JP2008114511A - Liquid droplet discharging head, filling method, maintenance method, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液滴吐出ヘッド、充填方法、メンテナンス方法及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a droplet discharge head, a filling method, a maintenance method, and an image forming apparatus.
液滴吐出ヘッドとしては、インク滴を吐出して画像を記録するインクジェット記録ヘッドが知られている。インクジェット記録ヘッドとしては、特許文献１に開示されるインクジェット記録ヘッドが公知である。 As a droplet discharge head, an ink jet recording head that records an image by discharging ink droplets is known. As an ink jet recording head, an ink jet recording head disclosed in Patent Document 1 is known.
特許文献１のインクジェットヘッドでは、オリフィスプレートの表面のノズルの近傍に、レーヨンやポリエステル等からなる保持体を設け、水性インクに用いる溶媒が入ったタンクから毛管現象あるいはポンプにより、チューブを介して保持体に溶媒を補給する。 In the ink jet head of Patent Document 1, a holder made of rayon, polyester, or the like is provided near the nozzle on the surface of the orifice plate, and is held via a tube by a capillary phenomenon or a pump from a tank containing a solvent used for water-based ink. Supply solvent to the body.
これにより、ノズル開口部近傍の空間の湿度は、ヘッド設置環境温度での飽和蒸気圧レベルとなり、設置が低湿環境下におかれても、ノズル開口部での溶媒の乾燥を防ぐことができる。
液滴吐出ヘッド及び画像形成装置においては、ノズルから吐出される液体の粘度の増加を抑制することが望まれている。 In a droplet discharge head and an image forming apparatus, it is desired to suppress an increase in the viscosity of a liquid discharged from a nozzle.
本発明は、上記事実を考慮し、加湿液をノズル近傍に供給し、ノズルから吐出される液体の粘度の増加を抑制することを目的とする。 In consideration of the above-described facts, an object of the present invention is to supply a humidifying liquid in the vicinity of a nozzle and suppress an increase in the viscosity of the liquid discharged from the nozzle.
本発明の請求項１に係る液滴吐出ヘッドは、液滴を吐出するノズルと、前記ノズルに通じた圧力室と、前記圧力室へ液体を供給する第１流路と、前記ノズルの周囲に形成された開口部と、前記開口部へ加湿液を供給する第２流路と、を備えたことを特徴とする。 A droplet discharge head according to a first aspect of the present invention includes a nozzle that discharges a droplet, a pressure chamber that communicates with the nozzle, a first flow path that supplies liquid to the pressure chamber, and a periphery of the nozzle. It has the formed opening part and the 2nd flow path which supplies a humidification liquid to the said opening part, It is characterized by the above-mentioned.
本発明の請求項２に係る液滴吐出ヘッドは、請求項１の構成において、前記開口部は、前記第２流路下に形成されてい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 opening is formed below the second flow path.
本発明の請求項３に係る液滴吐出ヘッドは、請求項１又は請求項２の構成において、前記第２流路は、前記ノズルの外周に沿って形成されていることを特徴とする。 A droplet discharge head according to a third aspect of the present invention is characterized in that, in the configuration of the first or second aspect, the second flow path is formed along an outer periphery of the nozzle.
本発明の請求項４に係る液滴吐出ヘッドは、請求項１〜３のいずれか１項の構成において、前記第２流路の両端部に加湿液供給口と加湿液排出口が形成されていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the droplet discharge head according to any one of the first to third aspects, wherein a humidifying liquid supply port and a humidifying liquid discharge port are formed at both ends of the second flow path. It is characterized by being.
本発明の請求項５に係る液滴吐出ヘッドは、請求項１〜４のいずれか１項の構成において、前記開口部は、その平面形状がスリット状に形成されていることを特徴とする。 A droplet discharge head according to a fifth aspect of the present invention is characterized in that, in the configuration of any one of the first to fourth aspects, the planar shape of the opening is formed in a slit shape.
本発明の請求項６に係る液滴吐出ヘッドは、請求項１〜５のいずれか１項の構成において、前記開口部は、前記ノズルに対して複数形成されていることを特徴とする。 A droplet discharge head according to a sixth aspect of the present invention is characterized in that, in the configuration of any one of the first to fifth aspects, a plurality of the openings are formed with respect to the nozzle.
本発明の請求項７に係る液滴吐出ヘッドは、請求項１〜６のいずれか１項の構成において、前記開口部から前記ノズルに向かって形成され、前記開口部から前記加湿液が供給される溝部を備えたことを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the configuration of any one of the first to sixth aspects, the droplet discharge head is formed from the opening toward the nozzle, and the humidifying liquid is supplied from the opening. It is characterized by having a groove portion.
本発明の請求項８に係る液滴吐出ヘッドは、請求項７の構成において、前記開口部と前記ノズルが形成された面に撥水処理がなされ、前記溝部の溝内は、撥水処理されていないことを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the liquid droplet ejection head according to the seventh aspect, the surface on which the opening and the nozzle are formed is subjected to water repellent treatment, and the groove of the groove portion is subjected to water repellent treatment. It is characterized by not.
本発明の請求項９に係る液滴吐出ヘッドは、請求項７又は請求項８の構成において、前記ノズルの周縁に前記開口部が形成された面より凹に形成された凹部を有し、前記溝部は、前記凹部の周囲に形成されたことを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, in the configuration of the seventh or eighth aspect, the liquid droplet ejection head has a concave portion that is formed more concave than the surface on which the opening is formed at the periphery of the nozzle. The groove is formed around the recess.
本発明の請求項１０に係る液滴吐出ヘッドは、請求項７〜９のいずれか１項の構成において、前記溝部は、一の開口部から他の開口部へ前記加湿液を循環させることを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, in the configuration of any one of the seventh to ninth aspects, the groove portion circulates the humidifying liquid from one opening to another opening. Features.
本発明の請求項１１に係る液滴吐出ヘッドにおける充填方法は、前記ノズル及び前記開口部に正圧を与える第１工程と、前記加湿液の供給を停止して、前記液体を前記ノズルに充填する第２工程と、前記加湿液の供給の停止を解除して、前記加湿液を前記開口部に充填する第３工程と、を備えたことを特徴とする。 According to an eleventh aspect of the present invention, a method for filling a droplet discharge head includes a first step of applying a positive pressure to the nozzle and the opening, and the supply of the humidifying liquid is stopped to fill the nozzle with the liquid. And a third step of releasing the supply of the humidifying liquid and filling the opening with the humidifying liquid.
本発明の請求項１２に係る液滴吐出ヘッドにおけるメンテナンス方法は、前記ノズル及び開口部が形成された形成面を払拭する第１工程と、前記液滴を予備吐出する第２工程と、前記加湿液を循環させる第３工程と、を備えたことを特徴とする。 A maintenance method for a droplet discharge head according to a twelfth aspect of the present invention includes a first step of wiping a formation surface on which the nozzle and the opening are formed, a second step of preliminary discharge of the droplet, and the humidification. And a third step of circulating the liquid.
本発明の請求項１３に係る画像形成装置は、前記加湿液を循環させる加湿液循環手段と、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする。 An image forming apparatus according to a thirteenth aspect of the present invention includes the humidifying liquid circulating unit that circulates the humidifying liquid, and the droplet discharge head according to any one of the first to tenth aspects. .
本発明の請求項１４に係る画像形成装置は、前記加湿液の供給を停止する停止手段と、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする。 An image forming apparatus according to a fourteenth aspect of the present invention includes a stop unit that stops the supply of the humidifying liquid, and the droplet discharge head according to any one of the first to tenth aspects. .
本発明の請求項１の構成によれば、本構成を有しない場合に比べ、加湿液をノズル近傍に供給でき、ノズルから吐出される液体の粘度の増加を抑制できる。 According to the structure of Claim 1 of this invention, compared with the case where it does not have this structure, a humidification liquid can be supplied to a nozzle vicinity and the increase in the viscosity of the liquid discharged from a nozzle can be suppressed.
本発明の請求項２の構成によれば、本構成を有しない場合に比べ、第２流路から開口部へ加湿液を供給する供給効率が上がる。 According to the configuration of the second aspect of the present invention, the supply efficiency of supplying the humidifying liquid from the second flow path to the opening portion is increased as compared with the case where the present configuration is not provided.
本発明の請求項３の構成によれば、本構成を有しない場合に比べ、第２流路を流れる加湿液の澱みが抑制される。 According to the structure of Claim 3 of this invention, compared with the case where it does not have this structure, the stagnation of the humidification liquid which flows through a 2nd flow path is suppressed.
本発明の請求項４の構成によれば、本構成を有しない場合に比べ、新鮮な加湿液を開口部へ供給できる。 According to the structure of Claim 4 of this invention, compared with the case where it does not have this structure, a fresh humidification liquid can be supplied to an opening part.
本発明の請求項５の構成によれば、加湿液の自由表面の保持性を維持しつつ開口部の開口面積を大きくでき、蒸発効率を高くできる。 According to the configuration of the fifth aspect of the present invention, the opening area of the opening can be increased while maintaining the retention of the free surface of the humidifying liquid, and the evaporation efficiency can be increased.
本発明の請求項６の構成によれば、複数の開口部により開口面積を大きくでき、ノズルから吐出される液体の粘度の増加をより抑制できる。 According to the configuration of the sixth aspect of the present invention, the opening area can be increased by the plurality of openings, and the increase in the viscosity of the liquid discharged from the nozzle can be further suppressed.
本発明の請求項７の構成によれば、溝部により、加湿液をよりノズル近傍に供給でき、ノズルから吐出される液体の粘度の増加をより抑制できる。 According to the structure of Claim 7 of this invention, a humidification liquid can be supplied more to a nozzle vicinity by a groove part, and the increase in the viscosity of the liquid discharged from a nozzle can be suppressed more.
本発明の請求項８の構成によれば、溝部の溝内は親水性を高められ、溝の外側が撥水処理されているため、加湿液は、加湿液の表面張力により溝内に保持できる。 According to the configuration of the eighth aspect of the present invention, the inside of the groove of the groove is enhanced in hydrophilicity and the outside of the groove is subjected to water repellent treatment, so that the humidifying liquid can be held in the groove by the surface tension of the humidifying liquid. .
本発明の請求項９の構成によれば、ノズル周縁に凹部が形成された構成であっても、吐出される液体の粘度の増加を抑制できる。 According to the configuration of the ninth aspect of the present invention, an increase in the viscosity of the liquid to be discharged can be suppressed even when the recess is formed in the peripheral edge of the nozzle.
本発明の請求項１０の構成によれば、より新鮮な加湿液を溝部へ供給できる。
According to the structure of
本発明の請求項１１の構成によれば、液体と加湿液の充填を行うことができる。 According to the configuration of the eleventh aspect of the present invention, the liquid and the humidifying liquid can be filled.
本発明の請求項１２の構成によれば、液体と加湿液が互いに混合しても容易に回復することができる。
According to the structure of
本発明の請求項１３の構成によれば、ノズルから吐出される液体の粘度の増加を抑制できる。 According to the structure of Claim 13 of this invention, the increase in the viscosity of the liquid discharged from a nozzle can be suppressed.
本発明の請求項１４の構成によれば、開口部へ供給される加湿液を調整できる。
According to the structure of
以下に、本発明に係る実施形態の一例を図面に基づき説明する。
本実施形態では、液滴を吐出する液滴吐出ヘッドとして、インク滴を吐出して画像を記録媒体へ記録するインクジェット記録ヘッドについて説明する。
Below, an example of an embodiment concerning the present invention is described based on a drawing.
In the present embodiment, an ink jet recording head that discharges ink droplets and records an image on a recording medium will be described as a droplet discharging head that discharges droplets.
［第１実施形態］
（第１実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの構成）
第１実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの構成について説明する。図２（Ｂ）は、第１実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの構成を示す概略図である。図２（Ａ）は、図２（Ｂ）における２Ａ−２Ａ線断面図である。図１は、図２（Ｂ）のおけるＡ部分を拡大した分解斜視図である。図３は、図１における３−３線断面図である。
[First Embodiment]
(Configuration of Inkjet Recording Head According to First Embodiment)
The configuration of the ink jet recording head according to the first embodiment will be described. FIG. 2B is a schematic diagram illustrating the configuration of the ink jet recording head according to the first embodiment. 2A is a cross-sectional view taken along
第１実施形態に係るインクジェット記録ヘッド１０は、図１及び図２（Ａ）に示すように、ノズルプレート１２、加湿液流路プレート１４、流通路プレート１６、圧力室プレート１８及び振動板２０を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2A, the
このノズルプレート１２、加湿液流路プレート１４、流通路プレート１６、圧力室プレート１８及び振動板２０は、この順で積層され、各プレートが接合されている。
The
ノズルプレート１２には、インク滴を吐出するノズル２２が形成されている。このノズル２２は、ノズルプレート１２を貫通する円孔であり、図２（Ｂ）に示すように、複数（図２（Ｂ）において、８つ）のノズル２２が、ノズルプレート１２に一列に配列されている。
The
加湿液流路プレート１４及び流通路プレート１６には、ノズルプレート１２のノズル２２に対応する上方位置に、ノズル径よりも少し大径の円孔からなる流通路２４がそれぞれ形成されている。この流通路２４は、ノズル２２と通じており、流通路２４からノズル２２へ液体としてのインクが流通可能となっている。
In the humidifying
圧力室プレート１８には、流通路プレート１６の流通路２４の上方に、所定の大きさの空間とされた圧力室２６が形成されている。
In the
圧力室２６の一端部が流通路２４と通じており、圧力室２６から流通路２４へインクが流通可能となっている。すなわち、圧力室２６は、流通路２４を介して、ノズル２２と通じている。
One end of the
また、圧力室プレート１８には、圧力室２６の他端部と通ずる第１流路としての供給路２８が形成されている。この供給路２８は、インクを貯留するインクプール３０と通じており、インクプール３０から送られるインクを圧力室２６へ供給する構成となっている。なお、供給路２８の通路幅は、圧力室２６の空間の幅よりも狭く形成されている。
The
振動板２０の上面には、図２（Ａ）に示すように、圧電素子からなる駆動部３２が設けられている。駆動部３２は、電気信号（駆動信号）が加えられて、圧力室２６内の容積を減少させるように変形し、圧力室２６内のインクへ圧力を付与する。これより、圧力室２６と通じるノズル２２からインク滴が吐出される。
As shown in FIG. 2A, a driving
（ノズル２２付近を加湿する構成）
次に、ノズル２２付近を加湿する構成について説明する。
(Configuration to humidify the vicinity of the nozzle 22)
Next, a configuration for humidifying the vicinity of the
ノズルプレート１２には、各ノズル２２の周囲に開口部４０が形成されている。開口部４０は、ノズルプレート１２を貫通する円孔であり、図１及び図２（Ｂ）に示すように、一のノズル２２に対して複数（図１及び図２（Ｂ）において、１０つ）形成されている。また、開口部４０は、ノズル２２の外周に沿って、円弧状に配列されている。
In the
加湿液流路プレート１４には、開口部４０の上方位置に、加湿液を開口部４０へ供給する第２流路としての加湿液流路４２が２本形成されている。各加湿液流路４２は、インクが流通するインク流路（インクプール３０、供給路２８、圧力室２６、流通路２４及びノズル２２で構成される流路）とは別系統の流路とされており、全体として波線形状に形成されている。加湿液流路４２の一部は、ノズル２２の外周に沿って湾曲しており、ノズル２２の外周の半周程度にわたる円弧状をなしている。
Two humidifying
加湿液流路４２は、供給路２８から圧力室２６へインクが供給される方向と交差する方向（より詳細には、直交する方向）に沿って形成され、加湿液流路４２を流通する加湿液は、インクの供給方向と交差する方向に流れる。
The humidifying
開口部４０は、図３に示すように、加湿液流路４２の直下に形成されている。例えば、図４に示すように、開口部４０を加湿液流路４２の直下でなく、加湿液流路４２からずらした斜め下方の位置に形成する場合には、加湿液流路４２と開口部４０をつなぐ横方向に延びる流路を形成する必要がある。
As shown in FIG. 3, the
また、開口部４０へ供給される加湿液としては、例えば、水（より詳細には純水）、アルコールなどが用いられる。その他にも、溶媒蒸発が起こっても粘度の増加しない液体であればよい。
Further, as the humidifying liquid supplied to the
また、２つの加湿液流路４２の一端部には、図２（Ｂ）に示すように、加湿液が供給される加湿液供給口４４が形成され、加湿液流路４２の他端部には、加湿液が排出される加湿液排出口４６が形成されている。
Further, as shown in FIG. 2B, a humidifying
この加湿液供給口４４及び加湿液排出口４６は、チューブ等の流通管４７を介して、加湿液を加湿液排出口４６から加湿液供給口４４へ送液する送液ポンプ４８が接続されている。この送液ポンプ４８が、加湿液排出口４６から加湿液を吸い上げて、加湿液供給口４４に送り込むことにより、加湿液が加湿液流路４２を循環するようになっている。
The humidifying
（第１実施形態に係る作用）
第１実施形態の構成によれば、加湿液は、送液ポンプ４８により加湿液流路４２を循環する。加湿液流路４２を循環する加湿液が、加湿液流路４２から開口部４０へ供給され、開口部４０に加湿液が充填される。開口部４０に充填された加湿液は、加湿液の表面張力により開口部４０で保持され、開口部４０で保持された加湿液の液面から、加湿液が自然蒸発し、ノズル２２付近を加湿する。
(Operation according to the first embodiment)
According to the configuration of the first embodiment, the humidifying liquid is circulated through the humidifying
なお、上記の構成では、ノズル２２の周囲に、円孔に形成された開口部４０を配列していたが、図５に示すように、平面形状がスリット状に形成された開口部４１であっても良い。
In the above configuration, the
この構成では、開口部４１が２つ形成され、各開口部４１は、ノズル２２の外周に沿って湾曲しており、ノズル２２の外周の半周程度にわたる円弧状をなしている。開口部４１は、加湿液の表面張力により加湿液が保持される幅に形成されると共に、複数形成された円孔状の開口部４０よりも、開口面積が大きくなっている。
In this configuration, two
また、上記の構成では、ノズル２２は、一列に配列されていたが、図６に示すように、ノズル２２が２次元に配列される構成であってもよい。この場合においても、上記と同様に、加湿液流路４２及び開口部４０を形成して、ノズル２２付近が加湿される。なお、図６においては、チューブ等の流通管４７を介して、加湿液を加湿液排出口４６から加湿液供給口４４へ送液する送液ポンプ４８を省略して図示している。
In the above configuration, the
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、説明を省略する。図８（Ｂ）は、第２実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの構成を示す概略図である。図８（Ａ）は、図８（Ｂ）における８Ａ−８Ａ線断面図である。図７は、図８（Ｂ）のおけるＡ部分を拡大した分解斜視図である。図１１は、図７における１１−１１線断面図である。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part same as 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted. FIG. 8B is a schematic view showing the configuration of the ink jet recording head according to the second embodiment. FIG. 8A is a cross-sectional view taken along
第２実施形態では、図７及び図８（Ｂ）に示すように、２つの開口部４０が形成されており、この開口部４０の各々からノズル２２に向かって延びる溝部５０が、ノズルプレート１２の表面に形成されている。
In the second embodiment, as shown in FIGS. 7 and 8B, two
溝部５０は、ノズルプレート１２を貫通していない状態で形成されており、開口部４０からノズル２２へ向かって縦に延びる直線状の直線部５０Ａと、直線部５０Ａの先端部から横に二股に枝分かれする２つの枝部５０Ｂとから構成されている。岐部５０Ｂは、ノズル２２の外周に沿って形成され、それぞれが、ノズル２２の外周の１／４程度にわたる円弧状をなしている。
The
また、溝部５０は、開口部４０及びノズル２２が形成された表面に撥水処理がなされた後に、溝加工することにより形成されており、溝部５０の溝内は、撥水加工がなされていない。
The
この溝部５０には、毛細管現象により、開口部４０から加湿液が供給されて、直線部５０Ａから枝部５０Ｂへ運ばれる。供給された加湿液は、加湿液の表面張力により、溝部５０に保持される。
The
なお、溝部５０の形状は、任意の形状に変形することができる。例えば、第１変形例に係る溝部６０、６１は、図９に示すように、開口部４０からノズル２２へ向かって縦方向（図９においてＡ方向）に延びる直線状の直線部６０Ａ、６１Ａと、直線部６０Ａ、６１Ａから横方向（図９においてＢ方向）に枝分かれする複数（図９において６つ）の枝部６０Ｂ、６１Ｂとから構成されている。
In addition, the shape of the
枝部６０Ｂ、６１Ｂは、直線部６０Ａ、６１Ａの先端部から横方向に二股に枝分かれしている。また、枝部６０Ｂ、６１Ｂは、直線部６０Ａ、６１Ａの基端部及び中間部（先端部と基端部の間の位置）から横方向の両側へ枝分かれしている。この枝部６０Ｂ、６１Ｂは、ノズル２２の外周に沿って形成され、それぞれが、ノズル２２の外周の半周程度にわたる円弧状をなしている。
The
直線部６０Ａの先端部から延びる枝部６０Ｂが、ノズル２２の最近しており、直線部６１Ａの先端部から延びる枝部６１Ｂ、直線部６０Ａの中間部から延びる枝部６０Ｂ、直線部６１Ａの中間部から延びる枝部６１Ｂ、直線部６０Ａの基端部から延びる枝部６０Ｂ、直線部６１Ａの基端部から延びる枝部６１Ｂの順に、ノズル２２から遠ざかるように形成されている。すなわち、枝部６０Ｂと枝部６１Ｂとが交互に、ノズル２２の周囲を囲むように形成されている。
The
また、第２変形例に係る溝部７０、７１は、図１０（Ａ）に示すように、開口部４０からノズル２２へ向かって縦方向（図１０（Ａ）においてＡ方向）に延びる直線状の直線部７０Ａ、７１Ａと、直線部７０Ａ、７１Ａから横方向（図１０（Ａ）においてＢ方向）に枝分かれする複数（図１０において３つ）の枝部７０Ｂ、７１Ｂとから構成されている。
Further, as shown in FIG. 10A, the
枝部７０Ｂ、７１Ｂは、直線部７０Ａ、７１Ａの先端部から横方向に枝分かれしている。また、枝部７０Ｂ、７１Ｂは、直線部７０Ａ、７１Ａの基端部及び中間部（先端部と基端部の間の位置）から横方向へ枝分かれしている。
The branch portions 70B and 71B are branched in the lateral direction from the tip portions of the
この枝部７０Ｂ、７１Ｂは、ノズル２２の外周に沿って形成され、それぞれが、ノズル２２の外周の半周程度にわたる円弧状をなしている。この枝部７０Ｂ及び枝部７１Ｂにより、ノズル２２の外周の全周にわたって、ノズル２２の周囲を囲っている。
The
なお、図１０（Ｂ）に示すように、溝部５０の溝幅と、開口部４０の径を同一としてもよい。これは、図７及び図８（Ｂ）に示す溝部５０の形状の場合のおいても、図９に示す溝部６０の形状の場合においても、後述の図１３に示す溝部８０の形状の場合においても、後述の図１５に示す溝部９０の形状の場合においても、同様である。
As shown in FIG. 10B, the groove width of the
また、第２実施形態では、図８（Ｂ）に示すように、送液ポンプ４８が接続された流通管４７には、開口部４０への加湿液の供給を停止する停止手段としてのバルブ４９が設けられている。バルブ４９を閉じることにより、加湿液流路４２への加湿液の供給を停止して、開口部４０への加湿液の供給が停止される。バルブ４９を開くことにより、加湿液の供給停止が解除され、開口部４０へ加湿液が供給される。
Further, in the second embodiment, as shown in FIG. 8B, the
従って、ノズル２２にインクを充填し、開口部４０に加湿液を充填する際には、このバルブ４９を用いて、以下の充填方法により充填することが望ましい。
Therefore, when the
まず、バルブ４９を閉めることにより、加湿液の供給を停止する。次に、ノズル２２及び開口部４０から負圧吸引キャップ等の手段を用いて吸引して、インクをノズル２２に充填すると共に、バルブ４９による加湿液の供給停止をインクの充填開始後に解除して、加湿液を開口部４０へ充填する。これにより、インクの充填時間と、加湿液の充填時間とに差がなく、インク及び加湿液が充填される。
First, the supply of the humidifying liquid is stopped by closing the
また、ノズル２２及び開口部４０が形成された形成面を払拭して、その形成面をメンテナンス（清掃）する際には、インクが開口部４０に入る可能性があり、加湿液がノズル２２に入る可能性があるので、以下のメンテナンス方法により、メンテナンスすることが望ましい。
Further, when the formation surface on which the
まず、ノズル２２と開口部４０のそれぞれに、あふれない程度の正圧を与える。次に、ノズル２２及び開口部４０が形成された形成面をワイパーにより払拭する。次に、ノズル２２からインク滴を予備吐出して、ノズル２２に侵入した加湿液を放出する。さらに望ましくは、加湿液流路４２内の加湿液を循環させる。
First, a positive pressure that does not overflow is applied to each of the
（第２実施形態に係る作用）
第２実施形態の構成によれば、加湿液は、送液ポンプ４８により加湿液流路４２を循環する。加湿液流路４２を循環する加湿液が、加湿液流路４２から開口部４０へ供給され、開口部４０に加湿液が充填される。開口部４０に充填された加湿液は、開口部４０から毛細管現象により溝部５０に充填され、加湿液の表面張力により溝部５０に保持される。
(Operation According to Second Embodiment)
According to the configuration of the second embodiment, the humidifying liquid is circulated through the humidifying
溝部５０がなく開口部４０のみが形成されている構成では、開口部４０とノズル２２の距離（図３においてＬ２）が所定長さ必要であった（図３参照）。これは、加湿液流路４２と流通路２４との間にある隔壁の剛性が必要なため、加湿液流路４２と流通路２４の距離（図３においてＬ１）が縮められず、また、ノズルプレート１２と流通路プレート１６との接着面積を確保する必要があるためである。これに対して、溝部５０を形成した第２実施形態では、図１１に示すように、加湿液は溝部５０に充填され、溝部５０がなく開口部４０のみが形成されている構成と比べて、加湿液はノズル２２に近づいた位置で溝部５０に保持される（図１１におけるＬ３参照）。
In a configuration in which only the
溝部５０に保持された加湿液の液面から、加湿液が自然蒸発し、ノズル２２付近を加湿する。
From the liquid level of the humidifying liquid held in the
図１２には、加湿液とノズル２２との距離と、吐出待機後の１滴目の滴速との関係が示されている。図１２におけるＸの領域は、開口部４０のみが形成された構成において、開口部４０に充填された加湿液とノズル２２との距離が示されている。この構成では、上述のように、開口部４０とノズル２２の距離が所定長さ必要であるため、開口部４０に充填された加湿液とノズル２２との距離の下限値は、Ｘ１となる。
FIG. 12 shows the relationship between the distance between the humidifying liquid and the
図１２におけるＹの領域は、溝部５０が形成された第２実施形態に係る構成において、溝部５０に充填された加湿液とノズル２２との距離が示されている。この構成では、溝部５０で加湿液が保持されるので、加湿液をノズル２２に接近する。
A region Y in FIG. 12 shows the distance between the humidifying liquid filled in the
このため、ノズル２２付近がさらに高湿環境となり、ノズル２２での粘度の増加が抑制され、吐出待機後の１滴目の滴速が理想値に近づく。なお、理想値とは、連続的に吐出しているときの滴速であり、本来的に必要とされる滴速である。
For this reason, the vicinity of the
なお、上記の第２実施形態において、溝部５０は、加湿液を循環させていなかったが、図１３及び図１４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、溝部８０は、一の開口部４０から他の開口部４０へ加湿液を循環させる構成であっても良い。
In the second embodiment, the
この溝部８０は、一の開口部４０から他の開口部４０へ繋がっており、開口部４０からノズル２２へ向かって縦方向（図１３においてＡ方向）に延びる直線状の直線部８０Ａ、８１Ａと、直線部８０Ａから横方向（図１３においてＢ方向）に枝分かれし、直線部８１Ａへ合流する複数（図１３において６つ）の枝部８０Ｂとから構成されている。
The
枝部８０Ｂは、直線部８０Ａの先端部から横方向に二股に枝分かれし、直線部８１Ａの先端部へ合流している。また、枝部８０Ｂは、直線部８０Ａの基端部及び中間部（先端部と基端部の間の位置）から横方向の両側へ枝分かれし、直線部８１Ａの基端部及び中間部へ合流している。この枝部８０Ｂは、ノズル２２の外周に沿って形成され、直線部８０Ａから枝分かれし、直線部８１Ａへ合流することにより、ノズル２２の外周の全周にわたる円形状をなしている。
The
また、２つの加湿液流路４２のうち、一方の加湿液流路４２の一端部には、図１４（Ｂ）に示すように、加湿液が供給される加湿液供給口４４が形成されている。２つの加湿液流路４２のうち、他方の加湿液流路４２の他端部には、加湿液が排出される加湿液排出口４６が形成されている。
Further, as shown in FIG. 14B, a humidifying
この加湿液供給口４４には、加湿液を貯留するタンク４５が接続されている。このタンク４５及び加湿液排出口４６は、チューブ等の流通管４７を介して、加湿液を加湿液排出口４６からタンク４５へ送液する送液ポンプ４８が接続されている。この送液ポンプ４８が、加湿液排出口４６から加湿液を吸い上げて、タンク４５に送り込むことにより、タンク４５から加湿液が一方の加湿液流路４２を流れる。一方の加湿液流路４２に流れた加湿液が、溝部８０を通じて、他方の加湿液流路４２へ流れて、加湿液が循環するようになっている。
A
また、ノズル２２の周縁に凹部９２を形成する凹部形成プレート９４が、ノズル２２が形成されたノズル面に積層された構成においては、図１５に示すように、溝部９０を、凹部形成プレート９４の表面であって凹部９２の周囲に形成してもよい。
Further, in the configuration in which the concave
なお、凹部９２は、ノズル２２の周縁に形成された段差であり、ノズル２２が形成された部分を周囲のプレート面よりも後退させることで、例えば、ノズル２２周辺の撥水膜が、用紙の接触による摩擦や、ワイピング等による機械的な摩擦を受けないようにするものである。
The
また、図１５に示す凹部９２では、各ノズル２２の周縁だけでなく、各ノズル２２の周縁にある段差に連なって、一のノズル２２から他のノズル２２へ延びる段差９２Ａが形成されている。
Further, in the
また、上記の構成では、ノズル２２は、一列に配列されていたが、図１６に示すように、ノズル２２が２次元に配列される構成であってもよい。この場合においても、上記と同様に、加湿液流路４２、開口部４０、溝部５０を形成して、ノズル２２付近が高湿環境とする。なお、図１６においては、チューブ等の流通管４７を介して、加湿液を加湿液排出口４６から加湿液供給口４４へ送液する送液ポンプ４８を省略して図示している。また、溝部５０は、各ノズル２２の周囲に形成されているが、図１６において左上の溝部５０のみを図示している。
In the above configuration, the
図１７には、本実施形態に係るインクジェット記録ヘッドが適用される画像形成装置の一例としてのインクジェット記録装置の構成が示されている。インクジェット記録装置１０２は、インクジェット記録ヘッド１０が装着されるキャリッジ１０４と、キャリッジ１０４を主走査方向Ｍに沿って走査させる主走査機構１０６と、記録紙Ｐを副走査方向Ｓに沿って搬送する副走査機構１０８と、メンテナンス部１１０とを有している。なお、流路管４７、送液ポンプ４７、タンク４５、バルブ４９については図示を省略している。また、送液ポンプ４７、バルブ４９、メンテナンス部を制御する図示しない制御部を有する。
FIG. 17 shows a configuration of an inkjet recording apparatus as an example of an image forming apparatus to which the inkjet recording head according to the present embodiment is applied. The ink
このインクジェット記録装置１０２では、キャリッジ１０４が主走査機構１０６によって主走査方向Ｍに移動しながら、インクジェット記録ヘッド１０のノズル２２から記録紙Ｐへ選択的にインク滴を吐出することにより、所定のバンド領域ＢＥに対して画像データに基づく画像の一部が記録される。
In this ink
そして、主走査方向への１回の移動が終了すると、記録紙Ｐは、副走査機構１０８によって副走査方向Ｓに所定ピッチ搬送され、再びインクジェット記録ヘッド１０が主走査方向（前述とは反対方向）Ｍに移動しながら、次のバンド領域に対して画像データに基づく画像の一部が記録されるようになっており、このような動作を複数回繰り返すことによって、記録紙Ｐに画像データに基づく全体画像がフルカラーで記録される。
When one movement in the main scanning direction is completed, the recording paper P is conveyed by a predetermined pitch in the sub scanning direction S by the
なお、上記各実施形態では、用紙に印刷するインクジェット記録装置に本発明を適用した場合について説明したが、インクに限らず液滴を吐出する装置であれば他の装置、例えばカラーフィルタ製造装置、半導体製造装置、各種成膜装置等に本発明を適用可能である。また、本発明は、上記の実施形態に限るものではなく、種々の変形、変更、改良が可能である。 In each of the above embodiments, the case where the present invention is applied to an ink jet recording apparatus that prints on paper has been described. However, the present invention is not limited to ink, and any other apparatus, such as a color filter manufacturing apparatus, may be used as long as the apparatus discharges droplets. The present invention can be applied to semiconductor manufacturing apparatuses, various film forming apparatuses, and the like. The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications, changes, and improvements can be made.
１０ インクジェット記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）
２２ ノズル
２６ 圧力室
２８ 供給路（第１流路）
４０ 開口部
４１ 開口部
４２ 加湿液流路（第２流路）
４８ 送液ポンプ（加湿液循環手段）
４９ バルブ（停止手段）
５０ 溝部
６０ 溝部
７０ 溝部
８０ 溝部
９０ 溝部
９２ 凹部
９４ 凹部形成プレート
１０２ インクジェット記録装置（画像形成装置）
10 Inkjet recording head (droplet ejection head)
22
40
48 Liquid feed pump (humidifying liquid circulation means)
49 Valve (stopping means)
50
Claims (14)
前記ノズルに通じた圧力室と、
前記圧力室へ液体を供給する第１流路と、
前記ノズルの周囲に形成された開口部と、
前記開口部へ加湿液を供給する第２流路と、
を備えたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。 A nozzle for discharging droplets;
A pressure chamber leading to the nozzle;
A first flow path for supplying liquid to the pressure chamber;
An opening formed around the nozzle;
A second flow path for supplying a humidifying liquid to the opening;
A liquid droplet ejection head comprising:
前記溝部は、前記凹部の周囲に形成されたことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の液滴吐出ヘッド。 Having a recess formed in the periphery of the nozzle so as to be recessed from the surface on which the opening is formed;
9. The droplet discharge head according to claim 7, wherein the groove is formed around the recess.
前記加湿液の供給を停止して、前記液体を前記ノズルに充填する第２工程と、
前記加湿液の供給の停止を解除して、前記加湿液を前記開口部に充填する第３工程と、
を備えたことを特徴とする請求項１０に記載の液滴吐出ヘッドにおける充填方法。 A first step of applying a positive pressure to the nozzle and the opening;
A second step of stopping supply of the humidifying liquid and filling the nozzle with the liquid;
A third step of releasing the supply of the humidifying liquid and filling the opening with the humidifying liquid;
The filling method for a droplet discharge head according to claim 10, comprising:
前記液滴を予備吐出する第２工程と、
前記加湿液を循環させる第３工程と、
を備えたことを特徴とする請求項４に記載の液滴吐出ヘッドにおけるメンテナンス方法。 A first step of wiping the forming surface on which the nozzle and the opening are formed;
A second step of pre-discharging the droplets;
A third step of circulating the humidifying liquid;
The maintenance method for a droplet discharge head according to claim 4, comprising:
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置。 A humidifying liquid circulating means for circulating the humidifying liquid;
An image forming apparatus comprising the droplet discharge head according to claim 1.
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置。 Stop means for stopping the supply of the humidifying liquid;
An image forming apparatus comprising the droplet discharge head according to claim 1.
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