JP2008006646A - Liquid discharge head and liquid discharge apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は液体吐出ヘッド及び液体吐出装置に係り、特にノズルからサイズの液滴を吐出させる液体吐出ヘッドの構造に関する。 The present invention relates to a liquid discharge head and a liquid discharge apparatus, and more particularly to a structure of a liquid discharge head that discharges droplets of a size from a nozzle.
近年、デジタルスチルカメラにより撮影された画像などを印刷記録する記録装置としてインクジェット記録装置(インクジェットプリンター)が普及している。インクジェット記録装置はヘッドに複数のノズルを備え、このノズルから記録媒体にインク液滴を吐出して記録媒体上に所望の画像が記録される。このようなインクジェット記録装置では記録媒体の幅方向に対応するライン型ヘッドを用いて、ヘッドと記録媒体とを所定の移動方向に移動させて記録媒体の全面に画像印字を行うことで、記録媒体の幅方向にヘッドを走査して記録媒体の幅方向の印字を行い、ヘッドの走査方向と略直交方向に所定の距離だけ記録媒体を移動させた後に記録媒体の幅方向の印字を行う処理を繰り返すシリアル方式に比べて、印字速度の高速化を実現し生産性を向上している。 In recent years, inkjet recording apparatuses (inkjet printers) have become widespread as recording apparatuses that print and record images taken by digital still cameras. An ink jet recording apparatus includes a plurality of nozzles in a head, and ink droplets are ejected from the nozzles onto a recording medium to record a desired image on the recording medium. In such an ink jet recording apparatus, a line type head corresponding to the width direction of the recording medium is used, and the head and the recording medium are moved in a predetermined moving direction to perform image printing on the entire surface of the recording medium. The head is scanned in the width direction of the recording medium to perform printing in the width direction of the recording medium, and after the recording medium is moved by a predetermined distance in a direction substantially orthogonal to the scanning direction of the head, printing in the width direction of the recording medium is performed. Compared to the repetitive serial method, the printing speed is increased and the productivity is improved.
ここで、図28(a)〜(c)に、従来技術に係る印字ヘッド1を示す。図28(a)〜(c)に示す印字ヘッド1は、2つのヘッドチップ50を記録媒体の幅方向に並べて構成されるフルライン型ヘッドである。図28(a)は印字ヘッド1の透視斜視図であり、図28(b),(c)は、それぞれ図28(a)のb−b線に沿う断面図及び図28(a)のc−c線に沿う断面図である。
Here, FIGS. 28A to 28C show the
図28(a)〜(c)に示すような、各ヘッドチップ50に共通する一体型の共通液室55をヘッドチップ50の上面(背面)側に備える背面流路構造では、各ヘッドチップ50と共通液室55との接合部分にアセンブリ部材2が用いられる。アセンブリ部材2は、隣り合うヘッドチップの接合部分104に対応して設けられる梁部3を備え、梁部3によって2つのヘッドチップ50間の接合部分104に生じる隙間を封止し該隙間からのインク漏れが発生しない構造を実現している。
28A to 28C, in the back surface flow path structure in which the integrated common
多くのフルライン型ヘッドは、複数のノズル(圧力室)に対して一体の共通液室を備える構造となっており、このような共通液室内に貯留されるインクに何らかの理由で気泡が発生し、該気泡が圧力室やノズルに混入すると吐出異常が発生する恐れがある。したがって、共通液室内の気泡を排除または溶解させてノズルや圧力室への気泡混入を防止する様々な技術が提案されている。 Many full-line heads have a structure including a common liquid chamber integrated with a plurality of nozzles (pressure chambers), and for some reason bubbles are generated in the ink stored in the common liquid chamber. If the bubbles are mixed into the pressure chamber or the nozzle, there is a risk of abnormal discharge. Therefore, various techniques have been proposed for eliminating or dissolving bubbles in the common liquid chamber to prevent bubbles from entering the nozzle and the pressure chamber.
特許文献1に記載された発明は、複数の素子基板(ヘッドに相当)をノズルの配列方向に複数並べて、全体の印字幅を記録媒体の幅一杯にするフルラインタイプの液体噴出装置が開示されている。特許文献1に記載された液体噴出装置では、素子基板の背面側から液体を供給する共通液室の上方天井面を水平に対して傾きを持って形成し、該上方天井面の最上部或いはその近傍部位に気泡流路が接続されている。共通液室内の液体に含まれる気泡は上方天井面に沿って最上部に集められ、気泡流路を介してダミー吐出口から大気に排出されるように構成されている。
しかしながら、図28(a)〜(c)に示すアセンブリ部材2は、共通液室55とヘッドチップ50とを接合する際に変形しない程度の剛性を必要とするので、その剛性を得るための高さ(鉛直方向の長さ)が必要である。図28(a)〜(c)に示す構造を有するライン型ヘッド1では、共通液室55内の気泡排出を狙ってインクを循環させた場合に(図28(a),(b)の白抜矢印線はインクの循環方向を示す)、アセンブリ部材2の梁部3の近傍には、例えば、図28(b)に図示する丸で囲まれた部分によどみ点4(インク流れの上流側)、よどみ点5(インク流れの下流側)ができてしまい、よどみ点4やよどみ点5に気泡が引っ掛かるために気泡を排出しがたい構造といえる。仮に、よどみ点4、5の解消を目的として循環の流速を上げて図28(b)のよどみ点4、5の解消を図っても、よどみ点での共通液室55内のインクの流速は上がらず、よどみ点4、5は解消されない。したがって、梁部3の存在が循環による共通液室55内の気泡排出を困難にしている。
However, the
また、ノズル(図3、4に符号51で図示)からインクを吸引して共通液室55内の気泡を排出することが可能ではあるが、吸引したインクが廃液となり無駄なインク消費が発生してしまう。
In addition, although it is possible to suck ink from the nozzle (shown by
図29(a)〜(c)に示すように、図28(a)〜(c)のアセンブリ部材2を省略する構造の印字ヘッド6では、図28(b)の符号4、5に示す共通液室55内のよどみ点は解消されるが、ヘッドチップ50同士を直接的に接触させなければならないので、ヘッドチップ50の製造及び組み立て時におけるヘッドチップ50同士の位置合わせに高い精度が要求される。ヘッドチップ50の製造や組み立てにおいて所定の精度が確保されないと、ヘッドチップ50同士の接合部分104に隙間106が生じ、インク漏れが発生してしまう。
As shown in FIGS. 29 (a) to (c), the
また、ヘッドチップ50の内部やヘッドチップ50の周辺に温度変化が生じると、ヘッドチップ50同士が接触している場合には反りが発生してしまい、この反りによって隙間106が生じて(または、隙間106が拡大して)インク漏れが発生してしまう。
Further, when a temperature change occurs inside the
図28(a)〜(c)に示すように、梁部3の高さhを小さくすることでよどみ点4、よどみ点5を相対的に減少させることが可能ではあるが、アセンブリ部材2の高さhが小さいと、ヘッドチップ50をアセンブリ部材2に接合(接着)する際にアセンブリ部材2の強度(剛性)不足で接合位置が不安定になるとともに、アセンブリ部材2のハンドリングも困難になる。
As shown in FIGS. 28A to 28C, it is possible to relatively reduce the
梁部3の角部分に面取り加工を施して該角部分を滑らかにすることでよどみ点4及びよどみ点5を解消することも考えられるが、梁部3の幅w(図28(a)参照)を相対的に大きくする必要がある。梁部3の下側にはノズルを配置できないので、ヘッド1全体のノズル密度を上げることができなくなる。ヘッドチップ50を千鳥配置することで梁部3の幅wを大きくしてもノズル密度を上げることが可能になるが、ヘッド1の短手方向(紙送り方向)の幅L(図28(a)参照)が大きくなってしまう。
Although it is conceivable to eliminate the
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、フルライン型ヘッドにおける共通液室内の気泡除去性能を向上した好ましい液体吐出ヘッド及び液体吐出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a preferable liquid discharge head and liquid discharge apparatus that have improved bubble removal performance in a common liquid chamber in a full line type head.
前記目的を達成するために本発明に係る液体吐出ヘッドは、液体を吐出するノズルを具備する複数のヘッドチップをつなぎ合わせた構造を有する長尺の液体吐出ヘッドであって、前記ヘッドチップに対応する複数の開口部が形成され、前記ヘッドチップの液体吐出方向と反対側の面に接合して前記複数のヘッドチップを所定の配列でつなぎ合わせるアセンブリ部材と、前記複数のヘッドチップに液体を供給する共通液室が形成され、前記アセンブリ部材の前記ヘッドチップが前記接合される面と反対側面に接合される共通液室部材と、を備え、前記アセンブリ部材は、隣り合う開口部を隔てる梁部に隣り合う開口部を連通する流路が形成されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a liquid discharge head according to the present invention is a long liquid discharge head having a structure in which a plurality of head chips each having a nozzle for discharging a liquid are connected, and corresponds to the head chip. A plurality of openings are formed, and an assembly member that joins the plurality of head chips in a predetermined arrangement by bonding to a surface opposite to the liquid discharge direction of the head chips, and supplies the liquid to the plurality of head chips And a common liquid chamber member that is bonded to a side surface opposite to the surface to which the head chip of the assembly member is bonded, and the assembly member has a beam portion that separates adjacent openings. A flow path communicating with an opening adjacent to each other is formed.
本発明によれば、アセンブリ部材の開口部(即ち、共通液室のヘッドチップ近傍の区画された領域)に生じる共通液室内の液体の流れのよどみ点を解消することができ、よどみ点に引っかかった気泡のヘッドチップ内への混入が防止される。また、よどみ点を解消することで液体の流れが確保され、液体の流れによる液体への気泡の溶解が促進される。 According to the present invention, it is possible to eliminate the stagnation point of the liquid flow in the common liquid chamber that occurs in the opening of the assembly member (that is, the partitioned region in the vicinity of the head chip of the common liquid chamber). Air bubbles are prevented from entering the head chip. Further, by eliminating the stagnation point, the liquid flow is secured, and the dissolution of bubbles in the liquid by the liquid flow is promoted.
ヘッドチップの配列には、液体吐出ヘッドの長手方向に沿って1列に並べる態様や、液体吐出ヘッドの長手方向に沿って2列に千鳥状に並べる態様がある。 The head chips are arranged in one row along the longitudinal direction of the liquid ejection head, or in a staggered manner in two rows along the longitudinal direction of the liquid ejection head.
梁部が形成される方向(即ち、梁部の長手方向)は、例えば、ヘッドチップが正方形或いは長方形の場合には、液体吐出ヘッドの長手方向(即ち、共通液室の長手方向)と略直交し、ヘッドチップが平行四辺形の場合には梁部の形成方向は液体吐出ヘッドの長手方向と直交しない斜め方向(該平行四辺形の液体吐出ヘッドの長手方向と交差する辺と平行方向)となる。 The direction in which the beam portion is formed (that is, the longitudinal direction of the beam portion) is substantially orthogonal to the longitudinal direction of the liquid discharge head (that is, the longitudinal direction of the common liquid chamber), for example, when the head chip is square or rectangular. When the head chip is a parallelogram, the beam forming direction is an oblique direction that is not orthogonal to the longitudinal direction of the liquid ejection head (a direction parallel to the side that intersects the longitudinal direction of the liquid ejection head of the parallelogram). Become.
梁部に形成される流路は、共通液室の主たるインク流れ方向と略平行方向に形成する態様が好ましい。もちろん、該流路の形成方向をインク流れ方向と角度θ(−90度<θ<90度)としてもよい。 It is preferable that the flow path formed in the beam portion is formed in a direction substantially parallel to the main ink flow direction of the common liquid chamber. Of course, the flow path formation direction may be an angle θ (−90 degrees <θ <90 degrees) with the ink flow direction.
また、流路は、その形成方向の全域にわたって形状(流路の形成方向と略直交する面の形状)が同一であり、その形成方向の全域にわたって大きさが均一である曲がりのないストレート状の穴が好ましい。 In addition, the flow path has the same shape (the shape of the surface substantially perpendicular to the flow path formation direction) over the entire area in the formation direction, and has a straight shape with no bending over the entire area in the formation direction. Holes are preferred.
ヘッドチップには、液体を吐出する複数のノズルと、前記複数のノズルと連通する複数の圧力室(個別液室)と、前記圧力室内の液体を加圧する圧力発生素子と、前記共通液室から圧力室への液体流路となる供給口(供給絞り)と、を備え、供給口をヘッドチップのアセンブリ部材との接合面のアセンブリ部材との非接合領域に備える態様がある。 The head chip includes a plurality of nozzles for discharging liquid, a plurality of pressure chambers (individual liquid chambers) communicating with the plurality of nozzles, a pressure generating element for pressurizing the liquid in the pressure chambers, and the common liquid chamber. There is a mode in which a supply port (supply throttle) serving as a liquid flow path to the pressure chamber is provided, and the supply port is provided in a non-joining region with the assembly member on the joint surface with the assembly member of the head chip.
また、ヘッドチップを記録媒体の幅(液体吐出ヘッドと記録媒体とを相対移動させる移動方向と略直交する方向)に対応する長さにわたってつなぎ合わせて、フルライン型ヘッドを構成する態様も可能である。 In addition, it is possible to form a full-line head by connecting the head chips over a length corresponding to the width of the recording medium (a direction substantially orthogonal to the moving direction in which the liquid ejection head and the recording medium are relatively moved). is there.
記録媒体は、液体吐出ヘッドによって吐出される液体を受ける媒体であり、連続用紙、カット紙、シール用紙、OHPシート等の樹脂シート、フイルム、布、その他材質や形状を問わず、様々な媒体を含む。 The recording medium is a medium that receives the liquid ejected by the liquid ejection head. Various media can be used regardless of material or shape, such as continuous sheets, cut sheets, sealing sheets, resin sheets such as OHP sheets, films, cloths, and the like. Including.
請求項2に記載の発明は、請求項1記載の液体吐出ヘッドの一態様に係り、前記流路は、前記梁部を貫通する貫通穴であることを特徴とする。 A second aspect of the invention relates to an aspect of the liquid discharge head according to the first aspect of the invention, wherein the flow path is a through hole that penetrates the beam portion.
請求項2に記載の発明によれば、梁部を貫通する流路を貫通穴とすることで、梁部及びアセンブリ部材全体の剛性が確保される。
According to invention of
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2記載の液体吐出ヘッドの一態様に係り、前記梁部には前記流路が複数設けられ、前記複数の流路を、前記梁部と前記ヘッドチップとの接合面に投影した投影面において、隣り合う流路の中心間距離Pは、隣り合う2つの流路の配列方向の最大長さをそれぞれL1、L2とすると、次式P>(L1/2)+(L2/2)を満たすように前記複数の流路を分散配置することを特徴とする。 A third aspect of the present invention relates to an aspect of the liquid ejection head according to the first or second aspect, wherein a plurality of the flow paths are provided in the beam portion, and the plurality of flow paths are connected to the beam portion and the beam. In the projection plane projected on the joint surface with the head chip, the distance P between the centers of the adjacent flow paths is expressed by the following formula P, where the maximum length in the arrangement direction of the two adjacent flow paths is L 1 and L 2 , respectively. > (L 1/2) +, characterized in that distributed a plurality of flow paths so as to satisfy (L 2/2).
請求項3に記載の発明によれば、複数の流路を備える態様において、各流路は他の流路に対して梁部の高さ方向に重ならないように形成されるので、梁部(アセンブリ部材)の剛性が平準化され、アセンブリ部材が全体として不均一に曲がることが防止される。 According to the third aspect of the present invention, in the aspect including a plurality of flow paths, each flow path is formed so as not to overlap the other flow paths in the height direction of the beam section. The rigidity of the assembly member) is leveled, and the assembly member is prevented from bending unevenly as a whole.
梁部に複数の流路を分散配置する態様には、2列の流路を千鳥配置する態様がある。例えば、同一平面形状及び略同一サイズ(直径)を持つ流路を梁部の形成方向に等間隔に配置した流路列を梁部の高さ方向に2列設け、同一流路列における流路の配列方向の最大長さを隣り合う流路の対向する外縁部間の長さ未満とし、一方の流路列の隣り合う流路間の領域(流路の非形成領域)に他方の流路列の流路が配置される。なお、最上部の流路は溝形状としてもよい。 In an aspect in which a plurality of flow paths are dispersedly arranged in the beam portion, there is an aspect in which two rows of flow paths are staggered. For example, two rows of flow passages in which the flow passages having the same planar shape and substantially the same size (diameter) are arranged at equal intervals in the beam portion forming direction are provided in the height direction of the beam portions, and the flow passages in the same flow passage row The maximum length in the arrangement direction is less than the length between the opposing outer edge portions of the adjacent flow paths, and the other flow path is located in the area between the adjacent flow paths in one flow path row (the non-flow path forming area). A row of channels is arranged. Note that the uppermost flow channel may have a groove shape.
請求項4に記載の発明は、請求項1、2又は3記載の液体吐出ヘッドの一態様に係り、前記流路の形成方向と直交する面における前記流路の断面面形状は、前記梁部の形成方向の最大長さに対する前記梁部の高さ方向の最大長さの比が1を超えることを特徴とする。 A fourth aspect of the present invention relates to an aspect of the liquid ejection head according to the first, second, or third aspect, wherein a cross-sectional surface shape of the flow path in a plane orthogonal to a formation direction of the flow path is the beam portion. The ratio of the maximum length in the height direction of the beam portion to the maximum length in the direction in which the beam is formed exceeds 1.
請求項4に記載の発明によれば、前記梁部の形成方向の最大長さに対する前記梁部の高さ方向の最大長さの比で表される流路の前記流路の形成方向と直交する面における前記流路の断面面形状のアスペクト比が1を超えるように流路が形成されるので、前記アスペクト比が1以下の流路に比べて梁部(アセンブリ部材)が曲がりににくくなる。
According to the invention of
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4のうち何れか1項に記載の液体吐出ヘッドの一態様に係り、前記流路の一方の端部は前記梁部の高さ方向の下端部近傍に設けられ、前記共通液室に収容されている液体を前記液体吐出ヘッドの長手方向に沿う循環方向に循環させる際に、前記梁部の高さ方向の下端部近傍に前記流路の端部が形成される側が前記循環方向の下流側となるように前記共通液室内に収容されている液体を循環させることを特徴とする。 A fifth aspect of the present invention relates to one aspect of the liquid ejection head according to any one of the first to fourth aspects, wherein one end portion of the flow path is a lower end in the height direction of the beam portion. When the liquid stored in the common liquid chamber is circulated in the circulation direction along the longitudinal direction of the liquid discharge head, the flow path is disposed near the lower end portion in the height direction of the beam portion. The liquid stored in the common liquid chamber is circulated so that the side on which the end is formed is the downstream side in the circulation direction.
請求項5に記載の発明によれば、共通液室内における液体の流れのよどみ易い部分(即ち、よどみ点)に流路の端部(貫通穴の場合には開口)を設け、よどみ点に直接的に液体の流れを導入して液流のよどみの発生を防止する。 According to the fifth aspect of the present invention, the end portion of the flow path (opening in the case of the through hole) is provided in the portion where the liquid flow is likely to stagnate (that is, the stagnation point) in the common liquid chamber, and the stagnation point is directly provided. Introducing liquid flow to prevent stagnation of the liquid flow.
請求項6に記載の発明は、請求項1乃至5のうち何れか1項に記載の液体吐出ヘッドの一態様に係り、前記アセンブリ部材は、周囲部及び前記周囲部近傍の高さが他の部分の高さよりも高い構造を有することを特徴とする。 A sixth aspect of the present invention relates to one aspect of the liquid ejection head according to any one of the first to fifth aspects, wherein the assembly member has other heights in the periphery and in the vicinity of the periphery. It has a structure higher than the height of the part.
請求項6に記載の発明によれば、アセンブリ部材は周囲部の高さが他の部分よりも高くなる構造を有するので、アセンブリ部材の変形を全体として抑えることができる。
According to the invention described in
周囲部近傍には梁部の両端部近傍が含まれていてもよい。梁部の両端部近傍の高さを他の部分よりも高くする態様には、例えば、梁部の中央部側から両端部側に向って高さが徐々に(連続的に)高くする態様がある。アセンブリ部材の周囲部を共通液室部材との接合領域としてもよい。 The vicinity of both ends of the beam portion may be included in the vicinity of the peripheral portion. The aspect in which the height in the vicinity of both ends of the beam portion is higher than the other portions is, for example, an aspect in which the height is gradually (continuously) increased from the central portion side to the both end portions side of the beam portion. is there. The peripheral portion of the assembly member may be a joint region with the common liquid chamber member.
請求項7に記載の発明は、請求項1乃至6のうち何れか1項に記載の液体吐出ヘッドの一態様に係り、前記梁部は、前記ヘッドチップが有する前記ノズルの形成方向と略平行方向に形成されるダミーノズルを備え、前記ダミーノズルは、一方の端部が前記流路と連通するとともに他方の端部が前記ヘッドチップとの接合面のヘッドチップとの非接合領域で大気と連通する構造を有することを特徴とする。 A seventh aspect of the present invention relates to an aspect of the liquid discharge head according to any one of the first to sixth aspects, wherein the beam portion is substantially parallel to a forming direction of the nozzle of the head chip. A dummy nozzle formed in a direction, the dummy nozzle having one end communicating with the flow path and the other end communicating with the atmosphere in a non-bonding region with the head chip on the bonding surface with the head chip. It has the structure which communicates.
請求項7に記載の発明によれば、ダミーノズルを介して共通液室内(梁部流路内)の気体を大気中に排出することができる。請求項7に記載の発明は、流路が連通穴の場合に連通穴内に滞留する気泡を効率よく排除でき、好ましい。 According to the seventh aspect of the present invention, the gas in the common liquid chamber (in the beam passage) can be discharged into the atmosphere via the dummy nozzle. The invention described in claim 7 is preferable because the bubbles staying in the communication hole can be efficiently eliminated when the flow path is the communication hole.
ダミーノズルを介して流路内に溜まった気体を大気中に排出するには、ダミーノズルの外側から吸引手段を用いて吸引してもよいし、共通液室内の圧力を可変させる圧力可変手段を用いて、共通液室内の液体を加圧してもよい。 In order to discharge the gas accumulated in the flow path to the atmosphere via the dummy nozzle, the suction may be performed from the outside of the dummy nozzle using a suction means, or a pressure variable means for varying the pressure in the common liquid chamber may be provided. It may be used to pressurize the liquid in the common liquid chamber.
請求項8に記載の発明は、請求項1乃至6のうち何れか1項に記載の液体吐出ヘッドの一態様に係り、前記アセンブリ部材は、隣り合うヘッドチップの間に挿入可能な突起部を備え、前記突起部は、前記ヘッドチップが有する前記ノズルの形成方向と略平行方向に形成されるダミーノズルを備え、前記ダミーノズルは、一方の端部が前記流路と連通するとともに他方の端部が前記突起部の先端部に達し、前記他方の端部で大気と連通する構造を有することを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the liquid ejection head according to any one of the first to sixth aspects, wherein the assembly member has a protrusion that can be inserted between adjacent head chips. The protrusion includes a dummy nozzle formed in a direction substantially parallel to the nozzle forming direction of the head chip. The dummy nozzle has one end communicating with the flow path and the other end. It has a structure in which the portion reaches the tip end portion of the protruding portion and communicates with the atmosphere at the other end portion.
請求項8に記載の発明によれば、共通液室内、特に流路内に溜まった気体を大気に排出可能である。また、突起部をヘッドチップとアセンブリ部材との位置合わせ用のピン(位置合わせ部材)として用いることで、これらの位置合わせが容易になる。 According to the eighth aspect of the invention, the gas accumulated in the common liquid chamber, particularly in the flow path, can be discharged to the atmosphere. Further, by using the protrusion as a pin (positioning member) for positioning the head chip and the assembly member, it is easy to align them.
請求項9に記載の発明は、請求項7又は8記載の液体吐出ヘッドの一態様に係り、前記ダミーノズルは、前記流路と交差するとともに前記梁部を貫通する長さを有することを特徴とする。 A ninth aspect of the invention relates to an aspect of the liquid discharge head according to the seventh or eighth aspect, wherein the dummy nozzle has a length that intersects the flow path and penetrates the beam portion. And
請求項9に記載の発明によれば、ダミーノズルを貫通穴として形成することで、製造の容易性向上が見込まれる。 According to the ninth aspect of the invention, the ease of manufacturing is expected to be improved by forming the dummy nozzle as a through hole.
また、上記目的を達成するために請求項10記載の発明に係る液体吐出ヘッドは、液体を吐出するノズルを具備する複数のヘッドチップをつなぎ合わせた構造を有する長尺の液体吐出ヘッドであって、前記ヘッドチップに対応する複数の開口部が形成され、前記ヘッドチップの液体吐出方向と反対側の面に接合して前記複数のヘッドチップを所定の配列でつなぎ合わせるアセンブリ部材と、前記複数のヘッドチップに液体を供給する共通液室が形成され、前記アセンブリ部材の前記ヘッドチップが前記接合される面と反対側面に接合される共通液室部材と、を備え、前記アセンブリ部材は、隣り合う開口部を隔てる梁部に多孔質部材が用いられることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a liquid discharge head according to the invention of
請求項10に記載の発明によれば、ヘッドチップと共通液室との間に設けられるアセンブリ部材の梁部に多孔質部材を用いるので、共通液室内の液体が梁部の内部を流れることができ、共通液室内に液体の流れのよどみ点が発生しない。また、液体の流れがよどまないので、液体の流れにより液体へ気泡を溶解させる効果を得ることができる。
According to the invention of
なお、多孔質部材には毛細管力が作用するので共通液室に収容されている液体が梁部の大気と接触する部分(隣り合うヘッドチップの接合部分)から漏れ出すことがなく、ヘッドチップに設けられるノズルのメニスカスは維持される。 In addition, since capillary force acts on the porous member, the liquid stored in the common liquid chamber does not leak from the portion of the beam portion that contacts the atmosphere (joining portion of the adjacent head chips), and the head chip does not leak. The meniscus of the nozzle provided is maintained.
請求項11に記載の発明は、請求項10記載の液体吐出ヘッドの一態様に係り、前記梁部は、前記ヘッドチップとの接合面に遮気性部材を備えたことを特徴とする。 An eleventh aspect of the invention relates to an aspect of the liquid discharge head according to the tenth aspect of the invention, wherein the beam portion includes an air shielding member on a joint surface with the head chip.
請求項11に記載の発明によれば、梁部にヘッドチップとの接合面に遮気性部材を備えたので、梁部に多孔質部材を用いる場合にも共通液室が大気と遮断されるので、脱気液体を使用することができる。 According to the eleventh aspect of the present invention, since the beam portion is provided with the airtight member on the joint surface with the head chip, the common liquid chamber is blocked from the atmosphere even when the porous member is used for the beam portion. Degassed liquid can be used.
また、請求項12記載の発明に係る液体吐出装置は、請求項1乃至11のうち何れか1項に記載された液体吐出ヘッドを備えたことを特徴とする。 According to a twelfth aspect of the present invention, a liquid ejection apparatus includes the liquid ejection head according to any one of the first to eleventh aspects.
液体吐出装置には、記録媒体上にインクを吐出させて所望の画像を形成する画像形成装置(インクジェット記録装置)が含まれる。 The liquid ejecting apparatus includes an image forming apparatus (inkjet recording apparatus) that ejects ink onto a recording medium to form a desired image.
本発明によれば、アセンブリ部材の開口部(即ち、共通液室のヘッドチップ近傍の区画された領域)に生じる共通液室内の液体の流れのよどみ点を解消することができ、よどみ点に引っかかった気泡のヘッドチップ内への混入が防止される。また、よどみ点を解消することで液体の流れが確保され、液体の流れによる液体への気泡の溶解が促進される。 According to the present invention, it is possible to eliminate the stagnation point of the liquid flow in the common liquid chamber that occurs in the opening of the assembly member (that is, the partitioned region in the vicinity of the head chip of the common liquid chamber). Air bubbles are prevented from entering the head chip. Further, by eliminating the stagnation point, the liquid flow is secured, and the dissolution of bubbles in the liquid by the liquid flow is promoted.
以下添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
〔インクジェット記録装置の全体構成〕
図1は本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置(液体吐出装置)の全体構成図である。同図に示したように、このインクジェット記録装置10は、インクの色ごとに設けられた複数の印字ヘッド12K,12C,12M,12Yを有する印字部12と、各印字ヘッド12K,12C,12M,12Yに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵/装填部14と、記録紙16(記録媒体)を供給する給紙部18と、記録紙16のカールを除去するデカール処理部20と、前記印字部12のノズル面(インク吐出面、図1には不図示)に対向して配置され、記録紙16の平面性を保持しながら記録紙16を搬送する吸着ベルト搬送部22と、印字部12による印字結果を読み取る印字検出部24と、印画済みの記録紙(プリント物)を外部に排紙する排紙部26と、を備えている。
[Overall configuration of inkjet recording apparatus]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an ink jet recording apparatus (liquid ejection apparatus) according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the
図1では、給紙部18の一例としてロール紙(連続用紙)のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給し
てもよい。
In FIG. 1, a magazine for rolled paper (continuous paper) is shown as an example of the
複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコード或いは無線タグなどの情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。 When multiple types of recording paper are used, an information recording body such as a barcode or wireless tag that records paper type information is attached to the magazine, and the information on the information recording body is read by a predetermined reader. Therefore, it is preferable to automatically determine the type of paper to be used and perform ink ejection control so as to realize appropriate ink ejection according to the type of paper.
給紙部18から送り出される記録紙16はマガジンに装填されていたことによる巻きクセが残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部20においてマガジンの巻きクセ方向と逆方向に加熱ドラム30で記録紙16に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。
The
ロール紙を使用する装置構成の場合、図1のように、裁断用のカッター(第1のカッター)28が設けられており、該カッター28によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター28は、記録紙16の搬送路幅以上の長さを有する固定刃28Aと、該固定刃28Aに沿って移動する丸刃28Bとから構成されており、印字裏面側に固定刃28Aが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃28Bが配置される。なお、カット紙を使用する場合には、カッター28は不要である。
In the case of an apparatus configuration that uses roll paper, a cutter (first cutter) 28 is provided as shown in FIG. 1, and the roll paper is cut into a desired size by the
デカール処理後、カットされた記録紙16は、吸着ベルト搬送部22へと送られる。吸着ベルト搬送部22は、ローラ31、32間に無端状のベルト33が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部12のノズル面及び印字検出部24のセンサ面に対向する部分が水平面(フラット面)をなすように構成されている。
After the decurling process, the
ベルト33は、記録紙16の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引穴(不図示)が形成されている。図1に示したとおり、ローラ31、32間に掛け渡されたベルト33の内側において印字部12のノズル面及び印字検出部24のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバ34が設けられており、この吸着チャンバ34をファン35で吸引して負圧にすることによってベルト33上の記録紙16が吸着保持される。
The
ベルト33が巻かれているローラ31、32の少なくとも一方にモータ(図1中不図示、図6中符号88として記載)の動力が伝達されることにより、ベルト33は図1上の時計回り方向に駆動され、ベルト33上に保持された記録紙16は図1の左から右へと搬送される。なお、ベルト33の詳細は後述する。
When the power of a motor (not shown in FIG. 1, described as
縁無しプリント等を印字するとベルト33上にもインクが付着するので、ベルト33の外側の所定位置(印字領域以外の適当な位置)にベルト清掃部36が設けられている。ベルト清掃部36の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、或いはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラ線速度を変えると清掃効果が大きい。
Since ink adheres to the
なお、吸着ベルト搬送部22に代えて、ローラ・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラ・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面をローラが接触するので画像が滲み易いという問題がある。したがって、本例のように、印字領域では画像面を接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。
Although a mode using a roller / nip conveyance mechanism instead of the suction
吸着ベルト搬送部22により形成される用紙搬送路上において印字部12の上流側には、加熱ファン40が設けられている。加熱ファン40は、印字前の記録紙16に加熱空気を吹き付け、記録紙16を加熱する。印字直前に記録紙16を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。
A
印字部12は、最大紙幅に対応する長さを有するライン型ヘッドを紙送り方向と直交方向(主走査方向)に配置した、いわゆるフルライン型のヘッドとなっている(図2参照)。詳細な構造例は後述するが、各印字ヘッド12K,12C,12M,12Yは、図2に示したように、本インクジェット記録装置10が対象とする最大サイズの記録紙16の少なくとも一辺を超える長さにわたってインク吐出口(ノズル)が複数配列されたライン型ヘッドで構成されている。
The
記録紙16の送り方向(以下、紙搬送方向という。)に沿って上流側から黒(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の順に各色インクに対応した印字ヘッド12K,12C,12M,12Yが配置されている。記録紙16を搬送しつつ各印字ヘッド12K,12C,12M,12Yからそれぞれ色インクを吐出することにより記録紙16上にカラー画像を形成し得る。
A
このように、紙幅の全域をカバーするフルラインヘッドがインク色ごとに設けられてなる印字部12によれば、副走査方向について記録紙16と印字部12を相対的に移動させる動作を一回行うだけで(即ち、1回の副走査で)、記録紙16の全面に画像を記録することができる。これにより、印字ヘッドが主走査方向に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。
Thus, according to the
なお、本例では、KCMYの標準色(4色)の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出する印字ヘッドを追加する構成も可能である。 In this example, the configuration of KCMY standard colors (four colors) is illustrated, but the combination of ink colors and the number of colors is not limited to this embodiment, and light ink and dark ink are added as necessary. May be. For example, it is possible to add a print head that discharges light ink such as light cyan and light magenta.
図1に示したように、インク貯蔵/装填部14は、各印字ヘッド12K,12C,12M,12Yに対応する色のインクを貯蔵するタンクを有し、各タンクは不図示の管路を介して各印字ヘッド12K,12C,12M,12Yと連通されている。また、インク貯蔵/装填部14は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段(表示手段、警告音発生手段等)を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。
As shown in FIG. 1, the ink storage /
印字検出部24は、印字部12の打滴結果を撮像するためのイメージセンサを含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他の吐出不良をチェックする手段として機能する。
The
本例の印字検出部24は、少なくとも各印字ヘッド12K,12C,12M,12Yによるインク吐出幅(画像記録幅)よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサで構成される。このラインセンサは、赤(R)の色フィルタが設けられた光電変換素子(画素)がライン状に配列されたRセンサ列と、緑(G)の色フィルタが設けられたGセンサ列と、青(B)の色フィルタが設けられたBセンサ列と、からなる色分解ラインCCDセンサで構成されている。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が二次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。
The
印字検出部24は、各色の印字ヘッド12K,12C,12M,12Yにより印字されたテストパターンを読み取り、各ヘッドの吐出検出を行う。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定などで構成される。また、印字検出部24には、打滴されたドットに光を照射させる光源(不図示)を備えている。
The
印字検出部24の後段には、後乾燥部42が設けられている。後乾燥部42は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹き付ける方式が好ましい。
A
多孔質のペーパに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。 When printing on porous paper with dye-based ink, the weather resistance of the image is improved by preventing contact with ozone or other things that cause dye molecules to break by blocking the paper holes by pressurization. There is an effect to.
後乾燥部42の後段には、加熱・加圧部44が設けられている。加熱・加圧部44は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラ45で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。
A heating /
こうして生成されたプリント物は排紙部26から排出される。本来プリントすべき本画像(目的の画像を印刷したもの)とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置10では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部26A、26Bへと送るために排紙経路を切り替える不図示の選別手段が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター(第2のカッター)48によってテスト印字の部分を切り離す。カッター48は、排紙部26の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター48の構造は前述した第1のカッター28と同様であり、固定刃48Aと丸刃48Bとから構成される。
The printed matter generated in this manner is outputted from the
また、図1には示さないが、本画像の排出部26Aには、オーダ別に画像を集積するソーターが設けられる。なお、符号26Bはテスト印字排出部である。 Although not shown in FIG. 1, the paper output unit 26A for the target prints is provided with a sorter for collecting prints according to print orders. Reference numeral 26B denotes a test print discharge unit.
〔印字ヘッドの構造の説明〕
次に、印字ヘッドの構造について説明する。インク色ごとに設けられている各印字ヘッド12K,12C,12M,12Yの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号100によって印字ヘッドを示すものとする。
[Description of print head structure]
Next, the structure of the print head will be described. Since the structures of the print heads 12K, 12C, 12M, and 12Y provided for the respective ink colors are common, the print heads are represented by the
本発明に係る印字ヘッド100は、図2に図示するように記録紙16の幅方向の長さに対応する印字可能幅を有するフルライン型ヘッドであり、図3(a)に示すように、印字ヘッド100は記録紙16の幅方向に長さに満たない印字可能幅を持つ短尺のヘッドチップ50を記録紙16の幅方向(ヘッドチップの配列方向)に配列してつなぎ合わせた構造を有している。
The
図3(b) は、印字ヘッド100を構成するヘッドチップ50の構造例を示す平面透視図である。図3(b)に示すように、ヘッドチップ50はインクが出されるノズル51と、各ノズル51に対応する圧力室52等からなる複数のインク室ユニット53を記録紙16の幅方向である主走査方向に沿って一列に配置させた構造を有している。
FIG. 3B is a plan perspective view showing a structural example of the
各ノズル51に対応して設けられている圧力室52は、その平面形状が概略正方形となっており、対角線上の両隅部にノズル51と供給口54が設けられている。また、各圧力室52は供給口54を介して共通液室(図3中不図示、図4に符号55で図示)と連通されている。
The
図4は、インク室ユニット(印字ヘッド100)の立体的構成を示す断面図(図3(a) 中のIV−IV線に沿う断面図)である。圧力室52の天面を構成している加圧板56には個別電極57を備えた圧力発生素子(圧電素子)58が接合されており、加圧板56は圧力発生素子58の共通電極と兼用されている。個別電極57に駆動電圧を印加することによって圧力発生素子58にたわみ変形が生じて圧力室52が変形し、インクがノズル51から外部に吐出される。インク液滴を吐出させた後に圧力発生素子58による圧力室52内のインクの加圧を終了すると、共通液室55から供給口54を通って新しいインクが圧力室52に供給される。
FIG. 4 is a cross-sectional view (a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3A) showing a three-dimensional configuration of the ink chamber unit (print head 100). A pressure generating element (piezoelectric element) 58 having an
本例に示す印字ヘッド100は、圧力室52の背面側に設けられた共通液室55から圧力室52内へインクを供給する背面流路構造を有している。即ち、印字ヘッド100は、加圧板56に設けられた供給口54を介して、圧力室52と圧力室52の加圧板56と反対側に設けられた共通液室55とを連通させる構造を有している。このような背面流路構造では、他の構造(例えば、圧力室52のノズル51側に共通液室55を備える構造)に比べてノズル51と圧力室52との間の流路長(吐出側流路の流路長)及び供給側絞り(供給口54)の流路長(供給側流路の流路長)を短くすることができるとともに、インク室ユニット53を高密度に配置することが可能になる。したがって、多数のノズル51が高密度に配置されたヘッドにおいて、吐出周期の高速化を実現することができる構造と言える。特に、高粘度インクを数十kHzから百kHz程度の高い吐出周波数で吐出させる場合に有利な構造である。
The
なお、図4に示す背面流路構造を用いる場合には、加圧板56の共通液室55側に(共通液室55の内部に)圧力発生素子58が設けられるので、共通液室55内のインクと圧力発生素子58が接触しないように、圧力発生素子58を覆うカバー部材59が設けられている。また、圧力発生素子58に与える駆動信号を伝送する配線(不図示)を加圧板56の共通液室55側に備える態様では、該配線には所定の絶縁処理が施される。
When the back surface flow path structure shown in FIG. 4 is used, the
上述した配線を共通液室55の上面側(共通液室55の加圧板56と反対側面)に備える態様も好ましい。即ち、共通液室55の天井面を形成する部材を配線パターンが形成され配線基板で構成し、個別電極57から加圧板56の圧力発生素子配設面に引き出されて電極から立ち上がり共通液室55を貫通するように形成された配線部材を介して、個別電極57と配線基板の配線パターンとを導通させる。この配線部材は共通液室55内を立ち並ぶよう形成され、共通液室55の天井面を形成する配線部材を支持する支持部材としても機能する。
A mode in which the above-described wiring is provided on the upper surface side of the common liquid chamber 55 (the side surface opposite to the
また、本実施形態では、ピエゾ素子(圧電素子)に代表される圧力発生素子58の変形によってインクを加圧する方式が採用されている。本発明の実施に際して、圧力発生素子58にはピエゾ素子以外の他のアクチュエータを適用できる。また、圧力室52の内部に設けられたヒータによって圧力室52内部のインクを加熱してバブルを発生させて、このバブルによって圧力室52内のインク液滴を加熱するサーマル方式を適用してもよい。
In the present embodiment, a method is employed in which ink is pressurized by deformation of a
〔インク供給系の説明〕
次に、図5を用いてインクジェット記録装置10のインク供給系について説明する。図5はインクジェット記録装置10におけるインク供給系の構成を示した概要図である。
[Description of ink supply system]
Next, the ink supply system of the
インク供給タンク60はインクを供給するための基タンクであり、図1で説明したインク貯蔵/装填部14に設置される。インク供給タンク60の形態には、インク残量が少なくなった場合に、不図示の補充口からインクを補充する方式と、タンクごと交換するカートリッジ方式とがある。使用用途に応じてインク種類を変える場合には、カートリッジ方式が適している。この場合、インクの種類情報をバーコード等で識別して、インク種類に応じた吐出制御を行うことが好ましい。
The
図5に示すように、インク供給タンク60と印字ヘッド100の中間には、異物や気泡を除去するためにフィルタ62が設けられている。フィルタ・メッシュサイズは、ノズル径と同等若しくはノズル径以下(一般的には、20μm程度)とすることが好ましい。
As shown in FIG. 5, a
なお、印字ヘッド100の近傍又は印字ヘッド100と一体にサブタンク(図5中不図示、図8の符号122で図示)を設ける構成も好ましい。サブタンクは、印字ヘッド100の内圧変動を防止するダンパ効果及びリフィルを改善する機能を有する。
A configuration in which a sub tank (not shown in FIG. 5 and indicated by
サブタンクにより内圧を制御する態様には、大気開放されたサブタンクとヘッドチップ50内の圧力室52とのインク水位の差により圧力室52内の内圧を制御する態様や、密閉されたサブタンクに接続されたポンプによりサブタンク及び圧力室の内圧を制御する態様などがあり、何れの態様を適用してもよい。
The mode in which the internal pressure is controlled by the sub tank includes a mode in which the internal pressure in the
また、図5には図示を省略するが、インクジェット記録装置10は、共通液室55内のインクを循環させる循環手段(例えば、ポンプ)を備えている。即ち、印字ヘッド100の外部に設けられたポンプが印字ヘッド100(共通液室55)のインク循環口(図5には不図示、図7(a)に符号103A、103Bで図示)に接続させ、ポンプを動作させることで共通液室55内のインクを循環させることができる。なお、ライン型の印字ヘッドでは、その長手方向と略平行方向に主たるインクの流れを発生させる態様が好ましい。
Although not shown in FIG. 5, the
〔ヘッドのメンテナンスの説明〕
図5に示すように、インクジェット記録装置10にはノズル51の乾燥防止又はノズル51近傍のインク粘度上昇を防止するための手段としてのキャップ64が設けられ、ノズル51が形成されるノズル形成面のクリーニング(ワイピング)を行うための手段としてブレード66が設けられている。
[Description of head maintenance]
As shown in FIG. 5, the
キャップ64を含むメンテナンスユニットは、不図示の移動機構によって印字ヘッド100に対して相対移動可能であり、必要に応じて所定の退避位置から印字ヘッド100下方の位置に移動される。
The maintenance unit including the
図5に示すキャップ64は、印字ヘッド100のノズル形成面を全面にわたって覆うことができるサイズを有している。キャップ64は、図示せぬ昇降機構によって印字ヘッド100に対して相対的に昇降変位される。電源OFF時や印刷待機時にキャップ64を所定の上昇位置まで上昇させ、印字ヘッド100(ヘッドチップ50のノズル形成面)に密着させることにより、ノズル形成面をキャップ64で覆う。
The
印字中又は待機中において、特定のノズル51の使用頻度が低くなり、ある時間以上インクが吐出されない状態が続くと、ノズル近傍のインク溶媒が蒸発してインク粘度が高くなってしまう。このような状態になると、圧力発生素子58が動作してもノズル51からインクを吐出できなくなってしまう。
During printing or standby, if the frequency of use of a
このような状態になる前に(圧力発生素子58の動作により吐出が可能な粘度の範囲で)圧力発生素子58を動作させ、その劣化インク(粘度が上昇したノズル近傍のインク)を排出すべくキャップ64(インク受け)に向かって予備吐出(パージ、空吐出、つば吐き)が行われる。
Before such a state is reached, the
また、印字ヘッド100内のインク(圧力室52内)に気泡が混入した場合、圧力発生素子58が動作してもノズルからインクを吐出させることができなくなる。このような場合には印字ヘッド100にキャップ64を当て、吸引ポンプ67で圧力室52内のインク(気泡が混入したインク)を吸引により除去し、吸引除去したインクを回収タンク68へ送液する。この吸引動作は、初期のインクのヘッドへの装填時、或いは長時間の停止後の使用開始時にも粘度上昇(固化)した劣化インクの吸い出しが行われる。なお、吸引動作は圧力室52内のインク全体に対して行われるので、インク消費量が大きくなる。したがって、インクの粘度上昇が小さい場合には予備吐出を行う態様が好ましい。
Further, when air bubbles are mixed into the ink in the print head 100 (in the pressure chamber 52), the ink cannot be ejected from the nozzle even if the
図示は省略するが、キャップ64の内部を各ヘッドチップ50に対応して区画し、それぞれのヘッドチップ50ごとに吸引を実行可能に形成する態様も好ましい。
Although illustration is omitted, it is also preferable to divide the inside of the
ブレード66は、ノズル形成面に当接させながら移動してノズル形成面の汚れを除去する払拭手段として機能し、硬質ゴムなどの材料が好適に用いられる。即ち、ブレード66は所定の強度(剛性)及び所定の弾力性を有し、その表面はインク液滴や脱気液体をはじく所定の撥水性能を有している。ブレード66はノズル形成面に付着したインク(固まってノズル形成面に固着したインク)や紙粉、その他の異物を払拭除去可能な部材で構成される。
The
また、図5には図示しないが、インクジェット記録装置10のヘッドメンテナンス機構(ヘッドメンテナンス手段)には、該ブレード66を上下方向に移動させてノズル形成面に接触させる/接触させない(非接触)を切り換えるブレード上下機構(不図示)や、ブレード66に付着した異物を除去するクリーニング手段が備えられている。
Although not shown in FIG. 5, the head maintenance mechanism (head maintenance means) of the
〔制御系の説明〕
次に、本例に示すインクジェット記録装置10の制御系について説明する。図6はインクジェット記録装置10のシステム構成を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置10は、通信インターフェース70、システムコントローラ72、画像メモリ74、モータドライバ76、ヒータドライバ78、プリント制御部80、画像バッファメモリ82、ヘッドドライバ84等を備えている。
[Explanation of control system]
Next, a control system of the ink
通信インターフェース70は、ホストコンピュータ86から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース70にはUSB(Universal Serial Bus)、IEEE1394、イーサネット(登録商標)、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ(不図示)を搭載してもよい。ホストコンピュータ86から送出された画像データは通信インターフェース70を介してインクジェット記録装置10に取り込まれ、一旦画像メモリ74に記憶される。画像メモリ74は、通信インターフェース70を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ72を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ74は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。
The
システムコントローラ72は、通信インターフェース70、画像メモリ74、モータドライバ76、ヒータドライバ78等の各部を制御する制御部である。システムコントローラ72は、中央演算処理装置(CPU)及びその周辺回路等から構成され、ホストコンピュータ86との間の通信制御、画像メモリ74の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ88やヒータ89を制御する制御信号を生成する。
The system controller 72 is a control unit that controls each unit such as the
モータドライバ76は、システムコントローラ72からの指示にしたがってモータ88を駆動するドライバー(駆動回路)である。なお、図6のモータドライバ76及びモータ88にはそれぞれ複数のモータドライバ及びモータが含まれている。即ち、システムコントローラ72は複数のモータドライバを介して複数のモータを制御する。
The
複数のモータの一例を挙げると、図1のローラ31、32を回動させるモータ、図6に示すブレードを上下させる上下機構のモータなどがある。
As an example of a plurality of motors, there are a motor for rotating the
また、ヒータドライバ78は、システムコントローラ72からの指示にしたがって後乾燥部42等のヒータ89を駆動するドライバーである。図6に示すヒータ89には、図1の後乾燥部42に用いられるヒータ、各ヘッドチップ50の温度調節ヒータなどのヒータが含まれる。
The
プリント制御部80は、システムコントローラ72の制御に従い、画像メモリ74内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字制御信号(印字データ)をヘッドドライバ84に供給する制御部である。プリント制御部80において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいてヘッドドライバ84を介して各ヘッドチップ50のインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。
The print control unit 80 has a signal processing function for performing various processing and correction processing for generating a print control signal from the image data in the
プリント制御部80には画像バッファメモリ82が備えられており、プリント制御部80における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ82に一時的に格納される。なお、図6において画像バッファメモリ82はプリント制御部80に付随する態様で示されているが、画像メモリ74と兼用することも可能である。また、プリント制御部80とシステムコントローラ72とを統合して一つのプロセッサで構成する態様も可能である。
The print control unit 80 includes an
ヘッドドライバ84はプリント制御部80から与えられる印字データに基づいて各色の印字ヘッド100(各ヘッドチップ50)のアクチュエータを駆動する。ヘッドドライバ84にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。 The head driver 84 drives the actuator of each color print head 100 (each head chip 50) based on the print data given from the print control unit 80. The head driver 84 may include a feedback control system for keeping the head driving conditions constant.
プログラム格納部90には、インクジェット記録装置10の制御プログラムが格納され、システムコントローラ72はプログラム格納部90に格納されている種々の制御プログラムを適宜読み出し、制御プログラムを実行する。
The
印字検出部24は、ラインセンサを含むブロックであり、記録紙16に印字された画像を読み取り、所定の信号処理などを行って印字状況(吐出の有無、打滴のバラつきなど)を検出し、その検出結果をプリント制御部に提供する。
The
プリント制御部80は、必要に応じて印字検出部24から得られた情報に基づいて印字ヘッド100(ヘッドチップ50)に対する各種補正を行う。
The print control unit 80 performs various corrections for the print head 100 (head chip 50) based on information obtained from the
〔第1実施形態〕
次に、本発明に係る第1実施形態について説明する。
[First Embodiment]
Next, a first embodiment according to the present invention will be described.
図7(a)〜(c)は、本発明の第1実施形態に係る印字ヘッド100(図7(a)〜(c)には符号の図示を省略)を分解した斜視図である。図7(a)には、共通液室55となる共通液室部材102を示し、図7(b)には共通液室部材102とヘッドチップ50とを接合する際に共通液室部材102とヘッドチップ50との間に設けられるアセンブリ部材120を示す。また、図7(c)には、印字ヘッド100を構成するヘッドチップ50が所定のヘッドチップ配列方向に配列された状態を示す。
7A to 7C are exploded perspective views of the
図7(a)に示す共通液室部材102の内部は、複数のヘッドチップ50に供給するインクが貯蔵されるとともに、印字ヘッド100を構成するヘッドチップ50に共通であり一体型の共通液室55となる。また、共通液室部材102はその長手方向の両端部における略中央部にインク循環口103A、103Bを備えている。
In the common
図7(a)には図示しないが、共通液室部材102のアセンブリ部材120との接合部分には接着剤が塗布される。この接着剤は共通液室55の周囲部を封止してインク漏れを防止する封止部材としても機能する。また、アセンブリ部材120は、封止部材として機能する接着剤130をつぶす程度の剛性を有している。
Although not shown in FIG. 7A, an adhesive is applied to the joint portion of the common
図7(b)は、アセンブリ部材120の斜視図である。アセンブリ部材120は、共通液室部材102の外周(共通液室部材102のアセンブリ部材120との接合部分)に対応する略長方形形状(共通液室部材の平面形状と相似形状)の枠部121と、枠部121の短手方向に形成される梁部と、を含んで構成されている。即ち、枠部121は長手方向(ヘッドチップ50の配列方向)に沿う2つ辺部121A、121Bを有し、該長手方向の辺部121A及び121Bをつなぐように長手方向の両端部にそれぞれ短手方向に沿う辺部123A、123Bが設けられている。
FIG. 7B is a perspective view of the
また、梁部122は複数のヘッドチップ50(図7(c)参照)を印字ヘッド100(図7には不図示)の長手方向(本例では、紙送り方向に略直交する方向)に沿って一列に並べたときの隣り合うヘッドチップ50の間に対応する位置に形成され、隣り合うヘッドチップ50の間にできる隙間を埋める部材として機能する。
Further, the
即ち、アセンブリ部材120の幅広面のうち一方の面は共通液室部材102の接合面となり、他方の面(共通液室部材102の接合面と反対側の面)はヘッドチップ50の接合面となる。
That is, one of the wide surfaces of the
アセンブリ部材120の長手方向の2つの辺部121A、121Bと、梁部122或いはアセンブリ部材120の短手方向の辺部123A(辺部123B)と、によって囲まれた開口部126は、各ヘッドチップ50と同一の形状を有しているとともに、ヘッドチップ50の面積からアセンブリ部材120とヘッドチップとの接合部分の面積を除いた面積を有している。
The
即ち、アセンブリ部材120は、長手方向(ヘッドチップ50の配列方向)の辺部121A、121Bと、梁部122及び短手方向の辺部123A、123Bによって構成されるはしご状の形状であり、ヘッドチップ50の数に対応する複数の開口部126を備える構造となっている。
That is, the
また、図7(b)に示すように、梁部122には、該梁部122によって隔てた2つの開口部126を連通する連通穴128(流路)が設けられている。連通穴128は、梁部122を厚み方向(梁部122の短手方向、印字ヘッド100の長手方向)に貫通し、梁部122によって隔てられた2つの開口部126の間をインクが流れるように形成されている。
Further, as shown in FIG. 7B, the
即ち、各ヘッドチップ50に対応する個別の液室となる開口部126は梁部122に形成された連通穴128によって連通され、各ヘッドチップ50に個別の液室に収容されたインクは連通穴128を介して隣り合う液室(開口部126)へ流れることができる。
That is, the
なお、図7(b)には、穴形状の流路として連通穴128を図示したが、連通穴128に代わり(または、連通穴128と併用して)連通穴128の共通液室55側(図7(b)における上側)が開放された溝形状でもよい。
In FIG. 7B, the
図7(b)に示す連通穴128の形成方向は、梁部122の短手方向と略平行方向が好ましい。もちろん、連通穴128を梁部122の短手方向と直交しない斜め方向に形成してもよい。なお、連通穴128の形成方向は共通液室55の主たるインクの流れ方向と平行方向とする態様が好ましい。
The formation direction of the
図7(c)には、ヘッドチップ配列方向に沿って並べられた複数のヘッドチップ50を示す。図7(c)では2つのヘッドチップを図示したが、3つ以上のヘッドチップを用いて印字ヘッド100(図3参照)を構成してもよい。3つ以上のヘッドチップ50を用いて印字ヘッド100を形成する場合には、図7(b)に示す開口部126はヘッドチップ50の数に対応して設けられる。言い換えると、アセンブリ部材120には、ヘッドチップ50の数から1を減じた数の梁部122が形成される。
FIG. 7C shows a plurality of
ヘッドチップ50の4辺の周囲部には、図7(b)に示すアセンブリ部材120と接着するための接着剤130が塗布される。この接着剤130が塗布された領域がアセンブリ部材120との接合部分とになる。なお、接着剤130はアセンブリ部材120のヘッドチップ50との接合面に塗布してもよい。
An adhesive 130 for bonding to the
図7(c)には、略正方形の平面形状を有するヘッドチップ50を示したが、ヘッドチップ50の平面形状は正方形に限定されず、長方形、平行四辺形などとする態様も可能である。ヘッドチップ50の平面形状に合わせて図7(b)に示すアセンブリ部材120の梁部122が形成される。例えば、ヘッドチップ50の平面形状が平行四辺形の場合には、梁部122の形成方向は、アセンブリ部材120の長手方向に沿う辺部121A及び辺部121Bと直交しない斜め方向(ヘッドチップ50の、ヘッドチップ50の配列方向と交差する2つの辺と平行方向)となる。
Although FIG. 7C shows the
図8(a)には、図7(a)のVIIIa-VIIIa線に沿う断面図を示す。また、図8(b)には図8(a)のVIIIb-VIIIb線に沿う断面図を示す。 FIG. 8A shows a cross-sectional view along the line VIIIa-VIIIa in FIG. FIG. 8B shows a cross-sectional view taken along the line VIIIb-VIIIb in FIG.
図8(a)に示すように、梁部122とヘッドチップ50とを接合する接着剤130は、隣り合うヘッドチップの接合部分104からのインク漏れを防止する封止部材としても機能しているので、耐インク性能に優れた材料を用いることが好ましい。
As shown in FIG. 8A, the adhesive 130 that joins the
また、図8(b)に示すように、アセンブリ部材120が剛性不足の場合には、アセンブリ部材120と共通液室部材102及びヘッドチップ50を接合する際の加圧により、破線で示す符号120Aのようにアセンブリ部材120が反ってしまうので、アセンブリ部材120は所定の剛性(接合時の加圧によってアセンブリ部材120に反りが発生しない程度の剛性)を有するように、アセンブリ部材120の高さ(垂直方向の長さ)hが規定されている。アセンブリ部材の高さhは1.0mm〜1.5mmの範囲とする態様が好ましい。
Further, as shown in FIG. 8B, when the
図9には、3つ以上のヘッドチップ50(図7(c)参照)を用いて印字ヘッド100を構成する場合のアセンブリ部材120の一部を示す斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view showing a part of the
図9に示すように、アセンブリ部材120に設けられる複数の梁部122には、同一形状及び同一サイズの連通穴128が同一位置に形成されるので、梁部122の近傍にインク流れのよどみ点(図28参照)が生じることを防止でき、共通液室55(図8(b)参照)内のインクを循環させた場合に共通液室55内のインクの流れが均一に維持される。
As shown in FIG. 9, the plurality of
このようにして、梁部122に連通穴128を形成することで梁部122の近傍におけるインクの流れが確保されると、アセンブリ部材120(梁部122)の高さhを大きくしてアセンブリ部材120全体の剛性を上げることが可能になる。
Thus, when the ink flow in the vicinity of the
ここで、アセンブリ部材120を構成する各部の寸法例を挙げると、梁部122の厚みwは0.5mm〜1.0mm程度であり、長手方向の辺部121A、121Bの厚み及び短手方向の辺部123A、123B(不図示)の厚みもまた0.5mm〜1.0mm程度である。
Here, when the dimension example of each part which comprises the
なお、図7(b)及び図9には開口形状がだ円形状(短軸が梁部122の高さ方向となり、長軸が梁部122の長手方向となるだ円形状の連通穴128を例示したが、連通穴128の開口形状はだ円形状に限定されず、他の形状を適用可能である。
7 (b) and FIG. 9 show an
図10は、印字ヘッド100の立体構造を示す断面図(図9中X-X線に沿う断面図)である。図7(a)に示す循環口103Aから循環口103Bに向う方向(図10における左から右の方向)に共通液室55内のインクを循環させると、共通液室55のアセンブリ部材120(梁部122)が存在しない領域及びアセンブリ部材120が設けられる領域ともに白抜き矢印線で示す方向のインクの流れが生じるので、梁部122の近傍にインク流れのよどみ点が発生せず、該よどみ点及びよどみ点の近傍に気泡が滞留することが防止される。
FIG. 10 is a cross-sectional view (a cross-sectional view taken along the line XX in FIG. 9) showing the three-dimensional structure of the
上記の如く構成された印字ヘッド100は、複数のヘッドチップ50をつなぎ合わせるためのアセンブリ部材120の隣り合うヘッドチップ間に設けられる梁部122には該梁部122を貫通して隣り合う開口部126を連通させる連通穴128が設けられるので、共通液室55内のインクを循環させて共通液室55内の気泡排除を行う場合に、共通液室55内(特に、梁部122の近傍)にインク流れのよどみ点が発生せず、該よどみ点に気泡が滞留して共通液室55の気泡排除性が低下することを抑制可能である。また、共通液室55の全域にわたってインクの流れが発生するので、該インクの流れによってインクに含まれる気泡のインクへの溶解が促進される。
In the
〔第2実施形態〕
次に、本発明に係る第2実施形態について説明する。図11は、本実施形態に係るアセンブリ部材120(図11には不図示、図7(b)参照)の梁部122に平面形状が略円形状の連通穴140が複数個形成される態様を示す。なお、図11には、梁部122の一部のみ及びヘッドチップ50の一部のみを図示している。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment according to the present invention will be described. 11 shows a mode in which a plurality of
図11に示す態様では、梁部122の長手方向に沿って複数(図11では2つを図示)の連通穴140を配列させた連通穴列を有し、更に、梁部122の高さ方向(図11における上下方向)である垂直方向に2列の連通穴列を有している。
In the aspect shown in FIG. 11, the
なお、図11に示す梁部122に複数の連通穴140を設ける態様では、梁部122の連通穴形成面122Aに連通穴140を不規則に配列してもよい。また、連通穴140の開口サイズを同一としてもよいし、一部の連通穴140の開口サイズを変えてもよい。図11には、開口部が同一サイズの連通穴140を規則的に配列した態様を示している。
In the aspect in which the plurality of
更に、最上部の連通穴140は、共通液室55に開放された連通溝とし、連通溝と連通穴を組み合わせてもよい。
Furthermore, the
また、図12に示すように、連通穴142の開口部の平面形状が梁部122の長手方向に沿う長辺を持つ略長方形としてもよい。図12に示す態様では、梁部122の高さ方向(図12における上下方向)に2つの(複数の)連通穴142が形成されている。
Further, as shown in FIG. 12, the planar shape of the opening of the
図13(a)〜(b)には、板状部材の積層によって梁部122(アセンブリ部材120)を形成する場合の板状部材の構造例を示す。板状部材の積層によりアセンブリ部材120を形成する製造方法には、積層を構成する板状部材を形成する工程と、各板状部材を加工する加工工程と、各板状部材を位置合わせしながら所定の順序で積層する積層工程と、各板状部材を接合する接合工程と、を含んでいる。
FIGS. 13A to 13B show structural examples of plate members when the beam portion 122 (assembly member 120) is formed by stacking plate members. The manufacturing method of forming the
即ち、図13(a)に示す板状部材150と、図13(b)に示す板状部材160と、図13(c)に示す板状部材170と、を形成し、板状部材150、板状部材160及び板状部材170に溝加工(必要に応じて研磨加工、切削加工)を施し、板状部材150、板状部材160及び板状部材170を位置合わせしながら積層し(必要に応じて接着剤塗布を行い)、板状部材150、板状部材160及び板状部材170を接合し(必要に応じて加圧処理、加熱処理を行う)、図11に示す梁部122を含むアセンブリ部材120が形成される。
That is, the plate-
図13(a)に示す板状部材150は、下面152側に断面形状が略半円の溝154が形成されている。図13(a)に示す溝154は下面152側からハーフエッチングを行うことにより形成することができる。
A plate-
図13(b)に示す板状部材160は、上面162に断面形状が略半円形状の溝164が形成されるとともに、下面166にも断面形状が略半円形状の溝168が形成されている。板状部材160の溝164は、図13(a)に示す板状部材150の溝154と平面上における同一位置に形成されている。このように断面形状が略半円形状の溝を組み合わせることで、図11に示す略円形状の開口形状を有する連通穴140を容易に且つ高精度に形成することが可能になる。図13(b)に示す板状部材160は、上面162及び下面166の両面からハーフエッチングを行うことにより容易に形成可能である。
A plate-
更に、図13(c)に示す板状部材170には、上面172に開口形状が略半円形状の溝174が形成され、この溝174は、図13(b)に示す溝168と平面上の同一位置に形成されている。
Further, in the plate-
このようにして、図13(a)〜(c)に示す板状部材150、160、170を積層して梁部122を含むアセンブリ部材120を形成すると、図11に示す複数の同一形状、同一サイズの連通穴140が設けられた梁部122を有するアセンブリ部材120を容易に製造可能にすることができる。なお、図13(a)の溝154と図13(b)の溝164の位置をずらして形成して、開口形状が略半円の連通穴を千鳥状に並べる態様も考えられる。
In this way, when the
図14(a)〜(c)には、板状部材の積層によって図12に示す梁部122を有するアセンブリ部材120を形成する場合の板状部材の構造例を示す。図12に示すアセンブリ部材120は、図14(a)に示す下面182に凹部184が形成される板状部材180と、図14(b)に示す上面192及び下面196に凹部が形成されていない平板状の板状部材190と、図14(c)に示す上面202に凹部204が形成されている板状部材200と、を組み合わせて構成されている。
FIGS. 14A to 14C show examples of the structure of the plate member when the
このようにして、梁部122に複数の連通穴140、142を備える態様によれば、梁部122の全体にわたって梁部122の短手方向のインクの流れを作ることができるので、好ましい。また、図13(a)に示す最上面となる板状部材150の上面151や、図14(a)に示す最上面となる板状部材180の上面181に溝や凹部を形成する態様も可能である。
In this way, according to the aspect in which the
図11及び図12に示すように梁部122に複数の連通穴を備える場合には、連通穴を分散配置することで、梁部122(アセンブリ部材120)の剛性のバラつきが平準化される。
As shown in FIGS. 11 and 12, when the
例えば、図15(a)に示すように、梁部122の高さ方向に並ぶように形成された連通穴142Aと連通穴142Bとの梁部122の長手方向の位置を合わせると、連通穴142が形成される部分は曲がりやすくなり、連通穴142の間の壁部分144は曲がりにくくなる。このような構造はアセンブリ部材120内での硬さ(剛性)にバラつきが生じてしまう。
For example, as shown in FIG. 15A, when the longitudinal positions of the
一方、図15(b)に示すように、連通穴142Aの梁部122の長手方向の位置と、連通穴142Bの梁部122の長手方向の位置と、をずらして配置すると、図15(a)に示す態様に比べて梁部122(アセンブリ部材120)の硬さにバラつきが生じることなく梁部の硬さが平準化される。
On the other hand, as shown in FIG. 15 (b), when the longitudinal position of the
言い換えると、梁部122の高さ方向である鉛直方向に第1の連通穴列146及び第2の連通穴列148を備える場合、図15(a),(b)中上側の第1の連通穴列146と、図15(a),(b)中下側の第2の連通穴列148との梁部122の長手方向の位相をずらして千鳥配置することで、梁部122の剛性を平準化することができる。図15(b)には、第1の連通穴列146と第2の連通穴列148とを連通穴の1/2ピッチずらして配置した態様を示す。更に、連通穴142の長手方向の長さを連通穴のピッチの1/2にすると、梁部122の高さ方向について連通穴同士が重ならないのでより好ましい。
In other words, when the first
即ち、図15(b)に示す連通穴142を、梁部122とヘッドチップ50との接合面に投影した投影面において(図示省略)、隣り合う連通穴(例えば、連通穴142Aと連通穴142B)の中心間距離をP、連通穴142A、142Bの配列方向の最大長さをL1、L2とすると、P>(L1/2)+(L2/2)を満たすように各連通穴を分散配置すると、梁部122は部分的に剛性が大きい部分と小さい部分が存在せずに、梁部122の剛性(硬さ)が平準化される。
That is, in the projection surface (illustration omitted) which projected the
上述した第2実施形態によれば、梁部122の全体にわたって複数の連通穴を設けることで、梁部122の全体にわたって梁部122近傍のインク流れ(梁部122を短手方向に貫通する方向のインクの流れ)を確保することができる。また、複数の連通穴を分散させて配置することで、梁部122(アセンブリ部材120)の剛性を平準化することができる。
According to the second embodiment described above, by providing a plurality of communication holes over the
また、図16(a)に示すように、梁部122の形成方向の長さ(図17(a),(b)の符号x)に比べて梁部122の高さ方向の長さ(図17(a),(b)の符号y)が大きい連通穴220を備えると、図12に示す態様に比べて梁部122(アセンブリ部材120)は曲がりにくくなる。図16(b)には、連通穴の形状の一態様として開口形状が略だ円形状の連通穴222を示す。
Further, as shown in FIG. 16 (a), the length in the height direction of the beam portion 122 (see FIG. 17) is larger than the length in the formation direction of the beam portion 122 (symbol x in FIGS. 17 (a) and (b)). When the
ここで、梁部122に形成される連通穴の梁部122の形成方向(即ち、梁部122の長手方向)の長さをx、梁部122の高さ方向の長さをyとし、連通穴のアスペクト比をy/xとすると、図17(a)に示す連通穴142(図12参照)のアスペクト比は1以下の値になり、図17(b)に示す連通穴220(図16参照)のアスペクト比は1を超える値になる。したがって、梁部122の高さ方向に長く開いている連通穴220(即ち、アスペクト比が1を超える値の連通穴)を備える態様は、梁部122の形成方向に長く開いている連通穴142(アスペクト比が1以下の値の連通穴)を備える態様に比べてアセンブリ部材120が曲がりにくくなっている。
Here, the length of the communicating portion formed in the
なお、図18(a),(b)に示すように、開口形状がだ円形状の連通穴は、梁部122の形成方向の直径(最大長さ)をx、梁部122の高さ方向に直径(最大長さ)をyとしてアスペクト比が決められる。即ち、梁部122の形成方向が端軸方向となり、梁部122の高さ方向が長軸方向となる。
As shown in FIGS. 18A and 18B, the communication hole having an elliptical opening shape has a diameter (maximum length) in the formation direction of the beam portion 122 x and the height direction of the
図16〜図18で説明したように、連通穴を梁部122の高さ方向に大きく開く形状として連通穴のアスペクト比を大きくすると、梁部122(アセンブリ部材120)が曲がりにくくなり、共通液室部材102(図7(a)参照)及びヘッドチップ50(図7(b)参照)とアセンブリ部材120とを接合する際に位置ずれや接合不良などを防止することができる。
As described with reference to FIGS. 16 to 18, if the communication hole is opened in the height direction of the
〔第3実施形態〕
次に、本発明に係る第3実施形態について説明する。本実施形態では、インクの流れ方向に対して角度αをなす斜め方向(斜め下方向)に連通穴を形成する態様を示す。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment according to the present invention will be described. In the present embodiment, a mode is shown in which communication holes are formed in an oblique direction (obliquely downward direction) that forms an angle α with respect to the ink flow direction.
図19は、本発明の第3実施形態に係る印字ヘッド300の立体構造を示す断面図(印字ヘッド長手方向から見た断面図)である。同図に示す印字ヘッド300は、梁部122に形成される連通穴302が共通液室55内のインクの主たる流れ方向(水平方向、図19では白抜きの矢印線で図示)に対して角度αをなす斜め下方向(図19には黒塗りの矢印線で図示)に形成されている。
FIG. 19 is a cross-sectional view (a cross-sectional view seen from the longitudinal direction of the print head) showing the three-dimensional structure of the
図19に示す連通穴302は、循環時のインクの流れ方向の上流側の開口304に比べてインク流れの下流側の開口306が垂直方向の下方に形成され、連通穴302は、開口304と開口306とを連通するようにインクの流れに対して斜め下向きに形成されている。循環時のレイノルズ数ReはRe>10となり、このようにレイノルズ数が大きい場合には、循環におけるインク流れ方向の上流側に比べて下流側がよどみ易くなる。
In the
即ち、共通液室55内のインクを図19の白抜き矢印の方向に循環させると、梁部122のインクの流れの上流側(開口304が形成される面側、図19における左側)に比べてインクの流れの下流側(開口306が形成される面側、図19における右側)は相対的にインクの流れがよどみやすくなる。特に、梁部122のインク流れの下流側における下側(図19に符号308で図示する破線円近傍)はインクの流れがよどみ易いので、この部分にインクの流れを直接的に導くように、梁部122のインク流れの下流側面の下側に開口306が形成される。
That is, when the ink in the
図19に示す斜め方向に形成された連通穴302を形成するには、図20に示すように、梁部122のインク流れの上流側面をマスク320によりマスキングし、斜め上側からサンドブラスト加工を施すと(図20に、加工方向を破線矢印線で図示)、マスク320に形成された穴322に対応する位置に開口を有する、斜め下方向の連通穴が形成される。
In order to form the
図9に図示するはしご状のアセンブリ部材120の梁部122に穴あけ加工により水平方向に連通穴を形成すること(即ち、梁部122の真横から穴あけ加工を行うこと)は難しく、図20に示す方法により斜め方向に連通穴を形成することは製造方法の観点からも好ましい。なお、図20では図示の都合上、インク流れの上流側が左側であり、図20以外の図とはインク流れ方向が反対向きになっている。
It is difficult to form a communication hole in the horizontal direction in the
図21には、本実施形態の他の態様を示す。即ち、図21に示す印字ヘッド340は、梁部122のインク流れの上流側面に開口が形成される水平方向に開けられた第1の水平穴342と、第1の水平穴324と連通し垂直方向に開けられた第1垂直穴344と、第2の垂直穴344と連通し梁部122のインク流れの下流側面に開口が形成される第2の水平穴346と、を組み合わせて連通穴が構成されている。
FIG. 21 shows another aspect of the present embodiment. That is, the
図21に示す態様によれば、複数の連通穴を組み合わせて梁部122のインク流れの下流側の下方に開口を形成し、インク流れのよどみ易い領域に直接的にインク流れが導入される。また、図20に示す態様に比べて加工が容易である。
According to the aspect shown in FIG. 21, a plurality of communication holes are combined to form an opening below the downstream side of the ink flow of the
また、図19に示す連通穴302の上部が共通液室55側に開放された連通溝を備える態様も可能である。即ち、梁部122には、インク流れの上流側面に設けられた一方の端部よりもインク流れの下流側面に設けられた他方の端部が鉛直方向下側(梁部122の鉛直方向下側の端部近傍)に設けられる連通溝が設けられていてもよい。
Further, a mode in which an upper part of the
上述した第3実施形態によれば、共通液室55内のインクを循環させたときに梁部122のインク流れの下流側の下方のよどみ易い部分に連通穴の開口を設けてインクを直接的に導き、梁部122の近傍のインク流れによどみが生じることが防止される。
According to the third embodiment described above, when the ink in the
〔第4実施形態〕
次に、本発明に係る第4実施形態について説明する。図22は、本実施形態に係る印字ヘッド400の断面図(印字ヘッド340の短手方向から見た断面図)である。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment according to the present invention will be described. FIG. 22 is a cross-sectional view of the
図22に示すように、本実施形態に係る印字ヘッド400が有するアセンブリ部材402は、その周囲部を構成する枠部404の高さ(鉛直方向の長さ)が他の部分よりも高くなる構造を有している。また、梁部405の形成方向の端部406高さ(アセンブリ部材402の周囲部近傍の高さ)が他の部分に比べて高い梁部405を有している。
As shown in FIG. 22, the
即ち、梁部405は共通液室部材102との接触部分となる梁部405の形成方向の端部406の高さ(最大高さ)h’が梁部405の略中央部408近傍の高さ(最小高さ)hよりも大きく(h’>h)なっている。
In other words, the
図22に示すように、枠部404の高さ及び梁部405の形成方向の端部の高さを他の部分よりも大きくする構造によって、共通液室部材102とアセンブリ部材402とを接合する際にアセンブリ部材402が押されてもアセンブリ部材402が曲がりにくい構造とすることができる。
As shown in FIG. 22, the common
また、梁部405の形成方向の端部に設けられる連通穴410は、略中央部に設けられる連通穴140よりも大きな直径を有している。このように梁部405の長手方向の端部近傍の連通穴410の直径を大きくすることで、梁部405の長手方向の端部近傍にインク流れによどみ点が発生することが抑制される。なお、連通穴140の直径に対する連通穴410の直径の比は梁部405の最小高さhに対する梁部405の最大高さh’の比と等しい態様が好ましい。
In addition, the
本例では、梁部405の形成方向の端部の高さが連続的に大きくなる傾斜部412を有する態様を示したが、アセンブリ部材302は、梁部405の最小高さ面と最大高さ面とをそれぞれに垂直な面でつなぐ構造(即ち、図22における断面形状が凹形状となる構造)としてもよい。
In this example, although the aspect which has the
上述した第4実施形態によれば、梁部405の長手方向の端部の高さを他の部分の高さよりも大きくすることで共通液室部材102との接合部分の強度を増し、接合時におけるアセンブリ部材402の曲がりが抑制される。また、梁部405の長手方向に端部406に設けられる連通穴410を他の連通穴140よりも大きくすることで、梁部405の端部406の近傍におけるインク流れのよどみが防止される。
According to the fourth embodiment described above, the strength of the joint portion with the common
〔第5実施形態〕
次に、本発明に係る第5実施形態について説明する。図23は第5実施形態に係る印字ヘッド500の一部断面図である。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment according to the invention will be described. FIG. 23 is a partial cross-sectional view of a
図23に示すアセンブリ部材502は、隣り合うヘッドチップ50の接合部分104(ヘッドチップ間にできる隙間)に挿入される突起部504を有し、突起部504には梁部506に設けられた連通穴140と連通するダミーノズル508が鉛直方向(インクを吐出するノズル51の形成方向と略平行方向、図4参照)に形成されている。
An
また、突起部504は、突起部504のダミーノズル508の開口が形成される面がヘッドチップ50のノズル51が形成される面(図4参照)と略同一位置になる長さを有している。即ち、図5に示すキャップ64をヘッドチップ50のノズル形成面に当接させてノズル51からインクを吸引するときに、同時にダミーノズル508から連通穴140内の気泡を吸引することができる。
Further, the
更に、この突起部504をヘッドチップ50とアセンブリ部材502との位置合わせに用いてもよい。即ち、隣り合うヘッドチップ50の接合部分104(ヘッドチップ間にできる隙間)を位置合わせ用の穴として使用し、アセンブリ部材502の突起部504を位置合わせ用のピンとして使用することができる。
Further, the
なお、突起部504を省略して、梁部506に設けられる連通穴140と連通するダミーノズル508を鉛直方向に形成してもよい。
The
図24には、アセンブリ部材502とヘッドチップ50を分離した状態(例えば、接合前の状態)を示す。図24にはアセンブリ部材502に接着剤(シール用弾性部材)510を塗布する態様を示したが、接着剤510はヘッドチップ50に塗布してもよい。
FIG. 24 shows a state where the
また、図25に示すように、突起部504と反対側(垂直方向上側)に貫通するダミーノズル508’を備えてもよい。図25に図示するような貫通穴のダミーノズル508はアセンブリ部材502の上部からドリルによる穴開け加工が可能である。なお、図24の連通穴140の代わり、共通液室55側(図24の上側)に開放された連通溝を備える態様では、必然的にダミーノズル508貫通構造となる。
Further, as shown in FIG. 25, a dummy nozzle 508 'penetrating on the opposite side (vertical upper side) from the
なお、本例のアセンブリ部材502寸法の一例を挙げると、アセンブリ部材502の厚みwは0.5mm〜1.0mm、突起部504の幅w1は略0.3mm、ダミーノズル508の直径は略0.1mmである。
As an example of the dimensions of the
上述した第5実施形態によれば、梁部506に設けられた連通穴140と連通し、垂直方向下向きに形成されたダミーノズル508を設けることで、キャップ64を用いてノズル51からインクを吸引するときに、同時にキャップ64を介してダミーノズル508から連通穴140内に滞留する気体を外部に排出させることができる。
According to the fifth embodiment described above, ink is sucked from the
また、隣り合うヘッドチップ50の間に挿入可能な突起部504を設け、該突起部504の内部にダミーノズル508を延長すると、突起部504を位置合わせ用のピンとして用いることができ、ヘッドチップ50とアセンブリ部材502との接合の位置合わせが容易になる。
Further, when a
〔第6実施形態〕
次に、本発明に係る第6実施形態について説明する。図26(a),(b)には、第6実施形態に係るアセンブリ部材の一部である梁部600が図示されている。図26(a)に示す梁部600には多孔質部材が用いられる。このように梁部600に多孔質部材を用いる態様によれば、図7等に示す連通穴を梁部600に設けることなく梁部600をインクが通過できるので、梁部600の近傍にインク流れのよどみ点が発生することを防止できる。
[Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment according to the invention will be described. FIGS. 26A and 26B show a
図26(a)には、梁部600の全体を多孔質部材で形成する態様を示したが、少なくとも梁部600の一部に多孔質部材を適用すればよい。梁部600の全体を多孔質部材で構成する場合には、アセンブリ部材全体の剛性を確保する上で梁部600に適用される多孔質部材は所定の剛性を有する必要がある。また、梁部600の一部を多孔質部材で構成する態様では、インク流れのよどみ点の発生を防止する上でインクの通過性がよい材料を用いるとよい。更に、所定の剛性を有する多孔質部材とインク通過性のよい多孔質部材とを組み合わせる態様も可能である。多孔質部材には、繊維金属や多孔質セラミックなどの材料が好適に用いられる。
FIG. 26A shows a mode in which the
なお、梁部600に多孔質部材を用いると、隣り合うヘッドチップ50の接合部分104から多孔質部材を介して共通液室55内に気泡が混入してしまうので、図26(b)に示すように、アセンブリ部材(梁部600)とヘッドチップ50との接合部分に遮気性部材602を備え、梁部600に用いた多孔質部材が大気と接触することを妨げる態様が好ましい。
When a porous member is used for the
図26(a)に示す態様では、多孔質部材の梁部600を介して共通液室55内に気体が混入してしまうので脱気インクを使用することができないが、図26(b)に示す態様では、遮気性部材によって共通液室55内への気泡混入が防止されるので、脱気インクを使用することができ、より好ましい。
In the embodiment shown in FIG. 26 (a), the gas is mixed into the
図26(b)に示す遮気性部材には、金属膜や酸化シリコンが好適に用いられる。即ち、図26(b)に示す梁部600には金属膜や酸化シリコンの遮気性部材が蒸着される。なお、遮気性部材に樹脂を用いる(梁部600に樹脂をコーティングする)態様も好ましい。
For the airtight member shown in FIG. 26 (b), a metal film or silicon oxide is preferably used. That is, a metal film or a silicon oxide air-shielding member is deposited on the
上述した第6実施形態によれば、アセンブリ部材のうち梁部600の一部または全部に多孔質部材を適用することで、梁部600に連通穴を設けることなくインクを通過させることができるので、梁部600の近傍にインク流れのよどみ点が発生することを防止できる。
According to the sixth embodiment described above, by applying a porous member to a part or all of the
また、梁部600の大気と接触する部分に遮気性部材602を備える態様によれば、隣り合うヘッドチップ50の接合部分104から共通液室55内へ気体が混入することが防止されるので、より好ましい。
Moreover, according to the aspect provided with the
〔応用例〕
次に、上述した第1〜第6実施形態の応用例を示す。図27に示す梁部620のヘッドチップ50と接合される面の反対側面の角部分622には面取り加工が施されている。梁部620に連通穴140を開けることで梁部620の厚みtを大きくすることでき、角部分622に面取り加工を施すことが可能になる。
[Application example]
Next, application examples of the above-described first to sixth embodiments will be described. A chamfering process is applied to a
このように梁部620の共通液室55側に面取り加工を施すことで、面取り加工を施された部分のインクの流れがスムーズになる。図27には、面取り加工の一例としてR面取り加工を例示したがC面取り加工を適用してもよい。
In this way, by chamfering the
上述した本発明の実施形態では、記録紙16上にインク液滴を吐出させて記録紙16上のカラー画像を形成するインクジェット記録装置10を示したが、本発明の適用範囲はインクジェット記録装置に限定されず、ヘッドに設けられた吐出孔(ノズル)から水、薬液、処理液等の液類を吐出させる液吐出装置に適用可能である。
In the embodiment of the present invention described above, the ink
また、上述した実施形態では、記録紙16の幅方向(紙送り方向と直交する方向)に複数のヘッドチップ50が配列されるフルライン型ヘッドを示したが、紙送り方向に複数のヘッドチップ50を並べた印字ヘッドをヘッドチップの配列方向(即ち、記録紙16の幅方向)に走査させながら記録紙16の幅方向の印字を行うシリアル型ヘッドにも適用可能である。
In the above-described embodiment, a full-line type head in which a plurality of
1,6,100,300,400,500…印字ヘッド、2,120,402,502…アセンブリ部材、3,122,405,506,600…梁部、10…インクジェット記録装置、50…ヘッドチップ、51…ノズル、55…共通液室、56…加圧板、58…圧力発生素子、102…共通液室部材、128,140,142,142A,142B,220,221,222,302,342,344,346,410…連通穴、504…突起部、508…ダミーノズル、602…遮気性部材
1, 6, 100, 300, 400, 500 ... print head, 2, 120, 402, 502 ... assembly member, 3, 122, 405, 506, 600 ... beam, 10 ... inkjet recording apparatus, 50 ... head chip, DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記ヘッドチップに対応する複数の開口部が形成され、前記ヘッドチップの液体吐出方向と反対側の面に接合して前記複数のヘッドチップを所定の配列でつなぎ合わせるアセンブリ部材と、
前記複数のヘッドチップに液体を供給する共通液室が形成され、前記アセンブリ部材の前記ヘッドチップが前記接合される面と反対側面に接合される共通液室部材と、
を備え、
前記アセンブリ部材は、隣り合う開口部を隔てる梁部に隣り合う開口部を連通する流路が形成されることを特徴とする液体吐出ヘッド。 A long liquid discharge head having a structure in which a plurality of head chips each having a nozzle for discharging a liquid are connected,
A plurality of openings corresponding to the head chips, an assembly member that joins the plurality of head chips in a predetermined arrangement by joining to a surface opposite to the liquid ejection direction of the head chips;
A common liquid chamber for supplying a liquid to the plurality of head chips, and a common liquid chamber member bonded to a side surface opposite to the surface to which the head chip of the assembly member is bonded;
With
The liquid ejection head according to claim 1, wherein the assembly member is formed with a flow path communicating with an opening adjacent to a beam portion separating adjacent openings.
前記複数の流路を、前記梁部と前記ヘッドチップとの接合面に投影した投影面において、隣り合う流路の中心間距離Pは、隣り合う2つの流路の配列方向の最大長さをそれぞれL1、L2とすると、次式
P>(L1/2)+(L2/2)
を満たすように前記複数の流路を分散配置することを特徴とする請求項1又は2記載の液体吐出ヘッド。 The beam portion is provided with a plurality of the flow paths,
In the projection plane obtained by projecting the plurality of channels on the joint surface between the beam portion and the head chip, the distance P between the centers of the adjacent channels is the maximum length in the arrangement direction of the two adjacent channels. When L 1, L 2 respectively, the following equation P> (L 1/2) + (L 2/2)
The liquid discharge head according to claim 1, wherein the plurality of flow paths are dispersedly arranged so as to satisfy the above condition.
前記共通液室に収容されている液体を前記液体吐出ヘッドの長手方向に沿う循環方向に循環させる際に、前記梁部の高さ方向の下端部近傍に前記流路の端部が形成される側が前記循環方向の下流側となるように前記共通液室内に収容されている液体を循環させることを特徴とする請求項1乃至4のうち何れか1項に記載の液体吐出ヘッド。 One end of the flow path is provided near the lower end in the height direction of the beam portion,
When the liquid stored in the common liquid chamber is circulated in the circulation direction along the longitudinal direction of the liquid discharge head, an end portion of the flow path is formed in the vicinity of the lower end portion in the height direction of the beam portion. 5. The liquid discharge head according to claim 1, wherein the liquid stored in the common liquid chamber is circulated so that a side thereof is a downstream side in the circulation direction.
前記ダミーノズルは、一方の端部が前記流路と連通するとともに他方の端部が前記ヘッドチップとの接合面のヘッドチップとの非接合領域で大気と連通する構造を有することを特徴とする請求項1乃至6のうち何れか1項に記載の液体吐出ヘッド。 The beam portion includes a dummy nozzle formed in a direction substantially parallel to the nozzle forming direction of the head chip,
The dummy nozzle has a structure in which one end portion communicates with the flow path and the other end portion communicates with the atmosphere in a non-joining region with a head chip on a joint surface with the head chip. The liquid discharge head according to claim 1.
前記突起部は、前記ヘッドチップが有する前記ノズルの形成方向と略平行方向に形成されるダミーノズルを備え、
前記ダミーノズルは、一方の端部が前記流路と連通するとともに他方の端部が前記突起部の先端部に達し、前記他方の端部で大気と連通する構造を有することを特徴とする請求項1乃至6のうち何れか1項に記載の液体吐出ヘッド。 The assembly member includes a protrusion that can be inserted between adjacent head chips,
The protrusion includes a dummy nozzle formed in a direction substantially parallel to the nozzle forming direction of the head chip,
The dummy nozzle has a structure in which one end communicates with the flow path, the other end reaches the tip of the projection, and communicates with the atmosphere at the other end. Item 7. The liquid discharge head according to any one of Items 1 to 6.
前記ヘッドチップに対応する複数の開口部が形成され、前記ヘッドチップの液体吐出方向と反対側の面に接合して前記複数のヘッドチップを所定の配列でつなぎ合わせるアセンブリ部材と、
前記複数のヘッドチップに液体を供給する共通液室が形成され、前記アセンブリ部材の前記ヘッドチップが前記接合される面と反対側面に接合される共通液室部材と、
を備え、
前記アセンブリ部材は、隣り合う開口部を隔てる梁部に多孔質部材が用いられることを特徴とする液体吐出ヘッド。 A long liquid discharge head having a structure in which a plurality of head chips each having a nozzle for discharging a liquid are connected,
A plurality of openings corresponding to the head chips, an assembly member that joins the plurality of head chips in a predetermined arrangement by joining to a surface opposite to the liquid ejection direction of the head chips;
A common liquid chamber for supplying a liquid to the plurality of head chips, and a common liquid chamber member bonded to a side surface opposite to the surface to which the head chip of the assembly member is bonded;
With
The assembly member is a liquid discharge head, wherein a porous member is used in a beam portion that separates adjacent openings.
Priority Applications (1)
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JP2006178172A JP2008006646A (en) | 2006-06-28 | 2006-06-28 | Liquid discharge head and liquid discharge apparatus |
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