液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
【課題】２つのノズル列を有する液体噴射ヘッド１の厚さを薄く構成し、かつ、各ノズルから噴射する液滴の吐出速度のむらを低減する。
【解決手段】基板１２の一方面４と他方面５に第一及び第二アクチュエータ２ａ、２ｂを備えるアクチュエータチップ３と、アクチュエータチップ３の両面に設置した第一及び第二流路部材１１ａ、１１ｂと、第一及び第二流路部材１１ａ、１１ｂに液体を分割供給する接続部材１４から構成し、流路部材１１はその内部に細長い領域からなる液体供給室９を備え、液体供給室９の長手方向に直交する方向の断面積が液体流入側からその反対側にかけて漸次減少するように構成した。
【解決手段】基板１２の一方面４と他方面５に第一及び第二アクチュエータ２ａ、２ｂを備えるアクチュエータチップ３と、アクチュエータチップ３の両面に設置した第一及び第二流路部材１１ａ、１１ｂと、第一及び第二流路部材１１ａ、１１ｂに液体を分割供給する接続部材１４から構成し、流路部材１１はその内部に細長い領域からなる液体供給室９を備え、液体供給室９の長手方向に直交する方向の断面積が液体流入側からその反対側にかけて漸次減少するように構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルから液体を吐出して被記録媒体に画像や文字、あるいは薄膜材料を形成する液体噴射ヘッド、及びこれを用いた液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、記録紙等にインク滴を吐出して文字、図形を描画する、或いは素子基板の表面に液体材料を吐出して機能性薄膜を形成するインクジェット方式の液体噴射ヘッドが利用されている。この方式は、インクや液体材料を液体タンクから供給管を介して液体噴射ヘッドに供給し、駆動信号に応じて液体噴射ヘッドのインクが充填されたチャンネルの容積を変化させ、チャンネルに連通するノズルからインクを吐出させる。インクの吐出の際には、液体噴射ヘッドや噴射した液体を記録する被記録媒体を移動させて、文字や図形を記録する、或いは所定形状の機能性薄膜を形成する。
【０００３】
特許文献１にはこの種のインクジェットヘッドが記載されている。インクジェットヘッドは、インクを吐出するヘッドチップ、ヘッドチップにインクを供給するマニホールド、マニホールドにインクを導く流路形成部、流路形成部にインクを流入する流路コネクタ、ヘッドチップに接続しヘッドチップの圧電素子を駆動する駆動回路基板、これらを支持する筺体フレームなどから構成されている。図６（ａ）はヘッドチップにインクを供給するための２つのマニホールド１１６ａ、１１６ｂの分解斜斜視図であり、（ｂ）はこのマニホールドに上部からかぶせて収納する筺体フレーム１１４の下面図であり、（ｃ）はこのマニホールドに下部からかぶせて収納するキャップ受け板１１７の上面図である。
【０００４】
ヘッドチップ１１５は細長い板状の形状を有しており、その両側面にインクを加圧して吐出させるための複数のインク流路が形成されている。各インク流路はヘッドチップの下端面に形成されるノズル列の各ノズルに連通し、インク流路で加圧したインクを下端面のノズルから吐出する。２つのマニホールド１１６ａ、１１６ｂは各面に形成したインク流路にインクを供給可能にヘッドチップの両側面に固定されている。
【０００５】
マニホールド１１６ａ、１１６ｂにはインクが充填される供給凹部１１６ｃと、この供給凹部にインクを導入するためのインク流入管１１６ｄが設置されている。また、供給凹部１１６ｃのヘッドチップ側周囲にはフィルターを設置するための溝からなるフィルター設置部ａ１が形成されている。２つのマニホールド１１６ａ、１１６ｂによりヘッドチップ１１５を挟み、係合爪１１６ｇを支持台１１６ｉに係合させて固定する。
【０００６】
筺体フレーム１１４の中央部には細長い開口部が形成され、この開口部にヘッドチップ１１５が貫通して装着されている。筺体フレーム１１４の右端部には箱型の連通部１１４ｓが形成され、インク流路１１４ｒから流入するインクを溜めることができる。連通部１１４ｓの上面には半円形の切欠きからなる溝部１１４ｕが形成され、マニホールド１１６ａ、１１６ｂのインク流入管１１６ｄを受ける。キャップ受板１１７の中央部にはヘッドチップ１１５の下端面を露出させるための細長い開口部１１７ａが形成されている。キャップ受板１１７の右端部には筺体フレーム１１４と同様に箱型のインク受部１１７ｅが形成され、このインク受部１１７ａの上面にも半円形の切欠きからなる２つの溝部１１７ｆが形成され、インク流入管１１６ｄを受けることができる。
【０００７】
従って、２つのマニホールド１１６ａ、１１６ｂを筺体フレーム１１４とキャップ受板１１７により上下から挟み、第一係合部１１７ｂ、第二係合部１１７ｃ及び第三係合部１１７ｄをマニホールド１１６ａ、１１６ｂの底面に係合されたときに、マニホールド１１６ａ、１１６ｂのインク流入管１１６ｄは、筺体フレーム１１４の連通部１１４ｓ上面に形成した溝部１１４ｕとキャップ受板１１７のインク受部１１７ａ上面に形成した溝部１１７ｆにより挟まれて固定され、また筺体フレーム１１４の連通部１１４ｓ上面とキャップ受板１１７のインク受部１１７ａ上面とが当接してインク溜めの空間を構成する。その結果、インク流路から流入したインクは連通部１１４ｓとインク受部１１７ａにより構成される空間に溜まり、２つのマニホールド１１６ａ、１１６ｂに分割して供給することができる。特許文献１は、ヘッドチップの両側面に形成したインク流路にインクを供給する構造を簡単化することができる、というものである。
【０００８】
特許文献２には、ヘッドチップブロックの両側面に形成した溝からインクを吐出させるインクジェットヘッドが記載されている（例えば特許文献２の図７を参照）。インクジェットヘッドは、表面にインク吐出用の多数の溝が形成された圧電プレートを溝が外面となるように重ね合わせたヘッドチップブロックと、ヘッドチップブロックの両側面に形成した溝にインクを供給するインク室プレートと、一方の側のインク室プレートにインクを供給するインク流路部材などにより構成されている。ヘッドチップブロックの一方の側面に設置したインク室プレートと他方の側面に設置したインク室プレートとは、圧電プレート２枚を貫通して形成されたインク孔を介して連通している。そのため、外部から供給されるインクは、一方の側面に設置されたインク流路部材を介して一方の側面のインク室プレートに流入し、更にインク孔を介して他方の側面のインク室に流入させることができる。この構成により、インクジェットヘッドを小型軽量化することができるとともに、部品点数も減らすことができる、というものである。
【０００９】
特許文献３には、２列のノズル列を有するインクジェットヘッドが記載されている（例えば特許文献３の図２を参照）。インクジェットヘッドは、複数の圧電素子を２列に配置した基板と、圧電素子を収納するフレーム部材と、圧電素子に対応する位置にダイヤフラムが形成された振動板と、インクの流路を形成する液室流路形成部材と、２列のノズル列を有するノズルプレートが積層して接着されている。ダイヤフラムは圧電素子から振動の伝達が可能に構成され、その上にインクが充填された加圧室が設置されている。圧電素子に駆動信号を与えるとダイヤフラムが振動し、その上の加圧室のインクを加圧して各加圧室に連通するノズルからインクを吐出させる。
【００１０】
液室流路形成部材には、外側共通液室と内側共通液室の２列の共通液室が並列する共通液室ａと、同じ構成の共通液室ｂが並列して形成されている。各共通液室ａ、ｂは並列して配置された２列のノズル列に対応している。各共通液室ａ、ｂは、外側共通液室と内側共通液室の中間の位置に一列状に形成された複数の加圧室を含んでいる。各加圧室は両側に並列する外側共通液室と内側共通液室の両方に連通し、両共通液室からインクの供給が可能に構成されている。各加圧室は対応するノズル列の各ノズルに連通している。従って、インクは外側共通液室と内側共通液室の両側から加圧室に供給され、更にノズルに供給される。各共通液室ａ及びｂには、共通液室ａ及びｂの一方の端部であって、共通液室ａと共通液室ｂの中央に形成される１つのインク供給孔からインクが供給される。このように構成したので、各加圧室に同時にインクが分配供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−９０４９２号公報
【特許文献２】特開２００７−５０６８７号公報
【特許文献３】特開平８−１７４８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１に記載されるインクジェットヘッドは、各マニホールド１１６ａ、１１６ｂにインクを分割して供給する連通部１１４ｓ及びインク受部１１７ｅが筺体フレーム１１４側とキャップ受板１１７側の２つに分離している。マニホールド１１６ａ、１１６ｂのそれぞれにインクを流入するインク流入管１１６ｄは筺体フレーム１１４の枡状の連通部１１４ｓとキャップ受板１１７の枡状のインク受部１１７ｅに形成した溝により挟み込んで接合する構造を有している。そのため、連通部１１４ｓとインク受部１１７ｅの２つの部品とこれを接合する接合工程が必要となること、また、その接合部からインクが漏れ出す恐れがある。
【００１３】
また、マニホールド１１６ａ、１１６ｂに形成される供給凹部１１６ｃは深さ及び短手方向の幅が長手方向に対して一定である。即ち、供給凹部１１６ｃの長手方向に直行する方向の断面積が、インク流入管１１６ｄ側からインク排出管１１６ｅ側にかけて一定となっている。しかし、供給凹部１１６ｃ内のインクは駆動することにより吐出され、消費される。例えば、１列のノズル全部からインクを吐出させる場合を考えると、インク流入管１１６ｄの側からインク排出管１１６ｅの側に向けて、途中でインクが消費されてインク液の圧力が減少する。そのため、ノズルから吐出される液滴の吐出速度は、インク流入管１１６ｄに近いほうが早くインク流入管１１６ｄから遠いほうが遅くなる。ノズルと被記録媒体の間には距離が存在し、しかもノズルに対して被記録媒体は移動している。そのため、液滴の吐出速度のむらは液滴の記録位置のむらとなり、液滴の位置精度が低下してしまうという課題があった。
【００１４】
また、特許文献２のインクジェットヘッドでは、インクはヘッドチップブロックの一方の側面に設置されたインク流路部材から流入し、一方の側面のアクチュエータの溝に供給される。そして、他方の側面のアクチュエータにはインク孔を通してインクが供給される。即ち、供給されるインクの流路が一方の側と他方の側で対称となっていない。そのため、インク孔の流路抵抗等に起因してノズルから吐出される液滴の吐出速度が一方の側と他方の側で差が生じ、液滴の記録位置精度が低下する、という課題があった。
【００１５】
また、特許文献３のインクジェットヘッドにおいて、共通液室ａ及び共通液室ｂの、ノズル列に直交する方向の流路の断面積は、インク供給孔に近いほうから遠いほうにかけて一定である。そのために、ノズルから吐出される液滴の吐出速度は、インク供給孔に近いほうが早く遠いほうが遅くなる。これにより液滴の吐出速度にむらが生じ、被記録媒体に着地する液滴の位置精度が低下してしまう、という課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明による液体噴射ヘッドは、基板の一方面側の長手方向に配列する複数の溝と、前記溝に連通するノズル孔が長手方向に配列するノズル列とを備える第一アクチュエータと、前記基板の他方面側の長手方向に配列する複数の溝と、前記溝に連通するノズル孔が長手方向に配列する第二アクチュエータとを備えるアクチュエータチップと、前記一方面側に配列する複数の溝に液体を供給する第一液体供給室と、前記第一液体供給室に液体を流入する第一流入孔を備える第一流路部材と、前記他方面側に配列する複数の溝に液体を供給する第二液体供給室と、前記第二液体供給室に液体を流入する第二流入孔を備える第二流路部材と、内部に流路を備え、前記第一及び第二流路部材に接続し、前記第一及び第二流入孔に液体を分割供給する接続部材と、を備え、前記第一及び第二液体供給室は、前記長手方向に配列する前記複数の溝に対応し、前記長手方向に細長い領域からなり、前記細長い領域の一方の端部に前記流入孔が開口し、前記細長い領域の長手方向に直交する方向の断面積は前記一方の端部からその反対側の他方の端部にかけて漸次減少するようにした。
【００１７】
また、前記第一及び第二流路部材は、前記流入孔に連通する突状の流入管を備え、前記接続部材は、前記突状の流入管と嵌合する第一及び第二流出孔を備えるようにした。
【００１８】
また、前記接続部材は、液体を流入するための液体流入部を備え、前記液体流入部は、液体供給用の供給管を受けるための開口部と、前記開口部の内側に、前記前記供給管が挿入されたときに当接する段差部を備えるようにした。
【００１９】
また、前記接続部材は内部に屈曲する流路を備え、前記屈曲する流路の外周側が曲面形状を有するようにした。
【００２０】
また、前記接続部材は内部に流路を備え、前記流路は液体を分流するための分流部を有し、前記分流部は表面が曲面状の凸部からなるようにした。
【００２１】
また、前記接続部材に液体を供給するための供給管を有する圧力緩衝器を更に備え、前記供給管はその先端近傍の外周部にＯリング受溝を有し、前記Ｏリング受溝にＯリングを設置した供給管を前記接続部材の開口部に装着するようにした。
【００２２】
本発明による液体噴射装置は、上記いずれかに記載の液体噴射ヘッドと、被記録媒体を主走査方向に搬送する搬送手段と、液体を貯留する液体タンクと、前記液体タンクから前記液体噴射ヘッドに液体を押圧して供給するポンプと、前記液体噴射ヘッドを主走査方向に直交する副走査方向に移動させる移動機構と、を備えるようにした。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の液体噴射ヘッドは、基板の一方面側の長手方向に配列する複数の溝と、溝に連通するノズル孔が長手方向に配列するノズル列とを備える第一アクチュエータと、基板の他方面側の長手方向に配列する複数の溝と、溝に連通するノズル孔が長手方向に配列する第二アクチュエータとを備えるアクチュエータチップと、一方面側に配列する複数の溝に液体を供給する第一液体供給室と、第一液体供給室に液体を流入する第一流入孔を備える第一流路部材と、他方面側に配列する複数の溝に液体を供給する第二液体供給室と、第二液体供給室に液体を流入する第二流入孔を備える第二流路部材と、内部に流路を備え、第一及び第二流路部材に接続し、第一及び第二流入孔に液体を分割供給する接続部材と、を備え、第一及び第二液体供給室は長手方向に配列する複数の溝に対応する細長い領域からなり、細長い領域の一方の端部に流入孔が開口し、細長い領域の長手方向に直交する方向の断面積は一方の端部からその反対側の他方の端部にかけて漸次減少するようにした。このように、第一及び第二流路部材の長手方向の端部に接続部材を接続したので、液体噴射ヘッドの厚さを薄く構成することができるとともに、第一及び第二液体供給室に液体を均等に分割供給することができ、かつ、第一及び第二液体供給室は、流入孔側からその反対側に向けて長手方向に直行する方向の断面積が漸次減少するように構成したので、各ノズルから噴射する液滴速度のむらを低減することができ、液滴が被記録媒体に着地する着地点の位置精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係る液体噴射ヘッドの説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係る液体噴射ヘッドの説明図である。
【図３】本発明の実施形態に係る液体噴射ヘッドの説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係る液体噴射ヘッドの分解斜視図である。
【図５】本発明の実施形態に係る液体噴射装置の模式的な斜視図である。
【図６】従来公知のインクジェットヘッドに適用するマニホールドの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の液体噴射ヘッドは、細長い基板の一方面側に第一アクチュエータを、一方面側とは異なる他方面側に第二アクチュエータを備えるアクチュエータチップと、第一アクチュエータに液体を供給する第一流路部材と、第二アクチュエータに液体を供給する第二流路部材と、第一及び第二流路部材に液体を分割供給する接続部材を備えている。
【００２６】
第一アクチュエータは、基板の一方面側に形成した複数の溝を有し、この複数の溝は基板の長手方向に配列している。第一アクチュエータは、更に各溝に連通し、例えば基板端面の長手方向に配列するノズル孔を備えている。第二アクチュエータは、基板の一方面側とは反対の他方面側に形成した複数の溝を有し、この複数の溝は基板の長手方向に配列している。第二アクチュエータは、更に各溝に連通し、例えば基板端面の長手方向に配列するノズル孔を備えている。第一流路部材は、第一アクチュエータの複数の溝に液体を供給するための第一液体供給室と、この第一液体供給室に液体を流入するための第一流入孔を備えている。同様に、第二流路部材は、第二アクチュエータの複数の溝に液体を供給するための第二液体供給室と、この第二液体供給室に液体を流入するための第二流入孔を備えている。接続部材は、第一及び第二流路部材に接続し、第一及び第二流入孔に液体を分割供給する。
【００２７】
第一及び第二液体供給室は、基板の長手方向に配列する複数の溝に対応し、基板の長手方向と同じ方向に細長い領域からなり、この細長い領域の一方の端部に第一又は第二流入孔が開口している。そして、第一及び第二液体供給室の細長い領域は、第一又は第二流入孔の側から反対側の端部にかけて長手方向に直交する方向の断面積が漸次減少するように絞られている。
【００２８】
液体噴射ヘッドは、第一流路部材、アクチュエータチップ及び第二流路部材が積層する構造を有している。そのため、接続部材を第一及び第二流路部材の端部、即ち上記積層構造の端部に設置すれば、液体噴射ヘッドの全体の厚さを薄く構成することができる。
【００２９】
接続部材を上記積層構造の端部に設置すれば、第一及び第二流路部材に液体を均等の条件で、例えば流路抵抗や液体の圧力を均等にして分割供給することができる。また、第一及び第二液体供給室を流入孔側からその反対側に向けて長手方向に直行する方向の断面積が漸次減少するように構成したので、流体が各ノズルから吐出され、消費される場合でも、第一及び第二液体供給室内の液体圧力を一定にし、第一及び第二アクチュエータの各溝にほぼ同じ圧力で液体を供給することができる。そのために、各ノズルから液滴を吐出する際に吐出速度のむらが低減し、液滴が被記録媒体に着地する着地点の位置精度を向上させることができる。
【００３０】
なお、第一及び第二アクチュエータはＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）セラミックス等の圧電体ウエハを使用することができる。２枚の圧電体ウエハの表面に複数の溝を形成し、この複数の溝に液体を供給する液体供給孔を設けて第一及び第二アクチュエータとし、この２枚のアクチュエータを溝６が形成された面を外面にして接合することにより、アクチュエータチップを構成することができる。また、１枚の圧電体ウエハの両面に複数の溝を形成し、それぞれの溝に液体を供給するための液体供給孔を設けて第一及び第二アクチュエータとするアクチュエータチップを形成することができる。
【００３１】
第一及び第二流路部材や接続部材は合成樹脂や金属材料を使用することができる。第一及び第二流路部材のそれぞれに形成する第一及び第二液体供給室は一つの細長い領域であっても、分離した複数の領域であってもよい。第一及び第二液体供給室がそれぞれ一つの凹部からなる細長い領域である場合に、その一方の端部から他方の端部にかけて凹部の幅が漸次減少するように構成してもよいし、凹部の深さが漸次減少するように構成してもよい。
【００３２】
また、第一及び第二流路部材は、各流入孔に連通する突状の第一及び第二流入管を備えるように構成し、接続部材は、この第一及び第二流入管と嵌合する第一及び第二流出孔を備えるように構成することができる。これにより、分割した接続部材により挟んで第一及び第二流入管を接着する必要がなくなり、第一及び第二流入管を第一及び第二流出孔に挿入することで第一及び第二流路部材と接続部材とを接続することが可能となり、簡単な構造で組立工数も削減できる。
【００３３】
また、接続部材は、外部から液体を流入するための液体流入部を備え、この液体流入部は、液体供給用の供給管を挿入するための開口部を有しており、この開口部の内部には供給管を挿入したときに供給管の先端が当接する段差部を備えている。このように、開口部の内部に段差部を設けたことにより、接続部材に対する供給管の着脱が容易となり、メンテナンスの実施が容易となる。
【００３４】
また、接続部材の流路が屈曲しており、屈曲する流路の外周側が曲面形状を備えている。また、接続部材の流路には液体を分流するための分流部を備えており、その分流部は表面が曲面の凸部を備えている。このように、屈曲する流路の外周側や、液体を分流させる分流部の表面を曲面に形成したことにより、液体の流れが滞留する液溜まりが減少し、流路の洗浄や流路中に混入した気泡の除去を迅速に行うことができる。
【００３５】
また、圧力緩衝器を更に設けることができる。圧力緩衝器は接続部材に液体を供給するための供給管を有している。供給管はＯリング受溝を有しており、このＯリング受溝にＯリングを設置した供給管を接続部材の開口部に装着することができる。これにより、接続部材の開口部に供給管を繰り返して着脱しても、開口部と供給管の間の密閉性を維持することができ、メンテナンスが容易になるとともに液体の漏れ等に対する信頼性を向上させることができる。
以下、本発明について図面を用いて詳細に説明する。
【００３６】
（第一実施形態）
図１は本発明の第一実施形態にかかる液体噴射ヘッド１を説明するための説明図である。図１（ａ）は、液体噴射ヘッド１の分解斜視図であり、（ｂ）は、組み立てた状態の斜視図であり、（ｃ）は、組み立てた状態を下面からみた下面図であり、（ｄ）は、部分ＡＡの横断面図である。
【００３７】
液体噴射ヘッド１は、液滴を吐出するアクチュエータチップ３と、このアクチュエータチップ３を両側から挟む第一及び第二流路部材１１ａ、１１ｂと、第一及び第二流路部材１１ａ、１１ｂの端部に接続する接続部材１４を備えている。アクチュエータチップ３は、長尺形状の基板１２からなり、基板１２の一方面４側に形成した第一アクチュエータ２ａと、その反対の他方面５側に形成した第二アクチュエータ２ｂを備えている。
【００３８】
第一アクチュエータ２ａは、基板１２の一方面４側の短手方向に形成し長手方向に配列する複数の溝６と、この複数の溝６に液体を導入するための液体供給孔２４と、基板１２の下端面に開口し、複数の溝６のそれぞれに連通する複数の第一ノズル孔８ａを備えている。第二アクチュエータ２ｂは、第一アクチュエータ２ａと同様に、基板１２の他方面５側の短手方向に形成し長手方向に配列する複数の溝と、この複数の溝に液体を導入するための液体供給孔と、基板１２の下端面に開口し、複数の溝のそれぞれに連通する複数の第二ノズル孔８ｂを備えている。従って、図１（ｃ）に示すように、基板１２の下端面には第一ノズル孔８ａと第二ノズル孔８ｂが並行して長手方向に配列している。
【００３９】
なお、基板１２は具体的には４層構造を有している。第一アクチュエータ２ａは、表面に多数の溝６を形成した圧電体プレートと、貫通する液体供給孔２４を備え、圧電体プレートの溝６の側に接合したカバープレートと、カバープレートの液体供給孔２４に設置したフィルター２５及び気泡抜きフィルター２６を備えている。圧電プレートの表面に設けた溝６は、液体供給孔２４において露出しているので、液体供給孔２４から各溝６に液体を供給することができる。第二アクチュエータ２ｂも同様の構造を有している。第一及び第二アクチュエータ２ａ、２ｂの、溝６が形成された面と反対側の裏面を接合してアクチュエータチップ３を構成した。
【００４０】
第一流路部材１１ａは、アクチュエータチップ３の側に開口する第一液体供給室９ａと、この第一液体供給室９ａに液体を導入するための第一流入孔１０ａと、この第一流入孔１０ａに連通する第一流入管１３ａを備えている。第二流路部材１１ｂは、第一流路部材１１ａと同様の構造を有し、アクチュエータチップ３の側に開口する第二液体供給室９ｂと、この第二液体供給室９ｂに液体を導入するための第二流入孔１０ｂと、この第二流入孔１０ｂに連通する第二流入管１３ｂを備えている。ここで、第一及び第二液体供給室９ａ、９ｂはアクチュエータチップ３の一方面４側及び他方面５側に形成した複数の溝６にそれぞれ対応し、細長い領域からなる。つまり、アクチュエータチップ３の一方面４及び他方面５のそれぞれに形成した液体供給孔２４に対応する。図１（ｄ）に示すように、第一及び第二液体供給室９ａ、９ｂは、第一及び第二流入孔１０ａ、１０ｂの側からその反対側の端部にかけて、深さｄが次第に浅くなる。即ち、液体供給室９の長手方向に直交する方向の断面積が液体の流入側からその反対側にかけて漸次減少する。
【００４１】
接続部材１４は、上部に設けた液体導入用の液体流入部１７と、下部側面に設けたから第一及び第二流出孔１５ａ、１５ｂを備えている。接続部材１４はその内部に流路１６を有し、上部の開口部１８と下部の第一及び第二流出孔１５ａ、１５ｂは連通している。下部側面の第一流出孔１５ａに第一流路部材１１ａの第一流入管１３ａを挿入し、第二流出孔１５ｂに第二流路部材１１ｂの第二流入管を挿入して各流路部材１１ａ、１１ｂを装着固定している。接続部材１４の内部流路１６は、第一流出孔１５ａと第二流出孔１５ｂの中間の垂直平面に対して面対称の形状を有している。従って、第一及び第二流路部材１１ａ、１１ｂに流出する液体の流路抵抗や圧力は等しくなる。
【００４２】
液体流入部１７から導入した液体は、第一及び第二流入管１３ａ、１３ｂを介して第一及び第二流路部材１１ａ、１１ｂに分割して流入する。更に、液体は、第一及び第二流路部材１１ａ、１１ｂから第一及び第二アクチュエータ２ａ、２ｂの溝６に流入し、アクチュエータチップ３に与えられる駆動信号に基づいて第一及び第二ノズル孔８ａ、８ｂから吐出される。
【００４３】
このように、接続部材１４を第一及び第二流路部材１１ａ、１１ｂとアクチュエータチップ３の端部に設置したので、液体噴射ヘッド１の全体の厚さを薄く構成することができる。また、液体を、その流路抵抗や印加圧力を均等にして第一及び第二流路部材１１ａ、１１ｂに分割供給することができる。更に、第一及び第二液体供給室９ａ、９ｂは、第一及び第二流入孔１０ａ、１０ｂ側からその反対側に向けて、長手方向に直行する方向の断面積Ｓが漸次減少するので、各ノズルから噴射する液滴速度のむらを低減することができ、液滴が被記録媒体に着地する着地点の位置精度を向上させることができる。
【００４４】
なお、第一アクチュエータ２ａの表面に形成した液体供給孔２４の淵に、フィルター設置用の段差を設け、第一フィルター２５ａを設置している。第二アクチュエータ２ｂの表面にも同様に第二フィルター２５ｂを設置している。更に、第一及び第二アクチュエータ２ａ、２ｂの表面であり、第一及び第二流路部材１１ａ、１１ｂの第一及び第二流入孔１０ａ、１０ｂとは反対側の端部に、流路に混入した気泡を除去するための気泡抜きフィルター２６ａ、２６ｂを設置し、対応する位置に気泡抜き用溝２７ａ、２７ｂを形成した。第一及び第二フィルター２５ａ、２５ｂの設置により、第一及び第二ノズル孔８ａ、８ｂが気泡により目詰まりを起こす不具合の発生を低減させることができる。また、液体内部に気泡が混入した場合は、気泡抜き用溝２７を介して気泡を外部に迅速に排出することができる。
【００４５】
また、気泡抜き用溝２７の上部に気泡抜き用フィルター２６を設置したので、気泡抜き用溝２７から第一及び第二液体供給室９ａ、９ｂへ気体が入り込むことを防止することができる。また、第一及び第二流路部材１１ａ、１１ｂの端部、及び接続部材１４の側面には図示しないフレームにビス止め固定するための貫通部２８を形成した。
【００４６】
（第二実施形態）
図２は、本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッド１の接続部材１４の説明図である。図２（ａ）は接続部材１４の上面図であり、（ｂ）は部分ＢＢの縦断面図であり、（ｃ）は部分ＣＣの縦断面図である。本第二実施形態においてアクチュエータチップ３、第一及び第二流路部材１１ａ、１１ｂは第一実施形態と同様であり、説明を省略する。なお、同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
【００４７】
接続部材１４は、その上部に液体を導入するための円筒状の開口部１８と、その下部に第一及び第二流入管１３ａ、１３ｂを挿入するための第一及び第二流出孔１５ａ、１５ｂを備えている。図２（ｂ）に示すように、接続部材１４は、開口部１８の内部に接続部材１４の高さの約１/２であり、円筒状の内壁面から円筒中心軸方向に延びる第一及び第二段差部１９ａ、１９ｂを有している。第一及び第二段差部１９ａ、１９ｂの上面は、弦の長さが開口部１８の内径に満たない半月形状を有し、第一段差部１９ａのほうが第二段差部１９ｂよりも上面の面積が広い。第一段差部１９ａの側面２９は平坦面であり、第一及び第二流出孔１５ａ、１５ｂがこの平坦な側面２９に開口している。第二段差部１９ｂの側面と円筒状の内壁面との間は曲面形状を有している。更に、第二段差部１９ｂの側面と底部内面との間を屈曲外周面３０の曲面状に形成した。屈曲外周面３０は屈曲する流路１６の外周側に当たる。更に、図２（ｃ）に示すように、接続部材１４の流路１６は底部に分流部２０を備えている。分流部２０は第一流出孔１５ａと第二流出孔１５ｂが開口する開口部の手前の中間に位置する。分流部２０を表面が曲面状の凸部に形成した。
【００４８】
このように、第一及び第二段差部１９ａ、１９ｂを形成したことにより、開口部１８に供給管を挿入したときにその先端が第一又は第二段差部１９ａ、１９ｂに当接する。そのため、供給管の着脱を繰り返しても抜け難くなることがなく、メンテナンスが容易となる。また、屈曲外周面３０や分流部２０の表面形状を曲面状としたことにより、液体の流れが滞留する液溜まりが減少し、液体に混入した気泡やごみを迅速に除去することができる。また、接続部材１４の内部形状を、上部から下部に向けて内径が小さくなる構造とし、また、底部に設けた第一及び第二流出孔１５ａ、１５ｂは第一段差部１９ａの平坦な側面に開口する構造としたので、接続部材１４を型成形により一体的に容易に形成することができる。そのため、部品点数が減少し、組立工数も削減させることができる。
【００４９】
（第三実施形態）
図３は、本発明の第三実施形態に係る液体噴射ヘッド１の説明図である。図３（ａ）は圧力緩衝器２１を接続部材１４から取り外した分解斜視図であり、（ｂ）は接続部材１４の模式的な縦断面図である。接続部材１４は上記第二実施形態と同様の構造を有している。
【００５０】
液体噴射ヘッド１の移動に伴い、液体供給管の中の液体にその慣性によって衝撃波が印加される。この衝撃波に伴う圧力変動はノズルから吐出する液滴の吐出速度を変化させる。圧力緩衝器２１は、この圧力変動を吸収し、液滴の吐出速度を一定に維持するために設けている。液体噴射ヘッド１は、接続管３２から液体を流入し、供給管３１から液体を供給する。供給管３１の先端部にＯリング受溝２３を形成し、このＯリング受溝２３にＯリング２２を装着した。
【００５１】
液体流入部１７の開口部１８に供給管３１を挿入すると、Ｏリング２２が開口部１８の内壁面に接触して、内部液体が外部に漏れ出さないようにシールされる。開口部１８は内部には第一及び第二段差部１９ａ、１９ｂが設けてあるので、この段差部１９ａ、１９ｂに供給管３１の先端部が当接する。そのため、接続部材１４の開口部１８に供給管３１を繰り返して着脱しても、開口部１８と供給管３１の間に密閉性を維持することができ、メンテナンスが容易になるとともに、液体の漏れ等に対する信頼性を向上させることができる。接続部材１４のその他の構成や、第一及び第二流路部材１１ａ、１１ｂ及びアクチュエータチップ３は第一実施形態又は第二実施形態と同様なので、説明を省略する。
【００５２】
なお、本実施形態では圧力緩衝器２１に取り付けた供給管３１を開口部１８に装着する場合を説明したが、これに限定されるものではなく、圧力緩衝器２１を除去し、Ｏリング受溝２３を形成した供給管３１にＯリング２２を装着して、開口部１８に挿入するものでもよい。
【００５３】
（第四実施形態）
図４は、本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッド１の模式的な斜視図である。基体３８は、接続部材１４、第一及び第二流路部材１１ａ、１１ｂ、及びカバー３９、３９’を支持している。裏側のカバー３９は、ノズル孔から液体を噴射させる駆動の制御回路を構成した回路基板３６を収納している。フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）３５は、一端をアクチュエータチップ３の上端部に他端を回路基板３６の下端部に接続し、駆動信号を伝達する。回路基板３６の上面に圧力緩衝器２１を設置し、圧力緩衝器２１の上部をビス４０により裏側のカバー３９に固定している。圧力緩衝器２１の供給管３１を接続部材１４の開口部１８に挿入し、連結している。圧力緩衝器２１の上面に表側のカバー３９’を設置し、圧力緩衝器２１を保護する。
【００５４】
ここで、接続部材１４や第一及び第二流路部材１１ａ、１１ｂは、第一実施形態又は第二実施形態と同様の構造を有している。このように、第一及び第二流路部材１１ａ、１１ｂとアクチュエータチップ３の端部に接続部材１４を設置し、平板状の圧力緩衝器２１と回路基板３６とを積層するように構成したので、液体噴射ヘッド１の厚さを薄く構成することができるとともに、第一及び第二流路部材１１ａ、１１ｂに液体を均等の条件で供給することができる。また、第一及び第二液体供給室を流入孔側からその反対側に向けて長手方向に直行する方向の断面積が漸次減少するように構成すれば、流体が各ノズルから吐出され、消費される場合でも、第一及び第二液体供給室内の液体圧力を一定にし、第一及び第二アクチュエータの各溝にほぼ同じ圧力で液体を供給することができる。そのために、各ノズルから液滴を吐出する際に吐出速度のむらが低減し、液滴が被記録媒体に着地する着地点の位置精度を向上させることができる。
【００５５】
また、接続部材１４の開口部１８内部に第一及び第二段差部を形成すれば、開口部１８に供給管３１を挿入したときにその先端が第一又は第二段差部に当接し、供給管の着脱を繰り返しても抜け難くなることがなく、メンテナンスが容易となる。また、接続部材１４内部の流路に、曲面状の屈曲外周面や分流部を形成すれば、液体の流れが滞留する液溜まりが減少し、液体に混入した気泡やごみを迅速に除去することができる。また、接続部材１４を型成形により一体的に容易に形成することができるので、部品点数が減少し、組立工数も削減させることができる。
【００５６】
（第五実施形態）
図５は、本発明の第五実施形態に係る液体噴射装置５０の模式的な斜視図である。本液体噴射装置５０は、上記第一から第四実施形態で説明したいずれかの液体噴射ヘッド１を使用している。液体噴射装置５０は、液体噴射ヘッド１、１’を往復移動させる移動機構６３と、液体噴射ヘッド１、１’に液体を供給する液体供給管５３、３３’と、液体供給管５３、５３’に液体を供給する液体タンク５１、５１’を備えている。各液体噴射ヘッド１、１’は、液体を吐出させるアクチュエータチップと、このアクチュエータチップに液体を供給する第一及び第二流路部材と、第一及び第二流路部材に液体を分割供給する接続部材と、接続部材に圧力変動を吸収した液体を供給する圧力緩衝器を備えている。
【００５７】
具体的に説明する。液体噴射装置５０は、紙等の被記録媒体５４を主走査方向に搬送する一対の搬送手段６１、６２と、被記録媒体５４に液体を吐出する液体噴射ヘッド１、１’と、液体タンク５１、５１’に貯留した液体を液体供給管５３、５３’に押圧して供給するポンプ５２、５２’と、液体噴射ヘッド１、１’を主走査方向と直交する副走査方向に走査する移動機構６３等を備えている。
【００５８】
一対の搬送手段６１、６２は副走査方向に延び、ローラ面を接触しながら回転するグリッドローラとピンチローラを備えている。図示しないモータによりグリッドローラとピンチローラを軸周りに移転させてローラ間に挟み込んだ被記録媒体５４を主走査方向に搬送する。移動機構６３は、副走査方向に延びた一対のガイドレール５６、５７と、一対のガイドレール５６、５７に沿って摺動可能なキャリッジユニット５８と、キャリッジユニット５８を連結し副走査方向に移動させる無端ベルト５９と、この無端ベルト５９を図示しないプーリを介して周回させるモータ６０を備えている。
【００５９】
キャリッジユニット５８は、複数の液体噴射ヘッド１、１’を載置し、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種類の液滴を吐出する。液体タンク５１、５１’は対応する色の液体を貯留し、ポンプ５２、５２’、液体供給管５３、５３’を介して液体噴射ヘッド１、１’に供給する。各液体噴射ヘッド１、１’は駆動信号に応じて各色の液滴を吐出する。液体噴射ヘッド１、１’から液体を吐出させるタイミング、キャリッジユニット５８を駆動するモータ６０の回転及び被記録媒体５４の搬送速度を制御することにより、被記録媒体５４上に任意のパターンを記録することできる。
【００６０】
なお、以上の説明において、液体噴射ヘッド１を第一及び第二流路部材１１ａ、１１ｂにより第一及び第二アクチュエータ２ａ、２ｂからなるアクチュエータチップ３を挟み、その端部に接続部材１４を設置した構造について説明したが、これに限定されない。第一実施形態から第四実施形態において説明したいずれかの液体噴射ヘッド１を多数積層した構成とすることができる。また、第一及び第二流路部材１１ａ、１１ｂによりアクチュエータチップ３を挟む構造を多数積層し、共通の接続部材１４により各流路部材１１に液体を供給する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１ 液体噴射ヘッド
２ アクチュエータ
３ アクチュエータチップ
４ 一方面
５ 他方面
６ 溝
８ ノズル孔
９ 液体供給室
１０ 流入孔
１１ 流路部材
１２ 基板
１３ 流入管
１４ 接続部材
１５ 流出孔
１６ 流路
１９ 段差部
５０ 液体噴射装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルから液体を吐出して被記録媒体に画像や文字、あるいは薄膜材料を形成する液体噴射ヘッド、及びこれを用いた液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、記録紙等にインク滴を吐出して文字、図形を描画する、或いは素子基板の表面に液体材料を吐出して機能性薄膜を形成するインクジェット方式の液体噴射ヘッドが利用されている。この方式は、インクや液体材料を液体タンクから供給管を介して液体噴射ヘッドに供給し、駆動信号に応じて液体噴射ヘッドのインクが充填されたチャンネルの容積を変化させ、チャンネルに連通するノズルからインクを吐出させる。インクの吐出の際には、液体噴射ヘッドや噴射した液体を記録する被記録媒体を移動させて、文字や図形を記録する、或いは所定形状の機能性薄膜を形成する。
【０００３】
特許文献１にはこの種のインクジェットヘッドが記載されている。インクジェットヘッドは、インクを吐出するヘッドチップ、ヘッドチップにインクを供給するマニホールド、マニホールドにインクを導く流路形成部、流路形成部にインクを流入する流路コネクタ、ヘッドチップに接続しヘッドチップの圧電素子を駆動する駆動回路基板、これらを支持する筺体フレームなどから構成されている。図６（ａ）はヘッドチップにインクを供給するための２つのマニホールド１１６ａ、１１６ｂの分解斜斜視図であり、（ｂ）はこのマニホールドに上部からかぶせて収納する筺体フレーム１１４の下面図であり、（ｃ）はこのマニホールドに下部からかぶせて収納するキャップ受け板１１７の上面図である。
【０００４】
ヘッドチップ１１５は細長い板状の形状を有しており、その両側面にインクを加圧して吐出させるための複数のインク流路が形成されている。各インク流路はヘッドチップの下端面に形成されるノズル列の各ノズルに連通し、インク流路で加圧したインクを下端面のノズルから吐出する。２つのマニホールド１１６ａ、１１６ｂは各面に形成したインク流路にインクを供給可能にヘッドチップの両側面に固定されている。
【０００５】
マニホールド１１６ａ、１１６ｂにはインクが充填される供給凹部１１６ｃと、この供給凹部にインクを導入するためのインク流入管１１６ｄが設置されている。また、供給凹部１１６ｃのヘッドチップ側周囲にはフィルターを設置するための溝からなるフィルター設置部ａ１が形成されている。２つのマニホールド１１６ａ、１１６ｂによりヘッドチップ１１５を挟み、係合爪１１６ｇを支持台１１６ｉに係合させて固定する。
【０００６】
筺体フレーム１１４の中央部には細長い開口部が形成され、この開口部にヘッドチップ１１５が貫通して装着されている。筺体フレーム１１４の右端部には箱型の連通部１１４ｓが形成され、インク流路１１４ｒから流入するインクを溜めることができる。連通部１１４ｓの上面には半円形の切欠きからなる溝部１１４ｕが形成され、マニホールド１１６ａ、１１６ｂのインク流入管１１６ｄを受ける。キャップ受板１１７の中央部にはヘッドチップ１１５の下端面を露出させるための細長い開口部１１７ａが形成されている。キャップ受板１１７の右端部には筺体フレーム１１４と同様に箱型のインク受部１１７ｅが形成され、このインク受部１１７ａの上面にも半円形の切欠きからなる２つの溝部１１７ｆが形成され、インク流入管１１６ｄを受けることができる。
【０００７】
従って、２つのマニホールド１１６ａ、１１６ｂを筺体フレーム１１４とキャップ受板１１７により上下から挟み、第一係合部１１７ｂ、第二係合部１１７ｃ及び第三係合部１１７ｄをマニホールド１１６ａ、１１６ｂの底面に係合されたときに、マニホールド１１６ａ、１１６ｂのインク流入管１１６ｄは、筺体フレーム１１４の連通部１１４ｓ上面に形成した溝部１１４ｕとキャップ受板１１７のインク受部１１７ａ上面に形成した溝部１１７ｆにより挟まれて固定され、また筺体フレーム１１４の連通部１１４ｓ上面とキャップ受板１１７のインク受部１１７ａ上面とが当接してインク溜めの空間を構成する。その結果、インク流路から流入したインクは連通部１１４ｓとインク受部１１７ａにより構成される空間に溜まり、２つのマニホールド１１６ａ、１１６ｂに分割して供給することができる。特許文献１は、ヘッドチップの両側面に形成したインク流路にインクを供給する構造を簡単化することができる、というものである。
【０００８】
特許文献２には、ヘッドチップブロックの両側面に形成した溝からインクを吐出させるインクジェットヘッドが記載されている（例えば特許文献２の図７を参照）。インクジェットヘッドは、表面にインク吐出用の多数の溝が形成された圧電プレートを溝が外面となるように重ね合わせたヘッドチップブロックと、ヘッドチップブロックの両側面に形成した溝にインクを供給するインク室プレートと、一方の側のインク室プレートにインクを供給するインク流路部材などにより構成されている。ヘッドチップブロックの一方の側面に設置したインク室プレートと他方の側面に設置したインク室プレートとは、圧電プレート２枚を貫通して形成されたインク孔を介して連通している。そのため、外部から供給されるインクは、一方の側面に設置されたインク流路部材を介して一方の側面のインク室プレートに流入し、更にインク孔を介して他方の側面のインク室に流入させることができる。この構成により、インクジェットヘッドを小型軽量化することができるとともに、部品点数も減らすことができる、というものである。
【０００９】
特許文献３には、２列のノズル列を有するインクジェットヘッドが記載されている（例えば特許文献３の図２を参照）。インクジェットヘッドは、複数の圧電素子を２列に配置した基板と、圧電素子を収納するフレーム部材と、圧電素子に対応する位置にダイヤフラムが形成された振動板と、インクの流路を形成する液室流路形成部材と、２列のノズル列を有するノズルプレートが積層して接着されている。ダイヤフラムは圧電素子から振動の伝達が可能に構成され、その上にインクが充填された加圧室が設置されている。圧電素子に駆動信号を与えるとダイヤフラムが振動し、その上の加圧室のインクを加圧して各加圧室に連通するノズルからインクを吐出させる。
【００１０】
液室流路形成部材には、外側共通液室と内側共通液室の２列の共通液室が並列する共通液室ａと、同じ構成の共通液室ｂが並列して形成されている。各共通液室ａ、ｂは並列して配置された２列のノズル列に対応している。各共通液室ａ、ｂは、外側共通液室と内側共通液室の中間の位置に一列状に形成された複数の加圧室を含んでいる。各加圧室は両側に並列する外側共通液室と内側共通液室の両方に連通し、両共通液室からインクの供給が可能に構成されている。各加圧室は対応するノズル列の各ノズルに連通している。従って、インクは外側共通液室と内側共通液室の両側から加圧室に供給され、更にノズルに供給される。各共通液室ａ及びｂには、共通液室ａ及びｂの一方の端部であって、共通液室ａと共通液室ｂの中央に形成される１つのインク供給孔からインクが供給される。このように構成したので、各加圧室に同時にインクが分配供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００４−９０４９２号公報
【特許文献２】特開２００７−５０６８７号公報
【特許文献３】特開平８−１７４８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１に記載されるインクジェットヘッドは、各マニホールド１１６ａ、１１６ｂにインクを分割して供給する連通部１１４ｓ及びインク受部１１７ｅが筺体フレーム１１４側とキャップ受板１１７側の２つに分離している。マニホールド１１６ａ、１１６ｂのそれぞれにインクを流入するインク流入管１１６ｄは筺体フレーム１１４の枡状の連通部１１４ｓとキャップ受板１１７の枡状のインク受部１１７ｅに形成した溝により挟み込んで接合する構造を有している。そのため、連通部１１４ｓとインク受部１１７ｅの２つの部品とこれを接合する接合工程が必要となること、また、その接合部からインクが漏れ出す恐れがある。
【００１３】
また、マニホールド１１６ａ、１１６ｂに形成される供給凹部１１６ｃは深さ及び短手方向の幅が長手方向に対して一定である。即ち、供給凹部１１６ｃの長手方向に直行する方向の断面積が、インク流入管１１６ｄ側からインク排出管１１６ｅ側にかけて一定となっている。しかし、供給凹部１１６ｃ内のインクは駆動することにより吐出され、消費される。例えば、１列のノズル全部からインクを吐出させる場合を考えると、インク流入管１１６ｄの側からインク排出管１１６ｅの側に向けて、途中でインクが消費されてインク液の圧力が減少する。そのため、ノズルから吐出される液滴の吐出速度は、インク流入管１１６ｄに近いほうが早くインク流入管１１６ｄから遠いほうが遅くなる。ノズルと被記録媒体の間には距離が存在し、しかもノズルに対して被記録媒体は移動している。そのため、液滴の吐出速度のむらは液滴の記録位置のむらとなり、液滴の位置精度が低下してしまうという課題があった。
【００１４】
また、特許文献２のインクジェットヘッドでは、インクはヘッドチップブロックの一方の側面に設置されたインク流路部材から流入し、一方の側面のアクチュエータの溝に供給される。そして、他方の側面のアクチュエータにはインク孔を通してインクが供給される。即ち、供給されるインクの流路が一方の側と他方の側で対称となっていない。そのため、インク孔の流路抵抗等に起因してノズルから吐出される液滴の吐出速度が一方の側と他方の側で差が生じ、液滴の記録位置精度が低下する、という課題があった。
【００１５】
また、特許文献３のインクジェットヘッドにおいて、共通液室ａ及び共通液室ｂの、ノズル列に直交する方向の流路の断面積は、インク供給孔に近いほうから遠いほうにかけて一定である。そのために、ノズルから吐出される液滴の吐出速度は、インク供給孔に近いほうが早く遠いほうが遅くなる。これにより液滴の吐出速度にむらが生じ、被記録媒体に着地する液滴の位置精度が低下してしまう、という課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明による液体噴射ヘッドは、基板の一方面側の長手方向に配列する複数の溝と、前記溝に連通するノズル孔が長手方向に配列するノズル列とを備える第一アクチュエータと、前記基板の他方面側の長手方向に配列する複数の溝と、前記溝に連通するノズル孔が長手方向に配列する第二アクチュエータとを備えるアクチュエータチップと、前記一方面側に配列する複数の溝に液体を供給する第一液体供給室と、前記第一液体供給室に液体を流入する第一流入孔を備える第一流路部材と、前記他方面側に配列する複数の溝に液体を供給する第二液体供給室と、前記第二液体供給室に液体を流入する第二流入孔を備える第二流路部材と、内部に流路を備え、前記第一及び第二流路部材に接続し、前記第一及び第二流入孔に液体を分割供給する接続部材と、を備え、前記第一及び第二液体供給室は、前記長手方向に配列する前記複数の溝に対応し、前記長手方向に細長い領域からなり、前記細長い領域の一方の端部に前記流入孔が開口し、前記細長い領域の長手方向に直交する方向の断面積は前記一方の端部からその反対側の他方の端部にかけて漸次減少するようにした。
【００１７】
また、前記第一及び第二流路部材は、前記流入孔に連通する突状の流入管を備え、前記接続部材は、前記突状の流入管と嵌合する第一及び第二流出孔を備えるようにした。
【００１８】
また、前記接続部材は、液体を流入するための液体流入部を備え、前記液体流入部は、液体供給用の供給管を受けるための開口部と、前記開口部の内側に、前記前記供給管が挿入されたときに当接する段差部を備えるようにした。
【００１９】
また、前記接続部材は内部に屈曲する流路を備え、前記屈曲する流路の外周側が曲面形状を有するようにした。
【００２０】
また、前記接続部材は内部に流路を備え、前記流路は液体を分流するための分流部を有し、前記分流部は表面が曲面状の凸部からなるようにした。
【００２１】
また、前記接続部材に液体を供給するための供給管を有する圧力緩衝器を更に備え、前記供給管はその先端近傍の外周部にＯリング受溝を有し、前記Ｏリング受溝にＯリングを設置した供給管を前記接続部材の開口部に装着するようにした。
【００２２】
本発明による液体噴射装置は、上記いずれかに記載の液体噴射ヘッドと、被記録媒体を主走査方向に搬送する搬送手段と、液体を貯留する液体タンクと、前記液体タンクから前記液体噴射ヘッドに液体を押圧して供給するポンプと、前記液体噴射ヘッドを主走査方向に直交する副走査方向に移動させる移動機構と、を備えるようにした。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の液体噴射ヘッドは、基板の一方面側の長手方向に配列する複数の溝と、溝に連通するノズル孔が長手方向に配列するノズル列とを備える第一アクチュエータと、基板の他方面側の長手方向に配列する複数の溝と、溝に連通するノズル孔が長手方向に配列する第二アクチュエータとを備えるアクチュエータチップと、一方面側に配列する複数の溝に液体を供給する第一液体供給室と、第一液体供給室に液体を流入する第一流入孔を備える第一流路部材と、他方面側に配列する複数の溝に液体を供給する第二液体供給室と、第二液体供給室に液体を流入する第二流入孔を備える第二流路部材と、内部に流路を備え、第一及び第二流路部材に接続し、第一及び第二流入孔に液体を分割供給する接続部材と、を備え、第一及び第二液体供給室は長手方向に配列する複数の溝に対応する細長い領域からなり、細長い領域の一方の端部に流入孔が開口し、細長い領域の長手方向に直交する方向の断面積は一方の端部からその反対側の他方の端部にかけて漸次減少するようにした。このように、第一及び第二流路部材の長手方向の端部に接続部材を接続したので、液体噴射ヘッドの厚さを薄く構成することができるとともに、第一及び第二液体供給室に液体を均等に分割供給することができ、かつ、第一及び第二液体供給室は、流入孔側からその反対側に向けて長手方向に直行する方向の断面積が漸次減少するように構成したので、各ノズルから噴射する液滴速度のむらを低減することができ、液滴が被記録媒体に着地する着地点の位置精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係る液体噴射ヘッドの説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係る液体噴射ヘッドの説明図である。
【図３】本発明の実施形態に係る液体噴射ヘッドの説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係る液体噴射ヘッドの分解斜視図である。
【図５】本発明の実施形態に係る液体噴射装置の模式的な斜視図である。
【図６】従来公知のインクジェットヘッドに適用するマニホールドの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の液体噴射ヘッドは、細長い基板の一方面側に第一アクチュエータを、一方面側とは異なる他方面側に第二アクチュエータを備えるアクチュエータチップと、第一アクチュエータに液体を供給する第一流路部材と、第二アクチュエータに液体を供給する第二流路部材と、第一及び第二流路部材に液体を分割供給する接続部材を備えている。
【００２６】
第一アクチュエータは、基板の一方面側に形成した複数の溝を有し、この複数の溝は基板の長手方向に配列している。第一アクチュエータは、更に各溝に連通し、例えば基板端面の長手方向に配列するノズル孔を備えている。第二アクチュエータは、基板の一方面側とは反対の他方面側に形成した複数の溝を有し、この複数の溝は基板の長手方向に配列している。第二アクチュエータは、更に各溝に連通し、例えば基板端面の長手方向に配列するノズル孔を備えている。第一流路部材は、第一アクチュエータの複数の溝に液体を供給するための第一液体供給室と、この第一液体供給室に液体を流入するための第一流入孔を備えている。同様に、第二流路部材は、第二アクチュエータの複数の溝に液体を供給するための第二液体供給室と、この第二液体供給室に液体を流入するための第二流入孔を備えている。接続部材は、第一及び第二流路部材に接続し、第一及び第二流入孔に液体を分割供給する。
【００２７】
第一及び第二液体供給室は、基板の長手方向に配列する複数の溝に対応し、基板の長手方向と同じ方向に細長い領域からなり、この細長い領域の一方の端部に第一又は第二流入孔が開口している。そして、第一及び第二液体供給室の細長い領域は、第一又は第二流入孔の側から反対側の端部にかけて長手方向に直交する方向の断面積が漸次減少するように絞られている。
【００２８】
液体噴射ヘッドは、第一流路部材、アクチュエータチップ及び第二流路部材が積層する構造を有している。そのため、接続部材を第一及び第二流路部材の端部、即ち上記積層構造の端部に設置すれば、液体噴射ヘッドの全体の厚さを薄く構成することができる。
【００２９】
接続部材を上記積層構造の端部に設置すれば、第一及び第二流路部材に液体を均等の条件で、例えば流路抵抗や液体の圧力を均等にして分割供給することができる。また、第一及び第二液体供給室を流入孔側からその反対側に向けて長手方向に直行する方向の断面積が漸次減少するように構成したので、流体が各ノズルから吐出され、消費される場合でも、第一及び第二液体供給室内の液体圧力を一定にし、第一及び第二アクチュエータの各溝にほぼ同じ圧力で液体を供給することができる。そのために、各ノズルから液滴を吐出する際に吐出速度のむらが低減し、液滴が被記録媒体に着地する着地点の位置精度を向上させることができる。
【００３０】
なお、第一及び第二アクチュエータはＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）セラミックス等の圧電体ウエハを使用することができる。２枚の圧電体ウエハの表面に複数の溝を形成し、この複数の溝に液体を供給する液体供給孔を設けて第一及び第二アクチュエータとし、この２枚のアクチュエータを溝６が形成された面を外面にして接合することにより、アクチュエータチップを構成することができる。また、１枚の圧電体ウエハの両面に複数の溝を形成し、それぞれの溝に液体を供給するための液体供給孔を設けて第一及び第二アクチュエータとするアクチュエータチップを形成することができる。
【００３１】
第一及び第二流路部材や接続部材は合成樹脂や金属材料を使用することができる。第一及び第二流路部材のそれぞれに形成する第一及び第二液体供給室は一つの細長い領域であっても、分離した複数の領域であってもよい。第一及び第二液体供給室がそれぞれ一つの凹部からなる細長い領域である場合に、その一方の端部から他方の端部にかけて凹部の幅が漸次減少するように構成してもよいし、凹部の深さが漸次減少するように構成してもよい。
【００３２】
また、第一及び第二流路部材は、各流入孔に連通する突状の第一及び第二流入管を備えるように構成し、接続部材は、この第一及び第二流入管と嵌合する第一及び第二流出孔を備えるように構成することができる。これにより、分割した接続部材により挟んで第一及び第二流入管を接着する必要がなくなり、第一及び第二流入管を第一及び第二流出孔に挿入することで第一及び第二流路部材と接続部材とを接続することが可能となり、簡単な構造で組立工数も削減できる。
【００３３】
また、接続部材は、外部から液体を流入するための液体流入部を備え、この液体流入部は、液体供給用の供給管を挿入するための開口部を有しており、この開口部の内部には供給管を挿入したときに供給管の先端が当接する段差部を備えている。このように、開口部の内部に段差部を設けたことにより、接続部材に対する供給管の着脱が容易となり、メンテナンスの実施が容易となる。
【００３４】
また、接続部材の流路が屈曲しており、屈曲する流路の外周側が曲面形状を備えている。また、接続部材の流路には液体を分流するための分流部を備えており、その分流部は表面が曲面の凸部を備えている。このように、屈曲する流路の外周側や、液体を分流させる分流部の表面を曲面に形成したことにより、液体の流れが滞留する液溜まりが減少し、流路の洗浄や流路中に混入した気泡の除去を迅速に行うことができる。
【００３５】
また、圧力緩衝器を更に設けることができる。圧力緩衝器は接続部材に液体を供給するための供給管を有している。供給管はＯリング受溝を有しており、このＯリング受溝にＯリングを設置した供給管を接続部材の開口部に装着することができる。これにより、接続部材の開口部に供給管を繰り返して着脱しても、開口部と供給管の間の密閉性を維持することができ、メンテナンスが容易になるとともに液体の漏れ等に対する信頼性を向上させることができる。
以下、本発明について図面を用いて詳細に説明する。
【００３６】
（第一実施形態）
図１は本発明の第一実施形態にかかる液体噴射ヘッド１を説明するための説明図である。図１（ａ）は、液体噴射ヘッド１の分解斜視図であり、（ｂ）は、組み立てた状態の斜視図であり、（ｃ）は、組み立てた状態を下面からみた下面図であり、（ｄ）は、部分ＡＡの横断面図である。
【００３７】
液体噴射ヘッド１は、液滴を吐出するアクチュエータチップ３と、このアクチュエータチップ３を両側から挟む第一及び第二流路部材１１ａ、１１ｂと、第一及び第二流路部材１１ａ、１１ｂの端部に接続する接続部材１４を備えている。アクチュエータチップ３は、長尺形状の基板１２からなり、基板１２の一方面４側に形成した第一アクチュエータ２ａと、その反対の他方面５側に形成した第二アクチュエータ２ｂを備えている。
【００３８】
第一アクチュエータ２ａは、基板１２の一方面４側の短手方向に形成し長手方向に配列する複数の溝６と、この複数の溝６に液体を導入するための液体供給孔２４と、基板１２の下端面に開口し、複数の溝６のそれぞれに連通する複数の第一ノズル孔８ａを備えている。第二アクチュエータ２ｂは、第一アクチュエータ２ａと同様に、基板１２の他方面５側の短手方向に形成し長手方向に配列する複数の溝と、この複数の溝に液体を導入するための液体供給孔と、基板１２の下端面に開口し、複数の溝のそれぞれに連通する複数の第二ノズル孔８ｂを備えている。従って、図１（ｃ）に示すように、基板１２の下端面には第一ノズル孔８ａと第二ノズル孔８ｂが並行して長手方向に配列している。
【００３９】
なお、基板１２は具体的には４層構造を有している。第一アクチュエータ２ａは、表面に多数の溝６を形成した圧電体プレートと、貫通する液体供給孔２４を備え、圧電体プレートの溝６の側に接合したカバープレートと、カバープレートの液体供給孔２４に設置したフィルター２５及び気泡抜きフィルター２６を備えている。圧電プレートの表面に設けた溝６は、液体供給孔２４において露出しているので、液体供給孔２４から各溝６に液体を供給することができる。第二アクチュエータ２ｂも同様の構造を有している。第一及び第二アクチュエータ２ａ、２ｂの、溝６が形成された面と反対側の裏面を接合してアクチュエータチップ３を構成した。
【００４０】
第一流路部材１１ａは、アクチュエータチップ３の側に開口する第一液体供給室９ａと、この第一液体供給室９ａに液体を導入するための第一流入孔１０ａと、この第一流入孔１０ａに連通する第一流入管１３ａを備えている。第二流路部材１１ｂは、第一流路部材１１ａと同様の構造を有し、アクチュエータチップ３の側に開口する第二液体供給室９ｂと、この第二液体供給室９ｂに液体を導入するための第二流入孔１０ｂと、この第二流入孔１０ｂに連通する第二流入管１３ｂを備えている。ここで、第一及び第二液体供給室９ａ、９ｂはアクチュエータチップ３の一方面４側及び他方面５側に形成した複数の溝６にそれぞれ対応し、細長い領域からなる。つまり、アクチュエータチップ３の一方面４及び他方面５のそれぞれに形成した液体供給孔２４に対応する。図１（ｄ）に示すように、第一及び第二液体供給室９ａ、９ｂは、第一及び第二流入孔１０ａ、１０ｂの側からその反対側の端部にかけて、深さｄが次第に浅くなる。即ち、液体供給室９の長手方向に直交する方向の断面積が液体の流入側からその反対側にかけて漸次減少する。
【００４１】
接続部材１４は、上部に設けた液体導入用の液体流入部１７と、下部側面に設けたから第一及び第二流出孔１５ａ、１５ｂを備えている。接続部材１４はその内部に流路１６を有し、上部の開口部１８と下部の第一及び第二流出孔１５ａ、１５ｂは連通している。下部側面の第一流出孔１５ａに第一流路部材１１ａの第一流入管１３ａを挿入し、第二流出孔１５ｂに第二流路部材１１ｂの第二流入管を挿入して各流路部材１１ａ、１１ｂを装着固定している。接続部材１４の内部流路１６は、第一流出孔１５ａと第二流出孔１５ｂの中間の垂直平面に対して面対称の形状を有している。従って、第一及び第二流路部材１１ａ、１１ｂに流出する液体の流路抵抗や圧力は等しくなる。
【００４２】
液体流入部１７から導入した液体は、第一及び第二流入管１３ａ、１３ｂを介して第一及び第二流路部材１１ａ、１１ｂに分割して流入する。更に、液体は、第一及び第二流路部材１１ａ、１１ｂから第一及び第二アクチュエータ２ａ、２ｂの溝６に流入し、アクチュエータチップ３に与えられる駆動信号に基づいて第一及び第二ノズル孔８ａ、８ｂから吐出される。
【００４３】
このように、接続部材１４を第一及び第二流路部材１１ａ、１１ｂとアクチュエータチップ３の端部に設置したので、液体噴射ヘッド１の全体の厚さを薄く構成することができる。また、液体を、その流路抵抗や印加圧力を均等にして第一及び第二流路部材１１ａ、１１ｂに分割供給することができる。更に、第一及び第二液体供給室９ａ、９ｂは、第一及び第二流入孔１０ａ、１０ｂ側からその反対側に向けて、長手方向に直行する方向の断面積Ｓが漸次減少するので、各ノズルから噴射する液滴速度のむらを低減することができ、液滴が被記録媒体に着地する着地点の位置精度を向上させることができる。
【００４４】
なお、第一アクチュエータ２ａの表面に形成した液体供給孔２４の淵に、フィルター設置用の段差を設け、第一フィルター２５ａを設置している。第二アクチュエータ２ｂの表面にも同様に第二フィルター２５ｂを設置している。更に、第一及び第二アクチュエータ２ａ、２ｂの表面であり、第一及び第二流路部材１１ａ、１１ｂの第一及び第二流入孔１０ａ、１０ｂとは反対側の端部に、流路に混入した気泡を除去するための気泡抜きフィルター２６ａ、２６ｂを設置し、対応する位置に気泡抜き用溝２７ａ、２７ｂを形成した。第一及び第二フィルター２５ａ、２５ｂの設置により、第一及び第二ノズル孔８ａ、８ｂが気泡により目詰まりを起こす不具合の発生を低減させることができる。また、液体内部に気泡が混入した場合は、気泡抜き用溝２７を介して気泡を外部に迅速に排出することができる。
【００４５】
また、気泡抜き用溝２７の上部に気泡抜き用フィルター２６を設置したので、気泡抜き用溝２７から第一及び第二液体供給室９ａ、９ｂへ気体が入り込むことを防止することができる。また、第一及び第二流路部材１１ａ、１１ｂの端部、及び接続部材１４の側面には図示しないフレームにビス止め固定するための貫通部２８を形成した。
【００４６】
（第二実施形態）
図２は、本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッド１の接続部材１４の説明図である。図２（ａ）は接続部材１４の上面図であり、（ｂ）は部分ＢＢの縦断面図であり、（ｃ）は部分ＣＣの縦断面図である。本第二実施形態においてアクチュエータチップ３、第一及び第二流路部材１１ａ、１１ｂは第一実施形態と同様であり、説明を省略する。なお、同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
【００４７】
接続部材１４は、その上部に液体を導入するための円筒状の開口部１８と、その下部に第一及び第二流入管１３ａ、１３ｂを挿入するための第一及び第二流出孔１５ａ、１５ｂを備えている。図２（ｂ）に示すように、接続部材１４は、開口部１８の内部に接続部材１４の高さの約１/２であり、円筒状の内壁面から円筒中心軸方向に延びる第一及び第二段差部１９ａ、１９ｂを有している。第一及び第二段差部１９ａ、１９ｂの上面は、弦の長さが開口部１８の内径に満たない半月形状を有し、第一段差部１９ａのほうが第二段差部１９ｂよりも上面の面積が広い。第一段差部１９ａの側面２９は平坦面であり、第一及び第二流出孔１５ａ、１５ｂがこの平坦な側面２９に開口している。第二段差部１９ｂの側面と円筒状の内壁面との間は曲面形状を有している。更に、第二段差部１９ｂの側面と底部内面との間を屈曲外周面３０の曲面状に形成した。屈曲外周面３０は屈曲する流路１６の外周側に当たる。更に、図２（ｃ）に示すように、接続部材１４の流路１６は底部に分流部２０を備えている。分流部２０は第一流出孔１５ａと第二流出孔１５ｂが開口する開口部の手前の中間に位置する。分流部２０を表面が曲面状の凸部に形成した。
【００４８】
このように、第一及び第二段差部１９ａ、１９ｂを形成したことにより、開口部１８に供給管を挿入したときにその先端が第一又は第二段差部１９ａ、１９ｂに当接する。そのため、供給管の着脱を繰り返しても抜け難くなることがなく、メンテナンスが容易となる。また、屈曲外周面３０や分流部２０の表面形状を曲面状としたことにより、液体の流れが滞留する液溜まりが減少し、液体に混入した気泡やごみを迅速に除去することができる。また、接続部材１４の内部形状を、上部から下部に向けて内径が小さくなる構造とし、また、底部に設けた第一及び第二流出孔１５ａ、１５ｂは第一段差部１９ａの平坦な側面に開口する構造としたので、接続部材１４を型成形により一体的に容易に形成することができる。そのため、部品点数が減少し、組立工数も削減させることができる。
【００４９】
（第三実施形態）
図３は、本発明の第三実施形態に係る液体噴射ヘッド１の説明図である。図３（ａ）は圧力緩衝器２１を接続部材１４から取り外した分解斜視図であり、（ｂ）は接続部材１４の模式的な縦断面図である。接続部材１４は上記第二実施形態と同様の構造を有している。
【００５０】
液体噴射ヘッド１の移動に伴い、液体供給管の中の液体にその慣性によって衝撃波が印加される。この衝撃波に伴う圧力変動はノズルから吐出する液滴の吐出速度を変化させる。圧力緩衝器２１は、この圧力変動を吸収し、液滴の吐出速度を一定に維持するために設けている。液体噴射ヘッド１は、接続管３２から液体を流入し、供給管３１から液体を供給する。供給管３１の先端部にＯリング受溝２３を形成し、このＯリング受溝２３にＯリング２２を装着した。
【００５１】
液体流入部１７の開口部１８に供給管３１を挿入すると、Ｏリング２２が開口部１８の内壁面に接触して、内部液体が外部に漏れ出さないようにシールされる。開口部１８は内部には第一及び第二段差部１９ａ、１９ｂが設けてあるので、この段差部１９ａ、１９ｂに供給管３１の先端部が当接する。そのため、接続部材１４の開口部１８に供給管３１を繰り返して着脱しても、開口部１８と供給管３１の間に密閉性を維持することができ、メンテナンスが容易になるとともに、液体の漏れ等に対する信頼性を向上させることができる。接続部材１４のその他の構成や、第一及び第二流路部材１１ａ、１１ｂ及びアクチュエータチップ３は第一実施形態又は第二実施形態と同様なので、説明を省略する。
【００５２】
なお、本実施形態では圧力緩衝器２１に取り付けた供給管３１を開口部１８に装着する場合を説明したが、これに限定されるものではなく、圧力緩衝器２１を除去し、Ｏリング受溝２３を形成した供給管３１にＯリング２２を装着して、開口部１８に挿入するものでもよい。
【００５３】
（第四実施形態）
図４は、本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッド１の模式的な斜視図である。基体３８は、接続部材１４、第一及び第二流路部材１１ａ、１１ｂ、及びカバー３９、３９’を支持している。裏側のカバー３９は、ノズル孔から液体を噴射させる駆動の制御回路を構成した回路基板３６を収納している。フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）３５は、一端をアクチュエータチップ３の上端部に他端を回路基板３６の下端部に接続し、駆動信号を伝達する。回路基板３６の上面に圧力緩衝器２１を設置し、圧力緩衝器２１の上部をビス４０により裏側のカバー３９に固定している。圧力緩衝器２１の供給管３１を接続部材１４の開口部１８に挿入し、連結している。圧力緩衝器２１の上面に表側のカバー３９’を設置し、圧力緩衝器２１を保護する。
【００５４】
ここで、接続部材１４や第一及び第二流路部材１１ａ、１１ｂは、第一実施形態又は第二実施形態と同様の構造を有している。このように、第一及び第二流路部材１１ａ、１１ｂとアクチュエータチップ３の端部に接続部材１４を設置し、平板状の圧力緩衝器２１と回路基板３６とを積層するように構成したので、液体噴射ヘッド１の厚さを薄く構成することができるとともに、第一及び第二流路部材１１ａ、１１ｂに液体を均等の条件で供給することができる。また、第一及び第二液体供給室を流入孔側からその反対側に向けて長手方向に直行する方向の断面積が漸次減少するように構成すれば、流体が各ノズルから吐出され、消費される場合でも、第一及び第二液体供給室内の液体圧力を一定にし、第一及び第二アクチュエータの各溝にほぼ同じ圧力で液体を供給することができる。そのために、各ノズルから液滴を吐出する際に吐出速度のむらが低減し、液滴が被記録媒体に着地する着地点の位置精度を向上させることができる。
【００５５】
また、接続部材１４の開口部１８内部に第一及び第二段差部を形成すれば、開口部１８に供給管３１を挿入したときにその先端が第一又は第二段差部に当接し、供給管の着脱を繰り返しても抜け難くなることがなく、メンテナンスが容易となる。また、接続部材１４内部の流路に、曲面状の屈曲外周面や分流部を形成すれば、液体の流れが滞留する液溜まりが減少し、液体に混入した気泡やごみを迅速に除去することができる。また、接続部材１４を型成形により一体的に容易に形成することができるので、部品点数が減少し、組立工数も削減させることができる。
【００５６】
（第五実施形態）
図５は、本発明の第五実施形態に係る液体噴射装置５０の模式的な斜視図である。本液体噴射装置５０は、上記第一から第四実施形態で説明したいずれかの液体噴射ヘッド１を使用している。液体噴射装置５０は、液体噴射ヘッド１、１’を往復移動させる移動機構６３と、液体噴射ヘッド１、１’に液体を供給する液体供給管５３、３３’と、液体供給管５３、５３’に液体を供給する液体タンク５１、５１’を備えている。各液体噴射ヘッド１、１’は、液体を吐出させるアクチュエータチップと、このアクチュエータチップに液体を供給する第一及び第二流路部材と、第一及び第二流路部材に液体を分割供給する接続部材と、接続部材に圧力変動を吸収した液体を供給する圧力緩衝器を備えている。
【００５７】
具体的に説明する。液体噴射装置５０は、紙等の被記録媒体５４を主走査方向に搬送する一対の搬送手段６１、６２と、被記録媒体５４に液体を吐出する液体噴射ヘッド１、１’と、液体タンク５１、５１’に貯留した液体を液体供給管５３、５３’に押圧して供給するポンプ５２、５２’と、液体噴射ヘッド１、１’を主走査方向と直交する副走査方向に走査する移動機構６３等を備えている。
【００５８】
一対の搬送手段６１、６２は副走査方向に延び、ローラ面を接触しながら回転するグリッドローラとピンチローラを備えている。図示しないモータによりグリッドローラとピンチローラを軸周りに移転させてローラ間に挟み込んだ被記録媒体５４を主走査方向に搬送する。移動機構６３は、副走査方向に延びた一対のガイドレール５６、５７と、一対のガイドレール５６、５７に沿って摺動可能なキャリッジユニット５８と、キャリッジユニット５８を連結し副走査方向に移動させる無端ベルト５９と、この無端ベルト５９を図示しないプーリを介して周回させるモータ６０を備えている。
【００５９】
キャリッジユニット５８は、複数の液体噴射ヘッド１、１’を載置し、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種類の液滴を吐出する。液体タンク５１、５１’は対応する色の液体を貯留し、ポンプ５２、５２’、液体供給管５３、５３’を介して液体噴射ヘッド１、１’に供給する。各液体噴射ヘッド１、１’は駆動信号に応じて各色の液滴を吐出する。液体噴射ヘッド１、１’から液体を吐出させるタイミング、キャリッジユニット５８を駆動するモータ６０の回転及び被記録媒体５４の搬送速度を制御することにより、被記録媒体５４上に任意のパターンを記録することできる。
【００６０】
なお、以上の説明において、液体噴射ヘッド１を第一及び第二流路部材１１ａ、１１ｂにより第一及び第二アクチュエータ２ａ、２ｂからなるアクチュエータチップ３を挟み、その端部に接続部材１４を設置した構造について説明したが、これに限定されない。第一実施形態から第四実施形態において説明したいずれかの液体噴射ヘッド１を多数積層した構成とすることができる。また、第一及び第二流路部材１１ａ、１１ｂによりアクチュエータチップ３を挟む構造を多数積層し、共通の接続部材１４により各流路部材１１に液体を供給する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１ 液体噴射ヘッド
２ アクチュエータ
３ アクチュエータチップ
４ 一方面
５ 他方面
６ 溝
８ ノズル孔
９ 液体供給室
１０ 流入孔
１１ 流路部材
１２ 基板
１３ 流入管
１４ 接続部材
１５ 流出孔
１６ 流路
１９ 段差部
５０ 液体噴射装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一方面側の長手方向に配列する複数の溝と、前記溝に連通するノズル孔が長手方向に配列するノズル列とを備える第一アクチュエータと、前記基板の他方面側の長手方向に配列する複数の溝と、前記溝に連通するノズル孔が長手方向に配列する第二アクチュエータとを備えるアクチュエータチップと、
前記一方面側に配列する複数の溝に液体を供給する第一液体供給室と、前記第一液体供給室に液体を流入する第一流入孔を備える第一流路部材と、
前記他方面側に配列する複数の溝に液体を供給する第二液体供給室と、前記第二液体供給室に液体を流入する第二流入孔を備える第二流路部材と、
内部に流路を備え、前記第一及び第二流路部材に接続し、前記第一及び第二流入孔に液体を分割供給する接続部材と、を備え、
前記第一及び第二液体供給室は、前記長手方向に配列する前記複数の溝に対応し、前記長手方向に細長い領域からなり、前記細長い領域の一方の端部に前記流入孔が開口し、前記細長い領域の長手方向に直交する方向の断面積は前記一方の端部からその反対側の他方の端部にかけて漸次減少する液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記第一及び第二流路部材は、前記流入孔に連通する突状の流入管を備え、
前記接続部材は、前記突状の流入管と嵌合する第一及び第二流出孔を備えている請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
前記接続部材は、液体を流入するための液体流入部を備え、
前記液体流入部は、液体供給用の供給管を受けるための開口部と、前記開口部の内側に、前記前記供給管が挿入されたときに当接する段差部を備えている請求項１又は２に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
前記接続部材は内部に屈曲する流路を備え、
前記屈曲する流路の外周側が曲面形状を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５】
前記接続部材は内部に流路を備え、前記流路は液体を分流するための分流部を有し、
前記分流部は表面が曲面状の凸部からなる請求項１〜４のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項６】
前記接続部材に液体を供給するための供給管を有する圧力緩衝器を更に備え、
前記供給管はその先端近傍の外周部にＯリング受溝を有し、
前記Ｏリング受溝にＯリングを設置した供給管を前記接続部材の開口部に装着した請求項１〜５のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項７】
請求項１〜６項のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッドと、
被記録媒体を主走査方向に搬送する搬送手段と、
液体を貯留する液体タンクと、
前記液体タンクから前記液体噴射ヘッドに液体を押圧して供給するポンプと、
前記液体噴射ヘッドを主走査方向に直交する副走査方向に移動させる移動機構と、を備える液体噴射装置。
【請求項１】
基板の一方面側の長手方向に配列する複数の溝と、前記溝に連通するノズル孔が長手方向に配列するノズル列とを備える第一アクチュエータと、前記基板の他方面側の長手方向に配列する複数の溝と、前記溝に連通するノズル孔が長手方向に配列する第二アクチュエータとを備えるアクチュエータチップと、
前記一方面側に配列する複数の溝に液体を供給する第一液体供給室と、前記第一液体供給室に液体を流入する第一流入孔を備える第一流路部材と、
前記他方面側に配列する複数の溝に液体を供給する第二液体供給室と、前記第二液体供給室に液体を流入する第二流入孔を備える第二流路部材と、
内部に流路を備え、前記第一及び第二流路部材に接続し、前記第一及び第二流入孔に液体を分割供給する接続部材と、を備え、
前記第一及び第二液体供給室は、前記長手方向に配列する前記複数の溝に対応し、前記長手方向に細長い領域からなり、前記細長い領域の一方の端部に前記流入孔が開口し、前記細長い領域の長手方向に直交する方向の断面積は前記一方の端部からその反対側の他方の端部にかけて漸次減少する液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記第一及び第二流路部材は、前記流入孔に連通する突状の流入管を備え、
前記接続部材は、前記突状の流入管と嵌合する第一及び第二流出孔を備えている請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
前記接続部材は、液体を流入するための液体流入部を備え、
前記液体流入部は、液体供給用の供給管を受けるための開口部と、前記開口部の内側に、前記前記供給管が挿入されたときに当接する段差部を備えている請求項１又は２に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
前記接続部材は内部に屈曲する流路を備え、
前記屈曲する流路の外周側が曲面形状を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５】
前記接続部材は内部に流路を備え、前記流路は液体を分流するための分流部を有し、
前記分流部は表面が曲面状の凸部からなる請求項１〜４のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項６】
前記接続部材に液体を供給するための供給管を有する圧力緩衝器を更に備え、
前記供給管はその先端近傍の外周部にＯリング受溝を有し、
前記Ｏリング受溝にＯリングを設置した供給管を前記接続部材の開口部に装着した請求項１〜５のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項７】
請求項１〜６項のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッドと、
被記録媒体を主走査方向に搬送する搬送手段と、
液体を貯留する液体タンクと、
前記液体タンクから前記液体噴射ヘッドに液体を押圧して供給するポンプと、
前記液体噴射ヘッドを主走査方向に直交する副走査方向に移動させる移動機構と、を備える液体噴射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１３１５３４（Ｐ２０１１−１３１５３４Ａ）
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２９４６５５（Ｐ２００９−２９４６５５）
【出願日】平成２１年１２月２５日（２００９．１２．２５）
【出願人】（５０１１６７７２５）エスアイアイ・プリンテック株式会社 (198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２５日（２００９．１２．２５）
【出願人】（５０１１６７７２５）エスアイアイ・プリンテック株式会社 (198)
【Ｆターム（参考）】
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