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JP7124388B2 - Piezoelectric actuator, liquid ejection head, liquid ejection unit, device for ejecting liquid - Google Patents

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

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JP7124388B2
JP7124388B2 JP2018066702A JP2018066702A JP7124388B2 JP 7124388 B2 JP7124388 B2 JP 7124388B2 JP 2018066702 A JP2018066702 A JP 2018066702A JP 2018066702 A JP2018066702 A JP 2018066702A JP 7124388 B2 JP7124388 B2 JP 7124388B2
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Description

本発明は圧電アクチュエータ、液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置に関する。 The present invention relates to a piezoelectric actuator, a liquid ejection head, a liquid ejection unit, and an apparatus for ejecting liquid.

液体を吐出する液体吐出ヘッドとして、圧電アクチュエータを使用するものがある。 A piezoelectric actuator is used as a liquid ejection head for ejecting liquid.

従来、複数の柱状の積層型圧電素子が配列された圧電部材を有し、配列方向両端部の非駆動部分で他方の端面電極を一方の端面電極側に内部電極を通じて引出し、圧電素子の同じ面に、個別電極となる端面電極と、共通電極となる端面電極を配置し、個別電極配線及び共通電極配線を有するフレキシブル配線基板を接続するようにしたものが知られている(特許文献1)。 Conventionally, there is a piezoelectric member in which a plurality of columnar laminated piezoelectric elements are arranged. In addition, there is known a flexible wiring board in which an end face electrode serving as an individual electrode and an end face electrode serving as a common electrode are arranged, and a flexible wiring substrate having individual electrode wiring and common electrode wiring is connected (Patent Document 1).

特開平10-286951号公報JP-A-10-286951

しかしながら、特許文献1に開示の構成にあっては、フレキシブル配線基板の両端部に配置される共通電極配線から各圧電素子の共通電極となる端面電極までの距離に差が生じることになる。そのため、圧電素子の配列方向において、中央部のインピーダンスが両端部のインピーダンスよりも大きくなり、電圧変動による駆動特性のばらつきが生じるという課題がある。 However, in the configuration disclosed in Patent Document 1, a difference occurs in the distance from the common electrode wiring arranged at both ends of the flexible wiring board to the end face electrodes serving as the common electrodes of the piezoelectric elements. Therefore, in the arrangement direction of the piezoelectric elements, the impedance at the central portion becomes higher than the impedance at both ends, and there is a problem that variations in drive characteristics occur due to voltage fluctuations.

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、駆動特性のばらつきを低減することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to reduce variations in drive characteristics.

上記の課題を解決するため、本発明に係る圧電アクチュエータは、
複数列並べて配置された柱状の圧電素子と、
各列の前記圧電素子に接続された個別電極配線部材及び共通電極配線部材と、を備え、
前記圧電素子は、圧電層と内部電極が交互に積層され、前記内部電極が交互に異なる端面に引き出され、前記異なる端面に、前記内部電極と接続される個別外部電極と共通外部電極とを有し、
各列の前記圧電素子の前記個別外部電極は、個別電極配線部材の配線パターンと接続され、
前記圧電素子のそれぞれに設けられた前記共通外部電極は、前記圧電素子ごとに共通電極配線部材の配線パターンと接続され、
前記各列の前記共通電極配線部材及び前記個別電極配線部材の少なくとも一方は、前記圧電素子の積層方向に沿う部分と前記積層方向と直交する方向に沿う部分とを含んで配置されている
構成とした。
In order to solve the above problems, a piezoelectric actuator according to the present invention includes:
columnar piezoelectric elements arranged in multiple rows;
an individual electrode wiring member and a common electrode wiring member connected to the piezoelectric elements of each row,
In the piezoelectric element, piezoelectric layers and internal electrodes are alternately laminated, the internal electrodes are alternately drawn out to different end surfaces, and individual external electrodes and a common external electrode connected to the internal electrodes are provided on the different end surfaces. death,
The individual external electrodes of the piezoelectric elements in each row are connected to the wiring pattern of the individual electrode wiring member,
The common external electrode provided for each of the piezoelectric elements is connected to a wiring pattern of a common electrode wiring member for each piezoelectric element ,
At least one of the common electrode wiring member and the individual electrode wiring member in each row is arranged to include a portion along the stacking direction of the piezoelectric elements and a portion along a direction orthogonal to the stacking direction. did.

本発明によれば、駆動特性のばらつきを低減できる。 According to the present invention, variations in drive characteristics can be reduced.

本発明の第1実施形態に係る圧電アクチュエータの分解斜視説明図である。1 is an exploded perspective explanatory view of a piezoelectric actuator according to a first embodiment of the present invention; FIG. 同じく圧電素子の配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。It is cross-sectional explanatory drawing along the direction orthogonal to the arrangement direction of a piezoelectric element similarly. 同じく圧電素子の配列方向に沿う一方の端面電極(個別外部電極)側の側面説明図である。It is a side explanatory view of one end face electrode (individual external electrode) side along the arrangement direction of the piezoelectric elements. 同じく圧電素子の配列方向に沿う他方の端面電極(共通外部電極)側の側断面説明図である。It is a side cross-sectional explanatory view of the other end face electrode (common external electrode) side along the arrangement direction of the piezoelectric elements. 本発明の第2実施形態に係る圧電アクチュエータの圧電素子の配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。FIG. 7 is a cross-sectional explanatory view along a direction perpendicular to the arrangement direction of piezoelectric elements of a piezoelectric actuator according to a second embodiment of the present invention; 本発明に係る液体吐出ヘッドの一例の外観斜視説明図である。1 is an external perspective explanatory view of an example of a liquid ejection head according to the present invention; FIG. 同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。It is a cross-sectional explanatory drawing of the direction orthogonal to the nozzle arrangement direction of the same head. 本発明に係る液体を吐出する装置の一例の概略説明図である。1 is a schematic illustration of an example of a device for ejecting liquid according to the present invention; FIG. 同装置のヘッドユニットの一例の平面説明図である。It is a plane explanatory view of an example of the head unit of the apparatus. 液体循環装置の一例のブロック説明図である。It is a block explanatory view of an example of a liquid circulation device. 本発明に係る液体を吐出する装置の他の例の要部平面説明図である。FIG. 10 is an explanatory plan view of essential parts of another example of the device for ejecting liquid according to the present invention; 同装置の要部側面説明図である。It is an explanatory side view of the main part of the device. 本発明に係る液体吐出ユニットの他の例の要部平面説明図である。FIG. 10 is an explanatory plan view of a main portion of another example of the liquid ejection unit according to the present invention; 本発明に係る液体吐出ユニットの更に他の例の正面説明図である。FIG. 11 is a front explanatory view of still another example of the liquid ejection unit according to the present invention;

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。本発明の第1実施形態について図1ないし図4を参照して説明する。図1は同実施形態に係る圧電アクチュエータの分解斜視説明図、図2は同じく圧電素子の配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。図3は同じく圧電素子の配列方向に沿う一方の端面電極(個別外部電極)側の側面説明図、図4は同じく圧電素子の配列方向に沿う他方の端面電極(共通外部電極)側の側面説明図である。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. FIG. 1 is an exploded perspective view of the piezoelectric actuator according to the same embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view along a direction orthogonal to the arrangement direction of the piezoelectric elements. FIG. 3 is a side explanatory view of one end face electrode (individual external electrode) along the direction in which the piezoelectric elements are arranged, and FIG. 4 is a side view of the other end face electrode (common external electrode) along the direction in which the piezoelectric elements are arranged. It is a diagram.

圧電アクチュエータ11は、ベース部材13上に接着剤114で接合保持した2つの積層型圧電部材12、12を備えている。圧電部材12は、ハーフカットダイシングによって溝130を加工することで、所要数の柱状の圧電素子112(112A、112B)を所定の間隔で櫛歯状に形成している。これにより、ベース部材13上には、柱状の圧電素子112が複数列(ここでは、2列)並べて配置される。 Piezoelectric actuator 11 includes two stacked piezoelectric members 12 , 12 held together on base member 13 by adhesive 114 . In the piezoelectric member 12, grooves 130 are processed by half-cut dicing to form a required number of columnar piezoelectric elements 112 (112A, 112B) in a comb shape at predetermined intervals. As a result, a plurality of columns (here, two columns) of columnar piezoelectric elements 112 are arranged side by side on the base member 13 .

なお、本実施形態では、圧電素子112Aは駆動する圧電素子、圧電素子112Bは非駆動の圧電素子として使用するバイピッチ構成としている。ただし、圧電素子112A、112Bのいずれも駆動する圧電素子として使用するノーマルピッチ構成とすることもできる。 In this embodiment, the piezoelectric element 112A is used as a driving piezoelectric element, and the piezoelectric element 112B is used as a non-driving piezoelectric element. However, a normal pitch configuration in which both the piezoelectric elements 112A and 112B are used as driving piezoelectric elements is also possible.

圧電素子112(圧電部材12)は、圧電層121と内部電極122(122A、122B)を交互に積層したものである。なお、圧電部材12の最も下側(ベース部材13側)の内部電極122よりも下方部分は、内部電極122が設けられないで圧電層121のみで形成されている。 The piezoelectric element 112 (piezoelectric member 12) is obtained by alternately laminating piezoelectric layers 121 and internal electrodes 122 (122A, 122B). A portion of the piezoelectric member 12 lower than the inner electrode 122 on the lowermost side (on the side of the base member 13 ) is formed only by the piezoelectric layer 121 without the inner electrode 122 .

そして、圧電素子112の配列方向と直交する方向の両端面には、内部電極122A、122Bが交互に引き出されて、端面電極である個別外部電極123及び共通外部電極124にそれぞれ接続されている。 Internal electrodes 122A and 122B are alternately drawn from both end faces in a direction orthogonal to the arrangement direction of the piezoelectric elements 112, and are connected to individual external electrodes 123 and common external electrodes 124, which are end face electrodes.

このとき、2つの圧電部材12、12は、圧電素子112の共通外部電極124が対向する関係で配置されている。 At this time, the two piezoelectric members 12, 12 are arranged so that the common external electrodes 124 of the piezoelectric element 112 face each other.

そして、圧電素子112(本実施形態では圧電素子112A)の一方の端面電極である個別外部電極123に接続された個別電極配線部材115と、圧電素子112の他方の端面電極である共通外部電極124に接続された共通電極配線部材116とを有している。 An individual electrode wiring member 115 connected to an individual external electrode 123, which is one end surface electrode of the piezoelectric element 112 (piezoelectric element 112A in this embodiment), and a common external electrode 124, which is the other end surface electrode of the piezoelectric element 112. and a common electrode wiring member 116 connected to the .

個別電極配線部材115は、圧電素子112Aの個別外部電極123に接続する配線パターン115Aが形成されている。この個別電極配線部材115は、圧電素子112の積層方向に沿う方向で、ベース部材13の外側面13aに沿って配置され、ベース部材13の圧電部材12を保持する面と反対側に引き出されている。 The individual electrode wiring member 115 is formed with a wiring pattern 115A connected to the individual external electrode 123 of the piezoelectric element 112A. The individual electrode wiring member 115 is arranged along the outer side surface 13a of the base member 13 in the direction along which the piezoelectric elements 112 are laminated, and is drawn out to the side opposite to the surface of the base member 13 that holds the piezoelectric member 12. there is

共通電極配線部材116は、圧電素子112Aの共通外部電極124に接続する配線パターン116Aが形成されている。配線パターン116Aの圧電素子配列方向の幅は共通外部電極124の幅よりも広くしているが、これに限定されるものではない。 The common electrode wiring member 116 has a wiring pattern 116A connected to the common external electrode 124 of the piezoelectric element 112A. The width of the wiring pattern 116A in the piezoelectric element array direction is set wider than the width of the common external electrode 124, but is not limited to this.

共通電極配線部材116は、圧電部材12の底面側に折り曲げられ、圧電素子112の積層方向と直交する方向に沿う部分116bで、圧電部材12の底面とベース部材13との間を通ってベース部材13の外側面13a側に引き出されている。 The common electrode wiring member 116 is bent toward the bottom surface of the piezoelectric member 12, and passes between the bottom surface of the piezoelectric member 12 and the base member 13 at a portion 116b along the direction orthogonal to the stacking direction of the piezoelectric elements 112. 13 is pulled out to the side of the outer surface 13a.

そして、共通電極配線部材116は、ベース部材13の外側面13aで圧電素子112の積層方向に沿う方向に折り曲げられ、圧電素子112の積層方向に沿う方向の部分116aが、ベース部材13の側面13aに沿ってベース部材13の圧電部材12を保持する面と反対側に引き出されている。 The common electrode wiring member 116 is bent in the direction along the stacking direction of the piezoelectric elements 112 at the outer side surface 13 a of the base member 13 , and the portion 116 a along the stacking direction of the piezoelectric elements 112 is the side surface 13 a of the base member 13 . , to the opposite side of the surface of the base member 13 that holds the piezoelectric member 12 .

このようにして個別電極配線部材115と共通電極配線部材116は、圧電素子112の積層方向に沿って引き出されて一体化部材117で一体化されている。本実施形態では、ベース部材13の圧電部材12を保持する面と反対側の近傍で一体化されている。 In this way, the individual electrode wiring member 115 and the common electrode wiring member 116 are pulled out along the stacking direction of the piezoelectric elements 112 and integrated by the integration member 117 . In this embodiment, they are integrated in the vicinity of the side opposite to the surface of the base member 13 that holds the piezoelectric member 12 .

このように、圧電素子112Aの対向する端面電極である共通外部電極124に接続した共通電極配線部材116は、圧電素子112の積層方向に沿う部分116aと積層方向と直交する方向に沿う部分116bとを含んで配置されている。 In this way, the common electrode wiring member 116 connected to the common external electrode 124, which is the end surface electrode facing the piezoelectric element 112A, has a portion 116a along the stacking direction of the piezoelectric element 112 and a portion 116b along a direction orthogonal to the stacking direction. are arranged including

これにより、2列の対向する端面電極である共通外部電極124に接続した共通電極配線部材116をベース部材13の外側に引出して、個別電極配線部材115と一体化することができる。 As a result, the common electrode wiring member 116 connected to the common external electrodes 124 , which are two rows of facing end surface electrodes, can be pulled out to the outside of the base member 13 and integrated with the individual electrode wiring member 115 .

したがって、圧電部材12の圧電素子配列方向において、各圧電素子112Aの共通外部電極124には共通電極配線部材116の配線パターン116Aをそれぞれ接続することができる。 Therefore, in the piezoelectric element arrangement direction of the piezoelectric member 12, the wiring pattern 116A of the common electrode wiring member 116 can be connected to the common external electrode 124 of each piezoelectric element 112A.

これにより、各圧電素子112A間において、配線パターン116Aから共通外部電極124までの距離の差によるインピーダンスのばらつきが低減するので、駆動特性のばらつきが低減する。 This reduces variations in impedance between the piezoelectric elements 112A due to differences in distance from the wiring pattern 116A to the common external electrode 124, thereby reducing variations in drive characteristics.

次に、本発明の第2実施形態について図5を参照して説明する。図5は同実施形態に係る圧電アクチュエータの圧電素子の配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。 Next, a second embodiment of the invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional explanatory view along a direction perpendicular to the arrangement direction of the piezoelectric elements of the piezoelectric actuator according to the same embodiment.

本実施形態では、ベース部材13に、圧電素子112の積層方向に沿う貫通穴113を形成している。 In this embodiment, a through hole 113 is formed in the base member 13 along the stacking direction of the piezoelectric elements 112 .

そして、各圧電部材12、12に接続した共通電極配線部材116、116は、圧電素子112の積層方向に沿う方向の部分116aを貫通穴113に通した後折り曲げて、圧電素子112の積層方向と直交する方向に沿う方向の部分116bをベース部材13の圧電部材12を保持する面と反対面13cに沿って外側面13a、13aまで引出している。 The common electrode wiring members 116, 116 connected to the respective piezoelectric members 12, 12 are bent after passing the portion 116a in the direction along the stacking direction of the piezoelectric element 112 through the through hole 113. A portion 116b extending in a direction perpendicular to the base member 13 is pulled out to the outer side surfaces 13a, 13a along a surface 13c opposite to the surface holding the piezoelectric member 12 of the base member 13. As shown in FIG.

ベース部材13の側面13a、13aまで引出した共通電極配線部材116は個別電極配線部材115と一体化されている。 A common electrode wiring member 116 extending to the side surfaces 13 a of the base member 13 is integrated with the individual electrode wiring member 115 .

このように構成することで、圧電部材12とベース部材13との間を共通電極配線部材116が通らないので、圧電部材12のベース部材13に対する接合強度が高くなり、圧電素子112を駆動したときの駆動特性が向上する。 With this configuration, since the common electrode wiring member 116 does not pass between the piezoelectric member 12 and the base member 13, the bonding strength of the piezoelectric member 12 to the base member 13 increases, and when the piezoelectric element 112 is driven, drive characteristics are improved.

また、本実施形態では、個別電極配線部材115に圧電素子112Aを駆動するドライバIC(駆動IC)150を実装し、このドライバIC150はベース部材13に接触させて配置している。 In this embodiment, a driver IC (driving IC) 150 for driving the piezoelectric element 112A is mounted on the individual electrode wiring member 115, and the driver IC 150 is arranged in contact with the base member 13. FIG.

これにより、ベース部材13をドライバIC150の放熱部材として兼用することができる。 Thereby, the base member 13 can also be used as a heat dissipation member for the driver IC 150 .

また、上記各実施形態では、2つの圧電素子112の列の対向する端面電極が共通外部電極である例で説明しているが、各列の端面電極がいずれも個別外部電極であって、個別電極配線部材を接続する構成とすることもできる。また、2つの圧電素子112の列の対向する端面電極の一方が個別外部電極、他方が共通外部電極であって、個別電極配線部材、共通電極部材をそれぞれ接続する構成とすることもできる。 Further, in each of the above-described embodiments, an example in which the facing end surface electrodes of the two rows of the piezoelectric elements 112 are common external electrodes is described. A configuration in which an electrode wiring member is connected can also be used. Alternatively, one of the facing end surface electrodes of the two rows of piezoelectric elements 112 may be an individual external electrode and the other may be a common external electrode, and the individual electrode wiring member and the common electrode member may be connected respectively.

さらに、圧電素子の列は3列以上の構成とすることもできる。また、各列の圧電素子は一体になっておらず、それぞれ個別にベース部材に接合保持されている構成とすることもできる。 Furthermore, the number of rows of piezoelectric elements may be three or more. Alternatively, the piezoelectric elements in each row may not be integrated, but may be individually joined and held by the base member.

次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの一例について図6及び図7を参照して説明する。図6は同ヘッドの外観斜視説明図、図7は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。なお、ここでは、圧電素子1列分だけ図示している。 Next, an example of the liquid ejection head according to the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. FIG. 6 is an explanatory perspective view of the external appearance of the head, and FIG. 7 is a cross-sectional explanatory view of the head along a direction perpendicular to the nozzle arrangement direction. Here, only one row of piezoelectric elements is illustrated.

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

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

流路板2は、複数のノズル4に各々ノズル連通路5を介して通じる複数の個別液室6と、複数の個別液室6に各々通じる複数の供給側流体抵抗部7と、1又は2以上供給側流体抵抗部7に通じる1又は複数の供給側液導入部8などを形成している。供給側液導入部8は、振動板部材3の供給側開口部9を介して供給側共通流路10に通じている。 The channel plate 2 includes a plurality of individual liquid chambers 6 each communicating with the plurality of nozzles 4 via the nozzle communication passages 5, a plurality of supply side fluid resistance portions 7 respectively communicating with the plurality of individual liquid chambers 6, 1 or 2 As described above, one or a plurality of supply-side liquid introducing portions 8 communicating with the supply-side fluid resistance portion 7 are formed. The supply-side liquid introducing portion 8 communicates with the supply-side common channel 10 through the supply-side opening 9 of the diaphragm member 3 .

本実施形態では、供給側開口部9、供給側液導入部8及び供給側流体抵抗部7で供給流路41を構成し、供給流路41と供給側共通流路10で供給側流路を構成している。なお、本実施形態では、流路板2は、複数枚の板状部材2A~2Eを積層して構成しているが、これに限るものではない。 In this embodiment, the supply-side opening portion 9, the supply-side liquid introduction portion 8, and the supply-side fluid resistance portion 7 constitute the supply channel 41, and the supply-side channel is constituted by the supply channel 41 and the supply-side common channel 10. Configure. In this embodiment, the channel plate 2 is constructed by stacking a plurality of plate-like members 2A to 2E, but the configuration is not limited to this.

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

そして、振動板部材3の個別液室6とは反対側に、振動板部材3の振動領域30を変形させる圧電アクチュエータ11を配置している。圧電アクチュエータ11の圧電素子112Aを振動板部材3の振動領域(振動板)30に接合している。 A piezoelectric actuator 11 that deforms the vibration region 30 of the diaphragm member 3 is arranged on the opposite side of the diaphragm member 3 from the individual liquid chambers 6 . The piezoelectric element 112A of the piezoelectric actuator 11 is joined to the vibration area (diaphragm) 30 of the diaphragm member 3. As shown in FIG.

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

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

この液体吐出ヘッド100においては、例えば圧電素子112Aに与える電圧を基準電位(中間電位)から下げることによって圧電素子112Aが収縮し、振動板部材3の振動領域30が引かれて個別液室6の容積が膨張することで、個別液室6内に液体が流入する。 In the liquid ejection head 100, for example, by lowering the voltage applied to the piezoelectric element 112A from the reference potential (intermediate potential), the piezoelectric element 112A contracts, and the vibrating region 30 of the diaphragm member 3 is pulled. The liquid flows into the individual liquid chamber 6 due to the volume expansion.

その後、圧電素子112Aに印加する電圧を上げて圧電素子112Aを積層方向に伸長させ、振動板部材3の振動領域30をノズル4に向かう方向に変形させて個別液室6の容積を収縮させることにより、個別液室6内の液体が加圧され、ノズル4から液体が吐出される。 After that, the voltage applied to the piezoelectric element 112A is increased to extend the piezoelectric element 112A in the stacking direction, deform the vibration region 30 of the diaphragm member 3 in the direction toward the nozzle 4, and shrink the volume of the individual liquid chamber 6. As a result, the liquid in the individual liquid chamber 6 is pressurized, and the liquid is discharged from the nozzle 4 .

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

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

このように、この液体吐出ヘッド100は本発明に係る圧電アクチュエータ11を備えているので、駆動特性のばらつきによる吐出特性のばらつきが低減する。 As described above, since the liquid ejection head 100 includes the piezoelectric actuator 11 according to the present invention, variations in ejection characteristics due to variations in driving characteristics are reduced.

次に、本発明に係る液体を吐出する装置の一例について図8及び図9を参照して説明する。図8は同装置の概略説明図、図9は同装置のヘッドユニットの一例の平面説明図である。 Next, an example of an apparatus for ejecting liquid according to the present invention will be described with reference to FIGS. 8 and 9. FIG. FIG. 8 is a schematic explanatory view of the same device, and FIG. 9 is a plane explanatory view of an example of a head unit of the same device.

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

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

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

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

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

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

次に、液体循環装置の一例について図10を参照して説明する。図10は同循環装置のブロック説明図である。なお、ここでは1つのヘッドのみ図示しているが、複数のヘッドを配列する場合には、マニホールドなどを介して複数のヘッドの供給側、回収側にそれぞれ供給側液体経路、回収側液体経路を接続することになる。 Next, an example of the liquid circulation device will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a block explanatory diagram of the circulation device. Although only one head is shown here, in the case of arranging a plurality of heads, a supply side liquid path and a recovery side liquid path are connected to the supply side and the recovery side of the plurality of heads via a manifold or the like. will connect.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

次に、本発明に係る液体を吐出する装置としての印刷装置の他の例について図11及び図12を参照して説明する。図11は同装置の要部平面説明図、図12は同装置の要部側面説明図である。 Next, another example of a printing apparatus as an apparatus for ejecting liquid according to the present invention will be described with reference to FIGS. 11 and 12. FIG. FIG. 11 is an explanatory plan view of the essential parts of the device, and FIG. 12 is an explanatory side view of the essential parts of the same device.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

次に、本発明に係る液体吐出ユニットの他の例について図13を参照して説明する。図13は同ユニットの要部平面説明図である。 Next, another example of the liquid ejection unit according to the invention will be described with reference to FIG. FIG. 13 is an explanatory plan view of the main part of the same unit.

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

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

次に、本発明に係る液体吐出ユニットの更に他の例について図14を参照して説明する。図14は同ユニットの正面説明図である。 Next, still another example of the liquid ejection unit according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 14 is an explanatory front view of the same unit.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

100 液体吐出ヘッド
1 ノズル板
4 ノズル
2 流路板
3 振動板部材
6 個別液室
10 供給側共通流路
11 圧電アクチュエータ
12 圧電部材
13 ベース部材
20 共通流路部材
41 供給流路
42 回収流路
50 回収側共通流路
112 圧電素子
115 個別電極配線部材
116 共通電極配線部材
121 圧電層
122A、122B 内部電極
123 個別外部電極(端面電極
124 共通外部電極(端面電極
403 キャリッジ
440 液体吐出ユニット
500 印刷装置(液体を吐出する装置)
550 ヘッドユニット
600 液体循環装置
REFERENCE SIGNS LIST 100 liquid ejection head 1 nozzle plate 4 nozzle 2 channel plate 3 vibration plate member 6 individual liquid chamber 10 supply side common channel 11 piezoelectric actuator 12 piezoelectric member 13 base member 20 common channel member 41 supply channel 42 recovery channel 50 Recovery side common channel 112 Piezoelectric element 115 Individual electrode wiring member 116 Common electrode wiring member 121 Piezoelectric layer 122A, 122B Internal electrode 123 Individual external electrode (end surface electrode 124 Common external electrode (end surface electrode 403 Carriage 440 Liquid discharge unit 500 Printer ( device that ejects liquid)
550 head unit 600 liquid circulation device

Claims (9)

複数列並べて配置された柱状の圧電素子と、
各列の前記圧電素子に接続された個別電極配線部材及び共通電極配線部材と、を備え、
前記圧電素子は、圧電層と内部電極が交互に積層され、前記内部電極が交互に異なる端面に引き出され、前記異なる端面に、前記内部電極と接続される個別外部電極と共通外部電極とを有し、
各列の前記圧電素子の前記個別外部電極は、個別電極配線部材の配線パターンと接続され、
前記圧電素子のそれぞれに設けられた前記共通外部電極は、前記圧電素子ごとに共通電極配線部材の配線パターンと接続され、
前記各列の前記共通電極配線部材及び前記個別電極配線部材の少なくとも一方は、前記圧電素子の積層方向に沿う部分と前記積層方向と直交する方向に沿う部分とを含んで配置されている
ことを特徴とする圧電アクチュエータ。
columnar piezoelectric elements arranged in multiple rows;
an individual electrode wiring member and a common electrode wiring member connected to the piezoelectric elements of each row,
In the piezoelectric element, piezoelectric layers and internal electrodes are alternately laminated, the internal electrodes are alternately drawn out to different end surfaces, and individual external electrodes and a common external electrode connected to the internal electrodes are provided on the different end surfaces. death,
The individual external electrodes of the piezoelectric elements in each row are connected to the wiring pattern of the individual electrode wiring member,
The common external electrode provided for each of the piezoelectric elements is connected to a wiring pattern of a common electrode wiring member for each piezoelectric element ,
At least one of the common electrode wiring member and the individual electrode wiring member in each row is arranged to include a portion along the stacking direction of the piezoelectric elements and a portion along a direction orthogonal to the stacking direction. A piezoelectric actuator characterized by:
前記個別電極配線部材の配線パターンと前記個別外部電極とが接続する前記圧電素子の端面は、前記共通電極配線部材の配線パターンと前記共通外部電極とが接続する前記圧電素子の端面と対向する The end surface of the piezoelectric element where the wiring pattern of the individual electrode wiring member and the individual external electrode are connected faces the end surface of the piezoelectric element where the wiring pattern of the common electrode wiring member and the common external electrode are connected.
ことを特徴とする請求項1に記載の圧電アクチュエータ。The piezoelectric actuator according to claim 1, characterized in that:
前記複数列並べて配置された前記圧電素子はベース部材上に保持され、
各列の前記共通電極配線部材及び前記個別電極配線部材の一方は、前記積層方向と直交する方向に折り曲げられ、前記圧電素子と前記ベース部材との間を通って前記ベース部材の外側面側に引き出され、前記積層方向に沿う方向に折り曲げられて配置されている
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の圧電アクチュエータ。
The plurality of rows of piezoelectric elements arranged side by side are held on a base member,
One of the common electrode wiring member and the individual electrode wiring member in each row is bent in a direction orthogonal to the stacking direction, passes between the piezoelectric element and the base member, and extends to the outer side surface of the base member. 3. The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the piezoelectric actuator is pulled out and bent in a direction along the stacking direction.
前記複数列並べて配置された前記圧電素子はベース部材上に保持され、
前記ベース部材には、各列の間に、前記積層方向に沿う方向に貫通穴が設けられ、
各列の前記共通電極配線部材及び前記個別電極配線部材の一方は、前記貫通穴を通って前記ベース部材の前記圧電素子を保持する面と反対の面に引き出され、前記積層方向と直交する方向に折り曲げられて配置されている
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の圧電アクチュエータ。
The plurality of rows of piezoelectric elements arranged side by side are held on a base member,
Through holes are provided in the base member in a direction along the stacking direction between each row,
One of the common electrode wiring member and the individual electrode wiring member in each row is drawn out through the through hole to the surface of the base member opposite to the surface holding the piezoelectric elements, in a direction orthogonal to the stacking direction. 3. The piezoelectric actuator according to claim 1, wherein the piezoelectric actuator is arranged so as to be bent in two directions.
前記個別電極配線部材には前記圧電素子を駆動する駆動ICが搭載され、
前記駆動ICは前記ベース部材に接触している
ことを特徴とする請求項3又は4に記載の圧電アクチュエータ。
A driving IC for driving the piezoelectric element is mounted on the individual electrode wiring member,
5. The piezoelectric actuator according to claim 3 , wherein said drive IC is in contact with said base member.
請求項1ないしに記載の圧電アクチュエータを備えている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
A liquid ejection head comprising the piezoelectric actuator according to claim 1 .
請求項に記載の液体吐出ヘッドを含むことを特徴とする液体吐出ユニット。 A liquid ejection unit comprising the liquid ejection head according to claim 6 . 前記液体吐出ヘッドに供給する液体を貯留するヘッドタンク、前記液体吐出ヘッドを搭載するキャリッジ、前記液体吐出ヘッドに液体を供給する供給機構、前記液体吐出ヘッドの維持回復を行う維持回復機構、前記液体吐出ヘッドを主走査方向に移動させる主走査移動機構の少なくともいずれか一つと前記液体吐出ヘッドとを一体化した
ことを特徴とする請求項に記載の液体吐出ユニット。
a head tank for storing the liquid to be supplied to the liquid ejection head, a carriage for mounting the liquid ejection head, a supply mechanism for supplying the liquid to the liquid ejection head, a maintenance and recovery mechanism for maintaining and recovering the liquid ejection head, and the liquid 8. A liquid ejection unit according to claim 7 , wherein at least one of main scanning movement mechanisms for moving the ejection head in the main scanning direction is integrated with the liquid ejection head.
請求項に記載の液体吐出ヘッド、又は、請求項7若しくはに記載の液体吐出ユニットを備えていることを特徴とする液体を吐出する装置。 9. A device for ejecting liquid, comprising the liquid ejection head according to claim 6 or the liquid ejection unit according to claim 7 or 8 .
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