JP6935828B2 - 液体吐出装置及び液体吐出装置ユニット - Google Patents
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Description
以下、本発明の好適な第1実施形態について説明する。
図1に示すように、第1実施形態に係るプリンタ1は、キャリッジ2、インクジェットヘッド3、2つの用紙搬送ローラ4、プラテン5などを備えている。キャリッジ2は、走査方向の延びた2本のガイドレール6に支持され、ガイドレール6に沿って走査方向に移動する。なお、以下では、図1に示すように走査方向の右側及び左側を定義して説明を行う。
次に、インクジェットヘッド3について詳細に説明する。図2、図3に示すように、インクジェットヘッド3は、ヘッドチップ11、支持基板12、及び、マニホールドユニット13を備えている。ただし、図3等では、図面を見やすくするために、後述の凹部37及び圧電アクチュエータ24の高さを高く図示している。
ここで、圧電アクチュエータ24を駆動させて、ノズル15からインクを吐出させる方法について説明する。インクジェットヘッド3では、予め、全ての個別電極43がグランド電位に保持されている。ノズル15からインクを吐出させるためには、対応する個別電極43の電位をグランド電位から駆動電位に切り換える。すると、個別電極43と共通電極42との電位差により、圧電層41のこれらの電極に挟まれた部分に分極方向と平行な電界が発生する。この電界により、圧電層41のこの部分が分極方向と直交する面方向に収縮し、これにより、圧電層41と振動膜23とが全体として、圧力室10側に凸となるように変形して、圧力室10の容積が減少する。その結果、圧力室10内のインクの圧力が上昇し、圧力室10に連通するノズル15からインクが吐出される。
支持基板12は、シリコン(Si)などからなり、振動膜23の上面に配置されている。支持基板12は、走査方向の長さがプレート21、22よりも短く、プレート21、22は、走査方向の両側に支持基板12からはみ出している。支持基板12及び振動膜23の、走査方向における複数の圧力室10のノズル15と反対側の端部と重なる部分には、上下方向に延びて支持基板12及び振動膜23を貫通する複数の絞り流路16が形成されている。これにより、複数の絞り流路16は、8列のノズル列31に対応する8列の絞り流路列35を形成している。また、右側から1、2番目の絞り流路列35、右側から3、4番目の絞り流路列35、右側から5、6番目の絞り流路列35、及び、右側から7、8番目の絞り流路列35は、それぞれ、走査方向に近接して配置されることで絞り流路群36a〜36dを形成している。また、支持基板12の下面の各圧電アクチュエータ24と重なる部分には、凹部37が形成されている。圧電アクチュエータ24は、凹部37内に収容されている。
マニホールドユニット13は、支持基板12の上面に接合され、第1共通流路部材51、第2共通流路部材52、ダンパフィルム53、プレート54及びフィルタ55を備えている。
図9に示すように、突出部66bの搬送方向における両端面66cは、上方から見て円弧状の曲面となっている。
通流路部材52とを接合する際に、第1共通流路部材51の隔壁51bとなる部分が下側に変形してしまうのを防止することができる。
次に、本発明の好適な第2実施形態について説明する。第2実施形態に係るプリンタ100は、図10に示すように、搬送方向における2つの用紙搬送ローラ4の間に配置された、ヘッドユニット101を備えている。
12 支持基板
13 マニホールドユニット
15 ノズル
21 ノズルプレート
22 圧力室プレート
23 振動膜
24 圧電アクチュエータ
32 ノズル群
36a〜36d 絞り流路群
37 凹部
38a〜38c 隔壁
51、374 第1共通流路部材
52、375 第2共通流路部材
51a、51b 隔壁
52a〜52c 隔壁
53a、201a、201b ダンパ膜
71 インク導入口
55 フィルタ
61〜64、222、223、251〜254、276、277 マニホールド流路
66〜69、231、232、241、244、278、279 連通流路
66a、69a、234a、241a、244a 下面
66b、69b、166b、169b 突出部
66c、69c 端面
101 ヘッドユニット
256 流路部材
Claims (28)
- 複数の個別流路が形成された個別流路部材と、
前記個別流路部材と第1方向に接合され、前記複数の個別流路と接続する共通流路が形成された共通流路部材と、
前記共通流路を覆うフィルムと、を備え、
前記個別流路部材は複数のノズル群と複数の接続孔群とを有し、
前記個別流路部材は前記第1方向の両端面にある第1面と第2面とを有し、前記第1面は前記第2面より前記共通流路部材から離れた位置にあり、複数のノズル群は前記第1面に設けられ、複数の接続孔群は前記第2面に設けられ、
前記共通流路部材は、前記複数の接続孔群にそれぞれ対応して接続される複数の共通流路を有し、
各ノズル群を形成する複数のノズルは、前記第1方向と直交する第2方向に沿って配列され、
各接続孔群を形成する複数の接続孔は、前記第2方向に沿って配列され、
前記共通流路は、
前記第2方向に延び、前記複数の接続孔群を介して前記複数のノズル群と接続され、
前記複数の接続孔群は、前記第1方向と直交し、前記第2方向と交差する第3方向に並んで配置され、
前記複数の共通流路は、前記第3方向に並んで配置され、
前記共通流路部材は前記共通流路によって前記第1方向に貫通開放されており、前記共通流路の壁面を形成し、前記第1方向の両端面にある第3面及び第4面を有し、
前記第3面は前記個別流路部材の前記第2面と接し、
前記第4面は前記第3面に対して前記第1方向における反対側にあり、前記フィルムに覆われることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 前記フィルムには、前記共通流路に液体を導入する液体導入口が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記液体導入口の前記第2方向の長さは、前記液体導入口の前記第3方向の長さより長いことを特徴とする請求項2に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記液体導入口は、前記共通流路の前記第2方向の両側に設けられることを特徴とする請求項2または3に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記フィルムは、第5面と第6面とを有し、前記第5面は前記第1方向において前記第6面と反対側に配置され、前記第5面は前記共通流路部材と接し、前記第6面にはプレートが配置されることを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
- 前記プレートには前記液体導入口が形成されていることを特徴とする請求項5に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記プレートには貫通孔が形成され、前記フィルムは前記貫通孔と重なることを特徴とする請求項5または6に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記複数の共通流路は、第1インクを収容する第1共通流路と、
前記第1インクとは異なる第2インクを収容する第2共通流路と、
を備えることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。 - 前記第1共通流路の容積は、前記第2共通流路の容積より大きいことを特徴とする請求項8に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記第1共通流路は、前記第2共通流路より前記第3方向の外側にあることを特徴とする請求項8または9に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記個別流路部材は、
前記複数のノズル群の各ノズルに対して個別に設けられ、前記第1方向における前記ノズル群と前記接続孔群との間に配置され、前記ノズル及び前記接続孔と連通する複数の圧力室が形成された圧力室形成部材と、
前記共通流路部材と前記圧力室形成部材との間に形成され、前記接続孔が形成された接続孔形成部材と、
を有することを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。 - 前記接続孔形成部材は、シリコンからなることを特徴とする請求項11に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記個別流路部材は、
前記圧力室内の液体に圧力を発生させる圧力発生素子を有することを特徴とする請求項11または12に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記圧力発生素子と前記接続孔とが前記第3方向に重なることを特徴とする請求項13に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記圧力発生素子と前記共通流路とが前記第3方向に重ならないことを特徴とする請求項13に記載の液体吐出ヘッド。
- 複数の個別流路が形成された個別流路部材と、
前記個別流路部材と第1方向に接合され、前記複数の個別流路に共通の共通流路が形成された共通流路部材と、を備え、
複数の個別流路は、
前記個別流路部材の、前記第1方向における前記共通流路部材と反対側の面に開口した複数のノズルが、配列されることによって形成されたノズル群
を有し、
前記共通流路は、
前記第1方向と直交する第2方向に延びた本流路と、
前記第1方向における前記本流路と前記ノズル群との間に配置され、前記本流路と前記ノズル群とを接続する接続流路と、を有し、
前記個別流路部材は、
前記第1方向及び前記第2方向のいずれとも直交する第3方向に並んで配置された複数の前記ノズル群を有し、
前記共通流路部材は、
前記第3方向に並んで配置された複数の前記本流路と、
前記第3方向に並んで配置された複数の前記接続流路と、を有し、
前記第3方向において、前記複数の本流路の間隔の少なくとも一部は、前記複数のノズル群の間隔よりも大きく、
前記共通流路部材は、
前記複数の本流路が形成された第1共通流路部材と、
前記第1共通流路部材と前記個別流路部材との間に配置され、前記複数の接続流路の少なくとも一部分が形成された第2共通流路部材と、を有し、
前記第3方向の一方側の前記ノズル群と接続される前記接続流路は前記第3方向の一方側に延び、前記第3方向の他方側の前記ノズル群と接続される前記接続流路は前記第3方向の他方側に延び、
前記本流路の前記第1方向の前記第2共通流路部材と反対側の面において、最も前記第3方向の幅が大きいことを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 前記本流路の前記第1方向における前記ノズル群と反対側の壁面が、圧力波を減衰させるためのダンパ膜によって形成されていることを特徴とする請求項16に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記接続流路の、前記個別流路部材との接続部分は、前記第3方向において対応する前記ノズル群に近い部分ほど、前記第1方向において前記個別流路部材側に位置するように、前記第1方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項16または17に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記第3方向において、前記共通流路部材の長さが、前記個別流路部材の長さよりも長いことを特徴とする請求項16〜18のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
- 前記複数の本流路のうち、前記第3方向の両端に位置する2つの前記本流路は、前記第3方向において、前記個別流路部材よりも外側に位置していることを特徴とする請求項19に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記第3方向の両端に位置する2つの前記接続流路の、前記第1方向における前記個別流路部材側の壁面は、前記第3方向における前記ノズル群に近い部分ほど、前記第1方向において前記個別流路部材側に位置するような階段状に形成されていることを特徴とする請求項20に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記第3方向の両端に位置する2つの前記接続流路の、前記第2共通流路部材に形成された部分のうち、前記本流路と前記第1方向に重ならない部分の、前記第1方向における前記個別流路部材側の壁面には、前記第1方向の前記第1共通流路部材側に突出する突出部が形成され、
前記突出部は、前記第1共通流路部材に接合されていることを特徴とする請求項21に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記突出部の前記第2方向における両端面が、曲面になっていることを特徴とする請求項22に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記個別流路が、
前記複数のノズルに対して個別に設けられ、前記ノズルと連通する複数の圧力室をさらに有し、
前記個別流路部材は、
前記複数の圧力室が形成された圧力室形成部材と、
前記圧力室形成部材の、前記第1方向における前記共通流路部材側の面に、前記複数の圧力室を覆うように配置された振動膜と、
前記振動膜に対して前記圧力室形成部材と反対側の面に配置され、前記共通流路と接続する複数の接続孔が形成された接続孔形成部材と、を有し、
前記振動膜の、前記圧力室形成部材と反対側の面の、複数の圧力室と重なる部分に配置された複数の駆動素子をさらに備え、
前記接続孔形成部材は、
前記第1方向における前記圧力室形成部材側の面に形成され、前記第3方向に配列された、前記複数の駆動素子を収容する複数の凹部と、
前記共通流路部材の複数の前記接続流路同士を隔てる隔壁と前記第1方向に重なるように配置され、前記凹部同士を隔てる隔壁と、を有していることを特徴とする請求項16〜23のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。 - 各共通流路の容積が同じであることを特徴とする請求項16〜24のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
- 前記本流路の前記第2方向における両端部に、前記第1方向の前記個別流路部材と反対側から前記本流路に液体を導入するための液体導入口が形成されていることを特徴とする請求項16〜25のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
- 前記液体導入口を前記個別流路部材と反対側から覆うフィルタをさらに備えていることを特徴とする請求項26に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記複数の本流路は4つあり、
4つの本流路は、それぞれ異なる色のインクを収容することを特徴とする請求項16〜27のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
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