WO2019138446A1 - インクジェットヘッド及び画像形成装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an inkjet head, and an image forming apparatus provided with the inkjet head.
- Patent Document 1 As one of image forming apparatuses, one that ejects ink stored in a pressure chamber from a plurality of nozzles provided in an inkjet head to form an image on a recording medium is known. Moreover, in recent years, one that ejects a plurality of different color inks from one ink jet head has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
- Such an ink jet head has a first nozzle group consisting of a plurality of nozzles for discharging the first ink, and a second nozzle group consisting of a plurality of nozzles for discharging the second ink. Furthermore, it has a pressure chamber communicated with the first nozzle group and the second nozzle group, and a drive unit for applying a discharge pressure to the ink supplied to the pressure chamber.
- the first ink and the second ink are supplied by individually applying discharge pressure to the pressure chamber communicated with the first nozzle group and the pressure chamber communicated with the second nozzle group from the drive unit. The ink is ejected individually.
- the first ink is generated by the heat from the driving unit provided in the first nozzle group or The temperature is increased by the newly introduced ink. Therefore, a temperature difference occurs between the first ink being ejected and the second ink not being ejected, and a difference in viscosity occurs between the first ink and the second ink. .
- unevenness occurs in the velocity discharged from the first nozzle group and the second nozzle group, which causes a problem of deterioration in image quality.
- the present invention provides an inkjet head capable of reducing the temperature difference between the first ink and the second ink to be ejected, and an image forming apparatus provided with the inkjet head.
- the purpose is to
- the inkjet head of the present invention comprises a nozzle plate, a first pressure chamber, a second pressure chamber, a first ink flow passage, and a second ink flow passage. And a first supply port, a second supply port, and a space portion.
- the nozzle plate is formed with a first nozzle group consisting of a plurality of nozzles for ejecting the first ink and a second nozzle group consisting of a plurality of nozzles for ejecting the second ink.
- the first pressure chamber communicates with the nozzles of the first nozzle group.
- the second pressure chamber communicates with the nozzles of the second nozzle group.
- the first ink flow path communicates with the first nozzle group via the first pressure chamber, and the first ink passes therethrough.
- the second ink flow path communicates with the second nozzle group via the second pressure chamber, and the second ink passes through.
- the first supply port communicates with the first ink flow channel, and the first ink flows into the first ink flow channel.
- the second supply port communicates with the second ink flow path, and the second ink flows into the second ink flow path.
- the space is formed between the first nozzle group and the second nozzle group at a predetermined interval. Then, at least a portion of the first ink flow channel and the second ink flow channel are disposed in the space portion.
- an image forming apparatus of the present invention includes the above-described ink jet head.
- the temperature difference between the first ink and the second ink to be discharged can be reduced.
- FIG. 1 is a schematic configuration view showing an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a plan view showing a carriage of the image forming apparatus according to the first embodiment of the present invention as viewed from a discharge surface side.
- FIG. 5 is a plan view of the head chip of the ink jet head according to the first embodiment of the present invention as viewed from the discharge surface side.
- FIG. 5 is a cross-sectional view of the head chip of the ink jet head according to the first embodiment of the present invention as viewed from the side opposite to the discharge surface.
- FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line SS of FIG. 4; FIG.
- FIG. 7 is a cross-sectional view showing a modification of the head chip of the ink jet head according to the first embodiment of the present invention.
- FIG. 7 is a cross-sectional view of a head chip of an ink jet head according to a second embodiment of the present invention as viewed from the side opposite to the ejection surface.
- FIG. 14 is a cross-sectional view of a head chip of an ink jet head according to a third embodiment of the present invention as viewed from the side opposite to the discharge surface. It is sectional drawing which looked at the head chip of the inkjet head concerning the 4th example of embodiment of this invention from the opposite side to the discharge surface.
- FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line TT in FIG.
- FIG. 21 is a cross-sectional view of a head chip of an ink jet head according to a sixth embodiment of the present invention as viewed from the side opposite to the ejection surface. It is sectional drawing which looked at the head chip of the inkjet head concerning the 7th Example of this invention from the opposite side to the discharge surface. It is sectional drawing which looked at the head chip of the inkjet head concerning the 8th Example of this invention from the opposite side to the discharge surface.
- FIGS. 1 to 14 an inkjet head of the present invention and an embodiment for carrying out an image forming apparatus provided with the inkjet head will be described with reference to FIGS. 1 to 14.
- symbol is attached
- the present invention is not limited to the following embodiments.
- FIG. 1 is a schematic block diagram showing an image forming apparatus of this embodiment.
- the direction in which the recording medium R is transported is referred to as a main scanning direction Y
- the direction orthogonal to the main scanning direction Y on one surface of the recording medium R is referred to as a subscanning direction X.
- a direction perpendicular to both the sub-scanning direction X and the main scanning direction Y, that is, the ink ejection direction is described as the vertical direction Z.
- the apparatus illustrated in FIG. 1 is an image forming apparatus that forms an image by discharging ink droplets toward a recording medium R.
- the image forming apparatus 200 includes a platen 201, two conveyance rollers 202 and 202, and a carriage 204.
- the platen 201 is formed in a flat plate shape. Then, the recording medium R is placed on the upper surface of the platen 201. At both end portions of the platen 201 in the main scanning direction Y, transport rollers 202 are rotatably disposed. Then, when the conveyance roller 202 is driven, the platen 201 conveys the recording medium R in the main scanning direction Y.
- the carriage 204 opposes the recording medium R in the up-down direction Z via the platen 201.
- the carriage 204 is supported movably in the sub scanning direction X by a moving mechanism (not shown).
- the carriage 204 is provided with ink jet heads 1A and 1B (see FIG. 2) for discharging ink.
- FIG. 2 is a plan view of the carriage 204 as seen from the ejection surface side. As shown in FIG. 2, the carriage 204 has two inkjet heads 1A and 1B. The two inkjet heads 1A and 1B are arranged in the sub scanning direction X in the carriage 204.
- the inkjet heads 1A and 1B eject, for example, cyan (C), magenta (M), yellow (Y), and black (K) inks toward the recording medium R.
- the first inkjet head 1A ejects, for example, two different colors of ink among cyan (C), magenta (M), yellow (Y), and black (K).
- the second inkjet head 1B ejects the remaining two colors of ink.
- the image forming apparatus 200 temporarily stops the conveyance of the recording medium R, moves the carriage 204 along the sub scanning direction X to form an image, and the carriage 204 reciprocates along the sub scanning direction X.
- the recording medium R may be moved in the scanning direction Y each time.
- the carriage 204 is fixedly disposed, the recording medium R is moved along the sub scanning direction X to perform image formation, and the recording medium R is scanned in the scanning direction each time the recording medium R reciprocates along the sub scanning direction X You may move it to Y.
- the inkjet heads 1A and 1B may be arranged side by side along the scanning direction Y, and image formation may be performed while moving the recording medium R in the scanning direction Y.
- the number of inkjet heads 1A and 1B provided on the carriage 204 is not limited to two, and three or more inkjet heads may be provided on the carriage 204.
- the first inkjet head 1A and the second inkjet head 1B have the same configuration, respectively, the first inkjet head 1A will be described here, and the following will be simply referred to as the inkjet head 1A.
- FIG. 3 is a plan view of the inkjet head 1A as viewed from the ejection surface side.
- the inkjet head 1A has a flat head chip 5, a wiring board (not shown) and an ink manifold.
- the head chip 5 has a first nozzle group 11A composed of a plurality of nozzles 12A and a second nozzle group 11B composed of a plurality of nozzles 12B.
- the first nozzle group 11A and the second nozzle group 11B are arranged side by side in the sub scanning direction X of the head chip 5.
- Inks of different colors are ejected from the plurality of nozzles 12A constituting the first nozzle group 11A and the nozzles 12B constituting the second nozzle group 11B.
- the ink ejected from the first nozzle group 11A is referred to as a first ink
- the ink ejected from the second nozzle group 11B is referred to as a second ink.
- FIG. 4 is a cross-sectional view of the head chip 5 as viewed from the side opposite to the discharge surface
- FIG. 5 is a cross-sectional view of the head chip 5 shown in FIG.
- a space 13 is formed between the first nozzle group 11A and the second nozzle group 11B at a predetermined interval d1 in the sub scanning direction X.
- the space portion 13 is a heat exchange area between the ink ejected from the first nozzle group 11A and the ink ejected from the second nozzle group 11B.
- the space portion 13 is a region on the opposite side to the ejection openings of the nozzles 12A and 12B of the first nozzle group 11A and the second nozzle group 11B in the head chip 5, that is, the area on the opposite side to the ejection surface of the head chip 5.
- the nozzles 12A and 12B are not formed.
- the distance between the first nozzle group 11A and the second nozzle group 11B, that is, the length d1 of the space 13 is set longer than the distance between adjacent nozzles 12A and 12B in the plurality of nozzles 12A and 12B, so-called pitch distance d2 It is done.
- the length of the space d1 of the space 13 is set to, for example, 1 mm or more.
- the head chip 5 has a nozzle plate 2, a pressure chamber forming plate 3, a plurality of piezoelectric elements 4 A showing an example of a drive unit, and a diaphragm 6.
- the head chip 5 is stacked in order of the nozzle plate 2, the pressure chamber forming plate 3, and the diaphragm 6 from the ink discharge surface side.
- the nozzle plate 2 is provided with a plurality of nozzles 12A constituting a first nozzle group 11A and a plurality of nozzles 12B constituting a second nozzle group 11B.
- the nozzles 12A and 12B penetrate the nozzle plate 2 along the vertical direction Z.
- the nozzles 12A and 12B discharge the ink supplied from the pressure chamber forming plate 3 described later to the outside.
- the pressure chamber forming plate 3 includes a communication passage 15A communicating with the plurality of nozzles 12A constituting the first nozzle group 11A, a first pressure chamber 16A, and a first common flow passage 17A showing an example of a first ink flow passage. Is formed.
- the communication passage 15A is formed on one surface of the pressure chamber forming plate 3 on the side of the nozzle plate 2 in the vertical direction Z.
- the communication passage 15A is formed for each of the plurality of nozzles 12A of the first nozzle group 11A.
- the communication passage 15A is in communication with the nozzle 12A of the first nozzle group 11A.
- the first pressure chamber 16A is in communication with an opening on the communication passage 15A opposite to the nozzle 12A.
- the first pressure chamber 16A is formed by opening the other surface on the side opposite to the surface on the side of the nozzle plate 2 in the vertical direction Z in the pressure chamber forming plate 3.
- the first pressure chamber 16A is formed for each of the plurality of nozzles 12A of the first nozzle group 11A.
- the first pressure chamber 16A is in communication with the nozzle 12A of the first nozzle group 11A via the communication passage 15A.
- the diaphragm 6 is disposed so as to cover the opening on the opposite side to the communication passage 15A in the plurality of first pressure chambers 16A.
- the diaphragm 6 is stacked on the other surface of the pressure chamber forming plate 3 opposite to the nozzle plate 2.
- the diaphragm 6 is made of, for example, a thin film of silicon oxide (SiO 2 ), vibrates by driving a piezoelectric element 4A described later, and applies pressure to the ink in the first pressure chamber 16A.
- the piezoelectric element 4A is disposed on one surface of the diaphragm opposite to the first pressure chamber 16A.
- the piezoelectric element 4A is made of a material that deforms when a voltage is applied, and is made of, for example, a ferroelectric material such as lead zirconate titanate (PZT).
- PZT lead zirconate titanate
- the piezoelectric element 4A is connected to a wiring board (not shown).
- the piezoelectric element 4A By applying a voltage to the piezoelectric element 4A, the piezoelectric element 4A is deformed and the diaphragm is vibrated. As a result, a pressure for discharging the ink into the first pressure chamber 16A is generated, and the ink is discharged from the nozzle 12A through the communication passage 15A.
- the first common flow path 17A communicates with the upstream side of the flow path in the first pressure chamber 16A to which the ink is supplied.
- the first common flow path 17A communicates with the plurality of nozzles 12A constituting the first nozzle group 11A via the first pressure chamber 16A and the communication path 15A.
- a communication passage and a second pressure chamber communicating with the plurality of nozzles 12B constituting the second nozzle group 11B, and a second common flow showing an example of the second ink flow passage
- the passage 17B is formed.
- the configuration of the communication passage and the second pressure chamber in the second nozzle group 11B is the same as that of the communication passage 15A and the first pressure chamber 16A of the first nozzle group 11A, and thus the description thereof will be omitted.
- the second common flow path 17B is in communication with the nozzle 12B constituting the second nozzle group 11B via a second pressure chamber and a communication path (not shown).
- the first common flow channel 17A and the second common flow channel 17B are disposed in the space 13 in the head chip 5.
- the first common flow path 17A is disposed on the side of the first nozzle group 11A in the sub scanning direction X in the space portion 13.
- the second common flow path 17B is a second nozzle group in the sub scanning direction X in the space portion 13. It is disposed on the 11B side.
- the first common flow channel 17A and the second common flow channel 17B extend parallel to each other along the main scanning direction Y in the space portion 13. That is, the first common flow channel 17A and the second common flow channel 17B are disposed adjacent to each other in the space portion 13.
- first common flow path 17A branches at a plurality of locations toward the first nozzle group 11A in the sub scanning direction X.
- the first common flow path 17A communicates with all the plurality of nozzles 12A that constitute the first nozzle group 11A.
- the second common flow path 17B is branched at a plurality of locations toward the second nozzle group 11B in the sub scanning direction X.
- the second common flow path 17B communicates with all of the plurality of nozzles 12B that constitute the second nozzle group 11B.
- the head chip 5 is provided with a first supply port 18A and a second supply port 18B.
- the first supply port 18 ⁇ / b> A and the second supply port 18 ⁇ / b> B are opened on the surface of the head chip 5 opposite to the discharge surface.
- the first supply port 18A and the second supply port 18B are disposed in the space portion 13 in the head chip 5.
- the first supply port 18A is in communication with the first common flow channel 17A
- the second supply port 18B is in communication with the second common flow channel 17B.
- the first supply port 18A and the second supply port 18B communicate with an ink manifold (not shown). Then, the first ink flows from the ink manifold into the first common flow path 17A from the first supply port 18A. Then, the second ink flows from the ink manifold into the second common flow path 17B from the second supply port 18B.
- the first supply port 18A and the second supply port 18B are disposed at one end of the head chip 5 in the main scanning direction Y. Therefore, the first ink passing through the first common flow passage 17A and the second ink passing through the second common flow passage 17B are separated from one end of the head chip 5 in the main scanning direction Y in the space portion 13 from the other Flow in the same direction towards the end.
- the first common flow path 17A and the second common flow path 17B which are ink flow paths immediately before being supplied to the first nozzle group 11A and the second nozzle group 11B.
- the space part 13 it arrange
- the temperature difference between the first ink and the second ink can be reduced. .
- the flow path on the upstream side of the first supply port 18A and the second supply port 18B can be easily designed. It can be carried out. Furthermore, heat exchange between the first ink and the second ink is performed also in the first supply port 18A and the second supply port 18B by the first supply port 18A and the second supply port 18B being adjacent in the space portion 13. Can.
- all the flow passage cross-sectional areas through which the ink passes in the first common flow passage 17A and the second common flow passage 17B be set equally including the branched flow passages.
- the flow path resistances of the first common flow path 17A and the second common flow path 17B can be equalized, variations in the ink ejected from the nozzles 12A and 12B can be reduced, and high image quality can be improved. be able to.
- the nozzle plate 2 and the pressure chamber forming plate 3 described above are formed of silicon, metal, glass or a composite layer thereof.
- the nozzle plate 2 and the pressure chamber forming plate 3 are preferably formed of silicon having high thermal conductivity.
- the space 13 for heat exchange is also formed of silicon, thereby improving the heat exchange efficiency between the first ink and the second ink passing through the first common flow path 17A and the second common flow path 17B. be able to. Further, the heat exchange efficiency can be improved by forming the wall surfaces of the flow paths of the first common flow path 17A and the second common flow path 17B with silicon.
- diaphragm 6 with members different from pressure chamber formation plate 3
- diaphragm 6 is formed with the same member as pressure chamber formation plate 3 You may
- FIG. 6 is a cross-sectional view showing a modification of the head chip.
- the head chip 5 ' shown in FIG. 6, common flow paths 17A' and 17B 'are formed in the nozzle plate 2'.
- the head chip 5 ' has a nozzle plate 2', a pressure chamber forming plate 3 ', a plurality of piezoelectric elements 4A, and a diaphragm 6'.
- the pressure chamber forming plate 3 ' includes a communication passage 15A' and a first pressure chamber 16A '.
- the first pressure chamber 16A ' is in communication with the nozzle 12A' provided in the nozzle plate 2 'via the communication passage 15A'.
- a plurality of nozzles 12A 'and a common flow path 17A' are formed in the nozzle plate 2 '.
- the common flow path 17A ' is a concave portion recessed from one surface to the other surface of the nozzle plate 2' on the pressure chamber forming plate 3 'side.
- the first common flow passage 17A ' is in communication with a first pressure chamber 16A' in communication with the nozzles 12A 'of the first nozzle group 11A.
- FIG. 7 is a cross-sectional view of the head chip of the ink jet head according to the second embodiment as viewed from the side opposite to the discharge surface.
- the inkjet head according to the second embodiment differs from the inkjet head 1A according to the first embodiment in the first common channel, the second common channel, and the first common channel formed in the head chip. It is a structure of a supply port and a 2nd supply port. Therefore, here, the head chip will be described, and the parts common to the head chip 5 of the ink jet head 1A according to the first embodiment will be assigned the same reference numerals and overlapping explanations will be omitted.
- the head chip 25 includes a first nozzle group 31A, a second nozzle group 31B, and a space 33.
- the head chip 25 includes a plurality of first common flow paths 37A communicating with the plurality of nozzles 32A constituting the first nozzle group 31A and a plurality of first common flow paths communicating with the plurality of nozzles 32B constituting the second nozzle group 31B.
- 2 common channel 37B communicating with the plurality of nozzles 32A constituting the first nozzle group 31A
- first common flow paths communicating with the plurality of nozzles 32B constituting the second nozzle group 31B.
- 2 common channel 37B 2 common channel 37B.
- the plurality of first common flow channels 37A and the plurality of second common flow channels 37B are arranged side by side at intervals in the main scanning direction Y.
- One end side of the first common flow channel 37A is disposed in the space 33, and extends toward the first nozzle group 31A along the sub scanning direction X.
- the first common flow path 37A is in communication with a predetermined number of nozzles 32A among the plurality of nozzles 32A constituting the first nozzle group 31A.
- a first supply port 38A is provided at one end of the first common flow channel 37A.
- the first supply port 38A is disposed in the space portion 33.
- the first ink is supplied to the first nozzle group 31A from the first supply port 38A via the first common flow path 37A.
- One end of the second common flow channel 37B is disposed in the space 33, and extends toward the second nozzle group 31B along the sub scanning direction X.
- the second common flow path 37B is in communication with a predetermined number of nozzles 32B among the plurality of nozzles 32B constituting the second nozzle group 31B.
- a second supply port 38B is provided at one end of the second common flow channel 37B.
- the second supply port 38 ⁇ / b> B is disposed in the space portion 33.
- the second ink is supplied to the second nozzle group 31B from the second supply port 38B via the second common flow path 37B.
- the lengths from the first supply port 38A in the plurality of first common flow paths 37A to the sub-scanning direction X that is, the lengths from the nozzle 32A of the first nozzle group 31A are all set equal.
- the lengths from the second supply port 38B to the sub-scanning direction X in the plurality of second common flow paths 37B that is, the lengths from the nozzle 32B of the second nozzle group 31B are all set equal.
- the head chip 25 also in the head chip 25 according to the second embodiment, parts of the first common flow channel 37A and the second common flow channel 37B are adjacent to each other in the space portion 33. Then, in the space portion 33, heat exchange is performed between the first ink passing through the first common flow channel 37A and the second ink passing through the second common flow channel 37B. Therefore, also by the head chip 25 having such a configuration, it is possible to obtain the same operation and effect as the head chip 5 according to the first embodiment described above.
- the plurality of first supply ports 38A and the plurality of second supply ports 38B are linearly arranged along the main scanning direction Y. Thereby, the flow path on the upstream side of the first supply port 38A and the second supply port 38B can be easily formed.
- the first common flow path 37A and the second common flow path 37B are divided into a plurality and arranged. Therefore, the number of the nozzles 32A, 32B communicating with the common flow channels 37A, 37B is greater than the number of the nozzles 12A, 12B with which the first common flow channel 17A and the second common flow channel 17B according to the first embodiment communicate. Can also be reduced.
- a change in pressure applied to each of the nozzles 32A, 32B corresponds to the discharge speed of the other nozzles 32A, 32B through the common flow paths 37A, 37B.
- the influence can be suppressed more than the head chip 5 according to the first embodiment.
- FIG. 8 is a cross-sectional view of the head chip of the ink jet head according to the third embodiment as viewed from the side opposite to the discharge surface.
- the inkjet head according to the third embodiment is obtained by changing the positions of the first supply port 38A and the second supply port 38B in the head chip 25 of the inkjet head according to the second embodiment. Therefore, in this case, one common flow channel, a second common flow channel, a first supply port, and a second supply port will be described, and the inkjet head 1A according to the first embodiment and the second embodiment will be described.
- the same parts as those of the ink jet head are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
- the head chip 45 has a first nozzle group 51 ⁇ / b> A, a second nozzle group 51 ⁇ / b> B, and a space 53.
- the head chip 45 has a plurality of first common flow paths 57A communicating with the plurality of nozzles 52A constituting the first nozzle group 51A and a plurality of first common channels 57B communicating with the plurality of nozzles 52B constituting the second nozzle group 31B. 2 has a common flow channel 57B.
- One end side of the first common flow channel 57A is disposed in the space portion 53, and extends toward the first nozzle group 51A along the sub scanning direction X.
- the first common flow channel 57A is in communication with a predetermined number of nozzles 52A among the plurality of nozzles 52A constituting the first nozzle group 51A.
- the second common flow channel 57B is disposed in the space portion 53 at one end side, and extends toward the second nozzle group 51B along the sub scanning direction X.
- the second common flow path 57B is in communication with a predetermined number of nozzles 52B among the plurality of nozzles 52B that constitute the second nozzle group 51B.
- one end of the first common flow channel 57A is disposed closer to the second nozzle group 51B in the sub scanning direction X than the one end of the second common flow channel 57B. That is, one end of the second common flow channel 57B is disposed closer to the first nozzle group 51A in the sub scanning direction X than the one end of the first common flow channel 57A. Further, one end of the first common flow channel 57A and one end of the second common flow channel 57B overlap each other at an interval in the main scanning direction Y and the sub scanning direction X in the space 53.
- a first supply port 58A is provided at one end of the overlapping first common flow channel 57A, and a second supply port 58B is provided at one end of the second common flow channel 57B.
- the other configuration is the same as the head chip 5 of the ink jet head 1A according to the first embodiment described above and the head chip 25 of the ink jet head according to the second embodiment, so the description thereof is omitted. Do. Also by the inkjet head having such a head chip 45, the same operation and effect as the inkjet head 1A according to the first embodiment and the inkjet head according to the second embodiment can be obtained. .
- the head chip 45 in the space portion 53, a part of the first common flow channel 57A and a part of the second common flow channel 57B overlap each other. Therefore, the heat exchange efficiency between the first ink and the second ink can be increased more than the head chip 25 according to the second embodiment.
- FIG. 9 is a cross-sectional view of the head chip of the ink jet head according to the fourth embodiment as viewed from the side opposite to the ejection surface.
- the ink jet head according to the fourth embodiment differs from the ink jet head 1A according to the first embodiment in that the first common flow path and the second common flow path of the head chip are provided. It is a position of a supply port and a 2nd supply port. Therefore, here, the head chip will be described, and the parts common to the head chip 5 of the ink jet head 1A according to the first embodiment will be assigned the same reference numerals and overlapping explanations will be omitted.
- the head chip 65 has a first nozzle group 71A, a second nozzle group 71B, and a space 73.
- the head chip 65 also has a first common flow path 77A, a second common flow path 77B, a first supply port 78A, and a second supply port 78B.
- the first common flow path 77A communicates with the plurality of nozzles 72A that constitute the first nozzle group 71A.
- the second common flow path 77B communicates with the plurality of nozzles 72B that constitute the second nozzle group 71B.
- the first supply port 78 ⁇ / b> A is disposed on one end side of the head chip 65 in the main scanning direction Y in the space portion 73. Then, the first supply port 78A is connected to the first common flow path 77A. Therefore, the first ink passing through the first common flow path 77A flows from one end to the other end in the main scanning direction Y of the head chip 65 in the space 73.
- the second supply port 78 ⁇ / b> B is disposed on the other end side of the head chip 65 in the main scanning direction Y in the space portion 73. Then, the second supply port 78B is connected to the second common flow path 77B. Therefore, the second ink passing through the second common flow path 77 B flows from the other end to the one end in the main scanning direction Y of the head chip 65 in the space 73.
- the other configuration is the same as that of the head chip 5 of the ink jet head 1A according to the first embodiment described above, and thus the description thereof is omitted. Also by the ink jet head having such a head chip 65, the same operation and effect as the ink jet head 1A according to the first embodiment described above can be obtained.
- the directions in which the first ink and the second ink flow in the space portion 73 are opposite to each other. Therefore, according to the head chip 65 according to the fourth embodiment, the heat exchange efficiency of the first ink and the second ink in the space portion is higher than that of the head chip 5 according to the second embodiment. You can raise it.
- FIG. 10 is a cross-sectional view of the head chip of the ink jet head according to the fifth embodiment as viewed from the side opposite to the ejection surface.
- FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line TT in FIG.
- the ink jet head according to the fifth embodiment differs from the ink jet head 1A according to the first embodiment in that a head chip is provided with a circulation channel for circulating the ink. Therefore, here, the circulation path of the head chip will be mainly described, and the same reference numerals are given to the portions common to the ink jet head 1A according to the first embodiment, and the duplicated explanation will be omitted.
- the head chip 85 includes a nozzle plate 82, a pressure chamber forming plate 83, a piezoelectric element 84A, and a diaphragm 86.
- the head chip 85 has a first nozzle group 91A, a second nozzle group 91B, and a space 93.
- the head chip 85 is a first common circulation showing an example of the first common flow channel 97A, the second common flow channel 97B, the first supply port 98A, the second supply port 98B, and the first circulation flow channel.
- a flow path 99A, a second common circulation flow path 99B showing an example of the second circulation flow path, a first recovery port 101A, and a second recovery port 101B are provided.
- the configurations of the first common flow channel 97A, the second common flow channel 97B, the first supply port 98A and the second supply port 98B are the same as the first common flow channel 17A according to the first embodiment. Since the configuration is the same as that of the flow path 17B, the first supply port 18A, and the second supply port 18B, the description thereof is omitted here.
- the first common circulation flow path 99A is formed in a nozzle plate 82 that constitutes the head chip 85. Further, the first common circulation flow path 99A extends in the nozzle plate 82 in a direction intersecting the axial direction of the nozzles 92A of the first nozzle group 91A. The first common circulation flow passage 99A is in communication with the nozzle 92A of the first nozzle group 91A. The second common circulation flow passage 99B is also formed in the nozzle plate 82 and communicates with the nozzles 92B of the second nozzle group 91B.
- the first common flow passage 97A disposed on the upstream side of the first pressure chamber 96A and the communication passage 95A and in communication with the first pressure chamber 96A and the communication passage 95A constitutes a head chip 85.
- the pressure chamber forming plate 83 is provided.
- the second common flow channel 97B is also provided in the pressure chamber forming plate 83, similarly to the first common flow channel 97A.
- first common circulation flow passage 99A and the second common circulation flow passage 99B are formed in the nozzle plate 82
- present invention is not limited to this.
- the pressure chamber forming plate 83 constituting the head chip 85 It may be formed in Furthermore, the first common flow channel 97A and the second common flow channel 97B may be formed in the nozzle plate 82 as in the head chip 5 'shown in FIG.
- the first common circulation flow passage 99A extends toward the space 93 along the sub scanning direction X in the first nozzle group 91A.
- the first common circulation flow passage 99A extends in the main scanning direction Y in the space 93. Further, the first common circulation flow passage 99A merges with the adjacent first common circulation flow passage 99A in the space portion 93.
- the second common circulation flow passage 99B extends in the sub-scanning direction X toward the space 93 in the second nozzle group 91B.
- the second common circulation flow passage 99B extends along the main scanning direction Y in parallel with the first common circulation flow passage 99A. Further, the second common circulation flow passage 99B merges with the adjacent second common circulation flow passage 99B in the space portion 93.
- the first recovery port 101A and the second recovery port 101B are formed on the other end side of the head chip 85 in the main scanning direction Y.
- the first recovery port 101A communicates with the first common circulation flow path 99A
- the second recovery port 101B communicates with the second common circulation flow path 99B.
- the first recovery port 101A and the second recovery port 101B are respectively in communication with an unshown discharge liquid chamber.
- the discharge liquid chamber is connected to the ink manifold via a pump (not shown).
- the head is circulated by circulating the first ink and the second ink via the first common circulation flow path 99A, the second common circulation flow path 99B, the first recovery port 101A, the second recovery port 101B, and the discharge liquid chamber. Air bubbles generated in the chip 85 can be removed. Thereby, clogging of the nozzles 92A and 92B, injection failure and the like can be suppressed.
- heat exchange can be performed when the collected first ink and second ink pass through the space 93 in the first common circulation flow passage 99A and the second common circulation flow passage 99B. As a result, not only the temperature difference between the supplied first ink and the second ink, but also the temperature difference between the collected first ink and the second ink can be reduced.
- the other configuration is the same as that of the head chip 5 of the ink jet head 1A according to the first embodiment described above, and thus the description thereof is omitted. Also by the ink jet head having such a head chip 85, the same operation and effect as the ink jet head 1A according to the first embodiment described above can be obtained.
- FIG. 12 is a cross-sectional view of the head chip of the ink jet head according to the sixth embodiment as viewed from the side opposite to the ejection surface.
- the ink jet head according to the sixth embodiment is provided with a circulation flow path in the head chip 25 according to the second embodiment. Therefore, the same reference numerals are given to parts common to the ink jet head 1A according to the first embodiment and the ink jet head according to the second embodiment, and duplicate explanations are omitted.
- the head chip 115 has a first nozzle group 121A, a second nozzle group 121B, and a space portion 123.
- the head chip 115 has a plurality of first common channels 127A, a plurality of second common channels 127B, a plurality of first supply ports 128A, and a plurality of second supply ports 128B.
- the head chip 115 has a plurality of first common circulation channels 129A, a plurality of second common circulation channels 129B, a plurality of first recovery ports 131A, and a plurality of second recovery ports 131B. There is.
- the configurations of the first common flow channel 127A, the second common flow channel 127B, the first supply port 128A, and the second supply port 128B are the same as the first common flow channel 37A according to the second embodiment. Since the configuration is the same as that of the flow path 37B, the first supply port 38A, and the second supply port 38B, the description thereof is omitted here.
- the plurality of first common circulation flow channels 129A and the plurality of second common circulation flow channels 129B are arranged side by side at intervals in the main scanning direction Y.
- the first common circulation flow passage 129A extends in the sub-scanning direction X in the first nozzle group 121A.
- the second common circulation flow path 129B extends in the sub scanning direction X in the second nozzle group 121B.
- the first common circulation flow passage 129A is in communication with a predetermined number of nozzles 122A among the plurality of nozzles 122A constituting the first nozzle group 121A.
- the second common circulation flow passage 129B is in communication with a predetermined number of nozzles 122B among the plurality of nozzles 122B constituting the second nozzle group 121B.
- a first recovery port 131A is formed at an end of the first common circulation flow passage 129A on the space 123 side, and a first recovery port 131A is formed at the end of the second common circulation flow passage 129B on the space 123 side. 2 A recovery port 131B is formed. Therefore, the first ink and the second ink passing through the first common circulation channel 129A and the second common circulation channel 129B pass the first common channel 127A and the second common channel 127B, respectively. It flows toward the space portion 123 in the direction opposite to the ink and the second ink.
- the heat exchange between the first ink and the second ink is efficiently performed in the entire first common flow channel 127A, the second common flow channel 127B, the first common circulation flow channel 129A, and the second common circulation flow channel 129B. It can be carried out. As a result, the temperature difference between the supplied first and second inks and the collected first and second inks can also be reduced.
- the first common circulation channel 129A, the second common circulation channel 129B, The first ink and the second ink are circulated through the first recovery port 131A, the second recovery port 131B, and the discharge liquid chamber.
- the other configuration is the same as that of the head chip 5 of the ink jet head 1A according to the first embodiment described above, and thus the description thereof is omitted. Also by the inkjet head having such a head chip 115, the same operation and effect as the inkjet head 1A according to the first embodiment described above can be obtained.
- FIG. 13 is a cross-sectional view of the head chip of the ink jet head according to the seventh embodiment as viewed from the side opposite to the ejection surface.
- the ink jet head according to the seventh embodiment differs from the first embodiment in the configurations of the first common circulation channel, the second common circulation channel, the first recovery port, and the second recovery port. It is Therefore, the same reference numerals are given to parts common to the ink jet head 1A according to the first embodiment and the ink jet head according to the sixth embodiment, and the redundant description will be omitted.
- the head chip 145 includes a first nozzle group 151A, a second nozzle group 151B, and a space portion 153.
- the head chip 145 has a plurality of first common flow channels 157A, a plurality of second common flow channels 157B, a plurality of first supply ports 158A, and a plurality of second supply ports 158B.
- the head chip 145 has a plurality of first common circulation channels 159A, a plurality of second common circulation channels 159B, a plurality of first recovery ports 161A, and a plurality of second recovery ports 161B. There is.
- the configurations of the first common flow channel 157A, the second common flow channel 157B, the first supply port 158A and the second supply port 158B are the same as the first common flow channel 37A according to the second embodiment. Since the configuration is the same as that of the flow path 37B, the first supply port 38A, and the second supply port 38B, the description thereof is omitted here.
- the plurality of first common circulation flow paths 159A and the plurality of second common circulation flow paths 159B are arranged side by side at intervals in the main scanning direction Y.
- the first common circulation flow passage 159A extends in the sub-scanning direction X in the first nozzle group 151A.
- the second common circulation flow passage 159B extends in the sub-scanning direction X in the second nozzle group 151B. Furthermore, the end portions on the space portion 153 side in the first common circulation flow path 159A and the second common circulation flow path 159B extend to the space portion 153.
- a first recovery port 161A is formed at an end of the first common circulation flow passage 159A on the space 153 side, and a first recovery port 161A is formed at the end of the second common circulation flow passage 159B on the space 153 side. 2 A recovery port 161B is formed. That is, the first recovery port 161A and the second recovery port 161B are disposed in the space portion 153.
- Heat exchange can be performed.
- the collected first and second inks pass through the first common circulation channel 159A and the second common circulation channel 159B and are collected from the first collection port 161A and the second collection port 161B.
- heat exchange can be performed.
- the other configuration is the same as that of the head chip 5 of the ink jet head 1A according to the first embodiment described above, and thus the description thereof is omitted. Also by the ink jet head having such a head chip 145, the same operation and effect as the ink jet head 1A according to the first embodiment described above can be obtained.
- FIG. 14 is a cross-sectional view of the head chip of the ink jet head according to the eighth embodiment as viewed from the side opposite to the ejection surface.
- the ink jet head according to the seventh embodiment is such that the positions of the first recovery port and the second recovery port according to the sixth embodiment are changed. Therefore, the same reference numerals are given to parts common to the ink jet head 1A according to the first embodiment and the ink jet head according to the sixth embodiment, and the redundant description will be omitted.
- the head chip 175 has a first nozzle group 181A, a second nozzle group 181B, and a space portion 183.
- the head chip 175 also has a plurality of first common flow channels 187A, a plurality of second common flow channels 187B, a plurality of first supply ports 188A, and a plurality of second supply ports 188B.
- the head chip 175 has a plurality of first common circulation flow paths 189A, a plurality of second common circulation flow paths 189B, a plurality of first recovery ports 191A, and a plurality of second recovery ports 191B. There is.
- the configurations of the first common flow channel 187A, the second common flow channel 187B, the first supply port 188A, the second supply port 188B, the first common circulation flow channel 189A, and the second common circulation flow channel 189B are the sixth.
- the first recovery port 191A is formed at an end opposite to the space portion 183 in the first common circulation flow path 189A, and the second recovery port 191B is formed in the space portion 183 and the second common circulation flow path 189B. Is formed at the opposite end. Therefore, the collected first ink and second ink flow in the first common circulation flow passage 189A and the second common circulation flow passage 189B in the direction opposite to the space portion 183.
- the other configuration is the same as that of the head chip 5 of the ink jet head 1A according to the first embodiment described above, and thus the description thereof is omitted.
- the same operation and effect as the inkjet head 1A according to the first embodiment and the inkjet head according to the sixth embodiment can be obtained by the inkjet head having such a head chip 175 as well. .
- the present invention is not limited to this.
- the ink of the same color and type may be applied as the first ink and the second ink, and the same ink may be ejected from the first nozzle group and the second nozzle group.
- the resolution of the ink jet head can be doubled as compared with the ink jet head according to the embodiment described above, and it can be used as a so-called high density head.
- the present invention is not limited to this.
- the positions at which the first nozzle group and the second nozzle group are disposed are appropriately set in accordance with the moving directions of the carriage and the recording medium, and the position of the inkjet head disposed on the carriage.
- the space portion, the common flow path which is an ink flow path, and the common circulation flow path which is a circulation flow path are also appropriately set according to the positions at which the first nozzle group and the second nozzle group are disposed. .
- the ink ejected from one inkjet head is not limited to two inks, and three or more nozzle groups may be provided to eject three or more inks from one inkjet head. That is, a third nozzle group including a plurality of nozzles for ejecting the third ink, a third pressure chamber, a third ink flow path, and a third supply port are further provided. And each nozzle group is arrange
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Abstract
インクジェットヘッドは、ノズルプレートと、第1圧力室と、第2圧力室と、第1インク流路と、第2インク流路と、第1供給口と、第2供給口と、空間部と、を備えている。第1インク流路は、第1圧力室を介して第1ノズル群に連通し、第1のインクが通過する。第2インク流路は、第2圧力室を介して第2ノズル群に連通し、第2のインクが通過する。空間部は、第1ノズル群と第2ノズル群の間に所定の間隔をもって形成される。そして、第1インク流路と第2インク流路の少なくとも一部は、空間部に配置される。
Description
本発明は、インクジェットヘッド、及びこのインクジェットヘッドを備えた画像形成装置に関する。
画像形成装置の一つとして、インクジェットヘッドに設けられた複数のノズルから、圧力室内に貯留したインクを射出して記録媒体に画像を形成するものが知られている。また、近年では、一つのインクジェットヘッドから複数の異なる色のインクを射出するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
このようなインクジェットヘッドでは、第1のインクを吐出する複数のノズルからなる第1ノズル群と、第2のインクを吐出する複数のノズルからなる第2ノズル群と、を有している。さらに、第1ノズル群と第2ノズル群に連通された圧力室と、圧力室に供給されるインクに吐出圧力を付与する駆動部と、を有している。そして、第1ノズル群に連通された圧力室と、第2ノズル群に連通された圧力室に対して駆動部からそれぞれ個別に吐出圧力を付与することで、第1のインクと、第2のインクを個別に吐出させている。
しかしながら、第1のインクを第1ノズル群から吐出させ、第2のインクを第2ノズル群から全く吐出させない場合、第1のインクは、第1ノズル群に設けられた駆動部からの熱や、新たに流入されたインクにより温度が上昇する。そのため、吐出させている第1のインクと、吐出させていない第2のインクとの間に温度差が発生し、第1のインクと第2のインクの間で粘度の差が発生していた。その結果、第1のインクと第2のインクの温度差によって第1ノズル群と第2ノズル群から吐出される速度にムラが発生し、画質の低下を招く、という問題を有していた。
本発明は、上述のような従来の問題点に鑑み、吐出される第1のインクと第2のインクの温度差を低減することができるインクジェットヘッド及びこのインクジェットヘッドを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明のインクジェットヘッドは、ノズルプレートと、第1圧力室と、第2圧力室と、第1インク流路と、第2インク流路と、第1供給口と、第2供給口と、空間部と、を備えている。ノズルプレートには、第1のインクを吐出する複数のノズルからなる第1ノズル群と、第2のインクを吐出する複数のノズルからなる第2ノズル群が形成されている。第1圧力室は、第1ノズル群のノズルに連通する。第2圧力室は、第2ノズル群のノズルに連通する。第1インク流路は、第1圧力室を介して第1ノズル群に連通し、第1のインクが通過する。第2インク流路は、第2圧力室を介して第2ノズル群に連通し、第2のインクが通過する。第1供給口は、第1インク流路に連通し、第1のインクが第1インク流路に流れ込む。第2供給口は、第2インク流路に連通し、第2のインクが第2インク流路に流れ込む。空間部は、第1ノズル群と第2ノズル群の間に所定の間隔をもって形成される。そして、第1インク流路と第2インク流路の少なくとも一部は、空間部に配置される。
また、本発明の画像形成装置は、上述したインクジェットヘッドを備えている。
上記構成のインクジェットヘッド及び画像形成装置によれば、吐出される第1のインクと第2のインクの温度差を低減することができる。
以下に、本発明のインクジェットヘッド及びこのインクジェットヘッドを備えた画像形成装置を実施するための形態について、図1~図14を参照しながら説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。また、本発明は、以下の形態に限定されるものではない。
1.第1の実施の形態例
1-1.画像形成装置の構成
まず、本発明の第1の実施の形態例(以下、「本例」という)にかかる画像形成装置の構成について図1を参照して説明する。
図1は、本例の画像形成装置を示す概略構成図である。
なお、以下の説明では、記録媒体Rを搬送する方向を主走査方向Y、記録媒体Rの一面において主走査方向Yと直交する方向を副走査方向Xとする。そして、副走査方向X及び主走査方向Yとも直交する方向、すなわちインクの射出方向を上下方向Zとして説明する。
1-1.画像形成装置の構成
まず、本発明の第1の実施の形態例(以下、「本例」という)にかかる画像形成装置の構成について図1を参照して説明する。
図1は、本例の画像形成装置を示す概略構成図である。
なお、以下の説明では、記録媒体Rを搬送する方向を主走査方向Y、記録媒体Rの一面において主走査方向Yと直交する方向を副走査方向Xとする。そして、副走査方向X及び主走査方向Yとも直交する方向、すなわちインクの射出方向を上下方向Zとして説明する。
図1に示す装置は、記録媒体Rに向けてインク滴と吐出することで画像を形成する画像形成装置である。図1に示すように、画像形成装置200は、プラテン201と、2つの搬送ローラ202、202と、キャリッジ204とを備えている。
プラテン201は、平板状に形成されている。そして、プラテン201の上面には、記録媒体Rが載置される。プラテン201の主走査方向Yの両端部には、搬送ローラ202が回転可能に配置されている。そして、搬送ローラ202が駆動されると、プラテン201は、記録媒体Rを主走査方向Yに搬送する。
キャリッジ204は、プラテン201を介して記録媒体Rと上下方向Zで対向する。また、キャリッジ204は、不図示の移動機構により、副走査方向Xに移動可能に支持されている。このキャリッジ204には、インクを吐出するインクジェットヘッド1A、1B(図2参照)が設けられている。
図2は、キャリッジ204を吐出面側から見た平面図である。
図2に示すように、キャリッジ204は、2つのインクジェットヘッド1A、1Bを有している。また、2つのインクジェットヘッド1A、1Bは、キャリッジ204において副走査方向Xに並べて配置されている。
図2に示すように、キャリッジ204は、2つのインクジェットヘッド1A、1Bを有している。また、2つのインクジェットヘッド1A、1Bは、キャリッジ204において副走査方向Xに並べて配置されている。
インクジェットヘッド1A、1Bは、例えば、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、黒(K)のインクを記録媒体Rに向けて吐出する。第1のインクジェットヘッド1Aは、例えば、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、黒(K)のうち異なる2色のインクを吐出する。第2のインクジェットヘッド1Bは、残りの2色のインクを吐出する。
そして、画像形成装置200は、記録媒体Rの搬送を一時停止させて、キャリッジ204を副走査方向Xに沿って移動させて画像形成を行い、キャリッジ204が副走査方向Xに沿って往復移動する毎に記録媒体Rを走査方向Yに移動させてもよい。また、キャリッジ204を固定配置し、記録媒体Rを副走査方向Xに沿って移動させて画像形成を行い、記録媒体Rが副走査方向Xに沿って往復移動する毎に記録媒体Rを走査方向Yに移動させてもよい。
または、インクジェットヘッド1A、1Bを走査方向Yに沿って並べて配置し、記録媒体Rを走査方向Yに移動させながら画像形成を行ってもよい。なお、キャリッジ204に設けるインクジェットヘッド1A、1Bの数は、2つに限定されるものではなく、3つ以上のインクジェットヘッドをキャリッジ204に設けてもよい。
また、第1のインクジェットヘッド1A及び第2のインクジェットヘッド1Bは、それぞれ同一の構成を有しているため、ここでは第1のインクジェットヘッド1Aについて説明し、以下は単にインクジェットヘッド1Aと称す。
1-2.インクジェットヘッドの構成例
次に、図3~図5を参照してインクジェットヘッド1Aの詳細な構成について説明する。
図3は、インクジェットヘッド1Aを吐出面側から見た平面図である。
次に、図3~図5を参照してインクジェットヘッド1Aの詳細な構成について説明する。
図3は、インクジェットヘッド1Aを吐出面側から見た平面図である。
図3に示すように、インクジェットヘッド1Aは、平板状のヘッドチップ5と、不図示の配線基板及びインクマニホールドを有している。ヘッドチップ5は、複数のノズル12Aからなる第1ノズル群11Aと、複数のノズル12Bからなる第2ノズル群11Bとを有している。第1ノズル群11Aと第2ノズル群11Bは、ヘッドチップ5における副走査方向Xに並べて配置されている。第1ノズル群11Aを構成する複数のノズル12Aと第2ノズル群11Bを構成するノズル12Bからは、異なる色のインクが吐出される。以下、第1ノズル群11Aから吐出されるインクを第1のインクとし、第2ノズル群11Bから吐出されるインクを第2のインクとする。
図4は、ヘッドチップ5を吐出面とは反対側から見た断面図、図5は、図4に示すヘッドチップ5のS-S線断面図である。
図4に示すように、第1ノズル群11Aと第2ノズル群11Bの間には、副走査方向Xに所定の間隔d1を空けて空間部13が形成されている。そして、この空間部13が、第1ノズル群11Aから吐出されるインクと、第2ノズル群11Bから吐出されるインクの熱交換領域となる。この空間部13は、ヘッドチップ5における第1ノズル群11A及び第2ノズル群11Bのノズル12A、12Bの射出口とは反対側、すなわちヘッドチップ5の吐出面とは反対側の領域である。
図4に示すように、第1ノズル群11Aと第2ノズル群11Bの間には、副走査方向Xに所定の間隔d1を空けて空間部13が形成されている。そして、この空間部13が、第1ノズル群11Aから吐出されるインクと、第2ノズル群11Bから吐出されるインクの熱交換領域となる。この空間部13は、ヘッドチップ5における第1ノズル群11A及び第2ノズル群11Bのノズル12A、12Bの射出口とは反対側、すなわちヘッドチップ5の吐出面とは反対側の領域である。
この空間部13には、ノズル12A、12Bが形成されていない。第1ノズル群11Aと第2ノズル群11Bの間隔、すなわち空間部13の間隔d1の長さは、複数のノズル12A、12Bにおける隣り合うノズル12A、12Bの間隔、いわゆるピッチ間隔d2よりも長く設定されている。空間部13の間隔d1の長さは、例えば、1mm以上に設定される。
第1ノズル群11Aと第2ノズル群11Bの間隔を広げることで、第1ノズル群11Aから吐出される第1のインクと、第2ノズル群11Bから吐出される第2のインクが混ざることを防ぐことができる。これにより、第1のインクと第2のインクが混ざり合って吐出されることで、画質が低下することを防ぐことができる。
図5に示すように、ヘッドチップ5は、ノズルプレート2と、圧力室形成プレート3と、駆動部の一例を示す複数の圧電素子4Aと、振動板6を有している。ヘッドチップ5は、インクの吐出面側からノズルプレート2、圧力室形成プレート3、振動板6の順に積層されている。
図4及び図5に示すように、ノズルプレート2には、第1ノズル群11Aを構成する複数のノズル12Aと、第2ノズル群11Bを構成する複数のノズル12Bが形成されている。ノズル12A、12Bは、ノズルプレート2を上下方向Zに沿って貫通している。ノズル12A、12Bは、後述する圧力室形成プレート3から供給されたインクを外部に吐出する。
圧力室形成プレート3には、第1ノズル群11Aを構成する複数のノズル12Aに連通する連通路15Aと、第1圧力室16Aと、第1インク流路の一例を示す第1共通流路17Aが形成されている。連通路15Aは、圧力室形成プレート3における上下方向Zのノズルプレート2側の一面に形成されている。
連通路15Aは、第1ノズル群11Aの複数のノズル12A毎に形成されている。そして、連通路15Aは、第1ノズル群11Aのノズル12Aに連通する。連通路15Aにけるノズル12Aとは反対側の開口には、第1圧力室16Aが連通している。
第1圧力室16Aは、圧力室形成プレート3における上下方向Zのノズルプレート2側の一面とは反対側の他面を開口して形成されている。第1圧力室16Aは、第1ノズル群11Aの複数のノズル12A毎に形成されている。そして、第1圧力室16Aは、連通路15Aを介して第1ノズル群11Aのノズル12Aに連通している。
複数の第1圧力室16Aにおける連通路15Aとは反対側の開口を覆うようにして振動板6が配置されている。振動板6は、圧力室形成プレート3におけるノズルプレート2とは反対側の他面に積層される。振動板6は、例えば、酸化シリコン(SiO2)の薄膜からなり、後述する圧電素子4Aの駆動によって振動し、第1圧力室16A内のインクに圧力を加える。
圧電素子4Aは、振動板における第1圧力室16Aとは反対側の一面に配置されている。圧電素子4Aは、電圧が印加されることによって変形する材料で構成されており、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)などの強誘電体材料で構成されている。圧電素子4Aは、不図示の配線基板に接続されている。
圧電素子4Aに電圧が印加されることで、圧電素子4Aが変形する共に、振動板が振動する。これにより、第1圧力室16A内にインクを吐出するための圧力が発生し、連通路15Aを介して、ノズル12Aからインクが吐出される。
第1共通流路17Aは、第1圧力室16Aにおけるインクが供給される流路の上流側に連通している。第1共通流路17Aは、第1圧力室16A及び連通路15Aを介して、第1ノズル群11Aを構成する複数のノズル12Aに連通している。
また、圧力室形成プレート3には、第2ノズル群11Bを構成する複数のノズル12Bに連通する不図示の連通路及び第2圧力室と、第2インク流路の一例を示す第2共通流路17Bが形成されている。なお、第2ノズル群11Bにおける連通路、第2圧力室の構成は、第1ノズル群11Aの連通路15A、第1圧力室16Aと同様であるため、その説明は省略する。そして、第2共通流路17Bは、不図示の第2圧力室及び連通路を介して第2ノズル群11Bを構成するノズル12Bに連通している。
1-3.共通流路の構成例
次に、第1共通流路17Aと第2共通流路17Bの詳細な構成について説明する。
図5に示すように、第1共通流路17Aと第2共通流路17Bは、ヘッドチップ5における空間部13に配置されている。第1共通流路17Aは、空間部13における副走査方向Xの第1ノズル群11A側に配置されており、第2共通流路17Bは、空間部13における副走査方向Xの第2ノズル群11B側に配置されている。そして、第1共通流路17A及び第2共通流路17Bは、空間部13において主走査方向Yに沿って互いに平行に延在している。すなわち、第1共通流路17Aと第2共通流路17Bは、空間部13において隣接して配置されている。
次に、第1共通流路17Aと第2共通流路17Bの詳細な構成について説明する。
図5に示すように、第1共通流路17Aと第2共通流路17Bは、ヘッドチップ5における空間部13に配置されている。第1共通流路17Aは、空間部13における副走査方向Xの第1ノズル群11A側に配置されており、第2共通流路17Bは、空間部13における副走査方向Xの第2ノズル群11B側に配置されている。そして、第1共通流路17A及び第2共通流路17Bは、空間部13において主走査方向Yに沿って互いに平行に延在している。すなわち、第1共通流路17Aと第2共通流路17Bは、空間部13において隣接して配置されている。
また、第1共通流路17Aは、副走査方向Xの第1ノズル群11A側に複数箇所で分岐している。そして、第1共通流路17Aは、第1ノズル群11Aを構成する全ての複数のノズル12Aに連通する。第2共通流路17Bは、副走査方向Xの第2ノズル群11B側に複数箇所で分岐している。そして、第2共通流路17Bは、第2ノズル群11Bを構成する全ての複数のノズル12Bに連通する。
また、ヘッドチップ5には、第1供給口18Aと、第2供給口18Bが設けられている。第1供給口18A及び第2供給口18Bは、ヘッドチップ5における吐出面とは反対側の面に開口している。さらに、第1供給口18A及び第2供給口18Bは、ヘッドチップ5における空間部13に配置されている。また、第1供給口18Aは、第1共通流路17Aに連通し、第2供給口18Bは、第2共通流路17Bに連通している。
また、第1供給口18A及び第2供給口18Bは、不図示のインクマニホールドに連通する。そして、第1供給口18Aから第1共通流路17Aに、第1のインクがインクマニホールドから流れ込む。そして、第2供給口18Bから第2共通流路17Bに、第2のインクがインクマニホールドから流れ込む。
なお、第1供給口18A及び第2供給口18Bは、ヘッドチップ5における主走査方向Yの一端部側に配置されている。そのため、第1共通流路17Aを通過する第1のインクと、第2共通流路17Bを通過する第2のインクは、空間部13において、ヘッドチップ5の主走査方向Yの一端部から他端部に向けて同一方向に流れる。
このように、本例のインクジェットヘッド1Aによれば、第1ノズル群11A及び第2ノズル群11Bへ供給される直前のインク流路である第1共通流路17Aと第2共通流路17Bを空間部13において隣接して配置している。そのため、インクマニホールドから供給された際に、第1のインクと、第2のインクに温度差が発生していた場合でも、第1共通流路17A又は第2共通流路17Bを通過する際に、空間部13において熱交換が行われる。
これにより、第1ノズル群11A又は第2ノズル群11Bから第1のインク又は第2のインクが吐出される際には、第1のインクと第2のインクの温度差を低減することができる。その結果、第1のインクと第2のインクの温度差に起因する吐出速度のムラを低減することができ、形成される画像の高画質化を図ることができる。
また、第1供給口18Aと第2供給口18Bをヘッドチップ5における同一の端部に配置したことで、第1供給口18A及び第2供給口18Bの上流側の流路の設計を容易に行うことができる。さらに、第1供給口18A及び第2供給口18Bが空間部13において隣接することで、第1供給口18A及び第2供給口18Bでも第1のインクと第2のインクの熱交換を行うことができる。
また、第1共通流路17A及び第2共通流路17Bにおけるインクが通過する流路断面積は、分岐した流路も含めて全て等しく設定することが好ましい。これにより、第1共通流路17Aと第2共通流路17Bの流路抵抗を揃えることができ、ノズル12A、12Bから吐出されるインクのバラツキを低減することができ、高画質化を向上させることができる。
また、上述したノズルプレート2及び圧力室形成プレート3は、シリコン、金属、ガラス又はこれらの複合層により形成されている。なお、ノズルプレート2及び圧力室形成プレート3は、熱伝導性の高いシリコンにより形成することが好ましい。これにより、熱交換を行う空間部13もシリコンにより形成されるため、第1共通流路17Aと第2共通流路17Bを通過する第1のインクと第2のインクの熱交換効率を向上させることができる。また、第1共通流路17A及び第2共通流路17Bの流路の壁面もシリコンによって形成することで、熱交換効率を向上させることができる。
なお、本例では、振動板6を圧力室形成プレート3と異なる部材で形成した例を説明したが、これに限定されるものではなく、振動板6を圧力室形成プレート3と同一部材で形成してもよい。
1-4.ヘッドチップの変形例
なお、図5に示すヘッドチップ5では、共通流路17A、17Bを圧力室形成プレート3に形成した例を説明したが、これに限定されるものではない。次に、図6を参照してヘッドチップの変形例について説明する。
図6は、ヘッドチップの変形例を示す断面図である。
なお、図5に示すヘッドチップ5では、共通流路17A、17Bを圧力室形成プレート3に形成した例を説明したが、これに限定されるものではない。次に、図6を参照してヘッドチップの変形例について説明する。
図6は、ヘッドチップの変形例を示す断面図である。
図6に示すヘッドチップ5’は、ノズルプレート2’に共通流路17A’、17B’が形成されている。そして、ヘッドチップ5’は、ノズルプレート2’と、圧力室形成プレート3’と、複数の圧電素子4Aと、振動板6’を有している。圧力室形成プレート3’は、連通路15A’と、第1圧力室16A’とを有している。第1圧力室16A’は、連通路15A’を介してノズルプレート2’に設けたノズル12A’に連通している。
また、ノズルプレート2’には、複数のノズル12A’と、共通流路17A’が形成されている。共通流路17A’は、ノズルプレート2’における圧力室形成プレート3’側の一面から他面に向けて凹んだ凹部である。第1共通流路17A’は、第1ノズル群11Aのノズル12A’に連通する第1圧力室16A’に連通している。
なお、図示されない第2ノズル群11B側の構成は、第1ノズル群11A側の構成と同様であるため、その説明は省略する。
なお、その他の構成は、図5に示すヘッドチップ5と同様であるため、それらの説明は省略する。図6に示すようなヘッドチップ5’によっても、図6に示すヘッドチップ5と同様の作用及び効果を得ることができる。
2.第2の実施の形態例
次に、図7を参照して本発明の第2の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドについて説明する。
図7は、第2の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドのヘッドチップを吐出面とは反対側から見た断面図である。
次に、図7を参照して本発明の第2の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドについて説明する。
図7は、第2の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドのヘッドチップを吐出面とは反対側から見た断面図である。
この第2の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドが、第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1Aと異なる点は、ヘッドチップに形成した第1共通流路、第2共通流路、第1供給口、第2供給口の構成である。そのため、ここでは、ヘッドチップについて説明し、第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1Aのヘッドチップ5と共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図7に示すように、ヘッドチップ25は、第1ノズル群31Aと、第2ノズル群31Bと、空間部33と、を有している。また、ヘッドチップ25は、第1ノズル群31Aを構成する複数のノズル32Aに連通する複数の第1共通流路37Aと、第2ノズル群31Bを構成する複数のノズル32Bに連通する複数の第2共通流路37Bとを有している。
複数の第1共通流路37A及び複数の第2共通流路37Bは、主走査方向Yに間隔を開けて並べて配置されている。第1共通流路37Aは、その一端部側が空間部33に配置され、副走査方向Xに沿って第1ノズル群31A側に向けて延在している。そして、第1共通流路37Aは、第1ノズル群31Aを構成する複数のノズル32Aのうち所定の数のノズル32Aに連通している。
また、第1共通流路37Aの一端部には、第1供給口38Aが設けられている。第1供給口38Aは、空間部33に配置される。この第1供給口38Aから第1共通流路37Aを介して第1のインクが第1ノズル群31Aに供給される。
第2共通流路37Bは、その一端部が空間部33に配置され、副走査方向Xに沿って第2ノズル群31B側に向けて延在している。そして、第2共通流路37Bは、第2ノズル群31Bを構成する複数のノズル32Bのうち所定の数のノズル32Bに連通している。
また、第2共通流路37Bの一端部には、第2供給口38Bが設けられている。第2供給口38Bは、空間部33に配置される。この第2供給口38Bから第2共通流路37Bを介して第2のインクが第2ノズル群31Bに供給される。
さらに、複数の第1共通流路37Aにおける第1供給口38Aから副走査方向Xの長さ、すなわち第1ノズル群31Aのノズル32Aまでの長さが、全て等しく設定されている。同様に、複数の第2共通流路37Bにおける第2供給口38Bから副走査方向Xの長さ、すなわち第2ノズル群31Bのノズル32Bまでの長さが、全て等しく設定されている。これにより、供給口38A、38Bからノズル32A、32Bまでの長さを等しくすることで、各ノズル32A、32B間の受熱及び放熱条件を等しくすることができ、高画質化を向上させることができる。
この第2の実施の形態例にかかるヘッドチップ25においても、第1共通流路37Aと第2共通流路37Bの一部が空間部33において隣接する。そして、空間部33において、第1共通流路37Aを通過する第1のインクと、第2共通流路37Bを通過する第2のインクの熱交換が行われる。そのため、このような構成を有するヘッドチップ25によっても、上述した第1の実施の形態例にかかるヘッドチップ5と同様の作用及び効果を得ることができる。
なお、複数の第1供給口38Aと複数の第2供給口38Bは、主走査方向Yに沿って直線状に配置されることが好ましい。これにより、第1供給口38A及び第2供給口38Bよりも上流側の流路を容易に形成することができる。
また、第2の実施の形態例にかかるヘッドチップ25では、第1共通流路37A及び第2共通流路37Bを複数に分けて配置している。そのため、各共通流路37A、37Bに連通するノズル32A、32Bの数は、第1の実施の形態例にかかる第1共通流路17A及び第2共通流路17Bが連通するノズル12A、12Bよりも減らすことができる。
これにより、第2の実施の形態例にかかるヘッドチップ25によれば、各ノズル32A、32Bに加わる圧力の変化が、共通流路37A、37Bを介して他のノズル32A、32Bの吐出速度に影響を与えることを第1の実施の形態例にかかるヘッドチップ5よりも抑制することができる。その結果、複数のノズル32A、32Bの吐出速度分布の差を低減することができ、形成される画像の高画質化を図ることができる。
3.第3の実施の形態例
次に、図8を参照して本発明の第3の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドについて説明する。
図8は、第3の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドのヘッドチップを吐出面とは反対側から見た断面図である。
次に、図8を参照して本発明の第3の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドについて説明する。
図8は、第3の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドのヘッドチップを吐出面とは反対側から見た断面図である。
この第3の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドは、第2の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドのヘッドチップ25における第1供給口38A及び第2供給口38Bの位置を変更したものである。そのため、ここでは、1共通流路、第2共通流路、第1供給口、第2供給口について説明し、第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1A及び第2の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドと共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図8に示すように、ヘッドチップ45は、第1ノズル群51Aと、第2ノズル群51Bと、空間部53と、を有している。また、ヘッドチップ45は、第1ノズル群51Aを構成する複数のノズル52Aに連通する複数の第1共通流路57Aと、第2ノズル群31Bを構成する複数のノズル52Bに連通する複数の第2共通流路57Bとを有している。
第1共通流路57Aは、その一端部側が空間部53に配置され、副走査方向Xに沿って第1ノズル群51A側に向けて延在している。そして、第1共通流路57Aは、第1ノズル群51Aを構成する複数のノズル52Aのうち所定の数のノズル52Aに連通している。
また、第2共通流路57Bは、その一端部側が空間部53に配置され、副走査方向Xに沿って第2ノズル群51B側に向けて延在している。そして、第2共通流路57Bは、第2ノズル群51Bを構成する複数のノズル52Bのうち所定の数のノズル52Bに連通している。
また、第1共通流路57Aの一端部は、第2共通流路57Bの一端部よりも副走査方向Xにおいて第2ノズル群51B側に配置されている。すなわち、第2共通流路57Bの一端部は、第1共通流路57Aの一端部よりも副走査方向Xにおいて第1ノズル群51A側に配置されている。また、第1共通流路57Aの一端部と第2共通流路57Bの一端部は、空間部53において主走査方向Y及び副走査方向Xに間隔を開けて重なり合っている。この重なり合っている第1共通流路57Aの一端部には、第1供給口58Aが設けられており、第2共通流路57Bの一端部には、第2供給口58Bが設けられている。
その他の構成は、上述した第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1Aのヘッドチップ5及び第2の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドのヘッドチップ25と同様であるため、それらの説明は省略する。このようなヘッドチップ45を有するインクジェットヘッドによっても、上述した第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1A及び第2の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドと同様の作用及び効果を得ることができる。
また、第3の実施の形態例にかかるヘッドチップ45によれば、空間部53において、第1共通流路57Aと第2共通流路57Bの一部が重なり合っている。そのため、第2の実施の形態例にかかるヘッドチップ25よりも、第1のインクと第2のインクの熱交換効率を上げることができる。
4.第4の実施の形態例
次に、図9を参照して本発明の第4の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドについて説明する。
図9は、第4の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドのヘッドチップを吐出面とは反対側から見た断面図である。
次に、図9を参照して本発明の第4の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドについて説明する。
図9は、第4の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドのヘッドチップを吐出面とは反対側から見た断面図である。
この第4の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドが、第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1Aと異なる点は、ヘッドチップの第1共通流路及び第2共通流路に設けた第1供給口及び第2供給口の位置である。そのため、ここでは、ヘッドチップについて説明し、第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1Aのヘッドチップ5と共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図9に示すように、ヘッドチップ65は、第1ノズル群71Aと、第2ノズル群71Bと、空間部73と、を有している。また、ヘッドチップ65は、第1共通流路77Aと、第2共通流路77Bと、第1供給口78Aと、第2供給口78Bとを有している。第1共通流路77Aは、第1ノズル群71Aを構成する複数のノズル72Aに連通する。第2共通流路77Bは、第2ノズル群71Bを構成する複数のノズル72Bに連通する。
第1供給口78Aは、空間部73においてヘッドチップ65の主走査方向Yの一端部側に配置されている。そして、第1供給口78Aは、第1共通流路77Aに接続される。そのため、第1共通流路77Aを通過する第1のインクは、空間部73においてヘッドチップ65の主走査方向Yの一端部から他端部に向けて流れる。
第2供給口78Bは、空間部73においてヘッドチップ65の主走査方向Yの他端部側に配置されている。そして、第2供給口78Bは、第2共通流路77Bに接続される。そのため、第2共通流路77Bを通過する第2のインクは、空間部73においてヘッドチップ65の主走査方向Yの他端部から一端部に向けて流れる。
その他の構成は、上述した第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1Aのヘッドチップ5と同様であるため、それらの説明は省略する。このようなヘッドチップ65を有するインクジェットヘッドによっても、上述した第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1Aと同様の作用及び効果を得ることができる。
また、第1のインクと第2のインクが空間部73において流れる向きが、互いに対向している。そのため、第4の実施の形態例にかかるヘッドチップ65によれば、第2の実施の形態例にかかるヘッドチップ5よりも、空間部における第1のインクと第2のインクの熱交換効率を上げることができる。
5.第5の実施の形態例
次に、図10及び図11を参照して本発明の第5の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドについて説明する。
図10は、第5の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドのヘッドチップを吐出面とは反対側から見た断面図である。図11は、図10のT-T線断面図である。
次に、図10及び図11を参照して本発明の第5の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドについて説明する。
図10は、第5の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドのヘッドチップを吐出面とは反対側から見た断面図である。図11は、図10のT-T線断面図である。
この第5の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドが、第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1Aと異なる点は、ヘッドチップにインクを循環させる循環流路を設けた点である。そのため、ここでは、主にヘッドチップの循環経路について説明し、第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1Aと共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図10及び図11に示すように、ヘッドチップ85は、ノズルプレート82と、圧力室形成プレート83と、圧電素子84Aと、振動板86とを有している。そして、ヘッドチップ85は、第1ノズル群91Aと、第2ノズル群91Bと、空間部93と、を有している。また、ヘッドチップ85は、第1共通流路97Aと、第2共通流路97Bと、第1供給口98Aと、第2供給口98Bと、第1循環流路の一例を示す第1共通循環流路99Aと、第2循環流路の一例を示す第2共通循環流路99Bと、第1回収口101Aと、第2回収口101Bとを有している。
なお、第1共通流路97A、第2共通流路97B、第1供給口98A及び第2供給口98Bの構成は、第1の実施の形態例にかかる第1共通流路17A、第2共通流路17B、第1供給口18A及び第2供給口18Bと同様の構成を有しているため、ここではその説明は省略する。
図11に示すように、第1共通循環流路99Aは、ヘッドチップ85を構成するノズルプレート82に形成されている。また、第1共通循環流路99Aは、ノズルプレート82において、第1ノズル群91Aのノズル92Aの軸方向と交差する方向に延在している。そして、第1共通循環流路99Aは、第1ノズル群91Aのノズル92Aに連通している。なお、第2共通循環流路99Bもノズルプレート82に形成され、第2ノズル群91Bのノズル92Bに連通している。
図11に示す例では、第1圧力室96A及び連通路95Aの上流側に配置され、かつ第1圧力室96A及び連通路95Aに連通する第1共通流路97Aは、ヘッドチップ85を構成する圧力室形成プレート83に設けられている。なお、第2共通流路97Bも、第1共通流路97Aと同様に、圧力室形成プレート83に設けられている。
また、第1共通循環流路99A及び第2共通循環流路99Bをノズルプレート82に形成した例を説明したが、これに限定されるものではなく、ヘッドチップ85を構成する圧力室形成プレート83に形成してもよい。さらに、第1共通流路97A及び第2共通流路97Bを、図6に示すヘッドチップ5’と同様に、ノズルプレート82に形成してもよい。
図10に示すように、第1共通循環流路99Aは、第1ノズル群91Aにおいて副走査方向Xに沿って空間部93に向けて延在している。そして、第1共通循環流路99Aは、空間部93において主走査方向Yに沿って延在している。また、第1共通循環流路99Aは、空間部93において隣り合う第1共通循環流路99Aと合流している。
また、第2共通循環流路99Bは、第2ノズル群91Bにおいて副走査方向Xに沿って空間部93に向けて延在している。そして、第2共通循環流路99Bは、第1共通循環流路99Aと平行に主走査方向Yに沿って延在している。また、第2共通循環流路99Bは、空間部93において隣り合う第2共通循環流路99Bと合流している。
第1回収口101A及び第2回収口101Bは、ヘッドチップ85における主走査方向Yの他端部側に形成されている。第1回収口101Aは、第1共通循環流路99Aに連通し、第2回収口101Bは、第2共通循環流路99Bに連通している。第1回収口101A及び第2回収口101Bは、それぞれ不図示の排出液室に連通している。そして、排出液室は、不図示のポンプを介してインクマニホールドに接続されている。
第1共通循環流路99A、第2共通循環流路99B、第1回収口101A、第2回収口101B及び排出液室を介して第1のインク及び第2のインクを循環させることで、ヘッドチップ85内に発生した気泡を除去することができる。これにより、ノズル92A、92Bの詰まりや、射出不良等を抑制することができる。
また、回収された第1のインクと第2のインクが第1共通循環流路99Aと第2共通循環流路99Bにおける空間部93を通過する際に、熱交換を行うことができる。その結果、供給される第1のインク及び第2のインクの温度差だけでなく、回収された第1のインクと第2のインクの温度差も低減することができる。
その他の構成は、上述した第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1Aのヘッドチップ5と同様であるため、それらの説明は省略する。このようなヘッドチップ85を有するインクジェットヘッドによっても、上述した第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1Aと同様の作用及び効果を得ることができる。
6.第6の実施の形態例
次に、図12を参照して本発明の第6の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドについて説明する。
図12は、第6の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドのヘッドチップを吐出面とは反対側から見た断面図である。
次に、図12を参照して本発明の第6の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドについて説明する。
図12は、第6の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドのヘッドチップを吐出面とは反対側から見た断面図である。
第6の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドは、第2の実施の形態例にかかるヘッドチップ25に循環流路を設けたものである。そのため、ここでは、第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1A及び第2の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドと共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図12に示すように、ヘッドチップ115は、第1ノズル群121Aと、第2ノズル群121Bと、空間部123と、を有している。また、ヘッドチップ115は、複数の第1共通流路127Aと、複数の第2共通流路127Bと、複数の第1供給口128Aと、複数の第2供給口128Bとを有している。さらに、ヘッドチップ115は、複数の第1共通循環流路129Aと、複数の第2共通循環流路129Bと、複数の第1回収口131Aと、複数の第2回収口131Bとを有している。
なお、第1共通流路127A、第2共通流路127B、第1供給口128A及び第2供給口128Bの構成は、第2の実施の形態例にかかる第1共通流路37A、第2共通流路37B、第1供給口38A及び第2供給口38Bと同様の構成を有しているため、ここではその説明は省略する。
複数の第1共通循環流路129A及び複数の第2共通循環流路129Bは、主走査方向Yに間隔を開けて並べて配置されている。第1共通循環流路129Aは、第1ノズル群121Aにおいて副走査方向Xに沿って延在している。また、第2共通循環流路129Bは、第2ノズル群121Bにおいて副走査方向Xに沿って延在している。そして、第1共通循環流路129Aは、第1ノズル群121Aを構成する複数のノズル122Aのうち所定の数のノズル122Aに連通している。第2共通循環流路129Bは、第2ノズル群121Bを構成する複数のノズル122Bのうち所定の数のノズル122Bに連通している。
また、第1共通循環流路129Aにおける空間部123側の端部には、第1回収口131Aが形成されており、第2共通循環流路129Bにおける空間部123側の端部には、第2回収口131Bが形成されている。そのため、第1共通循環流路129A及び第2共通循環流路129Bを通過する第1のインク及び第2のインクは、第1共通流路127A及び第2共通流路127Bを通過する第1のインク及び第2のインクと対向する向きに、空間部123に向けて流れる。
これにより、第1共通流路127A、第2共通流路127B、第1共通循環流路129A及び第2共通循環流路129B全体で、第1のインク及び第2のインクの熱交換を効率良く行うことができる。その結果、供給される第1のインク及び第2のインクと回収される第1のインク及び第2のインクの温度差も低減することができる。
この第6の実施の形態例にかかるヘッドチップ115においても、上述した第5の実施の形態例にかかるヘッドチップ85と同様に、第1共通循環流路129A、第2共通循環流路129B、第1回収口131A、第2回収口131B及び排出液室を介して第1のインク及び第2のインクを循環させている。
その他の構成は、上述した第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1Aのヘッドチップ5と同様であるため、それらの説明は省略する。このようなヘッドチップ115を有するインクジェットヘッドによっても、上述した第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1Aと同様の作用及び効果を得ることができる。
7.第7の実施の形態例
次に、図13を参照して本発明の第7の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドについて説明する。
図13は、第7の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドのヘッドチップを吐出面とは反対側から見た断面図である。
次に、図13を参照して本発明の第7の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドについて説明する。
図13は、第7の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドのヘッドチップを吐出面とは反対側から見た断面図である。
この第7の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドは、第6の実施の形態例にかかる第1共通循環流路、第2共通循環流路、第1回収口及び第2回収口の構成を変えたものである。そのため、ここでは、第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1A及び第6の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドと共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図13に示すように、ヘッドチップ145は、第1ノズル群151Aと、第2ノズル群151Bと、空間部153と、を有している。また、ヘッドチップ145は、複数の第1共通流路157Aと、複数の第2共通流路157Bと、複数の第1供給口158Aと、複数の第2供給口158Bとを有している。さらに、ヘッドチップ145は、複数の第1共通循環流路159Aと、複数の第2共通循環流路159Bと、複数の第1回収口161Aと、複数の第2回収口161Bとを有している。
なお、第1共通流路157A、第2共通流路157B、第1供給口158A及び第2供給口158Bの構成は、第2の実施の形態例にかかる第1共通流路37A、第2共通流路37B、第1供給口38A及び第2供給口38Bと同様の構成を有しているため、ここではその説明は省略する。
複数の第1共通循環流路159A及び複数の第2共通循環流路159Bは、主走査方向Yに間隔を開けて並べて配置されている。第1共通循環流路159Aは、第1ノズル群151Aにおいて副走査方向Xに沿って延在している。また、第2共通循環流路159Bは、第2ノズル群151Bにおいて副走査方向Xに沿って延在している。さらに、第1共通循環流路159A及び第2共通循環流路159Bにおける空間部153側の端部は、空間部153まで延在している。
そして、第1共通循環流路159Aにおける空間部153側の端部には、第1回収口161Aが形成されており、第2共通循環流路159Bにおける空間部153側の端部には、第2回収口161Bが形成されている。すなわち、第1回収口161Aと第2回収口161Bは、空間部153に配置される。
このように、第1共通循環流路159A及び第2共通循環流路159Bが熱交換を行う空間部153まで延在することで、空間部153において回収された第1のインクと第2のインクの熱交換を行うことができる。その結果、回収された第1のインクと第2のインクが第1共通循環流路159Aと第2共通循環流路159Bを通過して第1回収口161Aと第2回収口161Bから回収される際に、熱交換を行うことができる。
その他の構成は、上述した第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1Aのヘッドチップ5と同様であるため、それらの説明は省略する。このようなヘッドチップ145を有するインクジェットヘッドによっても、上述した第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1Aと同様の作用及び効果を得ることができる。
8.第8の実施の形態例
次に、図14を参照して本発明の第8の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドについて説明する。
図14は、第8の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドのヘッドチップを吐出面とは反対側から見た断面図である。
次に、図14を参照して本発明の第8の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドについて説明する。
図14は、第8の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドのヘッドチップを吐出面とは反対側から見た断面図である。
この第7の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドは、第6の実施の形態例にかかる第1回収口及び第2回収口の位置を変えたものである。そのため、ここでは、第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1A及び第6の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドと共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図14に示すように、ヘッドチップ175は、第1ノズル群181Aと、第2ノズル群181Bと、空間部183と、を有している。また、ヘッドチップ175は、複数の第1共通流路187Aと、複数の第2共通流路187Bと、複数の第1供給口188Aと、複数の第2供給口188Bとを有している。さらに、ヘッドチップ175は、複数の第1共通循環流路189Aと、複数の第2共通循環流路189Bと、複数の第1回収口191Aと、複数の第2回収口191Bとを有している。
なお、第1共通流路187A、第2共通流路187B、第1供給口188A、第2供給口188B、第1共通循環流路189A及び第2共通循環流路189Bの構成は、第6の実施の形態例にかかる第1共通流路127A、第2共通流路127B、第1供給口128A、第2供給口128B、第1共通循環流路129A及び第2共通循環流路129Bと同様の構成を有しているため、ここではその説明は省略する。
第1回収口191Aは、第1共通循環流路189Aにおける空間部183とは反対側の端部に形成されており、第2回収口191Bは、第2共通循環流路189Bにおける空間部183とは反対側の端部に形成されている。そのため、回収された第1のインク及び第2のインクは、第1共通循環流路189A及び第2共通循環流路189Bを空間部183とは反対側に向けて流れる。
その他の構成は、上述した第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1Aのヘッドチップ5と同様であるため、それらの説明は省略する。このようなヘッドチップ175を有するインクジェットヘッドによっても、上述した第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1A及び第6の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドと同様の作用及び効果を得ることができる。
なお、本発明は上述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。
上述した実施の形態例では、一つのインクジェットヘッドが吐出されるインクとして、色が異なる第1のインクと第2のインクと吐出する例を説明したが、これに限定されるものではない。第1のインク第2のインクとして同じ色及び種類のインクを適用し、同一のインクを第1ノズル群と第2ノズル群から吐出させてもよい。これにより、インクジェットヘッドの解像度を上述した実施の形態例にかかるインクジェットヘッドよりも倍にすることができ、いわゆる高密度ヘッドとして使用することができる。
さらに、上述した実施の形態例では、第1ノズル群と第2ノズル群を副走査方向Xに並べて配置した例を説明したが、これに限定されるものではない。第1ノズル群と第2ノズル群を配置する位置は、キャリッジ及び記録媒体の移動方向や、キャリッジに配置されたインクジェットヘッドの位置に応じて適宜設定されるものである。そして、空間部や、インク流路である共通流路、循環流路である共通循環流路も、第1ノズル群と第2ノズル群が配置された位置に応じて適宜設定されるものである。
また、1つのインクジェットヘッドから吐出されるインクは、2つのインクに限定されるものではなく、ノズル群を3つ以上設け、3つ以上のインクを1つのインクジェットヘッドから吐出させてもよい。すなわち、第3のインクを吐出する複数のノズルからなる第3ノズル群と、第3圧力室、第3インク流路、第3供給口を更に備える。そして、各ノズル群は、間隔を開けて配置され、各ノズル群の間には、熱交換を行う領域である空間部が形成される。そして、この空間部に各ノズル群のノズルに連通するインク流路の少なくとも一部が配置される。
なお、本明細書において、「平行」及び「直交」等の単語を使用したが、これらは厳密な「平行」及び「直交」のみを意味するものではなく、「平行」及び「直交」を含み、さらにその機能を発揮し得る範囲にある、「略平行」や「略直交」の状態であってもよい。
1A、1B…インクジェットヘッド、 2…ノズルプレート、 3…圧力室形成プレート、 4A、4B…圧電素子(駆動部)、 5…ヘッドチップ、 11A…第1ノズル群、 11B…第2ノズル群、 12A、12B…ノズル、 13…空間部、 15A…連通路、 16A…第1圧力室、 17A…第1共通流路(第1インク流路)、 17B…第2共通流路(第2インク流路)、 18A…第1供給口、 18B…第2供給口、 99A…第1共通循環流路(第1循環流路)、 99B…第2共通循環流路(第2循環流路)、 101A…第1回収口、 101B…第2回収口、 200…画像形成装置、 201…プラテン、 202…搬送ローラ、 204…キャリッジ、 d1…間隔、 d2…ピッチ間隔、 R…記録媒体
Claims (19)
- 第1のインクを吐出する複数のノズルからなる第1ノズル群及び第2のインクを吐出する複数のノズルからなる第2ノズル群が形成されたノズルプレートと、
前記第1ノズル群の前記ノズルに連通する第1圧力室と、
前記第2ノズル群の前記ノズルに連通する第2圧力室と、
前記第1圧力室を介して前記第1ノズル群に連通し、前記第1のインクが通過する第1インク流路と、
前記第2圧力室を介して前記第2ノズル群に連通し、前記第2のインクが通過する第2インク流路と、
前記第1インク流路に連通し、前記第1のインクが前記第1インク流路に流れ込む第1供給口と、
前記第2インク流路に連通し、前記第2のインクが前記第2インク流路に流れ込む第2供給口と、
前記第1ノズル群と前記第2ノズル群の間に所定の間隔をもって形成された空間部と、を備え、
前記第1インク流路と前記第2インク流路の少なくとも一部は、前記空間部に配置される
インクジェットヘッド。 - 前記第1供給口及び前記第2供給口は、前記空間部に配置される
請求項1に記載のインクジェットヘッド。 - 前記第1インク流路は、前記第1ノズル群の複数の前記ノズルに連通する第1共通流路であり、
前記第2インク流路は、前記第2ノズル群の複数の前記ノズルに連通する第2共通流路である
請求項1又は2に記載のインクジェットヘッド。 - 前記第1共通流路及び前記第2共通流路は、複数設けられ、
前記第1共通流路は、前記第1ノズル群の複数の前記ノズルのうち所定の数のノズルに連通し、
前記第2共通流路は、前記第2ノズル群の複数の前記ノズルのうち所定の数のノズルに連通する
請求項3に記載のインクジェットヘッド。 - 複数の前記第1共通流路における前記第1供給口から前記第1ノズル群の前記ノズルまでの長さは、等しく設定され、
複数の前記第2共通流路における前記第2供給口から前記第2ノズル群の前記ノズルまでの長さは、等しく設定される
請求項4に記載のインクジェットヘッド。 - 前記第1インク流路と前記第2インク流路における前記第1のインクと前記第2のインクが通過する流路断面積は、等しく設定される
請求項1~5のいずれか1項に記載のインクジェットヘッド。 - 前記第1インク流路を通過する前記第1のインクと、前記第2インク流路を通過する第2のインクは、前記空間部において互いに対向する向きに流れる
請求項1~6のいずれか1項に記載のインクジェットヘッド。 - 前記第1インク流路と前記第2インク流路は、前記空間部において間隔を開けて重なり合う
請求項1~7のいずれか1項に記載のインクジェットヘッド。 - 前記空間部における前記第1ノズル群から前記第2ノズル群までの間隔の長さは、複数の前記ノズルにおける隣り合うノズルとの間隔よりも長く設定される
請求項1~8のいずれか1項に記載のインクジェットヘッド。 - 前記第1ノズル群の前記ノズルに連通し、前記第1のインクを循環させる第1循環流路と、
前記第2ノズル群の前記ノズルに連通し、前記第2のインクを循環させる第2循環流路と、を備えた
請求項1~9のいずれか1項に記載のインクジェットヘッド。 - 前記第1循環流路は、前記第1ノズル群の複数の前記ノズルに連通する第1共通循環流路であり、
前記第2循環流路は、前記第2ノズル群の複数の前記ノズルに連通する第2共通循環流路である
請求項10に記載のインクジェットヘッド。 - 前記第1共通循環流路及び前記第2共通循環流路は、複数設けられ、
前記第1共通循環流路は、前記第1ノズル群の複数の前記ノズルのうち所定の数のノズルに連通し、
前記第2共通循環流路は、前記第2ノズル群の複数の前記ノズルのうち所定の数のノズルに連通する
請求項11に記載のインクジェットヘッド。 - 前記第1循環流路を通過する前記第1のインクは、前記第1インク流路を通過する前記第1のインクと対向する向きに流れ、
前記第2循環流路を通過する前記第2のインクは、前記第2インク流路を通過する前記第2のインクと対向する向きに流れる
請求項10~12のいずれか1項に記載のインクジェットヘッド。 - 前記空間部を含む前記ノズルプレートはシリコンにより形成される
請求項1~13のいずれか1項に記載のインクジェットヘッド。 - 前記第1インク流路及び前記第2インク流路の壁面は、シリコンにより形成される
請求項1~14のいずれか1項に記載のインクジェットヘッド。 - 前記ノズルプレートに積層され、前記第1圧力室及び前記第2圧力室が形成された圧力室形成プレートを備え、
前記第1インク流路及び前記第2インク流路は、前記ノズルプレート又は前記圧力室形成プレートに形成される
請求項1~15のいずれか1項に記載のインクジェットヘッド。 - 前記空間部は、前記ノズルプレートにおける前記ノズルの射出口が設けられた面とは反対側の領域に形成される
請求項1~16のいずれか1項に記載のインクジェットヘッド。 - 前記ノズルプレートには、第3のインクを吐出する複数のノズルからなる第3ノズル群が形成され、
前記第3ノズル群の前記ノズルに連通する第3圧力室と、
前記第3圧力室を介して前記第3ノズル群に連通し、前記第3のインクが通過する第3インク流路と、
前記第3インク流路に連通し、前記第3のインクが前記第3インク流路に流れ込む第3供給口と、を備え、
前記空間部は、前記第1ノズル群、前記第2ノズル群及び前記第3ノズル群の間に設けられ、
前記第1インク流路、前記第2インク流路及び前記第3インク流路の少なくとも一部は、前記空間部に配置される
請求項1~17のいずれか1項に記載のインクジェットヘッド。 - 請求項1~18のいずれか1項に記載のインクジェットヘッドを備えた
画像形成装置。
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PCT/JP2018/000209 WO2019138446A1 (ja) | 2018-01-09 | 2018-01-09 | インクジェットヘッド及び画像形成装置 |
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WO2019138446A1 true WO2019138446A1 (ja) | 2019-07-18 |
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- 2018-01-09 WO PCT/JP2018/000209 patent/WO2019138446A1/ja active Application Filing
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