JP2018154072A - 液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置 - Google Patents

液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置 Download PDF

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俊道 小▲高▼
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崇裕 吉田
孝和 木平
Takakazu Kihira
孝和 木平
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Takayuki Nakai
貴之 中井
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Abstract

【課題】流体抵抗部の配置位置がフィルタによる影響を受けないようにする。
【解決手段】供給側流体抵抗部7は、板状部材2C、2B、2Aによって構成され、供給側流体抵抗部7を形成している板状部材2Cと供給側フィルタ9を形成している振動板部材3との間に板状部材2Dを配置することで、板状部材2Cと振動板部材3との間に隙間18を設け、供給側流体抵抗部7は供給側フィルタ9における液体透過方向に投影したとき、供給側流体抵抗部7の入口部分7aが供給側フィルタ9に重複する位置に配置される。
【選択図】図2

Description

本発明は液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置に関する。
液体を吐出する液体吐出ヘッドとして、ノズルに通じる個別液室に供給する液体から異物等を除去するフィルタを備えるものがある。
例えば、従来、ノズル孔に連通する液体供給室と、液体が貯留された液体貯留手段に連通する液体導入路と、液体導入路と液体供給室とを連通する液体流路とを備え、液体流路は、液体流路を通流する液体を濾過するフィルタと、フィルタよりも液体の通流方向の上流側であって、フィルタよりも鉛直方向の下側に形成された第一液体室と、フィルタよりも通流方向の下流側であって、フィルタよりも鉛直方向の上側に形成された第二液体室とを備え、フィルタが設けられた少なくとも一部の領域において、鉛直方向に沿う第二液体室の高さは、鉛直方向に沿う第一液体室の高さよりも低くなっている構成としたものがある(特許文献1)。
特開2014−151539号公報
特許文献1に開示のようにフィルタの下流側における液体の流れの方向がフィルタにおける液体透過方向と交差する方向である構成とした場合、フィルタの下流側に流体抵抗部を配置するときには、所要の流体抵抗値を確保するため、流体抵抗部を設けた供給流路の入口をフィルタの面内方向端部よりも下流側に配置している。
このように流体抵抗部を設けた供給流路の入口位置をフィルタの端部位置に応じた位置にしなければならないのでは、流体抵抗部を設けた供給流路の配置位置の自由度がなく、特にフィルタ面積を大きくしようとするとヘッドが大型化するという課題がある。
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、流体抵抗部を設けた供給流路の配置位置がフィルタの位置による影響を受けないようにすることを目的とする。
上記の課題を解決するため、本発明に係る液体吐出ヘッドは、
液体を吐出する複数のノズルと、
前記ノズルに連通する個別液室と、
前記個別液室に通じる供給流路と、
前記供給流路の上流側に配置されたフィルタと、を備え、
前記供給流路は、前記フィルタにおける液体透過方向と交差する方向に前記液体が流れる流路であり、
前記供給流路は、前記フィルタにおける液体透過方向に投影したとき、前記供給流路の入口部分が前記フィルタに重複する位置に配置されている
構成とした。
本発明によれば、流体抵抗部の配置位置がフィルタによる影響を受けないようにすることができる。
本発明の第1実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。 同ヘッドの要部平面説明図である。 比較例に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。 本発明の第2実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。 本発明の第3実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。 本発明の第4実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。 本発明の第5実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。 本発明の第6実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。 本発明に係る液体を吐出する装置の一例の要部平面説明図である。 同装置の要部側面説明図である。 本発明に係る液体吐出ユニットの他の例の要部平面説明図である。 本発明に係る液体吐出ユニットの更に他の例の正面説明図である。 本発明に係る液体を吐出する装置の他の例の概略説明図である。 同装置のヘッドユニットの平面説明図である。 同装置における液体循環システムの一例の説明に供するブロック説明図である。
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。本発明の第1実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図1及び図2を参照して説明する。図1は同液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向の断面説明図、図2は同ヘッドの要部平面説明図である。
この液体吐出ヘッドは、ノズル板1と、流路板2と、壁面部材としての振動板部材3とを積層接合している。そして、振動板部材3の振動領域(振動板)30を変位させる圧電アクチュエータ11と、ヘッドのフレーム部材を兼ねている共通液室部材20と、カバー29を備えている。
ノズル板1は、液体を吐出する複数のノズル4を有している。
流路板2は、ノズル4にノズル連通路5を介して通じる個別液室6、個別液室6に通じる供給流路を構成する供給側流体抵抗部7、供給側流体抵抗部7に通じる供給側導入部8を形成している。なお、供給側導入部8は、2以上の供給側流体抵抗部7に通じる構成としている。
振動板部材3は、流路板2の個別液室6の壁面を形成する変形可能な振動領域30を有する。ここでは、振動板部材3は2層構造(限定されない)とし、流路板2側から薄肉部を形成する第1層と、厚肉部を形成する第2層で形成され、第1層で個別液室6に対応する部分に変形可能な振動領域30を形成している。
そして、振動板部材3の個別液室6とは反対側に、振動板部材3の振動領域30を変形させる駆動手段(アクチュエータ手段、圧力発生手段)としての電気機械変換素子を含む圧電アクチュエータ11を配置している。
この圧電アクチュエータ11は、ベース部材13上に接合した圧電部材にハーフカットダイシングによって溝加工をして、ノズル配列方向において、所要数の柱状の圧電素子12を所定の間隔で櫛歯状に形成している。
そして、圧電素子12を振動板部材3の振動領域(振動板)30に形成した島状の厚肉部である凸部30aに接合している。
この圧電素子12は、圧電層と内部電極とを交互に積層したものであり、内部電極がそれぞれ端面に引き出されて外部電極が設けられ、外部電極にフレキシブル配線部材15が接続されている。
共通液室部材20は、供給側共通液室10を形成し、供給側共通液室10には外部から液体を供給する供給路21に通じている。
供給側共通液室10は、供給側フィルタ9を介して供給側導入部8に通じている。供給側フィルタ9は多数のフィルタ孔9aを有し、振動板部材3の第1層にて形成している。
このように構成した液体吐出ヘッドにおいては、例えば圧電素子12に与える電圧を基準電位(中間電位)から下げることによって圧電素子12が収縮し、振動板部材3の振動領域30が引かれて個別液室6の容積が膨張することで、個別液室6内に液体が流入する。
その後、圧電素子12に印加する電圧を上げて圧電素子12を積層方向に伸長させ、振動板部材3の振動領域30をノズル4に向かう方向に変形させて個別液室6の容積を収縮させることにより、個別液室6内の液体が加圧され、ノズル4から液体が吐出される。
なお、ヘッドの駆動方法については上記の例(引き−押し打ち)に限るものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ちや押し打ちなどを行なうこともできる。
次に、本実施形態における流体抵抗部及びフィルタの構成及び配置について説明する。
流路板2は、ノズル板4側から4枚の板状部材2A、2B、2C、2Dを積層して構成し、板状部材2Dに供給側フィルタ9を形成している振動板部材3を接合積層している。
供給側流体抵抗部7は、板状部材2C、2B、2Aによって構成され、板状部材2Cによってノズル配列方向の両端位置(入口位置及び出口位置)が規定されている。
そして、供給側流体抵抗部7を形成している第1板状部材である板状部材2Cと供給側フィルタ9を形成している第2板状部材である振動板部材3との間に、第3板状部材である板状部材2Dを介在配置している。この板状部材2Dによって板状部材2Cと振動板部材3との間に隙間18が設けられる。
この構成においては、供給側流体抵抗部7における液体の流れは、供給側フィルタ9の面内方向に沿う方向であり、供給側フィルタ9における液体透過方向と交差(ここでは、直交)する方向となる。
そして、供給側流体抵抗部7を形成している板状部材2Cは、板状部材2Dによって、隙間18を置いたまま供給側導入部8にせり出して配置される。これにより、供給側流体抵抗部7は、供給側フィルタ9における液体透過方向に投影したとき、供給側流体抵抗部7の入口部分7aが供給側フィルタ9に重複する位置に配置される。
つまり、供給側流体抵抗部7を形成している板状部材2Cの入口部分7aに対応する部分は、隙間18を置いて供給側フィルタ9に対向している。
このように、供給側流体抵抗部7の入口部分を供給側フィルタ9に重複して配置することで、供給側流体抵抗部7の配置位置が供給側フィルタ9の位置による影響を受けることがなくなる。
これにより、供給側流体抵抗部7の配置位置を変更することなく、供給側フィルタ9のフィルタ面積を大きくすることができ、フィルタ面積を大きくすることによるヘッドの大型化を抑制できる。
なお、ここでは供給側導入部8から直接供給側流体抵抗部7につながる構成としているが、これに限るものではなく、供給側導入部8から個別液室6へとつながる個別供給流路の一部に流体抵抗部が設けられる構成でもよい。この場合は、個別供給流路の入口部分を供給側フィルタ9に重複して配置することで、個別供給流路(供給側流体抵抗部7)の配置位置が供給側フィルタ9の位置による影響を受けることがなくなる。
この点について、図3に示す比較例も参照して説明する。
この比較例は、供給側フィルタ9を形成している振動板部材3によって供給側流体抵抗部7の壁面を形成している。
そのため、供給側流体抵抗部7の入口は供給側フィルタ9に最も近付けた場合でもノズル配列方向と直交する方向の端Eよりも個別液室6側になる。
したがって、供給側流体抵抗部7の流体抵抗値を確保するためには、供給側フィルタ9のフィルタ面積を個別液室6側に大きくすることはできず、本実施形態と異なり、ヘッドが大型化することになる。
次に、本発明の第2実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図4を参照して説明する。図4は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。
この液体吐出ヘッドは循環型ヘッドである。ここでは、流路板2を5枚の板状部材2A〜2Eを積層して構成することによって、ノズル連通路5を介して個別液室6に通じる排出流路を構成する排出側流体抵抗部57と、排出側導出部58とを形成している。
また、共通液室部材20は、供給側共通液室10とともに排出側共通液室50を形成している。さらに、振動板部材3によって排出側導出部58と排出側共通液室50との間に配置する排出側フィルタ59を形成している。
本実施形態においても、供給側流体抵抗部7及び供給側フィルタ9の配置及び構造は、前記第1実施形態と同様である。
次に、本発明の第3実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図5を参照して説明する。図5は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。
この液体吐出ヘッドにおいては、共通液室部材20は第1部材20Aと第2部材20Bとで構成して、第1部材20Aと第2部材20Bとの間にフィルタ9を配置し、下流側共通液室10Aと上流側共通液室10Bを形成している。
また、振動板部材3の1層を使用して下流側共通液室10Aの壁面を形成するダンパ80を設け、流路板2でダンパ80と反対側にダンパ室81を形成している。
このように、ダンパ80を配置する構成にあっても、供給側流体抵抗部7の配置位置が供給側フィルタ9による影響を受けないので、ヘッドの大型化を抑制することができ、相対的にダンパ80も大きくすることができる。
次に、本発明の第4実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図6を参照して説明する。図6は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。
本実施形態は、前記第1実施形態に係る液体吐出ヘッドにおいて、板状部材2Cの供給側流体抵抗部7の入口部分7aを形成している端面(ノズル配列方向と直交する方向の端面)を傾斜面17としている。また、板状部材2Cと板状部材2Dの端面(ノズル配列方向と直交する方向の端面)との境目に目地材19を付与して角部を低減している。
これにより、供給側フィルタ9を透過した液体は、供給側導入部8内をスムーズに流れて供給側流体抵抗部7に流入することができる。
つまり、供給側流体抵抗部7の入口部分7aが対向する供給側フィルタ9の領域を通過した液体は、入口部分7aを形成している板状部材2Cの外壁面に向かうことになる。このとき、板状部材2Cの端面が角張っていたり、板状部材2Cの外壁面と板状部材2Dの端面とのつなぎ部分が角張っていたりすると、液体の流れに乱れが生じ、供給側流体抵抗部7の入口部分7aに流入するときの液体の流れが乱れて安定した液体供給を行うことができなくなるおそれがある。そこで、供給側導入部8内での液体の流れをスムーズにすることで、安定した液体供給を行うことができるようになる。
次に、本発明の第5実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図7を参照して説明する。図7は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。
本実施形態は、前記第2実施形態に係る液体吐出ヘッドにおいて、板状部材2Dの供給側流体抵抗部7の入口部分7aを形成している端面(ノズル配列方向と直交する方向の端面)を傾斜面17としている。また、板状部材2Dと板状部材2Eの端面(ノズル配列方向と直交する方向の端面)との境目に目地材19を付与して角部を低減している。
これにより、前記第4実施形態と同様に、供給側フィルタ9を透過した液体は、供給側導入部8内をスムーズに流れて供給側流体抵抗部7に流入することができる。
次に、本発明の第6実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図8を参照して説明する。図8は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。
本実施形態は循環型ヘッドにおいて、ノズル配列方向と直交する方向において、ノズル4を挟んで、一方側に供給系を、他方側に排出系を配置している。
つまり、一方側には、供給側共通液室10、供給側フィルタ9、供給側導入部8、供給側流体抵抗部7を配置して、供給側共通液室10から個別液室6に液体を供給する。他方側には、排出側流体抵抗部57、排出側導出部58、排出側フィルタ59、排出側共通液室50を配置し、個別液室6から排出側共通液室50に液体を排出する。
ここで、排出側流体抵抗部57は、ノズル板1と板状部材2A、2Bによって構成される。そして、排出側流体抵抗部57を形成している板状部材2Bと排出側フィルタ59を形成している振動板部材3との間に、板状部材2C、2Dを配置することで、板状部材2Bと振動板部材3との間に隙間68を設けている。
この構成においては、排出側流体抵抗部57における液体の流れは、排出側フィルタ59の面内方向に沿う方向であり、排出側フィルタ59における液体透過方向と交差(ここでは、直交)する方向となる。
そして、排出側流体抵抗部57を形成している板状部材2Bは、板状部材2C、2Dによって、隙間68を置いたまま排出側導出部58にせり出して配置される。これにより、排出側流体抵抗部57は、排出側フィルタ59における液体透過方向に投影したとき、排出側流体抵抗部57の出口部分57aが排出側フィルタ59に重複する位置に配置される。
つまり、排出側流体抵抗部57を形成している板状部材2Bの出口部分57aに対応する部分は、隙間68を置いて排出側フィルタ59に対向している。
これにより、排出側流体抵抗部57の配置位置が排出側フィルタ59による影響をうけなくなり、ヘッドの大型化を抑制しつつ、排出側フィルタ59のフィルタ面積を大きくすることができる。
次に、本発明に係る液体を吐出する装置の一例について図9及び図10を参照して説明する。図9は同装置の要部平面説明図、図10は同装置の要部側面説明図である。
この装置は、シリアル型装置であり、主走査移動機構493によって、キャリッジ403は主走査方向に往復移動する。主走査移動機構493は、ガイド部材401、主走査モータ405、タイミングベルト408等を含む。ガイド部材401は、左右の側板491A、491Bに架け渡されてキャリッジ403を移動可能に保持している。そして、主走査モータ405によって、駆動プーリ406と従動プーリ407間に架け渡したタイミングベルト408を介して、キャリッジ403は主走査方向に往復移動される。
このキャリッジ403には、本発明に係る液体吐出ヘッド404及びヘッドタンク441を一体にした液体吐出ユニット440を搭載している。液体吐出ユニット440の液体吐出ヘッド404は、例えば、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の各色の液体を吐出する。また、液体吐出ヘッド404は、複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配置し、吐出方向を下方に向けて装着している。
液体吐出ヘッド404の外部に貯留されている液体を液体吐出ヘッド404に供給するための供給機構494により、ヘッドタンク441には、液体カートリッジ450に貯留されている液体が供給される。
供給機構494は、液体カートリッジ450を装着する充填部であるカートリッジホルダ451、チューブ456、送液ポンプを含む送液ユニット452等で構成される。液体カートリッジ450はカートリッジホルダ451に着脱可能に装着される。ヘッドタンク441には、チューブ456を介して送液ユニット452によって、液体カートリッジ450から液体が送液される。
この装置は、用紙410を搬送するための搬送機構495を備えている。搬送機構495は、搬送手段である搬送ベルト412、搬送ベルト412を駆動するための副走査モータ416を含む。
搬送ベルト412は用紙410を吸着して液体吐出ヘッド404に対向する位置で搬送する。この搬送ベルト412は、無端状ベルトであり、搬送ローラ413と、テンションローラ414との間に掛け渡されている。吸着は静電吸着、あるいは、エアー吸引などで行うことができる。
そして、搬送ベルト412は、副走査モータ416によってタイミングベルト417及びタイミングプーリ418を介して搬送ローラ413が回転駆動されることによって、副走査方向に周回移動する。
さらに、キャリッジ403の主走査方向の一方側には搬送ベルト412の側方に液体吐出ヘッド404の維持回復を行う維持回復機構420が配置されている。
維持回復機構420は、例えば液体吐出ヘッド404のノズル面(ノズルが形成された面)をキャッピングするキャップ部材421、ノズル面を払拭するワイパ部材422などで構成されている。
主走査移動機構493、供給機構494、維持回復機構420、搬送機構495は、側板491A,491B、背板491Cを含む筐体に取り付けられている。
このように構成したこの装置においては、用紙410が搬送ベルト412上に給紙されて吸着され、搬送ベルト412の周回移動によって用紙410が副走査方向に搬送される。
そこで、キャリッジ403を主走査方向に移動させながら画像信号に応じて液体吐出ヘッド404を駆動することにより、停止している用紙410に液体を吐出して画像を形成
する。
このように、この装置では、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えているので、高画質画像を安定して形成することができる。
次に、本発明に係る液体吐出ユニットの他の例について図11を参照して説明する。図11は同ユニットの要部平面説明図である。
この液体吐出ユニットは、前記液体を吐出する装置を構成している部材のうち、側板491A、491B及び背板491Cで構成される筐体部分と、主走査移動機構493と、キャリッジ403と、液体吐出ヘッド404で構成されている。
なお、この液体吐出ユニットの例えば側板491Bに、前述した維持回復機構420、及び供給機構494の少なくともいずれかを更に取り付けた液体吐出ユニットを構成することもできる。
次に、本発明に係る液体吐出ユニットの更に他の例について図12を参照して説明する。図12は同ユニットの正面説明図である。
この液体吐出ユニットは、流路部品444が取付けられた液体吐出ヘッド404と、流路部品444に接続されたチューブ456で構成されている。
なお、流路部品444はカバー442の内部に配置されている。流路部品444に代えてヘッドタンク441を含むこともできる。また、流路部品444の上部には液体吐出ヘッド404と電気的接続を行うコネクタ443が設けられている。
次に、本発明に係る液体を吐出する装置の他の例について図13及び図14を参照して説明する。図13は同装置の概略説明図、図14は同装置のヘッドユニットの平面説明図である。
この装置は、連続媒体510を搬入する搬入手段501と、搬入手段501から搬入された連続媒体510を印刷手段505に案内搬送する案内搬送手段503と、連続媒体510に対して液体を吐出して画像を形成する印刷を行う印刷手段505と、連続媒体510を乾燥する乾燥手段507と、連続媒体510を排出する排出手段509などを備えている。
連続媒体510は搬入手段501の元巻きローラ511から送り出され、搬入手段501、案内搬送手段503、乾燥手段507、排出手段509の各ローラによって案内、搬送されて、排出手段509の巻取りローラ591にて巻き取られる。
この連続媒体510は、印刷手段505において、搬送ガイド部材559上をヘッドユニット550及びヘッドユニット555に対向して搬送され、ヘッドユニット550から吐出される液体によって画像が形成され、ヘッドユニット55から吐出される処理液で後処理が行われる。
ここで、ヘッドユニット550には、例えば、媒体搬送方向上流側から、4色分のフルライン型ヘッドアレイ551K、551C、551M、551Y(以下、色の区別しないときは「ヘッドアレイ551」という。)が配置されている。
各ヘッドアレイ551は、液体吐出手段であり、それぞれ、搬送される連続媒体510に対してブラックK,シアンC、マゼンタM、イエローYの液体を吐出する。なお、色の種類及び数はこれに限るものではない。
ヘッドアレイ551は、例えば、本発明に係る複数の液体吐出ヘッド(これを、単に「ヘッド」ともいう。)1000をベース部材552上に千鳥状に並べて配置したものであるが、これに限らない。
次に、この装置における液体循環システムの一例について図15を参照して説明する。図15は同システムの説明に供するブロック説明図である。
液体循環システム630は、メインタンク602、ヘッド1000、供給タンク631、循環タンク632、コンプレッサ633、真空ポンプ634、第1送液ポンプ635、第2送液ポンプ636、供給側圧力センサ637、循環側圧力センサ638、レギュレータ(R)639a,639bなどで構成されている。
供給側圧力センサ637は、供給タンク631とヘッド1000との間であって、ヘッド1000の供給ポート41(図1参照)に繋がった供給側流路に接続されている。循環側圧力センサ638は、ヘッド1000と循環タンク632との間であって、ヘッド1000の排出ポート42(図1参照)に繋がった排出側流路に接続されている。
循環タンク632の一方は、第1送液ポンプ635を介して供給タンク631と接続されており、循環タンク632の他方は第2送液ポンプ636を介してメインタンク602と接続されている。
これにより、供給タンク631から供給ポート71を通ってヘッド1000内に液体が流入し、排出ポート72から排出されて循環タンク632へ排出される。そして、さらに第1送液ポンプ635によって循環タンク632から供給タンク631へ液体が送られることによって液体が循環する。
また、供給タンク631にはコンプレッサ633がつなげられており、供給側圧力センサ637で所定の正圧が検知されるように制御される。一方、循環タンク632には真空ポンプ634がつなげられており、循環側圧力センサ638で所定の負圧が検知されるよう制御される。
これにより、ヘッド1000内を通って液体を循環させつつ、メニスカスの負圧を一定に保つことができる。
また、ヘッド1000のノズル4から液体を吐出すると、供給タンク631及び循環タンク632内の液体量が減少していく。そのため、適宜、第2送液ポンプ636を用いて、メインタンク602から循環タンク632に液体を補充する。メインタンク602から循環タンク632への液体補充のタイミングは、循環タンク632内の液体の液面高さが所定高さよりも下がったときに液体補充を行うなど、循環タンク632内に設けた液面センサなどの検知結果によって制御することができる。
本願において、吐出される液体は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が30mPa・s以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、DNA、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、3次元造形用材料液等の用途で用いることができる。
液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ(積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子)、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものが含まれる。
「液体吐出ユニット」は、液体吐出ヘッドに機能部品、機構が一体化したものであり、液体の吐出に関連する部品の集合体が含まれる。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたものなどが含まれる。
ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合などで互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。
例えば、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。また、チューブなどで互いに接続されて、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。ここで、これらの液体吐出ユニットのヘッドタンクと液体吐出ヘッドとの間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジが一体化されているものがある。
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドを走査移動機構の一部を構成するガイド部材に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッドと走査移動機構が一体化されているものがある。また、液体吐出ヘッドとキャリッジと主走査移動機構が一体化されているものがある。
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドが取り付けられたキャリッジに、維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させて、液体吐出ヘッドとキャリッジと維持回復機構が一体化されているものがある。
また、液体吐出ユニットとして、ヘッドタンク若しくは流路部品が取付けられた液体吐出ヘッドにチューブが接続されて、液体吐出ヘッドと供給機構が一体化されているものがある。このチューブを介して、液体貯留源の液体が液体吐出ヘッドに供給される。
主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。
「液体を吐出する装置」には、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて液体を吐出させる装置が含まれる。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を 気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。
この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。
例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物(三次元造形物)を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置(三次元造形装置)がある。
また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。
上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層(粉末層)、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。
上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。
また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。
また、「液体を吐出する装置」としては、他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液を、ノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。
なお、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。
1 ノズル板
2 流路板
3 振動板
4 ノズル
5 ノズル連通路
6 個別液室
7 供給側流体抵抗部
8 供給側導入部
9 供給側フィルタ
10 供給側共通液室
11 圧電アクチュエータ
18 隙間
20 共通液室部材
50 排出側共通液室
57 排出側流体抵抗部
58 排出側導出部
59 排出側フィルタ
403 キャリッジ
404 液体吐出ヘッド
440 液体吐出ユニット
630 液体循環システム
1000 液体吐出ヘッド
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、フィルタ面積を大きくしつつヘッドの大型化を抑制することを目的とする。
本発明によれば、フィルタ面積を大きくしつつヘッドの大型化を抑制することができる。

Claims (10)

  1. 液体を吐出する複数のノズルと、
    前記ノズルに連通する個別液室と、
    前記個別液室に通じる供給流路と、
    前記供給流路の上流側に配置されたフィルタと、を備え、
    前記供給流路は、前記フィルタにおける液体透過方向と交差する方向に前記液体が流れる流路であり、
    前記供給流路は、前記フィルタにおける液体透過方向に投影したとき、前記供給流路の入口部分が前記フィルタに重複する位置に配置されている
    ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
  2. 前記供給流路の入口部分の外壁面と前記フィルタとの間には隙間がある
    ことを特徴とする請求項1に記載の液体吐出ヘッド。
  3. 前記供給流路を形成している第1板状部材と、
    前記フィルタを形成している第2板状部材と、を備え、
    前記第1板状部材と前記第2板状部材との間に前記隙間を形成する第3板状部材が介在している
    ことを特徴とする請求項2に記載の液体吐出ヘッド。
  4. 前記供給流路の一部に、前記液体が流れる方向に直交する方向の断面積の小さな流体抵抗部を有する
    ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
  5. 前記流体抵抗部は、前記フィルタにおける液体透過方向に投影したとき、前記流体抵抗の入口部分が前記フィルタに重複する位置に配置されている
    ことを特徴とする請求項4に記載の液体吐出ヘッド。
  6. 前記個別液室に通じる排出流路を備えている
    ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
  7. 液体を吐出する複数のノズルと、
    前記ノズルに連通する個別液室と、
    前記個別液室に連通する供給側流体抵抗部と、
    前記個別液室に通じる排出側流体抵抗部と、
    前記排出側流体抵抗部の下流側に配置された排出側フィルタと、を備え、
    前記排出側流体抵抗部における液体の流れ方向は、前記フィルタにおける液体透過方向と交差する方向であり、
    前記排出側流体抵抗部は、前記排出側フィルタにおける液体透過方向に投影したとき、前記排出側流体抵抗部の出口部分が前記排出側フィルタに重複する位置に配置されている
    ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
  8. 請求項1ないし7のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを含むことを特徴とする液体吐出ユニット。
  9. 前記液体吐出ヘッドに供給する液体を貯留するヘッドタンク、前記液体吐出ヘッドを搭載するキャリッジ、前記液体吐出ヘッドに液体を供給する供給機構、前記液体吐出ヘッドの維持回復を行う維持回復機構、前記液体吐出ヘッドを主走査方向に移動させる主走査移動機構の少なくともいずれか一つと前記液体吐出ヘッドとを一体化した
    ことを特徴とする請求項8に記載の液体吐出ユニット。
  10. 請求項1ないし7のいずれかに記載の液体吐出ヘッド、又は、請求項8若しくは9に記載の液体吐出ユニットを備えていることを特徴とする液体を吐出する装置
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