JP2011131533A - Liquid jet head and liquid jet apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To constitute a liquid circulation type actuator part for ejecting liquid from the end surface of a piezoelectric plate with a small number of parts, without requiring a high working technique. <P>SOLUTION: A liquid jet head 1 includes: the piezoelectric plate 2 in which a plurality of grooves 6 are opened in a side surface 9 thereof; a cover plate 3 whose side surface is configured to be flush with the side surface of the piezoelectric plate 2 and which is joined to one surface 7 of the piezoelectric plate 2; a nozzle plate 5 having a plurality of nozzles 10 and joined to the side surfaces of the cover plate and piezoelectric plate so as to communicate the nozzles 10 with the grooves 6; and a flow path member 4 having a liquid discharge chamber 12 and joined to the other surface 8 of the piezoelectric plate 2 or the surface of the cover plate 3. A plurality of discharge paths 14 are configured between the nozzle plate 5 and the side surface of the piezoelectric plate 2 or the cover plate 3 and the liquid jet head is constituted in such a way that one ends of the discharge paths are communicated with the groove and the other ends of the discharge paths are communicated with the liquid discharge chamber. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、ノズルから液体を吐出して被記録媒体に画像や文字、あるいは薄膜材料を形成する液体噴射ヘッド及びこれを用いた液体噴射装置に関する。   The present invention relates to a liquid ejecting head that discharges liquid from a nozzle to form an image, characters, or a thin film material on a recording medium, and a liquid ejecting apparatus using the same.

近年、記録紙等にインク滴を吐出して文字、図形を描画する、或いは素子基板の表面に液体材料を吐出して機能性薄膜を形成するインクジェット方式の液体噴射ヘッドが利用されている。この方式は、インクや液体材料を液体タンクから供給管を介して液体噴射ヘッドに供給し、液体噴射ヘッドのインクを充填したチャンネルの容積を駆動信号に応じて変化させ、チャンネルに連通するノズルからインクを吐出させる。インクの吐出の際には液体噴射ヘッドや噴射した液体を記録する被記録媒体を移動させて、文字や図形を記録する、或いは液体材料を吐出して所定形状の機能性薄膜を形成する。   In recent years, ink jet type liquid ejecting heads have been used in which ink droplets are ejected onto recording paper or the like to draw characters and figures, or liquid material is ejected onto the surface of an element substrate to form a functional thin film. In this method, ink or liquid material is supplied from a liquid tank to a liquid ejecting head via a supply pipe, and the volume of the channel filled with ink of the liquid ejecting head is changed according to a drive signal, and from a nozzle communicating with the channel. Ink is ejected. When ink is ejected, a liquid ejecting head or a recording medium for recording ejected liquid is moved to record characters and figures, or a liquid material is ejected to form a functional thin film having a predetermined shape.

図６は、特許文献１に記載されたこの種のプリントヘッドの説明図である。図６のＦｉｇ．２Ａはプリントヘッドの長手方向断面図であり、Ｆｉｇ．２Ｂはノズルプレート４０の方向から見た正面図であり、Ｆｉｇ．２Ｃは部分斜視図である。プリントヘッドは、表面に複数のチャンバー３６が形成された２枚のウエハ３０・３２を、ポリイミドシート３８を介してチャンバー３６が対向して貼り合わされている。即ち、ポリイミドシート３８はチャンバー３６を上下の２つの流路に分割するバリアとなっている。２枚のウエハ３０・３２の端面にはノズルプレート４０が接合されている。ノズルプレート４０にはチャンバー３６に連通するノズル４２が形成されている。ポリイミドシート３８のノズルプレート４０側の端部は凹形状に切断され（以下、凹部５０という）、上部チャンバーから下部チャンバーにインクが流れるよう構成されている。   FIG. 6 is an explanatory diagram of this type of print head described in Patent Document 1. In FIG. FIG. 2A is a longitudinal sectional view of the print head, FIG. 2B is a front view seen from the direction of the nozzle plate 40, FIG. 2C is a partial perspective view. In the print head, two wafers 30 and 32 having a plurality of chambers 36 formed on the surface are bonded to each other with the chambers 36 facing each other with a polyimide sheet 38 interposed therebetween. That is, the polyimide sheet 38 is a barrier that divides the chamber 36 into two upper and lower flow paths. A nozzle plate 40 is bonded to the end faces of the two wafers 30 and 32. A nozzle 42 communicating with the chamber 36 is formed in the nozzle plate 40. An end portion of the polyimide sheet 38 on the nozzle plate 40 side is cut into a concave shape (hereinafter referred to as a concave portion 50), and the ink flows from the upper chamber to the lower chamber.

チャンバー３６の側壁４８には電極４４・４６が形成されている。この電極４４・４６に駆動電圧を与えてチャンバー３６を区画する側壁４８を剪弾モードで変形させ、チャンバー３６の容積を縮小させる。これにより、小滴４９をノズル４２から射出して非記録媒体に記録する。   Electrodes 44 and 46 are formed on the side wall 48 of the chamber 36. A drive voltage is applied to the electrodes 44 and 46 to deform the side wall 48 partitioning the chamber 36 in the shredding mode, thereby reducing the volume of the chamber 36. Thereby, the small droplet 49 is ejected from the nozzle 42 and recorded on the non-recording medium.

このプリントヘッドは、上部チャンバー３６から下部チャンバー３６にインクを循環させている。そのため、インクに気泡や塵埃が混入した場合でもこれらを外部に取り除くことが容易にできる。即ち、インクの流れによってノズル４２内を容易に洗浄することができる。   This print head circulates ink from the upper chamber 36 to the lower chamber 36. Therefore, even when bubbles or dust are mixed in the ink, these can be easily removed to the outside. That is, the inside of the nozzle 42 can be easily cleaned by the flow of ink.

特表２００３−５０５２８１号公報Japanese translation of PCT publication No. 2003-505281

しかしながら、上記公知例では２枚のウエハ３０・３２の間にチャンバー３６を仕切るためのポリイミドシート３８を必要とする。そのために３層構造となって、ウエハ３０とポリイミドシート３８を接合し、更にポリイミドシート３８とウエハ３２を接合しなければならず、３点の部品と２回の接合工程を必要とする。また、上部ウエハ３０の各チャンネルと下部ウエハ３２の各チャンネルとポリイミドシート３８の各凹部５０とを合致させて貼り合せる必要があり、製造工程が複雑となった。   However, the known example requires a polyimide sheet 38 for partitioning the chamber 36 between the two wafers 30 and 32. Therefore, it becomes a three-layer structure, the wafer 30 and the polyimide sheet 38 are bonded, the polyimide sheet 38 and the wafer 32 must be bonded, and three parts and two bonding steps are required. In addition, each channel of the upper wafer 30, each channel of the lower wafer 32, and each recess 50 of the polyimide sheet 38 need to be matched and bonded, which complicates the manufacturing process.

上記公知例にはウエハ３０・３２の厚さが１５０ｍｍ、ポリイミドシート３８の厚さが２０ｍｍ〜５０ｍｍと記載されている。しかし、現在においては、文字・図形及び機能性薄膜の高解像度化・高精細化が望まれているため、上述のような大型寸法である形態よりも、小型寸法の形態が好ましい場合がある。例えばそのような形態において、チャンバー３６の幅や、チャンバー３６を区画する側壁４８の厚さを数１０μｍ〜数１００μｍとし、ノズルピッチを１ｍｍ以下とする高密度記録の可能な液体噴射ヘッドを形成しようとすると、その作成がきわめて困難となる。   In the known example, the thickness of the wafers 30 and 32 is 150 mm, and the thickness of the polyimide sheet 38 is 20 mm to 50 mm. However, at present, since high-resolution and high-definition characters / graphics and functional thin films are desired, a form with a small size may be preferable to a form with a large size as described above. For example, in such a form, a liquid jet head capable of high density recording in which the width of the chamber 36 and the thickness of the side wall 48 partitioning the chamber 36 are several tens μm to several hundreds μm and the nozzle pitch is 1 mm or less is formed. This makes it extremely difficult to create.

即ち、ポリイミドシート３８はウエハ３０・３２に接合する前に多数のチャンバー３６に合致する多数の凹部を形成しておく必要がある。ポリイミドシート３８が薄くなるとその可撓性によりウエハ３０・３２のチャンバー３６との位置合わせが困難となる。また、ポリイミドシート３８が厚くなると、隣接する凹部との間の側壁が高くなり、端面の研磨工程でポリイミドの側壁が破壊される、あるいは屈曲して凹部５０の流路が潰れてしまう、などの課題があった。   That is, the polyimide sheet 38 needs to be formed with a number of recesses that match the number of chambers 36 before being bonded to the wafers 30 and 32. When the polyimide sheet 38 becomes thin, alignment with the chamber 36 of the wafers 30 and 32 becomes difficult due to its flexibility. Further, when the polyimide sheet 38 becomes thicker, the side wall between the adjacent recesses becomes higher, and the side wall of the polyimide is destroyed in the polishing process of the end face, or the flow path of the recess 50 is crushed by bending or the like. There was a problem.

特に、この形態における液体を噴射するメカニズムは、上述の通り、チャンバー３６の容積を膨張・収縮させることによって実施しており、詳細には、インクを噴射するチャンバー３６を構成する２つの側壁４８の形状を剪弾モードで変形させることでチャンバー３６の容積を変更している。しかしながら、ポリイミドシート３８がチャンバー３６内に配置されることで、側壁４８の剪弾モード変形を妨げ、所望のインク吐出を実施することができない可能性がある、などの課題があった。   In particular, the mechanism for ejecting the liquid in this embodiment is implemented by expanding and contracting the volume of the chamber 36 as described above. Specifically, the mechanism of the two side walls 48 constituting the chamber 36 that ejects ink is used. The volume of the chamber 36 is changed by changing the shape in the shredder mode. However, since the polyimide sheet 38 is disposed in the chamber 36, there is a problem that the side wall 48 may be prevented from being shredded and the desired ink ejection may not be performed.

また、上記公知例では流路３４がチャンバー３６の上下を往復する。高密度記録可能な液体噴射ヘッドではチャンバー３６の流路径が小さいので、チャンバー３６を流れるインクの流路抵抗が大きくなり、インクに混入した気泡や塵埃の除去や、ノズル４２の洗浄を迅速に行うことができなくなる、などの課題があった。   In the known example, the flow path 34 reciprocates up and down the chamber 36. In the liquid jet head capable of high density recording, the flow path diameter of the chamber 36 is small, so that the flow path resistance of the ink flowing through the chamber 36 is increased, so that bubbles and dust mixed in the ink are removed and the nozzle 42 is quickly cleaned. There were issues such as being unable to do so.

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、部品点数を減らし、高度な加工技術を必要としないで構成できる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供するものである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus that can be configured without reducing the number of components and requiring an advanced processing technique.

本発明による液体噴射ヘッドは、一方面の基準方向に細長い複数の溝が配列し、前記各溝の一端が側面に開口する圧電プレートと、前記複数の溝に液体を供給するための液体供給孔を有し、側面を前記圧電プレートの側面と面一に構成して前記圧電プレートの一方面に接合するカバープレートと、基準方向に配列する複数のノズルを有し、前記圧電プレート及び前記カバープレートの側面に前記ノズルと前記溝が連通して接合するノズルプレートと、前記複数の溝から液体を排出するための液体排出室を有し、前記圧電プレートの他方面又は前記カバープレートの表面に接合する流路部材と、を備え、前記ノズルプレートと、前記圧電プレート又は前記カバープレートの側面との間に複数の排出路を構成し、前記排出路の一端が前記溝に連通し、前記排出路の他端が前記液体排出室に連通するようにした。   A liquid ejecting head according to the present invention includes a piezoelectric plate in which a plurality of elongated grooves are arranged in a reference direction on one surface, and one end of each groove opens on a side surface, and a liquid supply hole for supplying liquid to the plurality of grooves A cover plate that has a side surface flush with the side surface of the piezoelectric plate and is joined to one surface of the piezoelectric plate, and a plurality of nozzles arranged in a reference direction, the piezoelectric plate and the cover plate A nozzle plate that connects the nozzle and the groove in communication with each other, and a liquid discharge chamber for discharging liquid from the plurality of grooves, and is bonded to the other surface of the piezoelectric plate or the surface of the cover plate. A plurality of discharge paths between the nozzle plate and the side surface of the piezoelectric plate or the cover plate, and one end of the discharge path communicates with the groove. The other end of the discharge path is allowed to communicate with the said liquid discharge chamber.

また、前記複数の排出路は前記圧電プレートの側面と前記ノズルプレートの間に構成し、前記流路部材は前記圧電プレートの前記一方面とは反対側の他方面に接合するようにした。   The plurality of discharge paths are formed between a side surface of the piezoelectric plate and the nozzle plate, and the flow path member is joined to the other surface of the piezoelectric plate opposite to the one surface.

また、前記ノズルプレートは、前記排出路を構成する凹部を複数備えるようにした。   Further, the nozzle plate is provided with a plurality of recesses constituting the discharge path.

また、前記圧電プレートの側面は、前記排出路を構成する凹部を複数備えるようにした。   Further, the side surface of the piezoelectric plate is provided with a plurality of recesses constituting the discharge path.

また、前記複数の排出路は前記カバープレートの側面と前記ノズルプレートの間に構成し、前記流路部材は前記カバープレートの表面に接合するようにした。   The plurality of discharge paths are formed between a side surface of the cover plate and the nozzle plate, and the flow path member is joined to the surface of the cover plate.

また、前記ノズルプレートは、前記排出路を構成する凹部を複数備えるようにした。   Further, the nozzle plate is provided with a plurality of recesses constituting the discharge path.

また、前記カバープレートは、前記排出路を構成する凹部を複数備えるようにした。   Further, the cover plate is provided with a plurality of recesses constituting the discharge path.

また、前記流路部材は前記カバープレートの液体供給孔に連通する液体供給室を備えるようにした。   Further, the flow path member includes a liquid supply chamber communicating with the liquid supply hole of the cover plate.

本発明による液体噴射装置は、上記いずれかに一に記載した液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドから排出した液体を貯留する液体タンクと、前記液体タンクから液体を供給され前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体サブタンクと、前記液体噴射ヘッドと前記液体タンクの間に設けたフィルターと、前記液体噴射ヘッドと前記液体タンクの間に設け、前記液体噴射ヘッドから液体を吸引する吸引ポンプと、前記液体タンクと前記液体サブタンクの間に設け、液体の脱気をするための脱気手段と、前記液体タンクと前記液体サブタンクの間に設け、前記液体を押圧する押圧ポンプと、を備えるようにした。   A liquid ejecting apparatus according to the present invention includes a liquid ejecting head according to any one of the above, a liquid tank that stores liquid discharged from the liquid ejecting head, and a liquid that is supplied from the liquid tank to the liquid ejecting head. A liquid sub-tank, a filter provided between the liquid jet head and the liquid tank, a suction pump provided between the liquid jet head and the liquid tank, and sucking liquid from the liquid jet head, A degassing means for degassing the liquid provided between the liquid tank and the liquid subtank, and a press pump for pressing the liquid provided between the liquid tank and the liquid subtank. .

本発明の液体噴射ヘッドは、一方面の基準方向に細長い複数の溝が配列し、各溝の一端が側面に開口する圧電プレートと、複数の溝に液体を供給するための液体供給孔を有し、側面を圧電プレートの側面と面一に構成して圧電プレートの一方面に接合するカバープレートと、基準方向に配列する複数のノズルを有し、圧電プレート及び前記カバープレートの側面に前記ノズルと溝が連通して接合するノズルプレートと、複数の溝から液体を排出するための液体排出室を有し、圧電プレートの他方面又はカバープレートの表面に接合する流路部材と、を備え、ノズルプレートと、圧電プレート又はカバープレートの側面との間に複数の排出路を構成し、排出路の一端が溝に連通し、排出路の他端が液体排出室に連通する。これにより、液体を圧電プレートの端面から吐出する端面吐出型で、吐出する液体を循環させる液体循環型のアクチュエータ部を少ない部品点数で、かつ高度な加工技術を必要としないで製造できる構成としたので、コストを低減した液体噴射ヘッドを提供することができる。   The liquid jet head of the present invention has a piezoelectric plate in which a plurality of elongated grooves are arranged in the reference direction on one surface, and one end of each groove opens on the side surface, and a liquid supply hole for supplying liquid to the plurality of grooves. And a cover plate configured to be flush with the side surface of the piezoelectric plate and joined to one surface of the piezoelectric plate, and a plurality of nozzles arranged in a reference direction, and the nozzles on the side surfaces of the piezoelectric plate and the cover plate A nozzle plate that communicates and joins the grooves, a liquid discharge chamber for discharging the liquid from the plurality of grooves, and a flow path member that joins the other surface of the piezoelectric plate or the surface of the cover plate, A plurality of discharge paths are formed between the nozzle plate and the side surface of the piezoelectric plate or cover plate, one end of the discharge path communicates with the groove, and the other end of the discharge path communicates with the liquid discharge chamber. As a result, an end face discharge type that discharges liquid from the end face of the piezoelectric plate, and a liquid circulation type actuator that circulates the liquid to be discharged can be manufactured with a small number of parts and without requiring advanced processing techniques. Therefore, it is possible to provide a liquid ejecting head with reduced cost.

本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッドの説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a liquid ejecting head according to the first embodiment of the invention. 本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッドの模式的な縦断面図である。FIG. 6 is a schematic longitudinal sectional view of a liquid jet head according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第三実施形態に係る液体噴射ヘッドの模式的な縦断面図である。FIG. 6 is a schematic longitudinal sectional view of a liquid jet head according to a third embodiment of the present invention. 本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッドの模式的な縦断面図である。FIG. 6 is a schematic longitudinal sectional view of a liquid jet head according to a fourth embodiment of the present invention. 本発明の第五実施形態に係る液体噴射装置の模式的な構成図である。FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a liquid ejecting apparatus according to a fifth embodiment of the invention. 従来公知のインクジェットヘッドの断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of a conventionally well-known inkjet head.

本発明の液体噴射ヘッドは、一方面に多数の溝を形成した圧電プレートと、この圧電プレートの一方面に接合するカバープレートと、複数のノズルを有し、圧電プレートとカバープレートがなす面一の端面に接合するノズルプレートと、液体排出室を有し、圧電プレートの他方面又はカバープレートの表面に接合する流路部材を備えている。   The liquid jet head according to the present invention includes a piezoelectric plate having a plurality of grooves formed on one surface thereof, a cover plate joined to one surface of the piezoelectric plate, and a plurality of nozzles, and the piezoelectric plate and the cover plate are flush with each other. A nozzle plate that is joined to the end face, and a liquid discharge chamber, and a flow path member that is joined to the other face of the piezoelectric plate or the surface of the cover plate.

圧電プレートの一方面に形成した多数の溝は基準方向に配列し、各溝の一端は圧電プレートの側面に開口している。カバープレートは、液体を各溝に供給するための液体供給孔を有し、この液体供給孔が複数の溝と連通して圧電プレートの一方面を覆っている。   A large number of grooves formed on one surface of the piezoelectric plate are arranged in the reference direction, and one end of each groove opens on the side surface of the piezoelectric plate. The cover plate has a liquid supply hole for supplying a liquid to each groove, and the liquid supply hole communicates with the plurality of grooves and covers one surface of the piezoelectric plate.

更に、ノズルプレートと圧電プレート又はカバープレートの間に各溝から液体を排出するための複数の排出路を構成している。排出路の一端は圧電プレートの溝に連通し、他端は流路部材の液体排出室に連通している。従って、液体はカバープレートの液体供給室から複数の溝に流入し、各溝から各排出路を経由して液体排出室に流入する。各ノズルは各溝にそれぞれ連通し、駆動信号に応じて各溝の容積を変化させてノズルから液滴を吐出する。   Furthermore, a plurality of discharge paths for discharging liquid from each groove are formed between the nozzle plate and the piezoelectric plate or the cover plate. One end of the discharge path communicates with the groove of the piezoelectric plate, and the other end communicates with the liquid discharge chamber of the flow path member. Therefore, the liquid flows into the plurality of grooves from the liquid supply chamber of the cover plate, and flows into the liquid discharge chamber from each groove through the discharge paths. Each nozzle communicates with each groove and discharges droplets from the nozzle by changing the volume of each groove in accordance with a drive signal.

このように、液体を圧電プレートの端面から吐出する端面吐出型で、吐出する液体を循環させる液体循環型のアクチュエータ部を圧電プレート、カバープレート及びノズルプレートにより構成したので、公知例と比較して部品点数を低減することができる。また、高密度記録の可能な液体噴射ヘッドを高度な加工技術を必要としないので製造できる構成とした。また、液体はカバープレートに達した後は流路部材の液体排出室に流入するので、流路抵抗の増加を抑えることができる。   As described above, the end surface discharge type that discharges the liquid from the end surface of the piezoelectric plate and the liquid circulation type actuator that circulates the discharged liquid are configured by the piezoelectric plate, the cover plate, and the nozzle plate. The number of parts can be reduced. In addition, a liquid jet head capable of high-density recording is configured to be manufactured because it does not require advanced processing technology. Moreover, since the liquid flows into the liquid discharge chamber of the flow path member after reaching the cover plate, an increase in flow path resistance can be suppressed.

なお、圧電プレートは、ＰＺＴ等の圧電体セラミックスの薄板を使用することができる。カバープレートは圧電プレートと熱膨張率を同じとするために、圧電プレートと同一の材料を使用することができる。ノズルプレートは合成樹脂により形成することができ、例えばポリイミド樹脂を使用することができる。流路部材は合成樹脂や金属材料を使用することができる。   The piezoelectric plate can be a thin plate of piezoelectric ceramic such as PZT. Since the cover plate has the same coefficient of thermal expansion as that of the piezoelectric plate, the same material as that of the piezoelectric plate can be used. The nozzle plate can be formed of a synthetic resin, and for example, a polyimide resin can be used. A synthetic resin or a metal material can be used for the flow path member.

例えば、流路部材を圧電プレートの一方面とは反対側の他方面に接合することができる。流路部材の側面は圧電プレートの側面と面一に構成し、この側面に流路部材に形成した液体排出室を開口させる。更に、ノズルプレートの圧電体側の面（以下、ノズルプレートの裏面という）に凹状の溝からなる排出路を複数形成することができる。この排出路の一方の端部は圧電プレートの側面に開口する溝と連通させ、他方の端部は流路部材の液体排出室に連通させる。また、ノズルプレート側に排出路を形成することに代えて、圧電プレートの側面に凹状の溝からなる排出路を形成することができる。排出路の一方端は圧電プレートの一方面に形成した溝と連通し、他方端は流路部材の液体排出室に連通させることができる。   For example, the flow path member can be joined to the other surface opposite to the one surface of the piezoelectric plate. The side surface of the flow channel member is configured to be flush with the side surface of the piezoelectric plate, and a liquid discharge chamber formed in the flow channel member is opened on this side surface. Furthermore, a plurality of discharge paths made of concave grooves can be formed on the surface of the nozzle plate on the piezoelectric body side (hereinafter referred to as the back surface of the nozzle plate). One end portion of the discharge path communicates with a groove opened on the side surface of the piezoelectric plate, and the other end portion communicates with a liquid discharge chamber of the flow path member. Further, instead of forming the discharge path on the nozzle plate side, a discharge path made of a concave groove can be formed on the side surface of the piezoelectric plate. One end of the discharge path communicates with a groove formed on one surface of the piezoelectric plate, and the other end communicates with a liquid discharge chamber of the flow path member.

液体排出室の流路抵抗は圧電プレートの表面に形成した溝よりも小さいので、液体供給孔から液体排出室までの流路抵抗を低減させることができる。そのため、液体の流速を確保することが容易となり、ノズルの洗浄や液体に混入した気泡、塵埃の除去を速やかに行うことができる。   Since the flow path resistance of the liquid discharge chamber is smaller than the groove formed on the surface of the piezoelectric plate, the flow path resistance from the liquid supply hole to the liquid discharge chamber can be reduced. Therefore, it is easy to ensure the liquid flow rate, and it is possible to quickly clean the nozzles and remove bubbles and dust mixed in the liquid.

また、流路部材をカバープレートの圧電プレートとは反対側の面（以下、カバープレートの表面という）に接合することができる。この場合も、流路部材の側面は圧電プレートの側面と面一に構成し、この側面に流路部材に形成した液体排出室を開口させる。更に、ノズルプレートの裏面に凹状の溝からなる排出路を複数形成することができる。この排出路の一方の端部は圧電プレートの側面に開口する溝と連通させ、他方の端部は流路部材の液体排出室に連通させる。また、ノズルプレート側に排出路を形成することに代えて、圧電プレートの側面に凹状の溝からなる排出路を形成することができる。排出路の一方端は圧電プレートの一方面に形成した溝と連通し、他方端は流路部材の液体排出室に連通させることができる。   Further, the flow path member can be bonded to the surface of the cover plate opposite to the piezoelectric plate (hereinafter referred to as the surface of the cover plate). Also in this case, the side surface of the flow path member is configured to be flush with the side surface of the piezoelectric plate, and a liquid discharge chamber formed in the flow path member is opened on this side surface. Furthermore, a plurality of discharge paths made of concave grooves can be formed on the back surface of the nozzle plate. One end portion of the discharge path communicates with a groove opened on the side surface of the piezoelectric plate, and the other end portion communicates with a liquid discharge chamber of the flow path member. Further, instead of forming the discharge path on the nozzle plate side, a discharge path made of a concave groove can be formed on the side surface of the piezoelectric plate. One end of the discharge path communicates with a groove formed on one surface of the piezoelectric plate, and the other end communicates with a liquid discharge chamber of the flow path member.

また、カバープレートの表面に設置した流路部材に液体排出室とともに、カバープレートの液体供給孔に連通する液体供給室を設けることができる。この構成によれば、液体供給用の流路部材と液体排出用の流路部材を１つの流路部材で構成することができるので、部品点数を減少させることができる。   In addition, a liquid supply chamber communicating with the liquid supply hole of the cover plate can be provided together with the liquid discharge chamber in the flow path member installed on the surface of the cover plate. According to this configuration, since the liquid supply flow path member and the liquid discharge flow path member can be configured by one flow path member, the number of components can be reduced.

また、上記の液体噴射ヘッドを用いて液体噴射装置を構成することができる。例えば、液体噴射ヘッドから排出した液体を貯留する液体タンクと、液体タンクから液体を供給され液体噴射ヘッドに液体を供給する液体サブタンクと、液体タンクと液体噴射ヘッドの間に設けたフィルターと、液体タンクと液体噴射ヘッド、例えば上記フィルターと液体タンクの間に設けた吸引ポンプと、液体タンクと液体サブタンクの間に設けた脱気手段と、液体タンクと液体サブタンクの間、例えば上記脱気手段と液体サブタンクとの間に設けた押圧ポンプとを備える。このように構成すれば、液体噴射ヘッドのノズル洗浄や液体に混入した気泡や塵埃の除去を速やかに行うことができる。   In addition, a liquid ejecting apparatus can be configured using the liquid ejecting head. For example, a liquid tank that stores liquid discharged from the liquid ejecting head, a liquid sub tank that is supplied with liquid from the liquid tank and supplies liquid to the liquid ejecting head, a filter provided between the liquid tank and the liquid ejecting head, and liquid A tank and a liquid jet head, for example, a suction pump provided between the filter and the liquid tank, a deaeration means provided between the liquid tank and the liquid sub-tank, and between the liquid tank and the liquid sub-tank, for example, the deaeration means And a pressure pump provided between the liquid sub tank. With this configuration, it is possible to quickly perform nozzle cleaning of the liquid jet head and removal of bubbles and dust mixed in the liquid.

以下、本発明について図面を用いて具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

（第一実施形態）
図１は本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッド１の説明図である。図１（ａ）は液体噴射ヘッド１の一部の模式的な分解斜視図であり、（ｂ）は部分ＡＡの模式的な縦断面図である。 (First embodiment)
FIG. 1 is an explanatory diagram of a liquid jet head 1 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1A is a schematic exploded perspective view of a part of the liquid jet head 1, and FIG. 1B is a schematic longitudinal sectional view of a portion AA.

液体噴射ヘッド１は、圧電プレート２と、圧電プレート２の一方面７に接合するカバープレート３と、カバープレート３の圧電プレート２とは反対側の表面に接合する第一流路部材４ａと、圧電プレート２の一方面７とは反対側の他方面８に接合する第二流路部材４ｂと、これらの積層構造の一方の側面９に接合するノズルプレート５を備えている。図１（ａ）に示すように各部材を矢印方向に接合して液体噴射ヘッド１を構成する。   The liquid jet head 1 includes a piezoelectric plate 2, a cover plate 3 bonded to one surface 7 of the piezoelectric plate 2, a first flow path member 4 a bonded to the surface of the cover plate 3 opposite to the piezoelectric plate 2, A second flow path member 4b joined to the other surface 8 opposite to the one surface 7 of the plate 2 and a nozzle plate 5 joined to one side surface 9 of these laminated structures are provided. As shown in FIG. 1A, the liquid jet head 1 is configured by joining the members in the direction of the arrow.

圧電プレート２は一方面７の基準方向に配列する複数の溝６を有している。各溝６の一方の端部は側面９に開口している。圧電プレート２の側面９と反対側は他の部材よりも突出している。各溝６はその側壁に駆動用の電極１５を備え、突出部の一方面７に形成した電極端子１６まで延在し、外部回路と接続可能としている。   The piezoelectric plate 2 has a plurality of grooves 6 arranged in the reference direction of the one surface 7. One end of each groove 6 is open to the side surface 9. The side opposite to the side surface 9 of the piezoelectric plate 2 protrudes from the other members. Each groove 6 includes a driving electrode 15 on its side wall, extends to an electrode terminal 16 formed on one surface 7 of the protruding portion, and can be connected to an external circuit.

カバープレート３は圧電プレート２とは反対側の表面から圧電プレート２側の裏面にかけて貫通する液体供給孔１１を備えている。液体供給孔１１の開口部は表面の側よりもその反対側の裏面の側が大きい。液体供給孔１１は複数の溝６と他方の端部において連通している。カバープレート３は、液体供給孔１１の領域を除いて複数の溝６の一方面７に開口する開口部を閉塞している。カバープレート３のノズルプレート５側の側面は圧電プレート２の側面と面一に形成した。第一流路部材４ａは、液体供給用の配管に接続するための第一接続部１７ａと、供給した液体を貯留する液体供給室１３を備えている。液体供給室１３はカバープレート３の液体供給孔１１に連通する。第一流路部材４ａのノズルプレート５側の側面は圧電プレート２の側面９と面一に形成した。   The cover plate 3 includes a liquid supply hole 11 penetrating from the surface opposite to the piezoelectric plate 2 to the back surface on the piezoelectric plate 2 side. The opening of the liquid supply hole 11 is larger on the reverse side than the front side. The liquid supply hole 11 communicates with the plurality of grooves 6 at the other end. The cover plate 3 closes the opening that opens to one surface 7 of the plurality of grooves 6 except for the region of the liquid supply hole 11. The side surface of the cover plate 3 on the nozzle plate 5 side was formed flush with the side surface of the piezoelectric plate 2. The first flow path member 4a includes a first connection portion 17a for connecting to a liquid supply pipe and a liquid supply chamber 13 for storing the supplied liquid. The liquid supply chamber 13 communicates with the liquid supply hole 11 of the cover plate 3. The side surface on the nozzle plate 5 side of the first flow path member 4 a was formed flush with the side surface 9 of the piezoelectric plate 2.

第二流路部材４ｂは、各溝６から排出される液体を合流する液体排出室１２と液体排出用の配管に接続するための第二接続部１７ｂを備えている。第二流路部材４ｂのノズルプレート５側の側面は圧電プレート２及びカバープレート３の側面９と面一に形成した。液体排出室１２は側面９に開口する。ノズルプレート５は、各溝６に連通するノズル１０を備えている。ノズルプレート５は、その裏面に凹状の研削溝からなる排出路１４を複数有し、複数の排出路１４のそれぞれは複数の溝６のそれぞれに対応している。即ち、排出路１４は、圧電プレート２の側面９に対面し、一端は圧電プレート２の側面９に開口する溝６に連通し、他端は液体排出室１２に連通している。なお、本第一実施形態では各ノズル１０を排出路１４に連通して形成したが、これに代えて、ノズル１０と排出路１４とを分離して、即ちノズル１０と排出路１４が直接連通しない位置に排出路１４を形成することができる。   The second flow path member 4b includes a liquid discharge chamber 12 that joins the liquid discharged from each groove 6 and a second connection portion 17b for connecting to a liquid discharge pipe. The side surface on the nozzle plate 5 side of the second flow path member 4 b was formed flush with the side surface 9 of the piezoelectric plate 2 and the cover plate 3. The liquid discharge chamber 12 opens on the side surface 9. The nozzle plate 5 includes nozzles 10 communicating with the grooves 6. The nozzle plate 5 has a plurality of discharge paths 14 formed of concave grinding grooves on the back surface, and each of the plurality of discharge paths 14 corresponds to each of the plurality of grooves 6. That is, the discharge path 14 faces the side surface 9 of the piezoelectric plate 2, one end communicates with the groove 6 opened on the side surface 9 of the piezoelectric plate 2, and the other end communicates with the liquid discharge chamber 12. In the first embodiment, each nozzle 10 is formed so as to communicate with the discharge path 14, but instead, the nozzle 10 and the discharge path 14 are separated, that is, the nozzle 10 and the discharge path 14 communicate directly. The discharge path 14 can be formed at a position where it is not.

液体は、第一接続部１７ａから流入し、液体供給室１３、液体供給孔１１を経由して各溝６に流入する。更に、排出路１４を経由して液体排出室１２に流入し、第二接続部１７ｂから外部へ流出する。また、溝６の側壁に設けた電極１５に駆動電圧を与えて駆動した場合は、溝６の容積が膨張・収縮してノズル１０から液滴が吐出する。   The liquid flows in from the first connection portion 17 a and flows into the grooves 6 via the liquid supply chamber 13 and the liquid supply hole 11. Furthermore, it flows into the liquid discharge chamber 12 via the discharge path 14, and flows out from the second connection portion 17b. Further, when the electrode 15 provided on the side wall of the groove 6 is driven by applying a driving voltage, the volume of the groove 6 expands and contracts, and a droplet is ejected from the nozzle 10.

圧電プレート２とカバープレート３はＰＺＴセラミックスを使用した。同じ材料を使用することにより熱膨張が等しくなるので温度変化に対して歪の発生を防止することができる。第一及び第二流路部材４ａ、４ｂはポリフェニレンサルファイド樹脂を、ノズルプレート５としてポリイミド樹脂を使用した。溝６の幅及び溝６を区画する側壁の厚さは数１０μｍ〜数１００μｍとした。また、ノズルプレート５の厚さは数１０μｍ〜２００μｍとした。ノズルプレート５の排出路１４はレーザ加工により形成した。排出路１４の深さはノズルプレート５の厚さの約１／２とすればよい。   The piezoelectric plate 2 and the cover plate 3 are made of PZT ceramics. Since the thermal expansion becomes equal by using the same material, the occurrence of strain can be prevented with respect to temperature change. The first and second flow path members 4 a and 4 b are made of polyphenylene sulfide resin, and the nozzle plate 5 is made of polyimide resin. The width of the groove 6 and the thickness of the side wall defining the groove 6 were several tens of μm to several hundreds of μm. The thickness of the nozzle plate 5 was several tens of μm to 200 μm. The discharge path 14 of the nozzle plate 5 was formed by laser processing. The depth of the discharge path 14 may be about ½ of the thickness of the nozzle plate 5.

このように、高密度記録が可能な液体噴射ヘッド１を少ない部品点数で容易に製造することができる。また、各排出路１４から共通の液体排出室１２に排出液が流れる構成としたので、流路抵抗の増加を抑制することが可能となり、ノズル１０の洗浄や液体に混入した気泡・塵埃の除去を速やかに行うことができる。さらに、溝６の容積が変化するのを妨げることが無いので、所望の液体吐出を実施することができる。   Thus, the liquid jet head 1 capable of high density recording can be easily manufactured with a small number of parts. Further, since the discharge liquid flows from each discharge path 14 to the common liquid discharge chamber 12, an increase in flow path resistance can be suppressed, and the nozzle 10 is cleaned and bubbles and dust mixed in the liquid are removed. Can be performed promptly. Further, since the change in the volume of the groove 6 is not hindered, a desired liquid discharge can be performed.

なお、図１において、圧電プレート２の一方面７に形成した複数の溝６は、それぞれが液滴を吐出するアクチュエータとして機能するが、これに代えて、複数の溝６を一本置きにアクチュエータとして機能させ、その間の溝６を電極設置用溝とすることができる。この場合、電極設置用溝が一方面７に開口する開口部をカバープレート３によって閉塞する。また、電極設置用溝に対応するノズルプレート５の裏面にノズル１０や排出路１４を形成しないで、電極設置用溝が側面９に開口する開口部をノズルプレート５により閉塞する。これにより、電極設置用溝には液体が流入せず、電極設置用溝内において電気的漏えいがなくなるので、ノズルから吐出する液体として導電性液体を使用することができる。   In FIG. 1, the plurality of grooves 6 formed on the one surface 7 of the piezoelectric plate 2 function as actuators that discharge droplets, but instead, the plurality of grooves 6 are arranged every other actuator. And the groove 6 between them can be used as an electrode installation groove. In this case, the cover plate 3 closes the opening where the electrode installation groove opens on the one surface 7. The nozzle plate 5 closes the opening where the electrode installation groove opens on the side surface 9 without forming the nozzle 10 or the discharge path 14 on the back surface of the nozzle plate 5 corresponding to the electrode installation groove. As a result, no liquid flows into the electrode installation groove and no electrical leakage occurs in the electrode installation groove, so that a conductive liquid can be used as the liquid discharged from the nozzle.

（第二実施形態）
図２は、本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッド１の模式的な縦断面図である。第一実施形態と異なる点は、第二流路部材４ｂを除去して流路部材４が第二流路部材４ｂの機能を兼用することと、ノズルプレート５に形成する排出路１４をカバープレート３の側面の側に設けたことである。同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。 (Second embodiment)
FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view of the liquid jet head 1 according to the second embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is that the second flow path member 4b is removed and the flow path member 4 also functions as the second flow path member 4b, and the discharge path 14 formed in the nozzle plate 5 is a cover plate. 3 on the side of the side surface. The same portions or portions having the same function are denoted by the same reference numerals.

液体噴射ヘッド１は、圧電プレート２と、圧電プレート２の一方面７に接合したカバープレート３と、カバープレート３の表面に接合した流路部材４と、これらの積層構造の一方の側面９に接合したノズルプレート５を備えている。   The liquid jet head 1 includes a piezoelectric plate 2, a cover plate 3 bonded to one surface 7 of the piezoelectric plate 2, a flow path member 4 bonded to the surface of the cover plate 3, and one side surface 9 of these laminated structures. A joined nozzle plate 5 is provided.

圧電プレート２は一方面７の基準方向に配列する複数の溝６を有している。各溝６の一方の端部は側面９に開口している。圧電プレート２の側面９と反対側の端部は他の部材よりも突出している。各溝６はその側壁に駆動用の電極１５を備え、突出部の一方面７に形成した電極端子１６まで延在し、外部回路と接続可能としている。   The piezoelectric plate 2 has a plurality of grooves 6 arranged in the reference direction of the one surface 7. One end of each groove 6 is open to the side surface 9. The end of the piezoelectric plate 2 opposite to the side surface 9 protrudes from the other members. Each groove 6 includes a driving electrode 15 on its side wall, extends to an electrode terminal 16 formed on one surface 7 of the protruding portion, and can be connected to an external circuit.

カバープレート３は表面から裏面にかけて貫通する液体供給孔１１を備えている。液体供給孔１１の開口部は表面の側よりもその反対側の裏面の側を大きく形成している。液体供給孔１１は複数の溝６と他方の端部において連通している。カバープレート３は、液体供給孔１１の領域を除いて複数の溝６の一方面７に開口する開口部を閉塞している。カバープレート３のノズルプレート５側の側面は圧電プレート２の側面と面一に形成している。   The cover plate 3 includes a liquid supply hole 11 penetrating from the front surface to the back surface. The opening of the liquid supply hole 11 is formed larger on the back side opposite to the front side. The liquid supply hole 11 communicates with the plurality of grooves 6 at the other end. The cover plate 3 closes the opening that opens to one surface 7 of the plurality of grooves 6 except for the region of the liquid supply hole 11. The side surface of the cover plate 3 on the nozzle plate 5 side is formed flush with the side surface of the piezoelectric plate 2.

流路部材４は、液体供給用の配管に接続するための第一接続部１７ａと、供給した液体を貯留する液体供給室１３と、各溝６から排出される液体を合流する液体排出室１２と、液体排出用の配管に接続するための第二接続部１７ｂを備えている。液体供給室１３はカバープレート３の液体供給孔１１に連通し、液体排出室１２は側面９に開口している。流路部材４のノズルプレート５側の側面は圧電プレート２の側面９と面一に形成した。   The flow path member 4 includes a first connection portion 17a for connecting to a liquid supply pipe, a liquid supply chamber 13 for storing the supplied liquid, and a liquid discharge chamber 12 for merging the liquid discharged from each groove 6. And a second connection portion 17b for connecting to a liquid discharge pipe. The liquid supply chamber 13 communicates with the liquid supply hole 11 of the cover plate 3, and the liquid discharge chamber 12 opens on the side surface 9. The side surface of the flow path member 4 on the nozzle plate 5 side was formed flush with the side surface 9 of the piezoelectric plate 2.

ノズルプレート５は、各溝６に連通するノズル１０を備えている。ノズルプレート５は、その裏面に凹状の研削溝からなる排出路１４を複数有し、複数の排出路１４のそれぞれは複数の溝６のそれぞれに対応している。即ち、排出路１４は、カバープレート３の側面９に対面し、一端は圧電プレート２の側面９に開口する溝６に連通し、他端は液体排出室１２に連通している。なお、本第二実施形態においても各ノズル１０を排出路１４に連通して形成したが、これに代えて、ノズル１０と排出路１４とを分離して、即ちノズル１０と排出路１４が直接連通しない位置に排出路１４を形成してもよい。   The nozzle plate 5 includes nozzles 10 communicating with the grooves 6. The nozzle plate 5 has a plurality of discharge paths 14 formed of concave grinding grooves on the back surface, and each of the plurality of discharge paths 14 corresponds to each of the plurality of grooves 6. That is, the discharge path 14 faces the side surface 9 of the cover plate 3, one end communicates with the groove 6 opened on the side surface 9 of the piezoelectric plate 2, and the other end communicates with the liquid discharge chamber 12. In the second embodiment as well, each nozzle 10 is formed in communication with the discharge path 14, but instead, the nozzle 10 and the discharge path 14 are separated, that is, the nozzle 10 and the discharge path 14 are directly connected. You may form the discharge path 14 in the position which does not communicate.

液体は、第一接続部１７ａから流入し、液体供給室１３、液体供給孔１１を経由して各溝６に流入する。更に、排出路１４を経由して液体排出室１２に流入し、第二接続部１７ｂから外部へ流出する。また、溝６の側壁に設けた電極に駆動電圧を与えて駆動した場合は、溝６の容積が膨張・収縮してノズル１０から液滴が吐出する。   The liquid flows in from the first connection portion 17 a and flows into the grooves 6 via the liquid supply chamber 13 and the liquid supply hole 11. Furthermore, it flows into the liquid discharge chamber 12 via the discharge path 14, and flows out from the second connection portion 17b. Further, when the electrode provided on the side wall of the groove 6 is driven by applying a driving voltage, the volume of the groove 6 expands and contracts, and a droplet is ejected from the nozzle 10.

圧電プレート２、カバープレート３及びノズルプレート５の使用材料や、溝６の幅や溝６を区画する側壁の厚さ等は第一実施形態と同様である。これにより、液体噴射ヘッド１を構成する部品点数を更に減少させ、コンパクトに構成することができる。   The materials used for the piezoelectric plate 2, the cover plate 3 and the nozzle plate 5, the width of the groove 6, the thickness of the side wall defining the groove 6, and the like are the same as in the first embodiment. As a result, the number of parts constituting the liquid jet head 1 can be further reduced, and a compact configuration can be achieved.

（第三実施形態）
図３は、本発明の第三実施形態に係る液体噴射ヘッド１の模式的な縦断面図である。第一及び第二実施形態と異なる部分は、圧電プレート２の一方面７に形成した複数の溝６のそれぞれに連通し、液体排出室１２に液体を排出するための複数の排出路１４を圧電プレート２の側面９に形成した点である。 (Third embodiment)
FIG. 3 is a schematic longitudinal sectional view of the liquid jet head 1 according to the third embodiment of the present invention. The difference from the first and second embodiments is that each of the plurality of grooves 6 formed on the one surface 7 of the piezoelectric plate 2 communicates with each other, and a plurality of discharge paths 14 for discharging the liquid into the liquid discharge chamber 12 are piezoelectric. This is a point formed on the side surface 9 of the plate 2.

液体噴射ヘッド１は、圧電プレート２と、圧電プレート２の一方面７に接合したカバープレート３と、カバープレート３の圧電プレート２とは反対側の表面に接合した第一流路部材４ａと、圧電プレート２の一方面７とは反対側の他方面８に接合した第二流路部材４ｂと、これらの積層構造の一方の側面９に接合したノズルプレート５を備えている。   The liquid ejecting head 1 includes a piezoelectric plate 2, a cover plate 3 bonded to one surface 7 of the piezoelectric plate 2, a first flow path member 4a bonded to the surface of the cover plate 3 opposite to the piezoelectric plate 2, and a piezoelectric element. A second flow path member 4b joined to the other surface 8 opposite to the one surface 7 of the plate 2 and a nozzle plate 5 joined to one side surface 9 of these laminated structures are provided.

圧電プレート２は一方面７の基準方向に配列する複数の溝６を有している。各溝６の一方の端部は側面９に開口している。圧電プレート２の側面９と反対側は他の部材よりも突出している。各溝６はその側壁に駆動用の電極１５を備え、突出部の一方面７に形成した電極端子１６まで延在し、外部回路と接続可能としている。   The piezoelectric plate 2 has a plurality of grooves 6 arranged in the reference direction of the one surface 7. One end of each groove 6 is open to the side surface 9. The side opposite to the side surface 9 of the piezoelectric plate 2 protrudes from the other members. Each groove 6 includes a driving electrode 15 on its side wall, extends to an electrode terminal 16 formed on one surface 7 of the protruding portion, and can be connected to an external circuit.

カバープレート３は圧電プレート２とは反対側の表面から圧電プレート２側の裏面にかけて貫通する液体供給孔１１を備えている。液体供給孔１１は複数の溝６と他方の端部において連通している。カバープレート３は、液体供給孔１１の領域を除いて複数の溝６の一方面７に開口する開口部を閉塞している。カバープレート３のノズルプレート５側の側面は圧電プレート２の側面と面一に形成している。ノズルプレート５は、各溝６に連通するノズル１０を備えている。第一流路部材４ａは、液体供給用の配管に接続するための第一接続部１７ａと、供給した液体を貯留する液体供給室１３を備えている。液体供給室１３はカバープレート３の液体供給孔１１に連通する。第一流路部材４ａのノズルプレート５側の側面は圧電プレート２の側面９と面一に形成した。   The cover plate 3 includes a liquid supply hole 11 penetrating from the surface opposite to the piezoelectric plate 2 to the back surface on the piezoelectric plate 2 side. The liquid supply hole 11 communicates with the plurality of grooves 6 at the other end. The cover plate 3 closes the opening that opens to one surface 7 of the plurality of grooves 6 except for the region of the liquid supply hole 11. The side surface of the cover plate 3 on the nozzle plate 5 side is formed flush with the side surface of the piezoelectric plate 2. The nozzle plate 5 includes nozzles 10 communicating with the grooves 6. The first flow path member 4a includes a first connection portion 17a for connecting to a liquid supply pipe and a liquid supply chamber 13 for storing the supplied liquid. The liquid supply chamber 13 communicates with the liquid supply hole 11 of the cover plate 3. The side surface on the nozzle plate 5 side of the first flow path member 4 a was formed flush with the side surface 9 of the piezoelectric plate 2.

第二流路部材４ｂは、各溝６から排出される液体を合流する液体排出室１２と液体排出用の配管に接続するための第二接続部１７ｂを備えている。第二流路部材４ｂのノズルプレート５側の側面は圧電プレート２及びカバープレート３の側面９と面一に形成した。液体排出室１２は側面９に開口する。   The second flow path member 4b includes a liquid discharge chamber 12 that joins the liquid discharged from each groove 6 and a second connection portion 17b for connecting to a liquid discharge pipe. The side surface on the nozzle plate 5 side of the second flow path member 4 b was formed flush with the side surface 9 of the piezoelectric plate 2 and the cover plate 3. The liquid discharge chamber 12 opens on the side surface 9.

更に、圧電プレート２はその側面９に凹状の研削溝からなる排出路１４を複数有し、複数の排出路１４のそれぞれは複数の溝６のそれぞれに対応している。即ち、排出路１４の一端は溝６に連通し、他端は液体排出室１２に連通している。   Further, the piezoelectric plate 2 has a plurality of discharge paths 14 formed of concave grinding grooves on the side surface 9, and each of the plurality of discharge paths 14 corresponds to each of the plurality of grooves 6. That is, one end of the discharge path 14 communicates with the groove 6 and the other end communicates with the liquid discharge chamber 12.

液体は、第一接続部１７ａから流入し、液体供給室１３、液体供給孔１１を経由して各溝６に流入する。液体は更に各溝６から各排出路１４を経由して液体排出室１２に流入し、第二接続部１７ｂから外部へ流出する。溝６の側壁に設けた電極１５に駆動電圧を与えて駆動した場合は、溝６の容積が膨張・収縮してノズル１０から液滴が吐出する。   The liquid flows in from the first connection portion 17 a and flows into the grooves 6 via the liquid supply chamber 13 and the liquid supply hole 11. The liquid further flows into the liquid discharge chamber 12 from each groove 6 via each discharge path 14, and flows out from the second connection portion 17b to the outside. When driven by applying a driving voltage to the electrode 15 provided on the side wall of the groove 6, the volume of the groove 6 expands and contracts, and droplets are ejected from the nozzle 10.

圧電プレート２とカバープレート３はＰＺＴセラミックスを使用した。同じ材料を使用することにより熱膨張が等しくなるので温度変化に対して歪の発生を防止することができる。第一及び第二流路部材４ａ、４ｂはポリフェニレンサルファイド樹脂を、ノズルプレート５としてポリイミド樹脂を使用した。溝６の幅及び溝６を区画する側壁の厚さは数１０μｍ〜数１００μｍとした。また、ノズルプレート５の厚さは数１０μｍ〜２００μｍとした。圧電プレート２の排出路１４はダイスブレードにより形成した。排出路１４の深さはノズルプレート５の厚さの約１／２とすればよい。   The piezoelectric plate 2 and the cover plate 3 are made of PZT ceramics. Since the thermal expansion becomes equal by using the same material, the occurrence of strain can be prevented with respect to temperature change. The first and second flow path members 4 a and 4 b are made of polyphenylene sulfide resin, and the nozzle plate 5 is made of polyimide resin. The width of the groove 6 and the thickness of the side wall defining the groove 6 were several tens of μm to several hundreds of μm. The thickness of the nozzle plate 5 was several tens of μm to 200 μm. The discharge path 14 of the piezoelectric plate 2 was formed by a die blade. The depth of the discharge path 14 may be about ½ of the thickness of the nozzle plate 5.

このように、高密度記録が可能な液体噴射ヘッド１を少ない部品点数で容易に製造することができる。また、各排出路１４から共通の液体排出室１２に排出液が流れる構成としたので、流路抵抗の増加を抑制することが可能となり、ノズル１０の洗浄や液体に混入した気泡・塵埃の除去を速やかに行うことができる。   Thus, the liquid jet head 1 capable of high density recording can be easily manufactured with a small number of parts. Further, since the discharge liquid flows from each discharge path 14 to the common liquid discharge chamber 12, an increase in flow path resistance can be suppressed, and the nozzle 10 is cleaned and bubbles and dust mixed in the liquid are removed. Can be performed promptly.

（第四実施形態）
図４は、本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッド１の模式的な縦断面図である。第三実施形態と異なる点は、第二流路部材４ｂを除去して流路部材４が第二流路部材４ｂの機能を兼用することと、圧電プレート２に形成した排出路１４をカバープレート３の側面に設けたことである。同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。 (Fourth embodiment)
FIG. 4 is a schematic longitudinal sectional view of the liquid jet head 1 according to the fourth embodiment of the present invention. The difference from the third embodiment is that the second flow path member 4b is removed so that the flow path member 4 also functions as the second flow path member 4b, and the discharge path 14 formed in the piezoelectric plate 2 is covered with the cover plate. 3 on the side surface. The same portions or portions having the same function are denoted by the same reference numerals.

液体噴射ヘッド１は、圧電プレート２と、圧電プレート２の一方面７に接合したカバープレート３と、カバープレート３の表面に接合した流路部材４と、これらの積層構造の一方の側面９に接合したノズルプレート５を備えている。   The liquid jet head 1 includes a piezoelectric plate 2, a cover plate 3 bonded to one surface 7 of the piezoelectric plate 2, a flow path member 4 bonded to the surface of the cover plate 3, and one side surface 9 of these laminated structures. A joined nozzle plate 5 is provided.

圧電プレート２は一方面７の基準方向に配列する複数の溝６を有している。各溝６の一方の端部は側面９に開口している。圧電プレート２の側面９と反対側の端部は他の部材よりも突出している。各溝６はその側壁に駆動用の電極１５を備え、突出部の一方面７に形成した電極端子１６まで延在し、外部回路に接続可能としている。   The piezoelectric plate 2 has a plurality of grooves 6 arranged in the reference direction of the one surface 7. One end of each groove 6 is open to the side surface 9. The end of the piezoelectric plate 2 opposite to the side surface 9 protrudes from the other members. Each groove 6 includes a driving electrode 15 on its side wall, extends to an electrode terminal 16 formed on one surface 7 of the protruding portion, and can be connected to an external circuit.

カバープレート３は表面から裏面にかけて貫通する液体供給孔１１を備えている。液体供給孔１１は複数の溝６と他方の端部において連通している。カバープレート３は、液体供給孔１１の領域を除いて複数の溝６の一方面７に開口する開口部を閉塞している。カバープレート３のノズルプレート５側の側面は圧電プレート２の側面と面一に形成した。ノズルプレート５は、各溝６に連通するノズル１０を備えている。   The cover plate 3 includes a liquid supply hole 11 penetrating from the front surface to the back surface. The liquid supply hole 11 communicates with the plurality of grooves 6 at the other end. The cover plate 3 closes the opening that opens to one surface 7 of the plurality of grooves 6 except for the region of the liquid supply hole 11. The side surface of the cover plate 3 on the nozzle plate 5 side was formed flush with the side surface of the piezoelectric plate 2. The nozzle plate 5 includes nozzles 10 communicating with the grooves 6.

流路部材４は、液体供給用の配管に接続するための第一接続部１７ａと、供給した液体を貯留する液体供給室１３と、各溝６から排出される液体を合流する液体排出室１２と、液体排出用の配管に接続するための第二接続部１７ｂを備えている。液体供給室１３はカバープレート３の液体供給孔１１に連通し、液体排出室１２は側面９に開口している。流路部材４のノズルプレート５側の側面は圧電プレート２の側面９と面一に形成した。   The flow path member 4 includes a first connection portion 17a for connecting to a liquid supply pipe, a liquid supply chamber 13 for storing the supplied liquid, and a liquid discharge chamber 12 for merging the liquid discharged from each groove 6. And a second connection portion 17b for connecting to a liquid discharge pipe. The liquid supply chamber 13 communicates with the liquid supply hole 11 of the cover plate 3, and the liquid discharge chamber 12 opens on the side surface 9. The side surface of the flow path member 4 on the nozzle plate 5 side was formed flush with the side surface 9 of the piezoelectric plate 2.

更に、カバープレート３はその側面９に凹状の研削溝からなる排出路１４を複数有し、複数の排出路１４のそれぞれは複数の溝６のそれぞれに対応している。即ち、排出路１４の一端は圧電プレート２の側面９に開口する溝６に連通し、他端は液体排出室１２に連通している。   Further, the cover plate 3 has a plurality of discharge passages 14 formed of concave grinding grooves on the side surface 9, and each of the plurality of discharge passages 14 corresponds to each of the plurality of grooves 6. That is, one end of the discharge path 14 communicates with the groove 6 opened in the side surface 9 of the piezoelectric plate 2, and the other end communicates with the liquid discharge chamber 12.

液体は、第一接続部１７ａから流入し、液体供給室１３、液体供給孔１１を経由して各溝６に流入する。更に、排出路１４を経由して液体排出室１２に流入し、第二接続部１７ｂから外部へ流出する。また、溝６の側壁に設けた電極１５に駆動電圧を与えて駆動した場合は、溝６の容積が膨張・収縮してノズル１０から液滴が吐出する。   The liquid flows in from the first connection portion 17 a and flows into the grooves 6 via the liquid supply chamber 13 and the liquid supply hole 11. Furthermore, it flows into the liquid discharge chamber 12 via the discharge path 14, and flows out from the second connection portion 17b. Further, when the electrode 15 provided on the side wall of the groove 6 is driven by applying a driving voltage, the volume of the groove 6 expands and contracts, and a droplet is ejected from the nozzle 10.

圧電プレート２、カバープレート３及びノズルプレート５の使用材料や、溝６の幅や溝６を区画する側壁の厚さ等は第一実施形態と同様である。これにより、液体噴射ヘッド１を構成する部品点数を更に減少させ、コンパクトに構成することができる。   The materials used for the piezoelectric plate 2, the cover plate 3 and the nozzle plate 5, the width of the groove 6, the thickness of the side wall defining the groove 6, and the like are the same as in the first embodiment. As a result, the number of parts constituting the liquid jet head 1 can be further reduced, and a compact configuration can be achieved.

（第五実施形態）
図５は、本発明の第五実施形態に係る液体噴射装置２０の模式的な構成図である。液体噴射装置２０は、液体サブタンク２２から供給管２７を通して液体を供給し、被記録媒体に液体を吐出して記録する液体噴射ヘッド１と、この液体噴射ヘッド１から排出管２８を通して液体を吸引する吸引ポンプ２４と、吸引した液体を貯留する液体タンク２１と、液体タンク２１から供給される液体を押圧するための押圧ポンプ２６と、液体噴射ヘッド１のノズル１０における液体の水頭値を定める液体サブタンク２２を備えている。更に、液体噴射ヘッド１と吸引ポンプ２４の間に吸引した液体から気泡や塵埃を除去するためのフィルター２３を備えている。また、液体タンク２１と押圧ポンプ２６の間に液体から気泡を脱気するための脱気手段２５を備えている。 (Fifth embodiment)
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a liquid ejecting apparatus 20 according to the fifth embodiment of the present invention. The liquid ejecting apparatus 20 supplies the liquid from the liquid sub tank 22 through the supply pipe 27, and discharges the liquid onto the recording medium, and records the liquid from the liquid ejecting head 1 through the discharge pipe 28. A suction pump 24, a liquid tank 21 for storing the sucked liquid, a pressure pump 26 for pressing the liquid supplied from the liquid tank 21, and a liquid subtank that determines a liquid head value in the nozzle 10 of the liquid ejecting head 1 22 is provided. Further, a filter 23 for removing bubbles and dust from the liquid sucked between the liquid jet head 1 and the suction pump 24 is provided. Further, a deaeration means 25 for degassing bubbles from the liquid is provided between the liquid tank 21 and the press pump 26.

液体噴射ヘッドとして、上記第一実施形態から第四実施形態において説明した液体噴射ヘッド１を使用する。なお、液体噴射装置２０は、液体噴射ヘッド１に駆動信号を与える制御回路や、液体噴射ヘッド１を基準方向と直交する方向に移動させるヘッド移動機構や、被記録媒体を基準方向に移動させる移動機構等を備えているが、これらは従来公知の機構と同様なので説明を省略する。   As the liquid ejecting head, the liquid ejecting head 1 described in the first to fourth embodiments is used. The liquid ejecting apparatus 20 includes a control circuit that supplies a drive signal to the liquid ejecting head 1, a head moving mechanism that moves the liquid ejecting head 1 in a direction orthogonal to the reference direction, and a movement that moves the recording medium in the reference direction. Although the mechanism is provided, these are the same as the conventionally known mechanisms, and thus the description thereof is omitted.

このように、圧電プレートの端面から液滴を吐出する液体循環型のアクチュエータ部を圧電プレート、カバープレート及びノズルプレートにより構成したので、部品点数を低減し、高度な加工技術を必要としないで製造する構成としたので、コストを低減した液体噴射装置を提供することができる。   In this way, the liquid circulation type actuator that discharges droplets from the end face of the piezoelectric plate is composed of the piezoelectric plate, cover plate, and nozzle plate, reducing the number of parts and manufacturing without requiring advanced processing technology. Therefore, the liquid ejecting apparatus with reduced cost can be provided.

また、本発明における液体噴射ヘッドとして、上記第一実施形態から第四実施形態において説明した構成は、第一と第二実施形態において排出路１４をノズルプレート５のみに設けた形態を説明し、第三実施形態において排出路１４を圧電プレート２のみに設けた形態を説明し、さらに第四実施形態において排出路１４をカバープレート３のみに設けた形態を説明したが、本発明はこれに限られるものではない。すなわち、ノズルプレート５と圧電プレート２との両方、またはノズルプレート５とカバープレート２との両方に排出路１４を形成しても構わない。   Further, as the liquid jet head according to the present invention, the configuration described in the first to fourth embodiments described above is a mode in which the discharge path 14 is provided only in the nozzle plate 5 in the first and second embodiments. In the third embodiment, the embodiment in which the discharge path 14 is provided only in the piezoelectric plate 2 has been described, and in the fourth embodiment, the embodiment in which the discharge path 14 is provided only in the cover plate 3 has been described. However, the present invention is not limited to this. It is not something that can be done. That is, the discharge path 14 may be formed in both the nozzle plate 5 and the piezoelectric plate 2 or in both the nozzle plate 5 and the cover plate 2.

１ 液体噴射ヘッド
２ 圧電プレート
３ カバープレート
４ 流路部材
５ ノズルプレート
６ 溝
７ 一方面
８ 他方面
９ 側面
１０ ノズル
１１ 液体供給孔
１２ 液体排出室
１３ 液体供給室
１４ 排出路
２０ 液体噴射装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid ejecting head 2 Piezoelectric plate 3 Cover plate 4 Flow path member 5 Nozzle plate 6 Groove 7 One side 8 Other side 9 Side 10 Nozzle 11 Liquid supply hole 12 Liquid discharge chamber 13 Liquid supply chamber 14 Discharge path 20 Liquid jet apparatus

Claims (9)

一方面の基準方向に細長い複数の溝が配列し、前記各溝の一端が側面に開口する圧電プレートと、
前記複数の溝に液体を供給するための液体供給孔を有し、側面を前記圧電プレートの側面と面一に構成して前記圧電プレートの一方面に接合するカバープレートと、
基準方向に配列する複数のノズルを有し、前記圧電プレート及び前記カバープレートの側面に前記ノズルと前記溝が連通して接合するノズルプレートと、
前記複数の溝から液体を排出するための液体排出室を有し、前記圧電プレートの他方面又は前記カバープレートの表面に接合する流路部材と、を備え、
前記ノズルプレートと、前記圧電プレート又は前記カバープレートの側面との間に複数の排出路を構成し、前記排出路の一端が前記溝に連通し、前記排出路の他端が前記液体排出室に連通する液体噴射ヘッド。 A plurality of elongated grooves arranged in the reference direction on one side, and a piezoelectric plate in which one end of each groove opens on the side surface;
A cover plate that has a liquid supply hole for supplying liquid to the plurality of grooves, has a side surface flush with the side surface of the piezoelectric plate, and is joined to one surface of the piezoelectric plate;
A plurality of nozzles arranged in a reference direction, and a nozzle plate in which the nozzle and the groove communicate with each other on the side surfaces of the piezoelectric plate and the cover plate;
A liquid discharge chamber for discharging liquid from the plurality of grooves, and a flow path member joined to the other surface of the piezoelectric plate or the surface of the cover plate,
A plurality of discharge paths are formed between the nozzle plate and the side surface of the piezoelectric plate or the cover plate, one end of the discharge path communicates with the groove, and the other end of the discharge path is connected to the liquid discharge chamber. Liquid ejecting head in communication. 前記複数の排出路は前記圧電プレートの側面と前記ノズルプレートの間に構成し、前記流路部材は前記圧電プレートの前記一方面とは反対側の他方面に接合する請求項１に記載の液体噴射ヘッド。   2. The liquid according to claim 1, wherein the plurality of discharge paths are configured between a side surface of the piezoelectric plate and the nozzle plate, and the flow path member is bonded to the other surface opposite to the one surface of the piezoelectric plate. Jet head. 前記ノズルプレートは、前記排出路を構成する凹部を複数備えている請求項２に記載の液体噴射ヘッド。   The liquid ejecting head according to claim 2, wherein the nozzle plate includes a plurality of concave portions constituting the discharge path. 前記圧電プレートの側面は、前記排出路を構成する凹部を複数備えている請求項２又は３に記載の液体噴射ヘッド。   4. The liquid jet head according to claim 2, wherein a side surface of the piezoelectric plate includes a plurality of recesses that constitute the discharge path. 5. 前記複数の排出路は前記カバープレートの側面と前記ノズルプレートの間に構成し、前記流路部材は前記カバープレートの表面に接合する請求項１に記載の液体噴射ヘッド。   The liquid ejecting head according to claim 1, wherein the plurality of discharge paths are configured between a side surface of the cover plate and the nozzle plate, and the flow path member is joined to a surface of the cover plate. 前記ノズルプレートは、前記排出路を構成する凹部を複数備えている請求項５に記載の液体噴射ヘッド。   The liquid ejecting head according to claim 5, wherein the nozzle plate includes a plurality of recesses constituting the discharge path. 前記カバープレートは、前記排出路を構成する凹部を複数備えている請求項５又は６に記載の液体噴射ヘッド。   The liquid ejecting head according to claim 5, wherein the cover plate includes a plurality of recesses that constitute the discharge path. 前記流路部材は前記カバープレートの液体供給孔に連通する液体供給室を備えている請求項５〜７のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッド。   The liquid ejecting head according to claim 5, wherein the flow path member includes a liquid supply chamber that communicates with a liquid supply hole of the cover plate. 請求項１〜６項のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドから排出した液体を貯留する液体タンクと、
前記液体タンクから液体を供給され前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体サブタンクと、
前記液体噴射ヘッドと前記液体タンクの間に設けたフィルターと、
前記液体噴射ヘッドと前記液体タンクの間に設け、前記液体噴射ヘッドから液体を吸引する吸引ポンプと、
前記液体タンクと前記液体サブタンクの間に設け、液体の脱気をするための脱気手段と、
前記液体タンクと前記液体サブタンクの間に設け、前記液体を押圧する押圧ポンプと、を備える液体噴射装置。 The liquid jet head according to any one of claims 1 to 6,
A liquid tank for storing the liquid discharged from the liquid ejecting head;
A liquid sub tank that is supplied with liquid from the liquid tank and supplies liquid to the liquid ejecting head;
A filter provided between the liquid jet head and the liquid tank;
A suction pump that is provided between the liquid jet head and the liquid tank, and sucks liquid from the liquid jet head;
A degassing means for degassing the liquid provided between the liquid tank and the liquid sub tank;
A liquid ejecting apparatus comprising: a pressure pump that is provided between the liquid tank and the liquid sub tank and presses the liquid.
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