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JP2009107164A - Inkjet recorder - Google Patents

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JP2009107164A
JP2009107164A JP2007280005A JP2007280005A JP2009107164A JP 2009107164 A JP2009107164 A JP 2009107164A JP 2007280005 A JP2007280005 A JP 2007280005A JP 2007280005 A JP2007280005 A JP 2007280005A JP 2009107164 A JP2009107164 A JP 2009107164A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
chamber
jet head
ink jet
head according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2007280005A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihito Sakata
明史 坂田
Fumiko Kayama
文子 加山
Kazuyoshi Tominaga
和由 冨永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SII Printek Inc
Original Assignee
SII Printek Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SII Printek Inc filed Critical SII Printek Inc
Priority to JP2007280005A priority Critical patent/JP2009107164A/en
Publication of JP2009107164A publication Critical patent/JP2009107164A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/10Finger type piezoelectric elements

Landscapes

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

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid jet recording head which can absorb a pressure variation by a pressure wave generated at the time of ejection of a recording liquid, and to provide a liquid jet recorder which carries this. <P>SOLUTION: In the inkjet head, a plurality of chambers which communicate with nozzle openings and are filled with ink are arranged side by side in a piezoelectric ceramic plate, electrodes are prepared on sidewalls of both sides of each chamber, and a channel forming member 23 which supplies the ink to each chamber is installed. The inkjet head which discharges the ink filled inside the chamber out of the nozzle opening by changing a capacity of the chamber is equipped with an ink stable chamber 36 at an end part of the chamber side of the channel forming member. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、インクジェットヘッドを有し、例えば、プリンタ、ファックスなどに適用される記録ユニット及びこれを用いたインクジェット記録装置に関し、特に、チャンバ内で発生する圧力変動を吸収して安定したインク吐出特性が得られるインクジェットヘッドに関するものである。   The present invention relates to a recording unit having an inkjet head, for example, applied to a printer, a fax machine, and the like, and an inkjet recording apparatus using the recording unit, and in particular, stable ink ejection characteristics by absorbing pressure fluctuations generated in a chamber. The present invention relates to an ink jet head from which can be obtained.

従来、インクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドを用いて被記録媒体に文字や画像を記録するインクジェット式記録装置が知られている。かかるインクジェット式記録装置では、インクジェットヘッドのノズルが被記録媒体に対向するようにヘッドホルダに設けられ、このヘッドホルダはキャリッジに搭載され被記録媒体の搬送方向とは直交する方向に走査されるようになっている。   2. Description of the Related Art Conventionally, an ink jet recording apparatus that records characters and images on a recording medium using an ink jet head having a plurality of nozzles that eject ink is known. In such an ink jet recording apparatus, the nozzle of the ink jet head is provided in the head holder so as to face the recording medium, and this head holder is mounted on the carriage so as to be scanned in a direction orthogonal to the transport direction of the recording medium. It has become.

このようなインクジェットヘッドの要部断面を図8に示す。   FIG. 8 shows a cross section of the main part of such an ink jet head.

図8に示すように、圧電セラミックプレート26には、複数のチャンバ28が並設され、各チャンバ28は、側壁29で分離されている。各チャンバ28の長手方向一端部は圧電セラミックプレート26の一端面まで延設されており、他端部は、他端面までは延びておらず、深さが徐々に浅くなっている。このような各チャンバ28内の両側壁29の開口側表面には、長手方向に亘って、駆動電界印加用の電極30が形成されている。   As shown in FIG. 8, a plurality of chambers 28 are arranged in parallel on the piezoelectric ceramic plate 26, and each chamber 28 is separated by a side wall 29. One end of each chamber 28 in the longitudinal direction extends to one end surface of the piezoelectric ceramic plate 26, and the other end does not extend to the other end surface, and the depth gradually decreases. An electrode 30 for applying a driving electric field is formed on the opening side surface of both side walls 29 in each chamber 28 in the longitudinal direction.

また、圧電セラミックプレート26のチャンバ28の開口側には、カバープレート31が接着剤109を介して接合されている。このカバープレート31には、各チャンバ28の浅くなった他端部と連通する凹部となる共通インク室32と、この共通インク室32の底部からチャンバ28とは反対方向に貫通するインク供給口33とを有する。   A cover plate 31 is bonded to the opening side of the chamber 28 of the piezoelectric ceramic plate 26 via an adhesive 109. The cover plate 31 has a common ink chamber 32 that is a recess communicating with the other shallow end of each chamber 28, and an ink supply port 33 that penetrates from the bottom of the common ink chamber 32 in the direction opposite to the chamber 28. And have.

さらに、圧電セラミックプレート26とカバープレート31との接合体のチャンバ28が開口している端面には、ノズルプレート34が接合されており、ノズルプレート34の各チャンバ28に対向する位置にはノズル開口27が形成されている。   Further, a nozzle plate 34 is joined to an end surface of the joined body of the piezoelectric ceramic plate 26 and the cover plate 31 where the chamber 28 is open, and the nozzle plate 34 has a nozzle opening at a position facing each chamber 28. 27 is formed.

なお、圧電セラミックプレート26のノズルプレート34とは反対側でカバープレート31とは反対側の面には、配線基板が固着されている。配線基板には、各電極30とボンディングワイヤ121等で接続された配線が形成され、この配線を介して電極30に駆動電圧を印加できるようになっている。   A wiring board is fixed to the surface of the piezoelectric ceramic plate 26 opposite to the nozzle plate 34 and opposite to the cover plate 31. On the wiring board, wirings connected to the respective electrodes 30 by bonding wires 121 and the like are formed, and a driving voltage can be applied to the electrodes 30 through the wirings.

このように構成されるヘッドチップ21では、インク供給口33から各チャンバ28内にインクを充填し、所定のチャンバ28の両側の側壁29に電極30を介して所定の駆動電界を作用させると、側壁29が撓み変形してチャンバ28内の容積が一時的に変化し、これにより、チャンバ28内のインクがノズル開口27から吐出する。   In the head chip 21 configured as described above, when each chamber 28 is filled with ink from the ink supply port 33 and a predetermined driving electric field is applied to the side walls 29 on both sides of the predetermined chamber 28 via the electrodes 30, The side wall 29 is bent and deformed to temporarily change the volume in the chamber 28, whereby the ink in the chamber 28 is ejected from the nozzle opening 27.

例えば、図9に示すように、チャンバ28aに対応するノズル開口27からインクを吐出する場合には、そのチャンバ28a内の電極30a、30bに正の駆動電圧を印加すると共にそれぞれに対向する電極30c、30dを接地するようにする。これにより、側壁29a、29bにはチャンバ28aに向かう方向の駆動電界が作用し、これが圧電セラミックプレート26の分極方向と直交すれば、圧電厚みすべり効果により側壁29a、29bがチャンバ28a方向に撓み変形し、チャンバ28a内の容積が減少してインクに対する圧力が増加し、ノズル開口27からインクが吐出する。   For example, as shown in FIG. 9, when ink is ejected from the nozzle opening 27 corresponding to the chamber 28a, a positive drive voltage is applied to the electrodes 30a and 30b in the chamber 28a and the electrodes 30c facing each other are applied. , 30d is grounded. As a result, a drive electric field in the direction toward the chamber 28a acts on the side walls 29a and 29b. If this is orthogonal to the polarization direction of the piezoelectric ceramic plate 26, the side walls 29a and 29b are bent and deformed in the direction of the chamber 28a due to the piezoelectric thickness slip effect. As a result, the volume in the chamber 28a decreases, the pressure on the ink increases, and the ink is ejected from the nozzle openings 27.

また図2と図8を用いて説明すると、このようなインクジェットヘッドにおいてインクを各チャンバに供給する際には、流路形成部材23を用いる。流路形成部材23の内部では、インク供給口33と各チャンバ28に連通するインク流出口19へインク流入口18からインクを流すことによって各チャンバ28へインクを供給する。図3には流路形成部材23の側面図、図4には流路形成部材23の正面図を示し、図5には図3に示す流路形成部材23のB−B断面図を示す。
特開2002−331661号公報
2 and FIG. 8, the flow path forming member 23 is used when ink is supplied to each chamber in such an ink jet head. In the flow path forming member 23, ink is supplied to each chamber 28 by flowing ink from the ink inlet 18 to the ink outlet 19 communicating with the ink supply port 33 and each chamber 28. 3 is a side view of the flow path forming member 23, FIG. 4 is a front view of the flow path forming member 23, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line BB of the flow path forming member 23 shown in FIG.
JP 2002-331661 A

しかしながら、近年、特にこのような構造のインクジェットヘッドは、印字速度の高速化が進み、駆動周波数と共にノズル数も増加する傾向がある。多ノズル化に伴い、供給インク量も増加し、チャンバ内の圧力変動によるインク滴吐出特性への悪影響による吐出不良が問題視されている。
本発明は、上記従来の技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであって、記録液吐出時にチャンバ内で発生する圧力波による圧力変動を吸収できる液体噴射記録ヘッドおよびこれを搭載する液体噴射記録装置を実現することを目的とするものである。
However, in recent years, in particular, an inkjet head having such a structure tends to increase the printing speed, and the number of nozzles tends to increase with the driving frequency. Along with the increase in the number of nozzles, the amount of ink supplied also increases, and ejection failure due to adverse effects on ink droplet ejection characteristics due to pressure fluctuations in the chamber is regarded as a problem.
The present invention has been made in view of the above-mentioned unsolved problems of the prior art, and is equipped with a liquid jet recording head capable of absorbing pressure fluctuations due to pressure waves generated in a chamber when recording liquid is discharged. An object of the present invention is to realize a liquid jet recording apparatus.

上記問題を解決する本発明の第1の態様は、圧電セラミックプレートにノズル開口に連通し且つインクの充填されたチャンバを複数並設し、各チャンバの両側の側壁に電極が設けられ、各チャンバに連通するインク流出口へインク流入口からインクを流すことによって各チャンバへインクを供給する流路形成部材が設置され、該チャンバの容積を変化させることでその内部に充填されたインクをノズル開口から吐出するインクジェットヘッドにおいて、該流路形成部材のインク流出口にインク安定室を設けることで、前記チャンバの内部に発生する圧力変動を抑制するインクジェットヘッドにある。   According to a first aspect of the present invention for solving the above problem, a plurality of chambers which are connected to a nozzle opening and filled with ink are arranged in parallel on a piezoelectric ceramic plate, and electrodes are provided on the side walls on both sides of each chamber. A flow path forming member that supplies ink to each chamber by flowing ink from the ink inlet to the ink outlet that communicates with the ink outlet is installed. By changing the volume of the chamber, the ink filled in the nozzle is opened. In the ink jet head that discharges from the ink jet head, the ink stabilizing chamber is provided at the ink outlet of the flow path forming member, thereby suppressing the pressure fluctuation generated in the chamber.

かかる第1の態様では、各チャンバに連通するインク流出口にインク安定室を設けることによって記録液吐出時にチャンバ内で発生する圧力波による圧力変動を吸収することができる。   In the first aspect, by providing an ink stabilizing chamber at the ink outlet that communicates with each chamber, it is possible to absorb pressure fluctuations caused by pressure waves generated in the chamber when the recording liquid is ejected.

本発明の第2の態様は、第1の態様において前記インク安定室の高さTが0.3×流路幅X≦T≦7×流路幅Xの範囲であることを特徴とするインクジェットヘッドにある。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the height T of the ink stabilizing chamber is in a range of 0.3 × channel width X ≦ T ≦ 7 × channel width X. In the head.

かかる第2の態様では、インク安定室の高さTを上記の範囲に設けることによって、各チャンバに発生する圧力変動を抑制するのに十分なインク安定室の高さを持つことができる。   In the second aspect, by providing the height T of the ink stabilizing chamber in the above range, the height of the ink stabilizing chamber can be sufficient to suppress the pressure fluctuation generated in each chamber.

本発明の第3の態様は、第1の態様又は第2の態様において、前記インク安定室の幅Wが、吐出ノズル長Nに対してN≦W≦(N+10mm)の関係が成り立つことを特徴とするインクジェットヘッドにある。   A third aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect or the second aspect, the width W of the ink stabilizing chamber satisfies a relationship of N ≦ W ≦ (N + 10 mm) with respect to the discharge nozzle length N. In the inkjet head.

かかる第3の態様では、インク安定室の幅Wを上記の範囲に設けることによって、各チャンバに発生する圧力変動を抑制するのに十分なインク安定室の幅を持つことができる。   In the third aspect, by providing the width W of the ink stabilizing chamber in the above range, the width of the ink stabilizing chamber can be sufficient to suppress the pressure fluctuation generated in each chamber.

本発明の第4の態様は、第1の態様から第3の態様の何れかの態様において、前記インク安定室の傾斜部の角度θが、2度≦θ≦45度の間であることを特徴とするインクジェットヘッドにある。   According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the angle θ of the inclined portion of the ink stabilizing chamber is between 2 degrees ≦ θ ≦ 45 degrees. In the characteristic inkjet head.

かかる第4の態様では、インク安定室の傾斜部の角度θを上記の範囲に設けることによって、各チャンバに発生する圧力変動を抑制するのに十分なインク安定室の傾斜部の角度θを持つことができる。   In the fourth aspect, by providing the angle θ of the inclined portion of the ink stabilizing chamber in the above range, the angle θ of the inclined portion of the ink stabilizing chamber is sufficient to suppress the pressure fluctuation generated in each chamber. be able to.

本発明の第5の態様は、第1の態様から第4の態様の何れかの態様において、前記インク安定室の幅Lが、流路幅X≦L≦10×流路幅Xの範囲であることを特徴とするインクジェットヘッドにある。   According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the width L of the ink stabilizing chamber is in a range of flow path width X ≦ L ≦ 10 × flow path width X. An inkjet head is characterized in that there is.

かかる第5の態様では、インク安定室の幅Lを上記の範囲に設けることによって、各チャンバに発生する圧力変動を抑制するのに十分なインク安定室の幅Lを持つことができる。   In the fifth aspect, by providing the width L of the ink stabilization chamber in the above range, the width L of the ink stabilization chamber sufficient to suppress the pressure fluctuation generated in each chamber can be provided.

本発明の第6の態様は、第1の態様から第5の態様の何れかの態様において、インク安定室にフィルタを設置することを特徴とするインクジェットヘッドにある。   According to a sixth aspect of the present invention, in the ink jet head according to any one of the first to fifth aspects, a filter is provided in the ink stabilizing chamber.

かかる第6の態様では、インク安定室にフィルタを設けることによって、各チャンバに発生する圧力変動を効果的に抑制することができる。   In the sixth aspect, by providing the filter in the ink stabilizing chamber, it is possible to effectively suppress the pressure fluctuation generated in each chamber.

本発明の第7の態様は、第1の態様から第6の態様の何れかの態様において、インク安定室内に吸収体を設置することを特徴とするインクジェットヘッドにある。   A seventh aspect of the present invention is an ink jet head according to any one of the first to sixth aspects, wherein an absorber is installed in the ink stabilizing chamber.

かかる第7の態様では、インク安定室内に吸収体を設けることによって、各チャンバに発生する圧力変動を効果的に抑制することができる。   In the seventh aspect, by providing the absorber in the ink stabilizing chamber, the pressure fluctuation generated in each chamber can be effectively suppressed.

本発明の第8の態様は、第1の態様から第7の態様の何れかの態様のインクジェットヘッドを具備したことを特徴とするインクジェット式記録装置にある。   According to an eighth aspect of the present invention, there is provided an ink jet recording apparatus comprising the ink jet head according to any one of the first to seventh aspects.

以上説明したように本発明では、インク液室内の圧力変動を吸収・低減することで安定的吐出を可能にし、多数ノズル同時駆動による高速高品質印字を可能とするインクジェット記録装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide an inkjet recording apparatus that enables stable ejection by absorbing and reducing pressure fluctuations in the ink liquid chamber, and enables high-speed and high-quality printing by simultaneously driving a large number of nozzles. it can.

以下、本発明の実施の形態に基づいて本発明を説明する。   Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments of the present invention.

図1は、本発明の実施形態1に係るインクジェット式記録装置の概略図である。図1に示すように、本実施形態のインクジェット式記録装置10は、ヘッドが走査されるシリアル方式のインクジェット式記録装置であり、インクを吐出させるインクジェットヘッド20が設けられたヘッドユニット100を具備する。このヘッドユニット100はキャリッジ11上に固定されており、キャリッジ11は一対のガイドレール12a、12b上に軸方向に移動自在に搭載されている。   FIG. 1 is a schematic diagram of an ink jet recording apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, an ink jet recording apparatus 10 according to the present embodiment is a serial ink jet recording apparatus in which a head is scanned, and includes a head unit 100 provided with an ink jet head 20 that ejects ink. . The head unit 100 is fixed on a carriage 11, and the carriage 11 is mounted on a pair of guide rails 12a and 12b so as to be movable in the axial direction.

また、ガイドレール12a、12bの一端側には駆動モータ13が設けられており、この駆動モータ13による駆動力が、当該駆動モータ13に連結されたプーリ14aと、ガイドレール12a、12bの他端側に設けられたプーリ14bとの間に掛け渡されたタイミングベルト15に沿って移動されるようになっている。   Further, a drive motor 13 is provided on one end side of the guide rails 12a and 12b, and a driving force by the drive motor 13 is generated by a pulley 14a connected to the drive motor 13 and the other ends of the guide rails 12a and 12b. It is moved along the timing belt 15 that is stretched between the pulley 14b provided on the side.

さらに、キャリッジ11の搬送方向と直交する方向の両端部側には、ガイドレール12a、12bに沿ってそれぞれ一対の搬送ローラ16、17が設けられている。これらの搬送ローラ16、17は、キャリッジ11の下方に当該キャリッジ11の搬送方向とは直交する方向に被記録媒体Sを搬送するものである。   Further, a pair of transport rollers 16 and 17 are provided along the guide rails 12a and 12b on both ends in the direction orthogonal to the transport direction of the carriage 11, respectively. These transport rollers 16 and 17 transport the recording medium S below the carriage 11 in a direction perpendicular to the transport direction of the carriage 11.

そして、これら搬送ローラ16、17によって被記録媒体Sを送りつつキャリッジ11をその送り方向とは直交方向に走査することにより、インクジェットヘッド20によって被記録媒体S上に文字及び画像等が記録される。   The carriage 11 scans the carriage 11 in a direction orthogonal to the feeding direction while feeding the recording medium S by the transport rollers 16 and 17, whereby characters, images, and the like are recorded on the recording medium S by the inkjet head 20. .

ここで、インクを吐出させるインクジェットヘッドの一例について図8を用いて説明する。なお、図8で示す構造は従来と同様である。   Here, an example of an inkjet head that ejects ink will be described with reference to FIG. Note that the structure shown in FIG. 8 is the same as the conventional one.

まず、ヘッドチップ21について詳しく説明する。ヘッドチップ21を構成する圧電セラミックプレート26には、ノズル開口27に連通してインクを吐出させるチャンバ28が複数並設され、各チャンバ28は、側壁29で分離されている。   First, the head chip 21 will be described in detail. The piezoelectric ceramic plate 26 constituting the head chip 21 is provided with a plurality of chambers 28 communicating with the nozzle openings 27 and ejecting ink. The chambers 28 are separated by side walls 29.

各チャンバ28の長手方向一端部は、圧電セラミックプレート26の一端面まで延設されており、他端部は、他端面までは延びておらず、深さが徐々に浅くなっている。なお、各チャンバ28は、例えば、円盤状のダイスカッターにより形成され、深さが徐々に浅くなった部分は、ダイスカッターの形状を利用して形成される。   One end of each chamber 28 in the longitudinal direction extends to one end surface of the piezoelectric ceramic plate 26, and the other end does not extend to the other end surface, and the depth gradually decreases. Each chamber 28 is formed by, for example, a disk-shaped die cutter, and a portion where the depth gradually decreases is formed using the shape of the die cutter.

また、各チャンバ28内の両側の側壁28の開口側表面には、長手方向に亘って、チャンバ28毎に独立した駆動信号が出力される一対の個別電極30がそれぞれ形成されている。この一対の個別電極30は、例えば、公知の斜め方向からの蒸着によって各チャンバ28内の各側壁29にそれぞれ形成される。   In addition, a pair of individual electrodes 30 to which an independent drive signal is output for each chamber 28 are formed on the opening side surfaces of the side walls 28 on both sides in each chamber 28 in the longitudinal direction. The pair of individual electrodes 30 is formed on each side wall 29 in each chamber 28, for example, by vapor deposition from a known oblique direction.

さらに、圧電セラミックプレート26のチャンバ28の開口側には、カバープレート31が接合されている。このカバープレート31には、各チャンバ28の浅くなった他端部のみと連通する凹部となる共通インク室32と、この共通インク室32の底部からチャンバ28とは反対方向に貫通するインク供給口33とが設けられている。   Further, a cover plate 31 is joined to the opening side of the chamber 28 of the piezoelectric ceramic plate 26. The cover plate 31 includes a common ink chamber 32 that is a recess that communicates only with the shallower other end of each chamber 28, and an ink supply port that penetrates from the bottom of the common ink chamber 32 in the opposite direction to the chamber 28. 33 is provided.

なお、カバープレート31は、例えば、セラミックプレート、金属プレート等で形成することができるが、圧電セラミックプレート26との接合後の変形等を考えると、熱膨張率の近似したセラミックプレートを用いるのが好ましい。   The cover plate 31 can be formed of, for example, a ceramic plate, a metal plate, or the like, but considering the deformation after joining with the piezoelectric ceramic plate 26, a ceramic plate having an approximate thermal expansion coefficient is used. preferable.

また、圧電セラミックプレート26とカバープレート31の接合体とのチャンバ28が開口している端面には、ノズルプレート34が接合されている。このノズルプレート34の各チャンバ28に対向する位置にはノズル開口27が形成されている。   In addition, a nozzle plate 34 is joined to an end face where the chamber 28 of the joined body of the piezoelectric ceramic plate 26 and the cover plate 31 is opened. Nozzle openings 27 are formed at positions facing the chambers 28 of the nozzle plate 34.

さらに、ノズルプレート34は、圧電セラミックプレート26とカバープレート31との接合体のチャンバ28が開口している端面の面積よりも大きくなっている。このノズルプレート34は、ポリイミドフィルムなどに、例えば、エキシマレーザ装置を用いてノズル開口27を形成したものである。また、図示しないが、ノズルプレート34の被印刷物に対向する面には、インクの付着等を防止するために撥水性を有する撥水膜が設けられている。   Furthermore, the nozzle plate 34 is larger than the area of the end surface where the chamber 28 of the joined body of the piezoelectric ceramic plate 26 and the cover plate 31 is opened. The nozzle plate 34 is formed by forming a nozzle opening 27 on a polyimide film or the like using, for example, an excimer laser device. Although not shown, a water repellent film having water repellency is provided on the surface of the nozzle plate 34 facing the substrate to prevent ink from adhering.

なお、本実施形態では、圧電セラミックプレート26とカバープレート31との接合体のチャンバ28が開口している端部の周囲には、図示しないノズル支持プレートが配置されている。この図示しないノズル支持プレートは、ノズルプレート34の接合体端面の外側と接合されて、ノズルプレート34を安定して保持するためのものである。   In the present embodiment, a nozzle support plate (not shown) is disposed around the end portion where the chamber 28 of the joined body of the piezoelectric ceramic plate 26 and the cover plate 31 is opened. This nozzle support plate (not shown) is joined to the outside of the joined body end face of the nozzle plate 34 to stably hold the nozzle plate 34.

ここで、このような図示しないヘッドチップを具備するインクジェットヘッド20について図2と図8を用いて詳細に説明する。なお、図2で示す構造は従来と同様である。   Here, the ink jet head 20 having such a head chip (not shown) will be described in detail with reference to FIGS. Note that the structure shown in FIG. 2 is the same as the conventional one.

図2と図8に示すように、インクジェットヘッド20は、図示しないヘッドチップを構成する圧電セラミックプレート26のノズル開口27側とは反対側の端部に、例えば、ボンディングワイヤ等を介して一対の個別電極30に接続される図示しない配線パターンが形成されている。   As shown in FIGS. 2 and 8, the inkjet head 20 has a pair of piezoelectric ceramic plates 26 constituting a head chip (not shown) on the opposite end to the nozzle opening 27 side, for example, via a bonding wire. A wiring pattern (not shown) connected to the individual electrode 30 is formed.

また、圧電セラミックプレート26とカバープレート31との接合体のノズル支持プレートの後端側には、圧電セラミックプレート26側のアルミニウム製のベースプレート22と、カバープレート31側の流路形成部材23とが組み付けられる。この流路形成部材23には、カバープレート31のインク供給口33のそれぞれに連通するインク導入路が設けられている。   Further, on the rear end side of the nozzle support plate of the joined body of the piezoelectric ceramic plate 26 and the cover plate 31, an aluminum base plate 22 on the piezoelectric ceramic plate 26 side and a flow path forming member 23 on the cover plate 31 side are provided. Assembled. The flow path forming member 23 is provided with an ink introduction path that communicates with each of the ink supply ports 33 of the cover plate 31.

そして、ベースプレート22及び流路形成部材23は、接着剤等の手段により固着され、両者で圧電セラミックプレート26とカバープレート31との接合体を挟持する。   The base plate 22 and the flow path forming member 23 are fixed by means such as an adhesive, and sandwich the joined body of the piezoelectric ceramic plate 26 and the cover plate 31 therebetween.

また、圧電セラミックプレート26の後端側に突出したベースプレート22上には配線基板25が固着されている。この配線基板25上には、図示しないヘッドチップを駆動するための駆動ICを有する駆動回路が搭載され、後述する駆動回路とフレキシブルケーブルとが異方性導電膜を介して接続される。これにより、インクジェットヘッド20が完成する。   A wiring board 25 is fixed on the base plate 22 protruding to the rear end side of the piezoelectric ceramic plate 26. A drive circuit having a drive IC for driving a head chip (not shown) is mounted on the wiring board 25, and a drive circuit and a flexible cable described later are connected via an anisotropic conductive film. Thereby, the inkjet head 20 is completed.

図6は本発明の実施形態に係るインクジェットヘッドのインク安定室を含む流路形成部材の構成図である。また図7Aに図6の流路形成部材のA−A断面図を示し、図7Bに図6の流路形成部材のB‐B断面図をそれぞれ示す。また図7Bの流路形成部材内の破線の矢印は、インクが流れる方向を示す。   FIG. 6 is a configuration diagram of a flow path forming member including an ink stabilizing chamber of the inkjet head according to the embodiment of the present invention. 7A shows a cross-sectional view taken along the line AA of the flow path forming member of FIG. 6, and FIG. 7B shows a cross sectional view taken along the line BB of the flow path forming member of FIG. 7B indicates the direction in which the ink flows.

本発明の実施形態に係るインクジェットヘッドは、図7A、図7Bに示すように、インクを各チャンバに供給する際に、図示しない各チャンバに連通するインク流出口19へインク流入口18からインクを流すことによって各チャンバへインクを供給する流路形成部材23において、インクがチャンバへ流入する直前のインク流出口19にインク安定室36を設けている。   As shown in FIGS. 7A and 7B, the ink jet head according to the embodiment of the present invention supplies ink from the ink inlet 18 to the ink outlet 19 communicating with each chamber (not shown) when supplying ink to each chamber. In the flow path forming member 23 that supplies ink to each chamber by flowing, an ink stabilizing chamber 36 is provided at the ink outlet 19 immediately before the ink flows into the chamber.

本発明では、チャンバ内で発生する圧力変動をチャンバに比べて大きな体積を持つインク安定室36が抑制するため、インク吐出に際して生ずるインク流量の変動に起因する近接チャンバ間でのクロストーク、偏向やドット抜け等の吐出不良を防ぐことができ、吐出安定性と高印字品質を確保することができる。また、インク安定室36は、大量のインクをチャンバの近くで蓄えることができるため低温環境下等のインク粘度が増加した状況下においてもインク供給不足によるドット抜け、偏向等の吐出不良を防ぐことができ安定的な連続印字を可能にすることができる。   In the present invention, since the ink stabilization chamber 36 having a larger volume than the chamber suppresses pressure fluctuations generated in the chamber, crosstalk, deflection, and the like between adjacent chambers due to fluctuations in the ink flow rate that occur during ink ejection. Discharge defects such as missing dots can be prevented, and discharge stability and high print quality can be ensured. In addition, since the ink stabilization chamber 36 can store a large amount of ink near the chamber, it prevents ejection defects such as missing dots and deflection due to insufficient ink supply even in a situation where the ink viscosity has increased such as in a low temperature environment. And stable continuous printing can be realized.

以下、インク安定室36の最良の形態について、図7Bを用いて詳細に説明する。   Hereinafter, the best mode of the ink stabilizing chamber 36 will be described in detail with reference to FIG. 7B.

インク安定室36の高さTが、0.3×流路幅X>Tであるとインク安定室36が小さすぎるため図示しないチャンバで発生する圧力変動を抑えることができない。そのため、この範囲は好ましくない。また、TがT>7×流路幅Xであるとインク安定室36のインク量が多いため図示しないインクジェットヘッドが左右に移動する際にインク安定室36のインクが大きな慣性力を受けることにより、インク安定室36と連通する図示しないチャンバに圧力変動を与えてしまうので好ましくない。以上のことから、インク安定室の高さTは、0.3×流路幅X≦T≦7×流路幅Xであることが最も望ましい。   If the height T of the ink stabilization chamber 36 is 0.3 × channel width X> T, the ink stabilization chamber 36 is too small to suppress pressure fluctuations generated in a chamber (not shown). Therefore, this range is not preferable. Further, when T is T> 7 × channel width X, the amount of ink in the ink stabilization chamber 36 is large, and therefore the ink in the ink stabilization chamber 36 receives a large inertia force when the inkjet head (not shown) moves to the left and right. This is not preferable because a pressure fluctuation is given to a chamber (not shown) communicating with the ink stabilizing chamber 36. From the above, it is most desirable that the height T of the ink stabilizing chamber is 0.3 × channel width X ≦ T ≦ 7 × channel width X.

インク安定室36の幅Wが、吐出ノズル長Nに対してN>Wであるとインク安定室36が図示しないチャンバで発生する全ての圧力変動をとらえ、圧力変動を抑制することができないので望ましくない。また、WがW>(N+10mm)であるとインク安定室36の内部のインクの慣性力の影響により図示しないチャンバに圧力変動を与えてしまうので好ましくない。そのため、インク安定室の幅Wは、N≦W≦(N+10mm)の関係にあることが最も望ましい。   If the width W of the ink stabilizing chamber 36 is N> W with respect to the discharge nozzle length N, it is desirable because the ink stabilizing chamber 36 can capture all pressure fluctuations generated in a chamber (not shown) and cannot suppress pressure fluctuations. Absent. Further, if W is W> (N + 10 mm), it is not preferable because pressure fluctuation is given to a chamber (not shown) due to the influence of the inertial force of the ink inside the ink stabilizing chamber 36. Therefore, it is most desirable that the width W of the ink stabilizing chamber has a relationship of N ≦ W ≦ (N + 10 mm).

インク安定室36の傾斜部の角度θが、2度>θであるとインク充填する際に気泡がインク安定室36の内部に溜まりインク安定室36と図示しないチャンバとの接触面積を減少させるため圧力抑制の効果が小さくなってしまう。そのため、2度>θは、好ましくない。また、θ>45度であるとインク安定室36のスペースが大きくなりインク安定室36の内部のインクの慣性力の影響により図示しないチャンバに圧力変動を与えてしまうので好ましくない。以上のことから、傾斜部の角度θは、2度≦θ≦45度の範囲にあることが望ましい。   When the angle θ of the inclined portion of the ink stabilization chamber 36 is 2 degrees> θ, bubbles are accumulated inside the ink stabilization chamber 36 when ink is filled, and the contact area between the ink stabilization chamber 36 and a chamber (not shown) is reduced. The effect of pressure suppression is reduced. Therefore, 2 degrees> θ is not preferable. Further, if θ> 45 degrees, the space of the ink stabilizing chamber 36 becomes large, and pressure fluctuations are given to a chamber (not shown) due to the influence of the inertial force of the ink inside the ink stabilizing chamber 36, which is not preferable. From the above, it is desirable that the angle θ of the inclined portion is in the range of 2 degrees ≦ θ ≦ 45 degrees.

インク安定室36の幅Lが、流路幅X>Lであるとインク安定室が小さすぎるため図示しないチャンバで発生する圧力変動を抑えることができない。そのため、この範囲は、好ましくない。また、LがL>10×流路幅Xであるとインク安定室36の内部のインクの慣性力の影響により図示しないチャンバに圧力変動を与えてしまうので好ましくない。以上のことから、インク安定室36の幅Lは、流路幅X≦L≦10×流路幅Xであることが最も望ましい。   If the width L of the ink stabilization chamber 36 satisfies the flow path width X> L, the ink stabilization chamber is too small to suppress pressure fluctuations generated in a chamber (not shown). Therefore, this range is not preferable. Further, if L is L> 10 × channel width X, it is not preferable because pressure fluctuation is given to a chamber (not shown) due to the influence of the inertial force of the ink inside the ink stabilizing chamber 36. From the above, it is most desirable that the width L of the ink stabilizing chamber 36 satisfies the flow path width X ≦ L ≦ 10 × the flow path width X.

インク安定室36に図示しないフィルタを設置すると図示しないチャンバ内の圧力変動をフィルタがない場合に比べより効果的に抑制することができる。そのため、インク安定室36にフィルタを設置することが望ましい。   If a filter (not shown) is installed in the ink stabilization chamber 36, pressure fluctuations in the chamber (not shown) can be more effectively suppressed than in the case where there is no filter. Therefore, it is desirable to install a filter in the ink stabilization chamber 36.

インク安定室36に図示しない吸収体を設置すると図示しないチャンバ内の圧力変動を吸収体がない場合に比べより効果的に抑制することができる。そのため、インク安定室36に吸収体を設置することが望ましい。   If an absorber (not shown) is installed in the ink stabilization chamber 36, pressure fluctuations in the chamber (not shown) can be more effectively suppressed than when no absorber is provided. Therefore, it is desirable to install an absorber in the ink stabilization chamber 36.

このようなインク安定室36を備えた流路形成部材を図1及び図2に示すようなインクジェットヘッド20に設置することにより、チャンバ内で発生する圧力変動をチャンバに比べて大きな体積を有するインク安定室が抑制するためクロストーク、偏向、ドット抜け等の吐出不良を防ぐことができ、吐出安定性と高印字品質を確保することができる。また、インク安定室は、大量のインクをチャンバの近くで蓄えることができるため低温環境下等のインク粘度が増加した状況下においてもインク供給不足によるドット抜け、偏向等の吐出不良を抑えることができ安定的な連続印字を可能にすることができる。   By installing such a flow path forming member provided with the ink stabilization chamber 36 in the ink jet head 20 as shown in FIGS. 1 and 2, the pressure fluctuation generated in the chamber has a larger volume than the chamber. Since the stable chamber is suppressed, ejection defects such as crosstalk, deflection, and missing dots can be prevented, and ejection stability and high print quality can be ensured. In addition, the ink stabilization chamber can store a large amount of ink close to the chamber, so that even when the ink viscosity is increased such as in a low-temperature environment, ejection defects such as missing dots and deflection due to insufficient ink supply can be suppressed. And stable continuous printing is possible.

本発明の実施形態1に係るインクジェット式記録装置の概略図である。1 is a schematic diagram of an ink jet recording apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施形態1に係るインクジェットヘッドの分解斜視図である。1 is an exploded perspective view of an inkjet head according to Embodiment 1 of the present invention. 従来技術に係る流路形成部材の側面図である。It is a side view of the flow-path formation member which concerns on a prior art. 従来技術に係る流路形成部材の正面図である。It is a front view of the flow-path formation member which concerns on a prior art. 従来技術に係る流路形成部材の断面図である。It is sectional drawing of the flow-path formation member which concerns on a prior art. 本発明の実施形態1に係る流路形成部材の側面図である。It is a side view of the channel formation member concerning Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施形態1に係る流路形成部材の断面図である。It is sectional drawing of the flow-path formation member which concerns on Embodiment 1 of this invention. 従来技術に係るインクジェットヘッドのヘッドチップの概要を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the outline | summary of the head chip of the inkjet head which concerns on a prior art. 従来技術に係るインクジェットヘッドのヘッドチップの概要を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the outline | summary of the head chip of the inkjet head which concerns on a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

10 インクジェット式記録装置
11 キャリッジ
12 ガイドレール
14 プーリ
18 インク流入口
19 インク流出口
20 インクジェットヘッド
21 ヘッドチップ
22 ベースプレート
23 流路形成部材
25 配線基板
26 圧電セラミックプレート
27 ノズル開口
28 チャンバ
29 側壁
30 一対の個別電極
31 カバープレート
32 共通インク室
33 インク供給口
34 ノズルプレート
36 インク安定室
100 ヘッドユニット
105 電極
109 接着剤
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Inkjet recording apparatus 11 Carriage 12 Guide rail 14 Pulley 18 Ink inlet 19 Ink outlet 20 Inkjet head 21 Head chip 22 Base plate 23 Flow path forming member 25 Wiring board 26 Piezoelectric ceramic plate 27 Nozzle opening 28 Chamber 29 Side wall 30 A pair of Individual electrode 31 Cover plate 32 Common ink chamber 33 Ink supply port 34 Nozzle plate 36 Ink stabilization chamber 100 Head unit 105 Electrode 109 Adhesive

Claims (8)

圧電セラミックプレートにノズル開口に連通し且つインクの充填されたチャンバを複数並設し、前記チャンバの各々の両側の側壁に電極が設けられ、各チャンバに連通するインク流出口へインク流入口からインクを流すことによって各チャンバへインクを供給する流路形成部材が設置され、前記チャンバの容積を変化させることでその内部に充填されたインクをノズル開口から吐出するインクジェットヘッドにおいて、
前記流路形成部材の前記インク流出口にインク安定室を設けることで、前記チャンバの内部に発生する圧力変動を抑制することを特徴とするインクジェットヘッド。
A plurality of chambers that are connected to the nozzle opening and filled with ink are arranged in parallel on the piezoelectric ceramic plate, and electrodes are provided on the side walls on both sides of each chamber, and ink is supplied from the ink inlet to the ink outlet that communicates with each chamber. In an ink jet head that has a flow path forming member for supplying ink to each chamber by flowing, and discharges ink filled in the chamber from the nozzle opening by changing the volume of the chamber,
An ink jet head, wherein an ink stabilizing chamber is provided at the ink outlet of the flow path forming member to suppress pressure fluctuations generated in the chamber.
請求項1の前記インクジェットヘッドにおいて、前記インク安定室の高さTが0.3×流路幅X≦T≦7×流路幅Xの範囲であることを特徴とするインクジェットヘッド。   2. The ink jet head according to claim 1, wherein the height T of the ink stabilizing chamber is in the range of 0.3 * channel width X≤T≤7 * channel width X. 請求項1乃至2の前記インクジェットヘッドにおいて、前記インク安定室の幅Wが、吐出ノズル長Nに対してN≦W≦(N+10mm)の関係が成り立つことを特徴とするインクジェットヘッド。   3. The ink jet head according to claim 1, wherein the width W of the ink stabilizing chamber satisfies a relationship of N ≦ W ≦ (N + 10 mm) with respect to the discharge nozzle length N. 4. 請求項1乃至3の前記インクジェットヘッドにおいて、前記インク安定室の傾斜部の角度θが、2度≦θ≦45度の間であることを特徴とするインクジェットヘッド。   4. The ink jet head according to claim 1, wherein an angle θ of the inclined portion of the ink stabilizing chamber is between 2 degrees ≦ θ ≦ 45 degrees. 請求項1乃至4の前記インクジェットヘッドにおいて、前記インク安定室の幅Lが、流路幅X≦L≦10×流路幅Xの範囲であることを特徴とするインクジェットヘッド。   5. The ink jet head according to claim 1, wherein a width L of the ink stabilizing chamber is in a range of channel width X ≦ L ≦ 10 × channel width X. 6. 請求項1乃至5の前記インクジェットヘッドにおいて、前記インク安定室にフィルタを設置することを特徴とするインクジェットヘッド。   6. The ink jet head according to claim 1, wherein a filter is installed in the ink stabilizing chamber. 請求項1乃至6の前記インクジェットヘッドにおいて、前記インク安定室内に吸収体を設置することを特徴とするインクジェットヘッド。   7. The ink jet head according to claim 1, wherein an absorber is installed in the ink stabilizing chamber. 請求項1乃至7の何れか1項に記載のインクジェットヘッドを具備したことを特徴とするインクジェット式記録装置。   An ink jet recording apparatus comprising the ink jet head according to claim 1.
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