JP2023091561A - ヘッドチップ、液体噴射ヘッド及び液体噴射記録装置 - Google Patents
ヘッドチップ、液体噴射ヘッド及び液体噴射記録装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023091561A JP2023091561A JP2021206364A JP2021206364A JP2023091561A JP 2023091561 A JP2023091561 A JP 2023091561A JP 2021206364 A JP2021206364 A JP 2021206364A JP 2021206364 A JP2021206364 A JP 2021206364A JP 2023091561 A JP2023091561 A JP 2023091561A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wiring
- actuator plate
- hole
- common
- individual
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 71
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 22
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 20
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 19
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 description 15
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 13
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 10
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 8
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 6
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 5
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 3
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 3
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000007723 transport mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
- B41J2/14209—Structure of print heads with piezoelectric elements of finger type, chamber walls consisting integrally of piezoelectric material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
- B41J2/14233—Structure of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/21—Ink jet for multi-colour printing
- B41J2/2103—Features not dealing with the colouring process per se, e.g. construction of printers or heads, driving circuit adaptations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
- B41J2/14209—Structure of print heads with piezoelectric elements of finger type, chamber walls consisting integrally of piezoelectric material
- B41J2002/14225—Finger type piezoelectric element on only one side of the chamber
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
- B41J2/14233—Structure of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm
- B41J2002/14241—Structure of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm having a cover around the piezoelectric thin film element
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
(1)本開示の一態様に係るヘッドチップは、液体が収容される複数の圧力室を有する流路部材と、前記圧力室に対して第1方向に向かい合った状態で前記流路部材上に積層されたアクチュエータプレートと、前記アクチュエータプレートのうち前記第1方向を向く面に形成され、前記アクチュエータプレートを前記第1方向に変形させて前記圧力室の容積を変化させる駆動電極と、を備え、前記アクチュエータプレートのうち、前記第1方向から見て隣り合う前記圧力室同士の間に位置する部分には、隣り合う前記圧力室同士の間で前記アクチュエータプレートを区切る分断溝が形成されている。
本態様によれば、絶縁シートによって駆動電極が液体に触れるのを抑制できるので、駆動電極の短絡や腐食等を抑制できる。また、絶縁シートが分断溝を覆うように設けられることで、絶縁シートをアクチュエータプレートに貼り付ける際に絶縁シートとアクチュエータプレートとの間に閉じ込められる気泡を、分断溝内に排出することができる。これにより、アクチュエータプレートと絶縁シートとの密着性を向上させることができる。その結果、アクチュエータプレートと絶縁シートとの間への液体の進入を抑制し、駆動電極の短絡や腐食等を抑制し易くなる。
本態様によれば、貫通配線を介して駆動電極を第2面側まで引き回すことで、外部配線の実装領域を確保し易くなる。これにより、設計自由度を向上させることができる。
本態様によれば、分断溝及び貫通孔を一体で形成することで、分断溝及び貫通孔を別々に形成する場合に比べヘッドチップの小型化を図ることができる。
本態様によれば、貫通孔と分断溝とを別々に設けることで、貫通孔と分断溝とをそれぞれの機能に適した形状にする等、設計自由度の向上を図ることができる。
本態様によれば、分断溝は、機械的クロストークを抑制できる程度の幅を確保していればよいので、圧力室に対して第3方向の外側に貫通孔が設けられていることで、第2方向で隣り合う圧力室間の間隔を縮小することができる。その結果、ヘッドチップの第2方向での小型化を図ることができる。また、1枚のウエハからヘッドチップを切り出す場合において、1枚のウエハ当たりのヘッドチップの取り個数を増加させることができる。その結果、低コスト化を図ることができる。
本態様によれば、複数の圧力室に対して貫通孔を共通化させることで、構成の簡素化を図ることができる。
本態様によれば、貫通孔が圧力室毎に設けられていることで、各貫通孔内に対して一つの圧力室に対応した貫通配線を形成することができる。これにより、配線のパターニングが容易になり、製造効率の向上を図ることができる。
本態様によれば、高品質な液体噴射ヘッドを提供できる。
本態様によれば、高品質な液体噴射記録装置を提供できる。
[プリンタ1]
図1はプリンタ1の概略構成図である。
図1に示すプリンタ(液体噴射記録装置)1は、一対の搬送機構2,3と、インクタンク4と、インクジェットヘッド(液体噴射ヘッド)5と、インク循環機構6と、走査機構7と、を備えている。
インクタンク4には、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のインクが各別に収容されている。各インクジェットヘッド5は、接続されたインクタンク4に応じてイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のインクをそれぞれ吐出可能に構成されている。
図1、図2に示すように、インク循環機構6は、インクタンク4とインクジェットヘッド5との間でインクを循環させる。具体的に、インク循環機構6は、インク供給管21及びインク排出管22を有する循環流路23と、インク供給管21に接続された加圧ポンプ24と、インク排出管22に接続された吸引ポンプ25と、を備えている。
吸引ポンプ25は、インク排出管22内を減圧し、インク排出管22内を通してインクジェットヘッド5からインクを吸引している。これにより、インクジェットヘッド5に対してインク排出管22側は負圧となっている。インクは、加圧ポンプ24及び吸引ポンプ25の駆動により、インクジェットヘッド5とインクタンク4との間を、循環流路23を通して循環可能となっている。
インクジェットヘッド5は、キャリッジ29に搭載されている。図示の例では、複数のインクジェットヘッド5が、一つのキャリッジ29にY方向に並んで搭載されている。インクジェットヘッド5は、ヘッドチップ50(図3参照)と、インク循環機構6及びヘッドチップ50間を接続するインク供給部(不図示)と、ヘッドチップ50に駆動電圧を印加する制御部(不図示)と、を備えている。
図3は、ヘッドチップ50の分解斜視図である。図4は、図3のIV-IV線に対応するヘッドチップ50の断面図である。図5は、図4のV-V線に対応するヘッドチップ50の断面図である。
図3~図5に示すヘッドチップ50は、インクタンク4との間でインクを循環させるとともに、後述する圧力室61における延在方向(Y方向)の中央部からインクを吐出する、いわゆる循環式サイドシュートタイプのヘッドチップ50である。ヘッドチップ50は、ノズルプレート51と、流路部材52と、第1フィルム53とアクチュエータプレート54と、第2フィルム55と、カバープレート56と、を備えている。以下の説明では、Z方向のうち、ノズルプレート51からカバープレート56に向かう方向(+Z側)を上側とし、カバープレート56からノズルプレート51に向かう方向(-Z側)を下側として説明する場合がある。
図6に示すように、各圧力室61は、X方向に間隔をあけて並んでいる。したがって、流路部材52のうち、隣り合う圧力室61間に位置する部分は、隣り合う圧力室61間をX方向に仕切る仕切壁62を構成している。各圧力室61は、Y方向に直線状に延びる溝状に形成されている。各圧力室61は、Y方向の少なくとも一部(第1実施形態ではY方向の中央部)において、流路部材52を貫通している。なお、第1実施形態では、チャネル延在方向がY方向に一致する構成について説明するが、チャネル延在方向がY方向に交差していてもよい。また、圧力室61の平面視形状は、長方形状(X方向及びY方向のうち、何れか一方を長手方向とし、他方を短手方向とする形状)に限られない。圧力室61の平面視形状は、正方形状や三角形状等の多角形状、円形状、楕円形状等であってもよい。
入口側共通流路64は、流路部材52のうち各圧力室61に対して+Y側に位置する部分をX方向に延びている。入口側共通流路64における-X側端部は、入口ポート(不図示)に接続される。入口ポートは、インク供給管21(図2参照)に直接的又は間接的に接続されている。すなわち、インク供給管21内を流れるインクは、入口ポートを通じて入口側共通流路64に供給される。
入口側連通路65は、入口側共通流路64と各圧力室61との間をそれぞれ接続している。具体的に、各入口側連通路65は、入口側共通流路64のうちX方向から見て各圧力室61と重なり合う部分から、-Y側に向けてそれぞれ分岐している。入口側連通路65における-Y側端部は、圧力室61に接続されている。
出口側連通路67は、出口側共通流路66と各圧力室61との間をそれぞれ接続している。具体的に、各出口側連通路67は、出口側共通流路66のうちX方向から見て各圧力室61と重なり合う部分から、+Y側に向けてそれぞれ分岐している。出口側連通路67における+Y側端部は、圧力室61に接続されている。第1実施形態において、各連通路65,67におけるX方向の幅は、圧力室61におけるX方向の幅に比べて狭い。これにより、一の圧力室61内で発生した圧力変動が連通路65,67を通じて他の圧力室61に伝播される、いわゆるクロストークを抑制できる。但し、連通路65,67の寸法は適宜変更が可能である。
図7、図8に示すように、駆動配線75Aは、共通配線81と、個別配線82と、を備えている。
共通配線81は、第1共通電極81aと、第2共通電極81bと、下面引き回し配線81cと、上面引き回し配線81dと、第1貫通配線81eと、第2貫通配線81fと、共通パッド81gと、を備えている。なお、共通配線81のうち、共通電極81a,81b以外の部分(下面引き回し配線81c、上面引き回し配線81d、貫通配線81e、共通接続配線81f及び共通パッド81g)と、アクチュエータプレート54と、の間には不図示の絶縁体(例えば、SiO2等)が設けられていることが好ましい。
図4、図9に示すように、第2貫通配線81fは、第1貫通配線81eをカバープレート56の上面まで引き回している。第2貫通配線81fは、第2フィルム55及びカバープレート56をZ方向に貫通して設けられている。具体的に、第2フィルム55及びカバープレート56のうち共通配線用第1孔91とZ方向から見て重なり合う位置には、共通配線用第2孔92が形成されている。共通配線用第2孔92は、共通配線用第1孔91と同様にY方向に延びる長溝である。共通配線用第2孔92は、共通配線用第1孔91に連通している。共通配線用第2孔92は、Z方向から見て共通配線用第1孔91の外形よりも一回り大きくなっている。したがって、共通配線用第2孔92内において、共通配線用第1孔91との境界部分にはアクチュエータプレート54の上面により形成された段差面98が形成されている。
次に、上述したように構成されたプリンタ1を利用して、被記録媒体Pに文字や図形等を記録する場合について以下に説明する。
なお、初期状態として、図1に示す4つのインクタンク4にはそれぞれ異なる色のインクが十分に封入されているものとする。また、インクタンク4内のインクがインク循環機構6を介してインクジェットヘッド5内に充填された状態となっている。
インクジェットヘッド5が往復移動する間に、各インクジェットヘッド5よりインクを被記録媒体Pに適宜吐出させる。これにより、被記録媒体Pに対して文字や画像等の記録を行うことができる。
第1実施形態のような循環式サイドシュートタイプのインクジェットヘッド5では、まず図2に示す加圧ポンプ24及び吸引ポンプ25を作動させることで、循環流路23内にインクを流通させる。この場合、インク供給管21を流通するインクは、入口側共通流路64及び入口側連通路65を通して各圧力室61内に供給される。各圧力室61内に供給されたインクは、各圧力室61をY方向に流通する。その後、インクは、出口側連通路67を通じて出口側共通流路66に排出された後、インク排出管22を通してインクタンク4に戻される。これにより、インクジェットヘッド5とインクタンク4との間でインクを循環させることができる。
図10に示すように、駆動電圧の印加により、第1共通電極81a及び第1個別電極82a間、並びに第2共通電極81b及び第2個別電極82b間には、X方向で電位差が生じる。X方向に生じた電位差により、アクチュエータプレート54には分極方向(Z方向)に直交する方向に電界が生じる。その結果、アクチュエータプレート54は、シェアモードによりZ方向に厚み滑り変形する。具体的に、アクチュエータプレート54の下面において、第1共通電極81a及び第1個別電極82a間には、X方向で互いに接近する向きに電界が生じる(矢印E1参照)。アクチュエータプレート54の上面において、第2共通電極81b及び第2個別電極82b間には、X方向で互いに離れる向きに電界が生じる(矢印E2参照)。その結果、アクチュエータプレート54のうち、各圧力室61に対応する部分は、X方向の両端部から中央部に向かうに従い上方に向けてせん断変形する。一方、第1共通電極81a及び第2個別電極82b間、並びに第1個別電極82a及び第2共通電極81b間には、Z方向で電位差が生じる。Z方向に生じた電位差により、アクチュエータプレート54には分極方向(Z方向)に平行な方向に電界が生じる(矢印E0参照)。その結果、アクチュエータプレート54は、ベンドモードによりZ方向に伸縮変形する。すなわち、第1実施形態のヘッドチップ50では、アクチュエータプレート54のシェアモード及びベンドモードに起因する変形が、何れもZ方向に及ぶことになる。具体的に、駆動電圧の印加により、アクチュエータプレート54は、圧力室61から離間する向きに変形する。これにより、圧力室61内の容積が拡大する。その後、駆動電圧をゼロにすると、アクチュエータプレート54が復元することで、圧力室61内の容積が元に戻ろうとする。アクチュエータプレート54が復元する過程で、圧力室61内の圧力が増加し、圧力室61内のインクがノズル孔71を通じて外部に吐出される。外部に吐出されたインクが被記録媒体Pに着弾することで、被記録媒体Pに印刷情報が記録される。
次に、上述したヘッドチップ50の製造方法について説明する。図11は、ヘッドチップ50の製造方法を説明するためのフローチャートである。図12~図23は、ヘッドチップ50の製造方法を説明するための工程図であって、図4に対応する断面図である。以下の説明では、便宜上、ヘッドチップ50をチップレベルで製造する場合を例にして説明する。
図11に示すように、ヘッドチップ50の製造方法は、アクチュエータ第1加工工程S01と、カバー第1加工工程S02と、第1接合工程S03と、フィルム加工工程S04と、第2接合工程S05と、アクチュエータ第2加工工程S06と、カバー第2加工工程S07と、第3接合工程S08と、流路部材第1加工工程S09と、第4接合工程S10と、流路部材第2加工工程S11と、第5接合工程S11と、を備えている。
フィルム加工工程S04では、共通配線用第2孔92及び個別配線用第2孔94の一部となる貫通孔107,108を形成する。貫通孔107,108は、第2フィルム55のうち対応する凹部100,101とZ方向から見て重なり合う部分に対し、例えばレーザ加工等を行うことで形成できる。これにより、凹部100及び貫通孔107同士、並びに凹部101及び貫通孔108同士が互いに連通する。
次に、カバー第2加工工程S07では、カバープレート56の上面に対し、共通分離溝96を形成する。共通分離溝96は、アクチュエータプレート54に対して例えば上面側からダイサーを進入させることにより行う。
図21に示すように、流路部材第1加工工程S09では、流路部材52に対して流路60(図5参照)や圧力室61を形成する。流路60や圧力室61は、流路部材52に対して例えばサンドブラスト等を行うことで形成される。
以上により、ヘッドチップ50が完成する。
この構成によれば、アクチュエータプレート54のうち一の圧力室61に対応する部分の変形が一の圧力室61に隣り合う他の圧力室61に対応する部分にまで及ぶことを抑制できる。その結果、機械的クロストークの発生による吐出性能の低下を抑制できる。
この構成によれば、第1フィルム53によって駆動配線75がインクに触れるのを抑制できるので、駆動配線75の短絡や腐食等を抑制できる。また、第1フィルム53が配線用第1孔91,93を覆うように設けられることで、第1フィルム53をアクチュエータプレート54に貼り付ける際に第1フィルム53とアクチュエータプレート54との間に閉じ込められる気泡を、第1フィルム53内に排出することができる。これにより、アクチュエータプレート54と第1フィルム53との密着性を向上させることができる。その結果、アクチュエータプレート54と第1フィルム53との間へのインクの進入を抑制し、駆動配線75の短絡や腐食等を抑制し易くなる。
この構成によれば、貫通配線81e,82eを介して電極81a,82aをアクチュエータプレート54の上面側まで引き回すことで、フレキシブルプリント基板(外部配線)97の実装領域を確保し易くなる。これにより、設計自由度を向上させることができる。
しかも、第1実施形態では、配線用第1孔91,93を隣り合う圧力室61同士の間に位置する部分に形成することで、配線用第1孔91,93に分断溝と貫通孔としての機能を具備させることができる。これにより、分断溝及び貫通孔を別々に形成する場合に比べヘッドチップ50の小型化を図ることができる。
図24は、図25のXXIV-XXIV線に対応するヘッドチップ50の断面図である。図25は、図24のXV-XV線に対応するヘッドチップ50の断面図である。図26は、アクチュエータプレート54の底面図である。図27は、アクチュエータプレート54の平面図である。図28は、カバープレート56の平面図である。第2実施形態では、分断溝と貫通孔とを別々に備えている点で上述した実施形態と相違している。
図24~図28に示すヘッドチップ50において、共通配線81は、第1共通電極81aと、第2共通電極81bと、第1貫通配線81eと、第2貫通配線81fと、共通パッド81gと、を備えている。
第1共通電極81a及び第2共通電極81bは、上述した第1実施形態と同様に各圧力室61毎に設けられている。
第1個別電極82a及び第2個別電極82bは、上述した第1実施形態と同様に各圧力室61毎に設けられている。
例えば、第2実施形態では、配線用第1孔91,93を圧力室61に対してY方向(第3方向)の外側に設けられている構成とした。
この構成によれば、分断溝200は、機械的クロストークを抑制できる程度の幅を確保していればよいので、圧力室61に対してY方向の外側に配線用第1孔91,93が設けられていることで、X方向で隣り合う圧力室61間の間隔を縮小することができる。その結果、ヘッドチップ50のX方向での小型化や、ノズル孔71の狭ピッチ化を図ることができる。また、1枚のウエハからヘッドチップ50を切り出す場合において、1枚のウエハ当たりのヘッドチップ50の取り個数を増加させることができる。その結果、低コスト化を図ることができる。
一方、分断溝200の幅を狭くすることで、電極81a,81b,82a,82bの幅を確保し易くなる。そのため、電極81a,81b,82a,82bに対して効果的に電圧を印加することができ、発生圧力の向上を図ることもできる。
しかも、第2実施形態では、隣り合う圧力室61のうち一の圧力室61のみからインクを吐出する際、アクチュエータプレート54のうち一の圧力室61に対応する部分の個別電極82b1と、他の圧力室61に対応する部分の個別電極82b2と、の間に電位差が生じることを、分断溝200によって抑制できる。そのため、電圧が印加されない個別電極によって、アクチュエータプレート54の本来の駆動が妨げられることを抑制できる。
図29は、アクチュエータプレート54の底面図である。図30は、アクチュエータプレート54の平面図である。図31は、カバープレート56の平面図である。第3実施形態では、配線用第1孔91,93及び配線用第2孔92,94が圧力室61毎に個別で設けられている点で上述した実施形態と相違している。
図29、図30に示すように、共通配線用第1孔91は、アクチュエータプレート54のうち各圧力室61に対して-Y側に位置する部分にそれぞれ形成されている。共通配線用第1孔91の内面には、第1貫通配線81eが形成されている。
この構成によれば、配線用第1孔91,93が圧力室61毎に設けられていることで、各配線用第1孔91,93内に対して一つの圧力室61に対応した貫通配線を形成することができる。この場合、隣り合う圧力室61に対応する個別配線82同士が個別配線用第1孔93内で接続されることを抑制できるので、配線のパターニングが容易になり、製造効率の向上を図ることができる。
図32は、アクチュエータプレート54の底面図である。図33は、アクチュエータプレート54の平面図である。
図32、図33に示すヘッドチップ50において、共通配線用第1孔91は、アクチュエータプレート54のうち圧力室61に対してX方向にずれた位置であって、分断溝200に対して-Y側に位置する部分に形成されている。図示の例において、共通配線用第1孔91は、隣り合う圧力室61同士の間に位置している。但し、共通配線用第1孔91は、圧力室61に対してY方向の外側に位置していてもよい。
なお、本開示の技術範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上述した実施形態では、液体噴射記録装置の一例として、インクジェットプリンタ1を例に挙げて説明したが、プリンタに限られるものではない。例えば、ファックスやオンデマンド印刷機等であってもよい。
上述した実施形態では、印刷時にインクジェットヘッドが被記録媒体に対して移動する構成(いわゆる、シャトル機)を例にして説明をしたが、この構成に限られない。本開示に係る構成は、インクジェットヘッドを固定した状態で、インクジェットヘッドに対して被記録媒体を移動させる構成(いわゆる、固定ヘッド機)に採用してもよい。
上述した実施形態では、被記録媒体Pが紙の場合について説明したが、この構成に限られない。被記録媒体Pは、紙に限らず、金属材料や樹脂材料であってもよく、食品等であってもよい。
上述した実施形態では、液体噴射ヘッドが液体噴射記録装置に搭載された構成について説明したが、この構成に限られない。すなわち、液体噴射ヘッドから噴射される液体は、被記録媒体に着弾させるものに限らず、例えば調剤中に配合する薬液や、食品に添加する調味料や香料等の食品添加物、空気中に噴射する芳香剤等であってもよい。
上述した実施形態では、循環式サイドシュートタイプのヘッドチップ50を例にして説明したが、この構成に限られない。ヘッドチップは、圧力室61における延在方向(Y方向)の端部からインクを吐出する、いわゆるエッジシュートタイプであってもよい。
さらに、上述した図34に示す構成では、少なくとも圧力室61とZ方向から見て重なり合う位置で、共通電極及び個別電極が向かい合う構成について説明したが、この構成に限られない。例えば、図36に示すように、アクチュエータプレート54の下面において第1共通電極81a及び第1個別電極82aが並んだ状態で、仕切壁62で向かい合う位置のみで第1個別電極82a及び第2共通電極81bが向かい合う構成であってもよい。
5:インクジェットヘッド(液体噴射ヘッド)
50:ヘッドチップ
52:流路部材
53:第1フィルム(絶縁シート)
54:アクチュエータプレート
60:流路
61:圧力室
81a:第1共通電極(駆動電極)
81b:第2共通電極(駆動電極)
81e:第1貫通配線(貫通配線)
82a:第1個別電極(駆動電極)
82b:第2個別電極(駆動電極)
82e:第1貫通配線(貫通配線)
91:共通配線用第1孔(貫通孔、分断溝)
93:個別配線用第1孔(貫通孔、分断溝)
200:分断溝
Claims (10)
- 液体が収容される複数の圧力室を有する流路部材と、
前記圧力室に対して第1方向に向かい合った状態で前記流路部材上に積層されたアクチュエータプレートと、
前記アクチュエータプレートのうち前記第1方向を向く面に形成され、前記アクチュエータプレートを前記第1方向に変形させて前記圧力室の容積を変化させる駆動電極と、を備え、
前記アクチュエータプレートのうち、前記第1方向から見て隣り合う前記圧力室同士の間に位置する部分には、隣り合う前記圧力室同士の間で前記アクチュエータプレートを区切る分断溝が形成されているヘッドチップ。 - 前記圧力室は、前記第1方向において前記アクチュエータプレートに向けて開口する開口部を備え、
前記駆動電極は、前記アクチュエータプレートのうち前記第1方向で前記流路部材に向かい合う第1面に設けられ、
前記分断溝は、少なくとも前記第1面上で開口し、
前記第1面上には、前記駆動電極及び前記分断溝を覆うように絶縁シートが貼り付けられ、
前記アクチュエータプレートは、前記開口部を閉塞するように前記流路部材上に前記絶縁シートを介して設けられている請求項1に記載のヘッドチップ。 - 前記アクチュエータプレートには、前記アクチュエータプレートを前記第1方向に貫通する貫通孔が形成され、
前記貫通孔内には、前記アクチュエータプレートのうち前記第1方向で前記第1面と反対側を向く第2面側に向けて前記駆動電極を引き回す貫通配線が形成されている請求項2に記載のヘッドチップ。 - 前記貫通孔は、前記アクチュエータプレートのうち、前記第1方向から見て隣り合う前記圧力室同士の間に位置する部分に、前記分断溝と一体で形成されている請求項3に記載のヘッドチップ。
- 前記貫通孔は、前記分断溝とは別に設けられている請求項3に記載のヘッドチップ。
- 前記第1方向から見て複数の前記圧力室の配列方向を第2方向とすると、
前記貫通孔は、前記アクチュエータプレートのうち前記第1方向から見て前記第2方向に交差する第3方向において前記圧力室の外側に設けられている請求項5に記載のヘッドチップ。 - 前記貫通孔は、複数の前記圧力室に跨って前記第2方向に延びている請求項6に記載のヘッドチップ。
- 前記貫通孔は、前記第3方向において前記圧力室の外側に位置する部分で、前記圧力室毎に設けられている請求項6又は請求項7に記載のヘッドチップ。
- 請求項1から請求項8の何れか1項に記載のヘッドチップを備えている液体噴射ヘッド。
- 請求項9に記載の液体噴射ヘッドを備えている液体噴射記録装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021206364A JP7032604B1 (ja) | 2021-12-20 | 2021-12-20 | ヘッドチップ、液体噴射ヘッド及び液体噴射記録装置 |
US18/080,489 US20230191782A1 (en) | 2021-12-20 | 2022-12-13 | Head chip, liquid jet head, and liquid jet recording device |
CN202211637887.6A CN116278391A (zh) | 2021-12-20 | 2022-12-20 | 头芯片、液体喷射头和液体喷射记录装置 |
EP22214897.5A EP4197794A1 (en) | 2021-12-20 | 2022-12-20 | Head chip, liquid jet head, and liquid jet recording device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021206364A JP7032604B1 (ja) | 2021-12-20 | 2021-12-20 | ヘッドチップ、液体噴射ヘッド及び液体噴射記録装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP7032604B1 JP7032604B1 (ja) | 2022-03-08 |
JP2023091561A true JP2023091561A (ja) | 2023-06-30 |
Family
ID=81212892
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021206364A Active JP7032604B1 (ja) | 2021-12-20 | 2021-12-20 | ヘッドチップ、液体噴射ヘッド及び液体噴射記録装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230191782A1 (ja) |
EP (1) | EP4197794A1 (ja) |
JP (1) | JP7032604B1 (ja) |
CN (1) | CN116278391A (ja) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1058674A (ja) * | 1996-08-19 | 1998-03-03 | Brother Ind Ltd | インクジェットヘッド |
JP2000218780A (ja) * | 1999-01-29 | 2000-08-08 | Kyocera Corp | インクジェットプリンタヘッド |
JP2006297915A (ja) * | 2005-03-22 | 2006-11-02 | Brother Ind Ltd | 圧電アクチュエータ、インクジェットヘッドおよびそれらの製造方法 |
JP2008012855A (ja) * | 2006-07-07 | 2008-01-24 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | インクジェットヘッド |
JP2009231777A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-08 | Fujifilm Corp | 圧電アクチュエータ、液体吐出ヘッド及び液体吐出装置並びに圧電アクチュエータの駆動方法 |
JP2013059934A (ja) * | 2011-09-14 | 2013-04-04 | Ricoh Co Ltd | 液体吐出ヘッド及び液体吐出装置 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3378966D1 (en) | 1982-05-28 | 1989-02-23 | Xerox Corp | Pressure pulse droplet ejector and array |
JP3666125B2 (ja) * | 1996-06-05 | 2005-06-29 | 株式会社村田製作所 | 圧電型インクジェットヘッド |
US6685306B2 (en) * | 2001-03-30 | 2004-02-03 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Liquid droplet ejection device |
CN2741772Y (zh) * | 2002-02-19 | 2005-11-23 | 兄弟工业株式会社 | 喷墨打印头和具有该喷墨打印头的喷墨打印机 |
WO2006037995A2 (en) * | 2004-10-04 | 2006-04-13 | Xaar Technology Limited | Droplet deposition apparatus |
JP5752906B2 (ja) * | 2010-09-14 | 2015-07-22 | エスアイアイ・プリンテック株式会社 | 液体噴射ヘッドの製造方法 |
US9199459B2 (en) * | 2014-01-23 | 2015-12-01 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Liquid discharge apparatus and method for manufacturing liquid discharge apparatus |
-
2021
- 2021-12-20 JP JP2021206364A patent/JP7032604B1/ja active Active
-
2022
- 2022-12-13 US US18/080,489 patent/US20230191782A1/en active Pending
- 2022-12-20 EP EP22214897.5A patent/EP4197794A1/en active Pending
- 2022-12-20 CN CN202211637887.6A patent/CN116278391A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1058674A (ja) * | 1996-08-19 | 1998-03-03 | Brother Ind Ltd | インクジェットヘッド |
JP2000218780A (ja) * | 1999-01-29 | 2000-08-08 | Kyocera Corp | インクジェットプリンタヘッド |
JP2006297915A (ja) * | 2005-03-22 | 2006-11-02 | Brother Ind Ltd | 圧電アクチュエータ、インクジェットヘッドおよびそれらの製造方法 |
JP2008012855A (ja) * | 2006-07-07 | 2008-01-24 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | インクジェットヘッド |
JP2009231777A (ja) * | 2008-03-25 | 2009-10-08 | Fujifilm Corp | 圧電アクチュエータ、液体吐出ヘッド及び液体吐出装置並びに圧電アクチュエータの駆動方法 |
JP2013059934A (ja) * | 2011-09-14 | 2013-04-04 | Ricoh Co Ltd | 液体吐出ヘッド及び液体吐出装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP4197794A1 (en) | 2023-06-21 |
JP7032604B1 (ja) | 2022-03-08 |
US20230191782A1 (en) | 2023-06-22 |
CN116278391A (zh) | 2023-06-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4770413B2 (ja) | インクジェット式記録ヘッド | |
EP1815991B1 (en) | Piezoelectric inkjet printhead | |
JP7064649B1 (ja) | ヘッドチップ、液体噴射ヘッド及び液体噴射記録装置 | |
EP4197792A1 (en) | Head chip, liquid jet head, and liquid jet recording device | |
JP7136993B1 (ja) | ヘッドチップ、液体噴射ヘッド及び液体噴射記録装置 | |
JP2022107048A (ja) | 液滴噴射装置 | |
JP2018144474A (ja) | 液滴噴射装置 | |
JP4539064B2 (ja) | インクジェットヘッド | |
JP7032604B1 (ja) | ヘッドチップ、液体噴射ヘッド及び液体噴射記録装置 | |
JP4924339B2 (ja) | 液滴吐出ヘッド用のキャビティユニット | |
JP7220328B1 (ja) | ヘッドチップ、液体噴射ヘッド及び液体噴射記録装置 | |
JP7220327B1 (ja) | ヘッドチップ、液体噴射ヘッド及び液体噴射記録装置 | |
JP2001277499A (ja) | インクジェット記録ヘッド | |
JP7305947B2 (ja) | 液体吐出ヘッド | |
JP4792890B2 (ja) | インクジェット式記録ヘッド及びその印刷装置 | |
JP4561637B2 (ja) | インクジェットヘッド | |
JP7419487B1 (ja) | ヘッドチップ、液体噴射ヘッド及び液体噴射記録装置 | |
JP2024086222A (ja) | ヘッドチップ、液体噴射ヘッド及び液体噴射記録装置 | |
US8025361B2 (en) | Liquid jet head and liquid jet apparatus | |
US10647116B2 (en) | Liquid ejection head and recording apparatus | |
JP2024086211A (ja) | ヘッドチップ、液体噴射ヘッド及び液体噴射記録装置 | |
JP2023034581A (ja) | ヘッドチップ、液体噴射ヘッド、液体噴射記録装置、及びヘッドチップの製造方法 | |
JP2002292870A (ja) | インクジェット記録ヘッド |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211220 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20211220 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220208 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220224 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7032604 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |