JP6747102B2 - Liquid ejection head, liquid ejection unit, device for ejecting liquid - Google Patents

Liquid ejection head, liquid ejection unit, device for ejecting liquid Download PDF

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Description

本発明は液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置に関する。 The present invention relates to a liquid ejection head, a liquid ejection unit, and a device that ejects a liquid.

液体を吐出する液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）として、複数の個別液室内の液体を循環させる循環型ヘッドが知られている。 As a liquid ejection head (droplet ejection head) that ejects a liquid, a circulation type head that circulates the liquid in a plurality of individual liquid chambers is known.

例えば、チャンバーをバリアによって２つの流路に分け、ノズルがチャンバーの長手方向の頂壁に配置され、インク流でノズルの内面を洗い流してノズルを清浄に保つようにしたものが知られている（特許文献１）。 For example, it is known that the chamber is divided into two flow paths by a barrier, the nozzle is disposed on the top wall in the longitudinal direction of the chamber, and the inner surface of the nozzle is washed away by the ink flow to keep the nozzle clean ( Patent Document 1).

特許第４４６７８５８号公報Japanese Patent No. 4467858

ところで、液体吐出ヘッドにおいて液体を循環させることによって、乾燥などによる液体の特性変化を抑制することができる。 By circulating the liquid in the liquid ejection head, it is possible to suppress changes in the characteristics of the liquid due to drying or the like.

しかしながら、特許文献１に開示の構成にあっては、２つの流路の折り返し部分にノズルが配置されているために、ノズル内部まで液体を確実に攪拌することができないので、ノズル内部の液体の特性変化を低減することができないという課題がある。 However, in the configuration disclosed in Patent Document 1, since the nozzle is arranged at the folded portion of the two flow paths, the liquid cannot be surely stirred inside the nozzle. There is a problem that it is not possible to reduce characteristic changes.

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ノズル内部の液体の特性変化を低減することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to reduce the characteristic change of the liquid inside the nozzle.

上記の課題を解決するため、本発明に係る液体吐出ヘッドは、
液体を吐出する複数のノズルと、
前記複数のノズルにそれぞれ通じる複数の個別液室と、
前記複数の個別液室と前記複数のノズルとをそれぞれ通じる複数のノズル通路と、
前記複数のノズル通路にそれぞれ通じる複数の循環流路と、を有し、
前記ノズル通路の開口断面積よりも前記循環流路の開口断面積が小さく、
前記ノズル通路における前記液体の流れの方向を第１方向とし、前記循環流路における前記液体の流れの方向を第２方向とするとき、
前記第１方向と前記第２方向とは交差し、
前記ノズルの液体流入側開口は、前記液体の流れの方向が前記第１方向から前記第２方向に変化する前記ノズル通路と前記循環流路の境界部分に臨んでいる
構成とした。 In order to solve the above problems, the liquid ejection head according to the present invention,
A plurality of nozzles for ejecting liquid,
A plurality of individual liquid chambers respectively leading to the plurality of nozzles,
A plurality of nozzle passages respectively communicating with the plurality of individual liquid chambers and the plurality of nozzles,
A plurality of circulation passages respectively leading to the plurality of nozzle passages,
The opening cross-sectional area of the circulation passage is smaller than the opening cross-sectional area of the nozzle passage,
When the direction of the flow of the liquid in the nozzle passage is the first direction and the direction of the flow of the liquid in the circulation channel is the second direction,
The first direction and the second direction intersect,
Liquid inflow side opening of the nozzle, the direction of flow of the liquid was <br/> structure are Nde extraordinary in the nozzle channel between the boundary portion of the circulation flow path changes from the first direction to the second direction ..

本発明によれば、ノズル内部の液体の特性変化を低減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the characteristic change of the liquid inside the nozzle.

本発明の第１実施形態に係る液体吐出ヘッドの一例の外観斜視説明図である。FIG. 3 is an external perspective view illustrating an example of the liquid ejection head according to the first embodiment of the present invention. 同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向（液室長手方向）の断面説明図である。It is a cross-sectional explanatory view of a direction (liquid chamber longitudinal direction) orthogonal to the nozzle arrangement direction of the same head. 同じく図２の要部拡大断面説明図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional explanatory view of the main part of FIG. 同じく図３の要部拡大断面説明図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional explanatory view of a main part of FIG. 同じく作用説明に供する説明図である。It is explanatory drawing similarly provided for operation description. 比較例の説明に供する説明図である。It is an explanatory view with which explanation of a comparative example is offered. 本発明の第２実施形態に係る液体吐出ヘッドの要部模式的説明図である。FIG. 9 is a schematic explanatory view of a main part of a liquid ejection head according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第３実施形態に係る液体吐出ヘッドの要部模式的説明図である。FIG. 11 is a schematic explanatory view of a main part of a liquid ejection head according to a third embodiment of the present invention. 本発明の第４実施形態に係る液体吐出ヘッドの要部模式的説明図である。FIG. 9 is a schematic explanatory view of a main part of a liquid ejection head according to a fourth embodiment of the present invention. 本発明の第５実施形態に係る液体吐出ヘッドの要部模式的説明図である。FIG. 9 is a schematic explanatory view of a main part of a liquid ejection head according to a fifth embodiment of the present invention. 本発明の第６実施形態に係る液体吐出ヘッドの要部模式的説明図である。FIG. 13 is a schematic explanatory view of a main part of a liquid ejection head according to a sixth embodiment of the present invention. 本発明の第７実施形態に係る液体吐出ヘッドの要部模式的説明図である。FIG. 11 is a schematic explanatory view of a main part of a liquid ejection head according to a seventh embodiment of the present invention. 本発明の第８実施形態に係る液体吐出ヘッドの要部模式的説明図である。FIG. 11 is a schematic explanatory view of a main part of a liquid ejection head according to an eighth embodiment of the present invention. 本発明に係る液体を吐出する装置の一例の要部平面説明図である。FIG. 3 is a plan view of a principal part of an example of a device for ejecting a liquid according to the present invention. 同装置の要部側面説明図である。It is a principal part side explanatory view of the same apparatus. 本発明に係る液体吐出ユニットの他の例の要部平面説明図である。FIG. 8 is a plan view of a principal portion of another example of the liquid ejection unit according to the present invention. 本発明に係る液体吐出ユニットの更に他の例の正面説明図である。It is a front explanatory view of still another example of the liquid ejection unit according to the present invention. 本発明に係る液体を吐出する装置の他の例の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the other example of the apparatus which discharges the liquid which concerns on this invention. 同装置のヘッドユニットの平面説明図である。It is a plane explanatory view of the head unit of the device. 同装置における液体循環システムの一例の説明に供するブロック説明図である。It is a block explanatory view with which explanation of an example of a liquid circulation system in the device is offered.

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。本発明の第１実施形態に係る液体吐出ヘッドの一例について図１ないし図３を参照して説明する。図１は同液体吐出ヘッドの外観斜視説明図、図２は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向（液室長手方向）の断面説明図、図３は同じく図２の要部拡大断面説明図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. An example of the liquid ejection head according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. 1 is an external perspective view of the liquid ejection head, FIG. 2 is a cross-sectional view in a direction orthogonal to the nozzle array direction of the head (longitudinal direction of the liquid chamber), and FIG. Is.

この液体吐出ヘッドは、ノズル板１と、流路板２と、壁面部材としての振動板３とを積層接合している。そして、振動板３を変位させる圧電アクチュエータ１１と、共通液室部材としてのフレーム部材２０、カバー２１とを備えている。 In this liquid ejection head, a nozzle plate 1, a flow path plate 2 and a diaphragm 3 as a wall member are laminated and joined. The piezoelectric actuator 11 for displacing the vibration plate 3, the frame member 20 as a common liquid chamber member, and the cover 21 are provided.

ノズル板１は、液体を吐出する複数のノズル４を有し、ここでは複数のノズル４を配列したノズル列を２列有している。 The nozzle plate 1 has a plurality of nozzles 4 for ejecting liquid, and here has two nozzle rows in which the plurality of nozzles 4 are arranged.

流路板２は、ノズル４に通じるノズル通路５、ノズル通路５に通じる個別液室６、個別液室６に通じる供給流路側流体抵抗部７、供給流路側流体抵抗部７に通じる液導入部（通路）８を形成する貫通穴や溝部を形成している。供給流路側流体抵抗部７及び液導入部８が液体供給流路を構成している。 The flow path plate 2 includes a nozzle passage 5 that communicates with the nozzle 4, an individual liquid chamber 6 that communicates with the nozzle passage 5, a supply flow passage side fluid resistance portion 7 that communicates with the individual liquid chamber 6, and a liquid introduction portion that communicates with the supply flow passage side fluid resistance portion 7. Through-holes and grooves that form the (passage) 8 are formed. The supply flow path side fluid resistance part 7 and the liquid introduction part 8 constitute a liquid supply flow path.

振動板３は、流路板２の個別液室６の壁面を形成する変形可能な壁面部材である。 The diaphragm 3 is a deformable wall member that forms the wall surface of the individual liquid chamber 6 of the flow path plate 2.

そして、この振動板３の個別液室６とは反対側に、振動板３を変形させる駆動手段（アクチュエータ手段、圧力発生手段）としての電気機械変換素子を含む圧電アクチュエータ１１を配置している。 A piezoelectric actuator 11 including an electromechanical conversion element as a driving unit (actuator unit, pressure generating unit) that deforms the vibration plate 3 is arranged on the side of the vibration plate 3 opposite to the individual liquid chamber 6.

この圧電アクチュエータ１１は、積層型圧電部材にハーフカットダイシングによって溝加工して所要数の柱状の圧電素子（圧電柱）１２をノズル配列方向に沿って所定の間隔で櫛歯状に形成している。圧電素子１２は振動板３に接合されている。 In the piezoelectric actuator 11, a laminated piezoelectric member is grooved by half-cut dicing to form a required number of columnar piezoelectric elements (piezoelectric columns) 12 in a comb-tooth shape at predetermined intervals along the nozzle array direction. .. The piezoelectric element 12 is bonded to the diaphragm 3.

フレーム部材２０は、ヘッドタンクや液体カートリッジから液体が供給される共通液室１０が形成されている。 The frame member 20 forms the common liquid chamber 10 to which the liquid is supplied from the head tank or the liquid cartridge.

また、流路板２には、個別液室６と反対側であるノズル板１側に、ノズル通路５に通じる循環液室４１と、循環液室４１に通じる循環流路側流体抵抗部４２と、循環流路側流体抵抗部４２に通じる排出流路４３を形成する各溝部が形成されている。さらに、排出流路４３は貫通穴で形成される通路４４を通じて、フレーム部材２０に形成された循環共通液室４５に通じている。なお、循環液室４１から循環共通液室４５に至る流路が循環流路を構成している。 Further, in the flow path plate 2, on the nozzle plate 1 side opposite to the individual liquid chamber 6, a circulation liquid chamber 41 communicating with the nozzle passage 5, and a circulation flow path side fluid resistance portion 42 communicating with the circulation liquid chamber 41, Each groove portion that forms the discharge flow path 43 that communicates with the circulation flow path side fluid resistance portion 42 is formed. Further, the discharge flow path 43 communicates with a circulation common liquid chamber 45 formed in the frame member 20 through a passage 44 formed by a through hole. The flow passage from the circulating liquid chamber 41 to the common circulation liquid chamber 45 constitutes a circulating flow passage.

そして、フレーム部材２０には、共通液室１０に通じる供給ポート２３と、循環共通液室４５に通じる循環ポート（排出ポート）４６がそれぞれ設けられている。 The frame member 20 is provided with a supply port 23 that communicates with the common liquid chamber 10 and a circulation port (discharge port) 46 that communicates with the circulation common liquid chamber 45.

このように構成した液体吐出ヘッドにおいては、例えば圧電素子１２に与える電圧を基準電位から下げることによって圧電素子１２が収縮し、振動板３が引かれて個別液室６の容積が膨張することで、個別液室６内に液体が流入する。 In the liquid discharge head configured as described above, for example, by lowering the voltage applied to the piezoelectric element 12 from the reference potential, the piezoelectric element 12 contracts, the diaphragm 3 is pulled, and the volume of the individual liquid chamber 6 expands. The liquid flows into the individual liquid chamber 6.

その後、圧電素子１２に印加する電圧を上げて圧電素子１２を積層方向に伸長させ、振動板３をノズル４に向かう方向に変形させて個別液室６の容積を収縮させることにより、個別液室６内の液体が加圧され、ノズル４から液体が吐出される。 After that, the voltage applied to the piezoelectric element 12 is increased to expand the piezoelectric element 12 in the stacking direction, and the vibrating plate 3 is deformed in the direction toward the nozzle 4 to contract the volume of the individual liquid chamber 6, whereby the individual liquid chamber 6 is contracted. The liquid in 6 is pressurized, and the liquid is ejected from the nozzle 4.

そして、圧電素子１２に与える電圧を基準電位に戻すことによって振動板３が初期位置に復元し、個別液室６が膨張して負圧が発生するので、このとき、共通液室１０から個別液室６内に液体が充填される。そこで、ノズル４のメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次の吐出のための動作に移行する。 Then, by returning the voltage applied to the piezoelectric element 12 to the reference potential, the vibrating plate 3 is restored to the initial position and the individual liquid chamber 6 expands to generate a negative pressure. The chamber 6 is filled with the liquid. Therefore, after the vibration of the meniscus surface of the nozzle 4 is attenuated and stabilized, the operation for the next ejection is started.

なお、このヘッドの駆動方法については上記の例（引き−押し打ち）に限るものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ちや押し打ちなどを行なうこともできる。 The method of driving the head is not limited to the above example (pull-push ejection), and pull ejection or push ejection may be performed depending on the method of giving the drive waveform.

次に、この液体吐出ヘッドにおける液体の流れとノズルの配置位置について図４も参照して説明する。図４は図３の要部拡大断面説明図である。 Next, the flow of the liquid and the arrangement position of the nozzles in this liquid ejection head will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional explanatory view of the main parts of FIG.

この液体吐出ヘッドにおいては、個別液室６とノズル４とを通じ、液体がノズル側に向かって流れるノズル通路５と、液体がノズル通路５における流れの方向と交差する方向（ここでは、直交する方向）に流れる循環液室４１を有している。 In this liquid ejection head, the nozzle passage 5 through which the liquid flows toward the nozzle through the individual liquid chamber 6 and the nozzle 4, and the direction in which the liquid intersects the flow direction in the nozzle passage 5 (here, the orthogonal direction). ) Has a circulating liquid chamber 41.

ここで、個別液室６からノズル通路５を通ってノズル４側に向かう矢印６１で示すノズル通路５における液体の流れの方向を第１方向ａとし、循環液室４１に沿って矢印６２で示す液体の流れの方向を第２方向ｂとすると、第１方向ａと第２方向ｂとは交差している。ここでは、第１方向ａと第２方向ｂとが直交するようにノズル通路５及び循環液室４１を配置している。 Here, the direction of the liquid flow in the nozzle passage 5 shown by the arrow 61 from the individual liquid chamber 6 through the nozzle passage 5 toward the nozzle 4 side is the first direction a, and is shown by the arrow 62 along the circulating liquid chamber 41. When the direction of liquid flow is the second direction b, the first direction a and the second direction b intersect. Here, the nozzle passage 5 and the circulating fluid chamber 41 are arranged so that the first direction a and the second direction b are orthogonal to each other.

そして、ノズル通路５に循環液室４１の液体流入側の開口４１ａが通じ、ノズル通路５と循環液室４１の境界部分６０にノズル４の液体流入側開口４ａが臨み、液体流入側開口４ａの一部がノズル通路５に対向し（面し）、残部が循環液室４１に対向している（面している）。 The liquid inlet side opening 41a of the circulating liquid chamber 41 communicates with the nozzle passage 5, the liquid inlet side opening 4a of the nozzle 4 faces the boundary portion 60 between the nozzle passage 5 and the circulating liquid chamber 41, and the liquid inlet side opening 4a A part faces (faces) the nozzle passage 5, and the rest faces (faces) the circulating fluid chamber 41.

これにより、ノズル４の液体流入側開口４ａは、液体の流れの方向が第１方向ａから第２方向ｂに変化する領域（境界部分６０）に臨んでいる。そして、このノズル４の液体流入側開口４ａが臨む領域には、液体の流れの方向がすべて第２方向ｂになる領域（循環液室４１に対向する領域）を含んでいる。 As a result, the liquid inflow side opening 4a of the nozzle 4 faces a region (boundary portion 60) in which the direction of liquid flow changes from the first direction a to the second direction b. The region of the nozzle 4 facing the liquid inflow side opening 4a includes a region (a region facing the circulating liquid chamber 41) in which the liquid flow direction is all in the second direction b.

このように構成したので、液体は、図３及び図４に白抜き矢印を付して示すように、共通液室１０から供給流路側流体抵抗部７を得て個別液室６に供給され、個別液室６からノズル通路５を経てノズル４側に向かって流れる。 With this configuration, the liquid is supplied to the individual liquid chamber 6 by obtaining the supply flow path side fluid resistance portion 7 from the common liquid chamber 10 as shown by the outline arrow in FIGS. 3 and 4. It flows from the individual liquid chamber 6 toward the nozzle 4 side through the nozzle passage 5.

そして、ノズル通路５から流れ方向をここでは９０度転換して循環液室４１を流れ込み、更に循環流路側流体抵抗部４２、排出流路４３、通路４４を経て循環共通液室４５に流れる。 Then, the flow direction is changed by 90 degrees here from the nozzle passage 5 to flow into the circulation liquid chamber 41, and further to the circulation common liquid chamber 45 via the circulation flow passage side fluid resistance portion 42, the discharge flow passage 43, and the passage 44.

この場合、図５にも示すように、液体が循環するとき、液体が第１方向ａから交差する第２方向ｂに流れの方向を転換するときに、第１方向ａからノズル４内に液体が流れ込み易くなる。 In this case, as shown in FIG. 5, when the liquid circulates, when the liquid changes its flow direction from the first direction a to the second direction b that intersects, the liquid flows from the first direction a into the nozzle 4. Easily flows in.

このとき、ノズル通路５の開口断面積よりも循環液室４１の開口断面積が小さいことで、液体の流速は、第１方向ａに比べ、第２方向ｂの方が速くなり、ノズル４は、流速が速くなる直前に配置されているため、第１方向ａから流れてくる液体がノズル内に逃げ込みやすくなる。 At this time, since the opening cross-sectional area of the circulating liquid chamber 41 is smaller than the opening cross-sectional area of the nozzle passage 5, the flow velocity of the liquid is faster in the second direction b than in the first direction a, and the nozzle 4 is Since it is arranged immediately before the flow velocity increases, the liquid flowing from the first direction a easily escapes into the nozzle.

また、第１方向ａから第２方向ｂに回り込む方向ｃの液体の流れによって、ノズル４内の液体が掻き出され易くなる。 Further, the liquid in the nozzle 4 is easily scraped out by the flow of the liquid in the direction c that goes around from the first direction a to the second direction b.

このようにしてノズル４内部の液体が攪拌され易くなる。 In this way, the liquid inside the nozzle 4 is easily stirred.

ここで、比較例について図６も参照して説明する。図８は同比較例の説明に供する説明図である。 Here, a comparative example will be described with reference to FIG. FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining the comparative example.

この比較例は、個別液室６と循環液室４１を並列に配置し、第１方向ａと第２方向ｂとが逆方向になる配置とし、ノズル４の液体流入側開口部４ａが個別液室６及び循環液室４１に跨って対向する配置としたものである。 In this comparative example, the individual liquid chamber 6 and the circulating liquid chamber 41 are arranged in parallel, and the first direction a and the second direction b are opposite to each other, and the liquid inflow side opening 4a of the nozzle 4 is the individual liquid. The chamber 6 and the circulating fluid chamber 41 are arranged so as to face each other.

この比較例の構成では、ノズル４の液体流入側開口４ａは、個別液室６から循環液室４１にＵターンする流れｃの外側に位置するために、液体がノズル４の内側に触れるように流れるだけである。そのため、ノズル４内の液体を掻き出したりすることができず、ノズル４内の液体を攪拌することができない。 In the configuration of this comparative example, the liquid inflow side opening 4a of the nozzle 4 is located outside the flow c that makes a U-turn from the individual liquid chamber 6 to the circulating liquid chamber 41, so that the liquid touches the inside of the nozzle 4. It just flows. Therefore, the liquid in the nozzle 4 cannot be scraped out, and the liquid in the nozzle 4 cannot be stirred.

このようにして、本実施形態によれば、ノズル４内部の液体が攪拌され易くなるので、乾燥などに液体の特性変化を低減することができる。 In this way, according to the present embodiment, the liquid inside the nozzle 4 is easily agitated, so that it is possible to reduce changes in the characteristics of the liquid due to drying or the like.

また、本実施形態では、循環流路は、液体の流れの方向においてノズル４より下流側に循環流路側流体抵抗部４２を含んでいる。そして、ノズル４の流体抵抗は、循環流路側流体抵抗部４２の流体抵抗よりも小さくしている。 Further, in the present embodiment, the circulation flow path includes the circulation flow path side fluid resistance portion 42 on the downstream side of the nozzle 4 in the liquid flow direction. The fluid resistance of the nozzle 4 is smaller than the fluid resistance of the circulation flow path side fluid resistance portion 42.

これにより、ノズル４から液体を吐出するためのエネルギーの効率が向上する。また、ノズル４の流体抵抗が小さくなることで、より液体が流れ込み易くなる。 Thereby, the efficiency of energy for ejecting the liquid from the nozzle 4 is improved. Further, since the fluid resistance of the nozzle 4 is reduced, the liquid is more likely to flow in.

また、本実施形態では、液体が個別液室６からノズル４に向かう流路であるノズル通路５の開口断面積よりも循環液室４１の開口断面積を小さくしている。 Further, in the present embodiment, the opening cross-sectional area of the circulating liquid chamber 41 is made smaller than the opening cross-sectional area of the nozzle passage 5 which is a flow path of the liquid from the individual liquid chamber 6 to the nozzle 4.

これにより、流速が速くなり液体が攪拌され易くなる。 As a result, the flow velocity is increased and the liquid is easily stirred.

次に、本発明の第２実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図７を参照して説明する。図７は同液体吐出ヘッドの要部模式的説明図である。 Next, a liquid ejection head according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a schematic explanatory view of a main part of the liquid ejection head.

本実施形態では、個別液室６の側壁に循環流路４０の液体流入側の開口４０ａが通じている。 In the present embodiment, the liquid inlet side opening 40a of the circulation channel 40 communicates with the side wall of the individual liquid chamber 6.

この場合、個別液室６における液体の流れの方向を第１方向ａとし、循環流路４０における液体の流れの方向を第２方向ｂとするとき、第１方向ａと第２方向ｂとは交差している。ここでは、第１方向ａと第２方向ｂとが直交するように個別液室６及び循環流路４０を配置している。 In this case, when the liquid flow direction in the individual liquid chamber 6 is the first direction a and the liquid flow direction in the circulation channel 40 is the second direction b, the first direction a and the second direction b are Crosses. Here, the individual liquid chamber 6 and the circulation flow path 40 are arranged so that the first direction a and the second direction b are orthogonal to each other.

そして、個別液室６と循環流路４０の境界部分にノズル４の液体流入側開口４ａが臨み、液体流入側開口４ａの一部が個別液室６に対向し（面し）、残部が循環流路４０に対向している（面している）。 Then, the liquid inflow side opening 4a of the nozzle 4 faces the boundary portion between the individual liquid chamber 6 and the circulation flow path 40, a part of the liquid inflow side opening 4a faces (faces) the individual liquid chamber 6, and the rest circulates. It faces (is facing) the flow channel 40.

これにより、ノズル４の液体流入側開口４ａは、液体の流れの方向が第１方向ａから第２方向ｂに変化する領域（境界部分）に臨んでいる。そして、このノズル４の液体流入側開口４ａが臨む領域には、液体の流れの方向がすべて第２方向ｂになる領域（循環流路４０に対向する領域）を含んでいる。 As a result, the liquid inflow side opening 4a of the nozzle 4 faces a region (boundary portion) in which the direction of liquid flow changes from the first direction a to the second direction b. The region of the nozzle 4 facing the liquid inflow side opening 4a includes a region (a region facing the circulation flow channel 40) in which the liquid flow direction is all in the second direction b.

このような構成でも、前記第１実施形態と同様に、液体が循環するとき、液体が第１方向ａから交差する第２方向ｂに流れの方向を転換するときに、第１方向ａからノズル４内に液体が流れ込み易くなるので、ノズル４内部の液体が攪拌され易くなる。 Even with such a configuration, as in the case of the first embodiment, when the liquid circulates, when the liquid changes its flow direction from the first direction a to the second direction b intersecting with the nozzle, the nozzle moves from the first direction a. Since the liquid easily flows into the nozzle 4, the liquid inside the nozzle 4 is easily stirred.

次に、本発明の第３実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図８を参照して説明する。図８は同液体吐出ヘッドの要部模式的説明図である。 Next, a liquid ejection head according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic explanatory view of a main part of the liquid ejection head.

本実施形態では、ノズル通路５の側壁に循環流路４０の液体流入側の開口４０ａが通じている。 In the present embodiment, the side wall of the nozzle passage 5 communicates with the liquid inlet side opening 40 a of the circulation channel 40.

この場合、ノズル通路５における液体の流れの方向を第１方向ａとし、循環流路４０における液体の流れの方向を第２方向ｂとするとき、第１方向ａと第２方向ｂとは交差している。ここでは、第１方向ａと第２方向ｂとが直交するようにノズル通路５及び循環流路４０を配置している。 In this case, when the direction of the liquid flow in the nozzle passage 5 is the first direction a and the direction of the liquid flow in the circulation channel 40 is the second direction b, the first direction a and the second direction b intersect. doing. Here, the nozzle passage 5 and the circulation passage 40 are arranged so that the first direction a and the second direction b are orthogonal to each other.

そして、ノズル４の液体流入側開口４ａは、ノズル通路５における液体の流れの方向（第１方向ａ）と直交する方向の中央位置７１を含む循環流路４０側の領域４８に少なくとも一部が臨む位置に配置されている。ここでは、ノズル４の液体流入側開口４ａは、全体がノズル通路５に対向する位置であって、最も中央位置７１側に寄った位置に配置されている。 At least a part of the liquid inflow side opening 4a of the nozzle 4 is located in the region 48 on the circulation flow channel 40 side including the central position 71 in the direction orthogonal to the liquid flow direction in the nozzle passage 5 (first direction a). It is located at the front. Here, the liquid inflow side opening 4a of the nozzle 4 is arranged at a position which is opposed to the nozzle passage 5 as a whole, and is located at a position closest to the central position 71 side.

このように構成しても、液体が循環するとき、液体が第１方向ａから交差する第２方向ｂに流れの方向を転換するときに、第１方向ａからノズル４内に液体が流れ込み易くなるので、ノズル４内部の液体が攪拌され易くなる。 Even with this configuration, when the liquid circulates, when the liquid changes its flow direction from the first direction a to the second direction b that intersects, the liquid easily flows into the nozzle 4 from the first direction a. Therefore, the liquid inside the nozzle 4 is easily stirred.

次に、本発明の第４実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図９を参照して説明する。図９は同液体吐出ヘッドの要部模式的説明図である。 Next, a liquid ejection head according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a schematic explanatory view of a main part of the liquid ejection head.

本実施形態では、上記第３実施形態の構成において、ノズル４は境界６０に液体流入側開口４ａがかかる位置に設けられ、ノズル４の液体流入側開口４ａは、一部がノズル通路５に対向し、残部が循環流路４０に対向している。 In the present embodiment, in the configuration of the third embodiment, the nozzle 4 is provided at a position where the liquid inflow side opening 4a is applied to the boundary 60, and the liquid inflow side opening 4a of the nozzle 4 partially faces the nozzle passage 5. However, the remaining portion faces the circulation channel 40.

ここで、ノズル４の液体流入側開口４ａは、第１方向ａと直交する方向において、循環流路４０に対向する領域の方がノズル通路５に対向する領域よりも大きくなる位置に配置されている。 Here, the liquid inflow side opening 4a of the nozzle 4 is arranged at a position where the region facing the circulation flow channel 40 is larger than the region facing the nozzle passage 5 in the direction orthogonal to the first direction a. There is.

この場合でも、前記第１実施形態と同様に、液体が循環するとき、液体が第１方向ａから交差する第２方向ｂに流れの方向を転換するときに、第１方向ａからノズル４内に液体が流れ込み易くなるので、ノズル４内部の液体が攪拌され易くなる。 Even in this case, as in the case of the first embodiment, when the liquid circulates from the first direction a to the second direction b that intersects when the liquid circulates, the inside of the nozzle 4 moves from the first direction a. Since the liquid easily flows into the nozzle, the liquid inside the nozzle 4 is easily stirred.

次に、本発明の第５実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図１０を参照して説明する。図１０は同液体吐出ヘッドの要部模式的説明図である。 Next, a liquid ejection head according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a schematic explanatory view of a main part of the liquid ejection head.

本実施形態では、個別液室６の側壁に循環流路４０の液体流入側の開口４０ａが通じている。 In the present embodiment, the liquid inlet side opening 40a of the circulation channel 40 communicates with the side wall of the individual liquid chamber 6.

この場合、個別液室６における液体の流れの方向を第１方向ａとし、循環流路４０における液体の流れの方向を第２方向ｂとするとき、第１方向ａと第２方向ｂとは交差している。ここでは、第１方向ａと第２方向ｂとが直交するように個別液室６及び循環流路４０を配置している。 In this case, when the liquid flow direction in the individual liquid chamber 6 is the first direction a and the liquid flow direction in the circulation channel 40 is the second direction b, the first direction a and the second direction b are Crosses. Here, the individual liquid chamber 6 and the circulation flow path 40 are arranged so that the first direction a and the second direction b are orthogonal to each other.

そして、ノズル４の液体流入側開口４ａは、個別液室６における液体の流れの方向（第１方向ａ）と直交する方向の中央位置７１を含む循環流路４０側の領域４８に少なくとも一部が臨む位置に配置されている。ここでは、ノズル４の液体流入側開口４ａは、全体が個別液室６に対向する位置であって、最も中央位置７１側に寄った位置に配置されている。 The liquid inflow side opening 4a of the nozzle 4 is at least partially in the region 48 on the circulation flow channel 40 side including the central position 71 in the direction orthogonal to the liquid flow direction in the individual liquid chamber 6 (first direction a). It is located at a position facing. Here, the liquid inflow side opening 4a of the nozzle 4 is located at a position that is opposed to the individual liquid chamber 6 as a whole, and is located at a position closest to the central position 71 side.

このように構成しても、液体が循環するとき、液体が第１方向ａから交差する第２方向ｂに流れの方向を転換するときに、第１方向ａからノズル４内に液体が流れ込み易くなるので、ノズル４内部の液体が攪拌され易くなる。 Even with this configuration, when the liquid circulates, when the liquid changes its flow direction from the first direction a to the second direction b that intersects, the liquid easily flows into the nozzle 4 from the first direction a. Therefore, the liquid inside the nozzle 4 is easily stirred.

次に、本発明の第６実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図１１を参照して説明する。図１１は同液体吐出ヘッドの要部模式的説明図である。 Next, a liquid ejection head according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a schematic explanatory view of a main part of the liquid ejection head.

本実施形態では、上記第５実施形態の構成において、ノズル４は境界６０に液体流入側開口４ａがかかる位置に設けられ、ノズル４の液体流入側開口４ａは、一部が個別液室６に対向し、残部が循環流路４０に対向している。 In the present embodiment, in the configuration of the fifth embodiment, the nozzle 4 is provided at a position where the liquid inflow side opening 4a is applied to the boundary 60, and the liquid inflow side opening 4a of the nozzle 4 is partially in the individual liquid chamber 6. The other part faces the circulation channel 40.

ここで、ノズル４の液体流入側開口４ａは、第１方向ａと直交する方向において、循環流路４０に対向する領域の方が個別液室６に対向する領域よりも大きくなる位置に配置されている。 Here, the liquid inflow side opening 4a of the nozzle 4 is arranged at a position where the region facing the circulation flow channel 40 is larger than the region facing the individual liquid chamber 6 in the direction orthogonal to the first direction a. ing.

この場合でも、前記第１実施形態と同様に、液体が循環するとき、液体が第１方向ａから交差する第２方向ｂに流れの方向を転換するときに、第１方向ａからノズル４内に液体が流れ込み易くなるので、ノズル４内部の液体が攪拌され易くなる。 Even in this case, as in the case of the first embodiment, when the liquid circulates from the first direction a to the second direction b that intersects when the liquid circulates, the inside of the nozzle 4 moves from the first direction a. Since the liquid easily flows into the nozzle, the liquid inside the nozzle 4 is easily stirred.

次に、本発明の第７実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図１２を参照して説明する。図１２は同液体吐出ヘッドの要部模式的説明図である。 Next, a liquid ejection head according to the seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a schematic explanatory view of a main part of the liquid ejection head.

本実施形態では、ノズル通路５の側壁に循環流路を構成する循環流路側流体抵抗部４２の液体流入側の開口４２ａが通じている。開口４２ａは循環流路の液体流入側の開口（前記第３実施形態の開口４０ａ）でもある。 In the present embodiment, the side wall of the nozzle passage 5 communicates with the liquid inflow side opening 42a of the circulation flow path side fluid resistance portion 42 forming the circulation flow path. The opening 42a is also an opening on the liquid inflow side of the circulation channel (the opening 40a in the third embodiment).

この場合、ノズル通路５における液体の流れの方向を第１方向ａとし、循環流路側流体抵抗部４２における液体の流れの方向を第２方向ｂとするとき、第１方向ａと第２方向ｂとは交差している。ここでは、第１方向ａと第２方向ｂとが直交するようにノズル通路５及び循環流路側流体抵抗部４２を配置している。 In this case, when the liquid flow direction in the nozzle passage 5 is the first direction a and the liquid flow direction in the circulation flow path side fluid resistance portion 42 is the second direction b, the first direction a and the second direction b. Intersects with. Here, the nozzle passage 5 and the circulation flow path side fluid resistance portion 42 are arranged so that the first direction a and the second direction b are orthogonal to each other.

そして、ノズル４の液体流入側開口４ａは、一部がノズル通路５に対向し、残部が循環流路側流体抵抗部４２に対向している。 A part of the liquid inflow side opening 4 a of the nozzle 4 faces the nozzle passage 5, and the remaining part faces the circulation flow path side fluid resistance portion 42.

ここで、循環流路側流体抵抗部４２の第２方向ｂにおける長さはノズル４の液体流入側開口４ａの径よりも長いので、液体が循環するとき、液体が第１方向ａから交差する第２方向ｂに流れの方向を転換するときに、流路断面積が小さくなって流速が速くなる。 Here, since the length of the circulation flow path side fluid resistance portion 42 in the second direction b is longer than the diameter of the liquid inflow side opening 4a of the nozzle 4, when the liquid circulates, the liquid intersects from the first direction a. When the flow direction is changed to the 2 direction b, the flow passage cross-sectional area becomes smaller and the flow velocity becomes faster.

これにより、循環流路側流体抵抗部４２に液体流入側開口４ａが臨むノズル４内に液体が流れ込み易くなるので、ノズル４内部の液体が攪拌され易くなる。 As a result, the liquid easily flows into the nozzle 4 where the liquid flow-in side opening 4a faces the circulation flow path side fluid resistance portion 42, so that the liquid inside the nozzle 4 is easily stirred.

次に、本発明の第８実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図１３を参照して説明する。図１３は同液体吐出ヘッドの要部模式的説明図である。 Next, a liquid ejection head according to the eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a schematic explanatory view of a main part of the liquid ejection head.

本実施形態では、個別液室６の側壁に循環流路を構成する循環流路側流体抵抗部４２の液体流入側の開口４２ａが通じている。 In the present embodiment, the side wall of the individual liquid chamber 6 communicates with the opening 42a on the liquid inflow side of the circulation flow path side fluid resistance portion 42 that constitutes the circulation flow path.

この場合、個別液室６における液体の流れの方向を第１方向ａとし、循環流路側流体抵抗部４２における液体の流れの方向を第２方向ｂとするとき、第１方向ａと第２方向ｂとは交差している。ここでは、第１方向ａと第２方向ｂとが直交するように個別液室６及び循環流路側流体抵抗部４２を配置している。 In this case, when the direction of the liquid flow in the individual liquid chamber 6 is the first direction a and the direction of the liquid flow in the circulation flow path side fluid resistance portion 42 is the second direction b, the first direction a and the second direction It intersects with b. Here, the individual liquid chamber 6 and the circulation flow path side fluid resistance portion 42 are arranged so that the first direction a and the second direction b are orthogonal to each other.

そして、ノズル４の液体流入側開口４ａは、一部が個別液室６に対向し、残部が循環流路側流体抵抗部４２に対向している。 A part of the liquid inflow side opening 4a of the nozzle 4 faces the individual liquid chamber 6, and the remaining part faces the circulation flow path side fluid resistance portion 42.

ここで、循環流路側流体抵抗部４２の第２方向ｂにおける長さはノズル４の液体流入側開口４ａの径よりも長いので、液体が循環するとき、液体が第１方向ａから交差する第２方向ｂに流れの方向を転換するときに、流路断面積が小さくなって流速が速くなる。 Here, since the length of the circulation flow path side fluid resistance portion 42 in the second direction b is longer than the diameter of the liquid inflow side opening 4a of the nozzle 4, when the liquid circulates, the liquid intersects from the first direction a. When the flow direction is changed to the 2 direction b, the flow passage cross-sectional area becomes smaller and the flow velocity becomes faster.

これにより、循環流路側流体抵抗部４２に液体流入側開口４ａが臨むノズル４内に液体が流れ込み易くなるので、ノズル４内部の液体が攪拌され易くなる。 As a result, the liquid easily flows into the nozzle 4 where the liquid flow-in side opening 4a faces the circulation flow path side fluid resistance portion 42, so that the liquid inside the nozzle 4 is easily stirred.

次に、本発明に係る液体を吐出する装置の一例について図１４及び図１５を参照して説明する。図１４は同装置の要部平面説明図、図１５は同装置の要部側面説明図である。 Next, an example of an apparatus for ejecting a liquid according to the present invention will be described with reference to FIGS. 14 and 15. FIG. 14 is a plan view of a main part of the apparatus, and FIG. 15 is a side view of a main part of the apparatus.

この装置は、シリアル型装置であり、主走査移動機構４９３によって、キャリッジ４０３は主走査方向に往復移動する。主走査移動機構４９３は、ガイド部材４０１、主走査モータ４０５、タイミングベルト４０８等を含む。ガイド部材４０１は、左右の側板４９１Ａ、４９１Ｂに架け渡されてキャリッジ４０３を移動可能に保持している。そして、主走査モータ４０５によって、駆動プーリ４０６と従動プーリ４０７間に架け渡したタイミングベルト４０８を介して、キャリッジ４０３は主走査方向に往復移動される。 This apparatus is a serial type apparatus, and the carriage 403 reciprocates in the main scanning direction by the main scanning moving mechanism 493. The main scanning movement mechanism 493 includes a guide member 401, a main scanning motor 405, a timing belt 408, and the like. The guide member 401 is bridged between the left and right side plates 491A and 491B and movably holds the carriage 403. Then, the carriage 403 is reciprocated in the main scanning direction by the main scanning motor 405 via the timing belt 408 spanning between the driving pulley 406 and the driven pulley 407.

このキャリッジ４０３には、本発明に係る液体吐出ヘッド４０４及びヘッドタンク４４１を一体にした液体吐出ユニット４４０を搭載している。液体吐出ユニット４４０の液体吐出ヘッド４０４は、例えば、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色の液体を吐出する。また、液体吐出ヘッド４０４は、複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配置し、吐出方向を下方に向けて装着している。 On the carriage 403, a liquid ejection unit 440 in which a liquid ejection head 404 and a head tank 441 according to the present invention are integrated is mounted. The liquid ejection head 404 of the liquid ejection unit 440 ejects liquids of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K), for example. Further, the liquid ejection head 404 has a nozzle row composed of a plurality of nozzles arranged in a sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction, and is mounted with the ejection direction facing downward.

液体吐出ヘッド４０４の外部に貯留されている液体を液体吐出ヘッド４０４に供給するための供給機構４９４により、ヘッドタンク４４１には、液体カートリッジ４５０に貯留されている液体が供給される。 The liquid stored in the liquid cartridge 450 is supplied to the head tank 441 by the supply mechanism 494 for supplying the liquid stored outside the liquid discharge head 404 to the liquid discharge head 404.

供給機構４９４は、液体カートリッジ４５０を装着する充填部であるカートリッジホルダ４５１、チューブ４５６、送液ポンプを含む送液ユニット４５２等で構成される。液体カートリッジ４５０はカートリッジホルダ４５１に着脱可能に装着される。ヘッドタンク４４１には、チューブ４５６を介して送液ユニット４５２によって、液体カートリッジ４５０から液体が送液される。 The supply mechanism 494 includes a cartridge holder 451, which is a filling unit for mounting the liquid cartridge 450, a tube 456, a liquid sending unit 452 including a liquid sending pump, and the like. The liquid cartridge 450 is detachably attached to the cartridge holder 451. The liquid is sent from the liquid cartridge 450 to the head tank 441 by the liquid sending unit 452 via the tube 456.

この装置は、用紙４１０を搬送するための搬送機構４９５を備えている。搬送機構４９５は、搬送手段である搬送ベルト４１２、搬送ベルト４１２を駆動するための副走査モータ４１６を含む。 This apparatus includes a transport mechanism 495 for transporting the sheet 410. The transport mechanism 495 includes a transport belt 412, which is a transport unit, and a sub-scanning motor 416 for driving the transport belt 412.

搬送ベルト４１２は用紙４１０を吸着して液体吐出ヘッド４０４に対向する位置で搬送する。この搬送ベルト４１２は、無端状ベルトであり、搬送ローラ４１３と、テンションローラ４１４との間に掛け渡されている。吸着は静電吸着、あるいは、エアー吸引などで行うことができる。 The conveyance belt 412 adsorbs the sheet 410 and conveys it at a position facing the liquid ejection head 404. The conveyor belt 412 is an endless belt, and is stretched between a conveyor roller 413 and a tension roller 414. The adsorption can be performed by electrostatic adsorption or air suction.

そして、搬送ベルト４１２は、副走査モータ４１６によってタイミングベルト４１７及びタイミングプーリ４１８を介して搬送ローラ４１３が回転駆動されることによって、副走査方向に周回移動する。 Then, the transport belt 412 is rotated in the sub-scanning direction by the sub-scanning motor 416 rotatably driving the transport roller 413 via the timing belt 417 and the timing pulley 418.

さらに、キャリッジ４０３の主走査方向の一方側には搬送ベルト４１２の側方に液体吐出ヘッド４０４の維持回復を行う維持回復機構４２０が配置されている。 Further, on one side of the carriage 403 in the main scanning direction, a maintenance/recovery mechanism 420 for maintenance/recovery of the liquid ejection head 404 is arranged beside the transport belt 412.

維持回復機構４２０は、例えば液体吐出ヘッド４０４のノズル面（ノズルが形成された面）をキャッピングするキャップ部材４２１、ノズル面を払拭するワイパ部材４２２などで構成されている。 The maintenance/recovery mechanism 420 is composed of, for example, a cap member 421 that caps the nozzle surface (surface on which nozzles are formed) of the liquid ejection head 404, a wiper member 422 that wipes the nozzle surface, and the like.

主走査移動機構４９３、供給機構４９４、維持回復機構４２０、搬送機構４９５は、側板４９１Ａ，４９１Ｂ、背板４９１Ｃを含む筐体に取り付けられている。 The main scanning movement mechanism 493, the supply mechanism 494, the maintenance/recovery mechanism 420, and the transport mechanism 495 are attached to a housing including side plates 491A and 491B and a back plate 491C.

このように構成したこの装置においては、用紙４１０が搬送ベルト４１２上に給紙されて吸着され、搬送ベルト４１２の周回移動によって用紙４１０が副走査方向に搬送される。 In this apparatus configured as described above, the paper 410 is fed onto the conveyance belt 412 and adsorbed, and the paper 410 is conveyed in the sub-scanning direction by the circulation movement of the conveyance belt 412.

そこで、キャリッジ４０３を主走査方向に移動させながら画像信号に応じて液体吐出ヘッド４０４を駆動することにより、停止している用紙４１０に液体を吐出して画像を形成する。 Therefore, by moving the carriage 403 in the main scanning direction and driving the liquid ejection head 404 in accordance with the image signal, the liquid is ejected onto the stopped paper 410 to form an image.

このように、この装置では、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えているので、高画質画像を安定して形成することができる。 As described above, since this apparatus includes the liquid ejection head according to the present invention, it is possible to stably form a high quality image.

次に、本発明に係る液体吐出ユニットの他の例について図１６を参照して説明する。図１６は同ユニットの要部平面説明図である。 Next, another example of the liquid ejection unit according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 16 is an explanatory plan view of relevant parts of the unit.

この液体吐出ユニットは、前記液体を吐出する装置を構成している部材のうち、側板４９１Ａ、４９１Ｂ及び背板４９１Ｃで構成される筐体部分と、主走査移動機構４９３と、キャリッジ４０３と、液体吐出ヘッド４０４で構成されている。 This liquid ejecting unit includes a housing portion composed of side plates 491A and 491B and a back plate 491C, a main scanning moving mechanism 493, a carriage 403, and a liquid among the members forming the device for ejecting the liquid. It is composed of the ejection head 404.

なお、この液体吐出ユニットの例えば側板４９１Ｂに、前述した維持回復機構４２０、及び供給機構４９４の少なくともいずれかを更に取り付けた液体吐出ユニットを構成することもできる。 A liquid ejection unit in which at least one of the maintenance/recovery mechanism 420 and the supply mechanism 494 described above is further attached to the side plate 491B of the liquid ejection unit may be configured.

次に、本発明に係る液体吐出ユニットの更に他の例について図１７を参照して説明する。図１７は同ユニットの正面説明図である。 Next, still another example of the liquid ejection unit according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 17 is a front explanatory view of the unit.

この液体吐出ユニットは、流路部品４４４が取付けられた液体吐出ヘッド４０４と、流路部品４４４に接続されたチューブ４５６で構成されている。 This liquid ejection unit is composed of a liquid ejection head 404 to which a flow path component 444 is attached and a tube 456 connected to the flow path component 444.

なお、流路部品４４４はカバー４４２の内部に配置されている。流路部品４４４に代えてヘッドタンク４４１を含むこともできる。また、流路部品４４４の上部には液体吐出ヘッド４０４と電気的接続を行うコネクタ４４３が設けられている。 The flow path component 444 is arranged inside the cover 442. A head tank 441 may be included instead of the flow path component 444. Further, a connector 443 for electrically connecting to the liquid ejection head 404 is provided on the flow path component 444.

次に、本発明に係る液体を吐出する装置の他の例について図１８及び図１９を参照して説明する。図１８は同装置の概略説明図、図１９は同装置のヘッドユニットの平面説明図である。 Next, another example of the device for ejecting the liquid according to the present invention will be described with reference to FIGS. 18 and 19. FIG. 18 is a schematic explanatory view of the device, and FIG. 19 is a plan explanatory view of a head unit of the device.

この装置は、連続媒体５１０を搬入する搬入手段５０１と、搬入手段５０１から搬入された連続媒体５１０を印刷手段５０５に案内搬送する案内搬送手段５０３と、連続媒体５１０に対して液体を吐出して画像を形成する印刷を行う印刷手段５０５と、連続媒体５１０を乾燥する乾燥手段５０７と、連続媒体５１０を排出する排出手段５０９などを備えている。 This apparatus has a carry-in means 501 for carrying in a continuous medium 510, a guide carrying means 503 for guiding and carrying the continuous medium 510 carried in from the carry-in means 501 to a printing means 505, and discharging liquid to the continuous medium 510. A printing unit 505 for printing to form an image, a drying unit 507 for drying the continuous medium 510, a discharge unit 509 for discharging the continuous medium 510, and the like are provided.

連続媒体５１０は搬入手段５０１の元巻きローラ５１１から送り出され、搬入手段５０１、案内搬送手段５０３、乾燥手段５０７、排出手段５０９の各ローラによって案内、搬送されて、排出手段５０９の巻取りローラ５９１にて巻き取られる。 The continuous medium 510 is sent out from the original winding roller 511 of the carry-in means 501, guided and conveyed by the rollers of the carry-in means 501, the guide conveying means 503, the drying means 507, and the discharging means 509, and the winding roller 591 of the discharging means 509. Is wound up in.

この連続媒体５１０は、印刷手段５０５において、搬送ガイド部材５５９上をヘッドユニット５５０及びヘッドユニット５５５に対向して搬送され、ヘッドユニット５０から吐出される液体によって画像が形成され、ヘッドユニット５５から吐出される処理液で後処理が行われる。 The continuous medium 510 is conveyed by the printing unit 505 on the conveyance guide member 559 so as to face the head unit 550 and the head unit 555, and an image is formed by the liquid ejected from the head unit 50, and ejected from the head unit 55. Post-treatment is carried out with the treatment liquid.

ここで、ヘッドユニット５０には、例えば、媒体搬送方向上流側から、４色分のフルライン型ヘッドアレイ５５１Ｋ、５５１Ｃ、５５１Ｍ、５５１Ｙ（以下、色の区別しないときは「ヘッドアレイ５５１」という。）が配置されている。 Here, the head unit 50 includes, for example, four color full-line head arrays 551K, 551C, 551M, and 551Y from the upstream side in the medium transport direction (hereinafter, referred to as "head array 551" when colors are not distinguished). ) Has been placed.

各ヘッドアレイ５５１は、液体吐出手段であり、それぞれ、搬送される連続媒体５１０に対してブラックＫ，シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの液体を吐出する。なお、色の種類及び数はこれに限るものではない。 Each head array 551 is a liquid ejecting means, and ejects liquids of black K, cyan C, magenta M, and yellow Y onto the conveyed continuous medium 510, respectively. The type and number of colors are not limited to this.

ヘッドアレイ５５１は、例えば、図１９に示すように、本発明に係る複数の液体吐出ヘッド（これを、単に「ヘッド」ともいう。）１０００をベース部材５５２上に千鳥状に並べて配置したものであるが、これに限らない。 The head array 551 is, for example, as shown in FIG. 19, in which a plurality of liquid ejection heads 1000 according to the present invention (also referred to simply as “heads”) 1000 are arranged in a staggered manner on a base member 552. Yes, but not limited to this.

次に、この装置における液体循環システムの一例について図２０を参照して説明する。図２０は同システムの説明に供するブロック説明図である。 Next, an example of the liquid circulation system in this apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 20 is a block diagram for explaining the system.

液体循環システム６３０は、メインタンク６０２、ヘッド１０００、供給タンク６３１、循環タンク６３２、コンプレッサ６３３、真空ポンプ６３４、第１送液ポンプ６３５、第２送液ポンプ６３６、供給側圧力センサ６３７、循環側圧力センサ６３８、レギュレータ（Ｒ）６３９ａ，６３９ｂなどで構成されている。 The liquid circulation system 630 includes a main tank 602, a head 1000, a supply tank 631, a circulation tank 632, a compressor 633, a vacuum pump 634, a first liquid feed pump 635, a second liquid feed pump 636, a supply pressure sensor 637, and a circulation side. The pressure sensor 638 and regulators (R) 639a and 639b are included.

供給側圧力センサ６３７は、供給タンク６３１とヘッド１０００との間であって、ヘッド１０００の供給ポート２３（図１参照）に繋がった供給流路側に接続されている。循環側圧力センサ６３８は、ヘッド１０００と循環タンク６３２との間であって、ヘッド１０００の循環ポート４６（図１参照）に繋がった循環流路側に接続されている。 The supply-side pressure sensor 637 is connected between the supply tank 631 and the head 1000, and is connected to the supply flow path side connected to the supply port 23 (see FIG. 1) of the head 1000. The circulation side pressure sensor 638 is connected between the head 1000 and the circulation tank 632 and on the circulation flow path side connected to the circulation port 46 (see FIG. 1) of the head 1000.

循環タンク６３２の一方は、第１送液ポンプ６３５を介して供給タンク６３１と接続されており、循環タンク６３２の他方は第２送液ポンプ６３６を介してメインタンク６０２と接続されている。 One of the circulation tanks 632 is connected to the supply tank 631 via the first liquid feed pump 635, and the other of the circulation tanks 632 is connected to the main tank 602 via the second liquid feed pump 636.

これにより、供給タンク６３１から供給ポート２３を通ってヘッド１０００内に液体が流入し、循環ポート４６から排出されて循環タンク６３２へ排出される。そして、さらに第１送液ポンプ６３５によって循環タンク６３２から供給タンク６３１へ液体が送られることによって液体が循環する。 As a result, the liquid flows from the supply tank 631 through the supply port 23 into the head 1000, is discharged from the circulation port 46, and is discharged to the circulation tank 632. Then, the liquid is further circulated by the liquid being further sent from the circulation tank 632 to the supply tank 631 by the first liquid sending pump 635.

また、供給タンク６３１にはコンプレッサ６３３がつなげられており、供給側圧力センサ６３７で所定の正圧が検知されるように制御される。一方、循環タンク６３２には真空ポンプ６３４がつなげられており、循環側圧力センサ６３８で所定の負圧が検知されるよう制御される。 Further, a compressor 633 is connected to the supply tank 631, and the supply side pressure sensor 637 is controlled so that a predetermined positive pressure is detected. On the other hand, a vacuum pump 634 is connected to the circulation tank 632, and the circulation side pressure sensor 638 is controlled so that a predetermined negative pressure is detected.

これにより、ヘッド１０００内を通って液体を循環させつつ、メニスカスの負圧を一定に保つことができる。 This allows the negative pressure of the meniscus to be kept constant while circulating the liquid through the head 1000.

また、ヘッド１０００のノズル４から液体を吐出すると、供給タンク６３１及び循環タンク６３２内の液体量が減少していく。そのため、適宜、第２送液ポンプ６３６を用いて、メインタンク６０２から循環タンク６３２に液体を補充する。メインタンク６０２から循環タンク６３２への液体補充のタイミングは、循環タンク６３２内の液体の液面高さが所定高さよりも下がったときに液体補充を行うなど、循環タンク６３２内に設けた液面センサなどの検知結果によって制御することができる。 Further, when liquid is ejected from the nozzle 4 of the head 1000, the amount of liquid in the supply tank 631 and the circulation tank 632 decreases. Therefore, the liquid is replenished from the main tank 602 to the circulation tank 632 by using the second liquid feed pump 636 as appropriate. The liquid replenishment timing from the main tank 602 to the circulation tank 632 is set such that the liquid replenishment is performed when the liquid level of the liquid in the circulation tank 632 is lower than a predetermined height. It can be controlled by the detection result of a sensor or the like.

本願において、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて、液体を吐出させる装置である。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。 In the present application, the “apparatus for ejecting liquid” is an apparatus that includes a liquid ejection head or a liquid ejection unit and drives the liquid ejection head to eject the liquid. The device for ejecting a liquid includes not only a device capable of ejecting a liquid to which a liquid can adhere, but also a device ejecting the liquid toward the air or into the liquid.

この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。 The "apparatus for ejecting liquid" may include means for feeding, carrying, and discharging paper to which liquid can be attached, as well as a pretreatment device and a posttreatment device.

例えば、「液体を吐出する装置」として、液体を吐出させて媒体に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。 For example, as an "apparatus for ejecting a liquid", an image forming apparatus that is an apparatus for ejecting a liquid to form an image on a medium, and for forming a three-dimensional object (three-dimensional object), powder is formed in layers. There is a three-dimensional modeling device (three-dimensional modeling device) that discharges the modeling liquid to the powder layer.

また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。 Further, the “apparatus for ejecting liquid” is not limited to the one in which a significant image such as characters and figures is visualized by the ejected liquid. For example, it also includes ones that form patterns and the like that have no meaning per se, and ones that form a three-dimensional image.

上記「液体が付着可能もの」とは液体が一時的にでも付着可能なものを意味する。「液体が付着するもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。 The above-mentioned "liquid can be attached" means a liquid that can be temporarily attached. The material of the "material to which the liquid adheres" may be paper, thread, fiber, cloth, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics, etc., as long as the liquid can adhere to it even temporarily.

また、「液体」は、インク、処理液、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、結着剤、造形液なども含まれる。 The "liquid" also includes ink, treatment liquid, DNA sample, resist, pattern material, binder, modeling liquid and the like.

また、「液体を吐出する装置」には、特に限定しない限り、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置のいずれも含まれる。 Further, the “apparatus for ejecting liquid” includes both a serial type apparatus that moves the liquid ejecting head and a line type apparatus that does not move the liquid ejecting head unless otherwise limited.

また、「液体を吐出する装置」としては他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液をノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。 In addition, as the "apparatus for ejecting liquid", a treatment liquid application device for ejecting the treatment liquid onto the paper in order to apply the treatment liquid onto the surface of the paper for the purpose of modifying the surface of the paper, raw materials, etc. There is an injection granulating device which granulates fine particles of a raw material by injecting a composition liquid in which is dispersed in a solution through a nozzle.

「液体吐出ユニット」とは、液体吐出ヘッドに機能部品、機構が一体化したものであり、液体の吐出に関連する部品の集合体である。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたものなどが含まれる。 The “liquid ejection unit” is a unit in which functional components and mechanisms are integrated with a liquid ejection head, and is a collection of components related to liquid ejection. For example, the “liquid ejection unit” includes a combination of at least one of the configuration of a head tank, a carriage, a supply mechanism, a maintenance/recovery mechanism, and a main scanning movement mechanism with a liquid ejection head.

ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合などで互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。 Here, the term “integrated” refers to, for example, one in which a liquid ejection head and functional components and mechanisms are fixed to each other by fastening, bonding, engagement, or the like, and one in which one is movably held with respect to the other. Including. Further, the liquid ejection head, the functional component, and the mechanism may be configured to be detachable from each other.

例えば、液体吐出ユニットとして、図８で示した液体吐出ユニット４４０のように、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。また、チューブなどで互いに接続されて、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。ここで、これらの液体吐出ユニットのヘッドタンクと液体吐出ヘッドとの間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。 For example, as a liquid ejection unit, there is one in which a liquid ejection head and a head tank are integrated, like the liquid ejection unit 440 shown in FIG. In addition, there is one in which the liquid ejection head and the head tank are integrated by being connected to each other by a tube or the like. Here, it is also possible to add a unit including a filter between the head tank and the liquid ejection head of these liquid ejection units.

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジが一体化されているものがある。 Further, as a liquid ejection unit, there is one in which a liquid ejection head and a carriage are integrated.

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドを走査移動機構の一部を構成するガイド部材に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッドと走査移動機構が一体化されているものがある。また、図９で示したように、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジと主走査移動機構が一体化されているものがある。 Further, as a liquid ejection unit, there is one in which the liquid ejection head is movably held by a guide member forming a part of the scanning movement mechanism, and the liquid ejection head and the scanning movement mechanism are integrated. Further, as shown in FIG. 9, there is a liquid ejection unit in which a liquid ejection head, a carriage, and a main scanning movement mechanism are integrated.

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドが取り付けられたキャリッジに、維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させて、液体吐出ヘッドとキャリッジと維持回復機構が一体化されているものがある。 Further, as a liquid ejection unit, there is a unit in which a liquid ejection head, a carriage, and a maintenance/recovery mechanism are integrated by fixing a cap member, which is a part of the maintenance/recovery mechanism, to a carriage to which a liquid ejection head is attached. ..

また、液体吐出ユニットとして、図１０で示したように、ヘッドタンク若しくは流路部品が取付けられた液体吐出ヘッドにチューブが接続されて、液体吐出ヘッドと供給機構が一体化されているものがある。 Further, as a liquid ejection unit, as shown in FIG. 10, there is one in which a tube is connected to a liquid ejection head to which a head tank or a flow path component is attached, and the liquid ejection head and a supply mechanism are integrated. ..

主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。 The main scanning movement mechanism includes a single guide member. The supply mechanism also includes a tube unit and a loading unit unit.

また、「液体吐出ヘッド」は、使用する圧力発生手段が限定されるものではない。例えば、上記実施形態で説明したような圧電アクチュエータ（積層型圧電素子を使用するものでもよい。）以外にも、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものでもよい。 Further, the "liquid ejection head" is not limited to the pressure generating means used. For example, in addition to the piezoelectric actuator described in the above embodiment (which may use a laminated piezoelectric element), a thermal actuator using an electrothermal conversion element such as a heating resistor, a vibration plate and a counter electrode are used. It is also possible to use an electrostatic actuator or the like.

また、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。 Further, in the terms of the present application, image formation, recording, printing, printing, printing, modeling and the like are synonymous.

１ ノズル板
２ 流路板
３ 振動板
４ ノズル
５ ノズル通路
６ 個別液室
７ 供給流路側流体抵抗部
１０ 共通液室
１１ 圧電アクチュエータ
２０ フレーム部材
４０ 循環流路
４１ 循環液室（循環流路）
４２ 循環流路側流体抵抗部
４５ 循環共通液室
４０３ キャリッジ
４０４ 液体吐出ヘッド
４４０ 液体吐出ユニット
６３０ 液体循環システム
１０００ 液体吐出ヘッド DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Nozzle plate 2 Flow path plate 3 Vibration plate 4 Nozzle 5 Nozzle passage 6 Individual liquid chamber 7 Supply flow passage side fluid resistance part 10 Common liquid chamber 11 Piezoelectric actuator 20 Frame member 40 Circulation flow passage 41 Circulating fluid chamber (circulation passage)
42 Circulation flow path side fluid resistance part 45 Circulation common liquid chamber 403 Carriage 404 Liquid ejection head 440 Liquid ejection unit 630 Liquid circulation system 1000 Liquid ejection head

Claims (7)

液体を吐出する複数のノズルと、
前記複数のノズルにそれぞれ通じる複数の個別液室と、
前記複数の個別液室と前記複数のノズルとをそれぞれ通じる複数のノズル通路と、
前記複数のノズル通路にそれぞれ通じる複数の循環流路と、を有し、
前記ノズル通路の開口断面積よりも前記循環流路の開口断面積が小さく、
前記ノズル通路における前記液体の流れの方向を第１方向とし、前記循環流路における前記液体の流れの方向を第２方向とするとき、
前記第１方向と前記第２方向とは交差し、
前記ノズルの液体流入側開口は、前記液体の流れの方向が前記第１方向から前記第２方向に変化する前記ノズル通路と前記循環流路の境界部分に臨んでいる
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。 A plurality of nozzles for ejecting liquid,
A plurality of individual liquid chambers respectively leading to the plurality of nozzles,
A plurality of nozzle passages respectively communicating with the plurality of individual liquid chambers and the plurality of nozzles,
A plurality of circulation passages respectively leading to the plurality of nozzle passages,
The opening cross-sectional area of the circulation passage is smaller than the opening cross-sectional area of the nozzle passage,
When the direction of the flow of the liquid in the nozzle passage is the first direction and the direction of the flow of the liquid in the circulation channel is the second direction,
The first direction and the second direction intersect,
Liquid inflow side opening of the nozzle, characterized in <br/> the direction of flow of the liquid is present Nde extraordinary in the nozzle channel between the boundary portion of the circulation flow path changes from the first direction to the second direction And liquid ejection head. 前記ノズルの液体流入側開口の一部が前記ノズル通路に臨み、
前記ノズルの液体流入側開口の残部が前記循環流路に臨んでいる
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。 Part of the liquid inflow side opening of the nozzle faces the nozzle passage,
The liquid ejection head according to claim 1, wherein the remaining portion of the liquid inflow side opening of the nozzle faces the circulation flow path . 前記循環流路は、前記第２方向において前記ノズルより下流側に配置され、前記ノズル通路に臨む循環流路側流体抵抗部を含み、
前記ノズルの流体抵抗は、前記循環流路側流体抵抗部の流体抵抗よりも小さい
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッド。 The circulation flow passage includes a circulation flow passage side fluid resistance portion which is arranged on the downstream side of the nozzle in the second direction and faces the nozzle passage .
The fluid resistance of the nozzle, the liquid ejection head according to claim 1 or 2, characterized in that the smaller than the circulation flow fluid resistance roadside fluid resistance portion. 前記第１方向と前記第２方向とは直交する方向である
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。 Liquid discharge head according to any one of claims 1 to 3, characterized in that said first direction and said second direction is a direction orthogonal. 請求項１ないし４のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを含むことを特徴とする液体吐出ユニット。 A liquid discharge unit, which comprises a liquid discharge head according to any one of claims 1 to 4. 前記液体吐出ヘッドに供給する液体を貯留するヘッドタンク、前記液体吐出ヘッドを搭載するキャリッジ、前記液体吐出ヘッドに液体を供給する供給機構、前記液体吐出ヘッドの維持回復を行う維持回復機構、前記液体吐出ヘッドを主走査方向に移動させる主走査移動機構の少なくともいずれか一つと前記液体吐出ヘッドとを一体化した
ことを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ユニット。 A head tank that stores the liquid to be supplied to the liquid ejection head, a carriage that mounts the liquid ejection head, a supply mechanism that supplies the liquid to the liquid ejection head, a maintenance and recovery mechanism that performs maintenance and recovery of the liquid ejection head, and the liquid The liquid ejection unit according to claim 5 , wherein at least one of the main scanning movement mechanisms that moves the ejection head in the main scanning direction is integrated with the liquid ejection head. 請求項１ないし４のいずれかに記載の液体吐出ヘッド、又は、請求項５若しくは６に記載の液体吐出ユニットを備えていることを特徴とする液体を吐出する装置。 Claims 1 to liquid discharge head according to any one of 4, or a device for ejecting a liquid, characterized in that it comprises a liquid discharge unit according to claim 5 or 6.
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