JP2020019167A - Liquid discharge head, liquid discharge unit and liquid discharge device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置に関する。 The present invention relates to a liquid discharge head, a liquid discharge unit, and a device for discharging liquid.
液体を吐出する液体吐出ヘッドにおいては、液体の吐出に伴って生じる残留振動によって吐出特性が変動する。 In a liquid ejection head that ejects a liquid, ejection characteristics fluctuate due to residual vibrations that occur with ejection of the liquid.
従来、ノズル開口側とインク供給口側とにコンプライアンスを確保するための薄肉部が形成され、また中央部にアイランド部が形成された振動板を備え、アイランド部を介して圧電振動子により圧力発生室を圧縮してノズル開口からインク滴を吐出させる記録ヘッドであって、振動板全体のコンプライアンスをノズル開口側とインク供給口側とで実質的に同一となるように按分するため、ノズル開口側の薄肉部、又はインク供給口側の薄肉部に質量体を付加した記録ヘッドが知られている（特許文献１）。 Conventionally, a thin portion is formed on the nozzle opening side and the ink supply port side to ensure compliance, and a diaphragm with an island portion in the center is provided, and pressure is generated by a piezoelectric vibrator through the island portion A recording head that compresses a chamber and discharges ink droplets from a nozzle opening. In order to apportion the compliance of the entire diaphragm so that the nozzle opening side and the ink supply port side are substantially the same, the nozzle opening side There is known a recording head in which a mass body is added to a thin portion of the recording medium or a thin portion on the ink supply port side (Patent Document 1).
特許文献１に開示の構成にあっては、ノズル開口側とインク供給口側とでコンプライアンが異なることによる残留振動の発生を抑制することがはできるが、液体吐出に伴う残留振動を抑制することはできないという課題がある。
In the configuration disclosed in
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、液体吐出特性の変動を低減することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to reduce fluctuations in liquid ejection characteristics.
上記の課題を解決するため、本発明に係る液体吐出ヘッドは、
液体を吐出するノズルと、
前記ノズルに通じる圧力室と、
前記圧力室の変位可能な壁面を形成する振動領域と、を備え、
前記振動領域と独立し、前記圧力室の壁面を形成する変位可能なダンパ領域を有している
構成とした。
In order to solve the above-described problems, the liquid ejection head according to the present invention includes:
A nozzle for discharging liquid,
A pressure chamber communicating with the nozzle;
A vibration region forming a displaceable wall surface of the pressure chamber,
It is configured to have a displaceable damper region that forms a wall surface of the pressure chamber independently of the vibration region.
本発明によれば、液体吐出特性の変動を低減することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fluctuation | variation of a liquid discharge characteristic can be reduced.
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。本発明の第１実施形態について図１ないし図４を参照して説明する。図１は同実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図、図２は同じく図１のＡ−Ａ線に沿うノズル配列方向に沿う断面説明図、図３は同じく各部材の平面説明図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a cross-sectional explanatory view along a direction orthogonal to the nozzle arrangement direction of the liquid discharge head according to the embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional explanatory view along the nozzle arrangement direction along the line AA in FIG. 1, and FIG. It is a plane explanatory view of each member similarly.
この液体吐出ヘッド１００は、ノズル板１と、流路板２と、壁面部材としての振動板部材３とを積層接合している。そして、振動板部材３の振動領域（振動板）３０を変位させる圧電アクチュエータ１１と、ヘッドのフレーム部材を兼ねている共通流路部材２０とを備えている。
In the
ノズル板１は、液体を吐出する複数のノズル４を配列したノズル列を有している。
The
流路板２は、複数のノズル４に通じる複数の圧力室である圧力室６、各圧力室６にそれぞれ通じる流体抵抗部７、１又は複数の流体抵抗部７に通じる１又は複数の液導入部８を形成している。
The
本実施形態では、流路板２は、板状部材２Ａ及び２Ｂを積層して構成している。板状部材２Ａには、各圧力室６、流体抵抗部７、及び液導入部８を形成する貫通溝６Ａ、７Ａ、８Ａを形成し、板状部材２Ｂには、各圧力室６を形成する貫通溝６Ｂ及び液導入部８を形成する貫通溝８Ｂをそれぞれ形成している。
In the present embodiment, the
振動板部材３は、流路板２の圧力室６の壁面を形成する変位可能な複数の振動板（振動領域）３０を有する。ここでは、振動板部材３は２層構造（限定されない）とし、流路板２側から薄肉部を形成する第１層３ａと、厚肉部を形成する第２層３ｂで構成され、第１層３ａで圧力室６に対応する部分に変形可能な振動領域３０を形成している。
The
そして、振動板部材３の圧力室６とは反対側に、振動板部材３の振動領域３０を変形させる駆動手段（アクチュエータ手段、圧力発生手段）としての電気機械変換素子を含む圧電アクチュエータ１１を配置している。
A
この圧電アクチュエータ１１は、ベース部材１３上に接合した圧電部材１２にハーフカットダイシングによって溝加工をして、ノズル配列方向において、所要数の柱状の圧電素子１２Ａ、１２Ｂを所定の間隔で櫛歯状に形成している。
In this
そして、圧電素子１２Ａを振動板部材３の振動領域３０に形成した島状の厚肉部である凸部３０ａに接合している。また、支柱部となる圧電素子１２Ｂを振動板部材３の厚肉部である凸部３０ｂに接合している。圧電素子１２Ａには凸部３０ａと接合する部分に凸部１２ｃを形成している。
Then, the
この圧電素子１２は、圧電層と内部電極とを交互に積層したものであり、内部電極がそれぞれ端面に引き出されて外部電極（端面電極）に接続され、外部電極にフレキシブル配線部材が接続されている。
The
共通流路部材２０は共通流路１０を形成している。共通流路１０は、振動板部材３に設けたフィルタ部９を介して液導入部８に通じている。
The common
この液体吐出ヘッド１００においては、例えば圧電素子１２Ａに与える電圧を基準電位（中間電位）から下げることによって圧電素子１２Ａが収縮し、振動板部材３の振動領域３０が引かれて圧力室６の容積が膨張することで、圧力室６内に液体が流入する。
In the
その後、圧電素子１２Ａに印加する電圧を上げて圧電素子１２Ａを積層方向に伸長させ、振動板部材３の振動領域３０をノズル４に向かう方向に変形させて圧力室６の容積を収縮させることにより、圧力室６内の液体が加圧され、ノズル４から液体が吐出される。
Thereafter, the voltage applied to the
なお、ヘッドの駆動方法については上記の例（引き−押し打ち）に限るものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ちや押し打ちなどを行なうこともできる。 The method of driving the head is not limited to the above-described example (pull-push), but pull-pull or push-push can be performed according to the drive waveform.
次に、本実施形態におけるダンパ構成について図４も参照して説明する。図４は図１のＢ−Ｂ線に沿うノズル配列方向に沿う断面説明図である。 Next, a damper configuration in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a cross-sectional explanatory view along the nozzle arrangement direction along the line BB in FIG.
本実施形態においては、振動板（振動領域）３０と独立し、圧力室６の壁面を形成する変位可能なダンパ領域３３を有している。
In the present embodiment, a
ここでは、圧力室６の壁面を形成している振動板部材３の第２層３ｂに平面形状で円形状の凹形状部３３ａを形成することで、残存する第１層ａによってダンパ領域３３を形成している。また、ダンパ領域３３は、ノズル配列方向と直交する方向においてノズル４に近い側に配置している。
Here, the
このように、圧力室６の壁面にダンパ領域３３を配置しているので、圧電素子１２Ａを駆動してノズル４から液体を吐出させたときに残留振動が生じると、ダンパ領域３３が変位するので、残留振動が減衰ないし抑制される。
As described above, since the
これにより、安定した液体吐出特性を得ることができ、液体吐出特性のばらつきを低減できる。 Thus, stable liquid ejection characteristics can be obtained, and variations in the liquid ejection characteristics can be reduced.
また、ダンパ領域３３は、圧力室６の長手方向端部付近、ここでは、流体抵抗部７から遠く、ノズル４に近い側の端部付近に配置している。
Further, the
次に、ダンパ領域の他の平面形状の異なる例について図５を参照して説明する。図５は振動板部材の平面説明図である。 Next, another example of another planar shape of the damper region will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an explanatory plan view of the diaphragm member.
図５（ａ）に示す第１例は、ダンパ領域３３の平面形状を略矩形状にした例である。図５８ｂ）に示す第２例は、ダンパ領域３３の平面形状を長円形状にした例である。
The first example shown in FIG. 5A is an example in which the planar shape of the
ダンパ領域３３の平面形状がこれらの形状であっても、圧力室６内の残留振動を減衰ないし抑制することができる。
Even if the planar shape of the
次に、本発明の第２実施形態について図６を参照して説明する。図６は同実施形態に係る液体吐出ヘッドの振動板部材の平面説明図である。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is an explanatory plan view of a diaphragm member of the liquid ejection head according to the same embodiment.
本実施形態では、ダンパ領域３３の内側に第２層３ｂで構成した凸部３３ｂを設けている。
In the present embodiment, a
この凸部３３ｂを設けることで、ダンパ領域３３の剛性を調整することができる。
By providing the
次に、本発明の第３実施形態について図７を参照して説明する。図７は同実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is an explanatory cross-sectional view along a direction perpendicular to the nozzle arrangement direction of the liquid ejection head according to the same embodiment.
本実施形態では、振動板部材３は、第１層３ａ、第２層３ｂ、第３層３ｃの三層構造としている。そして、圧電素子１２Ａと接合する凸部３０ａは、第２層３ｂ及び第３層３ｃの２層で構成している。
In the present embodiment, the
次に、本発明の第４実施形態について図８を参照して説明する。図８は同実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is an explanatory cross-sectional view along a direction orthogonal to the nozzle arrangement direction of the liquid ejection head according to the same embodiment.
本実施形態では、振動板部材３は、前記第１実施形態と同様に第１層３ａ、第２層３ｂの二層構造とし、圧電素子１２Ａの凸部３０ａとの接合面を平坦面としている。
In the present embodiment, the
本実施形態でも、ダンパ領域３３を前記各実施形態と同様に構成することで同様な作用効果を得ることができる。
Also in the present embodiment, similar effects can be obtained by configuring the
次に、本発明の第５実施形態について図９ないし図１１を参照して説明する。図９は同実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図、図１０は同じく振動板部材の平面説明図、図１１は同じく図９のＣ−Ｃ線に沿うノズル配列方向に沿う断面説明図である。 Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 is a cross-sectional explanatory view along a direction orthogonal to the nozzle arrangement direction of the liquid discharge head according to the same embodiment, FIG. 10 is a plan explanatory view of the diaphragm member, and FIG. 11 is also a CC line of FIG. FIG. 4 is an explanatory sectional view along a nozzle arrangement direction.
本実施形態では、ダンパ領域３３を形成する凹形状部３３ａは、一部が圧力室６の外側まで臨む（対向する）大きさ形成している。
In the present embodiment, the
これにより、振動板部材３と流路板２とを接合するときの位置ずれや部品誤差が生じても、所要範囲のダンパ領域３３を確保することができる。
Thereby, even if a displacement or a component error occurs when the
次に、本発明の第６実施形態について図１２及び図１３を参照して参照して説明する。図１２は同実施形態に係る液体出ヘッドの外観斜視説明図、図１３は同じく図１と同様なノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。 Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 12 is a perspective view illustrating the appearance of the liquid delivery head according to the embodiment, and FIG. 13 is a sectional view illustrating the same direction as that of FIG.
この液体吐出ヘッド１００は、循環型液体吐出ヘッドであり、ノズル板１と、流路板２と、壁面部材としての振動板部材３とを積層接合している。そして、振動板部材３の振動領域（振動板）３０を変位させる圧電アクチュエータ１１と、ヘッドのフレーム部材を兼ねている共通流路部材２０とを備えている。
The
ノズル板１は、液体を吐出する複数のノズル４を有している。
The
流路板２は、複数のノズル４に各々ノズル連通路５を介して通じる複数の圧力室６と、複数の圧力室６に各々通じる複数の供給側の流体抵抗部７と、１又は複数の供給側の流体抵抗部７に通じる１又は複数の液導入部８などを形成している。液導入部８は、振動板部材３の供給側の開口部１９を介して供給側の共通流路１０に通じている。
The
なお、本実施形態では、流路板２は、複数枚の板状部材２Ａ〜２Ｅを積層して構成しているが、これに限るものではない。
In the present embodiment, the
振動板部材３は、流路板２の圧力室６の壁面を形成する変形可能な振動領域３０を有する。ここでは、振動板部材３は３層構造（限定されない）とし、流路板２側から薄肉部を形成する第１層３ａと、厚肉部を形成する第２層３ｂ、第３層３ｃで形成され、第１層３ｂで圧力室６に対応する部分に変形可能な振動領域３０を形成している。
The
そして、振動板部材３の圧力室６とは反対側に、振動板部材３の振動領域３０を変形させる圧電アクチュエータ１１を配置している。圧電アクチュエータ１１の圧電素子１２Ａを振動板部材３の振動領域（振動板）３０の凸部３０ａに接合している。
The
また、流路板２は、複数の圧力室６にノズル連通路５を介して各々通じる流路板２の面方向に沿う複数の個別回収流路５６と、１又は複数の個別回収流路５６に通じる１又は複数の液導出部５８を形成している。液導出部５８は、振動板部材３の回収側の開口部５９を介して回収側の共通流路５０に通じている。
The
共通流路部材２０は、供給側の共通流路１０と回収側の共通流路５０を形成する。供給側の共通流路１０は供給ポート７１に通じ、回収側の共通流路５０は回収ポート７２に通じている。
The common
この液体吐出ヘッド１００においては、例えば圧電素子１２Ａに与える電圧を基準電位（中間電位）から下げることによって圧電素子１２Ａが収縮し、振動板部材３の振動領域３０が引かれて圧力室６の容積が膨張することで、圧力室６内に液体が流入する。
In the
その後、圧電素子１２Ａに印加する電圧を上げて圧電素子１２Ａを積層方向に伸長させ、振動板部材３の振動領域３０をノズル４に向かう方向に変形させて圧力室６の容積を収縮させることにより、圧力室６内の液体が加圧され、ノズル４から液体が吐出される。
Thereafter, the voltage applied to the
また、ノズル４から吐出されない液体はノズル４を通過して個別回収流路５６から回収側の共通流路５０に回収され、回収側の共通流路５０から外部の循環経路を通じて供給側の共通流路１０に再度供給される。
The liquid that is not ejected from the
なお、ヘッドの駆動方法については上記の例（引き−押し打ち）に限るものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ちや押し打ちなどを行なうこともできる。 The method of driving the head is not limited to the above-described example (pull-push), but pull-pull or push-push can be performed according to the drive waveform.
そして、本実施形態においても、振動板部材３には、振動領域３０と独立し、圧力室６の壁面を形成する変位可能なダンパ領域３３を設けている。
Also in the present embodiment, the
これにより、圧力室６の残留振動を減衰ないし抑制して、安定した液体吐出特性を得ることができ、吐出特性のばらつきを低減できる。
Accordingly, the residual vibration of the
次に、本発明に係る液体を吐出する装置の一例について図１４及び図１５を参照して説明する。図１４は同装置の概略説明図、図１５は同装置のヘッドユニットの一例の平面説明図である。 Next, an example of an apparatus for discharging a liquid according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 14 is a schematic explanatory view of the apparatus, and FIG. 15 is a plan explanatory view of an example of a head unit of the apparatus.
この液体を吐出する装置である印刷装置５００は、連続体５１０を搬入する搬入手段５０１と、搬入手段５０１から搬入された連続体５１０を印刷手段５０５に案内搬送する案内搬送手段５０３と、連続体５１０に対して液体を吐出して画像を形成する印刷を行う印刷手段５０５と、連続体５１０を乾燥する乾燥手段５０７と、連続体５１０を搬出する搬出手段５０９などを備えている。
The
連続体５１０は搬入手段５０１の元巻きローラ５１１から送り出され、搬入手段５０１、案内搬送手段５０３、乾燥手段５０７、搬出手段５０９の各ローラによって案内、搬送されて、搬出手段５０９の巻取りローラ５９１にて巻き取られる。
The
この連続体５１０は、印刷手段５０５において、搬送ガイド部材５５９上をヘッドユニット５５０及びヘッドユニット５５５に対向して搬送され、ヘッドユニット５５０から吐出される液体によって画像が形成され、ヘッドユニット５５５から吐出される処理液で後処理が行われる。
The
ここで、ヘッドユニット５５０には、例えば、搬送方向上流側から、４色分のフルライン型ヘッドアレイ５５１Ａ、５５１Ｂ、５５１Ｃ、５５１Ｄ（以下、色の区別しないときは「ヘッドアレイ５５１」という。）が配置されている。
Here, the
各ヘッドアレイ５５１は、液体吐出手段であり、それぞれ、搬送される連続体５１０に対してブラックＫ，シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの液体を吐出する。なお、色の種類及び数はこれに限るものではない。
Each of the head arrays 551 is a liquid ejection unit, and ejects black K, cyan C, magenta M, and yellow Y liquids to the
ヘッドアレイ５５１は、例えば、本発明に係る液体吐出ヘッド（これを、単に「ヘッド」ともいう。）１００をベース部材５５２上に千鳥状に並べて配置したものであるが、これに限らない。
The head array 551 is, for example, one in which the liquid ejection heads (hereinafter, simply referred to as “heads”) 100 according to the present invention are arranged in a staggered manner on the
次に、液体循環装置の一例について図１６を参照して説明する。図１６は同循環装置のブロック説明図である。なお、ここでは１つのヘッドのみ図示しているが、複数のヘッドを配列する場合には、マニホールドなどを介して複数のヘッドの供給側、回収側にそれぞれ供給側液体経路、回収側液体経路を接続することになる。 Next, an example of the liquid circulation device will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a block diagram of the circulation device. Although only one head is shown here, when a plurality of heads are arranged, a supply-side liquid path and a collection-side liquid path are respectively provided on the supply side and the collection side of the plurality of heads via a manifold or the like. Will be connected.
液体循環装置６００は、供給タンク６０１、回収タンク６０２、メインタンク６０３、第１送液ポンプ６０４、第２送液ポンプ６０５、コンプレッサ６１１、レギュレータ６１２、真空ポンプ６２１、レギュレータ６２２、供給側圧力センサ６３１、回収側圧力センサ６３２などで構成されている。
The
ここで、コンプレッサ６１１及び真空ポンプ６２１は、供給タンク６０１内の圧力と回収タンク６０２内の圧力とに差圧を生じさせる手段を構成している。
Here, the
供給側圧力センサ６３１は、供給タンク６０１とヘッド１００との間であって、ヘッド１００の供給ポート７１に繋がった供給側液体経路に接続されている。回収側圧力センサ６３２は、ヘッド１と回収タンク６０２との間であって、ヘッド１００の回収ポート７２に繋がった回収側液体経路に接続されている。
The supply
回収タンク６０２の一方は、第１送液ポンプ６０４を介して供給タンク６０１と接続されており、回収タンク６０２の他方は第２送液ポンプ６０５を介してメインタンク６０３と接続されている。
One of the
これにより、供給タンク６０１から供給ポート７１を通ってヘッド１００内に液体が流入し、回収ポート７２から回収タンク６０２へ回収され、第１送液ポンプ６０４によって回収タンク６０２から供給タンク６０１へ液体が送られることによって、液体が循環する循環経路が構成される。
Thereby, the liquid flows into the
ここで、供給タンク６０１にはコンプレッサ６１１がつなげられており、供給側圧力センサ６３１で所定の正圧が検知されるように制御される。一方、回収タンク６０２には真空ポンプ６２１がつなげられており、回収側圧力センサ６３２で所定の負圧が検知されるよう制御される。
Here, a
これにより、ヘッド１００内を通って液体を循環させつつ、メニスカスの負圧を一定に保つことができる。
Thus, the negative pressure of the meniscus can be kept constant while circulating the liquid through the inside of the
また、ヘッド１００のノズル４から液体を吐出すると、供給タンク６０１及び回収タンク６０２内の液体量が減少していく。そのため、適宜、第２送液ポンプ６０５を用いて、メインタンク６０３から回収タンク６０２に液体を補充する。
Further, when the liquid is ejected from the
なお、メインタンク６０３から回収タンク６０２への液体補充のタイミングは、回収タンク６０２内の液体の液面高さが所定高さよりも下がったときに液体補充を行うなど、回収タンク６０２内に設けた液面センサなどの検知結果によって制御することができる。
The timing of liquid replenishment from the
次に、本発明に係る液体を吐出する装置としての印刷装置の他の例について図１７及び図１８を参照して説明する。図１７は同装置の要部平面説明図、図１８は同装置の要部側面説明図である。 Next, another example of a printing apparatus as a liquid ejection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 17 is an explanatory plan view of an essential part of the device, and FIG. 18 is an explanatory side view of an essential part of the device.
この印刷装置５００は、シリアル型装置であり、主走査移動機構４９３によって、キャリッジ４０３は主走査方向に往復移動する。主走査移動機構４９３は、ガイド部材４０１、主走査モータ４０５、タイミングベルト４０８等を含む。ガイド部材４０１は、左右の側板４９１Ａ、４９１Ｂに架け渡されてキャリッジ４０３を移動可能に保持している。そして、主走査モータ４０５によって、駆動プーリ４０６と従動プーリ４０７間に架け渡したタイミングベルト４０８を介して、キャリッジ４０３は主走査方向に往復移動される。
The
このキャリッジ４０３には、本発明に係る液体吐出ヘッド１００及びヘッドタンク４４１を一体にした液体吐出ユニット４４０を搭載している。液体吐出ユニット４４０の液体吐出ヘッド１００は、例えば、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色の液体を吐出する。また、液体吐出ヘッド１００は、複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配置し、吐出方向を下方に向けて装着している。
On the
液体吐出ヘッド１００は、前述した液体循環装置６００と接続されて、所要の色の液体が循環供給される。
The
この印刷装置５００は、用紙４１０を搬送するための搬送機構４９５を備えている。搬送機構４９５は、搬送手段である搬送ベルト４１２、搬送ベルト４１２を駆動するための副走査モータ４１６を含む。
The
搬送ベルト４１２は用紙４１０を吸着して液体吐出ヘッド１００に対向する位置で搬送する。この搬送ベルト４１２は、無端状ベルトであり、搬送ローラ４１３と、テンションローラ４１４との間に掛け渡されている。吸着は静電吸着、あるいは、エアー吸引などで行うことができる。
The
そして、搬送ベルト４１２は、副走査モータ４１６によってタイミングベルト４１７及びタイミングプーリ４１８を介して搬送ローラ４１３が回転駆動されることによって、副走査方向に周回移動する。
The
さらに、キャリッジ４０３の主走査方向の一方側には搬送ベルト４１２の側方に液体吐出ヘッド１００の維持回復を行う維持回復機構４２０が配置されている。
Further, on one side of the
維持回復機構４２０は、例えば液体吐出ヘッド１００のノズル面（ノズルが形成された面）をキャッピングするキャップ部材４２１、ノズル面を払拭するワイパ部材４２２などで構成されている。
The maintenance and
主走査移動機構４９３、維持回復機構４２０、搬送機構４９５は、側板４９１Ａ，４９１Ｂ、背板４９１Ｃを含む筐体に取り付けられている。
The main
このように構成したこの印刷装置５００においては、用紙４１０が搬送ベルト４１２上に給紙されて吸着され、搬送ベルト４１２の周回移動によって用紙４１０が副走査方向に搬送される。
In the
そこで、キャリッジ４０３を主走査方向に移動させながら画像信号に応じて液体吐出ヘッド１００を駆動することにより、停止している用紙４１０に液体を吐出して画像を形成
する。
Therefore, by driving the
次に、本発明に係る液体吐出ユニットの他の例について図１９を参照して説明する。図１９は同ユニットの要部平面説明図である。 Next, another example of the liquid ejection unit according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 19 is an explanatory plan view of a main part of the unit.
この液体吐出ユニット４４０、前記液体を吐出する装置を構成している部材のうち、側板４９１Ａ、４９１Ｂ及び背板４９１Ｃで構成される筐体部分と、主走査移動機構４９３と、キャリッジ４０３と、液体吐出ヘッド１００で構成されている。
The
なお、この液体吐出ユニット４４０の例えば側板４９１Ｂに、前述した維持回復機構４２０を更に取り付けた液体吐出ユニットを構成することもできる。
Note that a liquid discharge unit in which the above-described maintenance and
次に、本発明に係る液体吐出ユニットの更に他の例について図２０を参照して説明する。図２０は同ユニットの正面説明図である。 Next, still another example of the liquid ejection unit according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 20 is an explanatory front view of the unit.
この液体吐出ユニット４４０は、流路部品４４４が取付けられた液体吐出ヘッド１００と、流路部品４４４に接続されたチューブ４５６で構成されている。
The
なお、流路部品４４４はカバー４４２の内部に配置されている。流路部品４４４に代えてヘッドタンク４４１を含むこともできる。また、流路部品４４４の上部には液体吐出ヘッド１００と電気的接続を行うコネクタ４４３が設けられている。
The
本願において、吐出される液体は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。 In the present application, the liquid to be discharged is not particularly limited as long as it has a viscosity and surface tension that can be discharged from the head, and the viscosity becomes 30 mPa · s or less at normal temperature and normal pressure, or by heating and cooling. Preferably, it is More specifically, solvents such as water and organic solvents, coloring agents such as dyes and pigments, polymerizable compounds, resins, functional imparting materials such as surfactants, and biocompatible materials such as DNA, amino acids, proteins, and calcium. , Edible materials such as natural pigments, and the like, solutions, suspensions, emulsions, and the like. These include, for example, ink-jet inks, surface treatment liquids, components of electronic elements and light-emitting elements, and formation of resist patterns for electronic circuits. Liquid, three-dimensional modeling material liquid, and the like.
液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ（積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子）、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものが含まれる。 As the energy generation source for discharging liquid, piezoelectric actuators (laminated piezoelectric elements and thin-film piezoelectric elements), thermal actuators using electrothermal transducers such as heating resistors, and electrostatic actuators composed of a diaphragm and a counter electrode are used. Are included.
「液体吐出ユニット」は、液体吐出ヘッドに機能部品、機構が一体化したものであり、液体の吐出に関連する部品の集合体が含まれる。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構、液体循環装置の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたものなどが含まれる。 The “liquid ejection unit” is a liquid ejection head in which functional components and mechanisms are integrated, and includes an assembly of components related to liquid ejection. For example, the “liquid ejection unit” includes a unit in which at least one of a configuration of a head tank, a carriage, a supply mechanism, a maintenance and recovery mechanism, a main scanning movement mechanism, and a liquid circulation device is combined with a liquid ejection head.
ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合などで互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。 Here, the term “integration” means, for example, a case where the liquid ejection head and the functional component or mechanism are fixed to each other by fastening, bonding, engagement, or the like, or a case where one is movably held with respect to the other. Including. Further, the liquid ejection head, the functional component, and the mechanism may be configured to be detachable from each other.
例えば、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。また、チューブなどで互いに接続されて、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。ここで、これらの液体吐出ユニットのヘッドタンクと液体吐出ヘッドとの間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。 For example, there is a liquid discharge unit in which a liquid discharge head and a head tank are integrated. In some cases, the liquid ejection head and the head tank are integrated with each other by a tube or the like. Here, a unit including a filter can be added between the head tank and the liquid discharge head of these liquid discharge units.
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジが一体化されているものがある。 There is a liquid discharge unit in which a liquid discharge head and a carriage are integrated.
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドを走査移動機構の一部を構成するガイド部材に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッドと走査移動機構が一体化されているものがある。また、液体吐出ヘッドとキャリッジと主走査移動機構が一体化されているものがある。 Further, as a liquid discharge unit, there is a liquid discharge head in which a liquid ejection head is movably held by a guide member constituting a part of a scanning movement mechanism, and the liquid ejection head and the scanning movement mechanism are integrated. In some cases, a liquid discharge head, a carriage, and a main scanning moving mechanism are integrated.
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドが取り付けられたキャリッジに、維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させて、液体吐出ヘッドとキャリッジと維持回復機構が一体化されているものがある。 Further, as a liquid discharge unit, there is a liquid discharge head in which a cap member which is a part of a maintenance / recovery mechanism is fixed to a carriage to which a liquid discharge head is attached, and the liquid discharge head, the carriage, and the maintenance / recovery mechanism are integrated. .
また、液体吐出ユニットとして、ヘッドタンク若しくは流路部品が取付けられた液体吐出ヘッドにチューブが接続されて、液体吐出ヘッドと供給機構が一体化されているものがある。このチューブを介して、液体貯留源の液体が液体吐出ヘッドに供給される。 Further, as a liquid discharge unit, there is a liquid discharge head in which a tube is connected to a liquid discharge head to which a head tank or a flow path component is attached, and a liquid discharge head and a supply mechanism are integrated. The liquid in the liquid storage source is supplied to the liquid ejection head via this tube.
主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。 The main scanning movement mechanism includes a guide member alone. The supply mechanism also includes a tube unit and a loading unit alone.
「液体を吐出する装置」には、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて液体を吐出させる装置が含まれる。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を 気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。 The “device that discharges liquid” includes a device that includes a liquid discharge head or a liquid discharge unit and drives the liquid discharge head to discharge liquid. The device that discharges liquid includes not only a device that can discharge liquid to an object to which liquid can be attached, but also a device that discharges liquid into the air or into the liquid.
この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。 The “device for discharging liquid” may include a unit for feeding, transporting, and discharging paper to which liquid can be attached, as well as a pre-processing device and a post-processing device.
例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。 For example, as a "device for ejecting liquid", an image forming apparatus that ejects ink to form an image on paper, and a powder is formed in layers to form a three-dimensional object (three-dimensional object) There is a three-dimensional modeling device (three-dimensional modeling device) that discharges a modeling liquid to the formed powder layer.
また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。 Further, the “device for discharging liquid” is not limited to a device in which a significant image such as a character or a graphic is visualized by the discharged liquid. For example, those that form a pattern or the like that has no meaning in itself, and those that form a three-dimensional image are also included.
上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。 The above-mentioned "thing to which a liquid can be attached" means a thing to which a liquid can be attached at least temporarily, such as a thing which adheres and adheres, a thing which adheres and penetrates, and the like. Specific examples include recording media such as paper, recording paper, recording paper, film, and cloth; electronic components such as electronic substrates and piezoelectric elements; powder layers (powder layers); organ models; and media such as inspection cells. Yes, unless otherwise specified, includes everything to which a liquid adheres.
上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。 The material of the above-mentioned "thing to which the liquid can be attached" may be paper, thread, fiber, cloth, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics, etc. as long as the liquid can be attached even temporarily.
また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。 In addition, the “device that discharges liquid” includes a device in which a liquid discharge head and a device to which liquid can be attached relatively move, but is not limited thereto. Specific examples include a serial device that moves the liquid ejection head, a line device that does not move the liquid ejection head, and the like.
また、「液体を吐出する装置」としては、他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液を、ノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。 In addition, as the "apparatus for discharging liquid", in addition, a processing liquid coating apparatus for discharging a processing liquid to the paper to apply the processing liquid to the surface of the paper for the purpose of modifying the surface of the paper, 2. Description of the Related Art There is an injection granulating apparatus that granulates fine particles of a raw material by spraying a composition liquid in which a raw material is dispersed in a solution through a nozzle.
なお、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。 It should be noted that image forming, recording, printing, printing, printing, modeling, and the like in the terms of the present application are all synonyms.
１ ノズル板
４ ノズル
２ 流路板
３ 振動板部材
６ 圧力室
１０ 共通流路
１１ 圧電アクチュエータ
２０ 共通流路部材
３３ ダンパ領域
３３ａ 凹形状部
５０ 共通流路
１００ 液体吐出ヘッド
４０３ キャリッジ
４４０ 液体吐出ユニット
５００ 印刷装置（液体を吐出する装置）
５５０ ヘッドユニット
６００ 液体循環装置
550
Claims (9)
前記ノズルに通じる圧力室と、
前記圧力室の変位可能な壁面を形成する振動領域と、を備え、
前記振動領域と独立し、前記圧力室の壁面を形成する変位可能なダンパ領域を有している
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。 A nozzle for discharging liquid,
A pressure chamber communicating with the nozzle;
A vibration region forming a displaceable wall surface of the pressure chamber,
A liquid discharge head having a displaceable damper region that forms a wall surface of the pressure chamber independently of the vibration region.
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。 2. The liquid ejection head according to claim 1, wherein the damper region is disposed near a longitudinal end of the pressure chamber.
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッド。 The liquid ejection head according to claim 1, wherein the damper region is formed by a diaphragm member that forms the vibration region.
ことを特徴とする請求項３に記載の液体吐出ヘッド。 The liquid ejection head according to claim 3, wherein the damper region of the diaphragm member has a concave shape.
ことを特徴とする請求項４に記載の液体吐出ヘッド。 The liquid discharge head according to claim 4, wherein a part of the concave shape faces outside the pressure chamber.
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。 6. The liquid discharge head according to claim 1, wherein a region having higher rigidity than the damper region is provided in the damper region.
ことを特徴とする請求項７に記載の液体吐出ユニット。 A head tank for storing liquid to be supplied to the liquid discharge head, a carriage on which the liquid discharge head is mounted, a supply mechanism for supplying liquid to the liquid discharge head, a maintenance and recovery mechanism for maintaining and recovering the liquid discharge head, and the liquid The liquid ejection unit according to claim 7, wherein at least one of a main scanning movement mechanism for moving the ejection head in the main scanning direction and the liquid ejection head are integrated.
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