JPWO2014068708A1 - Droplet discharge head and printing apparatus - Google Patents

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Abstract

本発明は、液滴を吐出するためのノズル穴(36)が形成されたヘッド本体(30)と、ヘッド本体(20)を冷却する冷却機構(34)とを備えた吐出ヘッド(20)において、ノズル穴(36)が開口するノズル面(38)が、ノズル穴(36)の開口の周囲に形成された撥水領域(52)と、撥水領域(52)を囲むようにして形成された親水領域(50)とで構成されるものである。当該構成により、吐出ヘッドの温度上昇が抑制され、ノズル面の乾燥を防止できる。また、ノズル面に付着した液滴が、印刷媒体へ落下することを抑制できる。The present invention relates to a discharge head (20) including a head body (30) in which a nozzle hole (36) for discharging droplets is formed and a cooling mechanism (34) for cooling the head body (20). The nozzle face (38) where the nozzle hole (36) is opened has a water repellent area (52) formed around the opening of the nozzle hole (36) and a hydrophilic area formed so as to surround the water repellent area (52). And the region (50). With this configuration, the temperature rise of the ejection head is suppressed, and drying of the nozzle surface can be prevented. Moreover, it can suppress that the droplet adhering to a nozzle surface falls to a printing medium.

Description

本発明は、印刷媒体に液滴を吐出する液滴吐出ヘッドおよび、液滴吐出ヘッドを備えた印刷装置に関するものである。   The present invention relates to a droplet discharge head that discharges droplets onto a print medium, and a printing apparatus that includes the droplet discharge head.

液滴の吐出が長時間行われない場合等には、液滴吐出ヘッドのノズル面が乾燥し、インク等の粘度が高くなる虞がある。粘度が高くなったインクでは、安定した印刷を行えない虞があり、液滴吐出ヘッドのノズル面の乾燥を防止することが望まれる。このため、下記特許文献に記載の液滴吐出ヘッドでは、ノズル面において乾燥防止用の液体を蒸発させ、ノズル面周辺を加湿している。   When the droplet is not ejected for a long time, the nozzle surface of the droplet ejection head is dried, and the viscosity of the ink or the like may be increased. Ink with increased viscosity may not be able to perform stable printing, and it is desirable to prevent drying of the nozzle surface of the droplet discharge head. For this reason, in the droplet discharge head described in the following patent document, the liquid for preventing drying is evaporated on the nozzle surface and the periphery of the nozzle surface is humidified.

特開2010−69635号公報JP 2010-69635 A

上記特許文献によれば、ノズル面周辺の加湿により、液滴吐出ヘッドの乾燥を防止することが可能となる。ただし、ノズル面周辺の加湿により、ノズル面に液滴が付着し、その液滴が印刷媒体に滴下する虞がある。また、液滴吐出ヘッドによる印刷装置には、吐出された液滴の乾燥を促進するべく、印刷媒体を加温する印刷装置が存在している。このような印刷装置には、印刷媒体の加温による液滴吐出ヘッドの温度上昇を抑制するべく、液滴吐出ヘッドに冷却装置が装着されているものがある。このような液滴吐出ヘッドでは、液滴吐出ヘッドの温度上昇の抑制により、液滴吐出ヘッドの乾燥を防止することが可能となる。ただし、冷却装置が装着された液滴吐出ヘッドでも、液滴吐出ヘッドの温度低下により、ノズル面に結露が生じ、液滴が印刷媒体の上に落下する虞がある。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、乾燥を防止するとともに、液滴の印刷媒体への落下を抑制することが可能な液滴吐出ヘッドの提供を課題とする。   According to the above patent document, it is possible to prevent the droplet discharge head from being dried by humidification around the nozzle surface. However, there is a possibility that droplets adhere to the nozzle surface due to humidification around the nozzle surface, and the droplets may drip onto the print medium. In addition, printing apparatuses using a droplet discharge head include a printing apparatus that heats a print medium in order to promote drying of discharged droplets. Some printing apparatuses include a cooling device attached to the droplet discharge head in order to suppress a temperature rise of the droplet discharge head due to heating of the print medium. In such a droplet discharge head, drying of the droplet discharge head can be prevented by suppressing the temperature rise of the droplet discharge head. However, even in a droplet discharge head equipped with a cooling device, condensation may occur on the nozzle surface due to a drop in the temperature of the droplet discharge head, and the droplet may fall on the print medium. The present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a droplet discharge head that can prevent drying and suppress drop of droplets on a print medium.

上記課題を解決するために、本願の請求項1に記載の液滴吐出ヘッドは、印刷媒体に液滴を吐出する液滴吐出ヘッドであって、液滴を吐出するためのノズル穴が形成されたヘッド本体と、前記ヘッド本体を冷却する冷却装置とを備え、前記ヘッド本体の前記ノズル穴が開口するノズル面が、(a)前記ノズル穴の開口の周囲に形成され、液体との親和性の低い領域である撥液領域と、(b)前記撥液領域を囲むようにして形成され、前記撥液領域より親和性の高い領域である親液領域とによって構成されることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a droplet discharge head according to claim 1 of the present application is a droplet discharge head that discharges droplets onto a print medium, and has nozzle holes for discharging the droplets. A head surface and a cooling device for cooling the head body, wherein a nozzle surface in which the nozzle hole of the head body opens is formed around the opening of the nozzle hole, and has an affinity for liquid The lyophobic region is a low-lying region, and (b) a lyophilic region that is formed so as to surround the lyophobic region and has a higher affinity than the lyophobic region.

また、請求項2に記載の液滴吐出ヘッドは、請求項1に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記親液領域に連通し、前記親液領域に親和している液体を吸引する吸引機構を備えることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided the liquid droplet ejection head according to the first aspect, wherein the liquid droplet ejection head has a suction mechanism that communicates with the lyophilic region and sucks a liquid that is compatible with the lyophilic region. It is characterized by providing.

また、請求項3に記載の液滴吐出ヘッドでは、請求項2に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記吸引機構が、多くの細孔が形成された多孔質体を有し、前記親液領域に親和している液体が、前記多孔質体の孔の内部に吸引されることを特徴とする。   Further, in the liquid droplet ejection head according to claim 3, in the liquid droplet ejection head according to claim 2, the suction mechanism has a porous body in which many pores are formed, and the lyophilic region The liquid having affinity for is sucked into the pores of the porous body.

また、請求項4に記載の液滴吐出ヘッドでは、請求項2または請求項3に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記吸引機構が、ポンプを有し、前記ポンプの作動により、前記親液領域に親和している液体を吸引することを特徴とする。   In addition, in the droplet discharge head according to claim 4, in the droplet discharge head according to claim 2 or 3, the suction mechanism includes a pump, and the lyophilic region is activated by the pump. It is characterized by sucking a liquid that is compatible with.

また、請求項5に記載の印刷装置は、印刷媒体を支持するステージと、前記ステージによって支持された印刷媒体に液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、前記ステージによって支持された印刷媒体を加温するためのヒータとを備えた印刷装置であって、前記液滴吐出ヘッドが、液滴を吐出するためのノズル穴が形成されたヘッド本体と、前記ヘッド本体を冷却する冷却装置とを備え、前記ヘッド本体の前記ノズル穴が開口するノズル面が、(a)前記ノズル穴の開口の周囲に形成され、液体との親和性の低い領域である撥液領域と、(b)前記撥液領域を囲むようにして形成され、前記撥液領域より親和性の高い領域である親液領域とによって構成されることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a printing apparatus comprising: a stage that supports a print medium; a droplet discharge head that discharges droplets onto the print medium supported by the stage; and a print medium supported by the stage. A printing apparatus including a heater for heating, wherein the droplet discharge head includes a head body in which nozzle holes for discharging droplets are formed, and a cooling device for cooling the head body. A nozzle surface on which the nozzle hole of the head main body is opened is (a) a liquid repellent area which is formed around the nozzle hole opening and has a low affinity with the liquid; and (b) the liquid repellent area. The lyophilic region is formed so as to surround the region and has a higher affinity than the lyophobic region.

請求項1に記載の液滴吐出ヘッド、および請求項5に記載の印刷装置では、液滴吐出ヘッドのヘッド本体に冷却装置が装着されている。これにより、液滴吐出ヘッドの温度上昇の抑制により、液滴吐出ヘッドの乾燥を防止することが可能となる。また、液滴吐出ヘッドのノズル面のノズル穴の開口周囲に、液体との親和性の低い領域である撥液領域が形成され、撥液領域を囲むように、撥液領域より親和性の高い領域である親液領域が形成されている。これにより、ノズル面に付着した液滴は、親和性の高い親液領域に集まる。親液領域に集まった水滴は、親液領域になじみ、接触角が小さくなる。ちなみに、接触角は、液滴の表面を通る接線とノズル面とのなす角度である。接触角が小さくなると、液滴とノズル面との濡れ性が高くなり、液滴は滴下し難くなる。したがって、請求項1に記載の液滴吐出ヘッド、および請求項5に記載の印刷装置によれば、液滴吐出ヘッドの乾燥を防止するとともに、液滴の印刷媒体への落下を抑制することが可能となる。   In the droplet discharge head according to claim 1 and the printing apparatus according to claim 5, a cooling device is mounted on the head main body of the droplet discharge head. Thereby, drying of the droplet discharge head can be prevented by suppressing the temperature rise of the droplet discharge head. In addition, a liquid repellent area, which is a low affinity area for the liquid, is formed around the opening of the nozzle hole on the nozzle surface of the droplet discharge head, and has a higher affinity than the liquid repellent area so as to surround the liquid repellent area A lyophilic region, which is a region, is formed. Thereby, the droplets adhering to the nozzle surface gather in the lyophilic region having high affinity. The water droplets collected in the lyophilic area are adapted to the lyophilic area and the contact angle becomes small. Incidentally, the contact angle is an angle formed by a tangent passing through the surface of the droplet and the nozzle surface. When the contact angle decreases, the wettability between the droplet and the nozzle surface increases, and the droplet is difficult to drip. Therefore, according to the droplet discharge head according to claim 1 and the printing apparatus according to claim 5, it is possible to prevent the droplet discharge head from being dried and to suppress the droplet from falling onto the print medium. It becomes possible.

また、請求項2に記載の液滴吐出ヘッドには、親液領域に親和している液体を吸引する吸引機構が設けられている。これにより、親液領域に集められた液滴を、ノズル面から除去することが可能となり、液滴の印刷媒体への落下を確実に防止することが可能となる。   Further, the droplet discharge head according to claim 2 is provided with a suction mechanism for sucking the liquid having affinity with the lyophilic region. As a result, the droplets collected in the lyophilic area can be removed from the nozzle surface, and the droplets can be reliably prevented from dropping onto the print medium.

また、請求項3に記載の液滴吐出ヘッドでは、多くの細孔が形成された多孔質体により、親液領域に集められた液滴が吸引される。これにより、吸引機構の構造を簡便なものとすることが可能となる。   In the droplet discharge head according to the third aspect, the droplets collected in the lyophilic region are sucked by the porous body in which many pores are formed. Thereby, the structure of the suction mechanism can be simplified.

また、請求項4に記載の液滴吐出ヘッドでは、ポンプの吸引力により、親液領域に集められた液滴が吸引される。これにより、親液領域に集められた液滴を、確実に吸引することが可能となる。   In the droplet discharge head according to the fourth aspect, the droplets collected in the lyophilic region are sucked by the suction force of the pump. Thereby, it is possible to reliably suck the droplets collected in the lyophilic region.

本発明の実施例である印刷装置を示す斜視図である1 is a perspective view showing a printing apparatus that is an embodiment of the present invention. 図1に示す印刷装置の備える吐出ヘッドの底面を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view illustrating a bottom surface of an ejection head included in the printing apparatus illustrated in FIG. 1. 図2のAA線における断面図である。It is sectional drawing in the AA line of FIG. 印刷装置が備える制御装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control apparatus with which a printing apparatus is provided. 変形例1の印刷装置の備える吐出ヘッドの底面を示す平面図である。FIG. 10 is a plan view illustrating a bottom surface of an ejection head included in a printing apparatus according to a first modification. 変形例2の印刷装置の備える吐出ヘッドの底面を示す平面図である。FIG. 10 is a plan view illustrating a bottom surface of an ejection head provided in a printing apparatus according to a second modification. 図6のBB線における断面図である。It is sectional drawing in the BB line of FIG.

以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例および変形例を、図を参照しつつ詳しく説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments and modifications of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as modes for carrying out the present invention.

<印刷装置の構成>
図1に、本発明の実施例の印刷装置10を示す。印刷装置10は、回路基板12に回路パターンを印刷するための装置である。印刷装置10は、吐出ヘッド20とステージ22と吐出ヘッド移動装置(図4参照)24とを備えている。
<Configuration of printing device>
FIG. 1 shows a printing apparatus 10 according to an embodiment of the present invention. The printing apparatus 10 is an apparatus for printing a circuit pattern on the circuit board 12. The printing apparatus 10 includes an ejection head 20, a stage 22, and an ejection head moving device (see FIG. 4) 24.

吐出ヘッド20は、インクジェット方式の吐出ヘッドとされており、導電性インク、具体的には、銀ナノ粒子ペーストを吐出する。これにより、回路基板12の上に回路パターンが印刷される。吐出ヘッド20は、ヘッド本体30と吸湿材32と冷却機構34とを有している。   The ejection head 20 is an inkjet type ejection head, and ejects conductive ink, specifically, a silver nanoparticle paste. Thereby, a circuit pattern is printed on the circuit board 12. The discharge head 20 includes a head main body 30, a hygroscopic material 32, and a cooling mechanism 34.

ヘッド本体30には、図2および図3に示すように、導電性インクを吐出するための複数のノズル穴36が形成されている。図2は、吐出ヘッド20を下方からの視点において示した図であり、図3は、図2でのAA線における断面図である。複数のノズル穴36は、一端部において、ヘッド本体30の下端面、つまり、ノズル面38に開口している。そして、電気信号に従って、圧電素子(図4参照)40や熱による蒸気泡を駆動源として、導電性インクがヘッド本体30のノズル面38から吐出される。   As shown in FIGS. 2 and 3, the head main body 30 has a plurality of nozzle holes 36 for discharging conductive ink. FIG. 2 is a view showing the ejection head 20 from the viewpoint from below, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. The plurality of nozzle holes 36 open to the lower end surface of the head body 30, that is, the nozzle surface 38 at one end. Then, in accordance with the electrical signal, the conductive ink is ejected from the nozzle surface 38 of the head main body 30 using the piezoelectric element (see FIG. 4) 40 or vapor bubbles caused by heat as a driving source.

ヘッド本体30のノズル面38の外縁部には、液体との親和性を高めるための処理、具体的には、エッチング処理が施されている。そして、エッチング処理が施された領域(以下、「親液領域」という)50の内側には、撥液性を高めるための処理、具体的には、フッ素コーティング剤による表面処理が施されている。なお、複数のノズル穴36は、フッ素コーティング剤による表面処理が施された領域(以下、「撥液領域」という)52に開口している。つまり、複数のノズル穴36の開口の周囲に撥液領域52が形成され、撥液領域52を囲むように、親液領域50が形成されている。   The outer edge portion of the nozzle surface 38 of the head body 30 is subjected to a process for increasing the affinity with the liquid, specifically, an etching process. Then, inside the region 50 (hereinafter referred to as “lyophilic region”) subjected to the etching treatment, a treatment for improving the liquid repellency, specifically, a surface treatment with a fluorine coating agent is performed. . The plurality of nozzle holes 36 are open in a region 52 (hereinafter referred to as “liquid repellent region”) that has been surface-treated with a fluorine coating agent. That is, the liquid repellent area 52 is formed around the openings of the plurality of nozzle holes 36, and the lyophilic area 50 is formed so as to surround the liquid repellent area 52.

また、吸湿材32は、多孔質セラミックスにより成形されており、概して角筒形状とされている。角筒形状の吸湿材32の内寸は、ヘッド本体30の側壁面の外寸とほぼ同じとされている。そして、吸湿材32の内周面とヘッド本体30の側壁面とが密着した状態で、ヘッド本体30が吸湿材32の内部に嵌合されている。ちなみに、吸湿材32の下端とヘッド本体30のノズル面38とは、面一とされている。これにより、ノズル面38の外縁部に形成された親液領域50は、吸湿材32と連通している。   The hygroscopic material 32 is formed of porous ceramics and generally has a rectangular tube shape. The internal dimensions of the rectangular tube-shaped hygroscopic material 32 are substantially the same as the external dimensions of the side wall surface of the head body 30. The head main body 30 is fitted inside the hygroscopic material 32 in a state where the inner peripheral surface of the hygroscopic material 32 and the side wall surface of the head main body 30 are in close contact with each other. Incidentally, the lower end of the hygroscopic material 32 and the nozzle surface 38 of the head body 30 are flush with each other. Thereby, the lyophilic region 50 formed at the outer edge portion of the nozzle surface 38 communicates with the hygroscopic material 32.

また、冷却機構34は、概して角筒形状のハウジング56を有している。角筒形状のハウジング56の内寸は、吸湿材32の外周面の外寸とほぼ同じとされている。そして、ハウジング56の内周面と吸湿材32の外周面とが密着した状態で、吸湿材32がハウジング56の内部に嵌合されている。つまり、ヘッド本体30の外壁面に、吸湿材32が外嵌され、吸湿材32の外周面に、ハウジング56が外嵌されている。また、ハウジング56の内部には、冷却水が循環されている。このような構造により、冷却機構34は、吸湿材32を介して、ヘッド本体30を冷却する。   The cooling mechanism 34 has a housing 56 having a generally rectangular tube shape. The inner dimension of the rectangular tube-shaped housing 56 is substantially the same as the outer dimension of the outer peripheral surface of the hygroscopic material 32. The hygroscopic material 32 is fitted into the housing 56 in a state where the inner peripheral surface of the housing 56 and the outer peripheral surface of the hygroscopic material 32 are in close contact with each other. That is, the hygroscopic material 32 is fitted on the outer wall surface of the head body 30, and the housing 56 is fitted on the outer peripheral surface of the hygroscopic material 32. In addition, cooling water is circulated inside the housing 56. With such a structure, the cooling mechanism 34 cools the head main body 30 via the hygroscopic material 32.

また、ステージ22は、図1に示すように、回路基板12を支持するものである。ステージ22は、ヒータ(図4参照)58を有しており、ステージ22に支持された回路基板12が、ヒータ58により加温される。   The stage 22 supports the circuit board 12 as shown in FIG. The stage 22 has a heater (see FIG. 4) 58, and the circuit board 12 supported by the stage 22 is heated by the heater 58.

吐出ヘッド移動装置24は、XYロボット型の移動装置であり、吐出ヘッド20をステージ22上の任意の位置に移動させる。詳しくは、吐出ヘッド移動装置24は、スライダ(図示省略)を水平面に沿って所定の方向にスライドさせる電磁モータ(図4参照)60と、その所定の方向に直角かつ水平方向にスライドさせる電磁モータ(図4参照)62とを備えている。スライダには、吐出ヘッド20が取り付けられており、吐出ヘッド移動装置24は、2つの電磁モータ60,62の作動によって、吐出ヘッド20をステージ22上の任意の位置に移動させる。   The discharge head moving device 24 is an XY robot type moving device, and moves the discharge head 20 to an arbitrary position on the stage 22. Specifically, the ejection head moving device 24 includes an electromagnetic motor (see FIG. 4) 60 that slides a slider (not shown) in a predetermined direction along a horizontal plane, and an electromagnetic motor that slides in a horizontal direction perpendicular to the predetermined direction. (See FIG. 4) 62. The ejection head 20 is attached to the slider, and the ejection head moving device 24 moves the ejection head 20 to an arbitrary position on the stage 22 by the operation of the two electromagnetic motors 60 and 62.

また、印刷装置10は、図4に示すように、制御装置70を備えている。制御装置70は、コントローラ72と複数の駆動回路74と制御回路76とを備えている。複数の駆動回路74は、上記圧電素子40,電磁モータ60,62に接続されている。また、制御回路76は、上記ヒータ58に接続されている。コントローラ72は、CPU,ROM,RAM等を備え、コンピュータを主体とするものであり、複数の駆動回路74と制御回路76とに接続されている。これにより、吐出ヘッド20,吐出ヘッド移動装置24の作動および、ステージ22の温度が、コントローラ72によって制御される。   The printing apparatus 10 includes a control device 70 as shown in FIG. The control device 70 includes a controller 72, a plurality of drive circuits 74, and a control circuit 76. The plurality of drive circuits 74 are connected to the piezoelectric element 40 and the electromagnetic motors 60 and 62. The control circuit 76 is connected to the heater 58. The controller 72 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like and is mainly a computer, and is connected to a plurality of drive circuits 74 and a control circuit 76. Thereby, the operation of the ejection head 20 and the ejection head moving device 24 and the temperature of the stage 22 are controlled by the controller 72.

<印刷装置の作動>
上述した構成により、印刷装置10では、回路基板12の上面に、導電性インクが吐出されることで、回路パターンが印刷される。具体的には、まず、回路基板12がステージ22上に載置される。この際、ステージ22は、ヒータ58により加温されている。そして、制御装置70のコントローラ72の指令により、吐出ヘッド20が回路基板12の上方に移動する。続いて、吐出ヘッド20が、回路基板12の上面に導電性インクを吐出し、回路パターンが印刷される。
<Operation of printing device>
With the configuration described above, in the printing apparatus 10, the circuit pattern is printed by discharging conductive ink onto the upper surface of the circuit board 12. Specifically, first, the circuit board 12 is placed on the stage 22. At this time, the stage 22 is heated by the heater 58. Then, the ejection head 20 moves above the circuit board 12 according to a command from the controller 72 of the control device 70. Subsequently, the ejection head 20 ejects conductive ink onto the upper surface of the circuit board 12, and a circuit pattern is printed.

回路パターンが印刷された回路基板12には、加温されたステージ22の熱が伝達している。このため、回路基板12が加温され、印刷された回路パターンの乾燥が促進される。これにより、回路基板12への印刷作業に要する時間を短縮することが可能となる。   Heat of the heated stage 22 is transmitted to the circuit board 12 on which the circuit pattern is printed. For this reason, the circuit board 12 is heated, and drying of the printed circuit pattern is promoted. As a result, the time required for the printing work on the circuit board 12 can be shortened.

一方で、ステージ22の加温により、ステージ22上に位置する吐出ヘッド20が乾燥する虞がある。吐出ヘッド20の乾燥は、ノズル穴36の詰まり等により吐出不良を引き起こすため、好ましくない。そこで、吐出ヘッド20のヘッド本体30には、冷却機構34が装着されており、冷却水の循環により、ヘッド本体30が冷却される。これにより、ヘッド本体30の温度上昇を抑制し、ノズル穴36の詰まり等を防止することが可能となる。   On the other hand, there is a possibility that the discharge head 20 positioned on the stage 22 is dried by heating the stage 22. Drying the ejection head 20 is not preferable because it causes ejection failure due to clogging of the nozzle holes 36 or the like. Therefore, a cooling mechanism 34 is attached to the head main body 30 of the ejection head 20, and the head main body 30 is cooled by circulation of the cooling water. Thereby, the temperature rise of the head main body 30 can be suppressed, and the nozzle hole 36 can be prevented from being clogged.

しかしながら、ヘッド本体30が冷却されると、結露により空気中の水蒸気が凝縮し、ノズル面38に水滴が付着する場合がある。ノズル面38に付着した水滴は、回路基板12上に滴下する虞があり、水滴の滴下を防止することが望ましい。このようなことに鑑みて、ノズル面38には、親液領域50と撥液領域52とが形成されている。   However, when the head main body 30 is cooled, water vapor in the air is condensed due to condensation, and water droplets may adhere to the nozzle surface 38. The water droplets adhering to the nozzle surface 38 may drop on the circuit board 12, and it is desirable to prevent the water droplets from dropping. In view of this, a lyophilic region 50 and a liquid repellent region 52 are formed on the nozzle surface 38.

詳しくは、ノズル面38のノズル穴36の開口の周囲には、安定的なインクの吐出を担保するべく、撥液領域52が形成されている。ノズル穴36の開口の周囲に、親液領域50が形成されると、ノズル穴36から吐出されたインクが、開口周囲の親液領域50になじみ、インクの吐出が適切に行えない虞があるためである。また、撥液領域52を囲むようにして、親液領域50が形成されている。   Specifically, a liquid repellent region 52 is formed around the opening of the nozzle hole 36 on the nozzle surface 38 to ensure stable ink ejection. If the lyophilic area 50 is formed around the opening of the nozzle hole 36, the ink discharged from the nozzle hole 36 may become familiar with the lyophilic area 50 around the opening, and ink may not be appropriately discharged. Because. In addition, a lyophilic region 50 is formed so as to surround the liquid repellent region 52.

これにより、ノズル面38に付着した水滴は、親和性の高い親液領域50に集まる。親液領域50に集まった水滴は、親液領域50になじむため、接触角が小さくなる。ちなみに、接触角は、水滴の表面を通る接線とノズル面38とのなす角度である。接触角が小さくなると、水滴とノズル面38との濡れ性が高くなり、水滴は滴下し難くなる。このようにして、吐出ヘッド20では、水滴の滴下が防止されている。   Thereby, water droplets adhering to the nozzle surface 38 gather in the lyophilic region 50 having high affinity. Since the water droplets collected in the lyophilic area 50 are adapted to the lyophilic area 50, the contact angle becomes small. Incidentally, the contact angle is an angle formed between the tangent passing through the surface of the water droplet and the nozzle surface 38. When the contact angle decreases, the wettability between the water droplet and the nozzle surface 38 increases, and it becomes difficult for the water droplet to drip. In this way, the ejection head 20 prevents the dripping of water droplets.

さらに、吐出ヘッド20では、親液領域50に連通した状態の吸湿材32が設けられている。このため、親液領域50に集まった水滴は、毛細管現象によって、吸湿材32に吸引される。これにより、ノズル面38から水滴を除去することが可能となり、水滴の回路基板12上への滴下を確実に防止することが可能となる。なお、吸湿材32に吸引された水滴は、多くの細孔から蒸発する。   Further, the ejection head 20 is provided with a hygroscopic material 32 in communication with the lyophilic region 50. For this reason, the water droplets collected in the lyophilic region 50 are sucked into the hygroscopic material 32 by capillary action. Thereby, it is possible to remove water droplets from the nozzle surface 38, and it is possible to reliably prevent the water droplets from dropping onto the circuit board 12. Note that the water droplets sucked by the hygroscopic material 32 evaporate from many pores.

また、ノズル穴36が詰まった場合等には、ノズル穴洗浄が行われる。ノズル穴洗浄では、所定の圧力を加えられた状態のインクがノズル穴36から吐出される。これにより、ノズル穴36の詰まり等が解消される。一方で、吐出されたインクがノズル穴36の開口周囲に付着する虞があり、ノズル穴洗浄後には、ノズル面38の拭き取り作業を行う必要がある。しかしながら、吐出ヘッド20では、ノズル穴36の開口周囲に付着したインクも、水滴と同様に、親液領域50を介して、吸湿材32に吸引される。これにより、ノズル穴洗浄後のノズル面38の拭き取り作業を省くことが可能となる。   When the nozzle hole 36 is clogged, nozzle hole cleaning is performed. In the nozzle hole cleaning, ink in a state where a predetermined pressure is applied is ejected from the nozzle hole 36. Thereby, clogging of the nozzle hole 36 and the like are eliminated. On the other hand, there is a possibility that the ejected ink may adhere to the periphery of the opening of the nozzle hole 36, and it is necessary to perform a wiping operation of the nozzle surface 38 after cleaning the nozzle hole. However, in the ejection head 20, the ink attached around the opening of the nozzle hole 36 is also sucked by the moisture absorbent 32 through the lyophilic region 50, as in the case of water droplets. Thereby, it becomes possible to omit the wiping work of the nozzle surface 38 after the nozzle hole cleaning.

<変形例>
上記実施例の吐出ヘッド20のノズル面38には、外縁部に親液領域50が形成され、親液領域50の内部に撥液領域52が形成されているが、親液領域50と撥液領域52との形成パターンとして種々のパターンを採用することが可能である。上記実施例の親液領域50と撥液領域52との形成パターンと異なるパターンが採用された吐出ヘッドを、変形例の吐出ヘッド80として、図5に示す。変形例の吐出ヘッド80は、親液領域と撥液領域との形成パターンを除いて、上記吐出ヘッド20と同様の構成であるため、吐出ヘッド20と同様の機能の構成要素については、同じ符号を用いて説明を省略あるいは簡略に行う。
<Modification>
The lyophilic area 50 is formed on the outer edge of the nozzle surface 38 of the ejection head 20 of the above embodiment, and the lyophobic area 52 is formed inside the lyophilic area 50. Various patterns can be adopted as a formation pattern with the region 52. An ejection head in which a pattern different from the formation pattern of the lyophilic area 50 and the liquid repellent area 52 in the above embodiment is adopted is shown in FIG. Since the ejection head 80 of the modified example has the same configuration as the ejection head 20 except for the formation pattern of the lyophilic area and the liquid repellent area, the same reference numerals are used for components having the same functions as the ejection head 20. The description will be omitted or simplified using.

吐出ヘッド80のノズル面82には、複数のノズル穴36の周囲に第1の撥液領域84が形成されている。そして、第1の撥液領域84を囲むように環状の第1の親液領域86が形成されている。さらに、第1の親液領域86の外側には、第1の親液領域86とノズル面82の外縁部とを結ぶ複数の第2の親液領域88が形成されている。つまり、第1の親液領域86は、第2の親液領域88を介して、吸湿材32に連通している。なお、第1の親液領域86の外側の第2の親液領域88が形成されていない箇所には、第2の撥液領域90が形成されている。   A first liquid repellent region 84 is formed around the plurality of nozzle holes 36 on the nozzle surface 82 of the ejection head 80. An annular first lyophilic region 86 is formed so as to surround the first liquid repellent region 84. Further, a plurality of second lyophilic regions 88 that connect the first lyophilic region 86 and the outer edge portion of the nozzle surface 82 are formed outside the first lyophilic region 86. That is, the first lyophilic area 86 communicates with the hygroscopic material 32 via the second lyophilic area 88. A second lyophobic region 90 is formed at a location where the second lyophilic region 88 outside the first lyophilic region 86 is not formed.

このような撥液領域84,90と親液領域86,88との形成パターンにより、ノズル面82に付着した水滴,インク等は、吸湿材32に導かれ、ノズル面82から除去される。詳しくは、例えば、第1の撥液領域84に付着した水滴等が、親和性により第1の親液領域86に導かれる。そして、第1の親液領域86に導かれた水滴等が、第2の親液領域88を介して、吸湿材32にまで導かれる。これにより、ノズル面82から水滴等が除去される。   Due to the formation pattern of the liquid repellent regions 84 and 90 and the lyophilic regions 86 and 88, water droplets, ink, and the like attached to the nozzle surface 82 are guided to the moisture absorbent 32 and removed from the nozzle surface 82. Specifically, for example, water droplets or the like attached to the first liquid repellent area 84 are guided to the first lyophilic area 86 by affinity. Then, water droplets or the like guided to the first lyophilic region 86 are guided to the moisture absorbent material 32 via the second lyophilic region 88. Thereby, water droplets and the like are removed from the nozzle surface 82.

また、上記吐出ヘッド20,80では、水滴等を吸引するための吸引機構として、多孔質セラミックスにより成形された吸湿材32を採用しているが、他の形式の吸引機構を採用することが可能である。吸湿材32と異なる形式の吸引機構を採用した吐出ヘッドを、変形例の吐出ヘッド100として、図6および図7に示す。変形例の吐出ヘッド100は、吸引機構および親液領域と撥液領域との形成パターンを除いて、上記吐出ヘッド20,80と同様の構成であるため、吐出ヘッド20,80と同様の機能の構成要素については、同じ符号を用いて説明を省略あるいは簡略に行う。   In the ejection heads 20 and 80, the moisture absorbing material 32 formed of porous ceramics is used as a suction mechanism for sucking water droplets or the like. However, other types of suction mechanisms can be used. It is. An ejection head that employs a suction mechanism of a type different from that of the hygroscopic material 32 is shown in FIGS. 6 and 7 as an ejection head 100 of a modification. Since the ejection head 100 of the modified example has the same configuration as the ejection heads 20 and 80 except for the suction mechanism and the formation pattern of the lyophilic area and the liquid repellent area, it has the same function as the ejection heads 20 and 80. The description of the constituent elements will be omitted or simplified by using the same reference numerals.

吐出ヘッド100のノズル面102には、複数のノズル穴36の周囲に第1の撥液領域104が形成されている。そして、第1の撥液領域104を囲むように環状の親液領域106が形成されている。さらに、親液領域106の外側には、第2の撥液領域108が形成されている。   A first liquid repellent region 104 is formed around the plurality of nozzle holes 36 on the nozzle surface 102 of the ejection head 100. An annular lyophilic region 106 is formed so as to surround the first liquid repellent region 104. Further, a second lyophobic region 108 is formed outside the lyophilic region 106.

吐出ヘッド100のヘッド本体110には、図7に示すように、上下方向に延びるように複数の貫通穴112が形成されている。各貫通穴112の下端部は、ノズル面102の親液領域106に開口している。一方、各貫通穴112の上端部は、ヘッド本体110の上端面に開口している。そして、各貫通穴112の上端部は、連結路114を介して、ポンプ116に接続されている。   As shown in FIG. 7, a plurality of through holes 112 are formed in the head main body 110 of the discharge head 100 so as to extend in the vertical direction. The lower end portion of each through hole 112 opens into the lyophilic region 106 of the nozzle surface 102. On the other hand, the upper end portion of each through hole 112 is open to the upper end surface of the head body 110. And the upper end part of each through-hole 112 is connected to the pump 116 via the connection path 114.

上述した構造により、吐出ヘッド100でも、ノズル面102に付着した水滴,インク等がノズル面102から除去される。詳しくは、例えば、第1の撥液領域104に付着した水滴等が、親和性により親液領域106に導かれる。そして、親液領域106に導かれた水滴等が、貫通穴112および連結路114を介して、ポンプ116に吸引される。これにより、ノズル面102から水滴等が除去される。   With the structure described above, water droplets, ink, and the like attached to the nozzle surface 102 are removed from the nozzle surface 102 even in the ejection head 100. Specifically, for example, water droplets or the like attached to the first liquid repellent area 104 are guided to the lyophilic area 106 by affinity. Then, water droplets or the like guided to the lyophilic region 106 are sucked into the pump 116 through the through hole 112 and the connection path 114. Thereby, water droplets and the like are removed from the nozzle surface 102.

ちなみに、上記実施例において、印刷装置10は、印刷装置の一例である。回路基板12は、印刷媒体の一例である。吐出ヘッド20,80,100は、液滴吐出ヘッドの一例である。ステージ22は、ステージの一例である。ヘッド本体30,110は、ヘッド本体の一例である。吸湿材32は、多孔質体および吸引機構の一例である。冷却機構34は、冷却装置の一例である。ノズル穴36は、ノズル穴の一例である。ノズル面38,82,102は、ノズル面の一例である。親液領域50,86,88,106は、親液領域の一例である。撥液領域52,84,90,104,108は、撥液領域の一例である。ヒータ58は、ヒータの一例である。貫通穴112と連結路114とポンプ116とによって構成される機構は、吸引機構の一例である。ポンプ116は、ポンプの一例である。   Incidentally, in the above-described embodiment, the printing apparatus 10 is an example of a printing apparatus. The circuit board 12 is an example of a print medium. The ejection heads 20, 80, 100 are an example of a droplet ejection head. The stage 22 is an example of a stage. The head main bodies 30 and 110 are examples of the head main body. The hygroscopic material 32 is an example of a porous body and a suction mechanism. The cooling mechanism 34 is an example of a cooling device. The nozzle hole 36 is an example of a nozzle hole. The nozzle surfaces 38, 82, and 102 are examples of nozzle surfaces. The lyophilic areas 50, 86, 88, and 106 are examples of the lyophilic area. The liquid repellent areas 52, 84, 90, 104, and 108 are examples of the liquid repellent area. The heater 58 is an example of a heater. The mechanism constituted by the through hole 112, the connection path 114, and the pump 116 is an example of a suction mechanism. The pump 116 is an example of a pump.

なお、本発明は、上記実施例および変形例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。具体的には、例えば、上記実施例および変形例では、吸湿材32として、多孔質セラミックスにより成形されたものが採用されているが、多くの細孔を有する素材により成形されたものを採用することが可能である。具体的には、例えば、多くの細孔を有する素材として、多孔質シリカ、硬質ポリウレタンフォーム等を採用することが可能である。   In addition, this invention is not limited to the said Example and modification, It is possible to implement in the various aspect which gave various change and improvement based on the knowledge of those skilled in the art. Specifically, for example, in the above-described embodiments and modifications, the hygroscopic material 32 is formed of porous ceramics, but is formed of a material having many pores. It is possible. Specifically, for example, porous silica, rigid polyurethane foam, or the like can be adopted as a material having many pores.

また、上記変形例では、ポンプ116の吸引力により、水滴等が貫通穴112から吸引されているが、ポンプ116を設けなくても、水滴等を貫通穴112から吸引することが可能である。詳しくは、貫通穴112の内径を所定の径より小さくすることで、毛細管現象により水滴等を貫通穴112から吸引することが可能である。つまり、吐出ヘッド100から連結路114およびポンプ116を除いた吐出ヘッドにおいても、ノズル面102から水滴等を除去することが可能である。   Further, in the above modification, water droplets and the like are sucked from the through hole 112 by the suction force of the pump 116, but it is possible to suck water droplets and the like from the through hole 112 without providing the pump 116. Specifically, by making the inner diameter of the through hole 112 smaller than a predetermined diameter, it is possible to suck water droplets or the like from the through hole 112 by capillary action. That is, even in the ejection head excluding the connection path 114 and the pump 116 from the ejection head 100, it is possible to remove water droplets and the like from the nozzle surface 102.

また、上記実施例では、吐出される液体として導電性のインクが採用されているが、種々の液体を採用することが可能である。具体的には、例えば、樹脂パターンを印刷可能なインク,染料系のインク,顔料系のインク等を採用することが可能である。さらに言えば、印刷媒体は、回路基板に限定されることなく、種々のものを採用することが可能である。具体的には、例えば、チップを有する基材,紙等を採用することが可能である。   In the above embodiment, conductive ink is used as the liquid to be ejected, but various liquids can be used. Specifically, for example, it is possible to employ ink capable of printing a resin pattern, dye-based ink, pigment-based ink, and the like. Furthermore, the print medium is not limited to a circuit board, and various print media can be employed. Specifically, for example, a substrate having a chip, paper, or the like can be employed.

10:印刷装置 12:回路基板(印刷媒体) 20:吐出ヘッド(液滴吐出ヘッド) 22:ステージ 30:ヘッド本体 32:吸湿材(多孔質体)(吸引機構) 34:冷却機構(冷却装置) 36:ノズル穴 38:ノズル面 50:親液領域 52:撥液領域 58:ヒータ 80:吐出ヘッド(液滴吐出ヘッド) 82:ノズル面 84:撥液領域 86:親液領域 88:親液領域 90:撥液領域 100:吐出ヘッド(液滴吐出ヘッド) 102:ノズル面 104:撥液領域 106:親液領域 108:撥液領域 110:ヘッド本体 112:貫通穴(吸引機構) 114:連結路(吸引機構) 116:ポンプ(吸引機構)(ポンプ)   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Printing apparatus 12: Circuit board (printing medium) 20: Discharge head (droplet discharge head) 22: Stage 30: Head main body 32: Hygroscopic material (porous body) (suction mechanism) 34: Cooling mechanism (cooling apparatus) 36: Nozzle hole 38: Nozzle surface 50: Lipophilic region 52: Liquid repellent region 58: Heater 80: Discharge head (droplet discharge head) 82: Nozzle surface 84: Liquid repellent region 86: Lipophilic region 88: Lipophilic region 90: Liquid repellent area 100: Discharge head (droplet discharge head) 102: Nozzle surface 104: Liquid repellent area 106: Lipophilic area 108: Liquid repellent area 110: Head body 112: Through hole (suction mechanism) 114: Connection path (Suction mechanism) 116: Pump (Suction mechanism) (Pump)

本発明は、印刷媒体に液滴を吐出する液滴吐出ヘッドおよび、液滴吐出ヘッドを備えた印刷装置に関するものである。   The present invention relates to a droplet discharge head that discharges droplets onto a print medium, and a printing apparatus that includes the droplet discharge head.

液滴の吐出が長時間行われない場合等には、液滴吐出ヘッドのノズル面が乾燥し、インク等の粘度が高くなる虞がある。粘度が高くなったインクでは、安定した印刷を行えない虞があり、液滴吐出ヘッドのノズル面の乾燥を防止することが望まれる。このため、下記特許文献に記載の液滴吐出ヘッドでは、ノズル面において乾燥防止用の液体を蒸発させ、ノズル面周辺を加湿している。   When the droplet is not ejected for a long time, the nozzle surface of the droplet ejection head is dried, and the viscosity of the ink or the like may be increased. Ink with increased viscosity may not be able to perform stable printing, and it is desirable to prevent drying of the nozzle surface of the droplet discharge head. For this reason, in the droplet discharge head described in the following patent document, the liquid for preventing drying is evaporated on the nozzle surface and the periphery of the nozzle surface is humidified.

特開2010−69635号公報JP 2010-69635 A

上記特許文献によれば、ノズル面周辺の加湿により、液滴吐出ヘッドの乾燥を防止することが可能となる。ただし、ノズル面周辺の加湿により、ノズル面に液滴が付着し、その液滴が印刷媒体に滴下する虞がある。また、液滴吐出ヘッドによる印刷装置には、吐出された液滴の乾燥を促進するべく、印刷媒体を加温する印刷装置が存在している。このような印刷装置には、印刷媒体の加温による液滴吐出ヘッドの温度上昇を抑制するべく、液滴吐出ヘッドに冷却装置が装着されているものがある。このような液滴吐出ヘッドでは、液滴吐出ヘッドの温度上昇の抑制により、液滴吐出ヘッドの乾燥を防止することが可能となる。ただし、冷却装置が装着された液滴吐出ヘッドでも、液滴吐出ヘッドの温度低下により、ノズル面に結露が生じ、液滴が印刷媒体の上に落下する虞がある。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、乾燥を防止するとともに、液滴の印刷媒体への落下を抑制することが可能な液滴吐出ヘッドの提供を課題とする。   According to the above patent document, it is possible to prevent the droplet discharge head from being dried by humidification around the nozzle surface. However, there is a possibility that droplets adhere to the nozzle surface due to humidification around the nozzle surface, and the droplets may drip onto the print medium. In addition, printing apparatuses using a droplet discharge head include a printing apparatus that heats a print medium in order to promote drying of discharged droplets. Some printing apparatuses include a cooling device attached to the droplet discharge head in order to suppress a temperature rise of the droplet discharge head due to heating of the print medium. In such a droplet discharge head, drying of the droplet discharge head can be prevented by suppressing the temperature rise of the droplet discharge head. However, even in a droplet discharge head equipped with a cooling device, condensation may occur on the nozzle surface due to a drop in the temperature of the droplet discharge head, and the droplet may fall on the print medium. The present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a droplet discharge head that can prevent drying and suppress drop of droplets on a print medium.

上記課題を解決するために、本願の請求項1に記載の液滴吐出ヘッドは、印刷媒体に液滴を吐出する液滴吐出ヘッドであって、液滴を吐出するための複数のノズル穴が下面側に形成されたヘッド本体と、前記ヘッド本体を冷却する冷却装置とを備え、前記ヘッド本体の前記複数のノズル穴が開口するノズル面が、(a)前記複数のノズル穴の開口の周囲に形成され、液体との親和性の低い領域である第1の撥液領域と、(b)前記第1の撥液領域を囲むようにして形成され、前記撥液領域より親和性の高い領域である環状の親液領域と、(c)前記環状の親液領域の外側に形成された第2の撥液領域とによって構成され、前記ヘッド本体に上下方向に延びるとともに、上端部が前記ヘッド本体の上面側に開口し、下端部が前記ノズル面の前記親液領域に開口する複数の貫通穴が形成されており、それら複数の貫通穴が、前記親液領域に親和している液体を吸引する吸引機構として機能するとともに、前記複数の貫通穴の各々の前記親液領域への開口の内寸が、前記環状の親液領域の幅寸法と同じであることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a droplet discharge head according to claim 1 of the present application is a droplet discharge head that discharges droplets onto a printing medium, and has a plurality of nozzle holes for discharging droplets. A head body formed on a lower surface side ; and a cooling device for cooling the head body, wherein the nozzle surface on which the plurality of nozzle holes of the head body are opened is (a) a periphery of the openings of the plurality of nozzle holes A first liquid-repellent region that is a region having a low affinity with the liquid, and (b) a region that is formed so as to surround the first liquid-repellent region and has a higher affinity than the liquid-repellent region. An annular lyophilic region; and (c) a second lyophobic region formed outside the annular lyophilic region. The lyophilic region extends vertically in the head body, and an upper end portion of the head body. Open to the upper surface side, the lower end is the nozzle surface A plurality of through-holes opening in the liquid region are formed, and the plurality of through-holes function as a suction mechanism that sucks liquid having affinity with the lyophilic region, and each of the plurality of through-holes inner dimensions of the opening to the lyophilic areas, wherein the same der Rukoto to the width of the lyophilic area of the annular.

また、請求項2に記載の液滴吐出ヘッドは、請求項1に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記複数の貫通穴が、前記複数のノズル穴の形成ピッチの整数倍のピッチで、前記親液領域に開口していることを特徴とする。 The droplet discharge head according to claim 2 is the droplet discharge head according to claim 1, wherein the plurality of through-holes have a pitch that is an integral multiple of a formation pitch of the plurality of nozzle holes. It is characterized by opening in the liquid region .

また、請求項3に記載の液滴吐出ヘッドでは、請求項1または請求項2に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記吸引機構が、多くの細孔が形成された多孔質体を有し、前記親液領域に親和している液体が、前記多孔質体の孔の内部に吸引されることを特徴とする。 Further, in the droplet discharge head according to claim 3, in the droplet discharge head according to claim 1 or 2, the suction mechanism has a porous body in which many pores are formed, The liquid having affinity for the lyophilic region is sucked into the pores of the porous body.

また、請求項4に記載の液滴吐出ヘッドでは、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記吸引機構が、ポンプを有し、前記ポンプの作動により、前記複数の貫通穴から前記親液領域に親和している液体を吸引することを特徴とする。 Further, in the droplet ejection head according to claim 4, in the liquid droplet ejection head according to claims 1 or one of claims 3, wherein the suction mechanism has a pump, by the operation of the pump The liquid having affinity for the lyophilic region is sucked from the plurality of through holes .

また、請求項5に記載の印刷装置は、印刷媒体を支持するステージと、前記ステージによって支持された印刷媒体に液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、前記ステージによって支持された印刷媒体を加温するためのヒータとを備えた印刷装置において、前記液滴吐出ヘッドが、液滴を吐出するための複数のノズル穴が下面側に形成されたヘッド本体と、前記ヘッド本体を冷却する冷却装置とを備え、前記ヘッド本体の前記複数のノズル穴が開口するノズル面が、(a)前記複数のノズル穴の開口の周囲に形成され、液体との親和性の低い領域である第1の撥液領域と、(b)前記第1の撥液領域を囲むようにして形成され、前記撥液領域より親和性の高い領域である環状の親液領域と、(c)前記環状の親液領域の外側に形成された第2の撥液領域とによって構成され、前記ヘッド本体に上下方向に延びるとともに、上端部が前記ヘッド本体の上面側に開口し、下端部が前記ノズル面の前記親液領域に開口する複数の貫通穴が形成されており、それら複数の貫通穴が、前記親液領域に親和している液体を吸引する吸引機構として機能するとともに、前記複数の貫通穴の各々の前記親液領域への開口の内寸が、前記環状の親液領域の幅寸法と同じであることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a printing apparatus comprising: a stage that supports a print medium; a droplet discharge head that discharges droplets onto the print medium supported by the stage; and a print medium supported by the stage. In a printing apparatus provided with a heater for heating, the droplet discharge head includes a head body in which a plurality of nozzle holes for discharging droplets are formed on a lower surface side, and a cooling device that cools the head body A nozzle surface in which the plurality of nozzle holes of the head body are open is formed around the openings of the plurality of nozzle holes, and is a first repellent that is a region having a low affinity with the liquid. A liquid region; (b) an annular lyophilic region that is formed so as to surround the first lyophobic region and has a higher affinity than the lyophobic region; and (c) an outer side of the annular lyophilic region. Second liquid repellent formed on Is constituted by a band, extends vertically to the head main body, an upper end portion opened to the upper surface of the head body, a plurality of through-holes having a lower end open to the lyophilic area of the nozzle surface is formed And the plurality of through holes function as a suction mechanism for sucking the liquid having affinity for the lyophilic region, and the inner dimensions of the openings to the lyophilic region of each of the plurality of through holes, wherein the same der Rukoto to the width of the lyophilic area of the annular.

請求項1に記載の液滴吐出ヘッド、および請求項5に記載の印刷装置では、液滴吐出ヘッドのヘッド本体に冷却装置が装着されている。これにより、液滴吐出ヘッドの温度上昇の抑制により、液滴吐出ヘッドの乾燥を防止することが可能となる。また、液滴吐出ヘッドのノズル面のノズル穴の開口周囲に、液体との親和性の低い領域である撥液領域が形成され、撥液領域を囲むように、撥液領域より親和性の高い領域である親液領域が形成されている。これにより、ノズル面に付着した液滴は、親和性の高い親液領域に集まる。親液領域に集まった水滴は、親液領域になじみ、接触角が小さくなる。ちなみに、接触角は、液滴の表面を通る接線とノズル面とのなす角度である。接触角が小さくなると、液滴とノズル面との濡れ性が高くなり、液滴は滴下し難くなる。したがって、請求項1に記載の液滴吐出ヘッド、および請求項5に記載の印刷装置によれば、液滴吐出ヘッドの乾燥を防止するとともに、液滴の印刷媒体への落下を抑制することが可能となる。また、ヘッド本体には上下方向に延びるように複数の貫通穴が形成されており、それら複数の貫通穴は、親液領域に開口し、親液領域に親和している液体を吸引する。これにより、親液領域に集められた液滴を、ノズル面から除去することが可能となり、液滴の印刷媒体への落下を確実に防止することが可能となる。さらに、複数の貫通穴の各々の親液領域への開口の内寸が、環状の親液領域の幅寸法と同じとされており、複数の貫通穴から好適に水分が吸引される。 In the droplet discharge head according to claim 1 and the printing apparatus according to claim 5, a cooling device is mounted on the head main body of the droplet discharge head. Thereby, drying of the droplet discharge head can be prevented by suppressing the temperature rise of the droplet discharge head. In addition, a liquid repellent area, which is a low affinity area for the liquid, is formed around the opening of the nozzle hole on the nozzle surface of the droplet discharge head, and has a higher affinity than the liquid repellent area so as to surround the liquid repellent area. A lyophilic region, which is a region, is formed. Thereby, the droplets adhering to the nozzle surface gather in the lyophilic region having high affinity. The water droplets collected in the lyophilic area are adapted to the lyophilic area and the contact angle becomes small. Incidentally, the contact angle is an angle formed by a tangent passing through the surface of the droplet and the nozzle surface. When the contact angle decreases, the wettability between the droplet and the nozzle surface increases, and the droplet is difficult to drip. Therefore, according to the droplet discharge head according to claim 1 and the printing apparatus according to claim 5, it is possible to prevent the droplet discharge head from being dried and to suppress the droplet from falling onto the print medium. It becomes possible. The head main body is formed with a plurality of through holes extending in the vertical direction, and the plurality of through holes open to the lyophilic region and suck the liquid having affinity with the lyophilic region. As a result, the droplets collected in the lyophilic area can be removed from the nozzle surface, and the droplets can be reliably prevented from dropping onto the print medium. Furthermore, the internal dimension of the opening to each lyophilic region of each of the plurality of through holes is the same as the width of the annular lyophilic region, and moisture is preferably sucked from the plurality of through holes.

また、請求項2に記載の液滴吐出ヘッドでは、複数の貫通穴が、複数のノズル穴の形成ピッチの整数倍のピッチで、親液領域に開口しており、複数の貫通穴から好適に水分が吸引される。 Further, in the liquid droplet ejection head according to claim 2 , the plurality of through holes open to the lyophilic region at a pitch that is an integral multiple of the formation pitch of the plurality of nozzle holes, and preferably from the plurality of through holes. Moisture is aspirated.

また、請求項3に記載の液滴吐出ヘッドでは、多くの細孔が形成された多孔質体により、親液領域に集められた液滴が吸引される。これにより、吸引機構の構造を簡便なものとすることが可能となる。   In the droplet discharge head according to the third aspect, the droplets collected in the lyophilic region are sucked by the porous body in which many pores are formed. Thereby, the structure of the suction mechanism can be simplified.

また、請求項4に記載の液滴吐出ヘッドでは、ポンプの吸引力により、親液領域に集められた液滴が吸引される。これにより、親液領域に集められた液滴を、確実に吸引することが可能となる。   In the droplet discharge head according to the fourth aspect, the droplets collected in the lyophilic region are sucked by the suction force of the pump. Thereby, it is possible to reliably suck the droplets collected in the lyophilic region.

本発明の実施例である印刷装置を示す斜視図である1 is a perspective view showing a printing apparatus that is an embodiment of the present invention. 図1に示す印刷装置の備える吐出ヘッドの底面を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view illustrating a bottom surface of an ejection head included in the printing apparatus illustrated in FIG. 1. 図2のAA線における断面図である。It is sectional drawing in the AA line of FIG. 印刷装置が備える制御装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control apparatus with which a printing apparatus is provided. 変形例1の印刷装置の備える吐出ヘッドの底面を示す平面図である。FIG. 10 is a plan view illustrating a bottom surface of an ejection head included in a printing apparatus according to a first modification. 変形例2の印刷装置の備える吐出ヘッドの底面を示す平面図である。FIG. 10 is a plan view illustrating a bottom surface of an ejection head provided in a printing apparatus according to a second modification. 図6のBB線における断面図である。It is sectional drawing in the BB line of FIG.

以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例および変形例を、図を参照しつつ詳しく説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments and modifications of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as modes for carrying out the present invention.

<印刷装置の構成>
図1に、本発明の実施例の印刷装置10を示す。印刷装置10は、回路基板12に回路パターンを印刷するための装置である。印刷装置10は、吐出ヘッド20とステージ22と吐出ヘッド移動装置(図4参照)24とを備えている。
<Configuration of printing device>
FIG. 1 shows a printing apparatus 10 according to an embodiment of the present invention. The printing apparatus 10 is an apparatus for printing a circuit pattern on the circuit board 12. The printing apparatus 10 includes an ejection head 20, a stage 22, and an ejection head moving device (see FIG. 4) 24.

吐出ヘッド20は、インクジェット方式の吐出ヘッドとされており、導電性インク、具体的には、銀ナノ粒子ペーストを吐出する。これにより、回路基板12の上に回路パターンが印刷される。吐出ヘッド20は、ヘッド本体30と吸湿材32と冷却機構34とを有している。   The ejection head 20 is an inkjet type ejection head, and ejects conductive ink, specifically, a silver nanoparticle paste. Thereby, a circuit pattern is printed on the circuit board 12. The discharge head 20 includes a head main body 30, a hygroscopic material 32, and a cooling mechanism 34.

ヘッド本体30には、図2および図3に示すように、導電性インクを吐出するための複数のノズル穴36が形成されている。図2は、吐出ヘッド20を下方からの視点において示した図であり、図3は、図2でのAA線における断面図である。複数のノズル穴36は、一端部において、ヘッド本体30の下端面、つまり、ノズル面38に開口している。そして、電気信号に従って、圧電素子(図4参照)40や熱による蒸気泡を駆動源として、導電性インクがヘッド本体30のノズル面38から吐出される。   As shown in FIGS. 2 and 3, the head main body 30 has a plurality of nozzle holes 36 for discharging conductive ink. FIG. 2 is a view showing the ejection head 20 from the viewpoint from below, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. The plurality of nozzle holes 36 open to the lower end surface of the head body 30, that is, the nozzle surface 38 at one end. Then, in accordance with the electrical signal, the conductive ink is ejected from the nozzle surface 38 of the head main body 30 using the piezoelectric element (see FIG. 4) 40 or vapor bubbles caused by heat as a driving source.

ヘッド本体30のノズル面38の外縁部には、液体との親和性を高めるための処理、具体的には、エッチング処理が施されている。そして、エッチング処理が施された領域(以下、「親液領域」という)50の内側には、撥液性を高めるための処理、具体的には、フッ素コーティング剤による表面処理が施されている。なお、複数のノズル穴36は、フッ素コーティング剤による表面処理が施された領域(以下、「撥液領域」という)52に開口している。つまり、複数のノズル穴36の開口の周囲に撥液領域52が形成され、撥液領域52を囲むように、親液領域50が形成されている。   The outer edge portion of the nozzle surface 38 of the head body 30 is subjected to a process for increasing the affinity with the liquid, specifically, an etching process. Then, inside the region 50 (hereinafter referred to as “lyophilic region”) subjected to the etching treatment, a treatment for improving the liquid repellency, specifically, a surface treatment with a fluorine coating agent is performed. . The plurality of nozzle holes 36 are open in a region 52 (hereinafter referred to as “liquid repellent region”) that has been surface-treated with a fluorine coating agent. That is, the liquid repellent area 52 is formed around the openings of the plurality of nozzle holes 36, and the lyophilic area 50 is formed so as to surround the liquid repellent area 52.

また、吸湿材32は、多孔質セラミックスにより成形されており、概して角筒形状とされている。角筒形状の吸湿材32の内寸は、ヘッド本体30の側壁面の外寸とほぼ同じとされている。そして、吸湿材32の内周面とヘッド本体30の側壁面とが密着した状態で、ヘッド本体30が吸湿材32の内部に嵌合されている。ちなみに、吸湿材32の下端とヘッド本体30のノズル面38とは、面一とされている。これにより、ノズル面38の外縁部に形成された親液領域50は、吸湿材32と連通している。   The hygroscopic material 32 is formed of porous ceramics and generally has a rectangular tube shape. The internal dimensions of the rectangular tube-shaped hygroscopic material 32 are substantially the same as the external dimensions of the side wall surface of the head body 30. The head main body 30 is fitted inside the hygroscopic material 32 in a state where the inner peripheral surface of the hygroscopic material 32 and the side wall surface of the head main body 30 are in close contact with each other. Incidentally, the lower end of the hygroscopic material 32 and the nozzle surface 38 of the head body 30 are flush with each other. Thereby, the lyophilic region 50 formed at the outer edge portion of the nozzle surface 38 communicates with the hygroscopic material 32.

また、冷却機構34は、概して角筒形状のハウジング56を有している。角筒形状のハウジング56の内寸は、吸湿材32の外周面の外寸とほぼ同じとされている。そして、ハウジング56の内周面と吸湿材32の外周面とが密着した状態で、吸湿材32がハウジング56の内部に嵌合されている。つまり、ヘッド本体30の外壁面に、吸湿材32が外嵌され、吸湿材32の外周面に、ハウジング56が外嵌されている。また、ハウジング56の内部には、冷却水が循環されている。このような構造により、冷却機構34は、吸湿材32を介して、ヘッド本体30を冷却する。   The cooling mechanism 34 has a housing 56 having a generally rectangular tube shape. The inner dimension of the rectangular tube-shaped housing 56 is substantially the same as the outer dimension of the outer peripheral surface of the hygroscopic material 32. The hygroscopic material 32 is fitted into the housing 56 in a state where the inner peripheral surface of the housing 56 and the outer peripheral surface of the hygroscopic material 32 are in close contact with each other. That is, the hygroscopic material 32 is fitted on the outer wall surface of the head body 30, and the housing 56 is fitted on the outer peripheral surface of the hygroscopic material 32. In addition, cooling water is circulated inside the housing 56. With such a structure, the cooling mechanism 34 cools the head main body 30 via the hygroscopic material 32.

また、ステージ22は、図1に示すように、回路基板12を支持するものである。ステージ22は、ヒータ(図4参照)58を有しており、ステージ22に支持された回路基板12が、ヒータ58により加温される。   The stage 22 supports the circuit board 12 as shown in FIG. The stage 22 has a heater (see FIG. 4) 58, and the circuit board 12 supported by the stage 22 is heated by the heater 58.

吐出ヘッド移動装置24は、XYロボット型の移動装置であり、吐出ヘッド20をステージ22上の任意の位置に移動させる。詳しくは、吐出ヘッド移動装置24は、スライダ(図示省略)を水平面に沿って所定の方向にスライドさせる電磁モータ(図4参照)60と、その所定の方向に直角かつ水平方向にスライドさせる電磁モータ(図4参照)62とを備えている。スライダには、吐出ヘッド20が取り付けられており、吐出ヘッド移動装置24は、2つの電磁モータ60,62の作動によって、吐出ヘッド20をステージ22上の任意の位置に移動させる。   The discharge head moving device 24 is an XY robot type moving device, and moves the discharge head 20 to an arbitrary position on the stage 22. Specifically, the ejection head moving device 24 includes an electromagnetic motor (see FIG. 4) 60 that slides a slider (not shown) in a predetermined direction along a horizontal plane, and an electromagnetic motor that slides in a horizontal direction perpendicular to the predetermined direction. (See FIG. 4) 62. The ejection head 20 is attached to the slider, and the ejection head moving device 24 moves the ejection head 20 to an arbitrary position on the stage 22 by the operation of the two electromagnetic motors 60 and 62.

また、印刷装置10は、図4に示すように、制御装置70を備えている。制御装置70は、コントローラ72と複数の駆動回路74と制御回路76とを備えている。複数の駆動回路74は、上記圧電素子40,電磁モータ60,62に接続されている。また、制御回路76は、上記ヒータ58に接続されている。コントローラ72は、CPU,ROM,RAM等を備え、コンピュータを主体とするものであり、複数の駆動回路74と制御回路76とに接続されている。これにより、吐出ヘッド20,吐出ヘッド移動装置24の作動および、ステージ22の温度が、コントローラ72によって制御される。   The printing apparatus 10 includes a control device 70 as shown in FIG. The control device 70 includes a controller 72, a plurality of drive circuits 74, and a control circuit 76. The plurality of drive circuits 74 are connected to the piezoelectric element 40 and the electromagnetic motors 60 and 62. The control circuit 76 is connected to the heater 58. The controller 72 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like and is mainly a computer, and is connected to a plurality of drive circuits 74 and a control circuit 76. Thereby, the operation of the ejection head 20 and the ejection head moving device 24 and the temperature of the stage 22 are controlled by the controller 72.

<印刷装置の作動>
上述した構成により、印刷装置10では、回路基板12の上面に、導電性インクが吐出されることで、回路パターンが印刷される。具体的には、まず、回路基板12がステージ22上に載置される。この際、ステージ22は、ヒータ58により加温されている。そして、制御装置70のコントローラ72の指令により、吐出ヘッド20が回路基板12の上方に移動する。続いて、吐出ヘッド20が、回路基板12の上面に導電性インクを吐出し、回路パターンが印刷される。
<Operation of printing device>
With the configuration described above, in the printing apparatus 10, the circuit pattern is printed by discharging conductive ink onto the upper surface of the circuit board 12. Specifically, first, the circuit board 12 is placed on the stage 22. At this time, the stage 22 is heated by the heater 58. Then, the ejection head 20 moves above the circuit board 12 according to a command from the controller 72 of the control device 70. Subsequently, the ejection head 20 ejects conductive ink onto the upper surface of the circuit board 12, and a circuit pattern is printed.

回路パターンが印刷された回路基板12には、加温されたステージ22の熱が伝達している。このため、回路基板12が加温され、印刷された回路パターンの乾燥が促進される。これにより、回路基板12への印刷作業に要する時間を短縮することが可能となる。   Heat of the heated stage 22 is transmitted to the circuit board 12 on which the circuit pattern is printed. For this reason, the circuit board 12 is heated, and drying of the printed circuit pattern is promoted. As a result, the time required for the printing work on the circuit board 12 can be shortened.

一方で、ステージ22の加温により、ステージ22上に位置する吐出ヘッド20が乾燥する虞がある。吐出ヘッド20の乾燥は、ノズル穴36の詰まり等により吐出不良を引き起こすため、好ましくない。そこで、吐出ヘッド20のヘッド本体30には、冷却機構34が装着されており、冷却水の循環により、ヘッド本体30が冷却される。これにより、ヘッド本体30の温度上昇を抑制し、ノズル穴36の詰まり等を防止することが可能となる。   On the other hand, there is a possibility that the discharge head 20 positioned on the stage 22 is dried by heating the stage 22. Drying the ejection head 20 is not preferable because it causes ejection failure due to clogging of the nozzle holes 36 or the like. Therefore, a cooling mechanism 34 is attached to the head main body 30 of the ejection head 20, and the head main body 30 is cooled by circulation of the cooling water. Thereby, the temperature rise of the head main body 30 can be suppressed, and the nozzle hole 36 can be prevented from being clogged.

しかしながら、ヘッド本体30が冷却されると、結露により空気中の水蒸気が凝縮し、ノズル面38に水滴が付着する場合がある。ノズル面38に付着した水滴は、回路基板12上に滴下する虞があり、水滴の滴下を防止することが望ましい。このようなことに鑑みて、ノズル面38には、親液領域50と撥液領域52とが形成されている。   However, when the head main body 30 is cooled, water vapor in the air is condensed due to condensation, and water droplets may adhere to the nozzle surface 38. The water droplets adhering to the nozzle surface 38 may drop on the circuit board 12, and it is desirable to prevent the water droplets from dropping. In view of this, a lyophilic region 50 and a liquid repellent region 52 are formed on the nozzle surface 38.

詳しくは、ノズル面38のノズル穴36の開口の周囲には、安定的なインクの吐出を担保するべく、撥液領域52が形成されている。ノズル穴36の開口の周囲に、親液領域50が形成されると、ノズル穴36から吐出されたインクが、開口周囲の親液領域50になじみ、インクの吐出が適切に行えない虞があるためである。また、撥液領域52を囲むようにして、親液領域50が形成されている。   Specifically, a liquid repellent region 52 is formed around the opening of the nozzle hole 36 on the nozzle surface 38 to ensure stable ink ejection. If the lyophilic area 50 is formed around the opening of the nozzle hole 36, the ink discharged from the nozzle hole 36 may become familiar with the lyophilic area 50 around the opening, and ink may not be appropriately discharged. Because. In addition, a lyophilic region 50 is formed so as to surround the liquid repellent region 52.

これにより、ノズル面38に付着した水滴は、親和性の高い親液領域50に集まる。親液領域50に集まった水滴は、親液領域50になじむため、接触角が小さくなる。ちなみに、接触角は、水滴の表面を通る接線とノズル面38とのなす角度である。接触角が小さくなると、水滴とノズル面38との濡れ性が高くなり、水滴は滴下し難くなる。このようにして、吐出ヘッド20では、水滴の滴下が防止されている。   Thereby, water droplets adhering to the nozzle surface 38 gather in the lyophilic region 50 having high affinity. Since the water droplets collected in the lyophilic area 50 are adapted to the lyophilic area 50, the contact angle becomes small. Incidentally, the contact angle is an angle formed between the tangent passing through the surface of the water droplet and the nozzle surface 38. When the contact angle decreases, the wettability between the water droplet and the nozzle surface 38 increases, and it becomes difficult for the water droplet to drip. In this way, the ejection head 20 prevents the dripping of water droplets.

さらに、吐出ヘッド20では、親液領域50に連通した状態の吸湿材32が設けられている。このため、親液領域50に集まった水滴は、毛細管現象によって、吸湿材32に吸引される。これにより、ノズル面38から水滴を除去することが可能となり、水滴の回路基板12上への滴下を確実に防止することが可能となる。なお、吸湿材32に吸引された水滴は、多くの細孔から蒸発する。   Further, the ejection head 20 is provided with a hygroscopic material 32 in communication with the lyophilic region 50. For this reason, the water droplets collected in the lyophilic region 50 are sucked into the hygroscopic material 32 by capillary action. Thereby, it is possible to remove water droplets from the nozzle surface 38, and it is possible to reliably prevent the water droplets from dropping onto the circuit board 12. Note that the water droplets sucked by the hygroscopic material 32 evaporate from many pores.

また、ノズル穴36が詰まった場合等には、ノズル穴洗浄が行われる。ノズル穴洗浄では、所定の圧力を加えられた状態のインクがノズル穴36から吐出される。これにより、ノズル穴36の詰まり等が解消される。一方で、吐出されたインクがノズル穴36の開口周囲に付着する虞があり、ノズル穴洗浄後には、ノズル面38の拭き取り作業を行う必要がある。しかしながら、吐出ヘッド20では、ノズル穴36の開口周囲に付着したインクも、水滴と同様に、親液領域50を介して、吸湿材32に吸引される。これにより、ノズル穴洗浄後のノズル面38の拭き取り作業を省くことが可能となる。   When the nozzle hole 36 is clogged, nozzle hole cleaning is performed. In the nozzle hole cleaning, ink in a state where a predetermined pressure is applied is ejected from the nozzle hole 36. Thereby, clogging of the nozzle hole 36 and the like are eliminated. On the other hand, there is a possibility that the ejected ink may adhere to the periphery of the opening of the nozzle hole 36, and it is necessary to perform a wiping operation of the nozzle surface 38 after cleaning the nozzle hole. However, in the ejection head 20, the ink attached around the opening of the nozzle hole 36 is also sucked by the moisture absorbent 32 through the lyophilic region 50, as in the case of water droplets. Thereby, it becomes possible to omit the wiping work of the nozzle surface 38 after the nozzle hole cleaning.

<変形例>
上記実施例の吐出ヘッド20のノズル面38には、外縁部に親液領域50が形成され、親液領域50の内部に撥液領域52が形成されているが、親液領域50と撥液領域52との形成パターンとして種々のパターンを採用することが可能である。上記実施例の親液領域50と撥液領域52との形成パターンと異なるパターンが採用された吐出ヘッドを、変形例の吐出ヘッド80として、図5に示す。変形例の吐出ヘッド80は、親液領域と撥液領域との形成パターンを除いて、上記吐出ヘッド20と同様の構成であるため、吐出ヘッド20と同様の機能の構成要素については、同じ符号を用いて説明を省略あるいは簡略に行う。
<Modification>
The lyophilic area 50 is formed on the outer edge of the nozzle surface 38 of the ejection head 20 of the above embodiment, and the lyophobic area 52 is formed inside the lyophilic area 50. Various patterns can be adopted as a formation pattern with the region 52. An ejection head in which a pattern different from the formation pattern of the lyophilic area 50 and the liquid repellent area 52 in the above embodiment is adopted is shown in FIG. Since the ejection head 80 of the modified example has the same configuration as the ejection head 20 except for the formation pattern of the lyophilic area and the liquid repellent area, the same reference numerals are used for components having the same functions as the ejection head 20. The description will be omitted or simplified using.

吐出ヘッド80のノズル面82には、複数のノズル穴36の周囲に第1の撥液領域84が形成されている。そして、第1の撥液領域84を囲むように環状の第1の親液領域86が形成されている。さらに、第1の親液領域86の外側には、第1の親液領域86とノズル面82の外縁部とを結ぶ複数の第2の親液領域88が形成されている。つまり、第1の親液領域86は、第2の親液領域88を介して、吸湿材32に連通している。なお、第1の親液領域86の外側の第2の親液領域88が形成されていない箇所には、第2の撥液領域90が形成されている。   A first liquid repellent region 84 is formed around the plurality of nozzle holes 36 on the nozzle surface 82 of the ejection head 80. An annular first lyophilic region 86 is formed so as to surround the first liquid repellent region 84. Further, a plurality of second lyophilic regions 88 that connect the first lyophilic region 86 and the outer edge portion of the nozzle surface 82 are formed outside the first lyophilic region 86. That is, the first lyophilic area 86 communicates with the hygroscopic material 32 via the second lyophilic area 88. A second lyophobic region 90 is formed at a location where the second lyophilic region 88 outside the first lyophilic region 86 is not formed.

このような撥液領域84,90と親液領域86,88との形成パターンにより、ノズル面82に付着した水滴,インク等は、吸湿材32に導かれ、ノズル面82から除去される。詳しくは、例えば、第1の撥液領域84に付着した水滴等が、親和性により第1の親液領域86に導かれる。そして、第1の親液領域86に導かれた水滴等が、第2の親液領域88を介して、吸湿材32にまで導かれる。これにより、ノズル面82から水滴等が除去される。   Due to the formation pattern of the liquid repellent regions 84 and 90 and the lyophilic regions 86 and 88, water droplets, ink, and the like attached to the nozzle surface 82 are guided to the moisture absorbent 32 and removed from the nozzle surface 82. Specifically, for example, water droplets or the like attached to the first liquid repellent area 84 are guided to the first lyophilic area 86 by affinity. Then, water droplets or the like guided to the first lyophilic region 86 are guided to the moisture absorbent material 32 via the second lyophilic region 88. Thereby, water droplets and the like are removed from the nozzle surface 82.

また、上記吐出ヘッド20,80では、水滴等を吸引するための吸引機構として、多孔質セラミックスにより成形された吸湿材32を採用しているが、他の形式の吸引機構を採用することが可能である。吸湿材32と異なる形式の吸引機構を採用した吐出ヘッドを、変形例の吐出ヘッド100として、図6および図7に示す。変形例の吐出ヘッド100は、吸引機構および親液領域と撥液領域との形成パターンを除いて、上記吐出ヘッド20,80と同様の構成であるため、吐出ヘッド20,80と同様の機能の構成要素については、同じ符号を用いて説明を省略あるいは簡略に行う。   In the ejection heads 20 and 80, the moisture absorbing material 32 formed of porous ceramics is used as a suction mechanism for sucking water droplets or the like. However, other types of suction mechanisms can be used. It is. An ejection head that employs a suction mechanism of a type different from that of the hygroscopic material 32 is shown in FIGS. 6 and 7 as an ejection head 100 of a modification. Since the ejection head 100 of the modified example has the same configuration as the ejection heads 20 and 80 except for the suction mechanism and the formation pattern of the lyophilic area and the liquid repellent area, it has the same function as the ejection heads 20 and 80. The description of the constituent elements will be omitted or simplified by using the same reference numerals.

吐出ヘッド100のノズル面102には、複数のノズル穴36の周囲に第1の撥液領域104が形成されている。そして、第1の撥液領域104を囲むように環状の親液領域106が形成されている。さらに、親液領域106の外側には、第2の撥液領域108が形成されている。   A first liquid repellent region 104 is formed around the plurality of nozzle holes 36 on the nozzle surface 102 of the ejection head 100. An annular lyophilic region 106 is formed so as to surround the first liquid repellent region 104. Further, a second lyophobic region 108 is formed outside the lyophilic region 106.

吐出ヘッド100のヘッド本体110には、図7に示すように、上下方向に延びるように複数の貫通穴112が形成されている。各貫通穴112の下端部は、ノズル面102の親液領域106に開口している。一方、各貫通穴112の上端部は、ヘッド本体110の上端面に開口している。そして、各貫通穴112の上端部は、連結路114を介して、ポンプ116に接続されている。   As shown in FIG. 7, a plurality of through holes 112 are formed in the head main body 110 of the discharge head 100 so as to extend in the vertical direction. The lower end portion of each through hole 112 opens into the lyophilic region 106 of the nozzle surface 102. On the other hand, the upper end portion of each through hole 112 is open to the upper end surface of the head body 110. And the upper end part of each through-hole 112 is connected to the pump 116 via the connection path 114.

上述した構造により、吐出ヘッド100でも、ノズル面102に付着した水滴,インク等がノズル面102から除去される。詳しくは、例えば、第1の撥液領域104に付着した水滴等が、親和性により親液領域106に導かれる。そして、親液領域106に導かれた水滴等が、貫通穴112および連結路114を介して、ポンプ116に吸引される。これにより、ノズル面102から水滴等が除去される。   With the structure described above, water droplets, ink, and the like attached to the nozzle surface 102 are removed from the nozzle surface 102 even in the ejection head 100. Specifically, for example, water droplets or the like attached to the first liquid repellent area 104 are guided to the lyophilic area 106 by affinity. Then, water droplets or the like guided to the lyophilic region 106 are sucked into the pump 116 through the through hole 112 and the connection path 114. Thereby, water droplets and the like are removed from the nozzle surface 102.

ちなみに、上記実施例において、印刷装置10は、印刷装置の一例である。回路基板12は、印刷媒体の一例である。吐出ヘッド20,80,100は、液滴吐出ヘッドの一例である。ステージ22は、ステージの一例である。ヘッド本体30,110は、ヘッド本体の一例である。吸湿材32は、多孔質体および吸引機構の一例である。冷却機構34は、冷却装置の一例である。ノズル穴36は、ノズル穴の一例である。ノズル面38,82,102は、ノズル面の一例である。親液領域50,86,88,106は、親液領域の一例である。撥液領域52,84,90,104,108は、撥液領域の一例である。ヒータ58は、ヒータの一例である。貫通穴112と連結路114とポンプ116とによって構成される機構は、吸引機構の一例である。ポンプ116は、ポンプの一例である。   Incidentally, in the above-described embodiment, the printing apparatus 10 is an example of a printing apparatus. The circuit board 12 is an example of a print medium. The ejection heads 20, 80, 100 are an example of a droplet ejection head. The stage 22 is an example of a stage. The head main bodies 30 and 110 are examples of the head main body. The hygroscopic material 32 is an example of a porous body and a suction mechanism. The cooling mechanism 34 is an example of a cooling device. The nozzle hole 36 is an example of a nozzle hole. The nozzle surfaces 38, 82, and 102 are examples of nozzle surfaces. The lyophilic areas 50, 86, 88, and 106 are examples of the lyophilic area. The liquid repellent areas 52, 84, 90, 104, and 108 are examples of the liquid repellent area. The heater 58 is an example of a heater. The mechanism constituted by the through hole 112, the connection path 114, and the pump 116 is an example of a suction mechanism. The pump 116 is an example of a pump.

なお、本発明は、上記実施例および変形例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することが可能である。具体的には、例えば、上記実施例および変形例では、吸湿材32として、多孔質セラミックスにより成形されたものが採用されているが、多くの細孔を有する素材により成形されたものを採用することが可能である。具体的には、例えば、多くの細孔を有する素材として、多孔質シリカ、硬質ポリウレタンフォーム等を採用することが可能である。   In addition, this invention is not limited to the said Example and modification, It is possible to implement in the various aspect which gave various change and improvement based on the knowledge of those skilled in the art. Specifically, for example, in the above-described embodiments and modifications, the hygroscopic material 32 is formed of porous ceramics, but is formed of a material having many pores. It is possible. Specifically, for example, porous silica, rigid polyurethane foam, or the like can be adopted as a material having many pores.

また、上記変形例では、ポンプ116の吸引力により、水滴等が貫通穴112から吸引されているが、ポンプ116を設けなくても、水滴等を貫通穴112から吸引することが可能である。詳しくは、貫通穴112の内径を所定の径より小さくすることで、毛細管現象により水滴等を貫通穴112から吸引することが可能である。つまり、吐出ヘッド100から連結路114およびポンプ116を除いた吐出ヘッドにおいても、ノズル面102から水滴等を除去することが可能である。   Further, in the above modification, water droplets and the like are sucked from the through hole 112 by the suction force of the pump 116, but it is possible to suck water droplets and the like from the through hole 112 without providing the pump 116. Specifically, by making the inner diameter of the through hole 112 smaller than a predetermined diameter, it is possible to suck water droplets or the like from the through hole 112 by capillary action. That is, even in the ejection head excluding the connection path 114 and the pump 116 from the ejection head 100, it is possible to remove water droplets and the like from the nozzle surface 102.

また、上記実施例では、吐出される液体として導電性のインクが採用されているが、種々の液体を採用することが可能である。具体的には、例えば、樹脂パターンを印刷可能なインク,染料系のインク,顔料系のインク等を採用することが可能である。さらに言えば、印刷媒体は、回路基板に限定されることなく、種々のものを採用することが可能である。具体的には、例えば、チップを有する基材,紙等を採用することが可能である。   In the above embodiment, conductive ink is used as the liquid to be ejected, but various liquids can be used. Specifically, for example, it is possible to employ ink capable of printing a resin pattern, dye-based ink, pigment-based ink, and the like. Furthermore, the print medium is not limited to a circuit board, and various print media can be employed. Specifically, for example, a substrate having a chip, paper, or the like can be employed.

10:印刷装置 12:回路基板(印刷媒体) 20:吐出ヘッド(液滴吐出ヘッド) 22:ステージ 30:ヘッド本体 32:吸湿材(多孔質体)(吸引機構) 34:冷却機構(冷却装置) 36:ノズル穴 38:ノズル面 50:親液領域 52:撥液領域 58:ヒータ 80:吐出ヘッド(液滴吐出ヘッド) 82:ノズル面 84:撥液領域 86:親液領域 88:親液領域 90:撥液領域 100:吐出ヘッド(液滴吐出ヘッド) 102:ノズル面 104:撥液領域 106:親液領域 108:撥液領域 110:ヘッド本体 112:貫通穴(吸引機構) 114:連結路(吸引機構) 116:ポンプ(吸引機構)(ポンプ)   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Printing apparatus 12: Circuit board (printing medium) 20: Discharge head (droplet discharge head) 22: Stage 30: Head main body 32: Hygroscopic material (porous body) (suction mechanism) 34: Cooling mechanism (cooling apparatus) 36: Nozzle hole 38: Nozzle surface 50: Lipophilic region 52: Liquid repellent region 58: Heater 80: Discharge head (droplet discharge head) 82: Nozzle surface 84: Liquid repellent region 86: Lipophilic region 88: Lipophilic region 90: Liquid repellent area 100: Discharge head (droplet discharge head) 102: Nozzle surface 104: Liquid repellent area 106: Lipophilic area 108: Liquid repellent area 110: Head body 112: Through hole (suction mechanism) 114: Connection path (Suction mechanism) 116: Pump (Suction mechanism) (Pump)

Claims (5)

印刷媒体に液滴を吐出する液滴吐出ヘッドにおいて、
当該液滴吐出ヘッドが、
液滴を吐出するためのノズル穴が形成されたヘッド本体と、
前記ヘッド本体を冷却する冷却装置と
を備え、
前記ヘッド本体の前記ノズル穴が開口するノズル面が、
前記ノズル穴の開口の周囲に形成され、液体との親和性の低い領域である撥液領域と、
前記撥液領域を囲むようにして形成され、前記撥液領域より親和性の高い領域である親液領域と
によって構成されることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
In a droplet discharge head that discharges droplets to a print medium,
The droplet discharge head is
A head body in which nozzle holes for discharging droplets are formed;
A cooling device for cooling the head body,
The nozzle surface where the nozzle hole of the head body opens,
A liquid repellent region that is formed around the opening of the nozzle hole and has a low affinity with the liquid;
A droplet discharge head comprising: a lyophilic region that is formed so as to surround the liquid repellent region and has a higher affinity than the liquid repellent region.
当該液滴吐出ヘッドが、
前記親液領域に連通し、前記親液領域に親和している液体を吸引する吸引機構を備えることを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出ヘッド。
The droplet discharge head is
The droplet discharge head according to claim 1, further comprising a suction mechanism that sucks a liquid that communicates with the lyophilic region and has affinity for the lyophilic region.
前記吸引機構が、
多くの細孔が形成された多孔質体を有し、
前記親液領域に親和している液体が、前記多孔質体の孔の内部に吸引されることを特徴とする請求項2に記載の液滴吐出ヘッド。
The suction mechanism is
It has a porous body with many pores formed,
The liquid discharge head according to claim 2, wherein the liquid having affinity for the lyophilic region is sucked into the pores of the porous body.
前記吸引機構が、
ポンプを有し、前記ポンプの作動により、前記親液領域に親和している液体を吸引することを特徴とする請求項2または請求項3に記載の液滴吐出ヘッド。
The suction mechanism is
4. The droplet discharge head according to claim 2, further comprising a pump, wherein the liquid that is compatible with the lyophilic region is sucked by the operation of the pump.
印刷媒体を支持するステージと、
前記ステージによって支持された印刷媒体に液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、
前記ステージによって支持された印刷媒体を加温するためのヒータと
を備えた印刷装置において、
前記液滴吐出ヘッドが、
液滴を吐出するためのノズル穴が形成されたヘッド本体と、
前記ヘッド本体を冷却する冷却装置と
を備え、
前記ヘッド本体の前記ノズル穴が開口するノズル面が、
前記ノズル穴の開口の周囲に形成され、液体との親和性の低い領域である撥液領域と、
前記撥液領域を囲むようにして形成され、前記撥液領域より親和性の高い領域である親液領域と
によって構成されることを特徴とする印刷装置。
A stage for supporting the print medium;
A droplet discharge head for discharging droplets to a print medium supported by the stage;
In a printing apparatus comprising: a heater for heating a printing medium supported by the stage;
The droplet discharge head is
A head body in which nozzle holes for discharging droplets are formed;
A cooling device for cooling the head body,
The nozzle surface where the nozzle hole of the head body opens,
A liquid repellent region that is formed around the opening of the nozzle hole and has a low affinity with the liquid;
A printing apparatus comprising: a lyophilic region which is formed so as to surround the liquid repellent region and has a higher affinity than the liquid repellent region.
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