JP4999149B2 - Liquid ejection head and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、液体吐出ヘッド及び画像形成装置に係り、特に、液体が貯留される共通流路から複数の圧力室に前記液体が供給され、圧力発生手段によって前記圧力室内の前記液体が加圧され、前記圧力室に連通するノズルから前記液体が吐出される液体吐出ヘッド及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a liquid discharge head and an image forming apparatus, and in particular, the liquid is supplied to a plurality of pressure chambers from a common flow path in which the liquid is stored, and the liquid in the pressure chamber is pressurized by a pressure generating unit. The present invention relates to a liquid discharge head and an image forming apparatus for discharging the liquid from a nozzle communicating with the pressure chamber.
インクが貯留される共通流路から複数の圧力室にそのインクが供給され、圧電素子に代表される圧力発生手段によって圧力室内のインクが加圧され、圧力室に連通するノズルからインクが吐出されるインクジェット方式の印字ヘッド(インクジェットヘッド)が従来より知られている。 The ink is supplied to a plurality of pressure chambers from a common flow path in which ink is stored, the ink in the pressure chamber is pressurized by pressure generating means represented by a piezoelectric element, and the ink is ejected from a nozzle communicating with the pressure chamber. Inkjet printing heads (inkjet heads) are conventionally known.
このような印字ヘッドでは、流体クロストークを防止するために、ヘッド内にエアダンパを設けた構造が広く採用されている。流体クロストークとは、インク吐出の際に任意の圧力室から発生した音波が共通流路を通り、他の圧力室に侵入して他のインク吐出に悪影響を与える現象であり、圧力室系の共振周波数200〜300kHzの音波が流体クロストークの主な原因になっている。例えば、特許文献1には、共通流路内にエアダンパを設けた構造が開示されており、エアダンパの変形により音波を減衰させることで流体クロストークを防止している。
しかしながら、従来の印字ヘッドには次のような問題がある。 However, the conventional print head has the following problems.
まず、エアダンパの性能を表すものとして、ダンパ音響容量Cdがある。ダンパ音響容量Cdは、ダンパの変形しやすさを表している。流体クロストークを防止するためには、ダンパ音響容量Cdが大きいダンパが優れている。ダンパ音響容量Cdは、ダンパを両端固定の梁構造とした場合に、ダンパ幅Wの5乗に比例し、ダンパ厚みtの3乗に反比例する。即ち、ダンパ幅Wを広くし、ダンパ厚みtを薄くすることが、ダンパ音響容量Cdを増やすことにつながる。しかし、近年、ノズルの高密度化に伴い、エアダンパ設置用のスペースを十分に得られず、ダンパ幅Wが狭くなっている。その結果、十分なダンパ音響容量Cdを確保できない状況になり、流体クロストークを防げなくなっている。もちろん、ダンパ厚みtを薄くすることにより、ダンパ音響容量Cdを増やすことはできる。しかし、ダンパ厚みtを薄くすると、ダンパが破れやすくなり、インクが漏れるリスクが高くなる。このようにエアダンパを用いる方法には問題があり、また、コストの観点からも、エアダンパ以外の方法で流体クロストークを防止できるとことが望ましい。 First, as representing the performance of the air damper, there is a damper acoustic capacitance C d. Damper acoustic capacitance C d represents the deformability of the damper. To prevent fluid crosstalk is excellent damper acoustic capacitance C d is large damper. Damper acoustic capacitance C d is the case of the beam structure fixed at both ends of the damper, in proportion to the fifth power of the damper width W, is inversely proportional to the cube of the damper thickness t. In other words, to widen the damper width W, reducing the damper thickness t, it leads to increasing the damper acoustic capacitance C d. However, in recent years, with the increase in the density of nozzles, a sufficient space for installing an air damper cannot be obtained, and the damper width W has become narrower. As a result, a situation where not enough damper acoustic capacitance C d, are no longer prevent fluid crosstalk. Of course, by reducing the damper thickness t, it is possible to increase the damper acoustic capacitance C d. However, if the damper thickness t is reduced, the damper is easily broken and the risk of ink leakage increases. As described above, there is a problem in the method using the air damper, and it is desirable from the viewpoint of cost that fluid crosstalk can be prevented by a method other than the air damper.
エアダンパ以外の方法として、共通流路内でインク吐出の際に生じる音波が減衰するように構成することが考えられる。しかし、共通流路内での音波の減衰は期待することができない。なぜなら、インク(液体)での音波減衰定数は小さく、また、共通流路のスケールは小さいため音波は短い距離しか進まず、せいぜい数mmのオーダーである。つまり、共通流路内で音波はほとんど減衰せず、流体クロストークを防ぐことはできない。 As a method other than the air damper, it can be considered that the sound wave generated when ink is ejected in the common flow path is attenuated. However, attenuation of sound waves in the common channel cannot be expected. This is because the sound wave attenuation constant in the ink (liquid) is small, and the scale of the common flow path is small, so that the sound wave travels only a short distance and is on the order of several millimeters at most. That is, the sound wave hardly attenuates in the common flow path, and fluid crosstalk cannot be prevented.
そこで、共通流路内で音波を減衰させるのではなく、ヘッド本体(例えば、共通流路隔壁など)側に音波を逃がすように構成することが考えられる。ヘッド本体は固体なので減衰がインク(液体)よりも大きく、しかも、長さのスケールが数10mmであるため、音波が長い距離を進む。従って、インク(液体)よりも音波が減衰しやすい状態にある。しかし、実際は共通流路内の音波をヘッド本体側に逃がすことは難しい。液体と固体間の音波反射率が非常に高いためである。 Therefore, it is conceivable to configure so that the sound wave is released to the head main body (for example, the common flow path partition wall) rather than attenuating the sound wave in the common flow path. Since the head main body is solid, the attenuation is larger than that of ink (liquid), and the length scale is several tens of millimeters, so that the sound wave travels a long distance. Therefore, the sound wave is more easily attenuated than ink (liquid). However, in actuality, it is difficult to escape the sound waves in the common flow path to the head body side. This is because the sound wave reflectance between the liquid and the solid is very high.
ここで、図15に示すように、共通流路内のインクを伝播する音波がヘッド本体(固体)に垂直にぶつかる場合を考える。Z1をインク(液体)の音響インピーダンス、Z3をヘッド本体(固体)の音響インピーダンスとすると、エネルギー透過率T0は次式(1)で表される。 Here, as shown in FIG. 15, a case is considered in which a sound wave propagating through the ink in the common flow channel hits the head body (solid) perpendicularly. When Z 1 is the acoustic impedance of the ink (liquid) and Z 3 is the acoustic impedance of the head body (solid), the energy transmittance T 0 is expressed by the following equation (1).
例えば、Z1=1.5×106 [Ns/m3](液体の音響インピーダンス)、Z3=45.7×106[Ns/m3](SUS347の音響インピーダンス)とする場合、式(1)より、エネルギー透過率T0=13%である。つまり、音波のエネルギーの90%弱がヘッド本体で反射されており、その反射波がクロストークの原因となる。 For example, when Z 1 = 1.5 × 10 6 [Ns / m 3 ] (acoustic impedance of liquid) and Z 3 = 45.7 × 10 6 [Ns / m 3 ] (acoustic impedance of SUS347), from equation (1) The energy transmittance T 0 = 13%. That is, a little less than 90% of the energy of the sound wave is reflected by the head body, and the reflected wave causes crosstalk.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、流体クロストークを防止できる液体吐出ヘッド及び画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a liquid discharge head and an image forming apparatus that can prevent fluid crosstalk.
前記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、液体が貯留される共通流路から複数の圧力室に前記液体が供給され、圧力発生手段によって前記圧力室内の前記液体が加圧され、前記圧力室に連通するノズルから前記液体が吐出される液体吐出ヘッドであって、前記共通流路の隔壁には、液体吐出の際に該共通流路内に伝播した音波を減衰させるクロストーク防止部材が設けられ、該クロストーク防止部材は前記共通流路内の前記液体に接する第1部材及び前記第1部材の前記液体側とは反対側に接合される第2部材の少なくとも2層で構成され、前記第1部材は、前記共通流路内の前記液体の音響インピーダンスをZ1、前記第1部材の音響インピーダンスをZ2、前記第2部材の音響インピーダンスをZ3とするとき、次式 Z1<Z2<Z3の関係を満たし、且つ、前記液体の音響インピーダンスZ 1 、前記第1部材の音響インピーダンスZ 2 及び前記第2部材の音響インピーダンスZ 3 との関係が、次式 0.72×(Z 1 ×Z 3 ) 1/2 ≦Z 2 <1.39×(Z 1 ×Z 3 ) 1/2 を満たすように構成されていることを特徴とする液体吐出ヘッドを提供する。
In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, the liquid is supplied to a plurality of pressure chambers from a common flow path in which the liquid is stored, and the liquid in the pressure chamber is pressurized by pressure generating means. A liquid discharge head that discharges the liquid from a nozzle that communicates with the pressure chamber, and a crosstalk that attenuates a sound wave that has propagated in the common flow path when liquid is discharged to the partition of the common flow path A prevention member is provided, and the crosstalk prevention member is at least two layers of a first member that contacts the liquid in the common flow path and a second member that is joined to the side opposite to the liquid side of the first member. is configured, the first member, Z 1 and the acoustic impedance of the liquid in the common flow path, Z 2 the acoustic impedance of the first member, the acoustic impedance of the second member when the Z 3, following Formula Z 1 <Meets the
本発明によれば、共通流路隔壁の一部を構成する第1部材及び第2部材における音波のエネルギー透過率が向上するので、液体吐出時に生じる音波をヘッド本体側(共通流路隔壁側)に逃がすことができ、これにより、流体クロストークを防止することができる。 According to the present invention, since the energy transmittance of the sound wave in the first member and the second member constituting a part of the common flow path partition is improved, the sound wave generated at the time of liquid ejection is transmitted to the head main body side (common flow path partition side). Thus, fluid crosstalk can be prevented.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の液体吐出ヘッドであって、前記共通流路は、前記圧力室の前記ノズル側とは反対側に配置され、前記クロストーク防止部材は、前記共通流路の前記圧力室側とは反対側の隔壁に設けられていることを特徴とする。
Invention of
請求項2の態様は、リフィル性に優れているとともに、液体吐出時に圧力室に生じた音波をヘッド本体側(共通流路隔壁側)に効率良く逃がすことができ、流体クロストークを確実に防止することができる。
The aspect of
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の液体吐出ヘッドであって、前記第2部材は、前記液体が貯蔵される液体タンクであり、前記第1部材には、前記液体タンクと前記共通流路を連通する供給流路が形成されていることを特徴とする。
The invention according to claim 3, a liquid discharge head according to
請求項3の態様は、流体クロストークを防止でき、且つ、液体タンクを効率良く配置することができる。 According to the third aspect of the present invention, fluid crosstalk can be prevented and the liquid tank can be arranged efficiently.
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の液体吐出ヘッドであって、前記供給流路の少なくとも一部にフィルタ部材が設けられていることを特徴とする。 A fourth aspect of the present invention is the liquid ejection head according to the third aspect , wherein a filter member is provided in at least a part of the supply flow path.
請求項4の態様は、液体タンクから共通流路内に異物が混入するのを防ぐことができる。 According to the fourth aspect of the present invention, foreign matters can be prevented from entering the common flow path from the liquid tank.
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の液体吐出ヘッドであって、前記供給流路の前記フィルタ部材が設けられる部分の流路面積は、前記供給流路の他の部分に比べて大きく構成されていることを特徴とする。 The invention according to claim 5 is the liquid discharge head according to claim 4 , wherein the flow path area of the portion of the supply flow path where the filter member is provided is larger than that of other portions of the supply flow path. It is characterized by having a large structure.
請求項5の態様は、フィルタ部材による圧力損失を低減させることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, pressure loss due to the filter member can be reduced.
請求項6に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の液体吐出ヘッドであって、前記第1部材には、ヒータ配線が設けられていることを特徴とする。 A sixth aspect of the present invention is the liquid discharge head according to the first or second aspect , wherein the first member is provided with a heater wiring.
請求項6の態様は、共通流路内の液体の増粘を要因とする吐出不良を防止できる。 According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to prevent a discharge failure caused by the thickening of the liquid in the common flow path.
請求項7に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の液体吐出ヘッドであって、前記第1部材には、ペルチエ素子が設けられていることを特徴とする。 A seventh aspect of the present invention is the liquid discharge head according to the first or second aspect , wherein the first member is provided with a Peltier element.
請求項7の態様は、第2部材が回路基板である場合に好適な態様であり、共通流路内の液体の増粘を要因とする吐出不良を防止するとともに、回路素子の劣化を防止することができる。 The aspect of claim 7 is an aspect suitable for the case where the second member is a circuit board, and prevents ejection failure caused by thickening of the liquid in the common flow path and prevents deterioration of the circuit element. be able to.
請求項8に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の液体吐出ヘッドであって、前記第1部材には、液体循環路が形成されていることを特徴とする。
The invention according to claim 8 is the liquid discharge head according to
請求項8の態様は、液体循環路を効率良く、液体吐出ヘッドに組み込むことができる。 According to the aspect of the eighth aspect, the liquid circulation path can be efficiently incorporated into the liquid discharge head.
請求項9に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の液体吐出ヘッドであって、前記第1部材には、前記圧力発生手段を駆動するための配線部材が設けられていることを特徴とする。
The invention according to
請求項9の態様は、高密度配線の実装が可能になる。 According to the ninth aspect, high-density wiring can be mounted.
請求項10に記載の発明は、液体が貯留される共通流路から複数の圧力室に前記液体が供給され、圧力発生手段によって前記圧力室内の前記液体が加圧され、前記圧力室に連通するノズルから前記液体が吐出される液体吐出ヘッドであって、前記共通流路の隔壁には、液体吐出の際に該共通流路内に伝播した音波を減衰させるクロストーク防止部材が設けられ、該クロストーク防止部材は前記共通流路内の前記液体に接する第1部材及び前記第1部材の前記液体側とは反対側に接合される第2部材の少なくとも2層で構成され、前記第1部材は、前記共通流路内の前記液体の音響インピーダンスをZ 1 、前記第1部材の音響インピーダンスをZ 2 、前記第2部材の音響インピーダンスをZ 3 とするとき、次式 Z 1 <Z 2 <Z 3 の関係を満たすように構成され、前記第1部材には、ヒータ配線が設けられていることを特徴とする。
請求項11に記載の発明は、液体が貯留される共通流路から複数の圧力室に前記液体が供給され、圧力発生手段によって前記圧力室内の前記液体が加圧され、前記圧力室に連通するノズルから前記液体が吐出される液体吐出ヘッドであって、前記共通流路の隔壁には、液体吐出の際に該共通流路内に伝播した音波を減衰させるクロストーク防止部材が設けられ、該クロストーク防止部材は前記共通流路内の前記液体に接する第1部材及び前記第1部材の前記液体側とは反対側に接合される第2部材の少なくとも2層で構成され、前記第1部材は、前記共通流路内の前記液体の音響インピーダンスをZ 1 、前記第1部材の音響インピーダンスをZ 2 、前記第2部材の音響インピーダンスをZ 3 とするとき、次式 Z 1 <Z 2 <Z 3 の関係を満たすように構成され、前記第1部材には、ペルチエ素子が設けられていることを特徴とする。
請求項12に記載の発明は、液体が貯留される共通流路から複数の圧力室に前記液体が供給され、圧力発生手段によって前記圧力室内の前記液体が加圧され、前記圧力室に連通するノズルから前記液体が吐出される液体吐出ヘッドであって、前記共通流路の隔壁には、液体吐出の際に該共通流路内に伝播した音波を減衰させるクロストーク防止部材が設けられ、該クロストーク防止部材は前記共通流路内の前記液体に接する第1部材及び前記第1部材の前記液体側とは反対側に接合される第2部材の少なくとも2層で構成され、前記第1部材は、前記共通流路内の前記液体の音響インピーダンスをZ 1 、前記第1部材の音響インピーダンスをZ 2 、前記第2部材の音響インピーダンスをZ 3 とするとき、次式 Z 1 <Z 2 <Z 3 の関係を満たすように構成され、前記第1部材には、液体循環路が形成されていることを特徴とする。
請求項13に記載の発明は、液体が貯留される共通流路から複数の圧力室に前記液体が供給され、圧力発生手段によって前記圧力室内の前記液体が加圧され、前記圧力室に連通するノズルから前記液体が吐出される液体吐出ヘッドであって、前記共通流路の隔壁には、液体吐出の際に該共通流路内に伝播した音波を減衰させるクロストーク防止部材が設けられ、該クロストーク防止部材は前記共通流路内の前記液体に接する第1部材及び前記第1部材の前記液体側とは反対側に接合される第2部材の少なくとも2層で構成され、前記第1部材は、前記共通流路内の前記液体の音響インピーダンスをZ 1 、前記第1部材の音響インピーダンスをZ 2 、前記第2部材の音響インピーダンスをZ 3 とするとき、次式 Z 1 <Z 2 <Z 3 の関係を満たすように構成され、前記第1部材には、前記圧力発生手段を駆動するための配線部材が設けられていることを特徴とする。
また、前記目的を達成するために、請求項14に記載の発明は、請求項1乃至請求項13のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置を提供する。
According to a tenth aspect of the present invention, the liquid is supplied to a plurality of pressure chambers from a common flow path in which the liquid is stored, and the liquid in the pressure chamber is pressurized by a pressure generating unit and communicates with the pressure chamber. A liquid discharge head for discharging the liquid from a nozzle, wherein a partition wall of the common flow path is provided with a crosstalk preventing member for attenuating a sound wave propagated in the common flow path during liquid discharge, The crosstalk preventing member includes at least two layers of a first member that contacts the liquid in the common flow path and a second member that is bonded to the opposite side to the liquid side of the first member, and the first member Where Z 1 is the acoustic impedance of the liquid in the common channel, Z 2 is the acoustic impedance of the first member, and Z 3 is the acoustic impedance of the second member , the following formula: Z 1 <Z 2 < Z 3 of relationship Is configured to satisfy, wherein the first member, wherein the heater wire is provided.
According to an eleventh aspect of the present invention, the liquid is supplied to a plurality of pressure chambers from a common flow path in which the liquid is stored, the liquid in the pressure chamber is pressurized by a pressure generating unit, and communicates with the pressure chamber. A liquid discharge head for discharging the liquid from a nozzle, wherein a partition wall of the common flow path is provided with a crosstalk preventing member for attenuating a sound wave propagated in the common flow path during liquid discharge, The crosstalk preventing member includes at least two layers of a first member that contacts the liquid in the common flow path and a second member that is bonded to the opposite side to the liquid side of the first member, and the first member Where Z 1 is the acoustic impedance of the liquid in the common channel, Z 2 is the acoustic impedance of the first member, and Z 3 is the acoustic impedance of the second member , the following formula: Z 1 <Z 2 < Z 3 of relationship It is configured to satisfy, wherein the first member, characterized in that the Peltier element is provided.
According to a twelfth aspect of the present invention, the liquid is supplied to a plurality of pressure chambers from a common flow path in which the liquid is stored, the liquid in the pressure chamber is pressurized by a pressure generating unit, and communicates with the pressure chamber. A liquid discharge head for discharging the liquid from a nozzle, wherein a partition wall of the common flow path is provided with a crosstalk preventing member for attenuating a sound wave propagated in the common flow path during liquid discharge, The crosstalk preventing member includes at least two layers of a first member that contacts the liquid in the common flow path and a second member that is bonded to the opposite side to the liquid side of the first member, and the first member Where Z 1 is the acoustic impedance of the liquid in the common channel, Z 2 is the acoustic impedance of the first member, and Z 3 is the acoustic impedance of the second member , the following formula: Z 1 <Z 2 < Z 3 of relationship It is configured to satisfy, wherein the first member, wherein the liquid circulation path is formed.
According to a thirteenth aspect of the present invention, the liquid is supplied to a plurality of pressure chambers from a common flow path in which the liquid is stored, the liquid in the pressure chamber is pressurized by a pressure generating unit, and communicates with the pressure chamber. A liquid discharge head for discharging the liquid from a nozzle, wherein a partition wall of the common flow path is provided with a crosstalk preventing member for attenuating a sound wave propagated in the common flow path during liquid discharge, The crosstalk preventing member includes at least two layers of a first member that contacts the liquid in the common flow path and a second member that is bonded to the opposite side to the liquid side of the first member, and the first member Where Z 1 is the acoustic impedance of the liquid in the common channel, Z 2 is the acoustic impedance of the first member, and Z 3 is the acoustic impedance of the second member , the following formula: Z 1 <Z 2 < Z 3 of relationship It is configured to satisfy, wherein the first member, wherein the wire member for driving the pressure generating means.
In order to achieve the above object, an invention according to
本発明によれば、共通流路隔壁の一部を構成する第1部材及び第2部材における音波のエネルギー透過率が向上するので、液体吐出時に生じる音波をヘッド本体側(共通流路隔壁側)に逃がすことができ、これにより、流体クロストークを防止することができる。 According to the present invention, since the energy transmittance of the sound wave in the first member and the second member constituting a part of the common flow path partition is improved, the sound wave generated at the time of liquid ejection is transmitted to the head main body side (common flow path partition side). Thus, fluid crosstalk can be prevented.
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
〔インクジェット記録装置の全体構成〕
図1は、本発明に係る画像形成装置としてのインクジェット記録装置の概略を示す全体構成図である。図1に示すように、このインクジェット記録装置10は、インクの色毎に設けられた複数の印字ヘッド12K、12C、12M、12Yを有する印字部12と、各印字ヘッド12K、12C、12M、12Yに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵/装填部14と、記録紙16を供給する給紙部18と、記録紙16のカールを除去するデカール処理部20と、前記印字部12のノズル面(インク吐出面)に対向して配置され、記録紙16の平面性を保持しながら記録紙16を搬送する吸着ベルト搬送部22と、印字部12による印字結果を読み取る印字検出部24と、印画済みの記録紙(プリント物)を外部に排紙する排紙部26と、を備えている。
[Overall configuration of inkjet recording apparatus]
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an outline of an ink jet recording apparatus as an image forming apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 1, the
図1では、給紙部18の一例としてロール紙(連続用紙)のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。
In FIG. 1, a magazine for rolled paper (continuous paper) is shown as an example of the
ロール紙を使用する装置構成の場合、図1のように、裁断用のカッター28が設けられており、該カッター28によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター28は、記録紙16の搬送路幅以上の長さを有する固定刃28Aと、該固定刃28Aに沿って移動する丸刃28Bとから構成されており、印字裏面側に固定刃28Aが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃28Bが配置されている。なお、カット紙を使用する場合には、カッター28は不要である。
In the case of an apparatus configuration using roll paper, a
複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコードあるいは無線タグ等の情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。 When multiple types of recording paper are used, an information recording body such as a barcode or wireless tag that records paper type information is attached to the magazine, and the information on the information recording body is read by a predetermined reader. Therefore, it is preferable to automatically determine the type of paper to be used and perform ink ejection control so as to realize appropriate ink ejection according to the type of paper.
給紙部18から送り出される記録紙16はマガジンに装填されていたことによる巻き癖が残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部20においてマガジンの巻き癖方向と逆方向に加熱ドラム30で記録紙16に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。
The
デカール処理後、カットされた記録紙16は、吸着ベルト搬送部22へと送られる。吸着ベルト搬送部22は、ローラー31、32間に無端状のベルト33が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部12のノズル面及び印字検出部24のセンサ面に対向する部分が平面をなすように構成されている。
After the decurling process, the
ベルト33は、記録紙16の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引孔(不図示)が形成されている。図1に示したとおり、ローラー31、32間に掛け渡されたベルト33の内側において印字部12のノズル面及び印字検出部24のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバー34が設けられており、この吸着チャンバー34をファン35で吸引して負圧にすることによってベルト33上の記録紙16が吸着保持される。
The
ベルト33が巻かれているローラー31、32の少なくとも一方にモータ(不図示)の動力が伝達されることにより、ベルト33は図1において、時計回り方向に駆動され、ベルト33上に保持された記録紙16は、図1の左から右へと搬送される。
The power of a motor (not shown) is transmitted to at least one of the
縁無しプリント等を印字するとベルト33上にもインクが付着するので、ベルト33の外側の所定位置(印字領域以外の適当な位置)にベルト清掃部36が設けられている。ベルト清掃部36の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、あるいはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラー線速度を変えると清掃効果が大きい。
Since ink adheres to the
なお、吸着ベルト搬送部22に代えて、ローラー・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラー・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面にローラーが接触するので、画像が滲み易いという問題がある。従って、本例のように、印字領域では画像面と接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。
Although a mode using a roller / nip transport mechanism instead of the suction
吸着ベルト搬送部22により形成される用紙搬送路上において印字部12の上流側には、加熱ファン40が設けられている。加熱ファン40は、印字前の記録紙16に加熱空気を吹きつけ、記録紙16を加熱する。印字直前に記録紙16を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。
A
印字部12は、最大紙幅に対応する長さを有するライン型ヘッドを紙搬送方向(副走査方向)と直交する方向(主走査方向)に配置した、いわゆるフルライン型のヘッドとなっている。印字部12を構成する各印字ヘッド12K、12C、12M、12Yは、本インクジェット記録装置10が対象とする最大サイズの記録紙16の少なくとも一辺を超える長さにわたってインク吐出口(ノズル)が複数配列されたライン型ヘッドで構成されている。
The
記録紙16の搬送方向(紙搬送方向)に沿って上流側(図1の左側)から黒(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の順に各色インクに対応した印字ヘッド12K、12C、12M、12Yが配置されている。記録紙16を搬送しつつ各印字ヘッド12K、12C、12M、12Yからそれぞれ色インクを吐出することにより記録紙16上にカラー画像を形成し得る。
Printing corresponding to each color ink in the order of black (K), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y) from the upstream side (left side in FIG. 1) along the conveyance direction (paper conveyance direction) of the
このように、紙幅の全域をカバーするフルラインヘッドがインク色毎に設けられてなる印字部12によれば、紙搬送方向(副走査方向)について記録紙16と印字部12を相対的に移動させる動作を一回行うだけで(すなわち、一回の副走査で)記録紙16の全面に画像を記録することができる。これにより、印字ヘッドが紙搬送方向と直交する方向(主走査方向)に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。
Thus, according to the
なお本例では、KCMYの標準色(4色)の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態には限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタ等のライト系インクを吐出する印字ヘッドを追加する構成も可能である。 In this example, the configuration of KCMY standard colors (four colors) is illustrated, but the combination of ink colors and the number of colors is not limited to this embodiment, and light ink and dark ink are added as necessary. May be. For example, it is possible to add a print head that discharges light ink such as light cyan and light magenta.
図1に示したように、インク貯蔵/装填部14は、各印字ヘッド12K、12C、12M、12Yに対応する色のインクを貯蔵するタンクを有し、各タンクは図示を省略した管路を介して各印字ヘッド12K、12C、12M、12Yと連通されている。また、インク貯蔵/装填部14は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段(表示手段、警告音発生手段等)を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。
As shown in FIG. 1, the ink storage /
印字検出部24は、印字部12の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ(ラインセンサ等)を含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他の吐出不良をチェックする手段として機能する。
The
本例の印字検出部24は、少なくとも各印字ヘッド12K、12C、12M、12Yによるインク吐出幅(画像記録幅)よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサで構成される。このラインセンサは、赤(R)の色フィルタが設けられた光電変換素子(画素)がライン状に配列されたRセンサ列と、緑(G)の色フィルタが設けられたGセンサ列と、青(B)の色フィルタが設けられたBセンサ列とからなる色分解ラインCCDセンサで構成されている。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が二次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。
The
印字検出部24は、各色の印字ヘッド12K、12C、12M、12Yにより印字されたテストパターンを読み取り、各ヘッドの吐出検出を行う。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定等で構成される。
The
印字検出部24の後段には、後乾燥部42が設けられている。後乾燥部42は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹きつける方式が好ましい。
A
多孔質のペーパに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。 When printing on porous paper with dye-based ink, the weather resistance of the image is improved by preventing contact with ozone or other things that cause dye molecules to break by blocking the paper holes by pressurization. There is an effect to.
後乾燥部42の後段には、加熱・加圧部44が設けられている。加熱・加圧部44は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラー45で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。
A heating /
このようにして生成されたプリント物は、排紙部26から排出される。本来プリントすべき本画像(目的の画像を印刷したもの)とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置10では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部26A、26Bへと送るために排紙経路を切り換える選別手段(不図示)が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター(第2のカッター)48によってテスト印字の部分を切り離す。カッター48は、排紙部26の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に、本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター48の構造は前述した第1のカッター28と同様であり、固定刃48Aと丸刃48Bとから構成されている。
The printed matter generated in this manner is outputted from the
また、図示を省略したが、本画像の排出部26Aには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられている。
Although not shown, the
尚、インク色ごとに設けられている各印字ヘッド12K、12C、12M、12Yの構造は共通しているので、以下では、これらを代表して符号50によって印字ヘッドを示すものとする。
Since the print heads 12K, 12C, 12M, and 12Y provided for each ink color have the same structure, the print head is represented by
〔印字ヘッドの構造〕
図2は、印字ヘッド50のインク吐出面を表した平面図である。本例の印字ヘッド50では、インク滴を吐出するノズル51が主走査方向及び主走査方向に直交しない斜めの方向に2次元状(マトリクス状)に配列されている。主走査方向に沿って並ぶように投影される投影ノズル列が一定のノズルピッチPで等間隔に並ぶように配置されており、記録紙面上に印字されるドットピッチの高密度化が達成されている。
[Print head structure]
FIG. 2 is a plan view showing the ink ejection surface of the
図3は、図2中3−3線に沿う断面図である。図3に示すように、ノズル51はインクが充填される圧力室52の下壁側に形成されている。振動板56は複数の圧力室52の上壁を構成しており、振動板56の圧力室52側とは反対側にはインクが貯留される共通液室55となっている。共通液室55は、本発明における共通流路の主な一態様であり、本流と支流に分かれて構成されていてもよい。振動板56には、共通液室55から各圧力室52にそれぞれインクを供給するための供給口(貫通孔)53が形成されている。
3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 in FIG. As shown in FIG. 3, the
このような印字ヘッド50によれば、圧力室52のノズル51側とは反対側に振動板56を挟んで共通液室55が配置されるので、共通液室55から供給口53を介して圧力室52にインクを効率良く供給することができる。つまり、リフィル性に優れたヘッド構造となっている。
According to such a
振動板56の圧力室52側とは反対側には、各圧力室52に対応する位置に個別電極57を備えた圧電素子58(圧力発生手段)が配置されている。本例では、振動板56がSUS等の導電部材で構成されており、複数の圧電素子58に対する共通電極を兼ねている。振動板56を非導電部材で構成して、圧電素子58側の表面に導電層を形成するようにしてもよい。振動板56の圧電素子58側には、各圧電素子58の周辺部に一定の空隙が確保されるようにして各圧電素子58をそれぞれ囲むように構成された保護カバー60が設けられている。これにより、共通液室55内のインクに対する電気絶縁性を確保するとともに、圧電素子58の変位を拘束しないようになっている。
On the opposite side of the
圧電素子58に駆動信号(駆動電圧)が印加されると、圧電素子58の変位により振動板56が圧力室52側に撓むように変形する。これにより、圧力室52内のインクが加圧され、ノズル51からインク滴が吐出される。
When a driving signal (driving voltage) is applied to the
このような印字ヘッド50において、共通液室55の上壁63は中間層64(第1部材)と表面層66(第2部材)の2層から構成され、これにより、インク吐出の際に、圧力室52内に生じた音波が供給口53を通って共通液室55に伝播し、他の圧力室52に侵入して悪影響を与える現象、即ち、流体クロストークを防止している。尚、具体的な流体クロストークの防止方法は後で詳説する。
In such a
〔インク供給系の構成〕
図4は、インクジェット記録装置10におけるインク供給系の構成を示した概要図である。インクタンク70は印字ヘッド50にインクを供給する基タンクであり、図1で説明したインク貯蔵/装填部14に設置される。インクタンク70の形態には、インク残量が少なくなった場合に、不図示の補充口からインクを補充する方式と、タンクごと交換するカートリッジ方式とがある。使用用途に応じてインク種類を変える場合には、カートリッジ方式が適している。この場合、インクの種類情報をバーコード等で識別して、インク種類に応じた吐出制御を行うことが好ましい。なお、図4のインクタンク70は、先に記載した図1のインク貯蔵/装填部14と等価のものである。
[Configuration of ink supply system]
FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the ink supply system in the
図4に示したように、インクタンク70と印字ヘッド50の中間には、異物や気泡を除去するためにフィルタ72が設けられている。フィルタ・メッシュサイズは、ノズル径と同等若しくはノズル径以下(一般的には、20μm程度)とすることが好ましい。尚、図4には示さないが、印字ヘッド50の近傍又は印字ヘッド50と一体にサブタンクを設ける構成も好ましい。サブタンクは、ヘッドの内圧変動を防止するダンパー効果及びリフィルを改善する機能を有する。
As shown in FIG. 4, a
また、インクジェット記録装置10には、ノズル51の乾燥防止又はノズル近傍のインク粘度上昇を防止するための手段としてのキャップ74と、ノズル面の清掃手段としてのクリーニングブレード76とが設けられている。これらキャップ74及びクリーニングブレード76を含むメンテナンスユニットは、不図示の移動機構によって印字ヘッド50に対して相対移動可能であり、必要に応じて所定の退避位置から印字ヘッド50下方のメンテナンス位置に移動される。
Further, the ink
キャップ74は、図示せぬ昇降機構によって印字ヘッド50に対して相対的に昇降変位される。電源OFF時や印刷待機時にキャップ74を所定の上昇位置まで上昇させ、印字ヘッド50に密着させることにより、ノズル面をキャップ74で覆う。
The
印字中又は待機中において、特定のノズル51の使用頻度が低くなり、ある時間以上インクが吐出されない状態が続くと、ノズル近傍のインク溶媒が蒸発してインク粘度が高くなってしまう。このような状態になると、圧電素子58が動作してもノズル51からインクを吐出できなくなってしまう。
During printing or standby, if the frequency of use of a
このような状態になる前に(圧電素子58の動作により吐出が可能な粘度の範囲内で)圧電素子58を動作させ、その劣化インクを排出すべくキャップ74(インク受け)に向かって予備吐出(パージ、空吐出、つば吐き)が行われる。
Prior to this state, the
また、印字ヘッド50(圧力室52)内のインクに気泡が混入した場合、圧電素子58が動作してもノズル51からインクを吐出させることができなくなる。このような場合には印字ヘッド50にキャップ74を当て、吸引ポンプ77で圧力室52内のインク(気泡が混入したインク)を吸引により除去し、吸引除去したインクを回収タンク78へ送液する。この吸引動作は、初期のインクの印字ヘッド50への装填時、或いは長時間の停止後の使用開始時にも粘度上昇(固化)した劣化インクの吸い出しが行われる。尚、吸引動作は圧力室52内のインク全体に対して行われるので、インク消費量が大きくなる。従って、インクの粘度上昇が小さい場合には予備吐出を行う態様が望ましい。
Further, when air bubbles are mixed in the ink in the print head 50 (pressure chamber 52), the ink cannot be ejected from the
クリーニングブレード76は、ゴムなどの弾性部材で構成されており、図示せぬブレード移動機構により印字ヘッド50のノズル面に摺動可能である。ノズル面にインク滴又は異物が付着した場合、クリーニングブレード76をノズル面に摺動させることでノズル面を拭き取り、ノズル面を清浄する。尚、該ブレード移動機構によりノズル面の汚れを清掃した際に、該ブレードによってノズル51内に異物が混入することを防止するために予備吐出が行われる。
The
〔流体クロストークの防止方法〕
次に、流体クロストークの防止方法について説明する。
[Method of preventing fluid crosstalk]
Next, a method for preventing fluid crosstalk will be described.
図5は、印字ヘッド50の共通液室55の上壁63周辺を表した要部断面図である。同図において、符号62は共通液室55内に貯留されるインク層を表している。共通液室55の上壁63は、前述したとおり、中間層64(第1部材)及び表面層66(第2部材)の2層構成となっている。尚、共通液室55の上壁63は3層以上で構成されていてもよい。表面層66は、例えば、インクタンク、ビルドアップ基板、ヘッド固定用の部材等で構成される。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the main part showing the periphery of the
中間層64の厚さLは、中間層64を通過する音波の波長をλ、nを負でない整数(即ち、n=0,1,2,・・・)とするとき、次式(2)
[数2]
L=λ×(2n+1)/4 ・・・(2)
を満たすように構成されている。このときのエネルギー透過率T1は、インク層62の音響インピーダンスをZ1、中間層64の音響インピーダンスをZ2、表面層66の音響インピーダンスをZ3とするとき、次式(3)
The thickness L of the
[Equation 2]
L = λ × (2n + 1) / 4 (2)
It is configured to satisfy. The energy transmittance T 1 at this time is expressed by the following equation (3) when the acoustic impedance of the
で表される。そして、各音響インピーダンスZ1、Z2、Z3の関係が、次式(4)
[数4]
Z1<Z2<Z3 又は Z3<Z2<Z1 ・・・(4)
を満足するように構成される場合、本実施形態のエネルギー透過率T1は前述した従来のエネルギー透過率T0以上となる。つまり、式(2)及び式(4)を満たすように構成することにより、従来に比べてエネルギー透過率が向上し、その結果、インク吐出の際に圧力室52から共通液室55内に伝播された音波のエネルギーを共通液室55の隔壁63(中間層64及び表面層66)側に逃がすことができ、流体クロストークを防ぐことができるようになる。
It is represented by The relationship between the acoustic impedance Z 1, Z 2, Z 3 has the following formula (4)
[Equation 4]
Z 1 <Z 2 <Z 3 or Z 3 <Z 2 <Z 1 (4)
When configured to satisfy the above, the energy transmittance T 1 of the present embodiment is equal to or higher than the conventional energy transmittance T 0 described above. That is, by configuring so as to satisfy the formulas (2) and (4), the energy transmittance is improved as compared with the conventional case, and as a result, the ink propagates from the
例えば、前述した例と同様に、Z1=1.5×106 [Ns/m3] (液体の音響インピーダンス)と、Z3=45.7×106[Ns/m3](SUS347の音響インピーダンス)である場合に、インク層62(液体)と表面層66(SUS347)の間に中間層64として、例えば、ガラスを配置したときのエネルギー透過率T1を求めてみる。中間層64がない場合のエネルギー透過率T0は、前述のとおり、13%である。
For example, similarly to the example described above, Z 1 = 1.5 × 10 6 [Ns / m 3 ] (acoustic impedance of liquid) and Z 3 = 45.7 × 10 6 [Ns / m 3 ] (acoustic impedance of SUS347) in some cases, an
まず、ガラス内の音速は5100[m/s]であり、また、対応すべきクロストークの周波数を300[kHz]とすると、ガラス内を通過する音波の波長λは17[mm]となる。従って、式(2)より、ガラスの厚さL=4.25[mm]となる。即ち、中間層64として厚さ4.25[mm]のガラスをインク層62と表面層66の間に配置すればよいことになる。また、ガラスの音響インピーダンスZ2は13.2×106[Ns/m3]であり、式(4)を満足している。
First, the speed of sound in the glass is 5100 [m / s], and if the crosstalk frequency to be handled is 300 [kHz], the wavelength λ of the sound wave passing through the glass is 17 [mm]. Therefore, from the formula (2), the glass thickness L = 4.25 [mm]. That is, as the
このように中間層64として前述したように構成されるガラスを配置した場合のエネルギー透過率T1は、式(3)より、T1=4/4.92=0.81(81%)となり、エネルギー透過率T1が80%を超える。従って、従来に比べてエネルギー透過率が大幅に向上しており、これにより、インク吐出により生じた音波のエネルギーを共通液室55の隔壁63(中間層64及び表面層66)側に逃がすことができ、流体クロストークを防ぐことができる。
In this way, the energy transmittance T 1 when the glass configured as described above is arranged as the
インク層62、中間層64、表面層66の音響インピーダンスZ1、Z2、Z3は、次式(5)
[数5]
Z2≒(Z1×Z3)1/2 …(5)
を満たすように構成されていることが好ましい。式(5)を満足するとき、音波エネルギー透過率T1は最も大きくなり、流体クロストークの防止効果が高くなる。
The acoustic impedances Z 1 , Z 2 , and Z 3 of the
[Equation 5]
Z 2 ≈ (Z 1 × Z 3 ) 1/2 ... (5)
It is preferable that it is comprised so that it may satisfy | fill. When satisfying formula (5), sonic energy transmittance T 1 becomes largest, the effect of preventing the fluid crosstalk increases.
例えば、Z1=1.5×106 [Ns/m3] (液体の音響インピーダンス)と、Z3=103×106[Ns/m3](タングステン音響インピーダンス)である場合、音響インピーダンスZ2=12.4 ×106[Ns/m3]である材質を中間層64として選択すれば、エネルギー透過率T1は最も大きくなる。そこで、エネルギー透過率T1が最大となる音響インピーダンス(12.4 ×106 [Ns/m3])に近い材質として、Z2=13.2 ×106[Ns/m3]であるガラスを中間層64として選択した場合にエネルギー透過率T1=99.5%となり、略100%のエネルギーが透過される。
For example, when Z 1 = 1.5 × 10 6 [Ns / m 3 ] (liquid acoustic impedance) and Z 3 = 103 × 10 6 [Ns / m 3 ] (tungsten acoustic impedance), the acoustic impedance Z 2 = by selecting the material is 12.4 × 10 6 [Ns / m 3] as the
エネルギー透過率T1を90%以上とするためには、次式(6)を満たすように構成し、また、95%以上とするためには、次式(7)を満たすように構成すればよい。 In order to set the energy transmittance T 1 to 90% or more, it is configured to satisfy the following equation (6), and in order to set it to 95% or more, the following equation (7) is satisfied. Good.
[数6]
0.72×(Z1×Z3)1/2≦Z2≦1.39×(Z1×Z3)1/2 …(6)
[数7]
0.80×(Z1×Z3)1/2≦Z2≦1.26×(Z1×Z3)1/2 …(7)
以上説明したように、本実施形態によれば、共通液室55の上壁63を中間層64及び表面層66の2層構成とし、更に、前記式(2)及び(4)を満足するように構成することで、音波のエネルギー透過率が向上する。これにより、インク吐出時に生じる音波をヘッド本体側(共通流路55の上壁63側)に逃がすことができ、流体クロストークを防止することができる。
[Equation 6]
0.72 × (Z 1 × Z 3 ) 1/2 ≦ Z 2 ≦ 1.39 × (Z 1 × Z 3 ) 1/2 (6)
[Equation 7]
0.80 × (Z 1 × Z 3 ) 1/2 ≦ Z 2 ≦ 1.26 × (Z 1 × Z 3 ) 1/2 ... (7)
As described above, according to the present embodiment, the
〔第1の変形例〕
図6は、印字ヘッド50の第1の変形例を示した要部断面図である。第1の変形例では、表面層66がインクタンク70を兼ねた構成となっており、中間層64に供給流路80が形成されている。インクタンク70(表面層66)の内部にはインクが貯蔵され、供給流路80を介して共通液室55にインクが供給される。このような構成にすることで、流体クロストークを防止することができ、且つ、インクタンク70を効率良く配置することができる。
[First Modification]
FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part showing a first modification of the
〔第2の変形例〕
図7は、印字ヘッド50の第2の変形例を示した要部断面図である。第2の変形例では、図6に示した第1の変形例の供給流路80にフィルタ部材82が設けられており、更に、フィルタ部材82が配置される部分の流路面積が他の部分に比べて広く構成されている。これにより、流体クロストークを防止することができ、且つ、フィルタ部材72による圧力損失を減らすことができる。
[Second Modification]
FIG. 7 is a cross-sectional view of a main part showing a second modification of the
図8は、図7に示した中間層64の作製方法を簡略的に表示した斜視図である。図7の中間層64の厚さをLとする場合、図8に示すように、L/2の厚さの中間層64A、64Bでフィルタ膜84を挟むことにより、フィルタ部材82を内部に備える中間層64を形成することができる。尚、中間層64A、64Bの厚さの比率は本例に限定されるものでない。
FIG. 8 is a perspective view schematically showing a method for producing the
〔第3の変形例〕
図9は、印字ヘッド50の第3の変形例を示した要部断面図である。第3の変形例では、中間層64の内部にヒータ配線86が設けられている。これにより、流体クロストークを防止することができ、且つ、インク温調用(ヘッド温調用)のヒータを効率良く配置することができる。
[Third Modification]
FIG. 9 is a cross-sectional view of a main part showing a third modification of the
ヒータ配線86は複数設けられていてもよい。表面層66はビルドアップ基板やヘッド固定部材でもよいし、第1及び第2の変形例の如くインクタンクを兼ねていてもよい。ヒータ配線86が配置される位置は特に限定されず、インク層62(共通液室55)側に配置してもよいし、表面層66側に配置してもよい。例えば、インク層62側にヒータ配線86を配置することで、インク層62を効率的に温めることができ、インクの増粘を抑えることができる。また、表面層66がインクタンクを兼ねる場合には、表面層(インクタンク)66側にヒータ配線86を配置することで、インクタンク内に貯蔵されるインクを効率的に温めることできる。また、中間層64の両側(インク層62側と表面層66側)にヒータ配線86をそれぞれ配置する場合には、中間層64の両側に位置するインクを更に効率的に温めることができる。
A plurality of
図10は、図9に示した中間層64の作製方法を簡略的に表示した斜視図である。図10に示すように、中間層64より薄幅の2つの中間層64A、64Bでヒータ配線86を挟むことにより、ヒータ配線86を内部に備える中間層64を形成することができる。また、中間層64の表面にヒータ配線86を形成する場合には、例えば、スパッタ等の方法を用いればよい。
FIG. 10 is a perspective view schematically showing a method for producing the
〔第4の変形例〕
図11は、印字ヘッド50の第4の変形例を示した要部断面図である。第4の変形例では、中間層64の内部にペルチエ素子88が設けられている。ペルチエ素子88は中間層64の内部に納まる程度のサイズであり、効率良くペルチエ素子を中間層64に配置することができる。
[Fourth Modification]
FIG. 11 is a cross-sectional view of a main part showing a fourth modification of the
ペルチエ素子88は、片面が熱くなり、その反対側の面が冷たくなるという性質を有している。このため、中間層64内に配置されるペルチエ素子88を用いて、インク層62及び表面層66のいずれか一方を温め、他方を冷やすことができる。例えば、表面層66がビルドアップ基板で構成される場合、表面層66側が冷えるようにペルチエ素子88に電圧を印加することにより、基板上のスイッチICなどの回路素子を冷却することができ、これにより、回路素子の劣化を防止することができる。また、このとき表面層66の反対側に位置するインク層62を温めることができるので、インクの増粘を要因とする吐出不良を防止することができる。
The
このように第4の変形例では、前述した第1〜第3の変形例と同様に流体クロストークを防止することができ、更に、回路素子の劣化や吐出不良を防止することができる。 As described above, in the fourth modified example, fluid crosstalk can be prevented similarly to the first to third modified examples described above, and further, deterioration of circuit elements and defective discharge can be prevented.
〔第5の変形例〕
図12は、印字ヘッド50の第5の変形例を示した要部断面図である。第5の変形例では、中間層64の内部には液体循環路90が形成されている。液体循環路90を流れる温調用液体は特に限定されず、例えば、水やインクでもよい。温調用液体を循環させるためのポンプ(不図示)は、他のポンプ(例えば、図4に示した吸引ポンプ77やインク流路循環用のポンプ(不図示)等)と兼ねるように構成されていてもよい。このように構成することにより、流体クロストークを防止でき、且つ、温調用の液体循環路を効率良く組み込むことができる。
[Fifth Modification]
FIG. 12 is a cross-sectional view of a main part showing a fifth modification of the
〔第6の変形例〕
図13は、印字ヘッド50の第6の変形例を示した要部断面図である。第6の変形例では、中間層64を貫通するようにして内部配線92が各圧電素子58に対応して形成され、表面層66はビルドアップ基板で構成されている。内部配線92の一端は保護カバー60を介して圧電素子58の個別電極57に電気的に接続され、内部配線92の他端は表面層(ビルドアップ基板)66に形成される不図示の電極に電気的に接続されている。このように圧電素子58の個別電極57を、圧電素子58が配置される振動板56に対して略垂直方向に内部配線92を介して表面層(ビルドアップ基板)66に引き出すことにより、振動板56上に沿って引き出す場合に比べて、電気配線の高密度実装が可能となる。
[Sixth Modification]
FIG. 13 is a cross-sectional view of a main part showing a sixth modification of the
尚、中間層64に設けられる内部配線92は圧電素子58以外、例えば、温度センサや圧力センサなどの配線に利用してもよい。また、本変形例の内部配線92は中間層64を鉛直方向に貫通するように構成されているが、中間層64の水平方向に内部配線92を配設するようにしてもよい。この場合、表面層66がビルドアップ基板以外で構成することができるようになる。
The
〔他の実施形態〕
図14は、印字ヘッド50の他の実施形態を示した要部断面図である。図3に示した印字ヘッド50は、圧力室52のノズル51側とは反対側に(振動板56を挟んで)共通液室55が配置されているのに対して、図14に示した印字ヘッド50は、圧力室52のノズル51側と同じ側に共通液室55が配置されている。このような印字ヘッド50の構成において、共通液室55の底壁は中間層64、表面層66の2層構成となっている。このような印字ヘッド50においても、前記式(2)及び(4)を満足するように構成することで、流体クロストークを防止することができる。
[Other Embodiments]
FIG. 14 is a cross-sectional view of a main part showing another embodiment of the
以上、本発明の液体吐出ヘッド及び画像形成装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。 The liquid ejection head and the image forming apparatus of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above examples, and various improvements and modifications are made without departing from the gist of the present invention. Of course it is also good.
10…インクジェット記録装置、50…印字ヘッド、51…ノズル、52…圧力室、53…供給口、58…圧電素子、55…共通液室、62…インク層、63…上壁、64…中間層、66…表面層、70…インクタンク、80…供給流路、82…フィルタ部材、86…ヒータ配線、88…ペルチエ素子、90…液体循環路、92…内部配線
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記共通流路の隔壁には、液体吐出の際に該共通流路内に伝播した音波を減衰させるクロストーク防止部材が設けられ、該クロストーク防止部材は前記共通流路内の前記液体に接する第1部材及び前記第1部材の前記液体側とは反対側に接合される第2部材の少なくとも2層で構成され、
前記第1部材は、前記共通流路内の前記液体の音響インピーダンスをZ1、前記第1部材の音響インピーダンスをZ2、前記第2部材の音響インピーダンスをZ3とするとき、次式 Z1<Z2<Z3の関係を満たし、且つ、前記液体の音響インピーダンスZ 1 、前記第1部材の音響インピーダンスZ 2 及び前記第2部材の音響インピーダンスZ 3 との関係が、次式 0.72×(Z 1 ×Z 3 ) 1/2 ≦Z 2 <1.39×(Z 1 ×Z 3 ) 1/2 を満たすように構成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。 A liquid in which the liquid is supplied to a plurality of pressure chambers from a common flow path in which the liquid is stored, the liquid in the pressure chamber is pressurized by pressure generating means, and the liquid is discharged from a nozzle communicating with the pressure chamber An ejection head,
The partition wall of the common flow path is provided with a crosstalk prevention member that attenuates sound waves propagated in the common flow path during liquid discharge, and the crosstalk prevention member is in contact with the liquid in the common flow path. It is composed of at least two layers of a first member and a second member joined to the opposite side of the first member to the liquid side,
When the acoustic impedance of the liquid in the common channel is Z 1 , the acoustic impedance of the first member is Z 2 , and the acoustic impedance of the second member is Z 3 , the first member has the following formula Z 1 <meets the relationship Z 2 <Z 3, and the acoustic impedance Z 1 of the liquid, the relationship between the acoustic impedance Z 3 of the acoustic impedance Z 2 and the second member of the first member, the following equation 0.72 × (Z 1 × Z 3) 1/2 ≦ Z 2 <1.39 × (Z 1 × Z 3) the liquid discharge head is characterized by being composed to 1/2 less than Suyo.
前記クロストーク防止部材は、前記共通流路の前記圧力室側とは反対側の隔壁に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の液体吐出ヘッド。 The common flow path is disposed on the opposite side of the pressure chamber from the nozzle side,
The cross-talk preventing member, the liquid discharge head according to claim 1, characterized in that provided on the opposite side of the partition wall between the pressure chamber side of the common flow channel.
前記第1部材には、前記液体タンクと前記共通流路を連通する供給流路が形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の液体吐出ヘッド。 The second member is a liquid tank in which the liquid is stored;
Wherein the first member, the liquid ejection head according to claim 1 or claim 2, characterized in that supply channels communicating the common flow path and the liquid tank is formed.
前記共通流路の隔壁には、液体吐出の際に該共通流路内に伝播した音波を減衰させるクロストーク防止部材が設けられ、該クロストーク防止部材は前記共通流路内の前記液体に接する第1部材及び前記第1部材の前記液体側とは反対側に接合される第2部材の少なくとも2層で構成され、 The partition wall of the common flow path is provided with a crosstalk prevention member that attenuates sound waves propagated in the common flow path during liquid discharge, and the crosstalk prevention member is in contact with the liquid in the common flow path. It is composed of at least two layers of a first member and a second member joined to the opposite side of the first member to the liquid side,
前記第1部材は、前記共通流路内の前記液体の音響インピーダンスをZ The first member defines an acoustic impedance of the liquid in the common flow path as Z 11 、前記第1部材の音響インピーダンスをZ, The acoustic impedance of the first member is Z 22 、前記第2部材の音響インピーダンスをZ, The acoustic impedance of the second member is Z 33 とするとき、次式 ZWhen Z 11 <Z<Z 22 <Z<Z 33 の関係を満たすように構成され、Configured to satisfy the relationship
前記第1部材には、ヒータ配線が設けられていることを特徴とする液体吐出ヘッド。 The liquid discharge head according to claim 1, wherein the first member is provided with a heater wiring.
前記共通流路の隔壁には、液体吐出の際に該共通流路内に伝播した音波を減衰させるクロストーク防止部材が設けられ、該クロストーク防止部材は前記共通流路内の前記液体に接する第1部材及び前記第1部材の前記液体側とは反対側に接合される第2部材の少なくとも2層で構成され、 The partition wall of the common flow path is provided with a crosstalk prevention member that attenuates sound waves propagated in the common flow path during liquid discharge, and the crosstalk prevention member is in contact with the liquid in the common flow path. It is composed of at least two layers of a first member and a second member joined to the opposite side of the first member to the liquid side,
前記第1部材は、前記共通流路内の前記液体の音響インピーダンスをZ The first member defines an acoustic impedance of the liquid in the common flow path as Z 11 、前記第1部材の音響インピーダンスをZ, The acoustic impedance of the first member is Z 22 、前記第2部材の音響インピーダンスをZ, The acoustic impedance of the second member is Z 33 とするとき、次式 ZWhen Z 11 <Z<Z 22 <Z<Z 33 の関係を満たすように構成され、Configured to satisfy the relationship
前記第1部材には、ペルチエ素子が設けられていることを特徴とする液体吐出ヘッド。 A liquid ejection head, wherein the first member is provided with a Peltier element.
前記共通流路の隔壁には、液体吐出の際に該共通流路内に伝播した音波を減衰させるクロストーク防止部材が設けられ、該クロストーク防止部材は前記共通流路内の前記液体に接する第1部材及び前記第1部材の前記液体側とは反対側に接合される第2部材の少なくとも2層で構成され、 The partition wall of the common flow path is provided with a crosstalk prevention member that attenuates sound waves propagated in the common flow path during liquid discharge, and the crosstalk prevention member is in contact with the liquid in the common flow path. It is composed of at least two layers of a first member and a second member joined to the opposite side of the first member to the liquid side,
前記第1部材は、前記共通流路内の前記液体の音響インピーダンスをZ The first member defines an acoustic impedance of the liquid in the common flow path as Z 11 、前記第1部材の音響インピーダンスをZ, The acoustic impedance of the first member is Z 22 、前記第2部材の音響インピーダンスをZ, The acoustic impedance of the second member is Z 33 とするとき、次式 ZWhen Z 11 <Z<Z 22 <Z<Z 33 の関係を満たすように構成され、Configured to satisfy the relationship
前記第1部材には、液体循環路が形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。 A liquid discharge head, wherein a liquid circulation path is formed in the first member.
前記共通流路の隔壁には、液体吐出の際に該共通流路内に伝播した音波を減衰させるクロストーク防止部材が設けられ、該クロストーク防止部材は前記共通流路内の前記液体に接する第1部材及び前記第1部材の前記液体側とは反対側に接合される第2部材の少なくとも2層で構成され、 The partition wall of the common flow path is provided with a crosstalk prevention member that attenuates sound waves propagated in the common flow path during liquid discharge, and the crosstalk prevention member is in contact with the liquid in the common flow path. It is composed of at least two layers of a first member and a second member joined to the opposite side of the first member to the liquid side,
前記第1部材は、前記共通流路内の前記液体の音響インピーダンスをZ The first member defines an acoustic impedance of the liquid in the common flow path as Z 11 、前記第1部材の音響インピーダンスをZ, The acoustic impedance of the first member is Z 22 、前記第2部材の音響インピーダンスをZ, The acoustic impedance of the second member is Z 33 とするとき、次式 ZWhen Z 11 <Z<Z 22 <Z<Z 33 の関係を満たすように構成され、Configured to satisfy the relationship
前記第1部材には、前記圧力発生手段を駆動するための配線部材が設けられていることを特徴とする液体吐出ヘッド。 The liquid ejection head according to claim 1, wherein the first member is provided with a wiring member for driving the pressure generating means.
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