JP7287074B2 - 液体吐出装置 - Google Patents
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Description
第1方向及び、第1方向に垂直な第2方向のいずれにも平行なノズル面と、第1方向及び第2方向のいずれにも垂直な第3方向において、前記ノズル面から離間して配置される背面と、を有する流路部材であって、前記ノズル面に沿って配置された複数のノズルと、前記複数のノズルにそれぞれ接続する複数の個別流路と、前記複数の個別流路と接続され、第1方向に延びる第1及び第2共通流路と、前記背面に開口し、第1共通流路の第1方向における一方側の端部と連通する第1開口と、前記背面に開口し、第2共通流路の第1方向における前記一方側の端部と連通する第2開口と、が形成された流路部材と、
前記背面上に配置され、第1開口を覆うフィルタを有するフィルタ部材と、を備え、
第2開口がフィルタで覆われておらず、第1開口の面積が第2開口の面積より大きく、
第1共通流路は、液体が第1方向の前記一方側から他方側に向かって流れ、前記個別流路に前記液体を供給する供給共通流路であり、
第2共通流路は、前記個別流路から液体が帰還し、帰還した液体が第1方向の前記他方側から前記一方側に向かって流れる帰還共通流路であり、
第1開口は、前記供給共通流路に液体を流入させる流入口であり、
第2開口は、前記帰還共通流路から液体を流出させる流出口である、液体吐出ヘッドが提供される。
以下、第1実施形態について説明する。
図1に示すように、第1実施形態に係るプリンタ1は、キャリッジ2、インクジェットヘッド3(本発明の「液体吐出ヘッド」)、プラテン4、及び、搬送ローラ5、6を備えている。
次に、インクジェットヘッド3について詳細に説明する。図2~図5に示すように、インクジェットヘッド3は、ノズル45や後述する圧力室40などのインク流路が形成された流路ユニット21(本発明の「流路部材」)と、圧力室40内のインクに圧力を付与する圧電アクチュエータ22とを備えている。
流路ユニット21は、8枚のプレート31~38が上からこの順に積層されることによって形成されている。流路ユニット21には、複数の圧力室40と、複数の絞り流路41と、複数のディセンダ流路42(本発明の「接続流路)と、複数の連結流路43(本発明の「循環用流路」)と、複数のノズル45と、4つの供給マニホールド46(本発明の「第1共通流路」、「供給共通流路」)と、3つの帰還マニホールド47(本発明の「第2共通流路」、「帰還共通流路」)とが形成されている。
流路ユニット21の上面(本発明の「背面」)には、流入口48を覆うフィルタ51を有するフィルタ部材50が配置されている。フィルタ部材50は、例えば、ニッケル、ステンレス(SUS)等の金属の板状体であって、その一部に、複数の細孔53を有するフィルタ51が形成されている。フィルタ51は、例えば、電鋳フィルタである。上下方向から見た場合に、流入口48及び流出口49は、フィルタ部材51の外周によって囲まれた領域の内側に配置されている。フィルタ部材51は、上下方向において、流入口48及び流出口49と重なるように配置されている。そして、フィルタ部材50には、流出口49と連通する貫通孔52が形成されている。即ち、流入口48は、フィルタ部材50のフィルタ51に覆われており、一方、流出口49はフィルタで覆われていない。フィルタ51は流入口48と同じ大きさであってもよいし、流入口48より大きくてもよい。貫通孔52は流出口49と同じ大きさであってよいし、流出口49より大きくてもよい。
圧電アクチュエータ22は、2つの圧電層61、62と、共通電極63と、複数の個別電極64とを有する。圧電層61、62は、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との混晶であるチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)を主成分とする圧電材料からなる。圧電層61は、流路ユニット21の上面に配置され、圧電層62は、圧電層61の上面に配置されている。なお、圧電層61は、圧電層62とは異なり、例えば合成樹脂材料等、圧電材料以外の絶縁性材料からなるものであってもよい。
μ:インクの粘度
L:インクが流れる所定長さ
t:フィルタ部材の厚さ
rin:流入口48を面積S1の円と仮定した場合の円の半径(以下、「流入口48の等価半径」と記載する)
rout:流出口49を面積S2の円と仮定した場合の円の半径(以下、「流出口49の等価半径」と記載する)
d:フィルタ51の細孔53を、細孔53と同面積を有する円と仮定した場合の円の半径
n:フィルタ51の細孔53の数
変形例1~4に係るインクジェットヘッド81~84では、第1実施形態に係るインクジェットヘッド3における、流入口48及び流出口49の形状、配置等の形態を図6~図9に示すように変更する。その他の構成は、第1実施形態に係るインクジェットヘッド3と同様である。図6~図9において、第1実施形態と同様の構成物に対しては、同様の参照番号を用いる。以下に説明する変形例1~4に係るインクジェットヘッド81~84は、第1実施形態と同様に、流入口48はフィルタ部材50のフィルタ51に覆われており、一方、流出口49はフィルタで覆われていない。そして、流入口48の面積S1が、流出口49の面積S2より大きい。これにより、変形例1~4に係るインクジェットヘッドは、第1実施形態と同様に、流路ユニット21への異物の流入を妨げると共に、気泡の排出を促進し、更に、インクを安定に吐出可能である。
次に、第2実施形態について説明する。第2実施形態では、インクジェットヘッドにおける供給マニホールド及び帰還マニホールドの配置等が、第1実施形態と異なっている。
流路ユニット101は、8枚のプレート111~118が上からこの順に積層されることによって形成されている。流路ユニット101には、複数の圧力室120と、複数の絞り流路121と、複数のディセンダ流路122(本発明の「接続流路」)と、複数の循環用流路123と、複数のノズル125と、6つの供給マニホールド126(本発明の「第1共通流路」、「供給共通流路」)と、6つの帰還マニホールド127(本発明の「第2共通流路」、「帰還共通流路」)とが形成されている。
流路ユニット101の上面(本発明の「背面」)には、流入口128を覆うフィルタ131を有するフィルタ部材130が配置されている。フィルタ部材130は、例えば、ニッケル、ステンレス(SUS)等の金属の板状体であって、その一部に、複数の細孔133を有するフィルタ131が形成されている。フィルタ131は、例えば、電鋳フィルタである。上下方向から見た場合に、流入口128及び流出口129は、フィルタ部材130の外周によって囲まれた領域の内側に配置されている。フィルタ部材130は、上下方向において、流入口128及び流出口129と重なるように配置されている。そして、フィルタ部材130には、流出口129と連通する貫通孔132が形成されている。即ち、流入口128は、フィルタ部材130のフィルタ131に覆われており、一方、流出口129はフィルタで覆われていない。フィルタ131は流入口128と同じ大きさであってもよいし、流入口128より大きくてもよい。貫通孔132は流出口129と同じ大きさであってよいし、流出口129より大きくてもよい。
圧電アクチュエータ102は、2つの圧電層141、142と、共通電極143と、複数の個別電極144とを有する。圧電層141、142は、圧電材料からなる。圧電層141は、流路ユニット101の上面に配置され、圧電層142は圧電層141の上面に配置されている。なお、圧電層141は、圧電層61(図4参照)と同様、圧電材料以外の絶縁性材料からなるものであってもよい。
変形例5及び6に係るインクジェットヘッド85及び86では、第2実施形態に係るインクジェットヘッド100における、流入口128及び流出口129の形状及び/又は配置、供給マニホールド及び帰還マニホールドの配置等を図12~図14に示すように変更する。その他の構成は、第2実施形態に係るインクジェットヘッド100と同様である。図12~図14において、第2実施形態と同様の構成物に対しては、同様の参照番号を用いる。以下に説明する変形例5及び6に係るインクジェットヘッド85及び86は、第2実施形態と同様に、流入口128はフィルタ部材130のフィルタ131に覆われており、一方、流出口129はフィルタで覆われていない。そして、流入口128の面積S11が、流出口129の面積S12より大きい。これにより、変形例5及び6に係るインクジェットヘッドは、第2実施形態と同様に、流路ユニット101への異物の流入を妨げると共に、気泡の排出を促進し、更に、インクを安定に吐出可能である。
28 個別流路
45 ノズル
46 供給マニホールド
47 帰還マニホールド
48 流入口
49 流出口
50 フィルタ部材
100 インクジェットヘッド
108 個別流路
120 圧力室
122 ディセンダ流路
125 ノズル
126 供給マニホールド
127 帰還マニホールド
128 流入口
129 流出口
130 フィルタ
Claims (10)
- 液体吐出ヘッドであって、
第1方向及び、第1方向に垂直な第2方向のいずれにも平行なノズル面と、第1方向及び第2方向のいずれにも垂直な第3方向において、前記ノズル面から離間して配置される背面と、を有する流路部材であって、前記ノズル面に沿って配置された複数のノズルと、前記複数のノズルにそれぞれ接続する複数の個別流路と、前記複数の個別流路と接続され、第1方向に延びる第1及び第2共通流路と、前記背面に開口し、第1共通流路の第1方向における一方側の端部と連通する第1開口と、前記背面に開口し、第2共通流路の第1方向における前記一方側の端部と連通する第2開口と、が形成された流路部材と、
前記背面上に配置され、第1開口を覆うフィルタを有するフィルタ部材と、を備え、
第2開口がフィルタで覆われておらず、第1開口の面積が第2開口の面積より大きく、
第1共通流路は、液体が第1方向の前記一方側から他方側に向かって流れ、前記個別流路に前記液体を供給する供給共通流路であり、
第2共通流路は、前記個別流路から液体が帰還し、帰還した液体が第1方向の前記他方側から前記一方側に向かって流れる帰還共通流路であり、
第1開口は、前記供給共通流路に液体を流入させる流入口であり、
第2開口は、前記帰還共通流路から液体を流出させる流出口である、液体吐出ヘッド。 - 前記液体吐出ヘッドは、前記流路部材の前記背面上に配置される圧電アクチュエータを更に備え、
第1方向において、前記圧電アクチュエータと第1開口との間に、第2開口が配置されている、請求項1に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記液体吐出ヘッドは、前記流路部材の前記背面上に配置される圧電アクチュエータを更に備え、
第1方向において、前記圧電アクチュエータと第2開口との間に、第1開口が配置されている、請求項1に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記フィルタ部材には、第2開口と連通する貫通孔が形成されており、
第3方向から見た場合に、第1開口および第2開口がフィルタ部材の外周によって囲まれた領域の内側に配置されている、請求項1~3のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記フィルタ部材は、第3方向において、第2開口と重ならないように配置されている、請求項1~3のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
- 第2開口の形状が円形である、請求項1~5のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
- 第1方向において、第2開口と、第1開口の一部が並んで配置され、
第2方向において、第2開口と、第1開口の他の一部が並んで配置されている、請求項1~6のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。 - 第2方向において、第1共通流路と第2共通流路とが並んで配置されている請求項1~7のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
- 第3方向において、第1共通流路と第2共通流路とが重なって配置されている、請求項1~7のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
- 各個別流路が、
第3方向において、前記ノズル面から離れて配置され、第1又は第2共通流路と連通する圧力室と、
前記圧力室と接続され、第3方向に沿って延びる、少なくとも1つの接続流路であって、前記圧力室と前記ノズルとを連通させる流路の一部を形成する接続流路と、
前記接続流路と接続され、前記ノズル面と平行な平面に沿って延び、前記接続流路と前記第2共通流路とを連通させる流路を形成する循環用流路と、を有する、請求項1~9のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
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