JP7371358B2 - 液体噴射ヘッド - Google Patents

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Description

本発明は、インク等の液体を吐出する液体吐出装置が備える液体噴射ヘッドに関する。
従来、インク等の液体を吐出する液体吐出装置として、例えば、インクジェット式プリンタが利用されている。液体吐出装置は、液体吐出ヘッドからインクを被記録シートなどの媒体に向けて吐出し、媒体に画像を形成することができる。このような液体吐出ヘッドとしては、例えば、特許文献1に開示された液体吐出ヘッド(液体噴出ヘッド)のように液体が流通する供給路部材を加熱するヒータを備えた構成がある。
特許文献1に開示された液体吐出ヘッドは、インクをノズル吐出口(ノズル)に導く液体吐出流路が形成された流路部材と、インクをこの液体吐出流路に供給する供給路が形成された供給路部材と、この供給路部材を加熱するヒータとを備えている。特許文献1では、供給路部材の外周部に、ヒータおよび温度検出器(温度センサ)が接着剤により接合されている。
ところで、高粘度のインクをノズル吐出口から適切に効率よく吐出させるためには、インクの粘度が所望の大きさとなるように、室温よりもやや高い温度(例えば、約40度)までインクを加温する必要がある。特許文献1に開示された液体吐出ヘッドは、ヒータにより供給路部材を加熱することでインクを加温することができる。
特開2018-51768号公報
特許文献1に開示された従来の液体吐出ヘッドでは、供給路部材の外周部すなわち側面にヒータが接着剤により貼り付けられている。供給路部材の側面は、液体吐出ヘッドの製造過程においてヒータを取り付けにくい位置であるため、液体吐出ヘッドの製造工程が煩雑化するおそれがあるという問題があった。
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであって、供給路部材にヒータを取り付ける構成において、製造工程の煩雑化を回避することが可能な液体噴射ヘッドを提供することを目的とする。
本発明に係る液体噴射ヘッドは、前記の課題を解決するために、第一方向に沿って配列された複数のノズル吐出口に液体を導く液体吐出流路に対して、液体を供給する供給路が形成された供給路部材と、前記液体を加温するヒータと、を備え、前記ノズル吐出口が配置する側を下側としたときに、前記ヒータは、前記供給路部材の上側に位置するように配置されている構成である。
前記構成によれば、供給路部材の上側に位置するようにヒータが設けられているため、ヒータを側面に取り付ける構成よりも製造が容易になり、製造工程の煩雑化を回避することができる。また、供給路部材の上面から供給路を加熱することができるので、ヒータを側面に取り付ける構成よりも効率的な液体の加温が可能となる。
本発明では、以上の構成により、供給路部材にヒータを取り付ける構成において、製造工程の煩雑化を回避することが可能な液体噴射ヘッドを提供することができる、という効果を奏する。
本発明の実施の形態1に係る液体噴射ヘッドの構成の一例を示す模式的断面図である。 図1に示す液体噴射ヘッドの上面側の構成例を示す模式的部分斜視図である。 (A)は、図1に示す液体噴射ヘッドを構成する供給路部材および熱伝導部材のそれぞれの開口部を対比する、第一方向に沿った模式的断面図であり、(B)は、(A)に示す供給路部材および熱伝導部材のそれぞれの開口部を対比する、第一方向に直交する方向に沿った模式的断面図である。 図1に示す液体噴射ヘッドの上面側の他の構成例を示す模式的部分斜視図である。 図1に示す液体噴射ヘッドの変形例を示す模式的断面図である。 図5に示す変形例の具体的な構成の一例を示す模式的部分断面図である。 本発明の実施の形態2に係る液体噴射ヘッドの構成の一例を示す模式的断面図である。 図7に示す液体噴射ヘッドの上面側の構成例を模式的斜視図である。
以下、本発明の代表的な実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。
(実施の形態1)
[液体噴射ヘッドの構成例]
まず、本実施の形態1に係る液体噴射ヘッドの代表的な構成例について、図1および図2を参照して具体的に説明する。図1に示すように、本実施の形態1に係る液体噴射ヘッドは、流路部材11、供給路部材12A、アクチュエータ基板13、支持基板14A、ノズル基板15、熱伝導部材16、ダンパー部材21、弾性膜23、圧電素子26、上面側ヒータ31A、引出配線34、駆動IC35等を備えている。
流路部材11は長手方向を有する平板状であり、供給路部材12Aに固定されている。流路部材11の一方の面には、供給路部材12Aとの間に、アクチュエータ基板13、支持基板14A等が固定されているとともに、流路部材11の他方の面には、ノズル基板15、ダンパー部材21等が固定されている。供給路部材12Aにおける流路部材11とは反対側の面には、熱伝導部材16が配置され、この熱伝導部材16に重なるように上面側ヒータ31Aが配置されている。
図1に示す液体噴射ヘッドの断面は、長手方向に直交する方向の断面である。長手方向を「縦方向」として長手方向に直交する方向を「横方向」とすると、図1は、液体噴射ヘッドの横方向の断面となる。したがって、図1の紙面方向に沿って液体噴射ヘッドは延伸する構造を有している。また、図1では、液体噴射ヘッドを構成する流路部材11が「下」側に位置し供給路部材12Aが「上」側に位置するように図示しているので、以下の説明では、液体噴射ヘッドの構造を説明する際に、この上下の位置関係を利用する。
したがって、図1に示す液体噴射ヘッドでは、流路部材11の下面にノズル基板15およびダンパー部材21が取り付けられ、流路部材11の上面に、供給路部材12Aとともにアクチュエータ基板13および支持基板14Aが取り付けられていることになる。また、図1に示す液体噴射ヘッドは、横方向の断面において基本的に左右対称の構造を有している。それゆえ、以下の説明では、左右のうち一方の構造のみ説明して他方の説明は省略する。
なお、液体噴射ヘッドの位置関係を説明する上で、「長手方向」すなわち「縦方向」を基準方向と見なして「第一方向」と称することができる。また、「横方向」のうち左右方向を「第二方向」とし、上下方向を「第三方向」と規定することができる。図2では、第一方向を図中d1の双方向矢印で示し、図1および図2では、第二方向を図中d2の双方向矢印で示し、第三方向を図中d3の双方向矢印で示している。以下では、方向を説明するときに、基本的には「長手方向」を用い、長手方向に直交する方向については、上下左右の区別をつける必要がない場合には「横方向」を用い、「横方向」のうち上下左右の区別をつける必要がある場合には「上下方向」または「左右方向」を用いる。
液体噴射ヘッドの下面にはノズル基板15が位置しており、このノズル基板15には、長手方向(図2の双方向矢印d1)に沿って複数のノズル吐出口25が配列している。本実施の形態1では、ノズル基板15に形成されるノズル吐出口25の列(ノズル列)は2条であるが、特にこれに限定されない。ノズル列を構成するノズル吐出口25の間隔(ピッチ)は特に限定されず、液体噴射ヘッドによる液体噴射(印刷)時に形成されるドットの密度に対応した間隔であればよい。
ノズル基板15は、液体噴射ヘッドの下面において左右方向(図1の双方向矢印d2)の中央に位置しており、左右方向の両縁にはダンパー部材21がそれぞれ位置している。流路部材11には、ノズル吐出口25にインク(液体)を導く液体吐出流路42となる開口部(または空間部)が形成されている。流路部材11の下面において、液体吐出流路42となる開口部を封止するように、ダンパー部材21が取り付けられているため、これにより、液体吐出流路42が構成される。
また、流路部材11の上面には、左右方向の中央部にアクチュエータ基板13が積層されている。アクチュエータ基板13の上面には弾性膜23が積層され、弾性膜23の上面には支持基板(保護基板)14Aが積層される。支持基板14Aには、下面側に開口する凹部である素子空間部24が形成されており、支持基板14Aの下面に弾性膜23が位置することにより素子空間部24が閉止され、この素子空間部24内に圧電素子26が配置される。言い換えれば、支持基板14Aには、圧電素子26に対応する部位に当該圧電素子26の駆動を阻害しない程度の大きさの凹部が形成され、この凹部が素子空間部24を構成する。圧電素子26は、弾性膜23の上面に設けられるので、圧電素子26は閉止された素子空間部24の下側に位置する。
アクチュエータ基板13において、素子空間部24すなわち圧電素子26の直下となる位置には、貫通孔である圧力室43が形成される。圧力室43の上面は弾性膜23で閉止されており、圧力室43の下面は流路部材11の上面で閉止される。流路部材11の液体吐出流路42は圧力室43に連通するように形成されている。また、流路部材11にはノズル吐出口25に連通する貫通孔であるノズル連通路44(ディセンダ)も形成されており、このノズル連通路44も圧力室43に連通する。図1に示すように、圧力室43の下面の左右方向の一方が液体吐出流路42に連通し、左右方向の他方がノズル連通路44に連通する。
アクチュエータ基板13に形成される複数の圧力室43は、ノズル基板15に形成される複数のノズル吐出口25に対応している。本実施の形態1では、ノズル基板15に形成されるノズル吐出口25は、長手方向(図2の双方向矢印d1)に沿って2条のノズル列を構成している。それゆえ、アクチュエータ基板13に形成される複数の圧力室43も、ノズル列に対応するように、長手方向に沿って2条の列を構成している。また、圧電素子26は圧力室43に対応するように弾性膜23上に設けられるので、圧電素子26も、ノズル列および圧力室43に対応するように長手方向に沿って2条の列を構成している。
供給路部材12Aは、図1に示すように、流路部材11と、この流路部材11の上面に位置するアクチュエータ基板13および支持基板14Aと、を覆うように配置される。供給路部材12Aには、流路部材11の液体吐出流路42にインク(液体)を供給する供給路41(マニホールド)が形成されている。この供給路41は、図1に示す横方向の断面(横断面)では、上下方向に配置しており、下側で液体吐出流路42に連通している。なお、この供給路41は図示しないインクカートリッジ(またはインクタンク)に接続され、このインクカートリッジからインクが供給される。
供給路部材12Aの横断面の中央部には、貫通部22aが形成されており、支持基板14Aの横断面の中央部にも貫通部22bが形成されている。供給路部材12Aの貫通部22aおよび支持基板14Aの貫通部22bはいずれも長手方向に沿って延伸する形状を有している。これら貫通部22aおよび貫通部22bにより貫通空間部22が構成される。支持基板14Aの貫通部22bにより、アクチュエータ基板13の上面の一部が露出している。
供給路部材12Aは、貫通部22aにより支持基板14Aの貫通部22bが露出するように、流路部材11、アクチュエータ基板13および支持基板14Aの一部を覆っている。それゆえ、貫通部22aおよび貫通部22bからなる貫通空間部22により、アクチュエータ基板13の上面の一部が露出していることになる。
アクチュエータ基板13の上面であって、支持基板14Aの貫通部22b内には、それぞれの圧電素子26から電極配線が延出しており、これら電極配線に引出配線34が接続される。この引出配線34には、圧電素子26を駆動する駆動IC35が設けられている。引出配線34の少なくとも一部と駆動IC35とは、貫通空間部22に収容される。
圧電素子26は、インクをノズル吐出口25から吐出させるための素子である。後述するように、駆動IC35により圧電素子26が駆動されると、弾性膜23を含む「振動板」(後述)が圧力室43内に向かって湾曲する(凹む)。これにより、圧力室43内のインク(液体)がノズル連通路44を介してノズル吐出口25から外部に噴射(吐出)する。したがって、流路部材11、アクチュエータ基板13、弾性膜23、および圧電素子26等によりアクチュエータユニットが形成される。
上面側ヒータ31Aは、インク(あるいは液体噴射ヘッドで噴射対象となる液体)を加温するために、液体噴射ヘッドの上面に配置されている。本開示に係る液体噴射ヘッドでは、インクを噴射(吐出)するノズル吐出口25が配置する側が下側であるので、上面側ヒータ31Aは、液体噴射ヘッドの上側に位置するように配置されていることになる。ここで、液体噴射ヘッドを構成する部材の位置関係を見れば、ノズル吐出口25につながる流路部材11が下側であり、これに固定される供給路部材12Aが上側であるので、上面側ヒータ31Aは、供給路部材12Aの上側に位置していることになる。
本開示に係る液体噴射ヘッドでは、供給路部材12Aの上側にヒータが設けられていればよい。本実施の形態1では、図1または図2に示すように、供給路部材12Aの上部は貫通空間部22(貫通部22a)を介して長手方向に並列する2つの部位に区画されている。これら供給路部材12Aの2つの上部には、それぞれ供給路41(マニホールド)が形成されており、この供給路41内のインクを加温できるように、それぞれの上面に上面側ヒータ31Aが取り付けられている。
上面側ヒータ31Aは、供給路部材12Aの上面に直接取り付けられてもよいが、本実施の形態1では、供給路部材12Aの上面に熱伝導部材16が取り付けられ、この熱伝導部材16の上面に上面側ヒータ31Aが取り付けられている。すなわち、上面側ヒータ31Aは熱伝導部材16を介して供給路部材12Aの上面に取り付けられている。熱伝導部材16は、供給路部材12Aの上面と略同一の形状を有する板状部材であればよいが、供給路部材12Aよりも熱伝導率が高い材料で構成されている。
なお、図1および図2に示すように、熱伝導部材16には、供給路41につながる熱伝導部材開口部16aが形成されている。熱伝導部材開口部16aは、図2に示すように、供給路部材12A(液体噴射ヘッド)の長手方向に沿って延伸する形状を有している。また、図示しないが、液体噴射ヘッドの側面にはサーミスタ等の温度検出器が設けられてもよい。
このような構成の液体噴射ヘッドでは、図示しないインクカートリッジから供給路部材12Aの供給路41(マニホールド)にインクが供給される。供給路41は、流路部材11の液体吐出流路42に連通しており、液体吐出流路42は、長手方向に配列する複数の圧力室43に連通している。流路部材11の複数のノズル連通路44およびノズル基板15の複数のノズル吐出口25も、長手方向に配列しており、それぞれの圧力室43には、流路部材11のそれぞれのノズル連通路44を介して、ノズル基板15のそれぞれのノズル吐出口25に連通している。それゆえ、供給路41に供給されたインクは、液体吐出流路42を介して圧力室43に供給される。
それぞれの圧力室43の上面には圧電素子26が配置され、弾性膜23を含む「振動板」が構成されているので、圧電素子26の駆動により、圧力室43のインクがノズル連通路44からノズル吐出口25に送出され、外部に噴射(吐出)される。このとき、上面側ヒータ31Aは、上面から供給路部材12Aを加熱するので、当該供給路部材12A内の上面から供給路41(マニホールド)を加熱することになる。なお、上面側ヒータ31Aは、図示しない制御部により駆動制御される。制御部による上面側ヒータ31Aの駆動制御には、前述した温度検出器で計測された温度が少なくとも用いられればよい。
流路部材11、供給路部材12A、アクチュエータ基板13、支持基板14A、ノズル基板15、熱伝導部材16、ダンパー部材21、弾性膜23、圧電素子26、上面側ヒータ31A等の具体的な構成は特に限定されず、液体噴射ヘッドで公知の構成を好適に用いることができる。
流路部材11は、例えば、無機材料製の基板で構成されており、本実施の形態1ではシリコン基板が用いられている。流路部材11における液体吐出流路42およびノズル連通路44等は、公知の異方性エッチング、ハーフエッチング等により形成されていればよい。また、供給路部材12Aは、例えば、公知の樹脂で構成されており、本実施の形態1ではABS樹脂製の部材が用いられる。あるいは、供給路部材12Aは、樹脂製ではなく無機材料製であってもよい。代表的な無機材料としては、アルミナ(Al23)を挙げることができる。
アクチュエータ基板13は、例えば、無機材料製の基板で構成されており、本実施の形態1では、アクチュエータ基板13としてシリコン基板が用いられている。アクチュエータ基板13には、ノズル基板15に形成される複数のノズル吐出口25に対応するように、例えば異方性エッチング処理によって複数の圧力室43が形成されている。
支持基板14Aの素子空間部24には圧電素子26が内部に収容して保護されるため、支持基板14Aは、圧電素子26の保護基板ということができる。支持基板14Aを構成する具体的な材料は特に限定されず、例えば、ガラス、セラミックス材料、シリコン単結晶基板、金属等の無機材料であってもよいし、公知の樹脂等の有機材料であってもよい。ノズル基板15は、例えばシリコン基板等の無機材料により構成されていればよい。ノズル基板15における列状の複数のノズル吐出口25(ノズル列)は、例えばドライエッチングにより形成することができる。
熱伝導部材16は、熱伝導性が良好な材料で構成されていればよいが、具体的には、供給路部材12Aを構成する材料よりも熱伝導率が高い材料であることが好ましい。供給路部材12Aを構成する材料は、前記の通り樹脂またはアルミナ等の酸化物系の無機材料が挙げられるので、熱伝導部材16としてはこれらよりも熱伝導率の高い材料、代表的にはステンレス(SUS)等の金属を挙げることができる。熱伝導部材16が金属製であることにより、他の材質に比較して熱伝導部材16の安価な製造が可能となる。
ダンパー部材21は、一般的に、樹脂製フィルム(ダンパーフィルム)として構成されており、一例としてPPS樹脂製のもの等を挙げることができる。弾性膜23は、弾性を有する材料で構成されていればよい。本実施の形態1では、例えば、厚さが約1μmの二酸化シリコンの膜として構成される。また、図1には図示しないが、弾性膜23上には、絶縁性材料で構成される絶縁膜が形成される。この絶縁膜の材料としては、例えば、酸化ジルコニウムを挙げることができるが、特に限定されない。圧電素子26は、弾性膜23および絶縁膜上において圧力室43に対応するように位置している。
圧電素子26の具体的な構成は特に限定されないが、本実施の形態1では、例えば、弾性膜23および絶縁膜上に、下層電極膜、圧電体層および上層電極膜を順次積層して、圧力室43に対応するように公知の方法でパターニングした構成を挙げることができる。上層電極膜および下層電極膜はいずれも公知の金属製であればよい。圧電体層は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等の公知の圧電材料製であればよい。上層電極膜または下層電極膜の一方が共通電極として構成され、他方の電極膜が個別電極として構成される。また、弾性膜23、絶縁膜、および下層電極膜が、圧電素子26の駆動時に振動する「振動板」として機能する。
それぞれの圧電素子26の個別電極(上層電極膜または下層電極膜)からは、図示しない電極配線が絶縁膜上にそれぞれ延出されており、これら電極配線に対してそれぞれ引出配線34が接続される。引出配線34の具体的な構成は特に限定されないが、本実施の形態1では、公知のCOF(Chip On Film)を用いている。駆動IC35の具体的な構成は特に限定されず、液体噴射ヘッドの分野で公知の集積回路または駆動素子等を好適に用いることができる。駆動IC35は、それぞれの圧電素子26における上層電極膜および下層電極膜の間に駆動信号(駆動電圧)を印加することにより、圧電素子26を撓み変形させる。これにより、下層電極、絶縁膜および弾性膜23を含む振動板を振動させることができる。
なお、図示しないが、前述したサーミスタ等の温度検出器の具体的な種類は特に限定されず、液体噴射ヘッドの分野で公知のものを好適に用いることができる。上面側ヒータ31Aの具体的な構成は特に限定されず、液体噴射ヘッドの分野で公知のものを好適に用いることができる。本実施の形態1では、例えば、公知のフィルムヒータまたはセラミックヒータが用いられる。制御部の具体的な構成も特に限定されず、例えば、マイクロコンピュータまたはマイクロコントローラのCPU、種々の記憶部等を備える公知の構成であればよい。
液体噴射ヘッドの製造方法は特に限定されず、流路部材11、供給路部材12A、アクチュエータ基板13、支持基板14A、ノズル基板15、ダンパー部材21、弾性膜23、圧電素子26等の各部材を公知の方法で固定したり取り付けたりすることにより、液体噴射ヘッドを製造すればよい。各部材の固定または取付順序等は特に限定されないが、例えば、流路部材11、ダンパー部材21、ノズル基板15等により流路ユニットを予め形成し、アクチュエータ基板13、弾性膜23、圧電素子26、支持基板14A等によりアクチュエータユニットを予め形成し、これらユニットを固定することで液体噴射ヘッドを製造する方法を挙げることができる。
各部材の固定方法または取付方法、あるいは、ユニット同士の固定方法、ユニットと部材等との固定方法または取付方法等は特に限定されないが、一般的には、公知の接着剤を用いる方法を挙げることができる。部材によっては接着剤を用いない接合方法を用いてもよい。ここで、本開示においては、流路部材11および供給路部材12Aを接着剤により接着して固定する際には、この接着剤としては、供給路部材12Aを構成する材料よりも熱伝導率が高い材料で構成されていることが好ましい。
供給路部材12Aが樹脂製であれば、接着剤としては、供給路部材12Aよりも熱伝導性の良好な材料で構成される接着剤を用いればよい。具体的には、例えば、供給路部材12AがABS樹脂製であれば、接着剤はエポキシ系接着剤を好適に用いることができる。他の代表的な接着剤であるシリコーン系接着剤に比べて、エポキシ系接着剤はABS樹脂よりも熱伝導性に優れている傾向にある。それゆえ、このような接着剤を用いることで、流路部材11と供給路部材12Aとの固定面において、線膨張係数の違いが大きくなることを有効に抑制することができる。これにより、これら部材の固定状態を良好に維持することができる。
[ヒータおよび熱伝導部材の構成例]
次に、本開示に係る液体噴射ヘッドが備える上面側ヒータ31Aおよび熱伝導部材16の代表的な一例について、図1および図2に加えて図3(A),(B)および図4を参照して具体的に説明する。
本開示に係る液体噴射ヘッドにおいては、インク(液体)を加温する液体加温部としてのヒータを少なくとも一つ備えており、この液体加温部(ヒータ)が、供給路部材12Aの上側に位置するように配置されていればよい。本実施の形態1では、図1に示すように、上面側ヒータ31Aが、熱伝導部材16を介して供給路部材12Aの上面に間接的に取り付けられているので、当該上面側ヒータ31Aが供給路部材12Aの上側に位置することになる。このように、供給路部材12Aの上面と上面側ヒータ31Aとの間に熱伝導部材16を介在させることにより、供給路部材12Aに上面側ヒータ31Aからの熱を伝達させやすくすることができる。
熱伝導部材16は、供給路部材12Aの上面を覆う平板状の部材であればよいが、さらに供給路部材12Aの上面以外の一部を覆うような形状を有することが好ましい。例えば、供給路部材12Aの上面に形成され、供給路41に連通する開口部を供給路開口部41aとすれば、図3(A)に示すように、熱伝導部材開口部16aは、供給路開口部41aよりも長手方向(第一方向)に小さい寸法であることが好ましい。また、図1および図3(A),(B)に示すように、熱伝導部材16は、供給路開口部41aの内周面の少なくとも一部を覆ったり、供給路部材12Aの側面の一部を覆ったりする構成であることが好ましい。
図3(A)は、図1に示す左側の供給路部材12A、熱伝導部材16および上面側ヒータ31Aを拡大した、長手方向(第一方向)に沿った模式的断面図である。また、図3(B)は、図3(A)に対応する、横方向(第一方向に直交する方向)の模式的断面図である。供給路開口部41aは、供給路部材12Aの上面において供給路41につながり長手方向に沿って延伸する形状を有する。熱伝導部材開口部16aは、供給路開口部41aに対応し、当該供給路開口部41aと同様に長手方向に沿って延伸する形状を有している。
図3(A)に示すように、供給路開口部41aの長手方向の寸法(長さ)をL1とし、熱伝導部材開口部16aの長手方向の寸法(長さ)をL2としたときに、L1>L2となることが好ましい。L1およびL2の具体的な数値は特に限定されず、液体噴射ヘッドの具体的な構成に応じて適宜設定することができるが、代表的な一例としては、L1=25~30mm、L2=20~25mmを挙げることができ、この数値範囲内でL1>L2が成立していることが好ましい。
このような構成であれば、供給路開口部41aよりも熱伝導部材開口部16aの開口面積が小さくなるので、図3(A)に示すように、熱伝導部材16の内周縁が供給路開口部41aの一部に露出することになる。そのため、供給路41内のインクに熱伝導部材16を直接接触させることができるとともに、熱伝導部材16とインクとの接触面積を増大させることもできる。これにより、熱伝導部材16を介してインクをより効率的に加温することができる。
また、図3(B)(および図1)に示すように、熱伝導部材開口部16aの長手方向(第一方向)に直交する方向の寸法は、供給路開口部41aの長手方向に直交する方向の寸法よりも小さいことが好ましい。長手方向に直行する方向は前記の通り「左右方向」(第三方向)に対応するが、供給路開口部41aの左右方向の寸法(幅)をW1とし、熱伝導部材開口部16aの左右方向の寸法(幅)をW2としたときに、W1>W2となることが好ましい。
W1およびW2の具体的な数値は特に限定されず、液体噴射ヘッドの具体的な構成に応じて適宜設定することができるが、代表的な一例としては、W1=2~3mm、W2=1~2mmを挙げることができ、この数値範囲内でW1>W2が成立していることが好ましい。このような構成であれば、供給路開口部41aよりも熱伝導部材開口部16aの開口面積が小さくなるので、供給路41内のインクに熱伝導部材16を直接接触させることができる。これにより、熱伝導部材16を介してインクをより効率的に加温することができる。
また、図1および図3(B)に示すように、熱伝導部材16は、供給路部材12Aの上面とともに、供給路41における内側開口の少なくとも一部を覆うように構成されてもよい。図1および図3(B)に示す例では、熱伝導部材16は、熱伝導部材開口部16aから供給路41の内部に及ぶように供給路開口部41a内に入り込む熱伝導部材内周部16bを有している。これにより、熱伝導部材16において、上面側ヒータ31Aからの熱を伝達させる面積を広くすることができるとともに、供給路41内のインクに熱伝導部材16の一部を直接接触させることができる。これにより、熱伝導部材16を介してインクをより効率的に加温することができる。
なお、図1および図3(B)に示す構成では、熱伝導部材開口部16aにおける左右方向の一方にのみ、熱伝導部材内周部16bが形成されているが、本開示はこれに限定されず、左右方向の双方に熱伝導部材内周部16bが形成されてもよい。また、図示しないが、熱伝導部材内周部16bは、熱伝導部材開口部16aの長手方向に沿って連続的に形成されてもよいし、部分的(長手方向に断続的)に形成されてもよい。
また、図3(A)に示すように、熱伝導部材16は、供給路部材12Aの上面とともに側面の少なくとも一部を覆うように構成されてもよい。図3(A)に示す例では、熱伝導部材16の長手方向の両端部には、供給路部材12Aの上面から側面の上側を覆うように熱伝導部材外被部16cが形成されている。このように、熱伝導部材16が供給路部材12Aの上面から側面に及ぶ形状を有していれば、上面側ヒータ31Aからの熱を伝達させる面積をより広くすることができる。これにより、供給路41内のインクをより効率的に加温することができる。
なお、図3(A)に示す例では、熱伝導部材16の長手方向の両端部に熱伝導部材外被部16cが形成されているが、本開示はこれに限定されず、長手方向の一方の端部のみに形成されてもよいし、左右方向の少なくとも一方の縁部または両縁部に熱伝導部材外被部16cが形成されてもよい。また、熱伝導部材外被部16cが左右方向の縁部に形成されている場合には、熱伝導部材外被部16cは、長手方向に沿って連続的に形成されてもよいし、部分的(長手方向に断続的)に形成されてもよい。
上面側ヒータ31Aは、供給路部材12Aの上面全面を覆う形状であってもよいが、図2に示すように、上面における中央部を除いた部位に配置されることが好ましい。前記の通り、供給路部材12Aの上面における中央部には、供給路開口部41aが形成されており、熱伝導部材16が介在する場合には、当該熱伝導部材16における中央部には熱伝導部材開口部16aが形成されている。そのため、上面側ヒータ31Aが、供給路部材12Aの上面の周縁を囲むような形状(カタカナの「ロ」字形状)を有することにより、中央部の開口部(穴部)を除いた部位にヒータが配置されることになり、供給路部材12Aの上面をより積極的に加熱することができる。
なお、図2に示す例では、上面側ヒータ31Aは、供給路部材12Aの上面のうち中央部を除く部位を全体的に覆う単一のヒータであるが、本開示はこれに限定されない。例えば、図4に示すように、複数の部分ヒータにより構成される上面側ヒータ31Bであってもよい。上面側ヒータ31Bは、例えば、供給路部材12Aの長手方向の両端部にそれぞれ太幅ヒータ37aが位置し、これら一対の太幅ヒータ37aの間に、一対の細幅ヒータ37bが、熱伝導部材開口部16aを挟み込むように並列して位置している。
太幅ヒータ37aは、その長手方向が液体噴射ヘッドの左右方向(第三方向)に沿って配置しており、細幅ヒータ37bは、その長手方向が液体噴射ヘッドの長手方向(第一方向)に沿って配置している。これにより、単一のヒータである上面側ヒータ31Aと同様に、供給路部材12Aの上面の周縁を囲むような形状(カタカナの「ロ」字形状)で、当該供給路部材12Aの上面を加熱することができる。なお、複数の部分ヒータで構成される上面側ヒータ31Bの具体例は図4に示すような構成に限定されず、例えば、3つ以下の部分ヒータで構成されてもよいし、5つ以上の部分ヒータで構成されてもよい。
[変形例]
本開示に係る液体噴射ヘッドは、供給路部材12Aおよび少なくとも一つのヒータを備え、このヒータは、供給路部材12Aの上側に位置するように配置されていればよい。本実施の形態1では、供給路部材12Aの上側に位置するヒータとして、単一のヒータである上面側ヒータ31Aまたは複数の部分ヒータで構成される上面側ヒータ31Bを例示したが、これら上面側ヒータ31A,31Bはいずれも液体噴射ヘッドの最も上側に位置する構成である。しかしながら、本開示に係る液体噴射ヘッドはこれに限定されず、上面側ヒータ31A、31Bの上側に他の部材が設けられてもよい。
例えば、図5に示すように、上面側ヒータ31Aの上に第二熱伝導部材17が重ねて設けられてもよい。第二熱伝導部材17は、上面側ヒータ31Aの下側に位置する熱伝導部材16と同じ材料(例えばステンレス等の金属)で構成されたものである。なお、図5に示す液体噴射ヘッドの構成は、第二熱伝導部材17を除けば図1に示す液体噴射ヘッドの構成と同様であるので、具体的な説明は省略する。
このように、液体噴射ヘッドが上面側ヒータ31Aの上に重ねて設けられ、熱伝導部材16と同じ材料の第二熱伝導部材17を備えていれば、フィルムヒータ等で構成される上面側ヒータ31Aを、同一材料で構成される一対の熱伝導部材16および第二熱伝導部材17で挟み込むことになる。これにより、上面側ヒータ31Aによる加熱に際して、当該上面側ヒータ31Aと熱伝導部材16,17との熱膨張率の差による歪の発生を良好に抑制することができる。
ここで、上面側ヒータ31Aのさらに上面に第二熱伝導部材17を配置して固定する方法は特に限定されないが、例えば、図6に示すように、上面側ヒータ31Aを、熱伝導部材16の周縁領域を除いた領域に配置し、この周縁領域を含む上面側ヒータ31Aの上面全体に接着剤層45を形成することにより、第二熱伝導部材17を熱伝導部材16に接着固定する方法を挙げることができる。
図6に示す構成によれば、供給路部材12Aの上面に位置する上面側ヒータ31Aの領域が、熱伝導部材16の領域に対して図中間隔Dだけオフセットしたような形状となる。この領域を「オフセット領域」とすれば、このオフセット領域を形成することにより、上面側ヒータ31A周囲にも追加的な接着用の領域(接着代)を確保することができる。それゆえ、当該上面側ヒータ31Aの上面に加えて、このオフセット領域に接着剤層45を形成することで、熱伝導部材16と第二熱伝導部材17とを接着固定することができる。これにより、熱伝導部材16および第二熱伝導部材17による上面側ヒータ31Aを挟み込んだ状態を良好に保持することができる。
なお、図6に示す例では、オフセット領域は、熱伝導部材開口部16aの外側(上面側ヒータ31Aから見て内側)に設けているが、本開示はこれに限定されない。オフセット領域は、例えば、熱伝導部材16の外周縁に設けてもよいし、熱伝導部材開口部16aの周縁と熱伝導部材16の外周縁の双方に設けてもよい。また、図4に示すように、複数の部分ヒータで構成される上面側ヒータ31Bであれば、それぞれの部分ヒータの間をオフセット領域とすることができる。また、オフセット領域のオフセット量である間隔Dの具体的な数値は特に限定されず、液体噴射ヘッドの具体的な構成に応じて適宜設定することができるが、一般的には、D=1mm以上であればよい。
また、上面側ヒータ31Aの上側に何らかの上部部材を固定する場合には、いわゆる空中接着を利用すればよい。前記の通り、上面側ヒータ31Aの周縁に接着用の領域を確保し、上面側ヒータ31Aの上側で当該上面側ヒータ31Aに接触しないように隙間(空間)を確保した状態で、治具により上部部材の位置決めを行い、この上部部材の位置を維持するように、接着用の領域に接着剤の層を形成する。これにより、上面側ヒータ31Aの上面と上部部材の下面との間に隙間を確保した状態で、上部部材を熱伝導部材16に固定することができる。
また、図示しないが、本実施の形態に係る液体噴射ヘッドでは、供給路部材12Aの上面(または上側)に上面側ヒータ31Aが設けられていればよいが、必要に応じて供給路部材12Aの他の位置にもヒータが設けられてもよい。例えば、従来と同様に供給路部材12Aの側面にも側面ヒータが設けられてもよい。このように、供給路部材12Aの上側だけでなく側面にも側面ヒータが取り付けられていれば、液体噴射ヘッドの具体的な構成にもよるが、上側と側面との双方から供給路41(マニホールド)を加熱することができるので、供給路41内のインクを良好に加温できる場合がある。
(実施の形態2)
前記実施の形態1に係る液体噴射ヘッドは、供給路部材12Aの上面に熱伝導部材16を介して上面側ヒータ31Aが間接的に取り付けられている構成であったが、本開示に係る液体噴射ヘッドはこれに限定されず、供給路部材の上面に直接ヒータが取り付けられる構成であってもよい。このような構成について、図7および図8を参照して具体的に説明する。
本実施の形態2に係る液体噴射ヘッドは、図7に示すように、基本的な構成は前記実施の形態1に係る液体噴射ヘッドと同様であるが、供給路部材12Bが保護基板である支持基板14Bの上側全面を覆う形状を有しており、上面側ヒータ31Cが供給路部材12Bの上側全体に配置されるように、供給路部材12Bの上面に直接取り付けられている。支持基板14Bは、前記実施の形態1で説明した支持基板14Aと同様に、下面側に開口する凹部である素子空間部24が形成されており、支持基板14Aの下面に弾性膜23が位置することにより素子空間部24が閉止され、この素子空間部24内に圧電素子26が配置される。
ここで、前記実施の形態1における支持基板14Aでは、横断面の中央部に貫通部22bが形成されていたが、本実施の形態2における支持基板14Bでは、貫通部22bは形成されておらず、支持基板14Bの上面は平坦な単一面である。前記実施の形態1では、供給路部材12Aにも貫通部22aが形成されており、この貫通部22aおよび貫通部22bから貫通空間部22が構成され、この貫通空間部22によりアクチュエータ基板13の上面の一部が露出しており、この露出部位に引出配線34が接続され、この引出配線34に駆動IC35が設けられていた。
これに対して、本実施の形態2では、アクチュエータ基板13の一部が露出していないので、引出配線34の代わりに支持基板14Bを貫通する図示しない貫通電極が形成されている。貫通電極の一端は、アクチュエータ基板13における圧電素子26からの電極配線に接続されており、他端は駆動IC35に接続される。駆動IC35は、図7に示すように、支持基板14Bの上面(素子空間部24の直上)に配置され、圧電素子26を駆動する。
このように、本実施の形態2では、貫通空間部22を形成しなくても駆動IC35を支持基板14Bの上面に配置することができるので、供給路部材12Bは、支持基板14Bの上側全面を覆う形状を有することができ、上面側ヒータ31Cを供給路部材12Bの上面全体に配置することができる。このような構成であれば、供給路部材12Bにより支持基板14Bの上側全面が覆われるため、供給路部材12Bの上面に上面側ヒータ31Cを配置するために必要な領域を十分確保することができる。
また、供給路部材12Bの上面全体を上面側ヒータ31Cで加熱することになるため、複数の供給路41を加熱する際に温度差が生じるおそれを有効に抑制できるとともに、温度差に伴う液体の濃度ムラ、液体の吐出不良等も有効に抑制することができる。ここで、図7に示すように、支持基板14Bの上面の駆動IC35と、供給路部材12Bにおける支持基板14Bを覆う部位との間には空間が設けられている。このように、駆動IC35と供給路部材12Bとの間に空間が形成されていれば、供給路部材12Bの上面に位置する上面側ヒータ31Cからの熱をこの空間により断熱することができる。
供給路部材12Bは、前記実施の形態1と同様に樹脂製または無機材料製であればよいが、本実施の形態2のように、上面側ヒータ31Cを供給路部材12Bの上面に直接取り付ける場合には、当該供給路部材12Bは金属等の無機材料製であることが好ましい。このように、供給路部材12Bそのものを熱伝導性の高い金属等の無機材料で構成すれば、上面側ヒータ31Cからの熱をより一層効率的に供給路部材12Bに伝達することができるので、供給路41内の液体をより効率的に加温することができる。
なお、供給路部材12Bは全てが金属等の無機材料製である必要はなく、供給路部材12Bの上面を構成する部分(上部)のみが無機材料製であり、他の部位は樹脂あるいは金属以外の無機材料製であってもよい。少なくとも供給路部材12Bの上部が熱伝導性に優れる無機材料製であれば、供給路部材12Bの上面に直接取り付けられた上面側ヒータ31Cにより、供給路部材12Bを上面から直接的に加熱したときに、供給路41をより良好に加熱することができる。
供給路部材12Bの上面を構成する材料は、必ずしも金属等の無機材料ではなく、良好な熱伝導性を有するものであれば特に限定されないが、具体的には、例えば、当該材料の熱伝導率は、流路部材11に設けられるダンパー部材21を構成する材料の熱伝導率よりも高いものであればよい。ダンパー部材21は前記の通り樹脂製フィルムが代表的であるが、供給路部材12Bの上面を構成する材料がダンパー部材21よりも熱伝導率が高い材料であれば、当該供給路部材12Bの相対的な伝熱効率を向上させることができる。これにより、供給路部材12Bの上面に設けられる上面側ヒータ31Cからの熱をより効率的に供給路41に伝達させることができる。
本実施の形態2では、前記の通り、支持基板14B上に駆動IC35が設けられ、貫通空間部22を有していないので、図8に示すように、フレキシブルプリント基板(FPC)36が駆動IC35に接続されている。上面側ヒータ31Cは、当該上面側ヒータ31Cのヒータ入力部33が、支持基板14Bに対するFPC36の接続部位と同方向となるように、供給路部材12Bの上面に配置されていることが好ましい。つまり、本実施の形態2に係る液体噴射ヘッドでは、上面側ヒータ31Cのヒータ入力部33とFPC36の接続部位とが同じ方向に向いていることが好ましい。
このように、FPC36の接続位置と上面側ヒータ31Cのヒータ入力部33とが同方向であれば、図8に示すように、液体噴射ヘッドの上部にヒータ入力部33が位置し、下部にFPC36の接続部位が位置するので、ヒータ入力部33とFPC36の接続部位とが互いに重なった位置関係になる。そのため、他の構造体との間で電装部品の干渉を回避することができる。これにより、液体噴射ヘッドのコンパクト化を図ることができる。
このように、本開示に係る液体噴射ヘッドは、第一方向に沿って配列された複数のノズル吐出口に液体を導く液体吐出流路に対して、液体を供給する供給路が形成された供給路部材と、液体を加温するヒータと、を備え、ノズル吐出口が配置する側を下側としたときに、ヒータは、供給路部材の上側に位置するように配置されている構成である。ヒータは、供給路部材の上面に直接取り付けられてもよいし、熱伝導部材を介して間接的に供給路部材に取り付けられてもよい。このような構成であれば、供給路部材の上側に位置するようにヒータが設けられるため、ヒータを側面に取り付ける構成よりも製造が容易になり、製造工程の煩雑化を回避することができる。また、供給路部材の上面から供給路を加熱することができるので、ヒータを側面に取り付ける構成よりも効率的な液体の加温が可能となる。
なお、本発明は前記実施の形態の記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲内で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態や複数の変形例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は、インク等の液体を吐出する液体吐出装置が備える液体噴射ヘッドの分野に広く好適に用いることができる。
11:流路部材
12A,12B:供給路部材
13:アクチュエータ基板
14A,14B:支持基板(保護基板)
15:ノズル基板
16:熱伝導部材
16a:熱伝導部材開口部
16b:熱伝導部材内周部
17:第二熱伝導部材
21:ダンパー部材
22:貫通空間部
22a:供給路部材の貫通部
22b:支持基板の貫通部
23:弾性膜
24:素子空間部
25:ノズル吐出口
26:圧電素子
31A~31C:上面側ヒータ
33:ヒータ入力部
34:引出配線
35:駆動IC(駆動回路)
36:フレキシブルプリント基板(FPC)
37a:太幅ヒータ
37b:細幅ヒータ
41:供給路(マニホールド)
42:液体吐出流路
43:圧力室
44:ノズル連通路
45:接着剤層

Claims (14)

  1. 第一方向に沿って配列された複数のノズル吐出口に液体を導く液体吐出流路に対して、液体を供給する供給路が形成された供給路部材と、
    前記液体を加温するヒータと、
    を備え、
    前記ノズル吐出口が配置する側を下側としたときに、前記ヒータは、前記供給路部材の上側に位置するように配置され、
    さらに、前記供給路部材の上面に設けられる熱伝導部材を備え、
    前記ヒータは、前記熱伝導部材を介して前記供給路部材の上面に間接的に取り付けられ、
    前記熱伝導部材は、前記供給路部材の上面とともに側面の少なくとも一部を覆うように構成されていることを特徴とする、
    液体噴射ヘッド。
  2. 第一方向に沿って配列された複数のノズル吐出口に液体を導く液体吐出流路に対して、液体を供給する供給路が形成された供給路部材と、
    前記液体を加温するヒータと、
    を備え、
    前記ノズル吐出口が配置する側を下側としたときに、前記ヒータは、前記供給路部材の上側に位置するように配置され、
    さらに、前記供給路部材の上面に設けられる熱伝導部材を備え、
    前記ヒータは、前記熱伝導部材を介して前記供給路部材の上面に間接的に取り付けられ、
    前記ヒータの上に重ねて設けられ、前記熱伝導部材と同じ材料の第二熱伝導部材を備えていることを特徴とする、
    液体噴射ヘッド。
  3. 前記ヒータは、前記熱伝導部材の周縁領域を除いた領域に配置されるとともに、前記第二熱伝導部材は、前記周縁領域に形成される接着剤の層により、前記熱伝導部材に接着されて固定されることを特徴とする、
    請求項2に記載の液体噴射ヘッド。
  4. 第一方向に沿って配列された複数のノズル吐出口に液体を導く液体吐出流路に対して、液体を供給する供給路が形成された供給路部材と、
    前記液体を加温するヒータと、
    を備え、
    前記ノズル吐出口が配置する側を下側としたときに、前記ヒータは、前記供給路部材の上側に位置するように配置され、
    さらに、前記供給路部材の上面に設けられる熱伝導部材を備え、
    前記ヒータは、前記熱伝導部材を介して前記供給路部材の上面に間接的に取り付けられ、
    前記供給路部材は、その上面に、前記供給路につながり、前記第一方向に沿って延伸する形状の供給路開口部を有し、
    前記熱伝導部材は、前記供給路開口部に対応する、前記第一方向に沿って延伸する形状の熱伝導部材開口部を有し、
    当該熱伝導部材開口部の前記第一方向の寸法は、前記供給路開口部の前記第一方向の寸法よりも小さいことを特徴とする、
    液体噴射ヘッド。
  5. 前記熱伝導部材開口部の前記第一方向に直交する方向の寸法は、前記供給路開口部の前記第一方向に直交する方向の寸法よりも小さいことを特徴とする、
    請求項4に記載の液体噴射ヘッド。
  6. 前記熱伝導部材は、前記供給路部材の上面とともに、前記供給路における内側開口の少なくとも一部を覆うように構成されていることを特徴とする、
    請求項4または5に記載の液体噴射ヘッド。
  7. 第一方向に沿って配列された複数のノズル吐出口に液体を導く液体吐出流路に対して、液体を供給する供給路が形成された供給路部材と、
    前記液体を加温するヒータと、
    を備え、
    前記ノズル吐出口が配置する側を下側としたときに、前記ヒータは、前記供給路部材の上側に位置するように配置され、
    さらに、前記供給路部材の上面に設けられる熱伝導部材を備え、
    前記ヒータは、前記熱伝導部材を介して前記供給路部材の上面に間接的に取り付けられ、
    前記ヒータは、前記供給路部材の上面における中央部を除いた部位に配置されることを特徴とする、
    液体噴射ヘッド。
  8. 第一方向に沿って配列された複数のノズル吐出口に液体を導く液体吐出流路に対して、液体を供給する供給路が形成された供給路部材と、
    前記液体を加温するヒータと、
    を備え、
    前記ノズル吐出口が配置する側を下側としたときに、前記ヒータは、前記供給路部材の上側に位置するように配置され、
    さらに、液体を前記ノズル吐出口から吐出させるための圧電素子を保護する保護基板を備え、
    前記供給路部材は、前記保護基板の上側全面を覆う形状を有しており、
    前記ヒータは、前記供給路部材の上面全体に配置されることを特徴とする、
    液体噴射ヘッド。
  9. さらに、前記保護基板上に設けられ、前記圧電素子を駆動する駆動回路と、
    前記駆動回路に接続されるフレキシブルプリント基板(FPC)と、
    を備え、
    前記ヒータは、その入力部が、前記保護基板に対する前記FPCの接続部位と同方向となるように、前記供給路部材の前記上面に配置されていることを特徴とする、
    請求項8に記載の液体噴射ヘッド。
  10. 前記保護基板の上面の前記駆動回路と、前記供給路部材における前記保護基板上を覆う部位との間には空間が設けられていることを特徴とする、
    請求項9に記載の液体噴射ヘッド。
  11. 前記供給路部材の前記上面を構成する材料の熱伝導率は、流路部材に設けられるダンパー部材を構成する材料の熱伝導率よりも高いことを特徴とする、
    請求項8~10のいずれか1項に記載の液体噴射ヘッド。
  12. 前記ヒータは、前記供給路部材の上面に直接取り付けられていることを特徴とする、
    請求項1、2、4、7または8に記載の液体噴射ヘッド。
  13. 前記熱伝導部材は金属製であることを特徴とする、
    請求項1、2、4、または7に記載の液体噴射ヘッド。
  14. 前記供給路部材は無機材料製であることを特徴とする、
    請求項1、2、4、7または8に記載の液体噴射ヘッド。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009241427A (ja) 2008-03-31 2009-10-22 Brother Ind Ltd 液滴吐出装置
JP2010188547A (ja) 2009-02-16 2010-09-02 Ricoh Co Ltd 液滴吐出ヘッドならびにそれを備えた液滴吐出装置、画像形成装置
JP2012171319A (ja) 2011-02-24 2012-09-10 Ricoh Co Ltd 液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置及び画像形成装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07276635A (ja) * 1994-04-15 1995-10-24 Hitachi Koki Co Ltd インクジェットプリンタ
JP2011207077A (ja) * 2010-03-30 2011-10-20 Seiko Epson Corp 液体噴射ヘッド、液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置
JP2018051768A (ja) 2016-09-26 2018-04-05 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッド、液体噴射装置
JP2019155839A (ja) * 2018-03-16 2019-09-19 ブラザー工業株式会社 液体吐出ヘッド及び液体吐出装置
JP7020231B2 (ja) * 2018-03-23 2022-02-16 ブラザー工業株式会社 液体吐出ヘッド及びインクジェットプリンタ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009241427A (ja) 2008-03-31 2009-10-22 Brother Ind Ltd 液滴吐出装置
JP2010188547A (ja) 2009-02-16 2010-09-02 Ricoh Co Ltd 液滴吐出ヘッドならびにそれを備えた液滴吐出装置、画像形成装置
JP2012171319A (ja) 2011-02-24 2012-09-10 Ricoh Co Ltd 液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置及び画像形成装置

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