JP2017052214A - Liquid jet head and liquid jet device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関する。 The present invention relates to a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus.
従来、記録紙等の被記録媒体に液滴状のインクを吐出して、被記録媒体に画像や文字を記録する装置として、インクジェットヘッド(液体噴射ヘッド)を備えたインクジェットプリンタ(液体噴射装置)がある。インクジェットヘッドは、吐出チャネル及びダミーチャネルが交互に並設されたアクチュエータプレートと、アクチュエータプレートにおけるチャネル延在方向の一端側に配設され、吐出チャネルに各別に連通するノズル孔を有するノズルプレートと、を有している。また、各チャネルのうち、吐出チャネルの内面には基準電位GNDとなる共通電極が形成され、ダミーチャネルの内面には駆動電位Vddとする個別電極が形成されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an ink jet printer (liquid ejecting apparatus) provided with an ink jet head (liquid ejecting head) as an apparatus for ejecting droplets of ink onto a recording medium such as recording paper and recording images and characters on the recording medium. There is. The inkjet head includes an actuator plate in which discharge channels and dummy channels are alternately arranged, a nozzle plate that is disposed on one end side in the channel extending direction of the actuator plate, and has nozzle holes that communicate with the discharge channels. have. In each channel, a common electrode having a reference potential GND is formed on the inner surface of the ejection channel, and an individual electrode having a drive potential Vdd is formed on the inner surface of the dummy channel.
例えば、下記特許文献1には、アクチュエータプレートにおけるチャネル延在方向の他端面及び裏面に跨るようにマニホールドが配設された構成が開示されている。マニホールドには、吐出チャネルに連通するインク供給路が形成されている。
また、下記特許文献1において、個別配線は、アクチュエータプレートにおけるチャネル延在方向の一端面を通って、アクチュエータプレートの裏面上に形成された個別パッドに接続されている。一方、共通配線は、アクチュエータプレートにおけるチャネル延在方向の他端面を通ってアクチュエータプレートにおける裏面上に形成された共通パッドに接続されている。各パッドは、アクチュエータプレートの裏面において、上述したマニホールドよりもチャネル延在方向の一端側(マニホールドと干渉しない位置)に形成されている。各パッドには、制御手段との間を電気的に接続するフレキシブルプリント基板等の外部配線が圧着される。
For example,
In
しかしながら、特許文献1の構成では、個別配線及び共通配線が、アクチュエータプレートにおけるチャネル延在方向の両端面を通して裏面上の各パッドまで引き回されているため、配線パターンが複雑になるという課題があった。
However, the configuration of
また、特許文献1の構成において、各パッドには上述したように外部配線が接続されることになる。この場合、外部配線は、各パッドからチャネル延在方向の他端側(ノズルプレート側とは反対側)に引き回され、制御手段に接続される。
しかしながら、特許文献1の構成では、各パッドよりもチャネル延在方向の他端側にマニホールドが配設されているため、マニホールドとの干渉を避けながら外部配線をチャネル延在方向の他端側に引き回す必要がある。これにより、各パッドへの外部配線の圧着作業や、外部配線の制御手段への引き回し作業が複雑になるという課題があった。
Further, in the configuration of
However, in the configuration of
本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、各種配線の簡素化やレイアウトの自由度の向上を図るとともに、外部配線の接続作業の容易化を図ることができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to simplify various wirings and improve the degree of freedom of layout, and to facilitate the work of connecting external wirings. A liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus are provided.
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を提供する。
本発明に係る液体噴射ヘッドは、アクチュエータプレートの表面上に、第1方向に沿って延設されるとともに、前記第1方向に交差する第2方向に間隔をあけて並設された液体が充填される噴射チャネルと、前記アクチュエータプレートの前記表面上に、前記第2方向で前記噴射チャネルと交互に並設され、前記第1方向及び前記第2方向に直交する第3方向に前記アクチュエータプレートを貫通する液体が充填されないダミーチャネルと、前記ダミーチャネルの内側面に形成された個別電極と、前記噴射チャネルの内側面に形成された共通電極と、前記アクチュエータプレートのうち、前記噴射チャネルに対して前記第1方向の一端側であって、前記第2方向で隣り合う前記ダミーチャネル間に位置する尾部の前記表面に形成され、前記共通電極に接続される共通配線と、前記アクチュエータプレートにおける前記尾部の裏面側に前記共通配線を引き出す引出配線と、前記アクチュエータプレートにおける前記尾部の前記裏面に形成され、前記噴射チャネルを挟んで第2方向で対向する前記個別電極同士を各別に接続する個別パッドと、を備えていることを特徴とする。
The present invention provides the following means in order to solve the above problems.
The liquid ejecting head according to the present invention is filled with a liquid which extends along the first direction on the surface of the actuator plate and is arranged in parallel in the second direction intersecting the first direction. On the surface of the actuator plate, and in parallel with the injection channel in the second direction, the actuator plate in the third direction orthogonal to the first direction and the second direction. Of the dummy channel that is not filled with the penetrating liquid, the individual electrode formed on the inner surface of the dummy channel, the common electrode formed on the inner surface of the ejection channel, and the ejection channel among the actuator plates The one end side of the first direction is formed on the surface of the tail portion located between the dummy channels adjacent to each other in the second direction. A common wire connected to the electrode, a lead-out wire for drawing out the common wire to the back surface side of the tail portion of the actuator plate, and a second direction formed on the back surface of the tail portion of the actuator plate across the ejection channel And an individual pad for connecting the individual electrodes facing each other separately.
この構成によれば、例えば各チャネルが開口するアクチュエータプレートの表面側に個別パッド等を形成する場合に比べて個別パッドや引出配線等を形成可能な領域の面積を確保できる。これにより、パッド等のレイアウトの自由度を向上させるとともに、配線パターンの簡素化を図ることができる。この場合、例えば第3方向で吐出チャネルと重なる位置まで尾部の裏面からパッド等を引き回す等、パッド等をより第1方向の他端側に形成することで、尾部の第1方向の長さを短縮できる。そのため、液体噴射ヘッドのチップ長(第1方向の長さ)を短縮でき、液体噴射ヘッドの小型化が可能になる。 According to this configuration, for example, the area of a region where an individual pad, a lead-out wiring, or the like can be formed can be ensured as compared with a case where an individual pad or the like is formed on the surface side of the actuator plate where each channel opens. Thereby, the degree of freedom of the layout of pads and the like can be improved and the wiring pattern can be simplified. In this case, the length of the tail in the first direction can be increased by forming the pad or the like on the other end side in the first direction, for example, by drawing the pad or the like from the back surface of the tail to the position overlapping the ejection channel in the third direction. Can be shortened. Therefore, the chip length (the length in the first direction) of the liquid ejecting head can be shortened, and the liquid ejecting head can be downsized.
特に、アクチュエータプレートそれぞれの尾部を通して各電極を裏面に引き回す構成としたため、従来のようにアクチュエータプレートにおけるチャネル延在方向の両端面を通して各電極を引き回す構成に比べて配線パターンの更なる簡素化を図ることができる。
また、アクチュエータプレートの尾部を通して各電極を裏面に引き回しているため、フレキシブルプリント基板等の外部配線とパッド等との圧着作業を容易に行うことができる。また、外部配線をパッドから第1方向の他端側に引き回す際の周辺部材との干渉を避けることもできる。そのため、パッド等への外部配線の圧着作業や、外部配線の制御手段への引き回し作業等、外部配線の接続作業の容易化を図ることができる。
In particular, since each electrode is routed to the back surface through the tail portion of each actuator plate, the wiring pattern is further simplified as compared with a conventional configuration in which each electrode is routed through both end surfaces in the channel extending direction of the actuator plate. be able to.
Further, since each electrode is routed to the back surface through the tail portion of the actuator plate, the crimping operation between the external wiring such as the flexible printed circuit board and the pad can be easily performed. In addition, it is possible to avoid interference with peripheral members when the external wiring is routed from the pad to the other end side in the first direction. Therefore, it is possible to facilitate the work of connecting the external wiring, such as the work of crimping the external wiring to the pad or the like, and the work of routing the external wiring to the control means.
本発明に係る液体噴射ヘッドにおいて、前記アクチュエータプレートの前記裏面において、前記個別パッドが形成されている部分には、前記表面側に向けて窪む接続溝が形成されていてもよい。
この構成によれば、例えば無電解めっきによって各種配線を形成した後、アクチュエータプレートの裏面に形成されためっき被膜を研削等によって除去した場合に、接続溝内に残存しためっき被膜を個別パッドとして利用することができる。これにより、各種配線の形成時に個別パッドを一括で形成できる。したがって、アクチュエータプレートの裏面に対して個別パッドを形成するための電極形成工程を別途行う必要がないので、製造効率の向上を図ることができる。
In the liquid ejecting head according to the aspect of the invention, a connection groove that is recessed toward the front surface may be formed in a portion of the back surface of the actuator plate where the individual pad is formed.
According to this configuration, for example, when various wirings are formed by electroless plating and then the plating film formed on the back surface of the actuator plate is removed by grinding or the like, the plating film remaining in the connection groove is used as an individual pad. can do. Thereby, individual pads can be formed in a lump when various wirings are formed. Therefore, it is not necessary to separately perform an electrode forming process for forming individual pads on the back surface of the actuator plate, and thus the manufacturing efficiency can be improved.
本発明に係る液体噴射ヘッドにおいて、前記アクチュエータプレートの前記裏面には、前記引出配線に接続されるとともに、前記第1方向の他端側に向けて延びる共通パッドが形成されていてもよい。
この構成によれば、第1方向の他端側に向けて共通パッドを引き回すことで、尾部の第1方向の長さを短縮できる。そのため、液体噴射ヘッドのチップ長(第1方向の長さ)を短縮でき、液体噴射ヘッドの小型化が可能になる。
In the liquid ejecting head according to the aspect of the invention, a common pad that is connected to the lead-out wiring and extends toward the other end side in the first direction may be formed on the back surface of the actuator plate.
According to this configuration, the length of the tail portion in the first direction can be shortened by drawing the common pad toward the other end side in the first direction. Therefore, the chip length (the length in the first direction) of the liquid ejecting head can be shortened, and the liquid ejecting head can be downsized.
本発明に係る液体噴射ヘッドにおいて、前記引出配線は、前記アクチュエータプレートの前記尾部に形成された貫通孔の内面に形成されていてもよい。
この構成によれば、アクチュエータプレートの貫通孔の内面に引き出し電極を形成することで、共通電極を簡単にアクチュエータプレートの裏面まで引き回すことができる。
In the liquid ejecting head according to the aspect of the invention, the lead wiring may be formed on an inner surface of a through hole formed in the tail portion of the actuator plate.
According to this configuration, the common electrode can be easily routed to the back surface of the actuator plate by forming the extraction electrode on the inner surface of the through hole of the actuator plate.
本発明に係る液体噴射ヘッドにおいて、前記アクチュエータプレートの表面側には、前記噴射チャネル及び前記ダミーチャネルを前記第3方向で覆うカバープレートが配設され、前記カバープレートには、前記噴射チャネル内に各別に連通する液体導入路が形成されていてもよい。
この構成によれば、カバープレートとパッド等とがアクチュエータプレートの異なる面に配置されることになる。そのため、例えばカバープレートとパッド等とをアクチュエータプレートの同一面(例えば、表面)に配置する構成に比べ、パッド等を形成可能な領域の面積を確保できる。また、外部配線をパッド等から第1方向の他端側に引き回す際に、カバープレートとの干渉を避けることができるので、外部配線の接続作業の容易化を図ることができる。
In the liquid ejecting head according to the aspect of the invention, a cover plate that covers the ejecting channel and the dummy channel in the third direction is disposed on a surface side of the actuator plate, and the cover plate is disposed in the ejecting channel. A liquid introduction path that communicates with each other may be formed.
According to this configuration, the cover plate and the pad are arranged on different surfaces of the actuator plate. Therefore, for example, the area of the region where the pad or the like can be formed can be ensured as compared with a configuration in which the cover plate and the pad or the like are arranged on the same surface (for example, the surface) of the actuator plate. Further, since the interference with the cover plate can be avoided when the external wiring is routed from the pad or the like to the other end side in the first direction, it is possible to facilitate the connection work of the external wiring.
本発明に係る液体噴射ヘッドにおいて、前記アクチュエータプレートは、互いの前記表面を前記第3方向で対向させて配置された第1アクチュエータプレート及び第2アクチュエータプレートを備え、前記カバープレートは、前記第1アクチュエータプレートの前記表面側に配設された第1カバープレートと、前記第2アクチュエータプレートの前記表面側に配設された第2カバープレートと、を備え、前記第1カバープレートと前記第2カバープレートとの間には、流路プレートが配設され、前記流路プレートには、前記第1カバープレート及び前記第2カバープレートの前記液体導入路に連通する入口流路が形成されていてもよい。
この構成によれば、各アクチュエータプレートの裏面を第3方向の外側に露出させることができるので、二列タイプの液体噴射ヘッドにおいて外部配線と各パッド等との接続を簡単に行うことができる。
In the liquid ejecting head according to the aspect of the invention, the actuator plate includes a first actuator plate and a second actuator plate that are disposed with the surfaces facing each other in the third direction, and the cover plate includes the first actuator plate. A first cover plate disposed on the surface side of the actuator plate; and a second cover plate disposed on the surface side of the second actuator plate, the first cover plate and the second cover. A flow path plate is disposed between the plate and the flow path plate. An inlet flow path that communicates with the liquid introduction path of the first cover plate and the second cover plate may be formed on the flow path plate. Good.
According to this configuration, since the back surface of each actuator plate can be exposed to the outside in the third direction, it is possible to easily connect the external wiring and each pad or the like in the two-row type liquid jet head.
本発明に係る液体噴射ヘッドにおいて、前記噴射チャネルは、前記第1アクチュエータプレート及び前記第2アクチュエータプレートにおける前記第1方向の他端面でそれぞれ開口し、前記第1アクチュエータプレート及び前記第2アクチュエータプレートにおける前記第1方向の他端側には、前記噴射チャネルに各別に連通する噴射孔を有する噴射プレートが配設され、前記第1方向における前記第1アクチュエータプレート及び前記第2アクチュエータプレートと前記噴射プレートとの間には、前記噴射チャネルと前記噴射孔とを各別に連通する循環流路を有するスペーサプレートが配設され、前記流路プレートには、前記循環流路に連通する出口流路が形成されていてもよい。
この構成によれば、各吐出チャネルと液体タンクとの間で液体を循環させることができるので、吐出チャネル内における噴射孔付近での気泡の滞留を抑えることができる。
In the liquid ejecting head according to the aspect of the invention, the ejection channel may be opened at the other end surface in the first direction of the first actuator plate and the second actuator plate, respectively, and in the first actuator plate and the second actuator plate. The other end side in the first direction is provided with an injection plate having injection holes communicating with the injection channels, and the first actuator plate, the second actuator plate, and the injection plate in the first direction. A spacer plate having a circulation channel that communicates the ejection channel and the ejection hole with each other is disposed between the outlet channel and the outlet channel that communicates with the circulation channel. May be.
According to this configuration, since the liquid can be circulated between each discharge channel and the liquid tank, it is possible to suppress the retention of bubbles in the vicinity of the injection hole in the discharge channel.
本発明に係る液体噴射装置は、上記本発明に係る液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドと被記録媒体とを相対的に移動させる移動機構と、を備えていることを特徴としている。
この構成によれば、上記本発明に係る液体噴射ヘッドを備えているため、安価で信頼性の高い液体噴射装置を提供できる。
The liquid ejecting apparatus according to the present invention includes the liquid ejecting head according to the present invention, and a moving mechanism that relatively moves the liquid ejecting head and the recording medium.
According to this configuration, since the liquid ejecting head according to the present invention is provided, an inexpensive and highly reliable liquid ejecting apparatus can be provided.
本発明によれば、各種配線の簡素化や自由度の向上を図るとともに、外部配線の接続作業の容易化を図ることができる。 According to the present invention, various wirings can be simplified and the degree of freedom can be improved, and connection work of external wiring can be facilitated.
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。以下の実施形態では、本発明の液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置の一例として、インク(液体)を利用して被記録媒体に記録を行うインクジェットプリンタ(以下、単にプリンタという)を例に挙げて説明する。なお、以下の説明に用いる図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, as an example of a liquid ejecting apparatus including the liquid ejecting head of the present invention, an ink jet printer (hereinafter simply referred to as a printer) that performs recording on a recording medium using ink (liquid) is taken as an example. I will explain. In the drawings used for the following description, the scale of each member is appropriately changed in order to make each member a recognizable size.
[プリンタ]
図1はプリンタ1の概略構成図である。
図1に示すように、本実施形態のプリンタ1は、紙等の被記録媒体Pを搬送する一対の搬送手段2,3と、インクが収容されたインクタンク4と、被記録媒体Pに液滴状のインクを吐出するインクジェットヘッド(液体噴射ヘッド)5と、インクタンク4とインクジェットヘッド5との間でインクを循環させるインク循環手段6と、インクジェットヘッド5を被記録媒体Pの搬送方向(以下、X方向とする。)と直交する方向(被記録媒体Pの幅方向(以下、Y方向とする。))に走査させる走査手段(移動機構)7と、を備えている。なお、図中Z方向はX方向及びY方向と直交する高さ方向を示す。
[Printer]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the
As shown in FIG. 1, the
搬送手段2は、Y方向に延設されたグリッドローラ11と、グリッドローラ11に平行に延設されたピンチローラ12と、グリッドローラ11を軸回転させるモータ等の駆動機構(不図示)と、を備えている。同様に、搬送手段3は、Y方向に延設されたグリッドローラ13と、グリッドローラ13に平行に延設されたピンチローラ14と、グリッドローラ13を軸回転させる駆動機構(不図示)と、を備えている。
The conveying means 2 includes a
インクタンク4は、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの四色のインクのインクタンク4Y,4M,4C,4BがX方向に並んで設けられている。
The
図2はインクジェットヘッド5及びインク循環手段6の概略構成図である。
図1、図2に示すように、インク循環手段6は、循環流路23と、加圧ポンプ24と、吸引ポンプ25と、を備えている。
循環流路23は、インクジェットヘッド5にインクを供給するインク供給管21と、インクジェットヘッド5からインクを排出するインク排出管22と、を有している。インク供給管21及びインク排出管22は、インクジェットヘッド5を支持する走査手段7の動作に対応可能な可撓性を有するフレキシブルホース等により構成されている。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the
As shown in FIGS. 1 and 2, the ink circulation means 6 includes a
The
加圧ポンプ24は、インク供給管21に接続されている。加圧ポンプ24は、インク供給管21内を加圧し、インク供給管21を介してインクジェットヘッド5にインクを送り出している。これにより、インクジェットヘッド5に対してインク供給管21側は正圧となっている。
吸引ポンプ25は、インク排出管22に接続されている。吸引ポンプ25は、インク排出管22内を減圧し、インクジェットヘッド5からインクを吸引している。これにより、インクジェットヘッド5に対してインク排出管22側は負圧となっている。そして、インクは、加圧ポンプ24及び吸引ポンプ25の駆動により、インクジェットヘッド5とインクタンク4との間を、循環流路23を介して循環可能となっている。
The
The
図1に示すように、走査手段7は、Y方向に延設された一対のガイドレール31,32と、一対のガイドレール31,32に移動可能に支持されたキャリッジ33と、キャリッジ33をY方向に移動させる駆動機構34と、を備えている。駆動機構34は、一対のガイドレール31,32の間に配設された一対のプーリ35,36と、一対のプーリ35,36間に巻回された無端ベルト37と、一方のプーリ35を回転駆動させる駆動モータ38と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the scanning means 7 includes a pair of
一対のプーリ35,36は、一対のガイドレール31,32の両端部間にそれぞれ配設されている。無端ベルト37は、一対のガイドレール31,32間に配設されている。この無端ベルト37にキャリッジ33が連結されている。キャリッジ33には、複数のインクジェットヘッド5として、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの四色のインクのインクジェットヘッド5Y,5M,5C,5BがY方向に並んで搭載される。なお、上述した搬送手段2,3及び走査手段7により、インクジェットヘッド5と被記録媒体Pとを相対的に移動させる移動機構を構成している。
The pair of
<インクジェットヘッド>
次に、上述したインクジェットヘッド5について詳述する。なお、インクジェットヘッド5Y,5M,5C,5Bは、供給されるインクの色以外は何れも同一の構成からなるため、以下の説明ではまとめてインクジェットヘッド5として説明する。
図3は、インクジェットヘッド5の断面図である。図4は、インクジェットヘッド5の断面図である。
図3、図4に示すように、各インクジェットヘッド5は、後述する吐出チャネル54におけるチャネル延在方向の先端部からインクを吐出する、いわゆるエッジシュートのうち、インクタンク4との間でインクを循環させる循環式(縦循環式)のインクジェットヘッド5である。また、本実施形態のインクジェットヘッド5は、複数のノズル孔(噴射孔)83,84が二列に亘って形成された二列タイプのインクジェットヘッド5である。
<Inkjet head>
Next, the above-described
FIG. 3 is a cross-sectional view of the
As shown in FIGS. 3 and 4, each
インクジェットヘッド5は、第1ヘッドチップ40A及び第2ヘッドチップ40Bと、流路プレート41と、入口マニホールド42と、スペーサプレート43と、ノズルプレート(噴射プレート)44と、を主に備えている。以下の説明では、Z方向のうち、ノズルプレート44側を下方といい、ノズルプレート44とは反対側を上方という場合がある。また、以下の説明では、Y方向において、インクジェットヘッド5の中心に向かう方向を内側といい、インクジェットヘッド5の中心から離間する方向を外側という場合がある。
なお、以下の説明では、各ヘッドチップ40A,40Bのうち、第1ヘッドチップ40Aについて主に説明し、第2ヘッドチップ40Bにおける第1ヘッドチップ40Aと同様の構成については第1ヘッドチップ40Aと同一の符号を付して説明を省略する場合がある。
The
In the following description, of the
図5は、ヘッドチップ40A,40BをY方向の内側から見た分解斜視図である。
図3〜図5に示すように、第1ヘッドチップ40Aは、第1アクチュエータプレート51と、第1カバープレート52と、を有している。
第1アクチュエータプレート51は、分極方向が厚さ方向(Y方向)で異なる2枚の圧電基板を積層した積層基板とされている(いわゆる、シェブロン基板)。なお、圧電基板は、例えばPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)等からなるセラミックス基板が好適に用いられている。
FIG. 5 is an exploded perspective view of the
As shown in FIGS. 3 to 5, the first head chip 40 </ b> A includes a
The
第1アクチュエータプレート51の表面(Y方向の内側に位置する面)側には、少なくとも表面上で開口する複数のチャネル54,55が形成されている。各チャネル54,55は、Z方向(第1方向)に直線状、かつX方向(第2方向)に間隔をあけて交互に形成されている。したがって、各チャネル54,55間は、第1アクチュエータプレート51からなる駆動壁56(図5参照)によってそれぞれ画成されている。具体的に、複数のチャネル54,55は、インクが充填される吐出チャネル(噴射チャネル)54と、インクが充填されないダミーチャネル55と、を有している。
On the surface of the first actuator plate 51 (surface located on the inner side in the Y direction), a plurality of
図3、図5に示すように、吐出チャネル54は、上端部が第1アクチュエータプレート51内で終端し、下端部が第1アクチュエータプレート51における下端面で開口している。図3に示すように、吐出チャネル54は、下端部に位置し、溝深さが一様とされた延在部54aと、延在部54aから上方に連なり、上方に向かうに従い溝深さが浅くなる切り上がり部54bと、を有している。
図4、図5に示すように、ダミーチャネル55は、Y方向における溝深さがZ方向の全体に亘って一様に形成されている。ダミーチャネル55は、第1アクチュエータプレート51をZ方向に貫通し、Z方向の両端部が第1アクチュエータプレート51におけるZ方向の両端面でそれぞれ開口している。また、ダミーチャネル55は、第1アクチュエータプレート51をY方向(第3方向)に貫通している。
As shown in FIGS. 3 and 5, the
As shown in FIGS. 4 and 5, the
図3、図5に示すように、吐出チャネル54の内面には、共通電極61が形成されている。共通電極61は、吐出チャネル54の内面全体に形成されている。
アクチュエータプレート51のうち、吐出チャネル54に対して上方に位置する部分(以下、単に尾部という。)の表面には、共通配線62が形成されている。共通配線62は、Z方向に延びる帯状に形成されている。共通配線62は、下端部が共通電極61に接続され、上端部が尾部上で終端している。
As shown in FIGS. 3 and 5, a
A
図4、図5に示すように、アクチュエータプレート51の駆動壁56のうち、各ダミーチャネル55を画成する面(ダミーチャネル55の内面)には、個別電極63が形成されている。個別電極63は、ダミーチャネル55の内面のうち、X方向で対向する内側面に各別に形成されている。したがって、各個別電極63のうち、同一のダミーチャネル55内で対向する個別電極63同士は、電気的に分離されている。また、個別電極63は、ダミーチャネル55の内側面全体(Y方向及びZ方向の全体)に亘って形成されている。
As shown in FIGS. 4 and 5,
図3、図4に示すように、第1アクチュエータプレート51における裏面(Y方向の外側に位置する面)の下部には、熱伝達部材66が配設されている。熱伝達部材66は、第1アクチュエータプレート51よりも熱伝導性に優れた材料により形成されている。熱伝達部材66は、X方向に沿って延設されている。熱伝達部材66は、アクチュエータプレート51の熱を外部に放熱するとともに、アクチュエータプレート51内の温度ばらつきを緩和する機能を有する。
As shown in FIGS. 3 and 4, a
図3〜図5に示すように、カバープレート52は、Y方向から見た平面視外形が第1アクチュエータプレート51と同等の外形を有する板状に形成されている。第1カバープレート52は、その裏面が第1アクチュエータプレート51の表面上に接着等により固定されている。
As shown in FIGS. 3 to 5, the
第1カバープレート52は、表面側に形成された共通インク室71と、裏面側に形成されて共通インク室71及び各吐出チャネル54間を各別に連通させる複数のスリット(液体導入路)72と、を有している。
共通インク室71は、第1カバープレート52における上端部に位置して裏面側に向けて窪む溝であり、X方向に延設されている。共通インク室71には、上述した流路プレート41を通してインクが流入する。
The
The
スリット72は、共通インク室71内において、吐出チャネル54の切り上がり部54bとY方向で重なる位置に形成されている。スリット72は、第1カバープレート52をY方向に貫通している。すなわち、上述した共通インク室71は、スリット72を通して各吐出チャネル54内に各別に連通する一方、ダミーチャネル55には連通していない。なお、スリット72は、X方向における幅が吐出チャネル54と同等に形成されている。
The
第2ヘッドチップ40Bは、上述した第1ヘッドチップ40Aと同様に第2アクチュエータプレート74及び第2カバープレート75がY方向に積層されて構成されている。各ヘッドチップ40A,40Bは、各カバープレート52,75(アクチュエータプレート51,74の表面側)をY方向で対向させた状態で、Y方向に間隔をあけて配置されている。
Similar to the
図3、図4に示すように、第2ヘッドチップ40Bの吐出チャネル54及びダミーチャネル55は、第1ヘッドチップ40Aの吐出チャネル54及びダミーチャネル55の配列ピッチに対して半ピッチずれて配列されている。すなわち、各ヘッドチップ40A,40Bの吐出チャネル54同士及びダミーチャネル55同士は、千鳥状に配列されている。この場合、第1ヘッドチップ40Aの吐出チャネル54と、第2ヘッドチップ40Bのダミーチャネル55と、がY方向で対向し、第1ヘッドチップ40Aのダミーチャネル55と、第2ヘッドチップ40Bの吐出チャネル54と、がY方向で対向している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
流路プレート41は、第1ヘッドチップ40Aと第2ヘッドチップ40Bとの間に挟持されている。流路プレート41は、Y方向から見た平面視外形がアクチュエータプレート51,74と同等の外形を有する板状に形成されている。流路プレート41のうち、Y方向における第1主面には第1カバープレート52の表面が接合され、第2主面には第2カバープレート75の表面が接合されている。
The
流路プレート41の各主面には、上述した共通インク室71に各別に連通する入口流路77が形成されている。各入口流路77は、流路プレート41の各主面からY方向の内側に向けて窪んでいる。各入口流路77は、その下端部が上述した共通インク室71に各別に連通し、上端部が流路プレート41の上端面で開口している。なお、入口流路77は、X方向における幅が共通インク室71と同等になっている。但し、入口流路77の幅は共通インク室71より小さくても大きくても構わない。
In each main surface of the
流路プレート41の下端面には、出口流路78が形成されている。出口流路78は、流路プレート41の下端面から上方に向けて窪んでいる。出口流路78は、流路プレート41をY方向に貫通している。また、出口流路78は、X方向における幅が上述した入口流路77よりも広くなっている。出口流路78は、入口流路77よりもX方向の外側に位置する部分で図示しない出口マニホールドに接続されている。出口マニホールドは、上述したインク排出管22に接続されている。
An
入口マニホールド42は、各ヘッドチップ40A,40B及び流路プレート41の上端面にまとめて接合されている。入口マニホールド42には、上述した各入口流路77に連通する供給路80が形成されている。供給路80は、入口マニホールド42の下端面から上方に向けて窪んでいる。供給路80は、各入口流路77にまとめて連通している。
The
スペーサプレート43は、各ヘッドチップ40A,40B及び流路プレート41の下端面にまとめて接合されている。スペーサプレート43には、各ヘッドチップ40A,40Bの吐出チャネル54と出口流路78との間を接続する循環流路(第1循環流路81及び第2循環流路82)が複数形成されている。
The
図3に示すように、第1循環流路81は、第1ヘッドチップ40Aの吐出チャネル54とX方向で同等の位置に形成されるとともに、吐出チャネル54と同等の配列ピッチで形成されている。具体的に、第1循環流路81は、スペーサプレート43をZ方向に貫通している。第1循環流路81は、Y方向の内側端部が第1カバープレート52の表面よりもY方向の内側に位置している。第1循環流路81は、Y方向の外側端部が第1ヘッドチップ40Aの吐出チャネル54内に各別に連通し、Y方向の内側端部が出口流路78内に連通している。
第2循環流路82は、第2ヘッドチップ40Bの吐出チャネル54とX方向で同等の位置に形成されている。第2循環流路82は、Y方向の外側端部が第2ヘッドチップ40Bの各吐出チャネル54に各別に連通し、Y方向の内側端部が出口流路78内に連通している。
As shown in FIG. 3, the first
The
ノズルプレート44は、スペーサプレート43の下端面に接合されている。ノズルプレート44には、ノズルプレート44をZ方向に貫通するノズル孔(第1ノズル孔83及び第2ノズル孔84)が複数配列されている。
The
第1ノズル孔83は、ノズルプレート44のうち、スペーサプレート43の第1循環流路81とZ方向で対向する部分にそれぞれ形成されている。すなわち、第1ノズル孔83は、第1循環流路81と同ピッチで、X方向に間隔をあけて一直線上に配列されている。具体的に、第1ノズル孔83は、第1循環流路81におけるY方向の中央部で第1循環流路81内に連通している。これにより、各第1ノズル孔83は、第1循環流路81を介して第1ヘッドチップ40Aの対応する吐出チャネル54にそれぞれ連通している。
The first nozzle holes 83 are respectively formed in portions of the
第2ノズル孔84は、ノズルプレート44のうち、スペーサプレート43の第2循環流路82とZ方向で対向する部分にそれぞれ形成されている。すなわち、第2ノズル孔84は、第2循環流路82と同ピッチで、X方向に間隔をあけて一直線上に配列されている。具体的に、第2ノズル孔84は、第2循環流路82におけるY方向の中央部で第2循環流路82内に連通している。これにより、各第2ノズル孔84は、第2循環流路82を介して第2ヘッドチップ40Bの対応する吐出チャネル54にそれぞれ連通している。したがって、各ダミーチャネル55は、ノズル孔83,84には連通しておらず、ノズルプレート44により下方から覆われている。
The second nozzle holes 84 are respectively formed in portions of the
ここで、図3〜図5に示すように、上述した各アクチュエータプレート51,74の尾部のうち、共通配線62とY方向で重なり合う位置には、アクチュエータプレート51,74をY方向に貫通する貫通孔91が形成されている。貫通孔91の内面には、共通配線62を各アクチュエータプレート51,74の裏面まで引き回す引出配線92が形成されている。引出配線92は、Y方向の内側端部が貫通孔91の開口縁で共通配線62に接続されている。
Here, as shown in FIG. 3 to FIG. 5, the penetrating portions of the
図6は、アクチュエータプレート51,74を裏面側から見た斜視図である。
図6に示すように、アクチュエータプレート51,74の裏面には、共通パッド93が形成されている。共通パッド93は、アクチュエータプレート51,74の裏面上をZ方向に延在している。共通パッド93は、上端部が上述した貫通孔91の開口縁で引出配線92に接続され、下端部はアクチュエータプレート51,74内で終端している。なお、共通パッド93は、下端部がY方向から見て吐出チャネル54の上端部と重なる位置まで延在させても構わない。
FIG. 6 is a perspective view of the
As shown in FIG. 6, a
また、アクチュエータプレート51,74における尾部の裏面のうち、共通パッド93よりも上方に位置する部分には、個別パッド94が形成されている。個別パッド94は、X方向に延びる帯状に形成されている。個別パッド94は、吐出チャネル54を間に挟んでX方向で対向する個別電極63同士を接続している。具体的に、個別パッド94におけるX方向の一端部は、吐出チャネル54に対してX方向の一端側に位置するダミーチャネル55内において、X方向の他端側に形成された個別電極63に接続されている。一方、個別パッド94におけるX方向の他端部は、吐出チャネル54に対してX方向の他端側に位置するダミーチャネル55内において、X方向の一端側に形成された個別電極63に形成されている。
Further,
このように、本実施形態では、共通電極61及び個別電極63がアクチュエータプレート51,74の尾部において裏面まで引き回されている。
なお、上述した尾部の裏面には、図示しない制御手段と各パッド93,94とを接続するフレキシブルプリント基板96,97(以下、単にFPC96,97という。)が実装される。これにより、FPC96,97を介して制御手段から各電極61,63に駆動電圧が印加される。
Thus, in this embodiment, the
Note that flexible printed
[プリンタの動作方法]
次に、上述したように構成されたプリンタ1を利用して、被記録媒体Pに文字や図形等を記録する場合について以下に説明する。
なお、初期状態として、図1に示す4つのインクタンク4にはそれぞれ異なる色のインクが十分に封入されているものとする。また、インクタンク4内のインクがインク循環手段6を介してインクジェットヘッド5内に充填された状態となっている。
[How the printer works]
Next, a case where characters, figures, and the like are recorded on the recording medium P using the
As an initial state, it is assumed that inks of different colors are sufficiently sealed in the four
このような初期状態のもと、プリンタ1を作動させると、搬送手段2,3のグリッドローラ11,13が回転することで、これらグリッドローラ11,13及びピンチローラ12,14間に被記録媒体Pを搬送方向(X方向)に向けて搬送する。また、これと同時に駆動モータ38がプーリ35,36を回転させて無端ベルト37を動かす。これにより、キャリッジ33がガイドレール31,32にガイドされながらY方向に往復移動する。
そしてこの間に、各インクジェットヘッド5より4色のインクを被記録媒体Pに適宜吐出させることで、文字や画像等の記録を行うことができる。
Under such an initial state, when the
During this time, ink of four colors is appropriately ejected from the inkjet heads 5 onto the recording medium P, so that characters, images, and the like can be recorded.
ここで、各インクジェットヘッド5の動きについて、以下に詳細に説明する。
本実施形態のようなエッジシュートタイプのうち、循環式のインクジェットヘッド5では、まず図2に示す加圧ポンプ24及び吸引ポンプ25を作動させることで、循環流路23内にインクを流通させる。この場合、インク供給管21を流通するインクは、入口マニホールド42の供給路80を通り、流路プレート41の各入口流路77内に流入する。各入口流路77内に流入したインクは、各共通インク室71を通過した後、スリット72を通って各吐出チャネル54内に供給される。各吐出チャネル54内に流入したインクは、スペーサプレート43の循環流路81を通して出口流路78内で集合し、その後図示しない出口マニホールドを通してインク排出管22に排出される。インク排出管22に排出されたインクは、インクタンク4に戻された後、再びインク供給管21に供給される。これにより、インクジェットヘッド5とインクタンク4との間でインクを循環させる。
Here, the movement of each
Among the edge chute types as in the present embodiment, in the circulation
そして、キャリッジ33(図1参照)によって往復移動が開始されると、制御手段はFPC96,97を介して電極61,63に駆動電圧を印加する。すると、吐出チャネル54を画成する2つ駆動壁56に厚み滑り変形が生じ、これら2つの駆動壁56がダミーチャネル55側へ突出するように変形する。すなわち、本実施形態のアクチュエータプレート51,74は、厚さ方向(Y方向)に分極処理された2枚の圧電基板が積層されているため、駆動電圧を印加することで、駆動壁56におけるY方向の中間位置を中心にしてV字状に屈曲変形する。これにより、吐出チャネル54があたかも膨らむように変形する。
When the reciprocation is started by the carriage 33 (see FIG. 1), the control means applies a driving voltage to the
2つの駆動壁56の変形によって、吐出チャネル54の容積が増大すると、共通インク室71内のインクがスリット72を通って吐出チャネル54内に誘導される。そして、吐出チャネル54の内部に誘導されたインクは、圧力波となって吐出チャネル54の内部に伝搬し、この圧力波がノズル孔83,84に到達したタイミングで、各電極61,63間に印加した駆動電圧をゼロにする。
これにより、駆動壁56が復元し、一旦増大した吐出チャネル54の容積が元の容積に戻る。この動作によって、吐出チャネル54の内部の圧力が増加し、インクが加圧される。その結果、インクをノズル孔83,84から吐出させることができる。この際、インクはノズル孔83,84を通過する際に、液滴状のインク滴となって吐出される。これにより、上述したように被記録媒体Pに文字や画像等を記録することができる。
When the volume of the
As a result, the
なお、インクジェットヘッド5の動作方法は上述した内容に限られない。例えば、通常状態の駆動壁56が吐出チャネル54の内側に変形し、吐出チャネル54があたかも内側に凹むように構成しても構わない。この場合は、電極61,63間に印可する電圧を上述した電圧とは正負逆の電圧にするか、電圧の正負は変えずにアクチュエータプレート51,74の分極方向を逆にすることで実現可能である。また、吐出チャネル54が外側に膨らむように変形させた後で、吐出チャネル54が内側に凹むように変形させ、吐出時のインクの加圧力を高めても構わない。
The operation method of the
[ヘッドチップの製造方法]
次に、上述したヘッドチップ40A,40Bの製造方法について説明する。なお、各ヘッドチップ40A,40Bは、何れも同様の方法により製造することが可能である。したがって、以下の説明では第1ヘッドチップ40Aの製造方法について説明する。また、以下の説明では、複数の第1アクチュエータプレート51がZ方向で連なるアクチュエータウエハ101と、複数の第1カバープレート52がZ方向で連なるカバーウエハ102と、を接合してウエハ接合体103を形成し、このウエハ接合体103を切断することにより複数の第1ヘッドチップ40Aを一括して製造する方法について説明する。
[Head chip manufacturing method]
Next, a method for manufacturing the above-described
本実施形態の第1ヘッドチップ40Aの製造方法は、主にアクチュエータウエハ作製工程と、カバーウエハ作製工程と、組立工程と、を有している。そのうち、アクチュエータウエハ作製工程及びカバーウエハ作製工程は、並行して実施することが可能である。
The manufacturing method of the
<アクチュエータウエハ作製工程>
図7、図8はマスク形成工程を説明するための工程図である。
図7、図8に示すように、アクチュエータウエハ作製工程では、まずアクチュエータウエハ101の表面に、後に第1電極形成工程で用いるマスク105を形成する(マスク形成工程)。具体的には、まず例えば感光性ドライフィルム等のマスク材料をアクチュエータウエハ101の表面に貼り付ける。その後、フォトリソグラフィ技術を用いてマスク材料をパターニングすることで、マスク材料のうち上述した共通配線62の形成領域に位置する部分のマスク材料を除去する。これにより、共通配線62の形成領域に位置する部分に開口部105aを有するマスク105が形成される。
<Actuator wafer fabrication process>
7 and 8 are process diagrams for explaining the mask formation process.
As shown in FIGS. 7 and 8, in the actuator wafer manufacturing process, a
図9〜図11は、ダイシングライン形成工程を説明するための工程図である。なお、図9以降では、上述したマスク105(開口部105a)を鎖線で示している。
続いて、図9、図10に示すように、図示しないダイサーを用いた切削加工等により、後に吐出チャネル54となる第1ダイシングライン110を形成する(第1ダイシングライン形成工程)。具体的には、アクチュエータウエハ101に対して表面側からダイサーを進入させるとともに、ダイサーをZ方向に走行させる。これにより、アクチュエータウエハ101がマスク105とともに切削される。その後、ダイサーを所定量走行させた後、アクチュエータウエハ101からダイサーを退避させる。これにより、第1ダイシングライン110が形成される。
9 to 11 are process diagrams for explaining a dicing line forming process. In FIG. 9 and subsequent figures, the above-described mask 105 (
Subsequently, as shown in FIGS. 9 and 10, the
このとき、X方向から見た側面視において、第1ダイシングライン110のZ方向における両端部は、上述した切り上がり部54bに相当する部分であって、ダイサーの曲率半径に倣った円弧状とされる。なお、第1ダイシングライン110のZ方向における長さ(ダイサーの走行量)は、吐出チャネル54の2つ分程度の長さに設定されている。そして、第1ダイシングライン形成工程では、上述した動作を、アクチュエータウエハ101に対してZ方向及びX方向に間隔をあけて繰り返し行い、複数の第1ダイシングライン110を形成する。すなわち、アクチュエータウエハ101は、アクチュエータプレート51における下端部に相当する部分同士及び上端部に相当する部分同士が向かい合った状態でそれぞれ連なっている。
At this time, in a side view as viewed from the X direction, both end portions in the Z direction of the
次に、図9、図11に示すように、後にダミーチャネル55となる第2ダイシングライン111を形成する(第2ダイシングライン形成工程)。具体的には、アクチュエータウエハ101における第1ダイシングライン110に対してX方向の両側に位置する部分にダイサーを進入させ、アクチュエータウエハ101におけるZ方向の全体に亘ってダイサーを走行させる。これにより、アクチュエータウエハ101がマスク105とともに切削される。本実施形態において、ダイサーによる加工深さはZ方向の全体に亘って一様とされている。なお、第2ダイシングライン111は、Y方向における溝深さが第1ダイシングライン110よりも深くなるように形成する。
Next, as shown in FIGS. 9 and 11, a
図12、図13は貫通孔形成工程を説明するための工程図である。
続いて、図12、図13に示すように、アクチュエータウエハ101をY方向に貫通する貫通孔91を形成する(貫通孔形成工程)。具体的に、貫通孔91は、アクチュエータウエハ101のうち、Z方向で隣り合う第1ダイシングライン110間に位置する部分に、Z方向に間隔をあけて2つ形成する。なお、貫通孔形成工程では、貫通孔91に代えて第2ダイシングライン111と同等の深さを有する凹部を形成しても構わない。
12 and 13 are process diagrams for explaining the through hole forming process.
Subsequently, as shown in FIGS. 12 and 13, a through
図14〜図16は第1電極形成工程を説明するための工程図である。
次に、図14〜図16に示すように、後に各種配線(共通電極61や個別電極63、共通配線62、引出配線92)となる電極材料をアクチュエータウエハ101に形成する(第1電極形成工程)。本実施形態の第1電極形成工程では、各電極61,63や各配線62,92を無電解めっきにより形成する。第1電極形成工程では、まずアクチュエータウエハ101のうち、マスク105で覆われていない領域に対して触媒を付与する。具体的には、塩化第1錫水溶液に浸漬させ、アクチュエータウエハ101に塩化第1錫を吸着させるセンシタイジング処理を行う。続いて、アクチュエータウエハ101を水洗等により軽く洗浄する。その後、アクチュエータウエハ101を塩化パラジウム水溶液に浸漬させ、アクチュエータウエハ101の表面に塩化パラジウムを吸着させる。すると、アクチュエータウエハ101に吸着した塩化パラジウムと、上述したセンシタイジング処理で吸着した塩化第1錫と、の間で酸化還元反応が生じることで、触媒として金属パラジウムが析出される(アクチベーティング処理)。次に、触媒(金属パラジウム)が付与されたアクチュエータウエハ101をめっき液に浸漬させることで、アクチュエータウエハ101のうち、触媒が付与された部分にめっき被膜120が析出される。なお、めっき被膜120は、アクチュエータウエハ101の裏面全体にも形成される。
14 to 16 are process diagrams for explaining the first electrode forming process.
Next, as shown in FIGS. 14 to 16, electrode materials that will later become various wires (
次に、アクチュエータウエハ101の表面に形成されたマスク105をリフトオフ等によって除去する。
Next, the
<カバーウエハ作製工程>
図17、図18はカバーウエハ作製工程を説明するための工程図である。
図17、図18に示すように、カバーウエハ作製工程では、まずカバーウエハ102に対して表面側から図示しないマスクを通してサンドブラスト等を行い、共通インク室71を形成する(共通インク室形成工程)。このとき、共通インク室71は、カバーウエハ102において、上述した第1ダイシングライン110のZ方向の両端部に対応する部分に、X方向に沿って形成する。
<Cover wafer production process>
17 and 18 are process diagrams for explaining a cover wafer manufacturing process.
As shown in FIGS. 17 and 18, in the cover wafer manufacturing process, first, sandblasting or the like is performed on the
続いて、カバーウエハ102に対して裏面側から図示しないマスクを通してサンドブラスト等を行い、共通インク室71内に各別に連通するスリット72を形成する(スリット形成工程)。このとき、スリット72は、カバーウエハ102において、各第1ダイシングライン110のZ方向の両端部に対応する部分に、各別に形成する。なお、カバーウエハ形成工程の各工程は、サンドブラストに限らず、ダイシング等により行っても構わない。
Subsequently, sandblasting or the like is performed on the
<組立工程>
図19は、貼り合わせ工程を説明するための工程図である。
図19に示すように、組立工程では、まずアクチュエータウエハ101及びカバーウエハ102を積層し、ウエハ接合体103とする(貼り合わせ工程)。具体的には、カバーウエハ102の裏面と、アクチュエータウエハ101の表面と、を貼り合わせる。
<Assembly process>
FIG. 19 is a process diagram for explaining the bonding process.
As shown in FIG. 19, in the assembly process, first, the
図20、図21は研削工程を説明するための工程図である。
次に、図20、図21に示すように、第1ダイシングライン110がアクチュエータウエハ101を貫通せず、かつ第2ダイシングライン111がアクチュエータウエハ101を貫通するように、アクチュエータウエハ101を裏面側から研削する(研削工程)。
20 and 21 are process diagrams for explaining the grinding process.
Next, as shown in FIGS. 20 and 21, the
図22は第2電極形成工程を説明するための工程図である。
図22に示すように、アクチュエータウエハ101の裏面に各パッド93,94を形成する。具体的には、まずアクチュエータウエハ101の裏面に、各パッド93,94の形成領域が開口するマスク125をセットする。その後、アクチュエータウエハ101の裏面に対して蒸着等により電極材料を成膜する。これにより、マスク125の開口を通してアクチュエータウエハ101の裏面に各パッド93,94となる電極材料が成膜される。なお、マスク125としては、例えばメタルマスクや感光性ドライフィルム等を用いることができる。また、第2電極形成工程の終了後には、アクチュエータウエハ101の裏面からマスクを除去する。
FIG. 22 is a process diagram for explaining the second electrode formation process.
As shown in FIG. 22,
図23は個片化工程を説明するための工程図である。
続いて、図23に示すように、ウエハ接合体103を各第1ヘッドチップ40Aごとに切断する(個片化工程)。具体的には、ウエハ接合体103のうち、Z方向における各第1ダイシングライン110の中間位置、及び各第1ダイシングライン110間に位置する部分に対して、ダイサーをX方向に走行させ、ウエハ接合体103を切断する。このとき、第1ダイシングライン110がZ方向の中間位置で分割されるとともに、各第1ダイシングライン110間に位置する部分で分割される。これにより、第1ヘッドチップ40Aが一枚のウエハ接合体103から複数切り出される。
FIG. 23 is a process diagram for explaining the singulation process.
Subsequently, as shown in FIG. 23, the wafer bonded
このように、本実施形態のインクジェットヘッド5では、アクチュエータプレート51,74のうち、少なくとも吐出チャネル54が開口していない裏面側に各電極61,63を引き回す構成とした。
この構成によれば、例えば各チャネル54,55が開口するアクチュエータプレート51,74の表面側に各パッド93,94を形成する場合に比べてパッド93,94を形成可能な領域の面積を確保できる。これにより、各パッド93,94のレイアウトの自由度を向上させるとともに、配線パターンの簡素化を図ることができる。この場合、例えばY方向で吐出チャネル54と重なる位置まで共通パッド93の下端部を引き回す等、各パッド93,94をより下方に形成することで、尾部のZ方向の長さを短縮できる。そのため、ヘッドチップ40A,40Bのチップ長(Z方向の長さ)を短縮でき、インクジェットヘッド5の小型化が可能になる。
Thus, in the
According to this configuration, for example, the area of the area where the
特に、本実施形態では、アクチュエータプレート51,74それぞれの尾部を通して各電極61,63を裏面に引き回す構成とした。そのため、従来のようにアクチュエータプレートにおけるチャネル延在方向の両端面を通して各電極を引き回す構成に比べて配線パターンの更なる簡素化を図ることができる。
また、本実施形態では、アクチュエータプレート51,74それぞれの尾部を通して各電極61,63を裏面に引き回しているため、FPC96,97と各パッド93,94との圧着作業を容易に行うことができる。また、FPC96,97を各パッド93,94から上方に引き回す際の周辺部材との干渉を避けることもできる。そのため、各パッド93,94へのFPC96,97の圧着作業や、FPC96,97の制御手段への引き回し作業等、FPC96,97の接続作業の容易化を図ることができる。
In particular, in the present embodiment, the
In the present embodiment, since the
本実施形態では、アクチュエータプレート51,74の貫通孔91の内面に引出配線92を形成することで、共通電極61を簡単にアクチュエータプレート51,74の裏面まで引き回すことができる。
In the present embodiment, the
本実施形態では、各ヘッドチップ40A,40Bがカバープレート52,75をY方向で対向させた状態で配置されるとともに、各ヘッドチップ40A,40Bの吐出チャネル54内に連通する入口流路77を有する流路プレート41を各ヘッドチップ40A,40B間に配設する構成とした。
この構成によれば、各アクチュエータプレート51,74の裏面をY方向の外側に露出させることができるので、二列タイプのインクジェットヘッド5においてFPC96,97と各パッド93,94との接続を簡単に行うことができる。
In the present embodiment, the
According to this configuration, since the back surfaces of the
本実施形態では、各アクチュエータプレート51,74の表面側にカバープレート52,75が積層されているため、カバープレート52,75と各パッド93,94とがアクチュエータプレート51,74の異なる面に配置されることになる。そのため、例えばカバープレート52,75と各パッド93,94とをアクチュエータプレート51,74の同一面(例えば、表面)に配置する構成に比べ、パッド93,94を形成可能な領域の面積を確保できる。また、FPC96,97を各パッド93,94から上方に引き回す際に、カバープレート52,75との干渉を避けることができるので、FPC96,97の接続作業の更なる容易化を図ることができる。
In this embodiment, since the
本実施形態では、各アクチュエータプレート51,74とノズルプレート44との間に、循環流路81を有するスペーサプレート43が配設された構成とした。
この構成によれば、ヘッドチップ40A,40Bとインクタンク4との間でインクを循環させることができるので、ノズル孔83,84付近での気泡の滞留を抑えることができる。
In this embodiment, the
According to this configuration, since ink can be circulated between the
そして、本実施形態のプリンタ1では、上述したインクジェットヘッド5を備えているため、安価で信頼性の高いプリンタ1を提供できる。
And since the
(変形例)
次に、第1実施形態の変形例について説明する。図24は、第1実施形態の変形例に係るヘッドチップ140の分解斜視図である。本変形例では、共通パッド163が個別パッド170よりも上方に位置している点で上述した第1実施形態と相違している。なお、以下の説明では、上述した第1実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
(Modification)
Next, a modification of the first embodiment will be described. FIG. 24 is an exploded perspective view of a
図24に示すように、本変形例のヘッドチップ140において、共通配線162の上端部は、アクチュエータプレート151の上端縁まで達している。アクチュエータプレート151の上端縁には、アクチュエータプレート151をY方向に貫通する引き回し凹部150が形成されている。引き回し凹部150は、Y方向から見た平面視で半円状に形成されている。引き回し凹部150は、上方に向けて開放されている。引き回し凹部150の内面には、引出配線160が形成されている。引出配線160は、Y方向の内側端部が引き回し凹部150の開口縁で共通配線162に接続されている。
As shown in FIG. 24, in the
図25は、アクチュエータプレート151を裏面側から見た斜視図である。
図25に示すように、アクチュエータプレート151の裏面には、共通パッド163が形成されている。共通パッド163は、アクチュエータプレート151の裏面上をZ方向に延在している。共通パッド163は、上端部が上述した引き回し凹部150の開口縁で引出配線160に接続され、下端部はアクチュエータプレート151内で終端している。
FIG. 25 is a perspective view of the
As shown in FIG. 25, a
アクチュエータプレート151の裏面において、共通パッド163よりも下方に位置する部分には、個別パッド170が形成されている。個別パッド170は、X方向に延びる帯状に形成されている。個別パッド170は、吐出チャネル54を間に挟んでX方向で対向する個別電極63同士を接続している。なお、個別パッド170は、Z方向において尾部と吐出チャネル54とを跨るように形成されていることが好ましい。これにより、チップ長の短縮を図ることができる。
On the back surface of the
この構成においても、上述した第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。 Even in this configuration, the same effects as those of the first embodiment described above can be achieved.
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について説明する。図26は、第2実施形態に係るヘッドチップ240の分解斜視図である。図27は、アクチュエータプレート251を裏面側から見た斜視図である。本実施形態では、アクチュエータプレート251の裏面に形成された接続溝210内に個別パッド220を形成している点で上述した第1実施形態と相違している。なお、以下の説明では、上述した第1実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. FIG. 26 is an exploded perspective view of a
図26、図27に示すように、本実施形態のヘッドチップ240において、アクチュエータプレート251の裏面には、Y方向の内側に向けて窪む接続溝210が形成されている。接続溝210は、アクチュエータプレート251の裏面において、貫通孔91よりも上方に位置する部分に形成されている。接続溝210は、アクチュエータプレート251の上端面において、上方に向けて開放されている。なお、接続溝210の底面(Y方向の内側端面)は、吐出チャネル54の底面(Y方向の外側端面)よりもY方向の外側に位置している。また、接続溝210は、アクチュエータプレート251の尾部のうち貫通孔91よりも下方に位置する部分に形成しても構わない。
As shown in FIGS. 26 and 27, in the
接続溝210の内面には、吐出チャネル54を間に挟んでX方向で対向する個別電極63同士を接続する個別パッド220が形成されている。個別パッド220は、接続溝210の内面全体に亘って形成されている。なお、本実施形態において、図示しないFPCとして、いわゆるバンプFPCを用いることが好ましい。この場合、FPCは、バンプを介して貫通孔91内の引出配線92や、接続溝210内の個別パッド220に接続される。
On the inner surface of the
次に、第2実施形態のヘッドチップ240の製造方法について説明する。図28は、第3ダイシングライン形成工程及び電極形成工程を説明するための工程図である。なお、以下の説明では、上述した第1実施形態と同様の工程については説明を省略する。
図28に示すように、本実施形態では、アクチュエータウエハ作製工程において、例えば貫通孔形成工程の後に、接続溝210となる第3ダイシングライン260を形成する(第3ダイシングライン形成工程)。具体的に、第3ダイシングライン形成工程は、アクチュエータウエハ261の裏面において、Z方向の各貫通孔91間に位置する部分に対してX方向にダイサーを走行させる。このとき、第3ダイシングライン260は、その底面(Y方向の内側端面)が第1ダイシングライン110の底面(Y方向の外側端面)よりもY方向の外側に位置するような深さに形成する。
Next, a method for manufacturing the
As shown in FIG. 28, in the present embodiment, in the actuator wafer manufacturing process, for example, after the through hole forming process, the
続いて、第1実施形態の第1電極形成工程と同様の方法により、アクチュエータウエハ261にめっき被膜120を形成する。これにより、第3ダイシングライン260の内面にもめっき被膜120が形成される。なお、第3ダイシングライン形成工程は、貫通孔形成工程や第1ダイシングライン形成工程、第2ダイシングライン形成工程よりも前に行っても構わない。
また、第3ダイシングライン工程の後、貼り合わせ工程までは上述した第1実施形態と同様の方法により行う。
Subsequently, the
Further, after the third dicing line process, the process up to the bonding process is performed by the same method as in the first embodiment described above.
図29、図30は研削工程を説明するための工程図である。
図29、図30に示す研削工程では、第1ダイシングライン110がアクチュエータウエハ261を貫通せず、第2ダイシングライン111がアクチュエータウエハ261を貫通し、かつ第3ダイシングライン260が除去されないように、アクチュエータウエハ261を裏面側から研削する。すると、アクチュエータウエハ261の裏面側に形成されためっき被膜120のうち、第3ダイシングライン260の内面に形成された部分のみが残存する。
29 and 30 are process diagrams for explaining the grinding process.
29 and 30, the
その後、第1実施形態と同様の方法により個片化工程を行う。このとき、第3ダイシングライン260がZ方向の中間位置で分割されることで、上述した接続溝210が形成される。
Then, the singulation process is performed by the same method as in the first embodiment. At this time, the
このように、本実施形態では、無電解めっきによってアクチュエータウエハ261の裏面に形成されためっき被膜120を研削等によって除去した場合に、接続溝210内に残存しためっき被膜120を個別パッド220として利用することができる。これにより、電極形成工程において、各電極や配線に加えて個別パッド220を一括で形成できる。したがって、アクチュエータウエハ261の裏面に対して個別パッド220を形成するための電極形成工程を別途行う必要がないので、製造効率の向上を図ることができる。
Thus, in this embodiment, when the
なお、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば、上述した実施形態では、液体噴射装置の一例として、インクジェットプリンタ1を例に挙げて説明したが、プリンタに限られるものではない。例えば、ファックスやオンデマンド印刷機等であっても構わない。
For example, in the above-described embodiment, the
上述した実施形態では、ノズル孔83,84が二列並んだ二列タイプのインクジェットヘッド5について説明したが、これに限られない。例えば、ノズル孔が三列以上のインクジェットヘッド5としてもよく、ノズル孔が一列のインクジェットヘッド5としてもよい。
In the above-described embodiment, the two-row
上述した実施形態では、エッジシュートタイプのうち、インクジェットヘッド5とインクタンク4との間でインクが循環する循環式について説明したが、これに限られない。
また、吐出チャネルにおけるチャネル延在方向の中央部からインクを吐出する、いわゆるサイドシュートタイプのインクジェットヘッドに本発明を適用しても構わない。
上述した実施形態では、ダミーチャネル55がアクチュエータプレートにおけるZ方向の全体に亘ってY方向に貫通する構成について説明したが、これに限らず、アクチュエータプレートの尾部のみでアクチュエータプレートを貫通してれば構わない。この場合、ダミーチャネル55のうち、アクチュエータプレートをY方向に貫通している部分を通して個別パッドと個別電極63とを接続すれば構わない。
上述した実施形態では、アクチュエータプレートとしてシェブロン基板を用いた構成について説明したが、これに限られない。すなわち、分極方向が厚さ方向で一方向の圧電基板をアクチュエータプレートとして用いても構わない。
In the embodiment described above, the circulation type in which the ink circulates between the
Further, the present invention may be applied to a so-called side shoot type ink jet head that ejects ink from a central portion of the ejection channel in the channel extending direction.
In the above-described embodiment, the configuration in which the
In the above-described embodiment, the configuration using the chevron substrate as the actuator plate has been described, but the configuration is not limited thereto. That is, a piezoelectric substrate whose polarization direction is the thickness direction and unidirectional may be used as the actuator plate.
上述した実施形態では、貫通孔91や引き回し凹部150の内面に引出配線を形成した場合について説明したが、これに限られない。引出配線は、アクチュエータプレートの裏面に共通配線を引き回す構成であれば適宜設計変更が可能である。
In the above-described embodiment, the case where the lead-out wiring is formed on the inner surface of the through
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した各変形例を適宜組み合わせても構わない。 In addition, in the range which does not deviate from the meaning of this invention, it is possible to replace suitably the component in the embodiment mentioned above by a known component, and you may combine each modification mentioned above suitably.
1…インクジェットプリンタ
2…搬送手段(移動機構)
3…搬送手段(移動機構)
5,5B,5C,5M,5Y…インクジェットヘッド(液体噴射ヘッド)
7…走査手段(移動機構)
41…流路プレート
43…スペーサプレート
51…第1アクチュエータプレート
52…第1カバープレート
54…吐出チャネル(噴射チャネル)
55…ダミーチャネル
61…共通電極
62…共通配線
63…個別電極
72…スリット(液体導入路)
74…第2アクチュエータプレート
75…第2カバープレート
77…入口流路
78…出口流路
81…第1循環流路(循環流路)
82…第2循環流路(循環流路)
83…第1ノズル孔(噴射孔)
84…第2ノズル孔(噴射孔)
92…引出配線
93…共通パッド
94…個別パッド
151…アクチュエータプレート
160…引出配線
162…共通配線
163…共通パッド
170…個別パッド
210…接続溝
220…個別パッド
251…アクチュエータプレート
DESCRIPTION OF
3 ... Conveying means (moving mechanism)
5, 5B, 5C, 5M, 5Y ... Inkjet head (liquid ejecting head)
7. Scanning means (moving mechanism)
41 ... Flow
55 ...
74 ...
82 ... Second circulation channel (circulation channel)
83 ... 1st nozzle hole (injection hole)
84 ... Second nozzle hole (injection hole)
92 ... Lead wiring 93 ...
Claims (8)
前記アクチュエータプレートの前記表面上に、前記第2方向で前記噴射チャネルと交互に並設され、前記第1方向及び前記第2方向に直交する第3方向に前記アクチュエータプレートを貫通する液体が充填されないダミーチャネルと、
前記ダミーチャネルの内側面に形成された個別電極と、
前記噴射チャネルの内側面に形成された共通電極と、
前記アクチュエータプレートのうち、前記噴射チャネルに対して前記第1方向の一端側であって、前記第2方向で隣り合う前記ダミーチャネル間に位置する尾部の前記表面に形成され、前記共通電極に接続される共通配線と、
前記アクチュエータプレートにおける前記尾部の裏面側に前記共通配線を引き出す引出配線と、
前記アクチュエータプレートにおける前記尾部の前記裏面に形成され、前記噴射チャネルを挟んで第2方向で対向する前記個別電極同士を各別に接続する個別パッドと、を備えていることを特徴とする液体噴射ヘッド。 An ejection channel filled with a liquid that extends along the first direction on the surface of the actuator plate and is arranged in parallel in the second direction intersecting the first direction;
On the surface of the actuator plate, the jet channel is alternately arranged in the second direction, and the liquid penetrating the actuator plate in the third direction orthogonal to the first direction and the second direction is not filled. A dummy channel,
An individual electrode formed on the inner surface of the dummy channel;
A common electrode formed on the inner surface of the ejection channel;
Of the actuator plate, one end side in the first direction with respect to the ejection channel, formed on the surface of the tail portion located between the dummy channels adjacent in the second direction, and connected to the common electrode Common wiring,
A lead-out wiring that pulls out the common wiring on the back side of the tail in the actuator plate;
A liquid ejecting head comprising: an individual pad that is formed on the back surface of the tail portion of the actuator plate and that connects the individual electrodes facing each other in the second direction across the ejection channel. .
前記カバープレートには、前記噴射チャネル内に各別に連通する液体導入路が形成されていることを特徴とする請求項1から請求項4の何れか1項に記載の液体噴射ヘッド。 A cover plate that covers the ejection channel and the dummy channel in the third direction is disposed on the surface side of the actuator plate,
5. The liquid ejecting head according to claim 1, wherein the cover plate is formed with a liquid introduction path that communicates with each other in the ejection channel. 6.
前記カバープレートは、前記第1アクチュエータプレートの前記表面側に配設された第1カバープレートと、前記第2アクチュエータプレートの前記表面側に配設された第2カバープレートと、を備え、
前記第1カバープレートと前記第2カバープレートとの間には、流路プレートが配設され、
前記流路プレートには、前記第1カバープレート及び前記第2カバープレートの前記液体導入路に連通する入口流路が形成されていることを特徴とする請求項5に記載の液体噴射ヘッド。 The actuator plate includes a first actuator plate and a second actuator plate arranged with the surfaces facing each other in the third direction,
The cover plate includes a first cover plate disposed on the surface side of the first actuator plate, and a second cover plate disposed on the surface side of the second actuator plate,
A flow path plate is disposed between the first cover plate and the second cover plate,
6. The liquid jet head according to claim 5, wherein the flow path plate is formed with an inlet flow path communicating with the liquid introduction path of the first cover plate and the second cover plate.
前記第1アクチュエータプレート及び前記第2アクチュエータプレートにおける前記第1方向の他端側には、前記噴射チャネルに各別に連通する噴射孔を有する噴射プレートが配設され、
前記第1方向における前記第1アクチュエータプレート及び前記第2アクチュエータプレートと前記噴射プレートとの間には、前記噴射チャネルと前記噴射孔とを各別に連通する循環流路を有するスペーサプレートが配設され、
前記流路プレートには、前記循環流路に連通する出口流路が形成されていることを特徴とする請求項6に記載の液体噴射ヘッド。 The ejection channel opens at the other end surface of the first actuator plate and the second actuator plate in the first direction,
On the other end side in the first direction of the first actuator plate and the second actuator plate, an injection plate having an injection hole communicating with the injection channel is disposed.
Between the first actuator plate, the second actuator plate, and the injection plate in the first direction, a spacer plate having a circulation channel that communicates the injection channel and the injection hole separately is disposed. ,
The liquid ejecting head according to claim 6, wherein an outlet channel that communicates with the circulation channel is formed in the channel plate.
前記液体噴射ヘッドと被記録媒体とを相対的に移動させる移動機構と、を備えていることを特徴とする液体噴射装置。 A liquid ejecting head according to any one of claims 1 to 7,
A liquid ejecting apparatus comprising: a moving mechanism that relatively moves the liquid ejecting head and the recording medium.
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