JP2007176161A

JP2007176161A - Discharge timing determination method and droplet discharge method

Info

Publication number: JP2007176161A
Application number: JP2006319637A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Sekiguchi; 恭裕関口
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2005-11-30
Filing date: 2006-11-28
Publication date: 2007-07-12

Abstract

【課題】マニホールド流路において効率よく圧力波を減衰させる。
【解決手段】インクジェットヘッド３において、複数の圧力室１０にインクを供給するマニホールド流路１１には、突起１７を挟んで、複数の圧力室１０に連通する第１領域１１ａと、ダミーノズルに連通する第２領域１１ｂとが形成されている。第２領域１１ｂの上部には空気Ａが存在し、空気Ａはマニホールド流路１１内のインクと接している。圧電アクチュエータ３２により圧力室１０内のインクに圧力を付与し、ノズルからインクを噴射するとき、圧力室１０内には圧力波が発生し、この圧力波がマニホールド流路１１に伝播する。そして、第２領域１１ｂにおいてマニホールド流路１１内のインクと接している空気Ａによりマニホールド流路１１内に伝播した圧力波を減衰させる。
【選択図】図３A pressure wave is efficiently attenuated in a manifold channel.
In an inkjet head, a manifold channel that supplies ink to a plurality of pressure chambers has a protrusion that sandwiches a first region that communicates with the plurality of pressure chambers and a dummy nozzle. The second region 11b to be formed is formed. Air A exists above the second region 11 b, and the air A is in contact with the ink in the manifold channel 11. When pressure is applied to the ink in the pressure chamber 10 by the piezoelectric actuator 32 and ink is ejected from the nozzle, a pressure wave is generated in the pressure chamber 10, and this pressure wave propagates to the manifold channel 11. Then, the pressure wave propagated in the manifold channel 11 is attenuated by the air A in contact with the ink in the manifold channel 11 in the second region 11b.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、吐出口から液滴を噴射する液滴噴射装置に関する。 The present invention relates to a liquid droplet ejecting apparatus that ejects liquid droplets from a discharge port.

圧力室内のインクに圧力を付与することによってノズルからインクを噴射するインクジェットヘッド（液滴噴射装置）においては、圧力室内のインクに圧力を付与したときに圧力室内で圧力波が発生する。この圧力波が圧力室に連通する共通液室を介してさらに他の圧力室に伝播すると、インクの吐出特性が不均一となる。そこで、圧力波を共通液室内において減衰させ、圧力波がさらに他の圧力室に伝播するのを防止することにより、インクの吐出特性が不均一となるのを抑制している技術が知られている。例えば、特許文献１（特開２００３−１２７３５４号公報）に記載のインクジェット式記録ヘッド（インクジェットヘッド）では、ノズルに連通する複数の圧力発生室（圧力室）はインク供給路を介してインク貯留室（共通液室）に連通している。ヘッドケースのインク貯留室に対応する部分には凹部が形成されており、振動板の凹部に重なる部分がインク貯留室内において圧力変動を逃がす（圧力波を減衰させる）ダンパとして機能する。
特開２００３−１２７３５４号公報（図３） In an inkjet head (droplet ejecting apparatus) that ejects ink from a nozzle by applying pressure to ink in the pressure chamber, a pressure wave is generated in the pressure chamber when pressure is applied to the ink in the pressure chamber. When this pressure wave propagates to another pressure chamber through the common liquid chamber communicating with the pressure chamber, the ink ejection characteristics become non-uniform. Therefore, a technique is known that suppresses non-uniform ink ejection characteristics by attenuating the pressure wave in the common liquid chamber and preventing the pressure wave from propagating to other pressure chambers. Yes. For example, in an ink jet recording head (ink jet head) described in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-127354), a plurality of pressure generating chambers (pressure chambers) communicating with nozzles are ink storage chambers via ink supply paths. It communicates with the (common liquid chamber). A concave portion is formed in a portion corresponding to the ink storage chamber of the head case, and a portion overlapping the concave portion of the diaphragm functions as a damper that releases pressure fluctuation (attenuates the pressure wave) in the ink storage chamber.
Japanese Patent Laying-Open No. 2003-127354 (FIG. 3)

しかしながら、特許文献１に記載のインクジェットヘッドでは、インクジェットヘッドの高密度化、小型化を実現しようとすると、共通液室の大きさも小さくなるため、圧力波を減衰させるために十分な大きさを有する凹部を形成することができない。したがって、振動板のダンパとして機能する部分の面積が小さくなり、共通液室において圧力波を十分に減衰させることができない虞がある。 However, the ink jet head described in Patent Document 1 has a sufficient size to attenuate the pressure wave because the size of the common liquid chamber is reduced when the density and size of the ink jet head are reduced. A recess cannot be formed. Therefore, the area of the portion functioning as the damper of the diaphragm is reduced, and there is a possibility that the pressure wave cannot be sufficiently attenuated in the common liquid chamber.

本発明の目的は、共通液室において効率よく圧力波を減衰させることが可能な液滴噴射装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a liquid droplet ejecting apparatus that can efficiently attenuate a pressure wave in a common liquid chamber.

Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

本発明の第１の態様に従えば、所定の方向に延在する共通液室、前記共通液室との第１接続口から圧力室を経て吐出口に至る第１個別液体流路、及び、前記共通液室との第２接続口から吐出口に至る第２個別液体流路が形成された流路ユニットを備え、複数の前記圧力室が、前記共通液室に沿って配列されたことによって圧力室面を形成し、前記共通液室は、前記所定の方向に延在する上壁面と、前記圧力室面と直交する方向に前記上壁面と離隔して対向する下壁面と、前記圧力室面と交差するように前記上壁面から延在する段差面とを有しており、前記段差面は、前記共通液室を、前記第１個別液体流路が連通する第１領域と、前記第２個別液体流路が連通する第２領域とに区画し、前記圧力室面と直交する方向に関して、前記段差面の前記圧力室面から最も遠い部分と前記圧力室面との距離が、前記第２接続口と前記圧力室面との距離より大きく、且つ、前記第２領域の上壁面と前記第２接続口とが離隔している液滴噴射装置が提供される。 According to the first aspect of the present invention, the common liquid chamber extending in a predetermined direction, the first individual liquid flow path from the first connection port with the common liquid chamber to the discharge port through the pressure chamber, and A flow path unit in which a second individual liquid flow path from the second connection port to the discharge port with the common liquid chamber is formed, and a plurality of the pressure chambers are arranged along the common liquid chamber A pressure chamber surface is formed, and the common liquid chamber includes an upper wall surface extending in the predetermined direction, a lower wall surface spaced apart from the upper wall surface in a direction orthogonal to the pressure chamber surface, and the pressure chamber. A step surface extending from the upper wall surface so as to intersect the surface, and the step surface includes the common liquid chamber, the first region where the first individual liquid flow path communicates, and the first surface. 2 It divides into 2nd area | region which an individual liquid flow path communicates, and it is before the said level | step difference surface regarding the direction orthogonal to the said pressure chamber surface. The distance between the portion farthest from the pressure chamber surface and the pressure chamber surface is greater than the distance between the second connection port and the pressure chamber surface, and the upper wall surface of the second region and the second connection port are Separated droplet ejectors are provided.

この場合、圧力室が共通液室よりも上に位置するように液滴噴射装置を配置すると、共通液室の第２領域において、第２個別液体流路に係る接続口（接続口の上端）よりも上の部分には空気のような気体が存在するため、液体が流れ込まない。つまり前記空気が直接共通液室内の液体と接することになる。したがって、この空気がダンパとして作用することにより、エネルギー付与機構によって圧力室内の液体に吐出エネルギーを付与したときに圧力室内で発生し、共通液室内に伝播した圧力波を減衰させる。これにより、圧力波が共通液室から他の圧力室に伝播してクロストークが発生するのを抑制することができる。さらに、共通液室内に段差面を形成することにより、第１領域、第２領域を容易に形成することができるとともに第２領域から第１領域に空気が確実に流れ込まなくなる。なお、前記第２接続口と前記圧力室面との距離とは、前記第２接続口を画成する部分のうち、前記圧力室面から最も近い部分と前記圧力室面との距離を意味する。 In this case, when the droplet ejecting device is arranged so that the pressure chamber is located above the common liquid chamber, the connection port (the upper end of the connection port) related to the second individual liquid channel in the second region of the common liquid chamber. Since a gas such as air exists in the upper part, the liquid does not flow. That is, the air comes into direct contact with the liquid in the common liquid chamber. Therefore, when this air acts as a damper, the pressure wave that is generated in the pressure chamber when the discharge energy is applied to the liquid in the pressure chamber by the energy applying mechanism and is propagated in the common liquid chamber is attenuated. Thereby, it can suppress that a pressure wave propagates from a common liquid chamber to another pressure chamber, and crosstalk occurs. Furthermore, by forming the step surface in the common liquid chamber, the first region and the second region can be easily formed, and air does not surely flow from the second region to the first region. The distance between the second connection port and the pressure chamber surface means the distance between the portion defining the second connection port and the portion closest to the pressure chamber surface and the pressure chamber surface. .

本発明の液滴噴射装置において、前記圧力室面と直交する方向に関して、前記段差面の前記圧力室面から最も遠い部分と前記圧力室面との距離が、前記第２接続口を画成する部分のうち前記圧力室面から最も遠い部分と前記圧力室面との距離よりも大きくてもよい。この場合、前記段差面のうち前記圧力室面から最も遠い部分が、第２個別液体流路に係る接続口を画成する部分のうち、前記圧力室面から最も遠い部分よりも下側に形成されているため、第２領域の、第２個別液体流路に係る接続口の上端よりも上の部分に存在する空気は共通液室の第１領域には流れ込まない。これにより、第１個別液体流路に空気が流れ込んで第１個別液体流路の吐出口における液滴の噴射特性が変化してしまうのが防止される。 In the liquid droplet ejecting apparatus according to the aspect of the invention, the distance between the portion of the step surface that is farthest from the pressure chamber surface and the pressure chamber surface in the direction orthogonal to the pressure chamber surface defines the second connection port. You may be larger than the distance of the part farthest from the said pressure chamber surface among the parts, and the said pressure chamber surface. In this case, the portion of the step surface that is farthest from the pressure chamber surface is formed below the portion of the step that defines the connection port related to the second individual liquid channel that is farthest from the pressure chamber surface. Therefore, the air present in the portion of the second region above the upper end of the connection port related to the second individual liquid channel does not flow into the first region of the common liquid chamber. This prevents air from flowing into the first individual liquid channel and changing the droplet ejection characteristics at the discharge port of the first individual liquid channel.

本発明の液滴噴射装置において、前記圧力室面に直交する方向に関して、前記圧力室面と前記第１領域の上壁面との距離が、前記圧力室面と前記第２領域の上壁面との距離と同じであってもよい。この場合、前記第１領域の上壁面と前記第２領域の上壁面とを単一の平面によって容易に形成することができる。 In the liquid droplet ejecting apparatus according to the aspect of the invention, the distance between the pressure chamber surface and the upper wall surface of the first region in the direction orthogonal to the pressure chamber surface is a distance between the pressure chamber surface and the upper wall surface of the second region. It may be the same as the distance. In this case, the upper wall surface of the first region and the upper wall surface of the second region can be easily formed by a single plane.

本発明の液滴噴射装置において、前記圧力室面に直交する方向に関して、前記圧力室面と前記第１領域の上壁面との距離が、前記圧力室面と前記第２領域の上壁面との距離よりも大きくてもよい。この場合、第２領域の上壁面が第１領域の上壁面よりも上に位置することになるため、第２領域において、第２個別液体流路に係る接続口の上端よりも上の空気が存在する部分の容積が大きくなることによって、空気によるダンパ効果が高くなり、より効率よく共通液室内の圧力波を減衰させることができる。さらに、前記圧力室面に直交する方向に関して、前記圧力室面と前記段差面の前記圧力室面から最も遠い部分との距離が、前記圧力室面と前記第１領域の上壁面との距離と同じであってもよい。この場合、第１領域と第２領域との間において流路断面積が小さくなっていないので、圧力波が第１領域から第２領域に伝播しやすくなる。したがって、第２領域内の空気によって、さらに効率よく圧力波を減衰させることができる。 In the liquid droplet ejecting apparatus according to the aspect of the invention, the distance between the pressure chamber surface and the upper wall surface of the first region in the direction orthogonal to the pressure chamber surface is a distance between the pressure chamber surface and the upper wall surface of the second region. It may be larger than the distance. In this case, since the upper wall surface of the second region is located above the upper wall surface of the first region, the air above the upper end of the connection port related to the second individual liquid channel in the second region. By increasing the volume of the existing portion, the damper effect by air is enhanced, and the pressure wave in the common liquid chamber can be attenuated more efficiently. Furthermore, with respect to the direction orthogonal to the pressure chamber surface, the distance between the pressure chamber surface and the stepped surface farthest from the pressure chamber surface is the distance between the pressure chamber surface and the upper wall surface of the first region. It may be the same. In this case, since the flow path cross-sectional area is not small between the first region and the second region, the pressure wave easily propagates from the first region to the second region. Therefore, the pressure wave can be attenuated more efficiently by the air in the second region.

本発明の液滴噴射装置において、前記共通液室には、前記所定の方向に沿って、順に、液体が流入する液体流入口、前記液体流入口に接続する前記第１領域、前記段差面、及び、前記段差面を介して前記第１領域に接続する前記第２領域が形成されてもよい。共通液室の液体流入口から最も離れた部分には液体が最も流れ込みにくいため、この部分に液滴が噴射される吐出口に連通する第１個別液体流路に係る接続口があると、第１個別液体流路に気泡が流れ込み、吐出口からの液滴の噴射特性が変わってしまう虞がある。しかしながら、前記構成によると、この部分には第１個別液体流路に係る接続口は形成されておらず、液滴が噴射されない吐出口に連通する第２個別液体流路に係る接続口が形成されているので、複数の第１個別液体流路には確実に液体が流れ込む。なお、共通液室中に流れ込んだ気泡は共通液室の空気が存在している部分まで移動し、この部分にある空気とともにダンパとして作用する。 In the droplet ejecting apparatus of the present invention, in the common liquid chamber, in the predetermined direction, a liquid inlet into which liquid flows in order, the first region connected to the liquid inlet, the step surface, In addition, the second region connected to the first region via the step surface may be formed. Since the liquid is most difficult to flow into the portion farthest from the liquid inlet of the common liquid chamber, if there is a connection port related to the first individual liquid flow channel communicating with the discharge port through which the liquid droplets are ejected, There is a risk that bubbles may flow into one individual liquid flow path and the ejection characteristics of the droplets from the discharge port may change. However, according to the above configuration, the connection port related to the first individual liquid flow channel is not formed in this portion, and the connection port related to the second individual liquid flow channel communicating with the discharge port from which liquid droplets are not ejected is formed. Therefore, the liquid surely flows into the plurality of first individual liquid channels. The bubbles that flow into the common liquid chamber move to a portion where the air in the common liquid chamber exists, and act as a damper together with the air in this portion.

本発明の液滴噴射装置において、前記流路ユニットが、前記共通液室を複数有してもよく、２以上の前記共通液室において、前記第２領域同士を互いに接続するように延在した接続流路をさらに含んでもよい。この場合、各共通液室の空気が存在している部分同士が接続流路により接続されているため、共通液室内の圧力波を、複数の共通液室に存在する空気によりさらに効率よく減衰させることができる。 In the liquid droplet ejecting apparatus according to the aspect of the invention, the flow path unit may include a plurality of the common liquid chambers, and the two or more common liquid chambers extend so as to connect the second regions to each other. A connection channel may be further included. In this case, since the portions where the air in each common liquid chamber exists are connected by the connection flow path, the pressure wave in the common liquid chamber is attenuated more efficiently by the air existing in the plurality of common liquid chambers. be able to.

本発明の液滴噴射装置において、前記第２個別液体流路の流路抵抗が、前記第１個別液体流路の流路抵抗よりも小さくてもよい。この場合、液体を各流路に供給した際に第１個別液体流路よりも第２個別液体流路の方が、液体が流れ込みやすくなるため、第２領域に確実に空気を残すことができる。 In the liquid droplet ejecting apparatus of the invention, the flow resistance of the second individual liquid flow path may be smaller than the flow resistance of the first individual liquid flow path. In this case, when the liquid is supplied to each flow path, the second individual liquid flow path is more likely to flow into the second individual liquid flow path than the first individual liquid flow path, so that air can be reliably left in the second region. .

本発明の液滴噴射装置において、前記第１領域と前記第２領域とが、それぞれ同じ固有振動数を有してもよい。この場合、第１領域の固有振動数と第２領域の固有振動数とを一致させることにより、共通液室内の圧力が一様になる。これにより、共通液室内において反射した圧力波によって吐出口の液滴の噴射特性が変化するのを防止することができる。 In the liquid droplet ejecting apparatus according to the aspect of the invention, the first region and the second region may have the same natural frequency. In this case, the pressure in the common liquid chamber becomes uniform by matching the natural frequency of the first region with the natural frequency of the second region. Thereby, it is possible to prevent the ejection characteristics of the droplets at the ejection port from being changed by the pressure wave reflected in the common liquid chamber.

本発明の液滴噴射装置において、前記圧力室内の液体に吐出エネルギーを付与するエネルギー付与機構をさらに備え、前記エネルギー付与機構が、前記圧力室に対向する圧電層と、前記圧電層に電界を印加する少なくとも一対の電極とを含んでもよい。この場合、エネルギー付与機構を、圧力室に対向する圧電層と、圧電層に電界を印加する少なくとも一対の電極という簡単な構成にすることができる。 The liquid droplet ejecting apparatus according to the aspect of the invention further includes an energy applying mechanism that applies discharge energy to the liquid in the pressure chamber, and the energy applying mechanism applies an electric field to the piezoelectric layer facing the pressure chamber and the piezoelectric layer. And at least a pair of electrodes. In this case, the energy application mechanism can have a simple configuration of a piezoelectric layer facing the pressure chamber and at least a pair of electrodes for applying an electric field to the piezoelectric layer.

本発明の第２の態様に従えば、複数の吐出口から液体を噴射する液滴噴射装置であって、前記複数の吐出口にそれぞれ連結されている複数の圧力室と、前記複数の圧力室それぞれに連通されて液体を供給する共通液室と、前記共通液室と流体接続され、気体を維持するためのエアダンパ室とを備える液滴噴射装置が提供される。 According to the second aspect of the present invention, there is provided a liquid droplet ejecting apparatus that ejects liquid from a plurality of discharge ports, a plurality of pressure chambers respectively connected to the plurality of discharge ports, and the plurality of pressure chambers. There is provided a liquid droplet ejecting apparatus including a common liquid chamber that communicates with each other and supplies a liquid, and an air damper chamber that is fluidly connected to the common liquid chamber and maintains a gas.

この構造によれば、液滴噴射装置を高密度化、小型化しても、エアダンパ室内の気体の剛性が低いので、ダイヤフラムタイプのダンパと比較して共通液室内の圧力波を効率よく減衰させることができる。 According to this structure, the pressure wave in the common liquid chamber can be attenuated more efficiently than the diaphragm type damper because the rigidity of the gas in the air damper chamber is low even if the droplet ejecting device is densified and miniaturized. Can do.

本発明の液滴噴射装置において、前記気体と、前記共通液室内の液体とが前記エアダンパ室に存在してもよく、前記気体と前記液体との界面が、ダンパとして作用してもよい。この場合、液滴噴射装置を高密度化、小型化しても、エアダンパ室内の気体の剛性が低いので、前記共通液室内に伝わる圧力波を効率よく減衰させることができる。 In the liquid droplet ejecting apparatus of the invention, the gas and the liquid in the common liquid chamber may exist in the air damper chamber, and an interface between the gas and the liquid may act as a damper. In this case, even if the droplet ejecting device is increased in density and size, the rigidity of the gas in the air damper chamber is low, so that the pressure wave transmitted to the common liquid chamber can be efficiently attenuated.

本発明の液滴噴射装置において、前記複数の圧力室が、前記共通液室に沿って配列されたことによって圧力室面が形成されてもよく、前記共通液室は、前記圧力室面に沿って延在する上壁面を有してもよく、前記エアダンパ室は、前記圧力室面に沿って延在する上壁面と、前記複数の吐出口とは異なる吐出口と接続する接続口とを有してもよく、前記圧力室面と直交する方向に関して、前記第２上壁面と前記接続口とが離隔していてもよい。この構成によれば、圧力室が共通液室よりも上に位置するように液滴噴射装置を配置すると、エアダンパ室において、気体を接続口よりも上の部分に維持することができる。そして前記気体はエアダンパ室内に存在する液体と接触しているので、前記気体と前記液体との接触面が、共通液室に伝わる圧力波を減衰するダンパとして作用する。さらに、前記圧力室面と交差するように前記上壁面から延在し、前記共通液室と前記エアダンパ室とを区画する隔壁を備えてもよく、前記圧力室面と直交する方向に関して、前記隔壁の前記圧力室面から最も遠い部分と前記圧力室面との距離が、前記接続口を画成する部分のうち前記圧力室面から最も遠い部分と前記圧力室面との距離よりも大きくてもよい。この場合、前記隔壁のうち前記圧力室面から最も遠い部分が、前記接続口の下端よりも下側に形成されているので、前記エアダンパ室において前記接続口の上端よりも上の部分に存在する気体は、前記共通液室に流れ込まない。従って、前記共通液室に前記気体が流れ込んで、前記複数の吐出口における液滴の噴射特性が変化するのを防止することができる。 In the liquid droplet ejecting apparatus according to the aspect of the invention, a pressure chamber surface may be formed by arranging the plurality of pressure chambers along the common liquid chamber, and the common liquid chamber extends along the pressure chamber surface. The air damper chamber may have an upper wall surface extending along the pressure chamber surface and a connection port connected to a discharge port different from the plurality of discharge ports. Alternatively, the second upper wall surface and the connection port may be separated from each other with respect to a direction orthogonal to the pressure chamber surface. According to this configuration, when the droplet ejection device is arranged so that the pressure chamber is located above the common liquid chamber, the gas can be maintained in a portion above the connection port in the air damper chamber. Since the gas is in contact with the liquid present in the air damper chamber, the contact surface between the gas and the liquid acts as a damper that attenuates the pressure wave transmitted to the common liquid chamber. Furthermore, the partition may extend from the upper wall surface so as to intersect the pressure chamber surface, and may partition the common liquid chamber and the air damper chamber. The distance between the portion farthest from the pressure chamber surface and the pressure chamber surface is greater than the distance between the portion farthest from the pressure chamber surface and the pressure chamber surface among the portions defining the connection port. Good. In this case, the portion of the partition wall farthest from the pressure chamber surface is formed below the lower end of the connection port, and therefore exists in the air damper chamber above the upper end of the connection port. Gas does not flow into the common liquid chamber. Therefore, it is possible to prevent the gas from flowing into the common liquid chamber and changing the ejection characteristics of the droplets at the plurality of discharge ports.

本発明の液滴噴射装置において、前記圧力室面に直交する方向に関して、前記圧力室面と前記共通液室の上壁面との距離が、前記圧力室面と前記エアダンパ室の上壁面との距離と同じであってもよい。この場合、前記共通液室の上壁面と前記エアダンパ室の上壁面とを単一の平面によって容易に形成することができる。 In the droplet ejecting apparatus of the present invention, the distance between the pressure chamber surface and the upper wall surface of the common liquid chamber is the distance between the pressure chamber surface and the upper wall surface of the air damper chamber with respect to the direction orthogonal to the pressure chamber surface. It may be the same. In this case, the upper wall surface of the common liquid chamber and the upper wall surface of the air damper chamber can be easily formed by a single plane.

本発明の液滴噴射装置において、前記圧力室面に直交する方向に関して、前記圧力室面と前記共通液室の上壁面との距離が、前記圧力室面と前記エアダンパ室の上壁面との距離よりも大きくてもよい。この場合、前記エアダンパ室の上壁面が前記共通液室の上壁面よりも上に位置することになるため、前記エアダンパ室において、前記接続口の上端よりも上の空気が存在する部分の容積が大きくなることによって、空気によるダンパ効果が高くなり、より効率よく前記共通液室内の圧力波を減衰させることができる。 In the droplet ejecting apparatus of the present invention, the distance between the pressure chamber surface and the upper wall surface of the common liquid chamber is the distance between the pressure chamber surface and the upper wall surface of the air damper chamber with respect to the direction orthogonal to the pressure chamber surface. May be larger. In this case, since the upper wall surface of the air damper chamber is positioned above the upper wall surface of the common liquid chamber, the volume of the portion where the air above the upper end of the connection port exists in the air damper chamber is By increasing, the damper effect by air becomes high, and the pressure wave in the common liquid chamber can be attenuated more efficiently.

本発明の液滴噴射装置において、前記圧力室面に直交する方向に関して、前記圧力室面と前記隔壁の前記圧力室面から最も遠い部分との距離が、前記圧力室面と前記共通液室の上壁面との距離と同じであってもよい。この場合、前記共通液室と前記エアダンパ室との間において流路断面積が小さくなっていないので、圧力波が前記共通液室から前記エアダンパ室に伝播しやすくなる。したがって、前記エアダンパ室内の空気によって、さらに効率よく圧力波を減衰させることができる。 In the liquid droplet ejecting apparatus according to the aspect of the invention, the distance between the pressure chamber surface and the portion of the partition farthest from the pressure chamber surface in a direction orthogonal to the pressure chamber surface is the pressure chamber surface and the common liquid chamber. It may be the same distance as the upper wall surface. In this case, since the cross-sectional area of the flow path is not small between the common liquid chamber and the air damper chamber, the pressure wave easily propagates from the common liquid chamber to the air damper chamber. Therefore, the pressure wave can be attenuated more efficiently by the air in the air damper chamber.

本発明の液滴噴射装置において、前記エアダンパ室と、前記共通液室とが、それぞれ同じ固有振動数を有してもよい。この場合、前記共通液室の固有振動数と前記エアダンパ室の固有振動数とを一致させることにより、共通液室内に伝わる圧力波によって吐出口の液滴噴射特性が変化するのを防止することができる。 In the droplet ejection device of the present invention, the air damper chamber and the common liquid chamber may have the same natural frequency. In this case, by making the natural frequency of the common liquid chamber and the natural frequency of the air damper chamber coincide with each other, it is possible to prevent the droplet ejection characteristics of the discharge port from being changed by a pressure wave transmitted to the common liquid chamber. it can.

本発明の液滴噴射装置において、前記圧力室内の液体に吐出エネルギーを付与するエネルギー付与機構をさらに備えてもよく、前記エネルギー付与機構が、前記圧力室に対向する圧電層と、前記圧電層に電界を印加する少なくとも一対の電極とを含んでもよい。この場合、エネルギー付与機構を、圧力室に対向する圧電層と、圧電層に電界を印加する少なくとも一対の電極という簡単な構成にすることができる。 The liquid droplet ejecting apparatus according to the aspect of the invention may further include an energy applying mechanism that applies discharge energy to the liquid in the pressure chamber, and the energy applying mechanism includes a piezoelectric layer that faces the pressure chamber, and the piezoelectric layer. It may include at least a pair of electrodes for applying an electric field. In this case, the energy application mechanism can have a simple configuration of a piezoelectric layer facing the pressure chamber and at least a pair of electrodes for applying an electric field to the piezoelectric layer.

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、本発明をノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドに適用した一例である。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment is an example in which the present invention is applied to an inkjet head that ejects ink from nozzles.

図１は本実施形態に係るインクジェットプリンタ１の概略斜視図である。図１に示すように、インクジェットプリンタ１は、走査方向（図１の左右方向）に移動可能なキャリッジ２、キャリッジ２とともに移動可能に構成され、記録用紙Pにインクを噴射するインクジェットヘッド（液滴噴射装置）３、記録用紙Pを紙送り方向（図１の手前方向）に搬送する用紙搬送ローラ４などを備えている。そして、インクジェットヘッド３は、キャリッジ２と一体的に走査方向に移動しつつその下面に配置されたノズル１６（図３参照）から記録用紙Pに印字を行う。下面には、多数のノズル１６が形成されており、ノズル面となっている。また、インクジェットヘッド３により印字が行われた記録用紙Pは、用紙搬送ローラ４により紙送り方向に排出される。 FIG. 1 is a schematic perspective view of an inkjet printer 1 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, an inkjet printer 1 includes a carriage 2 that can move in a scanning direction (left and right in FIG. 1), and an inkjet head (droplet) that ejects ink onto a recording sheet P. An ejection device 3, and a paper transport roller 4 that transports the recording paper P in the paper feed direction (frontward in FIG. 1). The inkjet head 3 prints on the recording paper P from the nozzles 16 (see FIG. 3) disposed on the lower surface thereof while moving in the scanning direction integrally with the carriage 2. A large number of nozzles 16 are formed on the lower surface, forming a nozzle surface. Further, the recording paper P on which printing has been performed by the ink jet head 3 is discharged by the paper transport roller 4 in the paper feeding direction.

次に、インクジェットヘッド３について図２〜図５を用いて説明する。図２においては、圧電アクチュエータ（エネルギー付与手段）３２（図３参照）の図示を省略している。 Next, the inkjet head 3 will be described with reference to FIGS. 2, illustration of the piezoelectric actuator (energy applying means) 32 (see FIG. 3) is omitted.

図２〜図５に示すように、インクジェットヘッド３は、圧力室１０、マニホールド流路１１などを含むインク流路が形成された流路ユニット３１と、流路ユニット３１の上面に配置され、圧力室１０内のインクに圧力を付与する（吐出エネルギーを付与する）圧電アクチュエータ３２とを有する。 As shown in FIGS. 2 to 5, the inkjet head 3 is disposed on the upper surface of the flow path unit 31 and the flow path unit 31 in which the ink flow path including the pressure chamber 10 and the manifold flow path 11 is formed. And a piezoelectric actuator 32 that applies pressure (applies ejection energy) to the ink in the chamber 10.

流路ユニット３１は、キャビティプレート２１、ベースプレート２２、アパーチャプレート２３、第１マニホールドプレート２４、第２マニホールドプレート２５、ダンパプレート２６、スペーサプレート２７及びノズルプレート２８を有する。これら８枚のプレート２１〜２８は積層状体で接合されている。ノズルプレート２８を除く７枚のプレート２１〜２７は、ステンレス鋼などの金属材料からなる略矩形状の板状体である。そして、これらのプレート２１〜２７には、圧力室１０、マニホールド流路１１などのインク流路がエッチングにより形成されている。ノズルプレート２８は、ポリイミドなどの合成樹脂材料により構成されており、スペーサプレート２７の下面に接合されている。ノズルプレート２８には、圧力室１０に１対１に対応したノズル１６がレーザ加工（後述）により形成されている。なお、ノズルプレート２８も他のプレート２１〜２７と同様、金属材料により構成されていてもよい。 The flow path unit 31 includes a cavity plate 21, a base plate 22, an aperture plate 23, a first manifold plate 24, a second manifold plate 25, a damper plate 26, a spacer plate 27, and a nozzle plate 28. These eight plates 21 to 28 are joined by a laminated body. The seven plates 21 to 27 excluding the nozzle plate 28 are substantially rectangular plate-like bodies made of a metal material such as stainless steel. In these plates 21 to 27, ink flow paths such as the pressure chamber 10 and the manifold flow path 11 are formed by etching. The nozzle plate 28 is made of a synthetic resin material such as polyimide, and is bonded to the lower surface of the spacer plate 27. In the nozzle plate 28, nozzles 16 corresponding to the pressure chambers 10 are formed by laser processing (described later). In addition, the nozzle plate 28 may be comprised with the metal material like the other plates 21-27.

キャビティプレート２１には、図２〜図４に示すように、平面（圧力室面）Ｐ１に沿って紙送り方向（図２の上下方向）に２列に配列された１８個の圧力室１０が形成されている。圧力室１８は、平面視で走査方向（図２の左右方向）に長い略矩形状に構成されている。ベースプレート２２には、平面視で、複数の圧力室１０の長手方向一端部付近と重なる部分には、圧力室１０とアパーチャ１３とを連通させるための連通孔１２が形成され、他端部付近と重なる部分には、圧力室１０とノズル１６とを連通させる流路１５の一部を形成する連通孔が形成されている。アパーチャプレート２３には、アパーチャ１３、アパーチャ１３とマニホールド流路１１とを連通させる連通孔１４、及び、流路１５の一部となる連通孔が形成されている。アパーチャ１３は、マニホールド流路１１と圧力室１０との間において流路断面が小さくなっており、マニホールド流路１１から圧力室１０に流れ込むインクの量を調整したり、圧力室１０からマニホールド流路１１にインクが逆流するのを防止したりする。さらに、圧電アクチュエータ３２により圧力室１０内のインクに圧力を付与したときに発生する圧力波がマニホールド流路１１に伝播するのを抑制する。また、連通孔１４の下端はマニホールド流路１１との接続口１４ａとなっている。 As shown in FIGS. 2 to 4, the cavity plate 21 includes 18 pressure chambers 10 arranged in two rows in the paper feeding direction (vertical direction in FIG. 2) along the plane (pressure chamber surface) P <b> 1. Is formed. The pressure chamber 18 is configured in a substantially rectangular shape that is long in the scanning direction (left-right direction in FIG. 2) in plan view. In the base plate 22, a communication hole 12 for communicating the pressure chamber 10 and the aperture 13 is formed in a portion overlapping the vicinity of one end portion in the longitudinal direction of the plurality of pressure chambers 10 in plan view. In the overlapping portion, a communication hole that forms a part of the flow path 15 that allows the pressure chamber 10 and the nozzle 16 to communicate with each other is formed. The aperture plate 23 is formed with an aperture 13, a communication hole 14 that allows the aperture 13 to communicate with the manifold channel 11, and a communication hole that is a part of the channel 15. The aperture 13 has a small channel cross section between the manifold channel 11 and the pressure chamber 10, and adjusts the amount of ink flowing from the manifold channel 11 into the pressure chamber 10, or from the pressure chamber 10 to the manifold channel. 11 to prevent the ink from flowing backward. Furthermore, the pressure wave generated when the piezoelectric actuator 32 applies pressure to the ink in the pressure chamber 10 is prevented from propagating to the manifold channel 11. Further, the lower end of the communication hole 14 is a connection port 14 a to the manifold channel 11.

第１マニホールドプレート２４には、マニホールド流路１１の上半部、流路１５の一部を形成する連通孔、及び、マニホールド流路１１と後述するダミーノズル２０とを連通させるための流路１８が形成されている。ここで、流路１８の図５の右端は、マニホールド１１との接続口１８ａとなっている。第２マニホールドプレート２５には、マニホールド流路１１の下半部、流路１５の一部を形成する連通孔、及び、流路１８とダミーノズル２０とを連通させる流路１９の一部となる連通孔が形成されている。そして、第１マニホールドプレート２４と第２マニホールドプレート２５とが接合されることにより２つのマニホールド流路１１が形成される。図２に示すように、各マニホールド流路１１は、紙送り方向に延びている。平面視で、いずれの圧力室１０も、インクが供給される側（連通孔１２側）の一部がマニホールド流路１１と重なるように立体的に配置されている。各圧力室１０は、２つのマニホールド流路１１からノズル１６側の端部が互いに対向するように配設されている。ノズル１６は２つのマニホールド流路１１で区画された領域内のほぼ中央で、２列のノズル列を構成する。 The first manifold plate 24 has an upper half of the manifold channel 11, a communication hole forming a part of the channel 15, and a channel 18 for communicating the manifold channel 11 and a dummy nozzle 20 described later. Is formed. Here, the right end of the flow path 18 in FIG. 5 is a connection port 18 a to the manifold 11. The second manifold plate 25 is a lower half of the manifold channel 11, a communication hole that forms a part of the channel 15, and a part of the channel 19 that communicates the channel 18 and the dummy nozzle 20. A communication hole is formed. Then, the two manifold channels 11 are formed by joining the first manifold plate 24 and the second manifold plate 25 together. As shown in FIG. 2, each manifold channel 11 extends in the paper feed direction. In a plan view, each pressure chamber 10 is three-dimensionally arranged such that a part of the ink supply side (communication hole 12 side) overlaps the manifold channel 11. Each pressure chamber 10 is disposed so that the end portions on the nozzle 16 side from the two manifold channels 11 face each other. The nozzle 16 constitutes two nozzle rows at approximately the center in the area defined by the two manifold channels 11.

２つのマニホールド流路１１にはそれぞれ一方の端部（図２の上側の端部）に形成されたインク流入口９からインクが供給される。また、マニホールド流路１１には、その上面からマニホールド１１内において下方に延びた（上壁面から下壁面に向かって突出した）突起１７が形成されている。この突起が形成された部分においてマニホールド流路１１の高さ（図３の上下方向に関する長さ）は部分的に小さくなっている。つまり、図３の突起１７の左側面１７ｂは上壁面における段差を形成する面（以下、段差面という）である。そして、突起１７の段差面１７ｂによって区画されることにより、マニホールド流路１１には、圧力室１０に連通する接続口１４ａが形成された第１領域１１ａと、第１領域１１ａのインク流入口９と反対側（図２の下方）の端部において突起１７を挟んで第１領域１１ａに隣接し、ダミーノズル２０に連通する接続口１８ａが形成された第２領域１１ｂとが形成されている。つまり、マニホールド流路１１には、紙送り方向に沿って図２の上から順に、インク流入口９、インク流入口９に接続する第１領域１１ａ、突起１７及び突起１７の段差面１７ｂを介して第１領域１１ａに接続する第２領域１１ｂが形成されている。ここで、突起１７は、第１マニホールドプレート２４にその上部が形成され、第２マニホールドプレート２５にその下部が形成されて、第１マニホールドプレート２４と第２マニホールドプレート２５とが接合されることによって形成される。このうち、第２マニホールドプレート２５の突起１７は、基材にハーフエッチングにより薄肉状に形成されており、両側の領域１１ａ、１１ｂを互いに連通する矩管状の連通路を構成する。なお、アパーチャプレート２３の下面のマニホールド流路１１に重なる部分が本発明に係る上壁面に相当する。そして、ダンパプレート２６の上面のマニホールド流路１１に重なる部分が本発明に係る下壁面に相当する。上壁面には接続口１４ａが形成されている。 Ink is supplied to the two manifold channels 11 from an ink inlet 9 formed at one end (upper end in FIG. 2). The manifold channel 11 is formed with a protrusion 17 extending downward from the upper surface thereof in the manifold 11 (projecting from the upper wall surface toward the lower wall surface). In the portion where the protrusion is formed, the height of the manifold channel 11 (the length in the vertical direction in FIG. 3) is partially reduced. That is, the left side surface 17b of the protrusion 17 in FIG. 3 is a surface that forms a step in the upper wall surface (hereinafter referred to as a step surface). The manifold channel 11 is partitioned by the stepped surface 17b of the protrusion 17 so that the connection region 14a communicating with the pressure chamber 10 is formed in the manifold region 11, and the ink inlet 9 of the first region 11a. A second region 11b is formed adjacent to the first region 11a across the protrusion 17 at the end opposite to the side (lower side in FIG. 2) and having a connection port 18a communicating with the dummy nozzle 20. In other words, the manifold flow path 11 passes through the ink inlet 9, the first region 11 a connected to the ink inlet 9, the protrusion 17, and the step surface 17 b of the protrusion 17 in order from the top in FIG. Thus, a second region 11b connected to the first region 11a is formed. Here, the protrusion 17 has an upper portion formed on the first manifold plate 24 and a lower portion formed on the second manifold plate 25, and the first manifold plate 24 and the second manifold plate 25 are joined. It is formed. Among these, the projection 17 of the second manifold plate 25 is formed in a thin shape on the base material by half-etching, and constitutes a rectangular tubular communication passage that communicates the regions 11a and 11b on both sides. The portion of the lower surface of the aperture plate 23 that overlaps the manifold channel 11 corresponds to the upper wall surface according to the present invention. And the part which overlaps with the manifold flow path 11 of the upper surface of the damper plate 26 is equivalent to the lower wall surface which concerns on this invention. A connection port 14a is formed in the upper wall surface.

インク流入口９からマニホールド流路１１に流れ込んだインクは、マニホールド流路１１のインク流入口９と反対側の端部には流れ込みにくく、前記インク流入口９と反対側の端部には気泡が溜まりやすい。一方、圧力室１０内に気泡が流れ込むと、圧力室１０に連通するノズル１６からのインクの噴射特性が変化してしまう。しかし、本実施形態においては、マニホールド流路１１の前記インク流入口９と反対側の端部は第２領域１１ｂとなっており、圧力室１０に連通する接続口１４ａは形成されていない。このため、気泡は第２領域１１ｂに流れ込んで後述する空気Ａの一部となる。また、前記第２領域１１ｂと前記第１領域１１ａとは前記突起１７、より詳細には突起１７の段差面１７ｂにより区画されているため、前記第２領域１１ｂの空気Ａは、圧力室１０に連通する接続口１４ａが形成された前記第１領域１１ａに流れ込むことがない。したがって、圧力室１０には気泡が流れ込まない。 The ink that has flowed into the manifold channel 11 from the ink inlet 9 is unlikely to flow into the end of the manifold channel 11 opposite to the ink inlet 9, and air bubbles are present at the end opposite to the ink inlet 9. Easy to collect. On the other hand, when air bubbles flow into the pressure chamber 10, ink ejection characteristics from the nozzles 16 communicating with the pressure chamber 10 change. However, in the present embodiment, the end of the manifold channel 11 opposite to the ink inlet 9 is the second region 11b, and the connection port 14a communicating with the pressure chamber 10 is not formed. For this reason, the bubbles flow into the second region 11b and become a part of air A described later. Further, since the second region 11b and the first region 11a are partitioned by the protrusion 17, more specifically, the stepped surface 17b of the protrusion 17, the air A in the second region 11b enters the pressure chamber 10. It does not flow into the first region 11a where the connection port 14a that communicates is formed. Therefore, bubbles do not flow into the pressure chamber 10.

流路１８は、図５に示すように、その接続口１８ａが、第１マニホールドプレート２４の下部に形成されている。このため、第２領域１１ｂに流れ込んだインクは、接続口１８ａから流路１８に流れ込み、第２領域１１ｂの接続口１８ａの上端１８ｂよりも上の部分にはインクが流れ込まない。また、第１領域１１ａと第２領域１１ｂとの間には突起１７が設けられているため、第１領域１１ａの突起１７の先端１７ａよりも上の部分から第２領域１１ｂにインクが流れ込むこともない。さらに、接続口１８ａの上端１８ｂ（平面Ｐ１から最も近い個所）は第２領域１１ｂの上面よりも下に位置している（第２領域１１ｂの上壁面と離隔している）。つまり、各圧力室１０がマニホールド流路１１に沿って配列して作る平面（圧力室面）Ｐ１と第２領域１１ｂの上面との距離Ｍ１が平面Ｐ１と接続口１８ａの上端１８ｂとの距離Ｍ２よりも小さい。したがって、第２領域１１ｂの接続口１８ａの上端１８ｂよりも上の部分にはインクが存在せず、この部分には空気Ａが存在している。空気Ａはマニホールド流路１１内のインクと直接接触し、気液界面を形成している。また、第２マニホールドプレート２５に突起１７の下部が形成されているため、突起１７の先端１７ａは接続口１８ａの下端１８ｃよりも下方に位置する。つまり、平面Ｐ１と、平面Ｐ１から最も遠い突起１７の先端１７ａとの距離Ｌ１が、平面Ｐ１と、平面Ｐ１から最も遠い接続口１８ａの下端１８ｃとの距離Ｌ２よりも大きい。このため、第２領域１１ｂの空気Ａは第１領域１１ａに流れ込まなくなっている。なお、第２領域１１ｂのうち、空気Ａが存在している部分の容積は、第２領域１１ｂ全体の容積の２０〜７０％程度であることが好ましい。 As shown in FIG. 5, the flow path 18 has a connection port 18 a formed in the lower portion of the first manifold plate 24. For this reason, the ink that has flowed into the second region 11b flows into the flow path 18 from the connection port 18a, and the ink does not flow into a portion above the upper end 18b of the connection port 18a in the second region 11b. Further, since the protrusion 17 is provided between the first area 11a and the second area 11b, ink flows into the second area 11b from a portion above the tip 17a of the protrusion 17 of the first area 11a. Nor. Furthermore, the upper end 18b (the place closest to the plane P1) of the connection port 18a is located below the upper surface of the second region 11b (separated from the upper wall surface of the second region 11b). That is, the distance M1 between the plane (pressure chamber surface) P1 formed by arranging the pressure chambers 10 along the manifold channel 11 and the upper surface of the second region 11b is the distance M2 between the plane P1 and the upper end 18b of the connection port 18a. Smaller than. Therefore, ink does not exist in the part above the upper end 18b of the connection port 18a in the second region 11b, and air A exists in this part. The air A is in direct contact with the ink in the manifold channel 11 and forms a gas-liquid interface. Further, since the lower portion of the protrusion 17 is formed on the second manifold plate 25, the tip 17a of the protrusion 17 is positioned below the lower end 18c of the connection port 18a. That is, the distance L1 between the plane P1 and the tip 17a of the protrusion 17 farthest from the plane P1 is larger than the distance L2 between the plane P1 and the lower end 18c of the connection port 18a farthest from the plane P1. For this reason, the air A in the second region 11b does not flow into the first region 11a. In addition, it is preferable that the volume of the part in which the air A exists among the 2nd area | region 11b is about 20 to 70% of the volume of the 2nd area | region 11b whole.

以上のように、マニホールド流路１１は、各圧力室１０に分配されるインクが充填される第１領域１１ａと、空気Ａとインクとが接する気液接触面が存在する第２領域１１ｂとが段差面１７ｂにより区画された構造を有している。つまり、第２領域１１ｂは、空洞部を有するダンパ室（エアダンパ室）として働き、突起１７が作る矩管状の連通路を介して長く延びた第１領域１１ａと接続されている。 As described above, the manifold channel 11 includes the first region 11a filled with the ink distributed to each pressure chamber 10, and the second region 11b where the gas-liquid contact surface where the air A and the ink are in contact exists. It has a structure partitioned by the step surface 17b. That is, the second region 11b functions as a damper chamber (air damper chamber) having a hollow portion, and is connected to the first region 11a extending long through the rectangular tubular communication path formed by the protrusions 17.

一般に、十分長い音響管の途中に、空洞を短管で接続した場合、空洞の容積：Ｗ、空洞のコンプライアンス：ＣＡ（＝Ｗ／ρｃ２）、短管の長さ：ｌ、短管の断面積：Ｓ、短管のイナーサイズ：ｍＡ（＝ρｌ／Ｓ）より、空洞部の固有振動数：ｆ０は次式で表される。 In general, when a cavity is connected with a short pipe in the middle of a sufficiently long acoustic pipe, the volume of the cavity: W, the compliance of the cavity: CA (= W / ρc2), the length of the short pipe: l, the cross-sectional area of the short pipe : S, inner size of short pipe: mA (= ρl / S), the natural frequency f0 of the cavity is expressed by the following equation.

なお、ρは液体の密度、ｃは液体中の音速をそれぞれ表している。そのため、例えば、ｆ０が吐出の駆動周波数とほぼ一致するように、短管部のサイズ（長さｌと断面積Ｓ）や空洞容積：Ｗを設定することにより、吐出動作で直接的に生じる駆動周波数を有する圧力波を容易に減衰することができる。また、ｆ０が第１領域１１ａの固有周波数とほぼ一致するように各寸法を設定することにより、吐出動作で誘起される第１領域１１ａの固有周波数を有した圧力波を容易に減衰させることができる。 Here, ρ represents the density of the liquid, and c represents the speed of sound in the liquid. Therefore, for example, by directly setting the size of the short tube portion (length l and cross-sectional area S) and the cavity volume W so that f0 substantially coincides with the ejection drive frequency, the drive that occurs directly in the ejection operation. A pressure wave having a frequency can be easily attenuated. Further, by setting each dimension so that f0 substantially matches the natural frequency of the first region 11a, it is possible to easily attenuate the pressure wave having the natural frequency of the first region 11a induced by the discharge operation. it can.

ダンパプレート２６の下面には、平面視でマニホールド流路１１に重なる部分に凹部８が形成されている。ダンパプレート２６の凹部８が形成された部分は厚みが薄くなっており、ダンパプレート２６のこの部分が変形することにより、マニホールド流路１１内の圧力波を減衰させる。また、ダンパプレート２６には、流路１５の一部を形成する連通孔、及び、流路１９の一部を形成する連通孔が形成されている。スペーサプレート２７は、ダンパプレート２６の下面に形成された凹部８の開口を塞いでいる。また、スペーサプレート２７には、流路１５の一部を形成する連通孔、及び、流路１９の一部を形成する連通孔が形成されている。 A recess 8 is formed on the lower surface of the damper plate 26 at a portion overlapping the manifold channel 11 in plan view. The portion of the damper plate 26 where the concave portion 8 is formed has a small thickness, and this portion of the damper plate 26 is deformed to attenuate the pressure wave in the manifold channel 11. Further, the damper plate 26 is formed with a communication hole that forms a part of the flow path 15 and a communication hole that forms a part of the flow path 19. The spacer plate 27 closes the opening of the recess 8 formed on the lower surface of the damper plate 26. The spacer plate 27 is formed with a communication hole that forms a part of the flow path 15 and a communication hole that forms a part of the flow path 19.

ノズルプレート２８には、平面視で複数の流路１５に重なる位置に複数のノズル１６が形成されている。さらに、平面視で複数の流路１９に重なる位置に複数のダミーノズル２０が形成されている。ノズルプレート２８の下面にはノズル１６及びダミーノズル２０の吐出口がそれぞれ開口している。ダミーノズル２０は、ノズル１６が作るノズル列の延長線上の一方端に連続して形成されている。ノズル１６及びダミーノズル２０は、ノズルプレート２８が合成樹脂材料からなる場合にはエキシマレーザ加工により形成することができ、ノズルプレート２８が金属材料からなる場合には、ポンチを用いたプレス加工により形成することができる。 In the nozzle plate 28, a plurality of nozzles 16 are formed at positions overlapping the plurality of flow paths 15 in plan view. Further, a plurality of dummy nozzles 20 are formed at positions overlapping the plurality of flow paths 19 in plan view. On the lower surface of the nozzle plate 28, the discharge ports of the nozzle 16 and the dummy nozzle 20 are opened. The dummy nozzle 20 is continuously formed at one end on the extended line of the nozzle row formed by the nozzle 16. The nozzle 16 and the dummy nozzle 20 can be formed by excimer laser processing when the nozzle plate 28 is made of a synthetic resin material, and formed by press processing using a punch when the nozzle plate 28 is made of a metal material. can do.

以上に説明したように、マニホールド流路１１は連通孔１４、アパーチャ１３及び連通孔１２を介して圧力室１０に連通している。圧力室１０はさらに流路１５を介してノズル１６に連通している。また、マニホールド流路１１は流路１８、１９を介してダミーノズル２０に連通している。このように、流路ユニット３１には、接続口１４ａから圧力室１０を経てノズル１６に至る第１個別インク流路と、接続口１８ａからダミーノズル２０に至る第２個別インク流路とがそれぞれ複数形成されている。ここで、第２個別インク流路の流路抵抗は、各第１個別インク流路の流路抵抗よりも小さくなっている。さらに、前記第２個別インク流路の流路抵抗は、第１領域１１ａ内の全ての第１個別インク流路の流路抵抗を合成した流路抵抗よりも小さくなっている（全ての第１個別インク流路の流路抵抗を合成した流路抵抗は、各第１個別インク流路の流路抵抗よりも小さい）。これにより、マニホールド流路１１から圧力室１０にインクが流れ込むときに、第２個別インク流路は全ての第１個別インク流路よりインクが流れ込みやすい。第２個別インク流路は、マニホールド流路１１に関して、インク流入口９と反対側に配置されている。したがって、少なくとも経路の途中にある第１領域１１ａ内では、流路に気泡が残留することなく確実にインクが充填されることになる。第１領域１１ａに連通する各第１個別インク流路も、同様にインクで良好に充填される。なお、第２個別インク流路の流路抵抗は、第１個別電極の流路抵抗の１０〜８０％程度であることが好ましい。 As described above, the manifold channel 11 communicates with the pressure chamber 10 through the communication hole 14, the aperture 13, and the communication hole 12. The pressure chamber 10 further communicates with the nozzle 16 via the flow path 15. The manifold channel 11 communicates with the dummy nozzle 20 via channels 18 and 19. As described above, the flow path unit 31 includes the first individual ink flow path from the connection port 14a through the pressure chamber 10 to the nozzle 16, and the second individual ink flow path from the connection port 18a to the dummy nozzle 20. A plurality are formed. Here, the channel resistance of the second individual ink channel is smaller than the channel resistance of each first individual ink channel. Further, the channel resistance of the second individual ink channel is smaller than the channel resistance obtained by synthesizing the channel resistances of all the first individual ink channels in the first region 11a (all the first ink channels). The channel resistance obtained by synthesizing the channel resistances of the individual ink channels is smaller than the channel resistance of each first individual ink channel). As a result, when ink flows from the manifold channel 11 into the pressure chamber 10, the second individual ink channel is more likely to flow than all the first individual ink channels. The second individual ink flow path is disposed on the opposite side of the ink flow inlet 9 with respect to the manifold flow path 11. Therefore, at least in the first region 11a in the middle of the path, the ink is reliably filled without bubbles remaining in the flow path. Similarly, each first individual ink flow path communicating with the first region 11a is also satisfactorily filled with ink. The flow resistance of the second individual ink flow path is preferably about 10 to 80% of the flow resistance of the first individual electrode.

次に、圧電アクチュエータ３２について説明する。圧電アクチュエータ３２は、図３〜図５に示すように、流路ユニット３１の上面に配置された６枚の圧電層４１と、６枚の圧電層４１の間に交互に形成された２つの個別電極４２及び３つの共通電極４３とを有する。 Next, the piezoelectric actuator 32 will be described. As shown in FIGS. 3 to 5, the piezoelectric actuator 32 is composed of six individual piezoelectric layers 41 arranged on the upper surface of the flow path unit 31 and two individual layers formed alternately between the six piezoelectric layers 41. It has an electrode 42 and three common electrodes 43.

圧電層４１はチタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体であり強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とする圧電材料からなる。６枚の圧電層４１のうち最も下に配置されているものは、複数の圧力室１０を覆うようにキャビティプレート２１の上面に連続的に配置され、キャビティプレート２１に接合されている。さらに、この上に５層の圧電層４１が積層されている。圧電層４１は、例えば、非常に小さいＰＺＴの粒子を基板に吹き付けて高速で衝突させることによって基板に堆積させるエアロゾルデポジション法（ＡＤ法）により形成することができる。また、圧電層４１は、スパッタ法、化学蒸着法（ＣＶＤ法）、ゾルゲル法、水熱合成法などにより形成することも可能である。あるいは、圧電材料のグリーンシートを焼成することによって得られる圧電シートを所定の大きさに切断して貼り付けることによっても形成することができる。ここでは、グリーンシートから得られた圧電層４１が熱硬化性の接着剤によりキャビティプレート２１に固定されている。 The piezoelectric layer 41 is a solid solution of lead titanate and lead zirconate, and is made of a piezoelectric material mainly composed of lead zirconate titanate (PZT) having ferroelectricity. The lowermost one of the six piezoelectric layers 41 is continuously arranged on the upper surface of the cavity plate 21 so as to cover the plurality of pressure chambers 10, and is joined to the cavity plate 21. Further, five piezoelectric layers 41 are laminated thereon. The piezoelectric layer 41 can be formed by, for example, an aerosol deposition method (AD method) in which very small PZT particles are sprayed onto a substrate and collided at a high speed to be deposited on the substrate. The piezoelectric layer 41 can also be formed by a sputtering method, a chemical vapor deposition method (CVD method), a sol-gel method, a hydrothermal synthesis method, or the like. Alternatively, it can be formed by cutting and pasting a piezoelectric sheet obtained by firing a green sheet of piezoelectric material into a predetermined size. Here, the piezoelectric layer 41 obtained from the green sheet is fixed to the cavity plate 21 with a thermosetting adhesive.

複数の個別電極４２及び複数の共通電極４３は、積層された複数の圧電層４１の間に交互に配置されている。個別電極４２及び共通電極４３は、金、銅、銀、白金あるいはチタンなどの導電性材料により構成されており、スクリーン印刷、スパッタ法、蒸着などの方法により形成される。また、個別電極４２と共通電極４３とは平面視で図４の左右方向に互いにずれて配置されている。ここでは、各電極４２、４３がＡｇ−Ｐｄ系導電材料のスクリーン印刷で形成されている。 The plurality of individual electrodes 42 and the plurality of common electrodes 43 are alternately arranged between the plurality of stacked piezoelectric layers 41. The individual electrode 42 and the common electrode 43 are made of a conductive material such as gold, copper, silver, platinum, or titanium, and are formed by a method such as screen printing, sputtering, or vapor deposition. Further, the individual electrode 42 and the common electrode 43 are arranged so as to be shifted from each other in the left-right direction in FIG. Here, the electrodes 42 and 43 are formed by screen printing of an Ag—Pd-based conductive material.

そして、最も下に配置されたものを除く５枚の圧電層４１の平面視で個別電極４２に重なり且つ共通電極４３には重ならない部分には貫通孔４４が形成され、貫通孔４４には導電性材料４６が充填されている。さらに、圧電層４１の平面視で共通電極４３に重なり且つ個別電極には重ならない部分には貫通孔４５が形成されており、貫通孔４５には導電性材料４７が充填されている。図３と図５とに示されるように、以上説明した個別電極４２及び共通電極４３は、第１領域１１ａに連通する各圧力室１０に対応して形成されており、第２領域１１ｂに対向する部分では、いずれの電極４２、４３も形成されていない。これにより、圧電アクチュエータ３２の低コスト化が図られている。 A through hole 44 is formed in a portion of the five piezoelectric layers 41 excluding the lowermost layer that overlaps the individual electrode 42 and does not overlap the common electrode 43 in a plan view. The material 46 is filled. Further, a through hole 45 is formed in a portion of the piezoelectric layer 41 that overlaps the common electrode 43 and does not overlap the individual electrode in plan view, and the through hole 45 is filled with a conductive material 47. As shown in FIGS. 3 and 5, the individual electrode 42 and the common electrode 43 described above are formed corresponding to the pressure chambers 10 communicating with the first region 11a, and are opposed to the second region 11b. None of the electrodes 42 and 43 is formed at the portion to be formed. Thereby, the cost reduction of the piezoelectric actuator 32 is achieved.

圧電アクチュエータ３２の上面には図示しないフレキシブル配線基板（ＦＰＣ）が配置されており、導電性材料４６、４７を介して、ＦＰＣと個別電極４２及び共通電極４３とが電気的に接続されている。そして、ＦＰＣを介して図示しないドライバＩＣにより個別電極４２の電位が制御されるとともに、共通電極４３は常にグランド電位に保持される。ここで、導電性材料４６、４７とＦＰＣとの接続は、導電性材料４６、４７に直接接続するようにしてもよいし、圧電アクチュエータ３２の最上面に導電性材料４６、４７毎に独立した表面電極を設けてこの表面電極に接続する形態としてもよい。 A flexible wiring board (FPC) (not shown) is disposed on the upper surface of the piezoelectric actuator 32, and the FPC, the individual electrode 42, and the common electrode 43 are electrically connected via conductive materials 46 and 47. The potential of the individual electrode 42 is controlled by a driver IC (not shown) via the FPC, and the common electrode 43 is always held at the ground potential. Here, the connection between the conductive materials 46 and 47 and the FPC may be directly connected to the conductive materials 46 and 47, or the conductive material 46 and 47 is independent on the uppermost surface of the piezoelectric actuator 32. It is good also as a form which provides a surface electrode and connects to this surface electrode.

次に、圧電アクチュエータ３２の動作について説明する。ドライバＩＣによりＦＰＣを介して個別電極４２に選択的に所定の電位が付与されると、所定の電位が付与された個別電極４２とグランド電位に保持された共通電極４３との間に電位差が生じ、複数の圧電層４１のこれらの間に挟まれた部分で厚み方向の電界が作用する。ここで、圧電層４１の分極方向がこの電界の方向と同じであれば、圧電縦効果により圧電層４１が厚み方向に伸びる。これにより、圧力室１０の容積が減少し、圧力室１０内のインクの圧力が増加して圧力室１０に連通するノズル１６からインクが噴射される。なお、本実施形態では、６枚の圧電層４１が積層されており、６枚の圧電層４１のうち、最も下に配置されたものを除く５枚の圧電層４１がそれぞれ厚み方向に伸びるため、圧力室１０の容積が十分に減少する。 Next, the operation of the piezoelectric actuator 32 will be described. When a predetermined potential is selectively applied to the individual electrode 42 by the driver IC via the FPC, a potential difference is generated between the individual electrode 42 to which the predetermined potential is applied and the common electrode 43 held at the ground potential. An electric field in the thickness direction acts on a portion sandwiched between the plurality of piezoelectric layers 41. Here, if the polarization direction of the piezoelectric layer 41 is the same as the direction of the electric field, the piezoelectric layer 41 extends in the thickness direction due to the piezoelectric longitudinal effect. As a result, the volume of the pressure chamber 10 decreases, the ink pressure in the pressure chamber 10 increases, and ink is ejected from the nozzles 16 communicating with the pressure chamber 10. In the present embodiment, six piezoelectric layers 41 are laminated, and among the six piezoelectric layers 41, the five piezoelectric layers 41 excluding the one disposed at the bottom extend in the thickness direction. The volume of the pressure chamber 10 is sufficiently reduced.

このとき、圧力室１０内においては圧力波が発生し、この圧力波は圧力室１０に連通するマニホールド流路１１に伝播する。このとき、マニホールド流路１１の底面を構成するダンパプレート２６の凹部８が形成され厚みが薄くなった部分が変形して、マニホールド流路１１に伝播した圧力波を減衰させる。しかし、マニホールド流路１１が小さい場合、ダンパプレート２６の凹部８が形成されている部分の面積が小さくなるため、十分に圧力波を減衰させることができない。 At this time, a pressure wave is generated in the pressure chamber 10, and this pressure wave propagates to the manifold channel 11 communicating with the pressure chamber 10. At this time, the concave portion 8 of the damper plate 26 constituting the bottom surface of the manifold channel 11 is formed and the portion where the thickness is reduced is deformed to attenuate the pressure wave propagated to the manifold channel 11. However, when the manifold channel 11 is small, the area of the portion of the damper plate 26 where the concave portion 8 is formed becomes small, so that the pressure wave cannot be sufficiently attenuated.

本実施形態の場合、マニホールド流路１１の第２領域１１ｂに空気Ａが存在しており、この空気Ａは第２領域１１ｂにおいてインクと接し、気液界面を形成している。つまり、前記気液界面は、図２に示すように、平面視でマニホールド流路１１の第２領域１１ｂ全体と重なっている。ここで、空気Ａの剛性はダンパプレート２６の凹部８が形成された部分の剛性よりも小さいため、マニホールド流路１１内の圧力波を、空気Ａにより効率よく減衰させることができる。 In the present embodiment, air A exists in the second region 11b of the manifold channel 11, and this air A is in contact with ink in the second region 11b and forms a gas-liquid interface. That is, as shown in FIG. 2, the gas-liquid interface overlaps the entire second region 11b of the manifold channel 11 in plan view. Here, since the rigidity of the air A is smaller than the rigidity of the portion of the damper plate 26 where the recess 8 is formed, the pressure wave in the manifold channel 11 can be efficiently attenuated by the air A.

以上に説明した本実施形態によると、マニホールド流路１１に突起１７を挟んで第１領域１１ａ及び第２領域１１ｂが形成されており、突起１７の先端１７ａが、流路１８の接続口１８ａの下端１８ｃよりも下に位置するように形成されている。このため、第２領域１１ｂの接続口１８ａよりも上の部分にはインクが流れ込まず、この部分に空気Ａが存在する。そして、この空気Ａがマニホールド流路１１内のインクに接しているので、空気Ａはマニホールド流路１１内の圧力波を減衰させるダンパとして作用する。さらに、突起１７の先端１７ａが流路１８の接続口１８ａの下端１８ｃよりも下に位置しているため、空気Ａが第２領域１１ｂから第１領域１１ａに流れ込まない。 According to the present embodiment described above, the first region 11 a and the second region 11 b are formed with the projection 17 sandwiched between the manifold channel 11, and the tip 17 a of the projection 17 is connected to the connection port 18 a of the channel 18. It is formed so as to be located below the lower end 18c. For this reason, ink does not flow into the portion of the second region 11b above the connection port 18a, and air A exists in this portion. Since the air A is in contact with the ink in the manifold channel 11, the air A acts as a damper that attenuates the pressure wave in the manifold channel 11. Furthermore, since the tip 17a of the protrusion 17 is located below the lower end 18c of the connection port 18a of the flow path 18, the air A does not flow from the second region 11b into the first region 11a.

また、マニホールド流路１１が紙送り方向に延在し、紙送り方向に沿って、図２の上から順に、インク流入口９、流路１４（第１個別インク流路）の接続口１４ａが形成された第１領域１１ａ、突起１７、及び、流路１８（第２個別インク流路）の接続口１８ａが形成された第２領域１１ｂが形成されている。インクが流れ込みにくく、気泡が溜まりやすいマニホールド流路１１のインク流入口９と反対側の端部には、流路抵抗が小さい第２個別インク流路が連通されているので、少なくとも第１領域１１ａ内には気泡が残留しにくく、この領域に連通する圧力室１０にも気泡が流れ込みにくくなっている。つまり、インク吐出に直接的に関わる圧力室１０に対して、インクが確実に流れ込む。 Further, the manifold channel 11 extends in the paper feeding direction, and the connection port 14a of the ink inlet 9 and the channel 14 (first individual ink channel) is formed in order from the top of FIG. 2 along the paper feeding direction. A second region 11b is formed in which the formed first region 11a, the protrusion 17, and the connection port 18a of the channel 18 (second individual ink channel) are formed. Since the second individual ink channel having a small channel resistance communicates with the end of the manifold channel 11 on the side opposite to the ink inlet 9 where the ink hardly flows and bubbles tend to accumulate, at least the first region 11a. It is difficult for bubbles to remain inside, and it is difficult for bubbles to flow into the pressure chamber 10 communicating with this region. That is, the ink surely flows into the pressure chamber 10 directly related to ink ejection.

また、本実施形態においては、第１領域１１ａと第２領域１１ｂとを突起１７により互いに隔て、第２領域１１ｂに気泡（空気）が溜まる空洞部を形成することにより、第２領域１１ｂをエアダンパ室として機能させるとともに、第１領域１１ａの固有振動数と第２領域１１ｂの固有振動数とを同じにすることができる。このため、マニホールド流路１１に誘起された固有の圧力波が効果的に減衰することができ、インクの噴射特性が変化してしまうのを防止することができる。あるいは、突起１７から第２領域１１ｂに至る領域の固有振動数が、駆動周波数に近くなるように突起１７を構成することによっても、インクの噴射動作で直接的に圧力室１０から伝播してくる圧力波を効果的に減衰することができる。これによっても、インクの噴射特性が変化するのを防止することができる。 Further, in the present embodiment, the first region 11a and the second region 11b are separated from each other by the protrusion 17, and the second region 11b is made to be an air damper by forming a cavity in which bubbles (air) accumulate in the second region 11b. While functioning as a chamber, the natural frequency of the first region 11a and the natural frequency of the second region 11b can be made the same. For this reason, the inherent pressure wave induced in the manifold channel 11 can be effectively attenuated, and the ink ejection characteristics can be prevented from changing. Alternatively, the protrusion 17 is configured so that the natural frequency in the region from the protrusion 17 to the second region 11b is close to the driving frequency, and is transmitted directly from the pressure chamber 10 by the ink ejection operation. The pressure wave can be effectively attenuated. This can also prevent the ink ejection characteristics from changing.

次に、本実施形態に種々の変更を加えた変形例について説明する。ただし、本実施形態と同じ構成を有するものについては同じ符号を付し、適宜その説明を省略する。 Next, modified examples in which various changes are made to the present embodiment will be described. However, the same reference numerals are given to those having the same configuration as in the present embodiment, and the description thereof is omitted as appropriate.

第１の変形例では、図６、図７に示すように、キャビティプレート５１、ベースプレート５２及びアパーチャプレート５３の、平面視で前記実施形態の第２領域１１ｂ（図３、図５参照）と重なる領域に、第２領域５０ｂの一部となる貫通孔５４、５５、５６が形成されている（変形例１）。この場合、第２領域５０ｂの上面は前記実施形態の場合のアパーチャプレートの下面（図３参照）よりも上方の圧電層４１の下面となる。つまり、突起１７の先端１７ａと第２領域５０ｂの上面との距離Ｌ３が、突起１７と第１領域１１ａの上面との距離Ｌ４よりも大きくなっている。これにより、第２領域５０ｂの空気Ａが存在する部分の容積に対する自由度が向上し、対象とする圧力波に対応した固有周波数：ｆ０を容易に設定できる。つまり、マニホールド流路１１内の圧力波を空気Ａによりさらに効率よく減衰させることができる。なお、変形例１では、マニホールドプレート２４の上部に流路５８が形成されており、接続口５８ａにおいてマニホールド流路１１と連通している。 In the first modified example, as shown in FIGS. 6 and 7, the cavity plate 51, the base plate 52, and the aperture plate 53 overlap the second region 11 b (see FIGS. 3 and 5) of the embodiment in plan view. In the region, through holes 54, 55, and 56 that are part of the second region 50b are formed (Modification 1). In this case, the upper surface of the second region 50b is the lower surface of the piezoelectric layer 41 above the lower surface (see FIG. 3) of the aperture plate in the above embodiment. That is, the distance L3 between the tip 17a of the protrusion 17 and the upper surface of the second region 50b is larger than the distance L4 between the protrusion 17 and the upper surface of the first region 11a. Thereby, the freedom degree with respect to the volume of the part in which the air A of the 2nd area | region 50b exists improves, and the natural frequency: f0 corresponding to the target pressure wave can be set easily. That is, the pressure wave in the manifold channel 11 can be attenuated more efficiently by the air A. In the first modification, the flow path 58 is formed in the upper part of the manifold plate 24 and communicates with the manifold flow path 11 at the connection port 58a.

第２の変形例では、図８、図９に示すように、キャビティプレート５１、ベースプレート６１及びアパーチャプレート６２の、平面視で前記実施形態の第２領域１１ｂ（図３、図５参照）と重なる領域に、第２領域６７ｂの一部となる貫通孔５４、５５、５６が形成されている点は変形例１と同様である。一方、マニホールドプレート６３、６４に突起が形成されていない点が、前記実施形態および変形例１とは異なる。ベースプレート６１の下面にマニホールド流路６７と流路６６とに連通する流路６５の接続口６５ａが形成されており、図８の貫通孔５４、５５、５６の右端部側面が段差面６８となっている（変形例２）。この場合、マニホールド流路６７には突起は形成されていないため、平面Ｐ１（図３参照）と段差面６８の下端６８ａとの間の距離及び平面Ｐ１（図３参照）と第１領域６７ａの上面との間の距離が同じである。マニホールド流路６７には、段差面６８を挟んで、複数の接続口１４ａ（図４参照）が形成された第１領域６７ａと、流路６５の接続口６５ａが形成された第２領域６７ｂとが形成されている。これによると、第１領域６７ａと第２領域６７ｂとの間に流路断面積が小さくなった部分がないため、第１領域６７ａから第２領域６７ｂに圧力波が伝播しやすくなる。したがって、第２領域６７ｂの接続口６５ａよりも上の部分の空気Ａによりさらに効率よく圧力波を減衰させることができる。 In the second modification, as shown in FIGS. 8 and 9, the cavity plate 51, the base plate 61, and the aperture plate 62 overlap the second region 11 b (see FIGS. 3 and 5) of the embodiment in plan view. Similar to the first modification, through holes 54, 55, and 56 that are part of the second region 67b are formed in the region. On the other hand, the point which the protrusion is not formed in the manifold plates 63 and 64 differs from the said embodiment and the modification 1. FIG. A connection port 65a of a flow path 65 communicating with the manifold flow path 67 and the flow path 66 is formed on the lower surface of the base plate 61, and the right end side surface of the through holes 54, 55, and 56 in FIG. (Modification 2). In this case, since no projection is formed in the manifold channel 67, the distance between the plane P1 (see FIG. 3) and the lower end 68a of the stepped surface 68 and the plane P1 (see FIG. 3) and the first region 67a. The distance between the top surface is the same. The manifold channel 67 includes a first region 67a in which a plurality of connection ports 14a (see FIG. 4) are formed across a step surface 68, and a second region 67b in which a connection port 65a of the channel 65 is formed. Is formed. According to this, since there is no portion where the cross-sectional area of the flow path is small between the first region 67a and the second region 67b, the pressure wave easily propagates from the first region 67a to the second region 67b. Therefore, the pressure wave can be attenuated more efficiently by the air A in the portion above the connection port 65a of the second region 67b.

さらに、この場合、接続口６５ａがマニホールドプレート６３よりも上に配置されたベースプレート６１の下面に形成されているため、図８の上下方向に関して、接続口６５ａの下端６５ｃが第１領域６７ａの上面よりも上に位置することとなる。したがって、第２領域６７ｂの接続口６５ａよりも上の部分に存在する空気Ａが第１領域６７ａに流れ込まない。また、この場合には、図９に示すように、ベースプレート６１、アパーチャプレート６２及びマニホールドプレート６３、６４には、流路６６の一部となる連通孔が形成されている。なお、この場合、第２領域６７ｂが、対象とする圧力波に対する固有振動数：ｆ０を持つために、アパーチャプレート６２のマニホールド流路６７に対する開口寸法を調整することができる。 Further, in this case, since the connection port 65a is formed on the lower surface of the base plate 61 disposed above the manifold plate 63, the lower end 65c of the connection port 65a is the upper surface of the first region 67a in the vertical direction of FIG. It will be located above. Therefore, the air A existing in the portion above the connection port 65a in the second region 67b does not flow into the first region 67a. In this case, as shown in FIG. 9, the base plate 61, the aperture plate 62, and the manifold plates 63 and 64 have communication holes that are part of the flow path 66. In this case, since the second region 67b has a natural frequency f0 with respect to the target pressure wave, the opening dimension of the aperture plate 62 with respect to the manifold channel 67 can be adjusted.

第３の変形例では、隣接するマニホールド流路１１内のインクが同種のインクである場合、図１０に示すように、隣接するマニホールド流路１１の第２領域１１ｂ同士を接続する接続流路６０が形成されている（変形例３）。この場合、マニホールド流路１１内の圧力波を自己の第２領域１１ｂの空気Ａにより減衰させることができる。さらに、第２領域１１ｂから接続流路６０を経て隣接するマニホールド流路１１に伝播した圧力波を、隣接するマニホールド流路１１の第２領域１１ｂに存在する空気Ａによって減衰させることができる。したがって、マニホールド流路１１内の圧力波をさらに効率よく減衰させることができる。 In the third modification, when the ink in the adjacent manifold channel 11 is the same type of ink, as shown in FIG. 10, the connection channel 60 that connects the second regions 11b of the adjacent manifold channels 11 is connected. Is formed (Modification 3). In this case, the pressure wave in the manifold channel 11 can be attenuated by the air A in the second region 11b. Furthermore, the pressure wave propagated from the second region 11 b to the adjacent manifold channel 11 via the connection channel 60 can be attenuated by the air A present in the second region 11 b of the adjacent manifold channel 11. Therefore, the pressure wave in the manifold channel 11 can be attenuated more efficiently.

第４の変形例では、図１１、図１２に示すように、マニホールド流路７１の途中部分に流路７３、７４を介してダミーノズル７５に連通する第２領域７１ｂが形成されている。さらに、第２領域７１ｂの紙送り方向（図１１の上下方向）の両側に第１領域７１ａが形成されている（変形例４）。このとき、第２領域７１ｂと２つの第１領域７１ａとの間にはそれぞれ突起７２が形成されている。この突起７２の下半部は、マニホールドプレート２５の上面側を薄肉部とするハーフエッチングにより形成されている。この場合でも、マニホールド流路７１内の圧力波を第２領域７１ｂに存在する空気Ａにより効率よく減衰させることができる。なお、この第２領域７１ｂの存在により、マニホールド流路７１の上流側と下流側とでインクの供給能力に差が生じるときには、マニホールド流路７１の両端にインク供給口を設けるとよい。 In the fourth modified example, as shown in FIGS. 11 and 12, a second region 71 b that communicates with the dummy nozzle 75 via the flow paths 73 and 74 is formed in the middle portion of the manifold flow path 71. Further, first regions 71a are formed on both sides of the second region 71b in the paper feeding direction (vertical direction in FIG. 11) (Modification 4). At this time, protrusions 72 are formed between the second region 71b and the two first regions 71a, respectively. The lower half portion of the protrusion 72 is formed by half etching with the upper surface side of the manifold plate 25 being a thin portion. Even in this case, the pressure wave in the manifold channel 71 can be efficiently attenuated by the air A present in the second region 71b. In addition, when there is a difference in the ink supply capability between the upstream side and the downstream side of the manifold channel 71 due to the presence of the second region 71b, ink supply ports may be provided at both ends of the manifold channel 71.

また、本実施形態および前記変形例では、１８個の圧力室１０を有し、マニホールド流路はほぼ直線状に延在しているが、本発明は、圧力室の数やマニホールド流路の形状に限定されるものではない。さらに、第１領域と第２領域とを区画する段差面１７ｂが、複数の段を構成する面として形成されていてもよく、上下方向に対して傾斜した傾斜面として形成されていてもよい。 Further, in the present embodiment and the modified example, the eighteen pressure chambers 10 are provided and the manifold channel extends substantially linearly. However, the present invention is not limited to the number of pressure chambers or the shape of the manifold channel. It is not limited to. Furthermore, the step surface 17b that divides the first region and the second region may be formed as a surface constituting a plurality of steps, or may be formed as an inclined surface inclined with respect to the vertical direction.

また、本実施形態および前記変形例では、マニホールド流路１１からダミーノズル２０に至る接続口１８ａ、および流路１８、１９が設けられていたが、これらは必ずしも必要ではない。すなわち、気体（エア）をマニホールド流路１１の第２領域に相当する部分に封鎖してもよい。例えば図１３に示すように、マニホールド流路１１１ａ（共通液室）と流体接続され、空気Ａを維持するためのエアダンパ室１１１ｂを備え、エアダンパ室１１１ｂにおいて、前記マニホールド流路１１１ａ内のインクとエアダンパ室１１１ｂ内の空気Ａとが直接接する界面Ｓを形成することにより、本実施形態および前記変形例と同様の効果を得ることができる。すなわち、マニホールド流路１１内の圧力変動や圧力波の発生に応じてエアダンパ室１１１ｂに維持されている気体（空気）と液体（インク）の界面が変動することで、共通液室内の圧力変動や圧力波を確実に且つ瞬時に吸収して消滅させることができる。従って、液滴噴射装置を高密度化、小型化しても、マニホールド流路１１内の圧力波を効率よく減衰させることができる。また、ダミーノズル２０や接続口１８ａ、流路１８、１９が存在しない分、流路ユニット３１の構造を簡略化することができる。 In the present embodiment and the modification, the connection port 18a from the manifold channel 11 to the dummy nozzle 20 and the channels 18 and 19 are provided, but these are not necessarily required. That is, gas (air) may be sealed in a portion corresponding to the second region of the manifold channel 11. For example, as shown in FIG. 13, an air damper chamber 111b is provided which is fluidly connected to a manifold channel 111a (common liquid chamber) and maintains air A. In the air damper chamber 111b, ink in the manifold channel 111a and an air damper are provided. By forming the interface S in direct contact with the air A in the chamber 111b, it is possible to obtain the same effects as those of the present embodiment and the modified example. That is, when the interface between the gas (air) and the liquid (ink) maintained in the air damper chamber 111b fluctuates in response to the pressure fluctuation in the manifold channel 11 or the generation of pressure waves, the pressure fluctuation in the common liquid chamber The pressure wave can be absorbed and extinguished reliably and instantaneously. Therefore, the pressure wave in the manifold channel 11 can be efficiently attenuated even if the droplet ejecting device is increased in density and size. Further, the structure of the flow path unit 31 can be simplified by the absence of the dummy nozzle 20, the connection port 18a, and the flow paths 18 and 19.

また、本実施形態および上記変形例では、本発明をインクジェットヘッドに適用した一例について説明したが、このほか、試薬、生体溶液、配線材料溶液、電子材料溶液、冷媒用、燃料用などインク以外の液体を噴射する液滴噴射装置に適用することも可能である。 In addition, in the present embodiment and the above-described modified example, an example in which the present invention is applied to an inkjet head has been described. It is also possible to apply to a liquid droplet ejecting apparatus that ejects liquid.

本発明の実施の形態に係るインクジェットプリンタの概略斜視図である。1 is a schematic perspective view of an ink jet printer according to an embodiment of the present invention. 図１のインクジェットヘッドの平面図である。It is a top view of the inkjet head of FIG. 図２のIII−III線断面図である。It is the III-III sectional view taken on the line of FIG. 図２のIV−IV線断面図である。It is the IV-IV sectional view taken on the line of FIG. 図２のＶ−Ｖ線断面図である。It is the VV sectional view taken on the line of FIG. 変形例１の図３相当の断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 変形例１の図５相当の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 変形例２の図３相当の断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 変形例２の図５相当の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 変形例３の図２相当の平面図である。FIG. 10 is a plan view corresponding to FIG. 変形例４の図２相当の平面図である。FIG. 10 is a plan view corresponding to FIG. 図１１のX−X線断面図である。It is the XX sectional view taken on the line of FIG. 他の実施形態の図３相当の断面図である。It is sectional drawing equivalent to FIG. 3 of other embodiment.

Explanation of symbols

３インクジェットヘッド
９インク流入口
１０圧力室
１１マニホールド流路
１１ａ第１領域
１１ｂ第２領域
１４連通孔
１４ａ接続口
１７突起
１６ノズル
１８流路
１８接続口
２０ダミーノズル
３１流路ユニット
３２圧電アクチュエータ
５０マニホールド流路
５０ｂ第２領域
６０接続流路
６７マニホールド流路
６７ａ第１領域
６７ｂ第２領域
７１マニホールド流路
７１ａ第１領域
７１ｂ第２領域
７２突起
７５ダミーノズル
3 Inkjet head 9 Ink inlet 10 Pressure chamber 11 Manifold channel 11a First region 11b Second region 14 Communication hole 14a Connection port 17 Protrusion 16 Nozzle 18 Channel 18 Connection port 20 Dummy nozzle 31 Channel unit 32 Piezoelectric actuator 50 Manifold Channel 50b Second region 60 Connection channel 67 Manifold channel 67a First region 67b Second region 71 Manifold channel 71a First region 71b Second region 72 Projection 75 Dummy nozzle

Claims

A droplet ejection device,
From the common liquid chamber extending in a predetermined direction, the first individual liquid flow path from the first connection port with the common liquid chamber to the discharge port through the pressure chamber, and the second connection port with the common liquid chamber A flow path unit in which a second individual liquid flow path leading to the discharge port is formed;
A plurality of the pressure chambers are arranged along the common liquid chamber to form a pressure chamber surface,
The common liquid chamber intersects the pressure chamber surface with an upper wall surface extending in the predetermined direction, a lower wall surface spaced apart from the upper wall surface in a direction orthogonal to the pressure chamber surface, and the pressure chamber surface. A step surface extending from the upper wall surface,
The step surface divides the common liquid chamber into a first region in which the first individual liquid channel communicates and a second region in which the second individual liquid channel communicates,
With respect to the direction orthogonal to the pressure chamber surface, the distance between the portion of the step surface farthest from the pressure chamber surface and the pressure chamber surface is greater than the distance between the second connection port and the pressure chamber surface, and The liquid droplet ejecting apparatus, wherein an upper wall surface of the second region and the second connection port are separated from each other.

With respect to the direction perpendicular to the pressure chamber surface, the distance between the portion of the step surface farthest from the pressure chamber surface and the pressure chamber surface is the largest from the pressure chamber surface among the portions defining the second connection port. The droplet ejecting apparatus according to claim 1, wherein the droplet ejecting apparatus is larger than a distance between a far portion and the pressure chamber surface.

With respect to the direction orthogonal to the pressure chamber surface, the distance between the pressure chamber surface and the upper wall surface of the first region is the same as the distance between the pressure chamber surface and the upper wall surface of the second region, The droplet ejecting apparatus according to claim 1.

The distance between the pressure chamber surface and the upper wall surface of the first region is greater than the distance between the pressure chamber surface and the upper wall surface of the second region with respect to the direction orthogonal to the pressure chamber surface. The droplet ejecting apparatus according to claim 1.

Regarding the direction orthogonal to the pressure chamber surface, the distance between the pressure chamber surface and the portion of the step surface farthest from the pressure chamber surface is the same as the distance between the pressure chamber surface and the upper wall surface of the first region. The liquid droplet ejecting apparatus according to claim 4, wherein the liquid droplet ejecting apparatus is provided.

In the common liquid chamber, the liquid inlet into which the liquid flows, the first region connected to the liquid inlet, the step surface, and the step surface in order along the predetermined direction. The droplet ejecting apparatus according to claim 1, wherein the second region connected to the first region is formed.

The flow path unit includes a plurality of the common liquid chambers, and further includes a connection flow path extending so as to connect the second regions to each other in the two or more common liquid chambers. The droplet ejecting apparatus according to claim 6.

2. The droplet ejecting apparatus according to claim 1, wherein a flow path resistance of the second individual liquid flow path is smaller than a flow path resistance of the first individual liquid flow path.

The droplet ejecting apparatus according to claim 1, wherein the first region and the second region have the same natural frequency.

The apparatus further includes an energy applying mechanism that applies discharge energy to the liquid in the pressure chamber, and the energy applying mechanism includes a piezoelectric layer facing the pressure chamber and at least a pair of electrodes that apply an electric field to the piezoelectric layer. The liquid droplet ejecting apparatus according to claim 1, wherein:

A liquid droplet ejecting apparatus that ejects liquid from a plurality of ejection openings,
A plurality of pressure chambers respectively connected to the plurality of discharge ports;
A common liquid chamber that communicates with each of the plurality of pressure chambers and supplies a liquid;
An air damper chamber fluidly connected to the common liquid chamber for maintaining gas;
A liquid droplet ejecting apparatus comprising:

12. The droplet ejecting apparatus according to claim 11, wherein the gas and the liquid in the common liquid chamber exist in the air damper chamber, and an interface between the gas and the liquid acts as a damper.

A pressure chamber surface is formed by arranging the plurality of pressure chambers along the common liquid chamber, and the common liquid chamber has an upper wall surface extending along the pressure chamber surface, and the air damper The chamber has an upper wall surface extending along the pressure chamber surface and a connection port connected to a discharge port different from the plurality of discharge ports, and the second direction with respect to a direction orthogonal to the pressure chamber surface. The liquid droplet ejecting apparatus according to claim 11, wherein an upper wall surface and the connection port are separated from each other.

A partition that extends from the upper wall surface of the air damper chamber so as to intersect with the pressure chamber surface, further includes a partition wall that partitions the common liquid chamber and the air damper chamber, and with respect to a direction orthogonal to the pressure chamber surface, The distance between the portion farthest from the pressure chamber surface and the pressure chamber surface is larger than the distance between the portion farthest from the pressure chamber surface and the pressure chamber surface among the portions defining the connection port. The liquid droplet ejecting apparatus according to claim 13.

The distance between the pressure chamber surface and the upper wall surface of the common liquid chamber in the direction orthogonal to the pressure chamber surface is the same as the distance between the pressure chamber surface and the upper wall surface of the air damper chamber. The liquid droplet ejecting apparatus according to claim 14.

The distance between the pressure chamber surface and the upper wall surface of the common liquid chamber is greater than the distance between the pressure chamber surface and the upper wall surface of the air damper chamber in a direction orthogonal to the pressure chamber surface. Item 15. The droplet ejecting apparatus according to Item 14.

With respect to the direction orthogonal to the pressure chamber surface, the distance between the pressure chamber surface and the portion of the partition farthest from the pressure chamber surface is the same as the distance between the pressure chamber surface and the upper wall surface of the common liquid chamber. The liquid droplet ejecting apparatus according to claim 14.

The liquid droplet ejecting apparatus according to claim 11, wherein the air damper chamber and the common liquid chamber have the same natural frequency.

An energy application mechanism that applies ejection energy to the liquid in the pressure chamber is further included, and the energy application mechanism includes a piezoelectric layer facing the pressure chamber and at least a pair of electrodes that apply an electric field to the piezoelectric layer. The liquid droplet ejecting apparatus according to claim 11.