JP2015174384A - 流路部材、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】流路及びヘッド本体の配置の自由度を確保するとともに、分岐流路での気泡の滞留を抑制することができる流路部材、該流路部材を備えた液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供する。
【解決手段】第1分岐流路部261aと、第1分岐流路部261aを介してヘッド本体に連通した第1流路部251aとを備え、第1分岐流路部261aは、上流側流路部310と、下流側流路部320とを含み、第1流路部251aは、第1分岐流路部261a及び第1流路部251aを含む第1流路形成面において、第1流路部251a内を流れる液体の方向Kと、下流側流路部320内を流れる液体の方向Lとが鋭角をなして配置され、第1流路部251aの上流側流路部310よりも下流側の第1壁面254と、第1壁面254に連続した上流側流路部310の第2壁面315とがなす角度θが90度以下であり、上流側流路部310の第2壁面315はR形状となっている。
【選択図】図18
【解決手段】第1分岐流路部261aと、第1分岐流路部261aを介してヘッド本体に連通した第1流路部251aとを備え、第1分岐流路部261aは、上流側流路部310と、下流側流路部320とを含み、第1流路部251aは、第1分岐流路部261a及び第1流路部251aを含む第1流路形成面において、第1流路部251a内を流れる液体の方向Kと、下流側流路部320内を流れる液体の方向Lとが鋭角をなして配置され、第1流路部251aの上流側流路部310よりも下流側の第1壁面254と、第1壁面254に連続した上流側流路部310の第2壁面315とがなす角度θが90度以下であり、上流側流路部310の第2壁面315はR形状となっている。
【選択図】図18
Description
本発明は、流路部材、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、特に液体としてインクが流通する流路部材、該流路部材から供給されたインクを噴射するインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置に関する。
液体噴射ヘッドとして、例えば、インク滴を吐出するノズル開口と連通する圧力発生室を圧電素子等の圧力発生手段により変形させ、ノズル開口からインク滴を吐出させるヘッド本体と、該ヘッド本体に供給されるインクの流路を構成する流路部材とを備えたインクジェット式記録ヘッドが知られている。
ヘッド本体には、各圧力発生室に共通したマニホールドが形成されている。マニホールドは、流路部材からインクが供給され、各圧力発生室にインクを分配する。ヘッド本体には、各圧力発生室とマニホールドとを接続する接続流路が設けられている。接続流路は、接続流路を流れるインクの方向がマニホールドを流れるインクの方向と同じ方向成分を有するように、マニホールドに連通している。このような構成により、インクの流速を極度に低下させることなく、マニホールドから接続流路にインクを流通させることができるため、インクの流速低下に伴う接続流路内での気泡の滞留を抑制している(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上述したインクの流速低下を抑える構成とすると、マニホールド及び接続流路の形状や配置が限定的となり、マニホールドや接続流路などの流路を構成する自由度が低下してしまう。一方、例えば、接続流路を流れるインクの方向がマニホールドを流れるインクの方向とは反対向きの成分を有するようにマニホールドに連通させることで、流路を構成する自由度を確保することも考えられる。しかし、このような構成であると、マニホールドから接続流路に流通するインクは流速が低下し、接続流路内で気泡が滞留する虞がある。
なお、このような問題は、ヘッド本体においてマニホールドと各圧力発生室を接続する接続流路において生じる場合に限らない。主となる流路部と、該流路部に連通した複数の分岐流路部とを有し、該分岐流路部にヘッド本体が接続されることで、流路部から分岐流路部を介してヘッド本体にインクを供給する流路部材についても同様に存在する。
すなわち、分岐流路部を流れるインクの方向が流路部を流れるインクの方向と同じ方向成分を有するように、流路部及び分岐流路部を連通させた構成の流路部材では、インクの流速を極度に低下させることなく、流路部から分岐流路部にインクを流通させることができる。しかしながら、分岐流路部と流路部との配置が制約され、これによりヘッド本体の配置も制約される。
そして、分岐流路部を流れるインクの方向が流路部を流れるインクの方向とは反対向きの成分を有するように、流路部及び分岐流路部を連通させた構成の流路部材では、それらの流路を構成する自由度を確保することができる。しかしながら、流路部から分岐流路部に流通するインクは流速が低下し、分岐流路部内で気泡が滞留する虞がある。
なお、このような問題は、インクをヘッド本体に供給する流路部材やインクを吐出するインクジェット式記録ヘッドだけではなく、インク以外の液体をヘッド本体に供給する流路部材や液体を噴射する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置においても同様に存在する。
本発明はこのような事情に鑑み、流路及びヘッド本体の配置の自由度を確保するとともに、分岐流路での気泡の滞留を抑制することができる流路部材、該流路部材を備えた液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを目的とする。
[態様1]上記課題を解決する本発明の態様は、液体噴射面から液体を噴射するヘッド本体に液体を供給する流路部材であって、第1分岐流路部と、前記第1分岐流路部を介して前記ヘッド本体に連通した第1流路部とを備え、前記第1分岐流路部は、前記第1流路部に連通した上流側流路部と、前記上流側流路部を介して前記第1流路部と連通した下流側流路部とを含み、前記第1分岐流路部及び前記第1流路部を含む第1流路形成面に対する平面視において、前記第1流路部は、前記第1流路部内を流れる液体の方向と、前記下流側流路部内を流れる液体の方向とが鋭角をなすように配置され、前記第1流路部の壁面のうち、前記上流側流路部よりも下流側の第1壁面と、前記上流側流路部の壁面のうち、当該第1壁面に連続した第2壁面とがなす角度は、90度以下であり、前記上流側流路部の前記第2壁面は、R形状となっていることを特徴とする流路部材にある。
かかる態様では、上流側流路部の第2壁面がR形状となっているため、気泡を第2壁面に沿わせて移動させやすくなっている。そして、第1壁面と第2壁面とのなす角度が90度以下であるので、第2壁面に沿って移動する気泡を上流側流路部から下流側流路部に向かわせることができる。また、気泡を、複数の第1分岐流路部のそれぞれにほぼ均等に割り振って流路部材の外部に排出させることができる。換言すれば、特定の第1分岐流路部に気泡が偏ることを抑制することができる。これにより、特定の第1分岐流路部に気泡が集中し、該第1分岐流路部に連通したヘッド本体にて液体の噴射不良が生じる可能性を低減することができる。さらに、ヘッド本体を液体噴射ヘッドの用途や目的に合わせて自由に配置した上で、その配置に合わせて、第1流路部と下流側流路部とが鋭角をなすような流路部材を構成することができる。すなわち、ヘッド本体の配置の自由度と、気泡の排出性の向上を両立することができる。
かかる態様では、上流側流路部の第2壁面がR形状となっているため、気泡を第2壁面に沿わせて移動させやすくなっている。そして、第1壁面と第2壁面とのなす角度が90度以下であるので、第2壁面に沿って移動する気泡を上流側流路部から下流側流路部に向かわせることができる。また、気泡を、複数の第1分岐流路部のそれぞれにほぼ均等に割り振って流路部材の外部に排出させることができる。換言すれば、特定の第1分岐流路部に気泡が偏ることを抑制することができる。これにより、特定の第1分岐流路部に気泡が集中し、該第1分岐流路部に連通したヘッド本体にて液体の噴射不良が生じる可能性を低減することができる。さらに、ヘッド本体を液体噴射ヘッドの用途や目的に合わせて自由に配置した上で、その配置に合わせて、第1流路部と下流側流路部とが鋭角をなすような流路部材を構成することができる。すなわち、ヘッド本体の配置の自由度と、気泡の排出性の向上を両立することができる。
[態様2]ここで、態様1の流路部材において、前記第1分岐流路部は、さらに、前記下流側流路部を介して前記上流側流路部に連通した第1垂直流路であって、前記第1流路形成面に対して垂直な前記第1垂直流路を含み、前記第1垂直流路の断面積は、前記下流側流路部の断面積よりも小さく、前記第1垂直流路内の液体は、前記下流側流路部の側から前記ヘッド本体の側に向けて流れることが好ましい。これによれば、第1垂直流路の流速を向上させることができるので、液体に含まれる気泡は、第1垂直流路を流通しやすくなり、ひいては下流側流路部に気泡が溜まることをより一層抑制することができる。
[態様3]また、態様1〜態様2の流路部材において、さらに、第2分岐流路部と、前記第2分岐流路部を介して前記ヘッド本体に連通した第2流路部とを備え、前記第2流路部は、前記第2分岐流路部及び前記第2流路部を含む第2流路形成面において、前記第2流路部は、前記第2流路部内を流れる液体の方向と、前記第2分岐流路部内を流れる液体の方向とが鈍角をなし、かつ、第2流路部内を流れる液体の方向が、前記第1流路部内を流れる液体の方向とは反対に液体が流れるように配置され、前記第1分岐流路部及び前記第2分岐流路部は共通の前記ヘッド本体に連通していることが好ましい。これによれば、一つのヘッド本体に複数の液体を供給することを可能とし、かつ、複数のヘッド本体のうち特定のヘッド本体に流路部材からの気泡が偏って送られてしまうことを抑制することができる。さらに、複数のヘッド本体に、複数の液体を供給する場合であっても、流路途中の角度が互いに異なる第1流路部及び第2流路部を用いることで、ヘッド本体の配置の自由度を向上させることができる。
[態様4]また、態様3の流路部材において、前記ヘッド本体には、前記ヘッド本体の側から前記流路部材の側に延びたフレキシブル配線基板が接続されており、前記フレキシブル配線基板は、前記第1分岐流路部及び前記第2分岐流路部の間に配置されていることが好ましい。これによれば、ヘッド本体及び流路部材を小型化することができる。
[態様5]また、態様3〜態様4の流路部材において、液体は複数種類あり、前記第1流路部を流れる第1液体と、前記第2流路部を流れる第2液体とは異なることが好ましい。これによれば、一つのヘッド本体に複数の異なる液体を供給することができる。
[態様6]また、態様3〜態様5の流路部材において、複数種類の液体のうち、最も気泡排出性の低い液体は前記第1流路部を流れないことが好ましい。これによれば、気泡排出性の低い液体は、第1流路部よりも相対的に気泡を排出しやすい他の流路を流通するので、気泡が流路部材に溜まる可能性をより一層低減することができる。
[態様7]また、態様6の流路部材において、前記気泡排出性は、起泡性又は消泡性であることが好ましい。これによれば、起泡性又は消泡性に基づいて液体の気泡排出性が低い液体を第1流路部に流通させないことができる。
[態様8]また、態様7の流路部材において、前記気泡排出性は、起泡性、消泡性の順に特定されるものであることが好ましい。これによれば、起泡が生じやすい液体を優先的に第1流路部以外に流通させることができる。
[態様9]また、態様3〜態様8の流路部材において、前記第1流路部と前記第2流路部は、前記液体噴射面に対する平面視において、少なくとも一部が重なることが好ましい。これによれば、複数の流路部を全て同一平面内に形成する場合に比較して、流路部材の液体噴射面の面方向における形状を小型化することができる。
[態様10]また、態様3〜態様9の流路部材において、前記液体噴射面に垂直な方向において前記ヘッド本体から遠い順に第1流路部材、第2流路部材及び第3流路部材を、積層して備え、前記第1流路部は前記第1流路部材と前記第2流路部材との境界に形成され、前記第2流路部は前記第2流路部材と前記第3流路部材との境界に形成されていることが好ましい。これによれば、少なくとも3つの部材があれば、第1流路部及び第2流路部を形成することができるため、部品点数を削減することができる。
[態様11]また、態様3〜態様10の流路部材において、前記第1流路形成面と前記第2流路形成面とは、同一平面上にあることが好ましい。これによれば、流路部材の液体噴射面に垂直な方向の厚さを薄くして小型化を図ることができる。
[態様12]また、態様11の流路部材において、前記液体噴射面に垂直な方向において前記ヘッド本体から遠い順に第1流路部材及び第2流路部材を、積層して備え、前記第1流路部及び前記第2流路部は前記第1流路部材と前記第2流路部材との境界に形成されていることが好ましい。これによれば、少なくとも2つの部材でそれらの流路を形成することができるので、部品点数を削減してコスト削減が可能となる。
[態様13]本発明の他の態様は、上記態様1〜態様12に記載する流路部材と、複数の前記ヘッド本体とを備えることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、流路及びヘッド本体の配置の自由度が確保され、かつ分岐流路部における気泡の滞留が抑制された流路部材を備えることで、流路の構成に依存せずにヘッド本体を配置して小型化などの目的を達成するとともに、液体の噴射品質が向上した液体噴射ヘッドが提供される。
かかる態様では、流路及びヘッド本体の配置の自由度が確保され、かつ分岐流路部における気泡の滞留が抑制された流路部材を備えることで、流路の構成に依存せずにヘッド本体を配置して小型化などの目的を達成するとともに、液体の噴射品質が向上した液体噴射ヘッドが提供される。
[態様14]本発明の他の態様は、上記態様13に記載する液体噴射ヘッドを備えることを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、流路及びヘッド本体の配置の自由度が確保され、かつ分岐流路部における気泡の滞留が抑制された流路部材を有する液体噴射ヘッドを備えることで、流路の構成に依存せずにヘッド本体を配置して小型化などの目的を達成するとともに、液体の噴射品質が向上した液体噴射装置が提供される。
かかる態様では、流路及びヘッド本体の配置の自由度が確保され、かつ分岐流路部における気泡の滞留が抑制された流路部材を有する液体噴射ヘッドを備えることで、流路の構成に依存せずにヘッド本体を配置して小型化などの目的を達成するとともに、液体の噴射品質が向上した液体噴射装置が提供される。
〈実施形態1〉
本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。インクジェット式記録ヘッドは液体噴射ヘッドの一例であり、単に記録ヘッドともいう。インクジェット式記録ヘッドユニットは、液体噴射ヘッドユニットの一例であり、単にヘッドユニットともいう。インクジェット式記録装置は、液体噴射装置の一例である。図1は、本実施形態に係るインクジェット式記録装置の概略構成を示す斜視図である。
本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。インクジェット式記録ヘッドは液体噴射ヘッドの一例であり、単に記録ヘッドともいう。インクジェット式記録ヘッドユニットは、液体噴射ヘッドユニットの一例であり、単にヘッドユニットともいう。インクジェット式記録装置は、液体噴射装置の一例である。図1は、本実施形態に係るインクジェット式記録装置の概略構成を示す斜視図である。
図1に示すように、インクジェット式記録装置1は、ヘッドユニット101を備え、被噴射媒体である紙などの記録シートSを搬送することで印刷を行う、所謂ライン式記録装置である。
具体的には、インクジェット式記録装置1は、装置本体2と、複数の記録ヘッド100を有するヘッドユニット101と、記録シートSを搬送する搬送手段4と、ヘッドユニット101と相対向する記録シートSを支持する支持部材7とを具備する。なお、本実施形態では、記録シートSの搬送方向をX方向とする。また、ヘッドユニット101のノズル開口が設けられた液体噴射面内において、X方向と直交する方向をY方向とする。さらに、X方向及びY方向に直交する方向をZ方向とする。また、X方向において、記録シートSを搬送する上流側をX1側、下流側をX2側とし、Y方向において一方をY1側、他方をY2側とし、Z方向において液体噴射方向側(記録シートS側)をZ1側、反対側をZ2側とする。
ヘッドユニット101は、複数の記録ヘッド100と、複数の記録ヘッド100を保持するヘッド固定基板102とを具備する。
複数の記録ヘッド100は、搬送方向であるX方向に交差する方向であるY方向に並設されてヘッド固定基板102に固定されている。なお、本実施形態では、複数の記録ヘッド100は、Y方向の直線上に並設されている。すなわち、複数の記録ヘッド100は、X方向にずれて配置されていない。これにより、ヘッドユニット101のX方向の幅を狭くして、ヘッドユニット101の小型化を図ることができる。
ヘッド固定基板102は、複数の記録ヘッド100のノズル開口が記録シートS側に向くように、複数の記録ヘッド100を保持するものであり、装置本体2に固定されている。
搬送手段4は、記録シートSをヘッドユニット101に対して、X方向に搬送する。搬送手段4は、例えば、ヘッドユニット101に対して記録シートSの搬送方向であるX方向の両側に設けられた第1の搬送ローラー5と、第2の搬送ローラー6とを具備する。このような第1の搬送ローラー5と第2の搬送ローラー6とによって、記録シートSをX方向に搬送する。なお、記録シートSを搬送する搬送手段4は、搬送ローラーに限定されず、ベルトやドラム等であってもよい。
支持部材7は、ヘッドユニット101に相対向する位置で、搬送手段4によって搬送される記録シートSを支持する。支持部材7は、例えば、断面が矩形状を有する金属又は樹脂等からなり、第1の搬送ローラー5と第2の搬送ローラー6との間にヘッドユニット101に相対向して設けられている。
なお、支持部材7には、搬送された記録シートSを支持部材7上で吸着する吸着手段が設けられていてもよい。吸着手段としては、例えば、記録シートSを吸引することで吸引吸着するものや、静電気力で記録シートSを静電吸着するもの等が挙げられる。また、例えば、搬送手段4がベルトやドラムである場合、支持部材7は、ヘッドユニット101に相対向する位置で、ベルト上やドラム上に記録シートSを支持する。
ヘッドユニット101の各記録ヘッド100には、図示していないが、インクが貯留されたインクタンクやインクカートリッジなどの液体貯留手段がインクを供給可能に接続されている。液体貯留手段は、例えば、ヘッドユニット101上に保持されていても、また、装置本体2内のヘッドユニット101とは異なる位置に保持されていてもよい。また、液体貯留手段から供給されたインクを記録ヘッド100に供給するための流路等をヘッド固定基板102の内部に設けるようにしてもよく、ヘッド固定基板102にインク流路部材を設け、インク流路部材を介して液体貯留手段からのインクを記録ヘッド100に供給するようにしてもよい。もちろん、液体貯留手段からヘッド固定基板102又はヘッド固定基板102に固定されたインク流路部材等を介さずに、記録ヘッド100に直接インクが供給されてもよい。
このようなインクジェット式記録装置1では、第1の搬送ローラー5によって記録シートSがX方向に搬送され、ヘッドユニット101によって支持部材7上で支持された記録シートSに印刷が実行される。印刷された記録シートSは、第2の搬送ローラー6によってX方向に搬送される。
ヘッドユニット101について図2及び図3を参照して詳細に説明する。図2は本実施形態に係るヘッドユニットを示す分解斜視図であり、図3はヘッドユニットの液体噴射面側の底面図である。
本実施形態のヘッドユニット101は、複数の記録ヘッド100と、複数の記録ヘッド100を保持するヘッド固定基板102とを具備する。記録ヘッド100は、ノズル開口21が設けられた液体噴射面20aをZ方向のZ1側に有する。各記録ヘッド100は、ヘッド固定基板102の記録シートSに相対向する面側、すなわち、Z方向の記録シートS側であるZ1側に固定されている。
前述のように、複数の記録ヘッド100は、搬送方向であるX方向に直交するY方向に直線上に並設されてヘッド固定基板102に固定されている。すなわち、複数の記録ヘッド100は、X方向にずれて配置されていない。これにより、ヘッドユニット101のX方向の幅を狭くして、ヘッドユニット101の小型化を図ることができる。もちろん、Y方向に並設された記録ヘッド100をX方向にずらして配置するようにしてもよいが、記録ヘッド100をX方向に大きくずらすと、ヘッド固定基板102等のX方向の幅が広くなってしまう。このようにヘッドユニット101のX方向の大きさが大きくなると、インクジェット式記録装置1における第1の搬送ローラー5と第2の搬送ローラー6とのX方向の距離が遠くなり、記録シートSの姿勢の固定が困難になる。また、ヘッドユニット101及びインクジェット式記録装置1が大型化してしまう。
なお、本実施形態では、ヘッド固定基板102に4個の記録ヘッド100を固定するようにしたが、記録ヘッド100の数は2個以上であれば、特にこれに限定されるものではない。
図2、図4〜図6を用いて記録ヘッド100について説明する。図4は記録ヘッドの平面図であり、図5は記録ヘッドの底面図であり、図6は図4のA−A’線断面図である。なお、図4は記録ヘッド100のZ方向のZ2側の平面図であり、保持部材120の図示を省略している。
記録ヘッド100は、複数のヘッド本体110と、各ヘッド本体110に接続されたCOF基板98と、各ヘッド本体にインクを供給する流路が設けられた流路部材200とを備えている。さらに、本実施形態では、記録ヘッド100は複数のヘッド本体110を保持する保持部材120と、ヘッド本体110の液体噴射面20a側に設けられた固定板130と、中継基板140とを備えている。
ヘッド本体110は、インクの流路が設けられた保持部材120及び流路部材200からインクが供給され、インクジェット式記録装置1に設けられた制御部(図示せず)から中継基板140及びCOF基板98を介して制御信号が伝達され、該制御信号に基づいてインク滴を吐出するものである。ヘッド本体110の詳細な構成は後述する。
各ヘッド本体110は、Z方向のZ1側にノズル開口21が設けられた液体噴射面20aを有する。また、複数のヘッド本体110のZ2側が、流路部材200のZ1側の面に接着されている。
流路部材200は、ヘッド本体110に供給されるインクの液体流路が設けられた部材である。流路部材200の詳細な構成は後述するが、流路部材200には、Z1側の面に、複数のヘッド本体110がY方向に並設されて接着されている。また、流路部材200に設けられた液体流路は、各ヘッド本体110の液体流路に連通しており、流路部材200から各ヘッド本体110にインクが供給されるようになっている。
本実施形態では、1つの流路部材200に6個のヘッド本体110が接着されている。もちろん、1つの流路部材200に固定するヘッド本体110の数は上述したものに限定されず、1つの流路部材200に対してヘッド本体110が1個であっても、また、2個以上の複数であってもよい。
また、流路部材200には、Z方向に貫通した開口部201が設けられており、該開口部201には、一端がヘッド本体110に接続されたCOF基板98が挿通している。
COF基板98は、フレキシブル配線基板の一例である。フレキシブル配線基板は、可撓性を有する基板上に配線が形成されたものである。また、COF基板98は、ヘッド本体110に設けられた圧力発生手段を駆動する駆動回路97(図7参照)を備えている。
中継基板140は、表面に配線、IC、抵抗等の電装部品が実装された基板であり、保持部材120と流路部材200との間に配置されている。中継基板140には、流路部材200に設けられた開口部201と連通した貫通部141が形成されている。各貫通部141の開口形状は、流路部材200の開口部201よりも大きく形成されている。
ヘッド本体110の圧力発生手段に接続されたCOF基板98は、開口部201及び貫通部141を挿通し、中継基板140のZ2側の面に設けられた端子(図示せず)に接続されている。
特に図示しないが、中継基板140には、インクジェット式記録装置1の制御部に接続されている。このため、当該制御部から送られる駆動信号等を中継基板140を通じてCOF基板98の駆動回路97に伝達され、駆動回路97によりヘッド本体110の圧力発生手段が駆動されるようになっている。これにより、記録ヘッド100のインクの噴射動作が制御されている。
保持部材120は、Z1側に溝状の空間を形成する保持部121を有する。保持部121は、保持部材120のZ1側の面に、Y方向に亘って連続して設けられることで、Y方向の両側面に開口して設けられている。また、保持部材120は、保持部121をX方向の略中央部に設けることで、当該保持部121のX方向の両側には、足部122が形成されている。すなわち、足部122は、保持部材120のZ1側の面に、X方向の両端部のみに設けられており、Y方向の両端部には設けられていない。なお、本実施形態では保持部材120は一部材からなるが、このような態様に限定されず、複数の部材がZ方向に積層されて構成されていてもよい。
このような保持部121内に、中継基板140、流路部材200、複数のヘッド本体110が収容されている。具体的には、流路部材200のZ1側の面に各ヘッド本体110が接着剤等で接合され、流路部材200のZ2側の面に中継基板140が固定されている。このように一体的に構成された中継基板140、流路部材200及び複数のヘッド本体110が保持部121内に収容されている。
保持部材120と流路部材200とは、保持部121及び流路部材200のZ方向で相対向する面同士が接着剤によって接着されている。中継基板140は、保持部121と流路部材200とで挟まれた空間に収容されている。なお、接着剤による接着に代わり、ネジなどの固定手段により保持部材120と流路部材200とを一体化してもよい。
また、保持部材120には、特に図示しないが、インクが流通する流路や異物等を捕獲するフィルター等が形成されている。これらの保持部材120の流路は、流路部材200の液体流路に連通している。これにより、インクジェット式記録装置1に設けられた液体貯留手段からのインクが保持部材120及び流路部材200を介してヘッド本体110に供給されるようになっている。
固定板130は、記録ヘッド100の液体噴射面20a側、すなわち、記録ヘッド100のZ方向のZ1側に設けられ、各記録ヘッド100を保持する部材である。固定板130は、例えば、金属等の板状部材を折り曲げることで形成されたものである。具体的には固定板130は、液体噴射面20a側に設けられたベース部131と、ベース部131のY方向の両端部がZ方向のZ2側に屈曲して設けられた折り曲げ部132とを具備する。
また、ベース部131には、各ヘッド本体110のノズル開口21を露出するための開口である露出開口部133が設けられている。本実施形態では、露出開口部133は、ヘッド本体110毎に独立して開口するように設けられている。すなわち、本実施形態の記録ヘッド100は、6個のヘッド本体110を有するため、ベース部131には6個の独立した露出開口部133が設けられている。もちろん、ヘッド本体110の構成等によっては、複数のヘッド本体110で構成されるヘッド本体群に対して1つの共通する露出開口部133を設けるようにしてもよい。
このようなベース部131によって、保持部材120の保持部121のZ1側が覆われている。ベース部131は、図6に示すように、保持部材120のZ方向のZ1側の面、すなわち、足部122のZ1側の端面に接着剤を介して接合されている。
また、折り曲げ部132は、ベース部131のY方向の両端部に設けられており、保持部121のY方向の側面に開口する開口面積を覆う大きさで形成されている。すなわち、折り曲げ部132は、ベース部131のY方向の端部から固定板130の縁部までの領域のことである。そして、このような折り曲げ部132は、保持部材120のY方向の側面に接着剤を介して接合されている。これにより、保持部121のY方向の側面への開口は、折り曲げ部132によって覆われて封止されている。
このように、固定板130が保持部材120に接着剤により接着されることで、保持部材120と固定板130との間の空間である保持部121内にヘッド本体110が配置される。
上述したように、本実施形態に係る記録ヘッド100は、1つの記録ヘッド100に対して複数のヘッド本体110を設けてノズル列の多列化を図ることで、1つの記録ヘッド100に対して1つのヘッド本体110のみにノズル列を複数列設けて多列化する場合に比べて、歩留まりを向上することができる。すなわち、単体のヘッド本体110でのノズル列の多列化を行うのは、ヘッド本体110の歩留まりが低下すると共に製造コストが高価になってしまう。これに対して、複数のヘッド本体110によってノズル列の多列化を行うことで、ヘッド本体110の歩留まりを向上して製造コストを低減することができる。
また、保持部材120のY方向の側面の開口は、固定板130の折り曲げ部132により封止される。これにより、保持部材120のY方向の両側(図3に示したハッチ部分)に固定板130のベース部131と接着するために足部がなくても、保持部121のY方向の側面に設けられた開口からの水分蒸発を抑制することができる。
したがって、Y方向に記録ヘッド100を並設したヘッドユニット101は、Y方向において隣り合う記録ヘッド100側に足部122が存在しないことから、Y方向で隣り合う記録ヘッド100の間隔を狭くすることができる。これにより、Y方向で隣り合う記録ヘッド100のヘッド本体110同士を近接して設けることができ、隣り合う記録ヘッド100の各ヘッド本体110に設けられたノズル開口21をY方向で近接させて設けることができる。
なお、本実施形態に係る記録ヘッド100は、保持部材120のX方向の両側に足部122を設けるようにしたが、足部122を設けないようにしてもよい。すなわち、保持部材120のZ1側の面にヘッド本体110が接着され、固定板130のX方向及びY方向の両側に折り曲げ部132を設けるようにしてもよい。すなわち、固定板130には、液体噴射面20aの面内方向における全周に亘って折り曲げ部132が設けられており、保持部材120の側面の全周に亘って固定板130が接着されていてもよい。ただし、本実施形態のように保持部材120のX方向の両側に足部122を設けることで、足部122のZ1側の端面をカバー130のベース部131に接着することにより、インクジェット式記録ヘッド100のZ方向の強度を向上することができるとともに、足部122からの水分蒸発を抑制することができる。
図7及び図8を用いて、ヘッド本体110について説明する。図7は本実施形態に係るヘッド本体の分解斜視図であり、図8はヘッド本体のY方向の断面図である。もちろん、ヘッド本体110の構成は以下の構成に限定されない。
本実施形態のヘッド本体110は、圧力発生室12、ノズル開口21、マニホールド95、圧力発生手段等を備える。そして、流路形成基板10、連通板15、ノズルプレート20、保護基板30、コンプライアンス基板45、ケース40等の複数の部材が接着剤等によって接合されている。
流路形成基板10には、一方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁によって区画された圧力発生室12が複数のノズル開口21の並設方向に沿って並設されている。なお、本実施形態では、この圧力発生室12の並設方向は、Xa方向と称する。また、流路形成基板10には、圧力発生室12がXa方向に並設された列が複数列、本実施形態では、2列設けられている。この圧力発生室12の列が複数列設された列設方向を、以降、Ya方向と称する。なお、本実施形態では、Xa方向及びYa方向に直交する方向は、Z方向と一致する。また、本実施形態のヘッド本体110は、ノズル開口21の並設方向であるXa方向が、記録シートSの搬送方向であるX方向に対して傾斜した方向となるようにヘッドユニット101に搭載される。
また、流路形成基板10には、圧力発生室12のYa方向の一端部側に、当該圧力発生室12よりも開口面積が狭く、圧力発生室12に流入するインクの流路抵抗を付与する供給路等が設けられていてもよい。
流路形成基板10の一方面側には、連通板15が接合されている。また、連通板15には、各圧力発生室12に連通する複数のノズル開口21が設けられたノズルプレート20が接合されている。本実施形態では、ノズルプレート20のノズル開口21が開口するZ方向のZ1側が液体噴射面20aとなっている。
連通板15には、圧力発生室12とノズル開口21とを連通するノズル連通路16が設けられている。連通板15は、流路形成基板10よりも大きな面積を有し、ノズルプレート20は流路形成基板10よりも小さい面積を有する。このようにノズルプレート20の面積を比較的小さくすることでコストの削減を図ることができる。
また、連通板15には、マニホールド95の一部を構成する第1マニホールド17と、第2マニホールド18とが設けられている。第1マニホールド17は、連通板15をZ方向に貫通して設けられている。第2マニホールド18は、連通板15をZ方向に貫通することなく、連通板15のノズルプレート20側に開口してZ方向の途中まで設けられている。
さらに、連通板15には、圧力発生室12のY方向の一端部に連通する供給連通路19が、圧力発生室12毎に独立して設けられている。この供給連通路19は、第2マニホールド18と圧力発生室12とを連通する。
ノズルプレート20には、各圧力発生室12とノズル連通路16を介して連通するノズル開口21が形成されている。複数のノズル開口21がXa方向に並設され、それぞれの並設されたノズル開口21が2つのノズル列a及びノズル列bをなし、このノズル列a、ノズル列bがYa方向に並設されている。なお、本実施形態では、詳細は後述するが、ノズル列a及びノズル列bのそれぞれは、2つに分割して1列で2種類の液体を噴射できるようになっている。
一方、流路形成基板10の連通板15とは反対面側には、振動板50が形成されている。また、振動板50上には、第1電極60と圧電体層70と第2電極80とが順次積層されることで、本実施形態の圧力発生手段である圧電アクチュエーター300が構成されている。一般的には圧電アクチュエーター300の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層を圧力発生室12毎にパターニングして構成する。
また、流路形成基板10の圧電アクチュエーター300側の面には、流路形成基板10と略同じ大きさを有する保護基板30が接合されている。保護基板30は、圧電アクチュエーター300を保護するための空間である保持部31を有する。また、保護基板30には、Z方向に貫通する貫通孔32が設けられている。圧電アクチュエーター300の電極から引き出されたリード電極90の端部は、この貫通孔32内に露出するように延設され、リード電極90とCOF基板98とが、貫通孔32内で電気的に接続されている。
また、保護基板30及び連通板15には、複数の圧力発生室12に連通するマニホールド95を画成するケース40が固定されている。ケース40は、平面視において上述した連通板15と略同一形状を有し、保護基板30に接合されると共に、上述した連通板15にも接合されている。具体的には、ケース40は、保護基板30側に流路形成基板10及び保護基板30が収容される深さの凹部41を有する。この凹部41は、保護基板30の流路形成基板10に接合された面よりも広い開口面積を有する。そして、凹部41に流路形成基板10等が収容された状態で凹部41のノズルプレート20側の開口面が連通板15によって封止されている。これにより、流路形成基板10の外周部には、ケース40と流路形成基板10及び保護基板30とによって第3マニホールド42が画成されている。そして、この第3マニホールド42と、連通板15に設けられた第1マニホールド17及び第2マニホールド18とによって本実施形態のマニホールド95が構成されている。なお、上述したように1列のノズル列で2種類の液体を噴射できるようになっているので、マニホールド95を構成する第1マニホールド17、第2マニホールド18及び第3マニホールド42は、それぞれノズル列方向、すなわち、Xa方向で2つに分割されている。例えば、第1マニホールド17は、図7に示すように、第1マニホールド17aと第1マニホールド17bとからなる。第2マニホールド18及び第3マニホールド42も同様に2つに分割され、マニホールド95全体としてもXa方向に2つ分割されている。
本実施形態では、マニホールド95を構成する第1マニホールド17、第2マニホールド18及び第3マニホールド42は、それぞれノズル列a及びノズル列bを挟んで対称に配置されている。これによれば、ノズル列a及びノズル列b毎に異なる液体を噴射することも可能となる。勿論、マニホールドの配置はこれに限定されるものではない。
また、本実施形態では、後述するように4種の液体を噴射できるように、各ノズル列に対応するマニホールドをXa方向で2つに分割して合計4つのマニホールド95としているが、ノズル列a及びノズル列b毎に形成されたマニホールドとしてもよいし、また、ノズル列a及びノズル列bの2列に対して共通の1つのマニホールドとしてもよい。
また、連通板15の第1マニホールド17及び第2マニホールド18が開口する面には、コンプライアンス基板45が設けられている。このコンプライアンス基板45が、第1マニホールド17と第2マニホールド18の開口を封止している。
このようなコンプライアンス基板45は、本実施形態では、封止膜46と、固定基板47とを具備する。封止膜46は、可撓性を有する薄膜(例えば、ポリフェニレンサルファイド(PPS)やステンレス鋼(SUS)等により形成されている。また、固定基板47は、ステンレス鋼(SUS)等の金属等の硬質の材料で形成される。この固定基板47のマニホールド95に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部48となっているため、マニホールド95の一方面は可撓性を有する封止膜46のみで封止された可撓部であるコンプライアンス部49となっている。
また、固定板130は、コンプライアンス基板45の連通板15とは反対面側に接着される。すなわち、固定板130のベース部131に設けられた露出開口部133は、ノズルプレート20の面積よりも広い開口面積を有し、露出開口部133内でノズルプレート20の液体噴射面20aを露出する。もちろん、固定板130は、これに限定されず、例えば、固定板130の露出開口部133をノズルプレート20の外形よりも小さな開口面積とし、固定板130をノズルプレート20の液体噴射面20aに当接又は接着するようにしてもよい。また、固定板130の露出開口部133をノズルプレート20の外形よりも小さな開口面積とした場合であっても、固定板130と液体噴射面20aとが接しないように設けるようにしてもよい。すなわち、固定板130が液体噴射面20a側に設けられているとは、液体噴射面20aに接していないものも、また、液体噴射面20aに接するものも含むものである。
なお、ケース40には、マニホールド95に連通して各マニホールド95にインクを供給するための導入路44が設けられている。また、ケース40には、保護基板30の貫通孔32に連通してCOF基板98が挿通される接続口43が設けられている。
このような構成のヘッド本体110では、インクを噴射する際に、貯留手段から導入路44を介してインクを取り込み、マニホールド95からノズル開口21に至るまで流路内部をインクで満たす。その後、駆動回路97からの信号に従い、圧力発生室12に対応する各圧電アクチュエーター300に電圧を印加することにより、圧電アクチュエーター300と共に振動板をたわみ変形させる。これにより、圧力発生室12内の圧力が高まり所定のノズル開口21からインク滴が噴射される。
ここで、図5及び図9を用いて、ヘッド本体110のノズル列を構成するノズル開口21の並設方向が、記録シートSの搬送方向であるX方向に対して傾斜して設けられている点について詳細に説明する。図9は本実施形態に係るヘッド本体のノズル開口の配置を模式的に示した説明図である。
複数のヘッド本体110は、液体噴射面20aの面内方向において、記録シートSの搬送方向であるX方向に対してノズル列a、ノズル列bが傾斜するように固定されている。ここでいうノズル列は複数のノズル開口21が所定の方向に並設されたものをいう。本実施形態では、液体噴射面20aには、所定の方向としてXa方向に複数のノズル開口21が並設された2列のノズル列a及びノズル列bが液体噴射面20aに設けられている。Xa方向は、前記X方向に対して、0度より大きく90度未満の角度で交差した方向となっている。ここで、X方向とXa方向とは、0度より大きく45度未満の角度で交差することが好ましい。これによると、45度より大きく90度未満の角度で交差する場合と比較すると、Y方向におけるノズル開口21同士の間隔D1をより小さくでき、Y方向に高解像度の記録ヘッド100を実現することができる。もちろん、X方向とXa方向とを、45度より大きく90度未満の角度で交差するようにしてもよい。
なお、X方向とXa方向とが0度より大きく45度未満の角度で交差するとは、液体噴射面20aの面内においてX方向と45度で交差する直線よりも、ノズル列がX方向に向けてより傾斜している状態をいう。また、ここでいう間隔D1は、ノズル列a及びノズル列bのノズル開口21を、Y方向の仮想線に対して、X方向に投影した場合のノズル開口21同士の間隔である。また、ノズル列a及びノズル列bのノズル開口21をX方向の仮想線に対して、Y方向に投影した場合のノズル開口21同士の間隔をD2とする。
また、図9に示すように、本実施形態では、1つのノズル列で2種類、2つのノズル列で4種類の液体を噴射できるようになっている。すなわち、4色のインクを使用すると仮定すると、例えば、ノズル列aでは、ブラックBkとマゼンタM、ノズル列bでは、シアンCとイエローYを噴射できるようになっている。また、ノズル列aとノズル列bとは同じ数のノズル開口21を有し、ノズル列aのノズル開口21のY方向の位置と、ノズル列bのノズル開口21のY方向の位置とは、X方向で重なっている。
ヘッド本体110a〜110cは、同様なノズル列a、bを有しており、ヘッド本体110a〜110cがY方向に近接して設けられることにより、Y方向に隣接するヘッド本体110の各ノズル開口21が、互いにX方向で重なるように並設されている。よって、例えばヘッド本体110aのマゼンタMのノズル列aとイエローYのノズル列bとが、ヘッド本体110bのブラックBkのノズル列aとシアンCのノズル列bとにX方向で重なることで、X方向の一列に4色が並ぶようになり、カラーイメージを印刷することができる。また、Y方向に隣接するヘッド本体110bとヘッド本体110cについても、同様に、各ノズル開口21が、互いにX方向で重なるように並設されている。
さらに、隣接するヘッド本体110が有する同じ色のノズル列のうち少なくとも一部のノズル開口21が互いにX方向で重なるように配置されていることで、ヘッド本体110間のつなぎ目の画質を向上することができる。すなわち、例えば、ヘッド本体110aのマゼンタMのノズル列aの1つのノズル開口21とヘッド本体110bのマゼンタMのノズル列aの1つのノズル開口21とが、互いにX方向で重なるように配置されており、この互いに重なる2つのノズル開口21からの噴射を制御することにより、隣接するヘッド本体110間のつなぎ目においてバンディングや筋といった画質の劣化を防ぐことができる。また、図9に示す例では、1つのノズル開口21のみがX方向に重なっているが、2つ以上のノズル開口21がX方向に重なっていてもよい。
このような色の配置は、勿論これに限定されるものではない。例えば、特に図示しないが、1つのノズル列で、ブラックBk、マゼンタM、シアンC及びイエローYの4色を噴射できるように配置してもよい。
上述したように、ヘッド本体110を複数有する記録ヘッド100をヘッド固定基板102に4個固定してヘッドユニット101を構成しているが、図5の直線Gに示すように、隣接する記録ヘッド100同士でノズル列の一部がX方向で重なるように配置されている。すなわち、1つの記録ヘッド100において隣接するヘッド本体110の関係と同様に、Y方向に隣接する記録ヘッド100間において隣接するヘッド本体110がY方向に近接して設けられることにより、隣接する記録ヘッド100間において、カラーイメージを印刷できるとともに、隣接する記録ヘッド100間のつなぎ目の画質を向上することができる。もちろん、隣接する記録ヘッド100間においてX方向に重なるノズル開口21の数は、1つの記録ヘッド100におけるヘッド本体110間においてX方向に重なるノズル開口21の数と同じである必要はない。
このように、ヘッド本体110間のノズル列と、記録ヘッド100間のノズル列とがX方向で一部重なることにより、つなぎ目の画質を向上することができる。
また、各ノズル列のXa方向において隣接するノズル開口21間において、X方向の間隔D1とY方向の間隔D2とは整数比となるように、ノズルピッチやX方向とXa方向の角度を設定するのが好ましい。これによれば、X方向及びY方向にマトリクス状に配置された画素から構成されるイメージデータを印刷する場合に、各ノズルと画素との対応付けが容易となる。なお、もちろん、このような整数比に限定されるものではない。
本実施形態の記録ヘッド100は、図5に示すように、液体噴射面20a側から平面視した際に、略平行四辺形となる形状を有する。これは、上述したように、各ヘッド本体110のノズル列a、ノズル列bを構成するノズル開口21の並設方向であるXa方向が、記録シートSの搬送方向であるX方向に対して傾斜して設けられており、このノズル列a、ノズル列bの傾斜する方向であるXa方向と同じように記録ヘッド100の外形、すなわち、固定板130を略平行四辺形となるように形成したからである。もちろん、記録ヘッド100の液体噴射面20a側から平面視した際の形状は、略平行四辺形に限定されず、台形の矩形状や多角形状等であってもよい。
なお、以上説明した実施形態では、1つのヘッド本体に2列のノズル列を設けた例を説明したが、3列以上のノズル列を有するものであっても同様に上述した効果を奏することはいうまでもない。なお、本実施形態のように、1つのヘッド本体110に設けられたノズル列が2列であれば、図7のように、それぞれのノズル列に対応した2つのマニホールド95の間に、それぞれのノズル列のノズル開口21を配置することができるので、複数のノズル列のノズル開口21がそれぞれのノズル列に対応したマニホールドに対して同じ側に配置される場合と比較すると、2列のノズル列のYa方向の間隔を狭めることができる。ゆえに、2列のノズル列に対して1つのノズルプレート20に要する面積を小さくすることができる。また、2列のノズル列のそれぞれの圧電アクチュエーター300とCOF基板98との接続も容易になる。
また、本実施形態では、各ノズル列a、bは、同じ数のノズル開口21を有している。これによれば、各ノズル列間のX方向におけるオーバーラップ数を同じにでき、効率的な液体噴射ができる。しかしながら、各ノズル列のノズル開口の数は、必ずしも同じである必要はない。さらに、ノズル列a,bが噴射する液体の種類は全て同じであってもよく、例えば全て同じ色のインクを使用してもよい。
また、本実施形態では、ヘッド本体110は、2列のノズル列に対して1つのノズルプレート20を有することが好ましい。これによれば、各ノズル列の配置がさらに高精度に実現できる。もちろん、ノズル列毎に別のノズルプレート20を設けてもよい。なお、ノズルプレート20は、ステンレス鋼(SUS)板やシリコン基板などから構成される。
図10〜図16を用いて、本実施形態に係る流路部材200について詳細に説明する。図10は流路部材200としての第1流路部材210の平面図であり、図11は流路部材200としての第2流路部材220の平面図であり、図12は流路部材200としての第3流路部材230の平面図であり、図13は第3流路部材230の底面図であり、図14は図10〜図13のB−B’線断面図であり、図15は図10〜図13のC−C’線断面図であり、図16は図10〜図15のD−D’線断面図である。なお、図10〜図12はZ2側の平面図であり、図13はZ1側の底面図である。
流路部材200は、インクが流通する流路240が設けられた部材である。本実施形態に係る流路部材200は、Z方向に積層された3つの第1流路部材210、第2流路部材220及び第3流路部材230と、複数の流路240とを備えている。Z方向において、保持部材120側(図2参照)からヘッド本体110側に向かって、第1流路部材210、第2流路部材220、第3流路部材230の順で積層されている。特に図示しないが、接着剤により第1流路部材210、第2流路部材220及び第3流路部材230は接着固定されているが、このような態様に限定されず、例えばネジなどの固定手段により第1流路部材210、第2流路部材220及び第3流路部材230を一体化してもよい。また、特に材料の限定はないが、例えばSUSなどの金属や樹脂により形成することができる。
流路240は、上流の部材(本実施形態では保持部材120)から供給されるインクが導入される導入流路280と、該インクをヘッドに供給する出口となる接続部290とを両端とする流路である。本実施形態では、4つの流路240が形成されており、各流路240は、一つの導入流路280にインクが供給され、途中で分岐して複数の接続部290からインクがヘッド本体110に供給するように構成されている。
4つの流路240のうち一部は第1流路241、残りは第2流路242とされている。本実施形態では、第1流路241及び第2流路242は2つずつ形成されている。2つの第1流路241のそれぞれを第1流路241a、第1流路241bとする。以降、第1流路241と記載した際には、第1流路241a及び第1流路241bの双方を指しているものとする。第2流路242についても同様である。
第1流路241は、第1導入流路281を備えている。第1導入流路281は、第1流路241のうち、後述する第1流路部251と、流路部材200よりも上流の流路(本実施形態では保持部材120が有する流路)とを接続する流路である。本実施形態では、2つの第1流路241a及び第1流路241bは、それぞれ第1導入流路281a及び第1導入流路281bを有している。
具体的には、第1導入流路281aは、第1流路部材210のZ2側の表面に設けられた突部212の頂面に開口してZ方向に貫通した貫通孔である。第1導入流路281bも同様である。第1導入流路281bも同様である。以降、第1導入流路281と記載した際には、第1導入流路281a及び第1導入流路281bを指すものとする。
第2流路242は、第2導入流路282を備えている。第2導入流路282は、第2流路242のうち、後述する第2流路部252と、流路部材200よりも上流の流路(本実施形態では保持部材120が有する流路)とを接続する流路である。本実施形態では、2つの第2流路242a及び第2流路242bは、それぞれ第2導入流路282a及び第2導入流路282bを有している。
具体的には、第2導入流路282aは、第1流路部材210のZ2側の表面に設けられた突部212の頂面に開口してZ方向に貫通した貫通孔211と、第2流路部材220のZ方向に貫通した貫通孔221とが連通したものである。第2導入流路282bも同様である。以降、第2導入流路282と記載した際には、第2導入流路282a及び第2導入流路282bを指すものとする。
さらに、導入流路280と記載した際には、上述した4つの導入流路の全てを指しているものとする。
本実施形態では、図10に示す平面視においては、第1流路部材210の右上隅の近傍に第1導入流路281aが配置され、第1流路部材210の左下隅の近傍に第1導入流路281bが配置されている。また、図10に示す平面視においては、第1流路部材210の左上隅の近傍に第2導入流路282aが配置され、第1流路部材210の右下隅の近傍に第2導入流路282bが配置されている。
第1流路241は、第1流路部材210と第2流路部材220とで形成された第1流路部251を含む。第1流路部251は、第1流路241のうち、液体噴射面20aに平行な方向にインクを流通させる一部分である。本実施形態では、2つの第1流路241が形成されているため、第1流路部251も2つ形成されている。2つの第1流路部251のそれぞれを第1流路部251a、第1流路部251bとする。
第1流路部251aは、第1流路部材210のZ1側の表面にY方向に沿って形成された共通溝部213aと、第2流路部材220のZ2側の表面にY方向に沿って形成された共通溝部222aとを合わせて封止することにより形成されている。第1流路部251bは、第1流路部材210のZ1側の表面にY方向に沿って形成された共通溝部213bと、第2流路部材220のZ2側の表面にY方向に沿って形成された共通溝部222bとを合わせて封止することにより形成されている。
いずれの第1流路部251a、251bについても、第1流路部材210及び第2流路部材220に共通溝部213a、213b、222a、222bをそれぞれ形成することで、第1流路部251の断面積を広げ、第1流路部251における圧力損失を低減させている。なお、第1流路部251は、第1流路部材210のみに形成された共通溝部213a、213bと、第2流路部材220のZ2側の面により形成されていてもよい。または、第1流路部251は、第2流路部材220のみに形成された共通溝部222a、222bと、第1流路部材210のZ1側の面により形成されていてもよい。
第1流路部251aと第1流路部251bとは、COF基板98が挿通する開口部201(すなわち、第2開口部225)のX方向における両外側に配置されている。
第2流路242は、第2流路部材220と第3流路部材230とで形成された第2流路部252を含む。第2流路部252は、第2流路242のうち、液体噴射面20aに平行な方向にインクを流通させる一部分である。本実施形態では、2つの第2流路242が形成されているため、第2流路部252も2つ形成されている。2つの第2流路部252のそれぞれを第2流路部252a、第2流路部252bとする。
第2流路部252aは、第2流路部材220のZ1側の表面にY方向に沿って形成された共通溝部226aと、第3流路部材230のZ2側の表面にY方向に沿って形成された共通溝部231aとを合わせて封止することにより形成されている。第2流路部252bは、第2流路部材220のZ1側の表面にY方向に沿って形成された共通溝部226bと、第3流路部材230のZ2側の表面にY方向に沿って形成された共通溝部231bとを合わせて封止することにより形成されている。
いずれの第2流路部252a、252bについても、第2流路部材220及び第3流路部材230に共通溝部231a、231bをそれぞれ形成することで、第2流路部252の断面積を広げ、第2流路部252における圧力損失を低減させている。なお、第2流路部252は、第2流路部材220のみに形成された共通溝部226a、226bと第3流路部材230のZ2側の面により形成されていてもよい。または、第2流路部252は、第3流路部材230のみに形成された共通溝部231a、231bと第2流路部材220のZ1側の面により形成されていてもよい。
第2流路部252aと第2流路部252bとは、COF基板98が挿通する開口部201(第3開口部235)のX方向における両外側に配置されている。
以降、第1流路部251と記載した際には、第1流路部251a及び第1流路部251bの双方を指しているものとする。第2流路部252と記載した際には、第2流路部252a及び第2流路部252bの双方を指しているものとする。また、流路部250と記載した際には、上述した4つの流路部の全てを指しているものとする。
また、本実施形態では、第1流路241は一つの導入流路280から複数の接続部290に分岐するように構成されている。すなわち、第1流路部251から、複数の第1分岐流路部261が第1流路部251と同じ平面において分岐している。なお、複数の第1分岐流路部261と第1流路部251とが形成された平面は、本発明における第1流路形成面に相等する。また、この平面は、本実施形態では第1流路部材210と第2流路部材220とが接合された境界面であるとともに、液体噴射面20aに平行な平面でもある。
本実施形態では、液体噴射面20aに平行な平面である第1流路形成面内において、第1流路部251から6つの第1分岐流路部261が分岐している。第1流路部251aから分岐した6つの第1分岐流路部261のそれぞれを第1分岐流路部261a1〜第1分岐流路部261a6とする。
同様に、第1流路部251bから分岐した6つの第1分岐流路部261のそれぞれを第1分岐流路部261b1〜第1分岐流路部261b6とする。
以降、第1分岐流路部261aと記載した際には、第1流路部251aに接続された6つの分岐流路部の全てを指しているものとする。第1分岐流路部261bと記載した際には、第1流路部251bに接続された6つの分岐流路部の全てを指しているものとする。また、第1分岐流路部261と記載した際には、第1流路部251a及び第1流路部251bに接続された12個の分岐流路部の全てを指しているものとする。
なお、図ではY方向に並んだ6つの第1分岐流路部261a1〜第1分岐流路部261a6のうち、第1分岐流路部261a2〜第1分岐流路部261a5の符号の図示は省略しているが、Y1側からY2側に順番に並んでいるものとする。第1分岐流路部261b1〜第1分岐流路部261b6についても同様である。
具体的には、第1流路部材210のZ1側の表面には、共通溝部213aに連通して開口部201側に向けて延設された複数の分岐溝部214aが設けられ、第2流路部材220のZ2側の表面には、共通溝部222aに連通して開口部201側に向けて延設された複数の分岐溝部223aが設けられている。そして、第1分岐流路部261aは、分岐溝部214a及び分岐溝部223aを、互いに相対向して封止することにより形成されている。
第1流路部材210のZ1側の表面には、共通溝部213bに連通して開口部201側に向けて延設された複数の分岐溝部214bが設けられ、第2流路部材220のZ2側の表面には、共通溝部222bに連通して開口部201側に向けて延設された複数の分岐溝部223bが設けられている。そして、第1分岐流路部261bは、分岐溝部214b及び分岐溝部223bを、互いに相対向して封止することにより形成されている。
いずれの第1分岐流路部261a、261bについても、第1流路部材210及び第2流路部材220に分岐溝部223a、223bをそれぞれ形成することで、第1分岐流路部261の断面積を広げ、第1分岐流路部261における圧力損失を低減させている。なお、第1分岐流路部261は、第1流路部材210のみに形成された分岐溝部214a、214bと、第2流路部材220のZ2側の面により形成されていてもよい。または、第1分岐流路部261は、第2流路部材220のみに形成された分岐溝部223a、223bと第1流路部材210のZ1側の面により形成されていてもよい。
また、本実施形態では、第2流路242は一つの導入流路280から複数の接続部290に分岐するように構成されている。すなわち、第2流路部252から、複数の第2分岐流路部262が第2流路部252と同じ平面において分岐している。なお、複数の第2分岐流路部262と第2流路部252とが形成された平面は、本発明における第2流路形成面に相等する。また、この平面は、本実施形態では第2流路部材220と第3流路部材230とが接合された境界面であるとともに、液体噴射面20aに平行な平面でもある。
本実施形態では、液体噴射面20aに平行な平面である第2流路形成面内において、第2流路部252から6つの第2分岐流路部262が分岐している。第2流路部252aから分岐した6つの第2分岐流路部262のそれぞれを第2分岐流路部262a1〜第2分岐流路部262a6とする。以降、第2分岐流路部262aと記載した際には、第2流路部252aに接続された6つの分岐流路部の全てを指しているものとする。
同様に、第2流路部252bから分岐した6つの第2分岐流路部262のそれぞれを第2分岐流路部262b1〜第2分岐流路部262b6とする。以降、第2分岐流路部262bと記載した際には、第2流路部252bに接続された6つの分岐流路部の全てを指しているものとする。さらに、第2分岐流路部262と記載した際には、第2流路部252a及び第2流路部252bに接続された12個の分岐流路部の全てを指しているものとする。さらに、分岐流路部260と記載した際には、上述した24個の分岐流路部の全てを指しているものとする。
なお、図ではY方向に並んだ6つの第2分岐流路部262a1〜第2分岐流路部262a6のうち、第2分岐流路部262a2〜第2分岐流路部262a5の符号の図示は省略しているが、Y1側からY2側に順番に並んでいるものとする。第2分岐流路部262b1〜第2分岐流路部262b6についても同様である。
具体的には、第2流路部材220のZ1側の表面には、共通溝部226aに連通して開口部201側に向けて延設された複数の分岐溝部227aが設けられ、第3流路部材230のZ2側の表面には、共通溝部231aに連通して開口部201側に向けて延設された複数の分岐溝部232aが設けられている。そして、第2分岐流路部262aは、分岐溝部227a及び分岐溝部232aを、互いに相対向して封止することにより形成されている。
第2流路部材220のZ1側の表面には、共通溝部226bに連通して開口部201側に向けて延設された複数の分岐溝部227bが設けられ、第3流路部材230のZ2側の表面には、共通溝部231bに連通して開口部201側に向けて延設された複数の分岐溝部232bが設けられている。そして、第2分岐流路部262bは、分岐溝部227b及び分岐溝部232bを、互いに相対向して封止することにより形成されている。
いずれの第2分岐流路部262a、262bについても、第2流路部材220及び第3流路部材230に分岐溝部232a、232bをそれぞれ形成することで、第2分岐流路部262の断面積を広げ、第2分岐流路部262における圧力損失を低減させている。なお、第2分岐流路部262は、第2流路部材220のみに形成された分岐溝部227a、227bと第3流路部材230のZ2側の面により形成されていてもよい。又は、第2分岐流路部262は、第3流路部材230のみに形成された分岐溝部232a、232bと第2流路部材220のZ1側の面により形成されていてもよい。
第1分岐流路部261には、第1流路部251とは反対側の端部に第1垂直流路271が接続されている。具体的には、第2流路部材220には、Z方向に貫通した貫通孔224が設けられ、第3流路部材230にはZ方向に貫通した貫通孔233が設けられている。これらの貫通孔224及び貫通孔233が連通して第1垂直流路271が形成されている。
本実施形態では、第1分岐流路部261a1〜261a6、第1分岐流路部261b1〜261b6のそれぞれに対して1個の第1垂直流路271が接続され、記録ヘッド100としては、12個の第1垂直流路271a1〜271a6、第1垂直流路271b1〜271b6を備えている。
同様に、第2分岐流路部262には、第2流路部252とは反対側の端部に第2垂直流路272が接続されている。具体的には、第3流路部材230をZ方向に貫通した貫通孔として第2垂直流路272が形成されている。
本実施形態では、第2分岐流路部262a1〜262a6、第2分岐流路部262b1〜262b6のそれぞれに対して1個の第2垂直流路272が接続され、記録ヘッド100としては、12個の第2垂直流路272a1〜272a6、第2垂直流路272b1〜272b6を備えている。
以降、第1垂直流路271aと記載した際には、第1垂直流路271a1〜271a6を指し、第1垂直流路271bと記載した際には、第1垂直流路271b1〜271b6を指し、第1垂直流路271と記載した際には、第1垂直流路271a及び第1垂直流路271bの全てを指すものとする。
同様に、第2垂直流路272aと記載した際には、第2垂直流路272a1〜272a6を指し、第2垂直流路272bと記載した際には、第2垂直流路272b1〜272b6を指し、第2垂直流路272と記載した際には、第2垂直流路272a及び第2垂直流路272bの全てを指すものとする。
さらに、垂直流路270と記載した際には、上述した24個の垂直流路の全てを指しているものとする。
なお、図ではY方向に並んだ6つの第1垂直流路271a1〜第1垂直流路271a6のうち、第1垂直流路271a2〜第1垂直流路271a5の符号の図示は省略しているが、Y1側からY2側に順番に並んでいるものとする。第1垂直流路271b1〜第1垂直流路271b6、第2垂直流路272a1〜第2垂直流路272b6、第2垂直流路272b1〜第2垂直流路272b6についても同様である。
上述した垂直流路270は、第3流路部材230のZ1側の開口である接続部290を有している。詳細は後述するが、接続部290は、ヘッド本体110に設けられた導入路44に連通している。
本実施形態では、第1垂直流路271a1〜271a6、第1垂直流路271b1〜271b6は、第3流路部材230のZ1側の開口である第1接続部291a1〜291a6、第1接続部291b1〜291b6をそれぞれ有している。同様に、第2垂直流路272a1〜272a6、第2垂直流路272b1〜272b6は、第3流路部材230のZ1側の開口である第2接続部292a1〜292a6、第2接続部292b1〜292b6をそれぞれ有している。
第1接続部291a1、第1接続部291b1、第2接続部292a1、第2接続部292b1は、6つのヘッド本体110のうちの一つに接続される。その他、第1接続部291a2〜291a6、第1接続部291b2〜291b6、第2接続部292a2〜292a6、第2接続部292b2〜292b6についても同様である。すなわち、一つのヘッド本体110に対して、第1流路241a、第1流路241b、第2流路242a及び第2流路242bが接続されている。
以降、第1接続部291aと記載した際には、第1接続部291a1〜291a6を指し、第1接続部291bと記載した際には、第1接続部291b1〜291b6を指し、第1接続部291と記載した際には、第1接続部291a及び第1接続部291bの全てを指すものとする。
同様に、第2接続部292aと記載した際には、第2接続部292a1〜292a6を指し、第2接続部292bと記載した際には、第2接続部292b1〜292b6を指し、第2接続部292と記載した際には、第2接続部292a及び第2接続部292bの全てを指すものとする。
さらに、接続部290と記載した際には、上述した24個の接続部の全てを指しているものとする。
上述したように、本実施形態に係る流路部材200は、4つの流路240、すなわち第1流路241a及び第1流路241bと、第2流路242a及び第2流路242bとを備えている。そして、各流路240は、インクの入口となる導入流路280から流路部250までが一本の流路として構成され、流路部250から分岐流路部260に分岐し、垂直流路270及び接続部290を経由して複数のヘッド本体110に接続されている。
本実施形態では、ブラックBk、マゼンタM、シアンC、イエローYの4色のインクを用いる。図示しない液体貯留手段から、ブラックBk(第1液体)は第1流路241aに、イエローY(第1液体)は第1流路241bに、シアンCは第2流路242a(第2液体)に、マゼンタM(第2液体)は第2流路242bに供給される。そして、各色のインクは第1流路241a、第1流路241b、第2流路242a及び第2流路242bを流通し、各ヘッド本体110に供給される。本実施形態において、第1流路241に供給される液体としてのブラックBk及びイエローYは、本発明の第1液体に相等し、第2流路242に供給される液体としてのシアンC及びマゼンタMは、本発明の第2液体に相等する。
また、流路部材200には、ヘッド本体110に設けられたCOF基板98が挿通する開口部201が設けられている。本実施形態では、第1流路部材210には、Z方向に沿って貫通した第1開口部215が形成されている。第2流路部材220には、Z方向に沿って貫通した第2開口部225が形成されている。第3流路部材230には、Z方向に沿って貫通した第3開口部235が形成されている。
これらの第1開口部215、第2開口部225及び第3開口部235は互いに連通しており、一つの開口部201を構成している。開口部201は、Xa方向に長尺な開口形状を有しており、6個の開口部201がY方向に並設されている。
図16に示すように、本実施形態に係るCOF基板98は、Xa方向の幅がほぼ一定で形成された矩形状に形成されている。また、流路部材200の開口部201は、Xa方向の幅がほぼ一定であり、COF基板98のXa方向の幅よりも若干広く形成されている。すなわち、開口部201は、COF基板98が収容される形状とされている。
図17は流路及びヘッド本体をZ方向のZ2側からZ1側をみた概略平面図である。同図を用いて流路240とヘッド本体110との配置について説明する。なお、図10〜図16において第1流路部251a及び第2流路部252aは一部がZ方向において重複しているが、図17においては重複させずにずらして図示している。第1流路部251b及び第2流路部252bについても同様である。
流路部材200には、COF基板98が挿通される開口部201がY方向に並設されている。X方向において開口部201を挟んで第1流路部251及び第2流路部252が配置されている。具体的には、複数、本実施形態では2つの第1流路部251a及び第1流路部251bは、X方向にヘッド本体110を挟んで並設されている。また、複数、本実施形態では2つの第2流路部252a及び第2流路部252bは、X方向にヘッド本体110を挟んで並設されている。
第1流路部251は、第1流路部251及び第1分岐流路部261を含む第1流路形成面において、一方向にインクが流れるように配置されている。第1流路部251内を流れるインクの方向とは、第1流路部251の始点と終点とを結ぶ直線方向をいう。したがって、第1流路部251自体は、途中で屈曲したり、折れ曲がっていてもよい。
本実施形態では、第1流路部251aの始点は、第1流路部251aの一端部であって導入流路281aとの接続部256aである。第1流路部251aの終点は、第1流路部251aの接続部256aとは反対側の端部257aである。これらの接続部256aと端部257aとを結ぶ直線は、Y方向に平行としてある。
第1流路部251bの始点は、第1流路部251bの一端部であって導入流路281bとの接続部256bである。第1流路部251bの終点は、第1流路部251bの接続部256bとは反対側の端部257bである。これらの接続部256bと端部257bとを結ぶ直線は、Y方向に平行としてある。
第2流路部252は、第2流路部252及び第2分岐流路部262を含む第2流路形成面において、一方向にインクが流れるように配置されている。第2流路部252内を流れるインクの方向とは、第2流路部252の始点と終点とを結ぶ直線方向をいう。したがって、第2流路部252自体は、途中で屈曲したり、折れ曲がっていてもよい。
本実施形態では、第2流路部252aの始点は、第2流路部252aの一端部であって導入流路282aとの接続部258aである。第2流路部252aの終点は、第2流路部252aの接続部258aとは反対側の端部259aである。これらの接続部258aと端部259aとを結ぶ直線は、Y方向に平行としてある。
第2流路部252bの始点は、第2流路部252bの一端部であって導入流路282bとの接続部258bである。第2流路部252bの終点は、第2流路部252bの接続部258bとは反対側の端部259bである。これらの接続部258bと端部259bとを結ぶ直線は、Y方向に平行としてある。
また、第1流路部251と、第2流路部252とは、液体噴射面20aに垂直な方向であるZ方向からみて少なくとも一部が重なっている。具体的には、第1流路部251aと第2流路部252aは、Z方向からみて少なくとも一部が重なっている(図11、図12、図14、図15参照)。同様に、第1流路部251bと第2流路部252bは、Z方向から見て少なくとも一部が重なっている。
上述した第1流路部251及び第2流路部252は、それぞれを流れるインクの向きは反対となっている。すなわち、インクは、第1流路部251aをY方向にY2側からY1側に流れ、第2流路部252aをY方向にY1側からY2側に流れている。また、インクは、第1流路部251bをY方向にY1側からY2側に流れ、第2流路部252bはY方向にY2側からY1側に流れている。このように、同一平面上に形成される流路部250間においても、あるいは、Z方向からみて少なくとも一部が重なる流路部250間においても、それぞれインクの向きが反対となっている。
各ヘッド本体110は、X方向において第1流路部251a及び第2流路部252aと、第1流路部251b及び第2流路部252bとの間に、Y方向に並設されており、また、各ヘッド本体110は、Xa方向に傾斜して配置されている。各ヘッド本体110に設けられたマニホールド95や、COF基板98の接続口43もXa方向に傾斜している。
第1流路部251及び第2流路部252には、ヘッド本体110ごとに分岐した第1分岐流路部261及び第2分岐流路部262が連通している。第1分岐流路部261及び第2分岐流路部262は、共通したヘッド本体110に連通している。換言すれば、各ヘッド本体110には、第1分岐流路部261及び第2分岐流路部262が連通している。本実施形態では、各ヘッド本体110に、第1分岐流路部261a、第2分岐流路部262a、第1分岐流路部261b及び第2分岐流路部262bが連通している。具体的には、第1分岐流路部261及び第2分岐流路部262は第1垂直流路271及び第2垂直流路272を介してヘッド本体110の導入路44に連通している。
ヘッド本体110のZ2側の表面には、接続口43の周囲に4つの導入路44が形成されている。具体的には、2つの導入路44a、導入路44bが接続口43よりもYa方向のYa1側に開口している。導入路44aは導入路44bよりもXa方向においてXa1側に配置されている。また、残り2つの導入路44c、導入路44dは接続口43よりもYa方向のYa2側に開口している。導入路44cは導入路44dよりもXa方向においてXa1側に配置されている。なお、接続口43は開口部201とほぼ同形状に形成され、接続口43及び開口部201は連通している。
導入路44aには、第1流路241a、すなわち第1導入流路281a(図14参照)、第1流路部251a、第1分岐流路部261a、第1垂直流路271a及び第1接続部291aに接続されている。
導入路44bには、第2流路242b、すなわち第2導入流路282b(図15参照)、第2流路部252b、第2分岐流路部262b、第2垂直流路272b及び第2接続部292bに接続されている。
導入路44cには、第2流路242a、すなわち第2導入流路282a(図14参照)、第2流路部252a、第2分岐流路部262a、第2垂直流路272a及び第2接続部292aに接続されている。
導入路44dには、第1流路241b、すなわち第1導入流路281b(図15参照)、第1流路部251b、第1分岐流路部261b、第1垂直流路271b及び第1接続部291bに接続されている。
これらの導入路44a〜導入路44dと、第1流路241及び第2流路242との関係は残り5つのヘッド本体110についても同様である。
導入路44bには、第2流路242b、すなわち第2導入流路282b(図15参照)、第2流路部252b、第2分岐流路部262b、第2垂直流路272b及び第2接続部292bに接続されている。
導入路44cには、第2流路242a、すなわち第2導入流路282a(図14参照)、第2流路部252a、第2分岐流路部262a、第2垂直流路272a及び第2接続部292aに接続されている。
導入路44dには、第1流路241b、すなわち第1導入流路281b(図15参照)、第1流路部251b、第1分岐流路部261b、第1垂直流路271b及び第1接続部291bに接続されている。
これらの導入路44a〜導入路44dと、第1流路241及び第2流路242との関係は残り5つのヘッド本体110についても同様である。
また、接続口43にはCOF基板98が挿通されており、COF基板98は、Ya方向において、第1分岐流路部261aと第2分岐流路部262aとの間、第1分岐流路部261bと第2分岐流路部262bとの間に配置されている。
図18は、第1流路部251a及び第1分岐流路部261aの要部を拡大した概略平面図である。すなわち、同図はZ方向のZ2側からZ1側に向けて第1流路形成面を見たときの平面図である。同図を用いて、第1流路部251a及び第1分岐流路部261aの詳細な構成について説明する。なお、第1流路部251b及び第1分岐流路部261bについては、第1流路部251a及び第1分岐流路部261aをX方向及びY方向に反転させた形状となるので図示を省略するが、作用効果については第1分岐流路部261aと同様である。
第1分岐流路部261aは、第1流路部251aに連通した上流側流路部310と、上流側流路部310を介して第1流路部251aと連通した下流側流路部320とを含んでいる。
上流側流路部310は、第1分岐流路部261aを構成する流路であり、第1流路部251aに直接連通した部分である。また、詳細は後述するが、上流側流路部310の第2壁面315は、第1流路形成面に対する平面視においてR形状となっている。
下流側流路部320は、第1分岐流路部261aを構成する流路であり、上流側流路部310を介して第1流路部251aに連通した部分である。また、下流側流路部320は、第1垂直流路271aにも連通しており、該第1垂直流路271aを介してヘッド本体110に連通している。下流側流路部320は、幅がほぼ一定となるように直線状に形成されている。
さらに、第1垂直流路271aの断面積は、下流側流路部320の断面積よりも小さく形成されている。なお、第1垂直流路271aの断面積が断面の位置によって異なる場合には、例えば、第1垂直流路271aの各位置での断面積の平均値を断面積としてもよい。下流側流路部320の断面積が断面の位置によって異なる場合には、例えば、下流側流路部320の各位置での断面積の平均値を断面積としてもよい。
本実施形態では、6つの第1分岐流路部261a1〜第1分岐流路部261a6が設けられている。第1分岐流路部261a2〜第1分岐流路部261a5については、図示を省略するが、第1分岐流路部261a6と同様の構成である。第1分岐流路部261a6は、上流側流路部310及び下流側流路部320を有している。第1流路部251aの最も下流に位置する第1分岐流路部261a1は、第1流路部251aの下流側端部から屈曲してXa方向のXa2側に延設されている。すなわち、複数の第1分岐流路部261aは、必ずしも全てが上流側流路部及び下流側流路部を有している必要はない。
ここで、第1流路部251aは、第1流路部251aを流れるインクの方向と、下流側流路部320内を流れるインクの方向とのなす角が鋭角となるように流路部材200に配置されている。
下流側流路320内を流れるインクの方向とは、下流側流路部320の両端を結ぶ直線の方向である。本実施形態では、第1分岐流路部261a2〜第1分岐流路部261a5については、上流側流路部310及び下流側流路部320の境界面上の点Pと、下流側流路部320及び第1垂直流路271aの境界面上の点Qを通る直線に沿う方向が、下流側流路部320内を流れるインクの方向Lである。第1分岐流路部261a1については、第1分岐流路部261a1及び第1流路部251の境界面上の点P’と、第1分岐流路部261a1及び第1垂直流路271aの境界面上の点Qとを結ぶ直線の方向Lである。本実施形態においては、方向LはXa方向に一致する。一方、第1流路部251aを流れるインクの方向は、上述したように本実施形態ではY方向にY2からY1に向かう方向Kである。
そして、下流側流路部320内を流れるインクの方向Lと、第1流路部251aを流れるインクの方向Kとのなす角度Aが鋭角となっている。換言すると、方向LのY方向成分は、方向Kと反対を向いている。
このように、下流側流路部320内を流れるインクの方向Lが第1流路部251aを流れるインクの方向Kと鋭角をなしていると、インクの流れとしては、第1流路部251aをY方向にY2からY1に流れた後、上流側流路部310にてY方向のY1からY2に折り返し、方向Lに沿って下流側流路部320を流れることになる。なお、方向Lと方向Kとのなす角度Aは0度であってもよい。すなわち、下流側流路部320を流れるインクの方向が第1流路部251aを流れるインクの方向と180度反対であってもよい。また、本実施形態では、全ての第1分岐流路部261aについて、第1流路部251aを流れるインクの方向Kと、下流側流路部320を流れるインクの方向Lとがなす角度Aは同一であるが、それぞれ異なっていてもよい。
ここで、第1流路形成面に対する平面視において、第1流路部251aの上流側流路部310よりも下流側の壁面を第1壁面254とする。本実施形態においては、第1流路部251aの側面のうちX方向のX2側の側面であり、かつ各第1分岐流路部261a1〜第1分岐流路部261a5の下流側の側面が各第1壁面254となっている。
また、第1流路形成面に対する平面視において、各第1壁面254に連続した各上流側流路部310の壁面を第2壁面315とする。すなわち、第1流路形成面に対する平面視において、上流側流路部310の側面のうち第1流路部251aを流れるインクの方向の下流側の側面が第2壁面315となる。
なお、第1流路部251aの下流側の端部の壁面253aは曲面状に形成されており、第1分岐流路部261a1の側面(第1流路部251aの下流側の側面)が壁面253aに連続している。
そして、第1流路形成面に対する平面視において、第1壁面254と第2壁面315とがなす角度θは90度以下である。後述するように第2壁面315はR形状に形成されている。したがって、第1壁面254と第2壁面315との接点を通る第2壁面315の接線Sと、第1壁面254とがなす角度が角度θとなる。そして、角度θは、第1流路部251aや上流側流路部310を構成する壁を含む側の角度である。すなわち、第1流路部251aや上流側流路部310の空間部分を含む角度ではない。
このように第1流路部251aの第1壁面254に対して角度θをなす第2壁面315は、第1流路形成面に対する平面視においてR形状となっている。第2壁面315は、第1流路形成面に対する平面視において第1流路部251aの下流側に向かって突出したR形状(円弧状)となるように形成されている。換言すれば、第1分岐流路部261aのうち、第1壁面254に連続してR形状の第2壁面315を含む部分が上流側流路部310であり、第2壁面315に連続して直線状の側面を有する部分が下流側流路部320である。
なお、本実施形態では、上流側流路部310の第2壁面315とは反対側の側面もR形状となっているが、このような態様に限らず、平面であってもよい。
このような流路部材200では、インクは、第1流路部251aをY方向のY2からY1に向かって流れる。そして、インクは、第1分岐流路部261a2〜第1分岐流路部261a6に分岐し、残余のインクは末端の第1分岐流路部261a1を流れる。各第1分岐流路部261a2〜第1分岐流路部261a6を流れるインクは、上流側流路部310にてY方向のY1からY2に折り返し、方向Lに沿って下流側流路部320を流れることになる。
このとき、インクに気泡400が含まれているとすると、気泡400の挙動は次のようになる。
第1分岐流路部261a2〜第1分岐流路部261a6においては、上流側流路部310の第2壁面315がR形状となっている。このため、気泡を第2壁面315に沿わせて移動させやすくなっている。そして、第1壁面254と第2壁面315とのなす角度θが90度以下であるので、第2壁面315に沿って移動する気泡400を上流側流路部310から下流側流路部320に向かわせることができる。
仮に第2壁面315が平面状に形成されていると、第2壁面315に気泡が付着し、上流側流路部310内で気泡が滞留してしまう虞がある。上流側流路部310に気泡が滞留すると、次第に気泡が増大し、意図しないタイミングで第1垂直流路271aを介してヘッド本体110に流入し、インクの噴射不良を引き起こす虞がある。また、仮に角度θが90度よりも大きい場合、第2壁面315に沿って気泡が移動したとしても、第1流路部251a側に移動してしまう。したがって、第1流路部251a内に気泡が滞留したり、末端の第1分岐流路部261a1に気泡400が集中してしまう虞がある。
本実施形態に係る流路部材200では、複数の第1分岐流路部261a2〜a6において、角度θを90度以下とし、かつ第2壁面315をR形状とした。これにより、第1分岐流路部261a2〜261a6に気泡400が流入すれば、第1流路部251aに戻ることなく、そのまま下流側に気泡400を押し流すことができる。このように、気泡400を、各第1分岐流路部261a1〜261a6のそれぞれにほぼ均等に割り振って流路部材200の外部(ヘッド本体110)に排出させることができる。換言すれば、第1分岐流路部261a1〜261a6の何れかに気泡400が偏ることを抑制することができる。これにより、末端の第1分岐流路部261a1に気泡400が集中し、該第1分岐流路部261a1に連通したヘッド本体110にてインクの噴射不良が生じる可能性を低減することができる。
また、複数のマニホールド95を有するヘッド本体110自体には、流路部材200の第1流路部251a及び第1分岐流路部261aに相等する、複数に分岐する流路を設けていない。すなわち、ヘッド本体110とは別部材である流路部材200に第1分岐流路部261aを設けることで、ヘッド本体110の配置の自由度が向上している。
気泡の排出性を優先させて第1流路部251aと第1分岐流路部261aとがなす角度や配置を構成すると、当該第1分岐流路部261aに接続されるヘッド本体110の配置は当該構成に依存して配置しなければならない。
しかしながら、本実施形態に係る流路部材200は、角度θを90度以下とし、かつ第2壁面315をR形状としたことで気泡の排出性が向上している。したがって、ヘッド本体110を記録ヘッド100の用途や目的に合わせて自由に配置した上で、その配置に合わせて、第1流路部251aと下流側流路部320とが鋭角をなすような流路部材200を構成することができる。すなわち、ヘッド本体110の配置の自由度と、気泡の排出性の向上を両立することができる。
図19は、第2流路部及び第2分岐流路部の要部を拡大した概略平面図である。すなわち、同図はZ方向のZ2側からZ1側に向けて第2流路形成面を見たときの平面図である。同図を用いて、第2流路部252a及び第2分岐流路部262aの詳細な構成について説明する。なお、第2流路部252b及び第2分岐流路部262bについては、第2流路部252a及び第2分岐流路部262aをX方向及びY方向に反転させた形状となるので図示を省略するが、作用効果については第2流路部252a及び第2分岐流路部262aと同様である。
第2分岐流路部262aは、一端が第2流路部252aに連通し、他端が第2垂直流路272aに連通しており、第2垂直流路272aを介してヘッド本体110に連通している。第2分岐流路部262aは、幅がほぼ一定となるように直線状に形成されている。本実施形態では、6つの第2分岐流路部262a1〜第2分岐流路部262a6が設けられている。第2分岐流路部262a2〜第2分岐流路部262a5については、図示を省略するが、第2分岐流路部262a6と同様である。各第2分岐流路部262a6は、Xa方向のXa2側に延設されている。なお第2分岐流路部262aは、上記態様に限定されず、例えば、幅が第2垂直流路272a側に向けて拡張してもよいし縮小してもよい。
ここで、第2流路部252aは、第2流路部252aを流れるインクの方向と、第2分岐流路部262a内を流れるインクの方向とのなす角が鈍角となるように流路部材200に配置されている。
第2分岐流路部262a内を流れるインクの方向とは、第2分岐流路部262aの両端を結ぶ直線の方向である。本実施形態では、第2分岐流路部262a及び第2流路部252aの境界面上の点Pと、第2分岐流路部262a及び第2垂直流路272aの境界面上の点Qを通る直線に沿う方向が、第2分岐流路部262a内を流れるインクの方向Mである。本実施形態においては、方向MはXa方向に一致する。一方、第2流路部252aを流れるインクの方向は、上述したように本実施形態ではY方向にY1からY2に向かう方向Nである。
そして、第2分岐流路部262a内を流れるインクの方向Mと、第2流路部252aを流れるインクの方向Nとのなす角度Bが鈍角となっている。換言すると、方向MのY方向成分は、方向Nと反対を向いている。
このように、第2分岐流路部262a内を流れるインクの方向Mが第2流路部252aを流れるインクの方向Nと鈍角をなしていると、インクの流れとしては、第2流路部252aをY方向にY1からY2に流れた後、方向Mに沿って第2分岐流路部262aを流れることになる。また、本実施形態では、全ての第2分岐流路部262aについて、第2流路部252aを流れるインクの方向Nと、各第2分岐流路部262aを流れるインクの方向Mとがなす角度Bは同一であるが、それぞれ異なっていてもよい。
ここで、第2流路形成面に対する平面視において、第2流路部252aの第2分岐流路部262aよりも下流側の壁面を第3壁面255とする。本実施形態においては、第2流路部252aの側面のうちX方向のX2側の側面であり、かつ各第2分岐流路部262a1〜第2分岐流路部262a5の下流側の側面が各第3壁面255となっている。
また、第2流路形成面に対する平面視において、各第3壁面255に連続した各第2分岐流路部262aの壁面を第4壁面316とする。すなわち、第2流路形成面に対する平面視において、第2分岐流路部262aの側面のうち第2流路部252aを流れるインクの方向の下流側の側面が第4壁面316となる。
なお、第2流路部252aの下流側の端部の壁面253bは曲面状に形成されており、第2分岐流路部262a1の側面(第2流路部252aの下流側の側面)が壁面253bに連続している。
このような流路部材200では、インクは、第2流路部252aをY方向のY1からY2に向かって流れる。そして、インクは、第2分岐流路部262a1〜第2分岐流路部262a5に分岐し、残余のインクは末端の第2分岐流路部262a6を流れる。各第2分岐流路部262aでは、インクは、何れも方向Mに沿って流れることになる。
このとき、インクに気泡400が含まれているとすると、気泡400の挙動は次のようになる。
第2分岐流路部262a1〜第2分岐流路部262a5においては、上述した方向Mと方向Nとが鈍角、すなわち第2分岐流路部262aの第4壁面316が第2流路部252aをインクが流れる方向Nに対して鈍角である。このため、気泡を第4壁面316に沿わせて下流側の第2垂直流路272a側に移動させやすくなっている。第2流路部252aから第2分岐流路部262aに侵入したインク中の気泡400は、そのまま第2分岐流路部262aを流れ、第2流路部252a側に逆流しにくい。
本実施形態に係る流路部材200では、複数の第2分岐流路部262a1〜a5において、インクの流れる方向Mを、第2流路部252aを流れるインクの方向Nと鈍角にした。これにより、第2分岐流路部262a1〜261a5に気泡400が流入すれば、第2流路部252aに戻ることなく、そのまま下流側に気泡400を押し流すことができる。このように、気泡400を、各第2分岐流路部262a1〜261a6のそれぞれにほぼ均等に割り振って流路部材200の外部(ヘッド本体110)に排出させることができる。換言すれば、第2分岐流路部262a1〜261a6の何れかに気泡400が偏ることを抑制することができる。これにより、末端の第2分岐流路部262a6に気泡400が集中し、該第2分岐流路部262a6に連通したヘッド本体110にてインクの噴射不良が生じる可能性を低減することができる。
また、複数のマニホールド95を有するヘッド本体110自体には、流路部材200の第2流路部252a及び第2分岐流路部262aに相等する、複数に分岐する流路を設けていない。すなわち、ヘッド本体110とは別部材である流路部材200に第2分岐流路部262aを設けることで、ヘッド本体110の配置の自由度が向上している。
気泡の排出性を優先させて第2流路部252aと第2分岐流路部262aとがなす角度や配置を構成すると、当該第2分岐流路部262aに接続されるヘッド本体110の配置は当該構成に依存して配置しなければならない。
しかしながら、本実施形態に係る流路部材200は、第2分岐流路部262aをインクが流れる方向Mを、第2流路部252aを流れるインクの方向Nと鈍角にしたことで気泡の排出性が向上している。したがって、ヘッド本体110を記録ヘッド100の用途や目的に合わせて自由に配置した上で、その配置に合わせて、第2流路部252aをインクが流れる方向Mと第2分岐流路部262aをインクが流れる方向Nとが鈍角をなすような流路部材200を構成することができる。すなわち、ヘッド本体110の配置の自由度と、気泡の排出性の向上を両立することができる。
また、上述したように、本実施形態に係る流路部材200は、第1垂直流路271aの断面積は、下流側流路部320の断面積よりも小さい。これにより、下流側流路部320を流れるインクの速さよりも、第1垂直流路271aを流れるインクの速さのほうが速くなる。したがって、インクに含まれる気泡は、第1垂直流路271aを流通しやすくなり、ひいては下流側流路部320に気泡が溜まることをより一層抑制することができる。
なお、第1垂直流路271aの断面積は、下流側流路部320の断面積以上であってもよい。
また、上述したように、本実施形態に係る流路部材200は、複数、本実施形態では2つの第1流路部251a及び第1流路部251bが第1流路形成面に形成されている。流路部材200は複数の第1流路部251を有することで、ヘッド本体110に異なる経路で複数のインクを供給することができる。そして、第1流路部251a及び第1流路部251bをZ方向において異なる面にそれぞれ配置する構成と比較して、本実施形態に係る流路部材200はZ方向の大きさを小型化することができる。
同様に、本実施形態に係る流路部材200は、複数、本実施形態では2つの第2流路部252a及び第2流路部252bが第2流路形成面に形成されている。流路部材200は複数の第2流路部252を有することで、ヘッド本体110に異なる経路で複数のインクを供給することができる。そして、第2流路部252a及び第2流路部252bをZ方向において異なる面にそれぞれ配置する構成と比較して、本実施形態に係る流路部材200はZ方向の大きさを小型化することができる。なお、複数のインクは、互いの色が同じ色であってもよい。
なお、第1流路部251及び第2流路部252の個数は、1つであってもよいし3個以上であってもよい。また、異なる面に複数の第1流路部251及び第2流路部252を設けてもよい。
また、上述したように、本実施形態に係る流路部材200は、3つの部材、すなわち第1流路部材210、第2流路部材220及び第3流路部材230から構成されている。第1流路部251は、第1流路部材210と第2流路部材220との境界面である第1流路形成面に設けられている。また、第2流路部252は、第2流路部材220と第3流路部材230との境界面である第2流路形成面に設けられている。
このような流路部材200によれば、少なくとも3つの部材があれば、第1流路部251及び第2流路部252を形成することができるため、部品点数を削減することができる。
なお、第2流路242や第2流路部252を設けずに、第1流路241や第1流路部251のみを設ける場合、第1流路部材210及び第2流路部材220で流路部材を構成すればよい。この場合においては、少なくとも2つの部材があれば、第1流路部251を形成することができるため、部品点数を削減することができる。
また、上述したように、本実施形態に係る流路部材200では、COF基板98は、第1分岐流路部261aと第2分岐流路部262aとの間、第1分岐流路部261bと第2分岐流路部262bとの間に配置されている。換言すれば、流路部材200には、第1分岐流路部261及び第2分岐流路部262がCOF基板98を避けるように配置されている。ヘッド本体110は、COF基板98を挟んで両側にマニホールド95及びこれに連通する導入路44が設けられている。したがって、仮に第1分岐流路部261及び第2分岐流路部262の双方がCOF基板98の一方面側に配設されていると、第1分岐流路部261及び第2分岐流路部262の何れかの流路はCOF基板98を回り込んでマニホールド95に連通するように流路部材200に形成しなければならず、流路部材200の大型化してしまう。しかしながら、本実施形態に係る流路部材200では、COF基板98を挟んで両側にマニホールド95及びこれに連通する導入路44が設けられたヘッド本体110に対応して、第1分岐流路部261及び第2分岐流路部262を、COF基板98を挟むように配置したので、ヘッド本体110及び流路部材200を小型化することができる。また、上述したようにCOF基板98を迂回するように第1分岐流路部261及び第2分岐流路部262を設ける必要がないので、その分のスペースを省き、平面視におけるCOF基板98を設置する密度を向上させることができる。すなわち、ヘッド本体110を配置する間隔を狭めることができ、記録ヘッド100としても小型化を図ることができる。
また、上述したように、本実施形態に係る流路部材200では、第1流路形成面に第1分岐流路部261及び第1流路部251、第2流路形成面に第2分岐流路部262及び第2流路部252が形成されている。インクは、第1流路部251から各第1分岐流路部261に分岐し、第2流路部252から各第2分岐流路部262に分岐して一つのヘッド本体110に供給される。すなわち、一つのヘッド本体110に対して、第1流路241a、第1流路241b、第2流路242a及び第2流路242bが接続されている。
このような流路部材200によれば、一つのヘッド本体110に複数のインクを供給することを可能とし、かつ、複数のヘッド本体110のうち特定のヘッド本体110に流路部材200からの気泡が偏って送られてしまうことを抑制することができる。さらに、複数のヘッド本体120に、複数の液体を供給する場合であっても、流路途中の角度が互いに異なる第1流路部251及び第2流路部252を用いることで、ヘッド本体110の配置の自由度を向上させることができる。
また、流路部材200は、Z方向に異なる2つの第1流路形成面及び第2流路形成面を備えた2層構造を有していたが、このような態様に限定されない。例えば、第1流路部251及び第1分岐流路部261は、第2流路部252及び第2分岐流路部262とはZ方向において同じ面に形成されていてもよい。例えば、第1流路部材210及び第2流路部材220との境界面である第1流路形成面に、第1流路部251及び第1分岐流路部261、第2流路部252及び第2分岐流路部262を形成してもよい。これによれば、少なくとも2つの部材でそれらの流路を形成することができるので、部品点数を削減してコスト削減が可能となり、また、流路部材200のZ方向の厚さを薄くして小型化を図ることができる。
さらに、第1流路部251と第2流路部252とは、それぞれを流れるインクが反対方向を向いていたが、これに限定されない。
なお、本実施形態に係る流路部材200は、合計4つの流路240を備えており、それぞれに異なる種類のインクを流通させた。これにより、一つのヘッド本体110に複数の異なるインクを供給することができる。もちろん、このような態様に限定されず、同じ種類のインクが異なる流路240を流通するようにしてもよい。
ここで、複数種類のインクのうち、最も気泡排出性の低いインクは第1流路部251を流れないようにすることが好ましい。
気泡排出性とは、流路部材200に設けられた第1流路部251及び第2流路部252内に気泡を含むインクが流入したとき、第1流路部251及び第2流路部252から外部(すなわち、ヘッド本体110側)への気泡の排出されやすさをいう。
上述したように、本実施形態に係る第2流路部252は、インクの流れる方向Nと、第2分岐流路部262を流れるインクの方向Mとが鈍角をなしている。すなわち、図19に示したように、方向Mは、方向NのY方向成分の同じ向きであるため、第2流路部252から各第2分岐流路部262にインクが流れ易く、逆流しにくい構造となっている。換言すれば、インク中の気泡を第2流路部252及び第2分岐流路部262に滞留させることなく外部に排出させやすい構成となっている。つまり、本実施形態では、第1流路部251及び第1分岐流路部261は、第2流路部252及び第2分岐流路部262よりも気泡を外部に排出しにくい。
したがって、本実施形態では、最も気泡排出性の低いインクを第1流路部251及び第1分岐流路部261には流通させず、第2流路部252及び第2分岐流路部262に流通させることが好ましい。これによれば、気泡排出性の低いインクは、第1流路部251よりも相対的に気泡を排出しやすい他の流路である第2流路部252を流通するので、気泡が流路部材200に溜まる可能性をより一層低減することができる。
なお、複数種類のインクは、気泡排出性に関わらず、第1流路部251及び第2流路部252の何れに流通させてもよい。
上述した気泡排出性の具体例としては、起泡性又は消泡性を挙げることができる。起泡性とは、インク中の気泡の生じやすさをいい、消泡性とはインク中に生じたインクの消滅しやすさをいう。例えば、インクの起泡性が低いと気泡排出性は高く、インクの消泡性が高いと気泡排出性は高い。このような二つの性質に基づいてインクの気泡排出性が低いインクを第1流路部251及び第1分岐流路部261に流通させないことができる。
さらに、気泡排出性は、起泡性、消泡性の順に特定されることが好ましい。これによれば、起泡が生じやすいインクを優先的に第1流路部251及び第1分岐流路部261以外に流通させることができる。
また、本実施形態に係る流路部材200は、第1流路部251及び第2流路部252を、液体噴射面20aに直交するZ方向において少なくとも一部を重ねて配置した。これにより、複数の流路部を全て同一平面内に形成する場合に比較して、流路部材200の液体噴射面20aの面方向における形状を小型化することができる。
上述した流路部材200を備える記録ヘッド100は、流路240及びヘッド本体110の配置の自由度が確保され、かつ分岐流路部260における気泡の滞留が抑制された流路部材を備えることで、流路の構成に依存せずにヘッド本体110を配置して小型化などの目的を達成するとともに、インクの噴射品質が向上したものとなる。そして、当該記録ヘッド100を備えるインクジェット式記録装置1は、小型化した記録ヘッド100を用いてインクの噴射品質が向上したものとなる。
〈他の実施形態〉
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。
例えば、実施形態1に係る記録ヘッド100の各ヘッド本体110は、ノズル列a及びノズル列bがXa方向に沿い、搬送方向であるX方向に対して傾斜させる場合は、上述したようにX方向とXa方向とが0度より大きく90度未満で交差させればよいが、交差させない態様の記録ヘッド100も本発明に含む。すなわち、搬送方向であるX方向に対して、ノズル列の方向であるXa方向が垂直になるようにヘッド本体110を備えた記録ヘッドを構成してもよい。この場合、Xa方向はY方向に一致し、Ya方向はX方向に一致することになる。したがって、実施形態1に係る記録ヘッド100では、Ya方向に小型化されたが、Ya方向をX方向に一致させた態様の記録ヘッド100では、Ya方向に一致するX方向、すなわち記録シートSの搬送方向に小型化できることになる。また、このような態様の記録ヘッド100であっても本発明の流路部材200を適用することができる。
また、記録ヘッド100は、複数のヘッド本体110を備えていたが、このような態様に限定されない。複数のノズル列と該ノズル列のそれぞれに連通する複数のマニホールドを有する一つのヘッド本体を構成し、該ヘッド本体の各マニホールドにインクを供給する流路部材を備える記録ヘッド100としてもよい。
また、流路部材200には、第1流路241として2つの第1流路241a及び第1流路241bを有していたが、2つに限定されず、1本又は3本以上であってもよい。第2流路242についても同様である。
第1流路部251aは6つの第1分岐流路部261aに分岐していたがこれに限定されず、分岐せずに一つのヘッド本体110に接続されていてもよいし、分岐する数も6つに限定されず2つ以上の複数に分岐してもよい。第1流路部251b、第2流路部252a及び第2流路部252bについても同様である。
また、第1流路部251aは、第2流路部材220と第3流路部材230との間で水平にインクを流通させる流路としたがこのような態様に限定されない。すなわち、Z平面に対して傾斜した流路としてもよい。第1流路部251b、第2流路部252a及び第2流路部252bについても同様である。
さらに、第1垂直流路271aは液体噴射面20aに対して垂直に形成されていたがこのような態様に限定されない。すなわち、液体噴射面20aに対して傾斜していてもよい。第1垂直流路271b、第2垂直流路272a及び第2垂直流路272bについても同様である。
また、フレキシブル配線基板としてCOF基板98を備えていたが、フレキシブルプリント基板(FPC)であってもよい。
また、実施形態1では、保持部材120と流路部材200とを接着剤などにより固定したが、一体化してもよい。すなわち、流路部材200のZ1側に保持部121と足部122とを設けてもよい。これにより、保持部材120をZ方向に積層しない分だけZ方向に小型化できる。また、保持部121が流路部材200に設けられることにより、流路部材200が複数のヘッド本体110を収容できればよく、中継基板140を収容しなくてもよいので、XY方向にも小型化できる。さらに、複数の部材を一体化することで、部品点数を減らすことができる。なお、流路部材200を第1流路部材210、第2流路部材220及び第3流路部材230により構成する場合には、第3流路部材230のZ1側に保持部121と足部122とを設ければよい。
また、実施形態1では、ヘッド本体110をY方向に併設して、複数のヘッド本体110により記録ヘッド100を構成したが、1つのヘッド本体110により記録ヘッド100を構成してもよい。また、ヘッドユニット101に含まれる記録ヘッド100の個数についても特に限定はなく、2個以上を搭載してあってもよいし、一つの記録ヘッド100を単体でインクジェット式記録装置1に搭載してもよい。
なお、上述したインクジェット式記録装置1では、ヘッドユニット101が固定されて記録シートSを搬送するだけで印刷を行う、所謂ライン型記録装置であるが、特にこれに限定されず、ヘッドユニット101や1つ又は複数の記録ヘッド100をキャリッジに搭載して、当該ヘッドユニット101又は記録ヘッド100を記録シートSの搬送方向と交差する主走査方向に移動させると共に、記録シートSを搬送して印刷を行う所謂シリアル型記録装置にも本発明を適用することができる。
さらに、本発明は、広く液体噴射ヘッドユニット全般を対象としたものであり、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種のインクジェット式記録ヘッド等の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ELディスプレイ、FED(電界放出ディスプレイ)等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオchip製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等を具備する液体噴射ヘッドユニットにも適用することができる。
また、本発明の配線基板は、液体噴射ヘッドに用いられる場合に限定されず、任意の電子回路等に適用することもできる。
1 インクジェット式記録装置(液体噴射装置)、43 接続口、 44a、44b、44c、44d 導入路、 98 COF基板、 100 記録ヘッド、 101 ヘッドユニット、 110 ヘッド本体、 200 流路部材、 201 開口部、 210 第1流路部材、 220 第2流路部材、 230 第3流路部材、 240 流路、 241 第1流路、 242 第2流路、 250 流路部、 251 第1流路部、 252 第2流路部、 254 第1壁面、 260 分岐流路部、 261 第1分岐流路部、 262 第2分岐流路部、 270 垂直流路、 271 第1垂直流路、 272 第2垂直流路、 280 導入流路、 281 第1導入流路、 282 第2導入流路、 290 接続部、 291 第1接続部、 292 第2接続部、 300 圧電アクチュエーター、 310 上流側流路部、 315 第2壁面、 320 下流側流路部、 400 気泡
Claims (14)
- 液体噴射面から液体を噴射するヘッド本体に液体を供給する流路部材であって、
第1分岐流路部と、
前記第1分岐流路部を介して前記ヘッド本体に連通した第1流路部とを備え、
前記第1分岐流路部は、前記第1流路部に連通した上流側流路部と、前記上流側流路部を介して前記第1流路部と連通した下流側流路部とを含み、
前記第1分岐流路部及び前記第1流路部を含む第1流路形成面に対する平面視において、
前記第1流路部は、前記第1流路部内を流れる液体の方向と、前記下流側流路部内を流れる液体の方向とが鋭角をなすように配置され、
前記第1流路部の壁面のうち、前記上流側流路部よりも下流側の第1壁面と、前記上流側流路部の壁面のうち、当該第1壁面に連続した第2壁面とがなす角度は、90度以下であり、
前記上流側流路部の前記第2壁面は、R形状となっている
ことを特徴とする流路部材。 - 請求項1に記載する流路部材において、
前記第1分岐流路部は、さらに、前記下流側流路部を介して前記上流側流路部に連通した第1垂直流路であって、前記第1流路形成面に対して垂直な前記第1垂直流路を含み、
前記第1垂直流路の断面積は、前記下流側流路部の断面積よりも小さく、
前記第1垂直流路内の液体は、前記下流側流路部の側から前記ヘッド本体の側に向けて流れる
ことを特徴とする流路部材。 - 請求項1又は請求項2に記載する流路部材において、
さらに、
第2分岐流路部と、
前記第2分岐流路部を介して前記ヘッド本体に連通した第2流路部とを備え、
前記第2流路部は、前記第2分岐流路部及び前記第2流路部を含む第2流路形成面において、
前記第2流路部は、前記第2流路部内を流れる液体の方向と、前記第2分岐流路部内を流れる液体の方向とが鈍角をなし、かつ、第2流路部内を流れる液体の方向が、前記第1流路部内を流れる液体の方向とは反対に液体が流れるように配置され、
前記第1分岐流路部及び前記第2分岐流路部は共通の前記ヘッド本体に連通している
ことを特徴とする流路部材。 - 請求項3に記載する流路部材において、
前記ヘッド本体には、前記ヘッド本体の側から前記流路部材の側に延びたフレキシブル配線基板が接続されており、
前記フレキシブル配線基板は、前記第1分岐流路部及び前記第2分岐流路部の間に配置されている
ことを特徴とする流路部材。 - 請求項3又は請求項4に記載する流路部材において、
液体は複数種類あり、
前記第1流路部を流れる第1液体と、前記第2流路部を流れる第2液体とは異なる
ことを特徴とする流路部材。 - 請求項3〜請求項5の何れか一項に記載する流路部材において、
複数種類の液体のうち、最も気泡排出性の低い液体は前記第1流路部を流れない
ことを特徴とする流路部材。 - 請求項6に記載する流路部材において、
前記気泡排出性は、起泡性又は消泡性である
ことを特徴とする流路部材。 - 請求項7に記載する流路部材において、
前記気泡排出性は、起泡性、消泡性の順に特定されるものである
ことを特徴とする流路部材。 - 請求項3〜請求項8の何れか一項に記載する流路部材において、
前記第1流路部と前記第2流路部は、前記液体噴射面に対する平面視において、少なくとも一部が重なる
ことを特徴とする流路部材。 - 請求項3〜請求項9の何れか一項に記載する流路部材において、
前記液体噴射面に垂直な方向において前記ヘッド本体から遠い順に第1流路部材、第2流路部材及び第3流路部材を、積層して備え、
前記第1流路部は前記第1流路部材と前記第2流路部材との境界に形成され、
前記第2流路部は前記第2流路部材と前記第3流路部材との境界に形成されている
ことを特徴とする流路部材。 - 請求項3〜請求項10の何れか一項に記載する流路部材において、
前記第1流路形成面と前記第2流路形成面とは、同一平面上にある
ことを特徴とする流路部材。 - 請求項11に記載する流路部材において、
前記液体噴射面に垂直な方向において前記ヘッド本体から遠い順に第1流路部材及び第2流路部材を、積層して備え、
前記第1流路部及び前記第2流路部は前記第1流路部材と前記第2流路部材との境界に形成されている
ことを特徴とする流路部材。 - 請求項1〜請求項12の何れか一項に記載する流路部材と、複数の前記ヘッド本体とを備えることを特徴とする液体噴射ヘッド。
- 請求項13に記載する液体噴射ヘッドを備えることを特徴とする液体噴射装置。
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