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JP2020049710A - Liquid ejection head, liquid ejection device - Google Patents

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JP2020049710A
JP2020049710A JP2018179401A JP2018179401A JP2020049710A JP 2020049710 A JP2020049710 A JP 2020049710A JP 2018179401 A JP2018179401 A JP 2018179401A JP 2018179401 A JP2018179401 A JP 2018179401A JP 2020049710 A JP2020049710 A JP 2020049710A
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Japan
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liquid
liquid ejection
ejection head
piezoelectric element
laminated
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JP2018179401A
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Japanese (ja)
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裕介 野々山
Yusuke Nonoyama
裕介 野々山
良太 松藤
Ryota Matsufuji
良太 松藤
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

【課題】液体吐出ヘッドにおいて圧電素子間における電気的な影響を低減する。【解決手段】ノズルが設けられた複数の液室と、前記液室の一面を構成する振動板と、前記振動板を介して前記液室と対向する位置に配置され、電圧が印加されることにより前記振動板を振動させて、前記液室に貯留された液体を前記ノズルから吐出させる圧電素子と、を備え、前記圧電素子は、電極と圧電体とが交互に複数積層された積層体を含み、前記積層体の積層側面に絶縁体を有することを特徴とする。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce an electric influence between piezoelectric elements in a liquid discharge head. SOLUTION: A plurality of liquid chambers provided with nozzles, a vibrating plate constituting one surface of the liquid chamber, and arranged at a position facing the liquid chamber via the vibrating plate, and a voltage is applied. The piezoelectric element is provided with a piezoelectric element that vibrates the vibrating plate and discharges the liquid stored in the liquid chamber from the nozzle, and the piezoelectric element is a laminated body in which a plurality of electrodes and piezoelectric bodies are alternately laminated. It is characterized by having an insulator on the laminated side surface of the laminated body. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、液体吐出ヘッド、液体吐出装置に関する。   The present invention relates to a liquid ejection head and a liquid ejection device.

近年、塗装やコーティングに用いるスプレーの代替品として、用紙に対して液体(または液滴)を吐出する液体吐出ヘッドから液体を吐出するインクジェット方式の液体吐出装置の大型化の要望が高まっている。   In recent years, as a substitute for a spray used for painting or coating, there has been an increasing demand for an ink jet type liquid ejecting apparatus which ejects liquid from a liquid ejecting head which ejects liquid (or droplets) to paper.

このような液体吐出装置では、ピエゾ素子などの圧電素子の変位によってノズルから液体を吐出する。従来の画像形成に用いられてきた液体吐出装置では、一回につき1〜100pLの液体をノズルから吐出して画像形成出力を行う(例えば、特許文献1参照)。   In such a liquid discharging apparatus, liquid is discharged from a nozzle by displacement of a piezoelectric element such as a piezo element. 2. Description of the Related Art In a liquid ejecting apparatus used for a conventional image forming, an image forming output is performed by ejecting 1 to 100 pL of liquid from a nozzle at a time (for example, see Patent Document 1).

一方で、塗装やコーティングなどに用いる場合には、インクよりも高粘度の液体を一回につき10〜100nL吐出しなければ作業効率が低下してしまうため、一回の吐出で大量の液体を吐出するためには圧電素子を大型化し、高い電圧を印加する必要がある。   On the other hand, when used for painting or coating, if a liquid having a higher viscosity than ink is ejected at a time of 10 to 100 nL at a time, the working efficiency will be reduced, and a large amount of liquid will be ejected at one time. For this purpose, it is necessary to increase the size of the piezoelectric element and apply a high voltage.

しかしながら、特許文献1に開示されている従来の液体吐出ヘッドでは、圧電素子がむき出しの状態である。液体吐出ヘッドは、液体を吐出するための複数のノズル(吐出口)備えていて、圧電素子は、各ノズルに対応して配置されている。したがって、むきだしの圧電素子に対して高い電圧を印加すると、圧電素子間の絶縁が破壊されて短絡しショートすることになる。   However, in the conventional liquid ejection head disclosed in Patent Document 1, the piezoelectric element is exposed. The liquid ejection head includes a plurality of nozzles (ejection ports) for ejecting liquid, and the piezoelectric elements are arranged corresponding to the respective nozzles. Therefore, when a high voltage is applied to the bare piezoelectric element, the insulation between the piezoelectric elements is broken, causing a short circuit and a short circuit.

ショートした圧電素子は、電圧を印加しても正常に動作しないので、液体を吐出することができなくなる。従来の液体吐出ヘッドにおいて、圧電素子のショートを防止するには、圧電素子間の距離を大きくする必要があるが、圧電素子は、構成部品を積層した大きな部材をダイシング加工によって、各圧電素子を構成する程度の寸法で、隣接する圧電素子の間隔が空くように削り出して製造される。したがって、圧電素子同士のショートを防ぐために、圧電素子の間隔を大きく空けるには、ダイシング加工による削り出し量が大量になる。   The short-circuited piezoelectric element does not operate normally even when a voltage is applied, so that the liquid cannot be discharged. In a conventional liquid ejection head, it is necessary to increase the distance between the piezoelectric elements in order to prevent short-circuiting of the piezoelectric elements. It is manufactured in such a size that it is configured so that it is cut out so as to leave a space between adjacent piezoelectric elements. Therefore, in order to prevent the piezoelectric elements from being short-circuited, a large amount of dicing is required to increase the spacing between the piezoelectric elements.

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、液体吐出ヘッドにおいて圧電素子間における電気的な影響を低減することを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to reduce an electric influence between piezoelectric elements in a liquid ejection head.

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、ノズルが設けられた複数の液室と、前記液室の一面を構成する振動板と、前記振動板を介して前記液室と対向する位置に配置され、電圧が印加されることにより前記振動板を振動させて、前記液室に貯留された液体を前記ノズルから吐出させる圧電素子と、を備え、前記圧電素子は、電極と圧電体とが交互に複数積層された積層体を含み、前記積層体の積層側面に絶縁体を有することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, one embodiment of the present invention is directed to a plurality of liquid chambers provided with nozzles, a vibration plate that forms one surface of the liquid chamber, and the liquid chamber facing the liquid chamber via the vibration plate. A piezoelectric element that is disposed at a position, vibrates the diaphragm by applying a voltage, and discharges the liquid stored in the liquid chamber from the nozzle, and the piezoelectric element includes an electrode and a piezoelectric body. Are alternately laminated, and an insulator is provided on a side surface of the laminate.

本発明によれば、液体吐出ヘッドにおいて圧電素子間における電気的な影響を低減することができる。   According to the present invention, it is possible to reduce the electric influence between the piezoelectric elements in the liquid ejection head.

本発明の実施形態に係る液体吐出ヘッドの断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of the liquid ejection head according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る液体吐出ヘッドの上面平面図。FIG. 2 is a top plan view of the liquid ejection head according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る積層ピエゾ体の構造の説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram of a structure of a laminated piezo body according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る積層ピエゾ体のB−B´断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of the laminated piezo body according to the embodiment of the present invention, taken along line BB ′. 従来の液体吐出ヘッドにおける積層ピエゾ体の配置を示す図。FIG. 9 is a diagram showing an arrangement of a laminated piezo body in a conventional liquid ejection head. 本発明の実施形態に係る積層ピエゾ体の配置を示す図。The figure which shows arrangement | positioning of the laminated piezoelectric body which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る液体吐出ヘッドの断面の一例を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a cross section of the liquid ejection head according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る積層ピエゾ体の構造の他の例を説明する図。The figure explaining other examples of the structure of the lamination piezo body concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る積層ピエゾ体のC−C´断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view of the laminated piezo body according to the embodiment of the present invention, taken along line CC ′. 本発明の実施形態に係る積層ピエゾ体のD−D´断面図。The DD 'sectional view of the lamination | stacking piezoelectric body which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る液体吐出装置の概略構成図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a liquid ejection device according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るノズルの配列図。FIG. 2 is an array diagram of nozzles according to the embodiment of the present invention.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。本実施形態においては、ノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッド1、および、液体吐出ヘッド1を備えた液体吐出装置1000を例に説明を行う。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, an example will be described in which a liquid discharge head 1 discharges liquid from a nozzle and a liquid discharge apparatus 1000 including the liquid discharge head 1.

図1は、本実施形態に係る液体吐出ヘッド1の縦断面図、図2は、液体吐出ヘッド1の上面平面図である。液体吐出ヘッド1は、ノズル板10、流路板20、振動板30、フレーム40、積層ピエゾ体50、ピエゾ固定板60、共通電極ワイヤ71、個別電極ワイヤ72を備える。なお、図1は、図2のA−A´断面を表した図である。   FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a liquid discharge head 1 according to the present embodiment, and FIG. 2 is a top plan view of the liquid discharge head 1. The liquid ejection head 1 includes a nozzle plate 10, a flow path plate 20, a vibration plate 30, a frame 40, a laminated piezo body 50, a piezo fixing plate 60, a common electrode wire 71, and an individual electrode wire 72. FIG. 1 is a diagram showing a cross section taken along line AA ′ of FIG.

ノズル板10には、所定の間隔(例えば、5−20nm間隔)でノズル10nが設けられている。なお、ノズル10nを設ける間隔を、目的とする液体の吐出滴サイズおよび液体の粘度に応じて決定された圧力室21の寸法に基づいて定める構成であってもよい。また、液体吐出ヘッド1の平面寸法を200mm×50mmとし、10〜30個程度のノズル10nを等間隔に設ける構成であってもよい。   The nozzle plate 10 is provided with nozzles 10n at predetermined intervals (for example, at intervals of 5 to 20 nm). Note that the interval at which the nozzles 10n are provided may be determined based on the size of the pressure chamber 21 determined according to the target droplet size of the liquid and the viscosity of the liquid. Further, a configuration may be adopted in which the planar size of the liquid ejection head 1 is 200 mm × 50 mm, and about 10 to 30 nozzles 10 n are provided at equal intervals.

積層ピエゾ体50は、図3に示すように、共通電極51、圧電体であるピエゾ素子52、個別電極53が、それぞれ複数積層された圧電素子である。なお、共通電極51は、側面個別電極55に接触しない程度の長さであり、個別電極53も、側面共通電極54に接触しない程度の長さに設計される。積層ピエゾ体50は、共通電極51および個別電極53が交互にピエゾ素子52に挟まれるように積層され、図4に示すように、その周囲が絶縁体である絶縁膜56で覆われるようにして形成される。   As shown in FIG. 3, the laminated piezo body 50 is a piezoelectric element in which a plurality of common electrodes 51, piezoelectric elements 52, which are piezoelectric bodies, and individual electrodes 53 are laminated. The common electrode 51 is designed to have a length that does not contact the side surface individual electrode 55, and the individual electrode 53 is designed to have a length that does not contact the side surface common electrode 54. The laminated piezo body 50 is laminated so that the common electrodes 51 and the individual electrodes 53 are alternately sandwiched between the piezo elements 52, and the periphery thereof is covered with an insulating film 56 which is an insulator as shown in FIG. It is formed.

図1に戻って説明を続ける。本実施形態に係る液体吐出ヘッド1は、ノズル板10、流路板20、振動板30、フレーム40によって圧力室21が形成される。また、振動板30、フレーム40、ピエゾ固定板60によって形成される空隙に積層ピエゾ体50が配置される。したがって、積層ピエゾ体50と圧力室21とは、振動板30を介して対向する位置関係にあることとなる。なお、圧力室21は、個別液室ともいう。   Returning to FIG. 1, the description will be continued. In the liquid ejection head 1 according to the present embodiment, a pressure chamber 21 is formed by the nozzle plate 10, the flow path plate 20, the vibration plate 30, and the frame 40. Further, the laminated piezo body 50 is arranged in a gap formed by the diaphragm 30, the frame 40, and the piezo fixing plate 60. Therefore, the laminated piezo body 50 and the pressure chamber 21 are in a positional relationship facing each other with the diaphragm 30 interposed therebetween. The pressure chamber 21 is also called an individual liquid chamber.

積層ピエゾ体50には、個別電極ワイヤ72から所定の電圧が印加される。なお、電極端子である共通電極ワイヤ71および個別電極ワイヤ72は、ピエゾ固定板60に設けられた開口部71a、72aからそれぞれ引き出されるように固定されており、駆動回路に接続されている。したがって、共通電極ワイヤ71および個別電極ワイヤ72が積層ピエゾ体50と接続される方向は、ノズル10nの配列方向と垂直に交わる方向である。   A predetermined voltage is applied to the laminated piezo body 50 from the individual electrode wires 72. The common electrode wires 71 and the individual electrode wires 72, which are electrode terminals, are fixed so as to be drawn out from openings 71a, 72a provided in the piezo fixing plate 60, respectively, and are connected to a drive circuit. Therefore, the direction in which the common electrode wire 71 and the individual electrode wire 72 are connected to the laminated piezo body 50 is a direction perpendicular to the arrangement direction of the nozzles 10n.

電圧が印加されると、その電位に応じて積層ピエゾ体50が膨張または収縮をする。積層ピエゾ体50は、その一面が圧力室21の一面を構成している振動板30に接触している。したがって、電圧が印加されることにより積層ピエゾ体50が振動すると、振動板30も振動する。振動板30が、積層ピエゾ体50の膨張に伴って圧力室21の方向に向かって押し下がると、圧力室21の体積が収縮する。   When a voltage is applied, the laminated piezo body 50 expands or contracts according to the potential. One surface of the laminated piezo body 50 is in contact with the diaphragm 30 forming one surface of the pressure chamber 21. Therefore, when the laminated piezoelectric body 50 vibrates due to the application of the voltage, the diaphragm 30 also vibrates. When the diaphragm 30 is pushed down in the direction of the pressure chamber 21 with the expansion of the laminated piezo body 50, the volume of the pressure chamber 21 contracts.

圧力室21には、塗料やコーティング剤、インクなどの液体が貯留されている。したがって、振動板30によって圧力室21の体積が収縮し、圧力室21内の圧力が大きくなることにより、圧力室21に貯留されている液体がノズル10nから吐出される。   The pressure chamber 21 stores a liquid such as a paint, a coating agent, and ink. Therefore, the volume of the pressure chamber 21 is contracted by the vibration plate 30, and the pressure in the pressure chamber 21 is increased, so that the liquid stored in the pressure chamber 21 is discharged from the nozzle 10n.

ここで、従来の液体吐出ヘッドにおける積層ピエゾ体50の配置態様について図5を参照して説明する。図5は、従来の液体吐出ヘッドにおける積層ピエゾ体50(50a〜50e)の配置態様を例示した図である。   Here, an arrangement of the laminated piezo body 50 in the conventional liquid ejection head will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram exemplifying an arrangement of the laminated piezo bodies 50 (50a to 50e) in a conventional liquid ejection head.

従体の液体吐出ヘッドは、ノズルが0.08mm〜0.40mmの間隔で配置されている。したがって、ノズル間隔に対応した積層ピエゾ体50a、50b、50c、50d、50eを形成するために、大型の積層ピエゾ体500をダイサー200によってダイシングしているため、例えば、積層ピエゾ体50dと積層ピエゾ体50eとの間は、それぞれの電極がむき出しの状態である。   In the subordinate liquid ejection head, nozzles are arranged at intervals of 0.08 mm to 0.40 mm. Therefore, in order to form the laminated piezo bodies 50a, 50b, 50c, 50d, and 50e corresponding to the nozzle intervals, the large laminated piezo body 500 is diced by the dicer 200. Each electrode is exposed between the body 50e and the body 50e.

また、ピエゾ素子は高価な部材であるため、ダイシングによって多くのピエゾ素子を削り取ることは、製品コストの観点から考えてもあまり望ましいものとは言えない。さらに、従来の液体吐出ヘッドでは、液体の吐出滴サイズが小さいため、印加される電圧も小さい。   Further, since the piezo element is an expensive member, it is not very desirable to cut off many piezo elements by dicing from the viewpoint of product cost. Further, in the conventional liquid ejection head, the applied voltage is small because the size of the ejected liquid droplet is small.

しかし、本実施形態に係る液体吐出ヘッド1は、1回あたり、10〜100nLの液体を吐出することを目的とした構成である。そこで、本実施形態に係る液体吐出ヘッド1においては、図6に示すように独立成形した積層ピエゾ体50に含まれる共通電極51とピエゾ素子52と個別電極53が交互に複数積層されている積層体の側面(積層側面)の周囲を絶縁膜56で覆う。この絶縁膜56によって、隣接する複数の積層ピエゾ体50の間での電極ショートの発生を低減させることができる。   However, the liquid discharge head 1 according to the present embodiment is configured to discharge 10 to 100 nL of liquid at one time. Therefore, in the liquid ejection head 1 according to the present embodiment, as shown in FIG. 6, a laminated structure in which a plurality of common electrodes 51, piezo elements 52, and individual electrodes 53 included in a separately formed laminated piezo body 50 are alternately laminated. The periphery of the side surface (laminated side surface) of the body is covered with an insulating film 56. This insulating film 56 can reduce the occurrence of electrode short-circuiting between a plurality of adjacent stacked piezo bodies 50.

また、積層ピエゾ体50において、積層の数を増やしたり、電界強度を上げたりし、電圧が印加された際の積層ピエゾ体50の膨張変位を調整することによって、一回あたりに10〜100nLの液体を吐出することが可能になる。さらに、圧力室21の収縮体積も大きくすることができるため、高粘度の液体(例えば、50mPa・s以上の液体)の吐出が可能になる。   Further, in the laminated piezo body 50, by increasing the number of laminations, increasing the electric field strength, and adjusting the expansion displacement of the laminated piezo body 50 when a voltage is applied, 10 to 100 nL per time can be obtained. The liquid can be discharged. Further, since the contracted volume of the pressure chamber 21 can be increased, a high-viscosity liquid (for example, a liquid of 50 mPa · s or more) can be discharged.

なお、積層ピエゾ体50と振動板30とを接着剤を用いて接着する際に、積層ピエゾ体50が振動板30と接合する面を研磨して絶縁膜56を取り除いて接着してもよい。このようにすることで、液体吐出ヘッド1を精度よく組み立てることができるため、液体の吐出方向や吐出量にばらつきが生じにくくなる。   When the laminated piezo body 50 and the diaphragm 30 are adhered using an adhesive, the surface where the laminated piezo body 50 is joined to the diaphragm 30 may be polished to remove the insulating film 56 and adhered. In this way, the liquid discharge head 1 can be assembled with high accuracy, and therefore, the discharge direction and discharge amount of the liquid hardly vary.

また、図7に示すように、積層ピエゾ体50の下部に、振動板30の振動量(変位量)を大きくする構造体であるアイランド90を設ける構成であってもよい。アイランド90のサイズを、積層ピエゾ体50の平面投影面積、すなわち、振動板30と接触しうる部分の積層ピエゾ体50の面積よりも大きいサイズにすることにより、振動板30の振動量を大きくし、圧力室21をより大きく変形させることができる。アイランド90の材質として、樹脂などを用いてもよい。   Further, as shown in FIG. 7, an island 90 which is a structure for increasing the vibration amount (displacement amount) of the diaphragm 30 may be provided below the laminated piezo body 50. By making the size of the island 90 larger than the planar projected area of the laminated piezo body 50, that is, the area of the laminated piezo body 50 in a portion that can come into contact with the diaphragm 30, the vibration amount of the diaphragm 30 can be increased. , The pressure chamber 21 can be more greatly deformed. As a material of the island 90, a resin or the like may be used.

さらに、図3においては、共通電極51および個別電極53が交互にピエゾ素子52に挟まれるように積層される積層ピエゾ体50について説明をしたが、図8から図10に示すような構造の積層ピエゾ体50を液体吐出ヘッド1に搭載する構成であってもよい。   Further, in FIG. 3, the laminated piezo body 50 in which the common electrode 51 and the individual electrode 53 are laminated alternately so as to be interposed between the piezo elements 52 has been described. A configuration in which the piezo body 50 is mounted on the liquid ejection head 1 may be employed.

図8に示す積層ピエゾ体50では、共通電極51および個別電極53は、ピエゾ素子52と同等の長さに設計されており、積層ピエゾ体50は、共通電極51および個別電極53が交互にピエゾ素子52に挟まれるように積層される。   In the laminated piezo body 50 shown in FIG. 8, the common electrode 51 and the individual electrode 53 are designed to have the same length as the piezo element 52, and the laminated piezo body 50 is configured such that the common electrode 51 and the individual electrode 53 are alternately piezo-electric. The layers are stacked so as to be sandwiched between the elements 52.

また、図9に示すように、共通電極51の側面個別電極55側の端部には、電極単層絶縁膜57が設けられており、共通電極51と側面個別電極55との接触を防ぐことができる。さらに、図10に示すように、個別電極53の側面共通電極54側の端部には、電極単層絶縁膜57が設けられており、個別電極53と側面共通電極54との接触を防ぐことができる。   As shown in FIG. 9, an electrode single-layer insulating film 57 is provided at an end of the common electrode 51 on the side surface individual electrode 55 side to prevent contact between the common electrode 51 and the side surface individual electrode 55. Can be. Further, as shown in FIG. 10, an electrode single-layer insulating film 57 is provided at an end of the individual electrode 53 on the side common electrode 54 side to prevent the contact between the individual electrode 53 and the side common electrode 54. Can be.

次に、本実施形態に係る液体吐出ヘッド1を適用した液体吐出装置1000の一例について説明する。図11および図12は、本実施形態に係る液体吐出装置1000の構成を示す図である。   Next, an example of a liquid ejection device 1000 to which the liquid ejection head 1 according to the embodiment is applied will be described. FIG. 11 and FIG. 12 are views showing the configuration of the liquid ejection device 1000 according to the present embodiment.

液体吐出装置1000は、左右の側板に横架された主ガイド部材11および従ガイド部材でキャリッジ33を移動可能に保持している。キャリッジ33は、主走査モータ58の駆動によって、駆動プーリ66と従動プーリ67との間に架け渡したタイミングベルト8を介して主走査方向に往復移動する。   In the liquid ejection device 1000, the carriage 33 is movably held by a main guide member 11 and a sub guide member which are laid on the left and right side plates. The carriage 33 reciprocates in the main scanning direction by the driving of the main scanning motor 58 via the timing belt 8 bridged between the driving pulley 66 and the driven pulley 67.

キャリッジ33は、画像形成手段として、2つの液体吐出ヘッド1a、1b(以後、2つの液体吐出ヘッドを特に区別する必要のない場合には、単に「液体吐出ヘッド1」という)、液体吐出ヘッド1a、1bに液体を供給する液室57a、57bを備える。液体吐出ヘッド1は、例えば、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の各色のインクを吐出する。   The carriage 33 includes two liquid discharge heads 1 a and 1 b (hereinafter, simply referred to as “liquid discharge head 1” when there is no need to distinguish between the two liquid discharge heads) as the image forming unit, and a liquid discharge head 1 a. , 1b are provided with liquid chambers 57a and 57b for supplying liquid. The liquid discharge head 1 discharges, for example, yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K) inks.

液体吐出ヘッド1a、1bは、図12に示すように、それぞれ複数のノズル10nを配列したノズル列4an1、4an2、4bn1、4bn2を有している。ノズル列4an1、4an2は、ノズル配列方向に位置をずらして千鳥状に配列されている。なお、ノズル列4bn1、4bn2についても同様の配列である。   As shown in FIG. 12, the liquid ejection heads 1a and 1b have nozzle rows 4an1, 4an2, 4bn1, and 4bn2 in each of which a plurality of nozzles 10n are arranged. The nozzle rows 4an1, 4an2 are arranged in a staggered manner with their positions shifted in the nozzle arrangement direction. Note that the nozzle rows 4bn1 and 4bn2 have the same arrangement.

そして、ノズル列4an1はブラック(K)の液体を、ノズル列4an2はシアン(C)の液体をそれぞれ吐出する。また、ノズル列4bn1はマゼンタ(M)の液体を、ノズル列4bn2はイエロー(Y)の液体をそれぞれ吐出する。   The nozzle row 4an1 discharges black (K) liquid, and the nozzle row 4an2 discharges cyan (C) liquid. The nozzle row 4bn1 discharges magenta (M) liquid, and the nozzle row 4bn2 discharges yellow (Y) liquid.

なお、液体吐出ヘッド1として、1つのノズル面に複数のノズルを並べ、各色の液体を吐出する複数のノズル列を備えるもの(例えば、2列のノズル列それぞれからブラックの液体を吐出するもの)などを用いる構成としてもよい。   In addition, as the liquid discharge head 1, a plurality of nozzles are arranged on one nozzle surface and provided with a plurality of nozzle rows that discharge liquid of each color (for example, a liquid that discharges black liquid from each of the two nozzle rows). It is also possible to adopt a configuration using such as.

液室57a、57bは、それぞれ液体吐出ヘッド1a、1bの2つのノズル列4an1、4an2、4bn1、4bn2に対応して2つのタンク部を1組にすることにより、複数のタンク部を備えて構成される。なお、液室57a、57bとして、液体吐出ヘッド1a、1bに配列されたノズル列の数に応じた数、もしくは、吐出させる液体の種類について、それぞれタンク部を設ける構成としてもよい。   The liquid chambers 57a and 57b are provided with a plurality of tank sections by forming two sets of tank sections corresponding to the two nozzle rows 4an1, 4an2, 4bn1 and 4bn2 of the liquid discharge heads 1a and 1b, respectively. Is done. Note that the liquid chambers 57a and 57b may be provided with tank portions for the number corresponding to the number of nozzle rows arranged in the liquid discharge heads 1a and 1b or for the type of liquid to be discharged.

液室57a、57bには、CMYKの各色の液体が収容されているメインタンク55K、55C、55M、55Yを含んで構成されるカートリッジ55CDから各色の液体が供給される。カートリッジ55CDはカートリッジホルダ55HDに交換可能に取り付けられている。   Liquids of each color are supplied to the liquid chambers 57a and 57b from a cartridge 55CD including main tanks 55K, 55C, 55M and 55Y containing liquids of the respective colors of CMYK. The cartridge 55CD is exchangeably attached to the cartridge holder 55HD.

カートリッジホルダ55HDには、カートリッジ55CDから液室57a、57bに液体を供給するポンプPが設けられており、カートリッジ55CDからポンプPによって各色の液体が汲み出され、色ごとに区別して設けられるチューブ560を介して液室57a、57bに各色の液体が供給される。   The cartridge holder 55HD is provided with a pump P for supplying a liquid from the cartridge 55CD to the liquid chambers 57a and 57b. A liquid of each color is drawn from the cartridge 55CD by the pump P, and a tube 560 provided for each color is provided. The liquids of the respective colors are supplied to the liquid chambers 57a and 57b via the.

なお、液体吐出ヘッド1における液体吐出機構として、例えば、圧電素子などの圧電アクチュエータや、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータなどを用いることができる。   As the liquid ejection mechanism in the liquid ejection head 1, for example, a piezoelectric actuator such as a piezoelectric element, or a thermal actuator using a phase change due to liquid film boiling using an electrothermal conversion element such as a heating resistor is used. Can be.

また、液体吐出装置1000は、シート材Sを液体吐出ヘッド1に対向して搬送する搬送機構Mとして、搬送ベルト12を備えている。搬送ベルト12は、無端状ベルトであり、搬送ローラ13とテンションローラ14との間に掛け渡されている。   Further, the liquid ejection device 1000 includes a transport belt 12 as a transport mechanism M that transports the sheet material S so as to face the liquid ejection head 1. The transport belt 12 is an endless belt and is stretched between a transport roller 13 and a tension roller 14.

また、搬送ベルト12は、副走査モータ16の駆動によってタイミングベルト17およびタイミングプーリ18を介して搬送ローラ13が回転駆動されることにより、副走査方向に周回移動する。また、搬送ベルト12は、周回移動しながら公知の帯電ローラによって電荷が付与され、帯電される。   In addition, the transport belt 12 is rotated in the sub-scanning direction by rotating the transport roller 13 via the timing belt 17 and the timing pulley 18 by driving the sub-scanning motor 16. The transport belt 12 is charged and charged by a known charging roller while moving around.

さらに、搬送機構Mは、液体吐出ヘッド1から液体が吐出される領域よりも搬送ベルト12の走行方向下流側にシート材Sと対向するように配置されている搬送領域Rを備える。搬送領域Rとキャリッジ33との間にシート材Sが搬送され、シート材Sに対して液体吐出ヘッド1から液体が吐出されることによってシート材Sに画像が形成される。   Further, the transport mechanism M includes a transport region R that is disposed so as to face the sheet material S downstream of the region where the liquid is discharged from the liquid discharge head 1 in the traveling direction of the transport belt 12. The sheet material S is transported between the transport region R and the carriage 33, and an image is formed on the sheet material S by discharging liquid from the liquid discharge head 1 to the sheet material S.

キャリッジ33の主走査方向の一端部には、液体吐出ヘッド1の維持回復を行う維持回復機構27が配置され、他方側には搬送ベルト12の側方に液体吐出ヘッド1から空吐出を行う空吐出受け28がそれぞれ配置されている。   At one end of the carriage 33 in the main scanning direction, a maintenance / recovery mechanism 27 for maintaining and recovering the liquid ejection head 1 is arranged, and on the other side, an empty space for performing empty ejection from the liquid ejection head 1 beside the transport belt 12. The discharge receivers 28 are respectively arranged.

維持回復機構27は、例えば液体吐出ヘッド1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、ノズル面を払拭するワイパ部材、画像形成に寄与しない液体を吐出する公知の空吐出受けなどで構成されている。   The maintenance / recovery mechanism 27 includes, for example, a cap member for capping the nozzle surface (surface on which the nozzles are formed) of the liquid discharge head 1, a wiper member for wiping the nozzle surface, and a known empty discharge receiver for discharging liquid that does not contribute to image formation. It is composed of

また、キャリッジ33の主走査方向に沿って両側板間には、所定のパターンを形成したエンコーダスケール23が張装されている。さらに、キャリッジ33は、エンコーダスケール23のパターンを読取るエンコーダセンサ24を備える。エンコーダスケール23とエンコーダセンサ24とによってキャリッジ33の移動を検知するリニアエンコーダ(主走査エンコーダ)が構成される。   An encoder scale 23 having a predetermined pattern is mounted between both side plates along the main scanning direction of the carriage 33. Further, the carriage 33 includes an encoder sensor 24 that reads a pattern of the encoder scale 23. The encoder scale 23 and the encoder sensor 24 constitute a linear encoder (main scanning encoder) that detects the movement of the carriage 33.

また、搬送ローラ13の軸にはコードホイール25が取り付けられており、このコードホイール25に形成したパターンを検出するエンコーダセンサ26が設けられている。コードホイール25とエンコーダセンサ26とによって搬送ベルト12の移動量および移動位置を検出するロータリエンコーダ(副走査エンコーダ)が構成される。   A code wheel 25 is attached to the shaft of the transport roller 13, and an encoder sensor 26 for detecting a pattern formed on the code wheel 25 is provided. The code wheel 25 and the encoder sensor 26 constitute a rotary encoder (sub-scanning encoder) that detects the moving amount and the moving position of the transport belt 12.

以上説明したような構成により、本実施形態に係る液体吐出装置1000は、シート材Sが、帯電された搬送ベルト12上に吸着された状態で、搬送ベルト12の周回移動によって副走査方向に搬送される。   With the configuration described above, the liquid ejection device 1000 according to the present embodiment transports the sheet material S in the sub-scanning direction by the orbital movement of the transport belt 12 in a state where the sheet material S is attracted to the charged transport belt 12. Is done.

そして、キャリッジ33を主走査方向に移動させながら、画像を形成するための信号に応じて液体吐出ヘッド1を駆動させることにより、停止しているシート材Sに液体を吐出して1行分を記録する。次に、シート材Sを所定量搬送させた後、次の行の記録を行う。   Then, while moving the carriage 33 in the main scanning direction, the liquid ejection head 1 is driven in accordance with a signal for forming an image, thereby ejecting the liquid to the stopped sheet material S, thereby forming one line. Record. Next, after the sheet material S is conveyed by a predetermined amount, recording of the next line is performed.

記録終了信号又はシート材Sの後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、搬送領域Rを介してシート材Sを排紙トレイに排紙する。なお、シート材Sの搬送は、上述の搬送ベルト方式に限定されず、複数の吸引口によりシート材Sを吸着し、シート材Sを挟んだ搬送ローラの駆動によりシート材Sを副走査方向に搬送する方式でもよい。   Upon receiving a recording end signal or a signal indicating that the rear end of the sheet material S has reached the recording area, the recording operation is terminated, and the sheet material S is discharged to the discharge tray via the transport area R. Note that the conveyance of the sheet material S is not limited to the above-described conveyance belt method. The sheet material S is sucked by a plurality of suction ports, and the sheet material S is moved in the sub-scanning direction by driving a conveyance roller sandwiching the sheet material S. A transport system may be used.

本発明は、説明した実施形態に限定されるものではなく、その他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用や効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed in other embodiments, additions, modifications, deletions, and the like within a range that can be conceived by those skilled in the art. As long as the functions and effects of the present invention are exhibited, they are included in the scope of the present invention.

1 :液体吐出ヘッド
8 :タイミングベルト
10 :ノズル板
10n :ノズル
11 :主ガイド部材
12 :搬送ベルト
13 :搬送ローラ
14 :テンションローラ
16 :副走査モータ
17 :タイミングベルト
18 :タイミングプーリ
20 :流路板
21 :圧力室
23 :エンコーダスケール
24 :エンコーダセンサ
25 :コードホイール
26 :エンコーダセンサ
27 :維持回復機構
28 :空吐出受け
30 :振動板
33 :キャリッジ
40 :フレーム
50 :積層ピエゾ体
51 :共通電極
52 :ピエゾ素子
53 :個別電極
54 :側面共通電極
55 :側面個別電極
55C :メインタンク
56 :絶縁膜
57 :電極単層絶縁膜
58 :主走査モータ
60 :ピエゾ固定板
71 :共通電極ワイヤ
71a :開口部
72 :個別電極ワイヤ
72a :開口部
90 :アイランド
200 :ダイサー
1000 :液体吐出装置
1: liquid ejection head 8: timing belt 10: nozzle plate 10n: nozzle 11: main guide member 12: transport belt 13: transport roller 14: tension roller 16: sub-scanning motor 17: timing belt 18: timing pulley 20: flow path Plate 21: Pressure chamber 23: Encoder scale 24: Encoder sensor 25: Code wheel 26: Encoder sensor 27: Maintenance / recovery mechanism 28: Empty discharge receiver 30: Diaphragm 33: Carriage 40: Frame 50: Laminated piezo body 51: Common electrode 52: Piezo element 53: Individual electrode 54: Side common electrode 55: Side individual electrode 55C: Main tank 56: Insulating film 57: Single electrode insulating film 58: Main scanning motor 60: Piezo fixed plate 71: Common electrode wire 71a: Opening 72: Individual electrode wire 72a: Opening 90: Island 200: Dicer 1000: Liquid ejection device

特開平11−58736号公報JP-A-11-58736

Claims (6)

ノズルが設けられた複数の液室と、
前記液室の一面を構成する振動板と、
前記振動板を介して前記液室と対向する位置に配置され、電圧が印加されることにより前記振動板を振動させて、前記液室に貯留された液体を前記ノズルから吐出させる圧電素子と、
を備え、
前記圧電素子は、電極と圧電体とが交互に複数積層された積層体を含み、前記積層体の積層側面に絶縁体を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
A plurality of liquid chambers provided with nozzles,
A diaphragm constituting one surface of the liquid chamber,
A piezoelectric element disposed at a position facing the liquid chamber via the vibration plate, vibrating the vibration plate by applying a voltage, and discharging the liquid stored in the liquid chamber from the nozzle,
With
The liquid ejection head according to claim 1, wherein the piezoelectric element includes a stacked body in which a plurality of electrodes and piezoelectric bodies are alternately stacked, and an insulator is provided on a stacked side surface of the stacked body.
前記振動板、および、前記圧電素子が接着剤を介して接合されていることを特徴とする請求項1に記載の液体吐出ヘッド。   The liquid ejection head according to claim 1, wherein the vibration plate and the piezoelectric element are joined via an adhesive. 前記振動板と前記圧電素子との間に、前記液室を変形させる構造体
を備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の液体吐出ヘッド。
The liquid ejection head according to claim 1, further comprising: a structure that deforms the liquid chamber between the vibration plate and the piezoelectric element.
前記振動板は、樹脂からなることを特徴する請求項3に記載の液体吐出ヘッド。   The liquid ejection head according to claim 3, wherein the diaphragm is made of resin. 前記圧電素子は、複数の前記液室の配列方向と垂直に交わる方向に接続された2つの電極端子を備えることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。   5. The liquid ejection device according to claim 1, wherein the piezoelectric element includes two electrode terminals connected in a direction perpendicular to an arrangement direction of the plurality of liquid chambers. 6. head. 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置。   A liquid ejection apparatus comprising the liquid ejection head according to claim 1.
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