JP6930900B2 - 液体噴射ヘッドおよび液体噴射記録装置 - Google Patents
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Description
ここで、流入側接続ユニットとして、液体流路の液体流入口に接続可能な液体中継路と冷媒流路の冷媒流入口に接続可能な冷媒中継路とに分岐される液体流入管を含む第1の流入側カバーユニット、ならびに、液体流入口に接続可能な液体中継路と接続された液体流入管および冷媒流路の冷媒流入口に接続可能な冷媒中継路と接続された冷媒流入管をそれぞれ別体として含む第2の流入側カバーユニットが選択可能である。
一方、流出側接続ユニットとして、液体流路の液体流出口に接続可能な液体中継路と冷媒流路の冷媒流出口に接続可能な冷媒中継路とが合流する液体流出管を含む第1の流出側カバーユニット、ならびに、液体流出口に接続可能な液体中継路と接続された液体流出管および冷媒流路の冷媒流出口に接続可能な冷媒中継路と接続された冷媒流出管をそれぞれ別体として含む第2の流出側カバーユニットが選択可能である。
[プリンタ1の全体構成]
図1は、本開示の一実施の形態に係る液体噴射記録装置としてのプリンタ1の概略構成例を、模式的に斜視図にて表したものである。このプリンタ1は、インクを利用して、被記録媒体としての記録紙Pに対して、画像や文字等の記録(印刷)を行うインクジェットプリンタである。
インクタンク3は、インクを内部に収容するタンクである。このインクタンク3としては、この例では図1に示したように、イエロー(Y),マゼンダ(M),シアン(C),ブラック(B)の4色のインクを個別に収容する、4種類のタンクが設けられている。すなわち、イエローのインクを収容するインクタンク3Yと、マゼンダのインクを収容するインクタンク3Mと、シアンのインクを収容するインクタンク3Cと、ブラックのインクを収容するインクタンク3Bとが設けられている。これらのインクタンク3Y,3M,3C,3Bは、筺体10内において、X軸方向に沿って並んで配置されている。
インクジェットヘッド4は、後述する複数のノズルH1,H2から記録紙Pに対して液滴状のインクを噴射(吐出)して、画像や文字等の記録を行うヘッドである。このインクジェットヘッド4として、この例では図1に示したように、上記したインクタンク3Y,3M,3C,3Bにそれぞれ収容されている4色のインクを個別に噴射する、4種類のヘッドが設けられている。すなわち、イエローのインクを噴射するインクジェットヘッド4Yと、マゼンダのインクを噴射するインクジェットヘッド4Mと、シアンのインクを噴射するインクジェットヘッド4Cと、ブラックのインクを噴射するインクジェットヘッド4Bとが設けられている。これらのインクジェットヘッド4Y,4M,4C,4Bは、筺体10内において、Y軸方向に沿って並んで配置されている。
循環機構5は、インクタンク3とインクジェットヘッド4のうちのヘッドチップ403(後出)との間でインクを循環させるインク循環流路50と、冷媒タンク7とインクジェットヘッド4のうちの冷却部404(後出)との間で冷媒を循環させる冷媒循環流路55とを含んで構成されている。なお、この循環機構5の詳細構成については、後述する(後出の図2参照)。
走査機構6は、記録紙Pの幅方向(Y軸方向)に沿って、インクジェットヘッド4を走査させる機構である。この走査機構6は、図1に示したように、Y軸方向に沿って延設された一対のガイドレール61a,61bと、これらのガイドレール61a,61bに移動可能に支持されたキャリッジ62と、このキャリッジ62をY軸方向に沿って移動させる駆動機構63と、を有している。また、駆動機構63は、ガイドレール61a,61bの間に配置された一対のプーリ631a,631bと、これらのプーリ631a,631b間に巻回された無端ベルト632と、プーリ631aを回転駆動させる駆動モータ633と、を有している。
図2Aおよび図2Bは、循環機構5における概略構成例を表した模式図である。特に、図2Aは後述する第1のモードに対応する概略構成例を示し、図2Bは後述する第2のモードに対応する概略構成例を示している。循環機構5は、インク供給管51、インク排出管52、インク流入管56、インク中継配管66S,66Eおよびインク流出管57を含んで構成されるインク循環流路50と、冷媒供給管53、冷媒排出管54、冷媒流入管58、冷媒中継配管65S,65Eおよび冷媒流出管59を含んで構成される冷媒循環流路55とを有している。なお、インク循環流路50の一部の構成要素であるインク流入管56、インク中継配管66S,66Eおよびインク流出管57は、いずれもインクジェットヘッド4の構成要素でもある。さらに、冷媒循環流路55の一部の構成要素である冷媒流入管58、冷媒中継配管65S,65Eおよび冷媒流出管59についても、いずれもインクジェットヘッド4の構成要素でもある。循環機構5では、インクがインク循環流路50を、冷媒が冷媒循環流路55を、図中の矢印の方向に沿ってそれぞれ流通するようになっている。インク循環流路50を構成する各構成要素(インク供給管51、インク排出管52、インク流入管56、インク中継配管66S,66Eおよびインク流出管57)は、その内部を流通するインクに対する耐食性を有する材料により構成されている。同様に、冷媒循環流路55を構成する各構成要素(冷媒供給管53、冷媒排出管54、冷媒流入管58、冷媒中継配管65S,65Eおよび冷媒流出管59)は、その内部を流通する冷媒に対する耐食性を有する材料により構成されている。
次に、図1および図2に加えて図3〜図14を参照して、インクジェットヘッド4の詳細構成例について説明する。図3Aは、インクジェットヘッド4の全体構成例を表す斜視図である。図3Bは、インクジェットヘッド4の内部構造の一部を表す斜視図である。
図6Aは、ジョイント70を表す分解斜視図である。図6Bは、組み立てた状態のジョイント70の外観を表す斜視図である。さらに、図6Cは、ジョイント70およびその近傍の断面図である。
図9は、ベースジョイント80を表す分解斜視図である。図9に示したように、ベースジョイント80は、例えば本体部400の外側(インク流入管56またはインク流出管57のインク中継配管66Eと接続される側)から順に、キャップ81と、スリーブ82と、ベース83とが軸J80に沿って配置されている。インクはベースジョイント80の内部を流通するようになっている。すなわち、インク流入管56からのインクは、キャップ81の開口81Kとスリーブ82の開口82Kとを経て端部832からベース83へ流入したのち、端部831から内側流路プレート47の流入孔471へ向けて流出する。あるいは、内側流路プレート47の流出孔472から流出したインクは、端部831からベース83へ流入したのち端部832に設けられたスリーブ82の開口82Kとキャップ81の開口81Kとを順に経由してインク流出管57へ至るようになっている。スリーブ82は弾性材料からなり、ジョイント70における外側スリーブ74と実質的に同じ構造を有している。すなわち、例えばスリーブ82の内側端部もダックビル弁である。なお、スリーブ82は、本開示の「弾性連結部材」に対応する一具体例である。
図10Aは、カバーユニット401Aの構成を表す斜視図である。図10Aのうちの左側の図は、カバーユニット401Aを外側(本体部400に装着される側と反対側)から眺めた状態を表し、図10Aのうちの右側の図は、カバーユニット401Aを内側(本体部400に装着される側)から眺めた状態を表す斜視図である。また、図10Bは、カバーユニット402Aの構成を表す斜視図である。図10Bのうちの左側の図は、カバーユニット402Aを外側から眺めた状態を表し、図10Bのうちの右側の図は、カバーユニット402Aを内側から眺めた状態を表す斜視図である。
図11Aは、カバーユニット401Bの構成を表す斜視図である。図11Aのうちの左側の図は、カバーユニット401Bを外側(本体部400に装着される側と反対側)から眺めた状態を表し、図11Aのうちの右側の図は、カバーユニット401Bを内側(本体部400に装着される側)から眺めた状態を表す斜視図である。また、図11Bは、カバーユニット402Bの構成を表す斜視図である。図11Bのうちの左側の図は、カバーユニット402Bを外側から眺めた状態を表し、図11Bのうちの右側の図は、カバーユニット402Bを内側から眺めた状態を表す斜視図である。
図12は、ヘッドチップ403の詳細構成例を、分解斜視図で表したものである。図13は、図12に示したノズルプレート41(噴射孔プレート)を取り外した状態におけるヘッドチップ403の構成例を、模式的に底面図(XY底面図)で表したものである。図14は、図13に示したXIV−XIV線に沿った断面構成例(ZX断面構成例)を、模式的に表したものである。但し、図12および図13では、ヘッドチップ403のうちY軸方向における半分、すなわち、インク室431A,432A,431B,432Bが形成された領域の一部を拡大して表している。ヘッドチップ403のうち、インク室431C,432C,431D,432Dが形成された領域についても実質的に図12および図13に示した構造を有するので、以下ではその説明を省略する。
ノズルプレート41は、例えば50μm程度の厚みを有する、ポリイミド等のフィルム材からなり、図12に示したように、アクチュエータプレート42の下面に接着されている。また、図8Cに示したように、このノズルプレート41には、実際には、X軸方向に沿ってそれぞれ延在する4列のノズル列(ノズル列411〜414)が設けられているが、図12および図13では、そのうちノズル列411,412のみを示している。これらのノズル列411〜414同士は、Y軸方向に沿って所定の間隔をおいて配置されている(図8C)。
アクチュエータプレート42は、例えばPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)等の圧電材料により構成されたプレートである。このアクチュエータプレート42では、分極方向が厚み方向(Z軸方向)に沿って一方向に設定されている。また、アクチュエータプレート42には、実際には、X軸方向に沿ってそれぞれ延在する4列のチャネル列が設けられているが、図12および図13では、そのうちの2列のチャネル列421,422を示している。これらのチャネル列421,422同士は、Y軸方向に沿って所定の間隔をおいて配置されている。
カバープレート43は、図12に示したように、アクチュエータプレート42における各チャネルC1,C2(各チャネル列421,422)を閉塞するように配置されている。具体的には、このカバープレート43は、アクチュエータプレート42の上面に接着されており、板状構造となっている。
(A.プリンタ1の基本動作)
このプリンタ1では、以下のようにして、記録紙Pに対する画像や文字等の記録動作(印刷動作)が行われる。なお、初期状態として、図1に示した4種類のインクタンク3(3Y,3M,3C,3B)にはそれぞれ、対応する色(4色)のインクが十分に封入されているものとする。また、インクタンク3内のインクは、循環機構5を介してインクジェットヘッド4内に充填された状態となっている。
続いて、図1,2,12〜14などを参照して、インクジェットヘッド4における詳細動作(インクの噴射動作)について説明する。すなわち、本実施の形態のインクジェットヘッド4(サイドシュートタイプ,循環式のインクジェットヘッド)では、以下のようにして、せん断(シェア)モードを用いたインクの噴射動作が行われる。
次に、本実施の形態のインクジェットヘッド4およびプリンタ1における作用および効果について詳細に説明する。
以上、実施の形態および変形例をいくつか挙げて本開示を説明したが、本開示はこれらの実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。
(1)
液体が通過する液体流路を含んで前記液体を噴射する液体噴射ヘッドチップと、冷媒が通過する冷媒流路を含む冷却部と、を有する本体部と、
前記液体流路の上流および前記冷媒流路の上流において前記本体部に対し選択的に着脱可能に構成された流入側接続ユニットと、
前記液体流路の下流および前記冷媒流路の下流において前記本体部に対し着脱可能に構成された流出側接続ユニットと
を備え、
前記流入側接続ユニットとして、
前記液体流路の液体流入口に接続可能な液体中継路と前記冷媒流路の冷媒流入口に接続可能な冷媒中継路とに分岐される液体流入管を含む第1の流入側カバーユニット、ならびに、前記液体流入口に接続可能な液体中継路と接続された液体流入管および前記冷媒流路の冷媒流入口に接続可能な冷媒中継路と接続された冷媒流入管をそれぞれ別体として含む第2の流入側カバーユニットが選択可能であり、
前記流出側接続ユニットとして、
前記液体流路の液体流出口に接続可能な液体中継路と前記冷媒流路の冷媒流出口に接続可能な冷媒中継路とが合流する液体流出管を含む第1の流出側カバーユニット、ならびに、前記液体流出口に接続可能な液体中継路と接続された液体流出管および前記冷媒流路の冷媒流出口に接続可能な冷媒中継路と接続された冷媒流出管をそれぞれ別体として含む第2の流出側カバーユニットが選択可能である
液体噴射ヘッド。
(2)
前記冷却部は、前記冷媒流路を形成する冷却配管と、前記冷却配管の外面と当接する冷却板とを有し、
前記冷却配管は、前記液体に対する耐食性を有する耐食性材料からなり、
前記冷却板は、前記耐食性材料の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する高熱伝導性材料からなる
上記(1)記載の液体噴射ヘッド。
(3)
前記耐食性材料はステンレス鋼であり、
前記高熱伝導性材料はアルミニウムの単体またはアルミニウム合金である
上記(2)記載の液体噴射ヘッド。
(4)
鉛直方向において前記冷媒流入口の高さ位置が前記冷媒流出口の高さ位置よりも低くなるように設置される
上記(1)から(3)のいずれか1つに記載の液体噴射ヘッド。
(5)
前記本体部における前記液体流入口、前記冷媒流入口、前記液体流出口および前記冷媒流出口のうちの少なくとも1箇所に設けられると共に、前記液体中継路の液体流入接続端部、前記冷媒中継路の冷媒流入接続端部、前記液体中継路の液体流出接続端部または前記冷媒中継路の冷媒流出接続端部が挿入される挿入口を含む環状の弾性連結部材をさらに備え、
前記弾性連結部材は、前記本体部側に位置する内側端部と、前記本体部と反対側に位置する外側端部とを有し、
前記流入側接続ユニットおよび流出側接続ユニットが離脱した状態において、前記挿入口に挿入される前記液体流入接続端部、前記冷媒流入接続端部、前記液体流出接続端部または前記冷媒流出接続端部の外径は、前記弾性連結部材の前記内側端部の内径よりも大きく、前記弾性連結部材の前記外側端部の内径よりも小さい
上記(1)から(4)のいずれか1つに記載の液体噴射ヘッド。
(6)
前記弾性連結部材の前記外側端部は、
厚肉部と、
前記厚肉部の内側に位置する薄肉部と
を有する
上記(5)記載の液体噴射ヘッド。
(7)
前記弾性連結部材の前記内側端部は、ダックビル弁である
上記(5)または(6)に記載の液体噴射ヘッド。
(8)
前記第1の流入側カバーユニット、前記第2の流入側カバーユニット、前記第1の流出側カバーユニットおよび前記第2の流出側カバーユニットは、カバー本体を有し、
前記液体流入管および前記液体流出管は、前記カバー本体の内側から前記カバー本体の側面を通じて前記カバー本体の外側へ導出されている
上記(1)から(7)のいずれか1つに記載の液体噴射ヘッド。
(9)
前記第1の流入側カバーユニットにおける、前記液体中継路の前記液体流入口との液体流入口接続端部と、前記冷媒中継路の前記冷媒流入口との冷媒流入口接続端部との相対位置は、
前記第2の流入側カバーユニットにおける、前記液体中継路の前記液体流入口との液体流入口接続端部と、前記冷媒中継路の前記冷媒流入口との冷媒流入口接続端部との相対位置と実質的に同じである
上記(1)から(8)のいずれか1つに記載の液体噴射ヘッド。
(10)
前記第1の流出側カバーユニットにおける、前記液体中継路の前記液体流出口との液体流出口接続端部と、前記冷媒中継路の前記冷媒流出口との冷媒流出接続端部との相対位置は、
前記第2の流出側カバーユニットにおける、前記液体中継路の前記液体流出口との液体流出接続端部と、前記冷媒中継路の前記冷媒流出口との冷媒流出接続端部との相対位置と実質的に同じである
上記(1)から(9)のいずれか1つに記載の液体噴射ヘッド。
(11)
上記(1)から(10)のいずれか1つに記載の液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドが取り付けられるキャリッジと
を備えた液体噴射記録装置。
Claims (11)
- 液体が通過する液体流路を含んで前記液体を噴射する液体噴射ヘッドチップと、冷媒が通過する冷媒流路を含む冷却部と、を有する本体部と、
前記液体流路の上流および前記冷媒流路の上流において前記本体部に対し選択的に着脱可能に構成された流入側接続ユニットと、
前記液体流路の下流および前記冷媒流路の下流において前記本体部に対し着脱可能に構成された流出側接続ユニットと
を備え、
前記流入側接続ユニットとして、
前記液体流路の液体流入口に接続可能な液体中継路と前記冷媒流路の冷媒流入口に接続可能な冷媒中継路とに分岐される液体流入管を含む第1の流入側カバーユニット、ならびに、前記液体流入口に接続可能な液体中継路と接続された液体流入管および前記冷媒流路の冷媒流入口に接続可能な冷媒中継路と接続された冷媒流入管をそれぞれ別体として含む第2の流入側カバーユニットが選択可能であり、
前記流出側接続ユニットとして、
前記液体流路の液体流出口に接続可能な液体中継路と前記冷媒流路の冷媒流出口に接続可能な冷媒中継路とが合流する液体流出管を含む第1の流出側カバーユニット、ならびに、前記液体流出口に接続可能な液体中継路と接続された液体流出管および前記冷媒流路の冷媒流出口に接続可能な冷媒中継路と接続された冷媒流出管をそれぞれ別体として含む第2の流出側カバーユニットが選択可能である
液体噴射ヘッド。 - 前記冷却部は、前記冷媒流路を形成する冷却配管と、前記冷却配管の外面と当接する冷却板とを有し、
前記冷却配管は、前記液体に対する耐食性を有する耐食性材料からなり、
前記冷却板は、前記耐食性材料の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する高熱伝導性材料からなる
請求項1記載の液体噴射ヘッド。 - 前記耐食性材料はステンレス鋼であり、
前記高熱伝導性材料はアルミニウムの単体またはアルミニウム合金である
請求項2記載の液体噴射ヘッド。 - 鉛直方向において前記冷媒流入口の高さ位置が前記冷媒流出口の高さ位置よりも低くなるように設置される
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の液体噴射ヘッド。 - 前記本体部における前記液体流入口、前記冷媒流入口、前記液体流出口および前記冷媒流出口のうちの少なくとも1箇所に設けられると共に、前記液体中継路の液体流入接続端部、前記冷媒中継路の冷媒流入接続端部、前記液体中継路の液体流出接続端部または前記冷媒中継路の冷媒流出接続端部が挿入される挿入口を含む環状の弾性連結部材をさらに備え、
前記弾性連結部材は、前記本体部側に位置する内側端部と、前記本体部と反対側に位置する外側端部とを有し、
前記流入側接続ユニットおよび前記流出側接続ユニットが離脱した状態において、前記挿入口に挿入される前記液体流入接続端部、前記冷媒流入接続端部、前記液体流出接続端部または前記冷媒流出接続端部の外径は、前記弾性連結部材の前記内側端部の内径よりも大きく、前記弾性連結部材の前記外側端部の内径よりも小さい
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の液体噴射ヘッド。 - 前記弾性連結部材の前記外側端部は、
厚肉部と、
前記厚肉部の内側に位置する薄肉部と
を有する
請求項5に記載の液体噴射ヘッド。 - 前記弾性連結部材の前記内側端部は、ダックビル弁である
請求項5または請求項6に記載の液体噴射ヘッド。 - 前記第1の流入側カバーユニット、前記第2の流入側カバーユニット、前記第1の流出側カバーユニットおよび前記第2の流出側カバーユニットは、カバー本体を有し、
前記液体流入管および前記液体流出管は、前記カバー本体の内側から前記カバー本体の側面を通じて前記カバー本体の外側へ導出されている
請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の液体噴射ヘッド。 - 前記第1の流入側カバーユニットにおける、前記液体中継路の前記液体流入口との液体流入口接続端部と、前記冷媒中継路の前記冷媒流入口との冷媒流入口接続端部との相対位置は、
前記第2の流入側カバーユニットにおける、前記液体中継路の前記液体流入口との液体流入口接続端部と、前記冷媒中継路の前記冷媒流入口との冷媒流入口接続端部との相対位置と実質的に同じである
請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の液体噴射ヘッド。 - 前記第1の流出側カバーユニットにおける、前記液体中継路の前記液体流出口との液体流出口接続端部と、前記冷媒中継路の前記冷媒流出口との冷媒流出接続端部との相対位置は、
前記第2の流出側カバーユニットにおける、前記液体中継路の前記液体流出口との液体流出接続端部と、前記冷媒中継路の前記冷媒流出口との冷媒流出接続端部との相対位置と実質的に同じである
請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の液体噴射ヘッド。 - 請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドが取り付けられるキャリッジと
を備えた液体噴射記録装置。
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