JP6376333B2 - 流路部材、液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置 - Google Patents
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本態様によれば、流路内圧力調整手段により負圧を解除できる。負圧解除前に流路開閉手段により流路を閉じることで、解除する流路体積を小さくできるので、負圧の解除を効果的に行うことができる。すなわち、ワイピング時においてノズル開口付近の気泡が、ヘッド内の負圧によりノズル開口へ引き込まれてしまい、ノズル詰まりを引き起こすのを防止するために、ワイピング時にはヘッド内の負圧を解除して、加圧(負圧を解除)しているが、本態様では、流路内圧力調整手段よりも流路上流側の流路を閉じてから、加圧(負圧を解除)することができる。したがって、流路内圧力調整手段による加圧により負圧発生手段へ至る上流側へ液体が逆流してしまい、加圧の効果が少なくなるのを防ぐことができる。
また、流路開閉手段は、第2流体供給源から供給された流体により、流路の開閉を行うことで、流路内圧力調整手段と独立させて流路開閉手段を駆動制御することができ、一連の負圧解除動作を円滑かつ適切に行い得る。
また、第2流体供給源は、流路開閉手段により流路を閉じる場合に加圧された流体を供給し、流路開閉手段により流路を開く場合に減圧された流体を供給することで、流路内圧力調整手段と協働して行う負圧解除動作を円滑に行わせることができる。
本態様によれば、上述の流路部材の数々の優れた作用・効果が発揮される液体吐出ヘッドとすることができる。
本態様によれば、流路内圧力調整手段により負圧を解除できる。負圧解除前に流路開閉手段により流路を閉じることで、流路内圧力調整手段による流路の体積変動が負圧発生手段の可撓部材により吸収されるのを低減できるので、負圧の解除や加圧を効果的に行うことができる。
また、流路開閉手段から負圧発生手段までの流路抵抗を、流路開閉手段からノズル開口までの流路抵抗よりも小さくすることで、流路開閉手段により流路を閉じても、ノズル開口から液体が流れないようすることができる。
本発明の他の態様は、駆動素子の駆動によりノズル開口を介して液体を吐出する吐出部を備える液体吐出ヘッドに用いる流路部材であって、前記吐出部は、該吐出部の負圧を維持する負圧発生手段に連通し、前記流路部材は、前記負圧発生手段と前記吐出部との流路の途中にあり、前記流路の容積を変化させて、前記流路内の圧力を調整する流路内圧力調整手段と、前記負圧発生手段と前記流路内圧力調整手段との流路の途中にあり、前記流路を開閉する流路開閉手段と、を備え、さらに、前記流路内圧力調整手段は、前記流路開閉手段と前記吐出部とに連通して液体を貯留する第1凹部と、第1流体供給源に連通して流体を貯留するとともに前記第1凹部と相対向している第2凹部と、前記第1凹部と前記第2凹部との間に介在されて前記第1凹部と前記第2凹部とを封止する第1可撓部材と、を備えるとともに、前記流路開閉手段により流路が閉じられた状態で、前記第1流体供給源から供給された流体により、前記可撓部材を変形させて前記第1凹部と前記第1可撓部材とで区画される部分の容積を変化させて前記流路内の圧力を調整することを特徴とする流路部材にある。
本態様によれば、流路内圧力調整手段により負圧を解除できる。負圧解除前に流路開閉手段により流路を閉じることで、解除する流路体積を小さくできるので、負圧の解除を効果的に行うことができる。すなわち、ワイピング時においてノズル開口付近の気泡が、ヘッド内の負圧によりノズル開口へ引き込まれてしまい、ノズル詰まりを引き起こすのを防止するために、ワイピング時にはヘッド内の負圧を解除して、加圧(負圧を解除)しているが、本態様では、流路内圧力調整手段よりも流路上流側の流路を閉じてから、加圧(負圧を解除)することができる。したがって、流路内圧力調整手段による加圧により負圧発生手段へ至る上流側へ液体が逆流してしまい、加圧の効果が少なくなるのを防ぐことができる。
あるいは、ノズル開口から強制的にインクを排出するために、流路内圧力調整手段によりヘッド内を加圧する場合であっても、流路内圧力調整手段よりも流路上流側の流路を閉じた方が、上述と同じ理由により、より効果がある。
ここで、特許文献1に開示するように、偏芯カムの当接により加圧する場合と比較すると、凹部を可撓部材で封止する構成により、可撓部材の受圧面積を大きく設けることができ、圧力調整を行ない易い。なお、特許文献1の場合のようにチューブを太くして、容積変化を大きくしようとすると、チューブが太くなる分だけ流速が落ち気排性が悪くなる。
また、特許文献2に記載するように、加圧供給用のバイパス流路を設け、加圧ポンプによる加圧をヘッド内に直接行うような場合は、供給する液量の微妙な調整が難しく、このため多量の液体が排出されてしまいかねないという問題を有している。
なお、第1流体供給源が供給する流体は、エアー、液体(油圧)等を使用し得る。液体の場合には、可撓膜のバリア性が悪くても、可撓膜からの透過による水分蒸発を低減できる。
ここで、前記流路内圧力調整手段は、前記第1流体供給源から供給されたエアーにより、前記第1凹部内の圧力を調整するのが望ましい。エアーにより駆動することで、流路部材を小型化でき、液体により駆動する場合と比較すると液漏れの心配がないからである。
また、前記流路内圧力調整手段の前記第1凹部からの液体の出口は、鉛直方向の上側にあるのが望ましい。鉛直方向の上側に出口があるので、第1凹部内に気泡が入ったとしても浮力により鉛直方向上側に気泡が溜まるので、出口から排出されやすいからである。
また、前記流路内圧力調整手段は、さらに第1可撓部材を第1凹部側から第2凹部側へ付勢する第1付勢手段を有するのが望ましい。印刷中の圧力変動を抑制し、さらに圧力損失が大きくなるのを防止し得るからである。
また、前記液体吐出ヘッドは、さらに前記流路開閉手段を駆動させる流体を供給する第2流体供給源を備え、前記流路開閉手段は、前記第2流体供給源から供給された流体により、流路の開閉を行うのが望ましい。流路内圧力調整手段と独立させて流路開閉手段を駆動制御することができ、一連の負圧解除動作を円滑かつ適切に行い得るからである。
また、前記流路開閉手段は、前記負圧発生手段と連通するとともに前記流路内圧力調整手段と連通して前記液体を貯留する第3凹部と、前記第2流体供給源と連通して前記流体を貯留するとともに前記第3凹部と相対向している第4凹部と、前記第3凹部と前記第4凹部との間に介在され、前記第3凹部と前記第4凹部とを封止する第2可撓部材と、を有し、前記流路開閉手段は、前記第2流体供給源から供給された流体により、前記第2可撓部材を変形させて、前記流路を開閉するのが望ましい。第3凹部と第4凹部とが第2可撓部材で封止され、第3凹部を流路の一部のインク室として機能させ、第4凹部をエアー室として機能させるとともに、第4凹部へのエアーの供給により、第2可撓部材を変形させることで容易に流路の開閉を行わせることができるからである。
また、前記第2可撓部材は、前記第2流体供給源から流体が供給されない場合に、前記流路を開いているのが望ましい。大気開放させておけば流路が開くようにすることができ、印刷中にインクが供給されない等のトラブルを未然に防止することができるからである。
また、前記流路開閉手段は、さらに前記第2可撓部材を前記第3凹部側から前記第4凹部側へ付勢する第2付勢手段を有するのが望ましい。流路を確実に開状態として、例えば印刷中にヘッド本体にインクが供給されない等の不都合を未然に防止し得るからである。
また、前記第2流体供給源は、前記流路開閉手段により流路を閉じる場合に加圧された流体を供給し、前記流路開閉手段により前記流路を開く場合に減圧された流体を供給するのが望ましい。流路内圧力調整手段と協働して行う負圧解除動作を円滑に行わせるためである。
また、前記負圧発生手段は、前記吐出部からの前記液体の吐出に応じて変位可能な可撓部材を有し、前記流路開閉手段は、前記流路内圧力調整手段により前記流路内の圧力が調整される際に、前記流路を閉じることで、前記流路内圧力調整手段による圧力の調整により前記負圧発生手段の前記可撓部材が変位しないようにするのが、望ましい。負圧発生手段の可撓部材によるコンプライアンスに係わらず効果的に流路内の圧力を調整し得るからである。
さらに本発明の他の態様は、吐出部と、上記流路部材と、を備えることを特徴とする液体吐出ヘッドにある。
本態様によれば、上述の流路部材の数々の優れた作用・効果が発揮される液体吐出ヘッドとすることができる。
また、本発明の他の態様は、負圧発生手段と、上記液体吐出ヘッドと、を備える液体吐出装置にある。本態様によれば、負圧解除の際の不都合を解消し得る。
また、本発明の他の態様は、駆動素子の駆動によりノズル開口を介して液体を吐出する吐出部を備える液体吐出ヘッドと、前記吐出部と連通し、前記吐出部の負圧を維持する負圧発生手段と、前記負圧発生手段と前記吐出部との流路の途中にあり、前記流路の容積を変化させて、前記流路内の圧力を調整する流路内圧力調整手段と、前記負圧発生手段と前記流路内圧力調整手段との流路の途中にあり、前記流路を開閉する流路開閉手段と、を備え、前記負圧発生手段は、前記吐出部からの前記液体の吐出に応じて変位可能な可撓部材を有し、前記流路開閉手段は、前記流路内圧力調整手段により前記流路内の圧力が調整される際に、前記流路を閉じることで、前記流路内圧力調整手段による圧力の調整により前記負圧発生手段の前記可撓部材が変位しないようにすることを特徴とする液体吐出装置にある。
本態様によれば、流路内圧力調整手段により負圧を解除できる。負圧解除前に流路開閉手段により流路を閉じることで、流路内圧力調整手段による流路の体積変動が負圧発生手段の可撓部材により吸収されるのを低減できるので、負圧の解除や加圧を効果的に行うことができる。
ここで、前記流路開閉手段から前記負圧発生手段までの流路抵抗が、前記流路開閉手段から前記ノズル開口までの流路抵抗よりも小さいことが望ましい。本態様によれば、流路開閉手段により流路を閉じても、ノズル開口から液体が流れないようすることができる。
また、前記流路内圧力調整手段は、前記流路開閉手段と前記吐出部とに連通して液体を貯留する第1凹部と、第1流体供給源に連通して流体を貯留するとともに前記第1凹部と相対向している第2凹部と、前記第1凹部と前記第2凹部との間に介在されて前記第1凹部と前記第2凹部とを封止する第1可撓部材と、を備えることが望ましい。本態様によれば、凹部を可撓部材で封止する構成により、可撓部材の受圧面積を大きく設けることができ、圧力調整を行ない易い。
また、前記流路内圧力調整手段は、さらに第1可撓部材を第1凹部側から第2凹部側へ付勢する第1付勢手段を有することが望ましい。本態様によれば、印刷中の圧力変動を抑制し、さらに圧力損失が大きくなるのを防止し得る。
また、前記流路開閉手段は、前記負圧発生手段と連通するとともに前記流路内圧力調整手段と連通して前記液体を貯留する第3凹部と、前記第2流体供給源と連通して前記流体を貯留するとともに前記第3凹部と相対向している第4凹部と、前記第3凹部と前記第4凹部との間に介在され、前記第3凹部と前記第4凹部とを封止する第2可撓部材と、を備えることが望ましい。本態様によれば、凹部を可撓部材で封止する構成により、可撓部材の受圧面積を大きく設けることができ、流路の開閉を行ない易い。
また、前記流路開閉手段は、さらに前記第2可撓部材を前記第3凹部側から前記第4凹部側へ付勢する第2付勢手段を有することが望ましい。本態様によれば、流路を確実に開状態として、例えば印刷中にヘッド本体にインクが供給されない等の不都合を未然に防止し得るからである。
また、上記液体吐出装置は、さらに、前記吐出部と連通した前記ノズル開口から液体を吸引するための吸引手段を備え、前記流路開閉手段は、前記吸引手段により吸引が行われている間に、前記流路を閉じた状態の第1モードと、前記流路を閉じた状態から開いた状態へ切り替える第2モードと、前記流路を開いた状態の第3モードとを、順番に行う制御手段を有するのが望ましい。吸引手段によりノズル開口から液体を吸引する場合に、流路開閉手段により様々な吸引を行うことができる。
また、上記液体吐出装置は、さらに、前記流路内圧力調整手段と前記吐出部との流路途中にあり、液体中の異物を捕集するための捕集手段を備えるのが望ましい。インク中の異物よるノズル詰まりを除去し、印刷品質を向上させることができるからである。
A:液体吐出装置
本形態に係る液体吐出装置は、インクジェット式記録装置であり、液体吐出ヘッドとしてインクジェット式記録ヘッドを備えたものである。そして、液体吐出ヘッドを移動することなく被噴射媒体である紙等の記録シートを搬送することで印刷を行う、いわゆるライン式記録装置である。
本形態に係る液体吐出ヘッドユニット1は、インクジェット式記録ヘッド3(以下、液体吐出ヘッド3ともいう)の複数個をベース板10上に並設した液体吐出ヘッド3の集合体である。
本形態における液体吐出ヘッド3は、CMYKの4色に対応させて、それぞれ2色のインクが供給される自己封止ユニット4,4と各色に対応させて4種類の流路が形成された流路部材5とを、ヘッド本体6と組み合わせて一つのユニットを形成したものであり、本形態では、これがベース板10上で第2の方向Yに4個並設されている。すなわち、液体吐出ヘッド3は、負圧発生手段である2個の自己封止ユニット4,4と、両側から自己封止ユニット4,4に挟まれ、自己封止ユニット4,4から供給されるインクをヘッド本体6に供給する流路部材5と、流路部材5を介して供給されたインクをインク滴として記録シートSの印刷面に吐出するヘッド本体6とを備えている。
ヘッド本体6は、後に詳述するが、ノズルに連通する複数の圧力発生室を含む液体流路を形成するとともに、圧力発生室内のインクに圧力変動を生じさせる圧電素子等からなる圧力発生手段等を備えた吐出部6A(図5参照;以下同じ)と、吐出部6Aに供給するインクの異物を除去するフィルター手段6B(図5参照;以下同じ)とを有している。かかるヘッド本体6は、ベース板10の下面から下方に突出させてベース板10に配設してある。
自己封止ユニット4は、後に詳述するが、ヘッド本体6のノズル形成面に交差する側面に設けられた凹部の開口をフィルムで封止した液体流路を有する。そして液体流路の途中に弁体を配設し、通常時は、弁体が液体流路を閉鎖するように付勢しておき、インクの吐出に伴い圧力発生室の負圧が所定値以上になった際は、その負圧で変位したフィルムに押圧された弁体が液体流路を開放するように構成されている。かくして、インクの吐出に伴いヘッド本体6の吐出部6Aに所定値以上の負圧が生じれば、フィルムが弁体を押圧し、この押圧力により弁体が開放され、液体流路にインクが流れてヘッド本体6にインクを供給する。
分配ユニット18は、各ユニットの液体吐出ヘッド3の上面に載置されて第2の方向Yに伸びるとともに、各ユニットの液体吐出ヘッド3の自己封止ユニット4にインクカートリッジ等からの各色毎のインクをそれぞれ分配するとともに、流路部材5の流路内圧力調整弁(図1には図示せず)および流路開閉弁(図1には図示せず)の駆動制御用のエアーを流路部材5にそれぞれ分配する。ここで、自己封止ユニット4の、第3の方向の寸法(高さ)および流路部材5の、第3方向の寸法(高さ)は同一になるように構成されている。この結果、インクとエアーとの分配流路として機能させる分配ユニット18の、各ユニットの液体吐出ヘッド3に対する設置を容易にしている。さらに詳言すると、自己封止ユニット4,流路部材5は、共通の分配ユニット18に接続され、この接続は、分配ユニット18の下面に設けられた突起(凸状の針)を、負圧発生手段である自己封止ユニット4および流路部材5のそれぞれの上面に設けられ穴(凹状の差し込み口)へ差し込むことで行われる。分配ユニット18は、平面状の基板に第2の方向Yに沿って溝を設けるとともに、前記溝をフィルムで封止することで、各ユニットの液体吐出ヘッド3への分配機能を有した流路としている。そこで、分配ユニット18の平面上に沿って設けられた溝に合わせるために、自己封止ユニット4と流路部材5との上面とを第3の方向Zである高さ方向で揃える。なお、分配ユニット18の突起を、自己封止ユニット4と流路部材5の上面の穴とに差し込む際に、全ての突起に対して抗力が同時にかかるのを防ぐために、分配ユニット18の突起の長さを長いものと短いものとに分けている。
流路部材5は、後に詳述するが、積層した流路基板101,102,103,104,105と、第1可撓部材160と、第2可撓部材164とにより形成され、流路内圧力調整手段161および流路開閉手段165として機能する。
流路内圧力調整手段161は、自己封止ユニット4とヘッド本体6との液体流路の途中にあり、液体流路の容積を変化させて、液体流路内の圧力を調整する。
流路開閉手段165は、自己封止ユニット4と流路内圧力調整手段161との液体流路の途中にあり、液体流路を開閉する。
搬送手段は、液体吐出ヘッド3に対して記録シートSを第1の方向に相対移動させる。搬送手段は、例えば、液体吐出ヘッド3に対して記録シートSの搬送方向である第1の方向Xの両側に設けられた第1の搬送ローラー7と、第2の搬送ローラー8とを具備し、かかる第1の搬送ローラー7と第2の搬送ローラー8とによって、記録シートSを液体吐出ヘッドユニット1の第1の方向Xの上流側及び下流側で搬送する。なお、記録シートSを搬送する搬送手段は、搬送ローラー7,8に限定されず、ベルトやドラム等であってもよい。
支持部材9は、液体吐出ヘッドユニット1に相対向する位置で記録シートSを支持する。支持部材9は、例えば、第1の搬送ローラー7と第2の搬送ローラー8との間に、ヘ液体吐出ヘッド3、特にヘッド本体6のノズル面に相対向して設けられた断面が矩形状を有する金属又は樹脂等が設けられ、第1の搬送ローラー7および第2の搬送ローラー8によって搬送された記録シートSを、液体吐出ヘッドユニット1に相対向する位置で支持する。
一対のレール11A,11Bは、第2の方向Yに伸張されるとともに、支持部材12A,12B,12Cおよび支持部材13A,13B,13Cを介して装置本体2の床面に固定してある。レール11A,11Bは断面がC型の受部を有する棒状の部材である。前記受部にはベース板10の第1の方向Xの両端部が挿入されている。かくして、ベース板10はレール11A,11B間に支持され、第2の方向Yに沿い移動し得る。この結果、液体吐出ヘッドユニット1は、ベース板10に配設された状態でレール11A,11Bに沿い第2の方向に移動可能となっている。すなわち、第2の方向Yにおいてレール11A,11Bの一端側である基端部側から、他方側である先端側へ移動するとともに、反対側へも移動する。
レール11A,11Bの途中の部位であって、レール11A,11Bの間における装置本体2の床面には、ヘッド本体6のノズル面(図示せず)をクリーニングするクリーニング手段14が配設されている。本形態におけるクリーニング手段14はワイピング手段15および吸引手段16を有している。
ワイピング手段15は、液滴吐出面であるノズル面をワイピングするワイピングブレードを有するもので、所定のタイミングで液体吐出ヘッドユニット1の第2の方向Yに沿う移動により、ノズル面にワイピングブレードの先端を摺動させ、ノズル面を払拭するワイピング動作が実行される。
制御装置17は記録装置100の各部の動作の制御を行うもので、液体吐出ヘッド3におけるインク滴の吐出制御、記録シートSの搬送制御とともに所定位置へのベース板10の移動を伴う所定のタイミングでのクリーニング動作の制御を行う。
図2は、本発明の実施の形態に係る液体吐出ヘッドを模式的に示す概略断面図である。
同図に示すように、本形態に係る液体吐出ヘッド3は、負圧発生手段である2個の自己封止ユニット4,4、流路部材5およびヘッド本体6を有している。自己封止ユニット4,4は流路部材5の第5の方向Yaにおける両側にそれぞれ配設されている。自己封止ユニット4,4は、後に詳述するが、それぞれ2個のインク供給口126,(127)を介して、CMYKの4色のインクがそれぞれ供給される。なお、図2において、インク供給口127はインク供給口126に重なるので図示していない。インク供給口126、(127)には、インクカートリッジ等のインク貯留手段からCMYKの何れかの色のインクが供給される。
流路部材5は、5枚の流路基板101,102,103,104,105を積層して形成してある。ここで、第3の方向Zにおける流路基板104のZ2側の面(以下、下面という)には第1凹部158が形成され、また流路基板105のZ1側の面(以下、上面という)には第1凹部158に相対向する第2凹部159が形成されている。第1凹部158と第2凹部159との間には、例えばゴムで形成した第1可撓部材160が介在させてある。この結果、第1凹部158と第2凹部159は第1可撓部材160で封止された2つの室となっている。かくして第1可撓部材160の第3の方向Zへの変位量により第1凹部158の容積を調整することができる。流路基板101の上面に開口するエアー流路172は流路基板101,102,103,104を貫通して流路基板105の上面に至る。流路基板105の上面には第2凹部159に連通する水平流路172Aが形成されており、このことにより、流路基板101の上面に設けられたエアー供給口170から第2凹部159に至るエアー流路172が連通される。したがってエアー供給口170を介して、第1流体供給源たるエアー供給源(図示せず)から供給するエアーの量を調整することにより第1可撓部材160の変位量を調整し得る。なお、後述のように、第1凹部158はインク流路と連通している。すなわち第1凹部158、第2凹部159および第1可撓部材160でインク流路の容積を変化させて、インク流路内の圧力を調整する流路内圧力調整手段161を形成している。ここで、図示は省略するが、第1凹部158から第2凹部159へ向かう付勢力を与えるバネが第1凹部158に配設してある。
一方、流路基板103の上面には第3凹部162が形成されるとともに、流路基板102の下面には第3凹部162に相対向する第4凹部163が形成されている。第3凹部162と第4凹部163との間には、例えばゴムで形成した第2可撓部材164が介在させてある。この結果、第3凹部162と第4凹部163は第2可撓部材164で封止された2つの室となっている。かくして第2可撓部材164の第3の方向Zへの変位により流路を閉塞または開放することができる。流路基板101の上面に開口するエアー流路171は流路基板101を貫通して流路基板102の上面に至る。流路基板102の上面には水平流路171Aが形成されており、水平流路171Aを介してエアー流路171が第4凹部163に連通している。このことにより、流路基板101の上面に設けられたエアー供給口169から第4凹部163に至るエアー流路171が連通される。したがってエアー供給口169を介して、第2流体供給源たるエアー供給源(図示せず)からエアーを供給することにより第2可撓部材164を変位させて流路を開閉する。なお、後述のように、第1凹部158はインク流路と連通している。すなわち第3凹部162,第4凹部163および第2可撓部材164でインク流路の開閉を行なう流路開閉手段165を形成している。
負圧発生手段である一方の自己封止ユニット4から流路部材5に供給されるインクは、流路部材5を介してヘッド本体6の吐出部6Aに供給される。
かくして負圧発生手段である自己封止ユニット4からヘッド本体6のフィルター手段6Bを介して吐出部6Aに至る流路151,152,153が形成されるが、流路151と流路152との間に流路開閉手段165が配設されるとともに、流路152と流路153との間に流路内圧力調整手段161が配設される構造となっている。すなわち、自己封止ユニット4から下流に向かって流路開閉手段165および流路内圧力調整手段161を通り、ヘッド本体6に至る流路が形成されており、この流路内の圧力を流路内圧力調整手段161で調整するとともに、流路内圧力調整手段161と自己封止ユニット4との間を流路開閉手段165で開閉するようになっている。なお、流路151,152,153は、同様の構成の流路として各色に対応するよう流路基板103,104,105のXa−Ya平面内に分散して形成されている。
図3は自己封止ユニットを抽出して示す概略構成図で、図3(a)は第5の方向Yaから見た概略構成図、図3(b)は第3の方向Zに関するZ1側から見た概略構成図および図3(c)は、図3(a)のA−A′断面で見た概略構成図である。これらの図に示すように、自己封止ユニット4は、全体がほぼ直方体形状の部材であり、本体111の長手方向に沿う側面の両面に、フィルム112,113が熱溶着等により貼着してある。すなわち、自己封止ユニット4は、第4の方向Xaに沿ったフィルム面であって、第5の方向Yaにおいて相対向する2枚のフィルム面を有する。
図4は本発明の実施の形態に係る流路部材を示す分解斜視図である。なお、同図中、図2と同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。
図5は本発明の実施の形態に係るヘッド本体6を示す分解斜視図である。同図に示すように、ヘッド本体6は吐出部6Aとフィルター手段6Bからなりフィルター手段6Bをビス211で吐出部6Aに固定することで一体化されている。さらに、フィルター手段6Bはフィルター部6B1とケース部6B2からなる。ケース部6B2の各色CMYKに対応させた4本のインク流入部208に、図4に示すブッシング207を介して流路部材5を連結することで流路部材5を介して自己封止ユニット4(図2参照)、さらにはインクカートリッジ等のインク供給源(図示せず)に接続する。フィルター209は金属細線をメッシュ状に編んで形成され、インクを流通させることによりインク中の異物を捕捉して除去する。フィルター209はフィルター部6B1のケース300に形成された開口部210に配設される。この結果、流路部材5から供給されたインクはCMYKの各色毎にフィルター209で異物が除去されて吐出部6Aに供給される。
各流路基板101〜105の平面図のうちZ1側から見た表面図を図6(a)〜図10(a)として、Z2側から見た裏面図を図6(b)〜図10(b)としてそれぞれ示す。また、図11(a)は第1可撓部材を示す上面図、同図(b)はその裏面図、図12(a)は第2可撓部材を示す平面図、同図(b)はその裏面図である。これらの図面を追加して本形態に係る液体吐出ヘッド3の説明を続ける。なお、これらの図面中、図2および図4と同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。
Claims (17)
- 駆動素子の駆動によりノズル開口を介して液体を吐出する吐出部を備える液体吐出ヘッドに用いる流路部材であって、
前記吐出部は、該吐出部の負圧を維持する負圧発生手段に連通し、
前記流路部材は、
前記負圧発生手段と前記吐出部との流路の途中にあり、前記流路の容積を変化させて、前記流路内の圧力を調整する流路内圧力調整手段と、
前記負圧発生手段と前記流路内圧力調整手段との流路の途中にあり、前記流路を開閉する流路開閉手段と、を備え、
さらに、前記流路内圧力調整手段は、前記流路開閉手段と前記吐出部とに連通して液体を貯留する第1凹部と、第1流体供給源に連通して流体を貯留するとともに前記第1凹部と相対向している第2凹部と、前記第1凹部と前記第2凹部との間に介在されて前記第1凹部と前記第2凹部とを封止する第1可撓部材と、を備えるとともに、
前記流路開閉手段により流路が閉じられた状態で、前記第1流体供給源から供給された流体により、前記第1可撓部材を変形させて前記第1凹部と前記第1可撓部材とで区画される部分の容積を変化させて前記流路内の圧力を調整し、
前記液体吐出ヘッドは、さらに前記流路開閉手段を駆動させる流体を供給する第2流体供給源を備え、
前記流路開閉手段は、前記第2流体供給源から供給された流体により、流路の開閉を行い、
前記第2流体供給源は、前記流路開閉手段により流路を閉じる場合に加圧された流体を供給し、前記流路開閉手段により前記流路を開く場合に減圧された流体を供給することを特徴とする流路部材。 - 請求項1に記載する流路部材において、
前記流路内圧力調整手段は、前記第1流体供給源から供給されたエアーにより、前記第1凹部内の圧力を調整することを特徴とする流路部材。 - 請求項1または請求項2に記載する流路部材において、
前記流路内圧力調整手段の前記第1凹部からの液体の出口は、鉛直方向の上側にあることを特徴とする流路部材。 - 請求項1〜請求項3の何れか一項に記載する流路部材において、
前記流路内圧力調整手段は、さらに前記第1可撓部材を第1凹部側から第2凹部側へ付勢する第1付勢手段を有することを特徴とする流路部材。 - 請求項1〜請求項4の何れか一項に記載する流路部材において、
前記流路開閉手段は、前記負圧発生手段と連通するとともに前記流路内圧力調整手段と連通して前記液体を貯留する第3凹部と、
前記第2流体供給源と連通して前記流体を貯留するとともに前記第3凹部と相対向している第4凹部と、
前記第3凹部と前記第4凹部との間に介在され、前記第3凹部と前記第4凹部とを封止する第2可撓部材と、を有し、
前記流路開閉手段は、前記第2流体供給源から供給された流体により、前記第2可撓部材を変形させて、前記流路を開閉することを特徴とする流路部材。 - 請求項5に記載する流路部材において、
前記第2可撓部材は、前記第2流体供給源から流体が供給されない場合に、前記流路を開いていることを特徴とする流路部材。 - 請求項5または請求項6に記載する流路部材において、
前記流路開閉手段は、さらに前記第2可撓部材を前記第3凹部側から前記第4凹部側へ付勢する第2付勢手段を有することを特徴とする流路部材。 - 請求項1〜請求項7の何れか一項に記載する流路部材において、
前記負圧発生手段は、前記吐出部からの前記液体の吐出に応じて変位可能な可撓部材を有し、
前記流路開閉手段は、前記流路内圧力調整手段により前記流路内の圧力が調整される際に、前記流路を閉じることで、前記流路内圧力調整手段による圧力の調整により前記負圧発生手段の前記可撓部材が変位しないようにすることを特徴とする流路部材。 - 吐出部と、
請求項1〜8の何れか一項に記載する流路部材と、
を備えることを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 負圧発生手段と、
請求項9に記載する液体吐出ヘッドと、
を備える液体吐出装置。 - 駆動素子の駆動によりノズル開口を介して液体を吐出する吐出部を備える液体吐出ヘッドと、
前記吐出部と連通し、前記吐出部の負圧を維持する負圧発生手段と、
前記負圧発生手段と前記吐出部との流路の途中にあり、前記流路の容積を変化させて、前記流路内の圧力を調整する流路内圧力調整手段と、
前記負圧発生手段と前記流路内圧力調整手段との流路の途中にあり、前記流路を開閉する流路開閉手段と、を備え、
前記負圧発生手段は、前記吐出部からの前記液体の吐出に応じて変位可能な可撓部材を有し、
前記流路開閉手段は、前記流路内圧力調整手段により前記流路内の圧力が調整される際に、前記流路を閉じることで、前記流路内圧力調整手段による圧力の調整により前記負圧発生手段の前記可撓部材が変位しないようにし、
前記流路開閉手段から前記負圧発生手段までの流路抵抗が、前記流路開閉手段から前記ノズル開口までの流路抵抗よりも小さいことを特徴とする液体吐出装置。 - 請求項11に記載する液体吐出装置において、
前記流路内圧力調整手段は、
前記流路開閉手段と前記吐出部とに連通して液体を貯留する第1凹部と、
第1流体供給源に連通して流体を貯留するとともに前記第1凹部と相対向している第2凹部と、
前記第1凹部と前記第2凹部との間に介在されて前記第1凹部と前記第2凹部とを封止する第1可撓部材と、
を備えることを特徴とする液体吐出装置。 - 請求項12に記載する液体吐出装置において、
前記流路内圧力調整手段は、さらに第1可撓部材を第1凹部側から第2凹部側へ付勢する第1付勢手段を有することを特徴とする液体吐出装置。 - 請求項11〜請求項13の何れか一項に記載する液体吐出装置において、
前記流路開閉手段は、
前記負圧発生手段と連通するとともに前記流路内圧力調整手段と連通して前記液体を貯留する第3凹部と、
第2流体供給源と連通して前記流体を貯留するとともに前記第3凹部と相対向している第4凹部と、
前記第3凹部と前記第4凹部との間に介在され、前記第3凹部と前記第4凹部とを封止する第2可撓部材と、
を備えることを特徴とする液体吐出装置。 - 請求項14に記載する液体吐出装置において、
前記流路開閉手段は、さらに前記第2可撓部材を前記第3凹部側から前記第4凹部側へ付勢する第2付勢手段を有することを特徴とする液体吐出装置。 - 請求項10〜請求項15の何れか一項に記載する液体吐出装置において、
さらに、前記吐出部と連通した前記ノズル開口から液体を吸引するための吸引手段を備え、
前記流路開閉手段は、前記吸引手段により吸引が行われている間に、前記流路を閉じた状態の第1モードと、前記流路を閉じた状態から開いた状態へ切り替える第2モードと、
前記流路を開いた状態の第3モードとを、順番に行う制御手段を有することを特徴とする液体吐出装置。 - 請求項10〜請求項16の何れか一項に記載する液体吐出装置において、
さらに、前記流路内圧力調整手段と前記吐出部との流路途中にあり、液体中の異物を捕集するための捕集手段を備えることを特徴とする液体吐出装置。
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