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JP2006240024A - Liquid droplet discharging head and liquid droplet discharging apparatus - Google Patents

Liquid droplet discharging head and liquid droplet discharging apparatus Download PDF

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JP2006240024A
JP2006240024A JP2005057946A JP2005057946A JP2006240024A JP 2006240024 A JP2006240024 A JP 2006240024A JP 2005057946 A JP2005057946 A JP 2005057946A JP 2005057946 A JP2005057946 A JP 2005057946A JP 2006240024 A JP2006240024 A JP 2006240024A
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ink
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chamber
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid droplet discharging head in which nozzles are highly densely made, which can be miniaturized and whose rigidity is also ensured, and a liquid droplet discharging apparatus equipped with this liquid droplet discharging head. <P>SOLUTION: Feed holes 73 are formed on every pressure room 86. When a lower part substrate 90C is divided into two left and right regions at the center in the longitudinal direction (an arrow mark H direction) as a boundary by a plane view from the delivering direction of an ink, the feed holes 73 in the left side region are formed in positions corresponding to the left end of the pressure room 86, and the feed holes 73 in the right side region are formed in positions corresponding to the right end of the pressure room 86. Namely, in Fig.5(A), the feed holes 73 to the sixth line from the left end are formed at the positions corresponding to the left end of the pressure room 86, and the feed holes 73 to the seventh line and the right end from the left end are formed at the positions corresponding to the right end of the pressure room 86. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、液滴を吐出するノズル、ノズルと連通するとともに液体が充填される圧力室、及び、圧力室に供給する液体を貯留するプール室、を有する液滴吐出ヘッド、及び、この液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置に関する。   The present invention relates to a droplet discharge head having a nozzle that discharges a droplet, a pressure chamber that communicates with the nozzle and is filled with a liquid, and a pool chamber that stores a liquid to be supplied to the pressure chamber, and the droplet The present invention relates to a droplet discharge device provided with a discharge head.

従来から、液滴吐出ヘッドとしてのインクジェット記録ヘッド(以下、単に「記録ヘッド」という場合がある)の複数のノズルから選択的にインク滴を吐出し、記録紙等の記録媒体に文字や画像等を印刷するインクジェット記録装置は知られている。   Conventionally, ink droplets are selectively ejected from a plurality of nozzles of an ink jet recording head (hereinafter sometimes simply referred to as “recording head”) as a droplet ejection head, and characters, images, etc. are recorded on a recording medium such as recording paper. Inkjet recording apparatuses for printing are known.

ところで、インクジェット記録装置において、通常、インクは、インクタンクから一旦インクプール室へ供給され、インクプール室から供給路を経てインク吐出ノズルへと供給される。   By the way, in an ink jet recording apparatus, normally, ink is once supplied from an ink tank to an ink pool chamber, and then supplied from an ink pool chamber to an ink discharge nozzle through a supply path.

このような構成のインクジェット記録ヘッドにおいて、近年では、低コストで小型でありながら、高解像度な印刷が可能とされることが求められている。この要求に応えるためには、ノズルを高密度に配設することが必要となり、このため、例えば、特許文献1に記載の液体吐出装置では、インクプール室(液体リザーバ)からノズルへ液体を供給するための供給口の配列ピッチをノズルの配列ピッチよりも大きくしている。しかしながら、特許文献1に記載の技術では、液体リザーバは、各ノズル毎に設けられているため、供給口の配列ピッチを小さくすることができず、結果的に、ヘッドのサイズが大きくなってしまう。   In recent years, the inkjet recording head having such a configuration is required to be capable of high-resolution printing while being low-cost and small. In order to meet this requirement, it is necessary to arrange the nozzles at a high density. For this reason, for example, in the liquid ejection device described in Patent Document 1, liquid is supplied from the ink pool chamber (liquid reservoir) to the nozzles. For this purpose, the arrangement pitch of the supply ports is made larger than the arrangement pitch of the nozzles. However, in the technique described in Patent Document 1, since the liquid reservoir is provided for each nozzle, the arrangement pitch of the supply ports cannot be reduced, and as a result, the head size increases. .

一方、インクジェット記録ヘッドの小型化のため、インクプール室を複数のノズルへのインク供給のために共通のものとすると、インクプール室が剛性不足となり、組立工程時における残留応力で反り変形したり、吐出動作時に撓み振動したりするなどの問題の発生も考えられる。特に、記録紙の全幅にわたる画像記録が可能とされている、いわゆるFull Width Array(FWA)などは、インクジェット記録ヘッドのサイズが大きく、上記問題が顕著となってしまう。
特開2002−286735号公報
On the other hand, if the ink pool chamber is made common for supplying ink to a plurality of nozzles in order to reduce the size of the ink jet recording head, the ink pool chamber becomes insufficiently rigid and warps and deforms due to residual stress during the assembly process. The occurrence of problems such as bending and vibration during the discharge operation is also conceivable. In particular, the so-called Full Width Array (FWA), which enables image recording over the entire width of the recording paper, has a large ink jet recording head size, and the above problem becomes remarkable.
JP 2002-286735 A

本発明は、このような問題点に鑑み、ノズルの高密度化と、小型化が図れるとともに、剛性も確保された液滴吐出ヘッド、及び、この液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置を提供することを目的とする。   In view of such problems, the present invention provides a droplet discharge head that can increase the density and size of the nozzle and ensure rigidity, and a droplet discharge device including the droplet discharge head. The purpose is to provide.

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項1に記載の液滴吐出ヘッドは、所定方向に等間隔に配列され液滴が吐出される複数のノズルと、前記複数のノズルの各々と連通し、液体が充填される圧力室と、複数の前記圧力室に供給する液体を貯留する共通プール室を構成すると共に、前記圧力室の各々に液体を供給する複数の供給孔が形成された共通プール室部材と、前記共通プール室部材の強度を補強する補強部材と、を備え、前記複数の供給孔のうちの少なくとも一部の長間隔供給孔が、隣接する1の供給孔との距離が隣接する他の供給孔との距離よりも遠くなる位置に配置され、この長間隔供給孔と隣接する前記1の供給孔との間に長間隔領域が構成され、前記共通プール室部材の前記長間隔領域に前記補強部材が配置されていること、を特徴とするものである。   In order to achieve the above object, a liquid droplet ejection head according to claim 1 of the present invention includes a plurality of nozzles arranged at equal intervals in a predetermined direction and ejecting liquid droplets, and each of the plurality of nozzles. And a common pool chamber for storing the liquid to be supplied to the plurality of pressure chambers, and a plurality of supply holes for supplying the liquid to each of the pressure chambers are formed. A common pool chamber member and a reinforcing member that reinforces the strength of the common pool chamber member, wherein at least some of the plurality of supply holes are provided with one adjacent supply hole. It is arranged at a position where the distance is longer than the distance to the other supply holes adjacent to each other, a long interval region is formed between the long interval supply hole and the adjacent one supply hole, and the common pool chamber member The reinforcing member is disposed in the long interval region. It is characterized in.

請求項1に記載の発明では、共通プール室は、複数の圧力室に供給する液体を貯留している、すなわち、複数の圧力室に共通のものとされているので、圧力室毎に個別プール室を形成する場合と比較して、高密度に配置されたノズルに対応させて共通プール室からノズルへと液体を供給する供給孔についても高密度に配置することができる。したがって、液滴吐出ヘッドを構成する共通プール室部材も小さくすることができ、液滴吐出ヘッドの小型化を図ることができる。   In the first aspect of the present invention, the common pool chamber stores liquid to be supplied to the plurality of pressure chambers, that is, the common pool chamber is common to the plurality of pressure chambers. Compared with the case where the chamber is formed, the supply holes for supplying the liquid from the common pool chamber to the nozzles can be arranged at a high density corresponding to the nozzles arranged at a high density. Therefore, the common pool chamber member constituting the droplet discharge head can also be reduced, and the droplet discharge head can be reduced in size.

ところで、本発明では、共通プール室の強度を補強するために、共通プール室に補強部材が備えられている。この補強部材を、高密度に配置された供給孔の間に配置するのは困難であり、例えば、図11に示すように、ノズルNのピッチにあわせて、圧力室Cに対応する位置に等間隔に供給孔Aが配置されていたのでは、補強部材Bが供給孔を塞いでしまう。そこで、図10に示すように、補強部材自体の幅を狭くして、供給孔Aを塞がないようにすることが考えられるが、これでは共通プール室部材の剛性を高めることが難しい。   By the way, in this invention, in order to reinforce the intensity | strength of a common pool room, the reinforcement member is provided in the common pool room. It is difficult to arrange the reinforcing members between the supply holes arranged at high density. For example, as shown in FIG. 11, the reinforcing members are arranged at positions corresponding to the pressure chambers C according to the pitch of the nozzles N. If the supply holes A are arranged at intervals, the reinforcing member B blocks the supply holes. Therefore, as shown in FIG. 10, it can be considered that the width of the reinforcing member itself is narrowed so as not to block the supply hole A, but this makes it difficult to increase the rigidity of the common pool chamber member.

そこで、請求項1に記載の発明では、複数の供給孔のうちの少なくとも一部の供給孔を、長間隔供給孔として隣接する1の供給孔との距離が隣接する他の供給孔との距離よりも遠くなる位置に配置する。したがって、長間隔供給孔とその隣接する1の供給孔との間の距離は長くなり、長間隔領域が構成される。そして、この長間隔領域に補強部材を配置するのである。   Therefore, in the first aspect of the present invention, at least a part of the plurality of supply holes is a long-interval supply hole, and the distance from one adjacent supply hole is a distance from another adjacent supply hole. Place it farther away. Therefore, the distance between the long interval supply hole and the adjacent one supply hole becomes long, and a long interval region is formed. And a reinforcing member is arrange | positioned in this long space | interval area | region.

これにより、供給孔が整列されている場合と比較して、補強部材の幅を広くすることができ、共通プール室部材の剛性を高くすることができ、液滴吐出ヘッドの剛性を確保することができる。   Thereby, compared with the case where the supply holes are aligned, the width of the reinforcing member can be widened, the rigidity of the common pool chamber member can be increased, and the rigidity of the droplet discharge head is ensured. Can do.

請求項2に記載の液滴吐出ヘッドは、請求項1に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記複数のノズルがマトリクス状に配置されていること、を特徴としている。   According to a second aspect of the present invention, in the liquid droplet ejection head according to the first aspect, the plurality of nozzles are arranged in a matrix.

このように、複数のノズルがマトリクス状に配置されている場合には、特に補強部材の配置が難しいため、請求項1の液滴吐出ヘッドとすることが好ましい。また、ノズルがマトリクス状に配置されたヘッドでは、一列状に配置された場合よりもヘッド幅が大きくなるので剛性が低下しやすいという課題があるが、本発明によれば、マトリクス状配列のヘッドでも効果的に剛性を確保することができる。   As described above, when the plurality of nozzles are arranged in a matrix, it is particularly difficult to dispose the reinforcing member. Therefore, the droplet discharge head according to claim 1 is preferable. Further, in the head in which the nozzles are arranged in a matrix, the head width becomes larger than that in the case where the nozzles are arranged in a row, so that there is a problem that the rigidity is easily lowered. However, rigidity can be effectively secured.

請求項3に記載の液滴吐出ヘッドは、請求項2に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、少なくとも一列分の前記供給孔が前記長間隔供給孔とされ、前記補強部材が前記共通プール室部材の幅方向を横断するように配置されていること、を特徴とするものである。   The droplet discharge head according to claim 3 is the droplet discharge head according to claim 2, wherein the supply holes for at least one row are the long interval supply holes, and the reinforcing member is the common pool chamber member. It arrange | positions so that the width direction may be crossed, It is characterized by the above-mentioned.

上記構成によれば、共通プール室部材の幅方向を横断するように補強部材が配置されているので、共通プール室部材を効果的に補強することができる。   According to the said structure, since the reinforcement member is arrange | positioned so that the width direction of a common pool chamber member may be crossed, a common pool chamber member can be reinforced effectively.

請求項4に記載の液滴吐出ヘッドは、請求項3に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記補強部材が、前記共通プール室を複数のプール室に分割する隔壁とされていること、を特徴とするものである。   The droplet discharge head according to claim 4 is the droplet discharge head according to claim 3, wherein the reinforcing member is a partition that divides the common pool chamber into a plurality of pool chambers. It is what.

上記構成によれば、補強部材が隔壁を兼ねており、隔壁により共通プール室が分割されて各プール室の容量が小さくなるので、プール室内での液体の流れをスムーズにすることができる。また、共通プール室にインクを注入する注入口とそれぞれの供給孔との距離に大きな差があると流路抵抗の差となって吐出特性バラツキの原因となるが、本構成によればその差が小さくなるので、特性をより均一にすることができる。   According to the above configuration, the reinforcing member also serves as the partition, and the common pool chamber is divided by the partition and the capacity of each pool chamber is reduced. Therefore, the liquid flow in the pool chamber can be made smooth. In addition, if there is a large difference in the distance between the inlet for injecting ink into the common pool chamber and each supply hole, it will cause a difference in flow path resistance and cause discharge characteristics variation. Can be made more uniform.

請求項5に記載の液滴吐出ヘッドは、請求項3に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記補強部材が、前記共通プール室内で液体の流路を構成する整流板とされていること、を特徴とするものである。   The droplet discharge head according to claim 5 is the droplet discharge head according to claim 3, wherein the reinforcing member is a rectifying plate constituting a liquid flow path in the common pool chamber. It is a feature.

上記構成によれば、補強部材が整流板を兼ねているので、共通プール室内での液体の流れをスムーズにすることができ、混入した気泡やゴミの排出性が向上し、さらにインク充填作業時のインク消費量を低減できる。   According to the above configuration, since the reinforcing member also serves as the current plate, the flow of the liquid in the common pool room can be made smooth, and the discharge of mixed bubbles and dust can be improved. Ink consumption can be reduced.

請求項6に記載の液滴吐出ヘッドは、請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、液滴吐出方向から見て、前記ノズル、このノズルと連通された圧力室、及びこの圧力室に液体を供給する供給孔、の相対位置関係が、すべての組み合わせにおいて同じであること、を特徴とするものである。   The droplet discharge head according to claim 6 is the droplet discharge head according to any one of claims 1 to 5, wherein the nozzle is communicated with the nozzle as viewed from the droplet discharge direction. The relative positional relationship between the pressure chamber and the supply hole for supplying a liquid to the pressure chamber is the same in all combinations.

上記構成によれば、イジェクタを構成する圧力室、ノズル、供給孔の相対位置関係が、すべてのイジェクタについて同じ構成とされているので、相対位置関係が異なることによる液滴の吐出特性のバラツキが生ぜず、均一な液滴を吐出させることができる。   According to the above configuration, the relative positional relationship among the pressure chambers, nozzles, and supply holes constituting the ejector is the same for all the ejectors. Therefore, there is a variation in droplet discharge characteristics due to the different relative positional relationship. It does not occur, and uniform droplets can be discharged.

請求項7に記載の液滴吐出装置は、請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッドを備えたものである。   A droplet discharge device according to a seventh aspect includes the droplet discharge head according to any one of the first to sixth aspects.

上記液滴吐出装置によれば、液滴吐出ヘッドの剛性を確保することができるので、信頼性の高い液滴吐出装置とすることができる。   According to the above-described liquid droplet ejection apparatus, the rigidity of the liquid droplet ejection head can be ensured, so that a highly reliable liquid droplet ejection apparatus can be obtained.

以上、本発明によれば、液滴吐出ヘッドのノズルの高密度化と、小型化が図れるとともに、剛性も確保することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to increase the density and size of the nozzles of the droplet discharge head and to ensure rigidity.

インクジェット記録装置10は、図1に示すように、用紙を送り出す用紙供給部12と、用紙の姿勢を制御するレジ調整部14と、インク滴を吐出して用紙に画像形成する記録ヘッド部16と、記録ヘッド部16のメンテナンスを行なうメンテナンス部18とを備える記録部20と、記録部20で画像形成された用紙を排出する排出部22とから基本的に構成される。   As shown in FIG. 1, the ink jet recording apparatus 10 includes a sheet supply unit 12 that feeds out a sheet, a registration adjustment unit 14 that controls the attitude of the sheet, a recording head unit 16 that forms an image on a sheet by ejecting ink droplets. The recording unit 20 includes a maintenance unit 18 that performs maintenance of the recording head unit 16, and a discharge unit 22 that discharges a sheet on which an image is formed by the recording unit 20.

用紙供給部12は、用紙が積層されてストックされているストッカ24と、ストッカ24から1枚ずつ枚葉してレジ調整部14に搬送する搬送装置26とから構成されている。   The sheet supply unit 12 includes a stocker 24 in which sheets are stacked and stocked, and a transport device 26 that transports the sheets one by one from the stocker 24 to the registration adjusting unit 14.

レジ調整部14は、ループ形成部28と用紙の姿勢を制御するガイド部材29が備えられており、この部分を通過することによって用紙のコシを利用してスキューが矯正されると共に搬送タイミングが制御されて記録部20に進入する。   The registration adjusting unit 14 includes a loop forming unit 28 and a guide member 29 for controlling the posture of the paper. By passing through this portion, the skew is corrected using the stiffness of the paper and the conveyance timing is controlled. The recording unit 20 is entered.

排出部22は、記録部20で画像が形成された用紙を排紙ベルト23を介してトレイ25に収納するものである。   The discharge unit 22 stores the sheet on which the image is formed by the recording unit 20 in the tray 25 via the discharge belt 23.

記録ヘッド部16とメンテナンス部18の間には、記録紙Pが搬送される用紙搬送路104が構成されている(搬送方向を矢印Hで示す)。スターホイール17と搬送ロール19とで記録紙Pを挟持しつつ連続的に(停止することなく)搬送する。そして、この用紙に対して、記録ヘッド部16からインク滴が吐出され当該記録紙Pに画像が形成される。   Between the recording head unit 16 and the maintenance unit 18, a paper conveyance path 104 for conveying the recording paper P is configured (the conveyance direction is indicated by an arrow H). The recording paper P is sandwiched between the star wheel 17 and the transport roll 19 and transported continuously (without stopping). Then, ink droplets are ejected from the recording head unit 16 to the paper, and an image is formed on the recording paper P.

メンテナンス部18は、インクジェット記録ヘッド32に対して対向配置されるメンテナンス装置21で構成されており、インクジェット記録ヘッド32に対するキャッピングや、ワイピング、さらにダミージェットやバキューム等の処理を行うことができる。   The maintenance unit 18 includes a maintenance device 21 that is disposed to face the ink jet recording head 32, and can perform capping, wiping, dummy jet, vacuum processing, and the like on the ink jet recording head 32.

図2に示すように、インクジェット記録ユニット30のそれぞれは、用紙搬送方向と直交する方向に配置された、複数のインクジェット記録ヘッド32を備えている。インクジェット記録ヘッド32には、マトリックス状に複数のノズル84が形成されている。用紙搬送路104を連続的に搬送される記録紙Pに対し、ノズル84からインク滴を吐出することで、記録紙P上に画像が記録される。なお、インクジェット記録ユニット30は、たとえば、いわゆるフルカラーの画像を記録するために、YMCKの各色に対応して、少なくとも4つ配置されている。   As shown in FIG. 2, each of the inkjet recording units 30 includes a plurality of inkjet recording heads 32 arranged in a direction orthogonal to the paper transport direction. In the ink jet recording head 32, a plurality of nozzles 84 are formed in a matrix. An image is recorded on the recording paper P by ejecting ink droplets from the nozzles 84 onto the recording paper P that is continuously transported through the paper transporting path 104. For example, in order to record a so-called full-color image, at least four inkjet recording units 30 are arranged corresponding to each color of YMCK.

図3に示すように、それぞれのインクジェット記録ユニット30のノズル84による印字領域幅は、このインクジェット記録装置10での画像記録が想定される記録紙Pの用紙最大幅PWよりも長くされており、インクジェット記録ユニット30を紙幅方向に移動させることなく記録紙Pの全幅にわたる画像記録が可能とされている(いわゆるFull Width Array(FWA))。ここで、印字領域とは、用紙の両端から印字しないマージンを引いた記録領域のうち最大のものが基本となるが、一般的には印字対象となる用紙最大幅PWよりも大きくとっている。これは、用紙が搬送方向に対して所定角度傾斜して(スキューして)搬送されるおそれがあること、また縁無し印字の要請が高いためである。   As shown in FIG. 3, the print area width by the nozzle 84 of each inkjet recording unit 30 is longer than the maximum sheet width PW of the recording sheet P on which image recording by the inkjet recording apparatus 10 is assumed, Image recording over the entire width of the recording paper P can be performed without moving the inkjet recording unit 30 in the paper width direction (so-called Full Width Array (FWA)). Here, the printing area is basically the maximum of the recording area obtained by subtracting the margin not to be printed from both ends of the sheet, but is generally larger than the maximum sheet width PW to be printed. This is because there is a possibility that the sheet is conveyed at an angle (skew) with respect to the conveyance direction, and there is a high demand for borderless printing.

以上のような構成のインクジェット記録装置10において、次にインクジェット記録ヘッド32について詳細に説明する。図4はインクジェット記録ヘッド32の断面構成を示す概略図である。   Next, the inkjet recording head 32 in the inkjet recording apparatus 10 configured as described above will be described in detail. FIG. 4 is a schematic diagram showing a cross-sectional configuration of the inkjet recording head 32.

本実施形態のインクジェット記録ヘッド32は、図5に示すように、流路基板80、圧電素子基板50、及び、インクプール部材90を、この順に下側から積層配置して構成されている。   As shown in FIG. 5, the ink jet recording head 32 of the present embodiment is configured by stacking a flow path substrate 80, a piezoelectric element substrate 50, and an ink pool member 90 in this order from the lower side.

流路基板80には、インク滴を吐出するノズル84がマトリクス状(図2、図5参照)に、走査方向S、及び、走査方向と直交する方向Hに等間隔で形成されている。そして、ノズル84毎にノズル84と連通した圧力室86がマトリクス状に形成されており(図5参照)、圧力室86には、インクが充填されている。   On the flow path substrate 80, nozzles 84 for ejecting ink droplets are formed in a matrix (see FIGS. 2 and 5) at equal intervals in the scanning direction S and in the direction H perpendicular to the scanning direction. For each nozzle 84, a pressure chamber 86 communicating with the nozzle 84 is formed in a matrix (see FIG. 5), and the pressure chamber 86 is filled with ink.

インクプール部材90は、天板90A、側壁部材90B、及び、下部基板90Cを含んで構成されている。天板90Aには、図示しないインクタンクと連通するインク供給ポート92が設けられている。インクプール部材90は、天板90A、側壁部材90B、及び、下部基板90Cで囲まれた所定の形状及び容積を有する共通インクプール室94を構成している。インク供給ポート92から注入されたインクは、共通インクプール室94に貯留される。   The ink pool member 90 includes a top plate 90A, a side wall member 90B, and a lower substrate 90C. The top plate 90A is provided with an ink supply port 92 which communicates with an ink tank (not shown). The ink pool member 90 constitutes a common ink pool chamber 94 having a predetermined shape and volume surrounded by the top plate 90A, the side wall member 90B, and the lower substrate 90C. Ink injected from the ink supply port 92 is stored in the common ink pool chamber 94.

下部基板90Cには、共通インクプール室94に貯留されているインクを圧力室86に供給するための供給孔73が形成されている。図5(A)に示すように、供給孔73は、圧力室86毎に形成されている。下部基板90Cをインクの吐出方向から平面視して長手方向(矢印Hの方向)の中央を境に左右の領域に2分すると、左側の領域の供給孔73は、圧力室86の左端に対応する位置に形成され、右側の領域の供給孔73は、圧力室86の右端に対応する位置に形成されている。すなわち、図5(A)において、左端から6列目までの供給孔73は、圧力室86の左端に対応する位置に形成され、左端より7列目〜右端の供給孔73は、圧力室86の右端に対応する位置に形成されている。   A supply hole 73 for supplying ink stored in the common ink pool chamber 94 to the pressure chamber 86 is formed in the lower substrate 90C. As shown in FIG. 5A, the supply hole 73 is formed for each pressure chamber 86. When the lower substrate 90 </ b> C is viewed in plan from the ink ejection direction and divided into two left and right regions with the center in the longitudinal direction (the direction of the arrow H) as a boundary, the supply hole 73 in the left region corresponds to the left end of the pressure chamber 86. The supply hole 73 in the right region is formed at a position corresponding to the right end of the pressure chamber 86. That is, in FIG. 5A, the supply holes 73 from the left end to the sixth row are formed at positions corresponding to the left end of the pressure chamber 86, and the supply holes 73 in the seventh row to the right end from the left end are the pressure chamber 86. It is formed at a position corresponding to the right end of.

上記の位置に供給孔73が形成されていることから、左端から6列目の供給孔73と7列目の供給孔73との間隔は、他の供給孔73同士の間隔よりも長くなり、下部基板90C上に長間隔領域E1が構成される。   Since the supply hole 73 is formed at the above position, the interval between the supply hole 73 in the sixth row and the supply hole 73 in the seventh row from the left end is longer than the interval between the other supply holes 73. A long interval region E1 is formed on the lower substrate 90C.

図4及び図5(B)に示すように、インクプール部材90には、インクプール部材90の強度を補強する補強部材96が設けられている。補強部材96は、長間隔領域E1にインクプール部材90を横断するように配置されており、側壁部材90Bと接合されている。また、補強部材96は、天板90Aとも接合されており、共通インクプール室94を2つのプール室に2分している。補強部材96の矢印H方向の幅Wは、長間隔領域E1を挟んだ両側の供給孔73間の距離とほぼ同じとされている。   As shown in FIGS. 4 and 5B, the ink pool member 90 is provided with a reinforcing member 96 that reinforces the strength of the ink pool member 90. The reinforcing member 96 is disposed so as to cross the ink pool member 90 in the long interval region E1, and is joined to the side wall member 90B. The reinforcing member 96 is also joined to the top plate 90A, and divides the common ink pool chamber 94 into two pool chambers. The width W of the reinforcing member 96 in the arrow H direction is substantially the same as the distance between the supply holes 73 on both sides of the long interval region E1.

上記構成によれば、供給孔73を矢印H方向に等間隔に配列するのではなく、ピッチを変化させて配列するので、等間隔に配列した場合には構成されない、隣接する供給孔73間の幅の広い長間隔領域E1を構成することができる。そして、この長間隔領域E1へ補強部材96を設けることにより、補強部材96の矢印H方向の厚みを厚くすることができ、インクプール部材90を効果的に補強することができる。   According to the above configuration, the supply holes 73 are not arranged at equal intervals in the direction of the arrow H, but are arranged at different pitches. Therefore, the supply holes 73 are not configured when arranged at equal intervals. A wide long-interval region E1 can be formed. By providing the reinforcing member 96 in the long interval region E1, the thickness of the reinforcing member 96 in the direction of the arrow H can be increased, and the ink pool member 90 can be effectively reinforced.

下部基板90Cの下側面には、駆動IC77が実装されている。駆動IC77は、下部基板90Cの端部の、後述する圧電素子54と対向しない位置に配置されており、圧電素子基板50と下部基板90Cとの間に収納されている。   A drive IC 77 is mounted on the lower surface of the lower substrate 90C. The drive IC 77 is disposed at the end of the lower substrate 90C so as not to face a piezoelectric element 54 described later, and is housed between the piezoelectric element substrate 50 and the lower substrate 90C.

また、下部基板90Cの下側面には、駆動IC77へ通電するための金属配線(不図示)が形成されている。   In addition, metal wiring (not shown) for energizing the drive IC 77 is formed on the lower surface of the lower substrate 90C.

圧電素子基板50は、振動板52、及び、圧電素子54、を含んで構成されている。振動板52は、流路基板80の上側に配置され、各圧力室86の上部を構成している。振動板52は、SUS等の金属で成形され、少なくとも上下方向に弾性を有し、圧電素子54に通電されると(電圧が印加されると)、上下方向に撓み変形する(変位する)構成になっている。なお、振動板52は、ガラス等の絶縁性材料であっても差し支えはない。 圧電素子54は、マトリクス状に配置され、平面視した場合に圧力室86をカバーするように、各圧力室86毎に設けられている。圧電素子54の下面には一方の極性となる下部電極が配置され、圧電素子54の上面には他方の極性となる上部電極が配置されている。   The piezoelectric element substrate 50 includes a vibration plate 52 and a piezoelectric element 54. The diaphragm 52 is disposed on the upper side of the flow path substrate 80 and constitutes the upper part of each pressure chamber 86. The diaphragm 52 is formed of a metal such as SUS, has elasticity in at least the vertical direction, and is configured to bend and deform (displace) in the vertical direction when the piezoelectric element 54 is energized (when a voltage is applied). It has become. The diaphragm 52 may be an insulating material such as glass. The piezoelectric elements 54 are arranged in a matrix and are provided for each pressure chamber 86 so as to cover the pressure chamber 86 when viewed in plan. A lower electrode having one polarity is disposed on the lower surface of the piezoelectric element 54, and an upper electrode having the other polarity is disposed on the upper surface of the piezoelectric element 54.

圧電素子54の上部電極上には、バンプ78が接続されている。このパンプ78により、駆動IC77と圧電素子54とが金属配線を介して電気接続される。これにより、圧電素子基板50上での個別配線が不要となる。駆動IC77から所定のタイミングで圧電素子54に電圧が印加され、振動板52が上下方向に撓み変形することにより、圧力室86内に充填されたインクが加圧されて、ノズル84からインク滴が吐出する。   Bumps 78 are connected on the upper electrode of the piezoelectric element 54. By this pump 78, the drive IC 77 and the piezoelectric element 54 are electrically connected via a metal wiring. This eliminates the need for individual wiring on the piezoelectric element substrate 50. A voltage is applied from the driving IC 77 to the piezoelectric element 54 at a predetermined timing, and the diaphragm 52 is bent and deformed in the vertical direction, whereby the ink filled in the pressure chamber 86 is pressurized, and an ink droplet is ejected from the nozzle 84. Discharge.

振動板52には、圧力室86と連通される供給孔50Aが形成されている。供給孔50Aは、微細でかつ精密な孔となっており、インクの流路抵抗を調整する機能を有している。   A supply hole 50 </ b> A communicating with the pressure chamber 86 is formed in the diaphragm 52. The supply hole 50A is a fine and precise hole and has a function of adjusting the flow path resistance of the ink.

図4に示すように、供給孔50Aの上側には、供給孔50Aと連通されると共に、下部基板90Cの供給孔73とも連通された供給路68Aを構成するリブ隔壁68が設けられている。リブ隔壁68により構成される供給路68Aは、インクプール部材90の下部基板90Cに形成された供給孔73の各々と連通されている。   As shown in FIG. 4, on the upper side of the supply hole 50A, there is provided a rib partition wall 68 that constitutes a supply path 68A that communicates with the supply hole 50A and also communicates with the supply hole 73 of the lower substrate 90C. The supply path 68 </ b> A configured by the rib partition wall 68 is in communication with each of the supply holes 73 formed in the lower substrate 90 </ b> C of the ink pool member 90.

また、リブ隔壁68により、圧電素子基板50とインクプール部材90(下部基板90C)との間に、中空が形成されている。この中空により、圧電素子54の変位が阻害されず、また、圧電素子54をインクから隔離することができる。   Further, the rib partition wall 68 forms a hollow between the piezoelectric element substrate 50 and the ink pool member 90 (lower substrate 90C). Due to this hollow, the displacement of the piezoelectric element 54 is not hindered, and the piezoelectric element 54 can be isolated from the ink.

以上のような構成のインクジェット記録ヘッド32を備えたインクジェット記録装置10において、次に、その作用を説明する。まず、インクジェット記録装置10に印刷を指令する電気信号が送られると、ストッカ24から記録紙Pが1枚ピックアップされ、搬送装置26により、記録部20へ搬送される。   Next, the operation of the inkjet recording apparatus 10 including the inkjet recording head 32 having the above-described configuration will be described. First, when an electrical signal for instructing printing is sent to the inkjet recording apparatus 10, one recording sheet P is picked up from the stocker 24 and conveyed to the recording unit 20 by the conveying device 26.

一方、インクジェット記録ユニット30では、すでにインクタンクからインク供給ポート92を介してインクジェット記録ヘッド32の共通インクプール室94にインクが注入(充填)され、共通インクプール室94に充填されたインクは、供給孔73、供給路68A、供給孔50Aを経て、圧力室86へ供給(充填)されている。このとき、ノズル84の先端(吐出口)では、インクの表面が圧力室86側に僅かに凹んだメニスカスが形成されている。   On the other hand, in the ink jet recording unit 30, ink has already been injected (filled) from the ink tank into the common ink pool chamber 94 of the ink jet recording head 32 via the ink supply port 92, and the ink filled in the common ink pool chamber 94 is The pressure chamber 86 is supplied (filled) through the supply hole 73, the supply path 68A, and the supply hole 50A. At this time, a meniscus in which the ink surface is slightly recessed toward the pressure chamber 86 is formed at the tip (ejection port) of the nozzle 84.

そして、記録紙Pを所定の搬送速度で搬送しつつ、インクジェット記録ヘッド32の複数のノズル84から選択的にインク滴を吐出することにより、記録紙Pに、画像データに基づく画像を記録する。すなわち、駆動IC77により、所定のタイミングで、所定の圧電素子54に電圧を印加し、振動板52を上下方向に撓み変形させて(面外振動させて)、圧力室86内のインクを加圧し、所定のノズル84からインク滴として吐出させて、画像形成が行なわれる。   An image based on the image data is recorded on the recording paper P by selectively ejecting ink droplets from the plurality of nozzles 84 of the ink jet recording head 32 while the recording paper P is transported at a predetermined transport speed. That is, a voltage is applied to a predetermined piezoelectric element 54 at a predetermined timing by the drive IC 77, the diaphragm 52 is bent and deformed in the vertical direction (vibrated out of plane), and the ink in the pressure chamber 86 is pressurized. Then, an image is formed by ejecting ink droplets from a predetermined nozzle 84.

記録紙Pは、画像形成されながら排出部22方向へ搬送され、排紙ベルト23によりトレイ25へ排出される。これにより、記録紙Pへの印刷処理(画像記録)が完了する。   The recording paper P is conveyed toward the discharge unit 22 while forming an image, and is discharged to the tray 25 by the paper discharge belt 23. Thereby, the printing process (image recording) on the recording paper P is completed.

なお、本実施形態では、インクプール部材90の中央に一本だけ補強部材96を配置した例について説明したが、補強部材96を複数本配置することともできる。   In the present embodiment, an example in which only one reinforcing member 96 is disposed at the center of the ink pool member 90 has been described. However, a plurality of reinforcing members 96 may be disposed.

例えば、図6(A)に示すように、3列毎に供給孔73の形成位置を圧力室86の左端に対応する位置と右端に対応する位置に切換え、左端から3列目と4列目の間と、右端から3列目と4列目の間の2箇所に長間隔領域E2を構成する。これにより、図6(B)に示すように、長間隔領域E2に2本の補強部材96を配置することができる。   For example, as shown in FIG. 6A, the formation position of the supply hole 73 is switched to the position corresponding to the left end of the pressure chamber 86 and the position corresponding to the right end for every three rows, and the third and fourth rows from the left end. And a long interval region E2 is formed at two positions between the third row and the fourth row from the right end. Thereby, as shown in FIG. 6B, two reinforcing members 96 can be disposed in the long interval region E2.

また、図7(A)に示すように、1列毎に供給孔73の形成位置を圧力室86の左端に対応する位置と右端に対応する位置に切換え、左端から2列目と3列目の間、左端から4列目と5列目の間、左端から6列目と7列目の間、左端から8列目と9列目の間、及び、左端から10列目と11列目の間の5箇所に長間隔領域E3を構成する。これにより、図7(B)に示すように、長間隔領域E3に5本の補強部材96を配置することができる。   Further, as shown in FIG. 7A, the formation position of the supply hole 73 is switched for each column between a position corresponding to the left end and a position corresponding to the right end of the pressure chamber 86, and the second and third columns from the left end. Between the 4th and 5th columns from the left end, between the 6th and 7th columns from the left end, between the 8th and 9th columns from the left end, and the 10th and 11th columns from the left end A long interval region E3 is formed at five points between the two. Accordingly, as shown in FIG. 7B, five reinforcing members 96 can be arranged in the long interval region E3.

また、上記実施形態では、補強部材96を、天板90A及び側壁部材90Bと接合して、共通インクプール室94を複数のプール室に分割したが、補強部材96は、必ずしも天板90A及び側壁部材90Bと接合される必要はなく、接触されているだけでもよい。こうすることで、天板のたわみ変形が容易となり、吐出駆動時に圧力室内に発生した圧力波がプール内に混入しても効果的に減衰させるダンパ機能が高まり、クロストークの低減効果が得られる。さらには、図8に示すように、補強部材96を側壁部材90Bと離間させて、整流板としての機能を兼ねるようにしてもよい。これにより、共通インクプール室94内でのインクの流れをスムーズにすることができ、気泡や混入したゴミの抜けもよくすることができ、またインク充填作業時のインク消費量を低減できる。   In the above embodiment, the reinforcing member 96 is joined to the top plate 90A and the side wall member 90B to divide the common ink pool chamber 94 into a plurality of pool chambers, but the reinforcing member 96 is not necessarily limited to the top plate 90A and the side wall. It is not necessary to be joined to the member 90B, and it may be merely in contact. By doing so, the top plate can be easily deformed flexibly, and a damper function that effectively attenuates even if a pressure wave generated in the pressure chamber at the time of ejection driving enters the pool is enhanced, and an effect of reducing crosstalk can be obtained. . Furthermore, as shown in FIG. 8, the reinforcing member 96 may be separated from the side wall member 90B so as to function as a current plate. As a result, the flow of ink in the common ink pool chamber 94 can be made smooth, air bubbles and mixed dust can be better removed, and ink consumption during ink filling work can be reduced.

そのほかの例として、補強部材96を側壁部材90Bと接合して共通インクプール室94を複数のプール室に分割し、それぞれのプール室内において、補強部材96を側壁部材90Bと離間させて整流板を設ける組み合わせとすることもできる。この構成によれば、整流板によりインクの流れをスムーズにする効果と、流路抵抗の差が小さいことによる特性均一化の効果を両立することが可能となる
また、上記実施形態では、供給孔73が圧力室86に対して左端に配置された場合には、右端に配置された場合と比較して、ノズル84との距離が遠くなり、ノズル84、圧力室86、及び、供給孔73の相対位置が変化していたが、供給孔73の圧力室86に対する位置を変化させても、ノズル84、圧力室86、及び、供給孔73の相対位置が変化しないようにすることもできる。
As another example, the reinforcing member 96 is joined to the side wall member 90B to divide the common ink pool chamber 94 into a plurality of pool chambers. In each of the pool chambers, the reinforcing member 96 is separated from the side wall member 90B to form a current plate. It can also be a combination provided. According to this configuration, it is possible to achieve both the effect of smoothing the flow of ink by the rectifying plate and the effect of uniforming the characteristics due to the small difference in flow path resistance. When 73 is disposed at the left end with respect to the pressure chamber 86, the distance from the nozzle 84 is longer than when it is disposed at the right end, and the nozzle 84, the pressure chamber 86, and the supply hole 73. Although the relative position has been changed, the relative positions of the nozzle 84, the pressure chamber 86, and the supply hole 73 can be prevented from changing even if the position of the supply hole 73 with respect to the pressure chamber 86 is changed.

例えば、図9に示すように、インクジェット記録ヘッドをインク吐出方向から平面視した場合に、略二等辺三角形の頂部にノズル84を配置し、前記二等辺三角形の底角部の左または右に供給孔73を形成することにより、ノズル84、圧力室86、及び、供給孔73の相対位置を変化させない構成とすることができる。この構成により、相対位置関係が異なることによる液滴の吐出特性のバラツキを低減することができる。   For example, as shown in FIG. 9, when the inkjet recording head is viewed in plan from the ink ejection direction, a nozzle 84 is disposed at the top of a substantially isosceles triangle and supplied to the left or right of the base corner of the isosceles triangle. By forming the hole 73, the relative positions of the nozzle 84, the pressure chamber 86, and the supply hole 73 can be prevented from changing. With this configuration, it is possible to reduce variations in droplet discharge characteristics due to different relative positional relationships.

なお、本実施形態では、紙幅対応のFWAの例について説明したが、本発明のインクジェット記録ヘッドは、これに限定されず、主走査機構と副走査機構を有するPartial Width Array(PWA)の装置にも適用することができる。特に、本発明は、高密度ノズル配列を実現するのに有効なものであるため、1パス印字を必要とするFWAには好適である。   In this embodiment, the example of the FWA corresponding to the paper width has been described. However, the ink jet recording head of the present invention is not limited to this, and is applied to a partial width array (PWA) apparatus having a main scanning mechanism and a sub-scanning mechanism. Can also be applied. In particular, since the present invention is effective for realizing a high-density nozzle arrangement, it is suitable for FWA that requires one-pass printing.

その他、上記実施例のインクジェット記録装置10では、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色のインクジェット記録ユニット30がそれぞれキャリッジ12に搭載され、それら各色のインクジェット記録ヘッド32から画像データに基づいて選択的にインク滴が吐出されてフルカラーの画像が記録紙Pに記録されるようになっているが、本発明におけるインクジェット記録は、記録紙P上への文字や画像の記録に限定されるものではない。   In addition, in the inkjet recording apparatus 10 of the above-described embodiment, the inkjet recording units 30 of black, yellow, magenta, and cyan are mounted on the carriage 12 and selectively selected from the inkjet recording heads 32 of these colors based on image data. Although ink droplets are ejected and a full-color image is recorded on the recording paper P, ink jet recording in the present invention is not limited to recording characters and images on the recording paper P.

すなわち、記録媒体は紙に限定されるものでなく、また、吐出する液体もインクに限定されるものではない。例えば、高分子フィルムやガラス上にインクを吐出してディスプレイ用カラーフィルターを作成したり、溶接状態の半田を基板上に吐出して部品実装用のバンプを形成するなど、工業的に用いられる液滴噴射装置全般に対して、本発明に係るインクジェット記録ヘッド32を適用することができる。   That is, the recording medium is not limited to paper, and the liquid to be ejected is not limited to ink. For example, industrially used liquids such as creating color filters for displays by discharging ink onto polymer films or glass, or forming bumps for component mounting by discharging welded solder onto a substrate The ink jet recording head 32 according to the present invention can be applied to all droplet ejecting apparatuses.

本実施形態のインクジェット記録装置の全体構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of an ink jet recording apparatus according to an embodiment. 本実施形態のインクジェット記録ユニットの配置を示す概略図である。It is the schematic which shows arrangement | positioning of the inkjet recording unit of this embodiment. 本実施形態のインクジェット記録ユニットによる印字領域を示す図である。It is a figure which shows the printing area | region by the inkjet recording unit of this embodiment. 本実施形態のインクジェット記録ヘッドの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the inkjet recording head of this embodiment. 本実施形態のインクジェット記録ヘッドの共通インクプール室部材の(A)平面図であり、(B)は斜視図である。4A is a plan view of a common ink pool chamber member of the ink jet recording head of the present embodiment, and FIG. 本実施形態のインクジェット記録ヘッドの共通インクプール室部材の変形例を示す図ある。It is a figure which shows the modification of the common ink pool chamber member of the inkjet recording head of this embodiment. 本実施形態のインクジェット記録ヘッドの共通インクプール室部材の他の変形例を示す図ある。It is a figure which shows the other modification of the common ink pool chamber member of the inkjet recording head of this embodiment. 本実施形態のインクジェット記録ヘッドの共通インクプール室部材の他の変形例を示す図ある。It is a figure which shows the other modification of the common ink pool chamber member of the inkjet recording head of this embodiment. 本実施形態のインクジェット記録ヘッドの共通インクプール室部材の他の変形例を示す図ある。It is a figure which shows the other modification of the common ink pool chamber member of the inkjet recording head of this embodiment. ノズルと供給孔が等間隔で配列されているインクジェット記録ヘッドの構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structure of the inkjet recording head in which the nozzle and the supply hole are arranged at equal intervals. ノズルと供給孔が等間隔で配列されているインクジェット記録ヘッドの構造を示す概略平面図である。It is a schematic plan view showing the structure of an ink jet recording head in which nozzles and supply holes are arranged at equal intervals.

符号の説明Explanation of symbols

10 インクジェット記録装置
32 インクジェット記録ヘッド
50 圧電素子基板
50A 供給孔
52 振動板
54 圧電素子
68 リブ隔壁
68A 供給路
73 供給孔
80 流路基板
84 ノズル
86 圧力室
90 インクプール部材
90C 下部基板
90B 側壁部材
90A 天板
94 共通インクプール室
96 補強部材
E1 長間隔領域
E2 長間隔領域
E3 長間隔領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Inkjet recording device 32 Inkjet recording head 50 Piezoelectric element substrate 50A Supply hole 52 Diaphragm 54 Piezoelectric element 68 Rib partition wall 68A Supply path 73 Supply hole 80 Channel substrate 84 Nozzle 86 Pressure chamber 90 Ink pool member 90C Lower substrate 90B Side wall member 90A Top plate 94 Common ink pool chamber 96 Reinforcement member E1 Long interval region E2 Long interval region E3 Long interval region

Claims (7)

所定方向に等間隔に配列され液滴が吐出される複数のノズルと、
前記複数のノズルの各々と連通し、液体が充填される圧力室と、
複数の前記圧力室に供給する液体を貯留する共通プール室を構成すると共に、前記圧力室の各々に液体を供給する複数の供給孔が形成された共通プール室部材と、
前記共通プール室部材の強度を補強する補強部材と、
を備え、
前記複数の供給孔のうちの少なくとも一部の長間隔供給孔が、隣接する1の供給孔との距離が隣接する他の供給孔との距離よりも遠くなる位置に配置され、この長間隔供給孔と隣接する前記1の供給孔との間に長間隔領域が構成され、前記共通プール室部材の前記長間隔領域に前記補強部材が配置されていること、を特徴とする液滴吐出ヘッド。
A plurality of nozzles arranged at equal intervals in a predetermined direction and ejecting droplets;
A pressure chamber communicating with each of the plurality of nozzles and filled with a liquid;
A common pool chamber member configured to store a liquid to be supplied to the plurality of pressure chambers, and having a plurality of supply holes for supplying liquid to each of the pressure chambers;
A reinforcing member for reinforcing the strength of the common pool chamber member;
With
The long interval supply holes of at least some of the plurality of supply holes are arranged at positions where the distance from one adjacent supply hole is longer than the distance from another adjacent supply hole. A droplet discharge head, wherein a long interval region is formed between the hole and the adjacent one supply hole, and the reinforcing member is disposed in the long interval region of the common pool chamber member.
前記複数のノズルがマトリクス状に配置されていること、を特徴とする請求項1に記載の液滴吐出ヘッド。   The droplet discharge head according to claim 1, wherein the plurality of nozzles are arranged in a matrix. 少なくとも一列分の前記供給孔が前記長間隔供給孔とされ、前記補強部材が前記共通プール室部材の幅方向を横断するように配置されていること、を特徴とする請求項2に記載の液滴吐出ヘッド。   3. The liquid according to claim 2, wherein at least one row of the supply holes is the long interval supply hole, and the reinforcing member is disposed so as to cross a width direction of the common pool chamber member. Drop ejection head. 前記補強部材が、前記共通プール室を複数のプール室に分割する隔壁とされていること、を特徴とする請求項3に記載の液滴吐出ヘッド。   The droplet discharge head according to claim 3, wherein the reinforcing member is a partition that divides the common pool chamber into a plurality of pool chambers. 前記補強部材が、前記共通プール室内で液体の流路を構成する整流板とされていること、を特徴とする請求項3に記載の液滴吐出ヘッド。   The droplet discharge head according to claim 3, wherein the reinforcing member is a current plate that forms a liquid flow path in the common pool chamber. 液滴吐出方向から見て、前記ノズル、このノズルと連通された圧力室、及びこの圧力室に液体を供給する供給孔、の相対位置関係が、すべての組み合わせにおいて同じであること、を特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッド。   The relative positional relationship between the nozzle, the pressure chamber communicated with the nozzle, and the supply hole for supplying the liquid to the pressure chamber is the same in all combinations when viewed from the droplet discharge direction. The droplet discharge head according to any one of claims 1 to 5. 請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置。   A droplet discharge device comprising the droplet discharge head according to claim 1.
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