JP5302378B2 - インクジェットヘッド - Google Patents
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Description
[1]インクを収容し、インクを吐出するノズルを有する2以上の圧力室と、前記圧力室に連通し、前記圧力室に供給されるインクが流れるインク供給流路と、前記圧力室に連通し、前記圧力室から排出されたインクが流れるインク排出流路と、前記圧力室のそれぞれと、前記インク供給流路とを接続するインク入口流路と、前記圧力室のそれぞれと、前記インク排出流路とを接続するインク出口流路と、前記圧力室ごとに配置され、前記圧力室内のインクに圧力を加えるアクチュエータと、を有するインクジェットヘッドであって、
前記インク出口流路の内面の全面は凹凸を有し、
前記インク供給流路を流れるインクの流れ方向と、前記インク排出流路を流れるインクの流れ方向とは、互いに平行であって、かつ順方向であり、かつ前記2以上の圧力室は1つずつ、前記インク供給流路と前記インク排出流路とを並列に連通させているインクジェットヘッド。
[2]前記インク入口流路の内面は凹凸を有する、[1]に記載のインクジェットヘッド。
[3]前記凹凸は弾性部材からなる、[1]または[2]に記載のインクジェットヘッド。
[4]前記インク入口流路およびインク出口流路は直線状であり、前記インク入口流路と前記圧力室との接続部と、前記インク出口流路と前記圧力室との接続部とは対向し、前記インク入口流路を通過する直線は、前記インク出口流路も通過する、[1]〜[3]のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
[5]前記インク入口流路および前記インク出口流路は、それぞれ、前記圧力室に向けて流れるインクのエネルギー損失よりも、前記圧力室から流れ出るインクのエネルギー損失を大きくする形状に形成されている、[1]〜[4]のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
[6][1]〜[5]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装置。
本発明のインクジェットヘッドは、複数の圧力室を有するドロップオンデマンド型の圧電式インクジェットヘッドである。
圧力室は、インク入口流路を介してインク供給流路と連通し、インク供給流路から供給されたインクを収容するための空間である。1のインク供給流路に連通する圧力室の数の最大数は、通常1024個である。複数の圧力室は、通常、一列に配列され、圧力室同士は直接連通しない。また、隣接する圧力室同士の間隔は、50〜200μmである。
インク供給流路は、インク入口流路を介して圧力室に連通し、圧力室に供給されるインクが流れる流路である。インク供給流路は、外部からインクが供給されるインク導入口を有する。インク供給流路内を流れるインク供給量は、特に限定されず、数ml/minであっても、それ以上であってもよい。インク供給流路を流れるインクは、分配され、複数の圧力室のそれぞれに供給される。
インク排出流路は、インク出口流路を介して圧力室に連通し、圧力室から排出されたインクが流れる流路である。圧力室とインク排出流路とはインク出口流路によって接続されている。インク排出流路は、通常、インク供給流路へ、インクを供給するように接続される。インク排出流路は、外部にインクを排出するためのインク排出口を有していてもよい。また、インク排出流路内のインクの流れの方向は、通常、インク供給流路を流れるインクの流れの方向と平行である。
アクチュエータは、駆動電圧を含む制御信号を実際の動きに変換し、各圧力室内のインクに圧力を加える作動装置である。
インク入口流路は、インク供給流路と圧力室とを接続する流路であり;インク出口流路は圧力室とインク排出流路とを接続する流路である。より具体的には、インク入口流路は、インク供給流路と圧力室との間のインク流路のうち、横断面(インクの流れ方向に垂直な断面)の面積(以下単に「横断面積」とも称する)が、圧力室よりも小さい領域を意味し;インク出口流路は、圧力室とインク排出流路と圧力室との間のインク流路のうち、横断面積が圧力室よりも小さい領域を意味する。また、インク入口流路およびインク出口流路において、横断面積が最も小さい領域は「オリフィス」とも称される。
本発明のインクジェット装置は、前述のインクジェットヘッドを具備することを特徴とするが、それ以外は公知のインクジェット装置の部材を適宜有する。例えば、インクジェットヘッドを固定する部材や、インクを塗布する対象物を載置して移動するための移動ステージなどを有する。
図2は、実施の形態1のインクジェットヘッド100の斜視図を示す。図2に示されるようにインクジェットヘッド100は、インク供給流路101と、インク排出流路102と、複数の圧力室110と、を有する。また、インク供給流路101はインク導入口103を有する。インク排出流路102はインク排出口104を有する。
実施の形態1では、インク出口流路の内面のみが凹凸を有する形態について説明した。実施の形態2では、インク出口流路およびインク入口流路の内面が凹凸を有する形態について説明する。
実施の形態3では、インク入口流路及びインク出口流路の内面が特定の形状の凸部を有する形態について説明する。
本実施の形態におけるインクジェットヘッド400を図7A〜図7Cに示す。インクジェットヘッド400では、凸部409が、前記インク流路の平らな内壁面401を介さずに連続して配置されている。この点以外は、インクジェットヘッド400は、実施の形態3におけるインクジェットヘッド300と同様に構成されている。
本実施の形態におけるインクジェットヘッド500を図8A〜図8Cに示す。インクジェットヘッド500では、凸部509が、前記インク流路の平らな内壁面501と平行な水平部509cを傾斜部509aと拡幅部509bとの間にさらに有する。この点以外は、インクジェットヘッド500は、実施の形態4におけるインクジェットヘッド400と同様に構成されている。水平部509cは前述した直管部を構成している。
本実施の形態におけるインクジェットヘッド600を図9A〜図9Cに示す。インクジェットヘッド900は、前記凸部に代えて、前記インク流路中に島部609を有する。図9A及び9Bに示すように、インクジェットヘッド600は、前記インク流路中に、前記インク流路の軸方向に断続的に配置される複数の島部609を有する。島部609は、例えば、スペーサ123の掘削による前記インク流路の形成時に、島部609を残すように前記インク流路を掘削することによって形成することができる。
本実施の形態におけるインクジェットヘッド700を図10A及び図10Bに示す。インクジェットヘッド700は、実施の形態3における凸部309と実施の形態6における島部609との両方を有する。すなわち前記インク流路において、前記インク流路の軸方向に、圧力室110側から、島部609、凸部309、及び島部609が断続的に配置されている。この点以外は、インクジェットヘッド700は、実施の形態3におけるインクジェットヘッド300と同様に構成されている。
101 インク供給流路
102 インク排出流路
103 インク導入口
104 インク排出口
107 インク入口流路
107a 入口接続部
108 インク出口流路
108a 出口接続部
109 凹凸
110 圧力室
111 ノズル
113 アクチュエータ
120 ノズルプレート
121 天井プレート
123 スペーサ
130 振動板
301、401、501 内壁面
309、409、509 凸部
309a、409a、509a、609a 傾斜部
309b、409b、509b、609b 拡幅部
609 島部
Ax インク流路の軸に平行な線
r1 傾斜部の始端
r2 傾斜部の終端
s1 拡幅部の始端
s2 拡幅部の終端
Claims (6)
- インクを収容し、インクを吐出するノズルを有する2以上の圧力室と、
前記圧力室に連通し、前記圧力室に供給されるインクが流れるインク供給流路と、
前記圧力室に連通し、前記圧力室から排出されたインクが流れるインク排出流路と、
前記圧力室のそれぞれと、前記インク供給流路とを接続するインク入口流路と、
前記圧力室のそれぞれと、前記インク排出流路とを接続するインク出口流路と、
前記圧力室ごとに配置され、前記圧力室内のインクに圧力を加えるアクチュエータと、を有するインクジェットヘッドであって、
前記インク出口流路の内面の全面は凹凸を有し、
前記インク供給流路を流れるインクの流れ方向と、前記インク排出流路を流れるインクの流れ方向とは、互いに平行であって、かつ順方向であり、かつ
前記2以上の圧力室は1つずつ、前記インク供給流路と前記インク排出流路とを並列に連通させているインクジェットヘッド。 - 前記インク入口流路の内面は凹凸を有する、請求項1に記載のインクジェットヘッド。
- 前記凹凸は弾性部材からなる、請求項1に記載のインクジェットヘッド。
- 前記インク入口流路およびインク出口流路は直線状であり、
前記インク入口流路と前記圧力室との接続部と、前記インク出口流路と前記圧力室との接続部とは対向し、前記インク入口流路を通過する直線は、前記インク出口流路も通過する、請求項1に記載のインクジェットヘッド。 - 前記インク入口流路および前記インク出口流路は、それぞれ、前記圧力室に向けて流れるインクのエネルギー損失よりも、前記圧力室から流れ出るインクのエネルギー損失を大きくする形状に形成されている、請求項1に記載のインクジェットヘッド。
- 請求項1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装置。
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