JP5997150B2 - 液体吐出ヘッド、およびそれを用いた記録装置 - Google Patents

液体吐出ヘッド、およびそれを用いた記録装置 Download PDF

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Description

本発明は、液滴を吐出させる液体吐出ヘッド、およびそれを用いた記録装置に関するものである。

近年、インクジェットプリンタやインクジェットプロッタなどの、インクジェット記録方式を利用した印刷装置が、一般消費者向けのプリンタだけでなく、例えば電子回路の形成や液晶ディスプレイ用のカラーフィルタの製造、有機ELディスプレイの製造といった工業用途にも広く利用されている。

このようなインクジェット方式の印刷装置には、液体を吐出させるための液体吐出ヘッドが印刷ヘッドとして搭載されている。この種の印刷ヘッドには、インクが充填されたインク流路内に加圧手段としてのヒータを備え、ヒータによりインクを加熱、沸騰させ、インク流路内に発生する気泡によってインクを加圧し、インク吐出孔より、液滴として吐出させるサーマルヘッド方式と、インクが充填されるインク流路の一部の壁を変位素子によって屈曲変位させ、機械的にインク流路内のインクを加圧し、インク吐出孔より液滴として吐出させる圧電方式が一般的に知られている。

また、このような液体吐出ヘッドには、記録媒体の搬送方向(副走査方向)と直交する方向(主走査方向)に液体吐出ヘッドを移動させつつ記録を行なうシリアル式、および記録媒体より主走査方向に長い液体吐出ヘッドを固定した状態で、副走査方向に搬送されてくる記録媒体に記録を行なうライン式がある。ライン式は、シリアル式のように液体吐出ヘッドを移動させる必要がないので、高速記録が可能であるという利点を有する。

そこで一方方向の長い液体吐出ヘッドを、共通流路であるマニホールドおよびマニホールドから複数の加圧室をそれぞれ介して繋がる吐出孔を有した、複数のプレート積層してなる流路部材と、前記加圧室をそれぞれ覆うように設けられた複数の変位素子を有するアクチュエータユニットとを積層して構成したものが知られている(例えば、特許文献1を参照。)。この液体吐出ヘッドでは、複数の吐出孔にそれぞれ繋がった加圧室がマトリックス状に配置され、それを覆うように設けられたアクチュエータユニットの変位素子を変位させることで、各吐出孔からインクを吐出させ、主走査方向に600dpiの解像度で印刷が可能とされている。

特開2003−305852号公報

しかしながら、特許文献1に記載の液体吐出ヘッドと同様の構造で、さらに解像度を高めようとすると、変位素子間のクロストークの影響が大きくなり、十分な印刷精度が得られないことがあった。クロストークについては、変位素子の間の間隔を大きくすることにより、少なくできると考えられるが、間隔を大きくすると液体吐出ヘッドの幅(短手方向の大きさ)が大きくなり、その影響で印刷精度が悪くなることがあった。

したがって、本発明の目的は、クロストークを少なくしつつ、短手方向の大きさを小さくできる液体吐出ヘッドおよびそれを用いた記録装置を提供することにある。

本発明の液体吐出ヘッドは、複数の吐出孔、該複数の吐出孔とそれぞれ繋がっている複数の加圧室、および前記複数の加圧室に液体を供給するマニホールドを有する流路部材と、該流路部材に接合されており、前記複数の加圧室の体積をそれぞれ変化させる複数の加圧部とを備えている液体吐出ヘッドであって、前記マニホールドは、一方方向に長い隔壁で、複数の副マニホールドに仕切られており、前記隔壁は、連続して積層されている4枚以上のマニホールドプレートで構成されており、前記4枚以上のマニホールドプレートのそれぞれは、前記複数の副マニホールドとなる孔、前記隔壁となる仕切り部、および前記複数の副マニホールドとなる孔を幅方向に横切るように設けられている支持部を備えており、1つの前記副マニホールド内には、前記支持部が前記一方方向に複数個並んで配置されている支持部群が配置されており、該支持部群は、前記マニホールドプレートの積層方向における前記副マニホールドの高さの半分より上側に位置している上側支持部群と、前
記副マニホールドの積層方向の高さの半分より下側に位置している下側支持部群とに、前記一方方向に分かれて配置されており、かつ前記上側支持部群と前記下側支持部群との前記一方方向の境界を挟んで隣り合っている2つの前記支持部を備えている前記マニホールドプレート同士は、間に他の前記マニホールドプレートを介して積層されていることを特徴とする。

また、本発明の記録装置は、前記液体吐出ヘッドと、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、前記複数の加圧部を制御する制御部を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、クロストークの影響を小さくしつつ、液体吐出ヘッドの短手方向の大きさを小さくできるので、印刷精度を高くできる。

本発明の一実施形態に係る液体吐出ヘッドを含む記録装置であるカラーインクジェットプリンタの概略構成図である。 図1の液体吐出ヘッドを構成する流路部材および圧電アクチュエータの平面図である。 図2の一点鎖線に囲まれた領域の拡大図であり、説明のため一部の流路を省略した図である。 図2の一点鎖線に囲まれた領域の拡大図であり、説明のため一部の流路を省略した図である。 図3のV−V線に沿った縦断面図である。 図2の一点鎖線に囲まれた領域の拡大図であり、説明のため一部の流路を省略した図である。 (a)は、図2の液体吐出ヘッドのX−X線に沿ったマニホールドの縦断面図であり、(b)〜(f)は、他の液体吐出ヘッドの同じ部位のマニホールドの縦断面図である。 本発明の他の実施形態の液体吐出ヘッドに用いられるマニホールドプレートの平面図である。

図1は、本発明の一実施形態による液体吐出ヘッドを含む記録装置であるカラーインクジェットプリンタの概略構成図である。このカラーインクジェットプリンタ1(以下、プリンタ1とする)は、4つの液体吐出ヘッド2を有している。これらの液体吐出ヘッド2は、印刷用紙Pの搬送方向に沿って並べられ、プリンタ1に固定されている液体吐出ヘッド2は、図1の手前から奥へ向かう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る。

プリンタ1には、印刷用紙Pの搬送経路に沿って、給紙ユニット114、搬送ユニット120および紙受け部116が順に設けられている。また、プリンタ1には、液体吐出ヘッド2や給紙ユニット114などのプリンタ1の各部における動作を制御するための制御部100が設けられている。

給紙ユニット114は、複数枚の印刷用紙Pを収容することができる用紙収容ケース115と、給紙ローラ145とを有している。給紙ローラ145は、用紙収容ケース115に積層して収容された印刷用紙Pのうち、最も上にある印刷用紙Pを1枚ずつ送り出すことができる。

給紙ユニット114と搬送ユニット120との間には、印刷用紙Pの搬送経路に沿って、二対の送りローラ118aおよび118b、ならびに、119aおよび119bが配置されている。給紙ユニット114から送り出された印刷用紙Pは、これらの送りローラによってガイドされて、さらに搬送ユニット120へと送り出される。

搬送ユニット120は、エンドレスの搬送ベルト111と2つのベルトローラ106および107を有している。搬送ベルト111は、ベルトローラ106および107に巻き掛けられている。搬送ベルト111は、2つのベルトローラに巻き掛けられたとき所定の張力で張られるような長さに調整されている。これによって、搬送ベルト111は、2つのベルトローラの共通接線をそれぞれ含む互いに平行な2つの平面に沿って、弛むことなく張られている。これら2つの平面のうち、液体吐出ヘッド2に近い方の平面が、印刷用紙Pを搬送する搬送面127である。

ベルトローラ106には、図1に示されるように、搬送モータ174が接続されている。搬送モータ174は、ベルトローラ106を矢印Aの方向に回転させることができる。また、ベルトローラ107は、搬送ベルト111に連動して回転することができる。したがって、搬送モータ174を駆動してベルトローラ106を回転させることにより、搬送ベルト111は、矢印Aの方向に沿って移動する。

ベルトローラ107の近傍には、ニップローラ138とニップ受けローラ139とが、搬送ベルト111を挟むように配置されている。ニップローラ138は、図示しないバネによって下方に付勢されている。ニップローラ138の下方のニップ受けローラ139は、下方に付勢されたニップローラ138を、搬送ベルト111を介して受け止めている。2つのニップローラは回転可能に設置されており、搬送ベルト111に連動して回転する。

給紙ユニット114から搬送ユニット120へと送り出された印刷用紙Pは、ニップローラ138と搬送ベルト111との間に挟み込まれる。これによって、印刷用紙Pは、搬送ベルト111の搬送面127に押し付けられ、搬送面127上に固着する。そして、印刷用紙Pは、搬送ベルト111の回転に従って、液体吐出ヘッド2が設置されている方向へと搬送される。なお、搬送ベルト111の外周面113に粘着性のシリコンゴムによる処理を施してもよい。これにより、印刷用紙Pを搬送面127に確実に固着させることができる。

液体吐出ヘッド2は、下端にヘッド本体2aを有している。ヘッド本体2aの下面は、液体を吐出する多数の吐出孔が設けられている吐出孔面4−1となっている。

1つの液体吐出ヘッド2に設けられた液体吐出孔8からは、同じ色の液滴(インク)が吐出されるようになっている。各液体吐出ヘッド2には図示しない外部液体タンクから液体が供給される。各液体吐出ヘッド2の液体吐出孔8は、液体吐出孔面に開口しており、一方方向(印刷用紙Pと平行で印刷用紙Pの搬送方向に直交する方向であり、液体吐出ヘッド2の長手方向)に等間隔で配置されているため、一方方向に隙間なく印刷することができる。各液体吐出ヘッド2から吐出される液体の色は、例えば、それぞれ、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。各液体吐出ヘッド2は、液体吐出ヘッド本体13の下面と搬送ベルト111の搬送面127との間にわずかな隙間をおいて配置されている。

搬送ベルト111によって搬送された印刷用紙Pは、液体吐出ヘッド2と搬送ベルト111との間の隙間を通過する。その際に、液体吐出ヘッド2を構成するヘッド本体2aから印刷用紙Pの上面に向けて液滴が吐出される。これによって、印刷用紙Pの上面には、制御部100によって記憶された画像データに基づくカラー画像が形成される。

搬送ユニット120と紙受け部116との間には、剥離プレート140と二対の送りローラ121aおよび121bならびに122aおよび122bとが配置されている。カラー画像が印刷された印刷用紙Pは、搬送ベルト111によって剥離プレート140へと搬送される。このとき、印刷用紙Pは、剥離プレート140の右端によって、搬送面127から剥離される。そして、印刷用紙Pは、送りローラ121a〜122bによって、紙受け部116に送り出される。このように、印刷済みの印刷用紙Pが順次紙受け部116に送られ、紙受け部116に重ねられる。

なお、印刷用紙Pの搬送方向について最も上流側にある液体吐出ヘッド2とニップローラ138との間には、紙面センサ133が設置されている。紙面センサ133は、発光素子および受光素子によって構成され、搬送経路上の印刷用紙Pの先端位置を検出することができる。紙面センサ133による検出結果は制御部100に送られる。制御部100は、紙面センサ133から送られた検出結果により、印刷用紙Pの搬送と画像の印刷とが同期するように、液体吐出ヘッド2や搬送モータ174等を制御することができる。

次に、本発明の液体吐出ヘッド2について説明する。図2は、ヘッド本体2aの平面図である。図3は、図2の一点鎖線で囲まれた領域の拡大図であり、説明のため一部の流路を省略した平面図である。図4および6は、図2の一点鎖線で囲まれた領域の拡大図であり、説明のため図3とは異なる一部の流路を省略した図である。なお、図3、図4および図6において、図面を分かりやすくするために、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しぼり6、吐出孔8、加圧室10などを実線で描いている。図5は図3のV−V線に沿った縦断面図である。また、図4の吐出孔8は、位置を分かりやすくするため、実際の径よりも大きく描いてある。

液体吐出ヘッド2は、ヘッド本体2a以外にリザーバや、金属製の筐体を含んでいる。また。ヘッド本体2aは、流路部材4と、変位素子(加圧部)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。

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、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。また、流路部材4の上面にはマニホールド5と繋がる開口5aを有し、この開口5aより液体が供給されるようになっている。

また、流路部材4の上面には、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設けられている。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FPC(Flexible Printed Circuit)などの信号伝達部92が接続されている。図2には、2つの信号伝達部92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92の圧電アクチュエータ21に接続される付近の外形を点線で示した。圧電アクチュエータ21に電気的に接続されている、信号伝達部92に形成されている電極は、信号伝達部92の端部に、矩形状に配置されている。2つの信号伝達部92は、圧電アクチュエータ基板21の短手方向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92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。

また、信号伝達部92にはドライバICが実装されている。ドライバICは金属製の筐体に押し付けられるように実装されており、ドライバICの熱は、金属製の筐体に伝わり、外部に放散される。圧電アクチュエータ基板21上の変位素子30を駆動する駆動信号は、ドライバIC内で生成される。駆動信号の生成を制御する信号は、制御部100で生成され、信号伝達部92の圧電アクチュエータ基板21と接続された側と反対側の端から入力される。制御部100と信号伝達部92との間には、必要に応じて、液体吐出ヘッド2内に回路基板などが設けられる。

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流路部材4の長手方向に沿うように流路部材4の上面に配置されている。

流路部材4の内部には2つのマニホールド5が形成されている。マニホールド5は流路部材4の長手方向の一端部側から、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。マニホールド5の両端部から流路部材4へ液体を供給することにより、液体の供給不足が起り難くできる。また、マニホールド5の一端から供給する場合と比較して、マニホールド5を液体が流れる際に生じる圧力損失の差を約半分にできるため、液体吐出特性のばらつきを少なくできる。さらに、圧力損失の差を少なくするために、マニホールド5の中央付近で供給したり、マニホールド5の途中の数か所から供給することも考えられるが、そのような構造では液体吐出ヘッド2の幅が大きくなり、吐出孔8の配置の液体吐出ヘッド2の幅方向への広がりも大きくなってしまう。そのような配置は、液体吐出ヘッド2をプリンタ1に取り付ける角度のずれが印刷結果に与える影響が大きくなるので好ましくない。複数の液体吐出ヘッド2を用いて印刷する場合においても、複数の液体吐出ヘッド2の全体の吐出孔8が配置されている面積が広がるので、複数の液体吐出ヘッド2の相対的な位置の精度が印刷結果に与える影響が大きくなるので好ましくない。そのため、液体吐出ヘッド2の幅を小さくしつつ、圧力損失の差を少なくするためには、マニホールド5の両端から供給するのが好ましい。

また、マニホールド5は、少なくとも加圧室10に繋がっている領域である長さ方向の中央部分が、幅方向に間隔を開けて設けられた隔壁15で仕切られている。隔壁15は、加圧室10に繋がっている領域である長さ方向の中央部分では、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、隔壁15と重なるように、吐出孔8および吐出孔8から加圧室10に繋がっているディセンダを設けることができる。

図2では、マニホールド5の両端部を除く全体が隔壁15で仕切られている。このようにする以外に、両端部のうちのどちらか一端部以外が隔壁15で仕切られているようにしてもよい。また、流路部材4の上面に開口している開口5a付近のみが仕切られておらず、開口5aから流路部材4の深さ方向に向かう間に隔壁が設けられるようにしてもよい。いずれにしても、仕切られていない部分があることにより、流路抵抗が小さくなり、液体の供給量を多くできるので、マニホールド5の両端部が隔壁15で仕切られていないのが好ましい。このような実施形態については、後でさらに詳述する。

複数に分けられた部分のマニホールド5を副マニホールド5bと呼ぶことがある。本実施例においては、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つの隔壁15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、隔壁15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。また、7つの隔壁15は、幅方向の中央に近いほど、長さが長くなっており、マニホールド5の両端において、幅方向の中央に近い隔壁15ほど、隔壁15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、隔壁15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れば、吐出ばらつきを低減できる。

副マニホールド5bの中には、幅方向に横切るように支持体17が設けられている。支持体17は、隣接する隔壁15同士を繋ぐか、最も端の隔壁15とマニホールド5の壁とを繋いでいる。詳細は後述するが、流路部材4は、平板状のプレート4a〜lが積層された構造をしており、製造工程において、支持体17は、隔壁15となる仕切り部を支えている。このような構造をしていることにより、プレート4a〜lを積層するだけで、各流路が作り込まれた流路部材4を作製することができる。本実施形態においては、仕切り部は、支持体17がないとプレートから脱落してしまう。また、仕切り部の長さ方向の端部がプレートに繋がっている構造にすれば、仕切り部が脱落することはないが、一方方向に長い副マニホールド5bを仕切る隔壁15となる仕切り部は、支持体17がないと、副マニホールド5bの幅方向に積層ずれを生じ易い。そのため。副マニホールド5bを幅方向に横切るように支持体17を設けることで、流路の製造精度を高くすることができる。

流路部材4は、複数の加圧室10が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ほぼ菱形の平面形状を有する中空の領域である。

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の列である加圧室列11が、副マニホールド5bの両側に1列ずつ、合計2列設けられている。したがって、1つのマニホールド5に対して、16列の加圧室11が設けられており、ヘッド本体2a全体では32列の加圧室列11が設けられている。各加圧室列11における加圧室10の長手方向の間隔は同じであり、例えば、37.5dpiの間隔となっている。

各加圧室列11の端にはダミー加圧室16が設けられている。このダミー加圧室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列の加圧室列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列が設けられている。このダミー加圧室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。なお、周囲の構造の差の影響は、距離の近い、長さ方向に隣接する加圧室10の影響が大きいため、長さ方向には、両端にダミー加圧室を設けてある。幅方向については、影響が比較的小さいため、ヘッド本体21aの端に近い方のみに設けている。これにより、ヘッド本体21aの幅を小さくできる。

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。また、最も外辺に近い加圧室列11の外側にダミー加圧室16のダミー加圧室列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。加圧室列11に属する加圧室10は等間隔で配置されており、加圧室列11に対応する個別電極25も等間隔で配置されている。加圧室列11は短手方向に等間隔で配置されており、加圧室列11に対応する個別電極25の列も短手方向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。

本実施例では、加圧室10は格子状に配置したが、隣接する圧室列11に属する加圧室10の間に角部が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、隣接加圧室列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。

加圧室列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つの加圧室列11に属する加圧室10が、隣接する加圧室列11に属する加圧室10と、液体吐出ヘッド2の長手方向において、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、加圧室列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、隔壁15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。

1つの副マニホールド5bに繋がっている加圧室10は、2列の加圧室列11をなしており、1つの加圧室列11に属する加圧室10から繋がっている吐出孔8は、1つの吐出孔列9をなしている。2列の加圧室列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では隔壁15には、2列の吐出孔列9が設けられているが、それぞれの吐出孔列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。隣接する副マニホールド5bに加圧室列11を介して繋がっている吐出孔8と液体吐出ヘッド2の長手方向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の長手方向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。

また、平面視において、加圧室10と副マニホールド5bとが重なるように配置することにより、液体吐出ヘッド2の幅を小さくできる。加圧室10の面積に対する、重なっている面積の割合が80%以上、さらに90%以上にすることで、液体吐出ヘッド2の幅をより小さくできる。また、加圧室10と副マニホールド5bとが重なっている部分の加圧室10の底面は、副マニホールド5bと重なっていない場合と比較して剛性が低くなっており、その差により吐出特性がばらつくおそれがある。加圧室10全体の面積に対する、副マニホールド5bと重なっている加圧室10の面積の割合を、各加圧室10で略同じにすることで、加圧室10を構成する底面の剛性が変わることによる吐出特性のばらつきを少なくすることができる。ここで略同じとは、面積の割合の差が、10%以下、特に5%以下であることを言う。

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つある。各加圧室群内における吐出に関わる加圧室10の配置は同じで、短手方向に平行移動させた配置されている。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、ほぼ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とほぼ同一の大きさおよび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の上面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。

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に繋がるディセンダが伸びている。ディセンダは、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は各加圧室列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。

これは別の言い方をすると、流路部材4の長手方向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、全てのマニホールド5に同じ色のインクを供給することで、全体として長手方向に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、全体として長手方向に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。

さらに、液体吐出ヘッド2には、マニホールドの開口5aからの液体の供給を安定させるように流路部材4に、リザーバを接合してもよい。リザーバには、外部から供給された液体を分岐させて、2つの開口5aに繋がる流路が設けられることにより、2つの開口に液体を安定して供給できる。分岐してからの流路長をほぼ等しくすることで、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の両端の開口5aに、少ない時間差で伝わるため、液体吐出ヘッド2内の液滴の吐出特性のばらつきをより少なくできる。リザーバにダンパを設けることで、さらに液体の供給が安定化できる。さらに、液体中の異物などが流路部材4に向かうのを抑制するように、フィルタを設けてもよい。またさらに、流路部材4に向かう液体の温度を安定化させるようにヒータを設けてもよい。

圧電アクチュエータ基板21の上面における各加圧室10に対向する位置には個別電極25が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とほぼ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。また、圧電アクチュエータ基板21の上面には、共通電極24とビアホールを介して電気的に接続されている共通電極用表面電極28が形成されている。共通電極用表面電極28は、圧電アクチュエータ基板21の短手方向の中央部に、長手方向に沿うように2列形成され、また、長手方向の端近くで短手方向に沿って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。

圧電アクチュエータ基板21は、後述のようにビアホールを形成した圧電セラミック層21a、共通電極24、圧電セラミック層21bを積層し、焼成した後、個別電極25および共通電極用表面電極28を同一工程で形成するのが好ましい。個別電極25と加圧室10との位置ばらつきは吐出特性に大きく影響を与えこと、個別電極25を形成した後、焼成すると圧電アクチュエータ基板21に反りが生じるおそれがあり、反りが生じた圧電アクチュエータ基板21を流路部材4に接合すると、圧電アクチュエータ基板21に応力が加わった状態になり、その影響で変位がばらつくおそれがあることから、個別電極25は、焼成後に形成される。共通電極用表面電極28も同様に反りを生じされるおそれがあることと、個別電極25と同時に形成した方が、位置精度が高くなり、工程も簡略化できるので、個別電極25と共通電極用表面電極28は同一工程で形成される。

このような圧電アクチュエータ基板21を焼成する際に生じるおそれのある、焼成収縮によるビアホールの位置ばらつきは、主に圧電アクチュエータ基板21の長手方向に生じるので、共通電極用表面電極28が偶数個あるマニホールド5の中央、別の言い方をすれば、圧電アクチュエータ基板21の短手方向の中央に設けられており、共通電極用表面電極28が圧電アクチュエータ基板21の長手方向に長い形状をしていることにより、ビアホールと共通電極用表面電極28とが位置ずれにより電気的に接続されなくなることを抑制できる。

圧電アクチュエータ基板21には、2枚の信号伝達部92が、圧電アクチュエータ基板21の2つの長辺側から、それぞれ中央に向かうように配置され、接合される。その際、圧電アクチュエータ基板21aの引出電極25bおよび共通電極用表面電極28の上に、それぞれ、接続電極26および共通電極用接続電極を形成して接続することで、接続が容易になる。また、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92の端部(先端および圧電アクチュエータ基板21の長手方向の端)にける接続が、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92が端からはがれ難くできる。

また、吐出孔8は、流路部材4の下面側に配置されたマニホールド5と対向する領域を避けた位置に配置されている。さらに、吐出孔8は、流路部材4の下面側における圧電アクチュエータ基板21と対向する領域内に配置されている。これらの吐出孔8は、1つの群として圧電アクチュエータ基板21とほぼ同一の大きさおよび形状の領域を占有しており、対応する圧電アクチュエータ基板21の変位素子30を変位させることにより吐出孔8から液滴が吐出できる。

ヘッド本体2aに含まれる流路部材4は、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〜j、カバープレート4kおよびノズルプレート4lである。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。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。ヘッド本体2aは、加圧室10は流路部材4の上面に、マニホールド5は内部の下面側に、吐出孔8は下面にと、個別流路12を構成する各部分が異なる位置に互いに近接して配設され、加圧室10を介してマニホールド5と吐出孔8とが繋がる構成を有している。

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。

第3に、加圧室10の他端から吐出孔8へと連通する流路を構成する連通孔であり、この連通孔は、以下の記載においてディセンダ(部分流路)と呼称される。ディセンダは、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。ノズルプレート4lの孔は、吐出孔8として、流路部材4の外部に開口している径が、例えば10〜40μmのもので、内部に向かって径が大きくなっていくものが開けられている。第4に、マニホールド5を構成する連通孔である。この連通孔は、マニホールドプレート4e〜jに形成されている。マニホールドプレート4e〜jには、副マニホールド5bを構成するように隔壁15となる仕切り部が残るように孔が形成されている。各マニホールドプレート4e〜jにおける仕切り部は、ハーフエッチングした支持部17で各マニホールドプレート4e〜jと繋がった状態にされる。支持体17の配置などについては、後に詳述する。 第1〜4の連通孔が相互に繋がり、マニホールド5からの液体の流入口(マニホールド5の出口)から吐出孔8に至る個別流路12を構成している。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。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、下面に開口した吐出孔8へと進む。

図3では、しぼり6となる部位を含むアパーチャプレート4cの孔(以下でしぼりとなる孔ということがある)は、同じ副マニホールド5bから繋がっている他の加圧室10とわずかに重なるようになっている。しぼり6となる部位を含むアパーチャプレート4cの孔は、平面視した場合に、副マニホールド5b内に含まれるように配置すれば、しぼり6をより密集して配置できるので好ましい。しかし、そのようにするとしぼりとなる孔全体が、副マニホールド5b上の、他の部位と比較して厚さの薄い部分配置されることになり、周囲からの影響を受け易くなってしまう。そのような場合、平面視したときに、しぼりとなる孔がそのしぼりとなる孔が直接的に繋がっている加圧室10以外の加圧室10と重ならないようにすれば、しぼりとなる孔が副マニホールド5b上の薄い部位に配置されていても直上にある他の加圧室10からの振動の影響を直接的に受け難くできる。このような配置は、しぼりとなる孔のあるプレート(複数のプレートで構成されている場合は、それらの内でもっとも上のプレート)と加圧室10となる孔のあるプレート(複数のプレートで構成されている場合は、それらの内でもっとも下のプレート)との間のプレートが1枚であって、振動が伝わり易い場合に、特に必要とされる。また、しぼりとなる孔のあるプレートと加圧室10となる孔のあるプレートとの間の距離が200μm以下、さらには100μm以下である場合に、特に必要とされる。重ならないように配置するには、例えば、図3示したしぼりとなる孔の角度をヘッド本体2aの短手方向に沿った方向に近づけるか、しぼりとなる孔の一端を少し短くするなどすればよい。

圧電アクチュエータ基板21は、圧電体である2枚の圧電セラミック層21a、21bからなる積層構造を有している。これらの圧電セラミック層21a、21bはそれぞれ20μm程度の厚さを有している。圧電アクチュエータ基板21の圧電セラミック層21aの下面から圧電セラミック層21bの上面までの厚さは40μm程度である。圧電セラミック層21a、21bのいずれの層も複数の加圧室10を跨ぐように延在している。これらの圧電セラミック層21a、21bは、例えば、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)系のセラミックス材料からなる。

圧電アクチュエータ基板21は、Ag−Pd系などの金属材料からなる共通電極24およびとAu系などの金属材料からなる個別電極25を有している。個別電極25は上述のように圧電アクチュエータ基板21の上面における加圧室10と対向する位置に配置されている個別電極本体25aと、そこから引き出された引出電極25bとを含んでいる。引出電極25bの一端の、加圧室10と対向する領域外に引き出された部分には、接続電極26が形成されている。接続電極26は例えばガラスフリットを含む銀−パラジウムからなり、厚さが15μm程度で凸状に形成されている。また、接続電極26は、信号伝達部92に設けられた電極と電気的に接合されている。詳細は後述するが、個別電極25には、制御部100から信号伝達部92を通じて駆動信号が供給される。駆動信号は、印刷媒体Pの搬送速度と同期して一定の周期で供給される。

共通電極24は、圧電セラミック層21aと圧電セラミック層21bとの間の領域に面方向のほぼ全面にわたって形成されている。すなわち、共通電極24は、圧電アクチュエータ基板21に対向する領域内の全ての加圧室10を覆うように延在している。共通電極24の厚さは2μm程度である。共通電極24は、圧電セラミック層21b上に個別電極25からなる電極群を避ける位置に形成されている共通電極用表面電極28に、圧電セラミック層21bに形成されたビアホールを介して繋がっていて、接地され、グランド電位に保持されている。共通電極用表面電極28は、多数の個別電極25と同様に、信号伝達部92上の別の電極と接続されている。

なお、後述のように、個別電極25に選択的に所定の駆動信号が供給されることにより、この個別電極25に対応する加圧室10の体積が変わり、加圧室10内の液体に圧力が加えられる。これによって、個別流路12を通じて、対応する液体吐出口8から液滴が吐出される。すなわち、圧電アクチュエータ基板21における各加圧室10に対向する部分は、各加圧室10および液体吐出口8に対応する個別の変位素子30に相当する。つまり、2枚の圧電セラミック層21a、21bからなる積層体中には、図5に示されているような構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30が加圧室10毎に、加圧室10の直上に位置する振動板21a、共通電極24、圧電セラミック層21b、個別電極25により作り込まれており、圧電アクチュエータ基板21には加圧部である変位素子30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1.5〜4.5pl(ピコリットル)程度である。

多数の個別電極25は、個別に電位を制御することができるように、それぞれが信号伝達部92および配線を介して、個別に制御部100に電気的に接続されている。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21b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。この構成において、電界と分極とが同方向となるように、制御部100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21b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21a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21bと圧電セラミック層21a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。

本実施の形態における実際の駆動手順は、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が元の形状に戻り、加圧室10の容積が初期状態(両電極の電位が異なる状態)と比較して増加する。このとき、加圧室10内に負圧が与えられ、液体がマニホールド5側から加圧室10内に吸い込まれる。その後再び個別電極25を高電位にしたタイミングで、圧電セラミック層21a、21bが加圧室10側へ凸となるように変形し、加圧室10の容積減少により加圧室10内の圧力が正圧となり液体への圧力が上昇し、液滴が吐出される。つまり、液滴を吐出させるため、高電位を基準とするパルスを含む駆動信号を個別電極25に供給することになる。このパルス幅は、圧力波がしぼり6から吐出孔8まで伝播する時間長さであるAL(Acoustic Length)が理想的である。これによると、加圧室10内部が負圧状態から正圧状態に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。

また、階調印刷においては、吐出孔8から連続して吐出される液滴の数、つまり液滴吐出回数で調整される液滴量(体積)で階調表現が行われる。このため、指定された階調表現に対応する回数の液滴吐出を、指定されたドット領域に対応する吐出孔8から連続して行なう。一般に、液体吐出を連続して行なう場合は、液滴を吐出させるために供給するパルスとパルスとの間隔をALとすることが好ましい。これにより、先に吐出された液滴を吐出させるときに発生した圧力の残余圧力波と、後に吐出させる液滴を吐出させ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。

なお、本実施形態では、加圧部として圧電変形を用いた変位素子30を示したが、これに限られるものでなく、加圧室10の体積を変化させることができるもの、すなわち、加圧室10中の液体を加圧できるものなら他のものでよく、例えば、加圧室10中の液体を加熱して沸騰させて圧力を生じさせるものや、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)を用いたものでもよい。

ここでさらに液体吐出ヘッド2における支持体17の配置について詳述する。図7(a)は、上述の液体吐出ヘッド2の図6のX−X線における副マニホールド5bの縦断面図である。図7(a)は、図の左がマニホールドの開口5a側で、右が副マニホールド5bの中央側である。すなわち、図7(a)において、基本的に液体は左から右に向かって流れる(印刷する画像によって変わることもあるが、平均的には、液体は、副マニホールド5bの中央に向かって流れるということである)。液体吐出ヘッド2の流路部材4は、複数の副マニホールド5bが隔壁15により仕切られた構造をしている。流路部材4を、プレート4a〜kを積層して製造する際、マニホールドプレート4e〜jには、副マニホールド5bとなる孔、隔壁15となる仕切り部が形成される。流路の構成だけを考えた場合、仕切り部は周囲と繋がっていない状態であるため、副マニホールド5bとなる孔を形成した後、そのままの状態では、仕切り部を保持できない。そのため、仕切り部とマニホールドプレート4e〜j、あるいは仕切り部同士を繋ぐ支持体17を設けてある。本実施形態のように、支持体17がないと仕切り部が保持できないような構造でなくても、一方方向に長い隔壁15によって仕切られている副マニホールド5bを精度よく作製するのは難しいが、このような支持体17を設けることにより、隔壁15となる仕切り部の位置が精度よく定まるようできる。

支持体17は、副マニホールド5b内において、液体の流動を妨げることになるので、液体の流動を考慮した配置にして、その影響を少なくするのが好ましい。具体的には、副マニホールド5bの積層方向の高さの半分より上側に位置する支持体17と、半分より下側に位置する支持体17とで、副マニホールド5bの長さ方向に分けて配置する。本実施形態では、上から1〜3番目のマニホールドプレート4e〜gが備えている、上から1〜3番目の支持体17が並んでいる上側支持体群19aと、上から4〜6番目のマニホールドプレート4h〜jが備えている、上から4〜6番目の支持体17が並んでいる下側支持体群19bとに分けて配置されている。本実施形態では、マニホールドプレート4e〜gの厚さが同じになっているが、厚さが異なる場合も、支持体17の積層方向における高さによって、上側支持体群19aと下側支持体群19bとのいずれかに属するかを分けて、それらを副マニホールド5bの長さ方向に分離して設ければよい。例えば、上から100μm、100μm、50μm、100μm、150μmマニホールドプレートが積層されていた場合、上半分の250μm分となる上から3層の支持体を上側支持体群とし、下半分の250μm分となる下から2層の支持体を下側支持体群とし、これらを分けて配置すればよい。

また、後述のように、支持体17がハーフエッチングしてあるなどして、支持体17とそれを備えているマニホールドプレート4e〜jの高さが異なる場合も、支持体17の副マニホールド5b内の高さで、上側支持体群19aと下側支持体群19bとのいずれかに属するかを分けて、配置すればよい。さらに、積層方向の中央に位置する支持体17が存在した場合、そこ支持体17は、上側支持体群19aと下側支持体群19bとどちらに分類して配置してもよい。より好ましく、積層方向の中央に位置する支持体17の重心が、副マニホールド5bの上面に近ければ上側支持体群19a、下面に近ければ下側支持体群19bに属するように考えればよい。もっとも厚いマニホールドプレートの厚みを副マニホールド5bの高さの1/3より薄くすれば、液体の流れる部分として残る流路の高さを高くでき、流路抵抗を小さくできる。

本実施形態では、上側支持体群19aと下側支持体群19bとに分けて配置され、さらに、これらの境界を挟んで隣り合っている左から3番目と4番目の支持体17を、それらを備えているマニホールドプレート4e、4j同士が直接積層されておらず、間に他のマニホールドプレート4f〜4iが積層されている。これにより、液体は、上側支持体群19aがあるところでは副マニホールド5bの下側半分を流れ、下側支持体群19bがあるところでは副マニホールド5bの上側半分を流れる。さらに、それらの境界では、その境界を挟んで隣り合っている支持体17同士が積層方向に離れて配置されているので、液体は、それらの支持体17の間を通って、上側から下側、もしくは下側から上側へスムーズに流れるため、副マニホールド5bの流路抵抗を小さくすることができる。

副マニホールド5bの流路抵抗が小さいと、液体の供給不足が生じ難く、安定した印刷ができる。また、流路抵抗が小さいと、副マニホールド5bの長さ方向において、個別供給流路14に加わる圧力の差が小さくなり、その結果、液体吐出ヘッド2の長さ方向において吐出速度や吐出量などの吐出特性の差を小さくでき、印刷精度を高くできる。

マニホールドプレートの枚数が3枚以下だと、積層方向の中央に位置するマニホールドプレートの影響が大きくなり、液体の流れをスムーズできなくなるので、マニホールドプレートの枚数は4枚以上であるのが好ましい。マニホールドプレートは、副マニホールド5bの積層方向の中央部にマニホールドプレートの積層の境界が位置するようにすれば、上側支持体群19aおよび下側支持体群19bの両方において、副マニホールド5bの高さの半分の流路を確保できる。

上側支持体群19aと下側支持体群19bとの境界を挟んで隣り合っている2つの支持体17同士の間が、副マニホールド5bの積層方向の高さの半分以上離れている場合、支持体群19の全体にわたって、副マニホールド5bの高さの約半分の、支持体17が存在しない流路が連続して確保されることになるので、液体の流れがよりスムーズになり、流路抵抗をより小さくできる。ここで、支持体17同士の積層方向の距離とは、より詳細には、上側に位置する支持体17の下端と、下側に位置する支持体17の上端との間の積層方向の距離のことである。

上側支持体群19aの中において、副マニホールド5bの長さ方向に隣り合っている支持体17を備えているマニホールドプレート4e〜4gが、直接積層されていることにより、主な液体の流れである副マニホールド5bの下側の流れの高さの変わり方に滑らかになるため、より流路抵抗を小さくできる。これは下側支持体群19bについても同様である。なお、ここで直接積層されているとは、マニホールドプレート4e〜jの関係について述べているものであり、間に接着層などを介していないことを意味するものではない。

以上の観点からすると、図7(a)に示したように、副マニホールド5bの長さ方向の一方から順に、上から3番目、2番目、1番目、6番目、5番目、4番目の支持体17を並べればよい。一般的に、上側支持体群19aでは、支持体17を支持体群19の中央に向かって位置が順に高くなるように配置し、下側支持体群19bでは、支持体17を支持体群19の中央に向かって位置が順に低くなるように配置すればよい。

各マニホールドプレート4e〜jにおいて、1つの仕切り部に繋がっている支持体17は、異なる位置に繋がっていることにより、仕切り部が製造工程などで、曲がり難くなり、流路の精度が低くなり難い。このようにするためには、隣り合う隔壁15で、同じ位置に繋がっている支持体17を設けるマニホールドプレート4e〜jを変える。具体的には、例えば、1つの副マニホールド5bにおける支持体17の配置を、順に、上から3番目、2番目、1番目、6番目、5番目、4番目とした場合、隣の副マニホールド5bでは逆に、順に、上から4番目、5番目、6番目、1番目、2番目、3番目とすればよい。

副マニホールド5bの長さ方向に隣り合う支持体17同士は、積層方向に一部が重なっていてもよいが、離れた配置にすれば、液体の流れがよりスムーズになる。1つの副マニホールド5bにおける、支持体17の間の副マニホールド5bの長さ方向の距離は、大きい方が、流れはよりスムーズになるが、一方で、間隔を開けすぎると、結果的に1つのマニホールドプレート4e〜jにおいて、1つの仕切り部に繋がっている支持体17の間の距離も大きくなってしまい、位置の保持が十分できなくなるおそれもある。上述のような支持体17の配置は、副マニホールド5bにおける支持体17の距離が、ある程度近い場合により有用である。具体的には、距離が副マニホールド5bにおける液体の流れの速度で0.01秒以内の位置にある場合に有用である。これは、例えば、200mPa・s程度以下の液体が、最も吐出の多くなる印刷をしている際の副マニホールド5b内の液体の流速が0.2m/sである場合、この速度で0.01秒の距離、すなわち2mm(=0.2[m/s]×0.01[s])程度以内に配置する場合に特に有用である。これよりもさらに離れて配置すると、流れの元方向において、支持体17の積層方向の位置がどこであったのかの影響は次第に小さくなっていく。支持体群19を一つの群として配置するのは、本実施形態のように隔壁15となる仕切り部の端がマニホールドプレート4e〜jに繋がっていないような流路構造では、この端部が、曲がったり、曲がらなくても位置精度が悪くなり易いため、それぞれのマニホールドプレート4e〜jにおいて、端に近い位置に支持体17を設けると、端部の位置精度を高くできる。また、より端に近い位置に支持体17を設けるため、端に最も近い位置の支持体17の副マニホールド5bの長さ方向の長さを、他の部位に設けられている支持体17の幅よりも小さくしてもよい。

なお、支持体群19間の距離は逆に0.01秒以上の距離を開けるのが好ましい。支持体19群同士を近づける際の配置については後述する。

図7(b)〜(d)は、本発明の液体吐出ヘッド2おける、他の支持体17の配置である。これらにおいて、支持体17の配置以外の基本的な液体吐出ヘッド2の構造は図2〜6で示したものと同じである。それぞれの図において、液体は基本的に左から右に流れる。

図7(b)では、液体の流れに沿って、上から1番目、2番目、3番目、6番目、5番目、4番目の順で支持体17が配置されている。一般的に言えば、上側支持部群219aに属する支持部17は、液体の流れる方向に進むにしたがって、副マニホールド5bの上面となっているプレート4dからの距離が増えるように配置されており、下側支持部群219bに属する支持部17は、副マニホールド5bの下面となっているプレート4kからの距離が増えるように配置されている。このような配置にすれば、支持体17と上面あるいは下面との間の距離が次第に小さくなっていく場所に、液体に混じっていることのある気泡が引っかかって留まり、液体の流れを阻害するおそれを少なくできる。

図7(c)では、上側支持部群319aと下側支持部群319bとが交互に近接して配置されている。ここで近接しているとは、液体の流れで0.01秒程度以内のことである。このような近接した配置では、上側支持部群319aと下側支持部群319bとの境界の全てにおいて、その境界を挟んで隣り合っている2つの支持部17同士が積層方向に離れて配置する。このようにすることで、境界において、液体は、それらの支持体17の間を通って、上側から下側、もしくは下側から上側へスムーズに流れるため、副マニホールド5bの流路抵抗を小さくすることができる。図7(c)では、上側支持部群319aでは、液体の流れる方向に沿って、上から1番目、3番目、2番目の支持体17が順に配置され、下側支持部群319aでは、液体の流れる方向に沿って、上から6番目、4番目、5番目の支持体17が順に配置されている。このように配置することで、上側支持部群319aと下側支持部群319bとの境界を挟んで配置されている2つ支持体17の間の距離は副マニホールド5bの高さの半分が確保されているので、液体の流れをスムーズにできる。

図7(d)では、支持体17の配置は図7(a)で示したものと同じであるが、各支持体17の厚さは、それぞれを備えているマニホールドプレート404e〜jよりも薄くなっている。これにより、流路抵抗をより小さくできる。全ての支持体17を薄くする必要はないが、全てを薄くすることにより、より流路抵抗を小さくすることができる。支持体17を薄くするには、例えば、副マニホールド5bとなる孔をエッチング加工する際に、ハーフエッチングすればよい。

支持体17を薄くする際に、マニホールドプレート404e〜jの厚さ方向において、どの部分を残すかは、次のように考える。まず、上側支持部群519aに属する支持体17は上側を残し(すなわち、支持体17の下端がマニホールドプレート404e〜gの下面よりも上に位置するようにし)、下側支持部群519bに属する支持体17は下側を残す(すなわち、支持体17の上端がマニホールドプレート404h〜jの上面よりも下に位置する)ようにすれば、液体が主に通る部分の高さをより高くできるので、流路抵抗をより小さくできる。

ここからさらに、次の点を考慮するのが好ましい。副マニホールド5bの上面には、吐出孔8に繋がっている流路が設けられている。そのため、この部分の流れを上面付近の流れを安定させるために、マニホールドプレート404e〜jのうちでもっとも上に積層されているマニホールドプレート404eの支持体17は、下側を残すのが好ましい。また、副マニホールド5bの下面は、副マニホールド5bの体積を変えるように変形可能なダンパにしてもよく、その場合、ダンパの変形を抑制しないように、マニホールドプレート404e〜jのうちでもっとも下に積層されているマニホールドプレート404jの支持体17は、上側を残すのが好ましい。

ここでさらに、本発明の他の実施形態の液体吐出ヘッドについて説明する。この液体吐出ヘッドの基本的な構造は、図2〜5で示した液体吐出ヘッド2と同じであるが、隔壁15によるマニホールド5の仕切られ方が異なる。本実施形態では、マニホールド5は、マニホールドプレート4e〜jと異なり、マニホールドプレートの端まで隔壁15で仕切られている。

図8は、本実施形態に液体吐出ヘッドに用いられるマニホールドプレート704eの平面図である。マニホールドプレート704eには、副マニホールド5bとなる複数の孔705b−1が開口している。複数の孔705b−1は一方方向に長い、完全に独立した孔となっており、それらの間は、マニホールドプレート704eの、隔壁となる部位715−1で完全に仕切られている。なお、マニホールドプレート2704eには、ディセンダなどになる、副マニホールドとなる孔705b−1以外の小さな孔も開口しているが、図ではそれらは省略してある。

マニホールドプレート704eは、図2〜5で示した液体吐出ヘッド2のマニホールドプレート4eの替りに用いられる。このような構造にすることで、マニホールドプレート704eにおいて、隔壁となる部位715−1は、マニホールドプレート704eの外周部と繋がっている状態となるので、隔壁15を保持するように支持部を設ける必要はなくなる。副マニホールド5b内に支持部を設けると、副マニホールド5bの流路抵抗が大きくなり、液体の流量が少なくなってしまう。また、副マニホールド5bの支持部がある部分から繋がっている液体吐出素子は、支持部により副マニホールド5bの形状が他の部位と異なるため、他の液体吐出素子と吐出特性に差が生じるおそれがある。そのため、支持部をなくことで、このような点が改善できる。

上述の観点からは、支持部の数は少ない方が好ましいので、一部のマニホールドプレートだけが、隔壁となる部位で完全に仕切られていてもよい。しかし、全てのマニホールドプレートが隔壁となる部位で完全に仕切らており、支持部が設けられていない方がより好ましい。このようにすることで、マニホールドプレートが積層されている範囲、あるいはマニホールドプレートが1枚であれば、そのマニホールドプレートにおいて、マニホールド5は、一端から他端まで完全に隔壁15で仕切られることになる。

ただし、隔壁となる部位は細長い形状であるため、プレートを積層する際に、左右に撓むなどして、副マニホールド5bの幅が変わってしまい、吐出特性がばらつくおそれもある。そのため、隔壁となる部位の位置を保持するため支持部を設けてもよい。その場合であっても、隔壁となる部位の両端はプレートと繋がっているので、支持部の数を少なくしたり支持部の間隔を広くしたりできるので、上述の効果が得られる。

マニホールドプレートが積層されて構成されている範囲の副マニホールド5b、あるいはマニホールドプレートが1枚であれば、そのマニホールドプレートにおける副マニホールド5bの端から外部への開口5aまでは、そのまま複数の副マニホールド5bが隔壁15で仕切られたまま繋がっていてもよい。また、一番上のマニホールドプレートの上のプレートで1つに繋がってもよいし、加圧室面4−2に達する間のどれかプレートから1つに繋がってもよい。そのようにすれば、繋がっている部分の流路抵抗が小さくなり、流量が多くできるので好ましい。流量を多くできる点で、一番上のマニホールドプレートの上で1つに繋がっているのが好ましい。また、加圧室面4−2における開口5aの個数を少なくすれば、外部との接続不良が生じ難くなり好ましい。

プレートの状態で隔壁となる部位715−1を保持するために、隔壁となる部位715−1を周囲のプレートと繋げるには、上述のようにする他に、隔壁となる部位715−1の両端のうちのどちらか一端を繋げてもよい。その際、繋げる端を全て一方の側に揃えてもよいし、交互にしてもよいし、他の配置にしてもよい。また、両端を繋げて、端部をハーフエッチングするなどしても、厚み方向において、一部が繋がっていて、残りの部位で他の副マニホールドとなる孔705b−1と繋がるようになっていてもよい。これらのようにすれば、副マニホールド5bの高さの位置で液体が副マニホールド間を行き来できるようになるので、外部への開口5aの途中で繋がるようになっているものに対して、副マニホールド5bの間で吐出量の差があって、流量に差がある場合などに、その差の解消をより効果的に行なえる。積層する際の隔壁となる部位715−1の位置ずれを少なくするためには、隔壁となる部位715−1の両端で、マニホールドプレートの外周部と繋がっているのが好ましい。

また、流路部材4にリザーバを接続して液体を供給する際、リザーバにおける流路部材4の中央付近から、流路を介して流路部材4の開口5aの繋がるようにする場合、その流路の長さは短くするのが好ましいため、開口5aには、流路部材4の中央側から繋がるようにすると、開口5aの流路部材4の中央に近い側、すなわち短手方向の中央に近い側の液体の供給が、短手方向の外側と比較して少し多くなる。このような場合、短手方向の中央に近い副マニホールド5bほど、流路抵抗を大きくすれば、これらが相殺されて供給を平均化できる。これには、例えば、図8に示すように、副マニホールド5bの、開口5aから加圧室10が繋がっている部分の間で、副マニホールド5bを平面方向に屈曲させ、短手方向の中央近い副マニホールド5bほどその屈曲の度合いを大きくすればよい。

液体吐出ヘッド2は、例えば、以下のようにして作製する。ロールコータ法、スリットコーター法などの一般的なテープ成形法により、圧電性セラミック粉末と有機組成物からなるテープの成形を行ない、焼成後に圧電セラミック層21a、21bとなる複数のグリーンシートを作製する。グリーンシートの一部には、その表面に共通電極24となる電極ペーストを印刷法等により形成する。また、必要に応じてグリーンシートの一部にビアホールを形成し、その内部にビア導体を充填する。

ついで、各グリーンシートを積層して積層体を作製し、加圧密着を行なう。加圧密着後の積層体を高濃度酸素雰囲気下で焼成し、その後有機金ペーストを用いて焼成体表面に個別電極25を印刷して、焼成した後、Agペーストを用いて接続電極26を印刷し、焼成することにより、圧電アクチュエータ基板21を作製する。

次に、流路部材4を、圧延法等により得られプレート4a〜lを接着層を介して積層して作製する。プレート4a〜lに、マニホールド5、個別供給流路14、加圧室10およびディセンダなどとなる孔を、エッチングにより所定の形状に加工する。

これらプレート4a〜lは、Fe―Cr系、Fe−Ni系、WC−TiC系の群から選ばれる少なくとも1種の金属によって形成されていることが望ましく、特に液体としてインクを使用する場合にはインクに対する耐食性の優れた材質からなることが望ましため、Fe−Cr系がより好ましい。

圧電アクチュエータ基板21と流路部材4とは、例えば接着層を介して積層接着することができる。接着層としては、周知のものを使用することができるが、圧電アクチュエータ基板21や流路部材4への影響をおよぼさないために、熱硬化温度が100〜150℃のエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂の群から選ばれる少なくとも1種の熱硬化性樹脂系の接着剤を用いるのがよい。このような接着層を用いて熱硬化温度にまで加熱することによって、圧電アクチュエータ基板21と流路部材4とを加熱接合することができる。接合した後、共通電極24と個別電極25との間に電圧を加え、圧電セラミック層21bを厚み方向に分極する。

次に圧電アクチュエータ基板21と制御回路100とを電気的に接続するために、接続電極26に銀ペーストを供給し、あらかじめドライバICを実装した信号伝達部92であるFPCを載置し、熱を加えて銀ペーストを硬化させて電気的に接続させる。なお、ドライバICの実装は、FPCに半田で電気的にフリップチップ接続した後、半田周囲に保護樹脂を供給して硬化させた。

続いて、必要に応じて、開口5aから液体を供給できるようにリザーバを接着し、金属の筐体を、ねじ止めした後、接合部を封止剤で封止することで液体吐出ヘッド2を作製することができる。

1・・・プリンタ
2・・・液体吐出ヘッド
2a・・・ヘッド本体
4・・・流路部材
4a〜m、704e・・・(流路部材の)プレート
4−1・・・吐出孔面
4−2・・・加圧室面
5・・・マニホールド
5a・・・(マニホールドの)開口
5b・・・副マニホールド
705b−1・・・副マニホールドとなる孔
6・・・しぼり
8・・・吐出孔
9・・・吐出孔列
10・・・加圧室
11・・・加圧室列
12・・・個別流路
14・・・個別供給流路
15・・・隔壁
715−1・・隔壁となる部位
16・・・ダミー加圧室
21・・・圧電アクチュエータ基板
21a・・・圧電セラミック層(振動板)
21b・・・圧電セラミック層
24・・・共通電極
25・・・個別電極
25a・・・個別電極本体
25b・・・引出電極
26・・・接続電極
28・・・共通電極用表面電極
30・・・変位素子(加圧部)

Claims (8)

  1. 複数の吐出孔、該複数の吐出孔とそれぞれ繋がっている複数の加圧室、および前記複数の加圧室に液体を供給するマニホールドを有する流路部材と、
    該流路部材に接合されており、前記複数の加圧室の体積をそれぞれ変化させる複数の加圧部とを備えている液体吐出ヘッドであって、
    前記マニホールドは、一方方向に長い隔壁で、複数の副マニホールドに仕切られており、前記隔壁は、連続して積層されている4枚以上のマニホールドプレートで構成されており、
    前記4枚以上のマニホールドプレートのそれぞれは、前記複数の副マニホールドとなる孔、前記隔壁となる仕切り部、および前記複数の副マニホールドとなる孔を幅方向に横切るように設けられている支持部を備えており、
    1つの前記副マニホールド内には、前記支持部が前記一方方向に複数個並んで配置されている支持部群が配置されており、
    該支持部群は、前記マニホールドプレートの積層方向における前記副マニホールドの高さの半分より上側に位置している上側支持部群と、前記副マニホールドの積層方向の高さの半分より下側に位置している下側支持部群とに、前記一方方向に分かれて配置されており、かつ前記上側支持部群と前記下側支持部群との前記一方方向の境界を挟んで隣り合っている2つの前記支持部を備えている前記マニホールドプレート同士は、間に他の前記マニホールドプレートを介して積層されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
  2. 前記上側支持部群に属しており、前記一方方向に隣り合っている2つの前記支持部を備えている前記マニホールドプレート同士が直接積層されており、前記下側支持部群に属しており、前記一方方向に隣り合っている2つの前記支持部を備えている前記マニホールドプレート同士が直接積層されていることを特徴とする請求項に記載の液体吐出ヘッド。
  3. 前記副マニホールド内で前記一方方向に沿って液体が流れる方向に対して、前記上側支持部群に属する支持部は、前記副マニホールドの上面からの距離が増えるように配置されており、前記下側支持部群に属する支持部は、前記副マニホールドの下面からの距離が増えるように配置されていることを特徴とする請求項に記載の液体吐出ヘッド。
  4. 前記副マニホールド内には、前記上側支持部群と前記下側支持部群とが前記一方方向に交互に配置されており、全ての前記上側支持部群と前記下側支持部群との境界を挟んで隣り合っている2つの前記支持部を備えている前記マニホールドプレート同士は、間に他の
    前記マニホールドプレートを介して積層されていることを特徴とする請求項のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
  5. 前記上側支持部群と前記下側支持部群との境界を挟んで隣り合っている2つの前記支持部の間の積層方向の距離が、前記副マニホールドの積層方向の高さの半分以上であることを特徴とする請求項のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
  6. 前記副マニホールドの上面に、前記複数の吐出孔に繋がっている流路が設けられており、
    積層方向の最も上に位置する前記支持部を除いた前記上側支持部群に属する支持部は、当該支持部を備えている前記マニホールドプレートよりも薄く、かつ下端が当該マニホールドプレートの下面よりも上に位置しており、
    前記下側支持部群に属する支持部、および積層方向の最も上に位置する前記支持部は、当該支持部を備えている前記マニホールドプレートよりも薄く、かつ上端が当該マニホールドプレートの上面よりも下に位置していることを特徴とする請求項のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
  7. 前記副マニホールドの上面に、前記複数の吐出孔に繋がっている流路が設けられているとともに、前記副マニホールドの下面が、当該マニホールドの体積を変えるように変形可能なダンパとなっており、
    積層方向の最も上に位置する前記支持部を除いた前記上側支持部群に属する支持部、および積層方向の最も下に位置する前記支持部は、当該支持部を備えている前記マニホールドプレートよりも薄く、かつ下端が当該マニホールドプレートの下面よりも上に位置しており、
    積層方向の最も下に位置する前記支持部を除いた前記下側支持部群に属する支持部、および積層方向の最も上に位置する前記支持部は、当該支持部を備えている前記マニホールドプレートよりも薄く、かつ上端が当該マニホールドプレートの上面よりも下に位置していることを特徴とする請求項のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
  8. 請求項1〜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、前記複数の加圧部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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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6193727B2 (ja) * 2013-10-31 2017-09-06 京セラ株式会社 液体吐出ヘッド、およびそれを用いた記録装置
JP2015085623A (ja) * 2013-10-31 2015-05-07 京セラ株式会社 液体吐出ヘッド、およびそれを用いた記録装置
WO2016031871A1 (ja) * 2014-08-29 2016-03-03 京セラ株式会社 液体吐出ヘッド、およびそれを用いた記録装置
EP3141387B1 (en) * 2015-02-24 2019-07-10 Kyocera Corporation Flow path member for liquid ejection head, and liquid ejection head and recording apparatus using same
EP3199354B1 (en) * 2015-03-23 2019-01-23 Kyocera Corporation Liquid discharging head and recording device
CN106457832B (zh) * 2015-03-26 2018-08-03 京瓷株式会社 流路构件、液体喷出头、记录装置以及流路构件的制造方法
CN108025553B (zh) * 2015-09-28 2019-09-24 京瓷株式会社 喷嘴板及使用了该喷嘴板的液体喷出头以及记录装置
CN110494290A (zh) * 2017-03-29 2019-11-22 京瓷株式会社 液体喷出头、及使用其的记录装置以及记录方法
JP6527298B1 (ja) * 2017-07-26 2019-06-05 京セラ株式会社 液体吐出ヘッド、およびそれを用いた記録装置
WO2019065596A1 (ja) * 2017-09-28 2019-04-04 京セラ株式会社 流路部材、液体吐出ヘッドおよび記録装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3341843B2 (ja) * 1992-03-18 2002-11-05 セイコーエプソン株式会社 インクジェット式記録ヘッド
JP2003001823A (ja) * 2001-06-27 2003-01-08 Fuji Xerox Co Ltd 液体吐出素子、液体吐出ヘッド及び液体吐出装置
JP4192458B2 (ja) * 2001-10-26 2008-12-10 富士ゼロックス株式会社 インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置
JP2003305852A (ja) 2002-02-18 2003-10-28 Brother Ind Ltd インクジェットヘッド及びこれを有するインクジェットプリンタ
EP1336490B1 (en) * 2002-02-18 2008-10-01 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Ink-jet head and ink-jet printer having ink-jet head
JP2004114477A (ja) 2002-09-26 2004-04-15 Brother Ind Ltd インクジェットヘッド
JP4124055B2 (ja) * 2003-08-11 2008-07-23 ブラザー工業株式会社 インクジェットヘッド及びインクジェットプリンタ
JP4774742B2 (ja) * 2005-01-11 2011-09-14 富士ゼロックス株式会社 インクジェット記録ヘッド、及びインクジェット記録装置
JP4329734B2 (ja) 2005-06-20 2009-09-09 ブラザー工業株式会社 インクジェットヘッド
JP4207023B2 (ja) * 2005-06-20 2009-01-14 ブラザー工業株式会社 インクジェットヘッド
JP2007190740A (ja) * 2006-01-18 2007-08-02 Brother Ind Ltd 液滴噴射装置
JP4582171B2 (ja) * 2008-03-27 2010-11-17 ブラザー工業株式会社 液滴吐出ヘッド及びインクジェットヘッド
JP4582173B2 (ja) 2008-03-28 2010-11-17 ブラザー工業株式会社 液体移送装置
EP2447073B1 (en) * 2009-06-25 2018-08-08 Kyocera Corporation Liquid discharge head and recording device using same
JP5391975B2 (ja) * 2009-09-30 2014-01-15 ブラザー工業株式会社 液体吐出装置

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