JP2006130781A - Inkjet recording head and inkjet recorder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置に関する。 The present invention relates to an ink jet recording head and an ink jet recording apparatus.
現在市販されている水性インクジェットプリンターは、概ね粘度5cps前後、高々10cpsオーダの染料インクや顔料インクを採用している。媒体に着弾した際のインク滲み防止や、光学的な色濃度アップ、含水量低減による媒体の膨潤抑制/短時間乾燥、あるいは、そうした高品質インクをトータル設計するに当たり自由度が大きくとれる等の理由から、インク粘度を増加することによってプリント性能は向上できることが知られている。 Water-based inkjet printers currently on the market generally employ dye inks and pigment inks having a viscosity of about 5 cps and an order of 10 cps at most. Reasons such as prevention of ink bleeding when landing on the medium, increase in optical color density, suppression of swelling / short time drying of the medium due to reduced water content, or greater freedom in total design of such high quality ink Therefore, it is known that the printing performance can be improved by increasing the ink viscosity.
反面、高粘度インクを吐出するには、高出力な圧力発生機構が必要であり、コストやヘッドサイズ増加等の弊害を招く。従来からイジェクターにヒーターを別途設け、吐出時のインク粘度を強制的に下げる技術は公知である(例えば、特許文献1参照)が、インクを加熱する上記の方法はインク劣化や流路のダメージを早める根本課題があり、また使用できるインクも熱による劣化のないものに制限される。 On the other hand, in order to eject high-viscosity ink, a high-output pressure generation mechanism is required, which causes adverse effects such as an increase in cost and head size. Conventionally, a technique for forcibly lowering the ink viscosity at the time of ejection by separately providing a heater in the ejector is known (see, for example, Patent Document 1). However, the above-described method of heating ink causes ink deterioration and flow path damage. There is a fundamental problem to be accelerated, and the ink that can be used is limited to one that does not deteriorate by heat.
このほか、インク吐出する際の逆方向へのインク流を梁状の弁によって抑制し、より高粘度なインクを吐出する技術(例えば、特許文献2参照)が開示されている。 In addition, there is disclosed a technique (for example, see Patent Document 2) in which ink flow in the reverse direction when ink is ejected is suppressed by a beam-like valve and ink with higher viscosity is ejected.
大変形が得られる座屈曲がりを利用し、圧力発生機構自体をパワーアップする方法として、発熱体層との熱膨張差で変形するダイヤフラム状アクチュエータを使用した技術(例えば、特許文献3参照)、また、同様の構成で片持ち梁状のアクチュエータを使用した技術(例えば、特許文献4参照)が開示されている。 As a method of powering up the pressure generation mechanism itself using a seat bending beam that can obtain a large deformation, a technique using a diaphragm actuator that deforms due to a difference in thermal expansion with the heating element layer (see, for example, Patent Document 3), Further, a technique using a cantilever-like actuator with the same configuration (for example, see Patent Document 4) is disclosed.
例えば図17に示すインクジェット記録ヘッド100はインク室106中のインク101をアクチュエータ102を図17(a)から図17(b)のように変形させることによって急激に加圧し、ノズル104からインク滴108として吐出させる。
For example, the ink
しかしながら、上記の従来技術でも、粘度10cpsを大きく上回る50〜100cpsのような高粘度インクを、常温において安定吐出することは極めて困難である。 However, even with the above-described prior art, it is extremely difficult to stably eject a high viscosity ink having a viscosity of 50 to 100 cps, which greatly exceeds 10 cps, at room temperature.
本発明の目的はこれらの課題を解決し、特に常温で50〜100cpsオーダの高粘度インクが吐出可能なインクジェット記録ヘッドを提供することにある。具体的には、梁に圧縮と回転運動を与え、座屈曲げ方向が反転する際の急峻な上下運動を利用し、ノズルからインク滴を所望の方向に慣性離脱させるインクジェット記録ヘッドであり、特に夫々のノズルのインク吐出方向やインク吐出のタイミングを高精度化できるインクジェット記録ヘッドを提供する。
本発明は上記事実を考慮し、常温で高粘度インクを吐出可能な吐出精度の高いインクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置を提供することを目的とする。 In consideration of the above facts, an object of the present invention is to provide an ink jet recording head and an ink jet recording apparatus with high ejection accuracy capable of ejecting high viscosity ink at room temperature.
請求項1に記載のインクジェット記録ヘッドは、インクが供給されるインク流路部材と、前記インク流路部材の略中央に形成されインク滴を吐出するノズルと、前記インク流路部材と接合される梁部材と、前記梁部材に接合して設けられ、前記梁部材を撓ませる第1駆動手段と、前記梁部材の端部を曲げ、前記梁部材をインク滴吐出方向に凹から凸となるように変形させる第2駆動手段と、を備え、前記第2駆動手段が前記梁部材をインク滴吐出方向に凹から凸となるように変形させ、前記ノズル近傍のインクに吐出方向の慣性を与えることでノズルよりインク滴として吐出させるインクジェット記録ヘッドであって、前記第1駆動手段が前記梁部材を撓ませることで、前記第2駆動手段による前記梁部材の座屈反転変形の有無を制御し、前記インク流路部材と前記梁部材と前記第1駆動手段とからなる夫々の梁状イジェクタは、長手方向略中央近傍の剛性を長手方向両端近傍よりも低くしたことを特徴とする。 The ink jet recording head according to claim 1 is joined to the ink flow path member, an ink flow path member to which ink is supplied, a nozzle formed at a substantially center of the ink flow path member, and ejecting ink droplets. A beam member, a first driving means provided to be joined to the beam member, and bending the beam member; and bending the end of the beam member so that the beam member is convex from the concave in the ink droplet ejection direction. And a second driving unit that deforms the beam member such that the beam member is deformed from a concave to a convex in the ink droplet ejection direction, and gives an inertia in the ejection direction to the ink near the nozzle. An ink jet recording head that ejects ink droplets from nozzles, wherein the first driving means deflects the beam member to control the presence or absence of buckling reversal deformation of the beam member by the second driving means; in front Beam-shaped ejectors each composed of an ink flow path member and the beam member and the first drive means, characterized in that the stiffness of the substantially longitudinal central portion lower than the near both longitudinal ends.
上記構成の発明では、梁部材の長手方向中央付近の剛性を低くしたことで、第2駆動手段による座屈反転変形の際にノズルのある中央以外の箇所で変形してしまう、非対称な曲がり方を防ぎ、正しく中央で曲げることによりインク滴の吐出方向を規正することができる。 In the invention with the above configuration, since the rigidity in the vicinity of the center in the longitudinal direction of the beam member is lowered, the asymmetric bending method that deforms at a location other than the center of the nozzle when the buckling reversal deformation is caused by the second driving means. In this case, the ink droplet ejection direction can be regulated by correctly bending at the center.
請求項2に記載のインクジェット記録ヘッドは、前記梁部材の長さ方向略中央の幅を狭くしたことを特徴とする。 An ink jet recording head according to a second aspect of the invention is characterized in that a width at a substantially central portion in the length direction of the beam member is narrowed.
上記構成の発明では、梁部材の中央付近の幅を狭くしたことで剛性を下げ、非対称な曲がり方を防ぎ、正しく中央で曲げることによりインク滴の吐出方向を規正することができる。 In the invention with the above-described configuration, the width near the center of the beam member is narrowed to reduce the rigidity, the asymmetric bending is prevented, and the ink droplet ejection direction can be regulated by correctly bending at the center.
請求項3に記載のインクジェット記録ヘッドは、前記インク流路部材の長さ方向略中央の幅を狭くしたことを特徴とする。 The ink jet recording head according to claim 3 is characterized in that the width of the ink flow path member at the center in the length direction is narrowed.
上記構成の発明では、インク流路部材の中央付近の幅を狭くしたことで剛性を下げ、非対称な曲がり方を防ぎ、正しく中央で曲げることによりインク滴の吐出方向を規正することができる。 In the invention of the above configuration, the width near the center of the ink flow path member is reduced, the rigidity is reduced, the asymmetric bending is prevented, and the ink droplet ejection direction can be regulated by correctly bending at the center.
請求項4に記載のインクジェット記録ヘッドは、前記夫々の梁状イジェクタにおいて、前記インク流路部材および前記第1駆動手段および前記梁部材のうち一つまたは双方は長手方向略中央近傍の肉厚を長手方向両端近傍よりも薄くしたことを特徴とする。
The ink jet recording head according to
上記構成の発明では、梁部材とインク流路部材の一つまたは双方の中央付近の剛性を下げ、非対称な曲がり方を防ぎ、正しく中央で曲げることによりインク滴の吐出方向を規正することができる。 In the invention with the above configuration, the ink droplet ejection direction can be regulated by lowering the rigidity in the vicinity of the center of one or both of the beam member and the ink flow path member, preventing asymmetric bending, and bending at the center correctly. .
請求項5に記載のインクジェット記録ヘッドは、インクが供給されるインク流路部材と、前記インク流路部材の略中央に形成されインク滴を吐出するノズルと、前記インク流路部材と接合される梁部材と、前記梁部材に接合して設けられ、前記梁部材を撓ませる第1駆動手段と、前記梁部材の端部を曲げ、前記梁部材をインク滴吐出方向に凹から凸となるように変形させる第2駆動手段と、を備え、前記第2駆動手段が前記梁部材をインク滴吐出方向に凹から凸となるように変形させ、前記ノズル近傍のインクに吐出方向の慣性を与えることでノズルよりインク滴として吐出させるインクジェット記録ヘッドであって、前記第1駆動手段が前記梁部材を撓ませることで、前記第2駆動手段による前記梁部材の座屈反転変形の有無を制御し、前記インク流路部材と前記梁部材と前記第1駆動手段とからなる夫々の梁状イジェクタは長手方向略中央から長手方向に所定の距離をおいた2箇所の剛性を他の部分よりも低くしたことを特徴とする。 The ink jet recording head according to claim 5 is joined to the ink flow path member, an ink flow path member to which ink is supplied, a nozzle formed at substantially the center of the ink flow path member and ejecting ink droplets, and the ink flow path member. A beam member, a first driving means provided to be joined to the beam member, and bending the beam member; and bending the end of the beam member so that the beam member is convex from the concave in the ink droplet ejection direction. And a second driving unit that deforms the beam member such that the beam member is deformed from a concave to a convex in the ink droplet ejection direction, and gives an inertia in the ejection direction to the ink near the nozzle. An ink jet recording head that ejects ink droplets from nozzles, wherein the first driving means deflects the beam member to control the presence or absence of buckling reversal deformation of the beam member by the second driving means; in front Each beam-like ejector composed of an ink flow path member, the beam member, and the first driving means has lower rigidity at two locations at a predetermined distance from the substantially longitudinal center to the longitudinal direction than other portions. It is characterized by.
上記構成の発明では、梁部材の長手方向中央付近をフラットに保ちながらフラット部分の両端の剛性を低くしたことで、第2駆動手段による座屈反転変形の際にノズルのある中央以外の箇所で変形してしまう、非対称な曲がり方を防ぎ、中央付近をフラットに保ちながら両側を曲げることによりインク滴の吐出方向を規正することができる。 In the invention of the above configuration, the rigidity at both ends of the flat portion is lowered while keeping the vicinity of the center in the longitudinal direction of the beam member flat, so that the second drive means is not bent at the center other than the center at the time of buckling reversal deformation. It is possible to regulate the ink droplet ejection direction by preventing deformation and asymmetric bending, and bending both sides while keeping the vicinity of the center flat.
請求項6に記載のインクジェット記録ヘッドは、前記梁部材がインク滴吐出方向に凹から凸となるように変形する前に前記第2駆動手段の曲げ動作を停止し、その後に再度曲げ動作を再開し、前記梁部材がインク滴吐出方向に凹から凸となるように変形させることを特徴とする。 The ink jet recording head according to claim 6, wherein the bending operation of the second driving unit is stopped before the beam member is deformed so as to be convex from the concave in the ink droplet ejection direction, and then the bending operation is restarted again. The beam member is deformed so as to be convex from the concave in the ink droplet ejection direction.
上記構成の発明では、座屈変形直前に曲げ動作を一時停止することで、梁の曲がり形状バラツキが落ち着き、安定した後に座屈変形を起こすので、安定した吐出性能を得ることができる。 In the invention with the above configuration, by temporarily stopping the bending operation immediately before the buckling deformation, the bending shape variation of the beam is settled and the buckling deformation is caused after being stabilized, so that stable discharge performance can be obtained.
請求項7に記載のインクジェット記録ヘッドは、インクが供給されるインク流路部材と、前記インク流路部材の略中央に形成されインク滴を吐出するノズルと、前記インク流路部材と接合される梁部材と、前記梁部材に接合して設けられ、前記梁部材を撓ませる第1駆動手段と、前記梁部材の長さ方向両端が固定される二つの回転部材と、前記回転部材の片端または両端を保持し、回転させて前記梁部材をインク滴吐出方向に凹から凸となるように変形させる第2駆動手段と、を備え、前記回転部材が前記梁部材をインク滴吐出方向に凹から凸となるように変形させ、前記ノズル近傍のインクに吐出方向の慣性を与えることでノズルよりインク滴として吐出させるインクジェット記録ヘッドであって、前記第1駆動手段が前記梁部材を撓ませることで、前記第2駆動手段による前記梁部材の座屈反転変形の有無を制御し、前記インク流路部材における前記ノズルを、前記回転部材上での前記第2駆動手段から離れるに従って用紙送り方向にずらすように設けたことを特徴とする。 The ink jet recording head according to claim 7 is joined to the ink flow path member to which ink is supplied, a nozzle that is formed substantially at the center of the ink flow path member and ejects ink droplets, and the ink flow path member. A beam member, a first driving means provided to be joined to the beam member and deflecting the beam member, two rotating members to which both ends in the length direction of the beam member are fixed, one end of the rotating member or Second driving means for holding both ends and rotating to deform the beam member so as to be convex from the concave in the ink droplet ejection direction, and the rotary member causes the beam member to be recessed from the concave in the ink droplet ejection direction. An ink jet recording head that is deformed to be convex and causes ink in the vicinity of the nozzles to be ejected as ink droplets by applying inertia in the ejection direction, wherein the first driving means deflects the beam member. Thus, the presence or absence of buckling reversal deformation of the beam member by the second driving means is controlled, and the nozzles in the ink flow path member are moved in the paper feeding direction as they move away from the second driving means on the rotating member. It is provided to be shifted.
上記構成の発明では、第2駆動手段からの距離に応じてノズル位置を補正することで、第2駆動手段によって回転される固定部材が第2駆動手段からの距離に伴って捻れ変形を起こし、インク滴の吐出タイミングがずれることを補正し、全てのノズルから吐出されるインク滴の着弾位置を用紙送り方向に揃えることができる。 In the invention of the above configuration, by correcting the nozzle position according to the distance from the second driving means, the fixing member rotated by the second driving means causes torsional deformation with the distance from the second driving means, It is possible to correct the ejection timing of the ink droplets and align the landing positions of the ink droplets ejected from all the nozzles in the paper feeding direction.
請求項8に記載のインクジェット記録ヘッドは、前記第2駆動手段は、前記回転部材の一方の長手方向両端部に設けられたことを特徴とする。 An ink jet recording head according to an eighth aspect of the invention is characterized in that the second drive means is provided at both longitudinal ends of the rotating member.
上記構成の発明では、第2駆動手段を回転部材の両端に設けたことで、回転部材の捻れ変形が少なく、かつ幅方向に対称な変形とすることができる。 In the invention having the above-described configuration, the second driving means is provided at both ends of the rotating member, so that the rotating member is less twisted and symmetric in the width direction.
請求項9に記載のインクジェット記録ヘッドは、インクが供給されるインク流路部材と、前記インク流路部材の略中央に形成されインク滴を吐出するノズルと、前記インク流路部材と接合される梁部材と、前記梁部材に接合して設けられ、前記梁部材を撓ませる第1駆動手段と、前記梁部材の長さ方向両端が固定される二つの回転部材と、前記回転部材の片端または両端を保持し、回転させて前記梁部材をインク滴吐出方向に凹から凸となるように変形させる第2駆動手段と、を備え、前記回転部材が前記梁部材をインク滴吐出方向に凹から凸となるように変形させ、前記ノズル近傍のインクに吐出方向の慣性を与えることでノズルよりインク滴として吐出させるインクジェット記録ヘッドであって、前記第1駆動手段が前記梁部材を撓ませることで、前記第2駆動手段による前記梁部材の座屈反転変形の有無を制御し、前記インク流路部材における前記ノズル位置を、前記回転部材上で前記インク流路部材が保持される位置が前記回転部材の長手方向両端から中央に近付くに従って用紙送り方向にずらすように設けたことを特徴とする。 The ink jet recording head according to claim 9 is joined to the ink channel member, an ink channel member to which ink is supplied, a nozzle that is formed substantially at the center of the ink channel member and ejects ink droplets, and the ink channel member. A beam member, a first driving means provided to be joined to the beam member and deflecting the beam member, two rotating members to which both ends in the length direction of the beam member are fixed, one end of the rotating member or Second driving means for holding both ends and rotating to deform the beam member so as to be convex from the concave in the ink droplet ejection direction, and the rotary member causes the beam member to be recessed from the concave in the ink droplet ejection direction. An ink jet recording head that is deformed to be convex and causes ink in the vicinity of the nozzles to be ejected as ink droplets by applying inertia in the ejection direction, wherein the first driving means deflects the beam member. Thus, the presence or absence of buckling reversal deformation of the beam member by the second driving means is controlled, and the position of the nozzle in the ink flow path member is set to the position where the ink flow path member is held on the rotating member. The rotating member is provided so as to be shifted in the paper feeding direction as it approaches the center from both longitudinal ends.
上記構成の発明では、第2駆動手段が設けられた両端からの距離に応じてノズル位置を補正することで、第2駆動手段によって回転される固定部材が第2駆動手段からの距離に伴って捻れ変形によるインク滴の吐出タイミングずれを補正し、全てのノズルから吐出されるインク滴の着弾位置を用紙送り方向に揃えることができる。 In the invention with the above configuration, the fixing member rotated by the second driving unit is adjusted according to the distance from the second driving unit by correcting the nozzle position according to the distance from both ends where the second driving unit is provided. It is possible to correct the ejection timing deviation of the ink droplets due to the twist deformation and align the landing positions of the ink droplets ejected from all the nozzles in the paper feeding direction.
請求項10に記載のインクジェット記録ヘッドは、前記回転部材の長手方向両端に設けられた前記第2駆動手段は同時に駆動されることを特徴とする。
The ink jet recording head according to
上記構成の発明では、ノズル位置によって吐出タイミングを補正し第2駆動手段を同時に駆動することで、第2駆動手段によって回転される固定部材の捻れ変形量のばらつきを低減できる。その結果、吐出タイミングのズレを幅方向に対称な構造とすることができ、インク滴の着弾位置ばらつきを低減できる。 In the invention with the above configuration, by correcting the discharge timing according to the nozzle position and simultaneously driving the second driving unit, it is possible to reduce the variation in the amount of twist deformation of the fixing member rotated by the second driving unit. As a result, the deviation in ejection timing can be made symmetrical in the width direction, and variations in the landing positions of ink droplets can be reduced.
請求項11に記載のインクジェット記録ヘッドは、前記回転部材の長手方向両端に設けられた前記第2駆動手段は時間差をもって駆動されることを特徴とする。 The ink jet recording head according to an eleventh aspect is characterized in that the second driving means provided at both ends in the longitudinal direction of the rotating member are driven with a time difference.
上記構成の発明では、ノズル位置によって吐出タイミングを補正し、第2駆動手段を固定部材の捻れ変形スピードに応じた時間差(遅れ)をもって駆動する。これによって、第2駆動手段によって回転される固定部材の捻れ変形量のばらつきを低減でき、吐出タイミングのズレ、従ってインク滴の着弾位置ばらつきを低減できる。 In the invention with the above configuration, the ejection timing is corrected by the nozzle position, and the second driving means is driven with a time difference (delay) corresponding to the torsional deformation speed of the fixing member. As a result, the variation in the torsional deformation amount of the fixing member rotated by the second driving means can be reduced, and the deviation in ejection timing, and hence the variation in the landing positions of the ink droplets, can be reduced.
請求項12に記載のインクジェット記録装置は、請求項1乃至請求項11に記載のインクジェット記録ヘッドを使用したことを特徴とする。 An ink jet recording apparatus according to a twelfth aspect uses the ink jet recording head according to the first to eleventh aspects.
上記構成の発明では、請求項1乃至は請求項11に記載のインクジェット記録ヘッドを使用しているので、高粘度のインクを記録媒体に吐出させることができる。従来のインクジェット記録装置と比較して、滲みのない優れた品質の記録を行うことができる。 In the invention having the above-described configuration, since the ink jet recording head according to the first to eleventh aspects is used, high-viscosity ink can be discharged onto the recording medium. Compared with a conventional ink jet recording apparatus, it is possible to perform recording with excellent quality without bleeding.
本発明は上記構成としたので、常温で高粘度インクを吐出可能な吐出精度の高いインクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置とすることができた。 Since the present invention has the above-described configuration, an inkjet recording head and an inkjet recording apparatus with high ejection accuracy capable of ejecting high-viscosity ink at room temperature can be obtained.
図1には、本発明の第1実施形態に係るインクジェット記録ヘッドが示されている。 FIG. 1 shows an ink jet recording head according to a first embodiment of the present invention.
図1(a)、(b)に示すようにインクジェット記録ヘッド10は、内部にインク流路13を備え長さ方向略中央にノズル16を備えた中空チューブ状のインク流路部材12と、インク流路部材12を支持する梁部材14とが接合され、両端を保持部材18が支持する構造となっている。
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), an ink
梁部材14にはピエゾ素子30が接合され、さらにピエゾ素子30には信号電極32が接合され梁部材14、ピエゾ素子30、信号電極32でアクチュエータ36を構成している。梁部材14はピエゾ素子30の共通電極を兼ねており、梁部材14と信号電極32とでピエゾ素子30を挟む構造となっている。信号電極32の一方の端には電極パッド33が設けられ、配線34にて図示しないスイッチングICと接続されている。このスイッチングICからの信号によりピエゾ素子30は駆動され、梁部材14を撓ませる/撓ませないの制御が行われる。
A
インク流路部材12は、インク吐出方向(図中上)および逆方向に撓み可能であり、インクプール24から供給されインク流路13を通ってノズル16まで達したインクを慣性によって吐出方向にインク滴として吐出する。
The ink
ここで用いられるインクは前述のように、媒体に着弾した際のインク滲み防止や、光学的な色濃度アップ、含水量低減による媒体の膨潤抑制/短時間乾燥、あるいは、そうした高品質インクをトータル設計するに当たり自由度が大きくとれる等の理由から、インク粘度の極めて高い、具体的には粘度10cpsを大きく上回るような(例えば50〜100cps)高粘度インクである。 As described above, the ink used here prevents ink bleeding when landing on the medium, increases the optical color density, suppresses swelling of the medium by reducing the water content / short-time drying, or totals such high-quality ink. The ink viscosity is extremely high, specifically, a high viscosity ink having a viscosity much higher than 10 cps (for example, 50 to 100 cps) due to a large degree of freedom in designing.
保持部材18は回転エンコーダ20に設けられたアーム22に固定され、回転エンコーダ20の回転中心からアーム22の長さ分だけオフセットされた位置にて両側から押圧され、あるいは曲げ方向に力が加えられインク吐出方向あるいは逆方向に梁部材14と接合したインク流路部材12を撓ませる。
The holding
保持部材18は、図1(a)の紙面前後方向に長い棒状でもよく、保持部材18に複数のインク流路部材12が設けられた梯子状の構造であってもよい。
The holding
図1(b)は、ノズル16の周囲だけを切り出した斜視図である。図1(b)に示すようにインク流路部材12は中空チューブ状の部材を複数並べ、長さ方向の略同一位置にノズル16を切り欠いて設けることで、以下のような効果を有する。
FIG. 1B is a perspective view in which only the periphery of the
すなわち、例えばノズル孔を設けた薄板あるいはフィルム材を積層して製造したヘッド構造では、多ノズルヘッドを低コスト/狭ピッチに製造できないが、予め分離されたチューブを多数本整列しヘッドアレイとすることによって、これを容易に実現できる。 That is, for example, in a head structure manufactured by laminating thin plates or film materials provided with nozzle holes, a multi-nozzle head cannot be manufactured at low cost / narrow pitch, but a large number of previously separated tubes are aligned to form a head array. This can be easily realized.
また、積層構造によって形成される流路と比べ、チューブ内の流路には内部の段差等が存在せず、インク充填性や気泡排出性に優れる。 In addition, compared with the flow path formed by the laminated structure, the flow path in the tube does not have an internal step or the like, and is excellent in ink filling properties and bubble discharge properties.
以下に実際の動作について説明する。 The actual operation will be described below.
図2には、本発明の第1実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの動作が示されている。 FIG. 2 shows the operation of the ink jet recording head according to the first embodiment of the present invention.
図2(a)のようにまず回転エンコーダ20が反転(インク流路部材12を引き伸ばす方向へ回転)し、初期状態では吐出方向へ凸形状となっているインク流路部材12を真っ直ぐに伸ばし、撓みのない状態とする。
As shown in FIG. 2A, first, the
次いで図2(b)のようにインク流路部材12に吐出を指示する信号がスイッチングICより送られた場合はアクチュエータ36が駆動され、吐出方向に凹となるように撓んだ状態となる。
Next, as shown in FIG. 2B, when a signal instructing ejection to the ink
さらに図2(c)で回転エンコーダ20を矢印方向に正回転させると、インク流路部材12は回転エンコーダ20に近い方、すなわち両端から次第に吐出方向(図中上)に凸へと撓み方向が変化する。
Further, when the
この変化が両端から中央に近付くと、インク流路部材12(あるいは梁部材14)はある点で急峻な座屈反転を起こし、インク吐出方向(図中上)へと急激に変形する(図2(d))。 When this change approaches the center from both ends, the ink flow path member 12 (or the beam member 14) undergoes a steep buckling reversal at a certain point and is rapidly deformed in the ink ejection direction (upper in the drawing) (FIG. 2). (D)).
インク流路部材12の長さ方向略中央にはノズル16が設けられているため、ノズル16まで達しているインクはこの座屈反転によるインク流路部材12の吐出方向への変形に伴い、ノズル16からインク滴2として吐出される。
Since the
さらに図2(d)で撓み量が最大となり回転エンコーダ20が停止したのち、逆回転してインク流路部材12を平坦にする(図2(a))ことでインク流路部材12は初期位置図2(a)へ復帰する。
Further, in FIG. 2D, after the amount of bending becomes maximum and the
この座屈反転による変形の速度は通常のアクチュエータなどによる変位と比較すれば非常に大きなものであり、本発明に採用した高粘度インクであっても十分にインク滴2として吐出することが可能である。
The deformation speed due to the buckling reversal is very large compared to the displacement caused by a normal actuator or the like, and even the high-viscosity ink employed in the present invention can be sufficiently discharged as the
図3には、本発明の第1実施形態に係るインクジェット記録ヘッドが示されている。 FIG. 3 shows an ink jet recording head according to the first embodiment of the present invention.
図3(a)のようにインク滴2が吐出される際に、インク流路部材12(あるいは梁部材14)がノズル16の設けられている長さ方向中央から外れた箇所で座屈反転を起こしてしまうと、ノズル16が所望の方向へ向かない状態でインク滴2を吐出してしまい、結果として吐出方向が狂い、用紙への着弾位置がずれてしまう。
When the
図3(b)は、インク吐出方向から見た本発明の第1実施形態に係るインクジェット記録ヘッドにおける夫々の梁状イジェクタを概略示したものであり、ここではインク流路部材12(あるいは梁部材14)の形状が示されている。 FIG. 3B schematically shows each beam-like ejector in the ink jet recording head according to the first embodiment of the present invention as seen from the ink discharge direction. Here, the ink flow path member 12 (or the beam member) is shown. The shape of 14) is shown.
図3(b)のようにインク流路部材12(あるいは梁部材14)の幅を、ノズル16が設けられた中央付近のみ狭くすることでノズル16近傍の剛性を下げることができる。
As shown in FIG. 3B, the rigidity of the vicinity of the
これによりインク流路部材12(あるいは梁部材14)の座屈反転すなわちインク滴2の吐出において、ノズル16近傍で折れ曲がり易くなるため、図3(a)のように吐出方向が狂い、用紙への着弾位置がずれることを防止できる。
As a result, in the buckling reversal of the ink flow path member 12 (or the beam member 14), that is, when the
このとき、インク流路部材12あるいは梁部材14やアクチュエータ36の幅を狭くする以外に厚みを薄くする、あるいは多孔質の素材に両端部のみ樹脂を染み込ませて強化するなどの方法で中央と両端部の剛性に差を持たせることでも同等の効果を得ることができる。
At this time, in addition to narrowing the width of the ink
図4には、本発明の第1実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの動作が示されている。 FIG. 4 shows the operation of the ink jet recording head according to the first embodiment of the present invention.
図4(a)のようにまず回転エンコーダ20が反転(インク流路部材12を引き伸ばす方向へ回転)し、吐出方向へ凸形状となっているインク流路部材12を真っ直ぐに伸ばし、撓みのない状態とする。インク流路部材12にはアクチュエータ36が接合されている(拡大図4(d))ため、アクチュエータ36の駆動によって吐出方向に凹または凸にインク流路部材12を撓ませることができる。
As shown in FIG. 4A, first, the
次いで図4(b)のようにインク流路部材12に吐出を指示する信号が図示しないスイッチングICより送られた場合はアクチュエータ36が駆動され、インク流路部材12の中央部が吐出方向に凹となるように撓んだ状態となる。
Next, as shown in FIG. 4B, when a signal instructing ejection to the ink
このとき、図に示すようにインク流路部材12は中央部のみ薄い(あるいは幅が狭くてもよい)ので剛性が低く、多の部分よりも撓みやすいので、非対称な撓み方をせずノズル16の設けられた中央近傍が凹となるように変形する。
At this time, as shown in the figure, since the ink
さらに図4(b)、(c)で回転エンコーダ20を矢印方向に回動させると、インク流路部材12は回転エンコーダ20に近い方、すなわち両端から次第に吐出方向(図中上)に凸へと撓み方向が変化する。
Further, when the
この変化が両端から中央に近付くと、インク流路部材12(あるいは梁部材14)はある点で急峻な座屈反転を起こし、インク吐出方向(図中上)へと急激に変形する(図4(c))。 When this change approaches the center from both ends, the ink flow path member 12 (or the beam member 14) undergoes steep buckling reversal at a certain point, and is rapidly deformed in the ink discharge direction (upper in the drawing) (FIG. 4). (C)).
このとき、図に示すようにインク流路部材12は中央部が撓んでいるので、非対称な座屈反転変形をせずノズル16の設けられた中央近傍が凸となるように変形する。これによりノズル16から吐出されるインク滴2を所望の方向に飛ばすことができる。
At this time, as shown in the drawing, since the center portion of the ink
図5には本発明の第2実施形態に係るインクジェット記録ヘッドが示されている。 FIG. 5 shows an ink jet recording head according to a second embodiment of the present invention.
図5(a)は、夫々の梁状イジェクタを概略示したものであり、ここではインク流路部材12(あるいは梁部材14)の形状が示されている。このようにインク流路部材12(あるいは梁部材14)の幅を、ノズル16が設けられた中央部12cの両端のみ狭くすることでノズル16近傍の中央部12c両端の剛性を部分的に下げることができる。
FIG. 5A schematically shows each beam-like ejector. Here, the shape of the ink flow path member 12 (or the beam member 14) is shown. Thus, by narrowing the width of the ink flow path member 12 (or the beam member 14) only at both ends of the central portion 12c where the
これによりインク流路部材12(あるいは梁部材14)の座屈反転すなわちインク滴2の吐出において、ノズル16近傍の中央部12cがフラットな形状を保ったまま吐出方向に高速で移動するため、吐出時にインク滴2の吐出方向が狂い、用紙への着弾位置がずれることを防止できる。
As a result, when the ink flow path member 12 (or the beam member 14) is buckled and reversed, that is, when the
このとき、インク流路部材12あるいは梁部材14やアクチュエータ36の幅を狭くする以外に厚みを薄くする、あるいは多孔質の素材に両端部のみ樹脂を染み込ませて強化するなどの方法で中央部12cと両端部の剛性に差を持たせることでも同等の効果を得ることができる。
At this time, in addition to narrowing the width of the ink
図6には本発明の第3実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの動作が示されている。 FIG. 6 shows the operation of the ink jet recording head according to the third embodiment of the present invention.
図6にはインク流路部材12が座屈反転を起こす直前からインク滴を吐出した直後までのインクジェット記録ヘッド17の動作、アクチュエータ36に印加される電圧、回転エンコーダ20の動作の時間による変化が示されている。
In FIG. 6, changes in the operation of the ink
図6(a)で回転エンコーダ20が逆転(インク流路部材12を両端から引っ張る方向)駆動され、押圧によって変形したインク流路部材12を伸ばし、初期状態に戻すことでインク流路部材12は撓みのない状態となる。
In FIG. 6A, the
続いて図6(b)で回転エンコーダ20が停止し、ここで吐出を指示する信号がスイッチングICより送られ、アクチュエータ36が駆動されるとインク流路部材12は吐出方向に凹となるように撓みが発生する。
Subsequently, in FIG. 6B, the
アクチュエータ36による変形が終了し、インク流路部材12が規定の撓み量となると図6(c)のように回転エンコーダ20が正転(インク流路部材12を両端から押圧する方向)駆動され、インク流路部材12は回転エンコーダ20に近い方、すなわち両端から次第に吐出方向(図中上)に凸へと撓み方向が変化する。
When the deformation by the
このとき、回転エンコーダ20による変形にはバラツキが発生し、回転エンコーダ20の回転量に対してインク流路部材12(梁部材14)の撓み量は僅かな時間の間に変動するため、暴れが生じている。この影響によりインク流路部材12(梁部材14)の変形は再現性が低くなり、インク滴2の吐出精度も低いものとなってしまう。
At this time, the deformation by the
上記の変形バラツキは時間と共に解消されるので、本実施形態においては吐出前、すなわち座屈反転が起こる前(図6(c)→(d)間)に一旦回転エンコーダ20を停止する。これによりインク流路部材12(梁部材14)の曲がり形状の暴れやバラツキが落ち着き、安定した状態で吐出を行うことができる。
Since the deformation variation is eliminated with time, in this embodiment, the
インク流路部材12の撓み変化が両端から中央に近付くと、インク流路部材12(あるいは梁部材14)はある点で急峻な座屈反転を起こし(図6(d))、インク吐出方向(図中上)へと急激に変形する。
When the change in the deflection of the ink
このときインク流路部材12内部のインクは慣性のため等速度で吐出方向に進もうとするので、両者の速度差によりノズル16からインク滴2が突出する。梁部材14の変形が最大量となれば吐出方向への変位は停止するので、インク滴2のみがノズル16から突出し(図6(d))、そのまま慣性に従ってインク滴2は吐出方向に撃ち出される。
At this time, since the ink inside the ink
ここで回転エンコーダ20は停止し、次のサイクルに備える。以上の実施例では、この一連の動作は1サイクルあたり3Hzで駆動したが、梁部材14の座屈反転による変位は短い時間のあいだに起こるので、インクの粘性が高い本発明においても良好な吐出性能が得られる。
Here, the
また上記のように座屈反転直前で回転エンコーダ20の回動を一旦停止し、インク流路部材12(梁部材14)の曲がり形状が安定した状態で吐出を行うことにより吐出精度を高くすることができる。
Further, as described above, the rotation of the
ところで、図7に示すように、回転エンコーダ20によって保持部材18が回転され、インク流路部材12を変形させる時、保持部材18は回転エンコーダ20に把持されている部分に力が加わるので、回転方向に対して抵抗となるインク流路部材12(あるいは図示しない梁部材14やアクチュエータ36)の変形抵抗を抑えて回転することにより、ねじり変形が生じる。
By the way, as shown in FIG. 7, when the holding
すなわち図7(a)A方向から保持部材18の変形が始まりB方向へ伝達される場合、Aで始まった保持部材18の回転・変形がBに伝達されるまでに所定の時間を要するので、保持部材18のB側端が動力のないベアリング25などで保持されていれば、A側端で始まった回転・変形が保持部材18をねじり変形させながらインク流路部材12を変形させるタイミングは次第に遅れて行き、B側端では最も遅れて変形が起こる。
That is, when the deformation of the holding
つまり座屈変形によるノズル16からのインク滴吐出もまたA側端からB側端までの間に遅れて行くので、このまま用紙を通過させて印字を行えば図7(b)のようにA側端からB側端に向けて、用紙の進行に伴う遅れがインク滴の着弾位置ズレとなって現れる。
In other words, ink droplet ejection from the
すなわちA側端が回転エンコーダ20に最も近いため吐出タイミングも早く、B側端は回転エンコーダ20から最も遠いので吐出タイミングが遅いことにより、用紙の進行方向(網目矢印)後ろ側(図中上)に着弾位置がずれてしまう。結果として図11(b)に示すような吐出パターンとなってしまうことになる。
That is, since the A side end is closest to the
この着弾位置ずれを解消するために図8のようにヘッド全体を傾け、ノズル16の位置を回転エンコーダ20の側からずらすように配置すれば、保持部材18のねじれによる吐出タイミングずれを補正する方向にノズル16の位置を移動させることができる。なお、この形態では、本来のノズル16の間隔をdとしたとき角度θで傾けたことによりノズル16の間隔がdcosθとなってしまうため、ドットピッチを補正する必要が生じる。
If the entire head is tilted as shown in FIG. 8 and the position of the
そこで本実施形態ではドットピッチを変えずに、吐出タイミングのズレによるインク滴の着弾位置ズレを補正する。 Therefore, in this embodiment, the landing position deviation of the ink droplet due to the deviation of the ejection timing is corrected without changing the dot pitch.
図9には本発明の第4実施形態に係るインクジェット記録ヘッドが示されている。 FIG. 9 shows an ink jet recording head according to a fourth embodiment of the present invention.
図9(a)に示すようにインクジェット記録ヘッド19は、長さ方向略中央にノズル16を備えた複数のインク流路部材12の両端をそれぞれ保持部材18が支持する梯子状の構造となっている。
As shown in FIG. 9A, the ink
2本ある保持部材18の一端にはそれぞれ回転エンコーダ20が設けられ、保持部材18を回転させインク流路部材12を座屈反転変形させる。インク流路部材12には、長さ方向略中央にノズル16が設けられ、インク流路部材12の座屈変形によってインク滴を吐出する。
One end of each of the two holding
本実施形態ではノズル16の位置を、回転エンコーダ20から離れるに従って用紙送り方向(図中下)にずらして配置したことを特徴としている。すなわち、用紙を固定してインク滴を吐出したと仮定すれば図9(b)に示したような吐出パターンとなるノズル配置とする。
The present embodiment is characterized in that the position of the
このノズル配置は図7(b)に示した、保持部材18のねじれ変形に起因する吐出タイミングずれによる着弾位置ずれを補正するパターンとなっている。
This nozzle arrangement has a pattern for correcting landing position deviation due to ejection timing deviation caused by torsional deformation of the holding
つまり補正なしでは吐出タイミングずれにより図10(a)のように着弾位置ずれを起こすが、ノズル16の配置を図9(b)のような吐出パターンとすることで着弾位置ずれを補正し、図10(b)に示すように点線の着弾位置ずれを一点鎖線のノズル配置で補正することにより実線のように正しい着弾パターンとすることができる。
That is, without correction, the landing position shift occurs as shown in FIG. 10A due to the discharge timing shift, but the landing position shift is corrected by arranging the
但しこのとき、ノズル16の配置を単純に図7(b)の逆とするのではなく、保持部材18からノズル16までの距離の変化によって座屈反転が起こるまでに要する時間の変動を考慮に入れることでより正確な補正を行うことができる。
However, at this time, the arrangement of the
あるいは図11に示すように、2本ある保持部材18のうち1本のみが回転エンコーダ20によって回転され、インク流路部材12を変形させる場合、保持部材18のうち回転エンコーダ20に把持されている方(図中上)のみ、把持部分に力が加わるので、回転方向に対して抵抗となるインク流路部材12(あるいは図示しない梁部材14やアクチュエータ36)の変形抵抗を抑えて回転することにより、ねじり変形が生じる。
Alternatively, as shown in FIG. 11, when only one of the two holding
すなわち図11(a)のA、B両方向から保持部材18の変形が始まり中央へ伝達されるとき、両端で始まった保持部材18の回転・変形が中央に伝達されるまでに所定の時間を要するので、両端で始まった回転・変形が保持部材18をねじり変形させながらインク流路部材12を変形させるタイミングは次第に遅れて行き、中央では最も遅れて変形が起こる。
That is, when the deformation of the holding
つまり座屈変形によるノズル16からのインク滴吐出もまた両端から中央までの間に遅れて行くので、このまま用紙を通過させて印字を行えば図11(b)のように両端から中央に向けて、用紙の進行に伴う遅れがインク滴の着弾位置ズレとなって現れる。
In other words, the ink droplet ejection from the
すなわち両端が回転エンコーダ20に最も近いため吐出タイミングも早く、中央は回転エンコーダ20から最も遠いので吐出タイミングが遅いことにより、用紙の進行方向(網目矢印)後ろ側(図中上)に着弾位置がずれてしまう。結果として図11(b)に示すような吐出パターンとなってしまうことになる。
That is, both ends are closest to the
このズレは半円あるいは略放物線形状などの上凸形状となるので、図8のようなヘッドの傾きでは補正できない。そこで本実施形態では吐出タイミングのズレによるインク滴の着弾位置ズレをノズル16の配置で補正する。
Since this deviation is an upwardly convex shape such as a semicircle or a substantially parabolic shape, it cannot be corrected by the inclination of the head as shown in FIG. Therefore, in this embodiment, the landing position deviation of the ink droplet due to the deviation of the ejection timing is corrected by the arrangement of the
図12には本発明の第5実施形態に係るインクジェット記録ヘッドが示されている。 FIG. 12 shows an ink jet recording head according to a fifth embodiment of the present invention.
図12(a)に示すようにインクジェット記録ヘッド21は、長さ方向略中央にノズル16を備えた複数のインク流路部材12の両端をそれぞれ保持部材18が支持する梯子状の構造となっている。
As shown in FIG. 12A, the ink
保持部材18のうち1本は両端にそれぞれ回転エンコーダ20が設けられ、保持部材18を回転させインク流路部材12を座屈反転変形させる。インク流路部材12には、長さ方向略中央にノズル16が設けられ、インク流路部材12の座屈変形によってインク滴を吐出する。
One of the holding
本実施形態ではノズル16の位置を、回転エンコーダ20の設けられた両端から離れるに従って用紙送り方向(図中下)にずらして配置したことを特徴としている。すなわち、用紙を固定してインク滴を吐出したと仮定すれば図12(b)に示したような吐出パターンとなるノズル配置とする。
The present embodiment is characterized in that the position of the
このノズル配置は図11(b)に示した、保持部材18のねじれ変形に起因する吐出タイミングずれによる着弾位置ずれを補正するパターンとなっている。
This nozzle arrangement has a pattern for correcting the landing position deviation due to the ejection timing deviation caused by the torsional deformation of the holding
つまり補正なしでは吐出タイミングずれにより図13(a)のように着弾位置ずれを起こすが、ノズル16の配置を図12(b)のような吐出パターンとすることで着弾位置ずれを補正し、図13(b)に示すように点線の着弾位置ずれを一点鎖線のノズル配置で補正することにより実線のように正しい着弾パターンとすることができる。
That is, without correction, the landing position shift is caused by the discharge timing shift as shown in FIG. 13A, but the landing position shift is corrected by arranging the
図14には、本発明の第5実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの動作が示されている。 FIG. 14 shows the operation of the ink jet recording head according to the fifth embodiment of the present invention.
図14(a)のようにまず回転エンコーダ20が反転(インク流路部材12を引き伸ばす方向へ回転)し、吐出方向へ凸形状となっているインク流路部材12を真っ直ぐに伸ばし、撓みのない状態とする。このとき保持部材18は一端を回転エンコーダ20、他端を固定部材23にて保持されているので、回転エンコーダ20の回転による変形は回転エンコーダ20に保持された側(図中右)から発生する。
First, as shown in FIG. 14A, the
次いでインク流路部材12に吐出を指示する信号がスイッチングICより送られた場合はアクチュエータが駆動され、吐出方向に凹となるように撓んだ状態となる。
Next, when a signal instructing ejection to the ink
さらに図14(b)で回転エンコーダ20を矢印方向に回転させると、インク流路部材12は回転エンコーダ20に近い方、すなわち図中右端から次第に吐出方向(図中上)に凸へと撓み方向が変化する。
Furthermore, when the
ここで、インク流路部材12の長さ方向中央付近は図示しないアクチュエータ36によって吐出方向に凹となるように変形しているので、図のように中央付近を除いて吐出方向(図中上)に凸へと撓み方向が変化する。
Here, since the vicinity of the center in the length direction of the ink
この変化が回転エンコーダ20に近い方、すなわち図中右端から中央に近付くと、インク流路部材12(あるいは梁部材14)はある点で急峻な座屈反転を起こし、インク吐出方向(図中上)へと急激に変形する(図14(c))。
When this change is closer to the
インク流路部材12の長さ方向略中央にはノズル16が設けられているため、ノズル16まで達しているインクはこの座屈反転によるインク流路部材12の吐出方向への変形に伴い、ノズル16からインク滴2として吐出される。
Since the
さらに図14(c)で撓み量が最大となり回転エンコーダ20が停止したのち、逆回転してインク流路部材12を平坦にする(図14(a))ことでインク流路部材12は初期位置図14(a)へ復帰する。
Further, in FIG. 14C, after the amount of deflection becomes maximum and the
この座屈反転による変形量は通常のアクチュエータなどによる変位と比較すれば非常に大きなものであり、本発明に採用した高粘度インクであっても十分にインク滴2として吐出することが可能である。また、アクチュエータ36により初期撓み(吐出方向に凹)を与えられるので、回転エンコーダ20は保持部材18の片側のみでも十分にインク流路部材12に座屈反転変形を起こすことができる。
The amount of deformation due to this buckling reversal is very large compared to the displacement due to a normal actuator or the like, and even the high viscosity ink employed in the present invention can be sufficiently discharged as
図15には本発明の第5実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの他の形態が示されている。 FIG. 15 shows another embodiment of the ink jet recording head according to the fifth embodiment of the present invention.
図15(a)に示すようにインクジェット記録ヘッド21は、長さ方向略中央にノズル16を備えた複数のインク流路部材12の両端をそれぞれ保持部材18が支持する梯子状の構造となっている。
As shown in FIG. 15A, the ink
2本の保持部材18は両端にそれぞれ回転エンコーダ20が設けられ、保持部材18を回転させインク流路部材12を座屈反転変形させる。インク流路部材12には、長さ方向略中央にノズル16が設けられ、インク流路部材12の座屈変形によってインク滴を吐出する。
The two holding
このとき、回転エンコーダ20は保持部材18の両端において同時駆動ではなく、回転エンコーダ20Aと20Bで時間差を付与して駆動するようにしてもよい。例えば回転エンコーダ20Aを先に駆動開始し、ねじり変形スピードに応じた遅れの時間差をもって20Bを駆動するようにしてよい。この場合も、保持部材18のねじり変形は図7と同様に図中右から左へと進んでいくので吐出パターンもまた図7(b)のように右から左へと遅れることになる。
At this time, the
よって本実施形態ではノズル16の位置を、回転エンコーダ20の設けられた両端から離れるに従って用紙送り方向(図中下)にずらして配置する。すなわち、用紙を固定してインク滴を吐出したと仮定すれば図9(b)に示したような吐出パターンとなるノズル配置とする。
Therefore, in the present embodiment, the position of the
このノズル配置は回転エンコーダ20Aと20Bの時間差に起因する吐出タイミングずれによる着弾位置ずれを補正するパターンとなっている。
This nozzle arrangement has a pattern for correcting landing position deviation due to ejection timing deviation caused by the time difference between the
つまり補正なしでは吐出タイミングずれにより着弾位置ずれを起こすが、ノズル16の配置を図15(a)のようなパターンとすることで着弾位置ずれを補正し、正しい着弾パターンとすることができる。なお、本実施例では、2本の保持部材18の両端に設けた回転エンコーダ20に時間差を与えて駆動するので、片側の保持部材18の両端にのみ回転エンコーダ20を設けた場合(図9参照)と比較して、吐出タイミングのばらつき量を小さくすることができる。このため、2本の保持部材18を駆動する比較的複雑な構成になる反面、着弾位置を高精度にできる効果を有する。
That is, the landing position shift is caused by the discharge timing shift without correction, but the landing position shift can be corrected by setting the arrangement of the
但しこのとき、ノズル16の配置を単純に着弾位置ずれの逆とするのではなく、保持部材18からノズル16までの距離の変化によって座屈反転が起こるまでに要する時間の変動を考慮に入れることでより正確な補正を行うことができるのは第4実施形態と同様である。
However, at this time, the arrangement of the
あるいは2本の保持部材18の両端に設けた回転エンコーダ20を同時に駆動するようにしてもよい。つまり図15(b)のように回転エンコーダ20Aと20Bを同時に駆動すれば図15(b)のA、B両方向から保持部材18の変形が始まり中央へ伝達されるとき、両端で始まった保持部材18の回転・変形が中央に伝達されるまでに所定の時間を要するので、両端で始まった回転・変形が保持部材18をねじり変形させながらインク流路部材12を変形させるタイミングは次第に遅れて行き、中央では最も遅れて変形が起こる。
Alternatively, the
つまり座屈変形によるノズル16からのインク滴吐出もまた両端から中央までの間に遅れて行くので、このまま用紙を通過させて印字を行えば両端から中央に向けて、用紙の進行に伴う遅れがインク滴の着弾位置ズレとなって現れる。
In other words, ink droplet ejection from the
すなわち両端が回転エンコーダ20に最も近いため吐出タイミングも早く、中央は回転エンコーダ20から最も遠いので吐出タイミングが遅いことにより、用紙の進行方向(網目矢印)後ろ側(図中上)に着弾位置がずれてしまう。
That is, both ends are closest to the
そこで本実施形態では吐出タイミングのズレによるインク滴の着弾位置ズレを図15(b)のようなノズル16配置とすることで補正する。なお、本実施例では、2本の保持部材18の両端に設けた回転エンコーダ20を同時に駆動するので、片側の保持部材18の両端にのみ回転エンコーダ20を設けた場合(図12参照)と比較して、吐出タイミングのずれの絶対量を小さくすることができる。このため、2本の保持部材18を駆動する比較的複雑な構成になる反面、ずれ量のばらつきを低減できる効果を有する。
Therefore, in the present embodiment, the ink droplet landing position deviation due to the ejection timing deviation is corrected by arranging the
この場合もノズル16の配置を単純に着弾位置ずれの逆とするのではなく、保持部材18からノズル16までの距離の変化によって座屈反転が起こるまでに要する時間の変動を考慮に入れることでより正確な補正を行うことができるのは第4実施形態と同様である。
In this case as well, the arrangement of the
図16には、本発明に係るインクジェット記録ヘッドを用いたインクジェット記録装置が示されている。 FIG. 16 shows an ink jet recording apparatus using the ink jet recording head according to the present invention.
図16に示すようにインクジェット記録装置50はヘッド保持部材54を備え、本発明のインクジェット記録ヘッド10ないしは21がヘッド保持部材54に保持される。ヘッド保持部材54はインクジェット記録ヘッド10ないしは21を保持し、かつインク吐出動作を妨げない構造となっている。ヘッド保持部材54の下には状記録媒体Pを載置し保持するテーブル52が設けられている。
As shown in FIG. 16, the
記録媒体Pをテーブル52にセットして、テーブル52を平面内でXおよびY方向(図中白矢印)に移動させるとともに、インクジェット記録ヘッド10ないしは21を駆動し、高粘度インクのインク滴2を吐出する。前述のように高粘度インクを使用しているので記録媒体Pに着弾した際のインク滴2の滲みは防止でき、高品質な記録が行える。
The recording medium P is set on the table 52, and the table 52 is moved in the X and Y directions (white arrows in the figure) in the plane, and the ink
尚、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。 In addition, this invention is not limited to said embodiment.
例えば、上記実施の形態では、アクチュエータはピエゾ素子30と梁部材14とからなっているが、ピエゾ素子30のかわりに発熱抵抗体を利用し、熱膨張差で撓み変形するアクチュエータであっても良いし、静電力や磁力を利用したものであっても良い。或いは、その他の形態のアクチュエータであっても良い。
For example, in the above-described embodiment, the actuator includes the
また、上記実施の形態では、インク流路部材12と梁部材14は、それぞれ別々の材料で形成して接合したが、これに限定されない。例えば、梁部材14がインク流路部材12に含まれたり、一体の構造であっても良い。或いは、その他の形態であっても良い。
Moreover, in the said embodiment, although the ink
また、上記実施の形態では、インクジェット記録ヘッド10ないしは21を固定し、記録媒体Pを移動させながら記録を行うが、例えば、記録媒体Pを固定し、インクジェット記録ヘッド10ないしは21をキャリッジに搭載して搬送しながら記録を行っても良いし、双方を搬送しながら記録を行ってもよい。あるいは記録媒体Pをドラムに巻き付けて回転させる構造としてもよい。
In the above embodiment, the
また、本明細書におけるインクジェット記録とは、記録紙上への文字や画像の記録に限定されるものではない。すなわち、記録媒体は紙に限定されるものでなく、また吐出する液体もインクに限定されるものではない。例えば、高分子フィルムやガラス上にインクを吐出してディスプレイ用カラーフィルターを作成したり、液状の半田を基板上に吐出して部品実装用のバンプを形成したりするなど、工業用的に用いられる液滴噴射装置全般に対して本発明を利用することが可能である。 In addition, the inkjet recording in the present specification is not limited to recording characters and images on recording paper. That is, the recording medium is not limited to paper, and the liquid to be ejected is not limited to ink. For example, industrial use such as creating color filters for displays by discharging ink onto polymer films or glass, or forming bumps for component mounting by discharging liquid solder onto a substrate The present invention can be applied to all types of droplet ejecting apparatuses.
10 インクジェット記録ヘッド
15 インクジェット記録ヘッド
17 インクジェット記録ヘッド
19 インクジェット記録ヘッド
21 インクジェット記録ヘッド
12 インク流路部材
13 インク流路
14 梁部材
16 ノズル
18 保持部材
20 回転エンコーダ
25 ベアリング
30 ピエゾ素子
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Claims (12)
前記インク流路部材の略中央に形成されインク滴を吐出するノズルと、
前記インク流路部材と接合される梁部材と、
前記梁部材に接合して設けられ、前記梁部材を撓ませる第1駆動手段と、
前記梁部材の端部を曲げ、前記梁部材をインク滴吐出方向に凹から凸となるように変形させる第2駆動手段と、を備え、
前記第2駆動手段が前記梁部材をインク滴吐出方向に凹から凸となるように変形させ、前記ノズル近傍のインクに吐出方向の慣性を与えることでノズルよりインク滴として吐出させるインクジェット記録ヘッドであって、
前記第1駆動手段が前記梁部材を撓ませることで、前記第2駆動手段による前記梁部材の座屈反転変形の有無を制御し、
前記インク流路部材と前記梁部材と前記第1駆動手段とからなる夫々の梁状イジェクタは、長手方向略中央近傍の剛性を長手方向両端近傍よりも低くしたことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。 An ink flow path member to which ink is supplied;
A nozzle formed at substantially the center of the ink flow path member for discharging ink droplets;
A beam member joined to the ink flow path member;
A first driving means provided to be joined to the beam member and deflecting the beam member;
Second driving means for bending the end of the beam member and deforming the beam member so as to be convex from the concave in the ink droplet ejection direction;
An ink jet recording head in which the second driving means deforms the beam member from a concave to a convex in the ink droplet ejection direction, and ejects ink in the vicinity of the nozzle as ink droplets by applying inertia in the ejection direction; There,
The first driving means deflects the beam member to control the presence or absence of buckling reversal deformation of the beam member by the second driving means,
Each of the beam-like ejectors comprising the ink flow path member, the beam member, and the first drive means has a rigidity in the vicinity of the center in the longitudinal direction lower than that in the vicinity of both ends in the longitudinal direction.
前記インク流路部材の略中央に形成されインク滴を吐出するノズルと、
前記インク流路部材と接合される梁部材と、
前記梁部材に接合して設けられ、前記梁部材を撓ませる第1駆動手段と、
前記梁部材の端部を曲げ、前記梁部材をインク滴吐出方向に凹から凸となるように変形させる第2駆動手段と、を備え、
前記第2駆動手段が前記梁部材をインク滴吐出方向に凹から凸となるように変形させ、前記ノズル近傍のインクに吐出方向の慣性を与えることでノズルよりインク滴として吐出させるインクジェット記録ヘッドであって、
前記第1駆動手段が前記梁部材を撓ませることで、前記第2駆動手段による前記梁部材の座屈反転変形の有無を制御し、
前記インク流路部材と前記梁部材と前記第1駆動手段とからなる夫々の梁状イジェクタは長手方向略中央から長手方向に所定の距離をおいた2箇所の剛性を他の部分よりも低くしたことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。 An ink flow path member to which ink is supplied;
A nozzle formed at substantially the center of the ink flow path member for discharging ink droplets;
A beam member joined to the ink flow path member;
A first driving means provided to be joined to the beam member and deflecting the beam member;
Second driving means for bending the end of the beam member and deforming the beam member so as to be convex from the concave in the ink droplet ejection direction;
An ink jet recording head in which the second driving means deforms the beam member from a concave to a convex in the ink droplet ejection direction, and ejects ink in the vicinity of the nozzle as ink droplets by applying inertia in the ejection direction; There,
The first driving means deflects the beam member to control the presence or absence of buckling reversal deformation of the beam member by the second driving means,
Each beam-like ejector composed of the ink flow path member, the beam member, and the first driving means has a lower rigidity than the other portions at a predetermined distance from the substantially longitudinal center to the longitudinal direction. An ink jet recording head.
前記インク流路部材の略中央に形成されインク滴を吐出するノズルと、
前記インク流路部材と接合される梁部材と、
前記梁部材に接合して設けられ、前記梁部材を撓ませる第1駆動手段と、
前記梁部材の長さ方向両端が固定される二つの回転部材と、
前記回転部材の片端または両端を保持し、回転させて前記梁部材をインク滴吐出方向に凹から凸となるように変形させる第2駆動手段と、を備え、
前記回転部材が前記梁部材をインク滴吐出方向に凹から凸となるように変形させ、前記ノズル近傍のインクに吐出方向の慣性を与えることでノズルよりインク滴として吐出させるインクジェット記録ヘッドであって、
前記第1駆動手段が前記梁部材を撓ませることで、前記第2駆動手段による前記梁部材の座屈反転変形の有無を制御し、
前記インク流路部材における前記ノズルを、前記回転部材上での前記第2駆動手段から離れるに従って用紙送り方向にずらすように設けたことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。 An ink flow path member to which ink is supplied;
A nozzle formed at substantially the center of the ink flow path member for discharging ink droplets;
A beam member joined to the ink flow path member;
A first driving means provided to be joined to the beam member and deflecting the beam member;
Two rotating members to which both longitudinal ends of the beam member are fixed;
Second driving means for holding one end or both ends of the rotating member and rotating the beam member to deform the beam member from concave to convex in the ink droplet ejection direction;
An inkjet recording head in which the rotating member deforms the beam member so as to be convex from a concave in the ink droplet ejection direction, and ejects ink droplets as ink droplets from the nozzle by applying inertia in the ejection direction to the ink in the vicinity of the nozzle. ,
The first driving means deflects the beam member to control the presence or absence of buckling reversal deformation of the beam member by the second driving means,
An ink jet recording head, wherein the nozzle in the ink flow path member is provided so as to be shifted in a paper feeding direction as the nozzle is separated from the second driving means on the rotating member.
前記インク流路部材の略中央に形成されインク滴を吐出するノズルと、
前記インク流路部材と接合される梁部材と、
前記梁部材に接合して設けられ、前記梁部材を撓ませる第1駆動手段と、
前記梁部材の長さ方向両端が固定される二つの回転部材と、
前記回転部材の片端または両端を保持し、回転させて前記梁部材をインク滴吐出方向に凹から凸となるように変形させる第2駆動手段と、を備え、
前記回転部材が前記梁部材をインク滴吐出方向に凹から凸となるように変形させ、前記ノズル近傍のインクに吐出方向の慣性を与えることでノズルよりインク滴として吐出させるインクジェット記録ヘッドであって、
前記第1駆動手段が前記梁部材を撓ませることで、前記第2駆動手段による前記梁部材の座屈反転変形の有無を制御し、
前記インク流路部材における前記ノズル位置を、前記回転部材上で前記インク流路部材が保持される位置が前記回転部材の長手方向両端から中央に近付くに従って、用紙送り方向にずらすように設けたことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。 An ink flow path member to which ink is supplied;
A nozzle formed at substantially the center of the ink flow path member for discharging ink droplets;
A beam member joined to the ink flow path member;
A first driving means provided to be joined to the beam member and deflecting the beam member;
Two rotating members to which both longitudinal ends of the beam member are fixed;
Second driving means for holding one end or both ends of the rotating member and rotating the beam member to deform the beam member from concave to convex in the ink droplet ejection direction;
An inkjet recording head in which the rotating member deforms the beam member so as to be convex from a concave in the ink droplet ejection direction, and ejects ink droplets as ink droplets from the nozzle by applying inertia in the ejection direction to the ink in the vicinity of the nozzle. ,
The first driving means deflects the beam member to control the presence or absence of buckling reversal deformation of the beam member by the second driving means,
The nozzle position in the ink flow path member is provided so as to be shifted in the paper feeding direction as the position where the ink flow path member is held on the rotating member approaches the center from both longitudinal ends of the rotating member. An ink jet recording head.
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