JP5893977B2 - Liquid discharge head and recording apparatus using the same - Google Patents

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Description

本発明は、液滴を吐出させる液体吐出ヘッドおよびそれを用いた記録装置に関するものである。   The present invention relates to a liquid discharge head that discharges droplets and a recording apparatus using the same.

近年、インクジェットプリンタやインクジェットプロッタなどの、インクジェット記録方式を利用した印刷装置が、一般消費者向けのプリンタだけでなく、例えば電子回路の形成や液晶ディスプレイ用のカラーフィルタの製造、有機ELディスプレイの製造といった工業用途にも広く利用されている。   In recent years, printing apparatuses using inkjet recording methods such as inkjet printers and inkjet plotters are not only printers for general consumers, but also, for example, formation of electronic circuits, manufacture of color filters for liquid crystal displays, manufacture of organic EL displays It is also widely used for industrial applications.

このようなインクジェット方式の印刷装置には、液体を吐出させるための液体吐出ヘッドが印刷ヘッドとして搭載されている。この種の印刷ヘッドには、インクが充填されたインク流路内に加圧手段としてのヒータを備え、ヒータによりインクを加熱、沸騰させ、インク流路内に発生する気泡によってインクを加圧し、インク吐出孔より、液滴として吐出させるサーマルヘッド方式と、インクが充填されるインク流路の一部の壁を変位素子によって屈曲変位させ、機械的にインク流路内のインクを加圧し、インク吐出孔より液滴として吐出させる圧電方式が一般的に知られている。   In such an ink jet printing apparatus, a liquid discharge head for discharging liquid is mounted as a print head. This type of print head includes a heater as a pressurizing unit in an ink flow path filled with ink, heats and boiles the ink with the heater, pressurizes the ink with bubbles generated in the ink flow path, A thermal head system that ejects ink as droplets from the ink ejection holes, and a part of the wall of the ink channel filled with ink is bent and displaced by a displacement element, and the ink in the ink channel is mechanically pressurized, and the ink A piezoelectric method for discharging liquid droplets from discharge holes is generally known.

また、このような液体吐出ヘッドには、記録媒体の搬送方向(副走査方向)と直交する方向(主走査方向)に液体吐出ヘッドを移動させつつ記録を行なうシリアル式、および記録媒体より主走査方向に長い液体吐出ヘッドを固定した状態で、副走査方向に搬送されてくる記録媒体に記録を行なうライン式がある。ライン式は、シリアル式のように液体吐出ヘッドを移動させる必要がないので、高速記録が可能であるという利点を有する。   In addition, in such a liquid discharge head, a serial type that performs recording while moving the liquid discharge head in a direction (main scanning direction) orthogonal to the conveyance direction (sub-scanning direction) of the recording medium, and main scanning from the recording medium There is a line type in which recording is performed on a recording medium conveyed in the sub-scanning direction with a liquid discharge head that is long in the direction fixed. The line type has the advantage that high-speed recording is possible because there is no need to move the liquid discharge head as in the serial type.

液体吐出ヘッドとしては、吐出孔を備えている流路部材と吐出孔から液体が吐出できるように圧力を加える圧電アクチュエータとを備える液体吐出ヘッド本体以外に、液体吐出ヘッド本体に安定して液体を供給できるように、一時的に液体を蓄えておくリザーバを備えたものが知られている(例えば、特許文献1を参照。)。このリザーバでは、一方方向に長いリザーバに片側にリザーバ流路が設けられている。   As the liquid discharge head, in addition to the liquid discharge head main body including the flow path member having the discharge holes and the piezoelectric actuator that applies pressure so that the liquid can be discharged from the discharge holes, the liquid discharge head main body is stably supplied with the liquid. A device having a reservoir for temporarily storing liquid so as to be supplied is known (for example, see Patent Document 1). In this reservoir, a reservoir channel is provided on one side of a reservoir that is long in one direction.

特開2005−169839号公報JP 2005-169839 A

しかしながら、特許文献1に記載の液体吐出ヘッドでは、液体吐出ヘッドの重量バランスが悪く、これにより、液体吐出ヘッドをプリンタ取り付け後に、取り付け精度が悪くなることがあった。より具体的には、複数の液体吐出ヘッドを用いるプリンタで、一方の側が重くなることで、液体吐出ヘッドがわずかに傾いて、印刷精度悪くなることがあった。また、シリアルプリンタにおいて、液体吐出ヘッドを動かす際に、重量の左右差によって、動きにわずかなずれが生じて、印刷精度が悪くなることがあった。
However, in the liquid discharge head according to Patent Document 1, poor weight balance of the liquid ejection head, thereby, after attaching the liquid discharging head in a printer, there is the mounting accuracy is deteriorated. More specifically, in a printer that uses a plurality of liquid ejection heads, when one side is heavy, the liquid ejection head is slightly tilted and printing accuracy may be deteriorated. Further, in the serial printer, when the liquid ejection head is moved, there is a case where a slight deviation occurs in the movement due to the difference in weight between the left and right, and the printing accuracy may be deteriorated.

したがって、本発明の目的は、長手方向の重量バランスのよい液体吐出ヘッドおよびそれを用いた記録装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid discharge head having a good weight balance in the longitudinal direction and a recording apparatus using the same.

本発明の液体吐出ヘッドは、複数の吐出孔および該複数の吐出孔とそれぞれ繋がっている複数の加圧室を備えている一方方向に長い流路部材と、該流路部材に接合されており、前記複数の加圧室の中の液体をそれぞれ加圧する複数の加圧部と、前記流路部材に接合されており、前記複数の加圧室に前記液体を供給するリザーバ流路を備えている前記一方方向に長いリザーバとを備えており、前記リザーバは、リザーバ流路となる孔が開口しているリザーバプレートを複数積層して構成されており、前記リザーバ流路は、外部から前記液体が供給される、前記リザーバの前記一方方向の一端部から他端部まで延在する導入流路と、該導入流路に繋がっており、前記リザーバの前記一方方向の中央部から前記一端部まで延在し、途中にフィルタが設けられているフィルタ流路とを備えており、前記リザーバ流路の孔のうち前記フィルタ流路となる孔が開口している前記リザーバプレートの、前記孔と前記一方方向における反対側に空隙が設けられていることを特徴とする。
The liquid discharge head of the present invention includes a plurality of discharge holes and a plurality of pressurizing chambers connected to the plurality of discharge holes, respectively, and a flow path member that is long in one direction, and is joined to the flow path member. includes a plurality of the pressure to pressurize the plurality of liquids in the pressure chamber, respectively, it is bonded to the flow path member, a reservoir flow path for supplying the liquid to the plurality of pressure chambers And the reservoir is configured by laminating a plurality of reservoir plates each having an opening serving as a reservoir channel. The reservoir channel is externally provided with the reservoir channel. An introduction channel that is supplied from the one end in the one direction to the other end of the reservoir and is connected to the introduction channel, and the one end from the central portion in the one direction of the reservoir. And the filter on the way And a vignetting in which filter passages, the reservoir plate holes serving as the filter flow path of the reservoir passage hole is opened, the air gap on the opposite side of the hole and the one direction It is provided.

また、本発明の記録装置は、前記液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記複数の加圧部を制御する制御部とを備えていることを特徴とする。   The recording apparatus of the invention includes the liquid discharge head, a transport unit that transports a recording medium to the liquid discharge head, and a control unit that controls the plurality of pressurizing units. Features.

本発明によれば、液体吐出ヘッドの長手方向における質量の差が少なくなるので、取り付け精度や、液体吐出ヘッドを移動させる際の移動精度が、悪くなり難い。   According to the present invention, since the difference in mass in the longitudinal direction of the liquid ejection head is reduced, the mounting accuracy and the movement accuracy when moving the liquid ejection head are unlikely to deteriorate.

本発明の一実施形態に係る液体吐出ヘッドを含む記録装置であるカラーインクジェットプリンタの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a color inkjet printer that is a recording apparatus including a liquid ejection head according to an embodiment of the present invention. 図1の液体吐出ヘッドの部分縦断面図である。FIG. 2 is a partial longitudinal sectional view of the liquid ejection head of FIG. 1. (a)は、図2の液体吐出ヘッドを構成する流路部材および圧電アクチュエータの平面図であり、(b)は、液体吐出ヘッドを構成する分岐流路部材の平面図であり、(c)は、液体吐出ヘッドを構成するリザーバ本体を構成する部材の平面図であり、(d)は、(c)のX−X線に沿った縦断面図であり、(e)は、本発明の他の液体吐出ヘッドを構成する部材の(d)と同一部分の縦断面図である。(A) is a plan view of a flow path member and a piezoelectric actuator constituting the liquid ejection head of FIG. 2, (b) is a plan view of a branch flow path member constituting the liquid ejection head, and (c) These are the top views of the member which comprises the reservoir body which comprises a liquid discharge head, (d) is a longitudinal cross-sectional view in alignment with the XX line of (c), (e) is the present invention. It is a longitudinal cross-sectional view of the same part as (d) of the member which comprises another liquid discharge head. 図3(a)の一点鎖線に囲まれた領域の拡大図であり、説明のため一部の流路を省略した図である。FIG. 4 is an enlarged view of a region surrounded by an alternate long and short dash line in FIG. 図3(a)の一点鎖線に囲まれた領域の拡大図であり、説明のため一部の流路を省略した図である。FIG. 4 is an enlarged view of a region surrounded by an alternate long and short dash line in FIG. 図5のV−V線に沿った縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view along the VV line of FIG.

図1は、本発明の一実施形態による液体吐出ヘッドを含む記録装置であるカラーインクジェットプリンタの概略構成図である。このカラーインクジェットプリンタ1(以下、プリンタ1とする)は、液体吐出ヘッド2を有している。液体吐出ヘッド2は、プリンタ1に固定されている。液体吐出ヘッド2は、図1の手前から奥へ向かう方向に細長い長尺形状を有している。この長い方向を長手方向と呼ぶことがある。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a color ink jet printer which is a recording apparatus including a liquid discharge head according to an embodiment of the present invention. This color inkjet printer 1 (hereinafter referred to as printer 1) has a liquid ejection head 2. The liquid discharge head 2 is fixed to the printer 1. The liquid discharge head 2 has a long and narrow shape in a direction from the front to the back in FIG. This long direction is sometimes called the longitudinal direction.

プリンタ1には、印刷用紙Pの搬送経路に沿って、給紙ユニット114、搬送ユニット120および紙受け部116が順に設けられている。また、プリンタ1には、液体吐出ヘッド2や給紙ユニット114などのプリンタ1の各部における動作を制御するための制御部100が設けられている。   In the printer 1, a paper feed unit 114, a transport unit 120, and a paper receiver 116 are sequentially provided along the transport path of the printing paper P. In addition, the printer 1 is provided with a control unit 100 for controlling the operation of each unit of the printer 1 such as the liquid discharge head 2 and the paper feeding unit 114.

給紙ユニット114は、複数枚の印刷用紙Pを収容することができる用紙収容ケース115と、給紙ローラ145とを有している。給紙ローラ145は、用紙収容ケース115に積層して収容された印刷用紙Pのうち、最も上にある印刷用紙Pを1枚ずつ送り出すことができる。   The paper supply unit 114 includes a paper storage case 115 that can store a plurality of printing papers P, and a paper supply roller 145. The paper feed roller 145 can send out the uppermost print paper P among the print papers P stacked and stored in the paper storage case 115 one by one.

給紙ユニット114と搬送ユニット120との間には、印刷用紙Pの搬送経路に沿って、二対の送りローラ118aおよび118b、ならびに、119aおよび119bが配置
されている。給紙ユニット114から送り出された印刷用紙Pは、これらの送りローラによってガイドされて、さらに搬送ユニット120へと送り出される。
Between the paper feed unit 114 and the transport unit 120, two pairs of feed rollers 118a and 118b and 119a and 119b are arranged along the transport path of the printing paper P. The printing paper P sent out from the paper supply unit 114 is guided by these feed rollers and further sent out to the transport unit 120.

搬送ユニット120は、エンドレスの搬送ベルト111と2つのベルトローラ106および107を有している。搬送ベルト111は、ベルトローラ106および107に巻き掛けられている。搬送ベルト111は、2つのベルトローラに巻き掛けられたとき所定の張力で張られるような長さに調整されている。これによって、搬送ベルト111は、2つのベルトローラの共通接線をそれぞれ含む互いに平行な2つの平面に沿って、弛むことなく張られている。これら2つの平面のうち、液体吐出ヘッド2に近い方の平面が、印刷用紙Pを搬送する搬送面127である。   The transport unit 120 includes an endless transport belt 111 and two belt rollers 106 and 107. The conveyor belt 111 is wound around belt rollers 106 and 107. The conveyor belt 111 is adjusted to such a length that it is stretched with a predetermined tension when it is wound around two belt rollers. Thus, the conveyor belt 111 is stretched without slack along two parallel planes each including a common tangent line of the two belt rollers. Of these two planes, the plane closer to the liquid ejection head 2 is a transport surface 127 that transports the printing paper P.

ベルトローラ106には、図1に示されるように、搬送モータ174が接続されている。搬送モータ174は、ベルトローラ106を矢印Aの方向に回転させることができる。また、ベルトローラ107は、搬送ベルト111に連動して回転することができる。したがって、搬送モータ174を駆動してベルトローラ106を回転させることにより、搬送ベルト111は、矢印Aの方向に沿って移動する。   As shown in FIG. 1, a conveyance motor 174 is connected to the belt roller 106. The transport motor 174 can rotate the belt roller 106 in the direction of arrow A. The belt roller 107 can rotate in conjunction with the transport belt 111. Therefore, the conveyance belt 111 moves along the direction of arrow A by driving the conveyance motor 174 and rotating the belt roller 106.

ベルトローラ107の近傍には、ニップローラ138とニップ受けローラ139とが、搬送ベルト111を挟むように配置されている。ニップローラ138は、図示しないバネによって下方に付勢されている。ニップローラ138の下方のニップ受けローラ139は、下方に付勢されたニップローラ138を、搬送ベルト111を介して受け止めている。2つのニップローラは回転可能に設置されており、搬送ベルト111に連動して回転する。   In the vicinity of the belt roller 107, a nip roller 138 and a nip receiving roller 139 are arranged so as to sandwich the conveyance belt 111. The nip roller 138 is urged downward by a spring (not shown). A nip receiving roller 139 below the nip roller 138 receives the nip roller 138 biased downward via the conveying belt 111. The two nip rollers are rotatably installed and rotate in conjunction with the conveyance belt 111.

給紙ユニット114から搬送ユニット120へと送り出された印刷用紙Pは、ニップローラ138と搬送ベルト111との間に挟み込まれる。これによって、印刷用紙Pは、搬送ベルト111の搬送面127に押し付けられ、搬送面127上に固着する。そして、印刷用紙Pは、搬送ベルト111の回転に従って、液体吐出ヘッド2が設置されている方向へと搬送される。なお、搬送ベルト111の外周面113に粘着性のシリコンゴムによる処理を施してもよい。これにより、印刷用紙Pを搬送面127に確実に固着させることができる。   The printing paper P sent out from the paper supply unit 114 to the transport unit 120 is sandwiched between the nip roller 138 and the transport belt 111. As a result, the printing paper P is pressed against the transport surface 127 of the transport belt 111 and is fixed on the transport surface 127. The printing paper P is transported in the direction in which the liquid ejection head 2 is installed according to the rotation of the transport belt 111. The outer peripheral surface 113 of the conveyor belt 111 may be treated with adhesive silicon rubber. Thereby, the printing paper P can be securely fixed to the transport surface 127.

液体吐出ヘッド2は、下端にヘッド本体2aを有している。ヘッド本体2aの下面は、液体を吐出する多数の吐出孔が設けられている吐出孔面4−1となっている。   The liquid discharge head 2 has a head body 2a at the lower end. The lower surface of the head body 2a is a discharge hole surface 4-1, in which a large number of discharge holes for discharging liquid are provided.

1つの液体吐出ヘッド2に設けられた吐出孔からは、2色の液滴(インク)が吐出されるようになっている。液体吐出ヘッド2の各色を吐出する吐出孔は、一方方向(印刷用紙Pと平行で印刷用紙Pの搬送方向に直交する方向であり、液体吐出ヘッド2の長手方向)に等間隔で配置されているため、各色を一方方向に隙間なく印刷することができる。液体吐出ヘッド2から吐出される液体の色は、例えば、それぞれ、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、シアン(C)およびブラック(K)のうちの2色である。液体吐出ヘッド2は、ヘッド本体2aの下面の吐出孔面4−1と搬送ベルト111の搬送面127との間にわずかな隙間をおいて配置されている。   Two color liquid droplets (ink) are ejected from ejection holes provided in one liquid ejection head 2. The ejection holes for ejecting each color of the liquid ejection head 2 are arranged at equal intervals in one direction (a direction parallel to the printing paper P and perpendicular to the conveyance direction of the printing paper P, and the longitudinal direction of the liquid ejection head 2). Therefore, each color can be printed without any gap in one direction. The colors of the liquid discharged from the liquid discharge head 2 are, for example, two colors of magenta (M), yellow (Y), cyan (C), and black (K), respectively. The liquid discharge head 2 is disposed with a slight gap between the discharge hole surface 4-1 on the lower surface of the head body 2 a and the transport surface 127 of the transport belt 111.

搬送ベルト111によって搬送された印刷用紙Pは、液体吐出ヘッド2と搬送ベルト111との間の隙間を通過する。その際に、液体吐出ヘッド2を構成するヘッド本体2aから印刷用紙Pの上面に向けて液滴が吐出される。これによって、印刷用紙Pの上面には、制御部100によって記憶された画像データに基づくカラー画像が形成される。   The printing paper P transported by the transport belt 111 passes through the gap between the liquid ejection head 2 and the transport belt 111. At that time, droplets are ejected from the head main body 2 a constituting the liquid ejection head 2 toward the upper surface of the printing paper P. As a result, a color image based on the image data stored by the control unit 100 is formed on the upper surface of the printing paper P.

搬送ユニット120と紙受け部116との間には、剥離プレート140と二対の送りロ
ーラ121aおよび121bならびに122aおよび122bとが配置されている。カラー画像が印刷された印刷用紙Pは、搬送ベルト111によって剥離プレート140へと搬送される。このとき、印刷用紙Pは、剥離プレート140の右端によって、搬送面127から剥離される。そして、印刷用紙Pは、送りローラ121a〜122bによって、紙受け部116に送り出される。このように、印刷済みの印刷用紙Pが順次紙受け部116に送られ、紙受け部116に重ねられる。
A separation plate 140 and two pairs of feed rollers 121a and 121b and 122a and 122b are arranged between the transport unit 120 and the paper receiver 116. The printing paper P on which the color image is printed is conveyed to the peeling plate 140 by the conveying belt 111. At this time, the printing paper P is peeled from the transport surface 127 by the right end of the peeling plate 140. Then, the printing paper P is sent out to the paper receiving unit 116 by the feed rollers 121a to 122b. In this way, the printed printing paper P is sequentially sent to the paper receiving unit 116 and stacked on the paper receiving unit 116.

なお、印刷用紙Pの搬送方向について最も上流側にある液体吐出ヘッド2とニップローラ138との間には、紙面センサ133が設置されている。紙面センサ133は、発光素子および受光素子によって構成され、搬送経路上の印刷用紙Pの先端位置を検出することができる。紙面センサ133による検出結果は制御部100に送られる。制御部100は、紙面センサ133から送られた検出結果により、印刷用紙Pの搬送と画像の印刷とが同期するように、液体吐出ヘッド2や搬送モータ174等を制御することができる。   Note that a paper surface sensor 133 is installed between the liquid ejection head 2 and the nip roller 138 that are the most upstream in the transport direction of the printing paper P. The paper surface sensor 133 includes a light emitting element and a light receiving element, and can detect the leading end position of the printing paper P on the transport path. The detection result by the paper surface sensor 133 is sent to the control unit 100. The control unit 100 can control the liquid ejection head 2, the conveyance motor 174, and the like so that the conveyance of the printing paper P and the printing of the image are synchronized based on the detection result sent from the paper surface sensor 133.

次に、本発明の液体吐出ヘッド2について説明する。   Next, the liquid discharge head 2 of the present invention will be described.

図2は液体吐出ヘッド2の長手方向に沿った方向の縦断面図である。ただし、リザーバ40よりも上方に位置するもの、および流路部材4の内部の流路は、一部省略してある。図3(a)は、図2の液体吐出ヘッド2を構成する流路部材4および圧電アクチュエータ21の平面図であり、(b)は、液体吐出ヘッド2を構成する分岐流路部材51の平面図であり、(c)は、液体吐出ヘッド2を構成するリザーバ本体40を構成する流路構造体41aの平面図であり、(d)は、(c)のX−X線に沿った縦断面図であり、(e)は、本発明の他の液体吐出ヘッドを構成する流路構造体241aの(d)と同一部分の縦断面図である。   FIG. 2 is a longitudinal sectional view in a direction along the longitudinal direction of the liquid discharge head 2. However, a part located above the reservoir 40 and a flow path inside the flow path member 4 are partially omitted. 3A is a plan view of the flow path member 4 and the piezoelectric actuator 21 constituting the liquid discharge head 2 of FIG. 2, and FIG. 3B is a plan view of the branch flow path member 51 constituting the liquid discharge head 2. (C) is a plan view of a flow path structure 41a constituting the reservoir body 40 constituting the liquid ejection head 2, and (d) is a longitudinal section along the line XX in (c). It is a top view, (e) is a longitudinal cross-sectional view of the same part as (d) of the flow path structure 241a constituting another liquid discharge head of the present invention.

図4は、図2(a)の一点鎖線で囲まれた領域の拡大図であり、説明のため一部の流路を省略した図である。図5は、図2(a)の一点鎖線で囲まれた領域の拡大図であり、説明のため図4とは異なる一部の流路を省略した図である。なお、図4および図5において、図面を分かりやすくするために、圧電アクチュエータ基板21の下方にあって破線で描くべきマニホールド5、吐出孔8、加圧室10を実線で描いている。図6は図5のV−V線に沿った縦断面図である。   FIG. 4 is an enlarged view of a region surrounded by a one-dot chain line in FIG. 2A, and a part of the flow paths is omitted for explanation. FIG. 5 is an enlarged view of a region surrounded by an alternate long and short dash line in FIG. 2A, and is a view in which a part of the flow paths different from FIG. 4 and 5, in order to make the drawings easy to understand, the manifold 5, the discharge hole 8, and the pressurizing chamber 10 that are to be drawn by broken lines below the piezoelectric actuator substrate 21 are drawn by solid lines. 6 is a longitudinal sectional view taken along the line VV in FIG.

液体吐出ヘッド2は、ヘッド本体2aとリザーバ40とを含んでいる。液体吐出ヘッド2には、さらに金属製の筐体90を取り付けてもよい。また。ヘッド本体2aは、流路部材4と、変位素子(加圧部)30が作り込まれている圧電アクチュエータ基板21とを含んでいる。さらに、リザーバ40は、リザーバ本体41と分岐流路部材51とを含んでいる。   The liquid discharge head 2 includes a head body 2a and a reservoir 40. A metal casing 90 may be further attached to the liquid discharge head 2. Also. The head body 2 a includes a flow path member 4 and a piezoelectric actuator substrate 21 in which a displacement element (pressurizing unit) 30 is formed. Further, the reservoir 40 includes a reservoir main body 41 and a branch flow path member 51.

ヘッド本体2aを構成する流路部材4は、共通流路であるマニホールド5と、マニホールド5と繋がっている複数の加圧室10と、複数の加圧室10とそれぞれ繋がっている複数の吐出孔8とを備え、加圧室10は流路部材4の上面に開口しており、流路部材4の上面が加圧室面4−2となっている。また、流路部材4の上面にはマニホールド5と繋がる開口5aを有し、この開口5aより液体が供給されるようになっている。   The flow path member 4 constituting the head body 2a includes a manifold 5 which is a common flow path, a plurality of pressurizing chambers 10 connected to the manifold 5, and a plurality of discharge holes respectively connected to the plurality of pressurizing chambers 10. 8, the pressurizing chamber 10 is opened on the upper surface of the flow path member 4, and the upper surface of the flow path member 4 is a pressurizing chamber surface 4-2. In addition, an opening 5a connected to the manifold 5 is provided on the upper surface of the flow path member 4, and liquid is supplied from the opening 5a.

また、流路部材4の上面には、変位素子30を含む圧電アクチュエータ基板21が接合されており、各変位素子30が加圧室10上に位置するように設けられている。また、圧電アクチュエータ基板21には、各変位素子30に信号を供給するためのFPC(Flexible Printed Circuit)などの信号伝達部が接続されている。   A piezoelectric actuator substrate 21 including a displacement element 30 is bonded to the upper surface of the flow path member 4, and each displacement element 30 is provided so as to be positioned on the pressurizing chamber 10. The piezoelectric actuator substrate 21 is connected to a signal transmission unit such as an FPC (Flexible Printed Circuit) for supplying a signal to each displacement element 30.

リザーバ40は、リザーバ流路42が形成されているリザーバ本体41と分岐流路52
が形成された分岐流路部材51とが接合されて構成されている。リザーバ流路42の供給孔42aは外部に向けて開口しており、外部から供給された液体は、リザーバ流路42の供給孔42aから分岐流路の流出孔を通って流路部材4のマニホール5に供給される。詳細には、外部から順に、リザーバ流路42には、リザーバ42の長手方向の一端部から他端部まで延在する導入流路、導入流路に繋がっており、リザーバ42の長手方向の中央部から一端部まで延在し、途中にフィルタ48が設けられているフィルタ流路と、リザーバ40の長手方向の一端部から他端部まで延在するとともに、長手方向の中央部でフィルタ流路に繋がっており、長手方向の一端部および他端部で共通流路に繋がっている分岐流路52とを備えている。
The reservoir 40 includes a reservoir body 41 in which a reservoir channel 42 is formed and a branch channel 52.
The branched flow path member 51 in which the is formed is joined. The supply hole 42a of the reservoir channel 42 opens to the outside, and the liquid supplied from the outside passes through the supply hole 42a of the reservoir channel 42 and the outflow hole of the branch channel, and the manifold hole of the channel member 4 5 is supplied. Specifically, in order from the outside, the reservoir channel 42 is connected to an introduction channel that extends from one end to the other end in the longitudinal direction of the reservoir 42, and is connected to the center in the longitudinal direction of the reservoir 42. A filter channel provided with a filter 48 in the middle and extending from one end of the reservoir 40 in the longitudinal direction to the other end, and at the center in the longitudinal direction. And a branch channel 52 connected to the common channel at one end and the other end in the longitudinal direction.

このような流路構成をしていることにより、最初に液体を入れるときなどに、フィルタ流路がある側のリザーバ流路の供給孔42aから液体を入れ、一部を流路部材4へ向かわせるとともに、一部をフィルタ流路と反対側のリザーバ流路の供給孔42aから外へ出すことで、液体に混ざっていることにある気泡が流路部材4に入り込むのを抑制しつつ、効率よく液体を入れることができる。これは、液体は主に、フィルタ流路の、リザーバ流路の供給孔42a側でフィルタ48を通り、リザーバ40の中央部にある分岐流路の供給孔52aへ向かうので、分岐流路の供給孔52aの上方のフィルタ流路のフィルタ48付近における液体の流れが、主に下から上に(フィルタ流路から導入流路に)向かう方向となるためである。なお、印刷時には、液体はどちらか一方から供給され、他方は不図示のプリンタの機構によって閉じるようにする。そのようにするとリザーバ流路42内の液体は、液体が供給される方のリザーバ流路42の供給孔42aから中央の分岐流路の供給孔52aまでの流れが主になり、閉じられている方の側ではあまり液体は流動しない。   With such a flow path configuration, when liquid is first introduced, the liquid is supplied from the supply hole 42a of the reservoir flow path on the side where the filter flow path is, and a part thereof is directed to the flow path member 4. In addition, the part is taken out from the supply hole 42a of the reservoir channel on the side opposite to the filter channel, thereby suppressing the bubbles that are mixed with the liquid from entering the channel member 4 and improving the efficiency. Can put liquid well. This is because the liquid mainly passes through the filter 48 on the supply flow path 42a side of the reservoir flow path to the branch flow path supply hole 52a in the central portion of the reservoir 40. This is because the liquid flow in the vicinity of the filter 48 in the filter channel above the hole 52a is mainly directed from the bottom to the top (from the filter channel to the introduction channel). At the time of printing, the liquid is supplied from either one, and the other is closed by a printer mechanism (not shown). As a result, the liquid in the reservoir channel 42 is mainly closed from the supply hole 42a of the reservoir channel 42 to which the liquid is supplied to the supply hole 52a of the central branch channel, and is closed. On the other side, the liquid does not flow very much.

一方、このような構成にすると、液体吐出ヘッド2において、長手方向において、フィルタ流路が設けられた側に空隙が多くなり、軽くなる。重量バランスが悪いと、液体吐出ヘッド2をプリンタに取り付けた後に、取り付け精度が悪くなったり、シリアルプリンタなで、液体吐出ヘッド2を移動させ使用する場合などに、動きに左右の差などが生じるおそれがある。その際、フィルタ流路とは反対側に質量調整空間41a−4を設けることで、質量の左右差を少なくすることができる。質量調整空間41a−4は、上述のリザーバ流路42の構成に限られず、リザーバ40の長手方向の中央から一端部まで、および中央から他端部までのうち、リザーバ流路42の体積の少ない側に設ければよい。
On the other hand, with such a configuration, in the liquid ejection head 2, in the longitudinal direction, the gap is increased on the side where the filter flow path is provided, and the liquid discharge head 2 becomes lighter. If the weight balance is poor, after attaching the liquid discharge head 2 in the printer, or the mounting accuracy is deteriorated, the etc. serial printer, when using by moving the liquid discharge head 2, the difference between the left and right motion, etc. May occur. At that time, by providing the mass adjustment space 41a-4 on the opposite side to the filter flow path, it is possible to reduce the left-right difference in mass. The mass adjustment space 41 a-4 is not limited to the configuration of the reservoir channel 42 described above, and the volume of the reservoir channel 42 is small from the center in the longitudinal direction of the reservoir 40 to one end and from the center to the other end. It only has to be provided on the side.

また、質量調整空間41a−4およびリザーバ流路42とは、熱伝導が低くため、それらに囲まれた、リザーバ42の部位を、熱伝導部41a−3とすることができる。熱伝導部41a−3を長手方向に沿って設ければ、熱伝導部41a−3では熱が主に長方向に伝わるので、液体吐出ヘッド2の左右の温度差を少なくできる。これにより、液体の粘度や加圧部30に温度依存性がある場合でも、吐出特性のばらつきを小さくできる。   Further, since the heat transfer between the mass adjusting space 41a-4 and the reservoir channel 42 is low, the portion of the reservoir 42 surrounded by them can be used as the heat conducting portion 41a-3. If the heat conducting portion 41a-3 is provided along the longitudinal direction, the heat is mainly transmitted in the longitudinal direction in the heat conducting portion 41a-3, so that the temperature difference between the left and right sides of the liquid ejection head 2 can be reduced. As a result, even when the viscosity of the liquid or the pressure unit 30 is temperature-dependent, variations in ejection characteristics can be reduced.

より詳細には、リザーバ40と流路部材4とを接合している接合方向から見た場合、すなわち平板状のリザーバの40の平面視において、熱伝導部41a−3と、リザーバ40の短手方向の外壁の間にはリザーバ流路42か質量調整空間41a−4が存在する。リザーバ流路42を満たす水などを主成分とする液体および質量調整空間41a−4内の気体は、金属などで構成される熱伝導部41a−3より熱伝導率が低いので、リザーバ流路42は、熱伝導部41a−3から短手方向の外壁に熱が伝わり外部に逃げていくのを抑制する断熱部として作用し、熱が長手方向に伝わり易くなる。
More specifically, when viewed from the joining direction in which the reservoir 40 and the flow path member 4 are joined, that is, in a plan view of the flat reservoir 40, the heat conducting portion 41 a-3 and the short side of the reservoir 40 Between the outer walls in the direction, the reservoir channel 42 or the mass adjusting space 41a-4 exists. Gas liquids and the mass adjusting space 41a-4 of the etc. water to meet the reservoir channel 42 as a main component, because of the low thermal conductivity than configured heat conducting portion 41a-3 such as a metal, a reservoir flow path 42 acts as a heat insulating portion that suppresses heat from being transmitted from the heat conducting portion 41a-3 to the outer wall in the short direction and escaping to the outside, and heat is easily transferred in the longitudinal direction.

リザーバ40にヒータを取り付けて40〜60℃程度に加熱して使用する場合、長手方向の両端部からの熱の放散があるので、ヒータをリザーバ40の主面のほぼ全体に取り付けたとしても、液体吐出ヘッド2の両端の温度が中央の温度よりも低く成り易い。熱伝導部41a−3が存在しない場合、例えば、長手方向において2〜5℃程度の温度差が生じ
ることがあるが、液体の粘度や変位素子30の変位特性は、ある程度温度により変わるため、温度差により吐出性がばらつくことがある。熱伝導部41a−3に存在することにより、他の構造にもよるが、例えば、長手方向の温度差が1℃程度あるいは、それ以下にすることができる。
When the heater is attached to the reservoir 40 and heated to about 40 to 60 ° C., heat is dissipated from both ends in the longitudinal direction, so even if the heater is attached to almost the entire main surface of the reservoir 40, The temperature at both ends of the liquid discharge head 2 tends to be lower than the center temperature. When the heat conducting portion 41a-3 does not exist, for example, a temperature difference of about 2 to 5 ° C. may occur in the longitudinal direction, but the viscosity of the liquid and the displacement characteristics of the displacement element 30 vary to some extent depending on the temperature. Dischargeability may vary due to the difference. By being present in the heat conducting portion 41a-3, depending on other structures, for example, the temperature difference in the longitudinal direction can be about 1 ° C. or less.

熱伝導部41a−3を、短手方向の中央部に設ければ、短手方向の温度差も少なくすることができる。ここで、熱伝導部41a−3を、短手方向の中央部に設けるとは、熱伝導部41a−3が、短手方向の中央の短手方向の幅の1/2の領域(すなわち、短手方向の端から1/4〜3/4までの領域)と重なっていることを指し、中央の幅の1/4の領域(すなわち、短手方向の端から3/8〜5/8までの領域)と重なっていることが好ましい。   If the heat conduction part 41a-3 is provided in the center part in the short direction, the temperature difference in the short direction can be reduced. Here, providing the heat conducting portion 41a-3 in the center portion in the short direction means that the heat conducting portion 41a-3 is a region having a half width in the short direction at the center in the short direction (that is, It indicates that it overlaps with the region from 1/4 to 3/4 from the edge in the short direction, and the region of 1/4 of the center width (that is, 3/8 to 5/8 from the edge in the short direction). It is preferable that it overlaps with the region up to.

リザーバ流路42を複数設ける場合には、図3(e)に示すように、複数のリザーバ流路42に重なって、覆うように設けることで、左右の質量差をさらに少なくすることができる。   In the case where a plurality of reservoir channels 42 are provided, as shown in FIG. 3E, the mass difference between the left and right can be further reduced by providing the reservoir channels 42 so as to overlap and cover the plurality of reservoir channels 42.

リザーバ本体41は、リザーバプレートを積層して構成されている。具体的には、流路構造体41aと平板状のプレート41b、dと、ダンパプレート41cとが積層されて構成されている。流路構造体41aは厚さが5〜10mm程度とされており、平板状のプレート41b、d、ダンパプレート41cの3層は全体で0.5〜2mm程度の厚さとされている。   The reservoir body 41 is configured by stacking reservoir plates. Specifically, the flow path structure 41a, the flat plates 41b and 41d, and the damper plate 41c are laminated. The flow path structure 41a has a thickness of about 5 to 10 mm, and the three layers of the flat plates 41b and d and the damper plate 41c have a thickness of about 0.5 to 2 mm as a whole.

さらに、流路構造体41aは金属や樹脂あるいはセラミックスにより形成することができるが、樹脂製であることが好ましく、これにより複雑な形状であっても安価に作製できる。また、プレート40b、dは、樹脂や金属により形成することができるが、樹脂により形成することで、安価にできるとともに、リザーバ本体40aとの間に膨張係数差が生じないので好ましい。   Furthermore, although the flow path structure 41a can be formed of metal, resin, or ceramics, it is preferable that the flow path structure 41a is made of resin. The plates 40b and 40d can be made of resin or metal. However, the formation of the resin is preferable because the plate 40b and d can be made inexpensive and there is no difference in expansion coefficient with the reservoir body 40a.

リザーバ流路42の内壁の一部は弾性変形可能な材質のダンパプレート41cで構成されたダンパ46になっている。ダンパ46のリザーバ流路42と反対の面が面する方向に変形できるようになっているため、ダンパ46は弾性変形することでリザーバ流路42の体積を変化させることができ、液体吐出量が急激に多くなった場合などに、安定して液体が供給できるようになる。ダンパプレート41cの材質は、例えば、樹脂や金属であり、厚みは5〜30μm程度にされる。   A part of the inner wall of the reservoir channel 42 is a damper 46 composed of a damper plate 41c made of an elastically deformable material. Since the damper 46 can be deformed in the direction facing the surface opposite to the reservoir channel 42, the damper 46 can be elastically deformed to change the volume of the reservoir channel 42, and the liquid discharge amount can be reduced. The liquid can be stably supplied when it suddenly increases. The material of the damper plate 41c is, for example, resin or metal, and the thickness is about 5 to 30 μm.

本実施形態では、リザーバ流路42は長手方向に沿って独立して、2本設けられている。詳細は後述するが、これにより、1つの液体吐出ヘッド2から2色のインクを吐出できる。   In the present embodiment, two reservoir channels 42 are provided independently along the longitudinal direction. Although details will be described later, it is possible to eject two colors of ink from one liquid ejection head 2.

分岐流路部材51には、分岐流路52が設けられており、分岐流路52の中央の供給孔52aは、リザーバ本体41の中のリザーバ流路42と繋がっている。分岐流路52は、途中で分岐して、流路部材4の中のマニホールド5の開口5aと繋がっている。   The branch channel member 51 is provided with a branch channel 52, and the supply hole 52 a at the center of the branch channel 52 is connected to the reservoir channel 42 in the reservoir body 41. The branch flow path 52 branches in the middle and is connected to the opening 5 a of the manifold 5 in the flow path member 4.

分岐流路52を設けて、マニホールド5の両端から流路部材4へ液体を供給することにより、液体の供給不足が起り難くできる。また、マニホールド5の一端から供給する場合と比較して、マニホールド5を液体が流れる際に生じる圧力損失の差を約半分にできるため、液体吐出特性のばらつきを少なくできる。さらに、圧力損失の差を少なくするために、マニホールド5の中央付近で供給したり、マニホールド5の途中の数か所から供給することも考えられるが、そのような構造では液体吐出ヘッド2の幅が大きくなり、吐出孔8の配置の幅方向への広がりも大きくなってしまう。そうなると、液体吐出ヘッド2をプリ
ンタ1に取り付ける角度のずれが印刷結果に与える影響が大きくなるので好ましくない。複数の液体吐出ヘッド2を用いて印刷する場合においても、複数の液体吐出ヘッド2の全体の吐出孔8が配置されている面積が広がるので、複数の液体吐出ヘッド2の相対的な位置の精度が印刷結果に与える影響が大きくなるので好ましくない。そのため、液体吐出ヘッド2の幅を小さくしつつ、圧力損失の差を少なくするためには、マニホールド5の両端から供給するのが好ましい。なお、分岐流路52を設けず、リザーバ流路42とマニホールド5の開口5aとを直接繋げてもよい。
By providing the branch flow path 52 and supplying the liquid to the flow path member 4 from both ends of the manifold 5, it is possible to prevent the liquid from being insufficiently supplied. Further, as compared with the case where the liquid is supplied from one end of the manifold 5, the difference in pressure loss caused when the liquid flows through the manifold 5 can be reduced to about half, so that the variation in the liquid discharge characteristics can be reduced. Further, in order to reduce the difference in pressure loss, it is conceivable to supply near the center of the manifold 5 or from several places along the manifold 5, but in such a structure, the width of the liquid discharge head 2 is considered. And the spread of the arrangement of the discharge holes 8 in the width direction also increases. If this is the case, the influence of the deviation in the angle at which the liquid ejection head 2 is attached to the printer 1 on the printing result is increased, which is not preferable. Even when printing is performed using a plurality of liquid ejection heads 2, the area in which the entire ejection holes 8 of the plurality of liquid ejection heads 2 are arranged increases, so that the relative position accuracy of the plurality of liquid ejection heads 2 is increased. Is not preferable because the influence on the printing result becomes large. Therefore, in order to reduce the difference in pressure loss while reducing the width of the liquid discharge head 2, it is preferable to supply from both ends of the manifold 5. The branch channel 52 may not be provided, and the reservoir channel 42 and the opening 5a of the manifold 5 may be directly connected.

また、圧力損失を少なくするため、平面視した際の、分岐流路52の長手方向の両方の端の位置と、マニホールド5の両方の端の位置とを同じにしておき、分岐流路52の両方の端からマニホールド5の両方の端へは、直線的に下方に向かう流路で繋ぐことが好ましい。   Further, in order to reduce the pressure loss, the positions of both ends in the longitudinal direction of the branch flow path 52 and the positions of both ends of the manifold 5 when viewed in plan are made the same. It is preferable to connect from both ends to both ends of the manifold 5 with a flow path linearly downward.

分岐流路52の供給孔52aは、長手方向の中央部に形成されているため、複数の部分で繋がるマニホールド5までの流路長を比較的近くすることができるので、液体の供給を安定化させることができる。   Since the supply hole 52a of the branch flow path 52 is formed in the central portion in the longitudinal direction, the flow length to the manifold 5 connected by a plurality of portions can be made relatively close, so that the liquid supply is stabilized. Can be made.

分岐流路部材51の流路部材4に接合されている長尺形状の両端の間に凹部が設けられており、圧電アクチュエータ基板21が収められている。このような構造であるため、圧電アクチュエータ基板21として、幅が流路部材4の80%以上、長さがマニホールドの開口5a間の80%以上、変位素子30を構成する個別電極25が4インチにわたって形成されている非常に大きなものを用いることができる。これにより、接合する圧電アクチュエータ基板21の数を少なくできるので、工程を簡略化できるとともに、複数の圧電アクチュエータ基板21を用いる際に生じる圧電アクチュエータ基板21間の変位素子30のばらつきがなくなるため、吐出ばらつきを低減できる。   A concave portion is provided between both ends of the elongated shape joined to the flow path member 4 of the branch flow path member 51, and the piezoelectric actuator substrate 21 is accommodated. Because of this structure, the piezoelectric actuator substrate 21 has a width of 80% or more of the flow path member 4, a length of 80% or more between the openings 5a of the manifold, and the individual electrodes 25 constituting the displacement element 30 are 4 inches. The very large thing currently formed over can be used. As a result, the number of piezoelectric actuator substrates 21 to be bonded can be reduced, so that the process can be simplified and the variation of the displacement elements 30 between the piezoelectric actuator substrates 21 that occurs when using a plurality of piezoelectric actuator substrates 21 is eliminated. Variations can be reduced.

分岐流路部材51は複数の長方形状のプレート51a〜51cを積層して構成されている。分岐流路52は、分岐流路52の供給孔52aの直下で長手方向の一方および他方に分岐し、長手方向の端近くで下側に向かい、分岐流路52の流出孔52bで流路部材4のマニホールド5の開口5aに繋がる。分岐した後の分岐流路52は、マニホールド5までの流路長はそれぞれ略等しくなっている。これにより、外部から供給される液体の温度変動や圧力変動が、マニホールド5との複数の連結部に、少ない時間差で伝わるため、液体吐出ヘッド2内の液滴の吐出特性のバラツキをより少なくできる。なお、ここで言う略等しいとは、最も長い流路長に対して、最も短い流路長が80%以上であることであり、90%以上であるとより好ましい。また、分岐流路52は、それぞれの長さが略等しいだけでなく、断面積も略等しいことが好ましい。ここで断面積が略等しいとは、分岐流路52の液体導入孔60bから同じ流路長である場所での、流路の断面積の差が20%以下であることであり、10%以下であるとより好ましい。   The branch channel member 51 is configured by stacking a plurality of rectangular plates 51a to 51c. The branch channel 52 branches to one side and the other in the longitudinal direction directly below the supply hole 52a of the branch channel 52, and goes downward near the end in the longitudinal direction. 4 to the opening 5 a of the manifold 5. The branched flow paths 52 after branching are substantially equal in length to the manifold 5. As a result, temperature fluctuations and pressure fluctuations of the liquid supplied from the outside are transmitted to the plurality of connecting portions with the manifold 5 with a small time difference, so that variations in the discharge characteristics of the liquid droplets in the liquid discharge head 2 can be further reduced. . Note that “substantially equal” here means that the shortest flow path length is 80% or more with respect to the longest flow path length, and more preferably 90% or more. Moreover, it is preferable that the branch flow paths 52 not only have the same length but also have the same cross-sectional area. Here, the cross-sectional areas are substantially equal means that the difference in cross-sectional area of the flow path at the same flow path length from the liquid introduction hole 60b of the branch flow path 52 is 20% or less. Is more preferable.

ヘッド本体2aは、平板状の流路部材4と、流路部材4上に、変位素子30を含む圧電アクチュエータ基板21を1つ有している。圧電アクチュエータ基板21の平面形状は長方形状であり、その長方形の長辺が流路部材4の長手方向に沿うように流路部材4の上面に配置されている。   The head body 2 a has a flat plate-like flow path member 4 and one piezoelectric actuator substrate 21 including a displacement element 30 on the flow path member 4. The planar shape of the piezoelectric actuator substrate 21 is rectangular, and is arranged on the upper surface of the flow path member 4 so that the long side of the rectangle is along the longitudinal direction of the flow path member 4.

流路部材4の内部には4つのマニホールド5が形成されている。マニホールド5は流路部材4の長手方向に沿って延びる細長い形状を有しており、その両端において、流路部材4の上面にマニホールド5の開口5aが形成されている。本実施例においては、マニホールド5は独立して4本設けられており、それぞれ開口5aにおいて分岐流路52に繋がっている。   Four manifolds 5 are formed inside the flow path member 4. The manifold 5 has an elongated shape extending along the longitudinal direction of the flow path member 4, and openings 5 a of the manifold 5 are formed on the upper surface of the flow path member 4 at both ends thereof. In the present embodiment, four manifolds 5 are provided independently, and each manifold 5 is connected to the branch flow path 52 at the opening 5a.

流路部材4は、複数の加圧室10が2次元的に広がって形成されている。加圧室10は、角部にアールが施されたほぼ菱形の平面形状を有する中空の領域である。加圧室10は流路部材4の上面である加圧室面4−2に開口している。   The flow path member 4 is formed by two-dimensionally expanding a plurality of pressurizing chambers 10. The pressurizing chamber 10 is a hollow region having a substantially rhombic planar shape with rounded corners. The pressurizing chamber 10 opens to the pressurizing chamber surface 4-2 that is the upper surface of the flow path member 4.

加圧室10は1つのマニホールド5と個別供給流路14を介して繋がっている。1つのマニホールド5に沿うようにして、このマニホールド5に繋がっている加圧室10の列である加圧室列11が、マニホールド5の両側に2列ずつ、合計4列設けられている。したがって、全体では16列の加圧室列11が設けられている。各加圧室列11における加圧室10の長手方向の間隔は同じであり、37.5dpiの間隔となっている。なお、各加圧室列11の端の加圧室10は、ダミーとなっており、マニホールド5とは繋がっていない。このダミーにより、端から1つ内側の加圧室10の周囲の構造(剛性)が他の加圧室10の構造(剛性)と近くなることで、液体吐出特性の差を少なくできる。   The pressurizing chamber 10 is connected to one manifold 5 via an individual supply channel 14. Along the one manifold 5, two pressurizing chamber rows 11, which are rows of pressurizing chambers 10 connected to the manifold 5, are provided on each side of the manifold 5, for a total of four rows. Therefore, a total of 16 pressurizing chamber rows 11 are provided. The intervals in the longitudinal direction of the pressurizing chambers 10 in the respective pressurizing chamber rows 11 are the same, and the interval is 37.5 dpi. The pressurization chamber 10 at the end of each pressurization chamber row 11 is a dummy and is not connected to the manifold 5. By this dummy, the structure (rigidity) around the pressurizing chamber 10 that is one inner side from the end is close to the structure (rigidity) of the other pressurizing chamber 10, so that the difference in liquid ejection characteristics can be reduced.

各加圧室列11の加圧室10は、隣接する圧室列11の間に角部が位置するように千鳥状に配置されている。1つのマニホールド5に繋がっている加圧室10により加圧室群が構成されており、加圧室群は4つある。各加圧室群内における加圧室10の相対的な配置は同じになっており、各加圧室群は長手方向にわずかにずれて配置されている。これらの加圧室10は、流路部材4の上面における圧電アクチュエータ基板21に対向する領域に、加圧室群間などの少し間隔が広くなって部分はあるものの、ほぼ全面にわたって配列されている。つまり、これらの加圧室10によって形成された加圧室群9は圧電アクチュエータ基板21とほぼ同一の大きさおよび形状の領域を占有している。また、各加圧室10の開口は、流路部材4の上面に圧電アクチュエータ基板21が接合されることで閉塞されている。   The pressurizing chambers 10 of each pressurizing chamber row 11 are arranged in a staggered manner so that the corners are located between the adjacent pressure chamber rows 11. A pressurizing chamber group is constituted by the pressurizing chambers 10 connected to one manifold 5, and there are four pressurizing chamber groups. The relative arrangement of the pressurizing chambers 10 in each pressurizing chamber group is the same, and each pressurizing chamber group is arranged slightly shifted in the longitudinal direction. These pressurizing chambers 10 are arranged over almost the entire surface of the upper surface of the flow path member 4 in a region facing the piezoelectric actuator substrate 21, although there are some widened portions such as between the pressurizing chamber groups. . That is, the pressurizing chamber group 9 formed by these pressurizing chambers 10 occupies a region having almost the same size and shape as the piezoelectric actuator substrate 21. Further, the opening of each pressurizing chamber 10 is closed by bonding the piezoelectric actuator substrate 21 to the upper surface of the flow path member 4.

加圧室10の個別供給流路14が繋がっている角部と対向する角部からは、流路部材4の下面の吐出面4−1に開口している吐出孔8に繋がるディセンダが伸びている。ディセンダは、平面視において、加圧室の対角線を延長する方向に伸びている。つまり、長手方向の吐出孔8の配置と加圧室10配置は同じになっている。各加圧室列11において、加圧室10は37.5dpiの間隔で並んでおり、1つのマニホールド5に繋がっている加圧室10は全体として、長手方向に150dpiの間隔になっている。さらに、4つのマニホールド5に繋がっている加圧室10は、長手方向に600dpiに相当する間隔でずれて配置されているため、液体加圧室10は全体で長手方向に600dpiの間隔で形成されている。前述のように、吐出孔8の長手方向の配置は液体加圧室10と同じになっているので、吐出孔8の長手方向の間隔も600dpiになっている。   A descender connected to the discharge hole 8 opened on the discharge surface 4-1 on the lower surface of the flow path member 4 extends from a corner portion of the pressurizing chamber 10 facing the corner portion where the individual supply flow path 14 is connected. Yes. The descender extends in the direction of extending the diagonal line of the pressurizing chamber in plan view. That is, the arrangement of the discharge holes 8 in the longitudinal direction and the arrangement of the pressurizing chamber 10 are the same. In each pressurizing chamber row 11, the pressurizing chambers 10 are arranged at an interval of 37.5 dpi, and the pressurizing chambers 10 connected to one manifold 5 as a whole have an interval of 150 dpi in the longitudinal direction. Further, since the pressurizing chambers 10 connected to the four manifolds 5 are displaced in the longitudinal direction at an interval corresponding to 600 dpi, the liquid pressurizing chambers 10 are formed at an interval of 600 dpi in the longitudinal direction as a whole. ing. As described above, since the arrangement of the discharge holes 8 in the longitudinal direction is the same as that of the liquid pressurizing chamber 10, the distance between the discharge holes 8 in the longitudinal direction is also 600 dpi.

これは別の言い方をすると、流路部材4の長手方向に平行な仮想直線に対して直交するように吐出孔8を投影すると、図6に示した仮想直線のRの範囲に、各マニホールド5に繋がっている4つの吐出孔8、つまり全部で16個の吐出孔8が、600dpiの等間隔となっているということである。これにより、全てのマニホールド5に同じ色のインクを供給することで、全体として長手方向に600dpiの解像度で画像が形成可能となる。また、1つのマニホールド5に繋がっている4つの吐出孔8は、仮想直線のRの範囲で150dpiの等間隔になっている。これにより、2つのマニホールド5のそれぞれに異なる色のインクを供給することで、全体として長手方向に300dpiの解像度で2色の画像が形成可能となる。この場合さらに、2つの液体吐出ヘッド2を用いれば、300dpiの4色の画像が印刷できる。   In other words, when the discharge holes 8 are projected so as to be orthogonal to the virtual straight line parallel to the longitudinal direction of the flow path member 4, each manifold 5 is within the range of R of the virtual straight line shown in FIG. That is, four discharge holes 8 connected to, that is, a total of 16 discharge holes 8 are equally spaced at 600 dpi. Thus, by supplying the same color ink to all the manifolds 5, it is possible to form an image with a resolution of 600 dpi in the longitudinal direction as a whole. In addition, the four discharge holes 8 connected to one manifold 5 are equally spaced at 150 dpi in the range of the imaginary straight line R. As a result, by supplying different colors of ink to the two manifolds 5, it is possible to form two-color images with a resolution of 300 dpi in the longitudinal direction as a whole. In this case, if two liquid ejection heads 2 are used, an image of four colors of 300 dpi can be printed.

圧電アクチュエータ基板21の上面における各加圧室10に対向する位置には個別電極25がそれぞれ形成されている。個別電極25は、加圧室10より一回り小さく、加圧室10とほぼ相似な形状を有している個別電極本体25aと、個別電極本体25aから引き出されている引出電極25bとを含んでおり、個別電極25は、加圧室10と同じように
、個別電極列および個別電極群を構成している。また、圧電アクチュエータ基板21の上面には、共通電極24と電気的に接続されている共通電極用表面電極28が形成されている。共通電極用表面電極28は、圧電アクチュエータ基板21の短手方向の中央部に、長手方向に沿うように2列形成され、また、長手方向の端近くで短手方向に沿って1列形成されている。図示した、共通電極用表面電極28は直線上に断続的に形成されたものであるが、直線上に連続的に形成してもよい。圧電アクチュエータ基板21には、2枚の信号伝達部が、圧電アクチュエータ基板21の2つの長辺側から、それぞれ中央に向かうように配置され、接合される。共通電極用表面電極28は、信号伝達部の端部(先端および圧電アクチュエータ基板21の長手方向の端)において接続され、共通電極用表面電極28およびその上に形成される共通電極用接続電極が、引出電極25bおよびその上に形成される接続電極26よりも面積が大きいため、信号伝達部が端からはがれ難くできる。
Individual electrodes 25 are formed at positions facing the pressurizing chambers 10 on the upper surface of the piezoelectric actuator substrate 21. The individual electrode 25 includes an individual electrode main body 25a that is slightly smaller than the pressurizing chamber 10 and has a shape substantially similar to the pressurizing chamber 10, and an extraction electrode 25b that is extracted from the individual electrode main body 25a. In the same manner as the pressurizing chamber 10, the individual electrode 25 constitutes an individual electrode row and an individual electrode group. A common electrode surface electrode 28 electrically connected to the common electrode 24 is formed on the upper surface of the piezoelectric actuator substrate 21. The common electrode surface electrodes 28 are formed in two rows along the longitudinal direction at the central portion of the piezoelectric actuator substrate 21 in the lateral direction, and are formed in one row along the lateral direction near the end in the longitudinal direction. ing. Although the illustrated common electrode surface electrode 28 is intermittently formed on a straight line, it may be formed continuously on a straight line. Two signal transmission units are arranged and bonded to the piezoelectric actuator substrate 21 from the two long sides of the piezoelectric actuator substrate 21 toward the center. The common electrode surface electrode 28 is connected at the end of the signal transmission unit (the tip and the longitudinal end of the piezoelectric actuator substrate 21), and the common electrode surface electrode 28 and the common electrode connection electrode formed thereon are provided. Since the area is larger than that of the extraction electrode 25b and the connection electrode 26 formed on the extraction electrode 25b, the signal transmission part can be hardly separated from the end.

また、吐出孔8は、流路部材4の下面側に配置されたマニホールド5と対向する領域を避けた位置に配置されている。さらに、吐出孔8は、流路部材4の下面側における圧電アクチュエータ基板21と対向する領域内に配置されている。これらの吐出孔8は、1つの群として圧電アクチュエータ基板21とほぼ同一の大きさおよび形状の領域を占有しており、対応する圧電アクチュエータ基板21の変位素子30を変位させることにより吐出孔8から液滴が吐出できる。   Further, the discharge hole 8 is arranged at a position avoiding the area facing the manifold 5 arranged on the lower surface side of the flow path member 4. Further, the discharge hole 8 is disposed in a region facing the piezoelectric actuator substrate 21 on the lower surface side of the flow path member 4. These discharge holes 8 occupy a region having almost the same size and shape as the piezoelectric actuator substrate 21 as a group, and the displacement elements 30 of the corresponding piezoelectric actuator substrate 21 are displaced to displace the discharge holes 8 from the discharge holes 8. Droplets can be ejected.

ヘッド本体2aに含まれる流路部材4は、複数のプレートが積層された積層構造を有している。これらのプレートは、流路部材4の上面から順に、キャビティプレート4a、ベースプレート4b、アパーチャ(しぼり)プレート4c、サプライプレート4d、マニホールドプレート4e〜g、カバープレート4hおよびノズルプレート4iである。これらのプレートには多数の孔が形成されている。各プレートの厚さは10〜300μm程度であることにより、形成する孔の形成精度を高くできる。各プレートは、これらの孔が互いに連通して個別流路12およびマニホールド5を構成するように、位置合わせして積層されている。ヘッド本体2aは、加圧室10は流路部材4の上面に、マニホールド5は内部の下面側に、吐出孔8は下面にと、個別流路12を構成する各部分が異なる位置に互いに近接して配設され、加圧室10を介してマニホールド5と吐出孔8とが繋がる構成を有している。   The flow path member 4 included in the head main body 2a has a laminated structure in which a plurality of plates are laminated. These plates are a cavity plate 4a, a base plate 4b, an aperture plate 4c, a supply plate 4d, manifold plates 4e to 4g, a cover plate 4h, and a nozzle plate 4i in this order from the upper surface of the flow path member 4. A number of holes are formed in these plates. Since the thickness of each plate is about 10 to 300 μm, the formation accuracy of the holes to be formed can be increased. Each plate is aligned and laminated so that these holes communicate with each other to form the individual flow path 12 and the manifold 5. In the head main body 2a, the pressurizing chamber 10 is on the upper surface of the flow path member 4, the manifold 5 is on the inner lower surface side, the discharge holes 8 are on the lower surface, and the parts constituting the individual flow path 12 are close to each other in different positions. The manifold 5 and the discharge hole 8 are connected via the pressurizing chamber 10.

各プレートに形成された孔について説明する。これらの孔には、次のようなものがある。第1に、キャビティプレート4aに形成された加圧室10である。第2に、加圧室10の一端からマニホールド5へと繋がる個別供給流路14を構成する連通孔である。この連通孔は、ベースプレート4b(詳細には加圧室10の入り口)からサプライプレート4c(詳細にはマニホールド5の出口)までの各プレートに形成されている。なお、この個別供給流路14には、アパーチャプレート4cに形成されている、流路の断面積が小さくなっている部位であるしぼり6が含まれている。   The holes formed in each plate will be described. These holes include the following. The first is the pressurizing chamber 10 formed in the cavity plate 4a. Second, there is a communication hole that constitutes an individual supply channel 14 that is connected from one end of the pressurizing chamber 10 to the manifold 5. This communication hole is formed in each plate from the base plate 4b (specifically, the inlet of the pressurizing chamber 10) to the supply plate 4c (specifically, the outlet of the manifold 5). The individual supply flow path 14 includes a squeeze 6 that is formed in the aperture plate 4c and is a portion where the cross-sectional area of the flow path is small.

第3に、加圧室10の他端から吐出孔8へと連通する流路を構成する連通孔であり、この連通孔は、以下の記載においてディセンダ(部分流路)と呼称される。ディセンダは、ベースプレート4b(詳細には加圧室10の出口)からノズルプレート4i(詳細には吐出孔8)までの各プレートに形成されている。第4に、マニホールド5を構成する連通孔である。この連通孔は、マニホールドプレート4e〜gに形成されている。   Third, there is a communication hole constituting a flow path communicating from the other end of the pressurizing chamber 10 to the discharge hole 8, and this communication hole is referred to as a descender (partial flow path) in the following description. The descender is formed on each plate from the base plate 4b (specifically, the outlet of the pressurizing chamber 10) to the nozzle plate 4i (specifically, the discharge hole 8). Fourthly, communication holes constituting the manifold 5. The communication holes are formed in the manifold plates 4e to 4g.

第1〜4の連通孔が相互に繋がり、マニホールド5からの液体の流入口(マニホールド5の出口)から吐出孔8に至る個別流路12を構成している。マニホールド5に供給された液体は、以下の経路で吐出孔8から吐出される。まず、マニホールド5から上方向に向かって、個別供給流路14に入りを通り、しぼり6の一端部に至る。次に、しぼり6の延在方向に沿って水平に進み、しぼり6の他端部に至る。そこから上方に向かって、加圧室
10の一端部に至る。さらに、加圧室10の延在方向に沿って水平に進み、加圧室10の他端部に至る。そこから少しずつ水平方向に移動しながら、主に下方に向かい、下面に開口した吐出孔8へと進む。
The first to fourth communication holes are connected to each other to form an individual flow path 12 from the liquid inflow port (outlet of the manifold 5) to the discharge hole 8 from the manifold 5. The liquid supplied to the manifold 5 is discharged from the discharge hole 8 through the following path. First, from the manifold 5, it passes through the individual supply channel 14 and reaches one end of the aperture 6. Next, it proceeds horizontally along the extending direction of the restriction 6 and reaches the other end of the restriction 6. From there, it reaches one end of the pressurizing chamber 10 upward. Furthermore, it progresses horizontally along the extending direction of the pressurizing chamber 10 and reaches the other end of the pressurizing chamber 10. While moving little by little in the horizontal direction from there, it proceeds mainly downward and proceeds to the discharge hole 8 opened in the lower surface.

分岐流路部材51も、流路部材4と同様には圧延法等により得られプレート51a〜cに、エッチングや研削により所定の形状に加工される。プレート51a〜cの厚さは、例えば0.3〜3m程度である。   Similarly to the channel member 4, the branch channel member 51 is obtained by a rolling method or the like and is processed into a predetermined shape by etching or grinding on the plates 51a to 51c. The thickness of the plates 51a to 51c is, for example, about 0.3 to 3m.

圧電アクチュエータ基板21は、2枚の圧電セラミック層21a、21bからなる積層構造を有している。これらの圧電セラミック層21a、21bはそれぞれ20μm程度の厚さを有している。圧電アクチュエータ基板21の圧電セラミック層21aの下面から圧電セラミック層21bの上面までの厚さは40μm程度である。圧電セラミック層21a、21bのいずれの層も複数の加圧室10を跨ぐように延在している。これらの圧電セラミック層21a、21bは、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)系のセラミックス材料からなる。   The piezoelectric actuator substrate 21 has a laminated structure composed of two piezoelectric ceramic layers 21a and 21b. Each of these piezoelectric ceramic layers 21a and 21b has a thickness of about 20 μm. The thickness from the lower surface of the piezoelectric ceramic layer 21a of the piezoelectric actuator substrate 21 to the upper surface of the piezoelectric ceramic layer 21b is about 40 μm. Both of the piezoelectric ceramic layers 21 a and 21 b extend so as to straddle the plurality of pressure chambers 10. The piezoelectric ceramic layers 21a and 21b are made of a lead zirconate titanate (PZT) ceramic material having ferroelectricity.

圧電アクチュエータ基板21は、Ag−Pd系などの金属材料からなる共通電極24およびとAu系などの金属材料からなる個別電極25を有している。個別電極25は上述のように圧電アクチュエータ基板21の上面における加圧室10と対向する位置に配置されている個別電極本体25aそこから引き出された引出電極25bとを含んでいる。引出電極25bの一端の、加圧室10と対向する領域外に引き出され部分には接続電極26が形成されている。接続電極26は例えばガラスフリットを含む銀−パラジウムからなり、厚さが15μm程度で凸状に形成されている。また、接続電極26は、信号伝達部に設けられた電極と電気的に接合されている。詳細は後述するが、個別電極25には、制御部100から信号伝達部を通じて駆動信号が供給される。駆動信号は、印刷媒体Pの搬送速度と同期して一定の周期で供給される。ダミー接続電極27は、圧電アクチュエータ基板21と信号伝達部とを接続し、接続強度を高めるとともに、圧電アクチュエータ基板21上で接続される部分の分布を均一化し、接続する際に、接続が安定してできる。   The piezoelectric actuator substrate 21 includes a common electrode 24 made of a metal material such as Ag—Pd and an individual electrode 25 made of a metal material such as Au. As described above, the individual electrode 25 includes the individual electrode main body 25a disposed at a position facing the pressurizing chamber 10 on the upper surface of the piezoelectric actuator substrate 21, and the extraction electrode 25b extracted therefrom. A connection electrode 26 is formed at a portion of one end of the extraction electrode 25 b that is extracted outside the region facing the pressurizing chamber 10. The connection electrode 26 is made of, for example, silver-palladium containing glass frit, and has a convex shape with a thickness of about 15 μm. The connection electrode 26 is electrically joined to an electrode provided in the signal transmission unit. Although details will be described later, a drive signal is supplied to the individual electrode 25 from the control unit 100 through the signal transmission unit. The drive signal is supplied in a constant cycle in synchronization with the conveyance speed of the print medium P. The dummy connection electrode 27 connects the piezoelectric actuator substrate 21 and the signal transmission unit to increase the connection strength, uniformize the distribution of the portion connected on the piezoelectric actuator substrate 21, and stabilize the connection when connecting. You can.

共通電極24は、圧電セラミック層21aと圧電セラミック層21bとの間の領域に面方向のほぼ全面にわたって形成されている。すなわち、共通電極24は、圧電アクチュエータ基板21に対向する領域内の全ての加圧室10を覆うように延在している。共通電極24の厚さは2μm程度である。共通電極24は、圧電セラミック層21b上に個別電極25からなる電極群を避ける位置に形成されている共通電極用表面電極28に、圧電セラミック層21bに形成されたビアホールを介して繋がっていて、接地され、グランド電位に保持されている。共通電極用表面電極28は、多数の個別電極25と同様に、信号伝達部上の別の電極と接続されている。   The common electrode 24 is formed over almost the entire surface in the region between the piezoelectric ceramic layer 21a and the piezoelectric ceramic layer 21b. That is, the common electrode 24 extends so as to cover all the pressurizing chambers 10 in the region facing the piezoelectric actuator substrate 21. The thickness of the common electrode 24 is about 2 μm. The common electrode 24 is connected to the common electrode surface electrode 28 formed at a position avoiding the electrode group composed of the individual electrodes 25 on the piezoelectric ceramic layer 21b through a via hole formed in the piezoelectric ceramic layer 21b. Grounded and held at ground potential. The common electrode surface electrode 28 is connected to another electrode on the signal transmission unit in the same manner as the large number of individual electrodes 25.

なお、後述のように、個別電極25に選択的に所定の駆動信号が供給されることにより、この個別電極25に対応する加圧室10内の液体に圧力が加えられる。これによって、個別流路12を通じて、対応する液体吐出口8から液滴が吐出される。すなわち、圧電アクチュエータ基板21における各加圧室10に対向する部分は、各加圧室10および液体吐出口8に対応する個別の変位素子30に相当する。つまり、2枚の圧電セラミック層からなる積層体中には、図5に示されているような構造を単位構造とする圧電アクチュエータである変位素子30が加圧室10毎に、加圧室10の直上に位置する振動板21a、共通電極24、圧電セラミック層21b、個別電極25により作り込まれており、圧電アクチュエータ基板21には加圧部である変位素子30が複数含まれている。なお、本実施形態において1回の吐出動作によって液体吐出口8から吐出される液体の量は5〜7pl(ピコリットル)程度である。   As will be described later, when a predetermined drive signal is selectively supplied to the individual electrode 25, pressure is applied to the liquid in the pressurizing chamber 10 corresponding to the individual electrode 25. As a result, droplets are discharged from the corresponding liquid discharge ports 8 through the individual flow paths 12. That is, the portion of the piezoelectric actuator substrate 21 that faces each pressurizing chamber 10 corresponds to the individual displacement element 30 corresponding to each pressurizing chamber 10 and the liquid discharge port 8. That is, in the laminated body composed of two piezoelectric ceramic layers, the displacement element 30 which is a piezoelectric actuator having a unit structure as shown in FIG. Is formed by a diaphragm 21a, a common electrode 24, a piezoelectric ceramic layer 21b, and an individual electrode 25. The piezoelectric actuator substrate 21 includes a plurality of displacement elements 30 serving as pressure parts. In the present embodiment, the amount of liquid ejected from the liquid ejection port 8 by one ejection operation is about 5 to 7 pl (picoliter).

多数の個別電極25は、個別に電位を制御することができるように、それぞれが信号伝達部および配線を介して、個別に制御部100に電気的に接続されている。個別電極25を共通電極24と異なる電位にして圧電セラミック層21bに対してその分極方向に電界を印加したとき、この電界が印加された部分が、圧電効果により歪む活性部として働く。この構成において、電界と分極とが同方向となるように、制御部100により個別電極25を共通電極24に対して正または負の所定電位にすると、圧電セラミック層21bの電極に挟まれた部分(活性部)が、面方向に収縮する。一方、非活性層の圧電セラミック層21aは電界の影響を受けないため、自発的には縮むことがなく活性部の変形を規制しようとする。この結果、圧電セラミック層21bと圧電セラミック層21aとの間で分極方向への歪みに差が生じて、圧電セラミック層21bは加圧室10側へ凸となるように変形(ユニモルフ変形)する。   The large number of individual electrodes 25 are individually electrically connected to the control unit 100 via signal transmission units and wires so that the potentials can be individually controlled. When an electric field is applied to the piezoelectric ceramic layer 21b in the polarization direction by setting the individual electrode 25 to a potential different from that of the common electrode 24, a portion to which the electric field is applied functions as an active portion that is distorted by the piezoelectric effect. In this configuration, when the control unit 100 sets the individual electrode 25 to a predetermined positive or negative potential with respect to the common electrode 24 so that the electric field and the polarization are in the same direction, a portion sandwiched between the electrodes of the piezoelectric ceramic layer 21b. (Active part) contracts in the surface direction. On the other hand, the piezoelectric ceramic layer 21a, which is an inactive layer, is not affected by an electric field, so that it does not spontaneously shrink and tries to restrict deformation of the active portion. As a result, there is a difference in strain in the polarization direction between the piezoelectric ceramic layer 21b and the piezoelectric ceramic layer 21a, and the piezoelectric ceramic layer 21b is deformed so as to protrude toward the pressurizing chamber 10 (unimorph deformation).

本実施の形態における実際の駆動手順は、あらかじめ個別電極25を共通電極24より高い電位(以下高電位と称す)にしておき、吐出要求がある毎に個別電極25を共通電極24と一旦同じ電位(以下低電位と称す)とし、その後所定のタイミングで再び高電位とする。これにより、個別電極25が低電位になるタイミングで、圧電セラミック層21a、bが元の形状に戻り、加圧室10の容積が初期状態(両電極の電位が異なる状態)と比較して増加する。このとき、加圧室10内に負圧が与えられ、液体がマニホールド5側から加圧室10内に吸い込まれる。その後再び個別電極25を高電位にしたタイミングで、圧電セラミック層21a、bが加圧室10側へ凸となるように変形し、加圧室10の容積減少により加圧室10内の圧力が正圧となり液体への圧力が上昇し、液滴が吐出される。つまり、液滴を吐出させるため、高電位を基準とするパルスを含む駆動信号を個別電極25に供給することになる。このパルス幅は、圧力波がしぼり6から吐出孔8まで伝播する時間長さであるAL(Acoustic Length)が理想的である。これによると、加圧室10内
部が負圧状態から正圧状態に反転するときに両者の圧力が合わさり、より強い圧力で液滴を吐出させることができる。
In an actual driving procedure in the present embodiment, the individual electrode 25 is set to a potential higher than the common electrode 24 (hereinafter referred to as a high potential) in advance, and the individual electrode 25 is temporarily set to the same potential as the common electrode 24 every time there is a discharge request. (Hereinafter referred to as a low potential), and then set to a high potential again at a predetermined timing. As a result, the piezoelectric ceramic layers 21a and 21b return to their original shapes at the timing when the individual electrodes 25 become low potential, and the volume of the pressurizing chamber 10 increases compared to the initial state (the state where the potentials of both electrodes are different). To do. At this time, a negative pressure is applied to the pressurizing chamber 10 and the liquid is sucked into the pressurizing chamber 10 from the manifold 5 side. After that, at the timing when the individual electrode 25 is set to a high potential again, the piezoelectric ceramic layers 21a and 21b are deformed so as to protrude toward the pressurizing chamber 10, and the pressure in the pressurizing chamber 10 is reduced due to the volume reduction of the pressurizing chamber 10. The pressure becomes positive and the pressure on the liquid rises, and droplets are discharged. That is, in order to discharge the droplet, a drive signal including a pulse based on a high potential is supplied to the individual electrode 25. The ideal pulse width is AL (Acoustic Length), which is the length of time during which the pressure wave propagates from the orifice 6 to the discharge hole 8. According to this, when the inside of the pressurizing chamber 10 is reversed from the negative pressure state to the positive pressure state, both pressures are combined, and the liquid droplets can be discharged at a stronger pressure.

また、階調印刷においては、吐出孔8から連続して吐出される液滴の数、つまり液滴吐出回数で調整される液滴量(体積)で階調表現が行われる。このため、指定された階調表現に対応する回数の液滴吐出を、指定されたドット領域に対応する吐出孔8から連続して行なう。一般に、液体吐出を連続して行なう場合は、液滴を吐出させるために供給するパルスとパルスとの間隔をALとすることが好ましい。これにより、先に吐出された液滴を吐出させるときに発生した圧力の残余圧力波と、後に吐出させる液滴を吐出させるときに発生する圧力の圧力波との周期が一致し、これらが重畳して液滴を吐出するための圧力を増幅させることができる。なお、この場合後から吐出される液滴の速度が速くなると考えられるが、その方が複数の液滴の着弾点が近くなり、好ましい。   In gradation printing, gradation expression is performed by the number of droplets ejected continuously from the ejection holes 8, that is, the droplet amount (volume) adjusted by the number of droplet ejections. For this reason, the number of droplet discharges corresponding to the designated gradation expression is continuously performed from the discharge holes 8 corresponding to the designated dot region. In general, when liquid ejection is performed continuously, it is preferable that the interval between pulses supplied to eject liquid droplets is AL. As a result, the period of the residual pressure wave of the pressure generated when discharging the previously discharged liquid droplet coincides with the pressure wave of the pressure generated when discharging the liquid droplet discharged later, and these are superimposed. Thus, the pressure for discharging the droplet can be amplified. In this case, it is considered that the speed of the liquid droplets ejected later increases, but this is preferable because the landing points of a plurality of liquid droplets are close.

なお、本実施例では、加圧部として圧電変形を用いた変位素子30を示したが、これに限られるものでなく、加圧室10中の液体を加圧できるものなら他のものでよく、例えば、加圧室10中の液体を加熱して沸騰させて圧力を生じさせるものや、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)を用いたものでも良い。   In the present embodiment, the displacement element 30 using piezoelectric deformation is shown as the pressurizing portion. However, the present invention is not limited to this, and any other device that can pressurize the liquid in the pressurizing chamber 10 may be used. For example, the liquid in the pressurizing chamber 10 may be heated and boiled to generate pressure, or may be one using MEMS (Micro Electro Mechanical Systems).

以上のような液体吐出ヘッド2は、例えば、以下のようにして作製する。ロールコータ法、スリットコーター法などの一般的なテープ成形法により、圧電性セラミック粉末と有機組成物からなるテープの成形を行ない、焼成後に圧電セラミック層21a、21bとなる複数のグリーンシートを作製する。グリーンシートの一部には、その表面に共通電極24となる電極ペーストを印刷法等により形成する。また、必要に応じてグリーンシートの一部にビアホールを形成し、その内部にビア導体を充填する。   The liquid discharge head 2 as described above is manufactured as follows, for example. A tape composed of a piezoelectric ceramic powder and an organic composition is formed by a general tape forming method such as a roll coater method or a slit coater method, and a plurality of green sheets that become piezoelectric ceramic layers 21a and 21b after firing are produced. . An electrode paste to be the common electrode 24 is formed on a part of the green sheet by a printing method or the like. Further, a via hole is formed in a part of the green sheet as necessary, and a via conductor is filled in the via hole.

ついで、各グリーンシートを積層して積層体を作製し、加圧密着を行なう。加圧密着後
の積層体を高濃度酸素雰囲気下で焼成し、その後有機金ペーストを用いて焼成体表面に個別電極25を印刷して、焼成した後、Agペーストを用いて接続電極26を印刷し、焼成することにより、圧電アクチュエータ基板21を作製する。
Next, each green sheet is laminated to produce a laminate, and pressure adhesion is performed. The laminated body after pressure contact is fired in a high-concentration oxygen atmosphere, and then the individual electrode 25 is printed on the fired body surface using an organic gold paste, fired, and then the connection electrode 26 is printed using an Ag paste. And the piezoelectric actuator board | substrate 21 is produced by baking.

次に、流路部材4を、圧延法等により得られ4a〜iを接着層を介して積層して作製する。プレート4a〜iに、マニホールド5、個別供給流路14、加圧室10およびディセンダなどとなる孔を、エッチングにより所定の形状に加工する。   Next, the flow path member 4 is produced by laminating 4a to i obtained by a rolling method or the like via an adhesive layer. Holes to be the manifold 5, the individual supply channel 14, the pressurizing chamber 10, the descender and the like are processed into a predetermined shape by etching in the plates 4 a to i.

これらプレート4a〜iは、Fe―Cr系、Fe−Ni系、WC−TiC系の群から選ばれる少なくとも1種の金属によって形成されていることが望ましく、特に液体としてインクを使用する場合にはインクに対する耐食性の優れた材質からなることが望ましため、Fe−Cr系がより好ましい。   These plates 4a-i are preferably formed of at least one metal selected from the group of Fe-Cr, Fe-Ni, and WC-TiC, particularly when ink is used as a liquid. Since it is desired to be made of a material having excellent corrosion resistance against ink, Fe-Cr is more preferable.

リザーバ40は、リザーバ本体41を構成する射出成形したリザーバ本体の流路構造体41a、金属にさまざまな孔を開けたプレート41b、d、およびダンパプレート41cと、積層接着分岐流路部材51を構成する、金属にさまざまな孔を開けたプレート51a〜cを積層接着し、フィルタ48を貼り付けて作製した。   The reservoir 40 comprises a flow channel structure 41a of an injection molded reservoir body that constitutes the reservoir body 41, plates 41b and d having various holes in a metal, and a damper plate 41c, and a laminated adhesive branch flow channel member 51. The plates 51a to 51c having various holes in the metal were laminated and bonded, and the filter 48 was attached.

圧電アクチュエータ基板21と流路部材4とは、例えば接着層を介して積層接着することができる。接着層としては、周知のものを使用することができるが、圧電アクチュエータ基板21や流路部材4への影響をおよぼさないために、熱硬化温度が100〜150℃のエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂の群から選ばれる少なくとも1種の熱硬化性樹脂系の接着剤を用いるのがよい。このような接着層を用いて熱硬化温度にまで加熱することによって、圧電アクチュエータ基板21と流路部材4とを加熱接合することができる。   The piezoelectric actuator substrate 21 and the flow path member 4 can be laminated and bonded through, for example, an adhesive layer. A well-known adhesive layer can be used as the adhesive layer, but in order not to affect the piezoelectric actuator substrate 21 and the flow path member 4, an epoxy resin or a phenol resin having a thermosetting temperature of 100 to 150 ° C. It is preferable to use at least one thermosetting resin adhesive selected from the group of polyphenylene ether resins. By heating to the thermosetting temperature using such an adhesive layer, the piezoelectric actuator substrate 21 and the flow path member 4 can be heat-bonded.

続いて、リザーバ40と流路部材4とを接着して、液体吐出ヘッド2を作製することができる。接着層としては、周知のものを使用することができるが、圧電アクチュエータ基板21や流路部材4への影響をおよぼさないために、熱硬化温度が100〜150℃のエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂の群から選ばれる少なくとも1種の熱硬化性樹脂系の接着剤を用いるのがよい。このような接着層を用いて熱硬化温度にまで加熱することによって、分岐流路部材51と流路部材4とを加熱接合することができる。   Subsequently, the liquid discharge head 2 can be manufactured by bonding the reservoir 40 and the flow path member 4. A well-known adhesive layer can be used as the adhesive layer, but in order not to affect the piezoelectric actuator substrate 21 and the flow path member 4, an epoxy resin or a phenol resin having a thermosetting temperature of 100 to 150 ° C. It is preferable to use at least one thermosetting resin adhesive selected from the group of polyphenylene ether resins. By heating to the thermosetting temperature using such an adhesive layer, the branch flow path member 51 and the flow path member 4 can be heat-bonded.

1・・・プリンタ
2・・・液体吐出ヘッド
2a・・・ヘッド本体
4・・・流路部材
4a〜i・・・(流路部材の)プレート
4−1・・・吐出孔面
4−2・・・加圧室面
5・・・マニホールド(共通流路)
5a・・・開口
6・・・しぼり
8・・・吐出孔
9・・・吐出孔列
10・・・加圧室
11・・・加圧室列
12・・・個別流路
14・・・個別供給流路
21・・・圧電アクチュエータ基板
21a・・・圧電セラミック層(振動板)
21b・・・圧電セラミック層
24・・・共通電極
25・・・個別電極
25a・・・個別電極本体
25b・・・引出電極
26・・・接続電極
27・・・ダミー接続電極
28・・・共通電極用表面電極
30・・・変位素子(加圧部)
40・・・リザーバ
41・・・リザーバ本体
41a、241a・・・流路構造体
41a−3、241a−3・・・熱伝導部
41a−4、241a−4・・・質量調整空間
41b、d・・・(リザーバ本体の)プレート
41c・・・ダンパプレート
41c−1
42・・・リザーバ流路
42a・・・リザーバ流路の供給孔
44・・・貫通孔
46・・・ダンパ
48・・・フィルタ
51・・・分岐流路部材
51a〜c・・・(分岐流路部材の)プレート
52・・・分岐流路
52a・・・分岐流路の供給孔
52b・・・分岐流路の流出孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Printer 2 ... Liquid discharge head 2a ... Head main body 4 ... Channel member 4a-i ... (of channel member) 4-1 ... Discharge hole surface 4-2 ... Pressure chamber surface 5 ... Manifold (common flow path)
5a ... Opening 6 ... Squeezing 8 ... Discharge hole 9 ... Discharge hole array 10 ... Pressurizing chamber 11 ... Pressurizing chamber array 12 ... Individual flow path 14 ... Individual Supply flow path 21 ... Piezoelectric actuator substrate 21a ... Piezoelectric ceramic layer (vibrating plate)
21b ... Piezoceramic layer 24 ... Common electrode 25 ... Individual electrode 25a ... Individual electrode body 25b ... Extraction electrode 26 ... Connection electrode 27 ... Dummy connection electrode 28 ... Common Electrode surface electrode 30 ... Displacement element (pressure part)
40 ... Reservoir 41 ... Reservoir body 41a, 241a ... Channel structure 41a-3, 241a-3 ... Heat conduction part 41a-4, 241a-4 ... Mass adjustment space 41b, d ... Plate 41c (reservoir body) ... Damper plate 41c-1
42 ... reservoir channel 42a ... reservoir channel supply hole 44 ... through hole 46 ... damper 48 ... filter 51 ... branch channel member 51a-c ... (branch flow) Plate 52) ... Branch channel 52a ... Branch channel supply hole 52b ... Branch channel outlet hole

Claims (3)

複数の吐出孔および該複数の吐出孔とそれぞれ繋がっている複数の加圧室を備えている一方方向に長い流路部材と、
該流路部材に接合されており、前記複数の加圧室の中の液体をそれぞれ加圧する複数の加圧部と、
前記流路部材に接合されており、前記複数の加圧室に前記液体を供給するリザーバ流路を備えている前記一方方向に長いリザーバと
を備えており、
前記リザーバは、リザーバ流路となる孔が開口しているリザーバプレートを複数積層して構成されており、
前記リザーバ流路は、
外部から前記液体が供給される、前記リザーバの前記一方方向の一端部から他端部まで延在する導入流路と、
該導入流路に繋がっており、前記リザーバの前記一方方向の中央部から前記一端部まで延在し、途中にフィルタが設けられているフィルタ流路と
を備えており、
前記リザーバ流路の孔のうち前記フィルタ流路となる孔が開口している前記リザーバプレートの、前記孔と前記一方方向における反対側に空隙が設けられていることを特徴とする前記液体吐出ヘッド。
A flow path member that is long in one direction and includes a plurality of discharge holes and a plurality of pressurizing chambers connected to the plurality of discharge holes, respectively.
Is bonded to the flow path member, and a plurality of the pressure to pressurize the plurality of liquids in the pressure chamber, respectively,
A reservoir that is joined to the flow path member and that has a reservoir flow path for supplying the liquid to the plurality of pressurizing chambers and is long in the one direction;
The reservoir is configured by laminating a plurality of reservoir plates having holes serving as reservoir flow paths,
The reservoir channel is
An introduction flow path extending from one end to the other end of the one direction of the reservoir, to which the liquid is supplied from the outside;
A filter channel that is connected to the introduction channel, extends from the central portion in the one direction of the reservoir to the one end, and is provided with a filter in the middle;
With
The liquid ejection head, wherein a gap is provided on a side opposite to the hole in the one direction of the reservoir plate in which a hole serving as the filter channel is opened among holes of the reservoir channel. .
前記流路部材は、前記複数の加圧室に前記液体を供給する、前記一方方向の前記一端部から前記他端部まで延在している共通流路を備えており
記リザーバ流路は、前記リザーバの前記一端部から前記他端部まで延在するとともに、前記一方方向の前記中央部で前記フィルタ流路に繋がっており、前記一端部および前記他端部で前記共通流路に繋がっている分岐流路をさらに備えていることを特徴とする請求項1に記載の前記液体吐出ヘッド。
The channel member supplies the liquid to the plurality of pressure chamber has a common passage extending to the other end from the one direction of the one end,
Before SL reservoir channel, as well as extending from the one end of the front Symbol reservoir to said other end, said is connected to the filter flow path one direction of the central portion, the one end and the other end in the liquid discharge head according to claim 1, further comprising said Tei Rukoto the branch flow paths are connected to the common flow channel.
請求項1または2に記載の前記液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記複数の加圧部を制御する制御部とを備えていることを特徴とする記録装置。   The liquid discharge head according to claim 1, a transport unit that transports a recording medium to the liquid discharge head, and a control unit that controls the plurality of pressure units. A recording device.
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