JP2019089232A - 噴射孔プレート、液体噴射ヘッドおよび液体噴射記録装置 - Google Patents
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Abstract
Description
1.実施の形態(ノズルプレート、インクジェットヘッド、プリンタ)
2.変形例
[プリンタ1の全体構成]
図1は、本開示の一実施の形態に係る液体噴射記録装置としてのプリンタ1の概略構成例を、模式的に斜視図にて表したものである。プリンタ1は、後述するインク9を利用して、被記録媒体としての記録紙Pに対して、画像や文字等の記録(印刷)を行うインクジェットプリンタである。このプリンタ1はまた、詳細は後述するが、インク9を所定の流路に循環させて利用する、インク循環式のインクジェットプリンタである。
搬送機構2a,2bはそれぞれ、図1に示したように、記録紙Pを搬送方向d(X軸方向)に沿って搬送する機構である。これらの搬送機構2a,2bはそれぞれ、グリッドローラ21、ピンチローラ22および駆動機構(不図示)を有している。グリッドローラ21およびピンチローラ22はそれぞれ、Y軸方向(記録紙Pの幅方向)に沿って延設されている。駆動機構は、グリッドローラ21を軸周りに回転させる(Z−X面内で回転させる)機構であり、例えばモータ等を用いて構成されている。
インクタンク3は、インクジェットヘッド4に供給するインク9(液体)を収容するタンクである。インクタンク3は、インク9を内部に収容するタンクである。このインクタンク3としては、この例では図1に示したように、イエロー(Y),マゼンダ(M),シアン(C),ブラック(B)の4色のインク9を個別に収容する、4種類のタンクが設けられている。すなわち、イエローのインク9を収容するインクタンク3Yと、マゼンダのインク9を収容するインクタンク3Mと、シアンのインク9を収容するインクタンク3Cと、ブラックのインク9を収容するインクタンク3Bとが設けられている。これらのインクタンク3Y,3M,3C,3Bは、筺体10内において、X軸方向に沿って並んで配置されている。なお、インクタンク3Y,3M,3C,3Bはそれぞれ、収容するインク9の色以外については同一の構成であるため、以下ではインクタンク3と総称して説明する。
インクジェットヘッド4は、後述する複数のノズル孔(ノズル孔H1,H2)から記録紙Pに対して液滴状のインク9を噴射(吐出)して、画像や文字等の記録を行うヘッドである。このインクジェットヘッド4としても、この例では図1に示したように、上記したインクタンク3Y,3M,3C,3Bにそれぞれ収容されている4色のインク9を個別に噴射する、4種類のヘッドが設けられている。すなわち、イエローのインク9を噴射するインクジェットヘッド4Yと、マゼンダのインク9を噴射するインクジェットヘッド4Mと、シアンのインク9を噴射するインクジェットヘッド4Cと、ブラックのインク9を噴射するインクジェットヘッド4Bとが設けられている。これらのインクジェットヘッド4Y,4M,4C,4Bは、筺体10内において、Y軸方向に沿って並んで配置されている。
循環機構5は、インクタンク3内とインクジェットヘッド4内との間でインク9を循環させるための機構である。図2は、循環機構5の構成例を、前述したインクタンク3およびインクジェットヘッド4と共に、模式的に表したものである。なお、図2中に示した実線の矢印は、インク9の循環方向を示している。循環機構5は、図2に示したように、インク9を循環させるための所定の流路(循環流路50)と、一対の送液ポンプ52a,52bとを備えている。
走査機構6は、記録紙Pの幅方向(Y軸方向)に沿って、インクジェットヘッド4を走査させる機構である。この走査機構6は、図1に示したように、Y軸方向に沿って延設された一対のガイドレール61a,61bと、これらのガイドレール61a,61bに移動可能に支持されたキャリッジ62と、このキャリッジ62をY軸方向に沿って移動させる駆動機構63とを有している。また、駆動機構63は、ガイドレール61a,61bの間に配置された一対のプーリ631a,631bと、これらのプーリ631a,631b間に巻回された無端ベルト632と、プーリ631aを回転駆動させる駆動モータ633とを有している。
次に、図1および図2に加えて図3〜図5を参照して、インクジェットヘッド4の詳細構成例について説明する。図3は、インクジェットヘッド4の詳細構成例を、分解斜視図で表したものである。図4は、図3に示したノズルプレート41(後出)を取り外した状態におけるインクジェットヘッド4の構成例を、模式的に底面図(X−Y底面図)で表したものである。図5は、インクジェットヘッド4の、図4に示したV−V線に対応する箇所での断面(Z−X断面)の一部を、模式的に表したものである。
ノズルプレート41は、インクジェットヘッド4に用いられるプレートである。ノズルプレート41は、例えば50μm程度の厚みを有する金属基板を有し、図3に示したように、アクチュエータプレート42の下面に接着されている。ノズルプレート41として用いられる金属基板としては、SUS316やSUS304をはじめとするステンレス鋼が挙げられる。また、図3および図4に示したように、このノズルプレート41(金属基板)には、X軸方向に沿ってそれぞれ延在する、2列のノズル列(ノズル列411,412)が設けられている。これらのノズル列411,412同士は、Y軸方向に沿って所定の間隔をおいて配置されている。このように、本実施の形態のインクジェットヘッド4は、2列タイプのインクジェットヘッドとなっている。ノズルプレート41の製造方法については、後に詳述する。
D1<D2…(1)
D1≦D2/2…(2)
アクチュエータプレート42は、例えばPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)等の圧電材料により構成されたプレートである。このアクチュエータプレート42は、分極方向がZ方向で異なる2つの圧電基板を積層して形成された、いわゆるシェブロンタイプのアクチュエータである。なお、アクチュエータプレート42は、分極方向が厚み方向(Z軸方向)に沿って一方向に設定されている1つの圧電基板から形成された、いわゆるカンチレバータイプのアクチュエータであってもよい。また、図3および図4に示したように、アクチュエータプレート42には、X軸方向に沿ってそれぞれ延在する、2列のチャネル列(チャネル列421,422)が設けられている。これらのチャネル列421,422同士は、Y軸方向に沿って所定の間隔をおいて配置されている。
カバープレート43は、図3に示したように、アクチュエータプレート42における各チャネルC1,C2(各チャネル列421,422)を閉塞するように配置されている。具体的には、このカバープレート43は、アクチュエータプレート42の上面に接着されており、板状構造となっている。
ここで、本実施の形態のインクジェットヘッド4にはまた、図2に示したように、プリンタ1における各種動作の制御を行う、制御部40が設けられている。この制御部40は、例えば、プリンタ1における画像や文字等の記録動作(インクジェットヘッド4におけるインク9の噴射動作)の他、前述した送液ポンプ52a,52b等における各動作を制御するようになっている。このような制御部40は、例えば、演算処理部と各種メモリからなる記憶部とを有する、マイクロコンピュータにより構成されている。
このプリンタ1では、以下のようにして、記録紙Pに対する画像や文字等の記録動作(印刷動作)が行われる。なお、初期状態として、図1に示した4種類のインクタンク3(3Y,3M,3C,3B)にはそれぞれ、対応する色(4色)のインク9が十分に封入されているものとする。また、インクタンク3内のインク9は、循環機構5を介してインクジェットヘッド4内に充填された状態となっている。
続いて、図1〜図5を参照して、インクジェットヘッド4における詳細動作(インク9の噴射動作)について説明する。すなわち、本実施の形態のインクジェットヘッド4(サイドシュートタイプ,循環式のインクジェットヘッド)では、以下のようにして、せん断(シェア)モードを用いたインク9の噴射動作が行われる。
次に、ノズルプレート41の製造方法について説明する。図7A〜図7Cは、ノズルプレート41の製造工程の一例を表す断面図である。
次に、本開示の一実施の形態に係る噴射孔プレートとしてのノズルプレート41の作用・効果について説明する。
以上、実施の形態を挙げて本開示を説明したが、本開示はこの実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。
(1)
液体噴射ヘッドに用いられる噴射孔プレートであって、
複数の噴射孔が設けられた金属基板を備え、
前記金属基板において、各前記噴射孔の噴出口端縁の結晶粒の平均サイズが、前記噴出口端縁を取り囲む周囲領域の結晶粒の平均サイズよりも小さくなっている
噴射孔プレート。
(2)
前記金属基板は、各前記噴射孔の噴出口が設けられた第1主面と、前記噴出口よりも大きな、各前記噴射孔の流入口が設けられた第2主面とを有し、
前記噴出口端縁は、前記金属基板のうち、前記金属基板の厚さ方向において前記流入口と対向する領域に相当する
(1)に記載の噴射孔プレート。
(3)
前記噴出口端縁の結晶粒の平均サイズが、前記周囲領域の結晶粒の平均サイズの半分以下となっている
(1)または(2)の記載の噴出孔プレート。
(4)
前記金属基板は、ステンレス鋼で構成され、
前記噴出口端縁は、マルテンサイトで構成され、
前記周囲領域は、オーステナイトで構成されている
(1)または(2)の記載の噴出孔プレート。
(5)
前記金属基板の厚さは、30μm以上80μm以下となっている
(1)ないし(4)のいずれか1つに記載の噴射孔プレート。
(6)
前記噴出口端縁は、丸みを帯びた形状となっている
(1)ないし(5)のいずれか1つに記載の噴射孔プレート。
(7)
(1)ないし(6)のいずれか1つに記載の噴射孔プレートを備えた
液体噴射ヘッド。
(8)
(7)に記載の液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドに供給する液体を収容する収容部と
を備えた液体噴射記録装置。
Claims (8)
- 液体噴射ヘッドに用いられる噴射孔プレートであって、
複数の噴射孔が設けられた金属基板を備え、
前記金属基板において、各前記噴射孔の噴出口端縁の結晶粒の平均サイズが、前記噴出口端縁を取り囲む周囲領域の結晶粒の平均サイズよりも小さくなっている
噴射孔プレート。 - 前記金属基板は、各前記噴射孔の噴出口が設けられた第1主面と、前記噴出口よりも大きな、各前記噴射孔の流入口が設けられた第2主面とを有し、
前記噴出口端縁は、前記金属基板のうち、前記金属基板の厚さ方向において前記流入口と対向する領域に相当する
請求項1に記載の噴射孔プレート。 - 前記噴出口端縁の結晶粒の平均サイズが、前記周囲領域の結晶粒の平均サイズの半分以下となっている
請求項1または請求項2の記載の噴出孔プレート。 - 前記金属基板は、ステンレス鋼で構成され、
前記噴出口端縁は、マルテンサイトで構成され、
前記周囲領域は、オーステナイトで構成されている
請求項1または請求項2の記載の噴出孔プレート。 - 前記金属基板の厚さは、30μm以上80μm以下となっている
請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の噴射孔プレート。 - 前記噴出口端縁は、丸みを帯びた形状となっている
請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の噴射孔プレート。 - 請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の噴射孔プレートを備えた
液体噴射ヘッド。 - 請求項7に記載の液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドに供給する液体を収容する収容部と
を備えた液体噴射記録装置。
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