JP2006056116A - Liquid jet head and method of thermally insulating the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、印刷データ等に基づいて、インク等の液体を記録用紙等の被吐出物に向かって噴射する液体噴射ヘッド、及び、該液体噴射ヘッドに備えられたノズルの保湿方法に関し、詳細には、ノズルの保湿を行うことによってノズルの目詰まりを防止することができる液体噴射ヘッド及びその保湿方法に関する。 The present invention relates to a liquid ejecting head that ejects a liquid such as ink toward an object to be ejected such as recording paper based on print data and the like, and a method for moisturizing a nozzle provided in the liquid ejecting head. Relates to a liquid ejecting head capable of preventing nozzle clogging by moisturizing the nozzle and a method of moisturizing the liquid ejecting head.
インクジェット記録装置は、液体噴射ヘッドから紙や基板等の被噴射物に、高精度かつ高密度に液滴を噴射して、印刷を行うことができる。そのため、上記インクジェット記録装置は、カラープリンタとして用いられるだけでなく、電子部品の製造時に利用される等、種々の用途に用いられている。 An ink jet recording apparatus can perform printing by ejecting droplets from a liquid ejecting head onto an ejected object such as paper or a substrate with high accuracy and high density. For this reason, the ink jet recording apparatus is used not only as a color printer but also for various purposes, such as being used when manufacturing electronic components.
上記インクジェット記録装置で使用されるインク等の噴射物質は、一般に、顔料又は染料等の、被噴射物上に記録しようとする記録用物質を、液体溶媒に混合してなる液体状の混合物である。そのため、上記インクジェット記録装置では、上記液体噴射ヘッドの圧力室で上記噴射物質を加圧し、該液体噴射ヘッドのノズルの開口部から液滴として噴射した後、被噴射物上にて液体溶媒が蒸発することにより、被噴射物上に記録用物質が残って、所望の印刷が行われるようになっている。 The jetting material such as ink used in the ink jet recording apparatus is generally a liquid mixture obtained by mixing a recording material to be recorded on a jetted object, such as a pigment or a dye, in a liquid solvent. . For this reason, in the ink jet recording apparatus, the ejecting substance is pressurized in the pressure chamber of the liquid ejecting head, ejected as droplets from the nozzle opening of the liquid ejecting head, and then the liquid solvent evaporates on the ejected object. By doing so, the recording material remains on the ejected object, and desired printing is performed.
このように、液体噴射ヘッドでは、ノズルの開口部から噴射物質を噴射するため、ノズルの開口部は外気に晒される条件下にある。それゆえ、上記ノズルの開口部の噴射物質は、外気との接触による液体溶媒の蒸発に起因して、粘度が上昇しやすく、また固化しやすい。このような噴射物質の粘度の上昇や噴射物質の固化は、ノズルの開口部の目詰まりを引き起こす原因となり、ノズルから噴射物質の液滴が吐出されない、該液滴が所定の位置に噴射されない、等の吐出不良を引き起こす。 As described above, in the liquid ejecting head, since the ejecting material is ejected from the opening of the nozzle, the opening of the nozzle is in a condition of being exposed to the outside air. Therefore, the propellant at the nozzle opening tends to increase in viscosity and solidify due to evaporation of the liquid solvent due to contact with the outside air. Such an increase in the viscosity of the propellant and solidification of the propellant cause clogging of the nozzle opening, the droplet of the propellant is not ejected from the nozzle, the droplet is not ejected to a predetermined position, Cause poor discharge.
そこで、上記液体噴射ヘッドにおける吐出不良の防止を目的として、噴射物質の噴射を行っていない場合には、ノズルの開口部における液体が乾燥しないように、液体噴射ヘッドをキャップするキャッピング機構を設けることが知られている。 Therefore, for the purpose of preventing ejection failure in the liquid ejecting head, a capping mechanism for capping the liquid ejecting head is provided so that the liquid in the nozzle opening is not dried when the ejecting material is not ejected. It has been known.
上記キャッピング機構の一例として、図13に、キャッピング機構300によって、ノズルがキャップされた液体噴射ヘッド301を示す。図13に示すキャッピング機構300は、大略的に、液体噴射ヘッド301を覆うキャップ部材302と、キャップ部材302を液体噴射ヘッド301に押し当てるために上下動する空圧シリンダ303と、キャップ部材302内に溜まった液体や溶媒を排出する排出部304と、を備えている。
As an example of the capping mechanism, FIG. 13 shows a liquid ejecting
上記構成により、液体噴射ヘッド301が液体噴射を行っていない場合には、上記空圧シリンダ303を液体噴射ヘッド301側へ移動させ、キャップ部材302を液体噴射ヘッド301に押し当てることにより、液体噴射ヘッド301をキャップする。このようにして、液体噴射ヘッド301を外気から遮断した状態とし、この遮断された空間を、噴射物質中に含まれる液体溶媒の飽和蒸気圧に近い高濃度溶媒雰囲気に保っている。これにより、液体噴射ヘッド301のノズルの開口部から、噴射物質中の液体溶媒の蒸発量を微小量にし、ノズルの開口部での噴射物質の乾燥及び固化を防止している。
With the above configuration, when the liquid ejecting
また、特許文献1には、キャップ動作時の直前にキャッピング手段内に保湿液を吐出することによって、キャッピング手段内を湿潤状態に保持し、ノズルの開口部の目詰まりを抑制するインクジェット式記録装置が開示されている。
上記従来のキャッピング機構では、液体噴射ヘッドをキャップしている間は、ノズルにおける噴射物質の乾燥を防止する効果を期待することができる。しかしながら、噴射物質を噴射する場合には液体噴射ヘッドをキャッピング機構から外して、被噴射物上の所定の位置まで移動する必要がある。そのため、上記液体噴射ヘッドの移動期間には、ノズルの開口部が外気に晒されることになり、ノズルの開口部の噴射物質から液体溶媒が蒸発してしまう。 In the conventional capping mechanism, an effect of preventing the drying of the sprayed material in the nozzle can be expected while the liquid jet head is capped. However, when ejecting the ejected material, it is necessary to remove the liquid ejecting head from the capping mechanism and move it to a predetermined position on the object to be ejected. Therefore, during the movement period of the liquid jet head, the opening of the nozzle is exposed to the outside air, and the liquid solvent evaporates from the jetting material in the opening of the nozzle.
特に、キャッピング機構から、被噴射物上の所定の位置までの移動距離が長く、ノズルがキャップされない期間が長い場合や、インクジェット記録装置の使用温度にて、噴射物質に含まれる溶媒の蒸気圧が大きい場合等には、噴射物質の粘度が急激に上昇し、噴射物質が固化しやすい。それゆえ、液体噴射ヘッドのノズルの目詰まりが生じやすくなってしまうという問題がある。 In particular, when the moving distance from the capping mechanism to a predetermined position on the object to be ejected is long and the nozzle is not capped for a long time, or at the operating temperature of the ink jet recording apparatus, the vapor pressure of the solvent contained in the ejected material is high. When it is large, the viscosity of the propellant increases rapidly, and the propellant tends to solidify. Therefore, there is a problem that the nozzle of the liquid jet head is likely to be clogged.
上記のように、液体噴射ヘッドがキャッピング機構から離れて噴射物質の噴射を行っていない間に生じる、ノズルでの噴射物質の乾燥を防止するためには、例えば、キャッピング機構を被噴射物の直近に設ける、キャッピング機構を複数設ける、液体噴射ヘッドとともにキャッピング機構を移動させる等の手法が考えられる。しかしながら、キャッピング機構の配置位置の変更は、インクジェット記録装置に備えられる他の部材の配置位置を制約するとともに、噴射物質に使用する溶媒の種類や、被噴射物のサイズ等も制約することに繋がる。 As described above, in order to prevent the spray material from being dried at the nozzle that is generated while the liquid ejecting head is away from the capping mechanism and is not ejecting the spray material, for example, the capping mechanism is disposed near the target object. For example, a plurality of capping mechanisms may be provided, or the capping mechanism may be moved together with the liquid ejecting head. However, the change in the arrangement position of the capping mechanism restricts the arrangement position of other members provided in the ink jet recording apparatus, and also restricts the type of solvent used for the propellant, the size of the injection target, and the like. .
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、液体噴射ヘッドがキャッピング機構から離れて噴射物質を噴射していない間に生じる、ノズルでの噴射物質の乾燥や固化を防止し得る液体噴射ヘッド及びその保湿方法を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems, and an object thereof is an injection material at a nozzle which is generated while the liquid injection head is not ejecting the injection material away from the capping mechanism. It is an object of the present invention to provide a liquid jet head capable of preventing the drying and solidification of the liquid and a moisturizing method thereof.
本発明に係る液体噴射ヘッドは、上記課題を解決するために、所定の噴射物質をノズルから噴射することによって、該噴射物質による記録を行うようになっている液体噴射ヘッドにおいて、少なくとも所定の期間、上記ノズルの周囲の少なくとも一部に、上記ノズルが外気に対して露出している露出領域に存在する外気と、該露出領域以外に存在する外気と、を分離するための障壁を有していることを特徴としている。 In order to solve the above-described problem, a liquid ejecting head according to the present invention is a liquid ejecting head configured to perform recording with the ejecting material by ejecting the predetermined ejecting material from a nozzle, and at least a predetermined period. And at least a part of the periphery of the nozzle has a barrier for separating the outside air existing in the exposed area where the nozzle is exposed to the outside air and the outside air existing outside the exposed area. It is characterized by being.
上記の構成によれば、上記ノズルの周囲の少なくとも一部に障壁が設けられているので、外気に対してノズルが露出している露出領域に存在する外気と、露出領域以外の領域(以下、外空間)に存在する外気とを分離することができる。これにより、露出領域と外空間との間での外気の入れ替えが抑制される。つまり、外空間の外気が、露出領域に入り込み難くなり、また、露出領域内から外空間へ外気が逃げ出し難くなる。 According to said structure, since the barrier is provided in at least one part of the circumference | surroundings of the said nozzle, outside air which exists in the exposed area | region where the nozzle is exposed with respect to outside air, and area | regions (henceforth, hereinafter) It is possible to separate the outside air existing in the outer space. Thereby, the exchange of the outside air between the exposed region and the outside space is suppressed. That is, the outside air in the outside space is difficult to enter the exposed area, and the outside air is difficult to escape from the exposed area to the outside space.
一般に、液体噴射ヘッドから噴射される噴射物質は、顔料又は染料、樹脂組成物等の記録用物質を液体溶媒に混合してなる。上記のように、ノズルは外気に対して露出して、外気に晒されているため、ノズル部分の噴射物質に含まれる液体溶媒は、外気へ蒸発しやすい。 In general, an ejecting material ejected from a liquid ejecting head is formed by mixing a recording material such as a pigment or a dye or a resin composition in a liquid solvent. As described above, since the nozzle is exposed to the outside air and exposed to the outside air, the liquid solvent contained in the spray material of the nozzle portion is likely to evaporate to the outside air.
そこで、上記のように、ノズルの周囲に障壁を設けることにより、上記ノズルの噴射物質から蒸発した液体溶媒を露出領域から逃げ出し難くくすることができる。これにより、上記露出領域内に液体溶媒の蒸気が閉じ込められ、該露出領域内が液体溶媒雰囲気となるので、ノズルに存在する噴射物質からの液体溶媒の蒸発を微小量に抑制して、噴射物質の乾燥や固化を防止することができる。 Therefore, as described above, by providing a barrier around the nozzle, it is possible to make it difficult for the liquid solvent evaporated from the spray material of the nozzle to escape from the exposed region. As a result, the vapor of the liquid solvent is confined in the exposed region, and the exposed region becomes a liquid solvent atmosphere. Therefore, evaporation of the liquid solvent from the propellant present in the nozzle is suppressed to a minute amount, and the propellant Can be prevented from drying and solidifying.
また、ノズルの周囲に障壁を設けることにより、外空間から露出領域内への外気の流入を抑制することができる。従って、上記障壁により、ノズルに外気が当たって、ノズルにおける噴射物質の乾燥が促進されることを防止することもできる。 In addition, by providing a barrier around the nozzle, it is possible to suppress the inflow of outside air from the outside space into the exposed area. Therefore, the barrier can also prevent the nozzle from being exposed to the outside air and promoting the drying of the spray material in the nozzle.
このように、上記障壁を有する液体噴射ヘッドを用いることにより、噴射位置に液体噴射ヘッドが移動する間や、液体噴射ヘッドの噴射を行わない待機位置に移動する間、液体噴射ヘッドからの噴射物質を噴射するための噴射データの作成や送信中等、噴射物質の噴射が行われず、ノズルの噴射物質の乾燥が懸念される期間に、噴射物質が乾燥によってノズルに目詰まりが生じ、液体噴射ヘッドの吐出不良が生じることを防止することができる。それゆえ、上記の液体噴射ヘッドの移動と、噴射データの作成又は送信とを並行して行っても、これらの動作中に、ノズルで噴射物質が乾燥して、噴射物質の吐出不良が発生することを防止することができるので、液体噴射ヘッドの効率的な動作が可能になる。 As described above, by using the liquid ejecting head having the barrier, the ejected material from the liquid ejecting head is moved while the liquid ejecting head is moved to the ejecting position or moved to the standby position where the liquid ejecting head is not ejected. During the period when the injection material is not injected and the nozzle injection material is concerned about drying, such as during the creation or transmission of the injection data for injecting the liquid, the nozzle is clogged due to the drying of the injection material. It is possible to prevent a discharge failure from occurring. Therefore, even if the movement of the liquid ejecting head and the creation or transmission of the ejection data are performed in parallel, the ejection material is dried by the nozzle during these operations, and ejection failure of the ejection material occurs. This can prevent the liquid jet head from operating efficiently.
本発明に係る液体噴射ヘッドは、上記の液体噴射ヘッドにおいて、上記ノズルの周囲の少なくとも一部に、上記障壁を形成するための気体を噴射する気体噴射部を備えていることが好ましい。 In the liquid ejecting head according to the aspect of the invention, it is preferable that the liquid ejecting head includes a gas ejecting unit that ejects a gas for forming the barrier on at least a part of the periphery of the nozzle.
上記の構成によれば、気体噴射部から噴射された気体による障壁、すなわちエアカーテンを形成することができる。それゆえ、このエアカーテンにより、露出領域と外空間とが分断されるので、露出領域と外空間との間での外気の入れ替えを抑制することができる。従って、露出領域を満たす液体溶媒の蒸気が外空間に流れ出ることを防止し、外空間の外気が露出領域に流入することを防止することができるので、ノズルにおける噴射物質の乾燥や固化を低減して、ノズルの目詰まりを防止することができる。 According to said structure, the barrier by the gas injected from the gas injection part, ie, an air curtain, can be formed. Therefore, the exposed area and the outer space are separated by the air curtain, so that the exchange of the outside air between the exposed area and the outer space can be suppressed. Therefore, it is possible to prevent the vapor of the liquid solvent that fills the exposed area from flowing into the outer space, and to prevent the outside air from flowing into the exposed area, thereby reducing the drying and solidification of the propellant in the nozzle. Thus, clogging of the nozzle can be prevented.
また、本発明に係る液体噴射ヘッドは、上記の液体噴射ヘッドにおいて、上記気体噴射部は、該気体噴射部から噴射される気体の噴射方向を調整するための噴射角度制御部に接続されていてもよい。 In the liquid ejecting head according to the present invention, in the liquid ejecting head, the gas ejecting unit is connected to an ejecting angle control unit for adjusting an ejecting direction of the gas ejected from the gas ejecting unit. Also good.
また、本発明に係る液体噴射ヘッドは、上記の液体噴射ヘッドにおいて、上記気体噴射部は、該気体噴射部から噴射される気体の噴射流量を調整するための噴射流量制御部に接続されていてもよい。 In the liquid ejecting head according to the present invention, in the liquid ejecting head, the gas ejecting unit is connected to an ejecting flow rate control unit for adjusting an ejecting flow rate of the gas ejected from the gas ejecting unit. Also good.
上記の各構成によれば、気体噴射部が噴射角度制御部及び/又は噴射流量制御部に接続されているので、気体の噴射方向及び/又は噴射流量を調整することができる。これにより、気体噴射部から噴射される気体の噴射方向及び/又は噴射流量を、ノズルに存在する噴射物質の乾燥が最も抑制されるように調整して、エアカーテンを形成することができる。従って、上記の各構成により、ノズルでの噴射物質の乾燥や固化を防止して、液体噴射ヘッドの吐出不良を防止することができる。 According to each configuration described above, since the gas injection unit is connected to the injection angle control unit and / or the injection flow rate control unit, the gas injection direction and / or the injection flow rate can be adjusted. Thus, the air curtain can be formed by adjusting the injection direction and / or the injection flow rate of the gas injected from the gas injection unit so that the drying of the injection material present in the nozzle is most suppressed. Therefore, with each of the above-described configurations, it is possible to prevent the ejection material from being dried and solidified at the nozzle and to prevent ejection failure of the liquid ejection head.
また、上記露出領域や外空間で生じる外気の流れの変化や、液体噴射ヘッドが噴射物質を噴射する被噴射物と該液体噴射ヘッドのノズルとの位置関係の変化等に応じて、気体の噴射方向及び/又は噴射流量を調整することができる。従って、上記の各構成により、上記露出領域と外空間とを好適に分離するように、障壁であるエアカーテンを形成することができる。 In addition, gas ejection is performed in accordance with changes in the flow of outside air that occurs in the exposed area or in the outer space, changes in the positional relationship between the liquid ejecting head ejecting the ejected material and the nozzle of the liquid ejecting head, and the like. The direction and / or the injection flow rate can be adjusted. Therefore, the air curtain which is a barrier can be formed by each said structure so that the said exposure area | region and outer space may be isolate | separated suitably.
また、本発明に係る液体噴射ヘッドは、上記の液体噴射ヘッドにおいて、上記ノズルの周囲の少なくとも一部に、上記障壁をなすように、上記ノズルよりも突出した遮蔽部が設けられていてもよい。 In the liquid ejecting head according to the aspect of the invention, in the liquid ejecting head, a shielding part protruding from the nozzle may be provided on at least a part of the periphery of the nozzle so as to form the barrier. .
上記の構成によれば、ノズルよりも突出するように遮蔽部が設けられているので、上記エアカーテンと同様の効果を期待することができる。すなわち、上記遮蔽部を設けることにより、上記露出領域と外空間との間での液体溶媒の蒸気や外気の移動を抑制して、ノズルの噴射物質の乾燥や固化を防止することができる。これにより、噴射物質の噴射が行われず、ノズルの噴射物質の乾燥が懸念される期間に、ノズルの目詰まりが生じることを防止して、液体噴射ヘッドの吐出不良を低減することができる。 According to said structure, since the shielding part is provided so that it may protrude rather than a nozzle, the effect similar to the said air curtain can be anticipated. That is, by providing the shielding part, it is possible to suppress the movement of the vapor of the liquid solvent and the outside air between the exposed region and the outer space, and to prevent the sprayed material of the nozzle from drying and solidifying. Accordingly, the ejection of the liquid ejecting head can be reduced by preventing the nozzle from being clogged during a period in which the ejection of the ejecting material is not performed and the spraying material of the nozzle is likely to be dried.
また、本発明に係る液体噴射ヘッドは、上記の液体噴射ヘッドにおいて、上記遮蔽部は、突出量が可変であってもよい。 In the liquid ejecting head according to the aspect of the invention, in the liquid ejecting head, the protruding amount of the shielding portion may be variable.
上記の構成によれば、液体噴射ヘッドが噴射物質を噴射する被噴射物と該液体噴射ヘッドのノズルとの位置関係が変化した場合にも、上記遮蔽部の突出量を調整することにより、上記露出領域と外空間とを好適に分離することができる。これにより、上記露出領域と外空間との間での液体溶媒の蒸気や外気の移動を好適に抑制して、ノズルにおける噴射物質の乾燥や固化を防止することができる。 According to the above configuration, even when the positional relationship between the ejection target ejected by the liquid ejecting head and the nozzle of the liquid ejecting head changes, by adjusting the protrusion amount of the shielding portion, The exposed region and the outer space can be preferably separated. Thereby, the movement of the vapor | steam of liquid solvent and external air between the said exposure area | region and external space can be suppressed suitably, and drying and solidification of the injection substance in a nozzle can be prevented.
また、本発明に係る液体噴射ヘッドは、上記の液体噴射ヘッドにおいて、さらに、上記障壁によって分離された上記露出領域内を保湿するための保湿部材が設けられていてもよい。 In the liquid ejecting head according to the aspect of the invention, the liquid ejecting head may further include a moisture retaining member for retaining moisture in the exposed area separated by the barrier.
上記の構成によれば、上記露出領域内を保湿するための保湿部材を有している。そのため、露出領域内が保湿部材によって保湿された湿潤状態となるので、ノズルにおける噴射物質からの液体溶媒の蒸発を抑制することができ、該噴射物質の乾燥をより一層低減することができる。 According to said structure, it has a moisturizing member for moisturizing the inside of said exposed area. For this reason, since the exposed area is moistened by the moisturizing member, evaporation of the liquid solvent from the propellant in the nozzle can be suppressed, and drying of the propellant can be further reduced.
また、本発明に係る液体噴射ヘッドの保湿方法は、上記課題を解決するために、所定の噴射物質を噴射するノズルを有する液体噴射ヘッドが、噴射物質の噴射を待機している場合に、上記ノズルの周囲の少なくとも一部に備えられた気体噴射部から気体を噴射することを特徴としている。 In addition, in order to solve the above-described problem, the liquid ejection head moisturizing method according to the present invention provides a liquid ejection head having a nozzle that ejects a predetermined ejection material when the liquid ejection head waits for ejection of the ejection material. It is characterized by injecting gas from a gas injection unit provided at least at a part around the nozzle.
上記の方法によれば、気体噴射部から噴射された気体によって形成されるエアカーテンにより、上記した露出領域と外空間とを分離することができる。これにより、液体噴射ヘッドのノズルにおける噴射物質の乾燥を抑制して、液体噴射ヘッドからの噴射物質の吐出不良を防止することができる。 According to said method, the above-mentioned exposed area | region and external space can be isolate | separated by the air curtain formed with the gas injected from the gas injection part. Accordingly, it is possible to prevent the ejection material from being dried from the nozzle of the liquid ejecting head, and to prevent ejection failure of the ejected material from the liquid ejecting head.
また、本発明に係る液体噴射ヘッドの保湿方法は、上記の液体噴射ヘッドの保湿方法において、上記液体噴射ヘッドのノズルが対向部材に対向する位置に配置されている場合に、上記気体噴射部から気体を噴射してもよい。 Further, the liquid ejecting head moisturizing method according to the present invention is the above-described liquid ejecting head moisturizing method, wherein the nozzle of the liquid ejecting head is disposed at a position facing the opposing member. Gas may be injected.
上記の方法によれば、液体噴射ヘッドが、噴射物質を噴射する被噴射物や該被噴射物を載置する載置台等の対向部材に対向した場合に、気体噴射部から気体を噴射するようになっている。そのため、上記露出領域を、噴射された気体によって形成されるエアカーテンと、上記対向部材とによって取り囲まれた遮蔽空間とすることができるので、上記ノズルを外空間の外気から遮断された密閉状態とすることができる。これにより、上記遮蔽空間内を液体溶媒雰囲気とすることができるので、噴射物質に含まれる液体溶媒の蒸発量を微小量にして、ノズルにおける噴射物質の乾燥及び固化を防止することができる。 According to the above method, when the liquid ejecting head is opposed to an opposed member such as an ejected object for ejecting the ejected material or a mounting table on which the ejected object is placed, the gas ejecting unit ejects the gas. It has become. Therefore, since the exposed region can be a shielded space surrounded by the air curtain formed by the jetted gas and the opposing member, the nozzle is sealed from the outside air. can do. Thereby, since the inside of the said shielding space can be made into a liquid solvent atmosphere, the evaporation amount of the liquid solvent contained in a propellant can be made into a minute quantity, and the drying and solidification of the propellant in a nozzle can be prevented.
また、本発明に係る液体噴射ヘッドの保湿方法は、上記の液体噴射ヘッドの保湿方法において、上記液体噴射ヘッドの周囲における外気の流れに応じて、気体の噴射方向及び噴射流量の少なくとも一方を調整して、上記気体噴射部から気体を噴射してもよい。 According to another aspect of the present invention, there is provided a liquid ejecting head moisturizing method, wherein the liquid ejecting head moisturizing method adjusts at least one of a gas ejecting direction and an ejecting flow rate according to a flow of outside air around the liquid ejecting head. And you may inject gas from the said gas injection part.
上記の方法によれば、上記露出領域や外空間で生じる外気の流れの変化や、液体噴射ヘッドが噴射物質を噴射する被噴射物と該液体噴射ヘッドのノズルとの位置関係の変化等に応じて、気体の噴射方向及び/又は噴射流量を調整することができる。これにより、液体噴射ヘッドが噴射物質を噴射せず、ノズルの噴射物質の乾燥が懸念される期間にも、上記露出領域と外空間とが良好に分離されるように、エアカーテンを形成することができる。 According to the above method, it is possible to respond to a change in the flow of outside air that occurs in the exposed area or the outer space, a change in the positional relationship between the ejected material that the liquid ejecting head ejects the ejected material and the nozzle of the liquid ejecting head, Thus, the gas injection direction and / or the injection flow rate can be adjusted. Thus, the air curtain is formed so that the exposed region and the outer space are well separated even during a period when the liquid ejecting head does not eject the ejecting material and there is a concern about drying of the ejecting material of the nozzle. Can do.
本発明に係る液体噴射ヘッドは、以上のように、少なくとも所定の期間、ノズルの周囲の少なくとも一部に、上記ノズルが外気に対して露出している露出領域に存在する外気と、該露出領域以外に存在する外気と、を分離するための障壁を有している。 As described above, the liquid ejecting head according to the present invention includes the outside air present in the exposed area where the nozzle is exposed to the outside air at least at a part of the periphery of the nozzle for at least a predetermined period, and the exposed area. It has a barrier to separate the outside air that exists outside.
それゆえ、上記障壁により、露出領域に存在する外気と、該露出領域以外の領域である外空間に存在する外気とを分離することができる。これにより、露出領域に外空間の外気を入り込み難くし、露出領域内から外空間に外気が逃げ出し難くなり、露出領域を噴射物質に含まれる液体溶媒で満たすことができる。従って、上記露出領域での噴射物質からの液体溶媒の蒸発を微小量に抑制して、噴射物質の乾燥や固化を防止し、液体噴射ヘッドの吐出不良を防止することができるという効果を奏する。 Therefore, it is possible to separate the outside air existing in the exposed area and the outside air existing in the outside space other than the exposed area by the barrier. This makes it difficult for outside air to enter the exposed area, makes it difficult for outside air to escape from the exposed area to the outside space, and the exposed area can be filled with the liquid solvent contained in the propellant. Therefore, it is possible to suppress the evaporation of the liquid solvent from the propellant in the exposed region to a minute amount, thereby preventing the propellant from being dried and solidified, and preventing the ejection failure of the liquid ejecting head.
また、本発明に係る液体噴射ヘッドの保湿方法は、以上のように、所定の噴射物質を噴射するノズルを有する液体噴射ヘッドが、噴射物質の噴射を待機している場合に、上記ノズルの周囲の少なくとも一部に備えられた気体噴射部から気体を噴射する。 In addition, as described above, the liquid ejecting head moisturizing method according to the present invention provides a liquid ejecting head having a nozzle that ejects a predetermined ejecting substance when the liquid ejecting head is waiting to eject the ejecting substance. A gas is injected from a gas injection unit provided in at least a part of the gas.
それゆえ、気体噴射部から噴射された気体によって形成されるエアカーテンにより、上記した露出領域と外空間とを分離することができるので、上記ノズルでの噴射物質の乾燥や固化を防止して、液体噴射ヘッドの吐出不良を防止することができるという効果を奏する。 Therefore, the air curtain formed by the gas jetted from the gas jetting unit can separate the exposed area and the outer space, so that the sprayed substance is prevented from drying and solidifying with the nozzle, There is an effect that the ejection failure of the liquid ejecting head can be prevented.
〔実施の形態1〕
本発明の実施の一形態について図1ないし図9に基づいて説明すれば、以下の通りである。
[Embodiment 1]
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9 as follows.
図1に液体噴射ヘッドに接続される気体噴射機構及び液体噴射機構のブロック図を示し、図2に液体噴射ヘッドのノズル列が形成された側の面を示す。 FIG. 1 shows a block diagram of a gas ejecting mechanism connected to the liquid ejecting head and the liquid ejecting mechanism, and FIG. 2 shows a surface of the liquid ejecting head on which a nozzle row is formed.
本実施の形態のインクジェット記録装置は、記録用紙等の被噴射物(対向部材)に対向するように配置される液体噴射ヘッド1を備え、上記被噴射物及び液体噴射ヘッド1のそれぞれの移動を繰り返すことによって、記録を行うようになっている。すなわち、液体噴射ヘッド1は、被噴射物の搬送方向に垂直な方向に移動し、この移動に伴って、顔料、染料、樹脂組成物等の記録用物質を液体溶媒に混合してなる噴射物質を吐出し、印刷データに基づいた所定ライン分のドットを被噴射物上に形成する。このようにして、所定ライン分のドットが形成されると、被噴射物が搬送方向に搬送され、次の所定ライン分のドットが形成される。このように、上記インクジェット記録装置では、液体噴射ヘッド1及び被噴射物の相対移動を繰り返すことによって、被噴射物上への印刷が行われる。
The ink jet recording apparatus according to the present embodiment includes a
上記インクジェット記録装置は、上記のように、噴射物質を被噴射物に噴射するための液体噴射ヘッド1を備えている。該液体噴射ヘッド1は、図1に示すように、ヘッド台5に固定された状態で、インクジェット記録装置内に設けられる。
As described above, the ink jet recording apparatus includes the
また、上記液体噴射ヘッド1には、上記液体噴射ヘッド1から噴射物質を噴射するための制御を行う液体噴射機構13と、液体噴射ヘッド1の噴射物質が噴射されるノズル列2の開口部分であるノズル開口部(ノズル)2aの周囲から気体を噴射するための制御を行う気体噴射機構12と、が接続されている。上記気体噴射機構12及び液体噴射機構13は、液体噴射ヘッド1に設けられてもよく、該液体噴射ヘッド1とは別にインクジェット記録装置に備えられてもよい。あるいは、上記気体噴射機構12及び液体噴射機構13を構成する部材の一部を液体噴射ヘッド1に配置し、残りの部材をインクジェット記録装置に配置してもよい。
The
上記液体噴射ヘッド1は、図2に示すように、被噴射物に対向する側の面に、複数のノズル開口部2aからなるノズル列2が形成された矩形のノズルプレート3が配置されてなる。また、上記液体噴射ヘッド1は、被噴射物に対向する側とは反対側、すなわち、ノズルプレート3の後方に、噴射物質を噴射させるための液体室(図示せず)を有している。上記ノズル開口部2aは、噴射物質を液滴として被噴射物上に吐出するための開口部分であり、図2に示すように、例えば、液体噴射ヘッド1の移動方向に一列に配列してノズル列2をなしている。
As shown in FIG. 2, the
なお、ノズルプレート3は、必ずしも矩形である必要はなく、楕円形状、円形状等、種々の形状であってもよい。また、ノズル列2は、上記のように一列であってもよく、二列以上であってもよい。二列以上にノズル列が形成されている場合、ノズル開口部の並びは各列で同じであってもよく、ノズル開口部が互い違いに設けられる等のように各列で異なっていてもよい。
The
また、上記液体噴射ヘッド1には、図2に示すように、上記ノズルプレート3の周囲を取り囲むように、気体噴射溝(気体噴射部)4が設けられている。該気体噴射溝4は、被噴射物と対向する側に、気体を噴射するための長穴状に開口した開口部を有し、被噴射物に対向する側とは反対側である後方側には、気体を流入する流入口(図示せず)を有している。つまり、上記気体噴射溝4は、流入口から流入された気体が内部を通って、開口部から被噴射物に吹き付けるようになっている。
Further, as shown in FIG. 2, the
なお、上記気体噴射溝4は、図2に示すように、ノズル列2全体を囲むように形成してもよく、また、ノズル列2の周囲の一部に形成されてもよい。あるいは、各ノズル開口部2aを取り囲むように、あるいは幾つかのノズル開口部2aをまとめて取り囲むように、複数の気体噴射溝が設けられていてもよい。また、気体噴射溝4の溝形状は、図2に示すように長穴状であってもよく、丸穴状や楕円穴状等であってもよい。
As shown in FIG. 2, the
また、上記気体噴射溝4は、図1に示すように、ノズルプレート3の周囲を取り囲むように取付けられた状態で、ヘッド台5に固定されている。従って、気体噴射溝4から気体が噴射されることにより、ノズル列2の周囲を取り囲むように、上記気体噴射溝4から噴射された気体による障壁(以下、エアカーテン)が形成される。このエアカーテンの形成により、ノズル開口部2aが外気に対して露出した領域(露出領域)、具体的には、ノズル開口部2aが設けられたノズルプレート3と被噴射物又は被噴射物を載置する載置台(対向部材)とが対向する領域(以下、ノズル露出領域)、及び、ノズルプレート3と被噴射物又は載置台とが対向しない領域(以下、外空間)、が形成される。このように、ノズル露出領域に存在する外気と、外空間に存在する外気とが、上記エアカーテンにより分離されるので、上記ノズル露出領域には、外空間から外気が入り込み難い状態となり、ノズル開口部2aにおける噴射物質の乾燥を防止することができる。
Further, as shown in FIG. 1, the
さらに、上記エアカーテンが形成されることにより、ノズル開口部2aにある噴射物質から蒸発した液体溶媒が、上記外空間に逃げ出し難い状態となって、上記ノズル露出領域内に留まる。また、本発明者等は、液体噴射ヘッド1が被噴射物に対向するように位置している場合に、ノズル開口部2a直下の被噴射物上に液体溶媒が結露していることを確認している。そのため、この結露した液体溶媒が蒸発することによって、上記ノズル露出領域内を高濃度の液体溶媒雰囲気に保つことができる。
Furthermore, by forming the air curtain, the liquid solvent evaporated from the sprayed material in the
従って、上記エアカーテンの形成により、上記ノズル露出領域内を、噴射物質に含まれる液体溶媒で湿潤状態に保持することができる。これにより、ノズル開口部2aに存在する噴射物質からの液体溶媒の蒸発を抑制して、ノズル開口部2aにおける噴射物質の粘度の上昇や固化を防止することができる。
Therefore, by forming the air curtain, the nozzle exposure area can be kept wet with the liquid solvent contained in the propellant. Thereby, evaporation of the liquid solvent from the propellant present in the
特に、上記液体噴射ヘッド1が、被噴射物又は載置台に対向した状態である場合に、気体噴射溝4から被噴射物又は載置台に向けて気体が吹き付けられると、上記ノズル露出領域は、エアカーテンと被噴射物又は載置台とによって取り囲まれることになる。それゆえ、上記ノズル露出領域は、外空間から遮断された遮蔽空間となって、ノズル開口部2aにおける噴射物質の乾燥防止効果をより一層高めることができる。
In particular, when the
上記のように、気体噴射溝4から気体が吹き付けられた場合、上記被噴射物又は載置台に吹き付けられた角度に応じて、噴射物又は載置台上で気体が拡散する。具体的には、例えば、上記被噴射物又は載置台上に向けて垂直に気体を吹き付けると、被噴射物上にて四方に気体が拡散することになる。被噴射物又は載置台に吹き付けられた気体は、上記のようにエアカーテンとしての役割を果たす一方で、ノズル列2側に流れると、ノズル開口部2aに存在する噴射物質の乾燥を増進するおそれがある。そのため、上記気体が、ノズル列2側に流れ込まないように、気体噴射溝4からの気体の噴射方向を調整しておくことが好ましい。具体的には、上記被噴射物又は載置台上に対して垂直方向よりも、外空間方向に向けて、気体が噴射されるように、気体噴射溝4からの気体の噴射方向を調整すればよい。
As described above, when gas is sprayed from the
なお、上記気体噴射溝4から噴射される気体は、特に限定されないが、上記エアカーテンとして機能するものであればよく、空気、窒素、液体溶媒を蒸発させた溶媒ガスを空気や窒素に混合したもの等を用いればよい。
The gas ejected from the
上記したように、上記液体噴射ヘッド1から噴射物質を噴射するために、上記液体噴射ヘッド1には、液体噴射機構13が接続されている。該液体噴射機構13は、図1に示すように、液体吸引ポンプ8、噴射物質タンク9、図示しない圧電アクチュエータ、ドライバ10、制御回路11を備えている。
As described above, the
上記噴射物質タンク9は、噴射物質を収容し、上記液体噴射ヘッド1の後方に設けられた液体室(図示せず)に噴射物質を供給する。上記液体吸引ポンプ8は、上記噴射物質タンク9と液体室との間に挿入され、噴射物質タンク9からインクを吸引して、液体室に噴射物質を供給する。液体吸引ポンプ8のオン/オフを切り換えることにより、液体室への噴射物質の供給を開始/停止することができる。
The
また、圧電アクチュエータは、液体室を加圧するものであり、この圧電アクチュエータによる液体室の加圧動作により、ノズル列2のノズル開口部2aからインクが噴射するようになっている。圧電アクチュエータは、上記ドライバ10によって駆動され、制御回路11は、圧電アクチュエータ及びドライバ10の制御を行う。
The piezoelectric actuator pressurizes the liquid chamber, and ink is ejected from the
一方、上記液体噴射ヘッド1の気体噴射溝4から気体を噴射するために、上記液体噴射ヘッド1には気体噴射機構12が接続されている。該気体噴射機構12は、図1に示すように、気体電磁弁6と、気体レギュレータ7と、を備えている。上記気体レギュレータ7は、気体噴射溝4から気体を噴射する際の圧力(エア圧)を調整し、気体電磁弁6は、オン/オフを切り換えることによって、気体噴射溝4からの気体の噴射を制御している。
On the other hand, a
さらに、上記インクジェット記録装置には、図3に示すように、上記液体噴射ヘッド1をキャップするキャッピング機構50が設けられている。上記キャッピング機構50は、図3に示すように、大略的に、キャップ部材52と、空圧シリンダ53と、排出部54とを備えている。
Further, the ink jet recording apparatus is provided with a
上記キャップ部材52は、液体噴射ヘッド1から噴射物質の噴射が行われない場合に、上記ノズル列2を覆って、ノズル開口部2aを外気から遮断する。また、上記空圧シリンダ53は、上記液体噴射ヘッド1に対して上記キャップ部材52を進退可能とするために設けられている。すなわち、上記空圧シリンダ53は、上記液体噴射ヘッド1にキャップ部材52を押し当てるように、該キャップ部材52を上下動させるものである。さらに、上記排出部53は、キャップ部材52内に溜まった噴射物質や該噴射物質に含まれる液体溶媒を排出するために設けられている。
The
上記構成を備えたキャッピング機構50では、次のように、液体噴射ヘッド1のキャップ動作が行われる。すなわち、液体噴射ヘッド1が、キャッピング機構50のキャップ部材52によって、キャップされるキャップ位置に配置されると、空圧シリンダ53により、キャップ部材52を液体噴射ヘッド1側に移動させる。そして、液体噴射ヘッド1のノズルプレート3に設けられたノズル列2(図1)を覆うように、キャップ部材52を上記液体噴射ヘッド1に押し当てることにより、該液体噴射ヘッド1をキャップする。
In the
これにより、ノズル列2は、外気から遮断された密閉状態となり、ノズル開口部2aに存在する噴射物質から蒸発した液体溶媒によって、あるいは、キャップ部材52に、上記噴射物質に含まれる液体溶媒を保湿剤として供給することによって、高濃度の液体溶媒雰囲気を形成する。このような液体溶媒雰囲気を形成することにより、キャップ部材52内では、液体噴射ヘッドのノズル開口部2aにおける噴射物質に含まれる液体溶媒の蒸発量を微小量にして、ノズル開口部2aにおける噴射物質の乾燥及び固化を防止することができる。
As a result, the
なお、図3には示していないが、上記キャップ部材52に、上記ノズル列2を洗浄するための洗浄液を注入する注入口を設けて、液体噴射ヘッド1のキャップ後に、ノズルを洗浄するようにしてもよい。洗浄液は、上記排出口53から排出すればよい。あるいは、上記キャップ部材52に図示しない吸引ポンプを接続し、液体噴射ヘッド1をキャップした後に、該吸引ポンプにより、インク開口部2aの噴射物質を強制的に排出する吸引排出処理を行うようにしてもよい。また、上記キャッピング機構50に、上記ノズル列2に付着した噴射物質を払拭するための弾性部材等からなるワイピング部材を設け、ノズル開口部2aを清掃するようにしてもよい。
Although not shown in FIG. 3, the
一方、上記キャッピング機構50にて、液体噴射ヘッド1のキャップを取り外す場合には、空圧シリンダ53により、液体噴射ヘッド1側から離れる方向に、キャップ部材52を移動させる。これにより、液体噴射ヘッド1からキャップ部材52が離脱し、ノズル列2が外気に露出した状態となる。
On the other hand, when the cap of the
なお、上記キャッピング機構50は、液体噴射ヘッド1を覆うようにキャップ部材52が移動する構成となっているが、キャップ部材52によってキャップされるように、液体噴射ヘッド1が空圧シリンダ等によって移動する構成であってもよい。
The
上記構成のインクジェット記録装置では、液体噴射ヘッド1による噴射物質の噴射が待機中である場合に、液体噴射ヘッド1のノズル列2に対する保湿処理が行われるようになっている。すなわち、キャッピング機構50によって、液体噴射ヘッド1がキャップされている場合や、噴射物質を噴射している場合には、ノズル列2が湿潤状態となるため、上記保湿処理は必要ではない。
In the ink jet recording apparatus having the above-described configuration, the moisture retention process is performed on the
また、液体噴射ヘッド1がキャップされた状態で、気体噴射溝4から気体の噴射を行うと、キャップ部材52内の空間の圧力が高くなってしまう。このような圧力の上昇により、ノズル開口部2aの噴射物質は、液体噴射ヘッド1のノズルプレート3の後方に設けられた図示しない液体室に押し戻される。その結果、液体噴射ヘッド1から噴射物質が吐出されない不吐出現象が引き起こされ、被噴射物への良好な記録を妨げるという不具合が生じる。
Further, when gas is ejected from the
さらに、液体噴射ヘッド1から噴射物質を噴射している状態で、気体噴射溝4から気体の噴射を行うと、液体噴射ヘッド1からの噴射直後における噴射物質の乾燥が遅くなってしまうという不具合が生じる。
Furthermore, when gas is ejected from the
従って、上記保湿処理は、被噴射物上の噴射物質の噴射位置に液体噴射ヘッド1が移動する間や、噴射物質の噴射終了後、キャップ部材52によるキャップ位置に液体噴射ヘッド1が移動する間等、液体噴射ヘッド1がキャッピング機構50から離れて、噴射物質の噴射を行っていない間に実行される。
Therefore, the moisturizing process is performed while the
上記保湿処理動作は、図4及び図5に示すフローチャートに沿って行われる。図4及び図5は、上記保湿処理動作を説明するフローチャートである。図4及び図5中、同じ処理を行うステップには、同一のステップ番号を付している。 The moisturizing operation is performed according to the flowcharts shown in FIGS. 4 and 5 are flowcharts illustrating the moisturizing processing operation. In FIG. 4 and FIG. 5, the same step number is attached to the step performing the same processing.
すなわち、上記保湿処理にあたっては、図4に示すように、まずS1にて、液体噴射ヘッド1が、キャップ部材52によってキャップされているキャッピング機構50の動作中であるか否かを判断し、動作中であれば、S1の動作を繰り返して、キャッピング機構50が動作中であるか確認する。一方、S1にて、キャッピング機構50が動作中でなければ、S2に進む。S2では、液体噴射ヘッド1が噴射物質の噴射を行っているか否かを判断し、噴射物質の噴射中であれば、S1に戻る。これに対し、S2にて、噴射物質が噴射されていなければ、S3に進み、図1に示す気体電磁弁6をオンにして、気体噴射溝4から気体を噴射し、再びS1に戻る。
That is, in the moisturizing process, as shown in FIG. 4, first, in S1, it is determined whether or not the
あるいは、図4のフローチャートに示すS2とS3との間に、図5に示すように、新たなステップであるS4を設け、気体噴射溝4からの気体噴射によって形成されるエアカーテンと被噴射物又は載置台とによって、上記したノズル露出領域を取り囲み、該ノズル露出領域を外空間から閉鎖された状態にして、保湿処理を行うようにしてもよい。これにより、上記ノズル露出領域が、外空間から遮断された遮蔽空間となるので、ノズル開口部2aにおける噴射物質の乾燥防止効果をより一層高めることができる。
Alternatively, as shown in FIG. 5, a new step S <b> 4 is provided between S <b> 2 and S <b> 3 shown in the flowchart of FIG. 4, and the air curtain and the injection target formed by gas injection from the
具体的には、図5に示すS2にて、液体噴射ヘッド1が噴射物質の噴射を行っていなければ、S4に進む。S4では、液体噴射ヘッド1が、被噴射物又は載置台に対向する位置に配置されているか否かを判定し、配置されていれば、S3に進んで、上記にて説明したように、気体噴射溝4から気体を噴射する。一方、液体噴射ヘッド1が、被噴射物又は載置台に対向する位置に配置されていなければ、S4からS1に戻る。これにより、気体噴射溝4から気体を噴射する場合、液体噴射ヘッド1のノズル列2は、エアカーテンと被噴射物又は載置台とによって取り囲まれるようになっているので、ノズル開口部2aにおける噴射物質の乾燥を防止することができる。
Specifically, if the
このように、上記液体噴射ヘッド1を用いてエアカーテンを形成することにより、液体噴射ヘッド1がキャッピング機構50から離れて、噴射物質の噴射を行っていない間においても、ノズル開口部2aの噴射物質を湿潤状態に保つことができる。これにより、被噴射物のサイズが大きく、キャッピング機構50から噴射物質の噴射位置までの距離が大きくなった場合や、印刷データに基づいて噴射物質を噴射するための噴射データの作成や送信に要する時間が長くなった場合にも、ノズル開口部2aでの噴射物質の乾燥を防止することができる。また、液体噴射ヘッド1の移動と、上記噴射データの作成や送信とを並行して行うことができるので、インクジェット記録装置での液体噴射ヘッド1による記録動作を効率よく行うことができる。
Thus, by forming the air curtain using the
さらに、本発明者等は、流量計を用いた測定により、インクジェット記録装置内の、液体噴射ヘッド1のノズル列2が配置された側で、ノズルプレート3の面に平行な方向に空気(外気)の流れが発生していることを確認している。そのため、気体噴射溝4に直近に対向して、被噴射物や載置台等の気体が吹き付けられる部材が設けられていない状態で、気体噴射溝4から気体を噴射すると、上記の空気の流れが乱されるおそれがある。上記液体噴射ヘッド1のノズルプレート3の周囲で空気の流れが乱れると、気体噴射溝4から噴射された気体がノズル列2側に流れ、ノズル開口部2aにおける噴射物質の乾燥を増進する可能性がある。従って、上記のように、図5に示すS4を設け、被噴射物や載置台に気体を吹き付けて遮蔽空間を形成することにより、ノズル開口部2aでの噴射物質の乾燥や固化を効果的に抑制することができる。
Furthermore, the present inventors measured air (outside air) in a direction parallel to the surface of the
なお、本実施の形態においては、気体の噴射方向が固定されている気体噴射溝4を用いる場合を例に挙げたが、必ずしもこれに限定されない。例えば、図1に示す気体噴射溝4に代えて、図6に示す気体噴射溝(気体噴射部)41を用いることも可能である。
In the present embodiment, the case where the
図6に、噴射角度の調整を行う角度調整機構(噴射角度制御部)25に接続された気体噴射溝41を示す。該気体噴射溝41は、図1に示す気体噴射溝4のように、矩形のノズルプレート3の四辺を取り囲む枠として形成されているのではなく、各辺にそれぞれ分割して配置されて、ヘッド台5に取付けられるようになっている。つまり、ノズルプレート3の四辺のそれぞれに、図6に示す気体噴射溝41がそれぞれ取付けられ、気体噴射溝41のそれぞれに気体が流入する流入口26が設けられている。
FIG. 6 shows a
そして、各気体噴射溝41には、ヘッド台5に取付けられた状態で、該気体噴射溝41からの気体の噴射角度を制御するための角度調整機構25が設けられている。該角度調整機構25は、ノズルプレート3の周囲に配置された場合に、角に位置する端部に、モータ回転軸15を介して、制御モータ14が接続されてなるものである。該制御モータ14は、図1に示すヘッド台5に固定され、上記モータ回転軸15は、制御モータ14の駆動を受けて回転することにより、気体噴射溝41の噴射角度、すなわち、気体噴射溝41からの気体の噴射方向を調整するようになっている。
Each
上記気体噴射溝41の最適な噴射角度は、ノズル開口部2aにおける噴射物質の乾燥が最も遅くなるように、すなわち、ノズル列2の遮蔽効果が最大となるように設定すればよい。具体的には、気体噴射溝41の噴射角度を変えながら、ノズル開口部2aにおける噴射物質の粘度等を測定して、噴射物質の乾燥が最も抑制される噴射角度を決定すればよい。
The optimum spray angle of the
従って、気体噴射溝41から気体を噴射する際には、制御モータ14を駆動してモータ回転軸15を回転させ、気体噴射溝41の噴射角度を最適な噴射角度に調整する。この調整を行った後、気体噴射溝41から気体を噴射して、エアカーテンを形成すればよい。
Therefore, when injecting gas from the
上記のように、気体噴射溝41の噴射角度を制御することにより、被噴射物や載置台等に向けて噴射された気体が拡散する方向を制御することができる。また、液体噴射ヘッドと被噴射物や載置台とが平行に対向していない場合にも、両者の位置関係に応じて、最適な噴射角度を設定することができる。従って、上記気体噴射溝41及び角度調整機構25を備えることにより、ノズル列2側に、気体噴射溝41から噴射された気体が流れることを防止することができる。
As described above, by controlling the injection angle of the
さらに、インクジェット記録装置内では、上記したように、液体噴射ヘッドのノズル列2が配置された側で、ノズルプレート3の面に平行な方向に空気の流れが発生している。そのため、気体噴射溝41からの気体の噴射方向が固定されている場合、上記空気の流れによって、ノズル列2側に噴射された気体が流れる、あるいは、遮蔽空間が形成されない等の問題が生じることがある。このような場合にも、気体噴射溝41の噴射角度を最適な噴射角度に調整することができるので、ノズル開口部2aにおける噴射物質の乾燥防止効果を向上することができる。
Further, in the ink jet recording apparatus, as described above, an air flow is generated in a direction parallel to the surface of the
また、インクジェット記録装置内での空気の流れは、液体噴射ヘッドを被噴射物上に移動させる場合や、液体噴射ヘッド及び被噴射物の双方が移動する場合にも発生する。図7及び図8に、上記気体噴射溝41を備えた液体噴射ヘッド31の移動によって生じる空気の流れを示す。なお、図7及び図8中、他の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、説明の便宜上、図7及び図8には、ノズルプレート3の四辺に設けられている気体噴射溝41の一部のみを示している。
Further, the air flow in the ink jet recording apparatus also occurs when the liquid ejecting head is moved onto the ejected object or when both the liquid ejecting head and the ejected object are moved. 7 and 8 show an air flow generated by the movement of the
すなわち、図7に示すように、液体噴射ヘッド31が、図7の矢印200の方向に移動すると、液体噴射ヘッド31と被噴射物22との間には、矢印201に示す方向に空気の流れが生じる。これにより、気体噴射溝41から噴射された気体が、矢印201に示す空気の流れに影響を受けて、該矢印201とほぼ同じ方向である矢印202の方向に流れるおそれがある。上記気体噴射溝41から噴射された気体の、矢印202方向への流れは、ノズル列2側への気体の流入や、遮蔽空間の形成不備等を引き起こす原因となり、ノズル開口部2aにおける噴射物質の乾燥を増進してしまうおそれがある。
That is, as shown in FIG. 7, when the
そこで、上記液体噴射ヘッド31の移動時に発生する空気の流れの影響によるノズル開口部2aでの噴射物質の乾燥を防止するために、液体噴射ヘッド31と被噴射物22との相対移動における速度情報を検出し、該速度情報に基づいて、噴射角度を制御するようにしてもよい。具体的には、図8に示すように、インクジェット記録装置内に、上記速度情報を検出する速度検出部23、及び、該速度検出部23での検出結果に基づいて気体噴射溝41の噴射角度を制御する噴射制御部24を設ければよい。
Therefore, in order to prevent drying of the ejected material at the
そして、気体噴射溝41から気体を噴射する前に、図8に示す速度検出部23にて、液体噴射ヘッド31と被噴射物22との相対移動における相対速度及び移動方向を速度情報として検出する。続いて、検出した速度情報が噴射制御部24に入力されると、該速度情報に基づいて、噴射制御部24が、図6に示す角度調整機構25の制御モータ14を駆動して、気体噴射溝41から噴射される気体の噴射方向を調整する。具体的には、気体噴出溝41から噴射された気体が、図8中の矢印201で示される空気の流れに逆らって、矢印204の方向に噴射されるように、気体噴射溝41の噴射角度を調整すればよい。
Then, before the gas is ejected from the
これにより、液体噴射ヘッド31及び被噴射物22の移動中であっても、気体噴射溝41から噴射された気体によってエアカーテンを形成して、ノズル開口部2aにおける噴射物質の乾燥を防止する効果を得ることができる。
Thereby, even when the
なお、上記では、液体噴射ヘッド31と被噴射物22との相対移動における相対速度及び移動方向を検出して、噴射角度を調整しているが、液体噴射ヘッド31と被噴射物22との間に生じる空気の流れを流量計等で検出して、噴射角度を調整するようにしてもよい。空気の流れは、液体噴射ヘッド31や被噴射物22の移動の有無に関わらず生じる可能性がある。そのため、空気の流れを検出するようにすれば、液体噴射ヘッド31及び被噴射物22が静止した状態においても、気体噴射溝4からの気体の噴射角度を制御して、ノズル開口部2aにおける噴射物質の乾燥を防止することができる。
In the above description, the relative angle and the moving direction in the relative movement between the
また、上記速度検出部23及び噴射制御部24は、インクジェット記録装置の制御部に備えられてもよく、液体噴射ヘッド31に設けてもよい。
The
また、図1に示す液体噴射ヘッド1に代えて、ノズル列2の周囲に、スポンジ部材(保湿部材)を配置した液体噴射ヘッド32を用いてもよい。図9に、スポンジ部材21を備えた液体噴射ヘッド32を示す。図9中、他の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
Further, instead of the
上記液体噴射ヘッド32は、図9に示すように、ノズル列2の配列方向に沿って配置され、ノズルプレート3に取付けられたスポンジ部材21を備えている。該スポンジ部材21は、液体成分を保持することができる吸水性又は吸湿性を有するスポンジで形成されている。従って、上記スポンジ部材21には、例えば、噴射物質に含まれる液体溶媒を蓄えておくことができる。このように、スポンジ部材21に液体溶媒を保持させることにより、ノズル列2の周囲を湿潤状態に保つことができるので、ノズル開口部2aに存在する噴射物質からの液体溶媒の蒸発をさらに抑制することができる。
As shown in FIG. 9, the
また、上記キャッピング機構50のキャップ部材52によって、液体噴射ヘッド32がキャップされた場合には、スポンジ部材21に蓄えられた液体溶媒が蒸発することにより、キャップ部材52内を高湿潤状態に保つことができる。これにより、液体噴射ヘッド32がキャップされた状態においても、ノズル開口部2aにおける噴射物質の乾燥防止効果を得ることができる。
Further, when the
上記スポンジ部材21に蓄えられる液体溶媒は、例えば、キャップ部材52によって液体噴射ヘッド32が覆われたときに、注入されればよい。あるいは、液体噴射ヘッド32の図示しない液体室から一定時間毎に、上記スポンジ部材21に液体溶媒を注入するようにしてもよい。
The liquid solvent stored in the
なお、上記では、スポンジ部材21をノズルプレート3に取付ける場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。すなわち、上記スポンジ部材21は、気体噴射溝4から噴射される気体によって形成されるエアカーテンで囲まれるノズル露出領域内に設ければよく、例えば、気体噴射溝4に取付けてもよい。また、上記スポンジ部材21は、ノズル列2の周囲を取り囲むように設けてもよく、ノズル列2の周囲の少なくとも一部を取り囲むように設けてもよい。また、上記スポンジ部材21は、気体噴射溝41を備えた液体噴射ヘッド31(図8)に設けてもよい。
In the above description, the case where the
〔実施の形態2〕
本発明の他の実施の形態について図10に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態1の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 2]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIG. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the drawings of the first embodiment are given the same reference numerals and explanation thereof is omitted.
図10に、気体噴射溝から噴射される気体の噴射流量を調整する気体噴射機構(噴射流量制御部)27を備えた液体噴射ヘッド33を示す。本実施の形態の液体噴射ヘッド33は、図2に示す気体噴射溝4及び気体噴射機構12に代えて、気体噴射溝(気体噴射部)42,43,44,45及び気体噴射機構27を備えている。
FIG. 10 shows a
上記気体噴射溝42〜45は、矩形のノズルプレート3の四辺にそれぞれ配置され、各気体噴射溝42〜45は、それぞれ独立して、気体を噴射するようになっている。
The
また、上記気体噴射機構27は、電圧制御型空圧レギュレータ(以下、電空レギュレータ)421,431,441,451と、電空制御器16と、を備えている。上記電空レギュレータ421,431,441,451は、上記気体噴射溝42,43,44,45にそれぞれ接続され、該気体噴射溝42〜45から気体を噴射する際の気体噴射流量をそれぞれ独立して調整するために、エア圧が調整されている。上記電空制御器16は、電空レギュレータ421,431,441,451に接続され、これら4つの電空レギュレータ421,431,441,451のエア圧を制御するようになっている。
The
なお、上記気体噴射機構27は、液体噴射ヘッド33に設けられてもよく、該液体噴射ヘッド1とは別にインクジェット記録装置に備えられてもよい。あるいは、気体噴射機構27を構成する部材の一部を液体噴射ヘッド33に配置し、残りの部材をインクジェット記録装置に配置してもよい。
The
上記気体噴射溝42〜45での最適な気体噴射流量は、ノズル開口部2aにおける噴射物質の乾燥が最も遅くなるように、すなわち、ノズル列2の遮蔽効果が最大となるように設定すればよい。具体的には、気体噴射溝42〜45の気体噴射流量を変えながら、ノズル開口部2aにおける噴射物質の粘度等を測定して、噴射物質の乾燥が最も抑制される気体噴射流量を決定すればよい。
The optimum gas injection flow rate in the
従って、気体噴射溝42〜45から気体を噴射する際には、電空制御器16により、4つの電空レギュレータ421,431,441,451のエア圧が、各気体噴射溝42〜45からの気体噴射流量を最適な気体噴射流量となるように調整する。このエア圧の調整を行った後に、気体噴射溝42〜45から気体を噴射して、エアカーテンを形成すればよい。
Therefore, when the gas is injected from the
これにより、液体噴射ヘッド33のノズル列2が配置された側での空気の流れや風量に応じて、気体噴射溝42〜45の気体噴射流量を最適な気体噴射流量に制御することができる。その結果、液体噴射ヘッド1がキャッピング機構50(図3)から離れて、噴射物質の噴射を行っていない間に生じる、ノズル列2側への気体が流入や、遮蔽空間の形成不備等を防止することができる。
Thereby, the gas injection flow rate of the
また、載置台上に被噴射物が載置されている場合と、載置台上に被噴射物が載置されていない場合とで、液体噴射ヘッド33と、該液体噴射ヘッド33に対向する被噴射物又は載置台との距離(ギャップ)が変化する。このように、液体噴射ヘッド33と被噴射物又は載置台との距離が変化した場合にも、気体噴射溝42〜45からの気体噴射流量を調整することによって、気体噴射溝42〜45から噴射された気体によるエアカーテンと、被噴射物又は載置台とによる良好な遮蔽空間を形成することができる。
In addition, the
なお、上記の気体噴射流量の調整は、前記実施の形態1で、図8に基づいて説明したように、液体噴射ヘッド及び被噴射物の相対移動によって生じる速度情報や空気の流れ等を検出した検出結果に基づいて行ってもよい。すなわち、図8に示す噴射制御部24から図10に示す電空制御器16に、図8中の矢印201で示される空気の流れに逆らって、矢印204の方向に気体が噴射されるように、電空レギュレータ421,431,441,451のエア圧を上げるように要求すればよい。これにより、気体噴射溝42〜45の気体噴射流量を増やすことができるので、該気体噴射溝42〜45から噴射された気体によって形成されたエアカーテンにより、ノズル開口部2aにおける噴射物質の乾燥を防止することができる。
In the adjustment of the gas injection flow rate, as described in the first embodiment with reference to FIG. 8, the velocity information generated by the relative movement of the liquid jet head and the injection target, the air flow, and the like are detected. You may perform based on a detection result. That is, gas is injected in the direction of the
〔実施の形態3〕
本発明の他の実施の形態について図11ないし図12に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記の実施の形態1・2の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 3]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIGS. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the drawings of
図11に遮蔽板(障壁・遮蔽部)を備えた液体噴射ヘッドを示す。本実施の形態の液体噴射ヘッド34は、図2に示す液体噴射ヘッド1に備えられている気体噴射溝4に代えて、矩形状の遮蔽板17を備えている。そのため、図11に示す液体噴射ヘッド34は、上記液体噴射ヘッド1に接続している気体噴射機構12には、接続されていない。
FIG. 11 shows a liquid jet head including a shielding plate (barrier / shielding portion). The
上記液体噴射ヘッド34に備えられた遮蔽板17は、ノズルプレート3の周囲を取り囲むように設けられ、かつ、ノズル列2の先端よりも高く突出するように形成されている。すなわち、図11に示すように、ノズル列2がヘッド台5から突出した高さHhよりも、遮蔽板17がヘッド台5から突出した高さHwの方が大きくなるように、遮蔽板17が形成されている。
The shielding
従って、上記遮蔽板17により、ノズル露出領域内に、ノズル開口部2aにある噴射物質から蒸発した液体溶媒が留まって、上記ノズル露出領域の外部の外空間に逃げ出し難い状態にすることができる。これにより、上記ノズル露出領域内を、噴射物質に含まれる液体溶媒で湿潤状態に保持することができるので、ノズル開口部2aに存在する噴射物質からの液体溶媒の蒸発を抑制することができる。その結果、ノズル開口部2aにおける噴射物質の粘度の上昇や固化を防止することができる。
Accordingly, the shielding
特に、上記液体噴射ヘッド34が、被噴射物又は載置台に対向した状態である場合には、上記ノズル露出領域は、上記遮蔽板17と被噴射物又は載置台とによって取り囲まれることになる。それゆえ、上記ノズル露出領域は、外空間からほぼ閉鎖された状態となるので、ノズル開口部2aにおける噴射物質の乾燥防止効果をより一層高めることができる。
In particular, when the
なお、上記遮蔽板17は、矩形状や板状に限られるものではなく、ノズル列2の先端よりも高く突出するように形成されていればよく、例えば、楕円形状を有していてもよく、凸部として形成されていてもよい。また、ノズルプレート3の四辺を、ノズル列2の先端よりも高く突出するように折り曲げて、遮蔽板としてもよい。
The shielding
さらに、上記では、遮蔽板17の高さであるヘッド台5からの突出量が固定されているが、該突出量を可変としてもよい。図12に、遮蔽板の高さを可変とした液体噴射ヘッド35を示す。
Further, in the above description, the protruding amount from the
図12に示す液体噴射ヘッド35は、遮蔽板(障壁・遮蔽部)171を備えている。上記液体噴射ヘッド35では、遮蔽板171がヘッド台5ではなく、該ヘッド台5に取付けられたガイド機構28に支持されている。上記ガイド機構28は、例えば、直動型転がり軸受けを備えた所謂リニアガイドによって遮蔽板171を移動するものであり、遮蔽量調整モータ18と、ボールネジ19と、モータ支持台20とを備えている。なお、ガイド機構28には、遮蔽板171を移動するための部材として、リニアガイドに限らず、リニアモータ等を使用してもよい。
The
上記遮蔽量調整モータ18は、モータ支持台20に支持され、該モータ支持台20を介してヘッド台5に固定されている。上記遮蔽量調整モータ18は、液体噴射ヘッド35のノズルプレート3と被噴射物又は載置台とが対向した場合の両者の距離に応じて遮蔽板171を移動させるために、ボールネジ19を駆動するようになっている。上記ボールネジ19は、上記遮蔽量調整モータ18の回転軸に取付けられ、該ボールネジ19の回転により上記遮蔽板171の突出量を調整する。上記モータ支持台20は、遮蔽量調整モータ18を支持する。
The shielding
上記の構成の液体噴射ヘッド35では、上記遮蔽量調整モータ18によってボールネジ19を回転駆動することにより、ノズル列2よりも突出し、かつ、上記被噴射物又は載置台に接触しない程度に、遮蔽板171の突出量を調整することができる。従って、ノズルプレート3と被噴射物又は載置台とが対向したときの距離(ギャップ)が変化した場合には、該距離に応じて、遮蔽板171の突出量を最適に調整することができる。
In the
これにより、上記距離に応じて、上記ノズル露出領域を外空間から閉鎖した状態とすることができる。従って、液体噴射ヘッド1がキャッピング機構50(図3)から離れて、噴射物質の噴射を行っていない間に生じる、ノズル開口部2aにおける噴射物質の乾燥や固化を好適に防止することができる。
Thereby, according to the said distance, the said nozzle exposure area | region can be made into the state closed from outer space. Accordingly, it is possible to suitably prevent the spraying material from being dried and solidified in the
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
本発明の液体噴射ヘッドは、プリンタとして使用されるインクジェット記録装置や、半導体装置を製造する場合に用いられる製造装置として、好適に用いることができる。 The liquid jet head of the present invention can be suitably used as an ink jet recording apparatus used as a printer or a manufacturing apparatus used when manufacturing a semiconductor device.
1 液体噴射ヘッド
2 ノズル列
2a ノズル開口部(ノズル)
3 ノズルプレート
4 気体噴射溝(気体噴射部)
5 ヘッド台
6 気体電磁弁
7 気体レギュレータ
8 液体吸引ポンプ
9 噴射物質タンク
10 ドライバ
11 制御回路
12 気体噴射機構
13 液体噴射機構
14 制御モータ
15 モータ回転軸
16 電空制御器
17 遮蔽板(障壁・遮蔽部)
18 遮蔽量調整モータ
19 ボールネジ
20 モータ支持台
21 スポンジ部材(保湿部材)
22 被噴射物
23 速度検出部
24 噴射制御部
25 角度調整機構(噴射角度制御部)
26 流入口
27 気体噴射機構(噴射流量制御部)
28 ガイド機構
31 液体噴射ヘッド
32 液体噴射ヘッド
33 液体噴射ヘッド
34 液体噴射ヘッド
35 液体噴射ヘッド
41 気体噴射溝(気体噴射部)
42 気体噴射溝(気体噴射部)
43 気体噴射溝(気体噴射部)
44 気体噴射溝(気体噴射部)
45 気体噴射溝(気体噴射部)
50 キャッピング機構
52 キャップ部材
53 空圧シリンダ
54 排出部
171 遮蔽板(障壁・遮蔽部)
421 電圧制御型空圧レギュレータ(電空レギュレータ)
431 電圧制御型空圧レギュレータ(電空レギュレータ)
441 電圧制御型空圧レギュレータ(電空レギュレータ)
451 電圧制御型空圧レギュレータ(電空レギュレータ)
1
3
DESCRIPTION OF
18 Shielding
22
26
28
42 Gas injection groove (gas injection part)
43 Gas injection groove (gas injection part)
44 Gas injection groove (gas injection part)
45 Gas injection groove (gas injection part)
50
421 Voltage controlled pneumatic regulator (electro-pneumatic regulator)
431 Voltage-controlled pneumatic regulator (electro-pneumatic regulator)
441 Voltage-controlled pneumatic regulator (electro-pneumatic regulator)
451 Voltage-controlled pneumatic regulator (electro-pneumatic regulator)
Claims (10)
少なくとも所定の期間、上記ノズルの周囲の少なくとも一部に、上記ノズルが外気に対して露出している露出領域に存在する外気と、該露出領域以外の領域に存在する外気と、を分離するための障壁を有していることを特徴とする液体噴射ヘッド。 In a liquid ejecting head adapted to perform recording by ejecting a predetermined ejecting material from a nozzle,
Separating outside air existing in an exposed area where the nozzle is exposed to the outside air and outside air existing in an area other than the exposed area at least at a part of the periphery of the nozzle for at least a predetermined period. A liquid ejecting head having a barrier.
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