JP2014087993A - Droplet discharge head, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液滴を吐出するインクジェットヘッド等の液滴吐出ヘッド、及び、その液滴吐出ヘッドを備えた画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a droplet discharge head such as an inkjet head that discharges droplets, and an image forming apparatus including the droplet discharge head.
この種の液滴吐出ヘッドは、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等の画像形成装置の記録ヘッドとして用いられる。ここでいう画像形成装置は、記録材上に画像を形成するものであるが、その記録材の材質は紙に限定されるものではなく、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等のあらゆる記録材に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味する。そして、画像形成とは、文字や図形等の意味を持つ画像を記録材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記録材に付与する(単に液滴を吐出する)ことをも意味する。 This type of droplet discharge head is used as a recording head of an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile machine, or a plotter. The image forming apparatus here forms an image on a recording material, but the material of the recording material is not limited to paper, and is a thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, It means an apparatus for forming an image by discharging a liquid onto any recording material such as wood or ceramics. Image formation not only applies an image having a meaning such as a character or a figure to a recording material, but also applies an image having no meaning such as a pattern to the recording material (simply ejects a droplet). ) Also means.
また、液滴として吐出される液体は、所謂インクに限るものではなく、吐出されるときに液体となるものであれば特に限定されるものではなく、例えばDNA試料、レジスト、パターン材料なども含まれる。したがって、いわゆる画像プリントだけでなく、インクジェット技術を利用した三次元造型技術や血液の点滴などにも利用されるものである。 The liquid ejected as droplets is not limited to so-called ink, and is not particularly limited as long as it becomes liquid when ejected, and includes, for example, DNA samples, resists, pattern materials, and the like. It is. Therefore, it is used not only for so-called image printing, but also for three-dimensional molding technology using the ink jet technology and blood drip.
上記画像形成装置の一つとして、液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドを搭載したキャリッジを往復移動させながらインクジェットヘッドからインク滴を吐出する。そして、吐出したインク滴を記録材上に着弾させることにより画像パターンを形成するインクジェットプリンタが知られている。 As one of the image forming apparatuses, ink droplets are ejected from the inkjet head while reciprocating a carriage on which the inkjet head, which is a droplet ejection head, is mounted. An ink jet printer that forms an image pattern by landing ejected ink droplets on a recording material is known.
このインクジェットヘッドは、インク滴を吐出する複数のノズルからなるノズル列が形成されたノズル基板と、各ノズルにそれぞれ連通しノズル列方向に沿って形成された、インクを収容する複数の個別液室とを有している。また、個別液室内を昇圧するための圧力発生手段と、各個別液室に連通し個別液室に供給するインクを収容するノズル列方向に長尺な共通液室と、共通液室の一壁面を形成し共通液室にインクを供給するためのインク供給孔が設けられた供給孔形成基板を有している。そして、外部のインクタンクから送られたインクを、インク供給孔を経由して共通液室に供給し、共通液室から各個別液室を経由してノズル板に設けられたノズルに供給している。 The inkjet head includes a nozzle substrate on which a nozzle array composed of a plurality of nozzles for ejecting ink droplets is formed, and a plurality of individual liquid chambers that communicate with each nozzle and that are formed along the direction of the nozzle array and contain ink. And have. Also, pressure generating means for increasing the pressure in the individual liquid chamber, a common liquid chamber that is long in the direction of the nozzle row that communicates with each individual liquid chamber and stores ink to be supplied to the individual liquid chamber, and one wall surface of the common liquid chamber And a supply hole forming substrate provided with ink supply holes for supplying ink to the common liquid chamber. Then, the ink sent from the external ink tank is supplied to the common liquid chamber via the ink supply holes, and is supplied from the common liquid chamber to the nozzles provided on the nozzle plate via the individual liquid chambers. Yes.
最近では、記録が必要な時にのみインク滴を吐出するように構成されたオン・デマンド方式のインクジェットプリンタが主流になっている。このオン・デマンド方式のインクジェットプリンタにインクジェットヘッドが搭載されている。このインクジェットヘッドとしては、個別液室内に設けた圧力発生手段としての圧電素子の変位により個別液室内の圧力を高めてノズルからインクを吐出させる圧電式のものがある。この方式においては、駆動回路部材である駆動ICチップからの駆動信号で圧力発生手段である圧電素子を駆動させ、ノズルからインク液滴を吐出して記録材上に着弾させている。 Recently, on-demand ink jet printers configured to eject ink droplets only when recording is required have become mainstream. An ink jet head is mounted on this on-demand ink jet printer. As this ink jet head, there is a piezoelectric type in which the pressure in the individual liquid chamber is increased by the displacement of a piezoelectric element as pressure generating means provided in the individual liquid chamber, and ink is ejected from the nozzle. In this method, a piezoelectric element that is pressure generating means is driven by a drive signal from a drive IC chip that is a drive circuit member, and ink droplets are ejected from nozzles to land on a recording material.
近年、インクジェットヘッドの小型化の要求が一段と増している。この要求に応える一つの方法として、駆動ICチップをインクジェットヘッドに実装する構成が提案されている(特許文献1など)。
In recent years, there has been an increasing demand for miniaturization of inkjet heads. As one method for meeting this requirement, a configuration in which a driving IC chip is mounted on an ink jet head has been proposed (
しかしながら、インクジェットヘッドの中に駆動ICチップを設けると、駆動ICチップが駆動に伴って発熱し高温になることで、画像品質に影響を与えてしまうことがある。具体的には、駆動ICチップが発熱し、その熱がインクに伝達されることでインクの粘度が変化し、ノズルからの吐出挙動が変動する。さらに、個別液室へのインクの供給は、共通液室長手方向でインク供給孔に近い側から供給されるため、共通液室長手方向でインク供給孔から離れた個別液室ほど伝熱可能な時間も長く、インクに伝わった熱の総量が多くなる。これにより、共通液室長手方向でインク供給孔から離れたほうがインクの温度が高く、共通液室長手方向に沿って配置された個別液室ごとにインクの温度が異なる。そのため、ノズルからの吐出挙動が個別液室ごとで異なり、印字ムラなどが発生して画像品質を低下させてしまう。 However, when a driving IC chip is provided in an ink jet head, the driving IC chip generates heat and becomes high temperature as it is driven, which may affect image quality. Specifically, the drive IC chip generates heat, and the heat is transmitted to the ink, whereby the viscosity of the ink changes and the ejection behavior from the nozzles fluctuates. Furthermore, since the ink is supplied to the individual liquid chambers from the side closer to the ink supply hole in the longitudinal direction of the common liquid chamber, heat can be transferred to the individual liquid chambers farther away from the ink supply hole in the longitudinal direction of the common liquid chamber. The time is long and the total amount of heat transferred to the ink increases. Accordingly, the temperature of the ink is higher when it is away from the ink supply hole in the longitudinal direction of the common liquid chamber, and the temperature of the ink is different for each individual liquid chamber disposed along the longitudinal direction of the common liquid chamber. For this reason, the discharge behavior from the nozzles is different for each individual liquid chamber, and printing unevenness or the like occurs, thereby degrading the image quality.
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、駆動回路部材を実装して小型化を図りつつ、個別液室間の液体の温度差に起因した画像品質の低下を低減できる液滴吐出ヘッド、及び、その液滴吐出ヘッドを備えた画像形成装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to reduce a reduction in image quality due to a temperature difference of liquid between individual liquid chambers while mounting a drive circuit member to reduce the size. It is an object to provide a droplet discharge head that can be used, and an image forming apparatus including the droplet discharge head.
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、液滴を吐出する複数のノズルからなるノズル列が形成されたノズル基板と、各ノズルにそれぞれ連通しノズル列方向に沿って形成された、液体を収容する複数の個別液室と、前記個別液室内を昇圧するための圧力発生手段と、前記圧力発生手段に駆動信号を送る駆動回路部材と、各個別液室に連通し各個別液室に供給する液体を収容する共通液室と、前記共通液室の一壁面を形成し該共通液室に液体を供給するための供給孔が形成され供給孔形成基板とを備えた液滴吐出ヘッドにおいて、前記共通液室の前記個別液室側にあり、且つ、前記ノズル列方向に沿って配設され該供給液室内を区画する隔壁を少なくとも2つ以上有し、前記共通液室内の前記隔壁によって区画された領域の液体が、少なくとも1つ以上の前記個別液室に供給されることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention according to
本発明においては、供給液室内に前記隔壁を設けることで、供給孔から共通液室内に供給された液体が個別液室に至るまでに要する時間や受ける加熱量の差が個別液室間で小さくなるように、供給孔から各個別液室までに至る共通液室内の経路を形成することができる。これにより、個別液室間で各個別液室に到達した液体の温度差を小さくすることができる。よって、その分、個別液室間の液体の温度差に起因した画像品質の低下を低減させることができる。 In the present invention, by providing the partition in the supply liquid chamber, the time required for the liquid supplied from the supply hole to the common liquid chamber to reach the individual liquid chamber and the difference in the amount of heating received are small between the individual liquid chambers. Thus, a path in the common liquid chamber from the supply hole to each individual liquid chamber can be formed. Thereby, the temperature difference of the liquid which reached each individual liquid chamber between individual liquid chambers can be made small. Therefore, it is possible to reduce the deterioration of image quality due to the temperature difference of the liquid between the individual liquid chambers.
以上、本発明によれば、駆動回路部材を実装して小型化を図りつつ、個別液室間の液体の温度差に起因した画像品質の低下を低減できるという優れた効果がある。 As described above, according to the present invention, there is an excellent effect that it is possible to reduce the deterioration of the image quality due to the temperature difference of the liquid between the individual liquid chambers while mounting the drive circuit member to reduce the size.
以下、本発明を適用した画像形成装置の一実施形態について説明する。
図2は実施形態に係る画像形成装置100を示す透視斜視図である。また、図3は、画像形成装置100を示す概略構成図である。
Hereinafter, an embodiment of an image forming apparatus to which the present invention is applied will be described.
FIG. 2 is a perspective view illustrating the
画像形成装置100には印字機構部134が設けられている。印字機構部134には、装置本体内部で記録材である用紙135の搬送方向と直交する方向である主走査方向に移動可能なキャリッジ131が設けられている。また、キャリッジ131に搭載されたインクジェットヘッド132や、これにインクを供給するインクカートリッジ133も設けられている。
The
この画像形成装置の本体の下方部には、前方側から多数枚の用紙135を積載可能な給紙カセット106を抜き差し自在に装着することができる。また、用紙135を手差しで給紙するための手差しトレイ137を開倒することもできる。給紙カセット106、あるいは手差しトレイ137から送り出された用紙135は、印字機構部134との対向位置まで搬送されて画像が記録された後、後面側に装着された排紙トレイ108に排出される。
In the lower part of the main body of the image forming apparatus, a
印字機構部134は、図示しない左右の側板に横架されたガイド部材である主ガイドロッド109と従ガイドロッド110とでキャリッジ131を主走査方向に摺動自在に保持している。このキャリッジ131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インクジェットヘッド132が搭載されている。インクジェットヘッド132は、主走査方向に直交する方向に並ぶ複数のノズル(インク吐出口)を具備しており、それらノズルを鉛直方向下方に向ける姿勢でキャリッジ131に搭載されている。
The
キャリッジ131には、インクジェットヘッド132にY,M,C,Kのインクをそれぞれ個別に供給するための4つのインクカートリッジ133が着脱可能に装着している。インクカートリッジ133の上部には、大気と連通する大気口が設けられている。また、インクカートリッジ133の下部には、インクジェットヘッド132にインクを供給するための供給孔が設けられている。また、インクカートリッジ133の内部には、インクが充填された多孔質体が設けられている。多孔質体内のインクは、多孔質体の毛管力によってわずかに負圧になっている。
Four
実施形態に係る画像形成装置では、インクジェットヘッド132として、各色のインクを1つのヘッドで吐出するものを用いているが、各色にそれぞれ個別に対応する複数のヘッドを用いてもよい。キャリッジ131は、後方側(用紙搬送方向下流側)が主ガイドロッド109によって摺動自在に嵌装され、且つ前方側(用紙搬送方向上流側)が従ガイドロッド110によって摺動自在に載置されている。このキャリッジ131を主走査方向に移動走査するために、主走査モータ111で回転駆動される駆動プーリ112と従動プーリ113との間にタイミングベルト114が張装されている。キャリッジ131に搭載されたこのタイミングベルト114が主走査モータ111の正逆回転によって無端移動することで、キャリッジ131が往復駆動される。
In the image forming apparatus according to the embodiment, as the
給紙カセット106にセットされた用紙135は、インクジェットヘッド132の下方に搬送される。そのために、給紙ローラ115、フリクションパッド116、ガイド部材117、搬送ローラ118、搬送コロ119、先端コロ120などが設けられている。給紙ローラ115やフリクションパッド116は、用紙135を給紙カセット106から送り出したり、1枚に分離したりするためのものである。また、ガイド部材117は、送り出された用紙135を給送先に向けて案内するためのものである。また、搬送ローラ118は、給送された用紙135を反転させて搬送するためのものである。また、搬送コロ119は、搬送ローラ118の周面に押し付けられるものである。また、先端コロ120は、搬送ローラ118からの用紙135の送り出し角度を規定するものである。
The
搬送ローラ118は、副走査モータ121によってギヤ列を介して回転駆動される。キャリッジ131の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ118から送り出された用紙135は、印写受け部材122により、インクジェットヘッド132の下方側で案内される。この印写受け部材122の用紙搬送方向下流側には、用紙135を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ123や拍車124が設けられている。さらに、用紙135を排紙トレイ108に送り出す排紙ローラ125及び拍車126や、排紙経路を形成するガイド部材127,128なども配設されている。
The
記録時には、キャリッジ131を移動させながら画像信号に応じてインクジェットヘッド132を駆動することにより、停止している用紙135にインクを吐出して1行分を記録し、用紙135を所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号または、用紙135の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ用紙135を排紙する。
At the time of recording, the
キャリッジ131の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、インクジェットヘッド132の吐出不良を回復するための回復装置129が配設されている。回復装置129は、キャップ手段と吸引手段とクリーニング手段とを有している。キャリッジ131は、印字待機中にはこの回復装置129側に移動されてキャッピング手段によってインクジェットヘッド132をキャッピングされ、吐出口部を湿潤状態に保つことによってインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。
A
[実施例1]
図4は、実施例1に係るインクジェットヘッド132の分解斜視図である。また、図5は、図4のA−A’線に沿う断面図である。図1は、図4のB−B’線に沿う断面図である。
[Example 1]
FIG. 4 is an exploded perspective view of the
図4を参照すると、インクジェットヘッド132は、ノズル板2と個別液室形成基板101とアクチュエータ基板14と保護基板102と共通液室形成基板103とマニホールド104とを有し、インクジェットヘッド132の厚み方向で順に積層されている。
Referring to FIG. 4, the
ノズル板2は、複数のノズル1yからなるノズル列10yと、複数のノズル1mからなるノズル列10mと、複数のノズル1cからなるノズル列10cと、複数のノズル1kからなるノズル列10kとが平行に形成されたノズル基板である。
The
個別液室形成基板101は、各ノズル1y,1m,1c,1kにそれぞれ連通しノズル列方向に沿って、インクを収容する複数の個別液室3y,3m,3c,3kが形成されたものである。
The individual liquid
アクチュエータ基板14には、各個別液室3内を昇圧する圧力発生手段であるアクチュエータ15y,15m,15c,15kや、各アクチュエータ15に吐出信号を出力する駆動回路部材である駆動ICチップ105a,105bが設けられている。また、各アクチュエータ15と駆動ICチップ105a,105bとを電気的に接続する配線部材も設けられている。
The
保護基板102は、アクチュエータ15y,15m,15c,15kを保護するものである。
The
共通液室形成基板103は、各個別液室3に連通し各個別液室3に供給するインクを収容するノズル列方向に長尺な共通液室4y,4m,4c,4kが形成されたものである。また、各共通液室4内には、前記厚み方向で共通液室4内の個別液室3側にあり、且つ、ノズル列方向と同方向である共通液室長手方向に沿って供給液室4内を区画する隔壁である仕切り部材201y,201m,201c,201kが少なくとも2つ以上ある。
The common liquid
マニホールド104は、共通液室4y,4m,4c,4kの一壁面を形成し各共通液室4にインクを供給するための供給孔107y,107m,107c,107kが形成された供給孔形成基板である。
The manifold 104 is a supply hole forming substrate in which one wall surface of the
図5を参照すると、図3に示したインクカートリッジ133から供給孔107y,107m,107c,107kを通して共通液室4y,4m,4c,4kにインクが供給される。共通液室4y,4m,4c,4kに供給されたインクは、さらに各個別液室3y,3m,3c,3kに分配され、アクチュエータ15y,15m,15c,15kによりノズル1y,1m,1c,1kから吐出される。
Referring to FIG. 5, ink is supplied from the
なお、アクチュエータ15y,15m,15c,15kは、不図示の振動板上に、下部電極11y,11m,11c,11kと圧電素子12y,12m,12c,12kと上部電極13y,13m,13c,13kとから構成される電気機械変換素子である。
The
また、アクチュエータ基板14に設けられた不図示の個別電極配線にアクチュエータ15の上部電極13が接続され、アクチュエータ基板14に設けられた不図示の共通電極配線にアクチュエータ15の下部電極11が接続されている。そして、個別電極配線及び共通電極配線に駆動ICチップ105が接続されることで、アクチュエータ15が駆動ICチップ105に個別電極配線及び共通電極配線を介して電気的に接続された状態となっている。
Further, the upper electrode 13 of the actuator 15 is connected to an individual electrode wiring (not shown) provided on the
個別液室3内がインクにより満たされた状態で、アクチュエータ15(共通電極である下部電極11と、圧電素子12と、個別電極である上部電極13とからなる。)を駆動させると、ノズル1よりインク滴を吐出する。詳しくは、アクチュエータ15の上部電極13と下部電極11との間に所定の駆動波形の電位を印加する。これにより、圧電素子12が縮み、下部電極11を挟んで圧電素子12と密着している部分である振動板の全体が個別液室3側に凸形状に変形する。これの変形より、個別液室3の体積が減少し個別液室3内の圧力が急激に上昇し、ノズル1よりインク滴を用紙に向けて吐出する。
When the actuator 15 (consisting of the lower electrode 11, which is a common electrode, the piezoelectric element 12, and the upper electrode 13 which is an individual electrode) is driven in a state where the individual liquid chamber 3 is filled with ink, the
図1に示すように共通液室4y内には、共通液室長手方向に複数の仕切り部材201yが設けられており、共通液室4y内の仕切り部材201yによって仕切られた(区画された)領域のインクが、少なくとも1つ以上の個別液室3yに供給されるようになっている。また、仕切り部材201yは、共通液室4y内のインクへの熱伝達量が多い保護基板102側に設けられており、仕切り部材201yの下端が個別液室3y近傍まで延在している。
As shown in FIG. 1, a plurality of
供給液室4y内の仕切り部材201yで仕切られた領域のインクは、インクを吐出するごとに個別液室3y内のインクが減ることでZ1方向へと移動する。これにより、供給液室4y内の仕切り部材201yで仕切られた領域へは、常に共通液室4yのZ1方向にインクが供給されるので、仕切られた領域のインクは別の仕切り部材201yで仕切られた領域に移動することはない。
The ink in the region partitioned by the
なお、仕切り部材201yの下端と、個別液室形成基板101及び保護基板102とが接していなくても良く、供給液室4y内の仕切り部材201yで仕切られた、隣り合う領域の個別液室3側が連通していても良い。このような隣り合う領域を連通する連通部があっても、この連通部を通らずに個別液室3yにインクを供給するほうが、連通部を通って隣りの仕切られた領域にインクを供給するよりも流路抵抗が小さい。そのため、仕切り部材201yで仕切られた、隣り合う領域の一方の領域から個別液室に供給されるインクの大半は、前記連通部から他方の領域へは供給されず、前記連通部を通らずに個別液室3yへと供給されることになる。
In addition, the lower end of the
このように、仕切り部材201yの下端と、個別液室形成基板101及び保護基板102とが接していなくても良いので、仕仕切り部材201yと個別液室形成基板101、及び保護基板102が製造しやすくなり、製造時の歩留まりが良くなる。
Thus, since the lower end of the
図6は図1のC−C’線に沿う断面におけるインクの温度を示した図であり、インクの流れは図6の左から右へとなる。 FIG. 6 is a diagram showing the temperature of ink in a cross section taken along the line C-C ′ in FIG. 1, and the ink flow is from left to right in FIG. 6.
図6に示すように、供給液室4y内のインクの温度は、供給液室4y内における仕切り部材201yで仕切られた領域に到達するまでにはほとんど上昇しない。その後、供給液室4y内における仕切り部材201yで仕切られた領域の保護基板102側に近づくにつれて温度が上昇する。よって、このように供給液室4y内のインクの温度は上昇するため、個別液室3y間でのインク温度のばらつきは、供給液室4y内の仕切り部材201yで仕切られた領域での加熱による温度上昇量のばらつきとなる。
As shown in FIG. 6, the temperature of the ink in the
さらに、通常の画像形成に寄与するインクの吐出とは別に、所定のタイミングで、画像形成に寄与しないインクを吐出する空吐出動作を実施することによって、供給液室4y内の仕切り部材201yで仕切られた領域のインクが新しいインクに置き換わる。このため、ノズル毎の吐出回数が異なることによって、供給液室4y内の仕切り部材201yで仕切られた領域でインクの温度差が生じていても、この空吐出動作によって解消することができる。これにより、仕切り部材201yで仕切られた領域の温度のばらつきを一定温度以下に保つことができる。
In addition to the ejection of ink that contributes to normal image formation, by performing an idle ejection operation that ejects ink that does not contribute to image formation at a predetermined timing, partitioning is performed by the
以上より、供給液室4y内に仕切り部材201yが無い場合、つまり個別液室3yに供給されるインクの温度が、Z1方向上流側での加熱の影響を受ける場合に比べて、個別液室3y間でのインク温度のばらつきが小さくなる。よって、その分、個別液室3間のインクの温度差に起因した印字ムラなどによる画像品質の低下を低減させることができる。
From the above, when there is no
[実施例2]
図7は、実施例2に係るインクジェットヘッド132の断面図であり、図4のB−B’線に沿う断面に相当する。
[Example 2]
FIG. 7 is a cross-sectional view of the
図7に示すように、隣り合う仕切り部材201y間の間隔は、供給孔107y近傍よりも、共通液室長手方向(X1方向及びX2方向)で供給孔107から離れた位置にあるほうが広くなっている。また、隣り合う仕切り部材201y間にある個別液室3yの数も、供給孔107y近傍よりも、共通液室長手方向(X1方向及びX2方向)で供給孔107から遠くにあるほうが多くなっている。また、仕切り部材201yのZ2方向の長さは、供給孔107y近傍よりも、共通液室長手方向(X1方向及びX2方向)で供給孔107から離れた位置のほうが短くなっている。
As shown in FIG. 7, the interval between the
本実施例において、供給液室内4yにおける供給孔107y近傍の仕切り部材201yで仕切られた領域では、インクが狭い幅で長い距離を流れている。また、仕切り部材201yで仕切られた領域での平均流量は、隣り合う仕切り部材201間の間隔が狭くなるほど、インクを供給する個別液室3yの数が少なくなるので、ほぼ一定となる。前記平均流速が同じ場合、流路抵抗は隣り合う仕切り部材201y間の間隔の幅が狭いほど、また流れる距離が長いほど大きくなる。このため、仕切り部材201で仕切られた領域における流路抵抗は、供給孔107y近傍のほうが、共通液室長手方向(X1方向及びX2方向)で供給孔107から離れた位置よりも大きい。
In this embodiment, in the region partitioned by the
これに対し、供給液室4y内における仕切り部材201yで仕切られた領域までは、供給孔107y近傍のほうが、共通液室長手方向(X1方向及びX2方向)で供給孔107から離れた位置よりもZ1方向で短い距離をインクが流れる。そのため、供給液室4y内における仕切り部材201yで仕切られた領域までの流路抵抗は、供給孔107y近傍のほうが、共通液室長手方向(X1方向及びX2方向)で供給孔107から離れた位置よりも小さい。
In contrast, up to the region partitioned by the
このため、仕切り部材201yの長さと、隣り合う仕切り部材201y間の間隔とを適切に調整することで、各個別液室3yまでの流路抵抗差を低減することができる。
For this reason, the flow path resistance difference to each
このように、各個別液室3yまでの流路抵抗差を低減できることで、高繰り返し吐出時のインク供給不足による吐出ばらつきや、共通液室長手方向(X1方向及びX2方向)で供給孔107から離れた位置での気泡残留のリスクを低減することができる。
Thus, by reducing the flow path resistance difference to each
以上のように、供給液室4内に仕切り部材201を設けることで、供給孔107から共通液室4内に供給されたインクが個別液室3に至るまでに要する時間や受ける加熱量の差が個別液室間で小さくなるように、共通液室4内の経路を形成することができる。これにより、供給液室4内に仕切り部材201を設けない場合よりも、個別液室間で各個別液室3に到達したインクの温度差を小さくすることができる。よって、その分、個別液室間のインクの温度差に起因した印字ムラなどによる画像品質の低下を低減させることができる。 As described above, by providing the partition member 201 in the supply liquid chamber 4, the time required for the ink supplied from the supply hole 107 to the common liquid chamber 4 to reach the individual liquid chamber 3 and the difference in the amount of heating received. The path in the common liquid chamber 4 can be formed so that the value becomes smaller between the individual liquid chambers. Thereby, the temperature difference of the ink which reached | attained each separate liquid chamber 3 between individual liquid chambers can be made smaller than the case where the partition member 201 is not provided in the supply liquid chamber 4. FIG. Therefore, it is possible to reduce the degradation of the image quality due to the printing unevenness due to the ink temperature difference between the individual liquid chambers.
なお、以上の実施形態では、4色一体の形態をとるインクジェットヘッドに適用される場合を説明したが、1色以上、任意数のインクジェットヘッドにも適用可能である。 In the above embodiment, the case where the present invention is applied to an ink jet head having a four-color integrated form has been described. However, the present invention can also be applied to one or more colors and an arbitrary number of ink jet heads.
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様A)
インク滴などの液滴を吐出する複数のノズル1などのノズルからなるノズル列10などのノズル列が形成されたノズル板2などのノズル基板と、各ノズルにそれぞれ連通しノズル列方向に沿って形成された、インクなどの液体を収容する複数の個別液室3などの個別液室と、前記個別液室内を昇圧するためのアクチュエータ15などの圧力発生手段と、前記圧力発生手段に駆動信号を送る駆動ICチップ105a,105bなどの駆動回路部材と、各個別液室に連通し各個別液室に供給する液体を収容する共通液室4などの共通液室と、前記共通液室の一壁面を形成し共通液室に液体を供給するための供給孔107などの供給孔が形成されマニホールド104などの供給孔形成基板とを備えたインクジェットヘッド132などの液滴吐出ヘッドにおいて、前記共通液室の前記個別液室側にあり、且つ、前記ノズル列方向に沿って配設され供給液室内を区画する仕切り部材201などの隔壁を少なくとも2つ以上有し、前記共通液室内の前記隔壁によって区画された領域の液体が、少なくとも1つ以上の前記個別液室に供給される。これよれば、上記実施形態について説明したように、駆動回路部材を実装して小型化を図りつつ、個別液室間の液体の温度差に起因した画像品質の低下を低減させることができる。
(態様B)
(態様A)において、上記個別液室を形成する個別液室形成基板101などの個別液室形成基板と、上記圧力発生手段と、圧力発生手段と上記駆動回路部材とを電気的に接続する個別電極配線及び共通電極配線などの配線部材とが設けられたアクチュエータ基板14などのアクチュエータ基板と、前記圧力発生手段を保護する保護基板102などの保護基板と、上記供給孔形成基板と共に上記共通液室を形成する共通液室形成基板103などの共通液室形成基板とを有し、上記ノズル基板と前記個別液室形成板と前記アクチュエータ基板と前記保護基板と前記共通液室形成基板と上記供給孔形成基板とが順に積層されている。これによれば、上記実施形態について説明したように、発熱源である駆動回路部材と共通液室とが近く、熱が共通液室内の液体に伝わりやすい構造であっても、個別液室間の液体の温度差による印字ムラを低減することができる。
(態様C)
(態様A)または(態様B)において、上記供給液室内の上記隔壁で仕切られた、隣り合う領域の個別液室側が連通している。これによれば、上記実施形態について説明したように、隙間があることが許容されるので、製造しやすく、製造時の歩留まりが良くなる。
(態様D)
(態様A)、(態様B)または(態様C)において、前記隔壁の長さが、前記ノズル列方向で上記供給孔から離れるほど短い。これによれば、上記実施形態について説明したように、各個別液室までの流路抵抗差を低減できるので、高繰り返し吐出時の液体供給不足による吐出ばらつきや、下流側での気泡残留を低減できる。
(態様E)
(態様A)、(態様B)、(態様C)または(態様D)において、隣り合う隔壁間の前記ノズル列方向の間隔が、該ノズル列方向で上記供給孔から離れるほど広い。これによれば、上記実施形態について説明したように、各個別液室までの流路抵抗差を低減できるので、高繰り返し吐出時のインク供給不足による吐出ばらつきや、下流側での気泡が残留するリスクを低減できる。
(態様F)
(態様E)において、隣り合う隔壁間にある上記個別液室の数が、上記ノズル列方向で上記供給孔から離れるほど多い。これによれば、上記実施形態について説明したように、各個別液室までの流路抵抗差を低減できるので、高繰り返し吐出時のインク供給不足による吐出ばらつきや、下流側での気泡が残留するリスクを低減できる。
(態様G)
用紙135などの記録材を搬送しながら、液滴吐出手段により吐出した液滴を前記記録材に付着させて画像形成を行う画像形成装置100などの画像形成装置において、前記液滴吐出手段として(態様A)、(態様B)、(態様C)、(態様E)または(態様F)の液滴体吐出ヘッドを用いた。これによれば、上記実施形態について説明したように、発熱による吐出バラツキが低減されるので、安定した画像形成を行うことができる。
(態様H)
(態様G)において、所定のタイミングで、上記液滴吐出ヘッドから画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出動作を実施する。これによれば、上記実施形態について説明したように、隔壁で仕切られた領域のインクの温度を一定の温度範囲内にすることができる。
What has been described above is merely an example, and the present invention has a specific effect for each of the following modes.
(Aspect A)
A nozzle substrate such as a
(Aspect B)
In (Aspect A), the individual liquid chamber forming substrate such as the individual liquid
(Aspect C)
In (Aspect A) or (Aspect B), the individual liquid chamber sides of adjacent regions partitioned by the partition walls in the supply liquid chamber communicate with each other. According to this, as described in the above embodiment, since there is a gap, it is easy to manufacture and the yield during manufacturing is improved.
(Aspect D)
In (Aspect A), (Aspect B), or (Aspect C), the length of the partition is shorter as the distance from the supply hole is longer in the nozzle row direction. According to this, as described in the above embodiment, since the flow resistance difference to each individual liquid chamber can be reduced, discharge variation due to insufficient liquid supply at the time of high repeated discharge and bubble remaining on the downstream side are reduced. it can.
(Aspect E)
In (Aspect A), (Aspect B), (Aspect C), or (Aspect D), the interval between the adjacent partition walls in the nozzle row direction increases as the distance from the supply hole increases in the nozzle row direction. According to this, as described in the above embodiment, since the flow path resistance difference to each individual liquid chamber can be reduced, ejection variation due to insufficient ink supply at the time of high repeated ejection and bubbles on the downstream side remain. Risk can be reduced.
(Aspect F)
In (Embodiment E), the number of the individual liquid chambers between adjacent partition walls increases as the distance from the supply hole increases in the nozzle row direction. According to this, as described in the above embodiment, since the flow path resistance difference to each individual liquid chamber can be reduced, ejection variation due to insufficient ink supply at the time of high repeated ejection and bubbles on the downstream side remain. Risk can be reduced.
(Aspect G)
In an image forming apparatus such as the
(Aspect H)
In (Aspect G), an empty ejection operation for ejecting droplets that do not contribute to image formation from the droplet ejection head is performed at a predetermined timing. According to this, as described in the above embodiment, the temperature of the ink in the region partitioned by the partition can be kept within a certain temperature range.
1 ノズル
2 ノズル板
3 個別液室
4 共通液室
10 ノズル列
11 下部電極
12 圧電素子
13 上部電極
14 アクチュエータ基板
15 アクチュエータ
100 画像形成装置
101 個別液室形成基板
102 保護基板
103 共通液室形成基板
104 マニホールド
105a 駆動ICチップ
105b 駆動ICチップ
106 給紙カセット
107 供給孔
108 排紙トレイ
109 主ガイドロッド
110 従ガイドロッド
111 主走査モータ
112 駆動プーリ
113 従動プーリ
114 タイミングベルト
115 給紙ローラ
116 フリクションパッド
117 ガイド部材
118 搬送ローラ
119 搬送コロ
120 先端コロ
121 副走査モータ
122 印写受け部材
123 搬送コロ
124 拍車
125 排紙ローラ
126 拍車
127 ガイド部材
128 ガイド部材
129 回復装置
131 キャリッジ
132 インクジェットヘッド
133 インクカートリッジ
134 印字機構部
135 用紙
137 手差しトレイ
201 仕切り部材
DESCRIPTION OF
Claims (8)
各ノズルにそれぞれ連通しノズル列方向に沿って形成された、液体を収容する複数の個別液室と、
前記個別液室内を昇圧するための圧力発生手段と、
前記圧力発生手段に駆動信号を送る駆動回路部材と、
各個別液室に連通し各個別液室に供給する液体を収容する共通液室と、
前記共通液室の一壁面を形成し該共通液室に液体を供給するための供給孔が形成され供給孔形成基板とを備えた液滴吐出ヘッドにおいて、
前記共通液室の前記個別液室側にあり、且つ、前記ノズル列方向に沿って配設され該供給液室内を区画する隔壁を少なくとも2つ以上有し、
前記共通液室内の前記隔壁によって区画された領域の液体が、少なくとも1つ以上の前記個別液室に供給されることを特徴とする液滴吐出ヘッド。 A nozzle substrate on which a nozzle row composed of a plurality of nozzles for discharging droplets is formed;
A plurality of individual liquid chambers that contain liquids and that are formed along the nozzle row direction in communication with the nozzles,
Pressure generating means for increasing the pressure in the individual liquid chamber;
A drive circuit member for sending a drive signal to the pressure generating means;
A common liquid chamber that communicates with each individual liquid chamber and contains a liquid to be supplied to each individual liquid chamber;
In a liquid droplet ejection head comprising a supply hole forming substrate having a supply hole for forming a wall surface of the common liquid chamber and supplying a liquid to the common liquid chamber,
At least two partition walls which are on the individual liquid chamber side of the common liquid chamber and which are arranged along the nozzle row direction and partition the supply liquid chamber;
A liquid droplet ejection head, wherein a liquid in a region defined by the partition in the common liquid chamber is supplied to at least one of the individual liquid chambers.
上記個別液室を形成する個別液室形成基板と、
上記圧力発生手段と、該圧力発生手段と上記駆動回路部材とを電気的に接続する配線部材とが設けられたアクチュエータ基板と、
前記圧力発生手段を保護する保護基板と、
上記供給孔形成基板と共に上記共通液室を形成する共通液室形成基板とを有し、
上記ノズル基板と前記個別液室形成基板と前記アクチュエータ基板と前記保護基板と前記共通液室形成基板と前記供給孔形成基板とが順に積層されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。 The droplet discharge head according to claim 1.
An individual liquid chamber forming substrate for forming the individual liquid chamber;
An actuator substrate provided with the pressure generating means, and a wiring member for electrically connecting the pressure generating means and the drive circuit member;
A protective substrate for protecting the pressure generating means;
A common liquid chamber forming substrate that forms the common liquid chamber together with the supply hole forming substrate;
The droplet discharge head, wherein the nozzle substrate, the individual liquid chamber forming substrate, the actuator substrate, the protective substrate, the common liquid chamber forming substrate, and the supply hole forming substrate are stacked in order.
上記供給液室内の上記隔壁で仕切られた、隣り合う領域の個別液室側が連通していることを特徴とする液滴吐出ヘッド。 The droplet discharge head according to claim 1 or 2,
A liquid droplet ejection head, wherein the individual liquid chamber sides of adjacent regions partitioned by the partition walls in the supply liquid chamber communicate with each other.
上記隔壁の長さが、前記ノズル列方向で上記供給孔から離れるほど短いことを特徴とする液滴吐出ヘッド。 The droplet discharge head according to claim 1, 2 or 3,
The droplet discharge head according to claim 1, wherein a length of the partition wall is shorter as it is away from the supply hole in the nozzle row direction.
隣り合う隔壁間の前記ノズル列方向の間隔が、該ノズル列方向で上記供給孔から離れるほど広いことを特徴とする液滴吐出ヘッド。 The droplet discharge head according to claim 1, 2, 3, or 4
A liquid droplet ejection head, wherein an interval between adjacent partition walls in the nozzle row direction is wider as the distance from the supply hole is longer in the nozzle row direction.
隣り合う隔壁間にある上記個別液室の数が、上記ノズル列方向で上記供給孔から離れるほど多いことを特徴とする液滴吐出ヘッド。 The droplet discharge head according to claim 5.
The liquid droplet ejection head, wherein the number of the individual liquid chambers between adjacent partition walls increases as the distance from the supply hole increases in the nozzle row direction.
前記液滴吐出手段として請求項1、2、3、4、5または6の液滴体吐出ヘッドを用いたことを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus for forming an image by adhering droplets ejected by droplet ejection means to the recording material while conveying the recording material,
An image forming apparatus using the droplet discharge head according to claim 1, 2, 3, 4, 5, or 6 as the droplet discharge means.
所定のタイミングで、上記液滴吐出ヘッドから画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出動作を実施することを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 7.
An image forming apparatus, wherein an empty discharge operation for discharging droplets that do not contribute to image formation from the droplet discharge head is performed at a predetermined timing.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012239897A JP2014087993A (en) | 2012-10-31 | 2012-10-31 | Droplet discharge head, and image forming apparatus |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2019065596A1 (en) * | 2017-09-28 | 2019-04-04 | 京セラ株式会社 | Flow channel member, liquid ejection head, and recording medium |
-
2012
- 2012-10-31 JP JP2012239897A patent/JP2014087993A/en active Pending
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WO2019065596A1 (en) * | 2017-09-28 | 2019-04-04 | 京セラ株式会社 | Flow channel member, liquid ejection head, and recording medium |
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