JP2019010770A - 液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1(a)および(b)は、本発明の液体吐出ヘッドとして使用可能なインクジェット記録ヘッド(以下、単に記録ヘッドと言う)の斜視図および側面図である。記録ヘッド3は、主として液体吐出ユニット300、フィルタユニット220、負圧制御ユニット230が、この順番で図のZ方向(鉛直上方)に積層されて構成される。液体吐出ユニット300とフィルタユニット220は支持部400に支持されており、支持部400の側面には電気配線基板500が取り付けられている。電気配線基板500は、液体吐出ユニット300に吐出信号や電力を供給するための基板であり、吐出信号を装置本体の制御部から受信する信号入力端子91や、吐出動作に必要な電力を装置本体から受容する電力供給端子92を備えている。
図6は、素子基板10の構造と個別流路部材30の接続状態を示す断面図である。本実施形態の記録ヘッド3は、吐出のためのエネルギ発生素子として電気熱変換素子(ヒータ)を用いている。電気熱変換素子(ヒータ)に電圧パルスを印加することにより、当該ヒータに接触するインクに膜沸騰を生じさせ、生成された泡の成長エネルギによってインクが吐出される仕組みになっている。
P2=P0−(P1×Sv+K×x)/Sd (式1)
P2=P1−Q×R (式2)
本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、液体吐出ユニット300、フィルタユニット220、負圧制御ユニット230で構成される記録ヘッド3を用いる。但し、第1の実施形態の素子基板10がシアンとブラックの2色のインクを吐出する形態であったのに対し、本実施形態の素子基板10は、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの4色のインクを吐出するものとする。
以上では、液体を吐出するためのエネルギ発生素子として電気熱変換素子(ヒータ)を用い、この電気熱変換素子に電圧パルスを印加することによりインクを吐出する方式を採用した。しかしながら、本発明はこのような形態に限定されない。例えば、個々の吐出口に対応づけてピエゾ素子を配し、吐出データに応じてピエゾ素子に電圧を印加しその体積変化に伴ってインクを滴として吐出させる構成であっても良い。
10 素子基板
210 積層流路部材
211 共通供給流路
212 共通回収流路
Claims (19)
- 第1の液体を吐出する吐出素子と第2の液体を吐出する吐出素子が配列された素子基板と、
複数の層が積層されることによって構成され、前記素子基板に前記第1の液体と前記第2の液体を個別に供給するための供給流路と、前記素子基板から前記第1の液体と前記第2の液体を個別に回収するための回収流路と、が形成されている積層流路部材と
を備える液体吐出ヘッドであって、
前記供給流路の一部であって、複数の前記素子基板に対応する位置に前記第1の液体を導く第1の共通供給流路と、複数の前記素子基板に対応する位置に前記第2の液体を導く第2の共通供給流路は、前記積層流路部材を構成する前記複数の層の中の同じ層に形成され、
前記回収流路の一部であって、複数の前記素子基板に対応する位置より前記第1の液体を水平方向に回収する第1の共通回収流路と、複数の前記素子基板に対応する位置より前記第2の液体を水平方向に回収する第2の共通回収流路は、前記積層流路部材を構成する前記複数の層の中の同じ層に形成されることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 前記第1の共通供給流路と前記第2の共通供給流路は合同な形状を有し、前記第1の共通回収流路と前記第2の共通回収流路は合同な形状を有することを特徴とする請求項1に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記積層流路部材は、前記複数の素子基板が配列する平面よりも鉛直上方に配されていることを特徴とする請求項1または2に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記積層流路部材を構成する前記複数の層のうち、前記第1の共通供給流路と前記第2の共通供給流路が配される層と前記第1の共通回収流路と前記第2の共通回収流路が配される層は異なる層であることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記吐出素子は、液体を吐出する吐出口と、該吐出口から液体を吐出のためのエネルギを付与する吐出エネルギ発生素子と、該吐出エネルギ発生素子を内部に備える圧力室と、を含み、
前記圧力室内の液体は外部との間で循環されることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記圧力室を流動する液体の量は、前記吐出口から液体が吐出されることによって単位時間に消費される量の最大値よりも少ないことを特徴とする請求項5に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記吐出素子において、前記吐出エネルギ発生素子は電圧を印加することにより前記圧力室に収容されたインクに膜沸騰を生じさせ、発生した泡の成長エネルギによって前記吐出口から液体が吐出されることを特徴とする請求項5または6に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記素子基板において、前記第1の液体を吐出する前記吐出素子が第1の方向に配列して成る第1の吐出素子列と、前記第2の液体を吐出する前記吐出素子が前記第1の方向に配列して成る第2の吐出素子列は、前記第1の方向と交差する第2の方向に並列に配置し、
前記第1の吐出素子列より前記第1の液体を回収する第1の基板回収路と、前記第2の吐出素子列より前記第2の液体を回収する第2の基板回収路は、前記第2の方向において前記第1の吐出素子列および前記第2の吐出素子列を挟んだ外側に配され、
前記第1の吐出素子列に前記第1の液体を供給する第1の基板供給路と、前記第2の吐出素子列に前記第2の液体を供給する第2の基板供給路は、前記第2の方向において前記第1の吐出素子列および前記第2の吐出素子列に挟まれた内側に配されていることを特徴とする請求項5から7のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記素子基板には、前記第1の基板供給路から前記圧力室を経由することなく前記第1の基板回収路に接続する流路と、前記第2の基板供給路から前記圧力室を経由することなく前記第2の基板回収路に接続する流路が更に形成されていることを特徴とする請求項8に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記供給流路および前記回収流路は前記第1の液体および前記第2の液体をそれぞれ貯留するバッファタンクに接続され、
前記回収流路と前記バッファタンクの間には、前記バッファタンク、前記積層流路部材および前記複数の素子基板の間で前記第1の液体と前記第2の液体をそれぞれ循環させるポンプが配されていることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記バッファタンクと前記供給流路の間に配され、前記供給流路を介して前記素子基板に供給する液体の圧力を第1の圧力に調整するための減圧型レギュレータと、
前記ポンプと前記回収流路の間に配され、前記回収流路を介して前記素子基板より回収する液体の圧力を前記第1の圧力よりも低い第2の圧力に調整するための背圧型レギュレータを更に備えることを特徴とする請求項10に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記第1の液体および前記第2の液体の夫々に対応する前記減圧型レギュレータと前記背圧型レギュレータの対は同一のボディ部材に収容され、該ボディ部材は、前記積層流路部材に対し交換可能に取り付けられることを特徴とする請求項11に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記減圧型レギュレータは、
液体を受容する第1の圧力室と、
前記積層流路部材の前記供給流路に連通し、且つ前記第1の圧力室にオリフィスを介して連通する第2の圧力室と、
前記オリフィスの開閉を制御するための弁と、
前記オリフィスを閉じる方向に前記弁を付勢する付勢部材と、
前記第2の圧力室の内圧の減少に伴って移動して前記オリフィスを開放する方向に前記弁に作用する受圧部と、
を有し、
前記第2の圧力室の内圧が所定の値より小さくなったときに前記第1の圧力室から前記第2の圧力室に液体が流入することを特徴とする請求項11または12に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記背圧型レギュレータは、
液体を受容する第1の圧力室と、
前記積層流路部材の前記回収流路に連通し、且つ前記第1の圧力室にオリフィスを介して連通する第2の圧力室と、
前記オリフィスの開閉を制御するための弁と、
前記オリフィスを開く方向に前記弁を付勢する付勢部材と
前記第2の圧力室の内圧の増加に伴って移動して前記オリフィスを開放する方向に前記弁に作用する受圧部と、
を有し、前記第2の圧力室の内圧が所定の値より大きくなったときに前記第2の圧力室から前記第1の圧力室に液体が流入することを特徴とする請求項11または12に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記素子基板には第3の液体を吐出する吐出素子と第4の液体を吐出する吐出素子が更に配列されており、
前記供給流路の一部であって、複数の前記素子基板に対応する位置に前記第3の液体を水平方向に導く第3の共通供給流路と、複数の前記素子基板に対応する位置に前記第4の液体を水平方向に導く第4の共通供給流路は、前記積層流路部材を構成する前記複数の層の中の同じ層であって、前記第1の共通供給流路と前記第2の共通供給流路が配される層とは異なる層に形成され、
前記回収流路の一部であって、複数の前記素子基板に対応する位置より前記第3の液体を水平方向に回収する第3の共通回収流路と、複数の前記素子基板に対応する位置より前記第4の液体を水平方向に回収する第4の共通回収流路は、前記積層流路部材を構成する前記複数の層の中の同じ層であって、前記第1の共通回収流路と前記第2の共通回収流路が配される層とは異なる層に形成されることを特徴とする請求項1から14のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。 - 第1の液体を吐出する吐出エネルギ発生素子と、第2の液体を吐出する吐出エネルギ発生素子と、を夫々備える、第1および第2の素子基板と、
前記第1および第2の素子基板に液体を供給する供給流路と、前記第1および第2の素子基板から液体を回収する回収流路と、を備える、積層流路部材と、
を備える液体吐出ヘッドであって、
前記積層流路部材は、前記第1および第2の素子基板に液体を供給する共通供給流路を備える共通供給流路層と、前記第1および第2の素子基板から液体を回収する共通回収流路を備える共通回収流路層と、を含むことを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 前記共通供給流路および前記共通回収流路の夫々は、前記素子基板の長手方向に沿って延在することを特徴とする請求項16に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記吐出エネルギ発生素子を内部に備える圧力室を備え、前記圧力室内の液体は外部との間で循環されることを特徴とする請求項16または17に記載の液体吐出ヘッド
- 第1の液体および第2の液体をそれぞれ貯留するバッファタンクと、
前記第1の液体および前記第2の液体を吐出する液体吐出ヘッドと、
前記バッファタンクから前記液体吐出ヘッドに前記第1の液体および前記第2の液体を供給する第1の循環流路と、
前記液体吐出ヘッドで吐出されなかった前記第1の液体および前記第2の液体を前記バッファタンクに回収する第2の循環流路と、
前記第2の循環流路の途中に配され、前記バッファタンクと前記液体吐出ヘッドの間で前記第1の液体と前記第2の液体を循環させるポンプと
を有する液体吐出装置であって、
前記液体吐出ヘッドは、前記第1の液体を吐出する吐出素子と前記第2の液体を吐出する吐出素子が配列された素子基板と、
水平な面を有する複数の層が鉛直方向に積層されることによって構成され、前記素子基板に前記第1の液体と前記第2の液体を個別に供給するための供給流路と、前記素子基板から前記第1の液体と前記第2の液体を個別に回収するための回収流路と、が形成されている積層流路部材と
を備え、
前記供給流路の一部であって、複数の前記素子基板に対応する位置に前記第1の液体を水平方向に導く第1の共通供給流路と、複数の前記素子基板に対応する位置に前記第2の液体を水平方向に導く第2の共通供給流路は、前記積層流路部材を構成する前記複数の層の中の同じ層に形成され、
前記回収流路の一部であって、複数の前記素子基板に対応する位置より前記第1の液体を水平方向に回収する第1の共通回収流路と、複数の前記素子基板に対応する位置より前記第2の液体を水平方向に回収する第2の共通回収流路は、前記積層流路部材を構成する前記複数の層の中の同じ層に形成されることを特徴とする液体吐出装置。
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