JP2017065249A - Liquid discharge head, liquid discharge unit, and liquid discharge device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置に関する。 The present invention relates to a liquid discharge head, a liquid discharge unit, and an apparatus for discharging liquid.
液体を吐出する液体吐出ヘッド(液滴吐出ヘッド)として、複数の個別液室内の液体を循環させる循環型ヘッドが知られている。 As a liquid discharge head (droplet discharge head) for discharging a liquid, a circulation head that circulates liquid in a plurality of individual liquid chambers is known.
例えば、チャンバーをバリアによって2つの流路に分け、ノズルがチャンバーの長手方向の頂壁に配置され、インク流でノズルの内面を洗い流してノズルを清浄に保つようにしたものが知られている(特許文献1)。 For example, it is known that the chamber is divided into two flow paths by a barrier, the nozzle is disposed on the top wall in the longitudinal direction of the chamber, and the inner surface of the nozzle is washed away with an ink flow to keep the nozzle clean ( Patent Document 1).
ところで、液体吐出ヘッドにおいて液体を循環させることによって、乾燥などによる液体の特性変化を抑制することができる。 By the way, by circulating the liquid in the liquid discharge head, it is possible to suppress changes in the liquid characteristics due to drying or the like.
しかしながら、特許文献1に開示の構成にあっては、2つの流路の折り返し部分にノズルが配置されているために、ノズル内部まで液体を確実に攪拌することができないので、ノズル内部の液体の特性変化を低減することができないという課題がある。
However, in the configuration disclosed in
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ノズル内部の液体の特性変化を低減することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to reduce a change in characteristics of a liquid inside a nozzle.
上記の課題を解決するため、本発明に係る液体吐出ヘッドは、
液体を吐出するノズルと、
前記ノズルに通じる個別液室と、
前記個別液室に通じる循環流路と、を有し、
前記個別液室における前記液体の流れの方向を第1方向とし、前記循環流路における前記液体の流れの方向を第2方向とするとき、
前記第1方向と前記第2方向とは交差し、
前記ノズルの液体流入側開口は、前記液体の流れの方向が前記第1方向から前記第2方向に変化する領域に臨んでいる
構成とした。
In order to solve the above-described problem, a liquid discharge head according to the present invention includes:
A nozzle for discharging liquid;
An individual liquid chamber leading to the nozzle;
A circulation flow path leading to the individual liquid chamber,
When the direction of the liquid flow in the individual liquid chamber is a first direction and the direction of the liquid flow in the circulation channel is a second direction,
The first direction and the second direction intersect,
The liquid inflow side opening of the nozzle is configured to face a region where the liquid flow direction changes from the first direction to the second direction.
本発明によれば、ノズル内部の液体の特性変化を低減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the characteristic change of the liquid inside the nozzle.
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。本発明の第1実施形態に係る液体吐出ヘッドの一例について図1ないし図3を参照して説明する。図1は同液体吐出ヘッドの外観斜視説明図、図2は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向(液室長手方向)の断面説明図、図3は同じく図2の要部拡大断面説明図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. An example of the liquid discharge head according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is an external perspective view of the liquid discharge head, FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view in a direction (liquid chamber longitudinal direction) orthogonal to the nozzle arrangement direction of the head, and FIG. 3 is an enlarged cross-sectional explanatory view of the main part of FIG. It is.
この液体吐出ヘッドは、ノズル板1と、流路板2と、壁面部材としての振動板3とを積層接合している。そして、振動板3を変位させる圧電アクチュエータ11と、共通液室部材としてのフレーム部材20、カバー21とを備えている。
In the liquid discharge head, a
ノズル板1は、液体を吐出する複数のノズル4を有し、ここでは複数のノズル4を配列したノズル列を2列有している。
The
流路板2は、ノズル4に通じるノズル通路5、ノズル通路5に通じる個別液室6、個別液室6に通じる供給流路側流体抵抗部7、供給流路側流体抵抗部7に通じる液導入部(通路)8を形成する貫通穴や溝部を形成している。供給流路側流体抵抗部7及び液導入部8が液体供給流路を構成している。
The
振動板3は、流路板2の個別液室6の壁面を形成する変形可能な壁面部材である。
The
そして、この振動板3の個別液室6とは反対側に、振動板3を変形させる駆動手段(アクチュエータ手段、圧力発生手段)としての電気機械変換素子を含む圧電アクチュエータ11を配置している。
A
この圧電アクチュエータ11は、積層型圧電部材にハーフカットダイシングによって溝加工して所要数の柱状の圧電素子(圧電柱)12をノズル配列方向に沿って所定の間隔で櫛歯状に形成している。圧電素子12は振動板3に接合されている。
The
フレーム部材20は、ヘッドタンクや液体カートリッジから液体が供給される共通液室10が形成されている。
The
また、流路板2には、個別液室6と反対側であるノズル板1側に、ノズル通路5に通じる循環液室41と、循環液室41に通じる循環流路側流体抵抗部42と、循環流路側流体抵抗部42に通じる排出流路43を形成する各溝部が形成されている。さらに、排出流路43は貫通穴で形成される通路44を通じて、フレーム部材20に形成された循環共通液室45に通じている。なお、循環液室41から循環共通液室45に至る流路が循環流路を構成している。
Further, the
そして、フレーム部材20には、共通液室10に通じる供給ポート23と、循環共通液室45に通じる循環ポート(排出ポート)46がそれぞれ設けられている。
The
このように構成した液体吐出ヘッドにおいては、例えば圧電素子12に与える電圧を基準電位から下げることによって圧電素子12が収縮し、振動板3が引かれて個別液室6の容積が膨張することで、個別液室6内に液体が流入する。
In the liquid discharge head configured as described above, for example, by lowering the voltage applied to the
その後、圧電素子12に印加する電圧を上げて圧電素子12を積層方向に伸長させ、振動板3をノズル4に向かう方向に変形させて個別液室6の容積を収縮させることにより、個別液室6内の液体が加圧され、ノズル4から液体が吐出される。
Thereafter, the voltage applied to the
そして、圧電素子12に与える電圧を基準電位に戻すことによって振動板3が初期位置に復元し、個別液室6が膨張して負圧が発生するので、このとき、共通液室10から個別液室6内に液体が充填される。そこで、ノズル4のメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次の吐出のための動作に移行する。
Then, by returning the voltage applied to the
なお、このヘッドの駆動方法については上記の例(引き−押し打ち)に限るものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ちや押し打ちなどを行なうこともできる。 Note that the driving method of the head is not limited to the above example (pulling-pushing), and it is also possible to perform striking or pushing depending on the direction to which the driving waveform is given.
次に、この液体吐出ヘッドにおける液体の流れとノズルの配置位置について図4も参照して説明する。図4は図3の要部拡大断面説明図である。 Next, the flow of the liquid and the arrangement position of the nozzles in the liquid discharge head will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional explanatory view of the main part of FIG.
この液体吐出ヘッドにおいては、個別液室6とノズル4とを通じ、液体がノズル側に向かって流れるノズル通路5と、液体がノズル通路5における流れの方向と交差する方向(ここでは、直交する方向)に流れる循環液室41を有している。
In this liquid discharge head, the
ここで、個別液室6からノズル通路5を通ってノズル4側に向かう矢印61で示すノズル通路5における液体の流れの方向を第1方向aとし、循環液室41に沿って矢印62で示す液体の流れの方向を第2方向bとすると、第1方向aと第2方向bとは交差している。ここでは、第1方向aと第2方向bとが直交するようにノズル通路5及び循環液室41を配置している。
Here, the flow direction of the liquid in the
そして、ノズル通路5に循環液室41の液体流入側の開口41aが通じ、ノズル通路5と循環液室41の境界部分60にノズル4の液体流入側開口4aが臨み、液体流入側開口4aの一部がノズル通路5に対向し(面し)、残部が循環液室41に対向している(面している)。
Then, the liquid
これにより、ノズル4の液体流入側開口4aは、液体の流れの方向が第1方向aから第2方向bに変化する領域(境界部分60)に臨んでいる。そして、このノズル4の液体流入側開口4aが臨む領域には、液体の流れの方向がすべて第2方向bになる領域(循環液室41に対向する領域)を含んでいる。
Thereby, the liquid
このように構成したので、液体は、図3及び図4に白抜き矢印を付して示すように、共通液室10から供給流路側流体抵抗部7を得て個別液室6に供給され、個別液室6からノズル通路5を経てノズル4側に向かって流れる。
With this configuration, the liquid is supplied to the individual
そして、ノズル通路5から流れ方向をここでは90度転換して循環液室41を流れ込み、更に循環流路側流体抵抗部42、排出流路43、通路44を経て循環共通液室45に流れる。
Then, the flow direction is changed 90 degrees from the
この場合、図5にも示すように、液体が循環するとき、液体が第1方向aから交差する第2方向bに流れの方向を転換するときに、第1方向aからノズル4内に液体が流れ込み易くなる。
In this case, as shown in FIG. 5, when the liquid circulates, the liquid changes from the first direction a into the
このとき、ノズル通路5の開口断面積よりも循環液室41の開口断面積が小さいことで、液体の流速は、第1方向aに比べ、第2方向bの方が速くなり、ノズル4は、流速が速くなる直前に配置されているため、第1方向aから流れてくる液体がノズル内に逃げ込みやすくなる。
At this time, since the opening cross-sectional area of the circulating
また、第1方向aから第2方向bに回り込む方向cの液体の流れによって、ノズル4内の液体が掻き出され易くなる。
Further, the liquid in the
このようにしてノズル4内部の液体が攪拌され易くなる。
In this way, the liquid inside the
ここで、比較例について図6も参照して説明する。図8は同比較例の説明に供する説明図である。 Here, a comparative example will be described with reference to FIG. FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining the comparative example.
この比較例は、個別液室6と循環液室41を並列に配置し、第1方向aと第2方向bとが逆方向になる配置とし、ノズル4の液体流入側開口部4aが個別液室6及び循環液室41に跨って対向する配置としたものである。
In this comparative example, the individual
この比較例の構成では、ノズル4の液体流入側開口4aは、個別液室6から循環液室41にUターンする流れcの外側に位置するために、液体がノズル4の内側に触れるように流れるだけである。そのため、ノズル4内の液体を掻き出したりすることができず、ノズル4内の液体を攪拌することができない。
In the configuration of this comparative example, the liquid inflow side opening 4 a of the
このようにして、本実施形態によれば、ノズル4内部の液体が攪拌され易くなるので、乾燥などに液体の特性変化を低減することができる。
Thus, according to the present embodiment, the liquid inside the
また、本実施形態では、循環流路は、液体の流れの方向においてノズル4より下流側に循環流路側流体抵抗部42を含んでいる。そして、ノズル4の流体抵抗は、循環流路側流体抵抗部42の流体抵抗よりも小さくしている。
In the present embodiment, the circulation channel includes the circulation channel side
これにより、ノズル4から液体を吐出するためのエネルギーの効率が向上する。また、ノズル4の流体抵抗が小さくなることで、より液体が流れ込み易くなる。
Thereby, the energy efficiency for discharging the liquid from the
また、本実施形態では、液体が個別液室6からノズル4に向かう流路であるノズル通路5の開口断面積よりも循環液室41の開口断面積を小さくしている。
In the present embodiment, the opening cross-sectional area of the circulating
これにより、流速が速くなり液体が攪拌され易くなる。 As a result, the flow rate is increased and the liquid is easily stirred.
次に、本発明の第2実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図7を参照して説明する。図7は同液体吐出ヘッドの要部模式的説明図である。 Next, a liquid ejection head according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a schematic explanatory diagram of a main part of the liquid discharge head.
本実施形態では、個別液室6の側壁に循環流路40の液体流入側の開口40aが通じている。
In the present embodiment, the liquid inflow side opening 40 a of the
この場合、個別液室6における液体の流れの方向を第1方向aとし、循環流路40における液体の流れの方向を第2方向bとするとき、第1方向aと第2方向bとは交差している。ここでは、第1方向aと第2方向bとが直交するように個別液室6及び循環流路40を配置している。
In this case, when the direction of the liquid flow in the individual
そして、個別液室6と循環流路40の境界部分にノズル4の液体流入側開口4aが臨み、液体流入側開口4aの一部が個別液室6に対向し(面し)、残部が循環流路40に対向している(面している)。
The liquid
これにより、ノズル4の液体流入側開口4aは、液体の流れの方向が第1方向aから第2方向bに変化する領域(境界部分)に臨んでいる。そして、このノズル4の液体流入側開口4aが臨む領域には、液体の流れの方向がすべて第2方向bになる領域(循環流路40に対向する領域)を含んでいる。
Accordingly, the liquid
このような構成でも、前記第1実施形態と同様に、液体が循環するとき、液体が第1方向aから交差する第2方向bに流れの方向を転換するときに、第1方向aからノズル4内に液体が流れ込み易くなるので、ノズル4内部の液体が攪拌され易くなる。
Even in such a configuration, as in the first embodiment, when the liquid circulates, the nozzle changes from the first direction a to the second direction b where the liquid intersects from the first direction a. Since the liquid easily flows into the
次に、本発明の第3実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図8を参照して説明する。図8は同液体吐出ヘッドの要部模式的説明図である。 Next, a liquid ejection head according to a third embodiment of the invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic explanatory diagram of a main part of the liquid discharge head.
本実施形態では、ノズル通路5の側壁に循環流路40の液体流入側の開口40aが通じている。
In the present embodiment, the opening 40 a on the liquid inflow side of the
この場合、ノズル通路5における液体の流れの方向を第1方向aとし、循環流路40における液体の流れの方向を第2方向bとするとき、第1方向aと第2方向bとは交差している。ここでは、第1方向aと第2方向bとが直交するようにノズル通路5及び循環流路40を配置している。
In this case, when the direction of the liquid flow in the
そして、ノズル4の液体流入側開口4aは、ノズル通路5における液体の流れの方向(第1方向a)と直交する方向の中央位置71を含む循環流路40側の領域48に少なくとも一部が臨む位置に配置されている。ここでは、ノズル4の液体流入側開口4aは、全体がノズル通路5に対向する位置であって、最も中央位置71側に寄った位置に配置されている。
The liquid inflow side opening 4 a of the
このように構成しても、液体が循環するとき、液体が第1方向aから交差する第2方向bに流れの方向を転換するときに、第1方向aからノズル4内に液体が流れ込み易くなるので、ノズル4内部の液体が攪拌され易くなる。
Even with this configuration, when the liquid circulates, the liquid easily flows into the
次に、本発明の第4実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図9を参照して説明する。図9は同液体吐出ヘッドの要部模式的説明図である。 Next, a liquid ejection head according to a fourth embodiment of the invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a schematic explanatory diagram of a main part of the liquid discharge head.
本実施形態では、上記第3実施形態の構成において、ノズル4は境界60に液体流入側開口4aがかかる位置に設けられ、ノズル4の液体流入側開口4aは、一部がノズル通路5に対向し、残部が循環流路40に対向している。
In the present embodiment, in the configuration of the third embodiment, the
ここで、ノズル4の液体流入側開口4aは、第1方向aと直交する方向において、循環流路40に対向する領域の方がノズル通路5に対向する領域よりも大きくなる位置に配置されている。
Here, the liquid inflow side opening 4 a of the
この場合でも、前記第1実施形態と同様に、液体が循環するとき、液体が第1方向aから交差する第2方向bに流れの方向を転換するときに、第1方向aからノズル4内に液体が流れ込み易くなるので、ノズル4内部の液体が攪拌され易くなる。
Even in this case, as in the first embodiment, when the liquid circulates, when the direction of flow of the liquid changes from the first direction a to the second direction b intersecting from the first direction a, the first direction a in the
次に、本発明の第5実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図10を参照して説明する。図10は同液体吐出ヘッドの要部模式的説明図である。 Next, a liquid ejection head according to a fifth embodiment of the invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a schematic explanatory view of a main part of the liquid discharge head.
本実施形態では、個別液室6の側壁に循環流路40の液体流入側の開口40aが通じている。
In the present embodiment, the liquid inflow side opening 40 a of the
この場合、個別液室6における液体の流れの方向を第1方向aとし、循環流路40における液体の流れの方向を第2方向bとするとき、第1方向aと第2方向bとは交差している。ここでは、第1方向aと第2方向bとが直交するように個別液室6及び循環流路40を配置している。
In this case, when the direction of the liquid flow in the individual
そして、ノズル4の液体流入側開口4aは、個別液室6における液体の流れの方向(第1方向a)と直交する方向の中央位置71を含む循環流路40側の領域48に少なくとも一部が臨む位置に配置されている。ここでは、ノズル4の液体流入側開口4aは、全体が個別液室6に対向する位置であって、最も中央位置71側に寄った位置に配置されている。
The liquid
このように構成しても、液体が循環するとき、液体が第1方向aから交差する第2方向bに流れの方向を転換するときに、第1方向aからノズル4内に液体が流れ込み易くなるので、ノズル4内部の液体が攪拌され易くなる。
Even with this configuration, when the liquid circulates, the liquid easily flows into the
次に、本発明の第6実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図11を参照して説明する。図11は同液体吐出ヘッドの要部模式的説明図である。 Next, a liquid ejection head according to a sixth embodiment of the invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a schematic explanatory diagram of a main part of the liquid discharge head.
本実施形態では、上記第5実施形態の構成において、ノズル4は境界60に液体流入側開口4aがかかる位置に設けられ、ノズル4の液体流入側開口4aは、一部が個別液室6に対向し、残部が循環流路40に対向している。
In the present embodiment, in the configuration of the fifth embodiment, the
ここで、ノズル4の液体流入側開口4aは、第1方向aと直交する方向において、循環流路40に対向する領域の方が個別液室6に対向する領域よりも大きくなる位置に配置されている。
Here, the liquid
この場合でも、前記第1実施形態と同様に、液体が循環するとき、液体が第1方向aから交差する第2方向bに流れの方向を転換するときに、第1方向aからノズル4内に液体が流れ込み易くなるので、ノズル4内部の液体が攪拌され易くなる。
Even in this case, as in the first embodiment, when the liquid circulates, when the direction of flow of the liquid changes from the first direction a to the second direction b intersecting from the first direction a, the first direction a in the
次に、本発明の第7実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図12を参照して説明する。図12は同液体吐出ヘッドの要部模式的説明図である。 Next, a liquid ejection head according to a seventh embodiment of the invention will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a schematic explanatory diagram of a main part of the liquid discharge head.
本実施形態では、ノズル通路5の側壁に循環流路を構成する循環流路側流体抵抗部42の液体流入側の開口42aが通じている。開口42aは循環流路の液体流入側の開口(前記第3実施形態の開口40a)でもある。
In the present embodiment, the opening 42 a on the liquid inflow side of the circulation flow path side
この場合、ノズル通路5における液体の流れの方向を第1方向aとし、循環流路側流体抵抗部42における液体の流れの方向を第2方向bとするとき、第1方向aと第2方向bとは交差している。ここでは、第1方向aと第2方向bとが直交するようにノズル通路5及び循環流路側流体抵抗部42を配置している。
In this case, when the direction of the liquid flow in the
そして、ノズル4の液体流入側開口4aは、一部がノズル通路5に対向し、残部が循環流路側流体抵抗部42に対向している。
A part of the liquid inflow side opening 4 a of the
ここで、循環流路側流体抵抗部42の第2方向bにおける長さはノズル4の液体流入側開口4aの径よりも長いので、液体が循環するとき、液体が第1方向aから交差する第2方向bに流れの方向を転換するときに、流路断面積が小さくなって流速が速くなる。
Here, since the length of the circulation flow path side
これにより、循環流路側流体抵抗部42に液体流入側開口4aが臨むノズル4内に液体が流れ込み易くなるので、ノズル4内部の液体が攪拌され易くなる。
Thereby, since it becomes easy for a liquid to flow into the
次に、本発明の第8実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図13を参照して説明する。図13は同液体吐出ヘッドの要部模式的説明図である。 Next, a liquid ejection head according to an eighth embodiment of the invention will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a schematic explanatory diagram of a main part of the liquid discharge head.
本実施形態では、個別液室6の側壁に循環流路を構成する循環流路側流体抵抗部42の液体流入側の開口42aが通じている。
In the present embodiment, the liquid inflow side opening 42 a of the circulation channel side
この場合、個別液室6における液体の流れの方向を第1方向aとし、循環流路側流体抵抗部42における液体の流れの方向を第2方向bとするとき、第1方向aと第2方向bとは交差している。ここでは、第1方向aと第2方向bとが直交するように個別液室6及び循環流路側流体抵抗部42を配置している。
In this case, when the direction of the liquid flow in the individual
そして、ノズル4の液体流入側開口4aは、一部が個別液室6に対向し、残部が循環流路側流体抵抗部42に対向している。
A part of the liquid inflow side opening 4 a of the
ここで、循環流路側流体抵抗部42の第2方向bにおける長さはノズル4の液体流入側開口4aの径よりも長いので、液体が循環するとき、液体が第1方向aから交差する第2方向bに流れの方向を転換するときに、流路断面積が小さくなって流速が速くなる。
Here, since the length of the circulation flow path side
これにより、循環流路側流体抵抗部42に液体流入側開口4aが臨むノズル4内に液体が流れ込み易くなるので、ノズル4内部の液体が攪拌され易くなる。
Thereby, since it becomes easy for a liquid to flow into the
次に、本発明に係る液体を吐出する装置の一例について図14及び図15を参照して説明する。図14は同装置の要部平面説明図、図15は同装置の要部側面説明図である。 Next, an example of an apparatus for ejecting liquid according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 14 is an explanatory plan view of the main part of the apparatus, and FIG. 15 is an explanatory side view of the main part of the apparatus.
この装置は、シリアル型装置であり、主走査移動機構493によって、キャリッジ403は主走査方向に往復移動する。主走査移動機構493は、ガイド部材401、主走査モータ405、タイミングベルト408等を含む。ガイド部材401は、左右の側板491A、491Bに架け渡されてキャリッジ403を移動可能に保持している。そして、主走査モータ405によって、駆動プーリ406と従動プーリ407間に架け渡したタイミングベルト408を介して、キャリッジ403は主走査方向に往復移動される。
This apparatus is a serial type apparatus, and the
このキャリッジ403には、本発明に係る液体吐出ヘッド404及びヘッドタンク441を一体にした液体吐出ユニット440を搭載している。液体吐出ユニット440の液体吐出ヘッド404は、例えば、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の各色の液体を吐出する。また、液体吐出ヘッド404は、複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配置し、吐出方向を下方に向けて装着している。
A
液体吐出ヘッド404の外部に貯留されている液体を液体吐出ヘッド404に供給するための供給機構494により、ヘッドタンク441には、液体カートリッジ450に貯留されている液体が供給される。
The liquid stored in the
供給機構494は、液体カートリッジ450を装着する充填部であるカートリッジホルダ451、チューブ456、送液ポンプを含む送液ユニット452等で構成される。液体カートリッジ450はカートリッジホルダ451に着脱可能に装着される。ヘッドタンク441には、チューブ456を介して送液ユニット452によって、液体カートリッジ450から液体が送液される。
The
この装置は、用紙410を搬送するための搬送機構495を備えている。搬送機構495は、搬送手段である搬送ベルト412、搬送ベルト412を駆動するための副走査モータ416を含む。
This apparatus includes a
搬送ベルト412は用紙410を吸着して液体吐出ヘッド404に対向する位置で搬送する。この搬送ベルト412は、無端状ベルトであり、搬送ローラ413と、テンションローラ414との間に掛け渡されている。吸着は静電吸着、あるいは、エアー吸引などで行うことができる。
The
そして、搬送ベルト412は、副走査モータ416によってタイミングベルト417及びタイミングプーリ418を介して搬送ローラ413が回転駆動されることによって、副走査方向に周回移動する。
The
さらに、キャリッジ403の主走査方向の一方側には搬送ベルト412の側方に液体吐出ヘッド404の維持回復を行う維持回復機構420が配置されている。
Further, on one side of the
維持回復機構420は、例えば液体吐出ヘッド404のノズル面(ノズルが形成された面)をキャッピングするキャップ部材421、ノズル面を払拭するワイパ部材422などで構成されている。
The maintenance /
主走査移動機構493、供給機構494、維持回復機構420、搬送機構495は、側板491A,491B、背板491Cを含む筐体に取り付けられている。
The main
このように構成したこの装置においては、用紙410が搬送ベルト412上に給紙されて吸着され、搬送ベルト412の周回移動によって用紙410が副走査方向に搬送される。
In this apparatus configured as described above, the
そこで、キャリッジ403を主走査方向に移動させながら画像信号に応じて液体吐出ヘッド404を駆動することにより、停止している用紙410に液体を吐出して画像を形成する。
Therefore, the
このように、この装置では、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えているので、高画質画像を安定して形成することができる。 Thus, since this apparatus includes the liquid ejection head according to the present invention, a high-quality image can be stably formed.
次に、本発明に係る液体吐出ユニットの他の例について図16を参照して説明する。図16は同ユニットの要部平面説明図である。 Next, another example of the liquid discharge unit according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 16 is an explanatory plan view of the main part of the unit.
この液体吐出ユニットは、前記液体を吐出する装置を構成している部材のうち、側板491A、491B及び背板491Cで構成される筐体部分と、主走査移動機構493と、キャリッジ403と、液体吐出ヘッド404で構成されている。
The liquid discharge unit includes a casing portion composed of
なお、この液体吐出ユニットの例えば側板491Bに、前述した維持回復機構420、及び供給機構494の少なくともいずれかを更に取り付けた液体吐出ユニットを構成することもできる。
Note that a liquid discharge unit in which at least one of the above-described maintenance and
次に、本発明に係る液体吐出ユニットの更に他の例について図17を参照して説明する。図17は同ユニットの正面説明図である。 Next, still another example of the liquid discharge unit according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 17 is an explanatory front view of the unit.
この液体吐出ユニットは、流路部品444が取付けられた液体吐出ヘッド404と、流路部品444に接続されたチューブ456で構成されている。
This liquid discharge unit includes a
なお、流路部品444はカバー442の内部に配置されている。流路部品444に代えてヘッドタンク441を含むこともできる。また、流路部品444の上部には液体吐出ヘッド404と電気的接続を行うコネクタ443が設けられている。
The
次に、本発明に係る液体を吐出する装置の他の例について図18及び図19を参照して説明する。図18は同装置の概略説明図、図19は同装置のヘッドユニットの平面説明図である。 Next, another example of an apparatus for ejecting liquid according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 18 is a schematic explanatory view of the apparatus, and FIG. 19 is a plan explanatory view of the head unit of the apparatus.
この装置は、連続媒体510を搬入する搬入手段501と、搬入手段501から搬入された連続媒体510を印刷手段505に案内搬送する案内搬送手段503と、連続媒体510に対して液体を吐出して画像を形成する印刷を行う印刷手段505と、連続媒体510を乾燥する乾燥手段507と、連続媒体510を排出する排出手段509などを備えている。
This apparatus includes a carry-in means 501 for carrying in the
連続媒体510は搬入手段501の元巻きローラ511から送り出され、搬入手段501、案内搬送手段503、乾燥手段507、排出手段509の各ローラによって案内、搬送されて、排出手段509の巻取りローラ591にて巻き取られる。
The
この連続媒体510は、印刷手段505において、搬送ガイド部材559上をヘッドユニット550及びヘッドユニット555に対向して搬送され、ヘッドユニット50から吐出される液体によって画像が形成され、ヘッドユニット55から吐出される処理液で後処理が行われる。
The
ここで、ヘッドユニット50には、例えば、媒体搬送方向上流側から、4色分のフルライン型ヘッドアレイ551K、551C、551M、551Y(以下、色の区別しないときは「ヘッドアレイ551」という。)が配置されている。
Here, the head unit 50 includes, for example, full-
各ヘッドアレイ551は、液体吐出手段であり、それぞれ、搬送される連続媒体510に対してブラックK,シアンC、マゼンタM、イエローYの液体を吐出する。なお、色の種類及び数はこれに限るものではない。
Each head array 551 is a liquid ejecting unit, and ejects black K, cyan C, magenta M, and yellow Y liquids to the transported
ヘッドアレイ551は、例えば、図19に示すように、本発明に係る複数の液体吐出ヘッド(これを、単に「ヘッド」ともいう。)1000をベース部材552上に千鳥状に並べて配置したものであるが、これに限らない。
For example, as shown in FIG. 19, the head array 551 is configured by arranging a plurality of liquid ejection heads (hereinafter also simply referred to as “heads”) 1000 according to the present invention on a
次に、この装置における液体循環システムの一例について図20を参照して説明する。図20は同システムの説明に供するブロック説明図である。 Next, an example of the liquid circulation system in this apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 20 is a block diagram for explaining the system.
液体循環システム630は、メインタンク602、ヘッド1000、供給タンク631、循環タンク632、コンプレッサ633、真空ポンプ634、第1送液ポンプ635、第2送液ポンプ636、供給側圧力センサ637、循環側圧力センサ638、レギュレータ(R)639a,639bなどで構成されている。
The liquid circulation system 630 includes a
供給側圧力センサ637は、供給タンク631とヘッド1000との間であって、ヘッド1000の供給ポート23(図1参照)に繋がった供給流路側に接続されている。循環側圧力センサ638は、ヘッド1000と循環タンク632との間であって、ヘッド1000の循環ポート46(図1参照)に繋がった循環流路側に接続されている。
The supply-
循環タンク632の一方は、第1送液ポンプ635を介して供給タンク631と接続されており、循環タンク632の他方は第2送液ポンプ636を介してメインタンク602と接続されている。
One of the
これにより、供給タンク631から供給ポート23を通ってヘッド1000内に液体が流入し、循環ポート46から排出されて循環タンク632へ排出される。そして、さらに第1送液ポンプ635によって循環タンク632から供給タンク631へ液体が送られることによって液体が循環する。
As a result, liquid flows from the
また、供給タンク631にはコンプレッサ633がつなげられており、供給側圧力センサ637で所定の正圧が検知されるように制御される。一方、循環タンク632には真空ポンプ634がつなげられており、循環側圧力センサ638で所定の負圧が検知されるよう制御される。
In addition, a
これにより、ヘッド1000内を通って液体を循環させつつ、メニスカスの負圧を一定に保つことができる。
Thereby, the negative pressure of the meniscus can be kept constant while circulating the liquid through the
また、ヘッド1000のノズル4から液体を吐出すると、供給タンク631及び循環タンク632内の液体量が減少していく。そのため、適宜、第2送液ポンプ636を用いて、メインタンク602から循環タンク632に液体を補充する。メインタンク602から循環タンク632への液体補充のタイミングは、循環タンク632内の液体の液面高さが所定高さよりも下がったときに液体補充を行うなど、循環タンク632内に設けた液面センサなどの検知結果によって制御することができる。
Further, when the liquid is discharged from the
本願において、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて、液体を吐出させる装置である。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。 In the present application, the “apparatus for discharging liquid” is an apparatus that includes a liquid discharge head or a liquid discharge unit and drives the liquid discharge head to discharge liquid. The apparatus for ejecting liquid includes not only an apparatus capable of ejecting liquid to an object to which liquid can adhere, but also an apparatus for ejecting liquid toward the air or liquid.
この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。 This “apparatus for discharging liquid” may include means for feeding, transporting, and discharging a liquid to which liquid can adhere, as well as a pre-processing apparatus and a post-processing apparatus.
例えば、「液体を吐出する装置」として、液体を吐出させて媒体に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物(三次元造形物)を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置(三次元造形装置)がある。 For example, as an “apparatus that ejects liquid”, an image forming apparatus that forms an image on a medium by ejecting liquid, a powder is formed in layers to form a three-dimensional structure (three-dimensional structure) There is a three-dimensional modeling apparatus (three-dimensional modeling apparatus) that discharges a modeling liquid onto the powder layer.
また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。 Further, the “apparatus for ejecting liquid” is not limited to an apparatus in which significant images such as characters and figures are visualized by the ejected liquid. For example, what forms a pattern etc. which does not have a meaning in itself, and what forms a three-dimensional image are also included.
上記「液体が付着可能もの」とは液体が一時的にでも付着可能なものを意味する。「液体が付着するもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。 The above-mentioned “thing to which liquid can adhere” means that liquid can adhere even temporarily. The material to which “the liquid adheres” may be any material as long as the liquid can temporarily adhere, such as paper, thread, fiber, cloth, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics.
また、「液体」は、インク、処理液、DNA試料、レジスト、パターン材料、結着剤、造形液なども含まれる。 “Liquid” also includes ink, treatment liquid, DNA sample, resist, pattern material, binder, modeling liquid, and the like.
また、「液体を吐出する装置」には、特に限定しない限り、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置のいずれも含まれる。 Further, the “device for ejecting liquid” includes both a serial type device that moves the liquid ejection head and a line type device that does not move the liquid ejection head, unless otherwise specified.
また、「液体を吐出する装置」としては他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液をノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。 In addition to the “device for discharging liquid”, a processing liquid coating apparatus for discharging a processing liquid onto a sheet for applying a processing liquid to the surface of the sheet for the purpose of modifying the surface of the sheet, or a raw material There is an injection granulator for granulating raw material fine particles by spraying a composition liquid dispersed in a solution through a nozzle.
「液体吐出ユニット」とは、液体吐出ヘッドに機能部品、機構が一体化したものであり、液体の吐出に関連する部品の集合体である。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたものなどが含まれる。 A “liquid ejection unit” is a unit in which functional parts and mechanisms are integrated with a liquid ejection head, and is an assembly of parts related to liquid ejection. For example, the “liquid discharge unit” includes a combination of at least one of a head tank, a carriage, a supply mechanism, a maintenance / recovery mechanism, and a main scanning movement mechanism with a liquid discharge head.
ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合などで互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。 Here, the term “integrated” refers to, for example, a liquid discharge head, a functional component, and a mechanism that are fixed to each other by fastening, adhesion, engagement, etc., and one that is held movably with respect to the other. Including. Further, the liquid discharge head, the functional component, and the mechanism may be configured to be detachable from each other.
例えば、液体吐出ユニットとして、図8で示した液体吐出ユニット440のように、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。また、チューブなどで互いに接続されて、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。ここで、これらの液体吐出ユニットのヘッドタンクと液体吐出ヘッドとの間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。
For example, there is a liquid discharge unit in which a liquid discharge head and a head tank are integrated as in the
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジが一体化されているものがある。 In addition, there is a liquid discharge unit in which a liquid discharge head and a carriage are integrated.
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドを走査移動機構の一部を構成するガイド部材に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッドと走査移動機構が一体化されているものがある。また、図9で示したように、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジと主走査移動機構が一体化されているものがある。 In addition, there is a liquid discharge unit in which the liquid discharge head and the scanning movement mechanism are integrated by holding the liquid discharge head movably on a guide member that constitutes a part of the scanning movement mechanism. Further, as shown in FIG. 9, there is a liquid discharge unit in which a liquid discharge head, a carriage, and a main scanning movement mechanism are integrated.
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドが取り付けられたキャリッジに、維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させて、液体吐出ヘッドとキャリッジと維持回復機構が一体化されているものがある。 Also, there is a liquid discharge unit in which a cap member that is a part of the maintenance / recovery mechanism is fixed to a carriage to which the liquid discharge head is attached, and the liquid discharge head, the carriage, and the maintenance / recovery mechanism are integrated. .
また、液体吐出ユニットとして、図10で示したように、ヘッドタンク若しくは流路部品が取付けられた液体吐出ヘッドにチューブが接続されて、液体吐出ヘッドと供給機構が一体化されているものがある。 Also, as shown in FIG. 10, there is a liquid discharge unit in which a tube is connected to a liquid discharge head to which a head tank or a flow path component is attached, and the liquid discharge head and the supply mechanism are integrated. .
主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。 The main scanning movement mechanism includes a guide member alone. The supply mechanism includes a single tube and a single loading unit.
また、「液体吐出ヘッド」は、使用する圧力発生手段が限定されるものではない。例えば、上記実施形態で説明したような圧電アクチュエータ(積層型圧電素子を使用するものでもよい。)以外にも、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものでもよい。 The “liquid discharge head” is not limited to the pressure generating means to be used. For example, in addition to the piezoelectric actuator as described in the above embodiment (a multilayer piezoelectric element may be used), a thermal actuator using an electrothermal conversion element such as a heating resistor, a diaphragm and a counter electrode are included. An electrostatic actuator or the like may be used.
また、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。 In addition, the terms “image formation”, “recording”, “printing”, “printing”, “printing”, “modeling” and the like in the terms of the present application are all synonymous.
1 ノズル板
2 流路板
3 振動板
4 ノズル
5 ノズル通路
6 個別液室
7 供給流路側流体抵抗部
10 共通液室
11 圧電アクチュエータ
20 フレーム部材
40 循環流路
41 循環液室(循環流路)
42 循環流路側流体抵抗部
45 循環共通液室
403 キャリッジ
404 液体吐出ヘッド
440 液体吐出ユニット
630 液体循環システム
1000 液体吐出ヘッド
DESCRIPTION OF
42 Circulating channel side
Claims (11)
前記ノズルに通じる個別液室と、
前記個別液室に通じる循環流路と、を有し、
前記個別液室における前記液体の流れの方向を第1方向とし、前記循環流路における前記液体の流れの方向を第2方向とするとき、
前記第1方向と前記第2方向とは交差し、
前記ノズルの液体流入側開口は、前記液体の流れの方向が前記第1方向から前記第2方向に変化する領域に臨んでいる
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。 A nozzle for discharging liquid;
An individual liquid chamber leading to the nozzle;
A circulation flow path leading to the individual liquid chamber,
When the direction of the liquid flow in the individual liquid chamber is a first direction and the direction of the liquid flow in the circulation channel is a second direction,
The first direction and the second direction intersect,
The liquid discharge head according to claim 1, wherein the liquid inflow side opening of the nozzle faces a region where the direction of the liquid flow changes from the first direction to the second direction.
ことを特徴とする請求項1に記載の液体吐出ヘッド。 2. The liquid discharge head according to claim 1, wherein the region where the liquid inflow side opening of the nozzle faces includes a region in which the flow direction of the liquid is all in the second direction.
ことを特徴とする請求項1に記載の液体吐出ヘッド。 The liquid discharge head according to claim 1, wherein a cross-sectional area of the circulation flow path is smaller than a cross-sectional area of the flow path of the liquid from the individual liquid chamber toward the nozzle.
前記ノズルの流体抵抗は、前記循環流路側流体抵抗部の流体抵抗よりも小さい
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。 The circulation flow path includes a circulation flow path side fluid resistance portion disposed downstream of the nozzle in the second direction,
4. The liquid discharge head according to claim 1, wherein a fluid resistance of the nozzle is smaller than a fluid resistance of the circulation flow path side fluid resistance portion. 5.
前記ノズルに通じる個別液室と、
前記個別液室と前記ノズルとを通じるノズル通路と、
前記ノズル通路に通じる循環流路と、を有し、
前記ノズル通路における前記液体の流れの方向を第1方向とし、前記循環流路における前記液体の流れの方向を第2方向とするとき、
前記第1方向と前記第2方向とは交差し、
前記ノズルの液体流入側開口は、前記ノズル通路と前記循環流路の境界部分に臨み、
前記ノズルの液体流入側開口の一部が前記ノズル通路に対向している
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。 A nozzle for discharging liquid;
An individual liquid chamber leading to the nozzle;
A nozzle passage through the individual liquid chamber and the nozzle;
A circulation flow path leading to the nozzle passage,
When the direction of the liquid flow in the nozzle passage is a first direction and the direction of the liquid flow in the circulation channel is a second direction,
The first direction and the second direction intersect,
The liquid inflow side opening of the nozzle faces a boundary portion between the nozzle passage and the circulation channel,
A liquid discharge head, wherein a part of the liquid inflow side opening of the nozzle faces the nozzle passage.
前記ノズルに通じる個別液室と、
前記個別液室に通じる循環流路と、を有し、
前記個別液室における前記液体の流れの方向を第1方向とし、前記循環流路における前記液体の流れの方向を第2方向とするとき、
前記第1方向と前記第2方向とは交差し、
前記ノズルの液体流入側開口は、前記個別液室に対向し、前記個別液室における液体の流れの方向と直交する方向の中央位置を含む前記循環流路側の領域に配置されている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。 A nozzle for discharging liquid;
An individual liquid chamber leading to the nozzle;
A circulation flow path leading to the individual liquid chamber,
When the direction of the liquid flow in the individual liquid chamber is a first direction and the direction of the liquid flow in the circulation channel is a second direction,
The first direction and the second direction intersect,
The liquid inflow side opening of the nozzle is arranged in a region on the circulation flow path side that includes a central position in a direction orthogonal to the liquid flow direction in the individual liquid chamber, facing the individual liquid chamber. Liquid discharge head.
前記ノズル通路に通じる循環流路と、を有し、
前記ノズル通路における前記液体の流れの方向を第1方向とし、前記循環流路における前記液体の流れの方向を第2方向とするとき、
前記第1方向と前記第2方向とは交差し、
前記ノズルの液体流入側開口は、前記ノズル通路に対向し、前記ノズル通路における液体の流れの方向と直交する方向の中央位置を含む前記循環流路側の領域に配置されている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。 A nozzle passage through the individual liquid chamber and the nozzle;
A circulation flow path leading to the nozzle passage,
When the direction of the liquid flow in the nozzle passage is a first direction and the direction of the liquid flow in the circulation channel is a second direction,
The first direction and the second direction intersect,
The liquid inflow side opening of the nozzle is disposed in a region on the circulation flow path side including a center position in a direction orthogonal to the liquid flow direction in the nozzle passage, facing the nozzle passage. Liquid discharge head.
ことを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。 The liquid discharge head according to claim 1, wherein the first direction and the second direction are perpendicular to each other.
ことを特徴とする請求項9に記載の液体吐出ユニット。 A head tank for storing liquid to be supplied to the liquid discharge head, a carriage on which the liquid discharge head is mounted, a supply mechanism for supplying liquid to the liquid discharge head, a maintenance / recovery mechanism for maintaining and recovering the liquid discharge head, and the liquid 10. The liquid discharge unit according to claim 9, wherein the liquid discharge head is integrated with at least one of a main scanning movement mechanism that moves the discharge head in the main scanning direction.
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