JP7006032B2 - Liquid discharge head, liquid discharge unit, liquid discharge device - Google Patents
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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 discharge head, a liquid discharge unit , and a device for discharging a liquid.
液体吐出ヘッドとして、ヘッド本体部の共通液室に液体を供給する液体供給流路を有する液体供給部材を備えるものがある。 Some liquid discharge heads include a liquid supply member having a liquid supply flow path for supplying a liquid to a common liquid chamber of the head main body.
例えば、インクタンクとヘッド本体部との間に介在させる液体供給流路を、連結経路上部材と連結経路下部材とを弾性部材(シートパッキン)を介して連結し、ノズル面に沿う方向の流路部分の壁面を弾性部材とした構成のものがある(特許文献1)。 For example, a liquid supply flow path interposed between the ink tank and the head body is connected to the connecting path upper member and the connecting path lower member via an elastic member (seat packing), and the flow is in the direction along the nozzle surface. There is a structure in which the wall surface of the road portion is an elastic member (Patent Document 1).
ところで、液体吐出ヘッドにおいては、液体吐出に伴って個別液室から共通液室に圧力変動が伝搬して吐出特性が不安定になる現象が生じる。そこで、一般に、共通液室内に伝搬した圧力変動を吸収、抑制するダンパが配置される。この場合、ダンパの配置による部品点数の増加を抑えることが好ましい。 By the way, in the liquid discharge head, a phenomenon occurs in which the pressure fluctuation propagates from the individual liquid chambers to the common liquid chamber as the liquid is discharged, and the discharge characteristics become unstable. Therefore, in general, a damper that absorbs and suppresses pressure fluctuations propagated in the common liquid chamber is arranged. In this case, it is preferable to suppress an increase in the number of parts due to the arrangement of dampers.
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ダンパの配置による部品点数の増加を抑え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 suppress an increase in the number of parts due to the arrangement of dampers.
上記の課題を解決するため、本発明の請求項1に係る液体吐出ヘッドは、
ノズル面に形成された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に前記液体を供給する共通液室と、
前記共通液室に液体を供給する液体供給流路を有する液体供給部材と、を含み、
前記液体供給部材は、少なくとも、
前記液体供給流路の一部を含む第1部材と、
気体室を含む第2部材と、
前記第1部材と前記第2部材との間で押圧されていると共に、前記液体供給流路の壁面の一部を形成する弾性部材と、を含み、
前記第1部材は、前記ノズル面に沿う第1流路と、前記第1流路の下流側に通じて前記ノズル面の面直方向に沿う第2流路とを含み、
前記第2部材は、前記第1流路の上流側に通じて前記ノズル面の面直方向に沿う第3流路を含み、
前記気体室は、前記弾性部材を介して前記第1流路とは反対側に、前記第1流路に沿って前記第2部材に配置されている
構成とした。
In order to solve the above problems, the liquid discharge head according to
Multiple nozzles that discharge the liquid formed on the nozzle surface ,
A plurality of individual liquid chambers leading to each of the plurality of nozzles, and
A common liquid chamber that supplies the liquid to the plurality of individual liquid chambers,
A liquid supply member having a liquid supply flow path for supplying a liquid to the common liquid chamber, and the like.
The liquid supply member is at least
The first member including a part of the liquid supply flow path and
The second member including the gas chamber and
It includes an elastic member that is pressed between the first member and the second member and forms a part of the wall surface of the liquid supply flow path.
The first member includes a first flow path along the nozzle surface and a second flow path leading to the downstream side of the first flow path and along the plane perpendicular direction of the nozzle surface.
The second member includes a third flow path that leads to the upstream side of the first flow path and is along the plane perpendicular direction of the nozzle surface.
The gas chamber is configured to be arranged in the second member along the first flow path on the side opposite to the first flow path via the elastic member.
本発明によれば、ダンパの配置による部品点数の増加を抑えることができる。 According to the present invention, it is possible to suppress an increase in the number of parts due to the arrangement of dampers.
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斜視説明図、図2は同じくノズル配列方向(共通液室長手方向)に沿う断面説明図、図3は同じくヘッド本体部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. The liquid discharge head according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a perspective explanatory view of the liquid discharge head, FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view along the nozzle arrangement direction (common liquid chamber longitudinal direction), and FIG. 3 is an enlarged cross-sectional explanatory view of a main part of the head main body portion.
この液体吐出ヘッドは、液体を吐出するノズル4が形成されたノズル面1aを有するヘッド本体部100と、ヘッド本体部100内の共通液室10に通じて液体を供給する液体供給流路201を有する液体供給部材200とを備えている。
This liquid discharge head has a head
ヘッド本体部100は、図3に概略を示すように、ノズル4が形成されたノズル板1と、個別流路及び圧力発生手段を含むアクチュエータ基板20と、共通液室10を形成する共通液室部材70と、共通液室10の壁面を形成するダンパ部材90とを備えている。ダンパ部材90の共通液室10と反対側はダンパ室95となる。
As shown in the outline in FIG. 3, the head
共通液室部材70には共通液室10に通じる連結流路71が設けられ、連結流路71が液体供給部材200の液体供給流路201に通じている。
The common
液体供給部材200は、図2に示すように、ヘッド本体部100側の第1部材211と、弾性部材213と、弾性部材213を介して第1部材211と固定された第2部材212とで構成されている。
As shown in FIG. 2, the
第2部材212には、液体供給流路201を構成するノズル面1aの面直方向に貫通する貫通穴で形成された流路部分である縦流路201Aが設けられている。縦流路201Aの入口側には、外部の液体貯留手段と直接或いは供給チューブを介して接続される連結部214が設けられている。
The
第1部材211には、液体供給流路201を構成するノズル面1aの面直方向に貫通する貫通穴で形成された第2流路である縦流路201Cが設けられている。また、第1部材211には、縦流路201Cを第2部材212の縦流路201Aと通じるノズル面1aに沿う方向の溝部で形成された第1流路である横流路201Bが設けられている。横流路201Bは、上流側が縦流路201Aに通じ、下流側が縦流路201Cに通じる。
The
そして、第1部材211の横流路201Bの第2部材212側の壁面を弾性部材213で形成している。弾性部材213の横流路201Bの壁面を形成している部分はダンパ209となる。また、弾性部材213には、第2部材212の縦流路201Aと第1部材211の横流路201Bとを通じる貫通穴で形成した流路201Dが形成されている。この弾性部材213は、シート状パッキンを使用して、第1部材211と第2部材212との間をシールするシール部材を兼ねさせている。
The wall surface of the
ここで、弾性部材213は、第1部材211と第2部材212との間に挟まれた状態で、第1部材211と第2部材212とがネジやボルトなどの固定部材で互いに固定されることで、第1部材211と第2部材212との間で押圧されている。
Here, the
さらに、第2部材212には、弾性部材213のダンパ209の部分を介して第1部材211の横流路201Bと反対側にダンパ室となる気体室215が設けられている。
Further, the
このように構成したので、液体吐出に伴って共通液室10に伝搬した圧力変動のうちダンパ部材90で吸収されなかった圧力変動の一部は液体供給流路201内に伝搬し、横流路201Bの壁面をなす弾性部材213のダンパ209で吸収ないし抑制される。
With this configuration, part of the pressure fluctuations propagated to the
したがって、共通液室10にダンパ部材90を設けただけの場合よりもより圧力変動を吸収ないし抑制することができ、安定した液体吐出を行うことができる。
Therefore, the pressure fluctuation can be absorbed or suppressed more than the case where the
しかも、弾性部材213が、第1部材211と第2部材212との間をシールするシール部材と、液体供給流路201の一部(流路部分)の壁面をなすダンパとを兼ねていることで、ダンパの配置による部品点数の増加を抑えることができる。
Moreover, the
次に、本発明の第2実施形態について図4及び図5を参照して説明する。図4は同実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向(共通液室長手方向)に沿う断面説明図、図5は同じくノズル配列方向と直交する方向(共通液室短手方向)に沿う流路部分の拡大断面説明図である。 Next, the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is a cross-sectional explanatory view along the nozzle arrangement direction (common liquid chamber longitudinal direction) of the liquid discharge head according to the same embodiment, and FIG. 5 is a flow along a direction orthogonal to the nozzle arrangement direction (common liquid chamber lateral direction). It is an enlarged cross-sectional explanatory view of a road part.
本実施形態では、弾性部材213の横流路201Bの壁面を形成している部分のダンパ209の厚みt1をそれ以外の部分の厚みt2よりも薄くしている。
In the present embodiment, the thickness t1 of the
これにより、弾性部材213で第1部材211と第2部材212との間を確実にシールしつつ、横流路201Bではより大きな変位が可能となってダンパ機能が向上する。
As a result, while the
ここで、ヘッド本体部の一例について図6ないし図9を参照して説明する。図6は同じくヘッド本体部の斜視説明図、図7は同ヘッド本体部のノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図、図8は図7の要部拡大断面説明図、図9は同ヘッド本体部のノズル配列方向に沿う要部断面説明図である。 Here, an example of the head main body portion will be described with reference to FIGS. 6 to 9. FIG. 6 is a perspective explanatory view of the head main body, FIG. 7 is a cross-sectional explanatory view along a direction orthogonal to the nozzle arrangement direction of the head main body, FIG. 8 is an enlarged cross-sectional explanatory view of a main part of FIG. 7, and FIG. 9 is the same. It is sectional drawing of the main part along the nozzle arrangement direction of a head main body part.
ヘッド本体部100は、ノズル板1と、流路板2と、壁面部材である振動板3と、圧力発生素子である圧電素子11と、保持基板50と、FPCなどの配線部材60と、共通液室部材70と、カバー部材45とを備えている。
The
ここで、流路板2、振動板3及び圧電素子11で構成される部分がアクチュエータ基板20となる。
Here, the portion composed of the
ノズル板1には、液体を吐出する複数のノズル4が形成されている。ここでは、ノズル4を配列したノズル列を4列配置した構成としている。
A plurality of
流路板2は、ノズル板1及び振動板3とともに、ノズル4が通じる個別液室6、個別液室6に通じる流体抵抗部7、流体抵抗部7が通じる液導入部8を形成している。
The
この液導入部8は振動板3の開口9と保持基板50の流路となる開口部51を介して共通液室部材70で形成される共通液室10に通じている。
The
振動板3は、個別液室6の壁面の一部を形成する変形可能な振動領域30を形成している。そして、この振動板3の振動領域30の個別液室6と反対側の面には、振動領域30と一体的に圧電素子11が設けられ、振動領域30と圧電素子11によって圧電アクチュエータ構成している。
The
圧電素子11は、振動領域30側から下部電極13、圧電層(圧電体)12及び上部電極14を順次積層形成して構成している。この圧電素子11上には絶縁膜21が形成されている。
The
複数の圧電素子11の共通電極となる下部電極13は、共通配線15を介して共通電極電源配線パターン28に接続されている。なお、下部電極13は、ノズル配列方向ですべての圧電素子11に跨って形成される1つの電極層である。
The
また、圧電素子11の個別電極となる上部電極14は、個別配線16を介して駆動回路部である駆動IC(以下、「ドライバIC」という。)500に接続されている。個別配線16などは絶縁膜22にて被覆されている。
Further, the
ドライバIC500は、圧電素子列の列間の領域を覆うようにアクチュエータ基板20にフリップチップボンディングなどの工法により実装されている。
The
アクチュエータ基板20に搭載されたドライバIC500は、駆動波形(駆動信号)が供給される個別電極電源配線パターン29と接続されている。
The
配線部材60に設けられた配線が、ドライバIC500と電気的に接続されており、配線部材60の他端側は装置本体側の制御部に接続される。
The wiring provided on the
そして、アクチュエータ基板20の振動板3側には、アクチュエータ基板20上の圧電素子11を覆っている保持基板50が接着剤で接合されている。
A holding
保持基板50には、共通液室10と個別液室6側を通じる流路の一部となる開口部51と、圧電素子11を収容する凹部52と、ドライバIC500を収容する開口部53が設けられている。開口部51は、ノズル配列方向に亘って延びるスリット状の貫通穴であり、ここでは共通液室10の一部を構成している。
The holding
この保持基板50は、アクチュエータ基板20と共通液室部材70との間に介在し、共通液室10の壁面の一部を形成している。
The holding
共通液室部材70は、各個別液室6に液体を供給する共通液室10を形成する。なお、共通液室10は4つのノズル列に対応してそれぞれ設けられる。また、液体供給部材200と通じる連結流路71を介して共通液室10に所要の色の液体が供給される。
The common
共通液室部材70には、ダンパ部材90が接合されている。ダンパ部材90は、共通液室10の一部の壁面を形成する変形可能なダンパ91と、ダンパ91を補強するダンパプレート92とを有している。
A
共通液室部材70はノズル板1の外周部及び保持基板50と接着剤で接合され、アクチュエータ基板20及び保持基板50を収容して、このヘッドのフレームを構成している。
The common
そして、ノズル板1の周縁部及び共通液室部材70の外周面の一部を覆うカバー部材45を設けている。
A
このヘッド本体部100においては、ドライバIC500から圧電素子11の上部電極14と下部電極13の間に電圧を与えることで、圧電層12が電極積層方向、すなわち電界方向に伸張し、振動領域30と平行な方向に収縮する。これにより、振動領域30の下部電極13側に引っ張り応力が発生し、振動領域30が個別液室6側に撓み、内部の液体を加圧することで、ノズル4から液体が吐出される。
In the
次に、本発明の第3実施形態における液体供給部材について図10ないし図17を参照して説明する。図10は同液体供給部材の斜視説明図、図11は下ケースである第1部材を上面側から見た斜視説明図、図12は同じく第1部材を下面側から見た斜視説明図、図13は同じく第1部材の平面説明図である。図14は第1部材に弾性部材を配置した状態の斜視説明図、図15は同じく第1部材に弾性部材を配置した状態の平面説明図である。図16は上ケースである第2部材を第1部材側から見た斜視説明図である。図17は同じくヘッドに連結する縦流路部分の流路並び方向に沿う図10の面Sにおける断面説明図である。 Next, the liquid supply member according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 10 to 17. 10 is a perspective explanatory view of the liquid supply member, FIG. 11 is a perspective explanatory view of the first member, which is a lower case, as viewed from the upper surface side, and FIG. 12 is a perspective explanatory view of the first member as viewed from the lower surface side. 13 is also a plan explanatory view of the first member. FIG. 14 is a perspective explanatory view in a state where the elastic member is arranged on the first member, and FIG. 15 is a plan explanatory view in a state where the elastic member is also arranged on the first member. FIG. 16 is a perspective explanatory view of the second member, which is the upper case, as viewed from the first member side. FIG. 17 is a cross-sectional explanatory view on the surface S of FIG. 10 along the flow path arrangement direction of the vertical flow path portion that is also connected to the head.
第1部材211の上面には、面内を這うように複数(ここでは4本)の流路部分である横流路201Bが形成されている。横流路201Bは、ノズル面に沿う方向において、流路途中に、液体の流れの向きが変わる屈曲部201Baを有している。
On the upper surface of the
複数の横流路201Bにおいて、それぞれの横流路201の周縁部は横流路201Bの輪郭を囲うように凸状のリブ216が形成されている。
In the plurality of
また、第1部材211の横流路201Bの一端部は、ヘッド本体部100の連結流路71と連通するように狭ピッチで配列され、この横流路201Bに通じる縦流路201Cが配列されている。
Further, one end of the
一方、横流路201Bの他端部は、上ケースである第2部材212の縦流路201Aの出口に連通する位置に合うように、横流路201B同士の間隔を広くとって這い回されている。
On the other hand, the other end of the
そして、第1部材211の複数の横流路201Bに跨ってシート状の弾性部材であるパッキン213Aが配置されている。パッキン213Aは、屈曲部201Baを含めて複数の横流路201Bの壁面を形成している。1枚のパッキン213Aで複数の横流路201Bを覆うことで、屈曲部201Baを有する場合に、屈曲部201Baを含めて横流路201B全体を容易に覆うことができる。
Then, the packing 213A, which is a sheet-shaped elastic member, is arranged so as to straddle the plurality of
パッキン213Aには第2部材212の縦流路201Aと横流路201Bを連通するための貫通穴からなる流路201Dが広いピッチで配置されている。
In the packing 213A, a
なお、パッキン213Aの最低限の大きさとしては、1つの横流路201Bの輪郭に形成したリブ216が隠れるように配置できる大きさである。なお、1枚のシート状のパッキン213Aに代えて、各横流路201Bを覆う複数のパッキンを配置することもできる。
The minimum size of the packing 213A is a size that can be arranged so that the
第2部材212には、縦流路201Aが形成され、縦流路201Aのパッキン213A側の面には縦流路201Aの周囲を囲んで(周縁部を囲む)リブ217が形成されている。さらに、第2部材212には、横流路201Bを反転した形状で気体室215となる凹部が形成され、気体室215の周囲を囲んで(周縁部を囲む)リブ217が形成されている。
A
これにより、パッキン213Aは第1部材211のリブ216と第2部材212のリブ217とで挟まれて潰され、第1部材211と第2部材212との間を確実にシールする。
As a result, the packing 213A is sandwiched between the
このように構成した液体供給部材200は、パッキン213Aを挟みながら、第1部材211と第2部材212とを締結部材で固定して図10の状態にする。このとき、第1部材211のリブ216と第2部材212のリブ217とで、弾性部材であるパッキン213Aを規定量潰してシールするとともに、横流路201Bのそれぞれを区画するように封止する。
In the
これにより、横流路201Bの第2部材212側の壁面は、弾性部材であるパッキン213Aで形成されることになる。
As a result, the wall surface of the
したがって、横流路201B内に存在する過度な圧力や圧力伝搬などが弾性壁面としてのパッキン213Aの変形によって吸収される。この場合、気体室215がないと、パッキン213Aの変形が第2部材212で抑えられてダンパ効果が発揮できなくなる。
Therefore, excessive pressure, pressure propagation, and the like existing in the
なお、上記各実施形態では、第2部材に液体供給経路の一部が形成されている例で説明しているが、第2部材は液体供給経路となる流路が形成されない部材とすることもできる。 In each of the above embodiments, the example in which a part of the liquid supply path is formed in the second member is described, but the second member may be a member in which the flow path serving as the liquid supply path is not formed. can.
次に、本発明の第4実施形態に図18を参照して説明する。図18は同実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向(液室長手方向)に沿う要部断面説明図である。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 18 is a cross-sectional explanatory view of a main part along the nozzle arrangement direction (liquid chamber longitudinal direction) of the liquid discharge head according to the same embodiment.
本実施形態では、液体を吐出する複数のノズル4にそれぞれ通じる複数の個別液室に液体を供給する共通液室10を形成する共通液室部材70と、共通液室10に液体を供給する液体供給流路71を形成する液体供給部材75とを有している。
In the present embodiment, the common
また、共通液室部材70と液体供給部材75との間で押圧されると共に、共通液室10の壁面の一部を形成する弾性部材313を有し、弾性部材313を介して共通液室10とは反対側に気体室95を有している。
Further, it has an
このように、弾性部材313が、共通液室部材70と液体供給部材75との間をシールするシール部材と、共通液室10の一部の壁面をなすダンパとを兼ねていることで、ダンパの配置による部品点数の増加を抑えることができる。
In this way, the
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19及び図20を参照して説明する。図19は同装置の要部平面説明図、図20は同装置の要部側面説明図である。 Next, an example of the device for discharging the liquid according to the present invention will be described with reference to FIGS. 19 and 20. FIG. 19 is an explanatory plan view of a main part of the device, and FIG. 20 is an explanatory view of a side surface of the main part of the device.
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 device is a serial type device, and the
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。
The
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
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
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 device includes a
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
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
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
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 /
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
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 in this way, the
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 driving the
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 device includes the liquid discharge 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21を参照して説明する。図21は同ユニットの要部平面説明図である。 Next, another example of the liquid discharge unit according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 21 is an explanatory plan view of a main part 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 discharge unit includes a housing portion composed of
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。
It should be noted that a liquid discharge unit may be configured in which at least one of the above-mentioned maintenance /
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22を参照して説明する。図22は同ユニットの正面説明図である。 Next, still another example of the liquid discharge unit according to the present invention will be described with reference to FIG. 22. FIG. 22 is a front explanatory view of the unit.
この液体吐出ユニットは、液体供給部材である流路部品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 discharge unit includes a
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
本願において、吐出される液体は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が30mPa・s以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、DNA、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、3次元造形用材料液等の用途で用いることができる。 In the present application, the liquid to be discharged may have a viscosity and surface tension that can be discharged from the head, and is not particularly limited, but the viscosity becomes 30 mPa · s or less at room temperature, under normal pressure, or by heating or cooling. It is preferable that it is a thing. More specifically, solvents such as water and organic solvents, colorants such as dyes and pigments, polymerizable compounds, resins, functionalizing materials such as surfactants, biocompatible materials such as DNA, amino acids and proteins, and calcium. , Solvents, suspensions, emulsions, etc. containing edible materials such as natural pigments, such as inks for inkjets, surface treatment liquids, components of electronic and light emitting elements, and formation of electronic circuit resist patterns. It can be used in applications such as liquids and material liquids for three-dimensional modeling.
液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ(積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子)、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が含まれる。 Piezoelectric actuators (laminated piezoelectric elements and thin-film piezoelectric elements), thermal actuators that use electric heat conversion elements such as heat-generating resistors, and electrostatic actuators that consist of a vibrating plate and counter electrodes are used as energy sources for discharging liquid. Includes what to do.
「液体吐出ユニット」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が含まれる。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 discharge unit" is a liquid discharge head integrated with functional parts and a mechanism, and includes a collection of parts related to liquid discharge. For example, the "liquid discharge unit" includes a head tank, a carriage, a supply mechanism, a maintenance / recovery mechanism, a main scanning movement mechanism in which at least one of the configurations is combined with a liquid discharge head, and the like.
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 "integration" means, for example, a liquid discharge head and a functional component, a mechanism in which the mechanism is fixed to each other by fastening, bonding, engagement, etc., or one in which one is movably held with respect to the other. include. Further, the liquid discharge 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、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 discharge unit, there is a unit in which a liquid discharge head and a head tank are integrated. In some cases, the liquid discharge head and the head tank are integrated by being connected to each other by a tube or the like. Here, a unit including a filter can be added between the head tank of these liquid discharge units and the liquid discharge head.
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 discharge unit, there is a unit in which a liquid discharge 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、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, there is a liquid discharge unit in which the liquid discharge head and the scanning movement mechanism are integrated by holding the liquid discharge head movably by a guide member constituting a part of the scanning movement mechanism. In some cases, the liquid discharge head, the carriage, and the 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 discharge unit, there is a carriage to which a liquid discharge head is attached, in which a cap member which is a part of the maintenance / recovery mechanism is fixed, and the liquid discharge head, the carriage, and the maintenance / recovery mechanism are integrated. ..
また、液体吐出ユニットとして、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。このチューブを介して、液体貯留源の液体が液体吐出ヘッドに供給される。 Further, as a liquid discharge unit, there is a liquid discharge unit in which a tube is connected to a head tank or a liquid discharge head to which a flow path component is attached, and the liquid discharge head and a supply mechanism are integrated. The liquid of the liquid storage source is supplied to the liquid discharge head through this tube.
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 shall include a single guide member. Further, the supply mechanism includes a single tube and a single loading unit.
「液体を吐出する装置」には、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が含まれる。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。 The "device for discharging a liquid" includes a device provided with a liquid discharge head or a liquid discharge unit and driving the liquid discharge head to discharge the liquid. The device for discharging a liquid includes not only a device capable of discharging a liquid to a device to which the liquid can adhere, but also a device for discharging the liquid into 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 "device for discharging the liquid" can also include means for feeding, transporting, and discharging paper to which the liquid can adhere, as well as a pretreatment device, a posttreatment device, and the like.
例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙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 a "device that ejects a liquid", an image forming device that is a device that ejects ink to form an image on paper, and a three-dimensional object (three-dimensional object) are formed in layers in order to form a three-dimensional object. There is a three-dimensional modeling device (three-dimensional modeling device) that discharges the modeling liquid into 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 "device for discharging a liquid" is not limited to a device in which a significant image such as characters and figures is visualized by the discharged liquid. For example, those that form patterns that have no meaning in themselves and those that form a three-dimensional image are also included.
上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層(粉末層)、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。 The above-mentioned "thing to which a liquid can adhere" means a material to which a liquid can adhere at least temporarily, such as a material to which the liquid adheres and adheres, and a material to which the liquid adheres and permeates. Specific examples include paper, recording paper, recording paper, film, recorded media such as cloth, electronic substrates, electronic components such as piezoelectric elements, powder layers (powder layers), organ models, and media such as inspection cells. Yes, and includes everything to which the liquid adheres, unless otherwise specified.
上記「液体が付着可能なもの」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 material of the above-mentioned "material to which a liquid can adhere" may be paper, thread, fiber, cloth, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics or the like as long as the liquid can adhere even temporarily.
また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、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などが含まれる。 Further, the "device for discharging the liquid" includes, but is not limited to, a device in which the liquid discharge head and the device to which the liquid can adhere move relatively. Specific examples include a serial type device that moves the liquid discharge head, a line type device that does not move the liquid discharge head, and the like.
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 a "device for ejecting a liquid", a treatment liquid coating device for ejecting a treatment liquid to the paper in order to apply the treatment liquid to the surface of the paper for the purpose of modifying the surface of the paper, etc. There is an injection granulation device that granulates fine particles of raw materials by injecting a composition liquid in which raw materials are dispersed in a solution through a nozzle.
なお、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。 In addition, in the term of this application, image formation, recording, printing, printing, printing, modeling, etc. are all synonymous.
1 ノズル板
2 流路板
3 振動板
4 ノズル
10 共通液室
20 アクチュエータ基板
100 ヘッド本体部
200 液体供給部材
201 液体供給流路
211 第1部材
212 第2部材
213 弾性部材
213A パッキン
215 気体室
403 キャリッジ
404 液体吐出ヘッド
440 液体吐出ユニット
1
Claims (15)
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に前記液体を供給する共通液室と、
前記共通液室に液体を供給する液体供給流路を有する液体供給部材と、を含み、
前記液体供給部材は、少なくとも、
前記液体供給流路の一部を含む第1部材と、
気体室を含む第2部材と、
前記第1部材と前記第2部材との間で押圧されていると共に、前記液体供給流路の壁面の一部を形成する弾性部材と、を含み、
前記第1部材は、前記ノズル面に沿う第1流路と、前記第1流路の下流側に通じて前記ノズル面の面直方向に沿う第2流路とを含み、
前記第2部材は、前記第1流路の上流側に通じて前記ノズル面の面直方向に沿う第3流路を含み、
前記気体室は、前記弾性部材を介して前記第1流路とは反対側に、前記第1流路に沿って前記第2部材に配置されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。 Multiple nozzles that discharge the liquid formed on the nozzle surface ,
A plurality of individual liquid chambers leading to each of the plurality of nozzles, and
A common liquid chamber that supplies the liquid to the plurality of individual liquid chambers,
A liquid supply member having a liquid supply flow path for supplying a liquid to the common liquid chamber, and the like.
The liquid supply member is at least
The first member including a part of the liquid supply flow path and
The second member including the gas chamber and
It includes an elastic member that is pressed between the first member and the second member and forms a part of the wall surface of the liquid supply flow path.
The first member includes a first flow path along the nozzle surface and a second flow path leading to the downstream side of the first flow path and along the plane perpendicular direction of the nozzle surface.
The second member includes a third flow path that leads to the upstream side of the first flow path and is along the plane perpendicular direction of the nozzle surface.
The liquid discharge head is characterized in that the gas chamber is arranged in the second member along the first flow path on the side opposite to the first flow path via the elastic member.
ことを特徴とする請求項1に記載の液体吐出ヘッド。 The second flow path faces the portion where the elastic member faces the gas chamber.
The liquid discharge head according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の液体吐出ヘッド。 The first member is provided with a rib surrounding the first flow path at the peripheral edge of the first flow path.
The liquid discharge head according to claim 1 or 2 .
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。 The second member is provided with a rib surrounding the gas chamber at the peripheral edge of the gas chamber.
The liquid discharge head according to any one of claims 1 to 3 .
前記第2部材には、前記気体室の周縁部に、前記気体室を囲うリブが設けられ、
前記弾性部材は、前記第1部材のリブと前記第2部材のリブとで挟まれている
ことを特徴とする請求項1または2に記載の液体吐出ヘッド。 The first member is provided with a rib surrounding the first flow path at the peripheral edge of the first flow path.
The second member is provided with a rib surrounding the gas chamber at the peripheral edge of the gas chamber.
The elastic member is sandwiched between the rib of the first member and the rib of the second member.
The liquid discharge head according to claim 1 or 2 .
ことを特徴とする請求項5に記載の液体吐出ヘッド。 The elastic member is sandwiched between the rib of the first member and the rib of the second member and crushed.
The liquid discharge head according to claim 5 .
ことを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。 The gas chamber has an inverted shape of the first flow path.
The liquid discharge head according to any one of claims 1 to 6 .
ことを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。 The liquid discharge head according to any one of claims 1 to 7, further comprising a damper forming a wall surface of the common liquid chamber.
ことを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。 One of claims 1 to 8, wherein the elastic member has a different thickness between a portion forming a wall surface of the liquid supply flow path and a portion not forming a wall surface of the liquid supply flow path. The liquid discharge head described in.
ことを特徴とする請求項9に記載の液体吐出ヘッド。 The liquid discharge according to claim 9, wherein the elastic member has a thickness of a portion forming a wall surface of the liquid supply flow path thinner than a thickness of a portion not forming a wall surface of the liquid supply flow path. head.
ことを特徴とする請求項1ないし10のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。 The liquid according to any one of claims 1 to 10, wherein the first flow path has a bent portion in the middle of the flow path in the direction along the nozzle surface, in which the direction of the flow of the liquid changes. Discharge head.
前記弾性部材は、1枚のシート状部材であり、前記複数の前記液体供給流路に跨って配置されている
ことを特徴とする請求項1ないし11のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。 A plurality of the liquid supply channels are provided, and the liquid supply flow path is provided.
The liquid discharge head according to any one of claims 1 to 11, wherein the elastic member is a single sheet-like member and is arranged so as to straddle the plurality of liquid supply flow paths.
ことを特徴とする請求項13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 discharge head, a carriage on which the liquid discharge head is mounted, a supply mechanism that supplies the liquid to the liquid discharge head, a maintenance / recovery mechanism that maintains and recovers the liquid discharge head, and the liquid. The liquid discharge unit according to claim 13, wherein at least one of the main scanning moving mechanisms for moving the discharge head in the main scanning direction is integrated with the liquid discharge head .
ことを特徴とする液体を吐出する装置。 A device for discharging a liquid, comprising the liquid discharge head according to any one of claims 1 to 12 or the liquid discharge unit according to claim 13 or 14 .
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