JP2011062661A - Inkjet head and inkjet device - Google Patents

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JP2011062661A JP2009216850A JP2009216850A JP2011062661A JP 2011062661 A JP2011062661 A JP 2011062661A JP 2009216850 A JP2009216850 A JP 2009216850A JP 2009216850 A JP2009216850 A JP 2009216850A JP 2011062661 A JP2011062661 A JP 2011062661A
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inkjet head
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Katsuyuki Soeda
勝之 添田
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inkjet head and an inkjet device which can be miniaturized even if an operation part for jetting droplets of a coating solution through an orifice can be installed in a large number of installation parts as compared with that in a case of using a common PZT. <P>SOLUTION: The inkjet head 10 for discharging a coating solution in form of droplets is provided with an orifice 51, a pressurizing chamber 50 communicated with the orifice 51 and into which the coating solution 98 is introduced, a diaphragm 14 for transmitting pressure wave to the coating solution 98 in the pressurizing chamber 50 to discharge droplets L through the orifice by being vibrated, and an operation part 20 for vibrating the diaphragm 14. The operation part 20 comprises a container part 99 filled with a liquid 62, and a thermocouple terminal 61 for expanding and shrinking the liquid in the container part 99 to vibrate the diaphragm 14. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、インクジェットヘッドおよびインクジェットヘッドを備えるインクジェット装置に関し、特に塗布液の液滴をワークに対して塗布するインクジェットヘッドおよびインクジェット装置に関する。   The present invention relates to an inkjet head and an inkjet apparatus including the inkjet head, and more particularly to an inkjet head and an inkjet apparatus that apply a droplet of a coating liquid onto a workpiece.

インクジェットヘッドの構造は、特許文献1に開示されている。特許文献1に開示されたインクジェットヘッドの構造を、図10(A)と図10(B)に示している。図10(A)は、インクジェットヘッドの平面図であり、図10(B)は、図10(A)に示すインクジェットヘッドのH−H線における断面図である。   The structure of the ink-jet head is disclosed in Patent Document 1. The structure of the inkjet head disclosed in Patent Document 1 is shown in FIGS. 10 (A) and 10 (B). FIG. 10A is a plan view of the inkjet head, and FIG. 10B is a cross-sectional view of the inkjet head shown in FIG.

図10(A)と図10(B)に示すインクジェットヘッドは、複数の駆動部300を有しているが、駆動部300の小型化には限界があるので、オリフィス301を単純に1列に配置することができない。このために、駆動部300は千鳥に配置してオリフィス301の1列配置を実現している。   The ink jet head shown in FIGS. 10A and 10B has a plurality of driving units 300, but there is a limit to downsizing the driving unit 300, so the orifices 301 are simply arranged in one row. Can not be placed. For this purpose, the driving units 300 are arranged in a staggered manner to realize a one-row arrangement of the orifices 301.

このインクジェットヘッドの内部構造をさらに説明すると、図10(B)に示すように、マニホールド310内の塗布液は、スリット311を通り、L字流路312に供給される。駆動部300が塗布液に圧力波を伝搬する。具体的には、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛:ピエゾアクチュエータ)である駆動部300が、図10(B)の上下方向(長手方向)に膨張することによる生じる振動が、ダイアフラム313を介して、L字流路312内の塗布液に伝わる。さらに、この塗布液の圧力波が、オリフィス301まで伝わり、オリフィス301から塗布液の液滴320が吐出される。   The internal structure of the ink jet head will be further described. As shown in FIG. 10B, the coating liquid in the manifold 310 is supplied to the L-shaped channel 312 through the slit 311. The drive unit 300 propagates a pressure wave to the coating liquid. Specifically, vibration generated by the drive unit 300 that is PZT (lead zirconate titanate: piezo actuator) in the vertical direction (longitudinal direction) in FIG. It is transmitted to the coating liquid in the L-shaped channel 312. Further, the pressure wave of the coating liquid is transmitted to the orifice 301, and the coating liquid droplet 320 is discharged from the orifice 301.

オリフィス301から液滴が吐出する際に、ダイアフラム313の面に気泡が残り易い問題がある。しかも、液滴を吐出した直後の逆流により、外気が侵入してL字流路312の内壁315に気泡が残る問題がある。固形分を含んだ塗布液の場合には、固形分がマニホールド310の底に堆積し凝集して、L字流路312内に侵入して、オリフィス301の詰まりの原因になる。   When droplets are ejected from the orifice 301, there is a problem that bubbles tend to remain on the surface of the diaphragm 313. In addition, there is a problem that air is left on the inner wall 315 of the L-shaped flow path 312 due to the outside air entering due to the reverse flow immediately after discharging the droplet. In the case of a coating solution containing a solid content, the solid content accumulates and aggregates at the bottom of the manifold 310 and enters the L-shaped flow path 312, causing clogging of the orifice 301.

特開2006―321231号公報JP 2006-321231 A

ところで、ワークに対する液滴の塗布効率を上げるために、インクジェットヘッドにおける駆動部の配置数とオリフィスの配置数を増加させることが要求される場合には、上述したように駆動部300としてはPZTを用いているので、駆動部300の配置数が多いとインクジェットヘッドが大型化してしまい、インクジェットヘッドの小型化が図れず、インクジェットヘッドを有するインクジェット装置の大型化が避けられないという問題がある。   By the way, when it is required to increase the number of drive units and the number of orifices in the inkjet head in order to increase the efficiency of applying droplets to the workpiece, as described above, PZT is used as the drive unit 300. Therefore, when the number of the drive units 300 is large, the ink jet head becomes large, the ink jet head cannot be miniaturized, and the ink jet apparatus having the ink jet head cannot be enlarged.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、塗布液の液滴をオリフィスから吐出させるための駆動部の配置数を多くしても小型化が図れるインクジェットヘッドおよびインクジェット装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an inkjet head and an inkjet apparatus that can be miniaturized even if the number of drive units for discharging droplets of a coating liquid from an orifice is increased. Is to provide.

本発明のインクジェットヘッドは、
塗布液を液滴で吐出するオリフィスと、
前記オリフィスに通じており、前記塗布液が導入される加圧室と、
振動させることで生じる圧力波を前記加圧室内の前記塗布液に伝えて前記液滴を前記オリフィスから吐出させるダイアフラムと、
前記ダイアフラムを振動させる駆動部と、を備え、
前記駆動部は、
液体を封入する容器部と、
前記容器部内の前記液体を膨張、収縮させて前記ダイアフラムを振動させる熱電対端子と、を有することを特徴とする。
The inkjet head of the present invention is
An orifice for discharging the coating liquid in droplets;
A pressure chamber that leads to the orifice and into which the coating solution is introduced;
A diaphragm for transmitting a pressure wave generated by vibration to the coating liquid in the pressurizing chamber to discharge the liquid droplets from the orifice;
A drive unit for vibrating the diaphragm,
The drive unit is
A container portion for enclosing a liquid;
And a thermocouple terminal that oscillates the diaphragm by expanding and contracting the liquid in the container portion.

本発明のインクジェット装置は、塗布液を液滴で吐出するインクジェットヘッドを備えるインクジェット装置であって、前記インクジェットヘッドは、
塗布液を液滴で吐出するオリフィスと、
前記オリフィスに通じており、前記塗布液が導入される加圧室と、
振動させることで生じる圧力波を前記加圧室内の前記塗布液に伝えて前記液滴を前記オリフィスから吐出させるダイアフラムと、
前記ダイアフラムを振動させる駆動部とを備え、
前記駆動部は、
液体を封入する容器部と、
前記容器部内の前記液体を膨張、収縮させて前記ダイアフラムを振動させる熱電対端子と、を有することを特徴とする。
The inkjet device of the present invention is an inkjet device including an inkjet head that discharges a coating liquid in droplets, and the inkjet head includes:
An orifice for discharging the coating liquid in droplets;
A pressure chamber that communicates with the orifice and into which the coating liquid is introduced;
A diaphragm for transmitting a pressure wave generated by the vibration to the coating liquid in the pressurizing chamber and discharging the droplet from the orifice;
A drive unit that vibrates the diaphragm;
The drive unit is
A container portion for enclosing a liquid;
And a thermocouple terminal for expanding and contracting the liquid in the container portion to vibrate the diaphragm.

本発明によれば、塗布液の液滴をオリフィスから吐出させるための駆動部の配置数を多くしても小型化が図れるインクジェットヘッドおよびインクジェット装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an ink jet head and an ink jet apparatus that can be reduced in size even when the number of drive units for discharging droplets of a coating liquid from an orifice is increased.

本発明の実施形態において、インクジェットヘッドを備えるインクジェット装置を示す斜視図である。In an embodiment of the present invention, it is a perspective view showing an ink jet device provided with an ink jet head. 本発明の実施形態において、インクジェット装置に用いられているインクジェットヘッドを示す斜視図である。1 is a perspective view showing an ink jet head used in an ink jet apparatus in an embodiment of the present invention. 図2に示すインクジェットヘッドの内部構造を示すA−A線における断面図である。It is sectional drawing in the AA line which shows the internal structure of the inkjet head shown in FIG. 駆動部と加圧室付近を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the drive part and pressurization chamber vicinity. 駆動部と加圧室付近を示す図である。It is a figure which shows a drive part and pressurization chamber vicinity. インクジェットヘッドの平面図である。It is a top view of an inkjet head. 図6に示すインクジェットヘッドのB−B線における断面図である。It is sectional drawing in the BB line of the inkjet head shown in FIG. インクジェットヘッドの組み立て手順を示す図である。It is a figure which shows the assembly procedure of an inkjet head. 駆動部内に水を注入する様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that water is inject | poured in a drive part. インクジェットヘッドの従来例を示す図である。It is a figure which shows the prior art example of an inkjet head.

本発明の実施形態について図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明のインクジェットヘッドを備えるインクジェット装置の実施形態を示す斜視図である。   FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of an ink jet apparatus including the ink jet head of the present invention.

図1に示すインクジェット装置200は、塗布液を液滴としてワークWの面に対して塗布する装置である。ワークWは、例えば液晶表示装置用のガラス基板や半導体ウェーハ等であるが、特に限定されない。   An inkjet apparatus 200 shown in FIG. 1 is an apparatus that applies a coating liquid as droplets onto the surface of a workpiece W. The workpiece W is, for example, a glass substrate or a semiconductor wafer for a liquid crystal display device, but is not particularly limited.

インクジェット装置200は、インクジェットヘッドユニット201と、ワーク保持部202を有している。インクジェットヘッドユニット201では、例えば複数のインクジェットヘッド10がX方向に沿って配列されている。インクジェットヘッドユニット201は、モータM1の作動により送りねじ251を回転することで、Z方向に上下移動して位置決め可能である。インクジェットヘッドユニット201の各インクジェットヘッド10が、塗布液供給部203に接続され、この塗布液供給部203内の塗布液が各インクジェットヘッド10の導入口に供給可能である。塗布液は液滴を形成するための液体である。   The ink jet apparatus 200 includes an ink jet head unit 201 and a work holding unit 202. In the inkjet head unit 201, for example, a plurality of inkjet heads 10 are arranged along the X direction. The inkjet head unit 201 can be positioned by moving up and down in the Z direction by rotating the feed screw 251 by the operation of the motor M1. Each inkjet head 10 of the inkjet head unit 201 is connected to the coating liquid supply unit 203, and the coating liquid in the coating liquid supply unit 203 can be supplied to the inlet of each inkjet head 10. The coating liquid is a liquid for forming droplets.

図1に示すワーク保持部202は、第1移動部211と、第2移動部212と、ベース213を有している。第1移動部211は、第2移動部212の上に配置され、第2移動部212は、ベース213の上に配置されている。ワークWは、第1移動部211の上面に、例えば吸着により着脱可能に固定される。   The work holding unit 202 illustrated in FIG. 1 includes a first moving unit 211, a second moving unit 212, and a base 213. The first moving unit 211 is disposed on the second moving unit 212, and the second moving unit 212 is disposed on the base 213. The workpiece W is detachably fixed to the upper surface of the first moving unit 211, for example, by suction.

モータM2の出力軸は送りねじ252に連結され、送りねじ252は第1移動部211側に固定されたナット272に噛み合っている。同様にして、モータM3の出力軸は送りねじ253に連結され、送りねじ253は第2移動部212側に固定されたナット273に噛み合っている。   The output shaft of the motor M2 is connected to the feed screw 252. The feed screw 252 is engaged with a nut 272 fixed to the first moving unit 211 side. Similarly, the output shaft of the motor M3 is connected to the feed screw 253, and the feed screw 253 is engaged with a nut 273 fixed to the second moving portion 212 side.

第1移動部211は、モータM2の作動により送りねじ252を回転することで、ガイドレール262に沿ってX方向に移動して位置決め可能である。第2移動部212は、モータM3の作動により送りねじ253を回転することで、ガイドレール263に沿ってY方向に移動して位置決め可能である。X、Y、Z方向は直交している。   The first moving portion 211 can be positioned by moving in the X direction along the guide rail 262 by rotating the feed screw 252 by the operation of the motor M2. The second moving unit 212 can be positioned by moving in the Y direction along the guide rail 263 by rotating the feed screw 253 by the operation of the motor M3. The X, Y, and Z directions are orthogonal.

各モータM1、M2,M3の作動は、制御部280の指令により制御される。また、塗布液供給部203が各インクジェットヘッド10に送液する動作は、制御部280の指令により制御される。   The operations of the motors M1, M2, and M3 are controlled by commands from the control unit 280. Further, the operation of the coating liquid supply unit 203 to send the liquid to each inkjet head 10 is controlled by a command from the control unit 280.

図1に示すインクジェット装置200では、インクジェットヘッド部201の各インクジェットヘッド10のノズル面は、ワークWに対して所定の間隔になるように、モータM1を作動することでZ方向に関して位置決めされる。そして、第1移動部211は、モータM2を作動することでX方向に移動され、モータM3を作動することで第2移動部212とともにY方向に移動される。これにより、インクジェットヘッドユニット201は、ワークWに対してX方向、Y方向、Z方向に関して相対的な位置を移動するので、ワークWにはインクジェットヘッドユニット201の各インクジェットヘッド10のノズル面のオリフィスから塗布液を選択的に吐出して塗布することができる。   In the inkjet apparatus 200 shown in FIG. 1, the nozzle surfaces of the inkjet heads 10 of the inkjet head unit 201 are positioned in the Z direction by operating the motor M <b> 1 so as to be at a predetermined interval with respect to the workpiece W. The first moving unit 211 is moved in the X direction by operating the motor M2, and is moved in the Y direction together with the second moving unit 212 by operating the motor M3. Thereby, since the inkjet head unit 201 moves relative to the workpiece W in the X direction, the Y direction, and the Z direction, the workpiece W has an orifice on the nozzle surface of each inkjet head 10 of the inkjet head unit 201. The coating liquid can be selectively discharged and applied.

図2は、図1に示す本発明のインクジェット装置に用いられているインクジェットヘッドの実施形態を示す斜視図である。図3は、図2に示すインクジェットヘッドの内部構造を示すA−A線における断面図である。   FIG. 2 is a perspective view showing an embodiment of an inkjet head used in the inkjet apparatus of the present invention shown in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA showing the internal structure of the inkjet head shown in FIG.

図2と図3に示すインクジェットヘッド10は、複数個配列することで、図1に示すインクジェットヘッドユニット201を構成している。インクジェットヘッド10は、パッキン押付用板11と、パッキン12と、駆動部構成板13と、ダイアフラム14と、チャンバープレート16と、オリフィスプレート17と、駆動部20を有している。   2 and 3 constitutes an inkjet head unit 201 shown in FIG. 1 by arranging a plurality of inkjet heads 10. The ink jet head 10 includes a packing pressing plate 11, a packing 12, a drive unit constituting plate 13, a diaphragm 14, a chamber plate 16, an orifice plate 17, and a drive unit 20.

図3に示すように、パッキン押付用板11と駆動部構成板13は、平板状の部材である。パッキン押付用板11は、駆動部構成板13の上に配置されており、パッキン押付用板11と駆動部構成板13の間には、パッキン12を挟んでいる。   As shown in FIG. 3, the packing pressing plate 11 and the drive unit constituting plate 13 are flat members. The packing pressing plate 11 is disposed on the driving unit constituting plate 13, and the packing 12 is sandwiched between the packing pressing plate 11 and the driving unit constituting plate 13.

図3に示すように、駆動部構成板13とダイアフラム14とチャンバープレート16とオリフィスプレート17が、積層されている。   As shown in FIG. 3, the drive unit constituting plate 13, the diaphragm 14, the chamber plate 16 and the orifice plate 17 are laminated.

図2と図3に示すように、駆動部20が、パッキン押付用板11とパッキン12と、駆動部構成板13の積層体の中央位置に設けられている。ノズルユニット30は、チャンバープレート16とオリフィスプレート17により構成されている。複数のノズルユニット30が、図2と図3に示すX方向に沿って間隔を置いて配列されている。従って、ノズル面Nに形成されているオリフィス51は、X方向に沿って所定のピッチで形成されている。図3に示すように、駆動部20は各ノズルユニット30の上部の位置にそれぞれ対応して設けられている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the drive unit 20 is provided at the center position of the laminate of the packing pressing plate 11, the packing 12, and the drive unit constituting plate 13. The nozzle unit 30 includes a chamber plate 16 and an orifice plate 17. A plurality of nozzle units 30 are arranged at intervals along the X direction shown in FIGS. 2 and 3. Therefore, the orifices 51 formed on the nozzle surface N are formed at a predetermined pitch along the X direction. As shown in FIG. 3, the driving unit 20 is provided corresponding to the position of the upper portion of each nozzle unit 30.

図3に示すように、パッキン12と駆動部構成板13の間には、塗布液の導入口40と、マニホールド41と、スリット42が形成されている。さらに、パッキン12と駆動部構成板13の間には、通路49,44,45と、塗布液を導入するためのマニホールド46と、パージ用の排出口47が形成されている。また、ダイアフラム14とチャンバープレート16の間には、通路48,49と加圧室50が形成されている。オリフィスプレート17にはオリフィス51が形成されている。   As shown in FIG. 3, a coating liquid introduction port 40, a manifold 41, and a slit 42 are formed between the packing 12 and the drive unit constituting plate 13. Further, between the packing 12 and the drive unit constituting plate 13, passages 49, 44, 45, a manifold 46 for introducing the coating liquid, and a purge outlet 47 are formed. Further, passages 48 and 49 and a pressurizing chamber 50 are formed between the diaphragm 14 and the chamber plate 16. An orifice 51 is formed in the orifice plate 17.

図3に示すように、導入口40と塗布液を導入するためのマニホールド41は、パッキン12と駆動部構成板13の間においてY方向に沿って形成されている。スリット42は、通路42A、通路43,48を有している。通路42Aは、パッキン12と駆動部構成板13の間においてY方向に沿って形成されている。通路43は、駆動部構成板13とダイアフラム14とチャンバープレート16にわたってZ方向に形成されている。通路48は、通路43と加圧室50を接続しており、Y方向に形成されている。   As shown in FIG. 3, the inlet 40 and the manifold 41 for introducing the coating liquid are formed between the packing 12 and the drive unit constituting plate 13 along the Y direction. The slit 42 has a passage 42 </ b> A and passages 43 and 48. The passage 42 </ b> A is formed along the Y direction between the packing 12 and the drive unit constituting plate 13. The passage 43 is formed in the Z direction across the drive unit constituting plate 13, the diaphragm 14, and the chamber plate 16. The passage 48 connects the passage 43 and the pressurizing chamber 50 and is formed in the Y direction.

しかも、マニホールド41は、図2に示すようにX方向に長く形成されている。図3に示すように、導入口40とマニホールド41とスリット42は、順に接続されている。マニホールド41の第1端部は導入口40に接続され、マニホールド41の第2端部はスリット42に接続されている。マニホールド41は、曲面状の底面部52を有している。   Moreover, the manifold 41 is formed long in the X direction as shown in FIG. As shown in FIG. 3, the introduction port 40, the manifold 41, and the slit 42 are connected in order. A first end of the manifold 41 is connected to the introduction port 40, and a second end of the manifold 41 is connected to the slit 42. The manifold 41 has a curved bottom surface portion 52.

一方、図3に示すように、通路49、45とマニホールド46と排出口47は、Y方向に沿って形成されており、通路44はZ方向に沿って形成されている。マニホールド46は、図2に示すようにX方向に長く形成されている。通路44,45とマニホールド46と排出口47は順に接続されており、後で説明する気泡抜き流路59を形成している。マニホールド46の第1端部はスリット45に接続され、マニホールド41の第2端部は排出口47に接続されている。マニホールド46は、曲面状の底面部53を有している。   On the other hand, as shown in FIG. 3, the passages 49 and 45, the manifold 46, and the discharge port 47 are formed along the Y direction, and the passage 44 is formed along the Z direction. The manifold 46 is formed long in the X direction as shown in FIG. The passages 44 and 45, the manifold 46, and the discharge port 47 are connected in order to form a bubble vent channel 59 described later. A first end of the manifold 46 is connected to the slit 45, and a second end of the manifold 41 is connected to the discharge port 47. The manifold 46 has a curved bottom surface portion 53.

図3に示すように、スリット42の通路48は、ノズルユニット30の加圧室50の上端部50Aに接続されている。ノズルユニット30の加圧室50は駆動部20の下部に位置されており、加圧室50の下端部50Bはオリフィス51に接続されている。このオリフィス51はオリフィスプレート17に形成されている。   As shown in FIG. 3, the passage 48 of the slit 42 is connected to the upper end portion 50 </ b> A of the pressurizing chamber 50 of the nozzle unit 30. The pressurizing chamber 50 of the nozzle unit 30 is positioned below the driving unit 20, and the lower end 50 </ b> B of the pressurizing chamber 50 is connected to the orifice 51. The orifice 51 is formed in the orifice plate 17.

図3において、塗布液は、導入口40から導入されて、マニホールド41とスリット42の通路42A,43,48を通じて、加圧室50に移動して、オリフィス51から液滴Lとして吐出すことができる。スリット42の通路42A,43,48は、導入口40とマニホールド41に比べて狭くなるように形成されている。これにより、導入口40から導入された塗布液は、このスリット42を通過することで、各ノズルユニット30への液供給圧を均一にすることができるとともに、各ノズルユニット30加圧室50内へのゴミの侵入を防ぐことができる。   In FIG. 3, the coating liquid is introduced from the introduction port 40, moves to the pressurizing chamber 50 through the passages 42 </ b> A, 43, 48 of the manifold 41 and the slit 42, and is discharged as droplets L from the orifice 51. it can. The passages 42 </ b> A, 43, 48 of the slit 42 are formed to be narrower than the introduction port 40 and the manifold 41. As a result, the coating liquid introduced from the introduction port 40 can pass through the slits 42 to make the liquid supply pressure to each nozzle unit 30 uniform, and at the same time, in the pressure chamber 50 of each nozzle unit 30. Can prevent trash from entering.

また、図3に示すように圧電振動子60が、塗布液導入側のマニホールド41の下部であって、駆動部構成板13内に配置されている。この圧電振動子60は、図2に示すようにマニホールド41に対応するようにして、X方向に長くなるように設けられている。これにより、圧電振動子60が、マニホールド41を振動させることにより、マニホールド41の底面部52へ塗布液の固形分が堆積するのを防ぐことができる。従って、塗布液が通過しなくなり、液滴Lが吐出することができなくなる不都合を無くすことができる。   Further, as shown in FIG. 3, the piezoelectric vibrator 60 is disposed in the drive unit constituting plate 13 below the manifold 41 on the coating liquid introduction side. The piezoelectric vibrator 60 is provided so as to be long in the X direction so as to correspond to the manifold 41 as shown in FIG. As a result, the piezoelectric vibrator 60 vibrates the manifold 41, thereby preventing the solid content of the coating liquid from being deposited on the bottom surface portion 52 of the manifold 41. Accordingly, it is possible to eliminate the inconvenience that the coating liquid does not pass and the droplet L cannot be discharged.

図3に示す駆動部20のダイアフラム14のダイアフラム振動面14Dを振動させた時に生じる圧力波を、オリフィス51まで伝播することにより、圧力室50内の塗布液は、圧力室50からノズル面Nのオリフィス51を通じて液滴Lとして吐出することができる。   The pressure wave generated when the diaphragm vibration surface 14D of the diaphragm 14 of the drive unit 20 shown in FIG. 3 is vibrated is propagated to the orifice 51, so that the coating liquid in the pressure chamber 50 is transferred from the pressure chamber 50 to the nozzle surface N. It can be discharged as a droplet L through the orifice 51.

もし、圧力室50内に気泡が入れば、この気泡はダイアフラム14のダイアフラム振動面14Dに付着する可能性が高い。この付着した気泡をダイアフラム振動面14Dから除去するために、導入口40の反対側には、気泡を抜くための気泡抜き流路59が設けられている。この気泡抜き流路59は、通路49、44、45とマニホールド46と排出口47である。通路49,44,45は、マニホールド46と排出口47に比べて狭く形成されている。   If bubbles enter the pressure chamber 50, the bubbles are likely to adhere to the diaphragm vibration surface 14D of the diaphragm 14. In order to remove the adhering bubbles from the diaphragm vibrating surface 14D, an air bubble removal channel 59 for removing air bubbles is provided on the opposite side of the introduction port 40. The bubble removal flow path 59 includes passages 49, 44, 45, a manifold 46 and a discharge port 47. The passages 49, 44, 45 are formed narrower than the manifold 46 and the discharge port 47.

これにより、パージ用の排出口47を負圧にすると、導入口40から反対側のパージ用の排出口47に向かって、ダイアフラム14のダイアフラム振動面14Dに平行な流れを作ることにより、ダイアフラム振動面14Dに付着した気泡を、気泡抜き流路59を介して排出口47から外部に確実に抜くことができる。従って、塗布液が通過しなくなり、液滴Lが吐出することができなくなる不都合を無くすことができる。インクジェットヘッド10内に塗布液を導入する時に、気泡やゴミがインクジェットヘッド10内に侵入することを防ぎ、塗布液を吐出駆動時に、気泡がインクジェットヘッド10内に侵入することを防ぐことができる。   As a result, when the purge outlet 47 is set to a negative pressure, a flow parallel to the diaphragm vibration surface 14D of the diaphragm 14 is created from the inlet 40 toward the purge outlet 47 on the opposite side. Air bubbles adhering to the surface 14 </ b> D can be reliably extracted to the outside from the discharge port 47 through the air bubble removal channel 59. Accordingly, it is possible to eliminate the inconvenience that the coating liquid does not pass and the droplet L cannot be discharged. When introducing the coating liquid into the inkjet head 10, it is possible to prevent bubbles and dust from entering the inkjet head 10, and it is possible to prevent bubbles from entering the inkjet head 10 when discharging the coating liquid.

次に、駆動部20の構造例を説明する。   Next, a structural example of the drive unit 20 will be described.

図4は、図3に示す駆動部20と加圧室50付近を拡大して示す図である。図5は、駆動部20の寸法例を示している。   4 is an enlarged view showing the vicinity of the drive unit 20 and the pressurizing chamber 50 shown in FIG. FIG. 5 shows an example of dimensions of the drive unit 20.

従来、ワークに対する液滴の塗布効率を上げるために、インクジェットヘッドにおける駆動部の配置数とオリフィスの配置数を増加させることが要求される場合には、上述したように駆動部としてはPZTを用いているので、駆動部の配置数が多いとインクジェットヘッドが大型化してしまい、インクジェットヘッドの小型化が図れず、インクジェットヘッドを有するインクジェット装置の大型化が避けられないという問題がある。   Conventionally, in order to increase the efficiency of applying droplets to a workpiece, when it is required to increase the number of arrangements of drive units and orifices in an inkjet head, PZT is used as the drive unit as described above. Therefore, if the number of drive units is large, the ink jet head becomes large, the ink jet head cannot be miniaturized, and the ink jet apparatus having the ink jet head cannot be enlarged.

そこで、本発明の実施形態では、駆動部の小型化を図るために、PZTを用いるのではなく、PZTよりも太さが小さい熱電対端子61を用いている。図3と図4に示すように、インクジェットヘッド10が大型化することを防ぐ対策として、駆動部20は、熱電対端子61と液体62と容器部99により構成されている。   Therefore, in the embodiment of the present invention, in order to reduce the size of the drive unit, PZT is not used, but a thermocouple terminal 61 having a thickness smaller than that of PZT is used. As shown in FIGS. 3 and 4, the drive unit 20 includes a thermocouple terminal 61, a liquid 62, and a container unit 99 as a measure for preventing the inkjet head 10 from becoming large.

図4に示すように、塗布液を液滴として吐出すインクジェットヘッド10では、加圧室50はオリフィス51に通じており、加圧室50内には塗布液98が導入される。ダイアフラム14のダイアフラム振動面14Dは、振動させることで生じる圧力波を加圧室50内の塗布液98に伝えて液滴Lをオリフィス51から吐出させる。このダイアフラム14のダイアフラム振動面14Dを振動させる駆動部20は、液体62を封入する容器部99と、容器部99内の液体62を膨張、収縮させてダイアフラム14のダイアフラム振動面14Dを振動させる熱電対端子61を有する。   As shown in FIG. 4, in the inkjet head 10 that discharges the coating liquid as droplets, the pressurizing chamber 50 communicates with the orifice 51, and the coating liquid 98 is introduced into the pressurizing chamber 50. The diaphragm vibrating surface 14 </ b> D of the diaphragm 14 transmits a pressure wave generated by the vibration to the coating liquid 98 in the pressurizing chamber 50 and discharges the droplet L from the orifice 51. The drive unit 20 that vibrates the diaphragm vibration surface 14D of the diaphragm 14 is a thermoelectric that vibrates the diaphragm vibration surface 14D of the diaphragm 14 by expanding and contracting the container part 99 that encloses the liquid 62 and the liquid 62 in the container part 99. A counter terminal 61 is provided.

図4に示す駆動部20の容器部99は、本体容器20Mと蓋部20Nを有している。本体容器20Mの上部は蓋部20Nにより閉鎖されており、この蓋部20Nには熱電対端子61が取り付けられている。本体容器20Mの内部には、突起64が対向するように設けられている。本体容器20Mの下部の開口部20Tは、ダイアフラム14のダイアフラム振動面214Dにより閉鎖されている。本体容器20M内には、液体62が充填されている。   The container part 99 of the drive part 20 shown in FIG. 4 has the main body container 20M and the cover part 20N. The upper part of the main body container 20M is closed by a lid 20N, and a thermocouple terminal 61 is attached to the lid 20N. A projection 64 is provided inside the main body container 20M so as to face each other. The lower opening 20T of the main body container 20M is closed by a diaphragm vibration surface 214D of the diaphragm 14. The main body container 20M is filled with a liquid 62.

図3に示すように、温度コントローラ63が、熱電対端子61に対して電気的に接続されており、熱電対端子61に対して印加電圧を加えることで、熱電対端子61の温度制御を行うことにより、熱電対端子61は容器部99内の液体62の液温を変化させる。   As shown in FIG. 3, the temperature controller 63 is electrically connected to the thermocouple terminal 61, and controls the temperature of the thermocouple terminal 61 by applying an applied voltage to the thermocouple terminal 61. Thus, the thermocouple terminal 61 changes the liquid temperature of the liquid 62 in the container part 99.

これにより、容器部99内の液体62を膨張、収縮させることで、ダイアフラム14のダイアフラム振動面14Dを振動させる。なお、この液体62の種類は任意であるが、例えば水を用いることができる。このように液体62として水を用いる場合には、熱電対端子61により液体62を加熱すれば、液体62はダイアフラム振動面14Dに向かって加熱膨張してゆくので、ダイアフラム振動面14Dが加圧室50内の塗布液を押して圧力波を伝播させることができる。   Thereby, the diaphragm 62 of the diaphragm 14 is vibrated by expanding and contracting the liquid 62 in the container part 99. In addition, although the kind of this liquid 62 is arbitrary, water can be used, for example. When water is used as the liquid 62 in this way, if the liquid 62 is heated by the thermocouple terminal 61, the liquid 62 is heated and expanded toward the diaphragm vibrating surface 14D. The pressure wave can be propagated by pushing the coating liquid in 50.

また、逆に、熱電対端子61を0℃以下に冷却すれば、液体62はダイアフラム振動面14Dに向かって凝固膨張してゆくので、ダイアフラム振動面14Dが加圧室50内の塗布液を押して圧力波を伝播させることができる。この時に、駆動部20内において凝固物が、熱電対端子61側に移動して接触しないようにするために、駆動部20内には突起64が設けられている。   Conversely, if the thermocouple terminal 61 is cooled to 0 ° C. or lower, the liquid 62 will coagulate and expand toward the diaphragm vibrating surface 14D, so that the diaphragm vibrating surface 14D pushes the coating liquid in the pressurizing chamber 50. Pressure waves can be propagated. At this time, a protrusion 64 is provided in the drive unit 20 so that the solidified substance does not move and contact the thermocouple terminal 61 in the drive unit 20.

図4と図5に示す駆動部20には熱電対端子61を用いており、PZTを伸縮動作させる代わりに、熱電対端子61はペルチェ効果を用いてダイアフラム14を振動させるようになっている。具体的には、熱電対端子61の温度変化により駆動部20の容器部99内の液体62の温度を変えて、この液体62を膨張収縮させる。この液体62の膨張収縮の際に生じる液体62の圧力変動により、ダイアフラム14のダイアフラム振動面14Dを振動させる。   The driving unit 20 shown in FIGS. 4 and 5 uses a thermocouple terminal 61. Instead of expanding and contracting the PZT, the thermocouple terminal 61 vibrates the diaphragm 14 using the Peltier effect. Specifically, the temperature of the liquid 62 in the container 99 of the drive unit 20 is changed by the temperature change of the thermocouple terminal 61, and the liquid 62 is expanded and contracted. The diaphragm vibration surface 14D of the diaphragm 14 is vibrated by the pressure fluctuation of the liquid 62 generated when the liquid 62 expands and contracts.

通常のオリフィスに至る塗布液の流路の配列ピッチは、通常のPZTの伸縮を用いて駆動する場合には例えば1000μm(1mm)であるが、インクジェットヘッド10の小型化のために、本発明の実施形態では、スリット42の流路の配列ピッチは、1000μmの約50%(0.5mm)に抑える必要がある。図5に示すように、熱電対端子61の太さは、最小0.25mmであり、駆動部20は0.5mmピッチで一列に配列することができる。   The arrangement pitch of the flow path of the coating liquid leading to the normal orifice is, for example, 1000 μm (1 mm) when driven using normal PZT expansion / contraction, but in order to reduce the size of the inkjet head 10, In the embodiment, the arrangement pitch of the flow paths of the slits 42 needs to be suppressed to about 50% (0.5 mm) of 1000 μm. As shown in FIG. 5, the thickness of the thermocouple terminal 61 is a minimum of 0.25 mm, and the drive units 20 can be arranged in a line at a pitch of 0.5 mm.

本発明の実施形態においては、図4に示すダイアフラム14のダイアフラム振動面14Dの振動により生じる変位としては、塗布液98をオリフィス51から液滴Lとして吐出させる際には、塗布液98の吐出量が、
10PL(ピコリットル)+導入口側への塗布液の逆流量10PL=20PL
の体積変化を発生させる必要がある。
In the embodiment of the present invention, the displacement caused by the vibration of the diaphragm vibrating surface 14D of the diaphragm 14 shown in FIG. 4 is the discharge amount of the coating liquid 98 when the coating liquid 98 is discharged as the droplet L from the orifice 51. But,
10PL (picoliter) + back flow rate of coating liquid to the inlet side 10PL = 20PL
It is necessary to generate a volume change.

この体積変化は、通常使用されているPZTの駆動による変位により生じる体積変化と同等である。スリット42の流路が狭く形成されており極端に短くしかも導入口40が絞られているので、吐出時における導入口への塗布液の逆流量は10PL程度と考えられる。この塗布液の変位量は、
20PL=2e‐8cc=容積(π×0.025/4)×0.05×膨張係数0.207e‐3×温度変化Δ(デルタ)Tである。これから、温度変化Δ(デルタ)T=4℃だけ変化させれば、10PLの塗布液の吐出が可能である。
This volume change is equivalent to a volume change caused by a displacement caused by driving a PZT that is normally used. Since the flow path of the slit 42 is narrow and extremely short, and the introduction port 40 is narrowed, the reverse flow rate of the coating liquid to the introduction port at the time of discharge is considered to be about 10 PL. The amount of displacement of this coating solution is
20PL = 2e-8cc = volume (π × 0.025 2 /4)×0.05×expansion coefficient 0.207e-3 × temperature change Δ (delta) T. From this, if the temperature change Δ (delta) T = 4 ° C. is changed, 10 PL of coating liquid can be discharged.

本発明の実施形態においては、ダイアフラム14のダイアフラム振動面14Dの膨張収縮時間は、通常用いられているPZTと同等である収縮時1μs/20PL、膨張時0.1μs/20PL以上で実現できるようにする必要がある。熱電対端子61においても、PZTと同等の吐出量20PL/μsを実現するためには、熱電対端子61は4℃/μsで昇温させれば良い。この時に膨張に要するエネルギーは、
比熱1×質量(π×0.025/4)×0.05×4℃×4.19(J)=4.11×10−4
ここで、熱電対端子61が、PZTと同様の収縮時間1μs/20PLを実現させるには、上式を1μsで割って電力411Wを要する。また、熱電対端子61が、PZTと同様の膨張時間0.1μs/20PLを実現させるには、電力4110Wを要する。なお、図4の液体62として水を用いるのに代えて、エタノールを用いると、PZTと同様の膨張時間0.1μs/20PLを実現させるには、電力2370Wで済む。
In the embodiment of the present invention, the expansion / contraction time of the diaphragm vibrating surface 14D of the diaphragm 14 can be realized at 1 μs / 20 PL when contracted and 0.1 μs / 20 PL or more when expanded, which is equivalent to PZT that is usually used. There is a need to. Also in the thermocouple terminal 61, the thermocouple terminal 61 may be heated at 4 ° C./μs in order to realize a discharge amount of 20 PL / μs equivalent to PZT. The energy required for expansion at this time is
Specific heat 1 × mass (π × 0.025 2 /4)×0.05×4° C. × 4.19 (J) = 4.11 × 10 −4 J
Here, in order for the thermocouple terminal 61 to realize a contraction time of 1 μs / 20PL similar to PZT, the above equation is divided by 1 μs and power 411 W is required. Moreover, in order for the thermocouple terminal 61 to realize an expansion time of 0.1 μs / 20PL similar to PZT, power 4110 W is required. Note that if ethanol is used instead of water as the liquid 62 in FIG. 4, an electric power of 2370 W is sufficient to realize an expansion time of 0.1 μs / 20 PL similar to PZT.

液体62として水を用いることにより、水の熱伝導率が、1.4kcal/(m・s・℃)、すなわち1.4×4190=5866J/(s・m・k)であり、駆動部20の周囲の材質のSUSの熱伝導率が16.3J/(s・m・k)である。従って、水の熱伝導率がSUSの熱伝導率の360倍と水の熱伝導率が支配的であるために、液体62の熱が駆動部20の駆動中に周囲のSUS製の部分から抜けていく恐れはない。   By using water as the liquid 62, the thermal conductivity of water is 1.4 kcal / (m · s · ° C.), that is, 1.4 × 4190 = 5866 J / (s · m · k). The thermal conductivity of SUS of the surrounding material is 16.3 J / (s · m · k). Accordingly, since the thermal conductivity of water is 360 times that of SUS and the thermal conductivity of water is dominant, the heat of the liquid 62 escapes from the surrounding SUS-made parts during driving of the driving unit 20. There is no fear of going.

図2に示すように、複数の駆動部20と加圧室50とオリフィス51は、X方向に沿って直列に間隔をおいて配列されている。すなわち、複数の駆動部20と加圧室50とオリフィス51は、千鳥配置することなしに、駆動部20とオリフィス51を一列に配置することができる。複数の駆動部20と加圧室50とオリフィス51には、塗布液導入側のマニホールド41とパージ用のマニホールド46が平行に設けられている。これにより、インクジェットヘッドの大型化を回避することができる。   As shown in FIG. 2, the plurality of driving units 20, the pressurizing chambers 50, and the orifices 51 are arranged at intervals in series along the X direction. That is, the drive unit 20 and the orifices 51 can be arranged in a row without arranging the plurality of drive units 20, the pressurizing chambers 50, and the orifices 51 in a staggered manner. A plurality of drive units 20, pressurizing chambers 50, and orifices 51 are provided with a manifold 41 on the application liquid introduction side and a purge manifold 46 in parallel. Thereby, the enlargement of an inkjet head can be avoided.

(他の実施形態)
次に、図6〜図9を参照して、本発明のインクジェットヘッドの他の実施形態を説明する。
(Other embodiments)
Next, another embodiment of the ink jet head of the present invention will be described with reference to FIGS.

図6は、インクジェットヘッド10Aの平面図であり、図7は、図6に示すインクジェットヘッド10AのB−B線における断面図である。図8は、インクジェットヘッド10Aの組み立て手順を示す図である。図9は、駆動部120内に水を注入する様子を示す図である。   6 is a plan view of the inkjet head 10A, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line BB of the inkjet head 10A shown in FIG. FIG. 8 is a diagram illustrating an assembly procedure of the inkjet head 10A. FIG. 9 is a diagram illustrating a state in which water is injected into the drive unit 120.

図8(A)に示すように、駆動部構成板113とダイアフラム114が、エポキシ系接着剤170により貼り合わされている。図8(B)の拡大図に示すように、熱電対端子161は、各駆動部120間のばらつきを抑えるために、駆動部構成板113の挿入穴113Hに通して、ダイアフラム114に突き当たるまで挿入されている。熱電対端子161と駆動部構成板113の挿入穴113Hとの間に隙間ができると、その隙間に液体や空気が溜まり、駆動誤差の原因となる。   As shown in FIG. 8A, the drive unit constituting plate 113 and the diaphragm 114 are bonded together with an epoxy adhesive 170. As shown in the enlarged view of FIG. 8B, the thermocouple terminal 161 is inserted until it hits the diaphragm 114 through the insertion hole 113H of the driving unit constituting plate 113 in order to suppress variations among the driving units 120. Has been. If there is a gap between the thermocouple terminal 161 and the insertion hole 113H of the drive unit constituting plate 113, liquid or air accumulates in the gap, causing a drive error.

そこで、熱電対端子161と駆動部構成板113の挿入穴113Hとの間が形成されないようにしてなるべく影響を小さくして液体や空気の溜まり場にならないようにする必要がある。このため、図8(B)に示すように、断面凹状の座グリ172を設けている。この座グリ172の厚さVを数μm以下になるように薄く形成して、熱電対端子161が挿入穴113Hに挿入された後に、座グリ172の凹状の部分はエポキシ系接着剤173により埋めている。   Therefore, it is necessary to reduce the influence as much as possible so that the space between the thermocouple terminal 161 and the insertion hole 113H of the drive unit constituting plate 113 is not formed so as not to be a reservoir for liquid or air. For this reason, a counterbore 172 having a concave cross section is provided as shown in FIG. After the thermocouple terminal 161 is inserted into the insertion hole 113H, the concave portion of the spot facing 172 is filled with an epoxy-based adhesive 173. ing.

図7と図8(D)に示すように、駆動部120は、熱電対端子161と液体62と容器部199により構成されている。   As shown in FIGS. 7 and 8D, the drive unit 120 includes a thermocouple terminal 161, a liquid 62, and a container unit 199.

図7に示すように、塗布液を液滴として吐出すインクジェットヘッド10Aでは、加圧室150はオリフィス151に通じており、加圧室150内には塗布液98が導入される。ダイアフラム114のダイアフラム振動面114Dは、振動させることで生じる圧力波を加圧室150内の塗布液98に伝えて、液滴Lをオリフィス151から吐出させる。このダイアフラム114のダイアフラム振動面114Dを振動させる駆動部120は、液体62を封入する容器部199と、容器部199内の液体62を膨張、収縮させてダイアフラム114のダイアフラム振動面114Dを振動させる熱電対端子161を有する。   As shown in FIG. 7, in the inkjet head 10 </ b> A that discharges the coating liquid as droplets, the pressurizing chamber 150 communicates with the orifice 151, and the coating liquid 98 is introduced into the pressurizing chamber 150. The diaphragm vibrating surface 114 </ b> D of the diaphragm 114 transmits a pressure wave generated by the vibration to the coating liquid 98 in the pressurizing chamber 150 and discharges the droplet L from the orifice 151. The drive unit 120 that vibrates the diaphragm vibration surface 114D of the diaphragm 114 is a thermoelectric that vibrates the diaphragm vibration surface 114D of the diaphragm 114 by expanding and contracting the container part 199 that encloses the liquid 62 and the liquid 62 in the container part 199. A counter terminal 161 is provided.

図7に示す容器部199は、駆動部構成板113に形成されており、容器部199内には液体62が収容されている。この液体62は例えば水であるが、この水は図8(B)に示す段階で、容器部199内に注入する。この液体62の注入方法は次の通りである。   The container part 199 shown in FIG. 7 is formed in the drive part structure board 113, and the liquid 62 is accommodated in the container part 199. The liquid 62 is, for example, water, but this water is injected into the container part 199 at the stage shown in FIG. The method for injecting the liquid 62 is as follows.

図9(A)に示すように、容器174内には液体62としての水175が収容されており、この水175の中には駆動部120が沈められる。吸引治具177が駆動部120の注入口176に接続されており、吸引治具177から注入口176を通じて駆動部120の容器部199内の空気を吸引して真空にする。   As shown in FIG. 9A, water 175 as the liquid 62 is accommodated in the container 174, and the drive unit 120 is submerged in the water 175. A suction jig 177 is connected to the injection port 176 of the drive unit 120, and the air in the container portion 199 of the drive unit 120 is sucked from the suction jig 177 through the injection port 176 to make a vacuum.

その後、水175内で注入口176から吸引治具177を外して、注入口176を通じて容器部199内に水175を充填する。注入口176は、水中でパッキン112を押し当てて封止する。図8(C)に示すように、パッキン112は、パッキン押付用板111とネジ178により駆動部構成板113に対して固定される。   Thereafter, the suction jig 177 is removed from the inlet 176 in the water 175, and the container 199 is filled with the water 175 through the inlet 176. The inlet 176 is sealed by pressing the packing 112 in water. As shown in FIG. 8C, the packing 112 is fixed to the drive unit constituting plate 113 with a packing pressing plate 111 and screws 178.

次に、図8(D)に示すように、チャンバープレート116とオリフィスプレート117は、共にSUS製であり、拡散接合により一体化されている。このチャンバープレート116の上には、SUS製のリストラクタ115を載せる。   Next, as shown in FIG. 8D, the chamber plate 116 and the orifice plate 117 are both made of SUS and integrated by diffusion bonding. On this chamber plate 116, a SUS reductor 115 is placed.

図8(D)に示すように、駆動部120が、塗布液の流路部を構成しているリストリクタ115とチャンバープレート116とオリフィスプレート117の組み立てユニットの上に、ネジ179により固定される。リストリクタ115にはスリット142が形成されている。このスリット142は駆動部120の下部に形成されている。   As shown in FIG. 8D, the driving unit 120 is fixed on the assembly unit of the restrictor 115, the chamber plate 116, and the orifice plate 117 constituting the flow path portion of the coating liquid by screws 179. . A slit 142 is formed in the restrictor 115. The slit 142 is formed in the lower part of the driving unit 120.

図8(D)に示すように、チャンバープレート116には、マニホールド141とマニホールド146が形成されている。チャンバープレート116のマニホールド141とマニホールド146の間には、加圧室(チャンバともいう)150が形成されている。マニホールド141とマニホールド146は、加圧室150に対してスリット142を通じて接続されている。加圧室150は、ダイアフラム114のダイアフラム振動面114Dに対応した位置にある。   As shown in FIG. 8D, the chamber plate 116 is formed with a manifold 141 and a manifold 146. A pressurizing chamber (also referred to as a chamber) 150 is formed between the manifold 141 and the manifold 146 of the chamber plate 116. The manifold 141 and the manifold 146 are connected to the pressurizing chamber 150 through the slit 142. The pressurizing chamber 150 is at a position corresponding to the diaphragm vibrating surface 114D of the diaphragm 114.

図7に示すように、圧電振動子60が、マニホールド141の下部であって、チャンバープレート116内に配置されている。この圧電振動子60は、マニホールド141に対応するようにして、X方向に設けられている。これにより、圧電振動子60が、マニホールド141の下部を振動させることにより、マニホールド141の底面部152へ塗布液の固形分が堆積するのを防ぐことができる。   As shown in FIG. 7, the piezoelectric vibrator 60 is disposed in the chamber plate 116 below the manifold 141. The piezoelectric vibrator 60 is provided in the X direction so as to correspond to the manifold 141. As a result, the piezoelectric vibrator 60 vibrates the lower portion of the manifold 141, thereby preventing the solid content of the coating liquid from being deposited on the bottom surface portion 152 of the manifold 141.

以上のようにして構成されたインクジェットヘッド10Aは、図1に示すインクジェットヘッド部201に用いることができる。   The inkjet head 10A configured as described above can be used in the inkjet head unit 201 shown in FIG.

図7に示すインクジェットヘッド10Aにおいては、塗布液98は、導入口140から導入されて、マニホールド141とスリット142を通じて、ノズルユニット130の加圧室150の順に移動して、オリフィス151から液滴Lとして吐出すことができる。   In the inkjet head 10 </ b> A shown in FIG. 7, the coating liquid 98 is introduced from the inlet 140, moves in the order of the pressurizing chamber 150 of the nozzle unit 130 through the manifold 141 and the slit 142, and drops from the orifice 151. Can be discharged.

スリット142は、マニホールド141に比べて狭くなるように形成されている。これにより、導入された塗布液98を各ノズルユニット130への液供給圧を均一にすることができるとともに、各ノズルユニット130へのゴミの侵入を防ぐことができる。塗布液98は、駆動部120のダイアフラム114のダイアフラム振動面114Dを振動させた時に生じる圧力波を、オリフィス151まで伝播することにより、圧力室150からオリフィス151より液滴Lとして吐出することができる。   The slit 142 is formed to be narrower than the manifold 141. As a result, the liquid supply pressure of the introduced coating liquid 98 to each nozzle unit 130 can be made uniform, and dust can be prevented from entering the nozzle units 130. The coating liquid 98 can be discharged as a droplet L from the pressure chamber 150 through the orifice 151 by propagating a pressure wave generated when the diaphragm vibrating surface 114 </ b> D of the diaphragm 114 of the driving unit 120 is vibrated to the orifice 151. .

もし、圧力室150内に気泡が入れば、ダイアフラム114のダイアフラム振動面114Dに付着する可能性が高い。この付着した気泡を除去するために、導入口140の反対側には、気泡を抜くための気泡抜き流路159が形成されている。この気泡抜き流路159は、スリット142とマニホールド146と排出口147を有している。   If air bubbles enter the pressure chamber 150, there is a high possibility of adhering to the diaphragm vibration surface 114D of the diaphragm 114. In order to remove the attached bubbles, an air bubble removal channel 159 for removing air bubbles is formed on the side opposite to the introduction port 140. The bubble removal channel 159 has a slit 142, a manifold 146, and a discharge port 147.

これにより、パージ用の排出口147を負圧にすることにより、導入口140からパージ用の排出口147に向かって、ダイアフラム114のダイアフラム振動面114Dに平行な流れを作ることにより、ダイアフラム振動面114Dに付着した気泡を抜くことができる。このようにして、インクジェットヘッド10A内に塗布液を導入する時に、気泡やゴミがインクジェットヘッド10A内に侵入することを防ぎ、塗布液を吐出駆動時に、気泡がインクジェットヘッド10A内に侵入することを防ぐことができる。   Accordingly, by making the purge outlet 147 have a negative pressure, a flow parallel to the diaphragm vibrating surface 114D of the diaphragm 114 is created from the inlet port 140 toward the purge outlet 147, thereby generating a diaphragm vibrating surface. Bubbles attached to 114D can be removed. In this way, when introducing the coating liquid into the inkjet head 10A, it is possible to prevent bubbles and dust from entering the inkjet head 10A, and to prevent bubbles from entering the inkjet head 10A when discharging the coating liquid. Can be prevented.

図7に示すように、インクジェットヘッド10Aが大型化するのを避けるための対策として、駆動部120にはPZTを用いずに、すでに説明したように駆動部120は、PZTに比べて小型である熱電対端子161と、液体62と、容器部199により構成されている。図7に示すように、温度コントローラ163が、熱電対端子161に対して電気的に接続されており、熱電対端子161に対して印加電圧を加えることで、熱電対端子161の温度制御を行うことにより、熱電対端子161は液体62の液温を変化させる。これにより、液体62を膨張、収縮させてダイアフラム114のダイアフラム振動面114Dを振動させる。   As shown in FIG. 7, as a measure for avoiding the increase in size of the inkjet head 10 </ b> A, the drive unit 120 is smaller than the PZT as described above without using PZT for the drive unit 120. The thermocouple terminal 161, the liquid 62, and the container part 199 are comprised. As shown in FIG. 7, the temperature controller 163 is electrically connected to the thermocouple terminal 161, and controls the temperature of the thermocouple terminal 161 by applying an applied voltage to the thermocouple terminal 161. As a result, the thermocouple terminal 161 changes the liquid temperature of the liquid 62. As a result, the liquid 62 is expanded and contracted to vibrate the diaphragm vibration surface 114D of the diaphragm 114.

なお、この液体162の種類は任意であるが、例えば水を用いることができる。液体62として水を用いる場合には、熱電対端子161により液体162を加熱すれば液体62はダイアフラム振動面114Dに向かって加熱膨張してゆくので、ダイアフラム振動面114Dが加圧室150内の塗布液98を押して圧力波を伝播させることができる。   In addition, although the kind of this liquid 162 is arbitrary, water can be used, for example. When water is used as the liquid 62, if the liquid 162 is heated by the thermocouple terminal 161, the liquid 62 is heated and expanded toward the diaphragm vibration surface 114D, so that the diaphragm vibration surface 114D is applied in the pressurizing chamber 150. The pressure wave can be propagated by pushing the liquid 98.

また、逆に、熱電対端子161を0℃以下にすれば、液体62はダイアフラム振動面114Dに向かって凝固膨張してゆくので、ダイアフラム振動面114Dが加圧室150内の塗布液98を押して圧力波を伝播させることができる。   Conversely, if the thermocouple terminal 161 is set to 0 ° C. or lower, the liquid 62 is solidified and expanded toward the diaphragm vibrating surface 114D, and therefore the diaphragm vibrating surface 114D pushes the coating liquid 98 in the pressurizing chamber 150. Pressure waves can be propagated.

本発明の実施の形態において、インクジェットヘッドおよびインクジェットヘッドを備えるインクジェット装置は、塗布液の液滴をオリフィスから吐出させるための駆動部の配置数を多くしても小型化が図れ、しかも、塗布液を導入する時に気泡が入れないようにして、仮に気泡が侵入しても除去でき、固形分がマニホールドの底に堆積しにくいという効果をえることもできる。   In an embodiment of the present invention, an ink jet head and an ink jet device including the ink jet head can be reduced in size even when the number of drive units for discharging droplets of the coating liquid from the orifice is increased. When air bubbles are introduced, air bubbles are prevented from entering, and even if air bubbles enter, they can be removed, and the solid content can hardly be deposited on the bottom of the manifold.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されない。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment.

例えば、図1に示すインクジェット装置の構成は一例であり、インクジェットヘッド部の移動方向とワークWの移動方向は特に限定されない。   For example, the configuration of the inkjet apparatus shown in FIG. 1 is an example, and the moving direction of the inkjet head unit and the moving direction of the workpiece W are not particularly limited.

さらに、本発明の実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成できる。例えば、本発明の実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。   Furthermore, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiments of the present invention. For example, you may delete some components from all the components shown by embodiment of this invention. Furthermore, you may combine the component covering different embodiment suitably.

10,10A インクジェットヘッド、11 パッキン押付用板、12 パッキン、13 駆動部構成板、14 ダイアフラム、14D ダイアフラム振動面、16 チャンバープレート、20,120 駆動部、30 ノズルユニット、40 塗布液の導入口、41 マニホールド、42 スリット、44,45,49 通路、46 マニホールド、47 排出口、50 加圧室、51 オリフィス、59 気泡抜き流路、60 圧電振動子、61 駆動部の熱電対端子、62 駆動部の液体、99 駆動部の容器部、200 インクジェット装置、201 インクジェットヘッドユニット、202 ワーク保持部、211 第1移動部、212 第2移動部、213 ベース、280 制御部、W ワーク、L 液滴 10, 10A inkjet head, 11 packing pressing plate, 12 packing, 13 driving part constituting plate, 14 diaphragm, 14D diaphragm vibrating surface, 16 chamber plate, 20, 120 driving part, 30 nozzle unit, 40 inlet for coating liquid, 41 Manifold, 42 Slit, 44, 45, 49 Passage, 46 Manifold, 47 Discharge port, 50 Pressurization chamber, 51 Orifice, 59 Bubble vent channel, 60 Piezoelectric vibrator, 61 Thermocouple terminal of drive unit, 62 Drive unit Liquid, 99 drive unit container, 200 inkjet device, 201 inkjet head unit, 202 work holding unit, 211 first moving unit, 212 second moving unit, 213 base, 280 control unit, W work, L droplet

Claims (5)

塗布液を液滴で吐出するオリフィスと、
前記オリフィスに通じており、前記塗布液が導入される加圧室と、
振動させることで生じる圧力波を前記加圧室内の前記塗布液に伝えて前記液滴を前記オリフィスから吐出させるダイアフラムと、
前記ダイアフラムを振動させる駆動部と、を備え、
前記駆動部は、
液体を封入する容器部と、
前記容器部内の前記液体を膨張、収縮させて前記ダイアフラムを振動させる熱電対端子とを有することを特徴とするインクジェットヘッド。
An orifice for discharging the coating liquid in droplets;
A pressure chamber that communicates with the orifice and into which the coating liquid is introduced;
A diaphragm for transmitting a pressure wave generated by the vibration to the coating liquid in the pressurizing chamber and discharging the droplet from the orifice;
A drive unit that vibrates the diaphragm,
The drive unit is
A container portion for enclosing a liquid;
An ink jet head comprising: a thermocouple terminal for expanding and contracting the liquid in the container portion to vibrate the diaphragm.
前記加圧室に前記塗布液を導入する導入口と、前記導入口に接続されて前記塗布液を導入するマニホールドと、前記マニホールドと前記加圧室を接続するスリットを有し、
前記スリットは、前記マニホールドに比べて狭く形成されていることを特徴とする請求項1に記載のインクジェットヘッド。
An inlet that introduces the coating liquid into the pressurizing chamber, a manifold that is connected to the inlet and introduces the coating liquid, and a slit that connects the manifold and the pressurizing chamber;
The inkjet head according to claim 1, wherein the slit is formed narrower than the manifold.
前記マニホールドを振動させる圧電振動子を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のインクジェットヘッド。   The inkjet head according to claim 1, further comprising a piezoelectric vibrator that vibrates the manifold. 前記加圧室は、前記加圧室内に生じる前記塗布液の気泡を外部に排出するための気泡抜き流路を有することを特徴とする請求項3に記載のインクジェットヘッド。   The inkjet head according to claim 3, wherein the pressurizing chamber has a bubble vent channel for discharging bubbles of the coating liquid generated in the pressurizing chamber to the outside. 塗布液を液滴で吐出するインクジェットヘッドを備えるインクジェット装置であって、
前記インクジェットヘッドは、
前記塗布液を液滴で吐出するオリフィスと、
前記オリフィスに通じており、前記塗布液が導入される加圧室と、
振動させることで生じる圧力波を前記加圧室内の前記塗布液に伝えて前記液滴を前記オリフィスから吐出させるダイアフラムと、
前記ダイアフラムを振動させる駆動部とを備え、
前記駆動部は、
液体を封入する容器部と、
前記容器部内の前記液体を膨張、収縮させて前記ダイアフラムを振動させる熱電対端子とを有することを特徴とするインクジェット装置。
An inkjet apparatus including an inkjet head that discharges a coating liquid in droplets,
The inkjet head is
An orifice for discharging the coating liquid in droplets;
A pressure chamber that communicates with the orifice and into which the coating liquid is introduced;
A diaphragm for transmitting a pressure wave generated by the vibration to the coating liquid in the pressurizing chamber and discharging the droplet from the orifice;
A drive unit that vibrates the diaphragm;
The drive unit is
A container portion for enclosing a liquid;
An ink jet apparatus comprising: a thermocouple terminal that expands and contracts the liquid in the container portion to vibrate the diaphragm.
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