JP7135622B2 - 液体吐出ヘッド - Google Patents
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Description
図1に示すように、本実施形態に係るプリンタ1は、2つのインクジェットヘッド2A、2Bと、プラテン3と、搬送ローラ4、5とを備えている。インクジェットヘッド2Aとインクジェットヘッド2Bとは、記録用紙Pが搬送される搬送方向(本発明の「第2方向」)に並んでおり、インクジェットヘッド2Bがインクジェットヘッド2Aよりも、搬送方向の下流側に位置している。インクジェットヘッド2A、2Bは、それぞれ、4つのヘッドユニット11と、保持部材12とを備えている。
次に、ヘッドユニット11について説明する。図2~図5に示すように、ヘッドユニット11は、ノズルプレート21と、流路基板22(本発明の「第1流路部材」)と、圧電アクチュエータ23と、保護基板24(本発明の「第2流路部材」)と、マニホールド部材25とを備えている。なお、図2では、配線の位置をわかりやすくするために、後述する保護膜45~47に覆われており破線で描くべき配線48、49を実線で示している。後述する図7、図8、図12においても同様である。
圧電アクチュエータ23は、振動膜40と、2つの圧電膜41(本発明の「圧電体」)と、複数の下部電極42(本発明の「第1電極」)と、複数の上部電極43(本発明の「第2電極」)とを備えている。
図3に示すように、保護基板24は、圧電アクチュエータ23が形成された流路基板22の上面に接着剤で接合されている。保護基板24の下面には、2つの凹部56が形成されている。2つの凹部56は、2つの圧力室列8に対応しており、各圧力室列8を構成する複数の圧力室30にわたって紙幅方向に延びている。そして、各凹部56と流路基板22との間に形成される空間に、対応する複数の駆動素子44が収容される。
マニホールド部材25は、保護基板24の上面に配置されている。マニホールド部材25には、2つの流入マニホールド61と2つの流出マニホールド62とが形成されている。なお、本実施形態では、流入マニホールド61及び流出マニホールド62が、本発明の「共通流路」に相当する。
ここで、本実施形態と異なり、流入連結流路32及び流出連結流路34の代わりに、例えば、図6に示すように、各圧力室30に対して個別に、上下方向に延び、流入絞り流路71と接続される流入流路72、及び、上下方向に延び、流出絞り流路73と接続される流出流路74を設ける場合を考える。ここで、流入流路72及び流出流路74の紙幅方向の位置は、対応する圧力室30の紙幅方向の位置と同じであり、流入絞り流路71及び流出絞り流路73は、搬送方向と平行に延びている。また、流入流路72及び流出流路74の紙幅方向の長さは、圧力室30の紙幅方向の長さと同じWcである。また、流入流路72及び流出流路74の搬送方向の長さは、それぞれ、流入連結流路32及び流出連結流路34と同じである。なお、図6では、配線や、圧電アクチュエータ23よりも上方の部材などの図示を省略している。
次に、ヘッドユニット151について詳細に説明する。図12、図13に示すように、ヘッドユニット151は、ヘッドユニット11と同様のインク流路、圧電アクチュエータ、配線などを有する。ただし、ヘッドユニット151では、上述したように、2つのノズル列149間で、紙幅方向のノズル150の位置がずれているのに対応して、搬送方向の上流側のノズル列149(以下、ノズル列149Aとすることがある)と下流側のノズル列149(以下、ノズル列149Bとすることがある)とで、対応する圧力室30、流入絞り流路31、流出絞り流路33、流出連結流路34、流出接続流路58、駆動素子44等の紙幅方向の位置がずれている。そして、ヘッドユニット151でも、複数の圧力室30が2列のノズル列149に対応する2列の圧力室列148を形成している。なお、以下では、ノズル列149Aに対応する圧力室列148を圧力室列148Aとし、ノズル列149Bに対応する圧力室列148を圧力室列148Bとすることがある。また、図13は、図12にXIII-XIII線で示したように、一平面で切った断面ではない。
10 ノズル
21 ノズルプレート
22 流路基板
23 圧電アクチュエータ
24 保護基板
25 流路部材
30 圧力室
31 流入絞り流路
32 流入連結流路
32a 開口
33 流出絞り流路
34 流出連結流路
34a 開口
40 振動膜
42 下部電極
43 上部電極
44 駆動素子
48 下部配線
49 上部配線
51 共通端子
52 個別端子
61 流入マニホールド
62 流出マニホールド
101 流入連結流路
102 流出連結流路
111 流入連結流路
112 流出連結流路
121 下部配線
122 連結配線
131、132 配線
141K、141Y、141C、141M インクジェットヘッド
148 圧力室列
150 ノズル
153 流入連結流路
155 流入マニホールド
Claims (18)
- 液体流路が形成された第1流路部材、を備え、
前記液体流路は、
ノズルとそれぞれ接続され、第1方向に配列された複数の圧力室と、
前記複数の圧力室の各々に対して1つずつ設けられ、対応する前記圧力室に接続され、前記圧力室との接続部分から、前記第1方向と直交する第2方向の一方側に引き出された複数の絞り流路と、
前記第1方向に配列された複数の流路であって、それぞれが、前記複数の絞り流路のうち前記第1方向に隣接する2以上の一部の前記絞り流路と接続され、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方向に延び、前記第1流路部材の前記第3方向の表面に開口を有する複数の連結流路と、を備えており、
前記連結流路が、前記第1方向に隣接するN個の前記絞り流路と接続され、
前記連結流路の前記第1方向の長さは、前記圧力室の前記第1方向の長さよりも長く、且つ、前記圧力室の前記第1方向の長さのN倍の長さよりも短いことを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 前記絞り流路は、前記第2方向において前記連結流路側に向かうほど、前記第1方向において前記連結流路の内側に向かうように、前記第2方向に対して傾いて延び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。
- 前記第1流路部材の前記表面に接合され、前記複数の連結流路の前記開口と、前記複数の連結流路に共通の共通流路とを接続する接続流路が形成された第2流路部材、をさらに備え、
前記第3方向に投影したときに、前記接続流路の前記開口との接続部分が、前記開口の縁よりも内側に位置していることを特徴とする請求項1または2に記載の液体吐出ヘッド。 - 液体流路が形成された第1流路部材、を備え、
前記液体流路は、
ノズルとそれぞれ接続され、第1方向に配列された複数の圧力室と、
前記複数の圧力室の各々に対して1つずつ設けられ、対応する前記圧力室に接続され、前記圧力室との接続部分から、前記第1方向と直交する第2方向の一方側に引き出された複数の絞り流路と、
前記第1方向に配列された複数の流路であって、それぞれが、前記複数の絞り流路のうち前記第1方向に隣接する2以上の一部の前記絞り流路と接続され、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方向に延び、前記第1流路部材の前記第3方向の表面に開口を有する複数の連結流路と、を備えており、
前記複数の絞り流路が、前記圧力室との接続部分から前記第2方向の一方側に引き出され、前記圧力室に液体を流入させる複数の流入絞り流路であり、
前記複数の圧力室の各々に対して1つずつ設けられ、対応する前記圧力室に接続され、前記圧力室との接続部分から前記第2方向の他方側に引き出され、前記圧力室から液体が流出される複数の流出絞り流路、をさらに備え、
前記複数の連結流路が、前記複数の流入絞り流路のうち、前記第1方向に隣接する2以上の一部の前記流入絞り流路とそれぞれ接続され、前記第1方向に並んだ複数の流入連結流路であり、
前記複数の流出絞り流路のうち、前記第1方向に隣接する2以上の一部の前記流出絞り流路とそれぞれ接続され、前記第1方向に並んだ複数の流出連結流路、をさらに備えていることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 液体流路が形成された第1流路部材、を備え、
前記液体流路は、
ノズルとそれぞれ接続され、第1方向に配列された複数の圧力室と、
前記複数の圧力室の各々に対して1つずつ設けられ、対応する前記圧力室に接続され、前記圧力室との接続部分から、前記第1方向と直交する第2方向の一方側に引き出された複数の絞り流路と、
前記第1方向に配列された複数の流路であって、それぞれが、前記複数の絞り流路のうち前記第1方向に隣接する2以上の一部の前記絞り流路と接続され、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方向に延び、前記第1流路部材の前記第3方向の表面に開口を有する複数の連結流路と、を備えており、
前記複数の絞り流路が、前記圧力室との接続部分から前記第2方向の一方側に引き出され、前記圧力室から液体が流出される複数の流出絞り流路であり、
前記複数の圧力室の各々に対して1つずつ設けられ、対応する前記圧力室に接続され、前記圧力室との接続部分から前記第2方向の他方側に引き出され、前記圧力室に液体を流入させる複数の流入絞り流路、をさらに備え、
前記複数の連結流路が、前記複数の流出絞り流路のうち、前記第1方向に隣接する2以上の一部の前記流出絞り流路とそれぞれ接続され、前記第1方向に並んだ複数の流出連結流路であり、
前記複数の流入絞り流路のうち、前記第1方向に隣接する2以上の一部の前記流入絞り流路とそれぞれ接続され、前記第1方向に並んだ複数の流入連結流路、をさらに備えていることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 前記第1流路部材は、
前記複数の圧力室が前記第1方向に配列されることによってそれぞれ形成され、前記第2方向に隣接して並んだ2つの圧力室列を有し、
前記2つの圧力室列のうち、一方の前記圧力室列に対応する前記ノズルから吐出される液体の種類と、他方の前記圧力室列に対応する前記ノズルから吐出される液体の種類とが同じであり、
前記2つの圧力室列に対応する前記流入絞り流路が、前記第2方向における前記2つの圧力室列の間に引き出され、
前記第2方向における前記2つの圧力室列の間に、前記2つの圧力室列に対応する前記一部の流入絞り流路とそれぞれ接続され、前記第1方向に並んだ前記複数の流入連結流路が配置されていることを特徴する請求項4又は5に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記第1流路部材は、
前記複数の圧力室が前記第1方向に配列されることによってそれぞれ形成され、前記第2方向に並んだ複数の圧力室列を有し、
隣接する2つの圧力室列に対応する前記流出絞り流路が、前記第2方向における前記2つの圧力室列の間に引き出され、
前記第2方向における前記2つの圧力室列の間に、前記2つの圧力室列に対応する前記一部の流出絞り流路とそれぞれ接続され、前記第1方向に並んだ前記複数の流出連結流路が配置されていることを特徴する請求項4~6のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。 - 前記複数の流入連結流路が前記第1方向に隣接する2つの前記流入絞り流路と接続され、
前記複数の流出連結流路が前記第1方向に隣接する2つの前記流入絞り流路と接続され、
同じ流入連結流路に接続される2つの前記流入絞り流路のうち、一方の流入絞り流路と同じ前記圧力室に接続された前記流出絞り流路と、他方の流入絞り流路と同じ圧力室に接続された前記流出絞り流路とが、別の前記流出連結流路に接続されていることを特徴とする請求項4~7のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。 - 液体流路が形成された第1流路部材、を備え、
前記液体流路は、
ノズルとそれぞれ接続され、第1方向に配列された複数の圧力室と、
前記複数の圧力室の各々に対して1つずつ設けられ、対応する前記圧力室に接続され、前記圧力室との接続部分から、前記第1方向と直交する第2方向の一方側に引き出された複数の絞り流路と、
前記第1方向に配列された複数の流路であって、それぞれが、前記複数の絞り流路のうち前記第1方向に隣接する2以上の一部の前記絞り流路と接続され、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方向に延び、前記第1流路部材の前記第3方向の表面に開口を有する複数の連結流路と、を備えており、
前記複数の圧力室に対して設けられ、前記圧力室内の液体に圧力を付与する複数の駆動素子と、
前記複数の駆動素子に接続された配線と、を備え、
複数の前記連結流路が、前記第1方向に並んでおり、
前記配線が、前記第1流路部材の、前記第1方向に隣接する前記連結流路の間に位置する領域を通って延びていることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 前記複数の圧力室が前記第1方向に配列されることによって形成された第1圧力室列と、
前記複数の圧力室が前記第1方向に配列されることによって形成され、前記第1圧力室列と前記第2方向に隣接して並んだ第2圧力室列と、
前記第2方向において、前記第1圧力室列よりも、前記第2圧力室列と反対側に配置され、前記配線と接続される端子と、を有し、
前記第2圧力室列を構成する前記複数の圧力室に設けられた前記複数の駆動素子に接続された配線が、前記第1圧力室列を構成する前記複数の圧力室のうち、前記第1方向に隣接する2つの前記圧力室の間を通って前記端子まで延びていることを特徴とする請求項9に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記第1流路部材の、前記第1方向に隣接する前記圧力室の間に位置する領域に、前記配線が1本だけ配置されていることを特徴とする請求項10に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記駆動素子は、
圧電体と、
前記圧電体の前記第3方向の一方の面に配置された第1電極と、
前記圧電体の前記第3方向の他方の面に配置された第2電極と、を有し、
前記配線は、
複数の前記駆動素子に対応する複数の前記第1電極に個別に設けられ、前記第1電極と接続された複数の第1配線と、
複数の前記駆動素子に対応する複数の前記第2電極に個別に設けられ、前記第2電極と接続された複数の第2配線と、を有することを特徴とする請求項9~11のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。 - 前記複数の第1配線と前記複数の第2配線とが、異なる面に配置されていることを特徴とする請求項12に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記第1電極が、一定の電位に保持され、
前記複数の第1配線のうち2以上の第1配線が、同じ面上に配置され、互いに接続されていることを特徴とする請求項12又は13に記載の液体吐出ヘッド。 - 2以上の前記第1配線が互いに接続された配線部分の幅が、前記第1配線の互いに接続されていない部分の幅の合計よりも大きいことを特徴とする請求項14に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記開口の外形は、前記第3方向に投影した形状が、少なくとも一部の角部が面取りされた矩形であることを特徴とする請求項9~15のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
- 前記開口の外形は、前記第3方向に投影した形状が、前記第1方向及び前記第2方向のいずれに対しても傾いた辺を有する多角形であることを特徴とする請求項9~15のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
- 前記配線は、前記開口の外形の前記第1方向及び前記第2方向のいずれに対しても傾いた部分に沿って、前記第1方向及び前記第2方向に対して傾いて延びていることを特徴とする請求項16又は17に記載の液体吐出ヘッド。
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