JP2014061674A - Liquid jet head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体を噴射する液体噴射装置に用いられる液体噴射ヘッドに関する。 The present invention relates to a liquid ejecting head used in a liquid ejecting apparatus that ejects liquid.
特許文献1には、複数のノズルを含むインク流路が形成された流路ユニットと、インクに圧力を与えるアクチュエータと、を有するインクジェットヘッドが開示されている。図10は、特許文献1に記載のインクジェットヘッドを示す概略平面図である。インクジェットヘッド100は、流路ユニット101と、アクチュエータ102と、を有する。流路ユニット101は、複数のノズル103、複数のノズルに連通する複数の圧力室104、複数の圧力室104に連通する共通液室105、共通液室105にインクを供給するインク供給口106を備えている。流路ユニット101は、インク流路の一部を構成する流路孔がそれぞれ形成された複数のプレートを有する。これら複数のプレートが積層されることによって流路ユニット101内に、ノズル103、圧力室104、共通液室105等のインク流路が形成されている。インク供給口106から供給されたインクは、共通液室105から複数の圧力室104にそれぞれ供給される。アクチュエータ102によって圧力室104内のインクに圧力が付与されて、ノズル103からインクが噴射される。
Patent Document 1 discloses an ink jet head having a flow path unit in which an ink flow path including a plurality of nozzles is formed, and an actuator that applies pressure to ink. FIG. 10 is a schematic plan view showing the inkjet head described in Patent Document 1. As shown in FIG. The
上記のようなインクジェットヘッド100の流路構造において、共通液室105の流路抵抗が大きいと、例えば、多数のノズル103から同時にインクを噴射する場合などに、各圧力室104へのインク供給が遅れて吐出不良が生じる等の弊害がある。そこで、共通液室105の流路抵抗を極力小さく抑えたい。この点に関し、特許文献1に記載のインクジェットヘッド100は、同じ色のインクを噴射する複数のノズル列107と、複数のノズル列107にそれぞれインクを供給するための複数の共通液室105がある。また、1色のインクが供給されるインク供給口106に複数の共通液室105が連通している。ここで、上述したように、流路ユニット101は、共通液室105等のインク流路となる流路孔がそれぞれ形成されたプレートを積層した構造である。そして、共通液室105を構成する共通液室プレート108の流路孔109は、インク供給口106に連通した共通孔部分110を有し、この共通孔部分110に、それぞれ複数の共通液室105を構成する複数の共通液室部分111が個別に接続された構成となっている。このように、インク供給口106から複数の共通液室105までの間で、流路の一部、すなわち、共通孔部分110を複数の共通液室105間で共通化したことにより、1つのインク供給口106から複数の共通液室105へ至るまでの流路抵抗が小さくなる。なお、この構成であると、複数の共通液室105を構成する複数の共通液室部分111を隔てる壁部112の一端は、どこにも支持されず、いわば片持ち梁のようになっている。
In the flow path structure of the
特許文献1に記載のインクジェットヘッド100では、共通液室プレート108において、複数の共通液室105の上流側流路が共通化されているが故に、複数の共通液室部分111を隔てる壁部112の先端が、片持梁のようにどこにも支持されていない。このように、壁部112の先端が固定されていないと、壁部112が撓みやすく、また、壁部112が根元から折れ易い。このため、流路ユニット101の組み立て時や持ち運びの際等に、共通液室プレート108のハンドリングが難しくなる。
In the
本発明の目的は、流路ユニットの組み立て時等における、共通液室プレートのハンドリングを容易にすることである。 An object of the present invention is to facilitate handling of a common liquid chamber plate when assembling a flow path unit.
第1の発明の液体噴射ヘッドは、液体供給口を介して液体が供給されるように構成された液体供給部と、所定方向に延びるように形成され、前記液体供給部と接続された複数の共通液室と、前記共通液室と接続された複数のノズルと、を有する液体流路を備えた液体噴射ヘッドであって、前記複数の共通液室のうちの一つの共通液室である第1共通液室の側壁と、前記第1共通液室と前記所定方向に交差する方向において隣接する共通液室である第2共通液室の側壁と、前記液体供給部の側壁とが形成された共通液室プレートを少なくとも一つ以上有し、前記共通液室プレートには、前記液体流路を構成する流路孔が形成され、前記流路孔は、前記第1共通液室を構成する第1部分と、前記第2共通液室を構成する第2部分と、前記第1部分と前記第2部分に共通に接続され、前記液体供給部を構成する第3部分と、を有し、前記第3部分の一部は、対向する上流流路を構成する部分と重なり、前記第3部分には、前記第1部分と前記第2部分とを隔てる壁部の前記所定方向における一端側から前記液体供給部の側壁まで延びるように形成され、前記壁部の一端を支持するように構成された支持部が設けられ、前記支持部は、前記共通液室プレートの厚み方向における断面において前記液体が通過する連通流路を形成するように構成されていることを特徴とする。 A liquid ejecting head according to a first aspect of the present invention includes a liquid supply unit configured to be supplied with liquid via a liquid supply port, and a plurality of liquid supply units formed to extend in a predetermined direction and connected to the liquid supply unit. A liquid ejecting head including a liquid flow path having a common liquid chamber and a plurality of nozzles connected to the common liquid chamber, wherein the liquid ejecting head is one common liquid chamber among the plurality of common liquid chambers. A side wall of the first common liquid chamber, a side wall of the second common liquid chamber which is a common liquid chamber adjacent to the first common liquid chamber in a direction intersecting the predetermined direction, and a side wall of the liquid supply unit are formed. The common liquid chamber plate has at least one common liquid chamber plate, and the common liquid chamber plate has a flow path hole that forms the liquid flow path, and the flow path hole forms a first common liquid chamber. 1 part, 2nd part which comprises said 2nd common liquid chamber, and said 1st part A third portion commonly connected to the second portion and constituting the liquid supply portion, and a part of the third portion overlaps a portion constituting the opposing upstream flow path, and the third portion The portion is formed so as to extend from one end side in the predetermined direction of the wall portion separating the first portion and the second portion to the side wall of the liquid supply portion, and is configured to support one end of the wall portion. The support part is provided, and the support part is configured to form a communication channel through which the liquid passes in a cross section in the thickness direction of the common liquid chamber plate.
本発明では、第1共通液室を構成する第1部分と第2共通液室を構成する第2部分に共通に接続され、液体供給部を構成する第3部分により、複数の共通液室の間で液体供給部が共通化されている。従って、液体供給口から複数の共通液室に至る流路の流路抵抗が小さい。第3部分には、第1部分と第2部分とを隔てる壁部の一端側が支持部により支持されているため、壁部の根元からの折れや撓みが防止される。このため、共通液室プレートは、液体噴射ヘッドを構成する流路ユニットの組み立て時や持ち運びの際に、取り扱いやすい。また、支持部は、共通液室プレートの厚み方向における断面において液体が通過する連通流路を形成するように構成されている。従って、第3部分に支持部が存在しても、この支持部を越えて、液体供給部から共通液室へ液体が流れる。 In the present invention, a plurality of common liquid chambers are connected to the first part constituting the first common liquid chamber and the second part constituting the second common liquid chamber in common by the third part constituting the liquid supply unit. The liquid supply unit is shared between the two. Accordingly, the flow path resistance of the flow path from the liquid supply port to the plurality of common liquid chambers is small. Since the one end side of the wall portion that separates the first portion and the second portion is supported by the support portion, the third portion is prevented from being bent or bent from the base of the wall portion. For this reason, the common liquid chamber plate is easy to handle when assembling or carrying the flow path unit constituting the liquid ejecting head. The support portion is configured to form a communication channel through which the liquid passes in a cross section in the thickness direction of the common liquid chamber plate. Therefore, even if a support portion exists in the third portion, the liquid flows from the liquid supply portion to the common liquid chamber beyond the support portion.
第2の発明の液体噴射ヘッドは、第1の発明の液体噴射ヘッドにおいて、前記支持部は、前記第1部分と前記第3部分の前記上流流路を構成する部分と重なる一部とを分断せず、前記第2部分と前記第3部分の前記上流流路を構成する部分と重なる一部とを分断することを特徴とする。 The liquid ejecting head according to a second aspect is the liquid ejecting head according to the first aspect, wherein the support portion divides the first portion and a portion of the third portion that overlaps the portion constituting the upstream flow path. Instead, the second part and the part of the third part that overlaps the part constituting the upstream flow path are divided.
本発明では、支持部が、第1部分と第3部分の上流流路を構成する部分と重なる一部とを分断せず、第2部分と第3部分の上流流路を構成する部分と重なる一部とを分断する。液体供給部内に気泡が発生した場合に、支持部付近で気泡が滞留しやすくなることが考えられる。しかし、本発明では、液体供給口から第1共通液室に至る流路において支持部が存在しないため、気泡が第1共通液室側へ排出されやすくなる。 In the present invention, the support portion does not divide a portion that overlaps the first portion and the portion that constitutes the upstream flow path of the third portion, and overlaps the portion that constitutes the upstream flow path of the second portion and the third portion. Divide part. When bubbles are generated in the liquid supply unit, it is conceivable that the bubbles are likely to stay near the support unit. However, in the present invention, since no support portion is present in the flow path from the liquid supply port to the first common liquid chamber, bubbles are easily discharged to the first common liquid chamber side.
第3の発明の液体噴射ヘッドは、第2の発明の液体噴射ヘッドにおいて、前記複数のノズルは、前記所定方向と交差する方向に並んだ複数のノズル列を構成し、前記第1共通液室は、2列の前記ノズル列と連通し、前記第2共通液室は、1列の前記ノズル列と連通することを特徴とする。 The liquid ejecting head according to a third aspect is the liquid ejecting head according to the second aspect, wherein the plurality of nozzles constitute a plurality of nozzle rows arranged in a direction intersecting the predetermined direction, and the first common liquid chamber. Is communicated with two rows of nozzle rows, and the second common liquid chamber is communicated with one row of nozzle rows.
上述したように、液体供給部内の気泡は、途中流路が支持部によって分断されていない、第1共通液室へ排出されやすくなる。本発明では、第1共通液室に連通するノズルの数が、第2共通液室に連通するノズルの数よりも多いことから、第1共通液室へ流れた気泡がノズルから外部へ排出されやすくなる。 As described above, the bubbles in the liquid supply part are easily discharged to the first common liquid chamber where the flow path is not divided by the support part. In the present invention, since the number of nozzles communicating with the first common liquid chamber is larger than the number of nozzles communicating with the second common liquid chamber, bubbles flowing into the first common liquid chamber are discharged from the nozzle to the outside. It becomes easy.
第4の発明の液体噴射ヘッドは、第1の発明の液体噴射ヘッドにおいて、前記支持部は、前記所定方向に沿って配置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 liquid ejecting head according to the first aspect, wherein the support portion is disposed along the predetermined direction.
本発明では、支持部は、共通液室の延在方向、すなわち、液体が流れる方向に沿って配置されている。従って、液体供給部内に気泡が発生したとしても、支持部に沿った液体の流れに乗って気泡が流れやすくなるため、支持部付近の気泡の滞留を抑制することができる。 In the present invention, the support portion is disposed along the extending direction of the common liquid chamber, that is, the direction in which the liquid flows. Therefore, even if bubbles are generated in the liquid supply part, the bubbles easily flow along the liquid flow along the support part, so that the bubbles can be prevented from staying in the vicinity of the support part.
第5の発明の液体噴射ヘッドは、第1〜第4の発明のいずれかの液体噴射ヘッドにおいて、前記支持部において、前記液体供給部の前記側壁側の幅が、前記壁部の前記所定方向における前記一端側に比べて狭いことを特徴とする。 The liquid ejecting head according to a fifth aspect of the present invention is the liquid ejecting head according to any one of the first to fourth aspects, wherein, in the support portion, the width of the liquid supply portion on the side wall side is the predetermined direction of the wall portion. It is characterized by being narrower than the one end side.
本発明では、支持部において、液体供給部の側壁側の幅が、壁部の所定方向における一端側に比べて狭い。従って、液体がよどみやすい液体供給部の側壁付近の流路抵抗が、壁部の所定方向における一端側よりも小さいため、液体がよどみやすい液体供給部の側壁付近でも、液体が流れやすい。 In the present invention, in the support part, the width of the liquid supply part on the side wall side is narrower than the one end side in the predetermined direction of the wall part. Accordingly, since the flow resistance near the side wall of the liquid supply part where the liquid tends to stagnate is smaller than one end side in the predetermined direction of the wall part, the liquid easily flows even near the side wall of the liquid supply part where the liquid tends to stagnate.
第6の発明の液体噴射ヘッドは、第1〜第5の発明のいずれかの液体噴射ヘッドにおいて、前記支持部は、前記共通液室プレートの厚み方向におけるいずれか一方側において前記液体が通過する前記連通流路を形成するように構成されていることを特徴とする。 The liquid ejecting head according to a sixth aspect is the liquid ejecting head according to any one of the first to fifth aspects, wherein the liquid passes through the support portion on either side in the thickness direction of the common liquid chamber plate. The communication channel is formed to form the communication channel.
本発明では、支持部が、共通液室プレートの厚み方向におけるいずれか一方側において液体が通過する連通流路を形成するように構成されている。従って、本発明の液体噴射ヘッドを使用時の姿勢が水平方向に沿う記録装置に適用した場合、連通流路が上側に位置するように共通液室プレートを設置すれば、液体供給部内に気泡が発生したても、気泡は上昇するから、共通液室の方へ流れやすい。このため、気泡が支持部付近に滞留しにくい。 In the present invention, the support portion is configured to form a communication channel through which the liquid passes on either side in the thickness direction of the common liquid chamber plate. Therefore, when the liquid ejecting head of the present invention is applied to a recording apparatus in which the posture during use is in the horizontal direction, if the common liquid chamber plate is installed so that the communication channel is located on the upper side, bubbles are generated in the liquid supply unit. Even if they occur, the bubbles rise, so they tend to flow toward the common liquid chamber. For this reason, bubbles are unlikely to stay in the vicinity of the support portion.
第7の発明の液体噴射ヘッドは、第1〜第5の発明のいずれかの液体噴射ヘッドにおいて、前記共通液室プレートは、重ねて2枚配置され、2つの前記支持部は、それぞれ、前記共通液室プレートが対向する側において前記液体が通過する前記連通流路を形成するように構成されていることを特徴とする。 The liquid ejecting head according to a seventh aspect is the liquid ejecting head according to any one of the first to fifth aspects, wherein the two common liquid chamber plates are stacked and the two support portions are respectively The communication channel is configured to form the communication channel through which the liquid passes on the side facing the common liquid chamber plate.
本発明では、共通液室プレートは、重ねて2枚配置され、2つの支持部は、それぞれ、共通液室プレートの対向する側において液体が通過する連通流路を形成するように構成されている。従って、本発明の液体噴射ヘッドを使用時の姿勢が水平方向に沿う記録装置に適用した場合、2枚の共通液室プレートの内側に設けられた連通流路による空洞を液体が流れるようにすることができる。また、連通流路が対向しない構成に比べて、連通流路による空洞が大きくなるので、気泡が通過しやすい。このため、大きい気泡が支持部付近に滞留し、流路を塞ぐという不具合が発生しにくい。 In the present invention, two common liquid chamber plates are arranged in a stacked manner, and the two support portions are each configured to form a communication channel through which liquid passes on the opposite side of the common liquid chamber plate. . Accordingly, when the liquid ejecting head of the present invention is applied to a recording apparatus in which the posture during use is in the horizontal direction, the liquid flows through the cavity formed by the communication flow path provided inside the two common liquid chamber plates. be able to. Moreover, since the cavity by a communication flow path becomes large compared with the structure where a communication flow path does not oppose, a bubble passes easily. For this reason, the problem that large bubbles stay in the vicinity of the support portion and block the flow path is unlikely to occur.
本発明では、第1共通液室を構成する第1部分と第2共通液室を構成する第2部分に共通に接続され、液体供給部を構成する第3部分により、複数の共通液室の間で液体供給部が共通化されている。従って、液体供給口から複数の共通液室に至る流路の流路抵抗が小さい。第3部分には、第1部分と第2部分とを隔てる壁部の一端側が支持部により支持されているため、壁部の根元からの折れや撓みが防止される。このため、共通液室プレートは、液体噴射ヘッドを構成する流路ユニットの組み立て時や持ち運びの際に、取り扱いやすい。また、支持部は、共通液室プレートの厚み方向における断面において液体が通過する連通流路を形成するように構成されている。従って、第3部分に支持部が存在しても、この支持部を越えて、液体供給部から共通液室へ液体が流れる。 In the present invention, a plurality of common liquid chambers are connected to the first part constituting the first common liquid chamber and the second part constituting the second common liquid chamber in common by the third part constituting the liquid supply unit. The liquid supply unit is shared between the two. Accordingly, the flow path resistance of the flow path from the liquid supply port to the plurality of common liquid chambers is small. Since the one end side of the wall portion that separates the first portion and the second portion is supported by the support portion, the third portion is prevented from being bent or bent from the base of the wall portion. For this reason, the common liquid chamber plate is easy to handle when assembling or carrying the flow path unit constituting the liquid ejecting head. The support portion is configured to form a communication channel through which the liquid passes in a cross section in the thickness direction of the common liquid chamber plate. Therefore, even if a support portion exists in the third portion, the liquid flows from the liquid supply portion to the common liquid chamber beyond the support portion.
以下、本発明の実施形態について説明する。本実施形態は、文字や画像等の記録を行うインクジェットプリンタが備えるインクの液滴を噴射するインクジェットヘッドに本発明を適用した例である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. This embodiment is an example in which the present invention is applied to an ink jet head that ejects ink droplets provided in an ink jet printer that records characters, images, and the like.
図1は、本実施形態のインクジェットプリンタの概略平面図である。インクジェットプリンタ1は、水平方向に沿って設置された場合、紙面手前側が上方となり、紙面奥側が下方となる。以下、水平方向に沿って設置されている状態におけるインクジェットプリンタ1について説明する。左右方向、前後方向を図示の方向として説明し、左右方向、前後方向は、水平方向とそれぞれ平行である。図1に示すように、インクジェットプリンタ1は、記録用紙Pに画像等を記録するプリンタ部2、プリンタ部2の後述するインクジェットヘッド5のメンテナンスを行うメンテナンスユニット3等を備えている。
FIG. 1 is a schematic plan view of the ink jet printer of the present embodiment. When the ink jet printer 1 is installed along the horizontal direction, the front side of the paper surface is upward and the back side of the paper surface is downward. Hereinafter, the inkjet printer 1 in a state where it is installed along the horizontal direction will be described. The left-right direction and the front-rear direction are described as the illustrated directions, and the left-right direction and the front-rear direction are parallel to the horizontal direction. As shown in FIG. 1, the inkjet printer 1 includes a
プリンタ部2は、所定の走査方向、ここでは、左右方向に往復移動可能なキャリッジ4、キャリッジ4に搭載されたインクジェットヘッド5、記録用紙Pを水平方向に沿って所定の走査方向に直交する搬送方向、すなわち、前方に搬送する搬送機構6等を有する。プリンタ筐体7内には、記録用紙Pを支持するプラテン8が水平方向に沿って設置されている。このプラテン8の上方には、走査方向に平行に延びる2つのガイドレール9、10が設けられている。キャリッジ4は、図示しないキャリッジ駆動モータによって駆動されることによって、プラテン8上の記録用紙Pと対向する領域において、2本のガイドレール9、10に沿って走査方向に移動する。
The
インクジェットヘッド5は、プラテン8との間に隙間を有する状態でキャリッジ4の下部に水平方向に沿って取り付けられている。インクジェットヘッド5の下面は図2に示す複数のノズル49が開口した液滴噴射面となっている。また、キャリッジ4に搭載されたインクジェットヘッド5は、インクカートリッジホルダ11と図示しないチューブによって接続されている。インクカートリッジホルダ11に装着された4つのインクカートリッジ12a、12b、12c、12dにそれぞれ貯留されたマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの4色のインクが、チューブを介してインクジェットヘッド5にそれぞれ供給される。
The
インクジェットヘッド5は、キャリッジ4とともに、プラテン8上を搬送される記録用紙Pと対向する範囲だけでなく、この範囲から左右外側に外れた位置まで移動可能である。記録用紙Pと対向する範囲よりも右側の位置は、インクジェットヘッド5を使用しないときにキャリッジ4が待機する待機位置であり、待機位置に到達したときに、下側に配置されている後述のメンテナンスユニット5と対向するようになっている。インクジェットヘッド5の詳細については、後述する。
The ink-
搬送機構6は、プラテン8及びキャリッジ4を挟むように前後に配置された2つの搬送ローラ13、14を有する。これらの搬送ローラ13、14は、図示しない搬送モータによってそれぞれ駆動され、インクジェットヘッド5とプラテン8の間において、記録用紙Pを搬送方向へ搬送する。
The
以上のとおり説明したプリンタ部2は、プラテン8上の記録用紙Pに対して、キャリッジ4を走査方向に移動させつつインクジェットヘッド5からインクを噴射させる一方で、2つの搬送ローラ13、14によって記録用紙Pを搬送方向に搬送することにより、記録用紙Pに所望の画像や文字などを記録するように構成されている。
The
メンテナンスユニット3は、プラテン8の右側の位置、即ち、待機位置において待機しているインクジェットヘッド5と対向する位置に配置されている。メンテナンスユニット3は、キャップ15、吸引ポンプ16、及び、ワイパー17等を有する。
The maintenance unit 3 is disposed at a position on the right side of the
キャップ15は、モータ等の駆動源とギヤ等の動力伝達機構によって構成された図示しないキャップ駆動部によって昇降駆動される。キャップ15は、キャップ駆動部により上方へ移動し、インクジェットヘッド5の液滴噴射面に密着することによって複数のノズル49の開口を覆うキャッピングを行う。吸引ポンプ16は、キャップ15に接続されている。吸引ポンプ16は、キャップ15のキャッピング状態で、キャップ15内の空気を吸引して内部を減圧することで、複数のノズル49からキャップ15内へインクを強制的に排出する吸引パージを行う。吸引パージによって、インクに混入している気泡や塵、あるいは、増粘したインク等を排出される。これにより、ノズル49の噴射異常の発生が防止され、噴射異常が発生した場合にはその噴射性能が回復される。ワイパー17は、キャップ15の左側に設けられている。ワイパー17は、吸引パージ後にインクジェットヘッド5が待機位置からプラテン8側へ移動する際に、液滴噴射面に付着したインクを拭き取るワイピングを行う。
The
以下、インクジェットヘッド5について説明する。図2は、インクジェットヘッド5の平面図である。図3は、図2の一部拡大図である。図4は、図3のIV-IV線断面図である。図2〜図4に示すように、インクジェットヘッド5は、ノズル49や圧力室47等が形成された流路ユニット18と、圧力室47内のインクに圧力を付与する圧電アクチュエータ19と、を備えている。
Hereinafter, the
図4に示すように、流路ユニット18は、それぞれ、インクの流路の一部を構成する孔が形成された、キャビティプレート30、ベースプレート31、マニホールドプレート32、及びノズルプレート33の4枚のプレートが上下に積層された構造を有する。これら4枚のプレート30〜33は、接着剤によって互いに接合されている。最下層のノズルプレート33を除く3枚のプレート30〜32は、それぞれ、ステンレス板やニッケル合金鋼板等の金属材料で形成されている。最下層のノズルプレート33は、ポリイミド等の合成樹脂材料で形成されている。
As shown in FIG. 4, each of the
図2に示すように、4枚のプレート30〜33の積層体である流路ユニット18は、4色のインク供給口44、4色それぞれの複数のマニホールド46、多数の個別インク流路48等を有する。インク供給口44には、走査方向に並んで左側から、マゼンタインク、シアンインク、イエローインク、ブラックインクが供給される。複数のマニホールド46は、インク供給口44に共通に連通し、互いに平行に延びている。個別インク流路48は、マニホールド46から圧力室47を介してノズル49に至る。
As shown in FIG. 2, the
以下、流路ユニット18のインク流路構造について詳述する。流路ユニット18の最下層のノズルプレート33には複数のノズル49が所定方向である搬送方向に沿って所定ピッチで配列されている。複数のノズル49は、所定方向である搬送方向に交差する方向、すなわち、走査方向に並んだ複数のノズル列50を構成している。本実施形態では、6列のノズル列50を構成している。
Hereinafter, the ink flow path structure of the
最上層に位置するキャビティプレート30には、ノズル49と同様に搬送方向に所定ピッチで配列された複数の圧力室47が形成されている。図2に示すように、複数の圧力室47は、6列のノズル列50に対応して、走査方向に並ぶ6列の圧力室列を構成している。図4に示すように、キャビティプレート30とノズルプレート33の間の2枚のプレート31、32には、圧力室47とノズル49を連通させる流路51が形成されている。図2に示すように、キャビティプレート30の搬送方向における一端部、すなわち、後端部にはインクカートリッジ12a〜12dとチューブを介して接続されるインク供給口44が形成されている。
A plurality of
図4に示すように、マニホールドプレート32が上側のベースプレート31と下側のノズルプレート33によって、プレート30〜33の積層方向、すなわち、上下方向から塞がれることにより、複数のマニホールド46が構成される。マゼンタインク、イエローインク、シアンインクのマニホールド46は、3本である。インク供給口44から近い順に、第1マニホールド46a、第2マニホールド46b、第3マニホールド46cとなっている。第2マニホールド46bは、第1マニホールド46aと所定方向である搬送方向に交差する方向、すなわち、走査方向において隣接する。第3マニホールド46cは、第2マニホールド46bと所定方向である搬送方向に交差する方向、すなわち、走査方向において隣接する。ブラックインクのマニホールド46は、2本の第1マニホールド46a、2本の第2マニホールド46bの4本である。なお、第1マニホールド46a、第2マニホールド46b、第3マニホールド46cのように、特定のマニホールド46を示す場合に、アルファベットを付している。
As shown in FIG. 4, the
図2に示すように、マゼンタインク、シアンインク、イエローインクが噴射されるノズル列50においては、2列のノズル列50の間に、1本のマニホールド46がノズル列50に沿って搬送方向に延在している。マニホールド46は、両側に位置する2列の圧力室列にそれぞれ属する圧力室47と連通している。つまり、1本のマニホールド46が、2列の圧力室列、すなわち、2列のノズル列50に対してインクを供給する構成となっている。ブラックインクの第2マニホールド46bは、一方側に位置する1列の圧力室列にそれぞれ属する圧力室47と連通している。つまり、1本の第2マニホールド46bが、1列の圧力室列、すなわち、1列のノズル列50に対してインクを供給する構成となっている。ブラックインクの第1マニホールド46aは、2列の圧力室列、すなわち、2列のノズル列50に対してインクを供給する。
As shown in FIG. 2, in the
図4に示すように、キャビティプレート30とマニホールドプレート32との間に位置するベースプレート31には、マニホールドプレート32と、これに対応する圧力室列に属する圧力室47とを連通させる流路52が形成されている。
As shown in FIG. 4, the
以上説明した4枚のプレート30〜33が積層した状態で接合されることにより、図4に示すように、流路ユニット18内に、マニホールド46から流路52、圧力室47、及び、流路51を経由してノズル49に至る、多数の個別インク流路48が形成される。また、流路ユニット18には、これらに加え、インク流路の一部であるインク供給部45が形成されている。インク供給部45は、インク供給口44を介してインクが供給される。インク流路の一部である複数のマニホールド46は、インク供給部45と接続されており、所定方向、ここでは、搬送方向に沿って延びている。インク流路の一部である複数のノズル49は、マニホールド46と接続されている。
By joining the four
次に、圧電アクチュエータ19について説明する。図2〜図4に示すように、圧電アクチュエータ19は、流路ユニット18を構成するキャビティプレート30の上面に接合された振動板53と、振動板53の上面に複数の圧力室47と対向するように形成された圧電層54と、圧電層54の上面に配置された圧電層59と、圧電層54と圧電層59との間に配置された共通電極58と、圧電層59の上面に配置された複数の個別電極55と、を備えている。
Next, the
振動板53は、平面視で略矩形状の金属板であり、例えば、ステンレス鋼等の鉄系合金、銅系合金、ニッケル系合金、あるいは、チタン系合金などからなる。振動板53は、流路ユニット18の上面に複数の圧力室47を覆うように接合されている。
The
振動板53の上面、すなわち、圧力室47と反対側の面には、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体であり強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)を主成分とする、圧電材料からなる圧電層54が接着剤により接合されている。圧電層54の上面には活性部となる圧電層59が配置されている。圧電層54、59は、複数の圧力室47に跨って平面的に形成されている。共通電極58は、振動板53と圧電層54との間に配置され、常にグランド電位に保たれている。
The upper surface of the
圧電層59の上面には、圧力室47よりも一回り小さい略楕円形の平面形状を有する複数の個別電極55が形成されている。複数の個別電極55は、対応する圧力室47の中央部と対向する位置にそれぞれ配置されている。また、個別電極55は金、銅、銀、パラジウム、白金、あるいは、チタンなどの導電性材料からなる。
On the upper surface of the
圧電層59の上面には、複数の個別電極55の端部、すなわち、平面視でノズル49と反対側の端部から、圧力室47と対向しない領域までそれぞれ引き出された複数の接点部56が設けられている。これら複数の接点部56には、図示しないフレキシブルプリント配線板(Flexible Printed Circuit(FPC))が接続される。FPCに実装されたドライバIC57から、接点部56を介して複数の個別電極55にそれぞれ駆動電圧が印加される。
On the upper surface of the
ノズル49からインクを噴射させる際の圧電アクチュエータ19の作用について説明する。ある個別電極55に対してドライバIC57から駆動電圧が印加されると、圧電層59上側の個別電極55とグランド電位に保持されている圧電層59下側の共通電極58の間に電位差が生じ、個別電極55と振動板53の間に挟まれた部分に厚み方向の電界が生じる。そして、圧電層59の分極方向と電界の方向とが同じ場合には、圧電層59はその分極方向である厚み方向に伸びて面方向に収縮し、圧電層59の収縮変形に伴って、振動板53の圧力室47と対向する部分が圧力室47側に凸となるように撓む。いわゆる、ユニモルフ変形である。このとき、圧力室47の容積が減少することからその内部のインクに圧力、すなわち、噴射エネルギーが付与され、圧力室47に連通するノズル49からインクの液滴が噴射される。
The operation of the
以下、マニホールドプレート32について詳述する。マニホールドプレート32において、ブラックインクのマニホールド46等を構成する部分と、マゼンタインク、シアンインク、イエローインクのマニホールド46等を構成する部分と、の構造が異なる。まず、ブラックインクのマニホールド46等を構成する部分について説明する。図5は、マニホールドプレート32の平面図である。図6は、図5におけるブラックインクのマニホールド46等を構成する部分の拡大図である。マニホールドプレート32には、インク流路を構成する流路孔63が形成されている。マニホールドプレート32の厚さは、例えば、100〜150μmの範囲である。流路孔63は、マニホールドプレート32の厚さ方向に貫通した孔であって、例えば、エッチング等の公知の孔形成法によって形成される。マニホールドプレート32が、プレート30〜33の積層方向、すなわち、上下方向において、上側のベースプレート31と下側のノズルプレート33によって塞がれることにより、インク供給部45及びマニホールド46が構成される。
Hereinafter, the
流路孔63は、複数のマニホールド部分64と、インク供給部分65と、を有する。複数のマニホールド部分64は、第1マニホールド46aを構成する第1マニホールド部分64aと、第2マニホールド46bを構成する第2マニホールド部分64bと、を含む。マニホールド部分64は、所定方向、ここでは、搬送方向に沿ってインク供給口44と反対側に延びるように形成されている。なお、第1マニホールド部分64a、第2マニホールド64bのように、特定のマニホールド部分64を示す場合に、アルファベットを付している。
The
インク供給部分65は、第1マニホールド部分64aと第2マニホールド部分64bとに共通に接続されている。インク供給部分65は、インク供給部45を構成する。インク供給部分65の一部は、平面視で、インク供給口44と重なっている。インク供給口44は、最上層のキャビティプレート30に形成されているが、ベースプレート31にも、インク供給口44と同じ大きさの貫通孔が形成されている。インク供給部分65の対向する上流流路は、マニホールドプレート32の上側のベースプレート31に形成された貫通孔により構成される。従って、インク供給部分65の一部は、平面視で、対向する上流流路を構成する貫通孔にも重なっている。
The
マニホールドプレート32にエッチング等により流路孔63が形成されることにより、第1マニホールド46aの側壁66a、第2マニホールド46bの側壁66b、インク供給部45の側壁67が形成される。隣接する第1マニホールド部分64aと第2マニホールド部分64bとを隔てる壁部68は、両側に、側壁66aと側壁66bを有し、所定方向、すなわち、搬送方向に延びている。また、マニホールドプレート32には、複数のノズル49に対応する流路51を構成する孔74が、所定方向、すなわち、搬送方向に並んで設けられている。図6に示すように、インク供給部分65は、流路孔63における、インク供給口44側から、複数のマニホールド部分64に分岐される境界までの部分であって、孔74が存在する位置を超えない部分である。言い換えれば、インク供給部分65は、流路孔53における、孔74が存在する位置よりも、インク供給口44側の部分である。また、マニホールド部分64は、インク供給部分65よりも、所定方向、ここでは、搬送方向におけるインク供給口44と反対側の流路孔63の部分である。言い換えれば、マニホールド部分64は、所定方向、すなわち、搬送方向に並んでいる孔74が存在する部分を少なくとも含む、流路孔53の部分である。例えば、マニホールド部分54は、所定方向、すなわち、搬送方向に並んでいる孔74が存在する部分から、孔74のピッチTの半分、インク供給口44側に離れた部分(図6における仮想線L)を少なくとも含む、流路孔53の部分である。
By forming the flow path hole 63 in the
マニホールド46を構成するマニホールドプレート32の流路孔63は、インク供給口44に連通したインク供給部分65を有する。インク供給部分65には、それぞれ、複数のマニホールド46を構成する複数のマニホールド部分64が個別に接続されている。このように、インク供給口44から複数のマニホールド46までの間で、流路の一部、すなわち、インク供給部45を複数のマニホールド46間で共通化したことにより、1つのインク供給口44から複数のマニホールド46へ至るまでの流路抵抗が小さくなる。
The flow path hole 63 of the
しかし、上記の構造とすると、複数のマニホールド46を構成する複数のマニホールド部分64を隔てる壁部68の一端は、どこにも支持されず、いわば片持ち梁のようになる。そこで、本発明では、インク供給部分65に、壁部68の一端を支持するように構成された支持部70が設けられている。従って、支持部70により、壁部68の根元からの折れや撓みが防止される。このため、マニホールドプレート32は、流路ユニット18の組み立て時や持ち運びの際に、取り扱いやすい。支持部70は、壁部68の所定方向、ここでは、搬送方向の一端側からインク供給部45の側壁67まで延びている。すなわち、支持部70は、壁部68の一端側とインク供給部45の側壁67とを接続することで、壁部68を支持している。
However, with the above-described structure, one end of the
図7は、図6のVII-VII線断面図である。図7に示すように、支持部70は、マニホールドプレート32の厚み方向における断面においてインクが通過する連通流路72を形成するように構成されている。従って、インク供給部分65に支持部70が存在しても、支持部70を越えて、インク供給部45から複数のマニホールド46へインクが流れる。具体的には、支持部70は、マニホールドプレート32の厚み方向におけるいずれか一方側、ここでは、インクジェットプリンタ1の水平姿勢における上側にインクが通過する連通流路72を形成するように構成されている。従って、インク供給部45内に気泡Bが発生したても、気泡Bは上昇するから、複数のマニホールド46の方へ流れやすい。このため、気泡Bが支持部70付近に滞留しにくい。
7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG. As shown in FIG. 7, the
流路孔63は、エッチング等によりマニホールドプレート32の厚さ方向に貫通された孔であるが、支持部70は、エッチングにより貫通されず、エッチングによりマニホールドプレート32の厚さの約4割の厚さとされている。すなわち、支持部70は、マニホールドプレート32の厚さよりも薄い部分である。マニホールドプレート32の厚さは、例えば、100〜150μmの範囲であるから、支持部70の厚さは、例えば、40〜60μmである。マニホールドプレート32の上側にベースプレート31が配置されると、空間である連通流路72ができるため、インクは、インク供給部45から複数のマニホールド46の方へ連通流路72を流れることができる。
The
支持部70は、所定方向、ここでは、搬送方向に沿って配置されている。つまり、支持部70は、複数のマニホールド46の延在方向、すなわち、インクが流れる方向に沿って配置されている。従って、インク供給部45内に気泡Bが発生したとしても、支持部70に沿ったインクの流れに乗って気泡Bが流れやすくなるため、支持部70付近の気泡の滞留を抑制することができる。具体的には、支持部70は、一部、または、全体の搬送方向に対する傾きが約30度以内の範囲で搬送方向に沿って配置されている。支持部70は、壁部68の一端から第2マニホールド部分64b側に搬送方向から角度θ1傾いてインク供給部45の側壁67まで略直線状に延びている。角度θ1は、約30度以内である。
The
支持部70の幅は、例えば、0.2〜0.7mmの範囲である。支持部70において、インク供給部45の側壁67側の幅が、壁部68の所定方向、ここでは、搬送方向における一端側に比べて狭い。従って、インクがよどみやすいインク供給部45の側壁67付近の流路抵抗が壁部68の所定方向、ここでは、搬送方向における一端側よりも小さいため、インクが流れやすい。支持部70の壁部68の所定方向の一端側の幅は、壁部68の幅と略同じである。
The width of the
支持部70は、第1マニホールド部分64aと、インク供給部分65のインク供給口44と重なる一部と、を分断せず、第2マニホールド部分64bと、インク供給部分65のインク供給口44と重なる一部と、を分断するように配置されている。すなわち、インク供給部分65のインク供給口44が重なる一部から第1マニホールド部分64aに至る部分には、支持部70が存在せず、インク供給部分65のインク供給口44と重なる一部から第2マニホールド部分64bに至る部分には、支持部70が存在する。従って、インク供給口44から第1マニホールド46aに至る流路においては支持部70が存在しないため、気泡Bが第1マニホールド46aへ排出されやすくなる。また、第1マニホールド46aに連通するノズル49から、キャップ15及び吸引ポンプ16による吸引パージにより、インクに混入している気泡Bが排出される。
The
また、第1マニホールド部分64aにより構成される第1マニホールド46aは、2列のノズル列50と連通し、第2マニホールド部分64bにより構成される第2マニホールド46bは、1列のノズル列50と連通している。従って、第1マニホールド部分64aにより構成される第1マニホールド46aに連通するノズル49の数が、第2マニホールド46bに連通するノズル49の数よりも多いことから、第1マニホールド46aへ流れた気泡Bがノズル49から外部へ排出されやすくなる。
Further, the
ここまで、ブラックインクのマニホールド46等を構成する部分について説明した。以下、マゼンタインク、シアンインク、イエローインクの3色のカラーインクのマニホールド等46を構成する部分について説明する。ブラックインクのマニホールド46等を構成する部分と同じ構成については、同じ符号を付し、説明を省略する。
Up to this point, the parts constituting the
図8は、図5における3色のカラーインクのマニホールド46等を構成する部分の拡大図である。3色のカラーインクのマニホールド46は、3本であるため、流路孔63は、第3マニホールド46cを構成する第3マニホールド部分64cを有する。第3マニホールド部分64cは、第1マニホールド部分64a、第2マニホールド部分64b同様、インク供給部分65に接続されている。また、第3マニホールド46cの側壁66cが形成されている。隣接する第2マニホールド部分64bと第3マニホールド部分64cとを隔てる壁部69は、両側に、側壁66bと側壁66cとを有し、所定方向、ここでは、搬送方向に延びている。壁部69の一端は、支持部71により支持されている。
FIG. 8 is an enlarged view of a portion constituting the
カラーインクのマニホールド46を構成する流路孔63のインク供給部分65に設けられた支持部70は、所定方向である搬送方向に平行に延びているが、途中部分が、搬送方向から角度θ2、第2マニホールド部分64b側に傾いている。支持部71は、壁部69の一端から第2マニホールド部分64b側に搬送方向から角度θ3傾いてインク供給部45の側壁67まで略直線状に延びている。角度θ2、θ3は、それぞれ、約30度以内である。なお、イエローインクのマニホールド46を構成する流路孔63のインク供給部分65に設けられた支持部71は、搬送方向と平行に延びている。
The
本実施形態においては、インクは液体に相当する。インクジェットヘッド5は液体噴射ヘッドに相当する。マニホールドプレート32は共通液室プレートに相当する。インク流路は液体流路に相当する。インク供給口44は液体供給口に相当する。インク供給部45は液体供給部に相当する。マニホールド46は共通液室に相当する。第1マニホールド46aは第1共通液室に相当する。第2マニホールド46bは第2共通液室に相当する。第1マニホールド部分64aは第1部分に相当する。第2マニホールド部分64bは第2部分に相当する。インク供給部分65は第3部分に相当する。第1マニホールド46aの側壁66aは第1部分の側壁に相当する。第2マニホールド46bの側壁66bは第2部分の側壁に相当する。インク供給部45の側壁67は液体供給部の側壁に相当する。
In the present embodiment, ink corresponds to a liquid. The
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明を適用可能な形態は、上述の実施形態には限られるものではなく、以下に例示するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることが可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, the form which can apply this invention is not restricted to the above-mentioned embodiment, As suitably illustrated in the range which does not deviate from the meaning of this invention so that it may illustrate below. It is possible to make changes.
図9は、支持部の他の例を示した図である。図9に示すように、インク供給部分65に、第1マニホールド部分64aと第2マニホールド部分64bとを隔てる壁部68の所定方向、ここでは、搬送方向の一端側から、搬送方向に直交する両方向にインク供給部分65の側壁67まで延びるように形成され、壁部68の一端を支持するように構成された支持部73が設けられている。この場合、壁部68が支持部73により2点で支持されているため、壁部68の折れや撓みが上述の実施形態よりも発生しにくい。
FIG. 9 is a view showing another example of the support portion. As shown in FIG. 9, a predetermined direction of the
上述の実施形態では、支持部70は、第1マニホールド部分64aと、インク供給部分65のインク供給口44と重なる一部と、を分断せず、第2マニホールド部分64bと、インク供給部分65のインク供給口44と重なる一部と、を分断している。この形態に限らず、図9に示すように、支持部73が、第1マニホールド部分64aと、インク供給部分65のインク供給口44と重なる一部と、を分断していてもよい。
In the above-described embodiment, the
上述の実施形態では、支持部70、71は、所定方向、ここでは、搬送方向に沿って配置されている。この形態に限らず、支持部は、搬送方向に沿って配置されていなくてもよい。図8に示すように、支持部が、搬送方向に直交する方向に沿って配置されていてもよい。
In the above-described embodiment, the
上述の実施形態では、マニホールドプレート32は1枚であるが、複数枚であってもよい。マニホールドプレート32が2枚である場合、マニホールドプレート32は、重ねて配置される。この場合、支持部は、それぞれ、マニホールドプレート32が対向する側、すなわち、マニホールドプレート32の内側においてインクが通過する連通流路を形成するように構成される。従って、2枚のマニホールドプレート32の内側に設けられた連通流路による空洞をインクが流れるようにすることができる。また、連通流路が対向しない構成に比べて、連通流路による空洞が大きくなるので、気泡が通過しやすい。このため、大きい気泡が支持部付近に滞留し、流路を塞ぐという不具合が発生しにくい。
In the above-described embodiment, there is one
上述の実施形態では、支持部70は、マニホールドプレート32の厚み方向におけるいずれか一方側においてインクが通過する連通流路72を形成するように構成されている。この形態に限らず、支持部は、マニホールドプレート32の厚み方向における断面においてインクが通過する連通流路を形成するように構成されていればよい。例えば、支持部の内部に孔を設け、この孔をインクが通過する連通流路としてもよい。上述の実施形態では、支持部70の両端に亘ってマニホールドプレート32よりも薄い部分を設けている。この形態に限らず、支持部の一部を薄い部分とし、マニホールドプレート32の厚み方向におけるいずれか一方側においてインクが通過する連通流路を形成するように支持部が構成されていてもよい。また、支持部は、マニホールドプレート32の厚み方向における両側においてインクが通過する連通流路を形成するように構成されていてもよい。
In the above-described embodiment, the
上述の実施形態においては、支持部70、71は、インク供給部45の側壁67側の幅が、壁部68の所定方向、ここでは、搬送方向における一端側に比べて狭くなっている。この形態に限らず、支持部は、インク供給部45の側壁67側の幅が、壁部68の所定方向、ここでは、搬送方向における一端側と同じであってもよい。また、支持部は、インク供給部45の側壁67側の幅が、壁部68の所定方向、ここでは、搬送方向における一端側に比べて広くてもよい。
In the above-described embodiment, the
上述の実施形態においては、プレート30〜32は金属で形成されているが、金属以外で形成されていてもよい。
In the above-described embodiment, the
1 インクジェットプリンタ
2 プリンタ部
5 インクジェットヘッド
32 マニホールドプレート
44 インク供給口
45 インク供給部
46 マニホールド
46a 第1マニホールド
46b 第2マニホールド
46c 第3マニホールド
49 ノズル
50 ノズル列
63 流路孔
64a 第1マニホールド部分
64b 第2マニホールド部分
64c 第3マニホールド部分
65 インク供給部分
66a 第1マニホールドの側壁
66b 第2マニホールドの側壁
66c 第3マニホールドの側壁
67 インク供給部の側壁
68、69 壁部
70、71 支持部
72 連通流路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (7)
前記複数の共通液室のうちの一つの共通液室である第1共通液室の側壁と、前記第1共通液室と前記所定方向に交差する方向において隣接する共通液室である第2共通液室の側壁と、前記液体供給部の側壁とが形成された共通液室プレートを少なくとも一つ以上有し、
前記共通液室プレートには、前記液体流路を構成する流路孔が形成され、
前記流路孔は、前記第1共通液室を構成する第1部分と、前記第2共通液室を構成する第2部分と、前記第1部分と前記第2部分に共通に接続され、前記液体供給部を構成する第3部分と、を有し、
前記第3部分の一部は、対向する上流流路を構成する部分と重なり、
前記第3部分には、前記第1部分と前記第2部分とを隔てる壁部の前記所定方向における一端側から前記液体供給部の側壁まで延びるように形成され、前記壁部の一端を支持するように構成された支持部が設けられ、
前記支持部は、前記共通液室プレートの厚み方向における断面において前記液体が通過する連通流路を形成するように構成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。 A liquid supply unit configured to supply a liquid via a liquid supply port; a plurality of common liquid chambers formed to extend in a predetermined direction and connected to the liquid supply unit; and the common liquid chamber; A liquid ejecting head including a liquid flow path having a plurality of connected nozzles,
A side wall of a first common liquid chamber that is one common liquid chamber among the plurality of common liquid chambers, and a second common that is a common liquid chamber adjacent to the first common liquid chamber in a direction intersecting the predetermined direction. Having at least one common liquid chamber plate in which a side wall of the liquid chamber and a side wall of the liquid supply unit are formed;
The common liquid chamber plate is formed with a channel hole constituting the liquid channel,
The flow path hole is connected in common to the first part constituting the first common liquid chamber, the second part constituting the second common liquid chamber, the first part and the second part, A third part constituting the liquid supply part,
A part of the third part overlaps with a part constituting the upstream flow path facing the third part,
The third portion is formed so as to extend from one end side in the predetermined direction of the wall portion separating the first portion and the second portion to the side wall of the liquid supply portion, and supports one end of the wall portion. A support portion configured as follows is provided,
The liquid ejecting head according to claim 1, wherein the support portion is configured to form a communication channel through which the liquid passes in a cross section in the thickness direction of the common liquid chamber plate.
前記第1共通液室は、2列の前記ノズル列と連通し、前記第2共通液室は、1列の前記ノズル列と連通することを特徴とする請求項2に記載の液体噴射ヘッド。 The plurality of nozzles constitute a plurality of nozzle rows arranged in a direction intersecting the predetermined direction,
3. The liquid ejecting head according to claim 2, wherein the first common liquid chamber communicates with two nozzle rows, and the second common liquid chamber communicates with one nozzle row.
2つの前記支持部は、それぞれ、前記共通液室プレートが対向する側において前記液体が通過する前記連通流路を形成するように構成されていることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の液体噴射ヘッド。 The common liquid chamber plate is arranged in two overlapping layers,
The two support portions are each configured to form the communication channel through which the liquid passes on a side where the common liquid chamber plate is opposed to the support portion. The liquid jet head described in 1.
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