JP7016478B2 - Nozzle plate, liquid discharge head, liquid discharge unit, liquid discharge device - Google Patents

Nozzle plate, liquid discharge head, liquid discharge unit, liquid discharge device Download PDF

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Description

本発明はノズル板、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 nozzle plate, a liquid discharge head, a liquid discharge unit, and a device for discharging liquid.

液体を吐出する液体吐出ヘッドとして、プレス工法でノズルとなるノズル穴を形成したノズル板を備えるものがある。 As a liquid discharge head for discharging a liquid, there is a liquid discharge head provided with a nozzle plate having a nozzle hole formed as a nozzle by a pressing method.

従来、プレス加工でノズル穴を形成するとき、ノズル列両端部の更に外側にダミー打点部を形成することで、ノズル板の変形を抑制し、着弾ばらつきを低減するものが知られている(特許文献1)。 Conventionally, when forming a nozzle hole by press working, it is known that by forming a dummy dot portion on the outer side of both ends of the nozzle row, deformation of the nozzle plate is suppressed and landing variation is reduced (patented). Document 1).

特開2014-076574号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-07654

しかしながら、特許文献1に開示されているようにノズル列両端部の更に外側にダミー打点を有するノズル板にあっても、ノズル列と直交する方向における変形によって吐出特性にばらつきが生じるという課題がある。 However, as disclosed in Patent Document 1, even if the nozzle plate has dummy dots on the outer sides of both ends of the nozzle row, there is a problem that the discharge characteristics vary due to the deformation in the direction orthogonal to the nozzle row. ..

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、吐出特性のばらつきを低減することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to reduce variations in discharge characteristics.

上記の課題を解決するため、本発明に係るノズル板によれば、
吐出物を吐出する複数のノズルが配列され、
前記ノズルの壁面は、吐出面側からストレート部と、前記ストレート部に続くテーパ部と、前記テーパ部から前記吐出面と反対側の面に続くダレ部と、を含み、
前記テーパ部のノズル配列方向の幅をbx、
前記テーパ部のノズル配列方向と直交する方向の幅をby、
前記ダレ部のノズル配列方向の幅をdx、
前記ダレ部のノズル配列方向と直交する方向の幅をdy、とするとき、
ノズル列配列方向と直交する方向において、0<by+dy<bx+dx、の関係を満たす
構成とした。
In order to solve the above problems, according to the nozzle plate according to the present invention,
Multiple nozzles that discharge the discharged material are arranged,
The wall surface of the nozzle includes a straight portion from the discharge surface side, a tapered portion following the straight portion, and a sagging portion continuing from the tapered portion to the surface opposite to the discharge surface.
The width of the tapered portion in the nozzle arrangement direction is bx,
The width in the direction orthogonal to the nozzle arrangement direction of the tapered portion is by,
The width of the sagging portion in the nozzle arrangement direction is dx,
When the width in the direction orthogonal to the nozzle arrangement direction of the sagging portion is dy,
The configuration satisfies the relationship of 0 <by + dy <bx + dx in the direction orthogonal to the nozzle row arrangement direction.

本発明によれば、吐出特性のばらつきを低減する。 According to the present invention, variations in discharge characteristics are reduced.

本発明の第1実施形態に係るノズル板のノズル部分のノズル配列方向に沿う断面説明図である。It is sectional drawing which follows the nozzle arrangement direction of the nozzle part of the nozzle plate which concerns on 1st Embodiment of this invention. 同じくノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。Similarly, it is a cross-sectional explanatory view along the direction orthogonal to the nozzle arrangement direction. 同じく平面説明図である。It is also a plan explanatory view. 吐出面と反対側の面のダレ量とノズル板の変形量との関係の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the relationship between the sagging amount of the surface opposite to a discharge surface, and the deformation amount of a nozzle plate. 同実施形態のノズル板の製造方法の一例を説明する断面説明図である。It is sectional drawing explaining an example of the manufacturing method of the nozzle plate of the same embodiment. ノズルのダレ量、ノズル板の変形量、パンチの耐久性との関係の一例を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining an example of the relationship with the sagging amount of a nozzle, the deformation amount of a nozzle plate, and the durability of a punch. 本発明の第1実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。It is sectional drawing explanatory drawing of the direction orthogonal to the nozzle arrangement direction of the liquid discharge head which concerns on 1st Embodiment of this invention. 同じく図7のX1-X1線に相当するノズル配列方向の断面説明図である。Similarly, it is a cross-sectional explanatory view in the nozzle arrangement direction corresponding to the X1-X1 line of FIG. 本発明の第2実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。It is sectional drawing explanatory drawing of the direction orthogonal to the nozzle arrangement direction of the liquid discharge head which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明に係る液体を吐出する装置の一例の要部平面説明図である。It is a plane explanatory view of the main part of an example of the apparatus which discharges a liquid which concerns on this invention. 同装置の要部側面説明図である。It is explanatory drawing of the main part side surface of the apparatus. 本発明に係る液体吐出ユニットの他の例の要部平面説明図である。It is a plane explanatory view of the main part of another example of the liquid discharge unit which concerns on this invention. 本発明に係る液体吐出ユニットの更に他の例の正面説明図である。It is a front explanatory view of still another example of the liquid discharge unit which concerns on this invention. 本発明に係る液体を吐出する装置の他の例の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of another example of the apparatus which discharges a liquid which concerns on this invention. 同装置のヘッドユニットの平面説明図である。It is a plane explanatory view of the head unit of this apparatus. 同装置における液体循環システムの一例の説明に供するブロック説明図である。It is a block explanatory drawing which provides the explanation of an example of the liquid circulation system in this apparatus.

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。まず、本発明の第1実施形態に係るノズル板について図1及び図2を参照して説明する。図1は同ノズル板のノズル部分のノズル配列方向に沿う断面説明図、図2は同じく図1のX1-X1に相当するノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. First, the nozzle plate according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view of a nozzle portion of the nozzle plate along the nozzle arrangement direction, and FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view along a direction orthogonal to the nozzle arrangement direction corresponding to X1-X1 of FIG.

ノズル板1は、吐出物、例えば液体を吐出する複数のノズル4を有している。なお、吐出物は液体に限らず、気体、粉体などでも良い。 The nozzle plate 1 has a plurality of nozzles 4 for discharging a discharged material, for example, a liquid. The discharged material is not limited to liquid, but may be gas, powder, or the like.

このノズル板1には、複数のノズル4がそれぞれ通じる流路となる個別流路60を形成する流路板2が接合され、個別流路60は隔壁61で隔てられる。 A flow path plate 2 forming an individual flow path 60, which is a flow path through which the plurality of nozzles 4 pass, is joined to the nozzle plate 1, and the individual flow paths 60 are separated by a partition wall 61.

ここで、ノズル4の壁面は、吐出面1a側からストレート部4A、ストレート部4Aに続くテーパ部4Bと、テーパ部4Bから吐出面1aと反対側の面1bに続くダレ部4Cとを含む。 Here, the wall surface of the nozzle 4 includes a tapered portion 4B that continues from the discharge surface 1a side to the straight portion 4A and the straight portion 4A, and a sagging portion 4C that continues from the tapered portion 4B to the surface 1b on the opposite side of the discharge surface 1a.

このノズル4において、テーパ部4Bのノズル配列方向の幅をbx、テーパ部4Bのノズル配列方向と直交する方向の幅をby、ダレ部4Cのノズル配列方向の幅(以下、「ダレ量」ともいう。)をdx、ダレ部4Cのノズル配列方向と直交する方向の幅(以下、「ダレ量」ともいう。)をdyとする。 In this nozzle 4, the width of the tapered portion 4B in the nozzle arrangement direction is bx, the width of the tapered portion 4B in the direction orthogonal to the nozzle arrangement direction is by, and the width of the sagging portion 4C in the nozzle arrangement direction (hereinafter, also referred to as “sag amount”). ) Is dx, and the width in the direction orthogonal to the nozzle arrangement direction of the sagging portion 4C (hereinafter, also referred to as “sagging amount”) is dy.

また、複数のノズル4がそれぞれ通じる流路60間の隔壁61のノズル配列方向の幅をa、ノズル4,4間のピッチをc、ノズル4の半径をrとする。 Further, the width of the partition wall 61 between the flow paths 60 through which the plurality of nozzles 4 pass in the nozzle arrangement direction is a, the pitch between the nozzles 4 and 4 is c, and the radius of the nozzle 4 is r.

このとき、ノズル4は、ノズル列配列方向と直交する方向において、「0<by+dy<bx+dx」の関係を満たしている穴形状としている。 At this time, the nozzle 4 has a hole shape that satisfies the relationship of "0 <by + dy <bx + dx" in the direction orthogonal to the nozzle row arrangement direction.

この関係により、ノズル4をプレス加工で形成するとき、ダレ部4Cのダレ量dx、dyを、ノズル配列方向及びノズル配列方向と直交する方向においてノズル板1の変形量が少なくなる条件とすることができる。 Due to this relationship, when the nozzle 4 is formed by press working, the sagging amounts dx and dy of the sagging portion 4C are set to the conditions that the deformation amount of the nozzle plate 1 is small in the nozzle arrangement direction and the direction orthogonal to the nozzle arrangement direction. Can be done.

これにより、ノズル板1のノズル配列方向及びノズル配列方向と直交する方向の変形をいずれも低減することができる。 As a result, deformation of the nozzle plate 1 in both the nozzle arrangement direction and the direction orthogonal to the nozzle arrangement direction can be reduced.

この点について、吐出面と反対側の面のダレ量とノズル板の変形量との関係の一例を示す図4の説明図を参照して説明する。 This point will be described with reference to the explanatory diagram of FIG. 4, which shows an example of the relationship between the amount of sagging of the surface opposite to the discharge surface and the amount of deformation of the nozzle plate.

ノズル配列方向におけるダレ量dxを大きくすると、ノズル配列方向におけるノズル板の変形量は小さくなるが、ノズル配列方向と直交する方向の変形量は大きくなる。一方、ノズル配列方向のダレ量dxを小さくすると、ノズル配列方向と直交する方向のノズル板の変形量は小さくなるが、ノズル配列方向の変形量が大きくなる。これは、一方向の変形の影響が、一方向と直交する方向の変形に影響を与えていることに起因している。 When the sagging amount dx in the nozzle arrangement direction is increased, the deformation amount of the nozzle plate in the nozzle arrangement direction becomes small, but the deformation amount in the direction orthogonal to the nozzle arrangement direction becomes large. On the other hand, when the sagging amount dx in the nozzle arrangement direction is reduced, the deformation amount of the nozzle plate in the direction orthogonal to the nozzle arrangement direction is small, but the deformation amount in the nozzle arrangement direction is large. This is because the influence of the deformation in one direction affects the deformation in the direction orthogonal to the one direction.

そこで、本実施形態では、ノズル配列方向のダレ量dx、ノズル配列方向と直交する方向のダレ量dyを規定することで、ノズル配列方向及びノズル配列方向と直交する方向の両方のノズル板の変形量を小さくする。 Therefore, in the present embodiment, by defining the sagging amount dx in the nozzle arrangement direction and the sagging amount dy in the direction orthogonal to the nozzle arrangement direction, both the nozzle plate in the nozzle arrangement direction and the direction orthogonal to the nozzle arrangement direction are deformed. Reduce the amount.

つまり、プレス加工でノズルを形成するとき、ノズル配列方向のダレ量dx、ノズル配列方向と直交する方向のダレ量dyを同じにした場合、図4に示すように、ノズル配列方向の変形量(条件a)又はノズル配列方向と直交する方向の変形量(条件b)が大きくなり、若しくは、両方の変形量が大きくなる(条件c)。 That is, when the nozzle is formed by pressing, when the sagging amount dx in the nozzle arrangement direction and the sagging amount dy in the direction orthogonal to the nozzle arrangement direction are the same, as shown in FIG. 4, the deformation amount in the nozzle arrangement direction ( The amount of deformation in the direction orthogonal to the condition a) or the nozzle arrangement direction (condition b) becomes large, or the amount of deformation in both becomes large (condition c).

そこで、「0<by+dy<bx+dx」とすることで、ダレ量dx、dyがノズル配列方向、及び、ノズル配列方向と直交する方向で、それぞれノズルプ板の変形量が小さくなる条件で作製することができる。これによって、ノズル配列方向、及びノズル配列方向と直交する方向の変形をともに抑制することができるようになる。 Therefore, by setting "0 <by + dy <bx + dx", it is possible to manufacture the nozzle under the condition that the amount of sagging dx and dy are in the nozzle arrangement direction and the direction orthogonal to the nozzle arrangement direction, respectively, and the deformation amount of the nozzle plate is small. can. This makes it possible to suppress both the nozzle arrangement direction and the deformation in the direction orthogonal to the nozzle arrangement direction.

また、本実施形態においては、複数のノズル4がそれぞれ通じる流路(個別流路60)間の隔壁61のノズル配列方向の幅をa、ノズル4、4間のピッチをc、ノズル4の半径をr、とするとき、ノズル列配列方向において、2(bx+dx+r)≦c-a、ノズル列配列方向と直交する方向において、0<by+dy<bx+dxの関係をそれぞれ満たしている。 Further, in the present embodiment, the width of the partition wall 61 between the flow paths (individual flow paths 60) through which the plurality of nozzles 4 pass in the nozzle arrangement direction is a, the pitch between the nozzles 4 and 4 is c, and the radius of the nozzle 4. When is r, the relationship of 2 (bx + dx + r) ≦ ca in the nozzle row arrangement direction and 0 <by + dy <bx + dx in the direction orthogonal to the nozzle row arrangement direction are satisfied.

「2(bx+dx+r)≦c-a」の関係を満たすことで、ノズル板1と個別流路60との接合領域を十分に確保することができ、安定した吐出が可能になる。 By satisfying the relationship of "2 (bx + dx + r) ≤ c-a", a sufficient joint region between the nozzle plate 1 and the individual flow path 60 can be sufficiently secured, and stable discharge becomes possible.

また、テーパ部4Bを有することで、Bx>0,By>0、となり、「0<by+dy」となる。 Further, by having the tapered portion 4B, Bx> 0, By> 0, and “0 <by + dy”.

次に、ノズル板のプレス加工による製造方法の一例について図5を参照して説明する。図5は同説明に供する断面説明図である。 Next, an example of a manufacturing method by press working of the nozzle plate will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional explanatory view for the same explanation.

図5(a)に示すように、ノズル板1となるSUS(金属板)などのノズル基材201を準備する。 As shown in FIG. 5A, a nozzle base material 201 such as SUS (metal plate) to be the nozzle plate 1 is prepared.

そして、図5(b)に示すように、ノズル基材201をプレス加工装置上のダイ202にセットし、所望の寸法に作製したパンチ203をノズル基材201の吐出面となる面と反対側の面から吐出面側に向かって垂直に押し出し、パンチ203の先端がノズル基材201の吐出面側に突き出るまでプレスを行う。これにより、ノズル基材201には凸部201aが形成される。 Then, as shown in FIG. 5B, the nozzle base material 201 is set on the die 202 on the press working apparatus, and the punch 203 manufactured to a desired size is placed on the side opposite to the surface of the nozzle base material 201 to be the discharge surface. It is extruded vertically from the surface of the nozzle 203 toward the discharge surface side, and pressed until the tip of the punch 203 protrudes toward the discharge surface side of the nozzle base material 201. As a result, the convex portion 201a is formed on the nozzle base material 201.

次いで、図5(c)に示すように、パンチ203を引き上げてノズル基材201をプレス加工装置から取り外した後、テープ研磨装置204を用いて、ノズル基材201の吐出面側に突出した凸部201aを研磨して除去する。 Next, as shown in FIG. 5 (c), after the punch 203 is pulled up to remove the nozzle base material 201 from the press working device, the tape polishing device 204 is used to project the protrusion toward the discharge surface side of the nozzle base material 201. The portion 201a is polished and removed.

これにより、図5(d)に示すように、ノズル4が開口し、ノズル4の壁面には、吐出面1a側からストレート部4A、ストレート部4Aに続くテーパ部4Bと、テーパ部4Bから吐出面1aと反対側の面1bに続くダレ部4Cとを含むノズル板1が得られる。 As a result, as shown in FIG. 5D, the nozzle 4 is opened, and the nozzle 4 is discharged from the straight portion 4A from the discharge surface 1a side, the tapered portion 4B following the straight portion 4A, and the tapered portion 4B on the wall surface of the nozzle 4. A nozzle plate 1 including a surface 1a and a sagging portion 4C following the surface 1b on the opposite side can be obtained.

次に、ノズル4のダレ量dx、dyの具体例について図6も参照して説明する。図6はダレ量、ノズル板の変形量、パンチの耐久性との関係の一例を説明する説明図である。 Next, specific examples of the sagging amounts dx and dy of the nozzle 4 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an example of the relationship between the amount of sagging, the amount of deformation of the nozzle plate, and the durability of the punch.

プレス加工でノズル4を形成するとき、パンチ203の寿命が短いほど部品単価が高くなる。プレス工法において、パンチの寿命は材料のスプリングバック、すなわちパンチとダイのクリアランスにより影響されるため、適正なクリアランスを設定する必要がある。 When the nozzle 4 is formed by press working, the shorter the life of the punch 203, the higher the unit price of parts. In the press method, the life of the punch is affected by the springback of the material, that is, the clearance between the punch and the die, so it is necessary to set an appropriate clearance.

また、クリアランスとダレ量には正の相関があることが知られている。すなわち、ダレ量を制御するためには、クリアランスを管理すればよい。 It is also known that there is a positive correlation between clearance and the amount of sagging. That is, in order to control the amount of sagging, the clearance may be controlled.

ここで、図6によれば、ノズル配列方向と直交する方向のダレ量dy<3μmであるときにはパンチの耐久性が著しく悪くなり、ノズル配列方向のダレ量dx≧19μmであるときには、変形量を低減する効率が悪くなる。 Here, according to FIG. 6, when the sagging amount dy <3 μm in the direction orthogonal to the nozzle arrangement direction, the durability of the punch is significantly deteriorated, and when the sagging amount dx ≧ 19 μm in the nozzle arrangement direction, the deformation amount is increased. The efficiency of reduction becomes worse.

したがって、3μm≦dy<19μm、かつ、19μm<dx≦27μm、とすることで、パンチの寿命の長くし、しかも、ダレ量を低減してノズル板の変形量を低減することができる。 Therefore, by setting 3 μm ≦ dy <19 μm and 19 μm <dx ≦ 27 μm, the life of the punch can be extended, and the amount of sagging can be reduced to reduce the amount of deformation of the nozzle plate.

また、図6より、より好ましくは、3μm≦dy≦5μm、かつ、26μm≦dx≦27μmの範囲であり、この範囲とすることで、ノズル板の変形量を更に低減することができる。 Further, from FIG. 6, more preferably, the range is 3 μm ≦ dy ≦ 5 μm and 26 μm ≦ dx ≦ 27 μm, and by setting this range, the amount of deformation of the nozzle plate can be further reduced.

更により好ましくは、dy=5μm、かつ、dx=26μm、とすることで、一層、パンチの寿命を長くし、ダレ量低減を低減してノズル板の変形量を低減することができる。 Even more preferably, by setting dy = 5 μm and dx = 26 μm, the life of the punch can be further extended, the reduction in the amount of sagging can be reduced, and the amount of deformation of the nozzle plate can be reduced.

次に、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7及び図8を参照して説明する。図7は同液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向の断面説明図、図7のX1-X1線に相当するノズル配列方向の断面説明図である。 Next, the liquid discharge head according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. 7 is a cross-sectional explanatory view in a direction orthogonal to the nozzle arrangement direction of the liquid discharge head, and FIG. 7 is a cross-sectional explanatory view in the nozzle arrangement direction corresponding to the X1-X1 line of FIG.

この液体吐出ヘッドは、本発明に係るノズル板1と、流路板2と、壁面部材としての振動板部材3とを積層接合している。そして、振動板部材3の振動領域(振動板)30を変位させる圧電アクチュエータ11と、ヘッドのフレーム部材を兼ねている共通液室部材20とを備えている。 In this liquid discharge head, the nozzle plate 1 according to the present invention, the flow path plate 2, and the diaphragm member 3 as a wall surface member are laminated and joined. Further, it includes a piezoelectric actuator 11 that displaces the vibration region (vibration plate) 30 of the diaphragm member 3, and a common liquid chamber member 20 that also serves as a frame member of the head.

ノズル板1は、液体を吐出する複数のノズル4を有している。 The nozzle plate 1 has a plurality of nozzles 4 for discharging a liquid.

流路板2は、ノズル4にノズル連通路5を介して通じる個別液室6、個別液室6に連通する流体抵抗部7、各流体抵抗部7に通じる液導入部8を形成している。ここでは、流路板2は、3枚の板状部材2A~2Cを積層して構成している。 The flow path plate 2 forms an individual liquid chamber 6 that communicates with the nozzle 4 via the nozzle communication passage 5, a fluid resistance portion 7 that communicates with the individual liquid chamber 6, and a liquid introduction portion 8 that communicates with each fluid resistance portion 7. .. Here, the flow path plate 2 is configured by laminating three plate-shaped members 2A to 2C.

振動板部材3は、流路板2の個別液室6の壁面を形成する変形可能な振動領域30を有する。ここでは、振動板部材3は2層構造(限定されない)とし、流路板2側から薄肉部を形成する第1層3Aと、厚肉部を形成する第2層3Bで形成され、第1層3Aで個別液室6に対応する部分に変形可能な振動領域30を形成している。 The diaphragm member 3 has a deformable vibration region 30 that forms the wall surface of the individual liquid chamber 6 of the flow path plate 2. Here, the diaphragm member 3 has a two-layer structure (not limited), and is formed of a first layer 3A forming a thin wall portion from the flow path plate 2 side and a second layer 3B forming a thick wall portion, and the first layer. A deformable vibration region 30 is formed in the portion corresponding to the individual liquid chamber 6 in the layer 3A.

そして、振動板部材3の個別液室6とは反対側に、振動板部材3の振動領域30を変形させる駆動手段(アクチュエータ手段、圧力発生手段)としての電気機械変換素子を含む圧電アクチュエータ11を配置している。 Then, on the side of the diaphragm member 3 opposite to the individual liquid chamber 6, a piezoelectric actuator 11 including an electromechanical conversion element as a driving means (actuator means, pressure generating means) for deforming the vibration region 30 of the diaphragm member 3 is provided. It is arranged.

この圧電アクチュエータ11は、例えば、ベース部材13に接合した圧電部材に対してハーフカットダイシングによって溝加工して形成した所要数の柱状の圧電素子12A、12Bを所定の間隔で有している。圧電素子12Aは振動板部材3の振動領域(振動板)30の凸部30aに接合し、支柱部となる圧電素子12Bは振動板部材3の凸部30bに接合している。また、圧電素子12にはフレキシブル配線部材15が接続されている。 The piezoelectric actuator 11 has, for example, a required number of columnar piezoelectric elements 12A and 12B formed by groove processing the piezoelectric member joined to the base member 13 by half-cut dicing at predetermined intervals. The piezoelectric element 12A is joined to the convex portion 30a of the vibration region (vibration plate) 30 of the diaphragm member 3, and the piezoelectric element 12B to be a support column is joined to the convex portion 30b of the diaphragm member 3. Further, a flexible wiring member 15 is connected to the piezoelectric element 12.

共通液室部材20は、共通液室10を形成する。共通液室10は、外部から液体を供給する供給口である供給ポート21に通じている。 The common liquid chamber member 20 forms the common liquid chamber 10. The common liquid chamber 10 is connected to a supply port 21 which is a supply port for supplying liquid from the outside.

共通液室10は、フィルタ9を介して液導入部8に通じている。フィルタ9は、振動板部材3の第1層にて形成している。 The common liquid chamber 10 is connected to the liquid introduction unit 8 via the filter 9. The filter 9 is formed by the first layer of the diaphragm member 3.

このように構成した液体吐出ヘッドにおいては、例えば圧電素子12Aに与える電圧を基準電位(中間電位)から下げることによって圧電素子12Aが収縮し、振動板部材3の振動領域30が引かれて個別液室6の容積が膨張することで、個別液室6内に液体が流入する。 In the liquid discharge head configured in this way, for example, by lowering the voltage applied to the piezoelectric element 12A from the reference potential (intermediate potential), the piezoelectric element 12A contracts, and the vibration region 30 of the vibrating plate member 3 is pulled to pull the individual liquid. As the volume of the chamber 6 expands, the liquid flows into the individual liquid chamber 6.

その後、圧電素子12Aに印加する電圧を上げて圧電素子12Aを積層方向に伸長させ、振動板部材3の振動領域30をノズル4に向かう方向に変形させて個別液室6の容積を収縮させることにより、個別液室6内の液体が加圧され、ノズル4から液体が吐出される。 After that, the voltage applied to the piezoelectric element 12A is increased to extend the piezoelectric element 12A in the stacking direction, and the vibration region 30 of the vibrating plate member 3 is deformed in the direction toward the nozzle 4 to contract the volume of the individual liquid chamber 6. As a result, the liquid in the individual liquid chamber 6 is pressurized, and the liquid is discharged from the nozzle 4.

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

次に、本発明の第2実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図9を参照して説明する。図9は同液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。 Next, the liquid discharge head according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a cross-sectional explanatory view of the liquid discharge head in a direction orthogonal to the nozzle arrangement direction.

この液体吐出ヘッドは、個別液室循環型ヘッドであり、本発明に係るノズル板1と、流路板2と、壁面部材としての振動板部材3とを積層接合している。そして、振動板部材3の振動領域(振動板)30を変位させる圧電アクチュエータ11と、ヘッドのフレーム部材を兼ねている共通液室部材20とを備えている。 This liquid discharge head is an individual liquid chamber circulation type head, and the nozzle plate 1 according to the present invention, the flow path plate 2, and the diaphragm member 3 as a wall surface member are laminated and joined. Further, it includes a piezoelectric actuator 11 that displaces the vibration region (vibration plate) 30 of the diaphragm member 3, and a common liquid chamber member 20 that also serves as a frame member of the head.

そして、流路板2は、ノズル4がノズル連通路5を介して連通する個別液室6と、前記第1実施形態の液体吐出ヘッドと同様に、供給側の流体抵抗部7と、液導入部8とを形成している。また、本実施形態では、流路板2は、ノズル連通路5を介して個別液室6に通じる排出側の個別流路56と、液導出部58とを形成している。ここでは、流路板2は4枚の板状部材2A~2Cを積層して構成している。 The flow path plate 2 has an individual liquid chamber 6 through which the nozzle 4 communicates via the nozzle communication passage 5, a fluid resistance portion 7 on the supply side, and a liquid introduction, similar to the liquid discharge head of the first embodiment. It forms a part 8. Further, in the present embodiment, the flow path plate 2 forms an individual flow path 56 on the discharge side leading to the individual liquid chamber 6 via the nozzle communication passage 5, and a liquid lead-out portion 58. Here, the flow path plate 2 is configured by laminating four plate-shaped members 2A to 2C.

また、共通液室部材20は、供給側の共通液室10と、排出側の共通液室50を形成している。供給側の共通液室10には供給口(供給ポート)21を通じて外部から液体が供給され、排出側の共通液室50は排出口(排出ポート)22を通じて外部に液体が排出される。 Further, the common liquid chamber member 20 forms a common liquid chamber 10 on the supply side and a common liquid chamber 50 on the discharge side. Liquid is supplied from the outside to the common liquid chamber 10 on the supply side through the supply port (supply port) 21, and the liquid is discharged to the outside through the discharge port (discharge port) 22 in the common liquid chamber 50 on the discharge side.

さらに、供給側の共通液室10と液導入部8との間に供給側のフィルタ9を配置し、排出側の共通液室50と液導出部58との間に排出側のフィルタ59を配置している。 Further, a supply-side filter 9 is arranged between the supply-side common liquid chamber 10 and the liquid introduction unit 8, and a discharge-side filter 59 is arranged between the discharge-side common liquid chamber 50 and the liquid lead-out unit 58. is doing.

この液体吐出ヘッドにおいては、液体吐出を行っているとき、ノズル4から吐出されない液体は、ノズル4を通過して排出側の個別流路56から液導出部58を経て排出側の共通液室50に排出され、排出側の共通液室50から外部の循環経路を通じて供給側の共通液室10に再度供給される。 In this liquid discharge head, when the liquid is discharged, the liquid that is not discharged from the nozzle 4 passes through the nozzle 4 and passes through the individual flow path 56 on the discharge side to the liquid outlet 58 and the common liquid chamber 50 on the discharge side. Is discharged from the common liquid chamber 50 on the discharge side to the common liquid chamber 10 on the supply side again through an external circulation path.

また、液体吐出を行っていないときも、供給側の共通液室10から、個別液室6、個別流路56などを経て排出側の共通液室50に液体が流れ、更に外部の循環経路を通じて供給側の共通液室10に再度供給される。 Further, even when the liquid is not discharged, the liquid flows from the common liquid chamber 10 on the supply side to the common liquid chamber 50 on the discharge side via the individual liquid chamber 6, the individual flow path 56, and the like, and further through an external circulation path. It is supplied again to the common liquid chamber 10 on the supply side.

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10及び図11を参照して説明する。図10は同装置の要部平面説明図、図11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. 10 and 11. FIG. 10 is an explanatory plan view of a main part of the device, and FIG. 11 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 carriage 403 is reciprocated in the main scanning direction by the main scanning moving mechanism 493. The main scanning movement mechanism 493 includes a guide member 401, a main scanning motor 405, a timing belt 408, and the like. The guide member 401 is bridged over the left and right side plates 491A and 491B to movably hold the carriage 403. Then, the carriage 403 is reciprocated in the main scanning direction by the main scanning motor 405 via the timing belt 408 bridged between the drive pulley 406 and the driven pulley 407.

このキャリッジ403には、本発明に係る液体吐出ヘッド404及びヘッドタンク441を一体にした本発明に係る液体吐出ユニット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 carriage 403 is equipped with a liquid discharge unit 440 according to the present invention, in which the liquid discharge head 404 and the head tank 441 according to the present invention are integrated. The liquid discharge head 404 of the liquid discharge unit 440 discharges, for example, liquids of each color of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K). Further, the liquid discharge head 404 is mounted by arranging a nozzle row composed of a plurality of nozzles in a sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction and facing the discharge direction downward.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

このように、この装置では、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えているので、高画質画像を安定して形成することができる。 As described above, since this 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12を参照して説明する。図12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. 12 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 side plates 491A, 491B and a back plate 491C, a main scanning movement mechanism 493, a carriage 403, and a liquid among the members constituting the device for discharging the liquid. It is composed of a discharge head 404.

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

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13を参照して説明する。図13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. FIG. 13 is a front explanatory view of the unit.

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

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

次に、本発明に係る液体を吐出する装置の他の例について図14及び図15を参照して説明する。図14は同装置の概略説明図、図15は同装置のヘッドユニットの平面説明図である。 Next, another example of the device for discharging the liquid according to the present invention will be described with reference to FIGS. 14 and 15. FIG. 14 is a schematic explanatory view of the device, and FIG. 15 is a plan view of the head unit of the device.

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

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

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

ここで、ヘッドユニット550には、例えば、媒体搬送方向上流側から、4色分のフルライン型ヘッドアレイ551K、551C、551M、551Y(以下、色の区別しないときは「ヘッドアレイ551」という。)が配置されている。 Here, the head unit 550 is referred to, for example, as a full-line head array 551K, 551C, 551M, 551Y for four colors from the upstream side in the medium transport direction (hereinafter, when the colors are not distinguished, it is referred to as "head array 551". ) Is placed.

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

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

次に、この装置における液体循環システムの一例について図16を参照して説明する。図16は同システムの説明に供するブロック説明図である。 Next, an example of the liquid circulation system in this device will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a block explanatory diagram for explaining the system.

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

供給側圧力センサ637は、供給タンク631とヘッド1000との間であって、ヘッド1000の供給ポートに繋がった供給側流路に接続されている。循環側圧力センサ638は、ヘッド1000と循環タンク632との間であって、ヘッド1000の排出ポートに繋がった排出側流路に接続されている。 The supply-side pressure sensor 637 is connected to the supply-side flow path between the supply tank 631 and the head 1000 and connected to the supply port of the head 1000. The circulation side pressure sensor 638 is connected between the head 1000 and the circulation tank 632 to the discharge side flow path connected to the discharge port of the head 1000.

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

これにより、供給タンク631から供給ポート21を通ってヘッド1000内に液体が流入し、排出ポート22から排出されて循環タンク632へ排出される。そして、さらに第1送液ポンプ635によって循環タンク632から供給タンク631へ液体が送られることによって液体が循環する。 As a result, the liquid flows from the supply tank 631 through the supply port 21 into the head 1000, is discharged from the discharge port 22, and is discharged to the circulation tank 632. Further, the liquid is circulated by being sent from the circulation tank 632 to the supply tank 631 by the first liquid feeding pump 635.

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

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

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

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" may 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 振動板部材
4 ノズル
5 ノズル連通路
6 個別液室
7 流体抵抗部
8 液導入部
9 フィルタ
10 共通液室(供給側の共通液室)
11 圧電アクチュエータ
20 共通液室部材
50 共通液室(排出側の共通液室)
58 液導出部
59 フィルタ
403 キャリッジ
404 液体吐出ヘッド
440 液体吐出ユニット
630 液体循環システム
1000 液体吐出ヘッド
1 Nozzle plate 2 Flow plate 3 Diaphragm member 4 Nozzle 5 Nozzle communication passage 6 Individual liquid chamber 7 Fluid resistance part 8 Liquid introduction part 9 Filter 10 Common liquid chamber (common liquid chamber on the supply side)
11 Piezoelectric actuator 20 Common liquid chamber member 50 Common liquid chamber (common liquid chamber on the discharge side)
58 Liquid outlet 59 Filter 403 Carriage 404 Liquid discharge head 440 Liquid discharge unit 630 Liquid circulation system 1000 Liquid discharge head

Claims (9)

吐出物を吐出する複数のノズルが配列され、
前記ノズルの壁面は、吐出面側からストレート部と、前記ストレート部に続くテーパ部と、前記テーパ部から前記吐出面と反対側の面に続くダレ部と、を含み、
前記テーパ部のノズル配列方向の幅をbx、
前記テーパ部のノズル配列方向と直交する方向の幅をby、
前記ダレ部のノズル配列方向の幅をdx、
前記ダレ部のノズル配列方向と直交する方向の幅をdy、とするとき、
ノズル列配列方向と直交する方向において、0<by+dy<bx+dx、の関係を満たす
ことを特徴とするノズル板。
Multiple nozzles that discharge the discharged material are arranged,
The wall surface of the nozzle includes a straight portion from the discharge surface side, a tapered portion following the straight portion, and a sagging portion continuing from the tapered portion to the surface opposite to the discharge surface.
The width of the tapered portion in the nozzle arrangement direction is bx,
The width in the direction orthogonal to the nozzle arrangement direction of the tapered portion is by,
The width of the sagging portion in the nozzle arrangement direction is dx,
When the width in the direction orthogonal to the nozzle arrangement direction of the sagging portion is dy,
A nozzle plate characterized in that the relationship of 0 <by + dy <bx + dx) is satisfied in a direction orthogonal to the nozzle row arrangement direction.
前記複数のノズルがそれぞれ通じる流路間の隔壁のノズル配列方向の幅をa、
前記ノズル間のピッチをc、
前記ノズルの半径をr、とするとき、
ノズル列配列方向において、2(bx+dx+r)≦c-a、の関係を満たす
ことを特徴とする請求項1に記載のノズル板。
The width of the partition wall between the flow paths through which the plurality of nozzles pass in the nozzle arrangement direction is a,
The pitch between the nozzles is c,
When the radius of the nozzle is r,
The nozzle plate according to claim 1, wherein the relationship of 2 (bx + dx + r) ≤ ca is satisfied in the nozzle row arrangement direction.
3μm≦dy<19μm、かつ、19μm<dx≦27μm、である
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のノズル板。
The nozzle plate according to claim 1 or 2, wherein 3 μm ≦ dy <19 μm and 19 μm <dx ≦ 27 μm.
3μm≦dy≦5μm、かつ、26μm≦dx≦27μm、である
ことを特徴とする請求項3に記載のノズル板。
The nozzle plate according to claim 3, wherein 3 μm ≦ dy ≦ 5 μm and 26 μm ≦ dx ≦ 27 μm.
dy=5μm、かつ、dx=26μmである
ことを特徴とする請求項4に記載のノズル板。
The nozzle plate according to claim 4, wherein dy = 5 μm and dx = 26 μm.
請求項1ないし5のいずれかに記載のノズル板を含む The nozzle plate according to any one of claims 1 to 5 is included.
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。A liquid discharge head characterized by that.
請求項6に記載の液体吐出ヘッドを含む
ことを特徴とする液体吐出ユニット。
A liquid discharge unit comprising the liquid discharge head according to claim 6 .
前記液体吐出ヘッドに供給する液体を貯留するヘッドタンク、前記液体吐出ヘッドを搭載するキャリッジ、前記液体吐出ヘッドに液体を供給する供給機構、前記液体吐出ヘッドの維持回復を行う維持回復機構、前記液体吐出ヘッドを主走査方向に移動させる主走査移動機構の少なくともいずれか一つと前記液体吐出ヘッドとを一体化した
ことを特徴とする請求項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 7 , 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.
請求項に記載の液体吐出ヘッド、又は、請求項若しくはに記載の液体吐出ユニットを備えている
ことを特徴とする液体を吐出する装置。
A device for discharging a liquid, which comprises the liquid discharge head according to claim 6 or the liquid discharge unit according to claim 7 or 8 .
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