JP6449629B2 - 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッド1の構成図である。本第一実施形態は本発明に係る液体噴射ヘッド1の基本構成を表す。液体噴射ヘッド1は、圧電体基板2とカバープレート3とノズルプレート4とを備える。圧電体基板2は、基板の側面に開口する複数の吐出溝2aを備える。カバープレート3は、複数の吐出溝2aに連通する共通液室3aを備え、圧電体基板2の表面に位置する。ノズルプレート4は、複数の吐出溝にそれぞれ連通する複数のノズル孔5を有し、圧電体基板2の側面に位置する。ノズルプレート4は、更に、複数のノズル孔5にそれぞれ連通する複数の循環路6と、複数の循環路6に連通する共通循環路7とを有する。液体噴射ヘッド1は、吐出溝2aが圧電体基板2の側面に開口し、ノズルプレート4が側面に位置するエッジシュート型である。
図2は、本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッド1の説明図である。図2(a)は液体噴射ヘッド1の模式的な部分分解斜視図であり、図2(b)は液体噴射ヘッド1の模式的な部分斜視図である。図3は、本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッド1のノズルプレート4近傍の説明図である。図3(a)はノズルプレート4近傍の部分縦断面模式図であり、図3(b)は第二ノズルプレート4bの第一ノズルプレート4a側から見る部分正面模式図である。本第二実施形態では液体噴射ヘッド1の具体的な構造について説明する。以下、液滴の吐出方向を前方、これと反対方向を後方という。同一の部分または同一の機能を有する部分については同一の符号を付している。
図4は、本発明の第三実施形態に係る液体噴射ヘッド1のノズルプレート4近傍の縦断面模式図である。第二実施形態と異なる点は、ノズルプレート4が第一〜第三ノズルプレート4a、4b、4cの3層構造である点であり、その他の構成は第二実施形態と同様である。従って、以下、第二実施形態と異なる点について説明し、同一の構成については説明を省略する。同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
図5は、本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッド1のノズルプレート4近傍の説明図である。図5(a)は吐出溝2aの溝方向の部分縦断面模式図であり、図5(b)は、第二ノズルプレート4bを第一ノズルプレート4a側から見る部分正面模式図である。第三実施形態と異なる点は、第三ノズルプレート4cを除去した点であり、その他の構成は第三実施形態と同様である。同一の構成については説明を省略する。同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
図6は、本発明の第五実施形態に係る液体噴射ヘッド1のノズルプレート4近傍の説明図である。図6(a)は、第二ノズルプレート4bを第一ノズルプレート4a側から見る部分正面模式図であり、図6(b)は、AA部分の横断面を上方から見る部分横断面模式図である。ノズル孔5は、圧電体基板2側の孔径Raの方が液滴を吐出する外部側の孔径Rbよりも大きく、液滴吐出方向に漸次縮径する。第二実施形態と異なる点は、ノズル孔5の孔径Raが吐出溝2aの溝幅W3よりも大きい点である。その他の構成は第二実施形態と同様である。従って、以下、第二実施形態と異なる構成について説明し、同一の構成については説明を省略する。同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
図7は、本発明の第六実施形態に係る液体噴射ヘッド1のノズルプレート4近傍の部分縦断面模式図である。第二実施形態と異なる点は、ノズルプレート4と圧電体基板2の側面SSとの間にフィルタープレート9を備える点である。その他の構成は第二実施形態と同様なので、以下、異なる点について説明し、同一の構成については説明を省略する。同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
図8は、本発明の第七実施形態に係る液体噴射ヘッド1の構成図である。本第七実施形態は、圧電体基板2に液体ポンプ10を備え、ノズル孔5近傍の液体を共通液室3aに循環させる液体循環構造を備える。同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
図9は、本発明の第八実施形態に係る液体噴射ヘッド1の模式的な部分分解斜視図である。図10は、本発明の第八実施形態に係る液体噴射ヘッド1の圧電体基板2の表面USの垂直方向から見る部分平面模式図である。なお、第一及び第二ノズルプレート4a、4bは理解を容易にするためにノズル孔5の中心を通り表面USと平行な方向の断面を表す。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
図11は、本発明の第九実施形態に係る液体噴射ヘッド1の圧電体基板2の表面USの垂直方向から見る部分平面模式図である。なお、第一及び第二ノズルプレート4a、4bは理解を容易にするためにノズル孔5の中心を通り表面USと平行な方向の断面を表す。第八実施形態と異なる点は、ディフューザ領域13が圧電体基板2ではなくノズルプレート4に位置する点であり、その他の構成は第八実施形態と同様である。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
図12は、本発明の第十実施形態に係る液体噴射ヘッド1の第二ノズルプレート4bを第一ノズルプレート4a側から見る部分正面模式図である。第九実施形態と異なる点は、ディフューザ領域13をポンプ連通孔10fに接続する共通循環路7に設ける点であり、その他の構成は第九実施形態と同様である。従って、以下、第九実施形態と異なる部分について説明し、同一の部分は説明を省略する。同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
図13は、本発明の第十一実施形態に係る液体噴射ヘッド1の圧電体基板2の表面USの垂直方向から見る部分平面模式図である。なお、第一及び第二ノズルプレート4a、4bは理解を容易にするためにノズル孔5の中心を通り表面USと平行な方向の断面を表す。第八実施形態と異なる点は、圧電体基板2の表面USにディフューザ領域13を形成することに代えて、逆止弁を設ける点であり、その他の構成は第八実施形態と同様である。以下、第八実施形態と異なる構成について説明し、同一の構成については説明を省略する。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
図14は、本発明の第十二実施形態に係る液体噴射ヘッド1の構成図である。第七〜第十一実施形態の液体噴射ヘッド1と異なる点は、カバープレート3に流路部材12が追加される点である。従って、以下、第七〜第十一実施形態と異なる構成について説明し、同一の構成については説明を省略する。同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
図15は本発明の第十三実施形態に係る液体噴射装置30の模式的な斜視図である。液体噴射装置30は、液体噴射ヘッド1、1’を往復移動させる移動機構40と、液体噴射ヘッド1、1’に液体を供給する流路部35、35’と、流路部35、35’に連通する液体ポンプ33、33’及び液体タンク34、34’とを備えている。各液体噴射ヘッド1、1’は既に説明した第一〜第十二実施形態の液体噴射ヘッドを使用する。
2 圧電体基板、2a 吐出溝、2b 非吐出溝、2c 駆動電極、2d 共通端子
2e 個別端子、2f 側壁
3 カバープレート、3a 共通液室、3b スリット、3c 循環用スリット
4 ノズルプレート、4a 第一ノズルプレート、4b 第二ノズルプレート
4c 第三ノズルプレート
5 ノズル孔
6 循環路
7 共通循環路
8a 第一連通孔、8b 第二連通孔、8c 第三連通孔
9 フィルタープレート
10 液体ポンプ、10a ポンプ溝、10c 側壁
10d 駆動電極、10e ポンプ溝、10f ポンプ連通孔
10g、10h 電極端子、10k 駆動部、10j 拡幅部
11a、11b 逆止弁
12 流路部材、12a 液室、12b 供給口、12c 排出口
13 ディフューザ領域
US 表面、SS 側面、K 基準方向、Ra、Rb 孔径、M 溝列
Claims (18)
- 側面に開口する複数の吐出溝を備える圧電体基板と、
複数の前記吐出溝に連通する共通液室を有し、前記圧電体基板の表面に位置するカバープレートと、
複数の前記吐出溝にそれぞれ連通する複数のノズル孔を有し、前記圧電体基板の側面に位置するノズルプレートと、を備え、
前記ノズルプレートは、複数の前記ノズル孔にそれぞれ連通する複数の循環路と複数の前記循環路に連通する共通循環路とを有する液体噴射ヘッド。 - 前記ノズルプレートは、第一ノズルプレートと前記第一ノズルプレートの前記圧電体基板の側に位置する第二ノズルプレートとを有し、
前記第一ノズルプレートが前記ノズル孔を有し、
前記第二ノズルプレートは、前記ノズル孔と前記吐出溝とを連通する第一連通孔と、前記循環路と、前記共通循環路とを有し、前記循環路が前記第一連通孔に連通する請求項1に記載の液体噴射ヘッド。 - 前記ノズル孔の開口中心と前記第一連通孔の開口中心とは略同一である請求項2に記載の液体噴射ヘッド。
- 前記第一連通孔の孔径は前記ノズル孔の孔径よりも大きい請求項2又は3に記載の液体噴射ヘッド。
- 前記循環路は前記第二ノズルプレートの前記第一ノズルプレートの側の表面に位置する請求項2〜4のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
- 前記ノズルプレートは、前記第二ノズルプレートの前記圧電体基板の側に位置する第三ノズルプレートを有し、
前記第三ノズルプレートは第二連通孔を有し、前記第一連通孔と前記吐出溝は前記第二連通孔を介して連通する請求項2〜5のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。 - 前記ノズルプレートと前記圧電体基板の側面との間にフィルタープレートを備え、
前記フィルタープレートは、前記第一連通孔と前記吐出溝を連通させる複数の開口からなる第三連通孔を有する請求項2〜6のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。 - 前記圧電体基板は前記共通循環路の液体を前記共通液室に循環させる液体ポンプを備える請求項1〜7のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
- 前記液体ポンプは、一端が前記圧電体基板の側面に開口して前記共通循環路に連通し、他端が前記共通液室に連通するポンプ溝と、前記ポンプ溝に充填される液体に圧力変動を誘起する駆動部とを備える請求項8に記載の液体噴射ヘッド。
- 前記駆動部は、前記ポンプ溝を構成する2つの側壁と前記側壁の両側面に位置する駆動電極とを含む請求項9に記載の液体噴射ヘッド。
- 前記ポンプ溝は前記共通循環路から前記共通液室の方向に漸次縮径するディフューザ領域を備え、前記駆動部は前記ディフューザ領域よりも前記共通液室の側に位置する請求項9又は10に記載の液体噴射ヘッド。
- 前記ディフューザ領域における前記ポンプ溝の対向する2つの側面は、開き角度が50°〜70°の範囲にある請求項11に記載の液体噴射ヘッド。
- 前記ノズルプレートは、前記循環路と前記ポンプ溝との間の流路に前記循環路から前記ポンプ溝の方向に漸次縮径するディフューザ領域を備える請求項9又は10に記載の液体噴射ヘッド。
- 前記共通液室と前記循環路の間の前記ポンプ溝の側の流路には、前記ポンプ溝から前記共通循環路の方向に液体が流れるのを阻止する逆止弁を備える請求項9〜13のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
- 前記液体ポンプは、複数の前記吐出溝が配列する溝列と前記圧電体基板の基準方向における端部との間に位置する請求項8〜14のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
- 前記共通液室は、外部から液体を流入し前記外部に液体を流出する循環型である請求項1〜15のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
- 側面に開口する複数の吐出溝と、前記複数の吐出溝とは別に設けられた循環用の液体ポンプとを備える圧電体基板と、
複数の前記吐出溝に連通する共通液室を有し、前記圧電体基板の表面に位置するカバープレートと、
複数の前記吐出溝にそれぞれ連通する複数のノズル孔を有し、前記圧電体基板の側面に位置するノズルプレートと、を備え、
前記液体ポンプは前記吐出溝の前記ノズル孔の近傍の液体を前記共通液室に循環させる液体噴射ヘッド。 - 請求項1〜17のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドと被記録媒体とを相対的に移動させる移動機構と、
前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、
前記液体供給管に前記液体を供給する液体タンクと、を備える液体噴射装置。
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