JP6965112B2 - ヘッドチップ、液体噴射ヘッドおよび液体噴射記録装置 - Google Patents
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Description
1.実施の形態(アクチュエータプレートに共通化溝部を有し、共通化溝部の側面と周囲とに複数の共通電極同士を互いに電気的に接続する共通化配線を有する例)
2.変形例
変形例1(共通化配線が共通化溝部の深部の側面に形成されている例)
変形例2(共通化溝部の側面の共通化配線を省略した例)
3.その他の変形例
[プリンタ1の全体構成]
図1は、本開示の一実施の形態に係る液体噴射記録装置としてのプリンタ1の概略構成例を、模式的に斜視図にて表したものである。このプリンタ1は、後述するインク9を利用して、被記録媒体としての記録紙Pに対して、画像や文字等の記録(印刷)を行うインクジェットプリンタである。
インクタンク3は、インク9を内部に収容するタンクである。このインクタンク3としては、この例では図1に示したように、イエロー(Y),マゼンダ(M),シアン(C),ブラック(B)の4色のインク9を個別に収容する、4種類のタンクが設けられている。すなわち、イエローのインク9を収容するインクタンク3Yと、マゼンダのインク9を収容するインクタンク3Mと、シアンのインク9を収容するインクタンク3Cと、ブラックのインク9を収容するインクタンク3Bとが設けられている。これらのインクタンク3Y,3M,3C,3Bは、筺体10内において、X軸方向に沿って並んで配置されている。
インクジェットヘッド4は、後述する複数のノズル(ノズル孔H1,H2)から記録紙Pに対して液滴状のインク9を噴射(吐出)して、画像や文字等の記録を行うヘッドである。このインクジェットヘッド4としても、この例では図1に示したように、上記したインクタンク3Y,3M,3C,3Bにそれぞれ収容されている4色のインク9を個別に噴射する、4種類のヘッドが設けられている。すなわち、イエローのインク9を噴射するインクジェットヘッド4Yと、マゼンダのインク9を噴射するインクジェットヘッド4Mと、シアンのインク9を噴射するインクジェットヘッド4Cと、ブラックのインク9を噴射するインクジェットヘッド4Bとが設けられている。これらのインクジェットヘッド4Y,4M,4C,4Bは、筺体10内において、Y軸方向に沿って並んで配置されている。
循環機構5は、インクタンク3内とインクジェットヘッド4内との間でインク9を循環させるための機構である。この循環機構5は、例えば、インク9を循環させるための流路である循環流路50と、一対の送液ポンプ52a,52bとを含んで構成されている。
走査機構6は、記録紙Pの幅方向(Y軸方向)に沿って、インクジェットヘッド4を走査させる機構である。この走査機構6は、図1に示したように、Y軸方向に沿って延設された一対のガイドレール61a,61bと、これらのガイドレール61a,61bに移動可能に支持されたキャリッジ62と、このキャリッジ62をY軸方向に沿って移動させる駆動機構63と、を有している。また、駆動機構63は、ガイドレール61a,61bの間に配置された一対のプーリ631a,631bと、これらのプーリ631a,631b間に巻回された無端ベルト632と、プーリ631aを回転駆動させる駆動モータ633と、を有している。
次に、図1に加えて図2〜図8を参照して、インクジェットヘッド4(ヘッドチップ41)の詳細構成例について説明する。
ノズルプレート411は、ステンレス鋼等の金属フィルム材から形成され、例えば50μm程度の厚みを有する。ただし、ノズルプレート411は、ポリイミド等のフィルム材で形成されていてもよい。また、ノズルプレート411の材料は、ガラスやシリコンであってもよい。ノズルプレート411は、図3〜図4に示したように、アクチュエータプレート412の下面(接合面471)に接着されている。また、図2に示したように、このノズルプレート411には、X軸方向に沿ってそれぞれ延在する、2列のノズル列(ノズル列An1,An2)が設けられている。これらのノズル列An1,An2同士は、Y軸方向に沿って所定の間隔をおいて配置されている。このように、本実施の形態のインクジェットヘッド4(ヘッドチップ41)は、2列タイプのインクジェットヘッド(ヘッドチップ)となっている。
アクチュエータプレート412は、例えばPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)等の圧電材料により構成されたプレートである。このアクチュエータプレート412は、図3に示したように、分極方向が互いに異なる2つの圧電基板を、厚み方向(Z軸方向)に沿って積層して構成されている(いわゆる、シェブロンタイプ)。ただし、アクチュエータプレート412の構成としては、このシェブロンタイプには限られない。すなわち、例えば、分極方向が厚み方向(Z軸方向)に沿って一方向に設定されている1つ(単一)の圧電基板によって、アクチュエータプレート412を構成するようにしてもよい(いわゆる、カンチレバータイプ)。
カバープレート413は、図2〜図5に示したように、アクチュエータプレート412における各チャネルC1,C2(各チャネル列421,422)を閉塞するように配置されている。具体的には、このカバープレート413は、アクチュエータプレート412の上面(接合面472)に接着されており、板状構造となっている。
流路プレート40は、図3に示したように、カバープレート413の上面に配置されており、インク9が流れる所定の流路(不図示)を有している。また、このような流路プレート40内の流路には、前述した循環機構5における流路50a,50bが接続されており、この流路に対するインク9の流入と、この流路からのインク9の流出とが、それぞれなされるようになっている。なお、上述したように、ダミーチャネルC1d,C2dはカバープレート413の底部によって閉塞されるようになっているので、インク9は、吐出チャネルC1e,C2eのみに供給され、ダミーチャネルC1d,C2dには流入しない。
次に、前述した図4(吐出チャネルC1e,C2e付近の断面構成例)を参照して、前述した供給スリットSin1,Sin2および排出スリットSout1,Sout2と吐出チャネルC1e,C2eとを連通する部分のインク9の流路構造について、詳細に説明する。
次に、前述した図4〜図6を参照して、アクチュエータプレート412における共通化配線500の構成について、詳細に説明する。
次に、図4〜図8を参照して、カバープレート413側の配線(個別配線Wda、共通配線Wdc、共通電極Edc2)について説明する。
(A.プリンタ1の基本動作)
このプリンタ1では、以下のようにして、記録紙Pに対する画像や文字等の記録動作(印刷動作)が行われる。なお、初期状態として、図1に示した4種類のインクタンク3(3Y,3M,3C,3B)にはそれぞれ、対応する色(4色)のインク9が十分に封入されているものとする。また、インクタンク3内のインク9は、循環機構5を介してインクジェットヘッド4内に充填された状態となっている。
次いで、図1〜図5を参照して、インクジェットヘッド4における詳細動作(インク9の噴射動作)について説明する。すなわち、本実施の形態のインクジェットヘッド4(サイドシュートタイプ)では、以下のようにして、せん断(シェア)モードを用いたインク9の噴射動作が行われる。
続いて、図1,図4を参照して、循環機構5によるインク9の循環動作について、詳細に説明する。
次に、本実施の形態のヘッドチップ41、インクジェットヘッド4およびプリンタ1における作用および効果について、比較例と比較しつつ詳細に説明する。
図9は、比較例に係るヘッドチップにおけるアクチュエータプレート102の要部構成例を、模式的に上面図で表したものである。本実施の形態のヘッドチップ41におけるアクチュエータプレート412では、溝部S0の両側面と周囲とに共通化配線500(第1および第2の側面配線511,512、第1および第2の列状配線521,522)を有している。これに対して、比較例のヘッドチップは、溝部S0の両側面と周囲とに共通化配線500は形成されていない。チャネル列421,422のそれぞれにおける複数の共通電極Edc同士は、例えば、カバープレート413の底面上で互いに電気的に接続され、共通化される。
これに対して本実施の形態のヘッドチップ41では、図4〜図6に示したように、アクチュエータプレート412側に共通化配線500を有しているため、アクチュエータプレート412と、アクチュエータプレート412以外の構成要素(例えば、カバープレート413や外部配線等)との間で接続不良が生じた場合でも、アクチュエータプレート412における共通化配線500によって複数の共通電極Edcが電気的に共通化されているため、電気的に不良とはならない。また、アクチュエータプレート412以外の構成要素において共通化配線500が断線した場合でも、アクチュエータプレート412において複数の共通電極Edcが共通化されているため、同様に電気的に不良とはならず、歩留まりを向上させることができる。また、ヘッドチップの信頼性を向上させることが可能となる。
続いて、上記実施の形態の変形例(変形例1,2)について説明する。なお、実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
図10および図11は、変形例1に係るヘッドチップ(ヘッドチップ41A)の断面構成例を模式的に表したものである。図12は、変形例1に係るヘッドチップ41Aにおけるアクチュエータプレート412Aの要部構成例を、模式的に上面図で表したものである。図10は、吐出チャネルC1e,C2e付近の断面構成例に対応している。図11は、ダミーチャネルC1d,C2d付近の断面構成例に対応している。この変形例1のヘッドチップ41A(アクチュエータプレート412A)は、図4〜図6に示した実施の形態のヘッドチップ41(アクチュエータプレート412)において、共通化配線500の構造と電極分割溝460の構造とを変更したものに対応しており、他の構成は基本的に同様となっている。
図13および図14は、変形例2に係るヘッドチップ(ヘッドチップ41B)の断面構成例を模式的に表したものである。図13は、吐出チャネルC1e,C2e付近の断面構成例に対応している。図14は、ダミーチャネルC1d,C2d付近の断面構成例に対応している。この変形例2のヘッドチップ41B(アクチュエータプレート412B)は、図4〜図6に示した実施の形態のヘッドチップ41(アクチュエータプレート412)において、共通化配線500の構造を変更したものに対応しており、他の構成は基本的に同様となっている。
以上、実施の形態および変形例をいくつか挙げて本開示を説明したが、本開示はこれらの実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。
(1)
液体を噴射するヘッドチップであって、
第1の方向に沿って並設され、かつ前記第1の方向に交差する第2の方向に延在する複数の吐出溝と、前記複数の吐出溝のそれぞれの内面に形成された複数の共通電極と、前記複数の共通電極同士を互いに電気的に接続する共通化配線とを有するアクチュエータプレートと、
前記複数の吐出溝に個別に連通する複数のノズル孔を有するノズルプレートと
を備える
ヘッドチップ。
(2)
前記アクチュエータプレートは、前記第1の方向に延在する共通化溝部をさらに有し、
前記共通化配線は、少なくとも前記共通化溝部に形成されている
上記(1)に記載のヘッドチップ。
(3)
前記共通化配線は、さらに、前記アクチュエータプレートの表面において、前記共通化溝部の周囲に形成されている
上記(2)に記載のヘッドチップ。
(4)
前記アクチュエータプレートには、前記第1の方向に沿って並設された前記複数の吐出溝から形成される第1の溝列および第2の溝列が設けられており、
前記共通化配線は、
前記第1の溝列における前記複数の共通電極同士を互いに電気的に接続する第1の共通化配線と、
前記第2の溝列における前記複数の共通電極同士を互いに電気的に接続する第2の共通化配線と
を含む
上記(1)ないし(3)のいずれか1つに記載のヘッドチップ。
(5)
前記共通化溝部は、前記第1の方向に延在すると共に前記第2の方向において互いに対向する第1の側面と第2の側面とを有し、
前記第1の共通化配線は、前記共通化溝部における前記第1の側面に形成された第1の側面配線を含み、
前記第2の共通化配線は、前記共通化溝部における前記第2の側面に形成された第2の側面配線を含み、
前記第1の溝列における前記複数の共通電極は、前記第1の側面配線によって共通化され、かつ、前記第2の溝列における前記複数の共通電極は、前記第2の側面配線によって共通化されている
上記(4)に記載のヘッドチップ。
(6)
前記第1の共通化配線は、前記アクチュエータプレートの表面の前記第1の溝列側における前記共通化溝部の周囲において前記第1の方向に延在するように列状に形成された第1の列状配線をさらに含み、
前記第2の共通化配線は、前記アクチュエータプレートの表面の前記第2の溝列側における前記共通化溝部の周囲において前記第1の方向に延在するように列状に形成された第2の列状配線をさらに含み、
前記第1の溝列における前記複数の共通電極は、前記第1の側面配線と前記第1の列状配線とによって共通化され、かつ、前記第2の溝列における前記複数の共通電極は、前記第2の側面配線と前記第2の列状配線とによって共通化されている
上記(5)に記載のヘッドチップ。
(7)
前記共通化溝部は、前記第1の溝列と第2の溝列との間に形成されている
上記(4)ないし(6)のいずれか1つに記載のヘッドチップ。
(8)
前記アクチュエータプレートを覆うカバープレート、をさらに備え、
前記カバープレートは、前記複数の共通電極を外部配線に電気的に接続する接続面を有し、
前記複数の共通電極は、前記共通化配線と前記カバープレートに形成された配線とを介して、前記外部配線に電気的に接続される
上記(1)ないし(7)のいずれか1つに記載のヘッドチップ。
(9)
前記アクチュエータプレートには、前記第1の方向に沿って並設された前記複数の吐出溝から形成される第1の溝列および第2の溝列が設けられており、
前記共通化配線は、
前記アクチュエータプレートの表面の前記第1の溝列側において前記第1の方向に延在するように列状に形成され、前記第1の溝列における前記複数の共通電極同士を互いに電気的に接続する第1の列状配線と、
前記アクチュエータプレートの表面の前記第2の溝列側において前記第1の方向に延在するように列状に形成され、前記第2の溝列における前記複数の共通電極同士を互いに電気的に接続する第2の列状配線と
を含む
上記(1)に記載のヘッドチップ。
(10)
前記アクチュエータプレートは、
前記第1の方向に沿って前記複数の吐出溝と交互に並設され、前記液体を吐出しない複数の非吐出溝と、
前記複数の非吐出溝のそれぞれの内面に形成された複数の個別電極と
をさらに有する
上記(1)ないし(9)のいずれか1つに記載のヘッドチップ。
(11)
上記(1)ないし(10)のいずれか1つに記載のヘッドチップを備えた
液体噴射ヘッド。
(12)
請求項(11)に記載の液体噴射ヘッドと、
前記液体を収容する収容部と
を備えた液体噴射記録装置。
Claims (11)
- 液体を噴射するヘッドチップであって、
第1の方向に沿って並設され、かつ前記第1の方向に交差する第2の方向に延在する複数の吐出溝と、前記複数の吐出溝のそれぞれの内面に形成された複数の共通電極と、前記複数の共通電極同士を互いに電気的に接続する共通化配線とを有するアクチュエータプレートと、
前記複数の吐出溝に個別に連通する複数のノズル孔を有するノズルプレートと
を備え、
前記アクチュエータプレートは、前記第1の方向に延在する共通化溝部をさらに有し、
前記共通化配線は、少なくとも前記共通化溝部に形成されている
ヘッドチップ。 - 前記共通化配線は、さらに、前記アクチュエータプレートの表面において、前記共通化溝部の周囲に形成されている
請求項1に記載のヘッドチップ。 - 前記アクチュエータプレートには、前記第1の方向に沿って並設された前記複数の吐出溝から形成される第1の溝列および第2の溝列が設けられており、
前記共通化配線は、
前記第1の溝列における前記複数の共通電極同士を互いに電気的に接続する第1の共通化配線と、
前記第2の溝列における前記複数の共通電極同士を互いに電気的に接続する第2の共通化配線と
を含む
請求項1または請求項2に記載のヘッドチップ。 - 前記共通化溝部は、前記第1の方向に延在すると共に前記第2の方向において互いに対向する第1の側面と第2の側面とを有し、
前記第1の共通化配線は、前記共通化溝部における前記第1の側面に形成された第1の側面配線を含み、
前記第2の共通化配線は、前記共通化溝部における前記第2の側面に形成された第2の側面配線を含み、
前記第1の溝列における前記複数の共通電極は、前記第1の側面配線によって共通化され、かつ、前記第2の溝列における前記複数の共通電極は、前記第2の側面配線によって共通化されている
請求項3に記載のヘッドチップ。 - 前記第1の共通化配線は、前記アクチュエータプレートの表面の前記第1の溝列側における前記共通化溝部の周囲において前記第1の方向に延在するように列状に形成された第1の列状配線をさらに含み、
前記第2の共通化配線は、前記アクチュエータプレートの表面の前記第2の溝列側における前記共通化溝部の周囲において前記第1の方向に延在するように列状に形成された第2の列状配線をさらに含み、
前記第1の溝列における前記複数の共通電極は、前記第1の側面配線と前記第1の列状配線とによって共通化され、かつ、前記第2の溝列における前記複数の共通電極は、前記第2の側面配線と前記第2の列状配線とによって共通化されている
請求項4に記載のヘッドチップ。 - 前記共通化溝部は、前記第1の溝列と第2の溝列との間に形成されている
請求項3ないし請求項5のいずれか1項に記載のヘッドチップ。 - 前記アクチュエータプレートを覆うカバープレート、をさらに備え、
前記カバープレートは、前記複数の共通電極を外部配線に電気的に接続する接続面を有し、
前記複数の共通電極は、前記共通化配線と前記カバープレートに形成された配線とを介して、前記外部配線に電気的に接続される
請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のヘッドチップ。 - 前記アクチュエータプレートには、前記第1の方向に沿って並設された前記複数の吐出溝から形成される第1の溝列および第2の溝列が設けられており、
前記共通化配線は、
前記アクチュエータプレートの表面の前記第1の溝列側において前記第1の方向に延在するように列状に形成され、前記第1の溝列における前記複数の共通電極同士を互いに電気的に接続する第1の列状配線と、
前記アクチュエータプレートの表面の前記第2の溝列側において前記第1の方向に延在するように列状に形成され、前記第2の溝列における前記複数の共通電極同士を互いに電気的に接続する第2の列状配線と
を含む
請求項1に記載のヘッドチップ。 - 前記アクチュエータプレートは、
前記第1の方向に沿って前記複数の吐出溝と交互に並設され、前記液体を吐出しない複数の非吐出溝と、
前記複数の非吐出溝のそれぞれの内面に形成された複数の個別電極と
をさらに有する
請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載のヘッドチップ。 - 請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載のヘッドチップを備えた
液体噴射ヘッド。 - 請求項10に記載の液体噴射ヘッドと、
前記液体を収容する収容部と
を備えた液体噴射記録装置。
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