JP2019048452A - Inkjet head, inkjet device using the same and device manufacturing method - Google Patents

Inkjet head, inkjet device using the same and device manufacturing method Download PDF

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Abstract

To provide an inkjet head that can make both relaxing of a discharge abnormality caused by fluid crosstalk generated between a plurality of discharge elements and maintaining of desired discharge liquid droplet volumes.SOLUTION: An inkjet head comprises a plurality of discharge units which include: a nozzle for discharging liquid droplets; a first pressure chamber joined to the nozzle; a second pressure camber at a supply side and a second pressure chamber at a discharge side, joined to the first pressure chamber; a third pressure chamber at the supply side joined to the second pressure chamber at the supply side; a third pressure chamber at the discharge side joined to the second pressure chamber at the discharge side; an energy generating element for giving discharge force to liquid in the first pressure chamber; a first squeezing part at the supply side between the first pressure chamber and the second pressure chamber at the supply side; a first squeezing part at the discharge side between the first pressure chamber and the second pressure chamber at the discharge side; a second squeezing part at the supply side between the second pressure chamber at the supply side and the third pressure chamber at the supply side; and a second squeezing part at the discharge side between the second pressure chamber at the discharge side and the third pressure chamber at the discharge side.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、インクジェットヘッドとそれを用いたインクジェット装置とデバイスの製造方法に関する。   The present invention relates to an inkjet head, an inkjet apparatus using the same, and a method of manufacturing a device.

ドロップオンデマンド型のインクジェットヘッドは、入力信号に応じて必要なときに必要な量のインクを塗布することができるインクジェットヘッドとして知られている。特に圧電(圧電素子)方式のドロップオンデマンド型のインクジェットヘッドは、一般的に、インク供給流路と、インク供給流路に接続されノズルを有する複数の圧力室と、圧力室内に充填されたインクに圧力を加える圧電素子を有する。   Drop-on-demand ink jet heads are known as ink jet heads that can apply the required amount of ink as needed in response to an input signal. In particular, a piezoelectric (piezoelectric element) drop-on-demand type ink jet head generally includes an ink supply flow path, a plurality of pressure chambers connected to the ink supply flow path and having nozzles, and the ink filled in the pressure chamber. Have a piezoelectric element that applies pressure to the

図1(a)と図1(b)とに一般的なインクジェットヘッドの断面構造を示す。   FIGS. 1A and 1B show the cross-sectional structure of a general inkjet head.

インクジェットヘッドは、液滴を吐出する複数のノズル100と、ノズルに連通する圧力室110と、異なるノズルに対応する圧力室を隔てる隔壁111と、圧力室の一部をなすダイアフラム112と、ダイアフラム112を振動させる圧電素子130と、隔壁111を支える圧電部材140と、圧電素子130に電圧を印加する共通電極(図示せず)と、を有する。他に図示しないが、液体の導入口を有する。   The ink jet head includes a plurality of nozzles 100 for discharging droplets, a pressure chamber 110 communicating with the nozzles, a partition 111 separating pressure chambers corresponding to different nozzles, a diaphragm 112 forming a part of the pressure chamber, and a diaphragm 112 The piezoelectric element 130 that vibrates, the piezoelectric member 140 that supports the partition 111, and a common electrode (not shown) that applies a voltage to the piezoelectric element 130. Although not shown, it has a liquid inlet.

圧電素子130と隔壁111を支える圧電部材140とは、一つの圧電部材からダイシングによって分離されている。インクジェットヘッドが有するノズル100は、直径が10μm〜50μmで、100μm〜500μmの間隔で100穴〜300穴並んでいる。   The piezoelectric element 130 and the piezoelectric member 140 supporting the partition 111 are separated from one piezoelectric member by dicing. The nozzles 100 of the inkjet head have diameters of 10 μm to 50 μm, and 100 holes to 300 holes are arranged at intervals of 100 μm to 500 μm.

このように構成されたインクジェットヘッドは、次のように動作する。圧電素子130の裏側の共通電極(図示せず)と、圧電素子130の間に電圧を印加すると、圧電素子130が図1(a)の状態から図1(b)の状態に変形する。図1(b)の一番右側の圧電素子130が変形する(圧電素子130の下部が変形)と、圧力室110の容積が小さくなり、液体に圧力を加えることができる。その圧力で、圧力室110の中に存在するインクが液滴150として外部へ吐出される。   The ink jet head configured in this way operates as follows. When a voltage is applied between a common electrode (not shown) on the back side of the piezoelectric element 130 and the piezoelectric element 130, the piezoelectric element 130 is deformed from the state of FIG. 1A to the state of FIG. When the rightmost piezoelectric element 130 in FIG. 1B is deformed (the lower part of the piezoelectric element 130 is deformed), the volume of the pressure chamber 110 is reduced, and pressure can be applied to the liquid. At that pressure, the ink present in the pressure chamber 110 is discharged as droplets 150 to the outside.

また、インクを循環する種類のインクジェットヘッドにおいては、インクジェットヘッドに、図示しない液体注入口と排出口とがあり、インクを循環しながらインクを吐出する。インクを循環させることの効果を以下で説明する。   Further, in an inkjet head of the type that circulates ink, the inkjet head has a liquid inlet and an outlet (not shown), and the ink is ejected while circulating the ink. The effects of circulating the ink are described below.

ノズル近傍のインクは常に大気に触れている状態にある。その接触面積は非常に微小であるため、インクの溶媒の蒸発も無視できない状態にある。インクの溶媒が蒸発することで、インクの固形分濃度が上がり、その結果インクの粘度が上昇し、正常なインクの吐出が困難に成り得る。ここで、インクをノズル近傍まで循環させることにより、粘度が上昇したインクを常に入れ替えることができるため、ノズル近傍の吐出されるインクは、常に正常なインク粘度に保たれる。これにより、ノズル詰まりを抑制し、正常な吐出を定常的に行うことが可能となる。   The ink in the vicinity of the nozzles is always in contact with the atmosphere. Since the contact area is very small, the evaporation of the solvent of the ink can not be ignored. By evaporation of the solvent of the ink, the solid concentration of the ink is increased, and as a result, the viscosity of the ink is increased, which may make it difficult to eject the ink normally. Here, by circulating the ink to the vicinity of the nozzle, it is possible to always replace the ink whose viscosity has risen, and therefore the ink ejected in the vicinity of the nozzle is always kept at a normal ink viscosity. As a result, nozzle clogging can be suppressed and normal discharge can be performed regularly.

インクジェットヘッドの構造としては、薄膜の圧電素子を用いた構造でもよい。図2(a)、図2(b)は、薄膜型インクジェットヘッドの構造を示す図である。図2(a)に液体を吐出するためのノズル200、ノズルに連通する圧力室210、圧力室に液体を供給する共通圧力室230が繋がっている。圧力室の一部を成すダイアフラム212の上部に薄膜圧電素子220が構成されている。このように構成されたインクジェットヘッドは次のように動作する。薄膜圧電素子220に電圧を印加すると、薄膜圧電素子220が図2(a)の状態から図2(b)の状態に変形する。薄膜圧電素子220が変形すると、圧力室210の容積が小さくなり液体に圧力を伝達することができる。その圧力で液滴150を吐出させている。   The structure of the inkjet head may be a structure using a thin film piezoelectric element. FIG. 2A and FIG. 2B are views showing the structure of a thin film type inkjet head. In FIG. 2A, a nozzle 200 for discharging liquid, a pressure chamber 210 communicating with the nozzle, and a common pressure chamber 230 for supplying liquid to the pressure chamber are connected. A thin film piezoelectric element 220 is formed on the top of a diaphragm 212 forming a part of the pressure chamber. The ink jet head configured in this way operates as follows. When a voltage is applied to the thin film piezoelectric element 220, the thin film piezoelectric element 220 is deformed from the state of FIG. 2 (a) to the state of FIG. 2 (b). When the thin film piezoelectric element 220 is deformed, the volume of the pressure chamber 210 is reduced and the pressure can be transmitted to the liquid. The pressure causes the droplet 150 to be discharged.

かかる流路構造を持つインクジェットヘッドは、1つの圧電素子を駆動してノズルからインクを吐出させると、この吐出時のインクの流れが共通流路を介して同じ流路に連通する他のノズルに影響を与え、吐出が不安定になるクロストークという現象が生じる。   When an ink jet head having such a flow path structure drives one piezoelectric element to discharge ink from the nozzles, the flow of the ink at the time of discharge is sent to the other nozzles that communicate with the same flow path via the common flow path. There is a phenomenon called crosstalk, which affects the operation and the discharge becomes unstable.

図3に、特許文献1に記載のインクジェットヘッドの断面図を示す。クロストークの問題に対し、特許文献1には、液滴を吐出する複数のノズル500と、複数のノズル500に対応して設けられた複数の圧力室501と、圧力室内の液体に吐出力を与える複数のエネルギー発生素子502と、を複数備えるインクジェットヘッドにおいて、複数の圧力室501に液体を供給する共通流路503と、各々の圧力室501と共通流路503との間をつなぐ個別の流路部分に設けられた絞り部504と設ける構成が開示されている。   FIG. 3 shows a cross-sectional view of the ink jet head described in Patent Document 1. As shown in FIG. In order to solve the problem of crosstalk, Patent Document 1 discloses that a plurality of nozzles 500 that discharge droplets, a plurality of pressure chambers 501 provided corresponding to the plurality of nozzles 500, and a discharge force to liquid in the pressure chamber. In an ink jet head including a plurality of energy generating elements 502 to be supplied, a common flow path 503 for supplying liquid to the plurality of pressure chambers 501, an individual flow connecting each pressure chamber 501 and the common flow path 503 A configuration is disclosed that is provided with a throttle portion 504 provided in the road portion.

圧力室501で発生した圧力波は絞り部504を通過する際に、減衰して他のノズルの圧力室501には伝達しにくくなり、クロストークを緩和させることができる。   When passing through the narrowed portion 504, the pressure wave generated in the pressure chamber 501 is attenuated and hardly transmitted to the pressure chambers 501 of the other nozzles, and crosstalk can be alleviated.

特開2012−11653号公報JP 2012-11653 A

しかし、特許文献1に示したインクジェットヘッドでは、絞り部504での流路抵抗がノズル500の流路抵抗と比べて大きくなり、エネルギー発生素子502の振動で発生した圧力がノズル500へ多く伝達する。   However, in the ink jet head shown in Patent Document 1, the flow path resistance in the narrowed portion 504 is larger than the flow path resistance in the nozzle 500, and a large amount of pressure generated by the vibration of the energy generating element 502 is transmitted to the nozzle 500. .

その結果、ノズル500から吐出される液滴体積が大きくなりすぎて、所望の液滴体積を維持できなくなる場合がある。   As a result, the droplet volume discharged from the nozzle 500 may become too large to maintain a desired droplet volume.

特に液滴体積1ピコリットル程度の極小液滴を吐出させることができるインクジェットヘッドにおいては、ノズル500の直径が10μm程度になり、加工精度を保ってこれ以上小さな孔を加工することも困難である。   Particularly in the case of an ink jet head capable of discharging a very small droplet of about 1 picoliter of droplet volume, the diameter of the nozzle 500 becomes about 10 μm, and it is also difficult to process a smaller hole while maintaining processing accuracy. .

よって、本願の課題は、複数のノズルの間で発生する流体クロストークによる吐出異常の緩和と所望の吐出液滴体積の維持を両立させることが可能なインクジェットヘッドとそれを用いたインクジェット装置とデバイスの製造方法とを提供することである。   Therefore, the subject of the present application is an inkjet head capable of achieving both the alleviation of discharge abnormality due to fluid crosstalk generated between a plurality of nozzles and the maintenance of a desired discharge droplet volume, and an ink jet apparatus and device using the same. And a method of manufacturing the same.

上記の課題を解決するために、液滴を吐出するノズルと、上記ノズルと繋がる第1圧力室と、上記第1圧力室と繋がる供給側第2圧力室と排出側第2圧力室と、上記供給側第2圧力室と繋がる上記供給側第3圧力室と、上記排出側第2圧力室と繋がる上記排出側第3圧力室と、上記第1圧力室内の液体に吐出力を与えるエネルギー発生素子と、上記第1圧力室と上記供給側第2圧力室間の供給側第1絞り部と、上記第1圧力室と上記排出側第2圧力室間の排出側第1絞り部と、上記供給側第2圧力室と上記供給側第3圧力室間の供給側第2絞り部と、上記排出側第2圧力室と上記排出側第3圧力室間の排出側第2絞り部と、を含む複数の吐出ユニットと、上記複数の吐出ユニットのそれぞれの上記供給側第3圧力室間を繋ぐ供給側共通流路と、上記複数の吐出ユニットのそれぞれの上記排出側第3圧力室間を繋ぐ排出側共通流路と、を備えたインクジェットヘッドを用いる。   In order to solve the above problems, a nozzle for discharging droplets, a first pressure chamber connected to the nozzle, a supply-side second pressure chamber connected to the first pressure chamber, and a discharge-side second pressure chamber, and An energy generating element for applying a discharge force to liquid in the first pressure chamber, the third discharge pressure chamber connected to the second discharge pressure chamber, the third discharge pressure chamber connected to the second discharge pressure chamber, and the third pressure chamber connected to the second discharge pressure chamber A supply-side first throttle portion between the first pressure chamber and the supply-side second pressure chamber, a discharge-side first throttle portion between the first pressure chamber and the discharge-side second pressure chamber, and the supply A supply-side second throttle portion between the side second pressure chamber and the supply-side third pressure chamber; and a discharge-side second throttle portion between the discharge-side second pressure chamber and the discharge-side third pressure chamber A plurality of discharge units, and a supply-side common flow path connecting the supply-side third pressure chambers of the plurality of discharge units Using the inkjet head having respective and discharge-side common flow path connecting between the discharge side third pressure chamber, a plurality of discharge units.

また、液滴を吐出するノズルと、上記ノズルと繋がる第1圧力室と、上記第1圧力室と繋がる供給側第2圧力室と排出側第2圧力室と、上記供給側第2圧力室と繋がる上記供給側第3圧力室と、上記第1圧力室内の液体に吐出力を与えるエネルギー発生素子と、上記第1圧力室と上記供給側第2圧力室間の第1絞り部と、上記第1圧力室と上記排出側第2圧力室間の第1絞り部と、上記供給側第2圧力室と上記供給側第3圧力室間の第2絞り部と、を含む複数の吐出ユニットと、上記複数の吐出ユニットのそれぞれの上記供給側第3圧力室間を繋ぐ供給側共通流路と、上記複数の吐出ユニットのそれぞれの上記排出側第2圧力室間を繋ぐ排出側共通流路と、を備えたインクジェットヘッドを用いる。   Further, a nozzle for discharging droplets, a first pressure chamber connected to the nozzle, a supply-side second pressure chamber connected to the first pressure chamber, a discharge-side second pressure chamber, and the supply-side second pressure chamber The supply side third pressure chamber connected, an energy generating element for giving a discharge force to the liquid in the first pressure chamber, a first throttling portion between the first pressure chamber and the supply side second pressure chamber, and A plurality of discharge units including a first expansion portion between the first pressure chamber and the discharge side second pressure chamber, and a second expansion portion between the supply side second pressure chamber and the supply side third pressure chamber; A supply side common flow path connecting the supply side third pressure chambers of the plurality of discharge units, and a discharge side common flow path connecting the discharge side second pressure chambers of the plurality of discharge units; The inkjet head provided with

さらに、上記インクジェットヘッドと、上記エネルギー発生素子に印加する駆動電圧信号を生成し、上記インクジェットヘッドの吐出動作を制御する駆動制御手段と、上記インクジェットヘッドと被描画媒体とを相対移動させる搬送手段と、を備えたインクジェット装置を用いる。   Furthermore, the ink jet head, drive control means for generating a drive voltage signal to be applied to the energy generating element, and controlling the discharge operation of the ink jet head, and transport means for relatively moving the ink jet head and the drawing medium And an ink jet apparatus provided with

本発明のインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置によれば、複数のノズル間で相互的に発生するところの流体クロストークを緩和できる。さらに、所望の微小液滴体積を維持させることが可能となり、高精度の液滴吐出を実現できる。結果、印字品質の高品質化が図れる。   According to the ink jet head and the ink jet recording apparatus of the present invention, it is possible to alleviate the fluid crosstalk which is generated mutually between the plurality of nozzles. Furthermore, it is possible to maintain a desired micro droplet volume, and highly accurate droplet discharge can be realized. As a result, printing quality can be improved.

(a)従来のバルク型インクジェットヘッドの構造、(b)(a)の薄膜型インクジェットヘッドで、圧電素子に電圧が印加されたときのヘッドの状態を示す図(A) Structure of a conventional bulk-type inkjet head, (b) (a) of the thin-film-type inkjet head showing a state of the head when a voltage is applied to a piezoelectric element (a)従来の薄膜型インクジェットヘッドの構造、(b)(a)の薄膜型インクジェットヘッドで、圧電素子に電圧が印加されたときのヘッドの状態を示す図(A) Structure of a conventional thin film type inkjet head, (b) A diagram showing the state of the thin film type inkjet head when the voltage is applied to the piezoelectric element in the thin film type inkjet head of (a) 特許文献1のインクジェットヘッドの断面図Sectional view of the ink jet head of Patent Document 1 (a)実施形態に係るインクジェットヘッドの構成を模式的に示した断面図、(b)図4(a)のXY断面の断面図、(c)実施の形態1のインクジェットヘッド全体の平面図(A) A cross-sectional view schematically showing the configuration of the ink jet head according to the embodiment, (b) a cross section of the XY cross section of FIG. 4 (a), (c) a plan view of the entire ink jet head of the first embodiment 実施例1のインクジェットヘッドの速度ばらつきを示す図The figure which shows the speed variation of the ink jet head of Example 1 比較例1のインクジェットヘッドの断面図Cross-sectional view of the inkjet head of Comparative Example 1 比較例1のインクジェットヘッドの速度ばらつきを示す図The figure which shows the speed variation of the ink jet head of comparative example 1 実施例2のインクジェットヘッドの断面図Sectional view of the ink jet head of Example 2 実施例2のインクジェットヘッドの速度ばらつきを示す図The figure which shows the speed variation of the inkjet head of Example 2 比較例2のインクジェットヘッドの断面図Cross-sectional view of an inkjet head of Comparative Example 2 比較例2のインクジェットヘッドの速度ばらつきを示す図The figure which shows the speed variation of the inkjet head of the comparative example 2 比較例3のインクジェットヘッドの断面図Cross-sectional view of the inkjet head of Comparative Example 3 比較例3のインクジェットヘッドの速度ばらつきを示す図The figure which shows the speed variation of the inkjet head of the comparative example 3 実施の形態2のインクジェットヘッドの断面図Cross-sectional view of the ink jet head of Embodiment 2 実施の形態2での粒子サイズと沈降速度の関係を示す図The figure which shows the relationship between the particle size in Embodiment 2, and sedimentation velocity. 実施の形態のインクジェット塗布装置の側面図Side view of the ink jet coating apparatus according to the embodiment

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
<インクジェットヘッドの構成>
図4(a)は、実施の形態1に係るインクジェットヘッドの構成を模式的に示した断面図である。図4(b)は、図4(a)のXY断面の断面図である。図4(c)は、インクジェットヘッド全体の平面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Embodiment 1
<Configuration of inkjet head>
FIG. 4A is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the ink jet head according to the first embodiment. FIG.4 (b) is sectional drawing of XY cross section of Fig.4 (a). FIG. 4C is a plan view of the entire ink jet head.

ここでは、インクの液滴を吐出するインクジェットヘッド10を例に説明するが、本実施の形態は、吐出に用いる液体は、インクに限られない。   Here, although the inkjet head 10 which discharges the droplet of an ink is demonstrated to an example, the liquid used for discharge in this embodiment is not limited to ink.

インクジェットヘッド10は、インク吐出口となるノズル12と、ノズル12に連通する第1圧力室14を有する。第1圧力室14は、アクチュエータ30、つまり、エネルギー発生素子を有する。   The inkjet head 10 has a nozzle 12 serving as an ink discharge port, and a first pressure chamber 14 in communication with the nozzle 12. The first pressure chamber 14 has an actuator 30, that is, an energy generating element.

第1圧力室14へのインクの供給側流路として、以下の構成要素がある。第1圧力室14に液体を出入りさせる供給側第1絞り部20aを介して、連通する供給側第2圧力室15aがある。さらに、供給側第2圧力室15aに、供給側第2絞り部22aを介して連通する供給側第3圧力室16aがある。   The following components are provided as a supply side flow path of the ink to the first pressure chamber 14. There is a supply side second pressure chamber 15a that communicates with the first pressure chamber 14 through the supply side first throttle unit 20a. Furthermore, the supply-side second pressure chamber 15a includes a supply-side third pressure chamber 16a that communicates with the supply-side second throttle portion 22a.

第1圧力室14からインクの排出側流路として、以下の構成要素がある。第1圧力室14に液体を出入りさせる排出側第1絞り部20bを介して、連通する排出側第2圧力室15bがある。さらに、排出側第2圧力室15bに、排出側第2絞り部22bを介して連通する排出側第3圧力室16bがある。   There are the following components as a discharge side flow path from the first pressure chamber 14 to the ink. There is a discharge side second pressure chamber 15b that communicates with the first pressure chamber 14 via the discharge side first throttle unit 20b. Furthermore, the discharge-side second pressure chamber 15b has a discharge-side third pressure chamber 16b in communication with the discharge-side second throttle portion 22b.

第1圧力室14を中心に、供給側流路と排出側流路とが対向して設けるのが好ましい。また、これらの第1圧力室14、供給側流路、排出側流路は、直線状に配列され、インクジェットヘッド10の下面に平行に配置されるのが好ましい。   It is preferable that the supply side flow passage and the discharge side flow passage be provided opposite to each other with the first pressure chamber 14 as the center. Further, it is preferable that the first pressure chamber 14, the supply side flow passage, and the discharge side flow passage are linearly arranged and arranged in parallel to the lower surface of the ink jet head 10.

第1圧力室14とインクの排出側流路と供給側流路とを合わせて、1つの吐出ユニット11である。インクジェットヘッド10は、複数の吐出ユニット11が、並行して配置されている。また、複数の吐出ユニット11の供給側第3圧力室16aを連通する供給側共通流路51aがある。さらに、複数の吐出ユニット11の排出側第3圧力室16bを連通する排出側共通流路51bがある。   A combination of the first pressure chamber 14, the ink discharge side flow path, and the supply side flow path is one discharge unit 11. In the inkjet head 10, a plurality of ejection units 11 are arranged in parallel. In addition, there is a supply-side common flow path 51 a that communicates the supply-side third pressure chambers 16 a of the plurality of discharge units 11. Furthermore, there is a discharge side common flow channel 51b that communicates the discharge side third pressure chambers 16b of the plurality of discharge units 11.

ノズル12は、インクを吐出するための貫通孔であり、その直径は5〜30μm程度である。その加工方法は、レーザー加工やエッチングまたはパンチングなどの方法である。   The nozzles 12 are through holes for discharging ink, and the diameter thereof is about 5 to 30 μm. The processing method is a method such as laser processing, etching or punching.

第1圧力室14は、アクチュエータ30の振動で生成した圧力を適切に溜め込む働きを有する。第1圧力室14の容積や供給側第1絞り部20a、排出側第1絞り部20bの流路抵抗によって溜め込む圧力が変わる。このため、吐出させたい液滴の体積や速度に応じて、第1圧力室14の容積などを最適化する必要がある。   The first pressure chamber 14 has a function to appropriately store the pressure generated by the vibration of the actuator 30. The accumulated pressure changes depending on the volume of the first pressure chamber 14 and the flow path resistance of the supply-side first throttle portion 20 a and the discharge-side first throttle portion 20 b. Therefore, it is necessary to optimize the volume and the like of the first pressure chamber 14 in accordance with the volume and the velocity of the droplet to be ejected.

供給側第2圧力室15a、排出側第2圧力室15b、供給側第3圧力室16a、排出側第3圧力室16b及び供給側共通流路51a、排出側供給通路52は、インクの通り道となる。   The supply-side second pressure chamber 15a, the discharge-side second pressure chamber 15b, the supply-side third pressure chamber 16a, the discharge-side third pressure chamber 16b, the supply-side common flow passage 51a, and the discharge side supply passage 52 Become.

これらの圧力室や流路はそれぞれエッチングなどにより加工された金属板の熱拡散接合や、シリコン材のエッチングなどにより作製される。   These pressure chambers and flow paths are manufactured by thermal diffusion bonding of a metal plate processed by etching or the like, etching of a silicon material, or the like.

<供給側ダンパー25a、排出側ダンパー25b>
以下の記載は、供給側流路、排出側流路の少なくとも1方にあればよい。両方にあるのが好ましい。
<Supply side damper 25a, Discharge side damper 25b>
The following description should just be in at least one of the supply side flow path and the discharge side flow path. It is preferred to be in both.

また、供給側第2絞り部22a、排出側第2絞り部22b、もしくは、供給側第2圧力室15a、排出側第2圧力室15bを形成する壁のうち少なくとも一つは弾性が大きな板から形成されている。   Further, at least one of the walls forming the supply side second throttle portion 22a, the discharge side second throttle portion 22b, or the supply side second pressure chamber 15a, and the discharge side second pressure chamber 15b is a plate having a large elasticity It is formed.

それは、供給側第2圧力室15a、排出側第2圧力室15b内に存在する振動波を吸収する供給側ダンパー25a、排出側ダンパー25bである。   These are the supply side damper 25a and the discharge side damper 25b which absorb the vibration wave which exists in the supply side second pressure chamber 15a and the discharge side second pressure chamber 15b.

供給側ダンパー25a、排出側ダンパー25bは、板厚が薄い金属板であってもよいし、樹脂フィルムであってもよく材質に限定されない。Z方向に垂直方向に設けられている。第1圧力室14内に配置される供給側ダンパー25a、排出側ダンパー25bは、剛性の高い板26(振動防止板)で保持される。このため振動波のダンピング効果はなく、インクの吐出に必要な振動波が減衰することはない。   The supply side damper 25a and the discharge side damper 25b may be a metal plate having a thin plate thickness or may be a resin film, and the material is not limited to the material. It is provided in the direction perpendicular to the Z direction. The supply-side damper 25 a and the discharge-side damper 25 b disposed in the first pressure chamber 14 are held by a high rigidity plate 26 (vibration prevention plate). For this reason, there is no damping effect of the oscillatory wave, and the oscillatory wave necessary for the ejection of the ink is not attenuated.

なお、供給側ダンパー25aと排出側ダンパー25bは、第1圧力室14には、不要であるが、供給側共通流路51a,排出側共通流路51bなどをエッチングで形成するための都合のために配置されている。   Although the supply-side damper 25a and the discharge-side damper 25b are not necessary in the first pressure chamber 14, for convenience of forming the supply-side common flow channel 51a, the discharge-side common flow channel 51b, etc. by etching. Is located in

一方、供給側第2圧力室15a、排出側第2圧力室15b及び供給側第3圧力室16a、排出側第3圧力室16bに配置される供給側ダンパー25a、排出側ダンパー25bは、剛性の高い板26(振動防止板)では保持されていず、中空状態で端部が保持されるのみである。供給側ダンパー25a、排出側ダンパー25bは、中空状態になっており、供給側第2圧力室15a、排出側第2圧力室15b及び供給側第3圧力室16a、排出側第3圧力室16bに存在する振動波は、ダンピング効果により減衰され、隣接するノズル12との相互作用で発生する流体クロストークが緩和される。   On the other hand, the supply-side damper 25a and the discharge-side damper 25b disposed in the supply-side second pressure chamber 15a, the discharge-side second pressure chamber 15b, the supply-side third pressure chamber 16a, and the discharge-side third pressure chamber 16b are rigid. It is not held by the high plate 26 (vibration preventing plate), but only the end is held in the hollow state. The supply-side damper 25a and the discharge-side damper 25b are in a hollow state, and are supplied to the supply-side second pressure chamber 15a, the discharge-side second pressure chamber 15b, the supply-side third pressure chamber 16a, and the discharge-side third pressure chamber 16b. The existing vibration wave is damped by the damping effect, and the fluid crosstalk generated by the interaction with the adjacent nozzle 12 is alleviated.

<供給側第1絞り部20a、排出側第1絞り部20b、供給側第2絞り部22a、排出側第2絞り部22bのZ方向の位置>
供給側第1絞り部20a、排出側第1絞り部20bと供給側第2絞り部22a、排出側第2絞り部22bのZ方向の位置が異なることにより、アクチュエータ30の振動で生成した振動波が、供給側第1絞り部20a、排出側第1絞り部20bを通って供給側第2圧力室15a、排出側第2圧力室15bに達して、その後、供給側第2絞り部22a、排出側第2絞り部22bを通過する。
<Position in the Z direction of the supply-side first throttle unit 20a, the discharge-side first throttle unit 20b, the supply-side second throttle unit 22a, and the discharge-side second throttle unit 22b>
The vibration wave generated by the vibration of the actuator 30 because the positions of the supply-side first diaphragm 20a, the discharge-side first diaphragm 20b and the supply-side second diaphragm 22a, and the discharge-side second diaphragm 22b differ from each other in the Z direction. Reaches the supply-side second pressure chamber 15a and the discharge-side second pressure chamber 15b through the supply-side first throttle 20a and the discharge-side first throttle 20b, and then the supply-side second throttle 22a It passes through the side second narrowed portion 22b.

結果、振動波の進行方向は、供給側ダンパー25a、排出側ダンパー25bの面に直行する成分が多くなる。   As a result, in the traveling direction of the vibration wave, the components orthogonal to the surfaces of the supply side damper 25a and the discharge side damper 25b increase.

なお、Z方向の位置が異なるとは、供給側第1絞り部20aと供給側第2絞り部22a、とを結ぶ直線、排出側第1絞り部20bと排出側第2絞り部22bとを結ぶ直線(図4(a)の点線矢印)のそれぞれが、ノズル12からの液滴の吐出方向に垂直な面(図4(a)でのダンパー25の面)と平行でないことを意味する。または、それぞれが、インクの流れ方向と平行でないことを意味する。   Note that the difference in the position in the Z direction means a straight line connecting the supply-side first throttle portion 20a and the supply-side second throttle portion 22a, and connecting the discharge-side first throttle portion 20b and the discharge-side second throttle portion 22b. This means that each of the straight lines (dotted arrows in FIG. 4A) is not parallel to the plane (the plane of the damper 25 in FIG. 4A) perpendicular to the droplet ejection direction from the nozzle 12. Or each means that it is not parallel to the flow direction of the ink.

なお、吐出方向は、Z方向と平行である。この方向は、図4(a)では、ノズル12の存在する下面に垂直方向でもある。この場合、供給側第1絞り部20aは、供給側第2絞り部22aより、供給側ダンパー25aからの距離が離れている。   The ejection direction is parallel to the Z direction. This direction is also perpendicular to the lower surface on which the nozzle 12 is present in FIG. 4 (a). In this case, the supply-side first throttle unit 20a is farther from the supply-side damper 25a than the supply-side second throttle unit 22a.

振動波の進行方向と供給側ダンパー25a、排出側ダンパー25bの面に平行方向との関係を流体解析した。その結果、振動波の進行方向が、供給側ダンパー25a、排出側ダンパー25bの面に対して直行する方向なら、振動波の減衰効果が大きいことがわかった。   The relationship between the traveling direction of the vibration wave and the direction parallel to the surfaces of the supply side damper 25a and the discharge side damper 25b was subjected to fluid analysis. As a result, it was found that the damping effect of the vibration wave is large if the traveling direction of the vibration wave is orthogonal to the surfaces of the supply side damper 25a and the discharge side damper 25b.

そのため、実施の形態での構造ではダンピング効果が大きくなる。供給側ダンパー25a、排出側ダンパー25bは、吐出方向のインクの流れに対して、ダンパー効果を一番発揮するように配置されている。   Therefore, the damping effect is increased in the structure according to the embodiment. The supply-side damper 25a and the discharge-side damper 25b are disposed to exert the damper effect most with respect to the flow of the ink in the discharge direction.

<供給側第2絞り部22aと供給側第1絞り部20aの流路抵抗>
供給側第2絞り部22aの流路抵抗は、供給側第1絞り部20aの流路抵抗より、大きい。供給側第2絞り部22aにより、他の吐出ユニット11への影響を防止している。
<Flow path resistance of supply side second throttle portion 22a and supply side first throttle portion 20a>
The flow passage resistance of the supply-side second narrowed portion 22a is larger than the flow passage resistance of the supply-side first narrowed portion 20a. The influence on the other discharge units 11 is prevented by the supply-side second narrowed portion 22a.

同様に排出側第2絞り部22bの流路抵抗は、排出側第1絞り部20bの流路抵抗より、大きい。   Similarly, the flow passage resistance of the discharge-side second narrowed portion 22b is larger than the flow passage resistance of the discharge-side first narrowed portion 20b.

<全体構成>
図4(a)では1つの吐出ユニット11のみ、すなわち、1つのノズル12の周辺のみ分を示したが、インクジェットヘッド10には、複数の吐出ユニット11が設けられている。例えば、図4(a)においては、Y方向に複数の吐出ユニット11が配列している。
<Overall configuration>
Although FIG. 4A shows only one discharge unit 11, that is, only the periphery of one nozzle 12, the ink jet head 10 is provided with a plurality of discharge units 11. For example, in FIG. 4A, the plurality of discharge units 11 are arranged in the Y direction.

図4(c)では、明示していないが、供給側共通流路51a、排出側共通流路51bには、複数の吐出ユニット11が、並行して接続されている。   Although not shown explicitly in FIG. 4C, a plurality of discharge units 11 are connected in parallel to the supply-side common flow channel 51a and the discharge-side common flow channel 51b.

なお、供給側共通流路51a、排出側共通流路51bは、図示せぬインクリザーバにつながっており、インクリザーバはさらにインク供給源となるインクタンク(不図示)に接続されている。インクリザーバからインク供給口53を介して、供給側共通流路51aに、インクが供給されて、Y方向に配列される複数の排出側共通流路51bに流れ込んだインクがインク排出口54から排出される。   The supply-side common flow channel 51a and the discharge-side common flow channel 51b are connected to an ink reservoir (not shown), and the ink reservoir is further connected to an ink tank (not shown) serving as an ink supply source. The ink is supplied from the ink reservoir to the supply-side common flow path 51a via the ink supply port 53, and the ink flowing into the plurality of discharge-side common flow paths 51b arranged in the Y direction is discharged from the ink discharge port 54 Be done.

インクリザーバは、供給側共通流路51a、排出側共通流路51bと、インクタンクとの間に存在する第2のインクタンクである。第2のインクタンクに加圧や減圧をすることでノズル12にかかる圧力を制御し、適切な状態でインクの吐出をさせる。   The ink reservoir is a second ink tank existing between the supply-side common flow channel 51a, the discharge-side common flow channel 51b, and the ink tank. The pressure applied to the nozzle 12 is controlled by pressurizing or depressurizing the second ink tank, and the ink is ejected in an appropriate state.

供給側第1絞り部20a、排出側第1絞り部20b、供給側第2絞り部22a、排出側第2絞り部22bは、第1圧力室14、供給側第2圧力室15a、排出側第2圧力室15b、供給側第3圧力室16a、排出側第3圧力室16bと比べて、流路断面積が十分に小さく、絞り部として機能する。   The supply-side first throttle 20a, the discharge-side first throttle 20b, the supply-side second throttle 22a, and the discharge-side second throttle 22b include the first pressure chamber 14, the supply-side second pressure chamber 15a, and the discharge-side first Compared with the two pressure chambers 15b, the supply side third pressure chamber 16a, and the discharge side third pressure chamber 16b, the flow passage cross-sectional area is sufficiently small, and functions as a throttling portion.

供給側第3圧力室16aとつながるインク供給タンクと、排出側第3圧力室16bとつながるインク回収タンクとの間には、圧力差が設けられ、インクが流動している。このようなインク循環系を採用することにより、それぞれの第1圧力室14に対して、常にフレッシュなインクを供給でき、ノズル12の近傍の大気に接する箇所のインクの増粘を防止できる。これにより、長時間の安定した吐出が可能である。   A pressure difference is provided between the ink supply tank connected to the supply side third pressure chamber 16a and the ink collection tank connected to the discharge side third pressure chamber 16b, and the ink flows. By adopting such an ink circulation system, it is possible to always supply fresh ink to the respective first pressure chambers 14, and to prevent thickening of the ink in the vicinity of the nozzle 12 in the area in contact with the air. This enables stable discharge for a long time.

<アクチュエータ30>
本例のアクチュエータ30としては、圧電素子が用いられている。圧電素子は下部電極と上部電極の間に圧電体を介在させた構造を有しており、複数層が積層されている。下部電極は複数のアクチュエータ30に対して共通の電極(共通電極)となっており、上部電極は各々のアクチュエータ30に個別の個別電極となっている。
<Actuator 30>
A piezoelectric element is used as the actuator 30 in this example. The piezoelectric element has a structure in which a piezoelectric body is interposed between the lower electrode and the upper electrode, and a plurality of layers are stacked. The lower electrode is a common electrode (common electrode) for the plurality of actuators 30, and the upper electrode is an individual separate electrode for each actuator 30.

アクチュエータ30の電極間に駆動電圧が印加されることにより、アクチュエータ30が変位して第1圧力室14の容積が変化する。この容積変化によってノズル12からインクが吐出される。   By applying a drive voltage between the electrodes of the actuator 30, the actuator 30 is displaced and the volume of the first pressure chamber 14 changes. Ink is ejected from the nozzle 12 by this volume change.

なお、ここでは、d33モードの圧電式のアクチュエータ30を例示しているが、エネルギー発生素子としては、これに限らず、d31モードやせん断モードを利用する圧電アクチュエータ、静電アクチュータ、発熱素子など、様々な態様が可能である。採用される吐出方式に対応した相応のエネルギー発生素子が用いられる。   Although the d33 mode piezoelectric actuator 30 is illustrated here, the energy generating element is not limited to this, and a piezoelectric actuator using a d31 mode or a shear mode, an electrostatic actuator, a heating element, etc. Various aspects are possible. A corresponding energy generating element is used which corresponds to the ejection method employed.

なお、図4(a)のような流路構造は、シリコン(Si)をエッチングして流路部となる溝や孔等を形成したり、エッチングされた各金属板の熱拡散接合などによって作製可能である。
<実施例と比較例の評価>
以下の実施例と比較例において、複数の吐出要素間で相互的に発生する流体クロストークの吐出特性への影響を評価した。評価方法は次の通りである。インクジェットヘッド10に備えているノズル12を全て吐出させる場合に、1ノズルだけに、アクチュエータ30に印加する駆動波形の印加タイミングを1マイクロ秒ずつずらしていき、駆動波形の印加タイミングをずらしたノズル12から吐出される液滴の吐出速度を評価した。
The flow channel structure as shown in FIG. 4A is produced by etching silicon (Si) to form a groove, a hole or the like to be a flow channel portion, or by thermal diffusion bonding of etched metal plates. It is possible.
<Evaluation of Example and Comparative Example>
In the following examples and comparative examples, the influence on the discharge characteristics of the fluid crosstalk which is generated mutually between a plurality of discharge elements was evaluated. The evaluation method is as follows. When all the nozzles 12 included in the inkjet head 10 are discharged, the application timing of the drive waveform applied to the actuator 30 is shifted by 1 microsecond at only one nozzle, and the application timing of the drive waveform is shifted. The discharge speed of droplets discharged from the above was evaluated.

駆動波形の印加タイミングと同期させてストロボ発光させて、液滴を照射し、それをカメラで観察して液滴の観察を行った。また、ストロボ発光のタイミングを遅延させることで、2点間の液滴を観察し、液滴の吐出速度の評価を行った。   Strobe light was emitted in synchronization with the application timing of the drive waveform, and the droplet was irradiated and observed with a camera to observe the droplet. In addition, by delaying the timing of strobe light emission, the droplet between two points was observed, and the droplet ejection speed was evaluated.

評価に使用したインクは、粘度8mPa・s、表面張力33mN/mのインクである。粘度は、粘度計AR−G2(TA Insruments)を使用して測定した。表面張力は、表面張力計DSA100(KRUSS製)を使用して測定した。   The ink used for evaluation is an ink having a viscosity of 8 mPa · s and a surface tension of 33 mN / m. The viscosity was measured using a viscometer AR-G2 (TA Instruments). The surface tension was measured using a surface tension meter DSA100 (manufactured by KRUSS).

実施例、比較例の条件と評価結果を表1に示す。なお、速度変動の合格基準は、4pLを出すインクジェットヘッド10では、2.5m/s以下、1pLを出すインクジェットヘッド10では6.1m/s以下である。これは、以下考察で説明するデイスプレイパネルへ塗布する場合に必要であるためである。   The conditions and evaluation results of Examples and Comparative Examples are shown in Table 1. The acceptance criteria for the speed fluctuation are 2.5 m / s or less for the inkjet head 10 emitting 4 pL and 6.1 m / s or less for the inkjet head 10 emitting 1 pL. This is because it is necessary when applying to a display panel described in the following discussion.

Figure 2019048452
Figure 2019048452

表1の速度変動は、最大値と最小値の差の内の最大の値である。   The velocity fluctuation in Table 1 is the maximum value of the difference between the maximum value and the minimum value.

(実施例1)
実施例1のインクジェットヘッドの構造は、図4(a)で示したヘッド構造と同じである。図5に、実施例1のインクジェットヘッドの上記評価の結果を示す。図5で、横軸は、液滴の吐出タイミングの遅延時間(マイクロ秒)、縦軸には液滴の吐出速度を示しており、1インクジェットヘッド10内の3ノズル分の評価結果である。吐出タイミングの遅延時間とは、各々のアクチュエータ30に印加する駆動波形の印加開始時刻の遅延時間を意味する。
Example 1
The structure of the ink jet head of Example 1 is the same as the head structure shown in FIG. 4 (a). The result of the said evaluation of the inkjet head of Example 1 is shown in FIG. In FIG. 5, the horizontal axis indicates the delay time (microsecond) of the discharge timing of the droplets, and the vertical axis indicates the discharge speed of the droplets, which are evaluation results for three nozzles in one inkjet head 10. The delay time of the discharge timing means the delay time of the application start time of the drive waveform applied to each actuator 30.

CH75、CH150、CH1はノズル12の番号を示している。本実施例では、一つのノズル列中に150個あるノズル12のうち、代表的な3ノズル(75番、150番、1番)を用いてデータを取得した。CH150およびCH1は両端のノズル12であり、CH75は中央に位置するノズル12である。   CH75, CH150, and CH1 indicate the numbers of the nozzles 12. In the present embodiment, of the 150 nozzles 12 in one nozzle array, data is acquired using representative 3 nozzles (No. 75, No. 150, and No. 1). CH 150 and CH 1 are nozzles 12 at both ends, and CH 75 is a centrally located nozzle 12.

遅延時間が0マイクロ秒の点は、全てのノズル12が同時に吐出させているときの吐出速度を示す。ノズル12が位置する場所によって(CH75、CH150、CH1の違いによって)流体クロストークの影響度合いが異なり、速度変動の挙動が異なるが、おおよそ吐出タイミングの遅延時間が4マイクロ秒、10マイクロ秒の時に、液滴の吐出速度が大きく変動していることがわかる。   The point at which the delay time is 0 microseconds indicates the discharge speed when all the nozzles 12 are discharging simultaneously. The degree of influence of fluid crosstalk differs depending on where the nozzle 12 is located (due to the difference between CH75, CH150, and CH1), and the behavior of velocity fluctuation differs, but when the delay time of ejection timing is approximately 4 microseconds and 10 microseconds It can be seen that the discharge speed of the droplet fluctuates greatly.

複数のノズル12の間での振動波が共振しているタイミングがこれらの時間に相当していると考えられる。遅延時間が15マイクロ秒以上の領域では、速度変動はほとんどなくなり、この時間までで振動波が十分に減衰していると考えられる。   It is considered that the timing at which the oscillating waves resonate among the plurality of nozzles 12 corresponds to these times. In the region where the delay time is 15 microseconds or more, the velocity fluctuation is almost zero, and it is considered that the vibration wave is sufficiently attenuated by this time.

吐出タイミングの遅延時間に対する吐出速度の変動幅は、(速度の最大値)−(速度の最小値)の値で表現すると、ノズル12の75番(CH75)は2.1m/s、ノズル12の150番(CH150)は1.4m/s、ノズル12の1番(CH1)は1.2m/sとなる。
(比較例1)
図6には比較例1でのインクジェットヘッドの断面図を示している。
The fluctuation range of the discharge speed with respect to the delay time of discharge timing can be expressed by the value of (maximum value of speed) − (minimum value of speed), and the 75th (CH75) of the nozzle 12 is 2.1 m / s, The 150th (CH 150) is 1.4 m / s, and the 1st (CH 1) of the nozzle 12 is 1.2 m / s.
(Comparative example 1)
FIG. 6 shows a cross-sectional view of the ink jet head in Comparative Example 1.

実施例1でのインクジェットヘッド10の構造との違いを以下で説明する。供給側第2絞り部22a、排出側第2絞り部22bがなく、そのため、供給側第3圧力室16a、排出側第3圧力室16bが存在しない。また、供給側ダンパー25a、排出側ダンパー25bも配置されない。それ以外の構造は実施例1でのインクジェットヘッドと同じである。   The difference from the structure of the inkjet head 10 in the first embodiment will be described below. There is no supply-side second narrowed portion 22a and the discharge-side second narrowed portion 22b. Therefore, the supply-side third pressure chamber 16a and the discharge-side third pressure chamber 16b do not exist. Moreover, the supply side damper 25a and the discharge side damper 25b are not arrange | positioned, either. The other structure is the same as the ink jet head in the first embodiment.

実施例1と同じように、吐出タイミングをずらしていったときの吐出速度の変動を評価した結果を図7に示す。   As in the first embodiment, FIG. 7 shows the result of evaluating the fluctuation of the discharge speed when the discharge timing is shifted.

供給側第2絞り部22a、排出側第2絞り部22bがなく、供給側ダンパー25a、排出側ダンパー25bがないため、比較例1のインクジェットヘッドでの、流体クロストークによる速度変動は、実施例1での値と比べて大きいことがわかる。
(実施例2)
図8には実施例2でのインクジェットヘッドの断面図を示す。実施例1の構造と比較すると第1圧力室14の容積が小さくなっていることがわかる。第1圧力室14の容積は、吐出させる液滴の体積によって変わるが、おおよそ1ピコリットルの体積の液滴を吐出させる場合は、0.007mm程度である。ちなみにおおよそ4ピコリットルの体積の液滴を吐出させる場合の容積は0.025mm程度である。
Since there is no supply side second throttle part 22a and discharge side second throttle part 22b and there is no supply side damper 25a and discharge side damper 25b, the velocity fluctuation due to fluid crosstalk in the inkjet head of Comparative Example 1 is an example. It can be seen that it is larger than the value at 1.
(Example 2)
FIG. 8 shows a cross-sectional view of the ink jet head in the second embodiment. It can be seen that the volume of the first pressure chamber 14 is smaller than that of the structure of the first embodiment. The volume of the first pressure chamber 14 varies depending on the volume of droplets to be ejected, but is about 0.007 mm 3 when ejecting droplets of a volume of approximately 1 picoliter. Incidentally, the volume in the case of discharging a droplet with a volume of approximately 4 picoliter is about 0.025 mm 3 .

ハーゲンポワズイユの式より、インクジェットヘッド10の微細流路内に流れるインクが層流と仮定すると、液滴体積とインクジェットヘッド10の内部構造に起因する共振周波数との関係は、数1のように表すことができる。   From the Hagen Poiseuille equation, assuming that the ink flowing in the fine flow path of the inkjet head 10 is a laminar flow, the relationship between the droplet volume and the resonance frequency due to the internal structure of the inkjet head 10 is as shown in Equation 1. It can be expressed in

Figure 2019048452
Figure 2019048452

V:液滴体積、S:ノズル断面積、v:液滴吐出速度、f:共振周波数
これより、小さな体積で液滴を吐出させるには第1圧力室14の容積を小さくして、第1圧力室14内での振動波の共振周波数を大きくすることが必要であることがわかる。
V: droplet volume, S: nozzle cross-sectional area, v: droplet ejection speed, f: resonant frequency From this, in order to eject droplets with a small volume, the volume of the first pressure chamber 14 is reduced, and the first It can be seen that it is necessary to increase the resonant frequency of the oscillating wave in the pressure chamber 14.

共振周波数の逆数が共振周期であるので、共振周期は短くすることが必要である。圧力室の容積が小さくなれば共振周期は短くなるため、圧力室の容積を小さくすることは、液滴体積を小さくする手段としては理論的に妥当だと言える。   Since the reciprocal of the resonance frequency is the resonance period, it is necessary to shorten the resonance period. Since the smaller the volume of the pressure chamber, the shorter the resonance period, it can be said that reducing the volume of the pressure chamber is theoretically appropriate as a means for reducing the droplet volume.

つまり、図8で示した実施例2のインクジェットヘッド10は、小さい体積の液滴を吐出することができる。   That is, the ink jet head 10 of the second embodiment shown in FIG. 8 can discharge droplets of a small volume.

また、供給側第2絞り部22a、排出側第2絞り部22bのX方向の長さは、それぞれ、供給側第1絞り部20a、排出側第1絞り部20bの長さより長くなっており、流路抵抗が大きい状態である。Y方向の長さは同じである。   Further, the lengths in the X direction of the supply-side second narrowed portion 22a and the discharge-side second narrowed portion 22b are respectively longer than the lengths of the supply-side first narrowed portion 20a and the discharge-side first narrowed portion 20b, The flow path resistance is large. The lengths in the Y direction are the same.

供給側第1絞り部20a、排出側第1絞り部20bは、吐出する液滴体積に関係し、供給側第1絞り部20a、排出側第1絞り部20bの絞り長さを長くし抵抗を上げると、ノズル12から出る液滴体積が大きくなる。よって、安易に抵抗を上げることができない。よって、クロストークを抑えるために、供給側第1絞り部20a、排出側第1絞り部20bの長さは液滴体積で決めて、供給側第2絞り部22a、排出側第2絞り部22bの長さでクロストークを抑制する。つまり、供給側第2絞り部22a、排出側第2絞り部22bの方が、長さ方が好ましい。   The supply-side first throttle unit 20a and the discharge-side first throttle unit 20b are related to the droplet volume to be discharged, and the resistance of the supply-side first throttle unit 20a and the discharge-side first throttle unit 20b is lengthened to increase the resistance. When raised, the volume of droplets exiting the nozzle 12 increases. Therefore, resistance can not be easily raised. Therefore, in order to suppress the crosstalk, the lengths of the supply-side first narrowed portion 20a and the discharge-side first narrowed portion 20b are determined by the droplet volume, and the supply-side second narrowed portion 22a and the discharge-side second narrowed portion 22b Suppress crosstalk by the length of That is, the length of the supply-side second narrowed portion 22a and the discharge-side second narrowed portion 22b is preferably longer.

実施例1と同様に、吐出タイミングをずらしていったときの吐出速度の変動を測定した結果を図9に示している。吐出タイミングの遅延時間に対する吐出速度の変動幅は、(速度の最大値)と(速度の最小値)との差の値で表現すると、ノズル12の75番(CH75)は4.6m/s、ノズル12の150番(CH150)は3.9m/s、ノズル12の1番(CH1)は2.6m/sとなる。   Similar to the first embodiment, FIG. 9 shows the measurement results of the fluctuation of the ejection speed when the ejection timing is shifted. The fluctuation range of the discharge speed with respect to the delay time of the discharge timing can be expressed by the value of the difference between (maximum value of speed) and (minimum value of speed): No. 75 (CH75) of the nozzle 12 is 4.6 m / s, The number 150 (CH150) of the nozzle 12 is 3.9 m / s, and the number 1 (CH1) of the nozzle 12 is 2.6 m / s.

また、液滴体積は吐出速度が5m/sのときに0.9ピコリットルの大きさである。
(比較例2)
図10には比較例2でのインクジェットヘッドの断面図を示している。実施例2でのインクジェットヘッドの構造との違いを以下で説明する。供給側第2絞り部22a、排出側第2絞り部22bがなく、そのため供給側第3圧力室16a、排出側第3圧力室16bが存在しない。またダンパー25も配置されない。それ以外の構造は実施例2でのインクジェットヘッドと同じである。
Further, the droplet volume is 0.9 picoliter in size when the ejection speed is 5 m / s.
(Comparative example 2)
FIG. 10 shows a cross-sectional view of the ink jet head in Comparative Example 2. The difference from the structure of the ink jet head in Example 2 will be described below. There is no supply side second throttle portion 22a and discharge side second throttle portion 22b, and therefore there is no supply side third pressure chamber 16a and discharge side third pressure chamber 16b. Also, the damper 25 is not disposed. The other structure is the same as the ink jet head in the second embodiment.

実施例2と同じように、吐出タイミングをずらしていったときの吐出速度の変動を評価した結果を図11に示している。吐出タイミングの遅延時間に対する吐出速度の変動幅は、ノズル12の75番(CH75)は7.4m/s、ノズル12の150番(CH150)は5.0m/s、ノズル12の1番(CH1)は4.6m/sとなる。   As in the second embodiment, FIG. 11 shows the result of evaluating the fluctuation of the ejection speed when the ejection timing is shifted. The fluctuation range of the discharge speed with respect to the delay time of the discharge timing is as follows: No. 75 (CH 75) of the nozzle 12: 7.4 m / s, No. 150 (CH 150) of the nozzle 12: 5.0 m / s, No. ) Will be 4.6 m / s.

また、液滴体積は吐出速度が5m/sのときに1.0ピコリットルの大きさである。   In addition, the droplet volume is 1.0 picoliter in size when the ejection speed is 5 m / s.

比較例2でのインクジェットヘッドでは、液滴体積は1.0ピコリットルと小さいが、複数の吐出要素間での流体クロストークが大きく、速度変動が大きいことがわかる。   In the inkjet head of Comparative Example 2, although the droplet volume is as small as 1.0 picoliter, it can be seen that the fluid crosstalk between the plurality of ejection elements is large, and the velocity fluctuation is large.

(比較例3)
図12には比較例3でのインクジェットヘッドの断面図を示している。実施例2でのインクジェットヘッドの構造との違いを以下で説明する。供給側第2絞り部22a、排出側第2絞り部22bがなく、そのため供給側第3圧力室16a、排出側第3圧力室16bが存在しない。またダンパー25も配置されない。供給側第1絞り部20a、排出側第1絞り部20bの長さは非常に長く流路抵抗が非常に大きい構造になっている。それ以外の構造は実施例2でのインクジェットヘッドと同じである。
(Comparative example 3)
FIG. 12 shows a cross-sectional view of the ink jet head in Comparative Example 3. The difference from the structure of the ink jet head in Example 2 will be described below. There is no supply side second throttle portion 22a and discharge side second throttle portion 22b, and therefore there is no supply side third pressure chamber 16a and discharge side third pressure chamber 16b. Also, the damper 25 is not disposed. The lengths of the supply side first throttle portion 20a and the discharge side first throttle portion 20b are very long, and the flow path resistance is very large. The other structure is the same as the ink jet head in the second embodiment.

実施例2と同じように、吐出タイミングをずらしていった時の吐出速度の変動を評価した結果を図13に示している。吐出タイミングの遅延時間に対する吐出速度の変動幅は、ノズル12の75番(CH75)は2.4m/s、ノズル12の150番(CH150)は1.5m/s、ノズル12の1番(CH1)は2.0m/sとなる。   As in the second embodiment, FIG. 13 shows the result of evaluating the fluctuation of the ejection speed when the ejection timing is shifted. The fluctuation range of the discharge speed with respect to the delay time of discharge timing is 2.4 m / s for No. 75 (CH 75) of nozzle 12, 1.5 m / s for No. 150 of CH 12 (CH 150), No. 1 of CH 12 (CH 1) ) Will be 2.0 m / s.

また、液滴体積は吐出速度が5m/sのときに1.6ピコリットルの大きさである。   In addition, the droplet volume is 1.6 picoliter in size when the ejection speed is 5 m / s.

比較例3でのインクジェットヘッドでは、複数の吐出要素間での流体クロストークは小さくなっているが、液滴体積は1.6ピコリットルと大きくなっていることがわかる。供給側第1絞り部20a、排出側第1絞り部20bの長さが長く、流路抵抗が大きいため、振動波の個別流路内での減衰は効果的に起こる。しかし、流路抵抗が非常に大きいため、アクチュエータ30の振動で発生した振動波は、大部分がノズル12から放出される。その結果、クロストークによる速度変動は小さいが、液滴体積が大きくなっている。   In the inkjet head of Comparative Example 3, although the fluid crosstalk between the plurality of ejection elements is reduced, the droplet volume is found to be as large as 1.6 picoliter. Because the length of the supply-side first narrowed portion 20a and the discharge-side first narrowed portion 20b is long and the flow path resistance is large, the damping of the vibration wave in the individual flow path occurs effectively. However, since the flow path resistance is very large, most of the vibration wave generated by the vibration of the actuator 30 is emitted from the nozzle 12. As a result, although the velocity fluctuation due to the crosstalk is small, the droplet volume is large.

比較例3でのインクジェットヘッドのノズルの直径は10μmであり、加工精度を保ったまま、これ以上小さな孔を加工することは困難である。液滴体積はインクジェットで塗布する画像の解像度によって、決まるものであり、液滴体積が規定値より大きすぎると、所定の着弾精度を保ってインクを塗布することが困難になる。   The diameter of the nozzle of the inkjet head in Comparative Example 3 is 10 μm, and it is difficult to process a smaller hole while maintaining the processing accuracy. The droplet volume is determined by the resolution of the image to be applied by inkjet, and if the droplet volume is larger than the specified value, it becomes difficult to apply the ink while maintaining a predetermined landing accuracy.

<考察>
実施例2のインクジェットヘッドで塗布する対象物は例えば、有機ELディスプレイパネルのRed,Green,Blueの発光層を形成するインクである。吐出のための駆動波形や駆動電圧、塗布する画像パターンなどのデータが、駆動制御機構からインクジェットヘッドに送られる。
<Discussion>
An object to be coated by the ink jet head of Example 2 is, for example, an ink for forming a red, green, or blue light emitting layer of an organic EL display panel. Data such as a drive waveform and a drive voltage for ejection and an image pattern to be applied are sent from the drive control mechanism to the inkjet head.

その信号を受けて、インクジェットヘッドは、稼動ステージ上に設置された塗布対象物である有機ELディスプレイパネルの画素の中にインクを吐出する。   In response to the signal, the ink jet head ejects the ink into the pixels of the organic EL display panel, which is the application object placed on the operation stage.

有機ELディスプレイの画素解像度が高い場合、インクジェットヘッドで吐出する液滴の体積は1ピコリットル以下が求められる。液滴体積が大きくなると液滴直径が大きくなり、画素の中にインク液滴を着弾させるときの着弾位置のマージンが小さくなってしまう。着弾位置がずれるとRed,Green,Blueの画素間で混色が起こってしまい、有機ELディスプレイパネルの表示品質が低下する。また、速度ばらつきの具体的な仕様は一概には決められないが、高精度に塗布する場合、速度ばらつきは出来るだけ小さいことが求められる。   When the pixel resolution of the organic EL display is high, the volume of droplets ejected by the inkjet head is required to be 1 picoliter or less. As the droplet volume increases, the droplet diameter increases, and the margin of the landing position when the ink droplet lands in the pixel decreases. If the landing position shifts, color mixing occurs between the red, green, and blue pixels, and the display quality of the organic EL display panel is degraded. Further, although the specific specification of the speed variation can not be generally determined, it is required that the speed variation be as small as possible when applying with high accuracy.

以上の視点で実施例2、比較例2、比較例3の結果を考察すると、比較例3のインクジェットヘッドでは、液体体積が1.6ピコリットルと1ピコリットルより大きくなっており、求められる精度で有機ELディスプレイパネルの画素に発光層のインクを塗布することは困難である。   Considering the results of Example 2, Comparative Example 2 and Comparative Example 3 from the above viewpoint, in the inkjet head of Comparative Example 3, the liquid volume is 1.6 picoliters and larger than 1 picoliter, and the required accuracy It is difficult to apply the ink of the light emitting layer to the pixels of the organic EL display panel.

また、比較例2のインクジェットヘッドでは、液滴体積は1ピコリットルであり仕様範囲内であるが、実施例2のインクジェットヘッドと比べると速度ばらつきが大きいため、最適なインクジェットヘッドの構造ではないと言える。   Further, in the inkjet head of Comparative Example 2, the droplet volume is 1 picoliter, which is within the specification range, but the speed variation is large compared to the inkjet head of Example 2, and thus the inkjet head is not the optimum structure. I can say that.

(実施の形態2)
図14は、実施形態2に係るインクジェットヘッドの構成を模式的に示した断面図である。実施の形態1との相違点を中心に説明する。説明しない事項は、実施の形態1と同様である。
Second Embodiment
FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the ink jet head according to the second embodiment. The differences from Embodiment 1 will be mainly described. Matters not described are the same as in the first embodiment.

(1)供給側第1絞り部20aと供給側第2絞り部22aのZ方向の位置関係は、供給側第1絞り部20aの方が、ノズル12より離れた位置関係になっている。   (1) The positional relationship between the supply-side first narrowed portion 20 a and the supply-side second narrowed portion 22 a in the Z direction is such that the supply-side first narrowed portion 20 a is farther from the nozzle 12.

このような位置関係を取ることで、インクが流動する過程において、供給側第2圧力室15a内でZ方向のノズル12から離れる方向にインクが上がっていくことになる。これによりインクが流れる過程において、インク中の粗大粒子が沈降して、供給側第2圧力室15a内で留まる。つまり、正常な吐出を実現させるために、第1圧力室14内に粗大粒子の侵入を抑制することが可能となる。   By taking such a positional relationship, in the process of flowing the ink, the ink rises in the direction away from the nozzle 12 in the Z direction in the supply-side second pressure chamber 15a. As a result, in the process of ink flow, coarse particles in the ink settle and remain in the supply-side second pressure chamber 15a. That is, in order to realize normal discharge, it is possible to suppress the entry of coarse particles into the first pressure chamber 14.

(2)インク排出側の絞り構造は、排出側第1絞り部20bのみが配置される。これは第1圧力室14内で沈降したインク内の粒子を出来るだけ排出させるためである。   (2) In the ink discharge side throttle structure, only the discharge side first throttle portion 20b is disposed. This is to discharge the particles in the ink settled in the first pressure chamber 14 as much as possible.

(3)インクが排出される側の排出側第1絞り部20bは、Z方向で近い位置に配置される。これにより第1圧力室14内で沈降した粗大粒子の排出を容易にすることができる。   (3) The discharge side first throttle unit 20b on the side from which the ink is discharged is disposed at a position close to the Z direction. As a result, discharge of coarse particles settled in the first pressure chamber 14 can be facilitated.

(4)供給側ダンパー27aは、排出側ダンパー27bより剛性が高い。具体的には、X方向の幅が、供給側ダンパー27aより排出側ダンパー27bが大きくなっている。ここで、ダンパーの幅とは、保持されていない部分の幅で、振動できる部分の幅、つまり、振動を緩和する部分の幅ある。この場合、剛性の高い板26で支えられていない部分の幅である。供給側ダンパー27aと排出側ダンパー27bの材質を変えることで剛性を変えても良い。   (4) The supply side damper 27a has higher rigidity than the discharge side damper 27b. Specifically, the width in the X direction is larger in the discharge side damper 27b than in the supply side damper 27a. Here, the width of the damper is the width of the portion that is not held, and the width of the portion that can be vibrated, that is, the width of the portion that reduces the vibration. In this case, it is the width of the portion not supported by the high rigidity plate 26. The rigidity may be changed by changing the material of the supply side damper 27a and the discharge side damper 27b.

(5)供給側ダンパー27aもしくは排出側ダンパー27bは、ダイアフラム非固定部28と比べて共振周波数が高いのが好ましい。供給側ダンパー27aもしくは排出側ダンパー27bは、ダイアフラム非固定部28より、インクの振動を緩和する。表2を用いて詳細を説明する。   (5) It is preferable that the resonance frequency of the supply side damper 27a or the discharge side damper 27b be higher than that of the diaphragm non-fixed portion 28. The supply-side damper 27 a or the discharge-side damper 27 b reduces the vibration of the ink by the diaphragm non-fixing portion 28. Details will be described using Table 2.

Figure 2019048452
Figure 2019048452

ダイアフラム非固定部28とは、ダイヤフラムの変動する部分である。   The diaphragm non-fixing portion 28 is a fluctuating portion of the diaphragm.

ダイアフラム非固定部28の材質はニッケル合金であり、密度は8900kg/m、ヤング率は209GPaである。インクジェットヘッド10内での寸法はZ方向厚みが4μm、X方向幅が50μmである。これらより、ダイアフラム非固定部28の断面2次モーメントを求めると2.67×10−22となり、共振周波数は2.5×10−4Hzとなる。 The material of the diaphragm non-fixing portion 28 is a nickel alloy, the density is 8900 kg / m 3 , and the Young's modulus is 209 GPa. In the inkjet head 10, the thickness in the Z direction is 4 μm, and the width in the X direction is 50 μm. From these, when the cross-sectional second moment of the diaphragm non-fixed portion 28 is determined, it is 2.67 × 10 −22 , and the resonance frequency is 2.5 × 10 −4 Hz.

一方、供給側ダンパー27aまたは排出側ダンパー27bについては、材質はステンレスであり、密度7930kg/m、ヤング率193GPa、厚み20μm、幅1000μmである。供給側ダンパー27aまたは排出側ダンパー27bの断面2次モーメントは6.67×10−19となり、共振周波数は3.2×10−4Hzとなる。 On the other hand, the material of the supply-side damper 27a or the discharge-side damper 27b is stainless steel, having a density of 7930 kg / m 3 , a Young's modulus of 193 GPa, a thickness of 20 μm, and a width of 1000 μm. The cross-sectional secondary moment of the supply side damper 27a or the discharge side damper 27b is 6.67 × 10 −19 , and the resonance frequency is 3.2 × 10 −4 Hz.

これらよりダイアフラム非固定部28より、供給側ダンパー27aまたは排出側ダンパー27bの方が、共振周波数が大きくなっていることがわかる。   From these, it can be understood from the diaphragm non-fixed portion 28 that the resonance frequency is larger in the supply side damper 27a or the discharge side damper 27b.

<インクに粒子を含む場合>
ここでインクとして粒子が分散されたインクを用いる場合を説明する。粒子は分散剤や溶液のpH調整などで粒子が安定に存在できるようにインク物性を調整する。しかしながら、インク中で粒子は凝集して設計に対して粗大な粒子が生成することがある。設計外の粒子がノズル12に流れ込むとノズルが詰まってしまい液滴の吐出が不可能になる。
ところでインク中の粒子は経時的に沈降していく。粒子の沈降は次のような数2で示されたストークスの沈降速度式に従って、沈降速度が決まる。
<When the ink contains particles>
Here, the case where an ink in which particles are dispersed is used as the ink will be described. The particles adjust the physical properties of the ink so that the particles can be stably present by adjusting the pH of the dispersant or solution. However, in the ink, the particles may agglomerate to form coarse particles for the design. When undesigned particles flow into the nozzle 12, the nozzle is clogged and the droplet can not be discharged.
By the way, particles in the ink settle with time. The settling of particles is determined according to the Stokes settling velocity equation shown by the following equation 2.

Figure 2019048452
Figure 2019048452

:沈降速度 D:粒径 ρ:粒子密度 ρ:液体密度
η:インク粘度 g:重力加速度
図15にはインク粘度3mPa・s、粒子密度4g/cm、液体密度1g/cmのときのインクに分散された粒子の粒径に対する沈降速度を示している。粒径1.3umの粒子を分散させたとき、0.055mm/分の沈降速度で粒子が液中で沈降していくことが分かる。
v s : settling velocity D p : particle size p p : particle density f f : liquid density
η: Ink viscosity g: Gravity acceleration FIG. 15 shows the sedimentation velocity with respect to the particle size of the particles dispersed in the ink when the ink viscosity is 3 mPa · s, the particle density is 4 g / cm 3 , and the liquid density is 1 g / cm 3 . It can be seen that when particles having a particle size of 1.3 um are dispersed, the particles settle in the liquid at a sedimentation rate of 0.055 mm / min.

供給側第2圧力室15aのZ方向の高さは、およそ0.2mmであるため、粒子はおよそ4分で沈降することがわかる。このような方法で設計外の粗大粒子を供給側第2圧力室15aで沈降させて、ノズル12に流れ込むことを抑制できる。排出側第2圧力室15b内では、沈降した粒子が堆積しないように、排出側第1絞り部20bをZ方向下方に配置する。   Since the height of the supply side second pressure chamber 15a in the Z direction is about 0.2 mm, it can be seen that the particles settle in about 4 minutes. It is possible to prevent the coarse particles outside the design from settling in the supply-side second pressure chamber 15 a by such a method and flowing into the nozzle 12. In the discharge-side second pressure chamber 15b, the discharge-side first throttle portion 20b is disposed downward in the Z direction so that precipitated particles are not deposited.

このようなヘッド構造にすることで、粒子が分散したインクにおいてもノズル詰まりを発生させることなく安定に吐出することが可能となる。   With such a head structure, it is possible to stably discharge the ink in which the particles are dispersed without causing the nozzle clogging.

(全体として)
実施の形態1と2とは、その一部を組み合わせることができる。特に、実施の形態2の(1)〜(5)は、それぞれ実施の形態1と組み合わせができる。つまり、実施の形態1のインクジェットヘッド10に、(1)〜(5)の少なくとも1つを用いることができる。
(as a whole)
The first and second embodiments can be partially combined. In particular, (1) to (5) of the second embodiment can be combined with the first embodiment. That is, at least one of (1) to (5) can be used for the inkjet head 10 of the first embodiment.

上記インクジェットヘッド10を用いたインクジェット装置64の側面図を図16に示す。インクを吐出するインクジェットヘッド10と、アクチュエータ30に印加する駆動電圧信号を生成し、インクジェットヘッド10の吐出動作を制御する駆動制御手段61と、インクジェットヘッド10と被描画媒体63とを相対移動させる搬送手段62と、を含む。   A side view of an inkjet device 64 using the inkjet head 10 is shown in FIG. An ink jet head 10 for discharging ink, a drive voltage signal to be applied to the actuator 30 are generated, and a drive control means 61 for controlling the discharge operation of the ink jet head 10, and a transport for relatively moving the ink jet head 10 and the drawing medium 63 And 62.

各種デバイスである被描画媒体63にインクを塗布することで、各種デバイスを製造できる。   Various devices can be manufactured by applying the ink to the medium to be drawn 63 which is various devices.

本発明のインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置は、高精細な画素を有する有機ELディスプレイパネルの製造へ用いることができる。つまり、有機ELディスプレイパネルの発光層の塗布や、UV硬化性インクなどを用いる加飾インクや樹脂封止インクの塗布、導電性インクの塗布、化粧用途の水性インクの塗布などに用いることができる。   The ink jet head and the ink jet recording apparatus of the present invention can be used to manufacture an organic EL display panel having high definition pixels. That is, it can be used for coating a light emitting layer of an organic EL display panel, coating decorative ink or resin sealing ink using a UV curable ink, coating conductive ink, coating aqueous ink for cosmetic use, etc. .

10 インクジェットヘッド
11 吐出ユニット
12 ノズル
14 第1圧力室
15a 供給側第2圧力室
15b 排出側第2圧力室
16a 供給側第3圧力室
16b 排出側第3圧力室
20a 供給側第1絞り部
20b 排出側第1絞り部
22a 供給側第2絞り部
22b 排出側第2絞り部
25a 供給側ダンパー
25b 排出側ダンパー
26 剛性の高い板(振動防止板)
27a 供給側ダンパー
27b 排出側ダンパー
28 ダイアフラム非固定部
30 アクチュエータ
51a 供給側共通流路
51b 排出側共通流路
53 インク供給口
54 インク排出口
61 駆動制御手段
62 搬送手段
63 被描画媒体
64 インクジェット装置
100 ノズル
110 圧力室
111 隔壁
112 ダイアフラム
130 圧電素子
140 圧電部材
150 液滴
200 ノズル
210 圧力室
212 ダイアフラム
220 薄膜圧電素子
230 共通圧力室
500 ノズル
501 圧力室
502 エネルギー発生素子
503 共通流路
504 絞り部
10 inkjet head 11 discharge unit 12 nozzle 14 first pressure chamber 15a supply side second pressure chamber 15b discharge side second pressure chamber 16a supply side third pressure chamber 16b discharge side third pressure chamber 20a supply side first throttle portion 20b discharge Side first throttle portion 22a Supply side second throttle portion 22b Discharge side second throttle portion 25a Supply side damper 25b Discharge side damper 26 High rigidity plate (vibration preventing plate)
27a Supply-side damper 27b Discharge-side damper 28 Diaphragm non-fixing part 30 Actuator 51a Supply-side common flow channel 51b Discharge-side common flow channel 53 Ink supply port 54 Ink discharge port 61 Drive control means 62 Conveying means 63 Target medium 64 Inkjet device 100 Nozzle 110 pressure chamber 111 partition wall 112 diaphragm 130 piezoelectric element 140 piezoelectric member 150 droplet 200 nozzle 210 pressure chamber 212 diaphragm 220 thin film piezoelectric element 230 common pressure chamber 500 nozzle 501 pressure chamber 502 energy generating element 503 common flow path 504 narrowed portion

Claims (14)

液滴を吐出するノズルと、
前記ノズルと繋がる第1圧力室と、
前記第1圧力室と繋がる供給側第2圧力室と排出側第2圧力室と、
前記供給側第2圧力室と繋がる供給側第3圧力室と、
前記排出側第2圧力室と繋がる排出側第3圧力室と、
前記第1圧力室内の液体に吐出力を与えるエネルギー発生素子と、
前記第1圧力室と前記供給側第2圧力室間の供給側第1絞り部と、
前記第1圧力室と前記排出側第2圧力室間の排出側第1絞り部と、
前記供給側第2圧力室と前記供給側第3圧力室間の供給側第2絞り部と、
前記排出側第2圧力室と前記排出側第3圧力室間の排出側第2絞り部と、を含む複数の吐出ユニットと、
前記複数の吐出ユニットのそれぞれの前記供給側第3圧力室間を繋ぐ供給側共通流路と、
前記複数の吐出ユニットのそれぞれの前記排出側第3圧力室間を繋ぐ排出側共通流路と、
を備えたインクジェットヘッド。
A nozzle that discharges droplets;
A first pressure chamber connected to the nozzle;
A supply side second pressure chamber connected to the first pressure chamber and a discharge side second pressure chamber;
A supply side third pressure chamber connected to the supply side second pressure chamber;
A discharge side third pressure chamber connected to the discharge side second pressure chamber;
An energy generating element for applying a discharge force to the liquid in the first pressure chamber;
A supply-side first throttle portion between the first pressure chamber and the supply-side second pressure chamber;
A discharge side first throttle portion between the first pressure chamber and the discharge side second pressure chamber;
A supply-side second throttle portion between the supply-side second pressure chamber and the supply-side third pressure chamber;
A plurality of discharge units including the discharge side second pressure chamber between the discharge side second pressure chamber and the discharge side third pressure chamber;
A supply side common flow path connecting the supply side third pressure chambers of the plurality of discharge units;
A discharge side common flow path connecting between the discharge side third pressure chambers of the plurality of discharge units;
Inkjet head equipped with
前記第1圧力室と、前記供給側第2圧力室と、排出側第2圧力室と、前記供給側第3圧力室と、前記排出側第3圧力室とは、直線状に配置されている請求項1記載のインクジェットヘッド。 The first pressure chamber, the supply-side second pressure chamber, the discharge-side second pressure chamber, the supply-side third pressure chamber, and the discharge-side third pressure chamber are linearly arranged. An ink jet head according to claim 1. 前記供給側第1絞り部と前記供給側第2絞り部とを結ぶ直線は、インクの流れ方向に対して平行でない請求項1または2記載のインクジェットヘッド。 The ink jet head according to claim 1 or 2, wherein a straight line connecting the supply-side first throttling portion and the supply-side second throttling portion is not parallel to the flow direction of the ink. 前記供給側第2圧力室に供給側ダンパーを配置した請求項1から3のいずれか1項に記載のインクジェットヘッド。 The ink jet head according to any one of claims 1 to 3, wherein a supply side damper is disposed in the supply side second pressure chamber. 前記供給側第3圧力室と前記供給側第2圧力室とに渡って、前記供給側ダンパーを配置した請求項4に記載のインクジェットヘッド。 The ink jet head according to claim 4, wherein the supply side damper is disposed across the supply side third pressure chamber and the supply side second pressure chamber. 前記供給側ダンパーの一部は、中空状態で配置された請求項4または5に記載のインクジェットヘッド。 The inkjet head according to claim 4, wherein a part of the supply side damper is disposed in a hollow state. 前記供給側第1絞り部は、前記供給側第2絞り部より、供給側ダンパーからの距離が離れている請求項4〜6のいずれか1項に記載のインクジェットヘッド。 The ink jet head according to any one of claims 4 to 6, wherein the first supply-side throttling part is separated from the supply-side second throttling part by a distance from the supply-side damper. 前記供給側第2絞り部の流路抵抗は、前記供給側第1絞り部の流路抵抗より、大きい請求項1から7のいずれか1項に記載のインクジェットヘッド。 The ink jet head according to any one of claims 1 to 7, wherein a flow path resistance of the supply-side second throttle portion is larger than a flow path resistance of the supply-side first throttle portion. 液滴を吐出するノズルと、
前記ノズルと繋がる第1圧力室と、
前記第1圧力室と繋がる供給側第2圧力室と排出側第2圧力室と、
前記供給側第2圧力室と繋がる前記供給側第3圧力室と、
前記第1圧力室内の液体に吐出力を与えるエネルギー発生素子と、
前記第1圧力室と前記供給側第2圧力室間の第1絞り部と、
前記第1圧力室と前記排出側第2圧力室間の第1絞り部と、
前記供給側第2圧力室と前記供給側第3圧力室間の第2絞り部と、を含む複数の吐出ユニットと、
前記複数の吐出ユニットのそれぞれの前記供給側第3圧力室間を繋ぐ供給側共通流路と、
前記複数の吐出ユニットのそれぞれの前記排出側第2圧力室間を繋ぐ排出側共通流路と、
を備えたインクジェットヘッド。
A nozzle that discharges droplets;
A first pressure chamber connected to the nozzle;
A supply side second pressure chamber connected to the first pressure chamber and a discharge side second pressure chamber;
The supply side third pressure chamber connected to the supply side second pressure chamber;
An energy generating element for applying a discharge force to the liquid in the first pressure chamber;
A first throttling portion between the first pressure chamber and the supply-side second pressure chamber;
A first throttling portion between the first pressure chamber and the discharge side second pressure chamber;
A plurality of discharge units including a second throttle portion between the supply side second pressure chamber and the supply side third pressure chamber;
A supply side common flow path connecting the supply side third pressure chambers of the plurality of discharge units;
A discharge-side common flow path connecting the discharge-side second pressure chambers of the plurality of discharge units;
Inkjet head equipped with
前記第1圧力室と、前記供給側第2圧力室と、排出側第2圧力室と供給側第3圧力室は、直線状に配置されている請求項9記載のインクジェットヘッド。 The inkjet head according to claim 9, wherein the first pressure chamber, the supply-side second pressure chamber, the discharge-side second pressure chamber, and the supply-side third pressure chamber are linearly arranged. 前記供給側第1絞り部と前記供給側第2絞り部とを結ぶ直線は、インクの流れ方向に対して平行でない請求項9または10記載のインクジェットヘッド。 11. The ink jet head according to claim 9, wherein a straight line connecting the supply-side first throttling portion and the supply-side second throttling portion is not parallel to the ink flow direction. 前記供給側第2圧力室に供給側ダンパーを配置し、
前記排出側第2圧力室に排出側ダンパーを配置し、
前記供給側ダンパーは、前記排出側ダンパーより剛性が高い請求項9〜11のいずれか1項に記載のインクジェットヘッド。
A supply side damper is disposed in the supply side second pressure chamber,
A discharge side damper is disposed in the discharge side second pressure chamber,
The ink jet head according to any one of claims 9 to 11, wherein the supply side damper is higher in rigidity than the discharge side damper.
請求項1から12のいずれか1項に記載のインクジェットヘッドと、
前記エネルギー発生素子に印加する駆動電圧信号を生成し、前記インクジェットヘッドの吐出動作を制御する駆動制御手段と、
前記インクジェットヘッドと被描画媒体とを相対移動させる搬送手段と、
を備えたインクジェット装置。
An ink jet head according to any one of claims 1 to 12,
Drive control means for generating a drive voltage signal to be applied to the energy generating element and controlling the discharge operation of the ink jet head;
Transport means for relatively moving the inkjet head and the drawing medium;
Inkjet device equipped with
請求項13のインクジェットヘッド装置を用いて、インクを塗布することで、デバイスを製造する製造方法。
The manufacturing method which manufactures a device by apply | coating an ink using the inkjet head apparatus of Claim 13.
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