JP2016196169A - Head and liquid jet device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヘッド及び液体噴射装置に関し、特に液体としてインクを噴射するインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置に関する。 The present invention relates to a head and a liquid ejecting apparatus, and more particularly to an ink jet recording head and an ink jet recording apparatus that eject ink as a liquid.
ピエゾインクジェット方式(piezo ink jet system)は、ピエゾ素子に電圧を加えて変形させることでインクの液滴を吐出させる、オンデマンド形のインクジェット印刷システムである(JIS Z8123−1:2013)。 The piezo ink jet system is an on-demand ink jet printing system that discharges ink droplets by applying a voltage to a piezo element to deform it (JIS Z8123-1: 2013).
パーマネントヘッド(permanent head、以下ヘッド)とは、インクの液滴を連続的又は断続的に生成する、プリンター本体の機械部又は電気部である(JIS Z8123−1:2013)。 A permanent head (hereinafter referred to as a head) is a mechanical part or an electric part of a printer body that continuously or intermittently generates ink droplets (JIS Z8123-1: 2013).
ピエゾインクジェット方式に用いるヘッドは、液滴を噴射するノズルに連通する圧力発生室が形成された流路形成基板と、流路形成基板の一方面側に設けられたピエゾ素子と、流路形成基板のピエゾ素子側に接合されて、ピエゾ素子を駆動する駆動回路が設けられた駆動回路基板と、を具備し、ピエゾ素子を駆動回路によって駆動することによって圧力発生室内の液体に圧力変化を生じさせることで、ノズルから液滴を噴射する。 A head used in a piezo ink jet method includes a flow path forming substrate in which a pressure generation chamber communicating with a nozzle for ejecting droplets is formed, a piezo element provided on one side of the flow path forming substrate, and a flow path forming substrate. And a drive circuit board provided with a drive circuit for driving the piezo element. The piezo element is driven by the drive circuit to cause a pressure change in the liquid in the pressure generating chamber. Thus, droplets are ejected from the nozzle.
ヘッドの一例としては、液体を吐出するノズル列を備えた複数のヘッド本体と、インクカートリッジ等の液体貯留手段から各ヘッド本体に液体を供給するための流路部材とを備えたものが知られている。各ヘッド本体は、液滴を噴射するノズルが一方向に並設されたノズル列を備えており、一方向とは交差する方向にノズル列が並設されている。 As an example of the head, a head including a plurality of head main bodies provided with a nozzle array for discharging liquid and a flow path member for supplying liquid to each head main body from liquid storage means such as an ink cartridge is known. ing. Each head body includes a nozzle row in which nozzles for ejecting droplets are arranged in one direction, and the nozzle rows are arranged in a direction intersecting with one direction.
例えば、8列のノズル列を有するヘッドでは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローのように、8列のノズル列の中心、すなわち4列目と5列目との間を中心として対称となるノズル列に同色のインクが供給されるように流路部材等が構成されている(例えば、特許文献1参照)。このようなヘッドを有するインクジェット式記録装置は、記録媒体に対してヘッドを相対的に往復移動させながら記録動作を行う。これにより、往路と復路とで被噴射媒体に対する各色のインクの着弾順序を揃えることでき、高品質な印刷を行うことができる。
For example, in a head having 8 nozzle rows, the center of 8 nozzle rows, that is, between the 4th and 5th rows, such as yellow, cyan, magenta, black, black, magenta, cyan, and yellow. A flow path member or the like is configured so that ink of the same color is supplied to a nozzle array that is symmetric about the center (see
また、複数のノズル列にインクを供給する流路部材としては、各色のインクを貯留したインクカートリッジから供給されたインクが流通する流路を途中で分岐させたものがある(例えば、特許文献2参照)。このような流路部材は、インクカートリッジから供給されたインクから異物や気泡が除去するフィルターを有しており、フィルターよりも下流側の流路を分岐させることで対称配置されたノズル列にインクを供給している。これにより、一種の液体を複数のノズル列にインクを供給することができる。 In addition, as a flow path member that supplies ink to a plurality of nozzle rows, there is one in which a flow path through which ink supplied from an ink cartridge that stores ink of each color flows is branched in the middle (for example, Patent Document 2). reference). Such a flow path member has a filter that removes foreign matters and bubbles from the ink supplied from the ink cartridge, and the ink is arranged in the nozzle rows arranged symmetrically by branching the flow path on the downstream side of the filter. Supply. Thereby, a kind of liquid can supply ink to a plurality of nozzle rows.
しかしながら、流路部材には、各色のインクの流路が分岐して設けられているが、上述したようにノズル列が色ごとに対称配列となっているため、各色に対応した流路の長さが異なり、ノズル列間の圧力損失に差が生じることがある。例えば、イエローはノズル列の最も外側に位置し、ブラックはノズル列の最も内側に位置していることから、イエローのインクを供給する流路がブラックのインクを供給する流路よりも長い。このように各種のインクを供給する流路間で圧力損失の程度が異なり、噴射されるインクの印字品質に影響を及ぼす。 However, the flow path member is provided with the flow paths of the inks of the respective colors. However, since the nozzle rows are symmetrically arranged for each color as described above, the length of the flow path corresponding to each color is set. The pressure loss between the nozzle arrays may be different. For example, since yellow is located on the outermost side of the nozzle row and black is located on the innermost side of the nozzle row, the flow path for supplying yellow ink is longer than the flow path for supplying black ink. In this way, the degree of pressure loss differs between the flow paths for supplying various inks, which affects the print quality of the ejected ink.
また、ヘッドでは、ノズルからインクを吸引し、インクと共にフィルターより下流側の流路から気泡を排出するクリーニングが行われる。一方、上述した流路部材では、フィルターよりも下流側で流路を分岐させ、各ノズル列の配置に合わせて流路が構成されているので、フィルターより下流側の流路長が上流側に比べて長くなる。このため、クリーニング時に、フィルターより下流側の流路から排出されるインクの量が多くなってしまう。 In the head, cleaning is performed by sucking ink from the nozzle and discharging air bubbles from the flow path downstream of the filter together with the ink. On the other hand, in the flow path member described above, the flow path is branched downstream of the filter, and the flow path is configured according to the arrangement of each nozzle row, so the flow path length downstream of the filter is upstream. Longer than that. For this reason, at the time of cleaning, the amount of ink discharged from the flow path downstream from the filter increases.
なお、このような問題はインクを吐出するヘッドに限定されず、他の液体を噴射するヘッドにおいても同様に存在する。 Note that such a problem is not limited to a head that ejects ink, but also exists in a head that ejects other liquids.
本発明は、このような事情に鑑み、複数の液体を噴射するノズル列間の圧力損失の差を低減して高品質な液体の噴射を実現することができるヘッド及び液体噴射装置を提供することを目的とする。また、本発明は、クリーニング時の液体の排出量を低減することができるヘッド及び液体噴射装置を提供することを目的とする。 In view of such circumstances, the present invention provides a head and a liquid ejecting apparatus that can realize high-quality liquid ejection by reducing the difference in pressure loss between nozzle arrays that eject a plurality of liquids. With the goal. Another object of the present invention is to provide a head and a liquid ejecting apparatus that can reduce the amount of liquid discharged during cleaning.
上記課題を解決する本発明の態様は、液体を噴射するノズル開口が第1の方向に並設されたノズル列を有するヘッド本体と、液体供給手段から前記ヘッド本体に液体を供給する液体流路、及び当該液体流路に設けられたフィルターを有する流路部材とを備え、第1の方向に交差する第2の方向に前記ノズル列が複数並設されたヘッドであって、同一の液体を吐出する前記ノズル列は、第1の方向に延びる基準線を中心に対称となる位置に配置され、前記流路部材は、前記液体供給手段からの液体が供給される第1流路部材と、前記第1流路部材とに接合される第2流路部材と、前記第2流路部材に接合されて前記フィルターを保持するフィルター保持部材と、前記フィルター保持部材に接合されて前記ヘッド本体へ液体を供給する第3流路部材とを備え、前記液体流路は、前記フィルターよりも上流の上流流路と、前記フィルターよりも下流において前記ノズル列ごとに形成された下流流路とを備え、前記上流流路は、前記第1流路部材と前記第2流路部材との間に設けられた第1水平流路を含み、前記下流流路は、前記第2流路部材と前記第3流路部材との間に設けられた第2水平流路を含み、前記第1水平流路は、分岐して前記下流流路のそれぞれに連通し、前記第2水平流路は、前記第1水平流路よりも短いことを特徴とするヘッドにある。
かかる態様では、第2水平流路を第1水平流路よりも短く構成したことで、ノズル列の対称配置に対応して液体を供給することを可能とし、かつ、クリーニング時の気泡の排出性を向上させ、液体の排出量を低減することができる。また、ノズル列の対称配置に対応して複数の液体流路がそれぞれ分岐していても、各ノズル列に供給される液体の圧力にばらつきが生じることを抑えることができる。これにより、高品質な液体の噴射を行うことができるヘッドが提供される。
An aspect of the present invention that solves the above problems includes a head body having a nozzle array in which nozzle openings for ejecting liquid are arranged in parallel in a first direction, and a liquid flow path that supplies liquid from the liquid supply means to the head body. And a flow path member having a filter provided in the liquid flow path, and a head in which a plurality of the nozzle rows are arranged in parallel in a second direction crossing the first direction, The nozzle row to be ejected is disposed at a position that is symmetric about a reference line extending in the first direction, and the flow path member includes a first flow path member to which liquid from the liquid supply means is supplied; A second channel member joined to the first channel member, a filter holding member joined to the second channel member to hold the filter, and joined to the filter holding member to the head body. Third flow path for supplying liquid The liquid flow path includes an upstream flow path upstream of the filter and a downstream flow path formed for each of the nozzle rows downstream of the filter, and the upstream flow path includes the first flow path. Including a first horizontal flow path provided between one flow path member and the second flow path member, wherein the downstream flow path is provided between the second flow path member and the third flow path member. The first horizontal flow path branches and communicates with each of the downstream flow paths, and the second horizontal flow path is shorter than the first horizontal flow path. It is in the characteristic head.
In this aspect, since the second horizontal flow path is configured to be shorter than the first horizontal flow path, it is possible to supply the liquid corresponding to the symmetrical arrangement of the nozzle rows and to discharge bubbles during cleaning. Can be improved and the amount of discharged liquid can be reduced. In addition, even when a plurality of liquid flow paths are branched corresponding to the symmetrical arrangement of the nozzle rows, it is possible to suppress variations in the pressure of the liquid supplied to each nozzle row. As a result, a head capable of ejecting high-quality liquid is provided.
ここで、前記第1水平流路は、複数に分岐した部分の流路である分岐部における圧力損失の差が所定範囲内となるように前記分岐部の幅が形成されていることが好ましい。これによれば、上流側の第1水平流路においても、分岐部で圧力損失の差が生じないように形成されている。したがって、当該第1水平流路から同一の液体が供給されるノズル列間において、ばらついた圧力で液体が供給されることをより確実に抑制することができ、高品質な液体の噴射を行うことができる。 Here, it is preferable that the width of the first horizontal flow path is formed so that a difference in pressure loss in a branch portion that is a flow path of a plurality of branched portions is within a predetermined range. According to this, even in the first horizontal channel on the upstream side, it is formed so as not to cause a difference in pressure loss at the branch portion. Accordingly, it is possible to more reliably suppress the liquid from being supplied at a pressure varying between the nozzle rows to which the same liquid is supplied from the first horizontal flow path, and to perform high-quality liquid injection. Can do.
また、共通の前記上流流路から分岐した複数の前記下流流路における圧力損失の差が所定範囲内となるように当該下流流路が形成されていることが好ましい。これによれば、共通の上流流路から分岐した複数の下流流路から同一の液体が供給されるノズル列間において、ばらついた圧力で液体が供給されることをより確実に抑制することができ、高品質な液体の噴射を行うことができる。 Moreover, it is preferable that the said downstream flow path is formed so that the difference of the pressure loss in the said some downstream flow path branched from the said common upstream flow path may become in a predetermined range. According to this, it can suppress more reliably that a liquid is supplied with the pressure which varied between the nozzle rows to which the same liquid is supplied from the several downstream flow path branched from the common upstream flow path. High quality liquid can be ejected.
さらに本発明の他の態様は、上記態様のヘッドを備えることを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、複数の液体を噴射するノズル列間の圧力損失の差を低減して高品質な液体の噴射を実現することができ、また、クリーニング時の液体の排出量を低減することができる液体噴射装置が提供される。
According to another aspect of the invention, a liquid ejecting apparatus includes the head according to the above aspect.
In this aspect, it is possible to reduce the difference in pressure loss between the nozzle arrays that eject a plurality of liquids, to realize high-quality liquid ejection, and to reduce the amount of liquid discharged during cleaning. A liquid ejecting apparatus is provided.
〈実施形態1〉
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。本実施形態では、パーマネントヘッドの一例としてインクを噴射するインクジェット式記録ヘッド(以下、ヘッド)について説明する。
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Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments. In this embodiment, an ink jet recording head (hereinafter referred to as a head) that ejects ink will be described as an example of a permanent head.
まず、本実施形態に係るヘッドが備えるヘッド本体の一例について説明する。図1はヘッド本体の分解斜視図であり、図2はヘッド本体の平面図であり、図3はヘッド本体のA−A’線断面図である。 First, an example of a head body included in the head according to the present embodiment will be described. 1 is an exploded perspective view of the head body, FIG. 2 is a plan view of the head body, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the head body taken along the line A-A ′.
ヘッド本体2は、流路形成基板10と、連通板15と、ノズルプレート20と、保護基板30と、コンプライアンス基板45と、ケース部材40と、配線基板121等の複数の部材を備える。
The
流路形成基板10は、ステンレス鋼やNiなどの金属、ZrO2あるいはAl2O3を代表とするセラミック材料、ガラスセラミック材料、MgO、LaAlO3のような酸化物などを用いることができる。本実施形態では、流路形成基板10は、シリコン単結晶基板からなる。この流路形成基板10には、複数の隔壁によって区画された圧力発生室12がインクを吐出する複数のノズル開口21が並設される方向に沿って並設されている。このような圧力発生室は、流路形成基板10の一方面側から異方性エッチングすることにより形成されている。
For the flow
以降、圧力発生室12が並設された方向(ノズル開口21が並設された方向でもある)を圧力発生室12の並設方向、又は第1の方向Xと称する。また、流路形成基板10には、圧力発生室12が第1の方向Xに並設された列が複数列、本実施形態では、2列設けられている。この圧力発生室12の列が複数列並べられた方向を、以降、第2の方向Yと称する。さらに、第1の方向X及び第2の方向Yに交差する方向を、インク滴(液滴)の噴射方向、又は第3の方向Zと称する。第3の方向は、請求項に記載するヘッド本体とヘッド基板とが積層される方向である。各図に示した座標軸は第1の方向X、第2の方向Y、第3の方向Zを表しており、矢印の向かう方向を正(+)方向、反対方向が負(−)方向ともいう。なお、本実施形態では、各方向(X、Y、Z)の関係を直交とするが、各構成の配置関係が必ずしも直交するものに限定されるものではない。
Hereinafter, the direction in which the
流路形成基板10の一方面側(第3の方向Zであり、+Z方向側)には、連通板15と、ノズルプレート20とが第3の方向Zに積層されている。すなわち、ヘッド本体2は、流路形成基板10の一方面に設けられた連通板15と、連通板15の流路形成基板10とは反対面側に設けられたノズルプレート20とを具備する。
The
連通板15には、圧力発生室12とノズル開口21とを連通するノズル連通路16が設けられている。連通板15は、流路形成基板10よりも大きな面積を有し、ノズルプレート20は流路形成基板10よりも小さい面積を有する。このように連通板15を設けることによってノズルプレート20のノズル開口21と圧力発生室12とを離せるため、圧力発生室12の中にあるインクは、ノズル開口21付近のインクで生じるインク中の水分の蒸発による増粘の影響を受け難くなる。また、ノズルプレート20は圧力発生室12とノズル開口21とを連通するノズル連通路16の開口を覆うだけでよいので、ノズルプレート20の面積を比較的小さくすることができ、コストの削減を図ることができる。
The
また、連通板15には、マニホールド100の一部を構成する第1マニホールド部17と、第2マニホールド部18(絞り流路、オリフィス流路)とが設けられている。
Further, the
第1マニホールド部17は、連通板15を厚さ方向(連通板15と流路形成基板10との積層方向(第3の方向Z))に貫通して設けられている。第2マニホールド部18は、連通板15を厚さ方向に貫通することなく、連通板15のノズルプレート20側に開口して設けられている。
The
さらに、連通板15には、圧力発生室12の第2の方向Yの一端部に連通する供給連通路19が、圧力発生室12毎に独立して設けられている。この供給連通路19は、第2マニホールド部18と圧力発生室12とを連通する。
Further, the
このような連通板15としては、ステンレスやニッケル(Ni)などの金属、またはジルコニウム(Zr)などのセラミックス等を用いることができる。なお、連通板15は、流路形成基板10と線膨張係数が同等の材料が好ましい。すなわち、連通板15として流路形成基板10と線膨張係数が大きく異なる材料を用いた場合、加熱や冷却されることで、流路形成基板10及び連通板15に反りが生じてしまう。本実施形態では、連通板15として流路形成基板10と同じ材料、すなわち、シリコン単結晶基板を用いることで、熱による反りや熱によるクラック、剥離等の発生を抑制することができる。
As the
ノズルプレート20には、各圧力発生室12とノズル連通路16を介して連通するノズル開口21が形成されている。このようなノズル開口21は、第1の方向Xに並設されてノズル列21aを形成している。この第1の方向Xに並設されたノズル列21aが第2の方向Yに2列形成されている。また、ノズルプレート20の両面のうちインク滴を吐出する面、すなわち圧力発生室12とは反対側の面を液体噴射面20aと称する。
In the
このようなノズルプレート20としては、例えば、ステンレス(SUS)等の金属、ポリイミド樹脂のような有機物、又はシリコン単結晶基板等を用いることができる。なお、ノズルプレート20としてシリコン単結晶基板を用いることで、ノズルプレート20と連通板15との線膨張係数を同等として、加熱や冷却されることによる反りや熱によるクラック、剥離等の発生を抑制することができる。
As such a
一方、流路形成基板10の連通板15とは反対面側には、振動板50が形成されている。本実施形態では、振動板50として、流路形成基板10側に設けられた酸化シリコンからなる弾性膜51と、弾性膜51上に設けられた酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜52と、を設けるようにした。なお、圧力発生室12等の液体流路は、流路形成基板10を一方面側(ノズルプレート20が接合された面側)から異方性エッチングすることにより形成されており、圧力発生室12等の液体流路の他方面は、弾性膜51によって画成されている。
On the other hand, a
流路形成基板10の振動板50上には、圧力発生手段の一例である、第1電極60と圧電体層70と第2電極80とを有する圧電アクチュエーター130が設けられている。ここで、圧電アクチュエーター130は、第1電極60、圧電体層70及び第2電極80を含む部分をいう。一般的には、圧電アクチュエーター130の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極を圧力発生室12毎にパターニングして構成する。本実施形態では、第1電極60を複数の圧電アクチュエーター130に亘って連続して設けることで共通電極とし、第2電極80を圧電アクチュエーター130毎に独立して設けることで個別電極としている。もちろん、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。なお、上述した例では、振動板50が弾性膜51及び絶縁体膜52で構成されたものを例示したが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、振動板50として弾性膜51及び絶縁体膜52の何れか一方を設けたものであってもよく、また、振動板50として弾性膜51及び絶縁体膜52を設けずに、第1電極60のみが振動板として作用するようにしてもよい。また、圧電アクチュエーター130自体が実質的に振動板を兼ねるようにしてもよい。
A
圧電体層70は、分極構造を有する酸化物の圧電材料からなり、例えば、一般式ABO3で示されるペロブスカイト型酸化物からなることができ、鉛を含む鉛系圧電材料や鉛を含まない非鉛系圧電材料などを用いることができる。
The
さらに、このような圧電アクチュエーター130の個別電極である各第2電極80には、供給連通路19とは反対側の端部近傍から引き出され、振動板50上にまで延設される、例えば、金(Au)等からなるリード電極90の一端部がそれぞれ接続されている。
Furthermore, each
また、リード電極90の他端部には、圧電アクチュエーター130を駆動するための駆動回路120が設けられた配線基板121が接続されている。配線基板121は、可撓性(フレキシブル)のあるシート状のもの、例えば、COF基板等を用いることができる。
Further, a
配線基板121の一方面には、後述するヘッド基板300の第1端子311に電気的に接続する第2端子122が形成されている。なお、配線基板121には、駆動回路120を設けなくてもよい。つまり、配線基板121は、COF基板に限定されず、FFC、FPC等であってもよい。
A
流路形成基板10の圧電アクチュエーター130側の面には、流路形成基板10と略同じ大きさを有する保護基板30が接合されている。保護基板30は、圧電アクチュエーター130を保護するための空間である保持部31を有する。保持部31は、保護基板30を厚さ方向である第3の方向Zに貫通することなく、流路形成基板10側に開口する凹形状を有する。また、保持部31は、第1の方向Xに並設された圧電アクチュエーター130で構成される列毎に独立して設けられている。すなわち、圧電アクチュエーター130の第1の方向Xに並設された列を収容するように、2つの保持部31が第2の方向Yに並設されている。このような保持部31は、圧電アクチュエーター130の運動を阻害しない程度の空間を有していればよく、当該空間は密封されていても、密封されていなくてもよい。
A
保護基板30は、厚さ方向である第3の方向Zに貫通した貫通孔32を有する。貫通孔32は、第2の方向Yに並設された2つの保持部31の間に複数の圧電アクチュエーター130の並設方向である第1の方向Xに亘って設けられている。つまり、貫通孔32は、複数の圧電アクチュエーター130の並設方向に長辺を有した開口となっている。リード電極90の他端部は、この貫通孔32内に露出するように延設され、リード電極90と配線基板121とが貫通孔32内で電気的に接続されている。
The
このような保護基板30としては、流路形成基板10の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラス、セラミック材料等を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板10と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。また、流路形成基板10と保護基板30との接合方法は特に限定されず、例えば、本実施形態では、流路形成基板10と保護基板30とは接着剤(図示せず)を介して接合されている。
As such a
ケース部材40は、平面視において連通板15と略同一形状を有し、保護基板30に接合されるとともに、連通板15にも接合されている。具体的には、ケース部材40は、保護基板30側に流路形成基板10及び保護基板30が収容される深さの凹部41を有する。この凹部41は、保護基板30の流路形成基板10に接合された面よりも広い開口面積を有する。そして、凹部41に流路形成基板10等が収容された状態で凹部41のノズルプレート20側の開口面が連通板15によって封止されている。これにより、流路形成基板10の外周部には、ケース部材40によって第3マニホールド部42が画成されている。
The
連通板15に設けられた第1マニホールド部17及び第2マニホールド部18と、ケース部材40によって画成された第3マニホールド部42と、によってマニホールド100が構成されている。すなわち、マニホールド100は、第1マニホールド部17、第2マニホールド部18及び第3マニホールド部42を具備する。また、本実施形態のマニホールド100は、第2の方向Yにおいて、2列の圧力発生室12の両外側に配置されており、2列の圧力発生室12の両外側に設けられた2つのマニホールド100は、ヘッド本体2内では連通しないようにそれぞれ独立して設けられている。もちろん、2つのマニホールド100は、連通していてもよい。
A manifold 100 is configured by the
ケース部材40は、マニホールド100に連通した導入口44を有している。すなわち、導入口44は、ヘッド本体2に供給されるインクをマニホールド100に導入する入口となる開口部である。
The
また、ケース部材40には、保護基板30の貫通孔32に連通して配線基板121が挿通される接続口43が設けられている。そして、配線基板121の他端部は、貫通孔32及び接続口43の貫通方向、すなわち、第3の方向Zであって、インク滴の吐出方向とは反対側(−Z側)に延設されている。
The
なお、このようなケース部材40の材料としては、例えば、樹脂や金属等を用いることができる。ちなみに、ケース部材40として、樹脂材料を成形することにより、低コストで量産することができる。
In addition, as a material of such a
コンプライアンス基板45は、連通板15の第1マニホールド部17及び第2マニホールド部18が開口する面に設けられている。コンプライアンス基板45は、平面視において連通板15と略同じ大きさを有し、ノズルプレート20を露出する第1開口部45aが設けられている。そして、このコンプライアンス基板45が第1開口部45aによってノズルプレート20を露出した状態で、第1マニホールド部17と第2マニホールド部18の液体噴射面20a側の開口を封止している。すなわち、コンプライアンス基板45がマニホールド100の一部を画成している。
The
このようなコンプライアンス基板45は、封止膜46と、固定基板47と、を具備する。封止膜46は、可撓性を有するフィルム状の薄膜(例えば、ポリフェニレンサルファイド(PPS)等により形成された厚さが20μm以下の薄膜)からなり、固定基板47は、ステンレス鋼(SUS)等の金属等の硬質の材料で形成される。この固定基板47のマニホールド100に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された第2開口部48となっているため、マニホールド100の一方面は可撓性を有する封止膜46のみで封止された可撓部であるコンプライアンス部49となっている。本実施形態では、1つのマニホールド100に対応して1つのコンプライアンス部49が設けられている。すなわち、本実施形態では、マニホールド100が2つ設けられているため、ノズルプレート20を挟んで第2の方向Yの両側に2つのコンプライアンス部49が設けられている。
Such a
このような構成のヘッド本体2では、インクを噴射する際に、導入口44を介してインクを取り込み、マニホールド100からノズル開口21に至るまで流路内部をインクで満たす。その後、駆動回路120からの信号に従い、圧力発生室12に対応する各圧電アクチュエーター130に電圧を印加することにより、圧電アクチュエーター130と共に振動板50をたわみ変形させる。これにより、圧力発生室12内の圧力が高まり所定のノズル開口21からインク滴が噴射される。
In the head
上述したヘッド本体2を有するヘッド1について詳細に説明する。図4はヘッドの分解斜視図であり、図5は第2流路部材の平面図であり、図6はフィルター保持部材の平面図であり、図7は第3流路部材の平面図であり、図8は駆動回路を支持したヘッドケースの平面図であり、図9はヘッドの底面図であり、図10はヘッドの要部断面図である。図10は、液体流路の構成を示すために、第1流路部材、第2流路部材、フィルター保持部材の部分についてはB−B’線断面を表示し、第3流路部材、駆動回路、ヘッドケースの部分についてはC−C’線断面を表示している。また、図4では、シール部材の図示は省略している。図5では一点鎖線Pで囲んだ領域を拡大したものも表示している。同様に図8では一点鎖線Qで囲んだ領域を拡大したものも表示している。
The
本実施形態のヘッド1は、複数種のインクとして、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの4色を噴射する。もちろん、インクの種類数は4つに限らず、またインクの種類もこれらに限定されない。
The
図4〜図10に示すように、ヘッド1は、4つのヘッド本体2と、ヘッド本体2を保持するヘッドケース250と、ヘッドケース250上に支持されたヘッド基板300とを備えている。
As shown in FIGS. 4 to 10, the
流路部材200は、インクカートリッジ等のインク供給手段からヘッド本体2に液体を供給する液体流路500、及び液体流路500に設けられたフィルター245を有する部材である。具体的には流路部材200は、第1流路部材210と、第2流路部材220と、フィルター保持部材240と、第3流路部材230とを具備する。
The
これらの第1流路部材210、第2流路部材220、フィルター保持部材240及び第3流路部材230は、例えば、接着剤や、溶着等によって一体的に形成されている。なお、これらの部材を積層して固定する手段は特に限定されず、ネジやクランプ等で固定してもよい。
The first
第1流路部材210は、液体流路500の一部である上流流路510を構成する部材である。具体的には、第1流路部材210は、第2流路部材220とは反対面側(−Z方向側)に、インクが保持されたインクタンクやインクカートリッジなどの液体供給手段に接続される接続部211を有する。本実施形態では、接続部211として針状に突出したものとした。第1流路部材210には、接続部211の頂面に開口し、第1流路部材210の厚さ方向(第3の方向Z)に貫通した第1上流流路511が設けられている。
The first
なお、接続部211には、インクカートリッジなどの液体保持部が直接接続されてもよく、また、インクタンクなどの液体保持部がチューブ等の供給管などを介して接続されてもよい。
Note that a liquid holding unit such as an ink cartridge may be directly connected to the
第2流路部材220は、液体流路500の一部である上流流路510を構成する部材である。具体的には、第2流路部材220の第1流路部材210側(第3の方向Zの−Z側)の表面に、第1溝225が形成されている。第2流路部材220が第1流路部材210に接合されることで、第1溝225が第1流路部材210で封止された第1水平流路531が形成されている。
The second
また、第2流路部材220には、フィルター保持部材240側(+Z方向側)の面に第1フィルター室221が設けられている。第1フィルター室221は、フィルター保持部材240側に向けて拡径するように形成された凹部である。第2流路部材220は、第1フィルター室221と第1水平流路531とを接続する第2上流流路512が形成されている。
The second
このような第1流路部材210及び第2流路部材220により、第1上流流路511、第1水平流路531及び第2上流流路512を備える上流流路510が形成されている。
The first
上流流路510は、流路部材200の液体流路500のうち、インクカートリッジ等のインク供給手段から液体が供給される接続部211から、後述するフィルター245までの部分である。上流流路510は、第1水平流路531が途中で2つに分岐しており、それぞれがフィルター245まで達している。すなわち、液体流路500は、フィルター245よりも上流側である上流流路510において、第1水平流路531が二つに分岐にしている。
The
本実施形態の流路部材200は、4色のインクに対応して、4つの上流流路510を備え、各上流流路510には各色のインクが供給される。
The
フィルター保持部材240は、液体流路500の一部を有し、及び液体流路500に設けられるフィルター245を保持する部材である。具体的には、フィルター保持部材240の第2流路部材220側(第3の方向Zの−Z側)の表面に、第2フィルター室242が形成されている。第2フィルター室242は、第2流路部材220側に向けて拡径するように形成された凹部である。また、フィルター保持部材240には第2フィルター室242に連通して、厚さ方向(第3の方向Z)に貫通した第1下流流路241が設けられている。
The
第2フィルター室242は、第1フィルター室221に対向するように設けられている。おり、第2流路部材220とフィルター245とが接合されることで、第1フィルター室221及び第2フィルター室242からなるフィルター室260が形成されている。フィルター室260は、液体流路500の一部を構成する空間であり、その空間を横断するようにフィルター245が設けられている。
The
フィルター245は、インクに含まれる気泡や異物を除去するものである。このように配置されたフィルター245により、上流流路510から供給されたインクは、インクに含まれる異物や気泡がフィルター245に捕捉されて第1下流流路241に流入する。
The
第3流路部材230は、液体流路500の一部である下流流路520を構成する部材である。具体的には、第3流路部材230のフィルター保持部材240側(第3の方向Zの−Z側)の表面に、第2溝235が形成されている。第3流路部材230がフィルター保持部材240に接合されることで、第2溝235がフィルター保持部材240で封止された第2水平流路532が形成されている。
The third
また、第3流路部材230には、第2水平流路532に連通し、厚さ方向(第3の方向Z)に貫通した第2下流流路232が形成されている。
The third
このようなフィルター保持部材240及び第3流路部材230により、第1下流流路241、第2水平流路532及び第2下流流路232を備える下流流路520が形成されている。
The
下流流路520は、流路部材200の液体流路500のうち、フィルター245から第2下流流路232までの部分である。下流流路520は、途中で分岐しておらず、フィルター245より第2下流流路232までは一本の流路となっている。
The
本実施形態の流路部材200は、4色のインクに対応して、4つの上流流路510が2つに分岐して下流流路520に連通しているので、8つの下流流路520を有している。このような液体流路500の詳細については後述する。
In the
ヘッドケース250は、ヘッド本体2を保持する部材である。ヘッドケース250は、流路部材200とは反対側(+Z側)の面に凹形状の収容部254が設けられている。収容部254は、ノズル列21aが第2の方向Yに並ぶように配置された4つのヘッド本体2を収容可能な程度の大きさとなっている。
The
ヘッドケース250には、流路部材200側(−Z側)の面に、突起部251が複数個形成されている。本実施形態では、8つの突起部251が設けられている。各突起部251は、流路部材200に設けられた液体流路500の分岐した8つの下流流路520に対向して配置されている。
The
各突起部251には、ヘッドケース250を第3の方向Zに貫通する第1連通流路253が設けられている。各突起部251の頂面(流路部材200に対向する面)には、第1連通流路253が開口している。各第1連通流路253の突起部251側が後述するシール部材270の第2連通流路271に連通している。また、各第1連通流路253の収容部254側が、ヘッド本体2のケース部材40の導入口44に連通している。
Each
また、ヘッドケース250には、ヘッド本体2の配線基板121が挿通される第1挿通孔252が複数個形成されている。具体的には、各第1挿通孔252は、第3の方向Zに貫通し、ヘッド基板300の第2挿通孔302に連通するように形成されている。本実施形態では4つのヘッド本体2に設けられた各配線基板121に対応して4つの第1挿通孔252が設けられている。
The
また、ヘッドケース250には、流路部材200側(−Z側)に突出した壁部256を一部切り欠いたコネクター接続口257が設けられている。
The
ヘッドケース250の流路部材200側(−Z側)の側の面には、ヘッド基板300が支持されている。ヘッド基板300は、配線基板121が接続され、該配線基板121を介してヘッド1の噴射動作等を制御する回路や抵抗などの電装部品が実装された部材である。
A
ヘッド基板300の流路部材200側の面には、配線基板121の第2端子122が電気的に接続される第1端子311が形成されている。また、ヘッド基板300には、ヘッド本体2に電気的に接続された配線基板121が挿通される第2挿通孔302が複数個形成されている。具体的には、各第2挿通孔302は、第3の方向Zに貫通し、ヘッドケース250の第1挿通孔252に連通するように形成されている。本実施形態では4つのヘッド本体2の各配線基板121に対応して4つの第2挿通孔302が設けられている。
A
また、ヘッド基板300には、第3の方向Zに貫通した貫通孔301が設けられている。貫通孔301は、ヘッドケース250の突起部251が挿通される。本実施形態では、合計8つの貫通孔301が突起部251に対向するように設けられている。
Further, the
また、ヘッド基板300には、第2の方向Yの両端部側にコネクター320が設けられている。このコネクター320は、ヘッドケース250に設けられたコネクター接続口257から外部に露出している。コネクター320は、ヘッド基板300に設けられた回路等に接続されており、図示しない外部配線が接続される。この外部配線を介して制御信号や電源等がヘッド基板300の回路等に供給されるようになっている。
The
なお、ヘッド基板300に形成する各貫通孔301の形状は上述したような態様に限定されない。例えば、ヘッド基板300には、突起部251が下流流路520に接続する際の妨げとならないように挿通孔や切り欠き等が形成されていればよい。
The shape of each through
ヘッド本体2に接続された配線基板121は、ヘッド本体2の接続口43、ヘッドケース250の第1挿通孔252、ヘッド基板300の第2挿通孔302に挿通され、配線基板121がヘッド基板300の第1端子311側に折り曲げられている。そして、ヘッド基板300の第1端子311は、配線基板121に設けられた第2端子122に電気的に接続されている。これらの第1端子311及び第2端子122の接続態様に特に限定はないが、例えば、半田接続などの溶接、異方性導電性接着剤(ACP、ACF)、非導電性接着剤(NCP、NCF)等を介在させて圧着することで電気的な接続を図ることができる。
The
ヘッド基板300と第3流路部材230との間には、インクの漏出を防止するためのシール部材270が設けられている。シール部材270の材料としては、ヘッド1に用いられるインク等の液体に対して耐液体性を有し、且つ弾性変形可能な材料(弾性材料)、例えば、ゴムやエラストマー等を用いることができる。
A
具体的には、シール部材270は、第3の方向Zに貫通した第2連通流路271が形成されている。第2連通流路271を介して下流流路520と第1連通流路253とが連通した状態で、シール部材270は、第3流路部材230と突起部251とに挟持されている。本実施形態では、第2連通流路271は下流流路520に対応して8つ形成されており、8つの下流流路520が8つの突起部251の第1連通流路253に連通している。
Specifically, the
このようなヘッドケース250の第1連通流路253及びシール部材270の第2連通流路271を介して、流路部材200の液体流路500は、ヘッド本体2の導入口44に連通している。
The
カバーヘッド400は、ヘッド本体2が固定され、ヘッドケース250に固定される部材であり、ノズル開口21を露出する開口部401が設けられている。本実施形態では、開口部401は、ノズルプレート20が露出する大きさ、つまり、コンプライアンス基板45の第1開口部45aと略同じ開口を有する。
The
カバーヘッド400は、コンプライアンス基板45の連通板15とは反対面側(+Z側)に接合されており、コンプライアンス部49のマニホールド100とは反対側の空間を封止する。このようにコンプライアンス部49をカバーヘッド400で覆うことにより、コンプライアンス部49が紙等の被記録媒体が接触しても破壊されるのを抑制することができる。また、コンプライアンス部49にインクが付着するのを抑制して、カバーヘッド400の表面に付着したインクを例えばワイパーブレード等で払拭することができ、被記録媒体をカバーヘッド400に付着したインク等で汚すのを抑制することができる。なお、特に図示していないが、カバーヘッド400とコンプライアンス部49との間の空間は、大気開放されている。また、カバーヘッド400は、ヘッド本体2毎に独立して設けられていてもよい。
The
上述したように、ヘッド本体2を保持したヘッドケース250、ヘッド基板300、シール部材270、流路部材200が積層されてヘッド1が構成されている。このような構成のヘッド1では、インクを噴射する際に、接続部211から供給されたインクを、液体流路500を介してヘッド本体2に供給する。そして、外部からの制御信号がヘッド基板300に送信され、上述したように、該制御信号にしたがってヘッド本体2によりインクが噴射される。
As described above, the
ここで、ヘッド1の液体流路500について詳細に説明する。まず、図9に示すように、ヘッド本体2は2列のノズル列21aを有しており、第1の方向Xに延びたノズル列21aが第2の方向Yに並設するように、4つのヘッド本体2がヘッドケース250及びカバーヘッド400に固定されている。
Here, the
本実施形態では4色のインクを用いるが、同一色のインクを吐出するノズル列21aは、第1の方向Xに延びる基準線Cを中心に対称となるように配置されている。以降、このようなノズル列21aの配列を対称配列とも称する。
In the present embodiment, four colors of ink are used, but the
ノズル列21aの対称配列とは、基準線Cの一方側(例えば+Y側)に配置されたノズル列21aから吐出されるインクの種類の並びが、基準線Cの他方側(例えば−Y側)に配置されたノズル列21aから吐出されるインクの種類の並びとは逆になっていることをいう。
The symmetrical arrangement of the
基準線Cの+Y側に配置された4つのノズル列21aをノズル群L、基準線Cの−Y側に配置された4つのノズル列21aをノズル群Rと称する。本実施形態では、ノズル群Lを構成するノズル列21aから吐出されるインクの種類の並びは、−Yから+Yに向けてブラック(K)、マゼンタ(M)、シアン(C)、イエロー(Y)となっている。ノズル群Rを構成するノズル列21aから吐出されるインクの種類の並びは、−Yから+Yに向けてイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)となっている。
The four
なお、同一色のインクを吐出するノズル列21aが基準線Cを中心に対称となるように配置される態様は、上述したように、ノズル列21aから吐出されるインクの種類の並びが基準線Cを中心に対称となっていればよい。したがって、同一色のインクを吐出するノズル列21aが基準線Cを中心として等距離に配置されている必要はない。
In addition, as described above, the arrangement in which the
また、本実施形態では、2つのノズル列21aが1つのヘッド本体2に設けられていたが、ヘッド本体2とノズル列21aとの関係は、このような態様に限定されない。1つのヘッド本体2に全てのノズル列21aが設けられていてもよいし、1つのヘッド本体2に1つのノズル列21aを設けた態様であってもよい。
Further, in the present embodiment, the two
このように配置されたノズル列21aを有するヘッド本体2に対して、インクを供給する液体流路500について詳細に説明する。
The
まず、液体流路500を構成する上流流路510の第1水平流路531について説明する。図5及び図10に示すように、第1水平流路531(第1溝225)は、4色のインクに対応して4つ設けられており、二つに分岐している。本実施形態では、第1水平流路531の両端以外の中間部531aが第1上流流路511に連通しており、両方の端部531bが第2上流流路512に連通している。なお、図5のY、M、C、Kはそれぞれ第1水平流路531に流入するインクの色であるイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを意味している。
First, the first
第1上流流路511は、液体供給手段から供給されるインクの入口となる接続部211に、平面視で重なるような配置となっている。一方、第2上流流路512は、第2上流流路512からインクが供給されるフィルター室260に平面視で重なるような配置となっている。
The first
第1上流流路511及び第2上流流路512は、図5の平面視においてずれて配置されている。これらの第1上流流路511と第2上流流路512とは、第1水平流路531で連通している。したがって、平面視において第1上流流路511と、第2上流流路512とがずれていても、インクを第1上流流路511から第2上流流路512へ供給することができる。
The first
換言すれば、接続部211やフィルター室260の位置、大きさ、及び範囲などがどのような態様であっても、第1水平流路531を形成することで、接続部211に接続された液体供給手段からフィルター室260にインクを供給することができる。
In other words, the liquid connected to the connecting
次に、液体流路500を構成する下流流路520の第2水平流路532について説明する。図6、図7及び図9に示すように、第2水平流路532(第2溝235)は、分岐した第2上流流路512が連通した8つのフィルター室260に対応して8つ設けられている。本実施形態では、第2水平流路532の一方の端部である第1端部532aが第1下流流路241に連通し、他方の端部である第2端部532bが第2下流流路232に連通している。なお、図6のY、M、C、Kはそれぞれフィルター室260に流入するインクの色であるイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを意味している。図7のY、M、C、Kも同様に各第2水平流路532に流入するインクの色を意味している。
Next, the second
第1下流流路241は、フィルター室260に平面視で重なるような配置となっている。一方、第2下流流路232は、インクが供給されるヘッド本体2の導入口44に平面視で重なるような配置となっている。
The first
第1下流流路241及び第2下流流路232は、図6の平面視においてずれて配置されている。これらの第1下流流路241と第2下流流路232とは、第2水平流路532で連通している。したがって、平面視において第1下流流路241と、第2下流流路232とがずれていても、インクを第1下流流路241から第2下流流路232へ供給することができる。
The first
換言すれば、フィルター室260及びヘッド本体2の導入口44の位置、大きさ、及び範囲などがどのような態様であっても、第2水平流路532を形成することで、フィルター室260からヘッド本体2の導入口44にインクを供給することができる。
In other words, the second
上述した構成の第2水平流路532は、第1水平流路531よりも短い。
The second
本発明でいう第1水平流路531の長さとは、第1水平流路531にインクが流入する入口部分から、第1水平流路531からインクが流出する出口部分までの長さをいう。本実施形態では、第1上流流路511が連通する中間部531aから第2上流流路512が連通する端部531bまでの長さが第1水平流路の長さである。
The length of the first
また、本発明でいう第2水平流路532の長さとは、第2水平流路532にインクが流入する入口部分から、第2水平流路532からインクが流出する出口部分までの長さをいう。本実施形態では、第1下流流路241が連通する第1端部532aから第2下流流路232が連通する第2端部532bまでの長さが第2水平流路の長さである。
The length of the second
このようにフィルター245よりも上流側の第1水平流路531が相対的に長く形成され、フィルター245よりも下流側の第2水平流路532が相対的に短く形成されている。
As described above, the first
ここで、ノズル列21aを対称配置にする場合では、液体流路500を平面内(XY平面内)で引き回す必要が生じる。例えば、図9に示すようにイエローやシアンなどは、ノズル列21aの外側に配置されている。このようなノズル列21aの配置に対応して、図5に示すように第1水平流路531がXY平面において長く形成されている。つまり、第1水平流路531は、XY平面内において、各色のインクが供給されるヘッド本体2の導入口44の位置又はその近傍にまでインクを導くように形成されている。
Here, when the
第1水平流路531がXY平面において導入口44の位置までインクを導くように長く形成されているため、図7に示すように、第2水平流路532は、XY平面において導入口44の位置まで導くために必要な長さが短くすむ。
Since the first
このように、フィルター245より上流側の第1水平流路531を長くすることで、XY平面内において、各ノズル列21aに対応した位置(導入口44)にインクを導くことができる。そして、フィルター245より下流側の第2水平流路532を短くすることができるので、厳密な気泡の管理が必要となるフィルター245より下流側の下流流路520の長さを短くすることができる。
In this way, by making the first
フィルター245の上流の上流流路510では、気泡が生じたとしても、フィルター245に捕捉されるため、比較的、厳密な気泡の管理は必要ない。一方、フィルター245の下流の下流流路520では、例えばフィルター245を透過するなどして気泡が生じた場合、そのままヘッド本体2に供給されるおそれがあるので、厳密な気泡の管理が必要となる。ヘッド1では、このような気泡の対策として、下流流路520に残留した気泡を排除するために、定期的、あるいは任意のタイミングでヘッド本体2側からインクを吸引し、下流流路520内の気泡をインクごとノズル開口21から排出するクリーニング動作が行われる。
In the
本実施形態に係るヘッド1では、上述したように、厳密な気泡の管理が必要となる下流流路520において第2水平流路532を短くすることで、クリーニング動作に要する時間を短縮し、インクの排出量を低減することができる。
In the
また、フィルター245より下流側の下流流路520は分岐せずにヘッド本体2へインクを供給する。このため、各下流流路520の長さを揃えることで、圧力損失の差にばらつきが生じることを抑え、各ノズル列21a間に供給されるインクの圧力を均等化することができる。これにより、各ノズル列21a間でインクの圧力にばらつきが生じることを抑え、高品質なインクの噴射を行うことができる。
In addition, the
なお、第1水平流路531では、ノズル列21aの対称配置に対応して2つに分岐している。第1水平流路531の分岐した部分を分岐部538、539とすると、これらの分岐部538及び分岐部539の長さが異なる場合がある。このため、その二つの分岐部538及び分岐部539の長さの違いから、圧力損失にも相違が生じうる。しかしながら、上流流路510は、フィルター245よりも上流側に設けられている。このため、一本の上流流路510が分岐して圧力損失に差が生じても、フィルター245より下流流路520に与える影響は限定的となっている。
The first
以上に説明したように、本実施形態に係るヘッド1によれば、第2水平流路532を第1水平流路531よりも短く構成したことで、ノズル列21aの対称配置に対応してインクを供給することを可能とし、かつ、クリーニング時の気泡の排出性を向上させ、インクの排出量を低減することができる。また、ノズル列21aの対称配置に対応して複数の液体流路500がそれぞれ分岐していても、各ノズル列21aに供給されるインクの圧力にばらつきが生じることを抑えることができる。これにより、高品質なインクの噴射を行うことができるヘッド1が提供される。
As described above, according to the
また、図5に示すように、第1水平流路531の分岐した部分の流路である分岐部538、分岐部539で圧力損失の差が所定範囲内となるように、第1水平流路531を形成してもよい。ここでいう分岐部538、分岐部539とは、第1水平流路531の分岐の始点から終点までの各部分をいう。本実施形態では第1水平流路531は二つに分岐しているので二つの分岐部538、分岐部539を有している。また、第1水平流路531の分岐の始点はインクが流入される中間部531aであり、分岐の終点はインクが流出する端部531b(第2上流流路512と連通する部分)である。
Further, as shown in FIG. 5, the first horizontal flow path is set so that the difference in pressure loss is within a predetermined range at the branching
これらの分岐部538及び分岐部539は、ノズル列21aの対称配置に対応して形成されているので長さが異なる。このため、圧力損失の差が所定範囲内となるようにそれぞれの幅が形成されている。圧力損失の差が所定範囲内とは、分岐部538及び分岐部539のそれぞれの圧力損失の差が無いか、ほとんど無視できる程度であることをいう。
Since these
このように、上流側の第1水平流路531においても、分岐部538及び分岐部539で圧力損失の差が生じないように形成されている。したがって、当該第1水平流路531から同一色のインクが供給されるノズル列21a間において、ばらついた圧力でインクが供給されることをより確実に抑制することができ、高品質なインクの噴射を行うことができる。
As described above, the upstream first
また、特に図示しないが、共通の上流流路510から分岐した複数の下流流路520間で圧力損失の差が所定範囲内となるように下流流路520を形成してもよい。具体的には、第1下流流路241、第2下流流路232及び第2水平流路532の長さや幅を、圧力損失の差が所定範囲となるように形成する。圧力損失の差が所定範囲内とは、下流流路520のそれぞれの圧力損失の差が無いか、ほとんど無視できる程度であることをいう。
Although not particularly illustrated, the
これにより、共通の上流流路510から分岐した複数の下流流路520から同一色のインクが供給されるノズル列21a間において、ばらついた圧力でインクが供給されることをより確実に抑制することができ、高品質なインクの噴射を行うことができる。
As a result, it is possible to more reliably suppress ink from being supplied with a varying pressure between the
〈実施形態2〉
実施形態1で説明したヘッド1は、インクジェット式記録装置Iに搭載される。図11は、液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置を示す概略図である。
<
The
図11に示すインクジェット式記録装置Iにおいて、ヘッド1は、液体供給手段であるインクカートリッジ110が着脱可能に取り付けられている。このヘッド1を搭載したキャリッジ3は、装置本体4に取り付けられたキャリッジ軸5に軸方向移動可能に設けられている。
In the ink jet recording apparatus I shown in FIG. 11, an
そして、駆動モーター6の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト7を介してキャリッジ3に伝達されることで、ヘッド1を搭載したキャリッジ3はキャリッジ軸5に沿って移動される。一方、装置本体4には搬送手段としての搬送ローラー8が設けられており、紙等の記録媒体である記録シートSが搬送ローラー8により搬送されるようになっている。なお、記録シートSを搬送する搬送手段は、搬送ローラーに限られずベルトやドラム等であってもよい。
Then, the driving force of the driving motor 6 is transmitted to the
また、装置本体4には、キャリッジ3の移動方向の一方側にヘッド1の液体噴射面20aに当接して、ノズル開口21からインクと共に気泡や異物を吸引する吸引手段9が設けられている。このような吸引手段9によって、ヘッド1のノズル開口21近傍のインクを吸引してクリーニングするクリーニング動作や、ヘッド1内にインクを充填する初期充填などが行われる。
In addition, the apparatus
なお、上述したインクジェット式記録装置Iでは、ヘッド1がキャリッジ3に搭載されて主走査方向に移動するものを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、ヘッド1が固定されて、紙等の記録シートSを副走査方向に移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装置にも本発明を適用することができる。
In the above-described ink jet recording apparatus I, the
さらに、上述した例では、インクジェット式記録装置Iは、液体供給手段であるインクカートリッジ110がキャリッジ3に搭載された構成であるが、特にこれに限定されず、例えば、インクタンク等の液体貯留手段を装置本体4に固定して、液体供給手段とヘッド1とをチューブ等の供給管を介して接続してもよい。また、液体供給手段がインクジェット式記録装置に搭載されていなくてもよい。
Further, in the above-described example, the ink jet recording apparatus I has a configuration in which the
〈他の実施形態〉
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。
<Other embodiments>
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, the basic composition of this invention is not limited to what was mentioned above.
例えば、実施形態1に係るヘッド1は、ヘッド本体2を保持するヘッドケース250を有し、流路部材200はヘッドケース250及びシール部材270を介してインクをヘッド本体2に供給する構成であったが、これに限定されない。例えば、流路部材200にヘッド本体2を保持させ、流路部材200から直接的にヘッド本体2にインクを供給させる構造としてもよい。
For example, the
また、液体流路500の第1上流流路511、第2上流流路512、第1下流流路241及び第2下流流路232は、液体噴射面20aに直交する第3の方向Zに沿うように形成されていたが、このような態様に限定されない。これらの流路は第3の方向Z成分を含んでいればよく、第3の方向Zに対して傾斜していてもよい。
In addition, the first
圧力発生室12に圧力変化を生じさせる圧力発生手段として、薄膜型の圧電アクチュエーター130を用いて説明したが、特にこれに限定されず、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型の圧電アクチュエーターや、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型の圧電アクチュエーターなどを使用することができる。また、圧力発生手段として、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなどを使用することができる。
Although the thin film
さらに、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種のインクジェット式記録ヘッド等の記録ヘッド、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イ)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ことができる。 Furthermore, the present invention is intended for a wide range of liquid jet heads in general, for example, for manufacturing recording heads such as various ink jet recording heads used in image recording apparatuses such as printers, and color filters such as liquid crystal displays. The present invention can also be applied to a coloring material ejecting head, an organic EL display, an electrode material ejecting head used for forming electrodes such as an FED (field emission display), a bioorganic matter ejecting head used for biochip manufacturing, and the like.
I インクジェット式記録装置(液体噴射装置)、 1 ヘッド、 2 ヘッド本体、 20 ノズルプレート、 21 ノズル開口、 21a ノズル列、 200 流路部材、 210 第1流路部材、 211 接続部、 220 第2流路部材、 230 第3流路部材、 240 フィルター保持部材、 245 フィルター、 250 ヘッドケース、 270 シール部材、 300 ヘッド基板、 500 液体流路、 510 上流流路、 520 下流流路、 531 第1水平流路、 532 第2水平流路、 538、539 分岐部 I ink jet recording apparatus (liquid ejecting apparatus), 1 head, 2 head main body, 20 nozzle plate, 21 nozzle opening, 21a nozzle row, 200 flow path member, 210 first flow path member, 211 connecting portion, 220 second flow Road member, 230 third flow path member, 240 filter holding member, 245 filter, 250 head case, 270 seal member, 300 head substrate, 500 liquid flow path, 510 upstream flow path, 520 downstream flow path, 531 first horizontal flow Road, 532 Second horizontal flow path, 538, 539 Branch
Claims (4)
同一の液体を吐出する前記ノズル列は、第1の方向に延びる基準線を中心に対称となる位置に配置され、
前記流路部材は、前記液体供給手段からの液体が供給される第1流路部材と、前記第1流路部材とに接合される第2流路部材と、前記第2流路部材に接合されて前記フィルターを保持するフィルター保持部材と、前記フィルター保持部材に接合されて前記ヘッド本体へ液体を供給する第3流路部材とを備え、
前記液体流路は、前記フィルターよりも上流の上流流路と、前記フィルターよりも下流において前記ノズル列ごとに形成された下流流路とを備え、
前記上流流路は、前記第1流路部材と前記第2流路部材との間に設けられた第1水平流路を含み、
前記下流流路は、前記フィルター保持部材と前記第3流路部材との間に設けられた第2水平流路を含み、
前記第1水平流路は、分岐して前記下流流路のそれぞれに連通し、
前記第2水平流路は、前記第1水平流路よりも短い
ことを特徴とするヘッド。 A head body having a nozzle array in which nozzle openings for ejecting liquid are arranged in parallel in the first direction, a liquid channel for supplying liquid from the liquid supply means to the head body, and a filter provided in the liquid channel A head having a plurality of nozzle rows arranged in a second direction intersecting with the first direction,
The nozzle rows that discharge the same liquid are arranged at symmetrical positions around a reference line extending in the first direction,
The flow path member is bonded to the first flow path member supplied with the liquid from the liquid supply means, the second flow path member bonded to the first flow path member, and the second flow path member. A filter holding member that holds the filter, and a third flow path member that is joined to the filter holding member and supplies liquid to the head body,
The liquid channel includes an upstream channel upstream of the filter, and a downstream channel formed for each nozzle row downstream of the filter,
The upstream flow path includes a first horizontal flow path provided between the first flow path member and the second flow path member,
The downstream flow path includes a second horizontal flow path provided between the filter holding member and the third flow path member,
The first horizontal flow path branches and communicates with each of the downstream flow paths,
The head, wherein the second horizontal flow path is shorter than the first horizontal flow path.
前記第1水平流路は、複数に分岐した部分の流路である分岐部における圧力損失の差が所定範囲内となるように前記分岐部の幅が形成されている
ことを特徴とするヘッド。 The head according to claim 1,
The head is characterized in that the first horizontal flow path is formed with a width of the branch portion so that a difference in pressure loss in a branch portion which is a flow path of a plurality of branched portions is within a predetermined range.
共通の前記上流流路から分岐した複数の前記下流流路における圧力損失の差が所定範囲内となるように当該下流流路が形成されている
ことを特徴とするヘッド。 In the head according to claim 1 or claim 2,
The downstream flow path is formed so that the difference in pressure loss in the plurality of downstream flow paths branched from the common upstream flow path is within a predetermined range.
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