JP6990877B2 - Inkjet head and inkjet device using it and ink application method - Google Patents
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Description
本発明は、インクジェットヘッドとそれを用いたインクジェット装置とインク塗布方法に関する。 The present invention relates to an inkjet head, an inkjet device using the inkjet head, and an ink coating method.
ドロップオンデマンド型のインクジェットヘッドは、入力信号に応じて必要なときに必要な量のインクを塗布することができるインクジェットヘッドとして知られている。特に圧電(圧電素子)方式のドロップオンデマンド型のインクジェットヘッドは、一般的に、インク供給流路と、インク供給流路に接続されノズルを有する複数の圧力室と、圧力室内に充填されたインクに圧力を加える圧電素子を有する。 The drop-on-demand type inkjet head is known as an inkjet head capable of applying a required amount of ink at a required time according to an input signal. In particular, a piezoelectric (piezoelectric element) type drop-on-demand inkjet head generally has an ink supply flow path, a plurality of pressure chambers connected to the ink supply flow path and having a nozzle, and ink filled in the pressure chamber. Has a piezoelectric element that applies pressure to the ink jet.
図1(a)と図1(b)とに一般的なインクジェットヘッドの断面構造を示す。 1 (a) and 1 (b) show a general cross-sectional structure of an inkjet head.
インクジェットヘッドは、液滴を吐出する複数のノズル100と、ノズルに連通する圧力室110と、異なるノズルに対応する圧力室を隔てる隔壁111と、圧力室の一部をなすダイアフラム112と、ダイアフラム112を振動させる圧電素子130と、隔壁111を支える圧電部材140と、圧電素子130に電圧を印加する共通電極(図示せず)と、を有する。他に図示しないが、液体の導入口を有する。
The inkjet head includes a plurality of
圧電素子130と隔壁111を支える圧電部材140とは、一つの圧電部材からダイシングによって分離されている。インクジェットヘッドが有するノズル100は、直径が10μm~50μmで、100μm~500μmの間隔で100穴~300穴並んでいる。
The
このように構成されたインクジェットヘッドは、次のように動作する。圧電素子130の裏側の共通電極(図示せず)と、圧電素子130の間に電圧を印加すると、圧電素子130が図1(a)の状態から図1(b)の状態に変形する。図1(b)の一番右側の圧電素子130が変形する(圧電素子130の下部が変形)と、圧力室110の容積が小さくなり、液体に圧力を加えることができる。その圧力で、圧力室110の中に存在するインクが液滴150として外部へ吐出される。
The inkjet head configured in this way operates as follows. When a voltage is applied between the common electrode (not shown) on the back side of the
また、インクを循環する種類のインクジェットヘッドにおいては、インクジェットヘッドに、図示しない液体注入口と排出口とがあり、インクを循環しながらインクを吐出する。インクを循環させることの効果を以下で説明する。 Further, in the type of inkjet head that circulates ink, the inkjet head has a liquid injection port and an discharge port (not shown), and ejects ink while circulating ink. The effect of circulating ink will be described below.
ノズル近傍のインクは常に大気に触れている状態にある。その接触面積は非常に微小であるため、インクの溶媒の蒸発も無視できない状態にある。インクの溶媒が蒸発することで、インクの固形分濃度が上がり、その結果インクの粘度が上昇し、正常なインクの吐出が困難に成り得る。ここで、インクをノズル近傍まで循環させることにより、粘度が上昇したインクを常に入れ替えることができるため、ノズル近傍の吐出されるインクは、常に正常なインク粘度に保たれる。これにより、ノズル詰まりを抑制し、正常な吐出を定常的に行うことが可能となる。 The ink near the nozzle is always in contact with the atmosphere. Since the contact area is very small, evaporation of the ink solvent cannot be ignored. Evaporation of the ink solvent increases the solid content concentration of the ink, resulting in an increase in the viscosity of the ink, which can make normal ink ejection difficult. Here, by circulating the ink to the vicinity of the nozzle, the ink whose viscosity has increased can always be replaced, so that the ink ejected in the vicinity of the nozzle is always maintained at a normal ink viscosity. As a result, it becomes possible to suppress nozzle clogging and to perform normal ejection on a steady basis.
インクジェットヘッドの構造としては、薄膜の圧電素子を用いた構造でもよい。図2(a)、図2(b)は、薄膜型インクジェットヘッドの構造を示す図である。図2(a)に液体を吐出するためのノズル200、ノズルに連通する圧力室210、圧力室に液体を供給する共通圧力室230が繋がっている。圧力室の一部を成すダイアフラム212の上部に薄膜圧電素子220が構成されている。このように構成されたインクジェットヘッドは次のように動作する。薄膜圧電素子220に電圧を印加すると、薄膜圧電素子220が図2(a)の状態から図2(b)の状態に変形する。薄膜圧電素子220が変形すると、圧力室210の容積が小さくなり液体に圧力を伝達することができる。その圧力で液滴150を吐出させている。
The structure of the inkjet head may be a structure using a thin-film piezoelectric element. 2 (a) and 2 (b) are views showing the structure of a thin-film inkjet head. FIG. 2A is connected to a
かかる流路構造を持つインクジェットヘッドは、1つの圧電素子を駆動してノズルからインクを吐出させると、この吐出時のインクの流れが共通流路を介して同じ流路に連通する他のノズルに影響を与え、吐出が不安定になるクロストークという現象が生じる。 When an inkjet head having such a flow path structure drives one piezoelectric element to eject ink from a nozzle, the flow of ink at the time of ejection is transmitted to another nozzle that communicates with the same flow path through a common flow path. A phenomenon called crosstalk occurs, which affects the discharge and makes the discharge unstable.
図3に、特許文献1に記載のインクジェットヘッドの断面図を示す。クロストークの問題に対し、特許文献1には、液滴を吐出する複数のノズル500と、複数のノズル500に対応して設けられた複数の圧力室501と、圧力室内の液体に吐出力を与える複数のエネルギー発生素子502と、を複数備えるインクジェットヘッドにおいて、複数の圧力室501に液体を供給する共通流路503と、各々の圧力室501と共通流路503との間をつなぐ個別の流路部分に設けられた絞り部504と設ける構成が開示されている。
FIG. 3 shows a cross-sectional view of the inkjet head described in
圧力室501で発生した圧力波は絞り部504を通過する際に、減衰して他のノズルの圧力室501には伝達しにくくなり、クロストークを緩和させることができる。
When the pressure wave generated in the
しかし、特許文献1に示したインクジェットヘッドでは、絞り部504での流路抵抗がノズル500の流路抵抗と比べて大きくなり、エネルギー発生素子502の振動で発生した圧力がノズル500へ多く伝達する。
However, in the inkjet head shown in
その結果、ノズル500から吐出される液滴体積が大きくなりすぎて、所望の液滴体積を維持できなくなる場合がある。
As a result, the volume of the droplets ejected from the
特に液滴体積1ピコリットル程度の極小液滴を吐出させることができるインクジェットヘッドにおいては、ノズル500の直径が10μm程度になり、加工精度を保ってこれ以上小さな孔を加工することも困難である。
In particular, in an inkjet head capable of ejecting extremely small droplets having a droplet volume of about 1 picolitre, the diameter of the
よって、本願の課題は、複数のノズルの間で発生する流体クロストークによる吐出異常の緩和と所望の吐出液滴体積の維持を両立させることが可能なインクジェットヘッドとそれを用いたインクジェット装置とデバイスの製造方法とを提供することである。 Therefore, the subject of the present application is an inkjet head capable of alleviating ejection abnormalities due to fluid crosstalk generated between a plurality of nozzles and maintaining a desired ejection droplet volume, and an inkjet device and device using the same. Is to provide a manufacturing method and.
上記の課題を解決するために、液滴を吐出するノズルと、上記ノズルと繋がる第1圧力室と、上記第1圧力室と繋がる供給側第2圧力室と排出側第2圧力室と、上記供給側第2圧力室と繋がる上記供給側第3圧力室と、上記排出側第2圧力室と繋がる上記排出側第3圧力室と、上記第1圧力室内の液体に吐出力を与えるエネルギー発生素子と、上記第1圧力室と上記供給側第2圧力室間の供給側第1絞り部と、上記第1圧力室と上記排出側第2圧力室間の排出側第1絞り部と、上記供給側第2圧力室と上記供給側第3圧力室間の供給側第2絞り部と、上記排出側第2圧力室と上記排出側第3圧力室間の排出側第2絞り部と、を含む複数の吐出ユニットと、上記複数の吐出ユニットのそれぞれの上記供給側第3圧力室間を繋ぐ供給側共通流路と、上記複数の吐出ユニットのそれぞれの上記排出側第3圧力室間を繋ぐ排出側共通流路と、を備えたインクジェットヘッドを用いる。 In order to solve the above problems, a nozzle for ejecting droplets, a first pressure chamber connected to the nozzle, a supply-side second pressure chamber and a discharge-side second pressure chamber connected to the first pressure chamber, and the above. An energy generating element that gives a discharge force to the liquid in the supply-side third pressure chamber connected to the supply-side second pressure chamber, the discharge-side third pressure chamber connected to the discharge-side second pressure chamber, and the first pressure chamber. The supply-side first throttle portion between the first pressure chamber and the supply-side second pressure chamber, the discharge-side first throttle portion between the first pressure chamber and the discharge-side second pressure chamber, and the supply. Includes a supply-side second throttle between the side second pressure chamber and the supply-side third pressure chamber, and a discharge-side second throttle between the discharge-side second pressure chamber and the discharge-side third pressure chamber. Discharge connecting a plurality of discharge units, a common flow path on the supply side connecting the third pressure chambers on the supply side of each of the plurality of discharge units, and a third pressure chamber on the discharge side of each of the plurality of discharge units. An inkjet head provided with a side common flow path is used.
また、複数の吐出ユニットを含むインクジェットヘッドであって、上記複数の吐出ユニットは、それぞれ、液滴を吐出する単一のノズルと、上記ノズルと繋がる第1圧力室と、上記第1圧力室と繋がる供給側第2圧力室と排出側第2圧力室と、上記供給側第2圧力室と繋がる供給側第3圧力室と、上記第1圧力室内の液体に吐出力を与えるエネルギー発生素子と、上記第1圧力室と上記供給側第2圧力室間の供給側第1絞り部と、上記第1圧力室と上記排出側第2圧力室間の排出側第1絞り部と、上記供給側第2圧力室と上記供給側第3圧力室間の供給側第2絞り部と、を含み、上記複数の吐出ユニットのそれぞれの上記供給側第3圧力室間を繋ぐ供給側共通流路と、上記複数の吐出ユニットのそれぞれの上記排出側第2圧力室間を繋ぐ排出側共通流路と、を備えたインクジェットヘッドを用いる。 Further, the inkjet head includes a plurality of ejection units, and the plurality of ejection units have a single nozzle for ejecting droplets, a first pressure chamber connected to the nozzles, and the first pressure chamber, respectively. An energy generating element that gives a discharge force to the liquid in the second pressure chamber on the supply side and the second pressure chamber on the discharge side, the third pressure chamber on the supply side connected to the second pressure chamber on the supply side, and the liquid in the first pressure chamber. The supply-side first throttle portion between the first pressure chamber and the supply -side second pressure chamber, the discharge-side first throttle portion between the first pressure chamber and the discharge-side second pressure chamber, and the supply. A common flow path on the supply side that includes a second throttle portion on the supply side between the second pressure chamber on the side and the third pressure chamber on the supply side and connects between the third pressure chambers on the supply side of each of the plurality of discharge units. An inkjet head provided with a common flow path on the discharge side connecting the second pressure chambers on the discharge side of each of the plurality of discharge units is used.
さらに、上記インクジェットヘッドと、上記エネルギー発生素子に印加する駆動電圧信号を生成し、上記インクジェットヘッドの吐出動作を制御する駆動制御手段と、上記インクジェットヘッドと被描画媒体とを相対移動させる搬送手段と、を備えたインクジェット装置を用いる。 Further, the inkjet head, a drive control means for generating a drive voltage signal applied to the energy generating element and controlling the ejection operation of the inkjet head, and a transport means for relatively moving the inkjet head and the object to be drawn. Use an inkjet device equipped with.
本発明のインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置によれば、複数のノズル間で相互的に発生するところの流体クロストークを緩和できる。さらに、所望の微小液滴体積を維持させることが可能となり、高精度の液滴吐出を実現できる。結果、印字品質の高品質化が図れる。 According to the inkjet head and the inkjet recording device of the present invention, fluid crosstalk that occurs mutually between a plurality of nozzles can be alleviated. Further, it is possible to maintain a desired minute droplet volume, and it is possible to realize highly accurate droplet ejection. As a result, the print quality can be improved.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
<インクジェットヘッドの構成>
図4(a)は、実施の形態1に係るインクジェットヘッドの構成を模式的に示した断面図である。図4(b)は、図4(a)のXY断面の断面図である。図4(c)は、インクジェットヘッド全体の平面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
<Inkjet head configuration>
FIG. 4A is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the inkjet head according to the first embodiment. 4 (b) is a cross-sectional view taken along the line XY of FIG. 4 (a). FIG. 4C is a plan view of the entire inkjet head.
ここでは、インクの液滴を吐出するインクジェットヘッド10を例に説明するが、本実施の形態は、吐出に用いる液体は、インクに限られない。
Here, the
インクジェットヘッド10は、インク吐出口となるノズル12と、ノズル12に連通する第1圧力室14を有する。第1圧力室14は、アクチュエータ30、つまり、エネルギー発生素子を有する。
The
第1圧力室14へのインクの供給側流路として、以下の構成要素がある。第1圧力室14に液体を出入りさせる供給側第1絞り部20aを介して、連通する供給側第2圧力室15aがある。さらに、供給側第2圧力室15aに、供給側第2絞り部22aを介して連通する供給側第3圧力室16aがある。
The ink supply-side flow path to the
第1圧力室14からインクの排出側流路として、以下の構成要素がある。第1圧力室14に液体を出入りさせる排出側第1絞り部20bを介して、連通する排出側第2圧力室15bがある。さらに、排出側第2圧力室15bに、排出側第2絞り部22bを介して連通する排出側第3圧力室16bがある。
The ink discharge side flow path from the
第1圧力室14を中心に、供給側流路と排出側流路とが対向して設けるのが好ましい。また、これらの第1圧力室14、供給側流路、排出側流路は、直線状に配列され、インクジェットヘッド10の下面に平行に配置されるのが好ましい。
It is preferable to provide the supply side flow path and the discharge side flow path so as to face each other with the
第1圧力室14とインクの排出側流路と供給側流路とを合わせて、1つの吐出ユニット11である。インクジェットヘッド10は、複数の吐出ユニット11が、並行して配置されている。また、複数の吐出ユニット11の供給側第3圧力室16aを連通する供給側共通流路51aがある。さらに、複数の吐出ユニット11の排出側第3圧力室16bを連通する排出側共通流路51bがある。
The
ノズル12は、インクを吐出するための貫通孔であり、その直径は5~30μm程度である。その加工方法は、レーザー加工やエッチングまたはパンチングなどの方法である。
The
第1圧力室14は、アクチュエータ30の振動で生成した圧力を適切に溜め込む働きを有する。第1圧力室14の容積や供給側第1絞り部20a、排出側第1絞り部20bの流路抵抗によって溜め込む圧力が変わる。このため、吐出させたい液滴の体積や速度に応じて、第1圧力室14の容積などを最適化する必要がある。
The
供給側第2圧力室15a、排出側第2圧力室15b、供給側第3圧力室16a、排出側第3圧力室16b及び供給側共通流路51a、排出側供給通路52は、インクの通り道となる。
The supply side
これらの圧力室や流路はそれぞれエッチングなどにより加工された金属板の熱拡散接合や、シリコン材のエッチングなどにより作製される。 These pressure chambers and flow paths are each produced by heat diffusion bonding of a metal plate processed by etching or the like, etching of a silicon material, or the like.
<供給側ダンパー25a、排出側ダンパー25b>
以下の記載は、供給側流路、排出側流路の少なくとも1方にあればよい。両方にあるのが好ましい。
<
The following description may be given on at least one of the supply side flow path and the discharge side flow path. It is preferable to have both.
また、供給側第2絞り部22a、排出側第2絞り部22b、もしくは、供給側第2圧力室15a、排出側第2圧力室15bを形成する壁のうち少なくとも一つは弾性が大きな板から形成されている。
Further, at least one of the walls forming the supply side
それは、供給側第2圧力室15a、排出側第2圧力室15b内に存在する振動波を吸収する供給側ダンパー25a、排出側ダンパー25bである。
These are a supply-side
供給側ダンパー25a、排出側ダンパー25bは、板厚が薄い金属板であってもよいし、樹脂フィルムであってもよく材質に限定されない。Z方向に垂直方向に設けられている。第1圧力室14内に配置される供給側ダンパー25a、排出側ダンパー25bは、剛性の高い板26(振動防止板)で保持される。このため振動波のダンピング効果はなく、インクの吐出に必要な振動波が減衰することはない。
The supply-
なお、供給側ダンパー25aと排出側ダンパー25bは、第1圧力室14には、不要であるが、供給側共通流路51a,排出側共通流路51bなどをエッチングで形成するための都合のために配置されている。
The
一方、供給側第2圧力室15a、排出側第2圧力室15b及び供給側第3圧力室16a、排出側第3圧力室16bに配置される供給側ダンパー25a、排出側ダンパー25bは、剛性の高い板26(振動防止板)では保持されていず、中空状態で端部が保持されるのみである。供給側ダンパー25a、排出側ダンパー25bは、中空状態になっており、供給側第2圧力室15a、排出側第2圧力室15b及び供給側第3圧力室16a、排出側第3圧力室16bに存在する振動波は、ダンピング効果により減衰され、隣接するノズル12との相互作用で発生する流体クロストークが緩和される。
On the other hand, the supply-
<供給側第1絞り部20a、排出側第1絞り部20b、供給側第2絞り部22a、排出側第2絞り部22bのZ方向の位置>
供給側第1絞り部20a、排出側第1絞り部20bと供給側第2絞り部22a、排出側第2絞り部22bのZ方向の位置が異なることにより、アクチュエータ30の振動で生成した振動波が、供給側第1絞り部20a、排出側第1絞り部20bを通って供給側第2圧力室15a、排出側第2圧力室15bに達して、その後、供給側第2絞り部22a、排出側第2絞り部22bを通過する。
<Positions of the supply side
Vibration waves generated by the vibration of the
結果、振動波の進行方向は、供給側ダンパー25a、排出側ダンパー25bの面に直行する成分が多くなる。
As a result, the traveling direction of the vibration wave has many components orthogonal to the surfaces of the
なお、Z方向の位置が異なるとは、供給側第1絞り部20aと供給側第2絞り部22a、とを結ぶ直線、排出側第1絞り部20bと排出側第2絞り部22bとを結ぶ直線(図4(a)の点線矢印)のそれぞれが、ノズル12からの液滴の吐出方向に垂直な面(図4(a)でのダンパー25の面)と平行でないことを意味する。または、それぞれが、インクの流れ方向と平行でないことを意味する。
The fact that the positions in the Z direction are different means that a straight line connecting the supply side
なお、吐出方向は、Z方向と平行である。この方向は、図4(a)では、ノズル12の存在する下面に垂直方向でもある。この場合、供給側第1絞り部20aは、供給側第2絞り部22aより、供給側ダンパー25aからの距離が離れている。
The discharge direction is parallel to the Z direction. In FIG. 4A, this direction is also perpendicular to the lower surface where the
振動波の進行方向と供給側ダンパー25a、排出側ダンパー25bの面に平行方向との関係を流体解析した。その結果、振動波の進行方向が、供給側ダンパー25a、排出側ダンパー25bの面に対して直行する方向なら、振動波の減衰効果が大きいことがわかった。
A fluid analysis was performed on the relationship between the traveling direction of the vibration wave and the direction parallel to the surfaces of the
そのため、実施の形態での構造ではダンピング効果が大きくなる。供給側ダンパー25a、排出側ダンパー25bは、吐出方向のインクの流れに対して、ダンパー効果を一番発揮するように配置されている。
Therefore, the damping effect is large in the structure of the embodiment. The
<供給側第2絞り部22aと供給側第1絞り部20aの流路抵抗>
供給側第2絞り部22aの流路抵抗は、供給側第1絞り部20aの流路抵抗より、大きい。供給側第2絞り部22aにより、他の吐出ユニット11への影響を防止している。
<Flower resistance of the
The flow path resistance of the supply-side
同様に排出側第2絞り部22bの流路抵抗は、排出側第1絞り部20bの流路抵抗より、大きい。
Similarly, the flow path resistance of the discharge side
<全体構成>
図4(a)では1つの吐出ユニット11のみ、すなわち、1つのノズル12の周辺のみ分を示したが、インクジェットヘッド10には、複数の吐出ユニット11が設けられている。例えば、図4(a)においては、Y方向に複数の吐出ユニット11が配列している。
<Overall configuration>
Although FIG. 4A shows only one
図4(c)では、明示していないが、供給側共通流路51a、排出側共通流路51bには、複数の吐出ユニット11が、並行して接続されている。
Although not explicitly shown in FIG. 4 (c), a plurality of
なお、供給側共通流路51a、排出側共通流路51bは、図示せぬインクリザーバにつながっており、インクリザーバはさらにインク供給源となるインクタンク(不図示)に接続されている。インクリザーバからインク供給口53を介して、供給側共通流路51aに、インクが供給されて、Y方向に配列される複数の排出側共通流路51bに流れ込んだインクがインク排出口54から排出される。
The supply-side
インクリザーバは、供給側共通流路51a、排出側共通流路51bと、インクタンクとの間に存在する第2のインクタンクである。第2のインクタンクに加圧や減圧をすることでノズル12にかかる圧力を制御し、適切な状態でインクの吐出をさせる。
The ink reservoir is a second ink tank existing between the supply side
供給側第1絞り部20a、排出側第1絞り部20b、供給側第2絞り部22a、排出側第2絞り部22bは、第1圧力室14、供給側第2圧力室15a、排出側第2圧力室15b、供給側第3圧力室16a、排出側第3圧力室16bと比べて、流路断面積が十分に小さく、絞り部として機能する。
The supply side
供給側第3圧力室16aとつながるインク供給タンクと、排出側第3圧力室16bとつながるインク回収タンクとの間には、圧力差が設けられ、インクが流動している。このようなインク循環系を採用することにより、それぞれの第1圧力室14に対して、常にフレッシュなインクを供給でき、ノズル12の近傍の大気に接する箇所のインクの増粘を防止できる。これにより、長時間の安定した吐出が可能である。
A pressure difference is provided between the ink supply tank connected to the
<アクチュエータ30>
本例のアクチュエータ30としては、圧電素子が用いられている。圧電素子は下部電極と上部電極の間に圧電体を介在させた構造を有しており、複数層が積層されている。下部電極は複数のアクチュエータ30に対して共通の電極(共通電極)となっており、上部電極は各々のアクチュエータ30に個別の個別電極となっている。
<
A piezoelectric element is used as the
アクチュエータ30の電極間に駆動電圧が印加されることにより、アクチュエータ30が変位して第1圧力室14の容積が変化する。この容積変化によってノズル12からインクが吐出される。
When the drive voltage is applied between the electrodes of the
なお、ここでは、d33モードの圧電式のアクチュエータ30を例示しているが、エネルギー発生素子としては、これに限らず、d31モードやせん断モードを利用する圧電アクチュエータ、静電アクチュータ、発熱素子など、様々な態様が可能である。採用される吐出方式に対応した相応のエネルギー発生素子が用いられる。
Although the
なお、図4(a)のような流路構造は、シリコン(Si)をエッチングして流路部となる溝や孔等を形成したり、エッチングされた各金属板の熱拡散接合などによって作製可能である。
<実施例と比較例の評価>
以下の実施例と比較例において、複数の吐出要素間で相互的に発生する流体クロストークの吐出特性への影響を評価した。評価方法は次の通りである。インクジェットヘッド10に備えているノズル12を全て吐出させる場合に、1ノズルだけに、アクチュエータ30に印加する駆動波形の印加タイミングを1マイクロ秒ずつずらしていき、駆動波形の印加タイミングをずらしたノズル12から吐出される液滴の吐出速度を評価した。
The flow path structure as shown in FIG. 4A is formed by etching silicon (Si) to form grooves, holes, etc. that serve as a flow path, or by heat diffusion bonding of each etched metal plate. It is possible.
<Evaluation of Examples and Comparative Examples>
In the following examples and comparative examples, the influence of fluid crosstalk generated mutually between a plurality of discharge elements on the discharge characteristics was evaluated. The evaluation method is as follows. When all the
駆動波形の印加タイミングと同期させてストロボ発光させて、液滴を照射し、それをカメラで観察して液滴の観察を行った。また、ストロボ発光のタイミングを遅延させることで、2点間の液滴を観察し、液滴の吐出速度の評価を行った。 The strobe light was emitted in synchronization with the application timing of the drive waveform, the droplet was irradiated, and the droplet was observed by observing it with a camera. In addition, by delaying the timing of strobe emission, a droplet between two points was observed, and the ejection speed of the droplet was evaluated.
評価に使用したインクは、粘度8mPa・s、表面張力33mN/mのインクである。粘度は、粘度計AR-G2(TA Insruments)を使用して測定した。表面張力は、表面張力計DSA100(KRUSS製)を使用して測定した。 The ink used for the evaluation is an ink having a viscosity of 8 mPa · s and a surface tension of 33 mN / m. Viscosity was measured using a viscometer AR-G2 (TA Instruments). The surface tension was measured using a surface tension meter DSA100 (manufactured by KRUSS).
実施例、比較例の条件と評価結果を表1に示す。なお、速度変動の合格基準は、4pLを出すインクジェットヘッド10では、2.5m/s以下、1pLを出すインクジェットヘッド10では6.1m/s以下である。これは、以下考察で説明するデイスプレイパネルへ塗布する場合に必要であるためである。
Table 1 shows the conditions and evaluation results of Examples and Comparative Examples. The acceptance criteria for speed fluctuation is 2.5 m / s or less for the
表1の速度変動は、最大値と最小値の差の内の最大の値である。 The velocity fluctuation in Table 1 is the maximum value among the differences between the maximum value and the minimum value.
(実施例1)
実施例1のインクジェットヘッドの構造は、図4(a)で示したヘッド構造と同じである。図5に、実施例1のインクジェットヘッドの上記評価の結果を示す。図5で、横軸は、液滴の吐出タイミングの遅延時間(マイクロ秒)、縦軸には液滴の吐出速度を示しており、1インクジェットヘッド10内の3ノズル分の評価結果である。吐出タイミングの遅延時間とは、各々のアクチュエータ30に印加する駆動波形の印加開始時刻の遅延時間を意味する。
(Example 1)
The structure of the inkjet head of Example 1 is the same as the head structure shown in FIG. 4 (a). FIG. 5 shows the result of the above evaluation of the inkjet head of Example 1. In FIG. 5, the horizontal axis represents the delay time (microseconds) of the droplet ejection timing, and the vertical axis represents the droplet ejection speed, which are evaluation results for three nozzles in one
CH75、CH150、CH1はノズル12の番号を示している。本実施例では、一つのノズル列中に150個あるノズル12のうち、代表的な3ノズル(75番、150番、1番)を用いてデータを取得した。CH150およびCH1は両端のノズル12であり、CH75は中央に位置するノズル12である。
CH75, CH150, and CH1 indicate the number of the
遅延時間が0マイクロ秒の点は、全てのノズル12が同時に吐出させているときの吐出速度を示す。ノズル12が位置する場所によって(CH75、CH150、CH1の違いによって)流体クロストークの影響度合いが異なり、速度変動の挙動が異なるが、おおよそ吐出タイミングの遅延時間が4マイクロ秒、10マイクロ秒の時に、液滴の吐出速度が大きく変動していることがわかる。
The point where the delay time is 0 microseconds indicates the ejection speed when all the
複数のノズル12の間での振動波が共振しているタイミングがこれらの時間に相当していると考えられる。遅延時間が15マイクロ秒以上の領域では、速度変動はほとんどなくなり、この時間までで振動波が十分に減衰していると考えられる。
It is considered that the timing at which the vibration wave resonates between the plurality of
吐出タイミングの遅延時間に対する吐出速度の変動幅は、(速度の最大値)-(速度の最小値)の値で表現すると、ノズル12の75番(CH75)は2.1m/s、ノズル12の150番(CH150)は1.4m/s、ノズル12の1番(CH1)は1.2m/sとなる。
(比較例1)
図6には比較例1でのインクジェットヘッドの断面図を示している。
The fluctuation range of the discharge speed with respect to the delay time of the discharge timing is expressed by the value of (maximum speed value)-(minimum value of speed).
(Comparative Example 1)
FIG. 6 shows a cross-sectional view of the inkjet head in Comparative Example 1.
実施例1でのインクジェットヘッド10の構造との違いを以下で説明する。供給側第2絞り部22a、排出側第2絞り部22bがなく、そのため、供給側第3圧力室16a、排出側第3圧力室16bが存在しない。また、供給側ダンパー25a、排出側ダンパー25bも配置されない。それ以外の構造は実施例1でのインクジェットヘッドと同じである。
The difference from the structure of the
実施例1と同じように、吐出タイミングをずらしていったときの吐出速度の変動を評価した結果を図7に示す。 FIG. 7 shows the result of evaluating the fluctuation of the discharge speed when the discharge timing is shifted as in the first embodiment.
供給側第2絞り部22a、排出側第2絞り部22bがなく、供給側ダンパー25a、排出側ダンパー25bがないため、比較例1のインクジェットヘッドでの、流体クロストークによる速度変動は、実施例1での値と比べて大きいことがわかる。
(実施例2)
図8には実施例2でのインクジェットヘッドの断面図を示す。実施例1の構造と比較すると第1圧力室14の容積が小さくなっていることがわかる。第1圧力室14の容積は、吐出させる液滴の体積によって変わるが、おおよそ1ピコリットルの体積の液滴を吐出させる場合は、0.007mm3程度である。ちなみにおおよそ4ピコリットルの体積の液滴を吐出させる場合の容積は0.025mm3程度である。
Since there is no supply-side
(Example 2)
FIG. 8 shows a cross-sectional view of the inkjet head according to the second embodiment. It can be seen that the volume of the
ハーゲンポワズイユの式より、インクジェットヘッド10の微細流路内に流れるインクが層流と仮定すると、液滴体積とインクジェットヘッド10の内部構造に起因する共振周波数との関係は、数1のように表すことができる。
From Hagen Poiseil's equation, assuming that the ink flowing in the fine flow path of the
V:液滴体積、S:ノズル断面積、v:液滴吐出速度、f:共振周波数
これより、小さな体積で液滴を吐出させるには第1圧力室14の容積を小さくして、第1圧力室14内での振動波の共振周波数を大きくすることが必要であることがわかる。
V: Droplet volume, S: Nozzle cross-sectional area, v: Droplet ejection speed, f: Resonance frequency To eject droplets with a smaller volume, reduce the volume of the
共振周波数の逆数が共振周期であるので、共振周期は短くすることが必要である。圧力室の容積が小さくなれば共振周期は短くなるため、圧力室の容積を小さくすることは、液滴体積を小さくする手段としては理論的に妥当だと言える。 Since the reciprocal of the resonance frequency is the resonance period, it is necessary to shorten the resonance period. Since the resonance cycle becomes shorter as the volume of the pressure chamber becomes smaller, it can be said that reducing the volume of the pressure chamber is theoretically appropriate as a means for reducing the droplet volume.
つまり、図8で示した実施例2のインクジェットヘッド10は、小さい体積の液滴を吐出することができる。
That is, the
また、供給側第2絞り部22a、排出側第2絞り部22bのX方向の長さは、それぞれ、供給側第1絞り部20a、排出側第1絞り部20bの長さより長くなっており、流路抵抗が大きい状態である。Y方向の長さは同じである。
Further, the lengths of the supply-side
供給側第1絞り部20a、排出側第1絞り部20bは、吐出する液滴体積に関係し、供給側第1絞り部20a、排出側第1絞り部20bの絞り長さを長くし抵抗を上げると、ノズル12から出る液滴体積が大きくなる。よって、安易に抵抗を上げることができない。よって、クロストークを抑えるために、供給側第1絞り部20a、排出側第1絞り部20bの長さは液滴体積で決めて、供給側第2絞り部22a、排出側第2絞り部22bの長さでクロストークを抑制する。つまり、供給側第2絞り部22a、排出側第2絞り部22bの方が、長さ方が好ましい。
The supply-side
実施例1と同様に、吐出タイミングをずらしていったときの吐出速度の変動を測定した結果を図9に示している。吐出タイミングの遅延時間に対する吐出速度の変動幅は、(速度の最大値)と(速度の最小値)との差の値で表現すると、ノズル12の75番(CH75)は4.6m/s、ノズル12の150番(CH150)は3.9m/s、ノズル12の1番(CH1)は2.6m/sとなる。
Similar to the first embodiment, FIG. 9 shows the results of measuring the fluctuation of the discharge speed when the discharge timing is shifted. The fluctuation range of the discharge speed with respect to the delay time of the discharge timing is expressed by the value of the difference between (the maximum value of the speed) and (the minimum value of the speed).
また、液滴体積は吐出速度が5m/sのときに0.9ピコリットルの大きさである。
(比較例2)
図10には比較例2でのインクジェットヘッドの断面図を示している。実施例2でのインクジェットヘッドの構造との違いを以下で説明する。供給側第2絞り部22a、排出側第2絞り部22bがなく、そのため供給側第3圧力室16a、排出側第3圧力室16bが存在しない。またダンパー25も配置されない。それ以外の構造は実施例2でのインクジェットヘッドと同じである。
The droplet volume is 0.9 picolitre when the ejection speed is 5 m / s.
(Comparative Example 2)
FIG. 10 shows a cross-sectional view of the inkjet head in Comparative Example 2. The difference from the structure of the inkjet head in the second embodiment will be described below. There is no supply-side
実施例2と同じように、吐出タイミングをずらしていったときの吐出速度の変動を評価した結果を図11に示している。吐出タイミングの遅延時間に対する吐出速度の変動幅は、ノズル12の75番(CH75)は7.4m/s、ノズル12の150番(CH150)は5.0m/s、ノズル12の1番(CH1)は4.6m/sとなる。
As in the second embodiment, FIG. 11 shows the result of evaluating the fluctuation of the discharge speed when the discharge timing is shifted. The fluctuation range of the ejection speed with respect to the delay time of the ejection timing is 7.4 m / s for
また、液滴体積は吐出速度が5m/sのときに1.0ピコリットルの大きさである。 The droplet volume is 1.0 picolitre when the ejection speed is 5 m / s.
比較例2でのインクジェットヘッドでは、液滴体積は1.0ピコリットルと小さいが、複数の吐出要素間での流体クロストークが大きく、速度変動が大きいことがわかる。 In the inkjet head in Comparative Example 2, the droplet volume is as small as 1.0 picolitre, but it can be seen that the fluid crosstalk between the plurality of ejection elements is large and the velocity fluctuation is large.
(比較例3)
図12には比較例3でのインクジェットヘッドの断面図を示している。実施例2でのインクジェットヘッドの構造との違いを以下で説明する。供給側第2絞り部22a、排出側第2絞り部22bがなく、そのため供給側第3圧力室16a、排出側第3圧力室16bが存在しない。またダンパー25も配置されない。供給側第1絞り部20a、排出側第1絞り部20bの長さは非常に長く流路抵抗が非常に大きい構造になっている。それ以外の構造は実施例2でのインクジェットヘッドと同じである。
(Comparative Example 3)
FIG. 12 shows a cross-sectional view of the inkjet head according to Comparative Example 3. The difference from the structure of the inkjet head in the second embodiment will be described below. There is no supply-side
実施例2と同じように、吐出タイミングをずらしていった時の吐出速度の変動を評価した結果を図13に示している。吐出タイミングの遅延時間に対する吐出速度の変動幅は、ノズル12の75番(CH75)は2.4m/s、ノズル12の150番(CH150)は1.5m/s、ノズル12の1番(CH1)は2.0m/sとなる。
As in the second embodiment, FIG. 13 shows the result of evaluating the fluctuation of the discharge speed when the discharge timing is shifted. The fluctuation range of the discharge speed with respect to the delay time of the discharge timing is 2.4 m / s for the
また、液滴体積は吐出速度が5m/sのときに1.6ピコリットルの大きさである。 The droplet volume is 1.6 picolitres when the ejection speed is 5 m / s.
比較例3でのインクジェットヘッドでは、複数の吐出要素間での流体クロストークは小さくなっているが、液滴体積は1.6ピコリットルと大きくなっていることがわかる。供給側第1絞り部20a、排出側第1絞り部20bの長さが長く、流路抵抗が大きいため、振動波の個別流路内での減衰は効果的に起こる。しかし、流路抵抗が非常に大きいため、アクチュエータ30の振動で発生した振動波は、大部分がノズル12から放出される。その結果、クロストークによる速度変動は小さいが、液滴体積が大きくなっている。
It can be seen that in the inkjet head in Comparative Example 3, the fluid crosstalk between the plurality of ejection elements is small, but the droplet volume is as large as 1.6 picolitres. Since the length of the
比較例3でのインクジェットヘッドのノズルの直径は10μmであり、加工精度を保ったまま、これ以上小さな孔を加工することは困難である。液滴体積はインクジェットで塗布する画像の解像度によって、決まるものであり、液滴体積が規定値より大きすぎると、所定の着弾精度を保ってインクを塗布することが困難になる。 The diameter of the nozzle of the inkjet head in Comparative Example 3 is 10 μm, and it is difficult to machine a hole smaller than this while maintaining the machining accuracy. The droplet volume is determined by the resolution of the image to be applied by inkjet, and if the droplet volume is larger than the specified value, it becomes difficult to apply the ink while maintaining a predetermined landing accuracy.
<考察>
実施例2のインクジェットヘッドで塗布する対象物は例えば、有機ELディスプレイパネルのRed,Green,Blueの発光層を形成するインクである。吐出のための駆動波形や駆動電圧、塗布する画像パターンなどのデータが、駆動制御機構からインクジェットヘッドに送られる。
<Discussion>
The object to be applied by the inkjet head of the second embodiment is, for example, an ink forming a light emitting layer of Red, Green, and Blue of an organic EL display panel. Data such as the drive waveform for ejection, the drive voltage, and the image pattern to be applied are sent from the drive control mechanism to the inkjet head.
その信号を受けて、インクジェットヘッドは、稼動ステージ上に設置された塗布対象物である有機ELディスプレイパネルの画素の中にインクを吐出する。 In response to the signal, the inkjet head ejects ink into the pixels of the organic EL display panel, which is the object to be coated, installed on the operating stage.
有機ELディスプレイの画素解像度が高い場合、インクジェットヘッドで吐出する液滴の体積は1ピコリットル以下が求められる。液滴体積が大きくなると液滴直径が大きくなり、画素の中にインク液滴を着弾させるときの着弾位置のマージンが小さくなってしまう。着弾位置がずれるとRed,Green,Blueの画素間で混色が起こってしまい、有機ELディスプレイパネルの表示品質が低下する。また、速度ばらつきの具体的な仕様は一概には決められないが、高精度に塗布する場合、速度ばらつきは出来るだけ小さいことが求められる。 When the pixel resolution of the organic EL display is high, the volume of droplets ejected by the inkjet head is required to be 1 picolitre or less. As the volume of the droplet increases, the diameter of the droplet increases, and the margin of the landing position when the ink droplet is landed in the pixel becomes small. If the landing position shifts, color mixing occurs between the pixels of Red, Green, and Blue, and the display quality of the organic EL display panel deteriorates. Further, although the specific specifications of the speed variation cannot be unconditionally determined, the speed variation is required to be as small as possible when applying with high accuracy.
以上の視点で実施例2、比較例2、比較例3の結果を考察すると、比較例3のインクジェットヘッドでは、液体体積が1.6ピコリットルと1ピコリットルより大きくなっており、求められる精度で有機ELディスプレイパネルの画素に発光層のインクを塗布することは困難である。 Considering the results of Example 2, Comparative Example 2, and Comparative Example 3 from the above viewpoints, in the inkjet head of Comparative Example 3, the liquid volume is 1.6 picolitre, which is larger than 1 picolitre, and the required accuracy is obtained. It is difficult to apply the ink of the light emitting layer to the pixels of the organic EL display panel.
また、比較例2のインクジェットヘッドでは、液滴体積は1ピコリットルであり仕様範囲内であるが、実施例2のインクジェットヘッドと比べると速度ばらつきが大きいため、最適なインクジェットヘッドの構造ではないと言える。 Further, in the inkjet head of Comparative Example 2, the droplet volume is 1 picolitre, which is within the specification range, but the speed variation is larger than that of the inkjet head of Example 2, so that the structure of the inkjet head is not optimal. I can say.
(実施の形態2)
図14は、実施形態2に係るインクジェットヘッドの構成を模式的に示した断面図である。実施の形態1との相違点を中心に説明する。説明しない事項は、実施の形態1と同様である。
(Embodiment 2)
FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the inkjet head according to the second embodiment. The differences from the first embodiment will be mainly described. The matters not described are the same as those in the first embodiment.
(1)供給側第1絞り部20aと供給側第2絞り部22aのZ方向の位置関係は、供給側第1絞り部20aの方が、ノズル12より離れた位置関係になっている。
(1) The positional relationship between the
このような位置関係を取ることで、インクが流動する過程において、供給側第2圧力室15a内でZ方向のノズル12から離れる方向にインクが上がっていくことになる。これによりインクが流れる過程において、インク中の粗大粒子が沈降して、供給側第2圧力室15a内で留まる。つまり、正常な吐出を実現させるために、第1圧力室14内に粗大粒子の侵入を抑制することが可能となる。
By taking such a positional relationship, in the process of flowing the ink, the ink rises in the supply side
(2)インク排出側の絞り構造は、排出側第1絞り部20bのみが配置される。これは第1圧力室14内で沈降したインク内の粒子を出来るだけ排出させるためである。
(2) In the drawing structure on the ink discharging side, only the
(3)インクが排出される側の排出側第1絞り部20bは、Z方向で近い位置に配置される。これにより第1圧力室14内で沈降した粗大粒子の排出を容易にすることができる。
(3) The discharge side
(4)供給側ダンパー27aは、排出側ダンパー27bより剛性が高い。具体的には、X方向の幅が、供給側ダンパー27aより排出側ダンパー27bが大きくなっている。ここで、ダンパーの幅とは、保持されていない部分の幅で、振動できる部分の幅、つまり、振動を緩和する部分の幅ある。この場合、剛性の高い板26で支えられていない部分の幅である。供給側ダンパー27aと排出側ダンパー27bの材質を変えることで剛性を変えても良い。
(4) The
(5)供給側ダンパー27aもしくは排出側ダンパー27bは、ダイアフラム非固定部28と比べて共振周波数が高いのが好ましい。供給側ダンパー27aもしくは排出側ダンパー27bは、ダイアフラム非固定部28より、インクの振動を緩和する。表2を用いて詳細を説明する。
(5) It is preferable that the
ダイアフラム非固定部28とは、ダイヤフラムの変動する部分である。
The diaphragm
ダイアフラム非固定部28の材質はニッケル合金であり、密度は8900kg/m3、ヤング率は209GPaである。インクジェットヘッド10内での寸法はZ方向厚みが4μm、X方向幅が50μmである。これらより、ダイアフラム非固定部28の断面2次モーメントを求めると2.67×10-22となり、共振周波数は2.5×10-4Hzとなる。
The material of the
一方、供給側ダンパー27aまたは排出側ダンパー27bについては、材質はステンレスであり、密度7930kg/m3、ヤング率193GPa、厚み20μm、幅1000μmである。供給側ダンパー27aまたは排出側ダンパー27bの断面2次モーメントは6.67×10-19となり、共振周波数は3.2×10-4Hzとなる。
On the other hand, the
これらよりダイアフラム非固定部28より、供給側ダンパー27aまたは排出側ダンパー27bの方が、共振周波数が大きくなっていることがわかる。
From these, it can be seen that the resonance frequency of the
<インクに粒子を含む場合>
ここでインクとして粒子が分散されたインクを用いる場合を説明する。粒子は分散剤や溶液のpH調整などで粒子が安定に存在できるようにインク物性を調整する。しかしながら、インク中で粒子は凝集して設計に対して粗大な粒子が生成することがある。設計外の粒子がノズル12に流れ込むとノズルが詰まってしまい液滴の吐出が不可能になる。
ところでインク中の粒子は経時的に沈降していく。粒子の沈降は次のような数2で示されたストークスの沈降速度式に従って、沈降速度が決まる。
<When the ink contains particles>
Here, a case where an ink in which particles are dispersed is used as the ink will be described. The physical properties of the ink are adjusted so that the particles can exist stably by adjusting the pH of the dispersant or the solution. However, the particles may aggregate in the ink to produce coarse particles for the design. If undesigned particles flow into the
By the way, the particles in the ink settle over time. The sedimentation velocity of the particles is determined according to the Stokes sedimentation velocity equation shown by
vs:沈降速度 Dp:粒径 ρp:粒子密度 ρf:液体密度
η:インク粘度 g:重力加速度
図15にはインク粘度3mPa・s、粒子密度4g/cm3、液体密度1g/cm3のときのインクに分散された粒子の粒径に対する沈降速度を示している。粒径1.3umの粒子を分散させたとき、0.055mm/分の沈降速度で粒子が液中で沈降していくことが分かる。
vs : sedimentation velocity D p : particle size ρ p : particle density ρ f : liquid density
η: Ink Viscosity g: Gravity Acceleration FIG. 15 shows the settling speed with respect to the particle size of the particles dispersed in the ink when the ink viscosity is 3 mPa · s, the particle density is 4 g / cm 3 , and the liquid density is 1 g / cm 3 . .. It can be seen that when particles having a particle size of 1.3 um are dispersed, the particles settle in the liquid at a settling rate of 0.055 mm / min.
供給側第2圧力室15aのZ方向の高さは、およそ0.2mmであるため、粒子はおよそ4分で沈降することがわかる。このような方法で設計外の粗大粒子を供給側第2圧力室15aで沈降させて、ノズル12に流れ込むことを抑制できる。排出側第2圧力室15b内では、沈降した粒子が堆積しないように、排出側第1絞り部20bをZ方向下方に配置する。
Since the height of the
このようなヘッド構造にすることで、粒子が分散したインクにおいてもノズル詰まりを発生させることなく安定に吐出することが可能となる。 With such a head structure, it is possible to stably eject ink in which particles are dispersed without causing nozzle clogging.
(全体として)
実施の形態1と2とは、その一部を組み合わせることができる。特に、実施の形態2の(1)~(5)は、それぞれ実施の形態1と組み合わせができる。つまり、実施の形態1のインクジェットヘッド10に、(1)~(5)の少なくとも1つを用いることができる。
(as a whole)
A part of the first and second embodiments can be combined. In particular, (1) to (5) of the second embodiment can be combined with the first embodiment, respectively. That is, at least one of (1) to (5) can be used for the
上記インクジェットヘッド10を用いたインクジェット装置64の側面図を図16に示す。インクを吐出するインクジェットヘッド10と、アクチュエータ30に印加する駆動電圧信号を生成し、インクジェットヘッド10の吐出動作を制御する駆動制御手段61と、インクジェットヘッド10と被描画媒体63とを相対移動させる搬送手段62と、を含む。
FIG. 16 shows a side view of the
各種デバイスである被描画媒体63にインクを塗布することで、各種デバイスを製造できる。 Various devices can be manufactured by applying ink to the object to be drawn medium 63, which is various devices.
本発明のインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置は、高精細な画素を有する有機ELディスプレイパネルの製造へ用いることができる。つまり、有機ELディスプレイパネルの発光層の塗布や、UV硬化性インクなどを用いる加飾インクや樹脂封止インクの塗布、導電性インクの塗布、化粧用途の水性インクの塗布などに用いることができる。 The inkjet head and the inkjet recording device of the present invention can be used for manufacturing an organic EL display panel having high-definition pixels. That is, it can be used for coating the light emitting layer of an organic EL display panel, coating decorative ink or resin encapsulating ink using UV curable ink, coating conductive ink, coating water-based ink for cosmetic use, and the like. ..
10 インクジェットヘッド
11 吐出ユニット
12 ノズル
14 第1圧力室
15a 供給側第2圧力室
15b 排出側第2圧力室
16a 供給側第3圧力室
16b 排出側第3圧力室
20a 供給側第1絞り部
20b 排出側第1絞り部
22a 供給側第2絞り部
22b 排出側第2絞り部
25a 供給側ダンパー
25b 排出側ダンパー
26 剛性の高い板(振動防止板)
27a 供給側ダンパー
27b 排出側ダンパー
28 ダイアフラム非固定部
30 アクチュエータ
51a 供給側共通流路
51b 排出側共通流路
53 インク供給口
54 インク排出口
61 駆動制御手段
62 搬送手段
63 被描画媒体
64 インクジェット装置
100 ノズル
110 圧力室
111 隔壁
112 ダイアフラム
130 圧電素子
140 圧電部材
150 液滴
200 ノズル
210 圧力室
212 ダイアフラム
220 薄膜圧電素子
230 共通圧力室
500 ノズル
501 圧力室
502 エネルギー発生素子
503 共通流路
504 絞り部
10
27a
Claims (14)
前記ノズルと繋がる第1圧力室と、
前記第1圧力室と繋がる供給側第2圧力室と排出側第2圧力室と、
前記供給側第2圧力室と繋がる供給側第3圧力室と、
前記排出側第2圧力室と繋がる排出側第3圧力室と、
前記第1圧力室内の液体に吐出力を与えるエネルギー発生素子と、
前記第1圧力室と前記供給側第2圧力室間の供給側第1絞り部と、
前記第1圧力室と前記排出側第2圧力室間の排出側第1絞り部と、
前記供給側第2圧力室と前記供給側第3圧力室間の供給側第2絞り部と、
前記排出側第2圧力室と前記排出側第3圧力室間の排出側第2絞り部と、を含む複数の吐出ユニットと、
前記複数の吐出ユニットのそれぞれの前記供給側第3圧力室間を繋ぐ供給側共通流路と、
前記複数の吐出ユニットのそれぞれの前記排出側第3圧力室間を繋ぐ排出側共通流路と、
を備えたインクジェットヘッド。 A nozzle that ejects droplets and
The first pressure chamber connected to the nozzle and
A supply-side second pressure chamber and a discharge-side second pressure chamber connected to the first pressure chamber,
A supply-side third pressure chamber connected to the supply-side second pressure chamber,
A third pressure chamber on the discharge side connected to the second pressure chamber on the discharge side, and a third pressure chamber on the discharge side.
An energy generating element that gives a discharge force to the liquid in the first pressure chamber,
The supply-side first throttle portion between the first pressure chamber and the supply-side second pressure chamber,
The discharge side first throttle portion between the first pressure chamber and the discharge side second pressure chamber,
A supply-side second throttle portion between the supply-side second pressure chamber and the supply-side third pressure chamber,
A plurality of discharge units including a discharge-side second throttle portion between the discharge-side second pressure chamber and the discharge-side third pressure chamber, and
A common flow path on the supply side connecting between the third pressure chambers on the supply side of each of the plurality of discharge units,
A common flow path on the discharge side connecting between the third pressure chambers on the discharge side of each of the plurality of discharge units,
Inkjet head with.
前記複数の吐出ユニットは、それぞれ、
液滴を吐出する単一のノズルと、
前記ノズルと繋がる第1圧力室と、
前記第1圧力室と繋がる供給側第2圧力室と排出側第2圧力室と、
前記供給側第2圧力室と繋がる供給側第3圧力室と、
前記第1圧力室内の液体に吐出力を与えるエネルギー発生素子と、
前記第1圧力室と前記供給側第2圧力室間の供給側第1絞り部と、
前記第1圧力室と前記排出側第2圧力室間の排出側第1絞り部と、
前記供給側第2圧力室と前記供給側第3圧力室間の供給側第2絞り部と、を含み、
前記複数の吐出ユニットのそれぞれの前記供給側第3圧力室間を繋ぐ供給側共通流路と、
前記複数の吐出ユニットのそれぞれの前記排出側第2圧力室間を繋ぐ排出側共通流路と、
を備えたインクジェットヘッド。 An inkjet head that includes multiple ejection units.
The plurality of discharge units are each
A single nozzle that ejects droplets and
The first pressure chamber connected to the nozzle and
A supply-side second pressure chamber and a discharge-side second pressure chamber connected to the first pressure chamber,
A supply-side third pressure chamber connected to the supply-side second pressure chamber,
An energy generating element that gives a discharge force to the liquid in the first pressure chamber,
The supply-side first throttle portion between the first pressure chamber and the supply-side second pressure chamber,
The discharge side first throttle portion between the first pressure chamber and the discharge side second pressure chamber,
A supply- side second throttle portion between the supply -side second pressure chamber and the supply-side third pressure chamber is included .
A common flow path on the supply side connecting between the third pressure chambers on the supply side of each of the plurality of discharge units,
A common flow path on the discharge side connecting between the second pressure chambers on the discharge side of each of the plurality of discharge units,
Inkjet head with.
前記排出側第2圧力室に排出側ダンパーを配置し、
前記供給側ダンパーは、前記排出側ダンパーより剛性が高い請求項9~11のいずれか1項に記載のインクジェットヘッド。 A supply-side damper is placed in the supply-side second pressure chamber.
A discharge side damper is arranged in the discharge side second pressure chamber, and the discharge side damper is arranged.
The inkjet head according to any one of claims 9 to 11, wherein the supply side damper has a higher rigidity than the discharge side damper.
前記エネルギー発生素子に印加する駆動電圧信号を生成し、前記インクジェットヘッドの吐出動作を制御する駆動制御手段と、
前記インクジェットヘッドと被描画媒体とを相対移動させる搬送手段と、
を備えたインクジェット装置。 The inkjet head according to any one of claims 1 to 12,
A drive control means that generates a drive voltage signal to be applied to the energy generating element and controls the ejection operation of the inkjet head.
A transport means for relatively moving the inkjet head and the drawing medium,
Inkjet equipment equipped with.
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