JP7654517B2 - Liquid ejection head - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、液体吐出ヘッドに関する。 An embodiment of the present invention relates to a liquid ejection head.
従来、インクジェットヘッド等の液体吐出ヘッドとして、複数の圧力室を形成するアクチュエータ及び共通液室がベースプレートの片面に設けられる技術が知られている。また、液体吐出ヘッドは、共通液室の周囲を覆う枠部材と、インク吐出用の吐出口が設けられたオリフィスプレートとを有する。このオリフィスプレートで枠部材を覆うことで、アクチュエータに複数の圧力室が形成される。 Conventionally, a technology is known for liquid ejection heads such as inkjet heads in which an actuator that forms multiple pressure chambers and a common liquid chamber are provided on one side of a base plate. The liquid ejection head also has a frame member that covers the periphery of the common liquid chamber, and an orifice plate in which ejection ports for ejecting ink are provided. By covering the frame member with this orifice plate, multiple pressure chambers are formed in the actuator.
各圧力室には、隔壁を駆動させるための駆動用電極が施されている。例えば、液体吐出ヘッドは、2列のアクチュエータを有する。液体吐出ヘッドは、2列のアクチュエータの間にインクを供給する供給孔を有し、その反対側には排出孔を有することで、マニフォールドを通じてインクが循環する構造である。このような構造の液体吐出の場合、排出孔が配線引き出しエリアに存在するため、排出孔を避けるように配線を形成しなければならず、配線ピッチが狭くなる部分が生じてしまう虞がある。また、アクチュエータと枠部材との間に排出孔を配置するため、液体吐出ヘッドの幅が大きくなる。 Each pressure chamber is provided with a driving electrode for driving the partition. For example, a liquid ejection head has two rows of actuators. The liquid ejection head has a supply hole that supplies ink between the two rows of actuators, and a discharge hole on the opposite side, so that the ink circulates through a manifold. In the case of liquid ejection with this type of structure, since the discharge hole is present in the wiring pull-out area, the wiring must be formed to avoid the discharge hole, and there is a risk of the wiring pitch becoming narrow in some areas. In addition, since the discharge hole is located between the actuator and the frame member, the width of the liquid ejection head becomes large.
本発明が解決しようとする課題は、配線ピッチが狭くなることを防止できるとともに、液体吐出ヘッドの幅が大きくなることを防止できる液体吐出ヘッドを提供することである。 The problem that this invention aims to solve is to provide a liquid ejection head that can prevent the wiring pitch from becoming narrower and the width of the liquid ejection head from becoming larger.
実施形態の液体吐出ヘッドは、アクチュエータと、ベースプレートと、オリフィスプレートと、共通液室と、供給孔と、排出孔と、間仕切り壁と、を備える。アクチュエータは、一方向に配置される複数の圧力室を有する。ベースプレートは、前記アクチュエータが設けられる。オリフィスプレートは、前記複数の圧力室と対向する複数の吐出口を有する。共通液室は、前記アクチュエータに隣接して形成される。供給孔は、前記ベースプレートに形成され、前記共通液室に配置される。排出孔は、前記ベースプレートに形成され、前記共通液室に配置される。間仕切り壁は、前記共通液室を前記供給孔及び前記排出孔の間で区切る。 The liquid ejection head of the embodiment includes an actuator, a base plate, an orifice plate, a common liquid chamber, a supply hole, a discharge hole, and a partition wall. The actuator has a plurality of pressure chambers arranged in one direction. The base plate is provided with the actuator. The orifice plate has a plurality of discharge ports facing the plurality of pressure chambers. The common liquid chamber is formed adjacent to the actuator. The supply hole is formed in the base plate and is located in the common liquid chamber. The discharge hole is formed in the base plate and is located in the common liquid chamber. The partition wall divides the common liquid chamber between the supply hole and the discharge hole.
以下に、実施形態に係る液体吐出ヘッド1及び液体吐出ヘッド1を用いた液体吐出装置2について、図1乃至図5を参照して説明する。図1は、実施形態に係る液体吐出ヘッド1の構成を示す斜視図である。図2は、ヘッド本体11の構成を示す平面図であり、図3は、ヘッド本体11の構成を示す断面図である。図4は、ヘッド本体11の間仕切り壁118の製造方法の一例を示す説明図であり、図5は、液体吐出装置2の構成を示す説明図である。なお、各図において説明のため、適宜構成を拡大、縮小または省略して示している。 The liquid ejection head 1 according to the embodiment and the liquid ejection device 2 using the liquid ejection head 1 will be described below with reference to Figs. 1 to 5. Fig. 1 is a perspective view showing the configuration of the liquid ejection head 1 according to the embodiment. Fig. 2 is a plan view showing the configuration of the head body 11, and Fig. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the head body 11. Fig. 4 is an explanatory diagram showing an example of a manufacturing method for the partition wall 118 of the head body 11, and Fig. 5 is an explanatory diagram showing the configuration of the liquid ejection device 2. Note that in each figure, the configuration is enlarged, reduced, or omitted as appropriate for the purpose of explanation.
液体吐出ヘッド1は、例えば、図5に示すインクジェット記録装置などの液体吐出装置2に設けられるインクジェットヘッドである。液体吐出ヘッド1は、液体吐出装置2に設けられた液体収容部としての供給タンク2132を含むヘッドユニット2130に設けられる。 The liquid ejection head 1 is an inkjet head provided in a liquid ejection device 2, such as the inkjet recording device shown in FIG. 5. The liquid ejection head 1 is provided in a head unit 2130 that includes a supply tank 2132 as a liquid storage section provided in the liquid ejection device 2.
液体吐出ヘッド1は、供給タンク2132に貯留された液体としてのインクが供給される。なお、液体吐出ヘッド1は、インクを循環させない非循環式のヘッドであってもよく、また、インクを循環させる循環式のヘッドであってもよい。本実施形態において、液体吐出ヘッド1は、非循環式のヘッドの例を用いて説明する。また、液体吐出ヘッド1は、液体吐出装置2に設けられた温調装置2116に接続され、インクの温度制御を行う温調用液体(温調水)が供給される構成であってもよい。 The liquid ejection head 1 is supplied with ink as liquid stored in a supply tank 2132. The liquid ejection head 1 may be a non-circulation type head that does not circulate ink, or a circulation type head that circulates ink. In this embodiment, the liquid ejection head 1 will be described using an example of a non-circulation type head. The liquid ejection head 1 may also be connected to a temperature control device 2116 provided in the liquid ejection device 2, and may be configured to be supplied with temperature control liquid (temperature control water) that controls the temperature of the ink.
図1乃至図4に示すように、液体吐出ヘッド1は、ヘッド本体11と、マニフォールドユニット12と、回路基板13と、を備える。液体吐出ヘッド1は、ヘッド本体11、マニフォールドユニット12及び回路基板13を覆うカバーを有していても良い。なお、液体吐出ヘッド1は、アクチュエータ113を一対有するヘッド本体11を二組有する、4列一体構造ヘッドであってもよい。 As shown in Figs. 1 to 4, the liquid ejection head 1 includes a head body 11, a manifold unit 12, and a circuit board 13. The liquid ejection head 1 may have a cover that covers the head body 11, the manifold unit 12, and the circuit board 13. The liquid ejection head 1 may be a four-row integrated structure head that includes two sets of head bodies 11, each of which includes a pair of actuators 113.
ヘッド本体11は、液体を吐出する。図1乃至図3に示すように、ヘッド本体11は、ベースプレート111と、枠部材112と、アクチュエータ113と、オリフィスプレート114と、を備える。また、ヘッド本体11は、共通液室116を有する。本実施形態の例においては、一つのヘッド本体11が一対のアクチュエータ113を有する例を用いて説明する。 The head body 11 ejects liquid. As shown in Figs. 1 to 3, the head body 11 includes a base plate 111, a frame member 112, an actuator 113, and an orifice plate 114. The head body 11 also includes a common liquid chamber 116. In this embodiment, an example in which one head body 11 has a pair of actuators 113 will be described.
ヘッド本体11は、共通液室116の一部を仕切る間仕切り壁118を有する。また、ヘッド本体11は、ベースプレート111及びアクチュエータ113に、アクチュエータ113の複数の第1圧力室1131及び複数の第2圧力室1132をそれぞれ駆動する複数の電極119を有する。 The head body 11 has a partition wall 118 that divides a part of the common liquid chamber 116. The head body 11 also has a plurality of electrodes 119 on the base plate 111 and the actuator 113 that respectively drive a plurality of first pressure chambers 1131 and a plurality of second pressure chambers 1132 of the actuator 113.
ベースプレート111は、例えばセラミックス材料により矩形板状に形成される。ベースプレート111は、例えば、一方向に長い矩形状に形成される。ベースプレート111は、単数又は複数の供給孔1111と、単数又は複数の排出孔1112と、を有する。ベースプレート111には、一対のアクチュエータ113が設けられるとともに、アクチュエータ113を駆動するための配線パターンが形成される。供給孔1111及び排出孔1112は、ベースプレート111の両主面間を貫通する貫通孔である。 The base plate 111 is formed, for example, from a ceramic material in the shape of a rectangular plate. The base plate 111 is formed, for example, in the shape of a rectangle that is long in one direction. The base plate 111 has one or more supply holes 1111 and one or more discharge holes 1112. A pair of actuators 113 are provided on the base plate 111, and a wiring pattern for driving the actuators 113 is formed. The supply holes 1111 and the discharge holes 1112 are through holes that penetrate between both main surfaces of the base plate 111.
供給孔1111は、例えば、共通液室116の後述する第1共通液室1161と対向する位置に単数設けられる。供給孔1111は、例えば、第1共通液室1161の長手方向に沿って一方向に長い長孔である。 The supply hole 1111 is provided, for example, in a single position in the common liquid chamber 116 facing a first common liquid chamber 1161 (described later). The supply hole 1111 is, for example, an elongated hole that is long in one direction along the longitudinal direction of the first common liquid chamber 1161.
排出孔1112は、例えば、共通液室116の後述する二つの第3共通液室1163と対向する位置にそれぞれ一つ設けられる。また、例えば、排出孔1112は、複数の第2圧力室1132の二次側に隣接してベースプレート111に設けられる。 The discharge holes 1112 are provided, for example, at positions facing two third common liquid chambers 1163 (described later) of the common liquid chamber 116. Also, for example, the discharge holes 1112 are provided in the base plate 111 adjacent to the secondary sides of the multiple second pressure chambers 1132.
枠部材112は、ベースプレート111の一方の主面に接着剤等により固定される。枠部材112は、ベースプレート111に設けられた供給孔1111、複数の排出孔1112、及び、アクチュエータ113を囲う。 The frame member 112 is fixed to one main surface of the base plate 111 with an adhesive or the like. The frame member 112 surrounds the supply hole 1111, the multiple discharge holes 1112, and the actuator 113 provided in the base plate 111.
例えば、枠部材112は、矩形枠状に形成されることで、枠部材112の長手方向に沿って一方向に長い開口を形成する。枠部材112の開口には、アクチュエータ113、供給孔1111及び2つの排出孔1112が配置される。 For example, the frame member 112 is formed in a rectangular frame shape, forming a long opening in one direction along the longitudinal direction of the frame member 112. The actuator 113, the supply hole 1111, and two discharge holes 1112 are arranged in the opening of the frame member 112.
一対のアクチュエータ113は、ベースプレート111の実装面に接着される。一対のアクチュエータ113は供給孔1111を挟んで二列に並んでベースプレート111に設けられる。アクチュエータ113は、一方向に長い板状に形成される。アクチュエータ113は、枠部材112の開口内に配置され、ベースプレート111の主面に接着される。具体例として、アクチュエータ113は、一方向に長い矩形板状の二枚の圧電材料を、互いの分極方向が逆向きとなるように対向して接着することで形成される。ここで、圧電材料は、例えば、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)である。アクチュエータ113は、例えば熱硬化性を有するエポキシ系接着剤によってベースプレート111の実装面に接着される。 The pair of actuators 113 are bonded to the mounting surface of the base plate 111. The pair of actuators 113 are arranged in two rows on the base plate 111 with the supply hole 1111 between them. The actuators 113 are formed in a plate shape that is long in one direction. The actuators 113 are placed in the opening of the frame member 112 and bonded to the main surface of the base plate 111. As a specific example, the actuators 113 are formed by bonding two rectangular plates of piezoelectric material that are long in one direction facing each other so that their polarization directions are opposite to each other. Here, the piezoelectric material is, for example, PZT (lead zirconate titanate). The actuators 113 are bonded to the mounting surface of the base plate 111 by, for example, a thermosetting epoxy adhesive.
アクチュエータ113は、例えば、長手方向の中央側に、長手方向に等間隔に配置された複数の第1圧力室1131と、長手方向の両端に、長手方向に等間隔に配置された複数の第2圧力室1132と、を有する。なお、アクチュエータ113は、長手方向に等間隔に配置されるとともに、隣り合う第1圧力室1131の間に配置され、複数の第1圧力室1131と交互に配置される複数の空気室を有する構成であってもよい。 The actuator 113 has, for example, a plurality of first pressure chambers 1131 arranged at equal intervals in the longitudinal direction at the center side in the longitudinal direction, and a plurality of second pressure chambers 1132 arranged at equal intervals in the longitudinal direction at both ends in the longitudinal direction. Note that the actuator 113 may also have a configuration having a plurality of air chambers arranged at equal intervals in the longitudinal direction, between adjacent first pressure chambers 1131, and alternately arranged with the plurality of first pressure chambers 1131.
アクチュエータ113は、ベースプレート111側とは反対の主面側に、アクチュエータ113の長手方向に複数の溝が形成され、この溝により第1圧力室1131及び第2圧力室1132が形成される。換言すると、アクチュエータ113は、長手方向に等間隔に配置された、間に溝を形成する複数の壁を有する。壁は、隣り合う壁の間に複数の第1圧力室1131及び複数の第2圧力室1132を形成し、駆動電圧が印加することで、第1圧力室1131及び第2圧力室1132の容積を変化させる圧電体1133である。 The actuator 113 has a plurality of grooves formed in the longitudinal direction of the actuator 113 on the main surface side opposite the base plate 111 side, and these grooves form a first pressure chamber 1131 and a second pressure chamber 1132. In other words, the actuator 113 has a plurality of walls arranged at equal intervals in the longitudinal direction, which form grooves between them. The walls are piezoelectric bodies 1133 which form a plurality of first pressure chambers 1131 and a plurality of second pressure chambers 1132 between adjacent walls, and which change the volumes of the first pressure chambers 1131 and the second pressure chambers 1132 when a drive voltage is applied.
アクチュエータ113のベースプレート111とは反対側の面は、オリフィスプレート114に接着される。また、アクチュエータ113は、第1圧力室1131及び第2圧力室1132を駆動するための複数の電極119の一部となる配線パターンが形成される。 The surface of the actuator 113 opposite the base plate 111 is bonded to the orifice plate 114. The actuator 113 also has a wiring pattern formed thereon that forms part of a plurality of electrodes 119 for driving the first pressure chamber 1131 and the second pressure chamber 1132.
アクチュエータ113は、例えば、短手方向の幅が、頂部側からベースプレート111側に向かって漸次大きくなる。アクチュエータ113の長手方向に直交する方向(短手方向)に沿った断面の断面形状は、台形状に形成される。即ち、アクチュエータ113は、短手方向の側面部が傾斜する。アクチュエータ113の側面部は、複数の第1圧力室1131が設けられた領域が第1共通液室1161及び第2共通液室1162に対向配置され、複数の第2圧力室1132が設けられた領域が第2共通液室1162及び第3共通液室1163に対向配置される。 For example, the width of the actuator 113 in the short side direction gradually increases from the top side toward the base plate 111 side. The cross-sectional shape of the actuator 113 in the direction perpendicular to the longitudinal direction (short side direction) is formed into a trapezoid shape. That is, the side portion of the actuator 113 in the short side direction is inclined. The side portion of the actuator 113 has an area in which a plurality of first pressure chambers 1131 are provided facing the first common liquid chamber 1161 and the second common liquid chamber 1162, and an area in which a plurality of second pressure chambers 1132 are provided facing the second common liquid chamber 1162 and the third common liquid chamber 1163.
具体例として、アクチュエータ113は、一方向に長い矩形板状の二枚の圧電材料を、互いの分極方向が逆向きとなるように対向して接着した積層圧電部材により形成される。ここで、圧電材料は、例えば、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)である。アクチュエータ113は、例えば熱硬化性を有するエポキシ系接着剤によってベースプレート111の実装面に接着される。そして、アクチュエータ113は、例えば、切削加工等によって、傾斜面(傾斜部)が形成される。また、併せて、ベースプレート111及びアクチュエータ113は、例えば、研磨加工によって、複数の電極119がパターニングされる表面が研磨され、研磨面が形成される。また、アクチュエータ113は、例えば、切削加工により、複数の第1圧力室1131及び複数の第2圧力室1132を形成する複数の溝が形成され、隣り合う溝の間を区切る側壁である圧電体(駆動素子)1133が形成される。 As a specific example, the actuator 113 is formed of a laminated piezoelectric member in which two rectangular piezoelectric plates long in one direction are bonded to face each other so that the polarization directions of the two are opposite to each other. Here, the piezoelectric material is, for example, PZT (lead zirconate titanate). The actuator 113 is bonded to the mounting surface of the base plate 111 by, for example, a thermosetting epoxy adhesive. Then, the actuator 113 has an inclined surface (inclined portion) formed by, for example, cutting processing. In addition, the surfaces of the base plate 111 and the actuator 113 on which the multiple electrodes 119 are patterned are polished by, for example, polishing processing to form a polished surface. In addition, the actuator 113 has a plurality of grooves that form a plurality of first pressure chambers 1131 and a plurality of second pressure chambers 1132 formed by, for example, cutting processing, and a piezoelectric body (drive element) 1133 that is a side wall that separates the adjacent grooves is formed.
第1圧力室1131は、液体吐出ヘッド1による印字等の動作時に、インクを吐出口1141から噴射させるための圧力室である。第2圧力室1132は、メンテナンス時に、インクを吐出口1141から噴射させるためのメンテナンス用の圧力室である。なお、本実施形態においては、アクチュエータ113が複数の第1圧力室1131及び複数の第2圧力室1132を有する例を説明したが、例えば、第2圧力室1132を有さない構成であってもよく、また、複数の第1圧力室1131と交互に配置される空気室を有する構成であってもよい。 The first pressure chamber 1131 is a pressure chamber for ejecting ink from the ejection port 1141 during operations such as printing by the liquid ejection head 1. The second pressure chamber 1132 is a pressure chamber for ejecting ink from the ejection port 1141 during maintenance. Note that in this embodiment, an example in which the actuator 113 has a plurality of first pressure chambers 1131 and a plurality of second pressure chambers 1132 has been described, but for example, the actuator 113 may not have a second pressure chamber 1132, or may have an air chamber arranged alternately with the plurality of first pressure chambers 1131.
オリフィスプレート114は、板状に形成される。オリフィスプレート114は、枠部材112のベースプレート111とは反対側の主面に接着剤等により固定される。オリフィスプレート114は、複数の第1圧力室1131及び複数の第2圧力室1132と対向する位置に形成された複数の吐出口1141を有する。本実施形態において、オリフィスプレート114は、複数の吐出口1141が一方向に並ぶ吐出口列1142を二列有する。 The orifice plate 114 is formed in a plate shape. The orifice plate 114 is fixed to the main surface of the frame member 112 opposite the base plate 111 with an adhesive or the like. The orifice plate 114 has a plurality of discharge ports 1141 formed at positions facing the plurality of first pressure chambers 1131 and the plurality of second pressure chambers 1132. In this embodiment, the orifice plate 114 has two discharge port rows 1142 in which the plurality of discharge ports 1141 are aligned in one direction.
複数の吐出口1141は、例えば、複数の第1圧力室1131と対向する複数の第1吐出口11411と、複数の第2圧力室1132と対向する複数の第2吐出口11412と、を備える。複数の第1吐出口11411は、液体吐出ヘッド1による印字等の動作時に、インクを噴射する穴である。複数の第2吐出口11412は、例えば、メンテナンス時に、インクを噴射してパージを行うパージ用の穴である。 The multiple ejection ports 1141 include, for example, multiple first ejection ports 11411 facing the multiple first pressure chambers 1131, and multiple second ejection ports 11412 facing the multiple second pressure chambers 1132. The multiple first ejection ports 11411 are holes that eject ink when the liquid ejection head 1 performs an operation such as printing. The multiple second ejection ports 11412 are, for example, purge holes that eject ink to perform purging during maintenance.
共通液室116は、供給孔1111とアクチュエータ113の複数の第1圧力室1131の一次側とを連通する。また、共通液室116は、アクチュエータ113の複数の第1圧力室1131の二次側と排出孔1112とを、例えば、複数の第2圧力室1132を介して連通する。 The common liquid chamber 116 communicates between the supply hole 1111 and the primary side of the multiple first pressure chambers 1131 of the actuator 113. The common liquid chamber 116 also communicates between the secondary side of the multiple first pressure chambers 1131 of the actuator 113 and the discharge hole 1112, for example, via multiple second pressure chambers 1132.
具体例として、共通液室116は、供給孔1111とアクチュエータ113の複数の第1圧力室1131の一次側と連通する第1共通液室1161と、アクチュエータ113の複数の第1圧力室1131の二次側及び複数の第2圧力室1132の一次側と連通する第2共通液室1162と、複数の第2圧力室1132の二次側と排出孔1112と連通する2つの第3共通液室1163と、を有する。 As a specific example, the common liquid chamber 116 has a first common liquid chamber 1161 that communicates with the supply hole 1111 and the primary side of the multiple first pressure chambers 1131 of the actuator 113, a second common liquid chamber 1162 that communicates with the secondary side of the multiple first pressure chambers 1131 of the actuator 113 and the primary side of the multiple second pressure chambers 1132, and two third common liquid chambers 1163 that communicate with the secondary sides of the multiple second pressure chambers 1132 and the discharge hole 1112.
複数の第1圧力室1131の一次側とは、液体の流れる方向における複数の第1圧力室1131の上流側である。複数の第1圧力室1131の二次側とは、液体の流れる方向における複数の第1圧力室1131の下流側である。複数の第2圧力室1132の一次側とは、液体の流れる方向における複数の第2圧力室1132の上流側である。複数の第2圧力室1132の二次側とは、液体の流れる方向における複数の第2圧力室1132の下流側である。 The primary side of the multiple first pressure chambers 1131 is the upstream side of the multiple first pressure chambers 1131 in the direction of liquid flow. The secondary side of the multiple first pressure chambers 1131 is the downstream side of the multiple first pressure chambers 1131 in the direction of liquid flow. The primary side of the multiple second pressure chambers 1132 is the upstream side of the multiple second pressure chambers 1132 in the direction of liquid flow. The secondary side of the multiple second pressure chambers 1132 is the downstream side of the multiple second pressure chambers 1132 in the direction of liquid flow.
第1共通液室1161は、一対のアクチュエータ113の両端部を除く中央側の間に形成される。第1共通液室1161は、供給孔1111から各アクチュエータ113の複数の第1圧力室1131の一次側の開口へのインクの流路を構成する。 The first common liquid chamber 1161 is formed between the center sides of the pair of actuators 113, excluding both ends. The first common liquid chamber 1161 forms an ink flow path from the supply hole 1111 to the primary side openings of the multiple first pressure chambers 1131 of each actuator 113.
第2共通液室1162は、各アクチュエータ113と枠部材112との間にそれぞれ形成される。第2共通液室1162は、複数の第1圧力室1131の二次側の開口から複数の第2圧力室1132の一次側の開口へのインクの流路を形成する。 The second common liquid chamber 1162 is formed between each actuator 113 and the frame member 112. The second common liquid chamber 1162 forms an ink flow path from the secondary side openings of the multiple first pressure chambers 1131 to the primary side openings of the multiple second pressure chambers 1132.
第3共通液室1163は、例えば、一つのアクチュエータ113の間に、間仕切り壁118によって第1共通液室1161と隔てられて形成される。第3共通液室1163は、一対のアクチュエータ113の両端部の間にそれぞれ形成される。第3共通液室1163は、各アクチュエータ113の複数の第2圧力室1132の二次側の開口から排出孔1112へのインクの流路を形成する。 The third common liquid chamber 1163 is formed, for example, between one actuator 113 and separated from the first common liquid chamber 1161 by a partition wall 118. The third common liquid chamber 1163 is formed between both ends of a pair of actuators 113. The third common liquid chamber 1163 forms an ink flow path from the secondary side openings of the multiple second pressure chambers 1132 of each actuator 113 to the discharge hole 1112.
図2に示すように、間仕切り壁118は、感光性の樹脂材料で形成される。間仕切り壁118は、共通液室116のうち一対のアクチュエータ113の間の領域を、複数の第1圧力室1131が形成された領域である第1共通液室1161と、複数の第2圧力室1132が形成された領域である第3共通液室1163と、に区切る。 As shown in FIG. 2, the partition wall 118 is formed of a photosensitive resin material. The partition wall 118 divides the area of the common liquid chamber 116 between the pair of actuators 113 into a first common liquid chamber 1161, which is an area in which a plurality of first pressure chambers 1131 are formed, and a third common liquid chamber 1163, which is an area in which a plurality of second pressure chambers 1132 are formed.
複数の電極119は、圧電体である複数の圧電体1133に個別に駆動電圧を印加する。複数の電極119は、各圧力室1131、1132を個別に変形させる。電極119は、ベースプレート111に形成された配線パターン及びアクチュエータ113に形成された配線パターンにより形成される。 The electrodes 119 apply a driving voltage to the piezoelectric bodies 1133 individually. The electrodes 119 individually deform the pressure chambers 1131, 1132. The electrodes 119 are formed by a wiring pattern formed on the base plate 111 and a wiring pattern formed on the actuator 113.
例えば、マニフォールドユニット12は、インク供給管及びインク排出管が接続される。マニフォールドユニット12は、ベースプレート111の供給孔1111とインク供給管とを連続する液体供給流路と、ベースプレート111の排出孔1112とインク排出管とを連続する液体排出流路と、を形成する。 For example, the manifold unit 12 is connected to an ink supply pipe and an ink discharge pipe. The manifold unit 12 forms a liquid supply flow path that connects the supply hole 1111 of the base plate 111 to the ink supply pipe, and a liquid discharge flow path that connects the discharge hole 1112 of the base plate 111 to the ink discharge pipe.
また、液体吐出ヘッド1が液体吐出装置2に設けられた温調装置2116に接続される場合には、マニフォールドユニット12は、温調水用管である温調水供給管及び温調水排出管が接続される。そして、マニフォールドユニット12は、温調水供給管及び温調水排出管を接続し、温調水が流れる温調用流路を形成する。 When the liquid ejection head 1 is connected to the temperature control device 2116 provided in the liquid ejection device 2, the manifold unit 12 is connected to a temperature control water supply pipe and a temperature control water discharge pipe, which are pipes for temperature control water. The manifold unit 12 then connects the temperature control water supply pipe and the temperature control water discharge pipe to form a temperature control flow path through which the temperature control water flows.
回路基板13は、一端がベースプレート111の複数の電極119に接続される配線フィルム131と、配線フィルム131に搭載されたドライバIC132と、配線フィルム131の他端に実装されたプリント配線基板133と、を備える。 The circuit board 13 includes a wiring film 131, one end of which is connected to a plurality of electrodes 119 of the base plate 111, a driver IC 132 mounted on the wiring film 131, and a printed wiring board 133 mounted on the other end of the wiring film 131.
回路基板13は、ドライバIC132により駆動電圧をアクチュエータ113の配線パターンに印加することでアクチュエータ113を駆動し、圧力室1131の容積を増減させて、吐出口1141から液滴を吐出させる。 The circuit board 13 drives the actuator 113 by applying a drive voltage to the wiring pattern of the actuator 113 via the driver IC 132, thereby increasing or decreasing the volume of the pressure chamber 1131 and ejecting droplets from the ejection port 1141.
配線フィルム131は、複数の電極119に接続される。例えば、配線フィルム131は、ベースプレート111の接続部に熱圧着等により固定されるACF(異方導電性フィルム)である。接続される配線フィルム131は、例えば、一つのヘッド本体11に対して複数設けられる。本実施形態においては、配線フィルム131は、1つのアクチュエータ113に2つ連結される。配線フィルム131は、例えば、ドライバIC132が実装されたCOF(Chip on Film)である。 The wiring film 131 is connected to the multiple electrodes 119. For example, the wiring film 131 is an ACF (anisotropic conductive film) that is fixed to the connection portion of the base plate 111 by thermocompression bonding or the like. For example, multiple wiring films 131 are provided for one head body 11. In this embodiment, two wiring films 131 are connected to one actuator 113. The wiring film 131 is, for example, a COF (chip on film) on which a driver IC 132 is mounted.
ドライバIC132は、配線フィルム131を介して複数の電極119に接続される。なお、ドライバIC132は、配線フィルム131ではなく、ACP(異方導電ペースト)、NCF(非導電性フィルム)、及びNCP(非導電性ペースト)のような他の手段によって、複数の電極119に接続されても良い。 The driver IC 132 is connected to the multiple electrodes 119 via the wiring film 131. The driver IC 132 may be connected to the multiple electrodes 119 by other means such as ACP (anisotropic conductive paste), NCF (non-conductive film), and NCP (non-conductive paste) instead of the wiring film 131.
プリント配線基板133は、各種電子部品やコネクタが搭載されたPWA(Printing Wiring Assembly)である。 The printed wiring board 133 is a PWA (Printing Wiring Assembly) on which various electronic components and connectors are mounted.
次に、液体吐出ヘッド1のヘッド本体11に形成される間仕切り壁118の製造方法の一例を、図4を用いて説明する。先ず、ベースプレート111上であって、且つ、ベースプレート111に設けられた一対のアクチュエータ113の間に、感光性樹脂材料1181を塗布する(ACT1)。このとき、アクチュエータ113は、複数の第1圧力室1131及び複数の第2圧力室1132を形成する複数の溝が形成されていてもよく、当該複数の溝が形成される前であってもよい。また、感光性樹脂材料1181を塗布する領域は、例えば、間仕切り壁118が形成される領域であるが、一対のアクチュエータ113の間の全領域に設ける構成であってもよい。また、例えば、アクチュエータ113に空気室を設ける場合には、空気室を形成する壁を同時に形成するために、複数の溝にも感光性樹脂材料1181を設けてもよい。 Next, an example of a method for manufacturing the partition wall 118 formed in the head body 11 of the liquid ejection head 1 will be described with reference to FIG. 4. First, a photosensitive resin material 1181 is applied on the base plate 111 and between a pair of actuators 113 provided on the base plate 111 (ACT 1). At this time, the actuator 113 may have a plurality of grooves formed therein that form a plurality of first pressure chambers 1131 and a plurality of second pressure chambers 1132, or may be before the formation of the plurality of grooves. In addition, the region to which the photosensitive resin material 1181 is applied is, for example, the region in which the partition wall 118 is formed, but may be configured to be provided in the entire region between the pair of actuators 113. In addition, for example, when an air chamber is provided in the actuator 113, the photosensitive resin material 1181 may also be provided in the plurality of grooves in order to simultaneously form walls that form the air chamber.
次に、アクチュエータ113上にマスク51を配置する(ACT2)。ここで、マスク51は、間仕切り壁118を形成する領域と対向する部位に、間仕切り壁118のベースプレート111とは反対側の面形状と同形状の開口511を有する。マスク51は、アクチュエータ113から離型させるための離型フィルム52を介して、アクチュエータ113上に配置される。例えば、離型フィルムは、感光性樹脂材料1181を硬化させる光を透過できる材料で形成させる。なお、空気室を同時に形成する場合には、マスク51は、空気室を形成する溝に形成される壁と対向する部位に開口が形成される。 Next, a mask 51 is placed on the actuator 113 (ACT 2). Here, the mask 51 has an opening 511 in a portion facing the region where the partition wall 118 is to be formed, the opening 511 having the same shape as the surface shape of the partition wall 118 on the opposite side from the base plate 111. The mask 51 is placed on the actuator 113 via a release film 52 for releasing the mask 51 from the actuator 113. For example, the release film is made of a material that can transmit light that hardens the photosensitive resin material 1181. If an air chamber is to be formed at the same time, an opening is formed in the mask 51 in a portion facing the wall formed in the groove that forms the air chamber.
次に、マスク51上から、感光性樹脂材料1181を硬化させる光として、例えば、紫外線(UV)を照射する(ACT3)。これにより、間仕切り壁118が形成される領域の感光性樹脂材料1181が光により硬化する。 Next, for example, ultraviolet light (UV) is irradiated from above the mask 51 as light for hardening the photosensitive resin material 1181 (ACT 3). As a result, the photosensitive resin material 1181 in the area where the partition wall 118 is to be formed is hardened by the light.
次に、残った感光性樹脂を現像液で除去する(ACT4)。これにより、一対のアクチュエータ113の間に、間仕切り壁118が形成される。なお、このように感光性樹脂材料1181を用いて間仕切り壁118を成形する構成とした場合、硬化部分はマスク51依存であるため、マスク51の形状次第で微細な流路を形成することが可能である。即ち、間仕切り壁118を形成する樹脂材料を熱硬化性樹脂材料として高温で硬化させる必要がない為、熱変形による精度悪化を低減することができる。また、このような製造方法により間仕切り壁118を成形することにより、低温下で、微細な間仕切り壁118を精度良く形成することができる。なお、間仕切り壁118を形成した後には、例えば、アクチュエータ113及び間仕切り壁118の上面が研磨される。そして、その後、枠部材112がベースプレート111に接着され、オリフィスプレート114が枠部材112、アクチュエータ113及び間仕切り壁118に接着される。 Next, the remaining photosensitive resin is removed with a developer (ACT 4). As a result, the partition wall 118 is formed between the pair of actuators 113. When the partition wall 118 is formed using the photosensitive resin material 1181 in this manner, the hardened portion depends on the mask 51, so it is possible to form a fine flow path depending on the shape of the mask 51. That is, since the resin material forming the partition wall 118 does not need to be hardened at high temperatures as a thermosetting resin material, deterioration of accuracy due to thermal deformation can be reduced. Furthermore, by forming the partition wall 118 using this manufacturing method, it is possible to form a fine partition wall 118 with high accuracy at a low temperature. After forming the partition wall 118, for example, the upper surfaces of the actuator 113 and the partition wall 118 are polished. Then, the frame member 112 is bonded to the base plate 111, and the orifice plate 114 is bonded to the frame member 112, the actuator 113, and the partition wall 118.
このように構成された液体吐出ヘッド1は、例えば、図5に示される液体吐出装置2の例であるインクジェット記録装置に設けられる。以下、液体吐出装置2をインクジェット記録装置2として説明する。液体吐出ヘッド1は、インクジェット記録装置2に設けられた液体収容部としての供給タンク2132に接続される。液体吐出ヘッド1は、供給タンク2132との間でインクを循環させる循環式のヘッドか、又は、供給タンク2132からインクが供給され、そして、メンテナンス時にメンテナンス装置2117にインクを排出する非循環式のヘッドである。液体吐出ヘッド1は、ヘッド本体11のオリフィスプレート114の吐出口1141が下方に向く姿勢で配置される。 The liquid ejection head 1 configured in this manner is provided in an inkjet recording device, which is an example of the liquid ejection device 2 shown in FIG. 5. Hereinafter, the liquid ejection device 2 will be described as an inkjet recording device 2. The liquid ejection head 1 is connected to a supply tank 2132, which serves as a liquid storage unit, provided in the inkjet recording device 2. The liquid ejection head 1 is either a circulation type head that circulates ink between the supply tank 2132 and the liquid ejection head 1, or a non-circulation type head that receives ink from the supply tank 2132 and discharges ink to a maintenance device 2117 during maintenance. The liquid ejection head 1 is arranged in a position in which the ejection port 1141 of the orifice plate 114 of the head body 11 faces downward.
以下、液体吐出ヘッド1を有するインクジェット記録装置2について、図5を参照して説明する。インクジェット記録装置2は、筐体2111と、媒体供給部2112と、画像形成部2113と、媒体排出部2114と、支持装置である搬送装置2115と、温調装置2116と、メンテナンス装置2117と、制御部2118と、を備える。 The inkjet recording device 2 having the liquid ejection head 1 will be described below with reference to FIG. 5. The inkjet recording device 2 includes a housing 2111, a medium supply unit 2112, an image forming unit 2113, a medium ejection unit 2114, a conveying device 2115 which is a support device, a temperature adjustment device 2116, a maintenance device 2117, and a control unit 2118.
インクジェット記録装置2は、媒体供給部2112から画像形成部2113を通って媒体排出部2114に至る所定の搬送路2001に沿って、吐出対象物である記録媒体として例えば用紙Pを搬送しながらインク等の液体を吐出することで、用紙Pに画像形成処理を行うインクジェットプリンタである。 The inkjet recording device 2 is an inkjet printer that performs an image forming process on a recording medium, such as a paper P, by ejecting a liquid such as ink while transporting the recording medium, such as a paper P, along a predetermined transport path 2001 that runs from a medium supply unit 2112 through an image forming unit 2113 to a medium ejection unit 2114.
媒体供給部2112は複数の給紙カセット21121を備える。画像形成部2113は、用紙を支持する支持部2120と、支持部2120の上方に対向配置された複数のヘッドユニット2130と、を備える。媒体排出部2114は、排紙トレイ21141を備える。 The medium supply unit 2112 includes a plurality of paper feed cassettes 21121. The image forming unit 2113 includes a support unit 2120 that supports paper, and a plurality of head units 2130 that are arranged above and facing the support unit 2120. The medium discharge unit 2114 includes a paper discharge tray 21141.
支持部2120は、画像形成を行う所定領域にループ状に備えられる搬送ベルト21201と、搬送ベルト21201を裏側から支持する支持プレート21202と、搬送ベルト21201の裏側に備えられた複数のベルトローラ21203と、を備える。 The support section 2120 includes a conveyor belt 21201 that is looped in a predetermined area where image formation is performed, a support plate 21202 that supports the conveyor belt 21201 from the back side, and a number of belt rollers 21203 that are provided on the back side of the conveyor belt 21201.
ヘッドユニット2130は、複数のインクジェットヘッドである液体吐出ヘッド1と、各液体吐出ヘッド1上にそれぞれ搭載された液体タンクとしての複数の供給タンク2132と、インクを供給するポンプ2134と、液体吐出ヘッド1と供給タンク2132とを接続する接続流路2135と、を備える。 The head unit 2130 includes liquid ejection heads 1 which are multiple inkjet heads, multiple supply tanks 2132 as liquid tanks mounted on each liquid ejection head 1, a pump 2134 which supplies ink, and a connection flow path 2135 which connects the liquid ejection heads 1 and the supply tanks 2132.
本実施形態において、液体吐出ヘッド1としてシアン、マゼンダ、イエロー、ブラックの4色の液体吐出ヘッド1と、これらの各色のインクをそれぞれ収容する4色の供給タンク2132を備える。供給タンク2132は接続流路2135によって液体吐出ヘッド1に接続される。 In this embodiment, the liquid ejection heads 1 are four colors, cyan, magenta, yellow, and black, and four supply tanks 2132 that respectively contain ink of each color. The supply tanks 2132 are connected to the liquid ejection heads 1 by connection flow paths 2135.
ポンプ2134は、例えば圧電ポンプで構成される送液ポンプである。ポンプ2134は、制御部2118に接続され、制御部2118により駆動制御される。 The pump 2134 is a liquid delivery pump, for example, a piezoelectric pump. The pump 2134 is connected to the control unit 2118 and is driven and controlled by the control unit 2118.
接続流路2135は、液体吐出ヘッド1のインク供給管に接続される供給流路を備える。また、接続流路2135は、液体吐出ヘッド1のインク排出管に接続される回収流路を備える。例えば、液体吐出ヘッド1が非循環式であることから、回収回路は、メンテナンス装置2117に接続される。なお、例えば、液体吐出ヘッド1が循環式の場合には、回収流路は、供給タンク2132に接続される。 The connection flow path 2135 has a supply flow path that is connected to the ink supply pipe of the liquid ejection head 1. The connection flow path 2135 also has a recovery flow path that is connected to the ink discharge pipe of the liquid ejection head 1. For example, since the liquid ejection head 1 is of a non-circulation type, the recovery circuit is connected to the maintenance device 2117. Note that, for example, if the liquid ejection head 1 is of a circulation type, the recovery flow path is connected to the supply tank 2132.
搬送装置2115は、媒体供給部2112の給紙カセット21121から画像形成部2113を通って媒体排出部2114の排紙トレイ21141に至る搬送路2001に沿って、用紙Pを搬送する。搬送装置2115は、搬送路2001に沿って配置される複数のガイドプレート対21211~21218と、複数の搬送用ローラ21221~21228と、を備えている。搬送装置2115は、用紙Pを液体吐出ヘッド1に相対移動可能に支持する。 The transport device 2115 transports paper P along a transport path 2001 that runs from the paper feed cassette 21121 of the medium supply unit 2112 through the image forming unit 2113 to the paper output tray 21141 of the medium output unit 2114. The transport device 2115 includes multiple guide plate pairs 21211-21218 and multiple transport rollers 21221-21228 that are arranged along the transport path 2001. The transport device 2115 supports the paper P so that it can move relative to the liquid ejection head 1.
温調装置2116は、温調水タンク21161、温調水を供給する配管やチューブ等の温調用回路21162、温調水を供給するポンプ及び温調水の温度を調整する温調器等を有する。温調装置2116は、温調器で所定の温度に調整した温調水タンク21161の温調水を、ポンプの送水によって温調用回路21162を介して液体吐出ヘッド1の温調水供給管に供給する。また、温調装置2116は、マニフォールドユニット12を通って温調水排出管から排出された水を、温調用回路21162を介して温調水タンク21161に回収する。なお、温調器は、例えば、ヒーターやクーラーである。また、温調装置2116は、液体吐出ヘッド1に供給するインクの温度を調整する構成としてもよい。 The temperature adjustment device 2116 has a temperature adjustment water tank 21161, a temperature adjustment circuit 21162 such as piping and tubes that supply the temperature adjustment water, a pump that supplies the temperature adjustment water, and a temperature adjustment device that adjusts the temperature of the temperature adjustment water. The temperature adjustment device 2116 supplies the temperature adjustment water in the temperature adjustment water tank 21161, which has been adjusted to a predetermined temperature by the temperature adjustment device, to the temperature adjustment water supply pipe of the liquid ejection head 1 via the temperature adjustment circuit 21162 by pumping water. The temperature adjustment device 2116 also collects water discharged from the temperature adjustment water discharge pipe through the manifold unit 12 into the temperature adjustment water tank 21161 via the temperature adjustment circuit 21162. The temperature adjustment device is, for example, a heater or a cooler. The temperature adjustment device 2116 may also be configured to adjust the temperature of the ink supplied to the liquid ejection head 1.
メンテナンス装置2117は、例えば、メンテナンス時にオリフィスプレート114の外面に残存するインクを吸引し、回収する。また、液体吐出ヘッド1が非循環式である場合には、メンテナンス装置2117は、メンテナンス時に、第2圧力室1132と対向する第2吐出口11412からヘッド本体11内のインクを回収する。このようなメンテナンス装置2117は、例えば、回収したインクを貯留するトレイやタンク等を有する。 The maintenance device 2117, for example, sucks and recovers ink remaining on the outer surface of the orifice plate 114 during maintenance. Also, if the liquid ejection head 1 is of a non-circulating type, the maintenance device 2117 recovers ink in the head body 11 from the second ejection port 11412 that faces the second pressure chamber 1132 during maintenance. Such a maintenance device 2117 has, for example, a tray or tank for storing the recovered ink.
制御部2118は、プロセッサの一例としてのCPU21181と、各種のプログラムなどを記憶するROM(Read Only Memory)、各種の可変データや画像データなどを一時的に記憶するRAM(Random Access Memory)等のメモリと、外部からのデータの入力及び外部へのデータの出力をするインターフェイス部と、を備える。 The control unit 2118 includes a CPU 21181 as an example of a processor, a memory such as a ROM (Read Only Memory) for storing various programs, and a RAM (Random Access Memory) for temporarily storing various variable data and image data, and an interface unit for inputting data from the outside and outputting data to the outside.
次に、このように構成された液体吐出ヘッド1のヘッド本体11におけるインクの流れについて説明する。先ず、インクは、ベースプレート111の供給孔1111から、第1共通液室1161に移動する。 Next, we will explain the flow of ink in the head body 11 of the liquid ejection head 1 configured in this manner. First, the ink moves from the supply hole 1111 of the base plate 111 to the first common liquid chamber 1161.
第1共通液室1161に移動したインクは、図2に矢印で示すように、複数の第1圧力室1131を通って第2共通液室1162に移動する。なお、第1圧力室1131が駆動することで、駆動した第1圧力室1131のインクは、第1吐出口11411から吐出される。第1吐出口11411から吐出されなかったインクは第2共通液室1162に移動する。 The ink that has moved to the first common liquid chamber 1161 moves to the second common liquid chamber 1162 through the multiple first pressure chambers 1131, as shown by the arrows in FIG. 2. When the first pressure chamber 1131 is driven, the ink in the driven first pressure chamber 1131 is ejected from the first ejection port 11411. The ink that is not ejected from the first ejection port 11411 moves to the second common liquid chamber 1162.
本実施形態において、液体吐出ヘッド1は非循環式であるため、第2共通液室1162のインクは、複数の第2圧力室1132を介して第3共通液室1163に移動し、第3共通液室1163に留まる。そして、メンテナンスやインクの充填時等において、インク排出管の二次側が開放されたときに、第2共通液室1162のインクは、ベースプレート111の排出孔1112からマニフォールドユニット12の排出流路を通って排出される。 In this embodiment, since the liquid ejection head 1 is of a non-circulating type, the ink in the second common liquid chamber 1162 moves to the third common liquid chamber 1163 via the multiple second pressure chambers 1132 and remains in the third common liquid chamber 1163. When the secondary side of the ink discharge tube is opened during maintenance, ink filling, etc., the ink in the second common liquid chamber 1162 is discharged from the discharge hole 1112 of the base plate 111 through the discharge flow path of the manifold unit 12.
また、メンテナンス又はインク充填時等において、第2圧力室1132が駆動することで、第2圧力室1132のインクは、例えば、第2共通液室1162や第3共通液室1163に溜まったエアと一緒に第2吐出口11412から吐出される。 In addition, when the second pressure chamber 1132 is driven during maintenance or ink refilling, the ink in the second pressure chamber 1132 is ejected from the second outlet 11412 together with air that has accumulated in the second common liquid chamber 1162 and the third common liquid chamber 1163, for example.
このように構成された液体吐出ヘッド1及び液体吐出ヘッド1を用いた液体吐出装置2は、一対のアクチュエータ113の間に第1共通液室1161及び第3共通液室1163を仕切る間仕切り壁118を有する。これにより、第3共通液室1163は、第1共通液室1161と区画された室となることから、ベースプレート111の第3共通液室1163が設けられる領域に排出孔1112を設けることが可能となる。即ち、一対のアクチュエータ113の間に設けられた供給孔1111及び排出孔1112は、流体的に隔てられる。よって、液体吐出ヘッド1は、第2共通液室1162に排出孔1112を設けなくてよい。 The liquid ejection head 1 and the liquid ejection device 2 using the liquid ejection head 1 configured in this manner have a partition wall 118 between the pair of actuators 113 that separates the first common liquid chamber 1161 and the third common liquid chamber 1163. As a result, the third common liquid chamber 1163 becomes a chamber separated from the first common liquid chamber 1161, and it is possible to provide a discharge hole 1112 in the region of the base plate 111 where the third common liquid chamber 1163 is provided. In other words, the supply hole 1111 and the discharge hole 1112 provided between the pair of actuators 113 are fluidically separated. Therefore, the liquid ejection head 1 does not need to provide a discharge hole 1112 in the second common liquid chamber 1162.
液体吐出ヘッド1は、複数の電極119を設ける領域(第2共通液室1162)に、排出孔1112を配置しない構成であるため、第2共通液室1162に存するベースプレート111上に形成される複数の電極119の配線ピッチが狭くなることを防止できる。また、一対のアクチュエータ113の間に排出孔1112を設けることで、アクチュエータ113と枠部材112との間の第2共通液室1162は、排出孔1112を設けることができる幅よりも小さい幅とすることができる。即ち、液体吐出ヘッド1は、アクチュエータ113の短手方向における第2共通液室1162の幅を、第2共通液室1162に排出孔1112を設けた場合に比べて小さくすることができる。 The liquid ejection head 1 is configured such that no discharge hole 1112 is arranged in the region (second common liquid chamber 1162) where the multiple electrodes 119 are provided, and therefore it is possible to prevent the wiring pitch of the multiple electrodes 119 formed on the base plate 111 in the second common liquid chamber 1162 from becoming narrow. In addition, by providing the discharge hole 1112 between the pair of actuators 113, the second common liquid chamber 1162 between the actuators 113 and the frame member 112 can be made smaller in width than the width in which the discharge hole 1112 can be provided. In other words, the liquid ejection head 1 can make the width of the second common liquid chamber 1162 in the short direction of the actuator 113 smaller than when the discharge hole 1112 is provided in the second common liquid chamber 1162.
よって、液体吐出ヘッド1は、一対のアクチュエータ113の並び方向(アクチュエータ113の短手方向)の幅を小さくすることができる。換言すると、液体吐出ヘッド1の短手方向の幅が大きくなることを防止できる。 As a result, the width of the liquid ejection head 1 in the arrangement direction of the pair of actuators 113 (the short side direction of the actuators 113) can be reduced. In other words, the width of the liquid ejection head 1 in the short side direction can be prevented from becoming large.
また、ヘッド本体11に設ける間仕切り壁118を、感光性樹脂材料1181で形成することで、間仕切り壁118を低温下で形成できるため、間仕切り壁118が熱による影響を受けることがない。よって、液体吐出ヘッド1は、間仕切り壁118を高い精度で形成することができる。 In addition, by forming the partition wall 118 provided on the head body 11 from the photosensitive resin material 1181, the partition wall 118 can be formed at a low temperature, so the partition wall 118 is not affected by heat. Therefore, the liquid ejection head 1 can form the partition wall 118 with high precision.
このように構成された液体吐出ヘッド1及び液体吐出装置2によれば、間仕切り壁118で一対のアクチュエータ113の間を間仕切り壁118で仕切り、供給孔1111及び排出孔1112を設けることで、配線ピッチが狭くなることを防止できるとともに、液体吐出ヘッド1の幅が大きくなることを防止できる。 With the liquid ejection head 1 and liquid ejection device 2 configured in this manner, the partition wall 118 separates the pair of actuators 113, and the supply holes 1111 and discharge holes 1112 are provided, which prevents the wiring pitch from becoming narrower and prevents the width of the liquid ejection head 1 from becoming larger.
なお、本発明の実施形態は上述した構成に限定されない。例えば、上述した例では、ヘッド本体11は、非循環式の例を説明したが循環式でもよい。また、上述した例では、ヘッド本体11内のインク(液体)が、第2共通液室1162から第2圧力室1132を通り、第3共通液室1163へ流れる例を説明したがこれに限定されない。即ち、第2共通液室1162及び第3共通液室1163が連通する構成であれば、第2圧力室1132を有さない構成であってもよい。 Note that the embodiment of the present invention is not limited to the above-mentioned configuration. For example, in the above-mentioned example, the head body 11 is of a non-circulating type, but it may be of a circulating type. Also, in the above-mentioned example, the ink (liquid) in the head body 11 flows from the second common liquid chamber 1162 through the second pressure chamber 1132 to the third common liquid chamber 1163, but this is not limiting. In other words, as long as the second common liquid chamber 1162 and the third common liquid chamber 1163 are connected to each other, the configuration may not have the second pressure chamber 1132.
例えば、第2圧力室1132を有さないアクチュエータ113とする場合には、アクチュエータ113に、第2共通液室1162及び第3共通液室1163を連続させる溝等を有する構成としてもよい。また、例えば、アクチュエータ113の長手方向の端部と枠部材112との間に隙間を設け、この隙間が第2共通液室1162及び第3共通液室1163を連続する構成としてもよい。 For example, in the case of an actuator 113 that does not have a second pressure chamber 1132, the actuator 113 may be configured to have a groove or the like that connects the second common liquid chamber 1162 and the third common liquid chamber 1163. In addition, for example, a gap may be provided between the longitudinal end of the actuator 113 and the frame member 112, and this gap may be configured to connect the second common liquid chamber 1162 and the third common liquid chamber 1163.
また、上記実施形態において、液体吐出ヘッド1及び液体吐出装置2は、液体としてのインクを吐出する記録装置に用いられる例を示したが、これに限られるものではない。即ち、液体吐出ヘッド1及び液体吐出装置2は、例えば3Dプリンタ、産業用の製造機械、医療用途にも用いることが可能である。 In the above embodiment, the liquid ejection head 1 and the liquid ejection device 2 are used in a recording device that ejects ink as a liquid, but the present invention is not limited to this. In other words, the liquid ejection head 1 and the liquid ejection device 2 can also be used in, for example, 3D printers, industrial manufacturing machines, and medical applications.
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、液体吐出ヘッド及び液体吐出装置は、配線ピッチが狭くなることを防止できるとともに、液体吐出ヘッドの幅が大きくなることを防止できる。 According to at least one of the embodiments described above, the liquid ejection head and the liquid ejection device can prevent the wiring pitch from becoming narrower and prevent the width of the liquid ejection head from becoming larger.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be embodied in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention and its equivalents described in the claims.
1…液体吐出ヘッド、2…液体吐出装置(インクジェット記録装置)、11…ヘッド本体、12…マニフォールドユニット、13…回路基板、51…マスク、52…離型フィルム、111…ベースプレート、112…枠部材、113…アクチュエータ、114…オリフィスプレート、116…共通液室、118…間仕切り壁、119…電極、131…配線フィルム、132…ドライバIC、133…プリント配線基板、511…開口、1111…供給孔、1112…排出孔、1131…第1圧力室、1132…第2圧力室、1133…圧電体(駆動素子)、1141…吐出口、1142…吐出口列、1161…第1共通液室、1162…第2共通液室、1163…第3共通液室、1181…感光性樹脂材料、2001…搬送路、2111…筐体、2112…媒体供給部、2113…画像形成部、2114…媒体排出部、2115…搬送装置、2116…温調装置、2117…メンテナンス装置、2118…制御部、2120…支持部、2130…ヘッドユニット、2132…供給タンク、2134…ポンプ、2135…接続流路、11411…第1吐出口、11412…第2吐出口、21121…給紙カセット、21141…排紙トレイ、21161…温調水タンク、21162…温調用回路、21201…搬送ベルト、21202…支持プレート、21203…ベルトローラ、21211~21218…ガイドプレート対、21221~21228…搬送用ローラ、P…用紙。 1...Liquid ejection head, 2...Liquid ejection device (inkjet recording device), 11...Head body, 12...Manifold unit, 13...Circuit board, 51...Mask, 52...Release film, 111...Base plate, 112...Frame member, 113...Actuator, 114...Orifice plate, 116...Common liquid chamber, 118...Partition wall, 119...Electrode, 131...Wiring film, 132...Driver IC, 133...Printed wiring board, 511...Opening, 1111...Supply hole, 1112...Discharge hole, 1131...First pressure chamber, 1132...Second pressure chamber, 1133...Piezoelectric body (drive element), 1141...Ejection port, 1142...Ejection port array, 1161...First common liquid chamber, 1162...Second common liquid chamber, 1163...Third common liquid chamber, 1181... Photosensitive resin material, 2001...transport path, 2111...housing, 2112...medium supply section, 2113...image forming section, 2114...medium discharge section, 2115...transport device, 2116...temperature control device, 2117...maintenance device, 2118...control section, 2120...support section, 2130...head unit, 2132...supply tank, 2134...pump, 2135...connection flow path, 11 411...first outlet, 11412...second outlet, 21121...paper feed cassette, 21141...paper output tray, 21161...temperature control water tank, 21162...temperature control circuit, 21201...conveyor belt, 21202...support plate, 21203...belt roller, 21211-21218...guide plate pair, 21221-21228...conveyor roller, P...paper.
Claims (5)
前記アクチュエータが設けられるベースプレートと、
前記複数の圧力室と対向する複数の吐出口を有するオリフィスプレートと、
前記アクチュエータに隣接して形成される共通液室と、
前記ベースプレートに形成され、前記共通液室に配置される供給孔と、
前記ベースプレートに形成され、前記共通液室に配置される排出孔と、
前記共通液室を前記供給孔及び前記排出孔の間で区切る間仕切り壁と、
を備える液体吐出ヘッド。 an actuator having a plurality of pressure chambers arranged in one direction;
a base plate on which the actuator is provided;
an orifice plate having a plurality of ejection ports facing the plurality of pressure chambers;
a common liquid chamber formed adjacent to the actuator;
a supply hole formed in the base plate and disposed in the common liquid chamber;
A drain hole formed in the base plate and disposed in the common liquid chamber;
a partition wall that divides the common liquid chamber between the supply hole and the discharge hole;
A liquid ejection head comprising:
前記供給孔及び前記排出孔は、前記第1共通液室に設けられ、
前記間仕切り壁は、前記第1共通液室を区切る、請求項1又は請求項2に記載の液体吐出ヘッド。 the common liquid chamber includes a first common liquid chamber provided on a primary side of the plurality of pressure chambers, and a second common liquid chamber provided on a secondary side of the plurality of pressure chambers,
the supply hole and the discharge hole are provided in the first common liquid chamber,
The liquid ejection head according to claim 1 , wherein the partition wall separates the first common liquid chamber.
前記圧力室は、第1圧力室であり、
前記流路は、複数の第2圧力室であり、
前記オリフィスプレートは、前記第1圧力室と対向する前記第1吐出口を有し、前記第2圧力室と対向する前記第2吐出口を有する、請求項4に記載の液体吐出ヘッド。
The outlet includes a first outlet and a second outlet,
the pressure chamber is a first pressure chamber,
the flow passages are a plurality of second pressure chambers,
The liquid ejection head according to claim 4 , wherein the orifice plate has the first ejection port facing the first pressure chamber, and the second ejection port facing the second pressure chamber.
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2013043425A (en) | 2011-08-26 | 2013-03-04 | Toshiba Tec Corp | Inkjet head |
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