JP6264873B2 - Droplet discharge head, droplet discharge apparatus, and image forming apparatus - Google Patents

Droplet discharge head, droplet discharge apparatus, and image forming apparatus Download PDF

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Description

本発明は、液滴吐出ヘッド、該液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置及び前記液滴吐出ヘッドまたは前記液滴吐出装置を備えた画像形成装置に関し、さらに詳しくは、プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタまたはそれら複数の機能を備えた複合機等の画像形成装置に用いられる液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置および画像形成装置に関する。   The present invention relates to a droplet discharge head, a droplet discharge device including the droplet discharge head, and an image forming apparatus including the droplet discharge head or the droplet discharge device. The present invention relates to a droplet discharge head, a droplet discharge device, and an image forming apparatus used in an image forming apparatus such as an apparatus, a plotter, or a multi-function machine having a plurality of functions.

複写機、ファクシミリ、プリンタ、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えば、液滴吐出ヘッドで構成した液滴吐出装置を用いて、記録材(以下、用紙ともいうが材質を限定するものではなく、記録媒体、シート、被記録媒体、記録用紙、転写材、記録紙なども同義で使用する)を搬送しながら、液体としてのインクを記録材に付着させて画像形成(記録、印刷、印写、印字も同義語で用いる)を行なう、いわゆるインクジェット方式の画像形成装置(以下、インクジェット記録装置ともいう)が知られている。   As an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, a printer, a plotter, and a complex machine of these, for example, a droplet discharge device composed of a droplet discharge head is used, and a recording material (hereinafter also referred to as a sheet, but the material is limited) In addition, a recording medium, a sheet, a recording medium, a recording paper, a transfer material, a recording paper, and the like are used interchangeably, and an ink as a liquid is attached to the recording material to form an image (recording and printing) In other words, a so-called ink jet type image forming apparatus (hereinafter also referred to as an ink jet recording apparatus) is known.

インクジェット記録装置は、記録が必要な時にのみインクの微小液滴を吐出するように構成された液滴吐出装置を備えるものが主流になっている。この液滴吐出装置としては、インクを充填した液室(共通液室)の壁の一部に振動板を設け、圧電アクチュエータ等により振動板を変位させ、液室内の圧力を高めノズルからインクを吐出させる圧電式と、通電によって発熱する発熱体を液室内に設けて発熱体の発熱により生じる気泡によって液室内の圧力を高めてインクを吐出させるサーマル方式と、が知られている。いずれの方式においても、液滴吐出装置を駆動させるための駆動回路からの駆動信号で圧力発生源を駆動させ、吐出口からインク液滴を吐出させて記録媒体上に着弾させている。   2. Description of the Related Art Ink jet recording apparatuses are mainly provided with a droplet discharge device configured to discharge minute droplets of ink only when recording is necessary. In this droplet discharge device, a vibration plate is provided on a part of the wall of a liquid chamber (common liquid chamber) filled with ink, and the vibration plate is displaced by a piezoelectric actuator or the like to increase the pressure in the liquid chamber and to discharge ink from the nozzle. There are known a piezoelectric type to be discharged and a thermal type in which a heating element that generates heat by energization is provided in the liquid chamber, and the pressure in the liquid chamber is increased by bubbles generated by the heat generation of the heating element to discharge ink. In either method, the pressure generation source is driven by a drive signal from a drive circuit for driving the droplet discharge device, and ink droplets are discharged from the discharge port to land on the recording medium.

共通液室内の圧力変動によって、ノズルと連通する個別液室の液体にも影響が及ぶと、ノズルからの意図しない液滴の漏洩や吐出等が生じることがある。このような圧力伝播による影響があると、液滴の吐出が不安定となり、高品質な画像を得ることができない。   If the pressure fluctuation in the common liquid chamber affects the liquid in the individual liquid chamber communicating with the nozzle, unintentional liquid droplet leakage or discharge from the nozzle may occur. If there is an influence due to such pressure propagation, the ejection of droplets becomes unstable and a high quality image cannot be obtained.

そこで、共通液室の壁面の一部に圧力伝播による影響を吸収するための弾性または可撓性を有する部材(ダンパ)を設けることが知られている。
ダンパには薄さ、柔軟性が要求されるため、透気透湿しやすい材質を用いることが一般的であるが、ダンパ部材として透気透湿しやすい材質を用いることにより、共通液室内のインクの水分蒸発が進み、インクが乾燥することで、吐出不具合に繋がってしまうおそれがある。
Therefore, it is known to provide a member (damper) having elasticity or flexibility for absorbing the influence of pressure propagation on a part of the wall surface of the common liquid chamber.
Since the damper is required to be thin and flexible, it is common to use a material that is easily permeable and breathable, but by using a material that is easily permeable and breathable as a damper member, There is a possibility that the ink will evaporate and the ink is dried, resulting in ejection failure.

これを回避するために、ダンパを介し、インクと接する面と反対側の空間(以下「ダンパ室」、「バッファ室」等という)については、大気に直接触れないように密閉された空間とすることが考えられる。
しかしながら、ダンパ室を密閉空間とした場合、環境温度の変化などによって閉じ込められた空気の膨張が発生したときにダンパが変位してしまい、吐出による共通液室への圧力変動を吸収するというダンパの機能が損なわれてしまうおそれがある。
In order to avoid this, the space opposite to the surface in contact with the ink via the damper (hereinafter referred to as “damper chamber”, “buffer chamber”, etc.) is a sealed space so as not to directly touch the atmosphere. It is possible.
However, when the damper chamber is a sealed space, the damper is displaced when expansion of the trapped air occurs due to a change in the environmental temperature or the like, and the damper is configured to absorb pressure fluctuations to the common liquid chamber due to discharge. Function may be impaired.

そこで、ダンパ室と外部(大気)とを連通させる大気連通路を形成した液滴吐出ヘッドが提案されている(例えば、特許文献1及び2参照)。
特許文献1には、バッファ室とヘッド外部とを連通する連通路とを有し、共通流路とバッファ室との間の壁部は、変形可能な部分と、この変形可能な部分よりも厚みのある部分を有し、連通路のバッファ室側の開口部は壁部に対向する位置に設けられ、かつ、変形可能な部分よりも厚みのある部分に対向している液体吐出ヘッドが開示されている。
In view of this, a droplet discharge head has been proposed in which an air communication path that connects the damper chamber and the outside (atmosphere) is formed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
Patent Document 1 has a communication path that connects the buffer chamber and the outside of the head, and the wall portion between the common flow path and the buffer chamber has a deformable portion and a thickness larger than the deformable portion. A liquid discharge head is disclosed in which the opening on the buffer chamber side of the communication passage is provided at a position facing the wall portion, and is opposed to a portion that is thicker than the deformable portion. ing.

特許文献1のように、ヘッドフレームそのものに大気連通路が形成される構成、または振動板や個別液室が形成されたプレートに大気連通路を設ける構成では、大気連通路の長さが規制され、所望の長さに変えることは困難である。
これに対し、特許文献2には、大気開放孔が両端の開口面を結ぶ最短の直線よりも長い長孔を介して大気に開放されているインクジェット式記録ヘッドが開示されている。具体的には、らせん状または一部が網目状に形成された大気連通孔が記載されている。
In the configuration in which the atmosphere communication passage is formed in the head frame itself as in Patent Document 1, or the configuration in which the atmosphere communication passage is provided in the plate on which the diaphragm or the individual liquid chamber is formed, the length of the atmosphere communication passage is regulated. It is difficult to change to a desired length.
On the other hand, Patent Document 2 discloses an ink jet recording head in which the air opening hole is opened to the atmosphere through a long hole longer than the shortest straight line connecting the opening surfaces at both ends. Specifically, an air communication hole having a spiral shape or a part of a mesh shape is described.

特許文献2に記載された記録ヘッドでは、大気開放孔の両端の開口面を結ぶ長孔の形状をらせん状や網目状とすることにより経路長を稼いでいる。このような直線状以外の形状の大気連通路をヘッドフレームに設けるためには、例えば、ヘッドフレームを分割した部材の断面に連通路の一部を形成し、これらを接合させる工程が必要となる。
しかしながら、ヘッドフレームを分割した部品を接合する場合、接合面の完全な封止が困難であり、液漏れが生じてしまうという問題があった。
In the recording head described in Patent Document 2, the path length is increased by making the shape of the long hole connecting the opening surfaces at both ends of the air opening hole into a spiral shape or a mesh shape. In order to provide such an air communication path having a shape other than a straight line in the head frame, for example, a process of forming a part of the communication path in the cross section of a member obtained by dividing the head frame and joining them is required. .
However, when joining components in which the head frame is divided, there is a problem that it is difficult to completely seal the joining surface and liquid leakage occurs.

そこで、本発明は上記課題を鑑み、両開口端を結ぶ最短の直線よりも長い大気連通路を、ヘッドフレームを分割することなく形成することで、液漏れの発生を防止可能な液滴吐出ヘッドを提供することを目的とする。   Accordingly, in view of the above problems, the present invention provides a droplet discharge head capable of preventing the occurrence of liquid leakage by forming an air communication path longer than the shortest straight line connecting both opening ends without dividing the head frame. The purpose is to provide.

上記課題を解決するために、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、液滴を吐出するノズルと、前記ノズルと連通する個別液室と、前記個別液室に供給する液体を貯留する共通液室と、前記ノズルから液滴を吐出させるための圧力発生手段と、前記共通液室の壁面の一部に設けられる変形可能なダンパと、前記ダンパを介して前記共通液室に隣接し、大気と連通する大気連通孔を有するダンパ室と、を備え、水平方向に規定される仮想平面において少なくとも一つの屈曲部を有する単位経路を有し、前記単位経路が垂直方向に複数設けられ、前記単位経路の端部において垂直方向で隣接する他の仮想平面上の単位経路と連結されることにより一の連通路が形成された大気連通路部材をさらに備え、前記大気連通路部材の前記連通路の一方の開口端は前記ダンパ室の空間に開放し、他方の開口端は前記ダンパ室の前記大気連通孔と接続しているとともに、前記ダンパ室は、前記共通液室を画成するフレームの内部に形成され、前記大気連通路部材は、前記ダンパ室の内部に設けられていることを特徴とする液滴吐出ヘッドである。 In order to solve the above problems, a droplet discharge head according to the present invention includes a nozzle that discharges droplets, an individual liquid chamber that communicates with the nozzle, and a common liquid chamber that stores liquid to be supplied to the individual liquid chamber. A pressure generating means for discharging droplets from the nozzle, a deformable damper provided on a part of a wall surface of the common liquid chamber, an air adjacent to the common liquid chamber via the damper, and A damper chamber having an air communication hole communicating therewith, having a unit path having at least one bent portion in a virtual plane defined in the horizontal direction, and a plurality of the unit paths are provided in the vertical direction, and the unit path An atmosphere communication path member in which one communication path is formed by being connected to a unit path on another virtual plane adjacent in the vertical direction at the end of the air communication path, and one of the communication paths of the atmosphere communication path member The open end of Opening the space serial damper chamber, with the other open end is connected to the atmosphere communication hole of the damper chamber, the damper chamber is formed inside the frame that defines the common liquid chamber, wherein The atmosphere communication path member is a droplet discharge head provided in the damper chamber .

本発明の液滴吐出ヘッドによれば、両開口端を結ぶ最短の直線よりも長い大気連通路を、ヘッドフレームを分割することなく形成することで、液漏れの発生を防止可能な液滴吐出ヘッドを提供することができる。   According to the droplet discharge head of the present invention, a droplet discharge that can prevent liquid leakage by forming an air communication path longer than the shortest straight line connecting both opening ends without dividing the head frame. A head can be provided.

本実施形態の画像形成装置の一実施形態を示す外観斜視図である。1 is an external perspective view showing an embodiment of an image forming apparatus of the present embodiment. 本実施形態の液滴吐出装置の基本構成の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the basic composition of the droplet discharge apparatus of this embodiment. 大気連通路部材の一例を示す(A)断面模式図、(B)分解斜視図、(C)上面模式図である。It is (A) cross-sectional schematic diagram which shows an example of an air | atmosphere communication channel member, (B) exploded perspective view, and (C) upper surface schematic diagram. 大気連通路部材の一例を示す(A)全体模式図、(B)長手方向の側面図、(C)短手方向の側面図、(D)仮想平面上の単位経路の説明図である。It is (A) whole schematic diagram which shows an example of an air | atmosphere communication channel member, (B) The side view of a longitudinal direction, (C) The side view of a transversal direction, (D) It is explanatory drawing of the unit path | route on a virtual plane. 本実施形態の液滴吐出装置の基本構成の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the basic composition of the droplet discharge apparatus of this embodiment. 本実施形態の液滴吐出ヘッドを構成するアクチュエータユニット及びノズル板の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the actuator unit and nozzle plate which comprise the droplet discharge head of this embodiment.

以下、本発明に係る液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置及び画像形成装置について図面を参照して説明する。なお、本発明は以下に示す実施例の実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。   Hereinafter, a droplet discharge head, a droplet discharge device, and an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited to the embodiments of the examples shown below, and other embodiments, additions, modifications, deletions, and the like can be changed within a range that can be conceived by those skilled in the art. Any aspect is included in the scope of the present invention as long as the operations and effects of the present invention are exhibited.

本発明に係る液滴吐出ヘッドは、以下の各実施形態にて説明するように、液滴を吐出するノズル(ノズル11)と、前記ノズルと連通する個別液室(個別液室27)と、前記個別液室に供給する液体を貯留する共通液室(共通液室31)と、前記ノズルから液滴を吐出させるための圧力発生手段(アクチュエータユニット20)と、前記共通液室の壁面の一部に設けられる変形可能なダンパ(ダンパ33)と、前記ダンパを介して前記共通液室に隣接し、大気と連通する大気連通孔(大気連通孔42a)を有するダンパ室(ダンパ室34)と、を備え、水平方向に規定される仮想平面(仮想平面87)において少なくとも一つの屈曲部を有する単位経路を有し、前記単位経路が垂直方向に複数設けられ、前記単位経路の端部において垂直方向で隣接する他の仮想平面上の単位経路と連結されることにより一の連通路が形成された大気連通路部材(大気連通路部材80)をさらに備え、前記大気連通路部材の前記連通路の一方の開口端は前記ダンパ室の空間に開放し、他方の開口端は前記ダンパ室の前記大気連通孔と接続している。
また、本発明に係る液滴吐出装置は、前記液滴吐出ヘッドと前記液滴吐出ヘッドの前記共通液室に供給する液体を格納する液体貯蔵部(インクタンク60)とを備え、本発明に係る画像形成装置は、前記液滴吐出ヘッド、または前記液滴吐出装置を備える。
なお、括弧内は実施形態での符号、適用例を示している。
As will be described in the following embodiments, a droplet discharge head according to the present invention includes a nozzle (nozzle 11) for discharging droplets, an individual liquid chamber (individual liquid chamber 27) communicating with the nozzle, A common liquid chamber (common liquid chamber 31) for storing liquid to be supplied to the individual liquid chamber, pressure generating means (actuator unit 20) for discharging droplets from the nozzle, and a wall surface of the common liquid chamber. A deformable damper (damper 33) provided in a section, a damper chamber (damper chamber 34) having an air communication hole (atmosphere communication hole 42a) adjacent to the common liquid chamber via the damper and communicating with the atmosphere; , And a unit path having at least one bent portion in a virtual plane (virtual plane 87) defined in the horizontal direction, and a plurality of the unit paths are provided in the vertical direction, and are perpendicular to the end of the unit path. direction An atmosphere communication path member (atmosphere communication path member 80) in which one communication path is formed by being connected to a unit path on another adjacent virtual plane is further provided, and one of the communication paths of the atmosphere communication path member Is open to the space of the damper chamber, and the other open end is connected to the air communication hole of the damper chamber.
In addition, a droplet discharge device according to the present invention includes the droplet discharge head and a liquid storage unit (ink tank 60) that stores liquid to be supplied to the common liquid chamber of the droplet discharge head. The image forming apparatus includes the droplet discharge head or the droplet discharge device.
In addition, the code | symbol in embodiment and the example of application are shown in the parenthesis.

(液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置)
図2は、液滴吐出装置の基本構成を示す断面図である。
図2に示す液滴吐出装置1は、液滴を吐出するアクチュエータユニット20およびノズル板10が、フレーム30に装着されている。
(Droplet ejection head, droplet ejection device)
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the basic configuration of the droplet discharge device.
In the droplet discharge device 1 shown in FIG. 2, an actuator unit 20 and a nozzle plate 10 that discharge droplets are mounted on a frame 30.

アクチュエータユニット20およびノズル板10の部分断面図(液滴吐出ヘッド本体の中心から左側半分の断面図)を図6に示す。
ノズル板10には複数のノズル11が形成されている。個別液室基板22は、ノズル板10の上面に配置されている。この個別液室基板22には、複数の個別液室27が形成されている。各個別液室27は各ノズル11と連通しており、その上壁は振動板24で形成されている。各個別液室27の一方には流体抵抗28が配置され液体供給口23と連通している。又、振動板24の中央には駆動回路部材26が設置され、その両側には圧電素子25が設置されている。圧電素子25の上下には電極(図示せず)形成され、その電極パターン(図示せず)から、個別配線を通じて駆動回路部材26につながっている。保持基板21は、個別液室基板22の上面に配置されている。この保持基板21には、振動板24に対応する位置に凹部29が形成されている。この凹部29は圧電素子25を囲うように配置されている。
FIG. 6 shows a partial cross-sectional view of the actuator unit 20 and the nozzle plate 10 (a cross-sectional view of the left half from the center of the droplet discharge head body).
A plurality of nozzles 11 are formed on the nozzle plate 10. The individual liquid chamber substrate 22 is disposed on the upper surface of the nozzle plate 10. A plurality of individual liquid chambers 27 are formed on the individual liquid chamber substrate 22. Each individual liquid chamber 27 communicates with each nozzle 11, and its upper wall is formed by a diaphragm 24. A fluid resistance 28 is disposed on one side of each individual liquid chamber 27 and communicates with the liquid supply port 23. A drive circuit member 26 is installed at the center of the diaphragm 24, and piezoelectric elements 25 are installed on both sides thereof. Electrodes (not shown) are formed above and below the piezoelectric element 25, and the electrode pattern (not shown) is connected to the drive circuit member 26 through individual wiring. The holding substrate 21 is disposed on the upper surface of the individual liquid chamber substrate 22. A concave portion 29 is formed in the holding substrate 21 at a position corresponding to the diaphragm 24. The recess 29 is disposed so as to surround the piezoelectric element 25.

(ノズル板)
ノズル板10はインク吐出用のノズル11が配列されている基板であり、材料は必要な剛性や加工性から任意のものを用いることができる。例としてはSUS、Ni等の金属または合金やシリコン、セラミックス等の無機材料、ポリイミド等の樹脂材料を挙げることができる。ノズルの加工方法としては、材料の特性と要求される精度・加工性から任意に選ぶことができ、電鋳めっき法、エッチング法、プレス加工法、レーザ加工法等、フォトリソグラフィ法等を例示できる。ノズルの開口径、配列数、配列密度は、インクヘッドに要求される仕様に合わせて最適な組み合わせを設定することができる。
(Nozzle plate)
The nozzle plate 10 is a substrate on which ink ejection nozzles 11 are arranged, and any material can be used from the required rigidity and workability. Examples include metals or alloys such as SUS and Ni, inorganic materials such as silicon and ceramics, and resin materials such as polyimide. The processing method of the nozzle can be arbitrarily selected from the characteristics of the material and the required accuracy and workability, and examples thereof include electroforming plating method, etching method, press processing method, laser processing method, photolithography method, etc. . The nozzle aperture diameter, the number of arrays, and the array density can be set to an optimum combination in accordance with the specifications required for the ink head.

(個別液室基板)
個別液室基板22には、個別液室27、インク供給路、インク供給口23が形成される。個別液室基板22の材料は、加工性・物性から任意に選択することができるが、300dpi(約85μmピッチ)以上ではフォトリソグラフィ法により加工可能なシリコン基板を用いることが好ましい。液室の加工方法としては、任意の方法を用いることができるが、前述のフォトリソグラフィ法を用いる場合、ウェットエッチング法及びドライエッチング法のいずれかを用いることができる。いずれの方法でも振動板24の個別液室27側を二酸化シリコン膜等とすることで、エッチストップ層とできるため、液室高さを高精度に制御することができる。
(Individual liquid chamber substrate)
In the individual liquid chamber substrate 22, an individual liquid chamber 27, an ink supply path, and an ink supply port 23 are formed. The material of the individual liquid chamber substrate 22 can be arbitrarily selected from the workability and physical properties, but it is preferable to use a silicon substrate that can be processed by photolithography at 300 dpi (about 85 μm pitch) or more. As a processing method of the liquid chamber, any method can be used. When the above-described photolithography method is used, either a wet etching method or a dry etching method can be used. In any method, since the individual liquid chamber 27 side of the diaphragm 24 is made of a silicon dioxide film or the like, an etch stop layer can be formed, so that the height of the liquid chamber can be controlled with high accuracy.

個別液室27はインクに圧力を加え、ノズルから液滴を吐出させる機能を有する。個別液室27上部には振動板24が形成される。
振動板24の材料としては任意の材料を選択することができるが、シリコンや窒化物、酸化物、炭化物等の剛性の高い材料とすることが好ましい。また、これらの材料の積層構造としても良い。積層膜とする場合は、引張応力となるSiと圧縮応力となるSiOを交互に積層し、応力緩和する構成が例として挙げられる。
The individual liquid chamber 27 has a function of applying pressure to the ink and discharging droplets from the nozzles. A diaphragm 24 is formed on the individual liquid chamber 27.
Although any material can be selected as the material of the diaphragm 24, it is preferable to use a material having high rigidity such as silicon, nitride, oxide, or carbide. Alternatively, a stacked structure of these materials may be used. In the case of a laminated film, an example is a configuration in which Si 3 N 4 serving as tensile stress and SiO 2 serving as compressive stress are alternately laminated to relieve stress.

振動板24の厚さは、所望の特性に応じて選択できるが、概ね0.5μm〜10μmの範囲が好ましく、1.0μm〜5.0μmの範囲がより好ましい。振動板24が薄すぎる場合はクラック等により振動板24が破損しやすくなり、また振動板24の固有振動数が低下し、駆動周波数が高められない。一方、振動板24が厚すぎる場合は変位量が小さくなりと出効率が低下してしまう。   The thickness of the diaphragm 24 can be selected according to desired characteristics, but is generally preferably in the range of 0.5 μm to 10 μm, and more preferably in the range of 1.0 μm to 5.0 μm. If the diaphragm 24 is too thin, the diaphragm 24 is likely to be damaged due to cracks or the like, and the natural frequency of the diaphragm 24 is lowered, so that the driving frequency cannot be increased. On the other hand, when the diaphragm 24 is too thick, the displacement becomes small and the output efficiency decreases.

振動板24の上には、下部電極、圧電体、及び上部電極が積層された圧電素子25が形成される。
下部電極、上部電極は、図示しないが、導電性のある任意の材料を用いることができる。例としては金属、合金、導電性化合物が挙げられる。これらの材料の単層膜でも積層膜でも良い。また、圧電体と反応せず、拡散しない材料を選定する必要があるため、安定性の高い材料を選定する必要がある。また、必要に応じて圧電体、振動板24、密着性を考慮し、密着層を形成しても良い。電極材料の例としては、Pt、Ir、Ir酸化物、Pd、Pd酸化物等が安定性の高い材料として挙げられる。また、振動板24との密着層としては、Ti、Ta、W、Cr等が例示できる。
On the diaphragm 24, a piezoelectric element 25 in which a lower electrode, a piezoelectric body, and an upper electrode are stacked is formed.
Although the lower electrode and the upper electrode are not shown, any conductive material can be used. Examples include metals, alloys, and conductive compounds. A single layer film or a laminated film of these materials may be used. Further, since it is necessary to select a material that does not react with the piezoelectric body and does not diffuse, it is necessary to select a highly stable material. Further, if necessary, the adhesive layer may be formed in consideration of the piezoelectric body, the diaphragm 24, and the adhesiveness. Examples of the electrode material include Pt, Ir, Ir oxide, Pd, Pd oxide and the like as highly stable materials. Further, examples of the adhesion layer with the diaphragm 24 include Ti, Ta, W, Cr, and the like.

圧電素子25を構成する圧電体の材料としては、圧電性を示す強誘電体材料を用いることができる。例としては、チタン酸ジルコン酸鉛やチタン酸バリウムが一般的に用いられる。圧電体の成膜方法は任意の手法を用いることができ、例えば、スパッタリング法、ゾルゲル法が挙げられ、これらの中でも成膜温度の低さからゾルゲル法が好ましい。
上部電極、圧電体は個別液室27ごとにパターニングする必要がある。パターニングは通常のフォトリソグラフィ法を用いることができる。また、圧電体の成膜をゾルゲル法にて行う場合は、スピンコーティング法や印刷法を用いることもできる。
As a piezoelectric material constituting the piezoelectric element 25, a ferroelectric material exhibiting piezoelectricity can be used. As examples, lead zirconate titanate and barium titanate are generally used. Arbitrary methods can be used as the method for forming the piezoelectric body, and examples thereof include a sputtering method and a sol-gel method. Among these methods, the sol-gel method is preferable because the film forming temperature is low.
The upper electrode and the piezoelectric body need to be patterned for each individual liquid chamber 27. For patterning, a normal photolithography method can be used. Also, when the piezoelectric film is formed by the sol-gel method, a spin coating method or a printing method can also be used.

圧電素子25は個別液室27上部に形成される必要がある。個別液室27を区画する隔壁上に形成した場合、振動板24の変形を阻害してしまうため、吐出効率の低下や応力集中による圧電素子25の破損等の原因となる。   The piezoelectric element 25 needs to be formed above the individual liquid chamber 27. When formed on the partition wall that divides the individual liquid chamber 27, the deformation of the vibration plate 24 is hindered, which causes a decrease in discharge efficiency and damage of the piezoelectric element 25 due to stress concentration.

個別液室基板22には個別液室27に連通する流体抵抗28が形成される。流体抵抗28は、共通液室31から個別液室27にインクを供給する機能を有すると同時に、圧電素子25を駆動することにより個別液室27に発生する圧力により、インクの逆流を防止しノズルから吐出させる機能を有する。そのため、個別液室27のインク流動方向の断面積を小さくし、流体抵抗を高くする必要がある。個別液室基板22にシリコンを用い、個別液室27と流体抵抗28を、フォトリソグラフィ法+エッチング法を用いて形成した場合、個別液室27と同一の条件で加工できるメリットがある。流体抵抗28は振動板24が開口するインク供給口23を通じて共通液室31に連通する。   A fluid resistance 28 communicating with the individual liquid chamber 27 is formed on the individual liquid chamber substrate 22. The fluid resistance 28 has a function of supplying ink from the common liquid chamber 31 to the individual liquid chamber 27, and at the same time, prevents the back flow of ink by the pressure generated in the individual liquid chamber 27 by driving the piezoelectric element 25. It has a function of discharging from the liquid. Therefore, it is necessary to reduce the cross-sectional area of the individual liquid chamber 27 in the ink flow direction and increase the fluid resistance. When silicon is used for the individual liquid chamber substrate 22 and the individual liquid chamber 27 and the fluid resistance 28 are formed using a photolithography method and an etching method, there is an advantage that the individual liquid chamber 27 can be processed under the same conditions as the individual liquid chamber 27. The fluid resistance 28 communicates with the common liquid chamber 31 through the ink supply port 23 in which the vibration plate 24 is opened.

個別液室27は隔壁により区画されており、それぞれに対応する圧電素子25が形成される。個別液室27の高さはヘッド特性から任意に設定できるが、20〜100μmの範囲とすることが好ましい。また、個別液室27の隔壁は配列密度に合わせて任意に設定することが可能であるが、300dpiでは隔壁幅は10〜30μmとすることが好ましい。また、隔壁幅が狭い場合は隣接する個別液室27の圧電素子25を駆動した場合に隣接液室間の相互干渉が発生し、吐出ばらつきが大きくなる。隔壁幅を狭くする場合は、液室高さを低くすることで対応する。   The individual liquid chamber 27 is partitioned by a partition, and the piezoelectric element 25 corresponding to each is formed. The height of the individual liquid chamber 27 can be arbitrarily set from the head characteristics, but is preferably in the range of 20 to 100 μm. The partition walls of the individual liquid chambers 27 can be arbitrarily set in accordance with the arrangement density, but the partition wall width is preferably 10 to 30 μm at 300 dpi. Further, when the partition wall width is narrow, when the piezoelectric element 25 of the adjacent individual liquid chamber 27 is driven, mutual interference occurs between the adjacent liquid chambers, and the discharge variation increases. When narrowing the partition wall width, it is possible to reduce the height of the liquid chamber.

(配線)
図示しないが、配列した圧電素子25に駆動信号を入力するために、上部電極から個別配線を引き出し、下部電極から配線を引き出す構成をとる。上部電極からは、配列する上部電極から配線層の一部である個別配線を介して、個別配線パッドまで引き出され、駆動ICと接続され、駆動ICからさらに配線を介して接続パッドまで引き出される、下部電極は、配線を介して接続パッドまで引き出される。配線は同一材料、同一工程で形成することが望ましい。配線材料としては、抵抗値の低い金属、合金、導電性材料を用いることができる。また、上部電極、下部電極とコンタクト抵抗の低い材料を用いることが必要である。例としてはAl、Au、Ag、Pd、Ir、W、Ti、Ta、Cu、Crなどが例示でき、コンタクト抵抗を低減するために、これらの材料の積層構造としても良い。コンタクト抵抗を下げる材料としては、任意の導電性化合物を用いても良い。例としては、Ta、TiO、TiN、ZnO、In、SnO等の酸化物,窒化物およびその複合化合物が挙げられる。膜厚は任意に設定できるが、3μm以下とすることが好ましい。また、成膜には真空成膜法等の膜厚均一性が高い成膜方法を採用することが好ましい。これらの配線は、後述の保持基板21との接合面にもなるため、高さ均一性を確保できる膜厚・成膜方法を取る必要がある。
(wiring)
Although not shown, in order to input a drive signal to the arranged piezoelectric elements 25, an individual wiring is drawn from the upper electrode and a wiring is drawn from the lower electrode. From the upper electrode, it is drawn out from the arranged upper electrode to the individual wiring pad through the individual wiring that is a part of the wiring layer, connected to the driving IC, and further drawn out from the driving IC to the connecting pad through the wiring. The lower electrode is drawn out to the connection pad through the wiring. It is desirable to form the wiring with the same material and the same process. As the wiring material, a metal, an alloy, or a conductive material having a low resistance value can be used. Further, it is necessary to use a material having a low contact resistance with the upper electrode and the lower electrode. Examples include Al, Au, Ag, Pd, Ir, W, Ti, Ta, Cu, Cr, and the like, and a laminated structure of these materials may be used to reduce contact resistance. As a material for reducing the contact resistance, any conductive compound may be used. Examples include oxides and nitrides such as Ta 2 O 5 , TiO 2 , TiN, ZnO, In 2 O 3 , SnO, and composite compounds thereof. The film thickness can be arbitrarily set, but is preferably 3 μm or less. In addition, it is preferable to employ a film forming method with high film thickness uniformity such as a vacuum film forming method. Since these wirings also serve as a joint surface with the holding substrate 21 described later, it is necessary to adopt a film thickness / film forming method that can ensure height uniformity.

(保持基板)
個別液室基板22は20〜100μmと薄いため、個別液室基板22の剛性を確保するために保持基板21をノズル板10と対抗する側に接合する。
保持基板21の材料は任意の材料を用いることができるが、個別液室基板22の反りを防止するために熱膨張係数の近い材料を選定する必要がある。そのためガラス、シリコン、SiO、ZrO、Al等のセラミクス材料とすることが好ましい。
(Holding substrate)
Since the individual liquid chamber substrate 22 is as thin as 20 to 100 μm, the holding substrate 21 is bonded to the side facing the nozzle plate 10 in order to ensure the rigidity of the individual liquid chamber substrate 22.
Although any material can be used as the material of the holding substrate 21, it is necessary to select a material having a thermal expansion coefficient close to prevent the individual liquid chamber substrate 22 from warping. Therefore, it is preferable to use ceramic materials such as glass, silicon, SiO 2 , ZrO 2 , and Al 2 O 3 .

保持基板21は、個別液室27配列方向に連通した開口部を有し、共通液室31の一部となる。さらに圧電素子25を駆動し振動板24が変位できる空間を確保するため、個別液室27に対抗する領域に凹部29を形成する。凹部29は個別液室27ごとに区画し、個別液室27隔壁上で接合されることが好ましい。それにより、板厚の薄い個別液室基板22の剛性を高めることが出来、圧電素子25を駆動した際の隣接液室間の相互干渉を低減することが可能となる。そのためには、保持基板21は樹脂などの低剛性材料ではなく、シリコンなどの高剛性材料が好ましい。また、保持基板21の凹部29は、個別液室27ごとに区画されるため、高密度化のためには高度な加工精度が要求され、300dpiヘッドにおいては保持基板21隔壁幅を5〜20μmとすることが望ましい。   The holding substrate 21 has an opening communicating with the arrangement direction of the individual liquid chambers 27 and becomes a part of the common liquid chamber 31. Further, in order to secure a space in which the piezoelectric element 25 can be driven and the diaphragm 24 can be displaced, a recess 29 is formed in a region facing the individual liquid chamber 27. The recess 29 is preferably divided for each individual liquid chamber 27 and bonded on the individual liquid chamber 27 partition. Thereby, the rigidity of the individual liquid chamber substrate 22 having a thin plate thickness can be increased, and the mutual interference between adjacent liquid chambers when the piezoelectric element 25 is driven can be reduced. For this purpose, the holding substrate 21 is preferably not a low-rigidity material such as resin but a high-rigidity material such as silicon. Further, since the concave portion 29 of the holding substrate 21 is partitioned for each individual liquid chamber 27, high processing accuracy is required for high density, and the holding substrate 21 partition wall width is 5 to 20 μm in the 300 dpi head. It is desirable to do.

図2の全体構成図に示すように、アクチュエータユニット20の個別液室27へ液体を供給するための共通液室31がフレーム30に形成されており、共通液室31は、フレーム30に設けられた連結管32と、流路部材40、弾性部材70、連結経路部材50のそれぞれに設けられた、インク経路41,71,51を介してインクタンク60と連通している。   As shown in the overall configuration diagram of FIG. 2, a common liquid chamber 31 for supplying liquid to the individual liquid chamber 27 of the actuator unit 20 is formed in the frame 30, and the common liquid chamber 31 is provided in the frame 30. The ink pipe 60 communicates with the ink tank 60 through ink paths 41, 71, 51 provided in the connecting pipe 32, the flow path member 40, the elastic member 70, and the connection path member 50, respectively.

フレーム30は、液滴吐出ヘッド全体を保持する役割を有し、共通液室31と一体的に形成されている。
フレーム30の材料としては、例えば、S45Cなどの鉄、SUS等の合金、シリコン、セラミックス等の無機材料、エポキシやPPSなどの樹脂材料などを挙げることができ、必要な剛性や加工性に応じて適宜選択することができるが、これらの中でも耐腐食性があり、発塵性が低いものが好ましい。なお、エポキシやPPSなどの樹脂材料の場合、他部品との接合時に、熱収縮による寸法誤差が問題になる可能性があるため、ガラス繊維を30〜50%含有して用いることが好ましい。
フレーム30の加工方法としては、材料に応じて選択することができ、例えば、エッチング、プレス加工、レーザ加工、フォトリソグラフィ法、射出成形などが挙げられる。
The frame 30 has a role of holding the entire droplet discharge head and is formed integrally with the common liquid chamber 31.
Examples of the material of the frame 30 include iron such as S45C, alloys such as SUS, inorganic materials such as silicon and ceramics, resin materials such as epoxy and PPS, and the like depending on required rigidity and workability. Although it can select suitably, a thing with corrosion resistance and low dust generation property among these is preferable. In the case of a resin material such as epoxy or PPS, there is a possibility that a dimensional error due to thermal shrinkage may be a problem at the time of joining with other components. Therefore, it is preferable to use 30 to 50% glass fiber.
The processing method of the frame 30 can be selected according to the material, and examples thereof include etching, press processing, laser processing, photolithography, and injection molding.

インクタンク60は、共通液室31へ供給するインクを貯留するタンク部である。インクタンク60には、連結経路部材50が嵌合されるとともに、連結経路部材50および流路部材40の間には、シートパッキンなどの弾性部材70が設けられ、液体の漏れを防ぐように構成されている。   The ink tank 60 is a tank unit that stores ink to be supplied to the common liquid chamber 31. A connecting path member 50 is fitted in the ink tank 60, and an elastic member 70 such as a sheet packing is provided between the connecting path member 50 and the flow path member 40 to prevent liquid leakage. Has been.

また、インクタンク60から形成された連結経路部材50のインク経路51および弾性部材70のインク経路71は、フレーム30に設けられた連結管32と連通するために、流路部材40のインク経路41にて経路変換を行っている。   Further, the ink path 51 of the connection path member 50 formed from the ink tank 60 and the ink path 71 of the elastic member 70 communicate with the connection pipe 32 provided in the frame 30, so that the ink path 41 of the flow path member 40. The route is converted at.

また、フレーム30の共通液室31側の壁面の一部には、圧力変動を吸収するためのダンパ33が設けられている。ダンパ33は、ノズル11からのインクの吐出により共通液室31内に発生する圧力伝播の吸収をするための弾性または可撓性を有する部材である。   Further, a damper 33 for absorbing pressure fluctuation is provided on a part of the wall surface of the frame 30 on the common liquid chamber 31 side. The damper 33 is a member having elasticity or flexibility for absorbing the pressure propagation generated in the common liquid chamber 31 due to the ejection of ink from the nozzle 11.

ダンパ33は厚さが薄く、剛性が低いほうが望ましく、共通液室31と一体成形されることが好ましい。
ダンパ33の材質としては、例えば、SUS等の合金やNiなどの金属材料、シリコン、セラミックス等の無機材料、エポキシ、PPS等の樹脂材料、ゴム(原料ゴム)や熱可塑性エラストマー、熱硬化性エラストマー(弾力ゴム)などの弾性体を挙げることができる。これらの中でも、熱硬化エラストマーからなるダイアフラムであることが好ましい。熱硬化エラストマーは弾性率が低いため、厚みをもたせることが可能であり、効率よく圧力変動を減衰させることができる。また、フレーム30との一体成形が可能になるため、部品製作工数を低減することができ、コストダウンをはかることができる。
The damper 33 is preferably thin and low in rigidity, and is preferably integrally formed with the common liquid chamber 31.
Examples of the material of the damper 33 include alloys such as SUS, metal materials such as Ni, inorganic materials such as silicon and ceramics, resin materials such as epoxy and PPS, rubber (raw rubber), thermoplastic elastomer, and thermosetting elastomer. Examples thereof include elastic bodies such as (elastic rubber). Among these, a diaphragm made of a thermosetting elastomer is preferable. Since the thermosetting elastomer has a low elastic modulus, it can have a thickness and can efficiently attenuate pressure fluctuations. In addition, since it can be integrally formed with the frame 30, the number of parts manufacturing steps can be reduced, and the cost can be reduced.

ダンパ33は弾性や可撓性を有する部材であるため、水分を透過してしまう懸念がある。そして、共通液室31内の水分蒸発が進んでしまうとインクは増粘し、不吐出などの吐出不良に繋がってしまう。   Since the damper 33 is a member having elasticity and flexibility, there is a concern that moisture may permeate. When the water evaporation in the common liquid chamber 31 proceeds, the viscosity of the ink increases, leading to ejection failure such as non-ejection.

これを抑制するために、ダンパ33の共通液室31とは反対側において、流路部材40は、フレーム30の上部で蓋をし、その外周を封止している。完全に封止した場合、フレーム30と流路部材40との間に形成されるダンパ室34は密閉された空間となってしまうため、空気の逃げ場がなく、ダンパ33の変位の妨げになる。また、環境変化などで気圧変動がある場合、ダンパ室34の内圧が上がってしまうため、ダンパ室34を大気と連通させておく必要がある。   In order to suppress this, on the opposite side of the damper 33 from the common liquid chamber 31, the flow path member 40 is covered with an upper portion of the frame 30 and sealed on the outer periphery thereof. When completely sealed, the damper chamber 34 formed between the frame 30 and the flow path member 40 becomes a sealed space, so that there is no air escape space and the displacement of the damper 33 is hindered. Further, when there is a fluctuation in atmospheric pressure due to environmental changes or the like, the internal pressure of the damper chamber 34 increases, so it is necessary to keep the damper chamber 34 in communication with the atmosphere.

図2に示す液滴吐出装置1では、ダンパ室34を大気と連通させる手段として、流路部材40に形成された孔部である大気連通路42、及び大気連通路部材80が設けられている。
大気連通路42は、流路部材40の下面でダンパ室34と貫通する大気連通孔42aと、流路部材40の上面で大気連通孔42aから往復するスネーク状の凹形状部であるパターン状の溝42bが形成され、貫通孔42aとパターン状の溝42bの形成位置を覆うようにカバーシール90が貼付されて形成される。なお、カバーシール90の貼付は、パターン状の溝42bがそれぞれ隔てられるように、接着剤にてシールされる。
In the droplet discharge device 1 shown in FIG. 2, an atmosphere communication path 42 that is a hole formed in the flow path member 40 and an atmosphere communication path member 80 are provided as means for communicating the damper chamber 34 with the atmosphere. .
The atmosphere communication path 42 has a pattern shape which is an atmosphere communication hole 42 a penetrating the damper chamber 34 on the lower surface of the flow path member 40 and a snake-like concave portion reciprocating from the air communication hole 42 a on the upper surface of the flow path member 40. A groove 42b is formed, and a cover seal 90 is attached to cover the formation position of the through hole 42a and the pattern-like groove 42b. The cover seal 90 is stuck with an adhesive so that the pattern-like grooves 42b are separated from each other.

流路部材40の材料としては、耐腐食性があり、発塵性が低いものが好ましく、例えば、SUS等の合金やNiなどの金属材料、シリコン、セラミックス等の無機材料、エポキシ、PPS、熱可塑性エラストマー、熱硬化性エラストマーなどの樹脂材料などが挙げられる。これらのうち、射出成形が可能な樹脂材料(例えば、ポリアセタールなど)がより好ましい。   The material of the flow path member 40 is preferably one having corrosion resistance and low dust generation properties, such as alloys such as SUS, metal materials such as Ni, inorganic materials such as silicon and ceramics, epoxy, PPS, heat Examples thereof include resin materials such as plastic elastomers and thermosetting elastomers. Of these, resin materials that can be injection-molded (for example, polyacetal) are more preferable.

一方、大気連通路部材80は、水平方向に規定される仮想平面において、少なくとも一つの屈曲部を有し、該屈曲部を介して経路の進行方向が異なる連続した単位経路を有し、前記単位経路が垂直方向に複数設けられ、前記単位経路の端部において垂直方向で隣接する他の仮想平面上の単位経路と連結されることにより一の連通路が形成されてなる。大気連通路部材80の前記連通路の一方の開口端はダンパ室34の空間に開放し、他方の開口端は大気連通孔42aと接続している。   On the other hand, the atmosphere communication path member 80 has at least one bent portion in a virtual plane defined in the horizontal direction, and has continuous unit paths having different path traveling directions through the bent section. A plurality of paths are provided in the vertical direction, and one communication path is formed by connecting to the unit path on another virtual plane adjacent in the vertical direction at the end of the unit path. One open end of the communication path of the atmospheric communication path member 80 is open to the space of the damper chamber 34, and the other open end is connected to the atmospheric communication hole 42a.

大気連通路部材80は、共通液室31を画成するフレーム30の内部、具体的には図2に示すようにフレーム30の内部に形成されたダンパ室34の内部に設けられていることが好ましい。
大気連通路部材80をフレーム30の内部に設けることにより、ダンパ33からの水分蒸発量を抑制する効果が得られる。この効果が得られる理由について、ダンパ33が高分子フィルムからなる場合を例として説明する。
一般に、高分子フィルムのガス透過量は下記の式で表される。
Q=D×S×(p1−p2)×A×t/L
(ただし、Qはガス透過量、Dは拡散係数、Sは溶解度係数、(p1−p2)はフィルムの両側の圧力差、Aは断面積、tは時間、Lは厚さをそれぞれ表す。)
上記の式で示すように、ガス透過量はフィルム両側の圧力差に比例する。
The atmosphere communication passage member 80 is provided inside the frame 30 that defines the common liquid chamber 31, specifically, inside a damper chamber 34 that is formed inside the frame 30 as shown in FIG. 2. preferable.
By providing the atmosphere communication path member 80 inside the frame 30, an effect of suppressing the amount of moisture evaporation from the damper 33 can be obtained. The reason why this effect is obtained will be described by taking the case where the damper 33 is made of a polymer film as an example.
Generally, the gas permeation amount of a polymer film is represented by the following formula.
Q = D * S * (p1-p2) * A * t / L
(However, Q is a gas permeation amount, D is a diffusion coefficient, S is a solubility coefficient, (p1-p2) is a pressure difference on both sides of the film, A is a cross-sectional area, t is time, and L is thickness.)
As shown by the above formula, the gas permeation amount is proportional to the pressure difference between both sides of the film.

フレーム30の内部に大気連通路部材80を設けることでダンパ室34の容積が小さくなり、フィルムから蒸発した水分によりダンパ室34の水蒸気の分圧が上昇しやすくなる。そのため、ダンパ33を介した両側の圧力差が小さくなり、水分蒸発量を抑制できると考えられる。
また、フレーム30の内部に設置されることにより、異物などによる詰まりが発生することも防止できる。
このように、フレーム30の内部に大気連通路部材80を設けることにより、ダンパ33の機能を確実に発揮させるとともに、吐出される液体の増粘を防止し、吐出性能の向上を図ることができる。すなわち、ダンパ室34は、フレーム30の内部に形成され、大気連通路部材80は、ダンパ室34の内部に設けられていることが好ましい。
By providing the atmosphere communication passage member 80 inside the frame 30, the volume of the damper chamber 34 is reduced, and the partial pressure of water vapor in the damper chamber 34 is likely to increase due to moisture evaporated from the film. Therefore, it is considered that the pressure difference between the two sides via the damper 33 becomes small, and the amount of moisture evaporation can be suppressed.
Further, by being installed inside the frame 30, it is possible to prevent clogging due to foreign matter or the like.
As described above, by providing the atmosphere communication path member 80 inside the frame 30, the function of the damper 33 can be reliably exhibited, the viscosity of the discharged liquid can be prevented from being increased, and the discharge performance can be improved. . That is, it is preferable that the damper chamber 34 is formed inside the frame 30, and the atmosphere communication path member 80 is provided inside the damper chamber 34.

(第1の実施形態)
本実施形態の液滴吐出装置は、複数の積層された基板により構成された大気連通路部材80を備える。
図3は、本実施形態の大気連通路部材80を示す図であり、図3(A)は断面模式図、図3(B)は分解斜視図、図3(C)は上面模式図である。なお、図3(A)は、図3(B)及び(C)のA−Aで示す位置の断面図である。また、図3(B)中の矢印は、ダンパ室34内部から外部(大気)への気体の流れる方向を示している。
(First embodiment)
The droplet discharge device according to the present embodiment includes an atmospheric communication path member 80 configured by a plurality of stacked substrates.
3A and 3B are views showing the atmospheric communication channel member 80 of the present embodiment, FIG. 3A is a schematic cross-sectional view, FIG. 3B is an exploded perspective view, and FIG. 3C is a schematic top view. . Note that FIG. 3A is a cross-sectional view taken along line AA in FIGS. 3B and 3C. Moreover, the arrow in FIG. 3 (B) has shown the direction through which the gas flows from the damper chamber 34 inside to the exterior (atmosphere).

大気連通路部材80は、水平方向に規定される仮想平面において、屈曲部を有し、該屈曲部を介して進路が180度異なった連続した単位経路83が溝状に形成された連通路基板81が複数積層されてなる。単位経路83の端部において、垂直方向で隣接する他の連通路基板81上の単位経路83と連結されることにより一の連通路が形成される。具体的には、単位経路83の一方の端部に連通路基板貫通孔82が形成され、連通路基板貫通孔82を介して隣接する連通路基板81上の単位経路83が連結される。
積層された最下段の連通路基板81(図3では81b)の単位経路の一端の連通路基板貫通孔82がダンパ室34の空間に開放し、積層された最上段の連通路基板81(図3では81a)の単位経路83の一端の連通路基板貫通孔82がダンパ室34の大気連通孔42aと接続している。
The atmosphere communication path member 80 has a bent portion in a virtual plane defined in the horizontal direction, and a communication path substrate in which a continuous unit path 83 having a course different by 180 degrees is formed in a groove shape through the bent portion. A plurality of 81 are stacked. One end of the unit path 83 is connected to the unit path 83 on another communication path substrate 81 adjacent in the vertical direction to form one communication path. Specifically, the communication path substrate through hole 82 is formed at one end of the unit path 83, and the unit paths 83 on the adjacent communication path substrate 81 are connected via the communication path substrate through hole 82.
The communication path substrate through hole 82 at one end of the unit path of the stacked lowermost communication path substrate 81 (81b in FIG. 3) opens into the space of the damper chamber 34, and the stacked uppermost communication path substrate 81 (FIG. 3, the communication passage board through hole 82 at one end of the unit path 83 of 81 a) is connected to the air communication hole 42 a of the damper chamber 34.

図3(B)に示すように、溝状の単位経路83と連通路基板貫通孔82とを備えた連通路基板81を、連通路基板貫通孔82の位置が隣接する基板間で対称に配置されるように交互に重ねることにより、立体的な連通路が形成される。
このように、複数の連通路基板81を積層する構成とすることにより、形成される連通路の長さを、大気連通路部材80としての金型を変更することなく積層する連通路基板81の数により調整することができるため、コストダウンを実現できる。
図3(A)では連通路基板81を2つ積層した態様を示しているが、積層数は限定されない。
As shown in FIG. 3B, the communication path substrate 81 provided with the groove-shaped unit path 83 and the communication path substrate through hole 82 is arranged symmetrically between the substrates where the positions of the communication path substrate through holes 82 are adjacent. As a result, the three-dimensional communication path is formed by alternately overlapping.
In this way, by adopting a configuration in which a plurality of communication path substrates 81 are stacked, the length of the communication path to be formed can be increased without changing the mold as the atmospheric communication path member 80. Since it can be adjusted by the number, cost reduction can be realized.
Although FIG. 3A shows a mode in which two communication path substrates 81 are stacked, the number of stacked layers is not limited.

大気連通路部材80を構成する連通路基板81の材料としては、耐腐食性があり、発塵性が低いものが好ましく、例えば、SUS等の合金やNiなどの金属材料、シリコン、セラミックス等の無機材料、エポキシ、PPS、熱可塑性エラストマー、熱硬化性エラストマーなどの樹脂材料などが挙げられる。これらのうち、射出成形が可能な樹脂材料(例えば、ポリアセタールなど)がより好ましい。   The material of the communication path substrate 81 constituting the atmosphere communication path member 80 is preferably a material having corrosion resistance and low dust generation properties, such as alloys such as SUS, metal materials such as Ni, silicon, ceramics, and the like. Examples thereof include resin materials such as inorganic materials, epoxy, PPS, thermoplastic elastomer, and thermosetting elastomer. Of these, resin materials that can be injection-molded (for example, polyacetal) are more preferable.

流路部材40と大気連通路部材80とがそれぞれ樹脂からなり、大気連通路部材80と流路部材40とが接着剤により接合され、大気連通路部材80の連通路と流路部材40の大気連通孔42aとが接続されてなることが好ましい。
大気連通路を形成するためにフレーム30を分割した部品を作成し、これらを接合する方法では、工程数が多くなり、高い接合精度が要求されるためにコスト増加につながる。これに対し、本実施形態の構成では、フレーム30を分割することなく、所望の長さの大気連通路を容易に形成することができ、安価に大量生産を行うことができる。
The flow path member 40 and the atmospheric communication path member 80 are each made of resin, and the atmospheric communication path member 80 and the flow path member 40 are joined together by an adhesive, and the communication path of the atmospheric communication path member 80 and the atmospheric air of the flow path member 40 are combined. It is preferable that the communication hole 42a is connected.
In the method of creating a part in which the frame 30 is divided to form the atmosphere communication path and joining them, the number of processes increases, and high joining accuracy is required, leading to an increase in cost. On the other hand, in the configuration of the present embodiment, the atmosphere communication passage having a desired length can be easily formed without dividing the frame 30, and mass production can be performed at low cost.

(第2の実施形態)
本実施形態の液滴吐出装置は、複数の単位経路が形成された一体型の大気連通路ユニットにより構成された大気連通路部材80を備える。
図4は、本実施形態の大気連通路部材80を示す図であり、図4(A)は大気連通路部材80の後述する大気連通路ユニット89の全体模式図、図4(B)は大気連通路部材80の長手方向の側面図、図4(C)は大気連通路ユニット89の短手方向の側面図、図4(D)は仮想平面上の単位経路の説明図である。図4(B)及び図4(D)中の矢印は、ダンパ室34内部から外部(大気)への気体の流れる方向を示している。
(Second Embodiment)
The droplet discharge device of the present embodiment includes an atmospheric communication path member 80 configured by an integrated atmospheric communication path unit in which a plurality of unit paths are formed.
4A and 4B are views showing the atmospheric communication path member 80 of the present embodiment. FIG. 4A is an overall schematic view of an atmospheric communication path unit 89 described later of the atmospheric communication path member 80, and FIG. FIG. 4C is a side view of the communication path member 80 in the longitudinal direction, FIG. 4C is a side view of the atmospheric communication path unit 89 in the short direction, and FIG. 4D is an explanatory view of the unit path on the virtual plane. The arrows in FIGS. 4B and 4D indicate the direction of gas flow from the inside of the damper chamber 34 to the outside (atmosphere).

大気連通路部材80は、水平面の長手方向に貫通する複数の管状経路85、及び管状経路85の開口面84において隣接する2つの前記管状経路を接続する溝状連結経路86が形成された大気連通路ユニット89と、大気連通路ユニット89の管状経路85の開口面84を被覆するシール部材88とからなる。   The atmosphere communication path member 80 includes a plurality of tubular paths 85 penetrating in the longitudinal direction of the horizontal plane, and an air communication path formed with a groove-like coupling path 86 that connects the two adjacent tubular paths on the opening surface 84 of the tubular path 85. It comprises a passage unit 89 and a seal member 88 that covers the opening surface 84 of the tubular passage 85 of the atmospheric communication passage unit 89.

水平方向において、2つの管状経路85が水平方向に形成された溝状連結経路86を介してコの字状の単位経路を形成し、単位経路が垂直方向に複数設けられ、単位経路の端部において垂直方向で隣接する他の単位経路の開口面と垂直方向に形成された溝状連結経路86を介して連結されることにより、またシール部材88により被覆されることにより、一の連通路が形成される。   In the horizontal direction, two tubular paths 85 form a U-shaped unit path via a groove-shaped connecting path 86 formed in the horizontal direction, and a plurality of unit paths are provided in the vertical direction, and the end of the unit path By connecting through the groove-like connecting path 86 formed in the vertical direction with the opening surface of another unit path adjacent in the vertical direction, and by being covered with the seal member 88, one communication path is formed. It is formed.

図4(D)に示すように、水平方向に規定される仮想平面87において、屈曲部を有する単位経路(屈曲部を介し進行方向が180度異なる経路が連続した単位経路)が形成され、単位経路が垂直方向に複数設けられ、単位経路の端部において垂直方向で隣接する他の仮想平面上の単位経路と連結されることにより一の連通路が形成されている。
形成された連通路は、垂直方向に形成された溝状連結経路86のうち、最下部の一端86aがダンパ室34の空間に開放し、最上部の一端86bがダンパ室34の大気連通孔42aと接続している。
As shown in FIG. 4D, in the virtual plane 87 defined in the horizontal direction, a unit path having a bent portion (a unit path in which paths having different traveling directions through the bent portion are continuous) is formed. A plurality of paths are provided in the vertical direction, and one communication path is formed by being connected to a unit path on another virtual plane adjacent in the vertical direction at the end of the unit path.
In the formed communication path, among the groove-like connection paths 86 formed in the vertical direction, the lowermost end 86a is open to the space of the damper chamber 34, and the uppermost end 86b is the atmospheric communication hole 42a of the damper chamber 34. Connected.

本実施形態の大気連通路部材80は、一体型のユニットからなるため、複数の部材を積層させるための接合工程を短縮することができる。   Since the atmosphere communication path member 80 of this embodiment is composed of an integral unit, the joining process for stacking a plurality of members can be shortened.

また、大気連通路ユニット89は、フレーム30に直接取り付けられた態様であってもよい。例えば、フレーム30に大気連通孔を設けておき、該大気連通孔と大気連通路ユニット89の開口端とを接続することにより、一の連通路を形成してもよい。
大気連通路部材80は、水平面の長手方向に貫通する複数の管状経路85、及び管状経路85の開口面84において隣接する2つの前記管状経路を接続する溝状連結経路86が形成された大気連通路ユニット89を有し、大気連通路ユニット89の管状経路85の開口面84はフレーム30の内壁で被覆され、2つの管状経路85が溝状連結経路86を介して接続されて単位経路を形成する態様であってもよい。この態様によれば、シール部材88を省略することができる。
Further, the atmosphere communication path unit 89 may be directly attached to the frame 30. For example, an air communication hole may be provided in the frame 30, and the air communication hole may be connected to the opening end of the air communication path unit 89 to form one communication path.
The atmosphere communication path member 80 includes a plurality of tubular paths 85 penetrating in the longitudinal direction of the horizontal plane, and an air communication path formed with a groove-like coupling path 86 that connects the two adjacent tubular paths on the opening surface 84 of the tubular path 85. It has a passage unit 89, and the opening surface 84 of the tubular passage 85 of the atmosphere communication passage unit 89 is covered with the inner wall of the frame 30, and the two tubular passages 85 are connected via the groove-like connection passage 86 to form a unit passage. It is also possible to use this mode. According to this aspect, the seal member 88 can be omitted.

(第3の実施形態)
本実施形態の液滴吐出装置は、大気連通路部材80と流路部材40とが一体に構成された部材を備える。
図5に本実施形態の液滴吐出装置1の断面図を示す。図5に示す液滴吐出装置1は、大気連通路部材80と流路部材40とが一体に形成されている以外は、図2に示す液滴吐出装置1と同じ構成である。
(Third embodiment)
The droplet discharge device according to the present embodiment includes a member in which the atmosphere communication path member 80 and the flow path member 40 are integrally formed.
FIG. 5 shows a cross-sectional view of the droplet discharge device 1 of the present embodiment. The droplet discharge device 1 shown in FIG. 5 has the same configuration as the droplet discharge device 1 shown in FIG. 2 except that the atmosphere communication path member 80 and the flow path member 40 are integrally formed.

本実施形態における大気連通路部材80は、例えば、図4に示す形状を有し、連通路を構成する複数の管状経路85を、流路部材40の抜き方向と同じとすることで、一体的に成形することができる。   The atmospheric communication path member 80 in the present embodiment has, for example, the shape shown in FIG. 4, and the plurality of tubular paths 85 constituting the communication path are made the same as the drawing direction of the flow path member 40 so as to be integrated. Can be molded.

なお、上述の第1〜第3の実施形態において、大気連通路部材の単位経路としては、屈曲部を介して進路が180度異なる単位経路の例を示したが、屈曲部を介した前後において経路の曲がる角度、経路の進行方向(進路とも表現される)は限定されず、また単位経路中に設けられる屈曲部の数も限定されない。
少なくとも1つの屈曲部有し、該屈曲部を介して経路が曲げられた単位経路を備える大気連通路部材であれば、透気透湿を低減する抵抗通路として作用する。
In the first to third embodiments described above, the unit path of the atmospheric communication path member is an example of a unit path whose course is different by 180 degrees through the bent portion. The angle at which the path bends and the traveling direction of the path (also expressed as a path) are not limited, and the number of bent portions provided in the unit path is not limited.
Any atmospheric communication path member that has at least one bent portion and has a unit path whose path is bent via the bent portion acts as a resistance path that reduces air permeability and moisture permeability.

(画像形成装置)
以下、本発明に係る液滴吐出ヘッドまたは液滴吐出装置1を備えた画像形成装置の一実施形態について、図1(A)に示す斜視図と、図1(B)に示す機構部の構成を示す側面図を参照して説明する。
(Image forming device)
Hereinafter, an embodiment of an image forming apparatus including a droplet discharge head or a droplet discharge device 1 according to the present invention will be described with reference to a perspective view shown in FIG. 1 (A) and a configuration of a mechanism unit shown in FIG. 1 (B). This will be described with reference to the side view.

画像形成装置100は、装置本体の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ101とキャリッジ101に搭載した液滴吐出装置1及び液滴吐出装置1に対してインクを供給するインクカートリッジ102等で構成される印字機構部103等を収納し、装置本体の下方部には前方側から多数枚の記録紙Pを積載可能な給紙カセット(或いは給紙トレイでもよい)104を抜き差し自在に装着されている。また、記録紙Pを手差しで給紙するために開かれる手差しトレイ105を有し、給紙カセット104あるいは手差しトレイ105から給送される記録紙Pを取り込み、印字機構部103によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ106に排紙する。   The image forming apparatus 100 includes a carriage 101 that can move in the main scanning direction inside the apparatus main body, a droplet discharge device 1 mounted on the carriage 101, an ink cartridge 102 that supplies ink to the droplet discharge device 1, and the like. A paper feed cassette (or a paper feed tray) 104 on which a large number of recording papers P can be stacked from the front side is detachably attached to the lower part of the apparatus main body. Yes. Further, it has a manual feed tray 105 that is opened to manually feed the recording paper P, takes in the recording paper P fed from the paper feed cassette 104 or the manual feed tray 105, and prints a required image by the printing mechanism unit 103. After recording, the paper is discharged to a paper discharge tray 106 mounted on the rear side.

印字機構部103は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド107と従ガイドロッド108とでキャリッジ101を主走査方向に摺動自在に保持し、このキャリッジ101にはイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(B)の各色のインク滴を吐出する液滴吐出装置1を複数のインク吐出口(ノズル)を主走査方向と交差する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。またキャリッジ101には液滴吐出装置1に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ102を交換可能に装着している。   The print mechanism 103 holds a carriage 101 slidably in the main scanning direction by a main guide rod 107 and a sub guide rod 108 which are guide members horizontally mounted on left and right side plates (not shown). A droplet discharge device 1 that discharges ink droplets of each color (Y), cyan (C), magenta (M), and black (B) is arranged in a direction intersecting a main scanning direction with a plurality of ink discharge ports (nozzles). However, it is mounted with the ink droplet ejection direction facing downward. In addition, each ink cartridge 102 for supplying ink of each color to the droplet discharge device 1 is replaceably mounted on the carriage 101.

インクカートリッジ102は上方に大気と連通する大気口、下方には液滴吐出装置1へインクを供給する供給口が設けられ、内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力により液滴吐出装置1へ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。また、液滴吐出装置1としては各色の液滴吐出装置1を複数用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する1個の液滴吐出装置1でもよい。   The ink cartridge 102 is provided with an air opening communicating with the atmosphere at the upper side, and a supply port for supplying ink to the droplet discharge device 1 at the lower side, and has a porous body filled with ink inside. The ink supplied to the droplet discharge device 1 is maintained at a slight negative pressure by the capillary force of the material. In addition, although a plurality of droplet discharge devices 1 for each color are used as the droplet discharge device 1, a single droplet discharge device 1 having a nozzle for discharging ink droplets of each color may be used.

ここでキャリッジ101は後方側(用紙搬送方向下流側)を主ガイドロッド107に摺動自在に嵌装し、前方側(用紙搬送方向上流側)を従ガイドロッド108に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ101を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ109で回転駆動される駆動プーリ110と従動プーリ111との間にタイミングベルト112を張装し、このタイミングベルト112をキャリッジ101に固定しており、主走査モータ109の正逆回転によりキャリッジ101が往復駆動される。   Here, the carriage 101 is slidably fitted to the main guide rod 107 on the rear side (downstream side in the paper conveyance direction), and is slidably mounted on the sub guide rod 108 on the front side (upstream side in the paper conveyance direction). ing. In order to move and scan the carriage 101 in the main scanning direction, a timing belt 112 is stretched between a driving pulley 110 and a driven pulley 111 that are rotationally driven by a main scanning motor 109, and the timing belt 112 is attached to the carriage 101. The carriage 101 is reciprocally driven by forward and reverse rotations of the main scanning motor 109.

一方、給紙カセット104にセットした記録紙Pを液滴吐出装置1の下方側に搬送するために、給紙カセット104から記録紙Pを分離給装する給紙ローラ113及びフリクションパッド114と、記録紙Pを案内するガイド部材115と、給紙された記録紙Pを反転させて搬送する搬送ローラ116と、この搬送ローラ116の周面に押し付けられる搬送コロ117及び搬送ローラ116からの記録紙Pの送り出し角度を規定する先端コロ118とを有する。搬送ローラ116は副走査モータによってギア列を介して回転駆動される。   On the other hand, in order to convey the recording paper P set in the paper feeding cassette 104 to the lower side of the droplet discharge device 1, a paper feeding roller 113 and a friction pad 114 for separating and feeding the recording paper P from the paper feeding cassette 104, The guide member 115 that guides the recording paper P, the transport roller 116 that reverses and transports the fed recording paper P, the transport roller 117 that is pressed against the peripheral surface of the transport roller 116, and the recording paper from the transport roller 116 And a leading end roller 118 for defining a feed angle of P. The transport roller 116 is rotationally driven through a gear train by a sub-scanning motor.

そして、キャリッジ101の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ116から送り出された記録紙Pを液滴吐出装置1の下方側で案内するため用紙ガイド部材である印写受け部材119を設けている。この印写受け部材119の用紙搬送方向下流側には、記録紙Pを排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ120と拍車121を設け、さらに記録紙Pを排紙トレイ106に送り出す排紙ローラ123と拍車124と、排紙経路を形成するガイド部材125,126とを配設している。   In addition, a printing receiving member 119 is provided as a paper guide member for guiding the recording paper P fed from the transport roller 116 corresponding to the moving range of the carriage 101 in the main scanning direction on the lower side of the droplet discharge device 1. ing. A conveyance roller 120 and a spur 121 that are rotationally driven to send the recording paper P in the paper discharge direction are provided on the downstream side of the printing receiving member 119 in the paper conveyance direction, and the recording paper P is further sent to the paper discharge tray 106. A paper discharge roller 123, a spur 124, and guide members 125 and 126 that form a paper discharge path are disposed.

この画像形成装置100で記録時には、キャリッジ101を移動させながら画像信号に応じて液滴吐出装置1を駆動することにより、停止している記録紙Pにインクを吐出して1行分を記録し、その後、記録紙Pを所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号または記録紙Pの後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ記録紙Pを排紙する。   During recording by the image forming apparatus 100, the droplet discharge device 1 is driven according to the image signal while moving the carriage 101, thereby discharging ink onto the stopped recording paper P to record one line. Thereafter, after the recording paper P is conveyed by a predetermined amount, the next line is recorded. Upon receiving a recording end signal or a signal that the trailing edge of the recording paper P reaches the recording area, the recording operation is terminated and the recording paper P is discharged.

また、キャリッジ101の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、液滴吐出装置1の吐出不良を回復するための回復装置127を配置している。回復装置127はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有している。キャリッジ101は印字待機中にはこの回復装置127側に移動されてキャッピング手段で液滴吐出装置1をキャッピングして吐出口部を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。   Further, a recovery device 127 for recovering the ejection failure of the droplet ejection device 1 is disposed at a position outside the recording area on the right end side in the movement direction of the carriage 101. The recovery device 127 includes a cap unit, a suction unit, and a cleaning unit. During printing standby, the carriage 101 is moved to the recovery device 127 side, and the droplet discharge device 1 is capped by the capping unit to keep the discharge port portion in a wet state, thereby preventing discharge failure due to ink drying. Further, by ejecting ink that is not related to recording during recording or the like, the ink viscosity of all the ejection ports is made constant and stable ejection performance is maintained.

また、吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段で液滴吐出装置1の吐出口(ノズル)を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸い出し、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜(不図示)に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。   In addition, when a discharge failure occurs, the discharge port (nozzle) of the droplet discharge device 1 is sealed with a capping unit, and bubbles and the like are sucked out from the discharge port with the suction unit through the tube, and adhere to the discharge port surface. The discharged ink, dust, etc. are removed by the cleaning means, and the ejection failure is recovered. Further, the sucked ink is discharged to a waste ink reservoir (not shown) installed at the lower part of the main body and absorbed and held by an ink absorber inside the waste ink reservoir.

本明細書における「記録」には、文字や図形等の意味を持つ画像を被記録媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を被記録媒体に付与すること(単に液滴を媒体に着弾させること)も含むものとする。また、液体吐出記録方式の「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味する。   In the “recording” in this specification, not only an image having a meaning such as a character or a figure is imparted to a recording medium, but also an image having no meaning such as a pattern is imparted to the recording medium ( Simply landing a droplet on a medium). The “image forming apparatus” of the liquid discharge recording system means an apparatus that forms an image by discharging liquid onto a medium such as paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics, and the like. .

また、「インク」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、DNA試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を3次元的に造形して形成された像も含まれる。   “Ink” is not limited to ink, but is used as a general term for all liquids capable of image formation, such as recording liquid, fixing processing liquid, and liquid. DNA samples, resists, pattern materials, resins and the like are also included. In addition, the “image” is not limited to a planar one, but includes an image given to a three-dimensionally formed image, and an image formed by three-dimensionally modeling a solid itself.

1 液滴吐出装置
10 ノズル板
11 ノズル
20 アクチュエータユニット(圧力発生手段)
21 保持基板
22 個別液室基板
23 液体供給口
24 振動板
25 圧電素子
26 駆動回路部材
27 個別液室
28 流体抵抗
29 凹部
30 フレーム
31 共通液室
32 連結管
33 ダンパ
34 ダンパ室
40 流路部材
41 インク経路
42 大気連通路
42a 大気連通孔
42b パターン状の溝
50 連結経路部材
51 インク経路
60 インクタンク
70 弾性部材(液体封止部材)
71 インク経路
80 大気連通路部材
81 連通路基板
82 連通路基板貫通孔
84 管状経路開口部
85 管状経路
86 溝状連結経路
87 仮想平面
88 シール部材
89 大気連通路ユニット
100 画像形成装置
101 キャリッジ
102 インクカートリッジ
103 印字機構部
104 給紙カセット
105 手差しトレイ
106 排紙トレイ
107 主ガイドロッド
108 従ガイドロッド
109 主走査モータ
110 駆動プーリ
111 従動プーリ
112 タイミングベルト
113 給紙ローラ
114 フリクションパッド
115 ガイド部材
116 搬送ローラ
117 搬送コロ
118 先端コロ
119 印写受け部材
120 搬送コロ
121 拍車
123 排紙ローラ
124 拍車
125,126 ガイド部材
127 回復装置
P 記録紙
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Droplet discharge device 10 Nozzle plate 11 Nozzle 20 Actuator unit (pressure generation means)
21 Holding substrate 22 Individual liquid chamber substrate 23 Liquid supply port 24 Vibration plate 25 Piezoelectric element 26 Drive circuit member 27 Individual liquid chamber 28 Fluid resistance 29 Recess 30 Frame 31 Common liquid chamber 32 Connecting pipe 33 Damper 34 Damper chamber 40 Channel member 41 Ink path 42 Atmospheric communication path 42a Atmospheric communication hole 42b Patterned groove 50 Connection path member 51 Ink path 60 Ink tank 70 Elastic member (liquid sealing member)
71 Ink path 80 Atmospheric communication path member 81 Communication path board 82 Communication path board through hole 84 Tubular path opening 85 Tubular path 86 Groove-shaped coupling path 87 Virtual plane 88 Seal member 89 Atmospheric communication path unit 100 Image forming apparatus 101 Carriage 102 Ink Cartridge 103 Printing mechanism 104 Paper feed cassette 105 Manual feed tray 106 Paper discharge tray 107 Main guide rod 108 Subordinate guide rod 109 Main scanning motor 110 Drive pulley 111 Driven pulley 112 Timing belt 113 Paper supply roller 114 Friction pad 115 Guide member 116 Conveyance roller 117 Conveying roller 118 Leading roller 119 Printing receiving member 120 Conveying roller 121 Spur 123 Paper ejection roller 124 Spur 125, 126 Guide member 127 Recovery device P Recording paper

特開2002−127407号公報JP 2002-127407 A 特許第5004497号公報Japanese Patent No. 5004497

Claims (9)

液滴を吐出するノズルと、
前記ノズルと連通する個別液室と、
前記個別液室に供給する液体を貯留する共通液室と、
前記ノズルから液滴を吐出させるための圧力発生手段と、
前記共通液室の壁面の一部に設けられる変形可能なダンパと、
前記ダンパを介して前記共通液室に隣接し、大気と連通する大気連通孔を有するダンパ室と、を備え、
水平方向に規定される仮想平面において少なくとも一つの屈曲部を有する単位経路を有し、前記単位経路が垂直方向に複数設けられ、前記単位経路の端部において垂直方向で隣接する他の仮想平面上の単位経路と連結されることにより一の連通路が形成された大気連通路部材をさらに備え、
前記大気連通路部材の前記連通路の一方の開口端は前記ダンパ室の空間に開放し、他方の開口端は前記ダンパ室の前記大気連通孔と接続しているとともに、
前記ダンパ室は、前記共通液室を画成するフレームの内部に形成され、
前記大気連通路部材は、前記ダンパ室の内部に設けられていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
A nozzle for discharging droplets;
An individual liquid chamber communicating with the nozzle;
A common liquid chamber for storing liquid to be supplied to the individual liquid chamber;
Pressure generating means for discharging droplets from the nozzle;
A deformable damper provided on a part of the wall surface of the common liquid chamber;
A damper chamber adjacent to the common liquid chamber via the damper and having an atmosphere communication hole communicating with the atmosphere; and
On another virtual plane having a unit path having at least one bent portion in a virtual plane defined in the horizontal direction, a plurality of the unit paths being provided in the vertical direction, and adjacent in the vertical direction at the end of the unit path An air communication path member in which one communication path is formed by being connected to the unit path of
One open end of the communication path of the atmospheric communication path member opens to the space of the damper chamber, and the other open end is connected to the atmospheric communication hole of the damper chamber ,
The damper chamber is formed inside a frame that defines the common liquid chamber,
The droplet discharge head according to claim 1, wherein the atmosphere communication path member is provided inside the damper chamber .
前記大気連通路部材は、前記単位経路が溝状に形成された連通路基板が複数積層されてなり、前記単位経路の端部において、他の前記連通路基板上の前記単位経路と連結されることにより一の連通路が形成され、
積層された最下段の前記連通路基板の前記単位経路の一端が前記ダンパ室の空間に開放し、積層された最上段の前記連通路基板の前記単位経路の一端が前記ダンパ室の前記大気連通孔と接続していることを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出ヘッド。
The atmospheric communication path member is formed by stacking a plurality of communication path substrates in which the unit path is formed in a groove shape, and is connected to the unit path on the other communication path substrate at the end of the unit path. As a result, one communication path is formed,
One end of the unit path of the stacked lowermost communication path substrate is opened to the space of the damper chamber, and one end of the unit path of the stacked uppermost communication path substrate is the atmosphere communication of the damper chamber. The droplet discharge head according to claim 1, wherein the droplet discharge head is connected to a hole.
前記大気連通路部材は、水平面の長手方向に貫通する複数の管状経路、及び前記管状経路の開口面において隣接する2つの前記管状経路を接続する溝状連結経路が形成された大気連通路ユニットと、該大気連通路ユニットの前記管状経路の開口面を被覆するシール部材とからなり、
2つの前記管状経路が前記溝状連結経路を介して接続されて前記単位経路を形成し、前記単位経路が垂直方向に複数設けられ、前記単位経路の端部において垂直方向で隣接する他の単位経路の開口面と垂直方向に形成された溝状連結経路を介して連結されることにより一の連通路が形成され、
垂直方向に形成された溝状連結経路のうち、最下部の一端が前記ダンパ室の空間に開放し、最上部の一端が前記ダンパ室の前記大気連通孔と接続していることを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出ヘッド。
The atmosphere communication path member includes an air communication path unit in which a plurality of tubular paths that penetrate in the longitudinal direction of a horizontal plane and a groove-shaped connection path that connects two tubular paths adjacent to each other on an opening surface of the tubular path are formed. And a sealing member that covers the opening surface of the tubular passage of the atmosphere communication path unit,
Two tubular paths are connected via the groove-shaped connecting path to form the unit path, and a plurality of the unit paths are provided in the vertical direction, and another unit adjacent in the vertical direction at the end of the unit path. One communication path is formed by being connected through a groove-like connection path formed in a direction perpendicular to the opening surface of the path,
Of the groove-like connecting paths formed in the vertical direction, one end at the bottom is open to the space of the damper chamber, and one end at the top is connected to the air communication hole of the damper chamber. The droplet discharge head according to claim 1 .
前記大気連通路部材は、水平面の長手方向に貫通する複数の管状経路、及び前記管状経路の開口面において隣接する2つの前記管状経路を接続する溝状連結経路が形成された大気連通路ユニットを有し、該大気連通路ユニットの前記管状経路の開口面は前記フレームの内壁で被覆され、
2つの前記管状経路が前記溝状連結経路を介して接続されて前記単位経路を形成し、前記単位経路が垂直方向に複数設けられ、前記単位経路の端部において垂直方向で隣接する他の単位経路の開口面と垂直方向に形成された溝状連結経路を介して連結されることにより一の連通路が形成され、
垂直方向に形成された溝状連結経路のうち、最下部の一端が前記ダンパ室の空間に開放し、最上部の一端が前記ダンパ室の前記大気連通孔と接続していることを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出ヘッド。
The atmospheric communication path member includes an atmospheric communication path unit in which a plurality of tubular paths penetrating in the longitudinal direction of a horizontal plane and a groove-shaped coupling path connecting two adjacent tubular paths on the opening surface of the tubular path are formed. An opening surface of the tubular passage of the atmospheric communication channel unit is covered with an inner wall of the frame;
Two tubular paths are connected via the groove-shaped connecting path to form the unit path, and a plurality of the unit paths are provided in the vertical direction, and another unit adjacent in the vertical direction at the end of the unit path. One communication path is formed by being connected through a groove-like connection path formed in a direction perpendicular to the opening surface of the path,
Of the groove-like connecting paths formed in the vertical direction, one end at the bottom is open to the space of the damper chamber, and one end at the top is connected to the air communication hole of the damper chamber. The droplet discharge head according to claim 1 .
液滴を吐出するノズルと、A nozzle for discharging droplets;
前記ノズルと連通する個別液室と、An individual liquid chamber communicating with the nozzle;
前記個別液室に供給する液体を貯留する共通液室と、A common liquid chamber for storing liquid to be supplied to the individual liquid chamber;
前記ノズルから液滴を吐出させるための圧力発生手段と、Pressure generating means for discharging droplets from the nozzle;
前記共通液室の壁面の一部に設けられる変形可能なダンパと、A deformable damper provided on a part of the wall surface of the common liquid chamber;
前記ダンパを介して前記共通液室に隣接し、大気と連通する大気連通孔を有するダンパ室と、を備え、A damper chamber adjacent to the common liquid chamber via the damper and having an atmosphere communication hole communicating with the atmosphere; and
水平方向に規定される仮想平面において少なくとも一つの屈曲部を有する単位経路を有し、前記単位経路が垂直方向に複数設けられ、前記単位経路の端部において垂直方向で隣接する他の仮想平面上の単位経路と連結されることにより一の連通路が形成された大気連通路部材をさらに備え、On another virtual plane having a unit path having at least one bent portion in a virtual plane defined in the horizontal direction, a plurality of the unit paths being provided in the vertical direction, and adjacent in the vertical direction at the end of the unit path An air communication path member in which one communication path is formed by being connected to the unit path of
前記大気連通路部材の前記連通路の一方の開口端は前記ダンパ室の空間に開放し、他方の開口端は前記ダンパ室の前記大気連通孔と接続しているとともに、One open end of the communication path of the atmospheric communication path member opens to the space of the damper chamber, and the other open end is connected to the atmospheric communication hole of the damper chamber,
前記大気連通路部材は、水平面の長手方向に貫通する複数の管状経路、及び前記管状経路の開口面において隣接する2つの前記管状経路を接続する溝状連結経路が形成された大気連通路ユニットと、該大気連通路ユニットの前記管状経路の開口面を被覆するシール部材とからなり、The atmosphere communication path member includes an air communication path unit in which a plurality of tubular paths that penetrate in the longitudinal direction of a horizontal plane and a groove-shaped connection path that connects two tubular paths adjacent to each other on an opening surface of the tubular path are formed. And a sealing member that covers the opening surface of the tubular passage of the atmosphere communication path unit,
2つの前記管状経路が前記溝状連結経路を介して接続されて前記単位経路を形成し、前記単位経路が垂直方向に複数設けられ、前記単位経路の端部において垂直方向で隣接する他の単位経路の開口面と垂直方向に形成された溝状連結経路を介して連結されることにより一の連通路が形成され、Two tubular paths are connected via the groove-shaped connecting path to form the unit path, and a plurality of the unit paths are provided in the vertical direction, and another unit adjacent in the vertical direction at the end of the unit path. One communication path is formed by being connected through a groove-like connection path formed in a direction perpendicular to the opening surface of the path,
垂直方向に形成された溝状連結経路のうち、最下部の一端が前記ダンパ室の空間に開放し、最上部の一端が前記ダンパ室の前記大気連通孔と接続していることを特徴とする液滴吐出ヘッド。Of the groove-like connecting paths formed in the vertical direction, one end at the bottom is open to the space of the damper chamber, and one end at the top is connected to the air communication hole of the damper chamber. Droplet discharge head.
前記ダンパ室の前記大気連通孔は、前記ダンパ室の壁面を構成する流路部材に形成された孔部であり、
前記大気連通路部材及び前記流路部材は樹脂からなり、
前記大気連通路部材と前記流路部材とが接着剤により接合され、前記大気連通路部材の前記連通路と前記流路部材の前記大気連通孔とが接続されることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
The atmosphere communication hole of the damper chamber is a hole formed in a flow path member that constitutes a wall surface of the damper chamber;
The atmosphere communication path member and the flow path member are made of resin,
2. The atmosphere communication path member and the flow path member are joined by an adhesive, and the communication path of the atmosphere communication path member and the atmosphere communication hole of the flow path member are connected. To 5. The droplet discharge head according to any one of items 1 to 5.
前記ダンパが、熱硬化性エラストマーからなるダイアフラムであることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。   7. The liquid droplet ejection head according to claim 1, wherein the damper is a diaphragm made of a thermosetting elastomer. 請求項1から7のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドと、前記液滴吐出ヘッドの前記共通液室に供給する液体を格納する液体貯蔵部と、を備えたことを特徴とする液滴吐出装置。   8. A droplet discharge comprising: the droplet discharge head according to claim 1; and a liquid storage unit for storing a liquid to be supplied to the common liquid chamber of the droplet discharge head. apparatus. 請求項1から7のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド、または請求項8に記載の液滴吐出装置を備えることを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the droplet discharge head according to claim 1 or the droplet discharge device according to claim 8.
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