出孔608の開口側から見て、液体吐出孔608の開口は一方方向に長い液体吐出孔群を構成し、気体噴出孔688は液体吐出孔の開口群の長手方向の両側に設けられている。すなわち、複数の気体噴出孔688の開口は液体吐出孔の開口群を挟んでその両側に前記一方方向に沿って設けられている。   FIG.7 (c) is a top view which shows an example of the other liquid application head of this invention, (d) is the side view. 7C and 7D includes a liquid channel member 604 and a gas channel member 680. When viewed from the opening side of the liquid discharge hole 608, the opening of the liquid discharge hole 608 constitutes a liquid discharge hole group that is long in one direction, and the gas discharge holes 688 are provided on both sides in the longitudinal direction of the opening group of liquid discharge holes. Yes. That is, the openings of the plurality of gas ejection holes 688 are provided along the one direction on both sides of the opening group of the liquid ejection holes.

図7(e)は、本発明の他の液体塗布ヘッドの一例を示す平面図であり、(f)はその側面図ある。図7(e)、(f)の流路部材は、液体流路部材704と気体流路部材780により構成されている。液体吐出孔708の開口側から見て、気体噴出孔788の開口は液体吐出孔780の開口からなる液体吐出孔の開口群を囲むように設けられている。   FIG.7 (e) is a top view which shows an example of the other liquid application head of this invention, (f) is the side view. 7 (e) and 7 (f) includes a liquid channel member 704 and a gas channel member 780. When viewed from the opening side of the liquid ejection hole 708, the opening of the gas ejection hole 788 is provided so as to surround an opening group of liquid ejection holes including the opening of the liquid ejection hole 780.

図7(a)、(c)、(e)に示した液体吐出孔508、608、708は、図3に示した液体加圧室10に繋がる液体吐出孔8より少ないが、図3に示した液体加圧室10に繋がる液体吐出孔8ようにより多くの液体吐出孔508、608、708を配置してもよい。   The liquid discharge holes 508, 608, and 708 shown in FIGS. 7A, 7C, and 7E are fewer than the liquid discharge holes 8 connected to the liquid pressurizing chamber 10 shown in FIG. 3, but are shown in FIG. More liquid discharge holes 508, 608, and 708 may be arranged as the liquid discharge holes 8 connected to the liquid pressurizing chamber 10.

図8(a)は、本発明の他の液体塗布ヘッドの一例を示す平面図である。流路部材803には、複数の液体吐出孔808および複数の気体噴出孔888が同一方向に開口している。そして、1つの液体吐出孔808を中心として気体噴出孔888が4つ設けられており、4つの気体噴出孔888は1つの液体吐出孔808を中心とする円の円周上に等間隔に設けられている。   FIG. 8A is a plan view showing an example of another liquid application head of the present invention. In the flow path member 803, a plurality of liquid discharge holes 808 and a plurality of gas ejection holes 888 are opened in the same direction. Four gas ejection holes 888 are provided centering on one liquid ejection hole 808, and the four gas ejection holes 888 are provided at equal intervals on the circumference of a circle centering on one liquid ejection hole 808. It has been.

1つの液体吐出孔に対して配置される気体噴出孔は4つ以外でもよく、2つ以上の液体気体噴出孔を液体吐出孔を中心とする円の円周上に等間隔に設ければよい。図8(b)は液体吐出孔808−1と気体噴出孔880−1の配置を示す平面図であり、1つの液体吐出孔808−1に対して、3つの気体噴出孔888−1が、液体吐出孔808−1を中心とする円Cの円周上に等間隔に設けられている。   The number of gas ejection holes arranged for one liquid ejection hole may be other than four, and two or more liquid gas ejection holes may be provided at equal intervals on the circumference of a circle centered on the liquid ejection hole. . FIG. 8B is a plan view showing the arrangement of the liquid ejection holes 808-1 and the gas ejection holes 880-1, and three gas ejection holes 888-1 are provided for one liquid ejection hole 808-1. It is provided at equal intervals on the circumference of a circle C centered on the liquid discharge hole 808-1.

図8(c)は、本発明の他の液体塗布ヘッドの一例を示す平面図であり、(d)は、(c)の線Aにおける部分断面図である。流路部材903には、複数の液体吐出孔908および複数の気体噴出孔988が同一方向に開口している。そして、1つの液体吐出孔908を中心として気体噴出孔988が4つ設けられており、4つの気体噴出孔988は1つの液体吐出孔808を中心とする円の円周上に等間隔に設けられている。   FIG. 8C is a plan view showing an example of another liquid application head of the present invention, and FIG. 8D is a partial sectional view taken along line A in FIG. In the flow path member 903, a plurality of liquid discharge holes 908 and a plurality of gas ejection holes 988 are opened in the same direction. Four gas ejection holes 988 are provided around one liquid ejection hole 908, and the four gas ejection holes 988 are provided at equal intervals on the circumference of a circle centered on one liquid ejection hole 808. It has been.

以上、実施形態について説明したが、本発明はこれに限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更や改良したものにも適用できる。例えば、上述の実施形態では、最初に液体加圧室10の体積を小さくすることで、液体吐出孔8付近にあるメニスカスを引き込んだ後、反射した圧力に合わせて液体加圧室10の体積を大きくして液滴を吐出する、いわゆる引き打ちの吐出方式について説明したが、最初に液体加圧室10の体積を大きくし、液体吐出孔8付近にあるメニスカスを液体吐出孔8から液柱として押し出し、反射した圧力に合わせて液体加圧室10の体積を小さくすることで液柱の後端を切る、いわゆる押し打ちの吐出方式を用いてもよい。   Although the embodiment has been described above, the present invention is not limited to this, and can be applied to modifications and improvements without departing from the gist of the present invention. For example, in the above-described embodiment, by first reducing the volume of the liquid pressurizing chamber 10, the volume of the liquid pressurizing chamber 10 is adjusted according to the reflected pressure after drawing the meniscus in the vicinity of the liquid discharge hole 8. Although the so-called “pulling discharge method” in which droplets are discharged in a large size has been described, first, the volume of the liquid pressurizing chamber 10 is increased, and a meniscus in the vicinity of the liquid discharge hole 8 is used as a liquid column from the liquid discharge hole 8. A so-called push-out ejection method in which the rear end of the liquid column is cut by reducing the volume of the liquid pressurizing chamber 10 in accordance with the pressure that has been extruded and reflected may be used.

1・・・液体塗布装置
2・・・液体塗布ヘッド
4・・・液体流路部材
5・・・マニホールド
5a・・・副マニホールド
5b・・・(マニホールドの)開口
6・・・個別供給流路
7・・・ディセンダ
8・・・液体吐出孔
9・・・液体加圧室群
10・・・液体加圧室
11a、b、c、d・・・液体加圧室列
12・・・しぼり
15a、b、c、d・・・液体吐出孔列
21・・・圧電アクチュエータユニット
21a・・・圧電セラミック層(振動板)
21b・・・圧電セラミック層
22〜31・・・プレート
32・・・個別流路
34・・・共通電極
35・・・個別電極
36・・・接続電極
50・・・変位素子
70・・・液体分配流路部材
71b・・・液体導入孔
80・・・気体流路部材
81・・・気体流路
81b・・・(気体流路の)開口
85、86、87・・・プレート
88・・・気体噴出孔
90・・・筐体
91・・・孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid application apparatus 2 ... Liquid application head 4 ... Liquid flow path member 5 ... Manifold 5a ... Sub manifold 5b ... (manifold) opening 6 ... Individual supply flow path DESCRIPTION OF SYMBOLS 7 ... Decender 8 ... Liquid discharge hole 9 ... Liquid pressurization chamber group 10 ... Liquid pressurization chamber 11a, b, c, d ... Liquid pressurization chamber row | line | column 12 ... Squeezing 15a , B, c, d: liquid discharge hole array 21: piezoelectric actuator unit 21a: piezoelectric ceramic layer (vibrating plate)
21b ... Piezoelectric ceramic layer 22-31 ... Plate 32 ... Individual flow path 34 ... Common electrode 35 ... Individual electrode 36 ... Connection electrode 50 ... Displacement element 70 ... Liquid Distributing flow path member 71b ... liquid introduction hole 80 ... gas flow path member 81 ... gas flow path 81b ... (gas flow path) opening 85, 86, 87 ... plate 88 ... Gas ejection hole 90 ... Case 91 ... Hole

Claims (6)

複数の液体加圧室、該複数の液体加圧室内の液体に対してそれぞれ圧力を加える複数の加圧部、前記複数の液体加圧室にそれぞれ繋がっている複数の液体吐出孔、および気体を噴出させるための複数の気体噴出孔を有し、前記複数の気体噴出孔が前記複数の液体吐出孔と同一方向側で、かつ前記複数の液体吐出孔から吐出される液体を前記複数の液体吐出孔から離すべく気体を噴出するように開口していることを特徴とする液体塗布ヘッド。   A plurality of liquid pressurizing chambers, a plurality of pressurizing units that apply pressure to the liquids in the plurality of liquid pressurizing chambers, a plurality of liquid discharge holes respectively connected to the plurality of liquid pressurizing chambers, and a gas A plurality of gas ejection holes for ejecting, the plurality of gas ejection holes being on the same direction side as the plurality of liquid ejection holes, and the liquid ejected from the plurality of liquid ejection holes being the plurality of liquid ejection A liquid application head characterized by being opened so as to eject gas so as to be separated from the hole. 前記複数の液体吐出孔の開口側から見て、前記複数の液体吐出孔からなる液体吐出孔群が一方方向に延びており、前記複数の気体噴出孔が前記液体吐出孔群を挟んでその両側に前記一方方向に沿って設けられていることを特徴とする請求項1に記載の液体塗布ヘッド。   When viewed from the opening side of the plurality of liquid discharge holes, a liquid discharge hole group consisting of the plurality of liquid discharge holes extends in one direction, and the plurality of gas discharge holes sandwiches the liquid discharge hole group on both sides thereof. The liquid application head according to claim 1, wherein the liquid application head is provided along the one direction. 前記複数の液体吐出孔の開口側から見て、前記複数の気体噴出孔が複数の前記液体吐出孔からなる液体吐出孔群を囲むように設けられていることを特徴とする請求項1に記載の液体塗布ヘッド。   The plurality of gas ejection holes are provided so as to surround a liquid ejection hole group including the plurality of liquid ejection holes when viewed from the opening side of the plurality of liquid ejection holes. Liquid application head. 前記複数の液体吐出孔の開口側から見て、前記複数の液体吐出孔のそれぞれに対して前記複数の気体噴出孔が、1つの前記液体吐出孔を中心とする円の円周上に等間隔に複数設けられていることを特徴とする請求項1に記載の液体塗布ヘッド。   As viewed from the opening side of the plurality of liquid ejection holes, the plurality of gas ejection holes are equally spaced on the circumference of a circle centering on the one liquid ejection hole with respect to each of the plurality of liquid ejection holes. The liquid application head according to claim 1, wherein a plurality of the liquid application heads are provided. 前記円の円周上に設けられている複数の前記気体噴出孔の軸線が、前記円の中心側に傾いていることを特徴とする請求項4に記載の液体塗布ヘッド。   5. The liquid application head according to claim 4, wherein axes of the plurality of gas ejection holes provided on a circumference of the circle are inclined toward a center side of the circle. 請求項1〜5のいずれかに記載の液体塗布ヘッドと、前記液体塗布ヘッドの駆動を制御する制御部とを備えることを特徴とする液体塗布装置。   A liquid coating apparatus comprising: the liquid coating head according to claim 1; and a control unit that controls driving of the liquid coating head.
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