JP6463107B2 - 液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置 - Google Patents
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Description
(第1の実施形態)
図1は、本発明の液体吐出装置が備える液体吐出ヘッドモジュールの一実施形態を示す斜視図である。図2は、図1に示す液体吐出ヘッドモジュールの分解斜視図である。図1に示すように、本実施形態の液体吐出ヘッドモジュール101は、2つの液体吐出ヘッド102と、チッププレート103と、FPC(Flexible Printed Circuits)108と、マニホールド104と、を有している。液体吐出ヘッド102は、チッププレート103上に固定されている。液体吐出ヘッド102の電気配線は、FPC108によって外部に引き出される。液体吐出ヘッド102とFPC108とはワイヤーボンディングなどによって接続されている。液体吐出ヘッド102とFPC108との接続部分は、保護のために樹脂(不図示)などで封止される。本発明では、液体吐出ヘッドモジュールが2つの液体吐出ヘッド102を備えた構成に限定されず、液体吐出ヘッドモジュールが液体吐出ヘッドを複数備えていてよい。
本実施形態の液体吐出ヘッドモジュール101では、インクは、マニホールド104に形成されたインレットジョイント106からマニホールド104内部に形成された流路を介してチッププレート103内部に形成された流路に流入する。その後、インクは、チッププレート103内部に形成された流路を介して液体吐出ヘッド102に供給される。供給されたインクの一部は、再びチッププレート103内部の流路及びマニホールド104内部の流路を介してアウトレットジョイント107を通じて回収される。マニホールド104内部に形成された流路及びチッププレート103内部に形成された流路は、図2に示されている。
図2に示すようにマニホールド104は、第1のマニホールド201と、第2のマニホールド202と、第3のマニホールド203と、第4のマニホールド204とからなる4層のマニホールドで構成されている。図2では、太い破線の矢印がインレットのインクの流れを示し、細い波線の矢印がアウトレットのインクの流れを示す。
本実施形態では、配線パターン形成層301は、シリコン基板で構成されている。配線パターン形成層301の裏面には、配線414、接続端子413、FPCパッド501が形成されている。配線パターン形成層301は、FPC108と個別に接続するFPCパッド501を有するので、Y方向(短手方向)の長さが他の層よりも長い。接続端子413は、Au,Ag,Cu,Alなどの金属で構成されたスタッドバンプ、メッキバンプ、または半田バンプであることが望ましい。さらに、配線パターン形成層301には、共通供給流路409に連通する第1の貫通流路411と、共通回収流路410に連通する第2の貫通流路412とが形成されている。第1の貫通流路411の開口部の面積は、第2の貫通流路412の開口部の面積よりも広い。本実施形態では、第1の貫通流路411の開口部および第2の貫通流路412の開口部がY方向で互いに対向するように配線パターン形成層301の両端部に形成されている。FPCパッド501は、第2の貫通流路412の開口部が形成されている端部に形成されている。
次に、インク回収の流れについて説明する。各回収支流路408から流出したインクは、共通回収流路410および第2の貫通流路412を通ってマニホールド104に流入する。マニホールド104の第3のマニホールド203において、2つの液体吐出ヘッド102から流出したインクの流れは、一つの流路に合流する。そして、インクは、アウトレットジョイント107から外部へと流出される。このような圧力室403及び吐出口近傍を通る循環流を形成することによってヘッド全体の温調効果、圧力室内の気泡除去効果や吐出口近傍のインクの増粘抑制効果が得られる。
そこで、本実施形態のように一方の貫通流路の開口部の面積を十分に広げれば循環流形成及び吐出動作のための圧力制御は可能となる。具体的には、配線引き出し側の貫通流路の開口部の面積を小さくし、もう一方の貫通流路の開口部の面積を大きくして全体の流路抵抗の増加を抑制することによって、配線スペースを確保しつつ全体の流路抵抗を低く抑えることができる。
本実施形態では、第1の貫通流路411に供給側の流路が連通し第2の貫通流路412に回収側の流路が連通しているが、第1の貫通流路411に回収側の流路が連通し第2の貫通流路412に供給側の流路が連通してもよい。
本発明の第2の実施形態について説明する。以下、第1の実施形態と相違する点を中心に説明する。
図11は、第2の実施形態の配線パターン形成層の平面図である。実施形態1の液体吐出ヘッドと同様の構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。図11に示すように、本実施形態の配線パターン形成層301aの裏面には、駆動制御回路502が形成されている。駆動制御回路502は、第2の貫通流路412の開口部のX方向の両側のスペースに形成されている。駆動制御回路502は、シフトレジスタ回路、ラッチ回路、デコーダ回路等で構成されている。駆動制御回路502は、配線パターン形成層301a(シリコン基板)上に半導体プロセスを用いて直接形成され、各配線414に接続される。駆動制御回路502では、配線414との接続端子近傍部分にアナログスイッチ(不図示)が形成される。駆動制御回路502は、エネルギー発生手段402を個別に駆動する駆動信号を生成し、生成された駆動信号は各アナログスイッチへと伝送される。
本実施形態も第1の実施形態と同様に、第1の貫通流路411に供給側の流路が連通し第2の貫通流路412に回収側の流路が連通しているが、第1の貫通流路411に回収側の流路が連通し第2の貫通流路412に供給側の流路が連通してもよい。
302 エネルギー発生手段形成層
303 圧力室形成層
402 エネルギー発生手段
403 圧力室
409 共通供給流路
410 共通回収流路
411 第1の貫通流路
412 第2の貫通流路
414 配線
Claims (10)
- 液体を吐出する複数の吐出口を備える液体吐出ヘッドであって、
液体を前記複数の吐出口から吐出するためのエネルギーを発生する複数のエネルギー発生手段が形成されたエネルギー発生手段形成層と、
前記エネルギー発生手段形成層に積層され、前記複数のエネルギー発生手段に電気的に接続される複数の配線が形成された配線パターン形成層と、を有し、
前記配線パターン形成層に、前記複数の吐出口に液体を供給するための第1の貫通流路と前記複数の吐出口から吐出されなかった液体を回収するための第2の貫通流路とが形成され、前記第1の貫通流路または前記第2の貫通流路の何れか一方の開口部の面積が他方の開口部の面積よりも大きい、ことを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 前記一方の開口部と前記他方の開口部とが互いに対向するように前記配線パターン形成層の両端部に形成され、前記複数の配線が前記両端部に引き出され、前記他方の開口部が形成されている端部に引き出されている配線の本数が、前記一方の開口部が形成されている端部に引き出されている配線の本数よりも多い、請求項1に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記一方の開口部と前記他方の開口部とが互いに対向するように前記配線パターン形成層の両端部に形成され、前記複数の配線が前記他方の開口部が形成されている端部のみに引き出されている、請求項1に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記一方の開口部および前記他方の開口部が互いに対向するように前記配線パターン形成層の両端部に形成され、前記他方の開口部が形成されている端部に、前記複数の配線と個別に接続され前記複数のエネルギー発生手段の駆動信号を生成する駆動制御回路が形成されている、請求項1に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記複数の吐出口が複数の吐出口列を形成し、前記一方の開口部が、前記複数の吐出口列の全域に渡って開口している、請求項1から4のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記配線パターン形成層とは反対側で前記エネルギー発生手段形成層に積層され、前記複数の吐出口のそれぞれと対応する複数の圧力室が形成された圧力室形成層をさらに有し、
前記圧力室形成層および前記エネルギー発生手段形成層に、前記第1の貫通流路に連通する共通供給流路と前記第2の貫通流路に連通する共通回収流路とがそれぞれ形成されている、請求項1から5のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記複数の吐出口が形成された吐出口形成層と、
前記吐出口形成層に積層され、前記共通供給流路に連通する供給支流路と、前記共通回収流路に連通する回収支流路と、が形成された循環支流路形成層と、をさらに有する、請求項6に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記循環支流路形成層と前記圧力室形成層との間に積層され、前記供給支流路を前記圧力室に連通させ断面積が前記供給支流路よりも小さな供給絞り流路と、前記回収支流路を前記圧力室に連通させ断面積が前記回収支流路よりも小さな回収絞り流路とが形成された絞り流路形成層をさらに有する、請求項7に記載の液体吐出ヘッド。
- 液体を吐出する複数の吐出口と、液体を前記複数の吐出口から吐出するためのエネルギーを発生する複数のエネルギー発生手段とを備える液体吐出ヘッドであって、
前記複数のエネルギー発生手段に対向し、前記複数のエネルギー発生手段に電気的に接続される複数の配線と、前記複数の吐出口に液体を供給するための第1の貫通流路と、前記複数の吐出口から吐出されなかった液体を回収するための第2の貫通流路と、が形成された配線パターン形成層を備え、
前記第1の貫通流路または前記第2の貫通流路の何れか一方の開口部の面積が他方の開口部の面積よりも大きい、ことを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 請求項1から9のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドを複数備える液体吐出装置。
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