JP5790453B2 - Liquid ejection device - Google Patents
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Description
本発明は、ノズルから液体を吐出する液体吐出装置に関する。 The present invention relates to a liquid ejecting apparatus that ejects liquid from a nozzle.
特許文献1には、共通液室(マニホールド)に接続された複数の圧力室内のインクにそれぞれ圧力を付与することによって、圧力室に連通するノズルからインクを吐出する記録ヘッドが記載されている。また、この記録ヘッドには、共通液室の1つの壁面に、複数の圧力室との接続を行うための複数の連通穴が形成されており、これら複数の連通穴が、共通液室の長さ方向に沿って配列されている。さらに、共通液室の上記壁面には、共通液室の長さ方向に沿って複数の連通穴にまたがって延びた溝が形成されている。そして、このような溝が形成されていることにより、マニホールド内の気泡が連通穴上に溜まった状態でも、上記溝から連通穴にインクが供給され、これにより、インクの供給不足が生じてしまうのを防止することができる。 Patent Document 1 describes a recording head that discharges ink from nozzles communicating with a pressure chamber by applying pressure to each of a plurality of pressure chambers connected to a common liquid chamber (manifold). Further, in this recording head, a plurality of communication holes for connecting to a plurality of pressure chambers are formed on one wall surface of the common liquid chamber, and the plurality of communication holes serve as the length of the common liquid chamber. It is arranged along the vertical direction. Furthermore, a groove extending across the plurality of communication holes along the length direction of the common liquid chamber is formed on the wall surface of the common liquid chamber. Since such a groove is formed, ink is supplied from the groove to the communication hole even when the air bubbles in the manifold are accumulated on the communication hole, thereby causing insufficient supply of ink. Can be prevented.
しかしながら、特許文献1に記載の記録ヘッドでは、連通穴上に溜まったインクが連通穴から圧力室側(個別液体流路内)に流れ込んでしまう虞がある。一方、気泡が連通穴から圧力室側に流れ込んでしまった場合には、例えば、ノズルをキャップで覆うとともに、キャップに接続されたポンプを駆動することで、ノズルから気泡をインクとともに吸引するなどして、流れ込んだ気泡を排出する必要がある。しかしながら、気泡を排出する際には、流れ込んだ気泡が大きいほど、気泡とともに排出されるインクの量が多くなってしまう。具体的には、上述したように、気泡をインクとともにノズルから吸引する場合には、連通穴に流れ込んだ気泡が大きいほど、ポンプの吸引圧力を大きくしたり、インクの吸引時間を長くしたりする必要があり、その結果、気泡とともに排出されるインクの量が多くなってしまう。 However, in the recording head described in Patent Document 1, there is a possibility that the ink accumulated on the communication hole flows into the pressure chamber side (inside the individual liquid channel) from the communication hole. On the other hand, when bubbles flow into the pressure chamber from the communication hole, for example, the nozzle is covered with a cap and the pump connected to the cap is driven to suck the bubble from the nozzle together with ink. Therefore, it is necessary to discharge the air bubbles that flowed in. However, when discharging bubbles, the larger the bubble that flows in, the greater the amount of ink discharged with the bubbles. Specifically, as described above, when the bubbles are sucked from the nozzle together with the ink, the suction pressure of the pump is increased or the suction time of the ink is increased as the bubbles flowing into the communication hole are larger. As a result, the amount of ink discharged along with the bubbles increases.
本発明の目的は、個別液体流路内に体積の大きな気泡が入り込みにくい液体吐出装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a liquid ejection device in which a large volume of bubbles is unlikely to enter an individual liquid channel.
第1の発明に係る液体吐出装置は、ノズルをそれぞれ有する複数の個別液体流路と、前記複数の個別液体流路に対して共通に設けられた共通液室と、を有するキャビティユニットを備え、前記複数の個別液体流路の前記共通液室との接続口は、所定の一方向に沿って配列されており、前記共通液室は、前記所定の一方向に沿って延びているとともに、前記所定の一方向に関する一端部から液体が供給され、前記複数の個別液体流路の前記接続口と前記共通液室とは、共通の隔壁によって隔てられており、前記隔壁には、その厚み方向に前記隔壁を貫通しているとともに、前記複数の個別液体流路の前記接続口にまたがって前記所定の一方向に沿って延びており、前記厚み方向から見て前記接続口と重なる部分において、前記接続口と前記共通液室とを接続する溝が形成されており、前記溝は、前記厚み方向から見て、前記接続口と重なる部分において他の部分よりも幅が狭くなっており、当該部分の壁が前記接続口の一部分を塞いでいることを特徴とする。 A liquid ejection apparatus according to a first invention includes a cavity unit having a plurality of individual liquid channels each having a nozzle and a common liquid chamber provided in common to the plurality of individual liquid channels, The connection ports of the plurality of individual liquid channels with the common liquid chamber are arranged along a predetermined direction, and the common liquid chamber extends along the predetermined direction, and Liquid is supplied from one end in a predetermined direction, the connection ports of the plurality of individual liquid channels and the common liquid chamber are separated by a common partition, and the partition has a thickness direction. In the portion that passes through the partition wall and extends along the predetermined direction across the connection ports of the plurality of individual liquid flow paths, and overlaps the connection port as viewed from the thickness direction, Common with connection port A groove is formed to connect the chamber, and the groove is narrower in width than the other part in a portion overlapping the connection port when viewed from the thickness direction, and the wall of the part is connected to the connection port It is characterized by blocking a part of
本発明によると、所定の一方向に延びた共通液室に、所定の一方向に関する一端部から液体が供給されると、共通液室には、上記一端部から反対側の端部に向かう液体の流れが生じ、所定の一方向に延びた溝内のインクにもこの方向の液体の流れが生じる。一方、共通液室の接続口近傍まで流れてきた気泡は、溝に入り込む。したがって、共通液室の接続口近傍まで流れて溝に入り込んだ気泡が、上記液体の流れにより、溝に沿って共通液室の一端部側から反対側の端部に向かって流れる。これにより、共通液室の接続口近傍に気泡が溜まりにくくなる。 According to the present invention, when liquid is supplied from one end in a predetermined direction to a common liquid chamber extending in a predetermined direction, the liquid is directed to the opposite end from the one end to the common liquid chamber. And a liquid flow in this direction also occurs in the ink in the groove extending in a predetermined direction. On the other hand, bubbles that have flowed to the vicinity of the connection port of the common liquid chamber enter the groove. Therefore, the air bubbles that have flowed to the vicinity of the connection port of the common liquid chamber and entered the groove flow along the groove from the one end portion side to the opposite end portion along the groove. This makes it difficult for bubbles to accumulate near the connection port of the common liquid chamber.
さらに、本発明によると、溝が、接続口と重なる部分において他の部分よりも幅が狭くなっており、当該部分の壁が接続口の一部分を塞いでいるため、接続口に滞留し得る気泡の体積は小さなものとなる。したがって、接続口から個別液体流路に気泡が流れ込んだとしても、その気泡は体積の小さいものとなり、容易に排出することができる。 Further, according to the present invention, the groove is narrower than the other portion in the portion overlapping the connection port, and the wall of the portion blocks a part of the connection port. The volume of is small. Therefore, even if bubbles flow into the individual liquid channel from the connection port, the bubbles have a small volume and can be easily discharged.
第2の発明に係る液体吐出装置は、第1の発明に係る液体吐出装置において、前記複数の個別液体流路は、それぞれ、前記ノズルに連通する圧力室と、前記圧力室と前記接続口との間に設けられており、流路断面積が部分的に小さくなった絞り流路と、をさらに有し、前記圧力室内の液体に圧力を付与するアクチュエータをさらに備え、前記接続口における、前記溝の壁によって塞がれていない部分の流路断面積が、前記絞り流路の流路断面積よりも大きくなっていることを特徴とする。 The liquid ejection device according to a second aspect is the liquid ejection device according to the first aspect, wherein the plurality of individual liquid flow paths are respectively a pressure chamber communicating with the nozzle, the pressure chamber, and the connection port. And a throttle channel having a partially reduced channel cross-sectional area, and further comprising an actuator for applying pressure to the liquid in the pressure chamber , The channel cross-sectional area of the portion not blocked by the groove wall is larger than the channel cross-sectional area of the throttle channel.
溝の幅が狭くなった部分の壁により接続口の一部分が塞がれると、接続口の流路断面積は小さくなる。一方、アクチュエータにより圧力室内の液体に圧力を付与することによって、ノズルから液体を吐出させる場合、ノズルからの液体の吐出特性は、共通液室の出口からノズルに至る液体流路のうち、流路断面積が最も小さい部分の流路断面積に最も大きく依存する。したがって、本発明によると、接続口の流路断面積が小さくなっていても、絞り流路の流路断面積よりも大きい範囲であれば、ノズルからの液体の吐出特性に与える変動を小さくすることができる。なお、流路断面積とは、共通液室からノズルに向かって流れる液体の流れの方向と直交する断面の断面積のことである。 When a part of the connection port is blocked by the wall of the portion where the width of the groove is narrowed, the flow path cross-sectional area of the connection port is reduced. On the other hand, when the liquid is discharged from the nozzle by applying pressure to the liquid in the pressure chamber by the actuator, the discharge characteristic of the liquid from the nozzle is the flow path among the liquid flow paths from the outlet of the common liquid chamber to the nozzle. It depends most greatly on the cross-sectional area of the channel where the cross-sectional area is the smallest. Therefore, according to the present invention, even if the flow path cross-sectional area of the connection port is small, if the flow cross-sectional area is larger than the flow path cross-sectional area of the throttle flow path, the fluctuation given to the liquid discharge characteristics from the nozzle is reduced. be able to. The channel cross-sectional area is a cross-sectional area of a cross section orthogonal to the direction of the liquid flow flowing from the common liquid chamber toward the nozzle.
第3の発明に係る液体吐出装置は、第1又は第2の発明に係る液体吐出装置において、前記溝は、前記厚み方向から見て、その幅が当該幅方向に関する前記接続口の長さよりも短い領域を有しており、この領域が、前記接続口と重なる部分に含まれていることを特徴とする。 A liquid ejection apparatus according to a third aspect is the liquid ejection apparatus according to the first or second aspect, wherein the groove has a width that is larger than a length of the connection port in the width direction when viewed from the thickness direction. It has a short region, and this region is included in a portion overlapping with the connection port.
第4の発明に係る液体吐出装置は、第1〜第3のいずれかの発明に係る液体吐出装置において、前記溝は、前記厚み方向から見て、前記接続口と重なる部分においてその幅方向に関する両側からくびれた形状となっていることにより、他の部分よりも幅が狭くなっており、前記幅方向に関する両側の壁が、前記接続口と重なっていることにより、前記接続口の一部分を塞いでいることを特徴とする。 A liquid ejection device according to a fourth invention is the liquid ejection device according to any one of the first to third inventions, wherein the groove is related to the width direction in a portion overlapping the connection port as seen from the thickness direction. The narrowed shape from both sides makes the width narrower than other parts, and the walls on both sides in the width direction overlap the connecting port, thereby blocking a part of the connecting port. It is characterized by being.
本発明によると、溝の個別液体流路と重なる部分が、その幅方向に関する両側からくびれた形状となっていることで他の部分よりも幅が狭くなっているため、接続流路の幅の狭くなった部分を気泡が流れやすくなる。これにより、接続流路の幅の狭くなった部分に気泡がさらに溜まりにくくなる。 According to the present invention, the portion of the groove that overlaps the individual liquid flow path has a shape narrowed from both sides with respect to the width direction, and thus the width is narrower than the other parts. Air bubbles easily flow through the narrowed part. As a result, bubbles are less likely to accumulate in the narrowed portion of the connection channel.
第5の発明に係る液体吐出装置は、前記複数の個別液体流路の前記ノズルは、前記所定の一方向に沿って配列された、2列のノズル列を形成しており、前記接続口は、前記2列のノズル列に対応して、前記所定の一方向に沿って2列に配置されており、前記溝は、2列に配置された前記接続口に対応して、前記所定の一方向に沿って2列設けられていることを特徴とする。 In the liquid ejection apparatus according to a fifth aspect of the invention, the nozzles of the plurality of individual liquid flow paths form two nozzle rows arranged along the predetermined one direction, and the connection port is The two nozzle rows are arranged in two rows along the predetermined direction, and the grooves correspond to the connection ports arranged in two rows. Two rows are provided along the direction.
第6の発明に係る液体吐出装置は、第1の発明に係る液体吐出装置において、前記溝が、複数の接続口と重なる部分において、それぞれ、前記所定の一方向に互いに離隔した2つの領域に分割されていることにより、前記複数の接続口が、それぞれ、前記2つの領域と接続されていることを特徴とする。 The liquid ejection device according to a sixth aspect of the invention is the liquid ejection device according to the first aspect of the invention, wherein the groove overlaps a plurality of connection ports, and is divided into two regions separated from each other in the predetermined direction. By being divided, the plurality of connection ports are connected to the two regions, respectively.
本発明によると、接続口が、溝の互いに分割された2つの領域と接続されているため、接続口と一方の領域との接続部分に気泡が溜まった場合でも、接続口と他方の領域との接続部分から個別液体流路に液体が供給される。なお、この場合には、接続流路の個別液体流路と重なる部分は、接続流路の隔壁が設けられることによって幅が0になっており、他の部分よりも幅が狭くなっている。 According to the present invention, since the connection port is connected to the two regions of the groove that are divided from each other, even if bubbles accumulate in the connection portion between the connection port and one region, the connection port and the other region The liquid is supplied to the individual liquid channel from the connecting portion. In this case, the portion of the connection channel that overlaps the individual liquid channel has a width of 0 due to the provision of the partition wall of the connection channel, and is narrower than the other portions.
本発明によれば、所定の一方向に延びた共通液室に、所定の一方向に関する一端部から液体が供給されると、共通液室には、上記一端部から反対側の端部に向かう液体の流れが生じ、所定の一方向に延びた溝内のインクにもこの方向の液体の流れが生じる。一方、共通液室の接続口近傍まで流れてきた気泡は、溝に入り込む。したがって、共通液室の接続口近傍まで流れて溝に入り込んだ気泡が、上記液体の流れにより、溝に沿って共通液室の一端部側から反対側の端部に向かって流れる。これにより、共通液室の接続口近傍に気泡が溜まりにくくなる。 According to the present invention, when a liquid is supplied from one end in one predetermined direction to a common liquid chamber extending in one predetermined direction, the common liquid chamber is directed from the one end to the opposite end. A liquid flow occurs, and a liquid flow in this direction also occurs in the ink in the groove extending in a predetermined direction. On the other hand, bubbles that have flowed to the vicinity of the connection port of the common liquid chamber enter the groove. Therefore, the air bubbles that have flowed to the vicinity of the connection port of the common liquid chamber and entered the groove flow along the groove from the one end portion side to the opposite end portion along the groove. This makes it difficult for bubbles to accumulate near the connection port of the common liquid chamber.
さらに、本発明によると、溝が、接続口と重なる部分において他の部分よりも幅が狭くなっており、当該部分の壁が接続口の一部分を塞いでいるため、接続口に気泡が溜まったとしても、その気泡の体積は小さなものとなる。したがって、接続口から個別液体流路に気泡が流れ込んだとしても、その気泡は体積の小さいものとなり、容易に排出することができる。 Further, according to the present invention, the groove is narrower in width than the other part in the part overlapping the connection port, and the wall of the part blocks a part of the connection port, so that bubbles accumulate in the connection port. Even so, the volume of the bubbles is small. Therefore, even if bubbles flow into the individual liquid channel from the connection port, the bubbles have a small volume and can be easily discharged.
[第1実施形態]
以下、本発明の好適な第1実施形態について説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, a preferred first embodiment of the present invention will be described.
図1に示すように、第1実施形態に係るプリンタ1は、キャリッジ2、インクジェットヘッド3(液体吐出装置)、用紙搬送ローラ4、吸引キャップ5、吸引ポンプ6などを備えている。キャリッジ2は、ガイドバー7に沿って走査方向(図1の左右方向)に往復移動する。インクジェットヘッド3は、キャリッジ2に搭載されており、その下面に形成された複数のノズル15(図2参照)からインクを吐出する。用紙搬送ローラ4は記録用紙Pを走査方向と直交する紙送り方向(図1の手前方向)に搬送する。
As shown in FIG. 1, the printer 1 according to the first embodiment includes a
そして、プリンタ1においては、用紙搬送ローラ4により紙送り方向に搬送される記録用紙Pに、キャリッジ2とともに走査方向に移動するインクジェットヘッド3からインクを吐出することによって、記録用紙Pに印刷を行う。
In the printer 1, printing is performed on the recording paper P by ejecting ink from the
吸引キャップ5は、キャリッジ2が記録用紙Pと対向する領域よりも図1の左側の位置まで移動した状態で、ノズル15が開口するインクジェットヘッド3の下面と対向する位置に配置されており、図示しない昇降機構により昇降可能となっている。そして、吸引キャップ5とインクジェットヘッド3とが対向している状態で、吸引キャップ5を上昇させると、複数のノズル15が開口したインクジェットヘッド3の下面が吸引キャップ5に覆われる。吸引ポンプ6は、チューブ8を介して吸引キャップ5と接続されている。
The suction cap 5 is disposed at a position facing the lower surface of the
そして、プリンタ1においては、複数のノズル15が吸引キャップ5に覆われた状態で吸引ポンプ6を駆動することにより、ノズル15及び後述のダミーノズル16から、インクジェットヘッド3内のインクをインク中の気泡や異物などとともに排出させる、いわゆる吸引パージを行うことができる。なお、吸引パージによって排出されたインクなどは、図示しない廃液タンクに貯留される。
In the printer 1, by driving the
次に、インクジェットヘッド3について説明する。図2〜図4に示すように、インクジェットヘッド3は、後述するノズル15、圧力室10、マニホールド流路11等のインク流路が形成された流路ユニット21(キャビティユニット)と、圧力室10内のインクに圧力を付与するための圧電アクチュエータ22とを備えている。
Next, the
流路ユニット21は、キャビティプレート31、アパーチャプレート32、ベースプレート33、マニホールドプレート34、ノズルプレート35の5枚のプレートが上からこの順に積層されることによって形成されている。ここで、これらのプレート31〜35のうち、ノズルプレート35を除くプレート31〜34はステンレスなどの金属材料によって構成されており、ノズルプレート35は、ポリイミドなどの合成樹脂材料によって構成されている。あるいは、ノズルプレート35も他のプレート31〜34と同様、金属材料によって構成されていてもよい。
The flow path unit 21 is formed by laminating five plates of a
ノズルプレート35には、複数のノズル15が形成されている。複数のノズル15は、紙送り方向(所定の一方向)に沿って配列されていることにより、ノズル列9を形成しており、このようなノズル列9が、走査方向に2列に配列されている。また、ノズルプレート35には、各ノズル列9を構成するノズル15のうち、図2において最も上側に配置されたノズル15よりも図中上側の部分に、ダミーノズル16が形成されている。
A plurality of
キャビティプレート31には、複数のノズル15及びダミーノズル16に対応して、複数の圧力室10が形成されている。複数の圧力室10は、走査方向を長手方向とする略楕円の平面形状を有しており、平面視で、その長手方向に関する一方の端部が、対応するノズル15又はダミーノズル16と重なるように配置されている。
A plurality of
アパーチャプレート32には、複数の絞り流路12が形成されている。複数の絞り流路12は、アパーチャプレート32の略下半分に形成されており、各圧力室10の長手方向に関するノズル15及びダミーノズル16と反対側の端部と重なる部分から、走査方向に関するノズル15及びダミーノズル16と反対側(走査方向の内側)に延びている。また、絞り流路12は、圧力室10と重なる部分においてアパーチャプレート32を貫通しており、圧力室10と連通している。
A plurality of
また、アパーチャプレート32には、複数の絞り流路12の圧力室10と反対側の端部と連なる部分に、絞り流路12よりも幅(紙送り方向の長さ)が大きくなっているとともに、下方に開口した複数の接続口14が形成されており、これら複数の接続口14は、紙送り方向に沿って配列されている。また、アパーチャプレート32には、ノズル15及びダミーノズル16と重なる部分に複数の貫通孔13aが形成されている。
In addition, the
マニホールドプレート34には、マニホールド流路11(共通液室)が形成されている。マニホールド流路11は、平面視で複数の絞り流路12及び複数の接続口14と重なる領域にまたがって紙送り方向に延びている。マニホールド流路11には、紙送り方向に関する一端部(図2の下側の端部)に設けられたインク供給口20からインクが供給される。また、マニホールドプレート34には、複数の貫通孔13aと重なる部分に、複数の貫通孔13cが形成されている。
A manifold channel 11 (common liquid chamber) is formed in the
ベースプレート33は、アパーチャプレート32とマニホールドプレート34との間に配置されることにより、複数の絞り流路12及び複数の接続口14と、マニホールド流路11とをそれぞれ隔てる共通の隔壁となっている。また、ベースプレート33には、2つの溝19が形成されている。2つの溝19は、2つのノズル列9に対応して設けられており、ベースプレート33をその厚み方向に貫通しているとともに、各ノズル列9に対応する複数の接続口14にまたがって紙送り方向に沿って延びている。これにより、接続口14とマニホールド流路11とが、溝19の平面視で接続口14と重なる部分を介して接続されている。
The
さらに、溝19は、ノズル15に対応する接続口14と重なる部分において、その幅方向(走査方向)に関する両側からくびれた形状となっていることにより、他の部分よりも幅が狭くなっており、ベースプレート33の、溝19の幅が狭くなった部分の壁を形成する部分が、平面視で接続口14と重なる部分まで延びている。そして、これにより、接続口14の一部分が、溝19の壁によって塞がれている。このとき、溝19の壁によってその一部分が塞がれた接続口14の流路断面積(接続口14と溝19とが重なる領域(図4のハッチングを付した領域)の面積)は、絞り流路12の流路断面積(走査方向から見た断面の断面積)よりも大きくなっている。なお、流路断面積とは、接続口14からノズル15に向かって流れるインクの流れの方向と直交する断面の断面積のことである。
Furthermore, the
また、ベースプレート33には、複数の貫通孔13a、13cと重なる部分に複数の貫通孔13bが形成されている。そして、プレート32〜34に形成された互いに重なる3つの貫通孔13a〜13cにより、上下方向に延びたディセンダ流路13が形成されている。
The
そして、流路ユニット21においては、マニホールド流路11が、絞り流路12を介して圧力室10と連通しており、さらに、圧力室10は、ディセンダ流路13を介してノズル15又はダミーノズル16に接続されている。すなわち、流路ユニット21には、マニホールド流路11に接続される接続口14から絞り流路12、圧力室10及びディセンダ流路13を介してノズル15に至る複数の個別インク流路17と、マニホールド流路11に接続される接続口14から絞り流路12、圧力室10及びディセンダ流路13を介してダミーノズル16に至る2つのダミーインク流路18とが形成されている。そして、マニホールド流路11は、これら複数の個別インク流路17及びダミーインク流路18に対して共通に設けられたものとなっており、ダミーインク流路18の接続口14が、マニホールド流路11の、個別インク流路17の接続口14を挟んで、インク供給口20(マニホールド流路の一端部)と反対側の部分に接続されている。
In the flow path unit 21, the
また、各個別インク流路17及びダミーインク流路18は、絞り流路12において、流路断面積が部分的に小さくなっており、絞り流路12が流路断面積の最も最も小さな部分となっている。また、ダミーインク流路18は、例えば、ダミーノズル16の径がノズル15の径よりも大きくなっている、個別インク流路17よりも絞り流路12の高さが高くなっているなど、個別インク流路17よりも流路抵抗が小さくなっている。
In addition, each
圧電アクチュエータ22は、振動板41、圧電層42、共通電極43、複数の個別電極44などを備えている。振動板41は、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との混晶であるチタン酸ジルコン酸鉛を主成分とする圧電材料からなり、複数の圧力室10を覆うように、キャビティプレート31の上面に接合されている。なお、振動板41は、次に説明する圧電層42とは異なり、圧電材料以外の材料によって構成されていてもよい。
The piezoelectric actuator 22 includes a
圧電層42は、振動板41と同じ圧電材料からなり、振動板41の上面に複数の圧力室10にまたがって連続的に形成されている。共通電極43は、振動板41と圧電層42との間に、その全域にまたがって連続的に形成されている。共通電極43は、図示しないドライバICに接続されており、常にグランド電位に保持されている。
The
複数の個別電極44は、圧力室10よりも一回り小さい略楕円の平面形状を有しており、圧電層42の上面に、複数の個別インク流路17の圧力室10の略中央部と対向するように配置されている。また、個別電極44の長手方向に関するノズル15と反対側の端部は、圧力室10と対向しない部分まで延びており、その先端部が、図示しない配線部材との接続を行うための接続端子44aとなっている。そして、複数の個別電極44は、それぞれ、図示しない配線部材を介して、図示しないドライバICに接続されており、ドライバICにより、グランド電位及び所定の駆動電位(例えば、20V程度)のいずれかの電位が選択的に付与される。また、圧電層42の共通電極43と個別電極44とに挟まれた部分は、その厚み方向に分極されている。
The plurality of
ここで、圧電アクチュエータ22を駆動して、ノズル15からインクを吐出する方法について説明する。インクジェットヘッド3においては、予め、全ての個別電極44がグランド電位に保持されている。そして、ある個別電極44の電位を、グランド電位から駆動電位に切り替えると、当該個別電極44と共通電極43との間に電位差が生じ、この電位差により、圧電層42の当該個別電極44と共通電極43とに挟まれた部分に厚み方向の電界が生じる。この電界の向きは、圧電層42の分極の向きと平行であるので、圧電層42のこの部分は、分極方向と直交する水平方向に収縮し、これにより、振動板41及び圧電層42の圧力室10と対向する部分が全体として圧力室10側に凸となるように変形する。その結果、圧力室10の容積が小さくなって、圧力室10内のインクの圧力が上昇し、圧力室10に連通するノズル15からインクが吐出される。
Here, a method of discharging the ink from the
なお、ダミーインク流路18の圧力室10に対しては個別電極44が設けられていないため、ダミーノズル16からはインクが吐出されない。
In addition, since the
ここで、インク供給口20からマニホールド流路11に供給されるインクには、気泡などが混入していることがあり、マニホールド流路11内には、気泡が存在することがある。そして、この気泡が個別インク流路17に流れ込んだ場合には、圧電アクチュエータ22を駆動したときのノズル15からのインクの吐出特性が変動してしまう。そのため、個別インク流路17に気泡が流れ込んだ場合には、上述の吸引パージによって個別インク流路17内の気泡インクとともに排出する。
Here, bubbles or the like may be mixed in the ink supplied from the
しかしながら、個別インク流路17に流れ込んだ気泡が大きい場合には、吸引パージにより気泡を排出させるために、吸引ポンプ6の吸引圧力を大きくしたり、吸引ポンプ6による吸引時間を長くしたりする必要があり、その結果、インクジェットヘッド3から気泡とともに排出されるインクの量が多くなってしまう。
However, when the bubbles flowing into the individual
これに対して、第1実施形態では、マニホールド流路11と複数の接続口14との隔壁となるベースプレート33に、複数の接続口14にまたがって、紙送り方向に沿って連続的に延びた溝19が形成されている。一方、マニホールド流路11には、紙送り方向に関する一端部(図2における下端部)に設けられたインク供給口20からにインクが供給されるため、マニホールド流路11には、矢印Rで示すように、インク供給口20と接続された一端部から他端部に向かう、図2における上向きのインクの流れが生じる。そして、このマニホールド流路11内のインクの流れにより、溝19内にも矢印Rで示す方向のインクの流れが生じる。
In contrast, in the first embodiment, the
したがって、マニホールド流路11の接続口14の近傍に流れてきた気泡は、溝19内に流れ込み、上述した溝19内のインクの流れによって、溝19に沿って矢印Rの方向に流れる。このため、接続口14から個別インク流路17に気泡が流れ込みにくい。
Therefore, the bubbles flowing near the
さらに、溝19は、接続口14と重なる部分において、他の部分よりも幅が狭くなっており、接続口14の一部分が溝19の壁によって塞がれているため、溝19の接続口14と重なる部分に滞留し得る気泡は、体積の小さなものとなる。したがって、接続口14から個別インク流路17に気泡が流れ込んだとしても、流れ込んだ気泡は体積の小さなものとなり、吸引パージにより気泡を容易に排出することができる。具体的には、吸引パージにおいて、吸引ポンプ6の吸引圧力を大きくしたり、吸引ポンプ6によるインクの吸引時間を長くしたりしなくても、個別インク流路17に流れ込んだ気泡を排出することができる。その結果、吸引パージによるインクの消費量を低減することができる。
Further, the
ここで、個別インク流路17に流れ込む気泡の体積を小さなものにするという目的だけを考えれば、溝19を、接続口14と重なる部分と同程度の一定の幅を有するものとすることも考えられる。しかしながら、第1実施形態では、そのようにはせず、溝19を、接続口14と重なる部分においてのみ幅が狭くなったものとしている。これは、接続口14と重ならない部分において、溝19の幅を広くすることにより、溝19内に十分なインクの流れを生じさせるためである。
Here, considering only the purpose of reducing the volume of bubbles flowing into the individual
また、第1実施形態では、接続口14の一部分が溝19の壁によって塞がれることにより、接続口14の流路断面積が小さくなっているが、接続口14の流路断面積は、絞り流路12の流路断面積よりは大きくなっている。このため、ノズル15からのインクの吐出特性は、個別インク流路17のうち、流路断面積が最も小さい部分である絞り流路12の流路断面積に最も大きく依存する。したがって、接続口14の一部分が溝19の壁によって塞がれることにより、接続口14の流路断面積が小さくなっていても、接続口14が溝19の壁によって塞がれないとした場合に対して、ノズル15からのインクの吐出特性が大きくは変動することはない。
In the first embodiment, a part of the
また、溝19が、接続口14と重なる部分においてその幅方向(走査方向)に関する両側からくびれた形状となっていることにより、他の部分よりも幅が狭くなっているため、溝19が、接続口14と重なる部分においてその幅方向に関する片側のみからくびれた形状となっている場合と比較して、溝19の幅が狭くなった部分を気泡が流れやすくなる。したがって、溝19の接続口14と重なる部分にさらに気泡が溜まりにくくなり、接続口14から個別インク流路17にさらに気泡が流れ込みにくくなる。
In addition, since the
また、第1実施形態では、接続口14が形成されたアパーチャプレート32、及び、溝19が形成された、接続口14とマニホールド流路11との隔壁を形成するベースプレート33を含む複数枚のプレート31〜35が互いに積層されることによって、マニホールド流路11や複数の個別インク流路17などが形成されている。このため、プレート31〜35を接合する際に、アパーチャプレート32とベースプレート33とが僅かにずれた状態で接合されてしまうことがある。
In the first embodiment, a plurality of plates including the
しかしながら、第1実施形態では、溝19の接続口14と重なる部分がその幅方向に関する両側からくびれた形状となっていることにより、溝19の幅方向に関する両側の壁が、それぞれ、接続口14の一部を塞いでいるため、アパーチャプレート32とベースプレート33とが走査方向にずれた状態で接合された場合でも、溝19の壁によってその一部分が塞がれた接続口14の流路断面積は、それほど大きく変動しない。
However, in the first embodiment, the portion of the
具体的に説明すると、アパーチャプレート32とベースプレート33とが位置ずれなく接合された場合には、接続口14と溝19とは、例えば、図5(a)に示すような位置関係になる。これに対して、アパーチャプレート32がベースプレート33に対して図2の右側にずれた状態で接合された場合には、図5(b)に示すように、溝19の図中右側の壁が接続口14を塞ぐ領域が増加するとともに、図中左側の壁が接続口14を塞ぐ領域が減少する。一方、これとは逆に、アパーチャプレート32がベースプレート33に対して図2の左側にずれた状態で接合された場合には、図5(c)に示すように、溝19の図中右側の壁が接続口14を塞ぐ領域が減少するとともに、図中左側の壁が接続口14を塞ぐ領域が増加する。したがって、アパーチャプレート32とベースプレート33とが走査方向にずれた状態で接合されても、接続口14の流路断面積は、それほど大きく変動しない。
More specifically, when the
なお、アパーチャプレート32とベースプレート33とが紙送り方向にずれた状態で接合される場合もあり、この場合には、溝19の壁によってその一部分が塞がれた接続口14の流路断面積が変動する。しかしながら、この場合には、全ての接続口14について、流路断面積が同程度変動するため、ノズル15間で、インクの吐出特性にばらつきが生じてしまうことはない。
In some cases, the
また、第1実施形態では、マニホールド流路11におけるインクの流れの方向(矢印Rで示す方向)に関して、ノズル15に対応する接続口14よりも下流側の部分に、ダミーインク流路18の接続口14が設けられているため、溝19に沿って流れる気泡は、最終的にダミーインク流路18に流れ込みやすい。
In the first embodiment, the dummy
ここで、ダミーインク流路18は、上述したように、個別インク流路17よりも流路抵抗が小さくなっているため、ダミーインク流路18に流れ込んだ気泡は、吸引パージにより効率よく排出することができる。
Here, as described above, since the dummy
[第2実施形態]
次に、本発明の好適な第2実施形態について説明する。ただし、第2実施形態は、その一部の構成が第1実施形態と異なるだけであるので、以下では、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
[Second Embodiment]
Next, a preferred second embodiment of the present invention will be described. However, in the second embodiment, only a part of the configuration is different from that of the first embodiment, and therefore only the parts different from the first embodiment will be described below.
第2実施形態では、図6に示すように、ベースプレート33に、溝19(図4参照)に代わって、溝51が形成されている。溝51は、溝19と同様、ベースプレート33をその厚み方向に貫通しているとともに、各ノズル列9に対応する複数の接続口14にまたがるように、紙送り方向に沿って延びているが、溝19とは異なり、接続口14と重なる領域において、それぞれ、2つの領域52に分割されている。これにより、接続口14は、これら2つの領域52とそれぞれ接続されているとともに、2つの領域52を隔てる壁53によってその一部分が塞がれている。言い換えれば、溝51は、2つの領域52の間の壁53となる部分において幅が0となっている。また、第2実施形態においても、壁53によってその一部分が塞がれた接続口14の流路断面積(接続口14と領域52とが重なる領域(図7のハッチングを付した領域)の面積)は、絞り流路12の流路断面積よりも大きくなっている。
In the second embodiment, as shown in FIG. 6, a
この場合にも、接続口14の一部分が、溝51の領域52を隔てる壁53によって塞がれていることにより、接続口14の流路断面積が小さくなり、個別インク流路17に気泡が流れ込んだとしても、その体積が小さなものとなり、吸引パージにより容易に排出することができる。
Also in this case, since a part of the
さらに、第2実施形態では、接続口14が、溝51の互いに分割された2つの領域52と接続されているため、接続口14と一方の領域52との接続部分に気泡が溜まった場合でも、接続口14と他方の領域52との接続部分から個別インク流路17にインクが供給される。したがって、個別インク流路17へのインクの供給不足が生じることを防止することができる。
Furthermore, in the second embodiment, since the
次に、第1、第2実施の形態に種々の変更を加えた変形例について説明する。ただし、第1、第2実施の形態と同様の構成については、適宜その説明を省略する。 Next, modified examples in which various changes are made to the first and second embodiments will be described. However, the description of the same configuration as that of the first and second embodiments will be omitted as appropriate.
第1実施形態では、溝19の接続口14と重なる部分が、その幅方向の両側からくびれた形状となっていることにより、他の部分よりも幅が狭くなっているとともに、溝19の幅方向に関する両側の壁が接続口14の一部を塞いでいたが、これには限られない。一変形例(変形例1)では、図7に示すように、溝19の接続口14と重なる部分が、その幅方向に関する片側(走査方向に関する内側)からのみくびれた形状となっていることにより、他の部分よりも幅が狭くなっているとともに、溝19の当該片側の壁のみが接続口14の一部を塞いでいる。
In the first embodiment, the portion of the
この場合でも、溝19は、接続口14と重なる部分において、他の部分よりも幅が狭くなっており、接続口14の一部分が、溝19の壁によって塞がれているため、上述の実施の形態と同様、接続口14から個別インク流路17に気泡が流れ込んだとしても、流れ込んだ気泡は体積の小さなものとなり、吸引パージにより容易に排出することができる。
Even in this case, the
ただし、この場合には、溝19の接続口14と重なる部分がその幅方向に関する両側からくびれた形状となっている場合に比べると、溝19の幅が狭くなった部分を気泡が流れにくく、溝19の接続口14と重なる部分に気泡が溜まりやすい。そのため、第1実施形態に比べれば、接続口14から個別インク流路17に気泡が流れ込みやすくなってしまう。
However, in this case, compared with the case where the portion overlapping the
また、この場合には、アパーチャプレート32とベースプレート33とが走査方向にずれた状態で接合されると、2つのノズル列9のうち、一方のノズル列9に対応する接続口14の流路断面積が増加するのに対して、他方のノズル列9に対応する接続口14の流路断面積が減少する。そのため、アパーチャプレート32とベースプレート33との走査方向のずれが大きい場合には、ノズル列9間で、ノズル15からインクの吐出特性がばらついてしまう虞がある。
Further, in this case, when the
なお、変形例1では、溝19の接続口14と重なる部分が、走査方向に関する内側からのみくびれた形状となっていたが、これとは逆に、溝19の接続口14と重なる部分が、走査方向に関する外側からのみくびれた形状となっていてもよい。
In Modification 1, the portion overlapping the
また、第1、第2実施の形態では、個別インク流路17とは別に、ダミーインク流路18が設けられており、ダミーインク流路18の流路抵抗が、個別インク流路17の流路抵抗よりも小さくなっており、また、ダミーインク流路18の圧力室10に対しては個別電極44が設けられていなかったが、これには限れない。
In the first and second embodiments, a dummy
すなわち、個別インク流路17とダミーインク流路18とが同じ構造を有しているなど、個別インク流路17の流路抵抗とダミーインク流路18の流路抵抗とが、同じとなっていてもよい。また、ダミーインク流路18は、個別インク流路17と同じ絞り流路12、圧力室10、ディセンダ流路13を備えたものであることにも限られず、マニホールド流路11とダミーノズル16とを接続する他の構造を有するものであってもよい。
That is, the channel resistance of the
また、ダミーインク流路18の圧力室10に対しても個別電極44が設けられていてもよい。ただし、ダミーノズル16からはインクを吐出しないので、ダミーインク流路18に対応する個別電極44は、常にグランド電位に保持されており、上記駆動電位は付与されない。さらには、ダミーインク流路18は設けられていなくてもよい。
An
また、第1、第2実施の形態では、接続口14が形成されたアパーチャプレート32、及び、溝19、51が形成されたベースプレート33を含む5枚のプレート31〜35が互いに積層されることによって、マニホールド流路11や個別インク流路17などの流路を有する流路ユニット21が形成されていたが、これには限られない。例えば、4枚以下あるいは6枚以上のプレートが積層されることによって流路ユニット21が形成されていてもよい。あるいは、流路ユニット21は、複数枚のプレートが積層された構造以外の構造を有するものであってもよい。
In the first and second embodiments, the five
また、第1、第2実施形態では、溝19の壁や壁53によってその一部分が塞がれた接続口14の流路断面積が、絞り流路12の流路断面積よりも大きくなっていたが、接続口14の流路断面積は、絞り流路12の流路断面積以下であってもよい。ただし、この場合には、接続口14において、個別インク流路17の流路断面積が最も小さくなるため、接続口14が溝19の壁によりどの程度塞がれるかによって、ノズル15からのインクの吐出特性が大きく異なってくる。そのため、接続口14が溝19の壁によりどの程度塞がれるかに応じて、駆動電位を調整するなどする必要がある。
In the first and second embodiments, the channel cross-sectional area of the
また、第1実施形態では、溝19が、各ノズル列9の複数の接続口14にまたがって連続的に延びていたが、これには限られず、溝19が、いずれかの隣接する接続口14の間において2つの領域に分割されていてもよい。
In the first embodiment, the
また、第1、第2実施形態では、いわゆる吸引パージにより、ノズル15やダミーノズル16からインクを気泡や異物などとともに排出させたが、これには限られない。例えば、マニホールド流路11よりも上流側のインク流路内にインクに正の圧力を付与する、いわゆる押しパージによって、ノズル15やダミーノズル16からインクを気泡や異物とともに排出させてもよい。
In the first and second embodiments, ink is discharged from the
また、以上では、圧電アクチュエータ22により圧力室10内のインクに圧力を付与することによって、ノズル15からインクを吐出させるインクジェットヘッドに本発明を適用した例について説明したが、圧電アクチュエータ以外のアクチュエータによりインクに吐出エネルギーを付与することによってノズルからインクを吐出させるインクジェットヘッドに本発明を適用することも可能である。さらには、ノズルからインク以外の液体を吐出するインクジェットヘッド以外の液体吐出装置に本発明を適用することも可能である。
In the above description, an example in which the present invention is applied to an ink jet head that discharges ink from the
3 インクジェットヘッド
10 圧力室
11 マニホールド流路
12 絞り流路
14 接続口
15 ノズル
16 ダミーノズル
17 個別インク流路
18 ダミーインク流路
19 溝
21 流路ユニット
32 アパーチャプレート
33 ベースプレート
51 溝
52 領域
53 壁
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記複数の個別液体流路の前記共通液室との接続口は、所定の一方向に沿って配列されており、
前記共通液室は、前記所定の一方向に沿って延びているとともに、前記所定の一方向に関する一端部から液体が供給され、
前記複数の個別液体流路の前記接続口と前記共通液室とは、共通の隔壁によって隔てられており、
前記隔壁には、その厚み方向に前記隔壁を貫通しているとともに、前記複数の個別液体流路の前記接続口にまたがって前記所定の一方向に沿って延びており、前記厚み方向から見て前記接続口と重なる部分において、前記接続口と前記共通液室とを接続する溝が形成されており、
前記溝は、前記厚み方向から見て、前記接続口と重なる部分において他の部分よりも幅が狭くなっており、当該部分の壁が前記接続口の一部分を塞いでいることを特徴とする液体吐出装置。 A plurality of individual liquid passages each having a nozzle, and a common liquid chamber provided in common to the plurality of individual liquid passages, and a cavity unit,
Connection ports with the common liquid chambers of the plurality of individual liquid flow paths are arranged along a predetermined direction,
The common liquid chamber extends along the predetermined direction, and liquid is supplied from one end of the predetermined direction,
The connection ports of the plurality of individual liquid channels and the common liquid chamber are separated by a common partition,
The partition wall penetrates the partition wall in the thickness direction, and extends along the predetermined direction across the connection ports of the plurality of individual liquid flow paths, as viewed from the thickness direction. In the portion that overlaps the connection port, a groove that connects the connection port and the common liquid chamber is formed,
The groove is narrower in width than the other part in a portion overlapping with the connection port when viewed from the thickness direction, and a wall of the part blocks a part of the connection port. Discharge device.
前記ノズルに連通する圧力室と、
前記圧力室と前記接続口との間に設けられており、流路断面積が部分的に小さくなった絞り流路と、をさらに有し、
前記圧力室内の液体に圧力を付与するアクチュエータをさらに備え、
前記接続口における、前記溝の壁によって塞がれていない部分の流路断面積が、前記絞り流路の流路断面積よりも大きくなっていることを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。 Each of the plurality of individual liquid channels is
A pressure chamber communicating with the nozzle;
A throttle channel which is provided between the pressure chamber and the connection port and has a partially reduced channel cross-sectional area;
An actuator for applying pressure to the liquid in the pressure chamber;
2. The liquid according to claim 1, wherein a flow path cross-sectional area of a portion of the connection port that is not blocked by the groove wall is larger than a flow path cross-sectional area of the throttle flow path. Discharge device.
前記接続口は、前記2列のノズル列に対応して、前記所定の一方向に沿って2列に配置されており、The connection ports are arranged in two rows along the predetermined direction corresponding to the two nozzle rows,
前記溝は、2列に配置された前記接続口に対応して、前記所定の一方向に沿って2列設けられていることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の液体吐出装置。 5. The groove according to claim 1, wherein the groove is provided in two rows along the predetermined one direction, corresponding to the connection ports arranged in two rows. Liquid ejection device.
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