JP2019104152A - Liquid discharge head, liquid discharge unit, and liquid discharge device - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a liquid discharge head, a liquid discharge unit, and a device for discharging a liquid.
液体を吐出する液体吐出ヘッドとして、共通液室の一部の壁面を変位可能な壁面として、液体吐出に伴って共通液室内に伝搬する圧力変動を吸収、抑制するものが知られている。 As a liquid discharge head for discharging a liquid, one that absorbs and suppresses pressure fluctuation propagating in the common liquid chamber as the liquid is discharged is known as a wall surface capable of displacing a part of the wall surface of the common liquid chamber.
例えば、従来、ノズル開口に連通する圧力発生室及び圧力発生室に供給する液体を貯留する液体貯留室の開口を塞ぐ封止板と、封止板の液体貯留室とは反対側に配置されたヘッドケースとを有し、ヘッドケースの液体貯留室に対応する部分にダンパ用凹部(ダンパ室)を形成し、ダンパ室に対応して封止板側にも凹部を設けて部分的に変位可能としたものがある(特許文献1)。 For example, conventionally, a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening and a sealing plate for closing an opening of a liquid storage chamber for storing a liquid supplied to the pressure generating chamber, and a sealing plate disposed on the opposite side to the liquid storage chamber A head case is formed, a recess for damper (damper chamber) is formed in a portion corresponding to the liquid storage chamber of the head case, a recess is also provided on the sealing plate side corresponding to the damper chamber, and partial displacement is possible There is one that is (Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に開示の構成にあっては、ヘッドケースに、封止板のダンパとなる部分の変位を許容するための専用のダンパ室(ダンパ用凹部)を設けなければならないという課題がある。 However, in the configuration disclosed in Patent Document 1, there is a problem that the head case must be provided with a dedicated damper chamber (recess for damper) for allowing displacement of a portion to be the damper of the sealing plate. is there.
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、専用のダンパ室を設けることなくダンパを配置することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and has an object of arranging a damper without providing a dedicated damper chamber.
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、
前記ノズルにそれぞれ通じる複数の個別液室と、
前記複数の個別液室に通じる1又は複数の液導入部と、
前記液導入部を介して前記複数の個別液室に通じる共通液室と、を備え、
前記共通液室と前記液導入部との間に、前記共通液室の変位可能な壁面を形成するダンパが配置されている
構成とした。
In order to solve the above problems, a liquid discharge head according to the present invention is
A plurality of nozzles for discharging liquid,
A plurality of individual liquid chambers respectively communicating with the nozzles;
One or more liquid inlets leading to the plurality of individual liquid chambers;
A common liquid chamber communicating with the plurality of individual liquid chambers via the liquid introduction unit;
A damper that forms a displaceable wall surface of the common liquid chamber is disposed between the common liquid chamber and the liquid introduction portion.
本発明によれば、専用のダンパ室を設けることなくダンパを配置することができる。 According to the present invention, the damper can be disposed without providing a dedicated damper chamber.
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ないし図3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は同ヘッドの図1のX1−X1線におけるノズル配列方向に沿う断面説明図、図3は同ヘッドの要部平面説明図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings. A liquid discharge head according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 to FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view of the liquid discharge head in a direction orthogonal to the nozzle arrangement direction, FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view along the nozzle arrangement direction at line X1-X1 of FIG. 1 of the head, and FIG. FIG.
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。また、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とを備えている。
The liquid discharge head laminates and joins the nozzle plate 1, the
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。
The nozzle plate 1 has a plurality of
流路板2は、複数のノズル4にそれぞれ通じる複数の個別液室6、複数の個別液室6にそれぞれ通じる供給流路を構成する複数の流体抵抗部7、1又は複数の流体抵抗部7に通じる1又は複数の液導入部8を形成している。なお、流路板2は、3枚の板状部材2A〜2Cを積層して構成している。
The
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3Aと、厚肉部を形成する第2層3Bで形成され、第1層3A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。
The
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。
Then, on the opposite side of the
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。
The
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。
Then, the
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。
The
共通液室部材20は、共通液室10を形成し、共通液室10には外部から液体を供給する供給口21が通じている。
The common
共通液室10は、振動板部材3に設けた流路である開口9を介して液導入部8に通じており、液導入部8を介して複数の個別液室6に通じている。
The common
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。
In the liquid discharge head configured as described above, for example, the voltage applied to the
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。
Thereafter, the voltage applied to the
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。 The method of driving the head is not limited to the above-described example (pull-push), and depending on the drive waveform, it is possible to perform pull or push.
次に、本実施形態におけるダンパの配置構成について説明する。 Next, the arrangement configuration of the damper in the present embodiment will be described.
本実施形態では、共通液室10と液導入部8との間に、共通液室10の変位可能な壁面を形成するダンパ19を配置している。ダンパ19の共通液室10と反対側の面は、液導入部8に臨んでおり、ダンパ19の変位を可能とするダンパ室(ダンパ用凹部)は、流路である液導入部8が兼ねている。ここでは、ダンパ19は振動板部材3の薄肉部を構成する第1層3Aで形成している。
In the present embodiment, a
ダンパ19は、共通液室10の長手方向(ノズル4の配列方向)の一辺19aが流路板2と共通液室部材20との間に固定されている。共通液室10の長手方向の一辺19aは個別液室6に近い側の辺であり、長手方向の他辺19bは開口9の周縁を形成している。
In the
この構成においては、共通液室10の壁面を形成する変位可能なダンパ19は、ダンパ19の面内方向に沿う方向において、共通液室10と液導入部8とを通じる開口9に隣接して配置されることになる。
In this configuration, the
これにより、液体吐出に伴って個別液室6から共通液室10に伝搬した振動はダンパ19が変位することで吸収ないし抑制される。
As a result, the vibration propagated from the
そして、共通液室10と液導入部8との間にダンパ19を配置することで、流路となる液導入部8がダンパ室(ダンパ用凹部)を兼ねることができるので、流路とは別に専用のダンパ室を設けることなくダンパ19を配置することができる。
And, by disposing the
この場合、1つの液導入部8が1つの個別液室6に通じる構成に代えて、1つの液導入部8が複数の個別液室6に通じる構成とすることができる。この構成とすることで、1つの液導入部8の共通液室長手方向(ノズル配列方向)の幅が広くなり、1つの液導入部8に対応するダンパ19の面積が広くなって変位が容易になる。
In this case, one
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。 Next, a liquid discharge head according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a sectional view of the liquid discharge head in the direction orthogonal to the nozzle arrangement direction.
この液体吐出ヘッドは循環型ヘッドであり、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、圧電アクチュエータ11と、共通液室部材20とを備えている。
This liquid discharge head is a circulation type head, and includes a nozzle plate 1, a
流路板2は、複数のノズル4にそれぞれノズル連通路5を介して通じる複数の個別液室6と、複数の供給側の流体抵抗部7と、1又は複数の液導入部8とを形成している。また、流路板2は、複数の個別液室6にそれぞれノズル連通路5を介して通じる排出側個別流路56と、排出側個別流路56に通じる1又は複数の液導出部58を形成している。
The
共通液室部材20は、供給側の共通液室10と、排出側の共通液室50を形成している。供給側の共通液室10は、振動板部材3に設けた供給側の開口9を通じて液導入部8に通じている。排出側の共通液室50は、振動板部材3に設けた排出側の開口59を通じて液導出部58に通じている。
The common
また、供給側の共通液室10は供給口21を介して外部の循環経路に接続され、排出側の共通液室50は排出口22を介して外部の循環経路に接続されている。
Further, the
この循環型液体吐出ヘッドにおいては、前記第1実施形態と同様に、圧電素子12を駆動することによって個別液室6内の液体が加圧されて、ノズル4から液体が吐出される。
In the circulation type liquid discharge head, the liquid in the individual
このとき、ノズル4から吐出されない液体は、排出側個別流路56、液導出部58、排出側の開口59から排出側の共通液室50に排出され、排出側の共通液室50から外部の循環経路を通じて供給側の共通液室10に再度供給される。
At this time, the liquid not discharged from the
また、ノズル4から液体を吐出する液体吐出動作を行っていないときにも、供給側の共通液室10から供給側の開口9、液導入部8、流体抵抗部7、個別液室6、ノズル連通路5、排出側個別流路56、液導出部58、排出側の開口59を経て排出側の共通液室50に排出され、排出側の共通液室50から外部の循環経路を通じて供給側の共通液室10に再度供給される。
Further, even when the liquid discharge operation for discharging the liquid from the
そして、本実施形態では、排出側の共通液室50と液導出部58との間に、排出側の共通液室50の変位可能な壁面を形成するダンパ69を配置している。ダンパ59の共通液室50と反対側の面は、液導出部58に臨んでおり、ダンパ59の変位を可能とするダンパ室(ダンパ用凹部)は、流路である液導出部58が兼ねている。ここでは、ダンパ69は振動板部材3の薄肉部を構成する第1層3Aで形成している。
Further, in the present embodiment, a
ダンパ69は、排出側の共通液室50の長手方向の一辺が流路板2と共通液室部材20との間に固定されている。ここでは、排出側の共通液室50の長手方向の一辺は、排出側の開口59と反対側の一辺としている。
In the
この構成においては、排出側の共通液室50の壁面を形成する変位可能なダンパ69は、ダンパ69の面内方向に沿う方向において、排出側の共通液室50と液導出部58とを通じる開口59に隣接して配置されることになる。
In this configuration, the
これにより、液体吐出に伴って個別液室6から排出側個別流路56を通じて排出側の共通液室50に伝搬した振動はダンパ69が変位することで吸収ないし抑制される。
As a result, the vibration transmitted from the individual
そして、排出側の共通液室50と液導出部58との間にダンパ69を配置することで、流路となる液導出部58がダンパ室(ダンパ用凹部)を兼ねることができ、流路とは別に専用のダンパ室を設けることなくダンパ59を配置することができる。
And, by arranging the
なお、供給側のダンパ19の配置等については前記第1実施形態と同様である。
The arrangement and the like of the
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は同液体吐出ヘッドの要部平面説明図である。 Next, a liquid discharge head according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an explanatory plan view of the main part of the liquid discharge head.
本実施形態では、ダンパ19の共通液室10の長手方向の両端19c、19dを流路板2と共通液室部材20との間で固定している。
In the present embodiment, both ends 19 c and 19 d in the longitudinal direction of the
これにより、ダンパ19の変位が容易になって振動吸収特性が向上する。
Thereby, the displacement of the
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は同液体吐出ヘッドの要部平面説明図である。 Next, a liquid discharge head according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a plan view of the main part of the liquid discharge head.
本実施形態では、ダンパ19の共通液室10の長手方向の一辺19aを流路板2と共通液室部材20との間で固定している。また、ダンパ19の長手方向の他辺19bを、複数の架橋部19Aを介して、部分的に、流路板2と共通液室部材20との間で固定している。
In the present embodiment, one
これにより、ダンパ19の変位が容易になって振動吸収特性が向上するとともに、ダンパ19の剛性が高くなる。
As a result, the displacement of the
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は同液体吐出ヘッドの要部平面説明図である。 Next, a liquid discharge head according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is an explanatory plan view of the main part of the liquid discharge head.
本実施形態では、ダンパ19の共通液室10の長手方向の両端19c、19dを流路板2と共通液室部材20との間で固定している。また、ダンパ19の共通液室10の長手方向の一辺19a、他辺19bには、それぞれ、部分的に複数の架橋部19Aを設け、この架橋部19Aを流路板2と共通液室部材20との間で固定している。
In the present embodiment, both ends 19 c and 19 d in the longitudinal direction of the
これにより、ダンパ19の変位が容易になって振動吸収特性が向上するとともに、ダンパ19の剛性が高くなる。
As a result, the displacement of the
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は同液体吐出ヘッドの要部平面説明図である。 Next, a liquid discharge head according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a plan view of the main part of the liquid discharge head.
本実施形態では、ダンパ19の共通液室10の長手方向の一辺19a、他辺19b、長手方向の両端19c(19dも同じ)には、それぞれ、部分的に複数の架橋部19Aを設け、この架橋部19Aを流路板2と共通液室部材20との間で固定し、外周部を部分的に固定している。
In this embodiment, a plurality of
これにより、ダンパ19の変位が容易になって振動吸収特性が向上するとともに、ダンパ19の剛性が高くなる。
As a result, the displacement of the
次に、本発明の第7実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図9を参照して説明する。図9は同液体吐出ヘッドの要部平面説明図である。 Next, a liquid discharge head according to a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a plan view of the main part of the liquid discharge head.
本実施形態では、共通液室10と液導入部8との間は、単純な開口9に代えて、フィルタ90を介して通じている。フィルタ90にはノズル4の孔径よりも小さい径のフィルタ孔90aが形成されている。
In the present embodiment, the
フィルタ90も振動板部材3の第1層3Aによって構成しており、ダンパ19とフィルタ90とは、ダンパ19の面内方向に沿う方向において隣接して配置されている。
The
このように、ダンパ19とフィルタ90とを同じ部材(第1層3A)で形成して隣接して配置することにより、ダンパ19の剛性が高くなる。
Thus, by forming the
次に、本発明の第8実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図10を参照して説明する。図10は同液体吐出ヘッドの要部平面説明図である。 Next, a liquid discharge head according to an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is an explanatory plan view of the main part of the liquid discharge head.
本実施形態では、前記第7実施形態と同様に、共通液室10と液導入部8との間は、ダンパ19及びフィルタ90を配置している。そして、ダンパ19には、フィルタ90のフィルタ孔90aの径(フィルタ孔径)よりも小さい径の貫通孔91を設けている。
In the present embodiment, as in the seventh embodiment, the
このように構成することで、ダンパ19の貫通孔91を通過できない粘度の液体を使用するときには、ダンパ19はダンパとして機能し、貫通孔91を通過可能な液体を使用するときには、共通液室10から液導入部8との間の流体抵抗を小さくすることができる。
By using such a configuration, when using a liquid having a viscosity that can not pass through the through
次に、本発明の第9実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図11を参照して説明する。図11は同液体吐出ヘッドの要部平面説明図である。 Next, a liquid discharge head according to a ninth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a plan view of the main part of the liquid discharge head.
本実施形態では、前記第7実施形態と同様に、共通液室10と液導入部8との間は、ダンパ19及びフィルタ90を配置している。そして、ダンパ19には、フィルタ90のフィルタ孔90aの径(フィルタ孔径)と同じ径の貫通孔92を設けている。
In the present embodiment, as in the seventh embodiment, the
このとき、ダンパ19の複数の貫通孔92の総開口面積がフィルタ90の複数のフィルタ孔90aの総開口面積よりも小さくなる数の貫通孔92を形成している。
At this time, the through
このように構成することで、前記第8実施形態と同様に、ダンパ19の貫通孔92を通過できない粘度の液体を使用するときには、ダンパ19はダンパとして機能し、貫通孔92を通過可能な液体を使用するときには、共通液室10から液導入部8との間の流体抵抗を小さくすることができる。
By using such a configuration, when using a liquid having a viscosity that can not pass through the through
なお、上記第3実施形態ないし第9実施形態は、前記第2実施形態の循環型液体吐出ヘッドにも同様に適用することができる。 The third to ninth embodiments can be similarly applied to the circulation type liquid discharge head of the second embodiment.
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12及び図13を参照して説明する。図12は同装置の要部平面説明図、図13は同装置の要部側面説明図である。 Next, an example of the apparatus for discharging a liquid according to the present invention will be described with reference to FIGS. 12 and 13. FIG. 12 is an explanatory plan view of an essential part of the apparatus, and FIG. 13 is an explanatory side view of an essential part of the apparatus.
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。
This apparatus is a serial type apparatus, and the
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。
On the
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。
The liquid stored in the liquid cartridge 450 is supplied to the
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。
The
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。
The apparatus includes a
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。
The
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。
The
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。
Further, on one side of the
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。
The maintenance and
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。
The main
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。
In this apparatus configured as described above, the
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。
Therefore, the
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。 As described above, in this apparatus, since the liquid discharge head according to the present invention is provided, a high quality image can be stably formed.
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14を参照して説明する。図14は同ユニットの要部平面説明図である。 Next, another example of the liquid discharge unit according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 14 is an explanatory plan view of the main part of the unit.
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。
Among the members constituting the device for discharging the liquid, the liquid discharge unit includes a housing portion constituted by the
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。
It is also possible to configure a liquid discharge unit in which at least one of the aforementioned maintenance and
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15を参照して説明する。図15は同ユニットの正面説明図である。 Next, still another example of the liquid discharge unit according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a front view of the unit.
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。
The liquid discharge unit includes a
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。
The
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16及び図17を参照して説明する。図16は同装置の概略説明図、図17は同装置のヘッドユニットの平面説明図である。 Next, another example of the apparatus for discharging a liquid according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 16 is a schematic explanatory view of the apparatus, and FIG. 17 is a plan explanatory view of a head unit of the apparatus.
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。
This apparatus discharges the liquid to the
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。
The
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。
The
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。
Here, the
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。
Each head array 551 is a liquid ejection unit, and ejects the liquids of black K, cyan C, magenta M, and yellow Y to the
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。 The head array 551 is, for example, a plurality of liquid discharge heads (also referred to simply as “heads”) 1000 according to the present invention arranged in a zigzag on the base member 552, but the present invention is not limited thereto. .
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18を参照して説明する。図18は同システムの説明に供するブロック説明図である。 Next, an example of a liquid circulation system in this device will be described with reference to FIG. FIG. 18 is a block diagram for explaining the system.
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。
The
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の排出ポートに繋がった排出側流路に接続されている。
The supply-
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。
One of the
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。
As a result, liquid flows from the
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。
Further, a
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。
This allows the negative pressure of the meniscus to be kept constant while circulating the liquid through the
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。
In addition, when the liquid is discharged from the
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。 In the present invention, the liquid to be discharged is not particularly limited as long as it has a viscosity and surface tension that can be discharged from the head, but the viscosity becomes 30 mPa · s or less at normal temperature or normal pressure, or by heating and cooling. It is preferred that More specifically, solvents such as water and organic solvents, colorants such as dyes and pigments, polymerizable compounds, functionalizing materials such as resins and surfactants, and biocompatible materials such as DNA, amino acids, proteins and calcium Solutions, suspensions, emulsions, etc. containing edible materials such as natural pigments, etc. These are, for example, ink jet inks, surface treatment liquids, components of electronic devices and light emitting devices, and formation of electronic circuit resist patterns It can be used in applications such as liquids for liquids, material liquids for three-dimensional modeling and the like.
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。 Use a piezoelectric actuator (laminated piezoelectric element and thin film piezoelectric element), a thermal actuator using an electrothermal transducer such as a heating resistor, an electrostatic actuator consisting of a diaphragm and a counter electrode, etc. as an energy source to discharge liquid It includes what you do.
「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。 The “liquid discharge unit” is a liquid discharge head in which functional parts and mechanisms are integrated, and includes an assembly of parts related to the discharge of liquid. For example, the “liquid discharge unit” includes a combination of at least one of the configuration of a head tank, a carriage, a supply mechanism, a maintenance recovery mechanism, and a main scanning movement mechanism with a liquid discharge head.
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。 Here, integration means, for example, one in which the liquid discharge head and the functional component or mechanism are fixed to each other by fastening, bonding, engagement or the like, or one in which one is held movably with respect to the other. Including. In addition, the liquid discharge head, the functional components, and the mechanism may be configured to be removable from each other.
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。 For example, there is a liquid discharge unit in which a liquid discharge head and a head tank are integrated. In addition, there is one in which the liquid discharge head and the head tank are integrated by being connected to each other by a tube or the like. Here, it is possible to add a unit including a filter between the head tank of these liquid discharge units and the liquid discharge head.
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。 Further, as a liquid discharge unit, there is one in which a liquid discharge head and a carriage are integrated.
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。 Further, as a liquid discharge unit, there is one in which the liquid discharge head is movably held by a guide member constituting a part of the scanning movement mechanism, and the liquid discharge head and the scanning movement mechanism are integrated. In addition, there is one in which the liquid discharge head, the carriage, and the main scanning movement mechanism are integrated.
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。 Further, as a liquid discharge unit, there is one in which a cap member which is a part of a maintenance recovery mechanism is fixed to a carriage attached with a liquid discharge head, and the liquid discharge head, the carriage and the maintenance recovery mechanism are integrated. .
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。 Further, as a liquid discharge unit, there is one in which a tube is connected to a liquid discharge head to which a head tank or a flow path part is attached, and the liquid discharge head and the supply mechanism are integrated. The liquid of the liquid storage source is supplied to the liquid discharge head through the tube.
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。 The main scanning movement mechanism also includes a single guide member. The supply mechanism also includes a single tube and a single loading unit.
「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。 The “device for discharging liquid” includes a liquid discharge head or a liquid discharge unit, and includes a device which drives the liquid discharge head to discharge the liquid. The device for discharging the liquid includes not only a device capable of discharging the liquid to those to which the liquid can adhere, but also a device for discharging the liquid into the air or into the liquid.
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。 This "device for discharging liquid" can also include means related to feeding, transporting, and discharging of those to which the liquid can be attached, as well as a pre-processing device, a post-processing device, and the like.
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。 For example, as a “device for discharging a liquid”, an image forming device which is a device for discharging an ink to form an image on a sheet, and forming a powder in layers to form a three-dimensional object (three-dimensional object) There is a three-dimensional modeling apparatus (three-dimensional modeling apparatus) which discharges a modeling liquid to the powder layer.
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。 Further, the “device for discharging liquid” is not limited to a device in which a significant image such as characters and figures is visualized by the discharged liquid. For example, those which form patterns having no meaning per se and those which form three-dimensional images are included.
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。 The above-mentioned "thing to which liquid can be attached" means one to which liquid can be attached at least temporarily, which adheres and adheres, and adheres and penetrates. Specific examples include recording media such as paper, recording paper, recording paper, film, cloth, electronic substrates, electronic components such as piezoelectric elements, and media such as powder layers (powder layers), organ models, and inspection cells. Yes, and unless otherwise specified, all things to which the liquid adheres are included.
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。 The material of the above-mentioned "thing to which liquid can adhere" may be any liquid such as paper, yarn, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics, etc. as long as it temporarily adheres thereto.
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。 Further, as the “device for discharging the liquid”, there is a device in which the liquid discharge head and the device to which the liquid can be attached relatively move, but it is not limited to this. Specific examples include a serial type device that moves the liquid discharge head, a line type device that does not move the liquid discharge head, and the like.
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。 In addition, as the “apparatus for discharging liquid”, there is also provided a processing liquid application apparatus for discharging a processing liquid onto a sheet in order to apply the processing liquid to the surface of the sheet for the purpose of reforming the surface of the sheet. There is an injection granulator which granulates the fine particles of the raw material by injecting a composition liquid in which the raw material is dispersed in a solution through a nozzle.
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。 In the terms of the present application, image formation, recording, printing, printing, printing, modeling and the like are all synonymous.
1 ノズル板
2 流路板
3 振動板部材
4 ノズル
5 ノズル連通路
6 個別液室
7 流体抵抗部
8 液導入部
9 開口(供給側の開口)
10 共通液室(供給側の共通液室)
11 圧電アクチュエータ
19 ダンパ(供給側のダンパ)
20 共通液室部材
50 排出側の共通液室
58 液導出部
59 排出側の開口
69 ダンパ(排出側のダンパ)
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
Reference Signs List 1
10 Common liquid chamber (Common liquid chamber on the supply side)
11
403
Claims (11)
前記ノズルにそれぞれ通じる複数の個別液室と、
前記複数の個別液室に通じる1又は複数の液導入部と、
前記液導入部を介して前記複数の個別液室に通じる共通液室と、を備え、
前記共通液室と前記液導入部との間に、前記共通液室の変位可能な壁面を形成するダンパが配置されている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。 A plurality of nozzles for discharging liquid,
A plurality of individual liquid chambers respectively communicating with the nozzles;
One or more liquid inlets leading to the plurality of individual liquid chambers;
A common liquid chamber communicating with the plurality of individual liquid chambers via the liquid introduction unit;
A liquid discharge head, wherein a damper for forming a displaceable wall surface of the common liquid chamber is disposed between the common liquid chamber and the liquid introduction portion.
前記ノズルにそれぞれ通じる複数の個別液室と、
前記複数の個別液室に通じる1又は複数の液導入部と、
前記液導入部を介して前記複数の個別液室に通じる供給側の共通液室と、
前記複数の個別液室にそれぞれ通じて前記液体を排出する複数の個別排出流路と、
前記複数の個別排出流路に通じる1又は複数の液導出部と、
前記液導出部を介して前記複数の個別排出流路が通じる排出側の共通液室と、を備え、
前記供給側の共通液室と前記液導入部との間に、前記供給側の共通液室の変位可能な壁面を形成する供給側のダンパが配置され、
前記排出側の共通液室と前記液導出部との間に、前記排出側の共通液室の変位可能な壁面を形成する排出側のダンパが配置されている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。 A plurality of nozzles for discharging liquid,
A plurality of individual liquid chambers respectively communicating with the nozzles;
One or more liquid inlets leading to the plurality of individual liquid chambers;
A common liquid chamber on the supply side communicating with the plurality of individual liquid chambers via the liquid introduction unit;
A plurality of individual discharge flow paths for discharging the liquid through the plurality of individual liquid chambers respectively;
One or more liquid lead-outs leading to the plurality of individual discharge channels;
And a common liquid chamber on the discharge side through which the plurality of individual discharge flow paths communicate with each other via the liquid lead-out portion,
Between the common liquid chamber on the supply side and the liquid introduction portion, a damper on the supply side is disposed which forms a displaceable wall surface of the common liquid chamber on the supply side,
A discharge side damper is disposed between the common liquid chamber on the discharge side and the liquid lead-out portion to form a displaceable wall of the common liquid chamber on the discharge side.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の液体吐出ヘッド。 3. The liquid discharge head according to claim 1, wherein one side of the damper along a longitudinal direction of the common liquid chamber is fixed.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の液体吐出ヘッド。 3. The liquid discharge head according to claim 1, wherein both ends of the common liquid chamber in the longitudinal direction are fixed to the damper.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の液体吐出ヘッド。 The liquid discharge head according to claim 1, wherein an outer peripheral portion of the damper is partially fixed.
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。 The liquid discharge head according to any one of claims 1 to 5, wherein a filter is disposed adjacent to the damper in a direction along the in-plane direction of the damper.
ことを特徴とする請求項6に記載の液体吐出ヘッド。 7. The liquid discharge head according to claim 6, wherein the damper is provided with a through hole smaller than the filter hole diameter of the filter.
前記ダンパの複数の前記貫通孔の総開口面積は、前記フィルタの複数の前記フィルタ孔の総開口面積よりも狭い
ことを特徴とする請求項6に記載の液体吐出ヘッド。 The damper is provided with a through hole having the same hole diameter as the filter hole diameter of the filter,
The liquid discharge head according to claim 6, wherein a total opening area of the plurality of through holes of the damper is narrower than a total opening area of the plurality of filter holes of the filter.
ことを特徴とする液体吐出ユニット。 A liquid discharge unit comprising the liquid discharge head according to any one of claims 1 to 8.
ことを特徴とする請求項9に記載の液体吐出ユニット。 A head tank for storing liquid to be supplied to the liquid discharge head, a carriage for mounting the liquid discharge head, a supply mechanism for supplying liquid to the liquid discharge head, a maintenance recovery mechanism for maintaining and recovering the liquid discharge head, the liquid 10. The liquid discharge unit according to claim 9, wherein at least one of a main scanning movement mechanism for moving the discharge head in the main scanning direction and the liquid discharge head are integrated.
ことを特徴とする液体を吐出する装置。 An apparatus for discharging a liquid comprising the liquid discharge head according to any one of claims 1 to 8 or the liquid discharge unit according to claim 9 or 10.
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