JP3885808B2 - Inkjet head - Google Patents

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JP3885808B2
JP3885808B2 JP2004189206A JP2004189206A JP3885808B2 JP 3885808 B2 JP3885808 B2 JP 3885808B2 JP 2004189206 A JP2004189206 A JP 2004189206A JP 2004189206 A JP2004189206 A JP 2004189206A JP 3885808 B2 JP3885808 B2 JP 3885808B2
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Description

本発明は、記録媒体にインクを吐出して印刷を行うインクジェットヘッドに関する。   The present invention relates to an inkjet head that performs printing by discharging ink onto a recording medium.

特許文献1には、流路ユニットに多数の圧力室をマトリクス状に相互に隣接配置し、圧電素子及び一方の電極(共通電極)を複数の圧力室に跨ったシート状にすると共に、共通電極との間で圧電素子を挟み込む他方の電極(個別電極)を各圧力室に対向する位置に配置したインクジェットヘッドが開示されている。このインクジェットヘッドでは、個別電極の電位を共通電極とは異なるものとすることによって、対応する圧力室に連通したノズルからインクが吐出される。   In Patent Document 1, a plurality of pressure chambers are arranged adjacent to each other in a matrix shape in a flow path unit, and a piezoelectric element and one electrode (common electrode) are formed in a sheet shape across a plurality of pressure chambers. An ink jet head is disclosed in which the other electrode (individual electrode) that sandwiches the piezoelectric element therebetween is disposed at a position facing each pressure chamber. In this ink jet head, ink is ejected from nozzles communicating with the corresponding pressure chambers by making the potential of the individual electrodes different from that of the common electrode.

特開2002−292860(図1)JP 2002-292860 (FIG. 1)

本発明者は、特許文献1に記載されたようなタイプのインクジェットヘッドにおいて、圧電シートの中央部付近に対応する圧力室に連通したノズルからのインク吐出速度が、圧電シートの外縁部付近に対応する圧力室に連通したノズルからのインク吐出速度よりも速くなるので、画質に大きな影響を与えることを知見した。   In the ink jet head of the type described in Patent Document 1, the present inventor has an ink ejection speed from a nozzle communicating with a pressure chamber corresponding to the vicinity of the central portion of the piezoelectric sheet corresponding to the vicinity of the outer edge portion of the piezoelectric sheet. It has been found that since the ink discharge speed from the nozzle communicating with the pressure chamber is faster, the image quality is greatly affected.

そこで、本発明の目的は、圧電シート及び共通電極が複数の圧力室に跨ったインクジェットヘッドにおいて、ノズルからのインク吐出速度をほぼ均一にすることができるインクジェットヘッドを提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an ink jet head in which the ink discharge speed from the nozzles can be made substantially uniform in an ink jet head in which a piezoelectric sheet and a common electrode straddle a plurality of pressure chambers.

課題を解決するための手段及び効果Means and effects for solving the problems

本発明のインクジェットヘッドは、ノズルに連通した複数の圧力室が平面に沿って配置された流路ユニットと、前記流路ユニットの表面に固定されて、前記圧力室の容積を変化させるアクチュエータユニットとを備えている。前記アクチュエータユニットは、各圧力室に対向する位置に配置された複数の個別電極と、複数の前記圧力室に跨って設けられた共通電極と、前記共通電極と前記個別電極とによって挟まれた圧電シートとを備えている。そして、前記流路ユニットの熱膨張係数が前記アクチュエータユニットの熱膨張係数よりも大きく、前記アクチュエータユニットの中央部における前記個別電極と前記共通電極との対向面積が、前記アクチュエータユニットの外縁部における前記個別電極と前記共通電極との対向面積よりも小さい。 An inkjet head according to the present invention includes a flow path unit in which a plurality of pressure chambers communicating with nozzles are arranged along a plane, an actuator unit that is fixed to a surface of the flow path unit and changes the volume of the pressure chamber. It has. The actuator unit includes a plurality of individual electrodes arranged at positions facing each pressure chamber, a common electrode provided across the plurality of pressure chambers, and a piezoelectric material sandwiched between the common electrode and the individual electrodes. And a seat. And, the thermal expansion coefficient of the flow path unit is larger than the thermal expansion coefficient of the actuator unit, and the facing area between the individual electrode and the common electrode in the central portion of the actuator unit is the outer edge of the actuator unit. It is smaller than the facing area between the individual electrode and the common electrode.

この構成によると、インク吐出速度の相違が解消されるように個別電極と共通電極との対向面積がアクチュエータユニット内の場所に応じて調整されているために、アクチュエータユニットに対する圧力室の位置に拘わらず、ノズルからのインク吐出速度をほぼ均一にすることができる。しかも、電極平面形状以外の寸法パラメータや制御パラメータを変更する必要がほとんどなく、設計上有利である。   According to this configuration, the facing area between the individual electrode and the common electrode is adjusted according to the location in the actuator unit so that the difference in ink discharge speed is eliminated. Therefore, the ink discharge speed from the nozzle can be made substantially uniform. In addition, there is almost no need to change dimensional parameters or control parameters other than the electrode planar shape, which is advantageous in design.

本発明において、前記アクチュエータユニットの中央部に配置された前記個別電極の面積が、前記アクチュエータユニットの外縁部に配置された前記個別電極の面積よりも小さいことが好ましい。これによると、個別電極と共通電極との対向面積を容易に調整することができる。   In this invention, it is preferable that the area of the said individual electrode arrange | positioned at the center part of the said actuator unit is smaller than the area of the said individual electrode arrange | positioned at the outer edge part of the said actuator unit. According to this, the opposing area of an individual electrode and a common electrode can be adjusted easily.

本発明において、ノズルの高集積化を可能とする観点から、複数の前記個別電極がマトリクス状に配列されていてよい。この場合、特にインク吐出速度がアクチュエータユニット内において一方向に沿って変化するという傾向があるのであれば、インク吐出速度の相違を解消するために、前記アクチュエータユニット内において前記対向面積が一方向に沿って変化していることが好ましい。   In the present invention, from the viewpoint of enabling high integration of the nozzles, the plurality of individual electrodes may be arranged in a matrix. In this case, in particular, if the ink discharge speed tends to change along one direction in the actuator unit, in order to eliminate the difference in ink discharge speed, the facing area in the actuator unit is unidirectional. It is preferable to change along.

本発明において、前記アクチュエータユニットには複数のブロックが存在していてよい。そして、このとき、1つの前記ブロック内における前記対向面積が同じであり、且つ、中央部の前記ブロック内における前記対向面積が外縁部の別の前記ブロック内における前記対向面積よりも小さいことが好ましい。この構成によると、ブロック単位で電極平面形状を変えればいいので、製造しやすくなる。   In the present invention, the actuator unit may have a plurality of blocks. And at this time, it is preferable that the facing area in one block is the same, and the facing area in the block at the center is smaller than the facing area in another block at the outer edge. . According to this configuration, it is only necessary to change the planar shape of the electrode in units of blocks, so that it is easy to manufacture.

本発明において、前記アクチュエータユニットの中央部における前記個別電極の厚みは、前記アクチュエータユニットの外縁部における前記個別電極の厚みよりも大きくてもよい。この構成により、両電極の対向面積だけではなく個別電極の厚みによってもインク吐出速度の相違を解消することができるために、元々のインク吐出速度に大きな相違がある場合でもそれを均一にすることが可能となる。   In this invention, the thickness of the said individual electrode in the center part of the said actuator unit may be larger than the thickness of the said individual electrode in the outer edge part of the said actuator unit. With this configuration, the difference in ink ejection speed can be resolved not only by the opposing area of both electrodes but also by the thickness of the individual electrodes, so even if there is a large difference in the original ink ejection speed, it can be made uniform Is possible.

別の観点において、本発明のインクジェットヘッドは、ノズルに連通した複数の圧力室が平面に沿って配置された流路ユニットと、前記流路ユニットの表面に固定されて、前記圧力室の容積を変化させるアクチュエータユニットとを備えている。前記アクチュエータユニットは、各圧力室に対向する位置に配置された複数の個別電極と、複数の前記圧力室に共通の共通電極と、前記共通電極と前記個別電極とによって挟まれた圧電シートとを備えている。そして、前記流路ユニットの熱膨張係数が前記アクチュエータユニットの熱膨張係数よりも大きく、前記アクチュエータユニットの中央部における前記個別電極の厚みが、前記アクチュエータユニットの外縁部における前記個別電極の厚みよりも大きい。 In another aspect, the inkjet head of the present invention includes a flow path unit in which a plurality of pressure chambers communicating with a nozzle are arranged along a plane, and is fixed to a surface of the flow path unit, so that the volume of the pressure chamber is reduced. And an actuator unit to be changed. The actuator unit includes a plurality of individual electrodes arranged at positions facing each pressure chamber, a common electrode common to the plurality of pressure chambers, and a piezoelectric sheet sandwiched between the common electrode and the individual electrodes. I have. The thermal expansion coefficient of the flow path unit is larger than the thermal expansion coefficient of the actuator unit, and the thickness of the individual electrode at the center of the actuator unit is larger than the thickness of the individual electrode at the outer edge of the actuator unit. large.

また、別の観点において、本発明のインクジェットヘッドは、ノズルに連通した複数の圧力室が平面に沿って配置された流路ユニットと、前記流路ユニットの表面に固定されて、前記圧力室の容積を変化させるアクチュエータユニットとを備えている。前記アクチュエータユニットは、各圧力室に対向する位置に配置された複数の個別電極と、複数の前記圧力室に共通の共通電極と、前記共通電極と前記個別電極とによって挟まれた複数枚の積層された圧電シートとを備えている。そして、前記流路ユニットの熱膨張係数が前記アクチュエータユニットの熱膨張係数よりも大きく、前記圧電シート中における前記個別電極の圧電シート積層方向の重畳数が、前記アクチュエータユニットの中央部よりも外縁部で多い。 In another aspect, the inkjet head according to the present invention includes a flow path unit in which a plurality of pressure chambers communicating with a nozzle are arranged along a plane, and is fixed to a surface of the flow path unit. And an actuator unit for changing the volume. The actuator unit includes a plurality of individual electrodes arranged at positions facing each pressure chamber, a common electrode common to the plurality of pressure chambers, and a plurality of stacked layers sandwiched between the common electrode and the individual electrodes. The piezoelectric sheet is provided. The thermal expansion coefficient of the flow path unit is larger than the thermal expansion coefficient of the actuator unit, and the overlapping number of the individual electrodes in the piezoelectric sheet in the piezoelectric sheet stacking direction is an outer edge portion than the central portion of the actuator unit. Many.

この構成によると、インク吐出速度の相違が解消されるように個別電極の厚み又は重畳数がアクチュエータユニット内の場所に応じて調整されているために、アクチュエータユニットに対する圧力室の位置に拘わらず、ノズルからのインク吐出速度をほぼ均一にすることができる。   According to this configuration, since the thickness or the number of overlapping of the individual electrodes is adjusted according to the location in the actuator unit so that the difference in ink discharge speed is eliminated, regardless of the position of the pressure chamber with respect to the actuator unit, The ink discharge speed from the nozzle can be made substantially uniform.

さらに別の観点において、本発明のインクジェットヘッドは、ノズルに連通した複数の圧力室が平面に沿って配置された流路ユニットと、前記流路ユニットの表面に固定されて、前記圧力室の容積を変化させるアクチュエータユニットとを備えており、前記アクチュエータユニットが、各圧力室に対向する位置に配置された複数の個別電極と、複数の前記圧力室に跨って設けられた共通電極と、前記共通電極と前記個別電極とによって挟まれた圧電シートとを備えている。そして、前記流路ユニットの熱膨張係数が前記アクチュエータユニットの熱膨張係数よりも小さく、前記アクチュエータユニットの中央部における前記個別電極と前記共通電極との対向面積が、前記アクチュエータユニットの外縁部における前記個別電極と前記共通電極との対向面積よりも大きい。 In still another aspect, the inkjet head of the present invention includes a flow path unit in which a plurality of pressure chambers communicating with a nozzle are arranged along a plane, and a volume of the pressure chamber fixed to the surface of the flow path unit. And a plurality of individual electrodes disposed at positions facing each pressure chamber, a common electrode provided across the plurality of pressure chambers, and the common And a piezoelectric sheet sandwiched between the electrodes and the individual electrodes . And, the thermal expansion coefficient of the flow path unit is smaller than the thermal expansion coefficient of the actuator unit, and the facing area between the individual electrode and the common electrode in the central part of the actuator unit is the outer edge part of the actuator unit. It is larger than the opposing area of the individual electrode and the common electrode.

この構成によると、インク吐出速度の相違が解消されるように個別電極と共通電極との対向面積がアクチュエータユニット内の場所に応じて調整されているために、アクチュエータユニットに対する圧力室の位置に拘わらず、ノズルからのインク吐出速度をほぼ均一にすることができる。しかも、電極平面形状以外の寸法パラメータや制御パラメータを変更する必要がほとんどなく、設計上有利である。   According to this configuration, the facing area between the individual electrode and the common electrode is adjusted according to the location in the actuator unit so that the difference in ink discharge speed is eliminated. Therefore, the ink discharge speed from the nozzle can be made substantially uniform. In addition, there is almost no need to change dimensional parameters or control parameters other than the electrode planar shape, which is advantageous in design.

さらに別の観点において、本発明のインクジェットヘッドは、ノズルに連通した複数の圧力室が平面に沿って配置された流路ユニットと、前記流路ユニットの表面に固定されて、前記圧力室の容積を変化させるアクチュエータユニットとを備えており、前記アクチュエータユニットが、各圧力室に対向する位置に配置された複数の個別電極と、複数の前記圧力室に共通の共通電極と、前記共通電極と前記個別電極とによって挟まれた圧電シートとを備えている。そして、前記流路ユニットの熱膨張係数が前記アクチュエータユニットの熱膨張係数よりも小さく、前記アクチュエータユニットの中央部における前記個別電極の厚みが、前記アクチュエータユニットの外縁部における前記個別電極の厚みよりも小さい。
さらに別の観点において、本発明のインクジェットヘッドは、ノズルに連通した複数の圧力室が平面に沿って配置された流路ユニットと、前記流路ユニットの表面に固定されて、前記圧力室の容積を変化させるアクチュエータユニットとを備えており、前記アクチュエータユニットが、各圧力室に対向する位置に配置された複数の個別電極と、複数の前記圧力室に共通の共通電極と、前記共通電極と前記個別電極とによって挟まれた複数枚の積層された圧電シートとを備えている。そして、前記流路ユニットの熱膨張係数が前記アクチュエータユニットの熱膨張係数よりも小さく、前記圧電シート中における前記個別電極の圧電シート積層方向の重畳数が、前記アクチュエータユニットの中央部よりも外縁部で少ない。
さらに別の観点において、本発明のインクジェットヘッドは、ノズルに連通した複数の圧力室が平面に沿って配置された流路ユニットと、前記流路ユニットの表面に固定されて、前記圧力室の容積を変化させるアクチュエータユニットとを備えており、前記アクチュエータユニットが、各圧力室に対向する位置に配置された複数の個別電極と、複数の前記圧力室に跨って設けられた共通電極と、前記共通電極と前記個別電極とによって挟まれた圧電シートとを備えている。そして、前記個別電極と前記共通電極との対向面積が同じである場合にインク吐出速度が前記アクチュエータユニットの外縁部よりも中央部で速いときに、前記アクチュエータユニットの中央部における前記個別電極と前記共通電極との対向面積が、前記アクチュエータユニットの外縁部における前記個別電極と前記共通電極との対向面積よりも小さい。
さらに別の観点において、本発明のインクジェットヘッドは、ノズルに連通した複数の圧力室が平面に沿って配置された流路ユニットと、前記流路ユニットの表面に固定されて、前記圧力室の容積を変化させるアクチュエータユニットとを備えており、前記アクチュエータユニットが、各圧力室に対向する位置に配置された複数の個別電極と、複数の前記圧力室に跨って設けられた共通電極と、前記共通電極と前記個別電極とによって挟まれた圧電シートとを備えている。そして、前記個別電極の厚みが同じである場合にインク吐出速度が前記アクチュエータユニットの外縁部よりも中央部で速いときに、前記アクチュエータユニットの中央部における前記個別電極の厚みが、前記アクチュエータユニットの外縁部における前記個別電極の厚みよりも大きい。
さらに別の観点において、本発明のインクジェットヘッドは、ノズルに連通した複数の圧力室が平面に沿って配置された流路ユニットと、前記流路ユニットの表面に固定されて、前記圧力室の容積を変化させるアクチュエータユニットとを備えており、前記アクチュエータユニットが、各圧力室に対向する位置に配置された複数の個別電極と、複数の前記圧力室に跨って設けられた共通電極と、前記共通電極と前記個別電極とによって挟まれた圧電シートとを備えている。そして、前記個別電極の圧電シート積層方向の重畳数が同じである場合にインク吐出速度が前記アクチュエータユニットの外縁部よりも中央部で速いときに、前記圧電シート中における前記個別電極の圧電シート積層方向の重畳数が、前記アクチュエータユニットの中央部よりも外縁部で多い。
In still another aspect, the inkjet head of the present invention includes a flow path unit in which a plurality of pressure chambers communicating with a nozzle are arranged along a plane, and a volume of the pressure chamber fixed to the surface of the flow path unit. And a plurality of individual electrodes arranged at positions facing each pressure chamber, a common electrode common to the plurality of pressure chambers, the common electrode, and the And a piezoelectric sheet sandwiched between the individual electrodes. And, the thermal expansion coefficient of the flow path unit is smaller than the thermal expansion coefficient of the actuator unit, and the thickness of the individual electrode in the central part of the actuator unit is larger than the thickness of the individual electrode in the outer edge part of the actuator unit. small.
In still another aspect, the inkjet head of the present invention includes a flow path unit in which a plurality of pressure chambers communicating with a nozzle are arranged along a plane, and a volume of the pressure chamber fixed to the surface of the flow path unit. And a plurality of individual electrodes arranged at positions facing each pressure chamber, a common electrode common to the plurality of pressure chambers, the common electrode, and the And a plurality of stacked piezoelectric sheets sandwiched between individual electrodes. Further, the thermal expansion coefficient of the flow path unit is smaller than the thermal expansion coefficient of the actuator unit, and the number of overlapping of the individual electrodes in the piezoelectric sheet in the piezoelectric sheet stacking direction is an outer edge portion than the central portion of the actuator unit. And few.
In still another aspect, the inkjet head of the present invention includes a flow path unit in which a plurality of pressure chambers communicating with a nozzle are arranged along a plane, and a volume of the pressure chamber fixed to the surface of the flow path unit. And a plurality of individual electrodes disposed at positions facing each pressure chamber, a common electrode provided across the plurality of pressure chambers, and the common And a piezoelectric sheet sandwiched between the electrodes and the individual electrodes. When the opposing area of the individual electrode and the common electrode is the same, when the ink discharge speed is faster at the center than the outer edge of the actuator unit, the individual electrode at the center of the actuator unit and the The facing area with the common electrode is smaller than the facing area between the individual electrode and the common electrode at the outer edge of the actuator unit.
In still another aspect, the inkjet head of the present invention includes a flow path unit in which a plurality of pressure chambers communicating with a nozzle are arranged along a plane, and a volume of the pressure chamber fixed to the surface of the flow path unit. And a plurality of individual electrodes disposed at positions facing each pressure chamber, a common electrode provided across the plurality of pressure chambers, and the common And a piezoelectric sheet sandwiched between the electrodes and the individual electrodes. When the thickness of the individual electrode is the same and the ink discharge speed is faster at the center than the outer edge of the actuator unit, the thickness of the individual electrode at the center of the actuator unit is It is larger than the thickness of the said individual electrode in an outer edge part.
In still another aspect, the inkjet head of the present invention includes a flow path unit in which a plurality of pressure chambers communicating with a nozzle are arranged along a plane, and a volume of the pressure chamber fixed to the surface of the flow path unit. And a plurality of individual electrodes disposed at positions facing each pressure chamber, a common electrode provided across the plurality of pressure chambers, and the common And a piezoelectric sheet sandwiched between the electrodes and the individual electrodes. When the number of overlapping of the individual electrodes in the piezoelectric sheet stacking direction is the same and the ink discharge speed is faster at the center than the outer edge of the actuator unit, the piezoelectric sheet stack of the individual electrodes in the piezoelectric sheet The number of overlapping directions is greater at the outer edge than at the center of the actuator unit.

この構成によると、ノズルからのインク吐出速度をほぼ均一にすることができる。 When in this configuration, it can be made substantially uniform ink discharge speed from Bruno nozzle.

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の第1の実施形態に係るインクジェットヘッドの外観斜視図である。図2は、図1のII−II線における断面図である。インクジェットヘッド1は、用紙に対してインクを吐出するための主走査方向に延在した矩形平面形状を有するヘッド本体70と、ヘッド本体70の上方に配置され且つヘッド本体70に供給されるインクの流路である2つのインク溜まり3が形成されたベースブロック71とを備えている。   FIG. 1 is an external perspective view of the ink jet head according to the first embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. The inkjet head 1 includes a head main body 70 having a rectangular planar shape extending in the main scanning direction for ejecting ink onto a sheet, and an ink that is disposed above the head main body 70 and supplied to the head main body 70. And a base block 71 on which two ink reservoirs 3 are formed.

ヘッド本体70は、インク流路が形成された流路ユニット4と、流路ユニット4の上面に接着された複数のアクチュエータユニット21とを含んでいる。これら流路ユニット4及びアクチュエータユニット21は共に、複数の薄板を積層して互いに接着させた構成である。また、アクチュエータユニット21の上面には、給電部材であるフレキシブルプリント配線板(FPC:Flexible Printed Circuit)50が接着され、左右に引き出されている。ベースブロック71は、例えばステンレスなどの金属材料からなる。ベースブロック71内のインク溜まり3は、ベースブロック71の長手方向に沿って形成された略直方体の中空領域である。   The head body 70 includes a flow path unit 4 in which an ink flow path is formed, and a plurality of actuator units 21 bonded to the upper surface of the flow path unit 4. Both the flow path unit 4 and the actuator unit 21 are configured by laminating a plurality of thin plates and bonding them together. Further, a flexible printed circuit (FPC) 50, which is a power supply member, is bonded to the upper surface of the actuator unit 21 and pulled out to the left and right. The base block 71 is made of a metal material such as stainless steel. The ink reservoir 3 in the base block 71 is a substantially rectangular parallelepiped hollow region formed along the longitudinal direction of the base block 71.

ベースブロック71の下面73は、開口3bの近傍において周囲よりも下方に飛び出している。そして、ベースブロック71は、下面73の開口3b近傍部分73aにおいてのみ流路ユニット4と接触している。そのため、ベースブロック71の下面73の開口3b近傍部分73a以外の領域は、ヘッド本体70から離隔しており、この離隔部分にアクチュエータユニット21が配されている。   The lower surface 73 of the base block 71 protrudes downward from the periphery in the vicinity of the opening 3b. The base block 71 is in contact with the flow path unit 4 only in the portion 73a near the opening 3b of the lower surface 73. Therefore, a region other than the portion 73a near the opening 3b on the lower surface 73 of the base block 71 is separated from the head main body 70, and the actuator unit 21 is disposed in this separated portion.

ベースブロック71は、ホルダ72の把持部72aの下面に形成された凹部内に接着固定されている。ホルダ72は、把持部72aと、把持部72aの上面からこれと直交する方向に所定間隔をなして延出された平板状の一対の突出部72bとを含んでいる。アクチュエータユニット21に接着されたFPC50は、スポンジなどの弾性部材83を介してホルダ72の突出部72b表面に沿うようにそれぞれ配置されている。そして、ホルダ72の突出部72b表面に配置されたFPC50上にドライバIC80が設置されている。FPC50は、ドライバIC80から出力された駆動信号をヘッド本体70のアクチュエータユニット21(後に詳述)に伝達するように、両者とハンダ付けによって電気的に接合されている。   The base block 71 is bonded and fixed in a recess formed on the lower surface of the grip portion 72 a of the holder 72. The holder 72 includes a gripping portion 72a and a pair of flat projections 72b extending from the upper surface of the gripping portion 72a at a predetermined interval in a direction orthogonal thereto. The FPC 50 bonded to the actuator unit 21 is disposed along the surface of the protruding portion 72b of the holder 72 via an elastic member 83 such as a sponge. And driver IC80 is installed on FPC50 arrange | positioned on the protrusion part 72b surface of the holder 72. FIG. The FPC 50 is electrically joined to both by soldering so as to transmit the drive signal output from the driver IC 80 to the actuator unit 21 (described later in detail) of the head body 70.

ドライバIC80の外側表面には略直方体形状のヒートシンク82が密着配置されているため、ドライバIC80で発生した熱を効率的に散逸させることができる。ドライバIC80及びヒートシンク82の上方であって、FPC50の外側には、基板81が配置されている。ヒートシンク82の上面と基板81との間、および、ヒートシンク82の下面とFPC50との間は、それぞれシール部材84で接着されている。   Since the heat sink 82 having a substantially rectangular parallelepiped shape is closely disposed on the outer surface of the driver IC 80, the heat generated in the driver IC 80 can be efficiently dissipated. A substrate 81 is disposed above the driver IC 80 and the heat sink 82 and outside the FPC 50. The upper surface of the heat sink 82 and the substrate 81 and the lower surface of the heat sink 82 and the FPC 50 are bonded by a seal member 84, respectively.

図3は、図1に示したヘッド本体70の平面図である。図3において、ベースブロック71内に形成されたインク溜まり3が仮想的に破線で描かれている。2つのインク溜まり3は、ヘッド本体70の長手方向に沿って、互いに所定間隔をなして平行に延在している。2つのインク溜まり3はそれぞれ一端に開口3aを有し、この開口3aを介してインクタンク(図示せず)に連通することによって、常にインクで満たされている。また、開口3bは、ヘッド本体70の長手方向に沿って各インク溜まり3に多数設けられていて、上述したように各インク溜まり3と流路ユニット4とを結んでいる。多数の開口3bは、対となる2つずつがヘッド本体70の長手方向に沿って近接配置されている。一方のインク溜まり3に連通した開口3bの対と、他方のインク溜まり3に連通した開口3bの対とは、千鳥状に配置されている。   FIG. 3 is a plan view of the head main body 70 shown in FIG. In FIG. 3, the ink reservoir 3 formed in the base block 71 is virtually drawn with a broken line. The two ink reservoirs 3 extend in parallel with each other at a predetermined interval along the longitudinal direction of the head body 70. The two ink reservoirs 3 each have an opening 3a at one end, and are always filled with ink by communicating with an ink tank (not shown) through the opening 3a. A large number of openings 3b are provided in each ink reservoir 3 along the longitudinal direction of the head main body 70, and connect each ink reservoir 3 and the flow path unit 4 as described above. A large number of the openings 3 b are arranged close to each other along the longitudinal direction of the head body 70. A pair of openings 3b communicating with one ink reservoir 3 and a pair of openings 3b communicating with the other ink reservoir 3 are arranged in a staggered manner.

開口3bが配置されていない領域には、開口3bの対とは逆のパターンで、台形の平面形状を有する複数のアクチュエータユニット21が千鳥状に配置されている。各アクチュエータユニット21の平行対向辺(上辺及び下辺)は、ヘッド本体70の長手方向と平行である。また、隣接するアクチュエータユニット21の斜辺の一部同士がヘッド本体70の幅方向にオーバーラップしている。   In the area where the openings 3b are not arranged, a plurality of actuator units 21 having a trapezoidal planar shape are arranged in a staggered pattern in a pattern opposite to the pair of the openings 3b. The parallel opposing sides (upper side and lower side) of each actuator unit 21 are parallel to the longitudinal direction of the head body 70. Further, a part of the oblique sides of the adjacent actuator units 21 overlap in the width direction of the head main body 70.

図4は、図3内に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。図4に示すように、各インク溜まり3に設けられた開口3bは共通インク室であるマニホールド5に連通し、さらに各マニホールド5の先端部は2つに分岐して副マニホールド5aを形成している。また、平面視において、アクチュエータユニット21における2つの斜辺側それぞれから、隣接する開口3bから分岐した2つの副マニホールド5aが延出している。つまり、アクチュエータユニット21の下方には、アクチュエータユニット21の平行対向辺に沿って互いに離隔した計4つの副マニホールド5aが延在している。   FIG. 4 is an enlarged view of a region surrounded by a one-dot chain line drawn in FIG. As shown in FIG. 4, an opening 3b provided in each ink reservoir 3 communicates with a manifold 5 that is a common ink chamber, and the tip of each manifold 5 branches into two to form a sub-manifold 5a. Yes. Further, in plan view, two sub-manifolds 5a branched from the adjacent openings 3b extend from the two oblique sides of the actuator unit 21, respectively. That is, below the actuator unit 21, a total of four sub-manifolds 5 a that are separated from each other extend along the parallel opposing sides of the actuator unit 21.

アクチュエータユニット21の接着領域と対応した流路ユニット4の下面は、インク吐出領域となっている。インク吐出領域の表面には、後述するように、多数のノズル8がマトリクス状に配列されている。ノズル8は、図面を簡単にするために図4では幾つかだけを描いているが、実際にはインク吐出領域全体に亘って配列されている。   The lower surface of the flow path unit 4 corresponding to the adhesion area of the actuator unit 21 is an ink ejection area. A large number of nozzles 8 are arranged in a matrix on the surface of the ink discharge area, as will be described later. In order to simplify the drawing, only a few of the nozzles 8 are depicted in FIG. 4, but they are actually arranged over the entire ink discharge region.

図5は、図4に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。図4及び図5は、流路ユニット4における多数の圧力室10がマトリクス状に配置された平面を、インク吐出面に対して垂直な方向から見た状態を示している。各圧力室10は、角部にアールが施された略菱形の平面形状を有しており、その長い方の対角線は流路ユニット4の幅方向に平行である。各圧力室10の一端はノズル8に連通しており、他端はアパーチャ12(図6参照)を介して共通インク流路としての副マニホールド5aに連通している。平面視において各圧力室10と重なり合う位置には、圧力室10と相似でこれよりも一回り小さい平面形状を有する個別電極35が、アクチュエータユニット21上に形成されている。図5には、図面を簡略にするために、多数の個別電極35のうちの幾つかだけを描いている。なお、図4及び図5において、図面を分かりやすくするために、アクチュエータユニット21内又は流路ユニット4内にあって破線で描くべき圧力室10及びアパーチャ12等を実線で描いている。   FIG. 5 is an enlarged view of a region surrounded by a dashed line drawn in FIG. 4 and 5 show a state where a plurality of pressure chambers 10 in the flow path unit 4 are arranged in a matrix when viewed from a direction perpendicular to the ink ejection surface. Each pressure chamber 10 has a substantially rhombic planar shape with rounded corners, and the longer diagonal line is parallel to the width direction of the flow path unit 4. One end of each pressure chamber 10 communicates with the nozzle 8, and the other end communicates with the sub-manifold 5a serving as a common ink flow path via an aperture 12 (see FIG. 6). An individual electrode 35 similar to the pressure chamber 10 and having a slightly smaller planar shape than the pressure chamber 10 is formed on the actuator unit 21 at a position overlapping each pressure chamber 10 in plan view. FIG. 5 shows only some of the large number of individual electrodes 35 in order to simplify the drawing. 4 and 5, the pressure chambers 10 and the apertures 12 that are to be drawn with broken lines in the actuator unit 21 or the flow path unit 4 are drawn with solid lines for easy understanding of the drawings.

図5において、圧力室10がそれぞれ収容された仮想的な複数の菱形領域10xは、互いに重なり合うことなく各辺を共有するように、配列方向A(第1の方向)及び配列方向B(第2の方向)の2方向にマトリクス状に隣接配置されている。配列方向Aは、インクジェットヘッド1の長手方向、すなわち副マニホールド5aの延在方向であって、菱形領域10xの短い方の対角線と平行である。配列方向Bは、配列方向Aと鈍角θをなす菱形領域10xの一斜辺方向である。圧力室10は、対応する菱形領域10xと中心位置が共通であって、両者の輪郭線は平面視において互いに離隔している。   In FIG. 5, the plurality of virtual rhombus regions 10x each accommodating the pressure chambers 10x share the sides without overlapping each other, and the arrangement direction A (first direction) and the arrangement direction B (second Are arranged adjacently in a matrix in two directions. The arrangement direction A is the longitudinal direction of the inkjet head 1, that is, the extending direction of the sub-manifold 5a, and is parallel to the shorter diagonal line of the rhombic region 10x. The arrangement direction B is an oblique side direction of the rhombus region 10x that forms an obtuse angle θ with the arrangement direction A. The pressure chamber 10 has a common center position with the corresponding rhombus region 10x, and the contour lines of both are separated from each other in plan view.

配列方向A及び配列方向Bの2方向にマトリクス状に隣接配置された圧力室10は、配列方向Aに沿って37.5dpiに相当する距離ずつ離隔している。また、圧力室10は、1つのインク吐出領域内において、配列方向Bに18個並べられている。但し、配列方向Bの両端にある圧力室はダミーであって、インク吐出に寄与しない。   The pressure chambers 10 adjacently arranged in a matrix in two directions of the arrangement direction A and the arrangement direction B are separated along the arrangement direction A by a distance corresponding to 37.5 dpi. Further, 18 pressure chambers 10 are arranged in the arrangement direction B in one ink ejection region. However, the pressure chambers at both ends in the arrangement direction B are dummy and do not contribute to ink ejection.

マトリクス状に配置された複数の圧力室10は、図5に示す配列方向Aに沿って、複数の圧力室列を形成している。圧力室列は、図5の紙面に対して垂直な方向(第3の方向)から見て、副マニホールド5aとの相対位置、すなわち副マニホールド5aを基準としたときの位置が、4通りに相違しており、これらの相対位置に応じて、第1の圧力室列11a、第2の圧力室列11b、第3の圧力室列11c、及び、第4の圧力室列11dに分けられる。これら第1〜第4の圧力室列11a〜11dは、アクチュエータユニット21の上辺から下辺に向けて、11c→11d→11a→11b→11c→11d→…→11bという順番で周期的に4個ずつ配置されている。   The plurality of pressure chambers 10 arranged in a matrix form a plurality of pressure chamber rows along the arrangement direction A shown in FIG. The pressure chamber row has four different positions relative to the sub-manifold 5a, that is, the position relative to the sub-manifold 5a, as viewed from the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 5 (third direction). The first pressure chamber row 11a, the second pressure chamber row 11b, the third pressure chamber row 11c, and the fourth pressure chamber row 11d are divided according to their relative positions. Each of the first to fourth pressure chamber rows 11a to 11d is periodically arranged in the order of 11c → 11d → 11a → 11b → 11c → 11d → ... → 11b from the upper side to the lower side of the actuator unit 21. Has been placed.

第1の圧力室列11aを構成する圧力室10a及び第2の圧力室列11bを構成する圧力室10bにおいては、第3の方向から見て、配列方向Aと直交する方向(第4の方向)に関して、ノズル8が図5の紙面下側に偏在している。そして、ノズル8が、それぞれ対応する菱形領域10xの下端部に位置している。一方、第3の圧力室列11cを構成する圧力室10c及び第4の圧力室列11dを構成する圧力室10dにおいては、第4の方向に関して、ノズル8が図5の紙面上側に偏在している。そして、ノズル8が、それぞれ対応する菱形領域10xの上端部に位置している。第1及び第4の圧力室列11a、11dにおいては、第3の方向から見て、圧力室10a、10dの半分以上の領域が、副マニホールド5aと重なっている。第2及び第3の圧力室列11b、11cにおいては、第3の方向から見て、圧力室10b、10cの全領域が、副マニホールド5aと重なっていない。そのため、いずれの圧力室列に属する圧力室10についてもこれに連通するノズル8が副マニホールド5aと重ならないようにしつつ、副マニホールド5aの幅が可能な限り広く形成されており、各圧力室10にインクを円滑に供給することが可能となっている。   In the pressure chambers 10a constituting the first pressure chamber row 11a and the pressure chambers 10b constituting the second pressure chamber row 11b, a direction (fourth direction) orthogonal to the arrangement direction A when viewed from the third direction. ), The nozzle 8 is unevenly distributed on the lower side of the drawing sheet of FIG. And the nozzle 8 is located in the lower end part of the corresponding rhombus area | region 10x. On the other hand, in the pressure chambers 10c constituting the third pressure chamber row 11c and the pressure chambers 10d constituting the fourth pressure chamber row 11d, the nozzle 8 is unevenly distributed on the upper side in FIG. 5 in the fourth direction. Yes. And the nozzle 8 is located in the upper end part of the corresponding rhombus area | region 10x, respectively. In the first and fourth pressure chamber rows 11a and 11d, when viewed from the third direction, more than half of the pressure chambers 10a and 10d overlap the sub-manifold 5a. In the second and third pressure chamber rows 11b and 11c, the entire region of the pressure chambers 10b and 10c does not overlap the sub-manifold 5a when viewed from the third direction. Therefore, for the pressure chambers 10 belonging to any pressure chamber row, the width of the sub-manifold 5a is formed as wide as possible while preventing the nozzle 8 communicating therewith from overlapping the sub-manifold 5a. Ink can be supplied smoothly.

次に、ヘッド本体70の断面構造について、図6及び図7を参照してさらに説明する。図6は、図5のVI−VI線における断面図であり、図6には、第1の圧力室列11aに属する圧力室10aが描かれている。図6から分かるように、各ノズル8は、圧力室10a及びアパーチャ12を介して副マニホールド5aと連通している。このようにして、ヘッド本体70には、副マニホールド5aの出口からアパーチャ12、圧力室10aを経てノズル8に至る個別インク流路32が圧力室10ごとに形成されている。   Next, the cross-sectional structure of the head body 70 will be further described with reference to FIGS. FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line VI-VI in FIG. 5, and the pressure chambers 10 a belonging to the first pressure chamber row 11 a are depicted in FIG. 6. As can be seen from FIG. 6, each nozzle 8 communicates with the sub-manifold 5 a via the pressure chamber 10 a and the aperture 12. In this way, the head main body 70 is formed with the individual ink flow path 32 from the outlet of the sub-manifold 5a to the nozzle 8 through the aperture 12 and the pressure chamber 10a for each pressure chamber 10.

図6から明らかなように、複数の薄板の積層方向において、圧力室10とアパーチャ12とは異なる高さレベルに設けられている。これにより、図5に示すように、アクチュエータユニット21の下方にあるインク吐出領域に対応した流路ユニット4内において、1つの圧力室10と連通したアパーチャ12を、当該圧力室に隣接する圧力室10と平面視で同じ位置に重ねて配置することが可能となっている。この結果、圧力室10同士が密着して高密度にマトリクス状に配列されるため、比較的小さな占有面積のインクジェットヘッド1により高解像度の画像印刷が実現される。   As is clear from FIG. 6, the pressure chamber 10 and the aperture 12 are provided at different height levels in the stacking direction of the plurality of thin plates. As a result, as shown in FIG. 5, in the flow path unit 4 corresponding to the ink discharge area below the actuator unit 21, the aperture 12 communicating with one pressure chamber 10 is moved to a pressure chamber adjacent to the pressure chamber. 10 and can be arranged at the same position in plan view. As a result, the pressure chambers 10 are in close contact with each other and are arranged in a matrix with high density, so that high-resolution image printing is realized by the inkjet head 1 having a relatively small occupied area.

ヘッド本体70は、図7からも分かるように、上から、アクチュエータユニット21、キャビティプレート22、ベースプレート23、アパーチャプレート24、サプライプレート25、マニホールドプレート26、27、28、カバープレート29及びノズルプレート30の合計10枚のシート材が積層された積層構造を有している。これらのうち、セラミックス材料からなるアクチュエータユニット21を除いた9枚の金属プレート22〜30から流路ユニット4が構成されている。アクチュエータユニット21と流路ユニット4とを固定する場合は、加熱状態で接着剤を用いて両者を固定する。本実施の形態では、流路ユニット4を構成する金属プレート22〜30はステンレス製であり、セラミックス製のアクチュエータユニット21より高い熱膨張係数を有している。   As can be seen from FIG. 7, the head body 70 includes the actuator unit 21, the cavity plate 22, the base plate 23, the aperture plate 24, the supply plate 25, the manifold plates 26, 27, 28, the cover plate 29, and the nozzle plate 30. A total of 10 sheet materials are laminated. Among these, the flow path unit 4 is composed of nine metal plates 22 to 30 excluding the actuator unit 21 made of a ceramic material. When the actuator unit 21 and the flow path unit 4 are fixed, both are fixed using an adhesive in a heated state. In the present embodiment, the metal plates 22 to 30 constituting the flow path unit 4 are made of stainless steel and have a higher thermal expansion coefficient than the ceramic actuator unit 21.

アクチュエータユニット21は、後で詳述するように、4枚の圧電シート41〜44(図10(a)及び図10(b)参照)が積層され且つ電極が配されることによってそのうちの最上層だけが電界印加時に活性層となる部分を有する層(以下、単に「活性層を有する層」というように記する)とされ、残り3層が非活性層とされたものである。キャビティプレート22は、圧力室10に対応するほぼ菱形の開口が多数設けられた金属プレートである。ベースプレート23は、キャビティプレート22の1つの圧力室10について、圧力室10とアパーチャ12との連絡孔及び圧力室10からノズル8への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。アパーチャプレート24は、キャビティプレート22の1つの圧力室10について、2つの孔とその間を結ぶハーフエッチング領域で形成されたアパーチャ12のほかに圧力室10からノズル8への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。サプライプレート25は、キャビティプレート22の1つの圧力室10について、アパーチャ12と副マニホールド5aとの連絡孔及び圧力室10からノズル8への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。マニホールドプレート26、27、28は、副マニホールド5aに加えて、キャビティプレート22の1つの圧力室10について、圧力室10からノズル8への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。カバープレート29は、キャビティプレート22の1つの圧力室10について、圧力室10からノズル8への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。ノズルプレート30は、キャビティプレート22の1つの圧力室10について、ノズル8がそれぞれ設けられた金属プレートである。   As will be described in detail later, the actuator unit 21 is formed by stacking four piezoelectric sheets 41 to 44 (see FIGS. 10A and 10B) and arranging the electrodes, thereby forming the uppermost layer. Only a layer having a portion that becomes an active layer when an electric field is applied (hereinafter simply referred to as “a layer having an active layer”), and the remaining three layers are inactive layers. The cavity plate 22 is a metal plate provided with a number of substantially diamond-shaped openings corresponding to the pressure chambers 10. The base plate 23 is a metal plate provided with a communication hole between the pressure chamber 10 and the aperture 12 and a communication hole from the pressure chamber 10 to the nozzle 8 for one pressure chamber 10 of the cavity plate 22. The aperture plate 24 is provided with a communication hole from the pressure chamber 10 to the nozzle 8 in addition to the aperture 12 formed by two etching holes and a half-etching region connecting the two holes with respect to one pressure chamber 10 of the cavity plate 22. It is a metal plate. The supply plate 25 is a metal plate provided with a communication hole between the aperture 12 and the sub-manifold 5 a and a communication hole from the pressure chamber 10 to the nozzle 8 for one pressure chamber 10 of the cavity plate 22. The manifold plates 26, 27, and 28 are metal plates each provided with a communication hole from the pressure chamber 10 to the nozzle 8 for one pressure chamber 10 of the cavity plate 22 in addition to the sub-manifold 5 a. The cover plate 29 is a metal plate provided with a communication hole from the pressure chamber 10 to the nozzle 8 for one pressure chamber 10 of the cavity plate 22. The nozzle plate 30 is a metal plate in which the nozzles 8 are provided for one pressure chamber 10 of the cavity plate 22.

これら10枚のシート21〜30は、図6に示すような個別インク流路32が形成されるように、互いに位置合わせして積層されている。この個別インク流路32は、副マニホールド5aからまず上方へ向かい、アパーチャ12において水平に延在し、それからさらに上方に向かい、圧力室10において再び水平に延在し、それからしばらくアパーチャ12から離れる方向に斜め下方に向かってから垂直下方にノズル8へと向かう。   These ten sheets 21 to 30 are stacked in alignment with each other so that the individual ink flow paths 32 as shown in FIG. 6 are formed. The individual ink flow path 32 first extends upward from the sub-manifold 5a, extends horizontally at the aperture 12, then further upwards, extends horizontally again at the pressure chamber 10, and then moves away from the aperture 12 for a while. Toward the nozzle 8 in a vertically downward direction.

次に、アクチュエータユニット21の構成について説明する。図8はアクチュエータユニット21の平面図である。アクチュエータユニット21上には、圧力室10と同じパターンで多数の個別電極35がマトリクス状に配置されている。この場合、本発明者の知見によると、アクチュエータユニット21内のインク吐出速度のばらつきが、アクチュエータユニット21の長手方向、つまり配列方向Aに沿って生じることが多い。これは、アクチュエータユニット21と、アクチュエータユニット21が接着される流路ユニット4との熱膨張係数の違いにより生じたものと考えられる。以下では、この点について具体的に説明する。   Next, the configuration of the actuator unit 21 will be described. FIG. 8 is a plan view of the actuator unit 21. A large number of individual electrodes 35 are arranged in a matrix on the actuator unit 21 in the same pattern as the pressure chamber 10. In this case, according to the knowledge of the present inventor, variations in the ink discharge speed in the actuator unit 21 often occur along the longitudinal direction of the actuator unit 21, that is, the arrangement direction A. This is considered to be caused by a difference in thermal expansion coefficient between the actuator unit 21 and the flow path unit 4 to which the actuator unit 21 is bonded. Below, this point is demonstrated concretely.

インクジェットヘッド1を作製する際には、流路ユニット4とアクチュエータユニット21とを接着剤を用いて加熱状態で圧着させた後に、数分間かけて冷却させることにより接着剤を硬化させて、これら流路ユニット4とアクチュエータユニット21とを接合する。このとき、流路ユニット4及びアクチュエータユニット21の熱膨張係数の違いによる影響により、インクジェットヘッド1は、アクチュエータユニット21の面内方向に応力が付与された状態となる。アクチュエータユニット21の中央部と外縁部とのどちらにより大きな応力が付与されるかは、流路ユニット4とアクチュエータユニット21とのうち、どちらがより大きな熱膨張係数を有しているかという点に応じて決定されることが本発明者によって見出されている。   When the inkjet head 1 is manufactured, the flow path unit 4 and the actuator unit 21 are pressure-bonded in a heated state using an adhesive, and then cooled for several minutes to cure the adhesive, The path unit 4 and the actuator unit 21 are joined. At this time, due to the influence of the difference in thermal expansion coefficient between the flow path unit 4 and the actuator unit 21, the inkjet head 1 is in a state where stress is applied in the in-plane direction of the actuator unit 21. Which of the central part and the outer edge part of the actuator unit 21 is applied with a large stress depends on which of the flow path unit 4 and the actuator unit 21 has a larger thermal expansion coefficient. It has been found by the inventors to be determined.

より具体的には、流路ユニット4の方がアクチュエータユニット21よりも高い熱膨張係数を有している場合に、アクチュエータユニット21の外縁部で中央部よりも大きな応力が付与された状態となり、流路ユニット4の方がアクチュエータユニット21よりも低い熱膨張係数を有している場合に、アクチュエータユニット21の中央部で外縁部よりも大きな応力が付与された状態となる。また、応力が付与される現象は、アクチュエータユニット21の長手方向で顕著となることが判明している。   More specifically, when the flow path unit 4 has a higher thermal expansion coefficient than the actuator unit 21, the outer edge portion of the actuator unit 21 is in a state in which a larger stress than the central portion is applied, When the flow path unit 4 has a lower thermal expansion coefficient than the actuator unit 21, a stress is applied to the central portion of the actuator unit 21 that is greater than that of the outer edge portion. Further, it has been found that the phenomenon in which stress is applied becomes significant in the longitudinal direction of the actuator unit 21.

また、本発明者は、アクチュエータユニット21の面内方向に付与された応力の大きさに応じて、アクチュエータユニット21における(後述の)駆動素子に印加する電圧を一定とした場合に圧力室10の容積変化量が小さくなる、すなわちインク吐出速度が遅くなることを見出した。   In addition, the inventor of the pressure chamber 10 when the voltage applied to a drive element (described later) in the actuator unit 21 is constant according to the magnitude of the stress applied in the in-plane direction of the actuator unit 21. It has been found that the volume change amount becomes small, that is, the ink ejection speed becomes slow.

本実施の形態では、流路ユニット4がステンレス製であり、アクチュエータユニット21がセラミック製であるため、アクチュエータユニット21よりも流路ユニット4の熱膨張係数の方が大きい。したがって、配列方向Aに沿ってアクチュエータユニット21の両端部でのインク吐出速度が中央部よりも遅くなる。   In the present embodiment, since the flow path unit 4 is made of stainless steel and the actuator unit 21 is made of ceramic, the thermal expansion coefficient of the flow path unit 4 is larger than that of the actuator unit 21. Therefore, the ink ejection speed at both ends of the actuator unit 21 along the arrangement direction A is slower than that at the center.

そこで、本実施の形態では、駆動素子に印加する電圧を一定とした場合であっても、アクチュエータユニット21内における全ての駆動素子でインク吐出速度が同等となるように図るため、以下で説明する構造とされている。   Therefore, in the present embodiment, even when the voltage applied to the drive element is constant, the ink discharge speed is equalized in all the drive elements in the actuator unit 21 and will be described below. It is structured.

すなわち、本実施の形態に係るインクジェットヘッド1では、個別電極35として、互いに相似形状で平面サイズの異なる2種類(大きい方を符号35aで、小さい方を符号35bで表すこととする)を用意すると共に、配列方向Aに沿って左側(図8中においてアクチュエータユニット21の左側)にある個別電極10個分の幅を有する平行四辺形ブロック51、及び、配列方向Aに沿って右側(図8中においてアクチュエータユニット21の右側)にある個別電極10個分の幅を有する平行四辺形ブロック52に個別電極35aを形成し、且つ、2つの平行四辺形ブロック51、52に挟まれた、アクチュエータユニット21の中央にある台形ブロック53には、個別電極35bを形成している。すなわち、アクチュエータユニット21を配列方向Aに沿って見たときの中央部分には、台形ブロック53に属する個別電極35bが配置されている。また、アクチュエータユニット21を配列方向Aに沿って見たときの外縁部分、すなわち、アクチュエータユニット21の台形の斜辺に近接した部分には、平行四辺形ブロック51、52に属する個別電極35aが配置されている。   That is, in the inkjet head 1 according to the present embodiment, two types of individual electrodes 35 having similar shapes and different plane sizes (the larger one is represented by reference numeral 35a and the smaller one is represented by reference numeral 35b) are prepared. In addition, a parallelogram block 51 having a width corresponding to ten individual electrodes on the left side (the left side of the actuator unit 21 in FIG. 8) along the arrangement direction A, and the right side (in FIG. 8) along the arrangement direction A. In the actuator unit 21, the individual electrode 35 a is formed in the parallelogram block 52 having a width corresponding to 10 individual electrodes on the right side of the actuator unit 21, and is sandwiched between the two parallelogram blocks 51, 52. An individual electrode 35b is formed on the trapezoidal block 53 at the center of each. That is, the individual electrode 35 b belonging to the trapezoidal block 53 is arranged in the central portion when the actuator unit 21 is viewed along the arrangement direction A. In addition, the individual electrodes 35a belonging to the parallelogram blocks 51 and 52 are arranged on the outer edge portion when the actuator unit 21 is viewed along the arrangement direction A, that is, the portion close to the oblique side of the trapezoid of the actuator unit 21. ing.

本実施の形態では、平行四辺形ブロック51,52(第2の領域)及び台形ブロック53(第1の領域)からなる複数の領域がアクチュエータユニット21に設定されており、第1及び第2の領域にそれぞれ2種類の個別電極35a,35bのうちの一方が配置されている。また、図8に示すように、アクチュエータユニット21は、図中左右の両縁部(アクチュエータユニット21の外縁に相当)にそれぞれ平行な2本の仮想分割線によって3つの領域(平行四辺形ブロック51,52及び台形ブロック53)に分割されている。なお、図8から明らかであるように、アクチュエータユニット21の中央部に設定された第1の領域(台形ブロック53)の占有面積は、アクチュエータユニット21の外縁部に設定された第2の領域(平行四辺形ブロック51,52)の占有面積よりも大とされている。   In the present embodiment, a plurality of regions including parallelogram blocks 51 and 52 (second region) and trapezoidal block 53 (first region) are set in the actuator unit 21, and the first and second One of the two types of individual electrodes 35a and 35b is arranged in each region. As shown in FIG. 8, the actuator unit 21 is divided into three regions (parallelogram blocks 51) by two virtual dividing lines parallel to the left and right edges (corresponding to the outer edges of the actuator unit 21). , 52 and trapezoidal block 53). As is clear from FIG. 8, the occupied area of the first region (trapezoidal block 53) set in the center portion of the actuator unit 21 is the second region (set in the outer edge portion of the actuator unit 21). The occupied area of the parallelogram blocks 51 and 52) is larger.

図9(a)は個別電極35aの平面図であり、図9(b)は個別電極35bの平面図である。図10(a)は、図9(a)のXA−XA線に沿った断面図である。図10(b)は、図9(b)のXB−XB線に沿った断面図である。   FIG. 9A is a plan view of the individual electrode 35a, and FIG. 9B is a plan view of the individual electrode 35b. Fig.10 (a) is sectional drawing along the XA-XA line | wire of Fig.9 (a). FIG.10 (b) is sectional drawing along the XB-XB line | wire of FIG.9 (b).

図10(a)及び図10(b)に示すように、アクチュエータユニット21は、それぞれ厚みが15μm程度で同じになるように形成された4枚の圧電シート41、42、43、44を含んでいる。これら圧電シート41〜44は、ヘッド本体70内の1つのインク吐出領域内に形成された多数の圧力室10に跨って配置されるように連続した層状の平板(連続平板層)となっている。圧電シート41〜44が連続平板層として多数の圧力室10に跨って配置されることで、例えばスクリーン印刷技術を用いることにより圧電シート41上に個別電極35a、35bを高密度に配置することが可能となっている。そのため、個別電極35a、35bに対応する位置に形成される圧力室10をも高密度に配置することが可能となって、高解像度画像の印刷ができるようになる。圧電シート41〜44は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)系のセラミックス材料からなるものである。   As shown in FIG. 10A and FIG. 10B, the actuator unit 21 includes four piezoelectric sheets 41, 42, 43, and 44 formed to have the same thickness of about 15 μm. Yes. These piezoelectric sheets 41 to 44 are continuous layered flat plates (continuous flat plate layers) so as to be disposed across a number of pressure chambers 10 formed in one ink discharge region in the head main body 70. . Since the piezoelectric sheets 41 to 44 are arranged as a continuous flat plate layer across a large number of pressure chambers 10, the individual electrodes 35a and 35b can be arranged on the piezoelectric sheet 41 at a high density by using, for example, a screen printing technique. It is possible. For this reason, the pressure chambers 10 formed at positions corresponding to the individual electrodes 35a and 35b can be arranged with high density, and high-resolution images can be printed. The piezoelectric sheets 41 to 44 are made of a lead zirconate titanate (PZT) ceramic material having ferroelectricity.

最上層の圧電シート41上には、個別電極35a、35bが形成されている。最上層の圧電シート41とその下側の圧電シート42との間には、アクチュエータユニット21の全面に形成された略2μmの厚みの共通電極34が介在している。これら個別電極35a、35b及び共通電極34は共に、例えばAg−Pd系などの金属材料からなる。   On the uppermost piezoelectric sheet 41, individual electrodes 35a and 35b are formed. Between the uppermost piezoelectric sheet 41 and the lower piezoelectric sheet 42, a common electrode 34 having a thickness of about 2 μm formed on the entire surface of the actuator unit 21 is interposed. Both the individual electrodes 35a and 35b and the common electrode 34 are made of, for example, a metal material such as Ag—Pd.

インクジェットヘッド1においては、アクチュエータユニット21内に配置された個別電極35の各々、共通電極34、及び圧電シート41,42,43,44が積層された部位が、対応する位置に形成された圧力室10の容積をそれぞれ変形させる駆動素子として機能することとなる。   In the inkjet head 1, a pressure chamber in which individual electrodes 35 arranged in the actuator unit 21, a common electrode 34, and a portion where the piezoelectric sheets 41, 42, 43, 44 are stacked are formed at corresponding positions. It will function as a driving element that deforms each of the 10 volumes.

図9(a)及び図9(b)に示すように、個別電極35a、35bは共に、圧力室10とほぼ相似である菱形又は略菱形の平面形状を有している。菱形又は略菱形の個別電極35a、35bにおける下方鋭角部は延出され、その先端に、個別電極35a、35bと電気的に接続された円形のランド部36が設けられている。ランド部36は、例えばガラスフリットを含む金からなり、図9(a)及び図9(b)に示すように、個別電極35a、35bにおける延出部表面上に接着されている。図10(a)及び図10(b)ではFPC50の図示を省略しているものの、ランド部36は、FPC50に設けられた接点と電気的に接合されている。   As shown in FIG. 9A and FIG. 9B, the individual electrodes 35 a and 35 b both have a rhombus or substantially rhombus planar shape that is substantially similar to the pressure chamber 10. The lower acute angle portions of the rhombic or substantially rhombic individual electrodes 35a and 35b are extended, and a circular land portion 36 electrically connected to the individual electrodes 35a and 35b is provided at the tip thereof. The land portion 36 is made of, for example, gold including glass frit, and is bonded onto the surface of the extended portion of the individual electrodes 35a and 35b as shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b). Although the illustration of the FPC 50 is omitted in FIGS. 10A and 10B, the land portion 36 is electrically joined to a contact provided on the FPC 50.

個別電極35aは長さL1及び幅W1を有しており、個別電極35bは長さL2及び幅W2を有している。個別電極35aの長さL1及び幅W1は、個別電極35aの平面形状が圧力室10に収まるようなサイズである。本実施の形態において、長さL1は長さL2よりも10%長く、幅W1は幅W2よりも10%大きい。原理的には、個別電極35が圧力室10に収まる大きさの範囲内であれば、個別電極35の面積が大きくなるほどアクチュエータユニット21に大きな変位を生み、インク吐出速度は速くなる。そこで、2種類の個別電極35a、35bの長さ及び幅は、アクチュエータユニット21内における配列方向Aに沿ったインク吐出速度の不均一が解消されて、平行四辺形ブロック51、52内におけるノズル8からの平均のインク吐出速度と、台形ブロック53内におけるノズル8からの平均のインク吐出速度との差がほぼ無くなるように決定されている。   The individual electrode 35a has a length L1 and a width W1, and the individual electrode 35b has a length L2 and a width W2. The length L1 and the width W1 of the individual electrode 35a are sized so that the planar shape of the individual electrode 35a can be accommodated in the pressure chamber 10. In the present embodiment, the length L1 is 10% longer than the length L2, and the width W1 is 10% larger than the width W2. In principle, if the individual electrode 35 is within the size range that can be accommodated in the pressure chamber 10, the larger the area of the individual electrode 35, the greater the displacement of the actuator unit 21, and the higher the ink ejection speed. Therefore, the lengths and widths of the two types of individual electrodes 35a and 35b eliminate the unevenness of the ink discharge speed along the arrangement direction A in the actuator unit 21, and the nozzles 8 in the parallelogram blocks 51 and 52 are eliminated. And the average ink discharge speed from the nozzles 8 in the trapezoidal block 53 are determined so as to be almost eliminated.

共通電極34は、図示しない領域において接地されている。これにより、共通電極34は、すべての圧力室10に対応する領域において等しくグランド電位に保たれている。また、個別電極35は、各圧力室10に対応するものごとに電位を制御することができるように、各個別電極35a、35bごとに独立した別のリード線を含むFPC50及びランド部36を介してドライバIC80に接続されている(図1及び図2参照)。   The common electrode 34 is grounded in a region not shown. As a result, the common electrode 34 is kept at the same ground potential in the regions corresponding to all the pressure chambers 10. In addition, the individual electrode 35 is connected via the FPC 50 and the land portion 36 including separate lead wires for each individual electrode 35a, 35b so that the potential can be controlled for each corresponding to each pressure chamber 10. Are connected to the driver IC 80 (see FIGS. 1 and 2).

次に、アクチュエータユニット21の駆動方法について述べる。アクチュエータユニット21における圧電シート41の分極方向はその厚み方向である。つまり、アクチュエータユニット21は、上側(つまり、圧力室10とは離れた)1枚の圧電シート41を活性層が存在する層とし且つ下側(つまり、圧力室10に近い)3枚の圧電シート42〜44を非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプの構成となっている。従って、個別電極35a、35bを正又は負の所定電位とすると、例えば電界と分極とが同方向であれば圧電シート41中の電極に挟まれた電界印加部分が活性層(圧力発生部)として働き、圧電横効果により分極方向と直角方向に縮む。一方、圧電シート42〜44は、電界の影響を受けないため自発的には縮まないので、上層の圧電シート41と下層の圧電シート42〜44との間で、分極方向と垂直な方向への歪みに差を生じることとなり、圧電シート41〜44全体が非活性側に凸となるように変形しようとする(ユニモルフ変形)。このとき、図9(a)に示したように、圧電シート41〜44の下面は圧力室を区画する隔壁(キャビティプレート)22の上面に固定されているので、結果的に圧電シート41〜44は圧力室側へ凸になるように変形する。このため、圧力室10の容積が低下して、インクの圧力が上昇し、ノズル8からインクが吐出される。その後、個別電極35a、35bを共通電極34と同じ電位に戻すと、圧電シート41〜44は元の形状になって圧力室10の容積が元の容積に戻るので、インクをマニホールド5側から吸い込む。   Next, a method for driving the actuator unit 21 will be described. The polarization direction of the piezoelectric sheet 41 in the actuator unit 21 is the thickness direction. In other words, the actuator unit 21 has one piezoelectric sheet 41 on the upper side (that is, apart from the pressure chamber 10) as a layer in which the active layer is present and three piezoelectric sheets on the lower side (that is, close to the pressure chamber 10). It has a so-called unimorph type structure in which 42 to 44 are inactive layers. Accordingly, when the individual electrodes 35a and 35b are set to a predetermined positive or negative potential, for example, if the electric field and the polarization are in the same direction, the electric field application portion sandwiched between the electrodes in the piezoelectric sheet 41 serves as an active layer (pressure generating portion). Works and contracts in a direction perpendicular to the polarization direction due to the piezoelectric transverse effect. On the other hand, since the piezoelectric sheets 42 to 44 are not affected by the electric field and do not spontaneously shrink, the piezoelectric sheets 42 to 44 are not contracted in a direction perpendicular to the polarization direction between the upper piezoelectric sheet 41 and the lower piezoelectric sheets 42 to 44. A difference is caused in the distortion, and the entire piezoelectric sheets 41 to 44 try to be deformed so as to protrude toward the non-active side (unimorph deformation). At this time, as shown in FIG. 9A, the lower surfaces of the piezoelectric sheets 41 to 44 are fixed to the upper surfaces of the partition walls (cavity plates) 22 that partition the pressure chambers. Is deformed to be convex toward the pressure chamber. For this reason, the volume of the pressure chamber 10 is reduced, the pressure of the ink is increased, and the ink is ejected from the nozzle 8. Thereafter, when the individual electrodes 35a and 35b are returned to the same potential as the common electrode 34, the piezoelectric sheets 41 to 44 return to the original shape and the volume of the pressure chamber 10 returns to the original volume, so that ink is sucked from the manifold 5 side. .

なお、他の駆動方法として、予め個別電極35a、35bを共通電極34と異なる電位にしておき、吐出要求があるごとに個別電極35a、35bを共通電極34と一旦同じ電位とし、その後所定のタイミングにて再び個別電極35a、35bを共通電極34と異なる電位にすることもできる。この場合は、個別電極35a、35bと共通電極34とが同じ電位になるタイミングで、圧電シート41〜44が元の形状に戻ることにより、圧力室10の容積は初期状態(両電極の電位が異なる状態)と比較して増加し、インクがマニホールド5側から圧力室10内に吸い込まれる。その後再び個別電極35a、35bを共通電極34と異なる電位にしたタイミングで、圧電シート41〜44が圧力室10側へ凸となるように変形し、圧力室10の容積低下によりインクへの圧力が上昇し、インクが吐出される。   As another driving method, the individual electrodes 35a and 35b are set to a potential different from that of the common electrode 34 in advance, and the individual electrodes 35a and 35b are once set to the same potential as the common electrode 34 every time there is a discharge request, and then the predetermined timing is reached. The individual electrodes 35a and 35b can be set to a potential different from that of the common electrode 34. In this case, when the individual electrodes 35a and 35b and the common electrode 34 become the same potential, the piezoelectric sheets 41 to 44 return to their original shapes, so that the volume of the pressure chamber 10 is in an initial state (the potentials of both electrodes are The ink is sucked into the pressure chamber 10 from the manifold 5 side. After that, at the timing when the individual electrodes 35a and 35b are set to a potential different from that of the common electrode 34, the piezoelectric sheets 41 to 44 are deformed so as to protrude toward the pressure chamber 10, and the pressure on the ink is reduced due to the decrease in the volume of the pressure chamber 10. The ink rises and ink is ejected.

図5に戻って、配列方向Aに37.5dpiに相当する幅(678.0μm)を有し、配列方向Bに延在する帯状領域Rについて考える。この帯状領域Rの中では、16列の圧力室列11a〜11dの内の何れの列についても、ノズル8が1つしか存在していない。すなわち、1つのアクチュエータユニット21に対応したインク吐出領域内の任意の位置に、このような帯状領域Rを区画した場合、この帯状領域R内には、常に16個のノズル8が分布している。そして、これら16個の各ノズル8を配列方向Aに延びる直線上に射影した点の位置は、印字時の解像度である600dpiに相当する間隔ずつ離隔している。   Returning to FIG. 5, consider a strip region R having a width (678.0 μm) corresponding to 37.5 dpi in the arrangement direction A and extending in the arrangement direction B. In the strip-shaped region R, there is only one nozzle 8 in any of the 16 pressure chamber rows 11a to 11d. That is, when such a belt-like region R is partitioned at an arbitrary position in the ink discharge region corresponding to one actuator unit 21, 16 nozzles 8 are always distributed in the belt-like region R. . The positions of the points where the 16 nozzles 8 are projected on a straight line extending in the arrangement direction A are separated by an interval corresponding to 600 dpi which is the resolution at the time of printing.

1つの帯状領域Rに属する16個のノズル8を配列方向Aに延びる直線上に射影した位置が左にあるものから順に、これら16個のノズル8を(1)〜(16)と記することにしたとき、これら16個のノズル8は、下から、(1)、(9)、(5)、(13)、(2)、(10)、(6)、(14)、(3)、(11)、(7)、(15)、(4)、(12)、(8)、(16)の順番に並んでいる。このように構成されたインクジェットヘッド1において、アクチュエータユニット21内を印字媒体の搬送に合わせて適宜駆動させると、600dpiの解像度を有する文字や図形等を描画することができる。   The sixteen nozzles 8 belonging to one band-shaped region R are written as (1) to (16) in order from the left of the projected position of the sixteen nozzles 8 on the straight line extending in the arrangement direction A. These 16 nozzles 8 are (1), (9), (5), (13), (2), (10), (6), (14), (3) from the bottom. , (11), (7), (15), (4), (12), (8), (16). In the inkjet head 1 configured as described above, when the actuator unit 21 is appropriately driven in accordance with the conveyance of the printing medium, characters, figures, and the like having a resolution of 600 dpi can be drawn.

例えば、600dpiの解像度で配列方向Aに延びる直線を印字する場合について説明する。まず、ノズル8が圧力室10の同じ側の鋭角部に連通している一実施例の場合について簡単に説明する。この場合には、印字蝶体が搬送されるのに対応して、図5中一番下に位置する圧力室列中のノズル8からインクの吐出を始め、順次上側に隣接する圧力室列に属するノズル8を選択してインクを吐出する。これにより、インクのドットが配列方向Aに向かって600dpiの間隔で隣接しながら形成されていく。最終的には、全体で600dpiの解像度で配列方向Aに延びる直線が描かれることになる。   For example, a case where a straight line extending in the arrangement direction A is printed with a resolution of 600 dpi will be described. First, the case of an embodiment in which the nozzle 8 communicates with the acute angle portion on the same side of the pressure chamber 10 will be briefly described. In this case, in response to the printing butterfly being conveyed, ink discharge is started from the nozzle 8 in the pressure chamber row located at the bottom in FIG. The nozzle 8 to which it belongs is selected and ink is ejected. As a result, ink dots are formed while being adjacent to each other in the arrangement direction A at an interval of 600 dpi. Eventually, a straight line extending in the arrangement direction A is drawn with a resolution of 600 dpi as a whole.

一方、本実施の形態では、図5中一番下に位置する圧力室列11b中のノズル8からインクの吐出を始め、印字媒体が搬送されるのに伴って順次上側に隣接する圧力室に連通するノズル8を選択してインクを吐出していく。このとき、下側から上側に1圧力室列上がるごとのノズル8の位置の配列方向Aにおける変位が同じでないので、印字媒体が搬送されるのに伴って配列方向Aに沿って順次形成されるインクのドットは、600dpiの間隔で等間隔にはならない。   On the other hand, in the present embodiment, ink discharge is started from the nozzle 8 in the pressure chamber row 11b located at the bottom in FIG. 5, and the pressure chambers are sequentially adjacent to the upper side as the print medium is conveyed. The communicating nozzle 8 is selected and ink is ejected. At this time, since the displacement in the arrangement direction A of the positions of the nozzles 8 is not the same every time one pressure chamber rises from the lower side to the upper side, the nozzles are sequentially formed along the arrangement direction A as the print medium is conveyed. Ink dots are not evenly spaced at 600 dpi.

すなわち、図5に示したように、印字媒体が搬送されるのに対応して、まず図中一番下の圧力室列11bに連通するノズル(1)からインクが吐出され、印字媒体上に37.5dpiに相当する間隔でドット列が形成される。この後、印字媒体の搬送に伴って、直線の形成位置が下から2番目の圧力室列11aに連通するノズル(9)の位置に達すると、このノズル(9)からインクが吐出される。これにより、始めに形成されたドット位置から600dpiに相当する間隔分の8倍だけ配列方向Aに変位した位置に2番目のインクドットが形成される。   That is, as shown in FIG. 5, in response to the printing medium being transported, first, ink is ejected from the nozzle (1) communicating with the lowermost pressure chamber row 11b in the figure, and onto the printing medium. Dot rows are formed at intervals corresponding to 37.5 dpi. Thereafter, when the straight line formation position reaches the position of the nozzle (9) communicating with the second pressure chamber row 11a from the bottom along with the conveyance of the printing medium, ink is ejected from the nozzle (9). As a result, a second ink dot is formed at a position displaced in the arrangement direction A by 8 times the interval corresponding to 600 dpi from the initially formed dot position.

次に、印字媒体の搬送に伴って、直線の形成位置が下から3番目の圧力室列11dに連通するノズル(5)の位置に達すると、ノズル(5)からインクが吐出される。これにより、始めに形成されたドット位置から600dpiに相当する間隔分の4倍だけ配列方向Aに変位した位置に3番目のインクドットが形成される。さらに、印字媒体の搬送に伴って、直線の形成位置が下から4番目の圧力室列11cに連通するノズル(13)の位置に達すると、ノズル(13)からインクが吐出される。これにより、始めに形成されたドットの位置から600dpiに相当する間隔分の12倍だけ配列方向Aに変位した位置に4番目のインクドットが形成される。さらに、印字媒体の搬送に伴って、直線の形成位置が下から5番目の圧力室列11bに連通するノズル(2)の位置に達すると、ノズル(2)からインクが吐出される。これにより、始めに形成されたドット位置から600dpiに相当する間隔分のだけ配列方向Aに変位した位置に5番目のインクドットが形成される。
以下同様にして、順次図中下側から上側に位置する圧力室10に連通するノズル8を選択しながらインクドットが形成されていく。このとき、図5中に示したノズル8の番号をNとすると、(倍率n=N−1)×(600dpiに相当する間隔)に相当する分だけ、始めに形成されたドット位置から配列方向Aに変位した位置にインクドットが形成される。最終的に16個のノズル8を選択し終わったときには、図中一番下の圧力室列11b中のノズル(1)により37.5dpiに相当する間隔で形成されたインクドットの間が600dpiに相当する間隔毎に離れて形成された15個のドットで繋げられ、全体で600dpiの解像度で配列方向Aに延びる直線を描くことが可能になっている。
Next, when the straight line formation position reaches the position of the nozzle (5) communicating with the third pressure chamber row 11d from the bottom along with the conveyance of the printing medium, ink is ejected from the nozzle (5). As a result, a third ink dot is formed at a position displaced in the arrangement direction A by four times the interval corresponding to 600 dpi from the initially formed dot position. Further, when the printing medium is conveyed and the straight line formation position reaches the position of the nozzle (13) communicating with the fourth pressure chamber row 11c from the bottom, ink is ejected from the nozzle (13). As a result, a fourth ink dot is formed at a position displaced in the arrangement direction A by 12 times the interval corresponding to 600 dpi from the position of the dot formed first. Further, when the straight line formation position reaches the position of the nozzle (2) communicating with the fifth pressure chamber row 11b from the bottom along with the conveyance of the printing medium, ink is ejected from the nozzle (2). As a result, a fifth ink dot is formed at a position displaced in the arrangement direction A by an interval corresponding to 600 dpi from the initially formed dot position.
In the same manner, ink dots are sequentially formed while selecting the nozzles 8 communicating with the pressure chambers 10 positioned from the lower side to the upper side in the drawing. At this time, if the number of the nozzle 8 shown in FIG. 5 is N, the arrangement direction from the dot position formed first is equivalent to (magnification n = N−1) × (interval corresponding to 600 dpi). Ink dots are formed at positions displaced to A. When 16 nozzles 8 have been finally selected, the distance between the ink dots formed by the nozzle (1) in the lowermost pressure chamber row 11b in the drawing at an interval corresponding to 37.5 dpi is 600 dpi. It is possible to draw a straight line extending in the arrangement direction A with a resolution of 600 dpi as a whole, which is connected by 15 dots formed at intervals corresponding to each other.

なお、各インク吐出領域の配列方向Aにおけるの両端部(アクチュエータユニット21の斜辺)近傍では、ヘッド本体70の幅方向に対向する別のアクチュエータユニット21に対応するインク吐出領域の配列方向Aにおける両端部近傍と相補関係となることで600dpiの解像度での印刷が可能となっている。   Note that, in the vicinity of both end portions (the oblique sides of the actuator unit 21) in the arrangement direction A of each ink discharge region, both ends in the arrangement direction A of the ink discharge region corresponding to another actuator unit 21 facing the width direction of the head body 70. By being in a complementary relationship with the vicinity of the image, printing at a resolution of 600 dpi is possible.

上述した説明から分かるように、本実施の形態のインクジェットヘッド1においては、平行四辺形ブロック51、52内に形成された個別電極35aの平面サイズが台形ブロック53内に形成された個別電極35bの平面サイズよりも大きく、しかも、共通電極34がアクチュエータユニット21の全域に亘って設けられているので、台形ブロック53よりも平行四辺形ブロック51、52で個別電極35と共通電極34との対向面積が大きくなっている。そして、各ブロック51、52、53における電極対向面積は、各ブロック51、52、53における個別電極の面積に等しい。3つのブロック51、52、53での電極対向面積を調整しない場合には、特に配列方向Aにおけるインク吐出速度のばらつきが大きくなって画質が劣化する。しかしながら、本実施の形態では、電極対向面積が調整されているために、3つのブロック51、52、53での平均インク吐出速度がほぼ同じになっている。したがって、印刷画像の画質が大幅に向上する。しかも、本実施の形態のような電極対向面積の調整によるインク吐出速度の均一化は、かかる調整に伴って、電極平面形状以外の寸法パラメータや制御パラメータを変更する必要がほとんどないという点において設計上有利である。   As can be seen from the above description, in the inkjet head 1 of the present embodiment, the plane size of the individual electrode 35 a formed in the parallelogram blocks 51 and 52 is the same as that of the individual electrode 35 b formed in the trapezoid block 53. Since the common electrode 34 is provided over the entire area of the actuator unit 21, the opposed area of the individual electrode 35 and the common electrode 34 in the parallelogram blocks 51 and 52 rather than the trapezoid block 53. Is getting bigger. The electrode facing area in each block 51, 52, 53 is equal to the area of the individual electrode in each block 51, 52, 53. When the electrode facing areas in the three blocks 51, 52 and 53 are not adjusted, the variation in the ink ejection speed particularly in the arrangement direction A becomes large and the image quality deteriorates. However, in the present embodiment, since the electrode facing area is adjusted, the average ink discharge speeds in the three blocks 51, 52, and 53 are substantially the same. Therefore, the image quality of the printed image is greatly improved. In addition, the uniform ink discharge speed by adjusting the electrode facing area as in the present embodiment is designed in that there is almost no need to change dimensional parameters and control parameters other than the electrode planar shape in accordance with such adjustment. This is advantageous.

また、本実施の形態では、電極対向面積を調整するために、アクチュエータユニット21内のブロックに応じて個別電極35の平面サイズを変更している。そのため、共通電極34の形状を変更する必要がなく、個別電極35と共通電極34との対向面積を容易に調整することができる。   In the present embodiment, the planar size of the individual electrode 35 is changed according to the block in the actuator unit 21 in order to adjust the electrode facing area. Therefore, it is not necessary to change the shape of the common electrode 34, and the facing area between the individual electrode 35 and the common electrode 34 can be easily adjusted.

さらに、本実施の形態では、アクチュエータユニット21を3つのブロック51、52、53に分けて、各ブロック内での個別電極35の平面サイズを同じにしている。そのため、ブロックが設けられておらず各個別電極35についてその平面サイズを調整する場合に比べて、インク吐出速度のばらつき調整効果はやや劣るものの、ブロック単位で個別電極35の平面サイズを変えればいいので、製造しやすくなる。   Further, in the present embodiment, the actuator unit 21 is divided into three blocks 51, 52, and 53, and the planar size of the individual electrode 35 in each block is the same. For this reason, although the effect of adjusting the variation in the ink ejection speed is slightly inferior to the case where the plane size of each individual electrode 35 is adjusted without a block, the plane size of the individual electrode 35 may be changed in units of blocks. So it becomes easier to manufacture.

なお、本実施の形態の変形例として、個別電極35の平面サイズを調整することに加えて、個別電極35が厚くなると個別電極35自体の剛性が高くなり変形しにくくなるので、インク吐出速度が遅くなるという原理を利用してもよい。つまり、個別電極35bの厚みを個別電極35aの厚みよりも大きくすることによって、インク吐出速度のばらつきを少なくできる。この場合、電極対向面積だけではなく個別電極35の厚みによってもインク吐出速度の相違を補償することができるために、元々のインク吐出速度に大きな相違がある場合でもそれを均一にすることが可能となる。   As a modification of the present embodiment, in addition to adjusting the planar size of the individual electrode 35, the thickness of the individual electrode 35 is increased, so that the rigidity of the individual electrode 35 itself is increased and is difficult to be deformed. The principle of slowing may be used. That is, by making the thickness of the individual electrode 35b larger than the thickness of the individual electrode 35a, variations in ink discharge speed can be reduced. In this case, since the difference in ink discharge speed can be compensated not only by the electrode facing area but also by the thickness of the individual electrode 35, even if there is a large difference in the original ink discharge speed, it can be made uniform. It becomes.

また、別の変形例として、個別電極35の平面サイズをブロック51、52、53で共通としておき且つ共通電極34の形状を調整することによって、ブロック51、52での電極対向面積がブロック53での電極対向面積よりも大きくなるようにしてもよい。或いは、個別電極35及び共通電極34の両方を調整することで、電極対向面積を制御してもよい。   As another modification, the plane size of the individual electrode 35 is made common in the blocks 51, 52, 53 and the shape of the common electrode 34 is adjusted so that the electrode facing area in the blocks 51, 52 is in the block 53. It may be made larger than the electrode facing area. Alternatively, the electrode facing area may be controlled by adjusting both the individual electrode 35 and the common electrode 34.

次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。本実施の形態によるインクジェットヘッドは、個別電極35の形状が第1の実施の形態と部分的に相違したものである。つまり、図1〜図7に描かれた構造に関して、本実施の形態のインクジェットヘッドは第1の実施の形態と同じであり、図8、図9、10(a)及び図10(b)に描かれた構造に関して両者は相違している。そこで、以下、その相違点を中心に説明することとし、第1の実施の形態と同様の部材には同じ符号を付してその説明を省略する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the ink jet head according to the present embodiment, the shape of the individual electrode 35 is partially different from that of the first embodiment. That is, regarding the structure depicted in FIGS. 1 to 7, the ink jet head of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, and FIGS. 8, 9, 10 (a), and FIG. The two are different with respect to the depicted structure. Therefore, hereinafter, the difference will be mainly described, and the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

図11(a)は、本実施の形態におけるヘッド本体の図10(a)に対応した断面図である。図11(b)は、本実施の形態におけるヘッド本体の図10(b)に対応した断面図である。本実施の形態において、図8に示す3つのブロック51、52、53のうち、ブロック51、52には個別電極35cが形成され、ブロック53には個別電極35dが形成されている。個別電極35c及び個別電極35dは、共に図9(a)に示した個別電極35aと同じ平面サイズを有している。図11(a)及び図11(b)から分かるように、個別電極35dは個別電極35cよりも肉厚である。これは、個別電極35が厚くなれば個別電極35自体の剛性が高くなって、同じ駆動電圧が電極に印加されても電極が厚いためにアクチュエータユニット21の活性層の変位が妨げられることになり、その結果としてインク吐出速度が遅くなるという上述した原理を利用して、3つのブロック51、52、53での平均インク吐出速度を調整するためである。   FIG. 11A is a cross-sectional view corresponding to FIG. 10A of the head body in the present embodiment. FIG. 11B is a cross-sectional view corresponding to FIG. 10B of the head body in the present embodiment. In the present embodiment, among the three blocks 51, 52 and 53 shown in FIG. 8, the individual electrodes 35c are formed in the blocks 51 and 52, and the individual electrodes 35d are formed in the block 53. Both the individual electrode 35c and the individual electrode 35d have the same planar size as the individual electrode 35a shown in FIG. As can be seen from FIGS. 11A and 11B, the individual electrode 35d is thicker than the individual electrode 35c. This is because if the individual electrode 35 becomes thicker, the rigidity of the individual electrode 35 itself becomes higher, and even if the same drive voltage is applied to the electrode, the electrode is thick, so that the displacement of the active layer of the actuator unit 21 is hindered. This is because the average ink discharge speed in the three blocks 51, 52, and 53 is adjusted using the above-described principle that the ink discharge speed is reduced as a result.

本実施の形態において、個別電極35c及び個別電極35dの厚さは、3つのブロック51、52、53における平均インク吐出速度がほぼ同じになるような厚さに調整されている。かかる調整が行われていない場合、特に配列方向Aに沿ったインク吐出速度のばらつきが大きくなって印刷画像の画質が劣化する。しかしながら、本実施の形態では、3つのブロック51、52、53での平均インク吐出速度がほぼ同じになるように電極厚みが調整されているために、印刷画像の画質が大幅に向上する。その他、本実施の形態によると、第1の実施の形態と同様の利益が得られる。   In the present embodiment, the thickness of the individual electrode 35c and the individual electrode 35d is adjusted to such a thickness that the average ink discharge speeds in the three blocks 51, 52, and 53 are substantially the same. When such adjustment is not performed, the variation in the ink ejection speed particularly along the arrangement direction A becomes large, and the image quality of the printed image deteriorates. However, in the present embodiment, the electrode thickness is adjusted so that the average ink ejection speeds in the three blocks 51, 52, and 53 are substantially the same, so that the image quality of the printed image is greatly improved. In addition, according to the present embodiment, the same benefits as in the first embodiment can be obtained.

次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。本実施の形態によるインクジェットヘッドは、個別電極35の重畳数が第1の実施の形態と部分的に相違したものである。つまり、図1〜図7に描かれた構造に関して、本実施の形態のインクジェットヘッドは第1の実施の形態と同じであり、図8、図9、10(a)及び図10(b)に描かれた構造に関して両者は相違している。そこで、以下、その相違点を中心に説明することとし、第1の実施の形態と同様の部材には同じ符号を付してその説明を省略する。   Next, a third embodiment of the present invention will be described. The inkjet head according to the present embodiment is partially different from the first embodiment in the number of individual electrodes 35 superimposed. That is, regarding the structure depicted in FIGS. 1 to 7, the ink jet head of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, and FIGS. 8, 9, 10 (a), and FIG. The two are different with respect to the depicted structure. Therefore, hereinafter, the difference will be mainly described, and the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

図12(a)は、本実施の形態におけるヘッド本体の図10(a)に対応した断面図である。図12(b)は、本実施の形態におけるヘッド本体の図10(b)に対応した断面図である。本実施の形態において、図8に示す3つのブロック51、52、53のうち、ブロック51、52には、圧電シート41上に個別電極35eが形成されていると共に、圧電シート42と圧電シート43との間の個別電極35eと対向する位置に個別電極35fが形成されている。一方、ブロック53には、個別電極35gが形成されている。個別電極35e、35f、35gは、共に図9(a)に示した個別電極35aと同じ平面サイズ及び厚みを有している。   FIG. 12A is a cross-sectional view corresponding to FIG. 10A of the head body in the present embodiment. FIG. 12B is a cross-sectional view corresponding to FIG. 10B of the head body in the present embodiment. In the present embodiment, among the three blocks 51, 52, 53 shown in FIG. 8, the individual electrodes 35e are formed on the piezoelectric sheet 41 in the blocks 51, 52, and the piezoelectric sheet 42 and the piezoelectric sheet 43 are formed. An individual electrode 35f is formed at a position facing the individual electrode 35e between the two electrodes. On the other hand, individual electrodes 35g are formed in the block 53. The individual electrodes 35e, 35f, and 35g all have the same planar size and thickness as the individual electrode 35a shown in FIG.

ブロック51、52内のランド部36下において、圧電シート41、42には、スルーホールが形成されており、このスルーホールは導電材料(銀パラジウムなど)で充填されている。そのため、ブロック51、52内の2つの個別電極35e、35fは、導電材料を介して電気的に接続されており、個別電極35fは個別電極35eと同電位に制御される。ブロック51、52では、圧電シート41において個別電極35eと共通電極34とに挟まれた領域に加えて、圧電シート42において個別電極35fと共通電極34とに挟まれた領域が活性層として働く。つまり、アクチュエータユニット21のブロック51、52は、上側2枚の圧電シート41、42を活性層が存在する層とし且つ下側2枚の圧電シート43、44を非活性層としたユニモルフタイプの構成となっている。一方、ブロック53は、上側1枚の圧電シート41を活性層が存在する層とし且つ下側3枚の圧電シート42、43、44を非活性層としたユニモルフタイプの構成となっている。   Under the land portions 36 in the blocks 51 and 52, through holes are formed in the piezoelectric sheets 41 and 42, and the through holes are filled with a conductive material (silver palladium or the like). Therefore, the two individual electrodes 35e and 35f in the blocks 51 and 52 are electrically connected via a conductive material, and the individual electrode 35f is controlled to the same potential as the individual electrode 35e. In the blocks 51 and 52, in addition to the region sandwiched between the individual electrode 35e and the common electrode 34 in the piezoelectric sheet 41, the region sandwiched between the individual electrode 35f and the common electrode 34 functions as an active layer in the piezoelectric sheet 42. That is, the blocks 51 and 52 of the actuator unit 21 have a unimorph type structure in which the upper two piezoelectric sheets 41 and 42 are active layers and the lower two piezoelectric sheets 43 and 44 are inactive layers. It has become. On the other hand, the block 53 has a unimorph type configuration in which the upper one piezoelectric sheet 41 is an active layer and the lower three piezoelectric sheets 42, 43, and 44 are inactive layers.

原理的には、個別電極35の重畳数が増えれば、同じ駆動電圧が印加されても、変位を生じる活性層の数が増えることになり、アクチュエータユニット21により大きな変位が生じるために、インク吐出速度が速くなる。本実施の形態において、ブロック51、52における個別電極35の重畳数を2とし、ブロック53における個別電極35の重畳数を1とすることによって、3つのブロック51、52、53における平均インク吐出速度がほぼ同じになっている。3つのブロック51、52、53における個別電極35の重畳数が同じである場合、特に配列方向Aにおけるインク吐出速度のばらつきが大きくなって印刷画像の画質が劣化する。しかしながら、本実施の形態では、3つのブロック51、52、53での平均インク吐出速度がほぼ同じになるように個別電極35の重畳数が調整されているために、印刷画像の画質が大幅に向上する。その他、本実施の形態によると、第1の実施の形態と同様の利益が得られる。   In principle, if the number of superimposed individual electrodes 35 increases, the number of active layers that cause displacement increases even when the same drive voltage is applied, and the actuator unit 21 causes a large displacement. Increases speed. In the present embodiment, by setting the number of overlapping of the individual electrodes 35 in the blocks 51 and 52 to 2 and setting the number of overlapping of the individual electrodes 35 in the block 53 to 1, the average ink discharge speed in the three blocks 51, 52 and 53 Are almost the same. When the number of overlapping of the individual electrodes 35 in the three blocks 51, 52, and 53 is the same, the variation in the ink ejection speed particularly in the arrangement direction A becomes large, and the image quality of the printed image deteriorates. However, in the present embodiment, the number of overlapping of the individual electrodes 35 is adjusted so that the average ink discharge speeds in the three blocks 51, 52, and 53 are substantially the same. improves. In addition, according to the present embodiment, the same benefits as in the first embodiment can be obtained.

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した内容を逸脱しない限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。例えば、圧力室及び個別電極が、マトリクス状配列ではなく、一方向に沿って配列されていてもよく、その場合、電極対向面積や個別電極の厚み、重畳数が上記一方向に沿って調整されていればよい。   Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made without departing from the contents described in the claims. Is. For example, the pressure chambers and the individual electrodes may be arranged along one direction instead of the matrix arrangement. In this case, the electrode facing area, the thickness of the individual electrodes, and the number of overlapping are adjusted along the one direction. It only has to be.

また、上述した実施の形態では、アクチュエータユニット内において電極対向面積や個別電極の厚みなどがアクチュエータユニットの長手方向に沿って変化するように調整されているが、アクチュエータユニットに対応したノズルからのインク吐出速度のばらつきの様子によっては、アクチュエータユニットの長手方向とこれと交差する方向との2方向に沿って変化するように電極対向面積が調整されていてもよい。また、ノズルからのインク吐出速度のばらつきがアクチュエータユニットの長手方向よりもそれと交差する方向に大きい場合には、アクチュエータユニットの長手方向と交差するだけに沿って変化するように電極対向面積などが調整されていてもよい。   In the above-described embodiment, the electrode facing area and the thickness of the individual electrode are adjusted in the actuator unit so as to change along the longitudinal direction of the actuator unit. However, the ink from the nozzle corresponding to the actuator unit is adjusted. Depending on the state of variation in the discharge speed, the electrode facing area may be adjusted so as to change along two directions of the longitudinal direction of the actuator unit and the direction intersecting with the longitudinal direction. In addition, when the variation in the ink discharge speed from the nozzle is larger in the direction intersecting the actuator unit than in the longitudinal direction, the electrode facing area is adjusted so that it changes only along the direction intersecting the actuator unit longitudinal direction. May be.

さらに、インク吐出速度の調整手段として、上述の実施の形態において電極対向面積、個別電極の厚み又は個別電極の重畳数を変更する例について説明したが、これら手法のうちの任意の2以上を組み合わせることによってインク吐出速度を調整してもよい。   Furthermore, as an example of adjusting the ink discharge speed, the example in which the electrode facing area, the thickness of the individual electrode, or the number of overlapping individual electrodes is changed in the above-described embodiment has been described, but any two or more of these methods are combined. The ink discharge speed may be adjusted accordingly.

また、上述の実施の形態では、アクチュエータユニット内に設けた3つのブロックごとに電極対向面積などを等しくしているが、ブロックの数は任意の数に変更してよい。また、このようなブロックをアクチュエータユニット内に設けず、個別電極ごとに電極対向面積などを調整してもよい。さらに、上述の実施の形態では、アクチュエータユニット内の複数のノズルのインク吐出速度が均一化されるように、個別電極のサイズ、厚みなどを適宜調整しているが、これらはインク吐出速度を完全に均一化するものに限定されない。すなわち、全ての個別電極のサイズなどを同一に形成する場合との対比において、ノズルのインク吐出速度の差が実用上耐えうる程度まで少なくなっていればよい。   In the above-described embodiment, the electrode facing area and the like are made equal for every three blocks provided in the actuator unit, but the number of blocks may be changed to an arbitrary number. In addition, the electrode facing area may be adjusted for each individual electrode without providing such a block in the actuator unit. Furthermore, in the above-described embodiment, the size and thickness of the individual electrodes are adjusted as appropriate so that the ink discharge speeds of the plurality of nozzles in the actuator unit are uniform. It is not limited to what makes it uniform. That is, in contrast to the case where all the individual electrodes have the same size and the like, it is sufficient that the difference in the ink discharge speed of the nozzles is reduced to a level that can be practically tolerated.

さらに、圧力室と共通インク室との配置は、上述した実施の形態に限られるものではなく、様々な設計変更が可能である。   Furthermore, the arrangement of the pressure chamber and the common ink chamber is not limited to the above-described embodiment, and various design changes can be made.

また、上述した実施の形態では、流路ユニット4がステンレス製であり、アクチュエータユニット21がセラミック製であることを前提としているため、アクチュエータユニット21よりも流路ユニット4の熱膨張係数の方が大きい。しかしながら、例えば、流路ユニット4をいわゆる4−2合金で作製するなどして、アクチュエータユニット21よりも流路ユニット4の熱膨張係数の方が小さい場合には、個別電極35と共通電極34との対向面積、個別電極35の厚み、或いは個別電極35の重畳数などが、アクチュエータユニット21の中央部と外縁部とで上述の実施の形態とは逆となるように設計し、これによってノズルのインク吐出速度が均一化されるように調整すればよい。   In the above-described embodiment, since the flow path unit 4 is made of stainless steel and the actuator unit 21 is made of ceramic, the thermal expansion coefficient of the flow path unit 4 is greater than that of the actuator unit 21. large. However, for example, when the flow path unit 4 is made of a so-called 4-2 alloy and the thermal expansion coefficient of the flow path unit 4 is smaller than that of the actuator unit 21, the individual electrode 35 and the common electrode 34 The opposite area, the thickness of the individual electrodes 35, or the number of the individual electrodes 35 superimposed are designed to be opposite to those of the above-described embodiment at the central portion and the outer edge portion of the actuator unit 21, thereby Adjustment may be made so that the ink discharge speed is uniform.

以上説明したように、上述した実施の形態は、セラミック製のアクチュエータユニットと、金属製の流路ユニットとを加熱状態で接着固定した場合に生じる、アクチュエータユニットの中央部のインク吐出速度が外縁部付近のインク吐出速度よりも速くなるという現象に対処すべくなされたものである。上述した実施の形態の場合では、セラミックス製のアクチュエータユニットより金属製の流路ユニットの熱膨張係数が高いため、本発明者は、中央部のインク吐出速度が外縁部のインク吐出速度よりも速くなる要因が、熱膨張係数に関係していると推定している。しかし、他の要因によって、アクチュエータユニットの外縁部付近のインク吐出速度が中央部のインク吐出速度よりも速くなるケースがないとは断定できない。そのようなケースが生じた場合には、アクチュエータユニットの外縁部における個別電極と共通電極の対向面積を中央部のそれよりも小さくしたり、外縁部での個別電極の厚さを中央部よりも厚くしたり、外縁部での活性層数を中央部よりも少なくすることで、インク吐出速度を調整することができる。勿論、これらの手法のうちの任意の2以上を組み合わせることによってインク吐出速度を調整してもよい。   As described above, in the above-described embodiment, the ink discharge speed at the center of the actuator unit generated when the ceramic actuator unit and the metal channel unit are bonded and fixed in a heated state is the outer edge portion. This is to cope with a phenomenon that the ink discharge speed is higher than the vicinity. In the case of the above-described embodiment, since the thermal expansion coefficient of the metal flow path unit is higher than that of the ceramic actuator unit, the present inventor has determined that the ink discharge speed at the center is higher than the ink discharge speed at the outer edge. Is estimated to be related to the coefficient of thermal expansion. However, it cannot be determined that there is no case where the ink discharge speed near the outer edge of the actuator unit is faster than the ink discharge speed at the center due to other factors. When such a case occurs, the opposing area of the individual electrode and the common electrode at the outer edge of the actuator unit is made smaller than that at the center, or the thickness of the individual electrode at the outer edge is made smaller than that at the center. The ink ejection speed can be adjusted by increasing the thickness or by reducing the number of active layers at the outer edge portion as compared with the central portion. Of course, the ink ejection speed may be adjusted by combining any two or more of these methods.

本発明の第1の実施の形態によるインクジェットヘッドの斜視図である。1 is a perspective view of an inkjet head according to a first embodiment of the present invention. 図1のII−II線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the II-II line of FIG. 図2に描かれたインクジェットヘッドに含まれるヘッド本体の平面図である。FIG. 3 is a plan view of a head body included in the inkjet head depicted in FIG. 2. 図3に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of a region surrounded by an alternate long and short dash line depicted in FIG. 3. 図4に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。It is an enlarged view of the area | region enclosed with the dashed-dotted line drawn by FIG. 図5のVI−VI線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the VI-VI line of FIG. 図6に描かれたヘッド本体の部分分解斜視図である。FIG. 7 is a partial exploded perspective view of the head main body depicted in FIG. 6. 図6に描かれたアクチュエータユニットの平面図である。FIG. 7 is a plan view of the actuator unit depicted in FIG. 6. 図9(a)は、アクチュエータユニットの左右ブロック表面に形成された個別電極の平面図である。図9(b)は、アクチュエータユニットの中央ブロック表面に形成された個別電極の平面図である。FIG. 9A is a plan view of individual electrodes formed on the left and right block surfaces of the actuator unit. FIG. 9B is a plan view of the individual electrodes formed on the surface of the central block of the actuator unit. 図10(a)は図9(a)のXA−XA線に沿った断面図である。図10(b)は図9(b)のXB−XB線に沿った断面図である。FIG. 10A is a cross-sectional view taken along line XA-XA in FIG. FIG. 10B is a cross-sectional view taken along line XB-XB in FIG. 図11(a)は、図10(a)に対応した、本発明の第2の実施の形態に係るインクジェットヘッドのヘッド本体の断面図である。図11(b)は、図10(b)に対応した断面図である。FIG. 11A is a cross-sectional view of the head main body of the ink jet head according to the second embodiment of the present invention, corresponding to FIG. FIG. 11B is a cross-sectional view corresponding to FIG. 図12(a)は、図10(a)に対応した、本発明の第3の実施の形態に係るインクジェットヘッドのヘッド本体の断面図である。図12(b)は、図10(b)に対応した断面図である。FIG. 12A is a cross-sectional view of the head main body of the ink jet head according to the third embodiment of the present invention, corresponding to FIG. FIG. 12B is a cross-sectional view corresponding to FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 インクジェットヘッド
4 流路ユニット
5 マニホールド
5a 副マニホールド
8 ノズル
10 圧力室
21 アクチュエータユニット
34 共通電極
35a、35b 個別電極
41、42、43、44 圧電シート
51、52、53 ブロック
70 ヘッド本体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inkjet head 4 Flow path unit 5 Manifold 5a Submanifold 8 Nozzle 10 Pressure chamber 21 Actuator unit 34 Common electrode 35a, 35b Individual electrode 41, 42, 43, 44 Piezoelectric sheet 51, 52, 53 Block 70 Head body

Claims (14)

ノズルに連通した複数の圧力室が平面に沿って配置された流路ユニットと、
前記流路ユニットの表面に固定されて、前記圧力室の容積を変化させるアクチュエータユニットとを備えており、
前記アクチュエータユニットが、
各圧力室に対向する位置に配置された複数の個別電極と、
複数の前記圧力室に跨って設けられた共通電極と、
前記共通電極と前記個別電極とによって挟まれた圧電シートとを備えており、
前記流路ユニットの熱膨張係数が前記アクチュエータユニットの熱膨張係数よりも大きく、前記アクチュエータユニットの中央部における前記個別電極と前記共通電極との対向面積が、前記アクチュエータユニットの外縁部における前記個別電極と前記共通電極との対向面積よりも小さいことを特徴とするインクジェットヘッド。
A flow path unit in which a plurality of pressure chambers communicating with the nozzle are arranged along a plane;
An actuator unit fixed to the surface of the flow path unit and changing the volume of the pressure chamber;
The actuator unit is
A plurality of individual electrodes arranged at positions facing each pressure chamber;
A common electrode provided across the plurality of pressure chambers;
A piezoelectric sheet sandwiched between the common electrode and the individual electrode;
The thermal expansion coefficient of the flow path unit is larger than the thermal expansion coefficient of the actuator unit, and the opposed area of the individual electrode and the common electrode in the central part of the actuator unit is the individual electrode in the outer edge part of the actuator unit. And an ink jet head characterized in that it is smaller than the facing area of the common electrode.
前記アクチュエータユニットの中央部に配置された前記個別電極の面積が、前記アクチュエータユニットの外縁部に配置された前記個別電極の面積よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載のインクジェットヘッド。   2. The inkjet head according to claim 1, wherein an area of the individual electrode disposed at a central portion of the actuator unit is smaller than an area of the individual electrode disposed at an outer edge portion of the actuator unit. 複数の前記個別電極がマトリクス状に配列されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のインクジェットヘッド。   The inkjet head according to claim 1, wherein the plurality of individual electrodes are arranged in a matrix. 前記アクチュエータユニット内において前記対向面積が一方向に沿って変化していることを特徴とする請求項3に記載のインクジェットヘッド。   The inkjet head according to claim 3, wherein the facing area is changed along one direction in the actuator unit. 前記アクチュエータユニットには複数のブロックが存在しており、
1つの前記ブロック内における前記対向面積が同じであり、且つ、中央部の前記ブロック内における前記対向面積が外縁部の別の前記ブロック内における前記対向面積よりも小さいことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のインクジェットヘッド。
The actuator unit has a plurality of blocks,
2. The opposed area in one block is the same, and the opposed area in the block at the center is smaller than the opposed area in another block at the outer edge. The inkjet head of any one of -4.
前記アクチュエータユニットの中央部における前記個別電極の厚みが、前記アクチュエータユニットの外縁部における前記個別電極の厚みよりも大きいことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のインクジェットヘッド。   6. The inkjet head according to claim 1, wherein a thickness of the individual electrode in a central portion of the actuator unit is larger than a thickness of the individual electrode in an outer edge portion of the actuator unit. ノズルに連通した複数の圧力室が平面に沿って配置された流路ユニットと、
前記流路ユニットの表面に固定されて、前記圧力室の容積を変化させるアクチュエータユニットとを備えており、
前記アクチュエータユニットが、
各圧力室に対向する位置に配置された複数の個別電極と、
複数の前記圧力室に共通の共通電極と、
前記共通電極と前記個別電極とによって挟まれた圧電シートとを備えており、
前記流路ユニットの熱膨張係数が前記アクチュエータユニットの熱膨張係数よりも大きく、前記アクチュエータユニットの中央部における前記個別電極の厚みが、前記アクチュエータユニットの外縁部における前記個別電極の厚みよりも大きいことを特徴とするインクジェットヘッド。
A flow path unit in which a plurality of pressure chambers communicating with the nozzle are arranged along a plane;
An actuator unit fixed to the surface of the flow path unit and changing the volume of the pressure chamber;
The actuator unit is
A plurality of individual electrodes arranged at positions facing each pressure chamber;
A common electrode common to the plurality of pressure chambers;
A piezoelectric sheet sandwiched between the common electrode and the individual electrode;
Greater than the thermal expansion coefficient of the channel unit is the thermal expansion coefficient of the actuator unit, the thickness of the individual electrodes in the central portion of the actuator unit is larger than the thickness of the individual electrodes in the outer edge of the actuator unit An inkjet head characterized by the above.
ノズルに連通した複数の圧力室が平面に沿って配置された流路ユニットと、
前記流路ユニットの表面に固定されて、前記圧力室の容積を変化させるアクチュエータユニットとを備えており、
前記アクチュエータユニットが、
各圧力室に対向する位置に配置された複数の個別電極と、
複数の前記圧力室に共通の共通電極と、
前記共通電極と前記個別電極とによって挟まれた複数枚の積層された圧電シートとを備えており、
前記流路ユニットの熱膨張係数が前記アクチュエータユニットの熱膨張係数よりも大きく、前記圧電シート中における前記個別電極の圧電シート積層方向の重畳数が、前記アクチュエータユニットの中央部よりも外縁部で多いことを特徴とするインクジェットヘッド。
A flow path unit in which a plurality of pressure chambers communicating with the nozzle are arranged along a plane;
An actuator unit fixed to the surface of the flow path unit and changing the volume of the pressure chamber;
The actuator unit is
A plurality of individual electrodes arranged at positions facing each pressure chamber;
A common electrode common to the plurality of pressure chambers;
A plurality of stacked piezoelectric sheets sandwiched between the common electrode and the individual electrodes,
The thermal expansion coefficient of the flow path unit is larger than the thermal expansion coefficient of the actuator unit, and the number of overlapping of the individual electrodes in the piezoelectric sheet in the piezoelectric sheet stacking direction in the piezoelectric sheet is larger at the outer edge than at the center of the actuator unit. An inkjet head characterized by that.
ノズルに連通した複数の圧力室が平面に沿って配置された流路ユニットと、
前記流路ユニットの表面に固定されて、前記圧力室の容積を変化させるアクチュエータユニットとを備えており、
前記アクチュエータユニットが、
各圧力室に対向する位置に配置された複数の個別電極と、
複数の前記圧力室に跨って設けられた共通電極と、
前記共通電極と前記個別電極とによって挟まれた圧電シートとを備えており、
前記流路ユニットの熱膨張係数が前記アクチュエータユニットの熱膨張係数よりも小さく、前記アクチュエータユニットの中央部における前記個別電極と前記共通電極との対向面積が、前記アクチュエータユニットの外縁部における前記個別電極と前記共通電極との対向面積よりも大きいことを特徴とするインクジェットヘッド。
A flow path unit in which a plurality of pressure chambers communicating with the nozzle are arranged along a plane;
An actuator unit fixed to the surface of the flow path unit and changing the volume of the pressure chamber;
The actuator unit is
A plurality of individual electrodes arranged at positions facing each pressure chamber;
A common electrode provided across the plurality of pressure chambers;
A piezoelectric sheet sandwiched between the common electrode and the individual electrode;
The thermal expansion coefficient of the flow path unit is smaller than the thermal expansion coefficient of the actuator unit, and the opposing area of the individual electrode and the common electrode in the central part of the actuator unit is the individual electrode in the outer edge part of the actuator unit. And an ink jet head characterized in that it is larger than the area facing the common electrode .
ノズルに連通した複数の圧力室が平面に沿って配置された流路ユニットと、A flow path unit in which a plurality of pressure chambers communicating with the nozzle are arranged along a plane;
前記流路ユニットの表面に固定されて、前記圧力室の容積を変化させるアクチュエータユニットとを備えており、An actuator unit fixed to the surface of the flow path unit and changing the volume of the pressure chamber;
前記アクチュエータユニットが、The actuator unit is
各圧力室に対向する位置に配置された複数の個別電極と、A plurality of individual electrodes arranged at positions facing each pressure chamber;
複数の前記圧力室に共通の共通電極と、A common electrode common to the plurality of pressure chambers;
前記共通電極と前記個別電極とによって挟まれた圧電シートとを備えており、A piezoelectric sheet sandwiched between the common electrode and the individual electrode;
前記流路ユニットの熱膨張係数が前記アクチュエータユニットの熱膨張係数よりも小さく、前記アクチュエータユニットの中央部における前記個別電極の厚みが、前記アクチュエータユニットの外縁部における前記個別電極の厚みよりも小さいことを特徴とするインクジェットヘッド。The thermal expansion coefficient of the flow path unit is smaller than the thermal expansion coefficient of the actuator unit, and the thickness of the individual electrode at the center of the actuator unit is smaller than the thickness of the individual electrode at the outer edge of the actuator unit. An inkjet head characterized by the above.
ノズルに連通した複数の圧力室が平面に沿って配置された流路ユニットと、A flow path unit in which a plurality of pressure chambers communicating with the nozzle are arranged along a plane;
前記流路ユニットの表面に固定されて、前記圧力室の容積を変化させるアクチュエータユニットとを備えており、An actuator unit that is fixed to the surface of the flow path unit and changes the volume of the pressure chamber;
前記アクチュエータユニットが、The actuator unit is
各圧力室に対向する位置に配置された複数の個別電極と、A plurality of individual electrodes arranged at positions facing each pressure chamber;
複数の前記圧力室に共通の共通電極と、A common electrode common to the plurality of pressure chambers;
前記共通電極と前記個別電極とによって挟まれた複数枚の積層された圧電シートとを備えており、A plurality of stacked piezoelectric sheets sandwiched between the common electrode and the individual electrodes,
前記流路ユニットの熱膨張係数が前記アクチュエータユニットの熱膨張係数よりも小さく、前記圧電シート中における前記個別電極の圧電シート積層方向の重畳数が、前記アクチュエータユニットの中央部よりも外縁部で少ないことを特徴とするインクジェットヘッド。The thermal expansion coefficient of the flow path unit is smaller than the thermal expansion coefficient of the actuator unit, and the number of overlapping of the individual electrodes in the piezoelectric sheet in the piezoelectric sheet stacking direction is smaller at the outer edge portion than the central portion of the actuator unit. An inkjet head characterized by that.
ノズルに連通した複数の圧力室が平面に沿って配置された流路ユニットと、A flow path unit in which a plurality of pressure chambers communicating with the nozzle are arranged along a plane;
前記流路ユニットの表面に固定されて、前記圧力室の容積を変化させるアクチュエータユニットとを備えており、  An actuator unit fixed to the surface of the flow path unit and changing the volume of the pressure chamber;
前記アクチュエータユニットが、The actuator unit is
各圧力室に対向する位置に配置された複数の個別電極と、A plurality of individual electrodes arranged at positions facing each pressure chamber;
複数の前記圧力室に跨って設けられた共通電極と、A common electrode provided across the plurality of pressure chambers;
前記共通電極と前記個別電極とによって挟まれた圧電シートとを備えており、A piezoelectric sheet sandwiched between the common electrode and the individual electrode;
前記個別電極と前記共通電極との対向面積が同じである場合にインク吐出速度が前記アクチュエータユニットの外縁部よりも中央部で速いときに、前記アクチュエータユニットの中央部における前記個別電極と前記共通電極との対向面積が、前記アクチュエータユニットの外縁部における前記個別電極と前記共通電極との対向面積よりも小さいことを特徴とするインクジェットヘッド。When the opposing area of the individual electrode and the common electrode is the same, when the ink discharge speed is faster at the center than the outer edge of the actuator unit, the individual electrode and the common electrode at the center of the actuator unit The ink jet head is characterized in that a facing area of the actuator unit is smaller than a facing area of the individual electrode and the common electrode at an outer edge portion of the actuator unit.
ノズルに連通した複数の圧力室が平面に沿って配置された流路ユニットと、A flow path unit in which a plurality of pressure chambers communicating with the nozzle are arranged along a plane;
前記流路ユニットの表面に固定されて、前記圧力室の容積を変化させるアクチュエータユニットとを備えており、  An actuator unit fixed to the surface of the flow path unit and changing the volume of the pressure chamber;
前記アクチュエータユニットが、The actuator unit is
各圧力室に対向する位置に配置された複数の個別電極と、A plurality of individual electrodes arranged at positions facing each pressure chamber;
複数の前記圧力室に跨って設けられた共通電極と、A common electrode provided across the plurality of pressure chambers;
前記共通電極と前記個別電極とによって挟まれた圧電シートとを備えており、A piezoelectric sheet sandwiched between the common electrode and the individual electrode;
前記個別電極の厚みが同じである場合にインク吐出速度が前記アクチュエータユニットの外縁部よりも中央部で速いときに、前記アクチュエータユニットの中央部における前記個別電極の厚みが、前記アクチュエータユニットの外縁部における前記個別電極の厚みよりも大きいことを特徴とするインクジェットヘッド。When the thickness of the individual electrode is the same and the ink discharge speed is faster at the center than the outer edge of the actuator unit, the thickness of the individual electrode at the center of the actuator unit is the outer edge of the actuator unit. An ink jet head, wherein the thickness is larger than the thickness of the individual electrode.
ノズルに連通した複数の圧力室が平面に沿って配置された流路ユニットと、A flow path unit in which a plurality of pressure chambers communicating with the nozzle are arranged along a plane;
前記流路ユニットの表面に固定されて、前記圧力室の容積を変化させるアクチュエータユニットとを備えており、  An actuator unit that is fixed to the surface of the flow path unit and changes the volume of the pressure chamber;
前記アクチュエータユニットが、The actuator unit is
各圧力室に対向する位置に配置された複数の個別電極と、A plurality of individual electrodes arranged at positions facing each pressure chamber;
複数の前記圧力室に跨って設けられた共通電極と、A common electrode provided across the plurality of pressure chambers;
前記共通電極と前記個別電極とによって挟まれた圧電シートとを備えており、A piezoelectric sheet sandwiched between the common electrode and the individual electrode;
前記個別電極の圧電シート積層方向の重畳数が同じである場合にインク吐出速度が前記アクチュエータユニットの外縁部よりも中央部で速いときに、前記圧電シート中における前記個別電極の圧電シート積層方向の重畳数が、前記アクチュエータユニットの中央部よりも外縁部で多いことを特徴とするインクジェットヘッド。When the number of overlapping of the individual electrodes in the piezoelectric sheet stacking direction is the same, and the ink discharge speed is faster at the center than the outer edge of the actuator unit, An inkjet head characterized in that the number of superpositions is greater at the outer edge than at the center of the actuator unit.
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