JP2009285840A - Inkjet head, head unit and printer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクジェット方式の印刷装置において複数の吐出口からインクの微小液滴を印刷媒体に向けて吐出するインクジェットヘッドに関し、また、当該インクジェットヘッドを備えるヘッドユニット、および、当該ヘッドユニットを備える印刷装置にも関連する。 The present invention relates to an ink jet head that ejects ink droplets from a plurality of ejection openings toward a print medium in an ink jet printing apparatus, a head unit including the ink jet head, and printing including the head unit. Also related to the device.
従来より、インクの微小な液滴を吐出する複数の吐出口が配列された吐出機構を印刷媒体に対して相対的に走査することにより、印刷媒体に印刷を行うインクジェット方式の印刷装置が用いられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an ink jet printing apparatus that performs printing on a print medium by scanning a discharge mechanism in which a plurality of discharge ports for discharging minute ink droplets are arranged relative to the print medium has been used. ing.
特許文献1のインクジェット印画装置では、インクの微小液滴を吐出するラインヘッドにおいて、印画媒体の走査方向に配列された2個のヘッドをそれぞれ有する複数のヘッドモジュールが2段の千鳥状に配置されており、これら2段のヘッドモジュールの間に配置された共通の支持基板に当該複数のヘッドモジュールが取り付けられる。ところで、このようなインクジェット印画装置の各ヘッドモジュールにおいて、各ヘッドへのインクの導入管や導出管を当該ヘッドの走査方向に垂直な面に接続すると、ヘッドモジュールの走査方向の大きさが大きくなってしまう。そこで、特許文献1のラインヘッドでは、複数のヘッドモジュールに共通のインク流路を上述の共通の支持基板の内部に設け、当該インク流路から各ヘッドモジュールの2個のヘッドにインクを供給することにより、ラインヘッドの走査方向における小型化が図られている。
In the ink jet printing apparatus disclosed in
一方、特許文献2では、インクジェットプリンタペンにおいて、プリントヘッドから回収されたインクをインク循環通路により循環させつつプリントヘッドに再供給するインク循環システムが開示されている。 On the other hand, Patent Document 2 discloses an ink circulation system in an ink jet printer pen that re-feeds ink collected from a print head to the print head while circulating the ink through an ink circulation path.
特許文献3では、インクジェットプリンタに設けられるチャージドライバ電子機器を冷却する構造が提案されている。特許文献3のインクジェットプリンタでは、印刷ヘッド用のフレームに印刷ヘッドから独立して印刷回路板が装着されており、印刷回路板の一方の面に配置された複数のチャージドライバ電子機器に冷却板を当接させることによりチャージドライバ電子機器の冷却が行われる。特許文献3のインクジェットプリンタでは、冷却板の内部を流れる冷却流体として、印刷ヘッドに供給される前のインク、または、印刷ヘッドに供給されるインクとは別のインク(すなわち、印刷ヘッドには供給されないインク)が利用される。
特許文献4は、バブルインクジェットプリンタ用のプリンタヘッドに用いられるプリンタヘッドチップに関し、当該プリンタヘッドチップでは、各吐出口に対応するインク加圧室内に設けられた発熱抵抗体によりインクを加熱することにより、インク加圧室内にインク気泡(バブル)の圧力を生じさせてインク液滴を吐出口から吐出する。特許文献4のプリンタヘッドチップは、複数の吐出口の配列方向に伸びるとともに各インク加圧室に連通するインク流路溝を有し、インク流路溝内のインクをプリンタヘッドチップの外部と循環させることにより、プリンタヘッドチップで発生した熱が外部へと放出される。
ところで、インクジェット方式の印刷装置では通常、それぞれが所定の配列方向に配列された複数の吐出口の集合である複数の吐出口列が、上記配列方向に略垂直な走査方向に配列されている。このため、印刷媒体に対する吐出機構の1回の走査により印刷を行う印刷装置(いわゆる、ワンパス印刷装置)において吐出機構の走査方向の大きさが大きいと、印刷媒体の走査方向への移動時の蛇行や送りムラ等に起因する基材に対する吐出機構の相対位置のずれも大きくなってしまい、印刷品質が低下してしまうおそれがある。 By the way, in an inkjet printing apparatus, normally, a plurality of ejection port arrays, each of which is a set of a plurality of ejection ports arranged in a predetermined arrangement direction, are arranged in a scanning direction substantially perpendicular to the arrangement direction. For this reason, if the size of the ejection mechanism in the scanning direction is large in a printing apparatus (so-called one-pass printing apparatus) that performs printing by a single scan of the ejection mechanism with respect to the printing medium, the meandering when the printing medium moves in the scanning direction Also, the displacement of the relative position of the discharge mechanism with respect to the base material due to feed unevenness or the like becomes large, and print quality may be deteriorated.
また、印刷媒体上にて吐出機構を複数回走査することにより印刷を行う印刷装置(いわゆる、シャトルタイプの印刷装置)では、吐出機構の走査方向の大きさが大きいと、吐出機構の走査方向における移動距離が大きくなってしまい、生産性が低下してしまう。 Further, in a printing apparatus that performs printing by scanning the ejection mechanism a plurality of times on a print medium (so-called shuttle type printing apparatus), if the size of the ejection mechanism in the scanning direction is large, The moving distance becomes large and the productivity is lowered.
さらには、紫外線硬化性インクを利用する印刷装置では通常、複数の吐出口の後方(すなわち、吐出機構の走査方向の後側)に紫外線ランプが設けられているため、吐出機構の走査方向の大きさが大きいと、インクが吐出されてから紫外線が照射されるまでの時間が長くなってしまい、インクがにじむ等して印刷品質が低下してしまう可能性がある。 Further, in a printing apparatus that uses ultraviolet curable ink, an ultraviolet lamp is usually provided behind the plurality of ejection openings (that is, the rear side in the scanning direction of the ejection mechanism), so that the size of the ejection mechanism in the scanning direction is large. If the thickness is large, the time from when the ink is ejected until it is irradiated with ultraviolet rays becomes long, and the print quality may be deteriorated due to ink bleeding.
特許文献1のラインヘッドでは、複数のヘッドモジュールの配列方向に伸びる共通のインク流路の途中から各ヘッドモジュールにインクが供給されるため、インク流路を大きくする必要があり、ラインヘッドの走査方向における小型化に限界がある。また、ラインヘッドに供給されるインクの圧力を基準とした場合の各ヘッドモジュールにおける圧力損失が異なるため、ヘッドモジュール間でインク流量および吐出量に差が生じてしまい、印刷品質の向上にも限界がある。さらには、各ヘッドモジュールにおいても、2個のヘッドとインク流路とのそれぞれの間の距離が異なるため、2個のヘッドで圧力損失が異なって吐出量に差が生じてしまうおそれもある。
In the line head of
一方、特許文献3のインクジェットプリンタでは、印刷ヘッドから独立した印刷回路板および冷却板を設ける必要があり、インクジェットプリンタのヘッド部が大型化するとともに構造も複雑化してしまう。また、特許文献3の構造では、インクを吐出する駆動部の駆動回路等が印刷ヘッドに設けられた場合、当該駆動回路を冷却することはできない。
On the other hand, in the ink jet printer of
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、インクジェット方式の印刷装置において、インクジェットヘッドを小型化しつつ吐出口からインクを吐出する駆動部を制御する駆動回路を容易に冷却することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problem, and an object of the present invention is to easily cool a drive circuit that controls a drive unit that ejects ink from an ejection port while downsizing an inkjet head in an inkjet printing apparatus. Yes.
請求項1に記載の発明は、インクジェット方式の印刷装置において複数の吐出口からインクの微小液滴を印刷媒体に向けて吐出するインクジェットヘッドであって、所定の配列方向に配列された複数の第1吐出口を有する第1プリントヘッドと、前記配列方向に配列された複数の第2吐出口を有し、前記第1プリントヘッドに対して前記配列方向に略垂直な方向に配置された第2プリントヘッドと、前記第1プリントヘッドと前記第2プリントヘッドとの間に配置されて前記第1プリントヘッドおよび前記第2プリントヘッドが取り付けられる中間支持部材とを備え、前記第1プリントヘッドが、前記複数の第1吐出口に向かってインクを導く複数の第1吐出流路と、前記配列方向に平行にインクを導くとともに前記複数の第1吐出流路に接続される第1ヘッド端部流路と、前記複数の第1吐出流路の前記複数の第1吐出口近傍に設けられて前記複数の第1吐出口からインクの微小液滴を吐出する複数の第1駆動部と、前記複数の第1駆動部を制御する第1駆動回路とを備え、前記第2プリントヘッドが、前記複数の第2吐出口に向かってインクを導く複数の第2吐出流路と、前記配列方向に平行にインクを導くとともに前記複数の第2吐出流路に接続される第2ヘッド端部流路と、前記複数の第2吐出流路の前記複数の第2吐出口近傍に設けられて前記複数の第2吐出口からインクの微小液滴を吐出する複数の第2駆動部と、前記複数の第2駆動部を制御する第2駆動回路とを備え、前記第1駆動回路および前記第2駆動回路が前記中間支持部材に実質的に接触しており、前記中間支持部材が、前記第1ヘッド端部流路および前記第2ヘッド端部流路から流入したインクを前記第1駆動回路および前記第2駆動回路の近傍を通過させることにより前記第1駆動回路および前記第2駆動回路を冷却する回路冷却流路を備える。 According to a first aspect of the present invention, there is provided an ink jet head that ejects micro droplets of ink from a plurality of ejection openings toward a print medium in an ink jet printing apparatus, wherein the plurality of first heads arranged in a predetermined arrangement direction. A second print head having a first print head having one discharge port and a plurality of second discharge ports arranged in the arrangement direction and arranged in a direction substantially perpendicular to the arrangement direction with respect to the first print head. A print head; and an intermediate support member disposed between the first print head and the second print head to which the first print head and the second print head are attached, the first print head comprising: A plurality of first ejection flow paths for guiding ink toward the plurality of first ejection openings; a direction for guiding the ink in parallel with the arrangement direction; and a contact with the plurality of first ejection flow paths. A plurality of first head end flow paths and a plurality of first discharge flow paths that are provided in the vicinity of the plurality of first discharge openings to discharge micro droplets of ink from the plurality of first discharge openings. A plurality of second ejection flows including a first driving unit and a first driving circuit for controlling the plurality of first driving units, wherein the second print head guides ink toward the plurality of second ejection ports. A plurality of second discharge ports of the plurality of second discharge flow paths, a second head end flow path connected to the plurality of second discharge flow paths while guiding the ink parallel to the arrangement direction. A plurality of second drive units provided in the vicinity for discharging micro droplets of ink from the plurality of second discharge ports; and a second drive circuit for controlling the plurality of second drive units. The drive circuit and the second drive circuit are substantially in contact with the intermediate support member; The support member passes the ink flowing in from the first head end channel and the second head end channel through the vicinity of the first drive circuit and the second drive circuit, and thereby the first drive circuit and A circuit cooling flow path for cooling the second drive circuit is provided.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のインクジェットヘッドであって、前記中間支持部材が、外部から供給されたインクを前記第1ヘッド端部流路および前記第2ヘッド端部流路へと導く共通供給流路をさらに備える。 According to a second aspect of the present invention, in the ink jet head according to the first aspect, the intermediate support member causes the ink supplied from the outside to flow through the first head end channel and the second head end flow. A common supply flow path leading to the path is further provided.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のインクジェットヘッドであって、前記中間支持部材が、前記第1プリントヘッドおよび前記第2プリントヘッドが並ぶ方向において、前記第1プリントヘッドが取り付けられる第1取付面と前記第2プリントヘッドが取り付けられる第2取付面との間の位置に設けられるとともに前記共通供給流路に導かれるインクが導入されるインク供給口と、前記第1プリントヘッドおよび前記第2プリントヘッドが並ぶ方向において、前記第1取付面と前記第2取付面との間の位置に設けられるとともに前記回路冷却流路からのインクが排出されるインク排出口とをさらに備える。 A third aspect of the present invention is the ink jet head according to the second aspect, wherein the intermediate support member is attached to the first print head in a direction in which the first print head and the second print head are arranged. An ink supply port provided at a position between a first mounting surface to be mounted and a second mounting surface to which the second print head is mounted, and into which the ink guided to the common supply flow path is introduced, and the first print head And an ink discharge port which is provided at a position between the first mounting surface and the second mounting surface in a direction in which the second print heads are arranged and discharges ink from the circuit cooling channel. .
請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載のインクジェットヘッドであって、前記複数の第1吐出口および前記複数の第2吐出口が同一のピッチにて前記配列方向に配列されており、前記配列方向において前記複数の第1吐出口が前記複数の第2吐出口に対して前記ピッチの半分だけずれた位置に配置される。 A fourth aspect of the present invention is the inkjet head according to any one of the first to third aspects, wherein the plurality of first discharge ports and the plurality of second discharge ports have the same pitch in the arrangement direction. In the arrangement direction, the plurality of first discharge ports are arranged at positions shifted by half of the pitch with respect to the plurality of second discharge ports.
請求項5に記載の発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載のインクジェットヘッドであって、前記複数の第1駆動部のそれぞれ、および、前記複数の第2駆動部のそれぞれが圧電素子であり、各第1駆動部が変形することにより、前記各第1駆動部に対応する第1吐出口近傍のインクに圧力が加えられて前記第1吐出口からインクの微小液滴が吐出され、各第2駆動部が変形することにより、前記各第2駆動部に対応する第2吐出口近傍のインクに圧力が加えられて前記第2吐出口からインクの微小液滴が吐出される。 A fifth aspect of the present invention is the ink jet head according to any one of the first to fourth aspects, wherein each of the plurality of first drive units and each of the plurality of second drive units is a piezoelectric element. When each first driving unit is deformed, pressure is applied to the ink in the vicinity of the first ejection port corresponding to each first driving unit, and a minute droplet of ink is ejected from the first ejection port. When each second driving unit is deformed, pressure is applied to the ink in the vicinity of the second ejection port corresponding to each second driving unit, and micro droplets of ink are ejected from the second ejection port.
請求項6に記載の発明は、インクジェット方式の印刷装置において複数の吐出口からインクの微小液滴を印刷媒体に向けて吐出するヘッドユニットであって、請求項1ないし5のいずれかに記載のインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドと同様の構造を有し、前記第1プリントヘッドおよび前記第2プリントヘッドが並ぶ方向において前記インクジェットヘッドと少なくとも一部が重なるもう1つのインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドおよび前記もう1つのインクジェットヘッドに供給されるインクを貯溜するインク供給タンクと、前記インクジェットヘッドおよび前記もう1つのインクジェットヘッドから排出されたインクが流入するインク回収部とを備える。 A sixth aspect of the present invention is a head unit that ejects micro droplets of ink from a plurality of ejection openings toward a print medium in an ink jet printing apparatus, and the head unit according to any one of the first to fifth aspects. An inkjet head, another inkjet head having the same structure as the inkjet head, and at least partially overlapping the inkjet head in a direction in which the first print head and the second print head are arranged, the inkjet head, and An ink supply tank for storing ink to be supplied to the other ink jet head; and an ink recovery unit into which ink discharged from the ink jet head and the other ink jet head flows.
請求項7に記載の発明は、インクジェット方式の印刷装置において複数の吐出口からインクの微小液滴を印刷媒体に向けて吐出するヘッドユニットであって、請求項3に記載のインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドと同様の構造を有し、前記第1プリントヘッドおよび前記第2プリントヘッドが並ぶ方向において前記インクジェットヘッドと少なくとも一部が重なるもう1つのインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドおよび前記もう1つのインクジェットヘッドに供給されるインクを貯溜するインク供給タンクと、前記インクジェットヘッドおよび前記もう1つのインクジェットヘッドから排出されたインクが流入するインク回収部とを備え、前記インクジェットヘッドおよび前記もう1つのインクジェットヘッドのインク供給口と前記インク供給タンクとが同じ流路長および流路径にて直線状に接続され、前記インクジェットヘッドおよび前記もう1つのインクジェットヘッドのインク排出口と前記インク回収部とが同じ流路長および流路径にて直線状に接続される。
The invention described in claim 7 is a head unit that discharges micro droplets of ink toward a printing medium from a plurality of discharge ports in an inkjet printing apparatus, and the inkjet head according to
請求項8に記載の発明は、インクジェット方式の印刷装置であって、請求項6または7に記載のヘッドユニットと、前記ヘッドユニットの前記インク回収部から前記インク供給タンクへとインクを導く循環ラインと、前記配列方向に交差する走査方向に印刷媒体を前記ヘッドユニットに対して相対的に移動する走査機構とを備える。 The invention according to claim 8 is an ink jet type printing apparatus, wherein the head unit according to claim 6 or 7 and a circulation line for guiding ink from the ink recovery section of the head unit to the ink supply tank. And a scanning mechanism that moves the print medium relative to the head unit in a scanning direction that intersects the arrangement direction.
請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の印刷装置であって、前記印刷媒体上のインクに紫外線を照射する紫外線照射部をさらに備え、前記インクが紫外線硬化性インクである。
The invention according to
本発明では、インクジェットヘッドを小型化しつつ第1駆動回路および第2駆動回路を容易に冷却することができる。また、請求項2および3の発明では、インクジェットヘッドをより小型化することができる。
In the present invention, the first drive circuit and the second drive circuit can be easily cooled while downsizing the inkjet head. In the inventions of
請求項6および7の発明では、ヘッドユニットを小型化することができる。さらに、請求項7の発明では、複数のインクジェットヘッドにおける圧力損失の均一性を向上することもできる。 In the inventions of claims 6 and 7, the head unit can be reduced in size. Furthermore, in the invention of claim 7, the uniformity of pressure loss in a plurality of ink jet heads can be improved.
図1は本発明の一の実施の形態に係る印刷装置1の外観を示す斜視図である。印刷装置1は、例えば、フィルム等の撥液性を有するシート状の印刷媒体である基材9上に、インクジェット方式にてカラー印刷を行う装置である。
FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a
図1に示す印刷装置1は、シート状の基材9を図1中のY方向(以下、「走査方向」ともいう。)に移動する走査機構である搬送部27、搬送部27による移動途上の基材9に向けてインクの微小液滴を吐出する吐出機構3、および、これらの構成を制御する制御ユニット4を備える。なお、図1では、図示の都合上、後述するインク循環機構5の図示を省略している。
The
搬送部27では、それぞれが図1中のX方向に長い複数のローラ271がY方向に配列されており、複数のローラ271の(+Y)側にはロール状の基材9(供給ロール)を保持する供給部272が設けられ、複数のローラ271の(−Y)側にはロール状の基材9(巻取ロール)を保持する巻取部273が設けられる。実際には、基材9は供給部272および巻取部273のそれぞれにてロール状とされる。以下の説明では、単に基材9という場合は搬送途上の基材9(すなわち、複数のローラ271上の基材9)を意味するものとする。
In the
搬送部27の一のローラ271aには基材9の走査方向の移動速度を検出するエンコーダ29が設けられ、後述の移動制御部42(図11参照)がエンコーダ29の出力に基づいて巻取部273のモータの回転を制御することにより、基材9が(−Y)方向に一定速度にて移動する。このとき、供給部272が有するモータにて基材9に対して移動方向とは逆向き(すなわち、(+Y)方向)の負荷(テンション)を付与することにより、複数のローラ271上の基材9が波打つことなく滑らかに移動する。なお、基材9の移動速度を検出するエンコーダ29は、搬送途上の基材9上の一の部位の走査方向の位置の変化を検出していると捉えることができる。
An
複数のローラ271の上方には吐出機構3が配置され、吐出機構3は複数のローラ271を跨ぐようにして基台20に設けられるフレーム25に固定される。フレーム25上には紫外線を出射する光源39が設けられ、複数の光ファイバ(実際には、複数の光ファイバは束状となっており、図1では符号391を付して1本の太線にて示している。)を介して光源39からの光が吐出機構3の内部へと導入される。
The
図2は吐出機構3を示す底面図である。図2に示すように、吐出機構3はそれぞれが互いに異なる色のインクを吐出する複数(本実施の形態では、4個)のヘッドユニットであるインクジェットヘッドユニット31を備え、これらのインクジェットヘッドユニット31は同様の構造を有する。複数のインクジェットヘッドユニット31はY方向(すなわち、走査方向)に配列されて吐出機構3のヘッドユニット取付部30に取り付けられる。図2中の最も(+Y)側のインクジェットヘッドユニット31はK(ブラック)の色のインクを吐出し、Kのインクジェットヘッドユニット31の(−Y)側のインクジェットヘッドユニット31はC(シアン)の色のインクを吐出し、Cのインクジェットヘッドユニット31の(−Y)側のインクジェットヘッドユニット31はM(マゼンタ)の色のインクを吐出し、最も(−Y)側のインクジェットヘッドユニット31はY(イエロー)の色のインクを吐出する。各色のインクは紫外線硬化剤を含む紫外線硬化性インクである。
FIG. 2 is a bottom view showing the
また、吐出機構3では、光源39(図1参照)に接続されるヘッドユニットであるランプヘッドユニット38が、4個のインクジェットヘッドユニット31の(−Y)側において、これらのインクジェットヘッドユニット31と共にY方向(すなわち、走査方向)に配列されてヘッドユニット取付部30に取り付けられる。ここで、ヘッドユニット取付部30に取り付けられる複数のヘッドユニットをまとめてヘッドユニット群と呼ぶと、ヘッドユニット群には、上述のK,C,MおよびYの各色のインクジェットヘッドユニット31、並びに、ランプヘッドユニット38以外にも、例えば、ライトシアン、ライトマゼンタ、ホワイト等の他の色用のインクジェットヘッドユニットが含まれてもよい。
In the
ランプヘッドユニット38では、複数の光ファイバがX方向に沿って配列されており、ランプヘッドユニット38により、基材9上においてX方向(すなわち、走査方向に垂直な方向)に伸びる線状の照射領域に紫外線が照射される。印刷装置1では、複数のインクジェットヘッドユニット31から基材9上に吐出された紫外線硬化性を有するインクに対し、ランプヘッドユニット38から紫外線が照射されることにより、当該インクが基材9上において硬化される。すなわち、ランプヘッドユニット38は、基材9上に吐出されたインクに紫外線を照射する紫外線照射部であり、当該インクを硬化する硬化ヘッドユニットでもある。
In the
印刷装置1では、走査方向に垂直なX方向に関し、各インクジェットヘッドユニット31およびランプヘッドユニット38が基材9上の印刷領域の全体に亘って(ここでは、基材9のX方向の全体に亘って)設けられており、基材9が吐出機構3の下方を一回通過するのみで基材9への画像の印刷が完了する(いわゆる、ワンパス印刷が行われる)。
In the
図3および図4はそれぞれ、一のインクジェットヘッドユニット31を示す底面図および正面図である。図3に示すように、インクジェットヘッドユニット31は、複数(本実施の形態では、6個)のインクジェットヘッド32を備え、これらのインクジェットヘッド32は同様の構造を有する。各インクジェットヘッド32は、図3中のX方向におよそ平行な所定の配列方向に2列に配列された複数の吐出口331を下面(すなわち、(−Z)側の面)に有し、これら複数の吐出口331からインクの微小液滴を基材9に向けて吐出する。図3では、図示の都合上、各吐出口331の大きさ、および、隣接する吐出口331間の配列方向の距離を実際よりも大きく描いている。なお、実際のインクジェットヘッドユニット31では、図3に示すよりも多数の吐出口331が設けられる。
FIGS. 3 and 4 are a bottom view and a front view, respectively, showing one
また、インクジェットヘッドユニット31は、図3および図4に示すように、複数のインクジェットヘッド32が取り付けられる取付部材であるセンターリブ311をさらに備える。センターリブ311は、X方向に沿って見た場合の外形がT字状となっており、Z方向に略垂直な主面を有する板状のリブ上部3111、および、Y方向に略垂直な主面を有する板状のリブ下部3112を有する。
Moreover, the
インクジェットヘッドユニット31は、図4に示すように、複数のインクジェットヘッド32の上方(すなわち、(+Z)側)に配置されるとともに複数のインクジェットヘッド32から排出されたインクが流入するインク回収部312、および、インク回収部312の上方に配置されるとともに複数のインクジェットヘッド32に供給されるインクが貯溜されるインク供給タンク313も備える。図4では、図の理解を容易にするために、インクジェットヘッドユニット31の6個のインクジェットヘッド32のうち、センターリブ311のリブ下部3112の(+Y)側に取り付けられる3個のインクジェットヘッド32のみを図示し、センターリブ311のリブ下部3112の(−Y)側に取り付けられる3個のインクジェットヘッド32の図示を省略している。
As shown in FIG. 4, the ink
図3に示すように、複数のインクジェットヘッド32は、センターリブ311のリブ下部3112の(−Y)側および(+Y)側に交互に位置するようにX方向に配列されており(いわゆる千鳥状に配列されており)、各インクジェットヘッド32は、X方向に関して隣接するインクジェットヘッド32とY方向において少なくとも一部が重なるように配置される。例えば、リブ下部3112の(−Y)側において最も(−X)側に位置するインクジェットヘッド32は、リブ下部3112の(+Y)側において最も(−X)側に位置するインクジェットヘッド32とX方向(すなわち、吐出口331の配列方向)に関して隣接しており、これら2個のインクジェットヘッド32のうち前者の(+X)側の端部と後者の(−X)側の端部とはY方向において重なっている。
As shown in FIG. 3, the plurality of inkjet heads 32 are arranged in the X direction so as to be alternately located on the (−Y) side and the (+ Y) side of the rib
図4に示すように、インクジェットヘッドユニット31は、センターリブ311のリブ上部3111を貫通してインク供給タンク313と複数のインクジェットヘッド32とをそれぞれ接続するとともにインク供給タンク313から複数のインクジェットヘッド32へとインクを導入する複数のインク導入管3131を備え、また、リブ上部3111を貫通してインク回収部312と複数のインクジェットヘッド32とをそれぞれ接続するとともに複数のインクジェットヘッド32からインク回収部312へとインクを導出する複数のインク導出管3121を備える。
As shown in FIG. 4, the ink
本実施の形態では、6本の直線状のインク導入管3131、および、6本の直線状のインク導出管3121がインクジェットヘッドユニット31に設けられており、6本のインク導入管3131の長さおよび内径(すなわち、6本のインク導入管3131による流路長および流路径)は互いに等しくされる。また、6本のインク導出管3121の長さおよび内径(すなわち、6本のインク導出管3121による流路長および流路径)も互いに等しくされる。換言すれば、6個のインクジェットヘッド32の後述するインク供給口3431(図9参照)とインク供給タンク313とが同じ流路長および流路径にて直線状に接続され、また、6個のインクジェットヘッド32の後述するインク排出口3451(図9参照)とインク回収部312とが同じ流路長および流路径にて直線状に接続される。
In the present embodiment, six linear
図5は、一のインクジェットヘッドユニット31に接続されて当該インクジェットヘッドユニット31にインクを循環させつつ供給するインク循環機構5をインクジェットヘッドユニット31と共に示す図である。印刷装置1では、図2に示す複数のインクジェットヘッドユニット31のそれぞれに1個のインク循環機構5が接続されている。図5に示すように、インク循環機構5は、インクジェットヘッドユニット31の複数のインクジェットヘッド32へのインクの供給に利用される循環ライン51を備え、循環ライン51の両端部はインクジェットヘッドユニット31のインク供給タンク313およびインク回収部312に接続される。インク循環機構5では、循環ライン51により、複数のインクジェットヘッド32からインク回収部312へと流入したインクをインク供給タンク313へと導き、インク供給タンク313を介して複数のインクジェットヘッド32へと循環させて再供給する。
FIG. 5 is a view showing the
循環ライン51上には、流量調整部である流量調整バルブ52、インクジェットヘッドユニット31の外部に設けられるインクタンクである外部インクタンク53、ポンプ54およびフィルタ55が設けられており、外部インクタンク53には、ポンプや圧力調整バルブ、圧力計等を有する減圧機構56が接続されている。また、外部インクタンク53には、外部インクタンク53の内部のインクを必要に応じて加熱するヒータ531が設けられている。
On the
インク循環機構5では、減圧機構56により外部インクタンク53内(の気体)が大気圧より数百ミリバール(mbar)(例えば、500mbar。ただし、1barは105パスカル(Pa)である。)だけ低い圧力とされることにより、インクジェットヘッドユニット31のインク供給タンク313から外部インクタンク53に至る流路(すなわち、インク供給タンク313から複数のインクジェットヘッド32、インク回収部312および循環ライン51の一部を経由して外部インクタンク53に至る経路)をインクにて満たした状態でインク供給タンク313から外部インクタンク53へとインクが送られる。そして、ポンプ54により外部インクタンク53内のインクが送出され、フィルタ55により不要物が除去された後、インク供給タンク313に供給されて貯溜される。
In the
このように、ポンプ54を駆動して外部インクタンク53内のインクをインク供給タンク313に供給しつつ、外部インクタンク53内を負圧にしてインク供給タンク313から外部インクタンク53へとインクを戻すことにより、外部インクタンク53の負圧を利用して外部インクタンク53内のインクを脱気しつつインクが適切に循環される。インク循環機構5では、インク回収部312と外部インクタンク53との間の循環ライン51上に設けられた流量調整バルブ52により、インク供給タンク313と外部インクタンク53との圧力差に応じて流路開口(すなわち、流量調整バルブ52の内部の流路の開口)の面積が調整されることにより、インク供給タンク313から外部インクタンク53へのインクの流量がほぼ一定に調整される。
In this manner, the
図4に示すインクジェットヘッドユニット31では、上述のように、複数のインクジェットヘッド32が、同じ流路長および同じ流路径にてインク供給タンク313に直線状に接続されるとともに同じ流路長および同じ流路径にてインク回収部312に直線状に接続される。これにより、複数のインクジェットヘッド32において、インク供給タンク313からインク導入管3131、インクジェットヘッド32およびインク導出管3121を介してインク回収部312に至る流路の圧力損失が互いに等しくなり、その結果、複数のインクジェットヘッド32にてインクの流量が均一となる。
In the
図6および図7.Aはそれぞれ、一のインクジェットヘッド32を拡大して示す正面図および側面図であり、図7.Bは、インクジェットヘッド32の構成を分解して示す分解側面図である。図7.Aおよび図7.Bに示すように、インクジェットヘッド32は、Y方向に並ぶ2個のプリントヘッド(以下、(+Y)側のプリントヘッドを「第1プリントヘッド33a」と呼び、(−Y)側のプリントヘッドを「第2プリントヘッド33b」と呼ぶ。)、並びに、第1プリントヘッド33aと第2プリントヘッド33bとの間に配置されて第1プリントヘッド33aおよび第2プリントヘッド33bが取り付けられる板状の中間支持部材34を備える。第2プリントヘッド33bは、第1プリントヘッド33aとほぼ同様の構造を有し、Y方向に関して第1プリントヘッド33aとは反対向きとされる。図6では、第1プリントヘッド33aおよび中間支持部材34のみを描いている。図7.Bでは、第1プリントヘッド33a、中間支持部材34および第2プリントヘッド33bをY方向において離間させて描いている。
6 and 7. FIGS. 7A and 7B are a front view and a side view, respectively, showing an
図8.Aは、第1プリントヘッド33aを(+Y)側から(−Y)方向を向いて見る正面図であり、図8.Bは、第2プリントヘッド33bを(+Y)側から(−Y)方向を向いて見る示す背面図である。また、図9は、中間支持部材34を示す正面図であり、図10.A、図10.B、図10.C、図10.Dおよび図10.Eはそれぞれ、インクジェットヘッド32を図6中のA−A、B−B、C−C、D−DおよびE−Eの位置にて切断した縦断面図である。
FIG. FIG. 8A is a front view of the
第1プリントヘッド33aは、図8.Aに示すように、図8.A中のX方向におよそ平行な所定の配列方向に所定のピッチにて配列された複数の第1吐出口331a、複数の第1吐出口331aに向かってそれぞれ(−Z)方向にインクを導く複数の第1吐出流路332a、および、複数の第1吐出口331aの配列方向に平行にインクを導くとともに複数の第1吐出流路332aに接続される第1ヘッド端部流路333aを備える。なお、図8.Aでは、それぞれ8個の第1吐出口331aおよび第1吐出流路332aを描いているが、実際に第1プリントヘッド33aに設けられる第1吐出口331aおよび第1吐出流路332aの個数は図8.Aに示すものよりも多い(図8.Bに示す第2プリントヘッド33bにおいても同様)。
The
また、第1プリントヘッド33aは、複数の第1吐出流路332aの複数の第1吐出口331a近傍に設けられて複数の第1吐出口331aからインクの微小液滴をそれぞれ吐出する複数の第1駆動部334a(図10.C参照)、および、複数の第1駆動部334aを制御する(すなわち、駆動する)第1駆動回路335aを備える。
The
図11は、図1に示す制御ユニット4の機能を示すブロック図であり、図11では、制御ユニット4に接続される印刷装置1の構成を併せて示す。制御ユニット4は、4個のインクジェットヘッドユニット31(図2参照)の各インクジェットヘッド32からのインクの吐出に係る制御を行う描画制御部41、および、搬送部27に対する移動制御を行う移動制御部42を有する。描画制御部41は、各インクジェットヘッド32の第1プリントヘッド33aの第1駆動回路335aに接続されており、第1駆動回路335aを介して複数の第1駆動部334aを制御する。図11では、図示の都合上、一の第1プリントヘッド33aに設けられる第1駆動回路335aおよび第1駆動部334aのみを示す(後述する第2プリントヘッド33bの第2駆動回路335bおよび第2駆動部334bにおいても同様)。
FIG. 11 is a block diagram illustrating functions of the
複数の第1駆動部334a(図10.C参照)のそれぞれは圧電素子(ピエゾ素子)であり、第1駆動回路335aを介する描画制御部41による制御により各第1駆動部334aが変形し、図10.Cに示す各第1駆動部334aに対応する第1吐出口331a近傍において第1吐出流路332aの容積(より具体的には、第1吐出流路332aの第1吐出口331a近傍に設けられたチャンバの容積)が減少する。これにより、各第1駆動部334aに対応する第1吐出口331a近傍のインク(すなわち、第1吐出口331aにインクを導く第1吐出流路332aのチャンバ内のインク)に圧力が加えられて当該第1吐出口331aからインクの微小液滴が吐出される。そして、第1駆動部334aの形状が元に戻ることにより、第1駆動部334aに対応する第1吐出口331a近傍において第1吐出流路332aの容積が元に戻り、吐出されたインクの微小液滴と等しい量のインクが第1ヘッド端部流路333aから第1吐出流路332aに供給される。
Each of the plurality of
第1プリントヘッド33aでは、第1駆動部334aの所定量の変形によるインクの微小液滴の吐出、および、第1駆動部334aの変形解除による第1吐出流路332aへのインクの供給が僅かな時間の間に行われる。換言すれば、第1駆動部334aが所定の振幅(以下、「吐出振幅」という。)にて振動することにより、第1駆動部334aに対応する第1吐出口331aからのインクの微小液滴の吐出が行われる。
In the
図7.Aおよび図7.Bに示すように、第1プリントヘッド33aに対して複数の第1吐出口331a(図8.A参照)の配列方向に略垂直な(−Y)方向に配置された第2プリントヘッド33bの構造は、第1プリントヘッド33aの構造とほぼ同様である。図8.Bに示すように、第2プリントヘッド33bは、上記配列方向に第1吐出口331aと同一のピッチにて配列された複数の第2吐出口331b、複数の第2吐出口331bに向かってそれぞれ(−Z)方向にインクを導く複数の第2吐出流路332b、および、複数の第2吐出口331bの配列方向に平行にインクを導くとともに複数の第2吐出口331bに接続される第2ヘッド端部流路333bを備える。図8.Aおよび図8.Bに示すように、第1プリントヘッド33aの複数の第1吐出口331aは、第2プリントヘッド33bの複数の第2吐出口331bに対して、これら吐出口のピッチの半分だけ(−X)方向にずれた位置に配置されている。
FIG. A and FIG. As shown in B, the
また、図8.Bに示すように、第2プリントヘッド33bは、複数の第2吐出流路332bの複数の第2吐出口331b近傍に設けられて複数の第2吐出口331bからインクの微小液滴を吐出する複数の圧電素子である第2駆動部334b(図10.B参照)、および、複数の第2駆動部334bを制御する(すなわち、駆動する)第2駆動回路335bを備える。実際には、第2プリントヘッド33bの複数の第2駆動部334bは、図11に示すように、第2駆動回路335bを介して制御ユニット4の描画制御部41により制御される。
FIG. As shown in B, the
第2プリントヘッド33bにおいても、第1プリントヘッド33aと同様に、図10.Bに示す各第2駆動部334bが変形することにより、各第2駆動部334bに対応する第2吐出流路332bにおいて第2吐出口331b近傍のインクに圧力が加えられて当該第2吐出口331bからインクの微小液滴が吐出される。すなわち、各第2駆動部334bが吐出振幅にて振動することにより、各第2駆動部334bに対応する第2吐出口331bからのインクの微小液滴の吐出が行われる。
Similarly to the
図7.Aおよび図7.Bに示すように、中間支持部材34は、第1プリントヘッド33aが取り付けられる(+Y)側の面である第1取付面341、および、第2プリントヘッド33bが取り付けられる(−Y)側の面である第2取付面342を備える。第1プリントヘッド33aでは、薄い配線基板上に固定された第1駆動回路335aが、図7.Aに示すように、当該配線基板を介して中間支持部材34に間接的に接触しており、中間支持部材34との間で熱伝導が可能な状態とされる。また、第2プリントヘッド33bの第2駆動回路335bも、第1駆動回路335aと同様に、配線基板を介して中間支持部材34に間接的に接触しており、中間支持部材34との間で熱伝導が可能な状態とされる。
FIG. A and FIG. As shown in B, the
インクジェットヘッド32では、第1駆動回路335aおよび第2駆動回路335bはそれぞれ、中間支持部材34との間で熱伝導が可能な状態で中間支持部材34に接触していればよく(すなわち、中間支持部材34と実質的に接触していればよく)、例えば、中間支持部材34に直接接触してもよい。
In the
図9に示すように、中間支持部材34は、第1取付面341と第2取付面342との間に、共通供給流路343、共通回収流路344および回路冷却流路345を備える。共通供給流路343は、中間支持部材34の(+Z)側において第1取付面341と第2取付面342との間に設けられたインク供給口3431を介してインク導入管3131に接続される。回路冷却流路345は、中間支持部材34の(+Z)側において第1取付面341と第2取付面342との間に設けられたインク排出口3451を介してインク導出管3121に接続される。
As shown in FIG. 9, the
共通供給流路343は、図10.Aに示すように、第1プリントヘッド33aの第1ヘッド端部流路333aおよび第2プリントヘッド33bの第2ヘッド端部流路333bのそれぞれの(+X)側の端部に接続される。インク供給タンク313(図4参照)から(すなわち、インクジェットヘッド32の外部から)図9に示すインク導入管3131およびインク供給口3431を介して共通供給流路343に導入されたインクは、図10.Aに示すように、第1ヘッド端部流路333aおよび第2ヘッド端部流路333bへと導かれ、図10.Aないし図10.Dに示す第1ヘッド端部流路333aおよび第2ヘッド端部流路333bによりインクジェットヘッド32の(+X)側から(−X)側へと導かれる。
The common
共通回収流路344は、図10.Dに示すように、第1ヘッド端部流路333aおよび第2ヘッド端部流路333bのそれぞれの(−X)側の端部に接続される。第1ヘッド端部流路333aおよび第2ヘッド端部流路333bからのインクは共通回収流路344へと導かれ、図10.Aないし図10.Dに示す共通回収流路344によりインクジェットヘッド32の(−X)側から(+X)側へと導かれる。
The
中間支持部材34では、図9、並びに、図10.Aないし図10.Dに示すように、回路冷却流路345は共通回収流路344の(+Z)側に設けられ、図10.Aに示すように、回路冷却流路345は共通回収流路344の(+X)側の端部に接続される。第1ヘッド端部流路333aおよび第2ヘッド端部流路333bから共通回収流路344を介して回路冷却流路345へと流入したインクは、図10.Aないし図10.Eに示す回路冷却流路345によりインクジェットヘッド32の(+X)側から(−X)側へと導かれる。
In the
図10.Bおよび図10.Cに示すように、回路冷却流路345は、第1駆動回路335aと第2駆動回路335bとの間において、第1駆動回路335aおよび第2駆動回路335bの近傍に配置されており、回路冷却流路345を流れるインクと第1駆動回路335aおよび第2駆動回路335bとの間に熱伝導が生じることにより、第1駆動回路335aおよび第2駆動回路335bが冷却される。換言すれば、インクジェットヘッド32では、回路冷却流路345を流れるインクを、第1駆動回路335a近傍および第2駆動回路335b近傍を通過させることにより、第1駆動回路335aおよび第2駆動回路335bが冷却される。
FIG. B and FIG. As shown in C, the circuit
第1駆動回路335aおよび第2駆動回路335bの冷却に利用されたインクは、回路冷却流路345によりインクジェットヘッド32の(−X)側へと導かれ、図10.Eに示すインク排出口3451およびインク導出管3121を介して図4に示すインク回収部312へと(すなわち、インクジェットヘッド32の外部へと)排出され、インク回収部312を介して循環ライン51(図5参照)へと導かれる。
The ink used for cooling the
上述のように、印刷装置1にて利用されるインクは紫外線硬化性インクであり、適切な吐出が行われるインクの温度(以下、「吐出適温」という。)は常温よりも高く、約40〜50℃である。印刷装置1では、図5に示すインク循環機構5により、40〜45℃のインクがインクジェットヘッドユニット31のインク供給タンク313に供給され、複数のインクジェットヘッド32に供給される。インクジェットヘッド32に供給されたインクは、第1駆動部334aおよび第2駆動部334b(図10.Bおよび図10.C参照)からの発熱、並びに、回路冷却流路345における第1駆動回路335aおよび第2駆動回路335bの冷却(すなわち、第1駆動回路335aおよび第2駆動回路335bからの熱伝導)により約3〜5℃程度温度が上昇した状態でインク回収部312を介して循環ライン51へと導かれる。
As described above, the ink used in the
そして、循環ライン51を流れてインク供給タンク313に再供給されるまでの間に、インクの温度が上記上昇分(約3〜5℃)とほぼ等しい温度だけ自然冷却により下降する。これにより、循環ライン51においてインクを加熱および冷却することなく、常温よりも高い吐出適温のインクがインクジェットヘッドユニット31に供給される。このため、インク循環機構5では、外部インクタンク53のヒータ531は通常、印刷装置1の装置立ち上げ時のインクの加熱にのみ利用される。
Then, the ink temperature is lowered by natural cooling by a temperature substantially equal to the above-mentioned increase (about 3 to 5 ° C.) until it flows through the
図1に示す印刷装置1により印刷が行われる際には、制御ユニット4の移動制御部42(図11参照)により搬送部27が制御されることにより、基材9が走査方向(すなわち、図1中のY方向であり、各インクジェットヘッド32の複数の第1吐出口331aおよび複数の第2吐出口331bの配列方向に略垂直に交差する方向)に移動される。また、描画制御部41(図11参照)により、基材9の移動と並行して、基材9に印刷される予定の画像のデータに基づいて各インクジェットヘッド32の第1駆動回路335aおよび第2駆動回路335b(図8.Aおよび図8.B参照)が制御されることにより、基材9が走査方向に所定距離だけ移動する毎に、複数の第1駆動部334aおよび複数の第2駆動部334b(以下、第1駆動部334aと第2駆動部334bとを区別する必要がない場合には、単に「駆動部」ともいう。第1吐出口331aおよび第2吐出口331b、並びに、第1吐出流路332aおよび第2吐出流路332bにおいても同様である。)のうちインクの吐出が行われる吐出口に対応する駆動部にパルス信号が付与される。駆動部にパルス信号が付与されると、圧電素子である駆動部が所定の振幅にて振動し、当該駆動部に対応する吐出口からインクの微小液滴が吐出されて基材9上に付与され、これにより、基材9上に画像が印刷される。
When printing is performed by the
以上に説明したように、印刷装置1のインクジェットヘッドユニット31の各インクジェットヘッド32では、中間支持部材34の走査方向の両側に第1プリントヘッド33aおよび第2プリントヘッド33bがそれぞれ取り付けられており、中間支持部材34には、第1プリントヘッド33aおよび第2プリントヘッド33bから導出されるインクが流入する流路(すなわち、共通回収流路344および回路冷却流路345)が形成される。
As described above, in each
これにより、第1プリントヘッドから導出されるインクが流入する流路と第2プリントヘッドから導出されるインクが流入する流路とが個別に設けられる場合に比べて、インクジェットヘッド32の構造を簡素化することができるとともにインクジェットヘッド32を小型化することができる。特に、第1プリントヘッドから導出されるインクが流入する流路が第1プリントヘッドの(+Y)側(すなわち、中間支持部材とは反対側)に設けられ、第2プリントヘッドから導出されるインクが流入する流路が第2プリントヘッドの(−Y)側(すなわち、中間支持部材とは反対側)に設けられる場合に比べ、走査方向であるY方向においてインクジェットヘッド32を小型化することができる。
Thereby, the structure of the
また、第1プリントヘッド33aの第1ヘッド端部流路333aから共通回収流路344、回路冷却流路345およびインク導出管3121を介してインク回収部312へと至る流路が、第2プリントヘッド33bの第2ヘッド端部流路333bからインク回収部312へと至る流路と共通とされることにより、第1プリントヘッド33aおよび第2プリントヘッド33bのインク排出に係る流路における圧力損失が互いに等しくなる。これにより、第1ヘッド端部流路333aおよび第2ヘッド端部流路333bにおけるインクの流量の均一性が向上され、第1プリントヘッド33aおよび第2プリントヘッド33bのインク吐出量の差による印刷ムラが防止される。
In addition, the flow path from the first head
さらに、中間支持部材34に設けられた回路冷却流路345により、第1ヘッド端部流路333aおよび第2ヘッド端部流路333bから流入したインクを、中間支持部材34に実質的に接触している第1駆動回路335aおよび第2駆動回路335bの近傍を通過させることにより、第1駆動回路335aおよび第2駆動回路335bを冷却するための専用の機構を新たに設けることなく、第1プリントヘッド33aおよび第2プリントヘッド33bに設けられた第1駆動回路335aおよび第2駆動回路335bを容易に冷却することができる。その結果、インクジェットヘッド32の更なる小型化が実現される。
Furthermore, the circuit
インクジェットヘッド32では、インク供給タンク313から供給されたインクを第1ヘッド端部流路333aおよび第2ヘッド端部流路333bへと導く共通供給流路343が中間支持部材34に形成されることにより、インクジェットヘッド32の構造をより簡素化することができるとともにインクジェットヘッド32をより小型化することができる。特に、第1プリントヘッドに供給されるインクが流れる流路が第1プリントヘッドの(+Y)側に設けられ、第2プリントヘッドに供給されるインクが流れる流路が第2プリントヘッドの(−Y)側に設けられる場合に比べ、インクジェットヘッド32を走査方向においてより小型化することができる。
In the
また、インク供給タンク313からインク導入管3131および共通供給流路343を介して第1プリントヘッド33aの第1ヘッド端部流路333aへと至る流路が、インク供給タンク313から第2プリントヘッド33bの第2ヘッド端部流路333bへと至る流路と共通とされることにより、第1プリントヘッド33aおよび第2プリントヘッド33bへのインク供給に係る流路における圧力損失が互いに等しくなる。これにより、第1ヘッド端部流路333aおよび第2ヘッド端部流路333bにおけるインクの流量の均一性がさらに向上され、第1プリントヘッド33aおよび第2プリントヘッド33bのインク吐出量の差による印刷ムラがより確実に防止される。
A flow path from the
中間支持部材34では、共通供給流路343へのインクが導入されるインク供給口3431、および、回路冷却流路345からのインクが排出されるインク排出口3451が、第1取付面341と第2取付面342との間に設けられる。これにより、インクジェットヘッド32へのインクの供給に係る流路、および、インクジェットヘッド32からのインクの排出に係る流路が、中間支持部材34の第1取付面341と第2取付面342との間に接続されるため、当該接続に係る構造が第1プリントヘッド33aよりも(+Y)側や第2プリントヘッド33bよりも(−Y)側に突出することが抑制される。その結果、走査方向におけるインクジェットヘッド32の小型化がより確実に実現される。
In the
なお、インク供給口3431およびインク排出口3451は、必ずしも中間支持部材34の第1取付面341と第2取付面342との間に設けられる必要はないが、第1プリントヘッド33aおよび第2プリントヘッド33bが並ぶY方向において、第1取付面341と第2取付面342との間の位置(例えば、Y方向において第1取付面341と第2取付面342との間であって、かつ、X方向において第1取付面341の側縁および第2取付面342の側縁から(+X)側または(−X)側に離れた位置)に設けられることが好ましい。これにより、上記と同様に、走査方向におけるインクジェットヘッド32の小型化がより確実に実現される。
Note that the
インクジェットヘッド32では、第1プリントヘッド33aの複数の第1吐出口331aが、第2プリントヘッド33bの複数の第2吐出口331bに対して配列方向において吐出口のピッチの半分だけずれた位置に配置されることにより、印刷解像度を容易に向上することができる。また、第1吐出口331aおよび第2吐出口331bからのインクの吐出が圧電素子により行われることにより、インクを加熱してインク気泡(バブル)の圧力によりインクを吐出するタイプのインクジェットヘッドでは困難な低耐熱性インク等の吐出も容易に行うことができる。
In the
印刷装置1では、上述のように、インクジェットヘッド32が走査方向において小型化されることにより、複数のインクジェットヘッド32を有する各インクジェットヘッドユニット31も走査方向において小型化される。インクジェットヘッドユニット31では、複数のインクジェットヘッド32がセンターリブ311の(−Y)側および(+Y)側に交互に位置するようにX方向に配列されており、各インクジェットヘッド32は、X方向に関して隣接するインクジェットヘッド32と走査方向であるY方向において少なくとも一部が重なるように配置される。このため、インクジェットヘッド32の走査方向における小型化により、インクジェットヘッドユニット31の走査方向における小型化が効率良く実現される。
In the
また、インクジェットヘッドユニット31では、インク供給タンク313と複数のインクジェットヘッド32とが個別に接続されており、インク回収部312と複数のインクジェットヘッド32とが個別に接続されている。このため、複数のインクジェットヘッドが取り付けられる取付部材に、複数のインクジェットヘッドとインク供給タンクまたはインク回収部とを接続する共通流路を設ける必要がなく、センターリブ311を走査方向において小型化することができる。その結果、インクジェットヘッドユニット31を走査方向においてより小型化することができる。
In the ink
インクジェットヘッドユニット31では、複数のインクジェットヘッド32が、同じ流路長および同じ流路径にてインク供給タンク313に直線状に接続されるとともに同じ流路長および同じ流路径にてインク回収部312に直線状に接続される。これにより、複数のインクジェットヘッド32における圧力損失の均一性が向上され、上述のように、複数のインクジェットヘッド32を流れるインクの流量が均一となる。その結果、複数のインクジェットヘッド32のインク吐出量の差による印刷ムラが防止される。
In the
印刷装置1では、各インクジェットヘッドユニット31の走査方向における小型化により吐出機構3の走査方向における小型化が実現される。これにより、基材9の吐出機構3と重なる部位の走査方向の長さが短くされるため、基材9の走査方向への移動時に基材9の蛇行や送りムラ等が発生した場合であっても、吐出機構3の(+Y)側における基材9の吐出機構3に対する相対位置が、吐出機構3の(−Y)側における基材9の吐出機構3に対する相対位置と大きく異なってしまうことが防止される。このように、印刷装置1では、基材9の蛇行や送りムラ等が発生した場合であっても、蛇行や送りムラの影響を低減して基材9に対する印刷品質の低下を抑制することができる。
In the
印刷装置1では、吐出適温が常温よりも高い紫外線硬化性インクが利用されているため、インク回収部312からインク供給タンク313へと循環ライン51を流れるインクは自然冷却される。したがって、吐出適温のインクが各インクジェットヘッドからインク回収部へと排出されると仮定すると、自然冷却により温度が低下したインクを、インク循環機構やインク供給タンク等において吐出適温まで加熱した上でインクジェットヘッドに供給することが必要となる。
In the
これに対し、本実施の形態に係る印刷装置1では、各インクジェットヘッド32において、第1プリントヘッド33aおよび第2プリントヘッド33bの第1ヘッド端部流路333aおよび第2ヘッド端部流路333bから導出されたインクにより第1駆動回路335aおよび第2駆動回路335bが冷却され、当該インクの温度は上昇する。したがって、インクジェットヘッド32からインク回収部312へと排出されるインクの温度は吐出適温よりも高くなり、当該インクが吐出適温へと自然冷却されつつインク供給タンク313へと再供給されるため、インク循環機構5においてヒータ531によるインクの加熱がほぼ不要となる。このように、印刷装置1は、ヒータ等によるインクの加熱を行うことなく各インクジェットヘッド32に供給されるインクの温度を吐出適温に維持することができるため、吐出適温が常温よりも高い紫外線硬化性インクによる印刷に特に適している。
On the other hand, in the
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention has been described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible.
例えば、図1の印刷装置1(いわゆる、ロールtoロール方式の印刷装置)では、基材9を走査方向に移動する搬送部27により、複数の吐出口の配列方向に交差する走査方向に基材9が吐出機構3に対して一定速度にて移動するが、印刷装置1では吐出機構3を走査方向に移動する機構が設けられてもよい。また、図12に示す印刷装置1a(いわゆる、枚葉式の印刷装置)のように、矩形の基材9を保持するステージ21、および、ステージ21を走査方向(図12中のY方向)に移動するステージ移動機構22が設けられてもよい。このように、基材9を吐出機構3に対して相対的に走査方向に移動する走査機構は様々な構成にて実現可能である。
For example, in the
図12に示す印刷装置1aでは、例えば、吐出機構3のX方向の幅よりも幅が大きい基材9に対して印刷が行われてもよい。この場合、ステージ21または吐出機構3を図12中のX方向に移動する機構が設けられ、基材9が走査方向であるY方向に1回移動する毎に(すなわち、吐出機構3の基材9に対する走査が1回終了する毎に)、基材9または吐出機構3がX方向に所定距離だけ移動して印刷が繰り返される。このような印刷装置(いわゆる、シャトルタイプの印刷装置)では、上述のように、吐出機構3が走査方向において小型化されることにより、基材9の走査方向における移動距離が短くなって印刷効率が向上される。
In the printing apparatus 1a shown in FIG. 12, for example, printing may be performed on the
上述の印刷装置における印刷媒体は、シート状の基材9以外に、プラスチックにて形成される板状の部材や印刷用紙等であってもよい。また、印刷装置では、紫外線硬化性インク以外のインクが印刷に利用されてもよい。
The printing medium in the above-described printing apparatus may be a plate-like member or printing paper formed of plastic in addition to the sheet-
1,1a 印刷装置
9 基材
27 搬送部
31 インクジェットヘッドユニット
32 インクジェットヘッド
33a 第1プリントヘッド
33b 第2プリントヘッド
34 中間支持部材
38 ランプヘッドユニット
51 循環ライン
312 インク回収部
313 インク供給タンク
331 吐出口
331a 第1吐出口
331b 第2吐出口
332a 第1吐出流路
332b 第2吐出流路
333a 第1ヘッド端部流路
333b 第2ヘッド端部流路
334a 第1駆動部
334b 第2駆動部
335a 第1駆動回路
335b 第2駆動回路
341 第1取付面
342 第2取付面
343 共通供給流路
345 回路冷却流路
3431 インク供給口
3451 インク排出口
DESCRIPTION OF
Claims (9)
所定の配列方向に配列された複数の第1吐出口を有する第1プリントヘッドと、
前記配列方向に配列された複数の第2吐出口を有し、前記第1プリントヘッドに対して前記配列方向に略垂直な方向に配置された第2プリントヘッドと、
前記第1プリントヘッドと前記第2プリントヘッドとの間に配置されて前記第1プリントヘッドおよび前記第2プリントヘッドが取り付けられる中間支持部材と、
を備え、
前記第1プリントヘッドが、
前記複数の第1吐出口に向かってインクを導く複数の第1吐出流路と、
前記配列方向に平行にインクを導くとともに前記複数の第1吐出流路に接続される第1ヘッド端部流路と、
前記複数の第1吐出流路の前記複数の第1吐出口近傍に設けられて前記複数の第1吐出口からインクの微小液滴を吐出する複数の第1駆動部と、
前記複数の第1駆動部を制御する第1駆動回路と、
を備え、
前記第2プリントヘッドが、
前記複数の第2吐出口に向かってインクを導く複数の第2吐出流路と、
前記配列方向に平行にインクを導くとともに前記複数の第2吐出流路に接続される第2ヘッド端部流路と、
前記複数の第2吐出流路の前記複数の第2吐出口近傍に設けられて前記複数の第2吐出口からインクの微小液滴を吐出する複数の第2駆動部と、
前記複数の第2駆動部を制御する第2駆動回路と、
を備え、
前記第1駆動回路および前記第2駆動回路が前記中間支持部材に実質的に接触しており、
前記中間支持部材が、前記第1ヘッド端部流路および前記第2ヘッド端部流路から流入したインクを前記第1駆動回路および前記第2駆動回路の近傍を通過させることにより前記第1駆動回路および前記第2駆動回路を冷却する回路冷却流路を備えることを特徴とするインクジェットヘッド。 An inkjet head that ejects micro droplets of ink from a plurality of ejection openings toward a printing medium in an inkjet printing apparatus,
A first print head having a plurality of first ejection openings arranged in a predetermined arrangement direction;
A second print head having a plurality of second discharge ports arranged in the arrangement direction and arranged in a direction substantially perpendicular to the arrangement direction with respect to the first print head;
An intermediate support member disposed between the first print head and the second print head to which the first print head and the second print head are attached;
With
The first print head comprises:
A plurality of first discharge channels for guiding ink toward the plurality of first discharge ports;
A first head end channel that guides ink parallel to the arrangement direction and is connected to the plurality of first ejection channels;
A plurality of first drive units that are provided in the vicinity of the plurality of first discharge ports of the plurality of first discharge channels and that discharge micro droplets of ink from the plurality of first discharge ports;
A first drive circuit for controlling the plurality of first drive units;
With
The second print head comprises:
A plurality of second discharge channels for guiding ink toward the plurality of second discharge ports;
A second head end channel that guides ink parallel to the arrangement direction and is connected to the plurality of second ejection channels;
A plurality of second drive units that are provided in the vicinity of the plurality of second discharge ports of the plurality of second discharge channels and that discharge micro droplets of ink from the plurality of second discharge ports;
A second drive circuit for controlling the plurality of second drive units;
With
The first drive circuit and the second drive circuit are substantially in contact with the intermediate support member;
The intermediate driving member passes the ink flowing in from the first head end channel and the second head end channel through the vicinity of the first drive circuit and the second drive circuit, so that the first drive is performed. An inkjet head comprising a circuit cooling flow path for cooling the circuit and the second drive circuit.
前記中間支持部材が、外部から供給されたインクを前記第1ヘッド端部流路および前記第2ヘッド端部流路へと導く共通供給流路をさらに備えることを特徴とするインクジェットヘッド。 The inkjet head according to claim 1,
The inkjet head according to claim 1, wherein the intermediate support member further includes a common supply channel that guides ink supplied from the outside to the first head end channel and the second head end channel.
前記中間支持部材が、
前記第1プリントヘッドおよび前記第2プリントヘッドが並ぶ方向において、前記第1プリントヘッドが取り付けられる第1取付面と前記第2プリントヘッドが取り付けられる第2取付面との間の位置に設けられるとともに前記共通供給流路に導かれるインクが導入されるインク供給口と、
前記第1プリントヘッドおよび前記第2プリントヘッドが並ぶ方向において、前記第1取付面と前記第2取付面との間の位置に設けられるとともに前記回路冷却流路からのインクが排出されるインク排出口と、
をさらに備えることを特徴とするインクジェットヘッド。 The inkjet head according to claim 2,
The intermediate support member is
In the direction in which the first print head and the second print head are arranged, the first print head is provided at a position between a first attachment surface to which the first print head is attached and a second attachment surface to which the second print head is attached. An ink supply port through which ink guided to the common supply channel is introduced;
Ink drainage that is provided at a position between the first mounting surface and the second mounting surface in a direction in which the first printhead and the second printhead are arranged and that discharges ink from the circuit cooling channel. Exit,
An inkjet head characterized by further comprising:
前記複数の第1吐出口および前記複数の第2吐出口が同一のピッチにて前記配列方向に配列されており、前記配列方向において前記複数の第1吐出口が前記複数の第2吐出口に対して前記ピッチの半分だけずれた位置に配置されることを特徴とするインクジェットヘッド。 The inkjet head according to any one of claims 1 to 3,
The plurality of first discharge ports and the plurality of second discharge ports are arranged at the same pitch in the arrangement direction, and the plurality of first discharge ports in the arrangement direction are the plurality of second discharge ports. An ink jet head, wherein the ink jet head is disposed at a position shifted by half of the pitch.
前記複数の第1駆動部のそれぞれ、および、前記複数の第2駆動部のそれぞれが圧電素子であり、
各第1駆動部が変形することにより、前記各第1駆動部に対応する第1吐出口近傍のインクに圧力が加えられて前記第1吐出口からインクの微小液滴が吐出され、
各第2駆動部が変形することにより、前記各第2駆動部に対応する第2吐出口近傍のインクに圧力が加えられて前記第2吐出口からインクの微小液滴が吐出されることを特徴とするインクジェットヘッド。 The inkjet head according to any one of claims 1 to 4,
Each of the plurality of first drive units and each of the plurality of second drive units are piezoelectric elements,
By deforming each first drive unit, pressure is applied to the ink in the vicinity of the first ejection port corresponding to each first drive unit, and a minute droplet of ink is ejected from the first ejection port,
By deforming each second driving unit, pressure is applied to the ink in the vicinity of the second ejection port corresponding to each second driving unit, and a minute droplet of ink is ejected from the second ejection port. Inkjet head characterized.
請求項1ないし5のいずれかに記載のインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドと同様の構造を有し、前記第1プリントヘッドおよび前記第2プリントヘッドが並ぶ方向において前記インクジェットヘッドと少なくとも一部が重なるもう1つのインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドおよび前記もう1つのインクジェットヘッドに供給されるインクを貯溜するインク供給タンクと、
前記インクジェットヘッドおよび前記もう1つのインクジェットヘッドから排出されたインクが流入するインク回収部と、
を備えることを特徴とするヘッドユニット。 A head unit that ejects micro droplets of ink from a plurality of ejection openings toward a print medium in an inkjet printing apparatus,
An ink jet head according to any one of claims 1 to 5;
Another inkjet head having the same structure as the inkjet head and at least partially overlapping the inkjet head in a direction in which the first print head and the second print head are arranged;
An ink supply tank for storing ink to be supplied to the inkjet head and the other inkjet head;
An ink recovery unit into which ink discharged from the inkjet head and the other inkjet head flows;
A head unit comprising:
請求項3に記載のインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドと同様の構造を有し、前記第1プリントヘッドおよび前記第2プリントヘッドが並ぶ方向において前記インクジェットヘッドと少なくとも一部が重なるもう1つのインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドおよび前記もう1つのインクジェットヘッドに供給されるインクを貯溜するインク供給タンクと、
前記インクジェットヘッドおよび前記もう1つのインクジェットヘッドから排出されたインクが流入するインク回収部と、
を備え、
前記インクジェットヘッドおよび前記もう1つのインクジェットヘッドのインク供給口と前記インク供給タンクとが同じ流路長および流路径にて直線状に接続され、
前記インクジェットヘッドおよび前記もう1つのインクジェットヘッドのインク排出口と前記インク回収部とが同じ流路長および流路径にて直線状に接続されることを特徴とするヘッドユニット。 A head unit that ejects micro droplets of ink from a plurality of ejection openings toward a print medium in an inkjet printing apparatus,
An inkjet head according to claim 3;
Another inkjet head having the same structure as the inkjet head and at least partially overlapping the inkjet head in a direction in which the first print head and the second print head are arranged;
An ink supply tank for storing ink to be supplied to the inkjet head and the other inkjet head;
An ink recovery unit into which ink discharged from the inkjet head and the other inkjet head flows;
With
The ink supply port of the inkjet head and the other inkjet head and the ink supply tank are linearly connected with the same channel length and channel diameter,
An ink discharge port of the ink jet head and the other ink jet head and the ink recovery portion are linearly connected with the same flow path length and flow path diameter.
請求項6または7に記載のヘッドユニットと、
前記ヘッドユニットの前記インク回収部から前記インク供給タンクへとインクを導く循環ラインと、
前記配列方向に交差する走査方向に印刷媒体を前記ヘッドユニットに対して相対的に移動する走査機構と、
を備えることを特徴とする印刷装置。 An inkjet printing apparatus,
The head unit according to claim 6 or 7,
A circulation line for guiding ink from the ink recovery part of the head unit to the ink supply tank;
A scanning mechanism that moves a print medium relative to the head unit in a scanning direction that intersects the arrangement direction;
A printing apparatus comprising:
前記印刷媒体上のインクに紫外線を照射する紫外線照射部をさらに備え、
前記インクが紫外線硬化性インクであることを特徴とする印刷装置。 The printing apparatus according to claim 8, wherein
An ultraviolet irradiation unit for irradiating the ink on the printing medium with ultraviolet rays;
A printing apparatus, wherein the ink is an ultraviolet curable ink.
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