JP4900589B2 - Droplet discharge device - Google Patents

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Description

本発明は、圧電アクチュエータにおける活性部の変位によりキャビティユニットから液滴を吐出する液滴吐出装置に関するものである。   The present invention relates to a droplet discharge device that discharges droplets from a cavity unit by displacement of an active portion in a piezoelectric actuator.

液滴吐出装置としてはインクジェットヘッド等がある。本出願人は、特許文献1(特開2004−291543号公報)等において、ノズルを備えたキャビティユニットに、圧電アクチュエータから吐出圧力を与えて、前記ノズルからインク滴を吐出するインクジェットヘッドを開示している。特許文献1において、略扁平形状のキャビティユニットの内部には、キャビティユニットの一方の面に形成された複数の圧力室から他方の面に形成された複数のノズルに至るインク流通路がノズル毎に形成されている。   Examples of the droplet discharge device include an inkjet head. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-291543, etc., the present applicant discloses an ink jet head that discharges ink droplets from the nozzle by applying discharge pressure from a piezoelectric actuator to a cavity unit including the nozzle. ing. In Patent Document 1, an ink flow path extending from a plurality of pressure chambers formed on one surface of a cavity unit to a plurality of nozzles formed on the other surface is provided for each nozzle inside the substantially flat cavity unit. Is formed.

圧電アクチュエータは、複数の圧電層と、圧力室にそれぞれ対応する複数の個別電極と、共通電極とを有しており、個別電極と共通電極とで挟まれた圧電層の領域が、個別電極と共通電極との間に印加した駆動電圧によって変位する活性部を形成している。キャビティユニットの前記一方の面には、圧電アクチュエータが複数の圧力室に跨った状態で積層され、キャビティユニットに固着されている。ここで、圧電アクチュエータは、活性部が圧力室にそれぞれ対応するように、キャビティユニットの前記一方の面に配置されている。   The piezoelectric actuator has a plurality of piezoelectric layers, a plurality of individual electrodes respectively corresponding to the pressure chambers, and a common electrode, and a region of the piezoelectric layer sandwiched between the individual electrodes and the common electrode is an individual electrode. An active portion that is displaced by a driving voltage applied between the common electrode and the common electrode is formed. A piezoelectric actuator is stacked on the one surface of the cavity unit so as to straddle a plurality of pressure chambers, and is fixed to the cavity unit. Here, the piezoelectric actuator is disposed on the one surface of the cavity unit so that the active portions respectively correspond to the pressure chambers.

このように形成されたインクジェットヘッドでは、活性部が変位することで、圧力室の容積が変化し、圧力室に充填されたインクがノズルから吐出する。所定量のインク滴を所定の速度で吐出するためには、圧力室の容積を所定量変化させる必要がある。
特開2004−291543号公報(図5及び図7参照)
In the ink jet head formed in this way, the volume of the pressure chamber changes due to the displacement of the active portion, and the ink filled in the pressure chamber is ejected from the nozzle. In order to eject a predetermined amount of ink droplets at a predetermined speed, it is necessary to change the volume of the pressure chamber by a predetermined amount.
JP 2004-291543 A (see FIGS. 5 and 7)

液滴吐出装置において、ノズルによって吐出量及び/又は吐出速度を変えることが望まれる。例えば、カラー記録のための複数の色のインクを備えているインクジェットヘッドでは、吐出するインクの色に応じて吐出量を変えることが望まれる場合がある。具体的には、主にテキストの記録に用いられるブラックインクの場合には、1滴当たりの吐出量を多くして記録速度を速めたいという要望がある一方で、主に画像記録に用いられるイエロー、マゼンタ、シアン等のカラーインクの場合には、1滴当たりの吐出量を少なくして高精彩に記録したいという要望がある。   In a droplet discharge device, it is desired to change the discharge amount and / or discharge speed depending on the nozzle. For example, in an inkjet head having a plurality of colors of ink for color recording, it may be desired to change the ejection amount in accordance with the color of the ejected ink. Specifically, in the case of black ink mainly used for text recording, there is a desire to increase the discharge speed per droplet to increase the recording speed, while yellow used mainly for image recording. In the case of color inks such as magenta and cyan, there is a demand for recording with high definition by reducing the discharge amount per droplet.

インクの色に応じて吐出量を変化させるために、インク色に対応して、活性部に印加する駆動電圧の値を変えることによって、活性部が圧力室に与える容積変化を変える方法もある。しかしながら、この方法では、駆動電圧を制御する制御装置(駆動IC等)に、あらかじめ複数の駆動電圧値を設定しておく必要があり、制御装置のコストがアップするという問題があった。   In order to change the ejection amount according to the color of ink, there is also a method of changing the volume change given to the pressure chamber by the active part by changing the value of the drive voltage applied to the active part corresponding to the ink color. However, in this method, it is necessary to set a plurality of drive voltage values in advance in a control device (drive IC or the like) that controls the drive voltage, and there is a problem that the cost of the control device increases.

本発明は、複数の吐出グループに分けられた活性部が形成された液滴吐出装置において、すべての吐出グループに属する活性部に印加する駆動電圧をほぼ同じにすることを目的とする。   An object of the present invention is to make drive voltages applied to active portions belonging to all discharge groups substantially the same in a droplet discharge apparatus in which active portions divided into a plurality of discharge groups are formed.

課題を解決するための手段及び発明の効果Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

本発明の第1の態様に従えば、物体に液体の滴を吐出する液滴吐出装置であって、複数のノズル、及び、前記ノズルにそれぞれ対応し第1の方向に長い複数の圧力室を有するキャビティユニットと、複数の前記圧力室を覆って前記キャビティユニットに積層される圧電アクチュエータであって、前記圧力室にそれぞれ対応して配置され、所定の駆動電圧が印加されることにより圧力室の容積を変化させ、且つ、第1の方向に長い複数の活性部を有する圧電アクチュエータとを備え、前記複数の活性部、前記ノズル及び前記圧力室は第1の吐出グループと第2の吐出グループとを形成し、第1の吐出グループに含まれる前記活性部の第1の方向の長さは、第2の吐出グループに含まれる前記活性部の第1の方向の長さよりも長く、第1の吐出グループに含まれる前記活性部の、第1の方向に直交する第2の方向の長さは、第2の吐出グループに含まれる前記活性部の第2の方向の長さよりも長く、第1の吐出グループに含まれる活性部に印加する駆動電圧と、第2の吐出グループに含まれる活性部に印加する駆動電圧とが同じである液滴吐出装置が提供される。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a liquid droplet ejection apparatus that ejects liquid droplets onto an object, comprising a plurality of nozzles and a plurality of pressure chambers corresponding to the nozzles and extending in a first direction. A cavity unit having a plurality of pressure chambers and stacked on the cavity unit, the piezoelectric actuators being disposed corresponding to the pressure chambers, and applying a predetermined drive voltage to the pressure chambers. A piezoelectric actuator having a plurality of active portions that change in volume and that are long in the first direction, wherein the plurality of active portions, the nozzles, and the pressure chambers include a first discharge group and a second discharge group. And the length of the active part included in the first discharge group in the first direction is longer than the length of the active part included in the second discharge group in the first direction. Discharge group The length of the active part included in the loop in the second direction orthogonal to the first direction is longer than the length of the active part included in the second ejection group in the second direction. A droplet discharge device is provided in which the drive voltage applied to the active portion included in the discharge group is the same as the drive voltage applied to the active portion included in the second discharge group.

本発明の第1の態様によれば、第1の吐出グループと第2吐出グループとにおいて、活性部の長さ(第1方向の長さ)及び幅(第2方向の長さ)を相違するように調節して、これらの吐出グループで活性部の駆動電圧をほぼ同じにしている。そのため、駆動電圧を制御する制御装置(駆動IC等)において、駆動電圧値を吐出グループ毎に個別に設定する必要が無く、制御装置のコストダウンを図ることができる。なお、第1の吐出グループの活性部の幅は、第2の吐出グループの活性部の幅よりも約3%以上大きいことが望ましい。   According to the first aspect of the present invention, the length (length in the first direction) and the width (length in the second direction) of the active portion are different between the first discharge group and the second discharge group. Thus, the drive voltage of the active part is made substantially the same in these ejection groups. For this reason, in a control device (drive IC or the like) that controls the drive voltage, it is not necessary to individually set the drive voltage value for each ejection group, and the cost of the control device can be reduced. Note that the width of the active portion of the first discharge group is desirably about 3% or more larger than the width of the active portion of the second discharge group.

本発明の液滴吐出装置において、第1の吐出グループから吐出される液体の物性と、第2の吐出グループから吐出される液体の物性が異なってもよく、第1の吐出グループと、第2の吐出グループにおいて吐出条件が異なってもよい。   In the droplet discharge device of the present invention, the physical properties of the liquid discharged from the first discharge group may be different from the physical properties of the liquid discharged from the second discharge group. The discharge conditions may be different in the discharge groups.

本発明の液滴吐出装置によれば、第1の吐出グループと第2の吐出グループにおいて、例えば、液体の物性(粘度、表面張力、色等)及び/又は、吐出条件(ノズル径、吐出量、吐出速度等)が相違していても、活性部の長さ及び幅を調節することにより、これらの吐出グループの駆動電圧を実質的に同じにして、制御装置のコストダウンを図ることができる。   According to the droplet discharge device of the present invention, in the first discharge group and the second discharge group, for example, the physical properties of liquid (viscosity, surface tension, color, etc.) and / or discharge conditions (nozzle diameter, discharge amount) Even if the discharge speed is different, the drive voltage of these discharge groups can be made substantially the same by adjusting the length and width of the active portion, and the cost of the control device can be reduced. .

本発明の液滴吐出装置では、第1の吐出グループ及び第2の吐出グループにおいて、前記駆動電圧で前記ノズルから吐出される液体の速度がほぼ同じであってもよい。   In the droplet discharge device of the present invention, the velocity of the liquid discharged from the nozzle at the drive voltage may be substantially the same in the first discharge group and the second discharge group.

この場合にも、制御装置のコストダウンを図ることができる。さらに、ノズルから吐出される液体の速度がほぼ同じであるので、例えば、液滴吐出装置がインクジェトヘッドである場合に、ノズルから吐出されるインク滴の記録状態(着弾位置)が、吐出グループ間でばらつくことを防止でき、記録画質の向上を図ることができる。   In this case as well, the cost of the control device can be reduced. Furthermore, since the speed of the liquid ejected from the nozzles is substantially the same, for example, when the droplet ejection device is an inkjet head, the recording state (landing position) of the ink droplets ejected from the nozzles is between ejection groups. Therefore, the recording image quality can be improved.

本発明の液滴吐出装置において、第1の吐出グループ及び第2の吐出グループは、吐出量が異なるように設定され、第1の吐出グループ及び第2の吐出グループのうち、吐出量の多い吐出グループの前記活性部の第1の方向の長さ及び第2の方向の長さは、それぞれ、吐出量の少ない吐出グループの前記活性部の第1の方向の長さ及び第2の方向の長さに比べて大きくてもよい。   In the droplet discharge device of the present invention, the first discharge group and the second discharge group are set to have different discharge amounts, and the discharge having a large discharge amount among the first discharge group and the second discharge group. The length in the first direction and the length in the second direction of the active portion of the group are respectively the length in the first direction and the length in the second direction of the active portion in the discharge group with a small discharge amount. It may be larger than that.

この場合には、吐出量の多い吐出グループは、吐出量の少ない吐出グループに比べて活性部の長さ(第1方向の長さ)と幅(第2方向の長さ)をいずれも大きくすることで、活性部の面積が大きくなるから、同じ駆動電圧でも、活性部の変位の総量を大きくすることができ、吐出量を多くすることができる。   In this case, the length of the active portion (length in the first direction) and the width (length in the second direction) of the discharge group having a large discharge amount are larger than those of the discharge group having a small discharge amount. As a result, since the area of the active portion is increased, the total amount of displacement of the active portion can be increased even with the same driving voltage, and the discharge amount can be increased.

本発明の液滴吐出装置において、前記吐出量の多い吐出グループのノズルの径は、吐出量の少ない吐出グループのノズルの径よりも大きくてもよい。   In the droplet discharge device of the present invention, the nozzle diameter of the discharge group having a large discharge amount may be larger than the diameter of the nozzle of the discharge group having a small discharge amount.

この場合には、吐出グループに応じて、ノズルの径の大きさを変えることで、吐出グループに応じての液体の吐出量を相違させることができ、例えば液体がインクである場合には、記録画質の向上を図ることができる。   In this case, by changing the size of the nozzle diameter according to the ejection group, the liquid ejection amount according to the ejection group can be made different. For example, when the liquid is ink, recording is performed. The image quality can be improved.

本発明の液滴吐出装置において、前記吐出量の多い吐出グループのノズルから吐出する前記液体は、顔料インクであってもよく、前記吐出量の少ない吐出グループのノズルから吐出する前記液体は、染料インクであってもよい。   In the liquid droplet ejection apparatus of the present invention, the liquid ejected from the nozzle of the ejection group having a large ejection amount may be a pigment ink, and the liquid ejected from the nozzle of the ejection group having a small ejection amount is a dye Ink may be used.

この場合、吐出量の多い吐出グループは顔料インクを吐出するグループであり、吐出量の少ない吐出グループは染料インクを吐出するグループである。換言すれば、顔料インクの吐出量を染料インクの吐出量よりも多くしているから、顔料インクが、染料インクに比べて滲み難い場合であっても、記録媒体に着弾したときの顔料インクと染料インクの広がり(面積)のバランスを良くすることができる。   In this case, a discharge group having a large discharge amount is a group that discharges pigment ink, and a discharge group having a small discharge amount is a group that discharges dye ink. In other words, since the discharge amount of the pigment ink is larger than the discharge amount of the dye ink, even when the pigment ink is less likely to bleed than the dye ink, The balance of the spread (area) of the dye ink can be improved.

本発明の液滴吐出装置において、前記顔料インクは、ブラックインクであってもよく、前記染料インクは、カラーインクであってもよい。   In the droplet discharge device of the present invention, the pigment ink may be a black ink, and the dye ink may be a color ink.

この場合には、顔料インクがブラックインクであり、染料インクがその他のカラーインクであるから、記録媒体でのブラックインクとその他のカラーインクの1滴当たりの広がりのバランスが向上され、記録品質を良好にすることができる。   In this case, since the pigment ink is black ink and the dye ink is other color ink, the balance of the spread per drop of the black ink and other color ink on the recording medium is improved, and the recording quality is improved. Can be good.

本発明の液滴吐出装置において、前記圧電アクチュエータは積層された複数の圧電層を有してもよい。この場合には、圧電アクチュエータの変形を大きくすることができ、活性部に印加する駆動電圧を低く押さえることができる。   In the droplet discharge device of the present invention, the piezoelectric actuator may have a plurality of stacked piezoelectric layers. In this case, the deformation of the piezoelectric actuator can be increased, and the drive voltage applied to the active part can be kept low.

本発明の液滴吐出装置において、第1の吐出グループに含まれる圧力室の第1の方向の長さは、第2の吐出グループに含まれる圧力室の第1の方向の長さよりも長くてもよい。この場合には、例えば黒インクのように大量に使用される液体について、容量の大きな圧力室を利用することができる。   In the droplet discharge device of the present invention, the length of the pressure chambers included in the first discharge group in the first direction is longer than the length of the pressure chambers included in the second discharge group in the first direction. Also good. In this case, a pressure chamber having a large capacity can be used for a liquid used in a large amount such as black ink.

本発明の液滴吐出装置において、前記液滴吐出装置は、インクの滴を吐出するインクジェットヘッドであってもよい。この場合には、各吐出グループに応じた駆動電圧を設定する必要が無いので、電源及びこれを制御する制御部を簡素化することができる。   In the liquid droplet ejection apparatus of the present invention, the liquid droplet ejection apparatus may be an inkjet head that ejects ink droplets. In this case, since it is not necessary to set a driving voltage according to each ejection group, it is possible to simplify the power source and the control unit that controls the power source.

以下に、本発明の基本的な実施形態を、図1〜図8を用いて説明する。   Below, basic embodiment of this invention is described using FIGS. 1-8.

図1は、液滴吐出装置の実施形態であるインクジェットヘッド100の分解斜視図である。複数のプレートを備えるキャビティユニット1に板状の圧電アクチュエータ2が接合され、圧電アクチュエータ2の上面には、外部機器との接続のためのフレキシブルフラットケーブル3が接合されている。キャビティユニット1の下面に開口するノズル4(図3参照)から、下向きにインクが吐出される。   FIG. 1 is an exploded perspective view of an inkjet head 100 which is an embodiment of a droplet discharge device. A plate-like piezoelectric actuator 2 is joined to a cavity unit 1 having a plurality of plates, and a flexible flat cable 3 for connection to an external device is joined to the upper surface of the piezoelectric actuator 2. Ink is ejected downward from a nozzle 4 (see FIG. 3) that opens on the lower surface of the cavity unit 1.

図2に示すように、前記キャビティユニット1は、ノズルプレート11、スペーサプレート12、ダンパープレート13、2枚のマニホールドプレート14a、14b、サプライプレート15、ベースプレート16、及びキャビティプレート17の8枚の薄い平板を備え、これらの平板を積層して、接着剤で接合して形成されている。   As shown in FIG. 2, the cavity unit 1 is composed of eight thin plates including a nozzle plate 11, a spacer plate 12, a damper plate 13, two manifold plates 14 a and 14 b, a supply plate 15, a base plate 16, and a cavity plate 17. A flat plate is provided, and these flat plates are laminated and joined with an adhesive.

本実施形態では、各プレート11〜17の厚さは40〜150μm程度である。ノズルプレート11はポリイミド等の合成樹脂で形成されており、その他のプレート12〜17は42%ニッケル合金鋼板で形成されている。前記ノズルプレート11には、微小間隔で並ぶ複数のノズル4が形成されている。各ノズル4の径は、17〜21μm程度である。ノズル4は、ノズルプレート11の長辺方向(X方向)に沿って5列に配列されている。   In this embodiment, the thickness of each plate 11-17 is about 40-150 micrometers. The nozzle plate 11 is made of synthetic resin such as polyimide, and the other plates 12 to 17 are made of 42% nickel alloy steel plate. The nozzle plate 11 is formed with a plurality of nozzles 4 arranged at minute intervals. The diameter of each nozzle 4 is about 17 to 21 μm. The nozzles 4 are arranged in five rows along the long side direction (X direction) of the nozzle plate 11.

インクジェットヘッド100は、カラー記録のために、ブラックインク(Bk)、イエローインク(Y)、マゼンタインク(M)、シアンインク(C)の4色のインクを吐出できる。インクジェットヘッド100には、5つのノズル列が形成されている。各ノズル列に属するノズルからは同一の色のインクが吐出される。ブラックインクの吐出用に2つのノズル列が用いられ、他のカラーインク(イエロー、マゼンタ、シアン)用にそれぞれ1つのノズル列が用いられる。   The ink jet head 100 can eject four color inks of black ink (Bk), yellow ink (Y), magenta ink (M), and cyan ink (C) for color recording. In the ink jet head 100, five nozzle rows are formed. The same color ink is ejected from the nozzles belonging to each nozzle row. Two nozzle rows are used for discharging black ink, and one nozzle row is used for each of the other color inks (yellow, magenta, cyan).

図3に示すように、ノズル4は、スペーサプレート12、ダンパープレート13、2枚のマニホールドプレート14a、14b、サプライプレート15、ベースプレート16に形成された貫通路38を介して、キャビティプレート17に形成された圧力室36に連通している。   As shown in FIG. 3, the nozzle 4 is formed in the cavity plate 17 via a through passage 38 formed in the spacer plate 12, the damper plate 13, the two manifold plates 14 a and 14 b, the supply plate 15, and the base plate 16. The pressure chamber 36 communicates with the pressure chamber 36.

図2に示すように、キャビティプレート17には、複数の圧力室36がキャビティプレート17の長辺(X方向、第2の方向)に沿って5列に配列されている。各圧力室36は細長い形状に形成されており、圧力室36の、インクの流れる方向に平行な長さは、これに直交する幅よりも大きい。圧力室30の長手方向は、キャビティプレート17の短辺方向(Y方向、第1の方向)に沿っている。圧力室30は、キャビティプレート17を貫通する貫通孔として形成されている。図3に示すように、各圧力室36の長手方向の一端36aは、後述する連通孔37及び接続流路40を介して共通インク室7と連通する。各圧力室36の長手方向の他端36bは、前記貫通路38と連通する。ノズル列に対する4色のインクの割り当てに対応して、5列に配列された圧力室36において、ブラックインク用に2つの圧力室列が用いられ、他の3色のカラーインク(イエロー、マゼンタ、シアン)用にそれぞれ1つの圧力室列が用いられる。   As shown in FIG. 2, the cavity plate 17 has a plurality of pressure chambers 36 arranged in five rows along the long sides (X direction, second direction) of the cavity plate 17. Each pressure chamber 36 is formed in an elongated shape, and the length of the pressure chamber 36 parallel to the ink flow direction is larger than the width perpendicular to the pressure chamber 36. The longitudinal direction of the pressure chamber 30 is along the short side direction (Y direction, first direction) of the cavity plate 17. The pressure chamber 30 is formed as a through hole that penetrates the cavity plate 17. As shown in FIG. 3, one end 36 a in the longitudinal direction of each pressure chamber 36 communicates with the common ink chamber 7 via a communication hole 37 and a connection channel 40 which will be described later. The other end 36 b in the longitudinal direction of each pressure chamber 36 communicates with the through passage 38. Corresponding to the allocation of four color inks to the nozzle rows, in the pressure chambers 36 arranged in five rows, two pressure chamber rows are used for black ink, and the other three color inks (yellow, magenta, One pressure chamber row is used for each of cyan.

キャビティプレート17の下に配置されたベースプレート16には、圧力室36の一端36aに接続する連通孔37が形成されている。ベースプレート16の下に配置されたサプライプレート15には、共通インク室7から圧力室36へインクを供給するための複数の接続流路40が形成されている。図3に示すように、接続流路40には、共通インク室7からインクが流入する入口孔(流入孔)40aと、連通孔37と対向して開口する出口孔40bと、入口孔と出口孔との間に形成され、接続流路40において最も大きな流路抵抗を持つように小さな断面積に形成された絞り部40cとが備えられている。この絞り部は、圧力室36に吐出圧力が加えられたときに、インクが共通インク室7側へ逆流することを防止してインクを効率よくノズル4側に流すことによって、インクをノズル4から吐出するために形成されている。   A communication hole 37 connected to one end 36 a of the pressure chamber 36 is formed in the base plate 16 disposed below the cavity plate 17. A plurality of connection flow paths 40 for supplying ink from the common ink chamber 7 to the pressure chamber 36 are formed in the supply plate 15 disposed below the base plate 16. As shown in FIG. 3, the connection channel 40 has an inlet hole (inflow hole) 40 a through which ink flows from the common ink chamber 7, an outlet hole 40 b that opens facing the communication hole 37, an inlet hole, and an outlet. A constricted portion 40c formed between the holes and having a small cross-sectional area so as to have the largest flow path resistance in the connection flow path 40 is provided. This restricting portion prevents ink from flowing backward to the common ink chamber 7 side when the discharge pressure is applied to the pressure chamber 36, and allows the ink to efficiently flow to the nozzle 4 side, thereby causing ink to flow from the nozzle 4. It is formed for discharging.

2枚のマニホールドプレート14a,14bには、その長辺方向(X方向)に長い5つの共通インク室(マニホールド室)7が形成されている。共通インク室7は、前記ノズル4の列に沿って延びる貫通孔として形成されている。図3に示すように、2枚のマニホールドプレート14a、14bを積層し、かつその上面及び下面をそれぞれサプライプレート15及びダンパープレート13で覆うことにより、5つの共通インク室7が形成される。各共通インク室7は、平面視で(各プレートの積層方向から見て)、前記圧力室36の一部と重なっており、且つ、圧力室36の列方向(ノズル4の列方向)に沿って延在している。   Two common ink chambers (manifold chambers) 7 that are long in the long side direction (X direction) are formed in the two manifold plates 14a and 14b. The common ink chamber 7 is formed as a through hole extending along the row of nozzles 4. As shown in FIG. 3, two common ink chambers 7 are formed by stacking two manifold plates 14a and 14b and covering the upper and lower surfaces with a supply plate 15 and a damper plate 13, respectively. Each common ink chamber 7 overlaps with a part of the pressure chamber 36 in plan view (viewed from the stacking direction of each plate), and extends in the row direction of the pressure chambers 36 (row direction of the nozzles 4). It is extended.

図2及び図3に示すように、マニホールドプレート14aの下に配置されたダンパープレート13の下面側には、共通インク室7と隔絶されたダンパー室41が溝(凹部)として形成されている。図2に示すように、平面視におけるダンパー室41の位置および形状は、共通インク室7と一致する。ダンパープレート13は、弾性変形可能な金属素材で形成されているため、ダンパー室41の上部の薄い板状の天井部は、共通インク室7側及びダンパー室41側に自由に振動することができる。インク吐出時に、圧力室36で発生した圧力変動が共通インク室7に伝播した場合であっても、前記天井部は、弾性変形して振動することにより、前記圧力変動を吸収減衰させるダンパーとして機能する(ダンパー効果)。従って、圧力変動が他の圧力室36へ伝播する現象(クロストーク)を抑制することができる。   2 and 3, a damper chamber 41 isolated from the common ink chamber 7 is formed as a groove (concave portion) on the lower surface side of the damper plate 13 disposed below the manifold plate 14a. As shown in FIG. 2, the position and shape of the damper chamber 41 in plan view coincide with the common ink chamber 7. Since the damper plate 13 is formed of an elastically deformable metal material, the thin plate-like ceiling portion on the upper side of the damper chamber 41 can freely vibrate toward the common ink chamber 7 side and the damper chamber 41 side. . Even when the pressure fluctuation generated in the pressure chamber 36 propagates to the common ink chamber 7 during ink ejection, the ceiling portion functions as a damper that absorbs and attenuates the pressure fluctuation by elastically deforming and vibrating. Yes (damper effect). Therefore, the phenomenon (crosstalk) in which the pressure fluctuation propagates to the other pressure chambers 36 can be suppressed.

図2に示すように、キャビティプレート17の一方の短辺側の端部には、キャビティユニット1へのインクの流入口として4つのインク供給口42が形成されている。ベースプレート16とサプライプレート15の、インク供給口42と重なる位置には、それぞれ接続口43が形成されている。インク源から供給されたインクが、インク供給口42及び接続口43を介して、共通インク室7の長手方向の一方端部に供給される。キャビティプレート17には、4つのインク供給口42に対応する濾過部20aを有するフィルタ体20が、インク供給口42を覆って、接着剤等で貼着されている。   As shown in FIG. 2, four ink supply ports 42 are formed at one short side end of the cavity plate 17 as ink inlets to the cavity unit 1. Connection ports 43 are respectively formed at positions where the base plate 16 and the supply plate 15 overlap with the ink supply ports 42. The ink supplied from the ink source is supplied to one end portion in the longitudinal direction of the common ink chamber 7 through the ink supply port 42 and the connection port 43. A filter body 20 having a filtering part 20a corresponding to four ink supply ports 42 is attached to the cavity plate 17 with an adhesive or the like so as to cover the ink supply ports 42.

この実施形態では、インク供給口42及び接続口43がそれぞれ4つ設けられている。これに対して共通インク室7は5つ設けられている。図2における左端に位置するインク供給口42は、2つの共通インク室7にインクを供給する。本実施形態では、ブラックインクがその他のカラーインクに比べて使用頻度が高いことを考慮して、2つの共通インク室7にインクを供給するインク供給口42には、ブラックインクが供給される。他のインク供給口42には、イエロー、マゼンタ、シアンの各インクがそれぞれ供給される。   In this embodiment, four ink supply ports 42 and four connection ports 43 are provided. In contrast, five common ink chambers 7 are provided. The ink supply port 42 located at the left end in FIG. 2 supplies ink to the two common ink chambers 7. In the present embodiment, black ink is supplied to the ink supply ports 42 that supply ink to the two common ink chambers 7 in consideration that black ink is used more frequently than other color inks. The other ink supply ports 42 are supplied with yellow, magenta, and cyan inks, respectively.

前記圧電アクチュエータ2には、特開2002−254634号公報等に開示された公知のものと同様に、全ての圧力室を覆うことができる大きさの平板状の形状であって、その面方向と直交する方向(厚さ方向)に積層された複数のセラミックス層と、複数のセラミックス層の面上に配置される複数の電極(電極層)とが備えられている。ここで、圧電アクチュエータ2は以下のように形成される。先ず、セラミックス粉末、バインダ、溶剤の混合物を、15〜40μm程度の厚さのシートに成形して、複数の圧電セラミックス素材のシート(グリーンシート)を形成する。グリーンシートの表面上に、印刷法等によって導電性ペーストで電極を形成する。電極が形成された複数のグリーンシートを積層して焼成することで、圧電アクチュエータ2が形成される。   The piezoelectric actuator 2 has a flat plate-like shape that can cover all the pressure chambers, similar to the known one disclosed in JP-A-2002-254634, etc. A plurality of ceramic layers stacked in a direction orthogonal to the thickness (thickness direction) and a plurality of electrodes (electrode layers) disposed on the surfaces of the plurality of ceramic layers are provided. Here, the piezoelectric actuator 2 is formed as follows. First, a mixture of ceramic powder, a binder, and a solvent is formed into a sheet having a thickness of about 15 to 40 μm to form a plurality of piezoelectric ceramic material sheets (green sheets). On the surface of the green sheet, an electrode is formed with a conductive paste by a printing method or the like. The piezoelectric actuator 2 is formed by laminating and firing a plurality of green sheets on which electrodes are formed.

電極は、駆動電極(圧力室36に対応して形成される個別電極46と複数の圧力室24に跨って形成される共通電極47)と、表面電極48とを含む。個別電極46と共通電極47とは、セラミックス層の積層方向に、セラミックス層を挟んで交互に配置されている。表面電極48は、圧電アクチュエータ2の最上面(キャビティユニット側とは反対側の面)に配置されている。表面電極48は、個別電極46及び共通電極47と、電気的なスルーホールを介して接続され(図1参照)、各表面電極48はフレキシブルフラットケーブル3に電気的に接続される。   The electrodes include drive electrodes (individual electrodes 46 formed corresponding to the pressure chambers 36 and common electrodes 47 formed across the plurality of pressure chambers 24), and surface electrodes 48. The individual electrodes 46 and the common electrodes 47 are alternately arranged with the ceramic layers sandwiched in the stacking direction of the ceramic layers. The surface electrode 48 is disposed on the uppermost surface of the piezoelectric actuator 2 (surface opposite to the cavity unit side). The surface electrode 48 is connected to the individual electrode 46 and the common electrode 47 through electrical through holes (see FIG. 1), and each surface electrode 48 is electrically connected to the flexible flat cable 3.

このように電極が層状に配置された圧電アクチュエータ2では、公知のように個別電極46と共通電極47との間に高電圧を印加することで、両電極に挟まれたセラミックス層の部分が分極される。分極されたセラミックス層の部分は、圧電特性を有する活性部54となる。この実施形態では、後述するように複数のセラミックス層(以下ベース圧電層51という)に活性部54が形成されており、これらの活性部54は、圧電層の積層方向に重なっている。図5に示すように、個別電極46は圧力室36の形状に対応した細長い形状に形成されており、共通電極47は複数の圧力室36を覆う幅広い形状に形成されているから、多層に重ねられた活性部54の形状は、個別電極46と共通電極47との重なり部分の形状に等しい。図5では、活性部54がハッチングにより図示されている。   In the piezoelectric actuator 2 in which the electrodes are arranged in a layer like this, a portion of the ceramic layer sandwiched between both electrodes is polarized by applying a high voltage between the individual electrode 46 and the common electrode 47 as is well known. Is done. The part of the polarized ceramic layer becomes an active part 54 having piezoelectric characteristics. In this embodiment, as will be described later, active portions 54 are formed in a plurality of ceramic layers (hereinafter referred to as a base piezoelectric layer 51), and these active portions 54 overlap in the stacking direction of the piezoelectric layers. As shown in FIG. 5, the individual electrode 46 is formed in an elongated shape corresponding to the shape of the pressure chamber 36, and the common electrode 47 is formed in a wide shape covering the plurality of pressure chambers 36. The shape of the active portion 54 is equal to the shape of the overlapping portion between the individual electrode 46 and the common electrode 47. In FIG. 5, the active part 54 is shown by hatching.

セラミックス層は、個別電極46と共通電極47とで挟まれた活性部54が形成されたベース圧電層51と、ベース圧電層51とキャビティユニット1との間に配置され活性部54を含まないボトム層52と、ベース圧電層51の、キャビティユニット1と反対側に配置され、活性部54を含まないトップ層53とを含む。   The ceramic layer includes a base piezoelectric layer 51 in which an active portion 54 sandwiched between the individual electrode 46 and the common electrode 47 is formed, and a bottom that is disposed between the base piezoelectric layer 51 and the cavity unit 1 and does not include the active portion 54. It includes a layer 52 and a top layer 53 that is disposed on the opposite side of the base piezoelectric layer 51 from the cavity unit 1 and does not include the active portion 54.

トップ層53は、活性部54が圧力室36と反対側(トップ層53側)に凸となるように変形しないように、活性部54を抑圧して、活性部54の変位(変形)を圧力室36側に効率よく伝達させるために設けられている。ボトム層52は、圧力室36の開口を覆う圧電アクチュエータ2に圧力室36のインクが浸透して電極間が短絡することを防止するために設けられている。この実施形態の圧電アクチュエータ2には、単層のボトム層52と、多層のベース圧電層51及びトップ層53が形成されている。図4には、4つのベース圧電層51と、1つのボトム層52と、2つのトップ層53によって形成された圧電アクチュエータ2が例示されている。なお、本願において、1つの層とは、一枚のグリーンシートから形成されるセラミックス層を指す。例えば、電極層を挟まずに2枚のグリーンシートが重ねられて焼成され、見掛け上、2枚のグリーンシートが一体化していても、2つの層が形成されているものとする。   The top layer 53 suppresses the active portion 54 so that the active portion 54 does not deform so as to protrude toward the side opposite to the pressure chamber 36 (on the top layer 53 side), and the displacement (deformation) of the active portion 54 is reduced. It is provided for efficient transmission to the chamber 36 side. The bottom layer 52 is provided to prevent the ink in the pressure chamber 36 from penetrating into the piezoelectric actuator 2 covering the opening of the pressure chamber 36 and short-circuiting between the electrodes. In the piezoelectric actuator 2 of this embodiment, a single-layer bottom layer 52, a multilayer base piezoelectric layer 51, and a top layer 53 are formed. FIG. 4 illustrates the piezoelectric actuator 2 formed by four base piezoelectric layers 51, one bottom layer 52, and two top layers 53. In the present application, one layer refers to a ceramic layer formed from one green sheet. For example, it is assumed that two layers are formed even if the two green sheets are integrated with each other without being sandwiched between the two electrode sheets and are fired.

プレート型の圧電アクチュエータ2は、圧電層の積層方向と、圧電アクチュエータ2とキャビティユニット1との積層方向とが一致するように、キャビティユニット1に重ねられて、接着剤などにより固定される。このとき、圧電アクチュエータ2の個別電極46とキャビティユニット1に形成された圧力室36とが、それぞれ重なるように配置する。圧電アクチュエータ2の上面には、前記フレキシブルフラットケーブル3(図3参照)が接合され、フレキシブルフラットケーブル3のパターン配線(図示せず)が、表面電極48に電気的に接合される。   The plate-type piezoelectric actuator 2 is stacked on the cavity unit 1 and fixed with an adhesive or the like so that the stacking direction of the piezoelectric layers and the stacking direction of the piezoelectric actuator 2 and the cavity unit 1 coincide. At this time, the individual electrodes 46 of the piezoelectric actuator 2 and the pressure chambers 36 formed in the cavity unit 1 are arranged so as to overlap each other. The flexible flat cable 3 (see FIG. 3) is joined to the upper surface of the piezoelectric actuator 2, and the pattern wiring (not shown) of the flexible flat cable 3 is electrically joined to the surface electrode 48.

実施形態のインクジェットヘッド100では、ノズルを高密度で配置するために、ノズルピッチ(X方向の解像度)を75ドットパーインチ(dpi)に設定している。圧力室36は、ノズルピッチ75dpiに対応するピッチで、キャビティプレート17に形成される。キャビティプレート17に圧力室36を形成する際における製造上の安定性等を確保するためには、圧力室36のインクの流れに直交する方向の幅W(図5参照)は、260±20μmであることが望ましい。この場合、圧力室列において、隣接する圧力室36の間の間隔W0は約80μmとなる。なお、ノズルピッチが75dpi以上となるように、ノズルをさらに高密度で配置してもよい。   In the inkjet head 100 of the embodiment, the nozzle pitch (resolution in the X direction) is set to 75 dot per inch (dpi) in order to arrange the nozzles with high density. The pressure chambers 36 are formed in the cavity plate 17 at a pitch corresponding to the nozzle pitch 75 dpi. In order to ensure manufacturing stability when forming the pressure chamber 36 in the cavity plate 17, the width W (see FIG. 5) in the direction perpendicular to the ink flow in the pressure chamber 36 is 260 ± 20 μm. It is desirable to be. In this case, in the pressure chamber row, the interval W0 between the adjacent pressure chambers 36 is about 80 μm. The nozzles may be arranged at a higher density so that the nozzle pitch is 75 dpi or more.

インクジェットヘッド100では、カラーインク(イエロー、マゼンタ、シアン)は、主に画像記録に使用され、ブラックインクは主にテキスト記録に使用される。ブラックインクの1滴当たりの吐出量を、カラーインクよりも多くして、記録速度を高速化したいという要望があった。さらに、文字記録などでブラックの先鋭度を高め、且つ、カラーを鮮やかにするために、ブラックインクとして顔料インクを使用し、他の3色のインクとして染料インクを使用する場合がある。この場合には、顔料インクが滲みにくい性質を有していることから、同じ体積の顔料インクと染料インクとを記録媒体に吐出してドットを形成しても、顔料インクのドットは染料インクのドットよりも小さく形成される。従って、顔料インクであるブラックインクと染料インクであるカラーインクとのドットバランス(記録品質)を改善するためにも、ブラックインクの1滴当たりの吐出量を多くしたいという要望があった。   In the inkjet head 100, color ink (yellow, magenta, cyan) is mainly used for image recording, and black ink is mainly used for text recording. There has been a demand to increase the recording speed by increasing the discharge amount of one drop of black ink compared to color ink. Further, in order to increase the sharpness of black in character recording and to make the color vivid, pigment ink may be used as black ink and dye ink may be used as the other three colors of ink. In this case, since the pigment ink has the property of hardly bleeding, even if the same volume of the pigment ink and the dye ink are ejected onto the recording medium to form the dots, the dots of the pigment ink are the same as those of the dye ink. It is formed smaller than a dot. Therefore, in order to improve the dot balance (recording quality) between the black ink as the pigment ink and the color ink as the dye ink, there has been a demand for increasing the discharge amount per drop of the black ink.

そのために、本実施形態では、ブラックインク用のノズル4の径を、カラーインク用のノズル4の径よりも大きくするとともに、ブラックインク用の圧力室36の容積を、カラーインク用の圧力室36の容積よりも大きくした。ここでは、ブラックインク用のノズルの径は20.5μmであり、カラーインク用のノズルの径は17.0μmである。   Therefore, in this embodiment, the diameter of the nozzle 4 for black ink is made larger than the diameter of the nozzle 4 for color ink, and the volume of the pressure chamber 36 for black ink is set to the pressure chamber 36 for color ink. Larger than the volume. Here, the diameter of the nozzle for black ink is 20.5 μm, and the diameter of the nozzle for color ink is 17.0 μm.

圧力室36の幅は、前述の75dpiのノズルピッチを維持するように規定されており、圧力室36の深さは、キャビティプレート17が均一な厚みであることによって規定されている。しかしながら、ブラックインク用の圧力室36の長手方向の長さは、カラーインク用の圧力室36の長手方向の長さよりも長く形成されているので、ブラックインク用の圧力室36の容積は、カラーインク用の圧力室36との容積よりも大きい。詳細には、ブラックインク用の圧力室36の長さLbは、1.4±0.1mm〜1.5±0.1mm(以下1.4mmという)であり、他のカラーインク(イエロー、マゼンタ、シアン)用の圧力室36の長さLcは、1.1±0.1mm〜1.2±0.1mm(以下1.1mmという)である。   The width of the pressure chamber 36 is defined so as to maintain the above-mentioned 75 dpi nozzle pitch, and the depth of the pressure chamber 36 is defined by the uniform thickness of the cavity plate 17. However, since the length of the pressure chamber 36 for black ink is longer than the length of the pressure chamber 36 for color ink, the volume of the pressure chamber 36 for black ink is It is larger than the volume with the pressure chamber 36 for ink. Specifically, the length Lb of the pressure chamber 36 for black ink is 1.4 ± 0.1 mm to 1.5 ± 0.1 mm (hereinafter referred to as 1.4 mm), and other color inks (yellow, magenta The length Lc of the pressure chamber 36 for cyan) is 1.1 ± 0.1 mm to 1.2 ± 0.1 mm (hereinafter referred to as 1.1 mm).

活性部54の変形(変位)を効率よく圧力室36に伝達するために、活性部54は、圧力室36よりもひと回り小さい形状に形成されている(図5参照)。ブラックインク用の圧力室36の長さとカラーインク用の圧力室36の長さが異なることに対応して、ブラックインク用の活性部54は、カラーインク用の活性部54よりも長く形成されている。ここでは、ブラックインク用の活性部54の長さPbは、1.2mmであり、他のカラーインク(イエロー、マゼンタ、シアン)用の活性部54の長さPcは、0.9mmである(Pb>Pc)。   In order to efficiently transmit the deformation (displacement) of the active portion 54 to the pressure chamber 36, the active portion 54 is formed in a shape slightly smaller than the pressure chamber 36 (see FIG. 5). Corresponding to the difference between the length of the pressure chamber 36 for black ink and the length of the pressure chamber 36 for color ink, the active portion 54 for black ink is formed longer than the active portion 54 for color ink. Yes. Here, the length Pb of the active portion 54 for black ink is 1.2 mm, and the length Pc of the active portion 54 for other color inks (yellow, magenta, cyan) is 0.9 mm ( Pb> Pc).

本願の出願人は、活性部54の幅を決定するにあたり、まず、ブラックインク用の活性部54の幅wb及びカラーインク用の活性部54の幅wcを、160μm(wb=wc=160μm)として、活性部の長さのみが異なるインクジェットヘッドを用いて吐出実験を行った。図6に吐出実験の結果を示す。   In determining the width of the active portion 54, the applicant of the present application first sets the width wb of the active portion 54 for black ink and the width wc of the active portion 54 for color ink to 160 μm (wb = wc = 160 μm). A discharge experiment was performed using ink jet heads having only different active portion lengths. FIG. 6 shows the result of the discharge experiment.

吐出実験では、16個(No.1〜No.16)のインクジェットヘッド100について、インク滴を所定の吐出速度(9m/s)で吐出させるのに必要な、ブラックインク用(「Bk」と図示)の活性部54の駆動電圧と、インク滴を所定の吐出速度(9m/s)で吐出させるのに必要な、カラーインク用(「CL」と図示)の活性部54の駆動電圧とを調べた。図6中の「電圧差」の項目に、ブラックインク用の活性部54の駆動電圧とカラーインク用の活性部54の駆動電圧との差を示している。16個のインクジェットヘッド100の平均は、0.6Vであることが判明した。このように、黒インク用の活性部54の幅とカラーインク用の活性部54の幅を同じにした場合には、電圧差が0.6Vになるので、駆動電圧を制御する制御装置(駆動IC等,図示せず)において、ブラックインク用の駆動電圧値とカラーインク用の駆動電圧値とを別個に設定しておく必要があり、制御装置のコストがアップする。   In the discharge experiment, for 16 (No. 1 to No. 16) ink jet heads 100, black ink (shown as “Bk”), which is necessary to discharge ink droplets at a predetermined discharge speed (9 m / s), is illustrated. ) Driving voltage of the active portion 54 and the driving voltage of the active portion 54 for color ink (shown as “CL”) necessary for discharging ink droplets at a predetermined discharge speed (9 m / s). It was. The item “voltage difference” in FIG. 6 shows the difference between the driving voltage of the active portion 54 for black ink and the driving voltage of the active portion 54 for color ink. The average of 16 ink jet heads 100 was found to be 0.6V. In this way, when the width of the active portion 54 for black ink is the same as the width of the active portion 54 for color ink, the voltage difference becomes 0.6 V, so that the control device (drive for controlling the drive voltage) In an IC or the like (not shown), it is necessary to set the driving voltage value for black ink and the driving voltage value for color ink separately, which increases the cost of the control device.

そこで、本願の出願人は、ブラックインク用の活性部54とカラーインク用の活性部54において、長さだけでなく幅も相違させて、前述と同様の吐出実験を繰返し行った。その結果、ブラックインク用の活性部54の幅wbを160μmとし、カラーインク用の活性部54の幅wcを154μmとすることで、活性部54に印加する駆動電圧がほぼ同じになることを確認した。この吐出実験の結果を、図7に示す。なお、活性部54の長さは、図6に示した実験における活性部54の長さと同様である。図7は、26個のインクジェットヘッド100に対して行った測定の結果を示している。所定速度(9m/s)でインク滴を吐出する場合の、ブラックインク用の駆動電圧とカラーインク用の駆動電圧との「電圧差」の平均は、0.1Vであった。このような小さい電圧差であれば、制御装置に設定する駆動電圧値を、ブラックインク用とカラーインク用とで同じ値にあらかじめ設定しても、同じ吐出速度でインク滴を吐出できる。   Therefore, the applicant of the present application repeatedly performed the same discharge experiment as described above, with the active portion 54 for black ink and the active portion 54 for color ink being different not only in length but also in width. As a result, it is confirmed that the drive voltage applied to the active portion 54 is almost the same by setting the width wb of the active portion 54 for black ink to 160 μm and the width wc of the active portion 54 for color ink to 154 μm. did. The result of this discharge experiment is shown in FIG. The length of the active portion 54 is the same as the length of the active portion 54 in the experiment shown in FIG. FIG. 7 shows the results of measurements performed on 26 inkjet heads 100. The average “voltage difference” between the driving voltage for black ink and the driving voltage for color ink when ejecting ink droplets at a predetermined speed (9 m / s) was 0.1V. With such a small voltage difference, ink droplets can be ejected at the same ejection speed even if the drive voltage value set in the control device is set to the same value for black ink and color ink in advance.

すなわち、ブラックインクの1滴あたりの吐出量を、他のカラーインクの1滴当たりの吐出量よりも多くする場合であっても、長い活性部54(ブラックインク用)の幅を広くし、短い活性部54(その他のカラーインク用)の幅を狭くすることで、すべての活性部54を同じ駆動電圧で駆動でき、且つ、吐出される液滴の吐出速度を同じにすることができる。   That is, even when the discharge amount per drop of black ink is larger than the discharge amount per drop of other color inks, the width of the long active portion 54 (for black ink) is widened and short. By narrowing the width of the active portion 54 (for other color inks), all the active portions 54 can be driven with the same drive voltage, and the discharge speed of the discharged droplets can be made the same.

ところで、キャビティユニット1と圧電アクチュエータ2との接合(組み立て)に伴って、圧力室36と活性部54に位置ズレが生じることがある。この位置ズレ量が大きいと、活性部54の変位が効率よく圧力室36に伝達されず、その結果、インク滴を所定速度よりも低い速度でしか吐出できなくなる。   By the way, when the cavity unit 1 and the piezoelectric actuator 2 are joined (assembled), the pressure chamber 36 and the active portion 54 may be misaligned. If the displacement is large, the displacement of the active portion 54 is not efficiently transmitted to the pressure chamber 36, and as a result, ink droplets can be ejected only at a speed lower than a predetermined speed.

本願出願人の実験によると、ブラックインク用の活性部54がカラーインク用の活性部54よりも長く且つ幅が同じである場合には、図8に示すように、活性部54の幅方向の位置ズレ量に対する吐出速度の低下は、ブラックインク用の活性部よりもカラーインク用の活性部の方が敏感であることが判明した。これは、カラーインク用の活性部54の面積の方がブラックインク用の活性部54の面積よりも小さく、変位のエネルギーが小さいから、同じ位置ズレ量であっても、吐出される液滴が受ける影響が大きくなるためと考えられる。   According to the experiment by the applicant of the present application, when the active portion 54 for black ink is longer than the active portion 54 for color ink and has the same width, as shown in FIG. It has been found that the decrease in the ejection speed with respect to the displacement amount is more sensitive in the active portion for color ink than in the active portion for black ink. This is because the area of the active portion 54 for color ink is smaller than the area of the active portion 54 for black ink, and the energy of displacement is small, so even if the amount of displacement is the same, the ejected droplets This is thought to be due to the greater impact.

カラーインク用の活性部54の幅をブラックインク用の活性部54の幅よりもを狭くする、つまり、短い活性部54の幅を、長い活性部の幅よりも狭くすると、前述したような駆動電圧を同じにできる効果に加えて、前記幅方向への位置ズレに対する吐出低下の感度を鈍くすることができるという効果も得られる。これにより、キャビティユニット1と圧電アクチュエータ2との接合時に、仮に位置ズレが生じても、ブラックインクとその他のカラーインクとで吐出特性のバラツキが生じることを抑制することができる。   When the width of the active portion 54 for color ink is made narrower than the width of the active portion 54 for black ink, that is, the width of the short active portion 54 is made narrower than the width of the long active portion, the drive as described above is performed. In addition to the effect of making the voltage the same, there is also an effect that the sensitivity of the discharge decrease with respect to the positional deviation in the width direction can be made dull. As a result, even if a positional deviation occurs when the cavity unit 1 and the piezoelectric actuator 2 are joined, it is possible to suppress the occurrence of variations in ejection characteristics between the black ink and other color inks.

なお、上記実施形態では、液滴吐出装置として、インクを吐出するインクジェットヘッドを例示したが、本発明は、着色液体を媒体に塗布する装置、媒体に薄膜を形成する装置、あるいは1または複数の液体を定量的に吐出する装置などにも適用することができる。   In the above embodiment, an ink jet head that discharges ink is exemplified as the droplet discharge device. However, the present invention can be applied to a device that applies a colored liquid to a medium, a device that forms a thin film on a medium, or one or more The present invention can also be applied to an apparatus that quantitatively discharges liquid.

また、上記実施形態では、活性部(及び活性部に対応する圧力室、ノズル)を、吐出する液体の色(吐出量の違い)に応じて2つの吐出グループ(第1の吐出グループ及び第2の吐出グループ)に分け、全ての吐出グループで、同じ駆動電圧で且つ同じ吐出速度となるように、活性部54の長さと幅とを決定していた。しかしながら、吐出グループの分け方は、液体の色に限定するものではなく、目的に応じて、液体の他の物性(例えば表面張力、粘度等)に応じて分けてもよく、ノズル径や吐出速度、吐出量等の吐出条件の相違によって分けてもよい。例えば、吐出グループ毎に異なる吐出速度を設定してもよいし、物性の相違で吐出グループを分け、且つ吐出量が同じになるように設定してもよい。   In the above embodiment, the active portion (and the pressure chamber and nozzle corresponding to the active portion) are divided into two discharge groups (first discharge group and second discharge) according to the color of the liquid to be discharged (difference in discharge amount). The length and width of the active portion 54 are determined so that all the discharge groups have the same drive voltage and the same discharge speed. However, the method of dividing the discharge group is not limited to the color of the liquid, and depending on the purpose, it may be divided according to other physical properties of the liquid (for example, surface tension, viscosity, etc.). Alternatively, it may be divided according to a difference in discharge conditions such as a discharge amount. For example, different discharge speeds may be set for each discharge group, or the discharge groups may be divided according to the difference in physical properties, and the discharge amount may be set to be the same.

液滴吐出装置としてのインクジェットヘッドの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the inkjet head as a droplet discharge device. キャビティユニットの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a cavity unit. 図1のIII−III線矢視断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 1. 図3のIV−IV線矢視断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3. 圧力室と活性部との位置関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the positional relationship of a pressure chamber and an active part. 吐出実験の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of a discharge experiment. 別の吐出実験の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of another discharge experiment. 位置ズレ量に対する吐出速度の低下を示す図である。It is a figure which shows the fall of the discharge speed with respect to positional offset amount.

符号の説明Explanation of symbols

1 キャビティユニット
2 圧電アクチュエータ
3 フレキシブルフラットケ−ブル
4 ノズル
36 圧力室
46 個別電極
47 共通電極
48 表面電極
54 活性部
100 インクジェットヘッド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cavity unit 2 Piezoelectric actuator 3 Flexible flat cable 4 Nozzle 36 Pressure chamber 46 Individual electrode 47 Common electrode 48 Surface electrode 54 Active part 100 Inkjet head

Claims (11)

物体に液体の滴を吐出する液滴吐出装置であって、
複数のノズル、及び、前記ノズルにそれぞれ対応し第1の方向に長い複数の圧力室を有するキャビティユニットと、
複数の前記圧力室を覆って前記キャビティユニットに積層される圧電アクチュエータであって、前記圧力室にそれぞれ対応して配置され、所定の駆動電圧が印加されることにより圧力室の容積を変化させ、且つ、第1の方向に長い複数の活性部を有する圧電アクチュエータとを備え、
前記複数の活性部、前記ノズル及び前記圧力室は第1の吐出グループと第2の吐出グループとを形成し、
第1の吐出グループに含まれる前記活性部の第1の方向の長さは、第2の吐出グループに含まれる前記活性部の第1の方向の長さよりも長く、
第1の吐出グループに含まれる前記活性部の、第1の方向に直交する第2の方向の長さは、第2の吐出グループに含まれる前記活性部の第2の方向の長さよりも長く、
第1の吐出グループに含まれる活性部に印加する駆動電圧と、第2の吐出グループに含まれる活性部に印加する駆動電圧とが同じである液滴吐出装置。
A liquid droplet ejection device that ejects liquid droplets onto an object,
A plurality of nozzles, and cavity units each having a plurality of pressure chambers corresponding to the nozzles and extending in the first direction;
Piezoelectric actuators that are stacked on the cavity unit so as to cover a plurality of the pressure chambers, are arranged corresponding to the pressure chambers respectively, and the volume of the pressure chambers is changed by applying a predetermined driving voltage, And a piezoelectric actuator having a plurality of active portions long in the first direction,
The plurality of active portions, the nozzles, and the pressure chambers form a first discharge group and a second discharge group,
The length in the first direction of the active part included in the first discharge group is longer than the length in the first direction of the active part included in the second discharge group,
The length of the active part included in the first discharge group in the second direction orthogonal to the first direction is longer than the length of the active part included in the second discharge group in the second direction. ,
A droplet discharge apparatus in which a drive voltage applied to an active portion included in a first discharge group is the same as a drive voltage applied to an active portion included in a second discharge group.
第1の吐出グループから吐出される液体の物性と、第2の吐出グループから吐出される液体の物性が異なる請求項1に記載の液滴吐出装置。   The liquid droplet ejection apparatus according to claim 1, wherein the physical properties of the liquid ejected from the first ejection group are different from the physical properties of the liquid ejected from the second ejection group. 第1の吐出グループと、第2の吐出グループにおいて吐出条件が異なる請求項1に記載の液滴吐出装置。   The droplet discharge device according to claim 1, wherein discharge conditions are different between the first discharge group and the second discharge group. 第1の吐出グループ及び第2の吐出グループにおいて、前記駆動電圧で前記ノズルから吐出される液体の速度がほぼ同じである請求項1に記載の液滴吐出装置。   2. The droplet discharge device according to claim 1, wherein the first discharge group and the second discharge group have substantially the same speed of liquid discharged from the nozzle at the drive voltage. 第1の吐出グループ及び第2の吐出グループは、吐出量が異なるように設定され、第1の吐出グループ及び第2の吐出グループのうち、吐出量の多い吐出グループの前記活性部の第1の方向の長さ及び第2の方向の長さは、それぞれ、吐出量の少ない吐出グループの前記活性部の第1の方向の長さ及び第2の方向の長さに比べて大きい請求項1に記載の液滴吐出装置。   The first discharge group and the second discharge group are set to have different discharge amounts, and the first of the active portions of the discharge group having a large discharge amount among the first discharge group and the second discharge group. The length in the direction and the length in the second direction are respectively larger than the length in the first direction and the length in the second direction of the active portion of the discharge group with a small discharge amount. The liquid droplet ejection apparatus described. 前記吐出量の多い吐出グループのノズルの径は、吐出量の少ない吐出グループのノズルの径よりも大きい請求項5に記載の液滴吐出装置。   The droplet discharge device according to claim 5, wherein the diameter of the nozzle of the discharge group having a large discharge amount is larger than the diameter of the nozzle of the discharge group having a small discharge amount. 前記吐出量の多い吐出グループのノズルから吐出する前記液体は、顔料インクであり、前記吐出量の少ない吐出グループのノズルから吐出する前記液体は、染料インクである請求項5に記載の液滴吐出装置。   The liquid droplet ejection according to claim 5, wherein the liquid ejected from the nozzle of the ejection group having a large ejection amount is pigment ink, and the liquid ejected from the nozzle of the ejection group having a small ejection amount is a dye ink. apparatus. 前記顔料インクは、ブラックインクであり、前記染料インクは、カラーインクである請求項7に記載の液滴吐出装置。   The liquid droplet ejection apparatus according to claim 7, wherein the pigment ink is a black ink, and the dye ink is a color ink. 前記圧電アクチュエータは積層された複数の圧電層を有する請求項1に記載の液滴吐出装置。   The droplet discharge device according to claim 1, wherein the piezoelectric actuator has a plurality of stacked piezoelectric layers. 第1の吐出グループに含まれる圧力室の第1の方向の長さは、第2の吐出グループに含まれる圧力室の第1の方向の長さよりも長い請求項1に記載の液滴吐出装置。   2. The droplet discharge device according to claim 1, wherein the length of the pressure chamber included in the first discharge group in the first direction is longer than the length of the pressure chamber included in the second discharge group in the first direction. . 前記液滴吐出装置は、インクの滴を吐出するインクジェットヘッドである請求項1に記載の液滴吐出装置。   The droplet discharge device according to claim 1, wherein the droplet discharge device is an inkjet head that discharges ink droplets.
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JPH11179920A (en) * 1997-12-24 1999-07-06 Minolta Co Ltd Ink jet head
JP2002011872A (en) * 1999-05-06 2002-01-15 Seiko Epson Corp Liquid jet apparatus, image-recording apparatus, method for driving liquid jet apparatus, and computer readable recording medium
JP2001219558A (en) * 2000-02-08 2001-08-14 Seiko Epson Corp Ink jet recorder

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