JP2018069675A - 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】マニホールドの形状を安定させることができると共に、気泡排出性を向上した液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供する。
【解決手段】ノズル面に設けられたノズルから圧力発生手段により液体を噴射するための圧力発生室と、複数の前記圧力発生室に連通する共通液室100と、前記共通液室100を横断する第1リブ101と、を備え、前記第1リブ101のうち、浮力が働く方向とは反対方向に液体と向かい合う面101aが傾斜している。
【選択図】図6
【解決手段】ノズル面に設けられたノズルから圧力発生手段により液体を噴射するための圧力発生室と、複数の前記圧力発生室に連通する共通液室100と、前記共通液室100を横断する第1リブ101と、を備え、前記第1リブ101のうち、浮力が働く方向とは反対方向に液体と向かい合う面101aが傾斜している。
【選択図】図6
Description
本発明は、ノズルから液体を噴射する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、特に、液体としてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置に関する。
液滴を噴射する液体噴射ヘッドの代表例であるインクジェット式記録ヘッドとしては、例えば、ノズルと、ノズルに連通する圧力発生室と、複数の圧力発生室に連通する共通液室であるマニホールドと、を具備し、圧力発生手段によって圧力発生室内のインクに圧力変化を生じさせることで、ノズルからインク滴を吐出させるものがある。
このようなインクジェット式記録ヘッドでは、マニホールドの一部が設けられた連通板に当該マニホールドを横断するリブ状のブリッジ部を設けて、連通板を補強するようにしたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、マニホールド内にリブを設けて、マニホールド内のインクの流れを二分することにより、マニホールド内の気泡排出性を向上すると共に温度勾配を低減するようにしたものが提案されている(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、容積が大きなマニホールドを安定した形状で維持するためには、リブ等が必要なものの、リブにインクに含まれる気泡が付着し、気泡排出性が低下するという問題がある。
そして、マニホールド内に気泡が滞留すると、気泡が予期せぬタイミングで圧力発生室内等に入り込み、インク滴の吐出不良等が発生する。
なお、このような問題はインクジェット式記録ヘッドだけではなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。
本発明はこのような事情に鑑み、マニホールドの形状を安定させることができると共に、気泡排出性を向上した液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決する本発明の態様は、ノズル面に設けられたノズルから圧力発生手段により液体を噴射するための圧力発生室と、複数の前記圧力発生室に連通する共通液室と、前記共通液室を横断する第1リブと、を備え、前記第1リブのうち、浮力が働く方向とは反対方向に液体と向かい合う面が傾斜していることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、第1リブを設けることによって、共通液室を形成する部材の剛性を向上して、共通液室の形状を安定させることができる。また、共通液室を形成する部材の剛性を向上することによって、共通液室をできるだけ大きく形成することができると共に小型化を図ることができる。また、第1リブのうち、浮力が働く方向とは反対方向に液体と向かい合う面を傾斜させることで、液体に含まれる気泡が浮力によって移動する際に、第1リブの浮力が働く方向とは反対方向に液体と向かい合う面に気泡が付着するのを抑制することができる。
ここで、前記第1リブの傾斜した先端は、前記浮力が働く方向に直交する方向において、前記第1リブの中央にあることが好ましい。これによれば、第1リブの浮力が働く方向における高さを低くして、共通液室の容積が減少するのを抑制すると共に小型化を図ることができる。また、第1リブの浮力が働く方向の高さを低くすることで、第1のリブが液体の流れを阻害するのを抑制して、気泡が第1リブに付着するのを抑制することができる。
また、前記第1リブは複数あり、当該複数の第1リブは、互いに離間していることが好ましい。これによれば、隣り合う第1リブの間に液体を流すことができ、気泡が第1リブに付着し難く、付着したとしても液体の流れで気泡を離脱させることができる。
また、前記共通液室は、積層された第1部材及び第2部材にそれぞれ設けられ、前記第1リブは、前記第1部材の前記共通液室に形成されており、前記第2部材の前記共通液室には、当該共通液室を横断する第2リブが設けられており、前記第1リブと、前記第2リブとは、前記第1部材及び前記第2部材の積層方向及び前記積層方向に直交する方向にそれぞれ離間していることが好ましい。これによれば、第2部材に第2リブを設けることで、第2部材の剛性を向上して、第2部材のマニホールドをできるだけ大きく形成することができると共に第2部材の小型化を図ることができる。また、第1リブと第2リブとが離間しているため、第1リブと第2リブとの間に液体を流すことができ、第1リブ及び第2リブに気泡が付着し難く、付着したとしても液体の流れで気泡を離脱させることができる。
さらに、本発明の他の態様は、ノズル面に設けられたノズルから圧力発生手段により液体を噴射するための圧力発生室と、複数の前記圧力発生室に連通する共通液室と、を備え、前記共通液室は、積層された第1部材及び第2部材にそれぞれ設けられ、前記第1部材の前記共通液室には、当該共通液室を横断する第1リブが設けられ、前記第2部材の前記共通液室には、当該共通液室を横断する第2リブが設けられ、前記第1リブと前記第2リブとは、前記第1部材及び前記第2部材の積層方向及び前記積層方向に直交する方向にそれぞれ離間していることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、第1部材に第1リブを設けることによって、第1部材の剛性を向上して、共通液室の形状を安定させることができる。また、第1部材の剛性を向上することによって、共通液室をできるだけ大きく形成することができると共に第1部材の小型化を図ることができる。さらに、第2部材に第2リブを設けることで、第2部材の剛性を向上して、第2部材のマニホールドをできるだけ大きく形成することができると共に第2部材の小型化を図ることができる。また、第1リブと第2リブとが離間しているため、第1リブと第2リブとの間に液体を流すことができ、第1リブ及び第2リブに気泡が付着し難く、付着したとしても液体の流れで気泡を離脱させることができる。
ここで、前記第1リブのうち、浮力が働く方向とは反対方向に液体と向かい合う面が傾斜していることが好ましい。これによれば、液体に含まれる気泡が浮力によって移動する際に、第1リブの浮力が働く方向とは反対方向に液体と向かい合う面に気泡が付着するのを抑制することができる。
また、前記第1リブの傾斜した先端は、前記浮力が働く方向に直交する方向において前記リブの中央にあることが好ましい。これによれば、第1リブの浮力が働く方向における高さを低くして、共通液室の容積が減少するのを抑制すると共に小型化を図ることができる。また、第1リブの浮力が働く方向の高さを低くすることで、第1のリブが液体の流れを阻害するのを抑制して、気泡が第1リブに付着するのを抑制することができる。
また、前記第1部材に設けられた前記第1リブと、前記第2部材に設けられた前記第2リブとは、それぞれ異なる断面であり、前記第1リブと前記第2リブとは、前記圧力発生室に近い方の断面が小さいことが好ましい。これによれば、圧力発生室に近いリブの断面積を遠いリブよりも小さくすることで、圧力発生室に近いリブが流れを阻害するのを抑制して、圧力発生室に近いリブに気泡が付着し難く、圧力発生室に気泡が侵入するのを抑制することができる。
また、前記第1リブと前記第2リブとは、前記共通液室の浮力が働く方向の天井と離間していることが好ましい。これによれば、共通液室の天井に気泡を溜めることができると共に、第1リブ及び第2リブと天井との間に液体を流すことができ、気泡がリブに付着し難い。
また、前記第1部材に設けられた前記第1リブと前記天井との間隔は、前記第1リブと前記第1部材及び前記第2部材の積層面との間隔よりも大きいことが好ましい。これによれば、天井付近に多くの気泡を溜めることができる。
また、前記第1リブの浮力が働く方向の寸法は、前記浮力が働く方向に直交する方向の寸法よりも大きいことが好ましい。これによれば、浮力が働く方向に液体を流し易くすることができ、気泡が第1リブに引っかかり、付着するのを抑制することができる。
また、前記共通液室の天井は、複数の前記圧力発生室が並ぶ方向において、前記共通液室へ液体を供給する導入路が設けられた側から反対側へと向けて高くなっていることが好ましい。これによれば、マニホールドの天井を導入路が設けられた側から反対側に向かって高くすることで、導入路からマニホールド内に供給された液体に含まれる気泡を、マニホールドの天井の高くなった部分に集めて収容することができる。
さらに、本発明の他の態様は、上記態様の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、気泡排出性を向上して小型化した液体噴射装置を実現できる。
かかる態様では、気泡排出性を向上して小型化した液体噴射装置を実現できる。
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図であり、図2は、流路形成基板及び連通板の平面図であり、図3は、図2のA−A′線に準じた断面図であり、図4は、図2のB−B′線に準じた断面図であり、図5は、図2のC−C′線に準じた断面図であり、図6は、図2のD−D′線に準じた断面図である。
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図であり、図2は、流路形成基板及び連通板の平面図であり、図3は、図2のA−A′線に準じた断面図であり、図4は、図2のB−B′線に準じた断面図であり、図5は、図2のC−C′線に準じた断面図であり、図6は、図2のD−D′線に準じた断面図である。
図3に示すように、本実施形態の液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッド1(以下、単に記録ヘッド1とも言う)を構成する流路形成基板10には、一方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁によって区画された圧力発生室12がインクを吐出する複数のノズル21が並設される方向に沿って並設されている。本実施形態では、圧力発生室12の並設された方向を圧力発生室12の並設方向、又は第1の方向Xと称する。また、流路形成基板10には、圧力発生室12が第1の方向Xに並設された列が複数列、本実施形態では、2列設けられている。この圧力発生室12の列が複数設けられた方向を第2の方向Yと称する。さらに、第1の方向X及び第2の方向Yの双方に交差する方向を本実施形態では、第3の方向Zと称する。なお、本実施形態では、各方向(X、Y、Z)の関係を直交とするが、各構成の配置関係が必ずしも直交するものに限定されるものではない。また、本実施形態の記録ヘッド1は、第3の方向ZのZ2側が鉛直方向下向きとなるように配置されて用いられる。したがって、浮力が働く方向とは第3の方向ZにおいてZ2側からZ1側に向かう方向(以降、第3の方向−Zとも称する)のことである。
このような流路形成基板10の第3の方向Zの一方面側であるZ2側には、連通板15と、ノズルプレート20とが順次積層されている。
連通板15には、圧力発生室12とノズル21とを連通するノズル連通路16が設けられている。連通板15は、流路形成基板10よりも大きな面積を有し、ノズルプレート20は流路形成基板10よりも小さい面積を有する。このように連通板15を設けることによってノズルプレート20のノズル21と圧力発生室12とを離せるため、圧力発生室12の中にあるインクは、ノズル21付近のインクで生じるインク中の水分の蒸発による増粘の影響を受け難くなる。なお、本実施形態では、ノズルプレート20のノズル21が開口されて、インク滴が吐出される面をノズル面20aと称する。
また、連通板15には、マニホールド100の一部を構成する第1マニホールド部17と、第2マニホールド部18とが設けられている。
第1マニホールド部17は、連通板15を第3の方向Zに貫通して設けられている。
また、第2マニホールド部18は、連通板15を第3の方向Zに貫通することなく、連通板15のノズルプレート20側に開口して設けられている。
また、第1マニホールド部17には、図1、図2及び図4に示すように、第2リブ102が設けられている。第2リブ102は、第1マニホールド部17を浮力が働く方向である第3の方向−Zに直交する方向に横断して設けられている。本実施形態では、第2リブ102は、第1マニホールド部17を第2の方向Yに横断して設けられている。なお、第2リブ102が第1マニホールド部17を横断する方向は、浮力が働く第3の方向−Zに直交する方向だけではなく、第3の方向−Zに交差する方向であってもよい。
第2リブ102は、マニホールド100の一部を構成する第1マニホールド部17を、第2の方向Yに横断して設けられている。すなわち、第2リブ102は、第1マニホールド部17の第2の方向Yの両側の壁面に連続して設けられている。このような第2リブ102は、ケース部材40と連通板15との積層方向である第3の方向Zにおいて、ケース部材40側であるZ1側の面が、連通板15のケース部材40に接合される面と面一となるように設けられており、連通板15とは反対側、本実施形態では、コンプライアンス基板25側であるZ2側の面が、コンプライアンス基板25に接合される面に達することなく形成されている。すなわち、第2リブ102は、第3の方向Zにおいて第1マニホールド部17の深さよりも低い高さで、連通板15側に形成されている。もちろん、第2リブ102は、第1マニホールド部17と同じ深さで形成されていてもよい。すなわち、第2リブ102によって、第1マニホールド部17が第1の方向Xに完全に分断されていてもよい。
このように第2リブ102を設けることによって、連通板15の強度を向上して連通板15の破壊を抑制することができる。すなわち、比較的厚さの薄い連通板15に、第1マニホールド部17を大きな容積で形成しても、第2リブ102によって連通板15の剛性が保たれるため、連通板15の破壊を抑制することができる。したがって、連通板15として比較的厚さの厚く面積の大きな部材を用いる必要がなく、連通板15の小型化を図ることができる。
さらに、連通板15には、圧力発生室12の第2の方向Yの一端部に連通する供給連通路19が、圧力発生室12の各々に対して独立して設けられている。この供給連通路19は、第2マニホールド部18と圧力発生室12とを連通する。すなわち、供給連通路19は、マニホールド100に対して、第1の方向Xに並設されている。
ノズルプレート20には、各圧力発生室12とノズル連通路16を介して連通するノズル21が形成されている。ノズル21は、同じ種類のインク(液体)を噴射するものが第1の方向Xに並設されてノズル列を構成している。この第1の方向Xに並設されたノズル21で構成されたノズル列が、第2の方向Yに2列形成されている。
ノズルプレート20には、各圧力発生室12とノズル連通路16を介して連通するノズル21が形成されている。ノズル21は、同じ種類のインク(液体)を噴射するものが第1の方向Xに並設されてノズル列を構成している。この第1の方向Xに並設されたノズル21で構成されたノズル列が、第2の方向Yに2列形成されている。
一方、流路形成基板10の連通板15とは反対面側であるZ1側には、振動板50が形成されている。本実施形態では、振動板50として、流路形成基板10側に設けられた酸化シリコンからなる弾性膜51と、弾性膜51上に設けられた酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜52と、を設けるようにした。なお、圧力発生室12等の液体流路は、流路形成基板10をノズルプレート20が接合された面側から異方性エッチングすることにより形成されており、圧力発生室12の他方面は、弾性膜51によって画成されている。
また、流路形成基板10の振動板50上には、第1電極60と圧電体層70と第2電極80とを有する圧電アクチュエーター300が設けられている。本実施形態では、圧電アクチュエーター300が、圧力発生室12内のインクに圧力変化を生じさせる駆動素子となっている。ここで、本実施形態では、第1電極60は、圧力発生室12毎に切り分けてあり、詳しくは後述する能動部毎に独立する個別電極を構成する。この第1電極60は、圧力発生室12の第1の方向Xにおいては、圧力発生室12の幅よりも狭い幅で形成されている。すなわち、圧力発生室12の第1の方向Xにおいて、第1電極60の端部は、圧力発生室12に対抗する領域の内側に位置している。また、第2の方向Yにおいて、第1電極60の両端部は、それぞれ圧力発生室12の外側まで延設されている。
圧電体層70は、第2の方向Yが所定の幅となるように、第1の方向Xに亘って連続して設けられている。圧電体層70の第2の方向Yの幅は、圧力発生室12の第2の方向Yの長さよりも広い。このため、圧力発生室12の第2の方向Yでは、圧電体層70は圧力発生室12の外側まで設けられている。
圧力発生室12の第2の方向Yにおいて、圧電体層70のインク供給路側の端部は、第1電極60の端部よりも外側に位置している。すなわち、第1電極60の端部は圧電体層70によって覆われている。また、圧電体層70のノズル21側の端部は、第1電極60の端部よりも内側(圧力発生室12側)に位置しており、第1電極60のノズル21側の端部は、圧電体層70に覆われていない。
圧電体層70は、第1電極60上に形成される分極構造を有する酸化物の圧電材料からなり、例えば、一般式ABO3で示されるペロブスカイト型酸化物からなることができ、鉛を含む鉛系圧電材料や鉛を含まない非鉛系圧電材料などを用いることができる。
このような圧電体層70には、図2に示すように、各隔壁に対応する凹部71が形成されている。この凹部71の第1の方向Xの幅は、各隔壁の第1の方向の幅と略同一、もしくはそれよりも広くなっている。これにより、振動板50の圧力発生室12の第2の方向Yの端部に対抗する部分、いわゆる振動板50の腕部の剛性が押さえられるため、圧電アクチュエーター300を良好に変位させることができる。
第2電極80は、圧電体層70の第1電極60とは反対面側に設けられており、複数の能動部に共通する共通電極を構成する。また、第2電極80は、凹部71の内面、すなわち、圧電体層70の凹部71の側面内に設けるようにしても良く、設けないようにしてもよい。
このような第1電極60、圧電体層70及び第2電極80で構成される圧電アクチュエーター300は、第1電極60と第2電極80との間に電圧を印加することで変位が生じる。すなわち両電極の間に電圧を印加することで、第1電極60と第2電極80とで挟まれている圧電体層70に圧電歪みが生じる。そして、両電極に電圧を印加した際に、圧電体層70に圧電歪みが生じる部分を能動部310と称する。これに対して、圧電体層70に圧電歪みが生じない部分を非能動部と称する。また、圧電体層70に圧電歪みが生じる能動部310において、圧力発生室12に対向する部分を可撓部と称し、圧力発生室12の外側の部分を非可撓部と称する。
本実施形態では、第2の方向Yにおいて、第1電極60、圧電体層70及び第2電極80の全てが圧力発生室12の外側まで連続的に設けられている。すなわち能動部310が圧力発生室12の外側まで連続的に設けられている。このため、能動部310のうち圧電アクチュエーター300の圧力発生室12に対向する部分が可撓部となり、圧力発生室12の外側の部分が非可撓部となっている。
また、図2に示すように、圧電アクチュエーター300の第1電極60からは、引き出し配線である個別配線91が引き出されている。また、第2電極80からは、引き出し配線である共通配線92が引き出されている。そして、これら個別配線91及び共通配線92には、フレキシブルケーブル120が接続されている。フレキシブルケーブル120は、可撓性を有する配線基板であって、本実施形態では、半導体素子である駆動回路121が実装されている。
このような流路形成基板10の圧電アクチュエーター300側の面には、図3に示すように、流路形成基板10と略同じ大きさを有する保護基板30が接合されている。保護基板30は、圧電アクチュエーター300を保護するための空間である保持部31を有する。保持部31は、第1の方向Xに並設された圧電アクチュエーター300の列に対応して第2の方向Yに2つ並んで形成されている。また、保護基板30には、第2の方向Yで並設された2つの保持部31の間に第3の方向Zに貫通する貫通孔32が設けられている。そして、圧電アクチュエーター300の第1電極60から引き出された個別配線91と第2電極80から引き出された共通配線92の端部(図2参照)は、この貫通孔32内に露出するように延設されており、貫通孔32内でフレキシブルケーブル120と電気的に接続されている。
また、保護基板30及び連通板15のZ1側には、ケース部材40が固定されている。ケース部材40は、ケース部材本体41と、蓋部材42と、を具備する。ケース部材本体41は、平面視において上述した連通板15と略同一形状を有し、保護基板30に接合されると共に、上述した連通板15にも接合されている。具体的には、ケース部材本体41は、保護基板30側に流路形成基板10及び保護基板30が収容される深さの凹部43を有する。この凹部43は、保護基板30の流路形成基板10に接合された面よりも広い開口面積を有する。そして、凹部43に流路形成基板10及び保護基板30等が収容された状態で凹部43のノズルプレート20側の開口面が連通板15によって封止されている。
また、ケース部材本体41は、連通板15に設けられた貫通孔32に連通してフレキシブルケーブル120が挿通される接続口47が設けられている。
また、ケース部材本体41には、凹部43の第2の方向Yの両側に第3の方向Zの連通板15側及び第2の方向Yの側面に開口する第3マニホールド部44が形成されている。第3マニホールド部44の第2の方向Y側の開口は蓋部材42によって封止されている。具体的には、ケース部材本体41の第3マニホールド部44の第2の方向Yの開口には、連通板15側であるZ2側の開口を塞ぐ壁部46が設けられている。壁部46に蓋部材42が接合されることで、第3マニホールド部44の第2の方向Yの開口は封止されている。このように壁部46を設けることで、連通板15とケース部材本体41との2つを接合するだけで、マニホールド100を封止することができ、ケース部材本体41、蓋部材42及び連通板15の部品公差による接合ばらつきを抑制して、インクの漏出等を抑制することができる。ちなみに、壁部46が設けられていない場合には、蓋部材42とケース部材本体41と連通板15との3つを接合してマニホールド100を封止しなくてはならず、各部品の公差によってはマニホールド100を完全に封止することができずに外部にインクが漏出してしまう虞がある。
また、第3マニホールド部44の連通板15側であるZ2側の開口は、第1マニホールド部17と連通する。したがって、ケース部材40に設けられた第3マニホールド部44と、連通板15に設けられた第1マニホールド部17及び第2マニホールド部18とによって本実施形態の共通液室であるマニホールド100が構成されている。すなわち、本実施形態では、ケース部材40が第1部材に相当し、連通板15が第2部材に相当する。
また、ケース部材本体41には、マニホールド100に連通して各マニホールド100にインクを供給するための導入路45が設けられている。導入路45は、第3の方向Zにおいてケース部材本体41の連通板15とは反対側であるZ1側に開口して設けられている。また、導入路45は、第3マニホールド部44の第1の方向Xの一端部側であるX1側に連通する位置に設けられている。
また、図6に示すように、ケース部材40に設けられた第3マニホールド部44の天井44aは、圧力発生室12の並設方向である第1の方向Xにおいて、導入路45が設けられたX1側から反対側であるX2側に向かって高くなっている。ここで、第3マニホールド部44の天井44aとは、浮力が働く方向、つまり、インクに含まれる気泡が上昇する方向である鉛直方向上側の内壁面のことであり、本実施形態では、第3の方向Zの連通板15側とは反対側であるZ1側の内壁面のことである。また、天井44aが高いとは、ケース部材本体41の連通板15に接合される面からの第3の方向Zの高さのことである。本実施形態では、第3マニホールド部44の天井44aは、第1の方向XのX1側からX2側に向かって第3の方向ZのZ1側の高さが徐々に高くなる傾斜面となっている。
このように、第3マニホールド部44の天井44a、すなわち、マニホールド100の天井44aを導入路45が設けられたX1側から反対側のX2側に向かって高くすることで、導入路45からマニホールド100内に供給されたインクに含まれる気泡を、マニホールド100の天井44aの高くなった部分、すなわち、X2側に集めて収容することができる。インクに含まれる気泡が、圧力発生室12側に供給されるのを抑制してインク滴の吐出不良を抑制することができる。すなわち、マニホールド100のZ2側から圧力発生室12にはインクが供給されるため、圧力発生室12にインクが供給されるZ2側とは反対側であるZ1側に気泡を収容することで、収容した気泡が圧力発生室12側に供給されるのを抑制することができる。なお、X2側及びZ1側に収容した気泡は、例えば、X2側及びZ1側に連通する図示しない排出路を設けて、排出路から排出するようにしてもよく、排出したインクを循環させて導入路45からマニホールド100内に再度供給するようにしてもよい。
また、連通板15の第1マニホールド部17及び第2マニホールド部18が開口する面には、コンプライアンス基板25が設けられている。このコンプライアンス基板25が、第1マニホールド部17と第2マニホールド部18のノズル面20a側の開口を封止している。このようなコンプライアンス基板25は、本実施形態では、可撓性を有する薄膜からなる封止膜26と、金属等の硬質の材料からなる固定基板27と、を具備する。固定基板27のマニホールド100に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部28となっているため、マニホールド100の一方面は可撓性を有する封止膜26のみで封止された可撓部であるコンプライアンス部29となっている。
ここで、ケース部材40の第3マニホールド部44には、図1、図5及び図6に示すように、マニホールド100を横断する第1リブ101が設けられている。第1リブ101は、本実施形態では、マニホールド100を浮力が働く方向である第3の方向−Zに直交する方向に横断して設けられている。具体的には、第1リブ101は、本実施形態では、マニホールド100を第2の方向Yに横断して設けられており、一端が第2の方向Yにおいて圧電アクチュエーター300側の側面に連続して形成されており、他端が壁部46に連続して形成されている。なお、第2リブ102がマニホールド100を横断する方向は、浮力が働く第3の方向−Zに直交する方向だけではなく、第3の方向−Zに交差する方向であってもよい。
このように第1リブ101を設けることによって、壁部46が第1リブ101によって支持されて、壁部46の剛性が向上する。このため、蓋部材42を壁部46に接合する際の圧力によって壁部46が変形するのを抑制することができ、マニホールド100の形状が不安定になるのを抑制してインクの漏出を抑制することができる。また、第1リブ101によってケース部材本体41の剛性を向上することができるため、第3マニホールド部44をできるだけ大きく形成することができる。また、ケース部材本体41の剛性を向上するためにケース部材本体41を大型化するのを抑制することができる。したがって、第1リブ101を設けることで、ケース部材本体41の剛性を向上して、第3マニホールド部44をできるだけ大きく設けることができると共にケース部材本体41の小型化を図ることができる。
なお、ケース部材本体41としては、例えば、樹脂や金属等を用いることができる。特に、ケース部材本体41として、樹脂材料を成形することにより低コストで量産することができる。また、ケース部材本体41として樹脂材料を成形する際に、第1リブ101を設けることによって、溶融した樹脂を壁部46となるスペースに確実に充填して、壁部46に成形不良が生じるのを抑制することができる。ちなみに、第1リブ101を設けずに、壁部46を成形する場合、壁部46は第1の方向Xの両側から連続して設けられるだけなので、壁部46の断面積が小さいと、溶融した樹脂の充填不良が発生し易い。このため、樹脂の充填不良を抑制するために壁部46の断面積を大きくすると、ケース部材本体41の大型化や、壁部46が占有するスペースが大きくなることで第3マニホールド部44のスペースが確保できなくなるなどの不具合が生じる虞がある。本実施形態では、第1リブ101を設けることで、壁部46の成形不良を抑制することができるため、壁部46の断面積を小さくすることができ、ケース部材本体41の小型化及び第3マニホールド部44のスペースを確保することができる。
このような第1リブ101は、第1の方向Xに沿って所定の間隔で複数、本実施形態では、3つ並設されている。すなわち、第1リブ101は、複数設けられており、複数の第1リブ101は、第1の方向Xに互いに離間して配置されている。なお、第1の方向Xにおいて複数の第1リブ101が互いに離間して配置されているとは、第2の方向Yから平面視した際において、複数の第1リブ101が互いに重ならない位置に配置されており、且つ第1の方向Xにおいて複数の第1リブ101の間に隙間が形成されていることを言う。
また、図6に示すように、第1リブ101は、第2リブ102に対してケース部材本体41と連通板15との積層方向である第3の方向Zにおいて離間した位置に配置されている。なお、第1リブ101と第2リブ102とが第3の方向Zにおいて離間しているとは、第3の方向Zに直交する方向である第2の方向Yから平面視した際に、第1リブ101と第2リブ102とが互いに重ならない位置に配置されており、且つ第3の方向Zにおいて第1リブ101と第2リブ102との間に隙間が存在する配置であることを言う。本実施形態では、第1リブ101の連通板15側であるZ2側の先端を、ケース部材本体41の連通板15に接合される面よりも連通板15とは反対側であるZ1側に離れた位置に設けることで、第1リブ101と第2リブ102とを第3の方向Zで離間させるようにした。もちろん、これに限定されず、第2リブ102を連通板15のケース部材本体41に接合される面よりもZ2側に設けることで、第1リブ101と第2リブ102とを第3の方向Zに離間させてもよく、第1リブ101と第2リブ102との両方をケース部材本体41と連通板15との積層面から離れた位置に配置することで互いに離間させてもよい。
このように第1リブ101と第2リブ102とを第3の方向Zにおいて離間して設けることによって、導入路45からマニホールド100内に導入されたインクは、第3の方向Zにおける第1リブ101と第2リブ102との間を第1の方向Xに向かって通過することができる。したがって、第1リブ101と第2リブ102とに気泡が付着するのを抑制することができると共に、第1リブ101及び第2リブ102に付着した気泡をインクの流れで離脱させることができる。すなわち、第1リブ101と第2リブ102とが第3の方向Zにおいて離間して設けられていないと、第1リブ101と第2リブ102との間をインクが通り難くなり、第1リブ101や第2リブ102に付着した気泡が、インクの流れによって離脱し難く、気泡が付着したままになってしまう。そして、第1リブ101や第2リブ102に付着した気泡が予期せぬタイミングで圧力発生室12等に供給されて、インクの吐出不良が発生する虞がある。本実施形態では、第1リブ101や第2リブ102に気泡を付着し難くすることで、予期せぬタイミングで気泡が圧力発生室12等に供給されるのを抑制してインクの吐出不良を抑制することができる。
さらに、本実施形態では、第1リブ101と第2リブ102とは、ケース部材本体41と連通板15との積層方向である第3の方向Zに直交する第1の方向Xにおいて、互いに離間して配置されている。なお、第1リブ101と第2リブ102とが第1の方向Xにおいて互いに離間しているとは、第2の方向Yから平面視した際に第1リブ101と第2リブ102とが重ならない位置に配置されており、且つ第1の方向Xにおいて第1リブ101と第2リブ102との間に隙間が存在する配置であることを言う。
このように、第1リブ101と第2リブ102とを第1の方向Xに離間して配置することで、導入路45からマニホールド100内に導入されたインクは、第1の方向Xにおける第1リブ101と第2リブ102との間を第3の方向Zに向かって通過することができる。したがって、第1リブ101及び第2リブ102に付着した気泡をインクの流れで離脱させることができる。すなわち、第1リブ101と第2リブ102とが第1の方向Xにおいて離間して設けられていないと、第1リブ101と第2リブ102との間をインクが通り難くなり、第1リブ101や第2リブ102に付着した気泡が、インクの流れによって離脱し難く、気泡が付着したままになってしまう。特に、本実施形態では、第1リブ101と第2リブ102とを第1の方向X及び第3の方向Zのそれぞれに離間して配置することで、導入路45からマニホールド100内に供給されたインクは、第1の方向X及び第3の方向Zのそれぞれにおいて、第1リブ101と第2リブ102との間を通過することができる。したがって、第1リブ101と第2リブ102とに気泡が付着し難く、付着したとしてもインクの流れで気泡をさらに効果的に離脱させることができる。
このような第1リブ101の浮力が働く方向とは反対方向のインクと向かい合う面は、傾斜した傾斜面101aとなっている。ここで、本実施形態の記録ヘッド1は、上述のように、第3の方向ZのZ2側が鉛直方向下向きとなるように配置されて用いられる。したがって、マニホールド100内で浮力が働く方向とは、第3の方向ZにおいてZ2側からZ1側に向かう第3の方向−Zのことである。このため、第1リブ101の浮力が働く方向とは反対方向のインクと向かい合う面とは、第1リブ101のZ2側の面のことである。本実施形態では、この第1リブ101のZ2側の全ての面が傾斜した傾斜面101aとなっている。なお、第1リブ101のZ2側の面が傾斜しているとは、浮力が働く第3の方向−Zに直交する第1の方向X及び第2の方向Yを含む水平方向に対して傾斜していることを言う。本実施形態では、第1リブ101のZ2側の端面において、第1の方向Xの両側を互いに反対方向に傾斜させた傾斜面101aとした。すなわち、本実施形態では、傾斜面101aの先端は、浮力が働く第3の方向−Zに対して直交する方向である第1の方向Xにおいて、第1リブ101の中央にある。つまり、第1リブ101のZ2側の端部は、当該Z2側に向かって第1の方向Xの幅が中央に向かって漸小するように設けられている。なお、本実施形態では、傾斜面101aの先端が、浮力が働く第3の方向−Z及び第1リブ101がマニホールド100を横断する第2の方向Yの双方に直交する第1の方向Xにおいて、第1リブ101の中央にあるようにしたが、特にこれに限定されず、傾斜面101aの先端が、浮力が働く第3の方向−Zに直交する第2の方向Yにおいて、第1リブ101の中央にあってもよい。すなわち、第1リブ101がマニホールド100を横断する第2の方向Yの中央に傾斜面101aの先端があってもよい。
このように、傾斜面101aの先端を、第1の方向Xの中央に設けることで、第1リブ101の第3の方向Zの高さを低くすることができる。すなわち、図7に示すように、傾斜面101aの先端を第1の方向Xの中央に設けた場合の第1リブ101の高さh1は、傾斜面101aの先端を第1の方向XのX2側の端部に設けた場合の第1リブ101の高さh2よりも低い。したがって、傾斜面101aの先端を第1の方向Xの中央に設けることで、第3の方向Zの高さh1を低くすることができる。そして、第1リブ101の第3の方向Zの高さh1を低くすることで、インクの第1の方向Xに向かう流れを第1リブ101が阻害する領域を減少させて、インクの流れを阻害することによってインクに含まれる気泡が第1リブ101に付着するのを抑制することができる。また、第1リブ101の第3の方向Zの高さh1を低くすることで、マニホールド100の容積が減少するのを抑制すると共に小型化を図ることができる。
そして、第1リブ101の浮力が働く方向とは反対側のインクと向かい合う面を傾斜した傾斜面101aとすることで、傾斜面101aにインクに含まれる気泡が付着して滞留するのを抑制することができる。すなわち、ノズル21からインクと共に気泡を吸引するクリーニング動作等によってマニホールド100内にインクの流れが生じた状態では、図8に示すように、例えば、第2リブ102に気泡200が付着する。そして、マニホールド100内のインクの流れが停止した直後は、図9に示すように、気泡200は浮力によって第3の方向ZのZ1側に移動する。このとき、本実施形態では、第1リブ101のZ2側の面が傾斜面101aとなっているため、気泡200が傾斜面101aの表面に沿ってZ1側に移動し、気泡200が第1リブ101のZ2側の面に付着するのを抑制することができる。ちなみに、第1リブ101のZ2側の面を傾斜面101aとすることなく、第1の方向X及び第2の方向Yを含む水平面とした場合、気泡200が浮力によってZ1側に移動する際に、第1リブ101のZ2側の水平面となる端面に付着して滞留してしまう虞がある。ただし、本実施形態では、第1リブ101と第2リブ102とを第3の方向Z及び第1の方向Xに離間して配置しているため、たとえ第1リブ101のZ2側の端面に気泡200が付着したとしても、マニホールド100内にクリーニング動作等によってインクの流れを発生させることで、第1リブ101に付着した気泡200を離脱させて気泡200をマニホールド100のZ2側の天井44aに集めることができる。
なお、本実施形態の第1リブ101は、第3の方向Zにおいて、第3マニホールド部44を形成する天井44a、すなわち、Z1側の内壁面から離間して設けられている。これにより、第3マニホールド部44の天井44aに気泡を溜めることができると共に、第1リブ101と天井44aとの間に第1の方向Xに向かってインクを流すことができ、インクに含まれる気泡が第1リブ101に付着し難い。もちろん、第1リブ101を第3の方向Zにおいて第3マニホールド部44を形成する天井44aに接するように設けるようにしてもよい。
また、本実施形態では、ケース部材本体41に設けられた第1リブ101と第3マニホールド部44の天井44a、すなわち、Z1側の内壁面との間隔は、第1リブ101とケース部材本体41及び連通板15の積層面との間隔よりも大きい。このため、天井44a付近に多くの気泡を溜めることができる。また、第1リブ101とケース部材本体41及び連通板15の積層面との間隔は狭いものの、第1リブ101の連通板15側の面は傾斜面101aとなっているため、第1リブ101に気泡が引っかかり難い。もちろん、第1リブ101と第3マニホールド部44の天井44aとの間隔を、第1リブ101とケース部材本体41及び連通板15の積層面との間隔よりも小さくしてもよい。これにより、第1リブ101の連通板15側にインクが流れ易く、第1リブ101の連通板15側に気泡が付着し難い。
さらに、本実施形態の第1リブ101は、浮力の働く方向である第3の方向−Zの寸法は、第3の方向Zに直交する第1の方向Xの寸法よりも大きい。このように、第1リブ101を、導入路45からマニホールド100内に供給されたインクが圧力発生室12に向かう第3の方向Zに長くすることで、気泡200が第1リブ101に引っかかり、付着するのを抑制することができる。もちろん、第1リブ101は、第3の方向Zの寸法が、第1の方向Xの寸法よりも小さくてもよい。これにより、第3の方向Zにおいて、第1リブ101の両側で第1の方向Xに向かうインクを流れ易くして、気泡200が第1リブ101に引っかかり、付着するのを抑制することができる。
また、本実施形態の第1リブ101は、第1の方向X及び第3の方向Zを含む断面積が、第2リブ102よりも大きい。言い換えると、第2リブ102の断面積は、第1リブ101よりも小さい。このように、圧力発生室12に近いリブである第2リブ102の断面積を第1リブ101よりも小さくすることで、インクの流れを阻害する第2リブ102をできるだけ小さくして、第2リブ102に気泡が付着し難くすることができる。したがって、圧力発生室12により近い第2リブ102に気泡を付着し難くして、気泡が圧力発生室12等に供給されるのを抑制することができる。もちろん、第2リブ102の断面積を第1リブ101の断面積よりも大きくしてもよい。
以上説明したように、本実施形態では、共通液室であるマニホールド100を横断する第1リブ101を設け、第1リブ101のうち浮力が働く方向とは反対方向にインクと向かい合う面が傾斜した傾斜面101aとなっている。
このように、第1リブ101を設けることによって、マニホールド100を形成する部材、本実施形態では、ケース部材本体41の剛性、特に壁部46の剛性を向上することができる。したがって、ケース部材本体41や蓋部材42等の剛性を向上して、マニホールド100の変形やインクの漏出を抑制することができる。また、ケース部材本体41や蓋部材42の剛性を確保するためにマニホールド100の容積を縮小する必要がない。また、剛性を確保するためにケース部材本体41や蓋部材42等を大型化する必要がない。したがって、マニホールド100の容積をできるだけ確保することができると共に記録ヘッド1の小型化を図ることができる。
また、第1リブ101に傾斜面101aを設けることによって、インクに含まれる気泡が浮力により移動する際に、第1リブ101の傾斜面101aに付着して、気泡がマニホールド100内に滞留するのを抑制することができる。
また、本実施形態では、傾斜面101aの先端は、浮力の働く第3の方向−Zに直交する第1の方向Xにおいて、第1リブ101の中央にある。このように、傾斜面101aの先端を第1の方向Xにおいて第1リブ101の中央とすることで、第1リブ101の第3の方向Zの高さを低くして、マニホールド100の容積が減少するのを抑制すると共に小型化を図ることができる。また、第1リブ101の第3の方向Zの高さを低くすることで、第1リブ101がインクの第1の方向Xに向かう流れを阻害することによってインクに含まれる気泡が第1リブ101に付着するのを抑制することができる。
なお、本実施形態では、傾斜面101aの先端を第1の方向Xにおいて第1リブ101の中央に配置するようにしたが、もちろんこれに限定されず、傾斜面101aの先端を第1の方向XにおいてX1側又はX2側に配置するようにしてもよい。いずれにしても、傾斜面101aを設けることによって、第1リブ101への気泡の付着を抑制することができる。
また、本実施形態では、第1リブ101は複数あり、複数の第1リブ101は、互いに離間して配置されている。このように複数の第1リブ101を設けることによって、マニホールド100を形成する部材、本実施形態では、ケース部材本体41の剛性、特に壁部46の剛性をさらに向上することができる。また、複数の第1リブ101を互いに離間して配置することで、複数の第1リブ101の間をインクが流れ易くして、インクに含まれる気泡が第1リブ101に引っかかり、付着し難い。また、第1リブ101に気泡が付着したとしても、インクの流れによって気泡を離脱させ易い。
また、本実施形態では、積層された第1部材であるケース部材40と第2部材である連通板15とにマニホールド100が形成されており、ケース部材40に設けられた第1リブ101と、連通板15に設けられた第2リブ102とは、ケース部材40と連通板15との積層方向である第3の方向Z及びこれに直交する第1の方向Xにそれぞれ離間して配置されている。このように、第2部材である連通板15に第2リブ102を設けることで、連通板15の剛性を向上して、第1マニホールド部17をできるだけ大きく形成することができると共に連通板15の小型化を図ることができる。
また、第1リブ101と第2リブ102とを第1の方向X及び第3の方向Zのそれぞれに離間して配置することで、マニホールド100内に供給されたインクは、第1の方向X及び第3の方向Zのそれぞれにおいて、第1リブ101と第2リブ102との間を通過することができる。したがって、第1リブ101と第2リブ102とに気泡が付着し難く、付着したとしてもインクの流れで気泡を効果的に離脱させることができる。
(実施形態2)
図10は、本発明の実施形態2に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの要部断面図である。なお、上述した実施形態と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
図10は、本発明の実施形態2に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの要部断面図である。なお、上述した実施形態と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
図10に示すように、ケース部材本体41の第3マニホールド部44には、複数の第1リブ101が設けられており、連通板15の第1マニホールド部17には第2リブ102が設けられている。
第1リブ101の浮力が働く方向とは反対側のインクに向かい合う面、すなわち、Z2側の面は、傾斜した傾斜面101aとなっている。
このような第1リブ101は、本実施形態では、第1リブ101と第2リブ102とは、ケース部材本体41と連通板15との積層方向である第3の方向Z及び第3の方向Zに直交する第1の方向Xのそれぞれにおいて離間して設けられていない。すなわち、第1リブ101の連通板15側の端部、すなわち、傾斜面101aの先端は、第3の方向Zにおいて、ケース部材本体41の連通板15に接合される面と同じ高さに設けられている。また、第1リブ101と第2リブ102とは、第1の方向Xにおいて同じ位置、すなわち、第3の方向Zから平面視した際に、少なくとも一部が重なる位置に配置されている。
このように、本実施形態では、第1リブ101を設けることによって、マニホールド100を形成する部材、本実施形態では、ケース部材本体41の剛性、特に壁部46の剛性を向上することができる。したがって、ケース部材本体41や蓋部材42等の剛性を向上して、マニホールド100の変形やインクの漏出を抑制することができる。また、ケース部材本体41や蓋部材42の剛性を確保するためにマニホールド100の容積を縮小する必要がない。また、剛性を確保するためにケース部材本体41や蓋部材42等を大型化する必要がない。したがって、マニホールド100の容積をできるだけ確保することができると共に記録ヘッド1の小型化を図ることができる。
また、第1リブ101に傾斜面101aを設けることによって、インクに含まれる気泡が浮力により移動する際に、第1リブ101の傾斜面101aに付着して、気泡がマニホールド100内に滞留するのを抑制することができる。
さらに、第2リブ102を設けることで、連通板15の剛性を向上して、第1マニホールド部17をできるだけ大きく形成することができると共に連通板15の小型化を図ることができる。
また、本実施形態では、第1リブ101は複数あり、複数の第1リブ101は、互いに離間して配置されている。このように複数の第1リブ101を設けることによって、マニホールド100を形成する部材、本実施形態では、ケース部材本体41の剛性、特に壁部46の剛性をさらに向上することができる。また、複数の第1リブ101を互いに離間して配置することで、複数の第1リブ101の間をインクが流れ易くして、インクに含まれる気泡が第1リブ101に引っかかり、付着し難い。また、第1リブ101に気泡が付着したとしても、インクの流れによって気泡を離脱させ易い。
なお、本実施形態では、第1リブ101と第2リブ102とを第3の方向Z及び第1の方向Xに離間しないように配置したが、特にこれに限定されず、第1リブ101と第2リブ102とは、第3の方向Z及び第1の方向Xの何れか一方が離間して配置されていてもよい。第1リブ101と第2リブ102とを、第3の方向Z及び第1の方向Xの何れか一方に離間して配置することによって、第1リブ101と第2リブ102との間にインクを流すことができるため、第1リブ101や第2リブ102に気泡が付着し難く、気泡が付着したとしてもインクの流れによって気泡を剥離させることができる。
(実施形態3)
図11は、本発明の実施形態3に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの要部断面図である。なお、上述した実施形態と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
図11は、本発明の実施形態3に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの要部断面図である。なお、上述した実施形態と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
図11に示すように、ケース部材本体41の第3マニホールド部44には、複数の第1リブ101が設けられており、連通板15の第1マニホールド部17には第2リブ102が設けられている。
第1リブ101の浮力が働く方向とは反対側のインクに向かい合う面、すなわち、Z2側の面は、第1の方向X及び第2の方向Yを含む水平面101bとなっている。すなわち、本実施形態の第1リブ101には、上述した実施形態1及び2の傾斜面101aが設けられていない。
また、本実施形態では、第1部材であるケース部材40に設けられた第1リブ101と第2部材である連通板15に設けられた第2リブ102とは、ケース部材40と連通板15との積層方向である第3の方向Zと、この第3の方向Zに直交する第1の方向Xとのそれぞれにおいて互いに離間して配置されている。
このように、本実施形態では、第1リブ101を設けることによって、マニホールド100を形成する部材、本実施形態では、ケース部材本体41の剛性、特に壁部46の剛性を向上することができる。したがって、ケース部材本体41や蓋部材42等の剛性を向上して、マニホールド100の変形やインクの漏出を抑制することができる。また、ケース部材本体41や蓋部材42の剛性を確保するためにマニホールド100の容積を縮小する必要がない。また、剛性を確保するためにケース部材本体41や蓋部材42等を大型化する必要がない。したがって、マニホールド100の容積をできるだけ確保することができると共に記録ヘッド1の小型化を図ることができる。
また、第2リブ102を設けることで、連通板15の剛性を向上して、第1マニホールド部17をできるだけ大きく形成することができると共に連通板15の小型化を図ることができる。
そして、第1リブ101と第2リブ102とを第3の方向Z及び第1の方向Xのそれぞれで互いに離間して配置することで、マニホールド100内に供給されたインクは、第1の方向X及び第3の方向Zのそれぞれにおいて、第1リブ101と第2リブ102との間を通過することができる。したがって、第1リブ101と第2リブ102とに気泡が付着し難く、付着したとしてもインクの流れで気泡をさらに効果的に離脱させることができる。
(他の実施形態)
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。
例えば、上述した各実施形態では、第3マニホールド部44の天井44aが、第1の方向Xにおいて、X1側からX2側に向かって徐々に高くなるようにしたが、特にこれに限定されない。例えば、X1側の天井44aが低く、X2側の天井44aが高い段差形状となっていてもよい。また、図12に示すように、導入路45が第3マニホールド部44の第1の方向Xの中央部に連通している場合には、第3マニホールド部44の天井44aは、導入路45に連通する位置から第1の方向XのX1側及びX2側に向かって第3の方向Zの高さが高くなっていればよい。
また、上述した各実施形態では、連通板15に第2リブ102を1つだけ設けるようにしたが、特にこれに限定されず、2つ以上の複数設けるようにしてもよい。また、上述した実施形態1及び2において、第2リブ102を設けないようにしてもよい。
さらに、第1リブ101の数は、1つであってもよく、また、2以上の複数であってもよい。また、第1リブ101は、第2の方向Yに沿って並設されていてもよく、その配置は、上述した実施形態に限定されるものではない。
また、上述した各実施形態では、連通板15に設けられた第2リブ102は、Z1側及びZ2側の面が、第1の方向X及び第2の方向Yを含む水平面としたが、特にこれに限定されず、第2リブ102のZ2側の面を水平方向に対して傾斜させることで、第2リブ102のZ2側の面に気泡が付着するのを抑制することができる。また、第2リブ102のZ1側の面が水平方向に対して傾斜させてもよい。これにより、第1リブ101と第2リブ102との間にインクが流れ易くすることができる。
また、上述した各実施形態では、第1リブ101のZ2側の全ての面を傾斜面101aとしたが、Z2側の一部の面を傾斜面101aとし一部の面を水平面としてもよい。これにより、第1リブ101のうち、傾斜面101aが設けられた部分に気泡が付着するのを抑制することができる。
また、上述した実施形態では、圧力発生室12に圧力変化を生じさせる圧力発生手段として、薄膜型の圧電アクチュエーターを用いて説明したが、特にこれに限定されず、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型の圧電アクチュエーターや、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型の圧電アクチュエーターなどを使用することができる。また、圧力発生手段として、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなどを使用することができる。
また、これら各実施形態のインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備するインクジェット式記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図13は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。なお、本実施形態では、インクジェット式記録装置の各方向について、記録ヘッド1がインクジェット式記録装置に搭載された際の方向、すなわち、第1の方向X、第2の方向Y及び第3の方向Zに基づいて説明する。もちろん、記録ヘッド1のインクジェット式記録装置内の配置は以下に示すものに限定されるものではない。
図13に示すインクジェット式記録装置Iにおいて、複数のインクジェット式記録ヘッド1を有するインクジェット式記録ヘッドユニット2(以下、ヘッドユニット2とも言う)は、インク供給手段を構成するカートリッジ2Aが着脱可能に設けられ、このヘッドユニット2を搭載したキャリッジ3は、装置本体4に取り付けられたキャリッジ軸5に軸方向移動自在に設けられている。なお、キャリッジ軸5は第2の方向Yに沿って配置されている。
そして、駆動モーター6の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト7を介してキャリッジ3に伝達されることで、ヘッドユニット2を搭載したキャリッジ3はキャリッジ軸5に沿って、すなわち、第2の方向Yに沿って移動される。一方、装置本体4には搬送手段としての搬送ローラー8が設けられており、紙等の記録媒体である記録シートSが搬送ローラー8により第1の方向Xに搬送されるようになっている。なお、記録シートSを搬送する搬送手段は、搬送ローラーに限られずベルトやドラム等であってもよい。
また、上述したインクジェット式記録装置Iでは、インクジェット式記録ヘッド1(ヘッドユニット2)がキャリッジ3に搭載されて主走査方向に移動するものを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、インクジェット式記録ヘッド1が固定されて、紙等の記録シートSを副走査方向に移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装置にも本発明を適用することができる。
なお、上記実施の形態においては、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを、また液体噴射装置の一例としてインクジェット式記録装置を挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド及び液体噴射装置全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドや液体噴射装置にも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ELディスプレイ、FED(電界放出ディスプレイ)等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオchip製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられ、かかる液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置にも適用できる。
I…インクジェット式記録装置(液体噴射装置)、1…インクジェット式記録ヘッド(液体噴射ヘッド)、2…インクジェット式記録ヘッドユニット(液体噴射ヘッドユニット)、2A…カートリッジ、3…キャリッジ、4…装置本体、5…キャリッジ軸、6…駆動モーター、7…タイミングベルト、8…搬送ローラー、10…流路形成基板、12…圧力発生室、15…連通板、16…ノズル連通路、17…第1マニホールド部、18…第2マニホールド部、19…供給連通路、20…ノズルプレート、20a…ノズル面、21…ノズル、25…コンプライアンス基板、26…封止膜、27…固定基板、28…開口部、29…コンプライアンス部、30…保護基板、31…保持部、32…貫通孔、40…ケース部材、41…ケース部材本体、42…蓋部材、43…凹部、44…第3マニホールド部、44a…天井、45…導入路、46…壁部、47…接続口、50…振動板、51…弾性膜、52…絶縁体膜、60…第1電極、70…圧電体層、71…凹部、80…第2電極、91…個別配線、92…共通配線、100…マニホールド(共通液室)、101…第1リブ、101a…傾斜面、101b…水平面、102…第2リブ、120…フレキシブルケーブル、121…駆動回路、200…気泡、300…圧電アクチュエーター、310…能動部、S…記録シート、X…第1の方向、Y…第2の方向、Z…第3の方向
Claims (13)
- ノズル面に設けられたノズルから圧力発生手段により液体を噴射するための圧力発生室と、
複数の前記圧力発生室に連通する共通液室と、
前記共通液室を横断する第1リブと、
を備え、
前記第1リブのうち、浮力が働く方向とは反対方向に液体と向かい合う面が傾斜していることを特徴とする液体噴射ヘッド。 - 前記第1リブの傾斜した先端は、前記浮力が働く方向に直交する方向において、前記第1リブの中央にあることを特徴とする請求項1記載の液体噴射ヘッド。
- 前記第1リブは複数あり、当該複数の第1リブは、互いに離間していることを特徴とする請求項1又は2記載の液体噴射ヘッド。
- 前記共通液室は、積層された第1部材及び第2部材にそれぞれ設けられ、
前記第1リブは、前記第1部材の前記共通液室に形成されており、
前記第2部材の前記共通液室には、当該共通液室を横断する第2リブが設けられており、
前記第1リブと、前記第2リブとは、前記第1部材及び前記第2部材の積層方向及び前記積層方向に直交する方向にそれぞれ離間していることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。 - ノズル面に設けられたノズルから圧力発生手段により液体を噴射するための圧力発生室と、
複数の前記圧力発生室に連通する共通液室と、
を備え、
前記共通液室は、積層された第1部材及び第2部材にそれぞれ設けられ、
前記第1部材の前記共通液室には、当該共通液室を横断する第1リブが設けられ、
前記第2部材の前記共通液室には、当該共通液室を横断する第2リブが設けられ、
前記第1リブと前記第2リブとは、前記第1部材及び前記第2部材の積層方向及び前記積層方向に直交する方向にそれぞれ離間していることを特徴とする液体噴射ヘッド。 - 前記第1リブのうち、浮力が働く方向とは反対方向に液体と向かい合う面が傾斜していることを特徴とする請求項5記載の液体噴射ヘッド。
- 前記第1リブの傾斜した先端は、前記浮力が働く方向に直交する方向において前記リブの中央にあることを特徴とする請求項6記載の液体噴射ヘッド。
- 前記第1部材に設けられた前記第1リブと、前記第2部材に設けられた前記第2リブとは、それぞれ異なる断面であり、
前記第1リブと前記第2リブとは、前記圧力発生室に近い方の断面が小さいことを特徴とする請求項4〜7の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。 - 前記第1リブと前記第2リブとは、前記共通液室の浮力が働く方向の天井と離間していることを特徴とする請求項4〜8の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
- 前記第1部材に設けられた前記第1リブと前記天井との間隔は、前記第1リブと前記第1部材及び前記第2部材の積層面との間隔よりも大きいことを特徴とする請求項9記載の液体噴射ヘッド。
- 前記第1リブの浮力が働く方向の寸法は、前記浮力が働く方向に直交する方向の寸法よりも大きいことを特徴とする請求項1〜10の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
- 前記共通液室の天井は、複数の前記圧力発生室が並ぶ方向において、前記共通液室へ液体を供給する導入路が設けられた側から反対側へと向けて高くなっていることを特徴とする請求項1〜11の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
- 請求項1〜12の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。
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JP2016215287A JP2018069675A (ja) | 2016-11-02 | 2016-11-02 | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 |
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GB2575868A (en) * | 2018-07-27 | 2020-01-29 | Xaar Technology Ltd | Droplet ejection head and manifold component therefor |
-
2016
- 2016-11-02 JP JP2016215287A patent/JP2018069675A/ja active Pending
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