WO2016152798A1 - 液体吐出ヘッド、および記録装置 - Google Patents

液体吐出ヘッド、および記録装置 Download PDF

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小林 直樹
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京セラ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a liquid discharge head and a recording apparatus.
  • the liquid ejection head includes a plurality of ejection holes, a plurality of pressure chambers connected to the plurality of ejection holes, a plurality of first flow paths connected to the plurality of pressure chambers, and a plurality of first flow paths, respectively.
  • a flow path member comprising a common second flow path, a plurality of third flow paths connected to the plurality of pressurizing chambers, and a common fourth flow path connected to the plurality of third flow paths,
  • a device including a plurality of pressurizing units that pressurize liquids in a plurality of pressurizing chambers is known (see, for example, Patent Document 1).
  • the liquid discharge head includes a plurality of discharge holes, a plurality of pressurization chambers connected to the plurality of discharge holes, a plurality of first flow paths connected to the plurality of pressurization chambers, A common second flow path connected to the first flow path, a plurality of third flow paths connected to the plurality of pressurizing chambers, and a common fourth flow connected to the plurality of third flow paths, respectively. And a plurality of pressurizing units that pressurize the liquid in the plurality of pressurizing chambers.
  • the flow path resistance of the third flow path is lower than the flow path resistance of the first flow path.
  • the flow path member has a damper formed in the fourth flow path.
  • another liquid discharge head includes a plurality of discharge holes, a plurality of pressurization chambers connected to the plurality of discharge holes, and a plurality of first flow paths connected to the plurality of pressurization chambers, respectively.
  • a common second flow path connected to the plurality of first flow paths, a plurality of third flow paths connected to the plurality of pressurizing chambers, and a common connected to the plurality of third flow paths.
  • a flow path member including a fourth flow path and a plurality of fifth flow paths connected to the plurality of pressurization chambers; and a plurality of pressurization units that respectively pressurize the liquid in the plurality of pressurization chambers.
  • the fifth flow path is connected in common to the second flow path.
  • the channel resistance of the third channel is lower than the channel resistance of the first channel and the channel resistance of the fifth channel.
  • the flow path member has a damper formed in the fourth flow path.
  • the recording apparatus includes the liquid discharge head, a transport unit that transports a recording medium to the liquid discharge head, and a control unit that controls the liquid discharge head.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the liquid ejection head according to the first embodiment.
  • FIG. 3A is a perspective view of the liquid discharge head of FIG. 2
  • FIG. 3B is a cross-sectional view of the liquid discharge head of FIG. (A) is a disassembled perspective view of a head main body
  • (b) is a perspective view seen from the lower surface of the 2nd flow path member.
  • FIG. (A) is a plan view of the head body seen through a part of the second flow path member, and (b) is a plan view of the head body seen through the second flow path member. It is a top view which expands and shows a part of FIG. (A) is a perspective view of a discharge unit, (b) is a plan view of the discharge unit, and (c) is a plan view showing electrodes on the discharge unit.
  • (A) is a sectional view taken along line VIIIa-VIIIa in FIG. 7 (b), and (b) is a sectional view taken along line VIIIb-VIIIb in FIG. 7 (b). It is a conceptual diagram which shows the flow of the fluid inside a liquid discharge unit.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a liquid discharge head according to a second embodiment and showing the connection of each flow path.
  • FIG. 6 is a schematic perspective view showing a liquid ejection head according to a second embodiment and enlarging a second flow path and a fourth flow path.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a liquid ejection head according to a third embodiment.
  • a color ink jet printer 1 (hereinafter referred to as a printer 1) including a liquid ejection head 2 according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
  • the printer 1 moves the recording medium P relative to the liquid ejection head 2 by conveying the recording medium P from the conveying roller 74 a to the conveying roller 74 b.
  • the control unit 76 controls the liquid ejection head 2 based on image and character data, ejects the liquid toward the recording medium P, causes droplets to land on the recording medium P, and prints on the recording medium P. To do.
  • the liquid discharge head 2 is fixed to the printer 1, and the printer 1 is a so-called line printer.
  • Another embodiment of the recording apparatus is a so-called serial printer.
  • a flat frame 70 is fixed to the printer 1 so as to be substantially parallel to the recording medium P.
  • the frame 70 is provided with 20 holes (not shown), and the 20 liquid ejection heads 2 are mounted in the respective holes.
  • the five liquid ejection heads 2 constitute one head group 72, and the printer 1 has four head groups 72.
  • the liquid discharge head 2 has a long and narrow shape as shown in FIG.
  • the three liquid ejection heads 2 are arranged along the direction intersecting the conveyance direction of the recording medium P, and the other two liquid ejection heads 2 are displaced along the conveyance direction. Thus, one each is arranged between the three liquid ejection heads 2.
  • Adjacent liquid ejection heads 2 are arranged such that a range that can be printed by each liquid ejection head 2 is connected in the width direction of the recording medium P, or overlapped at the ends, and in the width direction of the recording medium P. Printing without gaps is possible.
  • the four head groups 72 are arranged along the conveyance direction of the recording medium P.
  • Each liquid discharge head 2 is supplied with ink from a liquid tank (not shown).
  • the liquid discharge heads 2 belonging to one head group 72 are supplied with the same color ink, and the four head groups print four color inks.
  • the colors of ink ejected from each head group 72 are, for example, magenta (M), yellow (Y), cyan (C), and black (K).
  • the number of liquid discharge heads 2 mounted on the printer 1 may be one if it is a single color and the range that can be printed by one liquid discharge head 2 is printed.
  • the number of the liquid ejection heads 2 included in the head group 72 or the number of the head groups 72 can be appropriately changed depending on the printing target and printing conditions. For example, the number of head groups 72 may be increased in order to perform multicolor printing.
  • the printing speed that is, the transport speed can be increased.
  • a plurality of head groups 72 for printing in the same color may be prepared and arranged so as to be shifted in the direction intersecting the transport direction to increase the resolution in the width direction of the recording medium P.
  • a liquid such as a coating agent may be printed for surface treatment of the recording medium P.
  • the printer 1 performs printing on the recording medium P.
  • the recording medium P is wound around the conveyance roller 74 a and passes between the two conveyance rollers 74 c and then passes below the liquid ejection head 2 mounted on the frame 70. Thereafter, it passes between the two transport rollers 74d and is finally collected by the transport roller 74b.
  • the recording medium P may be cloth or the like in addition to printing paper.
  • the printer 1 is configured to convey a conveyance belt instead of the recording medium P, and the recording medium P is a sheet of paper, cut cloth, wood placed on the conveyance belt in addition to the roll-shaped one. Or a tile or the like.
  • a wiring pattern of an electronic device may be printed by discharging a liquid containing conductive particles from the liquid discharge head 2.
  • the chemical may be produced by discharging a predetermined amount of liquid chemical agent or a liquid containing the chemical agent from the liquid discharge head 2 toward the reaction container or the like to cause a reaction.
  • a position sensor, a speed sensor, a temperature sensor, and the like may be attached to the printer 1, and the control unit 76 may control each part of the printer 1 according to the state of each part of the printer 1 that can be understood from information from each sensor.
  • the control unit 76 may control each part of the printer 1 according to the state of each part of the printer 1 that can be understood from information from each sensor.
  • the temperature of the liquid discharge head 2 the temperature of the liquid in the liquid tank, the liquid tank
  • the drive signal for ejecting the liquid in the liquid ejection head 2 may be changed.
  • FIGS. 5 and 6 show a part of the second flow path member 6 in a transparent manner
  • FIG. 5B shows the whole part of the second flow path member 6 in a transparent manner.
  • the conventional liquid flow is indicated by a broken line
  • the liquid flow of the discharge unit 15 is indicated by a solid line
  • the liquid flow supplied from the second individual flow path 14 is indicated by a long broken line.
  • first direction D1 is one side in the direction in which the first common flow path 20 and the second common flow path 24 extend
  • fourth direction D4 is the direction in which the first common flow path 20 and the second common flow path 24 extend
  • second direction D2 is one side in the direction in which the first integrated flow path 22 and the second integrated flow path 26 extend
  • fifth direction D5 is the direction in which the first integrated flow path 22 and the second integrated flow path 26 extend.
  • the third direction D3 is one side of the direction orthogonal to the extending direction of the first integrated flow path 22 and the second integrated flow path 26, and the sixth direction D6 is the first integrated flow path 22 and the second integrated flow path. This is the other side of the direction orthogonal to the direction in which 26 extends.
  • the first flow path is the first individual flow path 12
  • the second flow path is the first common flow path 20
  • the third flow path is the third individual flow path 16
  • the fourth flow path is the second.
  • the common channel 24 and the fifth channel will be described as the second individual channel 14.
  • the liquid ejection head 2 includes a head body 2 a, a housing 50, a heat sink 52, a wiring board 54, a pressing member 56, an elastic member 58, and a signal transmission unit 60. And a driver IC 62.
  • the liquid ejection head 2 only needs to include the head body 2a, and the housing 50, the heat radiating plate 52, the wiring board 54, the pressing member 56, the elastic member 58, the signal transmission unit 60, and the driver IC 62 are not necessarily provided. It does not have to be.
  • the signal transmission unit 60 is drawn from the head body 2 a, and the signal transmission unit 60 is electrically connected to the wiring board 54.
  • the signal transmission unit 60 is provided with a driver IC 62 that controls the driving of the liquid ejection head 2.
  • the driver IC 62 is pressed against the heat radiating plate 52 by the pressing member 56 via the elastic member 58.
  • illustration of the supporting member which supports the wiring board 54 is abbreviate
  • the heat radiating plate 52 can be formed of metal or alloy, and is provided to radiate the heat of the driver IC 62 to the outside.
  • the heat radiating plate 52 is joined to the housing 50 by screws or an adhesive.
  • the housing 50 is placed on the upper surface of the head main body 2a, and the housing 50 and the heat radiating plate 52 cover each member constituting the liquid ejection head 2.
  • the housing 50 includes a first opening 50a, a second opening 50b, a third opening 50c, and a heat insulating portion 50d.
  • the first opening 50a is provided so as to face the third direction D3 and the sixth direction D6, respectively, and the first opening 50a is sealed by disposing the heat radiating plate 52 in the first opening 50a.
  • the second opening 50b opens downward, and the wiring board 54 and the pressing member 56 are disposed inside the housing 50 via the second opening 50b.
  • the third opening 50c opens upward, and accommodates a connector (not shown) provided on the wiring board 54.
  • the heat insulating portion 50d is provided so as to extend from the second direction D2 to the fifth direction D5, and is disposed between the heat dissipation plate 52 and the head body 2a. Thereby, the possibility that the heat radiated to the heat radiating plate 52 is transmitted to the head main body 2a can be reduced.
  • the housing 50 can be formed of a metal, an alloy, or a resin.
  • the head main body 2a has a long plate shape from the second direction D2 to the fifth direction D5, and includes a first flow path member 4, a second flow path member 6, and the like. And a piezoelectric actuator substrate 40.
  • the head body 2 a is provided with a piezoelectric actuator substrate 40 and a second flow path member 6 on the upper surface of the first flow path member 4.
  • the piezoelectric actuator substrate 40 is placed in a broken line area shown in FIG.
  • the piezoelectric actuator substrate 40 is provided to pressurize a plurality of pressurizing chambers 10 (see FIG. 8) provided in the first flow path member 4, and has a plurality of displacement elements 48 (see FIG. 8). ing.
  • the first flow path member 4 has a plurality of flow paths formed therein, and guides the liquid supplied from the second flow path member 6 to the discharge holes 8 (see FIG. 8) provided on the lower surface. .
  • the upper surface of the first flow path member 4 is a pressurizing chamber surface 4-1, and openings 20a, 24a, 28c, and 28d are formed in the pressurizing chamber surface 4-1.
  • a plurality of openings 20a are provided and arranged along the second direction D2 to the fifth direction D5.
  • the opening 20a is disposed at the end of the pressurizing chamber surface 4-1 in the third direction D3.
  • a plurality of openings 24a are provided and are arranged along the second direction D2 to the fifth direction D5.
  • the opening 24a is disposed at the end of the pressurizing chamber surface 4-1 in the sixth direction D6.
  • the opening 28c is provided outside the opening 20a in the second direction D2 and outside in the fifth direction D5.
  • the opening 28d is provided outside the opening 24a in the second direction D2 and outside in the fifth direction D5.
  • the second flow path member 6 has a plurality of flow paths formed therein, and guides the liquid supplied from the liquid tank to the first flow path member 4.
  • the second flow path member 6 is provided on the outer peripheral portion of the pressurizing chamber surface 4-1 of the first flow path member 4, and has an adhesive (not shown) outside the mounting area of the piezoelectric actuator substrate 40. ) To the first flow path member 4.
  • the second flow path member 6 has a through hole 6a and openings 6b, 6c, 6d, 22a, and 26a.
  • the through hole 6 a is formed so as to extend from the second direction D 2 to the fifth direction D 5, and is disposed outside the mounting area of the piezoelectric actuator substrate 40.
  • the signal transmission unit 60 is inserted through the through hole 6a.
  • the opening 6b is provided on the upper surface of the second flow path member 6, and is disposed at the end of the second flow path member in the second direction D2.
  • the opening 6 b supplies liquid from the liquid tank to the second flow path member 6.
  • the opening 6c is provided on the upper surface of the second flow path member 6, and is disposed at the end of the second flow path member in the fifth direction D5.
  • the opening 6c collects the liquid from the second flow path member 6 to the liquid tank.
  • the opening 6d is provided on the lower surface of the second flow path member 6, and the piezoelectric actuator substrate 40 is disposed in the space formed by the opening 6d.
  • the opening 22a is provided on the lower surface of the second flow path member 6, and is provided so as to extend from the second direction D2 toward the fifth direction D5.
  • the opening 22a is formed at the end of the second flow path member 6 in the third direction D3, and is provided closer to the third direction D3 than the through hole 6a.
  • the opening 22a communicates with the opening 6b, and the opening 22a is sealed by the first flow path member 4, thereby forming the first integrated flow path 22.
  • the first integrated flow path 22 is formed so as to extend from the second direction D2 to the fifth direction D5, and supplies liquid to the opening 20a and the opening 28c of the first flow path member 4.
  • the opening 26a is provided on the lower surface of the second flow path member 6, and is provided so as to extend from the second direction D2 toward the fifth direction D5.
  • the opening 26a is formed at the end of the second flow path member 6 in the sixth direction D6, and is provided on the sixth direction D6 side with respect to the through hole 6a.
  • the opening 26a communicates with the opening 6c, and the opening 26a is sealed by the first flow path member 4, thereby forming the second integrated flow path 26.
  • the second integrated flow channel 26 is formed so as to extend from the second direction D2 to the fifth direction D5, and supplies the liquid to the opening 24a and the opening 28d of the first flow channel member 4.
  • the liquid supplied from the liquid tank to the opening 6b is supplied to the first integrated flow path 22, flows into the first common flow path 20 through the opening 22a, and the liquid is supplied to the first flow path member 4. Is done. And the liquid collect
  • the second flow path member 6 is not necessarily provided.
  • the first flow path member 4 is formed by laminating a plurality of plates 4a to 4m, and a pressurizing chamber provided on the upper side when the cross section is viewed in the laminating direction. It has a surface 4-1, and a discharge hole surface 4-2 provided on the lower side. A piezoelectric actuator substrate 40 is disposed on the pressurizing chamber surface 4-1, and liquid is discharged from the discharge hole 8 opened on the discharge hole surface 4-2.
  • the plurality of plates 4a to 4m can be formed of metal, alloy, or resin.
  • the first flow path member 4 may be integrally formed of resin without stacking the plurality of plates 4a to 4m.
  • the first flow path member 4 includes a plurality of first common flow paths 20, a plurality of second common flow paths 24, a plurality of end flow paths 28, a plurality of individual units 15, and a plurality of dummy individual units 17. And are formed.
  • the first common flow path 20 is provided so as to extend from the first direction D1 to the fourth direction D4, and is formed so as to communicate with the opening 20a.
  • a plurality of first common flow paths 20 are arranged in the second direction D2 to the fifth direction D5.
  • the second common flow path 24 is provided so as to extend from the fourth direction D4 to the first direction D1, and is formed so as to communicate with the opening 24a.
  • a plurality of the second common flow paths 24 are arranged in the second direction D2 to the fifth direction D5, and are arranged between the adjacent first common flow paths 20. Therefore, the first common channel 20 and the second common channel 24 are alternately arranged from the second direction D2 toward the fifth direction D5.
  • the end channel 28 is formed at the end of the first channel member 4 in the second direction D2 and the end of the fifth direction D5.
  • the end channel 28 has a wide portion 28a, a narrowed portion 28b, and openings 28c and 28d.
  • the liquid supplied from the opening 28c flows through the end channel 28 by flowing through the wide portion 28a, the narrowed portion 28b, the wide portion 28a, and the opening 28d in this order.
  • the liquid is present in the end channel 28 and the liquid flows through the end channel 28, and the temperature of the first channel member 4 positioned around the end channel 28 is made uniform by the liquid. Is done. Therefore, the possibility that the first flow path member 4 is radiated from the end portion in the second direction D2 and the end portion in the fifth direction D5 is reduced.
  • the discharge unit 15 will be described with reference to FIGS.
  • the discharge unit 15 includes a discharge hole 8, a pressurizing chamber 10, a first individual flow path (first flow path) 12, a second individual flow path (fifth flow path) 14, and a third individual flow path ( (Third flow path) 16.
  • first flow path first flow path
  • second individual flow path second individual flow path
  • third individual flow path (Third flow path) 16.
  • the liquid discharge head 2 the liquid is supplied from the first individual channel 12 and the second individual channel 14 to the pressurizing chamber 10, and the third individual channel 16 collects the liquid from the pressurizing chamber 10. .
  • the channel resistance of the third individual channel 16 is lower than the channel resistances of the first individual channel 12 and the second individual channel 14.
  • the discharge unit 15 is provided between the adjacent first common flow path (second flow path) 20 and the second common flow path (fourth flow path) 24, and the planar direction of the first flow path member 4 Are formed in a matrix.
  • the discharge unit 15 has a discharge unit column 15a and a discharge unit row 15b.
  • the discharge unit rows 15a are arranged from the first direction D1 to the fourth direction D4.
  • the discharge unit rows 15b are arranged from the second direction D2 toward the fifth direction D5.
  • the pressurizing chamber 10 has a pressurizing chamber row 10c and a pressurizing chamber row 10d.
  • the discharge holes 8 have a discharge hole row 9a and discharge hole rows 9b.
  • the discharge hole array 9a and the pressurizing chamber array 10c are arranged from the first direction D1 to the fourth direction D4.
  • the discharge hole row 9b and the pressurizing chamber row 10d are arranged from the second direction D2 toward the fifth direction D5.
  • the angle formed by the first direction D1 and the fourth direction D4 and the second direction D2 and the fifth direction D5 is deviated from a right angle.
  • the ejection holes 8 belonging to the ejection hole array 9a disposed along the first direction D1 are displaced in the second direction D2 by the amount of deviation from the right angle.
  • column 9a is arrange
  • column 9a is shifted
  • the discharge holes 8 of the first flow path member 4 are arranged at regular intervals in the second direction D2.
  • the dummy discharge unit 17 is provided between the first common flow path 20 positioned closest to the second direction D2 and the second common flow path 24 positioned closest to the second direction D2.
  • the dummy discharge unit 17 is also provided between the first common flow path 20 located closest to the fifth direction D5 and the second common flow path 24 located closest to the fifth direction D5.
  • the dummy discharge unit 17 is provided in order to stabilize the discharge of the discharge unit row 15a located closest to the second direction D2 or the fifth direction D5.
  • the pressurizing chamber 10 has a pressurizing chamber body 10a and a partial flow path 10b.
  • the pressurizing chamber body 10a has a circular shape in plan view, and a partial flow path 10b extends downward from the center of the pressurizing chamber body 10a.
  • the pressurizing chamber body 10a is configured to apply pressure to the liquid in the partial flow path 10b by receiving pressure from a displacement element 48 provided on the pressurizing chamber body 10a.
  • the pressurizing chamber main body 10a has a substantially disk shape, and the planar shape is circular.
  • the partial flow path 10b has a substantially cylindrical shape whose diameter is smaller than that of the pressurizing chamber body 10a, and the planar shape is a circular shape.
  • the partial flow path 10b is accommodated in the pressurizing chamber body 10a when viewed from the pressurizing chamber surface 4-1.
  • the partial flow path 10b may have a conical shape or a trapezoidal conical shape whose cross-sectional area decreases toward the discharge hole 8 side.
  • variety of the 1st common flow path 20 and the 2nd common flow path 24 can be enlarged, and the difference of the above-mentioned pressure loss can be made small.
  • the pressurizing chamber 10 is disposed along both sides of the first common flow path 20 and constitutes a total of two pressurizing chamber rows 10c, one row on each side.
  • the first common flow path 20 and the pressurizing chambers 10 arranged on both sides thereof are connected via the first individual flow path 12 and the second individual flow path 14.
  • pressurizing chambers 10 are arranged along both sides of the second common flow path 24, and constitute a total of two pressurizing chamber rows 10c, one on each side.
  • the second common flow path 24 and the pressurizing chambers 10 arranged on both sides thereof are connected via the third individual flow path 16.
  • the first individual flow path 12, the second individual flow path 14, and the third individual flow path 16 will be described with reference to FIG.
  • the first individual flow path 12 connects the first common flow path 20 and the pressurizing chamber body 10a.
  • the first individual flow path 12 extends upward from the upper surface of the first common flow path 20, then extends in the fifth direction D5, extends in the fourth direction D4, and then upwards again. It extends and is connected to the lower surface of the pressurizing chamber body 10a.
  • the second individual flow path 14 connects the first common flow path 20 and the partial flow path 10b.
  • the second individual flow path 14 extends from the lower surface of the first common flow path 20 in the fifth direction D5, extends in the first direction D1, and is then connected to the side surface of the partial flow path 10b.
  • the third individual flow channel 16 connects the second common flow channel 24 and the partial flow channel 10b.
  • the third individual flow channel 16 extends from the side surface of the second common flow channel 24 in the second direction D2, extends in the fourth direction D4, and is connected to the side surface of the partial flow channel 10b.
  • the flow resistance of the third individual flow path 16 is configured to be smaller than the flow resistance of the first individual flow path 12 and the second individual flow path 14.
  • the thickness of the plate 4f on which the third individual flow channel 16 is formed is What is necessary is just to make thicker than the thickness of the plate 4c in which the 1st separate flow path 12 is formed, and the thickness of the plate 4l in which the 2nd separate flow path 14 is formed.
  • variety of the 3rd separate flow path 16 wider than the width
  • the liquid supplied to the first common flow path 20 via the opening 20 a is added via the first individual flow path 12 and the second individual flow path 14. A part of the liquid flows into the pressure chamber 10 and is discharged from the discharge hole 8. The remaining liquid flows from the pressurizing chamber 10 into the second common flow path 24 via the third individual flow path 16, and from the first flow path member 4 to the second flow path member 6 via the opening 24a. To be discharged.
  • the piezoelectric actuator substrate 40 will be described with reference to FIG.
  • a piezoelectric actuator substrate 40 including a displacement element 48 is bonded to the upper surface of the first flow path member 4, and each displacement element 48 is disposed on the pressurizing chamber 10.
  • the piezoelectric actuator substrate 40 occupies a region having substantially the same shape as the pressurizing chamber group formed by the pressurizing chamber 10. Further, the opening of each pressurizing chamber 10 is closed by bonding the piezoelectric actuator substrate 40 to the pressurizing chamber surface 4-1 of the first flow path member 4.
  • the piezoelectric actuator substrate 40 has a laminated structure composed of two piezoelectric ceramic layers 40a and 40b which are piezoelectric bodies. Each of these piezoelectric ceramic layers 40a and 40b has a thickness of about 20 ⁇ m. Both of the piezoelectric ceramic layers 40 a and 40 b extend so as to straddle the plurality of pressure chambers 10.
  • the piezoelectric ceramic layers 40a, 40b may, for example, strength with a dielectric, lead zirconate titanate (PZT), NaNbO 3 system, BaTiO 3 system, (BiNa) NbO 3 system, such as BiNaNb 5 O 15 system Made of ceramic material.
  • PZT lead zirconate titanate
  • NaNbO 3 system NaNbO 3 system
  • BaTiO 3 system BaTiO 3 system
  • BiNa NbO 3 system such as BiNaNb 5 O 15 system Made of ceramic material.
  • the piezoelectric ceramic layer 40b functions as a vibration plate and does not necessarily need to be a piezoelectric body. Instead, other ceramic layers or metal plates that are not piezoelectric bodies may be used.
  • the piezoelectric actuator substrate 40 is formed with a common electrode 42, individual electrodes 44, and connection electrodes 46.
  • the common electrode 42 is formed over substantially the entire surface in the region between the piezoelectric ceramic layer 40a and the piezoelectric ceramic layer 40b.
  • the individual electrode 44 is disposed at a position facing the pressurizing chamber 10 on the upper surface of the piezoelectric actuator substrate 40.
  • a portion sandwiched between the individual electrode 44 and the common electrode 42 of the piezoelectric ceramic layer 40a is polarized in the thickness direction, and becomes a displacement element 48 having a unimorph structure that is displaced when a voltage is applied to the individual electrode 44. Yes. Therefore, the piezoelectric actuator substrate 40 has a plurality of displacement elements 48.
  • the common electrode 42 can be made of a metal material such as Ag—Pd, and the thickness of the common electrode 42 can be about 2 ⁇ m.
  • the common electrode 42 has a common electrode surface electrode (not shown) on the piezoelectric ceramic layer 40a, and the common electrode surface electrode is connected to the common electrode through a via hole formed through the piezoelectric ceramic layer 40a. 42, and is grounded and held at the ground potential.
  • the individual electrode 44 is made of a metal material such as Au, and has an individual electrode main body 44a and an extraction electrode 44b. As shown in FIG. 7C, the individual electrode main body 44a is formed in a substantially circular shape in plan view, and is formed smaller than the pressurizing chamber main body 10a.
  • the extraction electrode 44b is extracted from the individual electrode main body 44a, and the connection electrode 46 is formed on the extraction electrode 44b.
  • connection electrode 46 is made of, for example, silver-palladium containing glass frit, and has a convex shape with a thickness of about 15 ⁇ m.
  • the connection electrode 46 is electrically joined to an electrode provided in the signal transmission unit 60.
  • the liquid discharge head 2 displaces the displacement element 48 according to the drive signal supplied to the individual electrode 44 through the driver IC 62 and the like under the control of the control unit 76.
  • a driving method so-called striking driving can be used.
  • the damper 30 will be described in detail with reference to FIG.
  • a damper 30 is formed in the second common flow path 24 of the first flow path member 4, and a space 32 facing the second common flow path 24 is disposed through the damper 30.
  • the damper 30 has a first damper 30a and a second damper 30b.
  • the space 32 has a first space 32a and a second space 32b.
  • the first space 32a is provided above the second common flow path 24 through which the liquid flows through the first damper 30a.
  • the second space 32b is provided below the second common flow path 24 through which the liquid flows via the first damper 30b.
  • the first damper 30a is formed over substantially the entire area above the second common flow path 24. Therefore, when viewed in plan, the first damper 30 a has the same shape as the second common flow path 24.
  • the first space 32a is formed over substantially the entire area above the first damper 30a. Therefore, when viewed in plan, the first space 32 a has the same shape as the second common flow path 24.
  • the second damper 30b is formed in substantially the entire area below the second common flow path 24. Therefore, when viewed in plan, the second damper 30 b has the same shape as the second common flow path 24. Further, the second space 32b is formed in substantially the entire area below the second damper 30b. Therefore, when viewed in plan, the second space 32 b has the same shape as the second common flow path 24.
  • the first damper 30a and the first space 32a can be formed by forming grooves in the plates 4d and 4e by half-etching and bonding so that the grooves face each other. At this time, the remaining portion left by the half etching of the plate 4e becomes the first damper 30a.
  • the second damper 30b and the second space 32b can be produced by forming grooves in the plates 4k and 4l by half etching.
  • the liquid ejecting head 2 ejects liquid from the ejecting hole 8 by transmitting a pressure wave from the pressurizing chamber main body 10a to the ejecting hole 8.
  • a part of the pressure wave generated in the pressurizing chamber body 10a is transmitted to the second individual flow path 14 located between the pressurizing chamber body 10a and the discharge hole 8, and the first common flow path 20 is used.
  • the first common flow path 20 is used.
  • a part of the pressure wave generated in the pressurizing chamber main body 10 a is transmitted to the third individual flow channel 16 located between the pressurizing chamber main body 10 a and the discharge hole 8, and the second common flow channel 24. There is a risk of pressure transmission.
  • the liquid ejection head 2 has a configuration in which the flow resistance of the third individual flow path 16 is lower than the flow resistance of the second individual flow path 14. Therefore, a part of the pressure wave generated in the pressurizing chamber body 10 a is transmitted to the second common channel 24 through the third individual channel 16 having a channel resistance lower than that of the second individual channel 14. It has become easier. Accordingly, the liquid ejection head 2 is configured to easily transmit pressure to the second common flow path 24 and to hardly transmit pressure to the first common flow path 20.
  • the damper 30 is formed in the second common flow path 24, the pressure can be attenuated inside the second common flow path 24. As a result, it is possible to suppress the pressure from being transmitted from the second common channel 24 to the other third individual channel 16, and to reduce fluid crosstalk.
  • the channel resistance of the third individual channel 16 can be, for example, 15 to 30 times the channel resistance of the second individual channel 14. Thereby, the pressure transmission to the 2nd individual channel 14 can be reduced. Further, the channel resistance of the third individual channel 16 can be set to 15 to 30 times the channel resistance of the first individual channel 12, for example. Thereby, the pressure transmission to the 1st individual channel 12 can be reduced.
  • a part of the pressure wave is transmitted from the pressurizing chamber main body 10 a to the first individual flow path 1 and may be transmitted to the first common flow path 20.
  • a desired pressure is not applied to the pressurizing chamber body 10a, and there is a possibility that the discharge amount of the liquid is insufficient.
  • the liquid ejection head 2 has a configuration in which the flow resistance of the third individual flow path 16 is lower than the flow resistance of the first individual flow path 12 and the second individual flow path 14. Therefore, a part of the pressure wave generated in the pressurizing chamber main body 10 a is not easily transmitted to the first individual flow path 12 and the second individual flow path 14. As a result, the pressure wave applied to the pressurizing chamber body 10a is transmitted to the discharge hole 8 and the amount of liquid discharged is unlikely to be insufficient.
  • the first flow path member 4 is provided with a first damper 30 a above the second common flow path 24 and a second damper 30 b below the second common flow path 24. That is, the first damper 30 a is formed on the upper surface constituting the second common flow path 24, and the second damper 30 b is formed on the lower surface constituting the second common flow path 24.
  • the first damper 30a and the second damper 30b are deformed, so that fluctuations in the pressure inside the second common channel 24 can be absorbed, and the pressure is attenuated inside the second common channel 24. be able to. As a result, it is possible to suppress the reverse flow of pressure from the second common flow path 24 to the third individual flow path 16, and to reduce fluid crosstalk.
  • damper 30 does not necessarily have the first damper 30a and the second damper 30b. Only the first damper 30a may be provided, or only the second damper 30b may be provided.
  • the third individual flow path 16 is connected to the side surface of the second common flow path 24 in the second direction D2.
  • the third individual flow channel 16 is drawn from the side surface in the second direction D2 of the second common flow channel 24 in the second direction D2, and then drawn in the fourth direction D4, so that the third flow channel 16b It is connected to the side surface in one direction D1.
  • the third individual flow channel 16 can be drawn out in the plane direction, in other words, in the direction in which the plate 4 f spreads, and a space for providing the space 32 above and below the second common flow channel 24 can be secured.
  • the first damper 30 a can be provided on the upper surface of the second common channel 24, and the second damper 30 b can be provided on the lower surface of the second common channel 24.
  • the pressure can be attenuated efficiently.
  • the third individual flow path 16 is connected to the pressurizing chamber body 10 a side in the side surface of the second common flow path 24. Therefore, even when bubbles enter the partial flow path 10b from the discharge hole 8, the bubbles can be discharged to the third individual flow path 16 using the buoyancy of the bubbles. Thereby, it is possible to reduce the influence of the pressure transfer to the liquid due to the bubbles remaining in the partial flow path 10b.
  • the pressure chamber body 10a side of the side surface of the second common channel 24 means a part of the side surface of the second common channel 24 that is located above the center in the stacking direction of the plates 4a to 4m. is doing.
  • the upper surface of the third individual channel 16 and the upper surface of the second common channel 24 are flush with each other. Therefore, the bubbles discharged from the partial flow path 10b flow along the upper surface of the third individual flow path 16 and the upper surface of the second common flow path 24, and can be discharged to the outside more easily.
  • the pressurizing chamber 10 is disposed between the first common channel 20 and the second common channel 24, and a part of the pressurizing chamber 10 is The second common flow path 24 is disposed. Therefore, when viewed in plan, a part of the pressurizing chamber 10 is provided on the first damper 30a, and the displacement element 48 (see FIG. 8) is arranged on the first damper 30a.
  • the flow of the liquid flowing through the discharge unit 15 will be described in detail with reference to FIG.
  • the actual liquid flow is indicated by a solid line
  • the conventional liquid flow is indicated by a broken line
  • the liquid flow supplied from the second individual flow path 14 is indicated by a long broken line.
  • the discharge unit 15 is supplied with liquid from the first individual flow path 12 and the second individual flow path 14, and the liquid that has not been discharged is collected by the third individual flow path 16.
  • the liquid supplied from the first individual flow path 12 flows downward through the partial flow path 10b through the pressurizing chamber body 10a, and a part thereof is discharged from the discharge hole 8.
  • the liquid that has not been discharged from the discharge hole 8 is collected outside the discharge unit 15 via the third individual flow path 16.
  • a part of the liquid supplied from the second individual flow path 14 is discharged from the discharge hole 8.
  • the liquid that has not been discharged from the discharge hole 8 flows upward in the partial flow path 10 b and is collected outside the discharge unit 15 via the third individual flow path 16.
  • the liquid supplied from the first individual flow path 12 flows through the pressurizing chamber body 10a and the partial flow path 10b and is discharged from the discharge hole 8.
  • the second individual flow path 14 When the second individual flow path 14 is not connected, the flow of the liquid flows uniformly from the central portion of the pressurizing chamber main body 10a toward the discharge hole 8 as indicated by a broken line.
  • the vicinity of the region 80 located on the side opposite to the outlet of the second individual flow channel 14 is configured to make it difficult for liquid to flow.
  • the liquid in the vicinity of the region 80 stays. There is a fear.
  • the first flow path member 4 is connected to the first individual flow path 12 connected to the pressurizing chamber body 10a and the lower side of the partial flow path 10b, and the discharge hole 8 side of the partial flow path 10b.
  • a second individual flow path 14 for supplying a liquid to the liquid crystal.
  • the liquid flow supplied from the second individual flow path 14 to the partial flow path 10b can collide with the liquid flow supplied from the pressurizing chamber body 10a to the discharge hole 8. Thereby, it can suppress that the flow of the liquid supplied from the pressurization chamber main body 10a to the discharge hole 8 flows uniformly, and can reduce the retention of the liquid in the partial flow path 10b.
  • the plate 4f forming the third individual flow path 16 will be described with reference to FIG.
  • the plate 4f has a first surface 4f-1 on the pressure chamber surface 4-1 (see FIG. 8) side and a second surface 4f-2 on the discharge hole surface 4-2 (see FIG. 8) side. Yes.
  • the plate 4f includes a first hole 4f1 that forms the third individual flow path 16, a second hole 4f2 that forms the second common flow path 24, and a third hole 4f3 that forms the first common flow path 20. And a plurality of partition walls 5a located between the first hole 4f1 and the second hole 4f2.
  • the first hole 4f1 is disposed on both sides of the second hole 4f2.
  • the partition wall 5a is provided for each discharge unit 15 in order to separate the first hole 4f1 and the second hole 4f2.
  • the plate 4 f has a connecting portion 5 b that connects the partition walls 5 a that face each other across the second common flow path 24.
  • the first hole 4f1 passes through the plate 4f and forms a partial flow path 10b and a third individual flow path 16. Therefore, the first holes 4f1 are formed in a matrix on the plate 4f.
  • the second hole 4f2 passes through the plate 4f and forms a second common flow path 24.
  • the third hole 4f3 penetrates the plate 4f and forms the first common flow path 20.
  • the plate 4f has a connecting portion 5b that connects the partition walls 5a facing each other through the second hole 4f2. Therefore, the rigidity of the partition wall 5a can be increased, and the partition wall 5a is hardly deformed. As a result, the shape of the first hole 4f1 can be stabilized, and variations in the shape of the third individual flow path 16 of each discharge unit 15 can be reduced. Therefore, the discharge variation of each discharge unit 15 can be reduced.
  • the thickness of the connecting portion 5b is thinner than the thickness of the plate 4f. Thereby, it can suppress that the volume of the 2nd common flow path 24 becomes small. As a result, it is possible to suppress a decrease in the channel resistance of the second common channel 24.
  • the connecting portion 5b can be formed by performing half etching from the first surface 4f-1.
  • a liquid ejection head 102 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS.
  • the liquid ejection head 102 is different from the liquid ejection head 2 in the configuration of the ejection unit 115, the first common channel 120, the second common channel 124, the damper 130, and the space 132.
  • symbol is attached
  • FIG. 11 the flow of the liquid is indicated by a solid line, and in FIG. 12, the first damper 130a (see FIG. 12) and the first space 122a (see FIG. 12) are not shown.
  • the discharge unit 115 includes a pressurizing chamber 110, a discharge hole 8, a first individual channel 12, a second individual channel 114, and a third individual channel 16.
  • the pressurizing chamber 110 includes a pressurizing chamber main body 10a and a partial flow path 110b.
  • the partial flow path 110b has a wide part 110b1 and a narrow part 110b2.
  • the narrow portion 110b2 is provided closer to the ejection hole 8 than the wide portion 110b1.
  • the narrow portion 110b2 is smaller in width than the wide portion 110b1.
  • the cross-sectional area perpendicular to the thickness direction of the narrow portion 110b2 is smaller than the cross-sectional area perpendicular to the thickness direction of the wide portion 110b1.
  • the diameter of the narrow portion 110b2 can be 35 to 75% of the diameter of the wide portion 110b1.
  • the second common flow path 124 has a first part 124a and a second part 124b, and the second part 124b is provided closer to the discharge hole 8 than the first part 124a.
  • the second part 124b is formed wider than the first part 124a in a cross-sectional view.
  • the width of the second part 124b can be 1.1 to 1.5 times the width of the first part 124a.
  • the first common channel 120 has a third part 120a and a fourth part 120b, and the fourth part 120b is provided closer to the discharge hole 8 than the third part 120a.
  • the fourth portion 120b is formed wider than the third portion 120a in a cross-sectional view.
  • the width of the fourth portion 120b can be 1.1 to 1.5 times the width of the third portion 120a.
  • the first common flow path 120 has a protruding portion 134 formed in the fourth portion 120b.
  • the protrusion 134 is formed to protrude in the second direction D2 or the fifth direction D5 from the fourth portion 120b.
  • a second individual flow path 114 is connected below the protrusion 134.
  • the protruding length of the protruding portion 134 can be 0.1 to 0.5 mm.
  • the damper 130 includes a first damper 130a, a second damper 130b, and a third damper 130c.
  • the space 132 has a first space 32a, a second space 132b, and a third space 132c.
  • the first damper 130a and the second damper 130b are provided so as to face the second common flow path 124 through which the liquid flows, and the third damper 130c is provided so as to face the first common flow path 120 through which the liquid flows. Is provided.
  • the second damper 130b is provided so as to face the second portion 124b of the second common flow path 124, and has substantially the same area as the second portion 124b in a cross-sectional view.
  • the first damper 130a is provided so as to face the first portion 124a of the second common flow path 124, and has substantially the same area as the first portion 124a in a cross-sectional view. is doing.
  • the width of the second damper 130b is larger than the width of the first damper 130a. Thereby, the cross-sectional area of the second damper 130b can be increased, and the pressure wave that has entered the second common flow path 124 can be efficiently attenuated.
  • the partial flow path 110b includes a wide part 110b1 and a narrow part 110b2, and the second portion 124b of the second common flow path 124 and the first common flow path 120 are located in a space below the wide part 110b1.
  • part 120b is arrange
  • the third damper 130c is provided in the first common flow path 120. Thereby, the pressure wave that has entered the first common flow path 120 can be efficiently attenuated.
  • a protrusion 134 is formed in the fourth portion 120b of the first common flow path 120.
  • the 2nd separate flow path 114 is connected to the downward direction of the protrusion part 134, and the 2nd separate flow path 114 is connected to the narrow part 110b2 of the partial flow path 110b. Therefore, the first common flow path 120 and the discharge unit 115 can be connected while forming the third damper 130 c below the first common flow path 120.
  • the second individual flow path 114 can be drawn from the lower surface of the protruding portion 134 while avoiding the third damper 130c.
  • the third damper 130c having a large area can be formed in the first common flow path 120, and the first common flow path 120 and the discharge unit 115 can be connected.
  • the width of the third damper 130c is wider than the width of the third portion 120a and smaller than the width of the fourth portion 120b. Therefore, the pressure wave transmitted to the inside of the first common flow path 120 can be attenuated, and the second individual flow path 114 can be pulled out below the fourth portion 120b.
  • the width of the third portion 120a when viewed in cross section indicates the length of the third portion 120a when the cross section is cut in a direction orthogonal to the first direction D1 and the fourth direction D4.
  • the width of the fourth portion 120b when viewed in cross section indicates the length of the fourth portion 120b when the cross section is cut in a direction orthogonal to the first direction D1 and the fourth direction D4. This is the width of the fourth portion 120 b excluding 134.
  • the third damper 130c may be provided above the first common flow path 120, or may be provided above and below the first common flow path 120.
  • the liquid discharge head 202 has a first common flow path 20, a second common flow path 24, and a discharge unit 215.
  • the discharge unit 215 includes a discharge hole 8, a pressurizing chamber 210, a first individual channel 212, and a second individual channel 214.
  • the first individual flow path 212 connects the first common flow path 20 and the pressurizing chamber 210.
  • the second individual flow path 214 connects the second common flow path 24 and the pressurizing chamber 210.
  • the channel resistance with the second individual channel 214 is smaller than the channel resistance of the first individual channel 212.
  • a space 232 is provided above the second common flow path 24 via a damper 230. That is, the damper 230 is provided on the upper surface of the second common flow path 24 through which the liquid flows.
  • the liquid discharge head 202 has a configuration in which the channel resistance with the second individual channel 214 is lower than the channel resistance of the first individual channel 212. Therefore, a part of the pressure wave generated in the pressurizing chamber 210 is easily transmitted to the second common channel 24 through the second individual channel 214 having a channel resistance lower than that of the first individual channel 212. It has become. Accordingly, the liquid ejection head 2 is configured to easily transmit pressure to the second common flow path 24 and to hardly transmit pressure to the first common flow path 20.
  • the damper 230 is formed in the second common flow path 24, the pressure can be attenuated inside the second common flow path 24. As a result, the backflow of pressure from the second common channel 24 to the second individual channel 214 can be suppressed, and fluid crosstalk can be reduced.
  • a heat generating unit may be provided for each pressurizing chamber 10, the liquid inside the pressurizing chamber 10 may be heated by the heat of the heat generating unit, and the pressure may be applied by thermal expansion of the liquid.
  • the liquid is supplied from the first individual flow path 12 and the second individual flow path 14 to the pressurizing chamber 10, and the liquid is recovered by the third individual flow path 16. It is not limited to.
  • the liquid may be supplied from the second individual flow path 14 and the third individual flow path 16 to the pressurizing chamber 10, and the liquid may be collected by the first individual flow path 12.
  • the liquid is supplied from the second individual flow path 14 and the third individual flow path 16 to the partial flow path 10b, and the supplied liquid flows upward in the partial flow path 10b and is supplied to the pressurizing chamber body 10a.
  • the liquid supplied to the pressurizing chamber body 10 a may be configured to be recovered by the first individual flow path 12.
  • 2nd common flow path (4th flow path) 26 ... 2nd integrated flow path 30, 130, 230 ... Damper 30a, 130a, ... 1st damper 30b, 130b, ... 2nd damper 130c ... 3rd damper 32, 132, 232 ... Spaces 32a, 132a, ... First space 32b, 132b, ... Second space 40 ... Piezoelectric actuator substrate 48 ... Displacement element (pressure unit) 50 ... Case 74a, 74b, 74c, 74d ... Conveying roller 76 ... Control unit P ... Recording medium D1 ... First direction D2 ... Second direction D3 ... Third Direction D4 ... Fourth direction D5 ... Fifth direction D6 ... Sixth direction

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

本開示の液体吐出ヘッド2は、複数の吐出孔8、複数の吐出孔8にそれぞれ接続された複数の加圧室10、複数の加圧室10にそれぞれ接続された複数の第1流路12、複数の第1流路12が接続された共通の第2流路20、複数の加圧室10にそれぞれ接続された複数の第3流路16、および複数の第3流路16が接続された共通の第4流路24、を備える流路部材4と、複数の加圧室10内の液体をそれぞれ加圧する複数の加圧部48とを備える。第3流路16の流路抵抗は、第1流路12の流路抵抗よりも低い。流路部材4は、第4流路24にダンパ30が形成されている。 

Description

液体吐出ヘッド、および記録装置
 本発明は、液体吐出ヘッド、および記録装置に関する。
 従来、印刷用ヘッドとして、例えば、液体を記録媒体上に吐出することによって、各種の印刷を行なう液体吐出ヘッドが知られている。液体吐出ヘッドは、複数の吐出孔、複数の吐出孔にそれぞれ接続された複数の加圧室、複数の加圧室にそれぞれ接続された複数の第1流路、複数の第1流路が接続された共通の第2流路、複数の加圧室にそれぞれ接続された複数の第3流路、および複数の第3流路が接続された共通の第4流路、を備える流路部材と、複数の加圧室内の液体をそれぞれ加圧する複数の加圧部を備えるものが知られている(例えば、特許文献1を参照)。
特開2009-143168号公報
 本開示の液体吐出ヘッドは、複数の吐出孔、複数の前記吐出孔にそれぞれ接続された複数の加圧室、複数の前記加圧室にそれぞれ接続された複数の第1流路、複数の前記第1流路が接続された共通の第2流路、複数の前記加圧室にそれぞれ接続された複数の第3流路、および複数の前記第3流路が接続された共通の第4流路、を備える流路部材と、複数の前記加圧室内の液体をそれぞれ加圧する複数の加圧部とを備えている。また、前記第3流路の流路抵抗は、前記第1流路の流路抵抗よりも低い。また、前記流路部材は、前記第4流路にダンパが形成されている。
 また、本開示の他の液体吐出ヘッドは、複数の吐出孔、複数の前記吐出孔にそれぞれ接続された複数の加圧室、複数の前記加圧室にそれぞれ接続された複数の第1流路、複数の前記第1流路が接続された共通の第2流路、複数の前記加圧室にそれぞれ接続された複数の第3流路、複数の前記第3流路が接続された共通の第4流路、および複数の前記加圧室にそれぞれ接続された複数の第5流路、を備える流路部材と、複数の前記加圧室内の液体をそれぞれ加圧する複数の加圧部とを備える。また、前記第5流路が前記第2流路に共通して接続されている。また、前記第3流路の流路抵抗は、前記第1流路の流路抵抗および前記第5流路の流路抵抗よりも低い。また、前記流路部材は、前記第4流路にダンパが形成されている。
 本開示の記録装置は、前記液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記液体吐出ヘッドを制御する制御部とを備えている。
(a)は第1の実施形態に係る液体吐出ヘッドを含む記録装置を概略的に示す側面図、(b)は第1の実施形態に係る液体吐出ヘッドを含む記録装置を概略的に示す平面図である。 第1の実施形態に係る液体吐出ヘッドの分解斜視図である。 (a)は図2の液体吐出ヘッドの斜視図、(b)は図2の液体吐出ヘッドの断面図である。 (a)はヘッド本体の分解斜視図、(b)は第2流路部材の下面から見た斜視図である。 (a)は第2流路部材の一部を透過して見たヘッド本体の平面図、(b)は第2流路部材を透過して見たヘッド本体の平面図である。 図5の一部を拡大して示す平面図である。 (a)は吐出ユニットの斜視図、(b)は吐出ユニットの平面図、(c)は吐出ユニット上の電極を示す平面図である。 (a)は図7(b)のVIIIa-VIIIa線断面図、(b)は図7(b)のVIIIb-VIIIb線断面図である。 液体吐出ユニットの内部の流体の流れを示す概念図である。 第1流路部材を形成するプレートの一部を拡大して示す斜視図である。 第2の実施形態に係る液体吐出ヘッドを示し、各流路の繋がりを示す概略図である。 第2の実施形態に係る液体吐出ヘッドを示し、第2流路および第4流路を拡大して示す概略斜視図である。 第3の実施形態に係る液体吐出ヘッドを示す概略図である。
 <第1の実施形態>
 図1を用いて、第1の実施形態に係る液体吐出ヘッド2を含むカラーインクジェットプリンタ1(以下、プリンタ1と称する)について説明する。
 プリンタ1は、記録媒体Pを搬送ローラ74aから搬送ローラ74bへと搬送することにより、記録媒体Pを液体吐出ヘッド2に対して相対的に移動させる。制御部76は、画像や文字のデータに基づいて、液体吐出ヘッド2を制御して、記録媒体Pに向けて液体を吐出させ、記録媒体Pに液滴を着弾させて、記録媒体Pに印刷を行なう。
 本実施形態では、液体吐出ヘッド2はプリンタ1に対して固定されており、プリンタ1はいわゆるラインプリンタとなっている。記録装置の他の実施形態としては、いわゆるシリアルプリンタが挙げられる。
 プリンタ1には、記録媒体Pと略平行になるように平板状のフレーム70が固定されている。フレーム70には20個の孔(不図示)が設けられており、20個の液体吐出ヘッド2がそれぞれの孔に搭載されている。5つの液体吐出ヘッド2は、1つのヘッド群72を構成しており、プリンタ1は、4つのヘッド群72を有している。
 液体吐出ヘッド2は、図1(b)に示すように細長い長尺形状をなしている。1つのヘッド群72内において、3つの液体吐出ヘッド2は、記録媒体Pの搬送方向に交差する方向に沿って並んでおり、他の2つの液体吐出ヘッド2は搬送方向に沿ってずれた位置で、3つの液体吐出ヘッド2の間にそれぞれ一つずつ並んでいる。隣り合う液体吐出ヘッド2は、各液体吐出ヘッド2で印刷可能な範囲が、記録媒体Pの幅方向に繋がるように、あるいは端が重複するように配置されており、記録媒体Pの幅方向に隙間のない印刷が可能になっている。
 4つのヘッド群72は、記録媒体Pの搬送方向に沿って配置されている。各液体吐出ヘッド2には、図示しない液体タンクからインクが供給される。1つのヘッド群72に属する液体吐出ヘッド2には、同色のインクが供給されるようになっており、4つのヘッド群で4色のインクを印刷している。各ヘッド群72から吐出されるインクの色は、例えば、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、シアン(C)およびブラック(K)である。
 なお、プリンタ1に搭載される液体吐出ヘッド2の個数は、単色で、1つの液体吐出ヘッド2で印刷可能な範囲を印刷するのなら1つでもよい。ヘッド群72に含まれる液体吐出ヘッド2の個数、あるいはヘッド群72の個数は、印刷する対象や印刷条件により適宜変更できる。例えば、さらに多色の印刷をするためにヘッド群72の個数を増やしてもよい。また、同色で印刷するヘッド群72を複数配置して、搬送方向に交互に印刷することで、印刷速度、すなわち搬送速度を速くすることができる。また、同色で印刷するヘッド群72を複数準備して、搬送方向と交差する方向にずらして配置して、記録媒体Pの幅方向の解像度を高くしてもよい。
 さらに、色の付いたインクを印刷する以外に、記録媒体Pの表面処理をするために、コーティング剤などの液体を印刷してもよい。
 プリンタ1は、記録媒体Pに印刷を行なう。記録媒体Pは、搬送ローラ74aに巻き取られた状態になっており、2つの搬送ローラ74cの間を通った後、フレーム70に搭載されている液体吐出ヘッド2の下側を通る。その後2つの搬送ローラ74dの間を通り、最終的に搬送ローラ74bに回収される。
 記録媒体Pとしては、印刷用紙以外に、布などでもよい。また、プリンタ1を、記録媒体Pの代わりに搬送ベルトを搬送する形態にし、記録媒体Pは、ロール状のもの以外に、搬送ベルト上に置かれた、枚葉紙、裁断された布、木材、あるいはタイルなどであってもよい。さらに、液体吐出ヘッド2から導電性の粒子を含む液体を吐出するようにして、電子機器の配線パターンなどを印刷してもよい。またさらに、液体吐出ヘッド2から反応容器などに向けて所定量の液体の化学薬剤や、化学薬剤を含んだ液体を吐出させて、反応させるなどして、化学薬品を作製してもよい。
 また、プリンタ1に、位置センサ、速度センサ、温度センサなどを取り付け、制御部76が、各センサからの情報から分かるプリンタ1各部の状態に応じて、プリンタ1の各部を制御してもよい。特に、液体吐出ヘッド2から吐出される液体の吐出特性(吐出量や吐出速度など)が外部の影響を受けるようであれば、液体吐出ヘッド2の温度や液体タンクの液体の温度、液体タンクの液体が液体吐出ヘッド2に加えている圧力に応じて、液体吐出ヘッド2において液体を吐出させる駆動信号を変えるようにしてもよい。
 次に、図2~10を用いて第1の実施形態に係る液体吐出ヘッド2について説明する。なお、図5,6では図面を分かりやすくするために、他の部材の下方にあって破線で描くべき流路などを実線で描いている。また、図5(a)では、第2流路部材6の一部を透過して示しており、図5(b)では、第2流路部材6の全部を透過して示している。また、図9においては、従来の液体の流れを破線で示し、吐出ユニット15の液体の流れを実線で示し、第2個別流路14から供給された液体の流れを長破線で示している。
 なお、図面には、第1方向D1、第2方向D2、第3方向D3、第4方向D4、第5方向D5、および第6方向D6を図示している。第1方向D1は、第1共通流路20および第2共通流路24の延びる方向の一方側であり、第4方向D4は、第1共通流路20および第2共通流路24の延びる方向の他方側である。第2方向D2は、第1統合流路22および第2統合流路26の延びる方向の一方側であり、第5方向D5は、第1統合流路22および第2統合流路26の延びる方向の他方側である。第3方向D3は、第1統合流路22および第2統合流路26の延びる方向に直交する方向の一方側であり、第6方向D6は、第1統合流路22および第2統合流路26の延びる方向に直交する方向の他方側である。
 液体吐出ヘッド2においては、第1流路を第1個別流路12、第2流路を第1共通流路20、第3流路を第3個別流路16、第4流路を第2共通流路24、第5流路を第2個別流路14として説明する。
 図2,3に示すように、液体吐出ヘッド2は、ヘッド本体2aと、筐体50と、放熱板52と、配線基板54と、押圧部材56と、弾性部材58と、信号伝達部60と、ドライバIC62とを備えている。なお、液体吐出ヘッド2は、ヘッド本体2aを備えていればよく、筐体50、放熱板52、配線基板54、押圧部材56、弾性部材58、信号伝達部60、およびドライバIC62は必ずしも備えていなくてもよい。
 液体吐出ヘッド2は、ヘッド本体2aから信号伝達部60が引き出されており、信号伝達部60は、配線基板54に電気的に接続されている。信号伝達部60には、液体吐出ヘッド2の駆動を制御するドライバIC62が設けられている。ドライバIC62は、弾性部材58を介して押圧部材56により放熱板52に押圧されている。なお、配線基板54を支持する支持部材の図示は省略している。
 放熱板52は、金属あるいは合金により形成することができ、ドライバIC62の熱を外部に放熱するために設けられている。放熱板52は、螺子あるいは接着剤により筐体50に接合されている。
 筐体50は、ヘッド本体2aの上面に載置されており、筐体50と放熱板52とにより、液体吐出ヘッド2を構成する各部材を覆っている。筐体50は、第1開口50aと、第2開口50bと、第3開口50cと、断熱部50dとを備えている。第1開口50aは、第3方向D3および第6方向D6に対向するようにそれぞれ設けられており、第1開口50aに放熱板52が配置されることにより、第1開口50aは封止されている。第2開口50bは、下方に向けて開口しており、第2開口50bを介して配線基板54および押圧部材56が筐体50の内部に配置される。第3開口50cは、上方に向けて開口しており、配線基板54に設けられたコネクタ(不図示)が収容される。
 断熱部50dは、第2方向D2から第5方向D5に延びるように設けられており、放熱板52とヘッド本体2aとの間に配置されている。それにより、放熱板52に放熱された熱が、ヘッド本体2aに伝わる可能性を低減することができる。筐体50は、金属、合金、あるいは樹脂により形成することができる。
 図4(a)に示すように、ヘッド本体2aは、第2方向D2から第5方向D5に向けて長い平板形状をなしており、第1流路部材4と、第2流路部材6と、圧電アクチュエータ基板40とを有している。ヘッド本体2aは、第1流路部材4の上面に、圧電アクチュエータ基板40および第2流路部材6が設けられている。圧電アクチュエータ基板40は、図4(a)に示す破線の領域に載置される。圧電アクチュエータ基板40は、第1流路部材4に設けられた複数の加圧室10(図8参照)を加圧するために設けられており、複数の変位素子48(図8参照)を有している。
 第1流路部材4は、内部に複数の流路が形成されており、第2流路部材6から供給された液体を、下面に設けられた吐出孔8(図8参照)まで導いている。第1流路部材4は、上面が加圧室面4-1となっており、加圧室面4-1に開口20a,24a,28c,28dが形成されている。開口20aは、複数設けられており、第2方向D2から第5方向D5に沿って配列されている。開口20aは、加圧室面4-1の第3方向D3における端部に配置されている。開口24aは、複数設けられており、第2方向D2から第5方向D5に沿って配列されている。開口24aは、加圧室面4-1の第6方向D6における端部に配置されている。開口28cは、開口20aよりも第2方向D2における外側および第5方向D5における外側に設けられている。開口28dは、開口24aよりも第2方向D2における外側および第5方向D5における外側に設けられている。
 第2流路部材6は、内部に複数の流路が形成されており、液体タンクから供給された液体を第1流路部材4まで導いている。第2流路部材6は、第1流路部材4の加圧室面4-1の外周部上に設けられており、圧電アクチュエータ基板40の載置領域の外側にて、接着剤(不図示)を介して、第1流路部材4と接合されている。
 第2流路部材6は、図4,5に示すように、貫通孔6aと、開口6b,6c,6d,22a,26aとが形成されている。貫通孔6aは、第2方向D2から第5方向D5に延びるように形成されており、圧電アクチュエータ基板40の載置領域よりも外側に配置されている。貫通孔6aには、信号伝達部60が挿通している。
 開口6bは、第2流路部材6の上面に設けられており、第2流路部材の第2方向D2における端部に配置されている。開口6bは、液体タンクから第2流路部材6に液体を供給している。開口6cは、第2流路部材6の上面に設けられており、第2流路部材の第5方向D5における端部に配置されている。開口6cは、第2流路部材6から液体タンクに液体を回収している。開口6dは、第2流路部材6の下面に設けられており、開口6dにより形成された空間に圧電アクチュエータ基板40が配置されている。
 開口22aは、第2流路部材6の下面に設けられており、第2方向D2から第5方向D5に向けて延びるように設けられている。開口22aは、第2流路部材6の第3方向D3における端部に形成され、貫通孔6aよりも第3方向D3側に設けられている。
 開口22aは、開口6bと連通しており、開口22aが第1流路部材4により封止されることにより、第1統合流路22を形成している。第1統合流路22は、第2方向D2から第5方向D5に延びるように形成されており、第1流路部材4の開口20aおよび開口28cに液体を供給する。
 開口26aは、第2流路部材6の下面に設けられており、第2方向D2から第5方向D5に向けて延びるように設けられている。開口26aは、第2流路部材6の第6方向D6における端部に形成され、貫通孔6aよりも第6方向D6側に設けられている。
 開口26aは、開口6cと連通しており、開口26aが第1流路部材4により封止されることにより、第2統合流路26を形成している。第2統合流路26は、第2方向D2から第5方向D5に延びるように形成されており、第1流路部材4の開口24aおよび開口28dに液体を供給する。
 以上の構成により、液体タンクから開口6bに供給された液体は、第1統合流路22に供給され、開口22aを介して第1共通流路20に流れ込み第1流路部材4に液体が供給される。そして、第2共通流路24により回収された液体は、開口26aを介して第2統合流路26に流れ込み、開口6cを介して外部へ液体が回収される。なお、第2流路部材6は、必ずしも設けなくてもよい。
 図5~8に示すように、第1流路部材4は、複数のプレート4a~4mが積層されて形成されており、積層方向に断面を見たときに、上側に設けられた加圧室面4-1と、下側に設けられた吐出孔面4-2を有している。加圧室面4-1上には、圧電アクチュエータ基板40が裁置されており、吐出孔面4-2に開口した吐出孔8から、液体が吐出される。複数のプレート4a~4mは、金属、合金、あるいは樹脂により形成することができる。なお、第1流路部材4は、複数のプレート4a~4mを積層せずに、樹脂により一体形成してもよい。
 第1流路部材4は、複数の第1共通流路20と、複数の第2共通流路24と、複数の端部流路28と、複数の個別ユニット15と、複数のダミー個別ユニット17とが形成されている。
 第1共通流路20は、第1方向D1から第4方向D4に延びるように設けられており、開口20aと連通するように形成されている。また、第1共通流路20は、第2方向D2から第5方向D5に複数配列されている。
 第2共通流路24は、第4方向D4から第1方向D1に延びるように設けられており、開口24aと連通するように形成されている。また、第2共通流路24は、第2方向D2から第5方向D5に複数配列されており、隣り合う第1共通流路20同士の間に配置されている。そのため、第1共通流路20および第2共通流路24は、第2方向D2から第5方向D5に向けて、交互に配置されている。
 端部流路28は、第1流路部材4の第2方向D2の端部、および第5方向D5の端部に形成されている。端部流路28は、幅広部28aと、狭窄部28bと、開口28c,28dとを有している。開口28cから供給された液体は、幅広部28a、狭窄部28b、幅広部28aおよび開口28dをこの順に流れることにより、端部流路28を流れることとなる。それにより、端部流路28に液体が存在するとともに、端部流路28を液体が流れることとなり、端部流路28の周囲に位置する第1流路部材4の温度が液体により均一化される。それゆえ、第1流路部材4は、第2方向D2の端部および第5方向D5の端部から放熱される可能性が低減することとなる。
 図6,7を用いて、吐出ユニット15について説明する。吐出ユニット15は、吐出孔8と、加圧室10と、第1個別流路(第1流路)12と、第2個別流路(第5流路)14と、第3個別流路(第3流路)16とを有している。なお、液体吐出ヘッド2では、第1個別流路12および第2個別流路14から加圧室10へ液体を供給し、第3個別流路16が加圧室10から液体を回収している。なお、詳細は後述するが、第3個別流路16の流路抵抗は、第1個別流路12および第2個別流路14の流路抵抗よりも低くなっている。
 吐出ユニット15は、隣り合う第1共通流路(第2流路)20と第2共通流路(第4流路)24との間に設けられており、第1流路部材4の平面方向にマトリクス状に形成されている。吐出ユニット15は、吐出ユニット列15aと、吐出ユニット行15bとを有している。吐出ユニット列15aは、第1方向D1から第4方向D4に向けて配列されている。吐出ユニット行15bは、第2方向D2から第5方向D5に向けて配列されている。
 加圧室10は、加圧室列10cと、加圧室行10dとを有している。また、吐出孔8は、吐出孔列9aと、吐出孔行9bとを有している。吐出孔列9aおよび加圧室列10cも同様に、第1方向D1から第4方向D4に向けて配列されている。また、吐出孔行9bおよび加圧室行10dも同様に、第2方向D2から第5方向D5に向けて配列されている。
 第1方向D1および第4方向D4と、第2方向D2および第5方向D5とが成す角度は直角からずれている。このため、第1方向D1に沿って配置されている吐出孔列9aに属する吐出孔8同士は、その直角からのずれの分、第2方向D2にずれて配置される。そして、吐出孔列9aが第2方向D2に並んで配置されるので、異なる吐出孔列9aに属する吐出孔8は、その分、第2方向D2にずれて配置される。これらが合わさって、第1流路部材4の吐出孔8は、第2方向D2に一定間隔で並んで配置されている。これにより、吐出した液体により形成される画素で所定の範囲を埋めるように印刷ができる。
 図6において、吐出孔8を第3方向D3および第6方向D6に投影すると、仮想直線Rの範囲に32個の吐出孔8が投影され、仮想直線R内で各吐出孔8は360dpiの間隔に並ぶ。これにより、仮想直線Rに直交する方向に記録媒体Pを搬送して印刷すれば、360dpiの解像度で印刷できる。
 ダミー吐出ユニット17は、最も第2方向D2側に位置する第1共通流路20と、最も第2方向D2側に位置する第2共通流路24との間に設けられている。また、ダミー吐出ユニット17は、最も第5方向D5側に位置する第1共通流路20と、最も第5方向D5側に位置する第2共通流路24との間にも設けられている。ダミー吐出ユニット17は、最も第2方向D2または第5方向D5側に位置する吐出ユニット列15aの吐出を安定するために設けられている。
 加圧室10は、図7,8に示すように、加圧室本体10aと部分流路10bとを有している。加圧室本体10aは、平面視して、円形状をなしており、加圧室本体10aの中心から下方に向けて部分流路10bが延びている。加圧室本体10aは、加圧室本体10a上に設けられた変位素子48から圧力を受けることにより、部分流路10b中の液体に圧力を加えるように構成されている。
 加圧室本体10aは、略円板形状であり、平面形状は円形状をなしている。平面形状が円形状であることにより、変位量、および変位により生じる加圧室10の体積変化を大きくすることができる。部分流路10bは、直径が加圧室本体10aより小さい略円柱形状であり、平面形状は円形状である。また、部分流路10bは、加圧室面4-1から見たときに、加圧室本体10a内に収納されている。
 なお、部分流路10bは、吐出孔8側に向かって断面積の小さくなる円錐形状あるいは台形円錐形状であってもよい。それにより、第1共通流路20および第2共通流路24の幅を大きくでき、上述の圧力損失の差を小さくできる。
 加圧室10は、第1共通流路20の両側に沿って配置されており、片側1列ずつ、合計2列の加圧室列10cを構成している。第1共通流路20とその両側に並んでいる加圧室10とは、第1個別流路12および第2個別流路14を介して接続されている。
 また、加圧室10は、第2共通流路24の両側に沿って配置されており、片側1列ずつ、合計2列の加圧室列10cを構成している。第2共通流路24とその両側に並んでいる加圧室10とは、第3個別流路16を介して接続されている。
 図7を用いて、第1個別流路12、第2個別流路14および第3個別流路16について説明する。
 第1個別流路12は、第1共通流路20と加圧室本体10aとを接続している。第1個別流路12は、第1共通流路20の上面から上方へ向けて延びた後、第5方向D5に向けて延び、第4方向D4に向けて延びた後、再び上方へ向けて延びて加圧室本体10aの下面に接続されている。
 第2個別流路14は、第1共通流路20と部分流路10bとを接続している。第2個別流路14は、第1共通流路20の下面から第5方向D5へ向けて延び、第1方向D1に向けて延びた後、部分流路10bの側面に接続されている。
 第3個別流路16は、第2共通流路24と部分流路10bとを接続している。第3個別流路16は、第2共通流路24の側面から第2方向D2に向けて延び、第4方向D4に向けて延びた後、部分流路10bの側面に接続されている。
 そして、第3個別流路16の流路抵抗は、第1個別流路12および第2個別流路14の流路抵抗よりも小さく構成されている。第3個別流路16の流路抵抗を、第1個別流路12および第2個別流路14よりも低くするには、例えば、第3個別流路16が形成されるプレート4fの厚みを、第1個別流路12が形成されるプレート4cの厚みおよび第2個別流路14が形成されるプレート4lの厚みよりも厚くすればよい。また、平面視して、第3個別流路16の幅を、第1個別流路12の幅および第2個別流路14の幅よりも広くすればよい。また、平面視して、第3個別流路16の長さを、第1個別流路12の長さおよび第2個別流路14の長さよりも短くすればよい。
 以上のような構成により、第1流路部材4では、開口20aを介して第1共通流路20に供給された液体は、第1個別流路12および第2個別流路14を介して加圧室10に流れ込み、一部の液体は吐出孔8から吐出される。そして、残りの液体は、加圧室10から、第3個別流路16を介して第2共通流路24に流れ込み、開口24aを介して、第1流路部材4から第2流路部材6に排出される。
 図8を用いて圧電アクチュエータ基板40について説明する。第1流路部材4の上面には、変位素子48を含む圧電アクチュエータ基板40が接合されており、各変位素子48が加圧室10上に位置するように配置されている。圧電アクチュエータ基板40は、加圧室10によって形成された加圧室群と略同一の形状の領域を占有している。また、各加圧室10の開口は、第1流路部材4の加圧室面4-1に圧電アクチュエータ基板40が接合されることで閉塞される。
 圧電アクチュエータ基板40は、圧電体である2枚の圧電セラミック層40a、40bからなる積層構造を有している。これらの圧電セラミック層40a、40bはそれぞれ20μm程度の厚さを有している。圧電セラミック層40a、40bのいずれの層も複数の加圧室10を跨ぐように延在している。
 これらの圧電セラミック層40a、40bは、例えば、強誘電性を有する、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)系、NaNbO系、BaTiO系、(BiNa)NbO系、BiNaNb15系などのセラミックス材料からなる。なお、圧電セラミック層40bは、振動板として働いており、必ずしも圧電体である必要はなく、代わりに、圧電体でない他のセラミック層や金属板を用いてもよい。
 圧電アクチュエータ基板40には、共通電極42と、個別電極44と、接続電極46とが形成されている。共通電極42は、圧電セラミック層40aと圧電セラミック層40bとの間の領域に面方向の略全面にわたって形成されている。そして、個別電極44は、圧電アクチュエータ基板40の上面における加圧室10と対向する位置に配置されている。
 圧電セラミック層40aの個別電極44と共通電極42とに挟まれている部分は、厚さ方向に分極されており、個別電極44に電圧を印加すると変位する、ユニモルフ構造の変位素子48となっている。そのため、圧電アクチュエータ基板40は、複数の変位素子48を有している。
 共通電極42は、Ag-Pd系などの金属材料により形成することができ、共通電極42の厚さは2μm程度とすることができる。共通電極42は、圧電セラミック層40a上に共通電極用表面電極(不図示)を有しており、共通電極用表面電極が、圧電セラミック層40aを貫通して形成されたビアホールを介して共通電極42と繋がっており、接地され、グランド電位に保持されている。
 個別電極44は、Au系などの金属材料により形成されており、個別電極本体44aと、引出電極44bとを有している。図7(c)に示すように、個別電極本体44aは、平面視して、略円形状に形成されており、加圧室本体10aよりも小さく形成されている。引出電極44bは、個別電極本体44aから引き出されており、引き出された引出電極44b上に接続電極46が形成されている。
 接続電極46は、例えばガラスフリットを含む銀-パラジウムからなり、厚さが15μm程度で凸状に形成されている。接続電極46は、信号伝達部60に設けられた電極と電気的に接合されている。
 液体吐出ヘッド2は、制御部76の制御により、ドライバIC62などを介して、個別電極44に供給される駆動信号に従って、変位素子48を変位させる。駆動方法としては、いわゆる引き打ち駆動を用いることができる。
 図8を用いて、ダンパ30について詳細に説明する。
 第1流路部材4の第2共通流路24にダンパ30が形成されており、ダンパ30を介して、第2共通流路24と面した空間32が配置されている。ダンパ30は、第1ダンパ30aと、第2ダンパ30bとを有している。空間32は、第1空間32aと、第2空間32bとを有している。第1空間32aは、第1ダンパ30aを介して液体が流れる第2共通流路24の上方に設けられている。第2空間32bは、第1ダンパ30bを介して液体が流れる第2共通流路24の下方に設けられている。
 第1ダンパ30aは、第2共通流路24の上方の略全域に形成されている。そのため、平面視すると、第1ダンパ30aは、第2共通流路24と同形状をなしている。また、第1空間32aは、第1ダンパ30aの上方の略全域に形成されている。そのため、平面視すると、第1空間32aは、第2共通流路24と同形状をなしている。
 第2ダンパ30bは、第2共通流路24の下方の略全域に形成されている。そのため、平面視すると、第2ダンパ30bは、第2共通流路24と同形状をなしている。また、第2空間32bは、第2ダンパ30bの下方の略全域に形成されている。そのため、平面視すると、第2空間32bは、第2共通流路24と同形状をなしている。
 第1ダンパ30aおよび第1空間32aは、プレート4d,4eにハーフエッチングにより溝を形成し、溝同士が対向するように接合することにより形成することができる。この際、プレート4eのハーフエッチングにより残った残部が、第1ダンパ30aとなる。第2ダンパ30bおよび第2空間32bも同様に、プレート4k,4lにハーフエッチングにより溝を形成することで作製することができる。
 液体吐出ヘッド2は、加圧室10が加圧されると、加圧室本体10aから吐出孔8まで圧力波が伝わることにより、吐出孔8から液体を吐出している。その際、加圧室本体10aに生じた圧力波の一部が、加圧室本体10aと吐出孔8との間に位置する第2個別流路14に伝わってしまい、第1共通流路20に圧力伝幡するおそれがある。同様に、加圧室本体10aに生じた圧力波の一部は、加圧室本体10aと吐出孔8との間に位置する第3個別流路16に伝わってしまい、第2共通流路24に圧力伝幡するおそれがある。
 第1共通流路20および第2共通流路24に圧力伝幡が生じると、他の吐出ユニット15に接続された第2個別流路14および第3個別流路16を介して、他の吐出ユニット15の加圧室10に圧力伝幡が生じるおそれがある。それにより、流体クロストークが生じるおそれがある。
 これに対して、液体吐出ヘッド2は、第3個別流路16の流路抵抗が、第2個別流路14の流路抵抗よりも低い構成を有している。それゆえ、加圧室本体10aに生じた圧力波の一部は、第2個別流路14よりも流路抵抗の低い第3個別流路16を通じて、第2共通流路24に圧力伝幡しやすくなっている。それにより、液体吐出ヘッド2は、第2共通流路24に圧力伝幡しやすく、第1共通流路20に圧力伝幡しにくい構成となっている。
 そして、第2共通流路24にダンパ30が形成されていることにより、第2共通流路24の内部で圧力を減衰させることができる。その結果、第2共通流路24から、他の第3個別流路16に圧力が伝幡することを抑えることができ、流体クロストークを低減することができる。
 第3個別流路16の流路抵抗は、例えば、第2個別流路14の流路抵抗の15~30倍とすることができる。それにより、第2個別流路14への圧力伝幡を低減することができる。また、第3個別流路16の流路抵抗は、例えば、第1個別流路12の流路抵抗の15~30倍とすることができる。それにより、第1個別流路12への圧力伝幡を低減することができる。
 また、圧力波の一部は、加圧室本体10aから第1個別流路1を伝わってしまい、第1共通流路20に圧力伝幡するおそれがある。それにより、加圧室本体10aに所望の圧力が加圧されず、液体の吐出量が不足するおそれがある。
 これに対して、液体吐出ヘッド2は、第3個別流路16の流路抵抗が、第1個別流路12および第2個別流路14の流路抵抗よりも低い構成を有している。そのため、加圧室本体10aに生じた圧力波の一部が、第1個別流路12および第2個別流路14に圧力伝幡しにくい構成となる。その結果、加圧室本体10aに加えられた圧力波は、吐出孔8に向けて圧力伝幡することとなり、液体の吐出量が不足しにくくなる。
 さらに、第1流路部材4は、第2共通流路24の上方に第1ダンパ30aが設けられ、第2共通流路24の下方に第2ダンパ30bが設けられている。すなわち、第2共通流路24を構成する上面に第1ダンパ30aが形成されており、第2共通流路24を構成する下面に第2ダンパ30bが形成されている。
 それにより、第1ダンパ30aおよび第2ダンパ30bが変形することにより、第2共通流路24の内部の圧力の変動を吸収することができ、第2共通流路24の内部で圧力を減衰させることができる。その結果、第2共通流路24から第3個別流路16に圧力が逆流することを抑えることができ、流体クロストークを低減することができる。
 なお、ダンパ30は、必ずしも第1ダンパ30aおよび第2ダンパ30bを有さなくてもよい。第1ダンパ30aのみ有していてもよく、第2ダンパ30bのみ有していてもよい。
 また、平面視したときに、第3個別流路16が、第2共通流路24の第2方向D2における側面に接続されている。言い換えると、第3個別流路16が、第2共通流路24の第2方向D2における側面から、第2方向D2に引き出された後、第4方向D4に引き出され、部分流路10bの第1方向D1における側面に接続されている。
 それゆえ、第3個別流路16を平面方向、言い換えるとプレート4fの広がる方向に引き出すことができ、第2共通流路24の上方および下方に空間32を設けるスペースを確保することができる。その結果、第2共通流路24の上面に第1ダンパ30aを設けることができるとともに、第2共通流路24の下面に第2ダンパ30bを設けることができ、第2共通流路24にて圧力を効率的に減衰させることができる。
 また、第3個別流路16が、第2共通流路24の側面のうち加圧室本体10a側に接続されている。そのため、吐出孔8から部分流路10bの内部に気泡が侵入した場合においても、気泡の浮力を利用して第3個別流路16に気泡を排出することができる。それにより、部分流路10bの内部に気泡が滞留することにより、液体への圧力伝幡に影響を与えることを低減することができる。
 なお、第2共通流路24の側面のうち加圧室本体10a側とは、第2共通流路24の側面のうち、プレート4a~4mの積層方向の中央よりも上方に位置する部分を意味している。
 また、第3個別流路16の上面と、第2共通流路24の上面とが面一であることが好ましい。それにより、部分流路10bから排出された気泡は、第3個別流路16の上面、および第2共通流路24の上面に沿って流れることとなり、さらに容易に外部に排出することができる。
 また、図6に示すように、平面視して、加圧室10は、第1共通流路20と第2共通流路24との間に配置されており、加圧室10の一部が、第2共通流路24上に配置されている。そのため、平面視したときに、加圧室10の一部が、第1ダンパ30a上に設けられることとなり、第1ダンパ30a上に変位素子48(図8参照)が配置されることになる。
 その結果、変位素子48の駆動に伴って発生した振動が、第2共通流路24に伝幡しにくくすることができる。すなわち、変位素子48の振動が、第1ダンパ30aによって低減されることとなり、第2共通流路24に伝幡しにくくすることができる。
 図9を用いて吐出ユニット15を流れる液体の流れについて詳細に説明する。なお、図9では、実際の液体の流れを実線で示し、従来の液体の流れを破線で示し、第2個別流路14から供給された液体の流れを長破線で示している。
 吐出ユニット15は、第1個別流路12および第2個別流路14から液体が供給され、吐出されなかった液体が第3個別流路16により回収されている。
 第1個別流路12から供給された液体は、加圧室本体10aを通って部分流路10bを下方に向けて流れ、一部が吐出孔8から吐出される。吐出孔8から吐出されなかった液体は、第3個別流路16を介して、吐出ユニット15の外部に回収される。
 第2個別流路14から供給された液体は、一部が吐出孔8から吐出される。吐出孔8から吐出されなかった液体は、部分流路10b内を上方へ向けて流れ、第3個別流路16を介して、吐出ユニット15の外部に回収される。
 ここで、第1個別流路12から供給された液体は、加圧室本体10a、および部分流路10bを流れて吐出孔8から吐出される。第2個別流路14が接続されていない場合、液体の流れは破線で示すように、加圧室本体10aの中央部から吐出孔8に向けて一様に流れることとなる。
 このような流れが生じると、部分流路10bのうち、第2個別流路14の出口と反対側に位置する領域80付近は液体が流れにくい構成となり、例えば、領域80付近の液体が滞留するおそれがある。
 これに対して、第1流路部材4は、加圧室本体10aに接続された第1個別流路12と、部分流路10bの下側に接続され、部分流路10bの吐出孔8側に液体を供給する第2個別流路14とを備えている。
 そのため、加圧室本体10aから吐出孔8へ供給される液体の流れに対して、第2個別流路14から部分流路10bへ供給された液体の流れを衝突させることができる。それにより、加圧室本体10aから吐出孔8へ供給される液体の流れが、一様に流れることを抑制することができ、部分流路10b内における液体の滞留を低減することができる。
 すなわち、加圧室本体10aから吐出孔8へ供給される液体の流れにより生じた液体の滞留点の位置が、加圧室本体10aから吐出孔8へ供給される液体の流れとの衝突により移動することになり、部分流路10b内における液体の滞留を低減することができる。
 図10を用いて、第3個別流路16を形成するプレート4fについて説明する。プレート4fは、加圧室面4―1(図8参照)側の第1面4f-1と、吐出孔面4-2(図8参照)側の第2面4f-2とを有している。また、プレート4fは、第3個別流路16を形成する第1孔4f1と、第2共通流路24を形成する第2孔4f2と、第1共通流路20を形成する第3孔4f3と、第1孔4f1および第2孔4f2の間に位置する隔壁5aとを複数有している。第1孔4f1は、第2孔4f2の両側に配置されている。
 隔壁5aは、第1孔4f1と第2孔4f2とを区切るために吐出ユニット15ごとに設けられている。プレート4fは、第2共通流路24を挟んで対向する隔壁5a同士を接続する接続部5bを有している。
 第1孔4f1は、プレート4fを貫通しており、部分流路10bと第3個別流路16とを形成している。そのため、第1孔4f1は、プレート4fにマトリクス状に形成されている。第2孔4f2は、プレート4fを貫通しており、第2共通流路24を形成している。第3孔4f3は、プレート4fを貫通しており、第1共通流路20を形成している。
 プレート4fは、第2孔4f2を介して対向する隔壁5a同士を接続する接続部5bを有している。そのため、隔壁5aの剛性を高めることができ、隔壁5aに変形が生じにくくなる。その結果、第1孔4f1の形状を安定させることができ、各吐出ユニット15の第3個別流路16の形状のばらつきを低減することができる。それゆえ、各吐出ユニット15の吐出ばらつきを低減することができる。
 また、接続部5bの厚みが、プレート4fの厚みよりも薄くなっている。それにより、第2共通流路24の体積が小さくなることを抑制することができる。その結果、第2共通流路24の流路抵抗が小さくなることを抑制することができる。なお、接続部5bは、第1面4f-1からハーフエッチングを行うことにより形成することができる。
 <第2の実施形態>
 図11,12を用いて、第2の実施形態に係る液体吐出ヘッド102について説明する。液体吐出ヘッド102は、吐出ユニット115、第1共通流路120、第2共通流路124、ダンパ130、および空間132の構成が、液体吐出ヘッド2と異なっている。なお、同一の部材については同一の符号を付し、以下同様とする。また、図11において、液体の流れを実線で示しており、図12において、第1ダンパ130a(図12参照)および第1空間122a(図12参照)の図示を省略している。
 吐出ユニット115は、加圧室110と、吐出孔8と、第1個別流路12と、第2個別流路114と、第3個別流路16とを有している。加圧室110は、加圧室本体10aと、部分流路110bとを有している。
 部分流路110bは、幅広部110b1と、幅狭部110b2とを有している。幅狭部110b2は、幅広部110b1よりも吐出孔8側に設けられている。断面視して、幅狭部110b2は、幅広部110b1よりも幅が小さくなっている。言い換えると、幅狭部110b2の厚み方向に直交する断面積が、幅広部110b1の厚み方向に直交する断面積よりも小さくなっている。幅狭部110b2の径は、幅広部110b1の径の35~75%とすることができる。
 第2共通流路124は、第1部位124aと第2部位124bとを有しており、第2部位124bは、第1部位124aよりも吐出孔8側に設けられている。第2部位124bは、断面視して、第1部位124aよりも幅が広く形成されている。第2部位124bの幅は、第1部位124aの幅の1.1~1.5倍とすることができる。
 第1共通流路120は、第3部位120aと第4部位120bとを有しており、第4部位120bは、第3部位120aよりも吐出孔8側に設けられている。第4部位120bは、断面視して、第3部位120aよりも幅が広く形成されている。第4部位120bの幅は、第3部位120aの幅の1.1~1.5倍とすることができる。
 また、第1共通流路120は、突出部134が第4部位120bに形成されている。突出部134は、第4部位120bから第2方向D2または第5方向D5に突出するように形成されている。突出部134の下方には、第2個別流路114が接続されている。突出部134の突出長さは、0.1~0.5mmとすることができる。
 ダンパ130は、第1ダンパ130aと、第2ダンパ130bと、第3ダンパ130cとを有している。空間132は、第1空間32aと、第2空間132bと、第3空間132cとを有している。第1ダンパ130aおよび第2ダンパ130bは、液体の流れる第2共通流路124に面するように設けられており、第3ダンパ130cは、液体の流れる第1共通流路120に面するように設けられている。
 図12に示すように、第2ダンパ130bは、第2共通流路124の第2部位124bに面するように設けられており、断面視して、第2部位124bと略同じ面積を有している。また、図示していないが、第1ダンパ130aは、第2共通流路124の第1部位124aに面するように設けられており、断面視して、第1部位124aと略同じ面積を有している。
 断面視して、第2ダンパ130bの幅が、第1ダンパ130aの幅よりも大きくなっている。それにより、第2ダンパ130bの断面積を大きくすることができ、第2共通流路124に侵入した圧力波を効率よく減衰することができる。
 部分流路110bが、幅広部110b1と幅狭部110b2とを備えており、幅広部110b1の下方に位置する空間に、第2共通流路124の第2部位124bと、第1共通流路120の第4部位120bとが配置されている。それにより、第1共通流路120の第4部位120bおよび第2共通流路124の第2部位124bの容積を大きくすることができ、第1共通流路120および第2共通流路124の流路抵抗を小さくすることができる。
 第1共通流路120に第3ダンパ130cが設けられている。それにより、第1共通流路120に侵入した圧力波を効率よく減衰することができる。
 第1共通流路120の第4部位120bに突出部134が形成されている。そして、突出部134の下方には第2個別流路114が接続されており、第2個別流路114は、部分流路110bの幅狭部110b2に接続されている。そのため、第1共通流路120の下方に第3ダンパ130cを形成しつつ、第1共通流路120と吐出ユニット115とを接続することができる。
 つまり、突出部134が、第3ダンパ130cが設けられていない領域まで突出していることから、第3ダンパ130cを避けて突出部134の下面から第2個別流路114を引き出すことができる。その結果、第1共通流路120に面積の大きな第3ダンパ130cを形成するとともに、第1共通流路120と吐出ユニット115とを接続することができる。
 また、断面視して、第3ダンパ130cの幅が、第3部位120aの幅よりも広く、第4部位120bの幅よりも小さくなっている。そのため、第1共通流路120の内部に伝幡された圧力波を減衰させることができるとともに、第4部位120bの下方に第2個別流路114を引き出すことができる。
 なお、断面視したときの第3部位120aの幅とは、第1方向D1および第4方向D4に直交する方向に断面を切ったときの第3部位120aの長さを示している。第3ダンパ130cの幅も同様である。また、断面視したときの第4部位120bの幅とは、第1方向D1および第4方向D4に直交する方向に断面を切ったときの第4部位120bの長さを示しており、突出部134を除く第4部位120bの幅である。
 なお、第3ダンパ130cは、第1共通流路120の上方に設けてもよく、第1共通流路120の上方および下方に設けてもよい。
 <第3の実施形態>
 図13を用いて第3の実施形態に係る液体吐出ヘッド202について説明する。
 液体吐出ヘッド202は、第1共通流路20と、第2共通流路24と、吐出ユニット215とを有している。吐出ユニット215は、吐出孔8と、加圧室210と、第1個別流路212と、第2個別流路214とを有している。
 第1個別流路212は、第1共通流路20と加圧室210とを接続している。第2個別流路214は、第2共通流路24と加圧室210とを接続している。第2個別流路214との流路抵抗は、第1個別流路212の流路抵抗よりも小さくなっている。
 第2共通流路24の上方には、ダンパ230を介して空間232が設けられている。すなわち、液体の流れる第2共通流路24の上面にダンパ230が設けられている。
 液体吐出ヘッド202は、第2個別流路214との流路抵抗が、第1個別流路212の流路抵抗よりも低い構成を有している。それゆえ、加圧室210に生じた圧力波の一部は、第1個別流路212よりも流路抵抗の低い第2個別流路214を通じて、第2共通流路24に圧力伝幡しやすくなっている。それにより、液体吐出ヘッド2は、第2共通流路24に圧力伝幡しやすく、第1共通流路20に圧力伝幡しにくい構成となっている。
 そして、第2共通流路24にダンパ230が形成されていることにより、第2共通流路24の内部で圧力を減衰させることができる。その結果、第2共通流路24から第2個別流路214に圧力が逆流することを抑えることができ、流体クロストークを低減することができる。
 以上、第1~3の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
 例えば、加圧部として、加圧室10を圧電アクチュエータの圧電変形によりを加圧する例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、加圧室10ごとに発熱部を設け、発熱部の熱により加圧室10の内部の液体を加熱し、液体の熱膨張により加圧する加圧部としてもよい。
 また、液体吐出ヘッド2では、第1個別流路12および第2個別流路14から液体を加圧室10に供給し、第3個別流路16により液体を回収する構成を示したが、これに限定されるものではない。例えば、第2個別流路14および第3個別流路16から液体を加圧室10に供給し、第1個別流路12により液体を回収する構成としてもよい。
 すなわち、第2個別流路14および第3個別流路16から液体を部分流路10bに供給し、供給された液体は、部分流路10bを上方に向けて流れて加圧室本体10aに供給し、加圧室本体10aに供給された液体は、第1個別流路12により回収されるような構成であってもよい。
 1・・・カラーインクジェットプリンタ
 2,102,202・・・液体吐出ヘッド
 4・・・第1流路部材
  4a~4m・・・プレート(第1プレート)
 6・・・第2流路部材
 8・・・吐出孔
 10,110,210・・・加圧室
  10a・・・加圧室本体
  10b、110b・・・部分流路
 12,212・・・第1個別流路(第1流路)
 14,114,214・・・第2個別流路(第5流路)
 15,115,215・・・吐出ユニット
 16,116・・・第3個別流路(第3流路)
 20,120,220・・・第1共通流路(第2流路)
 22・・・第1統合流路
 24,124,224・・・第2共通流路(第4流路)
 26・・・第2統合流路
 30,130,230・・・ダンパ
  30a,130a,・・・第1ダンパ
  30b,130b,・・・第2ダンパ
      130c・・・第3ダンパ
 32,132,232・・・空間
  32a,132a,・・・第1空間
  32b,132b,・・・第2空間
 40・・・圧電アクチュエータ基板
 48・・・変位素子(加圧部)
 50・・・筐体
 74a,74b,74c,74d・・・搬送ローラ
 76・・・制御部
 P・・・記録媒体
 D1・・・第1方向
 D2・・・第2方向
 D3・・・第3方向
 D4・・・第4方向
 D5・・・第5方向
 D6・・・第6方向
 
 
 
 
 

Claims (13)

  1.  複数の吐出孔、
     複数の前記吐出孔にそれぞれ接続された複数の加圧室、
     複数の前記加圧室にそれぞれ接続された複数の第1流路、
     複数の前記第1流路が接続された共通の第2流路、
     複数の前記加圧室にそれぞれ接続された複数の第3流路、および
     複数の前記第3流路が接続された共通の第4流路、を備える流路部材と、
     複数の前記加圧室内の液体をそれぞれ加圧する複数の加圧部とを備え、
     前記第3流路の流路抵抗は、前記第1流路の流路抵抗よりも低く、かつ
     前記第4流路にダンパが形成されている、液体吐出ヘッド。
  2.  前記流路部材は、プレートを複数積層して構成されており、
     積層方向の断面を見たときに、前記第4流路の上方に第1ダンパが設けられ、前記第4流路の下方に第2ダンパが設けられている、請求項1に記載の液体吐出ヘッド。
  3.  平面視したときに、前記第3流路が、前記第4流路の側面に接続されている、請求項2に記載の液体吐出ヘッド。
  4.  前記第3流路が、前記第4流路の前記加圧部側に接続されている、請求項3に記載の液体吐出ヘッド。
  5.  積層方向の断面を見たときに、前記第3流路の上面が、前記第4流路の上面と面一に形成されている、請求項4に記載の液体吐出ヘッド。
  6.  前記流路部材は、前記プレートのうちの一枚である第1プレートが、前記第3流路を形成する第1孔と、前記第4流路を形成する第2孔と、前記第1孔および前記第2孔の間に位置する隔壁とを複数有しており、
     前記第1孔は、前記第2孔の両側に配置されており、
     前記第1プレートは、前記第2孔を介して対向する前記隔壁同士を接続する接続部を有する、請求項5に記載の液体吐出ヘッド。
  7.  前記接続部の厚みが、前記第1プレートの厚みよりも薄い、請求項6に記載の液体吐出ヘッド。
  8.  積層方向の断面を見たときに、前記第4流路が、第1部位と、前記第1部位よりも前記吐出孔側に位置する第2部位とを備え、前記第2部位の幅が、前記第1部位の幅よりも大きく、
     第1ダンパが第1部位に面して配置され、第2ダンパが第2部位に面して配置されており、
     前記第2ダンパの幅が、前記第1ダンパの幅よりも大きい、請求項2~7のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
  9.  前記流路部材は、前記第2流路に第3ダンパが形成されている、請求項2~7のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
  10.  積層方向の断面を見たときに、前記第2流路が、第3部位と、前記第3部位よりも前記吐出孔側に位置する第4部位とを備え、前記第4部位の幅が、前記第3部位の幅よりも大きく、
     第3ダンパが第4部位に面して配置されており、
     前記第3ダンパの幅が、前記第3部位の幅よりも広く、前記第4部位の幅よりも小さい、請求項9に記載の液体吐出ヘッド。
  11.  平面視したときに、前記加圧部の一部が、前記第1ダンパ上に設けられている、請求項2~10のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
  12.  複数の吐出孔、
     複数の前記吐出孔にそれぞれ接続された複数の加圧室、
     複数の前記加圧室にそれぞれ接続された複数の第1流路、
     複数の前記第1流路が接続された共通の第2流路、
     複数の前記加圧室にそれぞれ接続された複数の第3流路、
     複数の前記第3流路が接続された共通の第4流路、および
     複数の前記加圧室にそれぞれ接続された複数の第5流路、を備える流路部材と、
     複数の前記加圧室内の液体をそれぞれ加圧する複数の加圧部とを備え、
     前記第5流路が前記第2流路に共通して接続されており、
     前記第3流路の流路抵抗は、前記第1流路の流路抵抗および前記第5流路の流路抵抗よりも低く、かつ
     前記流路部材は、前記第4流路にダンパが形成されている、液体吐出ヘッド。
  13.  請求項1~12のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドと、
     記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、
     前記液体吐出ヘッドを制御する制御部とを備えていることを特徴とする記録装置。
     
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