JP5929479B2 - Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、特に液体としてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置に関する。 The present invention relates to a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus that eject liquid from nozzle openings, and more particularly to an ink jet recording head and an ink jet recording apparatus that eject ink as liquid.
液滴を噴射する液体噴射ヘッドの代表例であるインクジェット式記録ヘッドとしては、例えば、ノズル開口と、ノズル開口に連通する圧力発生室等の流路とを具備し、圧力発生手段によって圧力発生室内のインクに圧力変化を生じさせることで、ノズル開口からインク滴を吐出させるものがある。 An ink jet recording head, which is a typical example of a liquid ejecting head that ejects liquid droplets, includes, for example, a nozzle opening and a flow path such as a pressure generating chamber that communicates with the nozzle opening. Some ink droplets cause ink droplets to be ejected from the nozzle openings by causing a pressure change.
かかるインクジェット式記録ヘッドでは、ノズル開口からインクに含まれる成分が蒸発することで、インクが増粘し、インク滴の吐出特性が時間の経過と共にばらつきが生じ、液体の噴射品質を一定に保つことができない。また、インクに含まれる成分が沈降し、連続して吐出させた場合のインク滴の成分と、時間を空けて吐出させた場合のインク滴の成分とに差異が生じることでも液体の噴射品質にばらつきが生じてしまう。 In such an ink jet recording head, the components contained in the ink evaporate from the nozzle openings, thereby increasing the viscosity of the ink, causing variations in the ejection characteristics of the ink droplets over time, and keeping the liquid ejection quality constant. I can't. In addition, the liquid ejection quality is also caused by the difference between the ink droplet component when the component contained in the ink settles and ejected continuously and the component of the ink droplet when ejected after a while. Variation will occur.
このため、複数の圧力発生室が共通して連通する共通液体室であるマニホールドにインクを供給すると共に、マニホールドからインクを回収して、供給と回収とを繰り返すことでインクを循環させて、インクの増粘及びインクに含まれる成分の沈降を抑制したインクジェット式記録ヘッドが提案されている(例えば、特許文献1及び2参照)。
For this reason, ink is supplied to a manifold which is a common liquid chamber in which a plurality of pressure generating chambers communicate in common, and ink is recovered from the manifold, and the ink is circulated by repeating supply and recovery, thereby providing ink. Inkjet recording heads have been proposed in which the thickening of the ink and the sedimentation of components contained in the ink are suppressed (see, for example,
しかしながら、マニホールド内のインクを循環させても、マニホールド内のインクの流れの中心の温度と、マニホールドから供給された圧力発生室に連通するノズル開口近傍のインクの温度とで温度差(温度勾配)が生じ、マニホールド内を所望の温度のインクが循環したとしても、ノズル開口近傍のインクの温度がマニホールド内のインクの温度よりも低くなり、最適な温度でインクを吐出させることができずに、最適な吐出特性を得ることができないという問題がある。 However, even if the ink in the manifold is circulated, the temperature difference (temperature gradient) between the temperature at the center of the ink flow in the manifold and the temperature of the ink near the nozzle opening communicating with the pressure generating chamber supplied from the manifold. Even if the ink at the desired temperature circulates in the manifold, the temperature of the ink near the nozzle opening becomes lower than the temperature of the ink in the manifold, and the ink cannot be ejected at the optimum temperature. There is a problem that optimum ejection characteristics cannot be obtained.
また、マニホールドの容積を小さくすると、マニホールド内のインクの温度と圧力発生室内のインクの温度との温度勾配を小さくすることができるものの、圧力損失が増大し、圧力発生手段の圧力変化がマニホールド側で吸収できなくなり、クロストークが発生するなどの問題が生じてしまう。 If the volume of the manifold is reduced, the temperature gradient between the temperature of the ink in the manifold and the temperature of the ink in the pressure generating chamber can be reduced, but the pressure loss increases and the pressure change of the pressure generating means is Cannot be absorbed and causes problems such as crosstalk.
なお、このような問題はインクジェット式記録ヘッドだけではなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。 Such a problem exists not only in an ink jet recording head but also in a liquid ejecting head that ejects liquid other than ink.
本発明はこのような事情に鑑み、マニホールドの容積が減少するのを抑制して、温度勾配を低減して、最適な温度で液体を吐出させることができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを目的とする。 In view of such circumstances, the present invention provides a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus that can suppress a decrease in volume of a manifold, reduce a temperature gradient, and eject liquid at an optimal temperature. For the purpose.
[適用例1]上記課題を解決する本発明の適用例は、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、複数の前記圧力発生室が連通するマニホールドと、前記マニホールドに液体を供給する導入路と、前記マニホールドからの液体を外部に排出する排出路と、を具備し、前記マニホールド内には、前記導入路が開口する導入口と、前記排出路が開口する排出口との間に当該マニホールド内を流れる液体の流れ方向とは交差する方向に突出する突起部が設けられており、前記突起部は、前記圧力発生室の前記マニホールド側の開口に向かって突出して設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる適用例では、突起部を設けることで、マニホールドを導入口から排出口に向かって流れる液体の流れの中心が圧力発生室の開口側に移動するため、マニホールドを流れる液体とノズル開口近傍の液体との温度差(温度勾配)を低減することができる。また、突起部を設けただけなので、マニホールドの容積を著しく減少させることがなく、圧力損失が増大するのを抑制して、吐出特性等に悪影響を与えるのを抑制することができる。また、マニホールドを導入口から排出口に向かって流れる液体の流れの中心を圧力発生室の開口側に確実に移動させることができる。
[適用例2]上記課題を解決する本発明の別の適用例は、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、複数の前記圧力発生室が連通するマニホールドと、前記マニホールドに液体を供給する導入路と、前記マニホールドからの液体を外部に排出する排出路と、を具備し、前記マニホールド内には、前記導入路が開口する導入口と、前記排出路が開口する排出口との間に当該マニホールド内を流れる液体の流れ方向とは交差する方向に突出する突起部が設けられており、前記マニホールドの一側面は可撓性を有するコンプライアンス基板で構成され、前記突起部はコンプライアンス基板に接合されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる適用例では、突起部を設けることで、マニホールドを導入口から排出口に向かって流れる液体の流れの中心が圧力発生室の開口側に移動するため、マニホールドを流れる液体とノズル開口近傍の液体との温度差(温度勾配)を低減することができる。また、突起部を設けただけなので、マニホールドの容積を著しく減少させることがなく、圧力損失が増大するのを抑制して、吐出特性等に悪影響を与えるのを抑制することができる。また、突起部によって部材の剛性を向上することができると共に、コンプライアンス基板の剥離等を抑制することができる。
[適用例3]ここで、前記突起部は、前記圧力発生室の前記マニホールド側の開口に向かって突出して設けられていることが好ましい。これによれば、マニホールドを導入口から排出口に向かって流れる液体の流れの中心を圧力発生室の開口側に確実に移動させることができる。
[適用例4]また、前記突起部は、前記導入口から前記排出口までの間に複数個設けられていることが好ましい。これによれば、複数の突起部によってマニホールドを導入口から排出口に向かって流れる液体の流れの中心を圧力発生室の開口側に確実に移動させることができる。
[適用例5]さらに本発明の他の適用例は、上記適用例の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる適用例では、マニホールドの容積が減少するのを抑制して、温度勾配を低減して、最適な温度で液体を吐出させることができる液体噴射装置を実現できる。
上記課題を解決する本発明の他の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、複数の前記圧力発生室が連通するマニホールドと、前記マニホールドに液体を供給する導入路と、前記マニホールドからの液体を外部に排出する排出路と、を具備し、前記マニホールド内には、前記導入路が開口する導入口と、前記排出路が開口する排出口との間に当該マニホールド内を流れる液体の流れ方向とは交差する方向に突出する突起部が設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、突起部を設けることで、マニホールドを導入口から排出口に向かって流れる液体の流れの中心が圧力発生室の開口側に移動するため、マニホールドを流れる液体とノズル開口近傍の液体との温度差(温度勾配)を低減することができる。また、突起部を設けただけなので、マニホールドの容積を著しく減少させることがなく、圧力損失が増大するのを抑制して、吐出特性等に悪影響を与えるのを抑制することができる。
Application Example 1 An application example of the present invention that solves the above-described problem is that a pressure generation chamber that communicates with a nozzle opening that ejects liquid, a pressure generation unit that causes a pressure change in the pressure generation chamber, and a plurality of the pressures A manifold communicating with the generation chamber; an introduction path for supplying liquid to the manifold; and a discharge path for discharging the liquid from the manifold to the outside. A protrusion that protrudes in a direction intersecting the flow direction of the liquid flowing in the manifold is provided between the opening and the discharge opening in which the discharge passage opens, and the protrusion is formed in the pressure generation chamber. The liquid ejecting head is provided so as to protrude toward the opening on the manifold side.
In such an application example, by providing the protrusion, the center of the flow of the liquid flowing from the inlet to the outlet is moved to the opening side of the pressure generating chamber, so that the liquid flowing in the manifold and the liquid in the vicinity of the nozzle opening And the temperature difference (temperature gradient) can be reduced. Further, since only the protrusions are provided, the volume of the manifold is not significantly reduced, the increase in pressure loss can be suppressed, and adverse effects on the discharge characteristics and the like can be suppressed. Further, the center of the flow of the liquid flowing through the manifold from the inlet to the outlet can be reliably moved to the opening side of the pressure generating chamber.
[Application Example 2] Another application example of the present invention that solves the above-described problem is that a pressure generation chamber that communicates with a nozzle opening that ejects liquid, a pressure generation unit that causes a pressure change in the pressure generation chamber, A manifold communicating with the pressure generation chamber; an introduction path for supplying liquid to the manifold; and a discharge path for discharging liquid from the manifold to the outside. The introduction path is open in the manifold. A protrusion projecting in a direction intersecting with the flow direction of the liquid flowing in the manifold is provided between the inlet opening to be opened and the discharge opening to which the discharge passage is opened, and one side surface of the manifold is flexible. The liquid ejecting head is characterized in that the liquid ejecting head is formed of a compliance substrate having a property, and the protrusion is bonded to the compliance substrate.
In such an application example, by providing the protrusion, the center of the flow of the liquid flowing from the inlet to the outlet is moved to the opening side of the pressure generating chamber, so that the liquid flowing in the manifold and the liquid in the vicinity of the nozzle opening And the temperature difference (temperature gradient) can be reduced. Further, since only the protrusions are provided, the volume of the manifold is not significantly reduced, the increase in pressure loss can be suppressed, and adverse effects on the discharge characteristics and the like can be suppressed. Further, the rigidity of the member can be improved by the protruding portion, and peeling of the compliance substrate can be suppressed.
Application Example 3 Here, it is preferable that the protrusion is provided so as to protrude toward an opening on the manifold side of the pressure generating chamber. According to this, the center of the flow of the liquid flowing through the manifold from the inlet to the outlet can be reliably moved to the opening side of the pressure generating chamber.
Application Example 4 In addition, it is preferable that a plurality of the protrusions are provided between the introduction port and the discharge port. According to this, the center of the flow of the liquid flowing through the manifold from the inlet to the outlet can be reliably moved to the opening side of the pressure generating chamber by the plurality of protrusions.
Application Example 5 Another application example of the invention is a liquid ejecting apparatus including the liquid ejecting head according to the application example.
In such an application example, it is possible to realize a liquid ejecting apparatus that can suppress a decrease in the volume of the manifold, reduce a temperature gradient, and discharge liquid at an optimum temperature.
According to another aspect of the present invention for solving the above-described problems, a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for ejecting liquid, a pressure generating means for causing a pressure change in the pressure generating chamber, and a plurality of the pressure generating chambers communicate with each other. A manifold, an introduction path for supplying a liquid to the manifold, and a discharge path for discharging the liquid from the manifold to the outside. In the manifold, an introduction port for opening the introduction path; In the liquid ejecting head, a protrusion protruding in a direction intersecting with a flow direction of the liquid flowing in the manifold is provided between the discharge port where the discharge path is opened.
In this aspect, by providing the protrusion, the center of the flow of the liquid flowing from the inlet to the outlet is moved to the opening side of the pressure generating chamber, so that the liquid flowing through the manifold and the liquid in the vicinity of the nozzle opening Temperature difference (temperature gradient) can be reduced. Further, since only the protrusions are provided, the volume of the manifold is not significantly reduced, the increase in pressure loss can be suppressed, and adverse effects on the discharge characteristics and the like can be suppressed.
ここで、前記突起部は、前記圧力発生室の前記マニホールド側の開口に向かって突出して設けられていることが好ましい。これによれば、マニホールドを導入口から排出口に向かって流れる液体の流れの中心を圧力発生室の開口側に確実に移動させることができる。 Here, it is preferable that the protrusion is provided so as to protrude toward the opening on the manifold side of the pressure generating chamber. According to this, the center of the flow of the liquid flowing through the manifold from the inlet to the outlet can be reliably moved to the opening side of the pressure generating chamber.
また、前記突起部は、前記導入口から前記排出口までの間に複数個設けられていることが好ましい。これによれば、複数の突起部によってマニホールドを導入口から排出口に向かって流れる液体の流れの中心を圧力発生室の開口側に確実に移動させることができる。 Moreover, it is preferable that a plurality of the protrusions are provided between the introduction port and the discharge port. According to this, the center of the flow of the liquid flowing through the manifold from the inlet to the outlet can be reliably moved to the opening side of the pressure generating chamber by the plurality of protrusions.
また、前記マニホールドの一側面は可撓性を有するコンプライアンス基板で構成され、前記突起部はコンプライアンス基板に接合されていることが好ましい。これによれば、突起部によって部材の剛性を向上することができると共に、コンプライアンス基板の剥離等を抑制することができる。 Further, it is preferable that one side surface of the manifold is configured by a compliance substrate having flexibility, and the protrusion is bonded to the compliance substrate. According to this, the rigidity of the member can be improved by the protruding portion, and peeling of the compliance substrate can be suppressed.
さらに本発明の他の態様は、上記態様の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、マニホールドの容積が減少するのを抑制して、温度勾配を低減して、最適な温度で液体を吐出させることができる液体噴射装置を実現できる。
According to still another aspect of the invention, there is provided a liquid ejecting apparatus including the liquid ejecting head according to the above aspect.
In this aspect, it is possible to realize a liquid ejecting apparatus that can suppress a decrease in the volume of the manifold, reduce a temperature gradient, and discharge liquid at an optimum temperature.
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る液体噴射ヘッドの一例を示すインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図であり、図2は、インクジェット式記録ヘッドの断面図及びその要部を拡大した図であり、図3は、インクジェット式記録ヘッドの流路構成を示す図2のA−A′線断面図である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an exploded perspective view of an ink jet recording head showing an example of a liquid jet head according to
図示するように、インクジェット式記録ヘッド1は、ヘッド本体11、ケース部材40等の複数の部材を備え、これら複数の部材が接着剤等によって接合されている。本実施形態では、ヘッド本体11は、流路形成基板10と、連通板15と、ノズルプレート20と、保護基板30と、を具備する。
As shown in the figure, the ink
ヘッド本体11を構成する流路形成基板10には、複数の圧力発生室12が同じ色のインクを吐出する複数のノズル開口21が並設される方向に沿って並設されている。以降、この方向を圧力発生室12の並設方向、又は第1の方向Xと称する。また、流路形成基板10には、圧力発生室12が第1の方向Xに並設された列が複数列、本実施形態では、2列設けられている。この圧力発生室12が第1の方向Xに沿って形成された圧力発生室12の列が複数列設された列設方向を、以降、第2の方向Yと称する。なお、圧力発生室12が第1の方向Xに並設された2列は、一方の圧力発生室12の列に対して、他方の圧力発生室12の列が第1の方向Xで隣り合う圧力発生室12の間隔の半分だけ第1の方向Xにずれた位置に配置されている。これにより、詳しくは後述するノズル開口21も同様に、ノズル開口21の2列が半分の間隔だけ第1の方向Xにずれて配置されて、解像度を2倍にしている。
In the flow
また、流路形成基板10の圧力発生室12の第2の方向Yの一端部側にはインク供給路14が設けられている。複数の圧力発生室12に共通する共通液体室であるマニホールドからのインクはインク供給路14を介して圧力発生室12に供給される。なお、インク供給路14は、圧力発生室12よりも狭い幅で形成されており、マニホールド100から圧力発生室12に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。ちなみに、本実施形態では、共通流路であるマニホールドに連通する複数の個別流路を圧力発生室12とインク供給路14とが構成している。
Further, an
流路形成基板10の一方の面には、連通板15が接着剤や熱溶着フィルム等を介して接合されている。また、連通板15には、ノズル開口21が設けられたノズルプレート20が接合されている。この連通板15には、圧力発生室12とノズル開口21とを連通する連通路16が厚さ方向に貫通して設けられている。
A
このような連通板15は、流路形成基板10よりも大きな面積(流路形成基板10との接合面)を有し、流路形成基板10のインク供給路14の外側で詳しくは後述するケース部材40との間でマニホールド100を画成する。このため、連通板15は、液滴の吐出方向からの平面視において、ケース部材40と略同じ面積を有する。
Such a
また、ノズルプレート20は、流路形成基板10よりも小さい面積を有し、且つ少なくとも2列の連通板15のノズルプレート20側の開口を共通して覆う大きさを有する。このようにノズルプレート20の面積を比較的小さくすることでコストの削減を図ることができる。ちなみに、図示していないが、ノズルプレート20の液体噴射面(連通板15とは反対側の面)には、インクに対して撥水性(撥液性)を有する撥水膜が設けられている。このような撥水膜は高価であり、撥水膜を成膜する面積に応じてノズルプレート20のコストは高くなる。本実施形態では、ノズルプレート20の面積を小さくすることで、撥水膜を成膜する面積を狭めてノズルプレート20のコストを低減することができる。もちろん、ノズルプレート20の材料である金属板やセラミックス板等の面積を単純に小さくすることでコストを低減することができる。
The
一方、流路形成基板10の連通板15とは反対面側には、弾性膜50が形成され、弾性膜50上には、さらに絶縁体膜55が形成されている。この絶縁体膜55上には、第1電極60と圧電体層70と第2電極80とからなる圧電アクチュエーター(圧力発生手段)300が設けられている。本実施形態では、第1電極60が複数の圧電アクチュエーター300に共通する共通電極として機能し、第2電極80が各圧電アクチュエーター300で独立する個別電極として機能するが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。なお、上述した例では、弾性膜50、絶縁体膜55及び第1電極60が振動板として作用するが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、弾性膜50及び絶縁体膜55を設けずに、第1電極60のみが振動板として作用するようにしてもよい。また、圧電アクチュエーター300自体が実質的に振動板を兼ねるようにしてもよい。
On the other hand, an
また、第2電極80には、リード電極90の一端がそれぞれ接続されている。リード電極90の他端には、駆動IC等の駆動回路120が設けられたフレキシブル配線であるCOF等の配線基板121が接続されており、駆動回路120からの信号は、配線基板121及びリード電極90を介して各圧電アクチュエーター300に供給される。
One end of each
また、流路形成基板10の圧電アクチュエーター300側の面には、流路形成基板10と略同じ大きさを有する保護基板30が接合されている。保護基板30は、圧電アクチュエーター300を保護するための空間である保持部31を有する。圧電アクチュエーター300は、この保持部31内に形成されているため、外部環境の影響を殆ど受けない状態で保護されている。本実施形態では、圧力発生室12が第1の方向Xに並設された2列に対応して圧電アクチュエーター300が第1の方向Xに並設された列が2列設けられているため、保持部31を圧電アクチュエーター300の列毎に独立して設けた。
A
また、保護基板30には、2つの保持部31の間に、保護基板30を厚さ方向に貫通して設けられた貫通孔32が設けられている。流路形成基板10の圧電アクチュエーター300から引き出されたリード電極90の端部は、貫通孔32内に露出するように延設されており、リード電極90と配線基板121とは貫通孔32内で電気的に接続されている。
The
また、このような構成のヘッド本体11には、複数の圧力発生室12に連通するマニホールド100をヘッド本体11と共に画成するケース部材40が固定されている。
In addition, a
ケース部材40は、平面視において上述した連通板15と略同一形状を有し、保護基板30に接着剤によって固定されると共に、上述した連通板15にも接着剤によって固定されている。具体的には、ケース部材40は、保護基板30側に流路形成基板10及び保護基板30が収容される深さの凹部41を有する。この凹部41は、保護基板30の流路形成基板10に接合された面よりも広い開口面積を有する。そして、凹部41に流路形成基板10等が収容された状態で凹部41のノズルプレート20側の開口面が連通板15によって封止されている。これにより、流路形成基板10の外周部には、ケース部材40とヘッド本体11とによってマニホールド100が画成されている。本実施形態では、ケース部材40の凹部41の第2の方向Yの中央部にヘッド本体11を保持させて、ヘッド本体11の第2の方向Yを挟んだ両側にマニホールド100を形成するようにした。なお、ヘッド本体11の第2の方向Yの両側に設けられたマニホールド100は、ヘッド本体11の第1の方向Xの両側で連通して設けられている。このため、2つのマニホールド100には同じインクが供給される。
The
また、ケース部材40には、マニホールド100に連通して外部からマニホールド100にインクを供給する導入路42と、マニホールド100に連通してマニホールド100からのインクを外部に排出する排出路43とが設けられている。導入路42と排出路43とは、それぞれヘッド本体11の第1の方向Xの両側の2つのマニホールド100が連通する領域に開口して設けられている。このため、1つの導入路42から供給されたインクは、2つのマニホールド100を通過(循環)して、1つの排出路43から排出されるようになっている。なお、本実施形態では、導入路42のマニホールド100への開口を導入口42a、排出路43のマニホールド100への開口を排出口43aとした。
The
また、凹部41は、ケース部材40の側面、つまり、流路形成基板10及び保護基板30の端面に相対向する領域が開口して設けられており、インクジェット式記録ヘッド1の開口する側面には、コンプライアンス基板44が設けられている。
In addition, the
コンプライアンス基板44は、ケース部材40と連通板15とに亘って接合され、マニホールド100の側面の開口を封止する。
The
このようなコンプライアンス基板44は、本実施形態では、封止膜44aと、固定板44bと、を具備する。封止膜44aは、可撓性を有する薄膜(例えば、ポリフェニレンサルファイド(PPS)やステンレス鋼(SUS)等により形成された厚さが20μm以下の薄膜)からなり、固定板44bは、ステンレス鋼(SUS)等の金属等の硬質の材料で形成される。この固定板44bのマニホールド100に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部となっているため、マニホールド100の一方面は可撓性を有する封止膜44aのみで封止されたコンプライアンス部となっている。
In this embodiment, such a
さらに、マニホールド100には、導入路42の導入口42aから排出路43の排出口43aに向かう途中に、マニホールド100内を流れるインクの流れる方向に交差する方向に突出する突起部45が設けられている。本実施形態では、1つのマニホールド100に第1の方向Xに向かって一定の間隔で複数、本実施形態では4個の突起部45を設けた。
Further, the manifold 100 is provided with a
なお、マニホールド100は、ヘッド本体11とは反対側に連通板15とは反対側が拡幅された部分が設けられている。このため、本実施形態の突起部45は、この拡幅された部分を埋めるように連通板15とは反対面側から連通板15側に向かって突出して設けられた第1突出部46と、第1突出部46に連続してコンプライアンス基板44側の面からインク供給路14の開口に向かって突出して設けられた第2突出部47と、を具備する。
The manifold 100 is provided with a portion on the side opposite to the
すなわち、突起部45は、マニホールド100のインク供給路14が開口する流路形成基板10と連通板15との角部とは対角となる角部に跨って設けられており、突起部45は、圧力発生室12のマニホールド100側の開口(インク供給路14のマニホールド100側の開口)に向かって突出しているといえる。
That is, the
このようにマニホールド100のインクの流れる方向(循環方向)に亘ってインクの流れる方向と直交する方向に突出した複数の突起部45を設けることで、マニホールド100の容積を著しく減少させることなく、マニホールド100内を流れるインクの流れの中心、すなわち、流速が最大となる中心をインク供給路14の開口側に移動することができる。特に、本実施形態のように突起部45を圧力発生室12のマニホールド100側の開口(インク供給路14のマニホールド100側の開口)に向かって突出させることで、マニホールド100内を流れるインクの流れの中心をインク供給路14の開口側に効率良く移動させることができる。したがって、マニホールド100内を流れるインクをインク供給路14を介して圧力発生室12に供給する際に、マニホールド100内を循環しているインクの温度と、圧力発生室12に供給されたインクの温度、すなわち、ノズル開口21近傍のインクの温度との温度差(温度勾配)を低減することができる。すなわち、マニホールド100内を循環している所望の温度のインクを圧力発生室12に温度が低下するのを抑制した状態で供給することができ、所望の温度でインクを吐出させることができるため、インク吐出特性が低下するのを抑制することができる。
By providing the plurality of
つまり、図4に示すように、マニホールド100内に突起部45を設けない場合、図5(a)に示すように、マニホールド100を流れるインクの流れの中心C1となるのに対し、本実施形態のマニホールド100内に突起部45を設けた場合、図5(b)に示すように、マニホールド100を流れるインクの流れの中心C2は、突起部45を設けない中心C1よりもインク供給路14の開口側に移動する。なお、図4は、本実施形態の記録ヘッドの比較例を示すA−A′線に相当する断面図であり、図5(a)は比較例の記録ヘッドの要部断面図、図5(b)は本実施形態の記録ヘッドの要部断面図である。
That is, as shown in FIG. 4, the case without the
したがって、マニホールド100内に突起部45を設けることで、マニホールド100内を流れるインクの流れの中心C2をインク供給路14の開口側とすることができ、インク供給路14に供給するインクが、マニホールド100内を流れる中心C2のインクに近くなり、温度勾配を低減することができる。また、マニホールド100内を流れるインクの中心C2がノズルプレート20側(連通板15側)に移動するため、マニホールド100内を流れるインクによってノズルプレート20が温められて、ノズル開口21近傍のインクの温度とマニホールド100を流れるインクの温度との温度差(温度勾配)を低減することができる。
Accordingly, by providing the
また、突起部45は、マニホールド100の容積を著しく低下することがないため、圧力損失の増大を抑制することができ、マニホールド100の容積不足による供給不良や、圧電アクチュエーター300の駆動によってマニホールド100側にインクが移動して発生するクロストークなどが生じるのを抑制することができる。
Further, since the
さらに、突起部45を導入口42aから排出口43aに亘って所定の間隔で複数個設けることで、マニホールド100のように長い空間が画成されたケース部材40の剛性を向上して、変形し難くすることができる。
Furthermore, by providing a plurality of
また、突起部45は、コンプライアンス基板44側に第2突出部47を有するため、コンプライアンス基板44は、第2突出部47に接合されている。したがって、コンプライアンス基板44に対して、第2突出部47が梁として機能し、コンプライアンス基板44の剥離や弾性破壊等を抑制することができる。
Further, since the
(他の実施形態)
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。
(Other embodiments)
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, the basic composition of this invention is not limited to what was mentioned above.
例えば、上述した実施形態1では、突起部45として、連通板15とは反対面側から連通板15側に向かって突出する第1突出部46と、流路形成基板10の端面に相対向する面から流路形成基板10の端面に向かって突出する第2突出部47とを設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、突起部45が第1突出部46及び第2突出部47の何れか一方のみで構成されていてもよい。また、突起部45は、第1突出部46及び第2突出部47に限定されるものではない。ここで、突起部の他の例を図6及び図7に示す。なお、図6及び図7は、本発明の他の実施形態に係る突起部の変形例を示すインクジェット式記録ヘッドの断面図である。
For example, in the first embodiment described above, the
図6に示すように、突起部45Aは、連通板15とは反対面側から連通板15側に突出して設けられている。また、突起部45Aは、コンプライアンス基板44との間に所定の空間を画成して配置されている。
As shown in FIG. 6, the
また、図7に示すように、突起部45Bは、コンプライアンス基板44側から流路形成基板10の端面に向かって突出して設けられた第2突出部47で構成されている。
Further, as shown in FIG. 7, the
このような図6及び図7に示す突起部45A、45Bであっても、マニホールド100内を流れるインクの流れの中心は、インク供給路14の開口側に移動されるため、上述した実施形態1と同様の効果を奏することができる。
Even in the
さらに、上述した実施形態1では、マニホールド100が、流路形成基板10及び保護基板30の外側でケース部材40と連通板15との間に形成された構成を例示したが、特にこれに限定されず、流路形成基板10と保護基板30とを厚さ方向(積層方向)に貫通するマニホールドを用いるようにしてもよい。また、コンプライアンス基板44は、流路形成基板10の端面に相対向する位置に設ける必要はなく、連通板15側に設けられていても、また連通板15とは反対側に設けられていてもよい。
Furthermore, in the above-described first embodiment, the manifold 100 is illustrated as being formed between the
また、上述した実施形態1では、圧力発生室12に圧力変化を生じさせる圧力発生手段として、薄膜型の圧電アクチュエーターを用いて説明したが、特にこれに限定されず、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型の圧電アクチュエーターや、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型の圧電アクチュエーターなどを使用することができる。また、圧力発生手段として、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなどを使用することができる。
In the first embodiment described above, the pressure generation means for causing the pressure change in the
また、これら上述したインクジェット式記録ヘッド1は、インクジェット式記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図8は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。
The ink
本実施形態のインクジェット式記録装置Iは、装置本体にインクジェット式記録ヘッド1を固定し、ノズル開口21の並設方向に対して直交する方向に記録用紙等の被噴射媒体を搬送することで被噴射媒体への印刷を行う、いわゆるライン式のインクジェット式記録装置である。
The ink jet recording apparatus I according to the present embodiment fixes the ink
具体的には、図8に示すように、インクジェット式記録装置Iは、インクジェット式記録ヘッド1を具備するインクジェット式記録ヘッドユニット2と、装置本体3と、被記録媒体である記録シートSを給紙するローラー4と、液体貯留手段5とを備えている。
Specifically, as shown in FIG. 8, an ink jet recording apparatus I supplies an ink jet recording head unit 2 including an ink
インクジェット式記録ヘッドユニット2(以下、ヘッドユニット2とも言う)は、複数のインクジェット式記録ヘッド1と、複数のインクジェット式記録ヘッド1を保持する板状のベースプレート6と、を具備する。このヘッドユニット2は、ベースプレート6に取り付けられたフレーム部材7を介して装置本体3に固定されている。
The ink jet recording head unit 2 (hereinafter also referred to as the head unit 2) includes a plurality of ink jet recording heads 1 and a plate-
また、装置本体3にはローラー4が設けられている。ローラー4は、装置本体3に給紙された被噴射媒体である紙等の記録シートSを搬送し、記録シートSをインクジェット式記録ヘッド1のインクの吐出面側を通過させる。
The
また、上述したように、各インクジェット式記録ヘッド1には、装置本体3に固定されてインクを貯留する液体貯留手段5がフレキシブルチューブ等の供給管8及び回収管9を介して接続されている。液体貯留手段5からのインクは、供給管8を介して各インクジェット式記録ヘッド1に供給され、インクジェット式記録ヘッド1で吐出されなかったインクは回収管9を介して液体貯留手段5に回収される。また、回収管9の途中にはポンプ9aが設けられており、液体貯留手段5からのインクは、ポンプ9aの圧力によってインクジェット式記録ヘッド1内の液体流路(マニホールド100、排出路43等)を通過して循環する。
Further, as described above, each ink
このようなインクジェット式記録装置Iでは、ローラー4により搬送方向に記録シートSが搬送されると共に、ヘッドユニット2のインクジェット式記録ヘッド1によってインクが吐出されて記録シートSに画像等が印刷される。
In such an ink jet recording apparatus I, the recording sheet S is transported in the transport direction by the
なお、上述した例では、複数のインクジェット式記録ヘッド1を具備するヘッドユニット2をインクジェット式記録装置Iに1つだけ設けるようにしたが、インクジェット式記録装置Iに搭載するヘッドユニット2を2つ以上設けてもよい。また、インクジェット式記録装置Iに直接インクジェット式記録ヘッド1を搭載するようにしてもよい。
In the above example, only one head unit 2 including a plurality of ink jet recording heads 1 is provided in the ink jet recording apparatus I. However, two head units 2 mounted on the ink jet recording apparatus I are provided. You may provide above. Further, the ink
また、上述した例では、インクジェット式記録ヘッド1が固定されて記録シートSを搬送するだけで印刷を行う、いわゆるライン式のインクジェット式記録装置Iを例示したが、特にこれに限定されるものではない。例えば、記録シートSの搬送方向と交差する方向(主走査方向)に移動するキャリッジにインクジェット式記録ヘッド1を搭載し、インクジェット式記録ヘッド1を主走査方向に移動させながら印刷を行う、いわゆるシリアル型のインクジェット式記録装置にも本発明を適用することができる。
In the above-described example, the so-called line-type ink jet recording apparatus I that performs printing only by transporting the recording sheet S while the ink
また、本実施形態では、液体貯留手段5が装置本体3に固定されたタイプのインクジェット式記録装置Iを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、インクカートリッジ等の液体貯留手段を各インクジェット式記録ヘッド1、インクジェット式記録ヘッドユニット2又はキャリッジ等に固定するタイプのインクジェット式記録装置にも本発明を適用することができる。
Further, in the present embodiment, the ink jet type recording apparatus I in which the liquid storing means 5 is fixed to the apparatus
さらに本実施形態では、液体噴射装置の一例としてインクジェット式記録装置を挙げて説明したが、本発明は広く液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置にも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ELディスプレイ、FED(電界放出ディスプレイ)等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオchip製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。 Furthermore, in this embodiment, the ink jet recording apparatus has been described as an example of the liquid ejecting apparatus. However, the present invention is intended for all liquid ejecting apparatuses having a liquid ejecting head widely, and liquid other than ink is used. Of course, the present invention can also be applied to a liquid ejecting apparatus including a liquid ejecting head for ejecting. Other liquid ejecting heads include, for example, various recording heads used in image recording apparatuses such as printers, color material ejecting heads used in the manufacture of color filters such as liquid crystal displays, organic EL displays, and FEDs (field emission displays). Examples thereof include an electrode material ejection head used for electrode formation, a bioorganic matter ejection head used for biochip production, and the like.
I インクジェット式記録装置(液体噴射装置)、 1 インクジェット式記録ヘッド(液体噴射ヘッド)、 12 圧力発生室、 20 ノズルプレート、 21 ノズル開口、 40 ケース部材、 44 コンプライアンス基板、 45、45A、45B 突起部、 46 第1突出部、 47 第2突出部、 100 マニホールド、 300 圧電アクチュエーター(圧力発生手段)
I Inkjet recording apparatus (liquid ejecting apparatus), 1 Inkjet recording head (liquid ejecting head), 12 Pressure generating chamber, 20 Nozzle plate, 21 Nozzle opening, 40 Case member, 44 Compliance substrate, 45, 45A,
Claims (5)
該圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、
複数の前記圧力発生室が連通するマニホールドと、
前記マニホールドに液体を供給する導入路と、
前記マニホールドからの液体を外部に排出する排出路と、を具備し、
前記マニホールド内には、前記導入路が開口する導入口と、前記排出路が開口する排出口との間に当該マニホールド内を流れる液体の流れ方向とは交差する方向に突出する突起部が設けられており、
前記突起部は、前記圧力発生室の前記マニホールド側の開口に向かって突出して設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。 A pressure generating chamber communicating with a nozzle opening for ejecting liquid;
Pressure generating means for causing a pressure change in the pressure generating chamber;
A manifold communicating with the plurality of pressure generating chambers;
An introduction path for supplying liquid to the manifold;
A discharge path for discharging the liquid from the manifold to the outside,
In the manifold, a protrusion projecting in a direction intersecting with the flow direction of the liquid flowing in the manifold is provided between the introduction port where the introduction passage opens and the discharge port where the discharge passage opens. and,
The liquid ejecting head according to claim 1, wherein the protrusion is provided so as to protrude toward an opening on the manifold side of the pressure generating chamber .
該圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、Pressure generating means for causing a pressure change in the pressure generating chamber;
複数の前記圧力発生室が連通するマニホールドと、A manifold communicating with the plurality of pressure generating chambers;
前記マニホールドに液体を供給する導入路と、An introduction path for supplying liquid to the manifold;
前記マニホールドからの液体を外部に排出する排出路と、を具備し、A discharge path for discharging the liquid from the manifold to the outside,
前記マニホールド内には、前記導入路が開口する導入口と、前記排出路が開口する排出口との間に当該マニホールド内を流れる液体の流れ方向とは交差する方向に突出する突起部が設けられており、In the manifold, a protrusion projecting in a direction intersecting with the flow direction of the liquid flowing in the manifold is provided between the introduction port where the introduction passage opens and the discharge port where the discharge passage opens. And
前記マニホールドの一側面は可撓性を有するコンプライアンス基板で構成され、One side of the manifold is composed of a compliance substrate having flexibility,
前記突起部はコンプライアンス基板に接合されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。The liquid ejecting head is characterized in that the protrusion is bonded to a compliance substrate.
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