JP2020032636A - 液体吐出ヘッド - Google Patents
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Abstract
Description
前記積層方向と直交する面である第1面に沿って形成された複数の個別電極と、
前記積層方向と直交する面であって、前記積層方向における位置が前記第1面の前記積層方向における位置と異なる第2面に沿って形成された第1共通電極と、を備え、
前記各個別電極は、前記第1方向に間隙をあけて配置された第1部分及び第2部分と、前記第1部分及び前記第2部分を連結する第3部分とを有し、前記第1部分は前記第1方向において前記第1端と前記第3部分との間に位置し、前記第3部分は前記第1方向において前記第1部分と前記第2部分の間に位置し、前記第2部分は前記第1方向において、前記第3部分と前記第2端の間に位置し、
前記複数の個別電極の前記第1部分、前記第2部分、前記第3部分は、それぞれ、前記第1端と前記第2端との間において、前記積層方向と直交する方向であって、且つ、前記第1方向と交差する第2方向に沿って列状に配置されて、第1部分の列、第2部分の列、第3部分の列を構成し、
前記第1共通電極は、前記第1部分の列と前記第2部分の列との、前記第1方向における間の位置を通過するように前記第2方向に沿って延びる第1延在部と、前記第1延在部から前記第1端に向かって突出した複数の第1突出部と、前記第1延在部から前記第2端に向かって突出した複数の第2突出部と、を備え、
各第1突出部は、前記第1部分の列を構成する前記複数の個別電極の前記第1部分の一つと、前記積層方向において部分的に重なり、
各第2突出部は、前記第2部分の列を構成する前記複数の個別電極の前記第2部分の一つと、前記積層方向において部分的に重なり、
前記第1延在部の、前記積層方向において前記第3部分と重なる部分には、それぞれ、第1共通電極を前記積層方向に貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッドが提供される。
本発明の実施形態について説明する。図1に示すように、インクジェットプリンタ1は、プラテン2と、キャリッジ3と、キャリッジ駆動機構4と、インクジェットヘッド5と、搬送機構6と、コントローラ7と、インク供給ユニット8とを主に備えている。
例えば図2、3に示されるように、振動板30の上には、圧電体40が配置されている。圧電体40は略矩形状の平面形状を有している。図4(a)、(b)に示されるように、圧電体40には複数の圧電素子401が形成されている。各圧電素子401は、搬送方向において同じ位置にある2つの圧力室26に対応して設けられている。各圧電素子401は振動板30と協働して、対応する2つの圧力室26の容積を同時に変える。これにより、各圧電素子401は振動板30と協働して、対応する2つの圧力室26内のインクに同時に圧力を加えて、当該2つの圧力室26に連通するノズル23からインクを吐出させるためのエネルギーをインクに付与している。
図4(a)、(b)に示されるように、上部圧電層140の上面の、圧力室26のペアにそれぞれ対応した位置には、複数の個別電極141が形成されている。つまり、圧力室26のペアを構成する2つの圧力室26に対応して、一つの個別電極141が形成されている(図8(a)参照)。個別電極141は、例えば、銀パラジウム(AgPd)、白金(Pt)、イリジウム(Ir)などの導電性材料で形成することができる。本実施形態の個別電極141は銀パラジウム(AgPd)で形成されている。図5に示されるように、8列の圧力室列25に対応して、4列の個別電極列150が形成されている。4列の個別電極列150は走査方向に並んでいる。各個別電極列の各個別電極列150は、搬送方向に所定のピッチPで並んだ12個の個別電極141を含んでいる。なお、以下の説明においては、走査方向において、上部圧電層140の端部140Lに近いものから数えてn番目にあるものを、単に左からn番目と呼んでいる。中間圧電層240及び下部圧電層340においても同様に、走査方向において、中間圧電層240の端部240L(図6参照)に近いものから数えてn番目にあるもの、及び、下部圧電層340の端部340L(図7参照)に近いものから数えてn番目にあるもの、をいずれも左からn番目と呼んでいる。
図4(a)、(b)に示されるように、中間圧電層240の上面には、中間共通電極241が形成されている。図7に示されるように、中間共通電極241は、中間圧電層240の搬送方向の端部240Uを覆うように走査方向(左右方向)に延在する延在部242と、中間圧電層240の走査方向の端部240Lを覆うように搬送方向に延在する延在部243と、延在部242から、中間圧電層240の搬送方向の端部240Dに向かって搬送方向に延在する4本の延在部244と、各延在部244から端部240Lに向かって走査方向に突出する複数の突出部245Lと、各延在部244から端部240Rに向かって走査方向に突出する複数の突出部245Rとを有する。さらに、中間共通電極241の、延在部244の一部及び幅広部246L、246Rの一部には、略矩形の貫通孔248が形成されている(図8(a)参照)。
図4(a)、(b)に示されるように、下部圧電層340の上面には、下部共通電極341が形成されている。図7に示されるように、下部共通電極341は、下部圧電層340の搬送方向の端部340Dを覆うように走査方向(左右方向)に延在する延在部342と、下部圧電層340の走査方向の端部340Rを覆うように搬送方向に延在する延在部343と、延在部342から下部圧電層340の搬送方向の端部340Uに向かって搬送方向に延在する4本の延在部344と、各延在部344から走査方向に突出する複数の突出部345とを有する。4本の延在部344のうち、走査方向において端部340Lに最も近い延在部344からは、端部340Rに向かって走査方向に複数の突出部345が突出している。残りの3つの延在部344からは、走査方向の両側に向かって複数の突出部345が突出している。また、延在部343からも複数の突出部345が下部圧電層340の走査方向の端部340Lに向かって走査方向に突出している。なお、延在部342は、積層方向において圧力室26及び個別電極141と重ならない位置にある。また、延在部342は、積層方向において、中間共通電極241とも重ならない位置にある。
図2に示されるように、配線部材50は、COF51(Chip On Film)と、COF51に配置されたドライバIC58とを備える。COF51に形成された不図示の接点は、各個別電極141の幅狭部144Lに設けられたバンプ191(例えば図5参照)と電気的に接続されており、各個別電極141に対して、個別に電位を設定できる。また、上述のように、ドライバIC58は、中間共通電極241及び下部共通電極341に対して、所定の定電位を設定することができる。
上述のように圧電体40は、複数の圧力室26を覆うように振動板30の上に配置された、平面視で略矩形状の板状の部材である(例えば図2参照)。圧電体40には、2つの圧力室26に対応して設けられた圧電素子401が複数個形成されている。以下、圧電素子401の駆動について説明する。上部圧電層140の、積層方向において個別電極141と中間共通電極241とに挟まれた部分(以下、第1活性部41という(図4(a)、(b)参照))は、積層方向に分極している。また、上部圧電層140と中間圧電層240の、積層方向において個別電極141と下部共通電極341とに挟まれた部分(以下、第2活性部42という(図4(a)、(b)参照))も、積層方向に分極している。ここで、ドライバIC58が通電されている状態において、中間共通電極241には常に所定の第1電位(例えば24V)が印加され、下部共通電極341には常に所定の第2電位(例えば0V)が印加されている。また、各個別電極141には第1電位と第2電位とが選択的に印加される。具体的には、ある個別電極141に対応する2つの圧力室26からインクを吐出しないときには、個別電極141には第2電位が付与されている。このとき、個別電極141と下部共通電極341との間には電位差が生じないので、第2活性部42は変形しない。しかしながら、個別電極141と中間共通電極241との間には、第1電位と第2電位の電位差(ここでは24V)が生じている。これにより、第1活性部41は下側(圧力室26側)に凸になるように変形している。
上記実施形態においては、2つの圧力室26に対応して1つの個別電極141が設けられている。個別電極141の2つの幅広部142L、142Rは2つの圧力室26と積層方向において重なるように配置されている。個別電極141の2つの幅広部142L、142Rは、連結部143により連結されているので、1つの個別電極141に所定の電圧を印加することにより、2つの圧力室26からノズル23に向かって同時にインクを排出させることができる。これにより、十分なインク量を確保することができる。
<変更形態>
上記実施形態においては、貫通孔248の端部240Uに近い端と幅広部246の端部240Uに近い端との距離Laと、貫通孔248の端部240Dに近い端と幅広部246の端部240Dに近い端との距離Lbとは同じであった(La=Lb)。しかしながら、本開示はそのような形態には限られず、距離Laと距離Lbとが異なっていてもよい。本実施形態のように、中間共通電極241に対して、端部240Uに近い側から電荷が供給される場合には、貫通孔248の端部240Uに近い端と幅広部246の端部240Uに近い端との距離Laを貫通孔248の端部240Dに近い端と幅広部246の端部240Dに近い端との距離Lbよりも大きくすることができる(La>Lb)。この場合には、延在部244を、端部240Uから端部240Dに向かう方向に流れる電荷を、効率よく突出部245に供給することができる。
40 圧電体
140 上部圧電層
141 個別電極
240 中間圧電層
241 中間共通電極
340 下部圧電層
341 下部共通電極
Claims (16)
- 複数の圧電層が積層された圧電体であって、前記複数の圧電層の積層方向と直交する第1方向に離れた第1端と第2端とを有する圧電体と、
前記積層方向と直交する面である第1面に沿って形成された複数の個別電極と、
前記積層方向と直交する面であって、前記積層方向における位置が前記第1面の前記積層方向における位置と異なる第2面に沿って形成された第1共通電極と、を備え、
前記各個別電極は、前記第1方向に間隙をあけて配置された第1部分及び第2部分と、前記第1部分及び前記第2部分を連結する第3部分とを有し、前記第1部分は前記第1方向において前記第1端と前記第3部分との間に位置し、前記第3部分は前記第1方向において前記第1部分と前記第2部分の間に位置し、前記第2部分は前記第1方向において、前記第3部分と前記第2端の間に位置し、
前記複数の個別電極の前記第1部分、前記第2部分、前記第3部分は、それぞれ、前記第1端と前記第2端との間において、前記積層方向と直交する方向であって、且つ、前記第1方向と交差する第2方向に沿って列状に配置されて、第1部分の列、第2部分の列、第3部分の列を構成し、
前記第1共通電極は、前記第1部分の列と前記第2部分の列との、前記第1方向における間の位置を通過するように前記第2方向に沿って延びる第1延在部と、前記第1延在部から前記第1端に向かって突出した複数の第1突出部と、前記第1延在部から前記第2端に向かって突出した複数の第2突出部と、を備え、
各第1突出部は、前記第1部分の列を構成する前記複数の個別電極の前記第1部分の一つと、前記積層方向において部分的に重なり、
各第2突出部は、前記第2部分の列を構成する前記複数の個別電極の前記第2部分の一つと、前記積層方向において部分的に重なり、
前記第1延在部の、前記積層方向において前記第3部分と重なる部分には、それぞれ、第1共通電極を前記積層方向に貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 前記積層方向と直交する面であって、前記積層方向における位置が前記第1面および前記第2面と異なる第3面に沿って形成された第2共通電極を備え、
前記第2共通電極は、
前記第2共通電極は、前記第2方向に沿って延びる第2延在部と、前記第2延在部から前記第1端及び前記第2端に向かって突出した複数の突出部を有し、
前記突出部は、前記第1部分及び前記第2部分と前記積層方向において部分的に重なることを特徴とする請求項1に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記第2延在部には貫通孔が形成されていないことを特徴とする請求項2に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記複数の第1部分に対応する複数の第1圧力室及び前記複数の第2部分に対応する複数の第2圧力室を有する複数の圧力室、前記複数の圧力室に対応する複数のノズル、及び、前記複数の圧力室と前記複数のノズルとをそれぞれ連通する複数の流路とが形成された流路ユニットを備える請求項1〜3のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記複数のノズルは、前記複数の第1圧力室にそれぞれ対応する複数の第1ノズルと、前記複数の第2圧力室にそれぞれ対応する複数の第2ノズルとを備え、
前記複数の流路は、対応する前記複数の第1圧力室と前記複数の第1ノズルとをそれぞれ連通する複数の第1流路と、対応する前記複数の第2圧力室と前記複数の第2ノズルとをそれぞれ連通する複数の第2流路とを備えることを特徴とする請求項4に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記各流路は、前記個別電極の一つの前記第1部分に対応する前記の第1圧力室の一つと前記個別電極の一つの前記第2部分に対応する前記第2圧力室の一つとを連通し、且つ、前記複数のノズルの一つに連通していることを特徴とする請求項4に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記各第1突出部及び各第2突出部は、それぞれ、幅広部と幅狭部を有し、前記幅広部の前記第2方向の幅は、前記幅狭部の前記第2方向の幅よりも広く、
前記各貫通孔は、前記第1突出部の前記幅広部の一部及び前記第2突出部の前記幅広部の一部にわたって形成されていることを特徴とする請求項4〜6のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記幅広部の、前記第2方向の長さは、前記圧力室の前記第2方向の長さよりも大きく、
前記幅狭部の前記第2方向の長さは、前記圧力室の前記第2方向の前記長さよりも小さいことを特徴とする請求項7に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記幅広部の一部は、前記圧力室と前記積層方向において重なっており、且つ、前記幅広部は、前記第1部分及ぶ前記第2部分と前記積層方向において重なっていないことを特徴とする請求項8に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記各幅広部の、前記貫通孔が形成された部分における前記第2方向の長さの総和は、前記各第2部分の前記第2方向の幅よりも大きいことを特徴とする請求項7〜9のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記各幅広部の前記貫通孔が形成された部分は、前記第2方向の一方側にずれていることを特徴とする請求項7〜10のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記各幅広部の、前記第2方向における位置が前記貫通孔の第2方向における位置と同じである部分の、前記積層方向の厚さは、前記各幅狭部の厚さよりも厚いことを特徴とする請求項7〜11のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記各第1部分は、前記第1圧力室と前記積層方向において重なる第1重複部分と、前記第1圧力室と前記積層方向において重ならない第1非重複部分とを備え、前記第1非重複部分は前記第1方向において前記第1端と前記第1重複部分の間に位置し、
前記各第2部分は、前記第2圧力室と前記積層方向において重なる第2重複部分と、前記第2圧力室と前記積層方向において重ならない第2非重複部分とを備え、前記第2非重複部分は前記第1方向において前記第2重複部分と前記第2端の間に位置し、
さらに、前記複数の個別電極の複数の前記第1非重複部分と電気的に接合される複数の第1端子を備え、前記積層方向において前記圧電体に重ねて配置された配線部材と、
前記第1非重複部分と前記第1端子との前記積層方向の間に配置された複数の導電性材料層とを備える4〜12のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記第2非重複部分と前記配線部材との、前記積層方向の間には、前記導電性材料層は配置されていないことを特徴とする請求項13に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記各導電性材料層の前記第2方向の長さは、前記各貫通孔の前記第2方向の長さよりも大きい請求項13又は14に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記各個別電極は、前記第1方向に間隙をあけて配置された第4部分及び第5部分と、前記第1部分及び前記第2部分を連結する第6部分とを有し、前記第4部分は前記第1方向において前記第2部分と前記第6部分との間に位置し、前記第6部分は前記第1方向において前記第4部分と前記第5部分の間に位置し、前記第5部分は前記第1方向において、前記第6部分と前記第2端の間に位置し、
前記複数の個別電極の前記第4部分、前記第5部分、前記第6部分は、それぞれ、前記第2方向に沿って列状に配置されて、第4部分の列、第5部分の列、第6部分の列を構成し、
前記第1共通電極は、前記第4部分の列と前記第5部分の列との、前記第1方向における間の位置を通過するように前記第2方向に沿って延びる第2延在部と、前記第2延在部から前記第1端に向かって突出した複数の第3突出部と、前記第1延在部から前記第2端に向かって突出した複数の第4突出部と、を備え、
各第3突出部は、前記第4部分の列を構成する前記複数の個別電極の前記第4部分の一つと、前記積層方向において部分的に重なり、
各第4突出部は、前記第5部分の列を構成する前記複数の個別電極の前記第5部分の一つと、前記積層方向において部分的に重なり、
前記第2延在部の、前記積層方向において前記第4部分と重なる部分には、それぞれ、第1共通電極を前記積層方向に貫通する貫通孔が形成されており、
前記複数の圧力室は、前記複数の第4部分に対応する複数の第3圧力室及び前記複数の第5部分に対応する複数の第4圧力室を有する
前記各第4部分は、前記第3圧力室と前記積層方向において重なる第3重複部分と、前記第3圧力室と前記積層方向において重ならない第3非重複部分とを備え、前記第3非重複部分は前記第1方向において前記2非重複部分と前記第3重複部分の間に位置し、
前記各第5部分は、前記第4圧力室と前記積層方向において重なる第4重複部分と、前記第4圧力室と前記積層方向において重ならない第4非重複部分とを備え、前記第2非重複部分は前記第1方向において前記第4重複部分と前記第2端の間に位置し、
前記配線部材は、前記複数の個別電極の複数の前記第3非重複部分と電気的に接合される複数の第2端子を備え、
前記複数の導電性材料層の一部は、前記第3非重複部分と前記第2端子との前記積層方向の間に配置されていることを特徴とする請求項13〜15のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
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