JP7522595B2 - Inkjet head and inkjet recording device - Google Patents
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Description
本発明は、インクジェットヘッドと、インクジェット記録装置に関する。 The present invention relates to an inkjet head and an inkjet recording device.
インクジェット記録装置は、インクジェットヘッドのノズルからインクを吐出し、記録媒体に画像を記録する。インクジェットヘッドには、圧電素子が設けられる。インクの吐出は、圧電素子を変形させることで行われる。画像の記録には、種々のインクが用いられる。例えば、高粘度のインクが用いられることもある。 Inkjet recording devices eject ink from the nozzles of an inkjet head to record an image on a recording medium. The inkjet head is equipped with a piezoelectric element. Ink is ejected by deforming the piezoelectric element. Various inks are used to record images. For example, high-viscosity inks are sometimes used.
特許文献1には、高粘度のインクをノズルから吐出する為、変位拡大機構を用いた塗布ノズルヘッドが提案されている。変位拡大機構を用いることで、大きな変位量でプランジャを高速駆動させ、高粘度のインクをノズルから吐出することができる。 Patent Document 1 proposes an application nozzle head that uses a displacement magnification mechanism to eject highly viscous ink from the nozzle. By using the displacement magnification mechanism, the plunger can be driven at high speed with a large amount of displacement, allowing highly viscous ink to be ejected from the nozzle.
特許文献1に開示される装置は、液体材料を吐出するノズル穴と、上記ノズル穴に液体材料を供給する供給流路と、上記供給流路内の液体に当接して往復するプランジャと、上記プランジャに変位を与える変位拡大機構と、上記変位拡大機構に変位を与えるアクチュエータと、を含む構成であり、前記構成が1つのノズル毎に必要となり、複数のノズルを備えたヘッドを想定した場合、部品点数が多く、装置が大型化してしまう、といった問題が考えられる。 The device disclosed in Patent Document 1 includes a nozzle hole that ejects liquid material, a supply flow path that supplies liquid material to the nozzle hole, a plunger that reciprocates in contact with the liquid in the supply flow path, a displacement magnification mechanism that applies a displacement to the plunger, and an actuator that applies a displacement to the displacement magnification mechanism. The above configuration is required for each nozzle, and when considering a head with multiple nozzles, there are concerns that the number of parts will be large and the device will become large in size.
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、画像の記録に高粘度のインクが用いられる場合であっても、このインクを安定して吐出することが可能な、インクジェットヘッドと、インクジェット記録装置を提供することを目的とする。 The present invention aims to solve these problems and provide an inkjet head and inkjet recording device that can stably eject ink even when high-viscosity ink is used to record an image.
本発明の一側面は、第一側の面にインクを吐出する第一ノズル及び第二ノズルを含み、インクを収容するインク室と、前記インク室内を進退動する第一ロッドと、前記インク室内を進退動する第二ロッドと、前記第一ロッドを進退動作させて前記第一ノズルからインクを吐出させる、第一圧電素子と、前記第二ロッドを進退動作させて前記第二ノズルからインクを吐出させる、第二圧電素子と、前記第一圧電素子の変位を拡大する第一変位拡大機構と、前記第二圧電素子の変位を拡大する第二変位拡大機構と、前記第一側とは反対方向となる第二側に、前記第一変位拡大機構及び前記第二変位拡大機構が固定される天板と、を備えた、インクジェットヘッドであり、
さらに、前記第一圧電素子及び前記第二圧電素子を冷却する冷却機構と、を備えており、
前記冷却機構は、冷却されたエアーを前記第一圧電素子及び前記第二圧電素子に前記第一変位拡大機構及び前記第二変位拡大機構の各ベース部に設けられた貫通孔を通して吹きつけることを特徴とする。
One aspect of the present invention is an inkjet head including a first nozzle and a second nozzle that eject ink on a first side surface, the ink chamber containing ink, a first rod that moves back and forth within the ink chamber, a second rod that moves back and forth within the ink chamber, a first piezoelectric element that moves the first rod back and forth to eject ink from the first nozzle, a second piezoelectric element that moves the second rod back and forth to eject ink from the second nozzle, a first displacement magnifying mechanism that magnifies the displacement of the first piezoelectric element, a second displacement magnifying mechanism that magnifies the displacement of the second piezoelectric element, and a top plate to which the first displacement magnifying mechanism and the second displacement magnifying mechanism are fixed on a second side opposite to the first side ,
a cooling mechanism for cooling the first piezoelectric element and the second piezoelectric element,
The cooling mechanism is characterized in that cooled air is blown onto the first piezoelectric element and the second piezoelectric element through through holes provided in the base portions of the first displacement magnifying mechanism and the second displacement magnifying mechanism.
インクジェットヘッドにおいて、前記第一変位拡大機構は、前記第一圧電素子が取り付けられる第一ベース部と、第一板ばねとを有し、前記第二変位拡大機構は、前記第二圧電素子が取り付けられる第二ベース部と、第二板ばねとを有する、ようにしてもよい。 In the inkjet head, the first displacement magnification mechanism may have a first base portion to which the first piezoelectric element is attached and a first leaf spring, and the second displacement magnification mechanism may have a second base portion to which the second piezoelectric element is attached and a second leaf spring.
インクジェットヘッドにおいて、前記インク室のインクは加圧されている、ようにしてもよい。 In the inkjet head, the ink in the ink chamber may be pressurized.
インクジェットヘッドにおいて、前記第一ノズル、前記第一ロッド、前記第一圧電素子、前記第一板ばねは、同一軸上に配置される、ようにしてもよい。 In the inkjet head, the first nozzle, the first rod, the first piezoelectric element, and the first leaf spring may be arranged on the same axis.
本発明の更に他の側面は、上述した何れか1つのインクジェットヘッドを備える、インクジェット記録装置である。 Yet another aspect of the present invention is an inkjet recording device equipped with any one of the inkjet heads described above.
本発明によれば、画像の記録に高粘度のインクが用いられる場合であっても、このインクを安定して吐出することが可能な、インクジェットヘッドと、インクジェット記録装置を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain an inkjet head and an inkjet recording device that can stably eject ink even when high viscosity ink is used to record an image.
本発明を実施するための実施形態について、図面を用いて説明する。本発明は、以下に記載の構成に限定されるものではなく、同一の技術的思想において種々の構成を採用することができる。例えば、以下に示す構成の一部は、省略し又は他の構成等に置換してもよい。他の構成を含むようにしてもよい。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings. The present invention is not limited to the configurations described below, and various configurations can be adopted within the same technical concept. For example, some of the configurations shown below may be omitted or replaced with other configurations. Other configurations may also be included.
<インクジェット記録装置>
インクジェット記録装置10について、図1を参照して説明する。インクジェット記録装置10は、各種の記録媒体15を搬送し、記録媒体15に柄を記録する。図1で記録媒体15の次の部分に付した模様は、記録媒体15に記録された柄に対応する。前述の部分は、後述するインクジェットヘッド30Kより搬送方向の下流側となる記録媒体15の部分である。搬送方向は、インクジェット記録装置10で記録媒体15が搬送される方向である。記録媒体15としては、建築用資材又は布帛が例示される。実施形態では、記録媒体15として、短尺の記録媒体を例示する。但し、記録媒体は、長尺であってもよい。柄の記録に用いるインクとして、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの4色を例示する。但し、柄の記録には、これら各色のインクとは異なる色のインクを用いてもよい。インク色数は、3色以下又は5色以上としてもよい。
<Inkjet recording device>
The inkjet recording device 10 will be described with reference to FIG. 1. The inkjet recording device 10 conveys various recording media 15 and records patterns on the recording media 15. The patterns on the following parts of the recording media 15 in FIG. 1 correspond to the patterns recorded on the recording media 15. The above-mentioned parts are parts of the recording media 15 downstream of the inkjet head 30K described later in the conveying direction. The conveying direction is the direction in which the recording media 15 is conveyed by the inkjet recording device 10. Examples of the recording media 15 include building materials and fabrics. In the embodiment, a short recording medium is exemplified as the recording media 15. However, the recording medium may be long. Four colors of ink, yellow, magenta, cyan, and black, are exemplified as inks used to record the patterns. However, inks of colors different from these inks may be used to record the patterns. The number of ink colors may be three or less or five or more.
インクジェット記録装置10は、搬送機20と、インクジェットヘッド30Y,30M,30C,30Kと、キャリッジ31と、メインタンク90Y,90M,90C,90Kと、補給流路91Y,91M,91C,91Kと、補給弁92Y,92M,92C,92Kとを備える。搬送機20は、記録媒体15を搬送方向に搬送する。インクジェット記録装置10では、搬送機20による記録媒体15の搬送は、連続的に行われる。搬送機20は、ベルトコンベアである。搬送機20は、公知のインクジェット記録装置の搬送機と同様である。従って、搬送機20に関するこの他の説明は、省略する。 The inkjet recording device 10 includes a conveyor 20, inkjet heads 30Y, 30M, 30C, and 30K, a carriage 31, main tanks 90Y, 90M, 90C, and 90K, supply passages 91Y, 91M, 91C, and 91K, and supply valves 92Y, 92M, 92C, and 92K. The conveyor 20 conveys the recording medium 15 in the conveying direction. In the inkjet recording device 10, the conveyor 20 conveys the recording medium 15 continuously. The conveyor 20 is a belt conveyor. The conveyor 20 is similar to conveyors in known inkjet recording devices. Therefore, further explanation of the conveyor 20 will be omitted.
インクジェットヘッド30Yは、イエローインクによって記録媒体15に柄を記録する。インクジェットヘッド30Yでは、イエローインクが記録媒体15に向けて吐出される。インクジェットヘッド30Mは、マゼンタインクによって記録媒体15に柄を記録する。インクジェットヘッド30Mでは、マゼンタインクが記録媒体15に向けて吐出される。インクジェットヘッド30Cは、シアンインクによって記録媒体15に柄を記録する。インクジェットヘッド30Cでは、シアンインクが記録媒体15に向けて吐出される。インクジェットヘッド30Kは、ブラックインクによって記録媒体15に柄を記録する。インクジェットヘッド30Kでは、ブラックインクが記録媒体15に向けて吐出される。図1では、インクジェットヘッド30Y,30M,30C,30Kの図示は、簡略化されている。インクジェットヘッド30Y,30M,30C,30Kに関するこの他の説明は、後述する。 Inkjet head 30Y records a pattern on recording medium 15 using yellow ink. Inkjet head 30Y ejects yellow ink toward recording medium 15. Inkjet head 30M records a pattern on recording medium 15 using magenta ink. Inkjet head 30M ejects magenta ink toward recording medium 15. Inkjet head 30C records a pattern on recording medium 15 using cyan ink. Inkjet head 30C ejects cyan ink toward recording medium 15. Inkjet head 30K records a pattern on recording medium 15 using black ink. Inkjet head 30K ejects black ink toward recording medium 15. In FIG. 1, the illustration of inkjet heads 30Y, 30M, 30C, and 30K is simplified. Further explanations regarding inkjet heads 30Y, 30M, 30C, and 30K will be given later.
キャリッジ31には、インクジェットヘッド30Y,30M,30C,30Kが搬送方向に並んで搭載される。インクジェット記録装置10では、インクジェットヘッド30Y,30M,30C,30Kは、搬送方向に、インクジェットヘッド30Y、インクジェットヘッド30M、インクジェットヘッド30C及びインクジェットヘッド30Kの順で設けられる。但し、搬送方向におけるインクジェットヘッド30Y,30M,30C,30Kの順序は、前述の順序とは異なる順序としてもよい。これらの順序は、諸条件を考慮して適宜決定される。 Inkjet heads 30Y, 30M, 30C, and 30K are mounted on the carriage 31 and aligned in the transport direction. In the inkjet recording device 10, inkjet heads 30Y, 30M, 30C, and 30K are arranged in the transport direction in the following order: inkjet head 30Y, inkjet head 30M, inkjet head 30C, and inkjet head 30K. However, the order of inkjet heads 30Y, 30M, 30C, and 30K in the transport direction may be different from the order described above. These orders are determined appropriately taking into account various conditions.
メインタンク90Yは、イエローインクを収容する。補給流路91Yは、メインタンク90Yと、インクジェットヘッド30Yとを接続する。補給弁92Yは、補給流路91Yに設けられる。補給弁92Yは、電磁弁である。補給弁92Yが開放状態である場合、イエローインクは、メインタンク90Yから流出し、補給流路91Yを流れてインクジェットヘッド30Yに供給される。補給弁92Yが閉鎖状態である場合、イエローインクは、補給流路91Yを流れない。この場合、イエローインクは、メインタンク90Yからインクジェットヘッド30Yに供給されない。 The main tank 90Y contains yellow ink. The supply passage 91Y connects the main tank 90Y and the inkjet head 30Y. The supply valve 92Y is provided in the supply passage 91Y. The supply valve 92Y is an electromagnetic valve. When the supply valve 92Y is in an open state, the yellow ink flows out of the main tank 90Y, flows through the supply passage 91Y, and is supplied to the inkjet head 30Y. When the supply valve 92Y is in a closed state, the yellow ink does not flow through the supply passage 91Y. In this case, the yellow ink is not supplied from the main tank 90Y to the inkjet head 30Y.
メインタンク90Mは、マゼンタインクを収容する。補給流路91Mは、メインタンク90Mと、インクジェットヘッド30Mとを接続する。補給弁92Mは、補給流路91Mに設けられる。補給弁92Mは、電磁弁である。補給弁92Mが開放状態である場合、マゼンタインクは、メインタンク90Mから流出し、補給流路91Mを流れてインクジェットヘッド30Mに供給される。補給弁92Mが閉鎖状態である場合、マゼンタインクは、補給流路91Mを流れない。この場合、マゼンタインクは、メインタンク90Mからインクジェットヘッド30Mに供給されない。 The main tank 90M contains magenta ink. The supply passage 91M connects the main tank 90M and the inkjet head 30M. The supply valve 92M is provided in the supply passage 91M. The supply valve 92M is an electromagnetic valve. When the supply valve 92M is in an open state, the magenta ink flows out of the main tank 90M, flows through the supply passage 91M, and is supplied to the inkjet head 30M. When the supply valve 92M is in a closed state, the magenta ink does not flow through the supply passage 91M. In this case, the magenta ink is not supplied from the main tank 90M to the inkjet head 30M.
メインタンク90Cは、シアンインクを収容する。補給流路91Cは、メインタンク90Cと、インクジェットヘッド30Cとを接続する。補給弁92Cは、補給流路91Cに設けられる。補給弁92Cは、電磁弁である。補給弁92Cが開放状態である場合、シアンインクは、メインタンク90Cから流出し、補給流路91Cを流れてインクジェットヘッド30Cに供給される。補給弁92Cが閉鎖状態である場合、シアンインクは、補給流路91Cを流れない。この場合、シアンインクは、メインタンク90Cからインクジェットヘッド30Cに供給されない。 The main tank 90C contains cyan ink. The supply passage 91C connects the main tank 90C and the inkjet head 30C. The supply valve 92C is provided in the supply passage 91C. The supply valve 92C is an electromagnetic valve. When the supply valve 92C is in an open state, the cyan ink flows out of the main tank 90C, flows through the supply passage 91C, and is supplied to the inkjet head 30C. When the supply valve 92C is in a closed state, the cyan ink does not flow through the supply passage 91C. In this case, the cyan ink is not supplied from the main tank 90C to the inkjet head 30C.
メインタンク90Kは、ブラックインクを収容する。補給流路91Kは、メインタンク90Kと、インクジェットヘッド30Kとを接続する。補給弁92Kは、補給流路91Kに設けられる。補給弁92Kは、電磁弁である。補給弁92Kが開放状態である場合、ブラックインクは、メインタンク90Kから流出し、補給流路91Kを流れてインクジェットヘッド30Kに供給される。補給弁92Kが閉鎖状態である場合、ブラックインクは、補給流路91Kを流れない。この場合、ブラックインクは、メインタンク90Kからインクジェットヘッド30Kに供給されない。 The main tank 90K contains black ink. The supply passage 91K connects the main tank 90K and the inkjet head 30K. The supply valve 92K is provided in the supply passage 91K. The supply valve 92K is an electromagnetic valve. When the supply valve 92K is in an open state, the black ink flows out of the main tank 90K, flows through the supply passage 91K, and is supplied to the inkjet head 30K. When the supply valve 92K is in a closed state, the black ink does not flow through the supply passage 91K. In this case, the black ink is not supplied from the main tank 90K to the inkjet head 30K.
インクジェットヘッド30Y,30M,30C,30Kは、同様の構成を有する。メインタンク90Y,90M,90C,90Kは、同様の構成を有する。補給流路91Y,91M,91C,91Kは、同様の構成を有する。補給弁92Y,92M,92C,92Kは、同様の構成を有する。 The inkjet heads 30Y, 30M, 30C, and 30K have the same configuration. The main tanks 90Y, 90M, 90C, and 90K have the same configuration. The supply passages 91Y, 91M, 91C, and 91K have the same configuration. The supply valves 92Y, 92M, 92C, and 92K have the same configuration.
実施形態では、インクジェットヘッド30Y,30M,30C,30Kを区別しない場合、又はこれらを総称する場合、「インクジェットヘッド30」という。メインタンク90Y,90M,90C,90Kを区別しない場合、又はこれらを総称する場合、「メインタンク90」という。補給流路91Y,91M,91C,91Kを区別しない場合、又はこれらを総称する場合、「補給流路91」という。補給弁92Y,92M,92C,92Kを区別しない場合、又はこれらを総称する場合、「補給弁92」という。インクジェットヘッド30、メインタンク90、補給流路91及び補給弁92のうちの2個以上の組み合わせは、同一色用の組み合わせとなる。 In the embodiment, when the inkjet heads 30Y, 30M, 30C, and 30K are not differentiated from one another or are collectively referred to as "inkjet heads 30." When the main tanks 90Y, 90M, 90C, and 90K are not differentiated from one another or are collectively referred to as "main tanks 90." When the supply passages 91Y, 91M, 91C, and 91K are not differentiated from one another or are collectively referred to as "supply passages 91." When the supply valves 92Y, 92M, 92C, and 92K are not differentiated from one another or are collectively referred to as "supply valves 92." A combination of two or more of the inkjet heads 30, main tanks 90, supply passages 91, and supply valves 92 is a combination for the same color.
インクジェット記録装置10で記録媒体15に柄が記録される場合、搬送機20は、記録媒体15を搬送方向に連続的に搬送する。インクジェットヘッド30Y,30M,30C,30Kは、所定のタイミングで対応する色のインクを記録媒体15に向けて吐出する。インクジェットヘッド30Y,30M,30C,30Kから吐出された各色のインクは、記録媒体15の表面に着弾する。着弾した各色のインクによって記録媒体15の表面に柄が記録される。 When a pattern is recorded on the recording medium 15 by the inkjet recording device 10, the conveyor 20 continuously conveys the recording medium 15 in the conveying direction. The inkjet heads 30Y, 30M, 30C, and 30K eject ink of the corresponding color toward the recording medium 15 at a predetermined timing. The ink of each color ejected from the inkjet heads 30Y, 30M, 30C, and 30K lands on the surface of the recording medium 15. A pattern is recorded on the surface of the recording medium 15 by the ink of each color that has landed.
<インクジェットヘッド>
インクジェットヘッド30について、図2、3を参照して説明する。この説明では、インクジェットヘッド30を特定するために用いる各方向は、インクジェットヘッド30がインクジェット記録装置10に設けられた状態を基準とした方向に準ずる。
<Inkjet head>
The inkjet head 30 will be described with reference to Figures 2 and 3. In this description, the directions used to identify the inkjet head 30 correspond to directions based on a state in which the inkjet head 30 is provided in the inkjet recording apparatus 10.
インクジェットヘッド30は、インク室40と、天板50と、複数のロッド60と、複数の圧電素子70と、複数の変位拡大機構80を備える。インクジェットヘッド30では、インク室40及び天板50は、一体的にされる。インク室40は、複数のロッド60に対して1個設けられる。天板50は、複数の変位拡大機構80に対して1枚設けられる。複数のロッド60は、1個のノズル41に対して1個設けられる。 The inkjet head 30 comprises an ink chamber 40, a top plate 50, multiple rods 60, multiple piezoelectric elements 70, and multiple displacement magnification mechanisms 80. In the inkjet head 30, the ink chamber 40 and the top plate 50 are integrated. One ink chamber 40 is provided for each of the multiple rods 60. One top plate 50 is provided for each of the multiple displacement magnification mechanisms 80. One of the multiple rods 60 is provided for each nozzle 41.
インクジェットヘッド30では、ノズル41の数は、5個とされている。従って、インクジェットヘッド30は、ロッド60を5個備える。5個のロッド60は、同一仕様のロッドである。実施形態では、5個のロッド60を区別する場合、「ロッド60a」、「ロッド60b」、「ロッド60c」、「ロッド60d」及び「ロッド60e」という。区別しない場合、又はこれらを総称する場合、「ロッド60」という。 In the inkjet head 30, the number of nozzles 41 is five. Therefore, the inkjet head 30 has five rods 60. The five rods 60 are rods of the same specifications. In the embodiment, when the five rods 60 are to be distinguished from one another, they are referred to as "rod 60a," "rod 60b," "rod 60c," "rod 60d," and "rod 60e." When no distinction is made or when they are referred to collectively, they are referred to as "rod 60."
同様に、図2、3のインクジェットヘッド30では、圧電素子70を5個備える。5個の圧電素子70は、同一仕様の圧電素子である。実施形態では、5個の圧電素子70を区別する場合、「圧電素子70a」、「圧電素子70b」、「圧電素子70c」、「圧電素子70d」及び「圧電素子70e」という。区別しない場合、又はこれらを総称する場合、「圧電素子70」という。 Similarly, the inkjet head 30 in Figures 2 and 3 has five piezoelectric elements 70. The five piezoelectric elements 70 are piezoelectric elements with the same specifications. In the embodiment, when the five piezoelectric elements 70 are to be distinguished from one another, they are referred to as "piezoelectric element 70a," "piezoelectric element 70b," "piezoelectric element 70c," "piezoelectric element 70d," and "piezoelectric element 70e." When no distinction is made or when they are referred to collectively, they are referred to as "piezoelectric element 70."
同様に、図2、3のインクジェットヘッド30では、変位拡大機構80を5個備える。5個の変位拡大機構80は、同一仕様の変位拡大機構である。実施形態では、5個の変位拡大機構80を区別する場合、「変位拡大機構80a」、「変位拡大機構80b」、「変位拡大機構80c」、「変位拡大機構80d」及び「変位拡大機構80e」という。区別しない場合、又はこれらを総称する場合、「変位拡大機構80」という。 Similarly, the inkjet head 30 in Figures 2 and 3 has five displacement magnification mechanisms 80. The five displacement magnification mechanisms 80 are displacement magnification mechanisms with the same specifications. In the embodiment, when the five displacement magnification mechanisms 80 are to be distinguished from one another, they are referred to as "displacement magnification mechanism 80a," "displacement magnification mechanism 80b," "displacement magnification mechanism 80c," "displacement magnification mechanism 80d," and "displacement magnification mechanism 80e." When no distinction is made or when they are referred to collectively, they are referred to as "displacement magnification mechanism 80."
インク室40には、メインタンク90から補給流路91を流れてきたインクが貯留される。インク室40内のインクは加圧された状態で貯留される。 The ink chamber 40 stores ink that has flowed from the main tank 90 through the supply passage 91. The ink in the ink chamber 40 is stored under pressure.
天板50は、複数の変位拡大機構80a,80b,80c,80d,80eに対応させた状態で、各変位拡大機構80a,80b,80c,80d,80eの高さ方向上側に設けられる。天板50は、高さ方向上側の各面の高さが等しく設定された複数の変位拡大機構80a,80b,80c,80d,80eの各天面に接する。 The top plate 50 is provided above the displacement magnification mechanisms 80a, 80b, 80c, 80d, and 80e in the height direction in a state corresponding to the displacement magnification mechanisms 80a, 80b, 80c, 80d, and 80e. The top plate 50 contacts the top surfaces of the displacement magnification mechanisms 80a, 80b, 80c, 80d, and 80e, each of which has the same height on the upper surface in the height direction.
ロッド60はインク室40内を進退動する。インクがノズル41より吐出されていない時は、ロッド60は変位拡大機構80の板ばね82によってノズル41に押しつけられており、ロッド60は下がった状態である。それが圧電素子70に電圧が印加されると、板ばね82が変形し、ロッド60が上へ引き上げられ、ノズル41よりインクが吐出される。 The rod 60 moves back and forth within the ink chamber 40. When ink is not being ejected from the nozzle 41, the rod 60 is pressed against the nozzle 41 by the leaf spring 82 of the displacement magnification mechanism 80, and the rod 60 is in a lowered state. When a voltage is applied to the piezoelectric element 70, the leaf spring 82 deforms, pulling the rod 60 upward and ejecting ink from the nozzle 41.
圧電素子70としては、d33モードの積層型の圧電素子が採用される。更に、圧電素子70としては、100nm以上変形可能な大型の圧電素子が採用される。参考例として、公知のインクジェットヘッドでは、圧電素子の変位量は、数十nm程度とされる。 A d33 mode stacked type piezoelectric element is used as the piezoelectric element 70. Furthermore, a large piezoelectric element capable of deformation of 100 nm or more is used as the piezoelectric element 70. As a reference example, in a known inkjet head, the amount of displacement of the piezoelectric element is about several tens of nm.
変位拡大機構80は、ベース部81と、板ばね82を含む。ベース部81には圧電素子70が取り付けられる。板ばね82は、ベース部81に取り付けられた圧電素子70の変位を拡大してロッド60に伝える。なお、図2、3では、1つの変位拡大機構80には1つの圧電素子70が取り付けられているが、1つの変位拡大機構80に2つ以上、複数の圧電素子70が取り付けられていてもよく、取り付けられる圧電素子70の数については限定されない。 The displacement magnification mechanism 80 includes a base portion 81 and a leaf spring 82. A piezoelectric element 70 is attached to the base portion 81. The leaf spring 82 magnifies the displacement of the piezoelectric element 70 attached to the base portion 81 and transmits it to the rod 60. Note that, although one piezoelectric element 70 is attached to one displacement magnification mechanism 80 in Figures 2 and 3, two or more piezoelectric elements 70 may be attached to one displacement magnification mechanism 80, and the number of piezoelectric elements 70 that can be attached is not limited.
ノズル41aと、ロッド60aと、圧電素子70aと、板ばね82aの位置関係をみてみると、それらの中心が同一軸上に配置されるように設計される。このことにより、効率的に変位量を伝えることができ、また、場所を取らずにコンパクトな設計とすることができる。 Looking at the relative positions of the nozzle 41a, rod 60a, piezoelectric element 70a, and leaf spring 82a, they are designed so that their centers are positioned on the same axis. This allows the amount of displacement to be transmitted efficiently, and also allows for a compact design that does not take up much space.
同様に、ノズル41bと、ロッド60bと、圧電素子70bと、板ばね82bの位置関係についても、それらの中心が同一軸上に配置されるように設計される。このようにノズルごとに、ロッド60と、圧電素子70、板ばね82の中心が、同一軸上に配置されることで、インクジェットヘッド30をコンパクトにすることができる。 Similarly, the positional relationship between the nozzle 41b, rod 60b, piezoelectric element 70b, and leaf spring 82b is designed so that their centers are aligned on the same axis. In this way, the centers of the rod 60, piezoelectric element 70, and leaf spring 82 for each nozzle are aligned on the same axis, making it possible to make the inkjet head 30 compact.
<変形例>
実施形態は、次のようにすることもできる。以下に示す変形例のうちの幾つかの構成は、適宜組み合わせて採用することもできる。以下では、上記とは異なる点を説明することとし、同様の点についての説明は、適宜省略する。
<Modification>
The embodiment can also be as follows. Some of the configurations of the modified examples shown below can be appropriately combined and adopted. Below, we will explain the points that are different from the above, and will appropriately omit explanations of similar points.
(1)図1のインクジェット記録装置10では、所謂、ライン型のインクジェットヘッドを備えるインクジェット記録装置を例に説明したが、これに限らず、キャリッジを主走査方向に往復移動させながら画像の記録をおこなうシリアル型のインクジェットヘッドを備えるインクジェット記録装置であってもよい。シリアル型のインクジェットヘッド及びこれを備えるインクジェット記録装置は、既に実用化された公知の構成である。従って、これらに関するこの他の説明は、省略する。 (1) In the inkjet recording device 10 of FIG. 1, an inkjet recording device equipped with a so-called line-type inkjet head has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and may be an inkjet recording device equipped with a serial-type inkjet head that records an image while moving a carriage back and forth in the main scanning direction. Serial-type inkjet heads and inkjet recording devices equipped with them are well-known configurations that have already been put into practical use. Therefore, further explanation regarding these will be omitted.
(2)インクジェットヘッド30において使用される圧電素子70は通常のものと比べて大型であり、発熱量も大きくなるので、圧電素子70を冷却する冷却機構を設けるとよい。冷却機構としては、例えば、各変位拡大機構80のベース部81に貫通孔を設け、それらの貫通孔から冷却されたエアーを圧電素子70に吹きけるような構成のものであってもよい。他には、変位拡大機構80に放熱用のフィンを取り付ける、或いは、変位拡大機構80の部材を熱伝導性の良い材料とするなどの構成が挙げられる。 (2) The piezoelectric element 70 used in the inkjet head 30 is larger than normal ones and generates a large amount of heat, so it is advisable to provide a cooling mechanism for cooling the piezoelectric element 70. The cooling mechanism may be configured, for example, by providing through holes in the base portion 81 of each displacement magnification mechanism 80 and blowing cooled air from the through holes onto the piezoelectric element 70. Other examples include attaching fins for dissipating heat to the displacement magnification mechanism 80, or using materials with good thermal conductivity for the components of the displacement magnification mechanism 80.
10 インクジェット記録装置、 15 記録媒体、 20 搬送機
30,30Y,30M,30C,30K インクジェットヘッド
31 キャリッジ、 40 インク室、 41 ノズル、 50 天板
60,60a,60b,60c,60d,60e ロッド
70,70a,70b,70c,70d,70e 圧電素子
80,80a,80b,80c,80d,80e 変位拡大機構
81 ベース部、82 板ばね
90,90Y,90M,90C,90K メインタンク
91,91Y,91M,91C,91K 補給流路
92,92Y,92M,92C,92K 補給弁
REFERENCE SIGNS LIST 10 Inkjet recording device, 15 Recording medium, 20 Conveyor 30, 30Y, 30M, 30C, 30K Inkjet head 31 Carriage, 40 Ink chamber, 41 Nozzle, 50 Top plate 60, 60a, 60b, 60c, 60d, 60e Rod 70, 70a, 70b, 70c, 70d, 70e Piezoelectric element 80, 80a, 80b, 80c, 80d, 80e Displacement magnification mechanism 81 Base portion, 82 Leaf spring 90, 90Y, 90M, 90C, 90K Main tank 91, 91Y, 91M, 91C, 91K Supply passage 92, 92Y, 92M, 92C, 92K Supply valve
Claims (5)
前記インク室内を進退動する第一ロッドと、
前記インク室内を進退動する第二ロッドと、
前記第一ロッドを進退動作させて前記第一ノズルからインクを吐出させる、第一圧電素子と、
前記第二ロッドを進退動作させて前記第二ノズルからインクを吐出させる、第二圧電素子と、
前記第一圧電素子の変位を拡大する第一変位拡大機構と、
前記第二圧電素子の変位を拡大する第二変位拡大機構と、
前記第一側とは反対方向となる第二側に、前記第一変位拡大機構及び前記第二変位拡大機構が固定される天板と、
前記第一圧電素子及び前記第二圧電素子を冷却する冷却機構と、を備えており、
前記冷却機構は、
冷却されたエアーを前記第一圧電素子及び前記第二圧電素子に前記第一変位拡大機構及び前記第二変位拡大機構の各ベース部に設けられた貫通孔を通して吹きつける
インクジェットヘッド。 an ink chamber including a first nozzle and a second nozzle on a first side surface for ejecting ink and for storing ink;
A first rod that moves back and forth within the ink chamber;
A second rod that moves back and forth within the ink chamber;
a first piezoelectric element that moves the first rod back and forth to eject ink from the first nozzle;
a second piezoelectric element that moves the second rod back and forth to eject ink from the second nozzle;
a first displacement magnifying mechanism that magnifies the displacement of the first piezoelectric element;
a second displacement amplifying mechanism that amplifies the displacement of the second piezoelectric element;
a top plate to which the first displacement magnifying mechanism and the second displacement magnifying mechanism are fixed on a second side opposite to the first side;
a cooling mechanism for cooling the first piezoelectric element and the second piezoelectric element,
The cooling mechanism includes:
An inkjet head that blows cooled air onto the first piezoelectric element and the second piezoelectric element through through holes provided in the base portions of the first displacement magnifying mechanism and the second displacement magnifying mechanism.
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