JP5839944B2 - 液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッドの製造方法 - Google Patents
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Description
まず、本発明の実施形態1を示す液体吐出ヘッドの構成について説明する。図1は、本発明の実施形態1の液体吐出ヘッドの外観を示す斜視図である。
図9は、本発明の実施形態2の液体吐出ヘッドを説明するための概略図である。図9(a)は、本実施形態の液体吐出ヘッド12aの吐出口10のレイアウト図である。図9(b)は、図9(a)に示す吐出口10から記録媒体に吐出されるインクのドット90を、インクを吐出する順番に対応付けて示した図である。また、図9(c)は、実施形態1の液体吐出ヘッド12の吐出口10のレイアウト図である。図9(d)は、図9(c)に示す吐出口10から記録媒体に吐出されるインクのドット90を、インクを吐出する順番に対応付けて示した図である。
図10は、本発明の実施形態3の液体吐出ヘッドの要部構成を示す正面図である。図10は、本実施形態の液体吐出ヘッド12bの圧力室3の周辺を拡大して示している。図10に示す液体吐出ヘッド12bは、凹部4bの形状が実施形態1の液体吐出ヘッド12と異なる。具体的には、実施形態1の液体吐出ヘッド12では、図2(a)に示すように、凹部4bの幅が、凹部4a同士の間隔よりも狭くなっていた。一方、本実施形態の液体吐出ヘッド12bは、凹部4bの幅W1を0.48mmとし、圧力室3を挟んで凹部4a同士の間隔を0.36mmとしている。すなわち、凹部4bの幅W1が凹部4a同士の間隔W2よりも広くなっている。そのため、本実施形態の液体吐出ヘッド12bは、実施形態1の液体吐出ヘッド12に比べ、圧力室3を収縮させやすくなるので、インクの吐出力が向上する。なお、本実施形態の液体吐出ヘッドは、実施形態1で説明した溝加工工程で溝17bの幅を広げることで製造できるため、製造が特別困難になることはない。
図11は、本発明の実施形態4の液体吐出ヘッドの外観を示す斜視図である。本実施形態の液体吐出ヘッド12cは、凹部4bの幅が実施形態3の液体吐出ヘッド12bよりもさらに広くなっている。具体的には、実施形態3の液体吐出ヘッド12bでは、一つの圧力室3に対して一つの凹部4bが形成されている。一方、本実施形態の液体吐出ヘッド12cは、二つの圧力室3に対応して一つの凹部4bが形成されている。そのため、本実施形態の液体吐出ヘッド12cは、実施形態3の液体吐出ヘッド12bに比べ、圧力室3を収縮させやすくなるので、インクの吐出力がより一層向上する。
図12は、本発明の実施形態5の液体吐出ヘッドの外観を示す斜視図である。本実施形態の液体吐出ヘッド12dは、凹部4bの形状が実施形態1の液体吐出ヘッド12と異なる。具体的には、実施形態1の液体吐出ヘッド12は、図2(a)に示すように、プレート2に複数の凹部4bが形成されている。一方、本実施形態の液体吐出ヘッド12dでは、複数の凹部4bが連結して幅広の一つの凹部4bとなっている。さらに、本実施形態の液体吐出ヘッド12dには、凹部4bと凹部4aを貫通するスリット23が設けられている。スリット23は、最上層の凹部4bから注入された絶縁冷却油24を、最下層の凹部4bまで充填するために形成されている。このようにして凹部4a、4bに絶縁冷却油24を循環させることによって、液体吐出ヘッド12dの冷却を可能にしている。
図13は、本発明の実施形態6の液体吐出ヘッドの外観を示す斜視図であり電極配線の構成以外は実施形態1と同様である。本発明の液体吐出ヘッドは、個々の圧力室を個別に駆動するドットオンディマンドタイプの液体吐出ヘッドを示している。図14は、図13に示す液体吐出ヘッドをその背面側(矢印A側)から見た図である。図13に示す電極6と第一の電極6aが対応するように電気的に接続されて個別電極を構成している。それぞれの電極6は、図14に示した面内で圧力室3の内壁から上方向に伸びており、液体吐出ヘッド11の稜線を跨いで、図13に示すように液体吐出ヘッド11の一つの側面に並べて配置されている。これらの電極のインクに接する部分には保護膜が形成されている。
図15は、本発明の実施形態7の液体吐出ヘッドの外観を示す斜視図である。基本的な構成は実施形態6と同じであるが、プレート2の材料が圧電体から快削性セラミックスに変更されている。圧力室3の上面が圧電体でないので駆動面は4面から3面に減少している。しかし、快削性セラミックスは、機械加工が容易で量産性に富み、また、高い熱伝導性があるためヘッドの昇温防止に有利である。ここでは圧力室の3面を駆動可能にしたが、圧力室周囲の部材を圧電体以外にしてもよく、また、圧電体で作成した場合においても電極を形成しない面を設けることで2面または1面のみを駆動可能としても良い。
4a、4b 凹部
10 吐出口
34 圧電部材
Claims (18)
- 液体を吐出するための吐出口と、前記吐出口から吐出される液体を貯留するための圧力室と、伸長及び収縮することで液体を吐出可能な圧電体と、を備え、液体の供給方向に関して前記圧力室を構成する側壁は前記圧電体で構成されている液体吐出ヘッドであって、
前記供給方向と交差する方向における前記圧力室を通る前記液体吐出ヘッドの断面に関して、第1の方向と、該第1の方向と交差する第2の方向の夫々において、前記圧力室の両側に、内側面に電極を備える複数の開口部を備え、
前記圧力室の側壁の一部を構成する第1の溝と、前記開口部の一部を構成する第2の溝とが交互に並列して形成された第1の基板と、前記開口部の一部を形成する複数の第3の溝が並列して形成された第2の基板と、が積層されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 液体を吐出するための吐出口と、液体の供給方向に関する内側面に第1の電極を備え、前記吐出口から吐出される液体を貯留するための圧力室と、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生する圧電体と、を備え、前記供給方向に関して、前記圧力室を構成する側壁は前記圧電体で構成されている液体吐出ヘッドであって、
前記供給方向と交差する方向における前記圧力室を通る前記液体吐出ヘッドの断面に関して、第1の方向と該第1の方向と交差する第2の方向の夫々において、前記圧力室の両側に、内側面に第2の電極を備える複数の開口部を備え、
前記圧力室を構成する側壁は、前記圧力室の内側面に設けられた第1の電極と前記開口部の内側面に設けられた第2の電極とを結ぶ方向に分極されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 前記液体吐出ヘッドの断面において、前記第1の方向に関して前記圧力室と前記開口部とが交互に配され、前記第2の方向に関して前記圧力室と前記開口部とが交互に配されている、請求項1または請求項2に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記第1の基板と前記第2の基板の少なくとも一方は圧電体である、請求項1に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記圧力室の一端側には前記吐出口が形成されたノズルプレートが設けられている、請求項1ないし4のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 液体を吐出するための吐出口と、前記吐出口から吐出される液体を貯留するための圧力室と、伸長及び収縮することで液体を吐出可能な圧電体と、を備え、液体の供給方向に関して前記圧力室を構成する側壁は前記圧電体で構成されている液体吐出ヘッドであって、
前記供給方向と交差する方向における前記圧力室を通る前記液体吐出ヘッドの断面に関して、第1の方向と、該第1の方向と交差する第2の方向の夫々において、前記圧力室の両側に、内側面に電極を備える複数の開口部を備え、
前記液体吐出ヘッドの断面において、前記第1の方向に関して前記圧力室と前記開口部とが交互に配され、前記第2の方向に関して前記圧力室と前記開口部とが交互に配されており、
前記第1の方向に沿って複数の前記吐出口が配列されており、前記第1の方向と直交方向に対して傾斜して複数の前記吐出口が配列されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 液体を吐出するための吐出口と、前記吐出口から吐出される液体を貯留するための圧力室と、伸長及び収縮することで液体を吐出可能な圧電体と、を備え、液体の供給方向に関して前記圧力室を構成する側壁は前記圧電体で構成されている液体吐出ヘッドであって、
前記供給方向と交差する方向における前記圧力室を通る前記液体吐出ヘッドの断面に関して、第1の方向と、該第1の方向と交差する第2の方向の夫々において、前記圧力室の両側に、内側面に電極を備える複数の開口部を備え、
前記複数の開口部は液体吐出ヘッドを冷却するための液体が供給されることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 前記液体吐出ヘッドの断面において、前記圧力室の断面形状は矩形である、請求項1ないし7のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記液体吐出ヘッドの断面において、前記開口部は矩形である、請求項1ないし8のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記液体吐出ヘッドの断面において、前記第1の方向に沿って交互に配される前記圧力室と前記開口部において、前記開口部の前記第2の方向長さは、前記圧力室の前記第2の方向の長さよりも長い、請求項1ないし9のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記液体吐出ヘッドの断面において、前記第2の方向に沿って交互に配される前記圧力室と前記開口部において、前記開口部の前記第1の方向長さは、前記圧力室の前記第1の方向の長さよりも長い、請求項1ないし10のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記液体吐出ヘッドの断面において、前記第1の方向に沿って交互に配される前記圧力室と前記開口部において、前記開口部の前記第1の方向長さは、前記圧力室の前記第1の方向の長さよりも短い、請求項1ないし11のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記液体吐出ヘッドの断面において、前記第2の方向に沿って交互に配される前記圧力室と前記開口部において、前記開口部の前記第2の方向長さは、前記圧力室の前記第2の方向の長さよりも短い、請求項1ないし12のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 内部に第1の電極を備える、所定方向に延在する第1の溝と、内部に第2の電極を備え、前記所定方向と交差する方向に関して前記第1の溝の両側に並列して延在する第2の溝と、を備える圧電体により形成される第1の基板と、内部に第2の電極を備える第3の溝を備える第2の基板と、を用意する工程と、
前記第1の基板と前記第2の基板とを接合する工程と、を有する、液体吐出ヘッドの製造方法。 - 内部に第2の電極を備える第4の溝を備える第3の基板を、前記第1の基板の、前記第2の基板が接合される面の裏面と接合する、請求項14に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
- 前記第2の基板及び前記第3の圧電基板は、圧電体により形成される、請求項15に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
- 前記第1基板には、前記第1の溝と前記第2の溝とが交互に複数形成されており、前記第2の基板には前記第3の溝が複数並列して形成されている、請求項14ないし16のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
- 前記接合する工程の前に、前記第1の基板および前記第2の基板を夫々分極処理する工程を有する、請求項14に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
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