JP6516612B2 - 液体吐出ヘッド及び液体吐出装置 - Google Patents
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Description
本発明の別の目的は、高速記録への要求から吐出口の数が多く高流量のインク供給が必要な場合であっても液体吐出ヘッドにおける吐出口のメニスカス振動を確実に減衰させ、高品位で高速な記録が可能である液体吐出装置を提供することにある。
図1は、本発明の第1の実施形態に基づくインク等の液体を吐出する液体吐出ヘッドの部品構成と組み立てとを示し、図2は組み立て完了後の液体吐出ヘッドを示している。この液体吐出ヘッド100は、液体吐出装置に設けられるものであって、吐出口におけるメニスカス振動を確実に減衰できるようにしたものである。以下では、液体吐出ヘッド100がインクジェット記録ヘッドとして構成されているものとするが、本発明に基づく液体吐出ヘッドは、インクジェット記録ヘッド以外の用途にも使用し得るものである。まず、メニスカス振動を減衰させるための構成を説明する前に、液体吐出ヘッド100の全体についての概略を説明する。図示される液体吐出ヘッド100は、記録用の液体として、例えば、黒色(ブラック)のインクと、黒色以外の6色のカラーインクを吐出するものである。黒色インク及びカラーインクを総称して記録液と称する。
図3において、液体タンク1が、タンクシールゴム6に対して押さえつけられて、流路ユニット3の筐体3aの内底面に固定されている。液体タンク1内の記録液は、液体吐出ヘッド100内を減圧または液体タンク内を加圧することによって、液体吐出ヘッド100に導入される。まず記録液は、筐体3aの内底面に設けられた貫通孔から、筐体3a及び流路プレート3bにより形成された液体通路7に供給される。記録液は直線状の液体通路7の中央部分に供給されるようになっており、この供給位置から見て液体通路7の両端に向けて記録液が分岐することなり、記録液の導入位置から見て液体通路7は相互に反対方向に分岐することとなる。液体通路7の両端の出口は、それぞれ、分岐した記録液を支持部材10に供給するための出口33a,33bとなっている。流路プレート3bに2つの出口33a,33bが形成されることに対応して、支持部材10にも2つの液室4a,4bが設けられている。吐出口列5の方向に沿って液室4a,4bは連続して配置しているが、支持基板10において両方の液室4a,4bの間に記録素子基板2に対して突出する部分が存在することにより、液室4a,4bは相互に分離している。出口33a,33bを介して流路プレート3bから流れ出し支持部材10に供給された記録液は、矢印で示す経路11a,11bにしたがって、液室4a,4bにそれぞれ充填される。支持部材10に設けられた入口は、液室4a,4bに対する記録液の流入口となるので、それぞれ流入口13a,13bと呼ぶ。流入口13a,13bは、ジョイント部材9の開口9a,9b内で、出口33a,33bに対してほぼ正対しているが、出口33a,33bと流入口13a,13bの間には、後述するバッファ室14a〜14dに連通するための隙間が形成されている。流入口13a,13bの内直径は、出口33a,33bの内直径に比べてほぼが若干大きくなっている。
図5は、本発明の第2の実施形態に基づく液体吐出ヘッドの部品構成と組み立てとを示している。第1の実施形態では、黒色インクに関して支持部材10に2つの液室4a,4bが設けられていたが、第2の実施形態では、黒色インクに関して支持部材10には単一の液室しか設けられていない。そのため、流路ユニット3における黒色インク用の液体通路7も分岐しておらず、液体通路7の出口33は1つしか設けられていない。これらに応じて本実施形態では、図5に示すように、第1の実施形態とは、筐体3a、流路プレート3b及びジョイント部材9の形状が一部異なっている。図6は、第2の実施形態の液体吐出ヘッドをさらに詳しく説明するためのものである。図6(a)は、液体タンク1から吐出口列5に至るまでの黒色インクの流れを説明する断面図であり、図6(b)は図6(a)のB−B’線での断面図である。ここでは、説明を簡単にするため、筐体3aのうち、液体タンク1の側面部分に位置する部分は図示していない。
第3の実施形態の液体吐出ヘッドは、第1の実施形態の液体吐出ヘッドと同様のものであるが、支持部材10に設けられる液室4a,4bの形状において第1の実施形態のものと異なっている。したがって、第3の実施形態の液体吐出ヘッドの部品構成と組み立てとは図1に示したものと同じであり、その説明は繰り返さない。図7(a)は、第3の実施形態の液体吐出ヘッドにおける液体タンク1から吐出口列5に至るまでの黒色インクの流れを説明する断面図であり、図7(b)は図7(a)のC−C’線での断面図である。ここでは、説明を簡単にするため、筐体3aのうち、液体タンク1の側面部分に位置する部分は図示していない。
第4の実施形態の液体吐出ヘッドは、第2の実施形態の液体吐出ヘッドと同様のものであるが、支持部材10に設けられる液室4の形状において第2の実施形態のものと異なっている。したがって、第4の実施形態の液体吐出ヘッドの部品構成と組み立てとは図1に示したものと同じであり、その説明は繰り返さない。図8(a)は、第4の実施形態の液体吐出ヘッドにおける液体タンク1から吐出口列5に至るまでの黒色インクの流れを説明する断面図であり、図8(b)は図8(a)のC−C’線での断面図である。ここでは、説明を簡単にするため、筐体3aのうち、液体タンク1の側面部分に位置する部分は図示していない。
以下、本発明に基づく液体吐出ヘッドとの対比のため、比較例となる液体吐出ヘッドを説明する。図10は、比較例1として、液体通路の途中にバッファ室を設けた構成を示している。図10に示す液体吐出ヘッドは、第2の実施形態の液体吐出ヘッドと類似した構成を有するが、バッファ室の位置で異なっている。図10に示すものでは、流路ユニット3内の液体通路7から分岐する形態で、流路ユニット3内にバッファ室44が設けられている。この構成では、バッファ室44の体積を大きくすることができるので、振幅の大きな圧力振動も減衰できるが、吐出口から遠いため、周期の速い圧力振動を減衰しにくいという課題を有する。
2,21 記録素子基板
3 流路ユニット
3b 流路プレート
4,4a,4b 液室
5 吐出口列
7 液体通路
8 供給口
9 ジョイント部材
9a,9b 開口
10 支持部材
11,11a,11b 経路
12,12a,12b 傾斜
13,13a,13b 流入口
14a〜14d バッファ室
20 吐出ユニット
33,33a,33b 出口
100 液体吐出ヘッド
Claims (9)
- 液体を吐出する吐出口と前記吐出口から前記液体を吐出するためのエネルギーを発生する複数の記録素子が形成された記録素子基板と、前記記録素子基板を支持するとともに前記記録素子基板に供給される前記液体を貯蔵する液室と前記液室に当該液室への前記液体の流入口とが形成された板状の部材からなる支持部材と、を有する吐出ユニットと、
前記液体を貯溜する液体タンクから前記吐出ユニットに前記液体を供給する液体通路を有する流路ユニットと、
前記支持部材と前記流路ユニットによって挟持されて、前記流路ユニットの前記液体通路の出口と前記支持部材の前記流入口との間で前記液体の流通を維持しつつ前記液体をシールするジョイント部材と、
を有し、
前記ジョイント部材、前記吐出ユニット及び前記流路ユニットによって画定された空間内に、内部に気体を保持するバッファ室が形成されている液体吐出ヘッド。 - 前記ジョイント部材は、前記出口から前記流入口までの前記液体の経路と前記バッファ室が形成される位置とを含むように形成された開口を有するゴム部材で構成され、前記支持部材に対して前記流路ユニットが前記ジョイント部材を介して圧接する、請求項1に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記支持部材に複数の液室を備えて液室ごとに前記流入口が設けられ、前記液体通路は前記液室の数に応じて分岐して分岐ごとに前記出口を備え、対応する前記出口と前記流入口との組み合わせごとに前記バッファ室を有する、請求項1に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記ジョイント部材は、対応する前記出口と前記流入口との組み合わせごとに、当該出口から当該流入口までの前記液体の経路と前記バッファ室が形成される位置とを含むように形成された開口を有するゴム部材で構成され、前記支持部材に対して前記流路ユニットが前記ジョイント部材を介して圧接する、請求項3に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記ジョイント部材の前記開口ごとに複数のバッファ室が形成される、請求項2または4に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記出口の周囲で前記バッファ室の位置に対応して前記流路ユニットの表面に凹み部が設けられている、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記流入口から前記記録素子基板に向かって前記記録素子基板の吐出口列を含む平面内で広がるように、前記液室の側面が傾斜を有して形成されている、請求項1乃至6のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記記録素子基板は複数の吐出口を有して前記複数の吐出口からなる吐出口列の長さが
2cm以上である、請求項1乃至7のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。 - 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドを備え、最大で15g/min以上の流量で液体を吐出する液体吐出装置。
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