JP2017149108A - Liquid ejection head and recording device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、液体吐出ヘッドおよびそれを用いた記録装置に関するものである。 The present disclosure relates to a liquid discharge head and a recording apparatus using the same.
従来、液体吐出ヘッドとして、例えば、液体を記録媒体上に吐出することによって、各種の印刷を行なうインクジェットヘッドが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。この液体吐出ヘッドに含まれる、液体を吐出するヘッド本体は、複数の吐出孔にそれぞれ繋がった加圧室を有し、それを覆うように設けられた圧電アクチュエータ基板の変位素子を変位させることで、吐出孔からインクを吐出することができる。圧電アクチュエータ基板は４つあり、それらに駆動信号を伝達する４つのフレキシブル基板は、ヘッド本体の左右に２つずつ交互に引き出されており、ヘッド本体と筐体との間を通り、ヘッド本体の上部に配置されているコネクタに接続されている。また、フレキシブル基板にはドライバＩＣが実装されており、ドライバＩＣは、ヘッド本体と筐体に挟まれている。ドライバＩＣの熱は筺体を通じて排熱されるようになっている。 Conventionally, as a liquid ejection head, for example, an inkjet head that performs various types of printing by ejecting a liquid onto a recording medium is known (see, for example, Patent Document 1). The head main body included in this liquid discharge head, which discharges liquid, has pressurizing chambers connected to a plurality of discharge holes, and displaces a displacement element of a piezoelectric actuator substrate provided so as to cover it. Ink can be ejected from the ejection holes. There are four piezoelectric actuator boards, and the four flexible boards that transmit drive signals to them are alternately drawn out to the left and right of the head body, passing between the head body and the housing, Connected to the connector located at the top. Further, a driver IC is mounted on the flexible substrate, and the driver IC is sandwiched between the head body and the housing. The heat of the driver IC is exhausted through the housing.
本開示の液体吐出ヘッドは、液体を吐出するヘッド本体と、筐体と、前記ヘッド本体を駆動する１つ以上のドライバＩＣと、該ドライバＩＣが実装されており、前記ヘッド本体に電気的に接続されている１つ以上のフレキシブル基板とを含んでおり、前記筐体は、前記ヘッド本体の少なくとも一部を覆っているとともに、前記フレキシブル基板および前記ドライバＩＣを内部に収容しており、ヘッド本体の一つの面には、液体を吐出させる信号がそれぞれ供給される複数の個別電極が配置されており、前記フレキシブル基板は、一方の端が前記個別電極に電気的に接続されており、他方の端が、前記ドライバＩＣに電気的に接続されている複数の配線を含んでおり、前記フレキシブル基板は、複数の前記個別電極と電気的に接続されている第１部位と、前記ドライバＩＣが実装されている第３部位と、前記第１部位と前記第３部位との間に配置されている第２部位とを含んでおり、前記第１部位は、前記ヘッド本体の前記面に沿って配置されており、前記第１部位に配置されている複数の前記配線は、第１方向に沿って伸びており、前記筐体は、前記第１方向に沿っているとともに、前記ヘッド本体の前記面と平行でない放熱板を含んでおり、前記第３部位は、前記放熱板に沿って配置されており、前記ドライバＩＣは、前記放熱板に接続しており、前記フレキシブル基板全体を平面に沿って伸ばしたときに、前記第３部位は、前記第１部位を前記第１方向に延長した延長線に対して、前記第１方向と直交する方向である第３方向に位置しており、前記第２部位に配置されている、前記第１部位から前記第３部位に向かっている複数の前記配線は、前記第１方向から前記第３方向に向かって方向を変えていることを特徴とする。 A liquid discharge head according to the present disclosure includes a head main body that discharges liquid, a housing, one or more driver ICs that drive the head main body, and the driver ICs mounted therein. One or more flexible substrates connected to each other, the casing covers at least a part of the head main body, and accommodates the flexible substrate and the driver IC therein. A plurality of individual electrodes to which signals for discharging liquid are supplied are arranged on one surface of the main body, and one end of the flexible substrate is electrically connected to the individual electrode, and the other The flexible circuit board includes a plurality of wirings electrically connected to the driver IC, and the flexible substrate is electrically connected to the plurality of individual electrodes. A part, a third part on which the driver IC is mounted, and a second part disposed between the first part and the third part. The first part includes the head The plurality of wirings arranged along the surface of the main body, arranged at the first part, extend along the first direction, and the casing is along the first direction. And a heat sink that is not parallel to the surface of the head body, the third part is disposed along the heat sink, and the driver IC is connected to the heat sink, When the entire flexible substrate is extended along a plane, the third part is a third direction which is a direction perpendicular to the first direction with respect to an extension line extending the first part in the first direction. Located in the second part, Serial plurality of said wires are toward the third portion from the first site, characterized in that it changes the direction toward the third direction from the first direction.
また、本開示の液体吐出ヘッドは、液体を吐出するヘッド本体と、筐体と、前記ヘッド本体を駆動する１つ以上のドライバＩＣと、該ドライバＩＣが実装されており、前記ヘッド本体に電気的に接続されている１つ以上のフレキシブル基板とを含んでおり、前記筐体は、前記ヘッド本体の少なくとも一部を覆っているとともに、前記フレキシブル基板および前記ドライバＩＣを内部に収容しており、ヘッド本体の一つの面には、液体を吐出させる信号がそれぞれ供給される複数の個別電極が配置されており、前記フレキシブル基板は、一方の端が前記個別電極に電気的に接続されており、他方の端が、前記ドライバＩＣに
電気的に接続されている複数の配線を含んでおり、前記フレキシブル基板は、第１部位、第２部位および第３部位を含んでおり、前記第１部位は、前記ヘッド本体の前記面に沿って配置されており、前記第１部位に配置されている複数の前記配線は、第１方向に沿って伸びており、前記筐体は、前記第１方向に沿っているとともに、前記ヘッド本体の前記面と平行でない放熱板を含んでおり、前記第３部位は、前記放熱板に沿って配置されており、前記ドライバＩＣは、前記放熱板に接続しており、前記第２部位は、前記第１部位と前記第３部位とを繋いでおり、前記第１方向にから見たとき、前記第２部位には、前記ヘッド本体の前記面に沿って配置されている第１辺と、前記放熱板に沿って配置されている第２辺とを有しており、前記第２部位に配置されている前記配線は、前記第１辺と前記第２辺とを繋ぐように配置されていることを特徴とする。
Further, the liquid discharge head according to the present disclosure includes a head main body that discharges liquid, a housing, one or more driver ICs that drive the head main body, and the driver ICs mounted thereon. One or more flexible boards connected to each other, and the casing covers at least a part of the head main body, and houses the flexible board and the driver IC therein. A plurality of individual electrodes to which signals for discharging liquid are supplied are arranged on one surface of the head body, and one end of the flexible substrate is electrically connected to the individual electrodes. The other end includes a plurality of wirings electrically connected to the driver IC, and the flexible substrate includes a first part, a second part, and a third part. The first portion is disposed along the surface of the head body, and the plurality of wirings disposed in the first portion extend in a first direction, and the housing Includes a heat radiating plate that is along the first direction and not parallel to the surface of the head body, the third part is disposed along the heat radiating plate, and the driver IC is The second part is connected to the heat sink, and the second part connects the first part and the third part. When viewed from the first direction, the second part includes the head body. The first side arranged along the surface of the first and second sides arranged along the heat sink, and the wiring arranged in the second part is the first side It arrange | positions so that 1 side and the said 2nd side may be connected, It is characterized by the above-mentioned.
さらに、本開示の記録装置は、前記液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記液体吐出ヘッドを制御する制御部とを備えていることを特徴とする。 Furthermore, the recording apparatus of the present disclosure includes the liquid discharge head, a transport unit that transports a recording medium to the liquid discharge head, and a control unit that controls the liquid discharge head. .
図１（ａ）は、本開示の一実施形態に係る液体吐出ヘッド２を含む記録装置であるカラーインクジェットプリンタ１（以下で単にプリンタと言うことがある）の概略の側面図であり、図１（ｂ）は、概略の平面図である。プリンタ１は、記録媒体である印刷用紙Ｐを搬送ローラ８０Ａから搬送ローラ８０Ｂへと搬送することにより、印刷用紙Ｐを液体吐出ヘッド２に対して相対的に移動させる。制御部８８は、画像や文字のデータに基づいて、液体吐出ヘッド２を制御して、記録媒体Ｐに向けて液体を吐出させ、印刷用紙Ｐに液滴を着弾させて、印刷用紙Ｐに印刷などの記録を行なう。 FIG. 1A is a schematic side view of a color inkjet printer 1 (hereinafter sometimes simply referred to as a printer) that is a recording apparatus including a liquid ejection head 2 according to an embodiment of the present disclosure. (B) is a schematic plan view. The printer 1 moves the print paper P relative to the liquid ejection head 2 by transporting the print paper P as a recording medium from the transport roller 80 </ b> A to the transport roller 80 </ b> B. The control unit 88 controls the liquid ejection head 2 based on image and character data, ejects liquid toward the recording medium P, causes droplets to land on the printing paper P, and prints on the printing paper P. Record such as.
本実施形態では、液体吐出ヘッド２はプリンタ１に対して固定されており、プリンタ１はいわゆるラインプリンタとなっている。本開示の記録装置の他の実施形態としては、液体吐出ヘッド２を、印刷用紙Ｐの搬送方向に交差する方向、例えば、ほぼ直交する方向に往復させるなどして移動させる動作と、印刷用紙Ｐの搬送を交互に行なう、いわゆるシリアルプリンタが挙げられる。 In the present embodiment, the liquid discharge head 2 is fixed to the printer 1, and the printer 1 is a so-called line printer. As another embodiment of the recording apparatus of the present disclosure, an operation of moving the liquid ejection head 2 by reciprocating in a direction intersecting the conveyance direction of the printing paper P, for example, a direction substantially orthogonal, and the printing paper P There is a so-called serial printer that alternately conveys.
プリンタ１には、印刷用紙Ｐとほぼ平行となるように平板状のヘッド搭載フレーム７０（以下で単にフレームと言うことがある）が固定されている。フレーム７０には図示しない２０個の孔が設けられており、２０個の液体吐出ヘッド２がそれぞれの孔の部分に搭載されていて、液体吐出ヘッド２の、液体を吐出する部位が印刷用紙Ｐに面するようになっ
ている。液体吐出ヘッド２と印刷用紙Ｐとの間の距離は、例えば０．５〜２０ｍｍ程度とされる。５つの液体吐出ヘッド２は、１つのヘッド群７２を構成しており、プリンタ１は、４つのヘッド群７２を有している。
A flat head mounting frame 70 (hereinafter sometimes simply referred to as a frame) is fixed to the printer 1 so as to be substantially parallel to the printing paper P. The frame 70 is provided with 20 holes (not shown), and the 20 liquid discharge heads 2 are mounted in the respective hole portions, and the portion of the liquid discharge head 2 that discharges the liquid is the printing paper P. It has come to face. The distance between the liquid ejection head 2 and the printing paper P is, for example, about 0.5 to 20 mm. The five liquid ejection heads 2 constitute one head group 72, and the printer 1 has four head groups 72.
液体吐出ヘッド２は、図１（ａ）の手前から奥へ向かう方向、図１（ｂ）の上下方向に細長い長尺形状を有している。この長い方向を長手方向と呼ぶことがある。１つのヘッド群７２内において、３つの液体吐出ヘッド２は、印刷用紙Ｐの搬送方向に交差する方向、例えば、ほぼ直交する方向に沿って並んでおり、他の２つの液体吐出ヘッド２は搬送方向に沿ってずれた位置で、３つの液体吐出ヘッド２の間にそれぞれ一つずつ並んでいる。液体吐出ヘッド２は、各液体吐出ヘッド２で印刷可能な範囲が、印刷用紙Ｐの幅方向に（印刷用紙Ｐの搬送方向に交差する方向に）繋がるように、あるいは端が重複するように配置されており、印刷用紙Ｐの幅方向に隙間のない印刷が可能になっている。 The liquid discharge head 2 has a long and narrow shape in the direction from the front to the back in FIG. 1A and in the vertical direction in FIG. This long direction is sometimes called the longitudinal direction. Within one head group 72, the three liquid ejection heads 2 are arranged along a direction that intersects the conveyance direction of the printing paper P, for example, a substantially orthogonal direction, and the other two liquid ejection heads 2 are conveyed. One of the three liquid ejection heads 2 is arranged at a position shifted along the direction. The liquid discharge heads 2 are arranged so that the printable range of each liquid discharge head 2 is connected in the width direction of the print paper P (in the direction intersecting the conveyance direction of the print paper P) or the ends overlap. Thus, printing without gaps in the width direction of the printing paper P is possible.
４つのヘッド群７２は、記録用紙Ｐの搬送方向に沿って配置されている。各液体吐出ヘッド２には、図示しない液体タンクから液体、例えば、インクが供給される。１つのヘッド群７２に属する液体吐出ヘッド２には、同じ色のインクが供給されるようになっており、４つのヘッド群７２で４色のインクが印刷できる。各ヘッド群７２から吐出されるインクの色は、例えば、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）である。このようなインクを、制御部８８で制御して印刷すれば、カラー画像が印刷できる。 The four head groups 72 are arranged along the conveyance direction of the recording paper P. A liquid, for example, ink is supplied to each liquid ejection head 2 from a liquid tank (not shown). The liquid discharge heads 2 belonging to one head group 72 are supplied with the same color ink, and the four head groups 72 can print four color inks. The colors of ink ejected from each head group 72 are, for example, magenta (M), yellow (Y), cyan (C), and black (K). A color image can be printed by printing such ink under the control of the control unit 88.
プリンタ１に搭載されている液体吐出ヘッド２の個数は、単色で、１つの液体吐出ヘッド２で印刷可能な範囲を印刷するのなら１つでもよい。ヘッド群７２に含まれる液体吐出ヘッド２の個数や、ヘッド群７２の個数は、印刷する対象や印刷条件により適宜変更できる。例えば、さらに多色の印刷をするためにヘッド群７２の個数を増やしてもよい。また、同色で印刷するヘッド群７２を複数配置して、搬送方向に交互に印刷すれば、同じ性能の液体吐出ヘッド２を使用しても搬送速度を速くできる。これにより、時間当たりの印刷面積を大きくすることができる。また、同色で印刷するヘッド群７２を複数準備して、搬送方向と交差する方向にずらして配置して、印刷用紙Ｐの幅方向の解像度を高くしてもよい。 The number of the liquid discharge heads 2 mounted on the printer 1 may be one if it is a single color and the range that can be printed by one liquid discharge head 2 is printed. The number of liquid ejection heads 2 included in the head group 72 and the number of head groups 72 can be changed as appropriate according to the printing target and printing conditions. For example, the number of head groups 72 may be increased in order to perform multicolor printing. Also, if a plurality of head groups 72 that print in the same color are arranged and printed alternately in the transport direction, the transport speed can be increased even if the liquid ejection heads 2 having the same performance are used. Thereby, the printing area per time can be increased. Alternatively, a plurality of head groups 72 for printing in the same color may be prepared and arranged so as to be shifted in a direction crossing the transport direction, so that the resolution in the width direction of the print paper P may be increased.
さらに、色の付いたインクを印刷する以外に、印刷用紙Ｐの表面処理をするために、コーティング剤などの液体を印刷してもよい。 Further, in addition to printing colored inks, a liquid such as a coating agent may be printed for surface treatment of the printing paper P.
プリンタ１は、記録媒体である印刷用紙Ｐに印刷を行なう。印刷用紙Ｐは、給紙ローラ８０Ａに巻き取られた状態になっており、２つのガイドローラ８２Ａの間を通った後、フレーム７０に搭載されている液体吐出ヘッド２の下側を通り、その後２つの搬送ローラ８２Ｂの間を通り、最終的に回収ローラ８０Ｂに回収される。印刷する際には、搬送ローラ８２Ｂを回転させることで印刷用紙Ｐは、一定速度で搬送され、液体吐出ヘッド２によって印刷される。回収ローラ８０Ｂは、搬送ローラ８２Ｂから送り出された印刷用紙Ｐを巻き取る。搬送速度は、例えば、５０ｍ／分とされる。各ローラは、制御部８８によって制御されてもよいし、人によって手動で操作されてもよい。 The printer 1 performs printing on a printing paper P that is a recording medium. The printing paper P is wound around the paper feed roller 80A, passes between the two guide rollers 82A, passes through the lower side of the liquid ejection head 2 mounted on the frame 70, and thereafter It passes between the two conveying rollers 82B and is finally collected by the collecting roller 80B. When printing, the printing paper P is transported at a constant speed by rotating the transport roller 82 </ b> B and printed by the liquid ejection head 2. The collection roller 80B winds up the printing paper P sent out from the conveyance roller 82B. The conveyance speed is, for example, 50 m / min. Each roller may be controlled by the controller 88 or may be manually operated by a person.
記録媒体は、印刷用紙Ｐ以外に、ロール状の布などでもよい。また、プリンタ１は、印刷用紙Ｐを直接搬送する代わりに、搬送ベルトを直接搬送して、記録媒体を搬送ベルトに置いて搬送してもよい。そのようにすれば、枚葉紙や裁断された布、木材、タイルなどを記録媒体にできる。さらに、液体吐出ヘッド２から導電性の粒子を含む液体を吐出するようにして、電子機器の配線パターンなどを印刷してもよい。またさらに、液体吐出ヘッド２から反応容器などに向けて所定量の液体の化学薬剤や化学薬剤を含んだ液体を吐出させて、反応させるなどして、化学薬品を作製してもよい。 In addition to the printing paper P, the recording medium may be a roll-like cloth. Further, instead of directly transporting the printing paper P, the printer 1 may transport the transport belt directly and transport the recording medium placed on the transport belt. By doing so, sheets, cut cloth, wood, tiles and the like can be used as the recording medium. Furthermore, a wiring pattern of an electronic device may be printed by discharging a liquid containing conductive particles from the liquid discharge head 2. Still further, the chemical may be produced by discharging a predetermined amount of liquid chemical agent or liquid containing the chemical agent from the liquid discharge head 2 toward the reaction container or the like and reacting.
また、プリンタ１に、位置センサ、速度センサ、温度センサなどを取り付けて、制御部８８が、各センサからの情報から分かるプリンタ１各部の状態に応じて、プリンタ１の各部を制御してもよい。例えば、液体吐出ヘッド２の温度や液体タンクの液体の温度、液体タンクの液体が液体吐出ヘッド２に加えている圧力などが、吐出される液体の吐出特性（吐出量や吐出速度など）に影響を与えている場合などに、それらの情報に応じて、液体を吐出させる駆動信号を変えるようにしてもよい。 In addition, a position sensor, a speed sensor, a temperature sensor, and the like may be attached to the printer 1, and the control unit 88 may control each part of the printer 1 according to the state of each part of the printer 1 that can be understood from information from each sensor. . For example, the temperature of the liquid discharge head 2, the temperature of the liquid in the liquid tank, the pressure applied by the liquid in the liquid tank to the liquid discharge head 2, etc., affect the discharge characteristics (discharge amount, discharge speed, etc.) of the discharged liquid. For example, the drive signal for ejecting the liquid may be changed according to the information.
次に、本開示の液体吐出ヘッド２について説明する。図２（ａ）は、ヘッド本体２ａの平面図であり、（ｂ）は、支持部材であるリザーバ４０の平面図である。る。図３は、図２の二点鎖線で囲まれた領域の拡大図であり、説明のため一部の流路を省略した図である。図４は、図３と同じ領域の拡大図であり、説明のため図３とは異なる一部の流路を省略した図である。なお、図２〜４において、図面を分かりやすくするために、圧電アクチュエータ基板２１の下方にあって破線で描くべきマニホールド５、吐出孔８、加圧室１０などを実線で描いている。図５は、図３のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図である。 Next, the liquid ejection head 2 of the present disclosure will be described. FIG. 2A is a plan view of the head main body 2a, and FIG. 2B is a plan view of a reservoir 40 that is a support member. The FIG. 3 is an enlarged view of a region surrounded by a two-dot chain line in FIG. 2, and a part of the flow paths is omitted for explanation. FIG. 4 is an enlarged view of the same region as FIG. 3, and is a diagram in which some flow paths different from FIG. 3 are omitted for explanation. 2 to 4, in order to make the drawings easy to understand, the manifold 5, the discharge hole 8, the pressurizing chamber 10, and the like that are to be drawn by broken lines below the piezoelectric actuator substrate 21 are drawn by solid lines. FIG. 5 is a longitudinal sectional view taken along line VV in FIG.
図６は、液体吐出ヘッド２の斜視図である。図７は、図６の液体吐出ヘッド２のＸ方向に見た断面図である。図８（ａ）フレキシブル基板６０の平面図であり、図８（ｂ）は、フレキシブル基板６０および圧電アクチュエータ基板２１の液体吐出ヘッド２における配置状態を示した斜視図であり、図８（ｃ）は、図８（ｂ）をＸＩ方向に見た断面図である。 FIG. 6 is a perspective view of the liquid discharge head 2. FIG. 7 is a cross-sectional view of the liquid ejection head 2 of FIG. 6 viewed in the X direction. FIG. 8A is a plan view of the flexible substrate 60, and FIG. 8B is a perspective view showing an arrangement state of the flexible substrate 60 and the piezoelectric actuator substrate 21 in the liquid discharge head 2, and FIG. These are sectional drawings which looked at Drawing 8 (b) in the XI direction.
液体吐出ヘッド２は、ヘッド本体２ａと、筐体９０と、フレキシブル基板６０とドライバＩＣ（Integrated Circuit）６６とを含んでいる。液体吐出ヘッド２には、さらにリザーバ４０あるいはフレキシブル基板６０に電気的に接続されている配線基板５２などを含んでいてもよい。ヘッド本体２ａは、流路部材４と、加圧部である変位素子３０が作り込まれている圧電アクチュエータ基板２１とを含んでいる。 The liquid discharge head 2 includes a head main body 2a, a housing 90, a flexible substrate 60, and a driver IC (Integrated Circuit) 66. The liquid discharge head 2 may further include a wiring substrate 52 that is electrically connected to the reservoir 40 or the flexible substrate 60. The head main body 2a includes a flow path member 4 and a piezoelectric actuator substrate 21 in which a displacement element 30 as a pressurizing unit is built.
ヘッド本体２ａの平面形状は、第１方向に長い。第１方向を長手方向と呼ぶことがある。ヘッド本体２ａの平面方向に沿った方向で、第１方向と交差する方向を第２方向とする。第２方向は、基本的に第１方向と直交する方向である。第２方向を短手方向と呼ぶことがある。 The planar shape of the head body 2a is long in the first direction. The first direction may be referred to as the longitudinal direction. A direction along the plane direction of the head main body 2a and intersecting the first direction is defined as a second direction. The second direction is basically a direction orthogonal to the first direction. The second direction may be referred to as the short direction.
筺体９０は、直方体状である。筺体９０は、天板と液体吐出ヘッド２の長手方向の両側の端部の側面を構成している筺体本体９０ａと、筺体本体９０ａに取り付けられる放熱板である筺体側板９０ｂとを含んでいる。筺体本体９０ａは、例えば、樹脂で造られており、筐体側板９０ｂは、例えば、金属で造られている。筺体本体９０ａの天板部には、配線基板５２の外部コネクタ５２ａが通っている孔が開いている。外部コネクタ５２ａには、制御部から、制御信号が送られる。 The housing 90 has a rectangular parallelepiped shape. The casing 90 includes a casing main body 90a that constitutes side surfaces of both ends of the top plate and the liquid ejection head 2 in the longitudinal direction, and a casing side plate 90b that is a heat radiating plate attached to the casing main body 90a. The casing main body 90a is made of, for example, resin, and the housing side plate 90b is made of, for example, metal. A hole through which the external connector 52a of the wiring board 52 passes is formed in the top plate portion of the housing body 90a. A control signal is sent from the control unit to the external connector 52a.
ヘッド本体２ａと、筐体９０と間には、支持部材であるリザーバ４０が配置されている。リザーバ４０は、外部からリザーバ４０の開口４０ａに液体を供給され、ヘッド本体２ａの開口５ａに液体を供給する。また、液体吐出ヘッド２は、リザーバ４０の長手方向の両端で、プリンタ１のフレーム７０に固定される。また、リザーバ４０の内部に設けられたリザーバ流路の内壁の一部は弾性変形可能な材質のダンパになっている。ダンパのリザーバ流路と反対の面が面する方向に変形できるようになっているので、ダンパは弾性変形することでリザーバ流路の体積を変化させることができ、液体吐出量が急激に多くなった場合などに、安定して液体が供給できるようになる。また、リザーバ流路の中にフィルタを設けて、液体の中に含まれる異物が流路部材４に入って行き難いようにするのが好ましく、異物が詰まることによって起こる不吐出を抑制できる。 A reservoir 40 that is a support member is disposed between the head main body 2 a and the housing 90. The reservoir 40 is supplied with liquid from the outside to the opening 40a of the reservoir 40, and supplies liquid to the opening 5a of the head body 2a. The liquid discharge head 2 is fixed to the frame 70 of the printer 1 at both ends of the reservoir 40 in the longitudinal direction. Further, a part of the inner wall of the reservoir channel provided inside the reservoir 40 is a damper made of an elastically deformable material. Since the damper can be deformed in the direction facing the surface opposite to the reservoir flow path, the damper can be elastically deformed to change the volume of the reservoir flow path, and the liquid discharge amount increases rapidly. In this case, the liquid can be supplied stably. In addition, it is preferable to provide a filter in the reservoir flow path so that foreign matter contained in the liquid does not easily enter the flow path member 4 and can suppress non-ejection caused by clogging of foreign matter.
ヘッド本体２ａから液体を吐出させる駆動信号は、ヘッド本体２ａと電気的に接続されたフレキシブル基板６０から供給される。フレキシブル基板６０は、リザーバ４０に設けられた貫通孔４０ｂを通って、筐体９０内部に配置されている回路基板５２の内部コネクタ５２ｂに電気的に接続されている。回路基板５２は外部の制御部８８から供給された制御信号を処理する。例えば、回路基板３２は、制御信号を複数の複数のドライバＩＣ６６に分けてり、駆動信号の整流など行なったりする。 A drive signal for discharging the liquid from the head main body 2a is supplied from a flexible substrate 60 electrically connected to the head main body 2a. The flexible substrate 60 is electrically connected to the internal connector 52 b of the circuit substrate 52 disposed inside the housing 90 through the through hole 40 b provided in the reservoir 40. The circuit board 52 processes the control signal supplied from the external control unit 88. For example, the circuit board 32 divides the control signal into a plurality of driver ICs 66 and rectifies the drive signal.
筐体９０内部において、リザーバ４０の上には、平板状で中央に孔の空いたガイドフレーム５０が取り付けられている。ガイドフレーム５０には、回路基板５２が取り付けられている。 Inside the housing 90, a guide frame 50 having a flat plate shape and a hole in the center is attached on the reservoir 40. A circuit board 52 is attached to the guide frame 50.
筐体９０内部において、リザーバ４０の上には、さらに、先端に断熱性部５８が付けられた弾性板５６が取り付けられている。弾性板５６の断熱性部５８は、フレキシブル基板６０が内部コネクタ５３ｂに接続された状態で、フレキシブル基板６０を介してドライバＩＣ６６に当たった状態にされる。弾性板５６が元の形状に戻ろうとする力で、ドライバＩＣ６６は、ヘッド本体２ａの短手方向の外側に向かって押し出される力が加わった状態になる。 Inside the housing 90, an elastic plate 56 having a heat insulating portion 58 attached to the tip is attached on the reservoir 40. The heat insulating portion 58 of the elastic plate 56 is brought into contact with the driver IC 66 through the flexible substrate 60 with the flexible substrate 60 connected to the internal connector 53b. With the force that the elastic plate 56 tries to return to the original shape, the driver IC 66 is in a state in which a force that is pushed toward the outside in the short direction of the head body 2a is applied.
筐体９０の取り付けは、まず筐体本体９０ａを、リザーバ４０の上にネジなどで取り付ける。筐体本体９０ａと、リザーバ４０との間には、樹脂やゴムなどの弾性部材が挟まれて、外部からミスト等が侵入し難いようにされる。この状態で、ドライバＩＣ６６の表面は、筐体本体９０ａより外側に飛び出した状態になっている。その後、筺体側板９０ｂは筐体本体９０ａにネジなどで側方から取り付けられる。筐体本体９０ａと、筐体側板９０ｂとの間には、樹脂やゴムなどの弾性部材が挟まれて、外部からミスト等が侵入し難いようにされる。この際、あらかじめ筺体側板９０ｂの取り付け位置よりも外側に押し出されていたドライバＩＣ６６は、筺体側板９０ｂに押し付けられて、接続する。これにより、ドライバＩＣ６６で駆動信号の処理を行なう際に発生した熱は、主に、筐体側板９０ｂに伝わり、外部に放熱される。ドライバＩＣ６６と筐体側板９０ｂとの接続は、直接接触させてもよいし、熱伝導性の高いグリスなど、熱伝導性の部材を介して接続させてもよい。 To attach the housing 90, first, the housing body 90a is attached to the reservoir 40 with screws or the like. An elastic member such as resin or rubber is sandwiched between the housing main body 90a and the reservoir 40 so that mist or the like cannot easily enter from the outside. In this state, the surface of the driver IC 66 protrudes outward from the housing body 90a. Thereafter, the housing side plate 90b is attached to the housing body 90a from the side with screws or the like. An elastic member such as resin or rubber is sandwiched between the casing main body 90a and the casing side plate 90b so that mist or the like cannot easily enter from the outside. At this time, the driver IC 66 that has been previously pushed outward from the attachment position of the housing side plate 90b is pressed against the housing side plate 90b to be connected. As a result, the heat generated when the driver IC 66 processes the drive signal is mainly transmitted to the housing side plate 90b and radiated to the outside. The driver IC 66 and the housing side plate 90b may be directly connected to each other or may be connected via a heat conductive member such as grease having high heat conductivity.
ヘッド本体２ａを構成する流路部材４は、マニホールド５と、マニホールド５と繋がっている複数の加圧室１０と、複数の加圧室１０とそれぞれ繋がっている複数の吐出孔８とを備えている。加圧室１０は流路部材４の上面に開口しており、流路部材４の上面が加圧室面４−２となっている。また、流路部材４の上面にはマニホールド５と繋がっている開口５ａが開口しており、この開口５ａより液体が供給される。 The flow path member 4 constituting the head body 2 a includes a manifold 5, a plurality of pressurizing chambers 10 connected to the manifold 5, and a plurality of discharge holes 8 respectively connected to the plurality of pressurizing chambers 10. Yes. The pressurizing chamber 10 opens to the upper surface of the flow path member 4, and the upper surface of the flow path member 4 is a pressurizing chamber surface 4-2. Further, an opening 5a connected to the manifold 5 is opened on the upper surface of the flow path member 4, and liquid is supplied from the opening 5a.
流路部材４の上面には、変位素子３０を含む圧電アクチュエータ基板２１が接合されており、各変位素子３０は、加圧室１０上に位置するように配置されている。また、圧電アクチュエータ基板２１には、各変位素子３０に信号を供給するためのＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）などのフレキシブル基板６０が接続されている。 A piezoelectric actuator substrate 21 including a displacement element 30 is bonded to the upper surface of the flow path member 4, and each displacement element 30 is disposed on the pressurizing chamber 10. In addition, a flexible substrate 60 such as an FPC (Flexible Printed Circuit) for supplying a signal to each displacement element 30 is connected to the piezoelectric actuator substrate 21.
流路部材４の内部には４つのマニホールド５が配置されている。マニホールド５は流路部材４の長手方向に沿って延びる細長い形状を有しており、その両端において、流路部材４の上面にマニホールド５の開口５ａが形成されている。４つのマニホールド５は、それぞれ独立している。 Four manifolds 5 are arranged inside the flow path member 4. The manifold 5 has an elongated shape extending along the longitudinal direction of the flow path member 4, and openings 5 a of the manifold 5 are formed on the upper surface of the flow path member 4 at both ends thereof. The four manifolds 5 are independent of each other.
流路部材４は、複数の加圧室１０が２次元的に広がって形成されている。加圧室１０は、角部にアールが施されたほぼ菱形の平面形状を有する中空の領域である。加圧室１０は流路部材４の上面である加圧室面４−２に開口している。 The flow path member 4 is formed by two-dimensionally expanding a plurality of pressurizing chambers 10. The pressurizing chamber 10 is a hollow region having a substantially rhombic planar shape with rounded corners. The pressurizing chamber 10 opens to the pressurizing chamber surface 4-2 that is the upper surface of the flow path member 4.
加圧室１０は１つのマニホールド５と個別供給流路１４を介して繋がっている。１つのマニホールド５に沿うようにして、このマニホールド５に繋がっている加圧室１０の列である加圧室行１１が、マニホールド５の両側に２行ずつ、合計４行配置されている。したがって、全体では１６行の加圧室行１１が配置されている。各加圧室行１１における加圧室１０の長手方向の間隔は同じであり、３７．５ｄｐｉの間隔となっている。なお、各加圧室行１１の端の加圧室１０は、ダミーとなっており、マニホールド５とは繋がっていない。このダミーにより、端から１つ内側の加圧室１０の周囲の構造およびそれに影響される剛性が、他の加圧室１０の構造およびそれに影響される剛性が近くなることで、液体吐出特性の差を少なくできる。 The pressurizing chamber 10 is connected to one manifold 5 via an individual supply channel 14. Along the one manifold 5, two pressurizing chamber rows 11, which are columns of pressurizing chambers 10 connected to the manifold 5, are arranged on each side of the manifold 5, for a total of four rows. Accordingly, 16 pressurizing chamber rows 11 are arranged as a whole. The intervals in the longitudinal direction of the pressurizing chambers 10 in the respective pressurizing chamber rows 11 are the same, and the interval is 37.5 dpi. The pressurizing chamber 10 at the end of each pressurizing chamber row 11 is a dummy and is not connected to the manifold 5. By this dummy, the structure around the pressurizing chamber 10 one inner side from the end and the rigidity affected by it are made closer to the structure of the other pressurizing chamber 10 and the rigidity affected by it. The difference can be reduced.
各加圧室行１１に属する加圧室１０は、近接する２行の加圧室行１１の間では、千鳥状に配置されており、隣り合う加圧室１０の角部は交互に配置されるようになっている。１つのマニホールド５に繋がっている４行の加圧室行１１により１つの加圧室群が構成されており、加圧室群は４つある。各加圧室群内における加圧室１０の相対的な配置は同じになっており、各加圧室群はヘッド本体２ａの長手方向にわずかにずれて配置されている。これらの加圧室１０は、流路部材４の上面における圧電アクチュエータ基板２１に対向する領域に、加圧室群間などの少し間隔が広くなって部分はあるものの、ほぼ全面にわたって配列されている。また、各加圧室１０の開口は、流路部材４の上面に圧電アクチュエータ基板２１が接合されることで閉塞されている。 The pressurizing chambers 10 belonging to each pressurizing chamber row 11 are arranged in a staggered manner between two adjacent pressurizing chamber rows 11, and the corners of the adjacent pressurizing chambers 10 are alternately arranged. It has become so. One pressurizing chamber group is constituted by four pressurizing chamber rows 11 connected to one manifold 5, and there are four pressurizing chamber groups. The relative arrangement of the pressurizing chambers 10 in each pressurizing chamber group is the same, and each pressurizing chamber group is arranged slightly shifted in the longitudinal direction of the head body 2a. These pressurizing chambers 10 are arranged over almost the entire surface of the upper surface of the flow path member 4 in a region facing the piezoelectric actuator substrate 21, although there are some widened portions such as between the pressurizing chamber groups. . Further, the opening of each pressurizing chamber 10 is closed by bonding the piezoelectric actuator substrate 21 to the upper surface of the flow path member 4.
加圧室１０の個別供給流路１４が繋がっている角部と対向する角部からは、流路部材４の下面の吐出面４−１に開口している吐出孔８に繋がるディセンダ１６が伸びている。ディセンダ１６は、平面視において、加圧室１０の対角線を延長する方向に伸びている。つまり、長手方向における吐出孔８の配置と加圧室１０の配置は同じになっている。各加圧室行１１において、加圧室１０は３７．５ｄｐｉの間隔で並んでおり、１つのマニホールド５に繋がっている加圧室１０は全体として、長手方向に１５０ｄｐｉの間隔になっている。さらに、４つのマニホールド５に繋がっている加圧室１０は、長手方向に６００ｄｐｉに相当する間隔でずれて配置されているため、加圧室１０は全体で長手方向に６００ｄｐｉの間隔で形成されている。前述のように、吐出孔８の長手方向の配置は加圧室１０と同じになっているので、吐出孔８の長手方向の間隔も６００ｄｐｉになっている。 A descender 16 connected to the discharge hole 8 opened on the discharge surface 4-1 on the lower surface of the flow path member 4 extends from a corner portion of the pressurizing chamber 10 facing the corner portion where the individual supply flow path 14 is connected. ing. The descender 16 extends in the direction of extending the diagonal line of the pressurizing chamber 10 in plan view. That is, the arrangement of the discharge holes 8 and the arrangement of the pressurizing chambers 10 in the longitudinal direction are the same. In each pressurizing chamber row 11, the pressurizing chambers 10 are arranged at an interval of 37.5 dpi, and the pressurizing chambers 10 connected to one manifold 5 as a whole have an interval of 150 dpi in the longitudinal direction. Furthermore, since the pressurizing chambers 10 connected to the four manifolds 5 are displaced in the longitudinal direction at intervals corresponding to 600 dpi, the pressurizing chambers 10 are formed at intervals of 600 dpi in the longitudinal direction as a whole. Yes. As described above, since the arrangement of the discharge holes 8 in the longitudinal direction is the same as that of the pressurizing chamber 10, the distance in the longitudinal direction of the discharge holes 8 is also 600 dpi.
これは別の言い方をすると、流路部材４の長手方向に平行な仮想直線に対して直交するように吐出孔８を投影すると、図４に示した仮想直線のＲの範囲に、各マニホールド５に繋がっている４つの吐出孔８、つまり全部で１６個の吐出孔８が、６００ｄｐｉの等間隔となっているということである。これにより、すべてのマニホールド５に同じ色のインクを供給することで、全体として長手方向に６００ｄｐｉの解像度で画像が形成可能となる。また、１つのマニホールド５に繋がっている４つの行の吐出孔８は、仮想直線のＲの範囲で１５０ｄｐｉの等間隔になっている。これにより、各マニホールド５に異なる色のインクを供給することで、全体として長手方向に１５０ｄｐｉの解像度で４色の画像が形成可能となる。この場合、さらに４つの液体吐出ヘッド２を用いて、それぞれ液体吐出ヘッド２において各色のインクを異なる位置のマニホールド５に供給するようにして、６００ｄｐｉの解像度で４色の画像を形成してもよい。またさらに、２つの液体吐出ヘッド２を用いて、それぞれ液体吐出ヘッド２において各色のインクを異なる位置のマニホールド５に供給するようにして、３００ｄｐｉの解像度で４色の画像を形成してもよい。 In other words, when the discharge holes 8 are projected so as to be orthogonal to the virtual straight line parallel to the longitudinal direction of the flow path member 4, each manifold 5 is within the range of R of the virtual straight line shown in FIG. That is, four discharge holes 8 connected to, that is, a total of 16 discharge holes 8 are equally spaced at 600 dpi. Accordingly, by supplying the same color ink to all the manifolds 5, an image can be formed with a resolution of 600 dpi in the longitudinal direction as a whole. The four rows of discharge holes 8 connected to one manifold 5 are equally spaced at 150 dpi in the range of the virtual straight line R. As a result, by supplying different colors of ink to the respective manifolds 5, it is possible to form four-color images with a resolution of 150 dpi in the longitudinal direction as a whole. In this case, it is also possible to form four-color images with a resolution of 600 dpi by using four liquid discharge heads 2 so that each color ink is supplied to the manifold 5 at a different position in each liquid discharge head 2. . Furthermore, four color images may be formed at a resolution of 300 dpi by using two liquid discharge heads 2 so that each color ink is supplied to the manifold 5 at a different position in the liquid discharge head 2.
圧電アクチュエータ基板２１の上面における各加圧室１０に対向する位置には個別電極２５がそれぞれ形成されている。個別電極２５は、加圧室１０より一回り小さく、加圧室１０とほぼ相似な形状を有している個別電極本体２５ａと、個別電極本体２５ａから引き出されている引出電極２５ｂとを含んでおり、個別電極２５は、加圧室１０と同じように
、個別電極列および個別電極群を構成している。また、圧電アクチュエータ基板２１の上面には、共通電極２４と電気的に接続されている共通電極用表面電極２８が形成されている。共通電極用表面電極２８は、圧電アクチュエータ基板２１の短手方向の中央部に、長手方向に沿うように２列形成され、また、長手方向の端近くで短手方向に沿って１列形成されている。図示した、共通電極用表面電極２８は直線上に断続的に形成されたものであるが、直線上に連続的に形成してもよい。圧電アクチュエータ基板２１には、２枚の信号伝達部が、圧電アクチュエータ基板２１の２つの長辺側から、それぞれ中央に向かうように配置され、接合される。共通電極用表面電極２８は、信号伝達部の端部（先端および圧電アクチュエータ基板２１の長手方向の端）において接続され、共通電極用表面電極２８およびその上に形成される共通電極用接続電極が、引出電極２５ｂおよびその上に形成される接続電極２６よりも面積が大きいため、信号伝達部が端からはがれ難くできる。
Individual electrodes 25 are formed at positions facing the pressurizing chambers 10 on the upper surface of the piezoelectric actuator substrate 21. The individual electrode 25 includes an individual electrode main body 25a that is slightly smaller than the pressurizing chamber 10 and has a shape substantially similar to the pressurizing chamber 10, and an extraction electrode 25b that is extracted from the individual electrode main body 25a. In the same manner as the pressurizing chamber 10, the individual electrode 25 constitutes an individual electrode row and an individual electrode group. A common electrode surface electrode 28 electrically connected to the common electrode 24 is formed on the upper surface of the piezoelectric actuator substrate 21. The common electrode surface electrodes 28 are formed in two rows along the longitudinal direction at the central portion of the piezoelectric actuator substrate 21 in the lateral direction, and are formed in one row along the lateral direction near the end in the longitudinal direction. ing. Although the illustrated common electrode surface electrode 28 is intermittently formed on a straight line, it may be formed continuously on a straight line. Two signal transmission units are arranged and bonded to the piezoelectric actuator substrate 21 from the two long sides of the piezoelectric actuator substrate 21 toward the center. The common electrode surface electrode 28 is connected at the end of the signal transmission unit (the tip and the longitudinal end of the piezoelectric actuator substrate 21), and the common electrode surface electrode 28 and the common electrode connection electrode formed thereon are provided. Since the area is larger than that of the extraction electrode 25b and the connection electrode 26 formed on the extraction electrode 25b, the signal transmission part can be hardly separated from the end.
また、吐出孔８は、流路部材４の下面側に配置されたマニホールド５と対向する領域を避けた位置に配置されている。さらに、吐出孔８は、流路部材４の下面側における圧電アクチュエータ基板２１と対向する領域内に配置されている。これらの吐出孔８は、１つの群として圧電アクチュエータ基板２１とほぼ同一の大きさおよび形状の領域を占有しており、対応する圧電アクチュエータ基板２１の変位素子３０を変位させることにより吐出孔８から液滴が吐出できる。 Further, the discharge hole 8 is arranged at a position avoiding the area facing the manifold 5 arranged on the lower surface side of the flow path member 4. Further, the discharge hole 8 is disposed in a region facing the piezoelectric actuator substrate 21 on the lower surface side of the flow path member 4. These discharge holes 8 occupy a region having almost the same size and shape as the piezoelectric actuator substrate 21 as a group, and the displacement elements 30 of the corresponding piezoelectric actuator substrate 21 are displaced to displace the discharge holes 8 from the discharge holes 8. Droplets can be ejected.
ヘッド本体２ａに含まれる流路部材４は、複数のプレートが積層された積層構造を有している。これらのプレートは、流路部材４の上面から順に、キャビティプレート４ａ、ベースプレート４ｂ、アパーチャ（しぼり）プレート４ｃ、サプライプレート４ｄ、マニホールドプレート４ｅ〜ｇ、カバープレート４ｈおよびノズルプレート４ｉである。これらのプレートには多数の孔や溝が形成されている。各プレートの厚さは１０〜３００μｍ程度であることにより、形成する孔や溝の形成精度を高くできる。各プレートは、これらの孔や溝が互いに連通して個別流路１２およびマニホールド５などの流路を構成するように、位置合わせして積層されている。ヘッド本体２ａは、加圧室１０は流路部材４の上面に、マニホールド５は内部の下面側に、吐出孔８は下面にと、個別流路１２を構成する各部分が異なる位置に互いに近接して配設され、加圧室１０を介してマニホールド５と吐出孔８とが繋がる構成を有している。 The flow path member 4 included in the head main body 2a has a laminated structure in which a plurality of plates are laminated. These plates are a cavity plate 4a, a base plate 4b, an aperture plate 4c, a supply plate 4d, manifold plates 4e to 4g, a cover plate 4h, and a nozzle plate 4i in this order from the upper surface of the flow path member 4. Many holes and grooves are formed in these plates. When the thickness of each plate is about 10 to 300 μm, the formation accuracy of the holes and grooves to be formed can be increased. Each plate is aligned and laminated so that these holes and grooves communicate with each other to form a flow path such as the individual flow path 12 and the manifold 5. In the head main body 2a, the pressurizing chamber 10 is on the upper surface of the flow path member 4, the manifold 5 is on the inner lower surface side, the discharge holes 8 are on the lower surface, and the parts constituting the individual flow path 12 are close to each other in different positions. The manifold 5 and the discharge hole 8 are connected via the pressurizing chamber 10.
プレート４ａ〜ｉは、接着剤を介して積層されている。接着剤の層の厚さは、０．１〜３μｍ程度である。 The plates 4a to 4i are stacked via an adhesive. The thickness of the adhesive layer is about 0.1 to 3 μm.
流路部材４にプレート４ａ〜ｉに形成された孔について説明する。これらの孔には、次のようなものがある。第１に、キャビティプレート４ａに形成された加圧室１０である。第２に、加圧室１０の一端からマニホールド５へと繋がる個別供給流路１４を構成する連通孔である。この連通孔は、ベースプレート４ｂ（詳細には加圧室１０の入り口）からサプライプレート４ｃ（詳細にはマニホールド５の出口）までの各プレートに形成されている。なお、この個別供給流路１４には、アパーチャプレート４ｃに形成されている、流路の断面積が小さくなっている部位であり、平面視で一方方向に長いしぼり６が含まれている。 The holes formed in the plates 4a to i in the flow path member 4 will be described. These holes include the following. The first is the pressurizing chamber 10 formed in the cavity plate 4a. Second, there is a communication hole that constitutes an individual supply channel 14 that is connected from one end of the pressurizing chamber 10 to the manifold 5. This communication hole is formed in each plate from the base plate 4b (specifically, the inlet of the pressurizing chamber 10) to the supply plate 4c (specifically, the outlet of the manifold 5). The individual supply flow path 14 is a portion formed in the aperture plate 4c where the cross-sectional area of the flow path is small, and includes an aperture 6 that is long in one direction in plan view.
第３に、加圧室１０の他端から吐出孔８へと連通する流路であるディセンダ１６を構成する連通孔である。ディセンダ１６は、ベースプレート４ｂ（詳細には加圧室１０の出口）からノズルプレート４ｉ（詳細には吐出孔８）までの各プレートに形成されている。第４に、マニホールド５を構成する連通孔である。この連通孔は、マニホールドプレート４ｅ〜ｇに形成されている。 Third, there is a communication hole constituting the descender 16 which is a flow path communicating from the other end of the pressurizing chamber 10 to the discharge hole 8. The descender 16 is formed on each plate from the base plate 4b (specifically, the outlet of the pressurizing chamber 10) to the nozzle plate 4i (specifically, the discharge hole 8). Fourthly, communication holes constituting the manifold 5. The communication holes are formed in the manifold plates 4e to 4g.
第１〜４の連通孔が相互に繋がり、マニホールド５からの液体の流入口（マニホールド
５の出口）から吐出孔８に至る個別流路１２を構成している。マニホールド５に供給された液体は、以下の経路で吐出孔８から吐出される。まず、マニホールド５から上方向に向かって、個別供給流路１４に入りを通り、しぼり６の一端部に至る。次に、しぼり６の延在方向に沿って水平に進み、しぼり６の他端部に至る。そこから上方に向かって、加圧室１０の一端部に至る。さらに、加圧室１０の延在方向に沿って水平に進み、加圧室１０の他端部に至る。そこから、ディセンダ１６の中を少しずつ水平方向に移動しながら、主に下方に向かい、下面に開口した吐出孔８へと進む。
The first to fourth communication holes are connected to each other to form an individual flow path 12 from the liquid inflow port (outlet of the manifold 5) to the discharge hole 8 from the manifold 5. The liquid supplied to the manifold 5 is discharged from the discharge hole 8 through the following path. First, from the manifold 5, it passes through the individual supply channel 14 and reaches one end of the aperture 6. Next, it proceeds horizontally along the extending direction of the restriction 6 and reaches the other end of the restriction 6. From there, it reaches one end of the pressurizing chamber 10 upward. Furthermore, it progresses horizontally along the extending direction of the pressurizing chamber 10 and reaches the other end of the pressurizing chamber 10. From there, while moving little by little in the descender 16 in the horizontal direction, it proceeds mainly downward and proceeds to the discharge hole 8 opened in the lower surface.
圧電アクチュエータ基板２１は、Ａｇ−Ｐｄ系などの金属材料からなる共通電極２４およびＡｕ系などの金属材料からなる個別電極２５を有している。共通電極２４の厚さは２μｍ程度であり、個別電極２５の厚さは、１μｍ程度である。 The piezoelectric actuator substrate 21 includes a common electrode 24 made of a metal material such as Ag—Pd and an individual electrode 25 made of a metal material such as Au. The common electrode 24 has a thickness of about 2 μm, and the individual electrode 25 has a thickness of about 1 μm.
個別電極２５は、圧電アクチュエータ基板２１の上面における各加圧室１０に対向する位置に、それぞれ配置されている。個別電極２５は、平面形状が加圧室本体１０ａより一回り小さく、加圧室本体１０ａとほぼ相似な形状を有している個別電極本体２５ａと、個別電極本体２５ａから引き出されている引出電極２５ｂとを含んでいる。引出電極２５ｂの一端の、加圧室１０と対向する領域外に引き出された部分には、接続電極２６が形成されている。接続電極２６は例えば銀粒子などの導電性粒子を含んだ導電性樹脂であり、５〜２００μｍ程度の厚さで形成されている。また、接続電極２６は、信号伝達部に設けられた電極と電気的に接合されている。 The individual electrodes 25 are respectively arranged at positions facing the pressurizing chambers 10 on the upper surface of the piezoelectric actuator substrate 21. The individual electrode 25 has a planar shape slightly smaller than that of the pressurizing chamber main body 10a and has a shape substantially similar to the pressurizing chamber main body 10a, and an extraction electrode drawn from the individual electrode main body 25a. 25b. A connection electrode 26 is formed at a portion of one end of the extraction electrode 25 b that is extracted outside the region facing the pressurizing chamber 10. The connection electrode 26 is a conductive resin containing conductive particles such as silver particles, and is formed with a thickness of about 5 to 200 μm. The connection electrode 26 is electrically joined to an electrode provided in the signal transmission unit.
また、圧電アクチュエータ基板２１の上面には、共通電極用表面電極２８が形成されている。共通電極用表面電極２８と共通電極２４とは、圧電セラミック層２１ｂに配置された、図示しない貫通導体を通じて、電気的に接続されている。 A common electrode surface electrode 28 is formed on the upper surface of the piezoelectric actuator substrate 21. The common electrode surface electrode 28 and the common electrode 24 are electrically connected through a through conductor (not shown) disposed in the piezoelectric ceramic layer 21b.
詳細は後述するが、個別電極２５には、制御部８８から信号伝達部を通じて駆動信号が供給される。駆動信号は、印刷媒体Ｐの搬送速度と同期して一定の周期で供給される。 Although details will be described later, a drive signal is supplied to the individual electrode 25 from the control unit 88 through the signal transmission unit. The drive signal is supplied in a constant cycle in synchronization with the conveyance speed of the print medium P.
共通電極２４は、圧電セラミック層２１ｂと圧電セラミック層２１ａとの間の領域に面方向のほぼ全面にわたって形成されている。すなわち、共通電極２４は、圧電アクチュエータ基板２１に対向する領域内のすべての加圧室１０を覆うように延在している。共通電極２４は、圧電セラミック層２１ｂ上に個別電極２５からなる電極群を避ける位置に形成されている共通電極用表面電極２８に、圧電セラミック層２１ｂを貫通して形成されたビアホールを介して繋がっている。また、共通電極２４は、接地され、グランド電位に保持されている。共通電極用表面電極２８は、複数の個別電極２５と同様に、制御部８８と直接あるいは間接的に接続されている。 The common electrode 24 is formed over substantially the entire surface in the region between the piezoelectric ceramic layer 21b and the piezoelectric ceramic layer 21a. That is, the common electrode 24 extends so as to cover all the pressurizing chambers 10 in the region facing the piezoelectric actuator substrate 21. The common electrode 24 is connected to the common electrode surface electrode 28 formed on the piezoelectric ceramic layer 21b so as to avoid the electrode group composed of the individual electrodes 25 through via holes formed through the piezoelectric ceramic layer 21b. ing. The common electrode 24 is grounded and held at the ground potential. The common electrode surface electrode 28 is directly or indirectly connected to the control unit 88 in the same manner as the plurality of individual electrodes 25.
圧電セラミック層２１ｂの個別電極２５と共通電極２４とに挟まれている部分は、厚さ方向に分極されており、個別電極２５に電圧を印加すると変位する、ユニモルフ構造の変位素子３０となっている。より具体的には、個別電極２５を共通電極２４と異なる電位にして圧電セラミック層２１ｂに対してその分極方向に電界を印加したとき、この電界が印加された部分が、圧電効果により歪む活性部として働く。この構成において、電界と分極とが同方向となるように、制御部８８により個別電極２５を共通電極２４に対して正または負の所定電位にすると、圧電セラミック層２１ｂの電極に挟まれた部分（活性部）が、面方向に収縮する。一方、非活性層の圧電セラミック層２１ａは電界の影響を受けないため、自発的には縮むことがなく活性部の変形を規制しようとする。この結果、圧電セラミック層２１ｂと圧電セラミック層２１ａとの間で分極方向への歪みに差が生じて、圧電セラミック層２１ａは加圧室１０側へ凸となるように変形（ユニモルフ変形）する。 A portion sandwiched between the individual electrode 25 and the common electrode 24 of the piezoelectric ceramic layer 21b is polarized in the thickness direction, and becomes a displacement element 30 having a unimorph structure that is displaced when a voltage is applied to the individual electrode 25. Yes. More specifically, when an electric field is applied in the polarization direction to the piezoelectric ceramic layer 21b by setting the individual electrode 25 to a potential different from that of the common electrode 24, an active portion where the applied electric field is distorted by the piezoelectric effect. Work as. In this configuration, when the control unit 88 sets the individual electrode 25 to a predetermined positive or negative potential with respect to the common electrode 24 so that the electric field and the polarization are in the same direction, the portion sandwiched between the electrodes of the piezoelectric ceramic layer 21b. (Active part) contracts in the surface direction. On the other hand, the piezoelectric ceramic layer 21a, which is an inactive layer, is not affected by an electric field, so that it does not spontaneously shrink and tries to restrict deformation of the active portion. As a result, there is a difference in strain in the polarization direction between the piezoelectric ceramic layer 21b and the piezoelectric ceramic layer 21a, and the piezoelectric ceramic layer 21a is deformed so as to be convex toward the pressurizing chamber 10 (unimorph deformation).
続いて、液体の吐出動作について、説明する。制御部８８からの制御でドライバＩＣな
どを介して、個別電極２５に供給される駆動信号により、変位素子３０が駆動（変位）させられる。本実施形態では、様々な駆動信号で液体を吐出させることができるが、ここでは、いわゆる引き打ち駆動方法について説明する。
Next, the liquid discharge operation will be described. The displacement element 30 is driven (displaced) by a drive signal supplied to the individual electrode 25 through a driver IC or the like under the control of the control unit 88. In the present embodiment, liquid can be ejected by various driving signals. Here, a so-called strike driving method will be described.
あらかじめ個別電極２５を共通電極２４より高い電位（以下、高電位と称す）にしておき、吐出要求がある毎に個別電極２５を共通電極２４と一旦同じ電位（以下、低電位と称す）とし、その後所定のタイミングで再び高電位とする。これにより、個別電極２５が低電位になるタイミングで、圧電セラミック層２１ｂ、２１ａが元の（平らな）形状に戻り（始め）、加圧室１０の容積が初期状態（両電極の電位が異なる状態）と比較して増加する。これにより、加圧室１０内の液体に負圧が与えられる。そうすると、加圧室１０内の液体が固有振動周期で振動し始める。具体的には、最初、加圧室１０の体積が増加し始め、負圧は徐々に小さくなっていく。次いで加圧室１０の体積は最大になり、圧力はほぼゼロとなる。次いで加圧室１０の体積は減少し始め、圧力は高くなっていく。その後、圧力がほぼ最大になるタイミングで、個別電極２５を高電位にする。そうすると最初に加えた振動と、次に加えた振動とが重なり、より大きい圧力が液体に加わる。この圧力がディセンダ内を伝搬し、吐出孔８から液体を吐出させる。 The individual electrode 25 is set to a potential higher than the common electrode 24 (hereinafter referred to as a high potential) in advance, and the individual electrode 25 is once set to the same potential as the common electrode 24 (hereinafter referred to as a low potential) every time there is a discharge request. Thereafter, the potential is set again at a predetermined timing. Thereby, at the timing when the individual electrode 25 becomes low potential, the piezoelectric ceramic layers 21b and 21a return to the original (flat) shape (beginning), and the volume of the pressurizing chamber 10 is in the initial state (the potentials of both electrodes are different). Increase compared to the state). As a result, a negative pressure is applied to the liquid in the pressurizing chamber 10. Then, the liquid in the pressurizing chamber 10 starts to vibrate with the natural vibration period. Specifically, first, the volume of the pressurizing chamber 10 begins to increase, and the negative pressure gradually decreases. Next, the volume of the pressurizing chamber 10 becomes maximum and the pressure becomes almost zero. Next, the volume of the pressurizing chamber 10 begins to decrease, and the pressure increases. Thereafter, the individual electrode 25 is set to a high potential at a timing at which the pressure becomes substantially maximum. Then, the first applied vibration overlaps with the next applied vibration, and a larger pressure is applied to the liquid. This pressure propagates through the descender and discharges the liquid from the discharge hole 8.
つまり、高電位を基準として、一定期間低電位とするパルスの駆動信号を個別電極２５に供給することで、液滴を吐出できる。このパルス幅は、加圧室１０の液体の固有振動周期の半分の時間であるＡＬ（Acoustic Length）とすると、原理的には、液体の吐出速度
および吐出量を最大にできる。加圧室１０の液体の固有振動周期は、液体の物性、加圧室１０の形状の影響が大きいが、それ以外に、圧電アクチュエータ基板２１の物性や、加圧室１０に繋がっている流路の特性からの影響も受ける。
In other words, a droplet can be ejected by supplying a pulse driving signal that is a low potential for a certain period with the high potential as a reference to the individual electrode 25. If this pulse width is AL (Acoustic Length), which is half the time of the natural vibration period of the liquid in the pressurizing chamber 10, in principle, the discharge speed and discharge amount of the liquid can be maximized. The natural vibration period of the liquid in the pressurizing chamber 10 is greatly affected by the physical properties of the liquid and the shape of the pressurizing chamber 10, but besides that, the physical properties of the piezoelectric actuator substrate 21 and the flow path connected to the pressurizing chamber 10 Also affected by the characteristics of.
ここで、さらにフレキシブル基板６０とドライバＩＣ６６について説明する。上述したように、各マニホールド５には、４行の加圧室行１１が繋がっている。各マニホールド５に異なるインクを供給することで、１５０ｄｐｉの解像度で４色の画像を印刷できる。インクには、粘度や表面張力などの特性があり、特性が異なると、同じ駆動信号で吐出させても、吐出量および吐出速度などの吐出特性が異なる。また、吐出させた液体が、一滴化せずに、別々に着弾するといった傾向もインクによって異なることがあるため、同じ駆動信号で吐出させて、印刷精度が高くできるとは限らない。また、すべてのマニホールド５に同じをインクを供給させる場合でも、ヘッド本体２ａに中で加圧室行１１が配置されており位置により、吐出特性が変わることもあるため、ヘッド２ａの短手方向である第２方向によって、異なる駆動信号を使えるようにしておくと好ましい。 Here, the flexible substrate 60 and the driver IC 66 will be further described. As described above, each manifold 5 is connected to four pressurizing chamber rows 11. By supplying different inks to each manifold 5, it is possible to print four color images at a resolution of 150 dpi. Ink has characteristics such as viscosity and surface tension. If the characteristics are different, the ejection characteristics such as ejection amount and ejection speed differ even if ejection is performed with the same drive signal. In addition, since the tendency that the ejected liquid does not form a single droplet and lands separately may differ depending on the ink, it is not always possible to increase the printing accuracy by ejecting with the same drive signal. Even when all the manifolds 5 are supplied with the same ink, since the pressurizing chamber row 11 is arranged in the head main body 2a and the ejection characteristics may vary depending on the position, the short direction of the head 2a. It is preferable that different drive signals can be used depending on the second direction.
ドライバＩＣ６６として、各個別電極２５毎に、異なる駆動信号を供給できるものを準備することもできるが、回路規模が大きくなり、コストが高くなったり、発熱量が多くなったりするので、好ましいとは限らない。そこで、行内においては、同じ駆動信号を使用し、異なる行の幾つかでは異なる駆動信号を使うことが考えられる。これにより、例えば、４つのドライバＩＣ６６を使って、それぞれのドライバＩＣ６６で、１つのマニホールド５に繋がっている加圧室１０を加圧するようにする。そのようにすれば、各マニホールド５に違う物性のインクをいれても、ドライバＩＣ６６毎に、それぞれのインクに対応した駆動信号を生成させることができる。 Although it is possible to prepare a driver IC 66 that can supply different drive signals for each individual electrode 25, it is preferable because the circuit scale increases, the cost increases, and the amount of heat generation increases. Not exclusively. Thus, it is conceivable to use the same drive signal in a row and use different drive signals in some of the different rows. Thus, for example, four driver ICs 66 are used to pressurize the pressurizing chamber 10 connected to one manifold 5 with each driver IC 66. By doing so, even if inks having different physical properties are put in the manifolds 5, drive signals corresponding to the respective inks can be generated for each driver IC 66.
フレキシブル基板６０は、一般的に配線６２、６４は単層で形成されており、配線６２、６４を交差させて配線することはできない。そうすると、特許文献１のような構造、つまりフレキシブル基板を、第２方向に引き出し、フレキシブル基板の配線が第２方向に沿って伸びるような構造では、第２方向に関して異なる位置に配置されている行の個別電極を、異なるドライバＩＣに接続することはできない。 In the flexible substrate 60, the wirings 62 and 64 are generally formed of a single layer, and the wirings 62 and 64 cannot be crossed. Then, in the structure as in Patent Document 1, that is, the structure in which the flexible substrate is pulled out in the second direction and the wiring of the flexible substrate extends along the second direction, the rows arranged at different positions with respect to the second direction. The individual electrodes cannot be connected to different driver ICs.
そこで、本開示では、フレキシブル基板６０が、次のような第１部位６０ａ、第２部位６０ｂ、および第３部位６０ｃを含む構造にする。まず、液体吐出ヘッド２に組み込まれた状態ではなく、フレキシブル基板６０単体の状態を説明する（図８（ａ）参照）。 Therefore, in the present disclosure, the flexible substrate 60 has a structure including the following first part 60a, second part 60b, and third part 60c. First, the state of the flexible substrate 60 alone, not the state incorporated in the liquid ejection head 2, will be described (see FIG. 8A).
１つのフレキシブル基板６０には、２つのドライバＩＣ６６が実装されており、２つを別々に示す場合は、１つをドライバＩＣ６６Ａ、もう一つをドライバＩＣ６６Ｂとする。 Two driver ICs 66 are mounted on one flexible substrate 60. When two driver ICs 66 are separately shown, one is a driver IC 66A and the other is a driver IC 66B.
フレキシブル基板６０には、フレキシブル基板６０に電気的に接続される個別電極２５と同数の配線６２が配置されている。１つの配線６２は、一端が個別電極２５に電気的に接続されており、他端がドライバＩＣ６６に電気的に接続されている。フレキシブル基板６０には、ドライバＩＣ６６と、回路基板５２の内部コネクタ５２ｂとを電気的に接続する配線６４が配置されている。配線６４は、一般的には配線６２よりも本数が少ない。配線６２、６４は、数多く配置されているので、図８（ａ）、（ｃ）では、そのうちの幾つかだけを描いている。配線６２、６４は単層の配線層で形成されており、どの配線も互いに交差していない。 On the flexible substrate 60, the same number of wirings 62 as the individual electrodes 25 electrically connected to the flexible substrate 60 are arranged. One wiring 62 has one end electrically connected to the individual electrode 25 and the other end electrically connected to the driver IC 66. On the flexible substrate 60, wirings 64 for electrically connecting the driver IC 66 and the internal connector 52b of the circuit substrate 52 are disposed. The number of wirings 64 is generally smaller than that of the wirings 62. Since many wirings 62 and 64 are arranged, only some of them are shown in FIGS. 8 (a) and 8 (c). The wirings 62 and 64 are formed of a single wiring layer, and none of the wirings intersect each other.
また、フレキシブル基板６０には、グランド配線（不図示）が配置されている。フレキシブル基板６０には、配線６２、６４以外の配線が配置されていてもよい。また、フレキシブル基板６０の強度や曲げやすさを調整するために、ダミー配線を配置してもよい。 In addition, ground wiring (not shown) is arranged on the flexible substrate 60. Wirings other than the wirings 62 and 64 may be arranged on the flexible substrate 60. Further, in order to adjust the strength and the ease of bending of the flexible substrate 60, a dummy wiring may be arranged.
外部から回路基板５２を介して伝わってきた制御信号は、ドライバＩＣ６６により駆動信号に変換されて、個別電極２５に供給される。ドライバＩＣの動作としては、他に、外部から駆動信号と制御信号を供給されて、制御信号に基づいて、駆動信号をどの個別電極２５に供給するかを選択するようにしてもよい。 A control signal transmitted from the outside via the circuit board 52 is converted into a drive signal by the driver IC 66 and supplied to the individual electrode 25. As another operation of the driver IC, a drive signal and a control signal may be supplied from the outside, and the individual electrode 25 to which the drive signal is supplied may be selected based on the control signal.
第１部位６０ａには、個別電極２５と接続電極２６を介して電気的に接続される配線６２が配置されている。配線６２は、第１部位６０ａでは、第１方向に沿って配置されている。これは、すべての配線６２が、第１方向に向かう直線上に配置されているということではなく、細部においては第１方向と交差する方向に向かうこともあるが、全体としては第１方向に向かっているということである。 A wiring 62 that is electrically connected to the individual electrode 25 via the connection electrode 26 is disposed in the first portion 60a. The wiring 62 is disposed along the first direction in the first part 60a. This is not to say that all the wirings 62 are arranged on a straight line extending in the first direction, and in detail, the wiring 62 may be directed in a direction intersecting the first direction, but as a whole in the first direction. That means you are heading.
第１部位６０ａは、第１方向と交差する方向である第３方向に、第１の第１部位６０ａａと第２の第１部位６０ａｂを含んでいる。第１の第１部位６０ａａは、１つのマニホールド５と繋がっておる４行の加圧室行１１に対応した４行の個別電極行からなる個別電極群２９と電気的に繋がる配線６２が配置されている。第１の第１部位６０ａａに配置されている配線６２は、第３部位６０ｃにおいて、ドライバＩＣ６６Ａに電気的に接続されている。第２の第１部位６０ａｂには、別の個別電極群２９と電気的に繋がる配線６２が配置されている。第２の第１部位６０ａｂに配置されている配線６２は、第３部位６０ｃにおいて、ドライバＩＣ６６Ｂに電気的に接続されている。つまり、第３方向における位置の異なる個別電極群２９は、異なるドライバＩＣに電気的に接続されている。 The first part 60a includes a first first part 60aa and a second first part 60ab in a third direction that is a direction intersecting the first direction. The first first portion 60aa is provided with wiring 62 electrically connected to the individual electrode group 29 including four individual electrode rows corresponding to the four pressurizing chamber rows 11 connected to one manifold 5. ing. The wiring 62 arranged in the first first part 60aa is electrically connected to the driver IC 66A in the third part 60c. A wiring 62 that is electrically connected to another individual electrode group 29 is disposed in the second first portion 60ab. The wiring 62 arranged in the second first part 60ab is electrically connected to the driver IC 66B in the third part 60c. That is, the individual electrode groups 29 having different positions in the third direction are electrically connected to different driver ICs.
第３部位６０ｃには、ドライバＩＣ６６が実装されている。ドライバＩＣ６６は、例えば、フリップチップ実装されている。第３部位６０ｃは、内部コネクタ５２ｂと電気的に接続される部分であり、配線６４が配置されている。第３部位６０ｃは、第１部位６０ａを第１方向に延長した延長線に対して、第３方向にずれて配置されている。 A driver IC 66 is mounted on the third portion 60c. The driver IC 66 is flip-chip mounted, for example. The third portion 60c is a portion that is electrically connected to the internal connector 52b, and the wiring 64 is disposed. The third part 60c is arranged so as to be shifted in the third direction with respect to an extension line obtained by extending the first part 60a in the first direction.
第２部位６０ｂは、第１部位６０ａと第３部位６０ｃとの間に配置されている。第２部位６０ｂには、第１部位６０ａに配置されている配線６２と、第３部位６０ｃに配置されている配線６２とを電気的に繋いでいる配線６２が配置されている。 The second part 60b is disposed between the first part 60a and the third part 60c. In the second part 60b, a wiring 62 that electrically connects the wiring 62 arranged in the first part 60a and the wiring 62 arranged in the third part 60c is arranged.
上述したように、第３部位６０ｃは、第３方向にずれて配置されているため、第２部位６０ｂに配置されている、第１部位６０ａから第３部位６０ｃに向かう配線６２は、第１方向から第３方向に向かって曲がる。本実施形態では、この曲がる角度θ２は、９０度である。 As described above, since the third portion 60c is shifted in the third direction, the wiring 62 that is arranged in the second portion 60b from the first portion 60a to the third portion 60c is the first portion 60c. Turn from the direction toward the third direction. In the present embodiment, the bending angle θ2 is 90 degrees.
図８（ｂ）は、２つのフレキシブル基板６０を、圧電アクチュエータ基板２１に電気的に接続した状態で、液体吐出ヘッド２に組み込まれた状態に配置した斜視図である。図８（ｃ）は、図８（ｂ）のＸＩ方向から見た断面図である。まず、図の手前側に配置されているドライバＩＣ６６Ａ、Ｂが実装されているフレキシブル基板６０について説明する。 FIG. 8B is a perspective view in which two flexible substrates 60 are arranged in a state of being electrically connected to the piezoelectric actuator substrate 21 and incorporated in the liquid ejection head 2. FIG. 8C is a cross-sectional view seen from the XI direction of FIG. First, the flexible substrate 60 on which the driver ICs 66A and B arranged on the front side of the figure are mounted will be described.
第１部位６０ａは、圧電アクチュエータ基板２１の個別電極２５が配置されている面である個別電極面２１−１に沿って配置されている。配線６２は、それぞれ、個別電極２５に電気的に接続されている。グランド配線も個別電極面２１−１に配置されている共通電極用表面電極２８に電気的に接続されている。 The 1st site | part 60a is arrange | positioned along the individual electrode surface 21-1 which is a surface where the individual electrode 25 of the piezoelectric actuator board | substrate 21 is arrange | positioned. Each of the wirings 62 is electrically connected to the individual electrode 25. The ground wiring is also electrically connected to the common electrode surface electrode 28 disposed on the individual electrode surface 21-1.
フレキシブル基板６０は、第１方向に、個別電極群２９がなくなった時点で圧電アクチュエータ基板２１から離れる方向に曲げられる。本実施形態では、個別電極面２１−１に略直交する角度まで曲げられる。なお、図８（ｂ）では、模式的に１カ所で急激に曲がっているように描いているが、実際は徐々に曲げられる。 The flexible substrate 60 is bent in the first direction in a direction away from the piezoelectric actuator substrate 21 when the individual electrode group 29 disappears. In this embodiment, it is bent to an angle substantially orthogonal to the individual electrode surface 21-1. In addition, in FIG.8 (b), although it has drawn so that it may be bent rapidly in one place typically, it is bent gradually.
第１部位６０ａから曲がった部分が第２部位６０ｂである。第２部位６０ｂを第１方向から見ると、第２部位６０ｂには、個別電極面２１−１に沿っている第１辺６０ｂ−１および、放熱板９０ｂに沿っている第２辺６０ｂ−２が配置されている。第２部位６０ｂに配置されている配線６２は、それぞれ、第１辺６０ｂ−１と第２辺６０ｂ−２と繋ぐように配置されている。 A portion bent from the first portion 60a is the second portion 60b. When the second part 60b is viewed from the first direction, the second part 60b includes a first side 60b-1 along the individual electrode surface 21-1 and a second side 60b-2 along the heat sink 90b. Is arranged. The wirings 62 arranged in the second part 60b are arranged so as to be connected to the first side 60b-1 and the second side 60b-2, respectively.
第３部位６０ｃは、第２部位６０ｂから曲がっており、第３部位６０ｃは、放熱板９０ｂに沿って配置されている。図８（ｂ）では、第２部位８０ｂと第３部位６０との間は、模式的に１カ所で急激に曲がっているように描いているが、実際は徐々に曲げられる。 The third part 60c is bent from the second part 60b, and the third part 60c is arranged along the heat sink 90b. In FIG. 8B, the second portion 80b and the third portion 60 are schematically drawn so as to be bent sharply at one place, but in actuality, the second portion 80b and the third portion 60 are gradually bent.
以上のような構成により、第２部位６０ｂおよびその前後において、フレキシブル配線基板６０を曲げて、個別電極面２１−１に沿った第１部位６０ａと、個別電極面２１−１と平行でない放熱板９０ｂに沿った第３部位６０ｃとを設けることができるようになる。このように曲げることにより、フレキシブル配線基板６０には、局所的な力が加わり難くなるので、配線６２、６４の断線や、内部コネクタ５２ｂからの脱落などを起き難くできる。 With the configuration as described above, the flexible wiring board 60 is bent before and after the second portion 60b and the first portion 60a along the individual electrode surface 21-1, and the heat sink not parallel to the individual electrode surface 21-1. It becomes possible to provide the third portion 60c along 90b. By bending in this way, it becomes difficult for a local force to be applied to the flexible wiring board 60, so that it is difficult to cause disconnection of the wirings 62, 64, or disconnection from the internal connector 52 b.
図７に示すように、本実施形態では、個別電極面２１−１に対する、放熱板９０ｂのドライバＩＣ６６が接続している部位の角度θ１は、９０度である。なお、この角度は例えば１５〜１６５度にすることができる。第２部位６０ｂに配置されている、第１部位６０ａから第３部位６０ｃに向かう配線６２が、第１方向から第３方向に向かって曲がる角度θ２とθ１との角度の差を小さくれば、第２部位６０ｂおよびその前後に加わる力を小さくできる。θ２は、θ１±４５度以内にするのが好ましく、さらに、θ１±３０度以内、特にθ１±１５度以内にするのが好ましい。 As shown in FIG. 7, in the present embodiment, the angle θ1 of the portion where the driver IC 66 of the heat sink 90b is connected to the individual electrode surface 21-1 is 90 degrees. In addition, this angle can be made into 15 to 165 degree | times, for example. If the wiring 62 that is arranged in the second part 60b and goes from the first part 60a to the third part 60c bends from the first direction to the third direction, the difference between the angles θ2 and θ1 is small, The force applied to the second portion 60b and the front and rear thereof can be reduced. θ2 is preferably within θ1 ± 45 degrees, more preferably within θ1 ± 30 degrees, and particularly preferably within θ1 ± 15 degrees.
このような構造にすると、筐体９０の面の中で、面積の大きい長手方向に沿った面を放熱板９０ｂとして使うことができるので放熱性を良くできる。 With such a structure, a surface along the longitudinal direction with a large area can be used as the heat radiating plate 90b in the surface of the housing 90, so that heat dissipation can be improved.
また、個別電極面２１−１において、第２方向に位置が異なる個別電極群２９を、別々のドライバＩＣに電気的に繋げることができるので、第２方向に関して、個別電極群２９
毎に異なる駆動波形で駆動させることができるようになる。
Moreover, since the individual electrode group 29 having a different position in the second direction on the individual electrode surface 21-1 can be electrically connected to different driver ICs, the individual electrode group 29 in the second direction
It becomes possible to drive with a different driving waveform for each.
１つの液体吐出ヘッド２に用いるフレキシブル基板６０の個数は、１個でもよいが、２個以上にして、それぞれを異なる放熱板９０ｂに接合させれば、放熱効果を高くできる。フレキシブル基板６０を偶数個用いる場合は、ヘッド本体２ａに対し、１８０度の回転対称になるように配置することで、放熱効果を高くでき、さらに、２つの放熱板９０ｂに伝わる熱の量を概略同じにできるの、好ましい。図８（ｂ）は、２つのフレキシンブル基板６０を用いた実施形態である。 The number of flexible substrates 60 used in one liquid discharge head 2 may be one, but if two or more are used and each is joined to a different heat dissipation plate 90b, the heat dissipation effect can be enhanced. When an even number of flexible substrates 60 are used, the heat radiation effect can be enhanced by arranging them to be 180 degrees rotationally symmetric with respect to the head body 2a, and the amount of heat transmitted to the two heat radiating plates 90b is roughly estimated. It is preferable that it can be the same. FIG. 8B shows an embodiment using two flexible substrates 60.
液体吐出ヘッド２を製造する際には、フレキシブル基板６０は、リザーバ４０の貫通孔４０ｂを通すことができる。そのために、貫通孔４０ｂは、ドライバＩＣ６６が、放熱板９０ｂに沿うような状態で、すなわち、図８（ｂ）のような状態で、挿通可能な形状でにする。より詳細には、ドライバＩＣ６６が、放熱板９０ｂに沿うような状態にしたフレキシブル基板６０の第２部位６０ｂおよび第３部位６０ｃが挿通可能なように、貫通孔４０ｂには、第２部位６０ｂおよび第３部位６０ｃにそれぞれ対応した部分を設ける。図２（ｂ）のリザーバ４０の貫通孔４０ｂは、第２部位６０ｂに対応した直線状の部位と、第３部位６０ｃに対応した直線状の部位とが組み合わさったＬ字形状になっている。貫通孔４０ｂは、３角形状にしてもよい。 When manufacturing the liquid ejection head 2, the flexible substrate 60 can pass through the through hole 40 b of the reservoir 40. For this purpose, the through hole 40b is formed in a shape that allows the driver IC 66 to be inserted in a state along the heat sink 90b, that is, in a state as shown in FIG. 8B. More specifically, in the through hole 40b, the second part 60b and the second part 60b and the third part 60c of the flexible substrate 60 in a state along the heat sink 90b can be inserted. Portions corresponding to the third portions 60c are provided. The through-hole 40b of the reservoir 40 in FIG. 2B has an L shape in which a linear portion corresponding to the second portion 60b and a linear portion corresponding to the third portion 60c are combined. . The through hole 40b may have a triangular shape.
１・・・（カラーインクジェット）プリンタ
２・・・液体吐出ヘッド
２ａ・・・ヘッド本体
４・・・流路部材
４ａ〜ｉ・・・（流路部材の）プレート
４−１・・・吐出孔面
４−２・・・加圧室面
５・・・マニホールド（共通流路）
５ａ・・・開口
６・・・しぼり
８・・・吐出孔
９・・・吐出孔行
１０・・・加圧室
１１・・・加圧室行
１２・・・個別流路
１４・・・個別供給流路
２１・・・圧電アクチュエータ基板
２１ａ・・・圧電セラミック層（振動板）
２１ｂ・・・圧電セラミック層
２１−１・・・個別電極面
２４・・・共通電極
２５・・・個別電極
２５ａ・・・個別電極本体
２５ｂ・・・引出電極
２６・・・接続電極
２７・・・ダミー接続電極
２８・・・共通電極用表面電極
２９・・・個別電極群
３０・・・変位素子（加圧部）
４０・・・リザーバ（支持部材）
４０ａ・・・（リザーバの）液体供給孔
４０ｂ・・・（リザーバの）貫通孔
６６（６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ、６６Ｄ）・・・ドライバＩＣ
６０・・・フレキシブル基板
６０ａ・・・（フレキシブル基板の）第１部位
６０ａａ・・・第１の第１部位
６０ａｂ・・・第２の第１部位
６０ｂ・・・（フレキシブル基板の）第２部位
６０ｂ−１・・・第１辺
６０ｂ−２・・・第２辺
６０ｃ・・・（フレキシブル基板の）第３部位
６０ｄ・・・補強板
６２・・・（フレキシブル基板の）配線
６４・・・（フレキシブル基板の）配線
５０・・・ガイドフレーム
５２・・・回路基板
５２ａ・・・外部コネクタ
５２ｂ・・・内部コネクタ
７０・・・（ヘッド搭載）フレーム
７２・・・ヘッド群
８０Ａ・・・給紙ローラ
８０Ｂ・・・回収ローラ
８２Ａ・・・ガイドローラ
８２Ｂ・・・搬送ローラ
８８・・・制御部
９０・・・筐体
９０ａ・・・筐体本体
９０ｂ・・・筐体側板
Ｐ・・・印刷用紙
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... (Color inkjet) Printer 2 ... Liquid discharge head 2a ... Head main body 4 ... Channel member 4a-i ... (Channel member) plate 4-1 ... Discharge hole Surface 4-2 ... Pressure chamber surface 5 ... Manifold (common flow path)
5a ... Opening 6 ... Squeezing 8 ... Discharge hole 9 ... Discharge hole row 10 ... Pressurizing chamber 11 ... Pressurizing chamber row 12 ... Individual flow path 14 ... Individual Supply flow path 21 ... Piezoelectric actuator substrate 21a ... Piezoelectric ceramic layer (vibrating plate)
21b ... Piezoelectric ceramic layer 21-1 ... Individual electrode surface 24 ... Common electrode 25 ... Individual electrode 25a ... Individual electrode body 25b ... Extraction electrode 26 ... Connection electrode 27 ... -Dummy connection electrode 28 ... Common electrode surface electrode 29 ... Individual electrode group 30 ... Displacement element (pressure part)
40: Reservoir (support member)
40a (reservoir) liquid supply hole 40b (reservoir) through-hole 66 (66A, 66B, 66C, 66D) driver IC
60 ... flexible substrate 60a ... (first portion of flexible substrate) 60aa ... first first portion 60ab ... second first portion 60b ... (second portion of flexible substrate) 60b-1 ... 1st side 60b-2 ... 2nd side 60c ... 3rd site | part (of a flexible substrate) 60d ... Reinforcement plate 62 ... (of a flexible substrate) 64 ... Wiring (of flexible substrate) 50 ... guide frame 52 ... circuit board 52a ... external connector 52b ... internal connector 70 ... (head mounted) frame 72 ... head group 80A ... supply Paper roller 80B ... Recovery roller 82A ... Guide roller 82B ... Conveying roller 88 ... Control unit 90 ... Case 90a ... Case main body 90b ... Case side plate P ... Printing paper
Claims (7)
前記筐体は、前記ヘッド本体の少なくとも一部を覆っているとともに、前記フレキシブル基板および前記ドライバＩＣを内部に収容しており、
ヘッド本体の一つの面には、液体を吐出させる信号がそれぞれ供給される複数の個別電極が配置されており、
前記フレキシブル基板は、一方の端が前記個別電極に電気的に接続されており、他方の端が、前記ドライバＩＣに電気的に接続されている複数の配線を含んでおり、
前記フレキシブル基板は、複数の前記個別電極と電気的に接続されている第１部位と、前記ドライバＩＣが実装されている第３部位と、前記第１部位と前記第３部位との間に配置されている第２部位とを含んでおり、
前記第１部位は、前記ヘッド本体の前記面に沿って配置されており、前記第１部位に配置されている複数の前記配線は、第１方向に沿って伸びており、
前記筐体は、前記第１方向に沿っているとともに、前記ヘッド本体の前記面と平行でない放熱板を含んでおり、
前記第３部位は、前記放熱板に沿って配置されており、前記ドライバＩＣは、前記放熱板に接続しており、
前記フレキシブル基板全体を平面に沿って伸ばしたときに、前記第３部位は、前記第１部位を前記第１方向に延長した延長線に対して、前記第１方向と直交する方向である第３方向に位置しており、前記第２部位に配置されている、前記第１部位から前記第３部位に向かっている複数の前記配線は、前記第１方向から前記第３方向に向かって方向を変えていることを特徴とする液体吐出ヘッド。 A head main body for discharging liquid, a housing, one or more driver ICs for driving the head main body, and one or more ones mounted with the driver IC and electrically connected to the head main body A flexible substrate,
The housing covers at least a part of the head main body, and houses the flexible substrate and the driver IC therein,
On one surface of the head body, a plurality of individual electrodes to which signals for discharging liquid are supplied are arranged.
The flexible substrate includes a plurality of wirings having one end electrically connected to the individual electrode and the other end electrically connected to the driver IC,
The flexible substrate is disposed between a first part electrically connected to the plurality of individual electrodes, a third part on which the driver IC is mounted, and the first part and the third part. And a second part that is
The first part is arranged along the surface of the head body, and the plurality of wirings arranged in the first part extend along a first direction,
The housing includes a heat radiating plate along the first direction and not parallel to the surface of the head body,
The third part is disposed along the heat sink, and the driver IC is connected to the heat sink,
When the entire flexible substrate is extended along a plane, the third part is a direction orthogonal to the first direction with respect to an extension line extending the first part in the first direction. The plurality of wirings that are located in the direction and are arranged in the second part and that are directed from the first part to the third part have a direction from the first direction toward the third direction. A liquid discharge head characterized by being changed.
前記筐体は、前記ヘッド本体の少なくとも一部を覆っているとともに、前記フレキシブル基板および前記ドライバＩＣを内部に収容しており、
ヘッド本体の一つの面には、液体を吐出させる信号がそれぞれ供給される複数の個別電極が配置されており、
前記フレキシブル基板は、一方の端が前記個別電極に電気的に接続されており、他方の端が、前記ドライバＩＣに電気的に接続されている複数の配線を含んでおり、
前記フレキシブル基板は、第１部位、第２部位および第３部位を含んでおり、
前記第１部位は、前記ヘッド本体の前記面に沿って配置されており、前記第１部位に配置されている複数の前記配線は、第１方向に沿って伸びており、
前記筐体は、前記第１方向に沿っているとともに、前記ヘッド本体の前記面と平行でない放熱板を含んでおり、
前記第３部位は、前記放熱板に沿って配置されており、前記ドライバＩＣは、前記放熱板に接続しており、
前記第２部位は、前記第１部位と前記第３部位とを繋いでおり、前記第１方向にから見たとき、前記第２部位には、前記ヘッド本体の前記面に沿って配置されている第１辺と、
前記放熱板に沿って配置されている第２辺とを有しており、前記第２部位に配置されている前記配線は、前記第１辺と前記第２辺とを繋ぐように配置されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。 A head main body for discharging liquid, a housing, one or more driver ICs for driving the head main body, and one or more ones mounted with the driver IC and electrically connected to the head main body A flexible substrate,
The housing covers at least a part of the head main body, and houses the flexible substrate and the driver IC therein,
On one surface of the head body, a plurality of individual electrodes to which signals for discharging liquid are supplied are arranged.
The flexible substrate includes a plurality of wirings having one end electrically connected to the individual electrode and the other end electrically connected to the driver IC,
The flexible substrate includes a first part, a second part, and a third part,
The first part is arranged along the surface of the head body, and the plurality of wirings arranged in the first part extend along a first direction,
The housing includes a heat radiating plate along the first direction and not parallel to the surface of the head body,
The third part is disposed along the heat sink, and the driver IC is connected to the heat sink,
The second part connects the first part and the third part, and when viewed from the first direction, the second part is disposed along the surface of the head body. The first side,
And the second side arranged along the heat sink, and the wiring arranged in the second part is arranged to connect the first side and the second side. A liquid discharge head.
前記ヘッド本体の前記面に配置されている、複数の前記個別電極は、前記第１方向と交差する方向である第２方向に複数の群に分かれて配置されており、異なる前記群に属する前記個別電極は、異なる前記ドライバＩＣに電気的に接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。 A plurality of the driver ICs are mounted on one flexible substrate,
The plurality of individual electrodes arranged on the surface of the head main body are arranged in a plurality of groups in a second direction which is a direction intersecting the first direction, and belong to the different groups The liquid discharge head according to claim 1, wherein the individual electrodes are electrically connected to the different driver ICs.
前記支持部材は、前記ヘッド本体に、前記ヘッド本体の前記面を囲むように接合されており、
前記支持部材は、貫通孔を有しており、該貫通孔は、前記筐体の内部と繋がっており、
前記フレキシブル基板は、前記貫通孔を通っており、
前記貫通孔は、前記ドライバＩＣが、前記放熱板に沿うように配置された状態で挿通可能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。 Further including a support member,
The support member is joined to the head body so as to surround the surface of the head body,
The support member has a through hole, and the through hole is connected to the inside of the housing.
The flexible substrate passes through the through hole,
The liquid ejection head according to claim 1, wherein the through-hole can be inserted in a state where the driver IC is disposed along the heat dissipation plate.
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