JP2020044669A - ヘッドチップ、液体噴射ヘッド、液体噴射記録装置およびヘッドチップの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
1.液体噴射記録装置(ヘッドチップおよび液体噴射ヘッド)
1−1.全体構成
1−2.液体噴射ヘッドの構成
1−3.ヘッドチップの構成
1−4.ヘッドチップの製造方法
1−5.動作
1−6.作用および効果
2.変形例
3.その他の変形例
本開示の一実施形態の液体噴射記録装置に関して説明する。
最初に、液体噴射記録装置の全体構成に関して説明する。
搬送機構2a,2bは、プリンタ1に投入された記録紙Pを搬送方向D(X軸方向)に搬送させる機構であり、例えば、いずれもグリッドローラ21およびピンチローラ22を含んでいる。インクタンク3は、インク9を貯蔵する器である。ここで、インクタンク3は、本開示の「収容部」の一実施形態である。ここでは、プリンタ1は、例えば互いに異なる色のインク9を収容する4個のインクタンク3(3Y,3M,3C,3K)を備えており、インクタンク3Y,3M,3C,3Kのそれぞれは、例えば、イエロー(Y)のインク9、マゼンタ(M)のインク9、シアン(C)のインク9およびブラック(K)のインク9のそれぞれを収容している。
インクジェットヘッド4は、供給チューブ50から供給される液滴状のインク9を記録紙Pに噴射する液体噴射ヘッドであり、例えば、エッジシュートタイプのインクジェットヘッドである。エッジシュートタイプのインクジェットヘッド4では、例えば、後述するように、複数のチャネルC1のそれぞれが所定の方向(例えば、Z軸方向)に延在しており、複数のノズル孔H2のそれぞれから複数のチャネルC1のそれぞれの延在方向と同様の方向(Z軸方向)にインク9が噴射される(図3参照)。すなわち、各チャネルC1の延在方向と各ノズル孔H2からインク9が噴射される方向とは、互いに一致している。
走査機構6は、搬送方向Dと交差する方向においてインクジェットヘッド4を走査させる機構であり、例えば、一対のガイドレール61a,61bと、キャリッジ62と、駆動機構63とを含んでいる。例えば、キャリッジ62は、例えば、基台62aおよび壁部62bを含んでおり、インクジェットヘッド4を支持しながらガイドレール61a,61bに沿って搬送方向Dと交差する方向に移動可能である。駆動機構63は、例えば、一対のプーリ631a,631bと、無端状のベルト632と、駆動モータ633とを含んでおり、そのベルト632は、例えば、キャリッジ62に連結されている。
図2は、図1に示したインクジェットヘッド4(4Y,4M,4C,4K)の斜視構成を拡大して表している。
インクジェットヘッドチップ41は、インク9を噴射するインクジェットヘッド4の主要部である。なお、インクジェットヘッドチップ41の詳細な構成に関しては、後述する(図3〜図5参照)。
供給機構42は、供給チューブ50を介して供給されたインク9をインクジェットヘッドチップ41(後述するインク導入孔410a:図3および図4参照)に供給する。この供給機構42は、例えば、インク連結管42cを介して互いに連結された流路部材42aおよび圧力緩衝器42bを含んでいる。流路部材42aはインク9が流れる流路であり、そのインク9の貯留室を有する圧力緩衝器42bには、例えば、供給チューブ50が取り付けられている。
制御機構43は、例えば、回路基板43aと、駆動回路43bと、フレキシブル基板43cとを含んでいる。回路基板43aは、例えば、インクジェットヘッドチップ41を駆動させる駆動回路43bを含んでおり、その駆動回路43bは、例えば、集積回路(IC:Integrated Circuit)などを含んでいる。フレキシブル基板43cは、駆動回路43bとインクジェットヘッドチップ41(後述する駆動電極Ed:図5参照)とを互いに電気的に接続させている。ここでは図示していないが、フレキシブル基板43cは、例えば、駆動回路43bおよび複数の駆動電極Edのそれぞれに接続された複数の引き出し電極を含んでいる。
図3では、インクジェットヘッドチップ41の一連の構成要素が互いに組み合わされた状態を示している。一方、図4では、インクジェットヘッドチップ41の一連の構成要素を見やすくするために、その一連の構成要素が互いに離間された状態を示している。図5では、複数のノズル孔H2を破線で示している。図3では、フレキシブル基板43cの一部の輪郭だけを破線で示している。
アクチュエータプレート411は、複数のノズル孔H2からインク9を噴射させるために電気的に駆動される部材である。
カバープレート410は、アクチュエータプレート411を被覆する部材である。アクチュエータプレート411に対向してカバープレート410が設けられている。
ノズルプレート412は、貫通口である複数のノズル孔H2を有しており、アクチュエータプレート411に対向している。複数のノズル孔H2は、例えば、X軸方向において間隔を隔てながら配列されており、ノズル孔H2の開口形状、すなわちZ軸方向から見たノズル孔H2の形状は、例えば、円形である。ノズル孔H2の内径は、例えば、インク9が噴射される方向において次第に小さくなっている。これにより、インク9の噴射速度および直進性が向上するからである。ノズルプレート412は、例えば、ポリイミドなどの絶縁性材料のうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいる。ノズルプレート412は、例えば、ステンレス鋼(SUS)などの導電性材料のうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいてもよい。
支持プレート413は、例えば、図4に示したように、X軸方向に延在する嵌合孔413aを有しており、この嵌合孔413aには、例えば、カバープレート410およびアクチュエータプレート411が互いに積層された状態で嵌め込まれている。
図7は、インクジェットヘッドチップ41の製造方法の一例を工程順に表したものである。ここでは、図7を用いて、主にアクチュエータプレート411の製造工程を説明する。
[プリンタの動作]
このプリンタ1では、搬送方向Dに記録紙Pが搬送されると共に、搬送方向Dと交差する方向においてインクジェットヘッド4が往復移動しながら記録紙Pにインク9を噴射する。これにより、記録紙Pに画像が記録される。
このインクジェットヘッド4では、例えば、以下の手順により、せん断(シェア)モードを用いて記録紙Pにインク9が噴射される。
本実施の形態のインクジェットヘッドチップ41、インクジェットヘッド4およびプリンタ1では、アクチュエータプレート411の駆動電極Edが、蒸着膜DF(密着膜DF1,耐腐食膜DF2)と蒸着膜DFを覆うめっき膜PFとを含んでいるので、蒸着膜DFが駆動壁Wdの側面に露出されにくくなる。これにより、駆動電極Edの腐食に起因したインクジェットヘッドチップ41の信頼性の低下を抑えることができる。以下、この作用効果について説明する。
図10は、変形例に係るインクジェットヘッドチップ41の要部の模式的な断面構成を表している。このインクジェットヘッドチップ41では、カバープレート410が、駆動電極Edに電気的に接続された配線410Wを有している。例えば、このカバープレート410にフレキシブル基板43c(図3参照)が接続される。即ち、カバープレート410の配線410Wを介して駆動電極Edとフレキシブル基板43cとが電気的に接続されるようになっている。このように、カバープレート410に配線410Wを設けることにより、配線の自由度を高めることができる。
以上、実施の形態および変形例を挙げながら本開示に関して説明したが、本開示の態様は上記した実施の形態等において説明された態様に限定されず、種々の変形が可能である。
(1)
液体に圧力を印加するアクチュエータプレートを備え、前記液体を噴射するヘッドチップであって、
前記アクチュエータプレートは、
互いに側壁を介して配置された複数の溝と、
前記側壁に設けられるとともに、蒸着膜と前記蒸着膜を覆うめっき膜とを有する電極と
を含むヘッドチップ。
(2)
前記めっき膜は、金(Au),白金(Pt)およびパラジウム(Pd)のうちの少なくとも一つを含む
前記(1)に記載のヘッドチップ。
(3)
前記蒸着膜は、前記めっき膜の構成材料と異なる材料を含む密着膜と、前記めっき膜の構成材料と同じ材料を含む耐腐食膜とを含み、
前記耐腐食膜の厚みおよび前記めっき膜の厚みの和は、前記密着膜の厚みよりも大きくなっている
前記(1)または(2)に記載のヘッドチップ。
(4)
前記側壁は圧電材料を含み、
前記めっき膜は、前記圧電材料の粒径の大きさの1/2以上の厚みを有する
前記(1)ないし(3)のうちいずれか1つに記載のヘッドチップ。
(5)
更に、前記電極に電気的に接続された配線を有するとともに、前記アクチュエータプレートに対向して設けられたカバープレートを含み、
前記配線の少なくとも一部は、前記めっき膜に覆われている
前記(1)ないし(4)のうちいずれか1つに記載のヘッドチップ。
(6)
前記(1)ないし(5)のいずれか1つに記載のヘッドチップと、
前記ヘッドチップに前記液体を供給する供給機構と
を備えた液体噴射ヘッド。
(7)
前記(6)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。
(8)
液体に圧力を印加するアクチュエータプレートを備え、前記液体を噴射するヘッドチップの製造方法であって、
前記アクチュエータプレートを形成する工程は、
互いに側壁を介して複数の溝を形成する工程と、
前記側壁に、蒸着法およびめっき法をこの順に行い、電極を形成する工程と
を含むヘッドチップの製造方法。
(9)
前記側壁に、前記蒸着法により密着膜および耐腐食膜をこの順に形成した後、前記めっき法により前記耐腐食膜を成長させて前記電極を形成する
前記(8)に記載のヘッドチップの製造方法。
(10)
更に、前記めっき法を行う前に、前記密着膜の表面に形成された不動態膜を除去する工程を含む
前記(9)に記載のヘッドチップの製造方法。
(11)
前記めっき法では、還元型のめっき液を用いる
前記(9)または(10)に記載のヘッドチップの製造方法。
Claims (11)
- 液体に圧力を印加するアクチュエータプレートを備え、前記液体を噴射するヘッドチップであって、
前記アクチュエータプレートは、
互いに側壁を介して配置された複数の溝と、
前記側壁に設けられるとともに、蒸着膜と前記蒸着膜を覆うめっき膜とを有する電極と
を含むヘッドチップ。 - 前記めっき膜は、金(Au),白金(Pt)およびパラジウム(Pd)のうちの少なくとも一つを含む
請求項1に記載のヘッドチップ。 - 前記蒸着膜は、前記めっき膜の構成材料と異なる材料を含む密着膜と、前記めっき膜の構成材料と同じ材料を含む耐腐食膜とを含み、
前記耐腐食膜の厚みおよび前記めっき膜の厚みの和は、前記密着膜の厚みよりも大きくなっている
請求項1または請求項2に記載のヘッドチップ。 - 前記側壁は圧電材料を含み、
前記めっき膜は、前記圧電材料の粒径の大きさの1/2以上の厚みを有する
請求項1ないし請求項3のうちいずれか1項に記載のヘッドチップ。 - 更に、前記電極に電気的に接続された配線を有するとともに、前記アクチュエータプレートに対向して設けられたカバープレートを含み、
前記配線の少なくとも一部は、前記めっき膜に覆われている
請求項1ないし請求項4のうちいずれか1項に記載のヘッドチップ。 - 請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のヘッドチップと、
前記ヘッドチップに前記液体を供給する供給機構と
を備えた液体噴射ヘッド。 - 請求項6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。 - 液体に圧力を印加するアクチュエータプレートを備え、前記液体を噴射するヘッドチップの製造方法であって、
前記アクチュエータプレートを形成する工程は、
互いに側壁を介して複数の溝を形成する工程と、
前記側壁に、蒸着法およびめっき法をこの順に行い、電極を形成する工程と
を含むヘッドチップの製造方法。 - 前記側壁に、前記蒸着法により密着膜および耐腐食膜をこの順に形成した後、前記めっき法により前記耐腐食膜を成長させて前記電極を形成する
請求項8に記載のヘッドチップの製造方法。 - 更に、前記めっき法を行う前に、前記密着膜の表面に形成された不動態膜を除去する工程を含む
請求項9に記載のヘッドチップの製造方法。 - 前記めっき法では、還元型のめっき液を用いる
請求項9または請求項10に記載のヘッドチップの製造方法。
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