JP7220328B1 - ヘッドチップ、液体噴射ヘッド及び液体噴射記録装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)本開示の一態様に係るヘッドチップは、第1方向に貫通する圧力室が前記第1方向に交差する第2方向に複数配列された流路部材と、前記第1方向に変形可能なアクチュエータプレートを含み、前記圧力室を前記第1方向の第1側から閉塞した状態で前記流路部材上に接合された第1部材と、前記圧力室に連通する噴射孔が形成された噴射孔プレートを含み、前記圧力室を前記第1方向のうち第1側と反対側である第2側から閉塞した状態で前記流路部材上に接合された第2部材と、を備え、前記流路部材は、隣り合う前記圧力室同士を区画する区画壁を備え、前記区画壁と前記第2部材との接合面積は、前記区画壁と前記第1部材との接合面積よりも大きい。
本態様によれば、区画壁と第2部材との接合面積を、区画壁と第1部材との接合面積と同等にする場合に比べ、圧力室の容積を確保した上で、区画壁の剛性を確保できる。これにより、アクチュエータプレートの変形に伴う圧力室内の圧力変動時において、区画壁の変形を抑制できるので、圧力室内の液体に対して効果的に弾性エネルギーを伝えることができる。その結果、圧力室の発生圧力を向上させることができる。
本態様によれば、圧力室の容積を確保した上で、所望の発生圧力を得ることができる。また、例えば区画壁をテーパ状に形成する場合に比べ、加工性を向上させることができる。
本態様によれば、隣り合う圧力室間の距離に比べて、隣り合う連通路間の距離を長くすることができる。これにより、隣り合う圧力室間において、共通流路を通じた圧力室間の距離を確保できる。そのため、一の圧力室での圧力変動が共通流路及び入口側連通路を通じて他の圧力室に伝播される、いわゆるクロストークを抑制できる。しかも、連通路の流路断面積が、圧力室の流路断面積よりも小さいため、連通路を通じて共通流路から圧力室に圧力変動が伝播することを抑制し易い。
本態様によれば、連通路から圧力室内に流入する液体を、圧力室内でスムーズに流通させることができる。
本態様によれば、区画壁のうち向かい合う部分同士が接続部によって接続されているため、区画壁の剛性を向上させることができる。その結果、アクチュエータプレートの変形に伴う圧力室内の圧力変動時において、区画壁の変形を抑制できるので、圧力室内の液チアに対して効果的に弾性エネルギーを伝えることができる。よって、圧力室の発生圧力を向上させることができる。
しかも、流路部材の下面を加工して圧力室を貫通させる際に、区画壁のうち向かい合う部分同士が分離しないので、製造効率や歩留まりの向上を図ることができる。
本態様によれば、第1電極及び第2電極間に電位差を発生させることで、アクチュエータプレートの分極方向に交差する方向に電界を発生させることができる。これにより、アクチュエータプレートをシェアモード(ルーフシュート型)で第1方向に変形させることで、圧力室の容積を変化させることができる。また、第1電極及び第1対向電極間に電位差を発生させることで、アクチュエータプレートの分極方向にも電界を発生させることができる。これにより、アクチュエータプレートをベンドモード(バイモルフ型)で第1方向に変形させることで、圧力室の容積を変化させることができる。すなわち、シェアモード及びベンドモードの双方でアクチュエータプレートを第1方向に変形させることで、液体吐出時における圧力室内の発生圧力を向上させることができる。
本態様によれば、噴射孔プレートの剛性を確保し易くなるので、アクチュエータプレートの変形に伴う圧力室内の圧力変動時において、噴射孔プレートが変形し難くなる。そのため、アクチュエータプレートの変形が液体に伝播し易くなり、所望の発生圧力を得やすい。
本態様によれば、第2部材を噴射孔プレートの単一部材により構成できる。これにより、流路部材への第2部材の接合工程を簡略化することができ、低コスト化や歩留まりの向上を図ることができる。また、接合工程を簡略化することで、ヘッドチップの組立後において、接合部分に起因したヘッドチップの不具合等の発生を抑制できる。
本態様によれば、上記態様に係るヘッドチップを備えているので、所望の噴射性能が発揮できる高品質な液体噴射ヘッドを提供できる。
本態様によれば、上記態様に係る液体噴射ヘッドを備えているので、所望の噴射性能が発揮できる高品質な液体噴射記録装置を提供できる。
[プリンタ1]
図1はプリンタ1の概略構成図である。
図1に示すプリンタ(液体噴射記録装置)1は、一対の搬送機構2,3と、インクタンク4と、インクジェットヘッド(液体噴射ヘッド)5と、インク循環機構6と、走査機構7と、を備えている。
インクタンク4には、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のインクが各別に収容されている。各インクジェットヘッド5は、接続されたインクタンク4に応じてイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のインクをそれぞれ吐出可能に構成されている。
図1、図2に示すように、インク循環機構6は、インクタンク4とインクジェットヘッド5との間でインクを循環させる。具体的に、インク循環機構6は、インク供給管21及びインク排出管22を有する循環流路23と、インク供給管21に接続された加圧ポンプ24と、インク排出管22に接続された吸引ポンプ25と、を備えている。
吸引ポンプ25は、インク排出管22内を減圧し、インク排出管22内を通してインクジェットヘッド5からインクを吸引している。これにより、インクジェットヘッド5に対してインク排出管22側は負圧となっている。インクは、加圧ポンプ24及び吸引ポンプ25の駆動により、インクジェットヘッド5とインクタンク4との間を、循環流路23を通して循環可能となっている。
インクジェットヘッド5は、キャリッジ29に搭載されている。図示の例では、複数のインクジェットヘッド5が、一つのキャリッジ29にY方向に並んで搭載されている。インクジェットヘッド5は、ヘッドチップ50(図3参照)と、インク循環機構6及びヘッドチップ50間を接続するインク供給部(不図示)と、ヘッドチップ50に駆動電圧を印加する制御部(不図示)と、を備えている。
図3は、ヘッドチップ50の分解斜視図である。図4は、図3のIV-IV線に対応するヘッドチップ50の断面図である。図5は、図3のV-V線に対応するヘッドチップ50の断面図である。
図3~図5に示すヘッドチップ50は、インクタンク4との間でインクを循環させるとともに、後述する圧力室61における延在方向(Y方向)の中央部からインクを吐出する、いわゆる循環式サイドシュートタイプのヘッドチップ50である。ヘッドチップ50は、ノズルプレート51と、流路部材52と、第1フィルム53と、アクチュエータプレート54と、第2フィルム55と、カバープレート56と、を備えている。以下の説明では、Z方向のうち、ノズルプレート51からカバープレート56に向かう方向(+Z側)を上側とし、カバープレート56からノズルプレート51に向かう方向(-Z側)を下側として説明する場合がある。
図6に示すように、各圧力室61は、X方向に間隔をあけて並んでいる。各圧力室61は、Y方向に直線状に延びる溝状に形成されている。各圧力室61は、Y方向の全域に亘って流路部材52を貫通している。但し、圧力室61は、Y方向の一部において流路部材52を貫通していてもよい。なお、第1実施形態では、チャネル延在方向がY方向に一致する構成について説明するが、チャネル延在方向がY方向に交差していてもよい。また、圧力室61の平面視形状は、長方形状(X方向及びY方向のうち、何れか一方を長手方向とし、他方を短手方向とする形状)に限られない。圧力室61の平面視形状は、正方形状や三角形状等の多角形状、円形状、楕円形状等であってもよい。
図4、図5、図7に示すように、+X側側壁62aは、Y方向から見て、上方に位置するものほどX方向の幅が狭い段付き形状に形成されている。+X側側壁62aは、幅広部63と、幅狭部64と、を備えている。
幅広部63は、+X側側壁62aの下部を構成している。幅広部63は、X方向の幅がY方向及びZ方向で一様に形成されている。但し、幅広部63は、X方向の幅をY方向又はZ方向の位置に応じて異ならせてもよい。
中央幅広部63aは、Z方向の高さがY方向で一様に形成されている。すなわち、中央幅広部63aの上下面は、XY平面に沿って配置されている。但し、圧力室61の深さに対する中央幅広部63aの高さは、適宜変更が可能である。
中央幅狭部64aは、中央幅広部63aにおけるX方向の中央部から上方に突出している。中央幅狭部64aは、Z方向の高さがY方向で一様に形成されている。すなわち、中央幅狭部64aの上下面は、XY平面に沿って配置されている。
-Y側幅狭部64cは、-Y側幅広部63cにおけるX方向の中央部から上方に突出している。-Y側幅狭部64cの上面は、中央幅狭部64aの上面と面一に配置されている。したがって、-Y側幅狭部64cは、-Y側に向かうに従いZ方向の高さが漸次低くなっている。
-Y側端壁62dは、一の圧力室61を形成する側壁62a,62bの-Y側端部同士の間を架け渡している。-Y側端壁62dの下面は、側壁62a,62b(幅広部63)の下面と面一に配置されている。-Y側端壁62dの上面は、側壁62a,62b(幅狭部64)の上面と面一に配置されている。
入口側共通流路65は、流路部材52のうち各圧力室61に対して+Y側に位置する部分をX方向に延びている。入口側共通流路65と各圧力室61とは、各圧力室61の+Y側端壁62cによって仕切られている。入口側共通流路65における-X側端部は、入口ポート(不図示)に接続される。入口ポートは、インク供給管21(図2参照)に直接的又は間接的に接続されている。すなわち、インク供給管21内を流れるインクは、入口ポートを通じて入口側共通流路65に供給される。
図8、図9に示すように、駆動配線75は、共通配線81と、個別配線82と、を備えている。
共通配線81は、第1共通電極81aと、第2共通電極81bと、下面引き回し配線81cと、上面引き回し配線81dと、共通パッド81eと、貫通配線81fと、を備えている。
図9に示すように、上面引き回し配線82dは、アクチュエータプレート54の上面において、各第2個別電極82bの+Y側端部同士を接続している。
次に、上述したように構成されたプリンタ1を利用して、被記録媒体Pに文字や図形等を記録する場合について以下に説明する。
なお、初期状態として、図1に示す4つのインクタンク4にはそれぞれ異なる色のインクが十分に封入されているものとする。また、インクタンク4内のインクがインク循環機構6を介してインクジェットヘッド5内に充填された状態となっている。
インクジェットヘッド5が往復移動する間に、各インクジェットヘッド5よりインクを被記録媒体Pに適宜吐出させる。これにより、被記録媒体Pに対して文字や画像等の記録を行うことができる。
第1実施形態のような循環式サイドシュートタイプのインクジェットヘッド5では、まず図2に示す加圧ポンプ24及び吸引ポンプ25を作動させることで、循環流路23内にインクを流通させる。この場合、インク供給管21を流通するインクは、入口側共通流路65及び入口側連通路66を通して各圧力室61内に供給される。各圧力室61内に供給されたインクは、各圧力室61をY方向に流通する。その後、インクは、出口側連通路68を通じて出口側共通流路67に排出された後、インク排出管22を通してインクタンク4に戻される。これにより、インクジェットヘッド5とインクタンク4との間でインクを循環させることができる。
図11に示すように、駆動電圧の印加により、第1共通電極81a及び第1個別電極82a間、並びに第2共通電極81b及び第2個別電極82b間には、X方向で電位差が生じる。X方向に生じた電位差により、アクチュエータプレート54には分極方向(Z方向)に直交する方向に電界が生じる。その結果、アクチュエータプレート54は、シェアモードによりZ方向に厚み滑り変形する。具体的に、アクチュエータプレート54の下面において、第1共通電極81a及び第1個別電極82a間には、X方向で互いに離れる向きに電界が生じる(矢印E1参照)。アクチュエータプレート54の上面において、第2共通電極81b及び第2個別電極82b間には、X方向で互いに接近する向きに電界が生じる(矢印E2参照)。その結果、アクチュエータプレート54のうち、各圧力室61に対応する部分は、X方向の両端部から中央部に向かうに従い上方に向けてせん断変形する。
次に、上述したヘッドチップ50の製造方法について説明する。図12は、ヘッドチップ50の製造方法を説明するためのフローチャートである。図13~図24は、ヘッドチップ50の製造方法を説明するための工程図であって、図4や図5に対応する断面図である。以下の説明では、便宜上、ヘッドチップ50をチップレベルで製造する場合を例にして説明する。
図12に示すように、ヘッドチップ50の製造方法は、アクチュエータ第1加工工程S01と、カバー第1加工工程S02と、第1接合工程S03と、フィルム加工工程S04と、第2接合工程S05と、アクチュエータ第2加工工程S06と、カバー第2加工工程S07と、第3接合工程S08と、流路部材第1加工工程S09と、第4接合工程S10と、流路部材第2加工工程S11と、第5接合工程S12と、を備えている。
フィルム加工工程S04では、共通配線用孔91及び個別配線用孔93の一部となる貫通孔107,108を形成する。貫通孔107,108は、第2フィルム55のうち対応する凹部100,101とZ方向から見て重なり合う部分に対し、例えばレーザ加工等を行うことで形成できる。これにより、凹部100及び貫通孔107同士、並びに凹部101及び貫通孔108同士が互いに連通する。
図22に示すように、流路部材第1加工工程S09では、流路部材52に対して流路60(図6参照)や圧力室61を形成する。流路60や圧力室61は、流路部材52に対して例えばダイサーによる切削加工やサンドブラスト等を行うことで形成される。そして、流路部材52のうち、隣り合う圧力室61を仕切る部分が区画壁62として残存する。
以上により、ヘッドチップ50が完成する。
この構成によれば、区画壁62とノズルプレート51との接合面積を、区画壁62と第1フィルム53との接合面積と同等にする場合に比べ、圧力室61の容積を確保した上で、区画壁62の剛性を確保できる。これにより、アクチュエータプレート54の変形に伴う圧力室61内の圧力変動時において、区画壁62の変形を抑制できるので、圧力室61内のインクに対して効果的に弾性エネルギーを伝えることができる。その結果、圧力室61の発生圧力を向上させることができる。
この構成によれば、圧力室61の容積を確保した上で、所望の発生圧力を得ることができる。また、例えば側壁62a,62bをテーパ状に形成する場合に比べ、加工性を向上させることができる。
この構成によれば、隣り合う圧力室61間の距離に比べて、隣り合う入口側連通路66間の距離を長くすることができる。これにより、隣り合う圧力室61間において、共通流路(例えば、入口側共通流路65)を通じた圧力室61間の距離を確保できる。そのため、一の圧力室61での圧力変動が入口側共通流路65及び入口側連通路66を通じて他の圧力室61に伝播される、いわゆるクロストークを抑制できる。しかも、入口側連通路66の流路断面積が、圧力室61の流路断面積よりも小さいため、入口側連通路66を通じて入口側共通流路65から圧力室61に圧力変動が伝播することを抑制し易い。
この構成によれば、例えば入口側連通路66から圧力室61内に流入するインクを、圧力室61内でスムーズに流通させることができる。
この構成によれば、第2個別電極87b及び第2共通電極81b間に電位差を発生させることで、アクチュエータプレート54の分極方向に交差する方向に電界を発生させることができる。これにより、アクチュエータプレート54をシェアモード(ルーフシュート型)でZ方向に変形させることで、圧力室61の容積を変化させることができる。また、第1個別電極87a及び第1共通電極81a間に電位差を発生させることで、アクチュエータプレート54の分極方向にも電界を発生させることができる。これにより、アクチュエータプレート54をベンドモード(バイモルフ型)でZ方向に変形させることで、圧力室61の容積を変化させることができる。すなわち、シェアモード及びベンドモードの双方でアクチュエータプレート54をZ方向に変形させることで、インク吐出時における圧力室61内の発生圧力を向上させることができる。
この構成によれば、ノズルプレート51の剛性を確保し易くなるので、アクチュエータプレート54の変形に伴う圧力室61内の圧力変動時において、ノズルプレート51が変形し難くなる。そのため、アクチュエータプレート54の変形がインクに伝播し易くなり、所望の発生圧力を得やすい。
この構成によれば、第2部材をノズルプレート51の単一部材により構成できる。これにより、流路部材52への第2部材の接合工程(第5接合工程)を簡略化することができ、低コスト化や歩留まりの向上を図ることができる。また、第5接合工程を簡略化することで、ヘッドチップ50の組立後において、接合部分に起因したヘッドチップ50の不具合等の発生を抑制できる。
図25は、第2実施形態に係るヘッドチップ50において、図4に対応する断面図である。図26は、第2実施形態に係るヘッドチップ50において、図5に対応する断面図である。図27は、第2実施形態に係るヘッドチップ50において、図6に対応する斜視図である。
図25~図27に示すヘッドチップ50において、圧力室61は、Y方向の全長に亘ってX方向から見てT字状に形成されている。したがって、圧力室61の流路断面積は、全体に亘って一様になっている。
端壁幅狭部202は、各側壁62a,62bそれぞれについて、端壁幅広部201のX方向の中央部から上方に突出している。端壁幅狭部202は、側壁62a,62bの幅狭部64に対してY方向に連なっている。端壁幅狭部202は、側壁62a,62bの幅狭部64とX方向の幅及びZ方向の高さが同等になっている。
図28は、第3実施形態に係るヘッドチップ50において、図4に対応する断面図である。図29は、第3実施形態に係るヘッドチップ50において、図5に対応する断面図である。図30は、第3実施形態に係るヘッドチップ50において、図6に対応する斜視図である。
図28~図30に示すヘッドチップ50において、区画壁62は、向かい合う側壁62a,62bにおける+Y側端部同士を接続する+Y側接続部301と、向かい合う側壁62a,62bにおける-Y側端部同士を接続する+Y側接続部302と、を備えている。
-Y側接続部302は、圧力室61内に面している。-Y側接続部302は、-Y側に向かうに従いZ方向の高さが漸次高くなっている。具体的に、-Y側接続部302の下面は、幅広部63の下面と面一に配置されている。-Y側接続部302の上面は、-Y側に向かうに従い上方に延びる湾曲面(傾斜面)に形成されている。-Y側接続部301の最大高さは、側壁62a,62bの+Y側端縁において幅広部63と同等になっている。
すなわち、向かい合う側壁62a,62b同士が接続部301,302によって接続されているため、区画壁62の剛性を向上させることができる。その結果、アクチュエータプレート54の変形に伴う圧力室61内の圧力変動時において、区画壁62の変形を抑制できるので、圧力室61内のインクに対して効果的に弾性エネルギーを伝えることができる。よって、圧力室61の発生圧力を向上させることができる。
しかも、流路部材第2加工工程S11において、流路部材52の下面を加工する際に、向かい合う側壁62a,62b同士が分離しないので、製造効率や歩留まりの向上を図ることができる。
図31は、第4実施形態に係るヘッドチップ50において、図4に対応する断面図である。図32は、第4実施形態に係るヘッドチップ50において、図5に対応する断面図である。図33は、第4実施形態に係るヘッドチップ50において、図6に対応する斜視図である。
図31~図33に示すヘッドチップ50において、側壁62a,62bは、X方向の幅がY方向及びZ方向の全体に亘って一様に形成されている。
-Y側接続部302は、向かい合う側壁62a,62b同士の-Y側端部を接続している。-Y側接続部302は、-Y側に向かうに従いZ方向の高さが漸次高くなっている。-Y側接続部302の最大高さは、側壁62a,62bの-Y側端縁において側壁62a,62bと同等になっている。
なお、本開示の技術範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上述した実施形態では、液体噴射記録装置の一例として、インクジェットプリンタ1を例に挙げて説明したが、プリンタに限られるものではない。例えば、ファックスやオンデマンド印刷機等であってもよい。
上述した実施形態では、印刷時にインクジェットヘッドが被記録媒体に対して移動する構成(いわゆる、シャトル機)を例にして説明をしたが、この構成に限られない。本開示に係る構成は、インクジェットヘッドを固定した状態で、インクジェットヘッドに対して被記録媒体を移動させる構成(いわゆる、固定ヘッド機)に採用してもよい。
上述した実施形態では、被記録媒体Pが紙の場合について説明したが、この構成に限られない。被記録媒体Pは、紙に限らず、金属材料や樹脂材料であってもよく、食品等であってもよい。
上述した実施形態では、液体噴射ヘッドが液体噴射記録装置に搭載された構成について説明したが、この構成に限られない。すなわち、液体噴射ヘッドから噴射される液体は、被記録媒体に着弾させるものに限らず、例えば調剤中に配合する薬液や、食品に添加する調味料や香料等の食品添加物、空気中に噴射する芳香剤等であってもよい。
上述した実施形態では、シェアモード及びベンドモードの双方の変形モードに起因してアクチュエータプレート54を変形させる構成について説明したが、この構成に限られない。本開示のヘッドチップ50は、少なくともアクチュエータプレート54がZ方向に変形する構成であればよい。
上述した実施形態では、流路部材52の上方に第1フィルム53を介してアクチュエータプレート54が接合された構成について説明したが、この構成に限られない。アクチュエータプレート54は、流路部材52の上方に直接接合してもよい。
上述した実施形態では、流路部材52の下方にノズルプレート51を直接接合された構成について説明したが、この構成に限られない。ノズルプレート51は、流路部材52の下方に中間プレートを介して接合してもよい。
5:インクジェットヘッド(液体噴射ヘッド)
50:ヘッドチップ
51:ノズルプレート(噴射孔プレート、第2部材)
52:流路部材
53:第1フィルム(第1部材)
54:アクチュエータプレート(第1部材)
61:圧力室
62:区画壁
65:入口側共通流路(共通流路)
66:入口側連通路(連通路)
67:出口側共通流路(共通流路)
68:出口側連通路(連通路)
71:ノズル孔(噴射孔)
81b:第2共通電極(第1対向電極)
82a:第1個別電極(第1電極)
82b:第2個別電極(第2電極)
301:接続部
302:接続部
Claims (10)
- 第1方向に貫通する圧力室が前記第1方向に交差する第2方向に複数配列された流路部材と、
前記第1方向に変形可能なアクチュエータプレートを含み、前記圧力室を前記第1方向の第1側から閉塞した状態で前記流路部材上に接合された第1部材と、
前記圧力室に連通する噴射孔が形成された噴射孔プレートを含み、前記圧力室を前記第1方向のうち第1側と反対側である第2側から閉塞した状態で前記流路部材上に接合された第2部材と、を備え、
前記流路部材は、隣り合う前記圧力室同士を区画する区画壁を備え、
前記区画壁と前記第2部材との接合面積は、前記区画壁と前記第1部材との接合面積よりも大きいヘッドチップ。 - 前記区画壁のうち、隣り合う前記圧力室間を前記第2方向に区画する部分は、前記第1方向の第1側に位置するものほど、前記第2方向の寸法が小さくなる段付き形状に形成されている請求項1に記載のヘッドチップ。
- 前記流路部材のうち、前記第1方向から見て前記第2方向に交差する第3方向で前記圧力室に対して一方側に位置する部分には、共通流路が形成され、
前記区画壁には、前記第3方向に延びるとともに、前記共通流路と複数の前記圧力室とを各別に接続する複数の連通路が形成され、
前記連通路の前記第3方向に直交する流路断面積は、前記圧力室の前記第3方向に直交する流路断面積よりも小さい請求項1又は請求項2に記載のヘッドチップ。 - 前記圧力室は、前記第3方向で前記連通路から離れるに従い前記第3方向に直交する流路断面積が漸次大きくなっている請求項3に記載のヘッドチップ。
- 前記流路部材は、前記圧力室に面する部分であって、前記第1方向から見て前記噴射孔と重なり合わない位置に、前記区画壁のうち前記第1方向に交差する方向で向かい合う部分同士を接続する接続部を備えている請求項1又は請求項2に記載のヘッドチップ。
- 前記アクチュエータプレートは、前記第1方向を分極方向に設定されており、
前記アクチュエータプレートのうち、前記第1方向の第1側を向く第1面に形成された第1電極と、
前記アクチュエータプレートのうち、前記第1方向の第2側を向く第2面において、前記第1電極に向かい合って形成され、前記第1電極との間で電位差を生じさせる第1対向電極と、
前記アクチュエータプレートのうち、前記第2面において前記第1対向電極と隣り合って形成されるとともに、前記第1対向電極との間で電位差を生じさせる第2電極と、を備えている請求項1又は請求項2に記載のヘッドチップ。 - 前記噴射孔プレートは、金属製である請求項1又は請求項2に記載のヘッドチップ。
- 前記噴射孔プレートは、前記流路部材に直接接合されている請求項1又は請求項2に記載のヘッドチップ。
- 請求項1又は2に記載のヘッドチップを備えている液体噴射ヘッド。
- 請求項9に記載の液体噴射ヘッドを備えている液体噴射記録装置。
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---|---|---|---|---|
JP2004166463A (ja) | 2001-12-06 | 2004-06-10 | Brother Ind Ltd | 圧電アクチュエータ、流体移送装置及びインクジェットヘッド |
JP2006229154A (ja) | 2005-02-21 | 2006-08-31 | Brother Ind Ltd | 圧電アクチュエータ、インクジェットヘッド、およびそれらの製造方法 |
JP2018153968A (ja) | 2017-03-16 | 2018-10-04 | 株式会社東芝 | インクジェット式記録ヘッド |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004166463A (ja) | 2001-12-06 | 2004-06-10 | Brother Ind Ltd | 圧電アクチュエータ、流体移送装置及びインクジェットヘッド |
JP2006229154A (ja) | 2005-02-21 | 2006-08-31 | Brother Ind Ltd | 圧電アクチュエータ、インクジェットヘッド、およびそれらの製造方法 |
JP2018153968A (ja) | 2017-03-16 | 2018-10-04 | 株式会社東芝 | インクジェット式記録ヘッド |
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JP7064648B1 (ja) | 2021-12-20 | 2022-05-10 | エスアイアイ・プリンテック株式会社 | ヘッドチップ、液体噴射ヘッド及び液体噴射記録装置 |
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