JP5862097B2 - Liquid ejection head and image forming apparatus - Google Patents

Liquid ejection head and image forming apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP5862097B2
JP5862097B2 JP2011170451A JP2011170451A JP5862097B2 JP 5862097 B2 JP5862097 B2 JP 5862097B2 JP 2011170451 A JP2011170451 A JP 2011170451A JP 2011170451 A JP2011170451 A JP 2011170451A JP 5862097 B2 JP5862097 B2 JP 5862097B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piezoelectric
common
electrode
wiring
external electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2011170451A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013035136A (en
Inventor
小林 寛史
寛史 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2011170451A priority Critical patent/JP5862097B2/en
Publication of JP2013035136A publication Critical patent/JP2013035136A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5862097B2 publication Critical patent/JP5862097B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

本発明は液体吐出ヘッド及び画像形成装置に関する。   The present invention relates to a liquid discharge head and an image forming apparatus.

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する液体吐出ヘッド(液滴吐出ヘッド)からなる記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置、例えばインクジェット記録装置が知られている。   As an image forming apparatus such as a printer, a facsimile, a copying machine, a plotter, or a complex machine of these, for example, a liquid discharge recording type image forming using a recording head composed of a liquid discharge head (droplet discharge head) that discharges ink droplets. Devices such as ink jet recording devices are known.

液体吐出ヘッドとしては、例えば液室内の液体であるインクを加圧し圧力を発生するための圧力発生手段としての圧電体、特に圧電層と内部電極を交互に積層した積層型圧電部材に溝加工を施して複数の柱状の圧電素子(圧電柱)を形成した圧電アクチュエータを備え、積層型圧電部材のd33またはd31方向の変位で液室に壁面を形成する弾性変形可能な振動板を変形させ、液室内容積、圧力を変化させて液滴を吐出させるいわゆる圧電型ヘッドが知られている。   As a liquid discharge head, for example, a groove is formed on a piezoelectric body as pressure generating means for generating pressure by applying ink, which is liquid in a liquid chamber, in particular, a laminated piezoelectric member in which piezoelectric layers and internal electrodes are alternately stacked. A piezoelectric actuator having a plurality of columnar piezoelectric elements (piezoelectric columns) applied thereto, and deforming an elastically deformable diaphragm that forms a wall surface in the liquid chamber by displacement of the laminated piezoelectric member in the direction d33 or d31. A so-called piezoelectric head that discharges droplets by changing the volume and pressure in the room is known.

このような圧電型ヘッドとして、複数の圧電素子柱が形成された圧電部材と、圧電部材に形成された少なくとも駆動信号が印加される2以上の圧電素子柱に共通する共通外部電極と、共通外部電極が形成された面と並列に配設された金属部材とを有し、金属部材と共通外部電極面が溶融型導電材料により直接電気的に接合されているものが知られている(特許文献1)。   As such a piezoelectric head, a piezoelectric member in which a plurality of piezoelectric element columns are formed, a common external electrode formed in the piezoelectric member and common to two or more piezoelectric element columns to which a drive signal is applied, and a common external It is known that a metal member disposed in parallel with a surface on which an electrode is formed, and the metal member and a common external electrode surface are directly electrically joined by a molten conductive material (Patent Document) 1).

また、圧電層と内部電極が交互に積層された複数の圧電素子柱を有する圧電部材と、圧電部材の圧電素子柱に給電する配線部材と、を備え、圧電部材は、内部電極を引き出した互いに対向する面の一方に設けられた第1共通外部電極と、他方の面に設けられた個別外部電極とを有し、かつ、個別外部電極が形成された面側に第1共通外部電極と接続された第2共通外部電極を有し、配線部材は、圧電部材の個別外部電極が形成された面側に接続されて、個別外部電極と第2共通外部電極に給電を行い、圧電部材へ接続される先端部に、複数の圧電素子柱に形成された複数の第2共通外部電極にまたがって接続される共通電極配線と、共通電極配線よりも先端方向から後退して配置され、個別外部電極に接続される個別電極配線とを有しているものが知られている(特許文献2)。   A piezoelectric member having a plurality of piezoelectric element columns in which piezoelectric layers and internal electrodes are alternately stacked; and a wiring member that feeds power to the piezoelectric element columns of the piezoelectric member. A first common external electrode provided on one of the opposing surfaces and an individual external electrode provided on the other surface, and connected to the first common external electrode on the surface side on which the individual external electrode is formed The wiring member is connected to the surface of the piezoelectric member on which the individual external electrodes are formed, and feeds power to the individual external electrode and the second common external electrode to connect to the piezoelectric member. A common electrode wiring connected across a plurality of second common external electrodes formed on the plurality of piezoelectric element columns, and a receding from the front end direction with respect to the common electrode wiring. And individual electrode wiring connected to It is known to (Patent Document 2).

特開2011−086896号公報JP 2011-086896 A 特開2011−056730号公報JP 2011-056730 A

しかしながら、特許文献1に開示されている構成にあっては、金属部材を追加する必要があるためにコストが高くなる。また、金属部材の熱容量が大きいため、圧電部材の共通電極と金属部材を接合するときの熱エネルギーを大きくする必要があり、接合不良や圧電部材の消極が生じるおそれがある。   However, in the configuration disclosed in Patent Document 1, it is necessary to add a metal member, which increases the cost. Further, since the heat capacity of the metal member is large, it is necessary to increase the thermal energy when joining the common electrode of the piezoelectric member and the metal member, which may result in poor bonding or depolarization of the piezoelectric member.

特許文献2に開示されている構成にあっては、配線部材の共通配線を個別電極部より圧電部材の駆動面側に設けているため、駆動IC等を搭載した配線部材では、個別電極より圧電部材の駆動面側にICの動作検査のための電極を設け、検査後に個別電極と動作検査電極の間で切断し、圧電素子との接合電極部を配線基板の端子部とする構成とするためには、多層配線とする必要がある。また、個別電極を動作検査電極として使用するためには、個別電極に損傷を与えないようにソフトタッチできる検査プローブを使用する等、検査コストが高くなる。   In the configuration disclosed in Patent Document 2, since the common wiring of the wiring member is provided on the driving surface side of the piezoelectric member from the individual electrode portion, the wiring member mounted with the driving IC or the like is more piezoelectric than the individual electrode. An electrode for IC operation inspection is provided on the drive surface side of the member, and after the inspection, the electrode is cut between the individual electrode and the operation inspection electrode, and the bonding electrode portion with the piezoelectric element is used as the terminal portion of the wiring board. Needs to be multilayer wiring. Further, in order to use the individual electrode as the operation inspection electrode, the inspection cost becomes high, for example, by using an inspection probe that can be soft-touched so as not to damage the individual electrode.

本願発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、部材コストや検査コストの増加を生じることなく、圧電部材と配線部材との接合不良や両部材の損傷を低減することを目的とする。   This invention is made | formed in view of said point, and it aims at reducing the joining defect of a piezoelectric member and a wiring member, and the damage of both members, without causing the increase in member cost or test | inspection cost.

上記の課題を解決するため、本発明に係る液体吐出ヘッドは、
液滴を吐出するノズルが連通する複数の個別液室に対応して配列された複数の圧電柱と、前記個別液室に対応しない少なくとも1つの共通電極取出し用圧電柱とがノズル配列方向に沿って設けられた2つの圧電部材と、
前記2つの圧電部材の複数の圧電柱に駆動信号を与える1つの可撓性を有する配線部材と、を有し、
前記2つの圧電部材は、ノズル配列方向と直交する方向に所定の間隔で配置され、
前記2つの圧電部材には、それぞれ、ノズル配列方向と直交する方向で対向する内面側に、前記複数の圧電柱に共通の第1共通外部電極が設けられ、前記内面側と反対側の外面側に、前記複数の圧電柱毎の個別外部電極が設けられるとともに、前記共通電極取出し用圧電柱に前記内面側の第1共通外部電極に通じる第2共通外部電極が設けられ、
前記配線部材は、前記2つの圧電部材に対応して開口部が形成されて、前記2つの圧電部材に跨って前記2つの圧電部材の外面側で屈曲されて設けられ、
前記配線部材には、個別電極配線及び第1共通電極配線が設けられて、前記2つの圧電部材の外面側の個別外部電極及び第2共通外部電極にそれぞれ接続され、
前記配線部材には、前記2つの圧電部材の間にノズル配列方向に沿って前記第1共通電極配線に通じる第2共通電極配線が設けられて、前記第2共通電極配線は前記2つの圧電部材の前記内面側の第1共通外部電極に接続されている
構成とした。
In order to solve the above-described problem, a liquid discharge head according to the present invention includes:
A plurality of piezoelectric columns arranged corresponding to a plurality of individual liquid chambers through which nozzles for discharging liquid droplets communicate, and at least one common electrode extracting piezoelectric column not corresponding to the individual liquid chambers extend along the nozzle arrangement direction. Two piezoelectric members provided
A flexible wiring member that gives a drive signal to a plurality of piezoelectric pillars of the two piezoelectric members;
The two piezoelectric members are arranged at a predetermined interval in a direction orthogonal to the nozzle arrangement direction,
Wherein the two piezoelectric members, respectively, on the inner surface facing in a direction orthogonal to the nozzle arrangement direction, the plurality of common first common external electrode to a piezoelectric column provided, the outer surface side opposite to the inner surface side In addition, an individual external electrode for each of the plurality of piezoelectric columns is provided, and a second common external electrode that communicates with the first common external electrode on the inner surface side is provided on the piezoelectric column for taking out the common electrode,
The wiring member is provided with an opening corresponding to the two piezoelectric members, and is bent on the outer surface side of the two piezoelectric members across the two piezoelectric members,
The wiring member is provided with an individual electrode wiring and a first common electrode wiring, and is connected to an individual external electrode and a second common external electrode on the outer surface side of the two piezoelectric members,
The wiring member is provided with a second common electrode wiring that communicates with the first common electrode wiring along a nozzle arrangement direction between the two piezoelectric members, and the second common electrode wiring is connected to the two piezoelectric members. It was set as the structure connected to the said 1st common external electrode of the said inner surface side.

本発明によれば部材コストや検査コストの増加を生じることなく、圧電部材と配線部材との接合不良や両部材の損傷を低減することができる。
According to the onset bright, without causing an increase in material cost and inspection cost can be reduced damage bonding failure or both members of the piezoelectric member and the wiring member.

本発明に係る液体吐出ヘッドの一例を示す分解斜視図である。It is an exploded perspective view showing an example of a liquid discharge head concerning the present invention. 同ヘッドの液室長手方向に沿う断面説明図である。It is sectional explanatory drawing along the liquid chamber longitudinal direction of the head. 同ヘッドの液室短手方向に沿うバイピッチ構造の断面説明図である。It is sectional explanatory drawing of the bipitch structure along the liquid chamber transversal direction of the head. 同ヘッドの液室短手方向に沿うノーマルピッチ構造の断面説明図である。It is sectional explanatory drawing of the normal pitch structure along the liquid chamber transversal direction of the head. 本発明の第1実施形態の説明に供するFPCを屈曲する前の状態の平面説明図である。It is plane explanatory drawing of the state before bending FPC with which it uses for description of 1st Embodiment of this invention. 同じく側面説明図である。It is a side explanatory view similarly. FPCを屈曲接合後の状態の図5のA−A線に沿う断面説明図である。FIG. 6 is a cross-sectional explanatory view taken along line AA in FIG. 5 in a state after the FPC is bent and joined. 同じく図5のB−B線に沿う断面説明図である。FIG. 6 is a cross-sectional explanatory view taken along the line BB in FIG. 5. 圧電部材とFPCの接続構造を説明するノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。It is sectional explanatory drawing of the direction orthogonal to the nozzle arrangement direction explaining the connection structure of a piezoelectric member and FPC. 本発明の第2実施形態の説明に供する図6と同様な側面説明図である。It is side explanatory drawing similar to FIG. 6 with which it uses for description of 2nd Embodiment of this invention. 本発明に係る画像形成装置の一例の説明に供する機構部の側面説明図である。FIG. 4 is a side explanatory view of a mechanism portion for explaining an example of an image forming apparatus according to the present invention. 同じく機構部の要部平面説明図である。It is a principal part top explanatory drawing of a mechanism part similarly.

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。本発明に係る液体吐出ヘッドの一例について図1ないし図4を参照して説明する。なお、図1は同ヘッドの分解斜視説明図、図2は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向(液室長手方向)に沿う断面説明図、図3及び図4は同ヘッドのノズル配列方向(液室短手方向)に沿う異なる例の断面説明図である。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. An example of a liquid discharge head according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is an exploded perspective view of the head, FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view along a direction (liquid chamber longitudinal direction) orthogonal to the nozzle arrangement direction of the head, and FIGS. 3 and 4 are nozzle arrangement directions of the head. It is sectional explanatory drawing of the different example along (liquid chamber transversal direction).

この液体吐出ヘッドは、SUS基板で形成した流路基板(液室基板)1と、この流路基板1の下面に接合した振動板部材2と、流路基板1の上面に接合したノズル板3とを有し、これらによって液滴(液体の滴)を吐出する複数のノズル4がそれぞれノズル連通路5を介して連通する個別流路としての複数の個別液室(加圧液室、圧力室、加圧室、流路などとも称される。以下、単に「液室」ともいう。)6、液室6にインクを供給する供給路を兼ねた流体抵抗部7、この流体抵抗部7を介して液室6と連通する連通部8を形成し、連通部8に振動板部材2に形成した供給口9を介して後述するフレーム部材17に形成した共通液室10からインクを供給する。   The liquid discharge head includes a flow path substrate (liquid chamber substrate) 1 formed of a SUS substrate, a vibration plate member 2 bonded to the lower surface of the flow path substrate 1, and a nozzle plate 3 bonded to the upper surface of the flow path substrate 1. And a plurality of individual liquid chambers (pressurized liquid chambers, pressure chambers) as individual flow paths through which the plurality of nozzles 4 that discharge droplets (liquid droplets) communicate with each other via the nozzle communication path 5. , Also referred to as a pressurizing chamber, a flow path, etc. Hereinafter, also referred to simply as a “liquid chamber”.) 6, a fluid resistance portion 7 that also serves as a supply path for supplying ink to the liquid chamber 6, and the fluid resistance portion 7 A communication portion 8 communicating with the liquid chamber 6 is formed, and ink is supplied from a common liquid chamber 10 formed in a frame member 17 described later through a supply port 9 formed in the diaphragm member 2 in the communication portion 8.

流路基板1は、流路板1Aと連通板1Bとを接着して構成している。この流路基板1は、SUS基板を、酸性エッチング液を用いてエッチング、あるいは打ち抜き(プレス)などの機械加工することで、連通路5、加圧液室6、流体抵抗部7などの開口をそれぞれ形成している。   The flow path substrate 1 is configured by bonding a flow path plate 1A and a communication plate 1B. The flow path substrate 1 is formed by etching the SUS substrate using an acidic etchant or machining such as punching (pressing) to open openings such as the communication path 5, the pressurized liquid chamber 6, and the fluid resistance portion 7. Each is formed.

振動板部材2は各液室6に対応してその壁面を形成する各振動領域(ダイアフラム部)2aを有し、振動領域2aの面外側(液室6と反対面側)に島状凸部2bが設けられ、この島状凸部2bに振動領域2aを変形させる駆動手段(アクチュエータ手段、圧力発生手段)としての積層型圧電部材12の圧電柱12A、12Bの上端面(接合面)を接合している。また、積層型圧電部材12の下端面はベース部材13に接合している。   The diaphragm member 2 has each vibration region (diaphragm portion) 2a that forms a wall surface corresponding to each liquid chamber 6, and an island-shaped convex portion on the outer side of the vibration region 2a (on the side opposite to the liquid chamber 6). 2b is provided, and the upper end surfaces (joint surfaces) of the piezoelectric columns 12A and 12B of the laminated piezoelectric member 12 as drive means (actuator means, pressure generating means) for deforming the vibration region 2a are joined to the island-shaped convex portions 2b. doing. The lower end surface of the multilayer piezoelectric member 12 is joined to the base member 13.

ここで、圧電部材12は、圧電材料層21と内部電極22a、22bとを交互に積層したものであり、内部電極22a、22bをそれぞれ端面、即ち圧電部材12の振動板部材2に略垂直な側面に引き出して、この側面に形成された端面電極(外部電極)23、24に接続し、端面電極(外部電極)23、24間に電圧を印加することで積層方向の変位を生じる。ここで、外部電極23を個別外部電極(個別電極)とし、外部電極24を第1共通外部電極(共通電極)として使用する。   Here, the piezoelectric member 12 is formed by alternately laminating piezoelectric material layers 21 and internal electrodes 22a and 22b. The internal electrodes 22a and 22b are respectively substantially perpendicular to the end face, that is, the diaphragm member 2 of the piezoelectric member 12. By pulling out to the side surface, connecting to the end face electrodes (external electrodes) 23, 24 formed on the side face, and applying a voltage between the end face electrodes (external electrodes) 23, 24, displacement in the stacking direction occurs. Here, the external electrode 23 is used as an individual external electrode (individual electrode), and the external electrode 24 is used as a first common external electrode (common electrode).

この圧電部材12は、ハーフカットダイシングによって溝40を加工することで、1つの圧電部材12に対して所要数の柱状の圧電素子である圧電柱12A、12Bを所定の間隔で櫛歯状に形成したものである。   This piezoelectric member 12 forms grooves 40 by half-cut dicing, thereby forming piezoelectric pillars 12A and 12B, which are a required number of pillar-shaped piezoelectric elements, for one piezoelectric member 12 in a comb-like shape at a predetermined interval. It is a thing.

なお、圧電部材12の圧電柱12A、12Bは、同じものであるが、駆動波形を与えて駆動させる圧電柱を駆動柱12A、駆動波形を与えないで単なる支柱として使用する圧電柱を非駆動柱12Bとして区別している。この場合、図3に示すように、駆動柱12Aと非駆動柱12Bとを交互に使用するバイピッチ構成でも、あるいは、図4に示すようにすべての圧電柱を駆動柱12Aとして使用するノーマルピッチ構成のいずれでも採用できる。   The piezoelectric columns 12A and 12B of the piezoelectric member 12 are the same, but a piezoelectric column that is driven by giving a driving waveform is a driving column 12A, and a piezoelectric column that is used as a simple column without giving a driving waveform is a non-driving column. It is distinguished as 12B. In this case, as shown in FIG. 3, a bi-pitch configuration in which drive columns 12A and non-drive columns 12B are used alternately, or a normal pitch configuration in which all piezoelectric columns are used as drive columns 12A as shown in FIG. Either can be adopted.

また、圧電部材12には駆動柱12Aに駆動信号を与えるための可撓性を有する配線部材としてのFPC15が接続されている。   The piezoelectric member 12 is connected to an FPC 15 as a flexible wiring member for giving a driving signal to the driving column 12A.

ノズル板3は、ニッケル(Ni)の金属プレートから形成したもので、エレクトロフォーミング法(電鋳)で製造している。このノズル板3には各液室6に対応して直径10〜35μmのノズル4を形成し、流路基板1に接着剤接合している。そして、このノズル板3の液滴吐出側面(吐出方向の表面:吐出面、又は液室6側と反対の面)には撥水層を設けている。   The nozzle plate 3 is formed from a nickel (Ni) metal plate, and is manufactured by an electroforming method (electroforming). In this nozzle plate 3, nozzles 4 having a diameter of 10 to 35 μm are formed corresponding to the liquid chambers 6 and bonded to the flow path substrate 1 with an adhesive. A water repellent layer is provided on the droplet discharge side surface (surface in the discharge direction: discharge surface or surface opposite to the liquid chamber 6 side) of the nozzle plate 3.

また、これらの圧電部材12、ベース部材13及びFPC15などで構成されるアクチュエータ部の外周側には、エポキシ系樹脂或いはポリフェニレンサルファイトで射出成形により形成したフレーム部材17を接合している。そして、このフレーム部材17には前述した共通液室10を形成し、更に共通液室10に外部から記録液を供給するための供給口19を形成し、この供給口19は更に図示しないサブタンクやインクカートリッジなどのインク供給源に接続される。   Further, a frame member 17 formed by injection molding with an epoxy resin or polyphenylene sulfite is joined to the outer peripheral side of the actuator portion constituted by the piezoelectric member 12, the base member 13, the FPC 15, and the like. The frame member 17 is formed with the common liquid chamber 10 described above, and further, a supply port 19 for supplying a recording liquid from the outside to the common liquid chamber 10 is formed. It is connected to an ink supply source such as an ink cartridge.

このように構成した液体吐出ヘッドにおいては、例えば押し打ち方式で駆動する場合には、図示しない制御部から記録する画像に応じて駆動柱12Aに20〜50Vの駆動パルス電圧を選択的に印加することによって、パルス電圧が印加された駆動柱12Aが変位して振動板部材2の振動領域2aをノズル板3方向に変形させ、液室6の容積(体積)変化によって液室6内の液体を加圧することで、ノズル板3のノズル4から液滴が吐出される。   In the liquid ejection head configured as described above, for example, when driven by a punching method, a drive pulse voltage of 20 to 50 V is selectively applied to the drive column 12A according to an image recorded from a control unit (not shown). As a result, the driving column 12A to which the pulse voltage is applied is displaced to deform the vibration region 2a of the vibration plate member 2 in the direction of the nozzle plate 3, and the liquid in the liquid chamber 6 is changed by the volume (volume) change of the liquid chamber 6. By applying pressure, droplets are discharged from the nozzles 4 of the nozzle plate 3.

そして、液滴の吐出に伴って液室6内の圧力が低下し、このときの液流れの慣性によって液室6内には若干の負圧が発生する。この状態の下において、駆動柱12Aへの電圧の印加をオフ状態にすることによって、振動板部材2が元の位置に戻って液室6が元の形状になるため、さらに負圧が発生する。このとき、共通液室10から液室6内にインクが充填され、次の駆動パルスの印加に応じて液滴がノズル4から吐出される。   As the liquid droplets are discharged, the pressure in the liquid chamber 6 decreases, and a slight negative pressure is generated in the liquid chamber 6 due to the inertia of the liquid flow at this time. Under this state, when the voltage application to the drive column 12A is turned off, the diaphragm member 2 returns to the original position and the liquid chamber 6 becomes the original shape, so that further negative pressure is generated. . At this time, ink is filled from the common liquid chamber 10 into the liquid chamber 6, and droplets are ejected from the nozzles 4 in response to the next drive pulse application.

なお、液体吐出ヘッドは、上記の押し打ち以外にも、引き打ち方式(振動板部材2を引いた状態から開放して復元力で加圧する方式)、引き−押し打ち方式(振動板部材2を中間位置で保持しておき、この位置から引いた後、押出す方式)などの方式で駆動することもできる。   In addition to the above-described punching, the liquid discharge head is not limited to the pulling method (a method in which the vibrating plate member 2 is released from the pulled state and pressurized with a restoring force), and the pulling-pushing method (the vibrating plate member 2 is fixed). It can also be driven by a method such as a method of holding at an intermediate position, pulling from this position, and then extruding.

次に、本発明の第1実施形態について図5ないし図9を参照して説明する。なお、図5は同実施形態の説明に供するFPCを屈曲する前の状態の平面説明図、図6は同じく側面説明図、図7はFPCを屈曲接合後の状態の図5のA−A線に沿う断面説明図、図8は同じく図5のB−B線に沿う断面説明図、図9は圧電部材とFPCの接続構造を説明するノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。   Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 is an explanatory plan view of a state before the FPC is bent for explanation of the embodiment, FIG. 6 is a side explanatory view, and FIG. 7 is an AA line of FIG. 5 in a state after the FPC is bent and joined. 8 is a cross-sectional explanatory view taken along the line BB in FIG. 5, and FIG. 9 is a cross-sectional explanatory view in a direction orthogonal to the nozzle arrangement direction for explaining the connection structure between the piezoelectric member and the FPC.

1つの圧電部材12の一端部(又は両端部)には、駆動柱12Aよりも圧電柱配列方向(ノズル配列方向)の幅(以下同様)が広い非駆動柱である共通電極取出し用圧電柱12Baを形成し、その他の圧電柱を駆動柱12Aと非駆動柱(支柱)12Bとを交互に使用するバイピッチ構成としている。   At one end (or both ends) of one piezoelectric member 12, a common electrode extraction piezoelectric column 12Ba which is a non-driving column having a width (hereinafter the same) in the piezoelectric column arrangement direction (nozzle arrangement direction) wider than the driving column 12A. The other piezoelectric pillars have a bi-pitch configuration in which the driving pillars 12A and the non-driving pillars (posts) 12B are alternately used.

そして、2つの圧電部材12,12は、図8にも示すように、ノズル配列方向と直交する方向に所定の間隔でベース部材13上に配置されている。この場合、各圧電部材12、12は駆動柱12Aが千鳥状に配置されるようにしている。   As shown in FIG. 8, the two piezoelectric members 12 and 12 are arranged on the base member 13 at a predetermined interval in a direction orthogonal to the nozzle arrangement direction. In this case, the piezoelectric members 12 and 12 are configured so that the drive columns 12A are arranged in a staggered manner.

ここで、2つの圧電部材12、12には、前述したように、ノズル配列方向と直交する方向で対向する内面側に、複数の駆動柱12Aに共通の共通外部電極(これを「第1共通外部電極」という。)24が設けられ、内面側と反対側の外面側に、複数の駆動柱12A毎の個別外部電極23が設けられている。   Here, as described above, the two piezoelectric members 12 and 12 have a common external electrode (this is referred to as a “first common electrode”) common to the plurality of drive pillars 12A on the inner surface facing in the direction orthogonal to the nozzle arrangement direction. 24) and an individual external electrode 23 for each of the plurality of driving columns 12A is provided on the outer surface side opposite to the inner surface side.

また、圧電部材12、12の共通電極取出し用圧電柱12Baには、駆動柱12Aの個別外部電極23が設けられた面と同じ外面側に、内面側の第1共通外部電極24に通じる第2共通外部電極25が設けられている。   In addition, the piezoelectric column 12Ba for taking out the common electrode of the piezoelectric members 12 and 12 has a second outer side that leads to the first common external electrode 24 on the inner side on the same outer side as the surface on which the individual external electrode 23 of the driving column 12A is provided. A common external electrode 25 is provided.

なお、個別外部電極23、第1共通外部電極24、第2共通外部電極25は、厚さ1μm程度の金属膜をスパッタ処理等により形成したもあのである。金属膜は、Cr、Ni、Cu、Au等の多層膜とし、最表面は半田との接合信頼性の高いAu膜としている。   The individual external electrode 23, the first common external electrode 24, and the second common external electrode 25 are formed by forming a metal film with a thickness of about 1 μm by sputtering or the like. The metal film is a multilayer film of Cr, Ni, Cu, Au or the like, and the outermost surface is an Au film having high bonding reliability with solder.

また、共通電極取出し用圧電柱12Baの高さH2は、他の圧電柱12A、12Bの高さH1より低く(H2<H1)形成している。この高低差(H1−H2)は、FPC15の電極部(基材31+配線32+接続部材(はんだ)41)の厚さ−振動板部材2の島状凸部2bの高さ、以上としている。   Further, the height H2 of the common electrode take-out piezoelectric column 12Ba is lower than the height H1 of the other piezoelectric columns 12A and 12B (H2 <H1). This height difference (H1-H2) is the thickness of the electrode portion (base material 31 + wiring 32 + connecting member (solder) 41) of the FPC 15−the height of the island-like convex portion 2b of the diaphragm member 2.

また、圧電部材12の第1共通外部電極24側の内部電極22a,22bに挟まれておらず電圧が印加されない不活性領域部の高さは、第2共通外部電極25を設けた共通電極取出し用圧電柱12Baの高さH2と同じ高さとしている。   In addition, the height of the inactive region portion where the voltage is not applied without being sandwiched between the internal electrodes 22a and 22b on the first common external electrode 24 side of the piezoelectric member 12 is the common electrode extraction provided with the second common external electrode 25. The height is the same as the height H2 of the piezoelectric pillar 12Ba for use.

なお、ここでは、FPC15の基材31が圧電柱12Aを超えない高さとしているため、振動板部材2の島状凸部2bの高さにかかわらず、両端部の圧電柱12Baを除く圧電柱12A、12Bと振動板部材2が接合できるようにしている。   Here, since the base material 31 of the FPC 15 has a height that does not exceed the piezoelectric column 12A, the piezoelectric columns excluding the piezoelectric columns 12Ba at both ends regardless of the height of the island-shaped convex portions 2b of the diaphragm member 2. 12A, 12B and the diaphragm member 2 can be joined.

また、圧電部材12の共通電極取り出し用圧電柱12Ba及びこれと同じ高さの第1共通外部電極24側の不活性領域部は、最上層の内部電極22bが部分的に露出する高さとしている。なお、圧電部材12の高さを部分的に低く形成する方法としては、機械的加工で除去する方法を用いることができる。   In addition, the common electrode take-out piezoelectric column 12Ba of the piezoelectric member 12 and the inactive region portion on the first common external electrode 24 side having the same height are set to a height at which the uppermost internal electrode 22b is partially exposed. . In addition, as a method of forming the height of the piezoelectric member 12 partially low, a method of removing by mechanical processing can be used.

一方、FPC15は、基材31、個別電極配線32A、第1共通電極配線32B、第2共通電極配線32C(区別しないときは「配線32」という。)、ソルダレジスト33からなり、駆動IC34が実装されている。   On the other hand, the FPC 15 includes a base material 31, an individual electrode wiring 32A, a first common electrode wiring 32B, a second common electrode wiring 32C (referred to as “wiring 32” when not distinguished), a solder resist 33, and a drive IC 34 mounted thereon. Has been.

配線32は、高導電性のCuを例えば膜厚8μmで形成したものである。より低抵抗とする場合には、12,18,35μm等の膜厚のものも用いることができる。   The wiring 32 is made of highly conductive Cu, for example, with a film thickness of 8 μm. In the case of lower resistance, those having a film thickness of 12, 18, 35 μm or the like can be used.

ソルダレジスト33はFPC15のベース部材13の側面に対向する領域15Bに形成している。   The solder resist 33 is formed in a region 15 </ b> B that faces the side surface of the base member 13 of the FPC 15.

FPC15の電極部15Aは、配線32が露出し、電極配線として使用する。   The electrode portion 15A of the FPC 15 is used as an electrode wiring because the wiring 32 is exposed.

また、FPC15には、基材31を打ち抜いて2つの圧電部材12、12に対応する開口部15Cを形成している。   Further, the FPC 15 is formed with an opening 15 </ b> C corresponding to the two piezoelectric members 12, 12 by punching the base material 31.

ここで、個別電極配線32Aは、第1共通電極配線32Bより内側に配置され、駆動IC34の接続端子まで形成されている。   Here, the individual electrode wiring 32 </ b> A is disposed inside the first common electrode wiring 32 </ b> B and is formed up to the connection terminal of the drive IC 34.

第1共通電極配線32Bは、個別電極配線32Aより外側に配置され、2つの圧電部材12、12間に相当する位置まで引き出されて、2つの圧電部材12、12間に対応する位置でノズル配列方向に沿って設けられた第2共通電極配線32Cと連結されている。   The first common electrode wiring 32 </ b> B is disposed outside the individual electrode wiring 32 </ b> A, is pulled out to a position corresponding to the space between the two piezoelectric members 12, 12, and is arranged in a nozzle array at a position corresponding to the space between the two piezoelectric members 12, 12. It is connected to the second common electrode wiring 32C provided along the direction.

ここでは、FPC15には、2つの圧電部材12を駆動する2個の駆動IC34、34を搭載している。また、FPC15は、2つの圧電部材12、12の第1共通外部電極24の電位を同一にするため、2つの圧電部材12、12に接続する第1共通電極配線32B同士を連結している。なお、2つの圧電部材12、12の共通外部電極24の電位を同一にする必要がない場合には、第1共通電極配線32B同士を連結する必要はない。   Here, two drive ICs 34 and 34 for driving the two piezoelectric members 12 are mounted on the FPC 15. Further, the FPC 15 connects the first common electrode wirings 32 </ b> B connected to the two piezoelectric members 12, 12 to make the potentials of the first common external electrodes 24 of the two piezoelectric members 12, 12 the same. In addition, when it is not necessary to make the electric potential of the common external electrode 24 of the two piezoelectric members 12 and 12 the same, it is not necessary to connect the first common electrode wirings 32B.

また、配線32には、印刷法やめっき法等により、あらかじめ、半田41を形成している。   In addition, solder 41 is formed on the wiring 32 in advance by a printing method, a plating method, or the like.

そして、2つの圧電部材12、12とFPC15は、個別外部電極23と個別電極配線32A、第2共通外部電極25と第1共通電極配線32B、第1共通外部電極24と第2共通電極配線32C、内部電極22bと第2共通電極配線32Cが、それぞれ半田41で接合されて電気的に接続されている。   The two piezoelectric members 12 and 12 and the FPC 15 include the individual external electrode 23 and the individual electrode wiring 32A, the second common external electrode 25 and the first common electrode wiring 32B, and the first common external electrode 24 and the second common electrode wiring 32C. The internal electrode 22b and the second common electrode wiring 32C are joined by solder 41 and are electrically connected.

次に、圧電部材12とFPC15の接合工程について説明する。
まず、FPC15は2つの圧電部材12、12と位置合わせし、圧電部材12の両端部の圧電柱12Baを除く圧電柱12A、12Bの振動板部材2との接合面が、開口部15Cから露出した状態で、2つの圧電部材12、12と重ね合わせる。
Next, the joining process of the piezoelectric member 12 and the FPC 15 will be described.
First, the FPC 15 is aligned with the two piezoelectric members 12 and 12, and the joint surfaces of the piezoelectric columns 12A and 12B with the diaphragm member 2 excluding the piezoelectric columns 12Ba at both ends of the piezoelectric member 12 are exposed from the opening 15C. In this state, the two piezoelectric members 12 and 12 are overlapped.

次いで、FPC15を圧電部材12、12のそれぞれの外面側の角部に対応する部位15Dで屈曲させ、個別電極配線32A,第1共通電極配線32Bと圧電部材12、12の個別外部電極23,第2共通外部電極25を重ねる。そして、接合部分を、加圧及び加熱することにより、FPC15の個別電極配線32A,第1共通電極配線32Bと圧電部材12、12の個別外部電極23,第2共通外部電極25を接合する。   Next, the FPC 15 is bent at a portion 15D corresponding to a corner on the outer surface side of each of the piezoelectric members 12 and 12, and the individual electrode wiring 32A, the first common electrode wiring 32B, the individual external electrode 23 of the piezoelectric members 12 and 12, Two common external electrodes 25 are stacked. Then, the individual electrode wiring 32A and the first common electrode wiring 32B of the FPC 15 are joined to the individual external electrode 23 and the second common external electrode 25 of the piezoelectric members 12 and 12 by pressurizing and heating the joint portion.

また、FPC15の第2共通電極配線32Cと圧電部材12、12の第1共通外部電極24及び内部電極22bも同様に接合する。   Further, the second common electrode wiring 32C of the FPC 15 and the first common external electrode 24 and the internal electrode 22b of the piezoelectric members 12 and 12 are joined in the same manner.

具体的には、ヒータチップ(ブロック)でFPC15の電極部15A裏面の基材31を加圧しながらヒータチップの温度をパルス的に上昇させて半田41を溶融硬化させることにより接合するヒーター接合法や、FPC15をガラス等のレーザー透過剛性部材で加圧した状態でレーザー光を配線32や半田41に照射して半田41を溶融硬化させることにより接合するレーザー接合法等を用いることができる。   Specifically, a heater joining method for joining by heating the base material 31 on the back surface of the electrode portion 15A of the FPC 15 with a heater chip (block) while increasing the temperature of the heater chip in a pulsed manner to melt and cure the solder 41. In addition, a laser bonding method or the like can be used in which the FPC 15 is pressed by a laser transmitting rigid member such as glass and the solder is melted and cured by irradiating the wiring 32 and the solder 41 with laser light.

特に、第2共通電極配線32Cと圧電部材12の第1共通外部電極24及び内部電極22bとの接合には、2つの圧電部材12、12間が狭いため、レーザー接合法が好適である。   In particular, the bonding between the second common electrode wiring 32C and the first common external electrode 24 and the internal electrode 22b of the piezoelectric member 12 is preferably performed by a laser bonding method because the space between the two piezoelectric members 12 and 12 is narrow.

なお、半田41は、金属部材からなるFPC15の配線32及び基材31に比較して低い融点を有する材料であり、かつ導電性を有する材料から構成されたものであればよく、鉛(Pb)を含有しないものであることが好ましい。例えば、半田41としてスズ(Sn)及びビスマス(Bi)を主成分とする半田を用いることができる。鉛が含有されていないことから、環境保護の観点において効果的であるとともに、スズ(Sn)及びビスマス(Bi)が主成分の半田41は非鉛の部材の中では非常に低い融点を有していることから、FPC15及び圧電部材12にダメージを与えることなくFPC15の電極と圧電部材12の電極とを容易に溶着することができる。   The solder 41 may be any material that has a lower melting point than the wiring 32 and the base material 31 of the FPC 15 made of a metal member and is made of a conductive material. Lead (Pb) It is preferable that it does not contain. For example, as the solder 41, solder containing tin (Sn) and bismuth (Bi) as main components can be used. Since lead is not contained, it is effective from the viewpoint of environmental protection, and the solder 41 mainly composed of tin (Sn) and bismuth (Bi) has a very low melting point among non-lead members. Therefore, the electrodes of the FPC 15 and the electrodes of the piezoelectric member 12 can be easily welded without damaging the FPC 15 and the piezoelectric member 12.

また、ここでは、電気接続部材として半田41を用いたが、異方性導電膜や導電性接着剤等を用いることもできる。   Here, the solder 41 is used as the electrical connection member, but an anisotropic conductive film, a conductive adhesive, or the like can also be used.

この電気接続部材は、圧電部材12の外部電極に形成することもできるが、FPC15の配線32(電極部15A)に形成することにより、圧電部材12の内部電極22bの露出部とFPC15の第2共通電極配線32Cも接合することができる。   This electrical connection member can be formed on the external electrode of the piezoelectric member 12, but by forming it on the wiring 32 (electrode portion 15 </ b> A) of the FPC 15, the exposed portion of the internal electrode 22 b of the piezoelectric member 12 and the second portion of the FPC 15. The common electrode wiring 32C can also be bonded.

また、ここでは、配線部材として、FPCを用いたが、薄膜状であり互いに並列された複数の電極が設けられ、屈曲できるものであればよく、例えば、TAB(Tape Automated Bonding)を用いることもできる。   Here, FPC is used as the wiring member. However, it may be any film that is thin and is provided with a plurality of electrodes arranged in parallel with each other and can be bent. For example, TAB (Tape Automated Bonding) may be used. it can.

また、2つの圧電部材12に接続するFPC15の第2共通電極配線32Cを別々に形成している。これにより、接合時に加熱量に対する放熱量を減らすことができ、接合部の温度上昇を抑えることができる。すなわち、接合時の圧電部材12やFPC15への熱ダメージを低減することができる。   Further, the second common electrode wiring 32C of the FPC 15 connected to the two piezoelectric members 12 is separately formed. Thereby, the heat dissipation with respect to the heating amount can be reduced during bonding, and the temperature rise of the bonded portion can be suppressed. That is, thermal damage to the piezoelectric member 12 and the FPC 15 during bonding can be reduced.

なお、接合時の圧電素子やFPCへの熱ダメージが少ない場合には、2つの圧電部材12に接続する第2共通電極配線32Cを別々にせず、1本の太い配線としてもよい。また、圧電部材12の第1共通外部電極24、露出させた内部電極22bとFPC15の第2共通電極配線32Cは、全面が接合されず、スポット状に接合されていてもよい。   When there is little thermal damage to the piezoelectric element and FPC during bonding, the second common electrode wiring 32C connected to the two piezoelectric members 12 may be made as one thick wiring without being separated. Further, the first common external electrode 24 of the piezoelectric member 12, the exposed internal electrode 22b, and the second common electrode wiring 32C of the FPC 15 may be joined in a spot shape without being joined together.

このように、可撓性を有する1つの配線部材を屈曲し、配線部材の配線と2つの圧電部材の内面及び外面の外部電極とを電気接続部材により接続しているので、圧電部材の駆動柱に流れる電流の大部分が配線部材の第2共通電極配線に流れるため、配線抵抗の高い第2共通外部電極だけに通電する場合と比べ、より多くの電流を流すことができる。   As described above, one wiring member having flexibility is bent, and the wiring of the wiring member and the inner and outer electrodes of the two piezoelectric members are connected by the electric connection member. Since most of the current flowing in the current flows in the second common electrode wiring of the wiring member, more current can flow than in the case where only the second common external electrode having a high wiring resistance is energized.

すなわち、ヘッドの長尺化・高密度化に伴って、特に複数チャンネルの圧電柱を同時に駆動させる場合に、共通電極への電流が増大しても、発熱による焼け・焦げなどを防止することができ、抵抗が増大することで、圧電部材の端部のチャンネルと比較して中央部のチャンネルの吐出特性が劣化せず、安定して良好な液滴吐出を実現できる。   In other words, as the head is lengthened and densified, it is possible to prevent burning or scorching due to heat generation even when the current to the common electrode increases, especially when simultaneously driving multiple channels of piezoelectric columns. In addition, since the resistance is increased, the discharge characteristics of the central channel are not deteriorated as compared with the channel at the end of the piezoelectric member, and stable droplet discharge can be realized stably.

また、2つの圧電部材間に金属部材を追加する場合に比べ、部材のコストアップがなく、しかも、金属部材の熱容量に比べ、配線部材の第2共通電極配線の熱容量は十分小さいため、接合不良や圧電素子の消極の発生を抑えることができる。   Also, compared to the case where a metal member is added between two piezoelectric members, the cost of the member is not increased, and the heat capacity of the second common electrode wiring of the wiring member is sufficiently small compared to the heat capacity of the metal member, so that the bonding failure And depolarization of the piezoelectric element can be suppressed.

また、FPC15の開口部15CにIC検査用パッドを設けることにより、配線部材であるFPCの検査に係わるコストアップがない。   Further, by providing an IC inspection pad in the opening 15C of the FPC 15, there is no cost increase related to the inspection of the FPC which is a wiring member.

また、2つの圧電部材12、12の端部の第2共通外部電極25を設けた共通電極取出し用圧電柱12Baの少なくとも一部の高さを、他の圧電柱12A、12Bより低くしている。これにより、FPC15の第1共通電極配線32Bを、2つの圧電部材12、12間に配線し駆動電極を連結した第2共通電極配線32Cと繋げた状態で、第2共通電極配線32Cと圧電部材12の第1共通外部電極24を接続することと、圧電部材12と振動板部材2の接合を両立することができる。   In addition, the height of at least a part of the common electrode extraction piezoelectric column 12Ba provided with the second common external electrode 25 at the ends of the two piezoelectric members 12 and 12 is set lower than the other piezoelectric columns 12A and 12B. . Accordingly, the second common electrode wiring 32C and the piezoelectric member are connected in a state where the first common electrode wiring 32B of the FPC 15 is connected to the second common electrode wiring 32C in which the driving electrode is connected between the two piezoelectric members 12 and 12. It is possible to achieve both the connection of the 12 first common external electrodes 24 and the bonding of the piezoelectric member 12 and the diaphragm member 2.

また、2つの圧電部材12、12の圧電柱の内面側の電圧が印加されない不活性領域部の高さを、第2共通外部電極を設けた共通電極取り出し用圧電柱の高さと同じにしているので、2つの圧電部材の間隔を狭くできる。   In addition, the height of the inactive region where no voltage is applied to the inner surface of the piezoelectric columns of the two piezoelectric members 12 and 12 is made the same as the height of the piezoelectric column for taking out the common electrode provided with the second common external electrode. Therefore, the interval between the two piezoelectric members can be narrowed.

また、第2共通外部電極を設けた共通電極取出し用圧電柱の高さが低くなった部分及び上記不活性領域部分では最上層の内部電極を露出させているので、露出した内部電極とFPCの配線を電気接続部材により接続でき、共通電極配線部の抵抗をさらに下げることができる。   In addition, since the uppermost internal electrode is exposed in the portion where the height of the common electrode extraction piezoelectric column provided with the second common external electrode is lowered and the inactive region portion, the exposed internal electrode and the FPC Wiring can be connected by an electrical connection member, and the resistance of the common electrode wiring portion can be further reduced.

さらに、第2共通電極配線32Cと圧電部材12の第1共通外部電極24とは垂直接合であるため、接続面積が小さいが、第2共通電極配線32Cと露出した内部電極22bを接続することにより、接続面積が増大し、接続信頼性が向上する。   Furthermore, since the second common electrode wiring 32C and the first common external electrode 24 of the piezoelectric member 12 are vertically joined, the connection area is small, but by connecting the second common electrode wiring 32C and the exposed internal electrode 22b, The connection area is increased and the connection reliability is improved.

次に、本発明の第2実施形態について図10を参照して説明する。なお、図10は同実施形態の説明に供する図6と同様な側面説明図である。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is an explanatory side view similar to FIG. 6 for explaining the embodiment.

前記第1実施形態では第2共通外部電極25を設けた共通電極取り出し用圧電柱12Baの高さ全体を低くしていたのに対し、本実施形態では、第2共通外部電極25を設けた共通電極取り出し用圧電柱12Baの高さを他の圧電柱12A、12Bよりも部分的に低くしている。   In the first embodiment, the entire height of the common electrode lead-out piezoelectric column 12Ba provided with the second common external electrode 25 is lowered, whereas in the present embodiment, the common common electrode provided with the second common external electrode 25 is provided. The height of the electrode extraction piezoelectric column 12Ba is partially lower than the other piezoelectric columns 12A and 12B.

このように構成しても前記第1実施形態と同様の作用効果を得ることができる。   Even if comprised in this way, the effect similar to the said 1st Embodiment can be acquired.

次に、本発明に係る液体吐出ヘッドを搭載する画像形成装置の一例について図11及び図12を参照して説明する。なお、図11は同装置の機構部の側面説明図、図12は同じく機構部の要部平面説明図である。   Next, an example of an image forming apparatus equipped with the liquid ejection head according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is an explanatory side view of the mechanism of the apparatus, and FIG. 12 is an explanatory plan view of the main part of the mechanism.

この画像形成装置はシリアル型画像形成装置であり、左右の側板221A、221Bに横架したガイド部材である主従のガイドロッド231、232でキャリッジ233を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して矢示方向(キャリッジ主走査方向)に移動走査する。   This image forming apparatus is a serial type image forming apparatus, and a carriage 233 is slidably held in the main scanning direction by main and slave guide rods 231 and 232 which are guide members horizontally mounted on the left and right side plates 221A and 221B. The main scanning motor that does not perform moving scanning in the direction indicated by the arrow (carriage main scanning direction) via the timing belt.

このキャリッジ233には、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の各色のインク滴を吐出するための本発明に係る液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド234a、234b(区別しないときは「記録ヘッド234」という。)を複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。   The carriage 233 has recording heads 234a and 234b (which are composed of liquid ejection heads according to the present invention for ejecting ink droplets of each color of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K). When not distinguished, it is referred to as “recording head 234”). A nozzle row composed of a plurality of nozzles is arranged in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction, and is mounted with the ink droplet ejection direction facing downward.

記録ヘッド234は、それぞれ2つのノズル列を有し、記録ヘッド234aの一方のノズル列はブラック(K)の液滴を、他方のノズル列はシアン(C)の液滴を、記録ヘッド234bの一方のノズル列はマゼンタ(M)の液滴を、他方のノズル列はイエロー(Y)の液滴を、それぞれ吐出する。なお、ここでは2ヘッド構成で4色の液滴を吐出する構成としているが、各色毎の記録ヘッドを備えることもできるし、4色の液滴を吐出する複数のノズルを並べたノズル列を有する1つの記録ヘッド構成とすることもできる。   Each of the recording heads 234 has two nozzle rows. One nozzle row of the recording head 234a has black (K) droplets, the other nozzle row has cyan (C) droplets, and the recording head 234b has one nozzle row. One nozzle row ejects magenta (M) droplets, and the other nozzle row ejects yellow (Y) droplets. In this example, four-color droplets are ejected in a two-head configuration. However, a recording head for each color can be provided, and a nozzle row in which a plurality of nozzles ejecting four-color droplets are arranged. It is also possible to have a single recording head configuration.

また、キャリッジ233には、記録ヘッド234のノズル列に対応して各色のインクを供給するためのサブタンク235a、235b(区別しないときは「サブタンク235」という。)を搭載している。このサブタンク235には各色の供給チューブ236を介して、図示しない供給ユニットによって各色のインクカートリッジ210から各色のインクが補充供給される。   The carriage 233 is equipped with sub tanks 235a and 235b (referred to as “sub tank 235” when not distinguished) for supplying ink of each color corresponding to the nozzle rows of the recording head 234. The sub tank 235 is supplied with ink of each color from the ink cartridge 210 of each color via a supply tube 236 for each color by a supply unit (not shown).

一方、給紙トレイ202の用紙積載部(圧板)241上に積載した用紙242を給紙するための給紙部として、用紙積載部241から用紙242を1枚ずつ分離給送する半月コロ(給紙コロ)243及び給紙コロ243に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド244を備え、この分離パッド244は給紙コロ243側に付勢されている。   On the other hand, as a paper feeding unit for feeding the paper 242 stacked on the paper stacking unit (pressure plate) 241 of the paper feed tray 202, a half-moon roller (feeding) that separates and feeds the paper 242 one by one from the paper stacking unit 241. A separation pad 244 made of a material having a large coefficient of friction is provided opposite to the sheet roller 243 and the sheet feeding roller 243, and the separation pad 244 is urged toward the sheet feeding roller 243 side.

そして、この給紙部から給紙された用紙242を記録ヘッド234の下方側に送り込むために、用紙242を案内するガイド部材245と、カウンタローラ246と、搬送ガイド部材247と、先端加圧コロ249を有する押さえ部材248とを備えるとともに、給送された用紙242を静電吸着して記録ヘッド234に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト251を備えている。   In order to feed the sheet 242 fed from the sheet feeding unit to the lower side of the recording head 234, a guide member 245 for guiding the sheet 242, a counter roller 246, a conveyance guide member 247, and a tip pressure roller. And a conveying belt 251 which is a conveying means for electrostatically attracting the fed paper 242 and conveying it at a position facing the recording head 234.

この搬送ベルト251は、無端状ベルトであり、搬送ローラ252とテンションローラ253との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向(副走査方向)に周回するように構成している。また、この搬送ベルト251の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ256を備えている。この帯電ローラ256は、搬送ベルト251の表層に接触し、搬送ベルト251の回動に従動して回転するように配置されている。この搬送ベルト251は、図示しない副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ252が回転駆動されることによってベルト搬送方向に周回移動する。   The conveyor belt 251 is an endless belt, and is configured to wrap around the conveyor roller 252 and the tension roller 253 so as to circulate in the belt conveyance direction (sub-scanning direction). In addition, a charging roller 256 that is a charging unit for charging the surface of the transport belt 251 is provided. The charging roller 256 is disposed so as to come into contact with the surface layer of the conveyor belt 251 and to rotate following the rotation of the conveyor belt 251. The transport belt 251 rotates in the belt transport direction when the transport roller 252 is rotationally driven through timing by a sub-scanning motor (not shown).

さらに、記録ヘッド234で記録された用紙242を排紙するための排紙部として、搬送ベルト251から用紙242を分離するための分離爪261と、排紙ローラ262及び排紙コロ263とを備え、排紙ローラ262の下方に排紙トレイ203を備えている。   Further, as a paper discharge unit for discharging the paper 242 recorded by the recording head 234, a separation claw 261 for separating the paper 242 from the transport belt 251, a paper discharge roller 262, and a paper discharge roller 263 are provided. A paper discharge tray 203 is provided below the paper discharge roller 262.

また、装置本体の背面部には両面ユニット271が着脱自在に装着されている。この両面ユニット271は搬送ベルト251の逆方向回転で戻される用紙242を取り込んで反転させて再度カウンタローラ246と搬送ベルト251との間に給紙する。また、この両面ユニット271の上面は手差しトレイ272としている。   A double-sided unit 271 is detachably attached to the back surface of the apparatus main body. The duplex unit 271 takes in the paper 242 returned by the reverse rotation of the transport belt 251, reverses it, and feeds it again between the counter roller 246 and the transport belt 251. The upper surface of the duplex unit 271 is a manual feed tray 272.

さらに、キャリッジ233の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド234のノズルの状態を維持し、回復するための回復手段を含む本発明に係るヘッドの維持回復装置である維持回復機構281を配置している。この維持回復機構281には、記録ヘッド234の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材(以下「キャップ」という。)282a、282b(区別しないときは「キャップ282」という。)と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード283と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け284などを備えている。   Further, a maintenance / recovery mechanism 281 that is a head maintenance / recovery device according to the present invention includes a recovery means for maintaining and recovering the nozzle state of the recording head 234 in the non-printing area on one side of the carriage 233 in the scanning direction. Is arranged. The maintenance / recovery mechanism 281 includes cap members (hereinafter referred to as “caps”) 282a and 282b (hereinafter referred to as “caps 282” when not distinguished) for capping each nozzle surface of the recording head 234, and nozzle surfaces. A wiper blade 283 that is a blade member for wiping the ink, and an empty discharge receiver 284 that receives liquid droplets for discharging the liquid droplets that do not contribute to recording in order to discharge the thickened recording liquid. ing.

また、キャリッジ233の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける液体回収容器であるインク回収ユニット(空吐出受け)288を配置し、このインク回収ユニット288には記録ヘッド234のノズル列方向に沿った開口部289などを備えている。   In addition, in the non-printing area on the other side in the scanning direction of the carriage 233, the liquid that receives liquid droplets when performing idle ejection that ejects liquid droplets that do not contribute to recording in order to discharge the recording liquid thickened during recording or the like. An ink recovery unit (empty discharge receiver) 288 that is a recovery container is disposed, and the ink recovery unit 288 includes an opening 289 along the nozzle row direction of the recording head 234 and the like.

このように構成したこの画像形成装置においては、給紙トレイ202から用紙242が1枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙242はガイド245で案内され、搬送ベルト251とカウンタローラ246との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド237で案内されて先端加圧コロ249で搬送ベルト251に押し付けられ、略90°搬送方向を転換される。   In this image forming apparatus configured as described above, the sheets 242 are separated and fed one by one from the sheet feeding tray 202, and the sheet 242 fed substantially vertically upward is guided by the guide 245, and is conveyed to the conveyor belt 251 and the counter. It is sandwiched between the rollers 246 and conveyed, and further, the leading end is guided by the conveying guide 237 and pressed against the conveying belt 251 by the leading end pressing roller 249, and the conveying direction is changed by approximately 90 °.

このとき、帯電ローラ256に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト251が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト251上に用紙242が給送されると、用紙242が搬送ベルト251に吸着され、搬送ベルト251の周回移動によって用紙242が副走査方向に搬送される。   At this time, a positive output and a negative output are alternately applied to the charging roller 256, that is, an alternating voltage is applied, and a charging voltage pattern in which the conveying belt 251 alternates, that is, in the sub-scanning direction that is the circumferential direction. , Plus and minus are alternately charged in a band shape with a predetermined width. When the sheet 242 is fed onto the conveyance belt 251 charged alternately with plus and minus, the sheet 242 is attracted to the conveyance belt 251, and the sheet 242 is conveyed in the sub scanning direction by the circumferential movement of the conveyance belt 251.

そこで、キャリッジ233を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド234を駆動することにより、停止している用紙242にインク滴を吐出して1行分を記録し、用紙242を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙242の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙242を排紙トレイ203に排紙する。   Therefore, by driving the recording head 234 according to the image signal while moving the carriage 233, ink droplets are ejected onto the stopped paper 242 to record one line, and after the paper 242 is conveyed by a predetermined amount, Record the next line. Upon receiving a recording end signal or a signal that the trailing edge of the paper 242 has reached the recording area, the recording operation is finished and the paper 242 is discharged onto the paper discharge tray 203.

このように、この画像形成装置では本発明に係る液体吐出ヘッドを備えているので、接合不良がなく、記録ヘッドの信頼性が向上し、安定した記録を行うことができる。   As described above, since the image forming apparatus includes the liquid ejection head according to the present invention, there is no bonding failure, the reliability of the recording head is improved, and stable recording can be performed.

なお、本願において、「用紙」とは材質を紙に限定するものではなく、OHP、布、ガラス、基板などを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含む。また、画像形成、記録、印字、印写、印刷はいずれも同義語とする。   In the present application, the “paper” is not limited to paper, but includes OHP, cloth, glass, a substrate, etc., and means a material to which ink droplets or other liquids can be attached. , Recording media, recording paper, recording paper, and the like. In addition, image formation, recording, printing, printing, and printing are all synonymous.

また、「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること(単に液滴を媒体に着弾させること)をも意味する。   The “image forming apparatus” means an apparatus that forms an image by discharging liquid onto a medium such as paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics, etc. “Formation” means not only giving an image having a meaning such as a character or a figure to a medium but also giving an image having no meaning such as a pattern to the medium (simply causing a droplet to land on the medium). ) Also means.

また、「インク」とは、特に限定しない限り、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、DNA試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。   The “ink” is not limited to an ink unless otherwise specified, but includes any liquid that can form an image, such as a recording liquid, a fixing processing liquid, or a liquid. Used generically, for example, includes DNA samples, resists, pattern materials, resins, and the like.

また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を三次元的に造形して形成された像も含まれる。   In addition, the “image” is not limited to a planar image, and includes an image given to a three-dimensionally formed image and an image formed by three-dimensionally modeling a solid itself.

また、画像形成装置には、特に限定しない限り、シリアル型画像形成装置及びライン型画像形成装置のいずれも含まれる。   Further, the image forming apparatus includes both a serial type image forming apparatus and a line type image forming apparatus, unless otherwise limited.

1 流路板
2 ノズル板
3 振動板
4 ノズル
6 個別液室
10 共通液室
12 圧電部材
12A 圧電柱(駆動柱)
12B 圧電柱(非駆動柱)
12Ba 共通電極取出し用圧電柱
13 ベース部材
15 FPC(配線部材)
15C 開口部
23 個別外部電極
24 第1共通外部電極
25 第2共通外部電極
31A 個別電極配線
31B 第1共通電極配線
31C 第2共通電極配線
234 キャリッジ
235 記録ヘッド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Flow path plate 2 Nozzle plate 3 Vibration plate 4 Nozzle 6 Individual liquid chamber 10 Common liquid chamber 12 Piezoelectric member 12A Piezoelectric column (drive column)
12B Piezoelectric column (non-driven column)
12Ba Piezoelectric column for common electrode extraction 13 Base member 15 FPC (wiring member)
15C opening 23 individual external electrode 24 first common external electrode 25 second common external electrode 31A individual electrode wiring 31B first common electrode wiring 31C second common electrode wiring 234 carriage 235 recording head

Claims (5)

液滴を吐出するノズルが連通する複数の個別液室に対応して配列された複数の圧電柱と、前記個別液室に対応しない少なくとも1つの共通電極取出し用圧電柱とがノズル配列方向に沿って設けられた2つの圧電部材と、
前記2つの圧電部材の複数の圧電柱に駆動信号を与える1つの可撓性を有する配線部材と、を有し、
前記2つの圧電部材は、ノズル配列方向と直交する方向に所定の間隔で配置され、
前記2つの圧電部材には、それぞれ、ノズル配列方向と直交する方向で対向する内面側に、前記複数の圧電柱に共通の第1共通外部電極が設けられ、前記内面側と反対側の外面側に、前記複数の圧電柱毎の個別外部電極が設けられるとともに、前記共通電極取出し用圧電柱に前記内面側の第1共通外部電極に通じる第2共通外部電極が設けられ、
前記配線部材は、前記2つの圧電部材に対応して開口部が形成されて、前記2つの圧電部材に跨って前記2つの圧電部材の外面側で屈曲されて設けられ、
前記配線部材には、個別電極配線及び第1共通電極配線が設けられて、前記2つの圧電部材の外面側の個別外部電極及び第2共通外部電極にそれぞれ接続され、
前記配線部材には、前記2つの圧電部材の間にノズル配列方向に沿って前記第1共通電極配線に通じる第2共通電極配線が設けられて、前記第2共通電極配線は前記2つの圧電部材の前記内面側の第1共通外部電極に接続されている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
A plurality of piezoelectric columns arranged corresponding to a plurality of individual liquid chambers through which nozzles for discharging liquid droplets communicate, and at least one common electrode extracting piezoelectric column not corresponding to the individual liquid chambers extend along the nozzle arrangement direction. Two piezoelectric members provided
A flexible wiring member that gives a drive signal to a plurality of piezoelectric pillars of the two piezoelectric members;
The two piezoelectric members are arranged at a predetermined interval in a direction orthogonal to the nozzle arrangement direction,
Wherein the two piezoelectric members, respectively, on the inner surface facing in a direction orthogonal to the nozzle arrangement direction, the plurality of common first common external electrode to a piezoelectric column provided, the outer surface side opposite to the inner surface side In addition, an individual external electrode for each of the plurality of piezoelectric columns is provided, and a second common external electrode that communicates with the first common external electrode on the inner surface side is provided on the piezoelectric column for taking out the common electrode,
The wiring member is provided with an opening corresponding to the two piezoelectric members, and is bent on the outer surface side of the two piezoelectric members across the two piezoelectric members,
The wiring member is provided with an individual electrode wiring and a first common electrode wiring, and is connected to an individual external electrode and a second common external electrode on the outer surface side of the two piezoelectric members,
The wiring member is provided with a second common electrode wiring that communicates with the first common electrode wiring along a nozzle arrangement direction between the two piezoelectric members, and the second common electrode wiring is connected to the two piezoelectric members. The liquid discharge head is connected to the first common external electrode on the inner surface side.
前記共通電極取出し用圧電柱の少なくとも一部の高さが、他の圧電柱より低いことを特徴とする請求項1に記載の液体吐出ヘッド。   The liquid discharge head according to claim 1, wherein the height of at least a part of the common electrode take-out piezoelectric column is lower than the other piezoelectric columns. 前記2つの圧電部材の内面側の不活性領域部の高さが、前記共通電極取出し用圧電柱の高さと同じであることを特徴とする請求項1又は2に記載の液体吐出ヘッド。   3. The liquid ejection head according to claim 1, wherein a height of the inactive region portion on the inner surface side of the two piezoelectric members is the same as a height of the piezoelectric column for taking out the common electrode. 前記共通電極取出し用圧電柱は、前記他の圧電柱より高さが低い部分で内部電極が露出していることを特徴とする請求項2に記載の液体吐出ヘッド。   The liquid ejection head according to claim 2, wherein the common electrode extraction piezoelectric column has an internal electrode exposed at a portion whose height is lower than that of the other piezoelectric column. 請求項1ないし4のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを備えていることを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the liquid discharge head according to claim 1.
JP2011170451A 2011-08-03 2011-08-03 Liquid ejection head and image forming apparatus Expired - Fee Related JP5862097B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011170451A JP5862097B2 (en) 2011-08-03 2011-08-03 Liquid ejection head and image forming apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011170451A JP5862097B2 (en) 2011-08-03 2011-08-03 Liquid ejection head and image forming apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013035136A JP2013035136A (en) 2013-02-21
JP5862097B2 true JP5862097B2 (en) 2016-02-16

Family

ID=47885228

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011170451A Expired - Fee Related JP5862097B2 (en) 2011-08-03 2011-08-03 Liquid ejection head and image forming apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5862097B2 (en)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003089204A (en) * 2001-09-19 2003-03-25 Ricoh Co Ltd Ink jet head
JP5256771B2 (en) * 2008-02-23 2013-08-07 株式会社リコー Droplet discharge head, ink cartridge, and image forming apparatus
JP2009231575A (en) * 2008-03-24 2009-10-08 Fujifilm Corp Connection structure, connection method and liquid discharge head
JP5381527B2 (en) * 2009-09-08 2014-01-08 株式会社リコー Liquid ejection head and image forming apparatus
JP5549162B2 (en) * 2009-09-14 2014-07-16 株式会社リコー Piezoelectric actuator, liquid discharge head, and image forming apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013035136A (en) 2013-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5256771B2 (en) Droplet discharge head, ink cartridge, and image forming apparatus
JP4966829B2 (en) Liquid ejection head, ink cartridge, and image forming apparatus
JP5359129B2 (en) Piezoelectric actuator, liquid discharge head, and image forming apparatus
JP5327465B2 (en) Liquid discharge head, method for manufacturing the same, and image forming apparatus
JP5343610B2 (en) Piezoelectric actuator, liquid discharge head, image forming apparatus
JP5347609B2 (en) Liquid ejection head and image forming apparatus
JP5381527B2 (en) Liquid ejection head and image forming apparatus
JP5358924B2 (en) Liquid ejection head and image forming apparatus
JP5549162B2 (en) Piezoelectric actuator, liquid discharge head, and image forming apparatus
JP5862097B2 (en) Liquid ejection head and image forming apparatus
JP5482130B2 (en) Piezoelectric actuator, liquid discharge head, and image forming apparatus
JP5750959B2 (en) Liquid ejection head and image forming apparatus
JP2009066904A (en) Liquid jet head and image forming apparatus
JP5073862B2 (en) Liquid ejection head, liquid cartridge, image forming apparatus, flexible printed circuit board
JP2014172374A (en) Liquid discharge head, image forming device
JP2013059984A (en) Liquid ejection head and image forming apparatus
JP5381186B2 (en) Liquid discharge head, image forming apparatus, and method of manufacturing liquid discharge head
JP5671899B2 (en) Piezoelectric actuator, liquid discharge head, and image forming apparatus
JP2011000738A (en) Image forming apparatus
JP5609461B2 (en) Liquid ejection head and image forming apparatus
JP5116491B2 (en) Liquid ejection head, image forming apparatus, and piezoelectric actuator
JP2013065663A (en) Piezoelectric actuator, liquid discharge head, and image forming apparatus
JP5776463B2 (en) Multilayer piezoelectric element, liquid discharge head, and image forming apparatus
JP2013014030A (en) Liquid ejection head and image forming apparatus
JP2013144390A (en) Method for manufacturing liquid ejection head, liquid ejection head, and image forming apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140711

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150518

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150602

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150729

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20151201

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20151214

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5862097

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees