JP7287074B2 - 液体吐出装置 - Google Patents

液体吐出装置 Download PDF

Info

Publication number
JP7287074B2
JP7287074B2 JP2019074731A JP2019074731A JP7287074B2 JP 7287074 B2 JP7287074 B2 JP 7287074B2 JP 2019074731 A JP2019074731 A JP 2019074731A JP 2019074731 A JP2019074731 A JP 2019074731A JP 7287074 B2 JP7287074 B2 JP 7287074B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
opening
channel
ink
ejection head
filter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019074731A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2020172056A (ja
Inventor
啓太 杉浦
祥平 小出
啓太 平井
寛 片山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brother Industries Ltd filed Critical Brother Industries Ltd
Priority to JP2019074731A priority Critical patent/JP7287074B2/ja
Priority to US16/824,925 priority patent/US11117385B2/en
Publication of JP2020172056A publication Critical patent/JP2020172056A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7287074B2 publication Critical patent/JP7287074B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B41J2/17563Ink filters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201Structure of print heads with piezoelectric elements
    • B41J2/14209Structure of print heads with piezoelectric elements of finger type, chamber walls consisting integrally of piezoelectric material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/19Ink jet characterised by ink handling for removing air bubbles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201Structure of print heads with piezoelectric elements
    • B41J2/14209Structure of print heads with piezoelectric elements of finger type, chamber walls consisting integrally of piezoelectric material
    • B41J2002/14225Finger type piezoelectric element on only one side of the chamber
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201Structure of print heads with piezoelectric elements
    • B41J2002/14306Flow passage between manifold and chamber
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14403Structure thereof only for on-demand ink jet heads including a filter
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14419Manifold
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14459Matrix arrangement of the pressure chambers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/12Embodiments of or processes related to ink-jet heads with ink circulating through the whole print head

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Ink Jet (AREA)

Description

本発明は、ノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドに関する。
液体を吐出する液体吐出ヘッドとして、複数の個別液室内の液体を循環させる循環型ヘッドが知られている。液体吐出ヘッドにおいて、ノズル近傍の液体を循環させる利点の1つとして、ノズルから入り込んだ気泡を排出できることが挙げられる。特許文献1は、ノズルに連通する液体流路の途中に、気泡を微細化する微細化手段を設けることを開示している。微細化手段を設けることで、液体流路が大きな気泡により塞がれることを防止し、気泡の排出を促進できる。
特開2017-144660号公報
ところで、循環型ヘッドでは、循環型ヘッド内への異物流入防止を目的として、循環型ヘッドへ液体を供給する供給口、及び循環型ヘッドから液体を排出する排出口にフィルタを設ける場合がある。しかし、フィルタが設けられた循環型ヘッドでは、ノズルから入り込んだ気泡がフィルタにトラップされて、フィルタが閉塞する(目詰まりする)場合がある。フィルタが目詰まりすると、液体の循環が滞り、気泡の排出が難しくなる。また、液体流路内の圧力変動や流量変動が大きくなり、液体の吐出が不安定となる。例えば、ノズルにおいて液体のメニスカスブレイクが発生し、液体がノズルから溢れ出てしまう。
本発明の目的は、気泡の排出を促進し、液体を安定に吐出可能な液体吐出ヘッドを提供する。
本発明に従えば、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、液体吐出ヘッドが提供される。
第1実施形態に係るプリンタの概略構成図である。 図1のインクジェットヘッドの平面図である。 図2の一点鎖線で囲んだ部分の拡大図である。 図3のIV-IV線断面図である。 図2のV-V線断面図である。 変形例1のインクジェットヘッドにおける、流入口及び流出口近傍の概略断面図である。 変形例2のインクジェットヘッドにおける、流入口及び流出口近傍の概略断面図である。 変形例3のインクジェットヘッドにおける、流入口及び流出口近傍の概略平面図である。 変形例4のインクジェットヘッドにおける、流入口及び流出口近傍の概略平面図である。 第2実施形態に係るインクジェットヘッドの平面図である。 図11(a)は、図10のXIA-XIA線断面図であり、図11(b)は、図10のXIB-XIB線断面図である。 変形例5インクジェットヘッドにおける、流入口及び流出口近傍の概略平面図である。 変形例6のインクジェットヘッドにおける、流入口及び流出口近傍の概略平面図である。3 図14(a)は、図13のXIVA-XIVA線断面図であり、図14(b)は、図13のXIVB-XIVB線断面図である。
[第1実施形態]
以下、第1実施形態について説明する。
<プリンタ1の全体構成>
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。
キャリッジ2は、走査方向に延びた2本のガイドレール7、8に支持され、ガイドレール7、8に沿って走査方向に移動する。なお、以下では、図1に示すように、走査方向の右側及び左側を定義して説明を行う。
インクジェットヘッド3は、キャリッジ2に搭載され、キャリッジ2とともに走査方向に移動する。また、インクジェットヘッド3は、その下面(本発明の「ノズル面」)に形成された複数のノズル45からインクを吐出する。なお、インクジェットヘッド3については後ほど詳細に説明する。
プラテン4は、インクジェットヘッド3の下面と対向して配置され、走査方向に記録用紙Pの全長にわたって延びている。プラテン4は、記録用紙Pを下方から支持する。搬送ローラ5、6は、それぞれ、走査方向と直交する搬送方向において、キャリッジ2よりも上流側及び下流側に配置され、記録用紙Pを搬送方向に搬送する。
そして、プリンタ1では、搬送ローラ5、6に、記録用紙Pを搬送方向に所定距離ずつ搬送させ、記録用紙Pが搬送される毎に、キャリッジ2を走査方向に移動させつつ、インクジェットヘッド3の複数のノズル45からインクを吐出させることによって、記録用紙Pに印刷を行う。
なお、走査方向が、本発明の「第2方向」に相当する。また、搬送方向が本発明の「第1方向」に相当し、搬送方向の上流側及び下流側が、それぞれ、本発明の「第1方向の一方側」及び「第1方向の他方側」に相当する。また、搬送方向(第1方向)及び走査方向(第2方向)のいずれにも垂直な上下方向が、本発明の「第3方向」に相当する。
<インクジェットヘッド>
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>
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。
複数の圧力室40は、プレート31に形成されている。圧力室40は、走査方向を長手方向とする略矩形の平面形状を有している。圧力室40は、上下方向において、インクジェットヘッド3の下面(本発明の「ノズル面」)から離れて配置され、供給マニホールド46又は帰還マニホールド47と連通している。また、複数の圧力室40は、搬送方向に配列されることによって圧力室列29を形成している。また、プレート31には、12列の圧力室列29が走査方向に並んでいる。また、圧力室列29間で、圧力室40の搬送方向の位置がずれている。
複数の絞り流路41は、プレート32、33にまたがって形成されている。絞り流路41は各圧力室40に対して個別に設けられている。左から奇数番目の圧力室列29を構成する圧力室40に対して設けられた絞り流路41は、圧力室40の左端部と接続され、圧力室40との接続部分から左方に延びている。左から偶数番目の圧力室列29を構成する圧力室40に対して設けられた絞り流路41は、圧力室40の右端部と接続され、圧力室40との接続部分から右方に延びている。
複数のディセンダ流路42は、プレート32~37に形成された貫通孔が上下方向に重なることによって形成されている。ディセンダ流路42は、各圧力室40に対して個別に設けられている。左から奇数番目の圧力室列29を構成する圧力室40に対して設けられたディセンダ流路42は、圧力室40の右端部と接続され、圧力室40との接続部分から下方に延びている。左から偶数番目の圧力室列29を構成する圧力室40に対して設けられたディセンダ流路42は、圧力室40の左端部と接続され、圧力室40との接続部分から下方に延びている。
複数の連結流路43は、プレート37に形成されている。連結流路43は、ディセンダ流路42と接続され、インクジェットヘッド3の下面(本発明の「ノズル面」)と平行な平面に沿って延び、ディセンダ流路42とノズル45とを連通させている。連結流路43は、水平で且つ走査方向及び搬送方向に対して傾いた方向に延びて、隣接する2つの圧力室列29のうち、一方の圧力室列29を構成する圧力室40に接続されたディセンダ流路42の下端部と、他方の圧力室列29を構成する圧力室40に接続されたディセンダ流路42の下端部とを接続する。より詳細に説明すると、プレート37には、上記2つのディセンダ流路42を形成する部分と、連結流路43を形成する部分とが一体となった貫通孔が形成されている。
そして、流路ユニット21では、1つのノズル45に接続された1つの連結流路43と、この連結流路43に接続された2つのディセンダ流路42と、これら2つのディセンダ流路42に接続された2つの圧力室40と、これら2つの圧力室40と接続された2つの絞り流路41とによって個別流路28が形成されている。また、複数の個別流路28が、搬送方向に配列されることによって個別流路列27を形成している。また、流路ユニット21では、6列の個別流路列27が、走査方向に沿って並んでいる。
複数のノズル45は、プレート38に形成されている。ノズル45は、各連結流路43に対して個別に設けられており、連結流路43の中央部に接続されている。
4つの供給マニホールド46は、プレート34、35に形成された貫通孔と、プレート36の上側の部分に形成された凹部とが上下に重なることによって形成されている。4つの供給マニホールド46は、それぞれが搬送方向に延び、走査方向に間隔をあけて並んでいる。そして、4つの供給マニホールド46は、それぞれ、左から1、4、5、8、9、12番目の圧力室列29を構成する圧力室40に接続された絞り流路41の、圧力室40と反対側の端部と接続されている。
また、各供給マニホールド46は、搬送方向における上流側の端部において、プレート32~36にまたがって上下方向に延びており、その上端部に流入口48(本発明の「第1開口」)が設けられている。即ち、流入口48は、流路ユニット21の上面(本発明の「背面」)に開口し、供給マニホールド46の搬送方向における上流側の端部と連通する。流入口48の形状は特に限定されないが、例えば、略正方形である。そして、流入口48は、フィルタ部材50のフィルタ51を介して、図示しないインクタンクに接続されており、インクタンクに貯留されたインクが流入口48から供給マニホールド46に供給される。そして、供給マニホールド46においては、搬送方向の上流側から下流側に向かってインクが流れ、個別流路28(絞り流路41)へインクを供給する。
3つの帰還マニホールド47は、プレート34、35に形成された貫通孔と、プレート36の上側の部分に形成された凹部とが上下に重なることによって形成されている。3つの帰還マニホールド47は、それぞれが搬送方向に延び、走査方向において、隣接する供給マニホールド46の間に、それぞれ配置されている。そして、3つの帰還マニホールド47は、それぞれ、左から2、3、6、7、10、11番目の圧力室列29を構成する圧力室40に接続された絞り流路41の圧力室40と反対側の端部と接続されている。
また、各帰還マニホールド47は、搬送方向における上流側の端部において、プレート32~35にまたがって上下方向に延びており、その上端部に流出口49(本発明の「第2開口」)が設けられている。即ち、流出口49は、流路ユニット21の上面(本発明の「背面」)に開口し、帰還マニホールド47の搬送方向における上流側の端部と連通する。流出口49の形状は特に限定されないが、例えば、略正方形である。流出口49は、図示しないインクタンクに接続されている。そして、帰還マニホールド47においては、個別流路28(絞り流路41)からインクが流れ込み、搬送方向の下流側から上流側に向かってインクが流れ、流出口49からフィルタ部材50の貫通孔52を介して、インクが流出する。流出口49から流出したインクは、図示しないインクタンクに戻される。すなわち、第1実施形態では、インクジェットヘッド3と図示しないインクタンクとの間でインクが循環する。
ここで、流入口48とインクタンクとの間の流路の途中、又は、流出口49とインクタンクとの間の流路の途中に、図示しないポンプが設けられており、このポンプが駆動されることにより生じるインクの流れによって、上述したようにインクが循環する。
流入口48の面積S1は、流出口49の面積S2より大きい。また、供給マニホールド46は、帰還マニホールド47よりも、搬送方向の上流側まで延びている。これにより、流入口48が、流出口49よりも搬送方向の上流側に位置している。換言すれば、搬送方向において、圧電アクチュエータ22と流入口48との間に、流出口49が配置されている。すなわち、流入口48と流出口49とが、搬送方向にずれて配置されている。
また、4つの供給マニホールド46及び3つの帰還マニホールド47がこのように配置されていることにより、供給マニホールド46と帰還マニホールド47とが走査方向に交互に並んでいる。また、走査方向に交互に並ぶ供給マニホールド46及び帰還マニホールド47のうち、走査方向の両端に位置する2本のマニホールドが供給マニホールド46となっている。
また、プレート37には、供給マニホールド46と上下方向に重なり、供給マニホールド46と隔てられたダンパ室59が形成されている。そして、プレート36の下端部によって形成される、供給マニホールド46とダンパ室59とを隔てる隔壁が変形することにより、供給マニホールド46内のインクの圧力変動が抑制される。また、プレート37には、帰還マニホールド47と上下方向に重なり、帰還マニホールド47と隔てられたダンパ室58が形成されている。そして、プレート36の下端部によって形成される、帰還マニホールド47とダンパ室58とを隔てる隔壁が変形することにより、帰還マニホールド47内のインクの圧力変動が抑制される。
<フィルタ部材>
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。
フィルタ51の面積は、貫通孔52の面積より大きい。また、フィルタ51は、貫通孔52よりも搬送方向の上流側に位置している。換言すれば、搬送方向において、圧電アクチュエータ22とフィルタ51との間に、貫通孔52が配置されている。
インクジェットヘッド3と図示しないインクタンクとの間で循環するインクは、フィルタ部材50のフィルタ51を通過して流入口48から供給マニホールド46に供給される。そして、個別流路28を通った後、帰還マニホールド47に戻され、流出口49からフィルタ部材50の貫通孔52を通過してインクが流出し、図示しないインクタンクに戻される。
<圧電アクチュエータ>
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。
共通電極63は、圧電層61と圧電層62との間に配置され、圧電層61、62のほぼ全域にわたって連続的に延びている。共通電極63はグランド電位に保持されている。複数の個別電極64は、複数の圧力室40に対して個別に設けられている。個別電極64は、走査方向を長手方向とする略矩形の平面形状を有し、対応する圧力室40の中央部と上下方向に重なるように配置されている。また、個別電極64の走査方向におけるディセンダ流路42と反対側の端部は、圧力室40と重ならない位置まで延び、その先端部が、図示しない配線部材との接続を行うための接続端子64aとなっている。複数の個別電極64の接続端子64aは、図示しない配線部材を介して図示しないドライバICに接続されている。そして、複数の個別電極64には、ドライバICにより個別に、グランド電位、及び、所定の駆動電位(例えば20V程度)のうちいずれかの電位が選択的に付与される。また、共通電極63と複数の個別電極64とがこのように配置されるのに対応して、圧電層62の各個別電極64と共通電極63とに挟まれた部分は、それぞれ、厚み方向に分極された活性部となっている。
ここで、圧電アクチュエータ22を駆動してノズル45からインクを吐出させる方法について説明する。圧電アクチュエータ22では、ノズル45からインクを吐出させない待機状態において、全ての個別電極64が共通電極63と同じグランド電位に保持されている。あるノズル45からインクを吐出させるときには、そのノズル45に接続された2つの圧力室40に対応する2つの個別電極64の電位をグランド電位から駆動電位に切り換える。
すると、上記2つの個別電極64に対応する2つの活性部に、分極方向と平行な電界が発生し、上記2つの活性部が分極方向と直交する水平方向に収縮する。これにより、圧電層61、62の上記2つの圧力室40と上下方向に重なる部分が全体として圧力室40側に凸となるように変形する。その結果、圧力室40の容積が小さくなることで圧力室40内のインクの圧力が上昇し、圧力室40に連通するノズル45からインクが吐出される。また、ノズル45からインクが吐出された後には、上記2つの個別電極64の電位をグランド電位に戻す。これにより、圧電層61、62が変形前の状態に戻る。
以上説明した本実施形態のインクジェットヘッド3は、例えば、以下に説明する作用効果を奏する。インクジェットヘッド3では、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。流入口48がフィルタ51に覆われることにより、インク中の異物などがフィルタ51に捕捉され、流路ユニット21への異物の流入が妨げられる。一方で、流出口49はフィルタ51で覆われていないため、ノズル45から入り込んだ気泡はフィルタ51にトラップされることなく(目詰まりすることなく)、流路ユニット21から排出される。気泡によるフィルタの目詰まりが発生しないため、ノズル45から安定にインクを吐出できる。
更に、本実施形態のインクジェットヘッド3では、流入口48の面積S1が、流出口49の面積S2より大きい。流入口48の面積S1が流出口49の面積S2と同じ、又は小さいと、流動抵抗の大きいフィルタ51を流入口48のみに設けているため、インクジェットヘッド3内において、フィルタ51及び流入口48を通過してノズル45に向かって流れるインクの流動抵抗(以下、適宜、「流入インクの流動抵抗」と記載する)は、ノズル45から流出口49に向かって流れるインクの流動抵抗(以下、適宜、「流出インクの流動抵抗」と記載する)より大きくなる。流入インクの流動抵抗と、流出インクの流動抵抗との差が大きいと、液体流路内の圧力変動や流量変動が大きくなり、インクの吐出が不安定となる。本実施形態では、流入口48の面積S1を流出口49の面積S2より大きくすることで、流入インクの流動抵抗と、流出インクの流動抵抗との差を小さくできる。これにより、液体流路内の圧力変動や流量変動を抑制し、ノズル45から安定にインクを吐出できる。
流入インクの流動抵抗を、例えば、厚さtのフィルタ部材50のフィルタ51を通過して、流入口48から供給マニホールド46内を所定長さL流れるインクの流動抵抗(Rin)と定義する。また、流出インクの流動抵抗を、例えば、帰還マニホールド47内を所定長さL流れて流出口49に到り、フィルタ部材50の貫通孔52を通過するインクの流動抵抗(Rout)と定義する。流入インクの流動抵抗(Rin)と、流出インクの流動抵抗(Rout)とは、それぞれ、以下の式(1)及び(2)で表される。
Figure 0007287074000001
Figure 0007287074000002
式(1)及び(2)において、各記号は以下を意味する。
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
in: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)
out: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
また、式(1)において、インクは、流入口48と同じ断面積(面積S1)の供給マニホールド46の一部を所定長さL流れるものとする。式(2)において、インクは、流出口49と同じ断面積(面積S2)の帰還マニホールド47の一部を所定長さL流れるものとする(図5参照)。式(1)で表される流入インクの流動抵抗(Rin)は、フィルタ51及び流入口48近傍の比較的短い距離(L)を流れるインクの流動抵抗である。式(2)で表される流出インクの流動抵抗(Rout)は流出口49近傍の比較的短い距離(L)を流れるインクの流動抵抗である。所定長さLは、例えば、供給マニホールド46において、プレート31及び32を上下方向に貫通している部分であり、帰還マニホールド47において、プレート31及び32を上下方向に貫通している部分である。
フィルタ51及び流入口48近傍を流れる流入インクの流動抵抗(即ち、式(1)で表される流動抵抗(Rin))と、流出口49近傍を流れる流出インクの流動抵抗(即ち、式(2)で表される流動抵抗(Rout))との差を小さくすることで、流路ユニット21に流入してからノズル45まで流れる流入インクの流動抵抗と、ノズル45から流路ユニット21を流出するまで流れる流出インクの流動抵抗との差を小さくできる。これにより、液体流路内の圧力変動や流量変動を抑制し、ノズル45から安定にインクを吐出できる。式(1)及び(2)でそれぞれ表される流入インクの流動抵抗(Rin)と、流出インクの流動抵抗(Rout)との差の絶対値は小さい方が好ましく、例えば、インクの粘度1mPa・sあたり、1kPa以下である。
理想的な場合として、下記式(3)に示すように、流動抵抗(Rin)と流動抵抗(Rout)とが等しい場合を考える。この場合、流入口48の等価半径rinと流出口49の等価半径routとは、下記式(4)で表される関係を示す。
Figure 0007287074000003
Figure 0007287074000004
式(4)から理解できるように、流入インクの流動抵抗(Rin)と流出インクの流動抵抗(Rout)とが等しくなるように、又は、流入インクの流動抵抗(Rin)と流出インクの流動抵抗(Rout)との差の絶対値が所定の範囲内となるように、インクジェットヘッド3全体の構成に合わせて、流入口48の等価半径rin及び流出口49の等価半径rout、即ち、流入口48の面積S1及び流出口49の面積S2を設計可能である。
また、インクジェットヘッド3では、搬送方向において、圧電アクチュエータ22と流入口48との間に、流出口49が配置されている。即ち、流入口48が、流出口49よりも搬送方向の上流側に配置される。搬送方向において、圧電アクチュエータ22と、フィルタ部材50のフィルタ51との間に、流出口49が配置されている。したがって、発熱源となる圧電アクチュエータ22から、フィルタ部材50のフィルタ51をより、遠い位置に配置できる。これにより、フィルタ51の細孔53の熱変形を防止できる。
[変形例1~4]
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。
上述した第1実施形態のインクジェットヘッド3では、搬送方向において、圧電アクチュエータ22と流入口48との間に、流出口49が配置されているが(図5参照)、本実施形態はこれに限定されない。変形例1のインクジェットヘッド81では、図6に示すように、搬送方向において、圧電アクチュエータ22と流出口49との間に、流入口48が配置されている。即ち、流出口49が、流入口48よりも搬送方向の上流側に配置される。フィルタ部材50のフィルタ51が、流出口49よりも搬送方向の下流側に配置される。この構成により、流動抵抗が高いフィルタ51をよりノズル45に近い位置に配置して、ノズル45までの流入インクの流動抵抗を低下させることができる。この結果、流入インクの流動抵抗と、流出インクの流動抵抗との差をより小さくでき、ノズル45からより安定にインクを吐出できる。
上述した第1実施形態のインクジェットヘッド3では、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。そして、フィルタ部材51には、流出口49と連通する貫通孔52が形成されている(図5参照)。しかし、本実施形態は、これに限定されない。変形例2のインクジェットヘッド82では、図7に示すように、フィルタ部材50が、上下方向において、流出口49と重ならないように配置されている。フィルタ部材50に、流出口49と連通する貫通孔52は形成されておらず、フィルタ部材50は流入口48のみを覆っている。本変形例では、フィルタ部材50を小型化できるためコストを削減できる。また、流出口49と、フィルタ部材50に設けられる貫通孔52との位置合わせが不要となり、製造工程の効率化が図れる。
上述した第1実施形態のインクジェットヘッド3では、流出口49の形状は略正方形であったが(図2参照)、本実施形態は、これに限定されない。変形例3のインクジェットヘッド83では、図8に示すように、流出口49の形状が円形である。流出口49の形状を円形とすることで、以下に説明するメカニズムにより、流路ユニット21からの気泡の排出を更に促進できる。ノズル45から入り込んだ気泡が、流出口49の大きさより十分に小さい場合は、気泡は流出口49を通過して流路ユニット21から排出される。しかし、気泡が流出口49の大きさより大きい場合、又は同程度の大きさである場合、気泡が流出口49に引っ掛かり流路ユニット21から排出されない虞がある。このとき、流出口49の形状が円形であれば、球体である気泡によって、流出口49は隙間なく完全に閉塞される。インクジェットヘッド3と図示しないインクタンクとの間でインクが循環しているため、流出口49が気泡によって完全に塞がれると、流出口49の上流側(流路ユニット21の内部)と下流側(流路ユニット21の外部)との間に大きな圧力差が生じる。この圧力差によって、気泡は変形して流出口49を通過し、流路ユニット21の外側へ排出される。
上述した第1実施形態のインクジェットヘッド3では、搬送方向においても、走査方向においても、流入口48と流出口49とは並んで配置されていない。流入口48と流出口49とは、千鳥配列されている(図2参照)。しかし、本実施形態はこれに限定されない。変形例4のインクジェットヘッド84では、図9に示すように、搬送方向において、流出口49と流入口48の一部が並んで配置され、走査方向において、流出口49と流入口48の他の一部とが並んで配置されている。流入口48は、流出口49の搬送方向における隣側、及び走査方向における隣側に、大きく広がっており、略L字型である。このように、流出口49に対して、流入口48の面積をより大きくすることで、流入インクの流動抵抗と、流出インクの流動抵抗との差をより小さくでき、ノズル45からより安定にインクを吐出できる。
[第2実施形態]
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。
図10及び図11に示すように、第2実施形態に係るインクジェットヘッド100は、流路ユニット101(本発明の「流路部材」)と、圧電アクチュエータ102とを備えている。
<流路ユニット>
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。
複数の圧力室120は、プレート111に形成されている。圧力室120は、圧力室40(図2参照)と同様の形状のものである。圧力室120は、上下方向において、インクジェットヘッド100の下面(本発明の「ノズル面」)から離れて配置され、供給マニホールド126と連通している。また、複数の圧力室120は、搬送方向に配列されることによって圧力室列119を形成している。また、プレート111には、6列の圧力室列119が走査方向に並んでいる。また、圧力室列119間で、圧力室120の搬送方向の位置がずれている。
複数の絞り流路121は、プレート112、113にまたがって形成されている。絞り流路121は絞り流路41(図2参照)と同様の形状を有するものであり、各圧力室120に対して個別に設けられている。絞り流路121は、圧力室40の左端部と接続され、圧力室40との接続部分から左方に延びている。
複数のディセンダ流路122は、プレート112~117に形成された貫通孔が上下方向に重なることによって形成されている。ディセンダ流路122は、各圧力室120に対して個別に設けられている。ディセンダ流路122は、圧力室120の右端部と接続され、圧力室120との接続部分から下方に延びている。
複数の循環用流路123は、プレート117の下側の部分に形成されている。循環用流路123は、ディセンダ流路122と接続され、インクジェットヘッド100の下面(本発明の「ノズル面」)と平行な平面に沿って延びている。循環用流路123は、ディセンダ流路122に対して個別に設けられており、ディセンダ流路122の側壁面の左下端部に接続され、ディセンダ流路122との接続部分から左方に延びている。複数のノズル125は、プレート118に形成されている。ノズル125は、ディセンダ流路122に対して個別に設けられており、ディセンダ流路122の下端に接続されている。
そして、以上に説明したインク流路のうち、ノズル125に接続されたディセンダ流路122と、ディセンダ流路122に接続された循環用流路123及び圧力室120と、圧力室120と接続された絞り流路121とによって個別流路108が形成されている。また、複数の個別流路108が搬送方向に配列されることによって、個別流路列107を形成している。また、流路ユニット101では、6列の個別流路列107が走査方向に並んでいる。
6つの供給マニホールド126は、プレート114に形成されている。6つの供給マニホールド126は、それぞれが搬送方向に延び、走査方向に間隔をあけて並んでいる。6つの供給マニホールド126は、6列の個別流路列107に対応しており、各供給マニホールド126は、対応する個別流路列107を構成する複数の個別流路108の絞り流路121と接続されている。
また、各供給マニホールド126は、搬送方向における上流側の端部において、プレート112~114にまたがって上下方向に延びており、その上端部に流入口128(本発明の「第1開口」)が設けられている。即ち、流入口128は、流路ユニット101の上面(本発明の「背面」)に開口し、供給マニホールド126の搬送方向における上流側の端部と連通する。そして、流入口128は、フィルタ部材130のフィルタ131を介して、図示しないインクタンクに接続されており、インクタンクに貯留されたインクが流入口128から供給マニホールド126に供給される。そして、供給マニホールド126においては、搬送方向の上流側から下流側に向かってインクが流れ、個別流路108(絞り流路121)へインクを供給する。
6つの帰還マニホールド127は、プレート117に形成されている。6つの帰還マニホールド127は、それぞれが搬送方向に延び、走査方向に間隔をあけて並び、供給マニホールド126と上下方向に重なっている。これにより、供給マニホールド126が、帰還マニホールド127よりも上方に位置している。また、帰還マニホールド127は、供給マニホールド126よりも搬送方向の上流側まで延びている。
また、各帰還マニホールド127は、搬送方向における上流側の端部において、プレート112~117にまたがって上下方向に延びており、その上端部に流出口129(本発明の「第2開口」)が設けられている。即ち、流出口129は、流路ユニット101の上面(本発明の「背面」)に開口し、帰還マニホールド127の搬送方向における上流側の端部と連通する。流出口129は、フィルタ部材130の貫通孔132を介して、図示しないインクタンクに接続されている。そして、帰還マニホールド129においては、個別流路108(絞り流路121)からインクが流れ込み、搬送方向の下流側から上流側に向かってインクが流れ、流出口129からインクが流出する。流出口129から流出したインクは、図示しないインクタンクに戻される。すなわち、第2実施形態では、インクジェットヘッド100と図示しないインクタンクとの間でインクが循環する。
ここで、流入口128とインクタンクとの間の流路の途中、又は、流出口129とインクタンクとの間の流路の途中に、図示しないポンプが設けられており、このポンプが駆動されることにより生じるインクの流れによって、上述したようにインクが循環する。
ここで、上述したように、帰還マニホールド127が、供給マニホールド126よりも搬送方向の上流側まで延びている。これにより、流出口129が、流入口128よりも搬送方向の上流側に配置される。流入口128と流出口129とは、搬送方向に並んで配置されている。換言すれば、流入口128が、搬送方向において、圧電アクチュエータ102と流出口129との間に配置されている。すなわち、流入口128と流出口129とが搬送方向にずれて配置されている。また、流入口128の面積S11は、流出口129の面積S12より大きい。
また、流路ユニット101には、プレート115の下側の部分とプレート116の上側の部分にまたがって延び、供給マニホールド126及び帰還マニホールド127と上下方向に重なるダンパ室139が形成されている。そして、プレート115の上端部によって形成される、供給マニホールド126とダンパ室139とを隔てる隔壁が変形することにより、供給マニホールド126内のインクの圧力変動が抑制される。また、プレート116の下端部によって形成される、帰還マニホールド127とダンパ室139とを隔てる隔壁が変形することにより、帰還マニホールド127内のインクの圧力変動が抑制される。
<フィルタ部材>
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。
フィルタ131の面積は、貫通孔132の面積より大きい。フィルタ131と、貫通孔132とは、搬送方向に並んで配置されている。また、貫通孔52は、フィルタ51よりも搬送方向の上流側に位置している。換言すれば、搬送方向において、圧電アクチュエータ102と貫通孔132との間に、フィルタ131が配置されている。
インクジェットヘッド100と図示しないインクタンクとの間で循環するインクは、フィルタ部材130のフィルタ131を通過して流入口128から供給マニホールド126に供給される。そして、個別流路108を通った後、帰還マニホールド127に戻され、流出口129からフィルタ部材130の貫通孔132を通過してインクが流出し、図示しないインクタンクに戻される。
<圧電アクチュエータ>
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。
共通電極143は、圧電層141と圧電層142との間に配置され、圧電層141、142の全域にわたって連続的に延びている。共通電極143はグランド電位に保持されている。複数の個別電極144は、複数の圧力室120に対して個別に設けられている。個別電極144は、個別電極64(図2参照)と同様の形状を有するものであり、対応する圧力室120の中央部と上下方向に重なるように配置されている。複数の個別電極144の接続端子144aは、図示しない配線部材を介して図示しないドライバICに接続されている。そして、複数の個別電極144には、ドライバICにより個別に、グランド電位及び駆動電位のうちいずれかの電位が選択的に付与される。また、共通電極143と複数の個別電極144とがこのように配置されるのに対応して、圧電層142の各個別電極144と共通電極143とに挟まれた部分は、それぞれ、厚み方向に分極された活性部となっている。
ここで、圧電アクチュエータ102を駆動してノズル125からインクを吐出させる方法について説明する。圧電アクチュエータ102では、ノズル125からインクを吐出させない待機状態において、全ての個別電極144が共通電極143と同じグランド電位に保持されている。あるノズル125からインクを吐出させるときには、そのノズル125に対応する個別電極144の電位をグランド電位から駆動電位に切り換える。
すると、第1実施形態で説明したのと同様に、圧電層141、142の圧力室120と上下方向に重なる部分が全体として圧力室120側に凸となるように変形する。これにより、圧力室120の容積が小さくなることで圧力室120内のインクの圧力が上昇し、圧力室120に連通するノズル125からインクが吐出される。また、ノズル125からインクが吐出された後には、個別電極144の電位をグランド電位に戻す。
以上説明した本実施形態のインクジェットヘッド100は、例えば、以下に説明する作用効果を奏する。インクジェットヘッド100においては、第1実施形態と同様に、流入口128がフィルタ部材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、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。
また、本実施形態のインクジェットヘッド100では、変形例1と同様に(図6参照)、搬送方向において、圧電アクチュエータ102と流出口129との間に、流入口128が配置されている。即ち、流出口129が、流入口128よりも搬送方向の上流側に配置される。フィルタ部材130のフィルタ131が、流出口129よりも搬送方向の下流側に配置される。この構成により、流動抵抗が高いフィルタ131をよりノズル125に近い位置に配置して、ノズル125までの流入インクの流動抵抗を低下させることができる。この結果、流入インクの流動抵抗と、流出インクの流動抵抗との差をより小さくでき、ノズル125からより安定にインクを吐出できる。
また、本実施形態のインクジェットヘッド100では、第1実施形態のインクジェットヘッド3と異なり、供給マニホールド126と帰還マニホールド127とが、上下方向に並んでいる。上下方向において、帰還マニホールド127の上に供給マニホールド126が配置される。したがって、帰還マニホールド127と連通する流出口129を、供給マニホールド126と連通する流入口128より搬送方向の下流側に配置しようとすると、流路の構造が複雑になってしまう。流路構造が複雑になると、そこを流れるインクの圧力損失が大きくなる。本実施形態では、流出口129を流入口128よりも搬送方向の上流側に配置することで、流路の構造を単純にすることができ、そこを流れるインクの圧力損失を抑制できる。
[変形例5及び6]
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。
上述した第2実施形態のインクジェットヘッド100では、搬送方向において、流入口128と流出口129とは並んで配置され、一方、走査方向において、流入口128と流出口129とは並んで配置されていない(図10参照)。しかし、本実施形態はこれに限定されない。変形例5のインクジェットヘッド85では、図12に示すように、搬送方向において、流出口129と流入口128の一部が並んで配置され、走査方向において、流出口129と流入口128の他の一部とが並んで配置されている。流入口128は、流出口129の搬送方向における隣側、及び走査方向における隣側に、大きく広がっている。このように、流出口129に対して、流入口128の面積をより大きくすることで、流入インクの流動抵抗と、流出インクの流動抵抗との差をより小さくでき、ノズル125から安定にインクを吐出できる。
上述した第2実施形態のインクジェットヘッド100では、搬送方向において、圧電アクチュエータ102と流出口129との間に、流入口128が配置されているが(図10参照)、本実施形態はこれに限定されない。変形例6のインクジェットヘッド86では、図13及び図14に示すように、上下方向において、供給マニホールド126の上に帰還マニホールド127が配置され、そして、搬送方向において、圧電アクチュエータ102と流入口128との間に、流出口129が配置されている。即ち、流入口128が、流出口129よりも搬送方向の上流側に配置される。フィルタ部材130のフィルタ131が、流出口129よりも搬送方向の上流側に配置される。変形例6では、供給マニホールド126の上に帰還マニホールド127が配置されている。したがって、供給マニホールド126と連通する流入口128を、帰還マニホールド127と連通する流出口129より搬送方向の下流側に配置しようとすると、流路の構造が複雑になってしまう。本変形例では、流入口128を流出口129よりも搬送方向の上流側に配置することで、流路の構造を単純にすることができ、そこを流れるインクの圧力損失を抑制できる。また、変形例8では、発熱源となる圧電アクチュエータ102から、フィルタ部材130のフィルタ131をより、遠い位置に配置できる。これにより、フィルタ131の細孔133の熱変形を防止できる。
以上、本発明の好適な実施形態及び変形例について説明したが、本発明は、以上に説明したものには限られず、特許請求の範囲に記載の限りにおいて、様々な変更が可能である。
また、以上では、ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドに本発明を適用した例について説明したが、これには限られない。ノズルからインク以外の液体を吐出する、インクジェットヘッド以外の液体吐出ヘッドに本発明を適用することも可能である。
3 インクジェットヘッド
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)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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。
JP2019074731A 2019-04-10 2019-04-10 液体吐出装置 Active JP7287074B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019074731A JP7287074B2 (ja) 2019-04-10 2019-04-10 液体吐出装置
US16/824,925 US11117385B2 (en) 2019-04-10 2020-03-20 Liquid discharge head

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019074731A JP7287074B2 (ja) 2019-04-10 2019-04-10 液体吐出装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020172056A JP2020172056A (ja) 2020-10-22
JP7287074B2 true JP7287074B2 (ja) 2023-06-06

Family

ID=72748642

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019074731A Active JP7287074B2 (ja) 2019-04-10 2019-04-10 液体吐出装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11117385B2 (ja)
JP (1) JP7287074B2 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110141203A1 (en) 2009-12-15 2011-06-16 Xerox Corporation Inkjet Ejector Having an Improved Filter
JP2013199040A (ja) 2012-03-23 2013-10-03 Sii Printek Inc ヘッドチップ、液体噴射ヘッドおよび液体噴射記録装置
JP2018154085A (ja) 2017-03-21 2018-10-04 株式会社リコー 液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置
JP2018167581A (ja) 2018-03-19 2018-11-01 京セラ株式会社 液体吐出ヘッド、およびそれを用いた記録装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2972858C (en) * 2015-01-06 2019-05-21 Ricoh Company, Ltd. Liquid discharging head, liquid discharging unit, and device for discharging liquid
JP6707891B2 (ja) 2016-02-18 2020-06-10 株式会社リコー 液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110141203A1 (en) 2009-12-15 2011-06-16 Xerox Corporation Inkjet Ejector Having an Improved Filter
JP2013199040A (ja) 2012-03-23 2013-10-03 Sii Printek Inc ヘッドチップ、液体噴射ヘッドおよび液体噴射記録装置
JP2018154085A (ja) 2017-03-21 2018-10-04 株式会社リコー 液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置
JP2018167581A (ja) 2018-03-19 2018-11-01 京セラ株式会社 液体吐出ヘッド、およびそれを用いた記録装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20200324553A1 (en) 2020-10-15
US11117385B2 (en) 2021-09-14
JP2020172056A (ja) 2020-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109514995B (zh) 液体喷出装置
CN109514994B (zh) 液体喷出装置
US11155091B2 (en) Liquid discharge apparatus and liquid discharge apparatus unit
JP2019166820A (ja) 液体吐出ヘッド
KR20160026709A (ko) 액체 토출 헤드 및 이것을 사용한 헤드 유닛
JP2019177596A (ja) 液体吐出装置及び液体吐出システム
JP7306024B2 (ja) 液体吐出装置
JP7287074B2 (ja) 液体吐出装置
JP2008030354A (ja) 液滴吐出装置
JP7255297B2 (ja) 液体吐出ヘッド
JP2016055545A (ja) 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
US20200391509A1 (en) Liquid Discharge Head
JP7371343B2 (ja) 液体吐出ヘッド
JP2013129109A (ja) 液体吐出ヘッド
US7597427B2 (en) Liquid channel structure and liquid-droplet jetting apparatus
JP7247724B2 (ja) 液体吐出ヘッド
US11214063B2 (en) Liquid discharge head
JP2016068313A (ja) 液体噴射装置
JP7318277B2 (ja) 液体吐出ヘッド及び液体吐出装置
JP7326754B2 (ja) 液体吐出ヘッド
JP2022080117A (ja) 液体吐出ヘッド
JP2016055626A (ja) 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220315

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230120

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230207

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230405

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230425

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230508

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7287074

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150