JP2018012303A - 液体吐出ヘッド - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態を説明する前に、比較例としての液体吐出ヘッドについて図1(a)〜(c)及び図10(a)を用いて説明する。図1において液体吐出ヘッド26は、インク等の液体を吐出する吐出口21と吐出口に液体を供給するための供給路15を備える記録素子基板11と、複数の記録素子基板11を支持する支持部材12とを備える。図1(b)は図1(a)のA−A´断面を示し、図1(c)は図1(b)の一部拡大図である。図10(a)は図1(a)における一部拡大図、具体的には、隣接する記録素子基板11のつなぎ部の拡大図を示し、説明のために吐出口21が形成される部材を透過した状態で示している。
ΔP=Q×R[mmAq] 式(1)
式(1)及び図10(d)において、ΔPは記録素子基板11の長尺方向最端部の供給路15の圧力損失を、Qは供給路15の吐出流量を、Rは供給路15の流路抵抗を示す。Lは記録素子基板11の長尺方向最端部の個別流路13と長尺方向最端部の吐出口21との供給路15の長さを示す。またaは供給路15の幅を、bは供給路15の深さ方向の高さを、それぞれ示している。ここで、例えば、ノズル密度を1200dpi、吐出周波数を10kHz、液体の吐出量を5pl、液体の粘度を4cp、aを100μm、bを300μm、比較例である図10(a)のLaを500μm、本実施形態のLbを200μmと仮定する。この場合、比較例のΔPは、およそ5.8mmAqとなり、一方で、本発明の第1の実施形態のΔPは、およそ0.9mmAqとなる。そのため、第1の実施形態にすることにより、記録素子基板11の長尺方向最端部の供給路15の圧力損失ΔPを、およそ84.5%低減することが可能である。
支持部材12を構成する材料は各種材料が適用可能であるが、一例として、樹脂やアルミナ等で構成されるのが好ましい。樹脂で構成する場合、例えば、射出成型により個別流路13や共通流路14を加工する方法がある。また、アルミナで構成する場合、例えば、支持部材12の厚さ方向が小さいアルミナ部材を複数枚積層することにより、個別流路13や共通流路14を作製しても良い。
図4、図5、図10(c)、図10(d)は、本発明の第2の実施形態における説明図である。図4(a)は、本発明の第2の実施形態における液体吐出ヘッドの斜視図である。図4(b)は、本発明の第2の実施形態における液体吐出ヘッドの分解図斜視である。図5(a)は、本発明の第2の実施形態における液体吐出ヘッドの上面図である。図5(b)は、図5(a)のC−C’断面における断面図である。図5(c)は、図5(b)の記録素子基板つなぎ部分の拡大図である。図10(c)は、図5(a)のC−C’断面における記録素子基板つなぎ部の拡大図である。図10(d)は、図10(b)における供給路の模式図である。以下、第1の実施形態と異なる点について主体的に説明し、構成が同じ点については説明を省略する。
図6、図7は、本発明の第3の実施形態における説明図である。図6(a)は、本発明の第3の実施形態における液体吐出ヘッドの斜視図である。図6(b)は、本発明の第3の実施形態における液体吐出ヘッドの分解斜視図である。図7(a)は、本発明の第3の実施形態における液体吐出ヘッドの上面図である。図7(b)は、図7(a)のD−D’断面における断面図である。図7(c)は、図7(b)の記録素子基板つなぎ部分の拡大図である。以下、上述した実施形態と異なる点について主体的に説明し、構成が同じ点については説明を省略する。
図8、図9は、本発明の第4の実施形態における説明図である。図8(a)は、本発明の第4の実施形態における液体吐出ヘッドの斜視図である。図8(b)は、本発明の第4の実施形態における液体吐出ヘッドの分解斜視図である。図9(a)は、本発明の第4の実施形態における液体吐出ヘッドの上面図である。図9(b)は、図9(a)のE−E’断面における断面図である。図9(c)は、図9(b)の記録素子基板つなぎ部分の拡大図である。以下、上述した実施形態と異なる点について主体的に説明し、構成が同じ点については説明を省略する。
上述した各実施形態は各共通流路14から記録素子基板11に液体を供給する形態について説明したが本発明はこれに限られず、所謂、循環供給経路を備える液体吐出ヘッドについても適用可能である。この場合、共通流路14は、記録素子基板11への供給用の共通流路と記録素子基板11からの液体回収用の共通流路とを備え、個別流路13も供給用と回収用との双方の流路を備える構成となる。それによりエネルギー発生素子を内部に備える圧力室23に液体を供給し、吐出されなかった液体を圧力室23から回収する循環流路を備えた液体吐出ヘッドが提供できる。つまり、圧力室内の液体が圧力室の外部との間で循環される構成となる。このように供給用と回収用の流路を備えるライン型の液体吐出ヘッドは流路構成が複雑になり、一般的に液体吐出ヘッドが大型化する。しかしながら本発明を適用することで液体吐出ヘッドの大型化を抑制しつつ安定的な液体供給が可能となるので本発明の適用が特に好ましい。
12 支持部材
13 個別流路
14 共通流路
15 供給路
12−1 第1の支持部材
12−2 第2の支持部材
21 吐出口
24 第1の支持部
25 第2の支持部
26 液体吐出ヘッド
Claims (21)
- 液体を吐出する吐出口と、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子とを備え、液体吐出ヘッドの長手方向に沿って配列される第1及び第2の記録素子基板と、
前記第1及び第2の記録素子基板を支持する支持部材と、
を有する液体吐出ヘッドであって、
前記支持部材は、前記第1及び第2の記録素子基板側に配される第1の支持部と、前記第1の支持部に対して前記第1及び第2の記録素子基板とは反対側に配される第2の支持部とを含み、
前記第1の支持部は、前記第1の記録素子基板に液体を供給するための第1の個別流路と、前記第2の記録素子基板に液体を供給するための第2の個別流路とを備え、
前記第2の支持部は、前記第1及び第2の個別流路に液体を供給するための共通流路を備えることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 前記第1の支持部の厚みは前記第2の支持部の厚みより薄い、請求項1に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記第1及び第2の記録素子基板は前記長手方向に沿って直線状に配されており、前記第1の個別流路は前記第1の記録素子基板の一端部と連通しており、前記第2の個別流路は前記第2の記録素子基板の前記第1の記録素子基板側の一端部と連通している、請求項1又は2に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記吐出口から液体が吐出される方向から見て、前記共通流路は前記第1の記録素子基板の一端部と前記第2の記録素子基板の一端部とに跨って配されている、請求項1から3のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記第1の支持部は、前記第1の記録素子基板に液体を供給するための第3の個別流路と、前記第2の記録素子基板に液体を供給するための第4の個別流路を備える、請求項1から4のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記第3の個別流路は前記第1の記録素子基板の前記一端部とは反対の他端部に配されており、前記第4の個別流路は前記第2の記録素子基板の前記一端部とは反対の他端部に配されている、請求項5に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記第2の支持部は、前記第3の個別流路に液体を供給するための第2の共通流路を備える、請求項5又は6に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記第2の支持部は、前記第4の個別流路に液体を供給するための第3の共通流路を備える、請求項5から7のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記第1の支持部は、前記第1の記録素子基板に液体を供給するための第5の個別流路と、前記第2の記録素子基板に液体を供給するための第6の個別流路とを備え、前記第5の個別流路は前記第1の個別流路と前記第3の個別流路との間に配され、前記第6の個別流路は前記第2の個別流路と前記第4の個別流路との間に配されている、請求項1から8のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記第2の支持部は、前記第5の個別流路に液体を供給するための第4の共通流路と、前記第6の個別流路に液体を供給するための第5の共通流路とを備える、請求項9に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記第1及び第2の支持部を含む前記支持部材は一体部材により構成されている、請求項1から10のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記支持部材は、前記第1の支持部を含む第1の支持部材と、前記第2の支持部を含む第2の支持部材とを含む、請求項1から10のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記第1の支持部材の厚みは前記第2の支持部材の厚みより薄い、請求項12に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記支持部材は、前記第1及び第2の記録素子基板を含む3つ以上の記録素子基板が前記長手方向に沿って直線状に配されている、請求項1から13のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記液体吐出ヘッドの長手方向の長さは、前記吐出口から吐出した液体が付与される記録媒体の前記長手方向の長さよりも長い、請求項1から14のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記支持部材は、前記第1及び第2の支持部材を含む3層以上の積層体である、請求項12又は13に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記エネルギー発生素子を内部に備える圧力室を備え、前記圧力室内の液体は当該圧力室の外部との間で循環される、請求項1から16のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 液体を吐出する吐出口と、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子とを備え、液体吐出ヘッドの長手方向に沿って直線状に配列される第1及び第2の記録素子基板と、
前記第1及び第2の記録素子基板を支持する支持部材と、
前記第1の記録素子基板と前記支持部材との間に設けられる第1の樹脂フィルム、及び前記第2の記録素子基板と前記支持部材との間に設けられる第2の樹脂フィルムと、
を有する液体吐出ヘッドであって、
前記第1の樹脂フィルムの一端部には、前記第1の記録素子基板に液体を供給するための第1の貫通孔が設けられており、
前記第2の樹脂フィルムの前記第1の記録素子基板側の一端部には、前記第2の記録素子基板に液体を供給するための第2の貫通孔が設けられており、
前記支持部材には、前記第1及び第2の貫通孔に液体を供給するための共通流路が設けられていることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 前記第1の樹脂フィルムには、前記第1の貫通孔を含む複数の貫通孔が前記長手方向に沿って配列されており、
前記第2の樹脂フィルムには、前記第2の貫通孔を含む複数の貫通孔が前記長手方向に沿って配列されている、請求項18に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記吐出口から液体が吐出される方向から見て、前記共通流路は前記第1の記録素子基板の一端部と前記第2の記録素子基板の一端部とに跨って配されている、請求項18又は19に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記エネルギー発生素子を内部に備える圧力室を備え、前記圧力室内の液体は当該圧力室の外部との間で循環される、請求項18から20のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
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