JP5566072B2 - Liquid discharge head block and recording apparatus having the same - Google Patents
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Description
本発明は、複数の液体吐出ヘッドを搭載した液体吐出ヘッドブロックおよびそれを備えて、画像を印刷する記録装置に関するものである。 The present invention relates to a liquid discharge head block equipped with a plurality of liquid discharge heads and a recording apparatus that includes the liquid discharge head block and prints an image.
近年、インクジェットプリンタやインクジェットプロッタなどの、インクジェット記録方式を利用した印刷装置が、一般消費者向けのプリンタだけでなく、例えば電子回路の形成や液晶ディスプレイ用のカラーフィルタの製造、有機ELディスプレイの製造といった工業用途にも広く利用されている。 In recent years, printing apparatuses using inkjet recording methods such as inkjet printers and inkjet plotters are not only printers for general consumers, but also, for example, formation of electronic circuits, manufacture of color filters for liquid crystal displays, manufacture of organic EL displays It is also widely used for industrial applications.
このようなインクジェット方式の印刷装置には、液体を吐出させるための液体吐出ヘッドが印刷ヘッドとして搭載されている。この種の印刷ヘッドには、インクが充填されたインク流路内に加圧手段としてのヒータを備え、ヒータによりインクを加熱、沸騰させ、インク流路内に発生する気泡によってインクを加圧し、インク吐出孔より、液滴として吐出させるサーマルヘッド方式と、インクが充填されるインク流路の一部の壁を変位素子によって屈曲変位させ、機械的にインク流路内のインクを加圧し、インク吐出孔より液滴として吐出させる圧電方式が一般的に知られている。 In such an ink jet printing apparatus, a liquid discharge head for discharging liquid is mounted as a print head. This type of print head includes a heater as a pressurizing unit in an ink flow path filled with ink, heats and boiles the ink with the heater, pressurizes the ink with bubbles generated in the ink flow path, A thermal head system that ejects ink as droplets from the ink ejection holes, and a part of the wall of the ink channel filled with ink is bent and displaced by a displacement element, and the ink in the ink channel is mechanically pressurized, and the ink A piezoelectric method for discharging liquid droplets from discharge holes is generally known.
また、このような液体吐出ヘッドには、記録媒体の搬送方向(副走査方向)と直交する方向(主走査方向)に液体吐出ヘッドを移動させつつ記録を行なうシリアル式、および記録媒体より主走査方向に長い液体吐出ヘッドを固定した状態で、副走査方向に搬送されてくる記録媒体に記録を行なうライン式がある。ライン式は、シリアル式のように液体吐出ヘッドを移動させる必要がないので、高速記録が可能であるという利点を有する。 In addition, in such a liquid discharge head, a serial type that performs recording while moving the liquid discharge head in a direction (main scanning direction) orthogonal to the conveyance direction (sub-scanning direction) of the recording medium, and main scanning from the recording medium There is a line type in which recording is performed on a recording medium conveyed in the sub-scanning direction with a liquid discharge head that is long in the direction fixed. The line type has the advantage that high-speed recording is possible because there is no need to move the liquid discharge head as in the serial type.
シリアル式、ライン式のいずれの方式の液体吐出ヘッドであっても、液滴を高い密度で印刷するには、液体吐出ヘッドに形成されている、液滴を吐出する液体吐出孔の密度を高くする必要がある。 In order to print droplets at a high density in any of the serial type and line type liquid discharge heads, the density of the liquid discharge holes for discharging the droplets formed in the liquid discharge head must be increased. There is a need to.
そこで液体吐出ヘッドを、マニホールドおよびマニホールドから複数の液体加圧室をそれぞれ介して繋がる液体吐出孔を有した流路部材と、前記液体加圧室をそれぞれ覆うように設けられた複数の変位素子を有するアクチュエータユニットとを積層して構成したものが知られている(例えば、特許文献1を参照。)。この液体吐出ヘッドでは、複数の液体吐出孔にそれぞれ繋がった液体加圧室がマトリックス状に配置され、それを覆うように設けられたアクチュエータユニットの変位素子を変位させることで、各液体吐出孔からインクを吐出させ、主走査方向に600dpiの解像度で印刷が可能とされている。 Accordingly, the liquid discharge head includes a manifold and a flow path member having a liquid discharge hole that connects the manifold via a plurality of liquid pressurization chambers, and a plurality of displacement elements provided so as to cover the liquid pressurization chambers. A structure in which the actuator units are stacked is known (see, for example, Patent Document 1). In this liquid ejection head, the liquid pressurizing chambers connected to the plurality of liquid ejection holes are arranged in a matrix, and the displacement elements of the actuator unit provided so as to cover the chambers are displaced so that each liquid ejection chamber Ink is ejected and printing is possible at a resolution of 600 dpi in the main scanning direction.
特許文献1に記載の液体吐出ヘッドをシリアル方式の記録装置に使用する場合に、多色印刷するためや、解像度を高くしたり、スループットをあげる為に、複数の液体吐出ヘッドを備えた液体吐出ヘッドブロックを記録媒体に対して往復させることが考えられる。そのような場合、複数の液体吐出ヘッドの間で空間は熱が逃げにくく、高温になることがあり、その温度のために、液体吐出ヘッド間、あるいは液体吐出ヘッド内で、吐出特性の変動が生じ、記録精度が劣化するという問題があった。
When the liquid discharge head described in
したがって、本発明の目的は、液体吐出ヘッドの冷却が高率的に行える液体吐出ヘッドブロックおよびその液体吐出ヘッドブロックを用いた記録装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid discharge head block capable of cooling the liquid discharge head with high efficiency and a recording apparatus using the liquid discharge head block.
本発明の液体吐出ヘッドブロックは、複数の液体吐出孔が配置された液体吐出孔面を有する液体吐出ヘッドを複数備えた液体吐出ヘッドブロックであって、複数の前記液体吐出ヘッドのうち互いに隣り合う前記液体吐出ヘッドはそれぞれ、該液体吐出ヘッドの側面同士が空間を空けて対向して配置されており、かつ前記液体吐出ヘッドブロックを前記側面に交差する方向に移動させたときに前記液体吐出ヘッドの間の空間に周囲の空気を導く空気導入部を備えており、前記液体吐出ヘッドの前記側面が金属板からなるとともに、液体の吐出を制御するドライバICが前記金属板の内側の面に当接しており、複数の前記液体吐出ヘッドのうち互いに隣り合う前記液体吐出ヘッドの間の空間に、空気の流れを前記金属板の前記ドライバICの当接した部分の外側の前記側面に導く空気整流部を備えていることを特徴とする。
The liquid discharge head block of the present invention is a liquid discharge head block including a plurality of liquid discharge heads each having a liquid discharge hole surface in which a plurality of liquid discharge holes are arranged, and is adjacent to each other among the plurality of liquid discharge heads. The liquid discharge heads are arranged so that the side surfaces of the liquid discharge heads face each other with a space therebetween, and the liquid discharge head is moved when the liquid discharge head block is moved in a direction intersecting the side surfaces. An air introduction part that guides ambient air to the space between the liquid discharge head, the side surface of the liquid discharge head is made of a metal plate, and a driver IC that controls the discharge of the liquid contacts the inner surface of the metal plate. contact with and, in the space between a plurality of said liquid discharge head adjacent one of said liquid discharge head, the abutment of the driver IC of the flow of air the metal plate Characterized in that comprises an air rectification section leading to the side of the outer part.
また、複数の前記液体吐出孔は、一方方向に長く配置されており、前記液体吐出ヘッドは、前記一方方向に長い直方体状であり、前記側面は、前記一方方向に長く配置されており、互いに隣り合う前記液体吐出ヘッドの前記側面同士は、略平行に配置されていることが好ましい。
The plurality of liquid discharge holes are long in one direction, the liquid discharge head has a rectangular parallelepiped shape that is long in the one direction, and the side surfaces are long in the one direction. It is preferable that the side surfaces of the adjacent liquid discharge heads are arranged substantially in parallel .
さらに、前記空気導入部は、前記液体吐出ヘッドブロックを前記側面に直交する方向に移動させたときに、隣接する前記液体吐出ヘッドの間の空間の空気を前記一方方向の一方から他方に流すように前記一方向の一方および他方の両方に設けられており、
前記液体吐出ヘッドの数が3つ以上であり、前記液体吐出ヘッドブロックを前記側面に直交する方向から見たとき、前記液体吐出ヘッドブロックを手前に移動させたときに前記一方方向の側の前記空気導入部が、手前の側の空間に空気を導く前記空気導入部よりも奥の側の空間に空気を導く前記空気導入部の方が大きいことが好ましい。
Further, the air introduction section causes the air in the space between the adjacent liquid ejection heads to flow from one to the other in the one direction when the liquid ejection head block is moved in a direction orthogonal to the side surface. Are provided in both one and the other of the one direction ,
The number of the liquid discharge heads is three or more, and when the liquid discharge head block is viewed from a direction orthogonal to the side surface, It is preferable that the air introduction part is larger than the air introduction part that guides air to the space on the near side .
さらにまた、前記液体吐出ヘッドの前記側面と略同じ形状の空気整流プレートが、複数の前記液体吐出ヘッドの前記側面のうち最も外側の側面と略平行に、間に空間を空けて対向させて配置されているとともに、前記空気整流プレートと前記液体吐出ヘッドとの間の空間に周囲の空気を導入する第2空気導入部を備えていることが好ましい。 Furthermore, the air rectifying plate having substantially the same shape as the side surface of the liquid discharge head is disposed substantially parallel to the outermost side surface among the side surfaces of the plurality of liquid discharge heads and facing each other with a space therebetween. In addition, it is preferable that a second air introduction unit for introducing ambient air into a space between the air rectifying plate and the liquid discharge head is provided.
また、本発明の記録装置は、前記液体吐出ヘッドブロックと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記液体吐出ヘッドブロックを、前記記録媒体を搬送する方向に対して平行でない方向で、前記液体吐出ヘッドの前記側面に対して略直交する方向に往復運動させる往復機構部と、前記液体吐出ヘッドの駆動を制御する制御部とを備えていることを特徴とする。 In the recording apparatus of the invention, the liquid ejection head block, a transport unit that transports the recording medium to the liquid ejection head, and the liquid ejection head block are parallel to the direction of transporting the recording medium. A reciprocating mechanism that reciprocates in a direction substantially perpendicular to the side surface of the liquid ejection head in a direction that is not, and a control unit that controls driving of the liquid ejection head.
本発明の液体吐出ヘッドブロックによれは、複数の液体吐出孔が一方方向に長く配置された液体吐出孔面を有する、前記一方方向に長い直方体状の液体吐出ヘッドを複数備えた液体吐出ヘッドブロックであって、前記液体吐出ヘッドはそれぞれ、隣接するもの同士が前記一方方向に長い方の側面同士を略平行に、間に空間を空けて対向させて配置されており、かつ前記液体吐出ヘッドブロックを前記側面に直交する方向に移動させたときに前記液体吐出ヘッドの間の空間に周囲の空気を導く空気導入部を備えていることにより、前記液体吐出ヘッドブロックを前記側面に略直交する方向に動かして使用することにより、前記液体吐出ヘッドの間の前記空間に空気が流れ、液体吐出ヘッドの温度を下げることができる。 According to the liquid discharge head block of the present invention, the liquid discharge head block having a plurality of liquid discharge heads each having a rectangular parallelepiped shape that has a liquid discharge hole surface in which a plurality of liquid discharge holes are arranged long in one direction. The liquid discharge heads are arranged such that adjacent ones of the liquid discharge heads are opposed to each other with the side surfaces longer in the one direction being substantially parallel to each other with a space therebetween, and the liquid discharge head block The liquid ejection head block is arranged in a direction substantially orthogonal to the side surface by providing an air introduction part that guides ambient air to the space between the liquid ejection heads when the liquid ejection head is moved in a direction orthogonal to the side surface. As a result, the air flows into the space between the liquid discharge heads, and the temperature of the liquid discharge head can be lowered.
また、前記液体吐出ヘッドの前記側面が金属板からなるものであるとともに、液体の吐出を制御するドライバICが前記金属板の内側の面に当接しており、隣接する前記液体吐出ヘッドの間の空間に、空気の流れを前記金属板の前記ドライバICの当接した部分の外側の前記側面に導く空気整流部を備えている場合、発熱源である前記ドライバICが当接している部分の前記金属板に空気の流れを集中させることができるので、廃熱の効率がよくなり、液体吐出ヘッドの温度を下げることができる。 Further, the side surface of the liquid discharge head is made of a metal plate, and a driver IC that controls the discharge of the liquid is in contact with the inner surface of the metal plate, and between the adjacent liquid discharge heads. In the case where the air flow rectifying unit that guides the air flow to the side surface outside the contacted portion of the driver IC of the metal plate is provided in the space, the portion of the contacted portion of the driver IC that is a heat generation source Since the air flow can be concentrated on the metal plate, the efficiency of waste heat is improved and the temperature of the liquid discharge head can be lowered.
さらに、前記空気導入部は、前記液体吐出ヘッドブロックを前記側面に直交する方向に移動させたときに、前記液体吐出ヘッドの間の空間の空気を前記一方方向の一方から他方に流すようになっている場合、熱の移動方向が一方方向になり、廃熱の効率がよくなり、液体吐出ヘッドの温度を下げることができる。 Further, the air introduction section causes the air in the space between the liquid ejection heads to flow from one side to the other side when the liquid ejection head block is moved in a direction orthogonal to the side surface. In this case, the heat transfer direction is one direction, the efficiency of waste heat is improved, and the temperature of the liquid discharge head can be lowered.
またさらに、前記液体吐出ヘッドの数が3つ以上であり、前記液体吐出ヘッドブロックを前記側面に直交する方向から見たとき、前記液体吐出ヘッドブロックを手前に移動させたときに前記一方方向の側の前記空気導入部が、手前の側の空間に空気を導く前記空気導入部よりも奥の側の空間に空気を導く前記空気導入部の方が大きい場合、複数ある前記液体吐出ヘッドの間の空間のそれぞれに、周囲の空気を導くことができるため、それぞれの液体吐出ヘッドを効率よく冷やすことができ、液体吐出ヘッドの温度を下げることができる。 Still further, the number of the liquid discharge heads is three or more, and when the liquid discharge head block is viewed from a direction orthogonal to the side surface, When the air introduction part on the side is larger than the air introduction part that guides air to the space on the near side, the air introduction part between the plurality of liquid ejection heads is larger Since the ambient air can be guided to each of the spaces, each liquid discharge head can be efficiently cooled, and the temperature of the liquid discharge head can be lowered.
さらにまた、前記液体吐出ヘッドの前記側面と略同じ形状の空気整流プレートが、複数の前記液体吐出ヘッドの前記側面のうち最も外側の側面と略平行に、間に空間を空けて対向させて配置されているとともに、前記空気整流プレートと前記液体吐出ヘッドとの間の空間に周囲の空気を導入する第2空気導入部を備えているので、液体吐出ヘッドの温度を下げることができる。 Furthermore, the air rectifying plate having substantially the same shape as the side surface of the liquid discharge head is disposed substantially parallel to the outermost side surface among the side surfaces of the plurality of liquid discharge heads and facing each other with a space therebetween. In addition, since the second air introduction unit that introduces ambient air into the space between the air rectifying plate and the liquid ejection head is provided, the temperature of the liquid ejection head can be lowered.
また、本発明の記録装置は、前記液体吐出ヘッドブロックと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記液体吐出ヘッドブロックを、前記記録媒体を搬送する方向に対して平行でない方向で、前記液体吐出ヘッドの前記側面に対して略直交する方向に往復運動させる往復機構部と、前記液体吐出ヘッドの駆動を制御する制御部とを備えていることにより、液体吐出ヘッドの温度上昇により生じる、液体吐出ヘッドの間や、液体吐出ヘッド内で液体吐出特性の変動が抑制でき。記録品質が向上する。 In the recording apparatus of the invention, the liquid ejection head block, a transport unit that transports the recording medium to the liquid ejection head, and the liquid ejection head block are parallel to the direction of transporting the recording medium. A reciprocating mechanism that reciprocates in a direction substantially orthogonal to the side surface of the liquid ejection head in a direction that is not, and a control unit that controls the driving of the liquid ejection head. It is possible to suppress fluctuations in the liquid ejection characteristics between the liquid ejection heads and within the liquid ejection head caused by the temperature rise. Recording quality is improved.
図1は、本発明の一実施形態である記録装置であるカラーインクジェットプリンタの概略構成図である。このカラーインクジェットプリンタ1(以下、プリンタ1とする)は、4つの液体吐出ヘッド2を備える液体吐出ヘッドブロック18を備えている。これらの液体吐出ヘッド2の形状は、一方方向に長い直方体状であり、印作用紙P側に液体吐出孔面を有している。液体吐出孔面には、液体吐出孔8が前記一方方向に長く配置されている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a color inkjet printer which is a recording apparatus according to an embodiment of the present invention. The color inkjet printer 1 (hereinafter referred to as printer 1) includes a liquid
液体吐出ヘッドブロック18には4つの液体吐出ヘッド2が搭載されており、液体吐出ヘッド2は、略平行に間に空間を空けて重なるように配置されている。液体吐出ヘッドブロック18には印刷用紙Pの搬送方向に対して平行でない方向、例えば直交する方向で、前記一方方向に直交する方向に往復運動するようになっている。
Four
プリンタ1には、印刷用紙Pの搬送経路に沿って、給紙ユニット114、搬送ユニット120および紙受け部116が順に設けられている。また、プリンタ1には、液体吐出ヘッド2や給紙ユニット114などのプリンタ1の各部における動作を制御するための制御部100が設けられている。
In the
給紙ユニット114は、複数枚の印刷用紙Pを収容することができる用紙収容ケース115と、給紙ローラ145とを有している。給紙ローラ145は、用紙収容ケース115に積層して収容された印刷用紙Pのうち、最も上にある印刷用紙Pを1枚ずつ送り出すことができる。
The
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、これらの送りローラによってガイドされて、さらに搬送ユニット120へと送り出される。
Between the
搬送ユニット120は、エンドレスの搬送ベルト111と2つのベルトローラ106および107を有している。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、2つのベルトローラに巻き掛けられたとき所定の張力で張られるような長さに調整されている。これによって、搬送ベルト111は、2つのベルトローラ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。これら2つの平面のうち、液体吐出ヘッド2に近い方の平面が、印刷用紙Pを搬送する搬送面127である。
The
ベルトローラ106には、図1に示されるように、搬送モータ174が接続されている。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。また、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、搬送モータ174を駆動してベルトローラ106を回転させることにより、搬送ベルト111は、矢印Aの方向に沿って移動する。
As shown in FIG. 1, a
ベルトローラ107の近傍には、ニップローラ138とニップ受けローラ139とが、搬送ベルト111を挟むように配置されている。ニップローラ138は、図示しないバネによって下方に付勢されている。ニップローラ138の下方のニップ受けローラ139は、下方に付勢されたニップローラ138を、搬送ベルト111を介して受け止めている。2つのニップローラは回転可能に設置されており、搬送ベルト111に連動して回転する。
In the vicinity of the
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と搬送ベルト111との間に挟み込まれる。これによって、印刷用紙Pは、搬送ベルト111の搬送面127に押し付けられ、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の回転に従って、液体吐出ヘッド2が設置されている方向へと搬送される。なお、搬送ベルト111の外周面113に粘着性のシリコンゴムによる処理を施してもよい。これにより、印刷用紙Pを搬送面127に確実に固着させることができる。
The printing paper P sent out from the
各液体吐出ヘッド2は、下端にヘッド本体13を有している。ヘッド本体13の下面には、液体を吐出する多数の液体吐出孔8が設けられている(図3参照)。
Each
1つの液体吐出ヘッド2に設けられた液体吐出孔8からは、同じ色の液滴(インク)が吐出されるようになっている。各液体吐出ヘッド2の液体吐出孔8は一方方向(印刷用紙Pと平行で印刷用紙P搬送方向に直交する方向であり、液体吐出ヘッド2の長手方向)に等間隔で配置されているため、一方方向に隙間なく印刷することができる。各液体吐出ヘッド2から吐出される液体の色は、それぞれ、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、シアン(C)およびブラック(K)である。各液体吐出ヘッド2は、ヘッド本体13の下面と搬送ベルト111の搬送面127との間にわずかな隙間をおいて配置されている。
Liquid droplets (ink) of the same color are ejected from the liquid ejection holes 8 provided in one
搬送ベルト111によって搬送された印刷用紙Pは、液体吐出ヘッド2と搬送ベルト111との間の隙間を通過する。その際に、液体吐出ヘッド2を構成するヘッド本体13から印刷用紙Pの上面に向けて液滴が吐出される。これによって、印刷用紙Pの上面には、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。
The printing paper P transported by the
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と二対の送りローラ121aおよび121bならびに122aおよび122bとが配置されている。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。このとき、印刷用紙Pは、剥離プレート140の右端によって、搬送面127から剥離される。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。このように、印刷済みの印刷用紙Pが順次紙受け部116に送られ、紙受け部116に重ねられる。
A
なお、印刷用紙Pの搬送方向について最も上流側にある液体吐出ヘッド2とニップローラ138との間には、紙面センサ133が設置されている。紙面センサ133は、発光素子および受光素子によって構成され、搬送経路上の印刷用紙Pの先端位置を検出することができる。紙面センサ133による検出結果は制御部100に送られる。制御部100は、紙面センサ133から送られた検出結果により、印刷用紙Pの搬送と画像の印刷とが同期するように、液体吐出ヘッド2や搬送モータ174等を制御することができる。
Note that a
次に本発明の液体吐出ヘッド2について説明する。図6は液体吐出ヘッド2の斜視図である。液体吐出ヘッド2は液体吐出ヘッド本体13と筐体90とを含んでいる。筐体90は金属製であり、一部に駆動信号が伝達される信号ケーブルが通る孔99が開口している。図6の例では上面の一部に孔99が開口しており、孔99は制御部100と繋がる駆動信号が伝達される信号ケーブル(不図示)が通っており、樹脂製のふたなどで塞がれる。液体吐出ヘッド2には液体導入孔98が開口しており、液体導入孔98から吐出する液体が入れられる。また、ヘッド本体2の一部にはサイドプレート91がねじ留めや接着などにより付けられている。
Next, the
図7は、図6に示した液体吐出ヘッド2のX−X線断面図である。液体吐出ヘッド本体13には、流路部材4、分岐流路部材93、圧電アクチュエータユニット21、フレキシブルフラットケーブル(以下、FPCと略すことがある)92、ドライバIC55およびサイドプレート92が含まれる。液体吐出ヘッド本体13には、分岐流路部材93が重ねられており、分岐流路部材93には、断熱性弾性部材97が付けられたフレーム96と、コネクタ95が実装された基板94とが固定されている。なお、フレーム96は図7の断面図では、接続していないが、この断面以外の部分で固定されている。制御部100から信号ケーブル(不図示)を介して基板232に送られた駆動信号は、コネクタ95を介してFPC92に送られる。FPC92に実装されたドライバIC55は、駆動信号を処理し、処理後の駆動信号はFPC92を通じて、後述の圧電アクチュエータユニット21の液体吐出素子50を駆動し、流路部材4内部の液体を加圧することにより、液滴が吐出される。なお、基板94は、例えば、吐出信号を複数のドライバIC55に分けたり、吐出信号の整流など行なってもよいが、基板94を設けず、制御部100からの信号ケーブルを直接FPC92に接続するようにしてもよい。FPC92は可撓性を有する帯状のもので、内部に金属の配線を有し、配線の一部は、FPC92の表面に露出しており、露出した配線により、コネクタ95、ドライバIC55および圧電アクチュエータユニット21と電気的に接続される。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the
ドライバIC55は、上述の駆動信号処理を行なう際に発熱する。この熱が流路部材4に伝わると流路部材4およびその内部の液体の中で温度差が生じる。液体は温度が変わると粘度が変化するため、加圧手段からの加圧が一定であっても、液滴の吐出速度や量が変わってしまう。吐出される液滴の速度や量が変わると、印刷用紙Pへの着弾位置がずれたり、着弾後に液滴が広がってできる画素の大きさが変わったりするため、印刷される画像の精度が低くなることがある。しかし、ドライバIC55が断熱性弾性部材97によりFPC92を介して押されて、金属製の筐体90に押し当てられているため、発生した熱は主に筐体90に伝わり、さらに筐体90全体に速く広がり、外部に放熱されていく。
The
次に本発明の液体吐出ヘッド2を構成するヘッド本体13について説明する。図2は、図1に示されたヘッド本体13を示す上面図である。図3は、図2の一点鎖線で囲まれた領域の拡大上面図であり、ヘッド本体13の一部である。図4は、図3と同じ位置の拡大透視図で、液体吐出孔8の位置が分かりやすいように、一部の流路を省略して描いている。なお、図3および図4において、図面を分かりやすくするために、圧電アクチュエータユニット21の下方にあって破線で描くべき液体加圧室10(液体加圧室群9)、しぼり12および液体吐出孔8を実線で描いている。図5は図3のV−V線に沿った縦断面図である。
Next, the head
ヘッド本体13は、平板状の流路部材4と、流路部材4上に、アクチュエータユニットである圧電アクチュエータユニット21とを有している。圧電アクチュエータユニット21は台形形状を有しており、その台形の1対の平行対向辺が流路部材4の長手方向に平行になるように流路部材4の上面に配置されている。また、流路部材4の長手方向に平行な2本の仮想直線のそれぞれに沿って2つずつ、つまり合計4つの圧電アクチュエータユニット21が、全体として千鳥状に流路部材4上に配列されている。流路部材4上で隣接し合う圧電アクチュエータユニット21の斜辺同士は、流路部材4の短手方向について部分的にオーバーラップしている。このオーバーラップしている部分の圧電アクチェータユニット21を駆動することにより印刷される領域では、2つの圧電アクチュエータユニット21により吐出された液滴が混在して着弾することになる。
The
流路部材4の内部には液体流路の一部であるマニホールド5が形成されている。マニホールド5は流路部材4の長手方向に沿って延び細長い形状を有しており、流路部材4の上面にはマニホールド5の開口5bが形成されている。開口5bは、流路部材4の長手方向に平行な2本の直線(仮想線)のそれぞれに沿って5個ずつ、合計10個形成されている。開口5bは、4つの圧電アクチュエータユニット21が配置された領域を避ける位置に形成されている。マニホールド5には開口5bを通じて図示されていない液体タンクから液体が供給されるようになっている。
A
流路部材4内に形成されたマニホールド5は、複数本に分岐している(分岐した部分のマニホールド5を副マニホールド5aということがある)。開口5bに繋がるマニホールド5は、圧電アクチュエータユニット21の斜辺に沿うように延在しており、流路部材4の長手方向と交差して配置されている。2つの圧電アクチュエータユニット21に挟まれた領域では、1つのマニホールド5が、隣接する圧電アクチュエータユニット21に共有されており、副マニホールド5aがマニホールド5の両側から分岐している。これらの副マニホールド5aは、流路部材4の内部の各圧電アクチュエータユニット21に対向する領域に互いに隣接してヘッド本体13の長手方向に延在している。
The
流路部材4は、複数の液体加圧室10がマトリクス状(すなわち、2次元的かつ規則的)に形成されている4つの液体加圧室群9を有している。液体加圧室10は、角部にアールが施されたほぼ菱形の平面形状を有する中空の領域である。液体加圧室10は流路部材4の上面に開口するように形成されている。これらの液体加圧室10は、流路部材4の上面における圧電アクチュエータユニット21に対向する領域のほぼ全面にわたって配列されている。したがって、これらの液体加圧室10によって形成された各液体加圧室群9は圧電アクチュエータユニット21とほぼ同一の大きさおよび形状の領域を占有している。また、各液体加圧室10の開口は、流路部材4の上面に圧電アクチュエータユニット21が接着されることで閉塞されている。
The
本実施形態では、図3に示されているように、マニホールド5は、流路部材4の短手方向に互いに平行に並んだ4列のE1〜E4の副マニホールド5aに分岐し、各副マニホールド5aに繋がった液体加圧室10は、等間隔に流路部材4の長手方向に並ぶ液体加圧室10の列を構成し、その列は、短手方向に互いに平行に4列配列されている。副マニホールド5aに繋がった液体加圧室10の並ぶ列は副マニホールド5aの両側に2列ずつ配列されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the manifold 5 branches into four rows of E1-E4 sub-manifolds 5a arranged in parallel with each other in the short direction of the
全体では、マニホールド5から繋がる液体加圧室10は、等間隔に流路部材4の長手方向に並ぶ液体加圧室10の列を構成し、その列は、短手方向に互いに平行に16列配列されている。各液体加圧室列に含まれる液体加圧室10の数は、アクチュエータである変位素子50の外形形状に対応して、その長辺側から短辺側に向かって次第に少なくなるように配置されている。液体吐出孔8もこれと同様に配置されている。これによって、全体として長手方向に600dpiの解像度で画像形成が可能となっている。すなわち、各副マニホールド5aには平均すれば150dpiに相当する間隔で個別流路32が接続されている。これは、600dpi分の液体吐出孔8を4つ列の副マニホールド5aに分けて繋ぐ設計をする際に、各副マニホールド5aに繋がる個別流路32が等しい間隔で繋がるとは限らないため、マニホールド5aの延在方向、すなわち主走査方向に平均170μm(150dpiならば25.4mm/150=169μm間隔である)以下の間隔で個別流路32が形成されているということである。
As a whole, the
圧電アクチュエータユニット21の上面における各液体加圧室10に対向する位置には後述する駆動電極35がそれぞれ形成されている。駆動電極35は液体加圧室10より一回り小さく、液体加圧室10とほぼ相似な形状を有しており、圧電アクチュエータユニット21の上面における液体加圧室10と対向する領域内に収まるように配置されている。
Drive
流路部材4の下面の液体吐出面には多数の液体吐出孔8が形成されている。これらの液体吐出孔8は、流路部材4の下面側に配置された副マニホールド5aと対向する領域を避けた位置に配置されている。また、これらの液体吐出孔8は、流路部材4の下面側における圧電アクチュエータユニット21と対向する領域内に配置されている。これらの液体吐出孔群7は圧電アクチュエータユニット21とほぼ同一の大きさおよび形状の領域を占有しており、対応する圧電アクチュエータユニット21の変位素子50を変位させることにより液体吐出孔8から液滴が吐出できる。液体吐出孔8の配置については後で詳述する。そして、それぞれの領域内の液体吐出孔8は、流路部材4の長手方向に平行な複数の直線に沿って等間隔に配列されている。
A large number of liquid discharge holes 8 are formed in the liquid discharge surface on the lower surface of the
ヘッド本体13に含まれる流路部材4は、複数のプレートが積層された積層構造を有している。これらのプレートは、流路部材4の上面から順に、キャビティプレート22、ベースプレート23、アパーチャ(しぼり)プレート24、サプライプレート25、26、マニホールドプレート27、28、29、カバープレート30およびノズルプレート31である。これらのプレートには多数の孔が形成されている。各プレートは、これらの孔が互いに連通して個別流路32および副マニホールド5aを構成するように、位置合わせして積層されている。ヘッド本体13は、図5に示されているように、液体加圧室10は流路部材4の上面に、副マニホールド5aは内部の下面側に、液体吐出孔8は下面にと、個別流路32を構成する各部分が異なる位置に互いに近接して配設され、液体加圧室10を介して副マニホールド5aと液体吐出孔8とが繋がる構成を有している。
The
各プレートに形成された孔について説明する。これらの孔には、次のようなものがある。第1に、キャビティプレート22に形成された液体加圧室10である。第2に、液体加圧室10の一端から副マニホールド5aへと繋がる流路を構成する連通孔である。この連通孔は、ベースプレート23(詳細には液体加圧室10の入り口)からサプライプレート25(詳細には副マニホールド5aの出口)までの各プレートに形成されている。なお、この連通孔には、アパーチャプレート24に形成されたしぼり12と、サプライプレート25、26に形成された個別供給流路6とが含まれている。
The holes formed in each plate will be described. These holes include the following. First, the
第3に、液体加圧室10の他端から液体吐出孔8へと連通する流路を構成する連通孔であり、この連通孔は、以下の記載においてディセンダ(部分流路)と呼称される。ディセンダは、ベースプレート23(詳細には液体加圧室10の出口)からノズルプレート31(詳細には液体吐出孔8)までの各プレートに形成されている。第4に、副マニホールド5aを構成する連通孔である。この連通孔は、マニホールドプレート27〜30に形成されている。
Third, there is a communication hole that constitutes a flow channel that communicates from the other end of the
このような連通孔が相互に繋がり、副マニホールド5aからの液体の流入口(副マニホールド5aの出口)から液体吐出孔8に至る個別流路32を構成している。副マニホールド5aに供給された液体は、以下の経路で液体吐出孔8から吐出される。まず、副マニホールド5aから上方向に向かって、個別供給流路6を通り、しぼり12の一端部に至る。次に、しぼり12の延在方向に沿って水平に進み、しぼり12の他端部に至る。そこから上方に向かって、液体加圧室10の一端部に至る。さらに、液体加圧室10の延在方向に沿って水平に進み、液体加圧室10の他端部に至る。そこから少しずつ水平方向に移動しながら、主に下方に向かい、下面に開口した液体吐出孔8へと進む。
Such communication holes are connected to each other to form an
圧電アクチュエータユニット21は、図5に示されるように、2枚の圧電セラミック層21a、21bからなる積層構造を有している。これらの圧電セラミック層21a、21bはそれぞれ20μm程度の厚さを有している。圧電アクチュエータユニット21全体の厚さは40μm程度である。圧電セラミック層21a、21bのいずれの層も複数の液体加圧室10を跨ぐように延在している(図3参照)。これらの圧電セラミック層21a、21bは、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)系のセラミックス材料からなる。
As shown in FIG. 5, the
圧電アクチュエータユニット21は、Ag−Pd系などの金属材料からなる共通電極34、Au系などの金属材料からなる駆動電極35を有している。駆動電極35は上述のように圧電アクチュエータユニット21の上面における液体加圧室10と対向する位置に配置されている。駆動電極35の一端は、液体加圧室10と対向する領域外に引き出されて接続電極36が形成されている。接続電極36は例えばガラスフリットを含む金からなり、厚さが15μm程度で凸状に形成されている。また、接続電極36は、図示されていないFPC(Flexible Printed Circuit)に設けられた電極と電気的に接合されている。詳細は後述するが、駆動電極35には、制御部100からFPCを通じて駆動信号(駆動電圧)が供給される。駆動信号は、印刷媒体Pの搬送速度と同期して一定の周期で供給される。
The
共通電極34は、圧電セラミック層21aと圧電セラミック層21bとの間の領域に面方向のほぼ全面にわたって形成されている。すなわち、共通電極34は、圧電アクチュエータユニット21に対向する領域内の全ての液体加圧室10を覆うように延在している。共通電極34の厚さは2μm程度である。共通電極34は図示しない領域において接地され、グランド電位に保持されている。本実施形態では、圧電セラミック層21b上において、駆動電極35からなる電極群を避ける位置に駆動電極35とは異なる表面電極(不図示)が形成されている。表面電極は、圧電セラミック層21bの内部に形成されたスルーホールを介して共通電極34と電気的に接続されているとともに、多数の駆動電極35と同様に、FPC上の別の電極と接続されている。
The
図5に示されるように、共通電極34と駆動電極35とは、最上層の圧電セラミック層21bのみを挟むように配置されている。圧電セラミック層21bにおける駆動電極35と共通電極34とに挟まれた領域は活性部と呼称され、その部分の圧電セラミックスには分極が施されている。本実施形態の圧電アクチュエータユニット21においては、最上層の圧電セラミック層21bのみが活性部を含んでおり、圧電セラミック21aは活性部を含んでおらず、振動板として働く。この圧電アクチュエータユニット21はいわゆるユニモルフタイプの構成を有している。
As shown in FIG. 5, the
なお、後述のように、駆動電極35に選択的に所定の駆動信号が供給されることにより、この駆動電極35に対応する液体加圧室10内の液体に圧力が加えられる。これによって、個別流路32を通じて、対応する液体吐出口8から液滴が吐出される。すなわち、圧電アクチュエータユニット21における各液体加圧室10に対向する部分は、各液体加圧室10および液体吐出口8に対応する個別の変位素子50(アクチュエータ)に相当する。つまり、2枚の圧電セラミック層からなる積層体中には、図5に示されているような構造を単位構造とする変位素子50が液体加圧室10毎に、液体加圧室10の直上に位置する振動板21a、共通電極34、圧電セラミック層21b、駆動電極35により作り込まれており、圧電アクチュエータユニット21には変位素子50が複数含まれている。なお、本実施形態において1回の吐出動作によって液体吐出口8から吐出される液体の量は5〜7pL(ピコリットル)程度である。
As will be described later, when a predetermined drive signal is selectively supplied to the
多数の駆動電極35は、個別に電位を制御することができるように、それぞれがFPC上のコンタクトおよび配線を介して、個別にアクチュエータ制御手段に電気的に接続されている。
The
本実施形態における圧電アクチュエータユニット21の駆動方法を、まず駆動電極35に供給される駆動電圧(駆動信号)に関して説明する。駆動電極35を共通電極34と異なる電位にして圧電セラミック層21bに対してその分極方向に電界を印加したとき、この電界が印加された部分が、圧電効果により歪む活性部として働く。この時圧電セラミック層21bは、その厚み方向すなわち積層方向に伸長または収縮し、圧電横効果により積層方向と垂直な方向すなわち面方向には収縮または伸長しようとする。一方、残りの圧電セラミック層21aは、駆動電極35と共通電極34とに挟まれた領域を持たない非活性層であるので、自発的に変形しない。つまり、圧電アクチュエータユニット21は、上側(つまり、液体加圧室10とは離れた側)の圧電セラミック層21bを、活性部を含む層とし、かつ下側(つまり、液体加圧室10に近い側)の圧電セラミック層21aを非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプの構成となっている。
A method for driving the
この構成において、電界と分極とが同方向となるように、アクチュエータ制御部により駆動電極35を共通電極34に対して正または負の所定電位とすると、圧電セラミック層21bの電極に挟まれた部分(活性部)が、面方向に収縮する。一方、非活性層の圧電セラミック層21aは電界の影響を受けないため、自発的には縮むことがなく活性部の変形を規制しようとする。この結果、圧電セラミック層21bと圧電セラミック層21aとの間で分極方向への歪みに差が生じて、圧電セラミック層21bは液体加圧室10側へ凸となるように変形(ユニモルフ変形)する。
In this configuration, when the
本実施の形態における実際の駆動手順のひとつは引き打ちと呼ばれるもので、予め駆動電極35を共通電極34より高い電位(以下高電位と称す)にしておき、吐出要求がある毎に駆動電極35を共通電極34と一旦同じ電位(以下低電位と称す)とし、その後所定のタイミングで再び高電位とする。これにより、駆動電極35が低電位になるタイミングで、圧電セラミック層21a、bが元の形状に戻り、液体加圧室10の容積が初期状態(両電極の電位が異なる状態)と比較して増加する。このとき、液体加圧室10内に負圧が与えられ、液体がマニホールド5側から液体加圧室10内に吸い込まれる。その後再び駆動電極35を高電位にしたタイミングで、圧電セラミック層21a、bが液体加圧室10側へ凸となるように変形し、液体加圧室10の容積減少により液体加圧室10内の圧力が正圧となり液体への圧力が上昇し、液滴が吐出される。つまり、液滴を吐出させるため、高電位を基準とするパルスを含む駆動信号を駆動電極35に供給することになる。このパルス幅は、液体加圧室10内において圧力波がマニホールド5から液体吐出孔8まで伝播する時間長さであるAL(Acoustic Length)が理想的である。これによると、液体加圧室10内部が負圧状態から正圧状態に反転するときに両者の圧力が合わさり、より強い圧力で液滴を吐出させることができる。
One of the actual driving procedures in the present embodiment is called “strike”. The driving
これとは逆に押し打ちと呼ばれる駆動方法も使用できる。押し打ちは、駆動電極35を共通電極34と同じ電位(低電位)にしておき吐出要求がある毎に駆動電極35を共通電極34より高い電位(高電位)とする。これにより、液体加圧室10の体積増加により、液体吐出孔8から押し出された液柱が、液体加圧室10内部が正圧状態から負圧状態に反転するときに合わせて、液体加圧室10の体積を増加させて、液柱の根元を切断し、切り離された液滴を吐出する。
On the contrary, a driving method called pushing can be used. In the pushing, the
また、階調印刷においては、液体吐出孔8から連続して吐出される液滴の数、つまり液滴吐出回数で調整される液滴量(体積)で階調表現が行われる。このため、指定された階調表現に対応する回数の液滴吐出を、指定されたドット領域に対応する液体吐出孔8から連続して行なう。一般に、液体吐出を連続して行なう場合は、液滴を吐出させるために供給するパルスとパルスとの間隔をALとすることが好ましい。これにより、先に吐出された液滴を吐出させるときに発生した圧力の残余圧力波と、後に吐出させる液滴を吐出させるときに発生する圧力の圧力波との周期が一致し、これらが重畳して液滴を吐出するための圧力を増幅させることができる。
In gradation printing, gradation expression is performed by the number of droplets ejected continuously from the liquid ejection holes 8, that is, the droplet amount (volume) adjusted by the number of droplet ejections. For this reason, the number of droplet discharges corresponding to the specified gradation expression is continuously performed from the
以上説明してきたような液体吐出ヘッド2を複数並べた液体吐出ヘッドブロック18を使用すると、ドライバIC55が発熱し、吐出特性にバラツキが生じるおそれがある。2つの液体吐出ヘッド2の間は熱がこもりやすい。また、3つ以上の液体吐出ヘッド2が並んでいる場合、中にある液体吐出ヘッド2の温度が上がるおそれがある。
When the liquid
このような熱を外部に逃がすために、図8(a)〜(c)に示した本発明の液体吐出ヘッドブロック18は、フレーム80に複数の液体吐出孔が一方方向に長く配置された液体吐出孔面を有する、前記一方方向に長い直方体状の液体吐出ヘッド2を複数備えたものであり、液体吐出ヘッド2はそれぞれ、液体吐出孔面の前記一方方向に長い辺側に隣接する側面同士が略平行で、間に空間を空けて重なるように配置されており、かつ液体吐出ヘッドブロック18を前記側面に直交する方向に移動させたとき、液体吐出ヘッド2の間の空間に、周囲の空気を導く空気導入部(第1の空気層入部)60Aから60Cを備えている。空気導入部60Aから60Cは、液体吐出ヘッドブロック18を移動させた場合に、周囲の空気の流れを変える面を持っており、その面で流れる方向が変わった空気が、隣接する液体吐出ヘッド2の間の空間に導入される。
In order to release such heat to the outside, the liquid
なお、フレーム80は液体吐出ヘッド2の液体吐出孔のある面のあたる部分が開口している。
The
液体吐出ヘッドブロック18を前記側面に垂直な方向である図8(b)に示した矢印の方向へ、移動さえた場合、空気導入部60Aから60Cにより形成されている開口より、液体吐出ヘッド2の横を通る空気を液体吐出ヘッド2の間の空間に導き、空気を主に図8(b)の右側から左側に空気を流すことにより、液体吐出ヘッド2を、効果的に冷却することができる。
When the liquid
なお、実際の動作させるときの液体吐出ヘッド18の移動方向は、特に前記側面に垂直でなくてもよく、空気が導入させるように移動させればよい。
Note that the moving direction of the
また、液体吐出ヘッド18では、側面が金属板からなるものであるとともに、ドライバIC55が前記金属板と反対側の面に当接させるとともに、液体吐出ヘッド2の間の空間に、空気の流れを前記金属板のドライバIC55の当接した部分に導く空気整流部62を備えている。このようにすることにより、発熱源であるドライバIC55が当接している部分の外側の前記側面の前記金属板に空気の流れを集中し、しかも空気整流部62の断面積がドライバICのある部分で細くなっているため、空気の流れの流速が上がるので、廃熱の効率がよくなり、液体吐出ヘッドの温度を下げることができる。
Further, in the
また、液体吐出ヘッドの数が3つ以上である場合は、液体吐出ヘッド2の間の空間のそれぞれに空気導入部60を備えるのが好ましい。そして、その際には、液体吐出ヘッドブロック18を前記側面に直交する方向から見たとき、つまり図8(b)の矢印と反対側から見たとき、液体吐出ヘッドブロック18を手前に移動させた場合に、前記液体吐出ヘッドの間の空間に周囲の空気を送り込む側の前記空気導入部60、すなわち図6(a)、(b)の右側の空気導入部60において、手前の空間に空気を導く前記空気導入部よりも奥の空間に空気を導く空気導入部60の方が大きい方が好ましい。これは、空気導入部60Bよりも空気導入部60Cの方が外側に広がっており、空気導入部60Cよりも空気導入部60Cの方が外側に広がっており、空気導入部60Bよりも空気導入部60Cの方が外側に広がっていることが好ましい。このようにすることにより、複数ある液体吐出ヘッド2の間の空間のそれぞれに、周囲の空気を導くことができるため、それぞれの液体吐出ヘッド2を効率よく冷やすことができる。
When the number of liquid ejection heads is three or more, it is preferable to provide the
また、液体吐出ヘッド2の前記側面と略同じ形状の空気整流プレート64を、液体吐出ヘッド2の前記側面のうち最も外側の側面と略平行に、間に空間を空けて配置するとともに、空気整流プレート64と液体吐出ヘッド2との間の空間に周囲の空気を導入する第2空気導入部66を備えていることが好ましい。このようにすることで、液体吐出ヘッドブロック18を手前に移動させたとき、一番後ろの液体吐出ヘッド2の裏の側面にも、空気が導入されるので、液体吐出ヘッド2の温度を下げることができる。また、手前の液体吐出ヘッド2にあたる空気が手前の空気整流プレート64により阻害されるので、手前の液体吐出ヘッド2の冷却の状態が他の液体吐出ヘッド2と近くなる。
In addition, an
各空間へ空気を導く第1の空気導入部60、第2の空気導入部66により形成されている開口は、側面に直交する方向から見たとき、同じ面積になっていることが好ましい。つまり、図8(b)において間隔Aはすべて同じになっていることが好ましい。このようにすることにより、各空間に流れ込む空気の量が近くなり、各液体吐出ヘッド2の温度の差が少なくなる。
The openings formed by the first
図9は、本発明の液体吐出ヘッドブロック218の他の例の斜視図である。液体吐出ヘッドブロック218では、蓋268が付いていることにより、第1の空気導入部260および第1の空気導入部266に導入された空気が逃げないようになっている。
FIG. 9 is a perspective view of another example of the liquid discharge head block 218 of the present invention. The liquid
図10(a)は、本発明の液体吐出ヘッドブロック318の他の例の断面図である。液体吐出ヘッドブロック318を図の左右方向に移動させると、空気導入部360があることで、フレーム380に取り付けられた液体吐出ヘッド302の間の空間に空気が導かれることにより、下から上に流れる空気で液体吐出ヘッド302を冷却することができる。空気の流れが暖かい空気が移動する方向と同じであるため効率が良くなりこのましい。
FIG. 10A is a cross-sectional view of another example of the liquid discharge head block 318 of the present invention. When the liquid
図10(b)は、本発明の液体吐出ヘッドブロック418の他の例の断面図である。液体吐出ヘッドブロック418を図の左右方向に移動させると、空気導入部460があることで、フレーム480に取り付けられた液体吐出ヘッド402の間の空間に空気が導かれることにより、下から上に流れる空気で液体吐出ヘッド402を冷却することができる。
FIG. 10B is a cross-sectional view of another example of the liquid discharge head block 418 of the present invention. When the liquid
以上のような液体吐出ヘッドブロック18は、例えば、以下のようにして作製する。
The liquid
ロールコータ法、スリットコーター法などの一般的なテープ成形法により、圧電性セラミック粉末と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。グリーンシートの一部には、その表面に共通電極34となる電極ペーストを印刷法等により形成する。また、必要に応じて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挿入する。
A tape composed of a piezoelectric ceramic powder and an organic composition is formed by a general tape forming method such as a roll coater method or a slit coater method, and a plurality of green sheets that become piezoelectric
ついで、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。加圧密着後の積層体を高濃度酸素雰囲気下で焼成し、その後有機金ペーストを用いて焼成体表面に個別電極25を印刷して、焼成した後、Agペーストを用いて接続電極36を印刷し、焼成することにより、圧電アクチュエータユニット21を作製する。
Next, each green sheet is laminated to produce a laminate, and pressure adhesion is performed. The laminated body after pressure contact is fired in a high-concentration oxygen atmosphere, and then the
次に、流路部材4を、圧延法等により得られプレート22〜31を積層して作製する。プレート22〜31に、マニホールド5、個別供給流路6、液体加圧室10およびディセンダなどとなる孔を、エッチングにより所定の形状に加工する。
Next, the
これらプレート22〜31は、Fe―Cr系、Fe−Ni系、WC−TiC系の群から選ばれる少なくとも1種の金属によって形成されていることが望ましく、特に液体としてインクを使用する場合にはインクに対する耐食性の優れた材質からなることが望ましため、Fe−Cr系がより好ましい。
These
圧電アクチュエータ21と流路部材4とは、例えば接着層を介して積層接着することができる。接着層としては、周知のものを使用することができるが、圧電アクチュエータ21や流路部材4への影響を及ぼさないために、熱硬化温度が100〜150℃のエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂の群から選ばれる少なくとも1種の熱硬化性樹脂系の接着剤を用いるのがよい。このような接着層を用いて熱硬化温度にまで加熱することによって、圧電アクチュエータ21と流路部材4とを加熱接合することができる。
The
この後必要に応じて圧電アクチュエータ上21と制御部100とを電気的に接続するために、接続電極36にFPCなどの電極を接合し、さらに、筐体90、サイドプレート91、分岐流路部材93、基板94、コネクタ95、フレーム96、断熱性弾性部材97を組み付けて、液体吐出ヘッド2を得る。
Thereafter, in order to electrically connect the piezoelectric actuator upper 21 and the
さらに金属製のフレーム80に液体吐出ヘッド2、空気導入部60、整流部62、第2の空気導入部66をねじでこていすれば、液体吐出ヘッドブロック18が得るられる。
Furthermore, if the
1・・・プリンタ
2・・・液体吐出ヘッド
4・・・流路部材
5・・・マニホールド
5a・・・副マニホールド
5b・・・開口
6・・・個別供給流路
8・・・液体吐出孔
9・・・液体加圧室群
10・・・液体加圧室
11a、b、c、d・・・液体加圧室列
12・・・しぼり
13・・・ヘッド本体
15a、b、c、d・・・液体吐出孔列
18、218、318、418・・・液体吐出ヘッドブロック
21・・・圧電アクチュエータユニット
21a・・・圧電セラミック層(振動板)
21b・・・圧電セラミック層
22〜31・・・プレート
32・・・個別流路
34・・・共通電極
35・・・駆動電極
36・・・接続電極
50・・・変位素子
55・・・ドライバIC
60、260、360、460・・・空気導入部
62・・・整流部
66、266・・・第2の空気導入部
80、280、380・・・フレーム
90・・・筐体
91・・・サイドプレート
92・・・フレキシブルフラットケーブル
93・・・分岐流路部材
94・・・基板
95・・・コネクタ
96・・・フレーム
97・・・断熱性弾性部材
98・・・液体導入孔
99・・・孔
DESCRIPTION OF
21b ... Piezoelectric ceramic layer 22-31 ...
60, 260, 360, 460 ...
Claims (5)
複数の前記液体吐出ヘッドのうち互いに隣り合う前記液体吐出ヘッドはそれぞれ、該液体吐出ヘッドの側面同士が空間を空けて対向して配置されており、かつ前記液体吐出ヘッドブロックを前記側面に交差する方向に移動させたときに前記液体吐出ヘッドの間の空間に周囲の空気を導く空気導入部を備えており、
前記液体吐出ヘッドの前記側面が金属板からなるとともに、液体の吐出を制御するドライバICが前記金属板の内側の面に当接しており、
複数の前記液体吐出ヘッドのうち互いに隣り合う前記液体吐出ヘッドの間の空間に、空気の流れを前記金属板の前記ドライバICの当接した部分の外側の前記側面に導く空気整流部を備えていることを特徴とする液体吐出ヘッドブロック。 A liquid discharge head block including a plurality of liquid discharge heads having a liquid discharge hole surface on which a plurality of liquid discharge holes are arranged,
The liquid discharge heads adjacent to each other among the plurality of liquid discharge heads are arranged so that the side surfaces of the liquid discharge heads face each other with a space therebetween, and the liquid discharge head block intersects the side surface. An air introduction part that guides ambient air to the space between the liquid ejection heads when moved in the direction;
The side surface of the liquid ejection head is made of a metal plate, and a driver IC that controls liquid ejection is in contact with the inner surface of the metal plate ,
An air rectifying unit is provided in a space between the liquid ejection heads adjacent to each other among the plurality of liquid ejection heads to guide the air flow to the side surface outside the contacted portion of the driver IC of the metal plate. A liquid discharge head block.
前記液体吐出ヘッドは、前記一方方向に長い直方体状であり、
前記側面は、前記一方方向に長く配置されており、
互いに隣り合う前記液体吐出ヘッドの前記側面同士は、略平行に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の液体吐出ヘッドブロック。 The plurality of liquid ejection holes are arranged long in one direction,
The liquid discharge head has a rectangular parallelepiped shape that is long in the one direction,
The side surface is arranged long in the one direction,
The liquid discharge head block according to claim 1, wherein the side surfaces of the liquid discharge heads adjacent to each other are arranged substantially in parallel.
前記液体吐出ヘッドの数が3つ以上であり、前記液体吐出ヘッドブロックを前記側面に直交する方向から見たとき、前記液体吐出ヘッドブロックを手前に移動させたときに前記一方方向の側の前記空気導入部が、手前の側の空間に空気を導く前記空気導入部よりも奥の側の空間に空気を導く前記空気導入部の方が大きいことを特徴とする請求項2に記載の液体吐出ヘッドブロック。 The air introduction unit is configured to cause the air in the space between the adjacent liquid ejection heads to flow from one side of the one direction to the other when the liquid ejection head block is moved in a direction orthogonal to the side surface. Provided in both one and the other in one direction,
The number of the liquid discharge heads is three or more, and when the liquid discharge head block is viewed from a direction orthogonal to the side surface, 3. The liquid ejection according to claim 2, wherein the air introduction portion is larger in the air introduction portion that introduces air into the space on the back side than the air introduction portion that introduces air into the space on the near side. Head block.
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