JP2020097186A - ヘッドチップ、液体噴射ヘッド、液体噴射記録装置およびヘッドチップの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
1.液体噴射記録装置(ヘッドチップおよび液体噴射ヘッド)
1−1.全体構成
1−2.液体噴射ヘッドの構成
1−3.ヘッドチップの構成
1−4.ヘッドチップの製造方法
1−5.動作
1−6.作用および効果
2.変形例
3.その他の変形例
本開示の一実施形態の液体噴射記録装置に関して説明する。
最初に、液体噴射記録装置の全体構成に関して説明する。
搬送機構2a,2bは、プリンタ1に投入された記録紙Pを搬送方向D(X軸方向)に搬送させる機構であり、例えば、いずれもグリッドローラ21およびピンチローラ22を含んでいる。インクタンク3は、インク9を貯蔵する器である。ここで、インクタンク3は、本開示の「収容部」の一実施形態である。ここでは、プリンタ1は、例えば互いに異なる色のインク9を収容する4個のインクタンク3(3Y,3M,3C,3K)を備えており、インクタンク3Y,3M,3C,3Kのそれぞれは、例えば、イエロー(Y)のインク9、マゼンタ(M)のインク9、シアン(C)のインク9およびブラック(K)のインク9のそれぞれを収容している。
インクジェットヘッド4は、供給チューブ50から供給される液滴状のインク9を記録紙Pに噴射する液体噴射ヘッドであり、例えば、エッジシュートタイプのインクジェットヘッドである。エッジシュートタイプのインクジェットヘッド4では、例えば、後述するように、複数のチャネルC1のそれぞれが所定の方向(例えば、Z軸方向)に延在しており、複数のノズル孔H2のそれぞれから複数のチャネルC1のそれぞれの延在方向と同様の方向(Z軸方向)にインク9が噴射される(図3参照)。すなわち、各チャネルC1の延在方向と各ノズル孔H2からインク9が噴射される方向とは、互いに一致している。
走査機構6は、搬送方向Dと交差する方向においてインクジェットヘッド4を走査させる機構であり、例えば、一対のガイドレール61a,61bと、キャリッジ62と、駆動機構63とを含んでいる。例えば、キャリッジ62は、例えば、基台62aおよび壁部62bを含んでおり、インクジェットヘッド4を支持しながらガイドレール61a,61bに沿って搬送方向Dと交差する方向に移動可能である。駆動機構63は、例えば、一対のプーリ631a,631bと、無端状のベルト632と、駆動モータ633とを含んでおり、そのベルト632は、例えば、キャリッジ62に連結されている。
図2は、図1に示したインクジェットヘッド4(4Y,4M,4C,4K)の斜視構成を拡大して表している。
インクジェットヘッドチップ41は、インク9を噴射するインクジェットヘッド4の主要部である。なお、インクジェットヘッドチップ41の詳細な構成に関しては、後述する(図3〜図5参照)。
供給機構42は、供給チューブ50を介して供給されたインク9をインクジェットヘッドチップ41(後述するインク導入孔410a:図3および図4参照)に供給する。この供給機構42は、例えば、インク連結管42cを介して互いに連結された流路部材42aおよび圧力緩衝器42bを含んでいる。流路部材42aはインク9が流れる流路であり、そのインク9の貯留室を有する圧力緩衝器42bには、例えば、供給チューブ50が取り付けられている。ここで、供給機構42は、本開示の「供給機構」の一実施形態である。
制御機構43は、例えば、回路基板43aと、駆動回路43bと、フレキシブル基板43cとを含んでいる。回路基板43aは、例えば、インクジェットヘッドチップ41を駆動させる駆動回路43bを含んでおり、その駆動回路43bは、例えば、集積回路(IC:Integrated Circuit)などを含んでいる。フレキシブル基板43cは、駆動回路43bとインクジェットヘッドチップ41(後述する駆動電極Ed:図5参照)とを互いに電気的に接続させている。ここでは図示していないが、フレキシブル基板43cは、例えば、駆動回路43bおよび複数の駆動電極Edのそれぞれに接続された複数の端子を含んでいる。
図3では、インクジェットヘッドチップ41の一連の構成要素が互いに組み合わされた状態を示している。一方、図4では、インクジェットヘッドチップ41の一連の構成要素を見やすくするために、その一連の構成要素が互いに離間された状態を示している。図5では、インクジェットヘッドチップ41のXY断面の構成を示している。なお、図5では、複数のノズル孔H2を破線で示している。図3では、フレキシブル基板43cの一部の輪郭だけを破線で示している。
アクチュエータプレート411は、複数のノズル孔H2からインク9を噴射させるために電気的に駆動される部材である。
カバープレート410は、アクチュエータプレート411を被覆する部材である。アクチュエータプレート411に対向してカバープレート410が設けられている。
ノズルプレート412は、貫通口である複数のノズル孔H2を有しており、アクチュエータプレート411に対向している。複数のノズル孔H2は、例えば、X軸方向において間隔を隔てながら配列されており、ノズル孔H2の開口形状、すなわちZ軸方向から見たノズル孔H2の形状は、例えば、円形である。ノズル孔H2の内径は、例えば、インク9が噴射される方向において次第に小さくなっている。これにより、インク9の噴射速度および直進性が向上するからである。ノズルプレート412は、例えば、ポリイミドなどの絶縁性材料のうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいる。ノズルプレート412は、例えば、ステンレス鋼(SUS)などの導電性材料のうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいてもよい。
支持プレート413は、例えば、図4に示したように、X軸方向に延在する嵌合孔413aを有しており、この嵌合孔413aには、例えば、カバープレート410およびアクチュエータプレート411が互いに積層された状態で嵌め込まれている。
図7は、インクジェットヘッドチップ41の製造方法の一例を工程順に表したものである。ここでは、図7を用いて、主にアクチュエータプレート411の製造工程を説明する。
[プリンタの動作]
このプリンタ1では、搬送方向Dに記録紙Pが搬送されると共に、搬送方向Dと交差する方向においてインクジェットヘッド4が往復移動しながら記録紙Pにインク9を噴射する。これにより、記録紙Pに画像が記録される。
このインクジェットヘッド4では、例えば、以下の手順により、せん断(シェア)モードを用いて記録紙Pにインク9が噴射される。
本実施の形態のインクジェットヘッドチップ41、インクジェットヘッド4およびプリンタ1では、アクチュエータプレート411の駆動電極Edが密着膜CF1および耐腐食膜CF2を含んでおり、耐腐食膜CF2が密着膜CF1の上端euから下端ebまでを覆っている。これにより、駆動電極Edの腐食に起因したインクジェットヘッドチップ41の信頼性の低下を抑えることができる。以下、比較例(比較例1)を用いて、この作用効果について説明する。
図9は、変形例に係るインクジェットヘッドチップ41Aの要部の模式的な断面構成を表している。図9は、上記実施の形態に係るインクジェットヘッドチップ41を表す図5に対応している。変形例に係るインクジェットヘッドチップ41Aでは、複数のチャネルC1各々がアクチュエータプレート411の表面411f1から裏面411f2まで貫通している。即ち、複数のチャネルC1各々は、アクチュエータプレート411の表面411f1に設けられた開口M1に連通するとともに、アクチュエータプレート411の裏面411f2に設けられた開口M2に連通している。これにより、チャネルC1の内壁面に、アクチュエータプレート411の表面411f1側から形成する蒸着膜(後述の密着膜CF3および耐腐食膜CF4)と、裏面411f2側から形成する蒸着膜(後述の密着膜CF1および耐腐食膜CF2)とを含む駆動電極Edを形成することが可能となる。
以上、実施の形態および変形例を挙げながら本開示に関して説明したが、本開示の態様は上記した実施の形態等において説明された態様に限定されず、種々の変形が可能である。
(1)
液体に圧力を印加するアクチュエータプレートを備え、前記液体を噴射するヘッドチップであって、
前記アクチュエータプレートは、
第1面および前記第1面と反対を向く第2面と、
前記第1面に設けられた第1開口に連通するとともに、前記第1面から前記第2面に向かう方向に深さ方向を有するチャネルと、
前記チャネルの内壁に設けられ、かつ、前記内壁の少なくとも一部を覆う第1密着膜と、前記第1密着膜の前記第1面側の一端から前記第2面側の他端まで覆う第1耐腐食膜とを含む電極とを有する
ヘッドチップ。
(2)
前記第1耐腐食膜の厚みは、前記第1密着膜の厚みと同じまたは前記第1密着膜の厚みよりも大きい
前記(1)に記載のヘッドチップ。
(3)
前記チャネルは、前記第1開口とともに、前記第2面に設けられた第2開口に連通し、
前記電極は、更に、前記第1密着膜よりも前記第2開口側に設けられた第2密着膜と、前記第2密着膜を前記第2面側から前記深さ方向の少なくとも一部にわたって覆う第2耐腐食膜とを有する
前記(1)または前記(2)に記載のヘッドチップ。
(4)
前記電極は、前記第2耐腐食膜および前記第1密着膜の重なる重なり部を有し、
前記重なり部では、前記内壁側から、前記第2密着膜、前記第2耐腐食膜、前記第1密着膜および前記第1耐腐食膜がこの順に積層されている
前記(3)に記載のヘッドチップ。
(5)
前記第2耐腐食膜は、前記第2密着膜の前記第2面側の一端から前記第1面側の他端まで覆っている
前記(4)に記載のヘッドチップ。
(6)
前記第1耐腐食膜は、金(Au),白金(Pt)およびパラジウム(Pd)のうちの少なくとも一つを含む
前記(1)ないし前記(5)のうちいずれか1つに記載のヘッドチップ。
(7)
前記第1密着膜および前記第1耐腐食膜は、蒸着膜である
前記(1)ないし前記(6)のうちいずれか1つに記載のヘッドチップ。
(8)
前記(1)ないし前記(7)のいずれか1つに記載のヘッドチップと、
前記ヘッドチップに前記液体を供給する供給機構と
を備えた液体噴射ヘッド。
(9)
前記(8)に記載の液体噴射ヘッドと、
前記液体を収容する収容部と
を備えた液体噴射記録装置。
(10)
液体に圧力を印加するアクチュエータプレートを備え、前記液体を噴射するヘッドチップの製造方法であって、
前記アクチュエータプレートを形成する工程は、
第1面および前記第1面と反対を向く第2面を有する圧電基板を準備する工程と、
前記圧電基板の前記第1面に第1開口を形成するとともに、前記第1開口に連通させて前記第1面から前記第2面に向かう方向に深さ方向を有するチャネルを形成する工程と、
前記チャネルの内壁に、蒸着法を用いて第1密着膜を形成する工程と、
蒸着法を用いて、前記第1密着膜の前記第1面側の一端から前記第2面側の他端まで覆う第1耐腐食膜を形成し、前記第1密着膜および前記第1耐腐食膜を含む電極を形成する工程と
を含むヘッドチップの製造方法。
Claims (10)
- 液体に圧力を印加するアクチュエータプレートを備え、前記液体を噴射するヘッドチップであって、
前記アクチュエータプレートは、
第1面および前記第1面と反対を向く第2面と、
前記第1面に設けられた第1開口に連通するとともに、前記第1面から前記第2面に向かう方向に深さ方向を有するチャネルと、
前記チャネルの内壁に設けられ、かつ、前記内壁の少なくとも一部を覆う第1密着膜と、前記第1密着膜の前記第1面側の一端から前記第2面側の他端まで覆う第1耐腐食膜とを含む電極とを有する
ヘッドチップ。 - 前記第1耐腐食膜の厚みは、前記第1密着膜の厚みと同じまたは前記第1密着膜の厚みよりも大きい
請求項1に記載のヘッドチップ。 - 前記チャネルは、前記第1開口とともに、前記第2面に設けられた第2開口に連通し、
前記電極は、更に、前記第1密着膜よりも前記第2開口側に設けられた第2密着膜と、前記第2密着膜を前記第2面側から前記深さ方向の少なくとも一部にわたって覆う第2耐腐食膜とを有する
請求項1または請求項2に記載のヘッドチップ。 - 前記電極は、前記第2耐腐食膜および前記第1密着膜の重なる重なり部を有し、
前記重なり部では、前記内壁側から、前記第2密着膜、前記第2耐腐食膜、前記第1密着膜および前記第1耐腐食膜がこの順に積層されている
請求項3に記載のヘッドチップ。 - 前記第2耐腐食膜は、前記第2密着膜の前記第2面側の一端から前記第1面側の他端まで覆っている
請求項4に記載のヘッドチップ。 - 前記第1耐腐食膜は、金(Au),白金(Pt)およびパラジウム(Pd)のうちの少なくとも一つを含む
請求項1ないし請求項5のうちいずれか1つに記載のヘッドチップ。 - 前記第1密着膜および前記第1耐腐食膜は、蒸着膜である
請求項1ないし請求項6のうちいずれか1つに記載のヘッドチップ。 - 請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載のヘッドチップと、
前記ヘッドチップに前記液体を供給する供給機構と
を備えた液体噴射ヘッド。 - 請求項8に記載の液体噴射ヘッドと、
前記液体を収容する収容部と
を備えた液体噴射記録装置。 - 液体に圧力を印加するアクチュエータプレートを備え、前記液体を噴射するヘッドチップの製造方法であって、
前記アクチュエータプレートを形成する工程は、
第1面および前記第1面と反対を向く第2面を有する圧電基板を準備する工程と、
前記圧電基板の前記第1面に第1開口を形成するとともに、前記第1開口に連通させて前記第1面から前記第2面に向かう方向に深さ方向を有するチャネルを形成する工程と、
前記チャネルの内壁に、蒸着法を用いて第1密着膜を形成する工程と、
蒸着法を用いて、前記第1密着膜の前記第1面側の一端から前記第2面側の他端まで覆う第1耐腐食膜を形成し、前記第1密着膜および前記第1耐腐食膜を含む電極を形成する工程と
を含むヘッドチップの製造方法。
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