JP4678216B2 - Droplet discharge head and droplet discharge apparatus - Google Patents

Droplet discharge head and droplet discharge apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP4678216B2
JP4678216B2 JP2005073993A JP2005073993A JP4678216B2 JP 4678216 B2 JP4678216 B2 JP 4678216B2 JP 2005073993 A JP2005073993 A JP 2005073993A JP 2005073993 A JP2005073993 A JP 2005073993A JP 4678216 B2 JP4678216 B2 JP 4678216B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
case
droplet discharge
oxygen concentration
piezoelectric element
solid electrolyte
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2005073993A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006255973A (en
Inventor
賢治 池田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd, Fujifilm Business Innovation Corp filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP2005073993A priority Critical patent/JP4678216B2/en
Publication of JP2006255973A publication Critical patent/JP2006255973A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4678216B2 publication Critical patent/JP4678216B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)

Description

本発明は、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置に関する。   The present invention relates to a droplet discharge head and a droplet discharge device.

インクジェット記録装置では、圧力室内にインクを充填しておき、圧電素子への画像情報に応じた電圧印加で圧力室を拡縮させて、圧力室に連通したノズルからインク滴を吐出するタイプのものがある。   An ink jet recording apparatus is of a type in which ink is filled in a pressure chamber, the pressure chamber is expanded / contracted by applying a voltage according to image information to a piezoelectric element, and ink droplets are ejected from nozzles communicating with the pressure chamber. is there.

ところで一般に、圧電素子の特性は、環境に大きく依存して劣化する。すなわち、高湿度環境では、圧電素子の特性が経時的に劣化することが多い。この原因は、水蒸気が圧電素子の電極部分で電気分解され、水素が発生して圧電素子を還元してしまうからであると考えられる。   In general, the characteristics of the piezoelectric element deteriorate depending on the environment. That is, in a high humidity environment, the characteristics of the piezoelectric element often deteriorate over time. This is considered to be because water vapor is electrolyzed at the electrode portion of the piezoelectric element, and hydrogen is generated to reduce the piezoelectric element.

これに対し、特許文献1には、流路形成基板に固定したキャップ内に、不活性ガスを封入したインクジェット式記録ヘッドが記載されている、特許文献1では、不活性ガスの一例として酸化性ガスが挙げられており、この酸化性ガスによって、圧電素子が還元されることを防止することができる。 On the other hand, Patent Document 1 describes an ink jet recording head in which an inert gas is sealed in a cap fixed to a flow path forming substrate. Patent Document 1 describes an oxidizing gas as an example of an inert gas. Gas is mentioned , and this oxidizing gas can prevent the piezoelectric element from being reduced.

しかしこの構成では、ケース内の酸化性ガスの濃度は経時的に低下してしまうため、長期にわたって圧電素子が還元されることを防止することはできない。
特開平10−305578号公報
However, in this configuration, since the concentration of the oxidizing gas in the case decreases with time, the reduction of the piezoelectric element over a long period cannot be prevented.
JP-A-10-305578

本発明は上記事実を考慮し、長期にわたって、圧電素子が還元されることを防止可能な液滴吐出ヘッドと、この液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置を得ることを課題とする。   In consideration of the above facts, an object of the present invention is to obtain a droplet discharge head capable of preventing the reduction of the piezoelectric element over a long period of time and a droplet discharge device including the droplet discharge head.

請求項1に記載の発明では、圧電素子への電圧印加によって圧力室を拡縮し圧力室内の液体をノズルから液滴として吐出する液滴吐出ヘッドであって、内部に前記圧電素子が配置される形状とされ、前記圧電素子との間に所定の空間を構成するケースと、陽極が前記ケースの内側で陰極がケースの外側となる向きでケースの一部を構成し、電圧印加により、外気よりも低湿度で且つ高酸素濃度の調整気体をケース内に供給すると共に、変形によりケース内外の圧力差を緩和可能な固体電解質膜と、を有することを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a droplet discharge head that expands and contracts the pressure chamber by applying a voltage to the piezoelectric element and discharges the liquid in the pressure chamber as a droplet from the nozzle, and the piezoelectric element is disposed therein. A case that forms a predetermined space between the piezoelectric element and a portion of the case in a direction in which the anode is inside the case and the cathode is outside the case. And a solid electrolyte membrane capable of supplying a regulated gas having a low humidity and a high oxygen concentration into the case and capable of relieving a pressure difference between the inside and outside of the case by deformation .

したがって、ケース内には、固体電解質膜から、低湿度で且つ高酸素濃度の気体が供給される。これにより、長期にわたって、圧電素子が還元されることを防止できる。 Therefore, a gas with low humidity and high oxygen concentration is supplied from the solid electrolyte membrane into the case. Thereby, it can prevent that a piezoelectric element is reduce | restored over a long period of time.

なお、このケースによって圧電素子との間に構成される「所定の空間」とは、圧電素子の振動を阻害しない程度の十分な容量を有する空間であればよい。   It should be noted that the “predetermined space” formed between the case and the piezoelectric element may be a space having a sufficient capacity that does not inhibit the vibration of the piezoelectric element.

しかも、固体電解質膜を用いて調整気体を供給するので、小型且つ簡単な構成となり、しかも効率良く調整気体を生成することができる。 In addition, since the adjustment gas is supplied using the solid electrolyte membrane, the adjustment gas can be generated efficiently with a small and simple configuration.

さらに、前記固体電解質膜が、前記ケースの一部を構成している。 Furthermore, the solid electrolyte membrane, that make up a part of the case.

これにより、液滴吐出ヘッドをさらに小型化できる。固体電解質膜の具体的配置としては、前記固体電解質膜の陽極が前記ケースの内側で、陰極がケースの外側になるように配置される。
加えて、固体電解質膜は、変形により、ケース内外の圧力差を緩和可能とされている。これにより、ケースに、内部を大気と連通させる大気連通孔を形成する必要がなくなる。
Thereby, the droplet discharge head can be further reduced in size. Specific placement of the solid electrolyte membrane, an anode of the prior SL solid electrolyte membrane inside of the case, are arranged such cathode is on the outside of the case.
In addition, the solid electrolyte membrane can relieve the pressure difference inside and outside the case by deformation. This eliminates the need to form an atmosphere communication hole in the case for communicating the inside with the atmosphere.

請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、前記ケース内に湿度センサーを備え、前記固体電解質膜が前記湿度センサーによって計測された湿度に基づいて電圧印加可能とされていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, a humidity sensor is provided in the case, and the solid electrolyte membrane can be applied with a voltage based on the humidity measured by the humidity sensor. It is characterized by that.

したがって、湿度センサーによってケース内の湿度を計測し、一定値以上となった場合に固体電解質膜に電圧を印加すれば、効率的に、且つ確実にケース内を低湿度に維持できる。 Therefore, if the humidity in the case is measured by the humidity sensor and the voltage is applied to the solid electrolyte membrane when the humidity exceeds a certain value, the inside of the case can be efficiently and reliably maintained at a low humidity.

請求項3に記載の発明では、請求項1または請求項2に記載の発明において、前記ケース内に酸素濃度センサーを備え、前記固体電解質膜が前記酸素濃度センサーによって計測された酸素濃度に基づいて電圧印加可能とされていることを特徴とする前。 According to a third aspect of the present invention, the oxygen concentration sensor is provided in the case according to the first or second aspect of the invention, and the solid electrolyte membrane is based on the oxygen concentration measured by the oxygen concentration sensor. Before the voltage can be applied .

したがって、酸素濃度センサーによってケース内の酸素濃度を計測し、一定値以下となった場合に固体電解質膜に電圧をすれば、効率的に、且つ確実にケース内を高酸素濃度に維持できる。 Therefore, if the oxygen concentration in the case is measured by the oxygen concentration sensor and the voltage is applied to the solid electrolyte membrane when the oxygen concentration is below a certain value, the case can be efficiently and reliably maintained at a high oxygen concentration.

請求項4に記載の発明では、前記請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, the liquid droplet ejection head according to any one of the first to third aspects is provided.

請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッドを備えているので、長期にわたって、圧電素子が還元されることを防止できる。 Since the droplet discharge head according to any one of claims 1 to 3 is provided, the piezoelectric element can be prevented from being reduced over a long period of time.

本発明は上記構成としたので、長期にわたって、圧電素子が還元されることを防止できる。   Since the present invention is configured as described above, the piezoelectric element can be prevented from being reduced over a long period of time.

図1には、本発明の参考例のインクジェット記録装置112が示されている。インクジェット記録装置112の筐体114内の下部には給紙トレイ116が備えられており、給紙トレイ116内に積層された用紙Pをピックアップロール118で1枚ずつ取り出すことができる。取り出された用紙Pは、所定の搬送経路122を構成する複数の搬送ローラ対120で搬送される。以下、単に「搬送方向」というときは、記録媒体である用紙Pの搬送方向をいい、「上流」、「下流」というときはそれぞれ、搬送方向の上流及び下流を意味するものとする。 FIG. 1 shows an ink jet recording apparatus 112 according to a reference example of the present invention. A paper feed tray 116 is provided in the lower part of the casing 114 of the ink jet recording apparatus 112, and the sheets P stacked in the paper feed tray 116 can be taken out one by one by a pickup roll 118. The taken paper P is transported by a plurality of transport roller pairs 120 constituting a predetermined transport path 122. Hereinafter, the “conveying direction” simply refers to the conveying direction of the paper P that is a recording medium, and the “upstream” and “downstream” refer to upstream and downstream in the conveying direction, respectively.

給紙トレイ116の上方には、駆動ロール124及び従動ロール126に張架された無端状の搬送ベルト128が配置されている。搬送ベルト128の上方には記録ヘッドアレイ130が配置されており、搬送ベルト128の平坦部分128Fに対向している。この対向した領域が、記録ヘッドアレイ130からインク滴が吐出される吐出領域SEとなっている。搬送経路122を搬送された用紙Pは、搬送ベルト128で保持されてこの吐出領域SEに至り、記録ヘッドアレイ130に対向した状態で、記録ヘッドアレイ130から画像情報に応じたインク滴が付着される。   Above the paper feed tray 116, an endless transport belt 128 stretched between a drive roll 124 and a driven roll 126 is disposed. A recording head array 130 is disposed above the conveyor belt 128 and faces the flat portion 128F of the conveyor belt 128. This opposed area is an ejection area SE where ink droplets are ejected from the recording head array 130. The sheet P transported along the transport path 122 is held by the transport belt 128 and reaches the discharge area SE, and ink droplets corresponding to image information are attached from the recording head array 130 while facing the recording head array 130. The

そして、用紙Pを搬送ベルト128で保持した状態で周回させることで、吐出領域SE内に複数回通過させて、いわゆるマルチパスによる画像記録を行うことも可能となっている。もちろん、用紙Pを吐出領域SE内に1回のみ通過させて、いわゆる1パスで画像記録を行っても良い。   Then, by rotating the paper P while being held by the transport belt 128, it is possible to perform image recording by so-called multi-pass by allowing the paper P to pass through the ejection region SE a plurality of times. Of course, the sheet P may be passed through the ejection region SE only once, and image recording may be performed in a so-called one pass.

なお、搬送ベルト128は、一例として、半導電性ポリイミド材(表面抵抗値1010〜1013Ω/□、体積抵抗値109〜1012Ω・cm)を、厚さ75μm、幅380mm、周長1000mmに成形したものを使用できる。また、駆動ロール124及び従動ロール126としては、一例として、φ50mmのSUSロールを使用できる。 For example, the transport belt 128 is made of a semiconductive polyimide material (surface resistance value 10 10 to 10 13 Ω / □, volume resistance value 10 9 to 10 12 Ω · cm), thickness 75 μm, width 380 mm, circumference What was shape | molded in length 1000mm can be used. Moreover, as the drive roll 124 and the driven roll 126, as an example, a φ50 mm SUS roll can be used.

なお、搬送ベルト128に代えて、たとえば円筒状あるいは円柱状に形成された搬送ローラの外周に、記録媒体(用紙P)を吸着保持して回転させる構成でもよい。ただし、本実施形態のように搬送ベルト128を使用すると平坦部分128Fが構成されるので、この平坦部分128Fに対応させて記録ヘッドアレイ130を配置でき、好ましい。   Instead of the conveyor belt 128, for example, a recording medium (paper P) may be sucked and held on the outer periphery of a conveyance roller formed in a cylindrical shape or a columnar shape and rotated. However, since the flat portion 128F is formed when the conveyor belt 128 is used as in the present embodiment, the recording head array 130 can be disposed corresponding to the flat portion 128F, which is preferable.

記録ヘッドアレイ130は、本実施形態では、有効な記録領域が用紙Pの幅(搬送方向と直交する方向の長さ)以上とされた長尺状で、いわゆるFWA(Full Width Array)となっている。記録ヘッドアレイ130内には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、サイアン(S)、及びブラック(K)の4色それぞれに対応した4つのインクジェット記録ヘッド132が搬送方向に沿って配置されており、フルカラーの画像を記録可能になっている。   In this embodiment, the recording head array 130 has a long shape in which the effective recording area is equal to or larger than the width of the paper P (the length in the direction orthogonal to the transport direction), and is a so-called FWA (Full Width Array). Yes. In the recording head array 130, four inkjet recording heads 132 corresponding to four colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (S), and black (K) are arranged along the transport direction. Therefore, a full color image can be recorded.

各インクジェット記録ヘッド132は、図示しない記録ヘッド制御手段によって制御されるようになっている。記録ヘッド制御手段は、たとえば、画像情報に応じてインク滴の吐出タイミングや使用するインク吐出口(ノズル)を決め、駆動信号をインクジェット記録ヘッド132に送る。   Each inkjet recording head 132 is controlled by recording head control means (not shown). The recording head control means, for example, determines the ink droplet ejection timing and the ink ejection port (nozzle) to be used according to the image information, and sends a drive signal to the inkjet recording head 132.

また、記録ヘッドアレイ130は、搬送方向と直交する方向に不動とされていてもよいが、必要に応じて移動するように構成しておくと、マルチパスによる画像記録で、より解像度の高い画像を記録したり、インクジェット記録ヘッド132の不具合を記録結果に反映させないようにしたりできる。   The recording head array 130 may be stationary in a direction orthogonal to the transport direction. However, if the recording head array 130 is configured to move as necessary, an image with higher resolution can be obtained by multipass image recording. Can be recorded, or troubles of the ink jet recording head 132 can be prevented from being reflected in the recording result.

記録ヘッドアレイ130の近傍(本実施形態では搬送方向の両側)には、それぞれのインクジェット記録ヘッド132に対応した4つのメンテナンスユニット134が配置されている。インクジェット記録ヘッド132に対してメンテナンスを行う場合には、図2に示すように、記録ヘッドアレイ130が上方へ移動し、搬送ベルト128との間に構成された間隙にメンテナンスユニット134が移動して入り込む。そして、ノズル面(図3参照)に対向した状態で、所定のメンテナンス動作(バキューム、ダミージェット、ワイピング、キャッピング等)を行う。   Four maintenance units 134 corresponding to the respective ink jet recording heads 132 are arranged in the vicinity of the recording head array 130 (in this embodiment, both sides in the transport direction). When performing maintenance on the inkjet recording head 132, the recording head array 130 moves upward as shown in FIG. 2, and the maintenance unit 134 moves to the gap formed between the conveyance belt 128 and the maintenance unit 134. Get in. Then, a predetermined maintenance operation (vacuum, dummy jet, wiping, capping, etc.) is performed while facing the nozzle surface (see FIG. 3).

なお、本実施形態では、4つのメンテナンスユニット134を2つずつの2組に分割し、記録ヘッドアレイ130、画像記録時には記録ヘッドアレイ130の上流側及び下流側にそれぞれ配置されるようにしている。   In the present embodiment, the four maintenance units 134 are divided into two sets of two, and are arranged on the recording head array 130 and on the upstream side and the downstream side of the recording head array 130 at the time of image recording, respectively. .

記録ヘッドアレイ130の上流側には、図示しない電源が接続された帯電ロール136が配置されている。帯電ロール136は、従動ロール126との間で搬送ベルト128及び用紙Pを挟みつつ従動し、用紙Pを搬送ベルト128に押圧する押圧位置と、搬送ベルト128から離間した離間位置との間を移動可能とされている。押圧位置では、接地された従動ロール126との間に所定の電位差が生じるため、用紙Pに電荷を与えて搬送ベルト128に静電吸着させることができる。   On the upstream side of the recording head array 130, a charging roll 136 connected to a power source (not shown) is disposed. The charging roll 136 is driven between the driven roll 126 while sandwiching the conveyance belt 128 and the paper P, and moves between a pressing position for pressing the paper P against the conveyance belt 128 and a separation position separated from the conveyance belt 128. It is possible. At the pressing position, a predetermined potential difference is generated between the driven roll 126 and the ground, so that the sheet P can be charged and electrostatically attracted to the transport belt 128.

帯電ロール136としては、例えば、シリコーンゴムの表面に導電性カーボンを被覆し、体積抵抗値106〜107Ω・cm程度に調整したφ14mmのロールを使用することができる。 As the charging roll 136, for example, a roll having a diameter of 14 mm in which conductive carbon is coated on the surface of silicone rubber and the volume resistance value is adjusted to about 10 6 to 10 7 Ω · cm can be used.

また、電源は、用紙Pを所定電位に帯電させることが可能であれば、直流電源でも交流電源でもよい。   The power source may be a DC power source or an AC power source as long as the paper P can be charged to a predetermined potential.

なお、帯電ロール136よりもさらに上流側には、図示しないレジロールが設けられており、用紙Pが搬送ベルト128と帯電ロール136との間に至る前に位置合わせされる。   Note that a registration roll (not shown) is provided further upstream than the charging roll 136, and the paper P is aligned before reaching between the conveyance belt 128 and the charging roll 136.

記録ヘッドアレイ130の下流側には、剥離プレート140が配置されており、用紙Pを搬送ベルト128から剥離することができる。剥離プレート140としては、たとえば、厚さ0.5mm、幅313.0mm、長さ100mmのアルミプレートを使用することができる。   A peeling plate 140 is disposed on the downstream side of the recording head array 130, and the paper P can be peeled from the transport belt 128. As the peeling plate 140, for example, an aluminum plate having a thickness of 0.5 mm, a width of 313.0 mm, and a length of 100 mm can be used.

剥離された用紙Pは、剥離プレート140の下流側で排出経路144を構成する複数の排出ローラ対142で搬送され、筐体114の上部に設けられた排紙トレイ146に排出される。   The peeled paper P is conveyed by a plurality of discharge roller pairs 142 constituting a discharge path 144 on the downstream side of the peeling plate 140, and is discharged to a paper discharge tray 146 provided on the top of the housing 114.

剥離プレート140の下方には、駆動ロール124との間で搬送ベルト128を挟持可能なクリーニングロール148が配置されており、搬送ベルト128の表面をクリーニングするようになっている。   Below the peeling plate 140, a cleaning roll 148 capable of sandwiching the conveying belt 128 with the driving roll 124 is disposed, and the surface of the conveying belt 128 is cleaned.

給紙トレイ116と搬送ベルト128の間には、複数の反転用ローラ対150で構成された反転経路152が設けられており、片面に画像記録された用紙Pを反転させて搬送ベルト128に保持させることで、用紙Pの両面への画像記録を容易に行えるようになっている。   A reversing path 152 composed of a plurality of reversing roller pairs 150 is provided between the paper feed tray 116 and the conveying belt 128, and the sheet P on which an image is recorded on one side is reversed and held on the conveying belt 128. By doing so, it is possible to easily record images on both sides of the paper P.

搬送ベルト128と排紙トレイ146の間には、4色の各インクをそれぞれ貯留するインクタンク154が設けられている。インクタンク154のインクは、図示しないインク供給配管によって、記録ヘッドアレイ130に供給される。インクとしては、水性インク、油性インク、溶剤系インク等、公知の各種インクを使用できる。 Between the transport belt 128 and the paper discharge tray 146, an ink tank 154 is provided for storing each of the four color inks. The ink in the ink tank 154 is supplied to the recording head array 130 through an ink supply pipe (not shown). As the ink, various known inks such as water-based ink, oil-based ink, and solvent-based ink can be used.

インクジェット記録ヘッド132は、図2に示すように、流路基板156及び振動板158を有している。流路基板156には、インクを貯留する圧力室160と、インクタンク(図1参照)からこの圧力室160にインクを供給するためのインク供給路162が形成されている。   As shown in FIG. 2, the ink jet recording head 132 includes a flow path substrate 156 and a vibration plate 158. The flow path substrate 156 is formed with a pressure chamber 160 for storing ink and an ink supply path 162 for supplying ink from the ink tank (see FIG. 1) to the pressure chamber 160.

振動板158を挟んで流路基板156と反対側には、圧力室160のそれぞれに対応する圧電素子164が配置されており、半田ボール166によってフレキシブルプリント配線板168が接続されている。図示しない制御装置からの電力(駆動信号)が、フレキシブルプリント配線板168及び半田ボール166を介して圧電素子164に印加される。そして、圧電素子164によって発生した振動が圧力室160に作用され、圧力室160内のインクがノズル170からインク滴として吐出される。   Piezoelectric elements 164 corresponding to the respective pressure chambers 160 are disposed on the opposite side of the flow path substrate 156 across the vibration plate 158, and a flexible printed wiring board 168 is connected by solder balls 166. Electric power (drive signal) from a control device (not shown) is applied to the piezoelectric element 164 via the flexible printed wiring board 168 and the solder balls 166. The vibration generated by the piezoelectric element 164 is applied to the pressure chamber 160, and the ink in the pressure chamber 160 is ejected from the nozzle 170 as an ink droplet.

フレキシブルプリント配線板168は本実施形態ではポリイミド製とされており、透湿性を有している。また、フレキシブルプリント配線板168と圧電素子164の上面との間には、半田ボール166によって所定の間隙D1(たとえば0.2〜0.3mm程度)が構成されている。   The flexible printed wiring board 168 is made of polyimide in this embodiment and has moisture permeability. In addition, a predetermined gap D1 (for example, about 0.2 to 0.3 mm) is formed by the solder ball 166 between the flexible printed wiring board 168 and the upper surface of the piezoelectric element 164.

振動板158の上部には、ケース172が配置されている。ケース172は、直方体の箱状に形成されており、下面は開放されている。また、1つの側面174A(図2では左側の側面)には給気口188及び排気口190が形成されているが、これ以外の3つの側面174Bは封止されている。また、上面176には、ケース172の内外での気圧差を吸収するための大気連通口172Hが形成されているが、ケース172全体としては封止されている。そして、側面174Aの下縁と振動板158との間が封止材180で封止されている。したがって、圧電素子164は、このケース172内の空間に位置していることになる。ケース172内の空間は、圧電素子164の振動を阻害しない程度の十分な容量が確保されている。   A case 172 is disposed on the upper portion of the diaphragm 158. The case 172 is formed in a rectangular parallelepiped box shape, and the lower surface is opened. An air supply port 188 and an exhaust port 190 are formed on one side surface 174A (left side surface in FIG. 2), but the other three side surfaces 174B are sealed. The upper surface 176 is formed with an air communication port 172H for absorbing a pressure difference between the inside and outside of the case 172, but the case 172 as a whole is sealed. The space between the lower edge of the side surface 174A and the diaphragm 158 is sealed with a sealing material 180. Therefore, the piezoelectric element 164 is located in the space in the case 172. The space in the case 172 has a sufficient capacity that does not hinder the vibration of the piezoelectric element 164.

ケース172に外部には、空調ボックス182が備えられている。空調ボックス182は略箱状に形成されており、内部が乾燥室とされている。空調ボックス182にも給気口184及び排気口186が形成されて、それぞれ、給気管192及び排気管194により、ケース172の給気口188及び排気口190に接続されている。さらに、給気管192にはポンプ196が配置されており、ポンプ196の駆動によって、空調ボックス182内の気体をケース172内に送ることができる。なお、ポンプ196は、後述する制御装置202によって制御される。   An air conditioning box 182 is provided outside the case 172. The air conditioning box 182 is formed in a substantially box shape, and the inside is a drying chamber. The air conditioning box 182 also has an air supply port 184 and an exhaust port 186 that are connected to the air supply port 188 and the exhaust port 190 of the case 172 by an air supply tube 192 and an exhaust tube 194, respectively. Further, a pump 196 is disposed in the supply pipe 192, and the gas in the air conditioning box 182 can be sent into the case 172 by driving the pump 196. The pump 196 is controlled by the control device 202 described later.

空調ボックス182の少なくとも1面は、その一部が固体電解質膜198で構成されており、その陽極198Aが空調ボックス182内に、陰極198Cが空調ボックス182の外側に位置している。   A part of at least one surface of the air conditioning box 182 is formed of a solid electrolyte membrane 198, and the anode 198 A is located inside the air conditioning box 182 and the cathode 198 C is located outside the air conditioning box 182.

さらに、空調ボックス182の外部には直流電源200が備えられており、固体電解質膜198に直流の電圧を印加するようになっている。この電圧印加により、固体電解質膜198の陽極198A側では、
2O→2H++(1/2)O2+2e- (1)
の反応が起こる。すなわち、水蒸気が電気分解されて、酸素が生成される。
Further, a DC power source 200 is provided outside the air conditioning box 182 so as to apply a DC voltage to the solid electrolyte membrane 198. By applying this voltage, on the anode 198A side of the solid electrolyte membrane 198,
H 2 O → 2H + + (1/2) O 2 + 2e (1)
Reaction occurs. That is, water vapor is electrolyzed to produce oxygen.

これに対し、陰極198C側では、
2H++(1/2)O2+2e-→H2O (2)
の反応が起こる。全体として、乾燥室(空調ボックス182内)の水分が外部に放出されるとともに、外部の酸素が乾燥室に取り込まれていることと同等になる。このため、乾燥室は、低湿度、高酸素濃度の状態に保たれる。
On the other hand, on the cathode 198C side,
2H + + (1/2) O 2 + 2e → H 2 O (2)
Reaction occurs. As a whole, moisture in the drying chamber (in the air-conditioning box 182) is released to the outside, and it is equivalent to that external oxygen is taken into the drying chamber. For this reason, the drying chamber is kept in a low humidity and high oxygen concentration state.

ケース172内には湿度センサ204及び酸素濃度センサ206が取り付けられており、これらセンサで検知された湿度データや酸素濃度データに基づいて、制御装置202が直流電源200を制御するようになっている。   A humidity sensor 204 and an oxygen concentration sensor 206 are attached in the case 172, and the control device 202 controls the DC power supply 200 based on humidity data and oxygen concentration data detected by these sensors. .

このような構成とされた本実施形態のインクジェット記録装置112では、上記したように、給紙トレイ116から取り出された用紙Pが搬送され、搬送ベルト128に至る。そして、帯電ロール136によって搬送ベルト128に押し付けられると共に、帯電ロール136からの印加電圧によって搬送ベルト128に吸着(密着)して保持される。この状態で、搬送ベルトの循環によって用紙Pが吐出領域SEを通過しつつ、記録ヘッドアレイ130からインク滴が吐出されて、用紙P上に画像が記録される。1パスのみで画像記録する場合には、剥離プレート140で用紙Pを搬送ベルト128から剥離し、排出ローラ対142で搬送して排紙トレイ146に排出する。これに対し、マルチパスで画像記録を行う場合には、必要な回数に達するまで用紙Pを周回させて吐出領域SEを通過させた後、剥離プレート140で用紙Pを搬送ベルト128から剥離し、排出ローラ対142で搬送して排紙トレイ146に排出する。   In the ink jet recording apparatus 112 of this embodiment configured as described above, the paper P taken out from the paper feed tray 116 is transported and reaches the transport belt 128 as described above. Then, it is pressed against the conveyance belt 128 by the charging roll 136 and is held by adhering (adhering) to the conveyance belt 128 by the voltage applied from the charging roll 136. In this state, while the paper P passes through the ejection area SE by circulation of the transport belt, ink droplets are ejected from the recording head array 130 and an image is recorded on the paper P. When recording an image in only one pass, the paper P is peeled from the transport belt 128 by the peeling plate 140, transported by the discharge roller pair 142, and discharged to the paper discharge tray 146. On the other hand, when performing image recording by multi-pass, after the paper P is circulated and passed through the ejection region SE until the required number of times is reached, the paper P is peeled from the transport belt 128 by the peeling plate 140, The paper is conveyed by the discharge roller pair 142 and discharged to the paper discharge tray 146.

ここで、本実施形態のインクジェット記録ヘッド132では、ケース172内の湿度又は酸素濃度が、それぞれ湿度センサ204又は酸素濃度センサ206で検知され、そのデータが制御装置202に送られる。そして、たとえば、湿度があらかじめ設定された所定値以上となった場合には、制御装置202は直流電源200を駆動し、固体電解質膜198に直流電圧を印加する。また、酸素濃度があらかじめ設定された所定値以下になった場合にも、制御装置202は直流電源200を駆動し、固体電解質膜198に直流電圧を印加する。   Here, in the ink jet recording head 132 of this embodiment, the humidity or oxygen concentration in the case 172 is detected by the humidity sensor 204 or the oxygen concentration sensor 206, respectively, and the data is sent to the control device 202. For example, when the humidity exceeds a predetermined value set in advance, the control device 202 drives the DC power source 200 and applies a DC voltage to the solid electrolyte membrane 198. Further, also when the oxygen concentration becomes equal to or lower than a predetermined value set in advance, the control device 202 drives the DC power source 200 and applies a DC voltage to the solid electrolyte membrane 198.

この直流電源200の駆動により、固体電解質膜198では、上記(1)及び(2)の反応が起こり、空調ボックス182内が低湿度且つ高酸素濃度の気体(本発明に係る調整気体)がより多く存在する状態になる。   By the driving of the DC power source 200, the reactions (1) and (2) occur in the solid electrolyte membrane 198, and the gas in the air conditioning box 182 has a low humidity and a high oxygen concentration (adjusted gas according to the present invention). There will be many states.

さらに、制御装置202は、ポンプ196を駆動する。これにより、空調ボックス182内とケース172内とで気体が循環され、空調ボックス182内の調整気体がケース172内に供給されると共に、ケース172内の気体が空調ボックス182内に排出される。   Further, the control device 202 drives the pump 196. As a result, gas is circulated in the air conditioning box 182 and the case 172, the adjustment gas in the air conditioning box 182 is supplied into the case 172, and the gas in the case 172 is discharged into the air conditioning box 182.

このようにして、ケース172内は常に、低湿度且つ高酸素濃度の状態に維持されるため、圧電素子164の還元による劣化が防止される。しかも、ケース172内を常に低湿度且つ高酸素濃度の状態に保つことができるので、長期にわたって圧電素子164の劣化を防止できる。   In this way, the inside of the case 172 is always maintained in a low humidity and high oxygen concentration state, so that deterioration due to reduction of the piezoelectric element 164 is prevented. In addition, since the inside of the case 172 can always be kept in a low humidity and high oxygen concentration state, the deterioration of the piezoelectric element 164 can be prevented over a long period of time.

図3には、本発明の第1実施形態のインクジェット記録装置212が示されている。第1実施形態では、インクジェット記録ヘッドの構成は参考例と同様であるが、ケース172内を調整空気によって低湿度及び高酸素濃度の状態に維持するための構成が異なっている。 FIG. 3 shows an inkjet recording apparatus 212 according to the first embodiment of the present invention. In the first embodiment, the configuration of the ink jet recording head is the same as that of the reference example , but the configuration for maintaining the inside of the case 172 in a low humidity and high oxygen concentration state by adjusting air is different.

図3から分かるように、第1実施形態のインクジェット記録装置212では、空調ボックス182、給気管192及び排気管194は設けられておらず、固体電解質膜198がケース172の一部(図3に示した例では上面176の一部)を構成している。そして、参考例と同様に、固体電解質膜198には、直流電源200から直流電圧が印加されるようになっている。 As can be seen from FIG. 3, in the ink jet recording apparatus 212 of the first embodiment , the air conditioning box 182, the air supply pipe 192, and the exhaust pipe 194 are not provided, and the solid electrolyte membrane 198 is part of the case 172 (see FIG. 3). In the example shown, a part of the upper surface 176 is configured. As in the reference example , a direct current voltage is applied to the solid electrolyte membrane 198 from the direct current power source 200.

以上の基本的構成とされた第1実施形態においても、参考例と同様に、ケース172内の湿度又は酸素濃度が、それぞれ湿度センサ204又は酸素濃度センサ206で検知され、制御装置202では、湿度があらかじめ設定された所定値以上となった場合や、酸素濃度があらかじめ設定された所定値以下になった場合にも、直流電源200を駆動し、固体電解質膜198に直流電圧を印加する。 Also in the first embodiment having the above basic configuration, the humidity or oxygen concentration in the case 172 is detected by the humidity sensor 204 or the oxygen concentration sensor 206, respectively, as in the reference example. When the value becomes equal to or higher than a predetermined value set in advance or when the oxygen concentration becomes equal to or lower than a predetermined value set in advance, the DC power source 200 is driven and a DC voltage is applied to the solid electrolyte membrane 198.

固体電解質膜198では、上記(1)及び(2)の反応が起こり、ケース172内は低湿度且つ高酸素濃度の気体(本発明に係る調整気体)がより多く存在する状態になる。このようにして、ケース172内は常に、低湿度且つ高酸素濃度の状態に維持されるため、圧電素子164の還元による劣化が防止される。しかも、ケース172内を常に低湿度且つ高酸素濃度の状態に保つことができるので、長期にわたって圧電素子164の劣化を防止できる。   In the solid electrolyte membrane 198, the above reactions (1) and (2) occur, and the case 172 is in a state where more gas with low humidity and high oxygen concentration (regulated gas according to the present invention) exists. In this way, the inside of the case 172 is always maintained in a low humidity and high oxygen concentration state, so that deterioration due to reduction of the piezoelectric element 164 is prevented. In addition, since the inside of the case 172 can always be kept in a low humidity and high oxygen concentration state, the deterioration of the piezoelectric element 164 can be prevented over a long period of time.

なお、一般に固体電解質膜198は、その厚みを調整することで、可撓性を有するように構成できる。第1実施形態では、固体電解質膜198の変形によって、ケース172の内外の圧力差を緩和できるので、参考例の大気連通口172Hが不要となる。 In general, the solid electrolyte membrane 198 can be configured to have flexibility by adjusting its thickness. In the first embodiment , the pressure difference between the inside and outside of the case 172 can be reduced by the deformation of the solid electrolyte membrane 198, so that the air communication port 172H of the reference example is not necessary.

本発明の調整気体供給手段として、上記では、固体電解質膜198を挙げたが、要するに、低湿度且つ高酸素濃度の気体を必要に応じて得られる構成であれば、特に限定されない。たとえば、気体の水蒸気を吸収して低湿度とするための手段と、気体に酸素を供給して高酸素濃度とするための手段が別々でもよい。もちろん、上記実施形態のように、固体電解質膜198を用いると、これらを同時に行うことができ、しかも大型の設備も不要なので好ましい。 In the above description, the solid electrolyte membrane 198 has been described as the adjustment gas supply means of the present invention . However, the adjustment gas supply means is not particularly limited as long as a gas having a low humidity and a high oxygen concentration can be obtained as needed. For example, the means for absorbing gaseous water vapor to reduce the humidity and the means for supplying oxygen to the gas to achieve a high oxygen concentration may be separate. Of course, it is preferable to use the solid electrolyte membrane 198 as in the above embodiment, since these can be performed simultaneously and large equipment is not required.

上記各実施形態では、本発明の液滴吐出装置として、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色のインク滴を吐出するインクジェット記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置を挙げたが、本発明の液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置は、記録用紙P上へ画像(文字を含む)を記録するものに限定されない。すなわち、記録媒体は紙に限定されるものでなく、また、吐出する液体もインクに限定されるものではない。例えば、高分子フィルムやガラス上にインクを吐出してディスプレイ用カラーフィルターを作成したり、溶接状態の半田を基板上に吐出して部品実装用のバンプを形成したりする等、工業用に用いられる液滴吐出装置全般が広く含まれる。   In each of the above embodiments, the ink jet recording apparatus provided with the ink jet recording head for ejecting ink droplets of each color of black, yellow, magenta, and cyan is exemplified as the liquid droplet ejecting apparatus of the present invention. The head and the droplet discharge device are not limited to those that record images (including characters) on the recording paper P. That is, the recording medium is not limited to paper, and the liquid to be ejected is not limited to ink. For example, it is used for industrial purposes, such as creating color filters for displays by discharging ink onto polymer films or glass, or forming bumps for component mounting by discharging solder in a welded state onto a substrate. In general, the liquid droplet ejection apparatus is widely included.

また、これらの液滴吐出装置では、FWAに限らず、主走査機構と副走査機構を有するPartial Width Array(PWA)に本発明を適用してもよい。さらに、マルチパスタイプではなく、1パスタイプであってもよい。   In these droplet discharge devices, the present invention may be applied not only to the FWA but also to a partial width array (PWA) having a main scanning mechanism and a sub-scanning mechanism. Furthermore, instead of the multipath type, a single path type may be used.

本発明の参考例のインクジェット記録装置の全体構成を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of an ink jet recording apparatus according to a reference example of the present invention. 本発明の参考例のインクジェット記録装置のインクジェット記録ヘッドを部分的に示す概略図である。It is the schematic which shows partially the inkjet recording head of the inkjet recording device of the reference example of this invention. 本発明の第1実施形態のインクジェット記録装置のインクジェット記録ヘッドを部分的に示す概略図である。It is the schematic which shows partially the inkjet recording head of the inkjet recording device of 1st Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

112 インクジェット記録装置
114 筐体
116 給紙トレイ
118 ピックアップロール
120 搬送ローラ対
122 搬送経路
124 駆動ロール
126 従動ロール
128 搬送ベルト
128F 平坦部分
130 記録ヘッドアレイ
132 インクジェット記録ヘッド
134 メンテナンスユニット
136 帯電ロール
140 剥離プレート
142 排出ローラ対
144 排出経路
146 排紙トレイ
148 クリーニングロール
150 反転用ローラ対
152 反転経路
154 インクタンク
156 流路基板
158 振動板
160 圧力室
162 インク供給路
164 圧電素子
166 半田ボール
168 フレキシブルプリント配線板
170 ノズル
172 ケース
172H 大気連通口
174A 側面
174B 側面
176 上面
180 封止材
182 空調ボックス
184 給気口
186 排気口
188 給気口
190 排気口
192 給気管
194 排気管
196 ポンプ
198 固体電解質膜
198A 陽極
198C 陰極
200 直流電源
202 制御装置
204 湿度センサ
206 酸素濃度センサ
212 インクジェット記録装置
P 用紙
SE 吐出領域
112 Inkjet recording device 114 Case 116 Paper feed tray 118 Pickup roll 120 Conveying roller pair 122 Conveying path 124 Drive roll 126 Driven roll 128 Conveying belt 128F Flat portion 130 Recording head array 132 Inkjet recording head 134 Maintenance unit 136 Charging roll 140 Release plate 142 discharge roller pair 144 discharge path 146 discharge tray 148 cleaning roll 150 reverse roller pair 152 reverse path 154 ink tank 156 flow path substrate 158 vibration plate 160 pressure chamber 162 ink supply path 164 piezoelectric element 166 solder ball 168 flexible printed wiring board 170 Nozzle 172 Case 172H Air communication port 174A Side surface 174B Side surface 176 Upper surface 180 Sealing material 182 Air conditioning box 184 Air inlet 186 outlet 188 the air supply port 190 outlet 192 feed pipe 194 exhaust pipe 196 pump 198 solid electrolyte membrane 198A anode 198C cathode 200 DC power supply 202 controller 204 and humidity sensor 206 an oxygen concentration sensor 212 ink-jet recording apparatus P sheet SE ejection region

Claims (4)

圧電素子への電圧印加によって圧力室を拡縮し圧力室内の液体をノズルから液滴として吐出する液滴吐出ヘッドであって、
内部に前記圧電素子が配置される形状とされ、前記圧電素子との間に所定の空間を構成するケースと、
陽極が前記ケースの内側で陰極がケースの外側となる向きでケースの一部を構成し、電圧印加により、外気よりも低湿度で且つ高酸素濃度の調整気体をケース内に供給すると共に、変形によりケース内外の圧力差を緩和可能な固体電解質膜と、
を有することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
A droplet discharge head that expands and contracts a pressure chamber by applying a voltage to a piezoelectric element and discharges the liquid in the pressure chamber as a droplet from a nozzle,
A case in which the piezoelectric element is arranged inside, and a predetermined space is formed between the piezoelectric element;
A part of the case is configured such that the anode is inside the case and the cathode is outside the case. By applying a voltage, a regulated gas having a lower humidity than the outside air and a high oxygen concentration is supplied into the case. A solid electrolyte membrane that can relieve the pressure difference inside and outside the case,
A droplet discharge head characterized by comprising:
前記ケース内に湿度センサーを備え、
前記固体電解質膜が前記湿度センサーによって計測された湿度に基づいて電圧印加可能とされていることを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出ヘッド。
A humidity sensor is provided in the case,
The droplet discharge head according to claim 1 , wherein the solid electrolyte membrane is capable of applying a voltage based on humidity measured by the humidity sensor.
前記ケース内に酸素濃度センサーを備え、
前記固体電解質膜が前記酸素濃度センサーによって計測された酸素濃度に基づいて電圧印加可能とされていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の液滴吐出ヘッド。
An oxygen concentration sensor is provided in the case,
3. The droplet discharge head according to claim 1, wherein the solid electrolyte membrane can be applied with a voltage based on an oxygen concentration measured by the oxygen concentration sensor.
前記請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする液滴吐出装置。 A droplet discharge apparatus comprising the droplet discharge head according to any one of claims 1 to 3 .
JP2005073993A 2005-03-15 2005-03-15 Droplet discharge head and droplet discharge apparatus Expired - Fee Related JP4678216B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005073993A JP4678216B2 (en) 2005-03-15 2005-03-15 Droplet discharge head and droplet discharge apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005073993A JP4678216B2 (en) 2005-03-15 2005-03-15 Droplet discharge head and droplet discharge apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006255973A JP2006255973A (en) 2006-09-28
JP4678216B2 true JP4678216B2 (en) 2011-04-27

Family

ID=37095717

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005073993A Expired - Fee Related JP4678216B2 (en) 2005-03-15 2005-03-15 Droplet discharge head and droplet discharge apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4678216B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5647648B2 (en) * 2012-06-20 2015-01-07 富士フイルム株式会社 Circuit device and inkjet head assembly
JP7006262B2 (en) * 2017-12-27 2022-01-24 セイコーエプソン株式会社 Liquid discharge head and liquid discharge device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10305578A (en) * 1997-03-03 1998-11-17 Seiko Epson Corp Ink jet type recording head
JP2001026124A (en) * 1999-06-21 2001-01-30 Eastman Kodak Co Atmosphere controller of ink reservoir for ink jet printing
JP2004322605A (en) * 2003-04-28 2004-11-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd Inkjet recorder

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10305578A (en) * 1997-03-03 1998-11-17 Seiko Epson Corp Ink jet type recording head
JP2001026124A (en) * 1999-06-21 2001-01-30 Eastman Kodak Co Atmosphere controller of ink reservoir for ink jet printing
JP2004322605A (en) * 2003-04-28 2004-11-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd Inkjet recorder

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006255973A (en) 2006-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7988263B2 (en) Liquid droplet ejection head, liquid droplet ejection device, and image forming apparatus
JP5012043B2 (en) Droplet discharge head and inkjet recording apparatus
EP2487038B1 (en) Liquid ejection apparatus
JP2006247899A5 (en)
JP2006247899A (en) Liquid droplet delivering apparatus
JP4569540B2 (en) Recording medium transport mechanism and droplet discharge device
US11001063B2 (en) Maintenance apparatus and liquid ejection apparatus
US8061822B2 (en) Liquid droplet jetting apparatus
US20060061638A1 (en) Ink jet recording apparatus
US7588308B2 (en) Liquid ejection apparatus and air bubble determination method
JP4386091B2 (en) Droplet discharge head and image forming apparatus
US8777344B2 (en) Liquid ejection apparatus
JP4678216B2 (en) Droplet discharge head and droplet discharge apparatus
US8162435B2 (en) Liquid droplet jetting apparatus
JP2006256147A (en) Liquid droplet jet head and liquid droplet jet device
JP6064650B2 (en) Droplet discharge device
US8162453B2 (en) Inkjet recording apparatus and ink supply method
JP2019107777A (en) Circulation mechanism and liquid jet recorder
JP2007055247A (en) Printer
JP2008132653A (en) Liquid droplet delivering head and image forming apparatus
JP4765342B2 (en) Droplet discharge device
JP2006248078A (en) Liquid droplet jet head and liquid droplet jet device
JP2009126155A (en) Liquid droplet discharging apparatus
JP6260110B2 (en) Liquid ejection device
JP2007015341A (en) Liquid droplet discharge head, its manufacturing method, and liquid droplet discharge apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080221

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100930

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101012

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101208

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110105

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110118

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140210

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees