JP2008230152A - Inkjet head - Google Patents

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    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/10Finger type piezoelectric elements

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inkjet head capable of handling either of an ink circulating type and an ink non-circulating type with a simple structure. <P>SOLUTION: The inkjet head 11 is provided with a pressure chamber 21, nozzles, a driving element, a first supplying part 14, a second supplying part 15, a discharging part 17, and a filter member 25. The inkjet head 11 is used on either of: a first using condition that an ink 16 supplied from the second supplying part 15 is ejected from the nozzles through the filter member 25 and the pressure chamber 21 under the condition that the first supplying part 14 and the discharging part 17 are closed; and a second using condition that a part of an ink 16 supplied from the first supplying part 14 is ejected from the nozzles through the pressure chamber 21 while a part of the ink is discharged outside from the discharging part 17 under the condition that the second supplying part 15 is closed. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、インク循環式およびインク非循環式の両方に対応するインクジェットヘッドに関する。   The present invention relates to an ink jet head that supports both ink circulation type and ink non-circulation type.

例えば、ヘッド内でインクを循環させた状態で、インク滴を吐出できるようにしたインクジェットヘッドが知られている。このインクジェットヘッドは、複数の流体チャンバを有し、各流体チャンバは、ノズル、入口マニホルド、および出口マニホルドに接続されている。このインクジェットヘッドは、入口マニホルド、各流体チャンバ、出口マニホルドに至る流体の流れを生じさせる部材を有する。   For example, an ink jet head is known in which ink droplets can be ejected while ink is circulated in the head. The ink jet head has a plurality of fluid chambers, each fluid chamber being connected to a nozzle, an inlet manifold, and an outlet manifold. The ink jet head has members that create a fluid flow to the inlet manifold, each fluid chamber, and the outlet manifold.

このインクジェットヘッドでは、各チャンバを通る流体の流れが、流体内に含まれる異物をノズルから除去するのに十分な流れになっている。また、入口マニホルドから出口マニホルドまで至る際の流路抵抗が、少量だけ変化するようになっている。このため、小滴の射出特性に重大な差をもたらさないようになっている(例えば、特許文献1参照)。   In this ink jet head, the flow of fluid through each chamber is sufficient to remove foreign substances contained in the fluid from the nozzle. Further, the flow resistance at the time from the inlet manifold to the outlet manifold changes by a small amount. For this reason, a significant difference is not brought about in the ejection characteristic of a droplet (for example, refer to patent documents 1).

一方、インクジェットヘッドにおいて、ヘッド内でインクを循環させないものが周知である。このインクジェットヘッドでは、インクタンクから供給されたインクは、インクジェットヘッド内の流路を通り、ノズルから小滴として吐出される。
特表2002−533247号公報
On the other hand, ink jet heads that do not circulate ink within the head are well known. In this inkjet head, the ink supplied from the ink tank passes through the flow path in the inkjet head and is ejected as a small droplet from the nozzle.
JP-T-2002-533247

上記従来のインク循環式のインクジェットヘッドは、その吐出信頼性の高さおよびインク流路の洗浄性の高さから、高信頼性のインクジェットヘッドとして需要が高まっている。一方、より安価なシステムでの印字、すなわちインク非循環式のインクジェットヘッドも要望されている。このため、インクの特性や印刷装置の要求に応じて、インク循環式およびインク非循環式のいずれかが選択されるという実情がある。このため、インク循環式およびインク非循環式のいずれにも対応できるインクジェットヘッドが望まれていたが、上記従来のインクジェットヘッドでは、そのような発想や示唆が一切なかった。   The above-described conventional ink circulation type inkjet head is in high demand as a highly reliable inkjet head because of its high ejection reliability and high cleaning performance of the ink flow path. On the other hand, printing with a cheaper system, that is, an ink non-circulating ink jet head is also desired. For this reason, there is a situation that either the ink circulation type or the ink non-circulation type is selected according to the characteristics of the ink or the requirements of the printing apparatus. For this reason, there has been a demand for an ink jet head that can cope with both the ink circulation type and the ink non-circulation type. However, the above-described conventional ink jet head has no such idea or suggestion.

本発明の目的は、簡単な構造で、インク循環式およびインク非循環式のいずれにも対応することができるインクジェットヘッドを提供することにある。   An object of the present invention is to provide an ink jet head that has a simple structure and can cope with both ink circulation type and ink non-circulation type.

前記目的を達成するため、本発明の一つの形態にかかるインクジェットヘッドは、インクが満たされる圧力室と、前記圧力室の一の面に設けられるノズルと、前記圧力室に設けられるとともに、前記圧力室内のインクを前記ノズルから吐出させる駆動素子と、前記圧力室に前記インクを供給するための第1の供給口および第2の供給口と、前記圧力室から前記インクを排出するための排出口と、前記第2の供給口と前記圧力室との間に設けられるフィルタ部材と、を具備し、前記第1の供給口および前記排出口を閉じた状態で、前記第2の供給口から供給された前記インクが、前記フィルタおよび前記圧力室を経由し、前記ノズルから吐出される第1の使用状態と、前記第2の供給口を閉じた状態で、前記第1の供給口から供給された前記インクが、前記圧力室を経由し、その一部が前記ノズルから吐出されるとともに、その一部が前記排出口から外部に排出される第2の使用状態と、のうちいずれか一方で使用される。   In order to achieve the above object, an inkjet head according to an aspect of the present invention includes a pressure chamber filled with ink, a nozzle provided on one surface of the pressure chamber, the pressure chamber, and the pressure chamber. A drive element for discharging ink in the chamber from the nozzle, a first supply port and a second supply port for supplying the ink to the pressure chamber, and a discharge port for discharging the ink from the pressure chamber And a filter member provided between the second supply port and the pressure chamber, and supplied from the second supply port in a state where the first supply port and the discharge port are closed. The discharged ink is supplied from the first supply port through the filter and the pressure chamber, in a first use state where the ink is discharged from the nozzle and in a state where the second supply port is closed. Said a And the second use state in which a part is discharged from the nozzle and part thereof is discharged to the outside from the discharge port via the pressure chamber. The

本発明によれば、簡単な構造で、インク循環式およびインク非循環式のいずれにも対応することができるインクジェットヘッドを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an ink jet head that has a simple structure and can cope with both ink circulation type and ink non-circulation type.

以下、図面を参照しながら本発明のインクジェットヘッドの実施形態について説明する。インクジェットヘッドは、いわゆるインク循環式の印刷装置に搭載されて使用されるものであるが、インク非循環式の印刷装置に搭載しても使用できるものである。   Hereinafter, embodiments of the inkjet head of the present invention will be described with reference to the drawings. The ink jet head is used by being mounted on a so-called ink circulation type printing apparatus, but can also be used by being mounted on an ink non-circulation type printing apparatus.

図1と図2に示すように、インクジェットヘッド11は、ヘッド本体12と、ヘッド本体12に取り付けられた一対の回路基板13と、ヘッド本体12の圧力室21にインク16を供給するための第1の供給部14および第2の供給部15と、ヘッド本体12の圧力室21からインク16を排出するための排出部17と、を備えている。各回路基板13は、ヘッド駆動用IC18をそれぞれ有している。第1の供給部14および排出部17は、インク16を循環させる第2の使用状態で用いられる。第2の供給部15は、インク16を循環させない第1の使用状態で用いられる。   As shown in FIGS. 1 and 2, the inkjet head 11 includes a head main body 12, a pair of circuit boards 13 attached to the head main body 12, and a first ink supply for supplying ink 16 to the pressure chamber 21 of the head main body 12. The first supply unit 14 and the second supply unit 15, and a discharge unit 17 for discharging the ink 16 from the pressure chamber 21 of the head body 12 are provided. Each circuit board 13 has a head driving IC 18. The first supply unit 14 and the discharge unit 17 are used in a second use state in which the ink 16 is circulated. The second supply unit 15 is used in a first use state in which the ink 16 is not circulated.

第1の供給部14は、第1の接続端部14Aを有し、この第1の接続端部14Aは、図示しない印刷装置に搭載された際に循環式のインクタンクと接続するのに用いられる。同様に、第2の供給部15は、第2の接続端部15Aを有し、第2の接続端部15Aは、図示しない印刷装置の非循環式のインクタンクに接続するのに用いられている。排出部17は、前記循環式のインクタンクに接続してインク16を戻すための第3の接続端部17Aを有している。   The first supply unit 14 has a first connection end 14A, and this first connection end 14A is used to connect to a circulation type ink tank when mounted on a printing apparatus (not shown). It is done. Similarly, the second supply unit 15 has a second connection end 15A, and the second connection end 15A is used to connect to a non-circulating ink tank of a printing apparatus (not shown). Yes. The discharge unit 17 has a third connection end 17A for returning to the ink 16 by connecting to the circulation type ink tank.

図2と図3に示すように、ヘッド本体12は、内部に形成された圧力室21と、圧力室21に連通している複数の貫通孔22と、圧力室21に設けられた駆動素子23と、圧力室21の一の面に設けられたノズルプレート24と、第2の供給部15と圧力室21との間に設けられたフィルタ部材25と、第2の供給部15とフィルタ部材25の間に設けられる接続部26と、を有している。ヘッド本体12は、圧力室21と第1の供給部14とを連通させる第1の供給口31と、接続部26と第2の供給部15とを連通させる第2の供給口32と、圧力室21と排出部17とを連通させる排出口33と、を有している。インクジェットヘッド11を使用する際には、圧力室21の内部にインク16が満たされる。   As shown in FIGS. 2 and 3, the head body 12 includes a pressure chamber 21 formed therein, a plurality of through holes 22 communicating with the pressure chamber 21, and a drive element 23 provided in the pressure chamber 21. A nozzle plate 24 provided on one surface of the pressure chamber 21, a filter member 25 provided between the second supply unit 15 and the pressure chamber 21, a second supply unit 15 and the filter member 25. And a connecting portion 26 provided between the two. The head body 12 includes a first supply port 31 that communicates the pressure chamber 21 and the first supply unit 14, a second supply port 32 that communicates the connection unit 26 and the second supply unit 15, and a pressure. It has the discharge port 33 which makes the chamber 21 and the discharge part 17 communicate. When the inkjet head 11 is used, the ink 16 is filled in the pressure chamber 21.

複数の貫通孔22は、第1の供給部14と圧力室21とを連通するための複数の中央孔22Aと、排出部17と圧力室21とを連通するための複数の両端部孔22Bと、を含んでいる。図5に示すように、第1の供給部14と複数の中央孔22Aとは、第1の連絡流路28を介して接続されている。図6に示すように、排出部17と複数の両端部孔22Bとは、第2の連絡流路29を介して接続されている。   The plurality of through holes 22 include a plurality of central holes 22A for communicating the first supply unit 14 and the pressure chamber 21, and a plurality of both end holes 22B for communicating the discharge unit 17 and the pressure chamber 21. , Including. As shown in FIG. 5, the first supply unit 14 and the plurality of central holes 22 </ b> A are connected via a first communication channel 28. As shown in FIG. 6, the discharge portion 17 and the plurality of both end holes 22 </ b> B are connected via a second communication channel 29.

ノズルプレート24は、図3に示すように、2列のノズル列34を有している。各ノズル列34は、インクジェットヘッド11の長手方向に沿った方向に延びている。各ノズル列34は、複数のノズル35を含んでいるが、図3では、1個のみを示している。各ノズル35のノズル径(直径)は、20〜40μmで構成されている。各ノズル35は、圧力室21の一の面に設けられている。   The nozzle plate 24 has two nozzle rows 34 as shown in FIG. Each nozzle row 34 extends in a direction along the longitudinal direction of the inkjet head 11. Each nozzle row 34 includes a plurality of nozzles 35, but only one is shown in FIG. The nozzle diameter (diameter) of each nozzle 35 is 20-40 micrometers. Each nozzle 35 is provided on one surface of the pressure chamber 21.

駆動素子23は、図4に示すように、分極方向を対向させるようにした第1の圧電素子36と第2の圧電素子37とを張り合わせて形成されている。駆動素子23は、第1と第2の圧電素子36、37を駆動するための電極38をさらに備えている。第1の圧電素子36と、第2の圧電素子37とは、例えば、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)系の圧電セラミックス材料でそれぞれ形成されている。この電極38は、第1、第2の圧電素子36、37の表面に対して、例えば無電解ニッケルメッキを施して形成される。各駆動素子23の間の位置に前記圧力室21が形成されている。すなわち、駆動素子23は、圧力室21に面して設けられている。   As shown in FIG. 4, the drive element 23 is formed by bonding together a first piezoelectric element 36 and a second piezoelectric element 37 whose polarization directions are opposed to each other. The drive element 23 further includes an electrode 38 for driving the first and second piezoelectric elements 36 and 37. The first piezoelectric element 36 and the second piezoelectric element 37 are each formed of, for example, a PZT (lead zirconate titanate) piezoelectric ceramic material. The electrode 38 is formed, for example, by electroless nickel plating on the surfaces of the first and second piezoelectric elements 36 and 37. The pressure chamber 21 is formed at a position between the drive elements 23. That is, the drive element 23 is provided facing the pressure chamber 21.

フィルタ部材25は、いわゆる電鋳フィルタで構成されている。フィルタ部材25の孔径(直径)は、例えば、ノズル35の直径の1/2から1/3の大きさを有している。   The filter member 25 is a so-called electroformed filter. The hole diameter (diameter) of the filter member 25 is, for example, 1/2 to 1/3 the diameter of the nozzle 35.

続いて、図3と図4を参照して、このインクジェットヘッド11を非循環方式の印刷装置に搭載して、印刷を行う第1の使用状態について説明する。すなわち、第1の使用状態では、インクジェットヘッド11内でインク16を循環させない非循環方式でインク滴の吐出駆動を行う。印刷装置は、図示しない公知のもので構成されており、例えば、インクジェットヘッド11にインク16を供給するためのインクタンクと、インクジェットヘッド11のインク吐出を制御するための制御部と、を含んでいる。   Next, with reference to FIGS. 3 and 4, a description will be given of a first use state in which the inkjet head 11 is mounted on a non-circulating printing apparatus and printing is performed. That is, in the first use state, ink droplet ejection driving is performed by a non-circulation method in which the ink 16 is not circulated in the inkjet head 11. The printing apparatus is configured by a known device (not shown), and includes, for example, an ink tank for supplying ink 16 to the inkjet head 11 and a control unit for controlling ink ejection of the inkjet head 11. Yes.

第1の使用状態では、循環式で使用する第1の供給部14および排出部17は使用しない。このため、第1の供給部14に設けられた第1の接続端部14Aと、排出部17に設けられた第3の接続端部17Aとには、それぞれ例えば図9に示すような密閉部材であるゴム栓42がなされて密閉されており、ヘッド本体12の内部の圧力が一定になるようにしている。また、ゴム栓42によって、ヘッド本体12内のインク16が外部に漏れ出ないようになっている。   In the first use state, the first supply unit 14 and the discharge unit 17 that are used in a circulating manner are not used. For this reason, for example, the first connecting end 14A provided in the first supply unit 14 and the third connecting end 17A provided in the discharge unit 17 are respectively sealed members as shown in FIG. The rubber plug 42 is sealed so that the pressure inside the head body 12 is constant. Further, the rubber plug 42 prevents the ink 16 in the head body 12 from leaking outside.

図3に示すように、第2の供給部15から供給されたインク16は、第2の供給口32を経由して、接続部26内に満たされる。このときフィルタ部材25上にはメニスカスが形成されている。接続部26内に十分な量のインク16が充填され、接続部26内の圧力が当該メニスカスの破壊圧に到達すると、インク16はフィルタ部材25を通って圧力室21にまで供給される。その際、インク16中に含まれる微小なゴミやパーティクルがフィルタ部材25によって除去される。図3に示すように、第1の使用状態においては、3列の貫通孔22を経由して、インク16が接続部26から圧力室21に供給される。   As shown in FIG. 3, the ink 16 supplied from the second supply unit 15 is filled in the connection unit 26 via the second supply port 32. At this time, a meniscus is formed on the filter member 25. When a sufficient amount of ink 16 is filled in the connection portion 26 and the pressure in the connection portion 26 reaches the breaking pressure of the meniscus, the ink 16 is supplied to the pressure chamber 21 through the filter member 25. At this time, minute dust and particles contained in the ink 16 are removed by the filter member 25. As shown in FIG. 3, in the first use state, the ink 16 is supplied from the connection portion 26 to the pressure chamber 21 via the three rows of through holes 22.

図4に示すように、圧力室21にインク16が満たされた状態で、ユーザが印刷装置に対して印刷開始を指示すると、印刷装置の制御部は、インクジェットヘッド11に対して印字信号をヘッド駆動用IC18に出力する。印刷信号を受けたヘッド駆動用IC18は、駆動パルス電圧を駆動素子23に印加する。これにより、図4に2点鎖線で示すように、左右一対の駆動素子23は、シェアモード変形を行って湾曲するように互いに離反する。そして、これらを初期位置に復帰させて圧力室21のインク16を加圧することで、ノズル35からインク滴が勢い良く吐出される。   As shown in FIG. 4, when the user instructs the printing apparatus to start printing while the pressure chamber 21 is filled with the ink 16, the control unit of the printing apparatus sends a print signal to the inkjet head 11. Output to the driving IC 18. Upon receiving the print signal, the head drive IC 18 applies a drive pulse voltage to the drive element 23. Accordingly, as shown by a two-dot chain line in FIG. 4, the pair of left and right drive elements 23 are separated from each other so as to bend by performing shear mode deformation. Then, by returning these to the initial position and pressurizing the ink 16 in the pressure chamber 21, ink droplets are ejected from the nozzles 35 with vigorous force.

続いて、図5から図9を参照して、このインクジェットヘッド11を循環方式の印刷装置に搭載して、印刷を行う第2の使用状態について説明する。すなわち、第2の使用状態では、インクジェットヘッド11内でインク16を循環させる循環方式でインク滴の吐出駆動を行う。印刷装置は、図示しない公知のもので構成されており、例えば、インクジェットヘッド11にインク16を供給するための循環式のインクタンクと、インクジェットヘッド11のインク吐出を制御するための制御部と、インク16を循環させるためのポンプなどを含んでいる。   Next, a second usage state in which the inkjet head 11 is mounted on a circulation type printing apparatus and printing is described with reference to FIGS. That is, in the second use state, ink droplets are driven to be ejected by a circulation method in which the ink 16 is circulated in the inkjet head 11. The printing apparatus is configured by a known device (not shown), for example, a circulation type ink tank for supplying ink 16 to the inkjet head 11, a control unit for controlling ink ejection of the inkjet head 11, A pump for circulating the ink 16 is included.

第2の使用状態では、非循環式で使用する第2の供給部15は使用しない。このため、図9に示すように、第2の使用状態では、第2の供給部15の第2の接続端部15Aには密閉部材であるゴム栓42がなされている。ゴム栓42によって、ヘッド本体12の内部の圧力が一定に維持され、ヘッド本体12の内部のインク16が外部に漏れ出すことを防いでいる。   In the second use state, the second supply unit 15 used in a non-circulation type is not used. For this reason, as shown in FIG. 9, in the second use state, the second connection end 15 </ b> A of the second supply unit 15 is provided with a rubber plug 42 as a sealing member. The rubber plug 42 keeps the pressure inside the head body 12 constant, and prevents the ink 16 inside the head body 12 from leaking outside.

図5と図7に示すように、第1の供給部14から供給されたインク16は、第1の供給口31、複数の中央孔22Aを通って、圧力室21に供給される。すなわち、第2の使用状態において、インク16はフィルタ部材25によってろ過されることはない。圧力室21において、図4に示すように、駆動素子23が駆動すると、ノズル35からインク滴が吐出されることは、上記した第1の使用状態と同じである。ただし、第2の使用状態においては、図6と図8に示すように、圧力室21で使用されなかったインク16は、排出口33および排出部17を経由してインクジェットヘッド11の外部に排出され、印刷装置のインクタンクに戻される。   As shown in FIGS. 5 and 7, the ink 16 supplied from the first supply unit 14 is supplied to the pressure chamber 21 through the first supply port 31 and the plurality of central holes 22 </ b> A. That is, in the second use state, the ink 16 is not filtered by the filter member 25. In the pressure chamber 21, as shown in FIG. 4, when the driving element 23 is driven, ink droplets are ejected from the nozzle 35, which is the same as in the first use state described above. However, in the second use state, as shown in FIGS. 6 and 8, the ink 16 that has not been used in the pressure chamber 21 is discharged to the outside of the inkjet head 11 via the discharge port 33 and the discharge portion 17. And returned to the ink tank of the printing apparatus.

このように、インク16は、印刷装置のインクタンクとインクジェットヘッド11との間で常時循環されている。一連の印刷処理は、インク16が循環した状態で行われる。このため、例えばノズル35にインク16中に混入したパーティクルが嵌って、ノズル35が不吐出の状態になってしまっても、ヘッド本体12の内部のインク16の循環流によってパーティクルが除去される。   As described above, the ink 16 is constantly circulated between the ink tank of the printing apparatus and the inkjet head 11. A series of printing processes is performed in a state where the ink 16 is circulated. For this reason, for example, even if the particles mixed in the ink 16 are fitted into the nozzle 35 and the nozzle 35 is not ejected, the particles are removed by the circulating flow of the ink 16 inside the head body 12.

なお、第2の使用状態において、圧力室21および貫通孔22内のインク16がフィルタ部材25を超えて接続部26に流れてしまうことは防止される。   In the second use state, the ink 16 in the pressure chamber 21 and the through hole 22 is prevented from flowing over the filter member 25 to the connection portion 26.

以下、この点について具体的に説明する。図9に示すように、第2の使用状態において、接続部26内には空気27が貯留されている。また、貫通孔22および圧力室21の内部にはインク16が貯留されている。フィルタ部材25は、接続部26内の空気27と、圧力室21内のインク16と、を仕切っている。   Hereinafter, this point will be specifically described. As shown in FIG. 9, air 27 is stored in the connection portion 26 in the second use state. Ink 16 is stored in the through hole 22 and the pressure chamber 21. The filter member 25 partitions the air 27 in the connection portion 26 and the ink 16 in the pressure chamber 21.

第1の供給部14から送られた中央孔22Aの付近のインク16は、正圧に維持されている。また、両端部孔22B付近のインク16は、負圧に維持されている。このため、これらの中間にある圧力室21の内部のインク16は弱負圧に維持されている。このため、意図しないときに、ノズル35からインク16が漏れ出さないようになっている。   The ink 16 in the vicinity of the central hole 22A sent from the first supply unit 14 is maintained at a positive pressure. Further, the ink 16 in the vicinity of both end holes 22B is maintained at a negative pressure. For this reason, the ink 16 inside the pressure chamber 21 in the middle of these is maintained at a weak negative pressure. For this reason, the ink 16 is prevented from leaking from the nozzle 35 when not intended.

図9に示すように、中央孔付近のフィルタ部材25の表面には、インク16が微小量漏れ出して、接続部26に向かって凸になったインクメニスカス51が形成される。本実施形態のフィルタ部材25は、このインクメニスカス51の保持圧が圧力室21の圧力よりも高くなるように設計されている。このため、中央孔22A付近のインク16が接続部26に漏れ出して、当初のとおりにインク16が循環しなくなる事態が発生するのが防止されている。なお、このインクメニスカス51の保持圧は、例えば、フィルタ部材25の孔径、インクメニスカス51の表面張力・接触角などによって決定される。   As shown in FIG. 9, an ink meniscus 51 that protrudes toward the connecting portion 26 is formed on the surface of the filter member 25 near the center hole, by leaking a small amount of ink 16. The filter member 25 of the present embodiment is designed so that the holding pressure of the ink meniscus 51 is higher than the pressure of the pressure chamber 21. For this reason, it is prevented that the ink 16 near the central hole 22A leaks out to the connecting portion 26 and the ink 16 does not circulate as originally. The holding pressure of the ink meniscus 51 is determined by, for example, the hole diameter of the filter member 25, the surface tension / contact angle of the ink meniscus 51, and the like.

また、何らかの原因で、インクメニスカス51が破壊され、接続部26を介して中央孔22Aから両端部孔22Bにインク16が流れてしまうことが考えられる。本実施形態では、フィルタ部材25は、その内部の流路抵抗が圧力室21の流路抵抗よりも大きくなるように設計されている。これにより、なんらかの事情で接続部26内にインク16が漏れ出してしまう場合であっても、漏れ出したインク16がこの経路で流れ続ける量は、本流(前記循環流)に比べて僅かとなる様になっている。この場合、フィルタ部材25の流路抵抗は、例えば、フィルタ孔径、管路の長さ、インクの粘性などによって決定される。また、このフィルタ部材25の流路抵抗によって、中央孔22A付近のインク16がフィルタ部材25の内部を伝って両端部孔22Bに流れてしまう量が僅かな為、本流に与える影響は無視できる。   In addition, for some reason, the ink meniscus 51 may be destroyed, and the ink 16 may flow from the central hole 22A to the both end holes 22B via the connection portion 26. In the present embodiment, the filter member 25 is designed such that the flow path resistance inside thereof is larger than the flow path resistance of the pressure chamber 21. As a result, even if the ink 16 leaks into the connection portion 26 for some reason, the amount of the leaked ink 16 continues to flow in this path is small compared to the main flow (the circulation flow). It is like. In this case, the flow path resistance of the filter member 25 is determined by, for example, the filter hole diameter, the length of the pipeline, the viscosity of the ink, and the like. Further, since the amount of the ink 16 in the vicinity of the center hole 22A that flows through the inside of the filter member 25 to the both end holes 22B is small due to the flow path resistance of the filter member 25, the influence on the main flow can be ignored.

なお、図9に示すように、両端部孔22Bの近傍では、負圧になっているため、フィルタ部材25の表面には、両端部孔22Bに向かって凸になったインクメニスカス52が形成されている。   As shown in FIG. 9, since the negative pressure is in the vicinity of both end holes 22B, an ink meniscus 52 that protrudes toward both end holes 22B is formed on the surface of the filter member 25. ing.

本実施形態にかかるインクジェットヘッド11の製造工程には、洗浄工程が含まれる。以下、洗浄工程について説明する。ヘッド本体12の内部を洗浄する際には、例えば、第1の供給部14から洗浄液を供給するとともに、排出部17から洗浄液を排出するようにする。これによって、フィルタ部材25の下流側の構造を中心に洗浄液で洗浄することができる。また、本実施形態のインクジェットヘッド11は、循環式のものをベースにしているため、洗浄液の流速も適度に維持される。このため、洗浄工程において、ヘッド本体12の内部によどみが生ずることを防止して、効率のよい洗浄がなされる。なお、洗浄液としては、真水のほか、アルコールなどであってもよい。また、洗浄工程は、上記のものに限られず、第2の供給部15から洗浄液を流して、フィルタ部材25の上流側も洗浄できることはいうまでもない。   The manufacturing process of the inkjet head 11 according to the present embodiment includes a cleaning process. Hereinafter, the cleaning process will be described. When cleaning the inside of the head body 12, for example, the cleaning liquid is supplied from the first supply unit 14 and the cleaning liquid is discharged from the discharge unit 17. Thereby, it is possible to perform cleaning with the cleaning liquid mainly on the structure on the downstream side of the filter member 25. In addition, since the inkjet head 11 of the present embodiment is based on a circulation type, the flow rate of the cleaning liquid is also appropriately maintained. For this reason, in the cleaning process, stagnation of the inside of the head main body 12 is prevented, and efficient cleaning is performed. The cleaning liquid may be fresh water or alcohol. Further, the cleaning step is not limited to the above, and it goes without saying that the upstream side of the filter member 25 can also be cleaned by flowing a cleaning liquid from the second supply unit 15.

以上が、インクジェットヘッド11の実施形態である。本実施形態によれば、インクジェットヘッド11は、第1の供給部14および排出部17を閉じた状態で、第2の供給部15から供給されたインク16が、フィルタ部材25および圧力室21を経由し、ノズル35から吐出される第1の使用状態と、第2の供給部15を閉じた状態で、第1の供給部14から供給されたインク16が、圧力室21を経由し、その一部がノズル35から吐出されるとともに、その一部が排出部17から外部に排出される第2の使用状態と、のうちいずれか一方で使用される。   The above is the embodiment of the inkjet head 11. According to the present embodiment, the ink jet head 11 is configured such that the ink 16 supplied from the second supply unit 15 passes through the filter member 25 and the pressure chamber 21 with the first supply unit 14 and the discharge unit 17 closed. The ink 16 supplied from the first supply unit 14 in the first use state discharged from the nozzle 35 and the second supply unit 15 in the closed state passes through the pressure chamber 21, A part is discharged from the nozzle 35 and a part thereof is used in any one of the second usage state in which the part is discharged from the discharge part 17 to the outside.

この構成によれば、インク16を循環させない第1の使用状態と、インク16を循環させる第2の使用状態との両方で、インクジェットヘッド11を用いることができる。これにより、インク循環式の印刷装置と、インク非循環式の印刷装置の両方に対応することが可能なインクジェットヘッド11を得ることができる。また、通常の非循環式のインクジェットヘッド11では洗浄することができない箇所、すなわちフィルタ部材25の下流側の構造についても、本実施形態のインクジェットヘッド11では効率よく洗浄できる。これによって、洗浄効率を改善して、インクジェットヘッド製造の際の歩留りを向上できる。   According to this configuration, the ink jet head 11 can be used both in the first use state in which the ink 16 is not circulated and in the second use state in which the ink 16 is circulated. Thereby, the inkjet head 11 which can respond to both an ink circulation type printing apparatus and an ink non-circulation type printing apparatus can be obtained. Further, the portion that cannot be cleaned by the normal non-circulating inkjet head 11, that is, the structure downstream of the filter member 25 can be efficiently cleaned by the inkjet head 11 of the present embodiment. As a result, the cleaning efficiency can be improved and the yield in manufacturing the inkjet head can be improved.

また、循環式のインクジェットヘッドにおいて許容されるパーティクルの量は、非循環式のインクジェットヘッドの許容量に比して大きくなっている。これは、インク循環式のインクジェットヘッドでは、吐出動作中でもインクが循環しているため、ノズルにパーティクルが詰まった場合でも、インクの流れによって不吐出状態が解消されることに基づくものである。このため、循環式のインクジェットヘッドでは、そもそも製造過程で許されるゴミ等のパーティクルの量が非循環式のものよりも緩和されている。本実施形態のインクジェットヘッド11は、循環式のインクジェットヘッドをベースとしているため、許容されるパーティクルの条件もゆるくなっている。この点からも、本実施形態のインクジェットヘッド11は、非循環式のインクジェットヘッドに比して、歩留りを向上することができる。   In addition, the amount of particles allowed in the circulation type ink jet head is larger than the allowable amount of the non-circulation type ink jet head. This is based on the fact that, in an ink circulation type ink jet head, ink circulates even during the ejection operation, so that even if the nozzle is clogged with particles, the non-ejection state is eliminated by the ink flow. For this reason, in the circulation type ink jet head, the amount of particles such as dust allowed in the manufacturing process is relaxed compared to the non-circulation type. Since the inkjet head 11 of the present embodiment is based on a circulating inkjet head, the allowable particle conditions are also relaxed. Also from this point, the inkjet head 11 of this embodiment can improve a yield compared with a non-circulation inkjet head.

この場合、第2の供給部15とフィルタ部材25との間に設けられるとともに、第2の使用状態において空気27を貯留する接続部26を具備し、フィルタ部材25は、第2の使用状態において、接続部26内の空気27と、圧力室21内のインク16と、を仕切っている。この構成によれば、第2の使用状態において、使用されないフィルタ部材25によってインク流路の一部を兼ねさせることができる。これにより、第2の使用状態において、インクジェットヘッド11内の流路を規定するための壁部を別途に設ける必要がなく、部品点数を削減と、インクジェットヘッド11の小型化とを実現できる。   In this case, it is provided between the second supply unit 15 and the filter member 25 and includes a connection unit 26 that stores the air 27 in the second use state, and the filter member 25 is in the second use state. The air 27 in the connection portion 26 and the ink 16 in the pressure chamber 21 are partitioned. According to this configuration, in the second use state, the filter member 25 that is not used can also serve as a part of the ink flow path. Thereby, in the second use state, it is not necessary to separately provide a wall portion for defining the flow path in the inkjet head 11, and the number of parts can be reduced and the inkjet head 11 can be reduced in size.

第2の使用状態において、フィルタ部材25の表面には、接続部26に向かってインクメニスカス51が形成されており、フィルタ部材25は、圧力室21の圧力よりも大きいインクメニスカス51の保持圧を有する。この構成によれば、フィルタ部材25の表面に形成されたインクメニスカス51が破壊されることがなく、当初予定しない接続部26を介したインク循環を生じてしまうことを防止できる。   In the second use state, an ink meniscus 51 is formed on the surface of the filter member 25 toward the connection portion 26, and the filter member 25 has a holding pressure of the ink meniscus 51 larger than the pressure in the pressure chamber 21. Have. According to this configuration, the ink meniscus 51 formed on the surface of the filter member 25 is not destroyed, and it is possible to prevent the ink circulation through the connection portion 26 that is not initially planned.

この場合、フィルタ部材25の流路抵抗は、圧力室21の流路抵抗よりも大きくなっている。一般に、上記したフィルタ部材25の表面に形成されたインクメニスカス51が破壊されることはないが、なんらかの条件でインクメニスカス51が破壊される可能性も否定できない。この構成によれば、接続部26を介して第1の連絡流路28から第2の連絡流路29にインク16が流れてしまうことがあっても、この流れが継続してしまうことが防止され、インク16は流路抵抗の低い圧力室21に戻される。これにより、インク16が予期しない方向に循環してしまう事態が発生することを防止することができる。   In this case, the flow path resistance of the filter member 25 is larger than the flow path resistance of the pressure chamber 21. In general, the ink meniscus 51 formed on the surface of the filter member 25 is not destroyed, but the possibility that the ink meniscus 51 is destroyed under some conditions cannot be denied. According to this configuration, even if the ink 16 may flow from the first communication channel 28 to the second communication channel 29 via the connection portion 26, this flow is prevented from continuing. Then, the ink 16 is returned to the pressure chamber 21 having a low flow path resistance. Thereby, it is possible to prevent a situation where the ink 16 circulates in an unexpected direction.

本発明は、前記実施の形態に限定されるものではない。このほか、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。   The present invention is not limited to the embodiment described above. Of course, various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

第1の実施形態に係るインクジェットヘッドを示す斜視図。1 is a perspective view showing an ink jet head according to a first embodiment. 図1に示すインクジェットヘッドのヘッド本体を示す斜視図。The perspective view which shows the head main body of the inkjet head shown in FIG. 図2に示すヘッド本体のF3−F3線に沿った断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view of the head main body shown in FIG. 2 taken along line F3-F3. 図3に示すヘッド本体の駆動素子を示す断面図。Sectional drawing which shows the drive element of the head main body shown in FIG. 図2に示すヘッド本体のF5−F5線に沿った断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line F5-F5 of the head body shown in FIG. 図2に示すヘッド本体のF6−F6線に沿った断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line F6-F6 of the head body shown in FIG. 図5に示すヘッド本体のF7−F7線に沿った断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line F7-F7 of the head body shown in FIG. 図6に示すヘッド本体のF8−F8線に沿った断面図。Sectional drawing along F8-F8 line of the head main body shown in FIG. 図5に示すヘッド本体のF9−F9線に沿った断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line F9-F9 of the head body shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

11…インクジェットヘッド、14…第1の供給部、15…第2の供給部、16…インク、17…排出部、21…圧力室、23…駆動素子、25…フィルタ部材、26…接続部、35…ノズル、51…インクメニスカス DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Inkjet head, 14 ... 1st supply part, 15 ... 2nd supply part, 16 ... Ink, 17 ... Discharge part, 21 ... Pressure chamber, 23 ... Drive element, 25 ... Filter member, 26 ... Connection part, 35 ... Nozzle, 51 ... Ink meniscus

Claims (4)

インクが満たされる圧力室と、
前記圧力室の一の面に設けられるノズルと、
前記圧力室に面して設けられるとともに、前記圧力室内のインクを前記ノズルから吐出させる駆動素子と、
前記圧力室に前記インクを供給するための第1の供給部および第2の供給部と、
前記圧力室から前記インクを排出するための排出部と、
前記第2の供給部と前記圧力室との間に設けられるフィルタ部材と、
を具備し、
前記第1の供給部および前記排出部を閉じた状態で、前記第2の供給部から供給された前記インクが、前記フィルタ部材および前記圧力室を経由し、前記ノズルから吐出される第1の使用状態と、
前記第2の供給部を閉じた状態で、前記第1の供給部から供給された前記インクが、前記圧力室を経由し、その一部が前記ノズルから吐出されるとともに、その一部が前記排出部から外部に排出される第2の使用状態と、
のうちいずれか一方で使用されることを特徴とするインクジェットヘッド。
A pressure chamber filled with ink;
A nozzle provided on one surface of the pressure chamber;
A drive element that faces the pressure chamber and causes the ink in the pressure chamber to be ejected from the nozzle;
A first supply unit and a second supply unit for supplying the ink to the pressure chamber;
A discharge part for discharging the ink from the pressure chamber;
A filter member provided between the second supply unit and the pressure chamber;
Comprising
In a state where the first supply unit and the discharge unit are closed, the ink supplied from the second supply unit is discharged from the nozzle through the filter member and the pressure chamber. Usage state and
With the second supply part closed, the ink supplied from the first supply part passes through the pressure chamber, a part of which is ejected from the nozzle, and a part of the ink is supplied from the nozzle A second use state discharged from the discharge unit to the outside;
An inkjet head that is used in any one of the above.
前記第2の供給部と前記フィルタ部材との間に設けられるとともに、前記第2の使用状態において空気が貯留される接続部を具備し、
前記フィルタ部材は、前記第2の使用状態において、前記接続部内の空気と、前記圧力室内のインクと、を仕切ることを特徴とする請求項1に記載のインクジェットヘッド。
Provided between the second supply part and the filter member, and comprising a connection part for storing air in the second use state,
2. The inkjet head according to claim 1, wherein the filter member partitions the air in the connection portion and the ink in the pressure chamber in the second use state.
前記第2の使用状態において、前記フィルタ部材の表面には、前記接続部に向かってインクメニスカスが形成されており、
前記フィルタ部材は、前記圧力室の圧力よりも高い前記インクメニスカスの保持圧を有することを特徴とする請求項2に記載のインクジェットヘッド。
In the second use state, an ink meniscus is formed on the surface of the filter member toward the connection portion.
The inkjet head according to claim 2, wherein the filter member has a holding pressure of the ink meniscus higher than a pressure of the pressure chamber.
前記フィルタ部材の流路抵抗は、前記圧力室の流路抵抗よりも大きいことを特徴とする請求項2または請求項3に記載のインクジェットヘッド。   The inkjet head according to claim 2, wherein a flow path resistance of the filter member is larger than a flow path resistance of the pressure chamber.
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