JP5960745B2 - Liquid discharge head and recording apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、液体吐出ヘッド、および記録装置に関する。 The present invention relates to a liquid discharge head and a recording apparatus.
従来、液体吐出ヘッドとして、液体を吐出するための複数の吐出孔、および複数の吐出孔とそれぞれ接続された複数の加圧部を備え、第1方向に長いヘッド本体と、複数の加圧部の駆動を制御する制御部を備え、第1方向に長い基板と、ヘッド本体の一方の端部と基板の一方の端部とを接続する第1接続部とを備えるものが知られている(例えば、特許文献1の図2参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a liquid ejection head, a plurality of ejection holes for ejecting liquid and a plurality of pressure units connected to the plurality of ejection holes, respectively, a head body that is long in the first direction, and a plurality of pressure units There is known a control section that controls the driving of the head, and includes a board that is long in the first direction and a first connection section that connects one end of the head body and one end of the board ( For example, refer to FIG.
そして、上述した液体吐出ヘッドは、制御部が、第1接続部に接した状態で配置されており、制御部により生じた熱は第1接続部を介して放熱され、制御部が過剰な温度になることを抑えている。 In the liquid discharge head described above, the control unit is disposed in contact with the first connection unit, and heat generated by the control unit is dissipated through the first connection unit, and the control unit has an excessive temperature. It is restrained to become.
しかしながら、特許文献1に記載の液体吐出ヘッドは、制御部により生じた熱は第1接続部を介して放熱される構成を有しており、制御部で発生した熱が液体吐出ヘッドの一方側に伝達されることとなる。その結果、ヘッド本体の熱分布にばらつきが生じ、ヘッド本体の内部を流れる液体の粘度がばらつく可能性がある。それゆえ、液体吐出ヘッドの吐出特性にばらつきが生じる可能性がある。
However, the liquid discharge head described in
本発明の液体吐出ヘッドの一実施形態は、液体を吐出するための複数の吐出孔、および複数の該吐出孔とそれぞれ接続された複数の加圧部を備え、第1方向に長いヘッド本体と、複数の前記加圧部の駆動を制御する制御部を備え、第1方向に長い基板と、前記ヘッド本体の一方の端部と前記基板の一方の端部とを接続する第1接続部と、前記ヘッド本体の他方の端部と前記基板の他方の端部とを接続する第2接続部とを備えている。また、前記制御部が前記基板の中央部よりも前記第1接続部側に配置されている。また、該基板が、前記第1接続部と前記制御部との間に位置する第1部位と、前記第2接続部と前記制御部との間に位置する第2部位とを有している。また、前記第1部位の単位長さ当りの熱抵抗が前記第2部位の単位長さ当りの熱抵抗よりも高い。 One embodiment of the liquid ejection head of the present invention includes a plurality of ejection holes for ejecting liquid, and a plurality of pressure units connected to the plurality of ejection holes, respectively, and a head body that is long in the first direction; A control unit that controls driving of the plurality of pressure units, and a first connection unit that connects a substrate that is long in the first direction, and one end of the head body and one end of the substrate; And a second connecting portion for connecting the other end of the head body and the other end of the substrate. The control unit is disposed closer to the first connection unit than the center of the substrate. The substrate has a first part located between the first connection part and the control part, and a second part located between the second connection part and the control part. . Further, the thermal resistance per unit length of the first part is higher than the thermal resistance per unit length of the second part.
本発明の液体吐出ヘッドの一実施形態は、液体を吐出するための複数の吐出孔、および複数の該吐出孔とそれぞれ接続された複数の加圧部を備え、第1方向に長いヘッド本体と、複数の前記加圧部の駆動を制御する制御部を備え、第1方向に長い基板と、前記ヘッド本体の一方の端部と前記基板の一方の端部とを接続する第1接続部と、前記ヘッド本体の他方の端部と前記基板の他方の端部とを接続する第2接続部とを備えている。また、前記制御部が前記基板の中央部よりも前記第1接続部側に配置されている。また、前記第1接続部の熱抵抗が、前記第2接続部の熱抵抗よりも高い。 One embodiment of the liquid ejection head of the present invention includes a plurality of ejection holes for ejecting liquid, and a plurality of pressure units connected to the plurality of ejection holes, respectively, and a head body that is long in the first direction; A control unit that controls driving of the plurality of pressure units, and a first connection unit that connects a substrate that is long in the first direction, and one end of the head body and one end of the substrate; And a second connecting portion for connecting the other end of the head body and the other end of the substrate. The control unit is disposed closer to the first connection unit than the center of the substrate. Further, the thermal resistance of the first connection part is higher than the thermal resistance of the second connection part.
本発明の液体吐出ヘッドの一実施形態は、液体を吐出するための複数の吐出孔、および複数の該吐出孔とそれぞれ接続された複数の加圧部を備え、第1方向に長いヘッド本体と
、複数の前記加圧部の駆動を制御する第1制御部および第2制御部を備え、第1方向に長い基板と、前記ヘッド本体の一方の端部と前記基板の一方の端部とを接続する第1接続部と、前記ヘッド本体の他方の端部と前記基板の他方の端部とを接続する第2接続部とを備えている。また、前記基板が、前記第1制御部と重なるように配置された第1グランド電極と、前記第2制御部と重なるように配置された第2グランド電極と、を有している。また、前記第1グランド電極と、前記第2グランド電極とが、分離部により分離されている。
One embodiment of the liquid ejection head of the present invention includes a plurality of ejection holes for ejecting liquid, and a plurality of pressure units connected to the plurality of ejection holes, respectively, and a head body that is long in the first direction; A first control unit and a second control unit that control driving of the plurality of pressurizing units, and a substrate that is long in the first direction, one end of the head body, and one end of the substrate A first connecting portion to be connected; and a second connecting portion for connecting the other end of the head body and the other end of the substrate. The substrate includes a first ground electrode disposed so as to overlap the first control unit and a second ground electrode disposed so as to overlap the second control unit. The first ground electrode and the second ground electrode are separated by a separation unit.
本発明の記録装置における一態様は、本発明に係る液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドに対して記録媒体を搬送する搬送部と、を備える。 One aspect of the recording apparatus of the present invention includes the liquid discharge head according to the present invention and a transport unit that transports a recording medium to the liquid discharge head.
本発明の液体吐出ヘッドによれば、第1接続部に熱伝達する熱量と、第2接続部に熱伝達する熱量とを均一に近づけることができ、ヘッド本体に温度ばらつきが生じる可能性を低減することができる。 According to the liquid ejection head of the present invention, the amount of heat transferred to the first connecting portion and the amount of heat transferred to the second connecting portion can be made closer to each other, thereby reducing the possibility of temperature variations in the head body. can do.
<第1の実施形態>
図1(a)は、本発明の一実施形態に係る液体吐出ヘッド2を含む記録装置である(カラーインクジェット)プリンタ1の概略の側面図である。図1(b)は、プリンタ1の概略の平面図である。なお、図面に示すXは第1方向を示し、図面に示すYは副走査方向を示し、図面に示すZは厚み方向を示している。
<First Embodiment>
FIG. 1A is a schematic side view of a printer 1 (color ink jet) which is a recording apparatus including a
プリンタ1は、記録媒体である印刷用紙Pを搬送ローラ80aから搬送ローラ80bへと搬送することにより、印刷用紙Pを液体吐出ヘッド2に対して相対的に移動させる。制御装置88は、画像や文字のデータに基づいて、液体吐出ヘッド2を制御して、液体吐出
ヘッド2から記録媒体Pに向けて液体を吐出させ、印刷用紙Pに液滴を着弾させて、印刷用紙Pに印刷などの記録を行なう。
The
本実施形態では、液体吐出ヘッド2はプリンタ1に対して固定されており、プリンタ1はいわゆるラインプリンタとなっている。本発明の記録装置の他の実施形態としては、液体吐出ヘッド2を、印刷用紙Pの搬送方向に交差する方向、例えば、略直交する方向に往復させるなどして移動させる動作と、印刷用紙Pの搬送を交互に行なう、いわゆるシリアルプリンタが挙げられる。
In the present embodiment, the
プリンタ1には、印刷用紙Pと略平行になるように平板状のフレーム70が固定されている。フレーム70には図示しない20個の孔が設けられており、20個の液体吐出ヘッド2がそれぞれの孔の部分に搭載されている。液体吐出ヘッド2の液体を吐出する部位は、印刷用紙Pに面するようになっている。液体吐出ヘッド2と印刷用紙Pとの間の距離は、例えば0.5〜20mm程度とされる。5つの液体吐出ヘッド2は、1つのヘッド群72を構成しており、プリンタ1は、4つのヘッド群72を有している。
A
液体吐出ヘッド2は、図1(a)の手前から奥へ向かう方向、図1(b)の上下方向に細長い長尺形状を有している。この長い方向を長手方向と呼ぶことがあり、本発明の第1方向Xである。1つのヘッド群72内において、3つの液体吐出ヘッド2は、印刷用紙Pの搬送方向に交差する方向、例えば、略直交する方向に沿って並んでおり、他の2つの液体吐出ヘッド2は搬送方向に沿ってずれた位置で、3つ液体吐出ヘッド2の間にそれぞれ一つずつ並んでいる。印刷用紙Pの搬送方向に交差する方向は副走査方向Yである。
The
液体吐出ヘッド2は、各液体吐出ヘッド2で印刷可能な範囲が、印刷用紙Pの幅方向に(印刷用紙Pの搬送方向に交差する方向に)繋がるように、あるいは端が重複するように配置されており、印刷用紙Pの幅方向に隙間のない印刷が可能になっている。
The
4つのヘッド群72は、記録用紙Pの搬送方向に沿って配置されている。各液体吐出ヘッド2には、図示しない液体タンクから液体(インク)が供給される。1つのヘッド群72に属する液体吐出ヘッド2には、同じ色のインクが供給されるようになっており、4つのヘッド群で4色のインクが印刷できる。各ヘッド群72から吐出されるインクの色は、例えば、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、シアン(C)およびブラック(K)である。このようなインクを、制御装置88で制御して印刷すれば、カラー画像が印刷できる。
The four
プリンタ1に搭載される液体吐出ヘッド2の個数は、単色で、1つの液体吐出ヘッド2で印刷可能な範囲を印刷するのなら1つでもよい。ヘッドの群72に含まれる液体吐出ヘッド2の個数や、ヘッド群72の個数は、印刷する対象や印刷条件により適宜変更できる。例えば、さらに多色の印刷をするためにヘッドの群72の個数を増やしてもよい。また、同色で印刷するヘッド群72を複数配置して、搬送方向に交互に印刷することで、印刷速度(搬送速度)を速くすることができる。また、同色で印刷するヘッド群72を複数準備して、搬送方向と交差する方向にずらして配置して、印刷用紙Pの幅方向の解像度を高くしてもよい。
The number of liquid ejection heads 2 mounted on the
さらに、色の付いたインクを印刷する以外に、印刷用紙Pの表面処理をするために、コーティング剤などの液体を印刷してもよい。 Further, in addition to printing colored inks, a liquid such as a coating agent may be printed for surface treatment of the printing paper P.
プリンタ1は、印刷用紙Pに印刷を行なう。印刷用紙Pは、給紙ローラ80aに巻き取られた状態になっており、2つのガイドローラ82aの間を通った後、フレーム70に搭載されている液体吐出ヘッド2の下側を通り、その後2つの搬送ローラ82bの間を通り、最終的に回収ローラ80bに回収される。印刷する際には、搬送ローラ82bを回転さ
せることで印刷用紙Pは、一定速度で搬送され、液体吐出ヘッド2によって印刷される。回収ローラ80bは、搬送ローラ82bから送り出された印刷用紙Pを巻き取る。搬送速度は、例えば、75m/分とされる。各ローラは、制御装置88によって制御されてもよいし、人によって手動で操作されてもよい。
The
記録媒体は、印刷用紙P以外に、布などでもよい。また、プリンタ1を、印刷用紙Pの代わりに搬送ベルトを搬送する形態にし、記録媒体は、ロール状のもの以外に、搬送ベルト上に置かれた、枚葉紙や裁断された布、木材、タイルなどにしてもよい。さらに、液体吐出ヘッド2から導電性の粒子を含む液体を吐出するようにして、電子機器の配線パターンなどを印刷してもよい。またさらに、液体吐出ヘッド2から反応容器などに向けて所定量の液体の化学薬剤や化学薬剤を含んだ液体を吐出させて、反応させるなどして、化学薬品を作製してもよい。
In addition to the printing paper P, the recording medium may be a cloth or the like. In addition, the
また、プリンタ1に、位置センサ、速度センサ、温度センサなどを取り付け、制御装置88が、各センサからの情報から分かるプリンタ1各部の状態に応じて、プリンタ1の各部を制御してもよい。特に、液体吐出ヘッド2から吐出される液体の吐出特性(吐出量あるいは吐出速度など)が外部の影響を受けるようであれば、液体吐出ヘッド2の温度や液体タンクの液体の温度、液体タンクの液体が液体吐出ヘッド2に加えている圧力に応じて、液体吐出ヘッド2において液体を吐出させる駆動信号を変えるようにしてもよい。
In addition, a position sensor, a speed sensor, a temperature sensor, and the like may be attached to the
次に、本発明の一実施形態の液体吐出ヘッド2について図1〜6を用いて説明する。図2(a)は概略の構造を示しており、図2(b)は、果たす役割により領域を分けて示してある。図3においては、説明のため、一部の流路を省略して描いている。図4においては、図3と同じ位置の拡大平面図であり、図3とは別の一部の流路を省略して描いている。なお、図3および図4において、図面を分かり易くするために、圧電アクチュエータ基板21の下方にあって破線で描くべき加圧室10、しぼり6および吐出孔8などを実線で描いている。なお、図6では、ヘッド本体2aから引き出された信号伝達部60の図示を省略している。
Next, a
液体吐出ヘッド2は、図6に示すように、ヘッド本体2aと、配線基板90と、第1接続部96と、第2接続部98と、制御部92と、熱伝導板94とを備えている。
As shown in FIG. 6, the
ヘッド本体2aは、流路部材4と、変位素子30が作り込まれている圧電アクチュエータ基板21とを含んでいる。なお、液体吐出ヘッド2は、ヘッド本体2aに液体を供給するリザーバ、ヘッド本体2を保護するカバー部材、あるいは金属製の筐体を含んでいてもよい。
The
ヘッド本体2aを構成する流路部材4は、共通流路であるマニホールド5と、マニホールド5と繋がっている複数の加圧室10と、複数の加圧室10とそれぞれ繋がっている複数の吐出孔8とを備えている。複数の吐出孔8は、流路部材4の下面にて開口しており、流路部材4の上面が、吐出孔面4−1となっている。また、加圧室10は流路部材4の上面に開口しており、流路部材4の上面が加圧室面4−2となっている。流路部材4の上面は、マニホールド5と繋がっている開口5aを有し、この開口5aより液体が供給される。
The
また、流路部材4の加圧室面4−2には、変位素子30を含む圧電アクチュエータ基板21が接合されており、各変位素子30が加圧室10上に位置するように配置されている。
In addition, a
また、圧電アクチュエータ基板21には、各変位素子30に信号を供給するためのFP
C(Flexible Printed Circuit)などの信号伝達部60が接続されている。図2には、2つの信号伝達部60が圧電アクチュエータ基板21に繋がる状態が分かるように、信号伝達部60の圧電アクチュエータ基板21に接続される付近の外形を点線で示している。信号伝達部60に形成されている電極は、圧電アクチュエータ基板21に電気的に接続されており、信号伝達部60の端部に矩形状に配置されている。2つの信号伝達部60は、圧電アクチュエータ基板21の副走査方向Yの中央部にそれぞれの端がくるように接続されている。2つの信号伝達部60は、中央部から圧電アクチュエータ基板21の長辺に向かって伸びている。
The
A
信号伝達部60は、ヘッド本体2aの外部に設けられた配線基板90に電気的に接続されている。なお、図6においては信号伝達部60を省略して示している。
The
ヘッド本体2aは、平板状の流路部材4と、流路部材4上に接続された変位素子30を含む圧電アクチュエータ基板21を1つ有している。圧電アクチュエータ基板21の平面形状は長方形状であり、その長方形の長辺が第1方向Xに沿うように流路部材4の加圧室面4−2に配置されている。
The
流路部材4は、マニホールド5と、複数の加圧室10と、複数の加圧室10ごとに接続された複数の吐出孔8とを備えている。マニホールド5は、複数の加圧室10に共通して接続されており、マニホールド5と加圧室10とは、個別供給流路14により接続されている。加圧室10と吐出孔8とは個別流路12により接続されている。
The
流路部材4は、側壁15aと、第1隔壁15bと、第2隔壁15cとを備えている。側壁15aは、流路部材4の副走査方向Yにおける両端部に配置されており、第2隔壁15cは、副走査方向Yにおける中央部に配置されている。そして、側壁15aと第2隔壁15cとの間にマニホールド5が形成されている。マニホールド5は第1方向Xの一端部側から、他端部側に延びる細長い形状を有しており、その両端部において、流路部材4の上面に開口しているマニホールドの開口5aが形成されている。
The
マニホールド5は、流路部材4の第1隔壁15bにより仕切られた複数の副マニホールド5bを備えている。副マニホールド5bは第1方向に沿って延びるように設けられている。第1隔壁15bは、加圧室10に繋がっている領域である第1方向Xの中央部分においては、マニホールド5と同じ高さを有し、マニホールド5を複数の副マニホールド5bに完全に仕切っている。このようにすることで、平面視したときに、第1隔壁15bと重なるように、吐出孔8および吐出孔8から加圧室10に繋がる部分流路12を設けることができる。
The
本実施形態においては、マニホールド5は独立して2本設けられており、それぞれの両端部に開口5aが設けられている。また、1つのマニホールド5には、7つの第1隔壁15bが設けられており、8つの副マニホールド5bに分けられている。副マニホールド5bの幅は、第1隔壁15bの幅より大きくなっており、これにより副マニホールド5bに多くの液体を流すことができる。
In the present embodiment, two
また、7つの第1隔壁15bは、副走査方向Yの中央に近いほど、長さが長くなっており、マニホールド5の副走査方向Yにおける両端において、副走査方向Yの中央に近い第1隔壁15bほど、第1隔壁15bの端がマニホールド5の端に近くなっている。これにより、マニホールド5の外側の壁により生じる流路抵抗と、第1隔壁15bにより生じる流路抵抗との間のバランスがとれ、各副マニホールド5bのうち、加圧室10に繋がる部分である個別供給流路14が形成されている領域の端における液体の圧力差を少なくできる。この個別供給流路14での圧力差は、加圧室10内の液体に加わる圧力差につながる
ため、個別供給流路14での圧力差を少なくすることにより、吐出ばらつきを低減できる。
The seven
複数の加圧室10は、第1方向Xと副走査方向Yとに、2次元的に広がって形成されている。加圧室10は、角部にアールが施された略菱形あるいは楕円形状の平面形状を有する中空の領域である。
The plurality of pressurizing
図3〜図5に示すように、加圧室10は1つの副マニホールド5bと個別供給流路14を介して繋がっている。1つの副マニホールド5bに沿うようにして、この副マニホールド5bに繋がっている加圧室10の行である加圧室行11が、副マニホールド5bの両側に1行ずつ、合計2行設けられている。したがって、1つのマニホールド5に対して、16行の加圧室11が設けられており、ヘッド本体2a全体では32行の加圧室行11が設けられている。各加圧室行11における加圧室10の第1方向Xの間隔は同じであり、例えば、37.5dpiの間隔とすることができる。
As shown in FIGS. 3 to 5, the pressurizing
各加圧室行11の端にはダミー加圧室16の列が1列設けられている。このダミー加圧室列のダミー加圧室16は、マニホールド5とは繋がっているが、吐出孔8とは繋がっていない。また、32行の加圧室行11の外側には、ダミー加圧室16が直線状に並んだダミー加圧室行が1行設けられている。このダミー加圧室行のダミー加圧室16は、マニホールド5および吐出孔8のいずれとも繋がっていない。これらのダミー加圧室16により、端から1つ内側の加圧室10の周囲の構造(剛性)が他の加圧室10の構造(剛性)と近くなることで、液体吐出特性の差を少なくできる。
One column of
なお、周囲の構造の差の影響は、距離の近い、第1方向Xに隣接する加圧室10の影響が大きいため、第1方向Xには、両端にダミー加圧室を設けてある。副走査方向Yについては、影響が比較的小さいため、ヘッド本体2aの端に近い方のみに設けている。これにより、ヘッド本体2aの幅を小さくできる。
In addition, since the influence of the difference of the surrounding structure has a large influence of the pressurizing
1つのマニホールド5に繋がっている加圧室10は、矩形状の圧電アクチュエータ基板21の各外辺に沿った行および列をなす格子上に配置されている。これにより、圧電アクチュエータ基板21の外辺から、加圧室10の上に形成されている個別電極25が等距離に配置されることになるので、個別電極25を形成する際に、圧電アクチュエータ基板21に変形が生じ難くできる。圧電アクチュエータ基板21と流路部材4とを接合する際に、この変形が大きいと外辺に近い変位素子30に応力が加わり、変位特性にばらつきが生じるおそれがあるが、変形を少なくすることで、そのばらつきを低減できる。
The pressurizing
また、最も外辺に近い加圧室行11の外側にダミー加圧室16のダミー加圧室行が設けられているために、変形の影響をより受け難くできる。加圧室行11に属する加圧室10は等間隔で配置されており、加圧室行11に対応する個別電極25も等間隔で配置されている。加圧室行11は副走査方向Yに等間隔で配置されており、加圧室行11に対応する個別電極25の行も副走査方向Yに等間隔で配置されている。これにより、特にクロストークの影響が大きくなる部位をなくすことができる。
In addition, since the dummy pressurizing chamber row of the
本実施形態では、加圧室10は格子状に配置したが、隣り合う加圧室行11の加圧室10が互いの間に位置するように千鳥状に配置してもよい。このようにすると、隣接する加圧室行11に属する加圧室10の間の距離がより長くなるので、よりクロストークを抑制できる。
In the present embodiment, the pressurizing
加圧室行11をどのように並べるかによらず、流路部材4を平面視したとき、1つの加圧室行11に属する加圧室10が、隣接する加圧室行11に属する加圧室10と、液体吐
出ヘッド2の第1方向Xにおいて、重ならないように配置することにより、クロストークを抑制できる。一方、加圧室行11の間の距離を離すと、液体吐出ヘッド2の幅が大きくなるので、プリンタ1に対する液体吐出ヘッド2の設置角度の精度や、複数の液体吐出ヘッド2を使用する際の、液体吐出ヘッド2の相対位置の精度が印刷結果に与える影響が大きくなる。そこで、第1隔壁15bの幅を副マニホールド5bよりも小さくすることで、それらの精度が印刷結果に与える影響を少なくできる。
Regardless of how the pressurizing chamber rows 11 are arranged, when the
1つの副マニホールド5bに繋がる加圧室10は、2列の加圧室行11をなしており、1つの加圧室行11に属する加圧室10から繋がっている吐出孔8は、1つの吐出孔行9をなしている。2行の加圧室行11に属する加圧室10に繋がっている吐出孔8はそれぞれ、副マニホールド5bの異なる側に開口している。図4においては、第1隔壁15bに2行の吐出孔行9が設けられているが、それぞれの吐出孔行9に属する吐出孔8は、吐出孔8に近い側の副マニホールド5bに加圧室10を介して繋がっている。
The pressurizing
隣接する副マニホールド5bに加圧室行11を介して繋がっている吐出孔8と液体吐出ヘッド2の第1方向Xにおいて重ならないように配置されていると、加圧室10と吐出孔8とを繋ぐ流路間のクロストークが抑制できるので、さらにクロストークを少なくすることができる。加圧室10と吐出孔8とを繋ぐ流路全体が、液体吐出ヘッド2の第1方向Xにおいて重ならないように配置されていると、さらにクロストークを少なくすることができる。
If the
1つのマニホールド5に繋がっている複数の加圧室10により加圧室群(不図示)が構成されており、マニホールド5が2つあるため、加圧室群は2つ形成されている。各加圧室群内における吐出に関わる加圧室10の配置は同形状となっており、副走査方向Yに平行移動させた位置に配置されている。これらの加圧室10は、流路部材4の上面における圧電アクチュエータ基板21に対向する領域に、加圧室群間などの少し間隔が広くなった部分があるものの、略全面にわたって配列されている。つまり、これらの加圧室10によって形成された加圧室群は圧電アクチュエータ基板21と略同一の形状の領域を占有している。また、各加圧室10の開口は、流路部材4の加圧室面4−2に圧電アクチュエータ基板21が接合されることで閉塞されている。
A plurality of pressurizing chambers (not shown) are constituted by a plurality of pressurizing
加圧室10の個別供給流路14が繋がっている角部と対向する角部からは、流路部材4の下面の吐出孔面4−1に開口している吐出孔8に繋がる個別流路12が伸びている。個別流路12は、平面視において、加圧室10から離れる方向に伸びている。より具体的には、加圧室10の長い対角線に沿う方向に離れつつ、その方向に対して左右にずれながら伸びている。これにより、加圧室10は各加圧室行11内での間隔が37.5dpiになっている格子状の配置にしつつ、吐出孔8は、全体で1200dpiの間隔で配置することができる。
The individual flow path connected to the
これは別の言い方をすると、流路部材4の第1方向Xに平行な仮想直線に対して直交するように吐出孔8を投影すると、図4に示した仮想直線のRの範囲に、各マニホールド5に繋がっている16個の吐出孔8、全部で32個の吐出孔8が、1200dpiの等間隔となっているということである。これにより、すべてのマニホールド5に同じ色のインクを供給することで、全体として第1方向Xに1200dpiの解像度で画像が形成可能となる。また、1つのマニホールド5に繋がっている1個の吐出孔8は、仮想直線のRの範囲で600dpiの等間隔になっている。これにより、各マニホールド5に異なる色のインクを供給することで、全体として第1方向Xに600dpiの解像度で2色の画像が形成可能となる。この場合、2つの液体吐出ヘッド2を用いれば、600dpiの解像度で4色の画像が形成可能となり、600dpiで印刷可能な液体吐出ヘッドを用いるよりも、印刷精度が高くなり、印刷のセッティングも簡単にできる。なお、ヘッド本体2aの副
走査方向Yに並んでいる1列の加圧室列に属する加圧室10から繋がっている吐出孔8で、仮想直線のRの範囲がカバーされている。
In other words, when the discharge holes 8 are projected so as to be orthogonal to the virtual straight line parallel to the first direction X of the
流路部材4は、図5に示すように、複数のプレートが積層された積層構造を有している。これらのプレートは、流路部材4の上面から順に、キャビティプレート4a、ベースプレート4b、アパーチャ(しぼり)プレート4c、サプライプレート4d、マニホールドプレート4e〜4j、カバープレート4kおよびノズルプレート4lである。
As shown in FIG. 5, the
これらのプレートには多数の孔が形成されている。各プレートの厚さは10〜300μm程度であることにより、形成する孔の形成精度を高くできる。流路部材4の厚さは、500μm〜2mm程度である。各プレートは、これらの孔が互いに連通して個別流路12およびマニホールド5を構成するように、位置合わせして積層されている。
A number of holes are formed in these plates. Since the thickness of each plate is about 10 to 300 μm, the formation accuracy of the holes to be formed can be increased. The thickness of the
各プレートに形成された孔について説明する。これらの孔には、次のようなものがある。第1に、キャビティプレート4aに形成された加圧室10である。第2に、加圧室10の一端からマニホールド5へと繋がる個別供給流路14を構成する連通孔である。この連通孔は、ベースプレート4b(詳細には加圧室10の入り口)からサプライプレート4c(詳細にはマニホールド5の出口)までの各プレートに形成されている。なお、この個別供給流路14には、アパーチャプレート4cに形成されている、流路の断面積が小さくなっている部位であるしぼり6が含まれている。
The holes formed in each plate will be described. These holes include the following. The first is the pressurizing
第3に、加圧室10の個別供給路14が繋がっている端と反対の他端から吐出孔8へと連通する部分流路12を構成する連通孔である。部分流路12は、ベースプレート4b(詳細には加圧室10の出口)からノズルプレート4l(詳細には吐出孔8)までの各プレートに形成されている。
Third, there is a communication hole that forms a
第4に、副マニホールド5bを構成する連通孔である。この連通孔は、平面視して、マニホールドプレート4e〜4jの同じ位置に配置されており、厚み方向Zに広がるように空間が設けられ、副マニホールド5bを形成している。
Fourth, there is a communication hole constituting the sub-manifold 5b. The communication holes are arranged at the same positions of the
第1〜第4の連通孔が相互に繋がり、マニホールド5から供給された液体を吐出孔8から吐出している。マニホールド5に供給された液体は、以下の経路で吐出孔8から吐出される。まず、マニホールド5から上方向に向かって、個別供給流路14に入り、しぼり6の一端部に至る。次に、しぼり6の延在方向に沿って水平に進み、しぼり6の他端部に至る。そこから上方に向かって、加圧室10の一端部に至る。さらに、加圧室10の延在方向に沿って水平に進み、加圧室10の他端部に至る。加圧室10からディセンダに入った液体は、水平方向にも移動しつつ、主に下方に向かい、下面に開口した吐出孔8に至って、外部に吐出される。
The first to fourth communication holes are connected to each other, and the liquid supplied from the
圧電アクチュエータ基板21は、圧電セラミックス層21a,21bと、共通電極24と、個別電極25と、接続電極26と、共通電極用表面電極28とを備えている。そして、外部から電圧が印加されると、共通電極24と個別電極25とにより狭持された圧電セラミックス層21bが変位することにより、加圧室10を加圧する。
The
圧電アクチュエータ基板21は、加圧室面4−2上に、圧電セラミックス層21aと、共通電極24と、圧電セラミックス層21bとが個の順に積層されている。圧電セラミックス層21b上には個別電極25と、接続電極26と、共通電極用表面電極28とが形成されている。
In the
共通電極24は、圧電セラミックス層21a,21bに狭持されるように配置されてお
り、第1方向Xおよび副走査方向Yにおいて、圧電アクチュエータ基板21の略全域にわたって形成されている。共通電極24の厚みは2μm程度とすることができる。共通電極24は、接地され、グランド電位に保持されている。
The
個別電極25は、各加圧室10に対向する位置にそれぞれ形成されている。個別電極25は、加圧室10より一回り小さく、加圧室10と略相似な形状を有している個別電極本体25aと、個別電極本体25aから引き出されている引出電極25bとを含んでおり、個別電極25は、加圧室10と同じように、個別電極列および個別電極群を構成している。
The
共通電極用表面電極28は、圧電セラミック層21bに配置されたビアホール(不図示)を介して、共通電極24と電気的に接続されている。共通電極用表面電極28は、圧電アクチュエータ基板21の副走査方向Yの中央部に、第1方向Xに沿うように2行形成され、また、第1方向Xの端近くで副走査方向Yに沿って1列形成されている。図示した共通電極用表面電極28は直線上に断続的に形成されたものであるが、直線上に連続的に形成してもよい。
The common
接続電極26は、個別電極25の引出電極25bに電気的に接続されており、信号伝達部60が接続電極26を介して圧電アクチュエータ基板21と電気的に接続される。それにより、信号伝達部60と圧電アクチュエータ基板21との接続を容易に行うことができる。接続電極26は、厚さが15μm程度で凸状に形成されている。
The
なお、共通電極用表面電極28と電気的に接続した共通電極用接続電極を設けてもよい。その際、共通電極用表面電極28および共通電極用接続電極の面積を接続電極26の面積よりも大きくすれば、信号伝達部60の端部(先端および圧電アクチュエータ基板21の第1方向Xの端)における接続が、共通電極用表面電極28上の接続により強くできるので、信号伝達部60が端からはがれ難くできる。
A common electrode connection electrode electrically connected to the common
圧電セラミック層21bの個別電極25と共通電極24とに挟まれている部分は、厚さ方向に分極されており、個別電極25に電圧を印加すると変位する、ユニモルフ構造の変位素子30となっている。より具体的には、個別電極25を共通電極24と異なる電位にして圧電セラミック層21aに対してその分極方向に電界を印加したとき、この電界が印加された部分が、圧電効果により歪む活性部として働く。
A portion sandwiched between the
この構成において、電界と分極とが同方向となるように、制御装置88により個別電極25を共通電極24に対して正または負の所定電位にすると、圧電セラミック層21aの電極に挟まれた部分(活性部)が、面方向に収縮する。一方、非活性層の圧電セラミック層21bは電界の影響を受けないため、自発的には縮むことがなく活性部の変形を規制しようとする。この結果、圧電セラミック層21aと圧電セラミック層21bとの間で分極方向への歪みに差が生じて、圧電セラミック層21bは加圧室10側へ凸となるように変形(ユニモルフ変形)する。
In this configuration, when the
続いて、液体の吐出動作について説明する。制御装置88からの制御で制御部94を介して、個別電極25に供給される駆動信号により、変位素子30が駆動(変位)させられる。本実施形態では、様々な駆動信号で液体を吐出させることができるが、ここでは、いわゆる引き打ち駆動方法について説明する。
Next, the liquid discharge operation will be described. The
あらかじめ個別電極25を共通電極24より高い電位(以下高電位と称す)にしておき、吐出要求がある毎に個別電極25を共通電極24と一旦同じ電位(以下低電位と称す)とし、その後所定のタイミングで再び高電位とする。これにより、個別電極25が低電位
になるタイミングで、圧電セラミック層21a、21bが平らな形状に戻り、加圧室10の容積が初期状態と比較して増加する。これにより、加圧室10内の液体に負圧が与えられる。
The
そうすると、加圧室10内の液体が固有振動周期で振動し始める。具体的には、最初、加圧室10の体積が増加し始め、負圧は徐々に小さくなっていく。次いで加圧室10の体積は最大になり、圧力は略ゼロとなる。次いで加圧室10の体積は減少し始め、圧力は高くなっていく。その後、圧力が略最大になるタイミングで、個別電極25を高電位にする。そうすると最初に加えた振動と、次に加えた振動とが重なり、より大きい圧力が液体に加わる。この圧力がディセンダ内を伝搬し、吐出孔8から液体を吐出させる。
Then, the liquid in the pressurizing
つまり、高電位を基準として、一定期間低電位とするパルスの駆動信号を個別電極25に供給することで、液滴を吐出できる。このパルス幅は、圧力室10の液体の固有振動周期の半分の時間であるAL(Acoustic Length)とすると、原理的には、液体の吐出速度
および吐出量を最大にできる。圧力室10の液体の固有振動周期は、液体の物性、圧力室10の形状の影響が大きいが、それ以外に、アクチュエータ基板21の物性や、加圧室10に繋がっている流路の特性からの影響も受ける。
In other words, a droplet can be ejected by supplying a pulse driving signal that is a low potential for a certain period with the high potential as a reference to the
なお、パルス幅は、吐出される液滴を1つにまとめるようにするなど、他に考慮する要因もあるため、実際は、0.5AL〜1.5AL程度の値にされる。また、パルス幅は、ALから外れた値にすることで、吐出量を少なくすることができるため、吐出量を少なくするためにALから外れた値にされる。 Note that the pulse width is actually set to a value of about 0.5 AL to 1.5 AL because there are other factors to consider, such as combining the ejected droplets into one. Further, since the discharge amount can be reduced by setting the pulse width to a value outside of AL, the pulse width is set to a value outside of AL in order to reduce the discharge amount.
図6に示すように、液体吐出ヘッド2は、ヘッド本体2aと、配線基板90と、第1接続部96と、第2接続部98とを備えている。ヘッド本体2aは、吐出孔面4−1(図5参照)を下面とし、加圧室面4−2(図5参照)を上面として配置されている。ヘッド本体2a上には、2枚の配線基板90が立設した状態で配置されており、第1接続部96と第2接続部98とにより固定されている。
As shown in FIG. 6, the
配線基板90は、第1方向Xに長く設けられており、制御部92と、熱伝導板94とを備えている。配線基板90は、長方形状をなしている。ここで、第1方向Xに長いとは、配線基板90の長辺が短辺よりも第1方向Xに長いということである。配線基板90の内部には配線がパターニングされており、配線基板90上に実装されている各種電子部品が電気的に接続されている。制御部92は、配線基板90上に設けられており、第1方向Xにおける配線基板90の中央部よりも第1接続部96側に配置されている。熱伝導板94は、第1接続部96と、制御部92と、第2接続部98と接した状態で設けられている。
The
配線基板90は、第1接続部96と制御部92との間に位置する第1部位90aと、第2接続部98と制御部92との間に位置する第2部位90bとを有している。液体吐出ヘッド2においては、配線基板90の第1部位90aの厚み方向Zの幅と、配線基板90の第2部位90bの厚み方向Zの幅とが略同じ長さとなっており、単位長さ当りの熱抵抗が等しくなっている。
The
制御部92は、ヘッド本体2aの駆動を制御するために、配線基板90に実装されている。制御部92は、印画データ等の信号処理を行うデジタル回路部と、変位素子30(図5参照)を駆動するアナログ回路部とを備えている。デジタル回路部としては、マイクロコンピュータ等のドライバICを例示することができ、アナログ回路部としては、電圧の調整を行うリニアレギュレータを例示することができる。制御部92は、ヘッド本体2aを駆動させると、駆動に伴って発熱する。
The
熱伝導板94は、第1接続部96と、制御部92と、第2接続部98と接触するように設けられており、第1方向Xに延びるように設けられている。熱伝導板94は、制御部92により発生した熱を第1接続部96および第2接続部98に伝熱する機能を有している。そして、第1接続部96と制御部92との間に位置する第1部位94aと、第2接続部98と制御部92との間に位置する第2部位94bとを有している。熱伝導板94は、例えば、金属または合金により形成することができる。
The
本実施形態では、副走査方向Yに沿った断面において、熱伝導板94は、第1部位94aの断面積が、第2部位94bの断面積よりも小さい構成を有している。それにより、第1部位94aの熱抵抗を第2部位94bの熱抵抗よりも高くすることができる。
In the present embodiment, in the cross section along the sub-scanning direction Y, the
第1接続部96は、ヘッド本体2a上に立設した状態で配置されており、厚み方向Zに延びるように設けられている。第1接続部96は、配線基板90の一方の主面に接触するように設けられており、配線基板90よりも上方に突出している。第1接続部96は、第1方向Xにおいて、ヘッド本体2aの一方の端部と、配線基板90の一方の端部とを接続している。そのため、配線基板90に生じた熱をヘッド本体2aに熱伝導することができる。
The
第2接続部98は、ヘッド本体2a上に立設した状態で配置されており、厚み方向Zに延びるように設けられている。第2接続部98は、配線基板90の一方の主面に接触するように設けられており、配線基板90よりも上方に突出している。第2接続部98は、第1方向Xにおいて、ヘッド本体2aの他方の端部と、配線基板90の他方の端部とを接続している。そのため、配線基板90に生じた熱をヘッド本体2aに熱伝導することができる。
The
第1接続部96および第2接続部98は、厚み方向Zに一定の幅で形成されている。そのため、第1接続部96および第2接続部98の単位長さ当りの熱抵抗は一定となっている。
The
第1接続部96および第2接続部98は、例えば、金属または合金により形成することができる。また、第1接続部96と第1部位94aとは、第1連結部95aにて接続されている。また、第2接続部98と第2部位94bとは、第2連結部95bにて接続されている。図示していないが、第1接続部96および第2接続部98は、ヘッド本体2a、および配線基板90と、螺子止めにより接続されている。第1連結部95aおよび第2連結部95bは、例えば、溶接により接続することができる。なお、これらの部材は、螺子止めではなく溶接、あるいは接着剤等により接続してもよい。
The
配線基板90は、第1接続部96、制御部92、および第2接続部98と接触する熱伝導板94を含んでいるため、制御部92に生じた熱を熱伝導板94により第1接続部96および第2接続部98に効率よく伝熱することができる。
Since the
ここで、制御部92は、配線基板90の配線の引き回し、あるいは配置スペースの問題により、配線基板90の第1方向Xの中央部に配置されない場合がある。例えば、第1方向Xにおいて、制御部92が配線基板90の中央部よりも第1接続部96側に配置された場合、第1接続部96を伝わってヘッド本体2aに熱伝導される熱量が、第2接続部98を伝わってヘッド本体2aに熱伝導される熱量よりも大きくなる可能性がある。それにより、ヘッド本体2aの一方側の温度が、ヘッド本体2aの他方側の温度よりも高くなり、第1方向Xにおいて、ヘッド本体2aの温度分布にばらつきが生じる可能性がある。その結果、ヘッド本体2aを流れる液体の粘度にばらつきが生じることとなり、ヘッド本体2aの吐出特性にばらつきが生じるおそれがある。
Here, the
これに対して、液体吐出ヘッド2では、熱伝導板94は、副走査方向Yに沿った断面において、第1部位94aの断面積が第2部位94bの断面積よりも小さい構成を有している。すなわち、熱伝導板94の第1部位94aの単位長さ当りの熱抵抗が、熱伝導板94の第2部位94bの単位長さ当りの熱抵抗よりも高い構成を有している。このため、制御部92の熱が、第1部位94aを熱伝導しにくくなる。その結果、熱伝導板94を伝わってヘッド本体2aに熱伝導する熱量を均一に近づけることができ、ヘッド本体2aの温度分布にばらつきが生じる可能性を低減することができる。
On the other hand, in the
すなわち、制御部92に生じた熱は、第1部位94aおよび第1接続部96を通じてヘッド本体2aの一方側に伝わる第1経路(以下、第1経路と称する)と、第2部位94bおよび第2接続部98を通じてヘッド本体2aの他方側に伝わる第2経路(以下、第2経路と称する)とを熱伝導してヘッド本体2aに供給されることとなるが、液体吐出ヘッド2は、熱伝導板94の第1部位94aの単位長さ当りの熱抵抗が、熱伝導板94の第2部位94bの単位長さ当りの熱抵抗よりも高い構成を有しているため、第1経路および第2経路を熱伝導する熱量を均一に近づけることができ、ヘッド本体2aの温度分布にばらつきが生じる可能性を低減することができる。
That is, the heat generated in the
単位長さ当りの熱抵抗とは、第1経路および第2経路の単位長さ当りの熱抵抗を示しており、例えば、熱伝導板94の単位長さ当りの熱抵抗とは、第1方向Xの単位長さ当りの熱抵抗を示している。
The thermal resistance per unit length indicates the thermal resistance per unit length of the first path and the second path. For example, the thermal resistance per unit length of the
また、制御部92は、アナログ回路部とデジタル回路部とを備えており、配線基板90上に複数設けられることがある。アナログ回路部はデジタル回路部に比べて、印加される電圧が高くノイズが生じやすい。また、デジタル回路部は、アナログ回路部の配置領域と離れた位置に配置される。そのため、例えば、アナログ回路部は配線基板90の一方側である第1部位90aに配置し、デジタル回路部は配線基板90の他方側である第2部位90bに配置される。
The
そして、アナログ回路部を構成するリニアレギュレータは、電源電圧により入力された電圧を、所定の電圧に下げて変位素子30に供給している。そのため、発熱することにより電圧の差分を消費している。その結果、配線基板90の第1部位90aにおいて、制御部92の発熱が集中することとなる。
And the linear regulator which comprises an analog circuit part lowers the voltage input with the power supply voltage to the predetermined voltage, and supplies it to the
この場合においても、液体吐出ヘッド2は、熱伝導板94の第1部位94aの単位長さ当りの熱抵抗が、熱伝導板94の第2部位94bの単位長さ当りの熱抵抗よりも高い構成を有しているため、ヘッド本体2aに熱伝導される熱量を均一に近づけることができる。
Also in this case, in the
また、副走査方向Yに沿った断面において、熱伝導板94は、第1部位94aの断面積が、第2部位94bの断面積よりも小さい構成を有している。それにより、第1部位94aの熱抵抗を第2部位94bの熱抵抗よりも高くすることができる。つまり、熱伝導板94の第1部位94aと第2部位94bとが同一材料により形成されているため、質量の小さな第1部位94aは、質量の大きな第2部位94bよりも熱抵抗が高くなることとなる。その結果、ヘッド本体2aの温度分布にばらつきが生じる可能性を低減することができる。
In the cross section along the sub-scanning direction Y, the
なお、液体吐出ヘッド2では、第1部位94aの厚み方向Zにおける幅が、第2部位94bの厚み方向Zにおける幅よりも小さい例を示したがこれに限定されるものではない。例えば、第1部位94aの副走査方向Yにおける厚みを、第2部位94bの副走査方向Yにおける厚みよりも小さくしてもよい。その場合においても、第1部位94aの断面積を
第2部位94bの断面積よりも小さくすることができる。
In the
また、第1部位94aの厚み方向Zにおける幅が、第2部位94bの厚み方向Zにおける幅よりも小さくし、かつ第1部位94aの副走査方向Yにおける厚みを、第2部位94bの副走査方向Yにおける厚みよりも小さくしてよい。その場合、さらに第1部位94aの熱抵抗を第2部位94bの熱抵抗よりも高くすることができ、ヘッド本体2aに温度分布のばらつきが生じる可能性を低減することができる。
Further, the width of the
液体吐出ヘッド2は、熱伝導板94が、第1連結部95aにより第1接続部96に接続されており、第2連結部95bにより第2接続部98に接続される構成を有している。そして、第1連結部95aとヘッド本体2aとの距離が、第2連結部95bとヘッド本体2aとの距離よりも長くなっている。
The
そのため、第1連結部95aとヘッド本体2aとの間に位置する第1接続部96の長さが、第2連結部95bとヘッド本体2aとの間に位置する第2接続部98の長さよりも長い構成となり、第1経路の単位長さ当りの熱抵抗が、第2経路の単位長さ当りの熱抵抗よりも高い構成となる。その結果、第1接続部96を伝わる熱量を、第2接続部98を伝わる熱量よりも小さくすることができ、ヘッド本体2aの温度分布のばらつきが生じる可能性を低減することができる。
Therefore, the length of the
なお、第1連結部95aとヘッド本体2aとの距離とは、第1連結部95aの下端からヘッド本体2aまでの距離を示しており、第2連結部95bとヘッド本体2aとの距離についても同様である。
The distance between the first connecting
<第2の実施形態>
図7を用いて液体吐出ヘッド102について説明する。液体吐出ヘッド102は、熱伝導板94(図6参照)を備えておらず、配線基板190の形状が配線基板90の形状と異なっている。なお、液体吐出ヘッド2と同一の部材については同一の符号を付し、以下同様とする。
<Second Embodiment>
The
配線基板190は、第1部位190aと第2部位190bとを備えており、第1部位190aの厚み方向Zの長さが、第2部位190bの厚み方向Zの長さよりも短い構成を有している。配線基板190は、長方形上の配線基板の一部を切欠くことにより形成することができる。
The
液体吐出ヘッド102は、配線基板190の第1部位190aの単位長さ当りの熱抵抗が、配線基板190の第2部位190bの単位長さ当りの熱抵抗よりも高い構成を有している。そのため、配線基板190の第1部位190aは熱伝導しにくい構成となる。その結果、制御部92に生じた熱が第1部位190aを熱伝導しにくい構成となり、第1経路を伝わる熱量と、第2経路を伝わる熱量とを均一に近づけることができる。それゆえ、ヘッド本体2aに温度ばらつきが生じる可能性を低減することができる。このように、必ずしも熱伝導板94を設ける必要はない。
The
また、配線基板190は、副走査方向Yに沿った断面において、第1部位190aの断面積が、第2部位190bの断面積よりも小さい構成を有している。その結果、第1部位190aを伝わる熱量と、第2部位190bを伝わる熱量とを均一に近づけることができる。それにより、ヘッド本体2aに温度分布のばらつきが生じる可能性を低減することができる。
Further, the
なお、第1部位190aの副走査方向Yにおける厚みを、第2部位190bの副走査方
向Yにおける厚みよりも小さくすることにより、副走査方向Yに沿った断面において、第1部位190aの断面積が、第2部位190bの断面積よりも小さくしてもよい。その場合においても同様の効果を奏することができる。
Note that the cross-sectional area of the
<第3の実施形態>
図8(a)を用いて液体吐出ヘッド202について説明する。液体吐出ヘッド202は、第2接続部298の形状が、液体吐出ヘッド2の第2接続部98と異なっており、熱伝導板294の形状が、液体吐出ヘッド2の熱伝導板94と異なっている。
<Third Embodiment>
The
第1接続部96の第1方向Xの長さは、第2接続部298の第1方向Xの長さよりも短くなっている。そのため、第1接続部96の単位長さ当たりの熱抵抗が、第2接続部298の単位長さ当たりの熱抵抗よりも高くなっている。その結果、制御部92により生じた熱のうち、第1接続部96を伝わる熱量を小さくすることができ、第1経路を伝わる熱量と、第2経路を伝わる熱量とを均一に近づけることができる。それゆえ、ヘッド本体2aに温度分布のばらつきが生じる可能性を低減することができる。
The length of the
なお、第1接続部96の単位長さ当りの熱抵抗とは、第1経路に沿った熱抵抗であり、厚み方向Zにおける単位長さ当りの熱抵抗とすることができる。第2接続部298の単位長さ当りの熱抵抗についても同様である。
The thermal resistance per unit length of the
また、副走査方向Yにおいて、第1接続部96の断面積が、第2接続部298の断面積よりも高くなっている。その結果、制御部92により生じた熱のうち、第1接続部96を伝わる熱量を小さくすることができ、第1経路を伝わる熱量と、第2経路を伝わる熱量とを均一に近づけることができる。それゆえ、ヘッド本体2aに温度分布のばらつきが生じる可能性を低減することができる。
In the sub-scanning direction Y, the cross-sectional area of the
熱伝導板294は、厚み方向Zに一定の幅のまま、第1方向Xに沿って延びるように設けられている。第1接続部96と、熱伝導板294とは、第1連結部95aを介して接続されている。また、第2接続部298と、熱伝導板294とは、第2連結部295bを介して接続されている。第1連結部95aおよび第2連結部295bは、溶接により接続されている。
The heat
液体吐出ヘッド202は、第1接続部96の第1方向Xの長さが、第2接続部298の第1方向Xの長さよりも短い構成を有しているため、第1連結部95aの第1方向Xの長さが、第2連結部295bの第1方向Xの長さよりも短くなっている。
The
そのため、第1連結部95aの単位長さ当りの熱抵抗を、第2連結部295bの単位長さ当りの熱抵抗よりも高くすることができる。その結果、第1経路を伝わる熱量と、第2経路を伝わる熱量とを均一に近づけることができる。それゆえ、ヘッド本体2aに温度分布のばらつきが生じる可能性を低減することができる。
Therefore, the thermal resistance per unit length of the first connecting
図8(b)には、変形例である液体吐出ヘッド302を示している。液体吐出ヘッド302は、第2接続部398の形状が異なっており、熱伝導板294を備えていない点で液体吐出ヘッド202と異なっている。
FIG. 8B shows a
このように、第1接続部96の副走査方向Yの厚みを、第2接続部398の副走査方向Yの厚みよりも小さくしてもよい。このような場合においても、第1接続部96の熱抵抗を、第2接続部398の熱抵抗よりも高くすることができる。また、熱伝導板294を備えていなくても、第1経路を伝わる熱量と、第2経路を伝わる熱量とを均一に近づけることができる。
As described above, the thickness of the
図9を用いて、液体吐出ヘッド402について説明する。液体吐出ヘッド402は、配線基板490が内部にグランド電極491を備えている。なお、図9では、グランド電極491を長鎖線にて示しており、図9(b)においては、グランド電極491が配置される領域を斜線にて示している。
The
配線基板490は、図9(c)に示すように、絶縁層491cと、グランド電極491(第2グランド電極491b)と、ビアホール491eと、配線パターン491dとを備えている。グランド電極491および配線パターン491dは絶縁層491cにより挟持されており、導通が必要な部分にビアホール491eが形成されている。配線基板490としては、硬質なプリント配線板、あるいは可撓性のあるFPCにより形成されている。
As shown in FIG. 9C, the
グランド電極491は、基板490の第1部位490aに配置された第1グランド電極491aと、基板490の第2部位490bに配置された第2グランド電極491bとを有している。第1グランド電極491aおよび第2グランド電極491bは、電気的に接続されている。第2グランド電極491b上には制御部92が設けられており、制御部92のグランドパッドと第2グランド電極491bとは電気的に接続されている。なお、必ずしも制御部92がグランド電極491と接続されていなくてもよい。
The
グランド電極491は、例えば、Cu,Al,Auなどの金属あるいは合金により形成することができる。
The
第1グランド電極491aは、第2グランド電極491bに比べて、厚み方向Zにおける幅が小さい構成を有している。そして、配線基板490の一方側は、第1接続部96の厚み方向Zの中央部にて、螺子493aにより螺子止めされている。また、配線基板490の他方側は、第2接続部98の厚み方向Zの両端部にて、螺子493bにより螺子止めされている。螺子493a,493bは、グランド電極491に導通するように、グランド電極491に隣り合う絶縁層491cを貫通するように設けられている。そのため、螺子493aが第1連結部495aとなり、螺子493bが第2連結部495bとなっている。
The
第1グランド電極491aは、配線基板490の第1部位490aを形成している。また、第2グランド電極491bは、配線基板490の第2部位490bを形成している。そして、第1グランド電極491aと第2グランド電極491bとの厚み方向Zの幅の違いにより、第1グランド電極491aの単位長さ当りの熱抵抗が、第2グランド電極491bの単位長さ当りの熱抵抗よりも高くなっている。
The
そのため、配線基板490の第1部位490aの単位長さ当りの熱抵抗が、配線基板490の第2部位490bの単位長さ当りの熱抵抗よりも高くなる。その結果、制御部92により生じた熱のうち、配線基板490の第1部位490aを伝わる熱量と、配線基板490の第2部位490bを伝わる熱量とを均一に近づけることができ、ヘッド本体2aの温度分布にばらつきが生じる可能性を低減することができる。
Therefore, the thermal resistance per unit length of the
また、副走査方向Yに沿った断面において、第1グランド電極491aの断面積が、第2グランド電極491bの断面積よりも小さくなっている。そのため、第1グランド電極491a自体の単位長さ当りの熱抵抗も、第2グランド電極491b自体の単位長さ当りの熱抵抗よりも高くすることができる。その結果、ヘッド本体2aの温度分布にばらつきが生じる可能性を低減することができる。
In the cross section along the sub-scanning direction Y, the cross-sectional area of the
なお、副走査方向Yに沿った断面において、グランド電極491の厚み方向Zの幅を変
えた例を示したが、グランド電極491の副走査方向Yの長さを変えて、副走査方向Yに沿った断面積を変えてもよい。
In the cross section along the sub-scanning direction Y, the example in which the width in the thickness direction Z of the
<第4の実施形態>
図10を用いて液体吐出ヘッド502について説明する。液体吐出ヘッド502は、制御部592を2つ備えており、グランド電極591の構成が液体吐出ヘッド402と異なっている。
<Fourth Embodiment>
The
制御部592は、第1制御部592aと第2制御部592bとを有している。第1制御部592aと第2制御部592bとは、同じ機能を有する部品であってもよいし、異なる機能を有する部品であってもよい。また、第1制御部592aをアナログ回路部とし、第2制御部592bをデジタル回路部としてもよい。
The
グランド電極591は、第1グランド電極591aと第2グランド電極591bとを備えている。第1グランド電極591aと第2グランド電極591bとは、分離部591fにより所定の距離をあけて分離されている。第1グランド電極591aは第1接続部96に第1連結部595aを介して接続されている。第2グランド電極591bは第2接続部98に第2連結部595bを介して接続されている。
The
第2グランド電極591b上には第1制御部592aが設けられており、第1グランド電極591a上には第2制御部592bが設けられている。そして、分離部591fにより第1グランド電極591aと第2グランド電極591bとは分離されており、電気的に絶縁されている。また分離部591fにより、第1グランド電極591aと第2グランド電極591bとは熱的にも分離されている。
A
それにより、液体吐出ヘッド502は、第1経路として、第2制御部592b、第1グランド電極591a、および第1接続部96を介して、ヘッド本体2aの一方側に熱が伝わる構成を有している。また、液体吐出ヘッド502は、第2経路として、第1制御部592a、第2グランド電極591b、および第2接続部98を介して、ヘッド本体2aの他方側に熱が伝わる構成を有している。
Accordingly, the
そのため、第2制御部592bの熱は、第1経路を介してヘッド本体2aの一方側に供給され、第1制御部592aの熱は、第2経路を介してヘッド本体2aの他方側に供給されることとなる。その結果、第1制御部592aの熱が、第1接続部96に伝わることを抑えることができる。それゆえ、第1接続部96が、第1制御部592aの熱を伝える可能性を低減することができ、第1接続部96に過剰な熱が供給される可能性を抑えることができる。
Therefore, the heat of the
すなわち、第1制御部592aと第1接続部96との間に配置された分離部591fが、熱抵抗の高い部位として機能することにより、第1制御部592aの熱が第1接続部96に伝わる可能性を低減することができる。同様に、第2制御部592bと第2接続部98との間に配置された分離部591fが、熱抵抗の高い部位として機能することにより、第2制御部592bの熱が第2接続部98に伝わる可能性を低減することができる。その結果、ヘッド本体2aに温度分布のばらつきが生じる可能性を低減することができる。
That is, the
また、第1方向Xにおける第1グランド電極591aと第2グランド電極591bとの距離が厚み方向Zにおける第1グランド電極591aと第2グランド電極591bとの距離よりも長いことが好ましい。それにより、分離部591fが高熱抵抗部として機能することとなる。
In addition, the distance between the
また、分離部591fにより、第1グランド電極591aと第2グランド電極591bとが完全に分離している。そのため、第1グランド電極591aと第2グランド電極591bとが互いに熱的に独立することとなる。その結果、第1グランド電極591a上に設けられた第2制御部592bの熱が、第2グランド電極519bに影響しにくくなるとともに、第2グランド電極591b上に設けられた第1制御部592aの熱が、第1グランド電極591aに影響しにくくなる。それゆえ、第2制御部592bの熱が第2接続部98に伝わりにくくなるとともに、第1制御部592aの熱が第1接続部96に伝わりにくくなり、ヘッド本体2aの温度分布のばらつきが生じる可能性を低減することができる。
Further, the
なお、分離部591fは、第1グランド電極591aと第2グランド電極591bとが完全に分離していなくてもよい。第1グランド電極591aと第2グランド電極591bとが一部接続されていてもよい。この場合、接続部分は、分離部591fが設けられる領域の20%以下であることが好ましい。
Note that the
<第5の実施形態>
図11(a)を用いて液体吐出ヘッド602について説明する。液体吐出ヘッド602は、グランド電極691の形状が、液体吐出ヘッド502と異なっており、その他の点は同一である。
<Fifth Embodiment>
The
グランド電極691は、第1グランド電極691aと、第2グランド電極691bとを備えており、第1グランド電極691aの厚み方向Zの長さが、第2グランド電極691bの厚み方向Zの長さよりも短い構成を有している。
The
そのため、第1グランド電極691aの単位長さ当りの熱抵抗は、第2グランド電極691bの単位長さ当りの熱抵抗よりも高くなっている。その結果、第1グランド電極691aを伝わる熱量を低減することができ、ヘッド本体2aの温度分布にばらつきが生じる可能性を低減することができる。
Therefore, the thermal resistance per unit length of the
また、配線基板690は、螺子631a1,631a2により第1接続部96に接続されており、螺子631b1,631b2により第2接続部98に接続されている。第1グランド電極691aは、第1連結部695a2によってのみ第1接続部96に接続されている。そのため、第1グランド電極691aから第1接続部96に熱が伝わる可能性をさらに低減することができる。
Further, the
なお、図11(b)に示すように、第1グランド電極791aを、第1接続部96の厚み方向Zの上端部に設けられた螺子693a1に引き出し、第1グランド電極791aと第1連結部695a1とを接続してもよい。
As shown in FIG. 11B, the
この場合、第1グランド電極791aは、第1連結部695a1にて第1接続部96に接続されており、第2グランド電極791bは、第2連結部695b1,695b2にて第2接続部98に接続されることとなる。
In this case, the
このような場合、第1連結部695a1とヘッド本体2aとの距離が、第2連結部695b2とヘッド本体2aとの距離に比べて長くなる構成となり、第1経路において第1接続部96を熱伝導する距離を、第2経路において第2接続部98を熱伝導する距離よりも長くすることができる。その結果、第1経路の熱抵抗を第2経路の熱抵抗よりも高くすることができ、ヘッド本体2aに温度分布のばらつきが生じる可能性をさらに低減することができる。それにより、ヘッド本体702に吐出特性のばらつきが生じる可能性をさらに低減することができる。
In such a case, the distance between the first connection portion 695a1 and the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、第1の実施形態である液体吐出ヘッド2を用いたプリンタ1を示したが、これに限定されるものではなく、他の実施形態に係る液体吐出ヘッド102,202,302,402,502,602,702をプリンタ1に用いてもよい。また、複数の実施形態である液体吐出ヘッド2,102,202,302,402,502,602,702を組み合わせてもよい。
The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, although the
すなわち、液体吐出ヘッド502,602,702に熱伝導板94を設けてもよく、液体吐出ヘッド2,102,202,302に螺子493を用いて螺子止めを行ってもよい。
That is, the liquid ejection heads 502, 602, and 702 may be provided with the
1 プリンタ(記録装置)
2,102,202,302,402,502,602,702 液体吐出ヘッド
4 流路部材
5 マニホールド
8 吐出孔
10 加圧室
21 圧電アクチュエータ基板(加圧部)
80 搬送部
90 配線基板
90a 第1部位
90b 第2部位
92 制御部
94 熱伝導板
94a 第1部位
94b 第2部位
96 第1接続部
98 第2接続部
1 Printer (recording device)
2, 102, 202, 302, 402, 502, 602, 702
80 Conveying
Claims (16)
複数の前記加圧部の駆動を制御する制御部を有する基板と、
前記ヘッド本体の一方の端部と前記基板とを接続する第1接続部と、
前記ヘッド本体の他方の端部と前記基板とを接続する第2接続部と、
を有し、
前記制御部から前記第1接続部までの距離が、前記制御部から前記第2接続部までの距離よりも小さく、
前記基板は、前記制御部が配置されている部位に隣接する領域のうち前記部位の前記第1接続部側でのみ幅狭となるように、前記基板の縁部に切り込みを有している
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。 A head body having a plurality of ejection holes for ejecting liquid, and a plurality of pressure units respectively connected to the plurality of ejection holes;
A substrate having a control unit that controls driving of the plurality of pressurizing units;
A first connecting portion for connecting one end of the head body and the substrate;
A second connecting portion for connecting the other end of the head body and the substrate;
Have
The distance from the control unit to the first connection unit is smaller than the distance from the control unit to the second connection unit,
The substrate has a notch at an edge of the substrate so that the width is narrow only on the first connection portion side of the portion of the region adjacent to the portion where the control unit is disposed. A liquid discharge head characterized by the above.
前記第1連結部と前記ヘッド本体との距離が、前記第2連結部と前記ヘッド本体との距離よりも長い、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。 A first connecting portion connecting the substrate and the front Symbol first connecting portion further includes a second connecting portion connecting the substrate and the second connecting portion,
7. The liquid ejection head according to claim 1, wherein a distance between the first connecting portion and the head main body is longer than a distance between the second connecting portion and the head main body.
複数の前記加圧部の駆動を制御する制御部を備え、第1方向に長い基板と、
前記ヘッド本体の一方の端部と前記基板の一方の端部とを接続する第1接続部と、
前記ヘッド本体の他方の端部と前記基板の他方の端部とを接続する第2接続部と、を備え、
前記制御部が前記基板の中央部よりも前記第1接続部側に配置されており、
前記第1接続部の熱抵抗が、前記第2接続部の熱抵抗よりも高いことを特徴とする液体吐出ヘッド。 A plurality of ejection holes for ejecting a liquid, and a plurality of pressure units connected to the plurality of ejection holes, respectively, and a head body that is long in the first direction;
A control unit that controls driving of the plurality of pressurizing units, and a substrate that is long in the first direction;
A first connecting portion that connects one end of the head body and one end of the substrate;
A second connecting portion for connecting the other end of the head body and the other end of the substrate;
The control unit is disposed closer to the first connection unit than the center of the substrate;
The liquid discharge head according to claim 1, wherein a thermal resistance of the first connection portion is higher than a thermal resistance of the second connection portion.
前記第1連結部と前記ヘッド本体との距離が、前記第2連結部と前記ヘッド本体との距離よりも長い、請求項9または10に記載の液体吐出ヘッド。 A first connecting portion that connects the first connecting portion and the substrate; and a second connecting portion that connects the second connecting portion and the substrate;
11. The liquid ejection head according to claim 9, wherein a distance between the first connecting portion and the head main body is longer than a distance between the second connecting portion and the head main body.
複数の前記加圧部の駆動を制御する第1制御部および第2制御部を備え、第1方向に長い基板と、
前記ヘッド本体の一方の端部と前記基板の一方の端部とを接続する第1接続部と、
前記ヘッド本体の他方の端部と前記基板の他方の端部とを接続する第2接続部と、を備え、
前記基板が、前記第2制御部および第1接続部と重なるように前記第2制御部から前記第1接続部に渡って配置された第1グランド電極と、前記第1制御部および前記第2接続部と重なるように前記第1制御部から前記第2接続部に渡って配置された第2グランド電極と、を有し、
前記第1グランド電極と、前記第2グランド電極とが、分離部により分離されており、前記第2制御部から前記第1接続部までの距離が、前記第1制御部から前記第2接続部までの距離よりも小さく、
前記第1グランド電極の単位長さ当りの熱抵抗が、前記第2グランド電極の単位長さ当りの熱抵抗よりも高いことを特徴とする液体吐出ヘッド。 A plurality of ejection holes for ejecting a liquid, and a plurality of pressure units connected to the plurality of ejection holes, respectively, and a head body that is long in the first direction;
A first control unit and a second control unit that control driving of the plurality of pressurizing units, and a substrate that is long in the first direction;
A first connecting portion that connects one end of the head body and one end of the substrate;
A second connecting portion for connecting the other end of the head body and the other end of the substrate;
A first ground electrode disposed from the second control unit to the first connection unit so as to overlap the second control unit and the first connection unit; and the first control unit and the second control unit. A second ground electrode disposed from the first control unit to the second connection unit so as to overlap the connection unit,
The first ground electrode and the second ground electrode are separated by a separation unit, and a distance from the second control unit to the first connection unit is determined from the first control unit to the second connection unit. Smaller than the distance to
The liquid discharge head according to claim 1, wherein a thermal resistance per unit length of the first ground electrode is higher than a thermal resistance per unit length of the second ground electrode.
前記第1連結部と前記ヘッド本体との距離が、前記第2連結部と前記ヘッド本体との距離よりも長い、請求項12乃至14のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。 A first connecting part that connects the first connecting part and the first ground electrode; and a second connecting part that connects the second connecting part and the second ground electrode;
15. The liquid ejection head according to claim 12, wherein a distance between the first connecting portion and the head main body is longer than a distance between the second connecting portion and the head main body.
前記液体吐出ヘッドに対して記録媒体を搬送する搬送部と、を備えた記録装置。 A liquid discharge head according to any one of claims 1 to 15,
And a transport unit that transports a recording medium to the liquid discharge head.
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