JP2022001416A - Ink jet head and ink jet recording apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置に関する。 The present invention relates to an inkjet head and an inkjet recording device.
ノズルを有するインクジェットヘッドにおいて、当該ノズルからインクを吐出して記録媒体上に着弾させて画像、膜や構造などを記録する場合に、多数のノズルからのインクの吐出条件を均一に保つことで、均一な画像などを記録することが可能となる。特に、インクの粘性や定着時間などは、インクの温度の影響が大きい。したがって、インクジェットヘッドでは、供給されるインクだけでなく、ノズル開口付近も加熱制御する技術がある。 In an inkjet head having nozzles, when ink is ejected from the nozzles and landed on a recording medium to record an image, film, structure, etc., the conditions for ejecting ink from a large number of nozzles are kept uniform. It is possible to record a uniform image or the like. In particular, the viscosity and fixing time of the ink are greatly affected by the temperature of the ink. Therefore, in the inkjet head, there is a technique for heating and controlling not only the supplied ink but also the vicinity of the nozzle opening.
従来、ノズル開口が設けられたヘッドチップは、多数のノズル開口の配列と加熱部との位置関係及び各ノズルのインク吐出状況などにより、位置によって加熱、放熱の条件が異なり、一律に加熱しただけでは均一な温度とならない。これに対し、特許文献1では、加熱素子を複数配置し、各ノズルの駆動数の差などに応じて個別に動作制御する技術が開示されている。また、特許文献2では、放熱量の多いヘッドチップの長手方向両端付近でより多くの熱が供給される形状の加熱部を有する技術が開示されている。 Conventionally, a head tip provided with nozzle openings has different heating and heat dissipation conditions depending on the position depending on the arrangement of a large number of nozzle openings, the positional relationship between the heating parts, the ink ejection status of each nozzle, etc., and only heats uniformly. However, the temperature is not uniform. On the other hand, Patent Document 1 discloses a technique in which a plurality of heating elements are arranged and operation is individually controlled according to a difference in the number of driven nozzles. Further, Patent Document 2 discloses a technique having a heating portion having a shape in which more heat is supplied near both ends in the longitudinal direction of a head chip having a large amount of heat radiation.
しかしながら、複数の加熱素子の個別制御を前提とするとその分コストや手間が増大する。また、一律に加熱量が場所によって異なる構成では、ノズル配列などに応じた静的な要因以外の条件の変動により生じる不均一な温度分布に対応しづらいという課題がある。 However, assuming individual control of a plurality of heating elements, the cost and labor will increase accordingly. Further, in a configuration in which the heating amount uniformly differs depending on the location, there is a problem that it is difficult to deal with a non-uniform temperature distribution caused by fluctuations in conditions other than static factors depending on the nozzle arrangement and the like.
この発明の目的は、ノズル開口付近の温度の均一性を容易に高めることのできるインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an inkjet head and an inkjet recording device capable of easily increasing the temperature uniformity in the vicinity of the nozzle opening.
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、
一の面に複数のノズル開口を有するヘッドチップと、
前記ヘッドチップの前記一の面の周囲に位置し、当該ヘッドチップと接触している熱伝導部材と、
前記熱伝導部材を加熱する加熱部と、
を備えることを特徴とするインクジェットヘッドである。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is
A head tip with multiple nozzle openings on one surface,
A heat conductive member located around the one surface of the head chip and in contact with the head chip.
A heating unit that heats the heat conductive member,
It is an inkjet head characterized by being provided with.
また、請求項2記載の発明は、請求項1記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記熱伝導部材は、前記一の面の外周に環状に接していることを特徴とする。
Further, the invention according to claim 2 is the inkjet head according to claim 1.
The heat conductive member is characterized in that it is in an annular contact with the outer periphery of the one surface.
また、請求項3記載の発明は、請求項2記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記加熱部は、前記一の面の外周よりも外側で前記熱伝導部材に環状に接していることを特徴とする。
Further, the invention according to claim 3 is the inkjet head according to claim 2.
The heating portion is characterized in that it is in annular contact with the heat conductive member on the outer side of the outer circumference of the one surface.
また、請求項4記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記熱伝導部材は、前記ヘッドチップの長手方向に沿って空隙を有することを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the inkjet head according to any one of claims 1 to 3.
The heat conductive member is characterized by having a gap along the longitudinal direction of the head tip.
また、請求項5記載の発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記加熱部は、前記熱伝導部材の長手方向について中央から両端へ向かうほど加熱量が大きいことを特徴とする。
The invention according to claim 5 is the inkjet head according to any one of claims 1 to 4.
The heating portion is characterized in that the amount of heating increases from the center to both ends in the longitudinal direction of the heat conductive member.
また、請求項6記載の発明は、請求項1〜5のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記熱伝導部材の温度を計測する計測部を備え、
前記計測部は、前記ヘッドチップの長手方向について中央で計測を行うように位置していることを特徴とする。
The invention according to claim 6 is the inkjet head according to any one of claims 1 to 5.
It is equipped with a measuring unit that measures the temperature of the heat conductive member.
The measuring unit is characterized in that it is positioned so as to perform measurement in the center in the longitudinal direction of the head chip.
また、請求項7記載の発明は、請求項1〜6のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記ヘッドチップは、前記複数のノズルへ各々インクを送る個別供給流路と、当該個別供給流路の途中からインクを回収する回収流路と、を備え、
前記回収流路は、複数の前記個別供給流路から各々分岐する個別回収流路と、複数の前記個別回収流路が合流する共通回収流路と、を有し、
前記共通回収流路は、前記ヘッドチップの長手方向に沿って延在していることを特徴とする。
The invention according to claim 7 is the inkjet head according to any one of claims 1 to 6.
The head chip includes an individual supply flow path for sending ink to each of the plurality of nozzles, and a recovery flow path for collecting ink from the middle of the individual supply flow path.
The recovery flow path has an individual recovery flow path that branches from each of the plurality of individual supply flow paths, and a common recovery flow path in which the plurality of individual recovery flow paths merge.
The common recovery flow path is characterized in that it extends along the longitudinal direction of the head chip.
また、請求項8記載の発明は、
請求項1〜7のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドを有するインクジェット記録装置である。
Further, the invention according to claim 8 is based on the invention.
The inkjet recording apparatus having the inkjet head according to any one of claims 1 to 7.
本発明に従うと、インクジェットヘッドにおけるノズル開口付近の温度の均一性を容易に高めることができるという効果がある。 According to the present invention, there is an effect that the temperature uniformity in the vicinity of the nozzle opening in the inkjet head can be easily improved.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本実施形態のインクジェットヘッド10を含むインク吐出に係る構成を説明する図である。図1(a)は、インクジェットヘッド10を正面側(X方向)から見た図、図1(b)は、インクジェットヘッド10を底面側(−Z方向)から見た図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration related to ink ejection including the
インクジェットヘッド10は、インクジェット記録装置に取り付けられてインクを吐出する。インクジェットヘッド10は、ヘッドチップ11と、マニフォールド12と、保持部13と、流入管14と、排出管15と、熱伝導部材16と、加熱部17などを備える。また、フィルター室20は、外部からインクを供給するインクタンクと流入管14の間に位置している。インクジェットヘッド10には、駆動基板30が接続している。保持部13がキャリッジ40に固定されている。
The
ヘッドチップ11は、ノズル1131(図2参照)を複数有し、図1(b)に示す底面(−Z方向の一の面)がインクを吐出する複数のノズル開口が並ぶノズル開口面となっている。ノズル1131は、長手方向(Y方向)について各位置に多数が並んでいる。ノズル1131は、Y方向に沿っての1次元配列でも、2次元配列であってもよい。ノズル1131の配列は、Y方向に並ぶ1次元ノズル列をX方向について異なる位置に複数列有するものであってもよい。ノズル1131の開口のサイズは、ヘッドチップ11のサイズに比して微小であるので、拡大図である図2を除き図1以下の各図において図示を省略する。
The
マニフォールド12は、ヘッドチップ11と接合しており、供給されたインクを各ノズル1131へ分配し、また、ノズル1131に分配されなかったインクやノズル1131から吐出されなかったインクを回収して排出するインク流路を有する。マニフォールド12の上部(+Z側)には、インクの流入管14とインクの排出管15とが接続している。流入管14は、フィルター室20からインクが流入する。また、マニフォールド12の上部(+Z側)には、信号及び電力を出力する駆動基板30が接続されており、各ノズル1131に応じた個別のインク流路(個別供給流路1111、図2参照)沿いに位置する図示略の加圧機構(駆動部)につながる配線と電気的につながっている。なお、上記流路構造を有するマニフォールド12(流路基板)とは別個に、ヘッドチップ11の駆動用の配線を有する配線基板が積層されていてもよいが、ここではまとめてマニフォールド12として記載する。
The
保持部13は、ヘッドチップ11及びマニフォールド12を固定保持し、Y方向両端でキャリッジ40にねじなどで固定されて支持される。ここでは、保持部13は、底面側に開口を有し、当該開口からヘッドチップ11のノズル開口面が露出されている。また、インクジェットヘッド10と駆動基板30との接続部分は、筐体状の保持部13の内側に位置していてよい。保持部13は、アルミ合金又はマグネシウム合金などであってもよいし、プラスチック樹脂などであってもよく、あるいは、これらの組合せであってもよい。
The
熱伝導部材16は、ヘッドチップ11、マニフォールド12とは別個の構成であり、保持部13の一部、例えば底板などであってもよい。あるいは、熱伝導部材16は、保持部13の底板に積層、貼り付けられたものであってもよい。ここでは、熱伝導部材16とは、これら、特に保持部13(の他の部分)と比較して熱伝導率の高い部材であることを意味する。熱伝導部材16は、例えば、アルミニウム(純アルミ)の膜又は薄板などであり、その特性上、表面には熱伝導部材16の厚さに比して薄い酸化膜を有していてよい。熱伝導部材16は、ヘッドチップ11にその底面の周囲を環状に取り巻いて接触し、ヘッドチップ11と熱的に結合されている。ここでいう接触するとは、少なくとも部分的に設計上界面同士が同一位置に重なっていることを意味する。実際には、表面状態、各面の形成精度及び組み立て精度などに応じて接していない部分(例えば、1〜100μm程度の離隔)が含まれており、このような部分をそのまま空隙とすると、空気により著しく熱伝導率を下げるので、熱伝導性の接合材、充填剤(例えば、エポキシ樹脂)を介して接合されている場合が含まれていてよい。本実施形態では、熱伝導部材16は、ヘッドチップ11の全周で接触している。熱伝導部材16のインク耐性が低い場合などには、熱伝導部材16の露出面に保護膜が更に設けられていてもよい。熱伝導部材16の大きさは、ここでは、保持部13の底面と略同一である。
The heat
加熱部17は、熱伝導部材16に対し、その周囲(外周)を更に環状に取り巻いて接しており、熱伝導部材16を加熱する。加熱部17は、例えば、通電により発熱をする高抵抗の金属線(電熱線)が樹脂シートなどの絶縁体の表面又は内部に位置しているものである。熱伝導部材16や保持部13が絶縁体の場合や少なくとも表面に絶縁層(膜)を有する場合には、絶縁体を介さずに直接電熱線がこれらに接触していてもよい。電熱線は、所望の発熱量、温度条件(電熱線の許容温度など)及び保持部13のサイズなどに応じて蛇行などにより適宜な密度及び接触面積で配置されてよい。加熱部17は、保持部13の底面に接する側面(正面及び背面を含む)を取り巻いて位置し、熱伝導部材16を保持部13とともに加熱する。加熱部17は、熱伝導部材16や保持部13と耐熱性の接着部材、例えば、ポリイミドなどで接着されてもよい。熱伝導部材16が保持部13の底面よりも小さい場合には、加熱部17の樹脂シートなどが保持部13の底面側に回り込んで熱伝導部材16に接していてもよいし、反対に熱伝導部材16が保持部13の底面よりも大きい場合には、熱伝導部材16が保持部13の側面側に回り込んでいてもよい。
The
熱伝導部材16の表面若しくは内側、又は保持部13の底面近傍には、サーミスター18(計測部)が位置している。サーミスター18は、ヘッドチップ11付近の温度を計測し、駆動基板30を介して計測データを出力する。サーミスター18は特には限られないが、長手方向(Y方向)についてヘッドチップ11の中央付近に位置している。実際の温度分布は、ヘッドチップ11の両端間で差(偏り)が出て長手方向について非対称となる場合があるが、サーミスター18が中央に配置されることで、計測値がこのような温度の偏りの影響を大きく受けづらい。
The thermistor 18 (measurement unit) is located on the surface or inside of the heat
上記の構成により、加熱部17から熱伝導部材16へ伝わった熱は、熱伝導部材16内で素早く拡散し、ヘッドチップ11を周囲から略均等に加熱する。インクジェットヘッド10の熱は、インク、周囲の空気及びキャリッジ40に伝わるが、これらの中ではキャリッジ40の熱伝導率が顕著に高い。したがって、特に、キャリッジ40の温度が低い場合には、インクジェットヘッド10がキャリッジ40と接触する両端からキャリッジ40への放熱量が多くなる。本実施形態のインクジェットヘッド10では、放熱の局所性、異方性にかかわらず、熱伝導部材16の熱伝導によりヘッドチップ11の周囲の温度むらを低減する。
With the above configuration, the heat transferred from the
フィルター室20は、外部のインクタンクから供給されて流入管14からインクジェットヘッド10へ供給するインクが通過する。フィルター室20に流入したインクは、当該フィルター室20内のフィルターを通過することで異物などが除去されてから流入管14へ送られる。ここでは、フィルター室20には、排出管15から流出したインクを通過させるインク排出路を有し、当該インク排出路の出口(排出管15と接続されている側と反対側の一端)がインクタンクへのインク流路に接続される。フィルター室20に供給されるインクには、排出管15を介してインクタンクへ戻されたインクが含まれる。すなわち、インクジェットヘッド10でノズル1131から流出しなかったインクは、インクタンク、フィルター室20及びインクジェットヘッド10の間で循環し得る。
In the
駆動基板30は、インクジェット記録装置の電力供給部から出力される電力及び制御部から出力されるインクジェットヘッド10の駆動制御信号をそれぞれインクジェットヘッド10へ入力させる電気配線及び信号配線を有する。駆動基板30は、例えば、マニフォールド12上面側の接続端子に接続されて、インクジェットヘッド10内の図示略の配線に接続される。
なお、フィルター室20及び駆動基板30は、インクジェットヘッド10に含まれてもよいし、別途取り付けられる外部構成であってもよい。
The
The
キャリッジ40は、インクジェットヘッド10を支持し、インクジェットヘッド10による記録動作時には、画像を記録する対象の記録媒体の搬送経路(記録媒体)に対向する所定位置に固定する。また、キャリッジ40は、記録動作を行わない場合、例えば、メンテナンス動作時には、インクジェットヘッド10の位置を移動させて所定位置よりも搬送経路から離隔させるように動作することができる。なお、所望のインクの種別などに応じてヘッドチップ11の設定温度が高く、キャリッジ40の温度が相対的に低くなりやすい場合には、加熱部17とは別個にキャリッジ40を加熱調整する機構をインクジェット記録装置が有していてもよい。
The
図2は、インクジェットヘッド10におけるインク流路について説明する断面斜視図である。この断面は、Y方向に垂直であって、一つのノズル1131を含む面である。
FIG. 2 is a cross-sectional perspective view illustrating an ink flow path in the
流入管14からインクジェットヘッド10に流入したインクは、マニフォールド12内の共通供給流路121からマニフォールド12の底部付近に位置し、ヘッドチップ11の上面が一壁面(底面)となっている共通流路122へ流れる。共通流路122の底面(ヘッドチップ11の上面)には、複数の流入口1111aが並んでおり、それぞれヘッドチップ11の個別供給流路1111につながっている。ここでは、Y方向に延びるノズル列がX方向について異なる位置に4列設けられており、各流入口1111a(すなわち、ノズル1131)の位置は、全てY方向について異なる位置となっている。個別供給流路1111に流入しなかったインクは、そのまま共通排出流路123へと流出し、排出管15から排出される。
The ink that has flowed into the
ヘッドチップ11は、ここでは、第1基板111と、第2基板112と、第3基板113とが積層されている。第1基板111は、上記の個別供給流路1111と、共通回収流路1112とを有する。第2基板112には、個別供給流路1111に連通するインク流路1121と、個別回収流路1122とが設けられている。第3基板113は、インク流路1121に連通するノズル1131を有するノズル基板である。共通回収流路1112と個別回収流路1122とが本実施形態の回収流路を構成している。また、インク流路1121は、本実施形態の個別供給流路に含まれる。
Here, in the
個別供給流路1111へ流入したインクには、図示略の加圧機構により個別供給流路1111(その一部であってもよい)の壁面が変形されることで、圧力変動が付与される。インクは、この圧力変動に応じてインク流路1121を経てノズル1131に送られてその開口から押し出され、圧力変動のパターン及び大きさに応じた液量のインク液滴が分離して吐出される。壁面の変動には、例えば、ピエゾ素子といった電気機械変換素子が用いられて、当該電気機械変換素子に駆動電圧波形パターンが印加されることで吐出が制御される。
The ink flowing into the individual
インク流路1121の最下部には、第3基板113の上面を一壁面とする個別回収流路1122がX方向について両側に分岐している。個別回収流路1122は、Z方向に折れ曲がって第2基板112を貫通し、それぞれ第1基板111の3本の共通回収流路1112のうちの2本に合流する。共通回収流路1112は、それぞれ、Y方向に沿って延在し、端部付近で排出管15へと連通する。なお、共通排出流路123が連通する排出管15と、共通回収流路1112が連通する排出管15とは、別個であってもよいが、最終的に外部のインクタンクに流入する前に合流してもよい。
At the bottom of the
インクジェットヘッド10内のインクは、ノズル1131からのインク吐出がない場合でも、各個別回収流路1122及び共通排出流路123で平均的に所定の流速(流量)でインクがインク流路1121から共通回収流路1112へ流れるように供給及び回収(排出)が行われる。これに応じて、共通回収流路1112におけるインクの流速も概ね定まった速度となる。インク周辺のヘッドチップ11及びマニフォールド12の温度に偏りがある場合、流れるインクが熱の流れを促進するので、このインクの流れに従ってY方向に温度が平滑化されやすい。
The ink in the
すなわち、上記インクジェットヘッド10の構成では、インクジェットヘッド10の駆動状況などによりヘッドチップ11の発熱に偏りが生じた場合や、キャリッジ40や外気との温度差によって外部への放熱に偏りが生じている場合でも、熱伝導部材16がヘッドチップ11の温度の偏りを解消するように速やかに熱を伝えるので、ヘッドチップ11に温度の偏りが生じにくい。
That is, in the configuration of the
[変形例1]
図3は、インクジェットヘッド10の変形例1について説明する図である。
上述のように、熱伝導部材16により理想的にはヘッドチップ11の周囲が均一な温度となるが、実際の熱伝導部材16の熱伝導率は有限であるので、完全に均一にはなりづらく、特に、熱伝導率の高いキャリッジ40の温度が低い場合には、両端からの放熱量が顕著に増大し、両端の温度が中央よりも多少低くなりやすい。そこで、変形例1のインクジェットヘッド10では、熱伝導部材16に加えて、加熱部17が、Y方向について中央から両端に向かうほど加熱量が大きくなるように加熱(発熱)動作する。このような不均一な加熱は、単純に両端の加熱量が大きくなるように電熱線が配置されて得られるものであってもよいし、両端と中央部とで別個に電流、電圧又は動作時間を異ならせる駆動制御、すなわち、電力消費(発熱)量を異ならせることで得られてもよい。発熱量は、図3に示したように、連続的に中央で少なくなるものであってもよいし、2段階以上の複数段階のステップ状に変化するものであってもよい。この構成を追加することにより、熱伝導部材16によるヘッドチップ11の周囲の温度をより均一に近づけることができる。
[Modification 1]
FIG. 3 is a diagram illustrating a modification 1 of the
As described above, the heat
[変形例2、3]
図4は、インクジェットヘッド10の変形例2(図4(a))及び変形例3(図4(b))を示す底面図である。
上述のように、Y方向について中央付近での加熱部17の加熱量を低減させる代わりに又は加えて、このインクジェットヘッド10では、熱伝導部材16のY方向について中央付近にヘッドチップ11に平行して、すなわちY方向に沿って空隙部161が設けられている。空隙部161の複数の空隙(熱伝導部材16の貫通孔)の内側は空気であり、すなわち、熱伝導部材16の熱伝導率よりもはるかに熱伝導率が小さい。したがって、この部分では、加熱部17の熱がまっすぐにヘッドチップ11に到達せず、空隙部161を迂回して到達することになる。したがって、特に、熱伝導部材16が保持部13の底板など(一部)である場合には、熱伝導率の有限性に応じてヘッドチップ11のY方向中央付近における加熱量が効果的に低減される。これにより、両端での放熱の大きさとバランスして、ヘッドチップ11の全体の温度むらが低減される。
[Modifications 2 and 3]
FIG. 4 is a bottom view showing a modification 2 (FIG. 4 (a)) and a modification 3 (FIG. 4 (b)) of the
As described above, instead of or in addition to reducing the heating amount of the
一方、熱伝導部材16のサイズ及び熱伝導率、並びにキャリッジ40への放熱量の関係性に応じて、上記変形例2とは反対に、熱伝導部材16のY方向両端と保持部13との接触位置との間に空隙部161aを設けることも考えられる。これにより、熱伝導部材16とヘッドチップ11のY方向両端付近との接触位置近傍から直接熱がキャリッジ40へ流れることが抑制される一方で、熱伝導部材16のX方向両側面が略均等に加熱される。したがって、空隙部161aよりもY方向両端側での温度低下の影響がヘッドチップ11のY方向両端付近に伝わりにくくなり、ヘッドチップ11の温度低下を低減させることができる。
On the other hand, depending on the relationship between the size and thermal conductivity of the heat
[変形例4]
図5は、インクジェットヘッド10の変形例4について説明する正面図である。
この変形例4のインクジェットヘッド10では、加熱部17bがヘッドチップ11及びマニフォールド12の周囲を完全に覆っておらず、Y方向について中央付近に切れ目がある。上述のように、ヘッドチップ11のY方向について中央付近よりも両端付近でキャリッジ40への放熱により温度が低下しやすいので、中央付近は両側から熱伝導部材16を介して加熱することで加熱と放熱のバランスを取り、ヘッドチップ11の温度むらを低減させてもよい。
[Modification 4]
FIG. 5 is a front view illustrating a modification 4 of the
In the
いずれの変形例の場合であっても、実際のヘッドチップ11における温度のむらは、外気温(室温)、キャリッジ40の温度、各ノズル1131の使用頻度などに応じて定まる。インクジェット記録装置(インクジェットヘッド10)が位置する室内の温度が高く、長時間高頻度でノズル1131が利用されていると、キャリッジ40の温度も上昇するので、キャリッジ40への放熱が小さくなり、温度勾配がなくなったりむしろキャリッジ40の温度の方が高くなったりする場合もある。変形例3では、キャリッジ40との熱のやり取りを抑制するので、キャリッジ40の温度に影響を受けづらい。一方で、他の例の場合には、安定してキャリッジ40の温度が上昇した場合には、熱伝導部材16の温度も全体が上昇しやすいので、大きな温度むらは生じずらい。また、いずれの場合でもインクジェット記録装置の制御部の制御動作により、加熱部17の加熱動作が調整されて適切な温度範囲に調整されればよい。
In any of the modified examples, the temperature unevenness in the
以上のように、本実施形態のインクジェットヘッド10は、一の面(底面)に複数のノズル開口を有するヘッドチップ11と、ヘッドチップ11の底面の周囲に位置し、当該ヘッドチップ11と接触している熱伝導部材16と、熱伝導部材を加熱する加熱部17と、を備える。このように、従来の保持部13(の他の部分)などよりも熱伝導率の高い熱伝導部材16を介した熱流によりヘッドチップ11の周囲の熱伝導性を従来よりも上昇させることで、キャリッジ40への放熱などの局所的な条件の違いにより生じやすい温度むらを低減させる。したがって、インクジェットヘッド10では、より容易にノズル開口付近の温度の均一性を高めることができる。
As described above, the
また、熱伝導部材16は、ヘッドチップ11の底面の外周に環状に接している。すなわち、熱伝導部材16によりヘッドチップ11の全体が囲まれて接していることで、ヘッドチップ11全体の温度むらをより確実に低減させることができる。
Further, the heat
また、加熱部17は、ヘッドチップ11の底面の外周よりも外側で熱伝導部材16に環状に接している。すなわち、加熱部17の熱は、ヘッドチップ11を直接加熱せず、熱伝導部材16を介してヘッドチップ11に伝わることで、ヘッドチップ11は、熱伝導部材16の温度に応じてむらの少ない加熱が可能となる。
Further, the
また、熱伝導部材16は、ヘッドチップ11の長手方向に沿って空隙部161を有する。熱伝導部材16の熱伝導率は無限に高くはならないので、多少のむらは残りやすい。特に、保持部13がキャリッジ40に固定されてキャリッジ40との間での熱のやり取りが大きいヘッドチップ11の長手方向両端付近では、キャリッジ40の温度が低い場合に放熱が大きくなって温度が低下しやすい。そこで、空隙部161をヘッドチップ11の長手方向に沿って特に中央付近に熱伝導部材16のない空隙を設けることで、温度の下がりにくい中央付近へ短距離で熱が伝わるのを若干抑制し、また、温度の下がりやすい両端側へ熱が流れやすくする。キャリッジ40の温度がヘッドチップ11の温度程度まで上昇すると、熱伝導部材16の温度や熱の流れも安定するので、中央付近の温度が顕著に低くなることは生じにくい。これにより、インクジェットヘッド10では、ヘッドチップ11のノズル開口付近における温度のばらつきを低減させることができる。特に、純アルミなどに比して熱伝導部材16の熱伝導率が低い場合には、この構成により効果的にヘッドチップ11付近の温度一様性を補うことができる。
Further, the heat
また、加熱部17は、熱伝導部材16の長手方向について中央から両端へ向かうほど加熱量が大きい。上記のように、特に、キャリッジ40の温度が低い場合に、ヘッドチップ11の長手方向両端付近での放熱が増加して温度が低下しやすい。したがって、ヘッドチップ11の長手方向両端付近での加熱量を中央の加熱量よりも多い加熱部17を用いることで、加熱と放熱をよりバランスさせて、温度むらを低減させることができる。また、この場合でも、熱伝導部材16内での熱の伝わりが速く、キャリッジ40への顕著な放熱が生じない中央付近へは速やかに熱が伝わるので中央付近の温度が顕著に低くなりにくい。
Further, the heating amount of the
また、インクジェットヘッド10は、熱伝導部材16の温度を直接又は近傍で計測するサーミスター18を備える。サーミスター18は、ヘッドチップ11の長手方向について中央で計測を行うように位置している。ヘッドチップ11の両端は、複数のヘッドチップ11の位置関係などに応じて温度が異なりやすく、ヘッドチップ11全体の温度を表さない場合がある。したがって、このインクジェットヘッド10では、ヘッドチップ11の中央付近1か所で温度計測を行うことで、容易に小さい温度むらの範囲でヘッドチップ11の温度を調整することができる。
Further, the
また、ヘッドチップ11は、複数のノズル1131へ各々インクを送る個別供給流路1111と、当該個別供給流路1111の途中からインクを回収する回収流路と、を備える。
回収流路は、複数の個別供給流路1111から各々分岐する個別回収流路1122と、複数の個別回収流路1122が合流する共通回収流路1112と、を有し、共通回収流路1112は、ヘッドチップ11の長手方向に沿って延在している。このように、加熱済みのインクが共通回収流路1112を通って長手方向にノズル開口面付近を流れるので、インクが熱を運ぶことにより長手方向についての温度分布がより一様化される。このような構成を更に有するインクジェットヘッド10では、更にヘッドチップ11の温度むらを低減することができる。
Further, the
The recovery flow path has an individual
また、本実施形態のインクジェット記録装置は、上記のインクジェットヘッド10を有する。このようなインクジェット記録装置では、上記の温度むらの低減により、より安定したインク吐出により均質な画像を得ることができる。
Further, the inkjet recording device of the present embodiment has the above-mentioned
なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施の形態では、熱伝導部材16がヘッドチップ11の周囲を完全に取り巻いてヘッドチップ11の全周で接しているものとして説明したが、必ずしも全周で環状に接している場合に限られない。熱伝導によりヘッドチップ11の温度むらが十分に低減可能な範囲で、部分的にヘッドチップ11の底面の外周に熱伝導部材16が接していない部分を有していてもよい。また、上記実施の形態では、ヘッドチップ11と熱伝導部材16とが直接接しているか又は熱伝導性の接合材を介して接合されているものとして説明したが、通常両者の間を埋める充填材などに比して十分に薄い接合材で接合されており、熱伝導を大きく妨げない場合には、当該接合材が熱伝導性でなくてもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
For example, in the above embodiment, it has been described that the heat
また、上記実施の形態では、熱伝導部材16がアルミニウムであるものとして説明したが、一般的に熱伝導率が高い(例えば、SUSなどよりも高い熱伝導率である)材質であって、保持部13(熱伝導部材16が保持部13の一部である場合には熱伝導部材16以外の部分)と比較して熱伝導率が高いものであれば、他の材質、例えば、シリコン、カーボン、窒化アルミニウムなどであってもよい。これらは、熱伝導性の向上に加え、線膨張係数がPZTと近いので、ヘッドチップ11やヘッドチップ11の接着部の耐久性を向上させることができる。
Further, in the above embodiment, the heat
また、上記実施の形態では、加熱部17は、熱伝導部材16の外周に接してこれを加熱したが、外周付近の裏面などに接していてもよい。
Further, in the above embodiment, the
また、上記変形例2では、ヘッドチップ11のX方向両側に空隙部161を有し、変形例3では、ヘッドチップ11のY方向両端外側に空隙部161aを有する場合について説明したが、これらは単なる空間ではなく、内部に熱伝導部材16と比較して熱伝導率の十分に低い樹脂やセラミック材などが位置していてもよい。
Further, in the above-mentioned modification 2, the case where the
また、上記実施の形態では、回収流路を有し、インクを循環させることの可能なインクジェットヘッド10であるものとして説明したが、これに限られない。また、回収流路を有する場合であっても、この流路の位置関係は上記実施の形態で示したものに限られない。共通回収流路1112がノズル開口面の近傍でY方向(長手方向)に延在していなくてもよい。
Further, in the above embodiment, the
また、サーミスター18による温度計測は、ヘッドチップ11に対して中央一箇所に限られなくてもよい。複数箇所で計測して動作制御に利用されてもよい。
Further, the temperature measurement by the
また、上記実施の形態では、1つのヘッドチップ11の周囲を熱伝導部材16が囲み、その周囲を加熱部17が囲むものとして説明したが、これに限られるものではない。複数のヘッドチップ11がまとめて囲まれてもよく、特に、長手方向に複数個のヘッドチップ11が並んでいる場合には、当該複数個のヘッドチップ11を内包するように単一の熱伝導部材16の外周が位置し、当該外周付近に沿って加熱部17が熱伝導部材16と接していてもよい。
その他、上記実施の形態で示した具体的な構成、処理動作の内容及び手順などは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。本発明の範囲は、特許請求の範囲に記載した発明の範囲とその均等の範囲を含む。
Further, in the above embodiment, the heat
In addition, the specific configuration, the content and procedure of the processing operation shown in the above embodiment can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. The scope of the present invention includes the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
10 インクジェットヘッド
11 ヘッドチップ
1111 個別供給流路
1111a 流入口
1112 共通回収流路
1121 インク流路
1122 個別回収流路
1131 ノズル
12 マニフォールド
121 共通供給流路
122 共通流路
123 共通排出流路
13 保持部
14 流入管
15 排出管
16 熱伝導部材
161、161a 空隙部
17、17b 加熱部
18 サーミスター
20 フィルター室
30 駆動基板
40 キャリッジ
10
Claims (8)
前記ヘッドチップの前記一の面の周囲に位置し、当該ヘッドチップと接触している熱伝導部材と、
前記熱伝導部材を加熱する加熱部と、
を備えることを特徴とするインクジェットヘッド。 A head tip with multiple nozzle openings on one surface,
A heat conductive member located around the one surface of the head chip and in contact with the head chip.
A heating unit that heats the heat conductive member,
An inkjet head characterized by being equipped with.
前記計測部は、前記ヘッドチップの長手方向について中央で計測を行うように位置していることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。 It is equipped with a measuring unit that measures the temperature of the heat conductive member.
The inkjet head according to any one of claims 1 to 5, wherein the measuring unit is located so as to perform measurement in the center in the longitudinal direction of the head chip.
前記回収流路は、複数の前記個別供給流路から各々分岐する個別回収流路と、複数の前記個別回収流路が合流する共通回収流路と、を有し、
前記共通回収流路は、前記ヘッドチップの長手方向に沿って延在していることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。 The head chip includes an individual supply flow path for sending ink to each of the plurality of nozzles, and a recovery flow path for collecting ink from the middle of the individual supply flow path.
The recovery flow path has an individual recovery flow path that branches from each of the plurality of individual supply flow paths, and a common recovery flow path in which the plurality of individual recovery flow paths merge.
The inkjet head according to any one of claims 1 to 6, wherein the common recovery flow path extends along the longitudinal direction of the head chip.
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