JP7139837B2 - 液体吐出ヘッド - Google Patents

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Description

本発明は、互いに接着される第1部品及び第2部品を備えた液体吐出ヘッドに関する。
液体吐出ヘッドにおいて、流路がそれぞれ形成された2つの部品を互いに接着する技術が知られている。例えば特許文献1では、ノズル及び圧力室を含む流路が形成された流路ユニット(第2部品)に、外部から流路ユニットにインクを導入するための流路が形成された樹脂製のケース(第1部品)が接着される。ケースにおける流路ユニットと接着される面とは反対側の取付面には、インク導入口を画定する管と、管と空部を画定する起立部とを連結するリブとが設けられている。
特開2003-053970号公報
特許文献1では、リブが管や取付面よりも後退しているため、ケース(第1部品)を流路ユニット(第2部品)に接着する際に、リブを押圧し難い。そのため、押圧力の不足により、接着不良が生じ得る。
本発明の目的は、第1部品と第2部品との接着不良を防止できる液体吐出ヘッドを提供することにある。
本発明に係る液体吐出ヘッドは、第1流路が形成された第1部品と、前記第1部品に接着され、前記第1流路に連通する第2流路が形成された第2部品と、を備えた液体吐出ヘッドにおいて、前記第1部品は、前記第2部品の第2接着面に接着される第1接着面と、前記第1接着面とは反対側の反対面とを有し、前記反対面に、前記第1流路を画定する管と、前記管よりも前記反対面の外側に位置する外側部と、前記外側部と前記管とを連結する連結部とが設けられており、前記外側部及び前記連結部の、前記第1接着面と直交する直交方向の先端が、互いに同じ高さにあり、前記管は、前記直交方向において前記外側部及び前記連結部の前記先端と同じ高さにありかつ外部に露出した周縁部を有することを特徴とする。
本発明の一実施形態に係るヘッド1を備えたプリンタ100の上から見た平面図である。 ヘッド1の斜視図である。 ヘッド1の第2部品20に含まれる流路ユニット20zの上から見た平面図である。 図3のIV-IV線に沿った第2部品20の断面図である。 ヘッド1の第2部品20に含まれるジョイントユニット20xの上から見た平面図である。 ヘッド1の第1部品10の上から見た平面図である。 図6のVII-VII線に沿った第1部品10及びジョイントユニット20xの断面図である。 第1部品10の下面10bを示す斜視図である。 (a)は、本発明の第1変形例に係る流路ユニット20z1の上から見た平面図である。(b)は、本発明の第2変形例に係る流路ユニット20z2の上から見た平面図である。(c)は、本発明の第3変形例に係る流路ユニット20z3の上から見た平面図である。
<プリンタ100>
先ず、図1を参照し、本発明の一実施形態に係るヘッド1を備えたプリンタ100の全体構成について説明する。
プリンタ100は、4つのヘッド1を含むヘッドユニット1x、プラテン3、搬送機構4及び制御部5を有する。
搬送機構4は、搬送方向(鉛直方向と直交する方向)にプラテン3を挟んで配置された2つのローラ対4a,4bを有する。搬送モータ(図示略)の駆動により、ローラ対4a,4bがそれぞれ用紙9を挟持した状態で回転し、用紙9が搬送方向に搬送される。
ヘッドユニット1xは、ライン式(位置が固定された状態でノズル33d(図3及び図4参照)から用紙9に対してインクを吐出する方式)であり、紙幅方向(鉛直方向及び搬送方向と直交する方向)に長尺である。4つのヘッド1は、紙幅方向に千鳥状に配置されている。
プラテン3は、平板状の部材であり、ヘッドユニット1xの下方、かつ、搬送方向において2つのローラ対4a,4bの間に配置されている。プラテン3の上面に、用紙9が載置される。
制御部5は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)及びASIC(Application Specific Integrated Circuit)を有する。ASICは、ROMに格納されたプログラムに従い、記録処理等を実行する。記録処理において、制御部5は、PC等の外部装置から入力された記録指令(画像データを含む。)に基づき、各ヘッド1のドライバIC60(図7参照)及び搬送モータ(図示略)を制御し、用紙9上に画像を記録する。
<ヘッド1>
ヘッド1は、図2に示すように、第1部品10と、第1部品10の下方に配置された第2部品20とを有する。第1部品10と第2部品20とは、鉛直方向に積層されかつ互いに接着されている。第1部品10及び第2部品20は、共に、紙幅方向に長い略直方体形状を有する。
<第2部品20>
第2部品20は、ジョイントユニット20xと、ジョイントユニット20xの下方に配置されたフィルタユニット20yと、フィルタユニット20yの下方に配置された流路ユニット20zとを有する。これらユニット20x~20zは、鉛直方向に積層されかつ互いに接着されている。
流路ユニット20zは、図4に示すように、5枚のプレート21~25を有する。5枚のプレート21~25は、鉛直方向に積層されかつ互いに接着されている。
5枚のプレート21~25のうち、最下方のプレート25は、それぞれノズル33dを構成する複数の貫通孔を有する。
プレート25の上面には、プレート24が配置されている。プレート24は、それぞれ圧力室33cを構成する複数の貫通孔を有する。圧力室33cは、ノズル33d毎に形成されている。ノズル33dは、図3に示すように、圧力室33cの紙幅方向及び搬送方向の中央と、鉛直方向に重なっている。
1つのノズル33d及び1つの圧力室33cからなる組は、紙幅方向に配列され、4つの列R1~R4を形成している。4つの列R1~R4は、搬送方向に並んでいる。搬送方向上流から1番目の列R1に属するノズル33dからは、ブラックのインクが吐出される。搬送方向上流から2番目の列R2に属するノズル33dからは、イエローのインクが吐出される。搬送方向上流から3番目の列R3に属するノズル33dからは、シアンのインクが吐出される。搬送方向上流から4番目の列R4に属するノズル33dからは、マゼンタのインクが吐出される。
プレート24の上面には、図4に示すように、振動膜26が配置されている。振動膜26は、複数の圧力室33cを覆っている。振動膜26は、列R1,R2(図3参照)に属する各圧力室33cの搬送方向下流端と鉛直方向に重なる部分、及び、列R3,R4(図3参照)に属する各圧力室33cの搬送方向上流端と鉛直方向に重なる部分に、流入路33bを構成する貫通孔を有する。また、振動膜26は、列R1,R2(図3参照)に属する各圧力室33cの搬送方向上流端と鉛直方向に重なる部分、及び、R3,R4(図3参照)に属する各圧力室33cの搬送方向下流端と鉛直方向に重なる部分に、流出路33eを構成する貫通孔を有する。振動膜26は、例えば、プレート24の上面を酸化させることによって形成され、二酸化ケイ素(SiO2)等からなる。
振動膜26の上面には、プレート23が配置されている。プレート23は、図3及び図4に示すように、各流入路33bと鉛直方向に重なる部分に、流入路33aを構成する貫通孔を有し、かつ、各流出路33eと鉛直方向に重なる部分に、流出路33fを構成する貫通孔を有する。プレート23の下面には、図4に示すように、それぞれアクチュエータ40を収容する4つの凹部23xが形成されている。各アクチュエータ40は、振動膜26と凹部23xとによって形成される空間内に配置されている。
アクチュエータ40は、4つの列R1~R4のそれぞれに対応して設けられている。各アクチュエータ40は、振動膜26の上面に配置された共通電極42と、共通電極42の上面に配置された圧電体41と、圧電体41の上面に配置された複数の個別電極43とを有する。圧電体41及び共通電極42は、当該列R1~R4に属する複数の圧力室33cに跨るように、紙幅方向に延びている。個別電極43は、圧力室33c毎に設けられており、圧力室33cのそれぞれと鉛直方向に重なっている。
共通電極42及び複数の個別電極43は、COF(Chip On Film)50に接続され、COFを介してドライバIC60(共に図7参照)と電気的に接続されている。ドライバIC60は、制御部5の制御により、共通電極42の電位をグランド電位に維持する一方、個別電極43の電位を変化させる。具体的には、ドライバIC60は、制御部5からの制御信号に基づいて駆動信号を生成し、当該駆動信号を個別電極43に供給する。これにより、個別電極43の電位が所定の駆動電位とグランド電位との間で変化する。このとき、振動膜26及び圧電体41において個別電極43と圧力室33cとで挟まれた部分が、圧力室33cに向かって凸となるように変形することにより、圧力室33cの容積が変化し、圧力室33c内のインクに圧力が付与され、ノズル33dからインクが吐出される。
プレート23~25及び振動膜26には、流入路33a,33b、圧力室33c、ノズル33d、流出路33e,33fからそれぞれ構成される、複数の個別流路33が形成されている。
プレート23の上面には、プレート22が配置されている。プレート22には、4つの供給共通流路31eと、4つの帰還共通流路32eとが形成されている。図3に示すように、4つの列R1~R4のそれぞれに対し、1つの供給共通流路31e及び1つの帰還共通流路32eからなる組が設けられている。列R1,R2と列R3,R4とにおいて、共通流路31e,32eの配置が逆であり、列R1,R2では、搬送方向上流側に帰還共通流路32e、搬送方向下流側に供給共通流路31eが配置されているのに対し、列R3,R4では、搬送方向上流側に供給共通流路31e、搬送方向下流側に帰還共通流路32eが配置されている。各供給共通流路31eは、紙幅方向に延び、当該列R1~R4に属する複数の圧力室33cに連通する複数の流入路33aと鉛直方向に重なっている。各帰還共通流路32eは、紙幅方向に延び、当該列R1~R4に属する複数の圧力室33cに連通する複数の流出路33fと鉛直方向に重なっている。
プレート22の上面には、図4に示すように、プレート21が配置されている。プレート21は、図3に示すように、各供給共通流路31eの紙幅方向の両端と鉛直方向に重なる部分に、供給孔31exをそれぞれ有し、かつ、各帰還共通流路32eの紙幅方向の両端と鉛直方向に重なる部分に、帰還孔32exをそれぞれ有する。
フィルタユニット20yは、図4に示すように、3枚のプレート27~29を有する。プレート29は、プレート21の上面に配置されている。プレート28は、プレート29の上面に配置されている。プレート27は、プレート28の上面に配置されている。3枚のプレート27~29は、鉛直方向に積層されかつ互いに接着されている。
ジョイントユニット20xは、樹脂(例えば、液晶ポリマー樹脂、エポキシ樹脂等)からなる直方体状の部材であり、プレート27の上面に配置されている。
フィルタユニット20y及びジョイントユニット20xには、供給孔31ex(図3参照)を介して供給共通流路31eに連通する流路31a~31dと、帰還孔32exを(図3参照)を介して帰還共通流路32eに連通する流路32a~32dとが形成されている。流路31a~31eが供給流路31を構成し、流路32a~32eが帰還流路32を構成する。プレート28において、流路31c,32cを構成する貫通孔には、それぞれフィルタF1,F2が設けられている。
ジョイントユニット20xの上面(第2部品20の上面20a)には、図5に示すように、それぞれ円形の12個の開口21a,21b,21dと、それぞれ紙幅方向に延びかつ搬送方向に並ぶ4つの開口21cと、これら開口を画定する壁部20wとが設けられている。開口21a,21b,21dは、上面20aの紙幅方向の一端及び他端にそれぞれ2個ずつ設けられている。4つの開口21cは、上面20aの紙幅方向の中央に設けられている。4つの列R1~R4のそれぞれに対し、1つの開口21a、1つの開口21b、1つの開口21c及び1つの開口21dからなる組が設けられている。
開口21a,21bは、流路31a(図4参照)に連通している。ジョイントユニット20xには、流路31bから流路31aを経て開口21aに向かう流路と、流路31bから開口21bに向かう流路とが形成されている。流路31bから流路31aを経て開口21aに向かう流路は、供給流路31を構成する。流路31bから開口21bに向かう流路は、供給流路31から分岐した供給分岐流路を構成する。
開口21c,21dは、流路32d(図4参照)に連通している。開口21cは、流路32aの上端の開口である。ジョイントユニット20xには、流路32dから分岐してフィルタF2を通らずに開口21dに向かう流路が形成されている。当該流路は、帰還流路32から分岐した帰還分岐流路を構成する。
また、上面20aには、図5に示すように、紙幅方向の両端に、位置決め孔1Qが設けられている。
<第1部品10>
第1部品10は、樹脂(例えば、液晶ポリマー樹脂、エポキシ樹脂等)からなる一体成型品である。第1部品10には、図6に示すように、その紙幅方向の両端に、位置決め孔1Pが形成されている。位置決め孔1Pは、位置決め孔1Q(図5参照)と鉛直方向に重なる位置に形成されており、第1部品10を鉛直方向に貫通している。
第1部品10は、図7に示すように、第2部品20の上面20aに接着される下面10bと、下面10bとは反対側の上面10aとを有する。
上面10aには、図2、図6及び図7に示すように、複数の管11と、管11よりも上面10aの外側に位置する矩形枠状の外側部14と、外側部14と管11とを連結する連結部16とが設けられている。各管11は、鉛直方向に延びる略円柱形状を有する。外側部14は、紙幅方向及び鉛直方向に延びる一対の壁14xと、搬送方向及び鉛直方向に延びる一対の壁14yとを有する。連結部16は、紙幅方向及び鉛直方向に延びる3つの壁16xと、搬送方向及び鉛直方向に延びる6つの壁16yとを有する。壁14x,16xは、鉛直方向の長さ(高さ)が、搬送方向の長さ(厚み)よりも長い。壁14y,16yは、鉛直方向の長さ(高さ)が、紙幅方向の長さ(厚み)よりも長い。例えば、壁14x,14y,16x,16yの鉛直方向の長さ(高さ)は10mm程度、壁14x,16xの搬送方向の長さ(厚み)及び壁14y,16yの紙幅方向の長さ(厚み)は0.8mm程度であってよい。
外側部14及び連結部16の鉛直方向の先端(上端)は、互いに同じ高さにある。一方、各管11は、外側部14及び連結部16と鉛直方向に同じ範囲にある(換言すると、紙幅方向又は搬送方向において外側部14及び連結部16と重なる)基部11xと、基部11xよりも上方に位置する突出部11yと、基部11xと突出部11yとの境界にあり、鉛直方向において外側部14及び連結部16の先端と同じ高さにある周縁部11zとを有する。周縁部11zは、外側部14及び連結部16の先端と共に、外部に露出している。
各管11は、第1部品10を鉛直方向に貫通する流路11mを画定している。複数の管11は、4つの開口21a(図5参照)のそれぞれと鉛直方向に重なる4本の管11aと、4つの開口21b(図5参照)のそれぞれと鉛直方向に重なる4本の管11bと、4つの開口21c(図5参照)それぞれの紙幅方向中央部分と鉛直方向に重なる4本の管11cと、4つの開口21d(図5参照)のそれぞれと鉛直方向に重なる4本の管11dとを含む。図6に示すように、4つの列R1~R4のそれぞれに対し、1本の管11a、1本の管11b、1本の管11c及び1本の管11dからなる組が設けられている。これら計16本の管11は、鉛直方向と直交する平面における第1部品10の中心点Oに関して、対称に配置されている。第1部品10における紙幅方向の両端に、それぞれ、6本の管11と連結部16とが配置されている。また、第1部品10における紙幅方向の中央に、4本の管11と連結部16とが配置されている。
下面10bには、図7及び図8に示すように、各管11の流路11mの開口11mxと、4つの開口21cのそれぞれと鉛直方向に重なる4つの流路12の開口12xと、位置決め孔1Pの開口と、これら開口を画定する壁部10wとが設けられている。4つの流路12の開口12xは、それぞれ紙幅方向に延び、搬送方向に並んでいる。4本の管11cの流路11mの開口11mxは、図8に示すように、4つの開口12xの底面に設けられている。
4つの流路12は、図7に示すように、開口12x,21cを介して、4つの流路32aのそれぞれに連通している。4つの流路12のうち、搬送方向の上流から1、4番目の流路12は、外側部14の壁14xの下端と連結部16の壁16xの下端とによって画定され、搬送方向の上流から2、3番目の流路12は、それぞれ連結部16の壁16xの下端によって画定されている。壁14x,16xは、開口21cと鉛直方向に重ならず、かつ、壁部20wのうち各開口21cを画定する紙幅方向に延びる部分と鉛直方向に重なる。
壁部10wのうち、搬送方向において流路12間に配置された部分(3つの壁16xの下端)は、搬送方向において互いに同じ長さL1を有する。壁部20wのうち搬送方向において流路32a間に配置された部分は、搬送方向において互いに同じ長さL2を有する。第1部品10と第2部品20との接着時に搬送方向の位置ズレが生じても壁10wと壁20wとが鉛直方向に重なるよう、長さL2は、長さL1よりも長く、好ましくは長さL1よりも0.5mm以上長い(例えば、L2=1.5mm,L1=0.8mmであってよい)。4つの開口12xにおける搬送方向の中心間距離Dと、4つの開口21cにおける搬送方向の中心間距離Dとは、互いに同じである。
壁部10wのうち、4つの開口12xを挟んで紙幅方向の両側の領域は、図8に示すように、壁部20w(図5参照)と鉛直方向に重なる。当該領域において、各管11a,11b,11dの開口11mxは、開口21a,21b,21dのそれぞれと鉛直方向に重なる。
壁部10wの当該領域において、開口11mxの間に、複数の凹部19が形成されている。各凹部19は、各開口11mxから0.5mm以上離れた位置にある。凹部は、開口11mxの間の他、開口11mxより外側にも形成されている。
外側部14は、図6に示すように、外側に突出する4つの角部14p1~14p4を有する。4つの角部14p1~14p4のうち、1つの角部14p1は、残りの角部14p2~14p4と異なる形状を有する。具体的には、角部14p1に、角部14p2~14p4よりも大きな切欠きが形成されている。これと同様に、図5に示すように、ジョイントユニット20xも、外側に突出する4つの角部20p1~20p4を有し、4つの角部20p1~20p4のうち、1つの角部20p1は、残りの角部20p2~20p4と異なる形状を有する。具体的には、角部20p1に、角部20p2~20p4よりも大きな切欠きが形成されている。角部14p1,20p1は、鉛直方向から見て互いに同じ形状を有する。
外側部14における一対の壁14xの外側面には、それぞれ、図6及び図7に示すように、COF50をガイドする窪み14tが形成されている。COF50は、アクチュエータ40(図4参照)に接続された一端と、当該一端から第2部品20の紙幅方向外側、さらに上方に引き出され、第1部品10の外側に延びる部分と、第1部品10の上方にある制御基板(図示略)に接続された他端とを有する。図7に示すように、COF50の外面には、ドライバIC60が実装されている。ドライバIC60を覆うように、ヒートシンク70が外側部14に取り付けられている。ヒートシンク70は、放熱効果を発揮し得る材料(例えば、アルミニウム等の金属)からなり、ドライバIC60と接触することでドライバIC60と熱的に接続されている。COF50の内面(ドライバIC60が実装された面と反対側の面)には、ドライバIC60と紙幅方向に重なる部分に、スポンジ等からなる付勢部材65が配置されている。付勢部材65の内側から外側に向かう付勢力により、ドライバIC60とヒートシンク70との確実な接触が実現されている。
<インク循環>
各管11は、突出部11yに取り付けられたチューブを介して、サブタンク(図示略)に連通している。サブタンクは、列R1~R4毎に設けられており、各色のインクを貯留している。列R1に属する4本の管11はブラックのインクを貯留するサブタンクに連通し、列R2に属する4本の管11はイエローのインクを貯留するサブタンクに連通し、列R3に属する4本の管11はシアンのインクを貯留するサブタンクに連通し、列R4に属する4本の管11はマゼンタのインクを貯留するサブタンクに連通している。
プリンタ100には、それぞれブラック、イエロー、シアン、マゼンタのインクを貯留する4つのメインタンク(図示略)が装着されている。列R1に対して設けられたサブタンクは、ブラックのメインタンクに連通し、当該メインタンクから供給されたブラックのインクを貯留している。列R2に対して設けられたサブタンクは、イエローのメインタンクに連通し、当該メインタンクから供給されたイエローのインクを貯留している。列R3に対して設けられたサブタンクは、シアンのメインタンクに連通し、当該メインタンクから供給されたシアンのインクを貯留している。列R4に対して設けられたサブタンクは、マゼンタのメインタンクに連通し、当該メインタンクから供給されたマゼンタのインクを貯留している。
制御部5は、例えば記録処理中、サブタンクから供給流路31、各個別流路33及び帰還流路32を経てサブタンクに戻る循環経路に沿って、インクを循環させる。この際、サブタンク内のインクは、管11a内の流路11mを通り、開口21a(図5参照)から供給流路31(図4参照)に供給される。当該インクは、流路31a~31dを通り、供給孔31ex(図3参照)から供給共通流路31eに流入し、さらに各個別流路33に流入する。各個別流路33では、図4に矢印で示すように、入口33x(流入路33aの上端)から流入したインクは、流入路33a,33bを通って圧力室33cに入り、一部がノズル33dから吐出され、残りが流出路33e,33fを通って出口33y(流出路33fの上端)から流出する。各個別流路33から流出したインクは、帰還共通流路32eを通り、帰還孔32ex(図3参照)から流路32d,32c,32b,32a(図4参照)に入る。当該インクは、開口21c(図5参照)から流出し、管11c内の流路11mを通ってサブタンクに戻る。このようにインクを循環させることで、各個別流路33内における気泡の排出やインクの増粘防止が実現される。また、インクが沈降成分(沈降が生じ得る成分。顔料等)を含む場合、当該成分が攪拌されて沈降が防止される。
また、制御部5は、ヘッド1のメンテナンス時に、フィルタF2下部に溜まった気泡を除去するため、帰還分岐流路を通る経路に沿ってインクを循環させ、さらに必要に応じて、フィルタF1上部に溜まった気泡を除去するため、供給分岐流路を通る経路に沿ってインクを循環させる。帰還分岐流路を通る経路に沿ってインクを循環させる際、サブタンク内のインクは、管11a内の流路11mを通り、開口21a(図5参照)から供給流路31(図4参照)に供給される。当該インクは、供給孔31ex(図3参照)から供給共通流路31eに流入し、各個別流路33を通った後、帰還共通流路32eを通り、帰還孔32exから流路32d(図4参照)に入る。当該インクは、フィルタF2の下面に沿って流路32dを流れ、帰還分岐流路を通って開口21d(図5参照)から流出し、さらに管11d内の流路11mを通ってサブタンクに戻る。供給分岐流路を通る経路に沿ってインクを循環させる際、サブタンク内のインクは、管11a内の流路11mを通り、開口21a(図5参照)から供給流路31(図4参照)のフィルタF1上部の流路31a,31bに供給される。当該インクは、フィルタF1の上面に沿って流路31bを流れ、供給分岐流路を通って開口21b(図5参照)から流出し、管11b内の流路11mを通ってサブタンクに戻る。
<実施形態と本発明の要素との対比>
以上に述べた実施形態において、ヘッド1が「液体吐出ヘッド」、流路11m,12が「第1流路」、流路31~33が「第2流路」に該当する。下面10bが「第1接着面」、上面10aが「反対面」、上面20aが「第2接着面」、開口11mx,12xが「第1開口」、開口21cが「第2開口」、壁部10wが「第1壁部」、壁部20wが「第2壁部」に該当する。壁14xが「第1延在部分」「第2延在部分」「第3延在部分」、壁14yが「第2延在部分」「第4延在部分」、壁16xが「第1延在部分」「第2延在部分」「第3延在部分」、壁16yが「第2延在部分」「第4延在部分」に該当する。COF50が「配線部材」、ドライバIC60が「駆動回路」、ヒートシンク70が「放熱部材」に該当する。鉛直方向が「直交方向」、紙幅方向が「第1方向」「第5方向」、搬送方向が「第2方向」「第6方向」「第7方向」、紙幅方向及び搬送方向の一方が「第3方向」で他方が「第4方向」に該当する。
<実施形態の効果>
本実施形態によれば、第1部品10において、外側部14及び連結部16の鉛直方向の先端が互いに同じ高さにあり、管11が、鉛直方向において外側部14及び連結部16の先端と同じ高さにありかつ外部に露出した周縁部11zを有する(図2参照)。これにより、第1部品10を第2部品20に接着する際に、管11の周縁部11z、外側部14及び連結部16のそれぞれに押圧力を付与することができ、第1部品10と第2部品20との接着不良を防止できる。
外側部14及び連結部16は、壁部20wと鉛直方向に重なる(図5~図7参照)。この場合、外側部14及び連結部16に付加された押圧力が壁部20wに直接的に伝わり、接着強度が向上する。
開口21cは、紙幅方向に延びている(図5参照)。外側部14及び連結部16は、それぞれ、紙幅方向に延びる壁14x,16xを有する(図6参照)。壁14x,16xは、開口21cと鉛直方向に重ならない(図7参照)。仮に、開口21cに押圧力が付与されると、開口21cの幅(搬送方向の長さ)が狭くなり得る。これに対し、本構成では、開口21cに押圧力が付与され難く、開口21cが狭くなる問題を防止できる。
開口12x,21cは紙幅方向に延びており、壁部20wのうち、搬送方向において開口21c間に配置された部分の搬送方向の長さL2は、壁部10wのうち、搬送方向において開口12x間に配置された部分(3つの壁16xの下端)の搬送方向の長さL1よりも長い(図7参照)。ここで、管11の周縁部11z、外側部14及び連結部16のそれぞれに押圧力を付与して第1部品10を第2部品20に接着する場合、長さL1は、壁部10wから壁部20wに押圧力を伝達できる程度でよく、長くし過ぎる必要はない。一方、長さL2は、短すぎると、流路32aが適切に形成されず、インク漏れが生じ易くなる。本構成では、長さL2が長く、インク漏れを防止できる。
4つの開口12xにおける搬送方向の中心間距離Dと、4つの開口21cにおける搬送方向の中心間距離Dとは、互いに同じである(図7参照)。この場合、開口12xと開口21cとを鉛直方向により確実に重ねることができ、流路12と流路32aとの連通をより確実に実現できる。
壁14x,16xは、鉛直方向の長さ(高さ)が、搬送方向の長さ(厚み)よりも長い。また、壁14y,16yは、鉛直方向の長さ(高さ)が、紙幅方向の長さ(厚み)よりも長い(図2参照)。このように壁の高さを厚みよりも大きくすることで、第1部品10と第2部品20との接着に際しての加圧時や加熱時に、壁の反りが抑制される。具体的には、壁14x,16xが搬送方向に変形し難く、壁14y,16yが紙幅方向に変形し難い。ひいては、反りが抑制されることで、部10,20間の接着不良を防止できる。
外側部14及び連結部16は、第1部品10の長手方向である紙幅方向に延びる壁14x,16xをそれぞれ有する(図6参照)。この場合、第1部品10を射出成形する際に、紙幅方向に樹脂を流すことで、壁14x,16xを容易に形成できる。また、第1部品10は紙幅方向に長いため、壁14x,16xの紙幅方向の反りが大きいと、第1部品10全体の反りが大きくなってしまう。この点、紙幅方向に樹脂を流して壁14x,16xを形成する場合、壁14x,16xは、搬送方向の反りが生じ易いが、紙幅方向の反りは生じ難い。これにより、第1部品10全体の反りが大きくなる問題を抑制できる。
壁部10wのうち、搬送方向において開口12x間に配置された部分(3つの壁16xの下端)は、搬送方向において互いに同じ長さL1を有する(図7参照)。この場合、これら3つの部分の搬送方向の長さL1が互いに異なる場合に比べ、紙幅方向に樹脂を流して3つの部分を形成する際に、3つの部分における樹脂の速度のばらつきが低減される。これにより、各部分にウエルドラインが形成されることを防止できる。
上記3つの部分は、流路12を画定する(図7参照)。流路を画定する部分にウエルドラインが形成されると、流路が適切に形成されず、インク漏れ等の問題が生じ得る。本構成では、当該問題を抑制できる。
外側部14及び連結部16は、第1部品10の長手方向である紙幅方向に延びる壁14x,16xに加え、第1部品10の幅方向である搬送方向に延びる壁14y,16yを有する。この場合、互いに交差する方向に延びる壁を設けたことで、第1部品10全体の剛性を高めることができる。また、紙幅方向だけでなく搬送方向にも樹脂を流すことで、樹脂の流動性が高まり、ボイドやヒケが生じ難くなる。
壁部10wに、凹部19が形成されている(図8参照)。この場合、壁部10wの樹脂密度が低減することで、ボイドやヒケが生じ難く、下面10bの平面度が高まる。また、過剰な接着剤を凹部19に逃がすことができる。したがって、第1部品10と第2部品20との接着不良をより確実に防止できる。
凹部19は、複数の開口11mxの間に設けられている(図8参照)。この場合、開口11mxの近傍に凹部19が位置することになり、凹部19による平面度向上効果により、開口11mx近傍の接着強度が確保される。
凹部19は、開口11mxから0.5mm以上離れた位置にある。仮に、凹部19が開口11mxに近接し過ぎると、開口11mx周りの接着代を確保できず、接着不良が生じ得る。本構成では、凹部19が開口11mxから離隔した位置にあるため、当該問題を抑制できる。
第1部品10における紙幅方向(第1部品10の長手方向)の両端に、管11及び連結部16が配置されている(図6参照)。部品がある方向に長い場合、部品の長手方向の両端において特に接着不良が生じ易い。本構成では、管11及び連結部16が第1部品10の長手方向である紙幅方向の両端に配置されたことで、両端において押圧力を付与でき、接着不良をより確実に防止できる。
さらに、第1部品10における紙幅方向(第1部品10の長手方向)の中央にも、管11及び連結部16が配置されている(図6参照)。部品がある方向に長い場合、部品の長手方向の両端において接着不良が生じ易いことに加え、部品が長手方向に湾曲し易いために、部品の長手方向の中央においても接着不良が生じ易い。本構成では、管11及び連結部16が第1部品10の長手方向である紙幅方向の中央に配置されたことで、中央において押圧力を付与でき、接着不良をより確実に防止できる。
16本の管11が、鉛直方向と直交する平面における第1部品10の中心点Oに関して、対称に配置されている(図6参照)。この場合、管11を介して中心点Oに対して対称に押圧力を付与できるため、均一に接着できる。
各個別流路33は、供給流路31に連通する入口33xと、帰還流路32に連通する出口33yとを有する(図4参照)。この場合、各個別流路33内で、入口33xから出口33yまでの経路(ノズル33d直上の圧力室33c等を通る経路)に沿って、インクを循環させることができる。一方、当該構成では、多数の流路が必要であり、ヘッド1を小型化すると、接着代を確保し難く、接着不良が生じ易くなる。この点、本実施形態では、管11の周縁部11z、外側部14及び連結部16のそれぞれに押圧力を付与して接着不良を防止できるため、当該構成において特に有効である。
外側部14に、ドライバIC60及びヒートシンク70が取り付けられている(図7参照)。この場合、鉛直方向に延びる外側部14を利用して、ドライバIC60及びヒートシンク70を配置することができる。
外側部14の壁14xの外側面に、COF50をガイドする窪み14tが形成されている(図6及び図7参照)。この場合、窪み14tのガイドによって、COF50を適切に保持することができる。
外側部14の角部14p1~14p4のうち、1つの角部14p1が残りの角部14p2~14p4と異なる形状を有する(図6参照)。この場合、接着作業において第1部品10を適切な向きに配置でき、間違った向きで接着することによる歩留りの悪化を防止することができる。
第1部品10及び第2部品20における紙幅方向(両部品の長手方向)の両端に、鉛直方向に重なる位置決め孔1P,1Qが形成されている(図5及び図6参照)。この場合、長尺な部品10,20同士を適切に位置決めして接着できる。
<変形例>
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能である。
本発明において、「互いに同じ」とは、効果が発揮される限り、若干の差がある場合も含む。
第1部品及び第2部品は、上述の実施形態では樹脂からなるが、任意の材料(例えば、金属等)からなってよい。また、第1部品と第2部品とが、互いに異なる材料からなってもよい。
管は、突出部を含まなくてもよい。即ち、管の直交方向の先端と、外側部の直交方向の先端と、連結部の直交方向の先端とが、同じ高さにあってもよい。複数の管は、第1部品の中心点に関して対称に配置されなくてもよい。管の数は、特に限定されず、1本だけでもよい。
外側部は、上述の実施形態では環状であるが、環状に限定されない。例えば、第1部品の外周部分の一部に、外側部が設けられておらず管が最も外側に配置された部分があってもよい。
連結部は、例えば上述の実施形態において、下面10bと平行でかつ紙幅方向及び搬送方向の双方と交差する方向に延びてもよい。
上述の実施形態(図7参照)において、長さL2が、長さL1と同じ又は長さL1よりも短くてもよい。また、開口12xの中心間距離Dと、開口21cの中心間距離Dとは、互いに同じでなくてもよい。開口12xの中心間距離Dが一定であることや、開口21cの中心間距離Dが一定であることも限定されず、3以上の開口12xが搬送方向において様々なピッチで設けられたり、3以上の開口21cが搬送方向において様々なピッチで設けられたりしてもよい。
第1壁部(例えば上述の実施形態の壁部10w:図8参照)において、複数の第1開口の間に凹部(例えば上述の実施形態の凹部19:図8参照)がなく、第1開口よりも外側にだけ凹部があってもよい。第1壁部に凹部を形成しなくてもよい。
供給共通流路及び帰還共通流路の数は、それぞれ、複数に限定されず、1つでもよい。例えば、図9(a)の第1変形例に係る流路ユニット20z1には、1つの供給共通流路131eと1つの帰還共通流路132eとが設けられている。
供給孔及び帰還孔の位置や数は、特に限定されない。例えば、図9(a)の第1変形例では、1つの供給孔131xが供給共通流路131eの延在方向の一端に設けられ、1つの帰還孔132xが帰還共通流路132eの延在方向の他端に設けられている。そのため、供給共通流路131eと帰還共通流路132eとでインクの流れが逆になっている。
各個別流路に含まれるノズルや圧力室の数は、特に限定されない。例えば、図9(a)の第1変形例において、各個別流路133は1つのノズル133dと2つの圧力室133cとを含む。各個別流路が2つ以上のノズルを含んでもよい。
各個別流路が、供給流路に連通する入口と、帰還流路に連通する出口とを有することに限定されない。
例えば、図9(b)の第2変形例に係る流路ユニット20z2は、1つの共通流路230を有する。共通流路230は、鉛直方向から見てU字形状であり、一端に供給孔231xが設けられ、他端に帰還孔232xが設けられている。共通流路230の一端部分であって、複数の個別流路233と鉛直方向に重ならない部分が、供給流路231に該当する。共通流路230の他端部分であって、複数の個別流路233と鉛直方向に重ならない部分が、帰還流路232に該当する。この変形例において、各個別流路233は、共通流路230を介して供給流路231及び帰還流路232に連通するが、供給流路231に連通する入口及び帰還流路232に連通する出口を有していない。
例えば、図9(c)の第3変形例に係る流路ユニット20z3は、1つの共通流路330を有する。共通流路230は、鉛直方向から見てI字形状であり、一端に供給孔331xが設けられ、他端に帰還孔332xが設けられている。共通流路330の一端部分であって、複数の個別流路333と鉛直方向に重ならない部分が、供給流路331に該当する。共通流路330の他端部分であって、複数の個別流路333と鉛直方向に重ならない部分が、帰還流路332に該当する。この変形例において、各個別流路333は、共通流路330を介して供給流路331及び帰還流路332に連通するが、供給流路331に連通する入口及び帰還流路332に連通する出口を有していない。
上述の実施形態では、供給流路及び帰還流路のそれぞれに分岐流路が形成されており、分岐流路を介してヘッド内の気泡を効率よく排出できる構成であるが、これに限定されない。例えば、上述の実施形態において、供給分岐流路及び管11b、帰還分岐流路及び管11dを省略してよい。
管11
帰還流路を省略してもよい。即ち、液体タンクとヘッドとの間で液体を循環させる構成ではなく、液体タンクからヘッドに液体を供給する流路のみを設けてもよい。
アクチュエータは、圧電素子を用いたピエゾ方式のものに限定されず、その他の方式(例えば、発熱素子を用いたサーマル方式、静電力を用いた静電方式等)のものであってもよい。
駆動回路及びヒートシンクは、例えば上述の実施形態の外側部14の壁14yに取り付けられてもよい。この場合、壁14yに窪み14tを設けてもよい。
ヘッドは、ライン式に限定されず、シリアル式(紙幅方向と平行な走査方向に移動しつつノズルから吐出対象に対して液体を吐出する方式)であってもよい。
吐出対象は、用紙に限定されず、例えば布、基板等であってもよい。
ノズルから吐出される液体は、インクに限定されず、任意の液体(例えば、インク中の成分を凝集又は析出させる処理液、液状化した金属や樹脂等)であってよい。
本発明は、プリンタに限定されず、ファクシミリ、コピー機、複合機等にも適用可能である。また、本発明は、画像の記録以外の用途で使用される液体吐出装置(例えば、基板に導電性の液体を吐出して導電パターンを形成する液体吐出装置)にも適用可能である。
1 ヘッド(液体吐出ヘッド)
1P,1Q 位置決め孔
10 第1部品
10a 上面(反対面)
10b 下面(第1接着面)
10w 壁部(第1壁部)
11 管
11m 流路(第1流路)
11mx 開口(第1開口)
11x 基部
11y 突出部
11z 周縁部
12 流路(第1流路)
12x 開口(第1開口)
14 外側部
14p1~14p4 角部
14t 窪み
14x 壁(第1延在部分,第2延在部分,第3延在部分)
14y 壁(第2延在部分,第4延在部分)
16 連結部
16x 壁(第1延在部分,第2延在部分,第3延在部分)
16y 壁(第2延在部分,第4延在部分)
19 凹部
20 第2部品
20a 上面(第2接着面)
20w 壁部(第2壁部)
21c 開口(第2開口)
31 供給流路(第2流路)
32 帰還流路(第2流路)
33;133;233;333 個別流路(第2流路)
33x 入口
33d;133d ノズル
33y 出口
40 アクチュエータ
50 COF(配線部材)
60 ドライバIC(駆動回路)
70 ヒートシンク(放熱部材)

Claims (21)

  1. 第1流路が形成された第1部品と、
    前記第1部品に接着され、前記第1流路に連通する第2流路が形成された第2部品と、を備えた液体吐出ヘッドにおいて、
    前記第1部品は、前記第2部品の第2接着面に接着される第1接着面と、前記第1接着面とは反対側の反対面とを有し、
    前記反対面に、前記第1流路を画定する管と、前記管よりも前記反対面の外側に位置する外側部と、前記外側部と前記管とを連結する連結部とが設けられており、
    前記外側部及び前記連結部の、前記第1接着面と直交する直交方向の先端が、互いに同じ高さにあり、
    前記管は、前記直交方向において前記外側部及び前記連結部の前記先端と同じ高さにありかつ外部に露出した周縁部を有することを特徴とする、液体吐出ヘッド。
  2. 前記第2接着面に、前記第2流路の第2開口と、前記第2開口を画定する第2壁部とが設けられており、
    前記外側部及び前記連結部の少なくともいずれかは、前記第2壁部と前記直交方向に重なることを特徴とする、請求項1に記載の液体吐出ヘッド。
  3. 前記第2開口は、前記第2接着面と平行な第1方向に延びており、
    前記外側部及び前記連結部の少なくともいずれかは、前記第1方向に延びる第1延在部分を有し、
    前記第1延在部分は、前記第2開口と前記直交方向に重ならないことを特徴とする、請求項2に記載の液体吐出ヘッド。
  4. 前記第1接着面に、前記第1流路の第1開口と、前記第1開口を画定する第1壁部とが設けられており、
    前記第2接着面に、前記第2流路の第2開口であって、前記第1開口と前記直交方向に重なる第2開口と、前記第2開口を画定する第2壁部とが設けられており、
    前記第1開口及び前記第2開口は、前記第2接着面と平行な第1方向に延びており、
    前記第2壁部の、前記直交方向及び前記第1方向と直交する第2方向の長さは、前記第1壁部の前記第2方向の長さよりも長いことを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
  5. 複数の前記第1開口における前記第2方向の中心間距離と、複数の前記第2開口における前記第2方向の中心間距離とが、互いに同じであることを特徴とする、請求項4に記載の液体吐出ヘッド。
  6. 前記外側部及び前記連結部の少なくともいずれかは、前記反対面と平行な第3方向に延びる第2延在部分を有し、
    前記第2延在部分は、前記直交方向の長さが、前記直交方向及び前記第3方向と直交する第4方向の長さよりも長いことを特徴とする、請求項1~5のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
  7. 前記第1部品は、樹脂からなり、前記第1接着面と平行な第5方向に長く、
    前記外側部及び前記連結部の少なくともいずれかは、前記第5方向に延びる第3延在部分を有することを特徴とする、請求項1~6のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
  8. 複数の前記第3延在部分の、前記第1接着面と平行でかつ前記第5方向と直交する第6方向の長さが、互いに同じであることを特徴とする、請求項7に記載の液体吐出ヘッド。
  9. 前記複数の第3延在部分は、前記第1流路を画定することを特徴とする、請求項8に記載の液体吐出ヘッド。
  10. 前記外側部及び前記連結部の少なくともいずれかは、前記第1接着面と平行でかつ前記第5方向と交差する第7方向に延びる第4延在部分を有することを特徴とする、請求項7~9のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
  11. 前記第1接着面に、前記第1流路の第1開口と、前記第1開口を画定する第1壁部とが設けられており、
    前記第1壁部に、凹部が形成されていることを特徴とする、請求項7~10のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
  12. 前記凹部は、複数の前記第1開口の間に設けられていることを特徴とする、請求項11に記載の液体吐出ヘッド。
  13. 前記凹部は、前記第1開口から0.5mm以上離れた位置にあることを特徴とする、請求項11又は12に記載の液体吐出ヘッド。
  14. 前記第1部品は、前記第1接着面と平行な第5方向に長く、
    前記第1部品における前記第5方向の両端に、前記管及び前記連結部が配置されていることを特徴とする、請求項1~13のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
  15. 前記第1部品における前記第5方向の中央に、前記管及び前記連結部が配置されていることを特徴とする、請求項14に記載の液体吐出ヘッド。
  16. 複数の前記管が、前記直交方向と直交する平面における前記第1部品の中心点に関して対称に配置されていることを特徴とする、請求項14又は15に記載の液体吐出ヘッド。
  17. 前記第2流路は、ノズルをそれぞれ含む複数の個別流路と、供給流路と、帰還流路とを含み、前記複数の個別流路は、それぞれ、前記供給流路に連通する入口と、前記帰還流路に連通する出口とを有し、
    前記第1流路は、前記供給流路に連通する流路と、前記帰還流路に連通する流路とを含むことを特徴とする、請求項1~16のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
  18. アクチュエータと、
    前記アクチュエータに駆動信号を供給する駆動回路であって、前記外側部に取り付けられた駆動回路と、
    前記駆動回路と熱的に接続され、前記駆動回路を覆うように前記外側部に取り付けられた放熱部材と、
    をさらに備えたことを特徴とする、請求項1~17のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
  19. アクチュエータと、
    前記アクチュエータに接続され、前記第1部品の外側に延びる配線部材と、をさらに備え、
    前記外側部の外側面に、前記配線部材をガイドする窪みが形成されていることを特徴とする、請求項1~18のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
  20. 前記外側部は、前記外側に突出する複数の角部を有し、
    前記複数の角部のうち、1つの角部が、残りの角部と異なる形状を有することを特徴とする、請求項1~19のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
  21. 前記第1部品及び前記第2部品は、前記第1接着面と平行な第5方向に長く、
    前記第1部品及び前記第2部品における前記第5方向の両端に、前記直交方向に重なる位置決め孔が形成されていることを特徴とする、請求項1~20のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
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