JP6856375B2 - Liquid injection head and liquid injection device - Google Patents
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Description
本発明は、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関する。 The present invention relates to a liquid injection head and a liquid injection device.
従来、記録紙等の被記録媒体に液滴状のインクを吐出して、被記録媒体に画像や文字を記録する装置として、インクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタがある。インクジェットヘッドは、例えば各色に対応する複数のヘッドモジュールがキャリッジに搭載されて構成されている。 Conventionally, there is an inkjet printer provided with an inkjet head as a device for ejecting droplet-shaped ink onto a recording medium such as recording paper and recording an image or characters on the recording medium. The inkjet head is configured by mounting a plurality of head modules corresponding to each color on a carriage, for example.
上述したヘッドモジュールは、インクを吐出するヘッドチップや、ヘッドチップにインクを供給するインク流路が形成されたマニホールド、ヘッドチップを駆動させる駆動基板がベース部材上に搭載されて構成されている(例えば、下記特許文献1)。
特許文献1において、ベース部材は、インクジェットヘッドの走査方向に延在する横ベースと、横ベースから立設された縦ベースと、を備えている。
ヘッドチップ及び駆動基板は、例えば縦ベースに支持されている。これにより、ヘッドチップや駆動基板で発生した熱が縦ベース等を通じて放熱されるようになっている。一方、マニホールドは、ベース部材上において、インクジェットヘッドの走査方向でヘッドチップを挟んで縦ベースとは反対側に配置されている。
The head module described above is configured by mounting a head chip that ejects ink, a manifold in which an ink flow path for supplying ink to the head chip is formed, and a drive substrate that drives the head chip on a base member (). For example, the following Patent Document 1).
In Patent Document 1, the base member includes a horizontal base extending in the scanning direction of the inkjet head and a vertical base erected from the horizontal base.
The head chip and drive board are supported, for example, on a vertical base. As a result, the heat generated in the head chip and the drive substrate is dissipated through the vertical base and the like. On the other hand, the manifold is arranged on the base member on the side opposite to the vertical base with the head chip sandwiched in the scanning direction of the inkjet head.
しかしながら、上述した従来技術にあっては、ヘッドチップに対して走査方向の両側にマニホールド及び駆動基板(縦ベース)が別々に配置されているため、インクジェットヘッドの走査方向における小型化を図る点で未だ改善の余地があった。 However, in the above-mentioned conventional technique, since the manifold and the drive substrate (vertical base) are separately arranged on both sides in the scanning direction with respect to the head chip, the inkjet head can be miniaturized in the scanning direction. There was still room for improvement.
本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、走査方向における小型化を図ることができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することである。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a liquid injection head and a liquid injection device capable of miniaturization in the scanning direction.
本発明の一態様に係る第1の液体噴射ヘッドは、第1方向に延びる噴射孔が前記第1方向に直交する第2方向に複数並設された噴射孔列を有する噴射孔プレートと、前記噴射孔プレートに対して前記第1方向の一方に配置され、前記噴射孔に各別に連通するチャネルを有するヘッドチップと、前記ヘッドチップに対して前記第1方向及び前記第2方向に直交する第3方向の一方に配置され、前記第3方向を向く第1面で前記ヘッドチップを支持するとともに、前記チャネルに連通する液体流路を有するマニホールドと、前記マニホールドの前記第1面で支持されるとともに、前記ヘッドチップに電気的に接続された駆動基板と、を備えている。前記ヘッドチップ、前記マニホールド及び前記駆動基板は、ヘッドモジュールを構成し、複数の前記ヘッドモジュールが前記第3方向に並んだ状態でベース部材に搭載され、前記ベース部材には、前記ベース部材を前記第1方向に貫通するとともに、前記ヘッドモジュールが挿入された取付開口部が形成され、前記ヘッドモジュールと前記ベース部材との間には、前記第2方向及び前記第3方向のうち、少なくとも何れかの方向で前記ヘッドモジュールと前記ベース部材とを付勢する、付勢部材が介在している。
本発明の一態様に係る第2の液体噴射ヘッドは、第1方向に延びる噴射孔が前記第1方向に直交する第2方向に複数並設された噴射孔列を有する噴射孔プレートと、前記噴射孔プレートに対して前記第1方向の一方に配置され、前記噴射孔に各別に連通するチャネルを有するヘッドチップと、前記ヘッドチップに対して前記第1方向及び前記第2方向に直交する第3方向の一方に配置され、前記第3方向を向く第1面で前記ヘッドチップを支持するとともに、前記チャネルに連通する液体流路を有するマニホールドと、前記マニホールドの前記第1面で支持されるとともに、前記ヘッドチップに電気的に接続された駆動基板と、を備えている。前記マニホールドは、第1流路板及び第2流路板が前記第3方向で重ね合わされて形成され、前記第1流路板と前記第2流路板との間に前記液体流路が画成され、前記第1流路板は、前記第2流路板よりも熱伝導性に優れた材料により形成されるとともに、前記第3方向の厚さが前記第2流路板よりも厚く形成され、前記第2流路板における前記第3方向の他方を向く面は、前記ヘッドチップ及び前記駆動基板が支持された前記第1面を構成している。
The first liquid injection head according to one aspect of the present invention includes an injection hole plate having a plurality of injection hole rows in which injection holes extending in the first direction are arranged side by side in a second direction orthogonal to the first direction. A head chip that is arranged in one of the first directions with respect to the injection hole plate and has a channel that communicates with the injection hole separately, and a second direction orthogonal to the first direction and the second direction with respect to the head chip. The head chip is supported by a first surface facing the third direction, which is arranged in one of the three directions, and is supported by a manifold having a liquid flow path communicating with the channel and the first surface of the manifold. In addition, a drive board electrically connected to the head chip is provided. The head chip, the manifold, and the drive board form a head module, and a plurality of the head modules are mounted on a base member in a state of being arranged in the third direction. The base member is mounted on the base member. A mounting opening into which the head module is inserted is formed while penetrating in the first direction, and at least one of the second direction and the third direction is formed between the head module and the base member. An urging member that urges the head module and the base member in the direction of
The second liquid injection head according to one aspect of the present invention includes an injection hole plate having a plurality of injection hole rows in which injection holes extending in the first direction are arranged side by side in the second direction orthogonal to the first direction. A head chip that is arranged in one of the first directions with respect to the injection hole plate and has a channel that communicates with the injection hole separately, and a second direction orthogonal to the first direction and the second direction with respect to the head chip. The head chip is supported by a first surface facing the third direction, which is arranged in one of the three directions, and is supported by a manifold having a liquid flow path communicating with the channel and the first surface of the manifold. In addition, a drive board electrically connected to the head chip is provided. The manifold is formed by superimposing a first flow path plate and a second flow path plate in the third direction, and the liquid flow path is defined between the first flow path plate and the second flow path plate. The first flow path plate is formed of a material having higher thermal conductivity than the second flow path plate, and the thickness in the third direction is thicker than that of the second flow path plate. The surface of the second flow path plate facing the other in the third direction constitutes the first surface on which the head chip and the drive substrate are supported.
この構成によれば、液体流路を有するマニホールドにヘッドチップ及び駆動基板が支持される。そのため、従来のようにヘッドチップに対して第3方向の一方にヘッドチップ及び駆動基板を支持する部材を配置し、ヘッドチップに対して第3方向の他方に液体流路を有する部材を別々に配置する構成に比べて液体噴射ヘッドの第3方向での小型化が可能になる。
また、ヘッドチップ及び駆動基板がマニホールドに支持されるので、ヘッドチップや駆動基板で発生した熱は、マニホールドを介して外部に放熱されることになる。これにより、ヘッドチップ及び駆動基板の放熱性能を確保できる。
さらに、液体流路を有するマニホールドにヘッドチップ及び駆動基板が支持されるので、ヘッドチップや駆動基板で発生してマニホールドに伝達された排熱を用いて液体流路を流れる液体を加熱することもできる。これにより、液体を所望の温度(粘度)でヘッドチップに供給することができ、優れた印字特性を得ることができる。
According to this configuration, the head chip and the drive substrate are supported by a manifold having a liquid flow path. Therefore, as in the conventional case, a member that supports the head chip and the drive substrate is arranged on one side in the third direction with respect to the head chip, and a member having a liquid flow path on the other side in the third direction with respect to the head chip is separately provided. The liquid injection head can be miniaturized in the third direction as compared with the arrangement.
Further, since the head chip and the drive board are supported by the manifold, the heat generated by the head chip and the drive board is dissipated to the outside through the manifold. As a result, the heat dissipation performance of the head chip and the drive substrate can be ensured.
Further, since the head chip and the drive substrate are supported by the manifold having the liquid flow path, the liquid flowing through the liquid flow path can be heated by using the exhaust heat generated in the head chip and the drive substrate and transmitted to the manifold. it can. As a result, the liquid can be supplied to the head chip at a desired temperature (viscosity), and excellent printing characteristics can be obtained.
特に、上記第1の液体噴射ヘッドによれば、ヘッドモジュールが複数搭載された場合であっても、小型の液体噴射ヘッドを提供できる。また、付勢部材が、第2方向及び第3方向のうち、少なくとも何れかの方向でヘッドモジュールとベース部材とを付勢しているので、ベース部材に対してヘッドモジュールを高精度に位置決めでき、組付性を向上させることができる。In particular, according to the first liquid injection head, it is possible to provide a small liquid injection head even when a plurality of head modules are mounted. Further, since the urging member urges the head module and the base member in at least one of the second direction and the third direction, the head module can be positioned with high accuracy with respect to the base member. , The assembling property can be improved.
また、特に、上記第2の液体噴射ヘッドによれば、第1流路板と第2流路板とを重ね合わせてマニホールドを形成することで、マニホールドを一体で形成する構成に比べてマニホールドに液体流路を簡単に形成できる。また、ヘッドチップ及び駆動基板が第2流路板Further, in particular, according to the second liquid injection head, by forming the manifold by superimposing the first flow path plate and the second flow path plate, the manifold can be formed as compared with the configuration in which the manifold is integrally formed. A liquid flow path can be easily formed. In addition, the head chip and drive board are the second flow path plate.
に支持されるので、ヘッドチップ及び駆動基板を支持するための耐力に関わらず、熱伝導性に優れた材料により第1流路板を形成できる。この場合、第2流路板の厚さが第1流路板に比べて薄く形成されることで、ヘッドチップや駆動基板で発生した熱が第2流路板を介して第1流路板に伝達され易くなる。これにより、ヘッドチップや駆動基板で発生した熱が、マニホールドを介して外部に効果的に放熱され、ヘッドチップ及び駆動基板の放熱性能を確保できる。Therefore, the first flow path plate can be formed of a material having excellent thermal conductivity regardless of the proof stress for supporting the head chip and the drive substrate. In this case, since the thickness of the second flow path plate is formed thinner than that of the first flow path plate, the heat generated in the head chip and the drive substrate is transferred to the first flow path plate via the second flow path plate. It becomes easy to be transmitted to. As a result, the heat generated in the head chip and the drive board is effectively dissipated to the outside through the manifold, and the heat dissipation performance of the head chip and the drive board can be ensured.
上記態様において、前記マニホールドに対して前記第1方向で前記噴射孔プレートとは反対側には、前記液体流路に接続されるとともに、前記液体流路に供給される液体の圧力変動を吸収するダンパが配設されていてもよい。In the above embodiment, on the side opposite to the injection hole plate in the first direction with respect to the manifold, the liquid flow path is connected and the pressure fluctuation of the liquid supplied to the liquid flow path is absorbed. A damper may be arranged.
上記態様によれば、マニホールドに対して第1方向で噴射孔プレートとは反対側にダンパが配置されているため、ダンパとマニホールドとが第3方向に並んで設けられる構成に比べて液体噴射ヘッドの第3方向での小型化を図ることができる。According to the above aspect, since the damper is arranged on the side opposite to the injection hole plate in the first direction with respect to the manifold, the liquid injection head is compared with the configuration in which the damper and the manifold are provided side by side in the third direction. It is possible to reduce the size in the third direction.
上記態様において、前記噴射孔プレートは、複数の前記ヘッドモジュールにおける前記ヘッドチップに対応して複数の前記噴射孔列を有するとともに、前記ベース部材のうち前記第1方向の他方を向くプレート配置面上に配置されていてもよい。
上記態様によれば、各ヘッドモジュールに対応する噴射孔列を有する噴射孔プレートをベース部材のプレート配置面上に配置することで、各ヘッドモジュールそれぞれに噴射孔プレートを取り付ける構成に比べて噴射孔の位置精度向上を図ることができる。
In the above aspect, the injection hole plate has a plurality of the injection hole rows corresponding to the head chips in the plurality of head modules, and is on a plate arrangement surface of the base member facing the other in the first direction. It may be arranged in.
According to the above aspect, by arranging the injection hole plate having the injection hole row corresponding to each head module on the plate arrangement surface of the base member, the injection hole is compared with the configuration in which the injection hole plate is attached to each head module. The position accuracy of the module can be improved.
上記態様において、前記ベース部材の前記プレート配置面と、前記噴射孔プレートのうち前記第1方向を向く前記ベース部材の前記プレート配置面との対向面と、の間には、スペーサが介在していてもよい。
上記態様によれば、噴射孔プレートとベース部材との間にスペーサが介在しているため、噴射孔プレートとベース部材との熱膨張係数の違いに起因して噴射孔プレートとベース部材とに作用する応力を緩和できる。これにより、噴射孔プレートがヘッドチップから剥離するのを抑制できる。
In the above aspect, a spacer is interposed between the plate arranging surface of the base member and the surface of the injection hole plate facing the plate arranging surface of the base member facing the first direction. You may.
According to the above aspect, since the spacer is interposed between the injection hole plate and the base member, it acts on the injection hole plate and the base member due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the injection hole plate and the base member. The stress can be relaxed. As a result, it is possible to prevent the injection hole plate from peeling off from the head tip.
上記態様において、前記スペーサは、軟質接着剤で前記ベース部材に接着され、前記噴射孔プレートは、前記軟質接着剤に比べて硬質な材料により形成された硬質接着剤で前記スペーサに接着されていてもよい。
上記態様によれば、スペーサとベース部材との熱膨張係数の違いに起因してスペーサとベース部材とに作用する応力を確実に緩和できる。これにより、噴射孔プレートがヘッドチップから剥離するのを抑制できる。
In the above embodiment, the spacer is adhered to the base member with a soft adhesive, and the injection hole plate is adhered to the spacer with a hard adhesive formed of a material harder than the soft adhesive. May be good.
According to the above aspect, the stress acting on the spacer and the base member due to the difference in the coefficient of thermal expansion between the spacer and the base member can be surely relaxed. As a result, it is possible to prevent the injection hole plate from peeling off from the head tip.
本発明の一態様に係る液体噴射装置は、上記態様に係る第1または第2の液体噴射ヘッドを備えている。
上記態様によれば、第3方向の小型化を図った上で、信頼性に優れた液体噴射装置を提供できる。
The liquid injection device according to one aspect of the present invention includes a first or second liquid injection head according to the above aspect.
According to the above aspect, it is possible to provide a highly reliable liquid injection device while reducing the size in the third direction.
本発明の一態様によれば、第3方向での小型化を図った上で、放熱性能を確保して信頼性に優れた液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供できる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a liquid injection head and a liquid injection device which ensure heat dissipation performance and are excellent in reliability while achieving miniaturization in the third direction.
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。以下の実施形態では、インク(液体)を利用して被記録媒体に記録を行うインクジェットプリンタ(以下、単にプリンタという)を例に挙げて説明する。なお、以下の説明に用いる図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiment, an inkjet printer (hereinafter, simply referred to as a printer) that records on a recording medium using ink (liquid) will be described as an example. In the drawings used in the following description, the scale of each member is appropriately changed in order to make each member recognizable.
[プリンタ]
図1はプリンタ1の概略構成図である。
図1に示すように、本実施形態のプリンタ1は、一対の搬送機構2,3と、インク供給機構4と、インクジェットヘッド5A,5Bと、走査機構6と、を備えている。なお、以下の説明では、必要に応じてX,Y,Zの直交座標系を用いて説明する。この場合、X方向(第2方向)は被記録媒体P(例えば、紙等)の搬送方向(副走査方向)に一致している。Y方向(第3方向)は走査機構6の走査方向(主走査方向)に一致している。Z方向(第1方向)は、X方向及びY方向に直交する高さ方向を示している。以下の説明では、X方向、Y方向及びZ方向のうち、図中矢印方向をプラス(+)方向とし、矢印とは反対の方向をマイナス(−)方向として説明する。
[Printer]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the printer 1.
As shown in FIG. 1, the printer 1 of the present embodiment includes a pair of
搬送機構2,3は、被記録媒体Pを+X方向に搬送する。具体的に、搬送機構2は、Y方向に延設されたグリットローラ11と、グリットローラ11に平行に延設されたピンチローラ12と、グリットローラ11を軸回転させるモータ等の駆動機構(不図示)と、を備えている。同様に、搬送機構3は、Y方向に延設されたグリットローラ13と、グリットローラ13に平行に延設されたピンチローラ14と、グリットローラ13を軸回転させる駆動機構(不図示)と、を備えている。
The
インク供給機構4は、インクが収容されたインクタンク15と、インクタンク15とインクジェットヘッド5A,5Bとを接続するインク配管16と、を備えている。
本実施形態において、インクタンク15は、X方向に複数並べられている。各インクタンク15には、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの四色のインクが各別に収容されている。
インク配管16は、例えば可撓性を有するフレキシブルホースである。インク配管16は、各インクタンク15と各インクジェットヘッド5A,5Bとの間を接続している。
The ink supply mechanism 4 includes an
In this embodiment, a plurality of
The
走査機構6は、インクジェットヘッド5A,5BをY方向に往復走査させる。具体的に、走査機構6は、Y方向に延設された一対のガイドレール21,22と、一対のガイドレール21,22に移動可能に支持されたキャリッジ23と、キャリッジ23をY方向に移動させる駆動機構24と、を備えている。
The scanning mechanism 6 reciprocates the inkjet heads 5A and 5B in the Y direction. Specifically, the scanning mechanism 6 moves the pair of
駆動機構24は、X方向におけるガイドレール21,22の間に配設されている。駆動機構24は、Y方向に間隔をあけて配設された一対のプーリ25,26と、一対のプーリ25,26間に巻回された無端ベルト27と、一方のプーリ25を回転駆動させる駆動モータ28と、を備えている。
The
キャリッジ23は、無端ベルト27に連結されている。キャリッジ23には、複数のインクジェットヘッド5A,5BがY方向に並んだ状態で搭載されている。各インクジェットヘッド5A,5Bは、一つのインクジェットヘッド5A,5Bにつき二色のインクを吐出可能に構成されている。したがって、本実施形態のプリンタ1では、各インクジェットヘッド5A,5Bそれぞれが互いに異なる二色のインクを吐出することで、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの四色のインクを吐出可能に構成されている。
The
<インクジェットヘッド>
図2は、インクジェットヘッド5Aの斜視図である。なお、インクジェットヘッド5A,5Bは、供給されるインクの色以外は何れも同等の構成である。そのため、以下の説明ではインクジェットヘッド5Aについて説明し、インクジェットヘッド5Bの説明を省略する。
図2に示すように、本実施形態のインクジェットヘッド5Aは、ヘッドモジュール30A〜30Dやダンパ31、ノズルプレート(噴射孔プレート)32、ノズルガード(噴射孔ガード)33等がベース部材38に搭載されて構成されている。なお、図2では、ヘッドモジュール30A〜30Dやダンパ31等を覆うカバー等の図示を省略している。
<Inkjet head>
FIG. 2 is a perspective view of the
As shown in FIG. 2, in the
(ベース部材)
図3は、インクジェットヘッド5Aの一部を取り外した状態を示す斜視図である。
図3に示すように、ベース部材38は、Z方向を厚さ方向とし、X方向を長手方向とする板状に形成されている。ベース部材38は、各ヘッドモジュール30A〜30Dを保持するモジュール保持部41と、ベース部材38をキャリッジ23(図1参照)に固定するためのキャリッジ固定部42と、を有している。なお、本実施形態において、ベース部材38は、金属材料により一体で形成されている。
(Base member)
FIG. 3 is a perspective view showing a state in which a part of the
As shown in FIG. 3, the
モジュール保持部41は、Z方向から見た平面視で枠状に形成されている。すなわち、モジュール保持部41のうちXY平面における中央部には、ベース部材38をZ方向に貫通する取付開口部44が形成されている。モジュール保持部41のうち、X方向の両側に位置する一対の短辺部45には、差込溝46がそれぞれ形成されている。本実施形態の差込溝46は、各短辺部45に形成された差込溝46のうち、X方向で対向する差込溝46同士を一組として、Y方向に間隔をあけて複数組(例えば、四組)形成されている。
The
各差込溝46は、短辺部45の内周面に対してX方向に窪むとともに、短辺部45をZ方向に貫通している。すなわち、差込溝46は、取付開口部44に連通している。X方向で対向する各組の差込溝46内には、ヘッドモジュール30A〜30Dがそれぞれ差込可能とされている。各組の差込溝46のうち、一方の差込溝46の内面には、他方の差込溝46に向けてヘッドモジュール30A〜30DをX方向の一方に付勢する第1付勢部材(不図示)が配設されている。本実施形態において、第1付勢部材は、板ばね状に形成されている。
Each
キャリッジ固定部42は、モジュール保持部41の+Z方向端部からXY平面に張り出している。キャリッジ固定部42には、ベース部材38をキャリッジ23(図1参照)に取り付けるための取付孔等が形成されている。
The
(ヘッドモジュール)
図2に示すように、ヘッドモジュール30A〜30Dは、インクタンク15(図1参照)から供給されるインクを被記録媒体Pに向けて吐出可能に構成されている。ヘッドモジュール30A〜30Dは、ベース部材38上にY方向に間隔をあけて複数搭載されている。本実施形態では、第1ヘッドモジュール30A、第2ヘッドモジュール30B、第3ヘッドモジュール30C及び第4ヘッドモジュール30Dの四つのヘッドモジュールがベース部材38上に搭載されている。
(Head module)
As shown in FIG. 2, the
本実施形態のインクジェットヘッド5Aでは、四つのヘッドモジュール30A〜30Dのうち、二つのヘッドモジュールで一色のインクを吐出するようになっている。具体的に、第1ヘッドモジュール30A及び第2ヘッドモジュール30Bが同色のインクを吐出可能に構成され、第3ヘッドモジュール30C及び第4ヘッドモジュール30Dが同色のインクを吐出可能に構成されている。なお、ベース部材38上に搭載されるヘッドモジュール30A〜30Dの数や、ヘッドモジュール30A〜30Dから吐出するインクの種類等は、適宜変更が可能である。また、各ヘッドモジュール30A〜30Dは、それぞれ対応する構成からなるため、以下の説明では第1ヘッドモジュール30Aを例にして説明する。
In the
図4は、第1ヘッドモジュール30Aの斜視図である。
図4に示すように、第1ヘッドモジュール30Aは、ヘッドチップ51と、マニホールド52と、駆動基板53と、を主に備えている。
FIG. 4 is a perspective view of the
As shown in FIG. 4, the
(ヘッドチップ)
図5は、ヘッドチップ51の分解斜視図である。
図5に示すように、ヘッドチップ51は、後述する吐出チャネル57における延在方向(Z方向)の端部からインクを吐出する、いわゆるエッジシュートタイプのものである。具体的に、ヘッドチップ51は、アクチュエータプレート55及びカバープレート56がY方向に重ね合わされて構成されている。
(Head tip)
FIG. 5 is an exploded perspective view of the
As shown in FIG. 5, the
アクチュエータプレート55は、分極方向が厚さ方向(Y方向)に沿って一方向に設定された、いわゆるモノポール基板である。なお、アクチュエータプレート55は、例えばPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)等からなるセラミックス基板が好適に用いられている。また、アクチュエータプレート55は、分極方向がY方向で異なる2枚の圧電基板を積層して形成しても構わない(いわゆる、シェブロンタイプ)。
The
アクチュエータプレート55のうち、+Y方向を向く面(以下、「表面」という)には、複数のチャネル57,58がX方向に間隔をあけて並設されている。各チャネル57,58は、それぞれZ方向に沿って直線状に形成されている。各チャネル57,58は、アクチュエータプレート55における−Z方向端面上で開口し、アクチュエータプレート55における+Z方向端部で終端している。なお、各チャネル57,58は、Z方向に対して傾いて延在していても構わない。
A plurality of
上述した複数のチャネル57,58は、インクが充填される吐出チャネル57、及びインクが充填されない非吐出チャネル58である。吐出チャネル57及び非吐出チャネル58は、X方向に交互に並んで配置されている。各チャネル57,58は、アクチュエータプレート55からなる駆動壁61によってそれぞれX方向に仕切られている。なお、チャネル57,58の内面には、図示しない駆動電極が形成されている。
The plurality of
カバープレート56は、Y方向から見た正面視で矩形状に形成されている。カバープレート56は、アクチュエータプレート55の+Z方向端部を突出させた状態で、アクチュエータプレート55の表面に接合されている。
The
カバープレート56は、+Y方向を向く面(以下、「表面」という)に形成された共通インク室62と、−Y方向を向く面(以下、「裏面」という)に形成された複数のスリット63と、を有している。
共通インク室62は、Z方向において、吐出チャネル57の+Z方向端部と同等の位置に形成されている。共通インク室62は、カバープレート56の表面から−Y方向に向けて窪むとともに、X方向に延設されている。共通インク室62には、上述したマニホールド52を通してインクが流入する。
スリット63は、共通インク室62のうち、吐出チャネル57とY方向で対向する位置に形成されている。スリット63は、共通インク室62内と各吐出チャネル57内とを各別に連通している。一方、非吐出チャネル58は、共通インク室62内には連通していない。
The
The
The
図4に示すように、上述したアクチュエータプレート55のうち、−Y方向を向く面(以下、「裏面」という)には、伝熱板65が取り付けられている。伝熱板65は、熱伝導性に優れた材料(例えば、アルミニウム等)により形成されている。伝熱板65は、アクチュエータプレート55の裏面において各チャネル57,58の全域を覆うように設けられている。なお、伝熱板65の大きさや位置は、適宜変更が可能である。
As shown in FIG. 4, the
(マニホールド)
図3に示すように、マニホールド52は、上述したヘッドチップ51に向けてインクが流通するインク流路71(図6参照)を有している。マニホールド52は、全体としてY方向を厚さ方向とする板状に形成されている。マニホールド52は、上述した差込溝46のうちX方向で対向する一組の差込溝46内に差し込まれることで、+Z方向に起立した状態でベース部材38に保持されている。図4に示すように、マニホールド52の−Z方向端部において、X方向の両端部には、第2付勢部材70が設けられている。第2付勢部材70は、差込溝46内において、差込溝46の内面とマニホールド52との間に介在して、第1ヘッドモジュール30Aを−Y方向に付勢する。本実施形態において、第2付勢部材70は、板ばね状に形成されている。
(Manifold)
As shown in FIG. 3, the manifold 52 has an ink flow path 71 (see FIG. 6) through which ink flows toward the
図6は、マニホールド52の分解斜視図である。
図6に示すように、マニホールド52は、流路部材72と、流路部材72にY方向で重ね合わされた流路カバー73と、を有している。
流路部材72は、熱伝導性に優れた材料により一体で形成されている。本実施形態において、流路部材72の材料には、金属材料(例えば、アルミニウム等)が好適に用いられている。
FIG. 6 is an exploded perspective view of the manifold 52.
As shown in FIG. 6, the manifold 52 has a
The
流路部材72は、流路板75と、流入ポート76と、を備えている。
流路板75は、Y方向を厚さ方向とする矩形板状に形成されている。流路板75のうち−Y方向を向く面には、インク流路71が形成されている。インク流路71は、+Y方向に窪む溝状に形成されている。具体的に、インク流路71は、蛇行部79と、連通部80と、を有している。
The
The
蛇行部79は、X方向に蛇行しながらZ方向に延在している。蛇行部79における+Z方向端部は、流入ポート76内に連通している。一方、蛇行部79における−Z方向端部は、流路板75におけるX方向の中央部において、連通部80に連通している。なお、蛇行部79の蛇行する向きは、蛇行部79と流入ポート76との連通部分、及び蛇行部79と連通部80との連通部分の間を結ぶ直線に対して長くなるように蛇行していれば適宜変更が可能である。例えば、蛇行部79は、Z方向に蛇行しながらX方向に延在する構成であっても構わない。
連通部80は、流路板75の−Z方向端部において、X方向に延在している。連通部80は、Y方向から見た正面視で上述した共通インク室62と同等の形状をなしている。
The meandering
The
第1ヘッドモジュール30Aでは、流入ポート76は、流路板75の+Z方向端面のうち、−X方向の端部に設けられている。流入ポート76は、流路板75から+Z方向に向けて突設された筒状に形成されている。流入ポート76の−Z方向端部は、上述した蛇行部79に連通している。
In the
流路カバー73は、Y方向から見た正面視で流路板75と同等の外形を有し、かつY方向の厚さが流路板75よりも薄い矩形板状に形成されている。流路カバー73は、流路板75のうち−Y方向を向く面に固定され、上述したインク流路71を−Y方向から閉塞している。流路カバー73のうち、Y方向から見て連通部80と重なり合う位置には、連通部80を開放させる連通孔82が形成されている。連通孔82は、Y方向から見た正面視で連通部80と同等の形状をなしている。
The flow path cover 73 has an outer shape equivalent to that of the
なお、本実施形態において、流路カバー73は、熱伝導性に優れ、かつ流路部材72に比べて耐力が高い金属材料(例えば、ステンレス等)により形成されている。また、本実施形態では、流路部材72のみに溝状のインク流路71を形成した場合について説明したが、この構成のみに限らず、少なくとも流路部材72及び流路カバー73のうち少なくとも一方にインク流路が形成され、流路部材72と流路カバー73との間にインク流路71が形成されていれば構わない。この場合、例えば流路部材72と流路カバー73のそれぞれに溝部を形成し、流路部材72及び流路カバー73の溝部を重ね合わせてインク流路を形成しても構わない。
本実施形態では、流路部材72と流路カバー73とが積層されてマニホールド52を形成する構成について説明したが、この構成のみに限らず、マニホールド52を一体で形成しても構わない。
In the present embodiment, the flow path cover 73 is made of a metal material (for example, stainless steel) which is excellent in thermal conductivity and has a higher yield strength than the
In the present embodiment, the configuration in which the
流路カバー73の−Y方向を向く面には、絶縁シート86が設けられている。絶縁シート86は、Y方向から見た正面視で枠状に形成されている。絶縁シート86は、流路カバー73の−Y方向を向く面において、連通孔82の周囲を取り囲んでいる。絶縁シート86は、流路カバー73における−Y方向を向く面に接着等により固定されている。なお、本実施形態において、絶縁シート86は、例えばポリイミドが好適に用いられている。但し、絶縁シート86の材料は、浮遊容量を十分に小さくすることができる特性(誘電率が低い材質や、僅かな空間距離で誘電率を低下させることができる材質等)や耐インク性(耐溶出性)を有し、かつ比較的軟質(ヤング率が小さい)な材料(例えば、樹脂材料やゴム材料)により形成されていれば適宜変更が可能である。
An insulating
ここで、図4、図6に示すように、上述したヘッドチップ51は、絶縁シート86を間に挟んで流路カバー73の−Y方向を向く面(第3方向を向く第1面)上に固定されている。具体的に、ヘッドチップ51は、カバープレート56の表面(マニホールド52との対向面)を絶縁シート86に向けた状態で絶縁シート86に接着等により固定されている。この際、カバープレート56の共通インク室62は、連通孔82を通して連通部80に連通している。これにより、インク流路71内を流通したインクがヘッドチップ51に供給される。なお、ヘッドチップ51は、マニホールド52に固定された状態において、マニホールド52に対して−Z方向に突出している。また、図4に示す例において、ヘッドチップ51におけるX方向の長さは、マニホールド52におけるX方向の長さに比べて短くなっている。
Here, as shown in FIGS. 4 and 6, the above-mentioned
図2に示すように、流路部材72(流路板75)のうち、+Y方向を向く面(第3方向を向く第2面)には、ヒータ85が配置されている。ヒータ85は、流路部材72を通じてインク流路71内を加熱することで、インク流路71内を流通するインクを所定の温度範囲内に保持(保温)する。
As shown in FIG. 2, the
図4に示すように、駆動基板53は、いわゆるフレキシブルプリント基板であって、ベースフィルム上に配線パターンや各種電子部品が実装されて構成されている。駆動基板53は、マニホールド52に支持されたモジュール制御部88と、モジュール制御部88とヘッドチップ51とを接続するチップ接続部89と、を有している。なお、駆動基板53は、少なくともチップ接続部89がフレキシブル基板により構成されていれば、モジュール制御部88にリジッド基板等を用いても構わない。
As shown in FIG. 4, the
モジュール制御部88は、Y方向から見た正面視で矩形状に形成されている。モジュール制御部88には、ドライバIC等の電子部品が実装されている。モジュール制御部88は、流路カバー73の−Y方向を向く面において、ヘッドチップ51に対して+Z方向に位置する部分にサポートプレート90を間に挟んでマニホールド52に固定されている。なお、サポートプレート90は、熱伝導性に優れた材料(例えば、金属材料)により形成されている。なお、サポートプレート90は、設けなくても構わない。すなわち、モジュール制御部88がマニホールド52に直接固定されている構成であっても構わない。
The
図2に示すように、駆動基板53は、モジュール制御部88から+Z方向に引き出された引出部91を介して外部接続基板92に電気的に接続されている。外部接続基板92は、プリンタ1に搭載されているメイン制御基板(不図示)から出力される各ヘッドモジュール30A〜30D(ドライバIC)への制御信号や駆動電圧を中継している。そして、駆動基板53は、外部接続基板92で中継された制御信号や駆動電圧に基づいてヘッドチップ51を駆動させる。
As shown in FIG. 2, the
図4に示すように、チップ接続部89は、流路カバー73に対してY方向に隙間をあけた状態で、モジュール制御部88から−Z方向に延設されている。チップ接続部89の−Z方向端部は、上述したアクチュエータプレート55の+Z方向端部に圧着等により固定されている。これにより、駆動基板53とヘッドチップ51の駆動電極とが電気的に接続される。
As shown in FIG. 4, the
駆動基板53は、モジュール制御部88の+X方向端部から引き出されたセンサ接続部93を備えている。センサ接続部93は、Y方向から見て上述した伝熱板65と重なり合う位置まで引き延ばされている。センサ接続部93の先端部には、吐出チャネル57内のインク温度を検出する温度センサ94(例えば、サーミスタ等)が実装されている。温度センサ94は、アクチュエータプレート55の裏面に伝熱板65を間に挟んで配設されている。
The
図3に示すように、第1ヘッドモジュール30Aは、上述したようにマニホールド52が差込溝46内に差し込まれた状態で、取付開口部44内に挿入されている。この際、第1ヘッドモジュール30Aは、ヘッドチップ51が−Y方向を向き、かつヘッドチップ51の−Z方向端面がベース部材38(モジュール保持部41)の−Z方向端面と面一になるようにベース部材38に保持されている。
As shown in FIG. 3, the
図2、図3に示すように、第2ヘッドモジュール30Bは、第1ヘッドモジュール30Aのマニホールド52が差し込まれた差込溝46に対して−Y方向で隣接する差込溝46内に差し込まれた状態で、取付開口部44に挿入されている。この際、第2ヘッドモジュール30Bは、ヘッドチップ51が第1ヘッドモジュール30Aのヘッドチップ51をY方向で対向させた状態で、ベース部材38に保持されている。また、第1ヘッドモジュール30A及び第2ヘッドモジュール30Bの流入ポート76は、X方向で同等の位置に配置されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
なお、第2ヘッドモジュール30Bのヘッドチップ51は、第1ヘッドモジュール30Aのヘッドチップ51に対して吐出チャネル57の配列ピッチが半ピッチずれて(千鳥状)配列されている。これにより、第1ヘッドモジュール30A及び第2ヘッドモジュール30Bのヘッドチップ51が協働して一色のインクを吐出することで、被記録媒体Pに記録される文字や画像の高密度記録化が可能になっている。なお、第1ヘッドモジュール30A及び第2ヘッドモジュール30Bにおいて、ヘッドチップ51の吐出チャネル57の配列ピッチは、適宜変更が可能である。
The
また、図2に示すように、第3ヘッドモジュール30C及び第4ヘッドモジュール30Dは、それぞれのヘッドチップ51を向い合わせた状態で、上述した第1ヘッドモジュール30Aや第2ヘッドモジュール30Bと同様の方法によりベース部材38に保持されている。なお、各ヘッドモジュール30A〜30Dは、ベース部材38から+Z方向に立設された図示しないステーを介してベース部材38に固定される。なお、第3ヘッドモジュール30C及び第4ヘッドモジュール30Dの流入ポート76は、第1ヘッドモジュール30A及び第2ヘッドモジュール30Bの流入ポート76に対してX方向の反対側(流路板75における+X方向の端部)に位置している。
Further, as shown in FIG. 2, the third head module 30C and the
(ダンパ)
ダンパ31は、ヘッドモジュール30A〜30Dに対して+Z方向に、インクの色に対応して設けられている。すなわち、本実施形態のダンパ31は、二つのヘッドモジュール(例えば、ヘッドモジュール30A,30B)につき、一つ設けられている。各ダンパ31は、Y方向に並んで設けられている。なお、各ダンパ31は、供給されるインクの色以外は何れも同等の構成である。そのため、以下の説明では、一方のダンパ31(ヘッドモジュール30A,30B用のダンパ)について説明し、他方のダンパ31の説明を省略する。
(damper)
The
ダンパ31は、ベース部材38に固定された図示しないステーを介してヘッドモジュール30A,30Bに対して+Z方向に取り付けられている。ダンパ31は、入口ポート100と、圧力緩衝部101と、出口ポート102と、を有している。なお、ダンパ31は、インクジェットヘッド5Aとは別に設けても構わない。
The
入口ポート100は、圧力緩衝部101から+Z方向に突設された筒状に形成されている。入口ポート100には、上述したインク配管16(図1参照)が接続される。入口ポート100は、インクタンク15内のインクがインク配管16内を通して流入する。
圧力緩衝部101は、箱型に形成されている。圧力緩衝部101は、その内部に可動膜等が収納されて構成されている。圧力緩衝部101は、インクタンク15(図1)とヘッドモジュール30A,30Bとの間に配置されて、入口ポート100を通してダンパ31に供給されるインクの圧力変動を吸収する。
出口ポート102は、圧力緩衝部101から−X方向に突設された筒状に形成されている。出口ポート102内には、圧力緩衝部101内から排出されたインクが流入する。
The
The
The
出口ポート102には、フィルタユニット110が接続されている。フィルタユニット110は、その内部に図示しないフィルタが収納されている。フィルタユニット110は、ダンパ31から排出されたインク中に含まれる気泡や異物等をフィルタによって除去する。フィルタユニット110は、ダンパ31から排出されたインクを二又に分岐させる分岐部111,112を有している。一方の分岐部111は、接続チューブ113を介して第1ヘッドモジュール30Aの流入ポート76に接続されている。他方の分岐部112は、接続チューブ114を介して第2ヘッドモジュール30Bの流入ポート76に接続されている。なお、フィルタユニット110は、図示しないステーを介してベース部材38に固定されている。また、Y方向で対向する各ダンパ31同士の間には、上述した外部接続基板92が配置されている。
A
図7は、ベース部材38、ノズルプレート32及びノズルガード33の分解斜視図である。
図7に示すように、上述したベース部材38のうち、モジュール保持部41の−Z方向端面(プレート配置面)には、スペーサ120が固定されている。スペーサ120は、ポリイミドやSUS等により形成されている。スペーサ120は、モジュール保持部41の−Z方向端面に軟質接着剤を用いて接着されている。なお、軟質接着剤としては、シリコーン系接着剤(例えば、スリーボンド社製:1211)等が好適に用いられている。
FIG. 7 is an exploded perspective view of the
As shown in FIG. 7, of the above-mentioned
スペーサ120は、モジュール保持部41の−Z方向端面を−Z方向から覆っている。スペーサ120のうち、Z方向から見て各ヘッドモジュール30A〜30Dのヘッドチップ51に重なり合う位置には、ヘッドチップ51を−Z方向に露出させるスペーサ開口部121が形成されている。本実施形態において、スペーサ開口部121は、ヘッドチップ51を各色ごとに(例えば、第1ヘッドモジュール30A及び第2ヘッドモジュール30Bのヘッドチップ51)まとめて露出させている。なお、スペーサ開口部121は、各ヘッドモジュール30A〜30Dのヘッドチップ51をまとめて露出させてもよく、各ヘッドチップ51をそれぞれ露出させても構わない。
The
(ノズルプレート)
上述したノズルプレート32は、ポリイミド等の樹脂材料により形成されている。ノズルプレート32は、その+Z方向端面(ベース部材38との対向面)が上述したスペーサ120やヘッドチップ51の−Z方向端面に硬質接着剤により固定されている。硬質接着剤は、上述した軟質接着剤に比べて例えばショア硬度で硬質な材料により形成されている。このような材料としては、エポキシ系接着剤(例えば、エイブルスティック社製:931−1T1N1)等が好適に用いられている。なお、ノズルプレート32は、軟質接着剤を用いてベース部材38に直接接着しても構わない。
(Nozzle plate)
The
図2、図7に示すように、ノズルプレート32は、各ヘッドモジュール30A〜30Dのヘッドチップ51を−Z方向からまとめて覆っている。ノズルプレート32には、X方向に延びる複数のノズル列(第1ノズル列130A〜第4ノズル列130D)がY方向に間隔をあけて形成されている。
各ノズル列(噴射孔列)130A〜130Dは、ノズルプレート32のうち、対応するヘッドモジュール30A〜30Dのヘッドチップ51にZ方向で対向する位置にそれぞれ形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 7, the
The nozzle rows (injection hole rows) 130A to 130D are formed at positions of the
図8は、インクジェットヘッド5Aを−Z方向から見た部分底面図である。
図8に示すように、各ノズル列130A〜130Dは、ノズルプレート32をZ方向に貫通するノズル孔(第1ノズル孔131A〜第4ノズル孔131D)を有している。例えば、第1ノズル孔(噴射孔)131Aは、ノズルプレート32のうち、第1ヘッドモジュール30Aにおけるヘッドチップ51の吐出チャネル57にZ方向で対向する位置に各別に形成されている。すなわち、複数の第1ノズル孔131AがX方向に間隔をあけて直線状に形成されることで、第1ノズル列130Aを構成している。
なお、第2ノズル孔131B、第3ノズル孔131C及び第4ノズル孔131Dは、上述した第1ノズル孔131Aと同様に、ノズルプレート32のうち、対応するヘッドモジュール30B〜30Dにおけるヘッドチップ51の吐出チャネル57にZ方向で対向する位置に各別に形成されている。
FIG. 8 is a partial bottom view of the
As shown in FIG. 8, each
The
図7に示すように、ノズルプレート32のうち、Y方向で第2ノズル列130Bと第3ノズル列130Cとの間に位置する部分には、ノズルプレート32をZ方向に貫通するスリット135が形成されている。本実施形態において、スリット135は、Y方向に間隔をあけて2列形成されている。スリット135は、X方向に沿ってノズル列130A〜130Dと平行に延在している。また、スリット135のX方向における長さは、ノズル列130A〜130Dよりも長くなっている。但し、スリット135の長さは、ノズルプレート32のX方向の長さよりも短ければ適宜変更が可能である。また、スリット135の数は、二列に限らず適宜変更が可能である。
As shown in FIG. 7, a
なお、ノズルプレート32は、樹脂材料に限らず、金属材料(ステンレス等)で形成してもよく、樹脂材料と金属材料の積層構造としても構わない。但し、ノズルプレート32は、スペーサ120と同等の熱膨張係数を有する材料であることが好ましい。また、ノズルプレート32の−Z方向端面には、撥液処理が施されている。本実施形態では、一枚のノズルプレート32が各ヘッドモジュール30A〜30Dをまとめて覆う構成について説明したが、この構成のみに限らず、複数枚のノズルプレート32で各ヘッドモジュール30A〜30Dを個別に覆う構成でも構わない。なお、ノズルプレート32は、撥液処理が施されていなくても構わない。
The
(ノズルガード)
ノズルガード33は、例えばステンレス等の板材にプレス加工が施されて形成されている。ノズルガード33は、ノズルプレート32やスペーサ120を間に挟んだ状態で、モジュール保持部41を−Z方向から覆っている。
(Nozzle guard)
The
ノズルガード33のうち、上述したノズル列130A〜130DにZ方向で対向する位置には、ノズル列130A〜130Dを外部に露出させる露出孔141が形成されている。露出孔141は、ノズルガード33をZ方向に貫通するとともに、X方向に延在するスリット状に形成されている。本実施形態の露出孔141は、同色のインクを吐出するノズル列130A〜130Dに対応してY方向に間隔をあけて2列形成されている。すなわち、一方の露出孔141は、第1ノズル列130A及び第2ノズル列130Bを外部に露出させている。また、他方の露出孔141は、第3ノズル列130C及び第4ノズル列130Dを外部に露出させている。
An exposed
図8に示すように、ノズルガード33は、上述したスペーサ120に接着等により固定されている。具体的に、ノズルガード33は、スペーサ120のうち、Z方向から見た平面視でノズルプレート32よりも外側に位置する部分に接着されている(以下、「第1接着領域150」という)。第1接着領域150は、ノズルプレート32の周囲を全周に亘って取り囲む枠状に設定されている。なお、第1接着領域150は、少なくともノズルプレート32の外側でスペーサ120に接着されていれば、ノズルプレート32の外周縁に接着されていても構わない。
As shown in FIG. 8, the
また、ノズルガード33は、スペーサ120のうち、ノズルプレート32の上述したスリット135を通して露出した部分に接着されている(以下、「第2接着領域151」という)。すなわち、第2接着領域151は、X方向に沿ってノズル列130A〜130Dと平行に延在している。これにより、第2接着領域151は、各ノズル列130A〜130Dのうち、異色のノズル列間(第2ノズル列130B及び第3ノズル列130C間)を仕切っている。
Further, the
[プリンタの動作方法]
次に、上述したプリンタ1を利用して、被記録媒体Pに情報を記録する方法について説明する。
図1に示すように、プリンタ1を作動させると、搬送機構2,3のグリットローラ11,13が回転することで、これらグリットローラ11,13及びピンチローラ12,14間を被記録媒体Pが+X方向に搬送される。また、これと同時に駆動モータ28がプーリ26を回転させて無端ベルト27を走行させる。これにより、キャリッジ23がガイドレール21,22にガイドされながらY方向に往復移動する。
この間に、各インクジェットヘッド5A,5Bにおいて、ヘッドチップ51の駆動電極に駆動電圧を印加する。これにより、駆動壁61に厚みすべり変形を生じさせ、吐出チャネル57内に充填されたインクに圧力波を発生させる。この圧力波により、吐出チャネル57の内圧が高まり、インクがノズル孔131A〜131Dを通して吐出される。そして、インクが被記録媒体P上に着弾することで、各種情報が被記録媒体P上に記録される。
[How the printer works]
Next, a method of recording information on the recording medium P by using the printer 1 described above will be described.
As shown in FIG. 1, when the printer 1 is operated, the
During this time, a drive voltage is applied to the drive electrodes of the
ここで、本実施形態では、例えば第1ヘッドモジュール30Aにおいて、インク流路71を有するマニホールド52にヘッドチップ51及び駆動基板53が支持された構成とした。
この構成によれば、ヘッドチップ51及び駆動基板53を支持する部材と、インク流路71と、がヘッドチップ51に対してY方向の一方に配置されたマニホールド52に一体化されている。これにより、従来のようにヘッドチップに対してY方向の一方にヘッドチップ及び駆動基板を支持する部材を配置し、ヘッドチップに対してY方向の他方にインク流路を有する部材を別々に配置する構成に比べて第1ヘッドモジュール30AのY方向(主走査方向)での小型化を図ることができる。これにより、インクジェットヘッド5AのY方向での小型化が可能になる。
また、ヘッドチップ51や駆動基板53で発生した熱は、マニホールド52を介して外部に放熱されることになる。これにより、ヘッドチップ51及び駆動基板53の放熱性能を確保できる。
さらに、インク流路71を有するマニホールド52にヘッドチップ51及び駆動基板53が支持されているので、ヘッドチップ51や駆動基板53で発生してマニホールド52に伝達された排熱を用いてインク流路71を流れるインクを加熱(保温)することもできる。これにより、インクを所望の温度(粘度)でヘッドチップ51に供給することができ、優れた印字特性を得ることができる。
しかも、本実施形態では、ヘッドモジュール30A〜30DのY方向での小型化が可能になるので、各ヘッドチップ51それぞれにマニホールド52を設けることができる。そのため、高密度記録化を図るために、一つのヘッドモジュール30A〜30Dに複数のヘッドチップ51を搭載する構成に比べて各ヘッドチップ51の放熱性能を確保できる。
また、ヘッドモジュール30A〜30DのY方向での小型化を図ることができるので、小型のインクジェットヘッド5A,5Bを提供できる。
Here, in the present embodiment, for example, in the
According to this configuration, the member supporting the
Further, the heat generated in the
Further, since the
Moreover, in the present embodiment, since the
Further, since the
本実施形態では、マニホールド52に対して+Z方向にダンパ31が配置されているため、ダンパ31とマニホールド52とがY方向に並んで設けられる構成に比べてインクジェットヘッド5AのY方向での小型化を図ることができる。
In the present embodiment, since the
本実施形態では、インク流路71が蛇行して延在しているため、ヘッドチップ51や駆動基板53の排熱を、インク流路71内のインクに効果的に伝達することができる。これにより、インクを所望の温度(粘度)でヘッドチップ51に供給することができ、優れた印字特性を得ることができる。
In the present embodiment, since the
本実施形態では、マニホールド52のうち+Y方向を向く面(駆動基板53を支持する面とは反対側の面)にヒータ85が配設されている構成とした。
この構成によれば、インク流路71内を流通するインクが、ヘッドチップ51や駆動基板53の排熱に加え、ヒータ85によっても加熱できるので、インクを所望の温度で確実にヘッドチップ51に供給できる。
In the present embodiment, the
According to this configuration, the ink circulating in the
本実施形態では、ヘッドチップ51とマニホールド52との間に絶縁シート86が介在しているため、ヘッドチップ51とマニホールド52との間の浮遊容量を低減できる。これにより、ヘッドチップ51を駆動したときに発生する電気的ノイズを抑えることができ、インクジェットヘッド5Aの動作信頼性を確保できる。
また、絶縁シート86にポリイミド等の耐インク性を有する材料を用いることで、絶縁シート86がインクによって溶出するのを抑制し、吐出不良を抑制できる。
さらに、絶縁シート86にポリイミド等の軟質な材料を用いることで、ヘッドチップ51とマニホールド52との熱膨張係数の違いに起因してヘッドチップ51とマニホールド52とに作用する応力を緩和できる。これにより、例えばヘッドチップ51の割れや、ヘッドチップ51がマニホールド52から剥離するのを抑制できる。
In the present embodiment, since the insulating
Further, by using a material having ink resistance such as polyimide for the insulating
Further, by using a soft material such as polyimide for the insulating
本実施形態では、各ヘッドモジュール30A〜30Dに対応するノズル列130A〜130Dを有するノズルプレート32がベース部材38の−Z方向端面上に配置されている構成とした。
この構成によれば、各ヘッドモジュール30A〜30Dそれぞれにノズルプレート32を取り付ける構成に比べてノズル孔131A〜131Dの位置精度向上を図ることができる。
In the present embodiment, the
According to this configuration, the positional accuracy of the nozzle holes 131A to 131D can be improved as compared with the configuration in which the
本実施形態では、ノズルプレート32とベース部材38との間にスペーサ120が介在しているため、ノズルプレート32とベース部材38との熱膨張係数の違いに起因してノズルプレート32とベース部材38とに作用する応力を緩和できる。
さらに、本実施形態では、スペーサ120が軟質接着剤によりベース部材38に接着されているので、スペーサ120とベース部材38との熱膨張係数の違いに起因してスペーサ120とベース部材38とに作用する応力を確実に緩和できる。
これにより、ノズルプレート32がヘッドチップ51から剥離するのを抑制できる。
In the present embodiment, since the
Further, in the present embodiment, since the
As a result, it is possible to prevent the
本実施形態では、ノズルガード33とスペーサ120との第1接着領域150がノズルプレート32の周囲を取り囲むように配置されている構成とした。
この構成によれば、ノズルプレート32やノズルガード33の−Z方向端面上に付着したインクがノズルプレート32とノズルガード33との隙間を通ってインクジェットヘッド5A内に進入しようとした場合に、第1接着領域150でインクを塞き止めることができる。これにより、インクがインクジェットヘッド5Aの内部に進入するのを抑制できる。
In the present embodiment, the
According to this configuration, when the ink adhering to the end faces of the
本実施形態では、ノズルガード33とスペーサ120との第2接着領域151が各ノズル列130A〜130Dのうち、異色のインクが吐出されるノズル列130B,130C同士の間に配置されている構成とした。
この構成によれば、ノズルプレート32の−Z方向端面上等に付着した異色のインクが、第2接着領域151で遮られることになる。これにより、異色のインクが混じり合ってインクジェットヘッド5Aの外部に漏れるのを抑制できる。
In the present embodiment, the
According to this configuration, the different color ink adhering to the end face in the −Z direction of the
本実施形態では、ベース部材38とヘッドモジュール30A〜30Dとの間に、ベース部材38とヘッドモジュール30A〜30DとをX方向及びY方向の一方に付勢する第1付勢部材及び第2付勢部材70が介在する構成とした。
この構成によれば、ヘッドモジュール30A〜30DがX方向及びY方向の一方に押さえ付けられた状態で、ベース部材38に保持される。そのため、ベース部材38に対してヘッドモジュール30A〜30Dを高精度に位置決めできる。これにより、その後、ステー等を介してヘッドモジュール30A〜30Dをベース部材38に固定する際の、組付性を向上させることができる。
In the present embodiment, between the
According to this configuration, the
本実施形態では、アクチュエータプレート55の裏面に温度センサ94が配置されているので、アクチュエータプレート55から離間した位置に温度センサ94を配置する場合に比べて吐出チャネル57のインク温度を正確に検出できる。
特に、本実施形態では、温度センサ94とアクチュエータプレート55との間に、各チャネル57,58の全域を覆うように伝熱板65が設けられている。そのため、全吐出チャネル57での平均的なインク温度を検出できる。
In the present embodiment, since the
In particular, in the present embodiment, a
本実施形態では、流路部材72と流路カバー73とを重ね合わせてマニホールド52を形成することで、マニホールド52を一体で形成する構成に比べてマニホールド52にインク流路71を簡単に形成できる。
In the present embodiment, by forming the manifold 52 by superimposing the
本実施形態では、ヘッドチップ51及び駆動基板53が流路カバー73に支持されるので、ヘッドチップ51及び駆動基板53を支持するための耐力に関わらず、熱伝導性に優れた材料により流路部材72を形成できる。この場合、流路カバー73の厚さが流路部材72に比べて薄く形成されることで、ヘッドチップ51や駆動基板53で発生した熱が流路カバー73を介して流路部材72に伝達され易くなる。これにより、ヘッドチップ51や駆動基板53で発生した熱が、マニホールド52を介して外部に効果的に放熱され、ヘッドチップ51及び駆動基板53の放熱性能を確保できる。
In the present embodiment, since the
そして、本実施形態のプリンタ1は、上述したインクジェットヘッド5Aを備えているため、Y方向の小型化を図った上で、信頼性に優れたプリンタ1を提供できる。
Since the printer 1 of the present embodiment includes the
なお、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば、上述した実施形態では、液体噴射装置の一例として、インクジェットプリンタ1を例に挙げて説明したが、プリンタに限られるものではない。例えば、ファックスやオンデマンド印刷機等であっても構わない。 For example, in the above-described embodiment, the inkjet printer 1 has been described as an example of the liquid injection device, but the present invention is not limited to the printer. For example, it may be a fax machine, an on-demand printing machine, or the like.
上述した実施形態では、ベース部材38上にヘッドモジュール30A〜30Dが四つ搭載された構成について説明したが、この構成のみに限られない。ベース部材38に搭載するヘッドモジュールの数は、一つでも複数でも構わない。
上述した実施形態では、二つのヘッドモジュールで一色のインクを吐出する構成について説明したが、この構成のみに限らず、3つ以上の複数のヘッドモジュールで一色のインクを吐出してもよく、一つのヘッドモジュールで一色のインクを吐出してもよい。
In the above-described embodiment, the configuration in which four
In the above-described embodiment, the configuration in which one color ink is ejected by two head modules has been described, but the present invention is not limited to this configuration, and one color ink may be ejected by three or more head modules. One head module may eject one color of ink.
上述した実施形態では、エッジシュートのヘッドチップについて説明したが、これに限られない。例えば、吐出チャネルにおける延在方向の中央部からインクを吐出する、いわゆるサイドシュートタイプのヘッドチップに本発明を適用しても構わない。
また、インクに加わる圧力の方向と、インク滴の吐出方向と、を同一方向とした、いわゆるルーフシュートタイプのヘッドチップに本発明を適用しても構わない。
In the above-described embodiment, the head tip of the edge chute has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the present invention may be applied to a so-called side shoot type head tip that ejects ink from the central portion of the ejection channel in the extending direction.
Further, the present invention may be applied to a so-called roof chute type head chip in which the direction of pressure applied to ink and the direction of ejection of ink droplets are the same.
上述した実施形態では、ヘッドチップ51及び駆動基板53のそれぞれが流路カバー73における−Y方向を向く面に支持された構成について説明したが、この構成のみに限らず、マニホールド52におけるY方向を向く面にヘッドチップ51及び駆動基板53が支持されていれば構わない。例えばマニホールド52における−Y方向を向く面が流路部材72及び流路カバー73で構成されている場合において、ヘッドチップ51及び駆動基板53の何れか一方が流路部材72に支持され、他方が流路カバー73に支持される構成であっても構わない。
In the above-described embodiment, the configuration in which the
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した各変形例を適宜組み合わせても構わない。 In addition, it is possible to replace the constituent elements in the above-described embodiments with well-known constituent elements as appropriate without departing from the spirit of the present invention, and the above-mentioned modifications may be appropriately combined.
1…インクジェットプリンタ(液体噴射装置)
5A,5B…インクジェットヘッド(液体噴射ヘッド)
30A…第1ヘッドモジュール(ヘッドモジュール)
30B…第2ヘッドモジュール(ヘッドモジュール、第1ヘッドモジュール)
30C…第3ヘッドモジュール(ヘッドモジュール、第2ヘッドモジュール)
30D…第4ヘッドモジュール(ヘッドモジュール)
31…ダンパ
32…ノズルプレート(噴射孔プレート)
33…ノズルガード(噴射孔ガード)
38…ベース部材
44…取付開口部
51…ヘッドチップ
52…マニホールド
53…駆動基板
57…吐出チャネル
70…第2付勢部材(付勢部材)
71…インク流路
72…流路部材(第1流路板)
73…流路カバー(第2流路板)
79…蛇行部
85…ヒータ
86…絶縁シート
120…スペーサ
130A…第1ノズル列(噴射孔列)
130B…第2ノズル列(噴射孔列)
130C…第3ノズル列(噴射孔列)
130D…第4ノズル列(噴射孔列)
131A…第1ノズル孔(噴射孔)
131B…第2ノズル孔(噴射孔)
131C…第3ノズル孔(噴射孔)
131D…第4ノズル孔(噴射孔)
141…露出孔
150…第1接着領域(接着部分)
1 ... Inkjet printer (liquid injection device)
5A, 5B ... Inkjet head (liquid injection head)
30A ... 1st head module (head module)
30B ... 2nd head module (head module, 1st head module)
30C ... 3rd head module (head module, 2nd head module)
30D ... 4th head module (head module)
31 ...
33 ... Nozzle guard (injection hole guard)
38 ...
71 ...
73 ... Flow path cover (second flow path plate)
79 ... Meandering
130B ... 2nd nozzle row (injection hole row)
130C ... Third nozzle row (injection hole row)
130D ... 4th nozzle row (injection hole row)
131A ... 1st nozzle hole (injection hole)
131B ... 2nd nozzle hole (injection hole)
131C ... Third nozzle hole (injection hole)
131D ... 4th nozzle hole (injection hole)
141 ...
Claims (10)
前記噴射孔プレートに対して前記第1方向の一方に配置され、前記噴射孔に各別に連通するチャネルを有するヘッドチップと、
前記ヘッドチップに対して前記第1方向及び前記第2方向に直交する第3方向の一方に配置され、前記第3方向を向く第1面で前記ヘッドチップを支持するとともに、前記チャネルに連通する液体流路を有するマニホールドと、
前記マニホールドの前記第1面で支持されるとともに、前記ヘッドチップに電気的に接続された駆動基板と、
を備え、
前記ヘッドチップ、前記マニホールド及び前記駆動基板は、ヘッドモジュールを構成し、
複数の前記ヘッドモジュールが前記第3方向に並んだ状態でベース部材に搭載され、
前記ベース部材には、前記ベース部材を前記第1方向に貫通するとともに、前記ヘッドモジュールが挿入された取付開口部が形成され、
前記ヘッドモジュールと前記ベース部材との間には、前記第2方向及び前記第3方向のうち、少なくとも何れかの方向で前記ヘッドモジュールと前記ベース部材とを付勢する、付勢部材が介在している
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。 An injection hole plate having a plurality of injection hole rows having a plurality of injection holes extending in the first direction arranged side by side in the second direction orthogonal to the first direction.
A head tip that is arranged in one of the first directions with respect to the injection hole plate and has a channel that communicates with the injection hole separately.
The head chip is arranged in one of the first direction and the third direction orthogonal to the second direction with respect to the head chip, and the head chip is supported by the first surface facing the third direction and communicates with the channel. A manifold with a liquid flow path and
A drive substrate supported by the first surface of the manifold and electrically connected to the head chip.
Equipped with a,
The head chip, the manifold, and the drive board constitute a head module.
A plurality of the head modules are mounted on the base member in a state of being arranged in the third direction.
The base member is formed with a mounting opening into which the head module is inserted while penetrating the base member in the first direction.
An urging member that urges the head module and the base member in at least one of the second direction and the third direction is interposed between the head module and the base member. A liquid injection head characterized by being
ことを特徴とする請求項1に記載の液体噴射ヘッド。 The injection hole plate has a plurality of injection hole rows corresponding to the head chips in the plurality of head modules, and is arranged on a plate arrangement surface of the base member facing the other in the first direction. The liquid injection head according to claim 1 , wherein the liquid injection head is provided.
る
ことを特徴とする請求項2に記載の液体噴射ヘッド。 A spacer is interposed between the plate arranging surface of the base member and the surface of the injection hole plate facing the plate arranging surface of the base member facing the first direction. The liquid injection head according to claim 2.
前記噴射孔プレートは、前記軟質接着剤に比べて硬質な材料により形成された硬質接着剤で前記スペーサに接着されている
ことを特徴とする請求項3に記載の液体噴射ヘッド。 The spacer is adhered to the base member with a soft adhesive.
The liquid injection head according to claim 3 , wherein the injection hole plate is adhered to the spacer with a hard adhesive formed of a material harder than the soft adhesive.
前記第1流路板と前記第2流路板との間に前記液体流路が画成されている
ことを特徴とする請求項1から請求項4の何れか1項に記載の液体噴射ヘッド。 The manifold is formed by superimposing a first flow path plate and a second flow path plate in the third direction.
The liquid injection head according to any one of claims 1 to 4 , wherein the liquid flow path is defined between the first flow path plate and the second flow path plate. ..
前記第2流路板における前記第3方向の他方を向く面は、前記ヘッドチップ及び前記駆動基板が支持された前記第1面を構成している
ことを特徴とする請求項5に記載の液体噴射ヘッド。 The first flow path plate is formed of a material having higher thermal conductivity than the second flow path plate, and the thickness in the third direction is formed to be thicker than that of the second flow path plate.
The liquid according to claim 5 , wherein the surface of the second flow path plate facing the other in the third direction constitutes the first surface on which the head chip and the drive substrate are supported. Injection head.
前記噴射孔プレートに対して前記第1方向の一方に配置され、前記噴射孔に各別に連通するチャネルを有するヘッドチップと、A head tip that is arranged in one of the first directions with respect to the injection hole plate and has a channel that communicates with the injection hole separately.
前記ヘッドチップに対して前記第1方向及び前記第2方向に直交する第3方向の一方に配置され、前記第3方向を向く第1面で前記ヘッドチップを支持するとともに、前記チャネルに連通する液体流路を有するマニホールドと、The head chip is arranged in one of the first direction and the third direction orthogonal to the second direction with respect to the head chip, and the head chip is supported by the first surface facing the third direction and communicates with the channel. A manifold with a liquid flow path and
前記マニホールドの前記第1面で支持されるとともに、前記ヘッドチップに電気的に接続された駆動基板と、A drive substrate supported by the first surface of the manifold and electrically connected to the head chip.
を備え、With
前記マニホールドは、第1流路板及び第2流路板が前記第3方向で重ね合わされて形成され、The manifold is formed by superimposing a first flow path plate and a second flow path plate in the third direction.
前記第1流路板と前記第2流路板との間に前記液体流路が画成され、The liquid flow path is defined between the first flow path plate and the second flow path plate, and the liquid flow path is defined.
前記第1流路板は、前記第2流路板よりも熱伝導性に優れた材料により形成されるとともに、前記第3方向の厚さが前記第2流路板よりも厚く形成され、The first flow path plate is formed of a material having higher thermal conductivity than the second flow path plate, and the thickness in the third direction is formed to be thicker than that of the second flow path plate.
前記第2流路板における前記第3方向の他方を向く面は、前記ヘッドチップ及び前記駆動基板が支持された前記第1面を構成している The surface of the second flow path plate facing the other in the third direction constitutes the first surface on which the head chip and the drive substrate are supported.
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。A liquid injection head characterized by that.
複数の前記ヘッドモジュールが前記第3方向に並んだ状態でベース部材に搭載されている
ことを特徴とする請求項7に記載の液体噴射ヘッド。 The head chip, the manifold, and the drive board constitute a head module.
The liquid injection head according to claim 7 , wherein a plurality of the head modules are mounted on the base member in a state of being arranged in the third direction.
ことを特徴とする請求項1から請求項8の何れか1項に記載の液体噴射ヘッド。 A damper connected to the liquid flow path and absorbs pressure fluctuations of the liquid supplied to the liquid flow path is arranged on the side opposite to the injection hole plate in the first direction with respect to the manifold. The liquid injection head according to any one of claims 1 to 8, wherein the liquid injection head is characterized.
ことを特徴とする液体噴射装置。 A liquid injection device comprising the liquid injection head according to any one of claims 1 to 9.
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