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JP2007136840A - Carriage and droplet discharge device - Google Patents

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JP2007136840A
JP2007136840A JP2005333579A JP2005333579A JP2007136840A JP 2007136840 A JP2007136840 A JP 2007136840A JP 2005333579 A JP2005333579 A JP 2005333579A JP 2005333579 A JP2005333579 A JP 2005333579A JP 2007136840 A JP2007136840 A JP 2007136840A
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JP
Japan
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carriage
droplet discharge
frame
discharge head
piezoelectric actuator
Prior art date
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Application number
JP2005333579A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Yoshimura
健一 吉村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
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Abstract

【課題】圧電アクチュエータの厚みが薄くても画質の低下を抑制し、優れた印字品質で印字可能なキャリッジおよび液滴吐出装置を提供することである。
【解決手段】圧電アクチュエータ6を備えた液滴吐出ヘッド1の取付面を具備する基板と、前記取付面に取付けられた液滴吐出ヘッド1を前記基板に固定するためのフレーム7とを具備したキャリッジ2であって、液滴吐出ヘッド1を搭載した状態において、フレーム7で囲まれた液滴吐出ヘッド1の印字領域の固有振動数が、キャリッジ2が印字のために移動する際に前記印字領域で発生する振動数より大きいキャリッジであり、該キャリッジを備えた液滴吐出装置である。キャリッジ2は、フレーム支持体7aを備えているのが好ましい。
【選択図】図1
An object of the present invention is to provide a carriage and a droplet discharge device capable of suppressing deterioration in image quality even when a piezoelectric actuator is thin and printing with excellent print quality.
A substrate having a mounting surface of a droplet discharge head 1 provided with a piezoelectric actuator 6 and a frame 7 for fixing the droplet discharge head 1 mounted on the mounting surface to the substrate are provided. In the state where the carriage 2 is mounted with the droplet discharge head 1, the natural frequency of the print region of the droplet discharge head 1 surrounded by the frame 7 is the print frequency when the carriage 2 moves for printing. A carriage having a larger frequency than that generated in the region, and a droplet discharge device including the carriage. The carriage 2 preferably includes a frame support 7a.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、キャリッジおよび液滴吐出装置に関し、特にプリンタ、コピア、ファクシミリ、およびそれらの複合機などに好適に用いることができるキャリッジおよび液滴吐出装置に関する。   The present invention relates to a carriage and a droplet discharge device, and more particularly, to a carriage and a droplet discharge device that can be suitably used for a printer, a copier, a facsimile, a composite machine thereof, and the like.

近年、パーソナルコンピューターの普及やマルチメディアの発達に伴い、情報を記録媒体に出力する記録装置としてインクジェット方式の記録装置の利用が急速に拡大している。 かかるインクジェット方式の記録装置には、液滴吐出ヘッドが搭載されており、この種の液滴吐出ヘッドには、インクが充填されたインク流路内に加圧手段としてのヒーターを備え、ヒーターによりインクを加熱、沸騰させ、インク流路内に発生する気泡によってインクを加圧し、インク吐出孔より、インク流として吐出させるサーマルヘッド方式と、インクが充填されるインク流路の一部の壁を変位素子によって屈曲変位させ、機械的にインク流路内のインクを加圧し、インク吐出孔よりインク流として吐出させる圧電方式が一般的に知られている。   In recent years, with the spread of personal computers and the development of multimedia, the use of ink jet recording apparatuses as recording apparatuses that output information to recording media is rapidly expanding. Such an ink jet recording apparatus is equipped with a droplet discharge head, and this type of droplet discharge head includes a heater as a pressurizing means in an ink flow path filled with ink. A thermal head system that heats and boils ink, pressurizes the ink with bubbles generated in the ink flow path, and discharges it as an ink flow from the ink discharge hole, and a part of the wall of the ink flow path filled with ink. A piezoelectric method is generally known in which a displacement element is bent and displaced, and ink in an ink flow path is mechanically pressurized and discharged as an ink flow from an ink discharge hole.

ここで、圧電方式を利用したインクジェット記録装置に用いられる液滴吐出ヘッドとしては、例えばインク流路とインク吐出孔が連通した加圧室が複数設けられた基板の主面に、圧電体層の一方の主面に共通電極を形成するとともに、他方の主面に複数の個別電極が形成された圧電アクチュエータを設けた液滴吐出ヘッドが提案されている(特許文献1)。   Here, as a droplet discharge head used in an inkjet recording apparatus using a piezoelectric method, for example, a piezoelectric layer is formed on the main surface of a substrate provided with a plurality of pressure chambers in which an ink flow path and an ink discharge hole communicate with each other. There has been proposed a liquid droplet ejection head provided with a piezoelectric actuator in which a common electrode is formed on one main surface and a plurality of individual electrodes are formed on the other main surface (Patent Document 1).

図9は、特許文献1に記載されているような一般的な液滴吐出ヘッドを示す概略断面図である。同図に示すように、この液滴吐出ヘッドは、複数のインク加圧室101が並設され、各インク加圧室101を仕切る壁として隔壁102を形成した流路部材8上に圧電アクチュエータ6が設けられた構造を有する。   FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a general droplet discharge head as described in Patent Document 1. In FIG. As shown in the figure, this droplet discharge head has a plurality of ink pressurizing chambers 101 arranged side by side, and a piezoelectric actuator 6 on a flow path member 8 in which a partition wall 102 is formed as a wall for partitioning each ink pressurizing chamber 101. Is provided.

圧電アクチュエータ6は、上面に共通電極110が設けられた圧電振動板105上に、圧電セラミック層106および個別電極107がこの順に積層され、個別電極107が圧電セラミック層106の表面に複数配列されることにより、複数の圧電素子108が形成されたものである。この圧電アクチュエータ6は、流路部材8上に、インク加圧室101と駆動電極107との位置を揃えて取付けられている。   In the piezoelectric actuator 6, a piezoelectric ceramic layer 106 and individual electrodes 107 are laminated in this order on a piezoelectric diaphragm 105 having a common electrode 110 provided on the upper surface, and a plurality of individual electrodes 107 are arranged on the surface of the piezoelectric ceramic layer 106. Thus, a plurality of piezoelectric elements 108 are formed. The piezoelectric actuator 6 is mounted on the flow path member 8 so that the positions of the ink pressurizing chamber 101 and the drive electrode 107 are aligned.

液滴吐出ヘッドは、共通電極110と所定の個別電極107との間に電圧を印加して該個別電極107直下の圧電セラミック層106を変位させることにより、インク加圧室101内のインクを加圧して、流路部材8の底面に開口したノズル109よりインク滴を吐出する。   The droplet discharge head applies ink between the common electrode 110 and a predetermined individual electrode 107 to displace the piezoelectric ceramic layer 106 immediately below the individual electrode 107, thereby adding ink in the ink pressurizing chamber 101. The ink droplets are ejected from the nozzle 109 opened at the bottom of the flow path member 8.

このような液滴吐出ヘッドは、キャリッジモータによりキャリッジ軸に沿って搬送されるキャリッジに取り付けられ、このキャリッジと共に主走査方向に往復移動するようになっている。なお、このキャリッジ、キャリッジ軸および上記キャリッジモータにより、液滴吐出ヘッドと記録媒体とを相対移動させる移動手段が構成されている。   Such a droplet discharge head is attached to a carriage that is transported along a carriage axis by a carriage motor, and reciprocates in the main scanning direction together with the carriage. The carriage, carriage shaft and the carriage motor constitute moving means for moving the droplet discharge head and the recording medium relative to each other.

一方、紙等の記録媒体は一対の搬送ローラに挟まれており、この搬送ローラによって主走査方向と直交する副走査方向に搬送されるようになっている。そして、記録媒体の所定位置までキャリッジが移動し、該キャリッジに取り付けられた液滴吐出ヘッドの圧電アクチュエータ6を振動させてインクを加圧し、ノズル109から記録媒体に向けてインク滴を吐出する。   On the other hand, a recording medium such as paper is sandwiched between a pair of conveyance rollers, and is conveyed in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction by the conveyance rollers. Then, the carriage moves to a predetermined position of the recording medium, the piezoelectric actuator 6 of the droplet discharge head attached to the carriage is vibrated to pressurize the ink, and ink droplets are discharged from the nozzle 109 toward the recording medium.

近時、インクジェットプリンタの高画質化や多色化のために、高密度にノズル109を配置し、また、より大きな圧力をインク等の液体に加えるために、振動の振幅を大きくする目的で、圧電アクチュエータ6の厚みを薄くすることが提案されている。   Recently, in order to increase the amplitude of vibration in order to increase the image quality and increase the number of colors of the inkjet printer, the nozzles 109 are arranged at a high density and a larger pressure is applied to the liquid such as ink. It has been proposed to reduce the thickness of the piezoelectric actuator 6.

例えば特許文献2には、液室の少なくとも一部の壁面を変形させるための圧電材料板を備え、前記圧電材料板の所定の変形を利用して前記液室から液滴を噴射する液滴噴射装置(液滴吐出装置)が記載されている。この文献に記載されている液滴噴射装置は、高密度でノズルを配置可能とし、圧電材料板に十分な変形量を付与することができるように板状の圧電アクチュエータとなっている。
しかしながら、特許文献2に記載されている液滴吐出装置では、画質が低下するという問題があった。
For example, Patent Document 2 includes a liquid droplet ejecting device that includes a piezoelectric material plate for deforming at least a part of a wall surface of a liquid chamber, and that ejects liquid droplets from the liquid chamber using predetermined deformation of the piezoelectric material plate. An apparatus (droplet discharge apparatus) is described. The droplet ejecting apparatus described in this document is a plate-like piezoelectric actuator so that nozzles can be arranged at high density and a sufficient amount of deformation can be applied to the piezoelectric material plate.
However, the droplet discharge device described in Patent Document 2 has a problem that the image quality deteriorates.

本発明者は、画質低下の原因を検討した結果、以下の知見を得た。すなわち、液滴吐出ヘッドを搭載した状態でキャリッジを移動すると、該液滴吐出ヘッドをキャリッジに固定するためのフレームで囲まれた液滴吐出ヘッドの印字領域に不要な振動が発生する。この不要振動の発生は、液滴吐出ヘッドの圧電アクチュエータの厚みが薄い場合に顕著であり、該不要振動により液滴吐出ヘッドと印字媒体との間隔が変化してしまい、その結果、印字位置のずれが生じ、画質が低下する。   As a result of examining the cause of image quality deterioration, the present inventor has obtained the following knowledge. That is, when the carriage is moved with the droplet discharge head mounted, unnecessary vibration is generated in the print region of the droplet discharge head surrounded by a frame for fixing the droplet discharge head to the carriage. The occurrence of this unnecessary vibration is significant when the piezoelectric actuator of the droplet discharge head is thin, and the unnecessary vibration changes the interval between the droplet discharge head and the print medium. Deviation occurs and image quality deteriorates.

特開平11−34321号公報JP 11-34321 A 特開2002−292865号公報JP 2002-292865 A

本発明の課題は、圧電アクチュエータの厚みが薄くても画質の低下を抑制し、優れた印字品質で印字可能なキャリッジおよび液滴吐出装置を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a carriage and a droplet discharge device that can suppress a decrease in image quality even when the thickness of a piezoelectric actuator is thin and can perform printing with excellent print quality.

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、前記フレームで囲まれた印字領域の固有振動数を、キャリッジが移動する際に前記印字領域で発生する振動数より大きくすることで、キャリッジが印字のために移動して不要振動が液滴吐出ヘッドに伝わっても、前記印字領域の固有振動数(周波数)が該印字領域で発生する振動数より高い関係にあるので、印字領域が振動しにくくなり、また、振動しても振動の減衰が早くなり、その結果、不要振動による影響を受けにくくなると共に、液滴吐出ヘッドと印字媒体との間隔を一定に保つことができるので、印字位置のずれを抑制でき、搭載する圧電アクチュエータの厚みが薄くても優れた印字品質で印字することが可能となるという新たな事実を見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has made the natural frequency of the print area surrounded by the frame larger than the frequency generated in the print area when the carriage moves. Even when the carriage moves for printing and unnecessary vibration is transmitted to the droplet discharge head, the natural frequency (frequency) of the printing area is higher than the frequency generated in the printing area. The region is less likely to vibrate, and even if it vibrates, the vibration is attenuated faster. As a result, the region is less susceptible to unwanted vibrations and the distance between the droplet discharge head and the print medium can be kept constant. Therefore, the present inventors have found a new fact that the displacement of the printing position can be suppressed and printing can be performed with excellent printing quality even when the thickness of the mounted piezoelectric actuator is thin, and the present invention has been completed. .

すなわち、本発明のキャリッジおよび液滴吐出装置は、以下の構成からなる。
(1)圧電アクチュエータを備えた液滴吐出ヘッドの取付面を具備する基板と、前記取付面に取付けられた液滴吐出ヘッドを前記基板に固定するためのフレームとを具備したキャリッジであって、前記液滴吐出ヘッドを搭載した状態において、前記フレームで囲まれた液滴吐出ヘッドの印字領域の固有振動数が、キャリッジが印字のために移動する際に前記印字領域で発生する振動数より大きいことを特徴とするキャリッジ。
(2)前記フレームで囲まれた液滴吐出ヘッドにおける圧電アクチュエータ側の印字領域の裏面に当接し、かつ前記フレームの少なくとも2点を結ぶフレーム支持体を備え、さらに該フレーム支持体が圧電アクチュエータ側の印字領域の裏面に接着されている前記(1)記載のキャリッジ。
(3)前記フレーム支持体が十字形状である前記(2)記載のキャリッジ。
(4)前記フレーム支持体が複数形成されている前記(2)記載のキャリッジ。
(5)印字媒体を一方向に搬送する搬送手段と、前記(1)〜(4)のいずれかに記載のキャリッジと、該キャリッジを前記印字媒体の搬送方向と直交する方向に走行走査するキャリッジ移送手段とを備え、前記キャリッジに搭載された液滴吐出ヘッドから液滴を吐出することを特徴とする液滴吐出装置。
(6)前記液滴吐出装置がプリンタである前記(5)記載の液滴吐出装置。
That is, the carriage and the droplet discharge device of the present invention have the following configurations.
(1) A carriage including a substrate having a mounting surface of a droplet discharge head provided with a piezoelectric actuator, and a frame for fixing the droplet discharge head mounted on the mounting surface to the substrate, In a state where the droplet discharge head is mounted, the natural frequency of the print area of the droplet discharge head surrounded by the frame is greater than the frequency generated in the print area when the carriage moves for printing. A carriage characterized by that.
(2) A frame support that contacts the back surface of the print area on the piezoelectric actuator side of the droplet discharge head surrounded by the frame and connects at least two points of the frame is provided, and the frame support is on the piezoelectric actuator side. The carriage according to (1), wherein the carriage is adhered to the back surface of the printing area.
(3) The carriage according to (2), wherein the frame support has a cross shape.
(4) The carriage according to (2), wherein a plurality of the frame supports are formed.
(5) Conveying means for conveying the print medium in one direction, the carriage according to any one of (1) to (4), and a carriage that travels and scans the carriage in a direction orthogonal to the conveyance direction of the print medium. A droplet discharge device comprising: a transfer unit, and discharging droplets from a droplet discharge head mounted on the carriage.
(6) The droplet discharge device according to (5), wherein the droplet discharge device is a printer.

本発明によれば、前記フレームで囲まれた印字領域の固有振動数を、キャリッジが移動する際に前記印字領域で発生する振動数より大きくするので、キャリッジが印字のために移動して不要振動が液滴吐出ヘッドに伝わっても、前記印字領域が振動しにくくなり、また、振動しても振動の減衰が早くなり、その結果、不要振動による影響を受けにくくなると共に、液滴吐出ヘッドと印字媒体との間隔を一定に保つことができるので、印字位置のずれを抑制でき、搭載する圧電アクチュエータの厚みが薄くても優れた印字品質で印字することができるという効果が得られる。しかも、従来よりもキャリッジを高速に動作させた場合でも、印字品質を一定に保つことが可能なので、高速印刷が可能となり、液滴吐出装置、特にプリンタとして好適に用いることができる。   According to the present invention, since the natural frequency of the print area surrounded by the frame is made larger than the frequency generated in the print area when the carriage moves, the carriage moves for printing and unnecessary vibration is generated. Is transmitted to the droplet discharge head, the print area is less likely to vibrate, and even if the vibration is vibrated, the vibration is attenuated more quickly. Since the distance from the printing medium can be kept constant, the displacement of the printing position can be suppressed, and an effect that printing can be performed with excellent printing quality even when the thickness of the mounted piezoelectric actuator is thin can be obtained. Moreover, even when the carriage is operated at a higher speed than in the prior art, the print quality can be kept constant, so that high-speed printing is possible, and it can be suitably used as a droplet discharge device, particularly a printer.

<キャリッジ>
以下、本発明のキャリッジの一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図1(a),(b)は、本実施形態のキャリッジを示す概略斜視図である。図2は、図1(b)のA−A’線断面図である。図3は、図1(b)の平面図である。
<Carriage>
Hereinafter, an embodiment of a carriage according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1A and 1B are schematic perspective views illustrating a carriage according to the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. FIG. 3 is a plan view of FIG.

図1〜図3に示すように、キャリッジ2は、液滴吐出ヘッド1の取付面を具備する基板10と、前記取付面に取付けられる液滴吐出ヘッド1を基板10に固定するためのフレーム7とで構成されている。   As shown in FIGS. 1 to 3, the carriage 2 includes a substrate 10 having an attachment surface for the droplet discharge head 1 and a frame 7 for fixing the droplet discharge head 1 attached to the attachment surface to the substrate 10. It consists of and.

液滴吐出ヘッド1は、例えば図9に示すように、平板状の流路部材8と、平板状の圧電アクチュエータ6とで構成されている。平板状の流路部材8は、複数のインク加圧室101が並設され、各インク加圧室101を仕切る壁として隔壁102が形成されている。そして、各インク加圧室101には、充填されたインクをインク滴として吐出するためのノズル109がノズル流路を介して連通されている。   For example, as illustrated in FIG. 9, the droplet discharge head 1 includes a flat plate-like flow path member 8 and a flat plate-like piezoelectric actuator 6. In the flat channel member 8, a plurality of ink pressurizing chambers 101 are arranged in parallel, and a partition wall 102 is formed as a wall that partitions the ink pressurizing chambers 101. A nozzle 109 for discharging the filled ink as an ink droplet is communicated with each ink pressurizing chamber 101 via a nozzle flow path.

圧電アクチュエータ6は、圧電振動板105、共通電極110、圧電セラミック層106よび個別電極107で構成されており、圧電振動板105上に、共通電極110、圧電セラミック層106および個別電極107をこの順に積層したものである。   The piezoelectric actuator 6 includes a piezoelectric diaphragm 105, a common electrode 110, a piezoelectric ceramic layer 106, and an individual electrode 107. On the piezoelectric diaphragm 105, the common electrode 110, the piezoelectric ceramic layer 106, and the individual electrode 107 are arranged in this order. Laminated.

共通電極110および個別電極107は、圧電アクチュエータ6の電極を構成するものであり、個別電極107は、圧電セラミック層106の表面に、それぞれ独立した状態で複数形成されている。これにより、共通電極110および個別電極107で圧電セラミック層106を挟持して構成される圧電素子108が、圧電振動板105上に複数配列され、共通電極110および個別電極107の間に駆動電圧を印加することにより各圧電素子108が変位する。   The common electrode 110 and the individual electrode 107 constitute an electrode of the piezoelectric actuator 6, and a plurality of individual electrodes 107 are formed on the surface of the piezoelectric ceramic layer 106 in an independent state. Thereby, a plurality of piezoelectric elements 108 configured by sandwiching the piezoelectric ceramic layer 106 between the common electrode 110 and the individual electrode 107 are arranged on the piezoelectric diaphragm 105, and a drive voltage is applied between the common electrode 110 and the individual electrode 107. When applied, each piezoelectric element 108 is displaced.

流路部材8と圧電アクチュエータ6との接合は、圧電振動板105がインク加圧室101の空間と当接するように接着剤等を用いて行い、より具体的には、圧電素子108の各個別電極107と、各インク加圧室101とが対応するように接合される。   The flow path member 8 and the piezoelectric actuator 6 are joined using an adhesive or the like so that the piezoelectric vibration plate 105 is in contact with the space of the ink pressurizing chamber 101. More specifically, each piezoelectric element 108 is individually connected. The electrode 107 and each ink pressurizing chamber 101 are joined so as to correspond to each other.

さらに、図2に示すように、圧電アクチュエータ6の個別電極107の上面には、フレキシブル配線9が接続され、外部の制御装置からの印刷信号が入力されるようになっており、インクを流路部材8へ導入する為の図示しないインク導入菅がフレキシブル配線9の上に設置されている。   Further, as shown in FIG. 2, a flexible wiring 9 is connected to the upper surface of the individual electrode 107 of the piezoelectric actuator 6 so that a print signal is input from an external control device. An ink introduction tub (not shown) for introduction into the member 8 is installed on the flexible wiring 9.

そして、共通電極110と所定の個別電極107との間に電圧が印加されると、電圧が印加された個別電極107直下の圧電セラミック層106が変位して、インク加圧室101内のインクが加圧され、ノズル109よりインク滴が吐出される。   When a voltage is applied between the common electrode 110 and the predetermined individual electrode 107, the piezoelectric ceramic layer 106 immediately below the individual electrode 107 to which the voltage is applied is displaced, and the ink in the ink pressurizing chamber 101 is moved. The ink is ejected from the nozzle 109 under pressure.

ここで、図1(b)に示すように、圧電アクチュエータ6が取付けられた領域に液滴吐出ヘッド1の印字領域が形成され、この印字領域を囲むようにフレーム7が流路部材8上に接着される。フレーム7は、平板状の圧電アクチュエータ6を接着固定した流路部材8をキャリッジ2に固定するためのものである。   Here, as shown in FIG. 1B, a printing area of the droplet discharge head 1 is formed in the area where the piezoelectric actuator 6 is attached, and the frame 7 is placed on the flow path member 8 so as to surround the printing area. Glued. The frame 7 is for fixing the flow path member 8 to which the flat piezoelectric actuator 6 is bonded and fixed to the carriage 2.

フレーム7の材質は、不要な振動が生じないようにする上で剛性の高いものがよく、例えばステンレス、42アロイ、アルミニウム等の金属部材や、アルミナ等のセラミックス部材等が挙げられる。また、フレーム7と流路部材8との接着は、例えばエポキシ系等の樹脂系接着剤等を用いて行うのが好ましい。   The material of the frame 7 is preferably high in rigidity so as not to cause unnecessary vibration, and examples thereof include metal members such as stainless steel, 42 alloy, and aluminum, and ceramic members such as alumina. Moreover, it is preferable to perform adhesion | attachment with the flame | frame 7 and the flow-path member 8 using resin-type adhesive agents, such as an epoxy type, for example.

基板10は、液滴吐出ヘッド1を取付けるための取付面を具備し、この取付面に前記フレーム7を介して液滴吐出ヘッド1を取付ける。このような基板10としては、液滴吐出ヘッド1が取付け可能であり、かつキャリッジの基板として機能するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、エポキシ等の有機樹脂、ステンレス鋼(SUS)やTi合金等の金属及びアルミナ等のセラミックス等を用いることができる。   The substrate 10 has an attachment surface for attaching the droplet discharge head 1, and the droplet discharge head 1 is attached to the attachment surface via the frame 7. The substrate 10 is not particularly limited as long as the droplet discharge head 1 can be attached and functions as a carriage substrate. For example, an organic resin such as epoxy, stainless steel (SUS) is used. ) Or a metal such as a Ti alloy, and ceramics such as alumina.

ここで、本発明のキャリッジは、液滴吐出ヘッド1を搭載した状態において、フレーム7で囲まれた液滴吐出ヘッド1の前記印字領域の固有振動数が、キャリッジ2が印字のために移動する際に前記印字領域で発生する振動数より大きい関係にある。これにより、キャリッジ2が印字のために移動して不要振動が液滴吐出ヘッド1に伝わっても、前記印字領域が振動しにくくなり、また、振動しても振動の減衰が早くなる。   Here, in the carriage of the present invention, in the state where the droplet discharge head 1 is mounted, the natural frequency of the print area of the droplet discharge head 1 surrounded by the frame 7 moves the carriage 2 for printing. The relationship is greater than the frequency generated in the printing area. As a result, even if the carriage 2 moves for printing and unnecessary vibration is transmitted to the droplet discharge head 1, the printing area is less likely to vibrate, and the vibration is quickly attenuated even if vibrated.

前記印字領域の固有振動数と、前記印字領域で発生する振動数とを、上記関係にするには、フレーム7で囲まれた液滴吐出ヘッド1における圧電アクチュエータ6側の印字領域の裏面に当接し、かつフレーム7の少なくとも2点を結ぶフレーム支持体7aを備えるのがよい。さらに、このフレーム支持体7aを圧電アクチュエータ6側の印字領域の裏面に接着することにより、前記印字領域の固有振動数と、前記印字領域で発生する振動数とを、上記関係にすることができる。前記接着は、接着剤等を用いて強固に接着するのが好ましい。   In order to establish the above relationship between the natural frequency of the print area and the frequency generated in the print area, it is applied to the back surface of the print area on the piezoelectric actuator 6 side in the droplet discharge head 1 surrounded by the frame 7. It is preferable to provide a frame support 7 a that is in contact with and connects at least two points of the frame 7. Furthermore, by adhering this frame support 7a to the back surface of the print area on the piezoelectric actuator 6 side, the natural frequency of the print area and the frequency generated in the print area can be in the above relationship. . It is preferable that the adhesion is firmly performed using an adhesive or the like.

具体的には、本実施形態のフレーム支持体7aは、圧電アクチュエータ6の中央部をまたぐようにして印字領域の裏面に当接し、かつフレーム7の2点を結ぶように接着されている。さらに、このフレーム7aは圧電アクチュエータ6側の印字領域の裏面に接着剤等を用いて強固に接着されている。このように、フレーム支持体7aを配設することで、前記印字領域が振動しにくくなり、また、振動しても振動の減衰が早くなる。さらに、前記印字領域の面積が狭くなるので、印字領域の固有振動数をより高く設定でき、その結果、印字領域が不要振動による影響を受けにくくなって、液滴吐出ヘッド1と印字媒体との間隔が一定に保たれ、印字位置のずれを抑制でき、所定の印字品質を保つことが可能になる。   Specifically, the frame support 7 a according to the present embodiment is bonded so as to contact the back surface of the printing region so as to straddle the central portion of the piezoelectric actuator 6 and to connect the two points of the frame 7. Further, the frame 7a is firmly bonded to the back surface of the printing area on the piezoelectric actuator 6 side using an adhesive or the like. As described above, by disposing the frame support 7a, the printing area is less likely to vibrate, and even if it vibrates, the damping of the vibration is accelerated. Furthermore, since the area of the printing area is narrowed, the natural frequency of the printing area can be set higher. As a result, the printing area is less affected by unnecessary vibration, and the liquid droplet ejection head 1 and the printing medium are not affected. The interval is kept constant, the deviation of the printing position can be suppressed, and the predetermined printing quality can be maintained.

フレーム支持体7aの材質としては、前記フレーム7と同じ材質を例示することができ、フレーム支持体7aの接着は、フレーム7と流路部材8との接着で例示した接着剤と同様のものを例示できるが、これらに限定されるものではない。また、フレーム支持体7aの幅および厚みは、圧電アクチュエータ6の変位を妨げない範囲内で任意に選択すればよい。具体的には、フレーム支持体7aの幅は、フレーム7の幅の半分以上から同等程度が望ましい。また、フレーム支持体7aの厚みは、フレーム7の厚みよりも圧電アクチュエータ6の分だけ薄くなっている、すなわちフレーム7の上面とフレーム支持体7aの上面とが実質的に同じ高さであるのが望ましい。これにより、フレーム7を介した液滴吐出ヘッド1とキャリッジ2との固定がより強固なものとなる。   As the material of the frame support 7a, the same material as that of the frame 7 can be exemplified, and the adhesion of the frame support 7a is similar to the adhesive exemplified in the adhesion between the frame 7 and the flow path member 8. Although it can illustrate, it is not limited to these. The width and thickness of the frame support 7a may be arbitrarily selected within a range that does not hinder the displacement of the piezoelectric actuator 6. Specifically, it is desirable that the width of the frame support 7a be approximately equal to or more than half the width of the frame 7. Further, the thickness of the frame support 7a is thinner than the thickness of the frame 7 by the piezoelectric actuator 6, that is, the upper surface of the frame 7 and the upper surface of the frame support 7a are substantially the same height. Is desirable. As a result, the droplet discharge head 1 and the carriage 2 are more firmly fixed via the frame 7.

本発明にかかるフレーム支持体は、上記実施形態で説明したフレーム支持体7aに限定されるものではなく、フレーム7で囲まれた液滴吐出ヘッド1における圧電アクチュエータ6側の印字領域の裏面に当接し、かつフレーム7の少なくとも2点を結ぶものであり、さらに圧電アクチュエータ6側の印字領域の裏面に接着剤等を用いて強固に接着されていれば良い。このようなフレーム支持体としては、例えば図4〜図6のものが挙げられる。なお、図4〜図6においては、前述した図1〜図3の構成と同一または同等な部分には同一の符号を付して説明は省略する。   The frame support according to the present invention is not limited to the frame support 7a described in the above embodiment, but is applied to the back surface of the print area on the piezoelectric actuator 6 side in the droplet discharge head 1 surrounded by the frame 7. It suffices to connect at least two points of the frame 7 and to be firmly bonded to the back surface of the printing area on the piezoelectric actuator 6 side using an adhesive or the like. Examples of such a frame support include those shown in FIGS. 4 to 6, the same or equivalent parts as those in FIGS. 1 to 3 described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図4は、本発明にかかる他のフレーム支持体を示す平面図である。同図に示すように、このフレーム支持体7bは、前記で説明したフレーム支持体7aと直交する向きで圧電アクチュエータ6の中央部をまたぐようにして印字領域の裏面に当接し、かつフレーム7の2点を結び、圧電アクチュエータ6側の印字領域の裏面に接着剤等を用いて強固に接着されている。このような構成であっても、印字領域が不要振動による影響を受けにくくなる。   FIG. 4 is a plan view showing another frame support according to the present invention. As shown in the figure, the frame support 7b is in contact with the back surface of the printing area so as to straddle the central portion of the piezoelectric actuator 6 in a direction orthogonal to the frame support 7a described above, and The two points are connected and firmly adhered to the back surface of the print area on the piezoelectric actuator 6 side using an adhesive or the like. Even with such a configuration, the print area is less susceptible to unwanted vibration.

図5は、本発明にかかるさらに他のフレーム支持体を示す平面図である。同図に示すように、この実施形態では、2本のフレーム支持体7cが、それぞれ圧電アクチュエータ6の印字領域の裏面に当接し、かつフレーム7の2点を結ぶように並列して配設され、さらに、圧電アクチュエータ6側の印字領域の裏面に接着剤等を用いて強固に接着されている。このように、フレーム支持体を複数形成すると、印字領域が不要振動による影響をより受けにくくなるので好ましい。なお、フレーム支持体の形成数は、2本に限定されるものではなく、2〜4本程度の範囲内で、圧電アクチュエータ6の変位を妨げない範囲内で任意に選定すればよい。   FIG. 5 is a plan view showing still another frame support according to the present invention. As shown in the figure, in this embodiment, the two frame supports 7c are arranged in parallel so as to contact the back surface of the print area of the piezoelectric actuator 6 and to connect the two points of the frame 7. Furthermore, it is firmly bonded to the back surface of the printing area on the piezoelectric actuator 6 side using an adhesive or the like. Thus, it is preferable to form a plurality of frame supports because the print area is less susceptible to unwanted vibration. The number of frame supports formed is not limited to two, but may be arbitrarily selected within the range of about 2 to 4 and within the range that does not hinder the displacement of the piezoelectric actuator 6.

図6は、本発明にかかるさらに他のフレーム支持体を示す平面図である。同図に示すように、このフレーム支持体7dの形状は十字形状である。このような構成であっても、印字領域が不要振動による影響を受けにくくなる。   FIG. 6 is a plan view showing still another frame support according to the present invention. As shown in the figure, the shape of the frame support 7d is a cross shape. Even with such a configuration, the print area is less susceptible to unwanted vibration.

<液滴吐出装置>
次に、本発明のキャリッジを備えた液滴吐出装置の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図7は、この実施形態にかかる液滴吐出装置を示す概略図である。図7に示すように、本発明にかかる液滴吐出装置は、液滴吐出ヘッド1が図示しないキャリッジモータによりキャリッジ軸3に沿って搬送されるキャリッジ2に取付けられており、このキャリッジ2と共に主走査方向(図7に示すX方向)に往復移動するように構成されている。ここで、キャリッジ2、キャリッジ軸3および上記キャリッジモータにより、液滴吐出ヘッド1と記録媒体4とを相対移動させるキャリッジ移送手段が構成される。
<Droplet ejection device>
Next, an embodiment of a droplet discharge apparatus including a carriage according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 7 is a schematic view showing a droplet discharge device according to this embodiment. As shown in FIG. 7, in the droplet discharge device according to the present invention, a droplet discharge head 1 is attached to a carriage 2 that is transported along a carriage shaft 3 by a carriage motor (not shown). It is configured to reciprocate in the scanning direction (X direction shown in FIG. 7). Here, the carriage 2, the carriage shaft 3, and the carriage motor constitute a carriage transfer unit that relatively moves the droplet discharge head 1 and the recording medium 4.

一方、紙等の記録媒体4は、一対の搬送ローラ5に挟まれており、この搬送ローラ5によって主走査方向と直交する副走査方向(図7に示すY方向)に搬送されるようになっている。そして、記録媒体4の所定位置までキャリッジ2が移動し、該キャリッジ2に取付けられた液滴吐出ヘッド1の圧電アクチュエータ6を振動させてインクを加圧し、ノズルから記録媒体4に向けて吐出したインク滴を記録媒体4上に着弾させて画像等を形成する。   On the other hand, the recording medium 4 such as paper is sandwiched between a pair of transport rollers 5 and is transported by the transport rollers 5 in the sub-scanning direction (Y direction shown in FIG. 7) perpendicular to the main scanning direction. ing. Then, the carriage 2 moves to a predetermined position of the recording medium 4, and the piezoelectric actuator 6 of the droplet discharge head 1 attached to the carriage 2 is vibrated to pressurize the ink and eject the ink from the nozzle toward the recording medium 4. An ink droplet is landed on the recording medium 4 to form an image or the like.

この際、液滴吐出ヘッド1は、キャリッジ2を構成する基板10の載置面にフレーム7,フレーム支持体7a〜7dを介して載置されているので、印字領域の固有振動数と前記印字領域で発生する振動数とが所定の関係となっており、キャリッジ2が印字のために移動して不要振動が液滴吐出ヘッド1に伝わっても、前記印字領域が不要振動による影響を受けにくくなっているので、液滴吐出ヘッド1と印字媒体4との間隔が一定に保たれ、印字位置のずれが抑制される。   At this time, the droplet discharge head 1 is mounted on the mounting surface of the substrate 10 constituting the carriage 2 via the frame 7 and the frame supports 7a to 7d. The frequency generated in the area has a predetermined relationship, and even if the carriage 2 moves for printing and unnecessary vibration is transmitted to the droplet discharge head 1, the printing area is not easily affected by the unnecessary vibration. Therefore, the distance between the droplet discharge head 1 and the print medium 4 is kept constant, and the shift of the print position is suppressed.

このような、本発明にかかる液滴吐出装置は、従来よりもキャリッジを高速に動作させた場合でも、印字品質を一定に保つことが可能なので、高速印刷が可能となり、特にプリンタ(インクジェットプリンタ)として好適に用いることができる。   Such a droplet discharge apparatus according to the present invention can maintain a constant print quality even when the carriage is operated at a higher speed than in the prior art, so that high-speed printing is possible, especially a printer (inkjet printer). Can be suitably used.

なお、上記の実施形態では、圧電アクチュエータは、1枚で構成された圧電アクチュエータ6について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数に分割された圧電アクチュエータであっても適用可能である。図8は、この圧電アクチュエータを備えた液滴吐出ヘッドを示す平面図である。同図に示すように、この場合には、複数に分割された圧電アクチュエータ6aが流路部材8上にそれぞれ強固に接着され、各圧電アクチュエータ6aが取付けられた領域に印字領域が形成されると共に、各印字領域を囲むようにフレーム7が流路部材8上に強固に接着されていることが重要である。   In the above embodiment, the piezoelectric actuator 6 is described as being composed of a single piezoelectric actuator. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is also applicable to a piezoelectric actuator divided into a plurality of parts. Is possible. FIG. 8 is a plan view showing a droplet discharge head equipped with this piezoelectric actuator. As shown in the figure, in this case, the piezoelectric actuators 6a divided into a plurality are firmly bonded to the flow path member 8, respectively, and a printing area is formed in the area where each piezoelectric actuator 6a is attached. It is important that the frame 7 is firmly bonded on the flow path member 8 so as to surround each printing area.

このように構成すると、圧電アクチュエータの面積が小さくなるので、圧電アクチュエータの厚みが薄い場合であっても、各印字領域が不要振動による影響を受けにくくなる。その結果、フレーム7で囲まれた各印字領域の固有振動数が、キャリッジが印字のために移動する際に前記印字領域で発生する振動数より大きくなり、上記した本発明の効果を得ることができる。   With this configuration, the area of the piezoelectric actuator is reduced, so that even if the thickness of the piezoelectric actuator is thin, each print area is less likely to be affected by unnecessary vibration. As a result, the natural frequency of each print area surrounded by the frame 7 becomes larger than the frequency generated in the print area when the carriage moves for printing, and the above-described effects of the present invention can be obtained. it can.

(a)および(b)は、本発明の一実施形態にかかるキャリッジを示す概略斜視図である。(A) And (b) is a schematic perspective view which shows the carriage concerning one Embodiment of this invention. 図1(b)のA−A’線断面図である。It is A-A 'line sectional drawing of FIG.1 (b). 図1(b)の平面図であるIt is a top view of FIG.1 (b). 本発明にかかる他のフレーム支持体を示す平面図である。It is a top view which shows the other frame support body concerning this invention. 本発明にかかるさらに他のフレーム支持体を示す平面図である。It is a top view which shows the other flame | frame support body concerning this invention. 本発明にかかるさらに他のフレーム支持体を示す平面図である。It is a top view which shows the other flame | frame support body concerning this invention. 本発明の一実施形態にかかる液滴吐出装置を示す概略図である。It is the schematic which shows the droplet discharge apparatus concerning one Embodiment of this invention. 本発明にかかる他の圧電アクチュエータを備えた液滴吐出ヘッドを示す平面図である。It is a top view which shows the droplet discharge head provided with the other piezoelectric actuator concerning this invention. 一般的な液滴吐出ヘッドを示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows a general droplet discharge head.

符号の説明Explanation of symbols

1 液滴吐出ヘッド
2 キャリッジ
3 キャリッジ軸
4 記録媒体
6 圧電アクチュエータ
7 フレーム
7a,7b,7c,7d フレーム支持体
8 流路部材
9 フレキシブル配線
10 基板
101 インク加圧室
102 隔壁
105 圧電振動板
106 圧電セラミック層
107 個別電極
108 圧電素子
109 ノズル
110 共通電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Droplet discharge head 2 Carriage 3 Carriage shaft 4 Recording medium 6 Piezoelectric actuator 7 Frame 7a, 7b, 7c, 7d Frame support body 8 Flow path member 9 Flexible wiring 10 Substrate 101 Ink pressurization chamber 102 Partition 105 Piezoelectric diaphragm 106 Piezoelectric Ceramic layer 107 Individual electrode 108 Piezoelectric element 109 Nozzle 110 Common electrode

Claims (6)

圧電アクチュエータを備えた液滴吐出ヘッドの取付面を具備する基板と、前記取付面に取付けられた液滴吐出ヘッドを前記基板に固定するためのフレームとを具備したキャリッジであって、
前記液滴吐出ヘッドを搭載した状態において、前記フレームで囲まれた液滴吐出ヘッドの印字領域の固有振動数が、キャリッジが印字のために移動する際に前記印字領域で発生する振動数より大きいことを特徴とするキャリッジ。
A carriage including a substrate having a mounting surface of a droplet discharge head provided with a piezoelectric actuator, and a frame for fixing the droplet discharge head attached to the mounting surface to the substrate;
In a state where the droplet discharge head is mounted, the natural frequency of the print area of the droplet discharge head surrounded by the frame is greater than the frequency generated in the print area when the carriage moves for printing. A carriage characterized by that.
前記フレームで囲まれた液滴吐出ヘッドにおける圧電アクチュエータ側の印字領域の裏面に当接し、かつ前記フレームの少なくとも2点を結ぶフレーム支持体を備え、さらに該フレーム支持体が圧電アクチュエータ側の印字領域の裏面に接着されている請求項1記載のキャリッジ。   A frame support body that contacts the back surface of the print area on the piezoelectric actuator side of the droplet discharge head surrounded by the frame and connects at least two points of the frame; and the frame support body is a print area on the piezoelectric actuator side The carriage according to claim 1, which is adhered to the back surface of the carriage. 前記フレーム支持体が十字形状である請求項2記載のキャリッジ。   The carriage according to claim 2, wherein the frame support has a cross shape. 前記フレーム支持体が複数形成されている請求項2記載のキャリッジ。   The carriage according to claim 2, wherein a plurality of the frame supports are formed. 印字媒体を一方向に搬送する搬送手段と、請求項1〜4のいずれかに記載のキャリッジと、該キャリッジを前記印字媒体の搬送方向と直交する方向に走行走査するキャリッジ移送手段とを備え、前記キャリッジに搭載された液滴吐出ヘッドから液滴を吐出することを特徴とする液滴吐出装置。   A transport unit that transports the print medium in one direction; a carriage according to any one of claims 1 to 4; and a carriage transfer unit that travels and scans the carriage in a direction orthogonal to the transport direction of the print medium. A droplet discharge apparatus that discharges droplets from a droplet discharge head mounted on the carriage. 前記液滴吐出装置がプリンタである請求項5記載の液滴吐出装置。

The droplet discharge device according to claim 5, wherein the droplet discharge device is a printer.

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