JP2015080923A - Ink jet head - Google Patents

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鈴木 伊左雄
Isao Suzuki
伊左雄 鈴木
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink jet head by which high-quality printing is possible.SOLUTION: An ink jet head of an embodiment comprises: a nozzle plate which is a nozzle plate having a plurality of nozzles arranged in fixed intervals, in which the plurality of nozzles include a plurality of normal nozzles, and a plurality of non-discharge nozzles which are located outer side than the plurality of normal nozzles in a direction where the plurality of nozzles are arranged, and diameters of the non-discharge nozzles are larger than those of the normal nozzles; a common liquid chamber which receives supply of liquid from a liquid circulation unit; a plurality of pressure chambers which are connected with the common liquid chamber on an upstream side, connected with the liquid circulation unit on a downstream side, and communicate with the plurality of nozzles, in which the liquid which is not used in the plurality of nozzles is collected by the liquid circulation unit; and a plurality of driving elements which are provided adjacent to the plurality of pressure chambers, and discharge the liquid in the plurality of pressure chambers as droplets from the plurality of normal nozzles.

Description

本発明の実施形態は、インクを吐出させて印刷を行うことができるインクジェットヘッドに関する。   Embodiments described herein relate generally to an inkjet head that can perform printing by ejecting ink.

インクジェットプリンタのインクジェットヘッドは、駆動素子とノズルプレートとを備えている。駆動素子は、例えば二つの圧電材を貼り合わせて形成され、複数の溝状の圧力室が形成されている。各圧力室を隔てる柱部は、駆動素子に電圧が印加されるとシェアモード変形し、圧力室のインクを加圧する。加圧された圧力室のインクは、ノズルプレートに設けられたノズルから吐出される。   An ink jet head of an ink jet printer includes a drive element and a nozzle plate. The drive element is formed by bonding two piezoelectric materials, for example, and a plurality of groove-shaped pressure chambers are formed. The pillars separating the pressure chambers are deformed in a shear mode when a voltage is applied to the drive elements, and pressurize the ink in the pressure chambers. The pressurized ink in the pressure chamber is ejected from nozzles provided on the nozzle plate.

印刷時には、インクジェットヘッド内のインクの圧力は、弱負圧(大気圧よりも若干低い圧力)に保たれている。ノズルから液滴を吐出させると、インクジェットヘッド内の負圧が変動する。   At the time of printing, the pressure of the ink in the inkjet head is kept at a weak negative pressure (a pressure slightly lower than the atmospheric pressure). When droplets are ejected from the nozzle, the negative pressure in the inkjet head varies.

特開2001−277503号公報JP 2001-277503 A

インクジェットヘッド内の負圧を適切に管理することは、印刷時の不吐出を防止して高品質の印刷が可能なインクジェットヘッドを得るために有用である。   Appropriate management of the negative pressure in the ink jet head is useful for obtaining an ink jet head capable of high quality printing by preventing non-ejection during printing.

本発明が解決しようとする課題は、高品質の印刷が可能なインクジェットヘッドを提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide an inkjet head capable of high quality printing.

実施形態のインクジェットヘッドは、一定の間隔で並んだ複数のノズルを有するノズルプレートであって、前記複数のノズルは、複数の通常ノズルと、前記複数のノズルの並んだ方向において前記複数の通常ノズルよりも外側に位置する複数の不吐出ノズルと、を含み、前記不吐出ノズルの直径は、前記通常ノズルの直径よりも大きいノズルプレートと、液循環ユニットから液の供給を受ける共通液室と、上流側で前記共通液室と接続され、下流側で前記液循環ユニットに接続されるとともに、前記複数のノズルと連通した複数の圧力室であって、前記複数のノズルで使用されなかった液が前記液循環ユニットに回収される複数の圧力室と、前記複数の圧力室に隣接して設けられるとともに前記複数の圧力室内の液を前記複数の通常ノズルから液滴として吐出させる複数の駆動素子と、を備える。   The inkjet head according to the embodiment is a nozzle plate having a plurality of nozzles arranged at regular intervals, and the plurality of nozzles includes a plurality of normal nozzles and the plurality of normal nozzles in a direction in which the plurality of nozzles are arranged. A plurality of non-ejection nozzles located on the outer side, the diameter of the non-ejection nozzle being larger than the diameter of the normal nozzle, a common liquid chamber that receives supply of liquid from the liquid circulation unit, A plurality of pressure chambers connected to the common liquid chamber on the upstream side and connected to the liquid circulation unit on the downstream side and communicated with the plurality of nozzles, wherein the liquid not used in the plurality of nozzles A plurality of pressure chambers recovered by the liquid circulation unit, and a liquid provided in the plurality of pressure chambers adjacent to the plurality of pressure chambers is supplied to the plurality of normal nozzles. And a plurality of driving elements for ejecting droplets, the.

第1実施形態のインクジェットヘッドを示す斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing the inkjet head of the first embodiment. 図1のインクジェットヘッドのヘッド本体を分解して示す斜視図。FIG. 2 is an exploded perspective view showing a head main body of the ink jet head of FIG. 1. 図1に示すインクジェットヘッドのヘッド本体のノズルプレートと平行な方向に沿った断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along a direction parallel to the nozzle plate of the head main body of the inkjet head shown in FIG. 1. 第2実施形態のインクジェットヘッドを示す斜視図。The perspective view which shows the inkjet head of 2nd Embodiment. 図4に示すインクジェットヘッドのF5−F5線に沿った断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line F5-F5 of the inkjet head shown in FIG. 図5に示すインクジェットヘッドのF6−F6線に沿った断面図。Sectional drawing along F6-F6 line of the inkjet head shown in FIG.

[第1実施形態]
以下、図1から図3を参照して、インクジェットヘッドの第1実施形態について説明する。インクジェットヘッド11は、印刷装置に搭載され、当該印刷装置の液循環ユニット13から液(インク)の供給を受けて、用紙等の印刷対象に対して文字や画像等を印刷することができる。また、本実施形態のインクジェットヘッド11は、インクジェットヘッド11の内部と印刷装置12の液循環ユニット13との間で液を循環させた状態で、印刷対象に印刷を行うことができる。インクジェットヘッド11に用いられる液(インク)には、画像を形成するための各種のインクのほか、画像を形成する用途以外に用いられる種々の機能を有した機能性インクが含まれる。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of an inkjet head will be described with reference to FIGS. 1 to 3. The inkjet head 11 is mounted on a printing apparatus, and can receive characters (images) supplied from a liquid circulation unit 13 of the printing apparatus and print characters, images, and the like on a print target such as paper. In addition, the inkjet head 11 according to the present embodiment can perform printing on a printing target in a state where the liquid is circulated between the inside of the inkjet head 11 and the liquid circulation unit 13 of the printing apparatus 12. The liquid (ink) used in the inkjet head 11 includes various inks for forming an image and functional inks having various functions used for purposes other than forming an image.

インクジェットヘッド11は、印刷装置12に搭載され、印刷装置12に内蔵される液循環ユニット13にチューブ等を介して接続されている。印刷装置12に内蔵される液循環ユニット13は、内部に液(インク)を保持したタンク13Aと、タンク13A内部の液をインクジェットヘッド11側に送るとともに使用されなかった液をインクジェットヘッド11から回収するポンプユニット13Bと、を備えている。印刷装置12に搭載された状態で、インクジェットヘッド11の内部は、タンク13Aから供給された液(インク)で満たされる。   The inkjet head 11 is mounted on the printing apparatus 12 and connected to a liquid circulation unit 13 built in the printing apparatus 12 via a tube or the like. The liquid circulation unit 13 built in the printing apparatus 12 collects the liquid inside the tank 13A holding the liquid (ink) inside the tank 13A and the liquid inside the tank 13A to the ink jet head 11 side, and collects the liquid not used from the ink jet head 11. And a pump unit 13B. The ink jet head 11 is filled with the liquid (ink) supplied from the tank 13 </ b> A while being mounted on the printing device 12.

インクジェットヘッド11は、ヘッド本体14と、ユニット部15と、一対の回路基板16と、を備えている。   The ink jet head 11 includes a head main body 14, a unit portion 15, and a pair of circuit boards 16.

ユニット部15は、ヘッド本体14とタンク13Aとの間の経路の一部を形成するマニホールドと、印刷装置12に接続するための部材と、を含んでいる。一対の回路基板16は、ヘッド本体14にそれぞれ取り付けられている。   The unit portion 15 includes a manifold that forms a part of a path between the head main body 14 and the tank 13 </ b> A, and a member that is connected to the printing apparatus 12. The pair of circuit boards 16 are respectively attached to the head body 14.

図1に示すように、一対の回路基板16は、長方形をなしたプリント配線板である基板本体17と、一対のフィルムキャリアパッケージ(FCP18)と、をそれぞれ有している。基板本体17には、種々の電子部品やコネクタが実装される。また、基板本体17には、一対のFCP18がそれぞれ取り付けられている。   As shown in FIG. 1, each of the pair of circuit boards 16 includes a board body 17 that is a printed wiring board having a rectangular shape, and a pair of film carrier packages (FCP18). Various electronic components and connectors are mounted on the board body 17. A pair of FCPs 18 are attached to the substrate body 17.

一対のFCP18は、複数の配線が形成されるとともに柔軟性を有する樹脂製のフィルムと、複数の配線に接続されたIC21と、をそれぞれ有している。フィルムは、テープオートメーテッドボンディング(TAB)である。IC21は、電極22に電圧を印加するための部品である。IC21は、樹脂によってフィルムに固定されている。   The pair of FCPs 18 includes a resin film on which a plurality of wirings are formed and flexibility, and an IC 21 connected to the plurality of wirings. The film is tape automated bonding (TAB). The IC 21 is a component for applying a voltage to the electrode 22. IC21 is being fixed to the film with resin.

図2に示すように、FCP18の端部は、異方性導電性フィルム(ACF)によって、ベースプレート23上の配線36に熱圧着接続されている。ACFによって、FCP18の複数の配線は、配線36に電気的に接続される。   As shown in FIG. 2, the end portion of the FCP 18 is thermocompression-bonded to the wiring 36 on the base plate 23 by an anisotropic conductive film (ACF). The plurality of wirings of the FCP 18 are electrically connected to the wiring 36 by the ACF.

ヘッド本体14は、印刷対象に対して液滴(インク滴)を吐出するための装置である。図1に示すように、ヘッド本体14は、ユニット部15に取り付けられている。図2に示すように、ヘッド本体14は、ベースプレート23と、ノズルプレート24と、枠部材25と、複数の駆動素子26Aが作りこまれたブロック26とを備えている。   The head main body 14 is a device for ejecting liquid droplets (ink droplets) to a printing target. As shown in FIG. 1, the head main body 14 is attached to the unit portion 15. As shown in FIG. 2, the head body 14 includes a base plate 23, a nozzle plate 24, a frame member 25, and a block 26 in which a plurality of drive elements 26 </ b> A are built.

図2、図3に示すように、ベースプレート23は、例えばアルミナのようなセラミックスによって長方形の板状に形成されている。ベースプレート23を貫通するように複数の供給孔31および複数の排出孔32が設けられている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the base plate 23 is formed in a rectangular plate shape using ceramics such as alumina. A plurality of supply holes 31 and a plurality of discharge holes 32 are provided so as to penetrate the base plate 23.

供給孔31は、ベースプレート23の略中央部において、ベースプレート23の長手方向に並んで設けられている。供給孔31は、ユニット部15のマニホールドの液供給部に連通している。供給孔31は、液供給部を介して液循環ユニット13に接続されている。   The supply hole 31 is provided side by side in the longitudinal direction of the base plate 23 at a substantially central portion of the base plate 23. The supply hole 31 communicates with the liquid supply part of the manifold of the unit part 15. The supply hole 31 is connected to the liquid circulation unit 13 through a liquid supply unit.

排出孔32は、供給孔31を間に挟んだ両側に、ベースプレート23の長手方向に並んで設けられている。排出孔32は、ユニット部15のマニホールドの液排出部に連通している。排出孔32は、液排出部を介して液循環ユニット13に接続されている。   The discharge holes 32 are provided side by side in the longitudinal direction of the base plate 23 on both sides of the supply hole 31. The discharge hole 32 communicates with the liquid discharge portion of the manifold of the unit portion 15. The discharge hole 32 is connected to the liquid circulation unit 13 through the liquid discharge unit.

図2に示すように、枠部材25は、例えばニッケル合金等によって四角の枠状に形成されている。枠部材25は、ベースプレート23とノズルプレート24との間に介在している。枠部材25は、実装面とノズルプレート24とにそれぞれ接着されている。   As shown in FIG. 2, the frame member 25 is formed in a square frame shape by, for example, a nickel alloy or the like. The frame member 25 is interposed between the base plate 23 and the nozzle plate 24. The frame member 25 is bonded to the mounting surface and the nozzle plate 24, respectively.

駆動素子26A(複数の駆動素子26Aが作りこまれたブロック26)は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)によって形成された板状の二つの圧電体によって形成されている。二つの圧電体は、分極方向がその厚さ方向に互いに逆向きになるように貼り合わされている。   The drive element 26A (the block 26 in which a plurality of drive elements 26A are formed) is formed by two plate-like piezoelectric bodies made of lead zirconate titanate (PZT), for example. The two piezoelectric bodies are bonded so that the polarization directions are opposite to each other in the thickness direction.

複数の駆動素子26Aが形成されたブロック26は、ベースプレート23の実装面に接着されている。図2に示すように、ブロック26は、断面台形状に形成されている。駆動素子26Aの頂部は、ノズルプレート24に接着される。   The block 26 in which the plurality of drive elements 26 </ b> A are formed is bonded to the mounting surface of the base plate 23. As shown in FIG. 2, the block 26 is formed in a trapezoidal cross section. The top of the drive element 26 </ b> A is bonded to the nozzle plate 24.

図2、図3に示すように、ブロック26には、複数の溝が設けられている。溝は、ブロック26の長手方向(インクジェットヘッド11の長手方向)と交差する方向にそれぞれ延びている。溝によって、板状の駆動素子26A同士が分離されている。溝の内側の領域は、ノズル37に対向(連通)した圧力室33となっている。駆動素子26Aは、圧力室33に隣接して設けられ、後述する通常ノズル37Aから液滴を吐出させることができる。図2に示すように、ノズルプレート24、ベースプレート23の供給孔31付近の部分、およびブロック26の斜面部分によって、各圧力室33に液(インク)を供給するための共通液室34が構成される。共通液室34は、各圧力室33および供給孔31と連通している。共通液室34は、液循環ユニット13から液の供給を受けることができる。   As shown in FIGS. 2 and 3, the block 26 is provided with a plurality of grooves. The grooves extend in the direction intersecting with the longitudinal direction of the block 26 (longitudinal direction of the inkjet head 11). The plate-like drive elements 26A are separated from each other by the grooves. A region inside the groove is a pressure chamber 33 facing (communicating with) the nozzle 37. The drive element 26A is provided adjacent to the pressure chamber 33, and can discharge droplets from a normal nozzle 37A described later. As shown in FIG. 2, a common liquid chamber 34 for supplying liquid (ink) to each pressure chamber 33 is configured by the nozzle plate 24, the portion near the supply hole 31 of the base plate 23, and the slope portion of the block 26. The The common liquid chamber 34 communicates with each pressure chamber 33 and the supply hole 31. The common liquid chamber 34 can receive liquid supply from the liquid circulation unit 13.

同様に、図2、図3に示すように、ノズルプレート24、ベースプレート23の排出孔32付近の部分、およびブロック26の斜面部分、枠部材25によって、各圧力室33(各ノズル37)で使用されなかった液(インク)を回収するための液回収経路35が構成される。液回収経路35は、共通液室34を間に挟んだ両側に一対に設けられている。液回収経路35は、各圧力室33および排出孔32と連通している。   Similarly, as shown in FIGS. 2 and 3, the nozzle plate 24, the portion near the discharge hole 32 of the base plate 23, the slope portion of the block 26, and the frame member 25 are used in each pressure chamber 33 (each nozzle 37). A liquid recovery path 35 for recovering the liquid (ink) that has not been formed is configured. The liquid recovery path 35 is provided as a pair on both sides with the common liquid chamber 34 interposed therebetween. The liquid recovery path 35 communicates with each pressure chamber 33 and the discharge hole 32.

図3に示すように、各圧力室33は、上流側に位置して共通液室34と接続(連通)した上流端部33Aと、下流側に位置して液回収経路35と接続(連通)した下流端部33Bと、を有している。下流端部33Bは、液回収経路35、排出孔32、および液排出部を介して液循環ユニット13のタンク13Aに接続されている。   As shown in FIG. 3, each pressure chamber 33 is located upstream and connected (communication) with the common liquid chamber 34, and each pressure chamber 33 is located downstream and connected (communication) with the liquid recovery path 35. And downstream end portion 33B. The downstream end portion 33B is connected to the tank 13A of the liquid circulation unit 13 through the liquid recovery path 35, the discharge hole 32, and the liquid discharge portion.

図3に示すように、駆動素子26Aの両面には、電極22が設けられている。電極22は、圧力室33(溝)の底部と、駆動素子26Aの側面と、を覆っている。電極22は、例えばニッケル薄膜をレーザーパターニングすることによって形成されている。   As shown in FIG. 3, electrodes 22 are provided on both surfaces of the drive element 26A. The electrode 22 covers the bottom of the pressure chamber 33 (groove) and the side surface of the drive element 26A. The electrode 22 is formed, for example, by laser patterning a nickel thin film.

図2に示すように、ベースプレート23の実装面には、複数の駆動素子26Aからベースプレート23の長手方向と交差する方向に延びる複数の配線36が設けられている。配線36は、例えばベースプレート23上に形成したニッケル薄膜をレーザーパターニングすることによって形成されている。   As shown in FIG. 2, the mounting surface of the base plate 23 is provided with a plurality of wirings 36 extending from the plurality of driving elements 26 </ b> A in a direction intersecting the longitudinal direction of the base plate 23. For example, the wiring 36 is formed by laser patterning a nickel thin film formed on the base plate 23.

図2に示すように、ノズルプレート24は、例えばポリイミド製のフィルムで形成され、略長方形をなしている。ノズルプレート24は、ベースプレート23に対向している。なお、ノズルプレート24の材料はポリイミドに限定されるものではない。   As shown in FIG. 2, the nozzle plate 24 is formed of, for example, a polyimide film and has a substantially rectangular shape. The nozzle plate 24 faces the base plate 23. The material of the nozzle plate 24 is not limited to polyimide.

図1に示すように、ノズルプレート24は、インクジェットヘッド11の長手方向に一定の間隔で並んだ複数のノズル37を有している。複数のノズル37は、液滴(インク)の吐出を実際に行う複数の通常ノズル37Aと、複数のノズル37の並んだ方向において複数の通常ノズル37Aよりも外側に位置した複数の不吐出ノズル37Bと、を含んでいる。なお、通常ノズル37A間の間隔と、通常ノズル37Aと不吐出ノズル37Bとの間の間隔(インクジェットヘッド11の長手方向における間隔)とは、同一の長さdで構成されている(図3参照)。複数の不吐出ノズル37Bは、複数のノズル37で構成したノズル列の端部側に設けられると言い換えることができる。通常ノズル37Aおよび不吐出ノズル37Bは、例えばレーザー加工で形成されるが、両ノズルの形成方法はこれに限定されるものではない。通常ノズル37Aおよび不吐出ノズル37Bは、例えばプレス加工で形成されていてもよい。   As shown in FIG. 1, the nozzle plate 24 has a plurality of nozzles 37 arranged at regular intervals in the longitudinal direction of the inkjet head 11. The plurality of nozzles 37 includes a plurality of normal nozzles 37A that actually discharge droplets (ink), and a plurality of non-ejection nozzles 37B that are positioned outside the plurality of normal nozzles 37A in the direction in which the plurality of nozzles 37 are arranged. And. The interval between the normal nozzles 37A and the interval between the normal nozzles 37A and the non-ejection nozzles 37B (intervals in the longitudinal direction of the inkjet head 11) are configured with the same length d (see FIG. 3). ). In other words, the plurality of non-ejection nozzles 37 </ b> B are provided on the end side of the nozzle row composed of the plurality of nozzles 37. The normal nozzle 37A and the non-ejection nozzle 37B are formed by, for example, laser processing, but the forming method of both nozzles is not limited to this. The normal nozzle 37A and the non-ejection nozzle 37B may be formed by, for example, press working.

図3に示すように、通常ノズル37Aは、円形をなしており、通常ノズル37Aの直径は、例えば30μmで構成される。通常ノズル37Aは、圧力室33の略中央部に対応する位置に設けられている。不吐出ノズル37Bは、円形をなしており、不吐出ノズル37Bの直径は、例えば、35μmで構成される。不吐出ノズル37Bの形状は、円形に限定されるものではなく、四角形やその他の任意の形状であってもよい。   As shown in FIG. 3, the normal nozzle 37A has a circular shape, and the diameter of the normal nozzle 37A is, for example, 30 μm. The normal nozzle 37 </ b> A is provided at a position corresponding to the substantially central portion of the pressure chamber 33. The non-ejection nozzle 37B has a circular shape, and the diameter of the non-ejection nozzle 37B is, for example, 35 μm. The shape of the non-ejection nozzle 37B is not limited to a circle, and may be a quadrangle or any other shape.

ノズルのメニスカス保持圧力は、ノズルの円周の長さと反比例する関係にある。このため、直径の大きい不吐出ノズル37Bのメニスカス保持圧力の大きさは、通常ノズル37Aのメニスカス保持圧力よりも小さくなる。本実施形態では、通常ノズル37Aのメニスカス保持圧力を1としたときに、不吐出ノズル37Bのメニスカス保持圧力は、0.857である。   The meniscus holding pressure of the nozzle is inversely proportional to the circumferential length of the nozzle. For this reason, the magnitude of the meniscus holding pressure of the non-ejection nozzle 37B having a large diameter is smaller than the meniscus holding pressure of the normal nozzle 37A. In the present embodiment, when the meniscus holding pressure of the normal nozzle 37A is 1, the meniscus holding pressure of the non-ejection nozzle 37B is 0.857.

本実施形態では、不吐出ノズル37Bは、圧力室33の中央付近に対応する位置ではなく、圧力室33の下流端部33Bに対応する位置に設けられている。そして、本実施形態のように、インクジェットヘッド11の内部と印刷装置12の液循環ユニット13との間で液を循環させるタイプのインクジェットヘッド11の場合、上流端部33Aよりも下流端部33Bで圧力室33内の液の圧力が低くなる傾向がある。下流側に不吐出ノズル37Bを設ける場合は、液の圧力が低くなるため、ノズル径は通常ノズル37Aと同等でも良い。   In the present embodiment, the non-ejection nozzle 37 </ b> B is provided not at a position corresponding to the vicinity of the center of the pressure chamber 33 but at a position corresponding to the downstream end portion 33 </ b> B of the pressure chamber 33. And in the case of the inkjet head 11 of the type which circulates a liquid between the inside of the inkjet head 11 and the liquid circulation unit 13 of the printing apparatus 12 like this embodiment, it is downstream end part 33B rather than upstream end part 33A. There is a tendency that the pressure of the liquid in the pressure chamber 33 decreases. In the case where the non-ejection nozzle 37B is provided on the downstream side, the pressure of the liquid is reduced, and therefore the nozzle diameter may be equal to that of the normal nozzle 37A.

したがって、印刷中にインクジェットヘッド11内の負圧が大きくなると、通常ノズル37Aよりも不吐出ノズル37Bで先にインクメニスカスの破壊が起こる。不吐出ノズル37Bにおいてインクメニスカスの破壊が起こると、不吐出ノズル37Bからインクジェットヘッド11内(不吐出ノズル37Bと連通する圧力室33内)に気泡が侵入する。   Therefore, when the negative pressure in the inkjet head 11 increases during printing, the ink meniscus is destroyed first by the non-ejection nozzle 37B than by the normal nozzle 37A. When the ink meniscus is destroyed in the non-ejection nozzle 37B, bubbles enter the inkjet head 11 (in the pressure chamber 33 communicating with the non-ejection nozzle 37B) from the non-ejection nozzle 37B.

続いて、実際に印刷装置12に搭載された状態の、実施形態のインクジェットヘッド11の作用について説明する。   Next, the operation of the inkjet head 11 according to the embodiment when actually mounted on the printing apparatus 12 will be described.

インクジェットヘッド11が印刷装置12に搭載されると、液循環ユニット13からインクジェットヘッド11内に液(インク)が供給され、インクジェットヘッド11の内部が液で満たされる。インクジェットヘッド11内部の液(インク)の初期圧力(初期負圧)は、例えば、−1KPaである。   When the ink jet head 11 is mounted on the printing device 12, liquid (ink) is supplied from the liquid circulation unit 13 into the ink jet head 11, and the interior of the ink jet head 11 is filled with the liquid. The initial pressure (initial negative pressure) of the liquid (ink) inside the inkjet head 11 is, for example, −1 KPa.

ユーザによって印刷装置12が操作されると、インクジェットプリンタの制御部は、配線36に接続されたIC21に印字信号を入力する。IC21は、この印字信号に基づき、配線36を介して圧力室33の電極22に所定の電圧を印加する。電極22に駆動パルス電圧が印加されると、駆動素子26Aがシェアモード変形し、圧力室33の容積が膨張する。そして、圧力室33の電極22に印加されていた電圧が解除されることで、駆動素子26Aが元の形状に戻り、圧力室33の容積が縮小して元の大きさに戻る。これにより、圧力室33内の液が加圧され、ノズル37から液滴が勢いよく吐出される。複数の通常ノズル37Aから液滴が吐出されることで、印刷対象物(用紙)に画像が形成される。   When the printing apparatus 12 is operated by the user, the control unit of the ink jet printer inputs a print signal to the IC 21 connected to the wiring 36. Based on this print signal, the IC 21 applies a predetermined voltage to the electrode 22 of the pressure chamber 33 via the wiring 36. When the drive pulse voltage is applied to the electrode 22, the drive element 26A is deformed in the shear mode, and the volume of the pressure chamber 33 is expanded. Then, when the voltage applied to the electrode 22 of the pressure chamber 33 is released, the driving element 26A returns to its original shape, and the volume of the pressure chamber 33 is reduced to return to its original size. Thereby, the liquid in the pressure chamber 33 is pressurized, and the droplets are ejected vigorously from the nozzle 37. By ejecting liquid droplets from the plurality of normal nozzles 37A, an image is formed on the print target (paper).

連続して画像の形成(液滴の吐出)を行うと、インクジェットヘッド11内の液(インク)が消費され、インクジェットヘッド11内の圧力(負圧)が−4KPa程度まで変化する場合がある。さらに本実施形態では、圧力室33の下流端部33Bに対応する位置に設けられる不吐出ノズル37Bでは、−4KPaよりもさらに低い圧力になる。この状態では、通常ノズル37Aではメニスカス保持圧力を下回ってはいないが、不吐出ノズル37Bではメニスカス保持圧力を下回っている。この状態において、不吐出ノズル37Bでメニスカスが破壊されてインクジェットヘッド11内に気泡が侵入する。   When image formation (droplet discharge) is continuously performed, the liquid (ink) in the inkjet head 11 is consumed, and the pressure (negative pressure) in the inkjet head 11 may change to about −4 KPa. Further, in the present embodiment, the non-ejection nozzle 37B provided at the position corresponding to the downstream end 33B of the pressure chamber 33 has a pressure lower than −4 KPa. In this state, the normal nozzle 37A is not lower than the meniscus holding pressure, but the non-ejection nozzle 37B is lower than the meniscus holding pressure. In this state, the meniscus is destroyed by the non-ejection nozzle 37 </ b> B, and bubbles enter the inkjet head 11.

不吐出ノズル37Bから気泡がインクジェットヘッド11内に侵入すると、インクジェットヘッド11内の負圧が小さくなり、大気圧付近までインクジェットヘッド11内の圧力が上昇する。   When bubbles enter the inkjet head 11 from the non-ejection nozzle 37B, the negative pressure in the inkjet head 11 decreases, and the pressure in the inkjet head 11 rises to near atmospheric pressure.

これによって、通常ノズル37Aから気泡を吸い込んでしまうことが防止される。なお、不吐出ノズル37Bから侵入した気泡は、通常ノズル37A側に移動することなく、下流端部33Bを流れ、液回収経路35を経由して排出孔32へと排出される。   This prevents air bubbles from being sucked from the normal nozzle 37A. The bubbles that have entered from the non-ejection nozzle 37B do not move to the normal nozzle 37A side, flow through the downstream end portion 33B, and are discharged to the discharge hole 32 via the liquid recovery path 35.

第1実施形態によれば、インクジェットヘッド11は、一定の間隔で並んだ複数のノズル37を有するノズルプレート24であって、複数のノズル37は、複数の通常ノズル37Aと、複数のノズル37の並んだ方向において複数の通常ノズル37Aよりも外側に位置する複数の不吐出ノズル37Bと、を含み、不吐出ノズル37Bの直径は、通常ノズル37Aの直径よりも大きいノズルプレート24と、液循環ユニット13から液の供給を受ける共通液室34と、上流側で共通液室34と接続され、下流側で液循環ユニット13に接続されるとともに、複数のノズル37と連通した複数の圧力室33であって、複数のノズル37で使用されなかった液が液循環ユニット13に回収される複数の圧力室33と、複数の圧力室33に隣接して設けられるとともに複数の圧力室33内の液を複数の通常ノズル37Aから液滴として吐出させる複数の駆動素子26Aと、を備える。   According to the first embodiment, the inkjet head 11 is a nozzle plate 24 having a plurality of nozzles 37 arranged at regular intervals, and the plurality of nozzles 37 includes a plurality of normal nozzles 37 </ b> A and a plurality of nozzles 37. A plurality of non-ejection nozzles 37B positioned outside the plurality of normal nozzles 37A in the aligned direction, the diameter of the non-ejection nozzles 37B being larger than the diameter of the normal nozzles 37A, and a liquid circulation unit A plurality of pressure chambers 33 connected to the plurality of nozzles 37 and connected to the liquid circulation unit 13 on the downstream side. In addition, a plurality of pressure chambers 33 in which the liquid that has not been used by the plurality of nozzles 37 is collected by the liquid circulation unit 13 are provided adjacent to the plurality of pressure chambers 33. And a plurality of driving elements 26A for ejecting a droplet of the plurality of liquid in the pressure chamber 33 from a plurality of normal nozzles 37A with used.

この構成によれば、気泡の侵入を生じやすく且つ実際には液滴の吐出は行わない不吐出ノズル37Bをインクジェットヘッド11に設けているため、連続して液滴の吐出を行ってインクジェットヘッド11内の負圧が大きくなった場合に、不吐出ノズル37B側で積極的に気泡の侵入を生じさせることができる。これによって、通常ノズル37Aからの気泡の侵入を防止しつつ、インクジェットヘッド11内の負圧を適正な範囲内に管理することができる。また、不吐出ノズル37Bは、元々液滴の吐出には用いられないために、気泡を吸い込んで液滴を吐出不能な状態となったとしても印刷に問題を生ずることがない。   According to this configuration, since the ink jet head 11 is provided with the non-ejection nozzle 37 </ b> B that is liable to intrude bubbles and does not actually eject droplets, the ink jet head 11 continuously ejects droplets. When the internal negative pressure becomes large, bubbles can be actively introduced on the non-ejection nozzle 37B side. Accordingly, it is possible to manage the negative pressure in the inkjet head 11 within an appropriate range while preventing intrusion of bubbles from the normal nozzle 37A. In addition, since the non-ejection nozzle 37B is not originally used for ejecting droplets, there is no problem in printing even if bubbles are sucked and droplets cannot be ejected.

この場合、不吐出ノズル37Bの直径は、通常ノズル37Aの直径の1.2倍以下である。不吐出ノズル37Bの直径を大きくすると、気泡を吸い込みやすくできるが、直径が大きすぎると正常な印刷状態でも気泡を吸い込むようになり印刷が不安定となる。上記の構成によれば、不吐出ノズル37Bで気泡の吸い込みを生ずる頻度を少なくして、印刷を安定的に行うことができる。   In this case, the diameter of the non-ejection nozzle 37B is not more than 1.2 times the diameter of the normal nozzle 37A. Increasing the diameter of the non-ejection nozzle 37B makes it easy to suck bubbles, but if the diameter is too large, bubbles are sucked even in a normal printing state and printing becomes unstable. According to the above configuration, it is possible to perform printing stably by reducing the frequency with which bubbles are sucked by the non-ejection nozzle 37B.

不吐出ノズル37Bは、圧力室33の下流側の端部に対応する位置に設けられる。この構成によれば、不吐出ノズル37B付近において、さらに液の圧力を小さく(負圧を大きく)することができる。これによって、通常ノズル37Aよりも不吐出ノズル37B側でメニスカスの破壊が促進され、不吐出ノズル37Bで積極的に圧力室33内に気泡を侵入させることができる。   The non-ejection nozzle 37 </ b> B is provided at a position corresponding to the downstream end of the pressure chamber 33. According to this configuration, the liquid pressure can be further reduced (negative pressure can be increased) in the vicinity of the non-ejection nozzle 37B. Thereby, the destruction of the meniscus is promoted on the non-ejecting nozzle 37B side with respect to the normal nozzle 37A, and the non-ejecting nozzle 37B can positively allow bubbles to enter the pressure chamber 33.

なお、上記の実施形態では、一例として、通常ノズル37Aの直径を30μmで形成し、不吐出ノズル37Bを35μmで形成したが、通常ノズル37Aに対する不吐出ノズル37Bの大きさの比率は、これに限定されるものではない。不吐出ノズル37Bの直径は、通常ノズル37Aの直径に対して、100%よりも大きく、120%以下の範囲(具体的には、不吐出ノズル37Bの直径が、30μmよりも大きく36μm以下の範囲内)であれば、どのような大きさでもよい。   In the above embodiment, as an example, the diameter of the normal nozzle 37A is 30 μm and the non-ejection nozzle 37B is 35 μm. However, the ratio of the size of the non-ejection nozzle 37B to the normal nozzle 37A is as follows. It is not limited. The diameter of the non-ejection nozzle 37B is larger than 100% and 120% or less with respect to the diameter of the normal nozzle 37A (specifically, the diameter of the non-ejection nozzle 37B is larger than 30 μm and smaller than 36 μm). Any size).

不吐出ノズル37Bの直径は、更に好ましくは、通常ノズル37Aの直径に対して、110%から120%以下の範囲(具体的には、不吐出ノズル37Bの直径が、33μmから36μmの範囲内)であるとよい。この範囲であれば、不吐出ノズル37Bのメニスカス保持圧力を通常ノズル37Aのメニスカス保持圧力に比して10%から20%小さくすることができる。   More preferably, the diameter of the non-ejection nozzle 37B is in the range of 110% to 120% or less with respect to the diameter of the normal nozzle 37A (specifically, the diameter of the non-ejection nozzle 37B is in the range of 33 μm to 36 μm). It is good to be. Within this range, the meniscus holding pressure of the non-ejection nozzle 37B can be made 10% to 20% smaller than the meniscus holding pressure of the normal nozzle 37A.

また、上記実施形態では、通常ノズル37Aに対して不吐出ノズル37Bの大きさを大きくしているが、不吐出ノズル37Bが圧力室33の下流側の端部に対応する位置に設けられていれば、不吐出ノズル37Bを通常ノズル37Aと同じ大きさで形成してもよい。この場合には、通常ノズル37Aがある位置よりも不吐出ノズル37Bがある位置で液の圧力が低く(負圧が大きく)なっているため、不吐出ノズル37Bで優先的に気泡の吸い込みを生じさせることができる。これによって、通常ノズル37Aにおいて気泡の侵入を生ずることを防止して、インクジェットヘッド11内の負圧を適正な範囲内に管理することができる。この場合には、通常ノズル37Aを形成する際に同時に不吐出ノズル37Bを形成できることができ、製造性を良好にできる。   In the above embodiment, the size of the non-ejection nozzle 37B is larger than that of the normal nozzle 37A. However, the non-ejection nozzle 37B is provided at a position corresponding to the downstream end of the pressure chamber 33. For example, the non-ejection nozzle 37B may be formed in the same size as the normal nozzle 37A. In this case, since the liquid pressure is lower (negative pressure is larger) at the position where the non-ejection nozzle 37B is present than at the position where the normal nozzle 37A is present, the non-ejection nozzle 37B preferentially sucks bubbles. Can be made. This prevents bubbles from entering the normal nozzle 37A and allows the negative pressure in the inkjet head 11 to be managed within an appropriate range. In this case, the non-ejection nozzle 37B can be formed at the same time as the normal nozzle 37A is formed, and the productivity can be improved.

[第2実施形態]
以下に、インクジェットヘッドの第2実施形態について、図4から図6を参照して説明する。インクジェットヘッド11に用いられる液(インク)としては、画像を形成するための各種の顔料を含むインクのほか、種々の機能を発揮する機能性インクを含んでいる。
[Second Embodiment]
Below, 2nd Embodiment of an inkjet head is described with reference to FIGS. The liquid (ink) used for the inkjet head 11 includes functional inks that exhibit various functions in addition to inks containing various pigments for forming images.

図4に示すように、インクジェットヘッド11は、いわゆるエンドシュータ方式(インクジェットヘッド11の内部と印刷装置のタンクとの間で液を循環させない方式)のインクジェットヘッド11である。インクジェットヘッド11は、基部41と、蓋部材42と、蓋部材42に設けられた一対の液注入口43と、ノズルプレート24とを備えている。液注入口43は、印刷装置12に搭載された際に、チューブ等を介して印刷装置12のタンク13A(インクタンク)に接続される。印刷装置12に搭載された状態で、インクジェットヘッド11の内部は、タンク13Aから供給された液(インク)で満たされる。なお、図4では、実際のインクジェットヘッド11よりも複数のノズル37(通常ノズル、不吐出ノズル)を大きく誇張して示している。図4では、実際のインクジェットヘッド11よりも少ない数のノズル37を示している。   As shown in FIG. 4, the inkjet head 11 is a so-called end shooter type (a type in which liquid is not circulated between the inside of the inkjet head 11 and the tank of the printing apparatus). The inkjet head 11 includes a base 41, a lid member 42, a pair of liquid inlets 43 provided in the lid member 42, and a nozzle plate 24. The liquid injection port 43 is connected to a tank 13A (ink tank) of the printing apparatus 12 via a tube or the like when mounted on the printing apparatus 12. The ink jet head 11 is filled with the liquid (ink) supplied from the tank 13 </ b> A while being mounted on the printing device 12. In FIG. 4, the plurality of nozzles 37 (normal nozzles, non-ejection nozzles) are greatly exaggerated than the actual inkjet head 11. FIG. 4 shows a smaller number of nozzles 37 than the actual inkjet head 11.

図5に示すように、蓋部材42は、基部41の上面に取り付けられている。蓋部材42の内側には、各圧力室33と連通する共通液室34が設けられている。   As shown in FIG. 5, the lid member 42 is attached to the upper surface of the base 41. A common liquid chamber 34 that communicates with each pressure chamber 33 is provided inside the lid member 42.

基部41は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)製の2枚の圧電板を互いの分極方向を反対向きとするように貼り合わせて形成されている。図6に示すように、基部41には、複数の圧力室33がインクジェットヘッド11の長手方向Lに並ぶように設けられている。また、基部41の圧力室33同士の間には、複数の柱部44が設けられている。複数の圧力室33は、後述するノズルプレート24の複数のノズル37(通常ノズル37Aおよび不吐出ノズル37B)に連通するように設けられている。すなわち、複数の圧力室33は、複数のノズル37に1対1で対応するように設けられている。各圧力室33は、基部41の表面から図5に示すように、一部に円弧を含む形状に窪んでおり、いわゆる溝状に形成されている。   The base 41 is formed, for example, by bonding two piezoelectric plates made of lead zirconate titanate (PZT) so that their polarization directions are opposite to each other. As shown in FIG. 6, the base 41 is provided with a plurality of pressure chambers 33 arranged in the longitudinal direction L of the inkjet head 11. In addition, a plurality of column portions 44 are provided between the pressure chambers 33 of the base portion 41. The plurality of pressure chambers 33 are provided to communicate with a plurality of nozzles 37 (normal nozzles 37A and non-ejection nozzles 37B) of the nozzle plate 24 described later. That is, the plurality of pressure chambers 33 are provided to correspond to the plurality of nozzles 37 on a one-to-one basis. As shown in FIG. 5, each pressure chamber 33 is recessed from the surface of the base portion 41 into a shape including a circular arc, and is formed in a so-called groove shape.

図6に示すように、各圧力室33は、一対の柱部44の間の位置で、柱部44と隣接して設けられる。図5、図6に示すように、各圧力室33の内面(圧力室33を構成する溝の底面および側面)には、電極22が設けられている。電極22は、柱部44に電圧を印加して柱部44を駆動素子26Aとして駆動するために用いられる。電極22は、例えばニッケル薄膜によって形成されているが、これに限らず、例えば金や銅で形成されていても良い。複数の電極22は、上記複数の配線36に接続されている。柱部44は、圧力室33内の液を通常ノズル37Aから液滴として吐出させる駆動素子26Aの一例である。   As shown in FIG. 6, each pressure chamber 33 is provided adjacent to the column portion 44 at a position between the pair of column portions 44. As shown in FIGS. 5 and 6, an electrode 22 is provided on the inner surface of each pressure chamber 33 (the bottom surface and the side surface of the groove constituting the pressure chamber 33). The electrode 22 is used to apply a voltage to the column portion 44 to drive the column portion 44 as the drive element 26A. The electrode 22 is formed of, for example, a nickel thin film, but is not limited thereto, and may be formed of, for example, gold or copper. The plurality of electrodes 22 are connected to the plurality of wirings 36. The column portion 44 is an example of a drive element 26A that discharges the liquid in the pressure chamber 33 as a droplet from the normal nozzle 37A.

基部41上には、圧力室33の内面に形成された電極22に接続される複数の配線36が設けられている。電極22および配線36は、例えば基部41の上面に形成されたニッケル薄膜を、レーザー加工でパターニングして形成されている。   On the base 41, a plurality of wirings 36 connected to the electrodes 22 formed on the inner surface of the pressure chamber 33 are provided. The electrode 22 and the wiring 36 are formed, for example, by patterning a nickel thin film formed on the upper surface of the base 41 by laser processing.

ノズルプレート24は、基部41および蓋部材42の前面に取り付けられている。ノズルプレート24は、例えば、ポリイミド製のフィルムで形成されている。なお、ノズルプレート24の材料はポリイミドに限定されるものではない。   The nozzle plate 24 is attached to the front surface of the base 41 and the lid member 42. The nozzle plate 24 is formed of, for example, a polyimide film. The material of the nozzle plate 24 is not limited to polyimide.

ノズルプレート24は、インクジェットヘッド11の長手方向Lに一定の間隔で並んだ複数のノズル37を有している。複数のノズル37は、液滴(インク)の吐出を実際に行う複数の通常ノズル37Aと、複数のノズル37の並んだ方向において複数の通常ノズル37Aよりも外側に位置した複数の不吐出ノズル37Bと、を含んでいる。通常ノズル37Aおよび不吐出ノズル37Bは、レーザー加工で形成される。なお、通常ノズル37A間の間隔と、通常ノズル37Aと不吐出ノズル37Bとの間の間隔と、不吐出ノズル37B間の間隔とは、すべて同一の長さで構成されている。複数の不吐出ノズル37Bは、複数のノズル37で構成したノズル列の端部(両端部)に設けられると言い換えることができる。なお、図4に示すように、ノズルプレート24上の通常ノズル37Aに対応する部分には、吐出エリア45が構成されており、ノズルプレート24上の不吐出ノズル37Bに対応する部分には、不吐出エリア46が構成される。   The nozzle plate 24 has a plurality of nozzles 37 arranged at regular intervals in the longitudinal direction L of the inkjet head 11. The plurality of nozzles 37 includes a plurality of normal nozzles 37A that actually discharge droplets (ink), and a plurality of non-ejection nozzles 37B that are positioned outside the plurality of normal nozzles 37A in the direction in which the plurality of nozzles 37 are arranged. And. The normal nozzle 37A and the non-ejection nozzle 37B are formed by laser processing. The intervals between the normal nozzles 37A, the intervals between the normal nozzles 37A and the non-ejection nozzles 37B, and the intervals between the non-ejection nozzles 37B are all configured to have the same length. In other words, the plurality of non-ejection nozzles 37 </ b> B are provided at the end portions (both end portions) of the nozzle row composed of the plurality of nozzles 37. As shown in FIG. 4, a discharge area 45 is formed in a portion corresponding to the normal nozzle 37A on the nozzle plate 24, and a portion corresponding to the non-discharge nozzle 37B on the nozzle plate 24 is not set. A discharge area 46 is configured.

通常ノズル37Aは、円形をなしており、通常ノズル37Aの直径は、例えば30μmで構成される。不吐出ノズル37Bは、円形をなしており、通常ノズル37Aの直径よりも大きい直径を有する。不吐出ノズル37Bの直径は、例えば、35μmで構成される。不吐出ノズル37Bの形状は、円形に限定されるものではなく、四角形やその他の任意の形状であってもよい。   The normal nozzle 37A has a circular shape, and the diameter of the normal nozzle 37A is, for example, 30 μm. The non-ejection nozzle 37B is circular and has a diameter larger than that of the normal nozzle 37A. The diameter of the non-ejection nozzle 37B is, for example, 35 μm. The shape of the non-ejection nozzle 37B is not limited to a circle, and may be a quadrangle or any other shape.

ノズルのメニスカス保持圧力は、ノズルの円周の長さと反比例する関係にある。このため、直径の大きい不吐出ノズル37Bのメニスカス保持圧力の大きさは、直径の小さい通常ノズル37Aのメニスカス保持圧力よりも小さくなる。本実施形態では、通常ノズル37Aのメニスカス保持圧力を1としたときに、不吐出ノズル37Bのメニスカス保持圧力は、0.857となる。したがって、印刷中にインクジェットヘッド11内の負圧が大きくなると、まず不吐出ノズル37B側でメニスカスの破壊が起こる。不吐出ノズル37Bにおいてメニスカスの破壊が起こると、不吐出ノズル37Bからインクジェットヘッド11内(不吐出ノズル37Bと連通する圧力室33内)に気泡が侵入する。   The meniscus holding pressure of the nozzle is inversely proportional to the circumferential length of the nozzle. For this reason, the magnitude of the meniscus holding pressure of the non-ejection nozzle 37B having a large diameter is smaller than the meniscus holding pressure of the normal nozzle 37A having a small diameter. In the present embodiment, when the meniscus holding pressure of the normal nozzle 37A is 1, the meniscus holding pressure of the non-ejection nozzle 37B is 0.857. Therefore, when the negative pressure in the inkjet head 11 increases during printing, the meniscus is first destroyed on the non-ejection nozzle 37B side. When the meniscus is destroyed in the non-ejection nozzle 37B, bubbles enter the inkjet head 11 (in the pressure chamber 33 communicating with the non-ejection nozzle 37B) from the non-ejection nozzle 37B.

続いて、実際に印刷装置12に搭載された状態の、実施形態のインクジェットヘッド11の作用について説明する。   Next, the operation of the inkjet head 11 according to the embodiment when actually mounted on the printing apparatus 12 will be described.

インクジェットヘッド11が印刷装置12に搭載されると、タンク13Aからインクジェットヘッド11内に液(インク)が供給され、インクジェットヘッド11の内部が液で満たされる。インクジェットヘッド11内部の液の初期圧力(初期負圧)は、例えば、−1KPaである。   When the inkjet head 11 is mounted on the printing apparatus 12, a liquid (ink) is supplied from the tank 13A into the inkjet head 11, and the interior of the inkjet head 11 is filled with the liquid. The initial pressure (initial negative pressure) of the liquid inside the inkjet head 11 is, for example, −1 KPa.

ユーザによって印刷装置12が操作されると、印刷装置12の制御部は、配線36に接続されたIC21に印字信号を入力する。IC21は、この印字信号に基づき、配線36を介して圧力室33の電極22に所定の電圧を印加する。電極22に駆動パルス電圧が印加されると、柱部44がシェアモード変形し、圧力室33の容積が膨張する。そして、圧力室33の電極22に印加されていた電圧が解除されることで、柱部44が元の形状に戻り、圧力室33の容積が縮小して元の大きさに戻る。これにより、圧力室33内の液(インク)が加圧され、通常ノズル37Aから印刷対象に向けて液滴が勢いよく吐出される。複数の通常ノズル37Aから液滴が吐出されることで、印刷対象(用紙)に画像が形成される。なお、不吐出ノズル37Bからの液滴の吐出はなされない。   When the user operates the printing device 12, the control unit of the printing device 12 inputs a print signal to the IC 21 connected to the wiring 36. Based on this print signal, the IC 21 applies a predetermined voltage to the electrode 22 of the pressure chamber 33 via the wiring 36. When the drive pulse voltage is applied to the electrode 22, the column portion 44 is deformed in the shear mode, and the volume of the pressure chamber 33 is expanded. Then, by releasing the voltage applied to the electrode 22 of the pressure chamber 33, the column portion 44 returns to the original shape, and the volume of the pressure chamber 33 is reduced to return to the original size. As a result, the liquid (ink) in the pressure chamber 33 is pressurized, and droplets are ejected vigorously from the normal nozzle 37A toward the printing target. By ejecting droplets from the plurality of normal nozzles 37A, an image is formed on the print target (paper). It should be noted that droplets are not ejected from the non-ejection nozzle 37B.

連続して画像の形成(液滴の吐出)を行うと、インクジェットヘッド11内の液(インク)が多量に消費され、タンク13Aからの液の供給が間に合わず、インクジェットヘッド11内の圧力(負圧)が−4KPa程度まで変化する場合がある。この状態では、インクジェットヘッド11内の圧力(負圧)は、通常ノズル37Aのメニスカス保持圧力を超えてはいないが、不吐出ノズル37Bのメニスカス保持圧力を超えた状態となる。この状態では、不吐出ノズル37Bでメニスカスが破壊されてインクジェットヘッド11内に気泡が侵入する。不吐出ノズル37Bから気泡がインクジェットヘッド11内に侵入すると、インクジェットヘッド11内の負圧が小さくなり、大気圧付近までインクジェットヘッド11内の圧力が上昇する。   When images are continuously formed (droplet ejection), a large amount of liquid (ink) in the inkjet head 11 is consumed, and the supply of the liquid from the tank 13A is not in time, and the pressure (negative pressure) in the inkjet head 11 is reached. Pressure) may change to about -4 KPa. In this state, the pressure (negative pressure) in the inkjet head 11 does not normally exceed the meniscus holding pressure of the nozzle 37A, but exceeds the meniscus holding pressure of the non-ejection nozzle 37B. In this state, the meniscus is destroyed by the non-ejection nozzle 37 </ b> B, and bubbles enter the inkjet head 11. When bubbles enter the inkjet head 11 from the non-ejection nozzle 37B, the negative pressure in the inkjet head 11 decreases, and the pressure in the inkjet head 11 rises to near atmospheric pressure.

このように本実施形態では、積極的に不吐出ノズル37Bからインクジェットヘッド11内部に気泡を侵入させることで、通常ノズル37Aから気泡を吸い込んでしまうことが防止される。なお、不吐出ノズル37Bから侵入した気泡は、通常ノズル37A側に移動することなく、不吐出ノズル37Bと対向した圧力室33内に保持されて、気泡が少量の場合は時間経過とともに液(インク)中に吸収されて、気泡が大きい場合は共通液室34へと移動する。このため、不吐出ノズル37Bから侵入した気泡がインクジェットヘッド11内の他の部分に悪影響を及ぼすことはない。   As described above, in the present embodiment, air bubbles are prevented from being sucked from the normal nozzles 37A by positively injecting the air bubbles into the inkjet head 11 from the non-ejection nozzles 37B. The bubbles that have entered from the non-ejection nozzle 37B do not move to the normal nozzle 37A side but are held in the pressure chamber 33 facing the non-ejection nozzle 37B. If the amount of bubbles is small, the liquid (ink) ) And is moved to the common liquid chamber 34 when bubbles are large. For this reason, bubbles that have entered from the non-ejection nozzle 37B do not adversely affect other portions in the inkjet head 11.

実施形態のインクジェットヘッド11は、一定の間隔で並んだ複数のノズル37を有するノズルプレート24であって、複数のノズル37は、複数の通常ノズル37Aと、複数のノズル37の並んだ方向において複数の通常ノズル37Aよりも外側に位置する複数の不吐出ノズル37Bと、を含み、不吐出ノズル37Bの直径は、通常ノズル37Aの直径よりも大きいノズルプレート24と、複数のノズル37に連通するように設けられる複数の圧力室33と、複数の圧力室33に連通した共通液室34と、複数の圧力室33に隣接して設けられるとともに複数の圧力室33内の液を複数の通常ノズル37Aから液滴として吐出させる複数の駆動素子26Aと、を備える。   The inkjet head 11 of the embodiment is a nozzle plate 24 having a plurality of nozzles 37 arranged at regular intervals, and the plurality of nozzles 37 are a plurality of normal nozzles 37A and a plurality of nozzles 37 in the direction in which the plurality of nozzles 37 are arranged. A plurality of non-ejection nozzles 37B located outside the normal nozzle 37A, and the diameter of the non-ejection nozzle 37B communicates with the nozzle plate 24 and the plurality of nozzles 37, which are larger than the diameter of the normal nozzle 37A. A plurality of pressure chambers 33, a common liquid chamber 34 communicating with the plurality of pressure chambers 33, and a plurality of normal nozzles 37 </ b> A that are provided adjacent to the plurality of pressure chambers 33 and supply the liquid in the plurality of pressure chambers 33. And a plurality of driving elements 26A that are ejected as droplets.

この構成によれば、気泡の侵入を生じやすく且つ実際には液滴の吐出は行わない不吐出ノズル37Bをインクジェットヘッド11に設けているため、連続して液滴の吐出を行ってインクジェットヘッド11内の負圧が大きくなった場合に、不吐出ノズル37B側で積極的に気泡の侵入を生じさせることができる。これによって、簡単な構造によって、通常ノズル37Aからの気泡の侵入を防止しつつ、インクジェットヘッド11内の負圧を適正な範囲内に管理することができる。   According to this configuration, since the ink jet head 11 is provided with the non-ejection nozzle 37 </ b> B that is liable to intrude bubbles and does not actually eject droplets, the ink jet head 11 continuously ejects droplets. When the internal negative pressure becomes large, bubbles can be actively introduced on the non-ejection nozzle 37B side. Accordingly, the negative pressure in the inkjet head 11 can be managed within an appropriate range while preventing bubbles from entering from the normal nozzle 37A with a simple structure.

また、不吐出ノズル37Bは、元々液滴の吐出には用いられないために、不吐出ノズル37Bに気泡を抱き込んだ状態となったとしても印刷に問題を生ずることがない。なお通常、このようにノズル37に気泡を抱き込んでしまうと(ノズル付近に気泡が引っ掛かって滞留状態となると)、液のパージ・メンテナンスによる気泡の排出をしなければ、吐出不能状態からノズル37を回復させることはできない。本実施形態によれば、通常ノズル37Aからの気泡の侵入を防いで、通常ノズル37Aに対するこのようなパージ・メンテナンスの回数を低減できる。   In addition, since the non-ejection nozzle 37B is not originally used for ejecting liquid droplets, there is no problem in printing even if bubbles are held in the non-ejection nozzle 37B. Normally, when air bubbles are entrapped in the nozzle 37 in this way (when the air bubbles are caught in the vicinity of the nozzle and become in a staying state), the air is not ejected from the discharge disabled state unless the air bubbles are discharged by the liquid purge / maintenance. Cannot be recovered. According to the present embodiment, it is possible to prevent bubbles from entering from the normal nozzle 37A, and to reduce the number of such purge and maintenance operations for the normal nozzle 37A.

さらに、不吐出ノズル37Bを含む複数のノズル37は、インクジェットヘッド11の長手方向Lに一定の間隔で並んでいるので、吐出エリア45にある通常ノズル37Aと同じ条件で不吐出ノズル37Bを設けることができる。これによって、不吐出ノズル37Bに対しては、その直径だけが影響することとなり、それ以外の要因は通常ノズル37Aと同じにすることができる。これによって、意図した通りに、不吐出ノズル37Bにおいて優先的に気泡を侵入させて、通常ノズル37Aにおいて気泡が侵入することを防止できる。   Further, since the plurality of nozzles 37 including the non-ejection nozzles 37B are arranged at regular intervals in the longitudinal direction L of the inkjet head 11, the non-ejection nozzles 37B are provided under the same conditions as the normal nozzles 37A in the ejection area 45. Can do. Accordingly, only the diameter of the non-ejection nozzle 37B is affected, and other factors can be made the same as those of the normal nozzle 37A. As a result, it is possible to prevent bubbles from entering the normal nozzle 37 </ b> A by preferentially causing the bubbles to enter the non-ejection nozzle 37 </ b> B as intended.

この場合、不吐出ノズル37Bの直径は、通常ノズル37Aの直径の1.2倍以下である。不吐出ノズル37Bの直径を大きくすると、気泡を吸い込みやすくできるが、不吐出ノズル37Bの直径が大きすぎると正常な印刷状態でも気泡を吸い込むようになり印刷が不安定となる。上記の構成によれば、不吐出ノズル37Bで気泡の吸い込みを生ずる頻度を少なくして、印刷を安定的に行うことができる。   In this case, the diameter of the non-ejection nozzle 37B is not more than 1.2 times the diameter of the normal nozzle 37A. Increasing the diameter of the non-ejection nozzle 37B makes it easier to suck bubbles, but if the diameter of the non-ejection nozzle 37B is too large, bubbles are sucked even in a normal printing state, and printing becomes unstable. According to the above configuration, it is possible to perform printing stably by reducing the frequency with which bubbles are sucked by the non-ejection nozzle 37B.

なお、上記の実施形態では、一例として、通常ノズル37Aの直径を30μmで形成し、不吐出ノズル37Bを35μmで形成したが、通常ノズル37Aに対する不吐出ノズル37Bの大きさの比率は、これに限定されるものではない。不吐出ノズル37Bの直径は、通常ノズル37Aの直径に対して、100%よりも大きく、120%以下の範囲(具体的には、不吐出ノズル37Bの直径が、30μmよりも大きく36μm以下の範囲内)であれば、どのような大きさでもよい。   In the above embodiment, as an example, the diameter of the normal nozzle 37A is 30 μm and the non-ejection nozzle 37B is 35 μm. However, the ratio of the size of the non-ejection nozzle 37B to the normal nozzle 37A is as follows. It is not limited. The diameter of the non-ejection nozzle 37B is larger than 100% and 120% or less with respect to the diameter of the normal nozzle 37A (specifically, the diameter of the non-ejection nozzle 37B is larger than 30 μm and smaller than 36 μm). Any size).

不吐出ノズル37Bの直径は、更に好ましくは、通常ノズル37Aの直径に対して、110%から120%以下の範囲(具体的には、不吐出ノズル37Bの直径が、33μmから36μmの範囲内)であるとよい。この範囲であれば、不吐出ノズル37Bのメニスカス保持圧力を通常ノズル37Aのメニスカス保持圧力に比して10%から20%小さくすることができる。   More preferably, the diameter of the non-ejection nozzle 37B is in the range of 110% to 120% or less with respect to the diameter of the normal nozzle 37A (specifically, the diameter of the non-ejection nozzle 37B is in the range of 33 μm to 36 μm). It is good to be. Within this range, the meniscus holding pressure of the non-ejection nozzle 37B can be made 10% to 20% smaller than the meniscus holding pressure of the normal nozzle 37A.

上記実施形態のインクジェットヘッド11では、ノズル列が1列のものを開示しているが、複数のノズル列を有するインクジェットヘッド11にも当然に適用することができる。   In the inkjet head 11 of the above-described embodiment, one nozzle row is disclosed, but the present invention can naturally be applied to the inkjet head 11 having a plurality of nozzle rows.

なお、上記した第1実施形態と第2実施形態を組み合わせて実施することができる。すなわち、第1実施形態において複数のノズル37で構成されるノズル列の端部に、第2実施形態の図4に示すように、2個の不吐出ノズル37Bを設けてもよい。   The first embodiment and the second embodiment described above can be implemented in combination. That is, as shown in FIG. 4 of the second embodiment, two non-ejection nozzles 37 </ b> B may be provided at the end of the nozzle row composed of the plurality of nozzles 37 in the first embodiment.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

11…インクジェットヘッド、12…印刷装置、13…液循環ユニット、24…ノズルプレート、26A…駆動素子、33…圧力室、33B…下流端部、34…共通液室、37…ノズル、37A…通常ノズル、37B…不吐出ノズル DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Inkjet head, 12 ... Printing apparatus, 13 ... Liquid circulation unit, 24 ... Nozzle plate, 26A ... Drive element, 33 ... Pressure chamber, 33B ... Downstream end, 34 ... Common liquid chamber, 37 ... Nozzle, 37A ... Normal Nozzle, 37B ... Non-ejecting nozzle

Claims (5)

一定の間隔で並んだ複数のノズルを有するノズルプレートであって、前記複数のノズルは、複数の通常ノズルと、前記複数のノズルの並んだ方向において前記複数の通常ノズルよりも外側に位置する複数の不吐出ノズルと、を含み、前記不吐出ノズルの直径は、前記通常ノズルの直径よりも大きいノズルプレートと、
液循環ユニットから液の供給を受ける共通液室と、
上流側で前記共通液室と接続され、下流側で前記液循環ユニットに接続されるとともに、前記複数のノズルと連通した複数の圧力室であって、前記複数のノズルで使用されなかった液が前記液循環ユニットに回収される複数の圧力室と、
前記複数の圧力室に隣接して設けられるとともに前記複数の圧力室内の液を前記複数の通常ノズルから液滴として吐出させる複数の駆動素子と、
を備えるインクジェットヘッド。
A nozzle plate having a plurality of nozzles arranged at regular intervals, wherein the plurality of nozzles are a plurality of normal nozzles and a plurality of nozzles positioned outside the plurality of normal nozzles in the direction in which the plurality of nozzles are arranged. A non-ejection nozzle, a nozzle plate having a diameter larger than the diameter of the normal nozzle,
A common liquid chamber that receives liquid supply from the liquid circulation unit;
A plurality of pressure chambers connected to the common liquid chamber on the upstream side and connected to the liquid circulation unit on the downstream side and communicated with the plurality of nozzles, wherein the liquid not used in the plurality of nozzles A plurality of pressure chambers collected in the liquid circulation unit;
A plurality of drive elements provided adjacent to the plurality of pressure chambers and discharging liquid in the plurality of pressure chambers as droplets from the plurality of normal nozzles;
An inkjet head comprising:
前記不吐出ノズルの直径は、前記通常ノズルの直径の1.2倍以下である請求項1に記載のインクジェットヘッド。   The inkjet head according to claim 1, wherein a diameter of the non-ejection nozzle is 1.2 times or less of a diameter of the normal nozzle. 一定の間隔で並んだ複数のノズルを有するノズルプレートであって、前記複数のノズルは、複数の通常ノズルと、前記複数のノズルの並んだ方向において前記複数の通常ノズルよりも外側に位置する複数の不吐出ノズルと、を含み、前記不吐出ノズルは、前記圧力室の下流側の端部に対応する位置に設けられるノズルプレートと、
液循環ユニットから液の供給を受ける共通液室と、
上流側で前記共通液室と接続され、下流側で前記液循環ユニットに接続されるとともに、前記複数のノズルと連通した複数の圧力室であって、前記複数のノズルで使用されなかった液が前記液循環ユニットに回収される複数の圧力室と、
前記複数の圧力室に隣接して設けられるとともに前記複数の圧力室内の液を前記複数の通常ノズルから液滴として吐出させる複数の駆動素子と、
を備えるインクジェットヘッド。
A nozzle plate having a plurality of nozzles arranged at regular intervals, wherein the plurality of nozzles are a plurality of normal nozzles and a plurality of nozzles positioned outside the plurality of normal nozzles in the direction in which the plurality of nozzles are arranged. A non-ejection nozzle, and the non-ejection nozzle is provided at a position corresponding to the downstream end of the pressure chamber;
A common liquid chamber that receives liquid supply from the liquid circulation unit;
A plurality of pressure chambers connected to the common liquid chamber on the upstream side and connected to the liquid circulation unit on the downstream side and communicated with the plurality of nozzles, wherein the liquid not used in the plurality of nozzles A plurality of pressure chambers collected in the liquid circulation unit;
A plurality of drive elements provided adjacent to the plurality of pressure chambers and discharging liquid in the plurality of pressure chambers as droplets from the plurality of normal nozzles;
An inkjet head comprising:
一定の間隔で並んだ複数のノズルを有するノズルプレートであって、前記複数のノズルは、複数の通常ノズルと、前記複数のノズルの並んだ方向において前記複数の通常ノズルよりも外側に位置する複数の不吐出ノズルと、を含み、前記不吐出ノズルの直径は、前記通常ノズルの直径よりも大きいノズルプレートと、
前記複数のノズルに連通するように設けられる複数の圧力室と、
前記複数の圧力室に連通した共通液室と、
前記複数の圧力室に隣接して設けられるとともに前記複数の圧力室内の液を前記複数の通常ノズルから液滴として吐出させる複数の駆動素子と、
を備えるインクジェットヘッド。
A nozzle plate having a plurality of nozzles arranged at regular intervals, wherein the plurality of nozzles are a plurality of normal nozzles and a plurality of nozzles positioned outside the plurality of normal nozzles in the direction in which the plurality of nozzles are arranged. A non-ejection nozzle, a nozzle plate having a diameter larger than the diameter of the normal nozzle,
A plurality of pressure chambers provided to communicate with the plurality of nozzles;
A common liquid chamber communicating with the plurality of pressure chambers;
A plurality of drive elements provided adjacent to the plurality of pressure chambers and discharging liquid in the plurality of pressure chambers as droplets from the plurality of normal nozzles;
An inkjet head comprising:
前記不吐出ノズルの直径は、前記通常ノズルの直径の1.2倍以下である請求項1に記載のインクジェットヘッド。   The inkjet head according to claim 1, wherein a diameter of the non-ejection nozzle is 1.2 times or less of a diameter of the normal nozzle.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021062523A (en) * 2019-10-11 2021-04-22 セイコーエプソン株式会社 Liquid jetting device, maintenance method of liquid jetting device
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