JP2020026083A - 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(インクジェットヘッド、プリンタ)
2.変形例(インクジェットヘッド)
[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、本開示における「液体噴射記録装置」の一具体例に対応している。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を収容するタンクである。インク9は、本開示における「液体」の一具体例に対応している。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8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に示したアクチュエータプレート42(後出)の裏面の構成例を、斜視図で表したものである。図5は、図3に示したA−A線に沿った断面の構成例を、模式的に表したものである。図6は、図3に示したB−B線に沿った断面の構成例を、模式的に表したものである。図7は、アクチュエータプレート42の各吐出溝と、ノズルガード47(後出)のリブとの位置関係の一例を、模式的に表したものである。図8は、図3に示したC−C線に沿った断面の一部の構成例を、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樹脂基板もしくは金属基板を有し、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として用いられる樹脂基板としては、ポリイミドなどが挙げられる。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。ノズルプレート41は、例えば、アクチュエータプレート42および後述のノズルガード47と比べて低い剛性を有している。ノズルプレート41は、さらに、例えば、アクチュエータプレート42およびノズルガード47と比べて可撓性を有している。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)を有している。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。
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、例えば、分極方向が厚さ方向(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、図4に示したように、アクチュエータプレート42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)を有している。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。チャネル列421は、本開示における「第1溝列」の一具体例に対応している。チャネル列422は、本開示における「第2溝列」の一具体例に対応している。
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、接着層46Bを介して固定されており、板状構造となっている。
インクジェットヘッド4は、例えば、図3に示したように、ノズルプレート41の下面側から、ノズルプレート41およびアクチュエータプレート42を覆うように設けられた板状のノズルガード47を有している。
ここで、本実施の形態に係る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6、図8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、本開示の一実施の形態に係るインクジェットヘッド4およびプリンタ1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)
複数の第1吐出溝を有するアクチュエータプレートと、
前記第1吐出溝に連通する第1ノズル孔を前記第1吐出溝ごとに有するノズルプレートと、
前記ノズルプレートを支持する第1リブと、各前記第1ノズル孔と外部とを互いに連通させる第1連通孔とを有するノズルガードと
を備え、
前記第1リブは、前記ノズルプレートに対して、各前記第1吐出溝の、前記ノズルプレート側の開口と非対向の位置に当接している
液体噴射ヘッド。
(2)
前記第1リブは、前記第1連通孔の縁に沿って形成されている
(1)に記載の液体噴射ヘッド。
(3)
前記第1リブと前記ノズルプレートとを互いに接着する第1接着層を更に備えた
(2)に記載の液体噴射ヘッド。
(4)
前記アクチュエータプレートは、さらに、複数の第2吐出溝を有し、
前記ノズルプレートは、さらに、前記第2吐出溝に連通する第2ノズル孔を前記第2吐出溝ごとに有し、
前記ノズルガードは、さらに、前記ノズルプレートを支持する第2リブと、各前記第2ノズル孔と外部とを互いに連通させる第2連通孔とを有し、
前記第1リブおよび前記第2リブは、ともに、前記ノズルプレートに対して、各前記第1吐出溝の、前記ノズルプレート側の開口と非対向の位置と、各前記第2吐出溝の、前記ノズルプレート側の開口と非対向の位置とに当接している
(1)ないし(3)のいずれか1つに記載の液体噴射ヘッド。
(5)
前記第2リブと前記ノズルプレートとを互いに接着する第2接着層を更に備えた
(4)に記載の液体噴射ヘッド。
(6)
前記アクチュエータプレートは、複数の前記第1吐出溝と複数の第1非吐出溝とが第1方向に交互に配列された第1溝列と、複数の前記第2吐出溝と複数の第2非吐出溝とが前記第1方向に交互に配列された第2溝列とを有し、
前記第1溝列と前記第2溝列とは、前記第1方向と交差する第2方向において所定の間隙を介して互いに対向して配置され、
各前記第1吐出溝および各前記第2吐出溝は、それぞれ、前記第2方向に延在しており、
各前記第1非吐出溝および各前記第2非吐出溝は、それぞれ、前記第2方向に、各前記第1吐出溝および各前記第2吐出溝よりも長く延在しており、
前記第1リブは、前記ノズルプレートに対して、各前記第1非吐出溝の、前記ノズルプレート側の開口と対向する位置と、各前記第2非吐出溝の、前記ノズルプレート側の開口と非対向の位置とに当接しており、
前記第2リブは、前記ノズルプレートに対して、各前記第1非吐出溝の、前記ノズルプレート側の開口と非対向の位置と、各前記第2非吐出溝の、前記ノズルプレート側の開口と対向する位置とに当接している
(4)または(5)に記載の液体噴射ヘッド。
(7)
前記アクチュエータプレートは、複数の前記第1吐出溝と複数の第1非吐出溝とが第1方向に交互に配列された第1溝列と、複数の前記第2吐出溝と複数の第2非吐出溝とが前記第1方向に交互に配列された第2溝列とを有し、
前記第1溝列と前記第2溝列とは、前記第1方向と交差する第2方向において所定の間隙を介して互いに対向して配置され、
前記第1リブおよび前記第2リブは、ともに、前記間隙内に配置されており、さらに、前記ノズルプレートに対して、各前記第1非吐出溝の、前記ノズルプレート側の開口と非対向の位置と、各前記第2非吐出溝の、前記ノズルプレート側の開口と非対向の位置とに当接している
(4)または(5)に記載の液体噴射ヘッド。
(8)
前記第1リブと前記第2リブとの間隙は、前記第1リブまたは前記第2リブの幅よりも広くなっている
(6)または(7)に記載の液体噴射ヘッド。
(9)
前記ノズルプレートは、前記アクチュエータプレートおよび前記ノズルガードと比べて低い剛性を有する
(1)ないし(8)のいずれか1つに記載の液体噴射ヘッド。
(10)
(1)ないし(9)のいずれか1つ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 (10)
- 複数の第1吐出溝を有するアクチュエータプレートと、
前記第1吐出溝に連通する第1ノズル孔を前記第1吐出溝ごとに有するノズルプレートと、
前記ノズルプレートを支持する第1リブと、各前記第1ノズル孔と外部とを互いに連通させる第1連通孔とを有するノズルガードと
を備え、
前記第1リブは、前記ノズルプレートに対して、各前記第1吐出溝の、前記ノズルプレート側の開口と非対向の位置に当接している
液体噴射ヘッド。 - 前記第1リブは、前記第1連通孔の縁に沿って形成されている
請求項1に記載の液体噴射ヘッド。 - 前記第1リブと前記ノズルプレートとを互いに接着する第1接着層を更に備えた
請求項2に記載の液体噴射ヘッド。 - 前記アクチュエータプレートは、さらに、複数の第2吐出溝を有し、
前記ノズルプレートは、さらに、前記第2吐出溝に連通する第2ノズル孔を前記第2吐出溝ごとに有し、
前記ノズルガードは、さらに、前記ノズルプレートを支持する第2リブと、各前記第2ノズル孔と外部とを互いに連通させる第2連通孔とを有し、
前記第1リブおよび前記第2リブは、ともに、前記ノズルプレートに対して、各前記第1吐出溝の、前記ノズルプレート側の開口と非対向の位置と、各前記第2吐出溝の、前記ノズルプレート側の開口と非対向の位置とに当接している
請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。 - 前記第2リブと前記ノズルプレートとを互いに接着する第2接着層を更に備えた
請求項4に記載の液体噴射ヘッド。 - 前記アクチュエータプレートは、複数の前記第1吐出溝と複数の第1非吐出溝とが第1方向に交互に配列された第1溝列と、複数の前記第2吐出溝と複数の第2非吐出溝とが前記第1方向に交互に配列された第2溝列とを有し、
前記第1溝列と前記第2溝列とは、前記第1方向と交差する第2方向において所定の間隙を介して互いに対向して配置され、
各前記第1吐出溝および各前記第2吐出溝は、それぞれ、前記第2方向に延在しており、
各前記第1非吐出溝および各前記第2非吐出溝は、それぞれ、前記第2方向に、各前記第1吐出溝および各前記第2吐出溝よりも長く延在しており、
前記第1リブは、前記ノズルプレートに対して、各前記第1非吐出溝の、前記ノズルプレート側の開口と対向する位置と、各前記第2非吐出溝の、前記ノズルプレート側の開口と非対向の位置とに当接しており、
前記第2リブは、前記ノズルプレートに対して、各前記第1非吐出溝の、前記ノズルプレート側の開口と非対向の位置と、各前記第2非吐出溝の、前記ノズルプレート側の開口と対向する位置とに当接している
請求項4または請求項5に記載の液体噴射ヘッド。 - 前記アクチュエータプレートは、複数の前記第1吐出溝と複数の第1非吐出溝とが第1方向に交互に配列された第1溝列と、複数の前記第2吐出溝と複数の第2非吐出溝とが前記第1方向に交互に配列された第2溝列とを有し、
前記第1溝列と前記第2溝列とは、前記第1方向と交差する第2方向において所定の間隙を介して互いに対向して配置され、
前記第1リブおよび前記第2リブは、ともに、前記間隙内に配置されており、さらに、前記ノズルプレートに対して、各前記第1非吐出溝の、前記ノズルプレート側の開口と非対向の位置と、各前記第2非吐出溝の、前記ノズルプレート側の開口と非対向の位置とに当接している
請求項4または請求項5に記載の液体噴射ヘッド。 - 前記第1リブと前記第2リブとの間隙は、前記第1リブまたは前記第2リブの幅よりも広くなっている
請求項6または請求項7に記載の液体噴射ヘッド。 - 前記ノズルプレートは、前記アクチュエータプレートおよび前記ノズルガードと比べて低い剛性を有する
請求項1ないし請求項8のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。 - 請求項1ないし請求項9のいずれか一項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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