JP2010120355A - Liquid discharge head and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッドを記録ヘッドとして備える画像形成装置に関する。 The present invention relates to a liquid discharge head and an image forming apparatus including the liquid discharge head as a recording head.
一般に、プリンタ/ファックス/コピア或いはこれらの機能を複合した画像形成装置としては、例えば、記録液(液体)の液滴を吐出する液体吐出ヘッドで構成した記録ヘッドを含む液体吐出装置を用いて、媒体(以下「用紙」ともいうが材質を限定するものではなく、また、被記録媒体、記録媒体、転写材、記録紙なども同義で使用する。)を搬送しながら、液体としての記録液(以下、インクともいう。)を用紙に付着させて画像形成(記録、印刷、印写、印字も同義語で用いる。)を行なうものがある。 In general, as a printer / fax / copier or an image forming apparatus combining these functions, for example, a liquid ejection apparatus including a recording head composed of a liquid ejection head that ejects liquid droplets of a recording liquid (liquid) is used. While conveying a medium (hereinafter also referred to as “paper”, the material is not limited, and a recording medium, a recording medium, a transfer material, and recording paper are also used synonymously) In some cases, image formation (recording, printing, printing, and printing are also used synonymously) is made by adhering ink to a sheet.
なお、画像形成装置は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与することをも意味する。また、液体吐出装置とは、液体吐出ヘッドから液体を吐出する装置を意味し、画像形成を行うものに限定されるものではない。 The image forming apparatus means an apparatus for forming an image by discharging a liquid onto a medium such as paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics, etc. The term “not only” means not only giving an image having a meaning such as a character or a figure to a medium but also giving an image having no meaning such as a pattern to the medium. Further, the liquid ejection apparatus means an apparatus that ejects liquid from a liquid ejection head, and is not limited to an apparatus that performs image formation.
液体吐出ヘッドとしては、液室内の液体であるインクを加圧する圧力を発生するための圧力発生手段(アクチュエータ手段)として圧電素子を使用し、液室内容積/圧力を変化させて液滴を吐出させるいわゆる圧電アクチュエータを用いた圧電型ヘッドが知られている。 As the liquid ejection head, a piezoelectric element is used as pressure generation means (actuator means) for generating pressure for pressurizing ink, which is liquid in the liquid chamber, and droplets are ejected by changing the volume / pressure in the liquid chamber. A piezoelectric head using a so-called piezoelectric actuator is known.
例えば、特許文献1には複数のインク室間を圧電材料からなる隔壁によって仕切り、各隔壁にそれぞれの駆動電極を設け、各駆動電極に駆動信号を印加して各隔壁をせん断変形させて、各インク室からインクを吐出させるようにするとともに、ヘッドの両端のインク室の外壁の厚さを各隔壁の厚さに一致させ、外壁にも駆動電極を設け、内側の隔壁と同様に外壁もせん断変形させて、内側のインク室と同様に外側のインク室からもインクを吐出するようにしたヘッドが開示されている。
For example, in
また、特許文献2には液滴吐出ヘッド間の吐出特性のばらつきを低減させるために、インク吐出の際に各圧電素子を個別に駆動するアナログスイッチを介して各圧電素子への充電状態をアナログスイッチの合成インピーダンスを圧電素子の静電容量とで決まる時定数の違いにより設定して各圧電素子に印加する電圧波形を揃えるようにした画像形成装置が記載されている。 Further, in Patent Document 2, in order to reduce variation in ejection characteristics between droplet ejection heads, the charging state of each piezoelectric element is analogized via an analog switch that individually drives each piezoelectric element during ink ejection. An image forming apparatus is described in which the combined impedance of switches is set according to the difference in time constant determined by the capacitance of the piezoelectric element, and the voltage waveform applied to each piezoelectric element is made uniform.
しかしながら、特許文献1のヘッドにあっては、シェアモードによる駆動方法を採用することから、両端吐出チャンネルの吐出特性を両端以外の吐出チャンネルの吐出特性と同等にするために両端のインク室の外壁の厚さを各隔壁の厚さに一致させ、かつ外壁にも駆動電極を設ける必要があり、構造が複雑になるという課題がある。
However, since the head disclosed in
また、特許文献2の画像形成装置にあっては、複数のヘッド間の滴吐出特性のばらつきを低減させることはできるが、同じヘッド内の各ノズルの滴吐出特性のばらつきを低減することはできないという課題がある。 Further, in the image forming apparatus of Patent Document 2, it is possible to reduce variations in droplet ejection characteristics among a plurality of heads, but it is not possible to reduce variations in droplet ejection characteristics of each nozzle in the same head. There is a problem.
さらに、液体吐出ヘッドとして、例えば積層型圧電素子部材に所定のピッチで溝加工して形成した複数の柱状の圧電素子(圧電素子柱)を用い、圧電素子部材を基板上に複数配列した長尺化したものがあるが、このようなヘッドでは、圧電素子部材端部の圧電素子柱の変位特性を端部以外と同じにすることは困難であって、結果として液滴の吐出特性がばらつくおそれがある。 Further, as the liquid discharge head, for example, a plurality of columnar piezoelectric elements (piezoelectric element columns) formed by grooving a laminated piezoelectric element member at a predetermined pitch, and a plurality of piezoelectric element members arranged on a substrate are long. However, with such a head, it is difficult to make the displacement characteristics of the piezoelectric element column at the end of the piezoelectric element member the same as other than the end, and as a result, the droplet discharge characteristics may vary. There is.
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ノズル間での滴吐出特性のバラツキを低減することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to reduce variations in droplet discharge characteristics between nozzles.
上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
液滴を吐出する複数のノズルと、各ノズルが連通する複数の液室と、前記液室の少なくとも一部の壁面を形成する振動板と、前記振動板と接続される圧電素子柱が所定の間隔で複数個配列された1又は複数の圧電素子部材とを有する液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドの圧電素子部材の端部の圧電素子柱に対して他の圧電素子柱に対する駆動電圧よりも高い駆動電圧を印加する手段と、を備えている
構成とした。
In order to solve the above problems, an image forming apparatus according to the present invention provides:
A plurality of nozzles for discharging droplets, a plurality of liquid chambers communicating with each nozzle, a diaphragm forming at least a part of a wall surface of the liquid chamber, and a piezoelectric element column connected to the diaphragm. A liquid ejection head having one or a plurality of piezoelectric element members arranged in a plurality at intervals;
And a means for applying a drive voltage higher than the drive voltage for the other piezoelectric element columns to the piezoelectric element columns at the end of the piezoelectric element member of the liquid discharge head.
本発明に係る液体吐出ヘッドは、
液滴を吐出する複数のノズルと、各ノズルが連通する複数の液室と、前記液室の少なくとも一部の壁面を形成する振動板と、複数個の圧電素子柱が所定の間隔で配列された圧電素子部材とを有し、
前記圧電素子部材の端部の圧電素子柱の配列方向の幅が他の圧電素子柱の配列方向の幅よりも広い
構成とした。
The liquid discharge head according to the present invention includes:
A plurality of nozzles that discharge droplets, a plurality of liquid chambers that communicate with each nozzle, a diaphragm that forms at least a part of a wall surface of the liquid chamber, and a plurality of piezoelectric element columns are arranged at predetermined intervals. A piezoelectric element member,
The width in the arrangement direction of the piezoelectric element columns at the end of the piezoelectric element member is wider than the width in the arrangement direction of the other piezoelectric element columns.
本発明に係る液体吐出ヘッドは、
液滴を吐出する複数のノズルと、各ノズルが連通する複数の液室と、前記液室の少なくとも一部の壁面を形成する振動板と、複数個の圧電素子柱が所定の間隔で配列された圧電素子部材とを有し、
前記圧電素子柱は前記振動板に設けられた凸部に連結され、
前記圧電素子部材の端部の圧電素子柱と連結する前記凸部の配列方向の幅又は配列方向と直交する方向の幅が他の圧電素子柱と連結する前記凸部の配列方向の幅又は配列方向と直交する方向の幅よりも広い
構成とした。
The liquid discharge head according to the present invention includes:
A plurality of nozzles that discharge droplets, a plurality of liquid chambers that communicate with each nozzle, a diaphragm that forms at least a part of a wall surface of the liquid chamber, and a plurality of piezoelectric element columns are arranged at predetermined intervals. A piezoelectric element member,
The piezoelectric element column is connected to a convex portion provided on the diaphragm,
The width in the arrangement direction of the projections connected to the piezoelectric element column at the end of the piezoelectric element member or the width or arrangement in the arrangement direction of the projections connected to another piezoelectric element column in the direction orthogonal to the arrangement direction It was set as the structure wider than the width | variety of the direction orthogonal to a direction.
本発明に係る液体吐出ヘッドは、
液滴を吐出する複数のノズルと、各ノズルが連通する複数の液室と、前記液室の少なくとも一部の壁面を形成する振動板と、複数個の圧電素子柱が所定の間隔で配列された圧電素子部材とを有し、
前記各液室には流体抵抗部を有する供給路を介して共通液室からインクが供給され、
前記圧電素子部材の端部の圧電素子柱に対応する前記液室への供給路の流体抵抗部の流体抵抗値が他の圧電素子柱に対応する前記液室への供給路の流体抵抗部の流体抵抗値よりも大きい
構成とした。
The liquid discharge head according to the present invention includes:
A plurality of nozzles that discharge droplets, a plurality of liquid chambers that communicate with each nozzle, a diaphragm that forms at least a part of a wall surface of the liquid chamber, and a plurality of piezoelectric element columns are arranged at predetermined intervals. A piezoelectric element member,
Each liquid chamber is supplied with ink from a common liquid chamber via a supply path having a fluid resistance portion,
The fluid resistance value of the fluid resistance portion of the supply path to the liquid chamber corresponding to the piezoelectric element column at the end of the piezoelectric element member is that of the fluid resistance portion of the supply path to the liquid chamber corresponding to another piezoelectric element column. It was set as the structure larger than a fluid resistance value.
本発明に係る液体吐出ヘッドは、
液滴を吐出する複数のノズルと、各ノズルが連通する複数の液室と、前記液室の少なくとも一部の壁面を形成する振動板と、複数個の圧電素子柱が所定の間隔で配列された圧電素子部材とを有し、
前記圧電素子部材の端部の圧電素子柱に対応する前記液室の容積が他の圧電素子柱に対応する前記液室の容積よりも小さい
構成とした。
The liquid discharge head according to the present invention includes:
A plurality of nozzles that discharge droplets, a plurality of liquid chambers that communicate with each nozzle, a diaphragm that forms at least a part of a wall surface of the liquid chamber, and a plurality of piezoelectric element columns are arranged at predetermined intervals. A piezoelectric element member,
The volume of the liquid chamber corresponding to the piezoelectric element column at the end of the piezoelectric element member is smaller than the volume of the liquid chamber corresponding to the other piezoelectric element column.
これらの本発明に係る液体吐出ヘッドにおいては、前記圧電素子部材が複数並べて配置されている構成とできる。 In the liquid ejection head according to the present invention, a plurality of the piezoelectric element members may be arranged side by side.
本発明に係る画像形成装置は、液体吐出ヘッドを備えている構成とした。 The image forming apparatus according to the present invention includes a liquid discharge head.
本発明に係る画像形成装置によれば、液体吐出ヘッドの圧電素子部材の端部の圧電素子柱に対して他の圧電素子柱に対する駆動電圧よりも高い駆動電圧を印加する手段を備えているので、同じヘッド内でのノズル間の滴吐出特性のバラツキを低減することができ、高画質画像を形成できる。 The image forming apparatus according to the present invention includes means for applying a drive voltage higher than the drive voltages for the other piezoelectric element columns to the piezoelectric element columns at the ends of the piezoelectric element members of the liquid ejection head. The variation in droplet discharge characteristics between nozzles in the same head can be reduced, and a high-quality image can be formed.
本発明に係る液体吐出ヘッドによれば、圧電素子部材の端部の圧電素子柱の配列方向の幅が他の圧電素子柱の配列方向の幅よりも広い構成、圧電素子柱は振動板に設けられた凸部に連結され、圧電素子部材の端部の圧電素子柱と連結する凸部の配列方向の幅又は配列方向と直交する方向の幅が他の圧電素子柱と連結する凸部の配列方向の幅又は配列方向と直交する方向の幅よりも広い構成、各液室には流体抵抗部を有する供給路を介して共通液室からインクが供給され、圧電素子部材の端部の圧電素子柱に対応する液室への供給路の流体抵抗部の流体抵抗値が他の圧電素子柱に対応する液室への供給路の流体抵抗部の流体抵抗値よりも大きい構成、圧電素子部材の端部の圧電素子柱に対応する液室の容積が他の圧電素子柱に対応する液室の容積よりも小さい構成としたので、同じヘッド内でのノズル間の滴吐出特性のバラツキを低減することができる。 According to the liquid ejection head of the present invention, the width of the piezoelectric element columns at the end of the piezoelectric element member is wider than the width of the other piezoelectric element columns in the arrangement direction, and the piezoelectric element columns are provided on the diaphragm. An array of convex portions connected to other piezoelectric element columns with a width in the arrangement direction of the convex portions connected to the piezoelectric element columns at the end of the piezoelectric element member or a width in a direction perpendicular to the arrangement direction. The width of the direction or the width wider than the direction perpendicular to the arrangement direction, each of the liquid chambers is supplied with ink from a common liquid chamber via a supply path having a fluid resistance portion, and the piezoelectric element at the end of the piezoelectric element member A structure in which the fluid resistance value of the fluid resistance portion of the supply path to the liquid chamber corresponding to the column is larger than the fluid resistance value of the fluid resistance portion of the supply path to the liquid chamber corresponding to the other piezoelectric element columns; The volume of the liquid chamber corresponding to the piezoelectric element column at the end is the volume of the liquid chamber corresponding to the other piezoelectric element column. Since the smaller structure than it is possible to reduce variations in droplet ejection characteristics among the nozzles in the same head.
本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えているので、滴吐出特性のバラツキが低減して高画質画像を形成できる。 According to the image forming apparatus according to the present invention, since the liquid ejection head according to the present invention is provided, variation in droplet ejection characteristics can be reduced and a high-quality image can be formed.
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。先ず、本発明に係る画像形成装置の第1実施形態について図1を参照して説明する。なお、図1は同画像形成装置の概略構成を示す平面説明図である。
この画像形成装置は、シリアル型インクジェット記録装置であり、図示しない左右の側板に横架した主ガイドロッド1及び図示しない従ガイド部材でキャリッジ3を摺動自在に保持し、主走査モータ5によって、駆動プーリ6と従動プーリ7間に渡したタイミングベルト8を介して主走査方向に移動走査する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. First, a first embodiment of an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an explanatory plan view showing a schematic configuration of the image forming apparatus.
This image forming apparatus is a serial type ink jet recording apparatus, and a
このキャリッジ3には、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の各色のインク滴を吐出するための液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド4a、4b(区別しないときは「記録ヘッド4」という。)を複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
The
記録ヘッド4は、それぞれ2つのノズル列4n1、4n2を有し、記録ヘッド4aの一方のノズル列4n1はブラック(K)の液滴を、他方のノズル列4n2はシアン(C)の液滴を、記録ヘッド4bの一方のノズル列4n1はマゼンタ(M)の液滴を、他方のノズル列4n2はイエロー(Y)の液滴を、それぞれ吐出する。なお、記録ヘッド4を構成する液体吐出ヘッドとしては、後述するように圧電素子などの圧電アクチュエータを液滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生手段として備えたものを使用している。
The recording head 4 has two nozzle rows 4n1 and 4n2, respectively. One nozzle row 4n1 of the
一方、用紙を搬送するために、用紙を静電吸着して記録ヘッド4に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト12を備えている。この搬送ベルト12は、無端状ベルトであり、搬送ローラ13とテンションローラ14との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向(副走査方向)に周回するように構成し、周回移動しながら図示しない帯電ローラによって帯電(電荷付与)される。
On the other hand, in order to transport the paper, a
この搬送ベルト12としては、1層構造のベルトでも良く、又は複層(2層以上の)構造のベルトでもよい。1層構造の搬送ベルトの場合には、用紙や帯電ローラに接触するので、層全体を絶縁材料で形成している。また、複層構造の搬送ベルトの場合には、用紙や帯電ローラに接触する側は絶縁層で形成し、用紙や帯電ローラと接触しない側は導電層で形成することが好ましい。
The
また、搬送ベルト12は、副走査モータ16によってタイミングベルト17及びタイミングプーリ18を介して搬送ローラ13が回転駆動されることによって、副走査方向に周回移動する。
Further, the
さらに、キャリッジ3の主走査方向の一方側には搬送ベルト12の側方に記録ヘッド4の維持回復を行う維持回復機構21が配置され、他方側には搬送ベルト12の側方に記録ヘッド14から空吐出を行う空吐出受け21がそれぞれ配置されている。なお、維持回復機構20は、例えば記録ヘッド4のノズル面(ノズルが形成された面)をキャッピングするキャップ部材、ノズル面を払拭するワイパ部材、画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出受けなどで構成されている。
Further, a maintenance /
また、キャリッジ13の主走査方向に沿って両側板間に、所定のパターンを形成したエンコーダスケール23を張装し、キャリッジ23にはエンコーダスケール23のパターンを読取る透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ24を設け、これらのエンコーダスケール23とエンコーダセンサ24によってキャリッジ23の移動を検知するリニアエンコーダ(主走査エンコーダ)を構成している。
In addition, an
また、搬送ローラ13の軸には高分解能のコードホイール25を取り付け、このコードホイール25に形成したパターンを検出する透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ26を設けて、これらのコードホイール25とエンコーダセンサ26によって搬送ベルト12の移動量及び移動位置を検出するロータリエンコーダ(副走査エンコーダ)を構成している。
Further, a high-
このように構成したこの画像形成装置においては、図示しない給紙トレイから用紙が帯電された搬送ベルト12上に給紙されて吸着され、搬送ベルト12の周回移動によって用紙が副走査方向に搬送される。そこで、キャリッジ13を主走査方向に移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド14を駆動することにより、停止している用紙にインク滴を吐出して1行分を記録し、用紙を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙を図示しない排紙トレイに排紙する。
In this image forming apparatus configured as described above, the sheet is fed from the sheet feeding tray (not shown) onto the charged conveying
次に、このインクジェット記録装置における記録ヘッドを構成している液体吐出ヘッドの一例について図2ないし図5を参照して説明する。なお、図2は同液体吐出ヘッドの液室長手方向(液室の並び方向と直交する方向)に沿う断面説明図、図3は同じく液室短手方向(液室の並び方向)に沿う断面説明図、図4は同じく図2の要部拡大説明図、図5は同じく図3の要部拡大説明図である。 Next, an example of the liquid discharge head constituting the recording head in the ink jet recording apparatus will be described with reference to FIGS. 2 is a cross-sectional explanatory view along the liquid chamber longitudinal direction (direction orthogonal to the liquid chamber arrangement direction) of the liquid discharge head, and FIG. 3 is a cross-section along the liquid chamber short direction (liquid chamber arrangement direction). 4 is an enlarged explanatory view of the main part of FIG. 2, and FIG. 5 is an enlarged explanatory view of the main part of FIG.
この液体吐出ヘッド100は、SUS基板で形成した流路基板(液室基板)101と、この流路基板1の下面に接合した振動板部材102と、流路基板101の上面に接合したノズル板103とを有し、これらによって液滴(液体の滴)を吐出するノズル104が連通する個別流路としての液室(以下「加圧液室」というが、圧力室、加圧室、流路などとも称される。)106、加圧液室106に液体であるインク(記録液)を供給する供給路を兼ねた流体抵抗部107、複数の加圧液室106に記録液を供給する共通液室108を形成している。なお、共通液室108には図示しない液体タンクから供給路を介してインクが供給される。
The
ここで、流路基板101は、リストリクタプレート101Aとチャンバーブレート101Bとを接着して構成している。この流路基板101は、SUS基板を、酸性エッチング液を用いてエッチング、あるいは打ち抜き(プレス)などの機械加工することで、各加圧液室6、流体抵抗部7、共通液室8などの開口をそれぞれ形成している。なお、流体抵抗部107は、リストリクタプレート101Aの部分を開口し、チャンバーブレート101Bの部分を開口しないことで形成している。
Here, the
振動板部材102は、流路基板101を構成するチャンバーブレート101Bに接着接合している。この振動板部材102は、例えば、SUS基板などの金属部材121に金属部材121よりも線膨張係数を大きく調製した樹脂を直接塗布(塗工)して加熱、固化させた樹脂層(樹脂部材)122を直接成膜して形成したものであり、樹脂層122で液室106の壁面となる変形可能な部分(振動板領域)102Aを形成し、この振動板領域102Aの液室106と反対側には金属部材121をエッチングでパターニングして圧電素子柱との連結部となる島状の突起部(以下「島状凸部」ともいう。)102Bを形成している。この他、振動板部材102は、樹脂層と金属部材とを接着剤で接合したもの、Niなどの電鋳で形成したものなどを用いることもできる。
The
ノズル板103は、各加圧液室106に対応して直径10〜30μmの多数のノズル104を形成し、流路基板101のリストリクタプレート101Aに接着剤接合している。このノズル板103としては、ステンレス、ニッケルなどの金属、ポリイミド樹脂フィルムなどの樹脂、シリコン、及びそれらの組み合わせからなるものを用いることができる。また、ノズル面(吐出方向の表面:吐出面)には、インクとの撥水性を確保するため、メッキ被膜、あるいは撥水剤コーティングなどの周知の方法で撥水膜を形成している。
The
そして、振動板部材102の下面側(加圧液室106と反対面側)に圧電型アクチュエータ110を配置している。この圧電型アクチュエータ110は、複数の圧電素子柱111を配列した複数の圧電素子部材112を基板114上に配列し、圧電素子柱111は振動板部材102の島状凸部102Bに接着剤接合している。
A
圧電素子部材112は、分断することのないスリット加工(溝加工)を施すなどして、複数個の圧電素子柱111を、スリット溝115を介して、所定のピッチで形成し、異なる2つの圧電素子部材112の隣り合う圧電素子柱111、111間の間隔120もスリット溝115の溝幅と同等にして配置している。
The
なお、ここでは、圧電素子部材112の各圧電素子柱111をすべて駆動する圧電素子柱(駆動圧電素子柱)とするノーマルピッチ構成としているが、1つおきに駆動する圧電素子柱(駆動圧電素子柱)と駆動しないで支柱とする圧電素子柱(非駆動圧電素子柱)として使用するバイピッチ構成とすることもできる。以下では、圧電素子柱111はすべて駆動圧電素子柱として説明する。
Here, a normal pitch configuration is adopted in which each
ここで、圧電素子部材112は、図4にも示すように、厚さ10〜50μm/1層のチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)の圧電層126と、厚さ数μm/1層の銀・パラジューム(AgPd)からなる内部電極層127、128とを交互に積層したものであり、内部電極127、128を交互に端面の端面電極(外部電極)である個別電極124及び共通電極125にそれぞれ電気的に接続し、これらの個別電極124及び共通電極125に給電部材であるFPC113の配線電極を接続している。なお、共通電極125は圧電素子部材112の底面を這い回して個別電極124側に引出し、圧電素子部材112の同じ面でFPC113を接続する構成としている。
Here, as shown in FIG. 4, the
この圧電定数がd33(d33は内部電極面に垂直(厚み方向)の伸び縮みを指す。)である圧電素子部材112の圧電素子柱111の伸縮により振動板領域102Aを変位させて液室106を収縮、膨張させるようになっている。圧電素子柱111に駆動信号が印加され充電が行われると伸長し、また圧電素子柱111に充電された電荷が放電すると反対方向に収縮する。
The
さらに、振動板部材102の周囲にはフレーム部材117を接着剤で接合している。そして、このフレーム部材117には、振動板部材102の樹脂層122で構成した変形可能な部分としてのダイアフラム部102Cを介して共通液室108に隣接するバッファ室118を形成している。ダイアフラム部102Cは共通液室108及びバッファ室118の壁面を形成する。なお、バッファ室118は連通路119を介して大気と連通させている。
Further, a
このように構成した液体吐出ヘッド100においては、例えば圧電素子部材112の圧電素子柱111に印加する電圧を基準電位Veから下げることによって圧電素子柱111が収縮し、振動板部材102の振動板領域102Aが下降して加圧液室106の容積が膨張することで、加圧液室106内にインクが流入し、その後圧電素子柱111に印加する電圧を上げて駆動圧電素子柱111を積層方向に伸長させ、振動板領域102Aをノズル104方向に変形させて加圧液室106の容積/体積を収縮させることにより、加圧液室106内のインクが加圧され、ノズル104から記録液の滴が吐出(噴射)される。
In the
そして、圧電素子柱111に印加する電圧を基準電位に戻すことによって振動板領域102Aが初期位置に復元し、加圧液室106が膨張して負圧が発生するので、このとき、共通液室108から加圧液室106内に記録液が充填される。そこで、ノズル104のメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次の液滴吐出のための動作に移行する。
Then, by returning the voltage applied to the
なお、このヘッドの駆動方法については上記の例(引き−押し打ち)に限るものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ちや押し打ちなどを行うこともできる。 Note that the driving method of the head is not limited to the above example (drawing-pushing), and striking or pushing can be performed depending on the direction of the drive waveform.
次に、このインクジェット記録装置の制御部の概要について図6の機能ブロック図を参照して説明する。
この制御部500は、装置全体の制御を司る、CPU501、ROM502、RAM503、共通駆動信号発生部及びデータ転送部を兼ねる記録ヘッド制御部504、主走査制御部505、副走査制御部506、ホストI/F507などを備えている。
Next, an outline of the control unit of the ink jet recording apparatus will be described with reference to the functional block diagram of FIG.
The
この装置のハードウエア制御を行うファームウエアや記録ヘッド4を駆動するヘッド駆動部511に対して送出する共通駆動信号を発生するための駆動波形データはROM502に格納されている。RAM502は各種バッファ及びワークメモリ等として使用されて各種データが記憶される。記録ヘッド制御部504は記録ヘッド4への共通駆動信号を発生させる駆動信号発生回路を含み、画像データ及び制御信号とともに共通駆動信号を、キャリッジ3側に搭載されるヘッド駆動部511に送出する。
Firmware for performing hardware control of this apparatus and drive waveform data for generating a common drive signal to be sent to the
主走査制御部505は主走査エンコーダ508からの検出信号に基づいてキャリッジ3の主走査方向の位置を検出して、主走査モータ5を駆動制御することでキャリッジ3の停止位置制御を行う。副走査制御部506は副走査エンコーダ509からの検出信号に基づいて搬送ローラ13の回転量及び回転位置を検出して、副走査モータ16を駆動制御することで搬送ベルト12の移動及び停止位置制御を行う。
The main
制御部501は、ホスト(PCなどの情報処理装置など)510から転送される印刷ジョブ(画像データ)をホストI/F507を介して受信し、受信したビットマップの画像データを格納する。なお、ここでは、ホスト510側のプリンタドライバで画像データをビットマップデータに展開してこの記録装置に転送しているが、この記録装置側でビットマップ展開を行う場合には、I/F507に含まれる受信バッファ内に格納される転送データを読み出して解析し、この解析結果(中間コードデータ)をRAM503の所定のエリアに記憶し、記憶した解析結果からROM502に格納したフォントデータを用いて画像出力するためのドットパターンデータを生成し、RAM503の異なる所定のエリアに再び記憶する処理を行う。
The
そして、記録ヘッド4が搭載されたキャリッジ3を主走査制御部505によって用紙上の所要の位置に移動する。記録ヘッド制御部504は、主走査エンコーダ508から得られるキャリッジ3の位置情報に連動し、RAM503に格納された画像データ、ROM502に格納されたヘッド駆動データから生成した共通駆動信号、及び階調制御信号などの制御信号をヘッド駆動部511に転送する。ヘッド駆動部511は、記録ヘッド制御部504より転送されたデータをもとに、記録ヘッド4のアクチュエータ手段(圧電アクチュエータ110)を駆動し、インク滴を吐出させる。
Then, the
次に、記録ヘッドデータの転送及び共通駆動波形発生に係る部分について図7のブロック説明図を参照して説明する。
記録ヘッド制御部504は、図8(a)に示すように1駆動周期内で複数の異なる駆動パルス(駆動信号)で構成される駆動波形(共通駆動信号)VcomAを生成してヘッド駆動部511に出力する第1共通駆動信号発生部541Aと、図8(b)に示すように1駆動周期内で複数の異なる駆動パルス(駆動信号)で構成される駆動波形(共通駆動信号)VcomBを生成してヘッド駆動部511に出力する第2共通駆動信号発生部541Bと、ヘッド駆動部111に対して画像データ及び制御信号を転送するデータ転送部542とを備えている。
Next, portions relating to transfer of printhead data and generation of a common drive waveform will be described with reference to the block diagram of FIG.
The
共通駆動波形VcomAは、液体吐出ヘッド100の圧電素子部材112の端部の圧電素子柱111(これを「圧電素子柱111a」とする。図5参照。)以外の他の圧電素子柱111(これを「圧電素子柱111b」とする。)に印加され、共通駆動波形VcomBは、液体吐出ヘッド100の圧電素子部材112の端部の圧電素子柱111aに印加される。ここで、端部の圧電素子柱111bに印加される共通駆動波形VcomBの電圧Vb(基準電位Veからの電位)は他の圧電素子柱111aに印加される共通駆動波形VcomAの電圧Va(基準電位Veからの電位)よりも高く(大きき)設定している。
The common drive waveform VcomA is a
データ転送部542は、シリアルデータSD1、SD0(SD[1:0]と表記)として印刷画像に応じたが画像データを転送するとともに、シリアルデータSD1、SD0の転送用シフトクロック信号SCK、ラッチ信号LTを転送する。さらに、このデータ転送部142は、共通駆動信号VcomA、VcomBの所要の駆動信号を選択する4ビットの階調制御信号MN3〜MN0(MN[3:0]と表記)を転送する。
The
なお、階調制御信号MN3〜MN0は、ヘッド駆動部511のスイッチ手段であるアナログスイッチ555の開閉を滴毎に指示する2ビットの信号であり、共通駆動信号VcomA、Bのうちの所要の駆動信号を印刷周期に合わせて選択するときにLレベル(OFF)に状態遷移し、非選択時(不要な駆動信号をマスクするとき)にはHレベル(ON)に状態遷移する。
The gradation control signals MN3 to MN0 are 2-bit signals that instruct the opening and closing of the
ヘッド駆動部511は、データ転送部542からの転送クロック(シフトクロック)SCL及びシリアルデータ(この実施形態では画像データ)SDを入力するシフトレジスタ551と、ラッチ信号LTによってシフトレジスタ551のデータをラッチするためのラッチ回路552と、画像データSDと階調制御信号MNをデコードして結果を出力するデコーダ553と、デコーダ553のロジックレベル電圧信号をアナログスイッチ555が動作可能なレベルへとレベル変換するレベルシフタ554と、レベルシフタ554を介して与えられるデコーダ553の出力でオン/オフ(開閉)されるアナログスイッチ155とを備えている。
The
アナログスイッチ555は、記録ヘッド4の圧電アクチュエータ100の圧電素子柱111の選択電極(個別電極)124に接続され、共通駆動信号発生部541A、541Bからの共通駆動信号VcomA、VcomBが入力されている。したがって、シリアル転送された画像データと階調制御信号MNをデコーダ553でデコードした結果に応じてアナログスイッチ555がオンにすることにより、共通駆動信号VcomA、VcomBを構成する所要の駆動信号が通過して(選択されて)圧電アクチュエータ110の所要の圧電素子柱111に印加される。
The
次に、このように構成した画像形成装置における記録ヘッド(液体吐出ヘッド)の駆動について図9以降をも参照して説明する。ここで、図9は圧電素子部材の複数の圧電素子柱に対して一本おきに駆動電圧を印加した状態を示している。
まず、前述した図5に示すように、圧電素子部材112は基板114に接合して固定しているが、端部の圧電素子柱111bの活性領域の変位を拘束している部分(不活性領域)131は端部以外の他の圧電素子柱111aの活性領域の変位を拘束している部分(不活性領域)132に比べて保持力が相対的に小さいため、圧電素子柱111bと圧電素子柱111aに対して同じ駆動電圧を印加して変位させた場合、図9に示すように、端部の圧電素子柱111bはチャンネル方向(ノズル配列方向)にも変形する。
Next, driving of the recording head (liquid discharge head) in the image forming apparatus configured as described above will be described with reference to FIG. Here, FIG. 9 shows a state in which a drive voltage is applied to every other piezoelectric element column of the piezoelectric element member.
First, as shown in FIG. 5 described above, the
この結果、図10に示すように、端部の圧電素子柱111bの積層方向の変位量が端部以外(図10では中央部)の他の圧電素子柱111aの変位量よりも小さくなり、図11に示すように、端部の圧電素子柱111bに対応するノズルから吐出される液滴の滴速度は他の圧電素子柱111aに対応するノズルから吐出される液滴の滴速度よりも遅くなり、ノズル間で滴速度のバラツキが生じる。なお、図11の「駆動チャンネル」とは1つのノズル、液室、圧電素子柱のまとまりを意味している。
As a result, as shown in FIG. 10, the amount of displacement in the stacking direction of the
そこで、この実施形態では、図8でも説明したが、図12に示すように、端部の圧電素子柱111bに印加する駆動電圧Vbを端部以外の圧電素子柱111aに印加する駆動電圧Vaよりも高く(基準電位Veからの電位の高さの絶対値)設定している。これによって、端部の圧電素子柱111bについても他の圧電素子柱111aと同等の変位量を得ることができ、図13に示すように、端部の圧電素子柱111bに対応するノズルから吐出される液滴の滴速度と他の圧電素子柱111aに対応するノズルから吐出される液滴の滴速度とをほぼ同じにすることができ、ノズル間で滴速度のバラツキが低減する。
Therefore, in this embodiment, as described with reference to FIG. 8, as shown in FIG. 12, the driving voltage Vb applied to the
このように、液体吐出ヘッドの圧電素子部材の端部の圧電素子柱に対して他の圧電素子柱に対する駆動電圧よりも高い駆動電圧を印加する手段を備えることで、同じヘッド内でのノズル間の滴吐出特性のバラツキを低減することができ、高画質画像を形成できる。 Thus, by providing means for applying a driving voltage higher than the driving voltage for the other piezoelectric element columns to the piezoelectric element column at the end of the piezoelectric element member of the liquid ejection head, the nozzles in the same head The variation in the droplet discharge characteristics can be reduced, and a high-quality image can be formed.
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの第1実施形態について図14を参照して説明する。なお、図14は同実施形態の要部拡大説明図である。
この液体吐出ヘッドは、前記画像形成装置の第1実施形態の液体吐出ヘッド100において、圧電素子部材112の端部の圧電素子柱111bの圧電素子柱配列方向(ノズル配列方向、液室配列方向でもある。)の幅Wbを、端部以外の他の圧電素子柱111aの幅Waよりも広く形成している。
Next, a first embodiment of the liquid ejection head according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 14 is an enlarged explanatory view of a main part of the same embodiment.
This liquid discharge head is the same as the
このように端部の圧電素子柱111bの柱幅Wbを他の圧電素子柱111aの幅Waより広くすることで、端部の圧電素子柱111bと他の圧電素子柱111aに印加する駆動電圧を同じにしても、端部の圧電素子柱111bで発生する力が大きくなり、振動板10部材102の振動板領域102Aを押し上げる力も強くなり、端部の圧電素子柱111bの変位量が他の圧電素子柱111aの変位量よりも小さい場合でも、端部の圧電素子柱111bに対応するノズルから吐出される液滴の滴速度と他の圧電素子柱111aに対応するノズルから吐出される液滴の滴速度とをほぼ同じにすることができ、ノズル間で滴速度のバラツキが低減する。
Thus, by making the column width Wb of the end
また、各圧電素子柱111a、111bに印加する駆動波形を同じにすることができ(例えば前述した第1共通駆動波形発生部541Aのみとすることができ)、駆動制御部の構成を簡略化できる。
Further, the drive waveforms applied to the respective
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの第2実施形態について図15を参照して説明する。なお、図15は同実施形態の要部拡大説明図である。
この液体吐出ヘッドは、前記画像形成装置の実施形態の液体吐出ヘッド100において、圧電素子部材112の端部の圧電素子柱111bに連結する振動板部材102の島状凸部102Bbの圧電素子柱配列方向の幅wbを、端部以外の他の圧電素子柱111aに連結する振動板部材102の島状凸部102Baの圧電素子柱配列方向の幅waよりも広く形成している。
Next, a second embodiment of the liquid ejection head according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 15 is an enlarged explanatory view of a main part of the same embodiment.
In the
このように、端部の圧電素子柱111bに連結する島状凸部102Bbの圧電素子柱配列方向の幅wbを、端部以外の他の圧電素子柱111aに連結する島状凸部102Baの圧電素子柱配列方向の幅waよりも広くすることで、端部の圧電素子柱111bの変位量が他の圧電素子柱111aの変位量よりも小さい場合でも、端部の圧電素子柱111bに対応する凸部102Bbの幅wbが大きいために排除体積が小さくなり、端部の圧電素子柱111bに対応するノズルから吐出される液滴の滴吐出特性と他の圧電素子柱111aに対応するノズルから吐出される液滴の滴吐出特性とをほぼ同じにすることができ、ノズル間で滴速度のバラツキが低減する。
In this way, the width wb of the island-shaped convex portion 102Bb connected to the
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの第3実施形態について図16及び図17を参照して説明する。なお、図16は同実施形態の端部圧電素子柱部分の配列方向と直交する方向の要部説明図、図17は同実施形態の端部以外の圧電素子柱部分の配列方向と直交する方向の要部説明図ある。
この液体吐出ヘッドは、前記画像形成装置の実施形態の液体吐出ヘッド100において、圧電素子部材112の端部の圧電素子柱111bに連結する振動板部材102の島状凸部102Bbの圧電素子柱配列方向と直交する方向の幅(長さ)Lbを、端部以外の他の圧電素子柱111aに連結する振動板部材102の島状凸部102Baの圧電素子柱配列方向と直交する方向の幅(長さ)Laよりも広く形成している。
Next, a third embodiment of the liquid ejection head according to the present invention will be described with reference to FIGS. 16 is an explanatory diagram of a main part in a direction orthogonal to the arrangement direction of the end piezoelectric element column portions of the embodiment, and FIG. 17 is a direction orthogonal to the arrangement direction of the piezoelectric element column portions other than the end portions of the embodiment. It is principal part explanatory drawing.
In the
このように、端部の圧電素子柱111bに連結する島状凸部102Bbの圧電素子柱配列方向の幅wbを、端部以外の他の圧電素子柱111aに連結する島状凸部102Baの圧電素子柱配列方向の幅waよりも広くすることで、端部の圧電素子柱111bの変位量が他の圧電素子柱111aの変位量よりも小さい場合でも、端部の圧電素子柱111bに対応する凸部102Bbの幅wbが大きいために排除体積が小さくなり、端部の圧電素子柱111bに対応するノズルから吐出される液滴の滴吐出特性と他の圧電素子柱111aに対応するノズルから吐出される液滴の滴吐出特性とをほぼ同じにすることができ、ノズル間で滴速度のバラツキが低減する。
In this way, the width wb of the island-shaped convex portion 102Bb connected to the
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの第4実施形態について図18を参照して説明する。なお、図18は同実施形態の液室部分の平面説明図である。
この液体吐出ヘッドは、前記画像形成装置の実施形態の液体吐出ヘッド100において、圧電素子部材112の端部の圧電素子柱111bに対応する液室106aに対する供給路となる流体抵抗部107bの液室配列方向と直交する方向の幅W1を端部以外の他の圧電素子柱111aに対応する液室106bに対する流体抵抗部107aの液室配列方向と直交する方向の幅W0よりも狭くして、圧電素子部材112の端部の圧電素子柱111bに対応する液室106bに対する供給路となる流体抵抗部107bの流体抵抗値を端部以外の他の圧電素子柱111aに対応する液室106aに対する流体抵抗部107aの流体抵抗値よりも大きくしている。
Next, a fourth embodiment of the liquid ejection head according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 18 is an explanatory plan view of the liquid chamber portion of the embodiment.
In the
このように、端部の圧電素子柱111bに対応する液室106bに対する流体抵抗部107bの流体抵抗値を端部以外の他の圧電素子柱111aに対応する液室106aに対する流体抵抗部107aの流体抵抗値よりも大きくすることで、端部の圧電素子柱111bの変位量が他の圧電素子柱111aの変位量よりも小さい場合でも、端部の圧電素子柱111bに対応するノズルから吐出される液滴の滴吐出特性を高めることができて、端部の圧電素子柱111bに対応するノズルから吐出される液滴の滴吐出特性と他の圧電素子柱111aに対応するノズルから吐出される液滴の滴吐出特性とをほぼ同じにすることができ、ノズル間で滴速度のバラツキが低減する。
In this way, the fluid resistance value of the
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの第5実施形態について図19を参照して説明する。なお、図19は同実施形態の液室部分の平面説明図である。
この液体吐出ヘッドは、前記画像形成装置の実施形態の液体吐出ヘッド100において、液室106と共通液室108との間に抵抗部材141(141a、141b)を配置して流体抵抗部107a、107bを構成し、圧電素子部材112の端部の圧電素子柱111bに対応する液室106bに対する供給路に設ける抵抗部材141bの液室配列方向の幅を端部以外の他の圧電素子柱111aに対応する液室106aに対する供給路に設ける抵抗部材141aの幅よりも広くして、圧電素子部材112の端部の圧電素子柱111bに対応する液室106bに対する供給路となる流体抵抗部107bの流体抵抗値を端部以外の他の圧電素子柱111aに対応する液室106aに対する流体抵抗部107aの流体抵抗値よりも大きくしている。
Next, a fifth embodiment of the liquid ejection head according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 19 is an explanatory plan view of a liquid chamber portion of the same embodiment.
In this liquid discharge head, in the
このように、端部の圧電素子柱111bに対応する液室106bに対する流体抵抗部107bの流体抵抗値を端部以外の他の圧電素子柱111aに対応する液室106aに対する流体抵抗部107aの流体抵抗値よりも大きくすることで、端部の圧電素子柱111bの変位量が他の圧電素子柱111aの変位量よりも小さい場合でも、端部の圧電素子柱111bに対応するノズルから吐出される液滴の滴吐出特性を高めることができて、端部の圧電素子柱111bに対応するノズルから吐出される液滴の滴吐出特性と他の圧電素子柱111aに対応するノズルから吐出される液滴の滴吐出特性とをほぼ同じにすることができ、ノズル間で滴速度のバラツキが低減する。
In this way, the fluid resistance value of the
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの第6実施形態について図20及び図21を参照して説明する。なお、図20は同実施形態の端部圧電素子柱部分の配列方向と直交する方向の要部説明図、図21は同実施形態の端部以外の圧電素子柱部分の配列方向と直交する方向の要部説明図ある。
この液体吐出ヘッドは、前記画像形成装置の実施形態の液体吐出ヘッド100において、圧電素子部材112の端部の圧電素子柱111bに対応する液室106bに対する供給路となる流体抵抗部107bの液室配列方向と直交する方向の幅(長さ)L1を端部以外の他の圧電素子柱111aに対応する液室106aに対する流体抵抗部107aの液室配列方向と直交する方向の幅(長さ)L0よりも長くして(液室配列方向の幅は同じ)、圧電素子部材112の端部の圧電素子柱111bに対応する液室106に対する供給路となる流体抵抗部107bの流体抵抗値を端部以外の他の圧電素子柱111aに対応する液室106に対する流体抵抗部107aの流体抵抗値よりも大きくしている。
Next, a sixth embodiment of the liquid ejection head according to the present invention will be described with reference to FIGS. 20 is an explanatory diagram of a main part in a direction orthogonal to the arrangement direction of the end piezoelectric element column portions of the embodiment, and FIG. 21 is a direction orthogonal to the arrangement direction of the piezoelectric element column portions other than the end portions of the embodiment. It is principal part explanatory drawing.
In the
このように、端部の圧電素子柱111bに対応する液室106bに対する流体抵抗部107bの流体抵抗値を端部以外の他の圧電素子柱111aに対応する液室106aに対する流体抵抗部107aの流体抵抗値よりも大きくすることで、端部の圧電素子柱111bの変位量が他の圧電素子柱111aの変位量よりも小さい場合でも、端部の圧電素子柱111bに対応するノズルから吐出される液滴の滴吐出特性を高めることができて、端部の圧電素子柱111bに対応するノズルから吐出される液滴の滴吐出特性と他の圧電素子柱111aに対応するノズルから吐出される液滴の滴吐出特性とをほぼ同じにすることができ、ノズル間で滴速度のバラツキが低減する。
In this way, the fluid resistance value of the
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの第7実施形態について図22及び図23を参照して説明する。なお、図22は同実施形態の端部圧電素子柱部分の配列方向と直交する方向の要部説明図、図23は同実施形態の端部以外の圧電素子柱部分の配列方向と直交する方向の要部説明図ある。
この液体吐出ヘッドは、前記画像形成装置の実施形態の液体吐出ヘッド100において、圧電素子部材112の端部の圧電素子柱111bに対応する液室106bの液室配列方向と直交する方向の幅(長さ)L11を、端部以外の他の圧電素子柱111aに対応する液室106aの液室配列方向と直交する方向の幅(長さ)L10よりも短くして(液室配列方向の幅は同じ)、圧電素子部材112の端部の圧電素子柱111bに対応する液室106bの容積を端部以外の他の圧電素子柱111aに対応する液室106aに容積よりも小さくしている。
Next, a seventh embodiment of the liquid ejection head according to the present invention will be described with reference to FIGS. Note that FIG. 22 is an explanatory diagram of a main part in a direction orthogonal to the arrangement direction of the end piezoelectric element column portions of the embodiment, and FIG. 23 is a direction orthogonal to the arrangement direction of the piezoelectric element column portions other than the end portions of the embodiment. It is principal part explanatory drawing.
In the
このように、端部の圧電素子柱111bに対応する液室106bの容積を端部以外の他の圧電素子柱111aに対応する液室106aの容積よりも小さくすることで、端部の圧電素子柱111bの変位量が他の圧電素子柱111aの変位量よりも小さい場合でも、端部の圧電素子柱111bに対応するノズルから吐出される液滴の滴吐出特性を高めることができて、端部の圧電素子柱111bに対応するノズルから吐出される液滴の滴吐出特性と他の圧電素子柱111aに対応するノズルから吐出される液滴の滴吐出特性とをほぼ同じにすることができ、ノズル間で滴速度のバラツキが低減する。
In this way, the volume of the
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドを備える本発明に係る画像形成装置の他の例について図24を参照して説明する。なお、図24は同装置の機構部全体の概略構成図である。
この画像形成装置は、ライン型画像形成装置であり、装置本体201の内部に画像形成部202等を有し、装置本体201の下方側に多数枚の記録媒体(用紙)203を積載可能な給紙トレイ204を備え、この給紙トレイ204から給紙される用紙203を取り込み、搬送機構205によって用紙203を搬送しながら画像形成部202によって所要の画像を記録した後、装置本体201の側方に装着された排紙トレイ206に用紙203を排紙する。
Next, another example of the image forming apparatus according to the present invention including the liquid ejection head according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 24 is a schematic configuration diagram of the entire mechanism unit of the apparatus.
This image forming apparatus is a line type image forming apparatus, has an
また、装置本体201に対して着脱可能な両面ユニット207を備え、両面印刷を行うときには、一面(表面)印刷終了後、搬送機構205によって用紙203を逆方向に搬送しながら両面ユニット207内に取り込み、反転させて他面(裏面)を印刷可能面として再度搬送機構205に送り込み、他面(裏面)印刷終了後排紙トレイ206に用紙203を排紙する。
In addition, a
ここで、画像形成部202は、例えばブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色の液滴を吐出する、フルライン型の4個の本発明に係る液体吐出ヘッドで構成した記録ヘッド211k、211c、211m、211y(色を区別しないときには「記録ヘッド211」という。)を備え、各記録ヘッド211は液滴を吐出するノズルを形成したノズル面を下方に向けてヘッドホルダ213に装着している。
Here, the
また、各記録ヘッド211に対応してヘッドの性能を維持回復するための維持回復機構212k、212c、212m、212y(色を区別しないときには「維持回復機構212」という。)を備え、パージ処理、ワイピング処理などのヘッドの性能維持動作時には、記録ヘッド211と維持回復機構212とを相対的に移動させて、記録ヘッド211のノズル面に維持回復機構212を構成するキャッピング部材などを対向させる。
Further,
なお、ここでは、記録ヘッド211は、用紙搬送方向上流側から、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に各色の液滴を吐出する配置としているが、配置及び色数はこれに限るものではない。また、ライン型ヘッドとしては、各色の液滴を吐出する複数のノズル列を所定間隔で設けた1又は複数のヘッドを用いることもできるし、ヘッドとこのヘッドにインクを供給するインクカートリッジを一体とすることも別体とすることもできる。 Here, the recording head 211 is arranged to eject droplets of each color in the order of yellow, magenta, cyan, and black from the upstream side in the paper conveyance direction, but the arrangement and the number of colors are not limited to this. Further, as the line type head, one or a plurality of heads provided with a plurality of nozzle rows for discharging droplets of each color at a predetermined interval can be used, and a head and an ink cartridge for supplying ink to the head are integrated. Or a separate body.
給紙トレイ204の用紙203は、給紙コロ(半月コロ)221と図示しない分離パッドによって1枚ずつ分離され装置本体201内に給紙され、搬送ガイド部材223のガイド面223aに沿ってレジストローラ225と搬送ベルト233との間に送り込まれ、所定のタイミングでガイド部材226を介して搬送機構205の搬送ベルト233に送り込まれる。
The
また、搬送ガイド部材223には両面ユニット207から送り出される用紙203を案内するガイド面223bも形成されている。更に、両面印刷時に搬送機構205から戻される用紙203を両面ユニット207に案内するガイド部材227も配置している。
In addition, a
搬送機構205は、駆動ローラである搬送ローラ231と従動ローラ232との間に掛け渡した無端状の搬送ベルト233と、この搬送ベルト233を帯電させるための帯電ローラ234と、画像形成部202に対向する部分で搬送ベルト233の平面性を維持するプラテン部材235と、搬送ベルト233から送り出す用紙203を搬送ローラ231側に押し付ける押さえコロ236と、その他図示しないが、搬送ベルト233に付着した記録液(インク)を除去するためのクリーニング手段である多孔質体などからなるクリーニングローラなどを有している。
The transport mechanism 205 includes an
この搬送機構205の下流側には、画像が記録された用紙203を排紙トレイ206に送り出すための排紙ローラ238及び拍車239を備えている。
A
このように構成した画像形成装置において、搬送ベルト233は矢示方向に周回移動し、高電位の印加電圧が印加される帯電ローラ334と接触することで正に帯電される。この場合、帯電ローラ234の帯電電圧は所定の時間間隔で極性を切り替えることによって、搬送ベルト233を所定の帯電ピッチで帯電させる。
In the image forming apparatus configured as described above, the
ここで、この高電位に帯電した搬送ベルト233上に用紙203が給送されると、用紙203内部が分極状態になり、搬送ベルト233上の電荷と逆極性の電荷が用紙203の搬送ベルト233と接触している面に誘電され、搬送ベルト233上の電荷と搬送される用紙203上に誘電された電荷同士が互いに静電的に引っ張り合い、用紙203は搬送ベルト233に静電的に吸着される。このようにして、搬送ベルト233に強力に吸着した用紙203は反りや凹凸が校正され、高度に平らな面が形成される。
Here, when the
そして、搬送ベルト233を周回させて用紙203を移動させ、記録ヘッド211から液滴を吐出することで、用紙203上に所要の画像が形成され、画像が記録された用紙203は排紙ローラ238によって排紙トレイ206に排紙される。
Then, the
このように、この画像形成装置においては本発明に係る液体吐出ヘッドからなる記録ヘッドを備えているので、滴吐出特性のバラツキが低減して、高画質画像を高速で画像を形成することができる。 As described above, since the image forming apparatus includes the recording head including the liquid discharge head according to the present invention, variation in droplet discharge characteristics can be reduced, and a high-quality image can be formed at high speed. .
なお、本発明に係る液体吐出ヘッドは前記図1で説明したようなシリアル型画像形成装置にも適用することができる。また、インク以外の液体である記録液や定着処理液などを用いる画像形成装置にも適用することができる。 The liquid discharge head according to the present invention can also be applied to a serial type image forming apparatus as described with reference to FIG. Further, the present invention can be applied to an image forming apparatus using a recording liquid or a fixing processing liquid that is a liquid other than ink.
3…キャリッジ
4a、4b…記録ヘッド(液体吐出ヘッド)
100…液体吐出ヘッド
101…流路基板
102…振動板部材
103…ノズル板
104…ノズル
106…加圧液室
107…流体抵抗部
110…圧電アクチュエータ
111…圧電素子柱
111a…端部以外の圧電素子柱
111b…端部の圧電素子柱
112…圧電素子部材
511…ヘッド駆動部
541A…第1共通駆動波形生成部
541B…第2共通駆動波形生成部
211k、211c、211m、211y…記録ヘッド(液体吐出ヘッド)
3.
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記液体吐出ヘッドの圧電素子部材の端部の圧電素子柱に対して他の圧電素子柱に対する駆動電圧よりも高い駆動電圧を印加する手段と、を備えている
ことを特徴とする画像形成装置。 A plurality of nozzles for discharging droplets, a plurality of liquid chambers communicating with each nozzle, a diaphragm forming at least a part of a wall surface of the liquid chamber, and a piezoelectric element column connected to the diaphragm. A liquid ejection head having one or a plurality of piezoelectric element members arranged in a plurality at intervals;
An image forming apparatus comprising: means for applying a driving voltage higher than a driving voltage for another piezoelectric element column to a piezoelectric element column at an end of the piezoelectric element member of the liquid discharge head.
前記圧電素子部材の端部の圧電素子柱の配列方向の幅が他の圧電素子柱の配列方向の幅よりも広い
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。 A plurality of nozzles that discharge droplets, a plurality of liquid chambers that communicate with each nozzle, a diaphragm that forms at least a part of a wall surface of the liquid chamber, and a plurality of piezoelectric element columns are arranged at predetermined intervals. A piezoelectric element member,
The liquid discharge head according to claim 1, wherein the width of the piezoelectric element columns at the end of the piezoelectric element member is wider than the width of the other piezoelectric element columns in the arrangement direction.
前記圧電素子柱は前記振動板に設けられた凸部に連結され、
前記圧電素子部材の端部の圧電素子柱と連結する前記凸部の配列方向の幅又は配列方向と直交する方向の幅が他の圧電素子柱と連結する前記凸部の配列方向の幅又は配列方向と直交する方向の幅よりも広い
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。 A plurality of nozzles that discharge droplets, a plurality of liquid chambers that communicate with each nozzle, a diaphragm that forms at least a part of a wall surface of the liquid chamber, and a plurality of piezoelectric element columns are arranged at predetermined intervals. A piezoelectric element member,
The piezoelectric element column is connected to a convex portion provided on the diaphragm,
The width in the arrangement direction of the projections connected to the piezoelectric element column at the end of the piezoelectric element member or the width or arrangement in the arrangement direction of the projections connected to another piezoelectric element column in the direction orthogonal to the arrangement direction A liquid discharge head characterized by being wider than a width in a direction orthogonal to the direction.
前記各液室には流体抵抗部を有する供給路を介して共通液室からインクが供給され、
前記圧電素子部材の端部の圧電素子柱に対応する前記液室への供給路の流体抵抗部の流体抵抗値が他の圧電素子柱に対応する前記液室への供給路の流体抵抗部の流体抵抗値よりも大きい
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。 A plurality of nozzles that discharge droplets, a plurality of liquid chambers that communicate with each nozzle, a diaphragm that forms at least a part of a wall surface of the liquid chamber, and a plurality of piezoelectric element columns are arranged at predetermined intervals. A piezoelectric element member,
Each liquid chamber is supplied with ink from a common liquid chamber via a supply path having a fluid resistance portion,
The fluid resistance value of the fluid resistance portion of the supply path to the liquid chamber corresponding to the piezoelectric element column at the end of the piezoelectric element member is that of the fluid resistance portion of the supply path to the liquid chamber corresponding to another piezoelectric element column. A liquid discharge head characterized by being larger than a fluid resistance value.
前記圧電素子部材の端部の圧電素子柱に対応する前記液室の容積が他の圧電素子柱に対応する前記液室の容積よりも小さい
ことを特徴とする液滴吐出ヘッド。 A plurality of nozzles that discharge droplets, a plurality of liquid chambers that communicate with each nozzle, a diaphragm that forms at least a part of a wall surface of the liquid chamber, and a plurality of piezoelectric element columns are arranged at predetermined intervals. A piezoelectric element member,
A droplet discharge head, wherein a volume of the liquid chamber corresponding to a piezoelectric element column at an end of the piezoelectric element member is smaller than a volume of the liquid chamber corresponding to another piezoelectric element column.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012061664A (en) * | 2010-09-15 | 2012-03-29 | Ricoh Co Ltd | Image forming apparatus and image forming method |
JP2019135086A (en) * | 2018-02-05 | 2019-08-15 | 株式会社リコー | Liquid discharge head, liquid discharge unit and liquid discharge device |
JP7467153B2 (en) | 2020-02-14 | 2024-04-15 | 株式会社ミマキエンジニアリング | LIQUID DISCHARGE APPARATUS AND LIQUID DISCHARGE METHOD |
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2008
- 2008-11-22 JP JP2008298865A patent/JP2010120355A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012061664A (en) * | 2010-09-15 | 2012-03-29 | Ricoh Co Ltd | Image forming apparatus and image forming method |
JP2019135086A (en) * | 2018-02-05 | 2019-08-15 | 株式会社リコー | Liquid discharge head, liquid discharge unit and liquid discharge device |
JP7047423B2 (en) | 2018-02-05 | 2022-04-05 | 株式会社リコー | Liquid discharge head, liquid discharge unit and device for discharging liquid |
JP7467153B2 (en) | 2020-02-14 | 2024-04-15 | 株式会社ミマキエンジニアリング | LIQUID DISCHARGE APPARATUS AND LIQUID DISCHARGE METHOD |
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