JP2022070713A - Liquid discharge head - Google Patents
Liquid discharge head Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022070713A JP2022070713A JP2020179932A JP2020179932A JP2022070713A JP 2022070713 A JP2022070713 A JP 2022070713A JP 2020179932 A JP2020179932 A JP 2020179932A JP 2020179932 A JP2020179932 A JP 2020179932A JP 2022070713 A JP2022070713 A JP 2022070713A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- manifold
- supply
- supply manifold
- feedback
- flow path
- 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.)
- Pending
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 74
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 abstract description 10
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 23
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 16
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 7
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Ink Jet (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
本発明は、インク等の液体を吐出する液体吐出ヘッドに関する。 The present invention relates to a liquid ejection head that ejects a liquid such as ink.
従来、ノズル内のインクが高粘度化するのを抑制することを一つの目的として、供給マニホールドおよび帰還マニホールドを備え、インクタンクと液体吐出ヘッドとの間でインクを循環させるようにした構成が知られている。 Conventionally, for the purpose of suppressing the increase in viscosity of the ink in the nozzle, a supply manifold and a feedback manifold are provided, and the ink is circulated between the ink tank and the liquid ejection head. Has been done.
例えば特許文献1には、供給マニホールドと帰還マニホールドとが2階建ての構成になった液体吐出ヘッドが開示されている。各マニホールドにはそれぞれダンパー部が設けられているため、何らかの原因でインク循環およびインク連続吐出を電源ダウンにより急停止させた場合でも、慣性流により水撃が生じ難くなっている。また、供給マニホールドからノズルまでの流路長が当該ノズルから帰還マニホールドまでの流路長よりも大きいため、供給マニホールドからの慣性流が当該供給マニホールドとノズルとの間の流路に吸収されるようになっている。
For example,
しかしながら、供給マニホールドでは帰還マニホールドよりも液体の流量が多いため、上記の通りダンパー部を設けるだけでは水撃を抑え切れない。そのため、メニスカスブレイクを起こす恐れがあった。メニスカスブレイクとは、ノズルから吐出されようとするインクにかかる力が当該インクの表面張力よりも大きくなることで、当該インクがノズルから漏れ出すことをいう。このようなメニスカスブレイクが生じてしまうと、インクが用紙に不要に付着したり、メニスカスを新たに形成するためのメンテナンスを実施する必要があった。 However, since the flow rate of the liquid in the supply manifold is larger than that in the feedback manifold, water hammer cannot be suppressed only by providing the damper portion as described above. Therefore, there was a risk of causing a meniscus break. The meniscus break means that the ink leaks from the nozzle when the force applied to the ink to be ejected from the nozzle becomes larger than the surface tension of the ink. When such a meniscus break occurs, it is necessary to perform maintenance for unnecessary adhesion of ink to the paper or for forming a new meniscus.
そこで、本発明は、メニスカスブレイクが生じることを抑制することができる液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a liquid discharge head capable of suppressing the occurrence of a meniscus break.
本発明の液体吐出ヘッドは、液体が外部から供給される供給マニホールドと、前記供給マニホールドの下方に配置され、前記液体が外部に排出される帰還マニホールドと、前記帰還マニホールドに設けられた帰還用ダンパー部と、上流端が前記供給マニホールドに接続され、下流端が前記帰還マニホールドに接続され、且つ、列をなしてノズル面に配置された複数のノズルに対して個別に連通した複数の個別流路と、前記供給マニホールドに設けられた供給用ダンパー部と、前記帰還マニホールドに設けられた帰還用ダンパー部と、を備え、前記供給マニホールドから前記ノズルまでの流路長は前記ノズルから前記帰還マニホールドまでの流路長よりも大きく、前記供給マニホールドのコンプライアンスは前記帰還マニホールドのコンプライアンスよりも大きいものである。 The liquid discharge head of the present invention has a supply manifold in which a liquid is supplied from the outside, a feedback manifold which is arranged below the supply manifold and discharges the liquid to the outside, and a feedback damper provided in the feedback manifold. A plurality of individual flow paths having a portion and an upstream end connected to the supply manifold, a downstream end connected to the feedback manifold, and individually communicating with a plurality of nozzles arranged in a row on the nozzle surface. A supply damper portion provided in the supply manifold and a feedback damper portion provided in the feedback manifold are provided, and the flow path length from the supply manifold to the nozzle is from the nozzle to the feedback manifold. It is larger than the flow path length of the above, and the compliance of the supply manifold is larger than the compliance of the feedback manifold.
本発明に従えば、供給マニホールドおよび帰還マニホールドの双方にダンパー部が設けられ、かつ、供給マニホールドからノズルまでの流路長が当該ノズルから帰還マニホールドまでの流路長よりも大きく、かつ、供給マニホールドのコンプライアンスが帰還マニホールドのコンプライアンスよりも大きいので、供給マニホールドからノズルまでの流路内の圧力が急激に変動することが従来よりも抑えられる。そのため、メニスカスブレイクが生じることを抑制することができる。 According to the present invention, damper portions are provided on both the supply manifold and the feedback manifold, the flow path length from the supply manifold to the nozzle is larger than the flow path length from the nozzle to the feedback manifold, and the supply manifold is provided. Since the compliance of the feedback manifold is larger than that of the feedback manifold, sudden fluctuations in the pressure in the flow path from the supply manifold to the nozzle can be suppressed as compared with the conventional case. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of meniscus break.
本発明によれば、メニスカスブレイクが生じることを抑制することができる液体吐出ヘッドを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a liquid discharge head capable of suppressing the occurrence of a meniscus break.
以下、本発明の実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図面を参照して説明する。以下に説明する液体吐出ヘッドは本発明の一実施形態に過ぎない。従って、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除および変更が可能である。 Hereinafter, the liquid discharge head according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The liquid discharge head described below is only one embodiment of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the following embodiments, and can be added, deleted, and modified without departing from the spirit of the present invention.
<液体吐出装置の構成>
本実施形態に係る液体吐出ヘッド20を備える液体吐出装置10は、例えばインク等の液体を吐出するものである。以下では、液体吐出装置10をインクジェットプリンタに適用した例について説明するが、液体吐出装置10の適用対象はこれに限定されるものではない。
<Structure of liquid discharge device>
The
図1に示すように、液体吐出装置10は、例えばラインヘッド方式が採用され、プラテン11、搬送部、ヘッドユニット16、およびタンク12を備えている。但し、液体吐出装置10はラインヘッド方式に限定されず、例えばシリアルヘッド方式等の他の方式も採用し得る。
As shown in FIG. 1, the
プラテン11は、平板部材であり、上面に用紙14が配置され、その用紙14とヘッドユニット16との距離を決定する役割を担う。なお、プラテン11よりもヘッドユニット16側を上側と称し、その反対側を下側と称するが、液体吐出装置10の配置はこれに限定されない。
The
搬送部は、例えば2つの搬送ローラ15および図略の搬送モータを有する。2つの搬送ローラ15は、上記搬送モータに連結され、プラテン11を互いに挟んだ状態で用紙14の搬送方向に直交する方向(直交方向)に沿って互いに平行に配置されている。搬送モータが駆動されると、搬送ローラ15が回転し、プラテン11上の用紙14が搬送方向に搬送される。
The transport unit has, for example, two
ヘッドユニット16は、上記直交方向における用紙14の長さ以上の長さを有している。ヘッドユニット16には、複数の液体吐出ヘッド20が設けられている。
The
液体吐出ヘッド20は、流路形成体および容積変更部の積層体を有する。流路形成体は、内部に液体流路が形成され、吐出面(ノズル面)40aに複数のノズル孔21aが開口している。容積変更部は、駆動されて液体流路の容積を変更する。この場合、ノズル孔21aでは、メニスカスが振動し、液体が吐出される。なお、液体吐出ヘッド20の詳細については後述する。
The
液体が例えばインクの場合、タンク12は当該インクの種類ごとに設けられている。タンク12は例えば4つ設けられ、4つのタンク12内には、ブラック、イエロー、シアン、およびマゼンタのインクがそれぞれ貯留されている。タンク12のインクは、対応するノズル孔21aに供給される。
When the liquid is, for example, ink, the
<液体吐出ヘッドの構成>
液体吐出ヘッド20は、上述の通り、流路形成体および容積変更部を備えている。図2に示すように、流路形成体は複数のプレート(例えば金属プレート)の積層体であり、容積変更部は振動板55および圧電素子60を有している。
<Construction of liquid discharge head>
As described above, the
複数のプレートは、ノズルプレート40、第1流路プレート41、第2流路プレート42、第3流路プレート43、第4流路プレート44、第5流路プレート45、第6流路プレート46、第7流路プレート47、第8流路プレート48、第9流路プレート49、第10流路プレート50、第11流路プレート51、第12流路プレート52、第13流路プレート53、および第14流路プレート54を含む。これらのプレートはこの順で積層されている。
The plurality of plates include a nozzle plate 40, a first flow path plate 41, a second
各プレートには、大小様々な孔および溝が形成されている。各プレートが積層された流路形成体の内部では孔および溝が組み合わされて、複数のノズル21、複数の個別流路64、供給マニホールド22および帰還マニホールド23が液体流路として形成されている。
Each plate is formed with holes and grooves of various sizes. Inside the flow path forming body in which the plates are laminated, holes and grooves are combined to form a plurality of
ノズル21はノズルプレート40を積層方向(上下方向)に貫通し形成されている。ノズルプレート40の吐出面40aには、ノズル21の先端である複数のノズル孔21aが所定の列(ノズル列)に沿った方向(以下、延在方向と呼ぶ)に並設されている。なお、延在方向は上記の積層方向および後記の幅方向にそれぞれ直交する方向である。
The
供給マニホールド22は、延在方向に延在しており、複数の個別流路64に接続されている。帰還マニホールド23は、延在方向に延在しており、複数の個別流路64に接続されている。供給マニホールド22は帰還マニホールド23の上に配置されている。
The
ここで、供給マニホールド22および帰還マニホールド23の概略形状について説明する。図3は本実施形態における供給マニホールド22および帰還マニホールド23の概略形状を示す斜視図である。なお、供給マニホールド22および帰還マニホールド23は液体流路であって空洞であるが、図3はその空洞を外線により図示したものである。
Here, the schematic shapes of the
図3に示すように、本実施形態において、供給マニホールド22および帰還マニホールド23は共にL字型に形成されている。供給マニホールド22は、延在方向に沿って延在する主部分122aと、この主部分122aの一端において積層方向に立設された立設部分122bとを含む。また、帰還マニホールド23は、延在方向に沿って延在する主部分123aと、この主部分123aの一端において積層方向に立設された立設部分123bとを含む。さらに、供給マニホールド22と帰還マニホールド23とがバイパス流路75により接続されている。詳細には、供給マニホールド22の主部分122aの一端(立設部分122bの反対側の端部)と帰還マニホールド23の主部分123aの一端(立設部分123bの反対側の端部)とがバイパス流路75により接続されている。
As shown in FIG. 3, in the present embodiment, both the
供給マニホールド22の主部分122aは帰還マニホールド23の主部分123aの上方に配置されている。詳しくは、帰還マニホールド23の主部分123aは、供給マニホールド22の主部分122aの下方に配置されると共に平面視において供給マニホールド22の主部分122aと重なるように配置されている。帰還マニホールド23の立設部分123bは、主部分123aにおける延在方向の一方の端部において、平面視で供給マニホールド22の立設部分122bの外側に配置されている。また、供給マニホールド22の立設部分122bは、延在方向の他方側から見て、帰還マニホールド23の立設部分123bの内側に配置されている。このような構成において、供給マニホールド22の一端(立設部分122b)は、帰還マニホールド23の一端(立設部分123b)よりも当該供給マニホールド22の延在方向の内側に位置している。
The
本実施形態において、供給マニホールド22の主部分122aの幅(幅方向における長さ)は立設部分122bの幅(幅方向における長さ)と同じであり、例えば1~2mmである。供給マニホールド22の主部分122aの厚みH1は例えば0.35~0.45mmである。供給マニホールド22の立設部分122bの高さH3は例えば0.1~0.2mmである。また、供給マニホールド22の主部分122aの長さ(延在方向における長さ)L11は例えば42~43mmである。ここで、本実施形態の液体吐出ヘッド20には例えば70チャンネル(ch)、つまり70個のノズルが設けられる。ノズル間の距離は例えば0.5mm~0.6mmである。そして、1chから70chまでの長さであるチャンネル部長さL1は例えば30mm~40mmである。また、供給マニホールド22の立設部分122bの外側の面から1chまでの距離L2は例えば6~8mmである。また、立設部分122bの最大径(又は口径)は例えば1~2mmである。
In the present embodiment, the width (length in the width direction) of the
一方、帰還マニホールド23の主部分123aの幅は立設部分123bの幅と同じであり、例えば1~2mmである。帰還マニホールド23の主部分123aの厚みH2は例えば0.25~0.34mmである。このように、供給マニホールド22の主部分122aの厚みH1は帰還マニホールド23の主部分123aの厚みH2よりも大きくなっている。また、帰還マニホールド23の立設部分123bの高さH4は例えば0.5~0.6mmである。また、帰還マニホールド23の主部分123aの長さ(延在方向における長さ)L21は例えば45~46mmである。このように、帰還マニホールド23の長手方向の長さすなわち主部分123aの長さL21は、供給マニホールド22の長手方向の長さすなわち主部分122aの長さL11よりも長くなっている。また、帰還マニホールド23の立設部分123bの外側の面から1chまでの距離L3は例えば9~11mmである。また、立設部分123bの最大径(又は口径)は例えば1~2mmである。
On the other hand, the width of the
ここで、本実施形態において、供給マニホールド22のコンプライアンスは帰還マニホールド23のコンプライアンスよりも大きい。以下、帰還マニホールド23のコンプライアンスとは帰還マニホールド23の主部分123aのコンプライアンスを意味し、供給マニホールド22のコンプライアンスとは供給マニホールド22の主部分122aのコンプライアンスを意味する。各マニホールドのコンプライアンスは以下の式により求めることができる。なお、下記算出式において、Vは各マニホールドの容積であり、cはマニホールド内のインク音速であり、ρはインク密度である。
Here, in the present embodiment, the compliance of the
コンプライアンスCp=V/c2×ρ Compliance Cp = V / c 2 x ρ
本実施形態において、供給マニホールド22からノズル21までの流路長は当該ノズル21から帰還マニホールド23までの流路長よりも大きい。具体的には、供給マニホールド22の下流端からノズル21の上流端までの流路長は当該ノズル21の上流端から帰還マニホールド23の上流端までの流路長よりも大きい。また、供給マニホールド22の主部分122aの容積は帰還マニホールド23の主部分123aの容積よりも大きい。供給マニホールド22の主部分122aの容積は例えば24~27mm3であり、帰還マニホールド23の主部分123aの容積は例えば20~23mm3である。帰還マニホールド23の主部分123aの容積に対する供給マニホールド22の主部分122aの容積の比率は例えば1.1である。インク密度は例えば1054kg/m3である。また、各マニホールド内のインク音速は例えば91m/sである。なお、このインク音速は、各ダンパー部の機能を考慮したインク音速である。すなわち、上記インク音速は、各ダンパー部のマニホールドに対する影響を含めた各マニホールドのコンプライアンスを算出する際に用いる速度である。本実施形態において、供給マニホールド22のコンプライアンスは例えば2.4~2.8×10-15m3/Paであり、帰還マニホールド23のコンプライアンスは例えば1.9~2.3×10-15m3/Paである。また、帰還マニホールド23のコンプライアンスに対する供給マニホールド22のコンプライアンスの比率は2.0未満である。具体的には、帰還マニホールド23のコンプライアンスに対する供給マニホールド22のコンプライアンスの比率は例えば1.1~1.5である。
In the present embodiment, the flow path length from the
供給マニホールド22の主部分122aは、第7流路プレート47~第11流路プレート51を積層方向に貫通した貫通孔、および、第12流路プレート52の下面から窪んだ窪みが積層方向に重なって形成されている。このため、供給マニホールド22の主部分122aの下端は第6流路プレート46に覆われ、その上端は第12流路プレート52における上側部分に覆われている。また、供給マニホールド22の立設部分122bは、第7流路プレート47~第14流路プレート54を積層方向に貫通した貫通孔で形成されている。
In the
帰還マニホールド23の主部分123aは、第2流路プレート42~第4流路プレート44を積層方向に貫通した貫通孔、および、第5流路プレート45の下面から窪んだ窪みが積層方向に重なって形成されている。このため、帰還マニホールド23の主部分123aの下端は第1流路プレート41に覆われ、その上端は第5流路プレート45における上側部分に覆われている。また、帰還マニホールド23の立設部分123bは、第2流路プレート42~第14流路プレート54を積層方向に貫通した貫通孔で形成されている。
In the
このような供給マニホールド22の主部分122aと帰還マニホールド23の主部分123aとの間には、バッファー空間である空気層24が配置されている。空気層24は、第6流路プレート46の下面から窪んだ窪みにより形成されている。このように供給マニホールド22の主部分122aと帰還マニホールド23の主部分123aとの間に空気層24を挟むことにより、供給マニホールド22の主部分122aにおける液体の圧力および帰還マニホールド23の主部分123aにおける液体の圧力が互いに作用することを低減することができる。また、空気層24を形成することで、第6流路プレート46の上側部分が供給用ダンパー部70として機能し、第5流路プレート45の上側部分が帰還用ダンパー部71として機能する。
An
供給用ダンパー部70のコンプライアンスと帰還用ダンパー部71のコンプライアンスとは同じである。これは、供給用ダンパー部70を設けることで供給マニホールド22のコンプライアンスに影響する度合い(圧力変動減衰機能の度合い)と、帰還用ダンパー部71を設けることで帰還マニホールド23のコンプライアンスに影響する度合いとが等しいことを意味している。
The compliance of the
図4に示すように、供給マニホールド22の立設部分122bの上部には例えば筒状の供給ポート22aが設けられている。この供給ポート22aの内部空間には供給路である立設部分122bの上端が接続されている。立設部分122bは供給ポート22aから下方に延びている。例えば、立設部分122bは、第12流路プレート52の上側部分、第13流路プレート53、第14流路プレート54、振動板55および絶縁膜56を貫通して形成される。立設部分122bの下端は供給マニホールド22の主部分122aに設けられた供給口22cに接続されている。
As shown in FIG. 4, for example, a
また、図4に示すように、帰還マニホールド23の立設部分123bの上部には例えば筒状の帰還ポート23aが設けられている。この帰還ポート23aには帰還路である立設部分123bの上端が接続されている。立設部分123bは帰還ポート23aから下方に延びている。例えば、立設部分123bは、第5流路プレート45の上側部分、第6流路プレート46の上側部分、第7流路プレート47、第8流路プレート48、第9流路プレート49、第10流路プレート50、第11流路プレート51、第12流路プレート52の上側部分、第13流路プレート53、第14流路プレート54、振動板55および絶縁膜56を貫通して形成される。立設部分123bの下端は帰還マニホールド23の主部分123aに設けられた帰還口23cに接続されている。帰還ポート23aは供給ポート22aよりも延在方向の外側に配置されている。
Further, as shown in FIG. 4, for example, a
図2に戻り、複数の個別流路64は、供給マニホールド22および帰還マニホールド23に接続されている。個別流路64は、その上流端が供給マニホールド22に接続され、その下流端が帰還マニホールド23に接続されており、この間においてノズル21の基端に接続されている。個別流路64は、第1連通孔25、供給絞り路26、第2連通孔27、圧力室28、ディセンダ29、帰還絞り路31、および第3連通孔32を有し、これらはこの順に配置されている。
Returning to FIG. 2, the plurality of
第1連通孔25は、その下端が供給マニホールド22の上端に接続し、供給マニホールド22から積層方向の上方に延び、第12流路プレート52における上側部分を積層方向に貫通している。第1連通孔25は、供給マニホールド22の幅方向の中央よりも一方側(図2では右側)に配置されている。
The lower end of the
供給絞り路26の一端26b(図4)は第1連通孔25の上端に接続されている。供給絞り路26は、例えばハーフエッチング加工により形成され、第13流路プレート53の下面から窪んだ溝により構成されている。また、第2連通孔27は、その下端が供給絞り路26の他端26a(図4)に接続され、供給絞り路26から積層方向の上方に延び、第13流路プレート53における上側部分を積層方向に貫通している。第2連通孔27は、幅方向における供給マニホールド22の中央よりも他方側(図2では左側)に配置されている。
One
圧力室28は、その一端28b(図4)が第2連通孔27の上端に接続されている。圧力室28は、第14流路プレート54を積層方向に貫通して形成されている。
One
ディセンダ29は、第1流路プレート41~第13流路プレート53を積層方向に貫通し、幅方向において供給マニホールド22および帰還マニホールド23よりも他方側(図2では左側)に配置されている。ディセンダ29は、その上端が圧力室28の他端28a(図4)に接続され、その下端がノズル21に接続されている。例えば、ノズル21は、積層方向においてディセンダ29に重なり、積層方向に直交する方向においてディセンダ29の中央に配置されている。なお、ディセンダ29の断面積は、積層方向に一定であってもよいし、変化してもよい。
The
帰還絞り路31は、その一端31b(図4)がディセンダ29の下端に接続されている。帰還絞り路31は、例えばハーフエッチング加工により形成され、第1流路プレート41の下面から窪んだ溝により構成されている。
One
第3連通孔32は、その下端が帰還絞り路31の他端31a(図4)に接続され、帰還絞り路31から積層方向の上方に延び、第1流路プレート41における上側部分を積層方向に貫通している。第3連通孔32は、その上端が帰還マニホールド23の下端に接続されている。第3連通孔32は、幅方向における帰還マニホールド23の中央よりも他方側(図2では左側)に配置されている。
The lower end of the
振動板55は、第14流路プレート54の上に積層されており、圧力室28の上端開口を覆っている。なお、振動板55は、第14流路プレート54と一体的に形成されていてもよい。この場合、圧力室28は積層方向に第14流路プレート54の下面から窪んで形成される。この第14流路プレート54において圧力室28よりも上側部分が振動板55として機能する。
The diaphragm 55 is laminated on the 14th
圧電素子60は、共通電極61、圧電層62および個別電極63を含み、これらはこの順で配置されている。共通電極61は、絶縁膜56を介して振動板55の全面を覆っている。圧電層62は、圧力室28毎に設けられ、当該圧力室28に重なるように共通電極61上に配置されている。個別電極63は、圧力室28毎に設けられ、圧電層62上に配置されている。この場合、1つの個別電極63、共通電極61および両電極で挟まれた部分の圧電層62(活性部)により、1つの圧電素子60が構成される。
The
個別電極63は、ドライバICに電気的に接続されている。このドライバICは、図略の制御部から制御信号を受けて、駆動信号(電圧信号)を生成し、個別電極63に印加する。これに対し、共通電極61は、常にグランド電位に保持されている。
The
駆動信号に応じて、圧電層62の活性部が、2つの電極61,63と共に面方向に伸縮する。これに応じて、振動板55が協働して変形し、圧力室28の容積を増減する方向に変化する。これにより、圧力室28に、液体をノズル21から吐出させる吐出圧力が当該圧力室28の容積に応じて付与される。
In response to the drive signal, the active portion of the
続いて、図5に本実施形態の液体吐出ヘッド20が複数搭載されたフレーム65の平面図を示す。
Subsequently, FIG. 5 shows a plan view of the
図5に示すように、複数の液体吐出ヘッド20がそれぞれ延在方向に沿って配置されている。図4でも説明したように、延在方向の一方側(図5では左側)に供給ポート22aおよび帰還ポート23aが設けられている。供給ポート22aおよび帰還ポート23aは、供給マニホールド22および帰還マニホールド23ごとに設けられている。各供給ポート22aおよび各帰還ポート23aは、幅方向一端および他端に位置する供給マニホールド22および帰還マニホールド23よりも、幅方向の中央寄りに配置されている。
As shown in FIG. 5, a plurality of liquid discharge heads 20 are arranged along the extending direction. As described in FIG. 4, a
<液体の流れ>
本実施形態の液体吐出ヘッド20におけるインク等の液体の流れについて説明する。供給ポート22aは供給配管によりタンク12に接続され、帰還ポート23aは帰還配管によりタンク12に接続されている。このような構成において、供給配管のポンプおよび帰還配管の図略の負圧ポンプが駆動すると、液体はタンク12から供給配管を通り、供給ポート22aを介して供給マニホールド22に流入する。
<Liquid flow>
The flow of a liquid such as ink in the
この間に液体の一部は個別流路64に流入する。液体は、供給マニホールド22から第1連通孔25を介して供給絞り路26に流入し、供給絞り路26から第2連通孔27を介して圧力室28に流入する。そして、液体は、ディセンダ29を上端から下端へ積層方向に流れ、ノズル21に流入する。そして、圧電素子60により圧力室28に吐出圧力が付与されると、液体はノズル孔21aから吐出される。
During this time, a part of the liquid flows into the
ノズル孔21aから吐出されなかった液体の一部は、帰還絞り路31を流れ、第3連通孔32を介して帰還マニホールド23に流入する。そして、第3連通孔32を介して帰還マニホールド23に流入した液体は、帰還マニホールド23内を流れて、帰還ポート23aから外部へ排出され、帰還配管を通りタンク12へ戻る。これにより、ノズル孔21aから吐出されなかった液体はタンク12と個別流路64との間を循環する。
A part of the liquid not discharged from the
以上説明したように、本実施形態の液体吐出ヘッド20によれば、供給マニホールド22および帰還マニホールド23の双方にダンパー部が設けられ、かつ、供給マニホールド22からノズル21までの流路長が当該ノズル21から帰還マニホールド23までの流路長よりも大きく、かつ、供給マニホールド22のコンプライアンスが帰還マニホールド23のコンプライアンスよりも大きい。これにより、供給マニホールド22からノズル21までの流路内の圧力が急激に変動することが従来よりも抑えられる。そのため、メニスカスブレイクが生じることを抑制することができる。
As described above, according to the
また、本実施形態では、供給マニホールド22の主部分122aの容積は帰還マニホールド23の主部分123aの容積よりも大きい。この場合、供給マニホールド22のダンパー性能を上げる構成よりも、供給マニホールド22の主部分122aのコンプライアンスを上げることによって、容易にコンプライアンスを上げることができる。これは、ダンパー部はハーフエッチングで形成するので当該ハーフエッチングの深さの制御が難しい一方で、供給マニホールド22はフルエッチングで形成するので上記ハーフエッチングよりも設計変更し易いという理由からである。
Further, in the present embodiment, the volume of the
また、本実施形態では、供給マニホールド22の主部分122aの厚みH1は帰還マニホールド23の主部分123aの厚みH2よりも大きくなっている。この場合、供給マニホールド22を構成するためのプレートを増やすだけで当該供給マニホールド22の厚みH1を容易に高くすることができ、それ故供給マニホールド22の容積を大きくすることができる。
Further, in the present embodiment, the thickness H1 of the
また、本実施形態では、帰還マニホールド23のコンプライアンスに対する供給マニホールド22のコンプライアンスの比率は2.0未満(例えば1.1)である。この場合、ヘッドサイズの大型化を避けつつ、供給マニホールド22のコンプライアンスを帰還マニホールド23のコンプライアンスよりも大きくしたことによって吐出の圧力変動を軽減できる。
Further, in the present embodiment, the ratio of the compliance of the
また、本実施形態では、供給用ダンパー部70のコンプライアンスと帰還用ダンパー部71のコンプライアンスとは同じである。すなわち、供給用ダンパー部70を設けることで供給マニホールド22のコンプライアンスに影響する度合い(圧力変動減衰機能の度合い)と、帰還用ダンパー部71を設けることで帰還マニホールド23のコンプライアンスに影響する度合いとを等しくできる。また、各ダンパー部の設計を同じにすることで、各ダンパー部を同じプロセスで製造することができる。
Further, in the present embodiment, the compliance of the
また、本実施形態では、供給マニホールド22の主部分122aは帰還マニホールド23の主部分123aの上方に配置されている。この場合、供給マニホールド22の主部分122aと帰還マニホールド23の主部分123aとの2階建て構造にすることで、ヘッドを平面方向に小型化することができる。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態では、供給マニホールド22の主部分122aと帰還マニホールド23の主部分123aとがバイパス流路75により接続される。この場合、バイパス流路75を設けることで供給マニホールド22および帰還マニホールド23を流れる液体の流量を多くすることができ、それ故エア排出性を向上させることができる。
Further, in the present embodiment, the
さらに、本実施形態では、供給マニホールド22の一端(立設部分122b)は、帰還マニホールド23の一端(立設部分123b)よりも当該供給マニホールド22の延在方向の内側に位置している。この場合、帰還マニホールド23の主部分123aの上方に供給マニホールド22の主部分122aを配置した2階建て構造を実現する際に、供給ポート22aと帰還ポート23aとを各マニホールドの長手方向において干渉せずに配置することができる。
Further, in the present embodiment, one end (standing
<変形例>
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば以下の通りである。
<Modification example>
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example:
供給マニホールドの形状を以下のように変形してもよい。図6に示すように、供給マニホールド222は、帰還マニホールド223の側に位置する下側部分222bと、当該下側部分222bの上方に位置すると共に下側部分222bよりも平面視における面積が大きい上側部分222aとを有する。このように構成することで、供給用ダンパー部70の面積を変えずに供給マニホールド222の容積を大きくすることができる。
The shape of the supply manifold may be modified as follows. As shown in FIG. 6, the
供給マニホールドの形状をさらに以下のように変形してもよい。供給マニホールド322は2以上のプレートで形成される。図7に示すように、供給マニホールド322は例えば5枚のプレート147~151で形成される。上側に位置するプレート149~151の貫通孔322aは当該プレートの下側に位置するプレート147,148の貫通孔322bよりも平面視における面積が大きい。このように構成することで、プレートの貫通孔面積(つまりエッチング面積)を変えるだけで供給マニホールド322の容積を大きくすることができる。
The shape of the supply manifold may be further modified as follows. The
また、上記実施形態では、供給マニホールド22の主部分122aおよび帰還マニホールド23の主部分123aをそれぞれ延在方向に延在させたが、これに限られるものではない。供給マニホールド22の主部分122aおよび帰還マニホールド23の主部分123aをそれぞれ幅方向に延在させてもよい。
Further, in the above embodiment, the
また、上記実施形態では、供給用ダンパー部70を供給マニホールド22の主部分122aの下方に配置し、帰還用ダンパー部71を帰還マニホールド23の主部分123aの上方に配置したが、これに限られるものではない。各ダンパー部を各マニホールドの延在方向における側方に配置してもよい。
Further, in the above embodiment, the
さらに、上記実施形態では、供給マニホールド22の形状をL字型としたが、これに限定されるものではなく、主部分122aのみで供給マニホールド22を構成してもよい。また、帰還マニホールド23の形状をL字型としたが、これに限定されるものではなく、主部分123aのみで帰還マニホールド23を構成してもよい。
Further, in the above embodiment, the shape of the
10 液体吐出装置
20 液体吐出ヘッド
21 ノズル
22,222,322 供給マニホールド
22a 供給ポート
23,223 帰還マニホールド
23a 帰還ポート
31 帰還絞り路
40a ノズル面
64 個別流路
70 供給用ダンパー部
71 帰還用ダンパー部
75 バイパス流路
122a 供給マニホールドの主部分
122b 供給マニホールドの立設部分
123a 帰還マニホールドの主部分
123b 帰還マニホールドの立設部分
10
Claims (10)
前記液体が外部に排出される帰還マニホールドと、
上流端が前記供給マニホールドに接続され、下流端が前記帰還マニホールドに接続され、且つ、列をなしてノズル面に配置された複数のノズルに対して個別に連通した複数の個別流路と、
前記供給マニホールドに設けられた供給用ダンパー部と、
前記帰還マニホールドに設けられた帰還用ダンパー部と、を備え、
前記供給マニホールドから前記ノズルまでの流路長は前記ノズルから前記帰還マニホールドまでの流路長よりも大きく、
前記供給マニホールドのコンプライアンスは前記帰還マニホールドのコンプライアンスよりも大きい、液体吐出ヘッド。 With a supply manifold in which liquid is supplied from the outside,
A feedback manifold in which the liquid is discharged to the outside,
A plurality of individual flow paths having an upstream end connected to the supply manifold, a downstream end connected to the feedback manifold, and individually communicating with a plurality of nozzles arranged in a row on the nozzle surface.
The supply damper provided on the supply manifold and
A feedback damper portion provided on the feedback manifold is provided.
The flow path length from the supply manifold to the nozzle is larger than the flow path length from the nozzle to the return manifold.
A liquid discharge head whose supply manifold compliance is greater than that of the feedback manifold.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020179932A JP2022070713A (en) | 2020-10-27 | 2020-10-27 | Liquid discharge head |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020179932A JP2022070713A (en) | 2020-10-27 | 2020-10-27 | Liquid discharge head |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022070713A true JP2022070713A (en) | 2022-05-13 |
Family
ID=81534995
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020179932A Pending JP2022070713A (en) | 2020-10-27 | 2020-10-27 | Liquid discharge head |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022070713A (en) |
-
2020
- 2020-10-27 JP JP2020179932A patent/JP2022070713A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5928700B2 (en) | Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus | |
JP6135887B2 (en) | Liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, and liquid ejecting method | |
JPWO2017047533A1 (en) | Inkjet head and inkjet recording apparatus | |
JP5040263B2 (en) | Droplet ejector | |
JP2012192641A (en) | Liquid droplet jet device | |
JP7268451B2 (en) | liquid ejection head | |
JP2020104364A (en) | Liquid jet head and liquid jet device | |
JP2020196202A (en) | Liquid discharge head | |
JP2022070713A (en) | Liquid discharge head | |
JP7468080B2 (en) | Liquid ejection head | |
JP2022070714A (en) | Liquid discharge head | |
JP2007268791A (en) | Inkjet head | |
JP7326885B2 (en) | liquid ejection head | |
JP7268450B2 (en) | liquid ejection head | |
JP2022124263A (en) | Liquid discharge head | |
JP7401018B2 (en) | Liquid ejection head and liquid ejection device equipped with the same | |
US11850857B2 (en) | Liquid discharging head | |
JP6582725B2 (en) | Liquid ejection device | |
JP7468113B2 (en) | Liquid ejection head | |
US11813866B2 (en) | Liquid discharging head | |
JP2023140919A (en) | liquid discharge head | |
JP2022170488A (en) | liquid ejection head | |
JP2021126880A (en) | Liquid discharge head | |
JP2022170489A (en) | liquid ejection head | |
JP5626070B2 (en) | Liquid discharge head |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20231003 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240528 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240529 |