JP2022010588A - 液体吐出ヘッド - Google Patents

液体吐出ヘッド Download PDF

Info

Publication number
JP2022010588A
JP2022010588A JP2020111246A JP2020111246A JP2022010588A JP 2022010588 A JP2022010588 A JP 2022010588A JP 2020111246 A JP2020111246 A JP 2020111246A JP 2020111246 A JP2020111246 A JP 2020111246A JP 2022010588 A JP2022010588 A JP 2022010588A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flow path
individual flow
pressure chamber
individual
row
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2020111246A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7491088B2 (ja
Inventor
寛 片山
Hiroshi Katayama
章太郎 神▲崎▼
Shotaro Kanzaki
次郎 山本
Jiro Yamamoto
啓太 杉浦
Keita Sugiura
泰介 水野
Taisuke Mizuno
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brother Industries Ltd filed Critical Brother Industries Ltd
Priority to JP2020111246A priority Critical patent/JP7491088B2/ja
Priority claimed from JP2020111246A external-priority patent/JP7491088B2/ja
Priority to US17/345,014 priority patent/US11660864B2/en
Publication of JP2022010588A publication Critical patent/JP2022010588A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7491088B2 publication Critical patent/JP7491088B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201Structure of print heads with piezoelectric elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/18Ink recirculation systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201Structure of print heads with piezoelectric elements
    • B41J2/14233Structure of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/145Arrangement thereof
    • B41J2/155Arrangement thereof for line printing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201Structure of print heads with piezoelectric elements
    • B41J2002/14306Flow passage between manifold and chamber
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14419Manifold
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14459Matrix arrangement of the pressure chambers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/08Embodiments of or processes related to ink-jet heads dealing with thermal variations, e.g. cooling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/11Embodiments of or processes related to ink-jet heads characterised by specific geometrical characteristics
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/12Embodiments of or processes related to ink-jet heads with ink circulating through the whole print head
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/21Line printing

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Ink Jet (AREA)

Abstract

【課題】個別流路の温度上昇を抑制する。【解決手段】ヘッド1は、複数の個別流路20と、供給流路31と、帰還流路32A,32Bとを有する。複数の個別流路20は、第1個別流路列20Aと、第2個別流路列20Bとを構成している。第1個別流路列20Aの圧力室22、及び、第2個別流路列20Bの圧力室22は、帰還流路32A,32Bと第1方向に重ならず、かつ、第2方向に互いに重ならない。【選択図】図2

Description

本発明は、複数の個別流路と第1及び第2共通流路とを備えた液体吐出ヘッドに関する。
特許文献1には、流体ポンプ室(圧力室)及びノズルをそれぞれ含む複数の流体路(個別流路)と、複数の流体路に連通する液体入口通路(第1共通流路)及び再循環チャンネル(第2共通流路)とを備えた、液体循環システムが示されている。液体入口通路内の液体は、各流体路の流体ポンプ室に供給され、流体ポンプ室から下降部を通り、一部がノズルへ、残りが再循環チャンネルへと流れる。
特許文献1(図1C参照)では、複数の流体路が列を形成し、液体入口通路が2つ流体路の列に共通に(即ち、流体接続して)設けられている。当該2つの流体路の列の流体ポンプ室の両側に、再循環チャンネルが設けられている。
特開2011-520671号公報
個別流路内の液体は、圧力室に対応して設けられたアクチュエータの駆動に伴い、温度が上昇する。各個別流路内の高温の液体が第2共通流路に集積されることで、第2共通流路内の液体は、各個別流路内の液体よりもさらに高温になり得る。
特許文献1では、上記2つの流体路の列の流体ポンプ室(圧力室)が、高温の液体を収容する再循環チャンネル(第2共通流路)と、図1Cの紙面に直交する方向(第1方向)に重なっていない。これにより、第2共通流路から各圧力室への伝熱が抑制され、個別流路の温度上昇をある程度は抑制できる。しかしながら、特許文献1では、上記2つの流体路の列の流体ポンプ室(圧力室)が、流体路の列方向(第2方向)に互いに重なっている。この場合、当該重なり合う部分において、圧力室内の液体による熱が集中し、個別流路の温度が上昇してしまう。
本発明の目的は、個別流路の温度上昇を抑制できる液体吐出ヘッドを提供することにある。
本発明に係る液体吐出ヘッドは、複数の個別流路と、前記複数の個別流路に連通する第1共通流路と、前記複数の個別流路に連通する第2共通流路と、を備え、前記複数の個別流路は、それぞれ、圧力室と、前記圧力室から第1方向に離隔したノズルと、前記圧力室と前記ノズルとを接続する接続流路と、前記第1共通流路に連通する一端と前記圧力室に連通する他端とを有する第1連通流路と、前記接続流路に連通する一端と前記第2共通流路に連通する他端とを有する第2連通流路と、を含み、前記複数の個別流路は、前記第1方向と直交する第2方向に配列され、第1個別流路列と、前記第1方向及び前記第2方向と交差する第3方向に前記第1個別流路列と並ぶ第2個別流路列と、を構成し、前記第1共通流路は、前記第1個別流路列を構成する前記複数の個別流路、及び、前記第2個別流路列を構成する前記複数の個別流路、の双方に連通し、前記第1個別流路列の前記圧力室、及び、前記第2個別流路列の前記圧力室は、前記第2共通流路と前記第1方向に重ならず、かつ、前記第2方向に互いに重ならないことを特徴とする。
本発明の第1実施形態に係るヘッド1を備えたプリンタ100の平面図である。 ヘッド1の平面図である。 図2に示す領域IIIの拡大図である。 図2のIV-IV線に沿ったヘッド1の断面図である。 本発明の第2実施形態に係るヘッド201の平面図である。 本発明の第3実施形態に係るヘッド301の平面図である。 本発明の第4実施形態に係るヘッド401の平面図である。 本発明の第5実施形態に係るヘッド501の図3に対応する拡大図である。 本発明の第6実施形態に係るヘッド601の平面図である。
<第1実施形態>
先ず、図1を参照し、本発明の第1実施形態に係るヘッド1を備えたプリンタ100の全体構成について説明する。
プリンタ100は、4つのヘッド1を含むヘッドユニット1xと、プラテン3と、搬送機構4と、制御部5とを備えている。
プラテン3の上面に、用紙9が載置される。
搬送機構4は、搬送方向(鉛直方向と直交する方向)にプラテン3を挟んで配置された2つのローラ対4a,4bを有する。制御部5の制御により搬送モータ(図示略)が駆動されると、ローラ対4a,4bが用紙9を挟持した状態で回転し、用紙9が搬送方向に搬送される。
ヘッドユニット1xは、紙幅方向(搬送方向及び鉛直方向の双方と直交する方向)に長尺であり、位置が固定された状態でノズル21(図2~図4参照)から用紙9に対してインクを吐出するライン式である。4つのヘッド1は、それぞれ紙幅方向に長尺であり、紙幅方向に千鳥状に配列されている。
制御部5は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)及びASIC(Application Specific Integrated Circuit)を有する。ASICは、ROMに格納されたプログラムに従い、記録処理等を実行する。記録処理において、制御部5は、PC等の外部装置から入力された記録指令(画像データを含む。)に基づき、各ヘッド1のドライバIC及び搬送モータ(共に図示略)を制御し、用紙9上に画像を記録する。
次いで、図2~図4を参照し、ヘッド1の構成について説明する。
ヘッド1は、図4に示すように、流路部材11と、アクチュエータ部材12とを有する。
流路部材11は、鉛直方向(第1方向)に積層されかつ互いに接着された、7枚のプレート11a~11gで構成されている。各プレート11a~11gには、流路を構成する貫通孔が形成されている。
当該流路は、複数の個別流路20と、それぞれ複数の個別流路20に連通する1つの供給流路31及び2つの帰還流路32A,32Bとを含む。供給流路31が本発明の「第1共通流路」に該当し、帰還流路32A,32Bが本発明の「第2共通流路」に該当する。
供給流路31及び帰還流路32A,32Bは、図2に示すように、それぞれ紙幅方向(第2方向)に延び、かつ、搬送方向と平行な方向(第3方向)に並んでいる。搬送方向において帰還流路32A,32Bの間に、供給流路31が配置されている。
複数の個別流路20は、紙幅方向に千鳥状に配列され、第1個別流路列20Aと、第2個別流路列20Bとを構成している。第1個別流路列20Aと第2個別流路列20Bとは、搬送方向に並んでいる。各個別流路列20A,20Bは、紙幅方向に並ぶ複数の個別流路20で構成されている。第1個別流路列20Aを構成する複数の個別流路20は、供給流路31と帰還流路32Aとに連通している。第2個別流路列20Bを構成する複数の個別流路20は、供給流路31と帰還流路32Bとに連通している。即ち、供給流路31は、第1個別流路列20Aを構成する複数の個別流路20、及び、第2個別流路列20Bを構成する複数の個別流路20、の双方に連通している。
各個別流路20は、図4に示すように、圧力室22と、圧力室22から鉛直方向に離隔したノズル21と、圧力室22とノズル21とを接続する接続流路23と、圧力室22と供給流路31とを連通させる流入流路24と、接続流路23と対応する帰還流路32A,32Bとを連通させる流出流路25とを含む。流入流路24が本発明の「第1連通流路」に該当し、流出流路25が本発明の「第2連通流路」に該当する。
ノズル21は、プレート11gに形成された貫通孔で構成され、流路部材11の下面に開口している。
圧力室22は、プレート11a,11bに形成された貫通孔で構成され、流路部材11の上面に開口している。圧力室22に対し、搬送方向の一端に接続流路23が接続し、搬送方向の他端に流入流路24が接続している。
接続流路23は、圧力室22から下方に延びる円柱状の流路であり、プレート11c~11fに形成された貫通孔で構成されている。接続流路23の直下に、ノズル21が配置されている。
流入流路24は、プレート11c,11dに形成された貫通孔で構成され、供給流路31に連通する一端24aと、圧力室22に連通する他端24bとを有する。一端24aは、対応する供給流路31の上面に接続している。他端24bは、圧力室22の下面に接続している。
流出流路25は、プレート11fに形成された貫通孔で構成され、接続流路23に連通する一端25aと、対応する帰還流路32A,32Bに連通する他端25bとを有する。一端25aは、接続流路23の側面に接続している。他端25bは、帰還流路32の側面に接続している。
供給流路31は、プレート11e,11fに形成された貫通孔で構成され、各帰還流路32A,32Bは、プレート11b~11fに形成された貫通孔で構成されている。帰還流路32A,32Bは、供給流路31よりも鉛直方向の長さが長く、圧力室22と搬送方向に重なっている。プレート11bは、圧力室22を構成する貫通孔と、帰還流路32A,32Bを構成する貫通孔とを有する。
図3に示すように、流入流路24及び流出流路25は、それぞれ、圧力室22の幅(紙幅方向の長さ)よりも小さい幅を有し、絞りとして機能する。各個別流路20において、ノズル21に対し、搬送方向の一方に流入流路24が配置され、搬送方向の他方に流出流路25が配置されている。流入流路24及び流出流路25は、互いに平行であり、それぞれ搬送方向に延びている。
圧力室22は、鉛直方向と直交する平面において、搬送方向に長い矩形状である。図2に示すように、各個別流路列20A,20Bを構成する複数の圧力室22は、紙幅方向(圧力室22の幅方向)にピッチAで等間隔に配列されている。ピッチAは、例えば50~100μmである。
また、図2に示すように、第1個別流路列20Aの圧力室22、及び、第2個別流路列20Bの圧力室22は、供給流路31と鉛直方向に重なり、帰還流路32A,32Bと鉛直方向に重なっていない。
第1個別流路列20Aの圧力室22、及び、第2個別流路列20Bの圧力室22は、紙幅方向に互いに重ならず、搬送方向に互いに離隔している(搬送方向において第1個別流路列20Aの圧力室22と第2個別流路列20Bの圧力室22との間に、間隙D1が設けられている)。間隙D1は、例えば100~200μmである。
第1個別流路列20Aの圧力室22は、供給流路31の搬送方向の中心Oに対し、搬送方向の一方(図2において左方)に配置され、第2個別流路列20Bの圧力室22は、中心Oに対し、搬送方向の他方(図2において右方)に配置されている。そして、第1個別流路列20Aの流入流路24の一端24aは、供給流路31の搬送方向の他方の端部(図2において右端)に位置し、第2個別流路列20Bの流入流路24の一端24aは、供給流路31の搬送方向の一方の端部(図2において左端)に位置している。
供給流路31及び帰還流路32A,32Bは、それぞれ、サブタンク(図示略)に連通している。サブタンクは、インクを貯留するメインタンクに連通し、メインタンクから供給されたインクを貯留する。
制御部5の制御によりポンプ(図示略)が駆動されると、サブタンク内のインクが、供給流路31に流入する。供給流路31に流入したインクは、供給流路31内を紙幅方向に移動しつつ、第1個別流路列20A及び第2個別流路列20Bの各個別流路20に供給される。
供給流路31から各個別流路20に供給されたインクは、図4に示すように、流入流路24を通って圧力室22に流入し、圧力室22内を略水平に移動して、接続流路23に流入する。当該インクは、接続流路23を通って下方に移動し、一部がノズル21から吐出され、残りが流出流路25を通って対応する帰還流路32A,32Bに流出する。
帰還流路32Aには、第1個別流路列20Aの各個別流路20から、インクが流入する。帰還流路32Bには、第2個別流路列20Bの各個別流路20から、インクが流入する。当該インクは、帰還流路32を通って、サブタンクに戻される。
このようにサブタンクと流路部材11との間でインクを循環させることで、流路部材11に形成された供給流路31及び帰還流路32A,32B、さらには各個別流路20における、気泡の排出やインクの増粘防止が実現される。また、インクが沈降成分(沈降が生じ得る成分。顔料等)を含む場合、当該成分が攪拌されて沈降が防止される。
アクチュエータ部材12は、下から順に、振動板12aと、共通電極12bと、複数の圧電体12cと、複数の個別電極12dとを含む。
振動板12a及び共通電極12bは、流路部材11の上面(プレート11aの上面)に配置され、プレート11aの上面に開口する全ての圧力室22を覆っている。一方、圧電体12c及び個別電極12dは、圧力室22毎に設けられており、圧力室22のそれぞれと鉛直方向に重なっている。
共通電極12b及び複数の個別電極12dは、ドライバIC(図示略)と電気的に接続されている。ドライバICは、共通電極12bの電位をグランド電位に維持する一方、個別電極12dの電位を変化させる。具体的には、ドライバICは、制御部5からの制御信号に基づいて駆動信号を生成し、当該駆動信号を個別電極12dに付与する。これにより、個別電極12dの電位が所定の駆動電位とグランド電位との間で変化する。このとき、振動板12a及び圧電体12cにおいて個別電極12dと圧力室22とで挟まれた部分(アクチュエータ12x)が、圧力室22に向かって凸となるように変形することにより、圧力室22の容積が変化し、圧力室22内のインクに圧力が付与され、ノズル21からインクが吐出される。アクチュエータ部材12は、圧力室22のそれぞれに対応する複数のアクチュエータ12xを有する。
以上に述べたように、本実施形態によれば、第1個別流路列20Aの圧力室22、及び、第2個別流路列20Bの圧力室22は、帰還流路32A,32Bと鉛直方向(第1方向)に重なっていない(図2参照)。これにより、個別流路20よりも高温になり得る帰還流路32A,32Bから、各圧力室22への伝熱が抑制される。さらに、第1個別流路列20Aの圧力室22、及び、第2個別流路列20Bの圧力室22は、紙幅方向(第2方向)に互いに重なっていない。これにより、圧力室22内のインクによる熱の集中を回避できる。したがって、本実施形態によれば、個別流路20の温度上昇を抑制できる。
なお、個別流路20の温度が上昇すると、個別流路20内のインクの粘度が変化し、複数の個別流路20間においてインクの粘度にばらつきが生じ、吐出が不安定になり得る。本実施形態によれば、当該問題を抑制し、安定した吐出を実現できる。
第1個別流路列20Aの圧力室22、及び、第2個別流路列20Bの圧力室22は、間隙D1を介して、搬送方向(第3方向)に互いに離隔している(図2参照)。この場合、圧力室22内のインクによる熱の集中をより確実に回避できる。したがって、個別流路20の温度上昇をより確実に抑制できる。
供給流路31は、アクチュエータ12xの駆動に伴い高温になり得る個別流路20よりも、上流側にある。そのため、供給流路31内のインクは、各個別流路20内のインクよりも低温になり得る。本実施形態では、第1個別流路列20Aの圧力室22、及び、第2個別流路列20Bの圧力室22は、供給流路31と鉛直方向(第1方向)に重なっている(図2参照)。この場合、個別流路20の温度上昇を抑制しつつ、ヘッド1を搬送方向(第3方向)に小型化できる。
第1個別流路列20Aの圧力室22は、供給流路31の搬送方向(第3方向)の中心Oに対し、搬送方向(第3方向)の一方(図2において左方)に配置され、第2個別流路列20Bの圧力室22は、中心Oに対し、搬送方向(第3方向)の他方(図2において右方)に配置されている。そして、第1個別流路列20Aの流入流路24の一端24aは、供給流路31の搬送方向(第3方向)の他方の端部(図2において右端)に位置し、第2個別流路列20Bの流入流路24の一端24aは、供給流路31の搬送方向(第3方向)の一方の端部(図2において左端)に位置している。この場合、流入流路24の長さを長くすることができる。ひいては、流入流路24の流速を大きくし、循環時に供給流路31内のエアを個別流路20にスムーズに流して帰還流路32A,32Bへと排出できる。
帰還流路32A,32Bの鉛直方向(第1方向)の長さは、供給流路31の鉛直方向(第1方向)の長さよりも長い(図4参照)。この場合、帰還流路32A,32Bの鉛直方向(第1方向)の長さを長くし、帰還流路32A,32Bの容積を大きくすることで、帰還流路32A,32Bの流路抵抗を下げることができる。ひいては、インクの循環量を増大させることができ、個別流路20内の熱を帰還流路32A,32Bに効率よく逃がすことができる。これにより、個別流路20の温度上昇をより一層抑制できる。
帰還流路32A,32Bは、圧力室22と搬送方向(第3方向)に重なっている(図4参照)。この場合、圧力室22から帰還流路32A,32Bに熱を逃がすことができ、個別流路20の温度上昇をより一層抑制できる。
<第2実施形態>
続いて、図5を参照し、本発明の第2実施形態に係るヘッド201について説明する。
第1実施形態(図2)では、第1個別流路列20Aの圧力室22、及び、第2個別流路列20Bの圧力室22が、第3方向に互いに重なっている。これに対し、第2実施形態(図5)では、第1個別流路列20Aの圧力室22、及び、第2個別流路列20Bの圧力室22が、第3方向に互いに重なっていない。この場合、圧力室22内のインクによる熱の集中をより確実に回避できる。したがって、個別流路20の温度上昇をより確実に抑制できる。
しかも、第2実施形態において、第1個別流路列20Aの圧力室22、及び、第2個別流路列20Bの圧力室22は、第2方向に互いに離隔している(第2方向において第1個別流路列20Aの圧力室22とこれに隣接する第2個別流路列20Bの圧力室22との間に、間隙D2が設けられている)。間隙D2は、例えば50~100μmである。この場合、圧力室22内のインクによる熱の集中をより一層回避できる。したがって、個別流路20の温度上昇をより一層抑制できる。
<第3実施形態>
続いて、図6を参照し、本発明の第3実施形態に係るヘッド301について説明する。
第1実施形態(図2)では、第1個別流路列20Aの各個別流路20において、流入流路24の一端24aは、供給流路31の第3方向の他方の端部(図2において右端)に位置し、第2個別流路列20Bの各個別流路20において、流入流路24の一端24aは、供給流路31の第3方向の一方の端部(図2において左端)に位置している。これに対し、第3実施形態(図6)では、第1及び第2個別流路列20A,20Bの各個別流路320において、流入流路24の一端24aは、供給流路31の第3方向の中央部に位置している。
供給流路31の第3方向の中央部は、供給流路31の第3方向の端部に比べ、流速が大きい。本実施形態によれば、当該中央部に流入流路24の一端24aを配置したことで、循環時に供給流路31内のエアを個別流路20にスムーズに流して帰還流路32A,32Bへと排出できる。
<第4実施形態>
続いて、図7を参照し、本発明の第4実施形態に係るヘッド401について説明する。
第1実施形態(図2)では、複数の個別流路20は、2つの個別流路列20A,20Bを構成している。これに対し、第4実施形態(図7)では、複数の個別流路20は、3つの個別流路列20A~20Cを構成している。即ち、本実施形態において、複数の個別流路20は、第1個別流路列20A及び第2個別流路列20Bに加え、第3個別流路列20Cを構成している。第3個別流路列20Cは、第3方向において第1個別流路列20Aとの間に第2個別流路列20Bを挟んでいる。
ここで、第1個別流路列20Aの圧力室22と第2個別流路列20Bの圧力室22との第3方向の間隔Xと、第2個別流路列20Bの圧力室22と第3個別流路列20Cの圧力室22との第3方向の間隔Xとは、互いに同じである(図7参照)。当該構成によれば、3つの個別流路列20A~20Cを設けた場合においても、圧力室22を第3方向に等間隔Xに配置することで、圧力室22内のインクによる熱の集中を回避でき、個別流路20の温度上昇を抑制できる。
また、第1個別流路列20A、第2個別流路列20B及び第3個別流路列20Cを構成する複数の圧力室22は、第1方向と直交する面において、等間隔に配置されている(図7参照)。具体的には、各個別流路列20A~20Cを構成する複数の圧力室22は、第2方向にピッチYで等間隔に配列されており、さらに、第2個別流路列20Bの各圧力室22に対し、第1個別流路列20Aにおいて当該圧力室22に最も近い2つの圧力室22が、当該圧力室22とピッチYで配置され、かつ、第3個別流路列20Cにおいて当該圧力室22に最も近い2つの圧力室22が、当該圧力室22とピッチYで配置されている。このように、全ての圧力室22を等間隔に配置することで、圧力室22内のインクによる熱の集中をより確実に回避でき、個別流路20の温度上昇をより確実に抑制できる。
また、第1実施形態(図2)では、第1及び第2個別流路列20A,20Bを構成する複数の個別流路20に連通する供給流路31と、第1個別流路列20Aを構成する複数の個別流路20に連通する帰還流路32Aと、第2個別流路列20Bを構成する複数の個別流路20に連通する帰還流路32Bとの、計3つの共通流路が設けられている。
これに対し、第4実施形態(図7)では、第1及び第2個別流路列20A,20Bを構成する複数の個別流路20に連通する供給流路431と、第3個別流路列20Cを構成する複数の個別流路20に連通する供給流路431’と、第1個別流路列20Aを構成する複数の個別流路20に連通する帰還流路432と、第2及び第3個別流路列20B,20Cを構成する複数の個別流路20に連通する帰還流路432’との、計4つの共通流路が設けられている。供給流路431が本発明の「第1共通流路」に該当し、供給流路431’ が本発明の「別の第1共通流路」に該当し、帰還流路432,432’が本発明の「第2共通流路」に該当する。また、第3方向において帰還流路432,432’の間に、供給流路431が配置されている。また、第3方向において供給流路431,431’の間に、帰還流路432’が配置されている。各帰還流路432,432’の第3方向の長さ(幅)は、各供給流路431,431’の第3方向の長さ(幅)よりも短い。
特に、帰還流路432’について、供給流路431,431’に比べて第3方向の長さを短くしたことで、全ての圧力室22を等間隔に配置する構成をより確実に実現できる。
<第5実施形態>
続いて、図8を参照し、本発明の第5実施形態に係るヘッド501について説明する。
第1実施形態(図2)では、各個別流路20が1つの流出流路25を含む。これに対し、第5実施形態(図8)では、各個別流路520が2つの流出流路25x,25yを含む。
各流出流路25x,25yは、接続流路23に連通する一端25aと、対応する帰還流路32A,32Bに連通する他端25bとを有する。一端25aは、接続流路23の側面に接続している。他端25bは、対応する帰還流路32A,32Bの側面に接続している。流出流路25xの一端25aはノズル21に対して第2方向の一方にあり、流出流路25yの一端25aはノズル21に対して第2方向の他方にある。2つの流出流路25x,25yの一端25aは、ノズル21に対して対称に配置されている。また、流出流路25x,25yは、第2方向において、圧力室22の領域内にある。即ち、流出流路25x,25yは、それぞれ、全体が圧力室22と第3方向に重なっており、圧力室22と第3方向に重ならない部分を含まない。流出流路25x,25yは、圧力室22の第2方向の一端及び他端のそれぞれに対応する位置にある。
本実施形態によれば、2つの流出流路25x,25yを介して、個別流路20内の熱を帰還流路32A,32Bに効率よく逃がすことができる。これにより、個別流路20の温度上昇をより一層抑制できる。
また、本実施形態によれば、各ノズル21に対して2つの流出流路25x,25yが設けられているため、記録中にインク循環を行った場合に、ノズル21近傍のインクが、2つの流出流路25x,25yに向かって分散する。これにより、流出流路が1つのみの場合に比べ、インクの流れの偏りが緩和され、ノズル21からのインクの吐出方向が所望の方向からずれる問題を抑制できる。
<第6実施形態>
続いて、図9を参照し、本発明の第6実施形態に係るヘッド601について説明する。
第1実施形態(図2)では、各圧力室22は、第3方向に延びている。これに対し、第6実施形態(図9)では、各圧力室22は、第1方向と直交しかつ第2方向及び第3方向と交差する方向(交差方向)に延びている。各個別流路列20A,20Bを構成する複数の圧力室22は、圧力室22が延びる方向(交差方向)と直交する方向に、第1実施形態と同様のピッチAで、等間隔に配列されている。
本実施形態によれば、圧力室22が第3方向に延びる構成(第1実施形態:図2)に比べ、隣接する圧力室22同士の第2方向のピッチB(>A)を大きくできる。これにより、圧力室22内のインクによる熱の集中をより確実に回避でき、個別流路20の温度上昇をより確実に抑制できる。
<変形例>
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。
第1実施形態(図2)において、第1個別流路列20Aの圧力室22、及び、第2個別流路列20Bの圧力室22が、供給流路31と第1方向に重ならなくてもよい。
第1実施形態(図2)において、第1個別流路列20Aの圧力室22、及び、第2個別流路列20Bの圧力室22が、第3方向に互いに離隔しなくてもよい(間隙D1がゼロであってもよい)。
第2実施形態(図5)において、第1個別流路列20Aの圧力室22、及び、第2個別流路列20Bの圧力室22が、第2方向に互いに離隔しなくてもよい(間隙D2がゼロであってもよい)。
第5実施形態(図8)において、各個別流路20が、3つ以上の流出流路を含んでもよい。また、流出流路は、第2方向において、圧力室の領域外の部分を有してもよい。
上述の実施形態では1つのノズルに対して1つの圧力室が設けられているが、1つのノズルに対して2つ以上の圧力室が設けられてもよい。また、上述の実施形態では1つの圧力室に対して1つのノズルが設けられているが、1つの圧力室に対して2つ以上のノズルが設けられてもよい。
ヘッドは、ライン式に限定されず、シリアル式(紙幅方向と平行な走査方向に移動しつつノズルから吐出対象に対して液体を吐出する方式)であってもよい。
上述の実施形態では、圧電体12cが圧力室22毎に設けられているが、これに限定されず、圧電体12cが、振動板12a及び共通電極12bと同様、プレート11aの上面に開口する全ての圧力室22を覆うように設けられてもよい。また、アクチュエータは、上述の実施形態では圧電式であるが、これに限定されず、他の方式(例えば、発熱素子を用いたサーマル方式、静電力を用いた静電方式等)でもよい。
吐出対象は、用紙に限定されず、例えば布、基板等であってもよい。
ノズルから吐出される液体は、インクに限定されず、任意の液体(例えば、インク中の成分を凝集又は析出させる処理液等)であってよい。
本発明は、プリンタに限定されず、ファクシミリ、コピー機、複合機等にも適用可能である。また、本発明は、画像の記録以外の用途で使用される液体吐出装置(例えば、基板に導電性の液体を吐出して導電パターンを形成する液体吐出装置)にも適用可能である。
1;201;301;401;501;601 ヘッド(液体吐出ヘッド)
20;320;520 個別流路
20A 第1個別流路列
20B 第2個別流路列
20C 第3個別流路列
21 ノズル
22 圧力室
23 接続流路
24 流入流路(第1連通流路)
24a 一端
24b 他端
25;25x,25y 流出流路(第2連通流路)
25a 一端
25b 他端
31 供給流路(第1共通流路)
32A,32B 帰還流路(第2共通流路)
431,431’ 供給流路(第1共通流路)
432,432’ 帰還流路(第2共通流路)

Claims (14)

  1. 複数の個別流路と、
    前記複数の個別流路に連通する第1共通流路と、
    前記複数の個別流路に連通する第2共通流路と、を備え、
    前記複数の個別流路は、それぞれ、圧力室と、前記圧力室から第1方向に離隔したノズルと、前記圧力室と前記ノズルとを接続する接続流路と、前記第1共通流路に連通する一端と前記圧力室に連通する他端とを有する第1連通流路と、前記接続流路に連通する一端と前記第2共通流路に連通する他端とを有する第2連通流路と、を含み、
    前記複数の個別流路は、前記第1方向と直交する第2方向に配列され、第1個別流路列と、前記第1方向及び前記第2方向と交差する第3方向に前記第1個別流路列と並ぶ第2個別流路列と、を構成し、
    前記第1共通流路は、前記第1個別流路列を構成する前記複数の個別流路、及び、前記第2個別流路列を構成する前記複数の個別流路、の双方に連通し、
    前記第1個別流路列の前記圧力室、及び、前記第2個別流路列の前記圧力室は、前記第2共通流路と前記第1方向に重ならず、かつ、前記第2方向に互いに重ならないことを特徴とする、液体吐出ヘッド。
  2. 前記第1個別流路列の前記圧力室、及び、前記第2個別流路列の前記圧力室は、前記第3方向に互いに離隔してい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. 前記第1個別流路列の前記圧力室、及び、前記第2個別流路列の前記圧力室は、前記第3方向に互いに重ならないことを特徴とする、請求項1又は2に記載の液体吐出ヘッド。
  4. 前記第1個別流路列の前記圧力室、及び、前記第2個別流路列の前記圧力室は、前記第2方向に互いに離隔していることを特徴とする、請求項3に記載の液体吐出ヘッド。
  5. 前記第1個別流路列の前記圧力室、及び、前記第2個別流路列の前記圧力室は、前記第1共通流路と前記第1方向に重なることを特徴とする、請求項1~4のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
  6. 前記第1個別流路列の前記圧力室は、前記第1共通流路の前記第3方向の中心に対し、前記第3方向の一方に配置され、
    前記第2個別流路列の前記圧力室は、前記中心に対し、前記第3方向の他方に配置され、
    前記第1個別流路列の前記第1連通流路の前記一端は、前記第1共通流路の前記第3方向の他方の端部に位置し、
    前記第2個別流路列の前記第1連通流路の前記一端は、前記第1共通流路の前記第3方向の一方の端部に位置することを特徴とする、請求項1~5のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
  7. 前記第1連通流路の前記一端は、前記第1共通流路の前記第3方向の中央部に位置することを特徴とする、請求項1~5のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
  8. 前記第2共通流路の前記第1方向の長さは、前記第1共通流路の前記第1方向の長さよりも長いことを特徴とする、請求項1~7のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
  9. 前記第2共通流路は、前記圧力室と前記第3方向に重なることを特徴とする、請求項8に記載の液体吐出ヘッド。
  10. 前記複数の個別流路は、前記第3方向において前記第1個別流路列との間に前記第2個別流路列を挟む、第3個別流路列をさらに構成し、
    前記第1個別流路列の前記圧力室と前記第2個別流路列の前記圧力室との前記第3方向の間隔と、前記第2個別流路列の前記圧力室と前記第3個別流路列の前記圧力室との前記第3方向の間隔とが、互いに同じであることを特徴とする、請求項1~9のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
  11. 前記第1個別流路列、前記第2個別流路列及び前記第3個別流路列を構成する複数の前記圧力室が、前記第1方向と直交する面において等間隔に配置されていることを特徴とする、請求項10に記載の液体吐出ヘッド。
  12. 前記第3個別流路列を構成する前記複数の個別流路に連通する、別の前記第1共通流路をさらに備え、
    前記第3方向において前記第1共通流路と前記別の第1共通流路との間に配置された前記第2共通流路は、前記第2個別流路列を構成する前記複数の個別流路、及び、前記第3個別流路列を構成する前記複数の個別流路、の双方に連通し、かつ、前記第1共通流路及び前記別の第1共通流路に比べて前記第3方向の長さが短いことを特徴とする、請求項10又は11に記載の液体吐出ヘッド。
  13. 前記複数の個別流路の各々が、2つの前記第2連通流路を含むことを特徴とする、請求項1~12のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
  14. 前記圧力室は、前記第1方向と直交しかつ前記第2方向及び前記第3方向と交差する方向に延びていることを特徴とする、請求項1~13のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
JP2020111246A 2020-06-29 2020-06-29 液体吐出ヘッド Active JP7491088B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020111246A JP7491088B2 (ja) 2020-06-29 液体吐出ヘッド
US17/345,014 US11660864B2 (en) 2020-06-29 2021-06-11 Liquid discharging head

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020111246A JP7491088B2 (ja) 2020-06-29 液体吐出ヘッド

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022010588A true JP2022010588A (ja) 2022-01-17
JP7491088B2 JP7491088B2 (ja) 2024-05-28

Family

ID=

Also Published As

Publication number Publication date
US11660864B2 (en) 2023-05-30
US20210402774A1 (en) 2021-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6965805B2 (ja) 液体吐出ヘッド
US10792921B2 (en) Liquid jetting head and liquid jetting apparatus
US10967635B2 (en) Liquid discharge head
JP7293678B2 (ja) 液体吐出ヘッド
US10864739B2 (en) Liquid discharge head
JP2022010588A (ja) 液体吐出ヘッド
JP7491088B2 (ja) 液体吐出ヘッド
JP7215154B2 (ja) 液体吐出ヘッド
JP7480606B2 (ja) 液体吐出ヘッド
JP7151708B2 (ja) 液体吐出ヘッド及び液体吐出装置
JP7176282B2 (ja) 液体吐出ヘッド
JP2020185778A (ja) 液体吐出ヘッド及び液体吐出装置
JP7180188B2 (ja) 液体吐出ヘッド
JP7400519B2 (ja) 液体吐出ヘッド
JP7310231B2 (ja) 液体吐出ヘッド、及びそれを備えた液体吐出装置
JP7293884B2 (ja) 液体吐出ヘッド
JP7180246B2 (ja) 液体吐出ヘッド
JP7463668B2 (ja) 液体吐出ヘッド
JP7215196B2 (ja) 液体吐出ヘッド
JP2020196238A (ja) 液体吐出ヘッド
JP2020199639A (ja) 液体吐出ヘッド
JP2020196228A (ja) 液体吐出ヘッド
JP2022009224A (ja) 液体吐出ヘッド
JP2022071559A (ja) 液体吐出ヘッド
JP2020172056A (ja) 液体吐出装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230530

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240219

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240305

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240329

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240416

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240429