JP7031143B2 - インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置 - Google Patents
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インクが注入される少なくとも1つの圧力室と、
前記圧力室の圧力変動を生じさせる圧力発生手段と、
前記圧力室に連通し、該圧力室の圧力変動により該圧力室内から外部に吐出されるインクの流路となるノズルと、
前記圧力室に連通し、該ノズルよりも内方のインクを排出させて該圧力室への注入経路に戻す少なくとも1つの循環路と、
を備え、
前記ノズル内に滞留しているインクが形成するメニスカスを破壊し、該インクを該ノズルの吐出側出口の周囲部又は前記ノズルよりも内方に移動させ、その後に該メニスカスを復帰させ、該ノズル内に滞留しているインクの少なくとも一部を該ノズルよりも内方のインクに置換するメンテナンス動作を行うことを特徴とするインクジェットヘッド。
2.
前記圧力室に注入されるインクと該ノズルよりも内方のインクとの圧力差であるインク注入圧、及び、該ノズルよりも内方のインクと該圧力室から前記循環路へ排出されたインクとの圧力差であるインク排出圧の何れか一方又は両方を制御する圧力制御手段を備えることを特徴とする前記1記載のインクジェットヘッド。
3.
前記圧力制御手段は、第1の圧力制御手段及び第2の圧力制御手段からなり、
前記第1の圧力制御手段は、メンテナンス動作として、前記インク排出圧を制御して、前記ノズル内に滞留しているインクを前記ノズルよりも内方に移動させ、その後に前記メニスカスを復帰させ、
前記第2の圧力制御手段は、メンテナンス動作として、前記インク注入圧を制御して、前記ノズル内に滞留しているインクを該ノズルの吐出側出口の周囲部に移動させ、その後に前記メニスカスを復帰させることを特徴とする前記2記載のインクジェットヘッド。
4.
前記圧力制御手段は、メンテナンス動作として、前記インク排出圧を制御して、前記ノズル内に滞留しているインクを前記ノズルよりも内方に移動させ、その後に前記メニスカスを復帰させることを特徴とする前記2記載のインクジェットヘッド。
5.
前記圧力制御手段は、前記インク排出圧を制御して、前記ノズル内に滞留しているインクが形成するメニスカスを破壊したときには、該ノズルから巻き込まれ得る大きさの気泡の前記圧力室内における上昇速度よりも、該圧力室内における前記循環路に向かうインクの流速を速くしており、該ノズルから巻き込まれた気泡を該循環路に向けて流すことを特徴とする前記2、3又は4記載のインクジェットヘッド。
6.
前記圧力制御手段は、前記循環路に向けて流した前記気泡を該循環路に排出した後に、前記メニスカスを復帰させることを特徴とする前記5記載のインクジェットヘッド。
7.
前記圧力制御手段は、前記インク排出圧を制御して、前記ノズル内に滞留しているインクが形成するメニスカスを破壊し、該ノズル内に滞留しているインクを前記ノズルよりも内方に移動させたとき、該ノズルから気泡が巻き込まれたときには、直ちに前記メニスカスを復帰させることを特徴とする前記2~5の何れかに記載のインクジェットヘッド。
8.
前記ノズルの内壁部は、親水処理がなされていることを特徴とする前記1~7の何れかに記載のインクジェットヘッド。
9.
前記圧力制御手段は、メンテナンス動作として、前記インク注入圧を制御して、前記ノズル内に滞留しているインクを該ノズルの吐出側出口の周囲部に移動させ、その後に前記メニスカスを復帰させることを特徴とする前記2記載のインクジェットヘッド。
10.
前記圧力制御手段は、前記インク注入圧を制御して、前記ノズル内に滞留しているインクが形成するメニスカスを破壊し、該ノズル内に滞留しているインクを該ノズルの吐出側出口の周囲部に移動させたとき、所望の体積のインクが該ノズルから溢れたときには、直ちに前記メニスカスを復帰させることを特徴とする前記2、3又は9の何れかに記載のインクジェットヘッド。
11.
前記所望の体積は、前記ノズルの容積以上であることを特徴とする前記10記載のインクジェットヘッド。
12.
前記圧力制御手段は、前記インク注入圧を制御して、前記ノズル内に滞留しているインクが形成するメニスカスを破壊したときには、該ノズルから溢れたインクを該ノズル内に引き戻すことにより、前記メニスカスを復帰させることを特徴とする前記2、3又は9~11の何れかに記載のインクジェットヘッド。
13.
前記ノズルの吐出側出口の周囲部は、撥水処理がなされていることを特徴とする前記1~3又は9~12の何れかに記載のインクジェットヘッド。
14.
前記1~13の何れかに記載のインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドに移送されるインクが貯蔵されるインクタンクと、
前記インクタンク内のインクを、前記インクジェットヘッドにおいて前記圧力室が連通された共通インク室に移送する移送路と、
前記共通インク室に移送されたインクを回収する回収路とを備え、
前記圧力室から前記循環路へ排出されたインクは、前記回収路において、前記共通インク室から回収されたインクに合流されることを特徴とするインクジェット記録装置。
図1は、本発明に係るインクジェット記録装置100の一例を示す要部概略構成図であり、インクジェットヘッド1を一部断面で示している。
次に、図1に示した本発明に係るインクジェットヘッド1の構成について説明する。
図4は、図3に示すインクジェットヘッド1のヘッドチップ2の拡大断面図である。
このインクジェットヘッド1は、記録媒体へのインクの吐出を行わないときには、ノズル22内のインク内粒子の沈降及びインクの粘度増加を防止するために、メンテナンス動作を行う。メンテナンス動作は、圧力制御手段(移送圧力制御ポンプ110a及び返送圧力制御ポンプ110b)により、インクチャネル23に注入されるインク(共通インク室41内のインク)とインクチャネル23内のインクとの圧力差であるインク注入圧、及び、インクチャネル23内のインクとインクチャネル23から循環路423へ排出されたインクとの圧力差であるインク排出圧の何れか一方又は両方を制御することによって行う。
この実施形態は、本発明のインクジェットヘッドを、シアーモード型ではないインクジェットヘッドとして構成した例である。図9は、本発明に係るインクジェットヘッドの他の例を示す縦断面図である。図10は、図9に示すインクジェットヘッドの横断面図である。図1と同一符号の部位は同一構成の部位であるため、これらの説明は上記説明を援用し、ここでは省略する。
11:インクジェットヘッド(MEMS型)
2:ヘッドチップ
21:ノズルプレート
22:ノズル
23:インクチャネル
24:圧電素子
25:ダミーチャネル
26a:個別インク循環路
28:流路形成溝
3:配線基板
31a:注入孔
31b:排出孔
31c:導入孔
4:インクマニホールド
41:共通インク室
412:インク排出室
421:共通インク循環路
422:溝
423:循環路
424:排出チャネル
425:導入路
425a:導入溝
45:隔壁
5a:インク供給管
5b:インク回収管
5c:インク排出管
5d:循環路連結部
6:バッファ空間部
61:合流箱
7a:接続部
7b:接続部
8:流量調整部材
F1:主流路
F2:副流路
100:インクジェット記録装置
101:インクタンク
102:インク移送管
103:インク返送管
104:制御部
104a:制御部
105a:移送ポンプ
105b:返送ポンプ
107:キャリッジ機構
108:搬送手段
109:記録媒体
110a:移送圧力制御ポンプ
110b:返送圧力制御ポンプ
111a:移送側サブタンク
111b:返送側サブタンク
Claims (14)
- インクが注入される少なくとも1つの圧力室と、
前記圧力室の圧力変動を生じさせる圧力発生手段と、
前記圧力室に連通し、該圧力室の圧力変動により該圧力室内から外部に吐出されるインクの流路となるノズルと、
前記圧力室の前記ノズル近傍に連通し、該ノズルよりも内方のインクを排出させて該圧力室への注入経路に戻す少なくとも1つの循環路と、
前記圧力室に注入されるインクと該ノズルよりも内方のインクとの圧力差であるインク注入圧、及び、該ノズルよりも内方のインクと該圧力室から前記循環路へ排出されたインクとの圧力差であるインク排出圧の何れか一方又は両方を制御する圧力制御手段と、
を備え、
前記ノズル内に滞留しているインクが形成するメニスカスを破壊し、該インクを該ノズルの吐出側出口の周囲部又は前記ノズルよりも内方に移動させ、その後に該メニスカスを復帰させ、該ノズル内に滞留しているインクの少なくとも一部を該ノズルよりも内方のインクに置換するメンテナンス動作を行い、
前記圧力制御手段は、前記インク排出圧を制御して、前記ノズル内に滞留しているインクが形成するメニスカスを破壊したときには、該ノズルから巻き込まれ得る大きさの気泡の前記圧力室内における上昇速度よりも、該圧力室内における前記循環路に向かうインクの流速を速くしており、該ノズルから巻き込まれた気泡を該循環路に向けて流すことを特徴とするインクジェットヘッド。 - 前記圧力制御手段は、前記循環路に向けて流した前記気泡を該循環路に排出した後に、前記メニスカスを復帰させることを特徴とする請求項1記載のインクジェットヘッド。
- インクが注入される少なくとも1つの圧力室と、
前記圧力室の圧力変動を生じさせる圧力発生手段と、
前記圧力室に連通し、該圧力室の圧力変動により該圧力室内から外部に吐出されるインクの流路となるノズルと、
前記圧力室に連通し、該ノズルよりも内方のインクを排出させて該圧力室への注入経路に戻す少なくとも1つの循環路と、
前記圧力室に注入されるインクと該ノズルよりも内方のインクとの圧力差であるインク注入圧、及び、該ノズルよりも内方のインクと該圧力室から前記循環路へ排出されたインクとの圧力差であるインク排出圧の何れか一方又は両方を制御する圧力制御手段と、
を備え、
前記ノズル内に滞留しているインクが形成するメニスカスを破壊し、該インクを該ノズルの吐出側出口の周囲部又は前記ノズルよりも内方に移動させ、その後に該メニスカスを復帰させ、該ノズル内に滞留しているインクの少なくとも一部を該ノズルよりも内方のインクに置換するメンテナンス動作を行い、
前記圧力制御手段は、前記インク排出圧を制御して、前記ノズル内に滞留しているインクが形成するメニスカスを破壊し、該ノズル内に滞留しているインクを前記ノズルよりも内方に移動させたとき、該ノズルから気泡が巻き込まれたときには、直ちに前記メニスカスを復帰させることを特徴とするインクジェットヘッド。 - 前記圧力制御手段は、前記インク排出圧を制御して、前記ノズル内に滞留しているインクが形成するメニスカスを破壊したときには、該ノズルから巻き込まれ得る大きさの気泡の前記圧力室内における上昇速度よりも、該圧力室内における前記循環路に向かうインクの流速を速くしており、該ノズルから巻き込まれた気泡を該循環路に向けて流すことを特徴とする請求項3記載のインクジェットヘッド。
- 前記ノズルの内壁部は、親水処理がなされていることを特徴とする請求項1~4の何れかに記載のインクジェットヘッド。
- 前記圧力制御手段は、メンテナンス動作として、前記インク排出圧を制御して、前記ノズル内に滞留しているインクを前記ノズルよりも内方に移動させ、その後に前記メニスカスを復帰させることを特徴とする請求項1~5の何れかに記載のインクジェットヘッド。
- インクが注入される少なくとも1つの圧力室と、
前記圧力室の圧力変動を生じさせる圧力発生手段と、
前記圧力室に連通し、該圧力室の圧力変動により該圧力室内から外部に吐出されるインクの流路となるノズルと、
前記圧力室に連通し、該ノズルよりも内方のインクを排出させて該圧力室への注入経路に戻す少なくとも1つの循環路と、
前記圧力室に注入されるインクと該ノズルよりも内方のインクとの圧力差であるインク注入圧、及び、該ノズルよりも内方のインクと該圧力室から前記循環路へ排出されたインクとの圧力差であるインク排出圧の何れか一方又は両方を制御する圧力制御手段と、
を備え、
前記ノズル内に滞留しているインクが形成するメニスカスを破壊し、該インクを該ノズルの吐出側出口の周囲部又は前記ノズルよりも内方に移動させ、その後に該メニスカスを復帰させ、該ノズル内に滞留しているインクの少なくとも一部を該ノズルよりも内方のインクに置換するメンテナンス動作を行い、
前記圧力制御手段は、前記インク注入圧を制御して、前記ノズル内に滞留しているインクが形成するメニスカスを破壊し、該ノズル内に滞留しているインクを該ノズルの吐出側出口の周囲部に移動させたとき、所望の体積のインクが該ノズルから溢れたときには、直ちに前記メニスカスを復帰させることを特徴とするインクジェットヘッド。 - 前記圧力制御手段は、第1の圧力制御手段及び第2の圧力制御手段からなり、
前記第1の圧力制御手段は、メンテナンス動作として、前記インク排出圧を制御して、前記ノズル内に滞留しているインクを前記ノズルよりも内方に移動させ、その後に前記メニスカスを復帰させ、
前記第2の圧力制御手段は、メンテナンス動作として、前記インク注入圧を制御して、前記ノズル内に滞留しているインクを該ノズルの吐出側出口の周囲部に移動させ、その後に前記メニスカスを復帰させることを特徴とする請求項1~5の何れか又は7記載のインクジェットヘッド。 - 前記圧力制御手段は、メンテナンス動作として、前記インク注入圧を制御して、前記ノズル内に滞留しているインクを該ノズルの吐出側出口の周囲部に移動させ、その後に前記メニスカスを復帰させることを特徴とする請求項1、3又は7記載のインクジェットヘッド。
- 前記所望の体積は、前記ノズルの容積以上であることを特徴とする請求項7記載のインクジェットヘッド。
- 前記圧力制御手段は、前記インク注入圧を制御して、前記ノズル内に滞留しているインクが形成するメニスカスを破壊したときには、該ノズルから溢れたインクを該ノズル内に引き戻すことにより、前記メニスカスを復帰させることを特徴とする請求項1、3又は7~10の何れかに記載のインクジェットヘッド。
- 前記ノズルの吐出側出口の周囲部は、撥水処理がなされていることを特徴とする請求項1、3又は7~11の何れかに記載のインクジェットヘッド。
- 請求項1~12の何れかに記載のインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドに移送されるインクが貯蔵されるインクタンクと、
前記インクタンク内のインクを、前記インクジェットヘッドにおいて前記圧力室が連通された共通インク室に移送する移送路と、
前記共通インク室に移送されたインクを回収する回収路とを備え、
前記圧力室から前記循環路へ排出されたインクは、前記回収路において、前記共通インク室から回収されたインクに合流されることを特徴とするインクジェット記録装置。 - インクが注入される少なくとも1つの圧力室と、
前記圧力室の圧力変動を生じさせる圧力発生手段と、
前記圧力室に連通し該圧力室の圧力変動により該圧力室内から外部に吐出されるインクの流路となるノズルと、
前記圧力室に連通し該ノズルよりも内方のインクを排出させて該圧力室への注入経路に戻す少なくとも1つの循環路と
を備え、
前記ノズル内に滞留しているインクが形成するメニスカスを破壊し、該インクを該ノズルの吐出側出口の周囲部又は前記ノズルよりも内方に移動させ、その後に該メニスカスを復帰させ、該ノズル内に滞留しているインクの少なくとも一部を該ノズルよりも内方のインクに置換するメンテナンス動作を行うインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドに移送されるインクが貯蔵されるインクタンクと、
前記インクタンク内のインクを、前記インクジェットヘッドにおいて前記圧力室が連通された共通インク室に移送する移送路と、
前記共通インク室に移送されたインクを回収する回収路とを備え、
前記圧力室から前記循環路へ排出されたインクは、前記回収路において、前記共通インク室から回収されたインクに合流されることを特徴とするインクジェット記録装置。
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