JP7087701B2 - Inkjet head and inkjet recording device - Google Patents

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Description

本発明は、インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置に関する。 The present invention relates to an inkjet head and an inkjet recording device.

従来、インクジェットヘッドに設けられた複数のノズルからインクを吐出させて所望の位置に着弾させることで画像を形成するインクジェット記録装置がある。インクジェット記録装置のインクジェットヘッドには、複数のノズルの各々に対応して、インクを貯留するインク貯留部と、当該インク貯留部内のインクの圧力を変動させる圧力変動手段とが設けられており、インクジェットヘッドは、インク貯留部内のインクの圧力の変動に応じて、インク貯留部に連通するノズルからインクを吐出させる。 Conventionally, there is an inkjet recording device that forms an image by ejecting ink from a plurality of nozzles provided in an inkjet head and landing it at a desired position. The inkjet head of the inkjet recording device is provided with an ink storage unit for storing ink and a pressure fluctuation means for varying the pressure of the ink in the ink storage unit corresponding to each of the plurality of nozzles. The head ejects ink from a nozzle communicating with the ink storage unit in response to fluctuations in the pressure of the ink in the ink storage unit.

インクジェットヘッドでは、インク貯留部に気泡や異物が混入すると、インクに対して正常に圧力が印加されなくなるため、ノズルからのインクの吐出不良が生じて画質が低下する。このため、従来、複数のノズルに対応する複数のインク貯留部を共通排出流路に連通させて、各インク貯留部に供給されるインクの一部を気泡や異物とともに共通排出流路を介してインクジェットヘッドの外部に排出させる技術がある（例えば、特許文献１）。この技術では、共通排出流路におけるインクの圧力損失を低く抑えてインクの排出流量を増大させることで、より効率良く気泡や異物を除去して画質低下を効果的に抑制することができる。 In the inkjet head, when air bubbles or foreign matter are mixed in the ink storage portion, the pressure is not normally applied to the ink, so that the ink ejection failure from the nozzle occurs and the image quality deteriorates. For this reason, conventionally, a plurality of ink storage units corresponding to a plurality of nozzles are communicated with a common discharge flow path, and a part of the ink supplied to each ink storage unit is passed through the common discharge flow path together with bubbles and foreign matter. There is a technique for discharging the ink to the outside of the inkjet head (for example, Patent Document 1). In this technique, by suppressing the pressure loss of ink in the common discharge flow path to a low level and increasing the ink discharge flow rate, it is possible to more efficiently remove bubbles and foreign substances and effectively suppress deterioration of image quality.

共通排出流路を有するインクジェットヘッドでは、複数のインク貯留部内のインクの圧力変動に起因して、共通排出流路内に、当該共通排出流路の形状に応じた特性（波長、周期及び振幅）の定在波が生じる。この定在波による圧力波がインク貯留部に伝播すると、インク貯留部内のインクに対して印加される圧力が所望の圧力からずれて、ノズルからのインクの吐出特性が低下する。このインク吐出特性の低下が記録画像の画質に及ぼす影響の大きさは、共通排出流路に生じる定在波の特性に依存する。 In an inkjet head having a common discharge flow path, characteristics (wavelength, period and amplitude) according to the shape of the common discharge flow path in the common discharge flow path due to pressure fluctuation of ink in a plurality of ink reservoirs. Standing wave is generated. When the pressure wave due to the standing wave propagates to the ink storage unit, the pressure applied to the ink in the ink storage unit deviates from the desired pressure, and the ink ejection characteristics from the nozzles deteriorate. The magnitude of the effect of this deterioration in ink ejection characteristics on the image quality of recorded images depends on the characteristics of standing waves generated in the common ejection flow path.

国際公開第２０１７／００２７７８号International Publication No. 2017/002778

しかしながら、気泡や異物を排出しやすい共通排出流路の構造と、吐出特性を低下させない共通排出流路の構造とを両立させて画質低下を抑制するのは困難であるという課題がある。 However, there is a problem that it is difficult to suppress deterioration of image quality by achieving both a structure of a common discharge flow path that easily discharges bubbles and foreign substances and a structure of a common discharge flow path that does not deteriorate the discharge characteristics.

この発明の目的は、より効果的に画質低下を抑制することができるインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an inkjet head and an inkjet recording apparatus capable of more effectively suppressing deterioration of image quality.

上記目的を達成するため、請求項１に記載のインクジェットヘッドの発明は、
インクを貯留するインク貯留部と、
前記インク貯留部に貯留されたインクの圧力を変動させる圧力変動手段と、
前記インク貯留部に連通し、当該インク貯留部内におけるインクの圧力の変動に応じてインクを吐出するノズルと、
を各々有する複数のインク吐出部と、
前記複数のインク吐出部が有する複数の前記インク貯留部に連通し、当該複数のインク貯留部の各々から前記ノズルに供給されずに排出されたインクを一時的に貯留して、当該貯留されたインクの圧力変動を減衰させる圧力変動減衰部と、
接続部を介して前記圧力変動減衰部に接続され、前記圧力変動減衰部から前記接続部を介してインクが流入する共通排出流路と、
を備え、
前記複数のインク吐出部が有する複数の前記ノズルは、所定の配列方向に一次元配列された前記ノズルからそれぞれなる少なくとも１つのノズル列を構成しており、
前記圧力変動減衰部は、前記配列方向について、前記少なくとも１つのノズル列が設けられた範囲を包含する範囲に亘って一繋がりとなるように設けられており、
前記共通排出流路は、前記配列方向について、前記少なくとも１つのノズル列が設けられた範囲を包含する範囲に亘って一繋がりとなるように設けられており、
前記接続部においてインクが流れる部分の、当該接続部におけるインクの流動方向に垂直な断面の面積は、前記流動方向に垂直な前記圧力変動減衰部の断面の面積、及び前記流動方向に垂直な前記共通排出流路の断面の面積よりも小さい。 In order to achieve the above object, the invention of the inkjet head according to claim 1 is
Ink storage unit that stores ink and
A pressure fluctuating means that fluctuates the pressure of the ink stored in the ink storage unit, and
A nozzle that communicates with the ink reservoir and ejects ink according to fluctuations in ink pressure in the ink reservoir.
With multiple ink ejection parts, each of which has
The ink that was communicated with the plurality of ink storage units of the plurality of ink ejection units and was discharged from each of the plurality of ink storage units without being supplied to the nozzle was temporarily stored and stored. A pressure fluctuation damping part that attenuates ink pressure fluctuations,
A common discharge flow path that is connected to the pressure fluctuation damping portion via the connection portion and ink flows from the pressure fluctuation damping portion through the connection portion.
Equipped with
The plurality of nozzles included in the plurality of ink ejection portions form at least one nozzle array composed of the nozzles one-dimensionally arranged in a predetermined arrangement direction.
The pressure fluctuation damping portion is provided so as to be connected in the arrangement direction over a range including a range in which the at least one nozzle row is provided.
The common discharge flow path is provided so as to be connected in the arrangement direction over a range including a range in which the at least one nozzle row is provided.
The area of the cross section of the portion where the ink flows in the connection portion perpendicular to the flow direction of the ink in the connection portion is the area of the cross section of the pressure fluctuation damping portion perpendicular to the flow direction and the area perpendicular to the flow direction. It is smaller than the cross-sectional area of the common discharge channel .

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記接続部は、前記圧力変動減衰部及び前記共通排出流路に各々接続された複数の接続流路からなる。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記複数の接続流路は、前記配列方向について等間隔に設けられている。
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記共通排出流路は、前記配列方向に垂直なある方向から見て、前記圧力変動減衰部を包含する範囲に設けられている。
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記配列方向に垂直な前記共通排出流路の断面の面積は、前記配列方向に垂直な前記圧力変動減衰部の断面の面積よりも大きい。 The invention according to claim 2 is the inkjet head according to claim 1.
The connection portion includes a plurality of connection flow paths connected to the pressure fluctuation damping portion and the common discharge flow path, respectively.
The invention according to claim 3 is the inkjet head according to claim 2.
The plurality of connection flow paths are provided at equal intervals in the arrangement direction.
The invention according to claim 4 is the inkjet head according to any one of claims 1 to 3.
The common discharge flow path is provided in a range including the pressure fluctuation damping portion when viewed from a certain direction perpendicular to the arrangement direction.
The invention according to claim 5 is the inkjet head according to any one of claims 1 to 4.
The area of the cross section of the common discharge flow path perpendicular to the arrangement direction is larger than the area of the cross section of the pressure fluctuation damping portion perpendicular to the arrangement direction.

請求項６に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記複数のインク吐出部の各々は、前記インク貯留部と前記圧力変動減衰部とを接続する個別排出流路を有し、
前記接続部は、当該接続部におけるインクの圧力損失が、前記複数のインク吐出部が有する複数の前記個別排出流路におけるインクの圧力損失より小さくなる形状を有する。 The invention according to claim 6 is the inkjet head according to any one of claims 1 to 3 .
Each of the plurality of ink ejection portions has an individual discharge flow path connecting the ink storage portion and the pressure fluctuation damping portion.
The connection portion has a shape in which the pressure loss of ink at the connection portion is smaller than the pressure loss of ink in the plurality of individual discharge channels of the plurality of ink ejection portions.

請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記圧力変動減衰部は、当該圧力変動減衰部に貯留されたインクの圧力変動を吸収する圧力変動吸収部材を有する。 The invention according to claim 7 is the inkjet head according to any one of claims 1 to 6 .
The pressure fluctuation damping unit has a pressure fluctuation absorbing member that absorbs the pressure fluctuation of the ink stored in the pressure fluctuation damping unit.

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記圧力変動吸収部材は、前記圧力変動減衰部の外壁の一部であり、前記圧力変動減衰部に貯留されたインクの圧力の変動に応じて変形することでインクの圧力変動を吸収する。 The invention according to claim 8 is the inkjet head according to claim 7 .
The pressure fluctuation absorbing member is a part of the outer wall of the pressure fluctuation damping portion, and absorbs the pressure fluctuation of the ink by deforming according to the pressure fluctuation of the ink stored in the pressure fluctuation damping portion.

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記インク貯留部、前記圧力変動手段及び前記共通排出流路が設けられている流路基板と、
前記流路基板に接合され、前記ノズルが設けられているノズル基板と、
を備え、
前記圧力変動減衰部は、前記流路基板及び前記ノズル基板の接合面に沿って設けられて、外壁の一部が前記ノズル基板からなり、
前記圧力変動吸収部材は、前記ノズル基板のうち前記圧力変動減衰部の外壁をなす部分である。 The invention according to claim 9 is the inkjet head according to claim 8 .
A flow path board provided with the ink storage unit, the pressure fluctuation means, and the common discharge flow path,
A nozzle board joined to the flow path board and provided with the nozzle,
Equipped with
The pressure fluctuation damping portion is provided along the joint surface of the flow path substrate and the nozzle substrate, and a part of the outer wall is made of the nozzle substrate.
The pressure fluctuation absorbing member is a portion of the nozzle substrate that forms the outer wall of the pressure fluctuation damping portion.

請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記ノズル基板には、前記圧力変動減衰部の外壁をなす部分における前記流路基板側の面に凹部が設けられている。 The invention according to claim 10 is the inkjet head according to claim 9 .
The nozzle substrate is provided with a recess on the surface of the flow path substrate side in the portion forming the outer wall of the pressure fluctuation damping portion.

請求項１１に記載の発明は、請求項１から１０のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記圧力変動減衰部の内壁面は、当該圧力変動減衰部に貯留されるインクに対する濡れ性を増大させる親水処理がなされている。 The invention according to claim 11 is the inkjet head according to any one of claims 1 to 10 .
The inner wall surface of the pressure fluctuation damping portion is subjected to a hydrophilic treatment that increases the wettability with respect to the ink stored in the pressure fluctuation damping portion.

請求項１２に記載の発明は、請求項１から１１のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記圧力変動減衰部の内壁面は、前記ノズルの開口部が設けられているノズル開口面よりもインクに対する濡れ性が大きい。 The invention according to claim 12 is the inkjet head according to any one of claims 1 to 11 .
The inner wall surface of the pressure fluctuation damping portion has a greater wettability to ink than the nozzle opening surface provided with the nozzle opening.

また、上記目的を達成するため、請求項１３に記載のインクジェット記録装置の発明は、
請求項１から１２のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドを備える。 Further, in order to achieve the above object, the invention of the inkjet recording apparatus according to claim 13 is described.
The inkjet head according to any one of claims 1 to 12 is provided.

本発明に従うと、より効果的に画質低下を抑制することができるという効果がある。 According to the present invention, there is an effect that deterioration of image quality can be suppressed more effectively.

インクジェット記録装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the inkjet recording apparatus. ヘッドユニットの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of a head unit. インクジェットヘッドの斜視図である。It is a perspective view of an inkjet head. インクジェットヘッドの主要部の分解斜視図である。It is an exploded perspective view of the main part of an inkjet head. 圧力室基板の下面の拡大平面図である。It is an enlarged plan view of the lower surface of a pressure chamber substrate. 図４のＡ－Ａ線を通りＸ方向に垂直なヘッドチップの断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the head tip which passes through the line AA of FIG. 4 and is perpendicular to the X direction. 図６のＢ－Ｂ線を通りＺ方向に垂直なヘッドチップの断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the head tip which passes through the line BB of FIG. 6 and is perpendicular to the Z direction. インク循環機構の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the ink circulation mechanism. 実験に用いた各ヘッドチップの構成及び評価結果を示す図である。It is a figure which shows the structure of each head chip used in an experiment, and the evaluation result. 変形例に係るヘッドチップの断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the head tip which concerns on a modification. 変形例に係るヘッドチップの断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the head tip which concerns on a modification.

以下、本発明のインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置に係る実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態であるインクジェット記録装置１の概略構成を示す図である。
インクジェット記録装置１は、搬送部２と、ヘッドユニット３などを備える。 Hereinafter, embodiments of the inkjet head and inkjet recording apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an inkjet recording apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
The inkjet recording device 1 includes a transport unit 2, a head unit 3, and the like.

搬送部２は、図１のＸ方向に延びる回転軸を中心に回転する２本の搬送ローラー２ａ、２ｂにより内側が支持された輪状の搬送ベルト２ｃを備える。搬送部２は、搬送ベルト２ｃの搬送面上に記録媒体Ｍが載置された状態で搬送ローラー２ａが図示略の搬送モーターの動作に応じて回転して搬送ベルト２ｃが周回移動することで記録媒体Ｍを搬送ベルト２ｃの移動方向（搬送方向；図１のＹ方向）に搬送する。 The transport unit 2 includes a ring-shaped transport belt 2c whose inside is supported by two transport rollers 2a and 2b that rotate about a rotation axis extending in the X direction of FIG. 1. The transport unit 2 records by rotating the transport roller 2a in accordance with the operation of the transport motor (not shown) and rotating the transport belt 2c in a state where the recording medium M is placed on the transport surface of the transport belt 2c. The medium M is conveyed in the moving direction of the conveying belt 2c (conveying direction; Y direction in FIG. 1).

記録媒体Ｍは、一定の寸法に裁断された枚葉紙とすることができる。記録媒体Ｍは、図示略の給紙装置により搬送ベルト２ｃ上に供給され、ヘッドユニット３からインクが吐出されて画像が記録された後に搬送ベルト２ｃから所定の排紙部に排出される。なお、記録媒体Ｍとしては、ロール紙が用いられてもよい。また、記録媒体Ｍとしては、普通紙や塗工紙といった紙のほか、布帛又はシート状の樹脂等、表面に着弾したインクを定着させることが可能な種々の媒体を用いることができる。 The recording medium M can be a sheet of paper cut to a certain size. The recording medium M is supplied onto the transport belt 2c by a paper feeding device (not shown), ink is ejected from the head unit 3, an image is recorded, and then the recording medium M is ejected from the transport belt 2c to a predetermined paper ejection unit. As the recording medium M, roll paper may be used. Further, as the recording medium M, in addition to paper such as plain paper and coated paper, various media such as cloth or sheet-shaped resin capable of fixing the ink landed on the surface can be used.

ヘッドユニット３は、搬送部２により搬送される記録媒体Ｍに対して画像データに基づいて適切なタイミングでインクを吐出して画像を記録する。本実施形態のインクジェット記録装置１では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のインクにそれぞれ対応する４つのヘッドユニット３が記録媒体Ｍの搬送方向上流側からＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの色の順に所定の間隔で並ぶように配列されている。なお、ヘッドユニット３の数は３つ以下又は５つ以上であってもよい。 The head unit 3 ejects ink to the recording medium M conveyed by the conveying unit 2 at an appropriate timing based on the image data, and records the image. In the inkjet recording apparatus 1 of the present embodiment, the four head units 3 corresponding to the four color inks of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) are in the transport direction of the recording medium M. They are arranged so as to be arranged at predetermined intervals in the order of Y, M, C, and K colors from the upstream side. The number of head units 3 may be 3 or less or 5 or more.

図２は、ヘッドユニット３の構成を示す模式図であり、ヘッドユニット３を搬送ベルト２ｃの搬送面に相対する側から見た平面図である。ヘッドユニット３は、板状の基部３ａと、基部３ａに設けられた貫通孔に篏合した状態で基部３ａに固定された複数の（ここでは８つの）インクジェットヘッド１００とを有する。インクジェットヘッド１００は、ノズル１１１の開口部が設けられたノズル開口面１１ａが基部３ａの貫通孔から－Ｚ方向に向けて露出した状態で基部３ａに固定されている。 FIG. 2 is a schematic view showing the configuration of the head unit 3, and is a plan view of the head unit 3 as viewed from the side facing the transport surface of the transport belt 2c. The head unit 3 has a plate-shaped base portion 3a and a plurality of (here, eight) inkjet heads 100 fixed to the base portion 3a in a state of being fitted to a through hole provided in the base portion 3a. The inkjet head 100 is fixed to the base portion 3a in a state where the nozzle opening surface 11a provided with the opening portion of the nozzle 111 is exposed from the through hole of the base portion 3a in the −Z direction.

インクジェットヘッド１００では、複数のノズル１１１が記録媒体Ｍの搬送方向と交差する方向（本実施形態では搬送方向と直交する幅方向、すなわちＸ方向）に等間隔にそれぞれ配列されている。すなわち、各インクジェットヘッド１００は、Ｘ方向に等間隔に一次元配列されたノズル１１１の列（ノズル列）を有している。
なお、インクジェットヘッド１００は、ノズル列を複数有していても良い。この場合には、複数のノズル列は、ノズル１１１のＸ方向についての位置が重ならないようにＸ方向の位置が互いにずらされて配置される。 In the inkjet head 100, a plurality of nozzles 111 are arranged at equal intervals in a direction intersecting the transport direction of the recording medium M (in the present embodiment, a width direction orthogonal to the transport direction, that is, the X direction). That is, each inkjet head 100 has a row of nozzles 111 (nozzle rows) arranged one-dimensionally at equal intervals in the X direction.
The inkjet head 100 may have a plurality of nozzle rows. In this case, the plurality of nozzle rows are arranged so that the positions of the nozzles 111 in the X direction are offset from each other so that the positions of the nozzles 111 in the X direction do not overlap.

ヘッドユニット３における８つのインクジェットヘッド１００は、ノズル１１１のＸ方向についての配置範囲が連続するように千鳥格子状に配置されている。ヘッドユニット３に含まれるノズル１１１のＸ方向についての配置範囲は、搬送ベルト２ｃにより搬送される記録媒体Ｍのうち画像が記録可能な領域のＸ方向の幅をカバーしている。ヘッドユニット３は、画像の記録時には位置が固定されて用いられ、記録媒体Ｍの搬送に応じて搬送方向についての所定間隔（搬送方向間隔）の各位置に対してノズル１１１からインクを吐出することで、シングルパス方式で画像を記録する。 The eight inkjet heads 100 in the head unit 3 are arranged in a houndstooth pattern so that the arrangement range of the nozzles 111 in the X direction is continuous. The arrangement range of the nozzle 111 included in the head unit 3 in the X direction covers the width of the recording medium M conveyed by the transfer belt 2c in the X direction of the region where an image can be recorded. The head unit 3 is used with a fixed position when recording an image, and ejects ink from a nozzle 111 at each position at a predetermined interval (transportation direction interval) in the transport direction according to the transport of the recording medium M. Then, the image is recorded by the single pass method.

図３は、インクジェットヘッド１００の斜視図である。
インクジェットヘッド１００は、筐体１０１と、筐体１０１の下端で筐体１０１と篏合する外装部材１０２とを備え、筐体１０１及び外装部材１０２の内部に主要な構成要素が収容されている。このうち外装部材１０２には、外部からインクが供給されるインレット１０３ａ、及びインクが外部に排出されるアウトレット１０３ｂ、１０３ｃが設けられている。また、外装部材１０２には、インクジェットヘッド１００をヘッドユニット３の基部３ａに取り付けるための複数の取付穴１０４が設けられている。 FIG. 3 is a perspective view of the inkjet head 100.
The inkjet head 100 includes a housing 101 and an exterior member 102 that assembles with the housing 101 at the lower end of the housing 101, and main components are housed inside the housing 101 and the exterior member 102. Of these, the exterior member 102 is provided with an inlet 103a to which ink is supplied from the outside and outlets 103b and 103c to discharge the ink to the outside. Further, the exterior member 102 is provided with a plurality of mounting holes 104 for mounting the inkjet head 100 to the base portion 3a of the head unit 3.

図４は、インクジェットヘッド１００の主要部の分解斜視図である。
図４では、インクジェットヘッド１００の構成部材のうち、外装部材１０２の内部に収容されている主要な構成部材が示されている。具体的には、図４では、ノズル基板１１、流路スペーサー基板１２及び圧力室基板１３を有するヘッドチップ１０と、ヘッドチップ１０に固着された配線基板１５と、配線基板１５に電気的に接続されたＦＰＣ２０（Flexible Printed Circuit）とが示されている。
図４では、インクジェットヘッド１００のノズル開口面１１ａが上方となるように、すなわち図３とは上下が反転されるように各部材が描かれている。以下では、各基板の－Ｚ方向側の面を上面、＋Ｚ方向側の面を下面とも記す。 FIG. 4 is an exploded perspective view of a main part of the inkjet head 100.
FIG. 4 shows the main constituent members housed inside the exterior member 102 among the constituent members of the inkjet head 100. Specifically, in FIG. 4, a head chip 10 having a nozzle substrate 11, a flow path spacer substrate 12, and a pressure chamber substrate 13, a wiring board 15 fixed to the head chip 10, and electrically connected to the wiring board 15 are electrically connected. FPC20 (Flexible Printed Circuit) is shown.
In FIG. 4, each member is drawn so that the nozzle opening surface 11a of the inkjet head 100 faces upward, that is, the members are turned upside down from FIG. In the following, the surface on the −Z direction side of each substrate will be referred to as the upper surface, and the surface on the + Z direction side will be referred to as the lower surface.

ヘッドチップ１０は、ノズル１１１が設けられたノズル基板１１と、ノズル１１１に連通する貫通流路１２１等が設けられた流路スペーサー基板１２と、貫通流路１２１を介してノズル１１１に連通する圧力室１３１等が設けられた圧力室基板１３と、が積層された構造を有している。以下では、このうち流路スペーサー基板１２及び圧力室基板１３からなる基板を流路基板１４と記す。
ノズル基板１１、流路スペーサー基板１２及び圧力室基板１３と、配線基板１５とは、いずれもＸ方向に長尺な略四角柱状の板状部材である。 The head chip 10 has a nozzle substrate 11 provided with a nozzle 111, a flow path spacer substrate 12 provided with a through flow path 121 communicating with the nozzle 111, and a pressure communicating with the nozzle 111 via the through flow path 121. It has a structure in which a pressure chamber substrate 13 provided with a chamber 131 and the like is laminated. In the following, the substrate composed of the flow path spacer substrate 12 and the pressure chamber substrate 13 will be referred to as a flow path substrate 14.
The nozzle board 11, the flow path spacer board 12, the pressure chamber board 13, and the wiring board 15 are all substantially square columnar plate-shaped members that are long in the X direction.

ノズル基板１１は、厚さ方向（Ｚ方向）に貫通する孔であるノズル１１１がＸ方向に沿って列をなすように設けられているポリイミドの基板である。ノズル基板１１の上面は、インクジェットヘッド１００のノズル開口面１１ａをなす。ノズル基板１１の厚さ（したがって、ノズル１１１のインク吐出方向の長さ）は、例えば数十μｍから数百μｍ程度である。
なお、ノズル１１１の内壁面は、Ｚ方向に垂直な断面積が、インク吐出側の開口部に近いほど小さくなるようなテーパー形状を有していても良い。また、ノズル基板１１としては、ポリイミド以外の各種樹脂の基板や、シリコン基板、ＳＵＳなどの金属基板などを用いても良いが、後述するダンパー効果の観点から、ヤング率が１０ＧＰａ以下である部材（代表的な部材としては、樹脂等）を用いることが望ましい。 The nozzle substrate 11 is a polyimide substrate in which nozzles 111, which are holes penetrating in the thickness direction (Z direction), are provided so as to form a row along the X direction. The upper surface of the nozzle substrate 11 forms the nozzle opening surface 11a of the inkjet head 100. The thickness of the nozzle substrate 11 (hence, the length of the nozzle 111 in the ink ejection direction) is, for example, about several tens of μm to several hundreds of μm.
The inner wall surface of the nozzle 111 may have a tapered shape such that the cross-sectional area perpendicular to the Z direction becomes smaller as it is closer to the opening on the ink ejection side. Further, as the nozzle substrate 11, a substrate of various resins other than polyimide, a silicon substrate, a metal substrate such as SUS, or the like may be used, but from the viewpoint of the damper effect described later, a member having a Young's modulus of 10 GPa or less ( As a typical member, it is desirable to use resin or the like).

また、ノズル基板１１のノズル開口面１１ａには、フッ素樹脂粒子等の撥液性物質を含む撥液膜が設けられている。撥液膜を設けることで、ノズル開口面１１ａに対するインクや異物の付着を抑えることができ、当該インクや異物等の付着に起因するインク吐出不良の発生を抑制することができる。 Further, a liquid-repellent film containing a liquid-repellent substance such as fluororesin particles is provided on the nozzle opening surface 11a of the nozzle substrate 11. By providing the liquid-repellent film, it is possible to suppress the adhesion of ink and foreign matter to the nozzle opening surface 11a, and it is possible to suppress the occurrence of ink ejection failure due to the adhesion of the ink and foreign matter.

流路スペーサー基板１２及び圧力室基板１３は、Ｚ方向から見た形状がノズル基板１１とほぼ同一である直方体形状の板状部材である。
本実施形態の流路スペーサー基板１２は、シリコン基板からなる。流路スペーサー基板１２の厚さは、特には限られないが、数百μｍ程度とされる。流路スペーサー基板１２の上面にはノズル基板１１が、また下面には圧力室基板１３が、それぞれ接着剤を介して接着（固着）されている。
圧力室基板１３の材質は、セラミックスの圧電体（電圧の印加に応じて変形する部材）である。このような圧電体の例としては、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛などが挙げられる。本実施形態の圧力室基板１３では、ＰＺＴが用いられている。 The flow path spacer substrate 12 and the pressure chamber substrate 13 are rectangular parallelepiped plate-shaped members having substantially the same shape as the nozzle substrate 11 when viewed from the Z direction.
The flow path spacer substrate 12 of this embodiment is made of a silicon substrate. The thickness of the flow path spacer substrate 12 is not particularly limited, but is about several hundred μm. The nozzle substrate 11 is adhered (fixed) to the upper surface of the flow path spacer substrate 12 and the pressure chamber substrate 13 is adhered (fixed) to the lower surface of the flow path spacer substrate 12 via an adhesive.
The material of the pressure chamber substrate 13 is a ceramic piezoelectric body (a member that deforms when a voltage is applied). Examples of such a piezoelectric material include PZT (lead zirconate titanate), lithium niobate, barium titanate, lead titanate, lead metaniobate and the like. In the pressure chamber substrate 13 of this embodiment, PZT is used.

流路スペーサー基板１２には、ノズル１１１に連通する貫通流路１２１と、貫通流路１２１から分岐する個別排出流路１２２と、個別排出流路１２２に連通するダンパー室１２３（圧力変動減衰部）と、ダンパー室１２３から分岐して流路スペーサー基板１２を貫通する複数の接続流路１２４とが設けられている。このうち貫通流路１２１及び個別排出流路１２２は、複数のノズル１１１の各々に対応して設けられている。また、接続流路１２４の数は、ノズル１１１の数の１／２とされている。
圧力室基板には、貫通流路１２１に連通する圧力室１３１と、接続流路１２４に連通する共通排出流路１３２と、共通排出流路１３２から分岐する垂直排出流路１３３と、が設けられている。このうち圧力室１３１は、複数のノズル１１１の各々に対応して設けられている。 The flow path spacer substrate 12 has a through flow path 121 communicating with the nozzle 111, an individual discharge flow path 122 branching from the through flow path 121, and a damper chamber 123 (pressure fluctuation damping portion) communicating with the individual discharge flow path 122. And a plurality of connection flow paths 124 that branch from the damper chamber 123 and penetrate the flow path spacer substrate 12 are provided. Of these, the through flow path 121 and the individual discharge flow path 122 are provided corresponding to each of the plurality of nozzles 111. Further, the number of connection flow paths 124 is halved of the number of nozzles 111.
The pressure chamber substrate is provided with a pressure chamber 131 communicating with the through flow path 121, a common discharge flow path 132 communicating with the connection flow path 124, and a vertical discharge flow path 133 branching from the common discharge flow path 132. ing. Of these, the pressure chamber 131 is provided corresponding to each of the plurality of nozzles 111.

流路スペーサー基板１２の貫通流路１２１は、流路スペーサー基板１２をＺ方向に貫通する貫通孔であり、Ｚ方向に垂直な断面がＹ方向に長い矩形をなしている。また、圧力室基板１３の圧力室１３１は、圧力室基板１３をＺ方向に貫通する貫通孔であり、Ｚ方向に垂直な断面の形状は、貫通流路１２１と同一である。流路スペーサー基板１２と圧力室基板１３とが接合された状態では、貫通流路１２１及び圧力室１３１が一繋がりとなって、チャネル１４１（インク貯留部）を構成する。チャネル１４１は、Ｚ方向から見てノズル１１１と重なる位置に設けられており、ノズル１１１に連通している。また、各チャネル１４１には、配線基板１５に設けられたインク供給口１５１を介してインクが供給されて貯留される。 The through-flow path 121 of the flow path spacer substrate 12 is a through hole that penetrates the flow path spacer substrate 12 in the Z direction, and has a rectangular cross section perpendicular to the Z direction long in the Y direction. Further, the pressure chamber 131 of the pressure chamber substrate 13 is a through hole penetrating the pressure chamber substrate 13 in the Z direction, and the shape of the cross section perpendicular to the Z direction is the same as that of the through flow path 121. In a state where the flow path spacer substrate 12 and the pressure chamber substrate 13 are joined, the through flow path 121 and the pressure chamber 131 are connected to form a channel 141 (ink storage portion). The channel 141 is provided at a position overlapping the nozzle 111 when viewed from the Z direction, and communicates with the nozzle 111. Ink is supplied to and stored in each channel 141 via the ink supply port 151 provided on the wiring board 15.

図５は、圧力室基板１３の下面の拡大平面図である。
図５に示されるように、各圧力室１３１は、Ｘ方向に隣り合う圧力室１３１との間が圧電体の隔壁１３４により仕切られている。各圧力室１３１の隔壁１３４の内壁面には、金属の駆動電極１３６（圧力変動手段）が設けられている。また、圧力室基板１３の表面のうち圧力室１３１の開口部の＋Ｙ方向側の近傍領域には、駆動電極１３６に電気的に接続された金属の接続電極１３５が設けられている。接続電極１３５は、図４に示される配線基板１５の配線１５３、及びＦＰＣ２０の配線２１を介して外部の駆動回路に電気的に接続される。 FIG. 5 is an enlarged plan view of the lower surface of the pressure chamber substrate 13.
As shown in FIG. 5, each pressure chamber 131 is partitioned from the pressure chambers 131 adjacent to each other in the X direction by a partition wall 134 of a piezoelectric material. A metal drive electrode 136 (pressure fluctuation means) is provided on the inner wall surface of the partition wall 134 of each pressure chamber 131. Further, a metal connection electrode 135 electrically connected to the drive electrode 136 is provided in a region near the + Y direction side of the opening of the pressure chamber 131 on the surface of the pressure chamber substrate 13. The connection electrode 135 is electrically connected to an external drive circuit via the wiring 153 of the wiring board 15 shown in FIG. 4 and the wiring 21 of the FPC 20.

圧力室基板１３では、接続電極１３５を介して駆動電極１３６に印加された駆動信号に応じて隔壁１３４がシアモード型の変位を繰り返すことで、圧力室１３１内の（したがって、チャネル１４１内の）インクの圧力が変動する。この圧力の変動に応じて、チャネル１４１内のインクがノズル１１１から吐出される。すなわち、本実施形態のヘッドチップ１０は、シアモード型のインク吐出を行うヘッドチップである。
なお、図４及び図５におけるＸ方向について一つ置きのチャネル１４１の形成位置に、チャネル１４１に代えて、インクの流入経路を有しない空気室を設けても良い。このような構成とすることで、チャネル１４１における圧力室１３１に隣接する隔壁１３４が変形した際に、他のチャネル１４１に当該変形の影響が及ばないようにすることができる。 In the pressure chamber substrate 13, the partition wall 134 repeats shear mode displacement in response to the drive signal applied to the drive electrode 136 via the connection electrode 135, so that the ink in the pressure chamber 131 (and therefore in the channel 141) Pressure fluctuates. In response to this pressure fluctuation, the ink in the channel 141 is ejected from the nozzle 111. That is, the head chip 10 of the present embodiment is a shear mode type head chip that ejects ink.
In addition, instead of the channel 141, an air chamber having no ink inflow path may be provided at the formation position of every other channel 141 in the X direction in FIGS. 4 and 5. With such a configuration, when the partition wall 134 adjacent to the pressure chamber 131 in the channel 141 is deformed, the other channels 141 can be prevented from being affected by the deformation.

図４に示されるように、流路スペーサー基板１２には、各貫通流路１２１（チャネル１４１）のノズル基板１１側の開口部から＋Ｙ方向に分岐して延びる個別排出流路１２２が設けられている。個別排出流路１２２は、流路スペーサー基板１２のノズル基板１１側の表面に設けられた溝状の流路であり、流路スペーサー基板１２とノズル基板１１とが接合された状態において、側壁の一部がノズル基板１１によって構成される。
本実施形態のインクジェットヘッド１００では、チャネル１４１、駆動電極１３６、ノズル１１１及び個別排出流路１２２により、インクを吐出するための機構であるインク吐出部１０ａ（図６参照）が構成される。したがって、ヘッドチップ１０には、ノズル１１１の数と同一の数のインク吐出部１０ａが設けられている。 As shown in FIG. 4, the flow path spacer substrate 12 is provided with an individual discharge flow path 122 that branches in the + Y direction from the opening on the nozzle board 11 side of each through flow path 121 (channel 141). There is. The individual discharge flow path 122 is a groove-shaped flow path provided on the surface of the flow path spacer substrate 12 on the nozzle substrate 11 side, and is a side wall in a state where the flow path spacer substrate 12 and the nozzle substrate 11 are joined. A part is composed of the nozzle substrate 11.
In the inkjet head 100 of the present embodiment, the channel 141, the drive electrode 136, the nozzle 111, and the individual discharge flow path 122 form an ink ejection unit 10a (see FIG. 6), which is a mechanism for ejecting ink. Therefore, the head chip 10 is provided with the same number of ink ejection portions 10a as the number of nozzles 111.

また、流路スペーサー基板１２には、流路スペーサー基板１２とノズル基板１１との接合面（したがって、流路基板１４とノズル基板１１との接合面）に沿ってＸ方向に延びるダンパー室１２３が設けられている。このダンパー室１２３には、複数のチャネル１４１に対応する複数の個別排出流路１２２が接続されている。 Further, the flow path spacer substrate 12 has a damper chamber 123 extending in the X direction along the joint surface between the flow path spacer substrate 12 and the nozzle substrate 11 (hence, the joint surface between the flow path substrate 14 and the nozzle substrate 11). It is provided. A plurality of individual discharge flow paths 122 corresponding to the plurality of channels 141 are connected to the damper chamber 123.

ダンパー室１２３は、流路スペーサー基板１２のノズル基板１１側の表面に設けられた溝状のインク室であり、流路スペーサー基板１２とノズル基板１１とが接合された状態において、外壁の一部がノズル基板１１によって構成される。ここで、ノズル基板１１のうちダンパー室１２３の外壁を構成する部分は、可撓性を有するダンパー板１１Ｄ（振動板）（図６参照）となっている。ダンパー室１２３は、複数の個別排出流路１２２から流入したインクを一時的に貯留し、当該貯留されたインクの圧力変動に応じてダンパー板１１Ｄが変形することで、当該インクの圧力変動を減衰させる（吸収する）。ここで、ダンパー板１１Ｄのダンパー室１２３側とは反対側は、開放された空気であり、空気がその弾性力によってダンパー板１１Ｄの変形を阻害することがないため、ダンパー室１２３内のインクの圧力変動を効果的に減衰させることができる。 The damper chamber 123 is a groove-shaped ink chamber provided on the surface of the flow path spacer substrate 12 on the nozzle substrate 11 side, and is a part of the outer wall in a state where the flow path spacer substrate 12 and the nozzle substrate 11 are joined. Is configured by the nozzle substrate 11. Here, the portion of the nozzle substrate 11 that constitutes the outer wall of the damper chamber 123 is a flexible damper plate 11D (diaphragm) (see FIG. 6). The damper chamber 123 temporarily stores the ink that has flowed in from the plurality of individual discharge flow paths 122, and the damper plate 11D is deformed according to the pressure fluctuation of the stored ink to attenuate the pressure fluctuation of the ink. Let (absorb). Here, the side of the damper plate 11D opposite to the damper chamber 123 side is open air, and the air does not hinder the deformation of the damper plate 11D due to its elastic force, so that the ink in the damper chamber 123 is charged. Pressure fluctuations can be effectively damped.

また、ダンパー室１２３のノズル基板１１とは反対側には、Ｚ方向に延びて流路スペーサー基板１２を貫通する複数の接続流路１２４が接続されている。また、複数の接続流路１２４は、Ｘ方向に沿って一列に等間隔で配列されている。以下では、ダンパー室１２３に接続されている複数の接続流路１２４からなる流路群を、まとめて接続部１２５（図７参照）とも記す。 Further, on the side of the damper chamber 123 opposite to the nozzle substrate 11, a plurality of connection flow paths 124 extending in the Z direction and penetrating the flow path spacer substrate 12 are connected. Further, the plurality of connection flow paths 124 are arranged in a row at equal intervals along the X direction. In the following, a group of flow paths including a plurality of connection flow paths 124 connected to the damper chamber 123 are collectively referred to as a connection portion 125 (see FIG. 7).

圧力室基板１３の流路スペーサー基板１２との接合面には、Ｚ方向から見てダンパー室１２３の形成範囲を包含する範囲に、Ｘ方向に延びる共通排出流路１３２が設けられている。共通排出流路１３２は、圧力室基板１３の流路スペーサー基板１２側の表面に設けられた溝状の流路であり、圧力室基板１３と流路スペーサー基板１２とが接合された状態において、側壁の一部が流路スペーサー基板１２によって構成されるとともに、複数の接続流路１２４に接続される。 また、共通排出流路１３２の＋Ｘ方向側の端部には、圧力室基板１３をＺ方向に貫通する垂直排出流路１３３が接続されている。 A common discharge flow path 132 extending in the X direction is provided on the joint surface of the pressure chamber substrate 13 with the flow path spacer substrate 12 in a range including the formation range of the damper chamber 123 when viewed from the Z direction. The common discharge flow path 132 is a groove-shaped flow path provided on the surface of the pressure chamber substrate 13 on the flow path spacer substrate 12 side, and is in a state where the pressure chamber substrate 13 and the flow path spacer substrate 12 are joined. A part of the side wall is composed of the flow path spacer substrate 12 and is connected to a plurality of connection flow paths 124. Further, a vertical discharge flow path 133 that penetrates the pressure chamber substrate 13 in the Z direction is connected to the end portion of the common discharge flow path 132 on the + X direction side.

このような構成の流路スペーサー基板１２及び圧力室基板１３からなる流路基板１４では、チャネル１４１に供給されたインクのうちノズル１１１から吐出されなかったインクの一部が、個別排出流路１２２、ダンパー室１２３、接続流路１２４及び共通排出流路１３２を介して外部に排出される。すなわち、チャネル１４１から上記経路で共通排出流路１３２に導かれたインクは、垂直排出流路１３３、及び配線基板１５に設けられた排出孔１５２を通ってアウトレット１０３ｂ（又はアウトレット１０３ｃ）からインクジェットヘッド１００の外部に排出される。これにより、チャネル１４１に混入した気泡や異物が、インクとともに共通排出流路１３２を介して外部に排出されるようになっている。
インク供給口１５１からチャネル１４１に供給されるインクの流れや、チャネル１４１から個別排出流路１２２及び共通排出流路１４２を通って排出されるインクの流れは、インクジェット記録装置１が有するインク循環機構９（図８参照）により発生させることができる。インク循環機構９の構成については、後述する。 In the flow path substrate 14 including the flow path spacer substrate 12 and the pressure chamber substrate 13 having such a configuration, a part of the ink supplied to the channel 141 that was not ejected from the nozzle 111 is individually discharged from the flow path 122. , It is discharged to the outside through the damper chamber 123, the connection flow path 124, and the common discharge flow path 132. That is, the ink guided from the channel 141 to the common discharge flow path 132 through the vertical discharge flow path 133 and the discharge hole 152 provided in the wiring board 15 is passed through the outlet 103b (or the outlet 103c) to the inkjet head. It is discharged to the outside of 100. As a result, air bubbles and foreign substances mixed in the channel 141 are discharged to the outside together with the ink through the common discharge flow path 132.
The flow of ink supplied from the ink supply port 151 to the channel 141 and the flow of ink discharged from the channel 141 through the individual discharge flow paths 122 and the common discharge flow path 142 are the ink circulation mechanism of the inkjet recording device 1. It can be generated by 9 (see FIG. 8). The configuration of the ink circulation mechanism 9 will be described later.

配線基板１５は、圧力室基板１３との接合領域を確保する観点から圧力室基板１３の面積よりも大きな面積を有する平板状の基板であることが好ましく、接着剤を介して圧力室基板１３の下面に接着されている。配線基板１５としては、例えばガラス、セラミックス、シリコン、プラスチックなどの基板を用いることができる。 The wiring board 15 is preferably a flat plate-shaped substrate having an area larger than the area of the pressure chamber substrate 13 from the viewpoint of securing a bonding region with the pressure chamber substrate 13, and the pressure chamber substrate 13 is formed via an adhesive. It is glued to the bottom surface. As the wiring board 15, for example, a substrate such as glass, ceramics, silicon, or plastic can be used.

配線基板１５には、Ｚ方向から見てチャネル１４１と重なる位置に複数のインク供給口１５１が設けられており、また、垂直排出流路１３３と重なる位置に排出孔１５２が設けられている。また、配線基板１５の圧力室基板１３との接着面には、複数のインク供給口１５１の各々の端部から配線基板１５の端部に向かって延びる複数の配線１５３が設けられている。
配線基板１５の下面には、図示しないインクマニホールド（共通インク室）が接続されており、当該インクマニホールドからインク供給口１５１にインクが供給される。 The wiring board 15 is provided with a plurality of ink supply ports 151 at positions overlapping with the channel 141 when viewed from the Z direction, and is provided with discharge holes 152 at positions overlapping with the vertical discharge flow path 133. Further, on the adhesive surface of the wiring board 15 with the pressure chamber board 13, a plurality of wirings 153 extending from each end of each of the plurality of ink supply ports 151 toward the end of the wiring board 15 are provided.
An ink manifold (common ink chamber) (not shown) is connected to the lower surface of the wiring board 15, and ink is supplied from the ink manifold to the ink supply port 151.

圧力室基板１３と配線基板１５とは、導電性粒子を含有させた導電性接着剤を介して接着される。これにより、圧力室基板１３の表面の接続電極１３５と、配線基板１５上の配線１５３とが、導電性粒子を介して電気的に接続される。 The pressure chamber substrate 13 and the wiring substrate 15 are adhered to each other via a conductive adhesive containing conductive particles. As a result, the connection electrode 135 on the surface of the pressure chamber substrate 13 and the wiring 153 on the wiring board 15 are electrically connected via the conductive particles.

また、配線基板１５のうち配線１５３が設けられている端部には、ＦＰＣ２０が、例えばＡＣＦ（異方性導電フィルム）を介して接続される。この接続により、配線基板１５の複数の配線１５３と、ＦＰＣ２０上の複数の配線２１とが、一対一で対応するようにそれぞれ電気的に接続される。 Further, the FPC 20 is connected to the end of the wiring board 15 where the wiring 153 is provided, for example, via an ACF (anisotropic conductive film). By this connection, the plurality of wirings 153 of the wiring board 15 and the plurality of wirings 21 on the FPC 20 are electrically connected so as to have a one-to-one correspondence.

次に、ダンパー室１２３の詳細な構成、及びその作用効果について説明する。
図６は、図４のＡ－Ａ線を通りＸ方向に垂直なヘッドチップ１０の断面を示す図である。
また、図７は、図６のＢ－Ｂ線を通りＺ方向に垂直なヘッドチップ１０の断面を示す図である。 Next, the detailed configuration of the damper chamber 123 and its action and effect will be described.
FIG. 6 is a diagram showing a cross section of the head tip 10 which passes through the line AA of FIG. 4 and is perpendicular to the X direction.
Further, FIG. 7 is a diagram showing a cross section of the head tip 10 which passes through the line BB of FIG. 6 and is perpendicular to the Z direction.

図６に示されるように、ヘッドチップ１０では、複数のチャネル１４１と共通排出流路１３２とを繋ぐインク流路の途中にダンパー室１２３が設けられている。このような構成により、チャネル１４１内のインクの圧力変動に起因する圧力波が個別排出流路１２２を通ってダンパー室１２３に進入した場合に、ダンパー板１１Ｄが変形することで当該圧力波によるインクの圧力変動を減衰させることができるようになっている。これにより、圧力波がダンパー室１２３を介して他のチャネル１４１に伝播する（反射する）不具合の発生が抑制される。異なるチャネル１４１から進入した圧力波同士がダンパー室１２３内で打ち消し合うことによっても圧力変動が減衰する。さらに、ダンパー板１１Ｄの変形等により吸収しきれなかった圧力波の一部は、接続流路１２４を通って共通排出流路１３２に逃げるため、これによっても、各チャネル１４１への圧力波の伝播が抑制される。
この結果、各チャネル１４１への圧力波の伝播に起因するインクの吐出特性の変動（クロストーク）、及び当該変動による画質の低下が抑制される。ここで、圧力波の反射に起因して変動する吐出特性は、例えば吐出されるインクの飛翔速度である。したがって、インクの飛翔速度の変化率によって表されるクロストークの大きさに基づいて、ダンパー板１１Ｄによるダンパー効果を評価することができる。 As shown in FIG. 6, in the head chip 10, a damper chamber 123 is provided in the middle of the ink flow path connecting the plurality of channels 141 and the common discharge flow path 132. With such a configuration, when a pressure wave caused by a pressure fluctuation of the ink in the channel 141 enters the damper chamber 123 through the individual discharge flow path 122, the damper plate 11D is deformed and the ink due to the pressure wave is formed. It is possible to attenuate the pressure fluctuation of. As a result, the occurrence of a defect that the pressure wave propagates (reflects) to the other channel 141 through the damper chamber 123 is suppressed. The pressure fluctuation is also attenuated by canceling the pressure waves entering from different channels 141 in the damper chamber 123. Further, a part of the pressure wave that could not be absorbed due to the deformation of the damper plate 11D escapes to the common discharge flow path 132 through the connection flow path 124, so that the pressure wave also propagates to each channel 141. Is suppressed.
As a result, fluctuations in ink ejection characteristics (crosstalk) caused by the propagation of pressure waves to each channel 141, and deterioration of image quality due to the fluctuations are suppressed. Here, the ejection characteristic that fluctuates due to the reflection of the pressure wave is, for example, the flight speed of the ejected ink. Therefore, the damper effect of the damper plate 11D can be evaluated based on the magnitude of crosstalk represented by the rate of change in the flight speed of the ink.

また、ダンパー室１２３に接続された複数の接続流路１２４からなる接続部１２５（図７）は、当該接続部１２５におけるインクの圧力損失（流路抵抗）が、ダンパー室１２３に接続された複数の個別排出流路１２２におけるインクの圧力損失より小さくなる形状で設けられている。このように接続部１２５の流路抵抗を相対的に小さくすることで、ダンパー室１２３において吸収しきれなかった圧力波を共通排出流路１３２へ効率良く逃がすことができるため、各チャネル１４１への圧力波の伝播が効果的に抑制される。
なお、この場合における圧力損失は、複数の接続流路１２４や、複数の個別排出流路１２２における合成の圧力損失（合成の流路抵抗）である。 Further, in the connection portion 125 (FIG. 7) composed of a plurality of connection flow paths 124 connected to the damper chamber 123, the pressure loss (flow path resistance) of the ink in the connection portion 125 is connected to the damper chamber 123. It is provided in a shape smaller than the pressure loss of the ink in the individual discharge flow path 122. By making the flow path resistance of the connection portion 125 relatively small in this way, the pressure wave that could not be completely absorbed in the damper chamber 123 can be efficiently released to the common discharge flow path 132, so that the pressure wave can be efficiently released to each channel 141. Propagation of pressure waves is effectively suppressed.
The pressure loss in this case is the combined pressure loss (combined flow path resistance) in the plurality of connection flow paths 124 and the plurality of individual discharge flow paths 122.

また、図４、図７に示されるように、ダンパー室１２３と共通排出流路１３２とを複数の独立した接続流路１２４を介して接続することによっても、圧力波をダンパー室１２３から共通排出流路１３２へ効率良く逃がす効果が得られる。 Further, as shown in FIGS. 4 and 7, the pressure wave is also discharged from the damper chamber 123 in common by connecting the damper chamber 123 and the common discharge flow path 132 via a plurality of independent connection flow paths 124. The effect of efficiently escaping to the flow path 132 can be obtained.

また、図６に示されるように、ノズル基板１１には、ダンパー板１１Ｄをなす部分における流路基板１４側の面に凹部１１２が設けられている。凹部１１２を設けることで、ダンパー板１１Ｄを薄くかつ撓みやすくすることができ、これによりダンパー室１２３における圧力変動の減衰効果が高められている。 Further, as shown in FIG. 6, the nozzle substrate 11 is provided with a recess 112 on the surface on the flow path substrate 14 side of the portion forming the damper plate 11D. By providing the recess 112, the damper plate 11D can be made thin and easily bent, thereby enhancing the damping effect of the pressure fluctuation in the damper chamber 123.

また、ダンパー室１２３の内壁面は、当該ダンパー室１２３に貯留されるインクに対する濡れ性を増大させる親水処理がなされている。これにより、ダンパー室１２３の内壁面は、ノズル開口面１１ａよりインクに対する濡れ性が大きくなっている。ここで、濡れ性が大きいとは、基板表面におけるインクの液滴の当該基板表面に対する接触角が小さいことをいう。インクに対する濡れ性を増大させる親水処理としては、特には限られないが、例えば基板表面に対して所定条件下で行うプラズマ処理が挙げられる。あるいは、ダンパー室１２３の内壁面に親水膜を形成する処理としても良い。ダンパー室１２３の内壁面における濡れ性を大きくすることで、当該内壁面にインクが濡れ広がりやすくなり、気泡がトラップされる不具合を生じにくくすることができる。 Further, the inner wall surface of the damper chamber 123 is subjected to a hydrophilic treatment that increases the wettability with respect to the ink stored in the damper chamber 123. As a result, the inner wall surface of the damper chamber 123 has a higher wettability to ink than the nozzle opening surface 11a. Here, high wettability means that the contact angle of ink droplets on the substrate surface with respect to the substrate surface is small. The hydrophilic treatment for increasing the wettability with respect to the ink is not particularly limited, and examples thereof include plasma treatment performed on the surface of the substrate under predetermined conditions. Alternatively, it may be a treatment for forming a hydrophilic film on the inner wall surface of the damper chamber 123. By increasing the wettability of the inner wall surface of the damper chamber 123, it becomes easier for the ink to wet and spread on the inner wall surface, and it is possible to prevent the problem of air bubbles being trapped.

このように、ダンパー室１２３は、インクの圧力変動を減衰させる機能を有するが、当該減衰によって複数のチャネル１４１から進入する複数の圧力波の全てを吸収する（消滅させる）ことは困難であり、ダンパー室１２３内には、当該複数の圧力波に起因する定在波が生じる。この定在波は、ダンパー室１２３内で複数の圧力波が干渉して生じるものであり、その特性（波長、周期及び振幅）は、ダンパー室１２３の形状に大きく影響される。 As described above, the damper chamber 123 has a function of attenuating the pressure fluctuation of the ink, but it is difficult to absorb (eliminate) all of the plurality of pressure waves entering from the plurality of channels 141 by the attenuation. In the damper chamber 123, a standing wave caused by the plurality of pressure waves is generated. This standing wave is generated by the interference of a plurality of pressure waves in the damper chamber 123, and its characteristics (wavelength, period and amplitude) are greatly affected by the shape of the damper chamber 123.

この定在波による圧力波が各チャネル１４１に伝播すると、上述のようにインクの吐出特性が変動してクロストークが生じる。ただし、このインク吐出特性の変動が記録画像の画質に及ぼす影響の大きさは、ダンパー室１２３に生じる定在波の特性に依存することが知られている。例えば、定在波の波長が極端に長かったり短かったりする場合には、当該定在波の伝播に起因するクロストークは、画質への影響が軽微なものとなる。
このため、ダンパー室１２３は、当該ダンパー室１２３に生じる定在波が、許容範囲を超えた画質低下を生じさせない特性となるような所定条件を満たす形状で設けられる。 When the pressure wave due to the standing wave propagates to each channel 141, the ink ejection characteristics fluctuate as described above, and crosstalk occurs. However, it is known that the magnitude of the influence of the fluctuation of the ink ejection characteristics on the image quality of the recorded image depends on the characteristics of the standing wave generated in the damper chamber 123. For example, when the wavelength of the standing wave is extremely long or short, the crosstalk caused by the propagation of the standing wave has a slight effect on the image quality.
Therefore, the damper chamber 123 is provided in a shape that satisfies a predetermined condition so that the standing wave generated in the damper chamber 123 does not cause a deterioration in image quality beyond the permissible range.

一方で、共通排出流路１３２は、接続流路１２４を挟んでダンパー室１２３と離間しているため、その形状が、ダンパー室１２３内に生じる定在波の特性に影響を与えことはほとんどない。このため、共通排出流路１３２は、インクの圧力損失を低く抑えることを優先した形状で（すなわち、大きな断面積を有する形状で）設けられる。具体的には、図７に示されるように、Ｚ方向から見てダンパー室１２３を包含する範囲でダンパー室１２３より大きな面積で設けられ、図６に示されるように、Ｚ方向の深さもダンパー室１２３より大きくなっている。このように圧力損失を低く抑えることで、内部を流動するインクの流量をより大きくすることができるため、効果的に気泡や異物を排出することが可能となる。 On the other hand, since the common discharge flow path 132 is separated from the damper chamber 123 with the connection flow path 124 interposed therebetween, its shape hardly affects the characteristics of the standing wave generated in the damper chamber 123. .. Therefore, the common discharge flow path 132 is provided in a shape that gives priority to suppressing the pressure loss of the ink (that is, in a shape having a large cross-sectional area). Specifically, as shown in FIG. 7, the damper chamber 123 is provided in a larger area than the damper chamber 123 in the range including the damper chamber 123 when viewed from the Z direction, and as shown in FIG. 6, the depth in the Z direction is also the damper. It is larger than room 123. By suppressing the pressure loss to a low level in this way, the flow rate of the ink flowing inside can be further increased, so that bubbles and foreign substances can be effectively discharged.

このように、複数のチャネル１４１と共通排出流路１３２との間にダンパー室１２３が設けられた本実施形態のインクジェットヘッド１００では、共通排出流路１３２を圧力損失の低い形状で設けることで、排出インクの流量が確保されるとともに、ダンパー室１２３を上記の所定条件を満たす形状で設けることで、ダンパー室１２３内の定在波に起因する画質低下が抑制されるようになっている。 As described above, in the inkjet head 100 of the present embodiment in which the damper chamber 123 is provided between the plurality of channels 141 and the common discharge flow path 132, the common discharge flow path 132 is provided in a shape having a low pressure loss. By ensuring the flow rate of the discharged ink and providing the damper chamber 123 in a shape satisfying the above-mentioned predetermined conditions, deterioration of image quality due to standing waves in the damper chamber 123 is suppressed.

次に、インクジェットヘッド１００内においてインクを還流させて排出させるためのインク循環機構９の構成について説明する。 Next, the configuration of the ink circulation mechanism 9 for refluxing and discharging the ink in the inkjet head 100 will be described.

図８は、インク循環機構９の構成を示す模式図である。
インク循環機構９は、供給用サブタンク９１、還流用サブタンク９２及びメインタンク９３などを備える。
供給用サブタンク９１は、インクジェットヘッド１００に設けられたインクマニホールドに供給されるインクを貯留する。供給用サブタンク９１は、インク流路９４によってインレット１０３ａに接続されている。
還流用サブタンク９２は、インク流路９５によってアウトレット１０３ｂ、１０３ｃに接続されており、個別排出流路１２２及び共通排出流路１４２を含む上述のインク排出流路を通ってアウトレット１０３ｂ又はアウトレット１０３ｃから排出されたインクを貯留する。
供給用サブタンク９１及び還流用サブタンク９２は、インク流路９６で接続されている。そして、インク流路９６に設けられたポンプ９８により、還流用サブタンク９２から供給用サブタンク９１にインクを戻すことができるようになっている。
メインタンク９３は、供給用サブタンク９１に供給されるインクを貯留する。メインタンク９３は、インク流路９７によって供給用サブタンク９１に接続されている。また、インク流路９７に設けられたポンプ９９により、メインタンク９３から供給用サブタンク９１にインクが供給される。 FIG. 8 is a schematic diagram showing the configuration of the ink circulation mechanism 9.
The ink circulation mechanism 9 includes a supply sub-tank 91, a reflux sub-tank 92, a main tank 93, and the like.
The supply sub-tank 91 stores the ink supplied to the ink manifold provided in the inkjet head 100. The supply sub-tank 91 is connected to the inlet 103a by the ink flow path 94.
The reflux sub-tank 92 is connected to the outlets 103b and 103c by the ink flow path 95, and is discharged from the outlet 103b or the outlet 103c through the above-mentioned ink discharge flow path including the individual discharge flow path 122 and the common discharge flow path 142. Stores the ink that has been used.
The supply sub-tank 91 and the reflux sub-tank 92 are connected by an ink flow path 96. Then, the ink can be returned from the reflux sub-tank 92 to the supply sub-tank 91 by the pump 98 provided in the ink flow path 96.
The main tank 93 stores the ink supplied to the supply sub tank 91. The main tank 93 is connected to the supply sub-tank 91 by an ink flow path 97. Further, ink is supplied from the main tank 93 to the supply sub-tank 91 by the pump 99 provided in the ink flow path 97.

供給用サブタンク９１は、その液面が、ヘッドチップ１０のインク吐出面（以下、「位置基準面」とも記す）より高くなる位置に設けられ、還流用サブタンク９２の液面は、その液面が位置基準面より低くなる位置に設けられている。よって、位置基準面と供給用サブタンク９１との水頭差による圧力Ｐ１と、位置基準面と還流用サブタンク９２との水頭差による圧力Ｐ２が生じている。この結果、インレット１０３ａにおけるインクの圧力がアウトレット１０３ｂ、１０３ｃにおけるインクの圧力よりも高くなっている。この圧力差により、インレット１０３ａからインクマニホールド、インク供給口１５１、チャネル１４１、貫通流路１２１、個別排出流路１２２、共通排出流路１４２、垂直排出流路１３３、排出孔１５２を経てアウトレット１０３ｂ、１０３ｃに向かうインクの流れが生じ、インク吐出部１０ａへのインク供給、及びインク吐出部１０ａからのインクの排出（還流）がなされるようになっている。また、各サブタンク内のインク量や、各サブタンクの鉛直方向の位置を変更することで、圧力Ｐ１及び圧力Ｐ２を調整することができ、これによりインクの流速を調整することができる。 The liquid level of the supply sub-tank 91 is provided at a position where the liquid level is higher than the ink ejection surface of the head tip 10 (hereinafter, also referred to as “position reference surface”), and the liquid level of the reflux sub-tank 92 is the liquid level thereof. It is provided at a position lower than the position reference plane. Therefore, the pressure P1 due to the head difference between the position reference surface and the supply sub-tank 91 and the pressure P2 due to the head difference between the position reference surface and the reflux sub tank 92 are generated. As a result, the pressure of the ink at the inlet 103a is higher than the pressure of the ink at the outlets 103b and 103c. Due to this pressure difference, the inlet 103b passes through the ink manifold, the ink supply port 151, the channel 141, the through flow path 121, the individual discharge flow path 122, the common discharge flow path 142, the vertical discharge flow path 133, and the discharge hole 152 from the inlet 103a. An ink flow toward 103c is generated, and ink is supplied to the ink ejection unit 10a and ink is ejected (recirculated) from the ink ejection unit 10a. Further, the pressure P1 and the pressure P2 can be adjusted by changing the amount of ink in each sub-tank and the vertical position of each sub-tank, whereby the flow velocity of the ink can be adjusted.

次に、上記実施形態の効果を確認するために行った実験について説明する。
この実験では、接続流路１２４におけるインクの圧力損失を異ならせた複数のヘッドチップ１０を用意し、各ヘッドチップ１０におけるダンパー室１２３のダンパー効果を評価した Next, an experiment conducted to confirm the effect of the above embodiment will be described.
In this experiment, a plurality of head tips 10 having different ink pressure losses in the connection flow path 124 were prepared, and the damper effect of the damper chamber 123 in each head tip 10 was evaluated.

図９は、実験に用いた各ヘッドチップ１０の構成及び評価結果を示す図である。
実験では、５１２個のノズル１１１を有し、各ノズル１１１に対して１つの個別排出流路１２２が連通し、これら５１２本の個別排出流路１２２が１つのダンパー室１２３を介して１つの共通排出流路１３２に接続されている構成のヘッドチップ１０を用いた。また、接続流路１２４の数は２５６本とし、個別排出流路１２２における（合成の）圧力損失に対する、接続流路１２４における（合成の）圧力損失の比率を異ならせた５つのサンプルを、それぞれ実施例１～５とした。具体的には、上記圧力損失の比率が２、１、０．５、０．１、０．０１となるような断面積で接続流路１２４を設けたサンプルを、それぞれ実施例１～５とした。
また、ダンパー室１２３を設けず、個別排出流路１２２を直接共通排出流路１３２に接続した構成のサンプルを比較例とした。 FIG. 9 is a diagram showing the configuration and evaluation results of each head chip 10 used in the experiment.
In the experiment, there are 512 nozzles 111, one individual discharge flow path 122 communicates with each nozzle 111, and these 512 individual discharge flow paths 122 are one common through one damper chamber 123. A head tip 10 having a configuration connected to the discharge flow path 132 was used. Further, the number of the connecting flow paths 124 is 256, and five samples having different ratios of the (combined) pressure loss in the connecting flow path 124 to the (synthetic) pressure loss in the individual discharge flow paths 122 are respectively. Examples 1 to 5 were used. Specifically, the samples provided with the connection flow path 124 having a cross-sectional area such that the ratio of the pressure loss is 2, 1, 0.5, 0.1, 0.01 are shown in Examples 1 to 5, respectively. did.
Further, a sample having a configuration in which the individual discharge flow path 122 is directly connected to the common discharge flow path 132 without providing the damper chamber 123 was used as a comparative example.

ダンパー効果の評価結果は、複数のインク吐出部１０ａにおいて生じるクロストークの程度に応じて「◎」、「○」、「△」、「×」の４水準で評価した。
具体的には、５１２個のインク吐出部１０ａを、駆動周波数１０Ｈｚと１０ｋＨｚの２種類の駆動パターンで駆動し、５１２個のインク吐出部１０ａのうち吐出されたインクの飛翔速度のクロストークによる変化率が最大となったインク吐出部１０ａにおける当該変化率（最大変化率）で評価した。すなわち、この飛翔速度の最大変化率が２％未満であった場合を「◎」、２％以上４％未満であった場合を「○」、４％以上１０％未満であった場合を「△」、１０％以上であった場合を「×」とした。このうち「◎」、「○」、「△」は、実使用上問題のない画質が得られる正常範囲のクロストークレベルであり、「×」は、画質の低下が許容範囲を超えて問題となるクロストークレベルである。 The evaluation results of the damper effect were evaluated at four levels of "◎", "○", "Δ", and "×" according to the degree of crosstalk generated in the plurality of ink ejection portions 10a.
Specifically, 512 ink ejection units 10a are driven by two types of drive patterns having a drive frequency of 10 Hz and 10 kHz, and the flight speed of the ejected ink among the 512 ink ejection units 10a changes due to crosstalk. The evaluation was made based on the rate of change (maximum rate of change) in the ink ejection unit 10a having the maximum rate. That is, the case where the maximum rate of change of the flight speed is less than 2% is "◎", the case where it is 2% or more and less than 4% is "○", and the case where it is 4% or more and less than 10% is "△". , The case where it was 10% or more was regarded as "x". Of these, "◎", "○", and "△" are crosstalk levels in the normal range where image quality without problems in actual use can be obtained, and "×" indicates that the deterioration of image quality exceeds the permissible range. It is a crosstalk level.

図９に示されるように、ダンパー室１２３を有しない比較例では、ダンパー効果が「×」となり、クロストークに起因して許容範囲を超える画質低下が生じた。
一方、ダンパー室１２３を設けた実施例１～５は、ダンパー効果がいずれも「△」以上となり、クロストークレベルが、実使用上問題のない画質が得られる正常範囲に抑えられることが確認された。
中でも、接続流路１２４における圧力損失が個別排出流路１２２における圧力損失より小さい実施例２～５では、ダンパー効果が「○」又は「◎」となり、より効果的にクロストークが抑えられることが確認された。 As shown in FIG. 9, in the comparative example without the damper chamber 123, the damper effect became “x”, and the image quality deteriorated beyond the permissible range due to crosstalk.
On the other hand, in Examples 1 to 5 in which the damper chamber 123 was provided, it was confirmed that the damper effect was “Δ” or higher, and the crosstalk level was suppressed to the normal range in which image quality without problems in actual use could be obtained. rice field.
Above all, in Examples 2 to 5 in which the pressure loss in the connection flow path 124 is smaller than the pressure loss in the individual discharge flow path 122, the damper effect becomes “◯” or “◎”, and crosstalk can be suppressed more effectively. confirmed.

なお、この実験では評価していないが、個別排出流路１２２における圧力損失に対する接続流路１２４における圧力損失の比率が小さ過ぎると、ダンパー室１２３内の圧力波が必要以上に共通排出流路１３２に伝わりやすくなるため、共通排出流路１３２の形状が、ダンパー室１２３内の定在波の特性に影響を与えるようになる。この場合には、共通排出流路１３２及びダンパー室１２３の形状を、互いに独立して調整することができなくなってしまう。このため、上記圧力損失の比率は、共通排出流路１３２の形状がダンパー室１２３内の定在波の特性に影響を受けないか、又は影響が軽微である範囲内で調整することが望ましい。 Although not evaluated in this experiment, if the ratio of the pressure loss in the connection flow path 124 to the pressure loss in the individual discharge flow path 122 is too small, the pressure wave in the damper chamber 123 becomes unnecessarily common discharge flow path 132. The shape of the common discharge flow path 132 affects the characteristics of the standing wave in the damper chamber 123. In this case, the shapes of the common discharge flow path 132 and the damper chamber 123 cannot be adjusted independently of each other. Therefore, it is desirable to adjust the ratio of the pressure loss within a range in which the shape of the common discharge flow path 132 is not affected by the characteristics of the standing wave in the damper chamber 123, or the influence is slight.

（変形例）
続いて上記実施形態の変形例について説明する。本変形例は、接続流路１２４の形状が上記実施形態と異なる。以下では、上記実施形態との相違点について説明する。 (Modification example)
Subsequently, a modified example of the above embodiment will be described. In this modification, the shape of the connection flow path 124 is different from that of the above embodiment. Hereinafter, the differences from the above-described embodiment will be described.

図１０及び図１１は、変形例の一態様に係るヘッドチップ１０の断面を示す図である。
図１０に示されるヘッドチップ１０では、接続部１２５において、接続流路１２４が、複数のノズル１１１の各々に対応してノズル１１１と同一の数だけ設けられている。
また、図１１に示されるヘッドチップ１０では、Ｘ方向に延びるスリット状の単一の接続流路１２４が設けられている。すなわち、接続部１２５が、単一の接続流路１２４から構成されている。
これらの変形例のように、接続流路１２４は、ダンパー室１２３から共通排出流路１３２へ所望の態様で圧力波が伝播する範囲内で、その形状や数を任意に変更することができる。 10 and 11 are views showing a cross section of the head tip 10 according to one embodiment of the modified example.
In the head chip 10 shown in FIG. 10, in the connection portion 125, the connection flow paths 124 are provided in the same number as the nozzles 111 corresponding to each of the plurality of nozzles 111.
Further, the head chip 10 shown in FIG. 11 is provided with a single slit-shaped connection flow path 124 extending in the X direction. That is, the connection portion 125 is composed of a single connection flow path 124.
As in these modifications, the shape and number of the connection flow path 124 can be arbitrarily changed within a range in which the pressure wave propagates from the damper chamber 123 to the common discharge flow path 132 in a desired manner.

以上のように、本実施形態のインクジェットヘッド１００は、インクを貯留するインク貯留部としてのチャネル１４１と、チャネル１４１に貯留されたインクの圧力を変動させる圧力変動手段としての駆動電極１３６と、チャネル１４１に連通し、当該チャネル１４１内におけるインクの圧力の変動に応じてインクを吐出するノズル１１１と、を各々有する複数のインク吐出部１０ａと、複数のインク吐出部１０ａが有する複数のチャネル１４１に連通し、当該複数のチャネル１４１の各々からノズル１１１に供給されずに排出されたインクを一時的に貯留して、当該貯留されたインクの圧力変動を減衰させる圧力変動減衰部としてのダンパー室１２３と、接続部１２５を介してダンパー室１２３に接続され、ダンパー室１２３から接続部１２５を介してインクが流入する共通排出流路１３２と、を備える。
このように、複数のチャネル１４１と共通排出流路１３２との間にダンパー室１２３が設けられた構成によれば、ダンパー室１２３の形状を調整することで、チャネル１４１への圧力波の伝播に起因する画質低下を抑制しつつ、インクの圧力損失が小さくなる形状で共通排出流路１３２を設けることで、気泡や異物とともに排出されるインクの流量を増大させて、気泡や異物に起因する画質低下を抑制することができる。
より詳しくは、ダンパー室１２３の形状を、当該ダンパー室１２３に生じる定在波が、許容範囲を超えた画質低下を生じさせない特性となるような所定条件を満たす形状とすることが可能となるため、定在波による圧力波の伝播に起因する画質低下を効果的に抑制することができる。また、共通排出流路１３２の形状を、ダンパー室１２３の形状とは独立に調整することができるため、共通排出流路１３２におけるインクの圧力損失を効果的に低減させることができる。
また、ダンパー室１２３では、チャネル１４１から進入した圧力波による圧力変動を減衰させて圧力波を吸収することができるため、ダンパー室１２３において定在波を生じにくくすることができ、各チャネル１４１への圧力波の伝播を抑制することができる。また、ダンパー室１２３において吸収しきれなかった圧力波の一部は、接続流路１２４を通って共通排出流路１３２に逃げるため、これによっても、各チャネル１４１への圧力波の伝播を抑制することができる。 As described above, the inkjet head 100 of the present embodiment includes a channel 141 as an ink storage unit for storing ink, a drive electrode 136 as a pressure fluctuation means for varying the pressure of the ink stored in the channel 141, and a channel. A plurality of ink ejection units 10a having a nozzle 111 which communicates with 141 and ejects ink according to a fluctuation of the ink pressure in the channel 141, and a plurality of channels 141 having the plurality of ink ejection units 10a. The damper chamber 123 as a pressure fluctuation damping unit that temporarily stores the ink discharged from each of the plurality of channels 141 without being supplied to the nozzle 111 and attenuates the pressure fluctuation of the stored ink. And a common discharge flow path 132, which is connected to the damper chamber 123 via the connecting portion 125 and in which ink flows from the damper chamber 123 via the connecting portion 125.
As described above, according to the configuration in which the damper chamber 123 is provided between the plurality of channels 141 and the common discharge flow path 132, the shape of the damper chamber 123 can be adjusted to propagate the pressure wave to the channel 141. By providing the common discharge flow path 132 in a shape that reduces the pressure loss of the ink while suppressing the deterioration of the image quality caused by it, the flow rate of the ink discharged together with the bubbles and foreign substances is increased, and the image quality caused by the bubbles and foreign substances is increased. The decrease can be suppressed.
More specifically, the shape of the damper chamber 123 can be made into a shape satisfying a predetermined condition such that the standing wave generated in the damper chamber 123 does not cause a deterioration in image quality beyond the permissible range. , It is possible to effectively suppress the deterioration of image quality due to the propagation of pressure waves due to standing waves. Further, since the shape of the common discharge flow path 132 can be adjusted independently of the shape of the damper chamber 123, the pressure loss of the ink in the common discharge flow path 132 can be effectively reduced.
Further, in the damper chamber 123, since the pressure fluctuation due to the pressure wave entering from the channel 141 can be attenuated and the pressure wave can be absorbed, it is possible to make it difficult for a standing wave to be generated in the damper chamber 123, and to each channel 141. It is possible to suppress the propagation of the pressure wave. Further, since a part of the pressure wave that cannot be completely absorbed in the damper chamber 123 escapes to the common discharge flow path 132 through the connection flow path 124, this also suppresses the propagation of the pressure wave to each channel 141. be able to.

また、接続部１２５は、ダンパー室１２３及び共通排出流路１３２に各々接続された複数の接続流路１２４からなる。このような構成では、接続流路１２４の数や形状を調整することで、ダンパー室１２３から共通排出流路１３２へ、より容易に所望の態様で圧力波を逃がすことができる。 Further, the connection portion 125 includes a plurality of connection flow paths 124 connected to the damper chamber 123 and the common discharge flow path 132, respectively. In such a configuration, by adjusting the number and shape of the connection flow paths 124, the pressure wave can be more easily released from the damper chamber 123 to the common discharge flow path 132 in a desired manner.

また、複数のインク吐出部１０ａの各々は、チャネル１４１とダンパー室１２３とを接続する個別排出流路１２２を有し、接続部１２５は、当該接続部１２５におけるインクの圧力損失が、複数のインク吐出部１０ａが有する複数の個別排出流路１２２におけるインクの圧力損失より小さくなる形状を有する。これにより、ダンパー室１２３において吸収しきれなかった圧力波を共通排出流路１３２へ効率良く逃がすことができるため、各チャネル１４１への圧力波の伝播を効果的に抑制することができる。 Further, each of the plurality of ink ejection portions 10a has an individual discharge flow path 122 connecting the channel 141 and the damper chamber 123, and the connection portion 125 has a plurality of inks due to the pressure loss of the ink in the connection portion 125. It has a shape smaller than the pressure loss of ink in the plurality of individual discharge flow paths 122 of the discharge unit 10a. As a result, the pressure wave that could not be completely absorbed in the damper chamber 123 can be efficiently released to the common discharge flow path 132, so that the propagation of the pressure wave to each channel 141 can be effectively suppressed.

また、ダンパー室１２３は、当該ダンパー室１２３に貯留されたインクの圧力変動を吸収する圧力変動吸収部材としてのダンパー板１１Ｄを有する。また、このダンパー板１１Ｄは、ダンパー室１２３に貯留されたインクの圧力の変動に応じて変形することでインクの圧力変動を吸収する。これにより、ダンパー室１２３内のインクの圧力変動をより効果的に減衰させて、ダンパー室１２３に進入した圧力波をより効率良く吸収することができる。 Further, the damper chamber 123 has a damper plate 11D as a pressure fluctuation absorbing member that absorbs the pressure fluctuation of the ink stored in the damper chamber 123. Further, the damper plate 11D absorbs the pressure fluctuation of the ink by deforming according to the pressure fluctuation of the ink stored in the damper chamber 123. As a result, the pressure fluctuation of the ink in the damper chamber 123 can be attenuated more effectively, and the pressure wave that has entered the damper chamber 123 can be absorbed more efficiently.

また、インクジェットヘッド１００は、チャネル１４１、駆動電極１３６及び共通排出流路１３２が設けられている流路基板１４と、流路基板１４に接合され、ノズル１１１が設けられているノズル基板１１と、を備え、ダンパー室１２３は、流路基板１４及びノズル基板１１の接合面に沿って設けられて、外壁の一部がノズル基板１１からなり、ダンパー板１１Ｄは、ノズル基板１１のうちダンパー室１２３の外壁をなす部分である。このような構成では、ダンパー板１１Ｄの一方の面が開放された空気に接しており、この空気はその弾性力によってダンパー板１１Ｄの変形を阻害することがないため、ダンパー室１２３内のインクの圧力変動を効果的に減衰させることができる。 Further, the inkjet head 100 includes a flow path substrate 14 provided with a channel 141, a drive electrode 136, and a common discharge flow path 132, a nozzle substrate 11 joined to the flow path substrate 14 and provided with a nozzle 111. The damper chamber 123 is provided along the joint surface of the flow path substrate 14 and the nozzle substrate 11, and a part of the outer wall is composed of the nozzle substrate 11, and the damper plate 11D is the damper chamber 123 of the nozzle substrate 11. It is the part that forms the outer wall of. In such a configuration, one surface of the damper plate 11D is in contact with the open air, and this air does not hinder the deformation of the damper plate 11D due to its elastic force. Therefore, the ink in the damper chamber 123 Pressure fluctuations can be effectively damped.

また、ノズル基板１１には、ダンパー室１２３の外壁（ダンパー板１１Ｄ）をなす部分における流路基板１４側の面に凹部１１２が設けられている。これにより、ダンパー板１１Ｄを薄く、かつ撓みやすくすることができ、ダンパー室１２３においてより効果的に圧力変動を減衰させることができる。 Further, the nozzle substrate 11 is provided with a recess 112 on the surface of the flow path substrate 14 side in the portion forming the outer wall (damper plate 11D) of the damper chamber 123. As a result, the damper plate 11D can be made thin and easily bent, and the pressure fluctuation can be damped more effectively in the damper chamber 123.

また、ダンパー室１２３の内壁面は、当該ダンパー室１２３に貯留されるインクに対する濡れ性を増大させる親水処理がなされている。また、ダンパー室１２３の内壁面は、ノズル１１１の開口部が設けられているノズル開口面１１ａよりもインクの濡れ性が大きい。このような構成によれば、ダンパー室１２３の内壁面にインクが濡れ広がりやすくなり、ダンパー室１２３内に気泡がトラップされる不具合の発生を抑制することができる。 Further, the inner wall surface of the damper chamber 123 is subjected to a hydrophilic treatment that increases the wettability with respect to the ink stored in the damper chamber 123. Further, the inner wall surface of the damper chamber 123 has a higher wettability of ink than the nozzle opening surface 11a provided with the opening of the nozzle 111. According to such a configuration, the ink easily gets wet and spreads on the inner wall surface of the damper chamber 123, and it is possible to suppress the occurrence of a problem that air bubbles are trapped in the damper chamber 123.

また、本実施形態のインクジェット記録装置１は、上記のインクジェットヘッド１００を備えるので、効果的に画質低下を抑制することができる。 Further, since the inkjet recording device 1 of the present embodiment includes the above-mentioned inkjet head 100, deterioration of image quality can be effectively suppressed.

なお、本発明は、上記実施形態及び変形例に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、ダンパー室１２３の形状は、上記実施形態に記載した直方体形状に限られず、定在波を所望の特性とすることが可能な任意の形状とすることができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment and modification, and various modifications can be made.
For example, the shape of the damper chamber 123 is not limited to the rectangular parallelepiped shape described in the above embodiment, and may be any shape capable of having a standing wave as a desired characteristic.

また、上記実施形態では、ノズル基板１１のうちダンパー板１１Ｄを構成する部分の全体に単一の凹部１１２を設ける例を挙げて説明したが、凹部１１２の形状はこれに限られず、ダンパー板１１Ｄの厚さの少なくとも一部を薄くすることが可能な任意の形状とすることができる。例えば、ダンパー室１２３の延在方向（Ｘ方向）に延びる複数の線状の凹部１１２（スリット）を設けも良いし、Ｘ方向及びＹ方向に延びる線状の凹部１１２が組み合わされた格子状の凹部１１２を設けても良い。あるいは、凹部１１２は、ブラスト加工などによりランダムな形状で設けられたものであっても良い。
また、ノズル基板１１が十分な可撓性を有している場合には、凹部１１２を設けないこととしても良い。 Further, in the above embodiment, an example in which a single recess 112 is provided in the entire portion of the nozzle substrate 11 constituting the damper plate 11D has been described, but the shape of the recess 112 is not limited to this, and the damper plate 11D is not limited to this. It can be any shape that can be thinned at least part of the thickness of. For example, a plurality of linear recesses 112 (slits) extending in the extending direction (X direction) of the damper chamber 123 may be provided, or a grid-like pattern in which the linear recesses 112 extending in the X and Y directions are combined. The recess 112 may be provided. Alternatively, the recess 112 may be provided in a random shape by blasting or the like.
Further, if the nozzle substrate 11 has sufficient flexibility, the recess 112 may not be provided.

また、圧力波をより効果的に吸収する目的で、ダンパー室１２３の内壁面の全体に凹凸を設けても良い。 Further, for the purpose of more effectively absorbing the pressure wave, unevenness may be provided on the entire inner wall surface of the damper chamber 123.

また、上記実施形態では、複数のチャネル１４１の各々とダンパー室１２３とを、個別排出流路１２２を介して接続する構成を例に挙げて説明したが、これに限られず、各チャネル１４１を、個別排出流路１２２を介さずに直接ダンパー室１２３に接続した構成としても良い。 Further, in the above embodiment, the configuration in which each of the plurality of channels 141 and the damper chamber 123 are connected via the individual discharge flow paths 122 has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and each channel 141 is described. It may be configured to be directly connected to the damper chamber 123 without going through the individual discharge flow path 122.

また、ダンパー室１２３として、ダンパー板１１Ｄの変形によりインクの圧力変動を減衰させる構成のものを例に挙げて説明したが、これに限定する趣旨ではない。例えば、ダンパー室１２３は、内部に取り込まれた（又は、内部で発生させた）気泡の弾性力によりインクの圧力変動を減衰させるものとしても良い。 Further, the damper chamber 123 has been described by taking as an example a configuration in which the pressure fluctuation of the ink is attenuated by the deformation of the damper plate 11D, but the purpose is not limited to this. For example, the damper chamber 123 may attenuate the pressure fluctuation of the ink by the elastic force of the bubbles taken in (or generated inside) inside.

また、上記実施形態では、シアモードのインクジェットヘッド１００を例に挙げて説明したが、これに限られず、インク貯留部としての圧力室の壁面に固着された圧電素子（圧力変動手段）を変形させることで圧力室内のインクの圧力を変動させてインクを吐出させる、ベントモードのインクジェットヘッドに対して本発明を適用しても良い。 Further, in the above embodiment, the shear mode inkjet head 100 has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and the piezoelectric element (pressure fluctuation means) fixed to the wall surface of the pressure chamber as the ink storage portion is deformed. The present invention may be applied to an inkjet head in a vent mode in which the pressure of the ink in the pressure chamber is fluctuated to eject the ink.

また、上記各実施形態及び各変形例では、搬送ベルト２ｃを備える搬送部２により記録媒体Ｍを搬送する例を用いて説明したが、これに限定する趣旨ではなく、搬送部２は、例えば回転する搬送ドラムの外周面上で記録媒体Ｍを保持して搬送するものであっても良い。 Further, in each of the above-described embodiments and modifications, the example in which the recording medium M is transported by the transport unit 2 provided with the transport belt 2c has been described, but the purpose is not limited to this, and the transport unit 2 is, for example, rotated. The recording medium M may be held and transported on the outer peripheral surface of the transport drum.

また、上記各実施形態及び各変形例では、シングルパス形式のインクジェット記録装置１を例に挙げて説明したが、インクジェットヘッド１００を走査させながら画像の記録を行うインクジェット記録装置に本発明を適用しても良い。 Further, in each of the above embodiments and modifications, the single-pass type inkjet recording apparatus 1 has been described as an example, but the present invention is applied to an inkjet recording apparatus that records an image while scanning the inkjet head 100. May be.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。 Although some embodiments of the present invention have been described, the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof. ..

１ インクジェット記録装置
２ 搬送部
２ａ 搬送ローラー
２ｃ 搬送ベルト
３ ヘッドユニット
９ インク循環機構
１０ ヘッドチップ
１０ａ インク吐出部
１１ ノズル基板
１１ａ ノズル開口面
１１Ｄ ダンパー板
１１１ ノズル
１１２ 凹部
１２ 流路スペーサー基板
１２１ 貫通流路
１２２ 個別排出流路
１２３ ダンパー室
１２４ 接続流路
１２５ 接続部
１３ 圧力室基板
１３１ 圧力室
１３２ 共通排出流路
１３３ 垂直排出流路
１３４ 隔壁
１３５ 接続電極
１３６ 駆動電極
１４ 流路基板
１４１ チャネル
１４２ 共通排出流路
１５ 配線基板
１５１ インク供給口
１５２ 排出孔
２０ ＦＰＣ
１００ インクジェットヘッド
Ｍ 記録媒体 1 Inkjet recording device 2 Conveyor 2a Conveyor roller 2c Conveyor belt 3 Head unit 9 Ink circulation mechanism 10 Head chip 10a Ink ejection part 11 Nozzle board 11a Nozzle opening surface 11D Damper plate 111 Nozzle 112 Recess 12 Flow path spacer board 121 Through flow path 122 Individual discharge flow path 123 Damper chamber 124 Connection flow path 125 Connection part 13 Pressure chamber board 131 Pressure chamber 132 Common discharge flow path 133 Vertical discharge flow path 134 Bulk partition 135 Connection electrode 136 Drive electrode 14 Flow path board 141 Channel 142 Common discharge flow Road 15 Wiring board 151 Ink supply port 152 Discharge hole 20 FPC
100 Inkjet head M Recording medium

Claims (13)

インクを貯留するインク貯留部と、
前記インク貯留部に貯留されたインクの圧力を変動させる圧力変動手段と、
前記インク貯留部に連通し、当該インク貯留部内におけるインクの圧力の変動に応じてインクを吐出するノズルと、
を各々有する複数のインク吐出部と、
前記複数のインク吐出部が有する複数の前記インク貯留部に連通し、当該複数のインク貯留部の各々から前記ノズルに供給されずに排出されたインクを一時的に貯留して、当該貯留されたインクの圧力変動を減衰させる圧力変動減衰部と、
接続部を介して前記圧力変動減衰部に接続され、前記圧力変動減衰部から前記接続部を介してインクが流入する共通排出流路と、
を備え、
前記複数のインク吐出部が有する複数の前記ノズルは、所定の配列方向に一次元配列された前記ノズルからそれぞれなる少なくとも１つのノズル列を構成しており、
前記圧力変動減衰部は、前記配列方向について、前記少なくとも１つのノズル列が設けられた範囲を包含する範囲に亘って一繋がりとなるように設けられており、
前記共通排出流路は、前記配列方向について、前記少なくとも１つのノズル列が設けられた範囲を包含する範囲に亘って一繋がりとなるように設けられており、
前記接続部においてインクが流れる部分の、当該接続部におけるインクの流動方向に垂直な断面の面積は、前記流動方向に垂直な前記圧力変動減衰部の断面の面積、及び前記流動方向に垂直な前記共通排出流路の断面の面積よりも小さい、インクジェットヘッド。 Ink storage unit that stores ink and
A pressure fluctuating means that fluctuates the pressure of the ink stored in the ink storage unit, and
A nozzle that communicates with the ink reservoir and ejects ink according to fluctuations in ink pressure in the ink reservoir.
With multiple ink ejection parts, each of which has
The ink that was communicated with the plurality of ink storage units of the plurality of ink ejection units and was discharged from each of the plurality of ink storage units without being supplied to the nozzle was temporarily stored and stored. A pressure fluctuation damping part that attenuates ink pressure fluctuations,
A common discharge flow path that is connected to the pressure fluctuation damping portion via the connection portion and ink flows from the pressure fluctuation damping portion through the connection portion.
Equipped with
The plurality of nozzles included in the plurality of ink ejection portions form at least one nozzle array composed of the nozzles one-dimensionally arranged in a predetermined arrangement direction.
The pressure fluctuation damping portion is provided so as to be connected in the arrangement direction over a range including a range in which the at least one nozzle row is provided.
The common discharge flow path is provided so as to be connected in the arrangement direction over a range including a range in which the at least one nozzle row is provided.
The area of the cross section of the portion where the ink flows in the connection portion perpendicular to the flow direction of the ink in the connection portion is the area of the cross section of the pressure fluctuation damping portion perpendicular to the flow direction and the area perpendicular to the flow direction. An inkjet head that is smaller than the cross-sectional area of the common discharge channel . 前記接続部は、前記圧力変動減衰部及び前記共通排出流路に各々接続された複数の接続流路からなる請求項１に記載のインクジェットヘッド。 The inkjet head according to claim 1, wherein the connection portion includes a plurality of connection flow paths connected to the pressure fluctuation damping portion and the common discharge flow path, respectively. 前記複数の接続流路は、前記配列方向について等間隔に設けられている請求項２に記載のインクジェットヘッド。The inkjet head according to claim 2, wherein the plurality of connection channels are provided at equal intervals in the arrangement direction. 前記共通排出流路は、前記配列方向に垂直なある方向から見て、前記圧力変動減衰部を包含する範囲に設けられている請求項１から３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。The inkjet head according to any one of claims 1 to 3, wherein the common discharge flow path is provided in a range including the pressure fluctuation damping portion when viewed from a certain direction perpendicular to the arrangement direction. 前記配列方向に垂直な前記共通排出流路の断面の面積は、前記配列方向に垂直な前記圧力変動減衰部の断面の面積よりも大きい請求項１から４のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。The inkjet head according to any one of claims 1 to 4, wherein the area of the cross section of the common discharge flow path perpendicular to the arrangement direction is larger than the area of the cross section of the pressure fluctuation damping portion perpendicular to the arrangement direction. .. 前記複数のインク吐出部の各々は、前記インク貯留部と前記圧力変動減衰部とを接続する個別排出流路を有し、
前記接続部は、当該接続部におけるインクの圧力損失が、前記複数のインク吐出部が有する複数の前記個別排出流路におけるインクの圧力損失より小さくなる形状を有する請求項１から３のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。 Each of the plurality of ink ejection portions has an individual discharge flow path connecting the ink storage portion and the pressure fluctuation damping portion.
One of claims 1 to 3, wherein the connection portion has a shape in which the pressure loss of ink at the connection portion is smaller than the pressure loss of ink in the plurality of individual discharge channels of the plurality of ink ejection portions. Inkjet head as described in the section . 前記圧力変動減衰部は、当該圧力変動減衰部に貯留されたインクの圧力変動を吸収する圧力変動吸収部材を有する請求項１から６のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。 The inkjet head according to any one of claims 1 to 6 , wherein the pressure fluctuation damping unit has a pressure fluctuation absorbing member that absorbs pressure fluctuations of ink stored in the pressure fluctuation damping unit. 前記圧力変動吸収部材は、前記圧力変動減衰部の外壁の一部であり、前記圧力変動減衰部に貯留されたインクの圧力の変動に応じて変形することでインクの圧力変動を吸収する請求項７に記載のインクジェットヘッド。 The pressure fluctuation absorbing member is a part of the outer wall of the pressure fluctuation damping portion, and absorbs the pressure fluctuation of the ink by deforming according to the pressure fluctuation of the ink stored in the pressure fluctuation damping portion. 7. The inkjet head according to 7. 前記インク貯留部、前記圧力変動手段及び前記共通排出流路が設けられている流路基板と、
前記流路基板に接合され、前記ノズルが設けられているノズル基板と、
を備え、
前記圧力変動減衰部は、前記流路基板及び前記ノズル基板の接合面に沿って設けられて、外壁の一部が前記ノズル基板からなり、
前記圧力変動吸収部材は、前記ノズル基板のうち前記圧力変動減衰部の外壁をなす部分である請求項８に記載のインクジェットヘッド。 A flow path board provided with the ink storage unit, the pressure fluctuation means, and the common discharge flow path,
A nozzle board joined to the flow path board and provided with the nozzle,
Equipped with
The pressure fluctuation damping portion is provided along the joint surface of the flow path substrate and the nozzle substrate, and a part of the outer wall is made of the nozzle substrate.
The inkjet head according to claim 8 , wherein the pressure fluctuation absorbing member is a portion of the nozzle substrate that forms an outer wall of the pressure fluctuation damping portion. 前記ノズル基板には、前記圧力変動減衰部の外壁をなす部分における前記流路基板側の面に凹部が設けられている請求項９に記載のインクジェットヘッド。 The inkjet head according to claim 9 , wherein the nozzle substrate is provided with a recess on the surface of the flow path substrate side in a portion forming an outer wall of the pressure fluctuation damping portion. 前記圧力変動減衰部の内壁面は、当該圧力変動減衰部に貯留されるインクに対する濡れ性を増大させる親水処理がなされている請求項１から１０のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。 The inkjet head according to any one of claims 1 to 10 , wherein the inner wall surface of the pressure fluctuation damping portion is subjected to a hydrophilic treatment that increases the wettability with respect to the ink stored in the pressure fluctuation damping portion. 前記圧力変動減衰部の内壁面は、前記ノズルの開口部が設けられているノズル開口面よりもインクに対する濡れ性が大きい請求項１から１１のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。 The inkjet head according to any one of claims 1 to 11 , wherein the inner wall surface of the pressure fluctuation damping portion has a higher wettability to ink than the nozzle opening surface provided with the nozzle opening. 請求項１から１２のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドを備えるインクジェット記録装置。 An inkjet recording apparatus comprising the inkjet head according to any one of claims 1 to 12 .
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