JP2010125607A - 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】液体噴射ヘッドの小型化を図ると共にクロストークを抑制することを目的とする。
【解決手段】液体導入口31aを通ってチャネル35内に供給された液体をノズル孔33aから吐出するヘッドチップ21と、ヘッドチップ21に供給される液体の圧力変動を吸収するダンパ部材22と、を備える液体噴射ヘッド2において、ダンパ部材22には、液体が流入する流入口50と、流入口50を通って供給された液体を貯留すると共に壁部の一部が内圧変動に応じて変形可能な圧力変動吸収室51と、液体導入口31aに直接連結され、圧力変動吸収室51から流出した液体を液体導入口31aに供給する流出口52と、が備えられており、流出口52の内側には、ヘッドチップ21内におけるクロストークを抑制するクロストーク抑制部60が設けられている。
【選択図】図2
【解決手段】液体導入口31aを通ってチャネル35内に供給された液体をノズル孔33aから吐出するヘッドチップ21と、ヘッドチップ21に供給される液体の圧力変動を吸収するダンパ部材22と、を備える液体噴射ヘッド2において、ダンパ部材22には、液体が流入する流入口50と、流入口50を通って供給された液体を貯留すると共に壁部の一部が内圧変動に応じて変形可能な圧力変動吸収室51と、液体導入口31aに直接連結され、圧力変動吸収室51から流出した液体を液体導入口31aに供給する流出口52と、が備えられており、流出口52の内側には、ヘッドチップ21内におけるクロストークを抑制するクロストーク抑制部60が設けられている。
【選択図】図2
Description
本発明は、ノズル孔より液体を吐出して被記録媒体に画像や文字を記録する液体噴射ヘッド、及びその液体噴射ヘッドを有する液体噴射装置に関する。
現在、液体噴射装置の1つとして、予め決められた方向に搬送される記録紙等の被記録媒体に対してインク(液体)を吐出して画像や文字等の記録を行うインクジェット方式の記録装置(例えば、プリンタやファックス等)が提供されている。この記録装置は、インクタンクからインク供給管(液体供給管)を介してインクジェットヘッド(液体噴射ヘッド)にインクを供給し、該インクジェットヘッドに備えられたヘッドチップのノズル孔からインクを被記録媒体に吐出することで記録を行っている。また、この記録装置には、被記録媒体の搬送方向に直交する方向に往復移動させるキャリッジ(移動手段)が備えられており、このキャリッジに複数のインクジェットヘッドが搭載されている。これにより、インクを吐出させると共にインクジェットヘッドを往復移動させることで、被記録媒体の幅方向に順次記録が行われる。
上記した記録装置では、インクジェットヘッドの往復移動に伴いインク供給管が揺動するため、インク供給管から流出するインクの圧力に変動が生じる。そこで、従来、インクジェットヘッドには、上記したインクの圧力変動を吸収するためのダンパ部材が備えられている。このダンパ部材には、インク供給管に連結される流入口と、インク供給管から供給されたインクを貯留する圧力変動吸収室と、圧力変動吸収室から流出した液体を流出させる流出口と、が備えられている。上記した圧力変動吸収室の壁部の一部は内圧変動に応じて変形可能となっており、これによりインク供給管から供給されたインクの圧力変動が吸収され、流出口から流出するインクの圧力変動が抑えられる。
また、従来のインクジェットヘッドには、ダンパ部材とヘッドチップとの間に流路部材が介装されている。この流路部材は、ダンパ部材の流出口とヘッドチップのインク導入口とを連通する流路が形成された部材である。この流路には、液体が透過すると共にその液体中の塵を除去するフィルタが設けられている。このフィルタは、チャネル内におけるクロストークを抑制する所定位置に配設されている(例えば、下記特許文献1参照。)
特開2003−220712号公報
また、従来のインクジェットヘッドには、ダンパ部材とヘッドチップとの間に流路部材が介装されている。この流路部材は、ダンパ部材の流出口とヘッドチップのインク導入口とを連通する流路が形成された部材である。この流路には、液体が透過すると共にその液体中の塵を除去するフィルタが設けられている。このフィルタは、チャネル内におけるクロストークを抑制する所定位置に配設されている(例えば、下記特許文献1参照。)
ところで、上記した記録装置を大型化すると、インクジェットヘッドの往復移動距離が大きくなり、インクの圧力変動が増大するため、ダンパ部材が大型化する傾向がある。一方、記録装置の大型化に伴いインクジェットヘッドの数を増加させる傾向があるが、多数のインクジェットヘッドをキャリッジに搭載させるためにはインクジェットヘッドを小型化する必要がある。仮に、インクジェットヘッドを小型化するために上記した流路部材を小さくすると、フィルタが上記した所定位置(クロストークを抑制する位置)に設置することができなくなる場合があり、その場合、ヘッドチップ内においてクロストークが生じ、インクジェットヘッドによるインク吐出が不安定になるという問題が生じる。
本発明に係る液体噴射ヘッド及び液体噴射装置は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、液体噴射ヘッドの小型化を図ると共にクロストークを抑制することを目的としている。
本発明に係る液体噴射ヘッドは、液体導入口を通ってチャネル内に供給された液体をノズル孔から吐出するヘッドチップと、該ヘッドチップに供給される前記液体の圧力変動を吸収するダンパ部材と、を備える液体噴射ヘッドにおいて、前記ダンパ部材には、前記液体が流入する流入口と、該流入口を通って供給された液体を貯留すると共に壁部の一部が内圧変動に応じて変形可能な圧力変動吸収室と、前記液体導入口に直接連結され、前記圧力変動吸収室から流出した液体を前記液体導入口に供給する流出口と、が備えられており、前記流出口の内側には、前記ヘッドチップ内におけるクロストークを抑制するクロストーク抑制部が設けられていることを特徴としている。
このような特徴により、流路部材が省略されるので、液体噴射ヘッドは小型化される。また、クロストーク抑制部がダンパ部材の流出口の内側に配設されているので、クロストーク抑制部の設置位置の自由度が増し、クロストーク抑制部をヘッドチップ内におけるクロストークを抑制する所定位置に配置させることが可能である。なお、ダンパ部材の流入口から供給された液体は、ダンパ部材の圧力変動吸収室に一旦貯留された後に流出し、流出口からヘッドチップの液体導入口に供給される。
このような特徴により、流路部材が省略されるので、液体噴射ヘッドは小型化される。また、クロストーク抑制部がダンパ部材の流出口の内側に配設されているので、クロストーク抑制部の設置位置の自由度が増し、クロストーク抑制部をヘッドチップ内におけるクロストークを抑制する所定位置に配置させることが可能である。なお、ダンパ部材の流入口から供給された液体は、ダンパ部材の圧力変動吸収室に一旦貯留された後に流出し、流出口からヘッドチップの液体導入口に供給される。
また、本発明に係る液体噴射ヘッドは、前記クロストーク抑制部は、前記液体を濾過するフィルタからなることが好ましい。
これにより、フィルタによって液体中に含まれた塵等が除去されると共にクロストークが抑制される。
これにより、フィルタによって液体中に含まれた塵等が除去されると共にクロストークが抑制される。
また、本発明に係る液体噴射装置は、被記録媒体を予め決められた搬送方向に搬送する搬送手段と、該搬送手段によって搬送された被記録媒体の表面に対して前記ノズル孔が対向する向きに配置された上記液体噴射ヘッドと、該液体噴射ヘッドを前記搬送方向に直交する方向に前記被記録媒体に沿って往復移動させる移動手段と、を備えることを特徴としている。
このような特徴により、搬送手段によって被記録媒体を搬送するとともに、移動手段によって液体噴射ヘッドを往復移動させながらノズル孔から被記録媒体に向けて液体を吐出させることで被記録媒体に画像や文字等が記録される。このとき、液体噴射ヘッドが小型化されるので、移動手段によって移動させられる移動部全体の軽量化および移動手段の省エネルギー化を図ることができ、また、クロストーク抑制部によってクロストークが抑制されるので、ノズル孔から液体が安定的に吐出される。
このような特徴により、搬送手段によって被記録媒体を搬送するとともに、移動手段によって液体噴射ヘッドを往復移動させながらノズル孔から被記録媒体に向けて液体を吐出させることで被記録媒体に画像や文字等が記録される。このとき、液体噴射ヘッドが小型化されるので、移動手段によって移動させられる移動部全体の軽量化および移動手段の省エネルギー化を図ることができ、また、クロストーク抑制部によってクロストークが抑制されるので、ノズル孔から液体が安定的に吐出される。
本発明に係る液体噴射ヘッド及び液体噴射装置によれば、液体噴射ヘッドの小型化を図ることができると共にクロストークを抑制することができる。
以下、本発明に係る液体噴射ヘッド及び液体噴射装置の実施の形態について、図面に基いて説明する。
なお、本実施形態では、液体噴射装置の一例として、非導電性を有する非水性のインク(液体)Wを利用して記録を行うインクジェットプリンタ1を例に挙げて説明する。
なお、本実施形態では、液体噴射装置の一例として、非導電性を有する非水性のインク(液体)Wを利用して記録を行うインクジェットプリンタ1を例に挙げて説明する。
[第1の実施の形態]
まず、第1の実施の形態について、図1から図6に基いて説明する。
本実施形態のインクジェットプリンタ1は、図1に示すように、インクWを吐出する複数のインクジェットヘッド(液体噴射ヘッド)2と、記録紙(被記録媒体)Pを予め決められた矢印L1方向(搬送方向)に搬送する搬送手段3と、前記搬送方向に直交する矢印L2方向(走査方向)に複数のインクジェットヘッド2を往復移動させる移動手段4とを、備えている。
まず、第1の実施の形態について、図1から図6に基いて説明する。
本実施形態のインクジェットプリンタ1は、図1に示すように、インクWを吐出する複数のインクジェットヘッド(液体噴射ヘッド)2と、記録紙(被記録媒体)Pを予め決められた矢印L1方向(搬送方向)に搬送する搬送手段3と、前記搬送方向に直交する矢印L2方向(走査方向)に複数のインクジェットヘッド2を往復移動させる移動手段4とを、備えている。
つまり、このインクジェットプリンタ1は、記録紙Pを搬送方向に搬送しながら、該搬送方向に直交する走査方向にインクジェットヘッド2を移動させて、記録紙Pに文字や画像を記録する所謂シャトルタイプのプリンタである。
なお、本実施形態では、それぞれ異なる色(例えば、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエロー)のインクWを吐出する4つのインクジェットヘッド2を備えている場合を例にしている。なお、これら4つのインクジェットヘッド2は、同一構成とされている。
なお、本実施形態では、それぞれ異なる色(例えば、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエロー)のインクWを吐出する4つのインクジェットヘッド2を備えている場合を例にしている。なお、これら4つのインクジェットヘッド2は、同一構成とされている。
これら4つのインクジェットヘッド2は、略直方体形状の筐体5内に組み込まれたキャリッジ6に搭載されている。
このキャリッジ6は、複数のインクジェットヘッド2を載置する平板状の基台6aと、該基台6aから垂直に立ち上げられた壁部6bと、で構成されており、上記操作方向に沿って配置されたガイドレール7によって往復移動可能に支持されている。また、キャリッジ6は、ガイドレール7に支持された状態で一対のプーリ8に巻回された搬送ベルト9に連結されている。一対のプーリ8のうち一方のプーリ8は、モータ10の出力軸に連結されており、モータ10からの回転駆動力を受けて回転するようになっている。これにより、キャリッジ6は、走査方向に向けて往復移動できるようになっている。
即ち、これら一対のガイドレール7、一対のプーリ8、搬送ベルト9及びモータ10は、上記移動手段4として機能する。
このキャリッジ6は、複数のインクジェットヘッド2を載置する平板状の基台6aと、該基台6aから垂直に立ち上げられた壁部6bと、で構成されており、上記操作方向に沿って配置されたガイドレール7によって往復移動可能に支持されている。また、キャリッジ6は、ガイドレール7に支持された状態で一対のプーリ8に巻回された搬送ベルト9に連結されている。一対のプーリ8のうち一方のプーリ8は、モータ10の出力軸に連結されており、モータ10からの回転駆動力を受けて回転するようになっている。これにより、キャリッジ6は、走査方向に向けて往復移動できるようになっている。
即ち、これら一対のガイドレール7、一対のプーリ8、搬送ベルト9及びモータ10は、上記移動手段4として機能する。
また、筐体5には、一対のガイドレール7と同じ走査方向に沿って一対の搬入ローラ15と、一対の搬送ローラ16とが間隔を空けて並設されている。一対の搬入ローラ15は、筐体5の背面側に設けられ、一対の搬送ローラ16は筐体5の前面側に設けられている。そして、これら一対の搬入ローラ15及び一対の搬送ローラ16は、図示しないモータによって記録紙Pを間に挟んだ状態で回転するようになっている。これにより、筐体5の背面側から前面側に向かう前記搬送方向に沿って記録紙Pを搬送することができるようになっている。
即ち、これら一対の搬入ローラ15及び一対の搬送ローラ16は、上記搬送手段3として機能する。
なお、上記した筐体5内には、それぞれ異なる色のインクWを収容した複数のインクタンク41が内蔵されている。これら複数のインクタンク41は供給チューブ40を介して各々のインク色に対応したインクジェットヘッド2にそれぞれ接続されており、インクタンク41に貯留されている色の異なるインクWが、供給チューブ40内を通って各色のインクジェットヘッド2にそれぞれ供給されるようになっている。
即ち、これら一対の搬入ローラ15及び一対の搬送ローラ16は、上記搬送手段3として機能する。
なお、上記した筐体5内には、それぞれ異なる色のインクWを収容した複数のインクタンク41が内蔵されている。これら複数のインクタンク41は供給チューブ40を介して各々のインク色に対応したインクジェットヘッド2にそれぞれ接続されており、インクタンク41に貯留されている色の異なるインクWが、供給チューブ40内を通って各色のインクジェットヘッド2にそれぞれ供給されるようになっている。
図2に示すように、各インクジェットヘッド2は、図1に示すキャリッジ6にネジ止め等で固定されるベースプレート20と、そのベースプレート20に取り付けられたヘッドチップ21と、ヘッドチップ21に取り付けられたダンパ部材22と、後述する駆動電極37に駆動電圧を印加する制御手段23と、を主に備えている。これら各インクジェットヘッド2は、搬送手段3によって搬送された記録紙Pの表面に対して後述するヘッドチップ21のノズル孔33aが対向する向きに配置されている。
図2から図4に示すように、ヘッドチップ21は、アクチュエータプレート30、カバープレート31、支持プレート32及びノズルプレート33で主に構成されており、アクチュエータプレート30に図示せぬ接着材を介してカバープレート31が重ね合わされているとともに、重ね合わされたアクチュエータプレート30及びカバープレート31の端面に図示せぬ接着材を介してノズルプレート33が貼着された構成からなる。
アクチュエータプレート30は、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)等の圧電材料で形成されたプレートである。このアクチュエータプレート30のカバープレート31側の面(表面)には、図3、図4に示すように、矢印L3方向(延在方向)に延びたチャネル35が矢印L1方向(配列方向)に一定間隔をあけて並列に複数形成されている。即ち、複数のチャネル35は、側壁36によってそれぞれ区分けされた状態となっている。これらのチャネル35は、インクWが充填される断面視凹形状の吐出チャネルであり、後述するカバープレート31のインク導入口31aにそれぞれ連通されている。チャネル35の延在方向の一端(先端)は、アクチュエータプレート30の先端面(ノズルプレート33側の端面)において開口されている。一方、チャネル35の延在方向の他端部(基端部)は、アクチュエータプレート30の途中まで延びており、基端側(ノズルプレート33側の反対側)に向かうにしたがって漸次深さが浅くなっている。また、アクチュエータプレート30には、チャネル35の基端からアクチュエータプレート30の基端面(ノズルプレート33側反対側の端面)まで延びた浅溝部38が形成されている。この浅溝部38はチャネル35の延長線上に形成されており、その一端はチャネル35の内側に向けて開口され、その他端はアクチュエータプレート30の基端面(ノズルプレート33側反対側の端面)において開口され、図示しない封止手段によって封止されている。
上記した複数のチャネル35の側壁36には、長さ方向に亘って駆動電極37が蒸着等により形成されている。そして、チャネル35の両側面に形成された駆動電極37は、接続電極39を介して後述するフレキシブル基板27の引き出し電極27aに電気的に接続されるようになっている。
そして、駆動電極37は、駆動電圧が印加されたときに、側壁36を圧電厚み滑り効果により変形させることでチャネル35内の圧力を高め、充填されたインクWをチャネル35内から吐出させる働きをしている。
そして、駆動電極37は、駆動電圧が印加されたときに、側壁36を圧電厚み滑り効果により変形させることでチャネル35内の圧力を高め、充填されたインクWをチャネル35内から吐出させる働きをしている。
カバープレート31は、例えばセラミックス等で形成されたプレートであり、複数の浅溝部38の基端側部分を露出させた状態で、アクチュエータプレート30の表面に接着材を介して重ね合わせて貼着されている。また、カバープレート31には、ダンパ部材22からインクWが供給されてくるインク導入口31a(液体導入口)が形成されている。このインク導入口31aは、長方形の開口であり、チャネル35の配列方向(矢印L1方向)に延在されている。
支持プレート32は、重ね合わされたアクチュエータプレート30及びカバープレート31を支持していると共に、ノズルプレート33を支持している。支持プレート32には、チャネル35の配列方向(矢印L1方向)に延在する嵌合孔32aが形成されており、重ね合わされたアクチュエータプレート30及びカバープレート31をこの嵌合孔32a内に嵌め込んだ状態で両プレート30、31を支持している。この際、支持プレート32の先端側の表面は、アクチュエータプレート30及びカバープレート31の先端側の端面と面一となっている。
ノズルプレート33は、厚みが50μm程度のポリイミド等のフィルム材からなるシート状のプレートであり、アクチュエータプレート30及びカバープレート31の先端側の端面と、支持プレート32の先端側の表面と、に接着材を介して貼着されている。つまり、ノズルプレート33の一方の面は、アクチュエータプレート30及びカバープレート31の先端側の端面と、支持プレート32の先端側の表面と、に接着される接着面となっており、ノズルプレート33の他方の面は、図1に示す記録紙Pに対向する対向面となっている。なお、ノズルプレート33の対向面には、インクWの付着等を防止するための撥水性を有する撥水膜がコーティングされている。
また、このノズルプレート33には、チャネル35の配列方向(矢印L1方向)に所定の間隔を空けて複数のノズル孔33aが形成されている。これら複数のノズル孔33aは、チャネル35に対向する位置にそれぞれ形成されており、該チャネル35に連通するようになっている。各ノズル孔33aは、外形輪郭線が円形を描くように円状に形成されている。しかも、図2に示すように、ノズル孔33aは、接着面側から対向面側に向かうに従い漸次縮径されたテーパ孔であり、接着面側の入口径(ノズル孔33aの外形輪郭線の直径)が対向面側の出口径よりも大きくなっている。なお、ノズル孔33aは、エキシマレーザ装置等を用いて形成されている。
図2、図5及び図6に示すように、ダンパ部材22は、上記したヘッドチップ21に供給されるインクWの圧力変動を吸収する部材である。ダンパ部材22は、ベースプレート20に対向して縦置きに配置された矩形厚板状のダンパベース53によって形成された部材であり、上記した支持プレート32のL3方向上部に載置され、ダンパ部材22(ダンパベース53)の下部はカバープレート31に重ね合わせられている。ダンパベース53は、ポリプロピレンやポリエチレン等の合成樹脂製の部材である。なお、以下、ダンパ部材22のうち、ベースプレート20に対向する面を「内面」とし、その反対面を「外面」とし、ベースプレート20側(図2における右側)を「内面側」とし、その反対側(図2における左側)を「外面側」とする。
ダンパ部材22には、供給チューブ40に連結されて供給チューブ40からインクWが流入する流入口50と、流入口50を通って供給されたインクWを貯留する圧力変動吸収室51と、圧力変動吸収室51から流出したインクWを流出させる流出口52と、が備えられている。
圧力変動吸収室51は、壁部の一部が内圧変動に応じて変形可能な貯留室であり、ダンパベース53の外面に形成された凹部54と、凹部54を外面側から閉塞する可塑性フィルム55と、によって形成されている。凹部54は、外面側に向けて開放された断面視凹形状の窪みである。可塑性フィルム55は、圧力変動吸収室51の内圧変動に応じて内面側(凹部54)に窪んだり外面側に膨出したりする可動膜であり、この可塑性フィルム55の変形によってインクWの圧力変動が吸収される。
なお、可塑性フィルム55の内面側には、可塑性フィルム55を内面側から押さえて圧力変動吸収室51の大負圧(減圧)時に可塑性フィルム55が一定以上内面側に変形するのを規制する負圧用押さえ板56が配設されている。この負圧用押さえ板56は、バネ等の付勢部材57によって支持されている。また、可塑性フィルム55の外面側には、圧力変動吸収室51の大正圧(加圧)時に可塑性フィルム55を外面側から押さえて可塑性フィルム55が一定以上外面側に変形するのを規制する正圧用押さえ板58が配設されている。この正圧用押さえ板58は、中央部分が外面側に向けて窪んだ皿状の部材であり、正圧用押さえ板58の外周部は、可塑性フィルム55の外周部を挟み込んだ状態でダンパベース53の外面の外周部分(凹部54の開口周縁)に固定されている。
流入口50は、ダンパベース53の上端面に配設されており、流入口50と圧力変動吸収室51とは、ダンパベース53に形成された流入路59aを介して接続されている。圧力変動吸収室51の入口51aは、圧力変動吸収室51の下部に形成されており、流入路59aは、流入口50の下端(ダンパベース53の上端面)から圧力変動吸収室51(凹部54)の側方を通って下向きに延在し、圧力変動吸収室51の側面の下部から圧力変動吸収室51の内部に向けて開放されている。
流出口52は、圧力変動吸収室51から流出したインクWをインク導入口31aに供給する口部であり、ダンパベース53の内面に形成されている。詳しく説明すると、流出口52は、ダンパベース53の長さ方向(矢印L1方向)に延びる凹溝状の口部であり、上記した凹部54の下方に配設され、上記カバープレート31のインク導入口31aに対向配置されている。この流出口52はインク導入口31aに直接連結されており、流出口52とインク導入口31aとは互いに連通されている。
流出口52と圧力変動吸収室51とは、ダンパベース53に形成された流出路59bを介して接続されている。圧力変動吸収室51の出口51bは、圧力変動吸収室51の上部に形成されており、流出路59bは、圧力変動吸収室51の出口51bから圧力変動吸収室51(凹部54)の裏側(内面側)を通って下向きに延在し、流出口52の長さ方向(矢印L1方向)の端部に接続されている。
上記した流出口52の内部には、流出路59bから流出口52内に流入するインクWを濾過するフィルタ60が配設されている。このフィルタ60は、インクWが透過可能であると共にインクW中に含まれる塵等を除去することが可能な多孔質膜や繊維膜であり、流出口52の全体に亘って張設されている。また、このフィルタ60は、ヘッドチップ21内におけるクロストークを抑制するクロストーク抑制部として機能する部材であり、ヘッドチップ21内におけるクロストークを抑制することができる所定の位置に配設されている。
また、図2に示すように、ベースプレート20には、ヘッドチップ21を駆動するための集積回路等の駆動回路25が搭載されたIC基板26が固定されている。この駆動回路25とヘッドチップ21の駆動電極37とは、フレキシブル基板27を介して電気的に接続されている。
フレキシブル基板27は、図4に示すように、カバープレート31の基端側に露出された浅溝部38の基端側部分に嵌合される複数の引き出し電極27aがプリント配線されており、この引き出し電極27aが接続電極39に接触して電気的に接続されることでこの接続電極39を介して駆動電極37に接続されている。そして、駆動回路25は、フレキシブル基板27を介して駆動電極37に駆動電圧を印加して、インクWの吐出を行わせている。
即ち、駆動回路25及びフレキシブル基板27は、上記制御手段23として機能する。
フレキシブル基板27は、図4に示すように、カバープレート31の基端側に露出された浅溝部38の基端側部分に嵌合される複数の引き出し電極27aがプリント配線されており、この引き出し電極27aが接続電極39に接触して電気的に接続されることでこの接続電極39を介して駆動電極37に接続されている。そして、駆動回路25は、フレキシブル基板27を介して駆動電極37に駆動電圧を印加して、インクWの吐出を行わせている。
即ち、駆動回路25及びフレキシブル基板27は、上記制御手段23として機能する。
次に、上述したように構成されたインクジェットプリンタ1を利用して、記録紙Pに文字や図形等を記録する場合について以下に説明する。
なお、初期状態として、4つのインクタンク41にはそれぞれ異なる色のインクWが十分に封入されているものとする。また、インクタンク41内のインクWが供給チューブ40、流入口50及び流入路59aを介してダンパ部材22の圧力変動吸収室51に供給された状態となっている。そして、所定量のインクWが、圧力変動吸収室51から流出路59b及び流出口52を介してヘッドチップ21のインク導入口31aに供給され、インク導入口31aからチャネル35内に充填された状態となっている。
なお、初期状態として、4つのインクタンク41にはそれぞれ異なる色のインクWが十分に封入されているものとする。また、インクタンク41内のインクWが供給チューブ40、流入口50及び流入路59aを介してダンパ部材22の圧力変動吸収室51に供給された状態となっている。そして、所定量のインクWが、圧力変動吸収室51から流出路59b及び流出口52を介してヘッドチップ21のインク導入口31aに供給され、インク導入口31aからチャネル35内に充填された状態となっている。
このような初期状態のもと、インクジェットプリンタ1を作動させると、一対の搬入ローラ15及び一対の搬送ローラ16が回転して記録紙Pを搬送方向(矢印L1方向)に向けて搬送する。また、これと同時にモータ10がプーリ8を回転させて搬送ベルト9を動かす。これにより、キャリッジ6がガイドレール7でガイドされながら走査方向(矢印L2方向)に往復移動する。
そしてこの間に、各インクジェットヘッド2のヘッドチップ21より4色のインクWを記録紙Pに適宜吐出させることで、文字や画像等の記録を行うことができる。特に、シャトル方式であるので、記録紙Pの所望する範囲に対して正確に記録を行うことができる。
そしてこの間に、各インクジェットヘッド2のヘッドチップ21より4色のインクWを記録紙Pに適宜吐出させることで、文字や画像等の記録を行うことができる。特に、シャトル方式であるので、記録紙Pの所望する範囲に対して正確に記録を行うことができる。
ここで、各インクジェットヘッド2の動きについて、以下に詳細に説明する。
キャリッジ6によって往復移動が開始されると、駆動回路25は、フレキシブル基板27を介して駆動電極37に駆動電圧を印加する。より詳しくは、インクWを吐出するチャネル35の両側の2つの側壁36にそれぞれ設けられている駆動電極37に駆動電圧を印加し、この2つの側壁36を、インクWを吐出させるチャネル35に隣接しているチャネル35側へ突出するように変形させる。即ち、吐出するチャネル35があたかも膨らむように変形させる。
キャリッジ6によって往復移動が開始されると、駆動回路25は、フレキシブル基板27を介して駆動電極37に駆動電圧を印加する。より詳しくは、インクWを吐出するチャネル35の両側の2つの側壁36にそれぞれ設けられている駆動電極37に駆動電圧を印加し、この2つの側壁36を、インクWを吐出させるチャネル35に隣接しているチャネル35側へ突出するように変形させる。即ち、吐出するチャネル35があたかも膨らむように変形させる。
この2つの側壁36の圧電厚み滑り効果による変形によって、吐出するチャネル35の容積が増大する。そして、チャネル35の容積が増大したことにより、インクWがインク導入口31aからチャネル35に誘導される。そして、チャネル35の内部に誘導されたインクWは圧力波となってチャネル35の内部を通過し、この圧力波がノズル33aに到達したタイミングで、駆動電極37に印加した駆動電圧をゼロにする。これにより、側壁36の変形が元に戻り、一旦増大したチャネル35の容積が元の容積に戻る。この動作によって、吐出するチャネル35の内部の圧力が増加し、インクWが加圧される。その結果、インクWがチャネル35内から吐出される。
なお、ここで述べている駆動電極37は、それぞれ隣接するチャネル35から選択的にインクWを吐出させるための電極として、別々に機能するように形成されている。また、インクWを安定して吐出するために、さらなるインクWの加圧が必要な場合には、側壁36を吐出するチャネル35側へ突出するように変形させる。この動作によって、吐出するチャネル35の内部の圧力がさらに増加するので、インクWをより加圧することができる。但し、この動作は上述したとおり、インクWを安定して吐出させることを目的とするものであるので、必須な動作ではなく必要に応じて適宜使用すれば良い。
また、本実施形態では、非水性のインクWを使用しているので、上述した各動作を必要に応じて組み合わせて実行することにより、最適なインクWの吐出を実現することができる。
また、本実施形態では、非水性のインクWを使用しているので、上述した各動作を必要に応じて組み合わせて実行することにより、最適なインクWの吐出を実現することができる。
吐出されたインクWは、ノズル孔33aを通って外部に吐出される。しかもノズル孔33aを通過する際に、インクWは液滴状、即ちインク滴となって吐出される。その結果、上述したように、記録紙Pに文字や画像等を記録することができる。
特に、本実施形態のノズル孔33aは、断面テーパ状であるので、インク滴を速い速度で真っ直ぐに直進性良く吐出することができる。よって、高画質に記録を行うことができる。
特に、本実施形態のノズル孔33aは、断面テーパ状であるので、インク滴を速い速度で真っ直ぐに直進性良く吐出することができる。よって、高画質に記録を行うことができる。
上記した構成からなるインクジェットヘッド2によれば、従来のインクジェットヘッドに備えられていた流路部材が省略されるので、インクジェットヘッド2を小型化することができる。これにより、キャリッジ6に多数のインクジェットヘッド2を搭載させることができる。
また、上記したインクジェットヘッド2によれば、クロストーク抑制部として機能するフィルタ60がダンパ部材22の流出口52の内側に配設されているので、フィルタ60の設置位置の自由度が増し、ヘッドチップ21内におけるクロストークを抑制する所定位置にフィルタ60を配置させることができる。これにより、ヘッドチップ21内におけるクロストークを確実に抑制することができ、ノズル孔33aからインクWを安定的に吐出させることができる。
また、上記したインクジェットヘッド2によれば、インクWを濾過するフィルタ60がクロストーク抑制部として機能しているため、フィルタ60によって、インクW中に含まれる塵等が除去されると共にヘッドチップ21内におけるクロストークが抑制される。これにより、塵等によるノズル孔33aの目詰まりを防止することができ、ノズル孔33aからインクWを確実且つ安定的に吐出させることができる。
また、上記したインクジェットヘッド2を備えるインクジェットプリンタ1によれば、インクジェットヘッド2が小型化されることで、キャリッジ6に搭載するインクジェットヘッド2の数を増加することができるので、高速印刷及び大サイズ印刷が可能な大型のインクジェットプリンタ1を実現することができる。また、上記したインクジェットヘッド2によってクロストークが抑制されて安定したインクWの吐出が可能であるので、高画質の印刷を実現することができる。
[第2の実施の形態]
次に、第2の実施の形態について図7に基いて説明する。
なお、本実施の形態は、ダンパ部材122の構成が第1の実施の形態と異なり、他の構成は第1の実施の形態の構成と同様である。したがって、本実施の形態においては、ダンパ部材122についてのみ説明し、第1の実施の形態の構成と同様の構成については説明を省略する。
次に、第2の実施の形態について図7に基いて説明する。
なお、本実施の形態は、ダンパ部材122の構成が第1の実施の形態と異なり、他の構成は第1の実施の形態の構成と同様である。したがって、本実施の形態においては、ダンパ部材122についてのみ説明し、第1の実施の形態の構成と同様の構成については説明を省略する。
図7に示すように、ダンパ部材122の圧力変動吸収室151は、矩形厚板状のダンパベース153の内部に形成された空洞部154と、この空洞部154の内側に配設された可塑性フィルム155と、によって形成されている。詳しく説明すると、可塑性フィルム155は、空洞部154を内面側(ベースプレート20側)と外面側とに区画する隔壁部であり、空洞部154のうち、可塑性フィルム155よりも内面側の部分が圧力変動吸収室151となっている。一方、空洞部154のうち、可塑性フィルム155よりも外面側の部分はインクWが流入しない空間となっており、この部分の外面側の壁面は、圧力変動吸収室151の大正圧(加圧)時に可塑性フィルム155を外面側から押さえて可塑性フィルム155が一定以上外面側に変形するのを規制する正圧用押さえ部158として機能する。一方、可塑性フィルム155の内面側には、可塑性フィルム155を内面側から押さえて圧力変動吸収室151の大負圧(減圧)時に可塑性フィルム155が一定以上内面側に変形するのを規制する負圧用押さえ板156が配設されている。この負圧用押さえ板156は、バネ等の付勢部材157によって支持されている。
ダンパ部材122の流入口150は、上述した第1の実施の形態における流入口50と同様に、ダンパベース153の上端面に配設されており、圧力変動吸収室151の側方を通る流入路159aを介して、圧力変動吸収室151の下部に形成された入口151aに接続されている。
ダンパ部材122の流出口152は、ダンパベース153の長さ方向(矢印L1方向)に延びる凹溝状の口部であり、上記した空洞部154の下方に配設され、カバープレート31のインク導入口31aに対向配置されている。この流出口152はインク導入口31aに直接連結されており、流出口152とインク導入口31aとは互いに連通されている。この流出口152は、圧力変動吸収室151の外面側を通る流出路159bを介して、圧力変動吸収室51の上部に形成された出口151bに接続されている。また、流出口152の内部にはフィルタ160(クロストーク抑制部)が配設されている。
上記した構成のダンパ部材122を有するインクジェットヘッド2によれば、流出口152の奥行き寸法(矢印L2方向の長さ)が、上述した第1の実施の形態における流出口52よりも長くなるので、フィルタ160の設置位置の自由度が増大する。これにより、インク導入口31aから離れた位置にフィルタ160を配置させることも可能であり、クロストークを抑制する所定位置にフィルタ160を確実に配置させることができる。
また、上記した構成のダンパ部材122を有するインクジェットヘッド2によれば、空洞部154の外面側の壁面が正圧用押さえ部158となるので、上述した第1の実施の形態における正圧用押さえ板58を省略することができ、部品数を削減することができると共にインクジェットヘッド2の小型化を図ることができる。
以上、本発明の第1及び第2の実施の形態について説明したが、本発明は上記した各実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 例えば、上記した各実施の形態では、液体噴射装置の一例として、インクジェットプリンタ1を例に挙げて説明したが、プリンタに限られるものではない。例えば、ファックスやオンデマンド印刷機等であっても構わない。
また、上記した実施の形態では、カバープレート31にインク導入口31aが形成されているが、本発明は、アクチュエータプレートにインク導入口が形成されていてもよい。例えば、アクチュエータプレートの裏面(チャネルが形成された表面の反対側の面)に配列方向に延びた断面凹状のインク導入口が形成され、このインク導入口の底面に、チャネルに連通するスリットが形成された構成であってもよい。なお、この場合、IC基板26が固定されたベースプレート20とダンパ部材22,122との位置を入れ換えて、ダンパ部材22,122をアクチュエータプレートに重ね合わせるように配設すると共に、ベースプレート20をカバープレート31に重ね合わせるように配置すればよい。
また、上記した実施の形態では、非水性のインクWを利用した場合を説明したが、例えば、導電性の水性インク、ソルベントインク、オイルインクやUVインク等を用いても構わない。
なお、水性インクを用いる場合には、ヘッドチップは次にように構成すれば良い。
即ち、アクチュエータプレートには、インクが充填される吐出チャネルとして機能する吐出チャネルと、インクが充填されないダミーチャネルとして機能するダミーチャネルと、が配列方向に交互に形成される。そして、インク導入口の底面には、吐出チャネルに対向する位置にスリットを形成する。これにより、インク導入口からスリットを通って吐出チャネルにだけインクが充填される。そして、ノズルプレートには、吐出チャネルに対向する位置にノズル孔が形成される。
このようにヘッドチップ21を構成することで、水性のインクであっても、吐出チャネルに設けられた駆動電極と、ダミーチャネルに設けられた駆動電極とをインクを介して導通させることなく、電気的に切り離した状態で使い分けることができる。従って、水性のインクを利用して記録を行うことができる。
特に、導電性を有するインクであっても問題なく利用できるので、インクジェットプリンタの付加価値を高めることができる。なお、その他は同様の作用効果を奏することができる。
なお、水性インクを用いる場合には、ヘッドチップは次にように構成すれば良い。
即ち、アクチュエータプレートには、インクが充填される吐出チャネルとして機能する吐出チャネルと、インクが充填されないダミーチャネルとして機能するダミーチャネルと、が配列方向に交互に形成される。そして、インク導入口の底面には、吐出チャネルに対向する位置にスリットを形成する。これにより、インク導入口からスリットを通って吐出チャネルにだけインクが充填される。そして、ノズルプレートには、吐出チャネルに対向する位置にノズル孔が形成される。
このようにヘッドチップ21を構成することで、水性のインクであっても、吐出チャネルに設けられた駆動電極と、ダミーチャネルに設けられた駆動電極とをインクを介して導通させることなく、電気的に切り離した状態で使い分けることができる。従って、水性のインクを利用して記録を行うことができる。
特に、導電性を有するインクであっても問題なく利用できるので、インクジェットプリンタの付加価値を高めることができる。なお、その他は同様の作用効果を奏することができる。
また、上記した実施の形態では、インクWを濾過するフィルタ60,160がクロストーク抑制部となっているが、本発明は、流出口52,152にフィルタ以外からなるクロストーク抑制部が設けられていてもよい。例えば、図8に示すように、流出口152の内側に、クロストーク抑制部として機能する弁体260が設けられていてもよい。この弁体260は、インクWの逆流を制限する逆止弁であり、通常時には流出口152を閉塞しており、インクWが圧力変動吸収室151側からインク導入口31a側に流通する際には先端部がインク導入口31a側に弾性変形して流出口152が開放される。
さらに、本発明は、流出口の壁面がクロストーク抑制部として機能する構成であってもよい。
さらに、本発明は、流出口の壁面がクロストーク抑制部として機能する構成であってもよい。
その他、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
1 インクジェットプリンタ(液体噴射装置)
2 インクジェットヘッド(液体噴射ヘッド)
3 搬送手段
4 移動手段
21 ヘッドチップ
22、122 ダンパ部材
31a インク導入口(液体導入口)
33a ノズル孔
35 チャネル
50、150 流入口
51、151 圧力変動吸収室
52、152 流出口
60、160 フィルタ(クロストーク抑制部)
260 弁体(クロストーク抑制部)
P 記録紙(被記録媒体)
W インク(液体)
2 インクジェットヘッド(液体噴射ヘッド)
3 搬送手段
4 移動手段
21 ヘッドチップ
22、122 ダンパ部材
31a インク導入口(液体導入口)
33a ノズル孔
35 チャネル
50、150 流入口
51、151 圧力変動吸収室
52、152 流出口
60、160 フィルタ(クロストーク抑制部)
260 弁体(クロストーク抑制部)
P 記録紙(被記録媒体)
W インク(液体)
Claims (3)
- 液体導入口を通ってチャネル内に供給された液体をノズル孔から吐出するヘッドチップと、
該ヘッドチップに供給される前記液体の圧力変動を吸収するダンパ部材と、
を備える液体噴射ヘッドにおいて、
前記ダンパ部材には、前記液体が流入する流入口と、該流入口を通って供給された液体を貯留すると共に壁部の一部が内圧変動に応じて変形可能な圧力変動吸収室と、前記液体導入口に直接連結され、前記圧力変動吸収室から流出した液体を前記液体導入口に供給する流出口と、が備えられており、
前記流出口の内側には、前記ヘッドチップ内におけるクロストークを抑制するクロストーク抑制部が設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。 - 請求項1に記載の液体噴射ヘッドにおいて、
前記クロストーク抑制部は、前記液体を濾過するフィルタからなることを特徴とする液体噴射ヘッド。 - 被記録媒体を予め決められた搬送方向に搬送する搬送手段と、
該搬送手段によって搬送された被記録媒体の表面に対して前記ノズル孔が対向する向きに配置された請求項1または2に記載の液体噴射ヘッドと、
該液体噴射ヘッドを前記搬送方向に直交する方向に前記被記録媒体に沿って往復移動させる移動手段と、
を備えることを特徴とする液体噴射装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008299364A JP2010125607A (ja) | 2008-11-25 | 2008-11-25 | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008299364A JP2010125607A (ja) | 2008-11-25 | 2008-11-25 | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010125607A true JP2010125607A (ja) | 2010-06-10 |
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ID=42326331
Family Applications (1)
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JP2008299364A Pending JP2010125607A (ja) | 2008-11-25 | 2008-11-25 | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2010125607A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9475292B2 (en) | 2015-02-09 | 2016-10-25 | Seiko Epson Corporation | Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus |
-
2008
- 2008-11-25 JP JP2008299364A patent/JP2010125607A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US9475292B2 (en) | 2015-02-09 | 2016-10-25 | Seiko Epson Corporation | Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus |
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