JP7353154B2 - 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
本開示の一実施の形態に係る第2のヘッドチップは、複数の吐出溝を有するアクチュエータプレートと、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、吐出溝内に液体を流入させるための第1貫通孔と、吐出溝内から液体を流出させるための第2貫通孔と、吐出溝を覆う壁部と、を有するカバープレートと、を備えたものである。上記複数の吐出溝は、それらの少なくとも一部が所定方向に沿って互いに重なるようにして、並んで配置されている。また、上記複数のノズル孔のうちの上記所定方向に沿って隣接するノズル孔同士は、ノズルプレート内における吐出溝の延在方向に沿って、互いにずれて配置されている。また、吐出溝ごとの第1貫通孔および第2貫通孔からなる貫通孔対が、吐出溝の延在方向に沿って並んで配置されており、貫通孔対における第1貫通孔と第2貫通孔との間の距離に対応する、吐出溝の延在方向に沿った壁部の長さが、全ての貫通孔対において同一になっている共に、第1貫通孔における吐出溝の延在方向に沿った長さである第1開口長と、第2貫通孔における吐出溝の延在方向に沿った長さである第2開口長とが、互いに同一になっており、第1貫通孔および第2貫通孔がそれぞれ、上記所定方向に沿って、千鳥配置となっている。
1.実施の形態(ノズル孔:千鳥配置,吐出溝:一列配置となっている構成の例)
2.変形例
変形例1(共通流路の流路幅が貫通孔の開口長に応じて変化する構成の例)
変形例2(ノズル孔および吐出溝ともに千鳥配置となっている構成の例)
3.その他の変形例
[A.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。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。なお、この被記録媒体としては、紙には限定されず、例えばセラミックやガラス等の、被記録可能な材質を含むものである。
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(K)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3Kとが設けられている。これらのインクタンク3Y,3M,3C,3K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(印刷)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,3K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4K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,4K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。
循環流路50は、図1に示したように、流路50a,50bを有している。流路50aは、インクタンク3から送液ポンプ(不図示)を介して、インクジェットヘッド4へと至る部分の流路である。流路50bは、インクジェットヘッド4から送液ポンプ(不図示)を介して、インクタンク3へと至る部分の流路である。言い換えると、流路50aは、インクタンク3からインクジェットヘッド4へと向かって、インク9が流れる流路である。また、流路50bは、インクジェットヘッド4からインクタンク3へと向かって、インク9が流れる流路である。
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。
続いて、図1に加えて図2~図6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、例えば50μm程度の厚みを有する、ポリイミド等のフィルム材からなり、図3,図4に示したように、アクチュエータプレート412の下面に接着されている。ただし、ノズルプレート411の構成材料は、ポリイミド等の樹脂材料には限られず、例えば金属材料であってもよい。
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,図4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3~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の上面に接着されており、板状構造となっている。
次に、図2~図5を参照して、吐出チャネルC1e,C2e付近における、ノズル孔H1,H2およびカバープレート413の詳細構成について、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,3K)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、循環流路50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。
続いて、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、こ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3,図4を参照して、循環流路50を介したインク9の循環動作について、詳細に説明する。
次に、本実施の形態のインクジェットヘッド4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7は、比較例に係るインクジェットヘッド104において、比較例に係るノズルプレート101(後出)を取り外した状態の構成例を、模式的に底面図(X-Y底面図)で表したものである。図8は、図7に示したVIII-VIII線に沿った、比較例に係るインクジェットヘッド104の断面構成例(Y-Z断面構成例)を、模式的に表したものである。
これに対して、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)では、複数のノズル孔H1,H2のうち、X軸方向に沿って隣接するノズル孔H1同士(およびX軸方向に沿って隣接するノズル孔H2同士)が、吐出チャネルC1e,C2eの延在方向(Y軸方向)に沿って、互いにずれて配置されている。
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。
(構成)
図9は、変形例1に係るインクジェットヘッド4aにおける、変形例1に係るカバープレート413aの上面側の平面構成例(X-Y平面構成例)を、模式的に表したものである。また、図10,図11はそれぞれ、この変形例1のインクジェットヘッド4aにおける断面構成例(Y-Z断面構成例)を、模式的に表したものである。具体的には、図10は、実施の形態における図3に対応する断面構成例であり、図11は、実施の形態における図4に対応する断面構成例となっている。
このような構成の変形例1のインクジェットヘッド4a(ヘッドチップ41a)においても、基本的には、実施の形態のインクジェットヘッド4(ヘッドチップ41)と同様の作用により、同様の効果を得ることが可能である。
(構成)
図12は、変形例2に係るインクジェットヘッド4bにおける、変形例2に係るカバープレート413bの上面側の平面構成例(X-Y平面構成例)を、模式的に表したものである。
このような構成の変形例2のインクジェットヘッド4b(ヘッドチップ41b)においても、基本的には、実施の形態のインクジェットヘッド4(ヘッドチップ41)と同様の作用により、同様の効果を得ることが可能である。
以上、実施の形態および変形例を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、
複数の吐出溝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、
前記複数の吐出溝が、それらの少なくとも一部が所定方向に沿って互いに重なるようにして、並んで配置されており、
前記複数のノズル孔のうちの前記所定方向に沿って隣接するノズル孔同士が、前記ノズルプレート内における前記吐出溝の延在方向に沿って、互いにずれて配置されている
ヘッドチップ。
(2)
前記複数の吐出溝の全体が、前記所定方向に沿って互いに重なるようにして配置されており、
前記複数の吐出溝全体が、前記所定方向に沿って1列に配置されている
上記(1)に記載のヘッドチップ。
(3)
前記吐出溝内に前記液体を流入させるための第1貫通孔と、前記吐出溝内から前記液体を流出させるための第2貫通孔と、前記吐出溝を覆う壁部と、を有するカバープレートを更に備え、
前記吐出溝ごとの前記第1貫通孔および前記第2貫通孔からなる貫通孔対が、前記吐出溝の延在方向に沿って並んで配置されており、
前記貫通孔対における前記第1貫通孔と前記第2貫通孔との間の距離に対応する、前記吐出溝の延在方向に沿った前記壁部の長さが、全ての前記貫通孔対において同一になっている共に、
前記第1貫通孔における前記吐出溝の延在方向に沿った長さである第1開口長と、前記第2貫通孔における前記吐出溝の延在方向に沿った長さである第2開口長と、の間の大小関係が、前記所定方向に沿って隣接する前記貫通孔対同士で、交互に入れ替わっている
上記(2)に記載のヘッドチップ。
(4)
前記カバープレートは、
前記所定方向に沿って延在しつつ、前記貫通孔対ごとの前記第1貫通孔の各々と連通している第1共通流路と、
前記所定方向に沿って延在しつつ、前記貫通孔対ごとの前記第2貫通孔の各々と連通している第2共通流路と
を更に有しており、
前記第1共通流路における前記所定方向の直交方向に沿った長さである第1流路幅が、前記所定方向に沿って一定になっていると共に、
前記第2共通流路における前記所定方向の直交方向に沿った長さである第2流路幅が、前記所定方向に沿って一定になっている
上記(3)に記載のヘッドチップ。
(5)
前記カバープレートは、
前記所定方向に沿って延在しつつ、前記貫通孔対ごとの前記第1貫通孔の各々と連通している第1共通流路と、
前記所定方向に沿って延在しつつ、前記貫通孔対ごとの前記第2貫通孔の各々と連通している第2共通流路と
を更に有しており、
前記第1共通流路における前記所定方向の直交方向に沿った長さである第1流路幅が、前記所定方向に沿って隣接する前記貫通孔対同士における前記第1開口長の交互の変化に応じて、前記所定方向に沿って変化していると共に、
前記第2共通流路における前記所定方向の直交方向に沿った長さである第2流路幅が、前記所定方向に沿って隣接する前記貫通孔対同士における前記第2開口長の交互の変化に応じて、前記所定方向に沿って変化している
上記(3)に記載のヘッドチップ。
(6)
前記複数の吐出溝における一部が、前記所定方向に沿って互いに重なるようにして配置されており、
前記複数の吐出溝全体が、前記所定方向に沿って千鳥配置となっている
上記(1)に記載のヘッドチップ。
(7)
前記吐出溝内に前記液体を流入させるための第1貫通孔と、前記吐出溝内から前記液体を流出させるための第2貫通孔と、前記吐出溝を覆う壁部と、を有するカバープレートを更に備え、
前記吐出溝ごとの前記第1貫通孔および前記第2貫通孔からなる貫通孔対が、前記吐出溝の延在方向に沿って並んで配置されており、
前記貫通孔対における前記第1貫通孔と前記第2貫通孔との間の距離に対応する、前記吐出溝の延在方向に沿った前記壁部の長さが、全ての前記貫通孔対において同一になっている共に、
前記第1貫通孔における前記吐出溝の延在方向に沿った長さである第1開口長と、前記第2貫通孔における前記吐出溝の延在方向に沿った長さである第2開口長とが、互いに同一になっており、
前記第1貫通孔および前記第2貫通孔がそれぞれ、前記所定方向に沿って、千鳥配置となっている
上記(6)に記載のヘッドチップ。
(8)
前記アクチュエータプレートが、前記所定方向に沿って並設された複数の非吐出溝を更に有していると共に、
前記吐出溝と前記非吐出溝とが、前記所定方向に沿って交互に配置されており、
前記非吐出溝における前記非吐出溝の延在方向に沿った一方側は、前記ノズルプレート側へ向けて前記非吐出溝の断面積が徐々に小さくなる、曲面状の側面になっていると共に、
前記非吐出溝における前記非吐出溝の延在方向に沿った他方側は、前記アクチュエータプレートにおける前記非吐出溝の延在方向に沿った端部に至るまで、開口している
上記(1)ないし(7)のいずれかに記載のヘッドチップ。
(9)
上記(1)ないし(8)のいずれかに記載のヘッドチップを備えた
液体噴射ヘッド。
(10)
上記(9)に記載の液体噴射ヘッドを備えた
液体噴射記録装置。
Claims (9)
- 液体を噴射するヘッドチップであって、
複数の吐出溝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、
前記吐出溝内に前記液体を流入させるための第1貫通孔と、前記吐出溝内から前記液体を流出させるための第2貫通孔と、前記吐出溝を覆う壁部と、を有するカバープレートと
を備え、
前記複数の吐出溝が、それらの少なくとも一部が所定方向に沿って互いに重なるようにして、並んで配置されており、
前記複数のノズル孔のうちの前記所定方向に沿って隣接するノズル孔同士が、前記ノズルプレート内における前記吐出溝の延在方向に沿って、互いにずれて配置されており、
前記吐出溝ごとの前記第1貫通孔および前記第2貫通孔からなる貫通孔対が、前記吐出溝の延在方向に沿って並んで配置されており、
前記貫通孔対における前記第1貫通孔と前記第2貫通孔との間の距離に対応する、前記吐出溝の延在方向に沿った前記壁部の長さが、全ての前記貫通孔対において同一になっている共に、
前記第1貫通孔における前記吐出溝の延在方向に沿った長さである第1開口長と、前記第2貫通孔における前記吐出溝の延在方向に沿った長さである第2開口長と、の間の大小関係が、前記所定方向に沿って隣接する前記貫通孔対同士で、交互に入れ替わっている
ヘッドチップ。 - 前記複数の吐出溝の全体が、前記所定方向に沿って互いに重なるようにして配置されており、
前記複数の吐出溝全体が、前記所定方向に沿って1列に配置されている
請求項1に記載のヘッドチップ。 - 前記カバープレートは、
前記所定方向に沿って延在しつつ、前記貫通孔対ごとの前記第1貫通孔の各々と連通している第1共通流路と、
前記所定方向に沿って延在しつつ、前記貫通孔対ごとの前記第2貫通孔の各々と連通している第2共通流路と
を更に有しており、
前記第1共通流路における前記所定方向の直交方向に沿った長さである第1流路幅が、前記所定方向に沿って一定になっていると共に、
前記第2共通流路における前記所定方向の直交方向に沿った長さである第2流路幅が、前記所定方向に沿って一定になっている
請求項1または請求項2に記載のヘッドチップ。 - 前記カバープレートは、
前記所定方向に沿って延在しつつ、前記貫通孔対ごとの前記第1貫通孔の各々と連通している第1共通流路と、
前記所定方向に沿って延在しつつ、前記貫通孔対ごとの前記第2貫通孔の各々と連通している第2共通流路と
を更に有しており、
前記第1共通流路における前記所定方向の直交方向に沿った長さである第1流路幅が、前記所定方向に沿って隣接する前記貫通孔対同士における前記第1開口長の交互の変化に応じて、前記所定方向に沿って変化していると共に、
前記第2共通流路における前記所定方向の直交方向に沿った長さである第2流路幅が、前記所定方向に沿って隣接する前記貫通孔対同士における前記第2開口長の交互の変化に応じて、前記所定方向に沿って変化している
請求項1または請求項2に記載のヘッドチップ。 - 液体を噴射するヘッドチップであって、
複数の吐出溝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、
前記吐出溝内に前記液体を流入させるための第1貫通孔と、前記吐出溝内から前記液体を流出させるための第2貫通孔と、前記吐出溝を覆う壁部と、を有するカバープレートと
を備え、
前記複数の吐出溝が、それらの少なくとも一部が所定方向に沿って互いに重なるようにして、並んで配置されており、
前記複数のノズル孔のうちの前記所定方向に沿って隣接するノズル孔同士が、前記ノズルプレート内における前記吐出溝の延在方向に沿って、互いにずれて配置されており、
前記吐出溝ごとの前記第1貫通孔および前記第2貫通孔からなる貫通孔対が、前記吐出溝の延在方向に沿って並んで配置されており、
前記貫通孔対における前記第1貫通孔と前記第2貫通孔との間の距離に対応する、前記吐出溝の延在方向に沿った前記壁部の長さが、全ての前記貫通孔対において同一になっている共に、
前記第1貫通孔における前記吐出溝の延在方向に沿った長さである第1開口長と、前記第2貫通孔における前記吐出溝の延在方向に沿った長さである第2開口長とが、互いに同一になっており、
前記第1貫通孔および前記第2貫通孔がそれぞれ、前記所定方向に沿って、千鳥配置となっている
ヘッドチップ。 - 前記複数の吐出溝における一部が、前記所定方向に沿って互いに重なるようにして配置されており、
前記複数の吐出溝全体が、前記所定方向に沿って千鳥配置となっている
請求項5に記載のヘッドチップ。 - 前記アクチュエータプレートが、前記所定方向に沿って並設された複数の非吐出溝を更に有していると共に、
前記吐出溝と前記非吐出溝とが、前記所定方向に沿って交互に配置されており、
前記非吐出溝における前記非吐出溝の延在方向に沿った一方側は、前記ノズルプレート側へ向けて前記非吐出溝の断面積が徐々に小さくなる、曲面状の側面になっていると共に、
前記非吐出溝における前記非吐出溝の延在方向に沿った他方側は、前記アクチュエータプレートにおける前記非吐出溝の延在方向に沿った端部に至るまで、開口している
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。 - 請求項1ないし請求項7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8に記載の液体噴射ヘッドを備えた
液体噴射記録装置。
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