JP5473714B2 - 液体吐出ヘッドおよびそれを用いた記録装置 - Google Patents
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Description
また、本発明の液体吐出ヘッドは、複数の液体吐出孔が開口している液体吐出孔面ならびに前記複数の液体吐出孔とそれぞれ繋がっている複数の液体加圧室および該複数の液体加圧室に液体を供給するマニホールドの液体導入孔が複数開口している、前記液体吐出孔面に対向している液体加圧室面を有する平板状で平面形状が一方方向に長い長方形状の流路部材と、前記複数の液体加圧室を覆うように前記液体加圧室面の上に積層されている平板状の圧電アクチュエータと、該圧電アクチュエータを駆動する信号を伝達する信号伝達部と、前記圧電アクチュエータが収納されている凹部および分岐流路を有し、前記液体加圧室面の上に積層されている平板状の分岐流路部材と、リザーバ流路、上下に貫通する貫
通孔および側面保護板を有し、前記分岐流路部材の上に積層されているリザーバ流路部材とを備える液体吐出ヘッドであって、前記リザーバ流路は外部に開口しているとともに前記分岐流路に繋がっており、前記分岐流路は前記リザーバ流路から途中で分岐して複数の前記液体導入孔に繋がっており、かつ前記信号伝達部は、前記流路部材および分岐流路部材の長辺を含む側面に開口した前記凹部の開口および前記貫通孔を通って前記リザーバ流路部材の上方に引き出されているとともに、前記凹部の開口は、前記流路部材および前記分岐流路部材の長辺を含む側面に沿って延在している前記側面保護板で覆われており、前記分岐流路の前記リザーバ流路に繋がっている端から前記マニホールドに繋がっている複数の端までの流路長が略等しいことを特徴とする。
板状の圧電アクチュエータと、該圧電アクチュエータを駆動する信号を伝達する信号伝達部と、前記圧電アクチュエータが収納されている凹部および分岐流路を有し、前記液体加圧室面の上に積層されている平板状の分岐流路部材と、リザーバ流路、上下に貫通する貫通孔および側面保護板を有し、前記分岐流路部材の上に積層されているリザーバ流路部材とを備える液体吐出ヘッドであって、前記リザーバ流路は外部に開口しているとともに前記分岐流路に繋がっており、前記分岐流路は前記リザーバ流路から途中で分岐して複数の前記液体導入孔に繋がっており、かつ前記信号伝達部は、前記流路部材および分岐流路部材の長辺を含む側面に開口した前記凹部の開口および前記貫通孔を通って前記リザーバ流路部材の上方に引き出されているとともに、前記凹部の開口は、前記流路部材および前記分岐流路部材の長辺を含む側面に沿って延在している前記側面保護板で覆われていることにより、前記圧電アクチュエータが、前記流路部材と前記分岐流路の前記凹部と前記リザーバ流路部材の前記側面保護板とで周囲がほぼ囲われた閉空間となり、外部へは前記信号伝達部が中を通っている前記貫通孔が上方に空いているだけとなるので、これら部材を組み立てるだけで、簡単に前記圧電アクチュエータの保護ができる。
ある。液体吐出ヘッド2は液体吐出ヘッド本体13と筐体90とを含んでいる。筐体90は金属製であり、一部に駆動信号が伝達される信号ケーブルが通る孔90cが開口している。図6の例では上面の一部に孔90cが開口しており、孔90cは制御部100と繋がる駆動信号が伝達される信号ケーブル(不図示)が通っており、樹脂製のふたなどで塞がれる。液体吐出ヘッド本体13には液体導入孔(リザーバ流路の液体導入孔)41bが開口しており、リザーバ流路の液体導入孔41bから吐出する液体が供給される。
側面保護板43を樹脂として、その弾性変形で抑えるようにしても良いし、間にインクなどの液体の侵入を防ぐように流動するが粘度の高い薬剤などを入れても良い。後述するが、分岐流路部材60とリザーバ流路部材40との接続を長手方向の中央部のみで行なった場合、その弾性変形で抑えるようにしたり、粘度の高い薬剤などを入れれば、液体の侵入抑制と熱膨張係数差により応力の緩和を両立させることができる。
。最終的に10本に分岐する分岐流路61では、分岐流路の液体導入孔60bからマニホールド5までの流路長はそれぞれ略等しくなっている。これにより、外部から供給される液体の温度変動や圧力変動が、マニホールド5との複数の連結部に、少ない時間差で伝わるため、それらの影響が液体吐出ヘッド2全体に同じように加わるので、液体吐出ヘッド2内の液滴の吐出特性のバラツキをより少なくできる。なお、ここでいう略等しいとは、最も長い流路長に対して、最も短い流路長が80%以上であることであり、90%以上であるとより好ましい。また、分岐流路60は、それぞれの長さが略等しいだけでなく、断面積も略等しいことが好ましい。ここで断面積が略等しいとは、分岐流路の液体導入孔60bから同じ流路長である場所での、流路の断面積の差が20%以下であることであり、10%以下であるとより好ましい。
の開口5bが形成されている。開口5bは、流路部材4の長手方向に平行な2本の直線(仮想線)のそれぞれに沿って5個ずつ、合計10個形成されている。開口5bは、4つの圧電アクチュエータユニット21が配置された領域を避ける位置に形成されている。マニホールド5には開口5bを通じて図示されていない液体タンクから液体が供給されるようになっている。
沿って水平に進み、液体加圧室10の他端部に至る。そこから少しずつ水平方向に移動しながら、主に下方に向かい、下面に開口した液体吐出孔8へと進む。
造を単位構造とする圧電アクチュエータである変位素子50が液体加圧室10毎に、液体加圧室10の直上に位置する振動板21a、共通電極34、圧電セラミック層21b、個別電極35により作り込まれており、圧電アクチュエータユニット21には加圧部である変位素子50が複数含まれている。なお、本実施形態において1回の吐出動作によって液体吐出口8から吐出される液体の量は5〜7pl(ピコリットル)程度である。
反転するときに両者の圧力が合わさり、より強い圧力で液滴を吐出させることができる。
るときに発生する圧力の圧力波との周期が一致し、これらが重畳して液滴を吐出するための圧力を増幅させることができる。なお、この場合後から吐出される液滴の速度が速くなると考えられるが、その方が複数の液滴の着弾点が近くなり好ましい。
とを加熱接合することができる。
2・・・液体吐出ヘッド
4・・・流路部材
4a・・・液体吐出孔面
4b・・・液体加圧室面
5・・・マニホールド
5a・・・副マニホールド
5b・・・マニホールドの開口(液体導入孔)
5c・・・液体供給路
6・・・個別供給流路
8・・・液体吐出孔
9・・・液体加圧室群
10・・・液体加圧室
11a、b、c、d・・・液体加圧室列
12・・・しぼり
15a、b、c、d・・・液体吐出孔列
21・・・圧電アクチュエータユニット
21a・・・圧電セラミック層(振動板)
21b・・・圧電セラミック層
22〜31・・・プレート
32・・・個別流路
34・・・共通電極
35・・・個別電極
36・・・接続電極
40・・・リザーバ流路部材
40a・・・リザーバ流路部材本体
40b・・・プレート
41・・・リザーバ流路
41a・・・リザーバ流路の液体導出孔
41b・・・リザーバ流路の液体導入孔
42・・・信号伝達部が通る貫通孔
43・・・側面保護板
45・・・フィルタ
47・・・ダンパ
45a・・・空気室開口
50・・・変位素子(圧電アクチュエータ)
60・・・分岐流路部材
60a〜60c・・・プレート
61・・・分岐流路
61a・・・分岐流路の液体導出孔
61b・・・分岐流路の液体導入孔
63・・・圧電アクチュエータが収納される凹部
90・・・筐体
90c・・・孔
92・・・信号伝達部(フレキシブルフラットケーブル)
94・・・基板
95・・・コネクタ
96・・・フレーム
97・・・断熱性弾性部材
Claims (6)
- 複数の液体吐出孔が開口している液体吐出孔面ならびに前記複数の液体吐出孔とそれぞれ繋がっている複数の液体加圧室および該複数の液体加圧室に液体を供給するマニホールドの液体導入孔が複数開口している、前記液体吐出孔面に対向している液体加圧室面を有する平板状で平面形状が一方方向に長い長方形状の流路部材と、前記複数の液体加圧室を覆うように前記液体加圧室面の上に積層されている平板状の圧電アクチュエータと、該圧電アクチュエータを駆動する信号を伝達する信号伝達部と、前記圧電アクチュエータが収納されている凹部および分岐流路を有し、前記液体加圧室面の上に積層されている平板状の分岐流路部材と、リザーバ流路、上下に貫通する貫通孔および側面保護板を有し、前記分岐流路部材の上に積層されているリザーバ流路部材とを備える液体吐出ヘッドであって、前記リザーバ流路は外部に開口しているとともに前記分岐流路に繋がっており、前記分岐流路は前記リザーバ流路から途中で分岐して複数の前記液体導入孔に繋がっており、かつ前記信号伝達部は、前記流路部材および分岐流路部材の長辺を含む側面に開口した前記凹部の開口および前記貫通孔を通って前記リザーバ流路部材の上方に引き出されているとともに、前記凹部の開口は、前記流路部材および前記分岐流路部材の長辺を含む側面に沿って延在している前記側面保護板で覆われており、前記流路部材と前記分岐流路部材とが金属であるとともに、前記リザーバ流路が樹脂であり、前記分岐流路部材の上にヒータが備えられていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
- 複数の液体吐出孔が開口している液体吐出孔面ならびに前記複数の液体吐出孔とそれぞれ繋がっている複数の液体加圧室および該複数の液体加圧室に液体を供給するマニホールドの液体導入孔が複数開口している、前記液体吐出孔面に対向している液体加圧室面を有する平板状で平面形状が一方方向に長い長方形状の流路部材と、前記複数の液体加圧室を覆うように前記液体加圧室面の上に積層されている平板状の圧電アクチュエータと、該圧電アクチュエータを駆動する信号を伝達する信号伝達部と、前記圧電アクチュエータが収納されている凹部および分岐流路を有し、前記液体加圧室面の上に積層されている平板状の分岐流路部材と、リザーバ流路、上下に貫通する貫通孔および側面保護板を有し、前記分岐流路部材の上に積層されているリザーバ流路部材とを備える液体吐出ヘッドであって、前記リザーバ流路は外部に開口しているとともに前記分岐流路に繋がっており、前記分岐流路は前記リザーバ流路から途中で分岐して複数の前記液体導入孔に繋がっており、かつ前記信号伝達部は、前記流路部材および分岐流路部材の長辺を含む側面に開口した前記凹部の開口および前記貫通孔を通って前記リザーバ流路部材の上方に引き出されているとともに、前記凹部の開口は、前記流路部材および前記分岐流路部材の長辺を含む側面に沿
って延在している前記側面保護板で覆われており、前記分岐流路の前記リザーバ流路に繋がっている端から前記マニホールドに繋がっている複数の端までの流路長が略等しいことを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 前記流路部材と前記分岐流路部材とが金属であるとともに、前記リザーバ流路が樹脂であることを特徴とする請求項2に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記分岐流路部材の上にヒータが備えられていることを特徴とする請求項3に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記液体吐出孔面に直交する方向から見たときに、前記分岐流路と前記リザーバ流路とは、前記一方方向の中央のみで繋がっているととともに、前記分岐流路部材と前記リザーバ流路部材とは前記一方方向の中央部のみで固定されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記信号伝達部に接続されており、前記圧電アクチュエータおよび前記搬送部とを制御する制御部を備えていることを特徴とする記録装置。
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