JP2023045594A - 液体吐出ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】共通電極を設けても、印字品質の低下を抑制できる液体吐出ヘッドを提供すること。
【解決手段】実施形態の液体吐出ヘッドは、アクチュエータと、基板と、個別電極と、共通電極と、を備える。アクチュエータは、一方向に配置される複数の圧力室及び前記圧力室に隣接して前記一方向に配置される複数の空気室を有する。基板は、一面に前記アクチュエータが設けられるとともに、前記一面に開口し、前記アクチュエータの長手方向に延びる長孔が前記アクチュエータに並んで形成される。個別電極は、前記基板の前記一面に形成され、前記圧力室のそれぞれを駆動する。共通電極は、前記基板の前記一面及び前記長孔の内周面に形成される、前記複数の圧力室を駆動する。
【選択図】 図７

Description

本発明の実施形態は、液体吐出ヘッドに関する。

従来、複数の隔壁を所定の間隔で形成し、各隔壁間をインクの流路とする圧電セラミックスのアクチュエータをセラミックからなる基板上に設け、各隔壁の側面に駆動用電極を形成した液体吐出ヘッドが知られている。また、隔壁端面をその頂部から底部にかけて外側に広がる傾斜面に形成し、隔壁の傾斜面及び基板に駆動用電極の引出線を形成した液体吐出ヘッドが知られている。このような液体吐出ヘッドは、例えば、液体としてインクを吐出するインクジェットヘッドである。

また、液体の吐出を高速化するため、ノズルから液体を吐出する圧力室と、液体を吐出しない空気室と、を有する独立駆動構造を用いる液体吐出ヘッドも知られている。独立駆動構造の液体吐出ヘッドの場合、圧力室の電極を基板中央に束ねて共通電極化を行い、空気室の電極をドライバＩＣ側に引き出す例がある。

しかしながら、このような液体吐出ヘッドでは、全ノズル同時駆動で液体を吐出したときに、列内の端部と中央部とで駆動波形に違いが生じ、ドット径、直線性等の印字品質が悪くなる。

特開２０１１－３７０５７号公報

本発明が解決しようとする課題は、共通電極を設けても、印字品質の低下を抑制できる液体吐出ヘッドを提供することである。

実施形態の液体吐出ヘッドは、アクチュエータと、基板と、個別電極と、共通電極と、を備える。アクチュエータは、一方向に配置される複数の圧力室及び前記圧力室に隣接して前記一方向に配置される複数の空気室を有する。基板は、一面に前記アクチュエータが設けられるとともに、前記一面に開口し、前記アクチュエータの長手方向に延びる長孔が前記アクチュエータに並んで形成される。個別電極は、前記基板の前記一面に形成され、前記圧力室のそれぞれを駆動する。共通電極は、前記基板の前記一面及び前記長孔の内周面に形成される、前記複数の圧力室を駆動する。

第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドの構成を示す斜視図。 第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドの構成を示す下面図。 第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドの構成を一部省略して示す下面図。 第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドのヘッド本体の構成を示す斜視図。 第１の実施形態に係るヘッド本体の構成を示す断面図。 第１の実施形態に係るヘッド本体の構成を示す平面図。 第１の実施形態に係るヘッド本体の構成を一部省略して示す断面図。 第１の実施形態に係るヘッド本体の構成を一部省略して示す断面図。 第１の実施形態に係る液体吐出装置の構成を示す説明図。 第２の実施形態に係るヘッド本体の構成を模式的に示す斜視図。 第２の実施形態に係るヘッド本体の構成を模式的に示す説明図。

以下に、第１の実施形態に係る液体吐出ヘッド１及び液体吐出ヘッド１を用いた液体吐出装置２について、図１乃至図９を参照して説明する。図１は、第１の実施形態に係る液体吐出ヘッド１の構成を示す斜視図であり、図２は、液体吐出ヘッド１の構成を示す下面図である。図３は、液体吐出ヘッド１の構成を、ノズルプレート１１４を省略して示す下面図である。図４は、液体吐出ヘッド１のヘッド本体１１の構成を、ノズルプレート１１４の一部を切欠して示す斜視図であり、図５は、ヘッド本体１１の構成を示す断面図である。図６は、ヘッド本体１１の基板１１１、アクチュエータ１１３、複数の個別電極１１８及び共通電極１１９の構成を示す平面図である。図７は、ヘッド本体１１の基板１１１、アクチュエータ１１３、複数の個別電極１１８及び共通電極１１９の構成を示す断面図である。図８は、ヘッド本体１１のアクチュエータ１１３、複数の個別電極１１８及び共通電極１１９の構成を示す断面図である。図９は、液体吐出ヘッド１を用いた液体吐出装置２の構成を示す説明図である。なお、各図において説明のため、適宜構成を拡大、縮小または省略して示している。

液体吐出ヘッド１は、例えば、図９に示すインクジェット記録装置などの液体吐出装置２に設けられるシェアモードのインクジェットヘッドである。液体吐出ヘッド１は、液体吐出装置２に設けられた液体収容部としての供給タンク２１３２を含むヘッドユニット２１３０に設けられる。

液体吐出ヘッド１は、供給タンク２１３２に貯留された液体としてのインクが供給される。なお、液体吐出ヘッド１は、インクを循環させない非循環式のヘッドであってもよく、また、インクを循環させる循環式のヘッドであってもよい。本実施形態において、液体吐出ヘッド１は、非循環式のヘッドの例を用いて説明する。また、液体吐出ヘッド１は、液体吐出装置２に設けられた温調装置２１１６に接続され、インクの温度制御を行う温調用液体（温調水）が供給される。

図１乃至図４に示すように、液体吐出ヘッド１は、ヘッド本体１１と、マニフォールドユニット１２と、回路基板１３と、カバー１４と、を備える。例えば、液体吐出ヘッド１は、アクチュエータ１１３を一対有するヘッド本体１１を二組有する、サイドシュータタイプの４列一体構造ヘッドである。

ヘッド本体１１は、液体を吐出する。図３乃至図８に示すように、ヘッド本体１１は、基板１１１と、枠体１１２と、複数の圧力室１１３１及び複数の空気室１１３２を有するアクチュエータ１１３と、ノズルプレート１１４と、を備える。

ヘッド本体１１は、アクチュエータ１１３の複数の圧力室１１３１と連通する共通液室１１６を有する。複数の圧力室１１３１の一次側とは、液体の流れる方向における複数の圧力室１１３１の上流側である。複数の圧力室１１３１の二次側とは、液体の流れる方向における複数の圧力室１１３１の下流側である。

また、ヘッド本体１１は、基板１１１及びアクチュエータ１１３に、アクチュエータ１１３の複数の圧力室１１３１をそれぞれ駆動する複数の個別電極１１８と、複数の圧力室１１３１を同時に駆動する単数又は複数の共通電極１１９と、を有する。

本実施形態の例においては、ヘッド本体１１がアクチュエータ１１３を２つ有し、共通液室１１６は、１つの第１共通液室１１６１、及び、２つの第２共通液室１１６２を有する例を用いて説明する。共通液室１１６は、例えば、アクチュエータ１１３の複数の圧力室１１３１の一次側の開口（圧力室１１３１の入口）と連通する第１共通液室１１６１と、アクチュエータ１１３の複数の圧力室１１３１の二次側の開口（圧力室１１３１の出口）と連通する第２共通液室１１６２と、を有する。

基板１１１は、例えばセラミックス材料により矩形板状に形成される。基板１１１は、例えば、一方向に長い矩形状に形成される。基板１１１の一面には、複数の個別電極１１８の一部となる配線パターン、及び、単数の共通電極１１９の一部となる配線パターンが形成される。基板１１１の一面には、基板１１１の短手方向に並んで一対のアクチュエータ１１３が設けられる。基板１１１の一面とは、基板１１１の一方の面である。基板１１１は、単数の供給口１１１１と、複数の排出口１１１２と、を有する。供給口１１１１及び排出口１１１２は、基板１１１の両主面間を貫通する貫通孔である。

供給口１１１１は、インクを第１共通液室１１６１に供給する入口である。供給口１１１１は、基板１１１の短手方向の中央に形成される貫通孔である。供給口１１１１は、基板１１１の長手方向に沿って延びる。換言すると、供給口１１１１は、例えば、アクチュエータ１１３の長手方向及び第１共通液室１１６１の長手方向に沿って一方向に長い長孔である。供給口１１１１は、一対のアクチュエータ１１３の間に設けられ、第１共通液室１１６１と対向する位置に開口する。

排出口１１１２は、インクを第２共通液室１１６２から排出する出口である。排出口１１１２は、複数、例えば、四つ設けられる。各排出口１１１２は、例えば、第１共通液室１１６１と各第２共通液室１１６２との間であって、且つ、一対のアクチュエータ１１３の長手方向の両端部のそれぞれに隣接する。なお、複数の排出口１１１２は、第２共通液室１１６２に設けられていても良い。

枠体１１２は、基板１１１の一方の主面に接着剤等により固定される。枠体１１２は、基板１１１に設けられた供給口１１１１、複数の排出口１１１２、及び、アクチュエータ１１３を囲う。

例えば、枠体１１２は、矩形枠状に形成されることで、枠体１１２の長手方向に沿って一方向に長い開口を形成する。枠体１１２の開口には、一対のアクチュエータ１１３、供給口１１１１及び四つの排出口１１１２が配置される。

一対のアクチュエータ１１３は、基板１１１の実装面に接着される。一対のアクチュエータ１１３は供給口１１１１を挟んで二列に並んで基板１１１に設けられる。アクチュエータ１１３は、一方向に長い板状に形成される。アクチュエータ１１３は、枠体１１２の開口内に配置され、基板１１１の主面に接着される。

図５乃至図８に示すように、アクチュエータ１１３は、長手方向の中央側に、長手方向に等間隔に配置された複数の圧力室１１３１と、長手方向に等間隔に配置されるとともに、隣り合う圧力室１１３１の間に配置された空気室１１３２と、を有する。換言すると、アクチュエータ１１３には、長手方向に沿って、複数の圧力室１１３１及び空気室１１３２が交互に配置される。

アクチュエータ１１３の基板１１１とは反対側の面は、ノズルプレート１１４に接着される。アクチュエータ１１３は、長手方向に等間隔に並んで配置され、長手方向に直交する方向に沿う複数の溝が形成される。複数の溝は、複数の圧力室１１３１と、複数の空気室１１３２と、を形成する。換言すると、アクチュエータ１１３は、長手方向に等間隔に並んで配置された、間に溝を形成する壁を構成する駆動素子である複数の圧電体１１３３を有する。複数の圧電体１１３３は、隣り合う圧電体１１３３の間に複数の圧力室１１３１及び複数の空気室１１３２を形成し、駆動電圧が印加することで、圧力室１１３１の容積を変化させる。

アクチュエータ１１３は、例えば、短手方向の幅が、頂部側から基板１１１側に向かって漸次大きくなる。アクチュエータ１１３の長手方向に直交する方向（短手方向）に沿った断面の断面形状は、台形状に形成される。即ち、アクチュエータ１１３は、短手方向の側面部に傾斜する傾斜面１１３４を有する。側面部（傾斜面１１３４）は、第１共通液室１１６１及び第２共通液室１１６２に対向配置される。

具体例として、アクチュエータ１１３は、一方向に長い矩形板状の二枚の圧電材料を、互いの分極方向が逆向きとなるように対向して接着した積層圧電部材により形成される。ここで、圧電材料は、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）である。アクチュエータ１１３は、例えば熱硬化性を有するエポキシ系接着剤によって基板１１１の実装面に接着される。そして、アクチュエータ１１３は、例えば、切削加工等によって、傾斜面１１３４を構成する。また、併せて、基板１１１及びアクチュエータ１１３は、例えば、研磨加工によって、複数の個別電極１１８及び共通電極１１９がパターニングされる表面が研磨され、研磨面が形成される。また、アクチュエータ１１３は、例えば、切削加工複数の圧力室１１３１及び複数の空気室１１３２を形成する複数の溝が形成され、隣り合う溝の間を区切る側壁である圧電体（駆動素子）１１３３が形成される。

また、アクチュエータ１１３には、複数の個別電極１１８の一部となる配線パターン、及び、単数又は複数の共通電極１１９の一部となる配線パターンが形成される。

圧力室１１３１は、液体吐出ヘッド１による印字等の動作時に、変形することで、インクをノズル１１４１から噴射させる。圧力室１１３１は、入口が第１共通液室１１６１に開口し、出口が第２共通液室１１６２に開口する。圧力室１１３１は、入口からインクが流入し、出口からインクが流出する。なお、圧力室１１３１は、入口及び出口として説明した両開口からインクが流入する構成であってもよい。

空気室１１３２は、図７に示すように、入口側及び出口側が、感光性樹脂等により形成された防液壁１１３５によって塞がれることで、第１共通液室１１６１及び第２共通液室１１６２と隔てられる。具体例として、空気室１１３２の防液壁１１３５は、空気室１１３２を形成する溝内に紫外線硬化樹脂を注した後、マスクプレート等を用いて、必要な部分、例えば、溝の入口側及び出口側である両端部に紫外線を照射することで形成される。このような防液壁１１３５は、空気室１１３２へのインクの侵入を防止する。また、空気室１１３２は、ノズルプレート１１４によって塞がれ、ノズル１１４１が配置されない。よって、空気室１１３２には、インクが流入しない。

ノズルプレート１１４は、板状に形成される。ノズルプレート１１４は、枠体１１２の基板１１１とは反対側の主面に接着剤等により固定される。ノズルプレート１１４は、複数の圧力室１１３１と対向する位置に形成された複数のノズル１１４１を有する。本実施形態において、ノズルプレート１１４は、複数のノズル１１４１が一方向に並ぶノズル列１１４２を二列有する。

第１共通液室１１６１は、一対のアクチュエータ１１３の両端部を除く中央側の間に形成され、供給口１１１１から各アクチュエータ１１３の複数の圧力室１１３１の一次側の開口（入口）へのインクの流路を構成する。第１共通液室１１６１は、アクチュエータ１１３の長手方向に沿って延びる。

第２共通液室１１６２は、各アクチュエータ１１３と枠体１１２との間にそれぞれ形成される。第２共通液室１１６２は、複数の圧力室１１３１の二次側の開口（出口）から排出口１１１２へのインクの流路を形成する。第２共通液室１１６２は、アクチュエータ１１３の長手方向に沿って延びる。

複数の個別電極１１８は、圧電体である複数の圧電体１１３３に個別に駆動電圧を印加する。複数の個別電極１１８は、各圧力室１１３１を個別に変形させる。個別電極１１８は、基板１１１に形成された配線パターン及びアクチュエータ１１３に形成された配線パターンにより形成される。

具体例として、図７及び図８に示すように、複数の個別電極１１８は、各圧力室１１３１の内面、アクチュエータ１１３の傾斜面１１３４及び、基板１１１上に成膜される。具体的には、個別電極１１８は、圧力室１１３１を形成する圧電体１１３３の表面、及び、圧力室１１３１の底部を構成する圧電部材の一部に形成される。また、個別電極１１８は、例えば、傾斜面１１３４及び基板１１１の研磨面に形成される。個別電極１１８は、圧力室１１３１内から、基板１１１の短手方向の端部へ延び、基板１１１の回路基板１３が接続される接続部１１１６に端部が配置される。個別電極１１８は、圧力室１１３１の底部及び圧電体１１３３を形成する圧電部材の表面に密着するように設けられる。個別電極１１８は、例えばニッケル薄膜によって形成されている。なお、個別電極１１８は、ニッケル薄膜に限らず、例えば金や銅の薄膜により形成されていても良い。個別電極１１８の厚さは、例えば０．５μｍ～５μｍである。

共通電極１１９は、複数の圧電体１１３３の全てに同じ駆動電圧を印加する。共通電極１１９は、複数の圧力室１１３１を同時に変形させる。共通電極１１９は、基板１１１に形成された配線パターン及びアクチュエータ１１３に形成された配線パターンにより形成される。共通電極１１９は、基板１１１の供給口１１１１の内周面から複数の空気室１１３２を形成する圧電体１１３３に渡って設けられた配線パターンである。共通電極１１９は、回路基板１３に接続される。

具体例として、図７及び図８に示すように、共通電極１１９は、各空気室１１３２の内面、アクチュエータ１１３の傾斜面１１３４及び個別電極１１８が形成される領域を避けて基板１１１上に成膜される。具体的には、共通電極１１９は、各空気室１１３２を形成する圧電体１１３３の表面、及び、空気室１１３２の底部を構成する圧電部材の一部に形成される。また、共通電極１１９は、各空気室１１３２内から、基板１１１の中央部へ向かって、傾斜面１１３４上に設けられるとともに、一対のアクチュエータ１１３の間の基板１１１の研磨面上及び供給口１１１１の内周面に形成される。また、共通電極１１９は、基板１１１の短手方向の端部へ延び、基板１１１の回路基板１３が接続される接続部１１１６に端部が配置される。

換言すると、共通電極１１９は、基板１１１の短手方向の端部に形成された接続部１１１６から一対のアクチュエータ１１３の間である基板１１１の短手方向中央側に設けられる。そして、基板１１１の短手方向の中央側に設けられた共通電極１１９の一部は、図７に示すように、基板１１１の短手方向中央側において、供給口１１１１の内周面に、基板１１１の厚さ方向に延びるように設けられる。また、共通電極１１９の一部は、基板１１１の短手方向中央側から各空気室１１３２を形成する圧電部材の表面に設けられる。

共通電極１１９は、空気室１１３２の底部及び圧電体１１３３を形成する圧電部材の表面に密着するように設けられる。共通電極１１９は、例えばニッケル薄膜によって形成されている。なお、共通電極１１９は、ニッケル薄膜に限らず、例えば金や銅の薄膜により形成されていても良い。共通電極１１９の厚さは、例えば０．５μｍ～５μｍである。

例えば、共通電極１１９は、枠体１１２の下面において、枠体１１２を基板１１１に接着させる接着剤によって覆われている。

図１、図２、図４及び図５に示すように、マニフォールドユニット１２は、マニフォールド１２１と、天板１２２と、インク供給管１２３と、インク排出管１２４と、一対の温調用管である温調水供給管１２５及び温調水排出管と、を備える。なお、インク供給管１２３、インク排出管１２４、温調水供給管１２５及び温調水排出管の数は適宜設定できる。

マニフォールド１２１は、板状又はブロック状に形成される。図５に示すように、マニフォールド１２１は、基板１１１の供給口１１１１と連続し、液体供給流路を形成する供給流路１２１１と、基板１１１の排出口１１１２と連続し、液体排出流路を形成する排出流路と、温調用の流体の流路を形成する温調用流路１２１３と、を備える。

マニフォールド１２１の一方の主面は、基板１１１の主面に固定される。また、マニフォールド１２１は、基板１１１が固定される主面とは反対の主面に、天板１２２が固定される。また、マニフォールド１２１には、例えば、インク供給管１２３、インク排出管１２４、温調水供給管１２５及び温調水排出管が天板１２２を介して固定される。

供給流路１２１１は、孔や溝によってマニフォールド１２１に形成される流路である。供給流路１２１１は、インク供給管１２３及び基板１１１の供給口１１１１を流体的に接続する。

排出流路は、孔や溝によってマニフォールド１２１に形成される流路である。排出流路は、インク排出管１２４及び基板１１１の排出口１１１２を流体的に接続する。

温調用流路１２１３は、孔や溝によってマニフォールド１２１に形成される流路である。温調用流路１２１３は、温調水供給管１２５及び温調水排出管を流体的に接続する。

温調用流路１２１３の両端は、マニフォールド１２１の一方の主面に設けられた温調水供給管１２５及び温調水排出管と接続される開口である。また、温調用流路１２１３は、マニフォールド１２１に固定される基板１１１と熱交換が可能に形成される。

天板１２２は、マニフォールド１２１の基板１１１が設けられる面とは反対の面に設けられる。天板１２２は、マニフォールド１２１を覆うことで、供給流路１２１１、排出流路及び温調用流路１２１３を封止する。

また、天板１２２は、各管１２３、１２４、１２５を接続し、各管１２３、１２４、１２５及び各流路１２１１、１２１３を連通させる開口を有する。

インク供給管１２３は、供給流路１２１１に接続される。インク排出管１２４は、排出流路に接続される。温調水供給管１２５及び温調水排出管は、温調用流路１２１３の一次側及び二次側に接続される。

図４に示すように、回路基板１３は、一端が基板１１１の接続部１１１６に接続される配線フィルム１３１と、配線フィルム１３１に搭載されたドライバＩＣ１３２と、配線フィルム１３１の他端に実装されたプリント配線基板１３３と、を備える。

回路基板１３は、ドライバＩＣ１３２により駆動電圧をアクチュエータ１１３の配線パターンに印加することでアクチュエータ１１３を駆動し、圧力室１１３１の容積を増減させて、ノズル１１４１から液滴を吐出させる。

配線フィルム１３１は、複数の個別電極１１８及び共通電極１１９に接続される。例えば、配線フィルム１３１は、基板１１１の接続部に熱圧着等により固定されるＡＣＦ（異方導電性フィルム）である。接続される配線フィルム１３１は、例えば、一つのヘッド本体１１に対して複数設けられる。本実施形態においては、配線フィルム１３１は、１つのアクチュエータ１１３に２つ連結される。配線フィルム１３１は、例えば、ドライバＩＣ１３２が実装されたＣＯＦ（Chip on Film）である。

ドライバＩＣ１３２は、配線フィルム１３１を介して複数の個別電極１１８及び共通電極１１９に接続される。なお、ドライバＩＣ１３２は、配線フィルム１３１ではなく、ＡＣＰ（異方導電ペースト）、ＮＣＦ（非導電性フィルム）、及びＮＣＰ（非導電性ペースト）のような他の手段によって、複数の個別電極１１８及び共通電極１１９に接続されても良い。

プリント配線基板１３３は、各種電子部品やコネクタが搭載されたＰＷＡ（Printing Wiring Assembly）である。

カバー１４は、例えば、一対のヘッド本体１１の側面、マニフォールドユニット１２及び回路基板１３を覆う外郭体１４１と、一対のヘッド本体１１のノズルプレート１１４側の一部を覆うマスクプレート１４２と、を備える。

外郭体１４１は、例えば、マニフォールドユニット１２のうちインク供給管１２３、インク排出管１２４、温調水供給管１２５及び温調水排出管と、回路基板１３の端部とを、外部に露出させる。

マスクプレート１４２は、一対のヘッド本体１１のうち、複数のノズル１１４１及びノズルプレート１１４の複数のノズル１１４１の周囲を除く部位を覆う。

このように構成された液体吐出ヘッド１は、ヘッド本体１１に、各圧電体１１３３に駆動電圧をそれぞれ個別に印加できる複数の個別電極１１８、及び、全ての圧電体１１３３に駆動電圧を印加できる共通電極１１９を有する。

このため、液体吐出ヘッド１は、複数の圧力室１１３１を選択的に、個別に、又は、共通して駆動することができる。そして、圧力室１１３１が駆動すると、圧力室１１３１がシェアモード変形し、圧力室１１３１内に供給されたインクが加圧される。よって、液体吐出ヘッド１は、加圧されたインクを、圧力室１１３１に対向するノズル１１４１から選択的に吐出することができる。

また、共通電極１１９は、基板１１１のアクチュエータ１１３の実装面、アクチュエータ１１３の傾斜面１１３４及び空気室１１３２内面に加えて、基板１１１に形成された供給口１１１１の内周面にも形成される。

供給口１１１１の内周面にも共通電極１１９を設けることで、液体吐出ヘッド１は、共通電極１１９の電極表面積を確保できるため、共通電極１１９の抵抗を下げることができる。このため、アクチュエータ１１３の圧電体１１３３の列間が狭くなった場合でも、ヘッド本体１１のノズル１１４１の並び方向で中央側と、端部側とで吐出性能に差が生じることを抑制できる。

以下、液体吐出ヘッド１を有するインクジェット記録装置２について、図９を参照して説明する。インクジェット記録装置２は、筐体２１１１と、媒体供給部２１１２と、画像形成部２１１３と、媒体排出部２１１４と、支持装置である搬送装置２１１５と、メンテナンス装置２１１７と、制御部２１１８と、を備える。また、インクジェット記録装置２は、液体吐出ヘッド１に供給するインクの温度を調整する温調装置を備えている。

インクジェット記録装置２は、媒体供給部２１１２から画像形成部２１１３を通って媒体排出部２１１４に至る所定の搬送路２００１に沿って、吐出対象物である記録媒体として例えば用紙Ｐを搬送しながらインク等の液体を吐出することで、用紙Ｐに画像形成処理を行うインクジェットプリンタである。

媒体供給部２１１２は複数の給紙カセット２１１２１を備える。画像形成部２１１３は、用紙を支持する支持部２１２０と、支持部２１２０の上方に対向配置された複数のヘッドユニット２１３０と、を備える。媒体排出部２１１４は、排紙トレイ２１１４１を備える。

支持部２１２０は、画像形成を行う所定領域にループ状に備えられる搬送ベルト２１２０１と、搬送ベルト２１２０１を裏側から支持する支持プレート２１２０２と、搬送ベルト２１２０１の裏側に備えられた複数のベルトローラ２１２０３と、を備える。

ヘッドユニット２１３０は、複数のインクジェットヘッドである液体吐出ヘッド１と、各液体吐出ヘッド１上にそれぞれ搭載された液体タンクとしての複数の供給タンク２１３２と、インクを供給するポンプ２１３４と、液体吐出ヘッド１と供給タンク２１３２とを接続する接続流路２１３５と、を備える。

本実施形態において、液体吐出ヘッド１としてシアン、マゼンダ、イエロー、ブラックの４色の液体吐出ヘッド１と、これらの各色のインクをそれぞれ収容する４色の供給タンク２１３２を備える。供給タンク２１３２は接続流路２１３５によって液体吐出ヘッド１に接続される。

ポンプ２１３４は、例えば圧電ポンプで構成される送液ポンプである。ポンプ２１３４は、制御部２１１８に接続され、制御部２１１８により駆動制御される。

接続流路２１３５は、液体吐出ヘッド１のインク供給管１２３に接続される供給流路を備える。また、接続流路２１３５は、液体吐出ヘッド１のインク排出管１２４に接続される回収流路を備える。例えば、液体吐出ヘッド１が非循環式の場合には、回収回路は、メンテナンス装置２１１７に接続され、液体吐出ヘッド１が循環式の場合には、回収流路は、供給タンク２１３２に接続される。

搬送装置２１１５は、媒体供給部２１１２の給紙カセット２１１２１から画像形成部２１１３を通って媒体排出部２１１４の排紙トレイ２１１４１に至る搬送路２００１に沿って、用紙Ｐを搬送する。搬送装置２１１５は、搬送路２００１に沿って配置される複数のガイドプレート対２１２１１～２１２１８と、複数の搬送用ローラ２１２２１～２１２２８と、を備えている。搬送装置２１１５は、用紙Ｐを液体吐出ヘッド１に相対移動可能に支持する。

メンテナンス装置２１１７は、例えば、メンテナンス時にノズルプレート１１４の外面に残存するインクを吸引し、回収する。また、液体吐出ヘッド１が非循環式である場合には、メンテナンス装置２１１７は、メンテナンス時に、ヘッド本体１１内のインクを回収する。このようなメンテナンス装置２１１７は、回収したインクを貯留するトレイやタンク等を有する。

制御部２１１８は、プロセッサの一例としてのＣＰＵ２１１８１と、各種のプログラムなどを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、各種の可変データや画像データなどを一時的に記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリと、外部からのデータの入力及び外部へのデータの出力をするインターフェイス部と、を備える。

このように構成された液体吐出ヘッド１及び液体吐出装置２によれば、長孔である供給口１１１１の内周面にも共通電極１１９を設けることで、共通電極１１９を設けても、印字品質の低下を抑制できる。

なお、本発明の実施形態は上述した構成に限定されない。以下、いくつかの実施形態の例を示す。また、以下の説明において説明する実施形態において、上述した第１の実施形態と同様の構成には、同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

例えば、上述した例では、液体吐出ヘッド１は、一対のヘッド本体１１を設ける構成を説明したがこれに限定されず、一つのヘッド本体１１を有する構成としてもよい。また、ヘッド本体１１は、に一対のアクチュエータ１１３を設ける構成を説明したが、これに限定されない。例えば、ヘッド本体１１は、一つのアクチュエータ１１３を有する構成としてもよい。

また、上述した例では、ヘッド本体１１は、共通電極１１９の抵抗を下げるために、供給口１１１１の内周面にも共通電極１１９を設けて共通電極１１９の電極表面積を確保する例を説明したがこれに限定されない。

例えば、液体吐出ヘッド１のヘッド本体１１は、図１０及び図１１に示す第２の実施形態のように、共通電極１１９が形成される領域である基板１１１のアクチュエータ１１３と供給口１１１１との間の表面に溝部１１１３を設ける構成としてもよい。例えば、溝部１１１３は、複数の溝１１１４により形成される。溝１１１４は、アクチュエータ１１３の長手方向、換言すると、供給口１１１１の長手方向に沿って延びる。複数の溝１１１４は、例えば、アクチュエータ１１３の短手方向に並んで配置される。溝１１１４は、例えば、三つ設けられる。溝１１１４の短手方向の断面形状がＶ字状に形成される。即ち、溝１１１４は、短手方向の幅が、上端側から底部に向かって漸次減少する。そして、共通電極１１９は、基板１１１に形成された複数の溝１１１４の上面である傾斜面にも形成される。

このような第２の実施形態に係る液体吐出ヘッド１のヘッド本体１１は、供給口１１１１の内周面に加えて、複数の溝１１１４の上面にも共通電極１１９が形成される。このため、ヘッド本体１１は、共通電極１１９の電極表面積を確保する共通電極１１９の抵抗をより下げることができる。また、このヘッド本体１１は、基板１１１の共通電極１１９が形成される領域に溝部１１１３を形成することで、基板１１１の表面積を向上させる構成である。

そして、溝１１１４は、基板１１１の実装面の一部を加工することで基板１１１に形成できることから、ヘッド本体１１は、容易に共通電極１１９を設ける領域の表面積を増加させることができる。なお、溝部１１１３は、Ｖ字状の一方向に延びる複数の溝１１１４により形成される構成に限定されず、例えば、矩形状や円錐状の複数の溝や窪みにより形成される構成であってもよい。但し、共通電極１１９を形成するために、溝部１１１３の表面は、基板１１１の実装面に対して傾斜する面であることが望ましい。また、溝１１１４の数は、三つに限らず、適宜設定できる。

また、上述した例では、液体吐出ヘッド１は、非循環式の例を説明したが循環式でもよく、また、アクチュエータ１１３が第２共通液室１１６２に一次側の開口が連続するパージ用の第２圧力室を有し、この第２圧力室の二次側に第３共通液室を有する構成としてもよい。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、共通電極を長孔である供給口の内周面にも設けることで、共通電極を設けても、印字品質の低下を抑制できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…液体吐出ヘッド（インクジェットヘッド）、２…液体吐出装置（インクジェット記録装置）、１１…ヘッド本体、１２…マニフォールドユニット、１３…回路基板、１４…カバー、１１１…基板、１１２…枠体、１１３…アクチュエータ、１１４…ノズルプレート、１１６…共通液室、１１８…個別電極、１１９…共通電極、１２１…マニフォールド、１２２…天板、１２３…インク供給管、１２４…インク排出管、１２５…温調水供給管、１３１…配線フィルム、１３３…プリント配線基板、１４１…外郭体、１４２…マスクプレート、１１１１…供給口、１１１２…排出口、１１１３…溝部、１１１４…溝、１１１６…接続部、１１３１…圧力室、１１３２…空気室、１１３３…圧電体（駆動素子）、１１３４…傾斜面、１１３５…防液壁、１１４１…ノズル、１１４２…ノズル列、１１６１…第１共通液室、１１６２…第２共通液室、１２１１…供給流路、１２１３…温調用流路、２００１…搬送路、２１１１…筐体、２１１２…媒体供給部、２１１３…画像形成部、２１１４…媒体排出部、２１１５…搬送装置、２１１６…温調装置、２１１７…メンテナンス装置、２１１８…制御部、２１２０…支持部、２１３０…ヘッドユニット、２１３２…供給タンク、２１３４…ポンプ、２１３５…接続流路、２１１２１…給紙カセット、２１１４１…排紙トレイ、２１２０１…搬送ベルト、２１２０２…支持プレート、２１２０３…ベルトローラ、２１２１１～２１２１８…ガイドプレート対、２１２２１～２１２２８…搬送用ローラ、１３２…ドライバＩＣ、Ｐ…用紙。

Claims (5)

1. 一方向に配置される複数の圧力室及び前記圧力室に隣接して前記一方向に配置される複数の空気室を有するアクチュエータと、
   一面に前記アクチュエータが設けられるとともに、前記一面に開口し、前記アクチュエータの長手方向に延びる長孔が前記アクチュエータに並んで形成される基板と、
   前記基板の前記一面に形成され、前記圧力室のそれぞれを駆動する個別電極と、
   前記基板の前記一面及び前記長孔の内周面に形成され、前記複数の圧力室を駆動する共通電極と、
   を備える液体吐出ヘッド。
2. 前記アクチュエータは、前記アクチュエータの長手方向に直交する方向に並んで一対設けられ、
   前記長孔は、前記一対のアクチュエータの間に設けられる、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記長孔は、前記一対のアクチュエータの間に液体を供給する供給孔である、請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記基板は、前記長孔及び前記アクチュエータの間の前記一面に形成され、前記共通電極の一部が設けられる溝部を有する、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記溝部は、前記アクチュエータの短手方向に並んで複数形成され、前記アクチュエータの長手方向に沿って延びる、Ｖ字状の溝である、請求項４に記載の液体吐出ヘッド。
   

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