WO2021020448A1 - 液体吐出ヘッド、およびそれを用いた記録装置 - Google Patents

液体吐出ヘッド、およびそれを用いた記録装置 Download PDF

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WO2021020448A1
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WO
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convex portion
hole
liquid discharge
discharge head
flow path
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PCT/JP2020/029071
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English (en)
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Inventor
祐司 水谷
Original Assignee
京セラ株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads

Definitions

  • an inkjet printer or an inkjet plotter using an inkjet recording method is known.
  • Such an inkjet printing apparatus is equipped with a liquid ejection head for ejecting a liquid.
  • the liquid discharge head is configured such that a flexible wiring board connected to the pressurizing portion inserts a through hole of the second flow path member (see, for example, Patent Document 1).
  • the liquid discharge head of the present disclosure includes a first flow path member, a second flow path member, a pressurizing unit, a drive IC, and a flexible wiring board.
  • the first flow path member has a discharge hole and a pressurizing chamber connected to the discharge hole.
  • the second flow path member supplies the liquid to the first flow path member.
  • the pressurizing section pressurizes the pressurizing chamber.
  • the drive IC controls the discharge of the discharge holes.
  • the flexible wiring board electrically connects the drive IC and the pressurizing unit.
  • the second flow path member has a through hole.
  • the flexible wiring board has a through hole inserted through it.
  • the through hole has a first convex portion on the inner wall.
  • the recording device of the present disclosure includes the liquid discharge head described above, a transport unit, and a control unit.
  • the transport unit transports the recording medium to the liquid discharge head.
  • the control unit controls the driver IC of the liquid discharge head.
  • FIG. 2 It is a schematic block diagram of the color inkjet printer which is the recording apparatus which concerns on 1st Embodiment. It is a perspective view which shows the outline of the liquid discharge head which concerns on 1st Embodiment. It is a top view which shows the liquid discharge head of FIG. 2 enlarged. It is an enlarged view of the region surrounded by the alternate long and short dash line of FIG. It is sectional drawing along the VV line of FIG. It is sectional drawing which shows the insertion state of a flexible wiring board. It is sectional drawing which shows the insertion state of the flexible wiring board of the liquid discharge head which concerns on 2nd Embodiment. It is an enlarged sectional view of the broken line part shown in FIG. It is an enlarged sectional view in the vicinity of the through hole of the liquid discharge head which concerns on 3rd Embodiment.
  • the liquid discharge head of the present disclosure provides a liquid discharge head in which wiring defects are less likely to occur in the flexible wiring board.
  • the liquid discharge head and the recording device of the present disclosure will be described in detail.
  • FIG. 1A is a schematic side view of a printer 1 which is a recording device including a liquid discharge head 2.
  • FIG. 1B is a schematic plan view. A color inkjet printer will be described as a configuration of the printer 1.
  • the printer 1 conveys the printing paper P from the guide roller 82A to the transfer roller 82B.
  • the printing paper P moves relative to the liquid ejection head 2.
  • the control unit 88 controls the liquid discharge head 2 based on image and character data, and discharges the liquid toward the printing paper P.
  • the printer 1 lands a droplet on the printing paper P and records printing or the like on the printing paper P.
  • the liquid discharge head 2 is fixed to the printer 1.
  • the printer 1 is a so-called line printer.
  • Other forms of the printer 1 include an operation of recording while moving the liquid discharge head 2 in a direction intersecting the transport direction of the printing paper P, for example, reciprocating in a direction substantially orthogonal to each other, and a printing paper P. Examples thereof include so-called serial printers that alternately carry out transportation.
  • a flat frame 70 is fixed to the printer 1 so as to be substantially parallel to the printing paper P.
  • the frame 70 is provided with a plurality of holes (not shown), and the liquid discharge head 2 is mounted in each hole.
  • the distance between the liquid ejection head 2 and the printing paper P is, for example, about 0.5 to 20 mm.
  • the plurality of liquid discharge heads 2 fixed by the frame 70 form one head group 72.
  • the printer 1 has a plurality of head groups 72.
  • the liquid discharge head 2 has an elongated long shape in the direction from the front to the back in FIG. 1 (a) and in the vertical direction in FIG. 1 (b).
  • the three liquid ejection heads 2 are arranged along the directions intersecting the conveying direction of the printing paper P.
  • the other two liquid discharge heads 2 are arranged one by one between the three liquid discharge heads 2 at positions displaced along the transport direction.
  • the four head groups 72 are arranged along the transport direction of the printing paper P.
  • a liquid for example, ink is supplied to each liquid discharge head 2 from a liquid tank (not shown).
  • the liquid ejection head 2 belonging to one head group 72 is supplied with ink of the same color, and the four head groups 72 can print four colors of ink.
  • the colors of the inks ejected from each head group 72 are, for example, magenta (M), yellow (Y), cyan (C), and black (K). If such ink is controlled by the control unit 88 and printed, a color image can be printed. Further, in order to perform the surface treatment of the printing paper P, a liquid such as a coating agent may be printed.
  • the number of liquid discharge heads 2 mounted on the printer 1 is a single color, and may be one as long as one liquid discharge head 2 prints a printable range.
  • the number of liquid discharge heads 2 included in the head group 72 and the number of head groups 72 can be appropriately changed depending on the printing target and printing conditions.
  • the printing paper P is wound around the paper feed roller 80A before use, passes between the two guide rollers 82A, and then passes under the plurality of frames 70, and the two transport rollers 82C, It passes between 82D and is finally collected by the collection roller 80B.
  • the printing target may be a roll-shaped cloth or the like in addition to the printing paper P.
  • the printer 1 may be mounted on a transport belt and transported instead of directly transporting the printing paper P. By using the transport belt, the printer 1 can print a sheet of paper, a cut cloth, wood, a tile, or the like.
  • the wiring pattern of the electronic device or the like may be printed by discharging the liquid containing the conductive particles from the liquid discharge head 2.
  • a 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 vessel or the like.
  • Printer 1 has a coating machine 83.
  • the coating machine 83 is controlled by the control unit 88, and the coating agent is uniformly applied to the printing paper P. After that, the printing paper P is conveyed under the liquid ejection head 2.
  • the printer 1 has a head case 85 for storing the liquid discharge head 2.
  • the head case 85 is a space that is roughly isolated from the outside, although it is connected to the outside in a part such as a portion where the printing paper P enters and exits.
  • control factors at least one
  • control unit 88 or the like, if necessary.
  • Printer 1 has a dryer 78.
  • the printing paper P that has come out of the head case 85 passes between the two transfer rollers 82C and passes through the dryer 78.
  • the drying machine 78 dries the printing paper P, it is unlikely that the printing papers P that are overlapped and wound up will adhere to each other or the undried liquid will be rubbed against each other in the collection roller 80B.
  • the printer 1 has a sensor unit 77.
  • the sensor unit 77 is composed of a position sensor, a speed sensor, a temperature sensor, and the like.
  • the control unit 88 may determine the state of each unit of the printer 1 from the information from the sensor unit 77 and control each unit of the printer 1.
  • the printer 1 may include a cleaning unit for cleaning the liquid discharge head 2.
  • the cleaning unit performs cleaning by wiping or capping, for example.
  • a flexible wiper rubs the surface of the portion where the liquid is discharged, for example, the discharge hole surface 4-1 of the liquid discharge head 2, to remove the liquid adhering to the surface.
  • Cleaning by capping is performed, for example, as follows. First, by covering the part where the liquid is discharged, for example, the discharge hole surface 4-1 with a cap (this is called capping), the discharge hole surface 4-1 and the cap are almost sealed to create a space. Made. By repeating the discharge of the liquid in such a state, the liquid, the foreign matter, and the like that are clogged in the discharge hole 8 and have a viscosity higher than that in the standard state are removed.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of the liquid discharge head 2.
  • FIG. 3 is an enlarged plan view showing a part of the liquid discharge head 2.
  • the piezoelectric actuator substrate 21 is omitted in the right half.
  • FIG. 4 is an enlarged view of the region surrounded by the alternate long and short dash line in FIG.
  • FIGS. 3 and 4 some flow paths are omitted for the sake of explanation, and in order to make the drawings easier to understand, the manifold 5 and the like to be drawn with broken lines are shown by solid lines.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line VV shown in FIG.
  • the liquid discharge head 2 includes a first flow path member 4, a piezoelectric actuator board 21 (see FIG. 3), a second flow path member 40, a wiring board 94, and a housing 90.
  • the first flow path member 4 includes a discharge hole surface 4-1 and a pressurizing chamber surface 4-2.
  • the piezoelectric actuator substrate 21 is located in the mounting region E located on the pressurizing chamber surface 4-2 of the first flow path member 4.
  • Two flexible wiring boards 91 are electrically connected to the piezoelectric actuator board 21.
  • Each flexible wiring board 91 includes a plurality of driver ICs 55. In FIG. 2, one of the flexible wiring boards 91 is omitted.
  • the flexible wiring board 91 electrically connects the piezoelectric actuator board 21 and the drive IC 11, and supplies a signal to each displacement element 30 (see FIG. 5) of the piezoelectric actuator board 21.
  • the flexible wiring board 91 can be formed by, for example, an FPC (Flexible Printed Circuit) or the like.
  • the drive IC (Integrated Circuit) 11 is mounted on the flexible wiring board 91.
  • the driver IC 55 controls the drive of each displacement element 30 of the piezoelectric actuator board 21.
  • the second flow path member 40 is located on the pressurizing chamber surface 4-2 other than the mounting area E.
  • the second flow path member 40 has a flow path inside, and a liquid is supplied from the outside through the opening 40a.
  • the second flow path member 40 has a function of supplying a liquid to the first flow path member 4 and a function of storing the liquid.
  • the second flow path member 40 has a plurality of through holes 40b. Each of the plurality of through holes 40b is long in the longitudinal direction of the second flow path member 40. A flexible wiring board 91 is inserted through each of the through holes 40b.
  • a wiring board 94 is erected on the second flow path member 40.
  • a plurality of connectors 95 are located on both sides of the wiring board 94.
  • Each connector 95 accommodates an end portion of a flexible wiring board 91.
  • the connector 96 is located on the end surface of the wiring board 94 opposite to the second flow path member 40.
  • the wiring board 94 distributes the current supplied from the outside through the connector 96 to the connector 95, and supplies the current to the flexible wiring board 91.
  • the housing 90 includes an opening 90a.
  • the housing 90 is located on the second flow path member 40 and covers the wiring board 94. As a result, the housing 90 seals the wiring board 94.
  • the connector 96 of the wiring board 94 is inserted so as to be exposed to the outside through the opening 90a.
  • the driver IC 55 is pressed against the side surface of the housing 90. As a result, the heat generated in the driver IC 55 can be dissipated.
  • the liquid discharge head 2 does not necessarily have to include these members. Further, other members may be included.
  • the head body 2a will be described with reference to FIGS. 3 to 5.
  • the head body 2a includes a first flow path member 4 and a piezoelectric actuator substrate 21.
  • the piezoelectric actuator substrate 21 is located in the mounting area E of the pressurizing chamber surface 4-2.
  • the first flow path member 4 has a flat plate shape, and a flow path is formed inside.
  • the first flow path member 4 includes a manifold 5, a plurality of discharge holes 8, and a plurality of pressurizing chambers 10.
  • the plurality of pressurizing chambers 10 are connected to the manifold 5.
  • the plurality of discharge holes 8 are connected to the plurality of pressurizing chambers 10, respectively.
  • the pressurizing chamber 10 is open to the upper surface of the first flow path member 4, and the upper surface of the first flow path member 4 is the pressurizing chamber surface 4-2. Further, the pressurizing chamber surface 4-2 of the first flow path member 4 has an opening 5a connected to the manifold 5.
  • the liquid is supplied from the second flow path member 40 (see FIG. 2) to the inside of the first flow path member 4 through the opening 5a.
  • the manifold 5 has an elongated shape extending along the longitudinal direction of the first flow path member 4, and openings 5a of the manifold 5 are formed on the upper surface of the first flow path member 4 at both ends thereof. In this embodiment, four manifolds 5 are provided independently.
  • the first flow path member 4 is formed by two-dimensionally expanding a plurality of pressurizing chambers 10.
  • the pressurizing chamber 10 is a hollow region having a substantially rhombic planar shape with rounded corners.
  • the pressurizing chamber 10 is open to the pressurizing chamber surface 4-2, which is the upper surface of the first flow path member 4.
  • the pressurizing chambers 10 of each pressurizing chamber row 11 are arranged in a staggered pattern so that the corners are located between the two adjacent pressurizing chamber rows 11.
  • the pressurizing chamber group is composed of four rows of pressurizing chamber rows 11 connected to one manifold 5, and there are four pressurizing chamber groups.
  • the relative arrangement of the pressurizing chambers 10 in each pressurizing chamber group is the same, and each pressurizing chamber group is arranged slightly offset in the longitudinal direction.
  • the opening of each pressurizing chamber 10 is closed by joining the piezoelectric actuator substrate 21 to the upper surface of the first flow path member 4.
  • the pressurizing chamber 10 and the manifold 5 are connected to each other via an individual supply flow path 14.
  • the individual supply flow path 14 includes a squeeze 6 that is narrower than the other portions. Since the squeeze 6 is wider than the other parts of the individual supply flow path 14, the flow path resistance is high. As a result, the pressure generated in the pressurizing chamber 10 is unlikely to flow into the manifold 5.
  • the discharge hole 8 is arranged at a position of the first flow path member 4 so as to avoid the region facing the manifold 5. That is, the first flow path member 4 is viewed through the pressurizing chamber surface 4-2, and the discharge hole 8 does not overlap with the manifold 5. Further, in a plan view, the discharge hole 8 is arranged so as to fit in the mounting area E. As a group, these discharge holes 8 occupy a region having substantially the same size and shape as the piezoelectric actuator board 21, and by displace the displacement element 30 of the corresponding piezoelectric actuator board 21, the discharge holes 8 can be used. Droplets can be ejected.
  • the first flow path member 4 has a laminated structure in which a plurality of plates are laminated. These plates are, in order from the upper surface of the first flow path member 4, a cavity plate 4a, a base plate 4b, an aperture plate 4c, a supply plate 4d, a manifold plates 4e to g, a cover plate 4h, and a nozzle plate 4i. Many holes are formed in these plates. Since the thickness of each plate is about 10 to 300 ⁇ m, the accuracy of forming holes can be improved. The plates are aligned and laminated so that the holes communicate with each other to form the individual flow paths 12 and the manifold 5.
  • the pressurizing chamber 10 is on the upper surface of the first flow path member 4, the manifold 5 is on the inner lower surface side, the discharge hole 8 is on the lower surface, and each part constituting the individual flow path 12 is at a different position. It is arranged close to each other and has a configuration in which the manifold 5 and the discharge hole 8 are connected via the pressurizing chamber 10.
  • the piezoelectric actuator substrate 21 includes piezoelectric ceramic layers 21a and 21b, a common electrode 24, an individual electrode 25, a connection electrode 26, a dummy electrode 27, and a surface electrode 28. There is.
  • the piezoelectric ceramic layer 21a, the common electrode 24, the piezoelectric ceramic layer 21b, and the individual electrodes 25 are laminated in this order.
  • the piezoelectric ceramic layers 21a and 21b each have a thickness of about 20 ⁇ m. Each of the piezoelectric ceramic layers 21a and 21b extends so as to straddle the plurality of pressurizing chambers 10. These piezoelectric ceramic layers 21a and 21b are made of a lead zirconate titanate (PZT) -based ceramic material having ferroelectricity.
  • PZT lead zirconate titanate
  • the common electrode 24 is formed in the region between the piezoelectric ceramic layer 21a and the piezoelectric ceramic layer 21b over almost the entire surface direction. That is, the common electrode 24 overlaps all the pressurizing chambers 10 in the region facing the piezoelectric actuator substrate 21.
  • the thickness of the common electrode 24 is about 2 ⁇ m.
  • the common electrode 24 is formed of, for example, a metal material such as an Ag—Pd system.
  • the individual electrode 25 includes an individual electrode main body 25a and an extraction electrode 25b.
  • the individual electrode body 25a is located on the piezoelectric ceramic layer 21b in a region facing the pressurizing chamber 10.
  • the individual electrode body 25a is one size smaller than the pressurizing chamber 10 and has a shape substantially similar to that of the pressurizing chamber 10.
  • the extraction electrode 25b is extracted from the individual electrode body 25a.
  • a connection electrode 26 is formed at one end of the extraction electrode 25b, which is drawn out of the region facing the pressurizing chamber 10.
  • the individual electrode 25 is formed of, for example, a metal material such as Au.
  • connection electrode 26 is located on the extraction electrode 25b, has a thickness of about 15 ⁇ m, and is formed in a convex shape. Further, the connection electrode 26 is electrically joined to the electrode provided on the flexible wiring board 91 (see FIG. 2).
  • the connecting electrode 26 is formed of, for example, silver-palladium containing glass frit.
  • the dummy electrode 27 is located on the piezoelectric ceramic layer 21b so as not to overlap with various electrodes such as the individual electrodes 25.
  • the dummy electrode 27 connects the piezoelectric actuator board 21 and the flexible wiring board 91 to increase the connection strength. Further, the dummy electrode 27 makes the distribution of the contact positions between the piezoelectric actuator substrate 21 and the piezoelectric actuator substrate 21 uniform, and stabilizes the electrical connection.
  • the dummy electrode 27 is formed by the same material and the same process as the connection electrode 26.
  • the surface electrode 28 is formed on the piezoelectric ceramic layer 21b at a position avoiding the individual electrodes 25.
  • the surface electrode 28 is connected to the common electrode 24 via a via hole formed in the piezoelectric ceramic layer 21b. Therefore, the surface electrode 28 is grounded and held at the ground potential.
  • the surface electrode 28 is formed by the same material and the same process as the individual electrode 25.
  • the plurality of individual electrodes 25 are individually electrically connected to the control unit 100 (see FIG. 1) via the flexible wiring board 91 and wiring so that the potentials can be individually controlled.
  • the piezoelectric ceramic layer 21b sandwiched between the individual electrode 25 and the common electrode 24 holds the individual electrode 25 and the common electrode 24 at different potentials.
  • the portion to which the electric field is applied acts as an active portion distorted by the piezoelectric effect. Therefore, the individual electrode 25, the piezoelectric ceramic layer 21b, and the common electrode 24 facing the pressurizing chamber 10 function as displacement elements 30, and the piezoelectric ceramic layer 21b is unimorphically deformed to press the pressurizing chamber 10. Then, the liquid is discharged from the discharge hole 8.
  • the second flow path member 40 of the liquid discharge head 2 will be described in detail with reference to FIG.
  • the cross section shown in FIG. 6 is cut in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the second flow path member 40.
  • the second flow path member 40 has a reservoir body 41, a reservoir plate 42, and a frame 43.
  • the reservoir body 41, the reservoir plate 42, and the frame 43 are laminated in this order, and are joined by an adhesive.
  • the frame 43 is joined to the first flow path member 4 with an adhesive.
  • the reservoir body 41 has a groove as a flow path inside, and this groove is closed by the reservoir plate 42 to form a flow path.
  • the reservoir body 41 has a through hole 41b, and has a first convex portion 45 on the inner wall 41c of the through hole 41b.
  • the reservoir body 41 is manufactured, for example, by cutting a metal or alloy. Further, the reservoir body 41 may be made of resin.
  • the reservoir plate 42 has a through hole 42b, and the inner wall 42c of the through hole 42b has a first convex portion 45.
  • the frame 43 has a through hole 43b.
  • the piezoelectric actuator substrate 21 is housed in the through hole 43b.
  • the through hole 43b is larger than the piezoelectric actuator substrate 21 in a plan view.
  • the frame 43 has a first convex portion 45 on the inner wall 43c of the through hole 43b.
  • the reservoir plate 42 and the frame 43 are manufactured, for example, by processing a thin plate of metal, alloy or resin.
  • the reservoir body 41, the reservoir plate 42, and the frame 43 are laminated, and the through holes 41b, 42b, and 43b are communicated with each other to form the through holes 40b. Further, in the second flow path member 40, a space for accommodating the piezoelectric actuator substrate 21 is formed on the frame 43 side.
  • the first convex portion 45 will be described using the reservoir plate 42.
  • the first convex portion 45 is formed on the inner wall 42c of the through hole 42b. When viewed in cross section, the first convex portion 45 projects toward the center of the through hole 42b. In other words, the through hole 42b has a portion having a small inner diameter in the central portion in the thickness direction.
  • the first convex portion 45 has the most protruding portion corresponding to the central portion in the thickness direction (hereinafter referred to as the thickness direction) of the reservoir plate 42, and gradually protrudes toward both ends in the thickness direction.
  • the length is getting shorter.
  • the through hole 42b has a shape in which the central portion is constricted, and the inner wall 42c of the through hole 42b is tapered.
  • the protruding length of the first convex portion 45 is, for example, 50 to 200 ⁇ m.
  • the protruding length is the length from the average position of the inner wall 42c of the through hole 42b to the tip of the first convex portion 45 by measuring the average position. As shown in FIG. 6, the average position of the inner wall 42c of the through hole 42b may be measured in a cross section cut in the thickness direction so as to pass through the through hole 42b.
  • the first convex portion 45 can be produced, for example, by the following method.
  • the first convex portion 45 When forming by cutting, it may be cut so that the first convex portion 45 is formed. When it is formed by chemical treatment such as etching, the shape of the resist in the mask portion may be appropriately adjusted. Further, it may be produced by etching a plurality of times. Specifically, the tapered portion of the first convex portion 45 may be produced by etching, and then a resist may be applied and etched so as to cover the tapered portion.
  • one end of the flexible wiring board 91 is connected to the piezoelectric actuator board 21, and the other end is inserted through holes 41b, 42b, 43b in order to connect to the connector 95 (see FIG. 2).
  • the flexible wiring board 91 comes into contact with the inner walls 41c, 42c, 43c of the through holes 41b, 42b, 43b, the flexible wiring board 91 and the inner walls 41c, 42c, 43c come into surface contact with each other, resulting in a large frictional force. Will occur.
  • the flexible wiring board 91 may be scratched, resulting in poor wiring.
  • the flexible wiring board 91 is inserted through the through holes 41b, 42b, 43b, and the through holes 41b, 42b, 43b have first convex portions in the inner walls 41c, 42c, 43c. Has 45.
  • the flexible wiring board 91 comes into contact with the first convex portion 45, and the flexible wiring board 91 and the inner walls 41c, 42c, 43c of the through holes 41b, 42b, 43b come into point contact with each other.
  • the frictional force generated in the flexible wiring board 91 is reduced. Therefore, the flexible wiring board 91 is less likely to be scratched, and the flexible wiring board 91 is less likely to be defective in wiring.
  • the inner walls 41c, 42c, 43c of the through holes 41b, 42b, 43b may become larger from the central portion toward the opposite side of the piezoelectric actuator substrate 21.
  • the flexible wiring board 91 can be easily pulled out from the opposite side of the piezoelectric actuator board 21. Therefore, the productivity of the liquid discharge head 2 is improved.
  • the inner walls 41c, 42c, 43c of the through holes 41b, 42b, 43b may become larger from the central portion toward the piezoelectric actuator substrate 21 side. With such a configuration, it becomes easy to introduce the flexible wiring board 91 into the through holes 41b, 42b, and 43b, respectively. Therefore, the productivity of the liquid discharge head 2 is improved.
  • first convex portion 45 is provided in each of the through holes 41b, 42b, and 43b
  • a plurality of first convex portions 45 may be provided on the inner walls 41c, 42c, 43c of the through holes 41b, 42b, 43b.
  • first convex portion 45 is provided on both sides in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the second flow path member 40 of the through holes 41b, 42b, 43b (left-right direction in FIG. 6), one side is shown. It may be provided only in. With such a configuration, the size of the inner diameters of the through holes 41b, 42b, and 43b can be secured to some extent, and the flexible wiring board 91 can be easily inserted.
  • the liquid discharge head 2 shows an example in which the first convex portion 45 is provided on the inner walls 41c, 42c, 43c of the through holes 41b, 42b, 43b, but the present invention is not limited thereto.
  • the first convex portion 45 may be provided in any of the inner walls 41c, 42c, 43c of the through holes 41b, 42b, 43b constituting the through hole 40b.
  • FIG. 8 is.
  • the area surrounded by the broken line in FIG. 7 is enlarged and shown.
  • the same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • the second flow path member 240 has a reservoir body 241 and a reservoir plate 242 and a frame 243.
  • the reservoir body 241 does not have a first convex portion 245 on the inner wall 241c of the through hole 240b.
  • the reservoir plate 242 and the frame 243 have a first convex portion 245, a second convex portion 246, and a third convex portion 247 in the inner walls 242c and 243c of the through holes 240b and 240b.
  • the first convex portion 245, the second convex portion 246, and the third convex portion 247 will be described in detail using the reservoir plate 242.
  • the first convex portion 245 is provided at the central portion of the inner wall 242c of the through hole 242b in the thickness direction.
  • the second convex portion 246 is provided at the end portion on the piezoelectric actuator substrate 21 side in the thickness direction of the inner wall 242c of the through hole 242b.
  • the protruding length of the second convex portion 246 is smaller than the protruding length of the first convex portion 245.
  • the third convex portion 247 is provided at an end portion on the opposite side of the piezoelectric actuator substrate 21 in the thickness direction of the inner wall 243c of the through hole 243b.
  • the protruding length of the third convex portion 247 is smaller than the protruding length of the first convex portion 245.
  • the protruding length of the second convex portion 246 and the protruding length of the third convex portion 247 are substantially equal to each other.
  • the protruding lengths of the second convex portion 246 and the third convex portion 237 are, for example, 20 to 150 ⁇ m.
  • the inner wall 242c located between the first convex portion 245 and the second convex portion 246 is recessed from the virtual line connecting the tip of the first convex portion 245 and the tip of the second convex portion 246.
  • a recess is formed in the inner wall 242c located between the first convex portion 245 and the second convex portion 246.
  • the inner diameter of the through hole 242b gradually increases from the central portion in the thickness direction toward the end portion on the piezoelectric actuator substrate 21 side, and then decreases in the vicinity of the end portion.
  • the inner wall 242c located between the first convex portion 245 and the third convex portion 247 is recessed from the virtual line connecting the tip of the first convex portion 245 and the tip of the third convex portion 247.
  • a recess is formed in the inner wall 242c located between the first convex portion 245 and the third convex portion 247.
  • the inner diameter of the through hole 242b gradually increases from the central portion in the thickness direction toward the opposite end portion of the piezoelectric actuator substrate 21, and then decreases in the vicinity of the end portion. Therefore, the first convex portion 245, the second convex portion 246, and the third convex portion 247 have an acute angle in cross-sectional view.
  • the second convex portion 246 and the third convex portion 247 may be produced, for example, by etching a plurality of times as described above. Specifically, resist is applied so as to cover the second convex portion 246 and the third convex portion 247, the tapered portion of the first convex portion 45 of the first convex portion 245 is manufactured by etching, and then the tapered portion is covered. The resist may be applied and etched to remove the resist.
  • the through hole 240b has a second convex portion 246 on the inner walls 242c and 243c, and the second convex portion 246 is located closer to the piezoelectric actuator substrate 21 than the first convex portion 245. ing.
  • the flexible wiring board 91 comes into contact with the second convex portion 246 before coming into contact with the first convex portion 245.
  • the flexible wiring board 91 comes into contact with the first convex portion 245 and the second convex portion 246, and is supported at two points. As a result, the flexible wiring board 91 is less likely to be damaged by dispersing the pressing force generated on the flexible wiring board 91.
  • the protruding length of the second convex portion 246 may be smaller than the protruding length of the first convex portion 245.
  • the through hole 240b has a third convex portion 247 on the inner walls 242c and 243c, and the third convex portion 247 is opposite to the piezoelectric actuator substrate 21 than the first convex portion 245. It is located on the side.
  • the flexible wiring board 91 comes into contact with the first convex portion 245 and the third convex portion 247, and is supported at two points. As a result, the flexible wiring board 91 is less likely to be damaged by dispersing the pressing force generated on the flexible wiring board 91.
  • the protruding length of the third convex portion 247 may be smaller than the protruding length of the first convex portion 245.
  • liquid discharge head 202 has an example of having the second convex portion 246 and the third convex portion 247, only the second convex portion 246 or only the third convex portion 247 may be provided.
  • the liquid discharge head 302 according to the third embodiment will be described with reference to FIG.
  • the third flow path member 340 has a reservoir body 341, a reservoir plate 342, and a frame 343.
  • the reservoir body 341 does not have a first convex portion 345 on the inner wall 241c of the through hole 340b.
  • the reservoir plate 342 and the frame 343 have a first convex portion 345, a second convex portion 346, and a third convex portion 347 in the inner walls 342c and 343c of the through holes 342b and 342c.
  • the first convex portion 345, the second convex portion 346, and the third convex portion 347 are not sharp at the tip and are rounded. In other words, the angle formed by the inner wall 342c located between the first convex portion 345 and the second convex portion 346 and the inner wall 342c located between the first convex portion 345 and the third convex portion 347 becomes an obtuse angle. There is.
  • the inner walls 342c and 343c of the through holes 342b and 343b become larger toward the opposite side of the piezoelectric actuator substrate 21 from the central portion.
  • the flexible wiring board 91 can be easily pulled out from the opposite side of the piezoelectric actuator board 21. Therefore, the productivity of the liquid discharge head 302 is improved.
  • the inner walls 342c and 343c of the through holes 342b and 343b become larger toward the piezoelectric actuator substrate 21 side from the central portion. With such a configuration, it becomes easy to introduce the flexible wiring board 91 into each of the through holes 342b and 343b. Therefore, the productivity of the liquid discharge head 302 is improved.
  • the radius of curvature of the first convex portion 345 may be 0.06 to 0.23 mm when viewed in cross section.
  • the inner wall 342c and 343c can support the flexible wiring board 91 while reducing the frictional force between the flexible wiring board 91 and the inner walls 342c and 343c. As a result, the reliability of the liquid discharge head is improved.
  • the radius of curvature of the first convex portion 345 can be measured by, for example, the following method.
  • the surface of the inner wall 342c of the through hole 342b is measured using a contact type or non-contact type surface roughness meter.
  • the first virtual circle that fits the inner wall 342c of the through hole 342b is obtained by the least squares method.
  • the portion located at the central portion in the thickness direction of the reservoir plate 342 is regarded as the first convex portion 345.
  • a second virtual circle that fits the first convex portion 345 is obtained by the least squares method, and the radius of curvature of the second virtual circle is set as the radius of curvature of the first convex portion 345.
  • the first convex portion 345, the second convex portion 346, and the third convex portion 347 can be produced, for example, by the following method.
  • the shape of the resist in the mask portion may be adjusted as appropriate. Further, in order to make the tip shapes of the first convex portion 345, the second convex portion 346, and the third convex portion 347 into a rounded shape, the etching speed may be slower than that of other portions. Further, it may be produced by etching after forming the first convex portion 345, the second convex portion 346, and the third convex portion 347.
  • the displacement element 30 using piezoelectric deformation as the pressurizing portion is shown, but the present invention is not limited to this, and any other device may be used as long as it can pressurize the liquid in the pressurizing chamber 10. .
  • the liquid in the pressurizing chamber 10 may be heated and boiled to generate pressure, or a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) may be used.
  • the flexible wiring board 91 is separated from the first convex portion 45, but it may be in contact with the first convex portion 45. In such a configuration, even if the liquid discharge head 2 is mounted on the printer 1 and shuttles, the flexible wiring board 91 is supported by the first convex portion 45, and the flexible wiring board 91 is not easily damaged. .. Further, even if the heat of the drive IC 11 is transferred to the flexible wiring board 91, it is easy to dissipate heat to the liquid discharge head 2 via the first convex portion 45.
  • the flexible wiring board 91 may be in contact with the second convex portion 246 and the third convex portion 247. Even in this case, the flexible wiring board 91 is supported by the second convex portion 246 and the third convex portion 247, and the flexible wiring board 91 is less likely to be damaged.

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

Abstract

液体吐出ヘッド２は、第１流路部材４と、第２流路部材４０と、加圧部２１と、駆動ＩＣ５５と、フレキシブル配線板９１と、を備える。第１流路部材４は、吐出孔９、および吐出孔９に繋がっている加圧室１０を有する。第２流路部材４０は、第１流路部材４に液体を供給する。加圧部２１は、加圧室１０を加圧する。駆動ＩＣ５５は、吐出孔９の吐出を制御する。フレキシブル配線板９１は、駆動ＩＣ５５と加圧部２１とを電気的に接続する。第２流路部材４０は、貫通孔４１ｂを有している。フレキシブル配線板９１は、貫通孔４１ｂを挿通されている、貫通孔４１ｂは、内壁４１ｃに第１凸部４５を有する。

Description

液体吐出ヘッド、およびそれを用いた記録装置
　液体吐出ヘッドおよびそれを用いた記録装置に関する。
　印刷装置として、インクジェット記録方式を利用したインクジェットプリンタやインクジェットプロッタが知られている。このようなインクジェット方式の印刷装置には、液体を吐出させるための液体吐出ヘッドが搭載されている。
　かかる液体吐出ヘッドは、加圧部に接続されたフレキシブル配線板が、第２流路部材の貫通孔を挿通するように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１７－１３２９８２号公報
　本開示の液体吐出ヘッドは、第１流路部材と、第２流路部材と、加圧部と、駆動ＩＣと、フレキシブル配線板と、を備える。第１流路部材は、吐出孔、および吐出孔に繋がっている加圧室を有する。第２流路部材は、第１流路部材に液体を供給する。加圧部は、加圧室を加圧する。駆動ＩＣは、吐出孔の吐出を制御する。フレキシブル配線板は、駆動ＩＣと加圧部とを電気的に接続する。第２流路部材は、貫通孔を有している。フレキシブル配線板は、貫通孔を挿通されている。貫通孔は、内壁に第１凸部を有する。
　また、本開示の記録装置は、上記に記載の液体吐出ヘッドと、搬送部と、制御部と、を備えている。搬送部は、記録媒体を液体吐出ヘッドに搬送する。制御部は、液体吐出ヘッドのドライバＩＣを制御する。
第１の実施形態に係る記録装置であるカラーインクジェットプリンタの概略構成図である。 第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドの概略を示す斜視図である。 図２の液体吐出ヘッドを拡大して示す平面図である。 図３の一点鎖線に囲まれた領域の拡大図である。 図３のＶ－Ｖ線に沿った断面図である。 フレキシブル配線板の挿通状態を示す断面図である。 第２の実施形態に係る液体吐出ヘッドのフレキシブル配線板の挿通状態を示す断面図である。 図７に示す破線部分の拡大断面図である。 第３の実施形態に係る液体吐出ヘッドの貫通孔近傍の拡大断面図である。
　従来の液体吐出ヘッドでは、フレキシブル配線板が、貫通孔の内壁に接触した際に、フレキシブル配線板と貫通孔の内壁とが面接触になってしまい、摩擦力が大きくなる。その結果、フレキシブル配線板にひっかき傷が生じ、フレキシブル配線板の配線不良が生じる場合がある。
　本開示の液体吐出ヘッドは、フレキシブル配線板に配線不良が生じにくい液体吐出ヘッドを提供するものである。以下、本開示の液体吐出ヘッドおよび記録装置について、詳細に説明する。
　図１（ａ）は、液体吐出ヘッド２を含む記録装置であるプリンタ１の概略の側面図である。図１（ｂ）は、概略の平面図である。なお、プリンタ1の構成として、カラーインクジェットプリンタを用いて説明する。
　プリンタ１は、印刷用紙Ｐをガイドローラ８２Ａから搬送ローラ８２Ｂへと搬送する。印刷用紙Ｐは、液体吐出ヘッド２に対して相対的に移動する。制御部８８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、印刷用紙Ｐに向けて液体を吐出させる。プリンタ１は、印刷用紙Ｐに液滴を着弾させて、印刷用紙Ｐに印刷などの記録を行なう。
　本形態では、液体吐出ヘッド２はプリンタ１に対して固定されている。プリンタ１は、いわゆるラインプリンタとなっている。プリンタ１の他の形態としては、液体吐出ヘッド２を、印刷用紙Ｐの搬送方向に交差する方向、例えば、ほぼ直交する方向に往復させるなどして移動させながら記録する動作と、印刷用紙Ｐの搬送とを交互に行なう、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、印刷用紙Ｐとほぼ平行と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には図示しない複数の孔が設けられており、液体吐出ヘッド２がそれぞれの孔に搭載されている。液体吐出ヘッド２と印刷用紙Ｐとの間の距離は、例えば０．５～２０ｍｍ程度とされる。フレーム７０で固定された複数の液体吐出ヘッド２は、１つのヘッド群７２を構成している。プリンタ１は、複数のヘッド群７２を有している。
　液体吐出ヘッド２は、図１（ａ）の手前から奥へ向かう方向、図１（ｂ）の上下方向に細長い長尺形状を有している。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、印刷用紙Ｐの搬送方向に交差する方向に沿って並んでいる。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。
　４つのヘッド群７２は、印刷用紙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液体、例えば、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、同じ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７２で４色のインクが印刷できる。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。このようなインクを、制御部８８で制御して印刷すれば、カラー画像が印刷できる。また、印刷用紙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に搭載されている液体吐出ヘッド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の個数や、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。
　印刷用紙Ｐは、使用前において給紙ローラ８０Ａに巻かれた状態になっており、２つのガイドローラ８２Ａの間を通った後、複数のフレーム７０の下側を通り、２つの搬送ローラ８２Ｃ，８２Ｄの間を通り、最終的に回収ローラ８０Ｂに回収される。
　また、印刷対象としては、印刷用紙Ｐ以外に、ロール状の布などでもよい。また、プリンタ１は、印刷用紙Ｐを直接搬送する代わりに、搬送ベルト上に載せて搬送するものであってもよい。搬送ベルトを用いることで、プリンタ１は、枚葉紙や裁断された布、木材、タイルなどを印刷対象とすることができる。また、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、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、化学薬品を作製してもよい。
　プリンタ１は塗布機８３を有している。塗布機８３は、制御部８８により制御されており、コーディング剤を印刷用紙Ｐに一様に塗布する。その後、印刷用紙Ｐは、液体吐出ヘッド２の下へ搬送される。
　プリンタ１は、液体吐出ヘッド２を収納するヘッドケース８５を有している。ヘッドケース８５は、印刷用紙Ｐが出入りする部分などの一部において外部と繋がっているが、概略、外部と隔離された空間である。ヘッドケース８５は、必要に応じて、制御部８８等によって、温度、湿度、および気圧等の制御因子（少なくとも１つ）が制御される。
　プリンタ１は、乾燥機７８を有している。ヘッドケース８５から外に出た印刷用紙Ｐは、２つの搬送ローラ８２Ｃの間を通り、乾燥機７８の中を通る。乾燥機７８が印刷用紙Ｐを乾燥することにより、回収ローラ８０Ｂにおいて、重なって巻き取られる印刷用紙Ｐ同士が接着したり、未乾燥の液体が擦れることが生じにくい。
　プリンタ１は、センサ部７７を有している。センサ部７７は、位置センサ、速度センサ、温度センサなどにより構成される。制御部８８が、センサ部７７からの情報から、プリンタ１各部の状態を判断し、プリンタ１の各部を制御してもよい。
　プリンタ１は、液体吐出ヘッド２をクリーニングするクリーニング部を備えていてもよい。クリーニング部は、例えば、ワイピングや、キャッピングして洗浄を行なう。ワイピングは、例えば、柔軟性のあるワイパーで、液体が吐出される部位の面、例えば液体吐出ヘッド２の吐出孔面４－１を擦ることで、その面に付着していた液体を取り除く。キャッピングしての洗浄は、例えば、次のように行なう。まず、液体を吐出される部位、例えば吐出孔面４－１を覆うようにキャップを被せる（これをキャッピングと言う）ことで、吐出孔面４－１とキャップとで、ほぼ密閉されて空間が作られる。そのような状態で、液体の吐出を繰り返すことで、吐出孔８に詰まっていた、標準状態よりも粘度が高くなっていた液体や、異物等を取り除く。
　次に、第１の実施形態の液体吐出ヘッド２について説明する。図２は、液体吐出ヘッド２の概略構成を示す斜視図である。図３は、液体吐出ヘッド２の一部を拡大して示す平面図である。図３は、右半分において、圧電アクチュエータ基板２１を省略している。図４は、図３の一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。図３、４は、説明のために一部の流路を省略しており、図面をわかりやすくするために、破線で書くべきマニホールド５等を実線で示している。図５は、図３で示すＶ－Ｖ線に沿った断面図である。
　図２を用いて、液体吐出ヘッド２の概略を説明する。液体吐出ヘッド２は、第１流路部材４と、圧電アクチュエータ基板２１（図３参照）と、第２流路部材４０と、配線基板９４と、筐体９０とを含んでいる。第１流路部材４は、吐出孔面４－１と加圧室面４－２とを含んでいる。圧電アクチュエータ基板２１は、第１流路部材４の加圧室面４－２上に位置する搭載領域Ｅに位置する。圧電アクチュエータ基板２１には、２枚のフレキシブル配線板９１が電気的に接続される。それぞれのフレキシブル配線板９１は、複数のドライバＩＣ５５を含んでいる。なお、図２では、フレキシブル配線板９１の１枚を省略して示している。
　フレキシブル配線板９１は、圧電アクチュエータ基板２１と駆動ＩＣ１１とを電気的に接続しており、圧電アクチュエータ基板２１の各変位素子３０（図５参照）に信号を供給する。フレキシブル配線板９１は、例えば、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）等により形成できる。
　駆動ＩＣ（Integrated Circuit）１１は、フレキシブル配線板９１に搭載されている。ドライバＩＣ５５は、圧電アクチュエータ基板２１の各変位素子３０の駆動を制御する。
　第２流路部材４０は、搭載領域Ｅ以外の加圧室面４－２上に位置している。第２流路部材４０は、内部に流路を有しており、外部から開口４０ａを介して液体が供給される。第２流路部材４０は、第１流路部材４に液体を供給する機能、および液体を貯留する機能を有している。
　第２流路部材４０は、複数の貫通孔４０ｂを有している。複数の貫通孔４０ｂは、それぞれ第２流路部材４０の長手方向に長い。貫通孔４０ｂのそれぞれには、フレキシブル配線板９１が挿通されている。
　第２流路部材４０上には、配線基板９４が立設している。配線基板９４の両面上には、複数のコネクタ９５が位置する。それぞれのコネクタ９５には、フレキシブル配線板９１の端部が収容される。配線基板９４の第２流路部材４０と反対側の端面には、コネクタ９６が位置する。配線基板９４は、外部からコネクタ９６を介して供給された電流を、コネクタ９５に分配し、フレキシブル配線板９１に電流を供給する。
　筐体９０は、開口９０ａを含んでいる。筐体９０は、第２流路部材４０上に位置し、配線基板９４を覆っている。それにより、筐体９０は、配線基板９４を封止している。配線基板９４のコネクタ９６は、開口９０ａから外部に露出するように挿通される。筐体９０の側面には、ドライバＩＣ５５が押し当てられている。それにより、ドライバＩＣ５５に発生する熱を放熱できる。
　なお、液体吐出ヘッド２は、これらの部材を必ずしも含んでいなくてもよい。さらに他の部材を含んでいてもよい。
　図３～５を用いて、ヘッド本体２ａについて説明する。
　ヘッド本体２ａは、第１流路部材４と圧電アクチュエータ基板２１とを含んでいる。圧電アクチュエータ基板２１は、加圧室面４－２の搭載領域Ｅに位置している。
　第１流路部材４は、平板形状をなしており、内部に流路が形成されている。第１流路部材４は、マニホールド５と、複数の吐出孔８と、複数の加圧室１０と、を含んでいる。複数の加圧室１０は、マニホールド５と繋がっている。複数の吐出孔８は、複数の加圧室１０とそれぞれ繋がっている。加圧室１０は、第１流路部材４の上面に開口しており、第１流路部材４の上面が加圧室面４－２となっている。また、第１流路部材４の加圧室面４－２はマニホールド５と繋がる開口５ａを有している。液体は、第２流路部材４０（図２参照）から開口５ａを通って第１流路部材４の内部に供給される。
　第１流路部材４の内部には４つのマニホールド５が形成されている。マニホールド５は第１流路部材４の長手方向に沿って延びる細長い形状を有しており、その両端において、第１流路部材４の上面にマニホールド５の開口５ａが形成されている。本実施例においては、マニホールド５は独立して４本設けられている。
　第１流路部材４は、複数の加圧室１０が２次元的に広がって形成されている。加圧室１０は、角部にアールが施されたほぼ菱形の平面形状を有する中空の領域である。加圧室１０は第１流路部材４の上面である加圧室面４－２に開口している。
　各加圧室行１１の加圧室１０は、近接する２行の加圧室行１１の間では、角部が位置するように千鳥状に配置されている。１つのマニホールド５に繋がっている４行の加圧室行１１により加圧室群が構成されており、加圧室群は４つある。各加圧室群内における加圧室１０の相対的な配置は同じになっており、各加圧室群は長手方向にわずかにずれて配置されている。各加圧室１０の開口は、第１流路部材４の上面に圧電アクチュエータ基板２１が接合されることで閉塞されている。
　加圧室１０と、マニホールド５とは、個別供給流路１４を介して繋がっている。個別供給流路１４は、他の部分よりも幅の狭いしぼり６を含んでいる。しぼり６は、個別供給流路１４の他の部分よりも幅が広いことから、流路抵抗が高くなっている。それにより、加圧室１０に生じた圧力が、マニホールド５に流れ込みにくい。
　吐出孔８は、第１流路部材４のうちマニホールド５と対向する領域を避けた位置に配置されている。すなわち、第１流路部材４を加圧室面４－２から透過視して、吐出孔８は、マニホールド５と重なっていない。さらに、平面視して、吐出孔８は、搭載領域Ｅに収まるように配置されている。これらの吐出孔８は、１つの群として圧電アクチュエータ基板２１とほぼ同一の大きさおよび形状の領域を占有しており、対応する圧電アクチュエータ基板２１の変位素子３０を変位させることにより吐出孔８から液滴が吐出できる。
　第１流路部材４は、複数のプレートが積層された積層構造を有している。これらのプレートは、第１流路部材４の上面から順に、キャビティプレート４ａ、ベースプレート４ｂ、アパーチャ（しぼり）プレート４ｃ、サプライプレート４ｄ、マニホールドプレート４ｅ～ｇ、カバープレート４ｈおよびノズルプレート４ｉである。これらのプレートには多数の孔が形成されている。各プレートの厚さは１０～３００μｍ程度であることにより、形成する孔の形成精度を高くできる。各プレートは、これらの孔が互いに連通して個別流路１２およびマニホールド５を構成するように、位置合わせして積層されている。ヘッド本体２ａは、加圧室１０は第１流路部材４の上面に、マニホールド５は内部の下面側に、吐出孔８は下面にと、個別流路１２を構成する各部分が異なる位置に互いに近接して配設され、加圧室１０を介してマニホールド５と吐出孔８とが繋がる構成を有している。
　図３，５に示すように、圧電アクチュエータ基板２１は、圧電セラミック層２１ａ、２１ｂと、共通電極２４と、個別電極２５と、接続電極２６と、ダミー電極２７と、表面電極２８とを含んでいる。圧電アクチュエータ基板２１は、圧電セラミック層２１ａ、共通電極２４、圧電セラミック層２１ｂ、および個別電極２５がこの順に積層されている。
　圧電セラミック層２１ａ、２１ｂ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２１ａ、２１ｂ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２１ａ、２１ｂは、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなる。
　共通電極２４は、圧電セラミック層２１ａと圧電セラミック層２１ｂとの間の領域に面方向のほぼ全面にわたって形成されている。すなわち、共通電極２４は、圧電アクチュエータ基板２１に対向する領域内の全ての加圧室１０と重なっている。共通電極２４の厚さは２μｍ程度である。共通電極２４は、例えば、Ａｇ－Ｐｄ系などの金属材料により形成される。
　個別電極２５は、個別電極本体２５aと、引出電極２５ｂとを含んでいる。個別電極本体２５aは、圧電セラミック層２１ｂ上のうち加圧室１０と対向する領域に位置している。個別電極本体２５aは、加圧室１０より一回り小さく、加圧室１０とほぼ相似な形状である。引出電極２５ｂは、個別電極本体２５aから引き出されている。引出電極２５ｂの一端の、加圧室１０と対向する領域外に引き出された部分には接続電極２６が形成されている。個別電極２５は、例えば、Ａｕ系などの金属材料により形成される。
　接続電極２６は、引出電極２５ｂ上に位置し、厚さが１５μｍ程度で凸状に形成されている。また、接続電極２６は、フレキシブル配線板９１（図２参照）に設けられた電極と電気的に接合されている。接続電極２６は、例えばガラスフリットを含む銀－パラジウムにより形成される。
　ダミー電極２７は、圧電セラミック層２１ｂ上に位置しており、個別電極２５等の各種電極と重ならないように位置している。ダミー電極２７は、圧電アクチュエータ基板２１とフレキシブル配線板９１とを接続し、接続強度を高めている。また、ダミー電極２７は、圧電アクチュエータ基板２１と、圧電アクチュエータ基板２１との接触位置の分布を均一化し、電気的な接続を安定させる。ダミー電極２７は、接続電極２６と同等の材料、同等の工程により形成される。
　表面電極２８は、圧電セラミック層２１ｂ上において、個別電極２５を避ける位置に形成されている。表面電極２８は、圧電セラミック層２１ｂに形成されたビアホールを介して共通電極２４と繋がっている。そのため、表面電極２８は、接地され、グランド電位に保持されている。表面電極２８は、個別電極２５と同等の材料、同等の工程により形成される。
　複数の個別電極２５は、個別に電位を制御することができるように、それぞれがフレキシブル配線板９１および配線を介して、個別に制御部１００（図１参照）に電気的に接続されている。個別電極２５と共通電極２４とに狭持された圧電セラミック層２１ｂは、個別電極２５をと共通電極２４とを異なる電位に保持されている。圧電セラミック層２１ｂに対してその分極方向に電界を印加したとき、この電界が印加された部分が、圧電効果により歪む活性部として働く。そのため、加圧室１０に対向する、個別電極２５と、圧電セラミック層２１ｂと、共通電極２４とが変位素子３０として機能し、圧電セラミック層２１ｂがユニモルフ変形することにより、加圧室１０を押圧し、吐出孔８から液体が吐出される。
　図６を用いて、液体吐出ヘッド２の第２流路部材４０について詳細に説明する。なお、図６に示す断面は、第２流路部材４０の長手方向に直交する方向で切断したものである。
　第２流路部材４０は、リザーバ本体４１と、リザーバプレート４２と、フレーム４３とを有している。リザーバ本体４１とリザーバプレート４２とフレーム４３とはこの順に積層されており、それぞれ接着剤により接合されている。フレーム４３は、第１流路部材４上に接着剤により接合されている。
　リザーバ本体４１は、内部に流路となる溝を有しており、この溝がリザーバプレート４２により閉塞されて流路が形成される。リザーバ本体４１は、貫通孔４１ｂを有しており、貫通孔４１ｂの内壁４１ｃに、第１凸部４５を有する。リザーバ本体４１は、例えば、金属あるいは合金を切削加工して作製される。また、リザーバ本体４１は、樹脂により作製してもよい。
　リザーバプレート４２は、貫通孔４２ｂを有しており、貫通孔４２ｂの内壁４２ｃに、第１凸部４５を有している。フレーム４３は、貫通孔４３ｂを有している。貫通孔４３ｂには、圧電アクチュエータ基板２１が収容されている。貫通孔４３ｂは、平面視して、圧電アクチュエータ基板２１よりも大きい。フレーム４３は、貫通孔４３ｂの内壁４３ｃに、第１凸部４５を有している。リザーバプレート４２およびフレーム４３は、例えば、金属、合金あるいは樹脂の薄板を加工して作製される。
　第２流路部材４０は、リザーバ本体４１と、リザーバプレート４２と、フレーム４３とが積層されて、貫通孔４１ｂ、４２ｂ、４３ｂが連通され、貫通孔４０ｂが形成される。また、第２流路部材４０は、フレーム４３側に圧電アクチュエータ基板２１を収容する空間が形成される。
　第１凸部４５について、リザーバプレート４２を用いて説明する。第１凸部４５は、貫通孔４２ｂの内壁４２ｃに形成されている。断面視したとき、第１凸部４５は、貫通孔４２ｂの中央に向けて突出している。換言すると、貫通孔４２ｂは、厚み方向の中央部に内径が小さい部分を有している。
　第１凸部４５は、貫通孔４２ｂにおいて、リザーバプレート４２の厚み方向（以下、厚み方向と称する）の中央部に対応する部分が最も突出しており、厚み方向の両端部に向かうにつれて徐々に突出長さが短くなっている。換言すると、貫通孔４２ｂは中央部が括れた形状になっており、貫通孔４２ｂの内壁４２ｃにはテーパが形成されている。
　第１凸部４５の突出長さは、例えば、５０～２００μｍである。なお、突出長さとは、貫通孔４２ｂの内壁４２ｃの平均位置を測定し、平均位置から第１凸部４５の先端までの長さである。貫通孔４２ｂの内壁４２ｃの平均位置は、図６に示すように、貫通孔４２ｂを通るように厚み方向に切断した断面において、測定すればよい。
　第１凸部４５は、例えば、以下の方法により作製することができる。
　切削加工で形成する場合は、第１凸部４５が形成されるように切削すればよい。エッチング等の化学処理にて形成する場合は、マスク部分のレジストの形状を適宜調整して作製すればよい。また、複数回のエッチングにより作製してもよい。具体的には、第１凸部４５のテーパ部分をエッチングにより作製し、その後、テーパ部分を覆うようにレジストを塗布してエッチングすればよい。
　ここで、フレキシブル配線板９１は、一端が圧電アクチュエータ基板２１に接続され、他端をコネクタ９５（図２参照）に接続するために、貫通孔４１ｂ、４２ｂ、４３ｂを挿通される。その際に、フレキシブル配線板９１は、貫通孔４１ｂ、４２ｂ、４３ｂの内壁４１ｃ、４２ｃ、４３ｃに接触すると、フレキシブル配線板９１と内壁４１ｃ、４２ｃ、４３ｃとが面接触となってしまい大きな摩擦力が生じることになる。その結果、フレキシブル配線板９１にひっかき傷が生じ、配線不良が生じる場合があった。
　これに対して、液体吐出ヘッド２は、フレキシブル配線板９１が、貫通孔４１ｂ、４２ｂ、４３ｂを挿通されており、貫通孔４１ｂ、４２ｂ、４３ｂは、内壁４１ｃ、４２ｃ、４３ｃに第１凸部４５を有している。それにより、フレキシブル配線板９１は、第１凸部４５と接することとなり、フレキシブル配線板９１と貫通孔４１ｂ、４２ｂ、４３ｂの内壁４１ｃ、４２ｃ、４３ｃとが点接触することとなる。その結果、フレキシブル配線板９１に生じる摩擦力が小さくなる。それゆえ、フレキシブル配線板９１にひっかき傷が生じにくくなり、フレキシブル配線板９１に配線不良が生じにくくなる。
　また、本実施形態においては、貫通孔４１ｂ、４２ｂ、４３ｂの内壁４１ｃ、４２ｃ、４３ｃが、中央部から圧電アクチュエータ基板２１の反対側に向かうにつれて大きくなっていてもよい。このような構成により、圧電アクチュエータ基板２１の反対側からフレキシブル配線板９１を引き出しやすくなる。そのため、液体吐出ヘッド２の生産性が向上する。
　また、本実施形態においては、貫通孔４１ｂ、４２ｂ、４３ｂの内壁４１ｃ、４２ｃ、４３ｃが、中央部から圧電アクチュエータ基板２１側に向かうにつれて大きくなっていてもよい。このような構成により、それぞれの貫通孔４１ｂ、４２ｂ、４３ｂにフレキシブル配線板９１を導入しやすくなる。そのため、液体吐出ヘッド２の生産性が向上する。
　なお、貫通孔４１ｂ、４２ｂ、４３ｂにそれぞれ１つの第１凸部４５を設けた例を示したがこれに限定されるものではない。貫通孔４１ｂ、４２ｂ、４３ｂの内壁４１ｃ、４２ｃ、４３ｃに複数の第１凸部４５を設けてもよい。
　また、第１凸部４５は、貫通孔４１ｂ、４２ｂ、４３ｂの第２流路部材４０の長手方向に直交する方向（図６における左右方向）の両側に設けられた例を示したが、片側のみに設けてもよい。このような構成をとると、貫通孔４１ｂ、４２ｂ、４３ｂの内径の大きさをある程度確保することができ、フレキシブル配線板９１を挿通させやすい。
　また、液体吐出ヘッド２は、貫通孔４１ｂ、４２ｂ、４３ｂの内壁４１ｃ、４２ｃ、４３ｃに第１凸部４５を設けた例を示したが、これに限定されるものではない。貫通孔４０ｂを構成する貫通孔４１ｂ、４２ｂ、４３ｂの内壁４１ｃ、４２ｃ、４３ｃのいずれかに第１凸部４５を有していればよい。
　図７，８を用いて第２の実施形態に係る液体吐出ヘッド２０２について説明する。図８は。図７の破線で囲った領域を拡大して示している。なお、第１の実施形態と共通する部位については同じ符号を付し、説明を省略する。
　第２流路部材２４０は、リザーバ本体２４１と、リザーバプレート２４２と、フレーム２４３とを有している。リザーバ本体２４１は、貫通孔２４０ｂの内壁２４１ｃに第１凸部２４５を有していない。リザーバプレート２４２と、フレーム２４３とは、貫通孔２４０ｂ、２４０ｂの内壁２４２ｃ、２４３ｃに、第１凸部２４５、第２凸部２４６、および第３凸部２４７を有している。
　リザーバプレート２４２を用いて、第１凸部２４５、第２凸部２４６、および第３凸部２４７について詳細に説明する。
　第１凸部２４５は、貫通孔２４２ｂの内壁２４２ｃの厚み方向の中央部に設けられている。第２凸部２４６は、貫通孔２４２ｂの内壁２４２ｃの厚み方向において、圧電アクチュエータ基板２１側の端部に設けられている。第２凸部２４６の突出長さは、第１凸部２４５の突出長さよりも小さい。第３凸部２４７は、貫通孔２４３ｂの内壁２４３ｃの厚み方向において、圧電アクチュエータ基板２１と反対側の端部に設けられている。第３凸部２４７の突出長さは、第１凸部２４５の突出長さよりも小さい。第２凸部２４６の突出長さと、第３凸部２４７の突出長さはほぼ等しい。第２凸部２４６および第３凸部２３７の突出長さは、例えば、２０～１５０μｍである。
　第１凸部２４５と第２凸部２４６との間に位置する内壁２４２ｃは、第１凸部２４５の先端と、第２凸部２４６の先端とを結ぶ仮想線よりも窪んでいる。換言すると、第１凸部２４５と第２凸部２４６との間に位置する内壁２４２ｃに窪み部が形成されている。それにより、貫通孔２４２ｂの内径は、厚み方向の中央部から圧電アクチュエータ基板２１側の端部に向けて徐々に大きくなった後に、端部近傍で小さくなっている。
　第１凸部２４５と第３凸部２４７との間に位置する内壁２４２ｃは、第１凸部２４５の先端と、第３凸部２４７の先端とを結ぶ仮想線よりも窪んでいる。換言すると、第１凸部２４５と第３凸部２４７との間に位置する内壁２４２ｃに窪み部が形成されている。それにより、貫通孔２４２ｂの内径は、厚み方向の中央部から圧電アクチュエータ基板２１の反対側の端部に向けて徐々に大きくなった後に、端部近傍で小さくなっている。そのため、第１凸部２４５、第２凸部２４６、および第３凸部２４７は、断面視して鋭角になっている。
　第２凸部２４６および第３凸部２４７は、例えば、上述したような複数回のエッチングにより作製してもよい。具体的には、第２凸部２４６および第３凸部２４７を覆うようにレジスト塗布し、第１凸部２４５の第１凸部４５のテーパ部分をエッチングにより作製し、その後、テーパ部分を覆うようにレジストを塗布してエッチングを行い、レジスト除去すればよい。
　本実施形態においては、貫通孔２４０ｂは、内壁２４２ｃ、２４３ｃに、第２凸部２４６を有しており、第２凸部２４６は、第１凸部２４５よりも圧電アクチュエータ基板２１側に位置している。このような構成により、フレキシブル配線板９１は、第１凸部２４５に接触する前に、第２凸部２４６に接触することとなる。その結果、第１凸部２４５に強い力で押しあてられにくくなり、フレキシブル配線板９１が破損しにくい。また、フレキシブル配線板９１が、第１凸部２４５および第２凸部２４６に接触することとなり、２点で支持されることとなる。その結果、フレキシブル配線板９１に生じる押圧力を分散することにより、フレキシブル配線板９１が破損しにくい。
　また、本実施形態においては、第２凸部２４６の突出長さは、第１凸部２４５の突出長さよりも小さくてもよい。このような構成により、フレキシブル配線板９１が、第２凸部２４６に接触した後に、貫通孔２４０ｂ内に導入しやすくなる。それにより、液体吐出ヘッド２０２の生産性が向上する。
　また、本実施形態においては、貫通孔２４０ｂは、内壁２４２ｃ、２４３ｃに、第３凸部２４７を有しており、第３凸部２４７は、第１凸部２４５よりも圧電アクチュエータ基板２１と反対側に位置している。このような構成により、フレキシブル配線板９１が、第１凸部２４５および第３凸部２４７に接触することとなり、２点で支持されることとなる。その結果、フレキシブル配線板９１に生じる押圧力を分散することにより、フレキシブル配線板９１が破損しにくい。
　また、本実施形態においては、第３凸部２４７の突出長さは、第１凸部２４５の突出長さよりも小さくてもよい。このような構成により、フレキシブル配線板９１が、第３凸部２４７に接触しても、貫通孔２４０ｂ内に導入しやすくなる。それにより、液体吐出ヘッド２０２の生産性が向上する。
　なお、液体吐出ヘッド２０２は、第２凸部２４６および第３凸部２４７を有する例を示したが、第２凸部２４６のみ、あるいは第３凸部２４７のみ設けてもよい。
　図９を用いて、第３の実施形態に係る液体吐出ヘッド３０２について説明する。
　第３流路部材３４０は、リザーバ本体３４１と、リザーバプレート３４２と、フレーム３４３とを有している。リザーバ本体３４１は、貫通孔３４０ｂの内壁２４１ｃに第１凸部３４５を有していない。リザーバプレート３４２と、フレーム３４３とは、貫通孔３４２ｂ、３４２ｃの内壁３４２ｃ、３４３ｃに、第１凸部３４５、第２凸部３４６、および第３凸部３４７を有している。
　第１凸部３４５、第２凸部３４６、および第３凸部３４７は、先端が尖っておらず丸みを帯びている。換言すると、第１凸部３４５および第２凸部３４６の間に位置する内壁３４２ｃと、第１凸部３４５および第３凸部３４７の間に位置する内壁３４２ｃとなす角が、鈍角になっている。
　このような構成により、フレキシブル配線板９１が、第１凸部３４５、第２凸部３４６、および第３凸部３４７に接触したとしても、フレキシブル配線板９１が破損しにくい。
　また、本実施形態においては、貫通孔３４２ｂ、３４３ｂの内壁３４２ｃ、３４３ｃが、中央部から圧電アクチュエータ基板２１の反対側に向かうにつれて大きくなっている。このような構成により、圧電アクチュエータ基板２１の反対側からフレキシブル配線板９１を引き出しやすくなる。そのため、液体吐出ヘッド３０２の生産性が向上する。
　また、本実施形態においては、貫通孔３４２ｂ、３４３ｂの内壁３４２ｃ、３４３ｃが、中央部から圧電アクチュエータ基板２１側に向かうにつれて大きくなっている。このような構成により、それぞれの貫通孔３４２ｂ、３４３ｂにフレキシブル配線板９１を導入しやすくなる。そのため、液体吐出ヘッド３０２の生産性が向上する。
　また、本実施形態においては、断面視したとき、第１凸部３４５の曲率半径が０．０６～０．２３ｍｍであってもよい。このような構成により、フレキシブル配線板９１と、内壁３４２ｃ、３４３ｃとの摩擦力を小さくしつつ、内壁３４２ｃ、３４３ｃが、フレキシブル配線板９１を支持することができる。それにより、液体吐出ヘッドの信頼性が向上する。
　なお、第１凸部３４５の曲率半径は、例えば、下記の方法にて測定できる。
　まず、貫通孔３４２ｂの内壁３４２ｃの表面を、接触式あるいは非接触式の表面粗さ計を用いて測定する。次に、測定されたデータに基づいて、最小二乗法により、貫通孔３４２ｂの内壁３４２ｃにフィットする第１仮想円を求める。次に、求めた第１仮想円より突出している部分のうち、リザーバプレート３４２の厚み方向の中央部に位置する部分を第１凸部３４５とみなす。続いて、最小二乗法により、第１凸部３４５にフィットする第２仮想円を求め、第２仮想円の曲率半径を第１凸部３４５の曲率半径とする。
　第１凸部３４５、第２凸部３４６、および第３凸部３４７は、例えば、以下の方法により作製することができる。
　エッチング等の化学処理にて形成する場合は、マスク部分のレジストの形状を適宜調整して作製すればよい。また、第１凸部３４５、第２凸部３４６、および第３凸部３４７の先端形状を、丸みを帯びた形状にするためには、他の部位に比べてエッチングスピードを遅くすればよい。また、第１凸部３４５、第２凸部３４６、および第３凸部３４７を形成した後に、エッチングをおこなって作製してもよい。
　なお、本実施形態では、加圧部として圧電変形を用いた変位素子３０を示したが、これに限られるものでなく、加圧室１０中の液体を加圧できるものなら他のものでよい。例えば、加圧室１０中の液体を加熱して沸騰させて圧力を生じさせるものや、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）を用いたものでも良い。
　また、本実施形態では、フレキシブル配線板９１が第１凸部４５と離間している例を示したが、第１凸部４５と接触していてもよい。このような構成の場合、液体吐出ヘッド２が、プリンタ１に搭載されてシャトル運動したとしても、フレキシブル配線板９１が第１凸部４５に支持されることとなり、フレキシブル配線板９１が破損しにくい。また、駆動ＩＣ１１の熱がフレキシブル配線板９１に伝わったとしても、第１凸部４５を介して、液体吐出ヘッド２に放熱しやすい。なお、フレキシブル配線板９１は、第２凸部２４６および第３凸部２４７と接触していてもよい。この場合においても、フレキシブル配線板９１が第２凸部２４６および第３凸部２４７に支持されることとなり、フレキシブル配線板９１が破損しにくい。
　１・・・プリンタ
　２・・・液体吐出ヘッド
　２ａ・・・ヘッド本体
　４・・・第１流路部材
　５・・・マニホールド（共通流路）
　６・・・しぼり
　８・・・吐出孔
　１０・・・加圧室
　１２・・・個別流路
　１４・・・個別供給流路
　２１・・・圧電アクチュエータ基板
　２４・・・共通電極
　２５・・・個別電極
　２６・・・接続電極
　２７・・・ダミー接続電極
　２８・・・共通電極用表面電極
　３０・・・変位素子（加圧部）
　４０、２４０、３４０・・・第２流路部材
　　４０ｂ、２４０ｂ、３４０ｂ・・・貫通孔
　　４１、２４１、３４１・・・リザーバ本体
　　４２、２４２、３４２・・・リザーバプレート
　　４３、２４３、３４３・・・フレーム
　４５、２４５、３４５・・・第１突出部
　２４６、３４６・・・第２突出部
　２４７、３４７・・・第３突出部

Claims (11)

  1. 　吐出孔、および前記吐出孔に繋がっている加圧室を有する第１流路部材と、
    　前記第１流路部材に液体を供給する第２流路部材と、
    　前記加圧室を加圧する加圧部と、
    　前記吐出孔の吐出を制御する駆動ＩＣと、
    　前記駆動ＩＣと前記加圧部とを電気的に接続するフレキシブル配線板と、を備え、
    　前記第２流路部材は、貫通孔を有しており、
    　前記フレキシブル配線板は、前記貫通孔を挿通されており、
    　前記貫通孔は、内壁に第１凸部を有する、液体吐出ヘッド。
  2. 　前記加圧部および前記第２流路部材は、前記第１流路部材上に位置しており、
    　前記貫通孔は、前記加圧部上に位置しており、
    　前記貫通孔は、内壁に第２凸部を有し、
    　前記第２凸部は、前記第１凸部よりも前記加圧部側に位置する、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
  3. 　前記第２凸部の突出長さは、前記第１凸部の突出長さよりも小さい、請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
  4. 　前記加圧部および前記第２流路部材は、前記第１流路部材上に位置しており、
    　前記貫通孔は、前記加圧部上に位置しており、
    　前記貫通孔は、内壁に第３凸部を有し、
    　前記第３凸部は、前記第１凸部よりも前記加圧部とは反対側に位置する、請求項１～３のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
  5. 　前記第３凸部の突出長さは、前記第１凸部の突出長さよりも小さい、請求項４に記載の液体吐出ヘッド。
  6. 　前記貫通孔の前記内壁は、中央部から前記加圧部の反対側に向かうにつれて大きくなっている、請求項４または５に記載の液体吐出ヘッド。
  7. 　前記貫通孔の前記内壁は、中央部から前記加圧部に向かうにつれて大きくなっている、請求項２～６のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
  8. 　断面視したとき、
    　前記第１凸部の曲率半径が０．０６～０．２３ｍｍである、請求項７に記載の液体吐出ヘッド。
  9. 　請求項１～８のいずれか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搬送する搬送部と、
    　前記液体吐出ヘッドの前記駆動ＩＣを制御する制御部と、を備える記録装置。
  10. 　請求項１～８のいずれかに記載の液体吐出ヘッドと、
    　記録媒体にコーティング剤を塗布する塗布機と、を備える記録装置。
  11. 　請求項１～８のいずれかに記載の液体吐出ヘッドと、
    　記録媒体を乾燥させる乾燥機と、を備える記録装置。
     
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