JP2018122536A - Fluid discharge head and fluid discharge device - Google Patents

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正人 村山
Masato Murayama
正人 村山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fluid discharge head which improves position accuracy of drawing and can remove foreign substances such as dust and fuzz adhering to nozzles, and a fluid discharge device.SOLUTION: A fluid discharge head 50 comprises: nozzles 54 discharging fluid; a first driving section 55 pressurizing the fluid and causing the fluid to be discharged via the nozzles 54; throttle members 56 being positioned inside the nozzles 54 and formed into tapered shapes in a discharge direction of the fluid; and a second driving section 57 subjecting the throttle members 56 to forward/reverse movement in the discharge direction. By subjecting the throttle members 56 to the forward/reverse movement with respect to the nozzles 54, a passing sectional area S1 when variably widening/narrowing the passing sectional area S1 of the fluid is smaller than an opening cross sectional area S2 at a portion P2 becoming the discharge direction than a portion P1 in the nozzles 54 where the passing sectional area S1 is set.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、流体吐出ヘッドと、流体吐出ヘッドを備えた流体吐出装置に関する。   The present invention relates to a fluid discharge head and a fluid discharge apparatus including the fluid discharge head.

従来、インク等の流体を流体吐出ヘッドのノズルから吐出するインクジェットプリンター等の流体吐出装置が知られている。流体吐出ヘッドは、アクチュエーターとしての圧電素子を駆動することにより、ヘッド内のインクを加圧してノズルから吐出させ、吐出されたインク滴が紙等の印刷媒体に着弾して描画を行う。このとき、圧電素子の変位量を、例えば3段階(大、中、小)となるように制御することで、吐出するインク重量が3種類(大、中、小)となるように変化させて描画の効率化を図っている流体吐出装置もある。   2. Description of the Related Art Conventionally, fluid ejecting apparatuses such as ink jet printers that eject fluid such as ink from nozzles of a fluid ejecting head are known. The fluid ejection head drives a piezoelectric element as an actuator to pressurize ink in the head and eject it from the nozzle, and the ejected ink droplets land on a print medium such as paper to perform drawing. At this time, by controlling the amount of displacement of the piezoelectric element to be, for example, three levels (large, medium, and small), the ink weight to be ejected is changed to be three types (large, medium, and small). There is also a fluid ejecting apparatus that improves drawing efficiency.

また、流体吐出装置では、吐出された液体が流体吐出ヘッドのノズルに付着することや、塵やケバ等の異物がノズルに付着することがある。ノズルへの液体や塵ケバの付着が進行した場合、ノズルからの液体の吐出が適切に行われず、画質の劣化等を招く恐れがある。   Further, in the fluid ejection device, the ejected liquid may adhere to the nozzle of the fluid ejection head, or foreign matter such as dust or debris may adhere to the nozzle. When the liquid or dust particles adhere to the nozzle, the liquid is not properly discharged from the nozzle, which may cause deterioration in image quality.

特許文献1では、画像信号に応じてインクをオリフィスから吐出させて被記録材に描画するインクジェット型印刷装置において、オリフィス形成部材の少なくとも一部を、硬質材料と圧電素子とが一体になった複合部材から形成することが開示されている。   In Patent Document 1, in an ink jet printing apparatus that draws ink on an recording material by ejecting ink from an orifice according to an image signal, at least a part of the orifice forming member is a composite in which a hard material and a piezoelectric element are integrated. It is disclosed to form from a member.

特開平7−81057号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-81057

圧電素子の変位量を上述したように3段階(大、中、小)となるように制御することで、吐出するインク重量が3種類(大、中、小)となるように変化させて描画する場合、特に、変位量を「小」とした場合には、吐出圧力(吐出速度)が低く、また、インク重量も「小」のため、意図する位置からずれて着弾しやすく、描画の位置精度が低下するという課題があった。   By controlling the amount of displacement of the piezoelectric element to be three steps (large, medium, and small) as described above, the ink weight to be ejected is changed to be three types (large, medium, and small). In particular, when the amount of displacement is “small”, the discharge pressure (discharge speed) is low, and the ink weight is also “small”, so it is easy to land off the intended position, and the drawing position There was a problem that the accuracy decreased.

特許文献1のインクジェット型印刷装置をインクジェットプリンター等の流体吐出装置に適用しようとした場合、平坦状の硬質材料部分やオリフィスに塵ケバ等の異物が付着してしまうという従来の課題があった。
従って、描画の位置精度を向上させ、ノズルに付着する塵ケバ等の異物の除去が可能な流体吐出ヘッドおよび流体吐出装置が要望されていた。
When trying to apply the ink jet printing apparatus of Patent Document 1 to a fluid ejecting apparatus such as an ink jet printer, there has been a conventional problem that foreign matters such as dust debris adhere to flat hard material portions and orifices.
Therefore, there has been a demand for a fluid ejection head and a fluid ejection device that can improve the positional accuracy of drawing and remove foreign matters such as dust marks adhering to the nozzle.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

[適用例1]本適用例に係る流体吐出ヘッドは、流体を吐出するノズルと、流体を加圧し、ノズルを介して流体を吐出させる第1の駆動部と、ノズルの内部に位置し、流体の吐出方向に先細り形状に形成される絞り部材と、絞り部材を吐出方向に正逆移動させる第2の駆動部と、を備え、ノズルに対して絞り部材を正逆移動させることにより流体の通過断面積を広狭可変した場合の通過断面積は、通過断面積が設定されるノズルにおける部位より吐出方向となる部位での開口断面積に対し、小さくなることを特徴とする。   Application Example 1 A fluid discharge head according to this application example includes a nozzle that discharges a fluid, a first driving unit that pressurizes the fluid and discharges the fluid through the nozzle, and is located inside the nozzle. And a second drive unit that moves the throttle member forward and backward in the discharge direction, and allows the fluid to pass by moving the throttle member forward and backward relative to the nozzle. When the cross-sectional area is variable, the passage cross-sectional area is smaller than the opening cross-sectional area at the part in the discharge direction from the part in the nozzle where the passage cross-sectional area is set.

本適用例の流体吐出ヘッドによれば、第1の駆動部により、流体を加圧し、ノズルを介して流体を吐出させる。また、第2の駆動部により、ノズルに対して絞り部材を正逆移動させ、流体の通過断面積を広狭可変した場合の通過断面積を、通過断面積が設定されるノズルにおける部位より吐出方向となる部位での開口断面積に対して小さくする。これにより、ノズルから吐出する流体の吐出速度を可変することが可能となる。従って、流体吐出ヘッドは、描画の位置精度を向上させることや、ノズルに付着する塵ケバ等の異物の除去を行うことが可能となる。   According to the fluid discharge head of this application example, the first driving unit pressurizes the fluid and discharges the fluid through the nozzle. In addition, the second drive unit moves the throttle member forward and backward relative to the nozzle, and the passage cross-sectional area when the passage cross-sectional area of the fluid is variable is changed from the portion of the nozzle where the passage cross-sectional area is set to the discharge direction. It is made small with respect to the opening cross-sectional area at the site. Thereby, it becomes possible to vary the discharge speed of the fluid discharged from the nozzle. Therefore, the fluid ejection head can improve the drawing position accuracy and remove foreign matters such as dust marks adhering to the nozzle.

[適用例2]上記適用例に係る流体吐出ヘッドにおいて、ノズルは吐出方向に先細り形状に形成されていることが好ましい。   Application Example 2 In the fluid ejection head according to the application example described above, it is preferable that the nozzle is formed in a tapered shape in the ejection direction.

本適用例の流体吐出ヘッドによれば、ノズルから吐出する流体の吐出速度を可変することで、描画の位置精度を向上させ、また、ノズルに付着する塵ケバ等の異物の除去を行うことが可能となる。   According to the fluid ejection head of this application example, by changing the ejection speed of the fluid ejected from the nozzle, the drawing position accuracy can be improved, and foreign matter such as dust particles adhering to the nozzle can be removed. It becomes possible.

[適用例3]上記適用例に係る流体吐出ヘッドにおいて、ノズルは吐出方向に先太り形状に形成されていることが好ましい。   Application Example 3 In the fluid ejection head according to the application example described above, it is preferable that the nozzle is formed in a tapered shape in the ejection direction.

本適用例の流体吐出ヘッドによれば、ノズルから吐出する流体の吐出速度を可変することで、描画の位置精度を向上させることが可能となる。また、ノズルからヘッド内部に侵入する塵ケバ等の異物の除去を行うことが可能となる。   According to the fluid ejection head of this application example, it is possible to improve the drawing position accuracy by changing the ejection speed of the fluid ejected from the nozzle. Further, it is possible to remove foreign matters such as dust marks entering the head from the nozzle.

[適用例4]上記適用例に係る流体吐出ヘッドにおいて、第1の駆動部と第2の駆動部とは独立して駆動することが好ましい。   Application Example 4 In the fluid ejection head according to the application example described above, it is preferable that the first driving unit and the second driving unit are driven independently.

本適用例の流体吐出ヘッドによれば、第1の駆動部と第2の駆動部とは独立して駆動することにより、例えば、第2の駆動部のみを駆動させ、絞り部材を吐出方向に正逆移動させることにより、ノズルやキャビティー内の流体を振動させることができる。この振動により、ノズルに付着する塵ケバ等の異物をノズルから離脱しやすくすることで、異物の除去を行うことが可能となる。   According to the fluid discharge head of this application example, by driving the first drive unit and the second drive unit independently, for example, only the second drive unit is driven and the throttle member is moved in the discharge direction. By moving forward and backward, the fluid in the nozzle and cavity can be vibrated. By this vibration, foreign matters such as dust marks adhering to the nozzle can be easily separated from the nozzle, so that the foreign matter can be removed.

[適用例5]上記適用例に係る流体吐出ヘッドは、第1の駆動部の駆動に対応させて第2の駆動部を駆動することが好ましい。   Application Example 5 It is preferable that the fluid ejection head according to the application example drives the second drive unit in correspondence with the drive of the first drive unit.

本適用例の流体吐出ヘッドによれば、第1の駆動部の駆動に対応させて第2の駆動部を駆動する。これにより、描画の効率化を図るために、従来、第1の駆動部による加圧量を変化させることにより、吐出させるインク重量を調整していたことに対して、第1の駆動部と第2の駆動部とを組み合わせて、吐出させる流体の吐出速度、流体重量を調整することができる。
例えば、第1の駆動部の加圧量を一定で加圧すると共に、第2の駆動部を駆動して、ノズルにおける流体の通過断面積を広狭可変して通過断面積を、通過断面積が設定されるノズルにおける部位より吐出方向となる部位での開口断面積に対して小さくする。これにより、吐出する流体の吐出速度を高めて吐出させることができる。これにより、例えば、吐出させる流体重量を「小」で吐出させる場合にも、吐出速度を高めて吐出させることができるため、吐出された液滴が風等の外的要因の影響を受けにくくなることで、印刷媒体に対して意図する位置からずれて着弾することを防止でき、描画の位置精度を向上させることができる。また、併せて、流体重量が「小」の場合にも、吐出速度を高めて吐出することで、ノズルに入り込む塵ケバや、ノズルに付着している塵ケバ等の異物の除去を行うことが可能となる。
According to the fluid discharge head of this application example, the second drive unit is driven in correspondence with the drive of the first drive unit. Thus, in order to improve the drawing efficiency, the first drive unit and the first drive unit are different from the conventional adjustment of the ink weight to be ejected by changing the amount of pressure applied by the first drive unit. It is possible to adjust the ejection speed and fluid weight of the fluid to be ejected in combination with the two driving units.
For example, while the pressurization amount of the first drive unit is kept constant and the second drive unit is driven, the passage cross-sectional area is set by varying the passage cross-sectional area of the fluid in the nozzles. The opening cross-sectional area at the portion in the discharge direction is smaller than the portion at the nozzle to be discharged. Thereby, the discharge speed of the fluid to be discharged can be increased and discharged. As a result, for example, even when the fluid weight to be ejected is “small”, the ejection speed can be increased and ejected, so that the ejected droplets are less susceptible to external factors such as wind. Accordingly, it is possible to prevent landing from being shifted from the intended position with respect to the print medium, and it is possible to improve the drawing position accuracy. In addition, even when the fluid weight is “small”, it is possible to remove foreign matter such as dust particles entering the nozzle and dust particles adhering to the nozzle by increasing the discharge speed and discharging. It becomes possible.

[適用例6]上記適用例に係る流体吐出ヘッドにおいて、絞り部材は、流体の吐出方向に外周径を縮小するテーパー形状に形成されていることが好ましい。   Application Example 6 In the fluid ejection head according to the application example described above, the throttle member is preferably formed in a tapered shape that reduces the outer diameter in the fluid ejection direction.

本適用例の流体吐出ヘッドによれば、絞り部材を外周径が縮小するテーパー形状に形成することにより、容易に絞り部材を構成することができる。また、絞り部材の移動による流体の通過断面積を制御しやすくなることで、流体の吐出重量を制御しやすくなる。   According to the fluid discharge head of this application example, the throttle member can be easily configured by forming the throttle member in a tapered shape whose outer diameter is reduced. In addition, it becomes easy to control the passage cross-sectional area of the fluid due to the movement of the throttle member, thereby making it easier to control the discharge weight of the fluid.

[適用例7]上記適用例に係る流体吐出ヘッドにおいて、第2の駆動部は、圧電素子を含んで構成されていることが好ましい。   Application Example 7 In the fluid ejection head according to the application example, it is preferable that the second driving unit includes a piezoelectric element.

本適用例の流体吐出ヘッドによれば、第2の駆動部が圧電素子を含んで構成されることにより、第2の駆動部の小型化を実現することができる。   According to the fluid discharge head of this application example, the second drive unit is configured to include the piezoelectric element, whereby the second drive unit can be reduced in size.

[適用例8]本適用例に係る流体吐出装置は、上述したいずれかの流体吐出ヘッドと、第1の駆動部および第2の駆動部の動作を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。   Application Example 8 A fluid ejection device according to this application example includes any one of the fluid ejection heads described above and a control unit that controls operations of the first drive unit and the second drive unit. And

本適用例の流体吐出装置によれば、描画の位置精度を向上させ、ノズルに付着する塵ケバ等の異物の除去が可能となる流体吐出ヘッドを備えるため、描画品質の維持向上を図ることができる。   According to the fluid ejection device of this application example, since the fluid ejection head that improves the positional accuracy of the drawing and can remove foreign matters such as dust marks attached to the nozzles is provided, it is possible to maintain and improve the drawing quality. it can.

第1実施形態に係るプリンターの構成を示す概略図。1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a printer according to a first embodiment. 吐出ヘッドの構成を示す概略断面図。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a configuration of an ejection head. 描画時に絞り部材が初期位置に位置する状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the state in which an aperture member is located in the initial position at the time of drawing. 描画時に絞り部材が中間位置に位置する状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the state in which an aperture member is located in an intermediate position at the time of drawing. 描画時に絞り部材が最終位置に位置する状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the state in which an aperture member is located in the last position at the time of drawing. インクの通過断面積およびノズルの開口断面積を示す模式図。The schematic diagram which shows the passage cross-sectional area of an ink, and the opening cross-sectional area of a nozzle. 第2実施形態に係る吐出ヘッドにおいてノズルに付着する異物を除去する状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the state which removes the foreign material adhering to a nozzle in the discharge head which concerns on 2nd Embodiment. 第3実施形態に係る描画時に絞り部材が初期位置に位置する状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the state in which an aperture member is located in the initial position at the time of the drawing which concerns on 3rd Embodiment. 描画時に絞り部材が中間位置に位置する状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the state in which an aperture member is located in an intermediate position at the time of drawing. 描画時に絞り部材が最終位置に位置する状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the state in which an aperture member is located in the last position at the time of drawing. インクの通過断面積およびノズルの開口断面積を示す模式図。The schematic diagram which shows the passage cross-sectional area of an ink, and the opening cross-sectional area of a nozzle. 第4実施形態に係る吐出ヘッドにおいて連通路に溜まる異物を除去する状態を示す断面図。Sectional drawing which shows the state which removes the foreign material which accumulates in a communicating path in the discharge head which concerns on 4th Embodiment.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明を行う。なお、各図面における各部材は、図面上で認識可能な大きさとするために各部材毎に尺度を実際とは異ならせて図示している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, each member in each drawing is illustrated with a scale different from the actual scale for each member in order to make the size recognizable on the drawing.

〔第1実施形態〕
図1は、第1実施形態に係るプリンター1の構成を示す概略図である。図1を参照してプリンター1の構成の概略について説明する。
本実施形態の流体吐出装置としてのプリンター1は、概略、紙送り機構2と、インク供給機構3と、制御部4と、ヘッド機構5等を備えて構成されている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a printer 1 according to the first embodiment. An outline of the configuration of the printer 1 will be described with reference to FIG.
A printer 1 as a fluid ejection device of the present embodiment is generally configured to include a paper feed mechanism 2, an ink supply mechanism 3, a control unit 4, a head mechanism 5, and the like.

紙送り機構2は、紙送りモーター(PFモーター)21と、紙送りモーター21からの駆動力が伝達される給紙ローラー22等を備えている。なお、給紙ローラー22には、本実施形態では、印刷媒体としてのロール紙Pがセットされる。なお、ロール紙Pには限られず、定形の印刷用紙であってもよい。   The paper feed mechanism 2 includes a paper feed motor (PF motor) 21 and a paper feed roller 22 to which a driving force from the paper feed motor 21 is transmitted. In the present embodiment, roll paper P as a print medium is set on the paper feed roller 22. The roll paper P is not limited, and a regular printing paper may be used.

インク供給機構3は、カートリッジホルダー31と、加圧ポンプ32と、インク供給路33と、インクカートリッジ34等を備えている。カートリッジホルダー31は、例えば、シャーシ(図示省略)に取り付けられる。カートリッジホルダー31には、着脱自在にインクカートリッジ34が装着されている。そのため、本実施形態のプリンター1は、いわゆるオフキャリッジタイプの構成となっている。   The ink supply mechanism 3 includes a cartridge holder 31, a pressure pump 32, an ink supply path 33, an ink cartridge 34, and the like. The cartridge holder 31 is attached to a chassis (not shown), for example. An ink cartridge 34 is detachably attached to the cartridge holder 31. Therefore, the printer 1 of the present embodiment has a so-called off-carriage type configuration.

インク(流体に対応)の供給に際しては、加圧ポンプ32が作動し、インクカートリッジ34の内部に空気を圧送してインクパックを押し潰すことにより、インク供給路33にインクを押し出すように構成されている。   When supplying ink (corresponding to fluid), the pressurizing pump 32 is operated, and the ink is pushed into the ink supply path 33 by pumping air into the ink cartridge 34 to crush the ink pack. ing.

制御部4は、CPU、メモリー(ROM、RAM、不揮発性メモリー等)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、バス、タイマー、インターフェイス等(いずれも図示省略)を有している。制御部4は、各種センサーからの信号が入力されると共に、このセンサーからの信号に基づいて、紙送りモーター21等のモーター、加圧ポンプ32、吸引ポンプ(図示省略)、およびヘッド機構5等の駆動を統括制御する。   The control unit 4 includes a CPU, a memory (ROM, RAM, nonvolatile memory, etc.), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), a bus, a timer, an interface, etc. (all not shown). The control unit 4 receives signals from various sensors, and based on the signals from the sensors, a motor such as a paper feed motor 21, a pressure pump 32, a suction pump (not shown), a head mechanism 5, and the like. Overall control of the drive.

また、メモリーに記憶されるデータおよびプログラムがCPUで実行され、制御部4の各構成が協働することにより、種々の機能的な構成が実現される。なお、本実施形態では、メモリーには、後述する流体吐出ヘッド50の第1駆動部55(図2)および第2駆動部57(図2)の駆動制御を行うプログラムおよびデータが記憶されている。そして、制御部4は、そのプログラムおよびデータを読み出すことにより、駆動用ドライバー(図示省略)に指示を行い、第1駆動部55および第2駆動部57の駆動を行わせ、流体吐出ヘッド50からのインクの吐出動作を制御する。   In addition, data and programs stored in the memory are executed by the CPU, and various functional configurations are realized by the cooperation of the configurations of the control unit 4. In the present embodiment, the memory stores a program and data for performing drive control of a first drive unit 55 (FIG. 2) and a second drive unit 57 (FIG. 2) of the fluid discharge head 50 described later. . Then, the control unit 4 reads the program and data to instruct a driving driver (not shown) to drive the first driving unit 55 and the second driving unit 57, and from the fluid ejection head 50. The ink ejection operation is controlled.

また、制御部4は、送受信部41を介してコンピューター7等に接続されて通信を行う。それにより、プリンター1は、コンピューター7側からの印刷信号PSを受信すると、受信した印刷信号PSに基づき、印刷のための処理を開始する。   The control unit 4 is connected to the computer 7 or the like via the transmission / reception unit 41 to perform communication. Accordingly, when the printer 1 receives the print signal PS from the computer 7 side, the printer 1 starts processing for printing based on the received print signal PS.

本実施形態のヘッド機構5は、紙等の印刷媒体の搬送方向に対して垂直方向で、インク色毎(液種毎)に列状に配置され、印刷媒体の幅寸法と同等の長さを有して形成される、いわゆるラインヘッドとして構成されている。ヘッド機構5は、流体吐出ヘッド50(以降、吐出ヘッド50と称する)を搬送方向に対して垂直方向に複数備えて構成されている。   The head mechanism 5 of the present embodiment is arranged in a line for each ink color (each liquid type) in a direction perpendicular to the conveyance direction of a print medium such as paper, and has a length equivalent to the width dimension of the print medium. It is configured as a so-called line head. The head mechanism 5 includes a plurality of fluid discharge heads 50 (hereinafter referred to as discharge heads 50) in a direction perpendicular to the transport direction.

図2は、吐出ヘッド50の構成を示す概略断面図である。図2を参照して吐出ヘッド50の構成について説明する。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the ejection head 50. The configuration of the ejection head 50 will be described with reference to FIG.

吐出ヘッド50は、リザーバー51、キャビティー(圧力室)52、連通路53、ノズル54、第1駆動部55、絞り部材56、および第2駆動部57等を有して構成されている。   The ejection head 50 includes a reservoir 51, a cavity (pressure chamber) 52, a communication path 53, a nozzle 54, a first drive unit 55, a throttle member 56, a second drive unit 57, and the like.

リザーバー51は、インク供給路33に接続されると共に、各キャビティー52に共通に連通し、インク色毎に設置されている。リザーバー51は、各キャビティー52にインクを供給するためのインクを貯留する部分である。リザーバー51には、各キャビティー52に連通する開口部511がキャビティー52毎に形成されている。   The reservoir 51 is connected to the ink supply path 33, communicates in common with each cavity 52, and is installed for each ink color. The reservoir 51 is a portion that stores ink for supplying ink to each cavity 52. In the reservoir 51, an opening 511 communicating with each cavity 52 is formed for each cavity 52.

キャビティー52は、開口部511を介してリザーバー51からのインクが充填され、後述する第1駆動部55の駆動により内圧が加わる(加圧される)部分である。連通路53は、キャビティー52とノズル54とを連通する部分であり、キャビティー52の一部を構成する。ノズル54は、インクを吐出する部分であり、吐出口541を備えている。ノズル54は、吐出口541に向けて内周径が縮小するテーパー形状(先細り形状に対応)に形成されるテーパー部(以降では、ノズル内面542と称する)を備えている。なお、吐出口541はテーパー形状ではなくストレート形状の開口で構成されている。   The cavity 52 is a portion that is filled with ink from the reservoir 51 through the opening 511 and is applied (pressurized) by driving a first driving unit 55 described later. The communication path 53 is a part that communicates the cavity 52 and the nozzle 54, and constitutes a part of the cavity 52. The nozzle 54 is a portion that ejects ink and includes a discharge port 541. The nozzle 54 includes a tapered portion (hereinafter referred to as a nozzle inner surface 542) formed in a tapered shape (corresponding to a tapered shape) whose inner peripheral diameter decreases toward the discharge port 541. The discharge port 541 is not a taper shape but a straight opening.

第1駆動部55は圧電素子(ピエゾ素子)551で構成されている。圧電素子551は、キャビティー52の上部に設置され、駆動することで、後述する振動板63を変位させることにより、キャビティー52内のインクを加圧し、インクをノズル54(吐出口541)から吐出させる。   The first drive unit 55 includes a piezoelectric element (piezo element) 551. The piezoelectric element 551 is installed in the upper portion of the cavity 52 and is driven to displace a vibration plate 63 described later, thereby pressurizing ink in the cavity 52 and causing the ink to be ejected from the nozzle 54 (discharge port 541). Discharge.

絞り部材56は、後述する第2駆動部57に連結し、第2駆動部57の駆動により発生する拡大された変位が伝達され、吐出方向(吐出口541方向)に正逆移動する部材である。   The diaphragm member 56 is a member that is connected to a second drive unit 57 described later, and that is transmitted with an enlarged displacement generated by the drive of the second drive unit 57, and moves forward and backward in the discharge direction (the discharge port 541 direction). .

絞り部材56は、後述する第2駆動部57の変位拡大機構572に連結して変位を伝達される連結部561と、連結部561の先端部でノズル54に対向する絞り部562とで構成されている。そして、絞り部562は、吐出方向に外周径が縮小するテーパー形状(先細り形状に対応)に形成されるテーパー部(以降では、絞り部外面563と称する)を備えている。   The throttle member 56 includes a connecting portion 561 that is connected to a displacement magnifying mechanism 572 of the second drive portion 57 to be described later and transmits the displacement, and a throttle portion 562 that faces the nozzle 54 at the tip of the connecting portion 561. ing. The narrowed portion 562 includes a tapered portion (hereinafter referred to as a narrowed portion outer surface 563) formed in a tapered shape (corresponding to a tapered shape) whose outer diameter decreases in the ejection direction.

第2駆動部57は、圧電素子(ピエゾ素子)571と、圧電素子571の変位を拡大する変位拡大機構572とで構成されている。なお、圧電素子571の一端部は、後述する支持基板65に固定されている。また、変位拡大機構572の一端部も支持基板65に固定されている。   The second drive unit 57 includes a piezoelectric element (piezo element) 571 and a displacement enlarging mechanism 572 that enlarges the displacement of the piezoelectric element 571. Note that one end of the piezoelectric element 571 is fixed to a support substrate 65 described later. In addition, one end of the displacement enlarging mechanism 572 is also fixed to the support substrate 65.

変位拡大機構572は、てこの原理を応用して構成されている。変位拡大機構572は、圧電素子571の他端部と連結して力点(図示省略)を構成すると共に、支点及び作用点(いずれも図示省略)を構成している。そして、変位拡大機構572は、支点を基準として、圧電素子571の作動変位に伴う微小変位を、てこの原理に基づいて動作して作用点で拡大する。なお、変位拡大機構572における変位拡大率は、力点と支点の距離に対する作用点と支点の距離の比で設定されている。なお、作用点に連結するのが絞り部材56の連結部561となる。   The displacement enlarging mechanism 572 is configured by applying the lever principle. The displacement magnifying mechanism 572 is connected to the other end of the piezoelectric element 571 to constitute a force point (not shown), and also constitutes a fulcrum and an action point (both not shown). Then, the displacement magnifying mechanism 572 operates based on the lever principle to magnify the minute displacement accompanying the operation displacement of the piezoelectric element 571 with the fulcrum as a reference at the point of action. The displacement magnification rate in the displacement magnification mechanism 572 is set by the ratio of the distance between the action point and the fulcrum with respect to the distance between the force point and the fulcrum. It is to be noted that the connecting portion 561 of the diaphragm member 56 is connected to the action point.

上述した第2駆動部57の構成により、変位拡大機構572が圧電素子571の変位に対応してその変位を拡大して絞り部材56に伝達する。そのため、絞り部材56は、吐出方向に正逆移動することが可能となる。   With the configuration of the second drive unit 57 described above, the displacement enlarging mechanism 572 expands the displacement corresponding to the displacement of the piezoelectric element 571 and transmits it to the aperture member 56. Therefore, the diaphragm member 56 can move forward and backward in the discharge direction.

ここで、吐出ヘッド50の製造工程の概略を説明する。
最初に、振動板63に対して中間層64を積層し、この中間層64を介して振動板63に対して圧電素子551を設置する。次に、振動板63にキャビティー基板62を積層する。キャビティー基板62は、例えば、Si(シリコン)の単結晶体から形成され、キャビティー基板62に対してエッチングを施すことにより、リザーバー51、キャビティー52、連通路53を形成する。ここで、各キャビティー52は、それぞれ同一の容積に形成されている。同様に、各連通路53もそれぞれ同一の容積に形成されている。なお、振動板63は、例えば、SiO2(二酸化ケイ素)のようなアモルファス状態の物質で形成され、エッチングによる浸食に対して耐性を有している。
Here, an outline of the manufacturing process of the ejection head 50 will be described.
First, the intermediate layer 64 is laminated on the vibration plate 63, and the piezoelectric element 551 is installed on the vibration plate 63 via the intermediate layer 64. Next, the cavity substrate 62 is laminated on the vibration plate 63. The cavity substrate 62 is made of, for example, a single crystal of Si (silicon), and the reservoir 51, the cavity 52, and the communication path 53 are formed by etching the cavity substrate 62. Here, each cavity 52 is formed in the same volume, respectively. Similarly, each communication path 53 is also formed in the same volume. The diaphragm 63 is made of an amorphous material such as SiO 2 (silicon dioxide), and has resistance to erosion caused by etching.

振動板63と圧電素子551との間に配置される中間層64は、例えば、NaCl(塩化ナトリウム)構造の金属酸化物により形成される。この中間層64により、圧電素子551と振動板63との剥離が好適に防止されると共に、圧電素子551の振動をより確実に振動板63に伝達することができる。   The intermediate layer 64 disposed between the vibration plate 63 and the piezoelectric element 551 is formed of, for example, a metal oxide having a NaCl (sodium chloride) structure. Due to the intermediate layer 64, the piezoelectric element 551 and the vibration plate 63 are preferably prevented from being peeled off, and the vibration of the piezoelectric element 551 can be more reliably transmitted to the vibration plate 63.

次に、リザーバー51とキャビティー52と連通路53とが形成されたキャビティー基板62に対して、ノズル54が形成されたノズル基板61を取り付ける。ノズル基板61のキャビティー基板62への取り付けは、各吐出口541が各キャビティー52(連通路53)に対応するように設置され、各キャビティー52(連通路53)にそれぞれ吐出口541を連通させる。   Next, the nozzle substrate 61 in which the nozzles 54 are formed is attached to the cavity substrate 62 in which the reservoir 51, the cavity 52, and the communication path 53 are formed. The nozzle substrate 61 is attached to the cavity substrate 62 such that each discharge port 541 corresponds to each cavity 52 (communication path 53), and each discharge port 541 is provided in each cavity 52 (communication path 53). Communicate.

最後に、第2駆動部57(絞り部材56を連結している)が設置された支持基板65を中間層64の側に取り付ける。その際、絞り部材56は、中間層64および振動板63に形成された孔部66に挿通され、連通路53内に突出させて設置される。なお、孔部66は、絞り部材56(連結部561)を摺動可能とし、連通路53からのインクの漏れを防止することができるように構成されている。以上の工程により、吐出ヘッド50が完成する。   Finally, the support substrate 65 on which the second drive unit 57 (which connects the diaphragm member 56) is installed is attached to the intermediate layer 64 side. At that time, the throttle member 56 is inserted into a hole 66 formed in the intermediate layer 64 and the diaphragm 63 and is installed so as to protrude into the communication path 53. The hole 66 is configured so that the throttle member 56 (connecting portion 561) can slide, and ink leakage from the communication path 53 can be prevented. The ejection head 50 is completed through the above steps.

図3A、図3B、図3Cは、吐出ヘッド50の描画時において、正逆移動する絞り部材56の移動させる位置を示した断面図である。詳細には、図3Aは、描画時に絞り部材56が初期位置に位置する状態を示す断面図であり、図3Bは、描画時に絞り部材56が中間位置に位置する状態を示す断面図であり、図3Cは、描画時に絞り部材56が最終位置に位置する状態を示す断面図である。図4は、インクの通過断面積S1およびノズル54(吐出口541)の開口断面積S2を示す模式図である。なお、図3A、図3B、図3C、図4は、説明の便宜上、ノズル54周りの構成を拡大して図示している。   3A, 3B, and 3C are cross-sectional views illustrating positions where the diaphragm member 56 that moves forward and backward is moved when the ejection head 50 is drawn. Specifically, FIG. 3A is a cross-sectional view showing a state in which the aperture member 56 is located at the initial position during drawing, and FIG. 3B is a cross-sectional view showing a state in which the aperture member 56 is located at the intermediate position during drawing, FIG. 3C is a cross-sectional view showing a state in which the aperture member 56 is located at the final position during drawing. FIG. 4 is a schematic diagram showing the ink cross-sectional area S1 and the opening cross-sectional area S2 of the nozzle 54 (discharge port 541). 3A, FIG. 3B, FIG. 3C, and FIG. 4 are enlarged views of the configuration around the nozzle 54 for convenience of explanation.

以降では、図3A、図3B、図3C、図4を参照して、本実施形態の吐出ヘッド50が印刷媒体(ロール紙P)に向けてインクを吐出させて描画を行う際の吐出ヘッド50の動作を説明する。   Hereinafter, with reference to FIG. 3A, FIG. 3B, FIG. 3C, and FIG. 4, the ejection head 50 when the ejection head 50 of the present embodiment performs drawing by ejecting ink toward the print medium (roll paper P). The operation of will be described.

従来の吐出ヘッドは、本実施形態の第2駆動部57および絞り部材56等は構成されておらず、描画する場合、例えば、第1駆動部55(圧電素子551)を駆動してインクを吐出していた。また、印刷の効率化のために、駆動する電圧を、例えば、大、中、小の3段階に変化させることにより、圧電素子551の変位量を大、中、小に変化させ、吐出するインク重量を大、中、小に変化させていた。   The conventional ejection head does not include the second drive unit 57 and the diaphragm member 56 of the present embodiment. When drawing, for example, the first drive unit 55 (piezoelectric element 551) is driven to eject ink. Was. Further, in order to increase the printing efficiency, for example, by changing the driving voltage in three stages of large, medium, and small, the amount of displacement of the piezoelectric element 551 is changed to large, medium, and small, and ink is ejected. The weight was changed from large to medium to small.

本実施形態では、制御部4は、駆動用ドライバーを介して、第1駆動部55(圧電素子551)の駆動に対応させて第2駆動部57を駆動する制御を行う。また、制御部4は、従来と同様に、3種類のインク重量(大、中、小とする)で吐出するように制御を行う。   In the present embodiment, the control unit 4 performs control to drive the second drive unit 57 in accordance with the drive of the first drive unit 55 (piezoelectric element 551) via a drive driver. In addition, the control unit 4 performs control so as to discharge with three types of ink weights (large, medium, and small) as in the conventional case.

その場合、制御部4は、本実施形態では、第1駆動部55(圧電素子551)の駆動電圧を、例えば、従来と同様の「大」に対応する電圧で駆動すると共に、圧電素子551の駆動に対応させて、第2駆動部57を駆動させ、絞り部材56の位置を、図3A、図3B、図3Cに示す3つの位置に移動させることにより、ノズル54内部におけるインクの通過断面積S1(図4)を広狭可変する。そして、制御部4は、インクの通過断面積S1を、通過断面積S1が設定されるノズル54における部位より吐出方向となる部位での開口断面積S2に対して小さくなるように制御している。これにより、制御部4は、吐出速度を変化させると共に、3種類のインク重量(大、中、小)で吐出するようにしている。   In this case, in the present embodiment, the control unit 4 drives the drive voltage of the first drive unit 55 (piezoelectric element 551) with, for example, a voltage corresponding to “large” as in the conventional case, and the piezoelectric element 551 Corresponding to the driving, the second driving unit 57 is driven, and the position of the diaphragm member 56 is moved to the three positions shown in FIGS. S1 (FIG. 4) is variable. Then, the control unit 4 controls the ink cross-sectional area S1 to be smaller than the opening cross-sectional area S2 at the portion in the ejection direction from the portion in the nozzle 54 where the passage cross-sectional area S1 is set. . Thereby, the control unit 4 changes the discharge speed and discharges with three kinds of ink weights (large, medium, and small).

ここで、インクの通過断面積S1とは、図4に示すように、インクがノズル54を通過する際に、絞り部外面563とノズル内面542との隙間により形成される概ドーナツ形状の断面積をいう。詳細には、絞り部外面563とノズル内面542との最短距離を断面幅として絞り部外面563(ノズル内面542)の周方向に沿って形成される断面積をいう。   Here, as shown in FIG. 4, the ink cross-sectional area S <b> 1 is an approximately donut-shaped cross-sectional area formed by a gap between the throttle outer surface 563 and the nozzle inner surface 542 when the ink passes through the nozzle 54. Say. Specifically, it refers to a cross-sectional area formed along the circumferential direction of the throttle portion outer surface 563 (nozzle inner surface 542) with the shortest distance between the throttle portion outer surface 563 and the nozzle inner surface 542 as a cross-sectional width.

図4では、絞り部外面563とノズル内面542との最短距離となる部位に対し、絞り部外面563の部位を部位P0とし、ノズル内面542の部位を部位P1として示している。なお、本実施形態では、絞り部562のテーパー角度A1に比べてノズル54のテーパー角度A2の方が小さいため、通過断面積S1が設定されるノズル54における部位は、ノズル基板61の上面と交差する部位P1となる。   In FIG. 4, with respect to the portion that is the shortest distance between the throttle portion outer surface 563 and the nozzle inner surface 542, the portion of the throttle portion outer surface 563 is indicated as a portion P0, and the portion of the nozzle inner surface 542 is indicated as a portion P1. In this embodiment, since the taper angle A2 of the nozzle 54 is smaller than the taper angle A1 of the narrowed portion 562, the portion of the nozzle 54 where the passage cross-sectional area S1 is set intersects the upper surface of the nozzle substrate 61. It becomes site P1 to do.

また、本実施形態では、通過断面積S1が設定されるノズル54における部位P1より吐出方向となる部位は、ノズル基板61の下面と交差する部位(吐出口541の部位)であり、部位P2となる。なお、部位P2(吐出口541)での開口断面積を開口断面積S2としている。部位P2は、本実施形態では、ノズル54における最小の開口断面積となる部位で設定される。言い換えると、部位P2(開口断面積S2)は、第2駆動部57、絞り部材56が構成されない場合の、インクの吐出速度が決定される部位となる。   Further, in the present embodiment, the part that is in the discharge direction from the part P1 in the nozzle 54 where the passage cross-sectional area S1 is set is the part that intersects the lower surface of the nozzle substrate 61 (part of the discharge port 541), and the part P2 Become. The opening cross-sectional area at the site P2 (discharge port 541) is defined as the opening cross-sectional area S2. In the present embodiment, the portion P2 is set as a portion having a minimum opening cross-sectional area in the nozzle 54. In other words, the site P2 (opening cross-sectional area S2) is a site where the ink ejection speed is determined when the second drive unit 57 and the diaphragm member 56 are not configured.

図3Aに示すように、絞り部材56が初期位置に位置する場合、ノズル54に相対する絞り部562は、先端の水平位置がノズル基板61の上面の延長面に対してノズル54内部に位置する状態となっている。この初期位置においては、インクのノズル54に対する通過断面積S1は、吐出口541(部位P2)での開口断面積S2に比較して同等かそれより小さく設定されている。これにより、吐出速度は、初期位置での通過断面積S1の部分で決定されることになる。この状態で圧電素子551が駆動した場合、圧電素子551の加圧による圧力で、インクは、吐出口541から、吐出圧力も高く、インク重量も「大」として吐出される。   As shown in FIG. 3A, when the throttle member 56 is positioned at the initial position, the throttle portion 562 facing the nozzle 54 has a horizontal position at the tip positioned inside the nozzle 54 with respect to the extended surface of the upper surface of the nozzle substrate 61. It is in a state. In this initial position, the cross-sectional area S1 of the ink passing through the nozzle 54 is set to be equal to or smaller than the opening cross-sectional area S2 at the ejection port 541 (part P2). As a result, the discharge speed is determined by the passage cross-sectional area S1 at the initial position. When the piezoelectric element 551 is driven in this state, ink is ejected from the ejection port 541 with a high ejection pressure and an ink weight of “large” by the pressure applied by the piezoelectric element 551.

図3Bに示すように、絞り部材56が中間位置に位置する場合、ノズル54に相対する絞り部562は、初期位置より更にノズル54の内部に位置し、ノズル内面542と絞り部外面563との最短距離は、初期位置での最短距離より狭まる状態となり、インクの通過断面積S1は初期位置での通過断面積S1に比べて狭まる状態となる。その場合、吐出口541での開口断面積S2と中間位置での通過断面積S1との差は、初期位置での通過断面積S1との差に比べて更に大きくなる。従って、中間位置での吐出速度は、中間位置での通過断面積S1の部分で決定される。   As shown in FIG. 3B, when the throttle member 56 is located at the intermediate position, the throttle portion 562 facing the nozzle 54 is located further inside the nozzle 54 than the initial position, and the nozzle inner surface 542 and the throttle portion outer surface 563 are arranged. The shortest distance is narrower than the shortest distance at the initial position, and the ink passage cross-sectional area S1 is narrower than the passage cross-sectional area S1 at the initial position. In that case, the difference between the opening cross-sectional area S2 at the discharge port 541 and the passage cross-sectional area S1 at the intermediate position is larger than the difference between the passage cross-sectional area S1 at the initial position. Accordingly, the discharge speed at the intermediate position is determined by the portion of the passage cross-sectional area S1 at the intermediate position.

これにより、絞り部材56が中間位置に位置する状態で圧電素子551が駆動した場合、圧電素子551の加圧による圧力で、インクは、初期位置でのインクの吐出速度よりも、高い吐出速度で吐出される。このとき、ノズル54部分では流路抵抗が高くなり、高くなった抵抗に対応する流量が、キャビティー52からリザーバー51側に戻されることにより、インク重量は「中」として吐出される。   As a result, when the piezoelectric element 551 is driven in a state where the diaphragm member 56 is located at the intermediate position, the ink is discharged at a higher discharge speed than the ink discharge speed at the initial position by the pressure applied by the piezoelectric element 551. Discharged. At this time, the flow path resistance is increased in the nozzle 54 portion, and the flow rate corresponding to the increased resistance is returned from the cavity 52 to the reservoir 51 side, whereby the ink weight is discharged as “medium”.

このように、絞り部材56を中間位置に位置させることにより、通過断面積S1を初期位置での通過断面積S1より狭めることで、インク重量が「中」であっても、吐出速度を高めて吐出することができる。これにより、インク重量が「中」の場合にも、吐出されたインク滴が風等の外的要因の影響を受けにくくなることで、ロール紙Pに対して意図する位置からずれて着弾することを防止でき、描画の位置精度を向上させることができる。また、吐出速度を高めて吐出できることで、ノズル54に入り込む塵ケバや、ノズル54に付着している塵ケバ等の異物の除去を行うことが可能となる。   In this way, by disposing the throttle member 56 at the intermediate position, the passage cross-sectional area S1 is made narrower than the passage cross-sectional area S1 at the initial position, thereby increasing the discharge speed even when the ink weight is “medium”. It can be discharged. As a result, even when the ink weight is “medium”, the ejected ink droplets are less susceptible to the influence of external factors such as wind, and thus land on the roll paper P out of the intended position. Can be prevented, and the drawing position accuracy can be improved. Further, since discharge can be performed at a higher discharge speed, foreign matters such as dust particles entering the nozzle 54 and dust particles adhering to the nozzle 54 can be removed.

図3Cに示すように、絞り部材56が最終位置に位置する場合、ノズル54に相対する絞り部562は、中間位置より更にノズル54の内部に位置し、ノズル内面542と絞り部外面563との最短距離は、中間位置での最短距離より狭まる状態となり、インクの通過断面積S1は中間位置での通過断面積S1に比べて狭まる状態となる。その場合、吐出口541での開口断面積S2と最終位置での通過断面積S1との差は、中間位置での通過断面積S1との差に比べて更に大きくなる。従って、最終位置での吐出速度は、最終位置での通過断面積S1の部分で決定される。   As shown in FIG. 3C, when the throttle member 56 is located at the final position, the throttle part 562 facing the nozzle 54 is located further inside the nozzle 54 than the intermediate position, and the nozzle inner surface 542 and the throttle part outer surface 563 The shortest distance is narrower than the shortest distance at the intermediate position, and the ink cross-sectional area S1 is narrower than the cross-sectional area S1 at the intermediate position. In that case, the difference between the opening cross-sectional area S2 at the discharge port 541 and the passage cross-sectional area S1 at the final position is further larger than the difference between the passage cross-sectional area S1 at the intermediate position. Accordingly, the discharge speed at the final position is determined by the portion of the passage cross-sectional area S1 at the final position.

これにより、絞り部材56が最終位置に位置する状態で圧電素子551が駆動した場合、圧電素子551の加圧による圧力で、インクは、中間位置でのインクの吐出速度よりも、更に高い吐出速度で吐出される。このとき、ノズル54部分では流路抵抗が更に高くなり、高くなった抵抗に対応する流量が、キャビティー52からリザーバー51側に戻されることにより、インク重量は「小」として吐出される。   Accordingly, when the piezoelectric element 551 is driven in a state where the diaphragm member 56 is located at the final position, the ink is ejected at a higher ejection speed than the ink ejection speed at the intermediate position by the pressure applied by the piezoelectric element 551. Is discharged. At this time, the flow path resistance is further increased in the nozzle 54 portion, and the flow rate corresponding to the increased resistance is returned from the cavity 52 to the reservoir 51 side, so that the ink weight is discharged as “small”.

このように、絞り部材56を最終位置に位置させることにより、通過断面積S1を中間位置での通過断面積S1より更に狭めることで、インク重量が「小」であっても、吐出速度を更に高めて吐出することができる。これにより、インク重量が「小」の場合にも、吐出されたインク滴が風等の外的要因の影響を受けにくくなることで、ロール紙Pに対して意図する位置からずれて着弾することを防止でき、描画の位置精度を向上させることができる。また、吐出速度を更に高めて吐出できることで、ノズル54に入り込む塵ケバや、ノズル54に付着している塵ケバ等の異物の除去を行うことが可能となる。   In this way, by positioning the throttle member 56 at the final position, the passage cross-sectional area S1 is further narrower than the passage cross-sectional area S1 at the intermediate position, so that the discharge speed can be further increased even if the ink weight is “small”. It is possible to discharge with increased. As a result, even when the ink weight is “small”, the ejected ink droplets are less likely to be affected by external factors such as wind, and thus land on the roll paper P out of the intended position. Can be prevented, and the drawing position accuracy can be improved. Further, since the discharge speed can be further increased, it is possible to remove foreign matters such as dust particles entering the nozzles 54 and dust particles adhering to the nozzles 54.

上述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
本実施形態の流体吐出ヘッド50は、第1駆動部55(圧電素子551)により、テーパー形状(先細り形状)に形成されるノズル54を介してインクを吐出させる。また、第2駆動部57により、ノズル54に対して絞り部材56を正逆移動させ、インクの通過断面積S1を広狭可変した場合の通過断面積S1を、通過断面積S1が設定されるノズル54における部位P1より吐出方向となる部位P2での開口断面積S2に対して小さくする。これにより、ノズル54から吐出するインクの吐出速度を可変することが可能となる。従って、流体吐出ヘッド50は、描画の位置精度を向上させることや、ノズル54に付着する塵ケバ等の異物の除去を行うことが可能となる。
According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
In the fluid ejection head 50 of this embodiment, the first drive unit 55 (piezoelectric element 551) causes ink to be ejected through a nozzle 54 formed in a tapered shape (tapered shape). Further, the second drive unit 57 moves the diaphragm member 56 forward and backward with respect to the nozzle 54, and the passage cross-sectional area S1 when the passage cross-sectional area S1 of the ink is variable is changed to the nozzle where the passage cross-sectional area S1 is set. The opening cross-sectional area S2 at the portion P2 in the discharge direction is smaller than the portion P1 at 54. As a result, the ejection speed of the ink ejected from the nozzle 54 can be varied. Therefore, the fluid ejection head 50 can improve the drawing position accuracy and remove foreign matters such as dust marks adhering to the nozzle 54.

本実施形態の流体吐出ヘッド50は、第1駆動部55の駆動に対応させて第2駆動部57を駆動する。これにより、第1駆動部55と第2駆動部57とを組み合わせて、吐出させるインクの吐出速度、流体重量を調整することができる。
なお、本実施形態の流体吐出ヘッド50は、第1駆動部55の駆動に対応させて、第2駆動部57を駆動して、絞り部材56(絞り部562)の位置を3つの位置(初期位置、中間位置、最終位置)に位置させる。これにより、インクの通過断面積S1を広狭可変して通過断面積S1を、通過断面積S1が設定されるノズル54における部位P1より吐出方向となる部位P2での開口断面積S2に対して小さくすることで、吐出速度を3段階に変化させると共に、吐出量を3種類に変化させている。これにより、インク重量が「小」の場合にも、吐出速度を高めて吐出することが可能となることで、吐出されたインク滴(液滴)が風等の外的要因の影響を受けにくくなり、ロール紙P(印刷媒体)に対して意図する位置からずれて着弾することを防止でき、描画の位置精度を向上させることができる。また、併せて、インク重量が「小」の場合にも、吐出速度を高めて吐出することで、ノズル54に入り込む塵ケバや、ノズル54に付着している塵ケバ等の異物の除去を行うことが可能となる。
The fluid ejection head 50 according to the present embodiment drives the second drive unit 57 in correspondence with the drive of the first drive unit 55. Thereby, the ejection speed and fluid weight of the ink to be ejected can be adjusted by combining the first drive unit 55 and the second drive unit 57.
Note that the fluid ejection head 50 according to the present embodiment drives the second drive unit 57 in correspondence with the drive of the first drive unit 55, and sets the position of the throttle member 56 (throttle unit 562) to three positions (initial stage). Position, intermediate position, final position). As a result, the cross-sectional area S1 of the ink can be varied widely and the cross-sectional area S1 can be made smaller than the opening cross-sectional area S2 at the portion P2 in the ejection direction from the portion P1 in the nozzle 54 where the passage cross-sectional area S1 is set. Thus, the discharge speed is changed in three stages, and the discharge amount is changed into three types. As a result, even when the ink weight is “small”, it is possible to discharge at a higher discharge speed, so that the discharged ink droplet (droplet) is less susceptible to external factors such as wind. Thus, it is possible to prevent landing on the roll paper P (print medium) that deviates from the intended position, and the drawing position accuracy can be improved. In addition, even when the ink weight is “small”, by discharging at a higher discharge speed, foreign matter such as dust particles entering the nozzle 54 and dust particles adhering to the nozzle 54 is removed. It becomes possible.

本実施形態の流体吐出ヘッド50において、絞り部材56は、外周径が縮小するテーパー形状に形成される絞り部外面563を有する絞り部562を備えている。これにより、容易に絞り部材56を構成することができる。また、絞り部材56の移動によるインクの通過断面積S1を制御しやすくなることで、吐出するインク重量を制御しやすくなる。   In the fluid discharge head 50 of the present embodiment, the throttle member 56 includes a throttle portion 562 having a throttle portion outer surface 563 formed in a tapered shape with a reduced outer diameter. Thereby, the aperture member 56 can be configured easily. In addition, since it becomes easier to control the cross-sectional area S1 through which the ink passes due to the movement of the diaphragm member 56, it becomes easier to control the weight of the ejected ink.

本実施形態の流体吐出ヘッド50によれば、第2駆動部57が圧電素子571を含んで構成されることにより、第2駆動部57の小型化を実現することができる。   According to the fluid ejection head 50 of the present embodiment, the second drive unit 57 includes the piezoelectric element 571, so that the size of the second drive unit 57 can be reduced.

本実施形態の流体吐出装置(プリンター1)によれば、流体吐出ヘッド50と、第1駆動部55および第2駆動部57の動作を制御する制御部4と、を備えて構成される。これにより、描画の位置精度を向上させ、ノズル54に付着する塵ケバ等の異物の除去が可能となり、描画品質の維持向上を図ることができる。   According to the fluid ejection device (printer 1) of the present embodiment, the fluid ejection head 50 and the control unit 4 that controls the operations of the first drive unit 55 and the second drive unit 57 are configured. As a result, the drawing position accuracy can be improved, foreign matters such as dust marks adhering to the nozzle 54 can be removed, and the drawing quality can be maintained and improved.

〔第2実施形態〕
図5は、第2実施形態に係る吐出ヘッド50において、ノズル54に付着する異物を除去する状態を示す断面図である。なお、図5は、説明の便宜上、ノズル54周りの構成を拡大して図示している。図5を参照して、ノズル54に付着する異物除去での動作の一態様を説明する。
なお、本実施形態の吐出ヘッド50の構成は、第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と同様の符号を付記している。
[Second Embodiment]
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which foreign matter adhering to the nozzle 54 is removed in the ejection head 50 according to the second embodiment. FIG. 5 shows an enlarged configuration around the nozzle 54 for convenience of explanation. With reference to FIG. 5, one mode of the operation in removing the foreign matter adhering to the nozzle 54 will be described.
In addition, since the structure of the discharge head 50 of this embodiment is the same as that of 1st Embodiment, it attaches | subjects the code | symbol similar to 1st Embodiment.

本実施形態では、制御部4は、第1駆動部55の駆動は行わず、第2駆動部57のみを駆動する。言い換えると、第1駆動部55とは独立して第2駆動部57を駆動している。詳細には、制御部4は、駆動用ドライバーを介して、第2駆動部57を駆動させ、図5に示すように、絞り部材56(絞り部562)を第1実施形態での初期位置と最終位置との間を連続して往復移動させる制御を行う。   In the present embodiment, the control unit 4 drives only the second drive unit 57 without driving the first drive unit 55. In other words, the second drive unit 57 is driven independently of the first drive unit 55. Specifically, the control unit 4 drives the second drive unit 57 via a driving driver, and as shown in FIG. 5, the throttle member 56 (the throttle unit 562) is set to the initial position in the first embodiment. Control to reciprocate continuously between the final positions.

なお、図5では、初期位置での絞り部材56の位置を実線で示し、最終位置での絞り部材56の位置を二点鎖線で示している。   In FIG. 5, the position of the diaphragm member 56 at the initial position is indicated by a solid line, and the position of the diaphragm member 56 at the final position is indicated by a two-dot chain line.

この絞り部材56の連続した往復移動の動作により、ノズル54、連通路53内の充填されているインクが振動する。この振動により、ノズル内面542に付着している塵ケバをノズル内面542から離脱させやすくすることができる。また、付着せずノズル内面542等に溜まっている塵ケバに対しても、振動によりノズル54や連通路53内を流動させることができる。これにより、塵ケバは吐出口541から流れ出やすくなる。   The ink refilled in the nozzle 54 and the communication path 53 vibrates by the continuous reciprocating movement of the throttle member 56. Due to this vibration, the dust mark adhering to the nozzle inner surface 542 can be easily separated from the nozzle inner surface 542. Also, dust particles that do not adhere to the nozzle inner surface 542 and the like can flow through the nozzle 54 and the communication passage 53 by vibration. This makes it easier for dust dust to flow out of the discharge port 541.

上述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
本実施形態の流体吐出ヘッド50によれば、第1駆動部55の駆動は行わず、第2駆動部57のみを駆動する。詳細には、第2駆動部57のみを駆動させ、絞り部材56を第1実施形態での初期位置と最終位置との間を連続して往復移動させる。これにより、ノズル54、連通路53内のインクを振動させる。この振動により、ノズル54に付着する塵ケバ等の異物をノズル54から離脱しやすくし、また、ノズル内面542等に溜まっている塵ケバを、ノズル54や連通路53内で流動させることができる。これにより、塵ケバは吐出口541から流れ出やすくなることで、異物の除去を行うことが可能となる。
According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
According to the fluid ejection head 50 of the present embodiment, the first drive unit 55 is not driven, and only the second drive unit 57 is driven. Specifically, only the second drive unit 57 is driven, and the diaphragm member 56 is continuously reciprocated between the initial position and the final position in the first embodiment. Thereby, the ink in the nozzle 54 and the communication path 53 is vibrated. Due to this vibration, foreign matters such as dust debris adhering to the nozzle 54 can be easily separated from the nozzle 54, and dust debris accumulated on the nozzle inner surface 542 and the like can be caused to flow in the nozzle 54 and the communication path 53. . As a result, dust particles can easily flow out of the discharge port 541, and foreign substances can be removed.

〔第3実施形態〕
図6A、図6B、図6Cは、第3実施形態に係る吐出ヘッド50Aにおいて、吐出ヘッド50Aの描画時に、正逆移動する絞り部材56の移動させる位置を示した断面図である。詳細には、図6Aは、描画時に絞り部材56が初期位置に位置する状態を示す断面図であり、図6Bは、描画時に絞り部材56が中間位置に位置する状態を示す断面図であり、図6Cは、描画時に絞り部材56が最終位置に位置する状態を示す断面図である。図7は、インクの通過断面積S5およびノズル54Aの開口断面積S6を示す模式図である。なお、図6A、図6B、図6C、図7は、説明の便宜上、ノズル54A周りの構成を拡大して図示している。
[Third Embodiment]
FIGS. 6A, 6B, and 6C are cross-sectional views illustrating the positions of the diaphragm member 56 that moves forward and backward when the ejection head 50A is drawn in the ejection head 50A according to the third embodiment. Specifically, FIG. 6A is a cross-sectional view showing a state in which the diaphragm member 56 is located at the initial position during drawing, and FIG. 6B is a cross-sectional view showing a state in which the diaphragm member 56 is located in the intermediate position during drawing. FIG. 6C is a cross-sectional view showing a state in which the aperture member 56 is positioned at the final position during drawing. FIG. 7 is a schematic diagram showing an ink cross-sectional area S5 and an opening cross-sectional area S6 of the nozzle 54A. 6A, 6B, 6C, and 7 show the configuration around the nozzle 54A in an enlarged manner for convenience of explanation.

以降では、図6A、図6B、図6C、図7を参照して、本実施形態の吐出ヘッド50Aが印刷媒体(ロール紙P)に向けてインクを吐出させて描画を行う際の吐出ヘッド50Aの動作を説明する。   Hereinafter, with reference to FIG. 6A, FIG. 6B, FIG. 6C, and FIG. 7, the ejection head 50A when the ejection head 50A of the present embodiment performs drawing by ejecting ink toward the print medium (roll paper P). The operation of will be described.

なお、本実施形態の吐出ヘッド50Aの構成は、第1実施形態と比較した場合、ノズル54Aの形状が、第1実施形態のノズル54の形状と異なる以外は、第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と同様の構成部には同様の符号を付記している。   The configuration of the ejection head 50A of the present embodiment is the same as that of the first embodiment except that the shape of the nozzle 54A is different from the shape of the nozzle 54 of the first embodiment when compared with the first embodiment. Therefore, the same reference numerals are given to the same components as those in the first embodiment.

本実施形態のノズル54Aは、第1実施形態のノズル54がインクの吐出方向に内周径が縮小するテーパー形状(先細り形状に対応)に形成されているのに対して、インクの吐出方向に向けて内周径が拡大する逆テーパー形状(先太り形状に対応)に形成されている。なお、以降では、この逆テーパー形状の面をノズル内面542Aと称する。   The nozzle 54A of the present embodiment is formed in a taper shape (corresponding to a tapered shape) in which the inner peripheral diameter is reduced in the ink discharge direction, whereas the nozzle 54 of the first embodiment is formed in the ink discharge direction. It is formed in a reverse taper shape (corresponding to a tapered shape) in which the inner peripheral diameter increases. Hereinafter, the reverse tapered surface is referred to as a nozzle inner surface 542A.

本実施形態での制御部4は、第1実施形態での制御部4と同様に、駆動用ドライバーを介して、第1駆動部55(圧電素子551)の駆動に対応させて第2駆動部57を駆動する制御を行う。また、制御部4は、従来と同様に、3種類のインク重量(大、中、小とする)で吐出するように制御を行う。   Similarly to the control unit 4 in the first embodiment, the control unit 4 in the present embodiment corresponds to the driving of the first driving unit 55 (piezoelectric element 551) via a driving driver. Control for driving 57 is performed. In addition, the control unit 4 performs control so as to discharge with three types of ink weights (large, medium, and small) as in the conventional case.

制御部4は、第1実施形態と同様に、第1駆動部55(圧電素子551)の駆動電圧を、「大」に対応する電圧で駆動すると共に、圧電素子551の駆動に対応させて、第2駆動部57を駆動させ、絞り部材56の位置を、図6A、図6B、図6Cに示す3つの位置に移動させることにより、ノズル54A内部におけるインクの通過断面積S5(図7)を広狭可変する。そして、制御部4は、インクの通過断面積S5を、通過断面積S5が設定されるノズル54Aにおける部位より吐出方向となる部位での開口断面積S6に対して小さくなるように制御している。これにより、制御部4は、吐出速度を変化させると共に、3種類のインク重量(大、中、小)で吐出するようにしている。   As in the first embodiment, the control unit 4 drives the drive voltage of the first drive unit 55 (piezoelectric element 551) with a voltage corresponding to “large” and also corresponds to the drive of the piezoelectric element 551. By driving the second drive unit 57 and moving the position of the diaphragm member 56 to the three positions shown in FIGS. 6A, 6B, and 6C, the ink cross-sectional area S5 (FIG. 7) inside the nozzle 54A is obtained. Wide and narrow. Then, the control unit 4 controls the ink cross-sectional area S5 to be smaller than the opening cross-sectional area S6 at the part in the ejection direction from the part in the nozzle 54A where the passage cross-sectional area S5 is set. . Thereby, the control unit 4 changes the discharge speed and discharges with three kinds of ink weights (large, medium, and small).

ここで、インクの通過断面積S5は、図7に示すように、インクがノズル54Aを通過する際に、絞り部外面563とノズル内面542Aとの隙間により形成される概ドーナツ形状の断面積をいう。詳細には、絞り部外面563とノズル内面542Aとの最短距離を断面幅として絞り部外面563(ノズル内面542A)の周方向に沿って形成される断面積をいう。   Here, as shown in FIG. 7, the ink cross-sectional area S5 is an approximately donut-shaped cross-sectional area formed by a gap between the throttle outer surface 563 and the nozzle inner surface 542A when the ink passes through the nozzle 54A. Say. Specifically, it refers to a cross-sectional area formed along the circumferential direction of the throttle portion outer surface 563 (nozzle inner surface 542A) with the shortest distance between the throttle portion outer surface 563 and the nozzle inner surface 542A as a cross-sectional width.

図7では、絞り部外面563とノズル内面542Aとの最短距離となる部位に対し、絞り部外面563の部位を部位P5とし、ノズル内面542Aの部位を部位P6として示している。なお、本実施形態では、ノズル54Aのテーパー形状は、絞り部562のテーパー形状に対して、逆テーパーとなっているため、通過断面積S5が設定されるノズル54Aにおける部位は、ノズル基板61の上面と交差する部位P6となる。なお、部位P6は、第2駆動部57、絞り部材56が構成されない場合の、インクの吐出速度が決定される部位となる。   In FIG. 7, with respect to the portion that is the shortest distance between the throttle portion outer surface 563 and the nozzle inner surface 542A, the portion of the throttle portion outer surface 563 is indicated as a portion P5, and the portion of the nozzle inner surface 542A is indicated as a portion P6. In the present embodiment, since the taper shape of the nozzle 54A is an inverse taper with respect to the taper shape of the throttle portion 562, the portion of the nozzle 54A where the passage cross-sectional area S5 is set is the same as that of the nozzle substrate 61. It becomes the site | part P6 which cross | intersects an upper surface. In addition, the site | part P6 becomes a site | part in which the discharge speed of an ink is determined when the 2nd drive part 57 and the aperture member 56 are not comprised.

また、本実施形態では、通過断面積S5が設定されるノズル54Aにおける部位P6より吐出方向となる部位は、任意ではあるが、例えばノズル基板61の下面と交差する部位P7とすることができる。なお、部位P7での開口断面積を開口断面積S6としている。部位P7は、部位P6より吐出方向となるため、開口断面積S6は、通過断面積S5より大きくなる。   Further, in the present embodiment, the portion in the discharge direction from the portion P6 in the nozzle 54A where the passage cross-sectional area S5 is set is arbitrary, but may be, for example, a portion P7 that intersects the lower surface of the nozzle substrate 61. In addition, the opening cross-sectional area in the part P7 is defined as an opening cross-sectional area S6. Since the part P7 is in the discharge direction from the part P6, the opening cross-sectional area S6 is larger than the passage cross-sectional area S5.

図6Aに示すように、絞り部材56が初期位置に位置する場合、ノズル54Aに相対する絞り部562は、先端の水平位置がノズル基板61の上面の延長面に対してノズル54A内部に位置する状態となっている。この初期位置においては、インクのノズル54Aに対する通過断面積S5は、部位P7での開口断面積S6に比較して小さくなる。これにより、吐出速度は、初期位置での通過断面積S5の部分で決定されることになる。この状態で圧電素子551が駆動した場合、圧電素子551の加圧による圧力で、インクは、ノズル54Aから、吐出圧力も高く、インク重量も「大」として吐出される。   As shown in FIG. 6A, when the throttle member 56 is positioned at the initial position, the throttle portion 562 facing the nozzle 54A has a horizontal position at the tip positioned inside the nozzle 54A with respect to the extended surface of the upper surface of the nozzle substrate 61. It is in a state. In this initial position, the cross sectional area S5 of the ink for the nozzle 54A is smaller than the opening cross sectional area S6 at the portion P7. As a result, the discharge speed is determined by the passage cross-sectional area S5 at the initial position. When the piezoelectric element 551 is driven in this state, ink is ejected from the nozzle 54A with a high ejection pressure and an ink weight of “large” by the pressure applied by the piezoelectric element 551.

図6Bに示すように、絞り部材56が中間位置に位置する場合、ノズル54Aに相対する絞り部562は、初期位置より更にノズル54Aの内部に位置し、ノズル内面542Aと絞り部外面563との最短距離は、初期位置での最短距離より狭まる状態となり、インクの通過断面積S5は初期位置での通過断面積S5に比べて狭まる状態となる。その場合、部位P7での開口断面積S6と中間位置での通過断面積S5との差は、初期位置での通過断面積S5との差に比べて更に大きくなる。従って、中間位置での吐出速度は、中間位置での通過断面積S5の部分で決定される。   As shown in FIG. 6B, when the throttle member 56 is located at the intermediate position, the throttle portion 562 facing the nozzle 54A is located further inside the nozzle 54A than the initial position, and the nozzle inner surface 542A and the throttle portion outer surface 563 are located. The shortest distance becomes narrower than the shortest distance at the initial position, and the ink cross-sectional area S5 becomes narrower than the cross-sectional area S5 at the initial position. In that case, the difference between the opening cross-sectional area S6 at the portion P7 and the passage cross-sectional area S5 at the intermediate position is further larger than the difference between the passage cross-sectional area S5 at the initial position. Accordingly, the discharge speed at the intermediate position is determined by the passage cross-sectional area S5 at the intermediate position.

これにより、絞り部材56が中間位置に位置する状態で圧電素子551が駆動した場合、圧電素子551の加圧による圧力で、インクは、初期位置でのインクの吐出速度よりも、高い吐出速度で吐出される。このとき、ノズル54A部分では流路抵抗が高くなり、高くなった抵抗に対応する流量が、キャビティー52からリザーバー51側に戻されることにより、インク重量は「中」として吐出される。   As a result, when the piezoelectric element 551 is driven in a state where the diaphragm member 56 is located at the intermediate position, the ink is discharged at a higher discharge speed than the ink discharge speed at the initial position by the pressure applied by the piezoelectric element 551. Discharged. At this time, the flow path resistance is increased in the nozzle 54A portion, and the flow rate corresponding to the increased resistance is returned from the cavity 52 to the reservoir 51 side, whereby the ink weight is discharged as “medium”.

このように、絞り部材56を中間位置に位置させることにより、通過断面積S5を初期位置での通過断面積S5より狭めることで、インク重量が「中」であっても、吐出速度を高めて吐出することができる。これにより、インク重量が「中」の場合にも、吐出されたインク滴が風等の外的要因の影響を受けにくくなることで、ロール紙Pに対して意図する位置からずれて着弾することを防止でき、描画の位置精度を向上させることができる。また、吐出速度を高めて吐出できることで、ノズル54Aから連通路53に入り込む塵ケバ等の異物の除去を行うことが可能となる。   In this way, by disposing the throttle member 56 at the intermediate position, the passage cross-sectional area S5 is narrower than the passage cross-sectional area S5 at the initial position, thereby increasing the discharge speed even when the ink weight is “medium”. It can be discharged. As a result, even when the ink weight is “medium”, the ejected ink droplets are less susceptible to the influence of external factors such as wind, and thus land on the roll paper P out of the intended position. Can be prevented, and the drawing position accuracy can be improved. Further, since discharge can be performed at a higher discharge speed, it is possible to remove foreign matters such as dust debris entering the communication path 53 from the nozzle 54A.

図6Cに示すように、絞り部材56が最終位置に位置する場合、ノズル54Aに相対する絞り部562は、中間位置より更にノズル54Aの内部に位置し、ノズル内面542Aと絞り部外面563との最短距離は、中間位置での最短距離より狭まる状態となり、インクの通過断面積S5は中間位置での通過断面積S5に比べて狭まる状態となる。その場合、部位P7での開口断面積S6と最終位置での通過断面積S5との差は、中間位置での通過断面積S5との差に比べて更に大きくなる。従って、最終位置での吐出速度は、最終位置での通過断面積S5の部分で決定される。   As shown in FIG. 6C, when the throttle member 56 is located at the final position, the throttle portion 562 facing the nozzle 54A is located further inside the nozzle 54A than the intermediate position, and the nozzle inner surface 542A and the throttle portion outer surface 563 The shortest distance becomes narrower than the shortest distance at the intermediate position, and the ink passing cross-sectional area S5 becomes narrower than the passing cross-sectional area S5 at the intermediate position. In that case, the difference between the opening cross-sectional area S6 at the site P7 and the passing cross-sectional area S5 at the final position is further larger than the difference between the passing cross-sectional area S5 at the intermediate position. Accordingly, the discharge speed at the final position is determined by the portion of the passage cross-sectional area S5 at the final position.

これにより、絞り部材56が最終位置に位置する状態で圧電素子551が駆動した場合、圧電素子551の加圧による圧力で、インクは、中間位置でのインクの吐出速度よりも、更に高い吐出速度で吐出される。このとき、ノズル54A部分では流路抵抗が更に高くなり、高くなった抵抗に対応する流量が、キャビティー52からリザーバー51側に戻されることにより、インク重量は「小」として吐出される。   Accordingly, when the piezoelectric element 551 is driven in a state where the diaphragm member 56 is located at the final position, the ink is ejected at a higher ejection speed than the ink ejection speed at the intermediate position by the pressure applied by the piezoelectric element 551. Is discharged. At this time, the flow path resistance is further increased in the nozzle 54A portion, and the flow rate corresponding to the increased resistance is returned from the cavity 52 to the reservoir 51 side, so that the ink weight is discharged as “small”.

このように、絞り部材56を最終位置に位置させることにより、通過断面積S5を中間位置での通過断面積S5より更に狭めることで、インク重量が「小」であっても、吐出速度を更に高めて吐出することができる。これにより、インク重量が「小」の場合にも、吐出されたインク滴が風等の外的要因の影響を受けにくくなることで、ロール紙Pに対して意図する位置からずれて着弾することを防止でき、描画の位置精度を向上させることができる。また、吐出速度を更に高めて吐出できることで、ノズル54Aから連通路53に入り込む塵ケバ等の異物の除去を行うことが可能となる。   In this way, by positioning the throttle member 56 at the final position, the passage cross-sectional area S5 is further narrower than the passage cross-sectional area S5 at the intermediate position, so that the discharge speed can be further increased even if the ink weight is “small”. It is possible to discharge with increased. As a result, even when the ink weight is “small”, the ejected ink droplets are less likely to be affected by external factors such as wind, and thus land on the roll paper P out of the intended position. Can be prevented, and the drawing position accuracy can be improved. In addition, since discharge can be performed at a higher discharge speed, it is possible to remove foreign matters such as dust debris that enter the communication path 53 from the nozzle 54A.

上述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
本実施形態の流体吐出ヘッド50Aは、第1駆動部55(圧電素子551)により、テーパー形状(先太り形状)に形成されるノズル54Aを介してインクを吐出させる。また、第2駆動部57により、ノズル54Aに対して絞り部材56を正逆移動させ、インクの通過断面積S5を広狭可変した場合の通過断面積S5を、通過断面積S5が設定されるノズル54Aにおける部位P6より吐出方向となる部位P7での開口断面積S6に対して小さくする。これにより、ノズル54Aから吐出するインクの吐出速度を可変することが可能となる。従って、流体吐出ヘッド50Aは、描画の位置精度を向上させることや、ノズル54Aから内部に侵入する塵ケバ等の異物の除去を行うことが可能となる。
According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
In the fluid ejection head 50A of the present embodiment, ink is ejected by the first drive unit 55 (piezoelectric element 551) via a nozzle 54A formed in a tapered shape (tapered shape). Further, the second drive unit 57 moves the diaphragm member 56 forward and backward with respect to the nozzle 54A, and the passage sectional area S5 when the passage sectional area S5 of the ink is variable is changed to the nozzle where the passage sectional area S5 is set. The opening cross-sectional area S6 at the portion P7 in the discharge direction is made smaller than the portion P6 at 54A. Thereby, it is possible to vary the ejection speed of the ink ejected from the nozzle 54A. Therefore, the fluid ejection head 50A can improve the drawing positional accuracy and remove foreign matters such as dust debris entering the inside from the nozzle 54A.

本実施形態の流体吐出ヘッド50Aは、第1駆動部55の駆動に対応させて第2駆動部57を駆動する。これにより、第1駆動部55と第2駆動部57とを組み合わせて、吐出させるインクの吐出速度、流体重量を調整することができる。
なお、本実施形態の流体吐出ヘッド50Aは、第1駆動部55の駆動に対応させて、第2駆動部57を駆動して、絞り部材56(絞り部562)の位置を3つの位置(初期位置、中間位置、最終位置)に位置させる。これにより、インクの通過断面積S5を広狭可変して通過断面積S5を、通過断面積S5が設定されるノズル54Aにおける部位P6より吐出方向となる部位P7での開口断面積S6に対して小さくすることで、吐出速度を3段階に変化させると共に、吐出量を3種類に変化させている。これにより、インク重量が「小」の場合にも、吐出速度を高めて吐出することが可能となることで、吐出されたインク滴(液滴)が風等の外的要因の影響を受けにくくなり、ロール紙P(印刷媒体)に対して意図する位置からずれて着弾することを防止でき、描画の位置精度を向上させることができる。また、併せて、インク重量が「小」の場合にも、吐出速度を高めて吐出することで、ノズル54Aから内部に入り込む塵ケバ等の異物の除去を行うことが可能となる。
The fluid ejection head 50 </ b> A of the present embodiment drives the second drive unit 57 in correspondence with the drive of the first drive unit 55. Thereby, the ejection speed and fluid weight of the ink to be ejected can be adjusted by combining the first drive unit 55 and the second drive unit 57.
Note that the fluid ejection head 50A of the present embodiment drives the second drive unit 57 in correspondence with the drive of the first drive unit 55, and sets the position of the throttle member 56 (throttle unit 562) to three positions (initial stage). Position, intermediate position, final position). As a result, the passage cross-sectional area S5 of the ink can be varied widely to make the passage cross-sectional area S5 smaller than the opening cross-sectional area S6 at the portion P7 in the ejection direction from the portion P6 in the nozzle 54A where the passage sectional area S5 is set. Thus, the discharge speed is changed in three stages, and the discharge amount is changed into three types. As a result, even when the ink weight is “small”, it is possible to discharge at a higher discharge speed, so that the discharged ink droplet (droplet) is less susceptible to external factors such as wind. Thus, it is possible to prevent landing on the roll paper P (print medium) that deviates from the intended position, and the drawing position accuracy can be improved. In addition, even when the ink weight is “small”, it is possible to remove foreign matters such as dust particles entering the inside from the nozzle 54 </ b> A by discharging at a high discharge speed.

本実施形態の流体吐出ヘッド50Aにおいて、絞り部材56は、外周径が縮小するテーパー形状に形成される絞り部外面563を有する絞り部562を備えている。これにより、容易に絞り部材56を構成することができる。また、絞り部材56の移動によるインクの通過断面積S5を制御しやすくなることで、吐出するインク重量を制御しやすくなる。   In the fluid ejection head 50A of the present embodiment, the throttle member 56 includes a throttle portion 562 having a throttle portion outer surface 563 formed in a tapered shape whose outer diameter decreases. Thereby, the aperture member 56 can be configured easily. In addition, since it becomes easier to control the ink passage cross-sectional area S5 due to the movement of the diaphragm member 56, it becomes easier to control the weight of the ejected ink.

本実施形態の流体吐出ヘッド50によれば、第2駆動部57が圧電素子571を含んで構成されることにより、第2駆動部57の小型化を実現することができる。   According to the fluid ejection head 50 of the present embodiment, the second drive unit 57 includes the piezoelectric element 571, so that the size of the second drive unit 57 can be reduced.

本実施形態の流体吐出装置(プリンター1)によれば、流体吐出ヘッド50Aと、第1駆動部55および第2駆動部57の動作を制御する制御部4と、を備えて構成される。これにより、描画の位置精度を向上させ、ノズル54Aから内部に侵入する塵ケバ等の異物の除去が可能となり、描画品質の維持向上を図ることができる。   According to the fluid ejection device (printer 1) of the present embodiment, the fluid ejection head 50A and the control unit 4 that controls the operations of the first drive unit 55 and the second drive unit 57 are configured. As a result, the drawing position accuracy can be improved, foreign matters such as dust marks entering the nozzle 54A from the inside can be removed, and the drawing quality can be maintained and improved.

〔第4実施形態〕
図8は、第4実施形態に係る吐出ヘッド50Aにおいて、連通路53に溜まる異物を除去する状態を示す断面図である。なお、図8は、説明の便宜上、ノズル54A周りの構成を拡大して図示している。図8を参照して、連通路53に溜まる異物除去での動作の一態様を説明する。
なお、本実施形態の吐出ヘッド50Aの構成は、第3実施形態と同様であるため、第3実施形態と同様の符号を付記している。
[Fourth Embodiment]
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state in which foreign matter accumulated in the communication path 53 is removed in the ejection head 50A according to the fourth embodiment. FIG. 8 shows an enlarged configuration around the nozzle 54A for convenience of explanation. With reference to FIG. 8, one mode of the operation for removing the foreign matter accumulated in the communication path 53 will be described.
Note that the configuration of the ejection head 50A of the present embodiment is the same as that of the third embodiment, and thus the same reference numerals as those of the third embodiment are added.

本実施形態では、制御部4は、第1駆動部55の駆動は行わず、第2駆動部57のみを駆動する。言い換えると、第1駆動部55とは独立して第2駆動部57を駆動している。詳細には、制御部4は、駆動用ドライバーを介して、第2駆動部57を駆動させ、図8に示すように、絞り部材56(絞り部562)を第3実施形態での初期位置と最終位置との間を連続して往復移動させる制御を行う。   In the present embodiment, the control unit 4 drives only the second drive unit 57 without driving the first drive unit 55. In other words, the second drive unit 57 is driven independently of the first drive unit 55. Specifically, the control unit 4 drives the second drive unit 57 via a driving driver, and as shown in FIG. 8, the control unit 4 sets the aperture member 56 (the aperture unit 562) to the initial position in the third embodiment. Control to reciprocate continuously between the final positions.

なお、図8では、初期位置での絞り部材56の位置を実線で示し、最終位置での絞り部材56の位置を二点鎖線で示している。   In FIG. 8, the position of the diaphragm member 56 at the initial position is indicated by a solid line, and the position of the diaphragm member 56 at the final position is indicated by a two-dot chain line.

この絞り部材56の連続した往復移動の動作により、連通路53内に充填されているインクが振動する。この振動により、連通路53に溜まっている塵ケバに対して、振動により連通路53内を流動させることができる。これにより、塵ケバはノズル54Aから流れ出やすくなる。   The ink filled in the communication path 53 vibrates by the continuous reciprocating movement of the throttle member 56. Due to this vibration, dust in the communication passage 53 can be caused to flow in the communication passage 53 by vibration. This makes it easier for dust dust to flow out of the nozzle 54A.

上述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
本実施形態の流体吐出ヘッド50Aによれば、第1駆動部55の駆動は行わず、第2駆動部57のみを駆動する。詳細には、第2駆動部57のみを駆動させ、絞り部材56を第3実施形態での初期位置と最終位置との間を連続して往復移動させる。これにより、連通路53内のインクを振動させる。この振動により、連通路53に溜まっている塵ケバを、連通路53内で流動させることができる。これにより、塵ケバはノズル54Aから流れ出やすくなることで、異物の除去を行うことが可能となる。
According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
According to the fluid ejection head 50A of the present embodiment, the first drive unit 55 is not driven, and only the second drive unit 57 is driven. Specifically, only the second drive unit 57 is driven, and the diaphragm member 56 is continuously reciprocated between the initial position and the final position in the third embodiment. Thereby, the ink in the communication path 53 is vibrated. Due to this vibration, dust particles accumulated in the communication path 53 can flow in the communication path 53. As a result, dust particles can easily flow out of the nozzle 54 </ b> A, thereby removing foreign matter.

なお、上述した実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更や改良等を加えて実施することが可能である。変形例を以下に述べる。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and improvements can be made without departing from the scope of the invention. A modification will be described below.

上記、第1、第2実施形態の流体吐出ヘッド50において、絞り部562のテーパー角度A1に比べてノズル54のテーパー角度A2を小さく設定している。しかし、これには限られず、絞り部562のテーパー角度A1に比べてノズル54のテーパー角度A2を大きく設定してもよいし、同じに設定してもよく、第1、第2実施形態と同様の効果を奏することができる。   In the fluid ejection heads 50 of the first and second embodiments described above, the taper angle A2 of the nozzle 54 is set smaller than the taper angle A1 of the throttle portion 562. However, the present invention is not limited to this, and the taper angle A2 of the nozzle 54 may be set larger than or equal to the taper angle A1 of the throttle portion 562, and is the same as in the first and second embodiments. The effect of can be produced.

上記、第1実施形態の流体吐出ヘッド50において、ノズル54のテーパー形状は、吐出方向に内周径が縮小するテーパー形状に形成されている。しかし、これに限られず、ノズルにはテーパーは形成されずに、ストレート形状のノズルとして形成されていてもよい。この場合にも、第2駆動部57を駆動することで、絞り部材56を正逆移動して、インクの通過断面積を広狭可変することで、通過断面積が設定されるノズルにおける部位より吐出方向となる部位での開口断面積に対して小さくすることができる。これにより、吐出されるインクの吐出速度を可変することが可能となり、第1、第2実施形態と同様の効果を奏することができる。   In the fluid discharge head 50 of the first embodiment, the taper shape of the nozzle 54 is formed in a taper shape whose inner peripheral diameter decreases in the discharge direction. However, the present invention is not limited to this, and the nozzle may be formed as a straight nozzle without being tapered. Also in this case, by driving the second drive unit 57, the diaphragm member 56 is moved forward and backward, and the ink cross-sectional area is varied widely, so that the discharge cross-sectional area is set to be ejected from the nozzle portion. It can be made smaller with respect to the opening cross-sectional area at the portion that becomes the direction. Thereby, it becomes possible to vary the discharge speed of the discharged ink, and the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained.

上記、第1実施形態の流体吐出ヘッド50において、制御部4は、3種類のインク重量で吐出するように、絞り部材56の位置を3つの位置に設定しているが、これには限定されず、制御するインク重量の種類数に応じて、絞り部材56を移動させる位置を設定することでよい。これは、第3実施形態においても同様となる。   In the fluid ejection head 50 according to the first embodiment, the control unit 4 sets the position of the throttle member 56 to three positions so as to eject with three types of ink weights. However, the present invention is not limited to this. Instead, the position at which the diaphragm member 56 is moved may be set according to the number of types of ink weight to be controlled. This also applies to the third embodiment.

上記、第2実施形態の流体吐出ヘッド50において、絞り部材56(絞り部562)を第1実施形態での初期位置と最終位置との間を連続して往復移動させている。しかし、移動する量には限定されず、最終位置を基準として移動距離を初期位置より長くなるように動作させてもよいし、また、初期位置より短くなるように動作させてもよい。これは、第4実施形態においても同様となる。   In the fluid ejection head 50 of the second embodiment, the throttle member 56 (throttle portion 562) is continuously reciprocated between the initial position and the final position in the first embodiment. However, the amount of movement is not limited, and the movement distance may be longer than the initial position with reference to the final position, or the movement distance may be shorter than the initial position. This also applies to the fourth embodiment.

1…流体吐出装置としてのプリンター、4…制御部、5…ヘッド機構、50,50A…流体吐出ヘッド、51…リザーバー、52…キャビティー、53…連通路、54,54A…ノズル、55…第1駆動部、56…絞り部材、57…第2駆動部、542,542A…ノズル内面、551…圧電素子、562…絞り部、563…絞り部外面、571…圧電素子、572…変位拡大機構、S1,S5…通過断面積、S2,S6…開口断面積、P1,P6…部位、P2,P7…部位。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Printer as fluid ejection apparatus, 4 ... Control part, 5 ... Head mechanism, 50, 50A ... Fluid ejection head, 51 ... Reservoir, 52 ... Cavity, 53 ... Communication path, 54, 54A ... Nozzle, 55 ... 1st DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 drive part, 56 ... Diaphragm member, 57 ... 2nd drive part, 542, 542A ... Nozzle inner surface, 551 ... Piezoelectric element, 562 ... Diaphragm part, 563 ... Diaphragm part outer surface, 571 ... Piezoelectric element, 572 ... Displacement expansion mechanism, S1, S5: Cross-sectional area of passage, S2, S6: Cross-sectional area of opening, P1, P6 ... part, P2, P7 ... part.

Claims (8)

流体を吐出するノズルと、
前記流体を加圧し、前記ノズルを介して前記流体を吐出させる第1の駆動部と、
前記ノズルの内部に位置し、前記流体の吐出方向に先細り形状に形成される絞り部材と、
前記絞り部材を前記吐出方向に正逆移動させる第2の駆動部と、を備え、
前記ノズルに対して前記絞り部材を前記正逆移動させることにより前記流体の通過断面積を広狭可変した場合の前記通過断面積は、当該通過断面積が設定される前記ノズルにおける部位より前記吐出方向となる部位での開口断面積に対し、小さくなることを特徴とする流体吐出ヘッド。
A nozzle for discharging fluid;
A first driving unit that pressurizes the fluid and discharges the fluid through the nozzle;
A throttle member located inside the nozzle and formed in a tapered shape in the fluid discharge direction;
A second drive unit that moves the throttle member forward and backward in the discharge direction,
The passage cross-sectional area when the passage cross-sectional area of the fluid is varied widely by moving the throttle member forward and backward relative to the nozzle is the discharge direction from the portion of the nozzle where the passage cross-sectional area is set. A fluid discharge head characterized by being smaller than an opening cross-sectional area at a portion to be.
請求項1に記載の流体吐出ヘッドであって、
前記ノズルは前記吐出方向に先細り形状に形成されていることを特徴とする流体吐出ヘッド。
The fluid ejection head according to claim 1,
The fluid ejection head, wherein the nozzle is formed in a tapered shape in the ejection direction.
請求項1に記載の流体吐出ヘッドであって、
前記ノズルは前記吐出方向に先太り形状に形成されていることを特徴とする流体吐出ヘッド。
The fluid ejection head according to claim 1,
The fluid ejection head, wherein the nozzle is formed in a tapered shape in the ejection direction.
請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の流体吐出ヘッドであって、
前記第1の駆動部と前記第2の駆動部とは独立して駆動することを特徴とする流体吐出ヘッド。
The fluid ejection head according to any one of claims 1 to 3,
The fluid ejection head, wherein the first drive unit and the second drive unit are driven independently.
請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の流体吐出ヘッドであって、
前記第1の駆動部の駆動に対応させて前記第2の駆動部を駆動することを特徴とする流体吐出ヘッド。
The fluid ejection head according to any one of claims 1 to 3,
A fluid discharge head that drives the second drive unit in correspondence with the drive of the first drive unit.
請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の流体吐出ヘッドであって、
前記絞り部材は、前記流体の前記吐出方向に外周径を縮小するテーパー形状に形成されていることを特徴とする流体吐出ヘッド。
The fluid discharge head according to any one of claims 1 to 5,
The fluid ejection head, wherein the throttle member is formed in a tapered shape that reduces an outer diameter in the fluid ejection direction.
請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の流体吐出ヘッドであって、
前記第2の駆動部は、圧電素子を含んで構成されていることを特徴とする流体吐出ヘッド。
The fluid ejection head according to any one of claims 1 to 6,
The fluid ejection head according to claim 2, wherein the second drive unit includes a piezoelectric element.
請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の流体吐出ヘッドと、
前記第1の駆動部および前記第2の駆動部の動作を制御する制御部と、を備えることを特徴とする流体吐出装置。
The fluid ejection head according to any one of claims 1 to 7,
A fluid ejection device comprising: a control unit that controls operations of the first driving unit and the second driving unit.
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