JP2023135592A - Liquid discharge head and liquid discharge device - Google Patents

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JP2023135592A JP2022184305A JP2022184305A JP2023135592A JP 2023135592 A JP2023135592 A JP 2023135592A JP 2022184305 A JP2022184305 A JP 2022184305A JP 2022184305 A JP2022184305 A JP 2022184305A JP 2023135592 A JP2023135592 A JP 2023135592A
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Tomoko Kurosawa
英利 寒河江
Hidetoshi Sakae
牧人 中島
Makihito Nakajima
陸 前代
Riku Maeshiro
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Abstract

To join an elastic member to a core material of an on-off valve with an elastic function maintained.SOLUTION: A liquid discharge head includes an on-off valve 31 which opens or closes a discharge port. The on-off valve 31 has: a core material 310 provided with a recessed part 312 which is open to the discharge port side; and an elastic member 40 which is fitted in the recessed part 312 and partially protrudes from the recessed part 312 to the discharge port side. The recessed part 312 has a removal prevention part 50 whose width increases toward a bottom surface 312a in a half area d2 at the bottom surface side in a depth direction B.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、液体吐出ヘッド及び液体吐出装置に関する。 The present invention relates to a liquid ejection head and a liquid ejection device.

液体吐出装置として、液体を吐出する吐出口(ノズル)を開閉弁よって開閉する弁型ノズルタイプの液体吐出装置が知られている。 2. Description of the Related Art As a liquid discharging device, a valve-type nozzle type liquid discharging device is known, in which a discharge port (nozzle) for discharging liquid is opened and closed by an on-off valve.

例えば、特許文献1(特開2020-23117号公報)においては、開閉弁を構成する芯材の先端部に弾性部材が設けられている開閉弁が開示されている。 For example, Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2020-23117) discloses an on-off valve in which an elastic member is provided at the tip of a core material that constitutes the on-off valve.

開閉弁の先端部に弾性部材を備える構成の場合、芯材と弾性部材とを接合する必要がある。接合手段の一つとして、接着剤による接合が考えられるが、弾性部材の素材によっては接着が困難なものがある。また、接着に代わる接合手段として、加締めなどの機械的接合手段があるが、加締めによる接合の場合、接合箇所において弾性部材が拘束されることにより、弾性機能が損なわれる虞がある。そのため、弾性機能を維持できる接合手段が求められている。 In the case of a structure in which an elastic member is provided at the tip of the on-off valve, it is necessary to join the core material and the elastic member. Bonding using an adhesive may be considered as one of the bonding means, but bonding may be difficult depending on the material of the elastic member. In addition, mechanical joining means such as crimping is available as a joining means in place of adhesion, but in the case of joining by crimping, the elastic member may be restrained at the joining location, which may impair the elastic function. Therefore, there is a need for a joining means that can maintain elastic function.

上記課題を解決するため、本発明は、液体を吐出する吐出口と、前記吐出口を開閉する開閉弁と、を備える液体吐出ヘッドであって、前記開閉弁は、前記吐出口側へ開口する凹部が設けられる芯材と、前記凹部に嵌合すると共に一部が前記凹部から前記吐出口側へ突出する弾性部材と、を有し、前記凹部は、深さ方向の底面側半分の領域において、底面に向かって幅が大きくなる抜け止め部を有することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides a liquid ejection head that includes an ejection port that ejects liquid and an on-off valve that opens and closes the ejection port, the on-off valve opening toward the ejection port side. The recess has a core material provided with a recess, and an elastic member that fits into the recess and partially projects from the recess toward the discharge port, and the recess has a core material in a half area on the bottom side in the depth direction. , is characterized by having a retaining portion whose width increases toward the bottom surface.

本発明によれば、弾性機能を維持しつつ弾性部材を開閉弁の芯材に接合できる。 According to the present invention, the elastic member can be joined to the core material of the on-off valve while maintaining its elastic function.

本発明の実施形態に係る液体吐出ヘッドの外観斜視図である。1 is an external perspective view of a liquid ejection head according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る液体吐出ヘッドの全体断面図である。1 is an overall sectional view of a liquid ejection head according to an embodiment of the present invention. 液体吐出ヘッドに設けられたヒータの位置を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the position of a heater provided in a liquid ejection head. 液体吐出ヘッドの断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a liquid ejection head. 開閉弁の先端側の構成を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the front end side of the on-off valve. 芯材とシール部材とが分離された状態を示す断面図である。It is a sectional view showing a state where a core material and a sealing member are separated. 本発明の実施形態に係る開閉弁の変位(押し込み量)と荷重との関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between displacement (pushing amount) and load of the on-off valve according to the embodiment of the present invention. 抜け止め部の配置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of arrangement|positioning of a retaining part. 抜け止め部の配置の他の例を示す図である。It is a figure which shows another example of arrangement|positioning of a retaining part. 凹部の変形例を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a modification of the recess. シール部材の変形例を示す断面図である。It is a sectional view showing a modification of a sealing member. 図11に示されるシール部材が凹部内に挿入された状態を示す断面図である。FIG. 12 is a sectional view showing a state in which the seal member shown in FIG. 11 is inserted into a recess. 凹部の他の変形例を示す図である。It is a figure which shows the other modification of a recessed part. 図13に示される芯材とシール部材とが分離された状態を示す断面図である。FIG. 14 is a sectional view showing a state in which the core material and seal member shown in FIG. 13 are separated. 図13に示される開閉弁がノズル板に押し当てられた状態を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a state in which the on-off valve shown in FIG. 13 is pressed against a nozzle plate. 凹部のさらに別の変形例を示す図である。It is a figure which shows yet another modification of a recessed part. 凹部とシール部材の他の組み合わせ例を示す図である。It is a figure which shows the other example of a combination of a recessed part and a sealing member. 凹部とシール部材のさらに別の組み合わせ例を示す図である。It is a figure which shows yet another example of a combination of a recessed part and a sealing member. 芯材を二分割した例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example in which the core material is divided into two parts. 凹部のさらに別の変形例を示す図である。It is a figure which shows yet another modification of a recessed part. 図20に示される凹部内にシール部材が挿入された状態を示す図である。21 is a diagram showing a state in which a seal member is inserted into the recess shown in FIG. 20. FIG. 液体吐出装置の全体概略構成図である。FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram of a liquid ejection device. 他の液体吐出装置の全体概略構成図である。FIG. 3 is an overall schematic configuration diagram of another liquid ejection device. 液体吐出装置の自動車に対する配置例を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an example of the arrangement of a liquid ejection device in an automobile. 液体吐出装置の自動車に対する他の配置例を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing another example of the arrangement of the liquid ejection device in the automobile. 液体吐出装置により球面に液体を吐出した場合の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram when a liquid is ejected onto a spherical surface by a liquid ejecting device. 比較例に係る開閉弁の先端側の構成を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the front end side of an on-off valve according to a comparative example. 比較例に係る芯材とシール部材とが分離された状態を示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing a separated state of a core material and a seal member according to a comparative example. 比較例に係る芯材とシール部材とが加締め接合される前の状態を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state before a core material and a seal member are crimped and joined according to a comparative example. 比較例に係る開閉弁がノズル板に押し当てられた状態を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state in which an on-off valve according to a comparative example is pressed against a nozzle plate. 試験装置の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a test device. 比較例に係る開閉弁の変位(押し込み量)と荷重との関係を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the relationship between displacement (pushing amount) and load of an on-off valve according to a comparative example. 開閉弁の位置(変位)とインクの吐出量との関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the position (displacement) of an on-off valve and the amount of ink ejected.

以下、添付の図面に基づき、本発明について説明する。なお、本発明を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材及び構成部品などの構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。 Hereinafter, the present invention will be explained based on the accompanying drawings. In addition, in each drawing for explaining the present invention, components such as members and components having the same function or shape are given the same reference numerals as much as possible so that they can be distinguished. Omitted.

図1は、本発明の実施形態に係る液体吐出ヘッドの外観説明図である。図1(a)は、液体吐出ヘッドの全体斜視図、図1(b)は、同ヘッドの全体側面図である。本実施形態に係る液体吐出ヘッドは、液体としてのインクを吐出する。 FIG. 1 is an explanatory diagram of the external appearance of a liquid ejection head according to an embodiment of the present invention. FIG. 1(a) is an overall perspective view of the liquid ejection head, and FIG. 1(b) is an overall side view of the head. The liquid ejection head according to this embodiment ejects ink as liquid.

液体吐出ヘッド10は、第1筐体としての第1ハウジング11aと、第2筐体としての第2ハウジング11bとを備える。第2ハウジング11bは、第1ハウジング11aに積層及び接合される。第1ハウジング11aは、金属などの熱伝導性の高い材質から成り、第2ハウジング11bは、第1ハウジング11aと異なる材質でもよいが、同一素材から成ることが好ましい。以下の説明において2つのハウジングを総称する場合は、ハウジング11と記す。 The liquid ejection head 10 includes a first housing 11a as a first casing and a second housing 11b as a second casing. The second housing 11b is stacked and joined to the first housing 11a. The first housing 11a is made of a highly thermally conductive material such as metal, and the second housing 11b may be made of a different material from the first housing 11a, but is preferably made of the same material. In the following description, when the two housings are collectively referred to as housing 11.

また、第1ハウジング11aは、その正面と背面に、加熱手段としてのヒータ12を備える。ヒータ12は温度制御が可能であり、第1ハウジング11aを加熱する。また、第2ハウジング11bは、その上部に電気信号の通信のためのコネクタ13を備える。 Further, the first housing 11a is provided with a heater 12 as a heating means on its front and back surfaces. The heater 12 can be temperature controlled and heats the first housing 11a. Further, the second housing 11b includes a connector 13 for communicating electrical signals on its upper part.

図2は、本発明の実施形態に係る液体吐出ヘッド10の全体断面図で、図1(a)のA-A線矢視断面図である。第1ハウジング11aは、吐出口形成部材としてのノズル板15を保持する。ノズル板15は、液体を吐出する、吐出口としてのノズル14を備える。また、第1ハウジング11aは、液体供給部である流路17を備える。流路17は、供給ポート16側からのインクを、ノズル板15上を経て回収ポート18側へ送る。 FIG. 2 is an overall sectional view of the liquid ejection head 10 according to the embodiment of the present invention, and is a sectional view taken along the line AA in FIG. 1(a). The first housing 11a holds a nozzle plate 15 as a discharge port forming member. The nozzle plate 15 includes a nozzle 14 as a discharge port that discharges liquid. The first housing 11a also includes a flow path 17 that is a liquid supply section. The flow path 17 sends ink from the supply port 16 side to the recovery port 18 side via the nozzle plate 15.

第2ハウジング11bは、供給ポート16及び回収ポート18を備える。供給ポート16及び回収ポート18は、流路17の一方側及び他方側にそれぞれ接続される。供給ポート16と回収ポート18との間には、複数の液体吐出モジュール30が配置されている。液体吐出モジュール30は、流路17内のインクをノズル14から吐出する。また、液体吐出モジュール30の上部に規制部材20が設けられる。 The second housing 11b includes a supply port 16 and a recovery port 18. The supply port 16 and the recovery port 18 are connected to one side and the other side of the flow path 17, respectively. A plurality of liquid ejection modules 30 are arranged between the supply port 16 and the recovery port 18. The liquid ejection module 30 ejects ink within the flow path 17 from the nozzle 14 . Furthermore, a regulating member 20 is provided above the liquid ejection module 30.

液体吐出モジュール30は、第1ハウジング11aに設けられたノズル14の数に対応しており、本例では1列に並べた8個のノズル14に対応する8個の液体吐出モジュール30を備える構成が示されている。なお、ノズル14及び液体吐出モジュール30の数及び配列は、上記に限るものではない。例えば、ノズル14及び液体吐出モジュール30の数は、複数ではなく1個であってもよい。また、ノズル14及び液体吐出モジュール30の配列は、1列ではなく、複数列であってもよい。 The liquid discharge modules 30 correspond to the number of nozzles 14 provided in the first housing 11a, and in this example, the configuration includes eight liquid discharge modules 30 corresponding to the eight nozzles 14 arranged in one row. It is shown. Note that the number and arrangement of the nozzles 14 and liquid ejection modules 30 are not limited to the above. For example, the number of nozzles 14 and liquid ejection modules 30 may be one instead of a plurality. Furthermore, the nozzles 14 and the liquid ejection modules 30 may be arranged in multiple rows instead of one row.

なお、図2において符号19は、第1ハウジング11aと第2ハウジング11bとの接合部に設けたハウジングシール部材である。本例ではハウジングシール部材としてOリングが用いられており、Oリングは、第1ハウジング11aと第2ハウジング11bとの接合部からのインクの漏れを防いでいる。 Note that in FIG. 2, reference numeral 19 is a housing seal member provided at the joint between the first housing 11a and the second housing 11b. In this example, an O-ring is used as the housing seal member, and the O-ring prevents ink from leaking from the joint between the first housing 11a and the second housing 11b.

上記の構成により、供給ポート16は、加圧した状態のインクを外部から取り込み、インクを矢印a1方向へ送り、インクを流路17に供給する。流路17は、供給ポート16からのインクを矢印a2方向へ送る。そして、回収ポート18は、流路17に沿って配置したノズル14から吐出しなかったインクを矢印a3方向へ回収する。 With the above configuration, the supply port 16 takes in pressurized ink from the outside, sends the ink in the direction of arrow a1, and supplies the ink to the flow path 17. The flow path 17 sends ink from the supply port 16 in the direction of arrow a2. The recovery port 18 then recovers ink that has not been ejected from the nozzles 14 arranged along the flow path 17 in the direction of arrow a3.

液体吐出モジュール30は、開閉弁31と、駆動体としての圧電素子32を備える。開閉弁31は、ノズル14を開閉する。圧電素子32は、開閉弁31を駆動する。また、圧電素子32は、電圧の印加により、図2の上下方向である長手方向に伸縮作動する。 The liquid discharge module 30 includes an on-off valve 31 and a piezoelectric element 32 as a driver. The on-off valve 31 opens and closes the nozzle 14. The piezoelectric element 32 drives the on-off valve 31. Moreover, the piezoelectric element 32 expands and contracts in the longitudinal direction, which is the vertical direction in FIG. 2, by applying a voltage.

上記の構成において、圧電素子32が作動して開閉弁31が上方向へ動かされた場合は、開閉弁31によって閉じていたノズル14が開いた状態になり、ノズル14からインクを吐出することができる。また、圧電素子32が作動して開閉弁31が下方向へ動かされた場合は、開閉弁31の先端部がノズル14を封止してノズル14が閉じた状態になり、ノズル14からインクが吐出しなくなる。 In the above configuration, when the piezoelectric element 32 is activated and the on-off valve 31 is moved upward, the nozzle 14, which had been closed by the on-off valve 31, is opened, and ink cannot be ejected from the nozzle 14. can. Furthermore, when the piezoelectric element 32 is activated and the on-off valve 31 is moved downward, the tip of the on-off valve 31 seals the nozzle 14 and the nozzle 14 is closed, and ink flows out from the nozzle 14. It stops spitting out.

図3は、本発明の実施形態に係る液体吐出ヘッド10の加熱手段との位置関係を示す説明図である。第1ハウジング11aは、ヒータ12を備えている。図3中の破線で示されるように、ヒータ12は、複数のノズル14を横断するようにしてノズル14の近傍に設けられている。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing the positional relationship between the liquid ejection head 10 and the heating means according to the embodiment of the present invention. The first housing 11a includes a heater 12. As shown by the broken line in FIG. 3, the heater 12 is provided near the nozzles 14 so as to cross the plurality of nozzles 14.

次に、液体吐出モジュール30の詳細を図4に基づいて説明する。図4(a)は、単一の液体吐出モジュールの断面図、図4(b)は、図4(a)の要部拡大図である。開閉弁31の軸部外周には、高圧インクの漏出防止用にOリング34が上下二段で装着されている。 Next, details of the liquid ejection module 30 will be explained based on FIG. 4. FIG. 4(a) is a sectional view of a single liquid ejection module, and FIG. 4(b) is an enlarged view of the main part of FIG. 4(a). Two O-rings 34 are attached to the outer periphery of the shaft of the on-off valve 31 in order to prevent leakage of high-pressure ink.

液体吐出モジュール30は、前述の開閉弁31及び圧電素子32と、固定部材33と、保持体35と、プラグ36などを主に備える。 The liquid discharge module 30 mainly includes the aforementioned on-off valve 31, piezoelectric element 32, fixing member 33, holder 35, plug 36, and the like.

保持体35は、その内部に駆動体収容部35aを有し、駆動体収容部35aに圧電素子32を収容して保持する。保持体35は、圧電素子32の長手方向に弾性伸縮可能な金属で構成されている。弾性伸縮可能な金属として、例えばSUS304又はSUS316Lなどのステンレス鋼を使用可能である。保持体35は、長手方向に延びた細長部材が圧電素子32の周囲に複数本配置(例えば90°間隔で4本配置)された枠体であり、圧電素子32は、保持体35を構成する細長部材の相互間を通して保持体35の内側に挿入される。 The holder 35 has a driver accommodating portion 35a therein, and accommodates and holds the piezoelectric element 32 in the driver accommodating portion 35a. The holder 35 is made of metal that can be elastically expanded and contracted in the longitudinal direction of the piezoelectric element 32. As the elastically expandable metal, stainless steel such as SUS304 or SUS316L can be used, for example. The holding body 35 is a frame body in which a plurality of elongated members extending in the longitudinal direction are arranged around the piezoelectric element 32 (for example, four pieces are arranged at 90° intervals), and the piezoelectric element 32 constitutes the holding body 35. It is inserted inside the holder 35 through the elongated members.

圧電素子32の長手方向は、図4(a)に示される両矢印方向Aであり、この長手方向Aは、開閉弁31、液体吐出モジュール30及び第2ハウジング11bの長手方向でもある。また、長手方向Aは、開閉弁31の移動方向でもある。 The longitudinal direction of the piezoelectric element 32 is the double arrow direction A shown in FIG. 4(a), and this longitudinal direction A is also the longitudinal direction of the on-off valve 31, the liquid discharge module 30, and the second housing 11b. Moreover, the longitudinal direction A is also the moving direction of the on-off valve 31.

保持体35のノズル14側の先端部に開閉弁31が連結されている。また、保持体35のノズル14側に蛇腹部35bが形成されている。蛇腹部35bは、圧電素子32が伸縮作動する際に、保持体35の先端側を圧電素子32と同じように長手方向に伸縮作動させるためのものである。 An on-off valve 31 is connected to the tip of the holder 35 on the nozzle 14 side. Furthermore, a bellows portion 35b is formed on the nozzle 14 side of the holder 35. The bellows portion 35b is for causing the distal end side of the holder 35 to expand and contract in the longitudinal direction in the same manner as the piezoelectric element 32 when the piezoelectric element 32 expands and contracts.

また、保持体35のノズル14側と反対側である基端側に固定部材33が連結されている。別の言い方をすると、固定部材33は、第2ハウジング11bの上端部に収容されている。 Further, a fixing member 33 is connected to the base end side of the holder 35, which is the side opposite to the nozzle 14 side. In other words, the fixing member 33 is housed in the upper end of the second housing 11b.

固定部材33は、径方向に延在する貫通ネジ穴33aを有する。貫通ネジ穴33aに第2ハウジング11b外から位置決めネジ60がねじ込まれている。 The fixing member 33 has a through screw hole 33a extending in the radial direction. A positioning screw 60 is screwed into the through-screw hole 33a from outside the second housing 11b.

位置決めネジ60は、第2ハウジング11bの上端部に形成された長手方向の長穴11b1に挿通されている。このため、位置決めネジ60は、第2ハウジング11bの長手方向に所定長さ移動可能である。位置決めネジ60は、固定部材33を長手方向に位置決めした状態にして締め付けられる。 The positioning screw 60 is inserted into a longitudinally elongated hole 11b1 formed at the upper end of the second housing 11b. Therefore, the positioning screw 60 is movable by a predetermined length in the longitudinal direction of the second housing 11b. The positioning screw 60 is tightened with the fixing member 33 positioned in the longitudinal direction.

図4(a)に示されるように、第2ハウジング11bの上端開口部には、雌ネジ穴11b2が形成されている。この雌ネジ穴11b2に、図2の規制部材20に当接するプラグ36が螺合されている。プラグ36は、位置決めネジ60によって長手方向に位置決めされた固定部材33の上端部に当接して、固定部材33を最終的に位置固定する。 As shown in FIG. 4(a), a female screw hole 11b2 is formed in the upper end opening of the second housing 11b. A plug 36 that comes into contact with the regulating member 20 in FIG. 2 is screwed into this female threaded hole 11b2. The plug 36 comes into contact with the upper end of the fixing member 33 that is positioned in the longitudinal direction by the positioning screw 60, and finally fixes the fixing member 33 in position.

また、第2ハウジング11bの下端部には、圧縮バネ37が配設されている。この圧縮バネ37で、圧電素子32及び圧電素子32を保持した保持体35などが上方に付勢されている。 Furthermore, a compression spring 37 is disposed at the lower end of the second housing 11b. This compression spring 37 urges the piezoelectric element 32 and the holder 35 holding the piezoelectric element 32 upward.

図4(b)に示されるように、開閉弁31は、芯材310と、シール部材40と、を有する。芯材310は、ステンレスなどの金属材料により形成される。芯材310のノズル14側の端部には、ノズル14側へ開口する凹部312が設けられている。シール部材40は、例えば、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PCTFE(ポリクロロトリフルオロエチレン)などのフッ素樹脂又はゴムなどの弾性部材を用いることができる。PTFEは引張弾性率が0.40GPa以上0.60GPa以下、PCTFEは引張弾性率が1.03GPa以上2.10GPa以下のものを用いることが好ましい。引張弾性率の値は、ISO527:Plastics-Determination of tensile properties、あるいは、JISK7161:プラスチック-引張特性試験を行うことによって求めることができる。芯材310の凹部312に嵌合することにより芯材310の先端部(ノズル14側の端部)に取り付けられる。また、シール部材40の一部は、芯材310の凹部312からノズル14側へ突出している。このため、圧電素子32が作動することにより開閉弁31が図4(a)における下方向へ動かされると、開閉弁31(芯材310)の先端部に設けられるシール部材40がノズル板15に押し当てられ、シール部材40によってノズル14が封止される。反対に、開閉弁31が上方向へ動かされると、シール部材40がノズル板15から離間してノズル14が開放される。このように、開閉弁31が、シール部材40(弾性部材)をノズル板15(吐出口形成部材)に押し当てる位置とノズル板15から離間した位置との間で移動することにより、ノズル14(吐出口)が開閉される。 As shown in FIG. 4(b), the on-off valve 31 includes a core material 310 and a seal member 40. The core material 310 is formed of a metal material such as stainless steel. A recess 312 that opens toward the nozzle 14 is provided at the end of the core material 310 on the nozzle 14 side. The sealing member 40 can be made of, for example, a fluororesin such as PTFE (polytetrafluoroethylene) or PCTFE (polychlorotrifluoroethylene), or an elastic member such as rubber. It is preferable to use PTFE with a tensile modulus of 0.40 GPa or more and 0.60 GPa or less, and PCTFE with a tensile modulus of 1.03 GPa or more and 2.10 GPa or less. The value of tensile modulus can be determined by performing ISO527: Plastics-Determination of tensile properties or JISK7161: Plastics-tensile properties test. By fitting into the recess 312 of the core material 310, it is attached to the tip (end on the nozzle 14 side) of the core material 310. Further, a portion of the seal member 40 protrudes from the recess 312 of the core material 310 toward the nozzle 14 side. Therefore, when the piezoelectric element 32 is activated and the on-off valve 31 is moved downward in FIG. The nozzle 14 is sealed by the sealing member 40. Conversely, when the on-off valve 31 is moved upward, the seal member 40 is separated from the nozzle plate 15 and the nozzle 14 is opened. In this way, the on-off valve 31 moves between the position where the seal member 40 (elastic member) is pressed against the nozzle plate 15 (discharge port forming member) and the position where it is spaced apart from the nozzle plate 15, so that the nozzle 14 ( (discharge port) is opened and closed.

本実施形態に係る液体吐出モジュール30においては、開閉弁31が、芯材310と、芯材310の先端部に取り付けられるシール部材40とにより構成されているため、シール部材40が芯材310から外れないように両部材を接合する必要がある。接合手段として、例えば、接着剤による接着があるが、シール部材40がフッ素樹脂などの接着しにくい材料により形成される場合は、接着による接合は困難である。また、他の接合手段として、芯材310の先端部を加締め、シール部材40を機械的に接合する手段があるが、芯材310の先端部を加締める方法は次のような課題がある。 In the liquid discharge module 30 according to the present embodiment, the on-off valve 31 includes the core material 310 and the seal member 40 attached to the tip of the core material 310, so that the seal member 40 is separated from the core material 310. Both parts must be joined to prevent them from coming apart. As a joining means, for example, adhesive bonding is available, but if the seal member 40 is formed of a material that is difficult to adhere to, such as a fluororesin, bonding by adhesive is difficult. Further, as another joining method, there is a method of crimping the tip of the core material 310 and mechanically joining the sealing member 40, but the method of crimping the tip of the core material 310 has the following problems. .

図27は、加締めによる接合構造を採用した開閉弁31の拡大断面図である。 FIG. 27 is an enlarged cross-sectional view of the on-off valve 31 that employs a crimped joint structure.

図27に示される構成においては、芯材310の先端部が図中の破線の状態から実線の状態へ加締められることにより、シール部材40が拘束され、凹部312からのシール部材40の脱落が防止される。しかしながら、この場合、シール部材40の比較的先端側の部分(加締め箇所)においてシール部材40が拘束されることにより、弾性変形(特に凹部312の深さ方向Bの弾性変形)が制限されるため、シール部材40の良好な弾性機能が得られなくなる。 In the configuration shown in FIG. 27, the seal member 40 is restrained by crimping the tip of the core member 310 from the state shown by the broken line to the state shown by the solid line in the figure, and the seal member 40 is prevented from falling out of the recess 312. Prevented. However, in this case, elastic deformation (particularly elastic deformation in the depth direction B of the recess 312) is restricted because the seal member 40 is restrained at a relatively distal end side portion (the caulking location). Therefore, a good elastic function of the sealing member 40 cannot be obtained.

また、シール部材40がシート状の部材をパンチ抜きして形成される場合は、シール部材40が、図28に示されるような図の上端部及び下端部よりも上下方向中間部側において幅が小さくなる形状に形成される傾向にある。このようなシール部材40の場合、凹部312内にシール部材40が挿入されると、図29に示されるように、シール部材40と凹部312の側面312bとの間に隙間が発生する。さらに、この状態から芯材310の先端部が加締められると、加締めによりシール部材40が変形し、シール部材40と凹部312の側面312bとの間の隙間が大きくなると共に、シール部材40と凹部312の底面312aとの間にも隙間が発生する。その結果、凹部312内におけるシール部材40の密着性が低下すると共に、シール部材40の姿勢が安定しなくなる。このため、図30に示されるように、シール部材40がノズル板15に押し当てられると、シール部材40が図中の破線の状態から実線の状態へ後退する。そのせいで、ノズル板15に対するシール部材40の所望の圧接力が得られなくなり、シール性が低下する。 Further, when the sealing member 40 is formed by punching a sheet-like member, the width of the sealing member 40 is wider at the middle part in the vertical direction than at the upper and lower ends in the figure as shown in FIG. They tend to be formed into smaller shapes. In the case of such a seal member 40, when the seal member 40 is inserted into the recess 312, a gap is generated between the seal member 40 and the side surface 312b of the recess 312, as shown in FIG. Furthermore, when the tip of the core material 310 is crimped from this state, the sealing member 40 is deformed by the crimping, and the gap between the sealing member 40 and the side surface 312b of the recess 312 becomes larger, and the sealing member 40 A gap also occurs between the concave portion 312 and the bottom surface 312a. As a result, the adhesion of the seal member 40 within the recess 312 decreases, and the posture of the seal member 40 becomes unstable. Therefore, as shown in FIG. 30, when the seal member 40 is pressed against the nozzle plate 15, the seal member 40 retreats from the state shown by the broken line to the state shown by the solid line in the figure. As a result, the desired pressing force of the sealing member 40 against the nozzle plate 15 cannot be obtained, and the sealing performance deteriorates.

ここで、上記のような加締め接合弁において、シール部材40の弾性機能を調べる試験を行った。本試験においては、先端直径が500μmのシール部材40を、加締めにより開閉弁31の芯材310に接合し、その開閉弁31を試験機に取り付け、図31に示される水晶圧電型の工具動力計80に対して、シール部材40を1μmずつ、合計10μm押し込んで加圧した。その後、シール部材40を1μmずつ後退させて減圧し除荷した。また、加圧時(前進時)と減圧時(後退時)の開閉弁31の変位(押し込み量)及び荷重を測定した。その測定された変位と荷重との関係を図32に示す。 Here, a test was conducted to examine the elastic function of the seal member 40 in the crimped joint valve as described above. In this test, a sealing member 40 with a tip diameter of 500 μm was joined to the core material 310 of the on-off valve 31 by caulking, and the on-off valve 31 was attached to a testing machine, and a crystal piezoelectric tool power source shown in FIG. 31 was used. The sealing member 40 was pushed in 1 μm at a time for a total of 10 μm to apply pressure to a total of 80 parts. Thereafter, the sealing member 40 was moved back by 1 μm to reduce the pressure and remove the load. In addition, the displacement (pushing amount) and load of the on-off valve 31 were measured during pressurization (forward movement) and pressure reduction (backward movement). FIG. 32 shows the relationship between the measured displacement and load.

図32において、実線は、加圧時の開閉弁31の変位荷重曲線を示し、破線は、減圧時の開閉弁31の変位荷重曲線を示す。図32に示されるように、加圧開始の荷重が0[N]のとき、変位は0[μm]であるのに対し、除荷時は変位が約5[μm]となった。これは、シール部材40が工具動力計80に押し当てられた際に、シール部材40が凹部312内に後退して変位したことにより、除荷してもシール部材40の先端が元の位置(加圧前の位置)に戻らずに、約5[μm]後退したものと考えられる。このため、本来であれば、シール部材40の弾性率(一次係数)が1[N/μm]程度であるところ、シール部材40の見かけの弾性率が低下し、1[N/μm]よりも小さい0.4[N/μm]程度になった。 In FIG. 32, the solid line shows the displacement load curve of the on-off valve 31 when pressurizing, and the broken line shows the displacement load curve of the on-off valve 31 when the pressure is reduced. As shown in FIG. 32, when the load at the start of pressurization was 0 [N], the displacement was 0 [μm], whereas at the time of unloading, the displacement was about 5 [μm]. This is because when the seal member 40 is pressed against the tool dynamometer 80, the seal member 40 retreats into the recess 312 and is displaced, so that even when the load is removed, the tip of the seal member 40 remains at its original position ( It is thought that it did not return to the position before pressurization, but retreated by about 5 [μm]. Therefore, although the elastic modulus (first-order coefficient) of the sealing member 40 is originally about 1 [N/μm], the apparent elastic modulus of the sealing member 40 decreases and becomes lower than 1 [N/μm]. It became as small as 0.4 [N/μm].

このように、加締め接合弁においては、シール部材40の先端側が拘束されることにより、弾性変形が制限されることに加え、加圧時にシール部材40が凹部312内へ後退することによって見かけの弾性率が低下するため、シール部材40が所望の弾性機能を発揮できなくなる。しかも、このような弾性機能の低下は、一定ではなく、加締め加工のばらつきの影響を受ける。このため、シール性を確保するには、シール部材40の弾性機能の低下の度合いに応じて、開閉弁31ごとに次のような位置調整を行う必要がある。 In this manner, in the crimped joint valve, the distal end side of the seal member 40 is restrained, thereby limiting elastic deformation, and the seal member 40 retreats into the recess 312 when pressurized, thereby reducing the apparent appearance. Since the elastic modulus decreases, the seal member 40 is no longer able to exhibit the desired elastic function. Moreover, such a decline in elastic function is not constant and is affected by variations in crimping. Therefore, in order to ensure sealing performance, it is necessary to perform the following position adjustment for each on-off valve 31 depending on the degree of decline in the elastic function of the seal member 40.

図33は、開閉弁31の位置(変位)とノズル14から吐出されるインクの吐出量との関係を示す図である。図33(e)中の(a)~(d)は、開閉弁31が同図(a)~(d)の各位置に配置される場合のそれぞれの吐出量を示す。 FIG. 33 is a diagram showing the relationship between the position (displacement) of the on-off valve 31 and the amount of ink ejected from the nozzle 14. (a) to (d) in FIG. 33(e) show the respective discharge amounts when the on-off valve 31 is arranged at each position shown in (a) to (d) in the figure.

図33(a)に示される状態においては、開閉弁31の先端部(シール部材40)がノズル14から最も離れた位置にある。このとき、インクの吐出量は最大となる。そして、図33(b)に示されるように、開閉弁31の先端部がノズル14に近づくにつれて、インクの吐出量は減少する。さらに、開閉弁31の先端部がノズル14に対して接近し、図33(c)に示されるように、シール部材40がノズル板15に接触すると、インクの吐出量はほぼ0になる。ただし、この状態においてノズル14は完全には封止されていない。ノズル14の封止を完全に行うには、図33(d)に示されるように、開閉弁31の先端部(シール部材40)をノズル板15に押し付けてシール部材40を圧縮させる必要がある。 In the state shown in FIG. 33(a), the tip of the on-off valve 31 (seal member 40) is at the farthest position from the nozzle 14. At this time, the amount of ink ejected is maximum. Then, as shown in FIG. 33(b), as the tip of the on-off valve 31 approaches the nozzle 14, the amount of ink ejected decreases. Further, when the tip of the on-off valve 31 approaches the nozzle 14 and the seal member 40 comes into contact with the nozzle plate 15 as shown in FIG. 33(c), the amount of ink ejected becomes almost zero. However, the nozzle 14 is not completely sealed in this state. In order to completely seal the nozzle 14, it is necessary to press the tip (sealing member 40) of the on-off valve 31 against the nozzle plate 15 to compress the sealing member 40, as shown in FIG. 33(d). .

しかしながら、開閉弁31の先端部をノズル板15に押し付けた際に、上記のように、シール部材40が凹部312内へ後退すると、シール部材40の圧縮量を十分に確保できないため、ノズル14を封止できなくなる。そのため、シール部材40が後退する距離の分だけ開閉弁31の基準位置(初期位置)を前進方向へずらし、シール部材40の圧縮量が十分に得られるようにする必要がある。 However, when the tip of the on-off valve 31 is pressed against the nozzle plate 15, if the seal member 40 retreats into the recess 312 as described above, the amount of compression of the seal member 40 cannot be secured sufficiently, so the nozzle 14 It becomes impossible to seal. Therefore, it is necessary to shift the reference position (initial position) of the on-off valve 31 in the forward direction by the distance that the seal member 40 retreats so that a sufficient amount of compression of the seal member 40 can be obtained.

しかしながら、開閉弁31の基準位置を前進方向へずらすと、圧電素子の伸縮量が一定(例えば、20μm~30μm程度)であることから、ノズル14が開放された状態での開閉弁31の位置が変化する。ノズル14が開放された状態においては、所定のインク吐出量が得られるようにするため、シール部材40とノズル14とのギャップを十分に(例えば5μm以上に)確保する必要がある。そのため、開閉弁31の位置調整においては、ノズル開放時のシール部材40とノズル14とのギャップを十分に確保しつつ、かつ、ノズル閉鎖時のシール部材40の圧縮量を十分に確保するといった管理が必要となる。このようなノズル開放時とノズル閉鎖時における開閉弁31の位置を両立することは難しく、調整作業に多くの労力と時間を費やすことになる。そこで、本発明においては、開閉弁の位置調整作業を容易にすべく、シール部材の弾性機能の低下に起因する問題を改善することを目的としている。 However, if the reference position of the on-off valve 31 is shifted in the forward direction, since the amount of expansion and contraction of the piezoelectric element is constant (for example, about 20 μm to 30 μm), the position of the on-off valve 31 when the nozzle 14 is open is Change. When the nozzle 14 is open, it is necessary to ensure a sufficient gap (for example, 5 μm or more) between the sealing member 40 and the nozzle 14 in order to obtain a predetermined amount of ink discharge. Therefore, when adjusting the position of the on-off valve 31, management is necessary to ensure a sufficient gap between the seal member 40 and the nozzle 14 when the nozzle is opened, and to ensure a sufficient amount of compression of the seal member 40 when the nozzle is closed. Is required. It is difficult to balance the positions of the on-off valve 31 when the nozzle is open and when the nozzle is closed, and a lot of effort and time are spent on adjustment work. Therefore, an object of the present invention is to improve the problem caused by the deterioration of the elastic function of the sealing member in order to facilitate the position adjustment work of the on-off valve.

以下、本発明に係るシール部材の接合構造について、図5に示される実施形態を例に説明する。 Hereinafter, a joint structure of a seal member according to the present invention will be described using the embodiment shown in FIG. 5 as an example.

図5に示されるように、本実施形態においては、芯材310の凹部312に、シール部材40の脱落を防止する抜け止め部50が設けられている。抜け止め部50は、凹部312の幅が広く形成されている部分である。ここでいう「幅」とは、凹部312の深さ方向Bに直交する方向Cの大きさを意味する。なお、以下の説明における「幅」も同じ意味である。 As shown in FIG. 5, in this embodiment, a retaining portion 50 is provided in the recess 312 of the core material 310 to prevent the seal member 40 from falling off. The retaining portion 50 is a portion where the concave portion 312 is formed to have a wide width. The "width" here means the size of the recess 312 in the direction C perpendicular to the depth direction B. Note that "width" in the following description also has the same meaning.

抜け止め部50は、凹部312の底面312a側に設けられている。特に、本実施形態においては、抜け止め部50が、底面312aに隣接するように設けられている。また、底面312aには、断面三角形状の突起61が設けられている。突起61は、底面312aの中央に設けられており、底面312aから凹部312開口側(図5における下方)に向かって突出している。 The retaining portion 50 is provided on the bottom surface 312a side of the recess 312. In particular, in this embodiment, the retaining portion 50 is provided adjacent to the bottom surface 312a. Further, a protrusion 61 having a triangular cross section is provided on the bottom surface 312a. The protrusion 61 is provided at the center of the bottom surface 312a, and protrudes from the bottom surface 312a toward the opening side of the recess 312 (downward in FIG. 5).

図6に、芯材310とシール部材40とを分離した状態を示す。 FIG. 6 shows a state in which the core material 310 and the seal member 40 are separated.

図6に示されるように、芯材310から分離された状態のシール部材40は、円柱状に形成されており、凹部312の形状とは異なる形状に形成されている。このような形状のシール部材40が凹部312内に挿入されると、シール部材40の挿入方向の先端面が凹部312に設けられている突起61に押し当てられることにより幅方向に押し広げられる。これにより、シール部材40の一部(押し広げられた部分)が抜け止め部50内に充填され、シール部材40が抜け止め部50に対して嵌合する(図5参照)。 As shown in FIG. 6, the seal member 40 separated from the core material 310 is formed in a cylindrical shape, and is formed in a shape different from the shape of the recess 312. As shown in FIG. When the sealing member 40 having such a shape is inserted into the recess 312, the distal end surface of the sealing member 40 in the insertion direction is pressed against the protrusion 61 provided in the recess 312, thereby being pushed wider in the width direction. As a result, a portion of the sealing member 40 (the expanded portion) is filled into the retaining portion 50, and the sealing member 40 is fitted into the retaining portion 50 (see FIG. 5).

このように、本実施形態においては、シール部材40を凹部312内に挿入することにより、シール部材40の一部が抜け止め部50に嵌合するため、シール部材40が凹部312から脱落しないように接合される。従って、本実施形態においては、芯材310の先端部を加締めなくてもシール部材40を接合でき、上記のような加締めに伴う種々の問題を解消できる。 As described above, in this embodiment, by inserting the seal member 40 into the recess 312, a part of the seal member 40 fits into the retaining part 50, so that the seal member 40 is prevented from falling out of the recess 312. is joined to. Therefore, in this embodiment, the seal member 40 can be joined without crimping the tip of the core material 310, and various problems associated with crimping as described above can be solved.

すなわち、本実施形態の場合、シール部材40の先端側の部分が加締められないので、先端側におけるシール部材40の拘束がなく、シール部材40の弾性変形が許容される。また、シール部材40が加締められることによる凹部312内の隙間の発生及び隙間の拡大が軽減されるので、シール部材40の姿勢が安定すると共に、加圧時の凹部312内へのシール部材40の後退も軽減される。これにより、シール部材40が凹部312内へ後退することによる見かけの弾性率低下も抑制される。 That is, in the case of this embodiment, since the distal end side portion of the seal member 40 is not crimped, the seal member 40 is not constrained at the distal end side, and elastic deformation of the seal member 40 is allowed. Further, since the occurrence of a gap in the recess 312 and the expansion of the gap due to the seal member 40 being crimped are reduced, the posture of the seal member 40 is stabilized, and the seal member 40 is pushed into the recess 312 when pressurized. The setback is also reduced. This also suppresses the apparent decrease in elastic modulus due to the seal member 40 retreating into the recess 312.

ここで、本実施形態においては、上記抜け止め部50が凹部312の底面312aに隣接するように設けられているが、反対に、抜け止め部50が凹部312の開口側に設けられていると、シール部材40と抜け止め部50との嵌合により、シール部材40の弾性変形(特に凹部312の深さ方向Bの弾性変形)が、その先端側において制限される虞がある。この点に関して、本実施形態においては、図5に示されるように、抜け止め部50が、凹部312の深さ方向Bの底面側半分の領域d2に設けられているため、シール部材40がその先端側において拘束されない。すなわち、本実施形態においては、シール部材40の弾性変形が先端側において許容されるので、先端側におけるシール部材40の弾性機能を良好に確保でき、シール部材40がノズル板15に押し当てられたときの圧縮量を十分に確保できる。 Here, in the present embodiment, the retaining portion 50 is provided adjacent to the bottom surface 312a of the recess 312, but on the contrary, the retaining portion 50 may be provided on the opening side of the recess 312. Due to the fitting between the sealing member 40 and the retaining portion 50, there is a possibility that the elastic deformation of the sealing member 40 (particularly the elastic deformation in the depth direction B of the recess 312) may be restricted on the distal end side thereof. Regarding this point, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, the retaining portion 50 is provided in the bottom half region d2 in the depth direction B of the recess 312, so that the sealing member 40 is Not constrained on the tip side. That is, in the present embodiment, elastic deformation of the seal member 40 is allowed on the distal end side, so that the elastic function of the seal member 40 on the distal end side can be ensured well, and the seal member 40 can be pressed against the nozzle plate 15. It is possible to secure a sufficient amount of compression when

以上のように、本実施形態においては、シール部材40の弾性機能を良好に確保して、十分な圧縮量が得られるので、ノズル14を良好かつ確実に封止できる。また、本実施形態においては、シール部材40がノズル板15に押し当てられた際の凹部312内へのシール部材40の後退も軽減できるため、開閉弁31の位置調整も行いやすくなる。従って、本実施形態の構成によれば、インク吐出量(開閉弁の位置)の調整作業が行いやすく、シール性及び接合性に優れる信頼性の高い液体吐出ヘッドを提供できるようになる。 As described above, in this embodiment, the elastic function of the sealing member 40 is ensured well and a sufficient amount of compression is obtained, so that the nozzle 14 can be sealed well and reliably. Furthermore, in this embodiment, the retreat of the seal member 40 into the recess 312 when the seal member 40 is pressed against the nozzle plate 15 can be reduced, making it easier to adjust the position of the on-off valve 31. Therefore, according to the configuration of this embodiment, it is possible to easily adjust the ink ejection amount (the position of the on-off valve), and to provide a highly reliable liquid ejection head with excellent sealing performance and bonding performance.

図7は、本発明の実施形態における開閉弁31の変位(押し込み量)と荷重との関係を示す図である。図7において、実線は、加圧時の開閉弁31の変位荷重曲線を示し、破線は、減圧時の開閉弁31の変位荷重曲線を示す。また、この関係を調べるために行った試験の方法は、上記試験と同じ方法である。 FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the displacement (pushing amount) of the on-off valve 31 and the load in the embodiment of the present invention. In FIG. 7, the solid line shows the displacement load curve of the on-off valve 31 when pressurizing, and the broken line shows the displacement load curve of the on-off valve 31 when the pressure is reduced. Furthermore, the test method conducted to investigate this relationship was the same as the above test.

図7に示されるように、本実施形態においては、加圧時(前進時)の開閉弁31の変位荷重曲線(実線)と、減圧時(後退時)の開閉弁31の変位荷重曲線(破線)との間に大きな変化は無く、加圧開始時と除荷時におけるシール部材先端の位置変化もほとんど見られなかった。この結果より、本実施形態においては、凹部312内へのシール部材40の後退が軽減され、シール部材40が良好な弾性機能を発揮できることが分かった。以上のことから、本実施形態の構成(接合構造)によれば、シール部材40の良好なシール性の確保と、位置調整の作業性向上とを実現できるといえる。 As shown in FIG. 7, in this embodiment, the displacement load curve (solid line) of the on-off valve 31 when pressurizing (when moving forward) and the displacement load curve (broken line) of the on-off valve 31 when depressurizing (when moving backward) ), and there was almost no change in the position of the seal member tip between the start of pressurization and the time of unloading. From this result, it was found that in this embodiment, the retreat of the seal member 40 into the recess 312 was reduced, and the seal member 40 was able to exhibit a good elastic function. From the above, it can be said that according to the configuration (joining structure) of this embodiment, it is possible to ensure good sealing performance of the seal member 40 and improve workability in position adjustment.

本実施形態においては、抜け止め部50が底面312aに隣接するように設けられているが、底面側半分の領域d2であれば、抜け止め部50は必ずしも底面312aに隣接していなくてもよい。また、抜け止め部50の形状は、図5に示されるような、断面矩形の形状に限らず、三角形状又は半円状の断面形状であってもよい。要するに、抜け止め部50は、底面312aに向かって幅が大きくなる形状であれば、幅が急激に広がる形状であってもよいし、滑らかに漸増する形状であってもよい。なお、抜け止めの機能をより良好に確保する観点からは、抜け止め部50が、凹部312の深さ方向Bに対して直角又はそれに近い角度をもって幅が広がるような形状(例えば、図5に示されるような形状)であることが好ましい。また、抜け止め部50は、図8に示される例のように、底面312aの中央を中心とする円周方向Eの全体に渡って連続して設けられていてもよいし、図9に示される例のように、円周方向Eの一部に設けられていてもよい。 In this embodiment, the retaining portion 50 is provided adjacent to the bottom surface 312a, but the retaining portion 50 does not necessarily need to be adjacent to the bottom surface 312a as long as the region d2 is half of the bottom surface side. . Further, the shape of the retaining portion 50 is not limited to a rectangular cross-sectional shape as shown in FIG. 5, but may be a triangular or semicircular cross-sectional shape. In short, the retaining portion 50 may have a shape in which the width increases rapidly toward the bottom surface 312a, or may have a shape in which the width increases smoothly. Note that from the viewpoint of ensuring better retaining function, the retaining part 50 has a shape in which the width increases at a right angle or an angle close to the depth direction B of the recess 312 (for example, as shown in FIG. 5). Preferably, the shape is as shown. Further, the retaining portion 50 may be provided continuously over the entire circumferential direction E centering on the center of the bottom surface 312a, as in the example shown in FIG. It may be provided in a part of the circumferential direction E, as in the example shown in FIG.

続いて、開閉弁31の変形例について説明する。なお、以下の説明においては、主に上記実施形態とは異なる部分について説明し、それ以外の部分については基本的に同じ構成であるので適宜説明を省略する。 Next, a modification of the on-off valve 31 will be described. In the following description, parts that are different from the above embodiment will be mainly described, and since the other parts have basically the same configuration, the description will be omitted as appropriate.

図10に示される変形例においては、凹部312に設けられる突起61の形状が上記実施形態とは異なっている。上記実施形態においては、突起61が断面三角形の円錐状又は角錐状に形成されているが(図5参照)、図10に示される例においては、突起61が半球状又は球面状に形成されている。このように、突起61が半球状又は球面状である場合も、突起61は、シール部材40を幅方向に押し広げて抜け止め部50内に充填させる充填補助部として機能できる。また、突起61は、その他の形状(円柱状、角柱状など)であってもよい。 In the modification shown in FIG. 10, the shape of the protrusion 61 provided in the recess 312 is different from the above embodiment. In the above embodiment, the protrusion 61 is formed in a conical or pyramidal shape with a triangular cross section (see FIG. 5), but in the example shown in FIG. 10, the protrusion 61 is formed in a hemispherical or spherical shape. There is. In this way, even when the protrusion 61 has a hemispherical or spherical shape, the protrusion 61 can function as a filling auxiliary part that spreads the sealing member 40 in the width direction and fills it into the retaining part 50. Further, the protrusion 61 may have other shapes (cylindrical, prismatic, etc.).

図11は、シール部材40の変形例を示す図である。 FIG. 11 is a diagram showing a modification of the seal member 40. As shown in FIG.

上記実施形態においては、シール部材40が均等な幅の円柱状に形成されているが(図6参照)、図11に示されるシール部材40は、図の上端部及び下端部から上下方向中間部側に向かって幅が小さくなるように形成されている。上述のように、パンチ抜きの場合は、シール部材40がこのような形状に形成される傾向にある。 In the embodiment described above, the sealing member 40 is formed into a columnar shape with a uniform width (see FIG. 6), but the sealing member 40 shown in FIG. It is formed so that the width becomes smaller toward the sides. As described above, in the case of punching, the sealing member 40 tends to be formed in such a shape.

斯かる形状のシール部材40が凹部312に挿入されると、図12に示されるように、凹部312の側面312bとシール部材40との間に隙間が生じる場合がある。この場合、凹部312に対するシール部材40の密着性は低下するが、凹部312の側面312bとシール部材40との間において多少隙間があってもよい。 When the seal member 40 having such a shape is inserted into the recess 312, a gap may occur between the side surface 312b of the recess 312 and the seal member 40, as shown in FIG. In this case, although the adhesion of the seal member 40 to the recess 312 is reduced, there may be some gap between the side surface 312b of the recess 312 and the seal member 40.

すなわち、この場合も、加締めによる接合構造が用いられないことにより、加締めに伴うシール部材40の弾性変形の制限と、シール部材40と凹部312との間の隙間の拡大を回避できるので、シール部材40の弾性機能を良好に確保できる。また、シール部材40がノズル板15に押し当てられた際の凹部312内へのシール部材40の後退も生じにくくなるため、開閉弁31の位置調整を行いやすくなる。従って、この場合も、シール部材40の良好なシール性の確保と、位置調整の作業性向上とを期待できる。 That is, in this case as well, since the joining structure by crimping is not used, it is possible to avoid limiting the elastic deformation of the sealing member 40 and expanding the gap between the sealing member 40 and the recess 312 due to crimping. The elastic function of the sealing member 40 can be ensured favorably. Further, since the seal member 40 is less likely to retreat into the recess 312 when the seal member 40 is pressed against the nozzle plate 15, it becomes easier to adjust the position of the on-off valve 31. Therefore, in this case as well, it can be expected that good sealing performance of the seal member 40 will be ensured and that the workability of position adjustment will be improved.

続いて、図13及び図14に示される例は、凹部312とシール部材40の両方の形状が上記実施形態とは異なる。具体的に、図13及び図14に示される例においては、凹部312の幅がその開口縁312cに向かって次第に大きくなるように形成され、抜け止め部50は断面が三角形状に形成されている。一方、シール部材40はその先端側(ノズル側)に向かって幅が次第に小さくなるように形成されている。 Next, in the example shown in FIGS. 13 and 14, the shapes of both the recess 312 and the seal member 40 are different from the above embodiment. Specifically, in the example shown in FIGS. 13 and 14, the width of the concave portion 312 is formed to gradually increase toward the opening edge 312c, and the retaining portion 50 is formed to have a triangular cross section. . On the other hand, the seal member 40 is formed so that its width gradually decreases toward its tip side (nozzle side).

このように、抜け止め部50は、断面三角形状に形成されていてもよい。また、凹部312内がその開口縁312cに向かって幅が次第に大きくなるように形成され、反対に、シール部材40がその先端側に向かって幅が次第に小さくなるように形成されていることにより、凹部312の開口縁312c及びその近傍において、シール部材40と凹部312の側面312bとの間に隙間が形成される(図13参照)。このため、図13に示される例においては、図15に示されるように、シール部材40の先端がノズル板15に押し当てられた際、ノズル板15が傾いている場合でも、シール部材40がノズル板15の傾きに追従して変形できる。すなわち、シール部材40の先端側の部分が凹部312の側面312bによって拘束されていないため、ノズル板15の傾きに応じてシール部材40の変形が許容される。 In this way, the retaining portion 50 may be formed to have a triangular cross section. Further, the inside of the recess 312 is formed so that the width thereof gradually increases toward the opening edge 312c, and conversely, the seal member 40 is formed such that the width gradually decreases toward the distal end thereof. A gap is formed between the seal member 40 and the side surface 312b of the recess 312 at the opening edge 312c of the recess 312 and in the vicinity thereof (see FIG. 13). Therefore, in the example shown in FIG. 13, when the tip of the seal member 40 is pressed against the nozzle plate 15 as shown in FIG. It can be deformed following the inclination of the nozzle plate 15. That is, since the distal end portion of the seal member 40 is not restrained by the side surface 312b of the recess 312, the seal member 40 is allowed to deform in accordance with the inclination of the nozzle plate 15.

これにより、シール部材40がノズル板15に押し当てられた際に、ノズル板15に対して無理な負荷がかかるのを抑制でき、ノズル板15の変形に伴うインク吐出方向の曲がりなどの不具合を回避できる。また、ノズル板15に対するシール部材40の密着性も確保できるので、良好なシール性が得られる。さらに、ノズル開放時のシール部材40とノズル14とのギャップも十分に確保できるため、所定のインク吐出量も確保できるようになる。 As a result, when the sealing member 40 is pressed against the nozzle plate 15, it is possible to prevent excessive load from being applied to the nozzle plate 15, and to prevent problems such as bending of the ink ejection direction due to deformation of the nozzle plate 15. It can be avoided. Further, since the adhesion of the seal member 40 to the nozzle plate 15 can be ensured, good sealing performance can be obtained. Furthermore, since a sufficient gap between the sealing member 40 and the nozzle 14 when the nozzle is opened can be ensured, a predetermined amount of ink can also be ejected.

また、このようなシール部材40の先端側における変形を許容する隙間(シール部材40と凹部312の側面312bとの間の隙間)は、少なくとも開口縁312cを含む凹部312の開口側半分の領域d1において、凹部312の側面312bとシール部材40との間に設けられていればよい(図13参照)。 Further, a gap (a gap between the seal member 40 and the side surface 312b of the recess 312) that allows deformation on the distal end side of the seal member 40 is at least a region d1 on the opening side of the recess 312 that includes the opening edge 312c. In this case, it is only necessary to provide the seal member 40 between the side surface 312b of the recess 312 and the seal member 40 (see FIG. 13).

図13及び図14に示される例においては、凹部312の幅が開口縁312cに向かって次第に大きくなっているが、図16に示される例のように、凹部312の幅が段差状に大きくなるようにしてもよい。また、図17に示される例のように、凹部312の幅が開口縁312cに向かって次第に大きくなるように形成されていれば、シール部材40の幅は均一であってもよい。反対に、図18に示される例のように、シール部材40の幅が先端側(ノズル側)に向かって小さくなるように形成されていれば、凹部312の開口側半分の領域d1における幅は均一であってもよい。すなわち、少なくとも開口縁312cを含む凹部312の開口側半分の領域d1において、シール部材40と凹部312の側面312bとの間に隙間を形成できれば、幅を大きくする又は小さくするのは凹部312とシール部材40のいずれか一方のみであってもよい。 In the examples shown in FIGS. 13 and 14, the width of the recess 312 gradually increases toward the opening edge 312c, but as in the example shown in FIG. 16, the width of the recess 312 increases stepwise. You can do it like this. Further, as in the example shown in FIG. 17, the width of the seal member 40 may be uniform as long as the width of the recess 312 is formed to gradually increase toward the opening edge 312c. On the other hand, if the width of the sealing member 40 is formed to become smaller toward the tip side (nozzle side) as in the example shown in FIG. It may be uniform. That is, if a gap can be formed between the seal member 40 and the side surface 312b of the recess 312 in the opening-side half region d1 of the recess 312 that includes at least the opening edge 312c, the width can be increased or decreased because of the difference between the recess 312 and the seal. Only one of the members 40 may be used.

また、図19に示される例のように、芯材310は、凹部312の底面312aに沿って二分割されてもよい。この場合、抜け止め部50を、凹部312の底面312a側から加工でき、抜け止め部50の加工が行いやすくなる。 Further, as in the example shown in FIG. 19, the core material 310 may be divided into two along the bottom surface 312a of the recess 312. In this case, the retaining portion 50 can be processed from the bottom surface 312a side of the recess 312, making it easier to process the retaining portion 50.

また、図20に示される例のように、抜け止め部50は、凹部312の深さ方向Bに渡って連続して設けられる複数の溝62により構成されてもよい。この場合、シール部材40が凹部312内に挿入されると、図21に示されるように、シール部材40の一部が溝62内に充填されることにより、シール部材40が凹部312から脱落しないように接合される。また、抜け止め部50としての溝62は、凹部312の深さ方向Bの底面側半分の領域d2に設けられているので、上記実施形態と同じように、先端側におけるシール部材40の弾性機能を良好に確保できる。従って、この例の場合も、シール部材40の弾性機能を維持しつつ、シール部材40を開閉弁31の芯材310に接合できる。なお、溝62は、互いに独立して形成される複数の環状溝であってもよいし、連続して形成される1つの螺旋状溝であってもよい。また、溝62の形状は、図20に示されるような断面三角形状のほか、断面矩形状又は断面半円状であってもよい。 Further, as in the example shown in FIG. 20, the retaining portion 50 may be configured by a plurality of grooves 62 that are continuously provided in the depth direction B of the recessed portion 312. In this case, when the seal member 40 is inserted into the recess 312, a part of the seal member 40 is filled in the groove 62, as shown in FIG. It is joined like this. Furthermore, since the groove 62 as the retaining portion 50 is provided in the region d2 of the bottom half of the recess 312 in the depth direction B, the elastic function of the sealing member 40 on the distal end side can be improved as in the above embodiment. can be ensured in good condition. Therefore, also in this example, the seal member 40 can be joined to the core material 310 of the on-off valve 31 while maintaining the elastic function of the seal member 40. Note that the groove 62 may be a plurality of annular grooves formed independently of each other, or may be a single spiral groove formed continuously. Further, the shape of the groove 62 may be a triangular cross section as shown in FIG. 20, or a rectangular cross section or a semicircular cross section.

さらに、図20に示される例においては、溝62と底面312aとの間に、溝62が形成されないストレート部63が設けられている。ストレート部63は、底面312aと直交する方向(深さ方向B)に伸びる筒状の面である。このため、ストレート部63においては、凹部312の幅が、深さ方向Bに渡って変化せず同じ大きさに形成されている。このように、溝62と底面312aとの間にストレート部63が設けられていることにより、溝62を底面312aに隣接する位置まで切削加工しなくてもよいため、溝62の形成を容易に行うことができる。 Furthermore, in the example shown in FIG. 20, a straight portion 63 in which the groove 62 is not formed is provided between the groove 62 and the bottom surface 312a. The straight portion 63 is a cylindrical surface extending in a direction (depth direction B) orthogonal to the bottom surface 312a. Therefore, in the straight portion 63, the width of the recessed portion 312 does not change over the depth direction B and is formed to have the same size. In this way, since the straight portion 63 is provided between the groove 62 and the bottom surface 312a, it is not necessary to cut the groove 62 to a position adjacent to the bottom surface 312a, so that the formation of the groove 62 is facilitated. It can be carried out.

次に、以上で説明した液体吐出ヘッド10を備えた液体吐出装置について説明する。 Next, a liquid ejection apparatus including the liquid ejection head 10 described above will be described.

図22は、液体吐出装置100の全体概略構成図である。図22(a)は液体吐出装置の側面図、図22(b)は同装置の平面図である。液体吐出装置100は、対象物の一例である液体付与対象500に対向して設置されている。液体吐出装置100は、X軸レール101と、このX軸レール101と交差するY軸レール102と、X軸レール101及びY軸レール102と交差するZ軸レール103を備える。特に、本実施形態においては、各レール101,102,103は互いに直交する方向に延在する。 FIG. 22 is an overall schematic configuration diagram of the liquid ejection device 100. FIG. 22(a) is a side view of the liquid ejecting device, and FIG. 22(b) is a plan view of the device. The liquid ejecting device 100 is installed facing a liquid application target 500, which is an example of a target. The liquid ejection device 100 includes an X-axis rail 101, a Y-axis rail 102 that intersects with the X-axis rail 101, and a Z-axis rail 103 that intersects with the X-axis rail 101 and the Y-axis rail 102. In particular, in this embodiment, each rail 101, 102, 103 extends in directions orthogonal to each other.

Y軸レール102は、X軸レール101がY軸方向に移動可能なようにX軸レール101を保持する。また、X軸レール101は、Z軸レール103がX軸方向に移動可能なようにZ軸レール103を保持する。そして、Z軸レール103は、キャリッジ1がZ軸方向に移動可能なようにキャリッジ1を保持する。 The Y-axis rail 102 holds the X-axis rail 101 so that the X-axis rail 101 can move in the Y-axis direction. Further, the X-axis rail 101 holds the Z-axis rail 103 so that the Z-axis rail 103 can move in the X-axis direction. The Z-axis rail 103 holds the carriage 1 so that the carriage 1 can move in the Z-axis direction.

液体吐出装置100は、キャリッジ1をZ軸レール103に沿ってZ軸方向に動かす第1のZ方向駆動部92と、Z軸レール103をX軸レール101に沿ってX軸方向に動かすX方向駆動部72を備える。また、液体吐出装置100は、X軸レール101をY軸レール102に沿ってY軸方向に動かすY方向駆動部82を備える。さらに、液体吐出装置100は、キャリッジ1に対してヘッド保持体70をZ軸方向に動かす第2のZ方向駆動部93を備える。 The liquid ejection device 100 includes a first Z-direction drive unit 92 that moves the carriage 1 in the Z-axis direction along the Z-axis rail 103, and a first Z-direction drive unit 92 that moves the Z-axis rail 103 in the X-axis direction along the X-axis rail 101. A drive section 72 is provided. The liquid ejection device 100 also includes a Y-direction drive unit 82 that moves the X-axis rail 101 in the Y-axis direction along the Y-axis rail 102. Furthermore, the liquid ejecting device 100 includes a second Z-direction driving section 93 that moves the head holder 70 in the Z-axis direction with respect to the carriage 1.

前述した液体吐出ヘッドは、液体吐出ヘッド10のノズル14(図2参照)が液体付与対象500に対向するようにヘッド保持体70に取り付けられる。このように構成された液体吐出装置100は、キャリッジ1をX軸、Y軸及びZ軸の方向に動かしながら、ヘッド保持体70に取り付けられた液体吐出ヘッドから液体付与対象500に向けて液体の一例であるインクを吐出し、液体付与対象500に描画を行う。 The liquid ejection head described above is attached to the head holder 70 so that the nozzle 14 (see FIG. 2) of the liquid ejection head 10 faces the liquid application target 500. The liquid ejection device 100 configured as described above ejects liquid from the liquid ejection head attached to the head holder 70 toward the liquid application target 500 while moving the carriage 1 in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions. For example, ink is ejected to draw on the liquid application target 500.

次に、液体吐出装置の別の実施例であるインクジェットプリンタ201の構成について、図23~図26を参照して説明する。図23は、本実施形態に係る液体吐出装置の一例としてのインクジェットプリンタ201の構成を示す構成図である。図24は、プリント対象である自動車Mに対する図23に示すインクジェットプリンタ201の配置例を示す説明図である。図25は、液体付与対象である自動車Mに対する図23に示すインクジェットプリンタ201の他の配置例を示す説明図である。図26は、インクジェットプリンタで球面に画像をプリントした場合の説明図である。図26(a)は、インクジェットプリンタ201で球面に画像をプリントした場合の説明図、図26(b)は、球面に四角形をプリントした場合の結果を示す説明図、図26(c)は、球面にインクジェットプリンタ201で四角形を連続してプリントした場合の説明図である。 Next, the configuration of an inkjet printer 201, which is another example of a liquid ejection device, will be described with reference to FIGS. 23 to 26. FIG. 23 is a configuration diagram showing the configuration of an inkjet printer 201 as an example of a liquid ejection device according to this embodiment. FIG. 24 is an explanatory diagram showing an example of the arrangement of the inkjet printer 201 shown in FIG. 23 with respect to the automobile M that is the printing target. FIG. 25 is an explanatory diagram showing another arrangement example of the inkjet printer 201 shown in FIG. 23 with respect to the automobile M to which the liquid is applied. FIG. 26 is an explanatory diagram when an image is printed on a spherical surface using an inkjet printer. FIG. 26(a) is an explanatory diagram when an image is printed on a spherical surface by the inkjet printer 201, FIG. 26(b) is an explanatory diagram showing the result when a rectangle is printed on a spherical surface, and FIG. 26(c) is an explanatory diagram showing the result when a rectangle is printed on a spherical surface. FIG. 3 is an explanatory diagram when rectangles are successively printed on a spherical surface by an inkjet printer 201. FIG.

図23に示されるように、本実施形態に係るインクジェットプリンタ201は、プリントヘッド202と、X-Yテーブル203と、カメラ204と、制御部209と、駆動部211などを備えている。 As shown in FIG. 23, the inkjet printer 201 according to this embodiment includes a print head 202, an XY table 203, a camera 204, a control section 209, a drive section 211, and the like.

プリントヘッド202は、被塗装物Mの被塗装面に向けてインク(液体)を吐出するインクジェット方式の液体吐出ヘッドである。なお、ここでいう「インク」には「塗料」も含まれるものとする。プリントヘッド202は、複数の弁型ノズルを備え、インクは各弁型ノズルからプリントヘッド202の吐出面とは垂直な方向に吐出される。すなわち、プリントヘッド202のインクの吐出面は、X-Yテーブル203の移動によって形成されるXY平面と平行であり、各弁型ノズルから吐出されるインクドットはX-Y平面に対して垂直な方向に吐出される。また、各弁型ノズルから吐出されるインクの吐出方向はそれぞれ平行に吐出される。各弁型ノズルは、それぞれ所定の色のインクタンクと連結されている。また、インクタンクが加圧装置によって加圧されていることにより、各弁型ノズルと被塗装物Mのプリント対象面との距離が20cm程度であれば、問題なく各弁型ノズルからインクドットをプリント対象面に吐出することができる。 The print head 202 is an inkjet type liquid ejection head that ejects ink (liquid) toward the surface of the object M to be painted. Note that the term "ink" here also includes "paint." The print head 202 includes a plurality of valve-shaped nozzles, and ink is ejected from each valve-shaped nozzle in a direction perpendicular to the ejection surface of the print head 202. That is, the ink ejection surface of the print head 202 is parallel to the XY plane formed by the movement of the XY table 203, and the ink dots ejected from each valve nozzle are perpendicular to the XY plane. discharged in the direction. Furthermore, the ink ejected from each valve-shaped nozzle is ejected in parallel directions. Each valve-shaped nozzle is connected to an ink tank of a predetermined color. In addition, since the ink tank is pressurized by the pressure device, if the distance between each valve-shaped nozzle and the printing target surface of the object M is about 20 cm, ink dots can be drawn from each valve-shaped nozzle without any problem. It can be ejected onto the surface to be printed.

X-Yテーブル203は、プリントヘッド202及びカメラ204を互いに直交するX方向及びY方向に移動させる機構を備えている。具体的に、X-Yテーブル203は、プリントヘッド202及び後述のカメラ204を保持するスライダをX方向に移動させるX軸移動機構205と、X軸移動機構205を2つのアームで保持しつつY方向に移動させるY軸移動機構206とを備えている。また、Y軸移動機構206にはシャフト207が設けられており、このシャフト207をロボットアーム208が保持して駆動することにより、プリントヘッド202を被塗装物Mに対してプリントを行うべき所定位置に自由に配置できる。例えば、被塗装物Mが自動車である場合、ロボットアーム208は、プリントヘッド202を図24に示されるような自動車の上部あるいは図25に示されるような自動車の横位置などに配置できる。なお、ロボットアーム208の動作は、予め制御部209に格納されたプログラムに基づいて制御される。 The XY table 203 includes a mechanism for moving the print head 202 and camera 204 in the X and Y directions that are orthogonal to each other. Specifically, the XY table 203 includes an X-axis moving mechanism 205 that moves a slider holding a print head 202 and a camera 204 (described later) in the X direction, and a Y-axis moving mechanism 205 that holds the X-axis moving mechanism 205 with two arms. A Y-axis moving mechanism 206 for moving in the direction is provided. The Y-axis moving mechanism 206 is provided with a shaft 207, and a robot arm 208 holds and drives the shaft 207 to move the print head 202 to a predetermined position on the object M to be printed. can be placed freely. For example, if the object M to be painted is a car, the robot arm 208 can position the print head 202 on top of the car as shown in FIG. 24 or on the side of the car as shown in FIG. 25. Note that the operation of the robot arm 208 is controlled based on a program stored in the control unit 209 in advance.

カメラ204は、被塗装物Mのプリント対象面を撮影するデジタルカメラなどの撮像手段である。カメラ204は、X軸移動機構205及びY軸移動機構206によってX方向及びY方向に移動しながら被塗装物Mのプリント対象面の所定の範囲を一定の微小な間隔で撮影する。カメラ204のレンズ及び解像度などの仕様は、プリント対象面の所定の範囲について複数の細分割画像の撮影が可能なように適宜選択される。カメラ204によるプリント対象面の複数の細分割画像の撮影は、後述の制御部209によって連続的、かつ、自動的に行われる。 The camera 204 is an imaging means such as a digital camera that photographs the surface of the object M to be printed. The camera 204 is moved in the X direction and the Y direction by an X-axis moving mechanism 205 and a Y-axis moving mechanism 206, and photographs a predetermined range of the print target surface of the object M at constant minute intervals. Specifications such as the lens and resolution of the camera 204 are appropriately selected so that a plurality of subdivided images can be captured for a predetermined range of the print target surface. The camera 204 captures a plurality of subdivided images of the print target surface continuously and automatically by a control unit 209, which will be described later.

制御部209は、カメラ204によって撮影された画像を編集する画像編集ソフトウエアSと予め設定された制御プログラムに基づいてX-Yテーブル203を動作させてプリントヘッド202のプリント動作(インク吐出動作)を制御する。制御部209は、いわゆるマイクロコンピュータによって構成され、各種のプログラム及び撮影済みの画像のデータのほかプリントすべき画像のデータなどを記録保存する記憶装置、プログラムに従って各種の処理を実行する中央処理装置、キーボードやマウスなどの入力装置、必要に応じてDVDプレイヤーなどを備えている。さらに、制御部209は、モニタ210を備えている。モニタ210は、制御部209への入力情報や制御部209による処理結果などを表示する。 The control unit 209 operates the XY table 203 based on the image editing software S that edits the image photographed by the camera 204 and a preset control program to perform the printing operation (ink ejection operation) of the print head 202. control. The control unit 209 is composed of a so-called microcomputer, and includes a storage device that records and stores various programs and data of images to be printed as well as data of images that have been photographed, a central processing unit that executes various processes according to the programs, It is equipped with input devices such as a keyboard and mouse, and a DVD player if necessary. Further, the control unit 209 includes a monitor 210. The monitor 210 displays input information to the control unit 209, processing results by the control unit 209, and the like.

制御部209は、カメラ204によって撮影された複数の細分割画像データを、画像処理ソフトを用いて画像処理を行い、被塗装物Mの平面でないプリント対象面を平面に投影された合成プリント面として生成する。また、制御部209は、既にプリント対象面にプリントされた画像に対して連続するようにプリントされる描画対象画像を、合成プリント面に重ね、描画対象画像がプリント済み画像の縁端部と連続するように編集を行い、描画対象編集画像を生成する。例えば、図26(c)に示した描画対象画像であるプリント画像252bについて、隣接するプリント画像252aとの間に非プリント領域253が形成されないようにプリント画像252bを合成プリント面に整合するように編集することにより、描画対象編集画像を生成する。そして、生成された描画対象編集画像に基づいてプリントヘッド202からプリント対象面にインクが吐出されることにより、新しい画像がプリント済みの画像との間に隙間を生じることなくプリントされる。なお、カメラ204による複数の細分割画像の撮影及びプリントヘッド202の各ノズルからのインクの吐出によるプリントの動作は、制御部209によって動作制御された駆動部211によって行われる。 The control unit 209 performs image processing on the plurality of subdivided image data captured by the camera 204 using image processing software, and converts the non-flat printing target surface of the object M into a composite printing surface projected onto the flat surface. generate. The control unit 209 also superimposes the image to be drawn, which is printed so as to be continuous with the image already printed on the surface to be printed, on the composite print surface, so that the image to be drawn is continuous with the edge of the printed image. Perform editing to generate an edited image to be drawn. For example, regarding the print image 252b that is the drawing target image shown in FIG. By editing, an edited image to be drawn is generated. Then, ink is ejected from the print head 202 onto the printing target surface based on the generated drawing target editing image, so that the new image is printed without creating a gap between it and the already printed image. Note that the photographing of a plurality of subdivided images by the camera 204 and the printing operation by ejecting ink from each nozzle of the print head 202 are performed by a driving unit 211 whose operation is controlled by a control unit 209 .

図26(a)においては、球状物の液体付与対象251の球面状の表面にインクジェットノズルによって二次元の四角形を形成するような場合に、ノズルヘッド250に搭載された各インクジェットノズルから噴射されるインクの吐出方向が図示されている。図26(b)においては、ノズルヘッド250に搭載された各インクジェットノズルから噴射されるインクはノズルヘッド250に対して垂直方向に吐出されるので、液体付与対象251の表面にプリントされたプリント画像252aが、周辺が歪んだ形状の四角形となることが図示されている。 In FIG. 26(a), when a two-dimensional square is formed by an inkjet nozzle on the spherical surface of a liquid application target 251 of a spherical object, the inkjet nozzles mounted on the nozzle head 250 eject liquid. The direction of ink ejection is illustrated. In FIG. 26(b), since the ink ejected from each inkjet nozzle mounted on the nozzle head 250 is ejected in a direction perpendicular to the nozzle head 250, the print image printed on the surface of the liquid application target 251 is It is shown that 252a is a rectangle with a distorted periphery.

以上、本発明の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更を加え得ることは勿論である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various changes can be made without departing from the gist of the present invention.

本発明において、「液体吐出装置」は、液体吐出ヘッドを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて、液体を吐出させる装置である。液体吐出装置には、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。 In the present invention, a "liquid ejection device" is a device that includes a liquid ejection head and drives the liquid ejection head to eject liquid. Liquid ejecting devices include not only devices that can eject liquid onto objects to which liquid can adhere, but also devices that eject liquid into air or liquid.

また、「液体吐出装置」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。 Furthermore, the "liquid ejecting device" may include means for feeding, transporting, and discharging objects to which liquid can adhere, as well as pre-processing devices, post-processing devices, and the like.

例えば、「液体吐出装置」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, "liquid ejecting devices" include image forming devices that eject ink to form images on paper, and liquid ejecting devices that eject ink to form images on paper. There is a three-dimensional modeling device (three-dimensional modeling device) that discharges a modeling liquid onto a body layer.

また、「液体吐出装置」は、吐出された液体によって文字、図形など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などを形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。 Further, the "liquid ejecting device" is not limited to one in which significant images such as characters and figures can be visualized by ejected liquid. For example, it includes things that form patterns that have no meaning in themselves, and things that create three-dimensional images.

上記「液体が付着可能なもの」とは、前述した液体付与対象のことであり、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 "object to which liquid can adhere" refers to the above-mentioned object to which liquid can be applied, such as to which liquid can adhere at least temporarily, to which it adheres and sticks, to which it adheres and penetrates, etc. means. Specific examples include recording media such as paper, recording paper, recording paper, film, and cloth, electronic components such as electronic boards, piezoelectric elements, powder layers, organ models, and test cells. Unless otherwise specified, it includes everything to which liquid can adhere.

また、「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。 Further, the material of "the material to which liquid can adhere" may be paper, thread, fiber, cloth, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics, etc., as long as the liquid can adhere even temporarily.

また、「液体吐出装置」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。 Furthermore, the term "liquid ejection apparatus" includes a device in which a liquid ejection head and an object to which liquid can be attached move relative to each other, but the present invention is not limited thereto. Specific examples include a serial type device that moves a liquid ejection head, a line type device that does not move a liquid ejection head, and the like.

また、「液体吐出装置」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, "liquid ejecting devices" include processing liquid coating devices that eject processing liquid onto paper in order to coat the surface of the paper with the purpose of modifying the surface of the paper, etc. There is an injection granulation device that granulates fine particles of a raw material by injecting a composition liquid dispersed therein through a nozzle.

以上説明した本発明の態様をまとめると、本発明には、少なくとも下記の構成を備える液体吐出ヘッド及び液体吐出装置が含まれる。 To summarize the aspects of the present invention described above, the present invention includes a liquid ejection head and a liquid ejection device having at least the following configurations.

[第1の構成]
第1の構成は、液体を吐出する吐出口と、前記吐出口を開閉する開閉弁と、を備える液体吐出ヘッドであって、前記開閉弁は、前記吐出口側へ開口する凹部が設けられる芯材と、前記凹部に嵌合すると共に一部が前記凹部から前記吐出口側へ突出する弾性部材と、を有し、前記凹部は、深さ方向の底面側半分の領域において、底面に向かって幅が大きくなる抜け止め部を有する液体吐出ヘッドである。
[First configuration]
A first configuration is a liquid ejection head that includes an ejection port that ejects liquid and an on-off valve that opens and closes the ejection port, and the on-off valve has a core provided with a recess that opens toward the ejection port. and an elastic member that fits into the recess and partially protrudes from the recess toward the discharge port, and the recess extends toward the bottom in a half area on the bottom side in the depth direction. This is a liquid ejection head that has a retaining portion that has a larger width.

[第2の構成]
第2の構成は、前記第1の構成において、前記弾性部材は、前記抜け止め部内に充填されている液体吐出ヘッドである。
[Second configuration]
In a second configuration, in the first configuration, the elastic member is a liquid ejection head filled in the retaining portion.

[第3の構成]
第3の構成は、前記第1又は第2の構成において、前記抜け止め部は、前記底面に隣接して設けられている液体吐出ヘッドである。
[Third configuration]
In a third configuration, in the first or second configuration, the retaining portion is a liquid ejection head provided adjacent to the bottom surface.

[第4の構成]
第4の構成は、前記第1から第3のいずれか1つの構成において、前記凹部は、前記底面に設けられた突起を有する液体吐出ヘッドである。
[Fourth configuration]
In a fourth configuration, in any one of the first to third configurations, the recess is a liquid ejection head having a protrusion provided on the bottom surface.

[第5の構成]
第5の構成は、前記第1から第4のいずれか1つの構成において、前記凹部の少なくとも開口縁と前記弾性部材との間に隙間が設けられている液体吐出ヘッドである。
[Fifth configuration]
A fifth configuration is a liquid ejection head in which, in any one of the first to fourth configurations, a gap is provided between at least the opening edge of the recess and the elastic member.

[第6の構成]
第6の構成は、前記第5の構成において、前記凹部は、前記開口縁に向かって幅が大きくなる液体吐出ヘッドである。
[Sixth configuration]
A sixth configuration is a liquid ejection head in which, in the fifth configuration, the recessed portion increases in width toward the edge of the opening.

[第7の構成]
第7の構成は、前記第5又は第6の構成において、前記弾性部材は、前記吐出口側へ向かって幅が小さくなる液体吐出ヘッドである。
[Seventh configuration]
A seventh configuration is a liquid ejection head in which the width of the elastic member decreases toward the ejection port side in the fifth or sixth structure.

[第8の構成]
第8の構成は、前記第1又は第2の構成において、前記凹部は、前記抜け止め部と前記底面との間に前記底面に対して直交する方向に伸びるストレート部を有する液体吐出ヘッドである。
[Eighth configuration]
An eighth configuration is a liquid ejection head in which in the first or second configuration, the recess has a straight portion extending in a direction perpendicular to the bottom surface between the retaining portion and the bottom surface. .

[第9の構成]
第9の構成は、前記第1から第8のいずれか1つの構成において、前記吐出口が形成された吐出口形成部材を備え、前記開閉弁は、前記弾性部材を前記吐出口形成部材に押し当てる位置と前記吐出口形成部材から離間した位置との間で移動することにより前記吐出口を開閉する液体吐出ヘッドである。
[Ninth configuration]
A ninth configuration, in any one of the first to eighth configurations, includes a discharge port forming member in which the discharge port is formed, and the opening/closing valve pushes the elastic member against the discharge port forming member. The liquid ejection head opens and closes the ejection port by moving between a contact position and a position spaced apart from the ejection port forming member.

[第10の構成]
第10の構成は、前記第1から第9のいずれか1つの構成の液体吐出ヘッドを備える液体吐出装置である。
[Tenth configuration]
A tenth configuration is a liquid ejection apparatus including a liquid ejection head having any one of the first to ninth configurations.

10 液体吐出ヘッド
14 ノズル(吐出口)
31 開閉弁
40 シール部材(弾性部材)
50 抜け止め部
61 突起
63 ストレート部
310 芯材
312 凹部
312a 底面
312b 側面
312c 開口縁
B 深さ方向
d1 開口側半分の領域
d2 底面側半分の領域
10 Liquid discharge head 14 Nozzle (discharge port)
31 Open/close valve 40 Seal member (elastic member)
50 Retaining part 61 Protrusion 63 Straight part 310 Core material 312 Recessed part 312a Bottom surface 312b Side surface 312c Opening edge B Depth direction d1 Opening side half area d2 Bottom side half area

特開2020-23117号公報JP2020-23117A

Claims (10)

液体を吐出する吐出口と、
前記吐出口を開閉する開閉弁と、
を備える液体吐出ヘッドであって、
前記開閉弁は、前記吐出口側へ開口する凹部が設けられる芯材と、前記凹部に嵌合すると共に一部が前記凹部から前記吐出口側へ突出する弾性部材と、を有し、
前記凹部は、深さ方向の底面側半分の領域において、底面に向かって幅が大きくなる抜け止め部を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
a discharge port for discharging liquid;
an on-off valve that opens and closes the discharge port;
A liquid ejection head comprising:
The on-off valve includes a core member provided with a recess that opens toward the discharge port, and an elastic member that fits into the recess and partially projects from the recess toward the discharge port,
The liquid ejection head is characterized in that the concave portion has a retaining portion whose width increases toward the bottom surface in a half region on the bottom surface side in the depth direction.
前記弾性部材は、前記抜け止め部内に充填されている請求項1に記載の液体吐出ヘッド。 The liquid ejection head according to claim 1, wherein the elastic member is filled in the retaining portion. 前記抜け止め部は、前記底面に隣接して設けられている請求項1又は2に記載の液体吐出ヘッド。 3. The liquid ejection head according to claim 1, wherein the retaining portion is provided adjacent to the bottom surface. 前記凹部は、前記底面に設けられた突起を有する請求項1又は2に記載の液体吐出ヘッド。 3. The liquid ejection head according to claim 1, wherein the recess has a protrusion provided on the bottom surface. 前記凹部の少なくとも開口縁と前記弾性部材との間に隙間が設けられている請求項1又は2に記載の液体吐出ヘッド。 The liquid ejection head according to claim 1 or 2, wherein a gap is provided between at least an opening edge of the recess and the elastic member. 前記凹部は、前記開口縁に向かって幅が大きくなる請求項5に記載の液体吐出ヘッド。 The liquid ejection head according to claim 5, wherein the width of the recessed portion increases toward the edge of the opening. 前記弾性部材は、前記吐出口側へ向かって幅が小さくなる請求項5に記載の液体吐出ヘッド。 6. The liquid ejection head according to claim 5, wherein the width of the elastic member decreases toward the ejection port. 前記凹部は、前記抜け止め部と前記底面との間に前記底面に対して直交する方向に伸びるストレート部を有する請求項1又は2に記載の液体吐出ヘッド。 3. The liquid ejection head according to claim 1, wherein the recess has a straight portion extending in a direction perpendicular to the bottom surface between the retaining portion and the bottom surface. 前記吐出口が形成された吐出口形成部材を備え、
前記開閉弁は、前記弾性部材を前記吐出口形成部材に押し当てる位置と前記吐出口形成部材から離間した位置との間で移動することにより前記吐出口を開閉する請求項1又は2に記載の液体吐出ヘッド。
comprising a discharge port forming member in which the discharge port is formed;
3. The opening/closing valve opens and closes the discharge port by moving the elastic member between a position where the elastic member is pressed against the discharge port forming member and a position where the elastic member is spaced apart from the discharge port forming member. Liquid ejection head.
請求項1又は2に記載の液体吐出ヘッドを備える液体吐出装置。
A liquid ejection device comprising the liquid ejection head according to claim 1 or 2.
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