JP2011136460A - Liquid injection head and liquid injection apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid injection head in which a heater is densely formed at each nozzle, and a means to control the heating timing of the heater corresponding to a nozzle opening according to discharge drive timing to discharge liquid from the nozzle opening. <P>SOLUTION: The liquid injection head is equipped with: a nozzle plate 14 in which a nozzle array composed of a plurality of nozzle openings 13 is formed; a flow path forming substrate 12 brought into contact with the nozzle plate 14, and having a plurality of pressure generating chambers 11 communicating with the plurality of nozzle openings 13 through nozzle communicating holes 24 as communicating paths, respectively, and formed in a nozzle array direction; and a heater 60 at least as one heater part brought into contact with the nozzle plate 14, and provided outside the flow path where the liquid flows in a position facing the plurality of pressure generating chambers 11, and heating inks as liquids in the plurality of pressure generating chambers 11. The heater 60 is formed over a nozzle array direction. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置に関するものである。   The present invention relates to a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus.

液体噴射ヘッドの一例として、例えば圧力発生素子及び圧力発生室が設けられたアクチュエーターユニットを備え、圧力発生室に連通してノズルプレートに設けられたノズル開口からインクなどの液体を吐出する液体噴射ヘッドがある。このような液体噴射ヘッドを用いて、高粘度の液体を噴射しようとすると、圧力発生素子に高い電圧を供給して圧力発生素子の駆動力を高める必要がある。そこで、特許文献1では、ノズル開口ごとに液体の粘度を低減させる加熱手段としてのヒーターを備え、ノズル開口から液体を吐出させる吐出駆動タイミングに応じてヒーターによる加熱タイミングを制御するノズル加熱制御手段を備えた液体噴射装置が提案されている。   As an example of a liquid ejecting head, a liquid ejecting head including an actuator unit provided with a pressure generating element and a pressure generating chamber, for example, and ejecting a liquid such as ink from a nozzle opening provided in a nozzle plate in communication with the pressure generating chamber There is. In order to eject a highly viscous liquid using such a liquid ejecting head, it is necessary to increase the driving force of the pressure generating element by supplying a high voltage to the pressure generating element. Therefore, in Patent Document 1, a heater as a heating unit that reduces the viscosity of the liquid for each nozzle opening is provided, and a nozzle heating control unit that controls the heating timing by the heater according to the discharge driving timing for discharging the liquid from the nozzle opening. A liquid ejecting apparatus including the same has been proposed.

特開2005−104135号公報JP-A-2005-104135

たとえば、高解像度の画像を形成するためにノズルプレートに形成されるノズル開口の個数を多くすることが行われる。しかしながら、ノズルプレートに形成されるノズル開口の個数を多くすると、ノズルプレートにはノズル開口を高密度に形成しなくてはならない。そのため、特許文献1のように、それぞれのノズル開口ごとにヒーターを高密度に形成することは容易ではないという課題がある。また、それぞれのノズル開口から液体を吐出させる吐出駆動タイミングに応じて、ノズル開口に対応するヒーターの加熱タイミングをそれぞれ制御する手段を構築するのは容易ではないという課題がある。   For example, in order to form a high-resolution image, the number of nozzle openings formed in the nozzle plate is increased. However, if the number of nozzle openings formed in the nozzle plate is increased, the nozzle openings must be formed in the nozzle plate at a high density. Therefore, as in Patent Document 1, there is a problem that it is not easy to form a heater with high density for each nozzle opening. In addition, there is a problem that it is not easy to construct means for controlling the heating timing of the heater corresponding to each nozzle opening in accordance with the ejection driving timing for ejecting liquid from each nozzle opening.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

[適用例1]複数のノズル開口からなるノズル列が形成されたノズルプレートと、前記ノズルプレートと接し、前記複数のノズル開口のそれぞれに連通路を介して連通する複数の圧力発生室が、前記ノズル列方向に形成された流路形成基板と、前記ノズルプレートと接し、前記複数の圧力発生室と対向する位置であって液体が流れる流路外に設けられ、前記複数の圧力発生室内の液体を加熱する少なくとも一つの加熱体部と、を備え、前記加熱体部は、前記ノズル列方向に亘って形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。   Application Example 1 A nozzle plate in which a nozzle array including a plurality of nozzle openings is formed, and a plurality of pressure generation chambers that are in contact with the nozzle plate and communicate with each of the plurality of nozzle openings via communication passages, A flow path forming substrate formed in the nozzle row direction and the nozzle plate is provided at a position facing the plurality of pressure generation chambers and outside the flow path through which the liquid flows, and the liquid in the plurality of pressure generation chambers A liquid ejecting head, wherein the heating body portion is formed across the nozzle row direction.

この構成によれば、ノズルプレートと接し、圧力発生室と対向する位置であって液体が流れる流路外に設けられ、圧力発生室内の液体を加熱する少なくとも一つの加熱体部を備える。これにより、加熱体部から発生した熱がノズルプレートを伝導してノズル開口を流れる液体の温度を上げるとともに、圧力発生室内を流れる液体の温度を上げることができる。そのため、高粘度の液体を低粘度化させてからノズル開口から吐出させることが可能となる。また、少なくとも一つの加熱体部が、ノズル列方向に亘って形成されている。そのため、加熱体部によって、液体噴射ヘッドに形成された複数のノズル開口を通過する液体と、複数の圧力発生室内を流れる液体の温度を上げることができる。従って、少なくとも一つの加熱体部を液体噴射ヘッドに形成すればよいので、加熱体部を容易に形成することが可能となる。   According to this configuration, at least one heating body part that is in contact with the nozzle plate, is provided at the position facing the pressure generation chamber and outside the flow path through which the liquid flows, and heats the liquid in the pressure generation chamber. As a result, the heat generated from the heating body portion can be conducted through the nozzle plate to increase the temperature of the liquid flowing through the nozzle opening, and the temperature of the liquid flowing through the pressure generating chamber can be increased. For this reason, it is possible to discharge a high viscosity liquid from the nozzle opening after reducing the viscosity. Further, at least one heating element is formed across the nozzle row direction. Therefore, the temperature of the liquid that passes through the plurality of nozzle openings formed in the liquid ejecting head and the liquid that flows through the plurality of pressure generation chambers can be increased by the heating body portion. Accordingly, it is only necessary to form at least one heating element in the liquid ejecting head, so that the heating element can be easily formed.

[適用例2]前記圧力発生室と前記加熱体部とが対向する方向と直交する方向において、前記流路形成基板と前記加熱体部との間には空洞が設けられたことを特徴とする上記液体噴射ヘッド。   Application Example 2 In the application example, a cavity is provided between the flow path forming substrate and the heating body portion in a direction orthogonal to a direction in which the pressure generating chamber and the heating body portion face each other. The liquid jet head.

この構成によれば、空洞によって、圧力発生室と加熱体部とが対向する方向と直交する方向への熱伝導性が低下する。これにより、加熱体部で発生し、圧力発生室と加熱体部とが対向する方向に伝導する熱量が増えるので、圧力発生室内の液体の温度をさらに上げることができる。   According to this configuration, the thermal conductivity in the direction orthogonal to the direction in which the pressure generating chamber and the heating body portion face each other is reduced by the cavity. As a result, the amount of heat generated in the heating body portion and conducted in the direction in which the pressure generation chamber and the heating body portion face each other increases, so that the temperature of the liquid in the pressure generation chamber can be further increased.

[適用例3]前記圧力発生室と前記加熱体部とが対向する方向において、前記流路形成基板より高い熱伝導性を有し、前記圧力発生室の一部の壁面を形成し、前記加熱体部と接する熱伝導性プレートを備えたことを特徴とする上記液体噴射ヘッド。   Application Example 3 In the direction in which the pressure generating chamber and the heating body portion face each other, the heat generating member has higher thermal conductivity than the flow path forming substrate, and forms a part of the wall surface of the pressure generating chamber. The liquid ejecting head according to claim 1, further comprising a thermally conductive plate in contact with the body.

この構成によれば、熱伝導性プレートによって加熱体部と圧力発生室との熱伝導性が向上する。これにより、加熱体部から発生した熱が熱伝導性プレートを伝導して圧力発生室内の液体の温度をさらに上げることができる。   According to this configuration, the thermal conductivity between the heating body portion and the pressure generating chamber is improved by the thermal conductive plate. Thereby, the heat generated from the heating body part can be conducted through the heat conductive plate to further increase the temperature of the liquid in the pressure generating chamber.

[適用例4]前記圧力発生室よりも上流側には前記圧力発生室に連通する液体供給口をさらに備え、前記ノズル開口から液体が吐出されているとき、前記ノズル開口を通過する液体の粘度は、前記液体供給口を通過する液体の粘度より低いことを特徴とする上記液体噴射ヘッド。   Application Example 4 The apparatus further includes a liquid supply port communicating with the pressure generation chamber on the upstream side of the pressure generation chamber, and the viscosity of the liquid passing through the nozzle opening when the liquid is discharged from the nozzle opening. Is lower than the viscosity of the liquid passing through the liquid supply port.

この構成によれば、圧力発生室内の液体が吐出されようとする際に、圧力発生室の上流側に流れようとする液体と圧力発生室の下流側に流れようとする液体とが存在する。圧力発生室の下流側の液体は圧力発生室の上流側に流れようとする液体よりも低粘度になっているため、圧力発生室内の液体は、圧力発生室の上流側よりも圧力発生室の下流側にあるノズル開口側に流れようとする。そのため、圧力発生室の液体をノズル開口から吐出することが容易となる。   According to this configuration, when the liquid in the pressure generation chamber is about to be ejected, there is a liquid that is about to flow upstream of the pressure generation chamber and a liquid that is about to flow downstream of the pressure generation chamber. Since the liquid downstream of the pressure generating chamber has a lower viscosity than the liquid that is going to flow upstream of the pressure generating chamber, the liquid in the pressure generating chamber is more in the pressure generating chamber than the upstream side of the pressure generating chamber. It tries to flow to the nozzle opening side on the downstream side. Therefore, it becomes easy to discharge the liquid in the pressure generation chamber from the nozzle opening.

[適用例5]上記液体噴射ヘッドと、前記加熱体部に通電し、前記加熱体部を発熱させる通電回路部と、温度センサーを有し、前記圧力発生室内の液体の温度を検出する液体温度検出部と、前記液体温度検出部によって検出された前記温度に基づいて、前記通電回路部を制御し、前記加熱体部の発熱量を制御する加熱制御部と、を備えたことを特徴とする液体噴射装置。   Application Example 5 Liquid temperature for detecting the temperature of the liquid in the pressure generating chamber, including a temperature sensor and an energizing circuit unit that energizes the heating body unit and generates heat in the heating body unit. And a heating control unit that controls the energization circuit unit based on the temperature detected by the liquid temperature detection unit and controls a heat generation amount of the heating body unit. Liquid ejector.

この構成によれば、液体噴射ヘッドに形成された複数の圧力発生室内の液体の温度の範囲を調整することができる。そのため、複数の圧力発生室内の液体の粘度の範囲を調整し、ノズル開口から高粘度の液体を噴射させることが容易となる。従って、加熱体部を加熱するための制御手段を容易に構築することができる。   According to this configuration, the temperature range of the liquid in the plurality of pressure generating chambers formed in the liquid ejecting head can be adjusted. Therefore, it becomes easy to adjust the range of the viscosity of the liquid in the plurality of pressure generating chambers and to eject the highly viscous liquid from the nozzle opening. Therefore, the control means for heating the heating element can be easily constructed.

インクジェット式プリンターの概略斜視図。1 is a schematic perspective view of an ink jet printer. 液体噴射ヘッドの断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of a liquid jet head. 液体噴射ヘッドの部分断面図。FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a liquid ejecting head. ノズルプレートに備えられたヒーターの部分斜視図。The fragmentary perspective view of the heater with which the nozzle plate was equipped. インクジェット式プリンターの電気的な概略構成を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing an electrical schematic configuration of an ink jet printer. 第2実施形態における液体噴射ヘッドの断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view of a liquid jet head according to a second embodiment. 第3実施形態における液体噴射ヘッドの断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view of a liquid jet head according to a third embodiment. 第4実施形態における液体噴射ヘッドの断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view of a liquid jet head according to a fourth embodiment.

以下、実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
(第1実施形態)
図1は、本実施形態の液体噴射装置の一例としてのインクジェット式プリンター(以下「プリンター」という)1の概略斜視図である。プリンター1のキャリッジ9は、キャリッジモーター6により駆動されるタイミングベルト3によって、ガイド軸2に案内されて主走査方向D1に往復移動されるように構成されている。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic perspective view of an ink jet printer (hereinafter referred to as “printer”) 1 as an example of a liquid ejecting apparatus of the present embodiment. The carriage 9 of the printer 1 is configured to be reciprocated in the main scanning direction D1 by being guided by the guide shaft 2 by the timing belt 3 driven by the carriage motor 6.

プリンター1には、一定間隔のスリットが主走査方向D1に亘って描かれたリニアスケール4と、キャリッジ9に固定された光学系センサー(不図示)からなるリニアエンコーダーが備えられる。光学系センサーによって、スリットを検出し、主走査方向D1の位置を検出することができる。   The printer 1 includes a linear scale 4 in which slits at regular intervals are drawn in the main scanning direction D1, and a linear encoder including an optical system sensor (not shown) fixed to the carriage 9. The slit can be detected by the optical system sensor, and the position in the main scanning direction D1 can be detected.

紙送りモーター7によって駆動される紙送りローラー(不図示)と回転自由な従動ローラー(不図示)に挟まれながら、記録媒体としての記録用紙Pが副走査方向D2に搬送される。   The recording paper P as a recording medium is conveyed in the sub-scanning direction D2 while being sandwiched between a paper feeding roller (not shown) driven by the paper feeding motor 7 and a freely driven roller (not shown).

図2は、インクジェット式液体噴射ヘッド(以下「液体噴射ヘッド」という)10の断面図である。図1のキャリッジ9の記録用紙Pに対向する側には、図2の液体噴射ヘッド10が搭載され、キャリッジ9の図面上側には、液体噴射ヘッド10に液体としてのインクを供給するブラックインクカートリッジ5a及びカラーインクカートリッジ5bが着脱可能に装填されている。   FIG. 2 is a cross-sectional view of an ink jet liquid ejecting head (hereinafter referred to as “liquid ejecting head”) 10. A liquid ejecting head 10 shown in FIG. 2 is mounted on the side of the carriage 9 in FIG. 1 that faces the recording paper P, and a black ink cartridge that supplies ink as liquid to the liquid ejecting head 10 on the upper side of the carriage 9 in the drawing. 5a and a color ink cartridge 5b are detachably loaded.

ブラックインクカートリッジ5a及びカラーインクカートリッジ5bには、例えば、紫外線硬化型インクのような高粘度の液体であるインクが充填される。主走査方向D1に往復移動する液体噴射ヘッド10とプラテン8の間を、副走査方向D2に通過する記録用紙Pに、液体噴射ヘッド10からインクが液体噴射方向D3に吐出され、文字や画像が形成される構成となっている。   The black ink cartridge 5a and the color ink cartridge 5b are filled with ink that is a highly viscous liquid such as ultraviolet curable ink. Ink is ejected from the liquid ejecting head 10 in the liquid ejecting direction D3 between the liquid ejecting head 10 reciprocating in the main scanning direction D1 and the platen 8 onto the recording paper P passing in the sub-scanning direction D2. It is the structure formed.

図2に示すように、液体噴射ヘッド10は、圧力発生室11を有する流路形成基板12と、圧力発生室11に連通するノズル開口13が穿設されたノズルプレート14と、流路形成基板12のノズルプレート14とは反対側の面に設けられる振動板15とを具備する流路ユニット16を有する。さらに、振動板15上の圧力発生室11に対応する領域に設けられる圧電素子17を有する圧電素子ユニット18と、振動板15上に固定されて圧電素子ユニット18が収容される収容部19を有するケースヘッド20とを有する。   As shown in FIG. 2, the liquid ejecting head 10 includes a flow path forming substrate 12 having a pressure generating chamber 11, a nozzle plate 14 in which a nozzle opening 13 communicating with the pressure generating chamber 11 is formed, and a flow path forming substrate. 12 includes a flow path unit 16 including a diaphragm 15 provided on a surface opposite to the nozzle plate 14. Furthermore, it has a piezoelectric element unit 18 having a piezoelectric element 17 provided in a region corresponding to the pressure generating chamber 11 on the vibration plate 15, and an accommodating portion 19 that is fixed on the vibration plate 15 and accommodates the piezoelectric element unit 18. And a case head 20.

ノズルプレート14には、図1の副走査方向D2に複数のノズル開口13からなるノズル列が形成されている。流路形成基板12には、一方面側の表層部分に、隔壁によって区画された複数の圧力発生室11が、各ノズルに対応してノズル列方向に並んで設けられている。   The nozzle plate 14 is formed with a nozzle row including a plurality of nozzle openings 13 in the sub-scanning direction D2 of FIG. The flow path forming substrate 12 is provided with a plurality of pressure generating chambers 11 partitioned by partition walls in the surface layer portion on one surface side so as to be aligned in the nozzle row direction corresponding to each nozzle.

各圧力発生室11の列の外側には、ケースヘッド20外部のインク供給手段としてのブラックインクカートリッジ5a及びカラーインクカートリッジ5bに連通するインク導入口21を介してインクが供給されて、複数の圧力発生室11に対して共通の液体室となるリザーバー22が、流路形成基板12を厚さ方向に貫通して設けられている。そして、リザーバー22と各圧力発生室11とは、インク供給口23を介して連通され、各圧力発生室11には、インク供給手段からインク導入口21及びリザーバー22を介してインクが供給される。もちろん、リザーバー22は流路形成基板12に形成されている必要は無く、たとえば、ケースヘッド20にリザーバー22を設けて、振動板15に後述のインク供給口23を設けて、リザーバー22と圧力発生室11を液体的に連通させても良い。   Ink is supplied to the outside of the row of each pressure generating chamber 11 via an ink introduction port 21 communicating with the black ink cartridge 5a and the color ink cartridge 5b as ink supply means outside the case head 20, and a plurality of pressures are supplied. A reservoir 22 serving as a common liquid chamber for the generation chamber 11 is provided so as to penetrate the flow path forming substrate 12 in the thickness direction. The reservoir 22 and each pressure generation chamber 11 communicate with each other via an ink supply port 23, and ink is supplied to each pressure generation chamber 11 from an ink supply unit via an ink introduction port 21 and the reservoir 22. . Of course, the reservoir 22 does not need to be formed on the flow path forming substrate 12. For example, the reservoir 22 is provided in the case head 20, and the ink supply port 23 described later is provided in the vibration plate 15. The chamber 11 may be in liquid communication.

インク供給口23(液体供給口の一種)は、圧力発生室11毎に形成されている。また、インク供給口23は、圧力発生室11よりも狭い断面積で形成されているため、リザーバー22から圧力発生室11に流入するインクの流路抵抗を一定に保持する役割を果たしている。さらに、圧力発生室11のリザーバー22とは反対の端部側には、流路形成基板12を貫通して、圧力発生室11毎にノズル連通孔24が形成されている。   An ink supply port 23 (a kind of liquid supply port) is formed for each pressure generation chamber 11. Further, since the ink supply port 23 is formed with a cross-sectional area narrower than that of the pressure generation chamber 11, the ink supply port 23 plays a role of keeping the flow path resistance of the ink flowing from the reservoir 22 into the pressure generation chamber 11 constant. Further, a nozzle communication hole 24 is formed in each pressure generation chamber 11 on the end side opposite to the reservoir 22 of the pressure generation chamber 11 through the flow path forming substrate 12.

このように、本実施形態では、リザーバー22からインク供給口23を介して流路形成基板12の面方向にインクを流すことにより各圧力発生室11にインクを充填するように構成してある。すなわち、流路形成基板12には圧力発生室11、リザーバー22、インク供給口23、ノズル連通孔24が設けられている。   Thus, in the present embodiment, each pressure generating chamber 11 is filled with ink by flowing ink from the reservoir 22 through the ink supply port 23 in the surface direction of the flow path forming substrate 12. That is, the flow path forming substrate 12 is provided with the pressure generating chamber 11, the reservoir 22, the ink supply port 23, and the nozzle communication hole 24.

このような流路形成基板12は、シリコン単結晶基板からなり、流路形成基板12に設けられる上記圧力発生室11等は、流路形成基板12をエッチングすることによって形成されている。もちろん、流路形成基板12の材料としては、シリコン単結晶基板以外にステンレスなどの金属材料や感光性樹脂などの樹脂材料を用いても良い。   Such a flow path forming substrate 12 is made of a silicon single crystal substrate, and the pressure generating chamber 11 and the like provided on the flow path forming substrate 12 are formed by etching the flow path forming substrate 12. Of course, as the material for the flow path forming substrate 12, in addition to the silicon single crystal substrate, a metal material such as stainless steel or a resin material such as photosensitive resin may be used.

流路形成基板12の一方面側にはノズルプレート14が接着剤50を介して接着され、各ノズル開口13は、流路形成基板12に設けられたノズル連通孔24を介して各圧力発生室11と連通している。一方、流路形成基板12の他方面側には振動板15が接合されている。各圧力発生室11はこの振動板15によって画成されている。   The nozzle plate 14 is bonded to one surface side of the flow path forming substrate 12 via an adhesive 50, and each nozzle opening 13 is connected to each pressure generating chamber via a nozzle communication hole 24 provided in the flow path forming substrate 12. 11 communicates. On the other hand, the diaphragm 15 is bonded to the other surface side of the flow path forming substrate 12. Each pressure generating chamber 11 is defined by the diaphragm 15.

振動板15は、例えば樹脂フィルム等の弾性部材からなる弾性膜25と、この弾性膜25を支持する、例えば金属材料等からなる支持板26との複合板で形成されており、弾性膜25側が流路形成基板12に接着剤51を介して接合されている。   The vibration plate 15 is formed of a composite plate of an elastic film 25 made of an elastic member such as a resin film and a support plate 26 made of, for example, a metal material that supports the elastic film 25, and the elastic film 25 side is It is joined to the flow path forming substrate 12 via an adhesive 51.

また、振動板15の各圧力発生室11に対向する領域内には島部27が設けられ、島部27には圧電素子17の先端部が当接する。圧電素子17の先端部は、接着剤28によって島部27に接合されている。   In addition, an island portion 27 is provided in a region of the diaphragm 15 facing each pressure generating chamber 11, and the tip portion of the piezoelectric element 17 contacts the island portion 27. The tip of the piezoelectric element 17 is joined to the island 27 by an adhesive 28.

また、振動板15のリザーバー22に対向する領域には、支持板26がエッチングにより除去されて実質的に弾性膜25のみで構成されるコンプライアンス部29が設けられている。尚、コンプライアンス部29は、リザーバー22内の圧力変化が生じた時に、コンプライアンス部29の弾性膜25が変形することによって圧力変化を吸収し、リザーバー22内の圧力を常に一定に保持する役割を果たす。さらに、振動板15にはインク導入口21とリザーバー22とが液体的に連通するように開口30が設けられている。   In addition, in a region facing the reservoir 22 of the vibration plate 15, a compliance portion 29 configured by only the elastic film 25 is provided by removing the support plate 26 by etching. The compliance unit 29 absorbs the pressure change when the elastic film 25 of the compliance unit 29 is deformed when the pressure change in the reservoir 22 occurs, and plays a role of constantly maintaining the pressure in the reservoir 22. . Further, the diaphragm 15 is provided with an opening 30 so that the ink introduction port 21 and the reservoir 22 are in fluid communication.

圧電素子17は、一つの圧電素子ユニット18において一体的に形成されている。すなわち、圧電材料31と電極形成材料32,33とを縦に交互にサンドイッチ状に挟んで積層した圧電素子形成部材34を形成し、この圧電素子形成部材34を各圧力発生室11に対応して櫛歯状に切り分けることによって各圧電素子17が形成されている。   The piezoelectric element 17 is integrally formed in one piezoelectric element unit 18. That is, a piezoelectric element forming member 34 in which the piezoelectric material 31 and the electrode forming materials 32 and 33 are vertically sandwiched and laminated is formed to correspond to each pressure generating chamber 11. Each piezoelectric element 17 is formed by cutting into comb teeth.

圧電素子17(圧電素子形成部材34)の振動に寄与しない不活性領域、すなわち圧電素子17の基端部側が固定基板35に固着されている。本実施形態では、これら圧電素子17(圧電素子形成部材34)と固定基板35とで圧電素子ユニット18が構成されている。そして、圧電素子17の基端部近傍には、固定基板35とは反対側の面に、各圧電素子17を駆動するための信号を供給する配線36を有する回路基板37が接続されている。   An inactive region that does not contribute to vibration of the piezoelectric element 17 (piezoelectric element forming member 34), that is, the base end side of the piezoelectric element 17 is fixed to the fixed substrate 35. In the present embodiment, the piezoelectric element unit 18 is configured by the piezoelectric element 17 (piezoelectric element forming member 34) and the fixed substrate 35. In the vicinity of the base end portion of the piezoelectric element 17, a circuit board 37 having a wiring 36 for supplying a signal for driving each piezoelectric element 17 is connected to the surface opposite to the fixed board 35.

このような圧電素子ユニット18は、圧電素子17の先端部が、上述したように振動板15の島部27に当接された状態で固定されている。例えば、本実施形態では、振動板15上にケースヘッド20が固定されており、圧電素子ユニット18は、このケースヘッド20の収容部19内に収容されて、圧電素子17が固定された固定基板35が、圧電素子17とは反対面側でケースヘッド20に固定されている。具体的には、ケースヘッド20の収容部19内には、段差部38が設けられており、固定基板35は、このケースヘッド20の段差部38に接着剤39によって接合されている。   Such a piezoelectric element unit 18 is fixed in a state where the distal end portion of the piezoelectric element 17 is in contact with the island portion 27 of the diaphragm 15 as described above. For example, in this embodiment, the case head 20 is fixed on the diaphragm 15, and the piezoelectric element unit 18 is accommodated in the accommodating portion 19 of the case head 20, and the fixed substrate on which the piezoelectric element 17 is fixed. 35 is fixed to the case head 20 on the side opposite to the piezoelectric element 17. Specifically, a stepped portion 38 is provided in the accommodating portion 19 of the case head 20, and the fixed substrate 35 is bonded to the stepped portion 38 of the case head 20 with an adhesive 39.

さらにケースヘッド20上には、回路基板37の各配線36がそれぞれ接続される複数の導電パッド40が設けられた配線基板41が固定されており、ケースヘッド20の収容部19は、この配線基板41によって実質的に塞がれている。配線基板41には、ケースヘッド20の収容部19に対向する領域にスリット状の開口部42が形成されており、回路基板37はこの配線基板41の開口部42から収容部19の外側に引き出されている。   Further, a wiring board 41 provided with a plurality of conductive pads 40 to which the respective wirings 36 of the circuit board 37 are connected is fixed on the case head 20, and the housing portion 19 of the case head 20 is connected to the wiring board 41. 41 is substantially blocked. The wiring board 41 is formed with a slit-like opening 42 in a region facing the housing part 19 of the case head 20, and the circuit board 37 is drawn out of the housing part 19 from the opening 42 of the wiring board 41. It is.

また、圧電素子ユニット18を構成する回路基板37は、例えば、本実施形態では、圧電素子17を駆動するための駆動IC(不図示)が搭載されたチップオンフィルム(COF)からなる。そして、回路基板37の各配線36は、その基端部側では、例えば、半田、異方性導電材等によって圧電素子17を構成する電極形成材料32,33に接続されている。一方、先端部側では、各配線36は配線基板41の各導電パッド40に接合されている。具体的には、配線基板41の開口部42から収容部19の外側に引き出された回路基板37の先端部が配線基板41の表面に沿って折り曲げられた状態で、各配線36は配線基板41の各導電パッド40に接合されている。   Moreover, the circuit board 37 which comprises the piezoelectric element unit 18 consists of chip-on-film (COF) in which the drive IC (not shown) for driving the piezoelectric element 17 was mounted in this embodiment, for example. Each wiring 36 of the circuit board 37 is connected to the electrode forming materials 32 and 33 constituting the piezoelectric element 17 by, for example, solder, anisotropic conductive material, or the like on the base end side. On the other hand, each wiring 36 is joined to each conductive pad 40 of the wiring board 41 on the tip side. Specifically, each wiring 36 is connected to the wiring board 41 in a state in which the tip of the circuit board 37 drawn out of the housing part 19 from the opening 42 of the wiring board 41 is bent along the surface of the wiring board 41. The conductive pads 40 are joined to each other.

図3は、液体噴射ヘッド10の部分断面図である。図2、図3に示すように、流路形成基板12の液体流路とならない領域であって、圧力発生室11の列に対向する位置に、加熱体部として、例えばフィルムヒーターなどのヒーター60が備えられる。ヒーター60の振動板15側の面は、接着剤61を介して流路形成基板12と接続され、また、ヒーター60のノズルプレート14側の面は、接着剤50を介してノズルプレート14と接続される。また、図3に示すように、ヒーター60は、流路形成基板12の圧力発生室11と対向する領域には形成されているが、インク供給口23に対向する領域には及んで形成されていない。これは後述するが、インク供給口23を通過する液体を、ノズル開口13を通過する液体よりも高粘度にさせておく必要があるからである。   FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the liquid ejecting head 10. As shown in FIG. 2 and FIG. 3, a heater 60 such as a film heater is used as a heating body portion in a region that does not become a liquid flow path of the flow path forming substrate 12 and faces the row of the pressure generation chambers 11. Is provided. The surface of the heater 60 on the vibration plate 15 side is connected to the flow path forming substrate 12 via an adhesive 61, and the surface of the heater 60 on the nozzle plate 14 side is connected to the nozzle plate 14 via an adhesive 50. Is done. Further, as shown in FIG. 3, the heater 60 is formed in a region facing the pressure generation chamber 11 of the flow path forming substrate 12, but is formed so as to extend to a region facing the ink supply port 23. Absent. As will be described later, this is because the liquid passing through the ink supply port 23 needs to have a higher viscosity than the liquid passing through the nozzle opening 13.

図4は、ノズルプレート14に備えられたヒーター60の部分斜視図で、圧力発生室11側から見た図である。図4に示すように、ヒーター60は、ノズル開口13が並んで形成されたノズル列方向D4に亘って形成されている。   FIG. 4 is a partial perspective view of the heater 60 provided in the nozzle plate 14, as viewed from the pressure generation chamber 11 side. As shown in FIG. 4, the heater 60 is formed over the nozzle row direction D4 in which the nozzle openings 13 are formed side by side.

図5は、プリンター1の電気的な概略構成を示すブロック図である。プリンター1は、プリンターコントローラー70、プリントエンジン100を含んで概略構成されている。   FIG. 5 is a block diagram illustrating an electrical schematic configuration of the printer 1. The printer 1 is schematically configured including a printer controller 70 and a print engine 100.

プリンターコントローラー70は、ホストコンピューター200等の外部装置との間でデータの授受を行う外部インターフェース(外部I/F)71と、各種データ等を記憶するRAM72と、各種データ処理のための制御ルーチン等を記憶したROM75と、各部の制御を行う制御部73と、クロック信号CKを発生する発振回路74と、ヘッド駆動回路部101へ供給する駆動信号COMを発生する駆動信号発生回路76と、ドットパターンデータや駆動信号等をヘッド駆動回路部101に出力するための内部インターフェース(内部I/F)77とを備えている。   The printer controller 70 includes an external interface (external I / F) 71 that exchanges data with an external device such as the host computer 200, a RAM 72 that stores various data, a control routine for various data processing, and the like. ROM 75, a control unit 73 that controls each unit, an oscillation circuit 74 that generates a clock signal CK, a drive signal generation circuit 76 that generates a drive signal COM to be supplied to the head drive circuit unit 101, and a dot pattern An internal interface (internal I / F) 77 for outputting data, drive signals, and the like to the head drive circuit unit 101 is provided.

RAM72は、受信バッファー、中間バッファー、出力バッファー及びワークメモリー(不図示)として利用されるものである。受信バッファーには、ホストコンピューター200からの印刷データが一時的に記憶され、中間バッファーには中間コードデータが記憶され、出力バッファーにはドットパターンデータが展開される。   The RAM 72 is used as a reception buffer, an intermediate buffer, an output buffer, and a work memory (not shown). Print data from the host computer 200 is temporarily stored in the reception buffer, intermediate code data is stored in the intermediate buffer, and dot pattern data is expanded in the output buffer.

制御部73は、各部の制御を行うほか、ホストコンピューター200から外部I/F71を通じて印刷データを受信し、印刷データを中間コードデータに変換し、中間コードデータをドットパターンデータに変換する。   In addition to controlling each unit, the control unit 73 receives print data from the host computer 200 through the external I / F 71, converts the print data into intermediate code data, and converts the intermediate code data into dot pattern data.

制御部73は、このドットパターンデータを内部I/F77を通じてヘッド駆動回路部101に出力する。このドットパターンデータは、階調データをデコード(翻訳)することにより得られる印字データによって構成されている。   The control unit 73 outputs the dot pattern data to the head drive circuit unit 101 through the internal I / F 77. This dot pattern data is constituted by print data obtained by decoding (translating) gradation data.

制御部73は、発振回路74からのクロック信号CKに基づいてヘッド駆動回路部101に対してラッチ信号やチャンネル信号等を供給する。これらのラッチ信号LATやチャンネル信号CHに含まれるラッチパルスやチャンネルパルスは、駆動信号を構成する各パルスの供給タイミングを規定する。   The control unit 73 supplies a latch signal, a channel signal, and the like to the head drive circuit unit 101 based on the clock signal CK from the oscillation circuit 74. The latch pulse and channel pulse included in these latch signal LAT and channel signal CH define the supply timing of each pulse constituting the drive signal.

駆動信号発生回路76は、制御部73によって制御され、圧電素子17を駆動するための駆動信号を発生する。駆動信号発生回路76は、ノズル開口13(図2参照)からインクをインク滴(液滴の一種)として吐出させて記録用紙P上にドットを形成させるための吐出駆動パルスや、ノズル開口13に露出したインクの自由表面、即ち、メニスカスを微振動させてインクを攪拌するための微振動パルス等を一吐出周期内に含む駆動信号COMを発生するように構成されている。   The drive signal generation circuit 76 is controlled by the control unit 73 and generates a drive signal for driving the piezoelectric element 17. The drive signal generating circuit 76 discharges ink as ink droplets (a type of droplet) from the nozzle opening 13 (see FIG. 2), and forms ejection dots on the recording paper P, and the nozzle opening 13 It is configured to generate a drive signal COM that includes a fine vibration pulse for agitating the ink by slightly vibrating the free surface of the exposed ink, that is, the meniscus.

次に、プリントエンジン100の構成について説明する。プリントエンジン100は、キャリッジモーター6とキャリッジモーター6を駆動するための駆動回路部107、紙送りモーター7と紙送りモーター7を駆動するための駆動回路部108と、リニアエンコーダー110、リニアエンコーダー110から出力されたエンコーダーパルスをカウントするための計数回路部109、液体噴射ヘッド10に備えられた圧電素子17を駆動するためのヘッド駆動回路部101、液体噴射ヘッド10の圧力発生室11を加熱するための圧力発生室加熱部114、圧力発生室11内のインクの温度を検出するための液体温度検出部111とから構成されている。   Next, the configuration of the print engine 100 will be described. The print engine 100 includes a carriage motor 6, a drive circuit unit 107 for driving the carriage motor 6, a paper feed motor 7, a drive circuit unit 108 for driving the paper feed motor 7, a linear encoder 110, and the linear encoder 110. A counting circuit 109 for counting the output encoder pulses, a head driving circuit 101 for driving the piezoelectric element 17 provided in the liquid ejecting head 10, and a pressure generating chamber 11 of the liquid ejecting head 10 are heated. The pressure generating chamber heating unit 114 and the liquid temperature detecting unit 111 for detecting the temperature of the ink in the pressure generating chamber 11 are configured.

制御部73は、エンコーダーパルスがカウントされた値を計数回路部109から取得し、キャリッジ9(液体噴射ヘッド10)の主走査方向D1における走査位置を認識できる。   The control unit 73 acquires the value obtained by counting the encoder pulses from the counting circuit unit 109, and can recognize the scanning position of the carriage 9 (liquid ejecting head 10) in the main scanning direction D1.

ヘッド駆動回路部101は、シフトレジスター(SR)102、ラッチ103、デコーダー104、レベルシフター(LS)105、スイッチ106を備えている。プリンターコントローラー70から出力されたドットパターンデータSIは、発振回路74からのクロック信号CKに同期して、シフトレジスター102にシリアル伝送される。ドットパターンデータSIは、2ビットのデータであり、例えば、非記録(微振動)、小ドット、中ドット、大ドットからなる4階調の記録階調(吐出階調)を表す階調情報によって構成されている。具体的には、非記録は階調情報「00」、小ドットは階調情報「01」、中ドットが階調情報「10」、大ドットが階調情報「11」と表される。   The head drive circuit unit 101 includes a shift register (SR) 102, a latch 103, a decoder 104, a level shifter (LS) 105, and a switch 106. The dot pattern data SI output from the printer controller 70 is serially transmitted to the shift register 102 in synchronization with the clock signal CK from the oscillation circuit 74. The dot pattern data SI is 2-bit data. For example, the dot pattern data SI is represented by gradation information representing four recording gradations (ejection gradations) including non-recording (fine vibration), small dots, medium dots, and large dots. It is configured. Specifically, non-printing is represented by gradation information “00”, small dots are represented by gradation information “01”, medium dots are represented by gradation information “10”, and large dots are represented by gradation information “11”.

シフトレジスター102には、ラッチ103が電気的に接続されており、プリンターコントローラー70からのラッチ信号(LAT)がラッチ103に入力されると、シフトレジスター102のドットパターンデータをラッチする。このラッチ103にラッチされたドットパターンデータは、デコーダー104に入力される。デコーダー104は、2ビットのドットパターンデータを翻訳してパルス選択データを生成する。このパルス選択データは、駆動信号COMを構成する各パルスに各ビットを夫々対応させることで構成されている。そして、各ビットの内容、例えば、「0」,「1」に応じて圧電素子17に対する吐出駆動パルスの供給又は非供給が選択される。   A latch 103 is electrically connected to the shift register 102. When a latch signal (LAT) from the printer controller 70 is input to the latch 103, the dot pattern data in the shift register 102 is latched. The dot pattern data latched by the latch 103 is input to the decoder 104. The decoder 104 translates 2-bit dot pattern data to generate pulse selection data. This pulse selection data is constituted by associating each bit with each pulse constituting the drive signal COM. Then, supply or non-supply of the ejection drive pulse to the piezoelectric element 17 is selected according to the contents of each bit, for example, “0” and “1”.

デコーダー104は、ラッチ信号(LAT)又はチャンネル信号(CH)の受信を契機にパルス選択データをレベルシフター105に出力する。この場合、パルス選択データは、上位ビットから順にレベルシフター105に入力される。このレベルシフター105は、電圧増幅器として機能し、パルス選択データが「1」の場合、スイッチ106を駆動できる電圧、例えば数十ボルト程度の電圧に昇圧された電気信号を出力する。レベルシフター105で昇圧された「1」のパルス選択データは、スイッチ106に供給される。スイッチ106の入力側には、駆動信号発生回路76からの駆動信号COMが供給されており、スイッチ106の出力側には、圧電素子17が接続されている。   The decoder 104 outputs pulse selection data to the level shifter 105 when receiving the latch signal (LAT) or the channel signal (CH). In this case, the pulse selection data is input to the level shifter 105 in order from the upper bit. The level shifter 105 functions as a voltage amplifier. When the pulse selection data is “1”, the level shifter 105 outputs an electric signal boosted to a voltage capable of driving the switch 106, for example, a voltage of about several tens of volts. The pulse selection data “1” boosted by the level shifter 105 is supplied to the switch 106. The drive signal COM from the drive signal generation circuit 76 is supplied to the input side of the switch 106, and the piezoelectric element 17 is connected to the output side of the switch 106.

パルス選択データは、スイッチ106の作動、つまり、駆動信号中の駆動パルスの圧電素子17への供給を制御する。例えば、スイッチ106に入力されるパルス選択データが「1」である期間中は、スイッチ106が接続状態になって、対応する吐出駆動パルスが圧電素子17に供給され、この吐出駆動パルスの波形に倣って圧電素子17の電位レベルが変化する。一方、パルス選択データが「0」である期間中は、レベルシフター105からはスイッチ106を作動させるための電気信号が出力されない。このため、スイッチ106は切断状態となり、圧電素子17へは吐出駆動パルスが供給されない。   The pulse selection data controls the operation of the switch 106, that is, the supply of the drive pulse in the drive signal to the piezoelectric element 17. For example, during the period when the pulse selection data input to the switch 106 is “1”, the switch 106 is in a connected state, and the corresponding ejection drive pulse is supplied to the piezoelectric element 17, and the waveform of this ejection drive pulse is Following this, the potential level of the piezoelectric element 17 changes. On the other hand, during the period when the pulse selection data is “0”, the level shifter 105 does not output an electrical signal for operating the switch 106. For this reason, the switch 106 is in a disconnected state, and the ejection drive pulse is not supplied to the piezoelectric element 17.

このような動作を行うデコーダー104、レベルシフター105、スイッチ106、制御部73、及び駆動信号発生回路76は、吐出制御手段として機能し、ドットパターンデータSIに基づき、駆動信号の中から吐出駆動パルスを選択して圧電素子17に印加(供給)する。その結果、吐出駆動パルスの電圧変化に応じて圧電素子17が伸張又は収縮し、この圧電素子17の伸縮に伴って圧力発生室11(図2参照)が膨張又は収縮することにより、ドットパターンデータSIを構成する階調情報に応じた量のインク滴がノズルから吐出される。   The decoder 104, the level shifter 105, the switch 106, the control unit 73, and the drive signal generation circuit 76 that perform such an operation function as an ejection control unit, and based on the dot pattern data SI, eject drive pulses from the drive signal. Is selected and applied (supplied) to the piezoelectric element 17. As a result, the piezoelectric element 17 expands or contracts in accordance with the voltage change of the ejection drive pulse, and the pressure generation chamber 11 (see FIG. 2) expands or contracts as the piezoelectric element 17 expands and contracts, thereby generating dot pattern data. An amount of ink droplets corresponding to the gradation information constituting SI is ejected from the nozzles.

圧力発生室加熱部114は、液体噴射ヘッド10に備えられた加熱体部としてのヒーター60と、ヒーター60に通電し、ヒーター60を発熱させる通電回路部115とから構成される。   The pressure generation chamber heating unit 114 includes a heater 60 as a heating unit provided in the liquid ejecting head 10, and an energization circuit unit 115 that energizes the heater 60 and causes the heater 60 to generate heat.

液体温度検出部111は、温度センサー113としてのサーミスター(不図示)とサーミスターから出力された信号を検出する検出回路部112とから構成される。サーミスターは、図3の圧力発生室11の近傍である、例えばノズルプレート14または流路形成基板12に備えられ、ノズルプレート14または流路形成基板12を介して圧力発生室11内のインクの温度を検出する。ノズル開口13から吐出されるインクの粘度は、吐出しやすい一定の粘度にする必要がある。ノズル開口13のメニスカスを利用して吐出する液体のスピードや量を制御するためには、低粘度化しすぎるのも良くない。しかしながら、圧力発生室11内に流れてくる液体の粘度は使用環境や噴射頻度によって一定ではない。また、粘度と温度とは相関がある。   The liquid temperature detection unit 111 includes a thermistor (not shown) as the temperature sensor 113 and a detection circuit unit 112 that detects a signal output from the thermistor. The thermistor is provided in, for example, the nozzle plate 14 or the flow path forming substrate 12 in the vicinity of the pressure generating chamber 11 in FIG. 3, and the ink in the pressure generating chamber 11 is passed through the nozzle plate 14 or the flow path forming substrate 12. Detect temperature. The viscosity of the ink discharged from the nozzle opening 13 needs to be a constant viscosity that is easy to discharge. In order to control the speed and amount of the liquid ejected using the meniscus of the nozzle opening 13, it is not good that the viscosity is too low. However, the viscosity of the liquid flowing into the pressure generating chamber 11 is not constant depending on the use environment and the injection frequency. Moreover, there is a correlation between viscosity and temperature.

そのため、加熱制御部78は、温度センサー113と検出回路部112とからなる液体温度検出部111によって圧力発生室11内の温度を検出することで、圧力発生室11内の粘度を把握し、通電回路部115から出力される通電量を制御し、ヒーター60から発熱される発熱量を制御する。   Therefore, the heating control unit 78 detects the temperature in the pressure generation chamber 11 by the liquid temperature detection unit 111 including the temperature sensor 113 and the detection circuit unit 112, thereby grasping the viscosity in the pressure generation chamber 11 and energizing. The energization amount output from the circuit unit 115 is controlled, and the heat generation amount generated from the heater 60 is controlled.

加熱制御部78は、ROM75に記憶された制御プログラムから構成され、制御部73がROM75から制御プログラムを読み出して、RAM72で実行することによって機能する。   The heating control unit 78 includes a control program stored in the ROM 75, and functions when the control unit 73 reads out the control program from the ROM 75 and executes it in the RAM 72.

以上、本実施形態におけるプリンター1に備えられた液体噴射ヘッド10は、複数のノズル開口13からなるノズル列が形成されたノズルプレート14と、ノズルプレート14と接し、複数のノズル開口13のそれぞれに連通路としてのノズル連通孔24を介して連通する複数の圧力発生室11が、ノズル列方向D4に形成された流路形成基板12と、ノズルプレート14と接し、複数の圧力発生室11と対向する位置に設けられ、複数の圧力発生室11内の液体としてのインクを加熱する少なくとも一つの加熱体部としてのヒーター60と、を備え、ヒーター60は、ノズル列方向D4に亘って形成されている。   As described above, the liquid ejecting head 10 provided in the printer 1 according to the present embodiment is in contact with the nozzle plate 14 in which the nozzle row including the plurality of nozzle openings 13 is formed and the nozzle plate 14. A plurality of pressure generating chambers 11 communicating with each other through a nozzle communication hole 24 as a communication path are in contact with the flow path forming substrate 12 formed in the nozzle row direction D4 and the nozzle plate 14 and face the plurality of pressure generating chambers 11. And a heater 60 as at least one heating body section that heats ink as liquid in the plurality of pressure generation chambers 11, and the heater 60 is formed across the nozzle row direction D4. Yes.

この構成によれば、ヒーター60から発生した熱がノズルプレート14を伝導してノズル開口13を流れるインクの温度を上げるとともに、圧力発生室11内を流れるインクの温度を上げることができる。そのため、高粘度の液体であるインクをノズル開口13から吐出させることが可能となる。また、少なくとも一つのヒーター60が、ノズル列方向D4に亘って形成されている。そのため、ヒーター60によって、液体噴射ヘッド10に形成された複数のノズル開口13を通過するインクと、複数の圧力発生室11内を流れるインクの温度を上げることができる。従って、少なくとも一つのヒーター60を液体噴射ヘッド10に形成すればよいので、ヒーター60を容易に形成することが可能となる。   According to this configuration, the heat generated from the heater 60 is conducted through the nozzle plate 14 to increase the temperature of the ink flowing through the nozzle opening 13, and the temperature of the ink flowing through the pressure generating chamber 11 can be increased. Therefore, it is possible to eject ink that is a highly viscous liquid from the nozzle openings 13. Further, at least one heater 60 is formed over the nozzle row direction D4. Therefore, the temperature of the ink that passes through the plurality of nozzle openings 13 formed in the liquid ejecting head 10 and the ink that flows in the plurality of pressure generation chambers 11 can be increased by the heater 60. Accordingly, since at least one heater 60 may be formed in the liquid ejecting head 10, the heater 60 can be easily formed.

また、圧力発生室11よりも上流側には圧力発生室11に連通する液体供給口としてのインク供給口23を備える。インク供給口23がノズルプレート14に対向する位置には、ヒーター60は備えられていない。このため、ノズルプレート14に対向する位置にヒーター60が備えられた圧力発生室11内を流れ、ノズル開口13を通過するインクの温度は、インク供給口23内を通過するインクの温度より高い。従って、ノズル開口13からインクが吐出されているとき、ノズル開口13を通過するインクの粘度は、インク供給口23を通過するインクの粘度より低いことになる。   In addition, an ink supply port 23 serving as a liquid supply port communicating with the pressure generation chamber 11 is provided upstream of the pressure generation chamber 11. The heater 60 is not provided at a position where the ink supply port 23 faces the nozzle plate 14. For this reason, the temperature of the ink flowing in the pressure generating chamber 11 provided with the heater 60 at a position facing the nozzle plate 14 and passing through the nozzle opening 13 is higher than the temperature of the ink passing through the ink supply port 23. Therefore, when ink is ejected from the nozzle opening 13, the viscosity of the ink passing through the nozzle opening 13 is lower than the viscosity of the ink passing through the ink supply port 23.

この構成によれば、圧力発生素子となる圧電素子17が駆動した結果、圧力発生室11内の圧力が発生した際に、圧力発生室11内のインクは、圧力発生室11の上流側よりも相対的に圧力発生室11の下流側にあるノズル開口13側に流れようとするので、圧力発生室11内のインクをノズル開口13から吐出することが容易となる。   According to this configuration, when the pressure in the pressure generation chamber 11 is generated as a result of the driving of the piezoelectric element 17 serving as the pressure generation element, the ink in the pressure generation chamber 11 is more than the upstream side of the pressure generation chamber 11. Since it tends to flow toward the nozzle opening 13 which is relatively downstream of the pressure generating chamber 11, it becomes easy to discharge the ink in the pressure generating chamber 11 from the nozzle opening 13.

また、本実施形態で説明したプリンター1は、液体噴射ヘッド10と、加熱体部としてのヒーター60に通電し、ヒーター60を発熱させる通電回路部115と、温度センサー113としてのサーミスターを有し、圧力発生室11内の液体の温度を検出する液体温度検出部111と、液体温度検出部111によって検出された温度に基づいて、通電回路部115を制御し、ヒーター60の発熱量を制御する加熱制御部78と、を備える。   In addition, the printer 1 described in the present embodiment includes the liquid ejecting head 10, the energization circuit unit 115 that energizes the heater 60 as the heating body unit to generate heat, and the thermistor as the temperature sensor 113. The liquid temperature detection unit 111 that detects the temperature of the liquid in the pressure generation chamber 11 and the energization circuit unit 115 are controlled based on the temperature detected by the liquid temperature detection unit 111 to control the amount of heat generated by the heater 60. A heating control unit 78.

この構成によれば、液体噴射ヘッド10に形成された複数の圧力発生室11内のインクの温度の範囲を調整することができる。そのため、複数の圧力発生室11内のインクの粘度の範囲を調整し、ノズル開口13から高粘度のインクを噴射させることが容易となる。従って、ヒーター60を加熱するための制御手段を容易に構築することができる。   According to this configuration, the temperature range of the ink in the plurality of pressure generating chambers 11 formed in the liquid ejecting head 10 can be adjusted. Therefore, it becomes easy to adjust the range of the viscosity of the ink in the plurality of pressure generating chambers 11 and eject the high viscosity ink from the nozzle opening 13. Therefore, a control means for heating the heater 60 can be easily constructed.

(第2実施形態)
第2実施形態では、流路形成基板12とヒーター60との間に空洞を設けた液体噴射ヘッドについて説明する。図6は、第2実施形態における液体噴射ヘッド10aの断面図である。
(Second Embodiment)
In the second embodiment, a liquid ejecting head in which a cavity is provided between the flow path forming substrate 12 and the heater 60 will be described. FIG. 6 is a cross-sectional view of the liquid jet head 10a in the second embodiment.

図6の液体噴射ヘッド10aには、液体噴射方向D3と交わる方向において、ヒーター60のリザーバー22側に空洞62を設け、ヒーター60のノズル連通孔24側に空洞63が設けられている。空洞62,63により、ヒーター60からの熱が、液体噴射方向D3と交わる方向に伝わることが抑制される。すなわち、ヒーター60と流路形成基板12において、液体噴射方向D3と交わる方向における熱伝導性は、液体噴射方向D3における熱伝導性より低くすることができる。   In the liquid jet head 10a of FIG. 6, a cavity 62 is provided on the reservoir 22 side of the heater 60 and a cavity 63 is provided on the nozzle communication hole 24 side of the heater 60 in a direction intersecting the liquid jet direction D3. The cavities 62 and 63 prevent heat from the heater 60 from being transmitted in the direction intersecting the liquid ejection direction D3. That is, in the heater 60 and the flow path forming substrate 12, the thermal conductivity in the direction intersecting with the liquid ejecting direction D3 can be made lower than the thermal conductivity in the liquid ejecting direction D3.

従って、ヒーター60で発生した熱量のうち、液体噴射方向D3に伝わる熱量の割合が増えるので、圧力発生室11内のインクの温度がさらに上がる。   Accordingly, the ratio of the amount of heat transmitted in the liquid ejecting direction D3 out of the amount of heat generated by the heater 60 increases, so that the temperature of the ink in the pressure generation chamber 11 further increases.

本実施形態におけるその他の構成は、第1実施形態で説明した構成と同じである。   Other configurations in the present embodiment are the same as those described in the first embodiment.

(第3実施形態)
第2実施形態では、液体噴射方向D3と交わる方向において、ヒーター60の両側に空洞を設けたが、第3実施形態では、ヒーター60の片側に空洞を設けた液体噴射ヘッドについて説明する。図7は、第3実施形態における液体噴射ヘッド10bの断面図である。
(Third embodiment)
In the second embodiment, cavities are provided on both sides of the heater 60 in the direction intersecting with the liquid ejecting direction D3. In the third embodiment, a liquid ejecting head in which a cavity is provided on one side of the heater 60 will be described. FIG. 7 is a cross-sectional view of the liquid jet head 10b according to the third embodiment.

図7に示すように、液体噴射方向D3と交わる方向において、ヒーター60のリザーバー22側に空洞62を設け、ヒーター60のノズル連通孔24側には空洞を設けない。   As shown in FIG. 7, in the direction crossing the liquid ejecting direction D <b> 3, the cavity 62 is provided on the reservoir 22 side of the heater 60, and no cavity is provided on the nozzle communication hole 24 side of the heater 60.

これにより、ヒーター60からノズル連通孔24側への熱伝導性は、ヒーター60からリザーバー22側への熱伝導性より高い。これにより、ノズル連通孔24内を流れるインクの温度は、リザーバー22内を流れるインクの温度より高くなる。   Thereby, the thermal conductivity from the heater 60 to the nozzle communication hole 24 side is higher than the thermal conductivity from the heater 60 to the reservoir 22 side. As a result, the temperature of the ink flowing in the nozzle communication hole 24 becomes higher than the temperature of the ink flowing in the reservoir 22.

これにより、ノズル開口13からインクが吐出されているとき、ノズル開口13を通過するインクの粘度は、リザーバー22内を通過するインクの粘度より低い。従って、圧力発生室11内のインクが、圧力発生室11の上流側に位置するリザーバー22側よりも圧力発生室11の下流側にあるノズル開口13側に流れようとするので、インクをノズル開口13から吐出することが容易となる。   Thereby, when ink is ejected from the nozzle opening 13, the viscosity of the ink passing through the nozzle opening 13 is lower than the viscosity of the ink passing through the reservoir 22. Accordingly, the ink in the pressure generation chamber 11 tends to flow toward the nozzle opening 13 on the downstream side of the pressure generation chamber 11 rather than the reservoir 22 side positioned on the upstream side of the pressure generation chamber 11. It becomes easy to discharge from 13.

本実施形態におけるその他の構成は、第1実施形態で説明した構成と同じである。   Other configurations in the present embodiment are the same as those described in the first embodiment.

(第4実施形態)
第4実施形態では、圧力発生室11のヒーター60側に、熱伝導性プレートを備えた液体噴射ヘッドについて説明する。図8は、第4実施形態における液体噴射ヘッド10cの断面図である。
(Fourth embodiment)
In the fourth embodiment, a liquid jet head including a heat conductive plate on the heater 60 side of the pressure generation chamber 11 will be described. FIG. 8 is a cross-sectional view of the liquid jet head 10c in the fourth embodiment.

図8の液体噴射ヘッド10cの圧力発生室11のヒーター60側に、熱伝導性プレート64を備える。熱伝導性プレート64は、流路形成基板12を形成するシリコンより熱伝導性が高く、例えば、ステンレスやニッケルなどの部材によって形成され、圧力発生室11におけるヒーター60側の一部の壁面を構成する。   A heat conductive plate 64 is provided on the heater 60 side of the pressure generating chamber 11 of the liquid jet head 10c of FIG. The thermal conductive plate 64 has higher thermal conductivity than silicon forming the flow path forming substrate 12, and is formed of, for example, a member such as stainless steel or nickel, and constitutes a part of the wall surface on the heater 60 side in the pressure generation chamber 11. To do.

これにより、熱伝導性プレート64によってヒーター60と圧力発生室11との熱伝導性が向上する。これにより、ヒーター60から発生した熱が熱伝導性プレート64を伝導して圧力発生室11内を流れるインクの温度をさらに上げることができる。   Thereby, the heat conductivity between the heater 60 and the pressure generating chamber 11 is improved by the heat conductive plate 64. Thereby, the heat generated from the heater 60 can be conducted through the heat conductive plate 64 to further increase the temperature of the ink flowing in the pressure generating chamber 11.

本実施形態では、図7を用いて説明したように、ヒーター60のリザーバー22側に空洞62を有し、ヒーター60からの熱伝導性を低くしている。   In the present embodiment, as described with reference to FIG. 7, the cavity 62 is provided on the reservoir 22 side of the heater 60 to reduce the thermal conductivity from the heater 60.

本実施形態におけるその他の構成は、第1実施形態で説明した構成と同じである。   Other configurations in the present embodiment are the same as those described in the first embodiment.

第1実施形態から第4実施形態においては、液体噴射ヘッド10,10a,10b,10cには一つのヒーター60を備えたが、長手方向がノズル列方向D4の複数のヒーターを備えてもよい。   In the first to fourth embodiments, the liquid ejecting heads 10, 10a, 10b, and 10c are each provided with one heater 60, but may be provided with a plurality of heaters whose longitudinal direction is the nozzle row direction D4.

また、第1実施形態から第4実施形態においては、記録用紙Pが搬送する副走査方向D2のノズル列が形成された液体噴射ヘッドを備えたプリンターについて説明したが、主走査方向D1にノズル列が形成された液体噴射ヘッドを備えたプリンターにも適用する。   In the first to fourth embodiments, the printer including the liquid ejecting head in which the nozzle row in the sub-scanning direction D2 that the recording paper P conveys has been described. However, the nozzle row in the main scanning direction D1 is described. The present invention is also applied to a printer including a liquid ejecting head in which is formed.

また、第1実施形態から第4実施形態においては、液体噴射ヘッドの一例として、記録用紙Pに画像を形成するインクジェット式液体噴射ヘッドについて説明したが、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ELディスプレイ、FED(電界放出ディスプレー)等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオchip製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等にも適用する。   In the first to fourth embodiments, the ink jet liquid ejecting head that forms an image on the recording paper P has been described as an example of the liquid ejecting head. However, the liquid ejecting head is used for manufacturing a color filter such as a liquid crystal display. The present invention is also applied to color material ejection heads, organic EL displays, electrode material ejection heads used for electrode formation such as FEDs (field emission displays), bioorganic matter ejection heads used for biochip production, and the like.

1…インクジェット式プリンター、10,10a,10b,10c…液体噴射ヘッド、11…圧力発生室、12…流路形成基板、13…ノズル開口、14…ノズルプレート、24…ノズル連通孔、60…ヒーター、62,63…空洞、64…熱伝導性プレート、78…加熱制御部、111…液体温度検出部、115…通電回路部、D4…ノズル列方向。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Inkjet printer 10, 10a, 10b, 10c ... Liquid ejecting head, 11 ... Pressure generating chamber, 12 ... Flow path forming substrate, 13 ... Nozzle opening, 14 ... Nozzle plate, 24 ... Nozzle communication hole, 60 ... Heater 62, 63 ... cavity, 64 ... heat conductive plate, 78 ... heating control part, 111 ... liquid temperature detection part, 115 ... energization circuit part, D4 ... nozzle row direction.

Claims (5)

複数のノズル開口からなるノズル列が形成されたノズルプレートと、
前記ノズルプレートと接し、前記複数のノズル開口のそれぞれに連通路を介して連通する複数の圧力発生室が、前記ノズル列方向に形成された流路形成基板と、
前記ノズルプレートと接し、前記複数の圧力発生室と対向する位置であって液体が流れる流路外に設けられ、前記複数の圧力発生室内の液体を加熱する少なくとも一つの加熱体部と、を備え、
前記加熱体部は、前記ノズル列方向に亘って形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
A nozzle plate formed with a nozzle row composed of a plurality of nozzle openings;
A plurality of pressure generating chambers that are in contact with the nozzle plate and communicate with each of the plurality of nozzle openings via communication passages, and a flow path forming substrate formed in the nozzle row direction;
At least one heating body portion that is in contact with the nozzle plate and is located at a position facing the plurality of pressure generation chambers and outside the flow path through which the liquid flows, and heats the liquid in the plurality of pressure generation chambers. ,
The liquid ejecting head according to claim 1, wherein the heating body portion is formed in the nozzle row direction.
請求項1に記載の液体噴射ヘッドであって、
前記圧力発生室と前記加熱体部とが対向する方向と直交する方向において、前記流路形成基板と前記加熱体部との間には空洞が設けられたことを特徴とする液体噴射ヘッド。
The liquid ejecting head according to claim 1,
A liquid ejecting head, wherein a cavity is provided between the flow path forming substrate and the heating body portion in a direction orthogonal to a direction in which the pressure generating chamber and the heating body portion face each other.
請求項1または請求項2に記載の液体噴射ヘッドであって、
前記圧力発生室と前記加熱体部とが対向する方向において、前記流路形成基板より高い熱伝導性を有し、前記圧力発生室の一部の壁面を形成し、前記加熱体部と接する熱伝導性プレートを備えたことを特徴とする液体噴射ヘッド。
The liquid ejecting head according to claim 1 or 2,
Heat that has higher thermal conductivity than the flow path forming substrate in a direction in which the pressure generation chamber and the heating body portion face each other, forms a part of the wall surface of the pressure generation chamber, and is in contact with the heating body portion A liquid ejecting head comprising a conductive plate.
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドであって、
前記圧力発生室よりも上流側には前記圧力発生室に連通する液体供給口をさらに備え、
前記ノズル開口から液体が吐出されているとき、前記ノズル開口を通過する液体の粘度は、前記液体供給口を通過する液体の粘度より低いことを特徴とする液体噴射ヘッド。
The liquid ejecting head according to any one of claims 1 to 3,
A liquid supply port communicating with the pressure generation chamber is further provided on the upstream side of the pressure generation chamber,
The liquid ejecting head according to claim 1, wherein when the liquid is discharged from the nozzle opening, the viscosity of the liquid passing through the nozzle opening is lower than the viscosity of the liquid passing through the liquid supply port.
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドと、
前記加熱体部に通電し、前記加熱体部を発熱させる通電回路部と、
温度センサーを有し、前記圧力発生室内の液体の温度を検出する液体温度検出部と、
前記液体温度検出部によって検出された前記温度に基づいて、前記通電回路部を制御し、前記加熱体部の発熱量を制御する加熱制御部と、を備えたことを特徴とする液体噴射装置。
The liquid jet head according to any one of claims 1 to 4,
An energizing circuit section for energizing the heating body section and generating heat in the heating body section;
A liquid temperature detector having a temperature sensor and detecting the temperature of the liquid in the pressure generating chamber;
A liquid ejecting apparatus comprising: a heating control unit that controls the energization circuit unit based on the temperature detected by the liquid temperature detection unit and controls a heat generation amount of the heating body unit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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