JP3876804B2

JP3876804B2 - Inkjet head

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Publication number: JP3876804B2
Application number: JP2002281306A
Authority: JP
Inventors: 英年渡辺; 淳廣田
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2002-09-26
Filing date: 2002-09-26
Publication date: 2007-02-07
Anticipated expiration: 2022-09-26
Also published as: CN2792764Y; JP2004114519A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクマニホールド流路を有するインクジェットヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のインクジェットヘッドの一つには、図３４に示すように、流路形成板１０１２が、厚さが４００μｍ程度のシリコン基板に対してウエットエッチングなどによって貫通穴を形成されており、この貫通穴により、共通インク室１０２６、この共通インク室１０２６からノズルプレートのノズル開口１０１３と重なる位置まで細長く形成されたインク供給路１０２７、および圧力室１０２０が構成される。
【０００３】
そして、インク供給管１０３５が共通インク室１０２６の一方の端部に連通しているので、このインク供給管１０３５から遠く離隔した他方の端部の領域で連通しているインク供給路１０２７の幅がノズル番号＃４から＃１の方向に徐々に広げられていることにある。換言すると、共通インク室１０２６中央側から先端に位置するほどその幅が徐々に広げられている。
【０００４】
この点、流路形成板１０１２に形成される共通インク室１０２６の深さは均一であるので、インク供給路１０２７の入口（＃１〜＃４に対応する供給口）の断面積が除々に大きくなり、ノズル番号＃１〜＃４にかけて生じる速度とインク量の変動を抑制することができるとされる（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２７７４９６号公報（第５−６頁、第４図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、共通インク室１０２６は、インク供給管１０３５から遠く離隔した他方の端部までの一方通行の終端止まりであるので、あるノズル番号のノズル開口１０１３でインク吐出が行われた際に発生するインク内の圧力波によって、当該ノズル番号に隣接する他のノズル番号のノズル開口１０１３におけるメニスカスを壊してしまい、そこからエアーが入り込んで、当該ノズル番号に隣接する他のノズル番号のノズル開口１０１３が順次に不吐出になる不具合が起こるおそれがあった。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した点を鑑みてなされたものであり、隣接する吐出チャンネルの影響を受けることがなく、安定したインク吐出の維持を図ったインクジェットヘッドを提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために成された請求項１に係る発明は、複数のインク圧力室が相互に隣接してマトリクス配置されたキャビティプレートと、前記キャビティプレートのインク圧力室の一群に連通するインクマニホールド流路が形成されたマニホールドプレートと、を備え、前記マニホールドプレートのインクマニホールド流路を閉ループ状に形成し、前記マニホールドプレートは、前記マニホールドプレートのインクマニホールド流路に囲まれた浮島部と、前記マニホールドプレートの浮島部を支持する連結片と、を備えたことを特徴としている。
【０００９】
このような特徴を有する本発明のインクジェットヘッドでは、キャビティプレートに複数のインク圧力室が相互に隣接してマトリクス配置されるとともに、キャビティプレートのインク圧力室の一群に連通するインクマニホールド流路がマニホールドプレートに形成されている。従って、マニホールドプレートのインクマニホールド流路には、一つのインク圧力室を経由する吐出チャンネルが多数連通することになるが、マニホールドプレートのインクマニホールド流路が閉ループ状に形成されていることから、あるインク圧力室を経由する吐出チャンネルでインク吐出が行われ、インクマニホールド流路のインク内に圧力波が発生しても、この圧力波は、ループ状のインクマニホールド流路を旋回して伝播するだけで、当該インク圧力室に隣接した他のインク圧力室を経由する吐出チャンネルにおけるメニスカスを壊すことがなく、そこからエアーが入り込むこともない。
【００１０】
すなわち、本発明のインクジェットヘッドでは、マニホールドプレートのインクマニホールド流路が閉ループ状に形成されていることから、あるインク圧力室を経由する吐出チャンネルでインク吐出が行われ、インクマニホールド流路のインク内に圧力波が発生しても、この圧力波は、ループ状のインクマニホールド流路を旋回して伝播するだけで、当該インク圧力室に隣接した他のインク圧力室を経由する吐出チャンネルにおけるメニスカスを壊すことがなく、そこからエアーが入り込むこともないので、隣接する吐出チャンネルの影響を受けることがなく、安定したインク吐出の維持を図ったものと言うことができる。
【００１１】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に記載するインクジェットヘッドであって、前記マニホールドプレートに積層されるとともに前記マニホールドプレートのインクマニホールド流路に連通するインク供給口を設けたサプライプレートを備え、前記サプライプレートのインク供給口を２つ以上設けたこと、を特徴としている。
【００１２】
すなわち、本発明のインクジェットヘッドにおいて、マニホールドプレートに積層されるとともにマニホールドプレートのインクマニホールド流路に連通するインク供給口を設けたサプライプレートを備えて、サプライプレートのインク供給口を２つ以上設ければ、サプライプレートのインク供給口の一つに目詰まりが発生しても、サプライプレートの他のインク供給口からマニホールドプレートのインクマニホールド流路にインクを供給することができるので、より安定したインク吐出の維持を図ることができる。
【００１３】
また、請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載するインクジェットヘッドであって、前記マニホールドプレートをハーフエッチングすることにより前記マニホールドプレートの連結片を形成したこと、を特徴としている。
【００１４】
すなわち、本発明のインクジェットヘッドにおいて、マニホールドプレートは、マニホールドプレートのインクマニホールド流路に囲まれた浮島部と、マニホールドプレートの浮島部を支持する連結片と、を備えて、マニホールドプレートをハーフエッチングすることによりマニホールドプレートの連結片を形成することによって、マニホールドプレートのインクマニホールド流路を閉ループ状に形成すれば、マニホールドプレートのインクマニホールド流路では、ハーフエッチングされたマニホールドプレートの連結片の上又は下でインクを通過させることができ、マニホールドプレートの浮島部の周囲をインクが自由に流れることができるので、インク内に発生した圧力波が旋回しながら伝播しやすい構造を作り出したものと言える。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照にして説明する。先ず、本実施形態のインクジェットヘッドの概略構成について説明する。
図１に示すように、インクジェットヘッド１は、略長方形に形成された複数の薄い金属板を積層した構造からなり、さらに、平面視略台形状のプレート型の４枚の各圧電シート１０を互い違いに積層している。そして、この各圧電シート１０の上側には、フレキシブルプリント配線基板（以下、「ＦＰＣ基板」という）５０の延出部５１が載置され、後述のように電気的に接続される。尚、積層された各圧電シート１０の周囲には、インク供給口９０１が設けられている。
【００１６】
ここで、インクジェットヘッド１の積層構造を具体的に説明すると、略長方形の薄い金属板を９枚積層した９層構造になっており、図１及び図２に示すように、下層から、ノズルプレート１００及び、カバープレート２００、第一マニホールドプレート３００、第二マニホールドプレート４００、第三マニホールドプレート５００、サプライプレート６００、アパーチャプレート７００、ベースプレート８００、キャビティプレート９００を積層した構造となっている。
【００１７】
この点、ノズルプレート１００には、図２に示すように、平面視略台形状の４つの領域１１０をそれぞれ一群にして、図３に示すように、微小径のインク噴出用のノズル１１１が、要求される印字密度に対応して、多数個穿設されている。
【００１８】
また、カバープレート２００の上側には、図２に示すように、平面視略台形状の４つの領域２１０をそれぞれ一群にして、図４に示すように、微小径のインク通路用の貫通孔２１１が多数穿設されている。そして、カバープレート２００の各貫通孔２１１は、ノズルプレート１００の各ノズル１１１に対向する位置に配設されており、カバープレート２００とノズルプレート１００とが積層された際に、ノズルプレート１００の各ノズル１１１と連通する（図２７参照）。
【００１９】
尚、カバープレート２００の下側には、図５に示すように、２つの溝凹設部２１２が長手方向に形成されている。そして、溝凹設部２１２の外周及び、溝凹設部２１２に囲まれた複数の浮島部２１３には、各貫通孔２１１が配設されている。
【００２０】
また、第一マニホールドプレート３００には、図６に示すように、微小径のインク通路用の貫通孔３１１が多数穿設されている。そして、第一マニホールドプレート３００の各貫通孔３１１は、カバープレート２００の各貫通孔２１１に対向する位置に配設されており、第一マニホールドプレート３００とカバープレート２００とが積層された際に、カバープレート２００の各貫通孔２１１と連通する（図２７参照）。
【００２１】
さらに、第一マニホールドプレート３００には、図６に示すように、インクマニホールド流路２（図２７参照）を構成する２つの溝貫通部３１２が長手方向に形成されている。そして、溝貫通部３１２の外周及び、溝貫通部３１２に囲まれた複数の浮島部３１３には、各貫通孔３１１が配設されている。また、複数の浮島部３１３は、下側をハーフエッチングされた複数の連結片３１４によって支持された構造になっている。各連結片３１４は、第一マニホールドプレート３００の約半分程度の厚みで形成されている。
また、溝貫通部３１２には、複数のインク供給部３１５が延び出ている。
【００２２】
また、第二マニホールドプレート４００には、図７に示すように、微小径のインク通路用の貫通孔４１１が多数穿設されている。そして、第二マニホールドプレート４００の各貫通孔４１１は、第一マニホールドプレート３００の各貫通孔３１１に対向する位置に配設されており、第二マニホールドプレート４００と第一マニホールドプレート３００とが積層された際に、第一マニホールドプレート３００の各貫通孔３１１と連通する（図２７参照）。
【００２３】
さらに、第二マニホールドプレート４００には、図７に示すように、インクマニホールド流路２（図２７参照）を構成する２つの溝貫通部４１２が長手方向に形成されている。そして、第二マニホールドプレート４００の各溝貫通部４１２は、第一マニホールドプレート３００の各溝貫通部３１２に対向する位置に配設されており、第二マニホールドプレート４００と第一マニホールドプレート３００とが積層された際に、第一マニホールドプレート３００の各溝貫通部３１２と連通する（図２７参照）。また、溝貫通部４１２の外周及び、溝貫通部４１２に囲まれた複数の浮島部４１３には、各貫通孔４１１が配設されている。そして、複数の浮島部４１３は、上側をハーフエッチングされた複数の連結片４１４によって支持された構造になっている。各連結片４１４は、第二マニホールドプレート４００の約半分程度の厚みで形成されている。
また、溝貫通部４１２には、複数のインク供給部４１５が延び出ている。そして、第二マニホールドプレート４００の各インク供給部４１５は、第一マニホールドプレート３００の各インク供給部３１５に対向する位置に配設されており、第二マニホールドプレート４００と第一マニホールドプレート３００とが積層された際に、第一マニホールドプレート３００の各インク供給部３１５と連通する（図２７参照）。
【００２４】
また、第三マニホールドプレート５００には、図８に示すように、微小径のインク通路用の貫通孔５１１が多数穿設されている。そして、第三マニホールドプレート５００の各貫通孔５１１は、おおよそ、第二マニホールドプレート４００の各貫通孔４１１に対向する位置に配設されており、第三マニホールドプレート５００と第二マニホールドプレート４００とが積層された際に、第二マニホールドプレート４００の各貫通孔４１１と連通する（図２７参照）。
【００２５】
さらに、第三マニホールドプレート５００には、図８に示すように、インクマニホールド流路２（図２７参照）を構成する２つの溝貫通部５１２が長手方向に形成されている。そして、第三マニホールドプレート５００の各溝貫通部５１２は、第二マニホールドプレート４００の各溝貫通部４１２に対向する位置に配設されており、第三マニホールドプレート５００と第二マニホールドプレート４００とが積層された際に、第二マニホールドプレート４００の各溝貫通部４１２と連通する（図２７参照）。また、溝貫通部５１２の外周及び、溝貫通部５１２に囲まれた複数の浮島部５１３には、各貫通孔５１１が配設されている。そして、複数の浮島部５１３は、上側をハーフエッチングされた複数の連結片５１４によって支持された構造になっている。各連結片５１４は、第三マニホールドプレート５００の約半分程度の厚みで形成されている。
また、溝貫通部５１２には、複数のインク供給部５１５が延び出ている。そして、第三マニホールドプレート５００の各インク供給部５１５は、第二マニホールドプレート４００の各インク供給部４１５に対向する位置に配設されており、第三マニホールドプレート５００と第二マニホールドプレート４００とが積層された際に、第二マニホールドプレート４００の各インク供給部４１５と連通する（図２７参照）。
【００２６】
また、サプライプレート６００には、図２に示すように、平面視略台形状の４つの領域６１０をそれぞれ一群にして、図９に示すように、微小径のインク通路用の貫通孔６１１が多数個穿設されるとともに、微小径のインク導入用の貫通孔６１２が多数個設けられている。この点、サプライプレート６００の各貫通孔６１１は、おおよそ、第三マニホールドプレート５００の各貫通孔５１１に対向する位置に配設されており、サプライプレート６００と第三マニホールドプレート５００とが積層された際に、第三マニホールドプレート５００の各貫通孔５１１と連通する（図２７参照）。一方、サプライプレート６００の各貫通孔６１２は、第三マニホールドプレート５００の２つの溝貫通部５１２のいずれかに対向する位置に配設されており、サプライプレート６００と第三マニホールドプレート５００とが積層された際に、第三マニホールドプレート５００の２つの溝貫通部５１２のいずれかと連通する（図２７参照）。そして、サプライプレート６００の各貫通孔６１２には、図１０及び図１１に示すように、インク内のゴミが侵入するのを防ぐためのフィルター孔６１３が多数個穿設されている。
【００２７】
さらに、サプライプレート６００には、図２及び図９に示すように、平面視略台形状の４つの領域６１０の外側に、小径のインク供給用のインク供給口６０１が１０個穿設されている。そして、サプライプレート６００の各インク供給口６０１は、第三マニホールドプレート５００の各インク供給部５１５に対向する位置に配設されており、サプライプレート６００と第三マニホールドプレート５００とが積層された際に、第三マニホールドプレート５００の各インク供給部５１５と連通する（図２７参照）。また、サプライプレート６００の各インク供給口６０１には、図１６に示すように、インク内のゴミが侵入するのを防ぐためのフィルター孔６０２が多数個穿設されている。
【００２８】
また、アパーチャプレート７００には、図２に示すように、平面視略台形状の４つの領域７１０をそれぞれ一群にして、図１２に示すように、微小径のインク通路用の貫通孔７１１が多数個穿設されるとともに、微小のインク導入用の絞り部７１２が多数穿設されている。そして、アパーチャプレート７００の各貫通孔７１１は、おおよそ、サプライプレート６００の各貫通孔６１１に対向する位置に配設されており、アパーチャプレート７００とサプライプレート６００とが積層された際に、サプライプレート６００の各貫通孔６１１と連通する（図２７参照）。
【００２９】
一方、アパーチャプレート７００の各絞り部７１２は、図１３に示すように、インク入口７１３及び、インク出口７１４、当該インク入口７１３と当該インク出口７１４を連通させる溝貫通部７１５で構成されており、それらは、プレス加工で貫いて形成されている。そして、アパーチャプレート７００の各絞り部７１２のインク入口７１３は、おおよそ、サプライプレート６００の各貫通孔６１２に対向する位置に配設されており、アパーチャプレート７００とサプライプレート６００とが積層された際に、サプライプレート６００の各貫通孔６１２と連通する（図２７参照）。
【００３０】
さらに、アパーチャプレート７００には、図２及び図１２に示すように、平面視略台形状の４つの領域７１０の外側に、小径のインク供給用のインク供給口７０１が１０個穿設されている。そして、アパーチャプレート７００の各インク供給口７０１は、サプライプレート６００の各インク供給口６０１に対向する位置に配設されており、アパーチャプレート７００とサプライプレート６００とが積層された際に、サプライプレート６００の各インク供給口６０１と連通する（図２７参照）。
【００３１】
また、ベースプレート８００には、図２に示すように、平面視略台形状の４つの領域８１０をそれぞれ一群にして、図１４に示すように、微小径のインク通路用の貫通孔８１１が多数個穿設されるとともに、微小径のインク導入用の貫通孔８１２が多数個設けられている。そして、ベースプレート８００の各貫通孔８１１は、おおよそ、アパーチャプレート７００の各貫通孔７１１に対向する位置に配設されており、ベースプレート８００とアパーチャプレート７００とが積層された際に、アパーチャプレート７００の各貫通孔７１１と連通する（図２７参照）。一方、ベースプレート８００の各貫通孔８１２は、おおよそ、アパーチャプレート７００の各絞り部７１２のインク出口７１４に対向する位置に配設されており、ベースプレート８００とアパーチャプレート７００とが積層された際に、アパーチャプレート７００の各絞り部７１２のインク出口７１４と連通する（図２７参照）。
【００３２】
さらに、ベースプレート８００には、図２及び図１４に示すように、平面視略台形状の４つの領域８１０の外側に、小径のインク供給用のインク供給口８０１が１０個穿設されている。そして、ベースプレート８００の各インク供給口８０１は、アパーチャプレート７００の各インク供給口７０１に対向する位置に配設されており、ベースプレート８００とアパーチャプレート７００とが積層された際に、アパーチャプレート７００の各インク供給口７０１と連通する（図２７参照）。
【００３３】
また、キャビティプレート９００には、図２に示すように、平面視略台形状の４つの領域９１０をそれぞれ一群にして、図１５に示すように、略菱形形状のインク圧力室９１１が、要求される印字密度に対応して、マトリクス状に多数個貫設されている。この点、キャビティプレート９００の各インク圧力室９１１は、隣接する他のインク圧力室９１１の鋭角部の間に、当該インク圧力室９１１の鋭角部を入り込ませるようにして高密度に配置されている。そして、キャビティプレート９００の各インク圧力室９１１の一方の鋭角部は、おおよそ、ベースプレート８００の各貫通孔８１１に対向する位置に配設されており、キャビティプレート９００とベースプレート８００とが積層された際に、ベースプレート８００の各貫通孔８１１と連通する（図２７参照）。一方、キャビティプレート９００の各インク圧力室９１１の他方の鋭角部は、おおよそ、ベースプレート８００の各貫通孔８１２に対向する位置に配設されており、キャビティプレート９００とベースプレート８００とが積層された際に、ベースプレート８００の各貫通孔８１２と連通する（図２７参照）。
【００３４】
さらに、キャビティプレート９００には、図２及び図１５に示すように、平面視略台形状の４つの領域９１０の外側に、小径のインク供給用のインク供給口９０１が１０個設けられている。そして、キャビティプレート９００の各インク供給口９０１は、ベースプレート８００の各インク供給口８０１に対向する位置に配設されており、キャビティプレート９００とベースプレート８００とが積層された際に、ベースプレート８００の各インク供給口８０１と連通する（図２７参照）。
【００３５】
尚、キャビティプレート９００には、図２及び図１５に示すように、平面視略台形状の４つの領域９１０の両側に、圧電シート１０を積層する際に使用する位置決め孔９０３が設けられている。
【００３６】
次に、圧電シート１０及びＦＰＣ基板５０の概略構造、並びに、圧電シート１０とＦＰＣ基板５０との電気的な接続構造について説明する。
先ず、圧電シート１０の概略構造について説明すると、圧電シート１０には、図１７に示すように、略菱形形状の駆動電極１１が、要求される印字密度に対応して、マトリクス状に多数個形成されている。そして、圧電シート１０の各駆動電極１１は、おおよそ、キャビティプレート９００の各インク圧力室９１１に対向する位置に配設されており、圧電シート１０がキャビティプレート９００に積層され、キャビティプレート９００の各インク圧力室９１１の上面部が圧電シート１０によって塞がれた際には、キャビティプレート９００の各インク圧力室９１１の上面に位置する。
【００３７】
また、圧電シート１０の各駆動電極１１には、図１８及び図１９に示すように、その鋭角部から引き出された部分の上に接点ランド部１４が形成されている。そして、各駆動電極１１の接点ランド部１４は、第一段面１２及び第二段面１３を有する２段形状になっている。
【００３８】
また、圧電シート１０は、図１９に示すように、第１圧電層２１及び、第２圧電層２３、第３圧電層２４、第４圧電層２６を積層した構造になっており、第１圧電層２１と第２圧電層２３の間に内部電極２２が形成され、第３圧電層２４と第４圧電層２６の間に内部電極２５が形成されている。この点、内部電極２２，２５の端部は、圧電シート１０の両斜辺の端面部に露出するように形成されている（図１，図１７参照）。尚、各圧電シート１０の両斜辺の端面部は、各圧電シート１０がキャビティプレート９００に積層された際に、隣接する他の圧電シート１０の両斜辺の端面部に接触することから、各圧電シート１０がキャビティプレート９００に積層された際には、各圧電シート１０の内部電極２２，２５は電気的にそれぞれ接続される。
【００３９】
また、圧電シート１０には、図１７に示すように、両斜辺の縁辺部に２種類の共通電極３１，３６が交互に形成されている。そして、一方の共通電極３１は、図２０に示すように、スルーホール３２を介して、第３圧電層２４と第４圧電層２６の間に形成された内部電極２５に電気的に接続されている。また、他方の共通電極３６は、図２１に示すように、スルーホール３７を介して、第１圧電層２１と第２圧電層２３の間に形成された内部電極２２に電気的に接続されている。尚、一方の共通電極３１には、図２０に示すように、凸状の接点ランド部３３が形成されている。同様にして、他方の共通電極３６には、図２１に示すように、凸状の接点ランド部３８が形成されている。
【００４０】
また、圧電シート１０には、図１７に示すように、平行対向辺（上辺及び下辺）の縁辺部の仮想線Ｌ１，Ｌ２上に、円形状の複数のダミー電極４１が形成されている。この点、各ダミー電極４１は、上述した共通電極３１，３６とは異なり、図２２に示すように、内部電極２２，２５のいずれにも電気的に接続されていない。
【００４１】
尚、圧電シート１０には、図１７に示すように、両斜辺の縁辺部に、ＦＰＣ基板５０を載置する際に使用する位置決めマーク４６が設けられている。
【００４２】
次に、ＦＰＣ基板５０の概略構造について説明すると、ＦＰＣ基板５０は、図２３に示すように、延出部５１において、多数の接点ランド部５２が形成されている。そして、ＦＰＣ基板５０の各接点ランド部５２は、圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４の第二段面１３に対向する位置に配設されており、ＦＰＣ基板５０が圧電シート１０に載置された際には、圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４の第二段面１３に接触する。さらに、ＦＰＣ基板５０の各接点ランド部５２には、図２３には示されていないが、図２４に示すように、銅箔より構成される導体パターン５３が配線されている。
【００４３】
また、ＦＰＣ基板５０は、図２３に示すように、延出部５１の上辺及び両斜辺の縁辺部においても、多数の接点ランド部５４が形成されている。そして、延出部５１の上辺の縁辺部の各接点ランド部５４は、圧電シート１０の上辺の端縁部の仮想線Ｌ１（図１７参照）上に形成された各ダミー電極４１に対向する位置に配設されており、ＦＰＣ基板５０が圧電シート１０に載置された際には、圧電シート１０の上辺の端縁部の仮想線Ｌ１（図１７参照）上に形成された各ダミー電極４１に接触する。また、延出部５１の両斜辺の各接点ランド部５４は、圧電シート１０の両斜辺の縁辺部に交互に形成された２種類の各共通電極３１，３６の接点ランド部３３，３８に対向する位置に配設されており、ＦＰＣ基板５０が圧電シート１０に載置された際には、圧電シート１０の両斜辺の縁辺部に交互に形成された２種類の各共通電極３１，３６の接点ランド部３３，３８に接触する。さらに、ＦＰＣ基板５０の各接点ランド部５４には、図２３には示されていないが、図２４に示すように、銅箔より構成される導体パターン５５が配線されており、ＦＰＣ基板５０の各接点ランド部５４は電気的に接続されている。
【００４４】
また、ＦＰＣ基板５０は、図２５に示すように、ポリイミドフィルムなどのベースフィルム６１と、上述した導体パターン５３、カバーコート６２、Ｎｉメッキ６３、半田６４などから構成されている。この点、Ｎｉメッキ６３及び半田６４は、ＦＰＣ基板５０の各接点ランド部５２を構成する。尚、図２５に示す構造は、延出部５１の上辺及び両斜辺の縁辺部において形成・配線された接点ランド部５４や導体パターン５５についても、同様である。
【００４５】
さらに、ＦＰＣ基板５０には、図２３に示すように、両斜辺の縁辺部に、圧電シート１０に載置される際に使用する位置決めマーク５６が設けられている。
【００４６】
従って、ＦＰＣ基板５０の位置決めマーク５６と圧電シート１０の位置決めマーク４６を重ねて、ＦＰＣ基板５０を圧電シート１０に載置すれば、ＦＰＣ基板５０の各接点ランド部５２が圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４の第二段面１３に重なり合うので、熱圧着などによって加熱接合すれば、図２６に示すように、ＦＰＣ基板５０のＮｉメッキ６３と圧電シート１０の接点ランド部１４の第二段面１３とが接触した状態で固定されるので、ＦＰＣ基板５０の各導体パターン５３と圧電シート１０の各駆動電極１１が電気的に接続される。
【００４７】
尚、このとき、図２６に示すように、圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４の第二段面１３に塗布されたＮ．Ｃ．Ｐ１５により、ＦＰＣ基板５０のＮｉメッキ６３と圧電シート１０の接点ランド部１４の第二段面１３とを覆うことになるが、圧電シート１０の各駆動電極１１の接点ランド部１４の第二段面１２にまで垂れてくることがある。
【００４８】
また、ＦＰＣ基板５０の位置決めマーク５６と圧電シート１０の位置決めマーク４６を重ねて、ＦＰＣ基板５０を圧電シート１０に載置すれば、さらに、ＦＰＣ基板５０の各接点ランド部５４が、圧電シート１０の上辺の縁辺部の仮想線Ｌ１（図１７参照）上に形成された各ダミー電極４１又は、圧電シート１０の両斜辺の縁辺部に交互に形成された２種類の各共通電極３１，３６の接点ランド部３３，３８に重なり合うので、熱圧着などによって加熱接合することにより、各ダミー電極４１又は、２種類の各共通電極３１，３６に電気的に接続される。
【００４９】
従って、ＦＰＣ基板５０を介して、駆動電極１１と内部電極２２，２５との間に駆動電圧を印可すれば、当該駆動電極１１の真下に位置する、圧電シート１０の第１圧電層２１及び、第２圧電層２３、第３圧電層２４、第４圧電層２６を変形させることができる。
【００５０】
すなわち、駆動電極１１の真下に位置する第１圧電層２１の部分は、電圧印可時に撓む活性部を構成することになる。また、第１圧電層２１及び、第２圧電層２３、第３圧電層２４、第４圧電層２６を焼成する場合には、圧電セラミックスと電極を構成する金属材料では焼成した場合の収縮率が異なるので、圧電シート１０の全体が反ったり波打ったりすることがある。よって、第４圧電層２６の上面部に形成される内部電極２５は、焼成後に、第１圧電層２１及び、第２圧電層２３、第３圧電層２４、第４圧電層２６が反ったり、あるいは波打ったりしてその平面性が損なわれないようにするための拘束層として機能する。、さらに、第２圧電層２３及び、第３圧電層２４、第４圧電層２６は、第１圧電層２１の活性部が下方向（キャビティプレート９００側）へのみ変形するようにするための拘束層として機能する。
【００５１】
次に、上記のように構成されるインクジェットヘッド１のインクの流れについて説明する。図１に示すように、下層から、ノズルプレート１００及び、カバープレート２００、第一マニホールドプレート３００、第二マニホールドプレート４００、第三マニホールドプレート５００、サプライプレート６００、アパーチャプレート７００、ベースプレート８００、キャビティプレート９００、圧電シート１０を積層すると、ノズルプレート１００の一つのノズル１１１から吐出されるインクの流路は、図２７の断面図で示すことができる。また、図２８に、ノズルプレート１００の一つのノズル１１１から吐出されるインクの流路の一部を斜視図で示す。
【００５２】
この点、ノズルプレート１００の一つのノズル１１１から吐出されるインクは、先ず、インクマニホールド流路２にインクタンク（不図示）から供給される。尚、インクマニホールド流路２にインクをインクタンク（不図示）から供給するには、図２７及び図２８には示されていないが、キャビティプレート９００のインク供給口９０１（図１参照）及び、ベースプレート８００のインク供給口８０１（図１参照）、アパーチャプレート７００のインク供給口７０１（図１参照）、サプライプレート６００のインク供給口６０１（図１参照）、第三マニホールドプレート５００の溝貫通部５１２のインク供給部５１５（図８参照）、第二マニホールドプレート４００の溝貫通部４１２のインク供給部４１５（図７参照）、第一マニホールドプレート３００の溝貫通部３１２のインク供給部３１５（図６参照）が連通してなるインク供給路を介して行われる。このとき、サプライプレート６００のインク供給口６０１をインクが通過する際は、フィルター孔６０２により（図１６参照）、インク内のゴミが侵入するのを防いでいる。
【００５３】
ここで、インクマニホールド流路２の概略構成について説明すると、インクマニホールド流路２は、図２７に示すように、第三マニホールドプレート５００の溝貫通部５１２（図８参照）及び、第二マニホールドプレート４００の溝貫通部４１２（図７参照）、第一マニホールドプレート３００の溝貫通部３１２（図６参照）が連通することにより側壁面が構成されており、さらに、上壁面がサプライプレート６００で構成され、下壁面がカバープレート２００で構成されている。
【００５４】
また、インクマニホールド流路２は、図３０に示すように、２つ形成されている。すなわち、図３１に示すように、長手方向の上半分に一つのインクマニホールド流路２が形成されるとともに、図３２に示すように、長手方向の下半分に一つのインクマニホールド流路２が形成されている。そして、各インクマニホールド流路２には、第三マニホールドプレート５００の溝貫通部５１２のインク供給部５１５（図８参照）及び、第二マニホールドプレート４００の溝貫通部４１２のインク供給部４１５（図７参照）、第一マニホールドプレート３００の溝貫通部３１２のインク供給部３１５（図６参照）が連通してなるインク供給路の一部が５つ形成されている。
【００５５】
また、各インクマニホールド流路２では、図３３に示すように、第三マニホールドプレート５００の溝貫通部５１２の浮島部５１３（図８参照）及び、第二マニホールドプレート４００の溝貫通部４１２の浮島部４１３（図７参照）、第一マニホールドプレート３００の溝貫通部３１２の浮島部３１３（図６参照）が互いに重なり合うように配置される一方で（図３１，図３２参照）、第三マニホールドプレート５００の溝貫通部５１２の浮島部５１３を支持する連結片５１４（図８参照）及び、第二マニホールドプレート４００の溝貫通部４１２の浮島部４１３を支持する連結片４１４（図７参照）、第一マニホールドプレート３００の溝貫通部３１２の浮島部３１３を支持する連結片３１４（図６参照）が互いに重なり合うことがないように配置される（図３１，図３２参照）。
【００５６】
従って、各インクマニホールド流路２には、図３１及び図３２に示すように、各浮島部５１５，４１３，３１３が重なり合ったものが４つ内在するので、各インクマニホールド流路２は閉ループ状となり、各浮島部５１５，４１３，３１３の周囲をインクが流れることになる。このとき、各浮島部５１５，４１３，３１３を支持する連結片５１４，４１４，３１４は、図３３に示すように、互いに重なり合うことがないように配置されるとともに、上述したようにハーフエッチングされたものであることから、各浮島部５１５，４１３，３１３の周囲をインクがスムーズに流れることができる。
【００５７】
そして、インクマニホールド流路２を流れるインクは、図２７に示すように、サプライプレート６００の貫通孔６１２、アパーチャプレート７００の絞り部７１２のインク入口７１３・溝貫通部７１５・インク出口７１４、ベースプレート８００の貫通孔８１２を経て、キャビティプレート９００のインク圧力室９１１に導入される。このとき、サプライプレート６００の貫通孔６１２をインクが通過する際は、フィルター孔６１３により（図１０，図１１参照）、インク内のゴミが侵入するのを防いでいる。
【００５８】
一方、キャビティプレート９００のインク圧力室９１１は、圧電シート１０がキャビティプレート９００に積層されることにより、図２７及び図２９に示すように、その上面部が圧電シート１０によって塞がれるとともに、その上面部に圧電シート１０の駆動電極１１が配置される。このとき、図２９に示すように、略菱形形状の駆動電極１１の投影部は、同じく略菱形形状のインク圧力室１９Ａの内側にある。一方、圧電シート１０の駆動電極１１の鋭角部から引き出された部分の上に形成された接点ランド部１４の投影部は、キャビティプレート９００のインク圧力室９１１の外側にある。
【００５９】
そして、ＦＰＣ基板５０を介して、圧電シート１０の駆動電極１１と内部電極２２，２５（図１９参照）との間に駆動電圧を印可すると、キャビティプレート９００のインク圧力室９１１側に圧電シート１０が変形するので、キャビティプレート９００のインク圧力室９１１内のインクは、ベースプレート８００の貫通孔８１１に押し出される。その後、ベースプレート８００の貫通孔８１１に押し出されたインクは、ベースプレート８００の貫通孔８１１及び、アパーチャプレート７００の貫通孔７１１、サプライプレート６００の貫通孔６１１、第三マニホールドプレート５００の貫通孔５１１、第二マニホールドプレート４００の貫通孔４１１、第一マニホールドプレート３００の貫通孔３１１、カバープレート２００の貫通孔２１１を経て、ノズルプレート１００のノズル１１１から吐出される。
【００６０】
尚、一つのインクマニホールド流路２には、サプライプレート６００の長手方向の上半分又は下半分に設けられた全ての貫通孔６１２が連通しており、ひいては、キャビティプレート９００の長手方向の上半分又は下半分に設けられた全てのインク圧力室９１１に連通しているので、一つのインクマニホールド流路２に供給されたインクは、ノズルプレート１００の長手方向の上半分又は下半分に設けられた全てのノズル１１１のいずれかから吐出されることになる。
【００６１】
以上詳細に説明したように、本実施の形態のインクジェットヘッド１では、図１５に示すように、キャビティプレート９００に複数のインク圧力室９１１が相互に隣接してマトリクス配置されている。また、図６〜図８に示すように、第一マニホールドプレート３００および、第二マニホールドプレート４００、第三マニホールドプレート５００のそれぞれに形成された２つの溝貫通部３１２，４１２，５１２により、図３０〜図３２に示すように、２つのインクマニホールド流路２が構成されており（図２７参照）、さらに、２つのインクマニホールド流路２のそれぞれには、サプライプレート６００の長手方向の上半分又は下半分に設けられた全ての貫通孔６１２が連通しており、ひいては、キャビティプレート９００の長手方向の上半分又は下半分に設けられた全てのインク圧力室９１１に連通している。
【００６２】
従って、インクマニホールド流路２には、一つのインク圧力室９１１を経由する図２８に示すような吐出チャンネルが多数連通することになるが、図３０〜図３２に示すように、インクマニホールド流路２が閉ループ状に形成されていることから、あるインク圧力室９１１を経由する図２８に示すような吐出チャンネルでインク吐出が行われ、インクマニホールド流路２のインク内に圧力波が発生しても、この圧力波は、ループ状のインクマニホールド流路２を旋回して伝播するだけで、当該インク圧力室９１１に隣接した他のインク圧力室９１１を経由する図２８に示すような吐出チャンネルにおけるメニスカスを壊すことがなく、そこからエアーが入り込むこともない。
【００６３】
すなわち、本実施の形態のインクジェットヘッド１では、第一マニホールドプレート３００および、第二マニホールドプレート４００、第三マニホールドプレート５００のそれぞれに形成された２つの溝貫通部３１２，４１２，５１２により構成されたインクマニホールド流路２が閉ループ状に形成されていることから、あるインク圧力室９１１を経由する図２８に示すような吐出チャンネルでインク吐出が行われ、インクマニホールド流路２のインク内に圧力波が発生しても、この圧力波は、ループ状のインクマニホールド流路２を旋回して伝播するだけで、当該インク圧力室９１１に隣接した他のインク圧力室９１１を経由する図２８に示すような吐出チャンネルにおけるメニスカスを壊すことがなく、そこからエアーが入り込むこともないので、隣接する図２８に示すような吐出チャンネルの影響を受けることがなく、安定したインク吐出の維持を図ったものと言うことができる。
【００６４】
また、本実施の形態のインクジェットヘッド１では、第三マニホールドプレート５００に積層されるサプライプレート６００において、インクマニホールド流路２の一部を構成する第三マニホールドプレート５００の溝貫通部５１２のインク供給部５１５に対し連通するインク供給口６０１を１０個設けており（図２，図３０〜図３２参照）、サプライプレート６００のインク供給口６０１の一つに目詰まりが発生しても、サプライプレート６００の他のインク供給口６０１からインクマニホールド流路２にインクを供給することができるので、より安定したインク吐出の維持を図ることができる。
【００６５】
また、本実施の形態のインクジェットヘッド１では、図６〜図８に示すように、第一マニホールドプレート３００および、第二マニホールドプレート４００、第三マニホールドプレート５００は、インクマニホールド流路２の一部を構成する溝貫通部３１２，４１２，５１２に囲まれた浮島部３１３，４１３，５１３と、当該浮島部３１３，４２３，５１３を支持する連結片３１４，４１４，５１４と、を備えている。この点、第一マニホールドプレート３００および、第二マニホールドプレート４００、第三マニホールドプレート５００をハーフエッチングすることにより、当該浮島部３１３，４２３，５１３を支持する連結片３１４，４１４，５１４を形成することによって、インクマニホールド流路２を閉ループ状に形成している（図３０〜図３３参照）。そして、インクマニホールド流路２では、図３３に示すように、ハーフエッチングされた連結片３１４，４１４，５１４の上又は下でインクを通過させることができ、インクマニホールド流路２の一部を構成する溝貫通部３１２，４１２，５１２に囲まれた浮島部３１３，４１３，５１３の周囲をインクが自由に流れることができるので、インク内に発生した圧力波が旋回しながら伝播しやすい構造を作り出したものと言える。
【００６６】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、本実施の形態のインクジェットヘッド１では、第一マニホールドプレート３００および、第二マニホールドプレート４００、第三マニホールドプレート５００をハーフエッチングすることにより、当該浮島部３１３，４２３，５１３を支持する連結片３１４，４１４，５１４を形成することによって、インクマニホールド流路２を閉ループ状に形成しているが（図３０〜図３３参照）、１枚のプレートを凹凸加工することにより、インクマニホールド流路内の浮島部を支持する連結片を設けることなく、多数の吐出チャンネルが連通するインクマニホールド流路を閉ループ状に形成してもよい。
【００６７】
【発明の効果】
本発明のインクジェットヘッドでは、マニホールドプレートのインクマニホールド流路が閉ループ状に形成されていることから、あるインク圧力室を経由する吐出チャンネルでインク吐出が行われ、インクマニホールド流路のインク内に圧力波が発生しても、この圧力波は、ループ状のインクマニホールド流路を旋回して伝播するだけで、当該インク圧力室に隣接した他のインク圧力室を経由する吐出チャンネルにおけるメニスカスを壊すことがなく、そこからエアーが入り込むこともないので、隣接する吐出チャンネルの影響を受けることがなく、安定したインク吐出の維持を図ったものと言うことができる。
【００６８】
また、本発明のインクジェットヘッドにおいて、マニホールドプレートに積層されるとともにマニホールドプレートのインクマニホールド流路に連通するインク供給口を設けたサプライプレートを備えて、サプライプレートのインク供給口を２つ以上設ければ、サプライプレートのインク供給口の一つに目詰まりが発生しても、他のサプライプレートのインク供給口からマニホールドプレートのインクマニホールド流路にインクを供給することができるので、より安定したインク吐出の維持を図ることができる。
【００６９】
また、本発明のインクジェットヘッドにおいて、マニホールドプレートは、マニホールドプレートのインクマニホールド流路に囲まれた浮島部と、マニホールドプレートの浮島部を支持する連結片と、を備えて、マニホールドプレートをハーフエッチングすることによりマニホールドプレートの連結片を形成することによって、マニホールドプレートのインクマニホールド流路を閉ループ状に形成すれば、マニホールドプレートのインクマニホールド流路では、ハーフエッチングされたマニホールドプレートの連結片の上又は下でインクを通過させることができ、マニホールドプレートの浮島部の周囲をインクが自由に流れることができるので、インク内に発生した圧力波が旋回しながら伝播しやすい構造を作り出したものと言える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドの概略構成を示した分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドの積層構造を示した分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、ノズルプレートに設けられた微小径のインク噴出用のノズルの一群を示した平面図である。
【図４】本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、カバープレートに設けられた微小径のインク通路用の貫通孔の一群を示した平面図である。
【図５】本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、カバープレートの下側の一部を示した平面図である。
【図６】本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、第一マニホールドプレートの表側の一部を示した平面図である。
【図７】本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、第二マニホールドプレートの表側の一部を示した平面図である。
【図８】本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、第三マニホールドプレートの表側の一部を示した平面図である。
【図９】本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、サプライプレートに設けられた微小径のインク通路用の貫通孔及び微小径のインク導入用の貫通孔の一群及び、小径のインク供給口を示した平面図である。
【図１０】本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、サプライプレートに設けられた微小径のインク導入用の貫通孔を拡大した平面図である。
【図１１】本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、サプライプレートに設けられた微小径のインク導入用の貫通孔を拡大した断面図である。
【図１２】本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、アパーチャプレートに設けられた微小径のインク通路用の貫通孔及び微小のインク導入用の絞り部の一群及び、小径のインク供給口を示した平面図である。
【図１３】本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、アパーチャプレートに設けられた微小のインク導入用の絞り部を拡大した平面図である。
【図１４】本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、ベースプレートに設けられた微小径のインク通路用の貫通孔及び微小径のインク導入用の貫通孔の一群及び、小径のインク供給口を示した平面図である。
【図１５】本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、キャビティプレートに設けられたインク圧力室の一群及び、小径のインク供給口を示した平面図である。
【図１６】本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、サプライプレートに設けられた小径のインク供給口を拡大した平面図である。
【図１７】本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、圧電シートを示した平面図である。
【図１８】本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、圧電シートの駆動電極を拡大した平面図である。
【図１９】本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、圧電シート及び駆動電極を拡大した断面図である。
【図２０】本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、圧電シートの一方の共通電極を拡大した断面図である。
【図２１】本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、圧電シートの他方の共通電極を拡大した断面図である。
【図２２】本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、圧電シートのダミー電極を拡大した断面図である。
【図２３】本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、ＦＰＣ基板の延出部の平面図である。
【図２４】本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、ＦＰＣ基板の延出部の部分拡大図である。
【図２５】本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、ＦＰＣ基板の延出部の接点ランド部の断面図である。
【図２６】本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、ＦＰＣ基板と圧電シートが接続された際の断面図である。
【図２７】本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、ノズルプレートの一つのノズルから吐出されるインクの流路を示した断面図である。
【図２８】本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、ノズルプレートの一つのノズルから吐出されるインクの流路の一部を示した斜視図である。
【図２９】本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、ノズルプレートの一つのノズルから吐出されるインクの流路の一部を示した平面図である。
【図３０】本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、第三マニホールドプレートの表側からインクマニホールド流路を示した平面図である。
【図３１】本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、第三マニホールドプレートの表側からインクマニホールド流路を示した平面図であって、長手方向の上半分に形成されたインクマニホールド流路のみを示したものである。
【図３２】本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、第三マニホールドプレートの表側からインクマニホールド流路を示した平面図であって、長手方向の下半分に形成されたインクマニホールド流路のみを示したものである。
【図３３】本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドにおいて、インクマニホールド流路の一部を示した斜視図である。
【図３４】従来技術のインクジェットヘッドの流路形成板の平面図である。
【符号の説明】
１インクジェットヘッド
２インクマニホールド流路
３００第一マニホールドプレート
３１２第一マニホールドプレートの溝貫通部
３１３第一マニホールドプレートの浮島部
３１４第一マニホールドプレートの浮島部を支持する連結片
４００第二マニホールドプレート
４１２第二マニホールドプレートの溝貫通部
４１３第二マニホールドプレートの浮島部
４１４第二マニホールドプレートの浮島部を支持する連結片
５００第三マニホールドプレート
５１２第三マニホールドプレートの溝貫通部
５１３第三マニホールドプレートの浮島部
５１４第三マニホールドプレートの浮島部を支持する連結片
６００サプライプレート
６０１サプライプレートのインク供給口
９００キャビティプレート
９１１キャビティプレートのインク圧力室[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an inkjet head having an ink manifold channel.
[0002]
[Prior art]
In one of the conventional ink jet heads, as shown in FIG. 34, a flow path forming plate 1012 has through holes formed by wet etching or the like on a silicon substrate having a thickness of about 400 μm. Thus, a common ink chamber 1026, an ink supply path 1027 that is elongated from the common ink chamber 1026 to a position overlapping the nozzle opening 1013 of the nozzle plate, and a pressure chamber 1020 are configured.
[0003]
Since the ink supply pipe 1035 communicates with one end portion of the common ink chamber 1026, the width of the ink supply path 1027 communicating with the other end region far from the ink supply pipe 1035 has a width. That is, the nozzle number is gradually expanded from nozzle number # 4 to # 1. In other words, the width of the common ink chamber 1026 gradually increases as it is located at the tip from the center side of the common ink chamber 1026.
[0004]
In this respect, since the common ink chamber 1026 formed in the flow path forming plate 1012 has a uniform depth, the cross-sectional area of the inlets (supply ports corresponding to # 1 to # 4) of the ink supply path 1027 is gradually increased. Thus, it is assumed that fluctuations in the speed and ink amount that occur over nozzle numbers # 1 to # 4 can be suppressed (for example, see Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-277496 A (page 5-6, FIG. 4)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the common ink chamber 1026 is a one-way end stop to the other end far away from the ink supply pipe 1035, the ink generated when ink is ejected from the nozzle opening 1013 of a certain nozzle number. The pressure wave inside destroys the meniscus in the nozzle opening 1013 of the other nozzle number adjacent to the nozzle number, air enters from there, and the nozzle openings 1013 of the other nozzle numbers adjacent to the nozzle number sequentially There was a possibility that the problem of non-ejection would occur.
[0007]
Therefore, the present invention has been made in view of the above-described points, and an object of the present invention is to provide an ink jet head that is not affected by adjacent discharge channels and maintains stable ink discharge.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a cavity plate in which a plurality of ink pressure chambers are arranged in a matrix adjacent to each other, and ink communicating with a group of ink pressure chambers of the cavity plate. A manifold plate having a manifold channel formed therein, and forming the ink manifold channel of the manifold plate in a closed loop shape, the manifold plate being surrounded by the ink manifold channel of the manifold plate, And a connecting piece for supporting the floating island portion of the manifold plate .
[0009]
In the ink jet head of the present invention having such a feature, a plurality of ink pressure chambers are arranged in a matrix adjacent to each other on the cavity plate, and an ink manifold flow path communicating with a group of ink pressure chambers on the cavity plate has a manifold. It is formed on a plate. Accordingly, a large number of ejection channels passing through one ink pressure chamber communicate with the ink manifold flow path of the manifold plate. However, the ink manifold flow path of the manifold plate is formed in a closed loop shape. Even if ink discharge is performed in the discharge channel that passes through the ink pressure chamber and a pressure wave is generated in the ink in the ink manifold channel, this pressure wave only propagates by swirling the looped ink manifold channel. Thus, the meniscus in the ejection channel passing through another ink pressure chamber adjacent to the ink pressure chamber is not broken, and air does not enter from there.
[0010]
That is, in the ink jet head of the present invention, since the ink manifold flow path of the manifold plate is formed in a closed loop shape, ink is discharged through a discharge channel that passes through a certain ink pressure chamber, and the ink inside the ink manifold flow path is Even if a pressure wave is generated, the pressure wave only swirls and propagates through the loop-shaped ink manifold flow path, and the meniscus in the discharge channel passing through another ink pressure chamber adjacent to the ink pressure chamber is reduced. Since the air does not break and air does not enter from there, it can be said that the ink is not affected by the adjacent discharge channel and stable ink discharge is maintained.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the ink jet head according to the first aspect, wherein the supply plate is provided with an ink supply port that is stacked on the manifold plate and communicates with an ink manifold channel of the manifold plate. And two or more ink supply ports of the supply plate are provided.
[0012]
That is, the inkjet head of the present invention includes a supply plate that is stacked on the manifold plate and has an ink supply port that communicates with the ink manifold flow path of the manifold plate, and is provided with two or more ink supply ports on the supply plate. For example, even if clogging occurs in one of the ink supply ports of the supply plate, ink can be supplied from the other ink supply port of the supply plate to the ink manifold flow path of the manifold plate, so that more stable ink can be supplied. It is possible to maintain the discharge.
[0013]
The invention according to claim 3 is the ink jet head according to claim 1 or 2, wherein the manifold plate connecting piece is formed by half-etching the manifold plate. .
[0014]
That is, in the ink jet head of the present invention, the manifold plate includes a floating island portion surrounded by the ink manifold flow path of the manifold plate and a connecting piece that supports the floating island portion of the manifold plate, and half-etches the manifold plate. Thus, if the manifold plate ink manifold flow path is formed in a closed loop by forming the manifold plate connection piece, the manifold plate ink manifold flow path is above or below the half-etched manifold plate connection piece. Ink can be passed through and the ink can freely flow around the floating island portion of the manifold plate. Therefore, it can be said that a structure in which the pressure wave generated in the ink easily propagates while rotating is created.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, a schematic configuration of the ink jet head of the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 1, the inkjet head 1 has a structure in which a plurality of thin metal plates formed in a substantially rectangular shape are stacked, and each of the four piezoelectric sheets 10 in a substantially trapezoidal plate shape in plan view is staggered. Are stacked. An extending portion 51 of a flexible printed wiring board (hereinafter referred to as “FPC board”) 50 is placed on the upper side of each piezoelectric sheet 10 and is electrically connected as described later. An ink supply port 901 is provided around each of the stacked piezoelectric sheets 10.
[0016]
Here, the laminated structure of the inkjet head 1 will be described in detail. It has a nine-layer structure in which nine thin rectangular metal plates are laminated. As shown in FIG. 1 and FIG. 100, a cover plate 200, a first manifold plate 300, a second manifold plate 400, a third manifold plate 500, a supply plate 600, an aperture plate 700, a base plate 800, and a cavity plate 900.
[0017]
In this regard, the nozzle plate 100 includes four regions 110 each having a substantially trapezoidal shape in plan view as shown in FIG. 2, and a nozzle 111 for ejecting a small diameter ink as shown in FIG. A large number of holes are formed corresponding to the required printing density.
[0018]
Further, on the upper side of the cover plate 200, as shown in FIG. 2, four regions 210 each having a substantially trapezoidal shape in plan view are grouped, and as shown in FIG. 4, a through hole 211 for a small diameter ink passage. Many are drilled. And each through-hole 211 of the cover plate 200 is arrange | positioned in the position facing each nozzle 111 of the nozzle plate 100, and when the cover plate 200 and the nozzle plate 100 are laminated | stacked, each of the nozzle plate 100 It communicates with the nozzle 111 (see FIG. 27).
[0019]
Note that, as shown in FIG. 5, two groove recessed portions 212 are formed in the longitudinal direction below the cover plate 200. Each through hole 211 is disposed in the outer periphery of the groove recessed portion 212 and the plurality of floating island portions 213 surrounded by the groove recessed portion 212.
[0020]
Further, as shown in FIG. 6, the first manifold plate 300 has a large number of through holes 311 for minute diameter ink passages. And each through-hole 311 of the 1st manifold plate 300 is arrange | positioned in the position facing each through-hole 211 of the cover plate 200, and when the 1st manifold plate 300 and the cover plate 200 are laminated | stacked, It communicates with each through hole 211 of the cover plate 200 (see FIG. 27).
[0021]
Further, in the first manifold plate 300, as shown in FIG. 6, two groove penetrating portions 312 constituting the ink manifold channel 2 (see FIG. 27) are formed in the longitudinal direction. Each through hole 311 is disposed in the outer periphery of the groove penetrating portion 312 and the plurality of floating island portions 313 surrounded by the groove penetrating portion 312. In addition, the plurality of floating island portions 313 are supported by a plurality of connecting pieces 314 whose lower side is half-etched. Each connecting piece 314 is formed with a thickness of about half that of the first manifold plate 300.
A plurality of ink supply units 315 extend from the groove penetration portion 312.
[0022]
Further, as shown in FIG. 7, the second manifold plate 400 is provided with a large number of through holes 411 for small diameter ink passages. And each through-hole 411 of the 2nd manifold plate 400 is arrange | positioned in the position facing each through-hole 311 of the 1st manifold plate 300, and the 2nd manifold plate 400 and the 1st manifold plate 300 are laminated | stacked. When this occurs, the first manifold plate 300 communicates with each through hole 311 (see FIG. 27).
[0023]
Further, in the second manifold plate 400, as shown in FIG. 7, two groove penetrating portions 412 constituting the ink manifold channel 2 (see FIG. 27) are formed in the longitudinal direction. And each groove penetration part 412 of the 2nd manifold plate 400 is arrange | positioned in the position facing each groove penetration part 312 of the 1st manifold plate 300, and the 2nd manifold plate 400 and the 1st manifold plate 300 are arranged. When stacked, it communicates with each groove penetration 312 of the first manifold plate 300 (see FIG. 27). In addition, each through hole 411 is disposed in the outer periphery of the groove penetrating part 412 and the plurality of floating island parts 413 surrounded by the groove penetrating part 412. The plurality of floating island portions 413 are supported by a plurality of connecting pieces 414 whose upper side is half-etched. Each connecting piece 414 is formed with a thickness of about half that of the second manifold plate 400.
In addition, a plurality of ink supply portions 415 extend from the groove penetration portion 412. Each ink supply unit 415 of the second manifold plate 400 is disposed at a position facing each ink supply unit 315 of the first manifold plate 300, and the second manifold plate 400 and the first manifold plate 300 are connected to each other. When stacked, the ink supply sections 315 of the first manifold plate 300 communicate with each other (see FIG. 27).
[0024]
Further, as shown in FIG. 8, the third manifold plate 500 is provided with a large number of through holes 511 for minute diameter ink passages. And each through-hole 511 of the 3rd manifold plate 500 is arrange | positioned in the position facing each through-hole 411 of the 2nd manifold plate 400, and the 3rd manifold plate 500 and the 2nd manifold plate 400 are arrange | positioned. When stacked, it communicates with each through hole 411 of the second manifold plate 400 (see FIG. 27).
[0025]
Further, in the third manifold plate 500, as shown in FIG. 8, two groove penetrating portions 512 constituting the ink manifold channel 2 (see FIG. 27) are formed in the longitudinal direction. And each groove penetration part 512 of the 3rd manifold plate 500 is arrange | positioned in the position facing each groove penetration part 412 of the 2nd manifold plate 400, and the 3rd manifold plate 500 and the 2nd manifold plate 400 are arranged. When stacked, it communicates with each groove penetration 412 of the second manifold plate 400 (see FIG. 27). In addition, each through hole 511 is disposed in the outer periphery of the groove penetrating portion 512 and the plurality of floating island portions 513 surrounded by the groove penetrating portion 512. The plurality of floating island portions 513 are supported by a plurality of connecting pieces 514 whose upper side is half-etched. Each connecting piece 514 is formed with a thickness of about half that of the third manifold plate 500.
In addition, a plurality of ink supply portions 515 extend from the groove penetration portion 512. Each ink supply unit 515 of the third manifold plate 500 is disposed at a position facing each ink supply unit 415 of the second manifold plate 400, and the third manifold plate 500 and the second manifold plate 400 are connected to each other. When stacked, the ink supply portions 415 of the second manifold plate 400 communicate with each other (see FIG. 27).
[0026]
Further, the supply plate 600 has a group of four regions 610 each having a substantially trapezoidal shape in plan view as shown in FIG. 2, and a large number of through holes 611 for small diameter ink passages as shown in FIG. 9. A number of through holes 612 for introducing small-diameter ink are provided. In this regard, each through hole 611 of the supply plate 600 is disposed approximately at a position facing each through hole 511 of the third manifold plate 500, and the supply plate 600 and the third manifold plate 500 are laminated. At this time, the through holes 511 of the third manifold plate 500 communicate with each other (see FIG. 27). On the other hand, each through hole 612 of the supply plate 600 is disposed at a position facing one of the two groove through portions 512 of the third manifold plate 500, and the supply plate 600 and the third manifold plate 500 are laminated. When this is done, it communicates with one of the two groove penetrations 512 of the third manifold plate 500 (see FIG. 27). Each of the through holes 612 of the supply plate 600 is provided with a large number of filter holes 613 for preventing dust in the ink from entering, as shown in FIGS.
[0027]
Further, as shown in FIGS. 2 and 9, the supply plate 600 is provided with ten small-diameter ink supply ports 601 for supplying ink of small diameter outside the four regions 610 having a substantially trapezoidal shape in plan view. . Each ink supply port 601 of the supply plate 600 is disposed at a position facing each ink supply portion 515 of the third manifold plate 500, and when the supply plate 600 and the third manifold plate 500 are stacked. In addition, the ink supply portions 515 of the third manifold plate 500 communicate with each other (see FIG. 27). Each ink supply port 601 of the supply plate 600 is provided with a number of filter holes 602 for preventing dust from entering the ink, as shown in FIG.
[0028]
Further, the aperture plate 700 has a group of four regions 710 each having a substantially trapezoidal shape in plan view as shown in FIG. 2, and a large number of through-holes 711 for small diameter ink passages as shown in FIG. In addition to the perforation, a large number of narrowing portions 712 for introducing minute ink are perforated. The through holes 711 of the aperture plate 700 are disposed approximately at positions facing the through holes 611 of the supply plate 600, and when the aperture plate 700 and the supply plate 600 are stacked, the supply plate It communicates with each through-hole 611 of 600 (refer FIG. 27).
[0029]
On the other hand, each aperture portion 712 of the aperture plate 700 includes an ink inlet 713, an ink outlet 714, and a groove penetration portion 715 that connects the ink inlet 713 and the ink outlet 714, as shown in FIG. They are formed through press working. The ink inlets 713 of the apertures 712 of the aperture plate 700 are disposed approximately at positions facing the through holes 612 of the supply plate 600. When the aperture plate 700 and the supply plate 600 are laminated, In addition, it communicates with each through hole 612 of the supply plate 600 (see FIG. 27).
[0030]
Further, as shown in FIGS. 2 and 12, the aperture plate 700 is provided with ten small-diameter ink supply ports 701 for supplying ink of small diameter outside the four regions 710 having a substantially trapezoidal shape in plan view. . Each ink supply port 701 of the aperture plate 700 is disposed at a position facing each ink supply port 601 of the supply plate 600, and when the aperture plate 700 and the supply plate 600 are stacked, the supply plate It communicates with each of the 600 ink supply ports 601 (see FIG. 27).
[0031]
Further, as shown in FIG. 2, the base plate 800 has a group of four regions 810 each having a substantially trapezoidal shape in plan view, and a plurality of through holes 811 for small diameter ink passages as shown in FIG. In addition to being drilled, a large number of through-holes 812 for introducing small-diameter ink are provided. The through holes 811 of the base plate 800 are disposed approximately at positions facing the through holes 711 of the aperture plate 700. When the base plate 800 and the aperture plate 700 are laminated, the through holes 811 of the aperture plate 700 are stacked. It communicates with each through hole 711 (see FIG. 27). On the other hand, each through-hole 812 of the base plate 800 is disposed approximately at a position facing the ink outlet 714 of each aperture 712 of the aperture plate 700, and when the base plate 800 and the aperture plate 700 are laminated, It communicates with the ink outlet 714 of each aperture 712 of the aperture plate 700 (see FIG. 27).
[0032]
Further, as shown in FIGS. 2 and 14, the base plate 800 is provided with ten small-diameter ink supply ports 801 for supplying ink having a small trapezoidal shape in a plan view. Each ink supply port 801 of the base plate 800 is disposed at a position facing each ink supply port 701 of the aperture plate 700. When the base plate 800 and the aperture plate 700 are stacked, the ink supply ports 801 of the aperture plate 700 are stacked. It communicates with each ink supply port 701 (see FIG. 27).
[0033]
Further, the cavity plate 900 is required to have a substantially rhombic ink pressure chamber 911 as shown in FIG. 15 by grouping four regions 910 each having a substantially trapezoidal shape in plan view as shown in FIG. A large number of matrixes are provided corresponding to the printing density. In this regard, the ink pressure chambers 911 of the cavity plate 900 are arranged at a high density so that the acute angle portion of the ink pressure chamber 911 enters between the acute angle portions of the other adjacent ink pressure chambers 911. . Then, one acute angle portion of each ink pressure chamber 911 of the cavity plate 900 is disposed approximately at a position facing each through hole 811 of the base plate 800, and when the cavity plate 900 and the base plate 800 are laminated. The base plate 800 communicates with each through hole 811 (see FIG. 27). On the other hand, the other acute angle portion of each ink pressure chamber 911 of the cavity plate 900 is disposed approximately at a position facing each through hole 812 of the base plate 800, and when the cavity plate 900 and the base plate 800 are laminated. In addition, the through holes 812 of the base plate 800 communicate with each other (see FIG. 27).
[0034]
Further, as shown in FIGS. 2 and 15, the cavity plate 900 is provided with ten ink supply ports 901 for supplying small-diameter ink outside the four regions 910 having a substantially trapezoidal shape in plan view. Each ink supply port 901 of the cavity plate 900 is disposed at a position facing each ink supply port 801 of the base plate 800. When the cavity plate 900 and the base plate 800 are stacked, each ink supply port 901 of the base plate 800 is stacked. It communicates with the ink supply port 801 (see FIG. 27).
[0035]
As shown in FIGS. 2 and 15, the cavity plate 900 is provided with positioning holes 903 used when laminating the piezoelectric sheets 10 on both sides of the four regions 910 having a substantially trapezoidal shape in plan view. .
[0036]
Next, a schematic structure of the piezoelectric sheet 10 and the FPC board 50 and an electrical connection structure between the piezoelectric sheet 10 and the FPC board 50 will be described.
First, the schematic structure of the piezoelectric sheet 10 will be described. As shown in FIG. 17, the piezoelectric sheet 10 has a large number of substantially rhombic drive electrodes 11 formed in a matrix corresponding to the required printing density. Has been. Each drive electrode 11 of the piezoelectric sheet 10 is disposed approximately at a position facing each ink pressure chamber 911 of the cavity plate 900, and the piezoelectric sheet 10 is laminated on the cavity plate 900. When the upper surface portion of the ink pressure chamber 911 is blocked by the piezoelectric sheet 10, the ink pressure chamber 911 is positioned on the upper surface of each ink pressure chamber 911 of the cavity plate 900.
[0037]
Further, as shown in FIGS. 18 and 19, each drive electrode 11 of the piezoelectric sheet 10 is formed with a contact land portion 14 on a portion drawn from the acute angle portion. The contact land portion 14 of each drive electrode 11 has a two-stage shape having a first step surface 12 and a second step surface 13.
[0038]
As shown in FIG. 19, the piezoelectric sheet 10 has a structure in which a first piezoelectric layer 21, a second piezoelectric layer 23, a third piezoelectric layer 24, and a fourth piezoelectric layer 26 are laminated. An internal electrode 22 is formed between the layer 21 and the second piezoelectric layer 23, and an internal electrode 25 is formed between the third piezoelectric layer 24 and the fourth piezoelectric layer 26. In this respect, the end portions of the internal electrodes 22 and 25 are formed so as to be exposed at the end surface portions of both oblique sides of the piezoelectric sheet 10 (see FIGS. 1 and 17). Note that the end surface portions of both oblique sides of each piezoelectric sheet 10 come into contact with the end surface portions of both oblique sides of the other adjacent piezoelectric sheets 10 when each piezoelectric sheet 10 is laminated on the cavity plate 900. When the sheet 10 is laminated on the cavity plate 900, the internal electrodes 22 and 25 of each piezoelectric sheet 10 are electrically connected to each other.
[0039]
In addition, as shown in FIG. 17, two types of common electrodes 31 and 36 are alternately formed on the edge portions of both oblique sides of the piezoelectric sheet 10. One common electrode 31 is electrically connected to an internal electrode 25 formed between the third piezoelectric layer 24 and the fourth piezoelectric layer 26 through a through hole 32 as shown in FIG. Yes. The other common electrode 36 is electrically connected to the internal electrode 22 formed between the first piezoelectric layer 21 and the second piezoelectric layer 23 through a through hole 37 as shown in FIG. Yes. One common electrode 31 is provided with a convex contact land portion 33 as shown in FIG. Similarly, a convex contact land portion 38 is formed in the other common electrode 36 as shown in FIG.
[0040]
In addition, as shown in FIG. 17, a plurality of circular dummy electrodes 41 are formed on the piezoelectric sheet 10 on virtual lines L <b> 1 and L <b> 2 of the edge portions of the parallel opposing sides (upper side and lower side). In this regard, unlike the common electrodes 31 and 36 described above, each dummy electrode 41 is not electrically connected to any of the internal electrodes 22 and 25 as shown in FIG.
[0041]
As shown in FIG. 17, the piezoelectric sheet 10 is provided with positioning marks 46 that are used when the FPC board 50 is placed on both sides of the oblique sides.
[0042]
Next, the schematic structure of the FPC board 50 will be described. As shown in FIG. 23, the FPC board 50 has a large number of contact land parts 52 formed in the extended part 51. Each contact land portion 52 of the FPC board 50 is disposed at a position facing the second step surface 13 of the contact land portion 14 of each drive electrode 11 of the piezoelectric sheet 10, and the FPC board 50 is disposed in the piezoelectric sheet 10. Is placed on the second step surface 13 of the contact land portion 14 of each drive electrode 11 of the piezoelectric sheet 10. Furthermore, although not shown in FIG. 23, each contact land portion 52 of the FPC board 50 is provided with a conductor pattern 53 made of a copper foil, as shown in FIG.
[0043]
Further, as shown in FIG. 23, the FPC board 50 has a large number of contact land portions 54 formed on the upper side of the extending portion 51 and the edge portions of both oblique sides. And each contact land part 54 of the edge part of the upper side of the extension part 51 is a position facing each dummy electrode 41 formed on the virtual line L1 (refer FIG. 17) of the edge part of the upper side of the piezoelectric sheet 10. When the FPC board 50 is placed on the piezoelectric sheet 10, each dummy electrode 41 formed on an imaginary line L <b> 1 (see FIG. 17) at the edge of the upper side of the piezoelectric sheet 10. To touch. Further, the contact land portions 54 on both oblique sides of the extending portion 51 are opposed to the contact land portions 33 and 38 of the two types of common electrodes 31 and 36 that are alternately formed on the edge portions of both oblique sides of the piezoelectric sheet 10. When the FPC board 50 is placed on the piezoelectric sheet 10, the two types of common electrodes 31 and 36 formed alternately on the edge portions of both oblique sides of the piezoelectric sheet 10 are arranged. The contact land portions 33 and 38 are contacted. Further, although not shown in FIG. 23, each contact land portion 54 of the FPC board 50 is provided with a conductor pattern 55 made of copper foil, as shown in FIG. Each contact land portion 54 is electrically connected.
[0044]
Further, as shown in FIG. 25, the FPC board 50 includes a base film 61 such as a polyimide film, the above-described conductor pattern 53, cover coat 62, Ni plating 63, solder 64, and the like. In this respect, the Ni plating 63 and the solder 64 constitute each contact land portion 52 of the FPC board 50. The structure shown in FIG. 25 is the same for the contact land portion 54 and the conductor pattern 55 formed and wired on the upper side of the extending portion 51 and the edge portions of both oblique sides.
[0045]
Further, as shown in FIG. 23, the FPC board 50 is provided with positioning marks 56 used when being placed on the piezoelectric sheet 10 at the edge portions of both oblique sides.
[0046]
Therefore, if the positioning mark 56 of the FPC board 50 and the positioning mark 46 of the piezoelectric sheet 10 are overlapped and the FPC board 50 is placed on the piezoelectric sheet 10, each contact land portion 52 of the FPC board 50 is driven by each drive of the piezoelectric sheet 10. Since it overlaps with the second step surface 13 of the contact land portion 14 of the electrode 11, if heat bonding is performed by thermocompression bonding or the like, the Ni plating 63 of the FPC board 50 and the contact land portion 14 of the piezoelectric sheet 10 are formed as shown in FIG. Since the second step surface 13 is fixed in contact with each other, each conductor pattern 53 of the FPC board 50 and each drive electrode 11 of the piezoelectric sheet 10 are electrically connected.
[0047]
At this time, as shown in FIG. 26, the N.V. applied to the second step surface 13 of the contact land portion 14 of each drive electrode 11 of the piezoelectric sheet 10 is applied. C. P15 covers the Ni plating 63 of the FPC board 50 and the second step surface 13 of the contact land portion 14 of the piezoelectric sheet 10, but the second step of the contact land portion 14 of each drive electrode 11 of the piezoelectric sheet 10. It may hang down to the surface 12.
[0048]
Further, if the positioning mark 56 of the FPC board 50 and the positioning mark 46 of the piezoelectric sheet 10 are overlapped and the FPC board 50 is placed on the piezoelectric sheet 10, each contact land portion 54 of the FPC board 50 is further moved to the piezoelectric sheet 10. Of the dummy electrodes 41 formed on the imaginary line L1 (see FIG. 17) on the edge of the upper side or the two types of common electrodes 31 and 36 formed alternately on the sides of the oblique sides of the piezoelectric sheet 10. Since the contact land portions 33 and 38 are overlapped, they are electrically connected to the dummy electrodes 41 or the two types of common electrodes 31 and 36 by heat-bonding by thermocompression bonding or the like.
[0049]
Therefore, if a drive voltage is applied between the drive electrode 11 and the internal electrodes 22 and 25 via the FPC board 50, the first piezoelectric layer 21 of the piezoelectric sheet 10 located immediately below the drive electrode 11, and The second piezoelectric layer 23, the third piezoelectric layer 24, and the fourth piezoelectric layer 26 can be deformed.
[0050]
That is, the portion of the first piezoelectric layer 21 located directly below the drive electrode 11 constitutes an active portion that bends when voltage is applied. Further, when the first piezoelectric layer 21, the second piezoelectric layer 23, the third piezoelectric layer 24, and the fourth piezoelectric layer 26 are fired, the shrinkage rate when fired is fired with the piezoelectric ceramic and the metal material constituting the electrode. Since they are different, the entire piezoelectric sheet 10 may be warped or wavy. Therefore, the internal electrode 25 formed on the upper surface portion of the fourth piezoelectric layer 26 has the first piezoelectric layer 21, the second piezoelectric layer 23, the third piezoelectric layer 24, and the fourth piezoelectric layer 26 warped after firing, Alternatively, it functions as a constraining layer for preventing the flatness from being damaged by undulations. In addition, the second piezoelectric layer 23, the third piezoelectric layer 24, and the fourth piezoelectric layer 26 are restrained so that the active portion of the first piezoelectric layer 21 is deformed only in the downward direction (on the cavity plate 900 side). Acts as a layer.
[0051]
Next, the ink flow of the inkjet head 1 configured as described above will be described. As shown in FIG. 1, from the lower layer, the nozzle plate 100, the cover plate 200, the first manifold plate 300, the second manifold plate 400, the third manifold plate 500, the supply plate 600, the aperture plate 700, the base plate 800, and the cavity plate. When 900 and the piezoelectric sheet 10 are stacked, the flow path of the ink ejected from one nozzle 111 of the nozzle plate 100 can be shown in the cross-sectional view of FIG. FIG. 28 is a perspective view showing a part of a flow path of ink ejected from one nozzle 111 of the nozzle plate 100.
[0052]
In this respect, the ink ejected from one nozzle 111 of the nozzle plate 100 is first supplied from an ink tank (not shown) to the ink manifold channel 2. In order to supply ink from the ink tank (not shown) to the ink manifold channel 2, although not shown in FIGS. 27 and 28, the ink supply port 901 (see FIG. 1) of the cavity plate 900 and The ink supply port 801 (see FIG. 1) of the base plate 800, the ink supply port 701 (see FIG. 1) of the aperture plate 700, the ink supply port 601 (see FIG. 1) of the supply plate 600, and the groove penetrating portion of the third manifold plate 500. 512, the ink supply unit 515 (see FIG. 8), the ink supply unit 415 (see FIG. 7) of the groove penetrating portion 412 of the second manifold plate 400, and the ink supply unit 315 of the groove penetrating portion 312 of the first manifold plate 300 (see FIG. 8). 6) is performed through an ink supply path formed in communication. At this time, when the ink passes through the ink supply port 601 of the supply plate 600, the filter hole 602 (see FIG. 16) prevents dust in the ink from entering.
[0053]
Here, the schematic configuration of the ink manifold channel 2 will be described. As shown in FIG. 27, the ink manifold channel 2 includes the groove penetrating portion 512 (see FIG. 8) of the third manifold plate 500 and the second manifold plate. The groove penetration part 412 of 400 (refer FIG. 7) and the groove penetration part 312 (refer FIG. 6) of the 1st manifold plate 300 are connected, and the side wall surface is comprised, and also the upper wall surface is comprised with the supply plate 600. The lower wall surface is constituted by a cover plate 200.
[0054]
Further, as shown in FIG. 30, two ink manifold channels 2 are formed. That is, as shown in FIG. 31, one ink manifold channel 2 is formed in the upper half of the longitudinal direction, and one ink manifold channel 2 is formed in the lower half of the longitudinal direction as shown in FIG. Has been. In each ink manifold channel 2, the ink supply part 515 (see FIG. 8) of the groove penetrating part 512 of the third manifold plate 500 and the ink supply part 415 of the groove penetrating part 412 of the second manifold plate 400 (see FIG. 8). 7), five portions of the ink supply path formed by communicating the ink supply part 315 (see FIG. 6) of the groove penetrating part 312 of the first manifold plate 300 are formed.
[0055]
Further, in each ink manifold channel 2, as shown in FIG. 33, the floating island portion 513 (see FIG. 8) of the groove penetrating portion 512 of the third manifold plate 500 and the floating island portion of the groove penetrating portion 412 of the second manifold plate 400. The portion 413 (see FIG. 7) and the floating island portion 313 (see FIG. 6) of the groove penetrating portion 312 of the first manifold plate 300 are disposed so as to overlap each other (see FIGS. 31 and 32), while the third manifold plate The connecting piece 514 (see FIG. 8) that supports the floating island portion 513 of the groove through portion 512 of 500, the connecting piece 414 (see FIG. 7) that supports the floating island portion 413 of the groove through portion 412 of the second manifold plate 400, The connecting pieces 314 (see FIG. 6) that support the floating island portion 313 of the groove penetrating portion 312 of one manifold plate 300 do not overlap each other. It is disposed (see FIG. 31, FIG. 32).
[0056]
Accordingly, as shown in FIGS. 31 and 32, each ink manifold channel 2 has four overlapping floating island portions 515, 413, and 313, so that each ink manifold channel 2 has a closed loop shape. Ink flows around each floating island 515, 413, 313. At this time, as shown in FIG. 33, the connecting pieces 514, 414, and 314 that support the floating island portions 515, 413, and 313 are arranged so as not to overlap each other and are half-etched as described above. Therefore, the ink can smoothly flow around the floating island portions 515, 413, and 313.
[0057]
As shown in FIG. 27, the ink flowing through the ink manifold flow path 2 passes through the through hole 612 of the supply plate 600, the ink inlet 713, the groove through part 715, the ink outlet 714, and the base plate 800 of the throttle part 712 of the aperture plate 700. The ink is introduced into the ink pressure chamber 911 of the cavity plate 900 through the through hole 812. At this time, when the ink passes through the through hole 612 of the supply plate 600, the filter hole 613 (see FIGS. 10 and 11) prevents the dust in the ink from entering.
[0058]
On the other hand, the ink pressure chamber 911 of the cavity plate 900 is closed by the piezoelectric sheet 10 as shown in FIG. 27 and FIG. The drive electrode 11 of the piezoelectric sheet 10 is disposed on the upper surface portion. At this time, as shown in FIG. 29, the projecting portion of the substantially rhombic drive electrode 11 is located inside the ink pressure chamber 19A having the same rhombus shape. On the other hand, the projected portion of the contact land portion 14 formed on the portion of the piezoelectric sheet 10 drawn from the acute angle portion of the drive electrode 11 is outside the ink pressure chamber 911 of the cavity plate 900.
[0059]
When a drive voltage is applied between the drive electrode 11 of the piezoelectric sheet 10 and the internal electrodes 22 and 25 (see FIG. 19) via the FPC board 50, the piezoelectric sheet 10 is placed on the ink pressure chamber 911 side of the cavity plate 900. Therefore, the ink in the ink pressure chamber 911 of the cavity plate 900 is pushed out to the through hole 811 of the base plate 800. Thereafter, the ink pushed out to the through hole 811 of the base plate 800 includes the through hole 811 of the base plate 800, the through hole 711 of the aperture plate 700, the through hole 611 of the supply plate 600, the through hole 511 of the third manifold plate 500, The ink is discharged from the nozzle 111 of the nozzle plate 100 through the through hole 411 of the two manifold plate 400, the through hole 311 of the first manifold plate 300, and the through hole 211 of the cover plate 200.
[0060]
In addition, all the through holes 612 provided in the upper half or the lower half of the supply plate 600 in the longitudinal direction communicate with one ink manifold channel 2, and consequently the upper half of the cavity plate 900 in the longitudinal direction. Alternatively, since all the ink pressure chambers 911 provided in the lower half communicate with each other, the ink supplied to one ink manifold channel 2 is provided in the upper half or the lower half of the nozzle plate 100 in the longitudinal direction. The ink is discharged from any one of the nozzles 111.
[0061]
As described above in detail, in the inkjet head 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 15, a plurality of ink pressure chambers 911 are arranged in a matrix in the cavity plate 900 adjacent to each other. Further, as shown in FIGS. 6 to 8, two groove penetrating portions 312, 412 and 512 formed in the first manifold plate 300, the second manifold plate 400, and the third manifold plate 500, respectively, 32, two ink manifold channels 2 are formed (see FIG. 27), and each of the two ink manifold channels 2 has an upper half in the longitudinal direction of the supply plate 600 or All the through-holes 612 provided in the lower half communicate with each other, and consequently communicate with all the ink pressure chambers 911 provided in the upper half or the lower half of the cavity plate 900 in the longitudinal direction.
[0062]
Accordingly, a large number of ejection channels as shown in FIG. 28 passing through one ink pressure chamber 911 are communicated with the ink manifold channel 2, but as shown in FIGS. 30 to 32, the ink manifold channel 2. 2 is formed in a closed loop shape, ink is ejected through an ejection channel as shown in FIG. 28 via an ink pressure chamber 911, and a pressure wave is generated in the ink in the ink manifold channel 2. However, this pressure wave only travels around the loop-shaped ink manifold channel 2 and propagates through the other ink pressure chamber 911 adjacent to the ink pressure chamber 911 in the discharge channel as shown in FIG. The meniscus is not broken, and air does not enter from there.
[0063]
That is, the inkjet head 1 according to the present embodiment is configured by the first manifold plate 300, the two groove penetrating portions 312, 412, and 512 formed in the second manifold plate 400 and the third manifold plate 500, respectively. Since the ink manifold channel 2 is formed in a closed loop shape, ink is ejected through an ejection channel as shown in FIG. 28 passing through a certain ink pressure chamber 911, and a pressure wave is generated in the ink in the ink manifold channel 2. 28, the pressure wave merely swirls and propagates in the loop-shaped ink manifold channel 2 and passes through another ink pressure chamber 911 adjacent to the ink pressure chamber 911 as shown in FIG. Without breaking the meniscus in the discharge channel, and air can enter from there In Ino, without being affected by the discharge channel, as shown in the adjacent Figure 28, it can be said that that attempt to maintain stable ink ejection.
[0064]
In addition, in the inkjet head 1 of the present embodiment, ink is supplied to the groove penetrating portion 512 of the third manifold plate 500 constituting a part of the ink manifold flow path 2 in the supply plate 600 stacked on the third manifold plate 500. Ten ink supply ports 601 communicating with the portion 515 are provided (see FIGS. 2, 30 to 32), and even if one of the ink supply ports 601 of the supply plate 600 is clogged, the supply plate Since ink can be supplied to the ink manifold channel 2 from the other ink supply ports 601 of 600, it is possible to maintain more stable ink discharge.
[0065]
In the inkjet head 1 of the present embodiment, as shown in FIGS. 6 to 8, the first manifold plate 300, the second manifold plate 400, and the third manifold plate 500 are part of the ink manifold channel 2. The floating island portions 313, 413, and 513 surrounded by the groove penetrating portions 312, 412, and 512 and the connecting pieces 314, 414, and 514 that support the floating island portions 313, 423, and 513 are provided. In this regard, the first manifold plate 300, the second manifold plate 400, and the third manifold plate 500 are half-etched to form connecting pieces 314, 414, and 514 that support the floating island portions 313, 423, and 513. Thus, the ink manifold channel 2 is formed in a closed loop shape (see FIGS. 30 to 33). In the ink manifold channel 2, as shown in FIG. 33, the ink can be passed over or under the half-etched connecting pieces 314, 414, 514, and constitutes a part of the ink manifold channel 2. Since the ink can freely flow around the floating island portions 313, 413, and 513 surrounded by the groove penetrating portions 312, 412, and 512, the pressure wave generated in the ink is easy to propagate while swirling. It can be said that.
[0066]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the meaning.
For example, in the inkjet head 1 according to the present embodiment, the first manifold plate 300, the second manifold plate 400, and the third manifold plate 500 are half-etched to connect the floating island portions 313, 423, and 513. By forming 314, 414, and 514, the ink manifold flow path 2 is formed in a closed loop shape (see FIGS. 30 to 33). Instead of providing a connecting piece for supporting the floating island portion, the ink manifold channel through which a large number of ejection channels communicate may be formed in a closed loop shape.
[0067]
【The invention's effect】
In the ink jet head of the present invention, since the ink manifold flow path of the manifold plate is formed in a closed loop shape, ink is discharged through a discharge channel passing through a certain ink pressure chamber, and the pressure in the ink in the ink manifold flow path is Even if a wave is generated, the pressure wave only swirls and propagates in the loop-shaped ink manifold flow path, and breaks the meniscus in the discharge channel passing through another ink pressure chamber adjacent to the ink pressure chamber. Since air does not enter from there, it can be said that the ink is not affected by the adjacent discharge channels and stable ink discharge is maintained.
[0068]
The ink jet head according to the present invention further includes a supply plate provided with an ink supply port that is stacked on the manifold plate and communicates with an ink manifold flow path of the manifold plate. For example, even if clogging occurs in one of the ink supply ports of the supply plate, ink can be supplied from the ink supply port of the other supply plate to the ink manifold flow path of the manifold plate. It is possible to maintain the discharge.
[0069]
In the inkjet head of the present invention, the manifold plate includes a floating island portion surrounded by the ink manifold flow path of the manifold plate and a connecting piece that supports the floating island portion of the manifold plate, and half-etches the manifold plate. By forming the manifold plate connection piece in this manner, the ink manifold flow path of the manifold plate is formed in a closed loop shape, so that the ink manifold flow path of the manifold plate is above or below the connection piece of the half-etched manifold plate. Ink can be passed through and the ink can freely flow around the floating island portion of the manifold plate. Therefore, it can be said that a structure in which the pressure wave generated in the ink easily propagates while rotating is created.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of an inkjet head according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view showing a laminated structure of an inkjet head according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view illustrating a group of nozzles for ejecting ink having a small diameter provided on a nozzle plate in an ink jet head according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a plan view showing a group of through holes for a small-diameter ink passage provided in a cover plate in an ink jet head according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a plan view showing a part of the lower side of the cover plate in the inkjet head according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a plan view showing a part of the front side of the first manifold plate in the inkjet head according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a plan view showing a part of the front side of a second manifold plate in the inkjet head according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a plan view showing a part of the front side of a third manifold plate in the inkjet head according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 shows an ink jet head according to an embodiment of the present invention having a group of through holes for a small diameter ink passage and a through hole for introducing a small diameter ink provided in a supply plate and a small diameter ink supply port. It is the shown top view.
FIG. 10 is an enlarged plan view of a through hole for introducing a small-diameter ink provided in a supply plate in an ink jet head according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of a through hole for introducing a small-diameter ink provided in a supply plate in an ink jet head according to an embodiment of the present invention.
FIG. 12 shows a group of through-holes for a small diameter ink passage and a small-diaphragm restricting portion provided in an aperture plate and a small diameter ink supply port in an ink jet head according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 13 is an enlarged plan view of a minute ink introduction diaphragm provided on the aperture plate in the inkjet head according to the embodiment of the present invention.
FIG. 14 shows a group of through holes for a small diameter ink passage and a through hole for introducing a small diameter ink provided in a base plate and a small diameter ink supply port in an ink jet head according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 15 is a plan view showing a group of ink pressure chambers provided in a cavity plate and a small-diameter ink supply port in an ink jet head according to an embodiment of the present invention.
FIG. 16 is an enlarged plan view of a small-diameter ink supply port provided in the supply plate in the inkjet head according to the embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a plan view showing a piezoelectric sheet in the inkjet head according to the embodiment of the present invention.
FIG. 18 is an enlarged plan view of a drive electrode of a piezoelectric sheet in an inkjet head according to an embodiment of the present invention.
FIG. 19 is an enlarged cross-sectional view of a piezoelectric sheet and drive electrodes in an inkjet head according to an embodiment of the present invention.
FIG. 20 is an enlarged cross-sectional view of one common electrode of a piezoelectric sheet in an inkjet head according to an embodiment of the present invention.
FIG. 21 is an enlarged cross-sectional view of the other common electrode of the piezoelectric sheet in the inkjet head according to the embodiment of the present invention.
FIG. 22 is an enlarged cross-sectional view of a dummy electrode of a piezoelectric sheet in an ink jet head according to an embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a plan view of an extending portion of an FPC board in an ink jet head according to an embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a partially enlarged view of an extension portion of an FPC board in an ink jet head according to an embodiment of the present invention.
FIG. 25 is a cross-sectional view of the contact land portion of the extending portion of the FPC board in the ink jet head according to the embodiment of the present invention.
FIG. 26 is a cross-sectional view when an FPC board and a piezoelectric sheet are connected in an ink jet head according to an embodiment of the present invention.
FIG. 27 is a cross-sectional view showing a flow path of ink ejected from one nozzle of a nozzle plate in an ink jet head according to an embodiment of the present invention.
FIG. 28 is a perspective view showing a part of a flow path of ink ejected from one nozzle of the nozzle plate in the inkjet head according to the embodiment of the present invention.
FIG. 29 is a plan view showing a part of a flow path of ink ejected from one nozzle of a nozzle plate in the ink jet head according to the embodiment of the present invention.
FIG. 30 is a plan view showing an ink manifold channel from the front side of a third manifold plate in the inkjet head according to the embodiment of the present invention.
FIG. 31 is a plan view showing an ink manifold channel from the front side of the third manifold plate in the inkjet head according to the embodiment of the present invention, and shows only the ink manifold channel formed in the upper half of the longitudinal direction; It is shown.
FIG. 32 is a plan view showing the ink manifold channel from the front side of the third manifold plate in the inkjet head according to the embodiment of the present invention, and shows only the ink manifold channel formed in the lower half of the longitudinal direction. It is shown.
FIG. 33 is a perspective view showing a part of the ink manifold channel in the ink jet head according to the embodiment of the present invention.
FIG. 34 is a plan view of a flow path forming plate of a conventional inkjet head.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inkjet head 2 Ink manifold flow path 300 1st manifold plate 312 Groove penetration part 313 of 1st manifold plate Floating island part 314 of 1st manifold plate Connection piece 400 which supports the floating island part of 1st manifold plate 2nd manifold plate 412 1st Groove penetrating portion 413 of second manifold plate Floating island portion 414 of second manifold plate Connecting piece 500 supporting floating island portion of second manifold plate Third manifold plate 512 Groove penetrating portion 513 of third manifold plate Floating island portion of third manifold plate 514 Connecting piece 600 for supporting floating island portion of third manifold plate Supply plate 601 Ink supply port 900 of supply plate Cavity plate 911 Ink pressure chamber of cavity plate

Claims

A cavity plate in which a plurality of ink pressure chambers are arranged in a matrix adjacent to each other;
A manifold plate formed with an ink manifold channel communicating with a group of ink pressure chambers of the cavity plate,
Forming an ink manifold channel of the manifold plate in a closed loop shape ;
The manifold plate is
A floating island surrounded by an ink manifold channel of the manifold plate;
An inkjet head comprising: a connecting piece that supports a floating island portion of the manifold plate .

The inkjet head according to claim 1,
A supply plate provided with an ink supply port that is stacked on the manifold plate and communicates with an ink manifold channel of the manifold plate;
An ink jet head comprising two or more ink supply ports of the supply plate.

An inkjet head according to claim 1 or claim 2 ,
Before SL ink jet head is characterized in, that the formation of the connecting piece of the manifold plate by a manifold plate half-etching the.