JP6010497B2 - Liquid discharge head and recording apparatus using the same - Google Patents

Liquid discharge head and recording apparatus using the same Download PDF

Info

Publication number
JP6010497B2
JP6010497B2 JP2013072727A JP2013072727A JP6010497B2 JP 6010497 B2 JP6010497 B2 JP 6010497B2 JP 2013072727 A JP2013072727 A JP 2013072727A JP 2013072727 A JP2013072727 A JP 2013072727A JP 6010497 B2 JP6010497 B2 JP 6010497B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid discharge
discharge head
main body
flow path
head main
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.)
Active
Application number
JP2013072727A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2014195954A (en
Inventor
吹春 栄一
栄一 吹春
慎 石倉
慎 石倉
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.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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 Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2013072727A priority Critical patent/JP6010497B2/en
Publication of JP2014195954A publication Critical patent/JP2014195954A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6010497B2 publication Critical patent/JP6010497B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

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

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.

シリアル式、ライン式のいずれの方式の液体吐出ヘッドであっても、液滴を高い密度で印刷するには、液体吐出ヘッドに形成されている、液滴を吐出する吐出孔の密度を高くする必要がある。   In order to print droplets at a high density in any of the serial type and line type liquid discharge heads, the density of the discharge holes for discharging the droplets formed in the liquid discharge head is increased. There is a need.

そこでヘッド本体を、マニホールド(共通流路)およびマニホールドから複数の加圧室をそれぞれ介して繋がる吐出孔を有した流路部材と、前記加圧室をそれぞれ覆うように設けられた複数の変位素子を有する圧電アクチュエータ基板とを積層して構成したが知られている(例えば、特許文献1を参照。)。このヘッド本体では、複数の吐出孔にそれぞれ繋がった加圧室がマトリックス状に配置され、それを覆うように設けられた圧電アクチュエータ基板の変位素子を変位させることで、各吐出孔からインクを吐出させ、主走査方向に600dpiの解像度で印刷が可能とされている。   Therefore, the head body is connected to the manifold (common flow path) and the flow path member having the discharge holes connecting the manifold through the plurality of pressure chambers, and the plurality of displacement elements provided so as to cover the pressure chambers, respectively. It is known that a piezoelectric actuator substrate having a laminated structure is laminated (see, for example, Patent Document 1). In this head body, pressurizing chambers connected to a plurality of ejection holes are arranged in a matrix, and ink is ejected from each ejection hole by displacing the displacement element of the piezoelectric actuator substrate provided so as to cover it. Thus, printing is possible at a resolution of 600 dpi in the main scanning direction.

特開2010−522562号公報JP 2010-522562 A

特許文献1に記載の液体吐出ヘッドにおいて、圧電アクチュエータ基板を駆動するドライバICの熱を、金属などで作られた筐体を通じて排熱しようとすると、筐体の方が液体吐出ヘッド本体よりも高温になるため、熱膨張した筐体から加わる応力で液体吐出ヘッド本体が歪むという問題があった。液体吐出ヘッド本体が歪むと液滴の吐出方向が変わるおそれがあった。   In the liquid ejection head described in Patent Document 1, when the heat of the driver IC that drives the piezoelectric actuator substrate is exhausted through a housing made of metal or the like, the housing is hotter than the liquid ejection head body. Therefore, there is a problem that the liquid discharge head main body is distorted by the stress applied from the thermally expanded casing. When the liquid discharge head main body is distorted, the discharge direction of the droplets may change.

したがって、本発明の目的は、温度による影響で、液体吐出ヘッド本体が筐体からの応力を受け難い、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 and a recording apparatus using the same, in which the liquid discharge head main body is less susceptible to stress from the casing due to the influence of temperature.

本発明の液体吐出ヘッドは、一方方向に長い液体吐出ヘッド本体と、該液体吐出ヘッド本体を駆動する1つまたは複数のドライバICと、前記液体吐出ヘッド本体に接合されている筐体とを含む液体吐出ヘッドであって、前記筐体は、前記一方方向に沿って伸びている側板を有しており、該側板の有する一辺は、前記液体吐出ヘッド本体に沿っているとともに、当該一辺の一部である固定部で前記液体吐出ヘッド本体に接合あるいは嵌合されており、前記ドライバICは、前記筐体内に収容されており、かつ前記ドライバICは、前記側板の前記筐体の内側の面の一部である当接部に当接しており、前記一辺の前記一方方向における中央に対して、前記当接部の面積重心と前記固定部とは、前記一方方向の同じ側に配置されており、前記一辺と前記液体吐出ヘッド本体との間には、弾性部材が前記一辺に渡って配置されており、前記一辺の中央部から両端に向かって、前記一辺と前記液体吐出ヘッド本体との間の距離が大きくなっていることを特徴とする。
また、本発明の液体吐出ヘッドは、一方方向に長い液体吐出ヘッド本体と、該液体吐出ヘッド本体を駆動する1つまたは複数のドライバICと、前記液体吐出ヘッド本体に接合されている筐体とを含む液体吐出ヘッドであって、前記筐体は、前記一方方向に沿って伸びている側板を有しており、該側板の有する一辺は、前記液体吐出ヘッド本体に沿っているとともに、当該一辺の一部である固定部で前記液体吐出ヘッド本体に接合あるいは嵌合されており、前記ドライバICは、前記筐体内に収容されており、かつ前記ドライバICは、前記側板の前記筐体の内側の面の一部である当接部に当接しており、前記一辺の前記一方方向における中央に対して、前記当接部の面積重心と前記固定部とは、前記一方方向の同じ側に配置されており、前記筐体と前記液体吐出ヘッド本体とは、前記筐体の前記一方方向の両端部で接合あるいは嵌合されており、筐体の前記両端部と前記側板との間には、スリットが設けられておい、該スリットが、弾性部材で塞がれていることを特徴とする。
The liquid discharge head of the present invention includes a liquid discharge head main body that is long in one direction, one or a plurality of driver ICs that drive the liquid discharge head main body, and a casing that is joined to the liquid discharge head main body. The liquid discharge head, wherein the housing includes a side plate extending along the one direction, and one side of the side plate extends along the liquid discharge head main body and one side of the side. It is joined or fitted to the liquid discharge head main body at a fixed portion that is a portion, the driver IC is housed in the housing, and the driver IC is a surface on the inner side of the housing of the side plate. The center of gravity of the contact portion and the fixed portion are arranged on the same side in the one direction with respect to the center of the one side in the one direction. And the side An elastic member is disposed across the one side between the liquid discharge head main body, and a distance between the one side and the liquid discharge head main body increases from the central part of the one side toward both ends. It is characterized by becoming .
The liquid discharge head of the present invention includes a liquid discharge head main body that is long in one direction, one or more driver ICs that drive the liquid discharge head main body, and a casing that is joined to the liquid discharge head main body. The housing includes a side plate extending along the one direction, and one side of the side plate extends along the liquid discharge head body, and the one side The driver IC is accommodated in the casing, and the driver IC is connected to the inner side of the casing of the side plate. The center of gravity of the contact portion and the fixed portion are arranged on the same side in the one direction with respect to the center of the one side in the one direction. Before and The casing and the liquid discharge head main body are joined or fitted at both ends in the one direction of the casing, and a slit is provided between the both ends of the casing and the side plate. The slit is closed with an elastic member.

本発明の記録装置は、前記液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記液体吐出ヘッドを、前記ドライバICを介して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 present 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 liquid discharge head via the driver IC. It is characterized by that.

温度差などにより生じる応力が、液体吐出ヘッド本体に伝わりにくく、液体吐出ヘッド本体の変形が抑制できる。   Stress caused by a temperature difference or the like is not easily transmitted to the liquid discharge head body, and deformation of the liquid discharge head body can be suppressed.

本発明の一実施形態に係る記録装置であるプリンタの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a printer that is a recording apparatus according to an embodiment of the present invention. (a)は、図1の記録装置に用いられる液体吐出ヘッドの一例の斜視図であり、(b)は、その側面図である。(A) is a perspective view of an example of the liquid discharge head used for the recording apparatus of FIG. 1, and (b) is a side view thereof. 図2(a)に示した液体吐出ヘッドの、図2(a)におけるX−X線縦断面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the liquid discharge head shown in FIG. 2A taken along line XX in FIG. 図2(a)の液体吐出ヘッドに用いられる流路部材および圧電アクチュエータ基板の平面図である。FIG. 3 is a plan view of a flow path member and a piezoelectric actuator substrate used in the liquid ejection head of FIG. 図4に示した流路部材および圧電アクチュエータ基板の部分縦断面図である。FIG. 5 is a partial longitudinal sectional view of a flow path member and a piezoelectric actuator substrate shown in FIG. 4.

図1は、本発明の一実施形態に係る体吐出ヘッド2を含む記録装置であるカラーインクジェットプリンタ1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、4つの液体吐出ヘッド2を有している。これらの液体吐出ヘッド2は、紙などの記録媒体Pの搬送方向に沿って並べられ、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 inkjet printer 1 which is a recording apparatus including a body discharge head 2 according to an embodiment of the present invention. This color inkjet printer 1 (hereinafter referred to as printer 1) has four liquid ejection heads 2. These liquid discharge heads 2 are arranged along the conveyance direction of the recording medium P such as paper and are fixed to the printer 1. The liquid discharge head 2 has an elongated 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、記録媒体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 recording medium 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、複数枚の記録媒体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記録媒体Pのうち、最も上にある記録媒体Pを1枚ずつ送り出すこ
とができる。
The paper feed unit 114 includes a paper storage case 115 that can store a plurality of recording media P, and a paper supply roller 145. The paper feed roller 145 can send out the uppermost recording medium P among the recording media 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、記録媒体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から送り出された記録媒体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 recording medium P. The recording medium P sent out from the paper feed 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、記録媒体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 conveyance surface 127 that conveys the recording medium 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へと送り出された記録媒体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、記録媒体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、記録媒体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、記録媒体Pを搬送面127に確実に固着させることができる。   The recording medium 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 recording medium P is pressed against the conveying surface 127 of the conveying belt 111 and is fixed on the conveying surface 127. Then, the recording medium 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 recording medium P can be reliably fixed to the transport surface 127.

4つの液体吐出ヘッド2は、搬送ベルト111による搬送方向に沿って互いに近接して配置されている。液体吐出ヘッド2は、下端の(液体吐出)ヘッド本体13とヘッド本体13に取りつけられた、筺体90などを有している。ヘッド本体13の下面には、液体を吐出する多数の吐出孔8が設けられている吐出孔面4aとなっている。   The four liquid discharge heads 2 are arranged close to each other along the conveyance direction by the conveyance belt 111. The liquid discharge head 2 includes a (liquid discharge) head main body 13 at the lower end and a housing 90 attached to the head main body 13. On the lower surface of the head body 13, there is an ejection hole surface 4 a provided with a number of ejection holes 8 for ejecting liquid.

1つの液体吐出ヘッド2に設けられた吐出孔8からは、同じ色の液滴(インク)が吐出されるようになっている。各液体吐出ヘッド2の吐出孔8は一方方向(記録媒体Pと平行で記録媒体P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、一方方向に隙間なく印刷することができる。各液体吐出ヘッド2から吐出される液体の色は、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)である。各液体吐出ヘッド2は、ヘッド本体13の下面の吐出孔開口平面4a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。   Liquid droplets (ink) of the same color are ejected from the ejection holes 8 provided in one liquid ejection head 2. The ejection holes 8 of each liquid ejection head 2 are arranged at equal intervals in one direction (a direction parallel to the recording medium P and perpendicular to the conveyance direction of the recording medium P, and the longitudinal direction of the liquid ejection head 2). Can print without gaps in the direction. The colors of the liquid ejected from each liquid ejection head 2 are magenta (M), yellow (Y), cyan (C), and black (K), respectively. Each liquid ejection head 2 is disposed with a slight gap between the ejection hole opening plane 4 a on the lower surface of the head body 13 and the conveyance surface 127 of the conveyance belt 111.

搬送ベルト111によって搬送された記録媒体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13から記録媒体Pの上面に向けて液滴が吐出される。これによって、記録媒体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 recording medium 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 body 13 constituting the liquid ejection head 2 toward the upper surface of the recording medium 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 recording medium 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記録媒体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、記録媒体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、記録媒体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、印刷済みの記録媒体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 recording medium P on which the color image is printed is transported to the peeling plate 140 by the transport belt 111. At this time, the recording medium P is peeled from the transport surface 127 by the right end of the peeling plate 140. Then, the recording medium P is sent out to the paper receiving unit 116 by the feed rollers 121a to 122b. In this way, the printed recording medium P is sequentially sent to the paper receiving unit 116 and stacked on the paper receiving unit 116.

なお、記録媒体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、搬送経路上の記録媒体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、記録媒体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 conveyance direction of the recording medium 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 recording medium P on the conveyance 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 transport motor 174, and the like based on the detection result sent from the paper surface sensor 133 so that transport of the recording medium P and image printing are synchronized.

図2(a)は、液体吐出ヘッド2の斜視図であり、図2(b)は、その側面図である。図3は、図2に示した液体吐出ヘッド2の、図2におけるX−X線縦断面図である。図4は、図2の液体吐出ヘッドに用いられる流路部材および圧電アクチュエータ基板の平面図である。図5は、図4に示した流路部材および圧電アクチュエータ基板の部分縦断面図である。   2A is a perspective view of the liquid discharge head 2, and FIG. 2B is a side view thereof. FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of the liquid discharge head 2 shown in FIG. FIG. 4 is a plan view of a flow path member and a piezoelectric actuator substrate used in the liquid discharge head of FIG. FIG. 5 is a partial longitudinal sectional view of the flow path member and the piezoelectric actuator substrate shown in FIG.

液体吐出ヘッド2は、ヘッド本体13、筺体90および内部配線部を含んでいる。内部配線部は、外部から供給された駆動信号をヘッド本体13に伝える部分の総称であり、内部用コネクタ82、配線基板84などが含まれる。筺体90は、金属製で、形状は直方体状であり、ヘッド本体13の一部およびと内部配線部のほとんどを覆っている。筺体90には、外部のコネクタが接続できるよう開口90aが開いている。   The liquid discharge head 2 includes a head main body 13, a housing 90, and an internal wiring portion. The internal wiring portion is a general term for portions that transmit drive signals supplied from the outside to the head main body 13, and includes an internal connector 82, a wiring board 84, and the like. The casing 90 is made of metal and has a rectangular parallelepiped shape and covers most of the head main body 13 and the internal wiring portion. The housing 90 has an opening 90a so that an external connector can be connected.

筐体90は、ヘッド本体13の長手方向に沿った面であり、その一辺90baがヘッド本体13に沿って伸びている側板90bを有している。側板90のヘッド本体13側の辺である一辺90baには、ヘッド本体13側に突出した嵌合部90cが設けられている。嵌合部90cはヘッド本体13に入り込むように嵌合し、筐体90とヘッド本体13とこ固定する固定部となっている。固定部の固定は接合でおこなわれてもよい。   The housing 90 is a surface along the longitudinal direction of the head main body 13, and has a side plate 90 b whose one side 90 ba extends along the head main body 13. One side 90ba, which is the side of the side plate 90 on the head body 13 side, is provided with a fitting portion 90c that protrudes toward the head body 13 side. The fitting portion 90c is fitted so as to enter the head main body 13, and serves as a fixing portion for fixing the housing 90 and the head main body 13 together. The fixing part may be fixed by bonding.

筐体90には、圧電アクチュエータ基板21を駆動するドライバIC55が内側から当接しており(当接している部分を当接部Bと呼ぶことがある)、ドライバIC55の熱は筐体90に伝わり、外部に放熱される。ヘッド本体13よも筐体90の方が高温になるため、熱膨張によりヘッド本体13が歪むことがあり、吐出方向がずれることがある。   A driver IC 55 that drives the piezoelectric actuator substrate 21 is in contact with the housing 90 from the inside (the contact portion may be referred to as a contact portion B), and the heat of the driver IC 55 is transmitted to the housing 90. The heat is radiated to the outside. Since the housing 90 has a higher temperature than the head main body 13, the head main body 13 may be distorted due to thermal expansion, and the ejection direction may shift.

詳細は後述するが、ドライバIC55の当接部Cの面積重心C(当接部Bが1カ所であれば、その形状の面積重心であり、当接部Bが2カ所以上であれば、それらすべての形状の面積重心)と、一辺90baのヘッド本体13の長手方向の中央Aが、長手方向においてずれている場合、歪は大きくなる。さらに、対向する2つの側板90bにおいて、それぞれにおけるドライバIC55の当接部Bの面積重心Cが、長手方向にずれているとそのひずみが大きくなる。   Although details will be described later, the area gravity center C of the contact portion C of the driver IC 55 (if there is one contact portion B, it is the area center of gravity of the shape, and if the contact portion B is two or more locations, If the center of gravity of the area of all shapes) and the center A in the longitudinal direction of the head body 13 of one side 90ba are displaced in the longitudinal direction, the distortion becomes large. Furthermore, in the two side plates 90b facing each other, if the area center of gravity C of the contact portion B of the driver IC 55 is shifted in the longitudinal direction, the distortion increases.

そこで、嵌合部90cの長手方向の位置を、中央Aに対して面積重心Cがずれている方向と同じ方向にずらせば、歪を小さくできる。   Accordingly, if the position of the fitting portion 90c in the longitudinal direction is shifted in the same direction as the direction in which the area gravity center C is shifted from the center A, the distortion can be reduced.

一辺90baとヘッド本体13との間には、シリコーン系樹脂などの第1の弾性部材91aが配置されている。これにより、側板90bとヘッド本体90との間から液体のミストなどが浸入しにくくできるとともに、応力が伝わりにくくできる。また、第1の弾性部材91aとして熱伝導性の低い部材を用いることで、ヘッド本体13の温度が上がり、液体の吐出特性が変わることを抑制できる。   Between the one side 90ba and the head body 13, a first elastic member 91a such as a silicone resin is disposed. This makes it difficult for liquid mist or the like to enter from between the side plate 90b and the head body 90, and makes it difficult for stress to be transmitted. Further, by using a member having low thermal conductivity as the first elastic member 91a, it is possible to suppress the temperature of the head main body 13 from increasing and the liquid ejection characteristics from being changed.

応力は、混合部90cから離れるにしたがって大きくなるので、応力が伝わりにくいように、中央Aから一辺90baの両端に向かって、一辺90baとヘッド本体13との間の距離が大きくなっているのが好ましい。また、嵌合部90cから一辺90baの両端に向かって、一辺90baとヘッド本体13との間の距離が大きくなるようにしてもよい。   Since the stress increases as the distance from the mixing portion 90c increases, the distance between the side 90ba and the head body 13 increases from the center A toward both ends of the side 90ba so that the stress is not easily transmitted. preferable. Further, the distance between the side 90ba and the head body 13 may be increased from the fitting portion 90c toward both ends of the side 90ba.

また、筐体90は、長手方向の両端部である第2の固定部90dの両方で、嵌合あるいは接合して固定して、第2の固定部90dと側板90baとの間に、スリット90eを設けて、スリット90eを、シリコーン系樹脂などの第2の弾性部材91bを塞ぐようにすれば、第2の固定部90dからヘッド本体13に応力が伝わりにくいので好ましい。   The housing 90 is fixed by fitting or joining at both of the second fixing portions 90d, which are both ends in the longitudinal direction, and a slit 90e between the second fixing portion 90d and the side plate 90ba. It is preferable to provide the slit 90e so as to block the second elastic member 91b such as a silicone resin because stress is not easily transmitted from the second fixing portion 90d to the head main body 13.

ヘッド本体13は、さらに、リザーバ流路が設けられているリザーバ40を備えていてもよい。リザーバ流路は、外部からリザーバ流路の開口41bを通って供給される液体を、ヘッド本体13に供給する。リザーバ流路の内壁の一部は弾性変形可能な材質のダンパになっている。ダンパのリザーバ流路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、ダンパは弾性変形することでリザーバ流路の体積を変化させることができ、液体吐出量が急激に変わった場合などに、安定して液体が供給できるようになる。また、リザーバ流路の中にフィルタを設けて、液体の中に含まれる異物が吐出ヘッド2に入って行き難いようにするのが好ましく、異物が詰まることによって起こる不吐出を抑制できる。   The head body 13 may further include a reservoir 40 provided with a reservoir channel. The reservoir channel supplies the head body 13 with the liquid supplied from the outside through the opening 41b of the reservoir channel. A part of the inner wall of the reservoir channel is a damper made of an elastically deformable material. Since the damper can be deformed in the direction facing the reservoir flow path, the damper can be elastically deformed to change the volume of the reservoir flow path, and the liquid discharge amount has changed abruptly. In some cases, the liquid can be supplied stably. In addition, it is preferable to provide a filter in the reservoir flow path so that foreign matter contained in the liquid does not easily enter the ejection head 2 and can suppress non-ejection caused by clogging of foreign matter.

また、リザーバ40には、断熱性部材97が付けられた弾性板96と、ヘッド本体13から液体を吐出させる駆動信号を処理する配線基板84を固定するためのガイドフレーム88とが固定されている。制御部100から送られてきた駆動信号は、外部用コネクタ82、配線基板84、内部用コネクタ86、信号伝達部92および信号伝達部92に実装されたドライバIC55を通り、圧電アクチュエータ基板21の変位素子50を駆動し、流路部材4内部の液体を加圧することにより、液滴が吐出される。なお、配線基板84は、例えば、駆動信号を複数の圧電アクチュエータ基板21に分けたり、駆動信号の整流など行なう。信号伝達部92は可撓性を有する帯状のもので、内部に金属の配線を有している。配線の一部は、信号伝達部92の表面に露出しており、露出した配線により、内部用コネクタ86、ドライバIC55および圧電アクチュエータ基板21と電気的に接続される。信号伝達部92は、例えば、FPC(Flexible Printed Circuit)である。   In addition, an elastic plate 96 provided with a heat insulating member 97 and a guide frame 88 for fixing a wiring board 84 for processing a drive signal for discharging liquid from the head main body 13 are fixed to the reservoir 40. . The drive signal sent from the control unit 100 passes through the external connector 82, the wiring board 84, the internal connector 86, the signal transmission unit 92, and the driver IC 55 mounted on the signal transmission unit 92, and the displacement of the piezoelectric actuator substrate 21. By driving the element 50 and pressurizing the liquid inside the flow path member 4, droplets are ejected. Note that the wiring board 84 divides the drive signal into a plurality of piezoelectric actuator boards 21 or rectifies the drive signal, for example. The signal transmission portion 92 is a flexible belt-like member, and has a metal wiring inside. A part of the wiring is exposed on the surface of the signal transmission unit 92, and is electrically connected to the internal connector 86, the driver IC 55, and the piezoelectric actuator substrate 21 by the exposed wiring. The signal transmission unit 92 is, for example, an FPC (Flexible Printed Circuit).

ドライバIC55は、駆動信号の処理を行なう際に発熱する。ドライバIC55は弾性板96をたわませることで金属製の筺体90に押し当てられているため、発生した熱は主に筺体90に伝わり、さらに筺体90全体に速く広がり、外部に放熱されていく。断熱性部材97は、リザーバ流路部材に熱が伝わり難くしている。断熱性部材97も弾性のあるものにしておいて、ドライバIC55を金属製の筺体90に押し当てる助けをさせてもよい。   The driver IC 55 generates heat when processing the drive signal. Since the driver IC 55 is pressed against the metal casing 90 by deflecting the elastic plate 96, the generated heat is mainly transmitted to the casing 90, and further spreads quickly over the entire casing 90 and is radiated to the outside. . The heat insulating member 97 makes it difficult for heat to be transferred to the reservoir channel member. The heat insulating member 97 may also be made elastic to help press the driver IC 55 against the metal housing 90.

次に液体吐出ヘッド2を構成する流路部材4について説明する。図4は、ヘッド本体13のうち流路部材4および圧電アクチュエータ21を示す平面図である。図5は図4の部分縦断面図である。   Next, the flow path member 4 constituting the liquid discharge head 2 will be described. FIG. 4 is a plan view showing the flow path member 4 and the piezoelectric actuator 21 in the head main body 13. FIG. 5 is a partial longitudinal sectional view of FIG.

ヘッド本体13は、平板状の流路部材4と、流路部材4上に、加圧部である変位素子50を含む圧電アクチュエータ基板21とを有している。圧電アクチュエータ基板21は台形形状を有しており、その台形の1対の平行対向辺が流路部材4の長手方向に平行になるように流路部材4の上面に配置されている。また、流路部材4の長手方向に平行な2本の仮想直線のそれぞれに沿って2つずつ、つまり合計4つの圧電アクチュエータ基板21が、全体として千鳥状に流路部材4上に配列されている。流路部材4上で隣接し合う圧電アクチュエータ基板21の斜辺同士は、流路部材4の短手方向について部分的にオーバーラップしている。このオーバーラップしている部分の圧電アクチェータユニット21を駆動することにより印刷される領域では、2つの圧電アクチュエータ基板21により吐出された液滴が混在して着弾することになる。   The head main body 13 includes a flat plate-like flow path member 4 and a piezoelectric actuator substrate 21 including a displacement element 50 as a pressurizing portion on the flow path member 4. The piezoelectric actuator substrate 21 has a trapezoidal shape, and is disposed on the upper surface of the flow path member 4 so that a pair of parallel opposing sides of the trapezoid is parallel to the longitudinal direction of the flow path member 4. In addition, two piezoelectric actuator substrates 21 are arranged on the flow path member 4 as a whole in a zigzag manner, two along each of the two virtual straight lines parallel to the longitudinal direction of the flow path member 4. Yes. The oblique sides of the piezoelectric actuator substrates 21 adjacent to each other on the flow path member 4 partially overlap in the short direction of the flow path member 4. In the area printed by driving the overlapping piezoelectric actuator unit 21, the droplets ejected by the two piezoelectric actuator substrates 21 are mixed and landed.

また、信号伝達部92は、台形状の圧電アクチェータユニット21の長辺から引き出されるので、4本の信号伝達部92は、図4の左右に2本ずつ交互に引き出される。このような構造であるため、各信号伝達部92に実装されているドライバIC55の当接部Bの面積重心Cは、長手方向において中央Aからずれることになる。また、そのずれ方、2つある側板90bにいて逆の方向になり、ヘッド本体13に与える歪が大きくなるので、上述のよう筐体90の構造にすることが有効である。   Further, since the signal transmission unit 92 is drawn out from the long side of the trapezoidal piezoelectric actuator unit 21, the four signal transmission units 92 are alternately drawn out to the left and right of FIG. Because of this structure, the area gravity center C of the contact portion B of the driver IC 55 mounted on each signal transmission portion 92 is shifted from the center A in the longitudinal direction. Further, since the two side plates 90b are in the opposite directions and the distortion applied to the head main body 13 is increased, it is effective to adopt the structure of the housing 90 as described above.

流路部材4の内部にはマニホールド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細長い形状を有しており、流路部材4の上面にはマニホールド5の開口5bが形成されている。開口5bは、流路部材4の長手方向に平行な2本の直線(仮想線)のそれぞれに沿って5個ずつ、合計10個形成されている。開口5bは、4つの圧電アクチュエータ基板21が配置された領域を避ける位置に形成されている。マニホールド5には開口5bを通じて図示されていない液体タンクから液体が供給されるようになっている。   A manifold 5 is 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 an opening 5 b of the manifold 5 is formed on the upper surface of the flow path member 4. A total of ten openings 5 b are formed along each of two straight lines (imaginary lines) parallel to the longitudinal direction of the flow path member 4. The opening 5b is formed at a position that avoids a region where the four piezoelectric actuator substrates 21 are disposed. The manifold 5 is supplied with liquid from a liquid tank (not shown) through the opening 5b.

流路部材4内に形成されたマニホールド5は、複数本に分岐している(分岐した部分のマニホールド5を副マニホールドということがある)。開口5bから副マニホールドまで繋がる流路は、圧電アクチュエータ基板21の斜辺に沿うように延在しており、流路部材4の長手方向と交差して配置されている。2つの圧電アクチュエータ基板21に挟まれた領域では、1つのマニホールド5が、隣接する圧電アクチュエータ基板21に共有されており、副マニホールドがマニホールド5の両側から分岐している。これらの副マニホールドは、流路部材4の内部の各圧電アクチュエータ基板21に対向する領域に互いに隣接してヘッド本体13の長手方向に延在している。   The manifold 5 formed in the flow path member 4 is branched into a plurality of branches (the manifold 5 at the branched portion may be referred to as a sub-manifold). The flow path connecting from the opening 5 b to the sub manifold extends along the oblique side of the piezoelectric actuator substrate 21 and is arranged so as to intersect with the longitudinal direction of the flow path member 4. In the region sandwiched between the two piezoelectric actuator substrates 21, one manifold 5 is shared by the adjacent piezoelectric actuator substrates 21, and the sub manifold is branched from both sides of the manifold 5. These sub-manifolds extend in the longitudinal direction of the head body 13 adjacent to each other in a region facing each piezoelectric actuator substrate 21 inside the flow path member 4.

流路部材4は、複数の加圧室10がマトリクス状(すなわち、2次元的かつ規則的)に形成されている4つの加圧室群9を有している。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の上面に開口するように形成されている。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に対向する領域のほぼ全面にわたって配列されている。したがって、これらの加圧室10によって形成された各加圧室群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が接着されることで閉塞されている。   The flow path member 4 has four pressure chamber groups 9 in which a plurality of pressure chambers 10 are formed in a matrix (that is, two-dimensionally and regularly). The pressurizing chamber 10 is a hollow region having a substantially rhombic planar shape with rounded corners. The pressurizing chamber 10 is formed so as to open on the upper surface of the flow path member 4. These pressurizing chambers 10 are arranged over almost the entire surface of the upper surface of the flow path member 4 facing the piezoelectric actuator substrate 21. Therefore, each pressurizing chamber group 9 formed by these pressurizing chambers 10 occupies an area having almost the same size and shape as the piezoelectric actuator substrate 21. Further, the opening of each pressurizing chamber 10 is closed by adhering the piezoelectric actuator substrate 21 to the upper surface of the flow path member 4.

本実施形態では、図4に示されている、並んで配置されている4本の副マニホールドから、それぞれ4列加圧室列に繋がっている。1本の副マニホールドに繋がっている加圧室列は、副マニホールドの両側に2列ずつ配置されている。これにより全体で16列の加圧室列が配置さされ、加圧室列から繋がっている吐出孔8の列も16列となる。吐出孔8の各列の中の吐出孔8は等間隔ではいちされており、各列の吐出孔8は少しずつずれて配置
されている。これによって、吐出孔8は全体として長手方向に600dpiの解像度で画像形成が可能となっている。
In the present embodiment, four sub-manifolds arranged side by side as shown in FIG. 4 are connected to four rows of pressurizing chambers, respectively. Two rows of pressurizing chambers connected to one sub-manifold are arranged on both sides of the sub-manifold. As a result, a total of 16 pressurizing chamber rows are arranged, and the rows of discharge holes 8 connected from the pressurizing chamber rows are also 16 rows. The discharge holes 8 in each row of the discharge holes 8 are arranged at equal intervals, and the discharge holes 8 in each row are arranged slightly shifted. As a result, the discharge hole 8 as a whole can form an image with a resolution of 600 dpi in the longitudinal direction.

つまり、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3に示した仮想直線のRの範囲に、各副マニホールド繋がっている4つの吐出孔8、つまり全部で16個の吐出孔8が600dpiの等間隔になっている。また、各副マニホールドには平均すれば150dpiに相当する間隔で個別流路32が接続されている。これは、600dpi分の吐出孔8を4つ列の副マニホールドに分けて繋ぐ設計をする際に、各副マニホールドに繋がる個別流路32が等しい間隔で繋がるとは限らないため、マニホールド5aの延在方向、すなわち主走査方向に平均170μm(150dpiならば25.4mm/150=169μm間隔である)以下の間隔で個別流路32が形成されている。   That is, when the discharge holes 8 are projected so as to be orthogonal to a virtual straight line parallel to the longitudinal direction of the flow path member 4, the four discharges connected to each sub-manifold are within the range of R of the virtual straight line shown in FIG. The holes 8, that is, a total of 16 discharge holes 8 are equally spaced at 600 dpi. In addition, individual flow paths 32 are connected to each sub-manifold at intervals corresponding to 150 dpi on average. This is because when the discharge holes 8 for 600 dpi are divided and connected to the four sub-manifolds, the individual flow paths 32 connected to the sub-manifolds are not necessarily connected at equal intervals. The individual flow paths 32 are formed in the present direction, that is, in the main scanning direction at an average interval of 170 μm or less (25.4 mm / 150 = 169 μm interval if 150 dpi).

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後述する個別電極35がそれぞれ形成されている。個別電極35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おり、圧電アクチュエータ基板21の上面における加圧室10と対向する領域内に収まるように配置されている。   Individual electrodes 35 to be described later are formed at positions facing the pressurizing chambers 10 on the upper surface of the piezoelectric actuator substrate 21. The individual electrode 35 is slightly smaller than the pressurizing chamber 10, has a shape substantially similar to the pressurizing chamber 10, and is disposed so as to be within a region facing the pressurizing chamber 10 on the upper surface of the piezoelectric actuator substrate 21. ing.

流路部材4の下面の液体吐出面には多数の吐出孔8が形成されている。これらの吐出孔8は、流路部材4の下面側に配置された副マニホールドと対向する領域を避けた位置に配置されている。   A large number of discharge holes 8 are formed in the liquid discharge surface on the lower surface of the flow path member 4. These discharge holes 8 are arranged at positions avoiding the region facing the sub-manifold arranged on the lower surface side of the flow path member 4.

また、これらの吐出孔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50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。吐出孔8は、流路部材4の長手方向に平行な複数の直線に沿って等間隔に配列されている。   Further, these discharge holes 8 are arranged 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 an area having almost the same size and shape as the piezoelectric actuator substrate 21 as one group, and the displacement elements 50 of the corresponding piezoelectric actuator substrate 21 are displaced from the discharge holes 8. Droplets can be ejected. The discharge holes 8 are arranged at equal intervals along a plurality of straight lines parallel to the longitudinal direction of the flow path member 4.

ヘッド本体13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22、ベースプレート23、アパーチャ(しぼり)プレート24、サプライプレート25、26、マニホールドプレート27、28、29、カバープレート30およびノズルプレート31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。各プレートは、これらの孔が互いに連通して個別流路32および副マニホールドを構成するように、位置合わせして積層されている。ヘッド本体13は、図5に示されているように、加圧室10は流路部材4の上面に、副マニホールドは内部の下面側に、吐出孔8は下面にと、個別流路32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を介して副マニホールドと吐出孔8とが繋がる構成を有している。   The flow path member 4 included in the head body 13 has a stacked structure in which a plurality of plates are stacked. These plates are a cavity plate 22, a base plate 23, an aperture (squeezing) plate 24, supply plates 25 and 26, manifold plates 27, 28 and 29, a cover plate 30 and a nozzle plate 31 in order from the upper surface of the flow path member 4. is there. A number of holes are formed in these plates. Each plate is aligned and stacked such that these holes communicate with each other to form the individual flow path 32 and the sub-manifold. As shown in FIG. 5, the head body 13 includes an individual flow path 32 in which the pressurizing chamber 10 is on the upper surface of the flow path member 4, the sub manifold is on the inner lower surface side, the discharge hole 8 is on the lower surface. The constituent parts are arranged close to each other at different positions, and the sub-manifold 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22に形成された加圧室10である。第2に、加圧室10の一端から副マニホールドへと繋がる流路を構成する連通孔である。この連通孔は、ベースプレート23(詳細には加圧室10の入り口)からサプライプレート25(詳細には副マニホールドの出口)までの各プレートに形成されている。なお、この連通孔には、アパーチャプレート24に形成されたしぼり12と、サプライプレート25、26に形成された個別供給流路6とが含まれている。   The holes formed in each plate will be described. These holes include the following. First, the pressurizing chamber 10 formed in the cavity plate 22. Secondly, there is a communication hole that forms a flow path connecting from one end of the pressurizing chamber 10 to the sub manifold. This communication hole is formed in each plate from the base plate 23 (specifically, the inlet of the pressurizing chamber 10) to the supply plate 25 (specifically, the outlet of the sub manifold). The communication hole includes the aperture 12 formed in the aperture plate 24 and the individual supply flow path 6 formed in the supply plates 25 and 26.

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23(詳細には加圧室10の出口)からノズルプレート31(詳細には吐出孔8)までの各プレートに形成されている。
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
It is formed on each plate from the base plate 23 (specifically, the outlet of the pressurizing chamber 10) to the nozzle plate 31 (specifically, the discharge hole 8).

第4に、副マニホールド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27〜29に形成されている。   Fourth, there is a communication hole constituting the sub manifold. The communication holes are formed in the manifold plates 27 to 29.

このような連通孔が相互に繋がり、副マニホールドからの液体の流入口(副マニホールドの出口)から吐出孔8に至る個別流路32を構成している。副マニホールド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、副マニホールドから上方向に向かって、個別供給流路6を通り、しぼり12の一端部に至る。次に、しぼり12の延在方向に沿って水平に進み、しぼり12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。   Such communication holes are connected to each other to form an individual flow path 32 extending from the liquid inlet (submanifold outlet) to the discharge hole 8 from the submanifold. The liquid supplied to the sub manifold is discharged from the discharge hole 8 through the following path. First, from the sub-manifold, it passes through the individual supply channel 6 and reaches one end of the aperture 12. Next, it proceeds horizontally along the extending direction of the aperture 12 and reaches the other end of the aperture 12. 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60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60a〜60cに、エッチングにより所定の形状に加工されて、フィルタ45およびダンパ47を貼り付けた後、積層接着され、液体流路61および圧電アクチュエータが収納される凹部63が設けられる。   Similarly to the flow path member 4, the branch flow path member 60 is obtained by a rolling method or the like, and is processed into a predetermined shape by etching on the plates 60a to 60c. In addition, a recess 63 is provided in which the liquid channel 61 and the piezoelectric actuator are accommodated.

圧電アクチュエータ基板21は、図6に示されるように、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全体の厚さは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(図3参照)。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。   As shown in FIG. 6, the piezoelectric actuator substrate 21 has a laminated structure including two piezoelectric ceramic layers 21a and 21b. Each of these piezoelectric ceramic layers 21a and 21b has a thickness of about 20 μm. The total thickness of the piezoelectric actuator substrate 21 is about 40 μm. Each of the piezoelectric ceramic layers 21a and 21b extends so as to straddle the plurality of pressure chambers 10 (see FIG. 3). 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34およびとAu系などの金属材料からなる個別電極35を有している。個別電極35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35の一端は、加圧室10と対向する領域外に引き出されて接続電極36が形成されている。この接続電極36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36は、信号伝達部92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35には、制御部100から信号伝達部92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。   The piezoelectric actuator substrate 21 has a common electrode 34 made of a metal material such as Ag—Pd and an individual electrode 35 made of a metal material such as Au. As described above, the individual electrode 35 is disposed at a position facing the pressurizing chamber 10 on the upper surface of the piezoelectric actuator substrate 21. One end of the individual electrode 35 is drawn out of a region facing the pressurizing chamber 10 to form a connection electrode 36. The connection electrode 36 is made of, for example, silver-palladium containing glass frit, and has a convex shape with a thickness of about 15 μm. Further, the connection electrode 36 is electrically joined to an electrode provided in the signal transmission unit 92. Although details will be described later, a drive signal is supplied from the control unit 100 to the individual electrode 35 through the signal transmission unit 92. The drive signal is supplied in a constant cycle in synchronization with the conveyance speed of the print medium P.

共通電極34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34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34の厚さは2μm程度である。共通電極34は図示しない領域において接地され、グランド電位に保持されている。本実施形態では、圧電セラミック層21b上において、個別電極35からなる電極群を避ける位置に個別電極35とは異なる表面電極(不図示)が形成されている。表面電極は、圧電セラミック層21bの内部に形成されたスルーホールを介して共通電極34と電気的に接続されているとともに、多数の個別電極35と同様に、信号伝達部92上の別の電極と接続されている。   The common electrode 34 is formed over almost the entire surface in the area between the piezoelectric ceramic layer 21a and the piezoelectric ceramic layer 21b. That is, the common electrode 34 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 34 is about 2 μm. The common electrode 34 is grounded in a region not shown, and is held at the ground potential. In the present embodiment, a surface electrode (not shown) different from the individual electrode 35 is formed on the piezoelectric ceramic layer 21b at a position avoiding the electrode group composed of the individual electrodes 35. The surface electrode is electrically connected to the common electrode 34 through a through-hole formed in the piezoelectric ceramic layer 21b, and, like the large number of individual electrodes 35, another electrode on the signal transmission unit 92. Connected with.

図6に示されるように、共通電極34と個別電極35とは、最上層の圧電セラミック層21bのみを挟むように配置されている。圧電セラミック層21bにおける個別電極35と共通電極34とに挟まれた領域は活性部と呼称され、その部分の圧電セラミックスには
分極が施されている。本実施形態の圧電アクチュエータ基板21においては、最上層の圧電セラミック層21bのみが活性部を含んでおり、圧電セラミック21aは活性部を含んでおらず、振動板として働く。この圧電アクチュエータ基板21はいわゆるユニモルフタイプの構成を有している。
As shown in FIG. 6, the common electrode 34 and the individual electrode 35 are disposed so as to sandwich only the uppermost piezoelectric ceramic layer 21b. A region sandwiched between the individual electrode 35 and the common electrode 34 in the piezoelectric ceramic layer 21b is referred to as an active portion, and the piezoelectric ceramic in that portion is polarized. In the piezoelectric actuator substrate 21 of the present embodiment, only the uppermost piezoelectric ceramic layer 21b includes an active portion, and the piezoelectric ceramic 21a does not include an active portion and functions as a diaphragm. The piezoelectric actuator substrate 21 has a so-called unimorph type configuration.

なお、個別電極35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35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32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50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6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50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34、圧電セラミック層21b、個別電極35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50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。   In addition, by selectively supplying a predetermined drive signal to the individual electrode 35, pressure is applied to the liquid in the pressurizing chamber 10 corresponding to the individual electrode 35. As a result, droplets are discharged from the corresponding liquid discharge ports 8 through the individual flow paths 32. That is, the portion of the piezoelectric actuator substrate 21 that faces each pressurizing chamber 10 corresponds to the individual displacement element 50 corresponding to each pressurizing chamber 10 and the liquid discharge port 8. That is, in the laminated body composed of two piezoelectric ceramic layers, a displacement element 50 that is a piezoelectric actuator having a structure as shown in FIG. 6 as a unit structure is provided for each pressurizing chamber 10. Is formed by a diaphragm 21a, a common electrode 34, a piezoelectric ceramic layer 21b, and an individual electrode 35. The piezoelectric actuator substrate 21 includes a plurality of displacement elements 50 as pressurizing portions. 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35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92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。   The large number of individual electrodes 35 are individually electrically connected to the control unit 100 via the signal transmission unit 92 and wiring so that the potential can be individually controlled.

本実施形態における圧電アクチュエータ基板21においては、個別電極35を共通電極34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。この時圧電セラミック層21bは、その厚み方向すなわち積層方向に伸長または収縮し、圧電横効果により積層方向と垂直な方向すなわち面方向には収縮または伸長しようとする。一方、残りの圧電セラミック層21aは、個別電極35と共通電極34とに挟まれた領域を持たない非活性層であるので、自発的に変形しない。つまり、圧電アクチュエータ基板21は、上側(つまり、加圧室10とは離れた側)の圧電セラミック層21bを、活性部を含む層とし、かつ下側(つまり、加圧室10に近い側)の圧電セラミック層21aを非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプの構成となっている。   In the piezoelectric actuator substrate 21 in the present embodiment, when an electric field is applied in the polarization direction to the piezoelectric ceramic layer 21b by setting the individual electrode 35 to a potential different from that of the common electrode 34, the portion to which this electric field is applied is piezoelectric. It works as an active part that is distorted by the effect. At this time, the piezoelectric ceramic layer 21b expands or contracts in the thickness direction, that is, the stacking direction, and tends to contract or extend in the direction perpendicular to the stacking direction, that is, the surface direction, due to the piezoelectric lateral effect. On the other hand, since the remaining piezoelectric ceramic layer 21a is an inactive layer that does not have a region sandwiched between the individual electrode 35 and the common electrode 34, it does not spontaneously deform. That is, the piezoelectric actuator substrate 21 has the piezoelectric ceramic layer 21b on the upper side (that is, the side away from the pressurizing chamber 10) as a layer including the active portion and the lower side (that is, the side close to the pressurizing chamber 10). This piezoceramic layer 21a is a so-called unimorph type structure having an inactive layer.

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35を共通電極34に対して正または負の所定電位とすると、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。   In this configuration, when the control unit 100 sets the individual electrode 35 to a predetermined positive or negative potential with respect to the common electrode 34 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).

1・・・プリンタ
2・・・液体吐出ヘッド
4・・・流路部材
4a・・・吐出孔面
5・・・マニホールド
5b・・・マニホールドの開口
6・・・個別供給流路
8・・・吐出孔
9・・・加圧室群
10・・・加圧室
12・・・しぼり
13・・・(液体吐出)ヘッド本体
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
22〜31・・・プレート
32・・・個別流路
34・・・共通電極
35・・・個別電極
36・・・接続電極
40・・・リザーバ
41b・・・リザーバ流路の液体導入孔
50・・・変位素子(加圧部)
55・・・ドライバIC
82・・・外部用コネクタ
84・・・配線基板
86・・・内部用コネクタ
88・・・ガイドフレーム
90・・・筐体
90a・・・(筐体の)開口
90b・・・側板
90ba・・・(側板の)一辺
90c・・・嵌合部(固定部)
90d・・・第2の固定部
90e・・・スリット
91a・・・第1の弾性部材
91b・・・第2の弾性部材
92・・・信号伝達部
96・・・弾性板
97・・・断熱性部材
A・・・一辺の中央
B・・・ドライバICの当接部
C・・・ドライバICの当接部の面積重心
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Printer 2 ... Liquid discharge head 4 ... Flow path member 4a ... Discharge hole surface 5 ... Manifold 5b ... Manifold opening 6 ... Individual supply flow path 8 ... Discharge hole 9 ... Pressure chamber group 10 ... Pressure chamber 12 ... Squeezing 13 ... (Liquid discharge) Head body 21 ... Piezoelectric actuator substrate 21a ... Piezoelectric ceramic layer (vibrating plate)
21b ... Piezoelectric ceramic layer 22-31 ... Plate 32 ... Individual flow path 34 ... Common electrode 35 ... Individual electrode 36 ... Connection electrode 40 ... Reservoir 41b ... Reservoir flow Liquid inlet hole 50 ... Displacement element (pressurizing part)
55 ... Driver IC
82 ... External connector 84 ... Wiring board 86 ... Internal connector 88 ... Guide frame 90 ... Housing 90a ... (Housing) opening 90b ... Side plate 90ba ...・ One side (of side plate) 90c ・ ・ ・ Fitting part (fixed part)
90d: second fixing portion 90e: slit 91a ... first elastic member 91b ... second elastic member 92 ... signal transmission portion 96 ... elastic plate 97 ... heat insulation A ... Center of one side B ... Contact portion of driver IC C ... Center of gravity of contact portion of driver IC

Claims (4)

一方方向に長い液体吐出ヘッド本体と、該液体吐出ヘッド本体を駆動する1つまたは複数のドライバICと、前記液体吐出ヘッド本体に接合されている筐体とを含む液体吐出ヘッドであって、
前記筐体は、前記一方方向に沿って伸びている側板を有しており、該側板の有する一辺は、前記液体吐出ヘッド本体に沿っているとともに、当該一辺の一部である固定部で前記液体吐出ヘッド本体に接合あるいは嵌合されており、
前記ドライバICは、前記筐体内に収容されており、かつ前記ドライバICは、前記側板の前記筐体の内側の面の一部である当接部に当接しており、
前記一辺の前記一方方向における中央に対して、前記当接部の面積重心と前記固定部とは、前記一方方向の同じ側に配置されており、
前記一辺と前記液体吐出ヘッド本体との間には、弾性部材が前記一辺に渡って配置されており、前記一辺の中央部から両端に向かって、前記一辺と前記液体吐出ヘッド本体との間の距離が大きくなっていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
A liquid discharge head including a liquid discharge head main body that is long in one direction, one or more driver ICs that drive the liquid discharge head main body, and a casing that is joined to the liquid discharge head main body,
The housing includes a side plate extending along the one direction, and one side of the side plate is along the liquid discharge head main body and is a fixed portion that is a part of the one side. It is joined or fitted to the liquid discharge head body,
The driver IC is housed in the housing, and the driver IC is in contact with a contact portion that is a part of the inner surface of the housing of the side plate,
The center of gravity of the contact portion and the fixed portion are arranged on the same side in the one direction with respect to the center of the one side in the one direction ,
Between the one side and the liquid discharge head main body, an elastic member is disposed over the one side, and from the central part of the one side toward both ends, between the one side and the liquid discharge head main body. A liquid discharge head characterized in that the distance is increased .
前記筐体と前記液体吐出ヘッド本体とは、前記筐体の前記一方方向の両端部で接合あるいは嵌合されており、筐体の前記両端部と前記側板との間には、スリットが設けられてお、該スリットが、弾性部材で塞がれ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 casing and the liquid discharge head body are joined or fitted at both ends in the one direction of the casing, and a slit is provided between the both ends of the casing and the side plate. Contact is, the slit Te is, the liquid discharge head according to claim 2, characterized in that is closed by an elastic member. 一方方向に長い液体吐出ヘッド本体と、該液体吐出ヘッド本体を駆動する1つまたは複数のドライバICと、前記液体吐出ヘッド本体に接合されている筐体とを含む液体吐出ヘッドであって、
前記筐体は、前記一方方向に沿って伸びている側板を有しており、該側板の有する一辺は、前記液体吐出ヘッド本体に沿っているとともに、当該一辺の一部である固定部で前記液体吐出ヘッド本体に接合あるいは嵌合されており、
前記ドライバICは、前記筐体内に収容されており、かつ前記ドライバICは、前記側板の前記筐体の内側の面の一部である当接部に当接しており、
前記一辺の前記一方方向における中央に対して、前記当接部の面積重心と前記固定部とは、前記一方方向の同じ側に配置されており、
前記筐体と前記液体吐出ヘッド本体とは、前記筐体の前記一方方向の両端部で接合あるいは嵌合されており、筐体の前記両端部と前記側板との間には、スリットが設けられておい、該スリットが、弾性部材で塞がれていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
A liquid discharge head including a liquid discharge head main body that is long in one direction, one or more driver ICs that drive the liquid discharge head main body, and a casing that is joined to the liquid discharge head main body,
The housing includes a side plate extending along the one direction, and one side of the side plate is along the liquid discharge head main body and is a fixed portion that is a part of the one side. It is joined or fitted to the liquid discharge head body,
The driver IC is housed in the housing, and the driver IC is in contact with a contact portion that is a part of the inner surface of the housing of the side plate,
The center of gravity of the contact portion and the fixed portion are arranged on the same side in the one direction with respect to the center of the one side in the one direction ,
The casing and the liquid discharge head body are joined or fitted at both ends in the one direction of the casing, and a slit is provided between the both ends of the casing and the side plate. A liquid discharge head , wherein the slit is closed by an elastic member .
請求項1〜3のいずれかに記載の液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記液体吐出ヘッドを、前記ドライバICを介して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 liquid discharge head via the driver IC. A recording apparatus comprising:
JP2013072727A 2013-03-29 2013-03-29 Liquid discharge head and recording apparatus using the same Active JP6010497B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013072727A JP6010497B2 (en) 2013-03-29 2013-03-29 Liquid discharge head and recording apparatus using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013072727A JP6010497B2 (en) 2013-03-29 2013-03-29 Liquid discharge head and recording apparatus using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014195954A JP2014195954A (en) 2014-10-16
JP6010497B2 true JP6010497B2 (en) 2016-10-19

Family

ID=52357150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013072727A Active JP6010497B2 (en) 2013-03-29 2013-03-29 Liquid discharge head and recording apparatus using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6010497B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2022210915A1 (en) 2021-03-30 2022-10-06

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4497127B2 (en) * 2006-05-18 2010-07-07 ブラザー工業株式会社 Inkjet head
JP4539631B2 (en) * 2006-09-29 2010-09-08 ブラザー工業株式会社 Inkjet head

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014195954A (en) 2014-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5822624B2 (en) Liquid discharge head and recording apparatus using the same
JP5837978B2 (en) Liquid discharge head and recording apparatus using the same
JP5876382B2 (en) Cover member for liquid discharge head, liquid discharge head with cover and recording apparatus using the same
JP5174965B2 (en) Liquid discharge head and recording apparatus using the same
JP2014144561A (en) Liquid discharge head and recording device
JP5902508B2 (en) Liquid discharge head and recording apparatus using the same
JP5956319B2 (en) Liquid discharge head and recording apparatus using the same
JP5902535B2 (en) Liquid discharge head and recording apparatus using the same
JP2012071594A (en) Liquid ejection head and recorder using the same
JP5893977B2 (en) Liquid discharge head and recording apparatus using the same
JP6166419B2 (en) Liquid discharge head and recording apparatus using the same
JP6010497B2 (en) Liquid discharge head and recording apparatus using the same
JP2013176883A (en) Liquid ejection head and recording apparatus using the same
JP5932490B2 (en) Liquid discharge head and recording apparatus using the same
JP5473714B2 (en) Liquid discharge head and recording apparatus using the same
JP5751861B2 (en) Liquid discharge head and recording apparatus using the same
JP6134030B2 (en) Liquid discharge head and recording apparatus using the same
JP2012116039A (en) Liquid discharge head, and recording device using the same
JP5388834B2 (en) Liquid discharge head and recording apparatus using the same
JP2012096385A (en) Liquid ejection head, and recording apparatus using the same
JP6224791B2 (en) Piezoelectric actuator substrate, liquid ejection head using the same, and recording apparatus
JP5826304B2 (en) Liquid discharge head and recording apparatus using the same
JP5566072B2 (en) Liquid discharge head block and recording apparatus having the same
JP6034237B2 (en) Piezoelectric actuator substrate, liquid ejection head using the same, and recording apparatus
JP2015009460A (en) Nozzle plate for liquid discharge head, liquid discharge head using the same, and recording device using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20151116

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160531

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160728

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: 20160817

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160916

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6010497

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150