JP2009190188A - Inkjet head and inkjet recording device - Google Patents

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Kazuyoshi Tominaga
和由 冨永
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inkjet head capable of uniformizing heat distribution in an actuator. <P>SOLUTION: The inkjet head 1 which is attached to a carriage of an inkjet recording device and to which ink is supplied to eject the ink from a nozzle hole is equipped with: a supporting body 11 having a plate-type base part 18 and a fixed part 19 which is provided at one end of the base part 18 and whose both ends in a longitudinal direction are fixed on the carriage; the actuator 12 having a plurality of groove-like ink chambers and attached to one surface of the base part 18 so as to generate driving force for ejecting the ink; and a nozzle plate formed in a plate shape having a plurality of nozzle holes and bonded integrally with the actuator 12. The base part 18 of the supporting body 11 is formed such that its surface to which the actuator 12 is attached is in non-contact with the actuator 12 in heat insulating areas R1 of predetermined length from both ends of the actuator 12 in a direction orthogonal to the ink chamber. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、インクジェット記録装置に搭載されるインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置に関する。   The present invention relates to an ink jet head mounted on an ink jet recording apparatus and an ink jet recording apparatus.

一般に、インクジェット記録装置においては、インクジェットヘッドが複数搭載されたキャリッジが用紙等に対向しながら往復運動し、インクジェットヘッドのノズルからインクの液滴が吐出されることによって印刷が行われる。   In general, in an ink jet recording apparatus, printing is performed by reciprocating a carriage on which a plurality of ink jet heads are mounted while facing a sheet or the like, and ejecting ink droplets from nozzles of the ink jet head.

インクを吐出するための機構は様々存在するが、中でも複数の溝状のインク室と圧電素子を備えるアクチュエータによって当該インク室の壁面を駆動して、インク室からインクをノズル穴に移動させて吐出する方式がよく知られている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2007−223251号公報
There are various mechanisms for ejecting ink. Among them, the wall surface of the ink chamber is driven by an actuator including a plurality of groove-shaped ink chambers and piezoelectric elements, and ink is moved from the ink chamber to the nozzle holes for ejection. Such a method is well known (for example, see Patent Document 1).
JP 2007-223251 A

ところで、特許文献1の方式でアクチュエータを動作させてインクを吐出する駆動力を発生させると、アクチュエータは駆動することによって発熱する。通常、アクチュエータは、インクジェットヘッドを支持する支持体の平面部に接着剤等で固定されている。そして、アクチュエータの長手方向両端付近に位置する支持体の一部がキャリッジに取り付けられてヘッドがキャリッジに固定されている。   By the way, when the actuator is operated by the method of Patent Document 1 to generate a driving force for ejecting ink, the actuator generates heat by being driven. Usually, the actuator is fixed to the flat portion of the support that supports the inkjet head with an adhesive or the like. And a part of support body located in the longitudinal direction both ends of an actuator is attached to the carriage, and the head is being fixed to the carriage.

通常キャリッジは金属で形成されているため、キャリッジに対する上述の取り付け部位に近いアクチュエータの両端部分からは、当該取り付け部位を通ってキャリッジに熱が伝達して放熱される。この結果、アクチュエータの長手方向両端部分は温度が低下しやすく、当該取り付け部位から離れた長手方向中央部との間に温度差が発生する。   Since the carriage is usually made of metal, heat is transferred from both end portions of the actuator close to the above-described attachment portion to the carriage through the attachment portion to be radiated. As a result, the temperature tends to decrease at both ends in the longitudinal direction of the actuator, and a temperature difference occurs between the longitudinal central portion away from the attachment site.

インクの粘度は温度によって変化するため、上記温度差が発生すると、アクチュエータ内部におけるインクの粘度は各インク室間で不均一になり、インクの吐出速度にばらつきが生じてインクの着弾位置のずれが発生するという問題がある。   Since the viscosity of the ink changes depending on the temperature, if the above temperature difference occurs, the viscosity of the ink inside the actuator becomes non-uniform among the ink chambers, the ink ejection speed varies, and the ink landing position shifts. There is a problem that occurs.

本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、アクチュエータで発生する熱を均一に放出して、アクチュエータにおける熱分布を均一にすることができるインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide an ink jet head and an ink jet recording apparatus that can uniformly release heat generated by an actuator and make the heat distribution in the actuator uniform. And

本発明の第1の態様は、インクジェット記録装置のキャリッジに取り付けられ、インクが供給されてノズル穴から前記インクを吐出するインクジェットヘッドであって、板状のベース部と、前記ベース部の一端に設けられ、長手方向両端部が前記キャリッジに固定される固定部とを有する支持体と、複数の溝状のインク室を有し、前記ベース部の一方の面に取り付けられて前記インクを吐出する駆動力を発生させるアクチュエータと、複数の前記ノズル穴を有する板状に形成され、前記アクチュエータと一体に接合されるノズルプレートとを備え、前記支持体の前記ベース部は、前記アクチュエータが取り付けられる面が、前記アクチュエータの、前記インク室と直交する方向の両端から所定の長さの断熱領域において、前記アクチュエータと非接触の状態となるように形成されていることを特徴とする。   A first aspect of the present invention is an ink jet head that is attached to a carriage of an ink jet recording apparatus and that is supplied with ink and ejects the ink from a nozzle hole, and includes a plate-like base portion and one end of the base portion. A support body having a fixing portion provided at both ends in the longitudinal direction and fixed to the carriage; and a plurality of groove-shaped ink chambers that are attached to one surface of the base portion and discharge the ink. An actuator that generates a driving force; and a nozzle plate that is formed in a plate shape having a plurality of the nozzle holes and is integrally joined to the actuator; and the base portion of the support body has a surface to which the actuator is attached. In the heat insulating region of a predetermined length from both ends of the actuator in a direction orthogonal to the ink chamber, the actuator Characterized in that it is formed to be a non-contact state.

本発明のインクジェットヘッドによれば、アクチュエータのインク室と直交する方向の両端を含む断熱領域において、アクチュエータと支持体のベース部とが非接触であるため、当該両端から固定部が取り付けられたキャリッジに熱が伝達しにくく、アクチュエータで発生した熱が均一に放出され、アクチュエータの各インク室の温度がより均一となる。   According to the ink jet head of the present invention, since the actuator and the base portion of the support body are not in contact with each other in the heat insulating region including both ends of the actuator in the direction orthogonal to the ink chamber, the carriage having the fixed portion attached from both ends Heat is not easily transmitted to the actuator, and the heat generated by the actuator is evenly released, so that the temperature of each ink chamber of the actuator becomes more uniform.

前記支持体の前記ベース部は、前記アクチュエータの、前記インク室と直交する方向の両端に近づくにしたがって、前記アクチュエータとの距離が広がるようにテーパ状に形成されてもよい。この場合、アクチュエータで発生した熱がより均一にベース部に放出され、各インク室の温度の均一性をより高めることができる。   The base portion of the support may be formed in a tapered shape so that the distance from the actuator increases as it approaches both ends of the actuator in a direction orthogonal to the ink chamber. In this case, the heat generated by the actuator is released more uniformly to the base portion, and the temperature uniformity of each ink chamber can be further increased.

前記支持体の前記ベース部は、前記アクチュエータが取り付けられる面に複数の切欠きを有し、各々の前記切欠きの、前記インク室と直交する方向における寸法は、前記断熱領域に近づくに従って、より大きくなるように設定されてもよい。この場合、アクチュエータとベース部との接触面積が、断熱領域に近づくにしたがって減少し、アクチュエータの熱がベース部に伝達されにくくなる。したがって、キャリッジに固定される固定部の両端までの距離によって、各インク室に温度ムラが発生することを抑制することができる。   The base portion of the support has a plurality of notches on a surface to which the actuator is attached, and the size of each of the notches in a direction perpendicular to the ink chamber is closer to the heat insulating region. You may set so that it may become large. In this case, the contact area between the actuator and the base portion decreases as it approaches the heat insulation region, and the heat of the actuator is hardly transmitted to the base portion. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of temperature unevenness in each ink chamber depending on the distance to both ends of the fixed portion fixed to the carriage.

前記アクチュエータは、前記断熱領域において、周囲の少なくとも一部に断熱材が取り付けられてもよい。この場合、断熱領域における断熱性をより安定させることができる。   The actuator may have a heat insulating material attached to at least a part of the periphery in the heat insulating region. In this case, the heat insulating property in the heat insulating region can be further stabilized.

本発明の第2の態様であるインクジェット記録装置は、本発明のインクジェットヘッドを備えていることを特徴とする。   An ink jet recording apparatus according to a second aspect of the present invention includes the ink jet head of the present invention.

本発明のインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置によれば、アクチュエータで発生する熱を均一に放出して、アクチュエータにおける熱分布を均一にすることができるインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置を提供することができる。   According to the ink jet head and the ink jet recording apparatus of the present invention, it is possible to provide an ink jet head and an ink jet recording apparatus that can uniformly dissipate heat generated by the actuator and make the heat distribution in the actuator uniform.

以下、本発明の一実施形態のインクジェットヘッド(以下、単に「ヘッド」と称する。)及びインクジェット記録装置について、図1から図6を参照して説明する。
図1は本実施形態のヘッド1を備えるインクジェット記録装置2の構成を示す図である。インクジェット記録装置2は、印字幅が100インチ以上の、いわゆるワイドフォーマットの記録装置であって、印字作業を行うヘッドユニット3と、ヘッドユニット3にインクを供給するインク供給部4と、ヘッドユニット3のメンテナンスを行うキャッピング部5と、ヘッドユニット3のクリーニングを行うワイピング部6と、ヘッドユニット3の移動を行うヘッドユニット搬送部7と、印字が行われる用紙を搬送する用紙搬送部8と、各機構を支持する脚部9とを備えて構成されている。
An ink jet head (hereinafter simply referred to as “head”) and an ink jet recording apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an ink jet recording apparatus 2 including a head 1 according to the present embodiment. The ink jet recording apparatus 2 is a so-called wide format recording apparatus having a printing width of 100 inches or more, and includes a head unit 3 that performs a printing operation, an ink supply unit 4 that supplies ink to the head unit 3, and a head unit 3. A capping unit 5 for performing maintenance, a wiping unit 6 for cleaning the head unit 3, a head unit transporting unit 7 for moving the head unit 3, a paper transporting unit 8 for transporting paper on which printing is performed, And a leg portion 9 that supports the mechanism.

ヘッドユニット3は、複数のヘッド1と、ヘッド1が取付けられたキャリッジ10とから構成されている。各々のヘッド1は、それぞれ1色のインクに対応している。本実施形態のヘッドユニット3は6色インク対応であり、6つのヘッド1がキャリッジ10に取り付けられているが、ヘッドユニット3に取り付けられるヘッドの数には特に制限はなく、複数のヘッド1が1色に割り当てられてもよい。   The head unit 3 includes a plurality of heads 1 and a carriage 10 to which the heads 1 are attached. Each head 1 corresponds to one color ink. The head unit 3 of the present embodiment is compatible with six color inks, and the six heads 1 are attached to the carriage 10, but the number of heads attached to the head unit 3 is not particularly limited, and a plurality of heads 1 It may be assigned to one color.

図2はヘッド1を示す斜視図であり、図3はヘッド1を分解して示す図である。図2及び図3に示すように、ヘッド1は、全体の構造を支持する支持体11と、支持体11に取り付けられてインクを吐出する駆動力を発生させるアクチュエータ12と、アクチュエータ12の吐出を制御する制御部としてのIC(集積回路)13等が搭載された回路基板14と、アクチュエータ12にインクを供給するインク貯留部15と、インクが吐出されるノズル穴が複数形成されたノズルプレート16と、アクチュエータ12及びノズルプレート16を支持するノズルキャップ17とを備えて構成されている。
なお、図3においては、インク貯留部15を除いて示している。
FIG. 2 is a perspective view showing the head 1, and FIG. 3 is an exploded view showing the head 1. As shown in FIGS. 2 and 3, the head 1 includes a support 11 that supports the entire structure, an actuator 12 that is attached to the support 11 and generates a driving force for discharging ink, and discharge of the actuator 12. A circuit board 14 on which an IC (integrated circuit) 13 or the like as a control unit to be controlled is mounted, an ink storage unit 15 for supplying ink to the actuator 12, and a nozzle plate 16 in which a plurality of nozzle holes for discharging ink are formed. And a nozzle cap 17 that supports the actuator 12 and the nozzle plate 16.
In FIG. 3, the ink storage unit 15 is omitted.

支持体11は、板状のベース部18と、ベース部18の一端に取り付けられ、ベース部18と略直角をなす固定部19とから構成されている。
ベース部18及び固定部19は、アルミ等の金属をダイキャスト成型して形成されている。ベース部18には、アクチュエータ12、回路基板14等が取り付けられている。
The support 11 includes a plate-like base portion 18 and a fixing portion 19 that is attached to one end of the base portion 18 and is substantially perpendicular to the base portion 18.
The base portion 18 and the fixing portion 19 are formed by die casting a metal such as aluminum. An actuator 12, a circuit board 14, and the like are attached to the base portion 18.

固定部19は略U字状に形成されており、ベース部18と反対側の面にノズルキャップ17が取り付けられる。また、固定部19の長手方向両端には、ヘッド1をキャリッジ10に取り付けるためのネジ孔19Aが設けられている。   The fixing portion 19 is formed in a substantially U shape, and the nozzle cap 17 is attached to the surface opposite to the base portion 18. Further, screw holes 19 </ b> A for attaching the head 1 to the carriage 10 are provided at both ends in the longitudinal direction of the fixed portion 19.

アクチュエータ12は複数の溝状のインク室20及び図示しない圧電素子を有する公知の構成のものである。複数のインク室20は、インク室20の幅方向に整列して設けられており、圧電素子に電圧が印加されることによって、回路基板14上のIC13の制御に基づいて各インク室20の壁が駆動して駆動力が発生し、インク室20内のインクが吐出される。   The actuator 12 has a known configuration having a plurality of groove-shaped ink chambers 20 and a piezoelectric element (not shown). The plurality of ink chambers 20 are arranged in the width direction of the ink chambers 20, and a voltage is applied to the piezoelectric element, whereby the walls of the ink chambers 20 are controlled based on the control of the IC 13 on the circuit board 14. Is driven to generate a driving force, and ink in the ink chamber 20 is ejected.

回路基板14は、ネジ等によってベース部18に取り付けられている。回路基板14は、フレキシブル基板14Aによってアクチュエータ12と接続されており、上述のようにアクチュエータ12の動作を制御する。   The circuit board 14 is attached to the base portion 18 with screws or the like. The circuit board 14 is connected to the actuator 12 by the flexible board 14A, and controls the operation of the actuator 12 as described above.

図4は支持体11及びアクチュエータ12を固定部19側から見た図である。ベース部18上には、アクチュエータ12の下面が接着剤等によって固定されている。アクチュエータ12の長手方向(すなわち、インク室20の長手方向と直交する方向)の一方の端部12Aは、インク室20の位置決めのために、固定部19に当接されている。   FIG. 4 is a view of the support 11 and the actuator 12 as seen from the fixed portion 19 side. On the base portion 18, the lower surface of the actuator 12 is fixed with an adhesive or the like. One end 12 </ b> A in the longitudinal direction of the actuator 12 (that is, the direction orthogonal to the longitudinal direction of the ink chamber 20) is in contact with the fixed portion 19 for positioning the ink chamber 20.

図4に示すように、ベース部18の上面とアクチュエータ12の下面とは、アクチュエータ12の長手方向中央を含む一定範囲の領域においては接触している。しかし、アクチュエータ12の長手方向両端から所定の長さ、例えば10ミリメートル(mm)の断熱領域R1では、ベース部18の上面とアクチュエータ12の下面とが両端に向かうにしたがって徐々に離間するように、ベース部18の少なくとも一部がテーパ状に加工されている。この形状によって、ベース部18とアクチュエータ12とが断熱領域R1において非接触の状態となっており、アクチュエータ12の周囲に空気層Aが形成されている。両端におけるベース部18とアクチュエータとの離間距離は、例えば1mmに設定されている。   As shown in FIG. 4, the upper surface of the base portion 18 and the lower surface of the actuator 12 are in contact with each other in a certain range including the center in the longitudinal direction of the actuator 12. However, in the heat insulation region R1 having a predetermined length from both longitudinal ends of the actuator 12, for example, 10 millimeters (mm), the upper surface of the base portion 18 and the lower surface of the actuator 12 are gradually separated toward the both ends. At least a part of the base portion 18 is processed into a tapered shape. With this shape, the base portion 18 and the actuator 12 are not in contact with each other in the heat insulating region R <b> 1, and an air layer A is formed around the actuator 12. The distance between the base 18 and the actuator at both ends is set to 1 mm, for example.

アクチュエータ12とベース部18とを離間させる断熱領域R1の長さは任意に設定することができるが、後述するアクチュエータ12の発熱時の熱の流れを良好にするために、インク室20の溝形状の幅方向に複数整列したインク室20のうち、両端のインク室20Aが断熱領域R1にかからないようにR1の長さが設定されるのが好ましい。また、断熱領域R1の長さは、左右で異なる長さに設定されてもよい。例えば、固定部19に当接された端部12A側の断熱領域をより長く設定して、固定部19への熱伝導を抑制するように構成してもよい。   The length of the heat insulating region R1 separating the actuator 12 and the base portion 18 can be arbitrarily set. However, in order to improve the heat flow when the actuator 12 generates heat, which will be described later, the groove shape of the ink chamber 20 Among the ink chambers 20 aligned in the width direction, the length of R1 is preferably set so that the ink chambers 20A at both ends do not cover the heat insulating region R1. Moreover, the length of heat insulation area | region R1 may be set to a different length by right and left. For example, the heat insulating area on the side of the end portion 12 </ b> A that is in contact with the fixing portion 19 may be set longer to suppress heat conduction to the fixing portion 19.

インク貯留部15はインク供給部4と接続されている。インク供給部4から供給されたインクは、一旦インク貯留部15に貯留されて圧力を調整されてから、アクチュエータ12のインク室20を覆うように取り付けられた流路部材36を通ってアクチュエータ12に供給される。   The ink reservoir 15 is connected to the ink supply unit 4. The ink supplied from the ink supply unit 4 is temporarily stored in the ink storage unit 15 and the pressure is adjusted, and then the ink is supplied to the actuator 12 through the flow path member 36 attached so as to cover the ink chamber 20 of the actuator 12. Supplied.

ノズルプレート16は、ノズル穴がアクチュエータ12の各インク室の吐出口と連通するように、接着剤等によってアクチュエータ12に一体に接合される。ノズルキャップ17は、アクチュエータ12が挿通可能な貫通孔を有し、挿通されたアクチュエータ12を支持すると共に、ノズルプレート16のうちアクチュエータ12と接合されていない部位と一体に接合されてノズルプレート16を支持する。   The nozzle plate 16 is integrally joined to the actuator 12 with an adhesive or the like so that the nozzle hole communicates with the ejection port of each ink chamber of the actuator 12. The nozzle cap 17 has a through-hole through which the actuator 12 can be inserted, supports the inserted actuator 12, and is integrally joined to a portion of the nozzle plate 16 that is not joined to the actuator 12, thereby connecting the nozzle plate 16. To support.

上記の各機構を備えて構成されたヘッド1は、図5に示すように、キャリッジ10の下面、すなわち用紙搬送部8に対向する面に形成されたヘッド設置用の孔10Aにノズルキャップ17が挿通され、ノズルプレート16が露出するように設置される。そして、固定部19のネジ孔19Aにネジが挿入されてキャリッジ10とヘッド1とが一体に固定される。このとき、アクチュエータ12の各インク室は、図5における上下方向が長手方向となっている。   As shown in FIG. 5, the head 1 configured with each of the above-described mechanisms has a nozzle cap 17 in the head installation hole 10 </ b> A formed on the lower surface of the carriage 10, that is, the surface facing the paper transport unit 8. It is inserted and installed so that the nozzle plate 16 is exposed. Then, a screw is inserted into the screw hole 19A of the fixing portion 19, and the carriage 10 and the head 1 are fixed integrally. At this time, the vertical direction in FIG. 5 is the longitudinal direction of each ink chamber of the actuator 12.

図1に戻って、インク供給部4は、交換可能なインクカートリッジ21と複数のインクチューブ22とから構成されている。インクカートリッジ21には、6色のインクが充填されており、それぞれがインクチューブ22を介して対応するヘッド1のインク貯留部15に供給される。   Returning to FIG. 1, the ink supply unit 4 includes a replaceable ink cartridge 21 and a plurality of ink tubes 22. The ink cartridge 21 is filled with six colors of ink, and each is supplied to the corresponding ink reservoir 15 of the head 1 via the ink tube 22.

キャッピング部5は、各々のヘッド1に着脱自在に密着してノズルプレート16を密封する複数のキャップ23と、ヘッド1のノズル内から気泡やインクを吸引するための吸引ポンプ24とを備えている。
キャップ23は、ノズルから吸引したインクの受け皿となるほか、インクジェット記録装置2が使用されないときにヘッド1に密着してノズルプレート16の乾燥を防ぐ。
吸引ポンプ24は、ノズル内部から古いインクや微小な気泡等を吸引することによってヘッドユニット3のメンテナンスを行い、ノズルのメニスカスを整えてヘッドユニット3による印字を安定させる。吸引ポンプ24によって吸引されたインク等は、下方に設けられた廃液ボトル25に貯留される。
さらに、吸引ポンプ24はヘッド1にインクを充填する際のポンプとしても使用される。この充填方法を吸引充填方法と呼ぶ。また本実施形態では、上記の吸引充填方法を用いて説明するが、充填方法には他に加圧充填方法と呼ばれる方法がある。この場合は、インクチューブ22の途中に図示しないポンプを設け、インクチューブ22内のインクを加圧することによってヘッド1にインクを充填する。
The capping unit 5 includes a plurality of caps 23 that detachably adhere to each head 1 and seal the nozzle plate 16, and a suction pump 24 that sucks bubbles and ink from the nozzles of the head 1. .
In addition to serving as a tray for the ink sucked from the nozzles, the cap 23 is in close contact with the head 1 to prevent the nozzle plate 16 from drying when the inkjet recording apparatus 2 is not used.
The suction pump 24 performs maintenance of the head unit 3 by sucking old ink or minute bubbles from the inside of the nozzle, and arranges the meniscus of the nozzle to stabilize printing by the head unit 3. The ink or the like sucked by the suction pump 24 is stored in a waste liquid bottle 25 provided below.
Further, the suction pump 24 is also used as a pump for filling the head 1 with ink. This filling method is called a suction filling method. Moreover, although this embodiment demonstrates using said suction filling method, there exists a method called a pressurization filling method in addition to the filling method. In this case, a pump (not shown) is provided in the middle of the ink tube 22, and the head 1 is filled with ink by pressurizing the ink in the ink tube 22.

ヘッドユニット搬送部7は公知の構成からなり、モータ等の移動機構26によってヘッドユニット3をキャリッジレール27に沿って移動させる。   The head unit transport unit 7 has a known configuration, and the head unit 3 is moved along the carriage rail 27 by a moving mechanism 26 such as a motor.

用紙搬送部8は、用紙を送るピンチローラー及びグリッドローラー等からなるローラー部28、ローラー部28を回転させるモータ等の回転機構29、及び用紙を支持するプラテン30を備えており、ヘッドユニット搬送部7と同様、公知の構成となっている。   The paper transport unit 8 includes a roller unit 28 composed of a pinch roller and a grid roller for feeding paper, a rotation mechanism 29 such as a motor for rotating the roller unit 28, and a platen 30 for supporting the paper, and a head unit transport unit Like FIG. 7, it has a known configuration.

上記のように構成されたインクジェット記録装置2の印字作業時の動作について、以下に説明する。
ユーザが用紙搬送部8に印字する用紙をセットし、印刷を開始すると、インク供給部4からキャリッジ10に搭載された各々のヘッド1のインク貯留部15にインクが供給される。インク貯留部15に貯留されたインクは、圧力を調整されて、アクチュエータ12の各インク室20に供給される。
The operation during the printing operation of the inkjet recording apparatus 2 configured as described above will be described below.
When the user sets paper to be printed on the paper transport unit 8 and starts printing, ink is supplied from the ink supply unit 4 to the ink storage unit 15 of each head 1 mounted on the carriage 10. The ink stored in the ink storage unit 15 is adjusted in pressure and supplied to each ink chamber 20 of the actuator 12.

アクチュエータ12の圧電素子は、回路基板14上のIC13の制御を受けながら、印字すべき内容に基づいた印字信号によって駆動する。その結果アクチュエータ12の各インク室20の壁面が駆動してインク室20内のインクがノズルプレート16に向かって移動し、ノズル穴から用紙に向かって吐出される。
用紙搬送部8において、セットされた用紙が間欠的に送られ、ヘッドユニット搬送部7によって、ヘッドユニット3がキャリッジレール27に沿って上述のようにインクを吐出することによって、用紙に所望の文書や画像が印刷される。
The piezoelectric element of the actuator 12 is driven by a print signal based on the content to be printed while being controlled by the IC 13 on the circuit board 14. As a result, the wall surface of each ink chamber 20 of the actuator 12 is driven, and the ink in the ink chamber 20 moves toward the nozzle plate 16 and is ejected from the nozzle holes toward the paper.
The set paper is intermittently sent in the paper transport unit 8 and the head unit 3 ejects ink along the carriage rail 27 as described above by the head unit transport unit 7 so that a desired document is printed on the paper. And images are printed.

アクチュエータ12からインクが吐出されるときに、各インク室20の壁面が圧電素子によって駆動するのに伴ってアクチュエータ12が発熱する。発生した熱は、アクチュエータ12の下面と接触した支持体11のベース部18の上面からベース部18に伝達される。そして、ネジ孔19Aが設けられた固定部19の長手方向両端からキャリッジ10へと逃げることによって、発生した熱の放熱が行われる。   When ink is ejected from the actuator 12, the actuator 12 generates heat as the wall surface of each ink chamber 20 is driven by the piezoelectric element. The generated heat is transmitted to the base portion 18 from the upper surface of the base portion 18 of the support 11 that is in contact with the lower surface of the actuator 12. Then, the generated heat is radiated by escaping from both ends in the longitudinal direction of the fixing portion 19 provided with the screw holes 19A to the carriage 10.

しかしながら、アクチュエータ12の長手方向両端を含む断熱領域R1においては、上述のように、アクチュエータ12とベース部18とは非接触であり、両者の間に空気層Aが形成されている。そのため、アクチュエータ12の長手方向両端から直接ベース部19に熱が伝達することがなく、アクチュエータ12からベース部18への熱伝達は、図6に矢印で示すように、もっぱら両端の断熱領域R1にはさまれた部分で行われ、各インク室20からほぼ均等に熱が支持体11に逃げていく。これによって、各々のインク室20間に温度差が生じることが抑制される。
なお、アクチュエータ12の一方の端部12Aは固定部19に突き当てられているが、最も固定部19に近いインク室20Aの下面はベース部18と接触しているので、発生した熱のほとんどはベース部18から逃げるため、インク室20の熱分布にはほとんど影響を及ぼさない。
However, in the heat insulating region R1 including both longitudinal ends of the actuator 12, as described above, the actuator 12 and the base portion 18 are not in contact with each other, and an air layer A is formed therebetween. Therefore, heat is not directly transferred from both ends in the longitudinal direction of the actuator 12 to the base portion 19, and heat transfer from the actuator 12 to the base portion 18 is exclusively performed in the heat insulating regions R1 at both ends as indicated by arrows in FIG. Heat is released from each ink chamber 20 to the support 11 almost uniformly. As a result, a temperature difference between the ink chambers 20 is suppressed.
Although one end 12A of the actuator 12 is abutted against the fixed portion 19, the bottom surface of the ink chamber 20A closest to the fixed portion 19 is in contact with the base portion 18, so that most of the generated heat is generated. Since it escapes from the base portion 18, it hardly affects the heat distribution in the ink chamber 20.

本実施形態のヘッド1によれば、アクチュエータ12の長手方向両端を含む断熱領域R1が、接着される支持体11のベース部18に対して非接触となっているので、両端付近のインク室20で発生した熱が直接固定部19の両端に伝達しにくく、下方のベース部18から固定部19を通ってキャリッジ10に放熱されることになる。したがって、複数並んだインク室の両端付近と中央部とで温度差が発生しにくく、各インク室の温度が均一に保持されるので、各インク室内のインク粘度も均一に保たれ、インクジェット記録装置2の印刷精度を高水準に保つことができる。   According to the head 1 of the present embodiment, since the heat insulating region R1 including both ends in the longitudinal direction of the actuator 12 is not in contact with the base portion 18 of the support 11 to be bonded, the ink chambers 20 near both ends. Thus, the heat generated in the step is hardly transmitted directly to both ends of the fixing portion 19, and is radiated to the carriage 10 from the lower base portion 18 through the fixing portion 19. Therefore, a temperature difference is unlikely to occur between both ends and the center of the plurality of arranged ink chambers, and the temperature of each ink chamber is kept uniform, so that the ink viscosity in each ink chamber is also kept uniform, and the ink jet recording apparatus The printing accuracy of 2 can be maintained at a high level.

また、断熱領域R1におけるアクチュエータ12とベース部18との離間距離がアクチュエータ12の長手方向中央に向かうにしたがって短くなるようにベース部18の上面がテーパ状に加工されているので、アクチュエータ12からの熱の逃げ方がより均一になる。したがって、アクチュエータ12における温度差をより小さくして、さらに各インク室20の温度を均一にすることができる。   In addition, since the upper surface of the base portion 18 is tapered so that the distance between the actuator 12 and the base portion 18 in the heat insulating region R1 decreases toward the center in the longitudinal direction of the actuator 12, the distance from the actuator 12 is increased. The heat escape becomes more uniform. Therefore, the temperature difference in the actuator 12 can be further reduced, and the temperature of each ink chamber 20 can be made uniform.

本実施形態では、ベース部18がテーパ状に加工されている例を説明したが、図7に示す変形例のように、ベース部18Aが領域R1においてテーパ形状を有さず、アクチュエータ12と非接触になる形状にベース部18Aの上面を加工するだけでも一定の効果を得ることができる。   In the present embodiment, an example in which the base portion 18 is processed into a tapered shape has been described. However, unlike the modification example illustrated in FIG. 7, the base portion 18A does not have a tapered shape in the region R1, and is not in contact with the actuator 12. A certain effect can be obtained only by processing the upper surface of the base portion 18A into a shape to be brought into contact.

また、固定部19と接触したアクチュエータ12の端部12Aからの熱伝達をより確実に防ぐために、必要に応じて、アクチュエータ12が位置決めのために当接された固定部19の壁面に切り欠き19Bを設けることによって、インク室の位置決めを可能にしつつ、アクチュエータ12と固定部19との接触面積をより小さくするようにしてもよい。   Further, in order to prevent heat transfer from the end portion 12A of the actuator 12 in contact with the fixed portion 19 more reliably, a notch 19B is formed on the wall surface of the fixed portion 19 with which the actuator 12 is abutted for positioning as necessary. Thus, the contact area between the actuator 12 and the fixed portion 19 may be made smaller while positioning the ink chamber is possible.

続いて、本発明の第2実施形態について、図8を参照して説明する。本実施形態のヘッド31と上述のヘッド1との異なるところは、支持体のベース部の形状である。
なお、上述のヘッド1と共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The difference between the head 31 of the present embodiment and the head 1 described above is the shape of the base portion of the support.
In addition, about the structure which is common in the above-mentioned head 1, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図8は、ヘッド31の支持体32及びアクチュエータ12を固定部34側からみた図である。アクチュエータ12の下面が接触するベース部33の上面には、複数の切欠きが設けられている。
各々の切欠きのアクチュエータ12の長手方向における寸法は、図8に示すように、アクチュエータの中央付近で最も小さく、インク室20の列の両端に近づくにつれて徐々に大きくなるように設定されている。すなわち、断熱領域R1に近づくほど、アクチュエータ12とベース部33との接触面積が小さくなるように設定されている。
また、本実施形態のベース部33は、断熱領域R1においてテーパ形状を有さないように加工されている。
FIG. 8 is a view of the support body 32 and the actuator 12 of the head 31 as viewed from the fixed portion 34 side. A plurality of notches are provided on the upper surface of the base portion 33 with which the lower surface of the actuator 12 contacts.
As shown in FIG. 8, the dimension of each notch in the longitudinal direction of the actuator 12 is set to be the smallest near the center of the actuator and gradually increase as it approaches both ends of the row of ink chambers 20. That is, the contact area between the actuator 12 and the base portion 33 is set to be smaller as the thermal insulation region R1 is approached.
Moreover, the base part 33 of this embodiment is processed so that it may not have a taper shape in heat insulation area | region R1.

本実施形態のヘッド31によれば、アクチュエータ12と接触するベース部33の上面に複数の切欠きが設けられ、当該切欠きによって、インク室20の列の両端に近づくにつれてアクチュエータ12とベース部33との接触面積が小さくなるように設定されている。したがって、接触面積の大きいインク室20の列の中央付近では、アクチュエータ12で発生した熱がベース部33に伝わりやすく、列の両端付近では、中央付近に比べ、熱がベース部33に伝わりにくい。その結果、各インク室20からの放熱が、キャリッジ10に取り付けられた固定部34の両端までの距離の違いによる影響を受けにくくなり、各インク室の温度をさらに均一にすることができる。   According to the head 31 of the present embodiment, a plurality of notches are provided on the upper surface of the base portion 33 that contacts the actuator 12, and the actuator 12 and the base portion 33 become closer to both ends of the row of the ink chambers 20 due to the notches. The contact area is set to be small. Therefore, near the center of the row of ink chambers 20 having a large contact area, heat generated by the actuator 12 is easily transmitted to the base portion 33, and near both ends of the row, heat is less likely to be transmitted to the base portion 33 than near the center. As a result, the heat radiation from each ink chamber 20 is less affected by the difference in distance to both ends of the fixed portion 34 attached to the carriage 10, and the temperature of each ink chamber can be made more uniform.

以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。   While the embodiments of the present invention have been described above, the technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. .

例えば、上述した各実施形態においては、断熱領域R1において、アクチュエータ12の周囲に空気層Aが確保されている例を説明したが、本発明はこれには限定されない。
一例を示すと、図9に示す変形例のように、断熱領域R1において、アクチュエータ12の両端とベース部18Aとの間に断熱材35が配置されてもよい。このようにすると、断熱材35によって断熱領域R1の断熱性が安定するとともに、アクチュエータ12の両端が断熱材35によって支持されるので、支えのないアクチュエータ12の両端の変形等を防ぐことができる。
For example, in each of the above-described embodiments, the example in which the air layer A is secured around the actuator 12 in the heat insulating region R1 has been described, but the present invention is not limited to this.
As an example, a heat insulating material 35 may be disposed between both ends of the actuator 12 and the base portion 18A in the heat insulating region R1, as in the modification shown in FIG. If it does in this way, while the heat insulation of the heat insulation area | region R1 will be stabilized by the heat insulating material 35, since the both ends of the actuator 12 are supported by the heat insulating material 35, a deformation | transformation etc. of the both ends of the actuator 12 without a support can be prevented.

このとき、断熱材35の材質は特には限定されず、公知の各種の断熱材を適宜選択して使用することができる。また、断熱材35の配置位置も特には限定されない。したがって、上記のアクチュエータ支持効果を考慮しなければ、例えば、アクチュエータ12の上側にのみ設けられてもよい。さらに、断熱領域R1において、アクチュエータ12の下面とベース部18Aとの間全体に断熱材を敷き詰めたり、アクチュエータ12の周囲すべてに断熱材を配置したりすることによって、上述の空気層Aの一部又は全部を断熱材に置換した構成とすることも可能である。   At this time, the material of the heat insulating material 35 is not particularly limited, and various known heat insulating materials can be appropriately selected and used. Moreover, the arrangement position of the heat insulating material 35 is not particularly limited. Therefore, if the above-mentioned actuator support effect is not considered, for example, it may be provided only above the actuator 12. Further, in the heat insulating region R1, a part of the air layer A described above is formed by laying a heat insulating material on the entire surface between the lower surface of the actuator 12 and the base portion 18A or arranging a heat insulating material all around the actuator 12. Or it is also possible to make it the structure which replaced the whole with the heat insulating material.

本発明の第1実施形態のインクジェットヘッドを備えるインクジェット記録装置を示す図である。It is a figure which shows an inkjet recording device provided with the inkjet head of 1st Embodiment of this invention. 同インクジェットヘッドを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the same inkjet head. 同インクジェットヘッドを分解して示す図である。It is a figure which decomposes | disassembles and shows the same inkjet head. 同インクジェットヘッドの支持体及びアクチュエータを、同支持体の固定部側から見た図である。It is the figure which looked at the support body and actuator of the inkjet head which were seen from the fixed part side of the support body. 同インクジェットヘッドのキャリッジへの取り付け状態を示す図である。It is a figure which shows the attachment state to the carriage of the inkjet head. 同インクジェットヘッドにおいて、アクチュエータで発生した熱の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the heat which generate | occur | produced with the actuator in the inkjet head. 同実施形態の変形例のインクジェットヘッドの支持体及びアクチュエータを示す図である。It is a figure which shows the support body and actuator of an inkjet head of the modification of the embodiment. 本発明の第2実施形態のインクジェットヘッドの支持体及びアクチュエータを、同支持体の固定部側から見た図である。It is the figure which looked at the support body and actuator of the inkjet head of 2nd Embodiment of this invention from the fixing | fixed part side of the support body. 本発明の変形例のインクジェットヘッドの支持体及びアクチュエータを、同支持体の固定部側から見た図である。It is the figure which looked at the support body and actuator of the inkjet head of the modification of this invention from the fixing | fixed part side of the support body.

符号の説明Explanation of symbols

1、31 インクジェットヘッド
2 インクジェット記録装置
10 キャリッジ
11、32 支持体
12 アクチュエータ
16 ノズルプレート
18、18A、33 ベース部
19、34 固定部
20、20A インク室
35 断熱材
R1 断熱領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 31 Inkjet head 2 Inkjet recording apparatus 10 Carriage 11, 32 Support body 12 Actuator 16 Nozzle plate 18, 18A, 33 Base part 19, 34 Fixed part 20, 20A Ink chamber 35 Insulation material R1 Insulation area

Claims (5)

インクジェット記録装置のキャリッジに取り付けられ、インクが供給されてノズル穴から前記インクを吐出するインクジェットヘッドであって、
板状のベース部と、前記ベース部の一端に設けられ、長手方向両端部が前記キャリッジに固定される固定部とを有する支持体と、
複数の溝状のインク室を有し、前記ベース部の一方の面に取り付けられて前記インクを吐出する駆動力を発生させるアクチュエータと、
複数の前記ノズル穴を有する板状に形成され、前記アクチュエータと一体に接合されるノズルプレートと、
を備え、
前記支持体の前記ベース部は、前記アクチュエータが取り付けられる面が、前記アクチュエータの、前記インク室と直交する方向の両端から所定の長さの断熱領域において、前記アクチュエータと非接触の状態となるように形成されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
An inkjet head that is attached to a carriage of an inkjet recording apparatus and that is supplied with ink and ejects the ink from a nozzle hole,
A support having a plate-like base portion and a fixing portion provided at one end of the base portion and having both longitudinal ends fixed to the carriage;
An actuator having a plurality of groove-shaped ink chambers and attached to one surface of the base portion to generate a driving force for discharging the ink;
A nozzle plate formed into a plate shape having a plurality of the nozzle holes and joined integrally with the actuator;
With
The base portion of the support is such that the surface on which the actuator is attached is not in contact with the actuator in a heat insulating region having a predetermined length from both ends of the actuator in a direction orthogonal to the ink chamber. An ink-jet head formed by the method described above.
前記支持体の前記ベース部は、前記アクチュエータの、前記インク室と直交する方向の両端に近づくにしたがって、前記アクチュエータとの距離が広がるようにテーパ状に形成されてい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。   The base portion of the support is formed in a tapered shape so that the distance from the actuator increases as the actuator approaches both ends of the actuator in a direction orthogonal to the ink chamber. 2. An ink jet head according to 1. 前記支持体の前記ベース部は、前記アクチュエータが取り付けられる面に複数の切欠きを有し、各々の前記切欠きの、前記インク室と直交する方向における寸法は、前記断熱領域に近づくに従って、より大きくなるように設定されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のインクジェットヘッド。   The base portion of the support has a plurality of notches on a surface to which the actuator is attached, and the size of each of the notches in a direction perpendicular to the ink chamber is closer to the heat insulating region. The inkjet head according to claim 1, wherein the inkjet head is set to be large. 前記アクチュエータは、前記断熱領域において、周囲の少なくとも一部に断熱材が取り付けられていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。   4. The inkjet head according to claim 1, wherein a heat insulating material is attached to at least a part of a periphery of the actuator in the heat insulating region. 5. 請求項1から4のいずれか1項に記載のインクジェットヘッドを備えることを特徴とするインクジェット記録装置。   An inkjet recording apparatus comprising the inkjet head according to claim 1.
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JP2018016020A (en) * 2016-07-29 2018-02-01 コニカミノルタ株式会社 Ink jet recording device and ink jet head

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