以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本発明の一実施形態の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材を簡略化して示したものである。したがって、本発明に係る液体吐出ヘッド、および記録装置は、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。
図1は、本実施形態に係るプリンタ1の概略構成図である。なお、本実施形態では、プリンタ1は、カラーインクジェットプリンタであるが、これに限らず、モノクロインクジェットプリンタ等の記録装置であってもよい。
プリンタ1は、制御部100、給紙ユニット114、搬送ユニット120、液体吐出ヘッド2、および紙受け部116を有する。ここで、プリンタ1における液体吐出ヘッド2および搬送ユニット120は、本発明に係る記録装置の一実施形態となる。
制御部100は、上記の各部材における動作を制御する役割を有する。なお、制御部100の配置については、特に限定されない。
給紙ユニット114は、用紙収容ケース115と、給紙ローラ145とを有している。用紙収容ケース115は、記録媒体を収容する役割を有する。本実施形態では、用紙収容
ケース115には、記録媒体としての印刷用紙Pが複数枚積層された状態で収容されている。給紙ローラ145は、用紙収容ケース115に収容された印刷用紙Pを、搬送ユニット120に向けて1枚ずつ送り出す役割を有する。
なお、本実施形態では、給紙ユニット114と搬送ユニット120との間には、印刷用紙Pの搬送経路に沿って、二対の送りローラ118aおよび118b、ならびに、119aおよび119bが配置されている。給紙ユニット114から送り出された印刷用紙Pは、上記の送りローラ118aおよび118b、ならびに、119aおよび119bによってガイドされて、搬送ユニット120へと送り出される。
搬送ユニット120は、搬送ベルト111、ベルトローラ106および107、搬送モータ174、ならびに、ニップローラ138および139を有している。
搬送ベルト111は、用紙収容ケースから送り出された印刷用紙Pを、液体吐出ヘッド2に対して搬送する役割を有する。搬送ベルト111は、ベルトローラ106および107に巻き掛けられている。搬送ベルト111は、ベルトローラ106および107の共通接線をそれぞれ含む互いに平行な2つの平面に沿って、弛むことなく張られている。なお、液体吐出ヘッド2は、当該2つの平面のうち、一方側の平面に対向して配置される。このため、搬送ベルト111のうち液体吐出ヘッド2に対向する面は、印刷用紙Pを搬送するための搬送面127となる。
搬送モータ174は、搬送ベルト111を移動させる役割を有する。搬送モータ174は、ベルトローラ106に接続されている。搬送モータ174は、ベルトローラ106を矢印Aの方向に回転させることができる。ベルトローラ107は、搬送ベルト111に連動して回転することができる。したがって、搬送ベルト111は、搬送モータ174によってベルトローラ106を回転させることで、矢印Aの方向に沿って移動することができる。
ニップローラ138および139は、搬送面127上に印刷用紙Pを固着する役割を有する。ニップローラ138および139は、搬送面127を挟み込んで、互いに対向して配置されている。ニップローラ138および139は、搬送ベルト111の移動に連動して回転する。ここで、給紙ユニット114から搬送ユニット120へと送り出された印刷用紙Pは、ニップローラ138と搬送面127との間に挟み込まれる。このため、印刷用紙Pは、搬送ベルト111の搬送面127に押し付けられことで、搬送面127上に固着する。そして、印刷用紙Pは、搬送ベルト111の移動に従って、液体吐出ヘッド2に対して搬送される。
液体吐出ヘッド2は、印刷用紙Pに対して液体を吐出する役割を有する。液体吐出ヘッド2は、搬送面127に対向して配置されている。具体的には、液体吐出ヘッド2は、ヘッド本体2aを有している。ヘッド本体2aは、搬送面127に近い側に位置している。なお、液体吐出ヘッド2の詳細な構成については、後述する。
ここで、本実施形態では、ヘッド本体2aからは、4色の液滴(インク)が吐出される。当該4色としては、例えば、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、シアン(C)およびブラック(K)を採用することができる。給紙ユニット114から搬送ユニット120へと送り出された印刷用紙Pは、液体吐出ヘッド2と搬送ベルト111の搬送面127との隙間を通過する。その際に、ヘッド本体2aから印刷用紙Pに向けて液滴が吐出される。これによって、印刷用紙Pには、制御部100によって記憶された画像データに基づくカラー画像が形成される。また、当該画像が形成された印刷用紙Pは、紙受け部116へと送り出される。
なお、本実施形態では、搬送ユニット120と紙受け部116との間には、剥離プレート140、二対の送りローラ121aおよび121b、ならびに、122aおよび122bが配置されている。カラー画像が印刷された印刷用紙Pは、搬送ベルト111によって剥離プレート140へと搬送される。そして、印刷用紙Pは、送りローラ121a〜122bによって、紙受け部116に送り出される。
紙受け部116は、搬送ユニット120から送り出された印刷用紙Pを収容する役割を有する。紙受け部116は、搬送ユニット120から送り出された印刷用紙Pの搬送方向に配置されている。
なお、本実施形態では、液体吐出ヘッド2とニップローラ138との間において、紙面センサ133が配置されている。紙面センサ133は、搬送面127上に搬送された印刷用紙Pの位置情報を検出する役割を有する。紙面センサ133は、例えば、発光素子および受光素子を有する。ここで、紙面センサ133によって検出された印刷用紙Pの位置情報は、制御部100に送信される。制御部100は、紙面センサ133から受信した検出結果に基づき、液体吐出ヘッド2あるいは搬送モータ174等を制御する。これによって印刷用紙Pの搬送と画像の印刷とを同期させることができる。
次に、図2〜図4を参照しながら、液体吐出ヘッド2の構成について説明する。図2は、液体吐出ヘッド2の概略構成を示す斜視図である。図3は、本実施形態に係る液体吐出ヘッド2の長手方向(図2にてX方向)における断面図である。図4は、液体吐出ヘッド2の短手方向(図2にてY方向)における断面図である。なお、図3および図4では、説明の便宜上、流路部材4およびリザーバ40における流路の記載は省略する。
図2〜図4に示すように、液体吐出ヘッド2は、ヘッド本体2a、リザーバ40、保護部材60、当接部材70、接着材80、筺体90、配線基板94、コネクタ95、信号伝達部92、ドライバIC55、押圧板96、および断熱性弾性部材97を備えている。
ヘッド本体2aは、流路部材4、および当該流路部材4の加圧室面4−2上に設けられた圧電アクチュエータ基板21を有する。ヘッド本体2aは、圧電アクチュエータ基板21の変位に応じて流路部材4の吐出孔面4−1から液滴を吐出することで、記録媒体に対して所定の印画を行う役割を有する。リザーバ40は、ヘッド本体2aの流路部材4に対して、液体を供給する役割を有する。リザーバ40は、ヘッド本体2a上に設けられている。
ここで、図2〜図4に加えて、図5〜図8を参照しつつ、ヘッド本体2aおよびリザーバ40について、詳細に説明する。
図5の(a)は、ヘッド本体2aの概略構成を示す平面図である。図5の(b)は、流路部材4の概略構成を示す平面図である。図5の(b)では、圧電アクチュエータ基板21が位置する領域を2点鎖線で示している。図6は、図5中に示した1点鎖線で囲んだ領域B1を拡大した図である。なお、図6において示される各部材は、説明の便宜上実線で記載している。図7は、図5中に示した1点鎖線で囲んだ領域B1を拡大した図である。なお、図7において示される各部材は、説明の便宜上実線で記載している。図8は、図6中に示したI−I線断面図である。
ヘッド本体2aは、流路部材4および圧電アクチュエータ基板21を有している。なお、本実施形態では、ヘッド本体2aは、平面視して略矩形状であるが、これに限らず、液体吐出ヘッド2の使用態様に応じて適宜変更することができる。
流路部材4は、図8に示すように、複数のプレートが積層された積層構造を有している。具体的には、流路部材4は、キャビティプレート4a、ベースプレート4b、アパーチャ(しぼり)プレート4c、サプライプレート4d、マニホールドプレート4e〜g、カバープレート4hおよびノズルプレート4iが順次積層して構成されている。ここで、ノズルプレート4iの下面は、吐出孔8が設けられる吐出孔面4−1である。また、キャビティプレート4aの上面は、圧電アクチュエータ基板21が配置される加圧室面4−2である。また、吐出孔面4−1と加圧室面4−2との間に位置する面は、流路部材4の側面4−3である。流路部材4の側面4−3は、各プレート4a〜iのそれぞれが有する側面によって構成される。
各プレート4a〜iの構成材料としては、例えば、金属材料、ステンレス、シリコンが挙げられる。特に、ノズルプレート4iの構成材料としては、例えば、ステンレス、ニッケル、ポリイミド、シリコン等が挙げられる。流路部材4は、例えば、各プレート4a〜iが80〜150℃の温度条件下で硬化させた接着材を介して互いに接着されることで形成される。また、各プレート4a〜iの厚みは、例えば、10〜300μmとすることができる。
ここで、各プレート4a〜iには、多数の孔が形成されている。本実施形態では、当該孔が互いに連通して、マニホールド5、個別流路12、および吐出孔8を構成する。なお、当該孔は、例えば、各プレート4a〜iの所定箇所にエッチングを施すことによって形成される。
マニホールド5は、個別流路12に対して液体を供給する役割を有する。マニホールド5は、マニホールドプレート4e〜gに形成された複数の孔によって主に構成される。本実施形態では、ヘッド本体2aの長手方向(X方向)に延びている4つのマニホールド5が、略平行に配置されている。なお、流路部材4の加圧室面4−2は、図5(a)に示すように、ヘッド本体2aの長手方向(X方向)における両端において開口5aを有する。当該開口5aは、マニホールド5に連通している。
個別流路12は、マニホールド5から供給された液体を吐出孔8へと導く流路である。具体的には、個別流路12は、マニホールド5から、個別供給路14、しぼり6、加圧室10を介して、吐出孔8へと連通する流路を指す。
個別供給路14は、サプライプレート4dに形成された孔によって構成される。個別供給路14は、複数設けられている。複数の個別供給路14は、それぞれ、マニホールド12と連通している。このため、マニホールド5に収容された液体は、複数の個別供給路14を介して、複数の吐出孔8へと個別に供給される。
しぼり6は、加圧室10が加圧された場合に、当該加圧室10内に収容された液体が、マニホールド5へと逆流する可能性を低減する役割を有する。このため、しぼり6における流路の断面積は、加圧室10と吐出孔8とを連通する流路の断面積よりも小さい。しぼり6は、アパーチャ(しぼり)プレート4cに形成された孔によって構成される。しぼり6は、個別供給路14と連通している。このため、しぼり6は、複数の個別供給路14のそれぞれに対応して、複数設けられている。
加圧室10は、圧電アクチュエータ基板21によって加圧されることによって、当該加圧室10内に収容された液体を吐出孔8へと供給する役割を有する。加圧室10は、キャビティプレート4aに形成された孔によって構成される。加圧室10は、ベースプレート4bの形成された孔を介して、しぼり6と連通している。このため、加圧室10は、複数
のしぼり6のそれぞれに対応して、複数設けられている。
加圧室10は、図6および図7に示すように、平面視して角部にアールが施された略菱形状をなしている。複数の加圧室10は、千鳥状に配置されている。また、複数の加圧室10は、ヘッド本体2aの長手方向(X方向)に沿って列状に配置されている。本実施形態では、列状に配置された複数の加圧室10を、加圧室列11と称する。加圧室列11は、マニホールド5の両側に2列ずつ設けられている。ここで、マニホールド5は、4つ設けられている。このため、加圧室列11は、合計16列設けられている。なお、本実施形態では、各加圧室列11に含まれた互いに隣り合う加圧室10同士の間隔は、略同じである。また、各加圧室列11の端に位置する加圧室10は、マニホールド5と連通していないダミーとなっている。このため、端から1つ内側の加圧室10の周囲の構造(剛性)が他の加圧室10の構造(剛性)と近くなり、液体吐出特性の差を小さくすることができる。
吐出孔8は、加圧室10から供給された液体を外部に吐出する役割を有する。吐出孔8は、ノズルプレート4iに形成された孔が、吐出孔面4−1において開口することで構成される。吐出孔8は、ベースプレート4b、アパーチャ(しぼり)プレート4c、サプライプレート4d、マニホールドプレート4e〜g、カバープレート4hおよびノズルプレート4iに形成された複数の孔を介して、加圧室10と連通している。このため、吐出孔8は、複数の加圧室10のそれぞれに対応して、複数設けられている。
複数の吐出孔8は、ヘッド本体2aの長手方向(X方向)に沿って列状に配置されている。本実施形態では、列状に配置された複数の吐出孔8を、吐出孔列9と称する。吐出孔列9は、加圧室列11に対応して、16列設けられている。具体的には、加圧室10と吐出孔8とを連通する個別流路12は、ヘッド本体2aの短手方向(Y方向)に沿って、加圧室10の角部から遠ざかるように設けられている。このため、吐出孔列9は、ヘッド本体2aの短手方向(Y方向)において、加圧室列11と並んで位置している。また、吐出孔列9に含まれた互いに隣り合う吐出孔8同士の間隔は、加圧室列11に含まれた互いに隣り合う加圧室10同士の間隔と略同一である。また、全ての加圧室列11は、マニホールド5と重なっていない。
ここで、1列の吐出孔列9に含まれた互いに隣り合う吐出孔8のうち、一方の吐出孔8からヘッド本体2aの短手方向(Y方向)に引いた仮想線を線IIとする。また、他方の吐出孔8からヘッド本体2aの短手方向(Y方向)に引いた仮想線を線IIIとする。本実施形態では、吐出孔列9は、合計16列設けられており、線IIと線IIIとの間には、前記の一方の吐出孔8と他方の吐出孔8とを含めると、合計17個の吐出孔8が存在する。また、ヘッド本体2aの長手方向(X方向)に延びる投影仮想線に対して、当該17個の吐出孔8を短手方向(Y方向)に移動させることにより投影すると、プロット仮想線に投影された各点は、互いに等間隔に配置されている。すなわち、本実施形態では、液体吐出ヘッド2は、線IIと線IIIとの間隔をRdpi(dot per inch)とするとき、16Rdpiの解像度で画像を形成することができる。なお、本実施形態では、600dpiの解像度で画像を形成することができる液体吐出ヘッド2について説明したが、本発明は、これに限定されない。本発明は、例えば、300dpi、1200dpiといった解像度で画像を形成することができる液体吐出ヘッドにも適用可能である。
なお、複数の加圧室10および複数の吐出孔8の配置位置あるいは個数については、上記に限らず、液体吐出ヘッド2の使用態様に応じて適宜変更することができる。
圧電アクチュエータ基板21は、ヘッド本体2aと同様に、平面視して略矩形状である。圧電アクチュエータ基板21の平面視における面積は、流路部材4の加圧室面4−2の
平面視における面積よりも小さい。具体的には、圧電アクチュエータ基板21は、流路部材4における開口5aが露出するように、当該流路部材4の加圧室面4−2上に設けられている。圧電アクチュエータ基板21は、圧電セラミック層21a,21b、共通電極24、個別電極25、接続電極26、ダミー接続電極27、および共通電極用表面電極28を有する。
圧電セラミック層21aは、振動板としての役割を有する。圧電セラミック層21aは、加圧室面4−2上において、キャビティプレート4aに形成された複数の孔を覆っている。圧電セラミック層21aに覆われた複数の孔は、加圧室10を構成する孔である。共通電極24は、圧電セラミック層21aの略全面上に設けられている。圧電セラミック層21bは、共通電極24の略全面上に設けられている。個別電極25は、圧電セラミック層21b上において、加圧室10に対応して複数設けられている。具体的には、個別電極25は、平面視して加圧室10と重なるように配置された個別電極本体25a、および、加圧室10と重ならないように配置された引き出し電極25bを有している。ここで、共通電極24は、圧電セラミック層21b上に設けられた共通電極用表面電極28を介して、信号伝達部92に電気的に接続されている。また、個別電極本体25aは、引き出し電極25b上に設けられた接続電極26を介して、信号伝達部92に電気的に接続されている。なお、本実施形態では、圧電セラミック層21b上にダミー電極27が設けられている。このため、信号伝達部92と、共通電極用表面電極28および接続電極26との電気的接続信頼性を向上することができる。
圧電アクチュエータ基板21では、信号伝達部92から共通電極24および個別電極25へと送出された駆動信号に応じて、圧電セラミック層21bが変位する。そして、圧電セラミック層21aは、圧電セラミック層21bの変位に応じて加圧室10側へと湾曲することで、当該加圧室10に所定の圧力を加える。これにより、加圧室10に収容された液体が、吐出孔8へと供給される。
圧電セラミック層21a,21bの構成材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛
またはチタン酸バリウムが挙げられる。共通電極24、個別電極25、接続電極26、ダミー接続電極27、および共通電極用表面電極28の構成材料としては、例えば、Au、Ag、Pd、Ag―Pd、Pt、Ni、Cuが挙げられる。圧電アクチュエータ基板21の形成方法としては、例えば、以下の方法が挙げられる。すなわち、ロールコータ法、スリットコーター法等のテープ成形法により、圧電性セラミック粉末および有機組成物からなるテープの成形を行ない、焼成後に圧電セラミック層21a、21bとなる複数のグリーンシートを作製する。次に、グリーンシートの表面に、共通電極24となる電極ペーストを印刷法等により形成する。また、グリーンシートの一部にビアホールを形成し、その内部にビア導体を充填する。その後、各グリーンシートを積層して積層体を作製し、加圧密着を行なう。加圧密着後、積層体を高濃度酸素雰囲気下で焼成する。そして、焼成後の積層体に個別電極25および接続電極26となる電極ペーストを印刷法等により形成し、焼成する。これにより、圧電アクチュエータ基板21が形成される。
リザーバ40は、ヘッド本体2a上に配置されている。具体的には、リザーバ40は、流路部材4の加圧室面4−2上に配置されている。ここで、流路部材の加圧室面4−2は、図5に示すように、ヘッド本体2aの長手方向(X方向)の両端に位置する領域E1を有している。本実施形態では、リザーバ40は、領域E1において、図示しない接着材料を介して流路部材4の加圧室面4−2と接着されている。また、リザーバ40は、圧電アクチュエータ基板21と空間を介して離間して配置されている。
リザーバ40の内部には、流路部材4に対して液体を供給するために、図示しない流路が設けられている。当該流路は、液体吐出ヘッド2の使用態様に応じて適宜設計変更する
ことができる。本実施形態では、領域E1において流路部材4の加圧室面4−2と接着されたリザーバ40から、開口5aに対して液体を供給することができる。
リザーバ40は、例えば、流路部材4と同様に、複数のプレートが積層された積層構造を有している。複数のプレートの構成材料としては、例えば、金属材料、樹脂材料、あるいはセラミック材料等が挙げられる。また、リザーバ内の流路は、例えば、複数のプレートの所定箇所にエッチングを施すことによって形成される。
次に、図2〜図8に加えて、図9を参照しながら、保護部材60、当接部材70、および接着材80について詳細に説明する。図9は、図4中に1点鎖線で囲んだ領域A1を拡大した図である。
保護部材60は、流路部材4を保護する役割を有する。具体的には、保護部材60は、例えば、メディアの衝突によって流路部材4が破損してしまう可能性を低減する役割を有する。保護部材60は、流路部材4の側面4−3に対向して設けられている。本実施形態では、保護部材60は、流路部材4の側面4−3に対向する領域から、リザーバ40の側面に対向する領域へと延在している。保護部材60は、例えば、リザーバ40の側面と対向する部位において、ネジ等の固定部材を介してリザーバ40に固定される。
なお、本実施形態では、保護部材60は、流路部材4の側面4−3を取り囲んで位置している。すなわち、保護部材60は、平面視して環状である。保護部材60を形成する方法としては、例えば、コの字型に形成された第1保護部材および第2保護部材によって、流路部材4の側面4−3を挟み込むように形成することができる。
保護部材60の構成材料としては、例えば、金属材料あるいは樹脂材料等が挙げられる。金属材料としては、例えば、SUS系、アルミニウム、銅、あるいは鉄等の金属材料を挙げることができる。樹脂材料としては、例えば、PP(ポリプロピレン)、PPS(ポリフェニレンサルファイド樹脂)、LCP(液晶ポリマー)、あるいはABS(アクリロニトリル、ブタジエン、およびスチレン共重合合成樹脂)等が挙げられる。
接着材70は、流路部材4と保護部材60とを接着する役割を有する。また、接着材70は、例えば、流路部材4の吐出孔面4−1上に残留した液滴が、流路部材4の側面4−3と保護部材60との間の領域を介して、加圧室面4−2上へと侵入してしまう可能性を低減する役割を有する。接着材70は、流路部材4の側面4−3と、当該側面4−3に対向する保護部材60との間に位置している。
なお、接着材70は、流路部材4と保護部材60とを直接接着していなくともよい。すなわち、流路部材4と保護部材60との間の領域には、接着材70以外の部材が介在していてもよい。
接着材70としては、例えば、シリコーン系接着材あるいはエポキシ系接着材等を採用することができる。
当接部材80は、流路部材4の加圧室面4―2上に設けられている。当接部材80は、圧電アクチュエータ基板21よりも保護部材60側に位置している。具体的には、当接部材80は、合う電アクチュエータ基板21から露出した流路部材4の加圧室面4−2と当接している。当接部材80の少なくとも一部は、平面視して圧電アクチュエータ基板21と接着材60との間に位置している。また、当接部材80は、保護部材60と接している。なお、当接部材80は、複数の部材から構成されていてもよい。例えば、当接部材80は、基部および接着部によって構成されていてもよい。この場合、基部は、接着部を介し
て加圧室面4−2および保護部材60に接着されることになる。
当接部材80の構成材料としては、例えば、保護部材60と同様のもの、あるいはゴム材料が挙げられる。なお、本実施形態では、当接部材80は、リザーバ40の側面と保護部材60との間の領域に位置している。このため、当接部材80は、例えば、図示しない両面テープを介して、リザーバ40の側面に接着される。また、当接部材80は、例えば、保護部材60をネジ等の固定部材を介してリザーバ40に固定する際に、当該固定部材によってリザーバ40と保護部材60との間に固定されていてもよい。
このように、本実施形態に係る液体吐出ヘッド2では、保護部材60、接着材70、および当接部材80を備える。このため、保護部材60が流路部材4から剥がれてしまう可能性を低減しつつ、接着材70によって圧電アクチュエータ基板21に不具合が生じる可能性を低減することができる。
具体的には、従来の液体吐出ヘッドでは、保護部材の一部は、流路部材の吐出孔面上に設けられていた。また、当該保護部材の一部は、接着材を介して吐出孔面に接着されていた。ここで、吐出孔面上の領域は、例えば、液体吐出ヘッドがプリンタに組み込まれた場合に、メディアとの衝突が生じやすい領域である。このため、保護部材の一部には、当該衝突によって応力が集中し、流路部材から剥がれてしまう可能性があった。また、流路部材の吐出孔面には、例えば、当該吐出孔面上における液体の除去性を向上するために、撥水膜が設けられる場合がある。吐出孔面に撥水膜が設けられると、保護部材の一部と吐出孔面との間に位置する接着材は、撥水膜と接することになる。ここで、撥水膜は、一般的に、接着性が相対的に低い材料から構成される。このため、保護部材の一部は、撥水膜と接する接着材を起点として、流路部材から剥がれてしまう可能性があった。
そこで、保護部材が流路部材から剥がれてしまう可能性を低減するためには、保護部材と流路部材の側面とを、接着材によって接着する必要がある。しかしながら、流路部材の側面は、吐出孔面に比して面積が小さい面である。このため、保護部材と流路部材の側面とを接着する際に、接着材が圧電アクチュエータ基板側へと流入してしまう可能性があった。接着材が圧電アクチュエータ基板側へと流入してしまうと、当該圧電アクチュエータ基板と接着材とが接触する可能性があった。このため、圧電アクチュエータ基板に不具合が生じる可能性があった。
そこで、液体吐出ヘッド2では、接着材70は、流路部材4の側面4−3と保護部材60との間に位置している。接着材70は、流路部材4の側面4−3と保護部材60とを接着している。すなわち、保護部材60は、流路部材4の吐出孔面4−1上に設けられていない。このため、保護部材60が流路部材4から剥がれてしまう可能性を低減することができる。また、当接部材80は、圧電アクチュエータ基板21よりも保護部材60側に位置している。当接部材80は、流路部材4の加圧室面4−2および保護部材60に接している。このため、液体吐出ヘッド2は、当接部材80によって、接着材70が圧電アクチュエータ基板21側へと流入する可能性を低減することができる。すなわち、液体吐出ヘッド2では、流路部材4の側面4−3と保護部材60との間に接着材70を設けた場合であっても、当該接着材70が圧電アクチュエータ基板21側へと流入する可能性を低減することができる。
このように、液体吐出ヘッド2では、保護部材60が流路部材4から剥がれてしまう可能性を低減しつつ、接着材70によって圧電アクチュエータ基板21に不具合が生じる可能性を低減することができる。
なお、本実施形態のように、当接部材80の一部は、平面視して流路部材4の側面4−
3よりも保護部材60側に突出していることが好ましい。具体的には、図9に示すように、当接部材80は、側面4−3よりも保護部材60側に距離D1突出している。このため、突出した当接部材80によって、接着材70が圧電アクチュエータ基板21側へと流入する可能性を低減することができる。また、上記の構成によれば、流路部材4の側面4−3、保護部材60、および突出した当接部材80に取り囲まれた領域内に、液状の接着材70を溜めつつ当該接着材70を固化させることができる。このため、製造工程を簡略化することができる。
筺体90は、液体吐出ヘッド2が備える各部材を収容する役割を有する。筺体90は、少なくともヘッド本体2aが有する流路部材4の吐出孔面4−1が露出するように、液体吐出ヘッド2が備える各部材を収容している。本実施形態では、筺体90は、リザーバ40上に設けられている。このため、図2に示すように、リザーバ40および保護部材60の少なくとも一部は、筺体90から露出している。筺体90の構成材料としては、例えば、金属材料あるいは樹脂材料等が挙げられる。
配線基板94は、液体吐出ヘッド2がプリンタ1に組み込まれた場合に、制御部100から送信された駆動信号を受信する役割を有する。配線基板94は、リザーバ40上に設けられている。また、配線基板94には、コネクタ95が実装されている。配線基板94としては、例えば、樹脂基板上あるいはセラミック基板上に各種の電子部品を備えたものを用いることができる。
ここで、圧電アクチュエータ基板21は、信号伝達部92を介して、コネクタ95に接続されている。信号伝達部92には、ドライバIC55が実装されている。信号伝達部92としては、例えば、従来周知のフレキシブルプリント配線基板を用いることができる。
液体吐出ヘッド2では、配線基板94は、制御部100から受信した駆動信号を信号伝達部92に送信する。次に、信号伝達部92に実装されたドライバIC55は、当該駆動信号に所定の処理を施し、処理後の駆動信号を圧電アクチュエータ基板21に対して送信する。そして、圧電アクチュエータ基板21は、当該処理後の駆動信号に応じて変位することで、流路部材4の吐出孔面4−1から液滴を吐出させる。このように、吐出孔面4−1から吐出した液滴によって、記録媒体に対して所定の印画を行うことができる。
なお、配線基板94およびドライバIC55の搭載個数については、特に限定されず、液体吐出ヘッド2の使用態様に応じて適宜変更することができる。また、配線基板94はなくともよく、例えば、制御部100と信号伝達部92とが、直接電気的に接続されていてもよい。
押圧板96は、ドライバIC55を筺体90に対して押し当てる役割を有する。押圧板96は、リザーバ本体41上に設けられている。押圧板96には、断熱性弾性部材97が取り付けられている。ここで、押圧板96は、断熱性弾性部材97および信号伝達部92を介してドライバIC55を筺体90に押し当てている。このため、ドライバIC55において発生した熱を、筺体90へと伝達することができる。そのため、当該熱を液体吐出ヘッド2の外側へと放熱することができる。
なお、当該熱を液体吐出ヘッド2の外側へと効率的に放熱するために、筺体90の構成材料は、熱伝導率が相対的に大きい材料であることが好ましい。具体的には、筺体90の構成材料は、例えば、金属材料であることが好ましい。
また、本実施形態では、信号伝達部92は、筺体90内において湾曲して配置されている。このため、信号伝達部92には、湾曲状態から定常状態へと戻ろうとする力が働く。
ここで、ドライバIC55は、当該力によって、筺体90により強く押し当てられることになる。そのため、ドライバIC55において発生した熱を、筺体90により伝達しやすくなる。
なお、上述した実施形態は、本発明の実施形態の一具体例を示したものであり、種々の変形が可能である。以下、いくつかの主な変形例を示す。また、下記の変形例において、上述した実施形態と同様の部材については、同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
[変形例1]
図10は、変形例1に係る液体吐出ヘッド200を示しており、図9と同じ部位を示した図である。
図10に示すように、液体吐出ヘッド200では、液体吐出ヘッド2が備える接着材70の代わりに、接着材71を備えている。
接着材71は、接着材70と同様の役割を有する。接着材71は、流路部材4の側面4−3と、当該側面4−3に対向する保護部材60との間に位置している。ここで、接着材71は、流路部材4の加圧室面4−2と当接部材80との間に延在する延在部71aを有する。
ところで、上記の実施形態に係る液体吐出ヘッド2では、保護部材60は、流路部材4の吐出孔面4−1上に設けられていない。すなわち、接着材70は、流路部材4の吐出孔面4−2と保護部材60との間には設けられていない。このため、液体吐出ヘッド2の厚み方向(Z方向)において保護部材60に応力が加わった場合に、当該保護部材60が流路部材4から剥がれてしまう可能性があった。
そこで、液体吐出ヘッド200では、接着材71は、流路部材4の加圧室面4−2と当接部材80との間に延在する延在部71aを有する。すなわち、延在部71aは、液体吐出ヘッド200の厚み方向(Z方向)において、加圧室面4−2と当接部材80との間に介在している。このため、接着材71が流路部材4の吐出孔面4−2と保護部材60との間に設けられていなくとも、液体吐出ヘッド200の厚み方向(Z方向)において保護部材60に応力が加わった場合に、当該保護部材60が流路部材4から剥がれてしまう可能性を低減することができる。
また、液体吐出ヘッド200では、流路部材4は、加圧室面4−2に凹部4−2aを有している。凹部4−2aは、加圧室面4−2のうち、当接部材80と対向する部位に位置する。このため、接着材71の延在部71aが、圧電アクチュエータ基板21側へと流入しようとした場合に、凹部4−2aによって当該流入の可能性を低減することができる。このため、圧電アクチュエータ基板21が接着材71と接触する可能性をより低減することができる。
なお、変形例1のように、当接部材80の一部は、凹部4−2a内に位置することが好ましい。当接部材80の一部が凹部4−2a内に位置すると、当接部材80を流路部材4の加圧室面4−2上に固定することができる。
また、接着材71の延在部71aは、凹部4−2a内に位置していてもよい。具体的には、凹部4−2a内に位置する当接部材80は、接着材71の延在部71aを介して流路部材4の加圧室面4−2と接着されていてもよい。このような構成によれば、当接部材80を流路部材4の加圧室面4−2上により強固に固定することができる。
[変形例2]
図11は、変形例2に係る液体吐出ヘッド300を示しており、図9と同じ部位を示した図である。
図11に示すように、液体吐出ヘッド300では、液体吐出ヘッド2が備える当接部材80の代わりに、当接部材81を備えている。
当接部材81は、当接部材80と同様の役割を有する。当接部材81は、流路部材4の加圧室面4―2上に設けられている。当接部材81は、圧電アクチュエータ基板21よりも保護部材60側に位置している。変形例2では、当接部材81は、リザーバ40の側面と保護部材60との間の領域に位置している。当接部材81は、第1部材81aおよび第2部材81bを有する。
第1部材81aは、当該第1部材81aと保護部材60との間において、第2部材81bを挟み込む役割を有する。第1部材81aは、第2部材81bよりも圧電アクチュエータ基板21側に位置している。第1部材81aは、流路部材4の加圧室面4−2と接している。なお、変形例2では、第1部材81aは、当該第1部材81aの一部が加圧室面4−2に設けられた凹部4−2a内に位置することで、加圧室面4−2上に固定されている。第1部材81aの構成材料としては、例えば、金属材料、樹脂材料、あるいはセラミック材料等が挙げられる。
第2部材81bは、第1部材81aよりも弾性率が低い部材である。第2部材81bは、第1部材81aと保護部材60との間に位置している。第2部材81bは、第1部材81aと保護部材60とによって圧縮されている。第2部材81bは、流路部材4の加圧室面4−2および保護部材60と接している。このため、液体吐出ヘッド300では、第2部材81bによって接着材70が流入する可能性をより低減することができる。
なお、変形例2では、第2部材81bの構成材料は、ポロン材である。ここで、ポロン材とは、例えば、マイクロセルウレタンフォームから構成される永久歪みが相対的に小さい部材である。第2部材81bの構成材料がポロン材であると、接着材70の不要な流入をより防止することができる。なお、第2部材81bの構成材料は、ポロン材でなくともよく、例えば、ゴムスポンジあるいはポリエチレンフォーム等が挙げられる。
[変形例3]
図12は、変形例3に係る液体吐出ヘッド400を示しており、図9と同じ部位を示した図である。
図12に示すように、液体吐出ヘッド400は、液体吐出ヘッド2が備える保護部材60の代わりに、保護部材61を備えている。
保護部材61は、保護部材60と同様の役割を有する。保護部材61は、流路部材4の側面4−3に対向して設けられている。本実施形態では、保護部材61は、流路部材4の側面4−3に対向する領域から、リザーバ40の側面に対向する領域へと延在している。
ここで、流路部材4の吐出孔面4−1を保護部材61側へと延在した仮想面を第1仮想面4−1’とする。保護部材61は、第1仮想面4−1’と交差していない。具体的には、変形例3では、保護部材61は、第1仮想面4−1’よりも距離D2上方に位置している。このため、例えば、流路部材4の吐出孔面4−2に付着した液滴をワイプする場合に、当該液滴が流路部材4と接着材70との境界あるいは接着材70と保護部材61との境
界に当該液滴が溜まってしまう可能性を低減することができる。
なお、変形例3では、流路部材4の側面4−3の全周囲において、保護部材61が第1仮想面4−1’と交差していないが、これに限らない。流路部材4の吐出孔面4−2に付着した液滴をワイプする際に、当該ワイプを行うワイプ部材が通過する経路上に位置する保護部材61のみが、第1仮想面4−1’と交差していない構成であってもよい。なお、ワイプ部材は、例えば、液体吐出ヘッド400の長手方向(X方向)に沿って流路部材4の吐出孔面4−1をワイプする。このような場合、少なくともX方向における液体吐出ヘッド400の端部に位置する保護部材61が、第1仮想面4−1’と交差していなければよい。
[変形例4]
図13は、変形例4に係る液体吐出ヘッド500を示しており、図9と同じ部位を示した図である。
図13に示すように、液体吐出ヘッド500は、液体吐出ヘッド2が備える保護部材60の代わりに、保護部材62を備えている。
保護部材62は、保護部材60と同様の役割を有する。保護部材62は、流路部材4の側面4−3に対向して設けられている。本実施形態では、保護部材62は、流路部材4の側面4−3に対向する領域から、リザーバ40の側面に対向する領域へと延在している。
ここで、流路部材4の吐出孔面4−1を保護部材62側へと延在した仮想面を第1仮想面4−1’とする。保護部材62は、第1仮想面4−1’を跨いで位置している。具体的には、変形例4では、保護部材62の一部は、第1仮想面4−1’よりも距離D3下方に位置している。このため、例えば、流路部材4の吐出孔面4−1にメディアが衝突してしまう可能性を低減することができる。このため、流路部材4の吐出孔面4−1が破損してしまう可能性を低減することができる。
なお、変形例4では、流路部材4の側面4−3の全周囲において、保護部材62が第1仮想面4−1’を跨いで位置しているが、これに限らない。流路部材4の吐出孔面4−2に付着した液滴をワイプする際に、当該ワイプを行うワイプ部材が通過する経路上に位置する保護部材62については、第1仮想面4−1’を跨いで位置しない構成であってもよい。なお、ワイプ部材は、例えば、液体吐出ヘッド500の長手方向(X方向)に沿って流路部材4の吐出孔面4−1をワイプする。このような場合、少なくともX方向における液体吐出ヘッド500の端部に位置する保護部材62が、第1仮想面4−1’と交差していなければよい。
また、変形例4のように、流路部材4の吐出孔面4−1側において外部に露出した接着材70の表面は、略曲面状であることが好ましい。具体的には、当該接着材70の表面は、吐出孔面4−1と側面4−3との角から保護部材62の角に亘って、略曲面状であることが好ましい。このような構成によれば、例えば、流路部材4の吐出孔面4−2に付着した液滴をワイプする場合に、流路部材4と接着材70との境界あるいは接着材70と保護部材62との境界に当該液滴が溜まってしまう可能性を低減することができる。
[変形例5]
図14は、変形例5に係る液体吐出ヘッド600を示しており、図9と同じ部位を示した図である。
図14に示すように、液体吐出ヘッド600は、液体吐出ヘッド2が備える保護部材6
0の代わりに、保護部材63を備えている。
保護部材63は、保護部材60と同様の役割を有する。保護部材63は、流路部材4の側面4−3に対向して設けられている。本実施形態では、保護部材63は、流路部材4の側面4−3に対向する領域から、リザーバ40の側面に対向する領域へと延在している。保護部材63の端部63aは、流路部材4を構成する複数のプレート4a〜iのうち、最も吐出孔面4−1側に位置するノズルプレート4iに対向している。
ここで、ノズルプレート4iと端部63aとの間に位置する接着材70の厚みD4は、ノズルプレート4i以外のプレート4a〜hと保護部材63との間に位置する接着材70の厚みD5よりも大きい。このため、ノズルプレート4iから保護部材63へと放熱してしまう可能性を低減することができる。そのため、プレート4aからプレート4iに亘って、流路部材4内に位置する液体の温度勾配が相対的に大きくなってしまう可能性を低減することができる。そのため、液滴の吐出特性が低下してしまう可能性を低減することができる。
なお、本明細書において「厚みD4」とは、ノズルプレート4iと端部63aとの間に位置する接着材70のY方向における最大厚みを指す。また、本明細書において「厚みD5」とは、ノズルプレート4i以外のプレート4a〜hと保護部材63との間に位置する接着材70のY方向における最小厚みを指す。
[変形例6]
なお、本明細書は、上記の実施形態、および変形例1〜5について個別具体的に説明したが、これに限らず、上記の実施形態、および変形例1〜5に個別に記載された事項を適宜組み合わせた例についても記載されているものである。すなわち、本発明に係る液体吐出ヘッドは、液体吐出ヘッド2,200,300,400,500,600に限定されるものではなく、上記の実施形態、および変形例1〜5に個別に記載された事項を適宜組み合わせた液体吐出ヘッドも含む。また、上記の実施形態では、液体吐出ヘッド2を備えたプリンタ1について説明したが、本発明に係る記録装置は、これに限定されない。本発明に係る記録装置は、液体吐出ヘッド2に代えて液体吐出ヘッド200,300,400,500,600のいずれかを備えていてもよい。