JP7463196B2 - 液体吐出モジュール及び液体吐出ヘッド - Google Patents
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Description
<液体吐出装置の概略構成>
図1(a)及び(b)は、本実施形態の液体吐出装置として使用可能なインクジェット記録装置700(以下、単に記録装置700とも言う)の記録部の概略構成図及び制御ブロック図である。
図2は、液体吐出ヘッド100の斜視図である。本実施形態の液体吐出ヘッド100は、フルライン型のインクジェット記録ヘッドであり、液体吐出モジュールとなるチップ状の素子基板20がA4サイズ幅に対応する数だけY方向に配列されている。液体吐出ヘッド100には、複数の素子基板20の他、電気配線基板102、及び各素子基板20を電気配線基板102に接続するための複数のフレキシブル配線基板101が設けられている。電気配線基板102には、記録装置700の本体から電力を受容するための電力供給端子103と、吐出データを受信するための信号入力端子104とが設けられている。電気配線基板102の背面には、液体吐出ヘッド100におけるインクの循環を制御するための液体循環ユニット504の一部が搭載されている。
図3(a)及び(b)は、インクを循環させることが可能な、一般的な素子基板20の構造を説明するための拡大図である。図3(a)は吐出口2の側から見た平面図であり、同図(b)は断面図である。図3(b)に示すように、素子基板20は、例えばシリコンから成る基板1の上に、機能層3、流路形成層10、及びオリフィスプレート11がこの順に積層されて構成される。流路形成層10とオリフィスプレート11とは、同じ材料で一体的に構成されていてもよい。
本実施形態では、第1の実施形態に対し、更に梁のサイズの適正化を行う。
L1/L0>7.5×10^(-4)×exp((W0/W1)^0.6)+0.045・・(式1)
L1/L0≧9.4×10^(-3)×exp((W0/W1)^0.7)+0.15・・(式2)
L1/L0≦0.75×((2×10^(-5))×exp(8×(W0/W1))+0.45)・・(式3)
(第3の実施形態)
図11(a)及び(b)は、本実施形態の素子基板20の構造を説明するための図である。図11(a)が吐出口2の側から見た平面図であり、同図(b)は断面図である。図4(a)及び(b)と同じ符号は同じ部材を示す。
以上説明した実施形態では、ほぼ矩形で構成される梁について説明した。しかしながら、梁の形状は様々に変更することができる。
3 機能層
4 ヒータ(エネルギ発生素子)
5 圧力室
6a 個別流路(第1の個別流路)
7a 共通流路(第1の共通流路)
8 液体供給口
10 流路形成層
11 オリフィスプレート
13 流路壁
16 梁
20 素子基板(液体吐出モジュール)
Claims (19)
- 第1の方向に配列された複数のエネルギ発生素子と、前記複数のエネルギ発生素子の列から前記第1の方向とは交差する第2の方向に離れた位置に配された第1の開口と、を有する第1の層と、
前記第1の層の上に設けられ、前記複数のエネルギ発生素子のそれぞれに対応する位置に配された複数の圧力室と、前記複数の圧力室のそれぞれと連通する第1個別流路と、前記第1の開口に連通し前記複数の第1個別流路に共通して接続する第1共通流路と、前記第1共通流路を形成し前記第1の方向に延びる第1の流路壁と、を有する流路形成層と、
前記流路形成層の上に設けられ、前記複数の圧力室のそれぞれと連通する複数の吐出口を有するオリフィスプレートと、
を備え、
前記第1の開口より供給された液体が、前記第1共通流路及び前記第1個別流路を経由して前記圧力室に収容され、前記エネルギ発生素子に電圧が印加されることによって前記吐出口から吐出されるように構成された液体吐出モジュールであって、
前記第2の方向において、前記複数のエネルギ発生素子の列と前記第1の開口と前記第1の流路壁とがこの順に並び、
前記流路形成層の前記第1共通流路には、前記第1共通流路の前記第1の流路壁から前記第1個別流路に向かって前記第2の方向に延在し、前記オリフィスプレートの前記第1の開口と対向する領域を支持するように構成された梁が形成されていることを特徴とする液体吐出モジュール。 - 前記梁は、前記第1の方向において前記第1の開口の中央に位置し、前記第1の方向に対称な形状を有する請求項1に記載の液体吐出モジュール。
- 前記第1の開口及び前記梁は、前記第1の方向の長さが前記第2の方向の長さよりも長い形状を有する請求項2に記載の液体吐出モジュール。
- 前記第1の層は、前記第1の方向に配列された複数の前記第1の開口を有し、少なくとも1つの前記第1の開口に対応して前記梁が形成されている、請求項1から3のいずれか1項に記載の液体吐出モジュール。
- 前記第1の方向において、前記第1の開口の大きさをL0、前記梁の大きさをL1とし、前記第2の方向において、前記第1の開口の大きさをW0、前記梁の大きさをW1とした場合、
L1/L0>7.5×10^(-4)×exp((W0/W1)^0.6)+0.045
の関係が満たされる請求項1から4のいずれか1項に記載の液体吐出モジュール。 - 前記第1の方向において、前記第1の開口の大きさをL0、前記梁の大きさをL1とし、前記第2の方向において、前記第1の開口の大きさをW0、前記梁の大きさをW1とした場合、
L1/L0≦0.75×(2×10^(-5)×exp(8×(W0/W1))+0.45)
の関係が満たされる請求項1から4のいずれか1項に記載の液体吐出モジュール。 - 前記流路形成層は、前記複数の圧力室のそれぞれと連通する複数の第2個別流路と、前記複数の第2個別流路に共通して接続する第2共通流路と、前記第2共通流路を形成し前記第1の方向に延びる第2の流路壁を更に有し、
前記第1の層は前記第2共通流路と連通する第2の開口を更に有し、
前記流路形成層の前記第2共通流路には、前記第2共通流路の前記第2の流路壁から前記第2個別流路に向かって前記第2の方向に延在し、前記オリフィスプレートの前記第2の開口と対向する領域を支持する梁を更に有する請求項1から6のいずれか1項に記載の液体吐出モジュール。 - 前記第1の開口、前記第1共通流路及び前記第1個別流路と、前記第2の開口、前記第2共通流路及び前記第2個別流路とは、前記複数のエネルギ発生素子の配列に対し前記第2の方向に対称に配置されている請求項7に記載の液体吐出モジュール。
- 前記第1の開口、前記圧力室、前記第2の開口の順に液体が流れるように構成された請求項7に記載の液体吐出モジュール。
- 複数のエネルギ発生素子が第1の方向に配列して成り、前記第1の方向とは交差する第2の方向に離れて配置された2列のエネルギ発生素子の列と、前記第2の方向において、前記2列のエネルギ発生素子の列の外側に配された第1の開口と、前記2列のエネルギ発生素子の列の内側に配された第2の開口と、を有する第1の層と、
前記第1の層の上に設けられ、前記複数のエネルギ発生素子のそれぞれに対応する位置に配された複数の圧力室と、前記第1の開口に連通する第1共通流路と、前記第1共通流路を形成し前記第1の方向に延びる第1の流路壁と、前記第2の開口に連通する第2共通流路と、前記第2共通流路を形成し前記第1の方向に延びる第2の流路壁と、前記複数の圧力室のそれぞれと前記第1共通流路を接続する複数の第1個別流路と、前記複数の圧力室のそれぞれと前記第2共通流路を接続する複数の第2個別流路と、を有する流路形成層と、
前記流路形成層の上に設けられ、前記複数の圧力室のそれぞれと連通する複数の吐出口を有するオリフィスプレートと、
を備え、
前記第1の開口または前記第2の開口の少なくとも一方より供給された液体が、前記圧力室に収容され、前記エネルギ発生素子に電圧が印加されることによって前記吐出口から吐出されるように構成された液体吐出モジュールであって、
前記第2の方向において、前記複数のエネルギ発生素子の列と前記第1の開口と前記第1の流路壁とがこの順に並び、
前記流路形成層の前記第1共通流路には、前記第1共通流路の前記第1の流路壁から前記第1個別流路に向かって前記第2の方向に延在し、前記オリフィスプレートの前記第1の開口と対向する領域を支持するように構成された梁が形成されていることを特徴とする液体吐出モジュール。 - 前記流路形成層の前記第2共通流路には、前記オリフィスプレートの前記第2の開口と対向する領域を支持するように構成された第2の梁が形成されている請求項10に記載の液体吐出モジュール。
- 前記梁は、前記第1の方向の幅、又は前記吐出口から液体が吐出される方向の厚みの少なくとも一方が、前記第1共通流路の流路壁から前記第1個別流路に向かって、段階的に小さくなる請求項1から11のいずれか1項に記載の液体吐出モジュール。
- 前記梁の前記第2の方向における先端は、平面視で前記第1の開口と対向する前記領域内に含まれる請求項1から12のいずれか1項に記載の液体吐出モジュール。
- 前記第1の方向又は前記第2の方向において、前記梁は前記第1の開口と対向する前記領域からはみ出している請求項1から11のいずれか1項に記載の液体吐出モジュール。
- 前記オリフィスプレートにおいて、複数の前記吐出口は1200dpiの密度で前記第1の方向に配列されている、請求項1から14のいずれか1項に記載の液体吐出モジュール。
- 前記流路形成層と前記オリフィスプレートとが一体に形成されている、請求項1から15のいずれか1項に記載の液体吐出モジュール。
- 前記エネルギ発生素子に電圧が印加されることによって、前記圧力室内の液体に膜沸騰が発生し、生成された泡の成長エネルギによって、前記圧力室内の液体が前記吐出口から吐出されるように構成された請求項1から16のいずれか1項に記載の液体吐出モジュール。
- 前記第1の層の下に設けられ、前記第1の方向に並んだ複数の前記第1の開口と連通する液体供給口を有する基板を更に備える請求項1から17のいずれか1項に記載の液体吐出モジュール。
- 請求項1から18のいずれか1項に記載の液体吐出モジュールが複数、前記第1の方向に配列された液体吐出ヘッド。
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