JP6750843B2 - Liquid ejection head - Google Patents
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Description
本発明は、液体を吐出する液体吐出ヘッドに関する。 The present invention relates to a liquid ejection head that ejects liquid.
特許文献1には、液体を吐出する液体吐出ヘッドとして、2つの供給口から液体が供給され、その供給された液体に記録素子を用いて熱エネルギーを与えることで、吐出口から液体を吐出する液体吐出ヘッドが開示されている。この液体吐出ヘッドでは、吐出口に異物が詰まることを抑制するために、2つの供給口のそれぞれの開口面積が吐出口の開口面積よりも小さい。この場合、吐出口に詰まる恐れのある異物が供給口を通過することができなくなるため、吐出口に異物が詰まることを抑制することができる。このため、吐出不良の発生を抑制することが可能になる。
In
近年、記録媒体に画像を形成する記録装置などの液体吐出装置では、画像形成の高速化や画像の高精細化が要求されている。画像形成の高速化や画像の高精細化の実現のためには、液体を吐出口から吐出する吐出周波数を高く設定し、また、各吐出口の開口面積を小さくして、より多くの吐出口を液体吐出ヘッドに形成することが重要となる。
しかしながら、特許文献1に開示された発明では、供給口の開口面積が小さいために、圧力室に流れ込む液体の量が少なく、圧力室に液体を充填する時間が長くなってしまう。その結果、液体を吐出した後に圧力室内へ液体を再充填(リフィル)する時間も長くなってしまうため、液体を吐出する間隔を短くすることができない。したがって、吐出周波数を高く設定することが困難であった。
また、液体の吐出が終了してから一定時間が経過すると、圧力室内に残存している液体の揮発成分が蒸発し、圧力室内の液体の粘度が増加する増粘が発生することがある。圧力室内の液体に増粘が発生すると、液体を吐出口から吐出するために必要なエネルギーが増加するため、液体を吐出する際に、液体の吐出速度が低下したり、液体が吐出されない不吐出が発生したりする恐れがある。このため、液体の吐出が終了してから一定時間が経過した後に、液体が再度吐出される際に、吐出速度の低下によって記録媒体上の液体の着弾位置が乱れたり、不吐出によって記録媒体上に液体が着弾しない現象が発生したりする恐れがある。この場合、形成される画像の画質が低下してしまう。さらには、揮発成分が蒸発した液体では、液体内の色材の濃度が変化してしまうため、形成される画像の色味が変化し、画像の画質が低下するという課題もある。
2. Description of the Related Art In recent years, liquid ejecting apparatuses such as recording apparatuses that form images on recording media are required to have high-speed image formation and high-definition images. In order to realize high-speed image formation and high-definition images, the ejection frequency for ejecting liquid from ejection ports is set high, and the opening area of each ejection port is reduced to increase the number of ejection ports. Is important in the liquid discharge head.
However, in the invention disclosed in
In addition, when a certain period of time has elapsed after the discharge of the liquid is completed, the volatile component of the liquid remaining in the pressure chamber may evaporate, and the viscosity of the liquid in the pressure chamber may increase, resulting in thickening. When the viscosity of the liquid in the pressure chamber increases, the energy required to eject the liquid from the ejection port increases, so when ejecting the liquid, the ejection speed of the liquid decreases, or the liquid is not ejected. May occur. Therefore, when the liquid is ejected again after a lapse of a certain time after the ejection of the liquid is finished, the landing position of the liquid on the recording medium is disturbed due to the decrease in the ejection speed, or the liquid is ejected on the recording medium due to the non-ejection. There is a risk that the liquid will not land on the surface. In this case, the image quality of the formed image will deteriorate. Further, in the liquid in which the volatile component is evaporated, the concentration of the coloring material in the liquid changes, so that the tint of the formed image changes, and the image quality of the image deteriorates.
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、吐出周波数を高く設定しつつ、液体の増粘による画質の低下を抑制することが可能な液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a liquid ejection head that can suppress deterioration of image quality due to thickening of a liquid while setting a high ejection frequency.
本発明による液体吐出ヘッドは、液体を吐出する複数の吐出口と、各吐出口と対向し、当該対向する吐出口から液体を吐出するためのエネルギーを発生させる複数の記録素子と、各吐出口と各記録素子の間に形成され、各吐出口から吐出する液体を貯留する複数の圧力室と、各圧力室に液体を供給する複数の供給口と、各圧力室に供給された液体を排出する排出口とを備え、前記複数の供給口は、前記記録素子と交互に並ぶ供給口列を形成し、前記排出口は、前記供給口列の側方に配置され、前記供給口は、前記記録素子と交互に並ぶ第1の領域と、前記第1の領域の前記排出口とは反対側に設けられた第2の領域とを有し、前記第2の領域の前記供給口列と平行な方向の長さは、前記第1の領域の前記供給口列と平行な方向の長さよりも長いことを特徴とする。 The liquid ejection head according to the present invention includes a plurality of ejection ports for ejecting a liquid, a plurality of recording elements that face each ejection port and generate energy for ejecting the liquid from the opposing ejection ports, and each ejection port. And a plurality of pressure chambers formed between the respective recording elements to store the liquid discharged from the respective discharge ports, a plurality of supply ports for supplying the liquid to the respective pressure chambers, and the liquid supplied to the respective pressure chambers. And the plurality of supply ports form a supply port array that is alternately arranged with the recording element, the discharge port is disposed on a side of the supply port array, and the supply port is the It has a first area alternately arranged with a recording element, and a second area provided on the opposite side of the first area from the discharge port, and is parallel to the supply port row of the second region. The length in the horizontal direction is longer than the length in the direction parallel to the supply port array in the first region .
本発明によれば、圧力室に供給された液体を排出する排出口が備わっていることにより、増粘した液体を圧力室から流出させることが可能なるため、液体の増粘による画質の低下を抑制することが可能になる。また、記録素子と供給口とが交互に配置されているため、記録素子と吐出口の間に形成された圧力室と供給口との間の距離を短くすること可能になり、その結果、液体が圧力室へ到達する時間を短縮することが可能になる。このため、圧力室に液体を再充填するリフィル速度を向上させることが可能になり、その結果、吐出周波数を高く設定することが可能になる。したがって、吐出周波数を高く設定しつつ、液体の増粘による画質の低下を抑制することが可能になる。 According to the present invention, the provision of the discharge port for discharging the liquid supplied to the pressure chamber allows the viscosity-increased liquid to flow out from the pressure chamber. It becomes possible to suppress. Further, since the recording elements and the supply ports are alternately arranged, it becomes possible to shorten the distance between the pressure chamber formed between the recording element and the ejection port and the supply port, and as a result, the liquid It is possible to shorten the time required for the gas to reach the pressure chamber. Therefore, it is possible to improve the refill speed for refilling the pressure chamber with the liquid, and as a result, it is possible to set the ejection frequency to be high. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the image quality due to the thickening of the liquid while setting the ejection frequency high.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同じ機能を有するものには同じ符号を付け、その説明を省略する場合がある。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態の液体吐出ヘッドの平面図である。図2は、本発明の第1の実施形態の液体吐出ヘッドの断面図である。具体的には、図2(a)は、図1のA−A線に沿った断面図であり、図2(b)は、図1のB−B線に沿った断面図である。
図2に示すように液体吐出ヘッド100では、支持部材1に基板2が積層されている。基板2には、液体を貯留するタンク(不図示)から支持部材1を介して液体が供給される複数の共通液室4と、液体吐出ヘッド100から排出される液体が流れる複数の排出路12とが形成されている。基板2における支持部材1とは反対側の面には、図2(a)に示すように複数の記録素子6が設けられている。記録素子6は、入力された電気信号に応じて、液体を吐出するためのエネルギーを発生させる。記録素子6の種類は特に限定されないが、ここでは、記録素子6は熱エネルギーを発生する電気熱変換素子である。
基板2における支持部材1とは反対側の面には、図2(b)に示すように、複数の共通液室4のそれぞれと連通する複数の供給口2aと、複数の排出路12のそれぞれと連通する排出口9が設けられている。排出口9は、図1および図2では複数設けられているが、実際には少なくとも一つ設けられていればよい。
また、基板2における支持部材1とは反対側の面上には吐出口形成部材3が積層されている。吐出口形成部材3における基板2とは反対側の面は平坦であり、その平坦な面には、図2(a)に示すように、複数の吐出口7が設けられている。図の例では、基板2に形成されている記録素子6と吐出口7とが互いに対向するように、吐出口形成部材3が基板2と接着されている。吐出口7の開口面積は、供給口2aの開口面積よりも小さい。
吐出口形成部材3における基板2との接着面には、複数の圧力室5と共通流路10とを構成する凹部が設けられ、基板2に形成されている供給口2aおよび排出口9は、吐出口形成部材3の凹部と対向している。このため、供給口2aおよび排出口9が吐出口形成部材3によって塞がれることはない。各圧力室5は、記録素子6と吐出口7との間に設けられ、吐出口7から吐出する液体を貯留する。共通流路10は、各供給口2aを、圧力室5を介して排出口9と連通させる。供給口2aは、液体を共通液室4から圧力室5に供給し、排出口9は、圧力室5に供給された液体を、排出路12を介して液体吐出ヘッド100の外部に排出する。
図1に示すように平面的に見た場合、供給口2aは圧力室5と交互に並ぶ列である供給口列21を複数形成する。このとき、記録素子6および吐出口7は圧力室5を挟んで上下に配置されているため、供給口列21では、供給口2aが記録素子6および吐出口7のそれぞれと交互に並んでいる。排出口9は、供給口列21との側方において、共通流路10を挟んで供給口列21と隣接するように配置される。図1の例では、2つの供給口列21に1つの排出口9が対応しており、1つの排出口9はその2つの供給口列21の間に配置され、供給口列21に沿って(本実施形態では、供給口列21と平行に)延在している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each drawing, components having the same function are designated by the same reference numeral, and the description thereof may be omitted.
(First embodiment)
FIG. 1 is a plan view of a liquid ejection head according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view of the liquid ejection head according to the first embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 2A is a sectional view taken along the line AA of FIG. 1, and FIG. 2B is a sectional view taken along the line BB of FIG.
As shown in FIG. 2, in the
As shown in FIG. 2B, on the surface of the
The ejection
On the surface of the ejection
When seen in a plan view as shown in FIG. 1, the
次に液体吐出ヘッド100において液体を吐出する方法について説明する。
図3は、本発明の第1の実施形態の液体吐出ヘッドの構成および液体の流れを示す平面拡大図である。
記録媒体に形成する画像を示す記録データが液体吐出ヘッド100に入力されると、その記録データに応じて、液体が不図示のタンクから支持部材1を通過して基板2の各共通液室4に供給される。その後、共通液室4に供給された液体は供給口2aを介して吐出口形成部材3の凹部に流入する。凹部に流入した液体は、圧力室5を満たして吐出口7にメニスカスを形成すると共に、供給口2aから共通流路10を通過して排出口9に流れ、さらに排出口9から、排出路12を介して外部に排出される。これにより、吐出口形成部材3の凹部内で、図3の矢印で示すような、供給口2aから排出口9への液体の流れが発生する。なお、排出された液体は、不図示のフィルタによって異物が取り除かれて、不図示のポンプなどにより基板2の共通液室4を介して供給口2aへ再び供給されてもよい。この場合、圧力室5の中の液体は、排出口9と供給口2aとを介して圧力室5と外部との間で循環されることとなる。
供給口2aから排出口9への液体の流れが発生している状態で、記録素子6が記録データに基づいた電気信号に応じて、圧力室5内の液体にエネルギーを伝達させる。これにより、圧力室5内において記録素子6の周辺の液体が加熱されて膜沸騰し、気泡が形成される。この気泡の発泡圧によって、圧力室5内の液体に運動エネルギーが付与され、その液体が吐出口7から液体吐出ヘッド100の外部へと吐出される。圧力室5内の液体が吐出されると、供給口2aから液体が圧力室5に供給される。これにより、圧力室5に液体が再充填されると共に、共通流路10にも液体が流れ、供給口2aから排出口9への液体の流れが維持される。その後、次の電気信号に応じて記録素子6が再び駆動し、圧力室5内の液体が吐出される。
以上の動作が繰り返されて液体が間欠的に吐出され、記録媒体に所望の画像が形成される。画像の形成が完了すると、液体吐出ヘッド100の供給口2aへの液体の供給が停止され、液体の流れが止まる。そして、次の記録データが液体吐出ヘッド100に入力されると、供給口2aへ液体が供給され、液体の流れが再び発生し、上述のように吐出口7から液体が吐出されて、記録媒体に画像が形成される。
Next, a method of ejecting liquid in the
FIG. 3 is an enlarged plan view showing the configuration of the liquid ejection head and the flow of liquid according to the first embodiment of the present invention.
When print data indicating an image to be formed on a print medium is input to the
In the state where the liquid flow from the
The above operation is repeated to intermittently eject the liquid, and a desired image is formed on the recording medium. When the image formation is completed, the supply of the liquid to the
記録媒体に対する画像の形成が終了すると、次の画像を形成するための記録データが液体吐出ヘッドに入力されるまで、液体吐出ヘッド100に対して液体が供給されないため、液体吐出ヘッド100内の液体の流れは止まっている。したがって、圧力室5内の液体は、次の記録が開始されるまで圧力室5内に留まるため、液体中の揮発成分が吐出口7から蒸発しやすい。液体中の揮発成分が蒸発してしまうと、液体の粘度が増加してしまう。
これに対して本実施形態の液体吐出ヘッド100では、排出口9が存在するため、圧力室5内の増粘した液体を排出することができる。したがって、例えば、次の記録データが入力された場合、供給口2aから圧力室5に液体が供給され、圧力室5内の増粘した液体が共通流路10を介して排出口9へと流された後に、記録素子6により圧力室5内の液体へエネルギーが与えられる。この場合、エネルギーが与えられた時点では、圧力室5には供給口2aから供給された増粘してない液体が充填されているため、液体は、与えられたエネルギーによって所望の速度で吐出口7から吐出される。このため、液体の吐出速度の低下や不吐出を抑制することが可能になるため、記録される画像の画質の低下を抑制することが可能になる。また、揮発成分が蒸発した液体の吐出も抑制できるため、この観点からも画質の低下を抑制することが可能になる。
When the image formation on the recording medium is completed, the liquid is not supplied to the
On the other hand, in the
以上説明したように本実施形態では、液体吐出ヘッド100が排出口9を有していることにより、液体吐出ヘッド100内で供給口2aから排出口9への液体の流れが発生する。このため、増粘した液体が圧力室5内に残存している状態であっても、液体を吐出する直前に、増粘した液体を圧力室から流出させることが可能になる。したがって、液体の吐出速度の低下や不吐出を抑制することが可能になり、その結果、記録される画像の画質の低下を抑制することが可能になる。
また、記録素子6と供給口2aとが交互に配置されているため、記録素子6上の圧力室5と供給口2aとの間の距離が短くなり、液体が圧力室5へ到達する時間を短縮することが可能になる。このため、供給口2aから圧力室5へ液体を再充填するリフィル速度を向上させることが可能になり、その結果、吐出周波数を高く設定することが可能になる。
したがって、本実施形態では、吐出周波数を高く設定しつつ、液体の増粘による画質の低下を抑制することが可能になる。
また、本実施形態では、供給口2aの開口面積が吐出口7の開口面積よりも大きいため、吐出される液体の量より供給される液体の量を多くすることが可能になる。したがって、供給口2aから圧力室5へ液体を再充填するリフィル速度を向上させることが可能になり、その結果、この観点からも、吐出周波数を高く設定することが可能になる。なお、液体内の異物は、例えば、タンクと液体吐出ヘッド100の間の流路に設けられたフィルタ(図示せず)などで除去することができる。
また、本実施形態では、供給口2aから圧力室5へ流入した液体を、共通流路10および排出口9を介して排出することが可能である。このため、圧力室5内の液体が圧力室5の外部との間で循環することが可能になる。
As described above, in the present embodiment, the
Further, since the
Therefore, in the present embodiment, it is possible to suppress the deterioration of the image quality due to the thickening of the liquid while setting the ejection frequency high.
Further, in the present embodiment, since the opening area of the
Further, in this embodiment, the liquid that has flowed into the
(第2の実施形態)
図4は、本発明の第2の実施形態の液体吐出ヘッドの構成と液体の流れを示す平面拡大図である。
図1および図2で示した第1の実施形態では、供給口列21に対して1つの排出口9が対応していたが、図4に示す本実施形態の液体吐出ヘッド100では、供給口列21に対して複数の排出口9が対応している。それらの排出口9は、供給口列21に沿って(本実施形態では、供給口列21と平行に)1列に並んで配置されている。また、図4に示す本実施形態の液体吐出ヘッド100では、供給口2aは、記録素子6と交互に並ぶ第1の領域2a1と、第1の領域2a1の排出口9とは反対側に設けられた第2の領域2a2とを有する。第1の領域2a1の供給口列21と平行な方向の長さは、第2の領域2a2の供給口列21と平行な方向の長さよりも短い。
また、記録素子6上の圧力室5は、供給口列21と垂直な方向において、供給口2aの第2の領域2a2と並んで配置される。このとき、圧力室5の一部と第2の領域2の一部とが供給口列21と垂直な方向において重なっていればよい。なお、他の構成は、第1の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
以上のように本実施形態では、供給口2aが記録素子6と交互に並ぶ第1の領域2a1と、第1の領域2a1の排出口9とは反対側に設けられた第2の領域2a2とを有している。このため、第2の領域2a2の分だけ、供給口2aの開口面積を大きくすることができる。したがって、吐出される液体の量より供給される液体の量を多くすることが可能になり、その結果、吐出周波数を高く設定することが可能になる。
また、供給口列21とは垂直な方向において、圧力室5が第2の領域2a2と並んでいるため、供給口2aの第2の領域2a2から供給される液体が圧力室5を通過しやすくなる。したがって、液体を圧力室5内へ効率的に供給させることが可能になるため、圧力室5内への液体を再充填するリフィル速度を向上させることが可能になり、その結果、吐出周波数をより高く設定することが可能になる。また、圧力室5内の増粘した液体を効率的に流出させることができるため、液体の吐出速度の低下や不吐出を抑制することが可能になり、その結果、記録される画像の画質の低下を抑制することが可能になる。
(Second embodiment)
FIG. 4 is an enlarged plan view showing the configuration of the liquid ejection head and the flow of liquid according to the second embodiment of the present invention.
In the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, one
Further, the
As described above, in the present embodiment, the first areas 2a1 in which the
Further, since the
(第3の実施形態)
図5は、本発明の第3の実施形態の液体吐出ヘッドの構成と液体の流れを示す平面拡大図である。
図5に示す本実施形態の液体吐出ヘッド100では、供給口列21に対して複数の排出口9が対応している。それらの排出口9は、供給口列21に沿って(本実施形態では、供給口列21とは平行に)1列に並んで配置されている。また、図5に示す液体吐出ヘッド100は、供給口列21とその列に対応する排出口9との間に、液体を供給口2aから圧力室5に導くためのガイド部材8を備える。ガイド部材8は、供給口列21と排出口9との間を供給口列21に沿って(本実施形態では、供給口列21とは平行に)延在し、記録素子6の側方に開口部11を有する。本実施形態では、開口部11は、圧力室5と排出口9との間に設けられることになる。開口部11により、圧力室5から共通流路10へ液体を流出させることができる。なお、他の構成は、第1の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
以上のように本実施形態では、上記のような開口部11を備えるガイド部材8を有するため、供給口2aから供給された液体が開口部11から排出口9へ向かって流れる。このため、液体が圧力室5を経由しやすくなり、開口部11に隣接している圧力室5内に液体を効率的に流入させることが可能になる。このため、供給口2aから圧力室5へ液体を再充填するリフィル速度を向上させることが可能になり、その結果、吐出周波数を高く設定することが可能になる。また、圧力室5内の増粘した液体を効率的に流出させることができるため、液体の吐出速度の低下や不吐出を抑制することが可能になり、その結果、記録される画像の画質の低下を抑制することが可能になる。
(Third Embodiment)
FIG. 5 is an enlarged plan view showing the configuration of the liquid ejection head and the flow of liquid according to the third embodiment of the present invention.
In the
As described above, in the present embodiment, since the
(第4の実施形態)
図6は、本発明の第4の実施形態の液体吐出ヘッドの構成と液体の流れを示す平面拡大図である。
図6に示す液体吐出ヘッド100は、第3の実施形態と同様に、開口部11が形成されたガイド部材8が設けられている。また、記録素子6および吐出口7は、供給口列21内の供給口のそれぞれの中心を結ぶ中心軸Xよりも開口部11に近い位置に設けられている。なお、他の構成は、第3の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
以上のように本実施形態でも、第3の実施形態と同様に、開口部11を備えるガイド部材8を有するため、圧力室5内に液体を効率的に流入させることが可能になる。また、記録素子6が供給口列21の中心軸Xよりも開口部11に近い位置に形成されているため、圧力室5内の記録素子6の表面を流れる液体の量を多くすることができる。このため、効率的に圧力室5内を吐出可能な状態にすることができるため、吐出周波数を高く設定することが可能になる。また、圧力室5内の増粘した液体を効率的に流出させることができるため、液体の吐出速度の低下や不吐出を抑制することが可能になり、その結果、記録される画像の画質の低下を抑制することが可能になる。
(Fourth Embodiment)
FIG. 6 is an enlarged plan view showing the configuration of the liquid ejection head and the flow of liquid according to the fourth embodiment of the present invention.
The
As described above, also in the present embodiment, similarly to the third embodiment, since the
(第5の実施形態)
図7は、本発明の第5の実施形態の液体吐出ヘッドの構成と液体の流れを示す平面拡大図である。なお、図7では、互いに異なる排出口9に対応する2つの供給口列21が隣接した箇所が示されている。
図7に示す液体吐出ヘッド100は、第3の実施形態と同様に、開口部11が形成されたガイド部材8が設けられている。また、供給口列21におけるガイド部材8とは反対側の側方には、供給口列21に沿って(本実施形態では、供給口列21とは平行に)延在する圧力室壁5aが備わっている。図7の例では、圧力室壁5aは、圧力室5の側方に配置されているが、供給口2aの側方には配置されていない。また、2つの供給口列21に対する圧力室壁5aが共有化されている。なお、他の構成は、第3の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
以上のように本実施形態でも、第3の実施形態と同様に、開口部11を備えるガイド部材8を有するため、圧力室5内に液体を効率的に流入させることが可能になる。また、圧力室5の排出口9とは反対側の側方には、供給口列21に沿って(本実施形態では、供給口列21とは平行に)延在する圧力室壁5aが設けられている。このため、2つの供給口列21が互いに沿って(本実施形態では、互いに平行に)隣接していても、それらの2つの供給口列21を跨いで互いに隣接する吐出口7の間で振動などを伝達しにくくすることができる。したがって、互いに隣接する吐出口7間の干渉を抑制することが可能になる。
(Fifth Embodiment)
FIG. 7 is an enlarged plan view showing the configuration of the liquid ejection head and the flow of liquid according to the fifth embodiment of the present invention. Note that FIG. 7 shows a location where two
The
As described above, also in the present embodiment, similarly to the third embodiment, since the
図8は、本発明の第5の実施形態の液体吐出ヘッドの第1の変形例を示す平面拡大図である。
図8に示す液体吐出ヘッドでは、図7の例と比べて、圧力室壁5aの代わりに流路壁5bが設けられている。流路壁5bは、ガイド部材8から供給口2aに向けて、ガイド部材8とは垂直に延在する。また、流路壁5bは、複数あり、複数の流路壁5bのそれぞれは、各供給口2aの直上を通っている。この場合、流路壁5bによって、同じ供給口列21内で互いに隣接する吐出口7の間で振動などを伝達しにくくすることができるため、互いに隣接する吐出口7間の干渉を抑制することが可能になる。
図9は、本発明の第5の実施形態の液体吐出ヘッドの第2の変形例を示す平面拡大図である。
図9に示す液体吐出ヘッドは、図8で示した第1の変形例の構成に加えて、供給口列21におけるガイド部材8とは反対側の側方は、供給口列21に沿って(本実施形態では、供給口列21とは平行に)延在する圧力室壁5aをさらに有する。図9の例では、圧力室壁5aは、圧力室5の側方だけでなく、供給口2aの側方にも配置されている。この場合、供給口列21が互いに沿って(本実施形態では、互いに平行に)隣接していても、それらの供給口列21を跨いで互いに隣接する吐出口7の間で振動などを伝達しにくくすることができる。さらには同じ供給口列21内で互いに隣接する吐出口7の間で振動などを伝達しにくくすることができる。したがって、互いに隣接する吐出口7間の干渉を抑制することが可能になる。
FIG. 8 is an enlarged plan view showing a first modification of the liquid ejection head according to the fifth embodiment of the present invention.
In the liquid discharge head shown in FIG. 8, compared with the example of FIG. 7, a
FIG. 9 is an enlarged plan view showing a second modification of the liquid ejection head according to the fifth embodiment of the present invention.
In addition to the configuration of the first modification shown in FIG. 8, the liquid ejection head shown in FIG. 9 has a side of the
(第6の実施形態)
図10は、本発明の第6の実施形態の液体吐出ヘッドの構成と液体の流れを示す平面拡大図である。
図10に示す液体吐出ヘッド100では、排出口9は、少なくとも一対あり、供給口列9はその一対の排出口で挟まれている。本実施形態では、複数の排出口9が供給口列21を挟むよう一対の列を形成する。供給口列21の両側のそれぞれにガイド部材8が設けられている。各ガイド部材8は、供給口列21に沿って(本実施形態では、供給口列21とは平行に)延在し、記録素子6の側方に開口部11を有する。
各ガイド部材8の開口部11(供給口列21の一方の側に設けられるガイド部材8の開口部11と供給口列21の他方の側に設けられるガイド部材8の開口部11)は、互いに異なる流体抵抗値を有している。具体的には、ガイド部材8の供給口列21に垂直な方向の長さをガイド部材8の厚さとすると、各ガイド部材8の厚さが互いに異なる。この場合、厚い方のガイド部材8の開口部11で形成される流路が、薄い方のガイド部材8の開口部11で形成される流路と比べて長くなるため、厚い方のガイド部材8の開口部11の方が薄い方のガイド部材8の開口部11よりも流体抵抗値が高くなる。なお、各ガイド部材8の開口部11の大きさが互いに異なることで、互いに異なる流体抵抗値を有する開口部11を実現してもよい。なお、他の構成は、第1の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
以上のように本実施形態では、上記のような開口部11を備えるガイド部材を有するため、供給口2aから供給された液体が開口部11から排出口9へ向かって流れる。このため、液体が圧力室5を経由しやすくなり、開口部11に隣接している圧力室5内に液体を効率的に流入させることが可能になる。このため、供給口2aから圧力室5へ液体を再充填するリフィル速度を向上させることが可能になり、その結果、吐出周波数を高く設定することが可能になる。また、圧力室5内の増粘した液体を効率的に流出させることができるため、液体の吐出速度の低下や不吐出を抑制することが可能になり、その結果、記録される画像の画質の低下を抑制することが可能になる。
また、各ガイド部材8が互いに異なる流体抵抗値を有しているため、各ガイド部材8の開口部11のそれぞれから流出される液体の量が変わる。このため、供給口2aから供給される液体の圧力室5内での速度がゼロになるよどみ点が、記録素子6が設けられている圧力室5の中心から、流体抵抗値の小さいガイド部材8側にずれて現れる。この結果、記録素子6上に増粘した液体等が留まることがないため、液体を吐出口から安定して吐出することが可能になる。
(Sixth Embodiment)
FIG. 10 is an enlarged plan view showing the configuration of the liquid ejection head and the flow of liquid according to the sixth embodiment of the present invention.
In the
The
As described above, in the present embodiment, since the guide member having the opening 11 as described above is provided, the liquid supplied from the
Further, since each
(第7の実施形態)
図11は、本発明の第7の実施形態の液体吐出ヘッドの構成と液体の流れを示す平面拡大図である。
図11に示す液体吐出ヘッド100は、第6の実施形態と同様に、排出口9は、少なくとも一対あり、供給口列9はその一対の排出口で挟まれている。本実施形態では、複数の排出口9が供給口列21を挟むよう一対の列を形成する。また、供給口列21の両側のそれぞれにガイド部材8が設けられている。各ガイド部材8は、供給口列21に沿って(本実施形態では、供給口列21とは平行に)延在し、記録素子6の側方に開口部11を有する。本実施形態では、各ガイド部材8の開口部11の流体抵抗値は等しい。排出口列9のそれぞれは、互いに異なる負圧で圧力室5に供給された液体を排出する。ここで、互いに異なる負圧は、不図示のポンプなどによって発生される。なお、他の構成は、第1の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
以上のように本実施形態では、第3の実施形態と同様に、開口部11を備えるガイド部材8を有するため、圧力室5内に液体を効率的に流入させることが可能になる。また、圧力室5内の増粘した液体を効率的に流出させることができるため、液体の吐出速度の低下や不吐出を抑制することが可能になり、その結果、記録される画像の画質の低下を抑制することが可能になる。
さらに供給口列21の両側に設けられている排出口9は、互いに異なる負圧によって液体を排出するため、負圧の大きい排出口列に近い側の開口部11から流出される液体の量が多くなる。このため、供給口2aから供給される液体の圧力室5内での速度がゼロになるよどみ点が、記録素子6が設けられている圧力室5の中心から負圧の大きい排出口列に近い側の開口部11の方にずれて現れる。この結果、記録素子6上に増粘した液体等が留まることがないため、液体を吐出口から安定して吐出することが可能になる。
(Seventh embodiment)
FIG. 11 is an enlarged plan view showing the configuration of the liquid ejection head and the flow of liquid according to the seventh embodiment of the present invention.
The
As described above, in the present embodiment, as in the third embodiment, since the
Further, since the
(第8の実施形態)
図12は、本発明の第8の実施形態の液体吐出ヘッドの構成と液体の流れを示す平面拡大図である。
図12に示す液体吐出ヘッド100は、第7の実施形態と同様に、開口部11が形成されたガイド部材8が供給口列21の両側に設けられている。複数の供給口2aは、開口面積の大きい第1の供給口2bと開口面積の小さい第2の供給口2cとを有する。供給口列21において、第1の供給口2bと第2の供給口2cとが交互に配置されている。第1の供給口2bと第2の供給口2cとの間には、圧力室5が設けられている。なお、他の構成は、第7の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
以上のように本実施形態では、第7の実施形態と同様に、開口部11を備えるガイド部材を有するため、圧力室5内に液体を効率的に流入させることが可能になる。また、圧力室5内の増粘した液体を効率的に流出させることができるため、液体の吐出速度の低下や不吐出を抑制することが可能になり、その結果、記録される画像の画質の低下を抑制することが可能になる。
また、開口面積の異なる第1の供給口2bと第2の供給口2cとから液体が供給されることによって、開口面積の大きい第1の供給口2bから、第2の供給口2cに比べて多量の液体が圧力室5内に流れ込む。このため、供給される液体の圧力室5内での速度がゼロになるよどみ点が、記録素子6が設けられている圧力室5の中心から開口面積の小さい供給口2c側にずれて現れる。この結果として、記録素子6上に増粘した液体等が留まることがないため、液体を吐出口から安定して吐出することができる。
(Eighth Embodiment)
FIG. 12 is an enlarged plan view showing the configuration of the liquid ejection head and the flow of liquid according to the eighth embodiment of the present invention.
In the
As described above, in the present embodiment, as with the seventh embodiment, since the guide member having the
Further, since the liquid is supplied from the
(第9の実施形態)
図13は、本発明の第1の実施形態の液体吐出ヘッドの平面図であり、供給口、吐出口、圧力室および排出口の位置関係を示す。図14は、液体吐出ヘッドの断面図である。具体的には、図14(a)は、図13のC−C線に沿った断面図であり、図14(b)は、図13のD−D線に沿った断面図である。
図14に示すように、液体吐出ヘッド100では、支持部材1に基板2が積層されている。基板2には、複数の共通液室4と複数の排出路12とが形成されている。基板2における支持部材1とは反対側の面には、図14(a)に示すように、複数の記録素子6が設けられている。また、基板2における支持部材1とは反対側の面には、図14(b)に示すように、複数の供給口2aと複数の排出口9が設けられている。
基板2における支持部材1とは反対側の面上には吐出口形成部材3が積層されている。吐出口形成部材3における基板2とは反対側の面は平坦であり、その平坦な表面には、図14(a)に示すように、複数の吐出口7が設けられている。図の例では、基板2に形成されている記録素子6と吐出口7とが互いに対向するように、吐出口形成部材3が基板2と接着されている。吐出口7の開口面積は、供給口2aの開口面積よりも小さい。
吐出口形成部材3における基板2との接着面には、複数の圧力室5と共通流路10とを構成する凹部が設けられ、基板2の表面に形成されている供給口2aおよび排出口9は、吐出口形成部材3の凹部と対向している。このため、供給口2aおよび排出口9は吐出口形成部材3によって塞がれてはいない。各圧力室5は、記録素子6と吐出口7との間に設けられ、吐出口7から吐出する液体を貯留する。共通流路10は、各供給口2aを、圧力室5を介して排出口9と連通する。供給口2aは、液体を共通液室4から圧力室5に供給し、排出口9は、圧力室5に供給された液体を、排出路12を介して液体吐出ヘッド100の外部に排出する。
図13に示すように平面的に見た場合、供給口2aは圧力室5と交互に並ぶ列である供給口列21を複数形成する。このとき、記録素子6および吐出口7は圧力室5を挟んで上下に配置されているため、供給口列21では、供給口2aが記録素子6および吐出口のそれぞれと交互に並んでいる。また、排出口9は圧力室5と交互に並ぶ列である排出口列91を複数形成する。このとき、記録素子6および吐出口7は圧力室5を挟んで上下に配置されているため、排出口列91では、排出口9が記録素子6および吐出口7のそれぞれと交互に並んでいる。供給口列21および排出口列91は、それらの列に垂直な方向に並んでおり、互いに隣接する供給口列21および排出口列91の間には、共通流路10が設けられている。なお、供給口2aと排出口9とは同じ形状で構成されているため、供給口2aと排出口9とは機能的に入れ替わってもよい。
以下、互いに共通流路10で連通された供給口列21および排出口列91に着目して説明する。供給口列21と排出口列91との間には、供給口列21に沿って(本実施形態では、供給口列21とは平行に)延在するガイド部材(以下、第1のガイド部材8aと称する)が設けられている。第1のガイド部材8aは、供給口列21内の記録素子6の側方に開口部11aを有する。また、排出口列91と供給口列21との間には、排出口列91に沿って(本実施形態では、排出口列91とは平行に)延在する排出側ガイド部材(以下、第2のガイド部材8bと称する)が設けられている。第2のガイド部材8bは、排出口列91内の記録素子6の側方に開口部11bを有する。
供給口列21の第1のガイド部材8aとは反対側の側方には、供給口列21に沿う(本実施形態では、供給口列21と平行に)圧力室壁5a1が設けられる。また、第1のガイド部材8aから供給口2aに向けて、第1のガイド部材8aと垂直な方向に延在する流路壁5b1が設けられる。流路壁5b1は、複数あり、複数の流路壁5b1のそれぞれは、各供給口2aの直上を通っている。
また、排出口列91の第2のガイド部材8bとは反対側の側方に、それらの列に沿う(本実施形態では、それらの列に平行な)排出側圧力室壁5a2が設けられている。また、第2のガイド部材8bから排出口列9に向けて、第2のガイド部材8bと垂直な方向に延在する排出側流路壁5b2が設けられる。また、排出側流路壁5b2は、複数あり、複数の排出側流路壁5b2のそれぞれは、各排出口9の直上を通っている。
(Ninth Embodiment)
FIG. 13 is a plan view of the liquid ejection head according to the first embodiment of the present invention, showing the positional relationship between the supply port, the ejection port, the pressure chamber, and the ejection port. FIG. 14 is a sectional view of the liquid ejection head. Specifically, FIG. 14A is a sectional view taken along the line CC of FIG. 13, and FIG. 14B is a sectional view taken along the line DD of FIG.
As shown in FIG. 14, in the
A discharge
The discharge
When seen in a plan view as shown in FIG. 13, the
Hereinafter, description will be made focusing on the
A pressure chamber wall 5a1 is provided along the supply port array 21 (in the present embodiment, parallel to the supply port array 21) on the side of the
Further, a discharge-side pressure chamber wall 5a2 is provided on the side of the
以上のように本実施形態では、第1の実施形態と同様に、液体吐出ヘッド100が排出口9を有しているため、増粘した液体を圧力室から流出させることが可能になる。したがって、液体の吐出速度の低下や不吐出を抑制することが可能になり、その結果、記録される画像の画質の低下を抑制することが可能になる。また、圧力室5と供給口2aとが供給口列21内で交互に配置されているため、圧力室5と供給口2aとの間の距離が短くなり、液体が圧力室5へ到達する時間を短縮することが可能になる。したがって、吐出周波数を高く設定しつつ、液体の増粘による画質の低下を抑制することが可能になる。
また、第1のガイド部材8aおよび第2のガイド部材8bが設けられているため、供給口2aから供給された液体が開口部11から排出口9へ向かって流れる。このため、液体が圧力室5を経由しやすくなり、開口部11に隣接している圧力室5内に液体を効率的に流入させることが可能になる。このため、供給口2aから圧力室5へ液体を再充填するリフィル速度を向上させることが可能になり、その結果、吐出周波数を高く設定することが可能になる。また、圧力室5内の増粘した液体を効率的に流出させることができるため、液体の吐出速度の低下や不吐出を抑制することが可能になり、その結果、記録される画像の画質の低下を抑制することが可能になる。
また、供給口列21および排出口列91のそれぞれに圧力室5が備わっているため、吐出口形成部材3に形成される吐出口7の数を増やすことができる。このため、吐出口7から多数の液体を一斉に吐出することが可能になるため、高精細な画像を形成することが可能になる。
また、圧力室壁5a1、排出側圧力室壁5a2、流路壁5b1および排出側流路壁5b2が設けられているため、互いに隣接する吐出口7の間で振動などを伝達しにくくすることができる。このため、互いに隣接する吐出口7間の干渉を抑制することが可能になる。
図15は、本発明の第9の実施形態の液体吐出ヘッドの変形例を示す平面図である。
図15に示す変形例では、吐出口7は、一定間隔で配置された列を複数形成する。互いに隣接する吐出口列は、その吐出口列と平行な方向に、互いに一定間隔の少なくとも1/4ずれて配置される。この場合、吐出口7の列のずれ幅に応じた解像度を実現することができる。
As described above, in the present embodiment, as in the first embodiment, since the
Further, since the
Further, since the
Further, since the pressure chamber wall 5a1, the discharge side pressure chamber wall 5a2, the flow path wall 5b1 and the discharge side flow path wall 5b2 are provided, it is possible to make it difficult to transmit vibration or the like between the
FIG. 15 is a plan view showing a modified example of the liquid ejection head according to the ninth embodiment of the present invention.
In the modification shown in FIG. 15, the
以上説明した各実施形態において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。
例えば、各実施形態や変形例の構成を、互いに矛盾しない範囲で組み合わせて使用することができる。一例を挙げると、図15で示したような吐出口列がずれて配置される構成を、図1で示した液体吐出ヘッド100に適用してもよい。
In each embodiment described above, the illustrated configuration is merely an example, and the present invention is not limited to the configuration.
For example, the configurations of the respective embodiments and modified examples can be used in combination within a range in which they do not contradict each other. As an example, the configuration in which the ejection port arrays are displaced from each other as shown in FIG. 15 may be applied to the
2a 供給口
5 圧力室
5a、5a1 圧力室壁
5a2 排出側圧力室壁
5b、5b1 流路壁
5b2 排出側流路壁
6 記録素子
7 吐出口
8 ガイド部材
8a 第1のガイド部材
8b 第2のガイド部材
9 排出口
11 開口部
21 供給口列
91 排出口列
Claims (18)
前記複数の供給口は、前記記録素子と交互に並ぶ供給口列を形成し、前記排出口は、前記供給口列の側方に配置され、
前記供給口は、前記記録素子と交互に並ぶ第1の領域と、前記第1の領域の前記排出口とは反対側に設けられた第2の領域とを有し、前記第2の領域の前記供給口列と平行な方向の長さは、前記第1の領域の前記供給口列と平行な方向の長さよりも長いことを特徴とする液体吐出ヘッド。 A plurality of ejection ports that eject liquid, a plurality of recording elements that face each ejection port and generate energy for ejecting the liquid from the opposing ejection ports, and are formed between each ejection port and each recording element And a plurality of pressure chambers for storing the liquid discharged from each discharge port, a plurality of supply ports for supplying the liquid to each pressure chamber, and a discharge port for discharging the liquid supplied to each pressure chamber,
The plurality of supply ports form a supply port array that is alternately arranged with the recording element, and the discharge port is arranged laterally of the supply port array ,
The supply port has first regions alternately arranged with the recording elements, and a second region provided on the opposite side of the first region from the discharge port. A liquid ejection head , wherein a length in a direction parallel to the supply port array is longer than a length of the first region in a direction parallel to the supply port array .
前記複数の供給口は、前記記録素子と交互に並ぶ供給口列を形成し、前記排出口は、前記供給口列の側方に配置され、The plurality of supply ports form a supply port array alternately arranged with the recording element, and the discharge port is arranged laterally of the supply port array,
前記複数の供給口は、開口面積が互いに異なる第1の供給口および第2の供給口を含み、The plurality of supply ports include a first supply port and a second supply port having different opening areas,
前記第1の供給口および前記第2の供給口が交互に配置されることを特徴とする液体吐出ヘッド。A liquid ejection head, wherein the first supply ports and the second supply ports are arranged alternately.
前記複数の供給口は、前記記録素子と交互に並ぶ供給口列を形成し、前記排出口は、前記供給口列の側方に配置され、
前記供給口列と前記排出口との間に前記供給口列に沿って延在し、前記記録素子の側方に開口部を有するガイド部材を備え、
前記供給口列の前記ガイド部材とは反対側の側方に前記供給口列に沿って延在する圧力室壁を備えることを特徴とする液体吐出ヘッド。 A plurality of ejection ports that eject liquid, a plurality of recording elements that face each ejection port and generate energy for ejecting the liquid from the opposing ejection ports, and are formed between each ejection port and each recording element And a plurality of pressure chambers for storing the liquid discharged from each discharge port, a plurality of supply ports for supplying the liquid to each pressure chamber, and a discharge port for discharging the liquid supplied to each pressure chamber,
The plurality of supply ports form a supply port array that is alternately arranged with the recording element, and the discharge port is arranged laterally of the supply port array,
A guide member extending along the supply port array between the supply port array and the discharge port, the guide member having an opening on a side of the recording element;
The supply port array and the guide member and the liquid discharge head further comprising a pressure chamber wall extending along said supply port array on the side opposite to the.
前記ガイド部材は、前記供給口列の両側のそれぞれに設けられる請求項4に記載の液体吐出ヘッド。 The supply port row is sandwiched by a pair of the discharge ports,
The liquid ejection head according to claim 4 , wherein the guide member is provided on each of both sides of the supply port array.
前記複数の供給口は、前記記録素子と交互に並ぶ供給口列を形成し、前記排出口は、前記供給口列の側方に配置され、
前記供給口列と前記排出口との間に前記供給口列に沿って延在し、前記記録素子の側方に開口部を有するガイド部材を備え、
前記供給口列は、一対の前記排出口で挟まれ、
前記ガイド部材は、前記供給口列の両側のそれぞれに設けられ、
前記供給口列の一方の側に設けられる前記ガイド部材の前記開口部と、前記供給口列の他方の側に設けられる前記ガイド部材の前記開口部は、流体抵抗が互いに異なることを特徴とする液体吐出ヘッド。 A plurality of ejection ports for ejecting liquid, a plurality of recording elements facing each ejection port and generating energy for ejecting the liquid from the opposing ejection ports, and formed between each ejection port and each recording element And a plurality of pressure chambers for storing the liquid discharged from each discharge port, a plurality of supply ports for supplying the liquid to each pressure chamber, and a discharge port for discharging the liquid supplied to each pressure chamber,
The plurality of supply ports form a supply port array that is alternately arranged with the recording element, and the discharge port is arranged laterally of the supply port array,
A guide member extending along the supply port array between the supply port array and the discharge port, the guide member having an opening on the side of the recording element;
The supply port row is sandwiched by a pair of the discharge ports,
The guide members are provided on both sides of the supply port row,
The opening of the guide member, wherein said opening of said guide member provided on one side of the supply port array, is provided on the other side of the supply port array is to characterized in that the fluid resistance different from each other liquid discharge head that.
前記複数の供給口は、前記記録素子と交互に並ぶ供給口列を形成し、前記排出口は、前記供給口列の側方に配置され、
前記供給口列と前記排出口との間に前記供給口列に沿って延在し、前記記録素子の側方に開口部を有するガイド部材を備え、
前記供給口列は、一対の前記排出口で挟まれ、
前記ガイド部材は、前記供給口列の両側のそれぞれに設けられ、
前記一対の排出口のそれぞれは、互いに異なる負圧で前記圧力室に供給された液体を排出することを特徴とする液体吐出ヘッド。 A plurality of ejection ports that eject liquid, a plurality of recording elements that face each ejection port and generate energy for ejecting the liquid from the opposing ejection ports, and are formed between each ejection port and each recording element And a plurality of pressure chambers for storing the liquid discharged from each discharge port, a plurality of supply ports for supplying the liquid to each pressure chamber, and a discharge port for discharging the liquid supplied to each pressure chamber,
The plurality of supply ports form a supply port array that is alternately arranged with the recording element, and the discharge port is disposed laterally of the supply port array,
A guide member extending along the supply port array between the supply port array and the discharge port, the guide member having an opening on the side of the recording element;
The supply port row is sandwiched by a pair of the discharge ports,
The guide members are provided on both sides of the supply port row,
The pair of the respective outlet, the liquid discharge head characterized in that for discharging the liquid supplied to the pressure chamber at different negative pressures.
前記複数の供給口は、前記記録素子と交互に並ぶ供給口列を形成し、前記排出口は、前記供給口列の側方に配置され、The plurality of supply ports form a supply port array alternately arranged with the recording element, and the discharge port is arranged laterally of the supply port array,
複数の前記排出口が他の前記記録素子と交互に並ぶ排出口列を形成し、前記排出口列と前記供給口列とは互いに沿って設けられることを特徴とする記載の液体吐出ヘッド。The liquid discharge head according to claim 1, wherein the plurality of discharge ports form a discharge port array that is alternately arranged with the other recording elements, and the discharge port array and the supply port array are provided along each other.
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