JP6786909B2 - 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 - Google Patents
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Description
また、図1から図10では、説明の便宜上、互いに直交する三軸として、X軸、Y軸及びZ軸のうち2軸又は3軸を図示しており、軸方向を図示した矢印の先端側を「+側」、基端側を「−側」としている。X軸に平行な方向を「X軸方向」、Y軸に平行な方向を「Y軸方向」、Z軸に平行な方向を「Z軸方向」という。
図1は、実施形態1に係る液体噴射ヘッドの分解斜視図である。図2は、液体噴射ヘッドの圧力室形成基板の要部平面図である。図3は、図2のA−A′線断面図である。図4は、図3の要部を拡大した図である。図5は、図2のB−B′線断面図である。図6は、図2のC−C′線断面図である。図7は、流路形成基板の平面図である。図1から図7を参照して液体噴射ヘッドの構成について説明する。なお、本実施形態では、液体噴射ヘッドの一例として圧電アクチュエーターを備えたインクジェット式記録ヘッドを例示する。
液体導入口42から共通液室100に導入されたインクに含まれる気泡は、浮力によって鉛直方向上方(−Z軸方向)に浮上し、肉薄部182の底面をインクと共に扇状に広がりながら個別連通路19に向かって移動する。第1傾斜部190が設けられていない場合、肉厚部181と肉薄部182との境界部183は、並設方向(X軸方向)に並行して形成されていることになる。扇状に広がる斜めのインクの液流によって移動した気泡が境界部183に達した場合、換言すると、X軸方向に延びる境界部183に対して、インクの液流方向が鋭角又は鈍角に交わる場合、気泡は、境界部183の段差を乗り越えられず、一旦、境界部183で堰き止められる。そして、その後、斜めの液流によって境界部183及び肉薄部182の底面に沿って並設方向の端部側に移動することができる。しかし、並設方向における液体導入口42の中央から共通液室100に流入し並設方向と略直交するインクの液流によって移動した気泡が境界部183に達した場合、換言すると、X軸方向に延びる境界部183に対して、インクの液流方向が略直角に交わる場合、気泡は、直交する液流によって境界部183の段差に押し付けられる。つまり、気泡は、個別連通路19のいずれの端側にも移動できず、境界部183の中央部に滞留する恐れがあった。なお、液体導入口42と肉厚部181との間に柱状の障害物を設けることで、インクの液流方向を変えて気泡の滞留を抑制させる方法もある。しかし、本実施形態の共通液室100は、流路形成基板15を凹状に開口し、この開口を可撓性の封止膜46で封止した構成であるため、柱状の障害物を共通液室100の中に設けるのは困難である。
上述したように、ダミー個別連通路19Bの流路抵抗は、吐出用個別連通路19Aの流路抵抗よりも低いので、全てのノズル開口21から吸引動作による吸引クリーニングを行った際に、共通液室100からノズル開口21までの個別連通路19を通過する経路において、ダミー個別連通路19Bを通る経路の流量が多くなる。このため、共通液室100内のインクに含まれる気泡が、流路抵抗の低いダミー個別連通路19Bを介してノズル開口21から排出される。
り込み、液体導入口42からノズル開口21に至るまで流路内部をインクで満たす。その後、駆動回路121からの信号に従い、吐出用圧力室12Aに対応する各能動部310に電圧を印加することにより、能動部310と共に振動板50をたわみ変形させる。これにより、吐出用圧力室12A内の圧力が高まり所定のノズル開口21からインク滴が噴射される。
液体噴射ヘッド1の共通液室100を構成する肉厚部181には、液体導入口42の中央に向かって突出する第1傾斜部190が設けられているので、並設方向と略直交するインクの液流によって移動する気泡は、第1傾斜部190の第1辺190a又は第2辺190bに沿って並設方向のいずれか一方に広がりながら並設方向の端部側に移動することが可能になる。これにより、気泡が肉厚部181と肉薄部182との境界部183に滞留することが防止され、各吐出用個別連絡路19Aから吐出用圧力室12Aに供給されるインクの供給量が安定する。したがって、インクの吐出性能を向上させた液体噴射ヘッド1を提供することができる。
図8は、実施形態2に係る液体噴射ヘッドの流路形成基板の平面図である。本実施形態に係る液体噴射ヘッド400の構成について、図8を参照して説明する。なお、実施形態1と同一の構成部位については、同一の番号を使用し、重複する説明は省略する。
液体噴射ヘッド400の流路形成基板415には、液体導入口442a,442bの間から第1傾斜部490に向かって突出する第2傾斜部495が設けられているので、各液体導入口442a,442bから導入されたインクの干渉を軽減させ、並設方向(X軸方向)中央部において、並設方向と交差する方向に向かうインクの液流を生じさせることができる。
第1傾斜部490の底辺490cの長さL1は、第2傾斜部495の底辺495cの長さL2より長いので、インクに含まれる気泡が肉厚部181と肉薄部182との境界部183に滞留することが防止され、各吐出用個別連絡路19Aから吐出用圧力室12Aに供給されるインクの供給量が安定する。
図9は、実施形態3に係る液体噴射ヘッドの流路形成基板の平面図である。本実施形態に係る液体噴射ヘッド500の構成について、図9を参照して説明する。なお、実施形態1と同一の構成部位については、同一の番号を使用し、重複する説明は省略する。
液体噴射ヘッド500の流路形成基板515は、第2中心線CL2に関して非対称の第1傾斜部590を有しているので、各液体導入口542a,542bより導入されるインクの流量や流速が異なる場合であっても、インクに含まれる気泡を個別連通路19の両端に好適に移動させることができる。これにより、気泡が境界部183に滞留することが防止され、各吐出用個別連絡路19Aから吐出用圧力室12Aに供給されるインクの供給量が安定する。
図10は、実施形態4に係る液体噴射装置の概略構成を示す斜視図である。本実施形態に係る液体噴射装置600の構成について、図10を参照して説明する。なお、実施形態1と同一の構成部位については、同一の番号を使用し、重複する説明は省略する。
液体噴射装置600は、気泡の滞留を抑制させ、圧力室12(図4参照)に供給されるインクの供給量を安定させた液体噴射ヘッド1を備えている。これにより、インクの吐出性能を向上させた液体噴射装置600を提供することができる。
Claims (9)
- 液体を吐出するノズルと連通した圧力室が並設された圧力室形成基板と、
前記ノズルが設けられたノズルプレートと、
前記圧力室形成基板と前記ノズルプレートとの間に設けられた流路形成基板と、を備えた液体噴射ヘッドであって、
前記流路形成基板は、並設された前記圧力室に液体を供給する複数の個別連通路と、前記圧力室と共通して連通する共通液室と、前記共通液室に液体を導入する液体導入口と、前記液体導入口から前記個別連通路に向かう液体の流路と、を含み、
前記流路形成基板は、前記共通液室において前記圧力室形成基板側に位置し、基板厚の厚い肉厚部と基板厚の薄い肉薄部と、を有し、
前記流路形成基板の厚さ方向における前記流路の断面積は、前記肉厚部によって前記液体導入口側より前記個別連通路側の方が小さく、
前記肉厚部は、前記ノズルプレート側からの平面視にて、前記液体導入口側から前記圧力室の並設される並設方向に沿って設けられた前記複数の個別連通路の少なくとも一方の端側に向って傾斜する第1傾斜部を含んでおり、
前記端側に位置する前記個別連通路は前記肉薄部に形成され、前記端側以外に位置する前記個別連通路は前記肉厚部に形成されていること、を特徴とする液体噴射ヘッド。 - 複数の前記液体導入口と、
前記ノズルプレート側からの平面視にて、前記液体導入口の間から前記第1傾斜部に向かって突出する第2傾斜部と、を備えていること、を特徴とする請求項1に記載の液体噴射ヘッド。 - 前記第1傾斜部の前記並設方向に沿う長さは、前記第2傾斜部の前記並設方向に沿う長さより長いこと、を特徴とする請求項2に記載の液体噴射ヘッド。
- 複数の前記液体導入口を備え、
両端の前記個別連通路を結ぶ線を二等分し前記並設方向と交差する方向に沿う第1中心線と、
前記液体導入口の間隔を二等分し前記並設方向と交差する方向に沿う第2中心線との位置が異なり、
前記第1傾斜部は、前記第2中心線に関して非対称であること、を特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。 - 液体を吐出するノズルと連通した圧力室が並設された圧力室形成基板と、
前記ノズルが設けられたノズルプレートと、
前記圧力室形成基板と前記ノズルプレートとの間に設けられた流路形成基板と、を備えた液体噴射ヘッドであって、
前記流路形成基板は、並設された前記圧力室に液体を供給する複数の個別連通路と、前記圧力室と共通して連通する共通液室と、前記共通液室に液体を導入する液体導入口と、前記液体導入口から前記個別連通路に向かう液体の流路と、を含み、
前記流路形成基板は、前記共通液室において前記圧力室形成基板側に位置し、基板厚の厚い肉厚部と基板厚の薄い肉薄部と、を有し、
前記流路形成基板の厚さ方向における前記流路の断面積は、前記肉厚部によって前記液体導入口側より前記個別連通路側の方が小さく、
前記肉厚部は、前記ノズルプレート側からの平面視にて、前記液体導入口側から前記圧力室の並設される並設方向に沿って設けられた前記複数の個別連通路の少なくとも一方の端側に向って傾斜する第1傾斜部を含んでおり、
複数の前記液体導入口と、
前記ノズルプレート側からの平面視にて、前記液体導入口の間から前記第1傾斜部に向かって突出する第2傾斜部と、を備え、
前記第1傾斜部の前記並設方向に沿う長さは、前記第2傾斜部の前記並設方向に沿う長さより長いこと、を特徴とする液体噴射ヘッド。 - 複数の前記液体導入口を備え、
両端の前記個別連通路を結ぶ線を二等分し前記並設方向と交差する方向に沿う第1中心線と、
前記液体導入口の間隔を二等分し前記並設方向と交差する方向に沿う第2中心線との位置が異なり、
前記第1傾斜部は、前記第2中心線に関して非対称であること、を特徴とする請求項5に記載の液体噴射ヘッド。 - 液体を吐出するノズルと連通した圧力室が並設された圧力室形成基板と、
前記ノズルが設けられたノズルプレートと、
前記圧力室形成基板と前記ノズルプレートとの間に設けられた流路形成基板と、を備えた液体噴射ヘッドであって、
前記流路形成基板は、並設された前記圧力室に液体を供給する複数の個別連通路と、前記圧力室と共通して連通する共通液室と、前記共通液室に液体を導入する液体導入口と、前記液体導入口から前記個別連通路に向かう液体の流路と、を含み、
前記流路形成基板は、前記共通液室において前記圧力室形成基板側に位置し、基板厚の厚い肉厚部と基板厚の薄い肉薄部と、を有し、
前記流路形成基板の厚さ方向における前記流路の断面積は、前記肉厚部によって前記液体導入口側より前記個別連通路側の方が小さく、
前記肉厚部は、前記ノズルプレート側からの平面視にて、前記液体導入口側から前記圧力室の並設される並設方向に沿って設けられた前記複数の個別連通路の少なくとも一方の端側に向って傾斜する第1傾斜部を含んでおり、
複数の前記液体導入口を備え、
両端の前記個別連通路を結ぶ線を二等分し前記並設方向と交差する方向に沿う第1中心線と、
前記液体導入口の間隔を二等分し前記並設方向と交差する方向に沿う第2中心線との位置が異なり、
前記第1傾斜部は、前記第2中心線に関して非対称であること、を特徴とする液体噴射ヘッド。 - 複数の前記液体導入口と、前記ノズルプレート側からの平面視にて、前記液体導入口の間から前記第1傾斜部に向かって突出する第2傾斜部と、を備えていること、を特徴とする請求項7に記載の液体噴射ヘッド。
- 請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドを備えていること、を特徴とする液体噴射装置。
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