JP2023072166A - 液体吐出ヘッド、及び液体吐出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】コンプライアンス基板のサイズの適正化を図る。【解決手段】液体吐出ヘッドは、ノズルと、圧力室と、圧力室よりも第1方向の一方側に位置し、圧力室に液体を供給する供給流路と、圧力室よりも第1方向の他方側に位置し、圧力室から液体を排出する排出流路と、供給流路内の液体の振動を吸収する供給側コンプライアンス基板と、排出流路内の液体の振動を吸収する排出側コンプライアンス基板と、を有する。排出側コンプライアンス基板の第1方向に沿う長さは、供給側コンプライアンス基板の第1方向沿う長さよりも短い。【選択図】図2
Description
本発明は、液体吐出ヘッド、及び液体吐出装置に関する。
下記特許文献1に記載の液体吐出ヘッドは、液体を吐出するノズルと、ノズルに連通する圧力室と、圧力室に液体を供給する供給流路と、圧力室から排出された液体を排出する排出流路とを備える。ノズルから吐出されなかった液体は、圧力室から排出されて排出流路内を流れる。液体吐出ヘッドは、供給流路内の液体の振動を吸収するための供給側コンプライアンス基板と、排出流路内の液体の振動を吸収するための排出側コンプライアンス基板とを備える。
従来技術に係る液体吐出ヘッドでは、供給側コンプライアンス基板と排出側コンプライアンス基板とが同じサイズとなっていた。供給流路を流れる液体の流量と、排出流路を流れる液体の流量とは異なるので、供給側コンプライアンス基板及び排出側コンプライアンス基板のサイズについて、検討の余地があった。
本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出するノズルと、液体に圧力を付与するための圧力室と、圧力室よりも第1方向の一方側に位置し、圧力室に液体を供給する供給流路と、圧力室よりも前記第1方向の他方側に位置し、圧力室から液体を排出する排出流路と、供給流路に面して設けられ、供給流路内の液体の振動を吸収するための供給側コンプライアンス基板と、排出流路に面して設けられ、排出流路内の液体の振動を吸収するための排出側コンプライアンス基板と、を有し、排出側コンプライアンス基板の第1方向に沿う長さは、供給側コンプライアンス基板の第1方向沿う長さよりも短い。
本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出するノズルと、液体に圧力を付与するための圧力室と、圧力室よりも第1方向の一方側に位置し、ノズルに液体を供給する供給流路と、圧力室よりも第1方向の他方側に位置し、ノズルから液体を排出する排出流路と、供給流路に面して設けられ、供給流路内の液体の振動を吸収するための供給側コンプライアンス基板と、排出流路に面して設けられ、排出流路内の液体の振動を吸収するための排出側コンプライアンス基板と、を有し、排出側コンプライアンス基板の第1方向に沿う長さは、供給側コンプライアンス基板の第1方向に沿う長さよりも長い。
本発明の液体吐出装置は、上記の液体吐出ヘッドと、液体吐出ヘッドから液体を吐出させる吐出動作を制御する制御部と、を有する。
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。ただし、各図において、各部の寸法及び縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
以下の説明において、互いに交差する3方向をX軸方向、Y軸方向、Z軸方向として説明する場合がある。X軸方向は、互いに反対の方向であるX1方向及びX2方向を含む。X軸方向は、第1方向の一例である。Y軸方向は、互いに反対の方向であるY1方向及びY2方向を含む。Y軸方向は、第2方向の一例である。Z軸方向は、互いに反対の方向であるZ1方向及びZ2方向を含む。Z1方向は、第3方向の一例である。X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向は、直交している。Z軸方向は、通常上下方向に沿う方向であるが、Z軸方向は、上下方向に沿う方向でなくてもよい。
<実施例1>
図1~図8を参照して、実施例1に係る液体吐出ヘッド10について説明する。図1は、実施例1に係る液体吐出ヘッド10を示す分解斜視図である。図2は、液体吐出ヘッド10を示す断面図であり、図1中のII-II線に沿う断面を示す図である。図3は、連通板24の一部を示す部分平面図である。図4は、実施例1に係る圧力室基板25の一部を示す部分平面図である。図5は、実施例1に係る振動板、圧電素子、及び振動吸収部の一部を示す平面図である。液体吐出ヘッド10は、後述する共通液室RA,RB及び圧力室CA,CBを流れた液体を循環させる循環方式を採用する。
図1~図8を参照して、実施例1に係る液体吐出ヘッド10について説明する。図1は、実施例1に係る液体吐出ヘッド10を示す分解斜視図である。図2は、液体吐出ヘッド10を示す断面図であり、図1中のII-II線に沿う断面を示す図である。図3は、連通板24の一部を示す部分平面図である。図4は、実施例1に係る圧力室基板25の一部を示す部分平面図である。図5は、実施例1に係る振動板、圧電素子、及び振動吸収部の一部を示す平面図である。液体吐出ヘッド10は、後述する共通液室RA,RB及び圧力室CA,CBを流れた液体を循環させる循環方式を採用する。
また、本明細書では、「供給側」及び「排出側」との用語を用いる場合がある。「供給側」とは、液体の流路に関して圧力室Cよりも上流側を示す。また、圧力室Cよりも上流側に関連するものを「供給側」という場合がある。例えば後述するように、「供給側のコンプライアンス基板」と記載する場合がある。「排出側」とは、液体の流路に関して圧力室Cよりも下流側を示す。なお、「排出側」には、後述するノズルNは含まない。また、圧力室Cよりも下流側に関連するものを「排出側」という場合がある。例えば後述するように、「排出側のコンプライアンス基板」と記載する場合がある。
液体吐出ヘッド10は、ノズル基板21、連通板24、圧力室基板25、振動板26、封止板27、及び圧電素子50を備える。また、液体吐出ヘッド10は、ケース28、及びCOF60を備える。COFは、Chip on Filmの略称である。液体吐出ヘッド10は、コンプライアンス基板23A,23B、及びダンパー室DA,DBを有する。本実施形態では、液体の一例であるインクを吐出する液体吐出ヘッド10について説明する。液体は、インクに限定されず、液体吐出ヘッド10は、その他の液体を吐出することができる。
ノズル基板21、連通板24、圧力室基板25、振動板26、封止板27、及びケース28の厚さ方向は、Z軸方向に沿う。ノズル基板21は、液体吐出ヘッド10の底部に配置される。ノズル基板21のZ2方向には、連通板24が配置される。連通板24のZ2方向には、圧力室基板25が配置される。言い換えると、連通板24は、圧力室基板25とノズル基板21の間に設けられる。圧力室基板25のZ2方向には、振動板26及びコンプライアンス基板23A,23Bが形成される。
振動板26及びコンプライアンス基板23A,23BのZ2方向には、封止板27が配置される。封止板27は、X軸方向において、コンプライアンス基板23A,23Bよりも外側の部分を含む。封止板27のX軸方向における外側の部分は、圧力室基板25のZ2方向に位置する。封止板27は、振動板26、コンプライアンス基板23A,23、複数の圧電素子50、及び圧力室基板25を覆う。ケース28は、封止板27上に配置される。圧電素子50は、圧力室CAに対応して設けられている。
次に、インクが流れる流路40について説明する。液体吐出ヘッド10には、インクが流れる流路40が形成されている。流路40は、供給口42A、排出口42B、共通液室RA,RB、ダンパー室DA,DB、圧力室C、連通流路47A~47C、及びノズルNを含む。
流路40は、供給流路41A及び排出流路41Bを有する。供給流路41Aは、圧力室Cよりも上流側の流路であり、連通板24及び圧力室基板25内の流路である。供給流路41Aは、流路45A、連通流路46A、及びダンパー室DAを含む。排出流路41Bは、圧力室Cよりも下流側の流路であり、連通板24及び圧力室基板25内の流路である。排出流路41Bは、連通流路47C、連通流路47B、ダンパー室DB、流路46B、及び流路45Bを含む。なお、供給流路41Aは、封止板27内の流路44A、及びケース28内の流路43Aを含まない。排出流路41Bは、封止板27内の流路44B、及びケース28内の流路43Bを含まない。
共通液室RAは、複数の圧力室Cに対して共通に設けられている。共通液室RAは、Y軸方向に連続する。共通液室RAは、ケース28に設けられた流路43A、封止板27に設けられた流路44A、圧力室基板25に設けられた流路45A、及び連通板24に設けられた流路46Aを含む。これらの流路43A,44A,45A,46Aは、Z軸方向に連続する。流路45A及び流路46Aは、共通供給流路の一例である。共通液室RAのうち、流路43A,44Aは、共通供給流路に含まれない。
複数の連通流路47Aは、複数の圧力室Cに対してそれぞれ設けられている。複数の連通流路47Aは、共通液室RAの下流に配置される。連通流路47Aは、流路46Aに連通する。
複数のダンパー室DAは、複数の圧力室Cに対して、それぞれ設けられている。複数のダンパー室DAは、複数の連通流路47Aと、複数の圧力室Cとの間にそれぞれ設けられている。ダンパー室DAは、連通流路47AのZ2方向に位置する。ダンパー室DAは、連通流路47Aの下流に連通する。ダンパー室DAは、圧力室CのX1方向に位置する。ダンパー室DAは、圧力室Cの上流に連通する。連通流路47A及びダンパー室DAは、「個別供給流路」の一例である。ダンパー室DAは、供給側のダンパー室である。
複数の圧力室Cには、複数のノズルNがそれぞれ連通する。ノズルNは、圧力室CのZ1方向に位置する。
複数の連通流路47Cは、複数の圧力室Cに対してそれぞれ設けられている。複数の連通流路47Cは、圧力室Cの下流に連通する。圧力室Cの下流側の端部であるX2方向の端部と、連通流路47Cの上流側の端部であるX1方向の端部とは、Z軸方向に見て、重なっている。
複数の連通流路47Cに対してそれぞれ設けられている。連通流路47Bは、連通流路47Cの下流に配置される。
複数のダンパー室DBは、複数の圧力室Cに対して、それぞれ設けられている。ダンパー室DBは、連通流路47BのZ2方向に位置する。複数のダンパー室DBは、複数の連通流路47Bとそれぞれ連通する。ダンパー室DBは、連通流路47B,47Cを介して、圧力室Cと連通する。連通流路47B,47C及びダンパー室DBは、「個別排出流路」の一例である。ダンパー室DBは、排出側のダンパー室である。
共通液室RBは、複数の圧力室Cに対して共通に設けられている。共通液室RBは、複数の連通流路47Bに対して共通に連通する。共通液室RBは、連通流路47B,47Cを介して、圧力室Cと連通する。共通液室RBは、連通流路47Bの下流に配置されている。
共通液室RBは、Y軸方向に連続する。共通液室RBは、ケース28に設けられた流路43B、封止板27に設けられた流路44B、圧力室基板25に設けられた流路45B、及び連通板24に設けられた流路46Bを含む。これらの流路43B,44B,45B,46Bは、Z軸方向に連続する。流路45B及び流路46Bは、共通排出流路の一例である。共通液室RBのうち、流路43B,44Bは、共通排出流路に含まれない。
液体吐出ヘッド10は、上述したように、圧力室Cを流れたインクが循環する循環方式を採用する。図20に示されるように、液体吐出ヘッド10には、インクを循環させる循環機構8が接続されている。循環機構8には、液体容器2が接続されている。循環機構8は、液体吐出ヘッド10にインクを供給する供給流路81と、液体吐出ヘッド10から排出されたインクを回収する回収流路82と、インクを移送するポンプ83と、を含む。供給流路81及び回収流路82は、例えばチューブ内の流路でもよい。供給流路81及び回収流路82は、開口、溝、凹部等によって形成された流路を含む。
液体容器2内のインクは、ポンプ83によって移送され、供給流路81内を流れて、図2に示される供給口42Aを通り、共通液室RAに流入する。共通液室RA内のインクは、連通流路47A及びダンパー室DAを通り、圧力室Cに供給される。圧力室C内のインクの一部は、ノズルNから吐出される。
ノズルNから吐出されなかったインクは、連通流路47C及び連通流路47Bを通り、共通液室RBに流入する。連通流路47Cを流れたインクの一部は、ダンパー室DBに流入する。共通液室RB内のインクは、排出口42Bを通じて、回収流路82内に流入し、液体容器2に回収される。液体吐出ヘッド10では、このようにインクが循環される。
次に、液体吐出ヘッド10の構造について説明する。図1及び図2に示されるノズル基板21には、複数のノズルNが形成されている。複数のノズルNは、ノズル列N1を構成する。ノズル列N1は、Y軸方向に並ぶ複数のノズルNを含む。ノズルNは、ノズル基板21をZ軸方向に貫通する貫通孔である。
図2及び図3に示されるように、連通板24には、共通液室RAの一部である流路46A、連通流路47A、連通流路47C、連通流路47B、及び共通液室RBの一部である流路46Bが形成されている。つまり、連通板24には、供給流路と排出流路の一部が設けられている。連通板24には、貫通孔、溝、又は凹部等が形成されている。これらの貫通孔、溝、又は凹部等により、共通液室RA,RBの一部、連通流路47A,47B,47Cが形成されている。
また、連通板24には、複数のノズルNの一部が形成されている。ノズルNは、図2に示されるように、連通板24及びノズル基板21をZ軸方向に貫通する。連通板24には、ノズルNのうち、圧力室Cに近い方の部分が形成されている。
図2及び図4に示されるように、圧力室基板25には、共通液室RAの一部である流路45A、複数のダンパー室DA,複数の圧力室C、複数のダンパー室DB、及び共通液室RAの一部である流路45Bが形成されている。なお、図4では、複数のノズルNが破線で示されている。圧力室基板25は、例えばシリコンの単結晶基板から製造できる。圧力室基板25は、その他の材料から製造されていてもよい。
図4に示されるように、複数のダンパー室DAは、X軸方向に延在する。ダンパー室DAと、共通液室RAとは、X軸方向に互いに離間する。ダンパー室DA及び圧力室Cは、X軸方向に連続する共通の空間として形成されている。ダンパー室DAは、圧力室基板25をZ軸方向に貫通する。ダンパー室DAは、所定の容積を有する。複数のダンパー室DAは、Y軸方向に所定の間隔で配置されている。なお、ダンパー室DAと、圧力室Cとの間に中継流路が形成されていてもよい。
圧力室Cは、X軸方向に延在する。圧力室Cは、圧力室基板25をZ軸方向に貫通する。圧力室Cは、所定の容積を有する。複数の圧力室Cは、Y軸方向に所定の間隔で配置されている。複数の圧力室Cは、Y軸方向において、複数のダンパー室DAと同じ位置に配置されている。複数の圧力室Cは、Y軸方向に並ぶ圧力室列CLを構成する。圧力室列CLは、複数の圧力室Cを含む。なお、図4では、圧力室Cの境界を示す仮想線L1,L2が2点鎖線で示されている。仮想線L1は、圧力室CのX1方向の端を示す。仮想線L2は、圧力室CのX2方向の端を示す。
複数のダンパー室DBは、X軸方向に延在する。ダンパー室DBと圧力室CとはX軸方向に離間する。ダンパー室DBと圧力室Cとの間には、図2に示されるように、連通流路47Cが形成されている。ダンパー室DBと、共通液室RBとは、X軸方向に互いに離間する。Z軸方向に見て、ダンパー室DBは、連通流路47Bに重なるように形成されている。ダンパー室DBは、圧力室基板25をZ軸方向に貫通する。ダンパー室DBと連通流路47Bとは、Z軸方向に連通する。ダンパー室DBは、所定の容積を有する。複数のダンパー室DBは、Y軸方向に所定の間隔で配置されている。
図4に示されるように、供給側のダンパー室DAのX軸方向に沿う幅W1は、排出側のダンパー室DBのX軸方向における長さW2と異なる。供給側のダンパー室DAのX軸方向における長さW1は、排出側のダンパー室DBのX軸方向における長さW2よりも大きい。ダンパー室DAのY軸方向に沿う幅は、ダンパー室DBのY軸方向に沿う幅と同じである。
図6は、図5中のVI-VI線に沿う切断面を示す断面図である。図7は、振動板26、圧電素子50、及びCOM配線54の一部を拡大して示す断面図である。図6及び図7に示されるように、振動板26は、圧力室基板25の上面に配置される。振動板26は、圧力室基板25の開口を覆う。振動板26のうち、圧力室基板25の開口を覆う部分は、圧力室Cの上側の壁面を構成する。
振動板26は、弾性層26aと、絶縁層26bとを含む。弾性層26aは、例えば二酸化シリコン(SiO2)からなる。絶縁層26bは、例えば二酸化ジルコニウム(ZrO2)からなる。弾性層26aは、圧力室基板25上に成膜され、絶縁層26bは、弾性層26a上に成膜される。
図5~図7に示されるように、振動板26上には、複数の圧電素子50が形成されている。圧電素子50は、Z軸方向に見て圧力室Cに重なる位置に配置される。圧電素子50は、複数の圧力室Cに対してそれぞれ設けられている。
振動板26は、圧電素子50によって駆動され、Z軸方向に振動する。圧力室Cの上側の壁面を成す振動板26は、圧力室C上の圧電素子50によって駆動される。振動板26の合計の厚さは、例えば、2μm以下である。振動板26の合計の厚さは、15μm以下でもよく、40μm以下でもよく、100μm以下でもよい。例えば、振動板26の合計の厚さが、15μm以下の場合には、樹脂層を含んでいてもよい。振動板26は、金属から形成されたものでもよい。金属としては、例えば、ステンレス鋼、ニッケル等が挙げられる。振動板26が金属製である場合、振動板26の板厚は、15μm以上、100μm以下でもよい。
図6及び図7に示される圧電素子50は、個別電極51、共通電極52、及び圧電体層53を有する。個別電極51、圧電体層53、及び共通電極52は、振動板26上でこの順で積層されている。圧電体層53は、個別電極51と共通電極52とによって挟まれている。個別電極51は、X軸方向に沿う長尺状を成す。複数の個別電極51は、Y軸方向に相互に間隔を開けて配列される。複数の個別電極51は、複数の圧力室Cごとに配置される。個別電極51は、Z軸方向に見て、複数の圧力室Cに重なる位置にそれぞれ配置されている。共通電極52は、帯状を成し、Y軸方向に延在する。共通電極52は、複数の個別電極51を覆うように連続する。
個別電極51は、下地層と、電極層とを含む。下地層は、例えば、チタン(Ti)を含む。電極層は、例えば、白金(Pt)又はイリジウム(Ir)等の低抵抗な導電材料を含む。当該電極層は、例えばルテニウム酸ストロンチウム(SrRuO3)、及びニッケル酸ランタン(LaNiO3)等の酸化物で形成されてもよい。圧電体層53A,53Bは、例えばチタン酸ジルコン酸鉛(Pb(Zr,Ti)O3)またはセラミック等の公知の圧電材料で形成される。
共通電極52は、下地層と、電極層とを含む。下地層は、例えば、チタンを含む。電極層は、例えば、白金又はイリジウム等の低抵抗な導電材料を含む。当該電極層は、例えばルテニウム酸ストロンチウム、及びニッケル酸ランタン等の酸化物で形成されてもよい。圧電体層53のうち、個別電極51と共通電極52との間の領域が駆動領域となる。複数の圧力室C上には、駆動領域が各々形成されている。
共通電極52には、所定の基準電圧が印加される。基準電圧は一定の電圧であり、例えば接地電圧よりも高い電圧に設定される。共通電極52には、例えば、電圧が一定である保持信号が印加される。個別電極51には、電圧が変動する駆動信号が印加される。共通電極52に印加される基準電圧と個別電極51に供給される駆動信号との差分に相当する電圧が圧電体層53に印加される。駆動信号は、ノズルNから吐出される液体の吐出量に対応する。
個別電極51と共通電極52との間に電圧が印加されることで圧電体層53が変形することにより、圧電素子50は、振動板26を撓み変形させるエネルギーを生成する。
圧電素子50が生成したエネルギーによりにより振動板26が振動することにより圧力室C内の液体の圧力が変化して、圧力室C内の液体がノズルNから吐出される。
図1及び図2に示されるように、COF60は、フレキシブル配線基板61、及び駆動回路62を備える。フレキシブル配線基板61は、可撓性を有する配線基板である。フレキシブル配線基板61は、例えばFPCである。フレキシブル配線基板61は、例えばFFCでもよい。FPCは、Flexible Printed Circuitの略称である。FFCは、Flexible Flat Cableの略称である。
図2に示されるように、フレキシブル配線基板61は、後述するCOM配線54を介して、圧電素子50の個別電極51と電気的に接続されている。COM配線54は、図2、図5、及び図7に図示されている。
また、フレキシブル配線基板61は、後述するVBS配線55A,55Bを介して、圧電素子50の共通電極52と電気的に接続されている。フレキシブル配線基板61は、図示しない回路基板と電気的に接続されている。回路基板は、図21に示される駆動信号生成回路32を含む。
駆動回路62は、フレキシブル配線基板61に対して実装されている。駆動回路62は、圧電素子50を駆動するためのスイッチング素子を含む。駆動回路62は、フレキシブル配線基板61、及び回路基板を介して、図21に示される制御部30と電気的に接続されている。駆動回路62は、駆動信号生成回路32から出力された駆動信号Comを受信する。駆動回路62のスイッチング素子は、駆動信号生成回路32で生成された駆動信号Comを圧電素子50に供給するか否かを切り替える。駆動回路62は、圧電素子50に対して、駆動電圧又は電流を供給して、振動板26を振動させる。
図5及び図7に示されているように、液体吐出ヘッド10は、COM配線54を備える。複数の個別電極51に対して、複数のCOM配線54がそれぞれ接続されている。複数のCOM配線54は、X軸方向に延在し、封止板27の開口部27a内まで引き出されている。開口部27aは、図1及び図2に図示されている。なお、図1において、COM配線54の図示が省略されている。開口部27aは、Z軸方向に封止板27を貫通する。Z軸方向に見て、開口部27aに対応する位置で、COF60と電気的に接続されている。COM配線54は、個別電極51よりも低抵抗な導電材料で形成される。例えば、COM配線54は、ニクロム(NiCr)で形成された導電膜の表面に金(Au)の導電膜を積層した構造の導電パターンである。
図7に示されるように、COM配線54は、電極層54aと、第1密着層54bと、第1配線層54cとを有する。電極層54aは圧電体層53のX2方向の端面を覆う。X2方向の端面は、X軸方向と交差する面をなす。第1密着層54bは、電極層54a及び個別電極51を覆う。第1密着層54bは、電極層54a及び個別電極51に密着する。第1配線層54cは、第1密着層54bを覆う。第1配線層54cは、第1密着層54bを介して、個別電極51と電気的に接続されている。
液体吐出ヘッド10は、COF60及び共通電極52に電気的に接続されるVBS配線55を備える。VBS配線55は、共通電極52上に配置され、Y軸方向に延在する。VBS配線は、Z軸方向に見て帯状を成し、共通電極52を覆うように形成されている。VBS配線55は、液体吐出ヘッド10のY軸方向の端部において、COF60と電気的に接続されている。
次に、図2、図5、図6、及び図8を参照して、振動吸収部70A,70Bについて説明する。液体吐出ヘッド10は、供給側の振動吸収部70Aと、排出側の振動吸収部70Bとを備える。図2、図5、及び図6に示されるように、供給側の振動吸収部70Aは、供給側のダンパー室DAに対して設けられている。図2、図5、及び図8に示されるように、排出側の振動吸収部70Bは、排出側のダンパー室DBに対して設けられている。
図6に示されるように、振動吸収部70Aは、コンプライアンス基板23Aと、圧電素子71Aと、を備える。コンプライアンス基板23Aは、振動板26のX1方向に位置する。コンプライアンス基板23Aは、圧力室基板25の上面に配置される。コンプライアンス基板23Aは、圧力室基板25の開口のうち、ダンパー室DAに対応する部分を覆う。コンプライアンス基板23Aは、ダンパー室DAの上側の壁面を構成する。コンプライアンス基板23Aは、Z軸方向に見て、封止板27に形成された封止空間S2に対応する位置に配置されている。
コンプライアンス基板23Aは、可撓性を有する膜を含む。コンプライアンス基板23Aは、弾性層23aと、絶縁層23bとを含む。弾性層23aは、例えば二酸化シリコン(SiO2)からなる。絶縁層23bは、例えば二酸化ジルコニウム(ZrO2)からなる。弾性層23aは、圧力室基板25上に成膜され、絶縁層23bは、弾性層23a上に成膜される。弾性層23aは、圧力室Cを覆う振動板26の弾性層26aと連続して形成されている。絶縁層23bは、振動板26の絶縁層26bと連続して形成されている。
複数のコンプライアンス基板23Aは、Y軸方向に並ぶ複数のダンパー室DAに対してそれぞれ設けられている。コンプライアンス基板23Aは、インクの圧力を受けて変形可能である。コンプライアンス基板23Aは、インクの圧力によって変形し、ダンパー室DA内のインクの圧力変動を吸収できる。複数のコンプライアンス基板23Aは、複数のダンパー室DAに対応して、個別に変動する。
図5及び図6に示されるように、コンプライアンス基板23A上には、複数の圧電素子71Aが形成されている。圧電素子71Aは、Z軸方向に見てダンパー室DAに重なる位置に配置される。圧電素子71Aは、複数のダンパー室DAに対してそれぞれ設けられている。
圧電素子71Aは、個別電極層71a、共通電極層71b、及び圧電体層71cを有する。個別電極層71a、共通電極層71b、及び圧電体層71cは、コンプライアンス基板23A上でこの順で積層されている。圧電体層71cは、個別電極層71aと共通電極層71bによって挟まれている。個別電極層71aは、X軸方向に沿う長尺状を成す。複数の個別電極層71aは、Y軸方向に相互に間隔を開けて配列される。複数の個別電極層71aは、複数のダンパー室DAごとに配置される。個別電極層71aは、Z軸方向に見て、複数のダンパー室DAに重なる位置にそれぞれ配置されている。共通電極層71bは、帯状を成し、Y軸方向に延在する。共通電極層71bは、複数の個別電極層71aを覆うように連続する。
個別電極層71aの構造及び材質は、圧電素子50の個別電極51と同様である。共通電極層71bの構造及び材質は、圧電素子50の共通電極52と同様である。圧電体層71cの構造及び材質は、圧電素子50の圧電体層53と同様である。圧電素子71Aは、圧電素子50と同様に成膜できる。
図2及び図5に示されるように、コンプライアンス基板23Bは、振動板26のX2方向に位置する。コンプライアンス基板23Bは、X軸方向において、振動板26に対して、コンプライアンス基板23Aとは反対側に位置する。図8に示されるように、コンプライアンス基板23Bは、圧力室基板25の上面に配置される。コンプライアンス基板23Bは、圧力室基板25の開口のうち、ダンパー室DBに対応する部分を覆う。コンプライアンス基板23Bは、ダンパー室DBの上側の壁面を構成する。コンプライアンス基板23Bは、Z軸方向に見て、封止板27に形成された封止空間S3に対応する位置に配置されている。
コンプライアンス基板23Bは、可撓性を有する膜を含む。コンプライアンス基板23Bは、弾性層23cと、絶縁層23dとを含む。弾性層23cは、例えば二酸化シリコン(SiO2)からなる。絶縁層23dは、例えば二酸化ジルコニウム(ZrO2)からなる。弾性層23cは、圧力室基板25上に成膜され、絶縁層23dは、弾性層23c上に成膜される。弾性層23cは、振動板26の弾性層26aと連続して形成されている。絶縁層23dは、振動板26の絶縁層26bと連続して形成されている。
複数のコンプライアンス基板23Bは、Y軸方向に並ぶ複数のダンパー室DBに対してそれぞれ設けられている。コンプライアンス基板23Bは、インクの圧力を受けて変形可能である。コンプライアンス基板23Bは、インクの圧力によって変形し、ダンパー室DB内のインクの圧力変動を吸収できる。複数のコンプライアンス基板23Bは、複数のダンパー室DBに対応して、個別に変動する。
図5及び図8に示されるように、コンプライアンス基板23B上には、複数の圧電素子71Bが形成されている。圧電素子71Bは、Z軸方向に見てダンパー室DBに重なる位置に配置される。圧電素子71Bは、複数のダンパー室DBに対してそれぞれ設けられている。
圧電素子71Bは、個別電極層71d、共通電極層71e、及び圧電体層71fを有する。個別電極層71d、共通電極層71e、及び圧電体層71fは、コンプライアンス基板23B上でこの順で積層されている。圧電体層71fは、個別電極層71eと共通電極層71eによって挟まれている。個別電極層71dは、X軸方向に沿う長尺状を成す。複数の個別電極層71dは、Y軸方向に相互に間隔を開けて配列される。複数の個別電極層71dは、複数のダンパー室DBごとに配置される。個別電極層71dは、Z軸方向に見て、複数のダンパー室DBに重なる位置にそれぞれ配置されている。共通電極層71eは、帯状を成し、Y軸方向に延在する。共通電極層71eは、複数の個別電極層71dを覆うように連続する。
個別電極層71dの構造及び材質は、圧電素子50の個別電極51と同様である。共通電極層71eの構造及び材質は、圧電素子50の共通電極52と同様である。圧電体層71fの構造及び材質は、圧電素子50の圧電体層53と同様である。圧電素子71Bは、圧電素子50及び圧電素子71Aと同様に成膜できる。
封止板27はZ軸方向に見て矩形状を成している。封止板27は、複数の圧電素子50、71A,71Bを保護するともに圧力室基板25、振動板26、及びコンプライアンス基板23A,23Bの機械的な強度を補強する。封止板27は、例えば、接着剤によって、振動板26に接着されている。封止板27は、振動板26及びコンプライアンス基板23A,23Bを介して、圧力室基板25に対して固定される。
封止板27には、封止空間S1~S3が形成されている。封止板27の下面には、凹部が形成されている。この凹部による空間が封止空間S1~S3である。封止空間S1~S3は、それぞれY軸方向に連続するように形成される。封止空間S1は、Z軸方向に見て、複数の圧力室Cと重なるように形成されている。封止空間S1は、複数の圧電素子50を収容する。封止空間S2は、Z軸方向に見て、複数のダンパー室DAと重なるように形成されている。封止空間S2は、複数の圧電素子71Aを収容する。封止空間S3は、Z軸方向に見て、複数のダンパー室DBと重なるように形成されている。封止空間S3は、複数の圧電素子71Bを収容する。
封止板27には、共通液室RAに含まれる流路44Aと、共通液室RBに含まれる流路44Bとが形成されている。流路44A,44Bは、封止板27をZ軸方向に貫通するように形成されている。流路44Aは、封止空間S2のX1方向に位置する。流路44Bは、封止空間S3のX2方向に位置する。
ケース28は、封止板27のZ2方向に位置する。ケース28には、供給口42A、排出口42B、及び流路43A,43Bが形成されている。流路43Aは、共通液室RAに含まれる。流路43Aは、Z軸方向に見て封止板27の流路44Aに重なるように形成されている。供給口42Aは流路43Aに連通する。流路43Bは、共通液室RBに含まれる。流路43Bは、Z軸方向に見て封止板27の流路44Bに重なるように形成されている。排出口42Bは流路43Bに連通する。
次に、図2を参照して、共通液室RA,RBに設けられたコンプライアンス基板77A,77Bについて説明する。図2に示されるように、液体吐出ヘッド10は、コンプライアンス基板77A,77Bを備える。コンプライアンス基板77A,77Bは、ダンパー室DA,DBに対応して設けられたコンプライアンス基板23A,23Bとは異なる。なお、図2では、コンプライアンス基板77A,77Bが、液体吐出ヘッド10の外部に対して露出されていない構成となっているが、コンプライアンス基板77A,77Bは、液体吐出ヘッド10の外部に対して露出している構成でもよい。
コンプライアンス基板77Aは、共通液室RAの流路43Aに対応して設けられている。コンプライアンス基板77Aは、流路43AのX1方向に位置する。コンプライアンス基板77Aは、流路43Aを形成する開口を覆うように配置されている。コンプライアンス基板77Aの厚さ方向は、X軸方向に沿う。コンプライアンス基板77Aは、Y軸方向に延在する。コンプライアンス基板77Aは、ケース28に固定されている。
コンプライアンス基板77Bは、共通液室RBの流路43Bに対応して設けられている。コンプライアンス基板77Bは、流路43BのX2方向に位置する。コンプライアンス基板77Bは、流路43Bを形成する開口を覆うように配置されている。コンプライアンス基板77Bの厚さ方向は、X軸方向に沿う。コンプライアンス基板77Bは、Y軸方向に延在する。コンプライアンス基板77Bは、ケース28に固定されている。
コンプライアンス基板77A,77Bは、例えば、コンプライアンス基板23A,23Bと同様の構成でもよい。コンプライアンス基板77A,77Bは、弾性層と、絶縁層とを含む。弾性層は、例えば二酸化シリコン(SiO2)からなる。絶縁層は、例えば二酸化ジルコニウム(ZrO2)からなる。
コンプライアンス基板77Aは、共通液室RAの流路43A内のインクの圧力を受けて変形可能である。コンプライアンス基板77Aは、インクの圧力によって変形し、共通液室RAの流路43A内のインクの圧力変動を吸収できる。
コンプライアンス基板77Bは、共通液室RBの流路43B内のインクの圧力を受けて変形可能である。コンプライアンス基板77Bは、インクの圧力によって変形し、共通液室RBの流路43B内のインクの圧力変動を吸収できる。
実施例1に係る液体吐出ヘッド10では、供給側のコンプライアンス基板23AのX軸方向の長さLX1は、排出側のコンプライアンス基板23BのX軸方向の長さLX2より長い。液体吐出ヘッド10では、ノズルNからインクが吐出されるので、排出流路41Bを流れる液体の流量は、供給流路41Aを流れる液体の流量よりも少ない。排出流路41Bは、供給流路41Aに比してクロストーク等の影響が小さいゆえに相対的にコンプライアンス能力は必要としない。ここでいうクロストークとは、1の個別流路(個別供給流路と個別排出流路からなる流路)を液体が流れることに伴う振動が、当該1の個別流路に隣接する他の個別流路を流れる液体に影響を与え、他の個別流路における液体の吐出特性を低減させるという現象である。上記のとおり排出流路41Bは供給流路41Aに比して流量が少ないため、排出側のコンプライアンス基板23Bは、供給側のコンプライアンス基板23Aに比してX軸方向における長さを必要としない。液体吐出ヘッド10では、排出側のコンプライアンス基板23Bの長さLX2を供給側のコンプライアンス基板23Aの長さLX1を短くすることで、液体吐出ヘッド10のX軸方向における長さを短くすることができる。これにより、液体吐出ヘッド10の小型化を図ることができる。
実施例1の液体吐出ヘッド10では、供給側のコンプライアンス基板23Aを大きくすることで、供給側のコンプライアンス能力を確保することができ、排出側のコンプライアンス基板23Bを小さくすることで、液体吐出ヘッド10のY軸方向における長さを短くして省スペース化を図ることができる。液体吐出ヘッド10では、コンプライアンス能力の確保と、省スペース化の両立を達成できる。
なお、液体吐出ヘッド10では、排出流路41Bの長さLX6は、供給流路41Aの長さLX5よりも長い。なお、液体吐出ヘッド10は、排出流路41Bの長さLX6が、供給流路41Aの長さLX5よりも長いものに限定されない。排出流路41Bの長さLX6が、供給流路41Aの長さLX5よりも長く、且つ、断面積が同じある場合には、排出流路41Bのイナータンスは、供給流路41Aのイナータンスよりも大きい。これにより、排出流路41Bの方が、供給流路41Aよりもクロストーク影響が減衰しやすい。上記の排出流路41Bが供給流路41Aよりも流量が少ないことを抜きにして考えても、この排出流路41Bが供給流路41Aよりもイナータンスが大きいことを考慮すれば、排出側のコンプライアンス基板23Bを供給側のコンプライアンス基板23AよりもX軸方向における長さを小さくしても良いことがわかる。
また、液体吐出ヘッド10では、コンプライアンス基板23A上に圧電素子71Aが設けられているので、コンプライアンス基板23Aの変形に合わせて、圧電素子71Aを変形させて、ダンパー室DA内のインクの振動を吸収できる。また、コンプライアンス基板23A上に圧電素子71Aを設けることで、コンプライアンス基板23Aを補強できる。圧電素子71Bについても同様である。
また、液体吐出ヘッド10では、振動板26とコンプライアンス基板23A,23Bが一体として構成され、コンプライアンス基板23A,23B上の圧電素子71A,71Bの構成が、振動板26上の圧電素子50の構成と同じであるので、圧電素子71A,71Bを容易に製造できる。
液体吐出ヘッド10では、排出側のコンプライアンス基板23Bによるコンプライアンス量CRは、供給側のコンプライアンス基板23Aによるコンプライアンス量CSよりも小さい。なお、コンプライアンス量CS,CRについては後述する。実施例1のように、コンプライアンス基板23A,23Bの材質、Y軸方向に沿う幅、及びZ軸方向に沿う厚さが同じ場合には、コンプライアンス量CS,CRは、コンプライアンス基板23A,23BのX軸方向における長さに比例する。液体吐出ヘッド10では、排出側のコンプライアンス量CRを、供給側のコンプライアンス量CSと比較して少なくできる。
<コンプライアンス量>
次に、液体吐出ヘッド10におけるコンプライアンス量CS,CRについて説明する。図9は、コンプライアンス基板23Aの下方に形成されたダンパー室DAの開口の長さl及び幅wを示す平面図である。図10は、コンプライアンス基板23Aの厚さtを示す断面図である。
次に、液体吐出ヘッド10におけるコンプライアンス量CS,CRについて説明する。図9は、コンプライアンス基板23Aの下方に形成されたダンパー室DAの開口の長さl及び幅wを示す平面図である。図10は、コンプライアンス基板23Aの厚さtを示す断面図である。
コンプライアンス量CSは、供給流路41Aにおけるコンプライアンス量である。コンプライアンス量CRは、排出流路41Bにおけるコンプライアンス量である。コンプライアンス量CS,CRは、下記式(1)を満たす。供給側のコンプライアンス量CSは、排出側のコンプライアンス量CRよりも大きい。供給側のコンプライアンス量CSは、供給側のコンプライアンス能力の一例である。排出側のコンプライアンス量CRは、排出側のコンプライアンス能力の一例である。
CS>CR…(1)
CS>CR…(1)
液体吐出ヘッド10内を流れるインクの流量QS,QRは、下記式(2)を満たす。供給側のインクの流量QSは、排出側のインクの流量QRより大きい。供給側の流量QSは、供給流路41Aを流れるインクの流量である。排出側の流量QRは、排出流路41Bを流れるインクの流量である。
QS>QR…(2)
QS>QR…(2)
供給側のコンプライアンス量CSと、排出側のコンプライアンス量CRとを区別しない場合には、コンプライアンス量Cと記載する。同様に、コンプライアンス基板23A,23Bを区別しない場合には、コンプライアンス基板23と記載する。コンプライアンス量Cは、下記式(3)を用いて表現できる。
式(3)中、「ν」は、コンプライアンス基板23のポアソン比である。「ν」は、コンプライアンス基板を構成する材料の物性値である。「E」は、ヤング率である。「E」は、コンプライアンス基板を構成する材料の物性値である。
「w」は、コンプライアンス基板が覆う開口の幅である。「w」は、Y軸方向に沿うダンパー室DA,DBの幅である。「l」は、コンプライアンス基板が覆う開口の長さである。「t」は、コンプライアンス基板の厚さである。
<ケース1>
例えば、供給流路41AのイナータンスMSが、排出流路41BのイナータンスMRよりも小さい場合には、圧力室C内のインクの圧力変動は、排出流路41B内のインクよりも供給流路41A内のインクに伝達されやすい。この場合には、コンプライアンス量CS,CRは、式(4)を満たすように設定される。供給側のコンプライアンス量CSは、排出側のコンプライアンス量CRよりも大きい。実施例1では、供給流路41AのイナータンスMSが、排出流路41BのイナータンスMRよりも小さい。
CS>CR…(4)
例えば、供給流路41AのイナータンスMSが、排出流路41BのイナータンスMRよりも小さい場合には、圧力室C内のインクの圧力変動は、排出流路41B内のインクよりも供給流路41A内のインクに伝達されやすい。この場合には、コンプライアンス量CS,CRは、式(4)を満たすように設定される。供給側のコンプライアンス量CSは、排出側のコンプライアンス量CRよりも大きい。実施例1では、供給流路41AのイナータンスMSが、排出流路41BのイナータンスMRよりも小さい。
CS>CR…(4)
<ケース2>
例えば、供給流路41AのイナータンスMSが、排出流路41BのイナータンスMRよりも大きい場合には、圧力室C内のインクの圧力変動は、供給流路41A内のインクよりも排出流路41B内のインクに伝達されやすい。この場合には、コンプライアンス量CS,CRは、式(5)を満たすように設定される。供給側のコンプライアンス量CSは、排出側のコンプライアンス量CRよりも大きい。後述する実施例8では、供給流路41AのイナータンスMSが、排出流路41BのイナータンスMRよりも大きい。
CS<CR…(5)
例えば、供給流路41AのイナータンスMSが、排出流路41BのイナータンスMRよりも大きい場合には、圧力室C内のインクの圧力変動は、供給流路41A内のインクよりも排出流路41B内のインクに伝達されやすい。この場合には、コンプライアンス量CS,CRは、式(5)を満たすように設定される。供給側のコンプライアンス量CSは、排出側のコンプライアンス量CRよりも大きい。後述する実施例8では、供給流路41AのイナータンスMSが、排出流路41BのイナータンスMRよりも大きい。
CS<CR…(5)
<実施例2>
次に、実施例2に係る液体吐出ヘッド10Bについて説明する。図11は、実施例2に係る液体吐出ヘッド10Bを示す断面図である。図11は、実施例2に係る液体吐出ヘッド10Bを示す断面図である。図12は、連通板24Bの一部を示す平面図である。図13は、圧力室基板25Bの一部を示す平面図である。実施例2に係る液体吐出ヘッド10Bが、図2に示される実施例1に係る液体吐出ヘッド10と違う点は、連通板24に代えて連通板24Bを備える点、圧力室基板25に代えて圧力室基板25Bを備える点、及び振動吸収部70A,70Bに代えて、振動吸収部70C,70Dを備える点である。なお、実施例2の説明において、実施例1と同様の説明については省略する場合がある。
次に、実施例2に係る液体吐出ヘッド10Bについて説明する。図11は、実施例2に係る液体吐出ヘッド10Bを示す断面図である。図11は、実施例2に係る液体吐出ヘッド10Bを示す断面図である。図12は、連通板24Bの一部を示す平面図である。図13は、圧力室基板25Bの一部を示す平面図である。実施例2に係る液体吐出ヘッド10Bが、図2に示される実施例1に係る液体吐出ヘッド10と違う点は、連通板24に代えて連通板24Bを備える点、圧力室基板25に代えて圧力室基板25Bを備える点、及び振動吸収部70A,70Bに代えて、振動吸収部70C,70Dを備える点である。なお、実施例2の説明において、実施例1と同様の説明については省略する場合がある。
図11に示されるように、液体吐出ヘッド10Bは、ノズル基板21、連通板24B、圧力室基板25B、振動板26、コンプライアンス基板23C,23D、封止板27、ケース28、及びCOF60を備える。液体吐出ヘッド10は、振動吸収部70C,70Dを備える。供給側の振動吸収部70Cは、コンプライアンス基板23Cと、圧電素子71Cとを有する。排出側の振動吸収部70Dは、コンプライアンス基板23Dと、圧電素子71Dとを有する。
液体吐出ヘッド10Bは、インク流路40Bを有する。インク流路40Bは、供給流路41C及び排出流路41Dを有する。供給流路41Cは、流路45A、流路46A、連通流路47D、及びダンパー室DCを含む。供給流路41Cは、複数の圧力室Cに対して共通に設けられた共通供給流路を含む。共通供給流路は、流路45A,流路46A、連通流路47D、及びダンパー室DCを含む。
排出流路41Dは、連通流路47C、連通流路47E、ダンパー室DD、流路46B、及び45Bを含む。排出流路41Dは、複数の圧力室Cに対して、それぞれ設けられる個別排出流路を含む。個別排出流路は、複数の連通流路47Cを含む。排出流路41Dは、複数の圧力室Cに対して共通に設けられた共通排出流路を含む。共通排出流路は、流路45B、流路46B、連通流路47C、連通流路47E、及びダンパー室DDを含む。
図12に示されるように、連通板24Bには、共通液室RAの一部である流路46A、連通流路47D、複数の連通流路47C、連通流路47E、及び共通液室RBの一部である流路46Bが形成されている。連通板24には、貫通孔、溝、又は凹部等が形成されている。これらの貫通孔、溝、又は凹部等により、共通液室RA,RBの一部、連通流路47D,47C,47Eが形成されている。
図13に示されるように、圧力室基板25Bには、共通液室RAの一部である流路45A、ダンパー室DC、複数の圧力室C、ダンパー室DD、及び共通液室RAの一部である流路45Bが形成されている。なお、図13では、複数のノズルNが破線で示されている。
供給側のダンパー室DCは、複数の圧力室Cに対して共通に設けられている。ダンパー室DCは、Y軸方向に延在する。ダンパー室DCは、複数の圧力室Cに連通する。排出側のダンパー室DDは、複数の圧力室Cに対して共通に設けられている。ダンパー室DDは、Y軸方向に延在する。ダンパー室DCは、複数の連通流路47Cを介して、複数の圧力室Cに連通する。
供給側のダンパー室DCのX軸方向に沿う長さLX3は、排出側のダンパー室DBのX軸方向に沿う長さLX4と異なる。供給側のダンパー室DAのX軸方向における長さLX3は、排出側のダンパー室DBのX軸方向に沿う長さLX4よりも長い。ダンパー室DAのY軸方向に沿う幅は、ダンパー室DBのY軸方向に沿う幅と同じである。
実施例2に係る液体吐出ヘッド10Bでは、複数の圧力室Cに対して、共通の供給側のコンプライアンス基板23Cが設けられている。液体吐出ヘッド10Bでは、複数の圧力室Cに対して、共通の排出側のコンプライアンス基板23Dが設けられている。液体吐出ヘッド10Bは、このようなコンプライアンス基板23C,23Dを備える構成でもよい。
<実施例3>
次に、実施例3に係る液体吐出ヘッド10Cについて説明する。図14は、実施例3に係る液体吐出ヘッド10Cを示す断面図である。図15は、実施例3に係る供給側の振動吸収部70Eの一部を示す断面図である。図16は、実施例3に係る排出側の振動吸収部70Eの一部を示す断面図である。実施例3に係る液体吐出ヘッド10Cが、実施例1に係る液体吐出ヘッド10と違う点は、図2に示される実施例1に係る液体吐出ヘッド10と違う点は、振動吸収部70Aに代えて振動吸収部70Eを備える点、振動吸収部70Bに代えて振動吸収部70Fを備える点である。なお、実施例3の説明において、実施例1,2と同様の説明については省略する場合がある。
次に、実施例3に係る液体吐出ヘッド10Cについて説明する。図14は、実施例3に係る液体吐出ヘッド10Cを示す断面図である。図15は、実施例3に係る供給側の振動吸収部70Eの一部を示す断面図である。図16は、実施例3に係る排出側の振動吸収部70Eの一部を示す断面図である。実施例3に係る液体吐出ヘッド10Cが、実施例1に係る液体吐出ヘッド10と違う点は、図2に示される実施例1に係る液体吐出ヘッド10と違う点は、振動吸収部70Aに代えて振動吸収部70Eを備える点、振動吸収部70Bに代えて振動吸収部70Fを備える点である。なお、実施例3の説明において、実施例1,2と同様の説明については省略する場合がある。
図15に示されるように、供給側の振動吸収部70Eは、コンプライアンス基板23Eと、金薄膜71Eとを備える。コンプライアンス基板23Eは、可撓性を有する膜を含む。コンプライアンス基板23Eは、弾性層23eと、絶縁層23fとを含む。弾性層23eは、例えば二酸化シリコン(SiO2)からなる。絶縁層23fは、例えば二酸化ジルコニウム(ZrO2)からなる。弾性層23eは、圧力室基板25上に成膜され、絶縁層23fは、弾性層23e上に成膜される。弾性層23eは、圧力室Cを覆う振動板26の弾性層26aと連続して形成されている。絶縁層23fは、振動板26の絶縁層26bと連続して形成されている。
複数のコンプライアンス基板23Eは、Y軸方向に並ぶ複数のダンパー室DAに対してそれぞれ設けられている。コンプライアンス基板23Eは、インクの圧力を受けて変形可能である。コンプライアンス基板23Eは、インクの圧力によって変形し、ダンパー室DA内のインクの圧力変動を吸収できる。複数のコンプライアンス基板23Eは、複数のダンパー室DAに対応して、個別に変動する。
金薄膜71Eは、コンプライアンス基板23E上に成膜されている。金薄膜71Eは、X軸方向に所定の長さを有する。金薄膜71EのX軸方向の長さは、ダンパー室DAのX軸方向の長さよりも短い。金薄膜71Eは、Y軸方向に所定の長さを有する。金薄膜71Eは、Y軸方向に並ぶ複数のコンプライアンス基板23Eを覆うように形成されている。金薄膜71Eは、複数のコンプライアンス基板23Eに対してそれぞれ設けられていてもよい。金薄膜71Eは、金から形成されている。金薄膜71Eの厚さは、コンプライアンス基板23Eの強度を補強するためにはある程度厚い方が良いが、ダンパー室DA内のインクの圧力変動を効率良く吸収するためにはある程度薄い方が良い。実験によれば、0.7~1.3μmであると上記の2つの効果を好適に得ることができた。振動吸収部70Eは、金薄膜71Eに代えて、金とは異なる金属、例えばスズ、銅、またはアルミニウムから形成された金属薄膜を備えるものでもよい。
図16に示されるように、排出側の振動吸収部70Fは、コンプライアンス基板23Fと、金薄膜71Fとを備える。コンプライアンス基板23Fは、可撓性を有する膜を含む。コンプライアンス基板23Fは、弾性層23gと、絶縁層23hとを含む。弾性層23gは、例えば二酸化シリコン(SiO2)からなる。絶縁層23hは、例えば二酸化ジルコニウム(ZrO2)からなる。弾性層2gは、圧力室基板25上に成膜され、絶縁層23hは、弾性層23g上に成膜される。弾性層23gは、圧力室Cを覆う振動板26の弾性層26aと連続して形成されている。絶縁層23hは、振動板26の絶縁層26bと連続して形成されている。
複数のコンプライアンス基板23Fは、Y軸方向に並ぶ複数のダンパー室DBに対してそれぞれ設けられている。コンプライアンス基板23Fは、インクの圧力を受けて変形可能である。コンプライアンス基板23Fは、インクの圧力によって変形し、ダンパー室DB内のインクの圧力変動を吸収できる。複数のコンプライアンス基板23Fは、複数のダンパー室DBに対応して、個別に変動する。
金薄膜71Fは、コンプライアンス基板23F上に成膜されている。金薄膜71Fは、X軸方向に所定の長さを有する。金薄膜71FのX軸方向の長さは、ダンパー室DBのX軸方向の長さよりも短い。金薄膜71Fは、Y軸方向に所定の長さを有する。金薄膜71Fは、Y軸方向に並ぶ複数のコンプライアンス基板23Fを覆うように形成されている。金薄膜71Fは、複数のコンプライアンス基板23Fに対してそれぞれ設けられていてもよい。金薄膜71Fは、金から形成されている。金薄膜71Fの厚さは、コンプライアンス基板23Fの強度を補強するためにはある程度厚い方が良いが、ダンパー室DB内のインクの圧力変動を効率良く吸収するためにはある程度薄い方が良い。実験によれば、0.7~1.3μmであると上記の2つの効果を好適に得ることができた。振動吸収部70Fは、金薄膜71Fに代えて、金とは異なる金属、例えばスズ、銅、またはアルミニウムから形成された金属薄膜を備えるものでもよい。
このように液体吐出ヘッド10Cは、コンプライアンス基板23E上に形成された金薄膜71Eを備えるものでもよい。液体吐出ヘッド10Cは、コンプライアンス基板23F上に形成された金薄膜71Fを備えるものでもよい。液体吐出ヘッド10Cでは、コンプライアンス基板23E,23F上に金薄膜71E,71Fが形成されているので、コンプライアンス基板23E,23Fの強度を補強できる。これにより、コンプライアンス基板23E,23Fの信頼性の向上を図ることができる。
また、金薄膜71E,71Fの厚さを変えることで、コンプライアンス基板23E,23Fの変形のしやすさを変えることができる。また、金薄膜71E,71Fの厚さを変えることで、振動吸収部70E,70Fによる振動の吸収効率を変えてもよい。また、コンプライアンス基板23E,23F上の金属薄膜の材質を変えることで、コンプライアンス基板23E,23Fの変形のしやすさを変えてもよい。
<実施例4>
次に、実施例4に係る液体吐出ヘッド10について説明する。実施例4に係る液体吐出ヘッド10の図示を省略する。実施例4に係る液体吐出ヘッド10の断面図は、図14~図16に示される実施例3の液体吐出ヘッド10Cの断面図とほぼ同じである。実施例4に係る液体吐出ヘッド10が、図14に示される実施例3の液体吐出ヘッド10Cと違う点は、ダンパー室DA,DBに代えて、ダンパー室DC,DDを備える点、及び、連通流路47A,47Bに代えて、連通流路47D,47Eを備える点である。ダンパー室DC,DD及び連通流路47D,47Eは、図11に示される実施例2のダンパー室DC,DD及び連通流路47D,47Eと同じである。
次に、実施例4に係る液体吐出ヘッド10について説明する。実施例4に係る液体吐出ヘッド10の図示を省略する。実施例4に係る液体吐出ヘッド10の断面図は、図14~図16に示される実施例3の液体吐出ヘッド10Cの断面図とほぼ同じである。実施例4に係る液体吐出ヘッド10が、図14に示される実施例3の液体吐出ヘッド10Cと違う点は、ダンパー室DA,DBに代えて、ダンパー室DC,DDを備える点、及び、連通流路47A,47Bに代えて、連通流路47D,47Eを備える点である。ダンパー室DC,DD及び連通流路47D,47Eは、図11に示される実施例2のダンパー室DC,DD及び連通流路47D,47Eと同じである。
実施例4に係る液体吐出ヘッド10では、共通供給流路であるダンパー室DCを覆うコンプライアンス基板23C上に金薄膜71Eが形成されている。実施例4に係る液体吐出ヘッド10では、共通排出流路であるダンパー室DDを覆うコンプライアンス基板23D上に金薄膜71Fが形成されている。金薄膜71E,71Fは、上記の実施例3の金薄膜71E,71Fと同様に形成できる。
<実施例5>
次に、実施例5に係る液体吐出ヘッド10Eについて説明する。実施例5に係る液体吐出ヘッド10Eの図示を省略する。実施例5に係る液体吐出ヘッド10Eの断面図は、図2に示される実施例1の液体吐出ヘッド10の断面図とほぼ同じである。実施例5に係る液体吐出ヘッド10Eが、図2に示される実施例1の液体吐出ヘッド10と違う点は、ダンパー室DAに代えて、ダンパー室DCを備える点、連通流路47Aに代えて、連通流路47Dを備える点、及び振動吸収部70Aに代えて、振動吸収部70Cを備える点である。ダンパー室DC、連通流路47D、及び振動吸収部70Cは、図11に示される実施例2のダンパー室DC、連通流路47D、振動吸収部70Cと同じである。
次に、実施例5に係る液体吐出ヘッド10Eについて説明する。実施例5に係る液体吐出ヘッド10Eの図示を省略する。実施例5に係る液体吐出ヘッド10Eの断面図は、図2に示される実施例1の液体吐出ヘッド10の断面図とほぼ同じである。実施例5に係る液体吐出ヘッド10Eが、図2に示される実施例1の液体吐出ヘッド10と違う点は、ダンパー室DAに代えて、ダンパー室DCを備える点、連通流路47Aに代えて、連通流路47Dを備える点、及び振動吸収部70Aに代えて、振動吸収部70Cを備える点である。ダンパー室DC、連通流路47D、及び振動吸収部70Cは、図11に示される実施例2のダンパー室DC、連通流路47D、振動吸収部70Cと同じである。
図17は、実施例5に係る液体吐出ヘッド10Eの連通板24Eの一部を示す平面図である。液体吐出ヘッド10Eは、実施例1の連通板24に代えて連通板24Eを備える。連通板24Eには、共通供給流路に含まれる連通流路47D、及び個別排出流路に含まれる連通流路47Bが形成されている。
図18は、実施例5に係る液体吐出ヘッド10Eの圧力室基板25Eの一部を示す平面図である。液体吐出ヘッド10Eは、実施例1の圧力室基板25に代えて圧力室基板25Eを備える。液体吐出ヘッド10Eは、実施例1の圧力室基板25に代えて圧力室基板25Eを備える。圧力室基板25Eには、共通供給流路に含まれるダンパー室DC、及び個別排出流路に含まれるダンパー室DBが形成されている。
このように液体吐出ヘッド10Eでは、供給側のダンパー室DCが複数の圧力室Cに対して共通に設けられ、排出側のダンパー室DBが複数の圧力室Cに対してそれぞれ個別に設けられている。液体吐出ヘッド10Eでは、複数の圧力室Cに対して、共通のコンプライアンス基板23Cが設けられている。液体吐出ヘッド10Eでは、複数の圧力室Cに対して、それぞれコンプライアンス基板23Bが設けられている。液体吐出ヘッド10Eでは、複数の圧力室Cに対して個別のコンプライアンス基板23Bが設けられている。
<実施例6>
次に、実施例6に係る液体吐出ヘッド10について説明する。実施例6に係る液体吐出ヘッド10の図示を省略する。実施例6に係る液体吐出ヘッド10の断面図は、図14に示される実施例3の液体吐出ヘッド10Cの断面図とほぼ同じである。実施例6に係る液体吐出ヘッド10が、図14に示される実施例3の液体吐出ヘッド10Cと違う点は、ダンパー室DAに代えて、ダンパー室DCを備える点、及び、連通流路47Aに代えて、連通流路47Dを備える点である。ダンパー室DC、連通流路47D、及び振動吸収部70Cは、図11に示される実施例2のダンパー室DC、連通流路47D、振動吸収部70Cと同じである。
次に、実施例6に係る液体吐出ヘッド10について説明する。実施例6に係る液体吐出ヘッド10の図示を省略する。実施例6に係る液体吐出ヘッド10の断面図は、図14に示される実施例3の液体吐出ヘッド10Cの断面図とほぼ同じである。実施例6に係る液体吐出ヘッド10が、図14に示される実施例3の液体吐出ヘッド10Cと違う点は、ダンパー室DAに代えて、ダンパー室DCを備える点、及び、連通流路47Aに代えて、連通流路47Dを備える点である。ダンパー室DC、連通流路47D、及び振動吸収部70Cは、図11に示される実施例2のダンパー室DC、連通流路47D、振動吸収部70Cと同じである。
実施例6の連通板は、図17に示される実施例5の連通板24Eと同じである。実施例6の圧力室基板は、図18に示される実施例5の圧力室基板25Eと同じである。
実施例6の液体吐出ヘッド10は、供給側の振動吸収部70Eと、排出側の振動吸収部70Fとを備える。供給側の振動吸収部70Eの断面図は、図15に示される振動吸収部70Eとほぼ同じである。実施例6では、共通供給流路であるダンパー室DCに対して設けられたコンプライアンス基板23Eが設けられている。供給側の振動吸収部70Eは、共通のダンパー室DCに対して設けられたコンプライアンス基板23Eと、このコンプライアンス基板23E上に設けられた金薄膜71とを備える。
供給側の振動吸収部70Fの断面図は、図16に示される振動吸収部70Fと同じである。実施例6では、個別排出流路であるダンパー室DBに対して設けられたコンプライアンス基板23Fが設けられている。排出側の振動吸収部70Fは、複数のダンパー室DCに対してそれぞれ設けられた複数のコンプライアンス基板23Eと、このコンプライアンス基板23E上に設けられた金薄膜71とを備える。
実施例6の液体吐出ヘッド10では、コンプライアンス基板23E,23F上に金薄膜71E,71Fが設けられている。
<実施例7>
次に、実施例7に係る液体吐出ヘッド10について説明する。実施例7に係る液体吐出ヘッド10の図示を省略する。実施例7に係る液体吐出ヘッド10の断面図は、図11に示される実施例2の液体吐出ヘッド10Bの断面図とほぼ同じである。実施例7に係る液体吐出ヘッド10が、図11に示される実施例2の液体吐出ヘッド10Bと違う点は、振動吸収部70Cに代えて、振動吸収部70Eを備える点である。実施例7では、供給側の振動吸収部70Eは、金薄膜71Eを有し、排出側の振動吸収部70Dは、圧電素子71Dを有する。
次に、実施例7に係る液体吐出ヘッド10について説明する。実施例7に係る液体吐出ヘッド10の図示を省略する。実施例7に係る液体吐出ヘッド10の断面図は、図11に示される実施例2の液体吐出ヘッド10Bの断面図とほぼ同じである。実施例7に係る液体吐出ヘッド10が、図11に示される実施例2の液体吐出ヘッド10Bと違う点は、振動吸収部70Cに代えて、振動吸収部70Eを備える点である。実施例7では、供給側の振動吸収部70Eは、金薄膜71Eを有し、排出側の振動吸収部70Dは、圧電素子71Dを有する。
実施例7では、供給側のコンプライアンス基板23C上に設けられる構造と、排出側のコンプライアンス基板23D上に設けられる構造とが異なる。このように、コンプライアンス基板23C,23D上の構造を変えることで、供給側における振動の吸収能力と、排出側における振動の吸収能力とに差を設けることができる。
例えば、実施例7の変形例として、供給側のコンプライアンス基板23Cに対して、圧電素子71Aを設け、排出側のコンプライアンス基板23Dに対して、金薄膜71Fを設けてもよい。また、その他の実施例に係る液体吐出ヘッド10においても、供給側と排出側とで、コンプライアンス基板上の構造を変えてよい。
<実施例8>
次に、実施例8に係る液体吐出ヘッド10Hについて説明する。図19は、実施例8に係る液体吐出ヘッド10Hを示す断面図である。図19に示す実施例8に係る液体吐出ヘッド10Hが、図2に示す実施例1の液体吐出ヘッド10と違う点は、液体が流れる向きが異なる点である。実施例8の液体吐出ヘッド10Hにおいて、液体が流れる向きは、実施例1の液体吐出ヘッド10における液体が流れる向きと逆である。図19において、液体が流れる向きが矢印で示されている。図19では、図1とほぼ同じ符号を付しているが、液体が流れる向きは、図1と逆向きである。なお、実施例8に係る液体吐出ヘッド10Hの説明において、上記の実施例1~7に係る液体吐出ヘッド10と同様の説明は省略する場合がある。
次に、実施例8に係る液体吐出ヘッド10Hについて説明する。図19は、実施例8に係る液体吐出ヘッド10Hを示す断面図である。図19に示す実施例8に係る液体吐出ヘッド10Hが、図2に示す実施例1の液体吐出ヘッド10と違う点は、液体が流れる向きが異なる点である。実施例8の液体吐出ヘッド10Hにおいて、液体が流れる向きは、実施例1の液体吐出ヘッド10における液体が流れる向きと逆である。図19において、液体が流れる向きが矢印で示されている。図19では、図1とほぼ同じ符号を付しているが、液体が流れる向きは、図1と逆向きである。なお、実施例8に係る液体吐出ヘッド10Hの説明において、上記の実施例1~7に係る液体吐出ヘッド10と同様の説明は省略する場合がある。
液体吐出ヘッド10Hには、インクが流れる流路40Hが形成されている。流路40Hは、供給口42C、排出口42D、共通液室RA,RB、ダンパー室DA,DB、圧力室C、連通流路47A~47C、及びノズルNを含む。
流路40Hは、供給流路41E及び排出流路41Fを有する。供給流路41Eは、圧力室Cよりも上流側の流路であり、連通板24及び圧力室基板25内の流路である。供給流路41Eは、流路45B、流路46B、連通流路47B、ダンパー室DB、及び連通流路47Cを含む。排出流路41Fは、圧力室Cよりも下流側の流路であり、連通板24及び圧力室基板25内の流路である。排出流路41Fは、ダンパー室DA、連通流路47A、流路46A、及び流路45Aを含む。
液体吐出ヘッド10Hは、供給側のダンパー室DBと、排出側のダンパー室DAとを備える。液体吐出ヘッド10Hは、供給側の振動吸収部70Bと、排出側の振動吸収部70Aとを備える。この場合、コンプライアンス基板23Bは、供給側のコンプライアンス基板である。コンプライアンス基板23Aは、排出側のコンプライアンス基板である。
実施例8では、排出側のコンプライアンス基板23AのX軸方向に沿う長さLX12が、供給側のコンプライアンス基板23BのX軸方向に沿う長さLX11よりも長い。
このように、排出側のコンプライアンス基板23AのX軸方向に沿う長さLX12が、供給側のコンプライアンス基板23BのX軸方向に沿う長さLX11よりも長くてもよい。
実施例8では、排出側のコンプライアンス基板23Aのコンプライアンス能力は、供給側のコンプライアンス基板23Bのコンプライアンス能力よりも大きい。コンプライアンス基板23A,23Bは、材質も同じであり、厚さも同じである。コンプライアンス基板23AのX軸方向に沿う長さLX12が、コンプライアンス基板23BのX軸方向に沿う長さLX11よりも長いので、コンプライアンス基板23Aのコンプライアンス能力は、コンプライアンス基板23Bのコンプライアンス能力よりも大きい。
実施例8では、排出流路41Fのイナータンスは、供給流路41Eのイナータンスよりも大きい。実施例8では、イナータンスの大きさに応じて、コンプライアンス基板23A,23Bのコンプライアンス能力が設定されている。
<液体吐出装置>
次に、図18及び図19を参照して、液体吐出ヘッド10を備える液体吐出装置1について説明する。図18は、液体吐出ヘッド10を備える液体吐出装置1を示す概略図である。液体吐出装置1は、上記の実施例1に係る液体吐出ヘッド10を備える。図18は、液体吐出装置1を示すブロック図である。なお、液体吐出装置1は、実施例1に係る液体吐出ヘッド10を備える構成に限定されない。液体吐出装置1は、実施例1に係る液体吐出ヘッド10に代えて、実施例2~7に係る液体吐出ヘッド10B~10Gを備えるものでもよい。
次に、図18及び図19を参照して、液体吐出ヘッド10を備える液体吐出装置1について説明する。図18は、液体吐出ヘッド10を備える液体吐出装置1を示す概略図である。液体吐出装置1は、上記の実施例1に係る液体吐出ヘッド10を備える。図18は、液体吐出装置1を示すブロック図である。なお、液体吐出装置1は、実施例1に係る液体吐出ヘッド10を備える構成に限定されない。液体吐出装置1は、実施例1に係る液体吐出ヘッド10に代えて、実施例2~7に係る液体吐出ヘッド10B~10Gを備えるものでもよい。
液体吐出装置1は、「液体」の一例であるインクを液滴として媒体PAに吐出するインクジェット方式の印刷装置である。液体吐出装置1は、シリアル型の印刷装置である。媒体PAは、典型的には印刷用紙である。なお、媒体PAは、印刷用紙に限定されず、例えば、樹脂フィルムまたは布帛等の任意の材質の印刷対象でもよい。
液体吐出装置1は、インクを吐出する液体吐出ヘッド10、インクを貯留する液体容器2、液体吐出ヘッド10を搭載するキャリッジ3、キャリッジ3を搬送するキャリッジ搬送機構4、媒体PAを搬送する媒体搬送機構5、及び、制御部30を備える。制御部30は、液体の吐出を制御する制御部である。
液体容器2の具体的な態様としては、例えば、液体吐出装置1に着脱可能なカートリッジ、可撓性のフィルムで形成された袋状のインクパック、及び、インクを補充可能なインクタンクが挙げられる。なお、液体容器2に貯留されるインクの種類は任意である。液体吐出装置1は、例えば、4色のインクに対応して複数の液体容器2を備える。4色のインクとしては、例えば、シアン、マゼンダ、イエロー、及び、ブラックがある。液体容器2は、キャリッジ3に搭載されるものでもよい。
液体吐出装置1は、インクを循環させる循環機構8を備える。循環機構8は、液体吐出ヘッド10にインクを供給する供給流路81と、液体吐出ヘッド10から排出されたインクを回収する回収流路82と、インクを移送するポンプ83と、を含む。
キャリッジ搬送機構4は、キャリッジ3を搬送するための搬送ベルト4a及びモーターを有する。媒体搬送機構5は、媒体PAを搬送するための搬送ローラー5a及びモーターを有する。キャリッジ搬送機構4及び媒体搬送機構5は、制御部30によって制御される。液体吐出装置1は、媒体搬送機構5によって媒体PAを搬送させながら、キャリッジ搬送機構4によってキャリッジ3を搬送させて、媒体PAにインク滴を吐出して印刷する。
液体吐出装置1は、図19に示されるように、リニアエンコーダー6を備える。キャリッジ3の位置を検出可能な位置に設けられている。リニアエンコーダー6は、キャリッジ3の位置に関する情報を取得する。リニアエンコーダー6は、キャリッジ3の移動に伴って、制御部30にエンコーダー信号を出力する。
制御部30は、1又は複数のCPU31を含む。制御部30は、CPU31の代わりに、又は、CPU31に加えて、FPGAを備えるものでもよい。制御部30は、記憶部35を含む。記憶部35は、例えばROM36及びRAM37を備える。記憶部35は、EEPROM、又はPROMを備えていてもよい。記憶部35は、ホストコンピューターから供給される印刷データImgを記憶できる。記憶部35は、液体吐出装置1の制御プログラムを記憶する。
CPUは、Central Processing Unitの略称である。FPGAは、field-programmable gate arrayの略称である。RAMは、Random Access Memoryの略称である。ROMは、Read Only Memoryの略称である。EEPROMは、Electrically Erasable Programmable Read-Only Memoryの略称である。PROMは、Programmable ROMの略称である。
制御部30は、液体吐出装置1の各部の動作を制御するための信号を生成する。制御部30は、印刷信号SI及び波形指定信号dComを生成できる。印刷信号SIは、液体吐出ヘッド20の動作の種類を指定するためのデジタル信号である。印刷信号SIは、圧電素子50に対して駆動信号Comを供給するか否かを指定できる。波形指定信号dComは、駆動信号Comの波形を規定するデジタル信号である。駆動信号Comは、圧電素子50を駆動するためのアナログ信号である。
液体吐出装置1は、駆動信号生成回路32を備える。駆動信号生成回路32は、制御部30と電気的に接続されている。駆動信号生成回路32は、DA変換回路を含む。駆動信号生成回路32は、波形指定信号dComにより規定される波形を有する駆動信号Comを生成する。制御部30は、リニアエンコーダー6からエンコーダー信号を受信すると、駆動信号生成回路32に、タイミング信号PTSを出力する。タイミング信号PTSは、駆動信号Comの生成タイミングを規定する。駆動信号生成回路32は、タイミング信号PTSを受信するごとに、駆動信号Comを出力する。
駆動回路62は、制御部30及び駆動信号生成回路32と電気的に接続されている。駆動回路62は、印刷信号SIに基づいて、駆動信号Comを圧電素子50に供給するか否かを切り替える。駆動回路62は、制御部30から供給される印刷信号SI、ラッチ信号LAT、及び、チェンジ信号CHに基づいて、駆動信号Comが供給される圧電素子50を選択できる。ラッチ信号LATは、印刷データImgのラッチタイミングを規定する。チェンジ信号CHは、駆動信号Comに含まれる駆動パルスの選択タイミングを規定する。
制御部30は、液体吐出ヘッド20によるインクの吐出動作を制御する。制御部30は、上述の通り、圧電素子50を駆動することにより、圧力室C内のインクの圧力を変動させて、ノズルNからインクを吐出する。制御部30は、印刷動作を行う際に、吐出動作を制御する。
このような液体吐出装置1において、上記の液体吐出ヘッド10を適用できる。液体吐出ヘッド10を備える液体吐出装置1では、供給側のコンプライアンス基板23AのX軸方向における長さLX1は、排出側のコンプライアンス基板23BのX軸方向における長さLX2よりも長い。排出側のコンプライアンス基板23Bの長さLX2を、供給側のコンプライアンス基板23Aの長さLX1よりも短くすることで、液体吐出ヘッド10の小型化を図ることができる。
なお、前述した実施形態は、本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更、付加が可能である。
<変形例1>
上記の実施例1に係る液体吐出ヘッド10では、コンプライアンス基板23A,23Bが、Z軸方向において、振動板26と同じ位置に設けられているが、コンプライアンス基板23A,23Bは、Z軸方向において振動板26と異なる位置に設けられていてもよい。例えば、供給側のコンプライアンス基板23Aは、連通流路47AのZ1方向に設けられていてもよい。排出側のコンプライアンス基板23Bは、連通流路47BのZ1方向に設けられていてもよい。コンプライアンス基板23A,23Bは、ノズル基板21に設けられていてもよい。
上記の実施例1に係る液体吐出ヘッド10では、コンプライアンス基板23A,23Bが、Z軸方向において、振動板26と同じ位置に設けられているが、コンプライアンス基板23A,23Bは、Z軸方向において振動板26と異なる位置に設けられていてもよい。例えば、供給側のコンプライアンス基板23Aは、連通流路47AのZ1方向に設けられていてもよい。排出側のコンプライアンス基板23Bは、連通流路47BのZ1方向に設けられていてもよい。コンプライアンス基板23A,23Bは、ノズル基板21に設けられていてもよい。
<変形例2>
上記の実施例1に係る液体吐出ヘッド10では、共通液室RA,RBに設けられたコンプライアンス基板77A,77Bを備える構成としているが、液体吐出ヘッド10は、コンプライアンス基板77A,77Bを備えていない構成でもよい。また、供給側のコンプライアンス基板77Aによるコンプライアンス量と、排出側のコンプライアンス基板77Bによるコンプライアンス量とは異なっていてもよい。また、コンプライアンス基板77A,77Bは、異なるサイズでもよい。
上記の実施例1に係る液体吐出ヘッド10では、共通液室RA,RBに設けられたコンプライアンス基板77A,77Bを備える構成としているが、液体吐出ヘッド10は、コンプライアンス基板77A,77Bを備えていない構成でもよい。また、供給側のコンプライアンス基板77Aによるコンプライアンス量と、排出側のコンプライアンス基板77Bによるコンプライアンス量とは異なっていてもよい。また、コンプライアンス基板77A,77Bは、異なるサイズでもよい。
<変形例3>
上記の実施例1に係る液体吐出ヘッド10では、X軸方向において、圧電素子50と排出側のコンプライアンス基板23Bとの間にCOF60が配置されているが、COF60の配置はこれに限定されない。例えば、COF60は、X軸方向において、圧電素子50と供給側のコンプライアンス基板23Aとの間に配置されていてもよい。
上記の実施例1に係る液体吐出ヘッド10では、X軸方向において、圧電素子50と排出側のコンプライアンス基板23Bとの間にCOF60が配置されているが、COF60の配置はこれに限定されない。例えば、COF60は、X軸方向において、圧電素子50と供給側のコンプライアンス基板23Aとの間に配置されていてもよい。
<変形例4>
上記の実施例1に係る液体吐出ヘッド10では、Z軸方向に見て、圧力室Cに重なる位置にノズルNが配置されているが、ノズルNは、圧力室Cと重ならない位置に配置されていてもよい。また、液体吐出ヘッド10は、1つのノズルNに対して、複数の圧力室Cが連通する構成でもよい。
上記の実施例1に係る液体吐出ヘッド10では、Z軸方向に見て、圧力室Cに重なる位置にノズルNが配置されているが、ノズルNは、圧力室Cと重ならない位置に配置されていてもよい。また、液体吐出ヘッド10は、1つのノズルNに対して、複数の圧力室Cが連通する構成でもよい。
<変形例5>
上記の実施例1に係る液体吐出ヘッド10では、振動吸収部70Aが、コンプライアンス基板23A上に設けられた個別電極層71a、共通電極層71b、及び圧電体層71cを備える構成としているが、振動吸収部70Aは、個別電極層71a、共通電極層71b、及び圧電体層71cを備えるものに限定されない。例えば、振動吸収部70Aは、圧電体層71c及び共通電極層71bを備え、個別電極層71aを備えていない構成でもよい。コンプライアンス基板23Aに配置されるものは、その他のものでもよい。コンプライアンス基板23A上に積層される物が、振動板26上の圧電素子50と同じ構成であると、圧電素子50を積層に、同時に、コンプライアンス基板23A上に、個別電極層71a、共通電極層71b、及び圧電体層71cを積層できる。そのため、コンプライアンス基板23Aに容易に圧電素子71Aを製造できる。コンプライアンス基板77B上の圧電素子71Bについても同様である。
上記の実施例1に係る液体吐出ヘッド10では、振動吸収部70Aが、コンプライアンス基板23A上に設けられた個別電極層71a、共通電極層71b、及び圧電体層71cを備える構成としているが、振動吸収部70Aは、個別電極層71a、共通電極層71b、及び圧電体層71cを備えるものに限定されない。例えば、振動吸収部70Aは、圧電体層71c及び共通電極層71bを備え、個別電極層71aを備えていない構成でもよい。コンプライアンス基板23Aに配置されるものは、その他のものでもよい。コンプライアンス基板23A上に積層される物が、振動板26上の圧電素子50と同じ構成であると、圧電素子50を積層に、同時に、コンプライアンス基板23A上に、個別電極層71a、共通電極層71b、及び圧電体層71cを積層できる。そのため、コンプライアンス基板23Aに容易に圧電素子71Aを製造できる。コンプライアンス基板77B上の圧電素子71Bについても同様である。
<変形例6>
供給側のコンプライアンス基板23Aの剛性は、排出側のコンプライアンス基板23Bの剛性よりも低くてもよい。例えば、コンプライアンス基板23A,23Bの膜厚、材質、X軸方向の長さ、Y軸方向の長さ等を変えることで、剛性を変えることができる。また、コンプライアンス基板23A,23B上の積層物の構成を変えて、コンプライアンス基板23A,23Bの剛性を変えてもよい。コンプライアンス基板23A,23B上の積層物は、例えば上記の圧電素子71A,71B、金薄膜71Eを含む。
供給側のコンプライアンス基板23Aの剛性は、排出側のコンプライアンス基板23Bの剛性よりも低くてもよい。例えば、コンプライアンス基板23A,23Bの膜厚、材質、X軸方向の長さ、Y軸方向の長さ等を変えることで、剛性を変えることができる。また、コンプライアンス基板23A,23B上の積層物の構成を変えて、コンプライアンス基板23A,23Bの剛性を変えてもよい。コンプライアンス基板23A,23B上の積層物は、例えば上記の圧電素子71A,71B、金薄膜71Eを含む。
前述の実施形態では、液体吐出ヘッド10を搭載したキャリッジ3を媒体PAの幅方向に往復させるシリアル方式の液体吐出装置1について例示しているが、液体吐出ヘッド10が所定の方向に並べられて配置されたラインヘッドを備えたライン方式の液体吐出装置に本発明を適用してもよい。
前述の実施形態で例示した液体吐出装置1は、印刷に専用される機器のほか、ファクシミリ装置やコピー機等の各種の機器に採用され得る。もっとも、本発明の液体吐出装置の用途は印刷に限定されない。例えば、色材の溶液を吐出する液体吐出装置は、液晶表示パネル等の表示装置のカラーフィルターを形成する製造装置として利用される。また、導電材料の溶液を吐出する液体吐出装置は、配線基板の配線や電極を形成する製造装置として利用される。また、生体に関する有機物の溶液を吐出する液体吐出装置は、例えばバイオチップを製造する製造装置として利用される。
1…液体吐出装置、10,10B,10C,10E,10H…液体吐出ヘッド、21…ノズル基板、23A…コンプライアンス基板(供給側コンプライアンス基板)、23B…コンプライアンス基板(排出側コンプライアンス基板)、24…連通板、25…圧力室基板、30…制御部、41A…供給流路、41B…排出流路、50…圧電素子、77A…コンプライアンス基板(第2供給側コンプライアンス基板)、77B…コンプライアンス基板(第2排出側コンプライアンス基板)、61…フレキシブル配線基板(配線基板)、C…圧力室、CL…圧力室列、LX1…供給側コンプライアンス基板の長さ、LX2…排出側コンプライアンス基板の長さ、N…ノズル、X…X軸方向(第1方向)、X1…X1方向(第1方向の一方側)、X2…X2方向(第1方向の他方側)、Y…Y軸方向(第2方向)、Z…Z軸方向(第3方向)。
Claims (17)
- 液体を吐出するノズルと、
液体に圧力を付与するための圧力室と、
前記圧力室よりも第1方向の一方側に位置し、前記圧力室に液体を供給する供給流路と、
前記圧力室よりも前記第1方向の他方側に位置し、前記圧力室から液体を排出する排出流路と、
前記供給流路に面して設けられ、前記供給流路内の液体の振動を吸収するための供給側コンプライアンス基板と、
前記排出流路に面して設けられ、前記排出流路内の液体の振動を吸収するための排出側コンプライアンス基板と、
を有し、
前記排出側コンプライアンス基板の前記第1方向に沿う長さは、前記供給側コンプライアンス基板の前記第1方向沿う長さよりも短いことを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 前記排出側コンプライアンス基板のコンプライアンス能力は、前記供給側コンプライアンス基板のコンプライアンス能力よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の液体吐出ヘッド。
- 複数の前記圧力室が所定方向に配列された圧力室列を更に含み、
前記供給側コンプライアンス基板は、前記複数の圧力室に対して共通に設けられ、
前記排出側コンプライアンス基板は、前記複数の圧力室に対して個別に設けられることを特徴とする請求項2に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記供給側コンプライアンス基板の剛性は、前記排出側コンプライアンス基板の剛性よりも低いことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記排出流路のイナータンスは、前記供給流路のイナータンスよりも大きいことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記排出流路の前記第1方向に沿う長さは、前記供給流路の前記第1方向に沿う長さよりも長いことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記供給流路よりも上流側に、前記供給側コンプライアンス基板と異なる第2供給側コンプライアンス基板が更に設けられ、
前記排出流路よりも下流側に、前記排出側コンプライアンス基板と異なる第2排出側コンプライアンス基板が更に設けられることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記第2供給側コンプライアンス基板と前記第2排出側コンプライアンス基板は、前記第1方向と交差する第2方向に沿って設けられることを特徴とする請求項7に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記第2供給側コンプライアンス基板の前記第2方向に沿う長さは、前記第2排出側コンプライアンス基板の前記第2方向に沿う長さと等しいことを特徴とする請求項8に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記第1方向において、前記供給側コンプライアンス基板と、前記排出側コンプライアンス基板とは、互いに離間して配置されていることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記圧力室は、前記第1方向において、前記供給側コンプライアンス基板と、前記排出側コンプライアンス基板との間に位置することを特徴とする請求項10に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記圧力室に対して設けられ、前記圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧電素子と、
前記圧電素子に電気的に接続される配線基板と、を備え、
前記配線基板は、前記排出側コンプライアンス基板の厚み方向に沿う第3方向に見て、前記排出側コンプライアンス基板と、前記圧力室との間に位置することを特徴とする請求項11に記載の液体吐出ヘッド。 - 液体を吐出するノズルと、
液体に圧力を付与するための圧力室と、
前記圧力室よりも第1方向の一方側に位置し、前記ノズルに液体を供給する供給流路と、
前記圧力室よりも前記第1方向の他方側に位置し、前記ノズルから液体を排出する排出流路と、
前記供給流路に面して設けられ、前記供給流路内の液体の振動を吸収するための供給側コンプライアンス基板と、
前記排出流路に面して設けられ、前記排出流路内の液体の振動を吸収するための排出側コンプライアンス基板と、
を有し、
前記排出側コンプライアンス基板の前記第1方向に沿う長さは、前記供給側コンプライアンス基板の前記第1方向に沿う長さよりも長いことを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 前記排出側コンプライアンス基板のコンプライアンス能力は、前記供給側コンプライアンス基板のコンプライアンス能力よりも大きいことを特徴とする請求項13に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記排出流路のイナータンスは、前記供給流路のイナータンスよりも小さいことを特徴とする請求項13又は14に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記圧力室が設けられた圧力室基板と、
前記ノズルが設けられたノズル基板と、
前記供給流路と前記排出流路の一部が設けられ、前記圧力室基板と前記ノズル基板の間に設けられた連通板と、を更に有し、
前記供給流路は、前記連通板と前記圧力室基板に設けられた流路のうちの前記圧力室よりも上流側の流路であり、
前記排出流路は、前記連通板と前記圧力室基板に設けられた流路のうちの前記圧力室よりも下流側の流路であることを特徴とする請求項1から15のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。 - 請求項1~16のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドから液体を吐出させる吐出動作を制御する制御部と、を有することを特徴とする液体吐出装置。
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