JP6031836B2 - Liquid ejecting head unit and liquid ejecting apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、インクジェット式記録ヘッドなどの液体噴射ヘッドを備えた液体噴射ヘッドユニット、および、液体噴射装置に関するものである。 The present invention relates to a liquid ejecting head unit including a liquid ejecting head such as an ink jet recording head, and a liquid ejecting apparatus.
液体噴射装置は、液体を液滴としてノズルから噴射可能な液体噴射ヘッドを備え、この液体噴射ヘッドから各種の液体を噴射する装置である。この液体噴射装置の代表的なものとして、例えば、インクジェット式記録ヘッド(以下、記録ヘッドという)を備え、この記録ヘッドのノズルから液体状のインクをインク滴として噴射させて記録を行うインクジェット式記録装置(プリンター)等の画像記録装置を挙げることができる。また、この他、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターに用いられる色材、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイに用いられる有機材料、電極形成に用いられる電極材等、様々な種類の液体の噴射に液体噴射装置が用いられている。そして、画像記録装置用の記録ヘッドでは液状のインクを噴射し、ディスプレイ製造装置用の色材噴射ヘッドではR(Red)・G(Green)・B(Blue)の各色材の溶液を噴射する。また、電極形成装置用の電極材噴射ヘッドでは液状の電極材料を噴射し、チップ製造装置用の生体有機物噴射ヘッドでは生体有機物の溶液を噴射する。 The liquid ejecting apparatus is an apparatus that includes a liquid ejecting head capable of ejecting liquid as droplets from a nozzle and ejects various liquids from the liquid ejecting head. A typical example of the liquid ejecting apparatus is an ink jet recording that includes an ink jet recording head (hereinafter referred to as a recording head) and performs recording by ejecting liquid ink as ink droplets from the nozzle of the recording head. An image recording apparatus such as an apparatus (printer) can be given. In addition, liquid ejecting apparatuses for ejecting various types of liquids such as color materials used for color filters such as liquid crystal displays, organic materials used for organic EL (Electro Luminescence) displays, electrode materials used for electrode formation, etc. Is used. The recording head for the image recording apparatus ejects liquid ink, and the color material ejecting head for the display manufacturing apparatus ejects solutions of R (Red), G (Green), and B (Blue) color materials. The electrode material ejecting head for the electrode forming apparatus ejects a liquid electrode material, and the bioorganic matter ejecting head for the chip manufacturing apparatus ejects a bioorganic solution.
上記のようなプリンターには、複数の記録ヘッドを支持部材に固定した記録ヘッドユニットが搭載されたものがある(例えば、特許文献1参照)。各記録ヘッドは、インクカートリッジ等のインク供給源からのインクを圧力室(圧力発生室)に導入し、圧電素子や発熱素子等の圧力発生手段を作動させることで圧力室内のインクに圧力変動を生じさせ、この圧力変動を利用して圧力室内のインクをノズル面に開口したノズルからインク滴として噴射するように構成されている。支持部材は、記録ヘッドのノズル面に対して平行な板状の部材であり、板厚方向に貫通した開口部が開口されている。そして、各記録ヘッドは、支持部材の開口部からノズル面を露出させた状態で、ねじ等によって該開口部の縁に固定されている。 Some of the printers described above are equipped with a recording head unit in which a plurality of recording heads are fixed to a support member (see, for example, Patent Document 1). Each recording head introduces ink from an ink supply source such as an ink cartridge into a pressure chamber (pressure generation chamber), and operates pressure generation means such as a piezoelectric element and a heating element to change the pressure in the ink in the pressure chamber. The ink in the pressure chamber is ejected as ink droplets from the nozzles opened in the nozzle surface by using the pressure fluctuation. The support member is a plate-like member parallel to the nozzle surface of the recording head, and has an opening that penetrates in the plate thickness direction. Each recording head is fixed to the edge of the opening by a screw or the like with the nozzle surface exposed from the opening of the support member.
近年、記録ヘッドユニットの小型化が要求されている。しかしながら、上記のような構成では、各記録ヘッドが支持部材の開口部の縁に固定されているため、小型化に不利になっていた。すなわち、支持部材の変形を防ぐために支持部材の強度を確保する必要があり、開口部の縁が広がる傾向にある。特に、記録ヘッドの列設方向に対して垂直な方向の幅を狭めることができず、記録ヘッドユニットの幅を狭めることができなかった。 In recent years, downsizing of a recording head unit has been required. However, in the above configuration, each recording head is fixed to the edge of the opening of the support member, which is disadvantageous for downsizing. That is, it is necessary to ensure the strength of the support member in order to prevent deformation of the support member, and the edge of the opening tends to be widened. In particular, the width in the direction perpendicular to the direction in which the recording heads are arranged cannot be reduced, and the width of the recording head unit cannot be reduced.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化が可能な液体噴射ヘッドユニット、および、液体噴射装置を提供することにある。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to provide a liquid ejecting head unit and a liquid ejecting apparatus that can be reduced in size.
本発明の液体噴射ヘッドユニットは、ノズルが形成されたノズル面、前記ノズルに連通する圧力室、および、当該圧力室内に圧力変動を生じさせる圧力発生手段を有し、当該圧力発生手段を駆動させて圧力室に圧力変動を生じさせることで、ノズルから液体を噴射させる液体噴射ヘッドと、
当該液体噴射ヘッドが複数取り付けられる支持部材と、
を備えた液体噴射ヘッドユニットであって、
前記支持部材は、
取り付けられる液体噴射ヘッドのノズル面に対して垂直な取付面を有する支持壁部と、
該支持壁部の取付面から当該取付面に対して交差する方向に突出したフランジ部と、
を備えたことを特徴とする。
The liquid ejecting head unit of the present invention includes a nozzle surface on which a nozzle is formed, a pressure chamber communicating with the nozzle, and a pressure generating unit that causes a pressure fluctuation in the pressure chamber, and drives the pressure generating unit. A liquid ejecting head for ejecting liquid from the nozzle by causing pressure fluctuation in the pressure chamber;
A support member to which a plurality of the liquid jet heads are attached;
A liquid jet head unit comprising:
The support member is
A support wall having a mounting surface perpendicular to the nozzle surface of the liquid jet head to be mounted;
A flange protruding from the mounting surface of the support wall in a direction intersecting the mounting surface;
It is provided with.
本発明によれば、支持壁部の取付面から当該取付面に対して交差する方向に突出したフランジ部を設けたので、支持壁部の強度を確保でき、支持壁部の取付面に対して垂直な方向の板厚を薄くすることができる。これにより、同方向における液体噴射ヘッドユニットの幅を薄くすることができ、液体噴射ヘッドユニットの小型化が可能になる。 According to the present invention, since the flange portion protruding in the direction intersecting the mounting surface from the mounting surface of the support wall portion is provided, the strength of the support wall portion can be ensured, and the mounting surface of the support wall portion can be secured. The plate thickness in the vertical direction can be reduced. Thereby, the width of the liquid jet head unit in the same direction can be reduced, and the liquid jet head unit can be downsized.
また、前記フランジ部は、前記支持壁部の前記液体噴射ヘッドのノズル面とは反対側の面側に備えられたことが望ましい。 Further, it is desirable that the flange portion is provided on a surface side of the support wall portion opposite to the nozzle surface of the liquid jet head.
この構成によれば、液体噴射ヘッドのノズル面と干渉すること無く、ノズル面側から見てノズル面と重なった状態のフランジ部を設けることができる。このため、複数の液体噴射ヘッドに亘って一連のフランジ部を設けることができ、支持壁部の強度を高めることができる。これにより、支持壁部の変形を抑制することができ、支持壁部の取付面に対して垂直な方向の板厚をより薄くすることができる。 According to this configuration, it is possible to provide the flange portion that overlaps the nozzle surface when viewed from the nozzle surface side without interfering with the nozzle surface of the liquid jet head. For this reason, a series of flange parts can be provided over a plurality of liquid ejecting heads, and the strength of the support wall part can be increased. Thereby, a deformation | transformation of a support wall part can be suppressed and the plate | board thickness of the direction perpendicular | vertical with respect to the attachment surface of a support wall part can be made thinner.
さらに、上記構成において、前記支持部材が金属製であることが望ましい。 Furthermore, in the above configuration, the support member is preferably made of metal.
この構成によれば、支持壁部の剛性を高めることができるため、支持壁部の取付面に対して垂直な方向の板厚を一層薄くすることができる。
また、上記各構成において、前記取付面は、前記支持壁部の板厚方向の両側に設けられ、かつ、前記液体噴射ヘッドの嵌合凸部と嵌合する嵌合凹部を有することが望ましい。
さらに、上記構成において、前記取付面のうち、前記ノズル面に対して平行な方向における前記嵌合凹部の両側に、前記液体噴射ヘッドが取り付けられるためのねじ穴が開設されることが望ましい。
また、上記各構成において、前記液体噴射ヘッドは、
前記圧力発生手段を収容するヘッドケースと、
当該ヘッドケースにねじで固定され、前記嵌合凸部を有し、かつ、前記ヘッドケースよりも剛性が高いヘッド固定部材と、
を備えることが望ましい。
According to this configuration, since the rigidity of the support wall portion can be increased, the plate thickness in the direction perpendicular to the mounting surface of the support wall portion can be further reduced.
In each of the above configurations, it is preferable that the mounting surface has fitting recesses that are provided on both sides of the support wall portion in the plate thickness direction and fit with the fitting projections of the liquid jet head.
Furthermore, in the above configuration, it is preferable that screw holes for attaching the liquid ejecting head are provided on both sides of the fitting recess in a direction parallel to the nozzle surface in the attachment surface.
In each of the above configurations, the liquid ejecting head includes:
A head case that houses the pressure generating means;
A head fixing member fixed to the head case with a screw, having the fitting convex portion, and having higher rigidity than the head case;
It is desirable to provide.
そして、本発明の液体噴射装置は、上記各構成の液体噴射ヘッドユニットを備えたことを特徴とする。
さらに、上記目的を達成するために提案される本発明の液体噴射ヘッドユニットは、以下の構成を備えたものであってもよい。
すなわち、ノズルが形成されたノズル面、前記ノズルに連通する圧力室、および、当該圧力室内に圧力変動を生じさせる圧力発生手段を有し、当該圧力発生手段を駆動させて圧力室に圧力変動を生じさせることで、ノズルから液体を噴射させる液体噴射ヘッドと、
当該液体噴射ヘッドが複数取り付けられる支持部材と、
を備えた液体噴射ヘッドユニットであって、
前記支持部材は、
取り付けられる液体噴射ヘッドのノズル面に対して垂直な取付面を有する支持壁部と、
前記取付面から当該取付面に対して交差する方向に突出したフランジ部と、
を備え、
前記液体噴射ヘッドは、前記圧力発生手段を収容するヘッドケースと、当該ヘッドケースにねじで固定され、前記ヘッドケースよりも剛性が高いヘッド固定部材と、を備え、
前記複数の液体噴射ヘッドが前記取付面において列設された第1の方向における前記ヘッド固定部材の寸法が、前記ヘッドケースの前記第1の方向における寸法よりも長く、かつ、前記ノズル面に垂直な第2の方向における寸法が、前記ヘッドケースの前記第2の方向における寸法よりも短く、
前記ヘッド固定部材は、前記第1の方向において前記ヘッドケースよりも外側に突出した部分を前記取付面に押し当てられて位置が規定された状態で固定されたことを特徴とする。
A liquid ejecting apparatus according to the invention includes the liquid ejecting head unit having the above-described configuration.
Furthermore, the liquid jet head unit of the present invention proposed for achieving the above object may have the following configuration.
That is, it has a nozzle surface on which a nozzle is formed, a pressure chamber communicating with the nozzle, and pressure generating means for causing pressure fluctuation in the pressure chamber, and driving the pressure generating means to cause pressure fluctuation in the pressure chamber. A liquid ejecting head that ejects liquid from the nozzle by causing
A support member to which a plurality of the liquid jet heads are attached;
A liquid jet head unit comprising:
The support member is
A support wall having a mounting surface perpendicular to the nozzle surface of the liquid jet head to be mounted;
A flange projecting in a direction intersecting the mounting surface from the mounting surface;
With
The liquid ejecting head includes a head case that houses the pressure generating unit, and a head fixing member that is fixed to the head case with a screw and has higher rigidity than the head case.
The dimension of the head fixing member in the first direction in which the plurality of liquid ejecting heads are arranged on the mounting surface is longer than the dimension of the head case in the first direction and is perpendicular to the nozzle surface. The dimension in the second direction is shorter than the dimension in the second direction of the head case,
The head fixing member is fixed in a state in which a portion protruding outward from the head case in the first direction is pressed against the mounting surface to define a position.
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、本発明の液体噴射装置として、液体噴射ヘッドユニットの一種である記録ヘッドユニット2を搭載したインクジェット式記録装置(以下、プリンター1)を例に挙げて説明する。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the embodiments described below, various limitations are made as preferred specific examples of the present invention. However, the scope of the present invention is not limited to the following description unless otherwise specified. However, the present invention is not limited to these embodiments. In the following description, an ink jet recording apparatus (hereinafter, printer 1) equipped with a
図1(a)は、プリンター1の構成を模式的に表した平面図であり、図1(b)は、側面図である。このプリンター1は、記録ヘッドユニット2と、インクタンク3と、給紙ローラー4と、搬送機構5とを備えている。記録ヘッドユニット2には、記録ヘッド7(液体噴射ヘッドの一種)が記録紙6(記録媒体或いは着弾対象物の一種)の紙幅方向(記録紙6の搬送方向に対して直交する方向)に沿って複数配列されている。インクタンク3は、記録ヘッドユニット2に供給するためのインクが貯留された貯留部材(液体供給源)の一種である。インクタンク3内のインクは、インク供給チューブ8を介して記録ヘッドユニット2に供給される。
FIG. 1A is a plan view schematically showing the configuration of the
給紙ローラー4は、搬送機構5の上流側に配設され、図示しない給紙部から給紙された記録紙6を狭持した状態で互いに反対方向に同期回転可能な上下一対のローラー4a、4bにより構成されている。この給紙ローラー4は、給紙モーター9からの動力で駆動され、図示しないスキュー補正ローラーと共働して記録紙6の搬送方向に対する傾き及び搬送方向に直行する方向の位置ずれを補正してから、この記録紙6を搬送機構5側に供給する。
The
搬送機構5は、搬送ベルト11、搬送モーター12、駆動ローラー13、従動ローラー14、テンションローラー15、圧接ローラー16、および、ベルト帯電部17を備えている。搬送モーター12は、搬送機構5の駆動源であり、駆動ローラー13に動力を伝達している。搬送ベルト11は、無端状のベルトであり、駆動ローラー13及び従動ローラー14の間に張設されている。テンションローラー15は、駆動ローラー13と従動ローラー14との間において搬送ベルト11の内周面に当接し、ばね等の付勢部材の付勢力により搬送ベルト11に張力を付与している。圧接ローラー16は、搬送ベルト11を挟んで従動ローラー14の直上に配設され、記録紙6を搬送ベルト11側に押圧している。
The
ベルト帯電部17は、帯電ローラー18と、帯電用電源19とを備えている。帯電ローラー18は搬送ベルト11を挟んで従動ローラー14の上流側下方に配設され、搬送ベルト11に当接している。帯電用電源19は、帯電ローラー18と導通接続されており、帯電ローラー18に交流電圧を印加する。なお、従動ローラー14は、接地されており、搬送ベルト11を挟んで対向する帯電ローラー18に対する対向電極となっている。このベルト帯電部17は、帯電用電源19が帯電ローラー18を介して搬送ベルト11に電荷を供給し搬送ベルト11を帯電させる。そして、帯電された搬送ベルト11に載置される記録紙6には、誘電分極が発生し、搬送ベルト11との間に静電吸着力が作用する。さらに、圧接ローラー16は、帯電された搬送ベルト11に載置される記録紙6を搬送ベルト11に押し付けて、記録紙6の搬送ベルト11に対する密着性を高める。
The
また、搬送ベルト11の外周面には、リニアースケール21がベルト全周に渡って配設されている。このリニアースケール21は、スリット状の検出用パターンを搬送ベルト11の搬送方向に一定間隔(例えば、360dpi)で複数配列して構成されている。このリニアースケール21の検出用パターンは、検出ヘッド22によって光学的に検出され、検出信号がエンコーダー信号として、プリンター1の制御部(図示せず)に出力される。したがって、制御部は、このエンコーダー信号に基づいて、搬送機構5(搬送ベルト11)による記録紙6の搬送量を把握することができる。また、このエンコーダー信号は、記録ヘッド7の圧電素子41(後述)を駆動するための駆動信号の発生タイミングを規定する。
A
図2は、記録ヘッドユニット2をノズル面50側から見た斜視図である。また、図3は、記録ヘッドユニット2の構成を説明する模式図であり、図3(a)は、側面図、図3(b)は、底面図、図3(c)は、正面図である。本実施形態の記録ヘッドユニット2は、4つの記録ヘッド7からなる記録ヘッド7の列をベースプレート24(本発明における支持部材に相当)に2列備えている。
FIG. 2 is a perspective view of the
ベースプレート24は、記録ヘッド7の列設方向に長尺なSUS(ステンレス鋼)等からなる金属製の支持部材である。本実施形態のベースプレート24は、断面T字状に形成されている。具体的に説明すると、ベースプレート24は、記録ヘッド7のノズル面50(ノズル形成基板45:図6参照)に対して垂直な取付面27を有する垂直部分25(本発明における支持壁部に相当)と、支持壁部25の取付面27から当該取付面27に対して交差する方向(記録ヘッド7のノズル面50に対して平行な方向)に突出した水平部分26(本発明におけるフランジ部に相当)とを備えている。
The
垂直部分25は、記録ヘッド7の列設方向(本発明における第1の方向に相当)に沿って細長、かつ、肉厚な板状に形成されている。この垂直部分25の板厚方向に対して垂直に交わる面、すなわち、板状の垂直部分25の表裏の両側の面が、取付面27を構成している。図4に示すように、一側の取付面27には、記録ヘッド7の嵌合凸部63(後述)に嵌合可能な嵌合凹部28が、記録ヘッド7に対応させて4つ列設されている。嵌合凹部28は、垂直部分25を一側面から他側面に向けて板厚方向に凹ませた部分であり、記録ヘッド7のノズル面50に対して平行な面内においてノズル列49に垂直な方向の位置を規定する第1の受け面28aと、記録ヘッド7のノズル面50に対して平行な面内においてノズル列49方向の位置を規定する第2の受け面28bとから構成されている(図4(c)参照)。すなわち、第1の受け面28aは取付面27と平行な面であり、第2の受け面28bは第1の受け面28aおよびノズル面50の両面に垂直な面である。また、嵌合凹部28の両側の第2の受け面28bのうちの何れか一方が、記録ヘッド4のノズル列方向の位置を規定する位置決め用受け面となる。なお、本実施形態の嵌合凹部28は、垂直部分25の下端(水平部分26とは反対側)から上側(水平部分26側)の途中まで延在している。すなわち、嵌合凹部28の下端面は開口している一方で、嵌合凹部28の上端には、垂直部分25の構造体による天井面が形成されている。また、他側の取付面27にも、同様の嵌合凹部28が4つ列設されている。そして、一方の取付面27に取り付けられる記録ヘッド7と、他方の取付面27に取り付けられる記録ヘッド7とが、取付面27方向に交互に配置されている。本実施形態では、一側の記録ヘッド7の列と他側の記録ヘッド7の列とが、記録ヘッド7の列設ピッチの半分の距離だけずれて列設されている。これに対応して、垂直部分25の取付面27には、一側の嵌合凹部28の列と他側の嵌合凹部28の列とが、記録ヘッド7の列設ピッチの半分の距離だけずれて列設されている。なお、嵌合凹部28の記録ヘッド7の列設方向における両側縁には、記録ヘッド取付用ねじ穴29が開設されている。
The
水平部分26は、記録ヘッド7のノズル面50に対して平行、かつ、肉厚な板状に形成されている。この水平部分26により、垂直部分25(ベースプレート24)の強度が補強される。本実施形態の水平部分26は、記録ヘッド7よりも上側(記録ヘッド7のノズル面50とは反対側の面側)において、垂直部分25の両側の取付面27から外側に向けて突出した庇状に形成されている。この水平部分26には、各記録ヘッド7の接続流路と記録ヘッド7側で連通する連通孔30が板厚方向に貫通した状態で形成されている。なお、連通孔30の記録ヘッド7とは反対側は、インク供給チューブ8と接続されている。これにより、インクタンク3内のインクは、インク供給チューブ8および連通孔30を介して各記録ヘッド7に供給される。
The
図5は、記録ヘッド7の構成を説明する模式図であり、図5(a)は、ヘッド固定部材33を取り付けた状態の斜視図、図5(b)は、ヘッド固定部材33を取り外した状態の斜視図である。また、図6は、図5(b)におけるB−B′線の断面図である。なお、図6では、他方のノズル列49に対応する構成が、図示されたものと左右方向に対称であるため省略されている。
記録ヘッド7は、図5に示すように、ノズル48からインク滴を噴射する記録ヘッド本体32と、この記録ヘッド本体32の取付面27と対向する側の面に取り付けられたヘッド固定部材33とを備えている。
5A and 5B are schematic views for explaining the configuration of the
As shown in FIG. 5, the
本実施形態における記録ヘッド本体32は、図6に示すように、ヘッドケース37、振動子ユニット36、および流路ユニット35を備えている。なお、上記したように、他方のノズル列49に対応する構成が、左右方向に対称であるため、一側の説明を省略する。
As shown in FIG. 6, the recording head
ヘッドケース37は、記録ヘッド本体32の上面および側面の大部分を構成するケース部材であり、その内部に圧電素子41(本発明における圧力発生手段に相当)が収容されている。具体的に説明すると、ヘッドケース37は、例えば、エポキシ系樹脂などの樹脂により作製された中空箱体状部材である。このヘッドケース37の先端側には、図6に示すように、ノズル形成基板45を露出させた状態で流路ユニット35が固定されている。また、ヘッドケース37の内部には、振動子ユニット36を収容するための収容空部38と、インクタンク3からのインクを流路ユニット35に供給するためのケース流路39とが、その高さ方向に貫通して形成されている。ケース流路39の上端は、図5に示すように、ヘッドケース37の上面からベースプレート24の水平部分26に向けて突出し、連通孔30と連通されている。また、ケース流路39の下端は、流路ユニット35のインク導入口を介してリザーバー51(後述)と連通されている。なお、図5に示すように、ヘッドケース37の取付面27と対向する側の面には、ヘッド固定部材33を固定するためのヘッド固定部材取付用ねじ穴40がノズル列49方向の両端部分に2つ開口している。
The
振動子ユニット36は、複数の圧電素子41(圧力発生手段の一種)からなる圧電素子群、フレキシブルケーブル43(配線部材)等から構成されている。圧電素子群を構成する圧電素子41は、縦方向に細長い櫛歯状に形成されており、数十μm程度の極めて細い幅に切り分けられている。そして、この圧電素子41は縦方向に伸縮可能な縦振動型の圧電素子41として構成されている。各圧電素子41は、固定端部を固定板42上に接合することにより、自由端部を固定板42の先端縁よりも外側に突出させて所謂片持ち梁の状態で固定されている。そして、各圧電素子41における自由端部の先端は、後述するように、それぞれ流路ユニット35におけるダイヤフラム部57を構成する島部58に接合される。フレキシブルケーブル43は、一端が固定板42とは反対側となる固定端部の側面で圧電素子41と接続され、他端がプリンター1の制御部に接続されている。なお、フレキシブルケーブル43の制御部への接続は、図示を省略している。また、各圧電素子41を支持する固定板42は、圧電素子41からの反力を受け止め得る剛性を備えた金属製の板材によって構成される。本実施形態では、厚さが1mm程度のSUS(ステンレス鋼)板によって作製されている。
The
流路ユニット35は、ノズル形成基板45、流路形成基板46、および振動板47から構成されている。この流路ユニット35は、ノズル形成基板45を流路形成基板46の一方の表面に、振動板47をノズル形成基板45とは反対側となる流路形成基板46の他方の表面にそれぞれ配置して積層し、接着等により一体化することで形成される。
The
ノズル形成基板45は、ドット形成密度に対応したピッチで複数のノズル48を列状に開設したシリコン単結晶からなる薄いプレートである。これら列状に開設したノズル48によって、ノズル列49が構成されている。本実施形態では、例えば、180個のノズル48から構成されるノズル列49が紙幅方向に沿って列設されている。なお、ノズル形成基板45の下面(流路形成基板46とは反対側の面)が本発明におけるノズル面50に相当する。
The
流路形成基板46は、リザーバー51(共通液室)、インク供給口52、および圧力室53からなる一連のインク流路を形成する板状部材である。本実施形態の流路形成基板46は、シリコン単結晶基板をエッチング処理することで作製されている。リザーバー51は、複数の圧力室53に共通なインクを導入する空部である。このリザーバー51のノズル列49方向における一方の端部には、振動板47のインク導入口を介してケース流路39が連通されている。インク供給口52は、圧力室53とリザーバー51との間を連通する流路幅の狭い狭窄部として形成されている。圧力室53は、ノズル列49方向に対して直交する方向に細長い室であり、隔壁で区画された状態で各ノズル48に対応して複数列状に形成されている。
The flow
振動板47は、SUS等の金属製の支持板55上にPPS(ポリフェニレンサルファイド)等の樹脂フィルム56をラミネート加工した二重構造の複合板材である。この振動板47には、リザーバー51とケース流路39を繋げるインク導入口が上下方向に貫通して形成されている。また、振動板47は、圧力室53の一方の開口面(ノズル形成基板45とは反対側の面)を封止して、この圧力室53の容積を変動させるためのダイヤフラム部57を形成すると共に、リザーバー51の一方の開口面(ノズル形成基板45とは反対側の面)を封止するコンプライアンス部59を形成している。詳しく説明すると、ダイヤフラム部57は、圧力室53に対応した部分の支持板55にエッチング加工を施し、当該部分を環状に除去して圧電素子41の自由端部の先端を接合するための島部58を複数形成することで構成されている。この島部58は、圧力室53の平面形状と同様に、ノズル列49と直交する方向に細長いブロック状であり、この島部58の周りの樹脂フィルム56が弾性体膜として機能する。また、コンプライアンス部59として機能する部分、すなわちリザーバー51に対応する部分は、このリザーバー51の開口形状に倣って支持板55がエッチング加工で除去され、樹脂フィルム56のみとなっている。
The
上記構成のような記録ヘッド本体32では、インクタンク3からのインクをインク供給チューブ8、およびベースプレート24の連通孔30を介して取り込むことで、ケース流路39、リザーバー51、インク供給口52、および圧力室53からなる一連の流路がインクで満たされる。そして、プリンター1の制御部からの駆動信号の供給により、圧電素子41の自由端部を伸縮させ、圧力室53内に圧力変動を生じさせる。この圧力変動を制御することで、圧力室53に連通したノズル48からインク滴を噴射させたり、或いは、インクが噴射されない程度にノズル48におけるメニスカスを微振動させたりする。
In the recording head
ヘッド固定部材33は、ヘッドケース37よりも剛性が高い、例えば、SUS等の金属からなる薄い板状の部材であり、ヘッドケース37におけるベースプレート24の取付面27と対向する側の面に、ノズル48との相対位置が規定された状態で固定されている。このヘッド固定部材33の寸法に関し、ノズル列49方向(本発明における第1の方向に相当)における寸法が、ヘッドケース37の同方向の寸法よりも長く、かつ、ノズル面50に垂直な方向(本発明における第2の方向に相当)における寸法(高さ)が、ヘッドケース37の同方向の寸法(高さ)よりも短く(低く)形成されている。そして、ヘッド固定部材33は、その上面を記録ヘッド本体32の上面に揃えると共に、ノズル面50のノズル48(位置決めの基準となるノズル)に対してノズル列方向の相対位置が規定された状態で当該ヘッドケース37に取り付けられている。そして、ヘッドケース37に取り付けられた状態では、ヘッド固定部材33のノズル列49方向における両端部が、ヘッドケース37(記録ヘッド本体32)よりも外側に突出する。なお、ヘッド固定部材33には、ヘッドケース37のヘッド固定部材取付用ねじ穴40に対応する第1の固定用ねじ穴61が板厚方向に貫通している。また、ヘッド固定部材33のヘッドケース37から外側に突出した部分には、ベースプレート24の記録ヘッド取付用ねじ穴29に対応する第2の固定用ねじ穴62が板厚方向に貫通している。
The
本実施形態におけるヘッド固定部材33は、第1の固定用ねじ穴61よりも内側におけるベースプレート24側(ヘッドケース37とは反対側)の面に、同側に向けて突出した嵌合凸部63を備えている。言い換えると、ヘッド固定部材33における第1の固定用ねじ穴61よりも内側の板厚が、他の部分に比べて厚くなっている。この嵌合凸部63は、嵌合凹部28の第1の受け面28aに当接する第1の規制面63aと、嵌合凹部28の第2の受け面28bに当接する第2の規制面63bとから構成されている。この第1の規制面63aと第1の受け面28aとの当接により、ノズル面50に対して平行な面内におけるノズル列49に直交する方向のベースプレート24に対する記録ヘッド7の位置が規定されている。また、上記の嵌合凹部28の位置決め用の第2の受け面28bと、これに対向する第2の規制面63bとの当接により、ノズル面50に対して平行な面内におけるノズル列49方向のベースプレート24に対する記録ヘッド7の位置が規定されている。言い換えると、嵌合凸部63と嵌合凹部28の嵌合により、ノズル面50方向におけるベースプレート24に対する記録ヘッド7の取り付け位置が規定される。
The
次に、上記構成の記録ヘッドユニット2の製造方法について説明する。
まず、ヘッド固定部材33の嵌合凸部63とは反対側の面を、記録ヘッド本体32(ヘッドケース37)におけるベースプレート24の取付面27と対向する側の面に押し当てるとともに、ヘッド固定部材取付用ねじ穴40と第1の固定用ねじ穴61の位置を合わせてねじで仮固定する。この状態で、治具等を用いて、ヘッド固定部材33と記録ヘッド本体32のノズル48との相対位置を合わせる。例えば、カメラ等を用いて、ノズル列49の両端に位置するノズル48(基準ノズル)と、ヘッド固定部材33の端部(あるいは、ヘッド固定部材33に予め設けたアライメントマーク)との相対位置をみて、お互いの位置を合わせながらねじを締めて本固定する。これにより、ヘッド固定部材33とノズル48との相対位置が規定された記録ヘッド7が作成される。
Next, a manufacturing method of the
First, the surface of the
次に、図7に示すように、上記のように作成した記録ヘッド7のヘッド固定部材33側をベースプレート24の取付面27側に近づけて、嵌合凸部63と嵌合凹部28を嵌合させると共に、ヘッド固定部材33をベースプレート24の取付面27側に押し当てる。この状態で、第2の固定用ねじ穴62を介して記録ヘッド取付用ねじ穴29にねじを螺合して、記録ヘッド7をベースプレート24に取り付ける。このとき、嵌合凸部63と嵌合凹部28が嵌合しているため、ベースプレート24に対する記録ヘッド7のノズル面50方向の位置を規定することができる。
なお、ヘッド固定部材33の嵌合凸部63よりも外側の肉薄部分を、取付面27の嵌合凹部28の縁に当接させて、ベースプレート24に対する記録ヘッド7の位置を規定しても良い。また、本実施形態では、ベースプレート24およびヘッド固定部材33をSUS等からなる金属製の部材、すなわち、剛性の高い部材で作成したので、両部材の変形を抑制でき、嵌合凸部63と嵌合凹部28を嵌合してヘッド固定部材33をベースプレート24の取付面27側に押し当てるだけで、正確な位置合わせが可能になる。
Next, as shown in FIG. 7, the
The position of the
そして、このような記録ヘッド7のベースプレート24への取り付け手順は、ベースプレート24に取り付けたい記録ヘッド7の数だけ繰り返し、記録ヘッドユニット2を作成する。本実施形態の記録ヘッドユニット2を作成する場合は、まずヘッド固定部材33とノズル48との相対位置が規定された記録ヘッド7を8つ作成し、それぞれの記録ヘッド7をベースプレート24の取付面27に取り付けて作成する。また、修理等により、1つ以上の記録ヘッド7を取り替える場合でも、取り替えたい記録ヘッド7をベースプレート24から取り外した後で、新たな記録ヘッド7をベースプレート24に取り付ける。
The procedure for attaching the
このように、垂直部分25の取付面27から当該取付面27に対して交差する方向に突出した水平部分26を設けたので、垂直部分25の強度を確保でき、垂直部分25の取付面27に対して垂直な方向の板厚を薄くすることができる。これにより、同方向における記録ヘッドユニット2の幅を薄くすることができ、記録ヘッドユニット2の小型化が可能になる。また、水平部分26を記録ヘッド7より上側に備えたため、記録ヘッド7のノズル面50と干渉すること無く、ノズル面50側から見てノズル面50と重なった状態の水平部分26を設けることができる。このため、複数の記録ヘッド7に亘って一連の水平部分26を設けることができ、垂直部分25の強度を高めることができる。これにより、垂直部分25の変形を抑制することができ、垂直部分25の取付面27に対して垂直な方向の板厚をより薄くすることができる。さらに、ベースプレート24が金属製であるため、垂直部分25の剛性を高めることができるため、垂直部分25の取付面27に対して垂直な方向の板厚を一層薄くすることができる。
Thus, since the
ところで、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、記録ヘッド7にヘッド固定部材33を設けたが、ヘッド固定部材を設けない構成にしても良い。例えば、ヘッドケースを垂直部分に当接させて、記録ヘッドをベースプレートに取り付けることもできる。この場合、ヘッドケースにベースプレートの嵌合凹部に嵌合する嵌合凸部を設け、ヘッドケースとベースプレートとをねじ等を用いて固定する。
By the way, the present invention is not limited to the above-described embodiment.
For example, in the above embodiment, the
また、上記実施形態では、ヘッド固定部材33に嵌合凸部63を、ベースプレート24に嵌合凹部28を設けたが、これには限られない。例えば、ヘッド固定部材(ヘッド固定部材を設けない構成ではヘッドケース)に嵌合凹部を、ベースプレートに嵌合凸部を設けてもよい。また、両部材に嵌合凸部および嵌合凹部を設けずに、お互いに対向する面を平面状に形成してもよい。この場合でも、両部材の対向する面同士を当接することで、ノズル面に対して平行な面内におけるノズル列に直交する方向のベースプレートに対する記録ヘッドの位置を規定することができる。
In the above embodiment, the fitting
さらに、上記実施形態では、ベースプレート24とヘッド固定部材33、および、記録ヘッド本体32とヘッド固定部材33を、それぞれねじを用いて固定したが、これには限られない。例えば、UV硬化樹脂やシール等の接着剤を用いて、それぞれの部材同士を接着固定しても良い。ヘッド固定部材を設けない構成では、記録ヘッドのヘッドケースとベースプレートの垂直部分とを、接着剤を用いて接着固定する。
Furthermore, in the above embodiment, the
そして、上記各実施形態では、圧力発生手段として所謂縦振動型の圧電素子41を例示したが、これには限られず、例えば、所謂撓み振動型の圧電素子を採用することも可能である。その他、発熱により気泡を発生させることで圧力変動を生じさせる発熱素子や、静電気力により圧力室の作動面を変位させることで圧力変動を生じさせる静電アクチュエーターなどの圧力発生手段を採用する構成においても本発明を適用することが可能である。
In each of the above embodiments, the so-called longitudinal vibration type
また、本発明は、ノズルからインク等の液体を噴射させる液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置であれば、プリンターに限らず、プロッター、ファクシミリ装置、コピー機等、各種のインクジェット式記録装置や、記録装置以外の液体噴射装置、例えば、ディスプレイ製造装置、電極製造装置、チップ製造装置等にも適用することができる。 Further, the present invention is not limited to a printer as long as it is a liquid ejecting apparatus including a liquid ejecting head that ejects liquid such as ink from a nozzle, and various ink jet recording apparatuses such as a plotter, a facsimile machine, and a copier, The present invention can also be applied to liquid ejecting apparatuses other than recording apparatuses, such as display manufacturing apparatuses, electrode manufacturing apparatuses, chip manufacturing apparatuses, and the like.
1…プリンター,2…記録ヘッドユニット,3…インクタンク,5…搬送機構,6…記録紙,7…記録ヘッド,8…インク供給チューブ,21…リニアスケール,22…検出ヘッド,24…ベースプレート,25…垂直部分,26…水平部分,27…取付面,28…嵌合凹部,28a…第1の受け面,28b…第2の受け面,29…記録ヘッド取付用ねじ穴,30…連通孔,32…記録ヘッド本体,33…ヘッド固定部材,35…流路ユニット,36…振動子ユニット,37…ヘッドケース,38…収容空部,39…ケース流路,40…ヘッド固定部材取付用ねじ穴,41…圧電素子,45…ノズル形成基板,46…流路形成基板,47…振動板,48…ノズル,49…ノズル列,50…ノズル面,51…リザーバー,57…ダイヤフラム部,59…コンプライアンス部,61…第1の固定用ねじ穴,62…第2の固定用ねじ穴,63…嵌合凸部,63a…第1の規制面,63b…第2の規制面
DESCRIPTION OF
Claims (6)
当該液体噴射ヘッドが複数取り付けられる支持部材と、
を備えた液体噴射ヘッドユニットであって、
前記支持部材は、
取り付けられる液体噴射ヘッドのノズル面に対して垂直な取付面を有する支持壁部と、
前記取付面から当該取付面に対して交差する方向に突出したフランジ部と、を備え、
前記液体噴射ヘッドは、前記圧力発生手段を収容するヘッドケースと、当該ヘッドケースにねじで固定され、前記ヘッドケースよりも剛性が高いヘッド固定部材と、を備え、
前記複数の液体噴射ヘッドが前記取付面において列設された第1の方向における前記ヘッド固定部材の寸法が、前記ヘッドケースの前記第1の方向における寸法よりも長く、かつ、前記ノズル面に垂直な第2の方向における寸法が、前記ヘッドケースの前記第2の方向における寸法よりも短く、
前記ヘッド固定部材は、前記第1の方向において前記ヘッドケースよりも外側に突出した部分を前記取付面に押し当てられて位置が規定された状態で固定されたことを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。 A nozzle surface on which the nozzle is formed, a pressure chamber communicating with the nozzle, and pressure generating means for generating pressure fluctuation in the pressure chamber, and driving the pressure generating means to generate pressure fluctuation in the pressure chamber. A liquid ejecting head for ejecting liquid from the nozzle,
A support member to which a plurality of the liquid jet heads are attached;
A liquid jet head unit comprising:
The support member is
A support wall having a mounting surface perpendicular to the nozzle surface of the liquid jet head to be mounted;
And a flange portion projecting in a direction intersecting with the mounting surface of the mounting surface,
The liquid ejecting head includes a head case that houses the pressure generating unit, and a head fixing member that is fixed to the head case with a screw and has higher rigidity than the head case.
The dimension of the head fixing member in the first direction in which the plurality of liquid ejecting heads are arranged on the mounting surface is longer than the dimension of the head case in the first direction and is perpendicular to the nozzle surface. The dimension in the second direction is shorter than the dimension in the second direction of the head case,
The liquid ejecting head unit , wherein the head fixing member is fixed in a state in which a portion protruding outward from the head case in the first direction is pressed against the mounting surface to define a position. .
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