JP6759683B2 - Liquid discharge head, manufacturing method of liquid discharge head, liquid discharge unit, and device for discharging liquid - Google Patents
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Description
本発明は、液体吐出ヘッド、液体吐出ヘッドの製造方法、液体吐出ユニット、および液体を吐出する装置に関する。 The present invention relates to a liquid discharge head, a method for manufacturing a liquid discharge head, a liquid discharge unit, and a device for discharging a liquid.
プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、複写装置、これらの複合機等の画像形成装置として、例えば、記録液（液体）の液滴（インク滴）を吐出する液体吐出ヘッドを含む液体を吐出する装置を用いて、記録媒体（以下、用紙ともいうが材質を限定するものではなく、対象物、印刷媒体、被記録媒体、記録用紙、転写材、記録紙なども同義で使用する）を搬送しながら、記録液を記録媒体に付着させて画像形成（記録、印刷、印写、印字も同義語で用いる）を行なうものがある。 As an image forming apparatus such as a printer, a facsimile, a plotter, a copying apparatus, or a combination machine thereof, for example, an apparatus for ejecting a liquid including a liquid ejection head for ejecting droplets (ink droplets) of a recording liquid (liquid) is used. , Recording liquid while transporting a recording medium (hereinafter, also referred to as paper, but the material is not limited, and an object, a printing medium, a recording medium, a recording paper, a transfer material, a recording paper, etc. are also used synonymously). Is attached to a recording medium to form an image (recording, printing, printing, and printing are also used as synonyms).
液体吐出ヘッドは、例えば、液体を吐出する複数のノズルを複数のノズル列として有し、各ノズルが通じる個別液室と、各個別液室に液体を供給する比較的容積の大きな共通液室を有し、個別液室に選択的にエネルギーを印加することにより個別液室を変形させ、液体を吐出させて任意の画像を形成する。個別液室内の液体を加圧する圧力発生手段としては、圧電アクチュエータ、サーマルアクチュエータ、静電アクチュエータなどが知られている。 The liquid discharge head has, for example, a plurality of nozzles for discharging liquid as a plurality of nozzle rows, and has an individual liquid chamber through which each nozzle communicates and a common liquid chamber having a relatively large volume for supplying liquid to each individual liquid chamber. The individual liquid chambers are deformed by selectively applying energy to the individual liquid chambers, and the liquid is discharged to form an arbitrary image. Piezoelectric actuators, thermal actuators, electrostatic actuators and the like are known as pressure generating means for pressurizing the liquid in the individual liquid chamber.
液体吐出ヘッドでは、液体を高速で連続して吐出させる際、圧力発生手段を高速で駆動させるが、この時、共通液室内は固有周期（例えば、１ＫＨｚ程度）で共振する。共通液室が共振すると、連通している個別液室まで振動が伝播し、ノズル孔近傍の液挙動（メニスカス）が不安定になり、共振の周期で吐出状態（吐出特性）の不安定化を誘発し、その結果、高品位な画像出力が得られなくなることがある。 In the liquid discharge head, when the liquid is continuously discharged at high speed, the pressure generating means is driven at high speed. At this time, the common liquid chamber resonates at a natural period (for example, about 1 KHz). When the common liquid chamber resonates, the vibration propagates to the individual liquid chambers that communicate with each other, the liquid behavior (meniscus) near the nozzle hole becomes unstable, and the discharge state (discharge characteristics) becomes unstable in the resonance cycle. Induction may result in the inability to obtain high quality image output.
このため、液体吐出ヘッドと記録媒体とを相対的に速度を保ちながら、かつ、一様に液体を記録媒体へ連続で着弾させる場合、着弾状態に周期的なムラが生じて品質が劣化してしまうおそれがあった。 For this reason, when the liquid is continuously landed on the recording medium while maintaining the relative speed between the liquid discharge head and the recording medium, the landing state becomes uneven periodically and the quality deteriorates. There was a risk that it would end up.
例えば、特許文献１には、各ノズル列を複数ブロックで構成するとともに、ブロック内で吐出液滴量が変化する吐出特性であっても、着弾状態の品質を劣化させないようにするために、複数のノズル列が互いのブロックの境界が重ならないよう配置された記録ヘッドが開示されている。 For example, in Patent Document 1, each nozzle row is composed of a plurality of blocks, and even if the ejection characteristics change in the amount of the ejected droplets in the blocks, a plurality of nozzle rows are provided so as not to deteriorate the quality of the landing state. A recording head is disclosed in which the nozzle rows of the nozzles are arranged so that the boundaries of the blocks do not overlap with each other.
しかしながら、特許文献１の技術は、ノズル列の位置によって吐出特性が異なってしまうことで生じる品質劣化の抑制を図るものであって、時間周期的に吐出特性が不安定になってしまうことで品質劣化については、解消することができない。 However, the technique of Patent Document 1 is intended to suppress quality deterioration caused by the difference in discharge characteristics depending on the position of the nozzle row, and the quality is deteriorated due to the time-periodic instability of the discharge characteristics. Deterioration cannot be eliminated.
そこで本発明は、時間周期的に吐出特性が不安定になってしまうことを抑制することができる液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a liquid discharge head capable of suppressing the instability of the discharge characteristics in a time cycle.
かかる目的を達成するため、本発明に係る液体吐出ヘッドは、液体を吐出する複数のノズルが配列された少なくとも２つのノズル列と、前記ノズルが通じる個別液室に液体を供給する共通液室と、を有する液体吐出ヘッドにおいて、複数の前記ノズル列のノズル列間隔が、前記共通液室の振動周波数と、該液体吐出ヘッドと該液体吐出ヘッドから液体を着弾させる対象物との相対速度と、に基づいて算出された値で設けられているものである。 In order to achieve such an object, the liquid discharge head according to the present invention includes at least two nozzle rows in which a plurality of nozzles for discharging liquid are arranged, and a common liquid chamber for supplying liquid to individual liquid chambers through which the nozzles communicate. In the liquid discharge head having, the nozzle row spacing of the plurality of nozzle rows determines the vibration frequency of the common liquid chamber and the relative speed between the liquid discharge head and the object on which the liquid is landed from the liquid discharge head. It is provided with a value calculated based on.
本発明によれば、時間周期的に吐出特性が不安定になってしまうことを抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent the discharge characteristics from becoming unstable over time.
以下、本発明に係る構成を図１から図１３に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the configuration according to the present invention will be described in detail based on the embodiments shown in FIGS. 1 to 13.
（画像形成装置）
まず、本発明に係る液体吐出ヘッドを備える液体を吐出する装置である画像形成装置の一例について図１を参照して説明する。図１は画像形成装置の機構部の斜視説明図である。
(Image forming device)
First, an example of an image forming apparatus, which is an apparatus for ejecting a liquid including a liquid ejection head according to the present invention, will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a perspective explanatory view of a mechanical portion of an image forming apparatus.
この画像形成装置１は、板状部材からなるガイド部材３にてキャリッジ４を主走査方向に移動可能に支持し、主走査モータ５によって駆動プーリ６と従動プーリとの間に張った状態で掛け回されたタイミングベルト８を介してキャリッジ４を主走査方向に移動走査する。 In this image forming apparatus 1, the carriage 4 is movably supported in the main scanning direction by a guide member 3 made of a plate-shaped member, and the carriage 4 is hung by the main scanning motor 5 in a stretched state between the drive pulley 6 and the driven pulley. The carriage 4 is moved and scanned in the main scanning direction via the rotated timing belt 8.
キャリッジ４には、液体吐出ヘッドとヘッドタンクを一体化した液体吐出ユニットである記録ヘッド１１Ａ，１１Ｂ（区別しないときは、「記録ヘッド１１」という。以下、同様）を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列し、滴吐出方向を下方に向けて装着している。 In the carriage 4, recording heads 11A and 11B (when not distinguished, they are referred to as "recording head 11"; the same applies hereinafter), which are liquid discharge units in which a liquid discharge head and a head tank are integrated, are nozzle trains composed of a plurality of nozzles. Are arranged in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction, and are mounted with the drop ejection direction facing downward.
記録ヘッド１１のヘッドタンクには、装置本体側の液体カートリッジ（メインタンク、以下「インクカートリッジ」という。）から供給チューブを介して所要の色のインクが供給される。 Ink of a required color is supplied to the head tank of the recording head 11 from a liquid cartridge (main tank, hereinafter referred to as “ink cartridge”) on the device main body side via a supply tube.
キャリッジ４の主走査方向に沿ってエンコーダスケール１５が配置され、キャリッジ４側にはエンコーダスケール１５の目盛り（スケール：位置識別部）を読み取る図示しない透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサが取り付けられている。 The encoder scale 15 is arranged along the main scanning direction of the carriage 4, and an encoder sensor composed of a transmissive photosensor (not shown) that reads the scale (scale: position identification portion) of the encoder scale 15 is attached to the carriage 4 side. ..
キャリッジ４には、装置本体の制御部を実装した制御基板とＦＦＣ１６（フレキシブルフラットケーブル）を介して接続されたキャリッジ側基板（以下、「中継基板」という。）１７が搭載されている。 The carriage 4 is mounted with a carriage-side substrate (hereinafter, referred to as “relay substrate”) 17 connected to a control substrate on which a control unit of the apparatus main body is mounted via an FFC 16 (flexible flat cable).
中継基板１７には、エンコーダセンサや記録ヘッド１１側の駆動回路（ドライバＩＣ）との信号伝達を行う回路が実装されている。中継基板１７と記録ヘッド１１とはフレキシブル配線部材を介して接続される。 A circuit that transmits signals to the encoder sensor and the drive circuit (driver IC) on the recording head 11 side is mounted on the relay board 17. The relay board 17 and the recording head 11 are connected via a flexible wiring member.
キャリッジ４の下方側には、用紙１０を副走査方向に搬送する搬送手段としての搬送ベルト２１を配置している。この搬送ベルト２１は、無端状ベルトであり、搬送ローラとテンションローラとの間に掛け回されて、副走査モータによってタイミングベルト及びタイミングプーリを介して搬送ローラが回転駆動されることによって副走査方向に周回移動される。 On the lower side of the carriage 4, a transport belt 21 is arranged as a transport means for transporting the paper 10 in the sub-scanning direction. The transport belt 21 is an endless belt, which is hung between the transport roller and the tension roller, and the transport roller is rotationally driven by the sub-scanning motor via the timing belt and the timing pulley in the sub-scanning direction. Is moved around.
このように構成したこの画像形成装置１においては、給紙された用紙を搬送ベルト２１で間歇的に搬送し、キャリッジ４を主走査方向に移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド１１を駆動することにより、停止している用紙に液体を吐出して１行分を記録し、用紙を所定量搬送後、次の行の記録を行なう動作を繰り返して用紙１０上に画像を形成し、画像形成後、用紙１０を排紙する。 In the image forming apparatus 1 configured in this way, the fed paper is intermittently conveyed by the conveying belt 21, and the recording head 11 is driven in response to the image signal while moving the carriage 4 in the main scanning direction. As a result, the liquid is ejected onto the stopped paper, one line is recorded, a predetermined amount of the paper is conveyed, and then the operation of recording the next line is repeated to form an image on the paper 10 to form an image. After that, the paper 10 is ejected.
（液体吐出ヘッド）
次に、液体吐出ヘッドの一例の全体構成について図２〜図８を参照して説明する。図２液体吐出ヘッドの外観斜視説明図、図３は分解斜視説明図、図４は一部部品を除去した状態の分解斜視説明図、図５は分解側面説明図である。また、図６は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要部断面説明図、図７は液体吐出ヘッドのノズル面の説明図、図８は液体吐出ヘッドの側面説明図である。
(Liquid discharge head)
Next, the overall configuration of an example of the liquid discharge head will be described with reference to FIGS. 2 to 8. 2 is an explanatory view of an external perspective of a liquid discharge head, FIG. 3 is an explanatory view of an exploded perspective, FIG. 4 is an explanatory view of an exploded perspective with some parts removed, and FIG. 6 is an explanatory cross-sectional view of a main part along a direction orthogonal to the nozzle arrangement direction of the liquid discharge head, FIG. 7 is an explanatory view of the nozzle surface of the liquid discharge head, and FIG. 8 is a side explanatory view of the liquid discharge head.
この液体吐出ヘッド１００は、ノズル板、流路板および振動板部材から構成される液室部材１０１と、共通液室部材を兼ねるフレーム部材１０２とを有し、フレーム部材１０２の液体供給経路上流側にはフィルタユニット１０３が配置されている。 The liquid discharge head 100 has a liquid chamber member 101 composed of a nozzle plate, a flow path plate, and a diaphragm member, and a frame member 102 that also serves as a common liquid chamber member, and is on the upstream side of the liquid supply path of the frame member 102. A filter unit 103 is arranged in the.
フィルタユニット１０３とフレーム部材１０２との間の液体供給経路の境界面には、パッキン部材１０４が設けられ、組立時はフレーム部材１０２に形成されたパッキン部材設置用窪み１２１にパッキン部材１０４を嵌め込んだ後、フィルタユニット１０３を上から設置しビス締めで固定して液体供給経路をシールする。また、フレーム部材１０２と液室部材１０１とは接着剤により固定されている。 A packing member 104 is provided at the boundary surface of the liquid supply path between the filter unit 103 and the frame member 102, and the packing member 104 is fitted into the packing member installation recess 121 formed in the frame member 102 at the time of assembly. After that, the filter unit 103 is installed from above and fixed with screws to seal the liquid supply path. Further, the frame member 102 and the liquid chamber member 101 are fixed by an adhesive.
フィルタユニット１０３には、メインタンクから供給される液体（インク）中の不純物をろ過するためのフィルタ部材１３１が設けられている。このフィルタ部材１３１は、例えば、ＳＵＳ材質からなり、焼結工程を経て形成される。フィルタ部材１３１は例えば熱可塑性樹脂からなるフィルタケース１３２に周囲を熱で溶かして接着され、フィルタケース１３２にフィルタ部材１３１を取り付けた後、フィルタケース１３３を嵌め込んでフィルタケース１３２との間を締結する。 The filter unit 103 is provided with a filter member 131 for filtering impurities in the liquid (ink) supplied from the main tank. The filter member 131 is made of, for example, a SUS material and is formed through a sintering step. The filter member 131 is bonded to a filter case 132 made of a thermoplastic resin by melting the surroundings with heat, and after attaching the filter member 131 to the filter case 132, the filter case 133 is fitted and fastened with the filter case 132. To do.
なお、フィルタケース１３３とフィルタケース１３２間の締結は、双方の部品を加圧して密着させた状態でフィルタケース１３２に形成された熱加締用突起を熱により加締めることにより行っている。 It should be noted that the fastening between the filter case 133 and the filter case 132 is performed by heat-causing the heat-clamping protrusions formed on the filter case 132 in a state where both parts are pressed and brought into close contact with each other.
また、フィルタケース１３３は、構造体及び流路形成部材としての熱可塑性樹脂とパッキン部材としてのエラストマーを２色成形プロセスで一体成形している。これにより、フィルタケース１３３とフィルタケース１３２間の締結時にはパッキン部材としてのエラストマーが部品境界面のシールを行うことになる。 Further, in the filter case 133, the thermoplastic resin as the structure and the flow path forming member and the elastomer as the packing member are integrally molded by a two-color molding process. As a result, when the filter case 133 and the filter case 132 are fastened together, the elastomer as the packing member seals the component boundary surface.
液室部材１０１は、ノズル板２１２と、流路板２１３と、振動板部材２１４と、を接合している。 The liquid chamber member 101 joins the nozzle plate 212, the flow path plate 213, and the diaphragm member 214.
ノズル板２１２には、図７にも示すように、液体を吐出する複数のノズル２０２が千鳥状に２列配列された２列のノズル列２０２Ａ（第１ノズル列ともいう）、２０２Ｂ（第２ノズル列ともいう）を有している。このノズル板２１２は、例えば、ステンレスを用いてプレス加工でノズル２０２を形成できる。 As shown in FIG. 7, the nozzle plate 212 has two rows of nozzle rows 202A (also referred to as first nozzle rows) and 202B (second nozzle rows) in which a plurality of nozzles 202 for discharging liquid are arranged in two rows in a staggered pattern. It also has a nozzle row). The nozzle plate 212 can form the nozzle 202 by press working, for example, using stainless steel.
流路板２１３は、ノズル２０２に通じる個別液室２０３を形成している。この流路板２１３は、例えばシリコンの異方性エッチングで形成しているが、ステンレスなどの金属材料を使用することもできる。 The flow path plate 213 forms an individual liquid chamber 203 leading to the nozzle 202. The flow path plate 213 is formed by, for example, anisotropic etching of silicon, but a metal material such as stainless steel can also be used.
振動板部材２１４は、個別液室２０３の一部の壁面を変位可能な振動領域２１４ａとして形成する。この振動板部材２１４はＮｉ電鋳で形成している。 The diaphragm member 214 forms a part of the wall surface of the individual liquid chamber 203 as a displaceable vibration region 214a. The diaphragm member 214 is formed by Ni electroforming.
フレーム部材１０２には、各個別液室２０３に液体を供給する共通液室２１０が形成されている。 The frame member 102 is formed with a common liquid chamber 210 that supplies a liquid to each individual liquid chamber 203.
また、振動板部材２１４の振動領域２１４ａの個別液室２０３とは反対側に圧電アクチュエータ２２０を配置している。圧電アクチュエータ２２０は、２列のノズル列に合わせて１つのベース部材２１９に例えばノズルピッチの２倍のピッチで柱状の圧電素子（圧電柱）を形成した２つの圧電部材２１８を接合している。圧電部材２１８の各圧電柱は振動板部材２１４の振動領域２１４ａと接合されて、ＦＰＣ（フレキシブルプリント回路基板（Flexible printed circuits））やＦＦＣなどのフレキシブル配線部材２２１が接続され、フレキシブル配線部材２２１に搭載された駆動回路（ドライバＩＣ））によって駆動信号が与えられる。 Further, the piezoelectric actuator 220 is arranged on the side opposite to the individual liquid chamber 203 of the vibration region 214a of the diaphragm member 214. The piezoelectric actuator 220 joins two piezoelectric members 218 in which columnar piezoelectric elements (piezoelectric poles) are formed, for example, at a pitch twice the nozzle pitch, to one base member 219 according to the two rows of nozzles. Each piezoelectric column of the piezoelectric member 218 is joined to the vibration region 214a of the vibrating plate member 214, and a flexible wiring member 221 such as an FPC (Flexible printed circuits) or FFC is connected to the flexible wiring member 221. A drive signal is given by the mounted drive circuit (driver IC).
フレキシブル配線部材２２１は、フレーム部材１０２の内部空間１１３から液体吐出ヘッド１００の外側に向かって配置される。 The flexible wiring member 221 is arranged from the internal space 113 of the frame member 102 toward the outside of the liquid discharge head 100.
液体吐出ヘッド１００は、圧電アクチュエータ２２０を駆動することで振動板部材２１４の振動領域２１４ａが変位して、個別液室２０３の液体が加圧されてノズル２０２から液体が吐出される。 In the liquid discharge head 100, the vibration region 214a of the diaphragm member 214 is displaced by driving the piezoelectric actuator 220, the liquid in the individual liquid chamber 203 is pressurized, and the liquid is discharged from the nozzle 202.
また、液体吐出ヘッド１００は、ノズル列２０２Ａに対応する複数の個別液室２０３に液体を供給する共通液室２１０Ａと、ノズル列２０２Ｂに対応する複数の個別液室２０３に液体を供給する共通液室２１０Ｂとを有している。 Further, the liquid discharge head 100 has a common liquid chamber 210A that supplies liquid to a plurality of individual liquid chambers 203 corresponding to the nozzle row 202A, and a common liquid that supplies liquid to a plurality of individual liquid chambers 203 corresponding to the nozzle row 202B. It has a chamber 210B.
共通液室２１０Ａは、ノズル配列方向一端部側に外部（本実施形態では「フィルタユニット１０３側」）から液体を供給する供給口部２３１が形成され、ノズル配列方向他端部側に端部に向かうに従ってノズル配列方向と直交する方向の断面積が減少する絞り部２３２が形成されている。また、共通液室２１０Ｂは、ノズル配列方向他端部側に外部（インクカートリッジ）から液体を供給する供給口部２３１が形成され、ノズル配列方向一端部側に端部に向かうに従ってノズル配列方向と直交する方向の断面積が減少する絞り部２３２が形成されている。 In the common liquid chamber 210A, a supply port portion 231 for supplying liquid from the outside (“filter unit 103 side” in the present embodiment) is formed on one end side in the nozzle arrangement direction, and the end portion is formed on the other end side in the nozzle arrangement direction. A throttle portion 232 is formed in which the cross-sectional area in the direction orthogonal to the nozzle arrangement direction decreases toward the direction. Further, in the common liquid chamber 210B, a supply port portion 231 for supplying liquid from the outside (ink cartridge) is formed on the other end side in the nozzle arrangement direction, and the nozzle arrangement direction becomes closer to one end side in the nozzle arrangement direction toward the end. A throttle portion 232 is formed in which the cross-sectional area in the orthogonal direction is reduced.
一方のノズル列２０２Ａに対応する一方の共通液室２１０Ａの供給口部２３１及び絞り部２３２の位置関係と、他方のノズル列２０２Ｂに対応する他方の共通液室２１０Ｂの供給口部２３１及び絞り部２３２の位置関係とは、図８の左右方向において逆になっている。 The positional relationship between the supply port 231 and the throttle portion 232 of one common liquid chamber 210A corresponding to one nozzle row 202A and the supply port portion 231 and the throttle portion 231 of the other common liquid chamber 210B corresponding to the other nozzle row 202B. The positional relationship of 232 is opposite in the left-right direction of FIG.
［第１の実施形態］
ここで、圧電アクチュエータ２２０を高速で駆動させると、共通液室２１０内は、所定の固有周期（例えば、１ｋＨｚ程度）で共振する。共通液室２１０が共振すると、個別液室２０３まで振動が伝播し、ノズル２０２近傍のメニスカスが不安定になり、共振の周期で吐出状態が変化してしまう。
[First Embodiment]
Here, when the piezoelectric actuator 220 is driven at high speed, the inside of the common liquid chamber 210 resonates at a predetermined natural period (for example, about 1 kHz). When the common liquid chamber 210 resonates, the vibration propagates to the individual liquid chamber 203, the meniscus in the vicinity of the nozzle 202 becomes unstable, and the discharge state changes in the resonance cycle.
このため、キャリッジ４を走査して、液体吐出ヘッド１００と用紙１０とを相対的に速度を保ちながら、かつ、一様に液体を用紙１０へ連続で着弾させる場合、着弾状態に周期的なムラ（周期ムラ）が生じて品質が劣化してしまうおそれがある。例えば、ハーフトーン画像のような一様な中間色を印刷した場合に、用紙１０上に周期的な濃度ムラ（濃淡ムラ）が発生し、画像品質が劣化してしまうことが考えられる。 Therefore, when the carriage 4 is scanned and the liquid discharge head 100 and the paper 10 are landed on the paper 10 continuously while maintaining the relative speed, the landing state is periodically uneven. (Periodic unevenness) may occur and the quality may deteriorate. For example, when a uniform neutral color such as a halftone image is printed, it is conceivable that periodic density unevenness (shading unevenness) occurs on the paper 10 and the image quality is deteriorated.
図９は、液体吐出ヘッド１００における共通液室２１０の振動周期を示す図であって、ノズル列２０２Ａ（第１ノズル列）とノズル列２０２Ｂ（第２ノズル列）との位相が一致する場合を示している。 FIG. 9 is a diagram showing a vibration cycle of the common liquid chamber 210 in the liquid discharge head 100, in which the phases of the nozzle row 202A (first nozzle row) and the nozzle row 202B (second nozzle row) match. Shown.
図９において、２点鎖線はノズル列２０２Ａの圧電アクチュエータ２２０の駆動により生じる共通液室２１０Ａの振動周期、点線はノズル列２０２Ｂの圧電アクチュエータ２２０の駆動により生じる共通液室２１０Ｂの振動周期を示している。 In FIG. 9, the two-point chain line shows the vibration cycle of the common liquid chamber 210A generated by driving the piezoelectric actuator 220 of the nozzle row 202A, and the dotted line shows the vibration cycle of the common liquid chamber 210B generated by driving the piezoelectric actuator 220 of the nozzle row 202B. There is.
図９に示すように、ノズル列２０２が２列配置であって、ノズル列２０２Ａおよびノズル列２０２Ｂの駆動により生じる共通液室２１０の振動周期が一致すると、各々のノズル列２０２から吐出したインクにより生じた周期ムラの位相が一致し、濃度ムラがより顕著となる。 As shown in FIG. 9, when the nozzle rows 202 are arranged in two rows and the vibration cycles of the common liquid chamber 210 generated by driving the nozzle rows 202A and the nozzle rows 202B match, the ink ejected from each nozzle row 202 is used. The phases of the generated periodic unevenness match, and the density unevenness becomes more remarkable.
そこで、本実施形態に係る液体吐出ヘッドは、液体を吐出する複数のノズル（ノズル２０２）が配列された少なくとも２つのノズル列（ノズル列２０２Ａ，２０２Ｂ）と、ノズルが通じる個別液室（個別液室２０３）に液体を供給する共通液室（共通液室２１０）と、を有する液体吐出ヘッド（液体吐出ヘッド１００）において、複数のノズル列のノズル列間隔が、共通液室の振動周波数と、該液体吐出ヘッドと該液体吐出ヘッドから液体を着弾させる対象物との相対速度と、に基づいて算出された値で設けられているものである。また、この液体吐出ヘッドは、このように算出されたノズル列間隔でノズル列を形成する工程を含んで製造される。なお、括弧内は実施形態での符号、適用例を示す。 Therefore, the liquid discharge head according to the present embodiment has at least two nozzle rows (nozzle rows 202A and 202B) in which a plurality of nozzles (nozzle 202) for discharging liquid are arranged, and an individual liquid chamber (individual liquid) through which the nozzles communicate. In the liquid discharge head (liquid discharge head 100) having a common liquid chamber (common liquid chamber 210) for supplying liquid to the chamber 203), the nozzle row spacing of a plurality of nozzle rows determines the vibration frequency of the common liquid chamber and the vibration frequency of the common liquid chamber. It is provided with a value calculated based on the relative speed between the liquid discharge head and the object on which the liquid is landed from the liquid discharge head. Further, the liquid discharge head is manufactured including a step of forming nozzle rows at the nozzle row intervals calculated in this way. The numbers in parentheses indicate the reference numerals and application examples in the embodiment.
図１０は、本実施形態に係る液体吐出ヘッド１００における共通液室２１０の振動周期を示す図であって、ノズル列２０２Ａ（第１ノズル列）とノズル列２０２Ｂ（第２ノズル列）との位相が反転する場合（逆位相）を示している。 FIG. 10 is a diagram showing a vibration cycle of the common liquid chamber 210 in the liquid discharge head 100 according to the present embodiment, and is a diagram showing the phases of the nozzle row 202A (first nozzle row) and the nozzle row 202B (second nozzle row). Indicates the case where is inverted (opposite phase).
図１０も同様に、２点鎖線はノズル列２０２Ａの圧電アクチュエータ２２０の駆動により生じる共通液室２１０Ａの振動周期、点線はノズル列２０２Ｂの圧電アクチュエータ２２０の駆動により生じる共通液室２１０Ｂの振動周期を示している。 Similarly, in FIG. 10, the two-dot chain line shows the vibration cycle of the common liquid chamber 210A generated by driving the piezoelectric actuator 220 of the nozzle row 202A, and the dotted line shows the vibration cycle of the common liquid chamber 210B generated by driving the piezoelectric actuator 220 of the nozzle row 202B. Shown.
図１０に示すように、ノズル列２０２が２列配置である場合に、ノズル列２０２Ａおよびノズル列２０２Ｂの駆動により生じる共通液室２１０の振動周期を逆位相とすると、各々のノズル列２０２から吐出したインクにより生じた周期ムラの位相が逆位相となり、濃度ムラを相殺して、画像品質が向上させることができる。 As shown in FIG. 10, when the nozzle rows 202 are arranged in two rows and the vibration cycles of the common liquid chamber 210 generated by driving the nozzle rows 202A and the nozzle rows 202B are opposite in phase, the ink is discharged from each nozzle row 202. The phase of the periodic unevenness caused by the ink is opposite to that of the ink, and the density unevenness can be canceled out to improve the image quality.
ノズル列間で周期ムラの位相が反転するノズル列間の距離（配列ピッチＰ、図７）は、例えば、次式（１）により求めることができる。
Ｐ≒［（Ｎ＋１／ｎ）×（１／ｆ）］×Ｖ ・・・（１）
ただし、
ｆ：共通液室の振動周波数（固有振動数）［Ｈｚ］
Ｖ：液体吐出ヘッドと液体が着弾する対象物（記録媒体）との相対速度［ｍｍ／ｓ］
ｎ：ノズル列数（２以上の整数）
Ｎ：０以上の整数
である。
The distance between the nozzle rows (arrangement pitch P, FIG. 7) in which the phase of the periodic unevenness is inverted between the nozzle rows can be obtained by, for example, the following equation (1).
P ≒ [(N + 1 / n) × (1 / f)] × V ・ ・ ・ (1)
However,
f: Vibration frequency (natural frequency) of common liquid chamber [Hz]
V: Relative velocity [mm / s] between the liquid discharge head and the object (recording medium) on which the liquid lands.
n: Number of nozzle rows (integer of 2 or more)
N: An integer greater than or equal to 0.
例えば、ｆ＝１０００［Ｈｚ］（１ｋＨｚ）、Ｖ＝１０００［ｍｍ／ｓ］（１ｍ／ｓ）、ｎ＝２とすると、配列ピッチＰは、０．５ｍｍ（Ｎ＝０），１．５ｍｍ（Ｎ＝１），２．５（Ｎ＝２），・・・となる。 For example, if f = 1000 [Hz] (1 kHz), V = 1000 [mm / s] (1 m / s), and n = 2, the array pitch P is 0.5 mm (N = 0), 1.5 mm ( N = 1), 2.5 (N = 2), ...
これは、キャリッジ４に設けられた１ＫＨｚの固有周期の共通液室２１０を有する液体吐出ヘッド１００が、１ｍ／ｓで主走査方向に移動しながら、液体を吐出する場合に相当する。 This corresponds to the case where the liquid discharge head 100 having the common liquid chamber 210 having a natural period of 1 KHz provided on the carriage 4 discharges the liquid while moving in the main scanning direction at 1 m / s.
この場合、濃度ムラが主走査方向に１ｍｍピッチで発生するので、複数のノズル列間ピッチは０．５ｍｍ，１．５ｍｍ，２．５ｍｍ・・・ピッチとすれば濃度ムラが相殺され画像品質を向上させることができる。 In this case, density unevenness occurs at a pitch of 1 mm in the main scanning direction. Therefore, if the pitches between a plurality of nozzle rows are 0.5 mm, 1.5 mm, 2.5 mm ... Pitches, the density unevenness is offset and the image quality is improved. Can be improved.
以上説明した本実施形態に係る液体吐出ヘッド１００は、液体吐出ヘッド１００内の共通液室２１０が固有振動してしまうと、ノズル列２０２の間隔によっては形成した画像に濃度ムラが生じてしまうことを防止するため、固有振動による濃度ムラの影響が相殺されるようなノズル列間隔とするものである。 In the liquid discharge head 100 according to the above-described embodiment, if the common liquid chamber 210 in the liquid discharge head 100 vibrates naturally, density unevenness may occur in the formed image depending on the interval of the nozzle rows 202. In order to prevent this, the nozzle row spacing is set so that the influence of density unevenness due to natural vibration is offset.
例えば、ノズル列を２列有し、記録媒体と相対的に速度を保ちながら液体を吐出すると、各々のノズル列から吐出した液体は記録媒体上で周期的に着弾品質の劣化を発生させるが、記録媒体上で生じる品質劣化の周期を第１ノズル列と第２ノズル列間で位相をずらすことにより、着弾状態に周期的なムラが生じることを防ぎ、着弾を均一化させて品質の劣化を抑えることができる。 For example, if a liquid is ejected while maintaining a relative velocity with respect to the recording medium having two rows of nozzles, the liquid ejected from each nozzle row periodically causes deterioration of the landing quality on the recording medium. By shifting the phase of the quality deterioration cycle that occurs on the recording medium between the first nozzle row and the second nozzle row, it is possible to prevent periodic unevenness in the landing state, and to make the landing uniform and deteriorate the quality. It can be suppressed.
また、以上説明した液体吐出ヘッド１００を備えた液体吐出ユニット、液体を吐出する装置（画像形成装置１）とすることで、高品位の画像を形成することができる液体吐出ユニット、液体を吐出する装置とすることができる。 Further, by using the liquid discharge unit provided with the liquid discharge head 100 described above and the device for discharging the liquid (image forming apparatus 1), the liquid discharging unit capable of forming a high-quality image and discharging the liquid. It can be a device.
［第２の実施形態］
以下、本発明に係る液体吐出ヘッドの他の実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同様の点についての説明は適宜省略する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, other embodiments of the liquid discharge head according to the present invention will be described. The description of the same points as in the above embodiment will be omitted as appropriate.
上述したノズル列の配列ピッチＰの値は、次式（２）
Ｐ＝［（Ｎ＋１／ｎ）×（１／ｆ）］×Ｖ ・・・（２）
により求めた値とすることが最も好ましいが、設計上の制約などにより、逆位相の関係とすることができない場合も考えられる。このとき、半位相分のシフトまでは、画像品質の向上を図ることができるため、配列ピッチＰの値は、次式（３）で示すような許容範囲（最適値に対して、７５％〜１２５％の範囲）を持つものであってもよい。
０．７５×［（Ｎ＋１／ｎ）×（１／ｆ）］×Ｖ≦Ｐ≦１．２５×［（Ｎ＋１／ｎ）×（１／ｆ）］×Ｖ ・・・（３）
The value of the array pitch P of the nozzle row described above is calculated by the following equation (2).
P = [(N + 1 / n) x (1 / f)] x V ... (2)
It is most preferable to set the value obtained by At this time, since the image quality can be improved up to the shift of half a phase, the value of the array pitch P is within the allowable range (75% to the optimum value) as shown in the following equation (3). It may have a range of 125%).
0.75 × [(N + 1 / n) × (1 / f)] × V ≦ P ≦ 1.25 × [(N + 1 / n) × (1 / f)] × V ... (3)
［第３の実施形態］
また、第１の実施形態において、ノズル列２０２の間隔を共振周期の位相がずれるように配置することで、濃度ムラを抑制することを説明した。この時、さらに双方のノズル列２０２Ａ，２０２Ｂから吐出する液体の種別（インク種）も同一とすることがより好ましい。例えば、図１１に示すように、インク経路上流から同一液種のインク（ここでは黒（Ｂｋ））を充填したものである。これにより、さらに濃度ムラを抑制することができる。
[Third Embodiment]
Further, in the first embodiment, it has been described that the density unevenness is suppressed by arranging the intervals of the nozzle rows 202 so that the phases of the resonance periods are deviated. At this time, it is more preferable that the types (ink types) of the liquids discharged from both nozzle rows 202A and 202B are also the same. For example, as shown in FIG. 11, ink of the same liquid type (here, black (Bk)) is filled from the upstream of the ink path. Thereby, the density unevenness can be further suppressed.
［第４の実施形態］
また、第１の実施形態では、ノズル列２０２の間隔を共振周期の位相がずれるように配置することで、濃度ムラを抑制することが可能となるが、設計上の制約などにより、位相のずれを十分確保できない場合も考えられる。この場合、濃度ムラを十分に解消することができないことが考えられる。
[Fourth Embodiment]
Further, in the first embodiment, by arranging the intervals of the nozzle rows 202 so that the phases of the resonance periods are shifted, it is possible to suppress the density unevenness, but due to design restrictions and the like, the phase shift can be suppressed. It may not be possible to secure enough. In this case, it is considered that the density unevenness cannot be sufficiently eliminated.
そこで、このような場合には、各ノズル列２０２Ａ，２０２Ｂが連通する共通液室２１０Ａ，２１０Ｂの体積を異なるものとし、各共通液室２１０の固有周期を意図的に変更することにより、より好適に濃度ムラを解消することが好ましい。 Therefore, in such a case, it is more preferable to make the volumes of the common liquid chambers 210A and 210B through which the nozzle rows 202A and 202B communicate with each other different and to intentionally change the natural period of each common liquid chamber 210. It is preferable to eliminate uneven density.
図１２は、液体吐出ヘッド１００における共通液室２１０の振動周期を示す図であって、ノズル列２０２Ａとノズル列２０２Ｂとの位相がずれている場合の振動周期を示している。 FIG. 12 is a diagram showing a vibration cycle of the common liquid chamber 210 in the liquid discharge head 100, and shows a vibration cycle when the nozzle row 202A and the nozzle row 202B are out of phase.
図１３は、さらに、共通液室２１０Ａ，２１０Ｂの体積を異なるものとして、ノズル列２０２Ａとノズル列２０２Ｂとの周期が異なる場合の振動周期を示している。 FIG. 13 further shows a vibration cycle when the nozzle row 202A and the nozzle row 202B have different cycles, assuming that the volumes of the common liquid chambers 210A and 210B are different.
共通液室２１０Ａ，２１０Ｂの体積が異なるため、上記式（１）〜（３）での共振周期はｆ１、ｆ２となる。この場合、濃度ムラは各共通液室２１０が有する共振周期では発生せず、替わりにｆ１、ｆ２双方の位相が一致するより大きな周期で発生し、濃度ムラの発生頻度が少なくなる。このため、本実施形態は、例えば、一様のハーフトーン画像ではなく、数ｍｍ幅の太線などで構成された線画などを形成する場合に好適である。 Since the volumes of the common liquid chambers 210A and 210B are different, the resonance periods in the above equations (1) to (3) are f1 and f2. In this case, the density unevenness does not occur in the resonance cycle of each common liquid chamber 210, but instead occurs in a larger cycle in which the phases of both f1 and f2 match, and the frequency of occurrence of the density unevenness decreases. Therefore, this embodiment is suitable for forming, for example, a line art composed of thick lines having a width of several mm instead of a uniform halftone image.
上記実施形態では、２列のノズル列２０２Ａ，２０２Ｂがそれぞれ共通液室２１０Ａ，２１０Ｂに連通している例について説明したが、本発明に係る液体吐出ヘッドにおいて、ノズル列数および共通液室数はこれに限られないのは勿論である。また、１のノズル列が１の共通液室と対応することは必須ではなく、例えば、２以上のノズル列２０２が１つの共通液室２１０に連通する形態であってもよい。 In the above embodiment, an example in which the two rows of nozzle rows 202A and 202B communicate with the common liquid chambers 210A and 210B, respectively, has been described. However, in the liquid discharge head according to the present invention, the number of nozzle rows and the number of common liquid chambers are different. Of course, it is not limited to this. Further, it is not essential that one nozzle row corresponds to one common liquid chamber, and for example, two or more nozzle rows 202 may communicate with one common liquid chamber 210.
尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。 It should be noted that the above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various modifications can be carried out without departing from the gist of the present invention.
また、「液体吐出ヘッド」とは、ノズルから液体を吐出・噴射する機能部品である。また、「液体吐出ヘッド」は、使用する圧力発生手段が限定されるものではない。例えば、上記実施形態で説明したような圧電アクチュエータ（積層型圧電素子を使用するものでもよい。）以外にも、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でもよい。 The "liquid discharge head" is a functional component that discharges and ejects liquid from a nozzle. Further, the pressure generating means used for the "liquid discharge head" is not limited. For example, in addition to the piezoelectric actuator (which may use a laminated piezoelectric element) as described in the above embodiment, it is composed of a thermal actuator using an electrothermal conversion element such as a heat generating resistor, a vibrating plate, and a counter electrode. An electrostatic actuator or the like may be used.
また、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。 In addition, image formation, recording, printing, printing, printing, modeling, etc. in the terms of the present application are all synonymous.
また、「液体吐出ユニット」とは、液体吐出ヘッドに他の機能部品、機構が一体化したものであり、液体を吐出する機能に関連する部品の集合体である。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。 Further, the "liquid discharge unit" is a liquid discharge head integrated with other functional parts and mechanisms, and is an aggregate of parts related to the function of discharging liquid. For example, the "liquid discharge unit" includes a combination of at least one of a head tank, a carriage, a supply mechanism, a maintenance / recovery mechanism, and a main scanning movement mechanism with a liquid discharge 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, "integration" means, for example, a liquid discharge head and a functional component, a mechanism in which the mechanism is fixed to each other by fastening, adhesion, engagement, etc., or one in which one is movably held with respect to the other. Including. Further, the liquid discharge head, the functional parts, and the mechanism may be detachably attached to 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, as a liquid discharge unit, there is a liquid discharge head and a head tank integrated. In addition, there are some that are connected to each other by a tube or the like to integrate the liquid discharge head and the head tank. Here, a unit including a filter can be added between the head tank of these liquid discharge units and the liquid discharge head.
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。 Further, as a liquid discharge unit, there is a liquid discharge head and a carriage 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, there is a liquid discharge unit in which the liquid discharge head and the scanning movement mechanism are integrated by holding the liquid discharge head movably by a guide member forming a part of the scanning movement mechanism. In some cases, the liquid discharge head, the carriage, and the main scanning movement 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 carriage to which a liquid discharge head is attached, in which a cap member which is a part of the maintenance / recovery mechanism is fixed, 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 unit in which a tube is connected to a head tank or a liquid discharge head to which a flow path component is attached, and the liquid discharge head and a supply mechanism are integrated. The liquid of the liquid storage source is supplied to the liquid discharge head through 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 shall also include a single guide member. Further, the supply mechanism includes a single tube and a single loading unit.
また、「液体を吐出する装置」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である。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。 Further, the "device for discharging a liquid" is a device provided with a liquid discharge head or a liquid discharge unit and driving the liquid discharge head to discharge the liquid. The device for discharging the liquid includes not only a device capable of discharging the liquid to a device to which the liquid can adhere, but also a device for discharging the liquid into the air or 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 the liquid" can also include means for feeding, transporting, and discharging paper to which the liquid can adhere, and also includes a pretreatment device, a posttreatment device, and the like.
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 that ejects a liquid", an image forming device that is a device that ejects ink to form an image on paper, and a powder is formed in layers in order to form a three-dimensional model (three-dimensional model). There is a three-dimensional modeling device (three-dimensional modeling device) that discharges the modeling liquid into the 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 a liquid" is not limited to a device in which a significant image such as characters and figures is visualized by the discharged liquid. For example, those that form patterns that have no meaning in themselves 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 "material to which a liquid can adhere" means a material to which a liquid can adhere at least temporarily, such as one that adheres and adheres, and one that adheres and permeates. Specific examples include media such as paper, recording paper, recording paper, film, cloth and other recording media, electronic substrates, electronic components such as piezoelectric elements, powder layers (powder layers), organ models, and inspection cells. Yes, including anything to which the liquid adheres, unless otherwise specified.
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 "material to which liquid can be attached" may be paper, thread, fiber, cloth, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics or the like as long as the liquid can be attached even temporarily.
また、「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。 The "liquid" may have a viscosity and surface tension that can be discharged from the head, and is not particularly limited, but has a viscosity of 30 mPa · s or less at room temperature, under normal pressure, or by heating or cooling. It is preferable to have. More specifically, solvents such as water and organic solvents, colorants such as dyes and pigments, polymerizable compounds, resins, functionalizing materials such as surfactants, biocompatible materials such as DNA, amino acids and proteins, and calcium. , Solvents, suspensions, emulsions, etc. containing edible materials such as natural dyes, etc., for example, inks for inkjets, surface treatment liquids, constituents of electronic elements and light emitting elements, and formation of electronic circuit resist patterns. It can be used for applications such as liquids for three-dimensional modeling.
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。 Further, the "device for discharging the liquid" includes, but is not limited to, a device in which the liquid discharge head and the device to which the liquid can adhere move relatively. Specific examples include a serial type device that moves the liquid discharge head, a line type device that does not move the liquid discharge 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 a "device for ejecting liquid", a treatment liquid coating device for ejecting a treatment liquid to a paper in order to apply the treatment liquid to the surface of the paper for the purpose of modifying the surface of the paper, raw materials, etc. There is an injection granulator that granulates fine particles of raw materials by injecting a composition liquid in which the above is dispersed in a solution through a nozzle.
１ 画像形成装置
３ ガイド部材
４ キャリッジ
５ 主走査モータ
６ 駆動プーリ
８ タイミングベルト
１０ 用紙
１１Ａ，１１Ｂ 記録ヘッド
１５ エンコーダスケール
１６ ＦＦＣ
１７ 中継基板
２１ 搬送ベルト
１００ 液体吐出ヘッド
１０１ 液室部材
１０２ フレーム部材
１０３ フィルタユニット
１０４ パッキン部材
１１３ 内部空間
１２１ パッキン部材設置用窪み
１３１ フィルタ部材
１３２，１３３ フィルタケース
２０２ ノズル
２０２Ａ ノズル列（第１ノズル列）
２０２Ｂ ノズル列（第２ノズル列）
２０３ 個別液室
２１０，２１０Ａ，２１０Ｂ 共通液室
２１２ ノズル板
２１３ 流路板
２１４ 振動板部材
２１４ａ 振動領域
２１８ 圧電部材
２１９ ベース部材
２２０ 圧電アクチュエータ
２２１ フレキシブル配線部材
２３１ 供給口部
２３２ 絞り部
1 Image forming device 3 Guide member 4 Carriage 5 Main scanning motor 6 Drive pulley 8 Timing belt 10 Paper 11A, 11B Recording head 15 Encoder scale 16 FFC
17 Relay board 21 Conveying belt 100 Liquid discharge head 101 Liquid chamber member 102 Frame member 103 Filter unit 104 Packing member 113 Internal space 121 Recess for packing member installation 131 Filter members 132, 133 Filter case 202 Nozzle 202A Nozzle row (first nozzle row) )
202B nozzle row (second nozzle row)
203 Individual liquid chambers 210, 210A, 210B Common liquid chambers 212 Nozzle plate 213 Flow path plate 214 Diaphragm member 214a Vibration region 218 Piezoelectric member 219 Base member 220 Piezoelectric actuator 221 Flexible wiring member 231 Supply port 232 Squeezing part
Claims (8)
前記ノズルが通じる個別液室に液体を供給する共通液室と、を有する液体吐出ヘッドにおいて、
複数の前記ノズル列のノズル列間隔Ｐが次式（１）で表されることを特徴とする液体吐出ヘッド。
Ｐ≒［（Ｎ＋１／ｎ）×（１／ｆ）］×Ｖ ・・・（１）
ただし、
ｆ：共通液室の振動周波数（固有振動数）［Ｈｚ］
Ｖ：液体吐出ヘッドと液体が着弾する対象物との相対速度［ｍｍ／ｓ］
ｎ：ノズル列数（２以上の整数）
Ｎ：０以上の整数
である。 At least two nozzle rows in which multiple nozzles for discharging liquid are arranged, and
In a liquid discharge head having a common liquid chamber for supplying liquid to individual liquid chambers through which the nozzles pass.
A liquid discharge head characterized in that the nozzle row spacing P of the plurality of nozzle rows is represented by the following equation (1).
P ≒ [(N + 1 / n) × (1 / f)] × V ・ ・ ・ (1)
However,
f: Vibration frequency (natural frequency) of common liquid chamber [Hz]
V: Relative velocity between the liquid discharge head and the object on which the liquid lands [mm / s]
n: Number of nozzle rows (integer of 2 or more)
N: An integer greater than or equal to 0.
０．７５×［（Ｎ＋１／ｎ）×（１／ｆ）］×Ｖ≦Ｐ≦１．２５×［（Ｎ＋１／ｎ）×（１／ｆ）］×Ｖ ・・・（２） The liquid discharge head according to claim 1, wherein the liquid discharge head satisfies the following equation (2).
0.75 × [(N + 1 / n) × (1 / f)] × V ≦ P ≦ 1.25 × [(N + 1 / n) × (1 / f)] × V ... (2)
前記ノズル列のそれぞれは、いずれかの前記共通液室に連通していることを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。 The common liquid chamber having two or more different vibration frequencies is provided.
The liquid discharge head according to claim 1 or 2, wherein each of the nozzle rows communicates with any one of the common liquid chambers.
前記ノズルが通じる個別液室に液体を供給する共通液室と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法において、
複数の前記ノズル列のノズル列間隔Ｐが次式（１）
Ｐ≒［（Ｎ＋１／ｎ）×（１／ｆ）］×Ｖ ・・・（１）
ただし、
ｆ：共通液室の振動周波数（固有振動数）［Ｈｚ］
Ｖ：液体吐出ヘッドと液体が着弾する対象物との相対速度［ｍｍ／ｓ］
ｎ：ノズル列数（２以上の整数）
Ｎ：０以上の整数
で表された値で設ける工程を有することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。 At least two nozzle rows in which multiple nozzles for discharging liquid are arranged, and
In a method for manufacturing a liquid discharge head having a common liquid chamber for supplying a liquid to an individual liquid chamber through which the nozzle communicates.
The nozzle row spacing P of the plurality of nozzle rows is the following equation (1).
P ≒ [(N + 1 / n) × (1 / f)] × V ・ ・ ・ (1)
However,
f: Vibration frequency (natural frequency) of common liquid chamber [Hz]
V: Relative velocity between the liquid discharge head and the object on which the liquid lands [mm / s]
n: Number of nozzle rows (integer of 2 or more)
N: A method for manufacturing a liquid discharge head, which comprises a step of providing a value represented by an integer of 0 or more.
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