JP2017136773A - Inkjet head and inkjet device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被印刷面にインクを吐出するインクジェットヘッドおよび当該インクジェットヘッドを用いたインクジェット装置に関する。 The present invention relates to an inkjet head that ejects ink onto a printing surface and an inkjet apparatus that uses the inkjet head.
インクジェット装置は、インクジェットヘッドからインクを吐出することにより、被印刷面に印字や描画を行う装置である。インクジェット装置に搭載されるインクジェットヘッドは、インクを充填するための圧力室と、圧力室にインクを導くための流路と、圧力室に繋がるノズルと、圧力室に充填されたインクに圧力を付与するアクチュエータとを備える。アクチュエータを駆動して圧力室内の圧力を高めることにより、圧力室に充填されたインクがノズルから吐出される。 An inkjet apparatus is an apparatus that performs printing or drawing on a printing surface by ejecting ink from an inkjet head. An ink jet head mounted on an ink jet apparatus applies pressure to a pressure chamber for filling ink, a flow path for guiding ink to the pressure chamber, a nozzle connected to the pressure chamber, and ink filled in the pressure chamber. Actuator. By driving the actuator to increase the pressure in the pressure chamber, ink filled in the pressure chamber is ejected from the nozzle.
上記構成のインクジェットヘッドでは、圧力室からノズルへとインクを供給するための連絡流路によって、圧力室とノズルが連結される。具体的には、連絡流路を有する構造体をアクチュエータに接着することにより圧力室と連絡流路とが接続される。この場合、構造体をアクチュエータに接着する際に構造体とアクチュエータとの間に位置ずれが生じると、圧力室に重なる連絡流路の面積が減少する。このため、圧力室から連絡流路にインクが流れにくくなり、アクチュエータに所期の駆動力を生じさせても、ノズルから所定量のインクを吐出させ得ないことが起こり得る。 In the ink jet head having the above-described configuration, the pressure chamber and the nozzle are connected by a communication channel for supplying ink from the pressure chamber to the nozzle. Specifically, the pressure chamber and the communication channel are connected by bonding a structure having a communication channel to the actuator. In this case, when a positional shift occurs between the structure and the actuator when the structure is bonded to the actuator, the area of the communication channel that overlaps the pressure chamber decreases. For this reason, it becomes difficult for ink to flow from the pressure chamber to the communication flow path, and even if an expected driving force is generated in the actuator, a predetermined amount of ink cannot be ejected from the nozzle.
かかる課題に鑑み、本発明は、構造体をアクチュエータに接着する際に構造体とアクチュエータとの間に多少の位置ずれが生じても、圧力室から連絡流路にインクが流れにくくなることを抑制することが可能なインクジェットヘッドおよびインクジェット装置を提供することを目的とする。 In view of such a problem, the present invention suppresses ink from being difficult to flow from the pressure chamber to the communication flow path even when a slight displacement occurs between the structure and the actuator when the structure is bonded to the actuator. It is an object of the present invention to provide an ink jet head and an ink jet apparatus that can be used.
本発明の第1の態様は、インクジェットヘッドに関する。第1の態様に係るインクジェットヘッドは、インクが充填される圧力室と、前記圧力室に充填されたインクの圧力を変化させるアクチュエータと、前記アクチュエータが駆動されることにより前記圧力室に充填された前記インクを吐出するノズルと、前記圧力室と前記ノズルとを連結する連絡流路と、を備える。前記連絡流路を有する構造体を前記アクチュエータに接着することにより前記圧力室と前記連絡流路とが接続される。前記連絡流路は、前記圧力室側の端部が他の部分に比べて広くなっている。 A first aspect of the present invention relates to an inkjet head. An ink jet head according to a first aspect includes a pressure chamber filled with ink, an actuator that changes a pressure of ink filled in the pressure chamber, and the pressure chamber filled when the actuator is driven. A nozzle that discharges the ink; and a communication channel that connects the pressure chamber and the nozzle. The pressure chamber and the communication channel are connected by bonding a structure having the communication channel to the actuator. The communication channel has a wider end on the pressure chamber side than other portions.
本態様に係るインクジェットヘッドによれば、連絡流路の圧力室側の端部が連絡流路の他の部分に比べて広くなっているため、構造体をアクチュエータに接着する際に構造体とアクチュエータとの間に多少の位置ずれが生じても、圧力室に重なる連絡流路の面積が顕著に小さくなることを抑制できる。よって、圧力室から連絡流路にインクが流れにくくなることを抑制することができ、ノズルから所定量のインクを円滑に吐出させることができる。 According to the ink jet head according to this aspect, since the end of the communication channel on the pressure chamber side is wider than the other part of the communication channel, the structure and the actuator are bonded when the structure is bonded to the actuator. Even if a slight displacement occurs between the two, the area of the communication channel overlapping the pressure chamber can be suppressed from being significantly reduced. Therefore, it is possible to prevent ink from being difficult to flow from the pressure chamber to the communication channel, and a predetermined amount of ink can be smoothly ejected from the nozzle.
本発明の第2の態様は、インクジェット装置に関する。第2の態様に係るインクジェット装置は、第1の態様に係るインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給部と、を備える。 A second aspect of the present invention relates to an ink jet apparatus. An ink jet apparatus according to a second aspect includes the ink jet head according to the first aspect, and an ink supply unit that supplies ink to the ink jet head.
第2の態様に係るインクジェット装置よれば、第1の態様のインクジェットヘッドが用いられるため、ノズルから所定量のインクを円滑に吐出させることができる。このため、インクジェット装置の性能を高めることができる。 According to the ink jet apparatus according to the second aspect, since the ink jet head according to the first aspect is used, a predetermined amount of ink can be smoothly ejected from the nozzle. For this reason, the performance of an inkjet apparatus can be improved.
以上のとおり、本発明に係るインクジェットヘッドおよびインクジェット装置によれば、連絡流路を有する構造体をアクチュエータに接着する際に構造体とアクチュエータとの間に多少の位置ずれが生じても、圧力室から連絡流路にインクが流れにくくなることを抑制でき、これにより、ノズルから所定量のインクを円滑に吐出させることができる。 As described above, according to the ink jet head and the ink jet device of the present invention, even when a slight displacement occurs between the structure and the actuator when the structure having the communication channel is bonded to the actuator, the pressure chamber Therefore, it is possible to prevent the ink from easily flowing into the communication channel, and thereby a predetermined amount of ink can be smoothly ejected from the nozzle.
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。 The effects and significance of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments. However, the embodiment described below is merely an example when the present invention is implemented, and the present invention is not limited to what is described in the following embodiment.
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。便宜上、各図には、互いに直交するX、Y、Z軸が付記されている。Z軸方向がインクジェットヘッド1の高さ方向であり、Z軸正方向が下方向である。また、X軸方向がインクジェットヘッド1の厚み方向で、Y軸方向がインクジェットヘッド1の幅方向である。インクジェットヘッド1は、Z軸正方向(下方向)にインクを吐出する。なお、X軸方向が請求項2に記載の「第1の方向」に相当し、Y軸方向が請求項2に記載の「第2の方向」に相当する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. For convenience, the X, Y, and Z axes that are orthogonal to each other are appended to each drawing. The Z-axis direction is the height direction of the
図1(a)は、実施の形態に係るインクジェットヘッド1の構成を示す図であり、図1(b)は、実施の形態に係るアクチュエータ30と構造体40とを組み合わせた構成を模式的に示す図である。
Fig.1 (a) is a figure which shows the structure of the
図1(a)に示すように、インクジェットヘッド1は、収納ボックス10と、ヘッドベース20とを備える。収納ボックス10は、ヘッドベース20に対して着脱可能となっている。
As shown in FIG. 1A, the
収納ボックス10は、下面が開放された矩形の箱体からなっている。収納ボックス10の上面には内部に繋がる切欠き10aが設けられ、この切欠き10aを介して回路基板11が収納ボックス10に収納されている。回路基板11にはアクチュエータ30を駆動するための駆動回路が実装されている。切欠き10aのY軸正側とY軸負側に、それぞれ、円形の穴部10bが設けられている。穴部10bは、インク供給用のチューブ(図示せず)を収納ボックス10の内部へと導くためのものである。
The
ヘッドベース20は、上下に貫通する矩形の開口20aを中央に有する枠体からなっている。開口20aの下端に、図1(b)に示すアクチュエータ30と構造体40が設置される。アクチュエータ30は、開口20a内において回路基板11とFPC(Flexible Printed Circuits)によって電気的に接続される。
The
図1(b)に示すように、アクチュエータ30は、長方形の輪郭を有する板体からなっている。アクチュエータ30は、構造体40の上面に重ねられる。構造体40は、長方形の輪郭を有する板体からなっている。また、構造体40には、X軸方向に並ぶ4つのメイン流路51が形成されている。
As shown in FIG.1 (b), the
アクチュエータ30のY軸正側の端部とY軸負側の端部には、それぞれ、4つのインク供給口30aがX軸方向に並んで形成されている。Y軸方向に並ぶ2つのインク供給口30aはそれぞれ、一つの独立したメイン流路51に繋がっている。
Four
図2(a)は、図1(b)の構成のY軸正側の端部を拡大した図である。 Fig.2 (a) is the figure which expanded the edge part by the side of the Y-axis positive side of the structure of FIG.1 (b).
アクチュエータ30の裏面には溝が形成されている。アクチュエータ30が構造体40に重ねられることにより、アクチュエータ30裏面の溝と構造体40の上面との間に、圧力室52が形成される。圧力室52は、構造体40に形成された連絡流路53(図2(b)参照)を介してメイン流路51に繋がっている。
A groove is formed on the back surface of the
なお、アクチュエータ30上面のX軸負側の端部とX軸正側の端部には、それぞれ、回路基板11のFPCを接続するための端子群(図示せず)が設けられている。この端子群は、アクチュエータ30の圧電体層34(図2(b)参照)に電圧(駆動信号)を印加するためのものである。
Note that a terminal group (not shown) for connecting the FPC of the circuit board 11 is provided on each of the X-axis negative side end and the X-axis positive side end of the upper surface of the
上記のようにメイン流路51は、端部がインク供給口30aに繋がっている。メイン流路51に沿って多数の圧力室52が配置され、各圧力室52が各連絡流路53によってメイン流路51に繋がっている。
As described above, the end of the
図1(b)に戻り、8つのインク供給口30aには、それぞれ、個別に管(図示せず)が嵌められ、各管にインク供給用のチューブ(図示せず)からインクが供給される。管は、開口20a内に配された支持部材によって支持され、管にインクを供給するチューブが穴部10bを介して外部に引き出される。インク供給用のチューブと管を介してインクがインク供給口30aに供給される。これにより、メイン流路51および連絡流路53を通ってインクが圧力室52に供給される。
Referring back to FIG. 1B, tubes (not shown) are individually fitted into the eight
Y軸方向に並ぶ2つのインク供給口30aには同じ色のインクが供給され、X軸方向に並ぶ4つのインク供給口30aには互いに異なる色のインクが供給される。したがって、図1(b)の構成では、4色のインクがアクチュエータ30に供給される。これにより、Y軸方向に並ぶ圧力室52には同じ色のインクが充填され、X軸方向に並ぶ圧力室52には互いに異なる色のインクが充填される。ヘッドベース20の開口20aの下端には、アクチュエータ30と構造体40の組み合わせが設置される。したがって、4色のインクがヘッドベース20の下面から吐出される。
The same color ink is supplied to the two
図2(b)は、図2(a)のX軸正側(右側)の圧力室52付近を、圧力室52のY軸方向の中央位置において、X−Z平面に平行な面で切断した断面を模式的に示す断面図である。
2B, the
メイン流路51に流入されたインク60は、連絡流路53を通って圧力室52に充填される。構造体40は、メイン流路51および連絡流路53、54を有する上部材40aと、ノズル41を有する下部材40bからなっている。下部材40bには、圧力室52からZ軸正方向に延びる連絡流路54の部分に、ノズル41となる略円形の孔が形成されている。ノズル41は、Z軸正方向に向かうに従って次第に径が小さくなっており、出口付近で径が均一になっている。
The
アクチュエータ30は、圧力室層31の上部に、振動板層32、絶縁層33、圧電体層34および電極層35が積層されて構成されている。振動板層32、絶縁層33、圧電体層34および電極層35は、スパッタ法等の真空製膜技術により形成される。これらの層が塗布等の他の製膜技術により形成されてもよい。圧力室層31は、めっき工法等の厚膜形成技術もしくは金属板のエッチィング工法により形成される。圧力室層31の下面に上部材40aが装着されることにより、圧力室52が形成される。振動板層32は、導電性の金属材料から構成され、圧電体層34の下部電極(共通電極)を兼ねている。絶縁層33は、圧電体層34に対して振動板層32を絶縁する。すなわち、絶縁層33は、圧電機能領域R1以外の圧電体層34への電圧印加を遮蔽する。
The
圧電体層34は、たとえば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)で形成される。圧電体層34の膜厚は数μm程度である。電極層35は、導電性材料により形成される。電極層35は、たとえば、貴金属を含むチタンから形成される。電極層35の膜厚は0.2μm程度である。
The
電極層35に電圧が印加されることにより圧電機能領域R1において圧電体層34がZ軸方向に変形し、これに伴い、振動板層32が変形する。圧電機能領域R1において振動板層32が下方に変形すると、圧力室52の容積が減少し、圧力室52に充填されたインク60の圧力が高まる。これにより、ノズル41からインク60の液滴61が吐出される。
When a voltage is applied to the
圧力室層31、振動板層32、絶縁層33、圧電体層34および電極層35は、それぞれ、必ずしも単層でなくともよく、複数の層によって形成されてもよい。また、各層の間に、さらに他の層が配置されてもよい。
Each of the
図2(c)は、構造体40におけるノズル41の配列を模式的に示す図である。
FIG. 2C is a diagram schematically showing the arrangement of the
図2(c)に示すように、構造体40には、複数のノズル41が一列に並ぶように配置されている。構造体40には、4つのノズル41の列L1〜L4が配置されている。たとえば、列L1〜L4に、それぞれ、200個のノズル41が一定間隔で設けられている。各列のノズル41の数はこれに限られるものではない。
As shown in FIG. 2C, the
図3は、圧力室52付近の構成の断面を示す部分斜視図である。
FIG. 3 is a partial perspective view showing a cross section of the configuration in the vicinity of the
図3に示すように、構造体40の上部材40aは、板状体411、412と、7つの板状体413と、板状体414とを積み重ねることにより構成されている。板状体411〜414は、それぞれ、所定の厚みを有し、また、平面視において構造体40と同じ輪郭を有している。7つの板状体413は、同じ構造である。下から1番目と2番目の板状体413の間には、薄いダンパー415が挟まれている。ダンパー415は、アクチュエータ30が駆動され、振動板層32が下方向(Z軸正方向)に変位した際に連絡流路53からメイン流路51に付与される圧力波を吸収するためのものである。
As shown in FIG. 3, the
板状体411、412には、それぞれ、連絡流路54を形成するための長孔411a、412aが形成されている。長孔411a、412aは、X軸方向が長手方向である。平面視において、長孔411a、412aは、それぞれ、X軸方向に長い長円形の輪郭を有する。より詳しくは、長孔411aは、互いに向き合う2つの半円弧の端をそれぞれ直線で繋いだ輪郭を有する。長孔412aは、長孔411aと同様の2つの半円弧をそれぞれ長孔411aよりも短い直線で繋いだ輪郭を有する。
In the plate-
7つの板状体413には、連絡流路54を形成するための孔413aが形成されている。孔413aは、略円形である。板状体414およびダンパー415にも、それぞれ、連絡流路54を形成するための孔414a、415aが形成されている。孔414a、415aの径は、孔413aの径と略同じである。7つの孔413aは、互いに中心が一致している。また、孔414a、415aの中心は、孔413aの中心と一致している。ノズル41の中心は、孔413a、414a、415aの中心に一致している。
The seven plate-
長孔412aの中心は、Y軸方向において孔413aの中心と一致し、X軸方向において孔413aの中心からX軸負方向にずれている。また、長孔411aの中心は、Y軸方向において長孔412aの中心と一致し、X軸方向において長孔412aの中心からX軸負方向にずれている。平面視において、長孔411a、412aのX軸正側の端縁は、孔413aのX軸正側の端縁と一致している。
The center of the
板状体412、413には、それぞれ、メイン流路51に対応する領域に開口412b、413bが形成されている。開口412bは、開口413bに比べて、X軸方向の幅が狭くなっている。平面視において、開口412bのX軸正側の端縁は、開口413bのX軸正側の端縁と一致している。メイン流路51は、ダンパー415で仕切られている。
In the plate-
板状体411には、連絡流路53に対応する領域に開口411bが形成され、この開口411bの底にフィルタ411cが形成されている。フィルタ411cには、数μm程度の径の孔が多数設けられている。フィルタ411cに設けられた孔の径は、ノズル41の出口の径よりもやや小さい。平面視において、開口411bは、X軸方向に長い長円形の輪郭を有する。より詳しくは、開口411bは、互いに向き合う2つの半円弧の端をそれぞれ直線で繋いだ輪郭を有する。
In the plate-
上述した長孔411a、孔412aおよび開口411bについては、大きな円形状にしてもよいが、ノズル41のピッチを狭くできなくなり、高密度印刷の阻害となるため、長孔形状にする必要がある。
The
開口411bは、X軸正側が圧力室52に重なり、X軸負側は圧力室52に重ならないように配置されている。開口411bのX軸負側では、メイン流路51からフィルタ411cを通り抜けたインクが、フィルタ411cと圧力室層31の下面との間を通って、開口411bのX軸正側から圧力室52へと進入する。アクチュエータ30が駆動されて圧力室52の圧力が高められると、圧力室52に充填されたインクが長孔411a、412aおよび孔413a、414a、415aにより構成される連絡流路54を通ってノズル41から吐出される。
The
図3に示すように、本実施の形態では、複数の板状体411、412、413、414を積み重ねることにより構造体40の上部材40aが構成され、上部材40aの下面に下部材40bが接着、もしくは熱拡散工法を用いて接合される。また、上部材40aが圧力室層31の下面に接着されて、上部材40aと下部材40bとからなる構造体40がアクチュエータ30に装着される。すなわち、連絡流路54を有する構造体40をアクチュエータ30に接着することにより圧力室52と連絡流路54とが接続される。このとき同時に、圧力室52と連絡流路53とが接続される。
As shown in FIG. 3, in this embodiment, the
この構成では、通常、連絡流路54の径が、Z軸方向の全領域において一定となっている。この場合、構造体40をアクチュエータ30に接着する際に構造体40とアクチュエータ30との間に位置ずれが生じると、圧力室52に重なる連絡流路54の面積が正規の面積から減少してしまう。このため、圧力室52から連絡流路54にインクが流れにくくなり、アクチュエータ30に所期の駆動力を生じさせても、ノズル41から所定量のインクを吐出させ得ないことが起こり得る。
In this configuration, the diameter of the
この問題を解消するため、本実施の形態では、圧力室52側から1つ目の板状体411とその下の板状体412に長孔411a、412aが形成され、その他の板状体413、414の孔413a、414aよりもX軸方向に広くなっている。これにより、構造体40をアクチュエータ30に接着する際に構造体40とアクチュエータ30との間に多少の位置ずれが生じても、圧力室52に重なる連絡流路54の面積が顕著に小さくなることを抑制できる。
In order to solve this problem, in the present embodiment,
以下、この効果について、図4(a)、(b)および図5(a)、(b)を参照して説明する。 Hereinafter, this effect will be described with reference to FIGS. 4 (a) and 4 (b) and FIGS. 5 (a) and 5 (b).
図4(a)、(b)は、それぞれ、比較例に係る圧力室52と連絡流路54の入口との重なりを模式的に示す図である。図4(a)、(b)には、圧力室52をZ軸正側から透視した状態が示されている。便宜上、図4(a)、(b)には、3つの圧力室52と連絡流路54の入口との重なりが示されている。
4A and 4B are diagrams schematically showing the overlap between the
上記実施の形態と異なり、比較例では、連絡流路54の圧力室52側の端部がX軸方向に広げられていない。すなわち、図3に示す最上段の板状体411に形成された長孔411aが、板状体413に形成された孔413aと同径の円形の孔411a’に置き換えられ、この孔411a’の中心が孔413aの中心に一致している。同様に、図3に示す上から2つ目の板状体412に形成された長孔412aが、板状体413に形成された孔413aと同径の円形の孔に置き換えられ、この孔の中心が孔413aの中心に一致している。孔411a’の径は、圧力室52のY軸方向の幅より僅かに大きくなっている。
Unlike the above-described embodiment, in the comparative example, the end of the
比較例の構成では、図4(a)に示すように構造体40がアクチュエータ30に位置ずれなく接着された場合には、圧力室52に重なる連絡流路54の面積S1が適正に確保される。
In the configuration of the comparative example, when the
しかしながら、比較例の構成では、図4(b)に示すように、構造体40をアクチュエータ30に接着する際に構造体40とアクチュエータ30との間にY軸方向の位置ずれが生じると、圧力室52に重なる連絡流路54の面積S2が正規の面積S1から減少する。同様に、構造体40とアクチュエータ30との間にX軸方向の位置ずれが生じた場合も、圧力室52に重なる連絡流路54の面積が正規の面積S1から減少する。このため、圧力室52から連絡流路54にインクが流れにくくなり、アクチュエータ30に所期の駆動力を生じさせても、ノズル41から所定量のインクを吐出させ得ないことが起こり得る。
However, in the configuration of the comparative example, as illustrated in FIG. 4B, when a positional shift in the Y-axis direction occurs between the
図5(a)、(b)は、それぞれ、実施の形態に係る圧力室52と連絡流路54の入口との重なりを模式的に示す図である。図4(a)、(b)と同様、図5(a)、(b)には、圧力室52をZ軸正側から透視した状態が示されており、また、3つの圧力室52と連絡流路54の入口との重なりが示されている。図5(a)、(b)では、連絡流路54を構成する孔413aと圧力室52とが重なった領域が破線で囲まれており、連絡流路54を構成する長孔411aと圧力室52とが重なった領域にハッチングが付されている。
FIGS. 5A and 5B are diagrams schematically showing the overlap between the
実施の形態の構成では、図5(a)に示すように構造体40がアクチュエータ30に位置ずれなく接着された場合には、圧力室52に重なる連絡流路54の面積が適正に確保される。ここで、図3に示すノズル41へと続く孔413a、414a、415aが圧力室52に重なる面積S1は、図4(a)に示す比較例の面積S1と同じである。しかし、実施の形態では、圧力室52側から1番目と2番目の長孔411a、412aが孔413aに比べてX軸方向に広げられているため、長孔411aが圧力室52に重なる面積S3は、図4(a)に示す比較例の面積S1よりも広い。すなわち、連絡流路54の入口が圧力室52に重なる面積は、図5(a)に示す比較例の面積S1よりも広くなっている。
In the configuration of the embodiment, when the
このため、実施の形態の構成では、図5(b)に示すように、構造体40をアクチュエータ30に接着する際に構造体40とアクチュエータ30との間にY軸方向の位置ずれが生じた場合は、連絡流路54の本流部分が圧力室52に重なる面積S2が正規の面積S1から減少するものの、連絡流路54の入口が圧力室52に重なる面積、すなわち、長孔411aが圧力室52に重なる面積S4は広く確保される。このため、連絡流路54の入口から連絡流路54の本流部分へと円滑にインクが導かれ、比較例の場合に比べて、位置ずれが生じた場合においてもインクの流れが確保される。この効果は、構造体40とアクチュエータ30との間にX軸方向の位置ずれが生じた場合も、同様に奏され得る。
For this reason, in the configuration of the embodiment, as shown in FIG. 5B, when the
このように、本実施の形態の構成によれば、構造体40をアクチュエータ30に接着する際に構造体40とアクチュエータ30との間に多少の位置ずれが生じても、圧力室52から連絡流路54へと向かうインクの流れを確保できる。よって、このような位置ずれが生じても、アクチュエータ30に所期の駆動力を生じさせることにより、ノズル41から所定量のインクを円滑に吐出させることができる。
As described above, according to the configuration of the present embodiment, even when a slight positional deviation occurs between the
図6は、実施の形態に係るインクジェット装置の構成を示すブロック図である。 FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of the ink jet apparatus according to the embodiment.
インクジェット装置は、上記構成を備えたインクジェットヘッド1の他、インク供給部2と、コントローラ3と、インタフェース4とを備える。
The ink jet apparatus includes an
インク供給部2は、インクジェットヘッド1にインクを供給するための上述のチューブと、チューブに接続されたインクタンクと、インクタンクからチューブにインクを供給するためのポンプとを備える。コントローラ3は、CPUとメモリを備え、メモリに保持されたプログラムに従ってインクジェットヘッド1およびインク供給部2を制御する。インタフェース4は、印刷すべき文字および図形等の描画情報の入力を受け付けて、当該描画情報をコントローラ3に出力する。
The
コントローラ3は、入力された描画情報に従ってインクジェットヘッド1を制御し、被印刷面に印字や描画を行う。こうして、印刷画像に対応するノズル41からインクが被印刷面に吐出され、被印刷面に印字や描画が行われる。
The
<実施形態の効果>
以上、本実施の形態によれば、以下の効果が奏される。
<Effect of embodiment>
As described above, according to the present embodiment, the following effects are exhibited.
連絡流路54の圧力室52側の端部が連絡流路54の他の部分に比べて広くなっているため、構造体40をアクチュエータ30に接着する際に構造体40とアクチュエータ30との間に多少の位置ずれが生じても、圧力室52に重なる連絡流路54の面積が減少することを抑制できる。よって、圧力室52から連絡流路54にインクが流れにくくなることを抑制することができ、ノズル41から所定量のインクを円滑に吐出させることができる。
Since the end of the
図3および図5(a)、(b)に示すように、圧力室52は、X軸方向(第1の方向)の幅がX軸方向(第1の方向)に直交するY軸方向(第2の方向)の幅よりも広くなっており、連絡流路54は、圧力室52側の端部が他の部分に比べてX軸方向(第1の方向)に広くなっている。このため、連絡流路54の入口が圧力室52に重なる面積を効果的に広げることができ、構造体40とアクチュエータ30との間に位置ずれが生じた場合に、連絡流路54の入口が圧力室52に重なる面積を適切に確保することができる。
As shown in FIG. 3 and FIGS. 5A and 5B, the
図3および図5(a)、(b)に示すように、本実施の形態では、圧力室52、連絡流路54およびノズル41の組が、Y軸方向(第2の方向)に並ぶように配置されている。他方、連絡流路54は、圧力室52側の端部が、圧力室52、連絡流路54およびノズル41の組が並ぶY軸方向(第2の方向)に直交するX軸方向(第1の方向)に広くなっている。このため、ノズル41間の間隔が狭くても、隣り合う連絡流路54の入口の間隔が顕著に狭くなることがない。このため、構造体40がアクチュエータ30に対してY軸方向にずれて接着された場合に、連絡流路54の入口が隣の圧力室52に掛かることを防ぐことができる。
As shown in FIGS. 3 and 5A and 5B, in the present embodiment, the set of the
図3に示すように、連絡流路54は、圧力室52側の端部が圧力室52に向かうにつれて広くなっている。このため、連絡流路54の入口部分においてインクの流れが阻害されにくくなり、圧力室52から連絡流路54の本流部分へとインクを円滑に導くことができる。
As shown in FIG. 3, the
図3に示すように、本実施の形態では、構造体40が、複数の板状体411、412、413、414を積み重ねることにより構成されている。そして、各板状体には連絡流路54の一部を構成する長孔411a、412aおよび孔413a、414aが形成され、圧力室52側から1つ目と2つ目の板状体411、412の長孔411a、412aがその他の板状体414、414の孔413a、414aよりも広くなっている。このように、入口側の板状体411、412の孔を長孔411a、412aとすることにより、連絡流路54の入口の幅を簡易に広げることができる。
As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the
この場合、図3に示すように圧力室52側から2番目までの板状体411、412の長孔411a、412aが圧力室52に向かうにつれて広くなるように形成され、これにより、連絡流路54は、圧力室52側の端部が圧力室52に向かうにつれて広くなっている。これにより、上記のように、連絡流路54の入口部分においてインクの流れが阻害されにくくなり、圧力室52から連絡流路54の本流部分へとインクを円滑に導くことができる。
In this case, as shown in FIG. 3, the
図3に示すように、圧力室52側の端部以外の連絡流路54は、円形且つ同じ広さの孔413a、414a、415aであり、その中心がノズル41の中心に一致している。このように、ノズル41へと続く連絡流路54の本流部分を、ノズル41と同様の円形とし、且つ、その中心をノズル41の中心に一致させることにより、図3に示すように連絡流路54の入口を広げても、ノズル41に向かうインクの流れが安定する。よって、ノズル41から適切にインクを吐出させることができる。
As shown in FIG. 3, the
<変更例>
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に何らの制限を受けるものではない。
<Example of change>
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment.
たとえば、上記実施の形態では、連絡流路54の入口の幅をX軸方向(第1の方向)に広げたが、図7(a)、(b)に示すように、連絡流路54の入口の幅をX軸方向(第1の方向)に直交するY軸方向(第2の方向)に広げてもよい。図7(a)、(b)には、図5(a)、(b)と同様、圧力室52をZ軸正側から透視した状態が示されており、また、3つの圧力室52と連絡流路54の入口との重なりが示されている。
For example, in the above embodiment, the width of the inlet of the
図7(a)、(b)の変更例では、連絡流路54を構成する孔のうち、最も圧力室52側にある板状体411の孔のみが長孔411aとされており、圧力室52側から2番目の板状体412の孔は、3番目以降の板状体413、414に形成された孔413a、414aと同様、円形の孔412aとされている。
7A and 7B, only the hole of the plate-
この変更例によっても、構造体40とアクチュエータ30の位置ずれに伴って、図7(b)に示すように、連絡流路54と圧力室52との間にY軸方向の位置ずれが生じた場合に、連絡流路54の入口が圧力室52に重なる面積が小さくなることを抑制できる。よって、このような位置ずれに対して、上記実施の形態と同様、インクの流れを確保できるとの効果が奏され得る。
Also in this modified example, with the positional deviation between the
しかしながら、この変更例では、長孔411aの広がり方向がY軸方向であるため、図7(a)、(b)に示すように、隣り合う長孔411a間の隙間がかなり狭くなる。このため、連絡流路54と圧力室52との間にY軸方向の位置ずれが生じると、図7(b)に示すように、圧力室52が隣の連絡流路54の入口にかなり接近し、圧力室52に充填されたインクが隣の連絡流路54へと流れ込むとの危惧がある。加えて、この変更例では、長孔の広がり方向がY軸方向(第2の方向)であるため、構造体40とアクチュエータ30とがX軸方向にずれた場合には、図4(a)、(b)に示す比較例と同様、連絡流路54の入口が圧力室52に重なる面積が顕著に減少してしまう。
However, in this modified example, since the spreading direction of the
これに対し、上記実施の形態では、長孔411aの広がり方向がX軸方向(第1の方向)であるため、図5(a)、(b)に示すように、隣り合う長孔411a間の隙間を広く確保できる。このため、構造体40とアクチュエータ30との間にY軸方向の位置ずれが生じても、圧力室52に充填されたインクが隣の連絡流路54へと流れ込むことを防ぐことができる。また、長孔411aの広がり方向がX軸方向であるため、構造体40とアクチュエータ30との位置ずれがどの方向に生じても、比較例に比べて、連絡流路54の入口が圧力室52に重なる面積を広く確保できる。これらの点から、長孔411aの広がりは、上記実施の形態のようにX軸方向(第1の方向)であることが好ましい。
On the other hand, in the above-mentioned embodiment, since the spreading direction of the
上述した構成に関して、連絡通路53に構成された開口411bについても長孔形状を有しているため、圧力室52との位置ズレに対しても、同様の効果を得ることができる。
With respect to the above-described configuration, the
また、上記実施の形態では、図5(a)、(b)に示すように、長孔411a、412aを長円形の輪郭としたが、長孔411a、412aの輪郭はこれに限られるものではない。たとえば、図8(a)、(b)に示すように、長孔411a、412aの輪郭を長方形としても良く、円形から広げられたその他の形状としてもよい。
Moreover, in the said embodiment, as shown to Fig.5 (a), (b), the
また、上記実施の形態では、長孔411a、412aが円形からX軸方向(第1の方向)のみに広がった形状とされたが、長孔411a、412aが、円形からX軸方向(第1の方向)とともにY軸方向(第2の方向)にも広がった形状であってもよい。ただし、図7(a)、(b)の変更例において述べたように、圧力室52が隣の連絡流路54に掛かることを防ぐためには、Y軸方向(第2の方向)における長孔411a、412aの広がりはある程度の大きさに留めることが好ましい。
In the above-described embodiment, the
また、上記実施の形態では、図3に示すように、連絡流路54を構成する孔のうち圧力室52側から1番目と2番目の孔が長孔411a、412aとされたが、圧力室52側から1番目の孔のみが長孔とされてもよく、あるいは、圧力室52側から3番目までの孔またはその後所定番目までの孔が長孔とされてもよい。
Moreover, in the said embodiment, as shown in FIG. 3, although the 1st and 2nd hole from the
また、上記実施の形態では、長孔411a、412aの大きさは、板状体411、412の厚み方向(Z軸方向)において一定であったが、長孔411a、412aの大きさが、下方向(Z軸正方向)に向かうに従って小さくなっていてもよい。こうすると、より滑らかに、インクを圧力室52から連絡流路54への本流部分へと導くことができる。
Further, in the above embodiment, the size of the
また、上記実施の形態では、複数の板状体411、412、413、414を重ねることにより、構造体40の上部材40aが構成されたが、構造体40の構成方法は、これに限定されるものではない。たとえば、図3に示す7つの板状体413のうち上側6つの板状体413が1つの部材により一体形成されてもよく、あるいは、これら6つの板状体413と板状体411、412とが1つの部材により一体形成されてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
この他、インクジェットヘッド1やアクチュエータ30の構成、および、メイン流路51、圧力室52、連絡流路53の形状や構成も、上記実施の形態のものに限定されるものではない。また、上記実施の形態では、一つのメイン流路に対してY軸方向に並ぶ2つのインク供給口30aからインクが供給されたが、一つのメイン流路に対して一つのインク供給口30aが設けられてもよい。
In addition, the configurations of the
この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。 In addition, the embodiment of the present invention can be variously modified as appropriate within the scope of the technical idea shown in the claims.
1 … インクジェットヘッド
2 … インク供給部
30 … アクチュエータ
40 … 構造体
41 … ノズル
53、54 … 連絡流路
411、412、413、414 … 板状体
411a、412a … 長孔(孔)
411b … 開口
413a、414a … 孔
DESCRIPTION OF
411b ... opening 413a, 414a ... hole
Claims (8)
前記圧力室に充填されたインクの圧力を変化させるアクチュエータと、
前記アクチュエータが駆動されることにより前記圧力室に充填された前記インクを吐出するノズルと、
前記圧力室と前記ノズルとを連結する連絡流路と、を備え、
前記連絡流路を有する構造体を前記アクチュエータに接着することにより前記圧力室と前記連絡流路とが接続され、
前記連絡流路は、前記圧力室側の端部が他の部分に比べて広くなっている、
ことを特徴とするインクジェットヘッド。 A pressure chamber filled with ink;
An actuator for changing the pressure of the ink filled in the pressure chamber;
A nozzle that ejects the ink filled in the pressure chamber when the actuator is driven;
A communication flow path connecting the pressure chamber and the nozzle,
The pressure chamber and the communication channel are connected by bonding the structure having the communication channel to the actuator,
The communication channel has an end on the pressure chamber side that is wider than other parts.
An inkjet head characterized by that.
前記圧力室は、第1の方向の幅が前記第1の方向に直交する第2の方向の幅よりも広くなっており、
前記連絡流路は、前記圧力室側の前記端部が他の部分に比べて前記第1の方向に広くなっている、
ことを特徴とするインクジェットヘッド。 The inkjet head according to claim 1,
The pressure chamber has a width in a first direction wider than a width in a second direction orthogonal to the first direction,
In the communication channel, the end portion on the pressure chamber side is wider in the first direction than other portions.
An inkjet head characterized by that.
前記圧力室、前記連絡流路および前記ノズルの組が、前記第2の方向に並ぶように配置されている、
ことを特徴とするインクジェットヘッド。 The inkjet head according to claim 2,
The set of the pressure chamber, the communication channel, and the nozzle is arranged so as to be aligned in the second direction.
An inkjet head characterized by that.
前記連絡流路は、前記圧力室側の前記端部が前記圧力室に向かうにつれて広くなっている、
ことを特徴とするインクジェットヘッド。 The inkjet head according to any one of claims 1 to 3,
The communication channel becomes wider as the end on the pressure chamber side goes to the pressure chamber.
An inkjet head characterized by that.
前記構造体は、複数の板状体を積み重ねることにより構成され、
前記各板状体には前記連絡流路の一部を構成する孔が形成され、
前記圧力室側から少なくとも1つ目の前記板状体の前記孔がその他の前記板状体の前記孔よりも広くなっている、
ことを特徴とするインクジェットヘッド。 The inkjet head according to any one of claims 1 to 4,
The structure is configured by stacking a plurality of plate-like bodies,
Each plate-like body is formed with a hole constituting a part of the communication channel,
The hole of at least the first plate-like body from the pressure chamber side is wider than the holes of the other plate-like bodies,
An inkjet head characterized by that.
前記圧力室側から複数番目までの前記板状体の前記孔が前記圧力室に向かうにつれて広くなっている、
ことを特徴とするインクジェットヘッド。 In the inkjet head according to claim 5,
The holes of the plate-like body from the pressure chamber side to the plurality are widened toward the pressure chamber,
An inkjet head characterized by that.
前記端部以外の前記連絡流路は、円形且つ同じ広さであり、その中心が前記ノズルの中心に一致している、
ことを特徴とするインクジェットヘッド。 The inkjet head according to any one of claims 1 to 6,
The communication channel other than the end portion is circular and has the same width, and the center thereof coincides with the center of the nozzle.
An inkjet head characterized by that.
前記インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給部と、を備える
ことを特徴とするインクジェット装置。
An ink jet head according to any one of claims 1 to 7,
An ink jet apparatus comprising: an ink supply unit that supplies ink to the ink jet head.
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