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JP7192336B2 - liquid ejection head, liquid ejection unit, device for ejecting liquid - Google Patents

liquid ejection head, liquid ejection unit, device for ejecting liquid Download PDF

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JP7192336B2
JP7192336B2 JP2018172182A JP2018172182A JP7192336B2 JP 7192336 B2 JP7192336 B2 JP 7192336B2 JP 2018172182 A JP2018172182 A JP 2018172182A JP 2018172182 A JP2018172182 A JP 2018172182A JP 7192336 B2 JP7192336 B2 JP 7192336B2
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Description

本発明は液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置に関する。 The present invention relates to a liquid ejection head, a liquid ejection unit, and an apparatus for ejecting liquid.

液体を吐出する液体吐出ヘッドにおいては、液体の吐出に伴って生じる残留振動によって吐出特性が変動する。 In a liquid ejection head that ejects liquid, ejection characteristics fluctuate due to residual vibration that occurs along with the ejection of liquid.

従来、ノズル開口側とインク供給口側とにコンプライアンスを確保するための薄肉部が形成され、また中央部にアイランド部が形成された振動板を備え、アイランド部を介して圧電振動子により圧力発生室を圧縮してノズル開口からインク滴を吐出させる記録ヘッドであって、振動板全体のコンプライアンスをノズル開口側とインク供給口側とで実質的に同一となるように按分するため、ノズル開口側の薄肉部、又はインク供給口側の薄肉部に質量体を付加した記録ヘッドが知られている(特許文献1)。 Conventionally, thin portions are formed on the nozzle opening side and the ink supply port side to ensure compliance, and a vibrating plate with an island portion formed in the center is provided, and pressure is generated by a piezoelectric vibrator through the island portion. A recording head that ejects ink droplets from nozzle openings by compressing a chamber. There is known a recording head in which a mass is added to the thin portion of the ink supply port side or the thin portion on the side of the ink supply port (Patent Document 1).

特開平8-25632号公報JP-A-8-25632

特許文献1に開示の構成にあっては、ノズル開口側とインク供給口側とでコンプライアンが異なることによる残留振動の発生を抑制することがはできるが、液体吐出に伴う残留振動を抑制することはできないという課題がある。 In the configuration disclosed in Patent Document 1, it is possible to suppress the occurrence of residual vibration due to the difference in compliance between the nozzle opening side and the ink supply port side, but it is possible to suppress the residual vibration accompanying liquid ejection. The problem is that it cannot be done.

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、液体吐出特性の変動を低減することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to reduce variations in liquid ejection characteristics.

上記の課題を解決するため、本発明に係る液体吐出ヘッドは、
体を吐出するノズルに通じる圧力室の変位可能な壁面を形成する振動領域を有する振動板部材を備え、
前記振動板部材は、少なくとも、前記振動領域を形成し前記圧力室に面する薄肉部と、前記薄肉部の前記圧力室とは反対側に設けられた厚肉部とを含み、
前記振動板部材には、前記圧力室側に開口する凹部又は貫通穴が設けられ、
前記凹部又は前記貫通穴は、前記圧力室の長手方向において、一部が前記圧力室の外側まで臨むように開口しており、
前記凹部又は前記貫通穴の内部には、前記圧力室の変位可能な壁面を形成する充填材が充填され、
前記厚肉部は、前記圧力室の長手方向に沿う断面形状において、段差部が設けられて、相対的に厚さが薄い部分と厚さが厚い部分とが形成され、
前記凹部又は前記貫通穴は、前記薄肉部、及び、前記厚肉部の前記厚さが薄い部分に設けられ、前記厚肉部の前記厚さが厚い部分には設けられていない
構成とした。
In order to solve the above problems, the liquid ejection head according to the present invention includes:
a diaphragm member having a vibrating region forming a displaceable wall surface of a pressure chamber communicating with a nozzle for ejecting liquid ;
The diaphragm member includes at least a thin portion forming the vibration region and facing the pressure chamber, and a thick portion provided on the opposite side of the thin portion to the pressure chamber,
The diaphragm member is provided with a recessed portion or a through hole that opens toward the pressure chamber,
The recess or the through-hole is open in the longitudinal direction of the pressure chamber so that a part thereof extends to the outside of the pressure chamber,
The interior of the recess or the through hole is filled with a filling material that forms a displaceable wall surface of the pressure chamber,
The thick portion is provided with a stepped portion in a cross-sectional shape along the longitudinal direction of the pressure chamber to form a relatively thin portion and a relatively thick portion,
The recess or the through hole is provided in the thin portion and the thin portion of the thick portion, and is not provided in the thick portion of the thick portion.
It was configured.

本発明によれば、液体吐出特性の変動を低減することができる。 According to the present invention, fluctuations in liquid ejection characteristics can be reduced.

本発明の第1実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。FIG. 3 is a cross-sectional explanatory view along a direction orthogonal to the nozzle arrangement direction of the liquid ejection head according to the first embodiment of the present invention; 同じく図1のA-A線に沿うノズル配列方向に沿う断面説明図である。FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view along the nozzle arrangement direction along line AA of FIG. 1; 同じく各部材の平面説明図である。It is similarly a plane explanatory view of each member. 図1のB-B線に沿うノズル配列方向に沿う断面説明図である。FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view along the nozzle arrangement direction along line BB of FIG. 1; ダンパ領域の他の平面形状の異なる例の説明に供する振動板部材の平面説明図である。FIG. 11 is a plan explanatory view of the diaphragm member for explaining another example of a different planar shape of the damper region; 本発明の第2実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向に沿う断面説明図である。FIG. 7 is a cross-sectional explanatory view along the nozzle arrangement direction of the liquid ejection head according to the second embodiment of the present invention; 本発明の第3実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。FIG. 11 is a cross-sectional explanatory view along a direction perpendicular to the nozzle arrangement direction of the liquid ejection head according to the third embodiment of the present invention; 本発明の第4実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。FIG. 11 is a cross-sectional explanatory view along a direction perpendicular to the nozzle arrangement direction of a liquid ejection head according to a fourth embodiment of the present invention; 本発明の第5実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。FIG. 11 is a cross-sectional explanatory view along a direction perpendicular to the nozzle arrangement direction of a liquid ejection head according to a fifth embodiment of the present invention; 同じく振動板部材の平面説明図である。It is similarly a plane explanatory view of a diaphragm member. 同じく図9のC-C線に沿うノズル配列方向に沿う断面説明図である。FIG. 10 is a cross-sectional explanatory view along the nozzle arrangement direction along line CC of FIG. 9; 本発明の第6実施形態に係る液体吐出ヘッドの外観斜視説明図である。FIG. 11 is an external perspective explanatory view of a liquid ejection head according to a sixth embodiment of the present invention; 同じく図1と同様なノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。It is a cross-sectional explanatory view along the direction orthogonal to the nozzle arrangement direction similarly to FIG. 本発明に係る液体を吐出する装置の一例の概略説明図である。1 is a schematic illustration of an example of a device for ejecting liquid according to the present invention; FIG. 同装置のヘッドユニットの一例の平面説明図である。It is a plane explanatory view of an example of the head unit of the apparatus. 液体循環装置の一例のブロック説明図である。It is a block explanatory view of an example of a liquid circulation device. 本発明に係る液体を吐出する装置の他の例の要部平面説明図である。FIG. 10 is an explanatory plan view of essential parts of another example of the device for ejecting liquid according to the present invention; 同装置の要部側面説明図である。It is an explanatory side view of the main part of the device. 本発明に係る液体吐出ユニットの他の例の要部平面説明図である。FIG. 10 is an explanatory plan view of a main portion of another example of the liquid ejection unit according to the present invention; 本発明に係る液体吐出ユニットの更に他の例の正面説明図である。FIG. 11 is a front explanatory view of still another example of the liquid ejection unit according to the present invention;

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。本発明の第1実施形態について図1ないし図4を参照して説明する。図1は同実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図、図2は同じく図1のA-A線に沿うノズル配列方向に沿う断面説明図、図3は同じく各部材の平面説明図である。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view along a direction perpendicular to the nozzle arrangement direction of the liquid ejection head according to the same embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view along the nozzle arrangement direction along line AA of FIG. 1, and FIG. It is similarly a plane explanatory view of each member.

この液体吐出ヘッド100は、ノズル板1と、流路板2と、壁面部材としての振動板部材3とを積層接合している。そして、振動板部材3の振動領域(振動板)30を変位させる圧電アクチュエータ11と、ヘッドのフレーム部材を兼ねている共通流路部材20とを備えている。 This liquid ejection head 100 has a nozzle plate 1, a channel plate 2, and a vibration plate member 3 as a wall member which are laminated and joined together. A piezoelectric actuator 11 that displaces a vibration region (diaphragm) 30 of the diaphragm member 3 and a common flow path member 20 that also serves as a frame member of the head are provided.

ノズル板1は、液体を吐出する複数のノズル4を配列したノズル列を有している。 The nozzle plate 1 has a nozzle row in which a plurality of nozzles 4 for ejecting liquid are arranged.

流路板2は、複数のノズル4に通じる複数の圧力室である圧力室6、各圧力室6にそれぞれ通じる流体抵抗部7、1又は複数の流体抵抗部7に通じる1又は複数の液導入部8を形成している。 The flow path plate 2 includes pressure chambers 6 which are a plurality of pressure chambers communicating with a plurality of nozzles 4, fluid resistance portions 7 communicating with the respective pressure chambers 6, and one or a plurality of liquid introduction chambers communicating with the one or a plurality of fluid resistance portions 7. forming part 8.

本実施形態では、流路板2は、板状部材2A及び2Bを積層して構成している。板状部材2Aには、各圧力室6、流体抵抗部7、及び液導入部8を形成する貫通溝6A、7A、8Aを形成し、板状部材2Bには、各圧力室6を形成する貫通溝6B及び液導入部8を形成する貫通溝8Bをそれぞれ形成している。 In this embodiment, the channel plate 2 is configured by stacking plate members 2A and 2B. Through grooves 6A, 7A, and 8A forming pressure chambers 6, fluid resistance portions 7, and liquid introduction portions 8 are formed in the plate-like member 2A, and pressure chambers 6 are formed in the plate-like member 2B. A through-groove 6B and a through-groove 8B forming the liquid introducing portion 8 are formed.

振動板部材3は、流路板2の圧力室6の壁面を形成する変位可能な複数の振動板(振動領域)30を有する。ここでは、振動板部材3は2層構造(限定されない)とし、流路板2側から薄肉部を形成する第1層3aと、厚肉部を形成する第2層3bで構成され、第1層3aで圧力室6に対応する部分に変形可能な振動領域30を形成している。 The vibration plate member 3 has a plurality of displaceable vibration plates (vibration regions) 30 that form the walls of the pressure chambers 6 of the channel plate 2 . Here, the diaphragm member 3 has a two-layer structure (not limited), and is composed of a first layer 3a forming a thin portion from the flow path plate 2 side and a second layer 3b forming a thick portion. A deformable vibration region 30 is formed in a portion corresponding to the pressure chamber 6 in the layer 3a.

そして、振動板部材3の圧力室6とは反対側に、振動板部材3の振動領域30を変形させる駆動手段(アクチュエータ手段、圧力発生手段)としての電気機械変換素子を含む圧電アクチュエータ11を配置している。 On the opposite side of the diaphragm member 3 from the pressure chambers 6, a piezoelectric actuator 11 including an electromechanical conversion element is arranged as driving means (actuator means, pressure generating means) for deforming the vibration region 30 of the diaphragm member 3. doing.

この圧電アクチュエータ11は、ベース部材13上に接合した圧電部材12にハーフカットダイシングによって溝加工をして、ノズル配列方向において、所要数の柱状の圧電素子12A、12Bを所定の間隔で櫛歯状に形成している。 This piezoelectric actuator 11 is formed by half-cut dicing a piezoelectric member 12 joined on a base member 13 to groove processing, and a required number of columnar piezoelectric elements 12A and 12B are arranged in a comb-like shape at predetermined intervals in the nozzle arrangement direction. is formed in

そして、圧電素子12Aを振動板部材3の振動領域30に形成した島状の厚肉部である凸部30aに接合している。また、支柱部となる圧電素子12Bを振動板部材3の厚肉部である凸部30bに接合している。圧電素子12Aには凸部30aと接合する部分に凸部12cを形成している。 The piezoelectric element 12A is joined to a convex portion 30a, which is an island-shaped thick portion formed in the vibration region 30 of the diaphragm member 3. As shown in FIG. Also, the piezoelectric element 12B, which serves as a support, is joined to the convex portion 30b, which is the thick portion of the diaphragm member 3. As shown in FIG. A convex portion 12c is formed in a portion of the piezoelectric element 12A that is joined to the convex portion 30a.

この圧電素子12は、圧電層と内部電極とを交互に積層したものであり、内部電極がそれぞれ端面に引き出されて外部電極(端面電極)に接続され、外部電極にフレキシブル配線部材が接続されている。 The piezoelectric element 12 is formed by alternately laminating piezoelectric layers and internal electrodes. The internal electrodes are led out to the end surfaces and connected to external electrodes (end surface electrodes), and flexible wiring members are connected to the external electrodes. there is

共通流路部材20は共通流路10を形成している。共通流路10は、振動板部材3に設けたフィルタ部9を介して液導入部8に通じている。 Common channel member 20 forms common channel 10 . The common flow path 10 communicates with the liquid introduction section 8 via the filter section 9 provided in the diaphragm member 3 .

この液体吐出ヘッド100においては、例えば圧電素子12Aに与える電圧を基準電位(中間電位)から下げることによって圧電素子12Aが収縮し、振動板部材3の振動領域30が引かれて圧力室6の容積が膨張することで、圧力室6内に液体が流入する。 In the liquid ejection head 100, for example, by lowering the voltage applied to the piezoelectric element 12A from the reference potential (intermediate potential), the piezoelectric element 12A contracts, the vibration region 30 of the diaphragm member 3 is pulled, and the volume of the pressure chamber 6 increases. expands, the liquid flows into the pressure chamber 6 .

その後、圧電素子12Aに印加する電圧を上げて圧電素子12Aを積層方向に伸長させ、振動板部材3の振動領域30をノズル4に向かう方向に変形させて圧力室6の容積を収縮させることにより、圧力室6内の液体が加圧され、ノズル4から液体が吐出される。 Thereafter, the voltage applied to the piezoelectric element 12A is increased to extend the piezoelectric element 12A in the stacking direction, deform the vibration region 30 of the diaphragm member 3 in the direction toward the nozzle 4, and contract the volume of the pressure chamber 6. , the liquid in the pressure chamber 6 is pressurized, and the liquid is discharged from the nozzle 4 .

なお、ヘッドの駆動方法については上記の例(引き-押し打ち)に限るものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ちや押し打ちなどを行なうこともできる。 The method of driving the head is not limited to the above example (pull-push-hit), and it is also possible to perform pull-hit or push-hit depending on which drive waveform is applied.

次に、本実施形態におけるダンパ構成について図4も参照して説明する。図4は図1のB-B線に沿うノズル配列方向に沿う断面説明図である。 Next, the damper configuration in this embodiment will be described with reference to FIG. 4 as well. FIG. 4 is a cross-sectional explanatory view along the nozzle arrangement direction along line BB in FIG.

本実施形態において、振動板部材3には、圧力室6の長手方向において、ノズル4側の端部付近に、第1層3a及び第2層3bを貫通する貫通穴32を設けている。貫通穴32の内部には、圧力室6の変位可能な壁面を形成する充填材33が充填されている。なお、「充填材」と「充填剤」は同義とする。 In this embodiment, the vibration plate member 3 is provided with a through hole 32 penetrating through the first layer 3a and the second layer 3b near the end portion on the nozzle 4 side in the longitudinal direction of the pressure chamber 6 . The interior of the through-hole 32 is filled with a filling material 33 that forms a displaceable wall surface of the pressure chamber 6 . The terms "filler" and "filler" are synonymous.

充填材33としては、振動板部材3の剛性よりも剛性が低く、圧力室6内で生じる残留振動を吸収ないし減衰させる材料であればよい。 The filling material 33 may be any material that has lower rigidity than the diaphragm member 3 and absorbs or attenuates the residual vibration generated in the pressure chamber 6 .

充填材33としては、樹脂が好まく、樹脂としては紫外線硬化型樹脂が好ましい。紫外線硬化型樹脂を使用することにより、貫通穴32内の樹脂を紫外線硬化した後振動板部材3の表面に残存する樹脂を除去することで、局所的に樹脂を容易に充填することができる。 As the filler 33, a resin is preferable, and as the resin, an ultraviolet curable resin is preferable. By using an ultraviolet-curing resin, the resin remaining on the surface of the diaphragm member 3 is removed after curing the resin in the through hole 32 with ultraviolet light, so that the resin can be easily filled locally.

充填材33は、耐液性を有する材料であることが好ましい。 Filler 33 is preferably made of a liquid-resistant material.

このように、圧力室6に開口する貫通穴32内部に圧力室6の変位可能(変形可能)な壁面を形成する充填材33を充填しているので、圧電素子12Aを駆動してノズル4から液体を吐出させたときに残留振動が生じると、充填材33が変位するので、残留振動が減衰ないし抑制される。 In this way, since the through hole 32 opening to the pressure chamber 6 is filled with the filling material 33 that forms the displaceable (deformable) wall surface of the pressure chamber 6, the piezoelectric element 12A is driven and the pressure from the nozzle 4 is increased. If residual vibration occurs when the liquid is discharged, the filler 33 is displaced, so the residual vibration is attenuated or suppressed.

これにより、安定した液体吐出特性を得ることができ、液体吐出特性のばらつきを低減できる。 As a result, stable liquid ejection characteristics can be obtained, and variations in the liquid ejection characteristics can be reduced.

また、貫通穴32内に充填した充填材33によってダンパを構成することで、ダンパとして機能する領域(ダンパ領域、本実施形態では貫通穴32の開口面積に相当する)を大きくしても、経時的な耐久性を確保することができる。 In addition, by configuring the damper with the filler 33 filled in the through hole 32, even if the area functioning as a damper (damper area, which corresponds to the opening area of the through hole 32 in this embodiment) is increased, the deterioration over time does not occur. durability can be ensured.

これに対して、例えば、ダンパ領域を振動板部材3の第1層3aで構成した場合、振動減衰、抑制機能を高めるためにダンパ領域の面積を大きくしすぎると、ダンパ領域の剛性が小さくなりすぎ、経時的に破損するおそれが生じる。 On the other hand, for example, when the damper region is composed of the first layer 3a of the diaphragm member 3, if the area of the damper region is increased too much in order to enhance the vibration damping and suppressing function, the rigidity of the damper region becomes small. There is a risk of damage over time.

また、貫通穴32内に充填した充填材33によってダンパを構成することで、充填材33の充填量を変えることによって剛性を変更することができ、容易に目標とする剛性を設定することができる。したがってまた、圧力室6の残留振動特性に応じて充填材33の充填量を変更して、振動減衰・吸収特性を変更することも容易である。つまり、少なくとも2つの圧力室6、6において、充填材33の充填量を異ならせたヘッドを容易に構成することができる。 Further, by configuring the damper with the filler 33 filled in the through hole 32, the rigidity can be changed by changing the filling amount of the filler 33, and the target rigidity can be easily set. . Therefore, it is also easy to change the amount of filling material 33 in accordance with the residual vibration characteristics of the pressure chamber 6 to change the vibration damping/absorbing characteristics. That is, it is possible to easily construct a head in which at least two pressure chambers 6, 6 are filled with different filling amounts of the filling material 33. As shown in FIG.

これに対し、例えば、ダンパ領域を振動板部材3の第1層3aで構成した場合、圧力室6毎にダンパ領域の厚みや面積を異ならせることは容易でない。 On the other hand, for example, when the damper region is composed of the first layer 3 a of the diaphragm member 3 , it is not easy to vary the thickness and area of the damper region for each pressure chamber 6 .

また、充填材33は、圧力室6の長手方向端部付近、ここでは、流体抵抗部7から遠く、ノズル4に近い側の端部付近に配置している。 The filling material 33 is arranged near the longitudinal end of the pressure chamber 6 , here near the end near the nozzle 4 and far from the fluid resistance section 7 .

次に、ダンパ領域の他の平面形状の異なる例について図5を参照して説明する。図5は振動板部材の平面説明図である。 Next, another example of a different planar shape of the damper region will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an explanatory plan view of the diaphragm member.

図5(a)に示す第1例は、貫通穴32の開口の平面形状(充填材33で形成する壁面形状)を略矩形状にした例である。図5(b)に示す第2例は、貫通穴32の開口の平面形状(充填材33で形成する壁面形状)を長円形状にした例である。 A first example shown in FIG. 5A is an example in which the planar shape of the opening of the through hole 32 (the wall surface shape formed by the filler 33) is substantially rectangular. A second example shown in FIG. 5B is an example in which the planar shape of the opening of the through hole 32 (the wall surface shape formed by the filler 33) is an oval shape.

貫通穴32の開口の平面形状(充填材33で形成する壁面形状)がこれらの形状であっても、圧力室6内の残留振動を減衰ないし抑制することができる。 Even if the planar shape of the opening of the through hole 32 (the wall surface shape formed by the filler 33) has these shapes, the residual vibration in the pressure chamber 6 can be damped or suppressed.

次に、本発明の第2実施形態について図6を参照して説明する。図6は同実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向に沿う図4に相当する断面説明図である。 Next, a second embodiment of the invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a cross-sectional explanatory view corresponding to FIG. 4 along the nozzle arrangement direction of the liquid ejection head according to the embodiment.

本実施形態では、振動板部材3に圧力室6側に開口する凹部34を設け、凹部34内に樹脂などの充填材33を充填している。 In this embodiment, the diaphragm member 3 is provided with a recess 34 opening toward the pressure chamber 6, and the recess 34 is filled with a filler 33 such as resin.

このように構成すれば、充填材33を構成する樹脂が経年劣化したような場合でも、充填材33の周面と振動板部材3との間を通じて圧力室6と反対側(前記実施形態の圧電アクチュエータ11側)に圧力室6内の液体が漏出することを確実に防止できる。 With this configuration, even if the resin forming the filling material 33 deteriorates over time, the pressure chamber 6 and the opposite side (piezoelectric pressure in the above embodiment) can pass through the space between the peripheral surface of the filling material 33 and the diaphragm member 3 . It is possible to reliably prevent the liquid in the pressure chamber 6 from leaking to the actuator 11 side).

次に、本発明の第3実施形態について図7を参照して説明する。図7は同実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。 Next, a third embodiment of the invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a cross-sectional explanatory view along a direction perpendicular to the nozzle arrangement direction of the liquid ejection head according to the same embodiment.

本実施形態では、振動板部材3は、第1層3a、第2層3b、第3層3cの三層構造としている。そして、圧電素子12Aと接合する凸部30aは、第2層3b及び第3層3cの2層で構成している。 In this embodiment, the diaphragm member 3 has a three-layer structure of a first layer 3a, a second layer 3b, and a third layer 3c. The convex portion 30a to be joined to the piezoelectric element 12A is composed of two layers, the second layer 3b and the third layer 3c.

次に、本発明の第4実施形態について図8を参照して説明する。図8は同実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。 Next, a fourth embodiment of the invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a cross-sectional explanatory view along a direction orthogonal to the nozzle arrangement direction of the liquid ejection head according to the same embodiment.

本実施形態では、振動板部材3は、前記第1実施形態と同様に第1層3a、第2層3bの二層構造とし、圧電素子12Aの凸部30aとの接合面を平坦面としている。 In this embodiment, the diaphragm member 3 has a two-layer structure of a first layer 3a and a second layer 3b as in the first embodiment, and the joint surface with the convex portion 30a of the piezoelectric element 12A is a flat surface. .

本実施形態でも、貫通穴32の内部に充填材33を充填することで、前記各実施形態と同様な作用効果を得ることができる。 Also in this embodiment, by filling the inside of the through-hole 32 with the filler 33, it is possible to obtain the same effects as those of the above embodiments.

次に、本発明の第5実施形態について図9ないし図11を参照して説明する。図9は同実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図、図10は同じく振動板部材の平面説明図、図11は同じく図9のC-C線に沿うノズル配列方向に沿う断面説明図である。 Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 to 11. FIG. 9 is a cross-sectional explanatory view along a direction orthogonal to the nozzle arrangement direction of the liquid ejection head according to the same embodiment, FIG. 10 is a plane explanatory view of the same diaphragm member, and FIG. 11 is also along the CC line of FIG. It is cross-sectional explanatory drawing along a nozzle arrangement direction.

本実施形態では、振動板部材3の貫通穴32は、一部が圧力室6の外側まで臨む(対向する)大きさの開口を有するように形成している。この貫通穴32の内部に充填材33を充填することで、充填材33で構成されるダンパは一部が圧力室6の外側まで臨む(対向する)大きさとなる。 In this embodiment, the through hole 32 of the diaphragm member 3 is formed so as to have an opening of such a size that a part thereof faces (faces) the outside of the pressure chamber 6 . By filling the inside of the through hole 32 with the filler 33 , the damper made of the filler 33 has a size that partially faces (faces) the outside of the pressure chamber 6 .

これにより、振動板部材3と流路板2とを接合するときの位置ずれや部品誤差が生じても、所要範囲のダンパ領域を確保することができる。 As a result, even if there is a positional deviation or a component error when joining the vibration plate member 3 and the flow path plate 2, it is possible to secure a damper area within a required range.

次に、本発明の第6実施形態について図12及び図13を参照して参照して説明する。図12は同実施形態に係る液体出ヘッドの外観斜視説明図、図13は同じく図1と同様なノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。 Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 12 and 13. FIG. FIG. 12 is an external perspective explanatory view of the liquid ejection head according to the same embodiment, and FIG. 13 is a cross-sectional explanatory view along a direction perpendicular to the nozzle arrangement direction, similar to FIG.

この液体吐出ヘッド100は、循環型液体吐出ヘッドであり、ノズル板1と、流路板2と、壁面部材としての振動板部材3とを積層接合している。そして、振動板部材3の振動領域(振動板)30を変位させる圧電アクチュエータ11と、ヘッドのフレーム部材を兼ねている共通流路部材20とを備えている。 This liquid ejection head 100 is a circulation type liquid ejection head, and includes a nozzle plate 1, a flow path plate 2, and a vibration plate member 3 as a wall member which are laminated and bonded. A piezoelectric actuator 11 that displaces a vibration region (diaphragm) 30 of the diaphragm member 3 and a common flow path member 20 that also serves as a frame member of the head are provided.

ノズル板1は、液体を吐出する複数のノズル4を有している。 The nozzle plate 1 has a plurality of nozzles 4 for ejecting liquid.

流路板2は、複数のノズル4に各々ノズル連通路5を介して通じる複数の圧力室6と、複数の圧力室6に各々通じる複数の供給側の流体抵抗部7と、1又は複数の供給側の流体抵抗部7に通じる1又は複数の液導入部8などを形成している。液導入部8は、振動板部材3の供給側の開口部19を介して供給側の共通流路10に通じている。 The flow path plate 2 includes a plurality of pressure chambers 6 each communicating with the plurality of nozzles 4 via the nozzle communication passages 5, a plurality of supply-side fluid resistance portions 7 each communicating with the plurality of pressure chambers 6, and one or a plurality of One or a plurality of liquid introduction portions 8 and the like are formed that communicate with the fluid resistance portion 7 on the supply side. The liquid introduction part 8 communicates with the common channel 10 on the supply side through the opening 19 on the supply side of the diaphragm member 3 .

なお、本実施形態では、流路板2は、複数枚の板状部材2A~2Eを積層して構成しているが、これに限るものではない。 In this embodiment, the channel plate 2 is constructed by stacking a plurality of plate-like members 2A to 2E, but the configuration is not limited to this.

振動板部材3は、流路板2の圧力室6の壁面を形成する変形可能な振動領域30を有する。ここでは、振動板部材3は3層構造(限定されない)とし、流路板2側から薄肉部を形成する第1層3aと、厚肉部を形成する第2層3b、第3層3cで形成され、第1層3aで圧力室6に対応する部分に変形可能な振動領域30を形成している。 The diaphragm member 3 has a deformable vibration area 30 forming the walls of the pressure chambers 6 of the channel plate 2 . Here, the diaphragm member 3 has a three-layer structure (not limited), and is composed of a first layer 3a forming a thin portion from the flow path plate 2 side, and a second layer 3b and a third layer 3c forming a thick portion. A deformable vibration region 30 is formed in a portion corresponding to the pressure chamber 6 in the first layer 3a.

そして、振動板部材3の圧力室6とは反対側に、振動板部材3の振動領域30を変形させる圧電アクチュエータ11を配置している。圧電アクチュエータ11の圧電素子12Aを振動板部材3の振動領域(振動板)30の凸部30aに接合している。 A piezoelectric actuator 11 that deforms the vibration region 30 of the diaphragm member 3 is arranged on the opposite side of the diaphragm member 3 from the pressure chambers 6 . The piezoelectric element 12A of the piezoelectric actuator 11 is joined to the convex portion 30a of the vibration region (diaphragm) 30 of the diaphragm member 3. As shown in FIG.

また、流路板2は、複数の圧力室6にノズル連通路5を介して各々通じる流路板2の面方向に沿う複数の個別回収流路56と、1又は複数の個別回収流路56に通じる1又は複数の液導出部58を形成している。液導出部58は、振動板部材3の回収側の開口部59を介して回収側の共通流路50に通じている。 In addition, the channel plate 2 includes a plurality of individual recovery channels 56 along the surface direction of the channel plate 2 each communicating with the plurality of pressure chambers 6 via the nozzle communication channels 5, and one or a plurality of individual recovery channels 56. One or a plurality of liquid lead-out portions 58 leading to are formed. The liquid lead-out portion 58 communicates with the recovery-side common flow path 50 through the recovery-side opening 59 of the diaphragm member 3 .

共通流路部材20は、供給側の共通流路10と回収側の共通流路50を形成する。供給側の共通流路10は供給ポート71に通じ、回収側の共通流路50は回収ポート72に通じている。 The common channel member 20 forms a common channel 10 on the supply side and a common channel 50 on the recovery side. The common channel 10 on the supply side communicates with the supply port 71 , and the common channel 50 on the recovery side communicates with the recovery port 72 .

この液体吐出ヘッド100においては、例えば圧電素子12Aに与える電圧を基準電位(中間電位)から下げることによって圧電素子12Aが収縮し、振動板部材3の振動領域30が引かれて圧力室6の容積が膨張することで、圧力室6内に液体が流入する。 In the liquid ejection head 100, for example, by lowering the voltage applied to the piezoelectric element 12A from the reference potential (intermediate potential), the piezoelectric element 12A contracts, the vibration region 30 of the diaphragm member 3 is pulled, and the volume of the pressure chamber 6 increases. expands, the liquid flows into the pressure chamber 6 .

その後、圧電素子12Aに印加する電圧を上げて圧電素子12Aを積層方向に伸長させ、振動板部材3の振動領域30をノズル4に向かう方向に変形させて圧力室6の容積を収縮させることにより、圧力室6内の液体が加圧され、ノズル4から液体が吐出される。 Thereafter, the voltage applied to the piezoelectric element 12A is increased to extend the piezoelectric element 12A in the stacking direction, deform the vibration region 30 of the diaphragm member 3 in the direction toward the nozzle 4, and contract the volume of the pressure chamber 6. , the liquid in the pressure chamber 6 is pressurized, and the liquid is discharged from the nozzle 4 .

また、ノズル4から吐出されない液体はノズル4を通過して個別回収流路56から回収側の共通流路50に回収され、回収側の共通流路50から外部の循環経路を通じて供給側の共通流路10に再度供給される。 Further, the liquid that is not discharged from the nozzle 4 passes through the nozzle 4 and is recovered from the individual recovery channel 56 to the common channel 50 on the recovery side. It is supplied again to the path 10.

なお、ヘッドの駆動方法については上記の例(引き-押し打ち)に限るものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ちや押し打ちなどを行なうこともできる。 The method of driving the head is not limited to the above example (pull-push-hit), and it is also possible to perform pull-hit or push-hit depending on which drive waveform is applied.

そして、本実施形態においても、振動板部材3に圧力室6側に開口する貫通穴32を設け、貫通穴32の内部に、圧力室6の変位可能(変形可能)な壁面を形成する充填材33を充填している。 Also in this embodiment, a through hole 32 that opens toward the pressure chamber 6 is provided in the diaphragm member 3, and a filling material that forms a displaceable (deformable) wall surface of the pressure chamber 6 inside the through hole 32. 33 is filled.

これにより、圧力室6の残留振動を減衰ないし抑制して、安定した液体吐出特性を得ることができ、吐出特性のばらつきを低減できる。 As a result, the residual vibration of the pressure chamber 6 can be attenuated or suppressed, stable liquid ejection characteristics can be obtained, and variations in the ejection characteristics can be reduced.

次に、本発明に係る液体を吐出する装置の一例について図14及び図15を参照して説明する。図14は同装置の概略説明図、図15は同装置のヘッドユニットの一例の平面説明図である。 Next, an example of an apparatus for ejecting liquid according to the present invention will be described with reference to FIGS. 14 and 15. FIG. FIG. 14 is a schematic explanatory view of the same device, and FIG. 15 is a plane explanatory view of an example of a head unit of the same device.

この液体を吐出する装置である印刷装置500は、連続体510を搬入する搬入手段501と、搬入手段501から搬入された連続体510を印刷手段505に案内搬送する案内搬送手段503と、連続体510に対して液体を吐出して画像を形成する印刷を行う印刷手段505と、連続体510を乾燥する乾燥手段507と、連続体510を搬出する搬出手段509などを備えている。 A printing apparatus 500, which is a device for ejecting liquid, includes loading means 501 for loading a continuous body 510; It includes printing means 505 for printing to form an image by ejecting liquid onto 510 , drying means 507 for drying the continuous body 510 , carrying out means 509 for carrying out the continuous body 510 , and the like.

連続体510は搬入手段501の元巻きローラ511から送り出され、搬入手段501、案内搬送手段503、乾燥手段507、搬出手段509の各ローラによって案内、搬送されて、搬出手段509の巻取りローラ591にて巻き取られる。 The continuous body 510 is sent out from the main winding roller 511 of the carry-in means 501 , guided and carried by rollers of the carry-in means 501 , the guide/conveyance means 503 , the drying means 507 and the carry-out means 509 , and is wound by the take-up roller 591 of the carry-out means 509 . is taken up by

この連続体510は、印刷手段505において、搬送ガイド部材559上をヘッドユニット550及びヘッドユニット555に対向して搬送され、ヘッドユニット550から吐出される液体によって画像が形成され、ヘッドユニット555から吐出される処理液で後処理が行われる。 This continuous body 510 is transported on the transport guide member 559 facing the head unit 550 and the head unit 555 in the printing means 505 , an image is formed by the liquid ejected from the head unit 550 , and the image is ejected from the head unit 555 . A post-treatment is performed with a treatment liquid to be applied.

ここで、ヘッドユニット550には、例えば、搬送方向上流側から、4色分のフルライン型ヘッドアレイ551A、551B、551C、551D(以下、色の区別しないときは「ヘッドアレイ551」という。)が配置されている。 Here, the head unit 550 includes, for example, full-line head arrays 551A, 551B, 551C, and 551D for four colors from the upstream side in the transport direction (hereinafter referred to as "head array 551" when the colors are not distinguished). are placed.

各ヘッドアレイ551は、液体吐出手段であり、それぞれ、搬送される連続体510に対してブラックK,シアンC、マゼンタM、イエローYの液体を吐出する。なお、色の種類及び数はこれに限るものではない。 Each head array 551 is a liquid ejecting means, and ejects black K, cyan C, magenta M, and yellow Y liquids onto the conveyed continuous body 510 . Note that the types and number of colors are not limited to this.

ヘッドアレイ551は、例えば、本発明に係る液体吐出ヘッド(これを、単に「ヘッド」ともいう。)100をベース部材552上に千鳥状に並べて配置したものであるが、これに限らない。 The head array 551 is formed by, for example, arranging the liquid ejection heads (also simply referred to as “heads”) 100 according to the present invention in a zigzag manner on the base member 552, but is not limited to this.

次に、液体循環装置の一例について図16を参照して説明する。図16は同循環装置のブロック説明図である。なお、ここでは1つのヘッドのみ図示しているが、複数のヘッドを配列する場合には、マニホールドなどを介して複数のヘッドの供給側、回収側にそれぞれ供給側液体経路、回収側液体経路を接続することになる。 Next, an example of the liquid circulation device will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a block explanatory diagram of the circulation device. Although only one head is shown here, in the case of arranging a plurality of heads, a supply side liquid path and a recovery side liquid path are connected to the supply side and the recovery side of the plurality of heads via a manifold or the like. will connect.

液体循環装置600は、供給タンク601、回収タンク602、メインタンク603、第1送液ポンプ604、第2送液ポンプ605、コンプレッサ611、レギュレータ612、真空ポンプ621、レギュレータ622、供給側圧力センサ631、回収側圧力センサ632などで構成されている。 The liquid circulation device 600 includes a supply tank 601, a recovery tank 602, a main tank 603, a first liquid-sending pump 604, a second liquid-sending pump 605, a compressor 611, a regulator 612, a vacuum pump 621, a regulator 622, and a supply-side pressure sensor 631. , recovery side pressure sensor 632 and the like.

ここで、コンプレッサ611及び真空ポンプ621は、供給タンク601内の圧力と回収タンク602内の圧力とに差圧を生じさせる手段を構成している。 Here, the compressor 611 and the vacuum pump 621 constitute means for creating a differential pressure between the pressure in the supply tank 601 and the pressure in the recovery tank 602 .

供給側圧力センサ631は、供給タンク601とヘッド100との間であって、ヘッド100の供給ポート71に繋がった供給側液体経路に接続されている。回収側圧力センサ632は、ヘッド1と回収タンク602との間であって、ヘッド100の回収ポート72に繋がった回収側液体経路に接続されている。 The supply-side pressure sensor 631 is connected to the supply-side liquid path connected to the supply port 71 of the head 100 between the supply tank 601 and the head 100 . The recovery side pressure sensor 632 is connected to the recovery side liquid path connected to the recovery port 72 of the head 100 between the head 1 and the recovery tank 602 .

回収タンク602の一方は、第1送液ポンプ604を介して供給タンク601と接続されており、回収タンク602の他方は第2送液ポンプ605を介してメインタンク603と接続されている。 One of the recovery tanks 602 is connected to the supply tank 601 via the first liquid-sending pump 604 , and the other of the recovery tanks 602 is connected to the main tank 603 via the second liquid-sending pump 605 .

これにより、供給タンク601から供給ポート71を通ってヘッド100内に液体が流入し、回収ポート72から回収タンク602へ回収され、第1送液ポンプ604によって回収タンク602から供給タンク601へ液体が送られることによって、液体が循環する循環経路が構成される。 As a result, the liquid flows from the supply tank 601 into the head 100 through the supply port 71 , is recovered from the recovery port 72 to the recovery tank 602 , and is transferred from the recovery tank 602 to the supply tank 601 by the first liquid feeding pump 604 . A circulation path through which the liquid circulates is constructed by being sent.

ここで、供給タンク601にはコンプレッサ611がつなげられており、供給側圧力センサ631で所定の正圧が検知されるように制御される。一方、回収タンク602には真空ポンプ621がつなげられており、回収側圧力センサ632で所定の負圧が検知されるよう制御される。 Here, a compressor 611 is connected to the supply tank 601 and controlled so that a predetermined positive pressure is detected by the supply side pressure sensor 631 . On the other hand, a vacuum pump 621 is connected to the collection tank 602 and controlled so that a predetermined negative pressure is detected by the collection side pressure sensor 632 .

これにより、ヘッド100内を通って液体を循環させつつ、メニスカスの負圧を一定に保つことができる。 Thereby, the negative pressure of the meniscus can be kept constant while the liquid is circulated through the head 100 .

また、ヘッド100のノズル4から液体を吐出すると、供給タンク601及び回収タンク602内の液体量が減少していく。そのため、適宜、第2送液ポンプ605を用いて、メインタンク603から回収タンク602に液体を補充する。 Further, when the liquid is discharged from the nozzle 4 of the head 100, the amount of liquid in the supply tank 601 and the recovery tank 602 decreases. Therefore, the recovery tank 602 is replenished with liquid from the main tank 603 using the second liquid-sending pump 605 as appropriate.

なお、メインタンク603から回収タンク602への液体補充のタイミングは、回収タンク602内の液体の液面高さが所定高さよりも下がったときに液体補充を行うなど、回収タンク602内に設けた液面センサなどの検知結果によって制御することができる。 The timing of liquid replenishment from the main tank 603 to the recovery tank 602 is set within the recovery tank 602, such as when the liquid level in the recovery tank 602 drops below a predetermined level. It can be controlled by the detection result of a liquid level sensor or the like.

次に、本発明に係る液体を吐出する装置としての印刷装置の他の例について図17及び図18を参照して説明する。図17は同装置の要部平面説明図、図18は同装置の要部側面説明図である。 Next, another example of a printing apparatus as an apparatus for ejecting liquid according to the present invention will be described with reference to FIGS. 17 and 18. FIG. FIG. 17 is an explanatory plan view of the essential parts of the device, and FIG. 18 is an explanatory side view of the essential parts of the same device.

この印刷装置500は、シリアル型装置であり、主走査移動機構493によって、キャリッジ403は主走査方向に往復移動する。主走査移動機構493は、ガイド部材401、主走査モータ405、タイミングベルト408等を含む。ガイド部材401は、左右の側板491A、491Bに架け渡されてキャリッジ403を移動可能に保持している。そして、主走査モータ405によって、駆動プーリ406と従動プーリ407間に架け渡したタイミングベルト408を介して、キャリッジ403は主走査方向に往復移動される。 The printing apparatus 500 is a serial type apparatus, and a main scanning movement mechanism 493 reciprocates the carriage 403 in the main scanning direction. The main scanning movement mechanism 493 includes a guide member 401, a main scanning motor 405, a timing belt 408, and the like. The guide member 401 is bridged between the left and right side plates 491A and 491B to movably hold the carriage 403 . A main scanning motor 405 reciprocates the carriage 403 in the main scanning direction via a timing belt 408 stretched between a drive pulley 406 and a driven pulley 407 .

このキャリッジ403には、本発明に係る液体吐出ヘッド100及びヘッドタンク441を一体にした液体吐出ユニット440を搭載している。液体吐出ユニット440の液体吐出ヘッド100は、例えば、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の各色の液体を吐出する。また、液体吐出ヘッド100は、複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配置し、吐出方向を下方に向けて装着している。 The carriage 403 is equipped with a liquid ejection unit 440 in which the liquid ejection head 100 and the head tank 441 according to the present invention are integrated. The liquid ejection head 100 of the liquid ejection unit 440 ejects liquids of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K), for example. In addition, the liquid ejection head 100 is mounted with a nozzle row having a plurality of nozzles arranged in a sub-scanning direction perpendicular to the main scanning direction, with the ejection direction directed downward.

液体吐出ヘッド100は、前述した液体循環装置600と接続されて、所要の色の液体が循環供給される。 The liquid ejection head 100 is connected to the liquid circulation device 600 described above, and the liquid of a desired color is circulated and supplied.

この印刷装置500は、用紙410を搬送するための搬送機構495を備えている。搬送機構495は、搬送手段である搬送ベルト412、搬送ベルト412を駆動するための副走査モータ416を含む。 This printing apparatus 500 includes a transport mechanism 495 for transporting the paper 410 . The transport mechanism 495 includes a transport belt 412 as transport means and a sub-scanning motor 416 for driving the transport belt 412 .

搬送ベルト412は用紙410を吸着して液体吐出ヘッド100に対向する位置で搬送する。この搬送ベルト412は、無端状ベルトであり、搬送ローラ413と、テンションローラ414との間に掛け渡されている。吸着は静電吸着、あるいは、エアー吸引などで行うことができる。 The transport belt 412 attracts the paper 410 and transports it at a position facing the liquid ejection head 100 . The conveying belt 412 is an endless belt and stretched between a conveying roller 413 and a tension roller 414 . Adsorption can be performed by electrostatic adsorption, air suction, or the like.

そして、搬送ベルト412は、副走査モータ416によってタイミングベルト417及びタイミングプーリ418を介して搬送ローラ413が回転駆動されることによって、副走査方向に周回移動する。 The conveying belt 412 rotates in the sub-scanning direction when the conveying roller 413 is rotationally driven by the sub-scanning motor 416 via the timing belt 417 and the timing pulley 418 .

さらに、キャリッジ403の主走査方向の一方側には搬送ベルト412の側方に液体吐出ヘッド100の維持回復を行う維持回復機構420が配置されている。 Further, on one side of the carriage 403 in the main scanning direction, a maintenance/recovery mechanism 420 for maintaining/recovering the liquid ejection head 100 is arranged on the side of the transport belt 412 .

維持回復機構420は、例えば液体吐出ヘッド100のノズル面(ノズルが形成された面)をキャッピングするキャップ部材421、ノズル面を払拭するワイパ部材422などで構成されている。 The maintenance/recovery mechanism 420 includes, for example, a cap member 421 that caps the nozzle surface of the liquid ejection head 100 (a surface on which nozzles are formed), a wiper member 422 that wipes the nozzle surface, and the like.

主走査移動機構493、維持回復機構420、搬送機構495は、側板491A,491B、背板491Cを含む筐体に取り付けられている。 The main scanning movement mechanism 493, maintenance recovery mechanism 420, and transport mechanism 495 are attached to a housing including side plates 491A and 491B and a back plate 491C.

このように構成したこの印刷装置500においては、用紙410が搬送ベルト412上に給紙されて吸着され、搬送ベルト412の周回移動によって用紙410が副走査方向に搬送される。 In the printing apparatus 500 configured as described above, the paper 410 is fed onto the conveying belt 412 and attracted thereto, and the conveying belt 412 is rotated to convey the paper 410 in the sub-scanning direction.

そこで、キャリッジ403を主走査方向に移動させながら画像信号に応じて液体吐出ヘッド100を駆動することにより、停止している用紙410に液体を吐出して画像を形成
する。
Therefore, by moving the carriage 403 in the main scanning direction and driving the liquid ejection head 100 in accordance with the image signal, the liquid is ejected onto the stationary paper 410 to form an image.

次に、本発明に係る液体吐出ユニットの他の例について図19を参照して説明する。図19は同ユニットの要部平面説明図である。 Next, another example of the liquid ejection unit according to the invention will be described with reference to FIG. FIG. 19 is an explanatory plan view of the main part of the same unit.

この液体吐出ユニット440、前記液体を吐出する装置を構成している部材のうち、側板491A、491B及び背板491Cで構成される筐体部分と、主走査移動機構493と、キャリッジ403と、液体吐出ヘッド100で構成されている。 Among the members constituting the liquid ejection unit 440 and the apparatus for ejecting the liquid, a housing portion composed of side plates 491A and 491B and a back plate 491C, a main scanning movement mechanism 493, a carriage 403, and liquid It is composed of an ejection head 100 .

なお、この液体吐出ユニット440の例えば側板491Bに、前述した維持回復機構420を更に取り付けた液体吐出ユニットを構成することもできる。 It should be noted that a liquid ejection unit can be constructed in which the maintenance recovery mechanism 420 described above is further attached to the side plate 491B of the liquid ejection unit 440, for example.

次に、本発明に係る液体吐出ユニットの更に他の例について図20を参照して説明する。図20は同ユニットの正面説明図である。 Next, still another example of the liquid ejection unit according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 20 is an explanatory front view of the same unit.

この液体吐出ユニット440は、流路部品444が取付けられた液体吐出ヘッド100と、流路部品444に接続されたチューブ456で構成されている。 This liquid ejection unit 440 is composed of a liquid ejection head 100 to which a channel component 444 is attached, and a tube 456 connected to the channel component 444 .

なお、流路部品444はカバー442の内部に配置されている。流路部品444に代えてヘッドタンク441を含むこともできる。また、流路部品444の上部には液体吐出ヘッド100と電気的接続を行うコネクタ443が設けられている。 Note that the channel component 444 is arranged inside the cover 442 . A head tank 441 can also be included in place of the channel component 444 . A connector 443 for electrical connection with the liquid ejection head 100 is provided above the channel component 444 .

本願において、吐出される液体は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が30mPa・s以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、DNA、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、3次元造形用材料液等の用途で用いることができる。 In the present application, the liquid to be ejected is not particularly limited as long as it has a viscosity and surface tension that can be ejected from the head. It is preferable to be More specifically, solvents such as water and organic solvents, colorants such as dyes and pigments, functional-imparting materials such as polymerizable compounds, resins, and surfactants, biocompatible materials such as DNA, amino acids, proteins, and calcium. , edible materials such as natural pigments, solutions, suspensions, emulsions, etc. These are, for example, inkjet inks, surface treatment liquids, components of electronic elements and light emitting elements, and formation of electronic circuit resist patterns It can be used for applications such as liquids for liquids and material liquids for three-dimensional modeling.

液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ(積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子)、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものが含まれる。 Piezoelectric actuators (laminated piezoelectric element and thin film piezoelectric element), thermal actuators that use electrothermal conversion elements such as heating resistors, and electrostatic actuators that consist of a diaphragm and a counter electrode are used as energy sources for liquid ejection. includes those that

「液体吐出ユニット」は、液体吐出ヘッドに機能部品、機構が一体化したものであり、液体の吐出に関連する部品の集合体が含まれる。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構、液体循環装置の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたものなどが含まれる。 A "liquid ejection unit" is a liquid ejection head integrated with functional parts and mechanisms, and includes an assembly of parts related to ejection of liquid. For example, the "liquid ejection unit" includes a combination of at least one of a head tank, a carriage, a supply mechanism, a maintenance and recovery mechanism, a main scanning movement mechanism, and a liquid circulation device with a liquid ejection head.

ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合などで互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。 Here, integration means, for example, that the liquid ejection head and functional parts or mechanisms are fixed to each other by fastening, adhesion, or engagement, or that one is held movably with respect to the other. include. Also, the liquid ejection head, the functional parts, and the mechanism may be configured to be detachable from each other.

例えば、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。また、チューブなどで互いに接続されて、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。ここで、これらの液体吐出ユニットのヘッドタンクと液体吐出ヘッドとの間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。 For example, there is a liquid ejection unit in which a liquid ejection head and a head tank are integrated. Also, there is a type in which a liquid ejection head and a head tank are integrated by being connected to each other by a tube or the like. Here, it is also possible to add a unit including a filter between the head tank and the liquid ejection head of these liquid ejection units.

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジが一体化されているものがある。 Further, there is a liquid ejection unit in which a liquid ejection head and a carriage are integrated.

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドを走査移動機構の一部を構成するガイド部材に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッドと走査移動機構が一体化されているものがある。また、液体吐出ヘッドとキャリッジと主走査移動機構が一体化されているものがある。 Further, as a liquid ejection unit, there is one in which the liquid ejection head is movably held by a guide member constituting a part of the scanning movement mechanism, and the liquid ejection head and the scanning movement mechanism are integrated. Also, there is a type in which the liquid ejection head, the carriage, and the main scanning movement mechanism are integrated.

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドが取り付けられたキャリッジに、維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させて、液体吐出ヘッドとキャリッジと維持回復機構が一体化されているものがある。 There is also a liquid ejection unit in which the liquid ejection head, the carriage, and the maintenance and recovery mechanism are integrated by fixing a cap member, which is a part of the maintenance and recovery mechanism, to a carriage to which the liquid ejection head is attached. .

また、液体吐出ユニットとして、ヘッドタンク若しくは流路部品が取付けられた液体吐出ヘッドにチューブが接続されて、液体吐出ヘッドと供給機構が一体化されているものがある。このチューブを介して、液体貯留源の液体が液体吐出ヘッドに供給される。 Further, as a liquid ejection unit, there is one in which a tube is connected to a liquid ejection head to which a head tank or a channel component is attached, and the liquid ejection head and the supply mechanism are integrated. The liquid in the liquid storage source is supplied to the liquid ejection head through this tube.

主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。 It is assumed that the main scanning movement mechanism also includes a single guide member. Also, the supply mechanism includes a single tube and a single loading unit.

「液体を吐出する装置」には、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて液体を吐出させる装置が含まれる。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を 気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。 The "apparatus for ejecting liquid" includes an apparatus that includes a liquid ejection head or a liquid ejection unit, and drives the liquid ejection head to eject liquid. Devices that eject liquid include not only devices that can eject liquid onto an object to which liquid can adhere, but also devices that eject liquid into air or liquid.

この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。 The "liquid ejecting device" can include means for feeding, transporting, and ejecting an object to which liquid can adhere, as well as a pre-processing device, a post-processing device, and the like.

例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物(三次元造形物)を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置(三次元造形装置)がある。 For example, as a "device that ejects liquid", an image forming device that ejects ink to form an image on paper, and powder is formed in layers to form a three-dimensional object (three-dimensional object). There is a three-dimensional modeling apparatus (three-dimensional modeling apparatus) that ejects a modeling liquid onto a formed powder layer.

また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。 Further, the "apparatus for ejecting liquid" is not limited to one that visualizes significant images such as characters and figures with the ejected liquid. For example, it includes those that form patterns that have no meaning per se, and those that form three-dimensional images.

上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層(粉末層)、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。 The above-mentioned "substance to which a liquid can adhere" means a substance to which a liquid can adhere at least temporarily, such as a substance to which a liquid adheres and adheres, a substance which adheres and permeates, and the like. Specific examples include media such as recording media such as paper, recording paper, recording paper, film, and cloth, electronic components such as electronic substrates and piezoelectric elements, powder layers (powder layers), organ models, and test cells. Yes, and unless otherwise specified, includes anything that has liquid on it.

上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。 The material of the above-mentioned "thing to which a liquid can adhere" may be paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics, etc., as long as the liquid can adhere even temporarily.

また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。 Further, the ``device for ejecting liquid'' includes a device in which a liquid ejection head and an object to which liquid can be adhered move relatively, but is not limited to this. Specific examples include a serial type apparatus in which the liquid ejection head is moved and a line type apparatus in which the liquid ejection head is not moved.

また、「液体を吐出する装置」としては、他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液を、ノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。 In addition, the "apparatus for ejecting liquid" also includes a treatment liquid coating device that ejects a treatment liquid onto the paper for the purpose of modifying the surface of the paper. There is an injection granulator that granulates fine particles of the raw material by injecting a composition liquid in which raw materials are dispersed in a solution through a nozzle.

なお、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。 The terms used in the present application, such as image formation, recording, printing, copying, printing, and molding, are synonymous.

1 ノズル板
4 ノズル
2 流路板
3 振動板部材
6 圧力室
10 共通流路
11 圧電アクチュエータ
20 共通流路部材
32 貫通穴
33 充填材
34 凹部
50 共通流路
100 液体吐出ヘッド
403 キャリッジ
440 液体吐出ユニット
500 印刷装置(液体を吐出する装置)
550 ヘッドユニット
600 液体循環装置
REFERENCE SIGNS LIST 1 nozzle plate 4 nozzle 2 channel plate 3 diaphragm member 6 pressure chamber 10 common channel 11 piezoelectric actuator 20 common channel member 32 through hole 33 filler 34 concave portion 50 common channel 100 liquid ejection head 403 carriage 440 liquid ejection unit 500 printing device (device for ejecting liquid)
550 head unit 600 liquid circulation device

Claims (8)

体を吐出するノズルに通じる圧力室の変位可能な壁面を形成する振動領域を有する振動板部材を備え、
前記振動板部材は、少なくとも、前記振動領域を形成し前記圧力室に面する薄肉部と、前記薄肉部の前記圧力室とは反対側に設けられた厚肉部とを含み、
前記振動板部材には、前記圧力室側に開口する凹部又は貫通穴が設けられ、
前記凹部又は前記貫通穴は、前記圧力室の長手方向において、一部が前記圧力室の外側まで臨むように開口しており、
前記凹部又は前記貫通穴の内部には、前記圧力室の変位可能な壁面を形成する充填材が充填され、
前記厚肉部は、前記圧力室の長手方向に沿う断面形状において、段差部が設けられて、相対的に厚さが薄い部分と厚さが厚い部分とが形成され、
前記凹部又は前記貫通穴は、前記薄肉部、及び、前記厚肉部の前記厚さが薄い部分に設けられ、前記厚肉部の前記厚さが厚い部分には設けられていない
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
a diaphragm member having a vibrating region forming a displaceable wall surface of a pressure chamber communicating with a nozzle for ejecting liquid ;
The diaphragm member includes at least a thin portion forming the vibration region and facing the pressure chamber, and a thick portion provided on the opposite side of the thin portion to the pressure chamber,
The diaphragm member is provided with a recessed portion or a through hole that opens toward the pressure chamber,
The recess or the through-hole is open in the longitudinal direction of the pressure chamber so that a part thereof extends to the outside of the pressure chamber,
The interior of the recess or the through hole is filled with a filling material that forms a displaceable wall surface of the pressure chamber,
The thick portion is provided with a stepped portion in a cross-sectional shape along the longitudinal direction of the pressure chamber to form a relatively thin portion and a relatively thick portion,
The recess or the through hole is provided in the thin portion and the thin portion of the thick portion, and is not provided in the thick portion of the thick portion.
A liquid ejection head characterized by:
前記圧力室側に開口する凹部又は前記貫通穴は、前記圧力室の長手方向端部付近側に配置されている
ことを特徴とする請求項1に記載の液体吐出ヘッド。
2. The liquid ejection head according to claim 1 , wherein the recesses or the through holes that open toward the pressure chambers are arranged near the longitudinal ends of the pressure chambers.
前記充填材は樹脂である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の液体吐出ヘッド。
3. The liquid ejection head according to claim 1, wherein the filler is resin.
前記樹脂は、紫外線硬化型樹脂である
ことを特徴とする請求項に記載の液体吐出ヘッド。
4. The liquid ejection head according to claim 3 , wherein the resin is an ultraviolet curable resin.
複数の前記圧力室を有し、
少なくとも2つの前記圧力室において前記樹脂の充填量が異なる
ことを特徴とする請求項3又は4に記載の液体吐出ヘッド。
having a plurality of pressure chambers,
5. The liquid ejection head according to claim 3 , wherein at least two of said pressure chambers are filled with different amounts of said resin.
請求項1ないしのいずれかに記載の液体吐出ヘッドを含むことを特徴とする液体吐出ユニット。 A liquid ejection unit comprising the liquid ejection head according to claim 1 . 前記液体吐出ヘッドに供給する液体を貯留するヘッドタンク、前記液体吐出ヘッドを搭載するキャリッジ、前記液体吐出ヘッドに液体を供給する供給機構、前記液体吐出ヘッドの維持回復を行う維持回復機構、前記液体吐出ヘッドを主走査方向に移動させる主走査移動機構の少なくともいずれか一つと前記液体吐出ヘッドとを一体化した
ことを特徴とする請求項に記載の液体吐出ユニット。
a head tank for storing the liquid to be supplied to the liquid ejection head, a carriage for mounting the liquid ejection head, a supply mechanism for supplying the liquid to the liquid ejection head, a maintenance and recovery mechanism for maintaining and recovering the liquid ejection head, and the liquid 7. A liquid ejection unit according to claim 6 , wherein at least one of main scanning movement mechanisms for moving the ejection head in the main scanning direction is integrated with the liquid ejection head.
請求項1ないしのいずれかに記載の液体吐出ヘッド、又は、請求項若しくはに記載の液体吐出ユニットを備えていることを特徴とする液体を吐出する装置。 A device for ejecting liquid, comprising the liquid ejection head according to any one of claims 1 to 5 , or the liquid ejection unit according to claim 6 or 7 .
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