JP6733144B2

JP6733144B2 - Liquid jet head

Info

Publication number: JP6733144B2
Application number: JP2015192657A
Authority: JP
Inventors: 伊藤　祐一; 祐一伊藤; 安朗加藤; 徹垣内; 知子日比野
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2020-07-29
Anticipated expiration: 2035-09-30
Also published as: JP2017065044A

Description

本発明は、液体噴射ヘッドに関する。 The present invention relates to a liquid jet head.

インクジェット方式の印刷装置に用いられる液体噴射ヘッドは、圧電素子と、インクが通流する流路と、当該流路と連通し、インクが噴射されるノズルと、を備えている。また、上記流路は、一般的に、ノズルが形成されたノズルプレートと、圧電素子の変形により生じる圧力が伝達される圧力発生室が形成された流路基板と、ノズルと圧力発生室を連通する連通孔が形成された連通板と、を積層状に接合することで形成されている。 A liquid ejecting head used in an inkjet printing apparatus includes a piezoelectric element, a flow path through which ink flows, and a nozzle that communicates with the flow path and ejects ink. In addition, the flow path generally connects the nozzle plate with the nozzle, the flow path substrate with the pressure generation chamber for transmitting the pressure generated by the deformation of the piezoelectric element, and the nozzle with the pressure generation chamber. And a communication plate having a communication hole formed therein are joined in a laminated manner.

このような液体噴射ヘッドとして、連通孔を区画する壁の厚みを変化させた液体噴射ヘッドが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されている液体噴射ヘッドでは、壁の厚みを変化させることで、壁の変形が生じにくくなり、圧力発生室から連通孔に伝達された力を当該連通孔に隣接する他の連通孔及び圧力発生室に伝え難くすることができる。このため、特許文献１に開示されている液体噴射ヘッドは、隣接する連通孔間のクロストークを抑制することができるとしている。 As such a liquid ejecting head, there is known a liquid ejecting head in which the thickness of the wall that defines the communication hole is changed (see, for example, Patent Document 1). In the liquid jet head disclosed in Patent Document 1, by changing the thickness of the wall, the wall is less likely to be deformed, and the force transmitted from the pressure generating chamber to the communication hole is adjacent to the communication hole. It is possible to make it difficult to transfer to the communication hole and the pressure generating chamber. Therefore, the liquid jet head disclosed in Patent Document 1 can suppress crosstalk between adjacent communication holes.

特開２０１４−１１３７９６号公報JP, 2014-113796, A

しかしながら、上記特許文献１に開示されている液体噴射ヘッドであっても、連通孔間のクロストークのさらなる抑制の観点から、未だ改善の余地があった
本発明は、上記課題を解決するためのもので、従来の液体噴射ヘッドに比して、隣接する連通路間のクロストークを抑制することができる、液体噴射ヘッドを提供することを目的とする。 However, even with the liquid ejecting head disclosed in Patent Document 1, there is still room for improvement from the viewpoint of further suppressing crosstalk between the communication holes. The present invention is intended to solve the above problems. Therefore, it is an object of the present invention to provide a liquid ejecting head capable of suppressing crosstalk between adjacent communication passages as compared with a conventional liquid ejecting head.

上記従来の課題を解決するために、本発明に係る液体噴射ヘッドは、振動板を有する圧電アクチュエータと、その主面に複数のノズルが形成されているノズルプレートと、前記振動板と接触するように配置され、前記ノズルと連通する圧力発生室が複数並設されているアクチュエータ基板と、前記ノズルプレートと接触する主面に凹状のマニホールド部が形成されている流路基板と、を備え、前記流路基板には、前記マニホールド部と各圧力発生室を連通する第１連通路と、前記各圧力発生室と各ノズルのそれぞれを連通する第２連通路と、が形成されていて、前記第２連通路の断面積が上流部よりも下流部の方が小さくなるように構成され、前記第２連通路の下流部における前記流路基板の厚み方向の長さが、前記マニホールド部における前記流路基板の厚み方向の長さ以下になるように構成されている。 In order to solve the conventional problems described above, a liquid jet head according to the present invention includes a piezoelectric actuator having a vibrating plate, a nozzle plate having a plurality of nozzles formed on its main surface, and a vibrating plate. And a flow path substrate in which a concave manifold portion is formed on a main surface in contact with the nozzle plate, and an actuator substrate in which a plurality of pressure generating chambers communicating with the nozzle are arranged in parallel, The flow path substrate is formed with a first communication passage that communicates the manifold portion with each pressure generation chamber, and a second communication passage that communicates each pressure generation chamber with each nozzle. The cross-sectional area of the two communication passages is configured to be smaller in the downstream portion than in the upstream portion, and the length of the flow path substrate in the downstream portion of the second communication passage in the thickness direction is the flow in the manifold portion. It is configured so that the length in the thickness direction of the road substrate is not more than the length.

これにより、第２連通路を構成する隔壁の剛性を確保することができ、隣接する第２連通路間のクロストークを抑制することができる。また、第２連通路を通流する流体の流路抵抗を小さくすることができ、圧力発生室を変位させるための圧電アクチュエータを駆動する電力を小さくすることができる。 Thereby, the rigidity of the partition wall forming the second communication passage can be ensured, and the crosstalk between the adjacent second communication passages can be suppressed. Further, the flow path resistance of the fluid flowing through the second communication passage can be reduced, and the electric power for driving the piezoelectric actuator for displacing the pressure generating chamber can be reduced.

また、流路基板の下面をエッチングして、マニホールド部を形成するときに、第２連通路の下流部も同時に形成することができる。このため、下流部を形成するために、別の製造プロセスを追加する必要がなく、インクジェットヘッドの製造作業を容易にすることができ、インクジェットヘッドの製造コストを低減することができる。 Further, when the lower surface of the flow path substrate is etched to form the manifold portion, the downstream portion of the second communication passage can be formed at the same time. Therefore, it is not necessary to add another manufacturing process to form the downstream portion, the manufacturing operation of the inkjet head can be facilitated, and the manufacturing cost of the inkjet head can be reduced.

また、本発明に係る液体噴射ヘッドでは、前記第２連通路の下流部における前記流路基板の厚み方向の長さが、前記マニホールド部における前記流路基板の厚み方向の長さよりも小さくなるように構成されていてもよい。 Further, in the liquid jet head according to the present invention, the thickness of the flow path substrate in the downstream portion of the second communication passage is smaller than the length of the flow path substrate in the manifold portion in the thickness direction. May be configured.

また、本発明に係る液体噴射ヘッドでは、前記第２連通路の前記下流部における前記流路基板の厚み方向の長さが、前記マニホールド部における前記流路基板の厚み方向の長さの１／２以上となるように構成されていてもよい。 Further, in the liquid jet head according to the present invention, the length in the thickness direction of the flow path substrate in the downstream portion of the second communication passage is 1/the length in the thickness direction of the flow path substrate in the manifold portion. The number may be two or more.

また、本発明に係る液体噴射ヘッドでは、前記第２連通路の上流部の断面積が、前記第１連通路の断面積よりも大きくなるように構成されていてもよい。 Further, in the liquid jet head according to the present invention, the cross-sectional area of the upstream portion of the second communication passage may be larger than the cross-sectional area of the first communication passage.

これにより、第２連通路を通流する流体の流路抵抗を小さくすることができ、圧力発生室を変位させるための圧電アクチュエータを駆動する電力を小さくすることができる。 Thereby, the flow path resistance of the fluid flowing through the second communication passage can be reduced, and the electric power for driving the piezoelectric actuator for displacing the pressure generating chamber can be reduced.

また、本発明に係る液体噴射ヘッドでは、前記第２連通路の下流部の断面積が、前記第１連通路の断面積よりも小さくなるように構成されていてもよい。 Further, in the liquid jet head according to the present invention, the cross-sectional area of the downstream portion of the second communication passage may be smaller than the cross-sectional area of the first communication passage.

これにより、第２連通路を構成する隔壁の剛性を確保することができ、隣接する第２連通路間のクロストークを抑制することができる。 Thereby, the rigidity of the partition wall forming the second communication passage can be ensured, and the crosstalk between the adjacent second communication passages can be suppressed.

また、本発明に係る液体噴射ヘッドでは、前記第２連通路の前記下流部の断面積が、前記第２連通路の前記上流部の断面積の１／２以上となるように構成されていてもよい。 Further, in the liquid jet head according to the present invention, the cross-sectional area of the downstream portion of the second communication passage is configured to be 1/2 or more of the cross-sectional area of the upstream portion of the second communication passage. Good.

また、本発明に係る液体噴射ヘッドでは、前記複数のノズルが並設されている方向を第１方向とし、前記第１方向に直交する方向を第２方向と定義した場合に、前記第２連通路の前記上流部と前記下流部における前記第１方向の長さの差が、前記第２連通路の前記上流部と前記下流部の前記第２方向の長さの差より大きくなるように構成されていてもよい。 Further, in the liquid jet head according to the present invention, when the direction in which the plurality of nozzles are arranged in parallel is defined as a first direction and the direction orthogonal to the first direction is defined as a second direction, the second continuous nozzle is defined. A difference in length between the upstream portion and the downstream portion of the passage in the first direction is larger than a difference in length between the upstream portion and the downstream portion of the second communication passage in the second direction. It may have been done.

また、本発明に係る液体噴射ヘッドでは、前記第２連通路の下流部がテーパ状に形成されていてもよい。 Further, in the liquid jet head according to the present invention, the downstream portion of the second communication passage may be tapered.

さらに、本発明に係る液体噴射ヘッドでは、前記流路基板は、１の基板で構成されていてもよい。 Further, in the liquid jet head according to the present invention, the flow path substrate may be composed of one substrate.

これにより、流路基板を構成する複数の基板を接着する工程を削除することができ、液体噴射ヘッドの製造作業を容易にすることができる。 Thereby, the step of adhering a plurality of substrates constituting the flow path substrate can be omitted, and the manufacturing operation of the liquid jet head can be facilitated.

本発明に係る液体噴射ヘッドによれば、隣接する連通孔間のクロストークを抑制することが可能となる。 According to the liquid jet head of the present invention, it is possible to suppress crosstalk between adjacent communication holes.

図１は、本実施の形態１に係るインクジェットプリンタの概略構成を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of the inkjet printer according to the first embodiment. 図２は、図１に示すインクジェットヘッドの分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of the inkjet head shown in FIG. 図３は、図１に示すインクジェットヘッドの断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the inkjet head shown in FIG. 図４は、図３の要部を拡大した模式図である。FIG. 4 is an enlarged schematic view of the main part of FIG. 図５は、図４に示すインクジェットヘッドのＡ−Ａ線で切断した断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line AA of the inkjet head shown in FIG. 図６は、本実施の形態２に係るインクジェットヘッドの要部を拡大した模式図である。FIG. 6 is an enlarged schematic view of a main part of the inkjet head according to the second embodiment.

以下、実施の形態の具体例について図面を参照して説明する。なお、全ての図面において、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、全ての図面において、本発明を説明するために必要となる構成要素を抜粋して図示しており、その他の構成要素については図示を省略している場合がある。さらに、本発明は以下の実施の形態に限定されない。 Hereinafter, specific examples of the embodiments will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same or corresponding parts will be denoted by the same reference symbols, without redundant description. Further, in all the drawings, constituent elements necessary for explaining the present invention are extracted and illustrated, and other constituent elements may be omitted. Furthermore, the present invention is not limited to the embodiments described below.

（実施の形態１）
［インクジェットプリンタの構成］
図１は、本実施の形態１に係るインクジェットプリンタの概略構成を示す斜視図である。なお、図１においては、インクジェットプリンタの前後方向及び左右方向を図における前後方向及び左右方向として表している。 (Embodiment 1)
[Configuration of inkjet printer]
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of the inkjet printer according to the first embodiment. In addition, in FIG. 1, the front-back direction and the left-right direction of the inkjet printer are represented as the front-back direction and the left-right direction in the drawing.

図１に示すように、本実施の形態１に係るインクジェットプリンタ１は、第２方向（図１における左右方向；走査方向）に移動可能なキャリッジ２と、キャリッジ２に設けられているインクジェットヘッド（液体噴射ヘッド）３と、記録用紙５を第２方向に直交する第１方向（図１における前方；搬送方向）に搬送する搬送ローラ４と、を備えていて、記録用紙５にインクを噴射して、画像を記録するように構成されている。 As shown in FIG. 1, an inkjet printer 1 according to the first embodiment includes a carriage 2 movable in a second direction (a left-right direction in FIG. 1; a scanning direction), and an inkjet head provided on the carriage 2 ( Liquid ejecting head 3 and a conveying roller 4 that conveys the recording paper 5 in a first direction (front in FIG. 1; conveying direction) orthogonal to the second direction, and ejects ink onto the recording paper 5. And is configured to record an image.

インクジェットヘッド３は、キャリッジ２と一体的に移動しつつ、その下面に設けられているノズル（図２〜図４参照）から記録用紙５にインクを噴射して、画像を記録するように構成されている。なお、インクジェットヘッド３により、画像が記録された記録用紙５は、搬送ローラ４により搬送方向に搬送され、排出トレイ（図示せず）に排出される。なお、第１方向は、ノズルが配列される方向であり、第２方向は、ノズル列が並ぶ方向である。 The inkjet head 3 is configured so as to record an image while moving integrally with the carriage 2 and ejecting ink from the nozzles (see FIGS. 2 to 4) provided on the lower surface of the inkjet head 3 onto the recording paper 5. ing. The recording sheet 5 on which an image has been recorded by the inkjet head 3 is conveyed in the conveying direction by the conveying rollers 4 and is ejected to an ejection tray (not shown). The first direction is the direction in which the nozzles are arranged, and the second direction is the direction in which the nozzle rows are arranged.

［インクジェットヘッドの構成］
次に、図２〜図５を参照しながら、インクジェットヘッド３の構成について、詳細に説明する。 [Configuration of inkjet head]
Next, the configuration of the inkjet head 3 will be described in detail with reference to FIGS.

図２は、図１に示すインクジェットヘッドの分解斜視図である。図３は、図１に示すインクジェットヘッドの断面図である。図４は、図３の要部を拡大した模式図である。図５は、図４に示すインクジェットヘッドのＡ−Ａ線で切断した断面図である。 FIG. 2 is an exploded perspective view of the inkjet head shown in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of the inkjet head shown in FIG. FIG. 4 is an enlarged schematic view of the main part of FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line AA of the inkjet head shown in FIG.

なお、図２においては、図１に示す第１方向及び第２方向を図における第１方向及び第２方向として表している。また、図４及び図５においては、インクジェットヘッドの一部を省略している。 In FIG. 2, the first direction and the second direction shown in FIG. 1 are represented as the first direction and the second direction in the figure. Moreover, in FIGS. 4 and 5, a part of the inkjet head is omitted.

図２〜図４に示すように、インクジェットヘッド３は、駆動回路１０１が実装されている配線基板１００と、ケース部材２００と、保護基板１１、アクチュエータ基板１２、流路基板１３、複数のノズル５０が並設されているノズルプレート１４、及びコンプライアンス基板１７がこの順で積層されたヘッド本体３００と、を備えている。 As shown in FIGS. 2 to 4, the inkjet head 3 includes a wiring board 100 on which a drive circuit 101 is mounted, a case member 200, a protective board 11, an actuator board 12, a flow path board 13, and a plurality of nozzles 50. Is provided side by side, and the compliance substrate 17 is laminated in this order on the head body 300.

ケース部材２００の上面の中央部には、第１方向に延びるスリット状の接続口２０１が設けられている。接続口２０１は、保護基板１１に設けられているスリット状の貫通孔５１と連通していて、配線基板１００が挿通するように構成されている。 A slit-shaped connection port 201 extending in the first direction is provided at the center of the upper surface of the case member 200. The connection port 201 communicates with the slit-shaped through hole 51 provided in the protective substrate 11, and is configured so that the wiring substrate 100 can be inserted therethrough.

また、ケース部材２００の上面の適所には、インクをノズル５０に供給するための一対の導入口２０２、２０２が、接続口２０１を挟むように形成されている。導入口２０２は、ケース部材２００の下面に第１方向に延びるように形成されている凹状のリザーバ２０３と連通している。 A pair of inlets 202, 202 for supplying ink to the nozzles 50 are formed at appropriate places on the upper surface of the case member 200 so as to sandwich the connection port 201. The introduction port 202 communicates with a concave reservoir 203 formed on the lower surface of the case member 200 so as to extend in the first direction.

ケース部材２００の下面の中央部には、凹部２０４が形成されている。凹部２０４には、保護基板１１、圧電アクチュエータ４００、及びアクチュエータ基板１２が収納されている。 A recess 204 is formed in the center of the lower surface of the case member 200. The protective substrate 11, the piezoelectric actuator 400, and the actuator substrate 12 are housed in the recess 204.

圧電アクチュエータ４００は、アクチュエータ基板１２の上面に配設されていて、振動板４０、共通電極４３、圧電層４４、及び個別電極４５を有している。振動板４０は、アクチュエータ基板１２の上面に配置されている弾性膜４１と、弾性膜４１の上面に配置されている絶縁体膜４２と、を有している。弾性膜４１は、ステンレス鋼等の鉄系合金、銅系合金、ニッケル系合金、又はチタン系合金等から構成されている。 The piezoelectric actuator 400 is disposed on the upper surface of the actuator substrate 12, and has a vibration plate 40, a common electrode 43, a piezoelectric layer 44, and an individual electrode 45. The vibration plate 40 has an elastic film 41 arranged on the upper surface of the actuator substrate 12 and an insulator film 42 arranged on the upper surface of the elastic film 41. The elastic film 41 is made of an iron-based alloy such as stainless steel, a copper-based alloy, a nickel-based alloy, a titanium-based alloy, or the like.

振動板４０（正確には、絶縁体膜４２）の上面には、板状の共通電極４３が設けられている。共通電極４３を構成する材料としては、例えば、金、銅、銀、パラジウム、白金、又はチタン等の導電性材料を用いてもよい。 A plate-shaped common electrode 43 is provided on the upper surface of the vibration plate 40 (more accurately, the insulating film 42 ). As a material forming the common electrode 43, for example, a conductive material such as gold, copper, silver, palladium, platinum, or titanium may be used.

共通電極４３の上面には、振動板４０の厚み方向から見て、各ノズル５０を跨ぐように、圧電層４４が形成されている。圧電層４４としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛、シリコンを含むニオブ酸チタン酸ジルコン酸鉛等を用いてもよい。圧電層４４の上面には、個別電極４５が形成されている。個別電極４５を構成する材料としては、例えば、金、銅、銀、パラジウム、白金、又はチタン等の導電性材料を用いてもよい。 A piezoelectric layer 44 is formed on the upper surface of the common electrode 43 so as to straddle each nozzle 50 when viewed in the thickness direction of the vibration plate 40. As the piezoelectric layer 44, for example, lead zirconate titanate, lead zirconate titanate niobate containing silicon, or the like may be used. An individual electrode 45 is formed on the upper surface of the piezoelectric layer 44. As a material forming the individual electrode 45, for example, a conductive material such as gold, copper, silver, palladium, platinum, or titanium may be used.

また、共通電極４３及び個別電極４５は、図示されない適宜な配線により、配線基板１００の接続端子（図示せず）と接続されている。これにより、駆動回路１０１から図示されない配線を介して、複数の個別電極４５の電位が制御される。 Further, the common electrode 43 and the individual electrode 45 are connected to the connection terminals (not shown) of the wiring board 100 by appropriate wiring not shown. As a result, the potentials of the plurality of individual electrodes 45 are controlled from the drive circuit 101 via the wiring (not shown).

圧電アクチュエータ４００が形成されているアクチュエータ基板１２には、圧電アクチュエータ４００を保護するための保護基板１１が接合されている。保護基板１１の下面には、各圧電層４４及び個別電極４５を覆うように、２つの凹部４６が形成されている。 The protective substrate 11 for protecting the piezoelectric actuator 400 is bonded to the actuator substrate 12 on which the piezoelectric actuator 400 is formed. Two concave portions 46 are formed on the lower surface of the protective substrate 11 so as to cover the piezoelectric layers 44 and the individual electrodes 45.

アクチュエータ基板１２の主面には、振動板４０の厚み方向から見て、各圧電層４４と対向（対応）するように、複数の貫通孔６０が形成されている。該貫通孔６０と、振動板４０と、流路基板１３で区画される空間が圧力発生室６０を構成する。 A plurality of through holes 60 are formed in the main surface of the actuator substrate 12 so as to face (correspond to) each piezoelectric layer 44 when viewed in the thickness direction of the vibration plate 40. The space defined by the through hole 60, the vibration plate 40, and the flow path substrate 13 constitutes a pressure generating chamber 60.

流路基板１３の主面の周縁部には、ケース部材２００のリザーバ２０３と連通するように、第１方向に延びるスリット状の貫通孔３１が形成されている。また、流路基板１３の下面には、貫通孔３１と連通するように、凹部３２が形成されていて、該凹部３２がマニホールド部３２を構成する。なお、リザーバ２０３、貫通孔３１、及びマニホールド部３２により、マニホールドが構成される。 A slit-shaped through hole 31 extending in the first direction is formed in the peripheral portion of the main surface of the flow path substrate 13 so as to communicate with the reservoir 203 of the case member 200. Further, a concave portion 32 is formed on the lower surface of the flow path substrate 13 so as to communicate with the through hole 31, and the concave portion 32 constitutes the manifold portion 32. The reservoir 203, the through hole 31, and the manifold section 32 form a manifold.

また、流路基板１３の主面の中央部には、マニホールド部３２と圧力発生室６０を連通するように、貫通孔３３が形成されていて、該貫通孔３３が、第１連通路３３を構成する。さらに、流路基板１３の主面の中央部には、圧力発生室６０とノズル５０を連通するように、貫通孔３４が形成されていて、該貫通孔３４が、第２連通路３４を構成する。なお、リザーバ２０３、貫通孔３１、マニホールド部３２、第１連通路３３、圧力発生室６０、及び第２連通路３４をインク流路と称することもある。 In addition, a through hole 33 is formed in the central portion of the main surface of the flow path substrate 13 so as to connect the manifold portion 32 and the pressure generating chamber 60, and the through hole 33 forms the first communication passage 33. Constitute. Further, a through hole 34 is formed in the central portion of the main surface of the flow path substrate 13 so as to connect the pressure generating chamber 60 and the nozzle 50, and the through hole 34 constitutes the second communication passage 34. To do. The reservoir 203, the through hole 31, the manifold portion 32, the first communication passage 33, the pressure generating chamber 60, and the second communication passage 34 may be referred to as an ink flow passage.

そして、第２連通路３４は、圧力発生室６０側に位置する上流部３４ａとノズル５０側に位置する下流部３４ｂを有している。そして、第２連通路３４は、下流部３４ｂの断面積Ｓ２が、上流部３４ａの断面積Ｓ３よりも小さくなるように構成されている。これにより、第２連通路３４を構成する隔壁１３ａ（図５参照）の水平方向（第１方向又は第２方向）の長さを大きくすることができ、隔壁１３ａの剛性を確保することができる。このため、隣接する第２連通路３４間のクロストークを抑制することができる。 The second communication passage 34 has an upstream portion 34a located on the pressure generating chamber 60 side and a downstream portion 34b located on the nozzle 50 side. The second communication passage 34 is configured such that the cross-sectional area S2 of the downstream portion 34b is smaller than the cross-sectional area S3 of the upstream portion 34a. Accordingly, the length of the partition wall 13a (see FIG. 5) forming the second communication passage 34 in the horizontal direction (first direction or second direction) can be increased, and the rigidity of the partition wall 13a can be secured. .. Therefore, crosstalk between the adjacent second communication passages 34 can be suppressed.

なお、第２連通路３４を構成する隔壁１３ａの剛性を充分に確保し、第２連通路３４の流路抵抗を小さくする観点から、下流部３４ｂの断面積Ｓ２は、上流部３４ａの断面積Ｓ３の１／２以上となるように構成されていてもよい。 From the viewpoint of sufficiently securing the rigidity of the partition wall 13a forming the second communication passage 34 and reducing the flow resistance of the second communication passage 34, the cross-sectional area S2 of the downstream portion 34b is the cross-sectional area of the upstream portion 34a. It may be configured to be 1/2 or more of S3.

また、下流部３４ｂにおける流路基板１３の厚み方向の長さｈ２が、マニホールド部３２における流路基板１３の厚み方向の長さｈ１以下になるように構成されている。なお、第２連通路３４を構成する隔壁１３ａの剛性を充分に確保し、第２連通路３４の流路抵抗を小さくする観点から、下流部３４ｂにおける流路基板１３の厚み方向の長さｈ２は、マニホールド部３２における流路基板１３の厚み方向の長さｈ１よりも小さくなるように構成されていてもよく、マニホールド部３２における流路基板１３の厚み方向の長さｈ１の１／２以上となるように構成されていてもよい。 Also, the thickness h2 of the flow path substrate 13 in the downstream portion 34b in the thickness direction is configured to be equal to or less than the length h1 of the flow path substrate 13 in the manifold portion 32 in the thickness direction. From the viewpoint of sufficiently securing the rigidity of the partition wall 13a that constitutes the second communication passage 34 and reducing the flow passage resistance of the second communication passage 34, the length h2 of the flow passage substrate 13 in the thickness direction in the downstream portion 34b. May be configured to be smaller than the length h1 in the thickness direction of the flow path substrate 13 in the manifold portion 32, and is 1/2 or more of the length h1 in the thickness direction of the flow path substrate 13 in the manifold portion 32. It may be configured to be

また、第２連通路３４を構成する隔壁１３ａの剛性を充分に確保する観点から、上流部３４ａと下流部３４ｂの第１方向の長さの差が、上流部３４ａと下流部３４ｂの第２方向の長さの差より大きくなるように構成されていてもよい。 Further, from the viewpoint of sufficiently securing the rigidity of the partition wall 13a that constitutes the second communication passage 34, the difference in the length in the first direction between the upstream portion 34a and the downstream portion 34b is the second difference between the upstream portion 34a and the downstream portion 34b. It may be configured to be larger than the difference in length in the direction.

さらに、第２連通路３４を構成する隔壁１３ａの剛性を充分に確保し、第２連通路３４の流路抵抗を小さくする観点から、上流部３４ａの断面積Ｓ３が、第１連通路３３の断面積Ｓ１よりも大きくなるように構成されていてもよく、下流部３４ｂの断面積Ｓ２が、第１連通路３３の断面積Ｓ１よりも小さくなるように構成されていてもよい。 Furthermore, from the viewpoint of sufficiently securing the rigidity of the partition wall 13a that constitutes the second communication passage 34 and reducing the flow resistance of the second communication passage 34, the cross-sectional area S3 of the upstream portion 34a is the same as that of the first communication passage 33. The cross-sectional area S1 may be larger than the cross-sectional area S1, and the cross-sectional area S2 of the downstream portion 34b may be smaller than the cross-sectional area S1 of the first communication passage 33.

なお、流路基板１３は、ステンレス鋼等の金属材料から構成されており、貫通孔３１、マニホールド部３２、第１連通路３３、及び第２連通路３４は、エッチング等の方法により形成される。 The flow path substrate 13 is made of a metal material such as stainless steel, and the through hole 31, the manifold portion 32, the first communication passage 33, and the second communication passage 34 are formed by a method such as etching. ..

また、流路基板１３の下面の中央部には、ノズルプレート１４が接合されていて、流路基板１３の第２面の周縁部には、貫通孔３１、マニホールド部３２、及び第１連通路３３を封止するように、コンプライアンス基板１７が接合されている。 The nozzle plate 14 is joined to the central portion of the lower surface of the flow path substrate 13, and the through hole 31, the manifold portion 32, and the first communication path are provided at the peripheral edge portion of the second surface of the flow path substrate 13. The compliance substrate 17 is bonded so as to seal 33.

ノズルプレート１４の主面には、複数のノズル５０が第１方向に沿って並設されているノズル列が、第２方向に２列形成されている。なお、ノズルプレート１４は、ポリイミド等の高分子合成樹脂材料で構成されていてもよく、ステンレス鋼等の金属材料から構成されていてもよい。 On the main surface of the nozzle plate 14, two nozzle rows in which a plurality of nozzles 50 are arranged in parallel along the first direction are formed in the second direction. The nozzle plate 14 may be made of a polymer synthetic resin material such as polyimide, or may be made of a metal material such as stainless steel.

コンプライアンス基板１７は、封止膜１５と固定基板１６から構成されている。封止膜１５は、可撓性を有する薄膜で形成されていて、固定基板１６は、ステンレス鋼等の金属材料から構成される硬質の材料で形成されている。 The compliance substrate 17 is composed of a sealing film 15 and a fixed substrate 16. The sealing film 15 is formed of a flexible thin film, and the fixed substrate 16 is formed of a hard material composed of a metal material such as stainless steel.

このように構成された、本実施の形態１に係るインクジェットヘッド３では、第２連通路３４の断面積が上流部３４ａよりも下流部３４ｂの方が小さくなるように構成されている。 In the inkjet head 3 according to the first embodiment configured as described above, the cross-sectional area of the second communication passage 34 is smaller in the downstream portion 34b than in the upstream portion 34a.

これにより、第２連通路３４を構成する流路基板１３の隔壁１３ａの剛性を充分に確保することができ、隣接する第２連通路３４間のクロストークを抑制することができる。 Thereby, the rigidity of the partition wall 13a of the flow path substrate 13 forming the second communication path 34 can be sufficiently ensured, and the crosstalk between the adjacent second communication paths 34 can be suppressed.

また、第２連通路３４全体の流路断面積を下流部３４ｂの断面積と同じとした場合に比して、第２連通路３４の流路抵抗を小さくすることができる。すなわち、第２連通路３４の上流部３４ａと下流部３４ｂで、その流路断面積を変えることにより、第２連通路３４の流路抵抗が大きくなることを抑制することができる。 Further, the flow passage resistance of the second communication passage 34 can be reduced as compared with the case where the flow passage cross-sectional area of the entire second communication passage 34 is the same as the cross-sectional area of the downstream portion 34b. That is, it is possible to suppress an increase in the flow passage resistance of the second communication passage 34 by changing the flow passage cross-sectional areas of the upstream portion 34a and the downstream portion 34b of the second communication passage 34.

このため、圧力発生室６０を変位させるための圧電アクチュエータ４００を駆動する電力を小さくすることができる。 Therefore, the electric power for driving the piezoelectric actuator 400 for displacing the pressure generating chamber 60 can be reduced.

また、本実施の形態１に係るインクジェットヘッド３では、下流部３４ｂにおける流路基板１３の厚み方向の長さｈ２が、マニホールド部３２における流路基板１３の厚み方向の長さｈ１以下になるように構成されている。 In the inkjet head 3 according to the first embodiment, the thickness h2 of the flow path substrate 13 in the downstream portion 34b in the thickness direction is equal to or less than the length h1 of the flow path substrate 13 in the manifold portion 32 in the thickness direction. Is configured.

これにより、第２連通路３４を構成する流路基板１３の隔壁１３ａの剛性を充分に確保することができ、第２方向に隣接する第２連通路３４間のクロストークを抑制することができる。 As a result, the rigidity of the partition wall 13a of the flow path substrate 13 forming the second communication passage 34 can be sufficiently ensured, and the crosstalk between the second communication passages 34 adjacent to each other in the second direction can be suppressed. ..

また、本実施の形態１に係るインクジェットヘッド３では、下流部３４ｂにおける流路基板１３の厚み方向の長さｈ２が、マニホールド部３２における流路基板１３の厚み方向の長さｈ１よりも小さくなるように構成されていてもよい。 In the inkjet head 3 according to the first embodiment, the thickness h2 of the flow path substrate 13 in the downstream portion 34b in the thickness direction is smaller than the length h1 of the flow path substrate 13 in the manifold portion 32 in the thickness direction. It may be configured as follows.

これにより、断面積の小さい下流部３４ｂの流路長を小さくすることができ、第２連通路３４の流路抵抗が大きくなることを抑制することができる。このため、圧力発生室６０を変位させるための圧電アクチュエータ４００を駆動する電力を小さくすることができる。 Thereby, the flow path length of the downstream portion 34b having a small cross-sectional area can be reduced, and the flow path resistance of the second communication passage 34 can be suppressed from increasing. Therefore, the electric power for driving the piezoelectric actuator 400 for displacing the pressure generating chamber 60 can be reduced.

また、下流部３４ｂにおける流路基板１３の厚み方向の長さｈ２が、マニホールド部３２における流路基板１３の厚み方向の長さｈ１よりも小さいため、流路基板１３の下面をエッチングして、マニホールド部３２を形成するときに、第２連通路３４の下流部３４ｂも形成することができる。 Further, since the length h2 in the thickness direction of the flow path substrate 13 in the downstream portion 34b is smaller than the length h1 in the thickness direction of the flow path substrate 13 in the manifold portion 32, the lower surface of the flow path substrate 13 is etched, When forming the manifold portion 32, the downstream portion 34b of the second communication passage 34 can also be formed.

このため、下流部３４ｂを形成するために、別の製造プロセスを追加する必要がなく、インクジェットヘッド３の製造作業を容易にすることができ、インクジェットヘッド３の製造コストを低減することができる。 Therefore, it is not necessary to add another manufacturing process to form the downstream portion 34b, the manufacturing operation of the inkjet head 3 can be facilitated, and the manufacturing cost of the inkjet head 3 can be reduced.

また、本実施の形態１に係るインクジェットヘッド３では、下流部３４ｂにおける流路基板１３の厚み方向の長さｈ２は、マニホールド部３２における流路基板１３の厚み方向の長さｈ１の１／２以上となるように構成されていてもよい。 In the inkjet head 3 according to the first embodiment, the length h2 of the flow path substrate 13 in the downstream portion 34b in the thickness direction is 1/2 of the thickness h1 of the flow path substrate 13 in the manifold portion 32 in the thickness direction. It may be configured as described above.

これにより、第２連通路３４を構成する流路基板１３の隔壁１３ａの剛性をより充分に確保することができ、隣接する第２連通路３４間のクロストークをより抑制することができる。また、第２連通路３４の流路抵抗が大きくなることをより抑制することができる。このため、圧力発生室６０を変位させるための圧電アクチュエータ４００を駆動する電力をより小さくすることができる。 Thereby, the rigidity of the partition wall 13a of the flow path substrate 13 forming the second communication passage 34 can be more sufficiently ensured, and the crosstalk between the adjacent second communication passages 34 can be further suppressed. Further, it is possible to further suppress the increase in the flow resistance of the second communication passage 34. Therefore, the electric power for driving the piezoelectric actuator 400 for displacing the pressure generating chamber 60 can be further reduced.

また、本実施の形態１に係るインクジェットヘッド３では、第２連通路３４の上流部３４ａと下流部３４ｂの第１方向の長さの差が、第２連通路３４の上流部３４ａと下流部３４ｂの第２方向の長さの差より大きくなるように構成されていてもよい。 Further, in the inkjet head 3 according to the first embodiment, the difference in the length in the first direction between the upstream portion 34a and the downstream portion 34b of the second communication passage 34 is the upstream portion 34a and the downstream portion of the second communication passage 34. It may be configured to be larger than the difference in length of 34b in the second direction.

これにより、第２連通路３４を構成する流路基板１３の隔壁１３ａの剛性をより充分に確保することができ、隣接する第２連通路３４間のクロストークをより抑制することができる。 Thereby, the rigidity of the partition wall 13a of the flow path substrate 13 forming the second communication passage 34 can be more sufficiently ensured, and the crosstalk between the adjacent second communication passages 34 can be further suppressed.

また、本実施の形態１に係るインクジェットヘッド３では、上流部３４ａの断面積Ｓ３が、第１連通路３３の断面積Ｓ１よりも大きくなるように構成されていている。これにより、第２連通路３４の流路抵抗が大きくなることをより抑制することができる。このため、圧力発生室６０を変位させるための圧電アクチュエータ４００を駆動する電力をより小さくすることができる。 Further, the inkjet head 3 according to the first embodiment is configured such that the cross-sectional area S3 of the upstream portion 34a is larger than the cross-sectional area S1 of the first communication passage 33. As a result, it is possible to further prevent the flow path resistance of the second communication passage 34 from increasing. Therefore, the electric power for driving the piezoelectric actuator 400 for displacing the pressure generating chamber 60 can be further reduced.

また、本実施の形態１に係るインクジェットヘッド３では、下流部３４ｂの断面積Ｓ２が、第１連通路３３の断面積Ｓ１よりも小さくなるように構成されている。これにより、第２連通路３４を構成する流路基板１３の隔壁１３ａの剛性をより充分に確保することができ、隣接する第２連通路３４間のクロストークをより抑制することができる。 Further, the inkjet head 3 according to the first embodiment is configured such that the cross-sectional area S2 of the downstream portion 34b is smaller than the cross-sectional area S1 of the first communication passage 33. Thereby, the rigidity of the partition wall 13a of the flow path substrate 13 forming the second communication passage 34 can be more sufficiently ensured, and the crosstalk between the adjacent second communication passages 34 can be further suppressed.

また、本実施の形態１に係るインクジェットヘッド３では、下流部３４ｂの断面積Ｓ２は、上流部３４ａの断面積Ｓ３の１／２以上となるように構成されている。 Further, in the inkjet head 3 according to the first embodiment, the cross-sectional area S2 of the downstream portion 34b is configured to be 1/2 or more of the cross-sectional area S3 of the upstream portion 34a.

さらに、本実施の形態１に係るインクジェットヘッド３では、流路基板１３が１の基板で構成されている。このため、流路基板１３が複数の基板で構成されている場合には、これらの基板を接着する工程が必要となるが、本実施の形態１に係るインクジェットヘッド３では、当該工程を削除することができる。したがって、インクジェットヘッド３の製造作業を容易にすることができ、インクジェットヘッド３の製造コストを低減することができる。 Furthermore, in the inkjet head 3 according to the first embodiment, the flow path substrate 13 is composed of one substrate. For this reason, when the flow path substrate 13 is composed of a plurality of substrates, a step of adhering these substrates is necessary. However, in the inkjet head 3 according to the first embodiment, this step is omitted. be able to. Therefore, the manufacturing work of the inkjet head 3 can be facilitated, and the manufacturing cost of the inkjet head 3 can be reduced.

（実施の形態２）
図６は、本実施の形態２に係るインクジェットヘッドの要部を拡大した模式図である。 (Embodiment 2)
FIG. 6 is an enlarged schematic view of a main part of the inkjet head according to the second embodiment.

図６に示すように、本実施の形態２に係るインクジェットヘッド３は、実施の形態１に係るインクジェットヘッド３と基本的構成は同じであるが、第２連通路３４の下流部３４ｂがテーパ状に形成されている点が異なる。 As shown in FIG. 6, the inkjet head 3 according to the second embodiment has the same basic configuration as the inkjet head 3 according to the first embodiment, but the downstream portion 34b of the second communication passage 34 is tapered. It is different in that it is formed in.

なお、下流部３４ｂの下流端を構成する流路基板１３における第２面側の開口部の開口面積（以下、下流部３４ｂの下流端の開口面積という）は、第２連通路３４を構成する流路基板１３の隔壁１３ａの剛性を確保する観点から、第１連通路３３の断面積Ｓ１よりも小さくなるように構成してもよい。 The opening area of the opening on the second surface side of the flow path substrate 13 forming the downstream end of the downstream portion 34b (hereinafter referred to as the opening area of the downstream end of the downstream portion 34b) forms the second communication passage 34. From the viewpoint of ensuring the rigidity of the partition wall 13a of the flow path substrate 13, the partition wall 13a may be smaller than the cross-sectional area S1 of the first communication passage 33.

また、下流部３４ｂの下流端の開口面積は、上流部３４ａの断面積Ｓ３の１／２以上であってもよく、第１連通路３３の断面積Ｓ１の１／２以上であってもよい。 The opening area of the downstream end of the downstream portion 34b may be 1/2 or more of the cross-sectional area S3 of the upstream portion 34a, or 1/2 or more of the cross-sectional area S1 of the first communication passage 33. ..

このように構成された、本実施の形態２に係るインクジェットヘッド３であっても、実施の形態１に係るインクジェットヘッド３と同様の作用効果を奏する。 Even the inkjet head 3 according to the second embodiment configured as described above has the same operation and effect as the inkjet head 3 according to the first embodiment.

また、本実施の形態２に係るインクジェットヘッド３では、第２連通路３４の下流部３４ｂがテーパ状に形成されているため、第２連通路３４の流路抵抗が大きくなることをより抑制することができる。このため、圧力発生室６０を変位させるための圧電アクチュエータ４００を駆動する電力をより小さくすることができる。 Further, in the inkjet head 3 according to the second embodiment, since the downstream portion 34b of the second communication passage 34 is formed in a tapered shape, the flow resistance of the second communication passage 34 is further suppressed from increasing. be able to. Therefore, the electric power for driving the piezoelectric actuator 400 for displacing the pressure generating chamber 60 can be further reduced.

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。したがって、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の要旨を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。 From the above description, many modifications and other embodiments of the present invention will be apparent to those skilled in the art. Therefore, the above description should be construed as illustrative only and is provided for the purpose of teaching those skilled in the art the best mode for carrying out the present invention. The details of structure and/or function may be changed substantially without departing from the spirit of the invention. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments.

１１保護基板
１２アクチュエータ基板
１３流路基板
１３ａ隔壁
１４ノズルプレート
１７コンプライアンス基板
３１貫通孔
３２マニホールド部
３３第１連通路
３４第２連通路
３４ａ上流部
３４ｂ下流部
４０振動板
４３共通電極
４４圧電層
４５個別電極
５０ノズル
５１貫通孔
６０圧力発生室
１００配線基板
１０１駆動回路
２００ケース部材
２０１接続口
２０２導入口
２０３リザーバ
２０４凹部
３００ヘッド本体
４００圧電アクチュエータ
11 Protective Substrate 12 Actuator Substrate 13 Flow Channel Substrate 13a Partition Wall 14 Nozzle Plate 17 Compliance Substrate 31 Through Hole 32 Manifold Part 33 First Communication Passage 34 Second Communication Passage 34a Upstream 34b Downstream 40 Vibration Plate 43 Common Electrode 44 Piezoelectric Layer 45 Individual electrode 50 Nozzle 51 Through hole 60 Pressure generating chamber 100 Wiring board 101 Drive circuit 200 Case member 201 Connection port 202 Inlet port 203 Reservoir 204 Recess 300 Head unit 400 Piezoelectric actuator

Claims

A liquid jet head including a piezoelectric actuator having a vibration plate and a head body,
The head main body is provided with a nozzle plate having a plurality of nozzles formed therein, an actuator substrate arranged so as to come into contact with the vibrating plate, and a plurality of pressure generating chambers communicating with the nozzles arranged in parallel, and a flow path substrate. And so that the actuator substrate, the flow path substrate, and the nozzle plate are laminated in this order,
The flow path substrate includes a first through hole penetrating the flow path substrate and a first communication path including a hole penetrating the flow path substrate and communicating with the pressure generating chamber. A concave portion formed on a surface in contact with the nozzle plate in a stacking direction that is a stacking direction of the actuator substrate, the flow path substrate and the nozzle plate, the first through hole and the first communication path. And a second communication passage that communicates with each of the pressure generating chambers and each of the nozzles,
The cross-sectional area of the second communication passage is configured to be smaller in the downstream portion than in the upstream portion,
The length of the downstream portion of the second communication passage provided on the flow path substrate in the stacking direction is equal to or less than the length of the manifold portion provided on the flow path substrate in the stacking direction. ,
A liquid jet head in which the flow path substrate is composed of one substrate .

The length of the downstream portion of the second communication passage provided in the flow path substrate in the stacking direction is smaller than the length of the manifold portion provided in the flow path substrate in the stacking direction. The liquid jet head according to claim 1, wherein

The length of the downstream portion of the second communication passage provided in the flow path substrate in the stacking direction is 1/2 or more of the length of the manifold portion in the stacking direction. The liquid jet head according to claim 1.

The liquid jet head according to claim 1, wherein the cross-sectional area of the upstream portion of the second communication passage is configured to be larger than the cross-sectional area of the first communication passage.

The liquid jet head according to claim 4, wherein the cross-sectional area of the downstream portion of the second communication passage is smaller than the cross-sectional area of the first communication passage.

When a direction in which the plurality of nozzles are arranged in parallel is defined as a first direction and a direction orthogonal to the first direction is defined as a second direction,
A difference in length in the first direction between the upstream portion and the downstream portion of the second communication passage is larger than a difference in length between the upstream portion and the downstream portion of the second communication passage in the second direction. The liquid jet head according to claim 1, wherein the liquid jet head is configured to have the following configuration.

7. The cross-sectional area of the downstream portion of the second communication passage is configured to be 1/2 or more of the cross-sectional area of the upstream portion of the second communication passage. The liquid jet head described in 1.

The liquid jet head according to claim 1, wherein a downstream portion of the second communication passage is formed in a tapered shape.