JP2005313637A - Droplet ejection apparatus, ink-jet printer, and droplet moving apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液滴を吐出する液滴噴射装置、インクジェットプリンタ、及び、液滴を移動させる液滴移動装置に関する。 The present invention relates to a droplet ejection device that ejects droplets, an inkjet printer, and a droplet movement device that moves droplets.
特許文献1には、液体を吐出するノズルの吐出孔周辺に形成された撥液処理層に、撥液性が劣化した撥液処理溝が形成された液体吐出装置について記載されている。この液体吐出装置において、撥液処理溝はノズルの吐出孔周辺に刻設されている。これにより、ノズルから吐出されながら飛散せずにノズルの吐出孔周辺の撥液処置層上に保持された液滴が、繰り返し行われるノズルからの液滴の吐出によって次第に大きくなった場合に、撥液処理溝に大きくなった液滴が引き込まれるので、ノズルの吐出孔周辺からその大きくなった液滴を排除することが可能になる。したがって、ノズルの吐出孔に液滴が残留して起こる吐出不良を防止することができる。
しかしながら、特許文献1に記載の液体吐出装置においては、撥液処理溝に引き込まれた液滴が、その液滴処理溝内に滞留することになる。滞留した液滴は後に溢れでるので、結果的にブレードなどによるワイプによってノズルの吐出孔周辺に保持された液滴を除去する必要がある。ワイプ動作が多くなると、撥液処理層が摩耗によって次第に劣化する問題が生じる。
However, in the liquid ejecting apparatus described in
そこで、本発明は、ワイプ実行頻度を低下させることができる液滴噴射装置及びインクジェットヘッドを提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a liquid droplet ejecting apparatus and an ink jet head that can reduce the frequency of wiping.
さらに、本発明は、液滴付着面に付着した液滴を液滴付着面から除去することが可能な液滴移動装置を提供することを目的とする。 Furthermore, an object of the present invention is to provide a droplet moving device that can remove droplets attached to a droplet adhesion surface from the droplet adhesion surface.
本発明の液滴噴射装置は、液滴を吐出する複数のノズルからなるノズル列が設けられた液滴吐出面に、複数の第1の領域と、隣接した2つの前記第1の領域の間にこれらの領域に隣接して位置する前記第1の領域よりも撥液性が高い第2の領域とが形成されている。そして、前記第2の領域に対して前記ノズル列に近づく側に隣接した前記第1の領域に存在する液滴が前記第2の領域に進入するときに必要な第1の力が、前記第2の領域に対して前記ノズル列から離れる側に隣接した前記第1の領域に存在する液滴が第2の領域に進入するときに必要な第2の力よりも小さい。 The droplet ejecting apparatus of the present invention includes a plurality of first regions and a space between two adjacent first regions on a droplet ejection surface provided with a nozzle row composed of a plurality of nozzles that eject droplets. And a second region having higher liquid repellency than the first region located adjacent to these regions. The first force required when the liquid droplets existing in the first region adjacent to the second region closer to the nozzle row enter the second region is the first force. It is smaller than the second force required when the droplet existing in the first region adjacent to the region away from the nozzle row with respect to the second region enters the second region.
また、本発明のインクジェットプリンタは、インク吐出面にインクを吐出する複数のノズルからなるノズル列が設けられたインクジェットヘッドと、前記複数のノズルから吐出されたインクが着弾する媒体を搬送する媒体搬送手段と、前記インクジェットヘッドを前記ノズル列の延在方向と直交する方向に往復移動させる往復移動手段とを備えている。そして、前記インクジェットヘッドには、前記インク吐出面に前記ノズル列の延在方向に沿って延在した2つの第1の領域と、前記2つの第1の領域の間にこれらの領域に隣接しつつ前記ノズル列の延在方向に沿って延在し且つ前記第1の領域よりも撥液性が高い第2の領域とが形成されており、前記第2の領域に対して前記ノズル列に近づく方向に隣接した前記第1の領域に存在するインク滴が前記第2の領域に進入するときに必要な第1の力が、前記第2の領域に対して前記ノズル列から離れる方向に隣接した前記第1の領域に存在するインク滴が前記第2の領域に進入するときに必要な第2の力よりも小さい。 The ink jet printer according to the present invention includes an ink jet head provided with a nozzle array composed of a plurality of nozzles that eject ink on an ink ejection surface, and a medium transport that transports a medium on which the ink ejected from the plurality of nozzles lands. Means, and reciprocating means for reciprocating the ink jet head in a direction orthogonal to the extending direction of the nozzle rows. The ink jet head is adjacent to the two first regions extending between the two first regions on the ink discharge surface along the extending direction of the nozzle row. However, a second region extending in the extending direction of the nozzle row and having higher liquid repellency than the first region is formed, and the nozzle row is formed with respect to the second region. A first force required when an ink droplet existing in the first region adjacent in the approaching direction enters the second region is adjacent to the second region in a direction away from the nozzle row. The ink drop present in the first area is smaller than the second force required when entering the second area.
これにより、慣性力や空気から受ける力などによって、液滴吐出面に付着した液滴をノズルから遠ざけることができる。その結果、液滴吐出面のワイプ実行頻度を低下させることができる。したがって、液滴吐出面を長寿命とすることができると共に、シリアルプリンタに用いる場合に、印字速度を高速にすることができる。 Thereby, the droplet adhering to the droplet discharge surface can be moved away from the nozzle by the inertial force or the force received from the air. As a result, the frequency of wiping the droplet discharge surface can be reduced. Therefore, the droplet discharge surface can have a long life, and when used in a serial printer, the printing speed can be increased.
本発明において、第1の領域と第2の領域はノズル列の延在方向に沿って延在することが好ましい。これにより、第1の領域と第2の領域の形成が容易になるとともに、液滴をノズル列から遠ざけやすくすることができる。 In the present invention, the first region and the second region preferably extend along the extending direction of the nozzle row. Thereby, the formation of the first region and the second region can be facilitated, and the droplets can be easily moved away from the nozzle row.
また、本発明において、複数の第1の領域及び少なくとも1以上の第2の領域が、ノズル列の両側にそれぞれ形成されていることが好ましい。これにより、空気から受ける力の方向が交互に入れ替わるシリアルプリンタにおいて有効となる。 In the present invention, it is preferable that a plurality of first regions and at least one or more second regions are respectively formed on both sides of the nozzle row. This is effective in a serial printer in which the direction of the force received from the air is alternately switched.
また、本発明において、第2の領域が複数設けられ、複数の第1の領域と複数の第2の領域とが、互いに隣接しつつ交互に形成されていることが好ましい。これにより、液滴をノズルからより遠ざけることができる。 In the present invention, it is preferable that a plurality of second regions are provided, and the plurality of first regions and the plurality of second regions are alternately formed while being adjacent to each other. Thereby, a droplet can be kept further from a nozzle.
また、本発明において、ノズル列を構成するノズルが第2の領域と同じ撥液性を有する第3の領域内に形成されており、第3の領域は2つの第1の領域の間にこれらの領域に隣接して位置することが好ましい。これにより、ノズル周辺にほとんど液滴が残らなくなる。 In the present invention, the nozzles constituting the nozzle row are formed in a third region having the same liquid repellency as the second region, and the third region is between these two first regions. It is preferable to be located adjacent to the region. As a result, almost no liquid droplets remain around the nozzle.
また、本発明において、第1及び第2の領域が、ノズルを取り囲むように環状に延在していることが好ましい。これにより、ノズル列の延在方向とは交差する方向へも液滴を遠ざけることができる。 In the present invention, it is preferable that the first and second regions extend annularly so as to surround the nozzle. As a result, the droplets can be moved away from the direction in which the nozzle rows extend.
また、このとき、第1の領域と当該第1の領域に対してノズル列から近づく側に隣接した第3の領域との境界線が、ノズル列の延在方向に平行な直線であり、第1の領域と当該第1の領域に対してノズル列から離れる側に隣接した第2の領域との境界線が、傾斜角の異なる部分を含んだ線又はノズル列の延在方向に対して対称的に傾斜する2つの線分が交互に連続した線であってもよい。これにより、液滴がノズルから離れる方向に移動するときにおいて、液滴の立ち上がり角度が第1の領域から第2の領域に進入するときの限界角度に達しやすくなる。そのため、液滴をノズルから離れる方向に移動させやすくなる。また、液滴がノズルから近づく方向に移動するときにおいて、第2の領域に液滴が進入しにくくなる。 At this time, the boundary line between the first region and the third region adjacent to the first region closer to the nozzle row is a straight line parallel to the extending direction of the nozzle row, The boundary line between one region and the second region adjacent to the first region away from the nozzle row is symmetric with respect to a line including portions having different inclination angles or the extending direction of the nozzle row Alternatively, two line segments that are inclined may be alternately continuous. As a result, when the droplet moves in a direction away from the nozzle, the rising angle of the droplet easily reaches the limit angle when entering the second region from the first region. Therefore, it becomes easy to move the droplet in a direction away from the nozzle. Further, when the liquid droplet moves in the direction approaching the nozzle, the liquid droplet hardly enters the second region.
また、本発明において、第2の領域内に、ノズル列の延在方向と直交しノズル列から離れる方向に向かって撥液性が段階的に向上するように、第1の領域よりも撥液性が高い複数の区域が設けられていることが好ましい。また、本発明において、第2の領域内には、当該第2の領域より撥液性が低い部分又は高い部分が多数形成されており、第2の領域内における撥液性が低い部分又は高い部分の平均密度が、ノズル列の延在方向と直交しノズル列から離れる方向に向かって徐々に減少又は増加していることが好ましい。これにより、液滴がノズルから離れる方向に移動するときにおいて、第1の領域から第2の領域に液滴が進入しやすくなり、且つ液滴がノズルから近づく方向に移動するときにおいて、第2の領域に液滴が進入しにくくなる。そのため、液滴をノズルから離れる方向に移動させやすくなる。 In the present invention, the liquid repellency of the second region is higher than that of the first region so that the liquid repellency is improved stepwise in the direction perpendicular to the extending direction of the nozzle row and away from the nozzle row. It is preferable that a plurality of areas having high properties are provided. In the present invention, in the second region, many portions having lower or higher liquid repellency than the second region are formed, and portions having lower or higher liquid repellency in the second region are formed. It is preferable that the average density of the portion gradually decreases or increases in a direction perpendicular to the extending direction of the nozzle row and away from the nozzle row. Thereby, when the droplet moves in the direction away from the nozzle, the droplet easily enters the second region from the first region, and when the droplet moves in the direction approaching the nozzle, the second This makes it difficult for the droplets to enter the region. Therefore, it becomes easy to move the droplet in a direction away from the nozzle.
また、複数の前記ノズル列が設けられており、隣接する2つの前記ノズル列を構成するノズルに対して形成された2つの第3の領域の間に、第4の領域と、第4の領域に隣接し且つ第4の領域よりも撥液性が高い第5の領域とが共にノズル列の延在方向と直交する方向に延在しつつノズル列の延在方向において交互に形成されていてよい。このとき、2つの第3の領域の間に形成されたすべての第5の領域の各々について、第5の領域に対してノズル列の延在方向における一方側に隣接した第4の領域に存在するインク滴が当該第5の領域に進入するときに必要な力が、第5の領域に対してノズル列の延在方向における他方側に隣接した第4の領域に存在する液滴が第5の領域に進入するときに必要な力よりも小さいことが好ましい。代替的には、複数のノズル列が設けられており、隣接する2つのノズル列を構成するノズルに対して形成された2つの第3の領域の間に、第4の領域と、第4の領域に隣接し且つ第4の領域よりも撥液性が高い第5の領域とが共にノズル列の延在方向と直交する方向に延在しつつノズル列の延在方向において交互に形成されていてよい。このとき、2つの第3の領域の間に形成されたすべての第5の領域のうち、ノズル列の延在方向において最も外側に形成された2つの第5の領域の一方を含む互いに隣接した第5の領域の第1群において、第5の領域に対してノズル列の延在方向における内側に隣接した第4の領域に存在する液滴が当該第5の領域に進入するときに必要な力が、第5の領域に対してノズル列の延在方向における外側に隣接した第4の領域に存在する液滴が第5の領域に進入するときに必要な力よりも小さく、ノズル列の延在方向において最も外側に形成された2つの第5の領域の他方を含む互いに隣接した第5の領域の第2群において、第5の領域に対してノズル列の延在方向における内側に隣接した第4の領域に存在する液滴が第5の領域に進入するときに必要な力が、第5の領域に対してノズル列の延在方向における外側に隣接した第4の領域に存在する液滴が第5の領域に進入するときに必要な力よりも小さいことが好ましい。これにより、複数のノズル列が互いに離隔して延在している場合であっても、各ノズル列から液滴を遠ざけることができる。 A plurality of nozzle rows are provided, and a fourth region and a fourth region are provided between two third regions formed for the nozzles constituting the two adjacent nozzle rows. The fifth regions adjacent to each other and having higher liquid repellency than the fourth region are alternately formed in the extending direction of the nozzle row while extending in a direction perpendicular to the extending direction of the nozzle row. Good. At this time, each of all the fifth regions formed between the two third regions is present in the fourth region adjacent to one side in the nozzle row extending direction with respect to the fifth region. When the ink droplet to be moved enters the fifth region, the force required for the fifth region to be present in the fourth region adjacent to the other side in the extending direction of the nozzle row with respect to the fifth region is the fifth. Preferably, it is less than the force required to enter the region. Alternatively, a plurality of nozzle rows are provided, and between the third regions formed for the nozzles constituting the two adjacent nozzle rows, the fourth region and the fourth region The fifth regions adjacent to the region and having higher liquid repellency than the fourth region are alternately formed in the extending direction of the nozzle row while extending in a direction perpendicular to the extending direction of the nozzle row. It's okay. At this time, among all the fifth regions formed between the two third regions, adjacent to each other including one of the two fifth regions formed on the outermost sides in the extending direction of the nozzle row In the first group of the fifth area, it is necessary when the droplets existing in the fourth area adjacent to the inside in the extending direction of the nozzle row enter the fifth area with respect to the fifth area. The force is smaller than the force required when droplets existing in the fourth region adjacent to the outside in the extending direction of the nozzle row enter the fifth region with respect to the fifth region, In the second group of fifth regions adjacent to each other including the other of the two fifth regions formed on the outermost sides in the extending direction, adjacent to the inner side in the extending direction of the nozzle row with respect to the fifth region When a droplet existing in the fourth region enters the fifth region The required force may be smaller than the force required when a droplet existing in the fourth region adjacent to the outside in the extending direction of the nozzle row enters the fifth region with respect to the fifth region. preferable. Thereby, even if it is a case where the some nozzle row is mutually spaced apart, a droplet can be kept away from each nozzle row.
また、本発明において、ノズル列から最も離れて形成された第2の領域よりもさらにノズル列から離れる側に液滴吸収体が配置されていることが好ましい。また、このとき、最も外側に形成された第2の領域よりも外側、及び、最も外側に形成された第5の領域よりも外側に、液滴吸収体がそれぞれ配置されていてもよい。これにより、ノズルから離れる方向に移動した液滴を液滴吸収体に吸収させることができる。そのため、液滴吐出面から液滴の滴下を防止することができる。 In the present invention, it is preferable that the droplet absorber is disposed further on the side farther from the nozzle row than the second region formed farthest from the nozzle row. At this time, the droplet absorbers may be arranged outside the second region formed at the outermost side and outside the fifth region formed at the outermost side. Thereby, the droplet moved in the direction away from the nozzle can be absorbed by the droplet absorber. Therefore, it is possible to prevent droplets from dropping from the droplet discharge surface.
また、往復移動手段は、インク滴に第1の力よりも大きく且つ第2の力よりも小さい風力を与える速度でインクジェットヘッドを移動させてもよい。これにより、往復移動手段を利用して液滴に所定の風力を与えることができるとともに、液滴に風力をあたえる特別な構成を追加する必要がないので、インクジェットプリンタの製造コストが上昇しない。 Further, the reciprocating means may move the ink jet head at a speed at which wind force is applied to the ink droplet that is larger than the first force and smaller than the second force. Accordingly, it is possible to apply a predetermined wind force to the droplets using the reciprocating means, and it is not necessary to add a special configuration for applying the wind force to the droplets, so that the manufacturing cost of the ink jet printer does not increase.
また、本発明の液滴移動装置は、液滴付着面に付着した液滴を風力又は慣性力を利用して移動させる液滴移動装置であって、液滴付着面において所定方向に沿って交互に第1の領域と第1の領域よりも撥液性の高い第2の領域とを隙間なく隣接させるように形成されている。そして、第2の領域に対して所定方向に向かう側に隣接した第1の領域に存在する液滴が第2の領域に進入するときに必要な第1の力が、第2の領域に対して所定方向と反対に向かう側に隣接した第1の領域に存在する液滴が第2の領域に進入するときに必要な第2の力よりも小さい。これにより、慣性力や空気から受ける力などによって、液滴付着面に付着した液滴を所定方向に移動させることができる。したがって液滴付着面に付着した液滴を液滴付着面から除去することが可能となる。 The droplet moving device according to the present invention is a droplet moving device that moves the droplets adhering to the droplet adhering surface using wind force or inertial force, and alternates along the predetermined direction on the droplet adhering surface. The first region and the second region having higher liquid repellency than the first region are adjacent to each other without any gap. Then, the first force required when the droplet existing in the first region adjacent to the second region on the side in the predetermined direction enters the second region is applied to the second region. Therefore, the second force required when the droplet existing in the first region adjacent to the side opposite to the predetermined direction enters the second region is smaller than the second force. Thereby, the droplet adhering to the droplet adhering surface can be moved in a predetermined direction by an inertial force or a force received from the air. Therefore, it is possible to remove the droplets attached to the droplet adhesion surface from the droplet adhesion surface.
本発明の液滴噴射装置は、液滴吐出面と、液滴吐出面に形成され液滴を吐出するノズルと、液滴吐出面に形成された第1の領域と、液滴吐出面に第1の領域に挟まれて形成された第1の領域よりも撥液性が高い第2の領域とを備えている。第1の領域において第2の領域よりもノズルに近い区域に液滴が存在しているときに液滴が第2の領域に進入するのに必要な第1の力が、第1の領域において第2の領域よりもノズルから遠い区域に液滴が存在しているときに液滴が第2の領域に進入するのに必要な第2の力よりも小さい。 The droplet ejecting apparatus of the present invention includes a droplet discharge surface, a nozzle that is formed on the droplet discharge surface and discharges a droplet, a first region formed on the droplet discharge surface, and a first region formed on the droplet discharge surface. And a second region having higher liquid repellency than the first region sandwiched between the first regions. The first force required for the droplet to enter the second region when the droplet is present in an area closer to the nozzle than the second region in the first region is Less than the second force required for the droplet to enter the second region when the droplet is in an area farther from the nozzle than the second region.
これによると、液滴吐出面に付着して慣性力や風力を受けた液滴をノズルから遠ざけることができる。その結果、液滴吐出面のワイプ実行頻度を低下させることができる。したがって、液滴吐出面を長寿命とすることができると共に、プリンタに用いる場合に印字速度を高速にすることができる。 According to this, a droplet that adheres to the droplet discharge surface and receives inertial force or wind force can be moved away from the nozzle. As a result, the frequency of wiping the droplet discharge surface can be reduced. Therefore, the droplet discharge surface can have a long life, and when used in a printer, the printing speed can be increased.
また、本発明の液滴噴射装置は、第2の領域が、ノズルを取り囲む環形状を有していてもよい。これによると、ノズルに対してどの方向に対しても液滴をノズルから遠ざけることができる。 In the droplet ejection device of the present invention, the second region may have a ring shape surrounding the nozzle. According to this, a droplet can be kept away from the nozzle in any direction with respect to the nozzle.
また、本発明の液滴噴射装置は、第1の領域において第2の領域よりもノズルに近い区域が、ノズルを取り囲む環形状を有していてもよい。これによると、ノズルに対してどの方向に関しても液滴をノズルから遠ざけることができる。 In the liquid droplet ejecting apparatus of the present invention, an area closer to the nozzle than the second area in the first area may have an annular shape surrounding the nozzle. According to this, a droplet can be kept away from the nozzle in any direction with respect to the nozzle.
また、本発明の液滴噴射装置においては、第2の領域と同じ撥液性を有し且つ第2の領域よりもノズルに近い第3の領域をさらに備えており、第2の領域と第3の領域との間に第1の領域が存在していてもよい。これによると、ノズル周辺に第3の領域が存在していることによりノズル周辺に液滴が残らなくなる。 The liquid droplet ejecting apparatus of the present invention further includes a third region that has the same liquid repellency as the second region and is closer to the nozzle than the second region. A first region may exist between the three regions. According to this, since the third region exists around the nozzle, no droplet remains around the nozzle.
このとき、第1の領域と第3の領域との境界が、直線又はスムーズな曲線で画定されていてもよい。これによると、液滴がノズルに近づく方向に移動するときにおいて、第3の領域に液滴が進入しにくくなる。 At this time, the boundary between the first region and the third region may be defined by a straight line or a smooth curve. According to this, when the droplet moves in the direction approaching the nozzle, the droplet does not easily enter the third region.
また、本発明の液滴噴射装置においては、第2の領域と第1の領域において第2の領域よりもノズルに近い区域との境界がジグザグ線で画定されており、第2の領域と第1の領域において第2の領域よりもノズルから遠い区域との境界が直線又はスムーズな曲線で画定されていてもよい。これによると、液滴がノズルから離れる方向に移動するときにおいて、液滴の立ち上がり角度が第1の領域から第2の領域に進入するときの限界角度に達しやすくなる。そのため、液滴をノズルから離れる方向に移動させやすくなる。また、液滴がノズルから近づく方向に移動するときにおいて、第2の領域に液滴が進入しにくくなる。 In the droplet ejecting apparatus of the present invention, the boundary between the second region and the first region is closer to the area closer to the nozzle than the second region is defined by a zigzag line. The boundary between the region in one region and the region farther from the nozzle than in the second region may be defined by a straight line or a smooth curve. According to this, when the liquid droplet moves in the direction away from the nozzle, the rising angle of the liquid droplet easily reaches the limit angle when entering the second area from the first area. Therefore, it becomes easy to move the droplet in a direction away from the nozzle. Further, when the liquid droplet moves in the direction approaching the nozzle, the liquid droplet hardly enters the second region.
また、本発明の液滴噴射装置においては、第2の領域と第1の領域において第2の領域よりもノズルに近い区域との境界に、ノズルから離れる方向に向かって撥液性が段階的に向上するように、第1の領域よりも撥液性が高い複数の区域が設けられていてもよい。これによると、液滴がノズルから離れる方向に移動するときにおいて、第1の領域から第2の領域に液滴が進入しやすくなり、且つ液滴がノズルから近づく方向に移動するときにおいて、第2の領域に液滴が進入しにくくなる。そのため、液滴をノズルから離れる方向に移動させやすくなる。 Further, in the droplet ejecting apparatus of the present invention, the liquid repellency is stepwise in the direction away from the nozzle at the boundary between the second region and the region closer to the nozzle than the second region in the first region. A plurality of areas having higher liquid repellency than the first region may be provided so as to improve. According to this, when the droplet moves in the direction away from the nozzle, the droplet easily enters the second region from the first region, and when the droplet moves in the direction approaching the nozzle, It becomes difficult for the droplets to enter the region 2. Therefore, it becomes easy to move the droplet in a direction away from the nozzle.
また、本発明の液滴噴射装置においては、第2の領域と第1の領域において第2の領域よりもノズルに近い区域との境界に、第2の領域より撥液性が低い部分が多数形成されており、第2の領域内における撥液性が低い部分の平均密度が、ノズル列から離れる方向に向かって徐々に減少していてもよい。これによると、液滴がノズルから離れる方向に移動するときにおいて、第1の領域から第2の領域にインク滴が進入しやすくなり、且つ液滴がノズルから近づく方向に移動するときにおいて、第2の領域に液滴が進入しにくくなる。そのため、液滴をノズルから離れる方向に移動させやすくなる。 In the liquid droplet ejecting apparatus of the present invention, there are many portions having lower liquid repellency than the second region at the boundary between the second region and the region closer to the nozzle than the second region in the first region. The average density of the portion that is formed and has low liquid repellency in the second region may gradually decrease in the direction away from the nozzle row. According to this, when the droplet moves in the direction away from the nozzle, the ink droplet easily enters the second region from the first region, and when the droplet moves in the direction approaching the nozzle, It becomes difficult for the droplets to enter the region 2. Therefore, it becomes easy to move the droplet in a direction away from the nozzle.
また、本発明の液滴噴射装置においては、第2の領域と第1の領域において第2の領域よりもノズルに近い区域との境界に、第2の領域より撥液性が高い部分が多数形成されており、第2の領域内における撥液性が高い部分の平均密度が、ノズル列から離れる方向に向かって徐々に増加していてもよい。これによると、液滴がノズルから離れる方向に移動するときにおいて、第1の領域から第2の領域に液滴が進入しやすくなり、且つ液滴がノズルから近づく方向に移動するときにおいて、第2の領域に液滴が進入しにくくなる。そのため、液滴をノズルから離れる方向に移動させやすくなる。 In the liquid droplet ejecting apparatus of the present invention, there are many portions having higher liquid repellency than the second region at the boundary between the second region and the region closer to the nozzle than the second region in the first region. The average density of the portion that is formed and has high liquid repellency in the second region may gradually increase in the direction away from the nozzle row. According to this, when the droplet moves in the direction away from the nozzle, the droplet easily enters the second region from the first region, and when the droplet moves in the direction approaching the nozzle, It becomes difficult for the droplets to enter the region 2. Therefore, it becomes easy to move the droplet in a direction away from the nozzle.
また、本発明の液滴噴射装置においては、液滴吐出面において、第1及び第2の領域よりもノズルから遠い位置に液体吸収体が配置されていてもよい。これによると、ノズルから離れる方向に移動した液滴を液体吸収体に吸収させることができる。そのため、液滴吐出面から液滴の滴下を防止することができる。 In the droplet ejecting apparatus of the present invention, the liquid absorber may be disposed at a position farther from the nozzle than the first and second regions on the droplet ejection surface. According to this, the liquid absorber that has moved in the direction away from the nozzle can be absorbed by the liquid absorber. Therefore, it is possible to prevent droplets from dropping from the droplet discharge surface.
また、本発明の液滴噴射装置は、液滴吐出面に複数のノズルが二次元配列されていると共に、ノズルを取り囲む環形状を有する第2の領域が前記ノズルごとに形成されており、隣接する第2の領域同士が、第1の領域よりも撥液性が高い連結部によって連結されていてもよい。また、このとき、複数の連結部が、液滴吐出面においてノズル列を形成する一方向に沿って配列された複数のノズルを取り囲む複数の第2の領域同士を連結していてもよい。あるいは、複数の連結部が、液滴吐出面においてノズル列を形成する一方向に沿って配列された複数のノズルを取り囲む複数の第2の領域同士、及び、この一方向と交差する方向に沿って配列された複数のノズルを取り囲む複数の第2の領域同士をそれぞれ連結していてもよい。これによると、連結部によって、ノズルを取り囲む第2の領域間に液滴が存在しにくい領域を形成することができる。 In the droplet ejection device of the present invention, a plurality of nozzles are two-dimensionally arranged on the droplet ejection surface, and a second region having a ring shape surrounding the nozzles is formed for each of the nozzles. The second regions to be connected may be connected by a connecting portion having higher liquid repellency than the first region. At this time, the plurality of connecting portions may connect the plurality of second regions surrounding the plurality of nozzles arranged along one direction forming the nozzle row on the droplet discharge surface. Alternatively, the plurality of connecting portions are arranged along the direction intersecting the plurality of second regions surrounding the plurality of nozzles arranged along the one direction forming the nozzle row on the droplet discharge surface, and the one direction. A plurality of second regions surrounding the plurality of nozzles arranged in a row may be connected to each other. According to this, it is possible to form a region where a droplet is unlikely to exist between the second regions surrounding the nozzle by the connecting portion.
また、本発明の液滴噴射装置においては、液滴がノズル列の一方側にある第1の領域から連結部に進入するのに必要な第1の力が、液滴がノズル列の他方側にある第1の領域から連結部に進入するのに必要な第2の力よりも小さくてもよい。これによると、連結部によってノズルから遠ざかった液滴に移動の方向性を与えることができる。 In the liquid droplet ejecting apparatus of the present invention, the first force necessary for the liquid droplets to enter the connecting portion from the first region on the one side of the nozzle row is such that the liquid droplets are on the other side of the nozzle row. It may be smaller than the second force required to enter the connecting portion from the first region. According to this, the directionality of the movement can be given to the droplet that has moved away from the nozzle by the connecting portion.
このとき、各ノズル列を挟む2つの第1の領域のうちで最も外側にある2つのノズル列のうち当該ノズル列から遠い方により近い第1の領域から連結部に液滴が進入するのに必要な第1の力が、各ノズル列を挟む2つの第1の領域のうちで最も外側にある2つのノズル列のうち当該ノズル列に近い方により近い第1の領域から連結部に液滴が進入するのに必要な第2の力よりも小さくてもよい。これによると、連結部により液滴を外側へと移動させやすくなる。 At this time, the droplets enter the connecting portion from the first region farther from the nozzle row of the two outermost nozzle rows between the two first regions sandwiching each nozzle row. The required first force is a droplet from the first region closer to the nozzle row of the two outermost nozzle rows of the two first regions sandwiching each nozzle row to the connecting portion. May be less than the second force required to enter. According to this, it becomes easy to move a droplet outside by a connection part.
このとき、各ノズル列を挟む2つの第1の領域のうちで最も外側にある2つのノズル列のうち当該ノズル列から遠い方により近い第1の領域と連結部との境界がジグザグ線で画定されていてもよい。液滴がノズルから離れる方向に移動するときにおいて、液滴の立ち上がり角度が第1の領域から連結部に進入するときの限界角度に達しやすくなるため、液滴を外側へと移動させやすくなる。 At this time, the boundary between the first region closer to the far side from the nozzle row of the two outermost nozzle rows among the two first regions sandwiching each nozzle row is defined by a zigzag line. May be. When the liquid droplet moves in the direction away from the nozzle, the rising angle of the liquid droplet easily reaches the limit angle when the liquid droplet enters the connecting portion from the first region, so that the liquid droplet can be easily moved outward.
(第1実施形態)
以下、本発明の好適な第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a preferred first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施の形態によるカラーインクジェットプリンタの内部構成を描いた概略斜視図である。図1において、カラーインクジェットプリンタ1内にはヘッドユニット63が配置されている。ヘッドユニット63の本体フレーム68には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのインクをそれぞれ吐出する4個の圧電式のインクジェットヘッド6a,6b,6c,6dが固着されている。さらに、本体フレーム68には、カラーインクがそれぞれ充填される計4個のインクカートリッジ61が脱着可能に取り付けられている。本体フレーム68は、駆動機構(往復移動手段)65により直線方向に往復駆動されるキャリッジ64に固着されている。記録媒体たる用紙62を搬送する搬送手段としてのプラテンローラ66は、その軸線がキャリッジ64の往復移動方向に沿うように配置され、インクジェットヘッド6a〜6dと対向している。
FIG. 1 is a schematic perspective view depicting the internal configuration of a color inkjet printer according to the present embodiment. In FIG. 1, a
キャリッジ64は、プラテンローラ66の支軸と平行に配設されるガイド軸71及びガイド板72によって摺動自在に支持されている。ガイド軸71の両端部の近傍には、プーリー73,74が支持され、これらのプーリー73,74の間に無端ベルト75が架け渡されている。キャリッジ64は、この無端ベルト75の適宜の位置に固定されている。
The
このような駆動機構65の構成において、一方のプーリー73がモータ76の駆動により正逆回転すると、キャリッジ64がガイド軸71及びガイド板72に沿って直線方向に往復移動するため、これに伴ってヘッドユニット63も往復移動する。
In such a configuration of the
用紙62は、インクジェットプリンタ1の側方に設けられた給紙カセット(図示せず)から給紙され、インクジェットヘッド6a〜6dとプラテンローラ66との間の空間に導かれて、インクジェットヘッド6a〜6dから吐出されるインクにより印刷が施された後に排紙される。なお、図1においては、用紙62の給紙機構及び排紙機構の図示を省略している。
The
また、インクジェットプリンタ1内には、図1中左下方に示すパージ機構67が設けられている。パージ機構67は、各インクジェットヘッド6a〜6dの内部に溜まる気泡やゴミなどを含んだ不良インクを強制的に吸引して除去するためのものである。このパージ機構67はプラテンローラ66の側方に設けられている。パージ機構67の位置は、駆動機構65によってヘッドユニット63がリセット位置に至ったときに4つのインクジェットヘッド6a〜6dのいずれかに順次対向するように定められている。パージ機構67はパージキャップ81を備えており、各インクジェットヘッド6a〜6dの下面に設けられる多数のノズル109(図2参照)を覆うように、インクジェットヘッド6a〜6dのいずれか1つの下面に当接する。
Further, a
この構成で、ヘッドユニット63がリセット位置にあるときに、インクジェットヘッド6a〜6dのいずれか1つのノズル109をパージキャップ81で覆って、そのインクジェットヘッド6a〜6dの内部に溜まる気泡などを含んだ不良インクを、カム83の駆動によりポンプ82によって吸引して廃インク溜め84へ廃棄することにより、インクジェットヘッド6a〜6dの復旧を行うようにしている。このような動作が4つのインクジェットヘッド6a〜6dに対して順次行われる。これにより、インクジェットヘッド6a〜6dに対するインクの初期導入時において気泡を除去でき、そして、印刷に伴う内部の気泡の成長などによって陥っていた吐出不良状態からインクジェットヘッド6a〜6dを正常状態へ復帰させることができる。なお、図1に示す4つのキャップ85は、印刷が終了してリセット位置に戻されるキャリッジ64上の対応するインクジェットヘッド6a〜6dの多数のノズル109を覆って、インクの乾燥を防止するためのものである。
With this configuration, when the
図2に、ヘッドユニット63を上下逆さまにした状態の斜視図を示す。ヘッドユニット63の本体フレーム68は、図2に示すようにその上面側(図2においては下方を向くように描かれている)が開放された略箱状に形成されることにより、その開放された側から4つのインクカートリッジ61を着脱自在に装着できるような搭載部を形成している。
FIG. 2 shows a perspective view of the
本体フレーム68の搭載部の一側部位には、本体フレーム68の底板5の下面(インクジェットヘッド6a〜6dが固着される側の面:図2においては上方を向くように描かれている)側から上面側まで連通しており、各インクカートリッジ61のインク放出部に接続できる4つのインク供給通路51が設けられている。底板5の下面には、各インク供給通路51に対応させて、各インクジェットヘッド6a〜6dのインク供給口(図示せず)と密接できるようにしたゴム製などのジョイント部材47が取り付けられている。
The lower surface of the bottom plate 5 of the main body frame 68 (surface on the side to which the ink jet heads 6a to 6d are fixed: drawn to face upward) in FIG. The four
図2に示すように、底板5の下面側には、4つのインクジェットヘッド6a〜6dを並列に配置するための4つの支持部8が段付き状の凹部として形成されている。各支持部8には、対応するインクジェットヘッド6a〜6dをUV接着材にて固定するための複数の空所9a、9bが、上下に貫通するように形成されている。
As shown in FIG. 2, on the lower surface side of the bottom plate 5, four support portions 8 for arranging the four
図3に、インクジェットヘッド6aの部分断面図を示す。なお、4つのインクジェットヘッド6a〜6dはどれも同じ構成を有しているので、1つのインクジェットヘッド6aについて説明する。図3に示すようにインクジェットヘッド6aは、図示しない制御部からの駆動信号によって駆動されるアクチュエータユニット106と、インク流路を形成する流路ユニット107とが積層されている。アクチュエータユニット106と流路ユニット107は、エポキシ系の熱硬化性の接着剤によって接着されている。また、アクチュエータユニット106の上面にはFPC40が接合されているが、図3においては図を簡略にするためにFPC40を描いていない。
FIG. 3 shows a partial cross-sectional view of the
流路ユニット107は、金属材料からなる略長方形平面形状の薄板状の3枚のプレート(キャビティプレート107a、スペーサプレート107b、マニホールドプレート107c)と、インクを吐出するノズル109を備えたポリイミド等の合成樹脂製のノズルプレート107dとが積層されることによって構成されている。最上部のキャビティプレート107aは、アクチュエータユニット106に接している。
The
キャビティプレート107aの表面には、アクチュエータユニット106の動作により選択的に吐出されるインクを収容する複数の圧力室110が長手方向に沿って2列に形成されている。複数の圧力室110は、隔壁110aによって相互に隔てられ、その長手方向を平行に並べて配列されている。また、スペーサプレート107bには、圧力室110の一端をノズル109に連通させる連通孔111と、圧力室110の他端を図示しないマニホールド流路に連通させる連通孔(図示せず)とがそれぞれ形成されている。
On the surface of the
また、マニホールドプレート107cには、圧力室110の一端をノズル109に連通させる連通孔113が形成されている。さらに、マニホールドプレート107cには、インクを各圧力室110に供給するマニホールド流路が複数の圧力室110がなす列の下方においてその列方向に長く形成されている。また、マニホールド流路の一端は、図2に示したインク供給通路51を介してインクカートリッジ61に接続されている。ノズルプレート107dには、図2に示すようにノズルプレート107dの延在方向に沿って千鳥状に2列に配列された複数のノズル109が形成されている。また、図3に示すようにノズルプレート107dの下面(インク吐出面)129には、フッ素系樹脂からなる撥水層130が形成されている。このような各プレート107a〜107dが、マニホールド流路から図示しない連通孔、圧力室110、連通孔111、連通孔113を経てノズル109に至る個別インク流路103を形成するように位置合わせされて積層されることで、ヘッドユニット63の往復移動方向に直交する方向(用紙搬送方向に平行な方向)に延在された矩形平面形状を有する流路ユニット107が構成される。
The
アクチュエータユニット106においては、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)のセラミックス材料からなる2枚の圧電セラミックスプレート106a,106bが積層されている。圧電セラミックスプレート106aの上面には、個別電極121が流路ユニット107の圧力室110に対応した範囲内に重なる位置に配置されている。圧電セラミックスプレート106aと圧電セラミックスプレート106bとの間には、共通電極122が流路ユニット107のすべての圧力室110に跨るように配置されている。
In the
共通電極122は常にグランド電位に保持されている。一方、個別電極121は駆動信号が与えられる。共通電極122と個別電極121とによって挟まれた圧電セラミックスプレート106aの当該挟まれた領域は予めこれら電極によって電界が印加されることで積層方向に分極した活性部123となる。そのため、個別電極121の電位が正の所定電位になると、圧電セラミックスプレート106aの活性部123は電界が印加されて積層方向に伸びようとする。ところが、圧電セラミックスプレート106bの下面は、圧力室110を区画する隔壁110aの上面に固定されているので、結果的に圧電セラミックスプレート106a,106bは、圧力室110側に凸となるように変形する。このため、圧力室110の容積が低下して、インク圧力が上昇し、ノズル109からインクが吐出される。
The
次に、ノズルプレート107dのインク吐出面129について以下に説明する。図4は、図3に示すノズルプレート107dのインク吐出面129の拡大平面図である。図4に示すように、ノズルプレート107dのインク吐出面129には、撥水層130とインクを吸収することが可能なスポンジなど材料からなるインク吸収体125とが形成されている。インク吸収体125は、インク吐出面129の延在方向(図4中上下方向)に沿って平行に延在されており、インク吐出面129の図4中左右側の両端部に配置されている。
Next, the
撥水層130は、ノズル8の近傍に形成された第1撥水層(第3の領域)141と、第1撥水層141の左右側に4つずつ配置されインク吐出面129の延在方向に平行に延在された8つの第2撥水層(第2の領域)142とからなる。第1撥水層141と第2撥水層142は、同じ撥水性を有している。第1撥水層141は、複数のノズル109がなす2列のノズル列方向に沿って延在しており、その内側には、千鳥状に2列に配列された複数のノズル8が存在する。つまり、第1撥水層141は複数のノズル8の周囲をすべて覆いつくすように形成されている。8つの第2撥水層142は、インク吐出面129の延在方向と直交する方向に互いに離隔して配列している。インク吐出面129には、撥水層130が形成されていない領域、すなわち、親水性領域(第1の領域)128a〜128eが複数形成されている。親水性領域128aは、第1撥水層141と第2撥水層142との間に存在し、親水性領域128b〜128dは、第2撥水層142間に存在し、親水性領域128eは、撥水層142とインク吸収体125との間に存在する。つまり、インク吐出面129には、ノズル109からインク吸収体125に向かって、第1撥水層141、親水性領域128a、第2撥水層142、親水性領域128b、第2撥水層142・・・というような順番で、第2撥水層142と親水性領域128a〜128eとが交互に配置されている。
The four water-
図4に示すように、第1撥水層141の左右側の両端部は、第1撥水層141と親水性領域128aとの境界線151がインク吐出面129の延在方向と平行な直線になるように形成されている。第2撥水層142の第1撥水層141側の端部142aは、第2撥水層142と親水性領域128a〜128dとの境界線152がジグザグ形状になるように、流路ユニット107の延在方向に関して対称的に傾斜した傾斜部143がインク吐出面129の延在方向に沿って複数連続することで形成されている。これら傾斜部143は、第2撥水層142の端部142aの一部がレーザ加工によって切り欠かれることで形成されている。一方、第2撥水層142のインク吸収体125側の端部142bは、第2撥水層142と親水性領域128b〜128eとの境界線153が流路ユニット107の延在方向と平行な直線になるように形成されている。
As shown in FIG. 4, the left and right ends of the first
次に、インク吐出面129に付着したインク滴のヘッドユニット63の往復移動に伴う移動について以下に説明する。図5は、図4に示すインク吐出面の拡大図であり、(a)はインク吐出面129にインク滴が付着した状況を示す図であり、(b)はヘッドユニット63の一方向の移動(図中右方向への移動)に伴ってインク滴が第2撥水層142上を通過する前の状況を示す図であり、(c)はヘッドユニット63の一方向の移動に伴ってインク滴が第2撥水層142上を通過した後の状況を示す図であり、(d)はヘッドユニット63の他方向の移動(図中左方向への移動)に伴ってインク滴が第2撥水層上を通過した後の状況を示す図であり、(e)はインク滴がインク吸収体125上に移動した状況を示す図である。
Next, the movement of the ink droplets adhering to the
用紙62に対して印字するときは、駆動機構65によってヘッドユニット63が往復移動しながらノズル109からインク滴を吐出する。このときに、インク吐出面129には、用紙62からのインク滴の跳ね返りやインクミストなどによって、例えば、図5(a)に示すように、第1撥水層141と第2撥水層142との間の親水性領域128a上に2つのインク滴161,162が付着したとする。2つのインク滴161,162がインク吐出面129に付着した状態で用紙62に対して印字を続けた場合、図5(b)に示すように、ヘッドユニット63が図中右側に移動したときは、付着した2つのインク滴161,162が慣性力や空気などの力を受けてインク吐出面129上で図中左方向に移動し、インク滴161が第2撥水層142と、インク滴162が第1撥水層141と接触する。このとき、第1撥水層141と接触したインク滴162は、境界線151上で停止する。これは、インク滴162が撥水層141によってヘッドユニット63の移動方向と同方向にはじかれ、且つ境界線151が直線となっているので、境界線151上におけるインク滴162のインク吐出面129からの立ち上がり角度がどの位置でも同じ角度になるとともに限界角度(すなわち、インク滴のインクメニスカスがブレイクしてインク滴が撥水層上に移動できる角度)を超えないためである。
When printing on the
ここで、インク滴162がインク吐出面129上を移動するための力は、ヘッドユニット63の往復移動速度及び加速度に関係している(すなわち、ヘッドユニット63の往復移動速度及び加速度が速ければ、インク滴が受ける風力及び慣性力が大きくなり、ヘッドユニット63の往復移動速度及び加速度が遅くなれば、インク滴が受ける風力及び慣性力が小さくなる関係)。本実施の形態においては、インク滴162のインク吐出面129からの立ち上がり角度が境界線151上において限界角度を超えない程度の角度になるように、そのヘッドユニット63の往復移動速度及び加速度が調整されている。そのため、インク滴162は境界線151上でその移動が停止し、第1撥水層141上に乗り移ることはない。
Here, the force for the
一方、第2撥水層142と接触したインク滴161は、境界線152上を乗り越えようとする。これは、第2撥水層142の端部142aがジグザグ形状に形成されていることによって、境界線152上におけるインク滴161の限界角度が前述した境界線151上の限界角度に比べて大きくなる箇所と小さくなる箇所が混在するからである。つまり、本実施の形態においては、インク滴161が境界線152上に差し掛かってから、第2撥水層142に乗り移ろうとする左方向の力がインク滴161に加えられるにつれ、第2撥水層142の端部142aにおけるノズル109側に近い先端部において、インク滴161のインクメニスカスの立ち上がり角度が他の箇所よりも大きくなって限界角度に達し安いからである。また、本実施の形態における第2撥水層142の端部142aのノズル109側に近い先端部同士の間隔が5〜10μm程度となるように、境界線153が形成されている。これにより、インク滴の直径が少なくとも5μm以上のインク滴161,162であれば、上述のように境界線152上でそのインク滴161,162が端部142aの少なくとも1つ以上の先端部に接触し限界角度に達して第2撥水層142上に移動する。なお、インク滴の直径が5μm未満であってヘッドユニット63の往復移動に伴ってインク吐出面129上を移動するのであれば、そのインク滴が端部142aの先端部間に収まり、インク滴161,162が限界角度に達しにくくなる。しかしながら、インク滴161,162の直径が5μm未満であれば、ヘッドユニット63の往復移動によってほとんど移動しないし、そのインク滴の自重で用紙側に滴下したりしない。つまり、直径が5μm未満のインク滴であれば、そのインク滴はほとんど悪影響を与えない。
On the other hand, the
また、境界線152を乗り越えて第2撥水層142上にインク滴が移動するための力(第1の力)が、境界線151を乗り越えて第1撥水層141上にインク滴が移動するための力(第2の力)より小さい力になることで、はじめて境界線152を乗り越えず境界線152上でインク滴161を停止させることができる。
Further, the force (first force) for moving the ink droplets over the
しかし、本実施形態におけるヘッドユニット63の往復移動速度及び加速度は、一方向及び反転した他方向においても同じ移動速度及び加速度となっており、インク滴161,162が受けるそれぞれの力は、ヘッドユニット63の往復移動によって生じる慣性力や空気などの力なので、ほぼ同じ力となっている。さらに、ヘッドユニット63の往復移動速度及び加速度は上述したように調整されているが、境界線152上におけるインク滴161が第2撥水層142の端部142aにおける先端部において限界角度を超えるように、そのヘッドユニット63の往復移動速度及び加速度が調整されている。これより、インク滴161,162がインク吐出面129上を移動するためにほぼ同じ力を受けるので、境界線152上であって端部142aのノズル109側の先端部において、インク滴161のインクメニスカスだけがブレイクして、図5(c)に示すように第2撥水層142上を超えて親水性領域128bに移動する。
However, the reciprocating speed and acceleration of the
そして、図5(d)に示すように、ヘッドユニット63が左側に移動したときは、付着した2つのインク滴161,162が慣性力や空気などの力を受けてインク吐出面129上で右方向に移動し、インク滴161が第2撥水層142と境界線153上で接触してその移動を停止し、インク滴162が第2撥水層142上を移動して親水性領域128bに移動する。インク滴161は、第2撥水層142によってヘッドユニット63の移動方向と同方向側にはじかれ、且つ境界線153が直線となっているので、境界線153上におけるインク滴161のインク吐出面129からの立ち上がり角度がどの位置でも同じ角度になるとともに限界角度を超えないため、境界線153上でその移動を停止する。一方、インク滴162は、第2撥水層142の端部142aがジグザグ形状に形成されていることによって、インク滴162が境界線152上に差し掛かってから、第2撥水層142に乗り移ろうとする右方向の力がインク滴162に加えられるにつれ、第2撥水層142の端部142aにおけるノズル109側に近い先端部において、インク滴162のインクメニスカスの立ち上がり角度が他の箇所よりも大きくなって限界角度に達する。その結果、インク滴162のインクメニスカスだけがブレイクして、図5(d)に示すように第2撥水層142上を超えて親水性領域128bに移動する。
Then, as shown in FIG. 5D, when the
そして、図5(e)に示すように、ヘッドユニット63が印字に伴って左右方向に繰り返し移動することで、インク吐出面129に付着した2つのインク滴161,162が次第にノズル109から遠ざかり、インク吐出面129の短手方向の両端部に配置されたインク吸収体125上に移動する。インク吸収体125上に移動した2つのインク滴161,162はインク吸収体125に吸収される。こうして、インク吐出面129からのインク滴161,162の滴下を防止することができる。
Then, as shown in FIG. 5E, the
このようにインク吐出面129に形成された第2撥水層142には、ノズル109に近い側の端部142aにジグザグの境界線152が形成され、ノズル109から遠い側の端部142bに流路ユニット107の延在方向と平行な直線の境界線153が形成されているので、ヘッドユニット63の往復移動時において、付着したインク滴161,162がノズル109から離れる方向にしか移動しない。また、第1撥水層141がノズル109の周囲をすべて覆いつくすように形成されており、且つ第1撥水層141と隣接した親水性領域128aとの境界線151が流路ユニット107の延在方向と平行な直線となっているため、ノズル109にインク滴161,162が侵入しなくなる。なお、上述した本実施形態においては、境界線151、153が流路ユニット107の延在方向に沿った直線であり、境界線152が流路ユニット107の延在方向に沿って延在するジグザグ形状の線であるが、これらの境界線151〜153が全てジグザグ形状の線であってもよい。この場合、境界線151、153の挟み角(ジグザグ形状の線を構成する対称的に傾斜した2つの直線がなす角)が、境界線152の挟み角よりも大きな角度に形成されなければならない。
In the second
本実施の形態における第2撥水層142は、ノズル109に近い側の端部142aがジグザグ形状になっていることで、インク滴161,162がノズル109から離れる方向にだけ移動しやすくなっているが、図6〜図8に示すような第1〜第3変形例による第2撥水層182,192,198が形成されていてもよい。図6は、本発明の第1実施形態に係るヘッドユニットのインク吐出面に形成された第2撥水層の第1変形例を示す図である。図7は、本発明の第1実施形態に係るヘッドユニットのインク吐出面に形成された第2撥水層の第2変形例を示す図である。図8は、本発明の第1実施形態に係るヘッドユニットのインク吐出面に形成された第2撥水層の第3変形例を示す図である。
In the second
図6に示すように、第1変形例における第2撥水層182には、第1撥水層141側の端部からノズル109から離れる方向(図6中左右方向)に向かって段階的に撥水性が向上した第1〜第3撥水領域183a〜183cが形成されている。第1撥水領域183aは、第2撥水層182内において、ノズル109に最も近い側に形成されており、インク滴に対する撥水性が第2及び第3撥水領域183b,183cと比較して小さくなっている。第2撥水領域183bは、第2撥水層182内において、第1及び第3撥水領域183a,183cの間に形成されており、インク滴に対する撥水性が第3撥水領域183cと比較して小さくなっている。第3撥水領域183cは、第2撥水層182内において、ノズル109から最も離れた側に形成されており、インク滴に対する撥水性が第1及び第2撥水領域183a,183bと比較して大きくなっているとともに第1撥水層141と同じ撥水性を有している。
As shown in FIG. 6, the second
この構成により、第2撥水層182の第1撥水領域183aと親水性領域128a〜128dとの境界線171上におけるインク滴が、第2撥水層182の第3撥水領域183cと親水性領域128b〜128eとの境界線172上におけるインク滴や第1撥水層141と親水性領域128aとの境界線173上におけるインク滴よりも限界角度に達し安くなる。言い換えると、第1撥水領域183aの撥水性が第2撥水領域183b、第3撥水領域183c及び第1撥水層141より小さいので、境界線171上におけるインク滴の限界角度の上限値が他の境界線172,173上におけるよりも小さくなる。したがって、ヘッドユニット63の往復移動によって同じ力を受けたインク滴は、親水性領域128a〜128dから境界線171を超えるが、親水性領域128a〜128eから境界線172,173を超えない。このように、第1変形例における第2撥水層182も前述した第2撥水層142と同様にインク滴をヘッドユニット63の往復移動によってノズル109から遠ざけることが可能となる。
With this configuration, ink droplets on the
図7に示すように第2変形例における第2撥水層192には、円形形状の複数の親水性領域193が形成されている。これら親水性領域193は、第2撥水層192内において、第1撥水層141側の端部からノズル109から離れる方向(図7中左右方向)に向かって、親水性領域193の形成数が減少するように形成されている。つまり、第2撥水層192の複数の親水性領域193は、第1撥水層141に近い側から離れるに連れ、その平均密度が減少している。また、第2撥水層192の第1撥水層141側の端部には、複数の親水性領域193が第2撥水層192の延在方向に沿って配列された親水性領域列194が形成されている。親水性領域列194は、第2撥水層192と親水性領域128aとの境界線185に極めて近い位置に形成されている。
As shown in FIG. 7, a plurality of circular
この構成により、第2撥水層192と親水性領域128a〜128dとの境界線185上におけるインク滴は、第2撥水層192と親水性領域128b〜128eとの境界線186上におけるインク滴や第1撥水層141と親水性領域128aとの境界線187上におけるインク滴よりも境界線185を超えやすくなる。つまり、第2撥水層192の第1撥水層141に近い側の端部に複数の親水性領域193がなす親水性領域列194が形成されていることで、親水性領域128a〜128dに存在するインク滴が、境界線185に移動して差し掛かったときに、親水性領域列194に属する親水性領域193とインク滴とが接触し、その親水性領域193がインク滴を第2撥水層192上に引き込もうとする。これより、境界線185上におけるインク滴が他の境界線186,187におけるよりも限界角度に達し安くなって、インク滴が第2撥水層192上をノズル109から離れる方向に移動する。なお、境界線186,187上のインク滴はその近傍に親水性領域193が存在していないので、第2撥水層192及び第1撥水層141上に移動できない。このように、第2変形例における第2撥水層192も前述した第2撥水層142と同様にインク滴をヘッドユニット63の往復移動によってノズル109から遠ざけることが可能となる。なお、本変形例において、親水性領域193は、境界線185近傍に形成されているが、境界線185上にその中心が位置するように配置されていてもよい。これにより、境界線185が親水性領域193の半円部分を有することになるので、上述した境界線152のジグザグ形状とほぼ同様な機能を有することになり、第2撥水層192上にインク滴を容易に移動させることが可能になる。
With this configuration, ink droplets on the
図8に示すように第3の変形例における第2撥水層198は、第1撥水層141よりも撥水性の低い低撥水部199aと、低撥水部199aよりも撥水性が高くほぼ第1撥水層141と同じ撥水性を有する円形形状の複数の高撥水部199bとを含んでなる。これら高撥水部199bは、第2撥水層198内において、第1撥水層141から離れた外側端部からノズル109に近づく方向(図8中左右方向)に向かって、高撥水部199bの形成数が減少するように形成されている。つまり、第2撥水層198の高撥水部199bは、第1撥水層141側から離れるに連れ、その平均密度が増加している。また、第2撥水層198の第1撥水層141から離れた外側端部には、複数の高撥水部199bが第2撥水層198の延在方向に沿って配列された撥水部列200が形成されている。撥水部列200は、第2撥水層198と親水性領域128b〜128eとの境界線196に極めて近い位置に形成されている。
As shown in FIG. 8, the second
この構成より、第2撥水層198と親水性領域128a〜128dとの境界線195上におけるインク滴は、第2撥水層198と親水性領域128b〜128eとの境界線186上におけるインク滴や第1撥水層141と親水性領域128aとの境界線197上におけるインク滴よりも境界線195を超えやすくなる。つまり、第2撥水層198の第1撥水層141に近い側の端部には、高撥水部199bが形成されていないので、境界線195上におけるインク滴よりも境界線196,197におけるインク滴の方がインク滴の限界角度の上限値が大きくなっている。そのため、境界線195上におけるインク滴が他の境界線196,197におけるよりも限界角度に達し安くなって、インク滴が第2撥水層198上をノズル109から離れる方向に移動する。なお、境界線196上のインク滴はその近傍に形成された高撥水部199bによって、第2撥水層198上に移動できない。このように、第3変形例における第2撥水層198も前述した第2撥水層142と同様にインク滴をヘッドユニット63の往復移動によってノズル109から遠ざけることが可能となる。
With this configuration, the ink droplet on the
以上のような本実施の形態におけるインクジェットプリンタ1のインクジェットヘッド6a〜6dによると、インク吐出面129に付着したインク滴161,162は、ヘッドユニット63の往復移動によって受ける慣性力や空気からの力などによって、ノズル109から遠ざけることができる。そのため、インク吐出面129に付着したインク滴161,162がインク吸収体125に吸収されるので、インク吐出面129からインク滴161,162を除去することができる。その結果、インク吐出面129を頻繁にワイプする必要がなくなり、またそのワイプ実行頻度を低下させることができる。したがって、インク吐出面を長寿命とすることができると共に、シリアルプリンタに用いる場合に、印字速度を高速にすることができる。
According to the ink jet heads 6a to 6d of the
また、インク吐出面129に形成された第2撥水層142と親水性領域128a〜128eとが交互に形成されているので、第2撥水層142間の親水性領域128b〜128dで一旦インク滴161,162を保持することができる。そのため、ヘッドユニット63の往復移動方向が一方向から反転して他方向に変化しても、インク滴161,162が徐々にノズル109から遠ざかりやすくなる。また、インク吐出面129に第1撥水層141が形成されていることで、ノズル109周辺にインク滴が付着しにくくなる。
In addition, since the second
また、ヘッドユニット63の往復移動速度及び加速度が、境界線151,153上におけるインク滴161,162に対して限界角度を超えない程度の力が加わるように、且つ境界線152上におけるインク滴161,162に対して第2撥水層142の端部142aにおける先端部において限界角度を超える程度の力が加わるように調整されているため、インク滴161,162を強制的にインク吸収体125まで移動させるための力を与える特別な構成をインクジェットプリンタ1に備える必要がない。これより、インクジェットプリンタ1の製造コストが上昇しない。
Further, the
(第2実施形態)
続いて、第2実施形態のインクジェットヘッドについて、図9を参照しつつ以下に説明する。図9は、本発明の第2実施形態によるインクジェットヘッド206のインク吐出面229を示す説明図である。なお、前述した第1実施形態と同様なものについては、同符号で示し説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, an ink jet head according to a second embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 9 is an explanatory diagram showing the
図9に示すように、本実施の形態におけるインクジェットヘッド206は、インク吐出面229において、複数のノズル109がインク吐出面229の延在方向に沿って4列に配列されたノズル列209を有している。4列のノズル列209は、インク吐出面229の図9中右側及び左側の偏った位置に2列ずつ離隔して配置されており、各側の2列のノズル列209によってノズル列群210a,210bが構成されている。各ノズル群210a,210bに属する複数のノズル109は、インク吐出面229の延在方向に沿って千鳥状に配置されている。
As shown in FIG. 9, the
インク吐出面229には、第1撥水層141と第2撥水層142と第3撥水層(第5の領域)243と第4撥水層(第5の領域)244とからなる撥水層230が形成されている。インク吐出面229には、撥水層230が形成されていない領域、すなわち、親水性領域228が複数形成されている。また、インク吐出面229には、その外周であって撥水層230を囲むように前述したインク吸収体125と同様なインク吸収体225が形成されている。
On the
第1撥水層141は、第3及び第4撥水層243,244とを図9中左右側から挟むように2つ形成されている。これら第1撥水層141は、複数のノズル109の外周近傍を覆うようにノズル群210a,210b毎に形成されている。第2撥水層142は、インク吐出面229の延在方向に沿って形成されており、インク吐出面229の延在方向に直交する方向に互いに離隔されて8列形成されている。これら第2撥水層142は、1つの第1の撥水層141に対して図9中左右側に2列ずつ配置されている。なお、第1〜第4撥水層141,142,243,244は前述と同様にフッ素系樹脂からなる。
Two first water repellent layers 141 are formed so as to sandwich the third and fourth water repellent layers 243 and 244 from the left and right sides in FIG. 9. The first
第3撥水層243及び第4撥水層244は、第2撥水層142と同じ構成のものが延在方向の長さが短くなってインク吐出面229の延在方向と直交する方向にその延在方向が平行になるように90°回転して配置されたものであり、インク吐出面229の延在方向に平行に互いに離隔して複数配置されている。これにより、インク吐出面229には、第3及び第4撥水層243,244と同方向に延在した親水性領域(第4の領域)228がインク吸収体225と第3撥水層243との間、第3撥水層243間、第3及び第4撥水層243,244間、第4撥水層244間及びインク吸収体225と第4撥水層244との間に形成されている。複数の第3撥水層243は、インク吐出面229におけるその延在方向に直交する中心線203を境に図9中上方に配置されており、第3撥水層243と親水性領域228とがインク吐出面229の延在方向に沿って交互に配置されている。複数の第4撥水層244は中心線203を境に図9中下方に配置されており、第4撥水層244と親水性領域228とがインク吐出面229の延在方向に沿って交互に配置されている。各第3撥水層243は、第3撥水層243と親水性領域228との境界線251がジグザグ形状になる方を図9中下方側に配置されている。各第4撥水層244は、第4撥水層244と親水性領域228との境界線252がジグザグ形状になる方を図9中上方側に配置されている。なお、第2撥水層142は、前述と同様に第2撥水層142と親水性領域228との境界線253がジグザグ形状になる方をノズル109に近い側に配置されている。
The third water-
図9中上部及び下部にあたるインクジェットヘッド206の側壁には、風向板261、262がそれぞれ設けられており、風向板261,262はそれぞれ設けられた側壁に近づくように傾斜している。これら風向板261,262は、ともにインク吐出面229から図9中紙面に対して垂直方向(ノズル109からのインク吐出方向)に若干突出しているとともに、インク吐出面229の中心点204に関して点対称になるように配置されている。このような風向板261,262は、ヘッドユニットの往復移動によりインクジェットヘッド206が図9中矢印A方向に往復移動したときにおいて、風向板261は、インク吐出面229内において、図9中上方から下方に向かう空気の流れBを作り、風向板262は、インク吐出面229内において、図9中下方から上方に向かう空気の流れCを作りだす。これにより、インク吐出面229内には、ヘッドユニットの往復移動によって作られる図9中左右方向(ヘッドユニットの往復移動方向)の空気の流れDと空気の流れB、Cとが存在することになる。(実際には、これらの流れが混在した流れが存在する。)なお、空気の流れBは、風向板261によって主に図9中上方から第4撥水層244が形成された領域を通って下方に向かい、空気の流れCは、風向板262によって主に図9中下方から第3撥水層243が形成された領域を通って上方に向かう。
このようなインクジェットヘッド206が用紙に対して印字するときも、第1実施形態と同様に駆動機構65によって往復移動しながらノズル109がインク滴を吐出する。このときに、インク吐出面229には、用紙からのインク滴の跳ね返りやインクミストなどによって、例えば、図9に示すように、第1撥水層141と第2撥水層との間の親水性領域228上に4つのインク滴271〜274が付着する。付着した4つのインク滴271〜274のうち、インク吐出面229内において、第1撥水層141より外側に付着したインク滴272,273は、インクジェットヘッド206の往復移動による空気の流れDによって外側に移動され、インク吸収体225に吸収される。これは、インク滴272,273の外側に形成された第2撥水層142において、第2撥水層142のノズル109側であって親水性領域228との境界線253がジグザグ形状となっていることにより、インク滴272,273が境界線253を超えるときにおいてのみ、その限界角度に達しやすくなっている。したがって、前述と同様に、インク滴272,273が第1撥水層141と第2撥水層142との間の親水性領域228から外側に向かって、第2撥水層142を超えてインク吸収体225まで移動する。こうして、インク滴272,273がインク吸収体225に吸収される。
When such an
一方、インク吐出面229内において、第1撥水層141より内側に付着したインク滴271は、インクジェットヘッド206の往復移動による空気の流れDによって、複数の第3撥水層243が形成されたインク吐出面229における中心線203より上方側領域の中央に向かって移動し、空気の流れCによって、第3撥水層243間の親水性領域228から図9中上方側に向かって移動してインク吸収体225に吸収される。これは、第1撥水層141より内側に形成された第2撥水層142において、第2撥水層142のノズル109側であって親水性領域228との境界線253がジグザグ形状となっていることと、第3撥水層243の図9中下方側の端部と親水性領域228との境界線251がジグザグ形状になっていることとにより、インク滴271が境界線251,253を超えるときにおいてのみ、その限界角度に達しやすくなっている。したがって、インク滴271が第1撥水層141と第2撥水層142との間の親水性領域228から内側に向かって、第2撥水層142を超えて第3撥水層243間の親水性領域228に到達し、そこから第3撥水層243を超えてインク吸収体225まで移動する。こうして、インク滴271がインク吸収体225に吸収される。
On the other hand, a plurality of third water repellent layers 243 are formed on the
また、インク滴274は、インクジェットヘッド206の往復移動による往復移動方向に沿った空気の流れDによって、複数の第4撥水層244が形成されたインク吐出面229における中心線203より下方側領域の中央に向かって移動し、空気の流れBによって、第4撥水層244間の親水性領域228から図9中下方側に向かって移動してインク吸収体225に吸収される。これも、第1撥水層141より内側に形成された第2撥水層142において、第2撥水層142のノズル109側であって親水性領域228との境界線253がジグザグ形状となっていることと、第4撥水層244の図9中上方側の端部と親水性領域228との境界線252がジグザグ形状になっていることとにより、インク滴274が境界線252,253を超えるときにおいてのみ、その限界角度に達しやすくなっている。したがって、インク滴274が第1撥水層141と第2撥水層142との間の親水性領域228から内側に向かって、第2撥水層142を超えて第4撥水層244間の親水性領域228に到達し、そこから第4撥水層244を超えてインク吸収体225まで移動する。こうして、インク滴274がインク吸収体225に吸収される。
Further, the
また、第2実施形態のインクジェットヘッド206のインク吐出面229に形成された撥水層230の第1撥水層141は、各ノズル群210a,210bに属するノズル109の外周近傍をすべて覆うように形成されているが、図10に示すような撥水層230´であってもよい。図10は、本発明の第2実施形態に係るインクジェットヘッド206のインク吐出面229に形成された撥水層230の変形例を示す拡大図である。図10に示すように、撥水層230´は、ノズル109毎の外周近傍をそれぞれ覆うように形成された第1撥水層141´と、第1撥水層141´を囲むように上述した第2〜第4撥水層が連続して形成された環状撥水層201とを含んでいる。このように環状撥水層201が形成されていることで、インクジェットヘッドが往復移動したときの空気の流れによって、例えば、第1撥水層141´と環状撥水層201との間の親水性領域に付着したインク滴202が往復移動方向に平行な方向のみならず、図10中上下方向にも移動することが可能になる。したがって、ノズル109からインク滴202を容易に遠ざけることが可能になる。
Further, the first
以上のように本実施の形態においても第1実施形態と同様に、インクジェットヘッド206によると、インク吐出面229に付着したインク滴271〜274は、インクジェットヘッド206の往復移動によって受ける慣性力や空気からの力などによって、ノズル109から遠ざけることができる。そのため、インク吐出面229に付着したインク滴271〜274がインク吸収体225に吸収させることができるので、インク吐出面229からインク滴271〜274を除去することができる。その結果、インク吐出面229を頻繁にワイプする必要がなくなり、またそのワイプ実行頻度を低下させることができる。
As described above, also in the present embodiment, as in the first embodiment, according to the
(第3実施形態)
続いて、第3実施形態のインクジェットヘッドについて、図11を参照しつつ以下に説明する。図11は、本発明の第3実施形態によるインクジェットヘッド306のインク吐出面339を示す説明図である。なお、前述した第1及び第2実施形態と同様なものについては、同符号で示し説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, an ink jet head according to a third embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 11 is an explanatory diagram showing an ink ejection surface 339 of the
図11に示すように、本実施の形態におけるインクジェットヘッド306は、第2実施形態のインクジェットヘッド206とほぼ同様な構成を有しているが、インク吐出面329には、前述した第3撥水層243が形成されておらず、その換わりに第4撥水層244がインク吐出面329の延在方向に沿って互いに離隔して複数配置されている。また、前述した風向板261と同様な風向板361が、図11中上方において1つだけ設けられている。ただし、風向板361は、インク吐出面329に対して上部中央付近に配置されており、ヘッドユニットの往復移動により、インク吐出面329内において、図11中上方から下方に向かう空気の流れEを作り出している。空気の流れEは、風向板361によって主に第4撥水層244が形成された領域を通過する。また、インク吐出面329には、図11中上部以外の外周に前述したインク吸収体125と同様なインク吸収体325が形成されている。
As shown in FIG. 11, the
このようなインクジェットヘッド306が用紙に対して印字するときも、第1及び第2実施形態と同様に駆動機構65によって往復移動しながらノズル109がインク滴を吐出する。このときに、インク吐出面329には、用紙からのインク滴の跳ね返りやインクミストなどによって、例えば、図11に示すように、第1撥水層141と第2撥水層との間の親水性領域228上に2つのインク滴371,372が付着する。付着した2つのインク滴371,372のうち、インク吐出面329内において、インク滴271は、インクジェットヘッド306の往復移動による空気の流れDによって、図11中右側方向(第4撥水層244に近づく方向)に移動し、空気の流れEによって、第4撥水層244間の親水性領域228から図11中下方側に向かって移動してインク吸収体325に吸収される。一方、インク滴272は、インクジェットヘッド306の往復移動による空気の流れDによって、図11中左側方向(第4撥水層244に近づく方向)に移動し、空気の流れEによって、第4撥水層244間の親水性領域228から図11中下方側に向かって移動してインク吸収体325に吸収される。これらも、第2実施形態と同様に、第1撥水層141より内側に形成された第2撥水層142において、第2撥水層142のノズル109側であって親水性領域228との境界線253がジグザグ形状となっていることと、第4撥水層244の図11中上方側の端部と親水性領域228との境界線252がジグザグ形状になっていることとにより、インク滴371、372が境界線251,253を超えるときにおいてのみ、その限界角度に達しやすくなっている。したがって、インク滴371,372が第1撥水層141と第2撥水層142との間の親水性領域228から内側に向かって、第2撥水層142を超えて第4撥水層244間の親水性領域228に到達し、そこから第4撥水層244を超えてインク吸収体325まで移動する。こうして、インク滴371,372がインク吸収体325に吸収される。
When such an
以上のように本実施の形態におけるインクジェットヘッド306も第2実施形態と同様な効果を得ることができる。また、第3実施形態のインクジェットヘッド306の風向板361及びインク吸収体325を構成する部材数が第2実施形態のインクジェットヘッド206より減少しているので、第2実施形態のインクジェットヘッド206よりその構成が簡略化され、製造コストが減少する。
As described above, the
次に、本発明を車両のウインドガラスに適用した応用例について説明する。この応用例は、車両が走行したときに受ける慣性力や風力を利用して、車両のウインドガラスに付着した雨水などの液滴を所望の方向に移動させ、運転者の視界を良好にしようとするものである。例えば、ウインドガラスの表面に複数の透明な撥水層を所定方向に沿って間隔をおいて形成する。ここで、透明な撥水層は、フッ素系樹脂をスクリーン印刷することで形成された、ウインドガラスよりも撥水性の高い層である。これにより、撥水層よりなる撥水性領域(第2の領域)と撥水層の間のガラス面からなる親水性領域(第1の領域)とが、所定方向に沿って交互に隙間なく配列するように構成される。また、撥水性領域と親水性領域の境界線は、第1の実施形態の境界線152,153と同様に、所定方向に直交する直線と所定方向に直交する方向に延在するジグザグ形状の線とが交互に存在する。これにより、ウインドガラスに付着した液滴は、所定方向に移動しやすく所定方向と反対の方向には移動しにくくなる。従って、境界線の延在方向を所望の方向と直交するように設定すると、車両が走行したときに受ける慣性力や風力を利用してウインドガラスに付着した液滴を所望の方向に容易に移動させることができる。なお、液滴をより移動しやすくする観点でいえば、境界線の延在方向と慣性力及び風力の方向とは直交していることが望ましい。また、慣性力としては、車両の進行方向の変更や加減速時による慣性力のみならず、車両の外的及び内的要因から発生する振動に基づく慣性力も含まれる。以上説明した応用例に示されるように、本発明はインクジェットプリンタのインクジェットヘッドに限定されるものではなく、付着した液滴を移動させたいものに対して自由に適用可能である。
Next, an application example in which the present invention is applied to a vehicle window glass will be described. This application uses the inertial force and wind power received when the vehicle travels to move droplets such as rainwater adhering to the windshield of the vehicle in a desired direction to improve the driver's view. To do. For example, a plurality of transparent water repellent layers are formed on the surface of the wind glass at intervals along a predetermined direction. Here, the transparent water-repellent layer is a layer having higher water repellency than the window glass, which is formed by screen-printing a fluororesin. Thereby, the water-repellent region (second region) made of the water-repellent layer and the hydrophilic region (first region) made of the glass surface between the water-repellent layer are alternately arranged along the predetermined direction without a gap. Configured to do. In addition, the boundary line between the water-repellent region and the hydrophilic region is a zigzag line extending in a direction orthogonal to the straight line orthogonal to the predetermined direction and the straight line orthogonal to the predetermined direction, like the
(第4実施形態)
続いて、第4実施形態のインクジェットヘッドについて、図12、図13を参照しつつ以下に説明する。図12は、本発明の第4実施形態によるインクジェットヘッド406のインク吐出面429の底面図であり、図13は、図12に描かれた1つのノズル409の周辺の拡大図である。なお、前述した第1〜第3実施形態と同様の部材については、同符号を付すこととしてその説明を省略する。
(Fourth embodiment)
Next, an ink jet head according to a fourth embodiment will be described below with reference to FIGS. FIG. 12 is a bottom view of the
図12に示すように、本実施の形態におけるインクジェットヘッド406のインク吐出面429においては、複数のノズル409がマトリクス状に二次元配列されている。
As shown in FIG. 12, on the
インク吐出面429には、ノズル409と同数の第1撥水層441(第3の領域)及び第2撥水層442(第2の領域)が形成されている。第1撥水層441及び第2撥水層442は、フッ素系樹脂からなる。第1撥水層441は、ノズル409の円形開口端に連続した内周縁を持つ環形状を有している。第1撥水層441と第2撥水層442とは互いに離隔しており、両者の間には、第1親水性領域428a(第1の領域)がそれぞれ形成されている。第1親水性領域428a及び第2撥水層442は、それぞれ環状形状を有している。第2撥水層442同士の間は、第2親水性領域428b(第1の領域)によって互いに隔てられている。第2親水性領域428bは、第1撥水層441、第2撥水層442及び第1親水性領域428aが形成された領域以外のインク吐出面429を被覆している。第2親水性領域428bの外周縁は、前述したインク吸収体125と同様の環状形状を有するインク吸収体425によって取り囲まれている。
The same number of first water repellent layers 441 (third regions) and second water repellent layers 442 (second regions) as the
第1撥水層441の外周縁、つまり第1撥水層441と第1親水性領域428aとの境界線431は、ノズル409と同心の関係にある円形(スムーズな曲線)となっている。したがって、第1撥水層441は、円環形状を有していることになる。第2撥水層442の内周縁、つまり第2撥水層442と第1親水性領域428aとの境界線432は、ノズル409と同心の関係にある円形を等ピッチで縫うように屈曲したジグザグ線となっている。第2撥水層442の外周縁、つまり第2撥水層442と第2親水性領域428bとの境界線433は、ノズル409と同心の関係にある円形となっている。
The outer peripheral edge of the first water-
このようなインクジェットヘッド406が用紙に対して印字するときも、第1〜第3実施形態と同様に駆動機構65によって往復移動しながらノズル409がインク滴を吐出する。このときに、インク吐出面429には、用紙からのインク滴の跳ね返りやインクミストなどによって、例えば、図13に示すように、第1撥水層441と第2撥水層442との間の第1親水性領域428aにインク滴461、第2撥水層442の外側の第2親水性領域428bにインク滴462がそれぞれ付着することがある。付着したインク滴461は、インク吐出面429内において、インクジェットヘッド406の往復移動及びインクジェットヘッド406の振動による空気の流れ及び慣性力によって、ノズル409から離れる方向に第2撥水層442を越えて、第2親水性領域428bまで移動する。これは、インク滴461の外側に形成された第2撥水層442において、第2撥水層442のノズル409側であって第1親水性領域428aとの境界線432がジグザグ形状となっていることにより、インク滴461が外側に向かって境界線432を超えるときにおいてのみ、その限界角度に達しやすくなっているためである。したがって、インク滴461にノズル409から離れる方向(図13の右向き)に力が加わったとき、インク滴461は第2撥水膜442を越えて第2親水性領域428bまで移動しやすくなっており、それ以外の向きに力が加わったとき、インク滴461は第1親水性領域428a内を移動する。
When such an
第2撥水層442は環状であるので、インク滴461が第1親水性領域428a内を移動したときも、さらにその移動方向に力が加えると、そのまま力が加えられた方向に第2撥水層442を越えて第2親水性領域428bに移動する。したがって、例えば、インク滴461に一方向からのみ風が吹いている場合であっても、液滴461を第2親水性領域428bに移動させることができる。このように、加えられる力がどの方向の力であっても、インク滴461を第2親水性領域428bに移動させることができる。また、インク滴462は、インクジェットヘッド406の片道移動及び振動によって発生する風及び慣性力によってインク吸収体425まで移動した場合にはインク吸収体425に吸収され、インク吸収体425に達しない場合は、第2親水性領域428b内を移動し、第2撥水膜442を越えて第1親水性領域428aまで移動することはない。こうして、インク滴461、462はノズル409から遠ざけられる。これによりノズル409から吐出されるインクがインク滴461、462と接触し、印字品質が低下してしまうのが防止されている。また、ノズル409近傍での液体の凝縮による固化物の発生も防止される。
Since the second
また、第4実施形態のインクジェットヘッド406のインク吐出面429は、図14に示すようなインク吐出面429´であってもよい。図14は、本発明の第4実施形態の第1変形例に係るのインクジェットヘッド406のインク吐出面429´を示す拡大図である。図14に示すように、インク吐出面429´においては、マトリクス状に配列された複数のノズル409のうち一方向(図14の上下方向)に配列された複数のノズル409に対応する第2撥水層442同士が連結部453により連結されている。連結部453は、第2撥水層442と同じフッ素系樹脂からなり一方の第2親水性領域428bとの境界線(図14において各連結部453の左側の境界線)がジグザグ形状になっており、他方の第2親水性領域428bとの境界線(図14において各連結部453の右側の境界線)が直線形状となっている。このような連結部453が形成されていることで、第2親水性領域428bに付着したインク滴462は連結部453を越えてインク吐出面429の右側に移動するときにおいてのみ、インクジェットヘッド406の往復移動及び振動によって生じる空気の流れ及び慣性力によって、その限界角度に達しやすくなっているため、インク滴462はインク吐出面429の右方向に移動しやすくなる。したがって、ノズル409からインク滴を容易に遠ざけることが可能となり、インク滴は、インク吐出面429´の右端部においてインク吸収体425に吸収されやすくなる。
Further, the
また、第4実施形態のインクジェットヘッド406のインク吐出面429は、図15に示すようなインク吐出面429´´であってもよい。図15は、本発明の第4実施形態の第2変形例に係るインクジェットヘッド406のインク吐出面429´´を示す拡大図である。図15に示すように、インク吐出面429´´では、一方向(図15の上下方向)に配列された複数のノズル409に対応する第2撥水層442同士が連結部454により互いに連結され、この方向と交差する方向(図15の左右方向)に配列された複数のノズル409に対応する第2撥水層442同士が連結部455により互いに連結されている。連結部454、455は、第2撥水層442と同じフッ素樹脂からなり、インクジェットヘッド406の中央部429´´aに近い側の第2親水性領域428bとの境界線がジグザグ形状になっており、インクジェットヘッド406の中央部429´´aから遠い側の第2親水性領域428bとの境界線が直線形状となっている。このような連結部454、455が形成されていることで、親水性領域428bに付着したインク滴462が連結部454、455を越えてインク吐出面429の外側(中央部429´´から離れる方向)に移動するときにおいてのみ、インクジェットヘッド406の往復移動及び振動によって生じる空気の流れ及び慣性力によって、親水性領域428bに付着したインク滴462がインク吐出面429の左右方向外側に加え、上下方向外側にも移動しやすくなる。したがって、ノズル409からインク滴を容易に遠ざけることが可能となり、インク滴は、インク吐出面429の周縁部においてインク吸収体425に吸収されやすくなる。
Further, the
以上のように本実施の形態においても第1〜3実施形態と同様に、インクジェットヘッド406によると、インク吐出面429に付着したインク滴461、462を、インクジェットヘッド406の往復移動によって受ける慣性力や空気からの力などによって、ノズル409から遠ざけることができる。そのため、インク吐出面429に付着したインク滴461、462をインク吸収体425に吸収させることができるので、インク吐出面429からインク滴461、462を除去することができる。その結果、インク吐出面429を頻繁にワイプする必要がなくなり、またそのワイプ実行頻度を低下させることができる。
As described above, also in the present embodiment, as in the first to third embodiments, according to the
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。例えば、第1〜第3実施形態におけるインクジェットヘッドのノズル109の外周に第1撥水層141、141´が形成されていなくてもよい。また、第2実施形態における第3及び第4撥水層243,244が形成されていなくてもよい。また第3実施形態における第4撥水層244が形成されていなくてもよい。また、第4実施形態における第1撥水層441は形成されていなくてもよい。つまり、インク吐出面には、ノズル109の外周付近に第2撥水層のようなノズル109から外側に向かってだけインク滴が移動しやすい領域が形成されておればよい。これによって、インク吐出面に付着したインク滴は、ノズル109に近づくことが困難になる。したがって、インク吐出面のワイプ実行頻度を低下させることができる。また、インク吐出面には、第2撥水層が1つだけ形成されていてもよく、親水性領域と第2撥水層とがインク吐出面の延在方向に沿って交互に配置されていなくてもよい。これにより、第2撥水層を超えたインク滴は、ノズル109に近づきにくくなる。また、インクジェットヘッドには、インク吸収体125,225,325や風向板261,262,361が設けられていなくてもよい。
The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made as long as they are described in the claims. For example, the first water repellent layers 141 and 141 ′ may not be formed on the outer periphery of the
また、第1及び第2撥水層が同じ撥水性を有した材料から形成されているが、第1撥水層の撥水性が第2撥水層の撥水性より高ければ、異なる撥水性を有する材料から第1及び第2撥水層が形成されていてもよい。また、第2撥水層142のノズル109側であって、親水性領域との境界線がジグザグ形状になっているが、その境界線がなだらかな湾曲形状であってもよいし、一部にだけジグザグ形状となる部分を有していてもよい。また、境界線のジグザグ形状をなす傾斜部143は、インク吐出面129の延在方向に関して対称となっていなくてもよい。
The first and second water-repellent layers are formed of the same water-repellent material. However, if the first water-repellent layer has a higher water repellency than the second water-repellent layer, the different water-repellent layers have different water repellency. The 1st and 2nd water-repellent layer may be formed from the material which has. Further, the boundary line with the hydrophilic region on the
また、第4の実施の形態においては、第2撥水層442の親水性領域428bとの境界線は円形であったがこれに限られず別の形状であってもよい。さらに、第2撥水性領域442は環状でなくてもよい。
In the fourth embodiment, the boundary line between the second
さらに、第2撥水層442と第1親水性領域との境界は、境界線432のようにジグザグ線であることには限られず、図6の第1実施形態の第1〜第3撥水領域183a〜183cのように、第2撥水層442と第1親水性領域428aとの境界に第1親水性領域482aよりも撥液性の高い複数の撥水領域が形成されており、ノズル409から離れる方向に向かってその撥液性が段階的に向上するように配置されていてもよい。あるいは、図7の第1実施形態の親水性領域193のように、第2撥水層442と第1親水性領域428aとの境界に、多数の親水性領域が形成されており、ノズル409から離れるほど徐々にその平均密度が減少するように配置されていてもよい。また、図8の第1の実施の形態の高撥水部199bのように、第2撥水層442と第1親水性領域428aとの境界に、多数の撥水性領域が形成されており、ノズル409から離れるほど徐々にその平均密度が増加するように配置されていてもよい。これらの場合でも第1親水性領域428aから第2撥水層442を超えて第2親水性領域428bにインク滴が流れやすくなっており、インク滴をノズル409から遠ざけることができる。
Furthermore, the boundary between the second water-
また、連結部453、454、455のように一列に並んだノズル409に対応する第2撥水層442同士を連結することに限られず、任意の第2撥水層442同士を連結部により連結してもよい。さらに、連結部453、454、455と第2親水性領域428bとの境界線がジグザグ線で画定されている部分には、ジグザグ線の代わりに、前述の第2撥水層442と第1親水性領域428aとの境界に設けた親水性領域又は撥水性領域を設けてもよい。
In addition, the second
さらに、第4実施の形態においては、インク吐出面429に複数のノズル409が形成されたインクジェットヘッドについて説明したがこれに限られず、本発明を1つのノズルを有するようなものに適用することも可能である。また、導電性液体を吐出して導電性パターンを形成する液滴噴射装置や、DNA溶液や試薬を吐出して分析を行う液滴噴射装置など、インク以外の液滴を噴射する液滴噴射装置に本発明を適用することも可能である。
Furthermore, in the fourth embodiment, an ink jet head in which a plurality of
1 インクジェットプリンタ
63 ヘッドユニット
65 駆動機構
66 プラテンローラ
107 流路ユニット
107d ノズルプレート
109 ノズル
125,225,325 インク吸収体
128a〜128e,193,228 親水性領域
130,230,230´ 撥水層
141,141´ 第1撥水部
142 第2撥水部
151,152,153,251,252,253 境界線
183a 第1撥水領域
183b 第2撥水領域
183c 第3撥水領域
193 親水性領域
199a 低撥水部
199b 高撥水部
201 環状撥水層
209 ノズル列
243 第3撥水部
244 第4撥水部
409 ノズル
428a 第1親水性領域
428b 第2親水性領域
441 第1撥水領域
442 第2撥水領域
1
Claims (34)
前記第2の領域に対して前記ノズル列に近づく側に隣接した前記第1の領域に存在する液滴が前記第2の領域に進入するときに必要な第1の力が、前記第2の領域に対して前記ノズル列から離れる側に隣接した前記第1の領域に存在する液滴が前記第2の領域に進入するときに必要な第2の力よりも小さいことを特徴とする液滴噴射装置。 Positioned adjacent to these regions between a plurality of first regions and the two adjacent first regions on a droplet ejection surface provided with a nozzle row composed of a plurality of nozzles that eject droplets. A second region having higher liquid repellency than the first region is formed,
A first force required when a droplet existing in the first region adjacent to the second region closer to the nozzle row enters the second region is the second force. A droplet having a smaller force than a second force required when the droplet present in the first region adjacent to the region on the side away from the nozzle row enters the second region. Injection device.
複数の前記第1の領域と複数の前記第2の領域とが、互いに隣接しつつ交互に形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の液滴噴射装置。 A plurality of the second regions are provided,
The droplet ejecting apparatus according to claim 1, wherein the plurality of first regions and the plurality of second regions are alternately formed while being adjacent to each other. .
前記第1の領域と当該第1の領域に対して前記ノズル列から離れる側に隣接した前記第2の領域との境界線が、傾斜角の異なる部分を含んだ線であることを特徴とする請求項5又は6に記載の液滴噴射装置。 A boundary line between the first region and the third region adjacent to the first region closer to the nozzle row is a straight line parallel to the extending direction of the nozzle row,
A boundary line between the first region and the second region adjacent to the first region on the side away from the nozzle row is a line including portions having different inclination angles. The droplet ejecting apparatus according to claim 5 or 6.
隣接する2つの前記ノズル列を構成するノズルに対して形成された2つの前記第3の領域の間に、第4の領域と、前記第4の領域に隣接し且つ前記第4の領域よりも撥液性が高い第5の領域とが共に前記ノズル列の延在方向と直交する方向に延在しつつ前記ノズル列の延在方向において交互に形成されていると共に、
2つの前記第3の領域の間に形成されたすべての前記第5の領域の各々について、前記第5の領域に対して前記ノズル列の延在方向における一方側に隣接した前記第4の領域に存在する液滴が当該第5の領域に進入するときに必要な力が、前記第5の領域に対して前記ノズル列の延在方向における他方側に隣接した前記第4の領域に存在する液滴が前記第5の領域に進入するときに必要な力よりも小さいことを特徴とする請求項5〜12のいずれか1項に記載の液滴噴射装置。 A plurality of the nozzle rows are provided;
Between the two third regions formed for the nozzles constituting the two adjacent nozzle rows, a fourth region, adjacent to the fourth region, and more than the fourth region. The fifth regions having high liquid repellency are alternately formed in the extending direction of the nozzle row while extending in a direction orthogonal to the extending direction of the nozzle row,
For each of all the fifth regions formed between two of the third regions, the fourth region adjacent to one side in the nozzle row extending direction with respect to the fifth region. The force required when the droplet existing in the nozzle enters the fifth region is present in the fourth region adjacent to the other side in the extending direction of the nozzle row with respect to the fifth region. The droplet ejecting apparatus according to claim 5, wherein the droplet ejection force is smaller than a force required when the droplet enters the fifth region.
隣接する2つの前記ノズル列を構成するノズルに対して形成された2つの前記第3の領域の間に、第4の領域と、前記第4の領域に隣接し且つ前記第4の領域よりも撥液性が高い第5の領域とが共に前記ノズル列の延在方向と直交する方向に延在しつつ前記ノズル列の延在方向において交互に形成されていると共に、
2つの前記第3の領域の間に形成されたすべての前記第5の領域のうち、前記ノズル列の延在方向において最も外側に形成された2つの前記第5の領域の一方を含む互いに隣接した前記第5の領域の第1群において、前記第5の領域に対して前記ノズル列の延在方向における内側に隣接した前記第4の領域に存在する液滴が当該第5の領域に進入するときに必要な力が、前記第5の領域に対して前記ノズル列の延在方向における外側に隣接した前記第4の領域に存在する液滴が前記第5の領域に進入するときに必要な力よりも小さく、
前記ノズル列の延在方向において最も外側に形成された2つの前記第5の領域の他方を含む互いに隣接した前記第5の領域の第2群において、前記第5の領域に対して前記ノズル列の延在方向における内側に隣接した前記第4の領域に存在する液滴が前記第5の領域に進入するときに必要な力が、前記第5の領域に対して前記ノズル列の延在方向における外側に隣接した前記第4の領域に存在する液滴が前記第5の領域に進入するときに必要な力よりも小さいことを特徴とする請求項5〜12のいずれか1項に記載の液滴噴射装置。 A plurality of the nozzle rows are provided;
Between the two third regions formed for the nozzles constituting the two adjacent nozzle rows, a fourth region, adjacent to the fourth region, and more than the fourth region. The fifth regions having high liquid repellency are alternately formed in the extending direction of the nozzle row while extending in a direction orthogonal to the extending direction of the nozzle row,
Among all the fifth regions formed between the two third regions, adjacent to each other including one of the two fifth regions formed on the outermost sides in the extending direction of the nozzle row In the first group of the fifth regions, the droplets existing in the fourth region adjacent to the inner side in the extending direction of the nozzle row with respect to the fifth region enter the fifth region. Necessary force is required when droplets existing in the fourth region adjacent to the outside in the extending direction of the nozzle row enter the fifth region with respect to the fifth region. Smaller than the force,
In the second group of the fifth regions adjacent to each other including the other of the two fifth regions formed on the outermost sides in the extending direction of the nozzle row, the nozzle row with respect to the fifth region The force required when a droplet existing in the fourth region adjacent to the inside in the extending direction of the ink enters the fifth region is the extending direction of the nozzle row with respect to the fifth region. The droplet which exists in the said 4th area | region adjacent to the outer side in is smaller than the force required when entering the said 5th area | region, The one of Claims 5-12 characterized by the above-mentioned. Droplet ejector.
前記複数のノズルから吐出されたインクが着弾する媒体を搬送する媒体搬送手段と、
前記インクジェットヘッドを前記ノズル列の延在方向と直交する方向に往復移動させる往復移動手段とを備え、
前記インクジェットヘッドには、前記インク吐出面に前記ノズル列の延在方向に沿って延在した2つの第1の領域と、前記2つの第1の領域の間にこれらの領域に隣接しつつ前記ノズル列の延在方向に沿って延在し且つ前記第1の領域よりも撥液性が高い第2の領域とが形成されており、
前記第2の領域に対して前記ノズル列に近づく方向に隣接した前記第1の領域に存在するインク滴が前記第2の領域に進入するときに必要な第1の力が、前記第2の領域に対して前記ノズル列から離れる方向に隣接した前記第1の領域に存在するインク滴が前記第2の領域に進入するときに必要な第2の力よりも小さいことを特徴とするインクジェットプリンタ。 An ink jet head provided with a nozzle row comprising a plurality of nozzles for ejecting ink on an ink ejection surface;
Medium conveying means for conveying a medium on which ink ejected from the plurality of nozzles lands,
Reciprocating means for reciprocating the inkjet head in a direction orthogonal to the extending direction of the nozzle row,
The ink jet head includes two first regions extending along an extending direction of the nozzle row on the ink ejection surface, and adjacent to the two regions between the two first regions. A second region extending in the extending direction of the nozzle row and having higher liquid repellency than the first region is formed;
A first force required when an ink droplet existing in the first region adjacent to the second region in a direction approaching the nozzle row enters the second region is the second force. An ink jet printer characterized in that an ink droplet existing in the first region adjacent to the region in a direction away from the nozzle row is smaller than a second force required when entering the second region. .
前記液滴付着面において所定方向に沿って交互に第1の領域と前記第1の領域よりも撥液性の高い第2の領域とを隙間なく隣接させるように形成し、
前記第2の領域に対して前記所定方向に向かう側に隣接した前記第1の領域に存在する液滴が前記第2の領域に進入するときに必要な第1の力が、前記第2の領域に対して前記所定方向と反対に向かう側に隣接した前記第1の領域に存在する液滴が前記第2の領域に進入するときに必要な第2の力よりも小さいことを特徴とする液滴移動装置。 A droplet moving device for moving a droplet attached to a droplet attachment surface using wind force or inertial force,
Forming the first region and the second region having higher liquid repellency than the first region alternately adjacent to each other along the predetermined direction on the droplet adhesion surface without gaps;
A first force required when a droplet existing in the first region adjacent to the second region on the side in the predetermined direction enters the second region is the second force A droplet that is present in the first region adjacent to the region on the side opposite to the predetermined direction with respect to the region is smaller than a second force required when the droplet enters the second region. Droplet moving device.
前記液滴吐出面に形成され、液滴を吐出するノズルと、
前記液滴吐出面に形成された第1の領域と、
前記液滴吐出面に前記第1の領域に挟まれて形成された前記第1の領域よりも撥液性が高い第2の領域とを備え、
前記第1の領域において前記第2の領域よりも前記ノズルに近い区域に液滴が存在しているときに液滴が前記第2の領域に進入するのに必要な第1の力が、前記第1の領域において前記第2の領域よりも前記ノズルから遠い区域に液滴が存在しているときに液滴が前記第2の領域に進入するのに必要な第2の力よりも小さいことを特徴とする液滴噴射装置。 A droplet ejection surface;
A nozzle that is formed on the droplet discharge surface and discharges the droplet;
A first region formed on the droplet discharge surface;
A second region having higher liquid repellency than the first region formed between the first region on the droplet discharge surface;
A first force required for a droplet to enter the second region when the droplet is present in an area closer to the nozzle than the second region in the first region is Less than the second force required for the droplet to enter the second region when the droplet is present in a region farther from the nozzle than the second region in the first region. A droplet ejection device characterized by the above.
前記第2の領域と前記第3の領域との間に前記第1の領域が存在していることを特徴とする請求項19〜21のいずれか1項に記載の液滴噴射装置。 A third region having the same liquid repellency as the second region and closer to the nozzle than the second region;
The droplet ejecting apparatus according to any one of claims 19 to 21, wherein the first region exists between the second region and the third region.
前記第2の領域と前記第1の領域において前記第2の領域よりも前記ノズルから遠い区域との境界が直線又はスムーズな曲線で画定されていることを特徴とする請求項19〜23のいずれか1項に記載の液滴噴射装置。 A boundary between the second region and the area closer to the nozzle than the second region in the first region is defined by a zigzag line;
24. The boundary between the second region and the first region and a region farther from the nozzle than the second region is defined by a straight line or a smooth curve. The droplet ejecting apparatus according to claim 1.
隣接する前記第2の領域同士が、前記第1の領域よりも撥液性が高い連結部によって連結されていることを特徴とする請求項19〜28のいずれか1項に記載の液滴噴射装置。 A plurality of the nozzles are two-dimensionally arranged on the droplet discharge surface, and the second region having a ring shape surrounding the nozzles is formed for each nozzle.
The droplet ejection according to any one of claims 19 to 28, wherein the adjacent second regions are connected to each other by a connecting portion having higher liquid repellency than the first region. apparatus.
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