JP5035486B2 - Liquid transfer device and inkjet head - Google Patents
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Description
本発明は、液体流入口から複数の液体流出口まで液体を移送する液体移送装置及びインクジェットヘッドに関するものである。 The present invention relates to a liquid transfer apparatus and an ink jet head for transferring a liquid from a liquid inlet to a plurality of liquid outlets.
インクタンクから供給されるインクを移送して、ノズル孔から記録用紙等に向けてインク液滴を噴射するインクジェットヘッドが既に知られている。このインクジェットの方式は、噴射エネルギーの発生方法の違いにより分類されており、圧電素子の振動力を利用してインク液滴を噴射させる圧電方式や、熱エネルギーによる気泡の発生でインク液滴を噴射させるバブルジェット(登録商標)方式などが存在する。例えば、特開2004−25636号公報(特許文献1)に開示された圧電方式のインクジェットヘッドは、インク供給口に繋がる共通液室から複数のノズル孔までの流路中に各ノズルに夫々対応する複数の圧力室が設けられた流路ユニットと、この流路ユニットの上に積層されて圧力室の容積を選択的に変動させる圧電アクチュエータとを備えている。また、圧電アクチュエータは、多数枚が積層された圧電シートの間に共通電極と複数の個別電極とが交互に介設された構成となっている。 An inkjet head that transports ink supplied from an ink tank and ejects ink droplets from a nozzle hole toward a recording sheet or the like is already known. This inkjet method is classified according to the difference in the generation method of the ejection energy, and the ink droplet is ejected by the generation of bubbles by the thermal energy and the piezoelectric method that ejects the ink droplet by using the vibration force of the piezoelectric element. There is a bubble jet (registered trademark) system. For example, a piezoelectric inkjet head disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-25636 (Patent Document 1) corresponds to each nozzle in a flow path from a common liquid chamber connected to an ink supply port to a plurality of nozzle holes. A flow path unit provided with a plurality of pressure chambers and a piezoelectric actuator stacked on the flow path unit to selectively change the volume of the pressure chambers are provided. The piezoelectric actuator has a configuration in which a common electrode and a plurality of individual electrodes are alternately interposed between piezoelectric sheets in which a large number of sheets are laminated.
前記インクジェットヘッドによれば、圧電アクチュエータの個別電極に対して選択的に駆動電圧が印加されると、その個別電極と共通電極とで挟まれた圧電シートの活性部に電界が作用して厚み方向の変形が生じる。そして、圧電シートの変形により圧力室の容積が変動し、圧力室内のインクに生じた圧力変動によりインク液滴がノズル孔より噴射される。また、噴射後の圧力室には共通液室より新たなインクが補充されることとなる。 According to the ink jet head, when a driving voltage is selectively applied to the individual electrodes of the piezoelectric actuator, an electric field acts on the active portion of the piezoelectric sheet sandwiched between the individual electrodes and the common electrode, and the thickness direction Deformation occurs. Then, the volume of the pressure chamber fluctuates due to the deformation of the piezoelectric sheet, and ink droplets are ejected from the nozzle holes by the pressure fluctuation generated in the ink in the pressure chamber. In addition, new ink is replenished from the common liquid chamber to the pressure chamber after ejection.
この圧力室に作用する圧力波は、ノズル孔へ向かう前進成分だけでなく、共通液室へと向かう後退成分を有している。この圧力波の後退成分が、共通液室を介して隣接する他の圧力室に伝播すると、いわゆるクロストークの問題が生じるので、前記インクジェットヘッドには圧力波の後退成分を吸収するためのダンパー壁が共通液室に面して設けられている。 The pressure wave acting on the pressure chamber has not only the forward component toward the nozzle hole but also the backward component toward the common liquid chamber. When the backward component of the pressure wave propagates to another adjacent pressure chamber via the common liquid chamber, a so-called crosstalk problem occurs. Therefore, the ink jet head has a damper wall for absorbing the backward component of the pressure wave. Is provided facing the common liquid chamber.
しかしながら、近年のインクジェット技術の向上により、インクジェットヘッドは一層の高密度化及び小型化が進められており、それに伴って、共通液室に面するダンパー壁の面積も小さくならざるを得ない。このように、ダンパー壁の共通液室に面する面積が小さくとなると、ダンパー壁の振動吸収性能が十分でなくなり、クロストークの防止性能が低下するという問題が生じる。 However, due to recent improvements in ink jet technology, the density and size of ink jet heads have been further increased, and the area of the damper wall facing the common liquid chamber must be reduced accordingly. As described above, when the area of the damper wall facing the common liquid chamber becomes small, the vibration absorption performance of the damper wall becomes insufficient, and there arises a problem that the performance of preventing crosstalk is lowered.
そこで、本発明は、クロストーク防止性能が十分に確保できる液体移送装置及びインクジェットヘッドを提供することを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid transfer device and an ink jet head that can sufficiently ensure crosstalk prevention performance.
本発明は上述のような事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係る液体移送装置は、液体流入口から複数の液体流出口までの流路中に前記複数の液体流出口に夫々対応する複数の圧力室が少なくとも2列設けられた流路ユニットと、前記圧力室内の液体に移送圧力を与えるアクチュエータとを備え、前記流路ユニットは、前記液体流入口に連通して前記少なくとも2列の各圧力室に液体を供給する共通液室と、前記共通液室に面して弾性変形するダンパー壁とを有し、前記共通液室及び前記ダンパー壁が、前記ダンパー壁の壁面に直交する方向から見た平面視で前記少なくとも2列の圧力室に跨るように配置されており、前記共通液室における前記圧力室の列間に対応する位置に、前記共通液室内の流路断面積を狭める狭窄部を形成する仕切壁が突出して設けられており、前記共通液室には、前記仕切壁を跨いだ両側に前記圧力室に液体を供給するための連通孔がそれぞれ設けられており、前記流路ユニットは、前記圧力室を構成する圧力室孔を有する圧力室層と、前記共通液室を構成するマニホールド孔を有するマニホールド層と、前記圧力室層とマニホールド層との間に設けられて前記圧力室と共通液室とを連通させる接続流路を構成する接続流路層と、前記マニホールド層の前記接続流路層とは反対側に積層されて前記共通液室に面する前記ダンパー壁を有するダンパー層とを備え、前記マニホールド層は、前記接続流路層に隣接配置されて前記圧力室の各列に個別に連通するように前記仕切壁で分割された複数の分割マニホールド孔を有する第1マニホールドプレートと、前記分割マニホールド孔の夫々に連通する共通マニホールド孔を有する第2マニホールドプレートとを備え、前記第1マニホールドプレートの前記仕切壁のプレート厚さ方向に沿った側面の高さは、前記第1マニホールドプレートの厚さと同じであることを特徴とする。 The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and the liquid transfer device according to the present invention corresponds to each of the plurality of liquid outlets in the flow path from the liquid inlet to the plurality of liquid outlets. A plurality of pressure chambers provided in at least two rows, and an actuator that applies a transfer pressure to the liquid in the pressure chambers, and the flow channel units communicate with the liquid inlets in the at least two rows. A common liquid chamber that supplies liquid to each pressure chamber, and a damper wall that elastically deforms facing the common liquid chamber, and the common liquid chamber and the damper wall are orthogonal to the wall surface of the damper wall. It is arranged so as to straddle the at least two rows of pressure chambers in a plan view as viewed from the direction, and the cross-sectional area of the flow path in the common liquid chamber is set at a position corresponding to the row of pressure chambers in the common liquid chamber. Forming a narrowed portion that narrows Cut walls are provided to project, and the common liquid chamber is provided with communication holes for supplying liquid to the pressure chamber on both sides straddling the partition wall, and the flow path unit includes: A pressure chamber layer having a pressure chamber hole constituting the pressure chamber; a manifold layer having a manifold hole constituting the common liquid chamber; and the pressure chamber layer and the manifold layer provided between the pressure chamber layer and the manifold layer. A connection channel layer constituting a connection channel that communicates with the liquid chamber, and a damper layer having the damper wall that is laminated on the opposite side of the manifold layer from the connection channel layer and faces the common liquid chamber; And the manifold layer is disposed adjacent to the connection flow path layer and has a plurality of divided manifold holes divided by the partition walls so as to individually communicate with each row of the pressure chambers. And a second manifold plate having a common manifold hole communicating with each of the divided manifold holes, and the height of the side surface of the first manifold plate along the plate thickness direction of the partition wall is the first manifold plate. It is the same as the thickness of the plate.
このようにすると、従来は圧力室の列毎に対応して分割配置されていた共通液室が、少なくとも2列の圧力室に共通して液体を供給するように1つに繋げられ、共通液室が平面視で少なくとも2列の圧力室に跨るように大面積化される。そうすると、共通液室に面するダンパー壁も平面視で少なくとも2列の圧力室に跨るように大面積化することができる。したがって、ダンパー壁の振動吸収性能が十分に確保され、クロストーク防止性能を向上することが可能となる。また、ある列の圧力室から共通液室に向けて生じた圧力波の後退成分が、該共通液室を介して隣接する他列の圧力室に伝播するのを、狭窄部により遮断することができ、列間のクロストークを低減することが可能となる。さらに、第1マニホールドプレートの前記仕切壁のプレート厚さ方向に沿った側面の高さは、前記第1マニホールドプレートの厚さと同じとしているので、仕切壁のプレート厚さ方向に沿った側面により、圧力波が共通液室を介して隣接する他列の圧力室に伝播するのを仕切壁の側面により好適に遮断することができる。そして、第1マニホールドプレートには圧力室の列間に対応する位置が仕切壁で区分けされた分割マニホールド孔を形成し、第2マニホールドプレートには分割マニホールド孔の夫々に連通する共通マニホールド孔を形成し、各プレートを互いに積層するだけで前記仕切壁により狭窄部が容易に形成されるので、液体移送装置の生産性が向上する。 In this way, the common liquid chambers that are conventionally divided and arranged corresponding to each row of pressure chambers are connected to one to supply liquid in common to at least two rows of pressure chambers. The chamber is enlarged so as to straddle at least two rows of pressure chambers in plan view. If it does so, the damper wall which faces a common liquid chamber can also be enlarged so that it may straddle at least 2 rows of pressure chambers by planar view. Therefore, the vibration absorption performance of the damper wall is sufficiently ensured, and the crosstalk prevention performance can be improved. In addition, the constriction part may block the backward component of the pressure wave generated from the pressure chamber of a certain row toward the common liquid chamber from propagating to the adjacent pressure chamber of another row through the common liquid chamber. It is possible to reduce crosstalk between columns. Furthermore, since the height of the side surface along the plate thickness direction of the partition wall of the first manifold plate is the same as the thickness of the first manifold plate, by the side surface along the plate thickness direction of the partition wall, Propagation of pressure waves to the adjacent pressure chambers in the adjacent row via the common liquid chamber can be suitably blocked by the side surface of the partition wall. The first manifold plate is formed with divided manifold holes whose positions corresponding to the rows of the pressure chambers are divided by the partition wall, and the second manifold plate is formed with a common manifold hole communicating with each of the divided manifold holes. In addition, since the narrowed portion is easily formed by the partition wall only by stacking the plates, the productivity of the liquid transfer device is improved.
前記仕切壁の突出方向における高さは、前記共通液室の前記突出方向における高さの半分よりも大であってもよい。このようにすると、流路断面積が小さい狭窄部が形成され、列間のクロストークの低減効果を高めることができる。 The height of the partition wall in the protruding direction may be greater than half the height of the common liquid chamber in the protruding direction. In this way, a narrowed portion with a small channel cross-sectional area is formed, and the effect of reducing crosstalk between rows can be enhanced.
前記仕切壁の前記第2マニホールドプレート側の端面は平坦であってもよい。 An end surface of the partition wall on the second manifold plate side may be flat.
前記第2マニホールドプレートの厚さは、前記第1マニホールドプレートの厚さよりも小であってもよい。このようにすると、狭窄部の断面高さが仕切壁の厚さよりも小さくなり、プレートの厚さを変えるだけで流路断面積がより小さい狭窄部を容易に形成することができる。 The thickness of the second manifold plate may be smaller than the thickness of the first manifold plate. In this way, the cross-sectional height of the narrowed portion becomes smaller than the thickness of the partition wall, and a narrowed portion having a smaller flow path cross-sectional area can be easily formed simply by changing the thickness of the plate.
前記ダンパー層は、前記マニホールド孔に対応する位置に配置された薄肉の前記ダンパー壁と、前記ダンパー壁を境に前記マニホールド層の反対側に位置する空隙部とを有してもよい。このようにすると、積層構造の流路ユニットで、マニホールド孔に面するダンパー壁の反対側に空隙部を設けるだけで、弾性変形するダンパー壁を容易に形成することができる。 The damper layer may include the thin damper wall disposed at a position corresponding to the manifold hole, and a void portion located on the opposite side of the manifold layer with the damper wall as a boundary. In this manner, the elastically deformable damper wall can be easily formed by simply providing a gap on the opposite side of the damper wall facing the manifold hole in the flow path unit having a laminated structure.
前記圧力室は、隣接する他列の圧力室と近接する側の端部において前記共通液室と接続流路を介して連通し、前記他列の圧力室と離反する側の端部において前記液体流出口と連通しており、前記接続流路は、前記共通液室から前記圧力室を含む流路中で最も大きい流路抵抗となる絞り部を有していてもよい。このようにすると、圧力室に生じた圧力波の共通液室へ向かう後退成分が絞り部により遮断され、圧力波のエネルギーを液体流出口へ向かう前進成分に集中させることができる。また、圧力室の液体流出口と連通する箇所は、隣接する列間で互いに離反する側の端部に夫々設けられているので、列間でのクロストークの影響を低減することができる。 The pressure chamber communicates with the common liquid chamber via a connection channel at an end portion adjacent to the adjacent pressure chamber in the other row, and the liquid portion is disposed at an end portion on the side away from the other pressure chamber. The communication channel may be in communication with the outflow port, and the connection channel may have a throttle portion that provides the greatest channel resistance in the channel including the pressure chamber from the common liquid chamber. In this way, the backward component of the pressure wave generated in the pressure chamber toward the common liquid chamber is blocked by the throttle portion, and the energy of the pressure wave can be concentrated on the forward component toward the liquid outlet. In addition, since the portions communicating with the liquid outlets of the pressure chambers are respectively provided at the ends of the adjacent rows that are separated from each other, the influence of crosstalk between the rows can be reduced.
また本発明のインクジェットヘッドは、前記液体移送装置を用い、複数色のインクを噴射するインクジェットヘッドであって、少なくとも1色については前記圧力室の2列に跨るように配置された前記共通液室及び前記ダンパー壁が設けられ、それ以外の他色については前記圧力室の1列毎に対応して配置された共通液室及びダンパー壁が設けられていることを特徴とする。 The ink jet head of the present invention is an ink jet head that uses the liquid transfer device to eject a plurality of colors of ink, and the common liquid chamber is disposed so as to straddle two rows of the pressure chambers for at least one color. Further, the damper wall is provided, and the other liquid colors are provided with a common liquid chamber and a damper wall arranged corresponding to each row of the pressure chambers.
このようにすると、例えば、クロストークの影響が目立ちにくいイエロー等の淡色インクについては、従来どおり圧力室の1列毎に対応して共通液室及びダンパー壁を配置する一方、クロストークの影響が目立ち易いブラック等の濃色インクについては、圧力室の2列に跨るように共通液室及びダンパー壁を配置することで、簡素な構造で効果的に印刷品質を向上させることが可能となる。 In this way, for example, for light-colored inks such as yellow, where the influence of crosstalk is not conspicuous, the common liquid chamber and the damper wall are arranged corresponding to each row of pressure chambers as in the conventional case, while the influence of crosstalk is reduced. For dark ink, such as black, which is easily noticeable, it is possible to effectively improve the print quality with a simple structure by arranging the common liquid chamber and the damper wall so as to straddle two rows of pressure chambers.
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ダンパー壁の振動吸収性能が十分に確保され、クロストーク防止性能を向上することが可能となる。 As is apparent from the above description, according to the present invention, the vibration absorption performance of the damper wall is sufficiently ensured, and the crosstalk prevention performance can be improved.
以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態に係るカラー用のインクジェットヘッド1を示す分解斜視図である。図1に示すように、インクジェットヘッド(液体移送装置)1は、複数枚のプレートが積層された流路ユニット2と、その流路ユニット2に対して重ねて接着される圧電式のアクチュエータ3とを備えている。流路ユニット2は、最下層の下面側に開口したノズル孔15a〜15c(図3参照)から下向きにインクが噴射される構成となっている。アクチュエータ3の上面には表面電極5が形成されており、外部機器との電気的接続を行うためのフレキシブルフラットケーブル4が重ねて配置されている。このフレキシブルフラットケーブル4の下面に露出した端子(図示せず)は、アクチュエータ3の表面電極5に導通接続されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a color inkjet head 1 according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, an inkjet head (liquid transfer device) 1 includes a
図2は図1に示すインクジェットヘッド1の流路ユニット2の分解斜視図である。図3は図1のIII−III線断面の要部拡大図である。図2及び図3に示すように、流路ユニット2は、圧力室プレート8と、第1接続流路プレート9と、第2接続流路プレート10と、第1マニホールドプレート11と、第2マニホールドプレート12と、ダンパープレート13と、カバープレート14と、ノズルプレート15とがそれぞれ接着積層された構成となっている。ノズルプレート15はポリイミド等の樹脂シートで、それ以外の各プレート8〜14は42%ニッケル合金鋼板(42合金)等の金属板であり、各々50〜150μm程度の肉厚を有している。各プレート8〜15には、電解エッチング、レーザ加工、プラズマジェット加工等により、流路を構成する開口又は凹部が形成されている。
FIG. 2 is an exploded perspective view of the
図2に示すように、圧力室プレート8は、長辺に沿って多数並べられた5列の圧力室孔8a〜8eと、インク供給孔(液体流入口)8g〜8jとを有し、圧力室層を構成している。圧力室孔8a〜8eは、平面視で圧力室の列方向と直交する方向の長軸を有する長円形状となっている(図4の圧力室33,36,40参照)。2列の圧力室孔8a,8b及びインク供給孔8gはブラックインク用で、残りの3列の圧力室孔8c〜8e及びインク供給孔8h〜8jはそれぞれシアン、マゼンダ、イエローのいずれかのインク用に使用される。
As shown in FIG. 2, the
図2及び図3に示すように、第1接続流路プレート9は、圧力室孔8a〜8eの端部に夫々連通する連通孔9a,9c,9eと、圧力室8a〜8eの反対側の端部に連通する流出用貫通孔9b,9d,9fと、インク供給孔8g〜8jに同形状で連通するインク供給孔9g〜9jとを有している。(なお、図2中の左側2列の圧力室孔8d,8eに対応する部分は図示を省略している。)ブラックインク用の圧力室孔8a、8bに連通する連通孔9a,9cは、圧力室孔8a、8bの互いに近接する端部に設けられている一方、流出用貫通孔9b,9dは、圧力室孔8a、8bの互いに離反する側の端部に設けられている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the first connection
第2接続流路プレート10は、連通孔9a,9c,9eに一端が連通され圧力室孔8a〜8eの長軸方向に沿って形成された凹部10a,10d,10gと、その凹部10a,10d,10gの他端に形成された連通孔10b,10e,10hと、流出用貫通孔9b,9d,9fに連通する流出用貫通孔10c、10f,10iと、インク供給孔9g〜9jに同形状で連通するインク供給孔10i〜10lとを有している。そして、前記した第1接続流路プレート9と第2接続流路プレート10とで接続流路層が構成されている。
The second connection
第1マニホールドプレート11は、圧力室8a〜8eにそれぞれ連通孔10b,10e,10hを介して連通するよう圧力室の列方向に延在する分割マニホールド孔11a、11c,11e、11h,11iと、流出用貫通孔10c、10f,10iにそれぞれ連通する流出用貫通孔11b、11d,11fとを有している。分割マニホールド孔11a、11c,11e、11h,11iの列間には仕切壁11gが設けられている。そして、図2中右側の一対の分割マニホールド孔11a,11cの一端部はブラックインク用のインク供給孔10iに連通し、その他の分割マニホールド孔11e,11h,11iの一端部は他のインク供給孔10j〜10lに夫々連通している。
The
第2マニホールドプレート12は、ブラックインク用である分割マニホールド孔11a,11cの両方に連通する共通マニホールド孔12aと、他の分割マニホールド孔11e,11h,11iと同形状で夫々連通する分割マニホールド孔12d、12f、12gと、流出用貫通孔11b、11d,11fにそれぞれ連通する流出用貫通孔12b、12c,12eとを有している。そして、前記した第1マニホールドプレート11と第2マニホールドプレート12とでマニホールド層が構成されている。
The
ダンパープレート13は、共通マニホールド孔12aとは反対側から凹部を形成することで薄肉化されたダンパー壁13aと、分割マニホールド孔12d、12f、12gとは反対側から凹部を形成することで薄肉化されたダンパー壁13e,13h,13iと、流出用貫通孔12b、12c,12eにそれぞれ連通する流出用貫通孔13c,13d,13gとを有し、ダンパー層を構成している。即ち、図3に示すように、ダンパー層は、各ダンパー壁13a,13eを境にマニホールド孔12a,12dの反対側に形成された空隙部13b,13fを有している。
The
カバープレート14は、流出用貫通孔13c,13d,13gにそれぞれ連通する流出用貫通孔14a〜14cを有している。ノズルプレート15は、流出用貫通孔14a〜14cにそれぞれ連通して外部にインクを噴射するノズル孔(液体流出口)15a〜15cを有している。また、図2に示すように、圧力室プレート8のインク供給孔8g〜8jには、インクタンク(図示せず)から供給されるインクに混入した塵を除去するためのフィルタ16が被せられている。
The
次に、流路ユニット2内におけるインクの流路について図3及び図4を参照しながら説明する。図4は図1に示すインクジェットヘッド1の圧力室に対する共通液室及びダンパー壁の位置関係を説明する平面図である。(なお、図4は、ブラックインク用の2列の圧力室33,36と、それに隣接する他色のインク用の1列の圧力室40について拡大して示している。)図3及び図4に示すように、まず、ブラックインクについては、共通液室30が後述する2列の圧力室33,36に平面視で跨ってその列方向に延在している。即ち、図3に示すように、共通液室30は、分割マニホールド孔11a,11c及び共通マニホールド孔12aの上下が第2接続流路プレート10とダンパープレート13とで閉鎖されて密閉されることで形成されている。
Next, the ink flow path in the
共通液室30には、圧力室33,36の列間に対応する位置にある仕切壁11gにより、流路断面積が狭められた狭窄部30aが形成されている。共通液室30の下面は、平面視で共通液室30と略同一形状のダンパー壁13aにより形成されている。ダンパー壁13aを境に共通液室30とは反対側に位置する空隙部13bは、その下側がカバープレート14へ閉鎖されることで密閉されている。
In the
共通液室30は、仕切壁11gの両側のクランク状の接続流路32,35を介して、上方にある2列の圧力室33,36に夫々連通している。接続流路32,35は、第1接続流路プレート9の連通孔9a,9c、第2接続流路プレート10の凹部10a,10d及び連通孔10b,10eにより形成されている。接続流路32,35は、共通液室30から圧力室33,36までの流路中で最も狭い流路断面積で最も大きい流路抵抗となる絞り部32a,35aを有している。
The
圧力室33,36は、圧力室孔8a〜8eの上下がアクチュエータ3及び第1接続流路プレート9で閉鎖されることで形成されている。接続流路32,35は、2列の圧力室33,36に対して互いに近接する側の端部に連通している。2列の圧力室33,36の互いに離反する側の端部は、平面視で共通液室30より若干外側にはみ出すように配置されて、その端部には流出路34,37が連通している。これらの流出路34,37は、流出用貫通孔9b,10c,11b,12b,13c,14a及び9d,10f,11d,12c,13d,14bにより形成されており、下方のノズル孔15a,15bに向けて徐々に縮径する形状で積層方向(プレート面に直交する方向)に真っ直ぐ垂設されている。このように流出路34,37が真っ直ぐに垂設されることで、流出路34,37内面での圧力の乱反射が低減されることとなる。
The
次に、シアン、マゼンダ、イエローのインク用の3列の流路は互いに同様であるので、それらのうち1列の流路について代表して説明する。図3及び図4に示すように、共通液室38が後述する1列の圧力室40に対応する下方でその列方向に延在している。共通液室38の下面は、平面視で共通液室38と略同一形状のダンパー壁13eにより形成されている。共通液室38は、クランク状の接続流路39を介して上方の1列の圧力室40に夫々連通している。
Next, since the three rows of flow paths for cyan, magenta, and yellow inks are the same as each other, one row of the flow passages will be described as a representative. As shown in FIGS. 3 and 4, the
圧力室40は、ブラックインク用の圧力室33,36と同形状で、そのブラックインク用の圧力室36から離反する側の端部に接続流路39が連通している。圧力室40のブラックインク用の圧力室33に近接する側の端部には流出路となる流出路41が連通している。この流出路41は、下方のノズル孔15cに向けて徐々に縮径する形状で積層方向(プレート面に直交する方向)に真っ直ぐ垂設されている。
The
次に、アクチュエータ3は、図3に示すように、1枚の厚さが略30μm程度のチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)のセラミックス材料からなる多数枚の圧電シート20〜25と、絶縁性を有するトップシート26とが積層されている。各圧電シート20のうち最下層の圧電シート20から上方へ数えて奇数番目の圧電シート20,22,24の上面には、多数の圧力室33,36,40に対応して連続配置された共通電極27が印刷形成されている。最下層の圧電シート20から上方へ数えて偶数番目の圧電シート21,23の上面には、各圧力室33,36,40の夫々に対応するよう配置された多数の個別電極28が5列に印刷形成されている。また、共通電極27及び個別電極28は各圧電シート20〜25及びトップシート26の側端面またはスルーホール(図示せず)に設けた中継配線(図示せず)を介して最上層のトップシート26の上面の表面電極5(図1参照)に導通されている。
Next, as shown in FIG. 3, the
次に、インクジェットヘッド1の作用について説明する。図3に示すように、アクチュエータ3の個別電極28に選択的に電圧が印加されて共通電極27との間に電位差が生じることで、圧電シート21〜24の各電極27,28間に位置する活性部に電界が作用して積層方向の歪み変形が発生する。この活性部の変形により、例えば、右側の圧力室33内のインクに圧力が付与されると、該インクが流出路34を通ってノズル孔15aより噴射される。その際、圧力室33に作用した圧力波は、ノズル15aへ向かう前進成分だけでなく、共通液室30へ向かう後退成分を有している。この圧力波の後退成分は、絞り部32aによりある程度は遮断されるが、一部が共通液室30に伝播することとなる。共通液室30に伝播した圧力波の後退成分は、薄肉のダンパー壁13aが弾性変形することで吸収される。これにより、圧力室33で発生した圧力波の後退成分が共通液室30を介して他の隣接する圧力室33,36に伝播する所謂クロストークが防止されることとなる。
Next, the operation of the inkjet head 1 will be described. As shown in FIG. 3, a voltage is selectively applied to the
さらに、共通液室30及びダンパー壁13aは平面視で2列の圧力室33,36に跨るように大面積で配置されているので、インクジェットヘッド1が高密度化されてもダンパー壁13aの振動吸収性能が十分に確保され、クロストークの防止性能が向上している(ダンパー性能はダンパー壁13aの幅の5乗に比例する)。また、共通液室30における圧力室33,36の列間に対応する位置に、流路断面積を狭める狭窄部30aが設けられているので、圧力室33から共通液室30に向けて生じた圧力波の後退成分が、隣接する他列の圧力室36に伝播することも防がれて、列間のクロストークも効果的に防止されることとなる。
Furthermore, since the
さらに、インクジェットヘッド1は、クロストークの影響が目立ち易いブラックインクについては圧力室33,36の2列に跨るように共通液室30及びダンパー壁13aが配置されている一方、クロストークの影響が目立ちにくいイエロー等の他のインクについては、圧力室40の1列毎に対応して共通液室38及びダンパー壁13eが配置されており、簡素な構造で効果的に印刷品質を向上させることが可能となる。
Further, in the inkjet head 1, for the black ink that is easily affected by the crosstalk, the
(第2実施形態)
図5は第2実施形態のインクジェットヘッド100の要部断面図である。第1実施形態との相違点は、第2マニホールドプレート51の厚さを変更している点である。なお、第1実施形態と共通する部分については同一符号を付して以下の説明を省略している。図5に示すように、本実施形態のインクジェットヘッド100の流路ユニット50は、第1マニホールドプレート11の厚さT1よりも、第2マニホールドプレート51の厚さT2を小さくしている。具体的には、T2/T1の値は0.2〜0.7の範囲で設定されていると好ましい。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part of the
第2マニホールドプレート51は、第1マニホールドプレート11の分割マニホールド孔11a,11cの夫々に連通する共通マニホールド孔51aと、他の分割マニホールド孔11eと同形状で夫々連通する分割マニホールド孔51dと、流出用貫通孔11b、11d,11fにそれぞれ連通する流出用貫通孔51b、51c,51eとを有している。そして、第1マニホールドプレート11と第2マニホールドプレート51とでマニホールド層が構成されている。共通液室52は、第1マニホールドプレート11の分割マニホールド孔11a,11cと、第2マニホールドプレート51の共通マニホールド孔51aの上下が第2接続流路プレート10とダンパープレート13とで閉鎖されることで形成されている。
The
以上の構成のインクジェットヘッド100によれば、第1マニホールドプレート11の厚さT1よりも第2マニホールドプレート51の厚さT2が小さいので、共通液室52の狭窄部52aの断面高さが仕切壁11gの厚さよりも小さくなる。したがって、第2マニホールドプレート52の厚さT2を適宜変えるだけで流路断面積がより小さい狭窄部52aを容易に形成することができる。
According to the
(参考形態)
図6は参考実施形態のインクジェットヘッドの流路ユニット200の要部平面図である。図7は図6のVII−VII線断面図である。なお、第1実施形態と共通する部分については同一符号を付して以下の説明を省略している。
(Reference form)
FIG. 6 is a plan view of an essential part of the
図7に示すように、流路ユニット200は、圧力室プレート8と、接続流路プレート210と、第1マニホールドプレート220と、第2マニホールドプレート12と、ダンパープレート13と、カバープレート14と、ノズルプレート15とがそれぞれ積層接着された構成となっている。つまり、本実施形態では後述する接続流路232が1枚のプレート210で形成されている。
As shown in FIG. 7, the
接続流路プレート210は、圧力室プレート8の圧力室孔8aの一端部に連通され、圧力室孔8aの長軸方向に沿って延在する凹部210aと、その凹部210aの他端部に形成された連通孔210bと、圧力室8aの他端部に連通する流出用貫通孔210dとを有している。
The connection
第1マニホールドプレート220は、第2マニホールドプレート12の共通マニホールド孔12aと同形状である共通マニホールド孔220aと、流出用貫通孔210dに連通する流出用貫通孔220bとを有しており、共通マニホールド孔220aが接続流路プレート210の連通孔210bに連通するよう圧力室の列方向に延在している。
The
第1及び第2マニホールドプレート220,12の共通マニホールド孔220a,12aの上下が接続流路プレート210とダンパープレート13とで閉鎖されることにより、共通液室230が形成されている。共通液室230は、2列の圧力室33,36に平面視で跨ってその列方向に延在している。
A
また、接続流路プレート210の凹部210aが圧力室プレート8により上方から閉鎖されることにより、接続流路232が形成されている。図6に示すように、接続流路232は、それが連通する圧力室33(又は36)から、平面視において隣の列の2つの隣接する圧力室36と36(又は33と33)間に延在している。この接続流路232は、共通液室230から圧力室33までの流路中で最も狭い流路断面積で最も大きい流路抵抗となる絞り部を有している。
Further, the
さらに、図7に示すように、圧力室プレート8の圧力室孔8aが接続流路プレート210により下方から閉鎖されることにより、圧力室33が形成されている。そして、凹部210aの端部210cが圧力室孔8aと平面視で重なることで、接続流路232が圧力室33と連通している。
Further, as shown in FIG. 7, the
以上の構成によれば、接続流路232を形成するためのプレート210が1枚で足りるので、部品点数及びコストの削減を図ることができる。また、使用するプレート数が減ることで、積層組立時における位置ズレを低減することができ、歩留まりを向上させることが可能となる。
According to the above configuration, since one
なお、前述した各実施形態は本発明をインクジェットヘッドに適用したものであるが、インク以外の液体を移送する液体移送装置に適用してもよい。また、前述した各実施形態の圧力室は全て同一形状・同一サイズであるが、2列の圧力室33,36のサイズを相違させて互いの噴射量を変えるようにしてもよい。
In addition, although each embodiment mentioned above applies this invention to an inkjet head, you may apply to the liquid transfer apparatus which transfers liquids other than an ink. In addition, the pressure chambers of the respective embodiments described above have the same shape and the same size, but the injection amounts may be changed by making the sizes of the two
以上のように、本発明に係る液体移送装置及びインクジェットヘッドは、クロストークが好適に防止される優れた効果を有し、インクジェットプリンタ等に適用すると有益である。 As described above, the liquid transfer device and the ink jet head according to the present invention have an excellent effect of suitably preventing crosstalk, and are beneficial when applied to an ink jet printer or the like.
1 インクジェットヘッド(液体移送装置)
2,50,200 流路ユニット
3 アクチュエータ
8a,8b 圧力室孔
8g インク供給口(液体流入口)
11,220 第1マニホールドプレート
11a、11c 分割マニホールド孔
11g 仕切壁
12,51 第2マニホールドプレート
12a,51a 共通マニホールド孔
13a,13e ダンパー壁
13b,13f 空隙部
15a,15b ノズル孔(液体流出口)
30,38,52 共通液室
30a,52a 狭窄部
32,35,232 接続流路
33,36,40 圧力室
1 Inkjet head (liquid transfer device)
2, 50, 200
11, 220
30, 38, 52
Claims (7)
前記流路ユニットは、前記液体流入口に連通して前記少なくとも2列の各圧力室に液体を供給する共通液室と、前記共通液室に面して弾性変形するダンパー壁とを有し、
前記共通液室及び前記ダンパー壁が、前記ダンパー壁の壁面に直交する方向から見た平面視で前記少なくとも2列の圧力室に跨るように配置されており、
前記共通液室における前記圧力室の列間に対応する位置に、前記共通液室内の流路断面積を狭める狭窄部を形成する仕切壁が突出して設けられており、
前記共通液室には、前記仕切壁を跨いだ両側に前記圧力室に液体を供給するための連通孔がそれぞれ設けられており、
前記流路ユニットは、前記圧力室を構成する圧力室孔を有する圧力室層と、前記共通液室を構成するマニホールド孔を有するマニホールド層と、前記圧力室層とマニホールド層との間に設けられて前記圧力室と共通液室とを連通させる接続流路を構成する接続流路層と、前記マニホールド層の前記接続流路層とは反対側に積層されて前記共通液室に面する前記ダンパー壁を有するダンパー層とを備え、
前記マニホールド層は、前記接続流路層に隣接配置されて前記圧力室の各列に個別に連通するように前記仕切壁で分割された複数の分割マニホールド孔を有する第1マニホールドプレートと、前記分割マニホールド孔の夫々に連通する共通マニホールド孔を有する第2マニホールドプレートとを備え、
前記第1マニホールドプレートの前記仕切壁のプレート厚さ方向に沿った側面の高さは、前記第1マニホールドプレートの厚さと同じであることを特徴とする液体移送装置。 A flow path unit in which a plurality of pressure chambers respectively corresponding to the plurality of liquid outlets are provided in a flow path from the liquid inlet to the plurality of liquid outlets, and a transfer pressure to the liquid in the pressure chamber An actuator for feeding,
The flow path unit includes a common liquid chamber that communicates with the liquid inlet and supplies liquid to the pressure chambers in the at least two rows, and a damper wall that elastically deforms facing the common liquid chamber,
The common liquid chamber and the damper wall are disposed so as to straddle the at least two rows of pressure chambers in a plan view as viewed from a direction orthogonal to the wall surface of the damper wall;
A partition wall forming a constricted portion for narrowing a cross-sectional area of the flow path in the common liquid chamber is provided to project at a position corresponding to the space between the pressure chambers in the common liquid chamber,
The common liquid chamber is provided with communication holes for supplying liquid to the pressure chamber on both sides straddling the partition wall,
The flow path unit is provided between a pressure chamber layer having a pressure chamber hole constituting the pressure chamber, a manifold layer having a manifold hole constituting the common liquid chamber, and the pressure chamber layer and the manifold layer. A connection flow path layer constituting a connection flow path for communicating the pressure chamber and the common liquid chamber, and the damper which is laminated on the opposite side of the manifold layer from the connection flow path layer and faces the common liquid chamber A damper layer having a wall,
The manifold layer is disposed adjacent to the connection flow path layer and has a first manifold plate having a plurality of divided manifold holes divided by the partition walls so as to communicate individually with each row of the pressure chambers, and the divided A second manifold plate having a common manifold hole communicating with each of the manifold holes,
The liquid transfer device according to claim 1, wherein a height of a side surface of the first manifold plate along the plate thickness direction of the partition wall is the same as a thickness of the first manifold plate.
前記接続流路は、前記共通液室から前記圧力室を含む流路中で最も大きい流路抵抗となる絞り部を有する請求項1乃至5のいずれかに記載の液体移送装置。 The pressure chamber communicates with the common liquid chamber via a connection channel at an end portion adjacent to the adjacent pressure chamber in the other row, and the liquid portion is disposed at an end portion on the side away from the other pressure chamber. Communicating with the outlet,
The liquid transfer device according to any one of claims 1 to 5, wherein the connection flow path has a throttle portion that provides the largest flow path resistance in the flow path including the pressure chamber from the common liquid chamber.
少なくとも1色については前記圧力室の2列に跨るように配置された前記共通液室及び前記ダンパー壁が設けられ、それ以外の他色については前記圧力室の1列毎に対応して配置された共通液室及びダンパー壁が設けられていることを特徴とするインクジェットヘッド。 An ink jet head that uses the liquid transfer device according to claim 1 to eject a plurality of colors of ink.
At least one color is provided with the common liquid chamber and the damper wall arranged so as to straddle two rows of the pressure chambers, and other colors are arranged corresponding to each row of the pressure chambers. An ink jet head comprising a common liquid chamber and a damper wall.
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