JP2008137341A - Liquid droplet ejection head and image forming apparatus - Google Patents

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祥 小野澤
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    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14475Structure thereof only for on-demand ink jet heads characterised by nozzle shapes or number of orifices per chamber

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize the high-frequency ejection of a high-viscosity microdroplet by suppressing the excessive elongation of a liquid column. <P>SOLUTION: This liquid droplet ejection head ejects a liquid droplet from a nozzle communicating with a liquid channel. The nozzle is composed of a plurality of hole portions which are almost uniformly arranged around a nozzle shaft. In the hole portion, an opening ridge line, which is directed toward the nozzle shaft or its vicinity from the side of the ejection-side opening edge of the nozzle, is provided on the side of liquid droplet ejection. In the opening ridge line, a nozzle shaft-side end is shifted to the side of the liquid channel, and obliquely inclined with respect to the nozzle shaft. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、液滴吐出ヘッド及び画像形成装置に係り、特に、液体流路に連通するノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッド及び画像形成装置に関する。   The present invention relates to a droplet discharge head and an image forming apparatus, and more particularly to a droplet discharge head and an image forming apparatus that discharge droplets from nozzles communicating with a liquid flow path.

インクジェット記録装置は、記録動作時の騒音が低く、ランニングコストが安く、また、多種多様の記録媒体に対して高品質な画像を記録できることから広く普及している。この記録装置は、記録ヘッドから記録媒体に向かってインク吐出することにより記録を行うものである。記録ヘッドには複数のノズルが形成され、例えば吐出素子としての圧電素子の変位を利用して、圧力室内のインクに圧力変化を与えることにより、その圧力室に連通するノズルからインク滴が吐出される。   Inkjet recording apparatuses are widely used because they have low noise during recording operations, low running costs, and can record high-quality images on a wide variety of recording media. This recording apparatus performs recording by discharging ink from a recording head toward a recording medium. A plurality of nozzles are formed in the recording head. For example, by applying a pressure change to the ink in the pressure chamber using the displacement of a piezoelectric element as an ejection element, ink droplets are ejected from the nozzle communicating with the pressure chamber. The

インクジェット記録装置では、ノズルからインク滴が吐出される際に、インク滴が吐出方向に細長く柱状となって尾を引く形で飛翔する現象(尾引き現象)が生じ、主たるインク滴に付随して発生する微小なインク滴(サテライト)が発生して、画像品質の低下を招くことがある。特に高粘度インク(例えば10〜15cp程度)の場合には、液柱が過度に伸長しやすく、サテライトが多発して画像品質の劣化を招くとともに吐出周波数の低下を招く。そこで液柱の過度の伸長を抑制するために、ノズル形状に様々な工夫が行われている。   In an ink jet recording apparatus, when an ink droplet is ejected from a nozzle, a phenomenon (tailing phenomenon) occurs in which the ink droplet elongates in the ejection direction and forms a columnar shape (tailing phenomenon), which accompanies the main ink droplet. The generated fine ink droplets (satellite) may be generated, leading to a decrease in image quality. Particularly in the case of high-viscosity ink (for example, about 10 to 15 cp), the liquid column tends to extend excessively, satellites frequently occur, leading to deterioration in image quality and a decrease in ejection frequency. Therefore, various devices have been devised in the nozzle shape in order to suppress excessive elongation of the liquid column.

例えば、特許文献1では、インク流路の先端中央部と対向する円柱部と、円柱部の周囲に位置しインク流路と連通するスリット状孔部と、円柱部とスリット状孔部の外壁とを連結する連結部とを備え、ノズルの断面形状が実質的に円環状をなすように形成されたノズル形状が提案されている。このようなノズル形状によれば、スリット状孔部から円筒状にインクが吐出され、それがやがて球状にまとまって飛翔液滴を形成して記録媒体上に着弾する。
特開平8−1930号公報
For example, in Patent Document 1, a cylindrical portion that faces the center of the tip of the ink flow path, a slit-shaped hole that is located around the cylindrical part and communicates with the ink flow path, and an outer wall of the circular column and the slit-shaped hole There has been proposed a nozzle shape that includes a connecting portion that connects the nozzles and is formed so that the cross-sectional shape of the nozzle is substantially annular. According to such a nozzle shape, ink is ejected in a cylindrical shape from the slit-shaped hole, and eventually, the ink is collected into a spherical shape to form a flying droplet and land on the recording medium.
JP-A-8-1930

しかしながら、特許文献1に記載された従来のノズル形状では、スリット状孔部によってインクの表面張力圧を高めることができるので液柱の過度の伸長を抑えることができても、スリット状孔部から円筒状のインク(円筒液膜)として吐出されるため、液滴としては体積が大きいものが形成されてしまう。これは、液柱及び液滴内への気泡の巻き込みが避けられないため、その分、液滴の実質的サイズが大きくなることによるものと考えられる。また、液滴サイズを小さくするためにスリット状孔部の幅を狭くしようとすると、スリット状孔部での流路抵抗が増大し、大きな吐出力が必要となり吐出効率の悪化を招いてしまう。一方、スリット状孔部の幅を狭くしすぎると、インク増粘によって目詰まりが生じやすくなる。   However, in the conventional nozzle shape described in Patent Document 1, since the surface tension pressure of the ink can be increased by the slit-shaped hole portion, the excessive extension of the liquid column can be suppressed. Since the ink is ejected as a cylindrical ink (cylindrical liquid film), a large droplet is formed as a droplet. This is thought to be due to the fact that bubbles are inevitably involved in the liquid column and the droplet, and the substantial size of the droplet increases accordingly. Further, if it is attempted to reduce the width of the slit-shaped hole portion in order to reduce the droplet size, the flow path resistance at the slit-shaped hole portion increases, and a large discharge force is required, leading to deterioration in discharge efficiency. On the other hand, if the width of the slit-shaped hole is too narrow, clogging is likely to occur due to ink thickening.

また、従来のノズル形状では、ノズル軸からスリット状孔部までの距離がある程度要求されることになるため、スリット状孔部の加工精度などに起因する、スリット状孔部における吐出速度の微小な誤差が液滴の飛翔方向にずれを生じさせる要因となる。   In addition, the conventional nozzle shape requires a certain distance from the nozzle shaft to the slit-shaped hole, and therefore the discharge speed at the slit-shaped hole is very small due to the processing accuracy of the slit-shaped hole. The error becomes a factor causing a deviation in the flying direction of the droplet.

このように従来のノズル形状では、液柱の過度の伸長を抑制しつつ、高粘度微液滴の高周波吐出を実現可能にすることは難しい。   Thus, with the conventional nozzle shape, it is difficult to realize high-frequency ejection of high-viscosity fine droplets while suppressing excessive elongation of the liquid column.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、液柱の過度の伸長を抑制し、高粘度微液滴の高周波吐出を実現可能にする液滴吐出ヘッド及び画像形成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 provides a droplet discharge head and an image forming apparatus that suppress excessive extension of a liquid column and enable high-frequency discharge of high-viscosity fine droplets. With the goal.

前記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、液体流路に連通するノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドであって、前記ノズルは、ノズル軸の周囲に略均等に配置される複数の孔部から構成され、前記孔部は、前記ノズルの吐出側開口縁部側より前記ノズル軸又はその近傍に向かう開口稜線を液滴吐出側に有し、前記開口稜線はノズル軸側端部が液体流路側にシフトされ前記ノズル軸に対して斜めに傾いていることを特徴とする液滴吐出ヘッドを提供する。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a liquid droplet ejection head that ejects liquid droplets from a nozzle communicating with a liquid flow path, and the nozzles are substantially evenly arranged around a nozzle axis. The hole includes an opening ridge line on the liquid droplet discharge side from the discharge side opening edge side of the nozzle toward the nozzle axis or the vicinity thereof, and the opening ridge line is a nozzle. Provided is a droplet discharge head characterized in that an axial end is shifted to the liquid flow path side and is inclined obliquely with respect to the nozzle axis.

本発明によれば、各孔部の液滴吐出側の開口稜線によって、ノズルの液滴吐出側中心部分が液滴吐出側とは反対側(液体流路側)に凹んで実質的にノズル軸上の一点に絞られた形状となるので、定常状態における各孔部のメニスカスの平均曲率を高い状態に保持することができる。これにより、メニスカスの表面張力圧を高い状態に保持することが可能となり、液柱の過度の伸長が抑制され、サテライトの発生が防止されるので画像品質が向上し、また、吐出周波数やリフィル性の向上も可能となる。この結果、高粘度微液滴の高周波吐出が実現可能となる。   According to the present invention, the central portion of the nozzle on the droplet discharge side is recessed on the side opposite to the droplet discharge side (the liquid flow channel side) by the opening ridge line on the droplet discharge side of each hole substantially on the nozzle axis. Therefore, the average curvature of the meniscus of each hole in a steady state can be kept high. As a result, the surface tension pressure of the meniscus can be maintained at a high level, and excessive extension of the liquid column is suppressed and the generation of satellites is prevented, so that the image quality is improved, and the discharge frequency and refill properties are also improved. Can also be improved. As a result, high-frequency discharge of high-viscosity fine droplets can be realized.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の液滴吐出ヘッドであって、前記ノズル内部には、前記ノズル軸を略中心軸とする柱状部が設けられ、前記柱状部の液滴吐出側の面から前記開口稜線が延びていることを特徴とする。   A second aspect of the present invention is the liquid droplet ejection head according to the first aspect, wherein a columnar portion having the nozzle axis as a substantially central axis is provided in the nozzle, and the droplets of the columnar portion are provided. The opening ridge line extends from the discharge side surface.

請求項2の態様によれば、孔部内に形成されるメニスカスのノズル軸側端部を確実にピンチすることができるとともに、液柱の過度の伸長を効果的に防止することができる。   According to the aspect of the second aspect, the nozzle shaft side end of the meniscus formed in the hole can be reliably pinched, and excessive extension of the liquid column can be effectively prevented.

請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の液滴吐出ヘッドであって、前記複数の孔部を互いに連通させる柱状の空洞部が前記ノズル軸を略中心軸とするように設けられていることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the liquid droplet ejection head according to the first aspect, a columnar cavity that connects the plurality of holes to each other is provided so that the nozzle axis is a substantially central axis. It is characterized by.

請求項3の態様によれば、柱状の空洞部の流路抵抗が極めて高い状態になるため、空洞部に相当する部分を非孔部とする場合と実質的に同等の効果を得ることができる。   According to the aspect of claim 3, since the flow path resistance of the columnar cavity portion is extremely high, an effect substantially equivalent to the case where the portion corresponding to the cavity portion is a non-hole portion can be obtained. .

また前記目的を達成するために、請求項4に記載の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置を提供する。   In order to achieve the above object, an invention according to claim 4 provides an image forming apparatus comprising the droplet discharge head according to any one of claims 1 to 3. To do.

本発明によれば、各孔部の液滴吐出側の開口稜線によって、ノズルの液滴吐出側中心部分が液滴吐出側とは反対側(液体流路側)に凹んで実質的にノズル軸上の一点に絞られた形状となるので、定常状態における各孔部のメニスカスの平均曲率を高い状態に保持することができる。これにより、メニスカスの表面張力圧を高い状態に保持することが可能となり、液柱の過度の伸長が抑制され、サテライトの発生が防止されるので画像品質が向上し、また、吐出周波数やリフィル性の向上も可能となる。この結果、高粘度微液滴の高周波吐出が実現可能となる。   According to the present invention, the central portion of the nozzle on the droplet discharge side is recessed on the side opposite to the droplet discharge side (the liquid flow channel side) by the opening ridge line on the droplet discharge side of each hole substantially on the nozzle axis. Therefore, the average curvature of the meniscus of each hole in a steady state can be kept high. As a result, the surface tension pressure of the meniscus can be maintained at a high level, and excessive extension of the liquid column is suppressed and the generation of satellites is prevented, so that the image quality is improved, and the discharge frequency and refill properties are also improved. Can also be improved. As a result, high-frequency discharge of high-viscosity fine droplets can be realized.

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施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.

図1は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態であるインクジェット記録装置の概略を示す全体構成図である。図1に示すように、このインクジェット記録装置10は、インクの色毎に設けられた複数の記録ヘッド12K、12C、12M、12Yを有する印字部12と、各記録ヘッド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)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。   FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an outline of an ink jet recording apparatus which is an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 1, the inkjet recording apparatus 10 includes a printing unit 12 having a plurality of recording heads 12K, 12C, 12M, and 12Y provided for each ink color, and each recording head 12K, 12C, 12M, and 12Y. An ink storage / loading unit 14 for storing ink to be supplied to the paper, a paper feeding unit 18 for supplying the recording paper 16, a decurling unit 20 for removing curling of the recording paper 16, and a nozzle surface of the printing unit 12 An adsorption belt conveyance unit 22 that is arranged opposite to the (ink ejection surface) and conveys the recording paper 16 while maintaining the flatness of the recording paper 16, a print detection unit 24 that reads a printing result by the printing unit 12, and a print And a paper discharge unit 26 for discharging the printed recording paper (printed matter) to the outside.

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 paper supply unit 18, but a plurality of magazines having different paper widths, paper quality, and the like may be provided side by side. Further, instead of the roll paper magazine or in combination therewith, the paper may be supplied by a cassette in which cut papers are stacked and loaded.

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が配置されている。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 using roll paper, a cutter 28 is provided as shown in FIG. 1, and the roll paper is cut into a desired size by the cutter 28. The cutter 28 includes a fixed blade 28A having a length equal to or greater than the conveyance path width of the recording paper 16, and a round blade 28B that moves along the fixed blade 28A. The fixed blade 28A is provided on the back side of the print. The round blade 28B is arranged on the print surface side with the conveyance path interposed therebetween. Note that the cutter 28 is not necessary when cut paper is used.

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あるいは無線タグ等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癖が残り、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癖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 recording paper 16 delivered from the paper supply unit 18 retains curl due to having been loaded in the magazine. In order to remove this curl, heat is applied to the recording paper 16 by the heating drum 30 in the direction opposite to the curl direction of the magazine in the decurling unit 20. At this time, it is more preferable to control the heating temperature so that the printed surface is slightly curled outward.

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、ローラー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平面をなすように構成されている。   After the decurling process, the cut recording paper 16 is sent to the suction belt conveyance unit 22. The suction belt conveyance unit 22 has a structure in which an endless belt 33 is wound between rollers 31 and 32, and at least a portion facing the nozzle surface of the printing unit 12 and the sensor surface of the printing detection unit 24 is flat. It is configured to make.

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孔(不図示)が形成されている。図1に示したとおり、ローラー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ー34が設けられており、この吸着チャンバー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 belt 33 has a width that is greater than the width of the recording paper 16, and a plurality of suction holes (not shown) are formed on the belt surface. As shown in FIG. 1, an adsorption chamber 34 is provided at a position facing the nozzle surface of the print unit 12 and the sensor surface of the print detection unit 24 inside the belt 33 spanned between the rollers 31 and 32. Then, the suction chamber 34 is sucked by the fan 35 to be a negative pressure, whereby the recording paper 16 on the belt 33 is sucked and held.

ベルト33が巻かれているローラー31、32の少なくとも一方にモータ(不図示)の動力が伝達されることにより、ベルト33は図1において、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。   The power of a motor (not shown) is transmitted to at least one of the rollers 31 and 32 around which the belt 33 is wound, so that the belt 33 is driven in the clockwise direction in FIG. The recording paper 16 is conveyed from left to right in FIG.

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、ある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ー線速度を変えると清掃効果が大きい。   Since ink adheres to the belt 33 when a borderless print or the like is printed, the belt cleaning unit 36 is provided at a predetermined position outside the belt 33 (an appropriate position other than the print area). Although details of the configuration of the belt cleaning unit 36 are not shown, for example, there are a method of niping a brush roll, a water absorbing roll, etc., an air blowing method of spraying clean air, or a combination thereof. In the case where the cleaning roll is nipped, the cleaning effect is great if the belt linear velocity and the roller linear velocity are changed.

なお、吸着ベルト搬送部22に代えて、ローラー・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラー・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面にローラーが接触するので、画像が滲み易いという問題がある。従って、本例のように、印字領域では画像面と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 transport mechanism instead of the suction belt transport unit 22 is also conceivable, when the print area is transported by a roller / nip, the roller comes into contact with the print surface of the paper immediately after printing, so that the image blurs. There is a problem that it is easy. Therefore, as in this example, suction belt conveyance that does not contact the image surface in the printing region is preferable.

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に加熱空気を吹きつけ、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 heating fan 40 is provided on the upstream side of the printing unit 12 on the paper conveyance path formed by the suction belt conveyance unit 22. The heating fan 40 heats the recording paper 16 by blowing heated air onto the recording paper 16 before printing. Heating the recording paper 16 immediately before printing makes it easier for the ink to dry after landing.

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搬送方向(副走査方向)と直交する方向(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。印字部12を構成する各記録ヘッド12K、12C、12M、12Yは、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)が配列されたライン型ヘッドで構成されている。   The printing unit 12 is a so-called full-line type head in which line-type heads having a length corresponding to the maximum paper width are arranged in a direction (main scanning direction) orthogonal to the paper transport direction (sub-scanning direction). In the recording heads 12K, 12C, 12M, and 12Y constituting the printing unit 12, ink discharge ports (nozzles) are arranged over a length exceeding at least one side of the maximum size recording paper 16 targeted by the inkjet recording apparatus 10. Line type head.

記録紙16の搬送方向(紙搬送方向)に沿って上流側(図1の左側)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記録ヘッド12K、12C、12M、12Yが配置されている。記録紙16を搬送しつつ各記録ヘッド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。   Recording corresponding to each color ink in the order of black (K), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y) from the upstream side (left side in FIG. 1) along the conveyance direction (paper conveyance direction) of the recording paper 16. Heads 12K, 12C, 12M, and 12Y are arranged. A color image can be formed on the recording paper 16 by discharging the color inks from the recording heads 12K, 12C, 12M, and 12Y while conveying the recording paper 16.

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毎に設けられてなる印字部12によれば、紙搬送方向(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(すなわち、一回の副走査で)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、記録ヘッドが紙搬送方向と直交する方向(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 printing unit 12 in which the full line head that covers the entire width of the paper is provided for each ink color, the recording paper 16 and the printing unit 12 are relatively moved in the paper transport direction (sub-scanning direction). It is possible to record an image on the entire surface of the recording paper 16 by performing this operation only once (that is, by one sub-scan). Thereby, high-speed printing is possible and productivity can be improved as compared with the shuttle type head in which the recording head reciprocates in the direction (main scanning direction) orthogonal to the paper transport direction.

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は限定されず、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、ライトマゼンタ等のライト系インクを吐出する記録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 recording 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、各記録ヘッド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、各タンクは図示を省略した管路を介して各記録ヘッド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 / loading unit 14 has tanks that store inks of colors corresponding to the recording heads 12K, 12C, 12M, and 12Y, and each tank has a pipeline that is not shown. Via the recording heads 12K, 12C, 12M, and 12Y. Further, the ink storage / loading unit 14 includes notifying means (display means, warning sound generating means, etc.) for notifying when the ink remaining amount is low, and has a mechanism for preventing erroneous loading between colors. is doing.

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(ラインセンサ等)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 print detection unit 24 includes an image sensor (line sensor or the like) for imaging the droplet ejection result of the print unit 12, and means for checking nozzle clogging and other ejection defects from the droplet ejection image read by the image sensor. Function as.

本例の印字検出部24は、少なくとも各記録ヘッド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 print detection unit 24 of this example is composed of a line sensor having a light receiving element array that is wider than at least the ink ejection width (image recording width) by the recording heads 12K, 12C, 12M, and 12Y. The line sensor includes an R sensor row in which photoelectric conversion elements (pixels) provided with red (R) color filters are arranged in a line, a G sensor row provided with green (G) color filters, The color separation line CCD sensor includes a B sensor array provided with a blue (B) color filter. Instead of the line sensor, an area sensor in which the light receiving elements are two-dimensionally arranged can be used.

印字検出部24は、各色の記録ヘッド12K、12C、12M、12Yにより印字されたテストパターンを読み取り、各記録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等で構成される。   The print detection unit 24 reads the test pattern printed by the recording heads 12K, 12C, 12M, and 12Y for each color, and detects the ejection of each recording head. The ejection determination includes the presence / absence of ejection, measurement of dot size, measurement of dot landing position, and the like.

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、熱風を吹きつける方式が好ましい。   A post-drying unit 42 is provided following the print detection unit 24. The post-drying unit 42 is means for drying the printed image surface, and for example, a heating fan is used. Since it is preferable to avoid contact with the printing surface until the ink after printing is dried, a method of blowing hot air is preferred.

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ー45で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。   A heating / pressurizing unit 44 is provided following the post-drying unit 42. The heating / pressurizing unit 44 is a means for controlling the glossiness of the image surface, and pressurizes with a pressure roller 45 having a predetermined uneven surface shape while heating the image surface to transfer the uneven shape to the image surface. To do.

このように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換える選別手段(不図示)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とから構成されている。また、図示を省略したが、本画像の排出部26Aには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられている。   The printed matter generated in this manner is outputted from the paper output unit 26. It is preferable that the original image to be printed (printed target image) and the test print are discharged separately. The ink jet recording apparatus 10 is provided with sorting means (not shown) for switching the paper discharge path in order to select the print product of the main image and the print product of the test print and send them to the discharge units 26A and 26B. ing. Note that when the main image and the test print are simultaneously formed in parallel on a large sheet, the test print portion is separated by a cutter (second cutter) 48. The cutter 48 is provided immediately before the paper discharge unit 26, and cuts the main image and the test print unit when the test print is performed on the image margin. The structure of the cutter 48 is the same as that of the first cutter 28 described above, and includes a fixed blade 48A and a round blade 48B. Although not shown, the paper output unit 26A for the target prints is provided with a sorter for collecting prints according to print orders.

なお、インク色ごとに設けられている各記録ヘッド12K、12C、12M、12Yの構成は共通しているので、以下では、これらを代表して符号50によって記録ヘッドを示すものとする。   Since the recording heads 12K, 12C, 12M, and 12Y provided for each ink color have the same configuration, the recording head is represented by the reference numeral 50 in the following.

次に、記録ヘッド50の構成について説明する。図2は、記録ヘッド50の要部構成を示した一部断面図である。図2に示すように、記録ヘッド50には、インクが充填される圧力室52がノズル(吐出口)51毎に設けられている。圧力室52とノズル51はノズル流路62を介して連通している。図示は省略したが、ノズル流路62を介さず圧力室52とノズル51が直接連通する態様もある。なお、記録ヘッド50のノズル面を構成するノズルプレート60には複数のノズル51が2次元状(マトリクス状)に高密度に配列されている。本発明の特徴部分であるノズル51の構造については後で詳説する。   Next, the configuration of the recording head 50 will be described. FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing the main configuration of the recording head 50. As shown in FIG. 2, the recording head 50 is provided with a pressure chamber 52 filled with ink for each nozzle (ejection port) 51. The pressure chamber 52 and the nozzle 51 communicate with each other through a nozzle channel 62. Although not shown, there is a mode in which the pressure chamber 52 and the nozzle 51 communicate directly with each other without using the nozzle flow path 62. A plurality of nozzles 51 are arranged in a two-dimensional shape (matrix shape) at high density on the nozzle plate 60 that forms the nozzle surface of the recording head 50. The structure of the nozzle 51 which is a characteristic part of the present invention will be described in detail later.

圧力室52の一端には供給口54が形成されており、圧力室52は供給口54を介して共通液室55に連通している。なお、共通液室55には複数の圧力室52が連通している。共通液室55は、図1のインク貯蔵/装填部14から供給されるインクが貯留される貯留部であり、共通液室55内のインクが各圧力室52に対して分配供給される。   A supply port 54 is formed at one end of the pressure chamber 52, and the pressure chamber 52 communicates with the common liquid chamber 55 through the supply port 54. A plurality of pressure chambers 52 communicate with the common liquid chamber 55. The common liquid chamber 55 is a storage section in which ink supplied from the ink storage / loading section 14 of FIG. 1 is stored, and the ink in the common liquid chamber 55 is distributed and supplied to each pressure chamber 52.

圧力室52の一壁面(図2の上面)は振動板56で構成されており、振動板56上の圧力室52に対応する位置(即ち、振動板56を挟んで圧力室52に対向する位置)には、個別電極57を備えた圧電素子58が設けられている。なお、振動板56が圧電素子58に対する共通電極を兼ねている。圧電素子58には、ピエゾなどの圧電体が好適に用いられる。   One wall surface (the upper surface in FIG. 2) of the pressure chamber 52 is constituted by the diaphragm 56, and a position corresponding to the pressure chamber 52 on the diaphragm 56 (that is, a position facing the pressure chamber 52 with the diaphragm 56 interposed therebetween). ) Is provided with a piezoelectric element 58 provided with individual electrodes 57. The diaphragm 56 also serves as a common electrode for the piezoelectric element 58. For the piezoelectric element 58, a piezoelectric body such as a piezo is preferably used.

かかる構成により、圧電素子58に対して所定の駆動電圧が印加されると、圧電素子58の伸縮変形による振動板56の変形によって、圧力室52内のインクは加圧され、圧力室52に連通するノズル51からインク滴が吐出される。   With this configuration, when a predetermined drive voltage is applied to the piezoelectric element 58, the ink in the pressure chamber 52 is pressurized by the deformation of the diaphragm 56 due to the expansion and contraction of the piezoelectric element 58 and communicates with the pressure chamber 52. Ink droplets are ejected from the nozzle 51 that performs the operation.

なお、本実施形態においては、圧電素子58を用いてインク吐出を行う圧電方式の記録ヘッド50について説明したが、本発明の実施に際してはこれに限定されるものではない。例えば、ヒーター等の発熱素子を用いてインク吐出を行うサーマル方式やその他各種方式の記録ヘッドにも、本発明を適用することができる。   In the present embodiment, the piezoelectric recording head 50 that discharges ink using the piezoelectric element 58 has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the present invention can also be applied to a thermal method in which ink is ejected using a heating element such as a heater or other various types of recording heads.

次に、本発明の特徴部分であるノズル51の構造について詳説する。図3は、ノズル面50a側からノズル51を見たときの平面図である。図4は、図3中4−4線に沿う断面図であり、図2のノズル周辺部の拡大断面図に相当する。また、図5は、ノズル51の内部構造を示す斜視図である。なお、図4及び図5ではインク吐出方向が鉛直方向上側を向くように表示している。   Next, the structure of the nozzle 51 which is a characteristic part of the present invention will be described in detail. FIG. 3 is a plan view of the nozzle 51 as viewed from the nozzle surface 50a side. 4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 in FIG. 3, and corresponds to an enlarged cross-sectional view of the peripheral portion of the nozzle in FIG. FIG. 5 is a perspective view showing the internal structure of the nozzle 51. In FIGS. 4 and 5, the ink discharge direction is displayed so as to face the upper side in the vertical direction.

これらの図に示すように、本実施形態としてのノズル51は、ノズル軸Pの周囲に均等に配置された2つの孔部70、70から構成される。各孔部70は同一ノズル流路62に連通している。   As shown in these drawings, the nozzle 51 according to the present embodiment is composed of two holes 70 and 70 that are evenly arranged around the nozzle axis P. Each hole 70 communicates with the same nozzle flow path 62.

具体的には、ノズルプレート60の円筒状領域60a内部にはノズル軸Pを中心軸とする柱状部72と、柱状部72の周囲に均等に配置される2つの連結部74、74とが設けられており、これらにより2つの孔部70、70が区画形成される。即ち、柱状部72の周囲に連結部74と孔部70がそれぞれ2つずつ交互に配置されている。柱状部72及び連結部74はノズルプレート60と一体的に構成されていてもよいし、別体として構成されていてもよい。   Specifically, a columnar portion 72 having the nozzle axis P as a central axis and two connecting portions 74 and 74 arranged evenly around the columnar portion 72 are provided inside the cylindrical region 60 a of the nozzle plate 60. Thus, two holes 70, 70 are defined by these. That is, two connecting parts 74 and two hole parts 70 are alternately arranged around the columnar part 72. The columnar portion 72 and the connecting portion 74 may be configured integrally with the nozzle plate 60 or may be configured as separate bodies.

柱状部72は、ノズル流路62の先端中央部に対向する位置に配置される。また、柱状部72のインク吐出側の平坦面72aはノズル面50aよりノズル流路62側にシフトされた位置に配置され、平坦面72aとノズル面50aは連結部74のインク吐出側に形成される傾斜面74aを介してつながっている。   The columnar portion 72 is disposed at a position facing the center of the tip of the nozzle channel 62. Further, the flat surface 72a on the ink discharge side of the columnar portion 72 is disposed at a position shifted from the nozzle surface 50a toward the nozzle flow path 62, and the flat surface 72a and the nozzle surface 50a are formed on the ink discharge side of the connecting portion 74. Are connected via an inclined surface 74a.

孔部70は、ノズル51のインク吐出側開口縁部51aからノズル軸Pに向かう(即ち、径方向の)開口稜線(傾斜面74aとの境界線)76を有している。この開口稜線76のノズル軸P側端部は、柱状部72の平坦面72aに接続されている。換言すれば、柱状部72の平坦面72aから開口稜線76が延びた構成となっている。また、開口稜線76は、ノズル軸Pに対して垂直ではなく、ノズル軸P側端部がノズル流路62側にシフトされノズル軸Pに対して斜めに傾いている。このような各孔部70の開口稜線76によって、ノズル51のインク吐出側中央部分がインク吐出側とは反対側(ノズル流路62側)に凹んで実質的にノズル軸P上の一点に絞られた形状となっている。   The hole 70 has an opening ridge line (a boundary line with the inclined surface 74 a) 76 from the ink discharge side opening edge 51 a of the nozzle 51 toward the nozzle axis P (that is, in the radial direction). The end of the opening ridge 76 on the nozzle axis P side is connected to the flat surface 72 a of the columnar portion 72. In other words, the opening ridge line 76 extends from the flat surface 72 a of the columnar portion 72. Further, the opening ridge line 76 is not perpendicular to the nozzle axis P, but the end portion on the nozzle axis P side is shifted to the nozzle flow path 62 side and is inclined obliquely with respect to the nozzle axis P. By such an opening ridge line 76 of each hole 70, the central portion of the ink ejection side of the nozzle 51 is recessed on the side opposite to the ink ejection side (nozzle flow path 62 side), and is substantially restricted to one point on the nozzle axis P. It has become a shape.

図6は、ノズル51からインク滴が吐出される様子を示した図である。   FIG. 6 is a diagram illustrating a state where ink droplets are ejected from the nozzle 51.

本実施形態のノズル51は、上述したように、ノズル51のインク吐出側中央部分がインク吐出側とは反対側(ノズル流路62側)に凹んで実質的にノズル軸P上の一点に絞られた形状となっているので、インク吐出動作が開始される前の定常状態では、図6(a)に示すように、各孔部70内のメニスカスのノズル軸P側端部はノズル流路62側の深い位置でピンチ(保持、クリッピング)されるので、メニスカスの平均曲率を高い状態に保持することができる。   As described above, the nozzle 51 of the present embodiment has a central portion on the ink ejection side of the nozzle 51 that is recessed on the side opposite to the ink ejection side (nozzle channel 62 side), and is substantially restricted to one point on the nozzle axis P. Therefore, in the steady state before the ink discharge operation is started, the end of the meniscus in each hole 70 on the nozzle axis P side is the nozzle channel, as shown in FIG. Since pinching (holding and clipping) is performed at a deep position on the 62 side, the average curvature of the meniscus can be kept high.

特に、ノズル51の中心部に配置される柱状部72のインク吐出側の平坦面72aの各稜線によって、前記メニスカスのピンチ(保持、クリッピング)が更に容易に行われるようになっている。   In particular, the meniscus is pinched (held, clipped) more easily by the ridgelines of the flat surface 72a on the ink ejection side of the columnar portion 72 disposed at the center of the nozzle 51.

圧電素子58が駆動されると、各孔部70内のメニスカスはノズル流路62側に一端引き込まれた後、圧力室52内のインクが加圧され、図6(b)に示すように、各孔部70からノズル軸Pに平行なインク吐出方向に対して斜めの互いに向き合う方向に伸びる液柱80がそれぞれ形成される。その後、各液柱80は徐々に成長して衝突するが、各液柱80の水平方向(インク吐出方向に対して垂直な方向)の運動量は互いに打ち消しあうのでインク吐出方向の運動量のみが残る。従って、図6(c)に示すように、インク吐出方向に向かって伸びる液柱82が形成される。この際、ノズル流路62の先端中央部に対向する柱状部72がインク吐出方向のインク流れを阻害するため、液柱82へのインク供給も阻害される。従って、液柱82の過度の伸長が抑制され、図6(d)に示すように、液柱82に相当する体積の液滴84がノズル51からインク吐出方向に向かって飛翔する。その後、図6(e)に示すように、各孔部70のメニスカスは定常状態に戻る。   When the piezoelectric element 58 is driven, the meniscus in each hole 70 is drawn into the nozzle channel 62 side, and then the ink in the pressure chamber 52 is pressurized, as shown in FIG. A liquid column 80 extending from each hole 70 in a direction facing each other oblique to the ink ejection direction parallel to the nozzle axis P is formed. Thereafter, each liquid column 80 gradually grows and collides, but the momentum in the horizontal direction (direction perpendicular to the ink ejection direction) of each liquid column 80 cancels each other, so that only the momentum in the ink ejection direction remains. Accordingly, as shown in FIG. 6C, a liquid column 82 extending in the ink discharge direction is formed. At this time, since the columnar portion 72 facing the center of the tip of the nozzle flow path 62 inhibits the ink flow in the ink ejection direction, ink supply to the liquid column 82 is also inhibited. Accordingly, excessive extension of the liquid column 82 is suppressed, and as shown in FIG. 6D, a droplet 84 having a volume corresponding to the liquid column 82 flies from the nozzle 51 toward the ink ejection direction. Thereafter, as shown in FIG. 6E, the meniscus of each hole 70 returns to the steady state.

このように本実施形態によれば、各孔部70のインク吐出側の開口稜線76によって、ノズル51のインク吐出側中央部分がノズル流路62側に凹んで実質的にノズル軸P上の一点に絞られた形状となるので、各孔部70内のメニスカスのノズル軸P側端部をノズル流路62側の深い位置でピンチすることができ、定常状態におけるメニスカスの平均曲率を高い状態に保持することができる。表面張力圧は表面張力係数と表面平均曲率の積(即ち、表面張力圧=表面張力係数×表面平均曲率)であり、メニスカスの表面張力圧が高いほど、液柱の初期括れの形成及び発達が早く、液切れが迅速に行われる。また、メニスカスの表面張力圧が高いほどリフィルに要する時間は短くなるため、応答性が高くなり、高周波吐出が可能となる。つまり、定常状態におけるメニスカスの平均曲率を高い状態に保持することで、メニスカスの表面張力圧を高い状態に保持することが可能となり、液柱の過度の伸長が抑制され、サテライトの発生が防止されるので画像品質が向上し、また、吐出周波数やリフィル性の向上も可能となる。この結果、高粘度微液滴の高周波吐出が実現可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the central portion of the ink ejection side of the nozzle 51 is recessed toward the nozzle flow path 62 by the opening ridge line 76 on the ink ejection side of each hole 70, and is substantially one point on the nozzle axis P. Therefore, the end of the meniscus in each hole 70 on the nozzle shaft P side can be pinched at a deep position on the nozzle flow path 62 side, and the average curvature of the meniscus in a steady state can be increased. Can be held. The surface tension pressure is the product of the surface tension coefficient and the surface average curvature (that is, surface tension pressure = surface tension coefficient × surface average curvature). The higher the meniscus surface tension pressure, the more the formation and development of the initial constriction of the liquid column. The liquid runs out quickly and quickly. In addition, the higher the surface tension pressure of the meniscus, the shorter the time required for refilling, so that the responsiveness increases and high-frequency ejection becomes possible. In other words, by maintaining the average meniscus curvature in a steady state at a high level, it becomes possible to maintain the surface tension pressure of the meniscus at a high level, suppressing excessive expansion of the liquid column and preventing the occurrence of satellites. As a result, the image quality can be improved, and the ejection frequency and refill properties can be improved. As a result, high-frequency discharge of high-viscosity fine droplets can be realized.

特に、本実施形態では、ノズル流路62の先端中央部に設けられた柱状部72によって、各孔部70からインク吐出方向に対して斜めに伸びた液柱80が衝突した後に形成されるインク吐出方向の液柱82へのインク供給が阻害されるので、液柱82の過度の伸長を効果的に抑制することができる。   In particular, in this embodiment, the ink formed after the liquid column 80 extending obliquely with respect to the ink ejection direction from each hole 70 collides with the columnar portion 72 provided at the center of the tip of the nozzle channel 62. Since the ink supply to the liquid column 82 in the ejection direction is hindered, excessive extension of the liquid column 82 can be effectively suppressed.

また、本実施形態によれば、ノズル軸Pに垂直なノズル51の断面積に関して、非孔部領域(柱状部72及び連結部74、74)は孔部領域(孔部70、70)と同程度に構成され、ノズル51内部には円筒液膜が形成されない程度に非孔部領域が広く形成される。即ち、ノズル軸Pに垂直なノズル51の断面は、固体領域(非孔部領域)が中心に絞られた形状で、かつ固体領域面積と液体領域(非孔部領域)面積が略同程度とであり、バランス良く配置されている。このため、ノズル51から吐出される液滴のサイズ(体積)を小さくすることができ、微液滴吐出が可能となる。また、各孔部70、70の断面積も広く確保することができ、流路抵抗の低減によって吐出効率が向上するともに、インク増粘によるノズル目詰まりを防止できる。   Further, according to the present embodiment, with respect to the cross-sectional area of the nozzle 51 perpendicular to the nozzle axis P, the non-hole region (the columnar portion 72 and the connecting portions 74 and 74) is the same as the hole region (hole portions 70 and 70). The non-hole region is formed so wide that the cylindrical liquid film is not formed inside the nozzle 51. That is, the cross section of the nozzle 51 perpendicular to the nozzle axis P has a shape in which the solid region (non-hole region) is constricted at the center, and the solid region area and the liquid region (non-hole region) area are approximately the same. It is arranged with good balance. For this reason, the size (volume) of the droplets discharged from the nozzle 51 can be reduced, and fine droplets can be discharged. In addition, a wide cross-sectional area of each hole 70, 70 can be ensured, and the discharge efficiency is improved by reducing the flow resistance, and nozzle clogging due to ink thickening can be prevented.

また、本実施形態によれば、ノズル軸Pから孔部70までの距離を、各孔部70から伸びた液柱80が衝突した後に形成される液柱82(図6(c)参照)のインク吐出方向に垂直な断面の半径と同程度(数μm〜数十μm程度)に短く構成することができ、加工精度等に起因する飛翔方向ずれへの影響を抑えることができる。   In addition, according to the present embodiment, the distance from the nozzle axis P to the hole 70 is the same as that of the liquid column 82 (see FIG. 6C) formed after the liquid column 80 extending from each hole 70 collides. It can be configured as short as the radius of the cross section perpendicular to the ink ejection direction (several μm to several tens μm), and the influence on the deviation in the flight direction due to processing accuracy can be suppressed.

本実施形態において、柱状部72の平坦面72a及び連結部74の傾斜面74aに対して撥液処理を行うとともに、孔部70の内壁面に対して親液処理を行うことが好ましい。孔部70内に形成されるメニスカスの形状を安定化させることができる。   In the present embodiment, it is preferable that the liquid repellent treatment is performed on the flat surface 72 a of the columnar portion 72 and the inclined surface 74 a of the connecting portion 74 and the lyophilic treatment is performed on the inner wall surface of the hole portion 70. The shape of the meniscus formed in the hole 70 can be stabilized.

図7〜図12は、本実施形態の各変形例(第1〜第6変形例)を示した説明図である。これらの図(図11(b)除く)はいずれもノズル面50a側から見たときの平面図であり、図11(b)は図11(a)中11b−11b線に沿う断面図である。図7〜図12中、図3及び図4と共通する部分には同一番号を付与する。   7-12 is explanatory drawing which showed each modification (1st-6th modification) of this embodiment. These drawings (excluding FIG. 11B) are plan views when viewed from the nozzle surface 50a side, and FIG. 11B is a cross-sectional view taken along the line 11b-11b in FIG. 11A. . 7 to 12, the same reference numerals are given to the portions common to FIGS. 3 and 4.

図7に示した第1変形例としてのノズル51Aには、六角柱状の柱状部72の周囲に3つの孔部70が配置される。このように柱状部72の周囲に配置される孔部70の数は2つに限らず、3つ以上でもよい。また、柱状部72の形状についても、本実施形態のように四角柱状に限られず、本変形例のように六角柱状やその他多角柱状、円柱状、楕円柱状などでもよい。   In the nozzle 51 </ b> A as the first modification shown in FIG. 7, three hole portions 70 are arranged around the hexagonal columnar portion 72. Thus, the number of the hole portions 70 arranged around the columnar portion 72 is not limited to two, and may be three or more. Further, the shape of the columnar portion 72 is not limited to a square columnar shape as in the present embodiment, and may be a hexagonal columnar shape, other polygonal columnar shapes, a cylindrical shape, an elliptical columnar shape, or the like as in the present modification.

図8に示した第2変形例としてのノズル51Bは、本実施形態のような円形状の平面形状ではなく、四角形状の平面形状となっている。また、これらに限らず、その他多角形状や楕円状の平面形状でもよい。   The nozzle 51B as the second modification shown in FIG. 8 is not a circular planar shape as in the present embodiment, but a rectangular planar shape. Moreover, it is not limited to these, and other polygonal shapes and elliptical planar shapes may be used.

図9に示した第3変形例としてのノズル51Cには、本実施形態のような柱状部72が設けられておらず、各孔部70の開口稜線76がノズル中心部(即ち、ノズル軸P上)で交差している。図示は省略するが、平坦面72aの面積が0となるように柱状部72のインク吐出側先端部分を針状に縮退させた態様もある。いずれの場合も、本実施形態と同等の効果を得ることができる。   The nozzle 51C as the third modified example shown in FIG. 9 is not provided with the columnar portion 72 as in the present embodiment, and the opening ridge line 76 of each hole 70 is the nozzle center portion (that is, the nozzle axis P). Cross over) Although not shown, there is also an aspect in which the tip part of the ink discharge side of the columnar part 72 is degenerated into a needle shape so that the area of the flat surface 72a becomes zero. In either case, an effect equivalent to that of the present embodiment can be obtained.

図10に示した第4変形例としてのノズル51Dには、本実施形態の柱状部72に相当する位置に柱状の空洞部90が設けられており、2つの孔部70、70が空洞部90を介して連通している。このような空洞部90における流路抵抗は極めて高く、各孔部70の開口稜線76によってノズル51のインク吐出側中央部分がノズル流路62側に凹んで実質的にノズル軸P上の一点に絞られた形状であることには変わりなく、本実施形態と同等の効果を得ることができる。   A nozzle 51D as a fourth modification shown in FIG. 10 is provided with a columnar cavity 90 at a position corresponding to the columnar section 72 of the present embodiment, and two holes 70 and 70 are formed in the cavity 90. It communicates through. The flow path resistance in such a cavity 90 is extremely high, and the central portion of the ink ejection side of the nozzle 51 is recessed toward the nozzle flow path 62 by the opening ridge line 76 of each hole 70 so that it is substantially at one point on the nozzle axis P. The same shape as in the present embodiment can be obtained without changing the narrowed shape.

図11に示した第5変形例としてのノズル51Eは、各孔部70のインク吐出側の開口稜線78が曲線状の閉曲線として構成される。この開口稜線78はノズル51Eの吐出側開口縁部51a側よりノズル軸P近傍に向かう(即ち、径方向の)稜線であり、各孔部70の開口稜線78によってノズル51のインク吐出側中央部分がノズル流路62側に凹んで実質的にノズル軸P上の一点に絞られた形状であることには変わりなく、本実施形態と同等の効果を得ることができる。   In the nozzle 51E as the fifth modified example shown in FIG. 11, the opening ridgeline 78 on the ink ejection side of each hole 70 is configured as a curved closed curve. The opening ridge line 78 is a ridge line from the discharge side opening edge 51a side of the nozzle 51E toward the nozzle axis P (that is, in the radial direction), and the ink discharge side central portion of the nozzle 51 is formed by the opening ridge line 78 of each hole 70. However, it is a shape that is recessed toward the nozzle flow path 62 and substantially narrowed to one point on the nozzle axis P, and the same effect as in the present embodiment can be obtained.

図12に示した第6変形例としてのノズル51Fは、第3変形例と第5変形例を組み合わせた態様に相当し、各孔部70の開口稜線78がノズル中心部(ノズル軸P上)で交差し、本実施形態と同等の効果を得ることができる。   The nozzle 51F as the sixth modification shown in FIG. 12 corresponds to a mode in which the third modification and the fifth modification are combined, and the opening ridge line 78 of each hole 70 is the nozzle center (on the nozzle axis P). It is possible to obtain the same effect as the present embodiment.

以上、本発明の液滴吐出ヘッド及び画像形成装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。   Although the liquid droplet ejection head and the image forming apparatus of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above examples, and various improvements and modifications are made without departing from the gist of the present invention. Of course.

インクジェット記録装置の概略を示す全体構成図Overall configuration diagram showing outline of inkjet recording apparatus 記録ヘッド50の要部構成を示した一部断面図Partial cross-sectional view showing the main configuration of the recording head 50 ノズル面側からノズルを見たときの平面図Top view when the nozzle is viewed from the nozzle side 図3中4−4線に沿う断面図Sectional view along line 4-4 in FIG. ノズルの内部構造を示す斜視図Perspective view showing the internal structure of the nozzle ノズルからインク滴が吐出される様子を示した図Diagram showing how ink droplets are ejected from nozzles 第1変形例を示した説明図Explanatory drawing which showed the 1st modification 第2変形例を示した説明図Explanatory drawing which showed the 2nd modification 第3変形例を示した説明図Explanatory drawing showing a third modification 第4変形例を示した説明図Explanatory drawing showing a fourth modification 第5変形例を示した説明図Explanatory drawing showing a fifth modification 第6変形例を示した説明図Explanatory drawing showing a sixth modification

符号の説明Explanation of symbols

10…インクジェット記録装置、50…記録ヘッド、51…ノズル、52…圧力室、54…供給口、55…共通流路、56…振動板、57…個別電極、58…圧電素子、60…ノズルプレート、62…ノズル流路、70…孔部、72…柱状部、74…連結部、76…開口稜線   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Inkjet recording device, 50 ... Recording head, 51 ... Nozzle, 52 ... Pressure chamber, 54 ... Supply port, 55 ... Common flow path, 56 ... Vibrating plate, 57 ... Individual electrode, 58 ... Piezoelectric element, 60 ... Nozzle plate 62 ... Nozzle flow path, 70 ... Hole, 72 ... Columnar part, 74 ... Connection part, 76 ... Opening edge line

Claims (4)

液体流路に連通するノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドであって、
前記ノズルは、ノズル軸の周囲に略均等に配置される複数の孔部から構成され、
前記孔部は、前記ノズルの吐出側開口縁部側より前記ノズル軸又はその近傍に向かう開口稜線を液滴吐出側に有し、
前記開口稜線はノズル軸側端部が液体流路側にシフトされ前記ノズル軸に対して斜めに傾いていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
A droplet discharge head for discharging droplets from a nozzle communicating with a liquid flow path,
The nozzle is composed of a plurality of holes arranged substantially evenly around the nozzle shaft,
The hole has an opening ridge line on the droplet discharge side from the discharge side opening edge side of the nozzle toward the nozzle axis or the vicinity thereof,
The liquid droplet ejection head is characterized in that the opening ridge line has an end portion on the nozzle axis side shifted to the liquid flow path side and is inclined obliquely with respect to the nozzle axis.
前記ノズル内部には、前記ノズル軸を略中心軸とする柱状部が設けられ、
前記柱状部の液滴吐出側の面から前記開口稜線が延びていることを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出ヘッド。
A columnar part having the nozzle axis as a substantially central axis is provided inside the nozzle,
The droplet discharge head according to claim 1, wherein the opening ridge line extends from a surface of the columnar portion on the droplet discharge side.
前記複数の孔部を互いに連通させる柱状の空洞部が前記ノズル軸を略中心軸とするように設けられていることを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出ヘッド。   2. The liquid droplet ejection head according to claim 1, wherein a columnar cavity that communicates the plurality of holes with each other is provided with the nozzle axis as a substantially central axis. 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the droplet discharge head according to any one of claims 1 to 3.
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