JP2006116954A - Liquid ejecting apparatus, manufacturing method for liquid ejecting apparatus and inkjet printer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体を噴射する液体噴射装置、液体噴射装置の製造方法、及び、インクを噴射するインクジェットプリンタに関する。 The present invention relates to a liquid ejecting apparatus that ejects liquid, a method for manufacturing the liquid ejecting apparatus, and an ink jet printer that ejects ink.
液体を噴射する液体噴射装置として、特許文献1に開示されているように、ノズルからインクを噴射するインクジェットヘッドがあるが、その中でも、マニホールドから圧力室を経てノズルに至る個別インク流路と、圧力室内のインクに圧力を付与するアクチュエータとを有するものが知られている。このインクジェットヘッドにおいては、アクチュエータは圧力室を覆うように配設され、一方、マニホールドとノズルは共に圧力室に関してアクチュエータと反対側に形成されている。そして、アクチュエータにより圧力室内のインクに圧力が付与されたときに、その圧力室に連通するノズルからインクが噴射される。
As a liquid ejecting apparatus that ejects liquid, as disclosed in
近年、印刷画像の高品質化及びインクジェットヘッドの小型化を目的として、複数のノズルをより高密度に配置することが求められている。特に、インクジェットヘッドは、インクジェットプリンタの筐体内でキャリッジにより移動するためにヘッドの寸法はプリンタの設計や筐体の寸法に影響を及ぼす。 In recent years, it has been required to arrange a plurality of nozzles with higher density for the purpose of improving the quality of a printed image and reducing the size of an inkjet head. In particular, since the inkjet head is moved by a carriage within the casing of the inkjet printer, the size of the head affects the design of the printer and the dimensions of the casing.
本発明の目的は、ノズルを配置できる領域を広く確保することができ、複数のノズルをより高密度に配置することが可能な液体噴射装置及びインクジェットプリンタを提供することである。 An object of the present invention is to provide a liquid ejecting apparatus and an ink jet printer that can secure a wide area in which nozzles can be arranged and can arrange a plurality of nozzles at a higher density.
本発明の第1の態様に従えば、液体噴射装置であって、共通液室と、平面に沿って配置された複数の圧力室と、液体を噴射するノズルと、前記共通液室から前記圧力室を経てノズルに至る複数の個別液体流路と、前記複数の圧力室に対向して配置され、前記複数の圧力室の容積を選択的に変化させるアクチュエータとを備え、前記共通液室は、前記アクチュエータに関して前記ノズルと反対側に配置され、前記アクチュエータは、前記個別液体流路の一部を形成する第1の貫通孔を有する液体噴射装置が提供される。 According to the first aspect of the present invention, the liquid ejecting apparatus is a common liquid chamber, a plurality of pressure chambers arranged along a plane, a nozzle for ejecting liquid, and the pressure from the common liquid chamber. A plurality of individual liquid flow paths that pass through the chamber to the nozzle, and an actuator that is disposed to face the plurality of pressure chambers and selectively change the volume of the plurality of pressure chambers, and the common liquid chamber includes: A liquid ejecting apparatus is provided that is disposed on the opposite side of the nozzle with respect to the actuator, and the actuator has a first through hole that forms a part of the individual liquid channel.
この液体噴射装置は、アクチュエータにより複数の圧力室の容積を選択的に変化させることにより、圧力室内の液体に圧力を付与して、圧力室に連通するノズルから液体を噴射する。ここで、個別液体流路を構成する共通液室とノズルは、アクチュエータに関して反対側に配置され、個別液体流路は、第1の貫通孔においてアクチュエータを貫通している。このように、共通液室とノズルとがアクチュエータに関して反対側に配置されていると、従来のインクジェットへッドのようにノズルと共通液室とが同じ側に配置されている場合と比較して、ノズルを配置することができる領域を広く確保することができることから、ノズルをより高密度に配置することが可能になる。 This liquid ejecting apparatus applies pressure to the liquid in the pressure chamber by selectively changing the volumes of the plurality of pressure chambers by the actuator, and ejects the liquid from the nozzle communicating with the pressure chamber. Here, the common liquid chamber and the nozzle constituting the individual liquid channel are disposed on the opposite side with respect to the actuator, and the individual liquid channel passes through the actuator in the first through hole. In this way, when the common liquid chamber and the nozzle are arranged on the opposite side with respect to the actuator, compared to the case where the nozzle and the common liquid chamber are arranged on the same side as in a conventional inkjet head. Since it is possible to secure a wide area in which the nozzles can be arranged, it is possible to arrange the nozzles with higher density.
本発明の液体噴射装置において、前記アクチュエータは、前記平面に沿って延在し得る。従って、共通液室とノズルが、平面に沿って延在するアクチュエータを挟んで両側に配置され、第1の貫通孔において個別液体流路がアクチュエータを貫通することになる。 In the liquid ejecting apparatus according to the aspect of the invention, the actuator may extend along the plane. Therefore, the common liquid chamber and the nozzle are disposed on both sides of the actuator extending along the plane, and the individual liquid flow path penetrates the actuator in the first through hole.
本発明の液体噴射装置において、前記第1又は第2の発明において、前記共通液室は、前記平面に直交する方向から見て、前記ノズル及び前記圧力室と重なる領域に配置され得る。アクチュエータにより、ある圧力室内の液体に圧力が付与されたときには、圧力波が共通液室を介して別の圧力室に伝播されてしまう現象(いわゆる、流体的クロストーク)が生じて、複数のノズルからの噴射特性がばらついてしまう場合がある。しかし、本発明では、共通液室がノズル及び圧力室と重なる領域に配置されているため、共通液室の面積(複数の圧力室が配置された平面に直交する方向からの投影面積)を広くすることができる。そのため、共通液室の容積をより大きくして、圧力室から共通液室に伝播する圧力波を共通液室で効果的に減衰させてクロストークを抑制することができるようになる。あるいは、共通液室の面積が大きくなると、同じ容積を確保しつつその高さを低くすることもできるため、液体噴射装置を小型化することが可能になる。 In the liquid ejecting apparatus according to the aspect of the invention, in the first or second aspect of the invention, the common liquid chamber may be disposed in a region overlapping the nozzle and the pressure chamber when viewed from a direction orthogonal to the plane. When pressure is applied to a liquid in a certain pressure chamber by an actuator, a phenomenon (so-called fluidic crosstalk) occurs in which a pressure wave is propagated to another pressure chamber via a common liquid chamber, and a plurality of nozzles In some cases, the injection characteristics of the air will vary. However, in the present invention, since the common liquid chamber is disposed in a region overlapping with the nozzle and the pressure chamber, the area of the common liquid chamber (projected area from the direction orthogonal to the plane on which the plurality of pressure chambers are disposed) is increased. can do. Therefore, the volume of the common liquid chamber can be increased, and the pressure wave propagating from the pressure chamber to the common liquid chamber can be effectively attenuated in the common liquid chamber, thereby suppressing crosstalk. Alternatively, when the area of the common liquid chamber is increased, the height of the common liquid chamber can be reduced while securing the same volume, so that the liquid ejecting apparatus can be reduced in size.
本発明の液体噴射装置において、前記アクチュエータは、前記複数の圧力室に跨って配置された振動板と、この振動板の前記圧力室と反対側に配置された圧電層と、同じく前記振動板の前記圧力室と反対側において前記複数の圧力室に夫々対応して配置された複数の個別電極とを有し、前記共通液室は、前記アクチュエータに関して前記圧力室と反対側に配置され、前記圧電層と前記共通液室との間に、前記アクチュエータを保護する保護プレートが配設され、前記保護プレートは、前記個別液体流路の一部を形成する第2の貫通孔を有し得る。このように、保護プレートによりアクチュエータが保護されているため、アクチュエータが共通液室内の液体に直接接触しない。また、特に、液体が導電性を有する場合には、この導電性の液体がアクチュエータ内に浸透して複数の個別電極の間で短絡が生じるのを極力防止できる。さらに、共通液室は、アクチュエータに関して圧力室と反対側に配置されており、圧力室とノズルが同じ側に配置されているため、圧力室からノズルまでの距離を短くすることができる。この場合、圧電層及び振動板を変形させて圧力室の容積を変化させる際に個別電極に印加される駆動電圧を下げることができるため、アクチュエータの駆動効率が向上する。 In the liquid ejecting apparatus according to the aspect of the invention, the actuator may include a vibration plate disposed across the plurality of pressure chambers, a piezoelectric layer disposed on the vibration plate opposite to the pressure chambers, and the vibration plate. A plurality of individual electrodes disposed respectively corresponding to the plurality of pressure chambers on the opposite side of the pressure chamber, and the common liquid chamber is disposed on the opposite side of the pressure chamber with respect to the actuator, A protective plate that protects the actuator is disposed between the layer and the common liquid chamber, and the protective plate may have a second through hole that forms a part of the individual liquid flow path. Thus, since the actuator is protected by the protection plate, the actuator does not directly contact the liquid in the common liquid chamber. In particular, when the liquid has conductivity, it is possible to prevent the conductive liquid from penetrating into the actuator and causing a short circuit between the plurality of individual electrodes as much as possible. Furthermore, since the common liquid chamber is disposed on the opposite side of the pressure chamber with respect to the actuator, and the pressure chamber and the nozzle are disposed on the same side, the distance from the pressure chamber to the nozzle can be shortened. In this case, since the drive voltage applied to the individual electrode can be lowered when the volume of the pressure chamber is changed by deforming the piezoelectric layer and the diaphragm, the drive efficiency of the actuator is improved.
本発明の液体噴射装置において、前記保護プレートは、前記アクチュエータに接合される厚肉部と前記アクチュエータから離間する薄肉部とを有し、前記薄肉部は、前記アクチュエータの前記圧力室と対向する部分との間に空間を空けて配設され得る。このように、保護プレートの薄肉部が個別電極との間に空間を空けて配設されているため、ある個別電極に駆動電圧が印加されて、この個別電極に対応する圧電層の部分が変形するときに、この圧電層の変形が保護プレートにより妨げられない。従って、保護プレートによりアクチュエータを保護しつつ、アクチュエータの駆動効率が低下するのを防止できる。 In the liquid ejecting apparatus according to the aspect of the invention, the protection plate includes a thick portion joined to the actuator and a thin portion separated from the actuator, and the thin portion is a portion facing the pressure chamber of the actuator. And a space between them. As described above, since the thin portion of the protective plate is disposed with a space between the individual electrodes, a drive voltage is applied to a certain individual electrode, and the portion of the piezoelectric layer corresponding to the individual electrode is deformed. In this case, the deformation of the piezoelectric layer is not hindered by the protective plate. Therefore, it is possible to prevent the drive efficiency of the actuator from being lowered while protecting the actuator by the protective plate.
本発明の液体噴射装置において、前記保護プレートの前記薄肉部は、前記共通液室内の圧力変動を吸収するダンパーとして機能し得る。従って、保護プレートの薄肉部により共通液室内の圧力変動(圧力室から伝播する圧力波)を吸収して、流体的クロストークを低減できる。また、保護プレートにダンパー部を兼ねる薄肉部が設けられているため、部品点数を減らすことができる。 In the liquid ejecting apparatus according to the aspect of the invention, the thin portion of the protection plate may function as a damper that absorbs pressure fluctuation in the common liquid chamber. Therefore, pressure fluctuations in the common liquid chamber (pressure waves propagating from the pressure chamber) can be absorbed by the thin portion of the protective plate, and fluid crosstalk can be reduced. Moreover, since the thin part which serves as a damper part is provided in the protective plate, the number of parts can be reduced.
本発明の液体噴射装置において、前記保護プレートの前記薄肉部が、前記共通液室の内壁の一部を構成し得る。従って、保護プレートの薄肉部が共通液室内の圧力変動を吸収するダンパー部の機能を兼ね備えることができるようになる。 In the liquid ejecting apparatus according to the aspect of the invention, the thin portion of the protection plate may constitute a part of the inner wall of the common liquid chamber. Therefore, the thin part of the protective plate can also function as a damper part that absorbs pressure fluctuations in the common liquid chamber.
本発明の液体噴射装置において、前記薄肉部は、複数の前記圧力室に跨って連続的に形成され得る。ダンパー部としての薄肉部が複数の圧力室に跨って形成されているため、薄肉部の面積が大きくなり、圧力変動の吸収効果が高まる。 In the liquid ejecting apparatus according to the aspect of the invention, the thin portion may be continuously formed across the plurality of pressure chambers. Since the thin portion as the damper portion is formed across the plurality of pressure chambers, the area of the thin portion is increased and the effect of absorbing pressure fluctuation is increased.
本発明の液体噴射装置において、前記アクチュエータは、前記振動板の前記圧力室と反対側において前記複数の個別電極との間で前記圧電層を挟む共通電極を有し、この共通電極は前記複数の個別電極に跨って連続的に延在し、この共通電極に前記第1の貫通孔の一部を構成する第1流路形成孔が形成され得る。このように、共通電極が複数の個別電極に跨って連続的に延在している場合でも、個別液体流路が第1流路形成孔において共通電極を貫通することになり、共通液室とノズルをアクチュエータに関して互いに反対側に配置することができるようになる。 In the liquid ejecting apparatus according to the aspect of the invention, the actuator may include a common electrode that sandwiches the piezoelectric layer with the plurality of individual electrodes on a side opposite to the pressure chamber of the diaphragm. A first flow path forming hole that extends continuously across the individual electrodes and forms part of the first through hole may be formed in the common electrode. Thus, even when the common electrode extends continuously across the plurality of individual electrodes, the individual liquid flow path penetrates the common electrode in the first flow path forming hole, and the common liquid chamber and The nozzles can be arranged on opposite sides with respect to the actuator.
本発明の液体噴射装置において、前記圧電層は、前記複数の圧力室に跨って設けられ、前記圧電層には前記第1の貫通孔の一部を構成する第2流路形成孔が形成され、この第2流路形成孔の内面に、前記圧電層に液体が浸透するのを防止する保護膜が形成され得る。従って、この保護膜により、液体が圧電層に浸透してしまうのを防止することができる。特に、液体が導電性を有する場合に、この導電性の液体による個別電極間の短絡を防止できる。 In the liquid ejecting apparatus according to the aspect of the invention, the piezoelectric layer may be provided across the plurality of pressure chambers, and the piezoelectric layer may include a second flow path forming hole that configures a part of the first through hole. A protective film that prevents liquid from penetrating into the piezoelectric layer may be formed on the inner surface of the second flow path forming hole. Therefore, this protective film can prevent liquid from penetrating the piezoelectric layer. In particular, when the liquid has conductivity, a short circuit between the individual electrodes due to the conductive liquid can be prevented.
本発明の液体噴射装置において、前記圧電層は、前記複数の圧力室に夫々対応して個別に設けられており、各圧力室に対応する前記圧電層は、前記振動板と前記保護プレートとの間で前記個別液体流路から隔離された状態で収容され得る。このように、圧電層が、複数の圧力室に夫々対応して個別に設けられている場合には、個別液体流路が圧電層を避けてアクチュエータを貫通するようにすれば、圧電層に貫通孔を形成するのを省略することができることから、圧電層を形成する方法の選択の自由度が高まる。また、圧電層が振動板と保護プレートとの間で個別液体流路から隔離された状態で収容されているため、圧電層に液体が接触せず、液体が浸透することがない。 In the liquid ejecting apparatus according to the aspect of the invention, the piezoelectric layer may be individually provided corresponding to the plurality of pressure chambers, and the piezoelectric layer corresponding to each pressure chamber may include the vibration plate and the protection plate. And can be accommodated in a state isolated from the individual liquid channels. In this way, when the piezoelectric layer is individually provided corresponding to each of the plurality of pressure chambers, if the individual liquid flow path avoids the piezoelectric layer and penetrates the actuator, the piezoelectric layer penetrates the piezoelectric layer. Since the formation of the hole can be omitted, the degree of freedom in selecting the method for forming the piezoelectric layer is increased. In addition, since the piezoelectric layer is accommodated between the diaphragm and the protection plate in a state of being isolated from the individual liquid flow path, the liquid does not contact the piezoelectric layer and the liquid does not penetrate.
本発明の液体噴射装置において、前記ノズルが下方に向いており、前記共通液室が前記ノズルよりも上方に配置され得る。この場合には、液体流路内に混入した気泡を共通液室側へ排出することが容易になる。 In the liquid ejecting apparatus according to the aspect of the invention, the nozzle may be directed downward, and the common liquid chamber may be disposed above the nozzle. In this case, it becomes easy to discharge the bubbles mixed in the liquid flow path to the common liquid chamber side.
本発明の第2の態様に従えば、液体噴射装置であって、液体を噴射する複数のノズルと、複数のノズルに連通する複数の圧力室と、複数の圧力室に共通の共通液室と、複数の圧力室の容積を選択的に変化させる圧電層とを備え、圧力室に関して共通液室と圧電層とがノズルと反対側に設けられている液体噴射装置が提供される。 According to the second aspect of the present invention, the liquid ejecting apparatus includes a plurality of nozzles for ejecting liquid, a plurality of pressure chambers communicating with the plurality of nozzles, and a common liquid chamber common to the plurality of pressure chambers. And a piezoelectric layer that selectively changes the volume of the plurality of pressure chambers, and a liquid ejecting apparatus is provided in which the common liquid chamber and the piezoelectric layer are provided on the opposite side of the nozzle with respect to the pressure chamber.
本発明の液体噴射装置では、圧力室に関して共通液室と圧電層とがノズルと反対側に設けられているので、ノズルの配置設計の自由度が増し、ノズルを高密度に配置することができる。この結果、液体噴射装置を小型化できる。また、圧力室と共通液室は独立して設計することができるため、それらの容積も従来よりも増すことができる。例えば、共通液室が形成されている平面領域内に、全ての複数の圧力室を存在させ得る。 In the liquid ejecting apparatus of the present invention, since the common liquid chamber and the piezoelectric layer are provided on the opposite side of the nozzle with respect to the pressure chamber, the degree of freedom in nozzle arrangement design is increased, and the nozzles can be arranged at high density. . As a result, the liquid ejecting apparatus can be reduced in size. Moreover, since the pressure chamber and the common liquid chamber can be designed independently, their volumes can be increased as compared with the conventional case. For example, all of the plurality of pressure chambers may be present in a planar region where the common liquid chamber is formed.
本発明の第3の態様に従えば、液体噴射装置の製造方法であって、液体噴射装置が、共通液室と、平面に沿って配置された複数の圧力室と、液体を噴射するノズルと、前記共通液室から前記圧力室を経て前記ノズルに至る複数の個別液体流路と、前記複数の圧力室に跨って配置された振動板とこの振動板の前記圧力室と反対側に配置された圧電層とを有し且つ前記複数の圧力室の容積を選択的に変化させるアクチュエータとを備えており、上記方法が、前記振動板に、前記個別液体流路の一部を形成する流路形成孔を形成する孔形成工程と、この振動板の前記圧力室と反対側の表面に圧電材料の粒子を堆積させて、振動板の前記流路形成孔が形成されていない領域にのみ前記圧電層を形成する圧電層形成工程と、を含み、圧電層形成工程により前記個別液体流路が前記アクチュエータを貫通するように形成される液体噴射装置の製造方法が提供される。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a liquid ejecting apparatus, wherein the liquid ejecting apparatus includes a common liquid chamber, a plurality of pressure chambers arranged along a plane, and a nozzle for ejecting liquid. A plurality of individual liquid flow paths from the common liquid chamber through the pressure chamber to the nozzle, a diaphragm disposed across the plurality of pressure chambers, and the diaphragm on the opposite side of the pressure chamber. A piezoelectric layer and an actuator for selectively changing the volume of the plurality of pressure chambers, and the method forms a part of the individual liquid channel on the diaphragm. A hole forming step for forming a forming hole, and particles of piezoelectric material are deposited on the surface of the diaphragm opposite to the pressure chamber, so that the piezoelectric film is formed only in a region where the channel forming hole of the diaphragm is not formed. A piezoelectric layer forming step for forming a layer, and a piezoelectric layer forming step. The individual liquid channels are provided methods for producing a liquid ejecting apparatus which is formed so as to penetrate the actuator is provided.
この液体噴射装置の製造方法では、振動板に流路形成孔を形成してから、圧電材料の粒子を振動板に堆積させることにより、流路形成孔が形成されていない領域にのみ圧電層を形成するため、圧電層に、個別液体流路を貫通させる孔を形成する工程を別に行う必要がなく、製造工程を簡素化できる。前記圧電材料の粒子を、エアロゾルデポジション法で堆積させるのが有利である。 In this method of manufacturing the liquid ejecting apparatus, the flow path forming hole is formed in the vibration plate, and then the piezoelectric layer is deposited only on the region where the flow path forming hole is not formed by depositing particles of the piezoelectric material on the vibration plate. Therefore, it is not necessary to separately perform a step of forming a hole through the individual liquid channel in the piezoelectric layer, and the manufacturing process can be simplified. Advantageously, the particles of piezoelectric material are deposited by an aerosol deposition method.
本発明の第4の態様に従えば、記録媒体にインクを噴射して記録するインクジェットプリンタであって、前記記録媒体にインクを噴射するインクジェットヘッドを備え、前記インクジェットヘッドは、共通インク室と、平面に沿って配置された複数の圧力室と、インクを噴射するノズルと、前記共通インク室から前記圧力室を経て前記ノズルに至る複数の個別インク流路と、前記複数の圧力室に対向して配置され、前記複数の圧力室の容積を選択的に変化させるアクチュエータとを有し、前記共通インク室は、前記アクチュエータに関して前記ノズルと反対側で、且つ、前記平面に直交する方向から見て前記圧力室と重なる領域に配置され、前記個別インク流路が前記アクチュエータを貫通するように形成されており、前記ノズルが下方に向いており、前記共通インク室が前記ノズルよりも上方に配置されているインクジェットプリンタが提供される。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an inkjet printer that ejects and records ink on a recording medium, comprising an inkjet head that ejects ink onto the recording medium, the inkjet head comprising: a common ink chamber; A plurality of pressure chambers arranged along a plane, a nozzle for ejecting ink, a plurality of individual ink flow paths from the common ink chamber to the nozzle through the pressure chamber, and the plurality of pressure chambers. And the actuator that selectively changes the volume of the plurality of pressure chambers, and the common ink chamber is viewed from a direction opposite to the nozzle and perpendicular to the plane with respect to the actuator. It is arranged in a region overlapping with the pressure chamber, the individual ink flow path is formed so as to penetrate the actuator, and the nozzle faces downward. And, an ink jet printer in which the common ink chamber is arranged above said nozzle is provided.
本発明の第1実施形態について説明する。この第1実施形態はノズルからインクを噴射するインクジェットヘッドに本発明を適用した一例である。
まず、インクジェットヘッド1を備えたインクジェットプリンタ100について説明する。図1に示すように、インクジェットプリンタ100は、図1の左右方向に移動可能なキャリッジ101と、このキャリッジ101に設けられて記録用紙Pに対してインクを噴射するシリアル式のインクジェットヘッド1と、記録用紙Pを図1の前方へ搬送する搬送ローラ102等を備えている。インクジェットヘッド1は、キャリッジ101と一体的に左右方向(走査方向)へ移動して、その下面のインク噴射面に形成されたノズル(図2〜図6参照)の出射口から記録用紙Pに対してインクを噴射する。そして、インクジェットヘッド1により記録された記録用紙Pは、搬送ローラ102により前方(紙送り方向)へ排出される。
A first embodiment of the present invention will be described. The first embodiment is an example in which the present invention is applied to an inkjet head that ejects ink from nozzles.
First, an
次に、インクジェットヘッド1について図2〜図6を参照して説明する。このインクジェットヘッド1は積層された複数枚のプレートにより構成されており、インクジェットヘッド1は、インクを噴射する複数のノズル20とこれら複数のノズル20に夫々に連通する複数の圧力室16とを夫々含む複数の個別インク流路2と、複数の圧力室16の容積を選択的に変化させる圧電アクチュエータ3とを備えている。
Next, the
図3に示すように、複数の個別インク流路2は、圧電アクチュエータ3の振動板30及び圧電層31を含む複数枚のプレートにより形成されている。これら複数枚のプレートは、上方から、マニホールドプレート10,11、保護プレート12、圧電アクチュエータ3(振動板30及び圧電層31)、圧力室プレート13、ディセンダプレート14、そして、ノズルプレート15の順に積層されている。ここで、マニホールドプレート10,11、保護プレート12、圧力室プレート13及びディセンダプレート14は夫々ステンレス鋼等の金属材料からなる板であり、後述するマニホールド17や圧力室16等のインク流路をエッチングにより容易に形成することができるようになっている。一方、ノズルプレート15は、可撓性を有する合成樹脂材料、例えば、ポリイミド等の高分子合成樹脂材料により形成されている。あるいは、このノズルプレート15も、他のプレートと同様に金属材料で形成されていてもよい。尚、ノズルプレート15を金属材料が形成されている場合には、このノズルプレート15の剛性が比較的高いものとなるため、主に剛性確保の目的で設けられている、ノズルプレート15と圧力室プレート13との間のディセンダプレート14を省略することも可能である。
As shown in FIG. 3, the plurality of individual
2枚のマニホールドプレート10,11には、複数の圧力室16に連なるマニホールド17(共通液室、共通インク室)が形成されている。図2、図3に示すように、このマニホールド17は、平面視で複数のノズル20及び複数の圧力室16の全てと重なる領域に形成されており、マニホールド17には、図示しないインク供給源からインク供給孔18を介してインクが供給される。また、2枚のマニホールドプレート10,11の間には、マニホールド17内でインクに混ざった塵等を除去するフィルタ19が設けられている。
Manifolds 17 (common liquid chambers and common ink chambers) connected to the plurality of
保護プレート12は、圧電アクチュエータ3の上方を覆うように配設されてこの圧電アクチュエータ3を保護しており、この保護プレート12には、マニホールド17に連通する貫通孔21(第2の貫通孔)が形成されている。また、この保護プレート12には、圧電アクチュエータ3と接合される厚肉部41と、圧電アクチュエータ3から離間する薄肉部42を有する。そして、後述する圧電アクチュエータ3の圧電層31の変形を保護プレート12が妨げないように、薄肉部42は、圧電アクチュエータ3の圧力室16と対向する部分との間に空間40を空けて配設されている。その一方で、薄肉部42はマニホールド17の底壁部の一部を構成しているため、この薄肉部42は、マニホールド17内の圧力変動を吸収するダンパー部としての機能も兼ね備えている。さらに、薄肉部42の平面積を極力大きくして、薄肉部41のダンパー部としての圧力変動吸収効果が高めるために、この薄肉部42は、紙送り方向に配列された複数の圧力室16(図2の上下方向に1列に配列された5つの圧力室16)に亙って連続的に形成されている、
The
圧力室プレート13には、図2に示すように平面に沿って(同一平面上に)配列された複数の圧力室16が形成されている。図2にはマニホールドプレート10の上面だけが見えるが、複数の圧力室16は、マニホールドプレート10の上面と平行な圧力室プレート13の表面上に配列して形成されている。これら複数の圧力室16は圧電アクチュエータ3に関して上側のマニホールド17と反対側(下側)に配置されている。また、これら複数の圧力室16は、紙送り方向(図2の上下方向)に2列に配列されている。各圧力室16は、平面視で略楕円形状に形成されており、その長軸方向が走査方向(図2の左右方向)となるように配置されている。この圧力室プレート13の上面には、この圧力室プレート13に沿って延在する圧電アクチュエータ3が複数の圧力室16を覆うように配設されている。また、各圧力室16は、図2における右端部において、保護プレート12に形成された貫通孔21、及び、圧電アクチュエータ3に形成された貫通孔3a(第1の貫通孔)を介してマニホールド17に連通している。
As shown in FIG. 2, the
ディセンダプレート14の、平面視で複数の圧力室16の図2における左端部と夫々重なる位置には、複数の連通孔22が形成されている。さらに、ノズルプレート15の、平面視で複数の圧力室16の図2における左端部と夫々重なる位置には、下方へ向いた複数のノズル20が形成されている。
A plurality of communication holes 22 are formed at positions where the
そして、図3、図4に示すように、インクジェットヘッド1内に、マニホールド17から、貫通孔3aにおいて圧電アクチュエータ3を貫通し、さらに、圧力室16を経て、ノズル20に至る、複数の個別インク流路2が形成されている。このように、マニホールド17が圧電アクチュエータ3に関してノズル20と反対側に配置されているため、ノズル20を配置できる領域が広くなり、ノズル20をより高密度に配置することが可能になる。また、マニホールド17は、平面視で複数のノズル20及び複数の圧力室16と重なる領域に配置されている(特に、この実施形態では、図2に示したように、平面視で、共通液室が形成されている領域内に、全ての複数の圧力室が存在している)ため、マニホールド17の面積(上からの投影面積)を広く確保でき、マニホールド17の容積をより大きくすることができる。あるいは、マニホールド17の面積が大きくなる分だけ、同じ容積を確保しつつその高さを低くすることもできるため、マニホールドプレート10,11の厚さを薄くすることにより、インクジェットヘッド1を小型化することも可能になる。
As shown in FIGS. 3 and 4, a plurality of individual inks that pass through the
また、ノズル20は鉛直方向における下方に向いており、マニホールド17はノズル20よりも鉛直方向における上方に配置されているため、個別インク流路2内に混入した気泡がそれ自身の浮力によりマニホールド17へ移動しやすくなり、気泡をマニホールド17側へ排出することが容易になる。さらに、図4に示すように、図3の状態からインクジェットヘッド1が矢印aの方向に90度未満の角度で傾斜して配置されて、ノズル20が斜め下方へ向いていてもよく、この場合には、破線の矢印で示すように、個別インク流路2内の気泡がさらにマニホールド17まで移動しやすくなる。このように、マニホールド17がノズル20よりも鉛直方向における上方側に配置されていると、個別インク流路2内に混入した気泡をその浮力によってマニホールド17へ移動させやすくなるが、特に、図4に示すように、個別インク流路2がインクの流れの上流側ほど鉛直方向における上方側に向かって延在するように形成されていれば、個別インク流路2内に混入した気泡をより確実にマニホールド17へ移動させることができる。
Further, since the
次に、圧電アクチュエータ3について説明する。
圧電アクチュエータ3は、複数の圧力室16の上側を覆う振動板30と、この振動板30の上面(圧力室16と反対側の面)に形成された絶縁層33と、この絶縁層33上に複数の圧力室16に夫々対応して形成された複数の個別電極32と、絶縁層33の上面に形成された圧電層31と、この圧電層31の上面に複数の個別電極32に亙って共通に形成された共通電極34とを備えている。
Next, the
The
振動板30は、平面視で略矩形状の金属材料からなる板であり、例えば、ステンレス鋼等の鉄系合金、銅系合金、ニッケル系合金、あるいは、チタン系合金などからなる。この振動板30は、複数の圧力室16を塞ぐように圧力室プレート13の上面に接合されている。この振動板30の表面には、アルミナ、ジルコニア、あるいは、窒化ケイ素等の、弾性率が高いセラミックス材料からなる絶縁層33が形成されている。このように、絶縁層33が弾性率の高いセラミックス材料で形成されているため、圧電アクチュエータ3の剛性が上がりその応答性が高くなる。この振動板30(及び絶縁層33)には、個別インク流路2の一部を形成する貫通孔30aが形成されている。
The
絶縁層33の上面には、圧力室16よりも一回り小さい楕円形の平面形状を有する複数の個別電極32が形成されている。個別電極32は、平面視で対応する圧力室16の中央部に重なる位置に形成されている。個別電極32は金などの導電性材料からなり、隣接する個別電極32は絶縁層33により互いに電気的に絶縁されている。さらに、絶縁層33の上面において、複数の個別電極32の長手方向一端部(図2における右端部)からは、夫々、個別電極32の長手方向(走査方向)に平行に複数の配線部35が延びており、これら複数の配線部35は、複数の個別電極32に対して選択的に駆動電圧を供給するドライバIC(図示省略)に接続されている。
A plurality of
絶縁層33の上面には、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体であり強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)を主成分とする圧電層31が、複数の個別電極32に跨って連続的に形成されている。さらに、この圧電層31の上面には、複数の個別電極32に共通の共通電極34が圧電層31の全面に亙って形成されている。この圧電層31及び共通電極34には、個別インク流路2の一部を形成する貫通孔31a(第2流路形成孔)及び貫通孔34a(第1流路形成孔)が夫々形成されている。そして、振動板30の貫通孔30a、圧電層31の貫通孔31a及び共通電極34の貫通孔34aにより、圧電アクチュエータ3を貫通させる貫通孔3a(第1の貫通孔)が構成されている。貫通孔3aは個別インク流路2の一部を形成している。また、図2に示すように、共通電極34からはドライバICに接続された1本の配線部36が延びており、共通電極34は、配線部36及びドライバICを介してグランド電位に保持されている。
On the upper surface of the insulating
尚、圧電層31が貫通孔31aにおいて個別インク流路2に露出していると、導電性を有するインクが圧電層31に浸透して、このインクにより複数の個別電極32同士が短絡してしまう虞がある。そこで、本実施形態のインクジェットヘッドでは、貫通孔3aの内面に、個別インク流路2を流れるインクが圧電層31に浸透するのを防止する保護膜37が形成されている。この保護膜37は、例えば、酸化ケイ素や窒化ケイ素などからなる。
If the
次に、インク噴射時における圧電アクチュエータ3の作用について説明する。
ドライバICから配線部34を介して複数の個別電極32に選択的に駆動電圧が供給されると、駆動電圧が供給された圧電層31下側の個別電極32とグランド電位に保持されている圧電層31上側の共通電極34の電位が異なった状態となり、両電極32,34の間に挟まれた圧電層31に上下方向の電界が生じる。すると、圧電層31のうち、駆動電圧が印加された個別電極32と共通電極34の間に挟まれた部分が、分極方向である上下方向と直交する水平方向に収縮する。ここで、圧電層31の下側の振動板30が圧力室プレート13に固定されているため、両電極32,34の間に挟まれた圧電層31の部分が圧力室16側に凸となるように変形し、この圧電層31の部分的な変形に伴い、振動板30の圧力室16を覆う部分も圧力室16側に凸となるように変形する。すると、圧力室16内の容積が減少してインクに圧力が付与されるため、この圧力室16に連通するノズル20からインクが噴射される。
Next, the operation of the
When a driving voltage is selectively supplied from the driver IC to the plurality of
ところで、この圧電アクチュエータ3により、ある圧力室16内のインクに圧力が付与されたときに、その圧力波がマニホールド17を介して別の圧力室16に伝播されてしまう現象(いわゆる、流体的クロストーク)が生じて、複数のノズル20からの噴射特性がばらついてしまう場合がある。しかし、この第1実施形態では、前述したように、マニホールド17が複数のノズル20及び複数の圧力室16と重なる領域に配置されているため(図2〜図5参照)、マニホールド17の面積を広くしてその容積を大きくすることができ、マニホールド17内の圧力変動(圧力室16からマニホールド17に伝播する圧力波を含む)を効果的に減衰させてクロストークを抑制することが可能になる。
By the way, when a pressure is applied to ink in a
また、圧電アクチュエータ3は保護プレート12により保護されているため、圧電アクチュエータ3にマニホールド17内のインクが直接接触しない。さらに、圧電層31に形成された貫通孔31aの内面に、個別インク流路2を流れるインクが圧電層31に浸透するのを防止する保護膜37が形成されている。そのため、導電性のインクが圧電層31に浸透することがなく、複数の個別電極32間の短絡を防止できる。
Further, since the
保護プレート12の薄肉部42が、圧電アクチュエータ3の圧力室16に対向する部分との間に空間40を空けて配設されているため、個別電極32に駆動電圧が印加されて、この個別電極32に対応する圧電層31の部分が変形するときに、この圧電層31の変形が保護プレート12により妨げられず、圧電アクチュエータ3の駆動効率が低下するのを防止できる。また、この薄肉部42は、マニホールド17の底壁部の一部を構成しており、マニホールド17内のインクの圧力変動を吸収するダンパー部の機能も兼ね備えているため、圧力室16からマニホールド17に伝播する圧力波をより効果的に減衰させることができ、クロストークを効果的に抑制できる。尚、紙送り方向に配列された複数の圧力室(図2の上下方向に1列に配列された5つの圧力室)に亙って連続的に形成されているため、薄板部42の面積が大きくなり、ダンパー部としての圧力変動吸収効果がより高められている。
Since the
また、図3〜図5に示すように、マニホールド17は、圧電アクチュエータ3に関して圧力室16と反対側に配置されており、圧力室16とノズル20とが同じ側に配置されているため、圧力室16からノズル20までの距離を短くして、圧電層31及び振動板30を変形させて圧力室の容積を変化させるために個別電極32に印加される駆動電圧を下げることができ、圧電アクチュエータ3の駆動効率が向上する。さらに、ノズルプレート15が金属材料で形成されている場合には、このノズルプレート15の剛性が比較的高いものとなり、ノズルプレート15と圧力室プレート13との間のディセンダプレート14を省略することも可能になるため、圧力室16からノズル20までの距離がさらに短くなり、圧電アクチュエータ3の駆動効率をより高めることができる。
As shown in FIGS. 3 to 5, the manifold 17 is disposed on the opposite side of the
次に、インクジェットヘッド1の製造方法について図7、図8を参照して説明する。
図7(a)に示すように、まず、振動板30に個別インク流路2の一部を形成する貫通孔30aをエッチング等により形成し(孔形成工程)、圧力室16が形成された圧力室プレート13と振動板30とを、金属拡散接合、あるいは、接着材等により接合する。
Next, a method for manufacturing the
As shown in FIG. 7A, first, a through
次に、図7(b)に示すように、振動板30の圧力室16と反対側の面に、セラミックス材料の粒子を堆積させて、絶縁層33を形成する。ここで、セラミックス材料を振動板30に堆積させる方法としては、例えば、超微粒子材料を高速で衝突させて堆積させるエアロゾルデポジション法(AD法)を用いて形成できる。その他、スパッタ法、あるいは、CVD(化学蒸着)法を用いることもできる。そして、図7(c)に示すように、この絶縁層33の表面の圧力室16と対向する領域に、スクリーン印刷や蒸着法等により個別電極32を形成する。
Next, as shown in FIG. 7B, ceramic material particles are deposited on the surface of the
さらに、図7(d)に示すように、絶縁層33の圧力室プレート13と反対側の表面に、圧電素子の粒子を堆積させて熱処理を施すことにより、振動板30の貫通孔30aが形成されていない領域にのみ圧電層31を形成する(圧電層形成工程)。ここで、圧電素子を振動板30に堆積させる方法としては、AD法や、スパッタ法、あるいは、CVD法を用いることもできる。尚、振動板30に圧電素子の粒子を堆積させて圧電層31を形成すると、圧電層31の、振動板30の貫通孔30aに対応する位置に、貫通孔30aと同じく個別インク流路2の一部を形成する貫通孔31aが同時に形成されることになり、圧電層31に貫通孔31aを形成する工程を別に行う必要がなく、製造工程を簡素化できる。
そして、図7(e)に示すように、圧電層31の表面に、スクリーン印刷や蒸着法等により、貫通孔34aを有する共通電極34を複数の個別電極32に亙って連続的に形成する。
Further, as shown in FIG. 7D, through-
Then, as shown in FIG. 7E, a
次に、図8(a)に示すように、圧電アクチュエータ3の貫通孔3a(振動板30の貫通孔30a、圧電層31の貫通孔31a及び共通電極34の貫通孔34a)の内面に、AD法、スパッタ法、あるいは、CVD法等を用いて、インクが圧電層31に浸透するのを防止する保護膜37を形成する。そして、図8(b)に示すように、圧力室プレート13の下面にディセンダプレート14とノズルプレート15を接着材等により接合する。さらに、図8(c)に示すように、保護プレート12の薄肉部42と、圧電アクチュエータ3の圧力室16と対向する部分との間に、空間40が介在するように、保護プレート12を圧電アクチュエータ3の共通電極34の表面に接着材等により接合し、この保護プレート12にマニホールドプレート10,11を接合して、インクジェットヘッド1の製造を完了する。
Next, as shown in FIG. 8A, the inner surface of the through
以上説明したインクジェットヘッド1及びその製造方法によれば、次のような効果が得られる。
個別インク流路2が貫通孔3aにおいて圧電アクチュエータ3を貫通して、マニホールド17が圧電アクチュエータ3に関してノズル20と反対側に配置されているため、ノズル20とマニホールド17が同じ側に配置されている場合と比較して、ノズル20を配置できる領域を広く確保することができ、ノズル20をより高密度に配置することが可能になる。また、マニホールド17は、平面視で複数のノズル20及び複数の圧力室16と重なる領域に配置されているため、マニホールド17の面積を広くして、その容積を大きくすることができる。従って、圧力室16からマニホールド17に伝播する圧力波を効果的に減衰させてクロストークを抑制することが可能である。あるいは、マニホールド17の面積が大きくなることから、マニホールド17の面積が大きくなる分だけ、同じ容積を確保しつつその高さを低くすることもできるため、マニホールドプレート10,11の厚さを薄くすることにより、インクジェットヘッド1を小型化することも可能になる。
According to the
Since the individual
圧電アクチュエータ3は保護プレート12により保護されているため、圧電アクチュエータ3にマニホールド17内のインクが直接接触せず、導電性のインクにより複数の個別電極32の間で短絡が生じるのを極力防止できる。また、この保護プレート12の薄肉部42が、圧電アクチュエータ3の圧力室16に対向する部分との間に空間40を空けて配設されているため、個別電極32に駆動電圧が印加されて圧力室16に対向する圧電層31の部分が変形するときに、この圧電層31の変形が保護プレート12により妨げられない。さらに、この薄肉部42は、マニホールド17の底壁部の一部を構成しており、マニホールド17内のインクの圧力変動を吸収するダンパー部の機能も兼ね備えているため、圧力室16からマニホールド17に伝播する圧力波をより効果的に減衰させてクロストークを抑制することができる。
Since the
次に、前記第1実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記第1実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
第1変更形態
図9に示すように、保護プレート12Aが厚肉部41Aと薄肉部42Aを有し、薄肉部42A(ダンパー部)が、複数の圧力室16の夫々に対して個別に形成されていてもよい。
Next, modified embodiments in which various modifications are made to the first embodiment will be described. However, components having the same configuration as in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted as appropriate.
First Modification As shown in FIG. 9, the
第2変更形態
第1実施形態では、圧電層31の変形が保護プレート12により妨げられないようにするために、保護プレート12に薄肉部42が形成されているが、圧電アクチュエータ3B側に凹部が形成されて、保護プレート12Bと圧電アクチュエータ3Bとの間に隙間が形成されていてもよい。例えば、図10に示すように、圧電アクチュエータ3Bの振動板30B(及び絶縁層33B)に凹部46が形成され、圧電層31Bに、振動板30Bの凹部30aに対応する凹部47が形成されていてもよい。この場合、凹部46が形成された振動板30B(絶縁層33B)の面に、AD法やCVD法等により一様な厚さで圧電層31Bを形成することにより、圧電層31Bの凹部47も同時に形成することができる。
Second Modification In the first embodiment, the
第3変更形態
図11、図12に示すように、圧電層31Cが、複数の圧力室16に夫々対応して個別に形成されており、各圧力室16に対応する圧電層31Cが、振動板30と、厚肉部41C及び薄肉部42Cを有する保護プレート12Cとの間に形成された空間内に、個別インク流路2から隔離された状態で収容されていてもよい。尚、この変更形態3では、共通電極34Cが複数の圧力室16に夫々対応する複数の圧電層31Cの上面に形成され、共通電極34Cは絶縁層33の上面に形成された配線部36Cを介してグランド電位に保持されている。
Third Modification As shown in FIGS. 11 and 12, the
このように、圧電層31Cが、複数の圧力室16に夫々対応して個別に設けられている場合には、個別インク流路2が圧電層31Cを避けて圧電アクチュエータ3Cを貫通するようにすれば、圧電層31Cに貫通孔を形成するのを省略することができる。そのため、例えば、PZTのグリーンシートを焼成することにより形成された圧電シートを振動板30(絶縁層33)の表面に貼り付けて圧電層31Cを形成するなど、他の圧電層形成方法を採用することができ、圧電層形成方法の選択の自由度が高まる。また、圧電層31Cが振動板30と保護プレート12Cとの間に収容されているため、圧電層31Cにインクが接触せず、インクが浸透することがない。
As described above, when the
第4変更形態
個別電極と共通電極の配置は、前記第1実施形態の配置に限られるものではない。例えば、図13に示すように、金属製の振動板30が共通電極を兼ねており、保護プレート12Dと振動板30との間の空間内に、振動板30の上面に形成された圧電層31Dが配置され、この圧電層31Dの上面に個別電極32Dが形成されていてもよい。この場合に、個別電極32Dとこの個別電極32Dに駆動電圧を供給するドライバIC(図示省略)との電気的接続には、例えば、フレキシブルプリント配線板(FPC)等の配線部材45を用いることができる。この変形形態では、アクチュエータは、圧電層31Dと振動板30を備えているが、振動板30のみに貫通孔が形成されている。このように、アクチュエータの一部(振動板)にのみ個別液体流路を形成する貫通孔が形成されているアクチュエータも本発明でいう「個別液体流路を形成する第1の貫通孔を有する」アクチュエータに含まれることを意図する。
Fourth Modification The arrangement of the individual electrode and the common electrode is not limited to the arrangement of the first embodiment. For example, as shown in FIG. 13, the
次に、本発明の第2実施形態について図14〜図24を参照して説明する。この第2実施形態のインクジェットヘッド501は、前述の第1実施形態のインクジェットヘッド1と比較して、特に、圧電アクチュエータに関して圧力室がノズルと反対側に配置されている(即ち、圧力室がマニホールドと同じ側に配置されている)点で異なる。すなわち、第1実施形態のインクジェットヘッド1では、圧電層の分極方向に、ノズルプレート、圧力室、圧電層及び共通液室がこの順に配置されていたが、第2実施形態のインクジェットヘッド501では、圧電層の分極方向に、ノズルプレート、圧電層、圧力室及び共通液室がこの順に配置されている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Compared with the
次に、この実施形態におけるインクジェットヘッド1について図14〜図19を参照して説明する。このインクジェットヘッド1は積層された複数枚のプレートにより構成されており、インクジェットヘッド501は、インクを噴射する複数のノズル520とこれら複数のノズル520に夫々に連通する複数の圧力室516とを夫々含む複数の個別インク流路502と、複数の圧力室516の容積を選択的に変化させる圧電アクチュエータ503とを備えている。
Next, the
図15に示すように、複数の個別インク流路502は、圧電アクチュエータ503の振動板530及び圧電層531を含む複数のプレートにより形成されている。これら複数のプレートは、上方から、マニホールドプレート510,511、ベースプレート512、圧力室プレート513、圧電アクチュエータ503の振動板530及び圧電層531、そして、ノズルプレート514の順に積層されている。ここで、マニホールドプレート510,511、ベースプレート512及び圧力室プレート513は夫々ステンレス鋼等の金属板であり、後述するマニホールド517や圧力室516等のインク流路をエッチングにより容易に形成することができる。一方、ノズルプレート514は、可撓性を有する合成樹脂材料、例えば、ポリイミド等の高分子合成樹脂材料により形成される。
As shown in FIG. 15, the plurality of individual
まず、圧電アクチュエータ503以外のプレートについて順に説明する。2枚のマニホールドプレート510,511には、複数の圧力室516に連なるマニホールド517が形成されている。図14、図15に示すように、このマニホールド517は、平面視で複数の圧力室516の全てと重なるように形成されており、マニホールド517には、図示しないインク供給源からインク供給孔518を介してインクが供給される。また、2枚のマニホールドプレート510,511の間には、マニホールド517内でインクに混ざった塵等を除去するフィルタ519が設けられている。ベースプレート512には、マニホールド517と複数の圧力室516とを夫々連通させる複数の連通孔521が形成されている。
First, plates other than the
圧力室プレート513には、図14に示すように平面に沿って配列された複数の圧力室516が形成されている。これら複数の圧力室516は、紙送り方向(図14の上下方向)に2列に配列されている。各圧力室516は、平面視で略楕円形状に形成されており、その長軸方向が左右方向(走査方向)となるように配置されている。また、各圧力室516は、図14における右端部においてベースプレート512に形成された連通孔521を介してマニホールド517に連通している。
As shown in FIG. 14, the
ノズルプレート514の、平面視で複数の圧力室516の図14における左端部と夫々重なる位置には、鉛直方向において下方へ向いた複数のノズル520が形成されている。図15〜図17に示すように、このノズルプレート514は、圧電アクチュエータ503の圧力室516と反対側の面に、圧縮された状態で導電性を有する異方性導電材料からなる接着材522により接着されている。そして、圧電アクチュエータ503は、圧力室プレート513とノズルプレート514の間に配設されており、マニホールド517及び圧力室516とノズル520とが圧電アクチュエータ503を挟んで互いに反対側に配置されている。このように、マニホールド517が圧電アクチュエータ503に関してノズル520と反対側に配置されているため、ノズル520を配置できる領域が広くなってその配置自由度が高まり、ノズル520をより高密度に配置することが可能になる。また、ノズル520は鉛直方向において下方に向いており、マニホールド517はノズル520よりも鉛直方向における上方に配置されているため、個別インク流路502内に混入した気泡がそれ自身の浮力によりマニホールド517へ移動しやすくなり、気泡をマニホールド517側へ排出することが容易になる。さらに、図16に示すように、インクジェットヘッド501がインクジェットプリンタ100が設置される面(水平面)に対して、矢印aの方向に僅かに傾斜して配置されて、ノズル520が斜め下方へ向いている場合には、破線の矢印で示すように、個別インク流路502内の気泡がさらにマニホールド517まで移動しやすくなる。
A plurality of
このように、マニホールド517がノズル520よりも鉛直方向における上方側に配置されていると、個別インク流路502内に混入した気泡をその浮力によってマニホールド517へ移動させやすくなるが、特に、図16に示すように、個別インク流路502がインクの流れの上流側ほど鉛直方向における上方側に向かって延在するように形成されていれば、個別インク流路502内に混入した気泡をより確実にマニホールド517へ移動させることができる。すなわち、インクジェットヘッド1を水平面に対して傾斜して配置すれば、個別インク流路502内に混入した気泡をより確実にマニホールド517へ移動させることができる。
As described above, when the manifold 517 is arranged above the
そして、圧力室プレート513に形成された圧力室516とノズルプレート514に形成されたノズル520は、圧電アクチュエータ503の振動板530及び圧電層531に夫々形成された貫通孔535,536を介して連通している。また、ノズルプレート514の圧電アクチュエータ503側の面には、複数の個別電極532と夫々接続され且つ走査方向の一方(図14の右方)へ延びる複数の配線部534が形成され、さらに、ノズルプレート514の複数の配線部534が形成された面には、これら複数の配線部534に接続されたドライバIC538が配置されている。配線部534及びドライバIC538については、後ほど詳しく説明する。そして、図15、図17に示すように、インクジェットヘッド501内に、マニホールド517から圧力室516を経て、圧電アクチュエータ503を貫通してノズル520に至る、個別インク流路502が形成されている。
The
次に、圧電アクチュエータ503について説明する。図14〜図19に示すように、圧電アクチュエータ503は、複数の圧力室516の下側を覆う振動板530と、この振動板530の複数の圧力室516と反対側の面に設けられた圧電層531と、この圧電層531の振動板530と反対側の面において複数の圧力室516と夫々対向する位置に形成された複数の個別電極532とを有する。
Next, the
振動板530は、平面視で略矩形状の金属板であり、例えば、ステンレス鋼等の鉄系合金、銅系合金、ニッケル系合金、あるいは、チタン系合金などからなる。この振動板530は、複数の圧力室516を塞ぐように圧力室プレート513の下面に接合されている。また、この振動板530は、複数の個別電極532に対向して個別電極532と振動板530との間の圧電層531に電界を作用させる共通電極を兼ねており、配線部540(図14参照)を介してグランド電位に保持されている。振動板530の下面には、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体であり強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)を主成分とする圧電層531が形成されている。この圧電層531は、複数の圧力室516に跨って連続的に形成されている。
The
振動板530と圧電層531の、平面視で圧力室516の図14における左端部と重なる位置には、夫々個別インク流路502の一部を構成する貫通孔535,536が形成されており、これら貫通孔535,536において個別インク流路502が圧電アクチュエータ503を貫通して、圧力室516とノズル520が連通している。ここで、圧電層531が貫通孔536において個別インク流路502に露出していると、導電性を有するインクが圧電層531に浸透して、このインクにより複数の個別電極532同士が短絡してしまう虞がある。そこで、本実施形態のインクジェットヘッドでは、貫通孔535,536の内面に、個別インク流路502を流れるインクが圧電層531に浸透するのを防止する保護膜537が形成されている。この保護膜537は、例えば、酸化ケイ素や窒化ケイ素からなる。
Through
圧電層531の下面には、圧力室516よりも一回り小さい楕円形の平面形状を有する複数の個別電極532が形成されている。これら複数の個別電極532は、平面視で、対応する圧力室516の中央部に重なる位置に夫々形成されている。また、個別電極532は金などの導電性材料からなる。さらに、図14〜図17及び図19に示すように、複数の個別電極532の長手方向端部(図14〜図17及び図19の右端部)からは、夫々、ノズルプレート514に形成された複数の配線部534を介してドライバIC538と電気的に接続される複数の接点部532aが、平面視で圧力室516と重ならない領域まで延びている。そして、複数の配線部534と接点部532aを介してドライバIC538から複数の個別電極532に対して選択的に駆動電圧が印加される。
A plurality of
次に、圧電アクチュエータ503の作用について説明する。複数の個別電極532に対してドライバIC538から選択的に駆動電圧が印加されると、駆動電圧が供給された圧電層531上側の個別電極532とグランド電位に保持されている圧電層531下側の共通電極としての振動板530の電位が異なる状態となり、個別電極532と振動板530の間に挟まれた圧電層531の部分に上下方向の電界が生じる。すると、駆動電圧が印加された個別電極532の直下の圧電層531の部分が分極方向である上下方向と直交する水平方向に収縮する。このとき、この圧電層531の収縮に伴って振動板530が圧力室516側に凸となるように変形するため、圧力室516内の容積が減少して圧力室516内のインクに圧力が付与され、圧力室516に連通するノズル520からインクが噴射される。
Next, the operation of the
ところで、ノズルプレート514は可撓性を有する絶縁材料で形成され、図14〜図17及び図19に示すように、このノズルプレート514の圧電アクチュエータ503側の面に、端部(図14の左端部)に複数の個別電極532の接点部532aと夫々接続される端子部534aを有し、走査方向の一方向(図14の右方)へ延びる複数の配線部534が形成されている。これら複数の配線部534の個別電極532と反対側の端部はドライバIC538に接続され、ドライバIC538はノズルプレート514に配置されている。このように、複数の個別電極532とドライバIC538とが、ノズルプレート514に形成された複数の配線部534を介して電気的に接続されているため、従来は必要であったFPC等の配線部材が不要になり、部品点数を減らしてインクジェットヘッド501の製造コストを低減することができる。また、ノズルプレート514は、可撓性を有する絶縁材料で形成されているため、従来から使用されているFPC等の可撓性を有する配線部材と同様に、図15、図16に示すようにノズルプレート514を引き回すことが可能になり、ドライバIC538等の配置自由度が高まる。
Incidentally, the
尚、図14に示すように、ノズルプレート514の複数の配線部534が形成された面には、さらに、共通電極としての振動板530をドライバIC538を介してグランド電位に保持する為の配線部40が形成されている。さらに、図14、図15に示すように、ノズルプレート514には、インクジェットプリンタ100の制御装置(図示省略)とドライバIC538とを接続する複数の配線部541も形成されている。
As shown in FIG. 14, on the surface of the
ここで、ノズルプレート514は、異方性導電フィルム(Anisotropic Conductive Film:ACF)、あるいは、異方性導電ペースト(Anisotropic Conductive Paste:ACP)からなる接着材522により接着されている。この異方性導電材料は、例えば、熱硬化性のエポキシ樹脂の中に導電性粒子を分散させたものであり、圧縮されていな状態では絶縁性を有し、圧縮された状態では導電性を有する。そして、この接着材522は、個別電極532の接点部532aと配線部534の端子部534aの間の接続エリアでは圧縮されて導電性を有し、接着材522により接点部532aと端子部534aとが電気的に接続されている。しかし、接点部532aと端子部534aの電気接続部以外の部分では接着材522は圧縮されておらず絶縁性を有する。従って、この接点部532aと端子部534aの電気接続部以外の部分で、配線部534と振動板530との間に挟まれる圧電層531に不必要な静電容量が発生するのを抑制できるため、圧電アクチュエータ503の駆動効率が向上する。
Here, the
また、図17に示すように、個別電極532の接点部532aと、ノズルプレート514に形成された配線部534の端子部534aとの間の離隔距離(図17のD1)は、それ以外の部分におけるノズルプレート514と圧電層531との間の離隔距離(図17のD2)よりも小さくなっている。そのため、ノズルプレート514を圧電層531へ押しつけてノズルプレート514と圧電層531を接着する際に、個別電極532の接点部532aと配線部534の端子部534aの間の接着材522のみを圧縮して、個別電極532と配線部534とを電気的に接続することが容易になる。
Further, as shown in FIG. 17, the separation distance (D1 in FIG. 17) between the
さらに、図14〜図17に示すように、ノズルプレート514の、複数の個別電極532と対向する部分には、夫々、矩形の平面形状を有する複数の凹部514aが形成されている。従って、個別電極532に駆動電圧が印加されて圧電層531が変形したときに、この圧電層531の変形が、ノズルプレート514やこのノズルプレート514と圧電層531とを接着する接着材522により妨げられず、圧電アクチュエータ503の駆動効率が向上する。尚、凹部514aは複数の個別電極532に亙って共通に形成されているわけではなく、図14に示すように、複数の個別電極532に対して夫々複数の凹部514aが個別に形成されているため、凹部514aの間の部分によってノズルプレート514の剛性がある程度確保されている。そのため、例えば、ノズル520からのパージ動作(気泡排出動作)後にワイパー等でインク噴射面(ノズルプレート514の下面)を拭く場合などに、ノズルプレート514が撓んでしまうのを防止できる。さらに、図14に示すように、これら複数の凹部514aの間の領域、即ち、複数のノズル520及び複数の圧力室516と対向しない領域に、複数の配線部534が形成されている。そのため、配線部534に導電性のインクが付着することがなく、配線部534同士の短絡を防止できる。また、個別電極532に駆動電圧が印加されたときに、配線部534が圧電層531の変形を妨げることもない。
Furthermore, as shown in FIGS. 14 to 17, a plurality of
次に、前述したインクジェットヘッド501を製造する方法について説明する。まず、ノズルプレート514以外の複数のプレート(圧電アクチュエータ503の振動板530及び圧電層531を含む)を積層させる工程について図20を参照して説明する。図20(a)に示すように、まず、振動板530に個別インク流路502の一部を構成する貫通孔535をエッチング等により形成し(孔形成工程)、圧力室516が形成された圧力室プレート513と振動板530とを、金属拡散接合、あるいは、接着材等により接合する。
Next, a method for manufacturing the above-described
次に、図20(b)に示すように、振動板530の圧力室プレート513と反対側の表面に、圧電素子の粒子を堆積させて熱処理を施すことにより、振動板530の貫通孔535が形成されていない領域にのみ圧電層531を形成する(圧電層形成工程)。ここで、圧電素子を振動板530に堆積させる方法としては、例えば、超微粒子材料を高速で衝突させて堆積させるエアロゾルデポジション法(AD法)を用いて形成できる。その他、スパッタ法、あるいは、CVD(化学蒸着)法を用いることもできる。尚、振動板530に圧電素子の粒子を堆積させて圧電層531を形成すると、圧電層531の、振動板530の貫通孔535に対応する位置に、貫通孔535と同じく個別インク流路502の一部を構成する貫通孔536が同時に形成されることになる。
Next, as shown in FIG. 20B, the through
そして、図20(c)に示すように、圧電層531の振動板530と反対側の面において、圧力室516と対向する領域に、スクリーン印刷や蒸着法等を用いて、個別電極532を形成し、さらに個別電極532に連なる接点部532aを形成する。さらに、図20(d)に示すように、振動板530と圧電層531に形成された貫通孔535,536の内面に、AD法、スパッタ法、あるいは、CVD法等を用いて、インクが圧電層531に浸透するのを防止する保護膜537を形成する(保護膜形成工程)。そして、圧力室プレート513の圧電アクチュエータ503と反対側の面に、ベースプレート512と2枚のマニホールドプレート510,511を接合する。尚、2枚のマニホールドプレート510,511、ベースプレート512、圧力室プレート513、及び、振動板530の、5枚の金属製プレートを先に拡散接合等により一度に接合してから、振動板530の圧力室516と反対側の面に圧電層531を形成してもよい。
Then, as shown in FIG. 20C, the
次に、ノズルプレート514を形成する工程について図21を参照して説明する。図21(a)に示すように、ノズルプレート514を圧電層531に接着したときに、複数の個別電極532に夫々対向することになる領域に複数の凹部514aを形成するとともに、エキシマレーザー加工等により複数のノズル520を形成する。次に、図21(b)に示すように、凹部514aよりも右側の部分に右方へ延びる配線部534(及び端子部534a)を形成する。そして、図21(c)に示すように、圧電層531に接着されるノズルプレート514の上面に、スクリーン印刷等により異方性導電材料からなる接着材522をスクリーン印刷等により付着させる(付着工程)。この付着工程においては、接着材522を、ノズルプレート514の圧電層531と接着される部分にのみパターニングして付着させてもよいが、接着材522をノズルプレート514の全面に付着させてもよい。この場合でも、ノズルプレート514の個別電極532に対向する部分に凹部514aが形成されているため、個別電極532に駆動電圧が印加されたときの圧電層531の変形が、ノズルプレート514やこのノズルプレート514に付着した接着材522により妨げられない。
Next, the process of forming the
そして、図22に示すように、ノズルプレート514を圧電アクチュエータ503の圧電層531に接着材522により接着する(接着工程)。このとき、個別電極532の接点部532aを、配線部534の端子部534aの表面に付着した接着材522に接触させ、この部分の接着材522を圧縮して個別電極532と前記配線部534とを導通状態で接続するとともに、配線部534のその他の部分を圧縮されていない接着材522により絶縁状態で圧電層531に接着する。同時に、ノズルプレート514の配線部534以外の部分に付着した接着材522により、ノズルプレート514と圧電層531とを接着する。尚、個別電極532と配線部534は5μm程度の厚みを有するため、個別電極532の接点部532aと、ノズルプレート514に形成された配線部534の端子部534aとの間の離隔距離(図17のD1)は、それ以外の部分におけるノズルプレート514と圧電層531との間の離隔距離(図17のD2)よりも小さい。そのため、ノズルプレート514と圧電アクチュエータ503の圧電層531を接着する際に、ノズルプレート514を圧電層531に対して均等に押圧するだけで、個別電極532の接点部532aと配線部534の端子部534aの間の接着材522のみを圧縮することができ、個別電極532と配線部534を電気的に接続することが容易になる。
Then, as shown in FIG. 22, the
尚、ノズル520の周辺部の厚さ(ノズルプレート514の図21における左端部)を、配線部534が形成される部分(ノズルプレート514の図21における右端部)の厚さよりも僅かに薄くすることにより、個別電極532の接点部532aと、ノズルプレート514に形成された配線部534の端子部534aとの間の離隔距離(図17のD1)を、それ以外の部分におけるノズルプレート514と圧電層531との間の離隔距離(図17のD2)よりも小さくしてもよい。
Note that the thickness of the peripheral portion of the nozzle 520 (left end portion of the
以上説明したインクジェットヘッド501及びその製造方法によれば、次のような効果が得られる。圧電アクチュエータ503の複数の個別電極532とこれら複数の個別電極532に駆動電圧を供給するドライバIC538とを接続する複数の配線部534が、絶縁材料からなるノズルプレート514に形成されており、ノズルプレート514にFPC等の配線部材の機能を持たせてこの配線部材を省略することができるため、部品点数を減らしてインクジェットヘッド501の製造コストを低減することができる。また、ノズルプレート514上にドライバIC538を配置することができる。さらに、ノズルプレート514は可撓性を有するため、FPC等と同様に引き回すことができ、ドライバIC538の配置自由度が高まる。さらに、ノズルプレート514を圧電アクチュエータ503に接着すると同時に、複数の個別電極532と複数の配線部534とを電気的に接続することが可能になり、インクジェットヘッド501の製造工程を簡素化できる。
According to the
また、圧電アクチュエータ503の圧電層531とノズルプレート514の接着工程において、圧電層531とノズルプレート514を異方性導電材料からなる接着材522により接着するため、個別電極532と配線部534との電気的接続を1種類の接着材522により一度に行うことができ、さらに製造工程を簡素化して、製造コストを低減できる。さらに、個別電極532と配線部534との間の接着材522は圧縮されて導電性を有するが、その他の部分の接着材522は圧縮されず絶縁性を有するため、個別電極532と配線部534との電気接続部以外の部分で、配線部534と振動板530との間に挟まれる圧電層531に不必要な静電容量が発生するのを抑制することができるため、圧電アクチュエータ503の駆動効率が向上する。
In addition, in the bonding process between the
次に、前記第2実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記第2実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。 Next, modified embodiments in which various modifications are made to the second embodiment will be described. However, components having the same configuration as in the second embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted as appropriate.
[第1変更形態]
前記第2実施形態では、ノズルプレートの個別電極532と対向する部分に凹部が形成されているが、圧電層側に凹部が形成されていてもよい。例えば、図23に示すように、振動板530Aの複数の個別電極532と対向する部分に夫々複数の凹部530aが形成され、圧電層531Aに、振動板530Aの凹部530aに対応する凹部531aが形成されていてもよい。この場合、凹部530aが形成された振動板530Aの面に、AD法やCVD法等により一様な厚さで圧電層531Aを形成することにより、圧電層531Aの凹部531aも同時に形成することができる。尚、この場合には、圧電層531A側に接着材522を付着させてから、ノズルプレート514Aを圧電層531Aに接着することになる。
[First modification]
In the second embodiment, the recess is formed in the portion of the nozzle plate facing the
[第2変更形態]
ノズルプレート514(又は圧電層531)に接着材522を付着させる付着工程において、接着材522をパターニングして付着させる場合には、接着材522によりノズルプレート514と圧電層531との間に隙間が形成され、この隙間により、圧電層531の変形がノズルプレート514やこのノズルプレート514に付着した接着材522により阻害されにくくなるため、図24に示すように、ノズルプレート514B(又は圧電層531)の凹部を省略してもよい。尚、接着材522をパターニングして付着させるには、前述のスクリーン印刷の他に、ノズルプレート514(514B)の全面に接着材522を付着させてから、圧電層531と接着されない部分の接着材522をレーザー等により部分的に除去することによっても可能である。
[Second modification]
In the attaching step of attaching the adhesive 522 to the nozzle plate 514 (or the piezoelectric layer 531), when the adhesive 522 is patterned and attached, there is a gap between the
[第3変更形態]
圧電層531に形成された個別電極532の接点部532aとノズルプレート514に形成された配線部534の端子部534aとの電気的接続と、この電気接続部以外の部分における圧電層531とノズルプレート514の接着を、別々の接着材料により行うこともできる。例えば、個別電極532と配線部534の電気的接続には導電性ペーストを用い、他の部分における圧電層531とノズルプレート514の接着には非導電性の接着材を用いてもよい。但し、この場合には、個別電極532と配線部534の電気的接続と、圧電層531とノズルプレート514の接着を、同時に行うことができるように、導電性ペーストと非導電性の接着材には、互いの硬化温度が近いものを使用することが好ましい。
[Third modification]
The electrical connection between the
[第4変更形態]
ノズルプレートをステンレス鋼等の金属材料で形成し、この金属プレートの一表面にAD法、スパッタ法、あるいは、CVD法などによりアルミナ等の絶縁性材料の薄膜を形成することにより、この薄膜が形成された面においてノズルプレートが絶縁性を有するようにしてもよい。この場合、ノズルプレートの薄膜が形成された面を、圧電アクチュエータ503に対向し且つ複数の配線部534が形成される面とすればよい。
[Fourth modification]
The nozzle plate is formed of a metal material such as stainless steel, and this thin film is formed by forming a thin film of an insulating material such as alumina on one surface of this metal plate by the AD method, sputtering method, or CVD method. The nozzle plate may be insulated on the formed surface. In this case, the surface of the nozzle plate on which the thin film is formed may be a surface that faces the
[第5変更形態]
前記第2実施形態ではベースプレートを介して上方にマニホールドが形成され、下方に圧力室が形成されていたが、マニホールドの位置は圧力室の上方に限定されない。マニホールドの一部が圧力室と同じ高さに形成されていてもよく、例えば、圧力室の下面とマニホールドの下面が同じ高さであってもよい。図25に示すインクジェットヘッド200は、マニホールド117が形成されたマニホールドプレート112と、圧力室116が形成された圧力室プレート113と、振動板530及び圧電層531を有する圧電アクチュエータ503と、異方性導電層22と、ノズルプレート514とを備える。圧電アクチュエータ503の振動板530側には圧力室プレート113を介してマニホールドプレート112が接合され、圧電アクチュエータ503の圧電層531側には異方性導電層22を介してノズルプレート514が接合される。ここで、振動板530は圧力室116の下面を画成すると共に、マニホールド117の下面も画成している。すなわち、圧力室116の下面とマニホールド117の下面は同じ高さに形成されている。このように、マニホールドの一部が圧力室と同じ高さに形成されている場合には、インクジェットヘッドの厚さを薄くすることができる。
[Fifth modification]
In the second embodiment, the manifold is formed on the upper side through the base plate and the pressure chamber is formed on the lower side. However, the position of the manifold is not limited to the upper side of the pressure chamber. A part of the manifold may be formed at the same height as the pressure chamber. For example, the lower surface of the pressure chamber and the lower surface of the manifold may be the same height. 25 includes a
前記実施形態は、インクを噴射するインクジェットヘッドに本発明を適用した一例であるが、インク以外の液体を噴射する他の液体噴射装置に本発明を適用することもできる。例えば、導電ペーストを噴射して基板上に配線パターンを形成したり、あるいは、有機発光体を基板に噴射して有機エレクトロルミッセンスディスプレイを形成したり、さらには、光学樹脂を基板に噴射して光導波路等の光学デバイスを形成したりする場合などに用いられる、種々の液体噴射装置にも本発明を適用できる。 The above embodiment is an example in which the present invention is applied to an ink jet head that ejects ink. However, the present invention can also be applied to other liquid ejecting apparatuses that eject liquid other than ink. For example, a conductive paste is sprayed to form a wiring pattern on the substrate, an organic light emitter is sprayed to the substrate to form an organic electroluminescence display, and an optical resin is sprayed to the substrate. Thus, the present invention can also be applied to various liquid ejecting apparatuses used for forming optical devices such as optical waveguides.
上記実施形態では、アクチュエータ3,503が振動板30,530及び圧電層31,531を有していたが、これに限らず、アクチュエータは圧電層を持つが振動板を持たないタイプのアクチュエータであってもよい。
In the above embodiment, the
以上説明した第1実施形態とその変更形態、及び、第2実施形態とその変形形態は、本発明をインクジェットヘッド及びインクジェットプリンタに適用した例であるが、インク以外の液体を噴射する他の液体噴射装置に本発明を適用することも可能である。例えば、導電ペーストを噴射して基板上に配線パターンを形成したり、あるいは、有機発光体を基板に噴射して有機エレクトロルミッセンスディスプレイを形成したり、さらには、光学樹脂を基板に噴射して光導波路等の光学デバイスを形成したりする場合などに用いられる、種々の液体噴射装置にも本発明を適用できる。 The first embodiment described above and its modified embodiment, and the second embodiment and its modified embodiment are examples in which the present invention is applied to an inkjet head and an inkjet printer, but other liquids that eject liquids other than ink. The present invention can also be applied to an injection device. For example, a conductive paste is sprayed to form a wiring pattern on the substrate, an organic light emitter is sprayed to the substrate to form an organic electroluminescence display, and an optical resin is sprayed to the substrate. Thus, the present invention can also be applied to various liquid ejecting apparatuses used for forming optical devices such as optical waveguides.
1,51,200,501 インクジェットヘッド
2 個別インク流路
3,3B,3C 圧電アクチュエータ
3a 貫通孔
12,12A,12C,12D 保護プレート
13 圧力室プレート
15 ノズルプレート
16 圧力室
17 マニホールド
20 ノズル
21 貫通孔
30,30B 振動板
30a 貫通孔
31,31B,31C,31D 圧電層
31a 貫通孔
32,32D 個別電極
33 絶縁層
33,33B 絶縁層
34,34C 共通電極
34a 貫通孔
37 保護膜
40 空間
41,41A,41C 厚肉部
42,42A,42C 薄肉部
52 個別インク流路
53 圧電アクチュエータ
53a 貫通孔
63 圧力室プレート
64 ノズルプレート
66 圧力室
67 マニホールド
70 ノズル
80 振動板
81 圧電層
82 個別電極
100 インクジェットプリンタ
502 個別インク流路
503 圧電アクチュエータ
513 圧力室プレート
514B ノズルプレート
514,514A,514B ノズルプレート
514a 凹部
516 圧力室
517 マニホールド
520 ノズル
522 接着材
530,531A 振動板
530a 凹部
531,531A 圧電層
532 個別電極
532a 接点部
534 配線部
534a 端子部
535 貫通孔
536 貫通孔
537 保護膜
1, 51, 200, 501
Claims (24)
共通液室と、
平面に沿って配置された複数の圧力室と、
液体を噴射する複数のノズルと、
前記共通液室から前記圧力室を経てノズルに至る複数の個別液体流路と、
前記複数の圧力室に対向して配置され、前記複数の圧力室の容積を選択的に変化させるアクチュエータとを備え、
前記共通液室は、前記アクチュエータに関して前記ノズルと反対側に配置され、
前記アクチュエータは、前記個別液体流路の一部を形成する第1の貫通孔を有する液体噴射装置。 A liquid ejecting apparatus,
A common liquid chamber;
A plurality of pressure chambers arranged along a plane;
A plurality of nozzles for ejecting liquid;
A plurality of individual liquid flow paths from the common liquid chamber to the nozzle through the pressure chamber;
An actuator that is disposed to face the plurality of pressure chambers and selectively changes a volume of the plurality of pressure chambers;
The common liquid chamber is disposed on the opposite side of the nozzle with respect to the actuator;
The actuator is a liquid ejecting apparatus having a first through hole that forms a part of the individual liquid channel.
液体を噴射する複数のノズルと、
複数のノズルに連通する複数の圧力室と、
複数の圧力室に共通の共通液室と、
複数の圧力室の容積を選択的に変化させる圧電層とを備え、
圧力室に関して共通液室と圧電層とがノズルと反対側に設けられている液体噴射装置。 A liquid ejecting apparatus,
A plurality of nozzles for ejecting liquid;
A plurality of pressure chambers communicating with a plurality of nozzles;
A common liquid chamber common to a plurality of pressure chambers;
A piezoelectric layer that selectively changes the volume of the plurality of pressure chambers,
A liquid ejecting apparatus in which a common liquid chamber and a piezoelectric layer are provided on a side opposite to a nozzle with respect to a pressure chamber.
液体噴射装置が、共通液室と、平面に沿って配置された複数の圧力室と、液体を噴射する複数のノズルと、前記共通液室から前記圧力室を経て前記ノズルに至る複数の個別液体流路と、前記複数の圧力室に跨って配置された振動板とこの振動板の前記圧力室と反対側に配置された圧電層とを有し且つ前記複数の圧力室の容積を選択的に変化させるアクチュエータとを備えており、
上記方法が、
前記振動板に、前記個別液体流路の一部を形成する流路形成孔を形成する孔形成工程と、
この振動板の前記圧力室と反対側の表面に圧電材料の粒子を堆積させて、振動板の前記流路形成孔が形成されていない領域にのみ前記圧電層を形成する圧電層形成工程と、を含み、
圧電層形成工程により前記個別液体流路が前記アクチュエータを貫通するように形成される液体噴射装置の製造方法。 A method for manufacturing a liquid ejecting apparatus, comprising:
The liquid ejecting apparatus includes a common liquid chamber, a plurality of pressure chambers arranged along a plane, a plurality of nozzles for ejecting liquid, and a plurality of individual liquids that reach the nozzle from the common liquid chamber through the pressure chamber. A flow path, a diaphragm disposed across the plurality of pressure chambers, and a piezoelectric layer disposed on a side of the diaphragm opposite to the pressure chamber, and selectively selecting a volume of the plurality of pressure chambers With an actuator to change,
The above method is
A hole forming step for forming a flow path forming hole for forming a part of the individual liquid flow path in the diaphragm;
A piezoelectric layer forming step of depositing piezoelectric material particles on the surface of the diaphragm opposite to the pressure chamber, and forming the piezoelectric layer only in a region where the flow path forming hole of the diaphragm is not formed; Including
A method of manufacturing a liquid ejecting apparatus, wherein the individual liquid flow path is formed so as to penetrate the actuator by a piezoelectric layer forming step.
前記記録媒体にインクを噴射するインクジェットヘッドを備え、
前記インクジェットヘッドは、共通インク室と、平面に沿って配置された複数の圧力室と、インクを噴射するノズルと、前記共通インク室から前記圧力室を経て前記ノズルに至る複数の個別インク流路と、前記複数の圧力室に対向して配置され、前記複数の圧力室の容積を選択的に変化させるアクチュエータとを有し、
前記共通インク室は、前記アクチュエータに関して前記ノズルと反対側で、且つ、前記平面に直交する方向から見て前記圧力室と重なる領域に配置され、前記個別インク流路が前記アクチュエータを貫通するように形成されており、
前記ノズルが下方に向いており、前記共通インク室が前記ノズルよりも上方に配置されているインクジェットプリンタ。
An ink jet printer for recording by ejecting ink onto a recording medium,
An inkjet head for ejecting ink onto the recording medium;
The inkjet head includes a common ink chamber, a plurality of pressure chambers arranged along a plane, a nozzle for ejecting ink, and a plurality of individual ink flow paths from the common ink chamber to the nozzle through the pressure chamber. And an actuator that is arranged to face the plurality of pressure chambers and selectively changes the volume of the plurality of pressure chambers,
The common ink chamber is disposed on the opposite side of the nozzle with respect to the actuator and in a region overlapping the pressure chamber when viewed from a direction orthogonal to the plane, so that the individual ink flow path penetrates the actuator. Formed,
An ink jet printer in which the nozzle is directed downward and the common ink chamber is disposed above the nozzle.
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