特許第6985646号(P6985646)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許6985646液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6985646
(24)【登録日】2021年11月30日
(45)【発行日】2021年12月22日
(54)【発明の名称】液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置
(51)【国際特許分類】
   B41J 2/14 20060101AFI20211213BHJP
   B41J 2/175 20060101ALI20211213BHJP
   B41J 2/01 20060101ALI20211213BHJP
   B41J 2/165 20060101ALI20211213BHJP
【FI】
   B41J2/14 605
   B41J2/14 305
   B41J2/14 607
   B41J2/14 603
   B41J2/175 121
   B41J2/01 303
   B41J2/175 503
   B41J2/165 203
【請求項の数】6
【全頁数】16
(21)【出願番号】特願2018-32970(P2018-32970)
(22)【出願日】2018年2月27日
(65)【公開番号】特開2019-147287(P2019-147287A)
(43)【公開日】2019年9月5日
【審査請求日】2020年10月23日
(73)【特許権者】
【識別番号】000006747
【氏名又は名称】株式会社リコー
(74)【代理人】
【識別番号】230100631
【弁護士】
【氏名又は名称】稲元 富保
(72)【発明者】
【氏名】加藤 将紀
【審査官】 上田 正樹
(56)【参考文献】
【文献】 特開平10−119280(JP,A)
【文献】 特開2014−177101(JP,A)
【文献】 特開2017−013440(JP,A)
【文献】 特開2018−154067(JP,A)
【文献】 米国特許出願公開第2009/0009565(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B41J 2/14
B41J 2/175
B41J 2/01
B41J 2/165
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
液体を吐出する複数のノズルにそれぞれ通じる複数の個別液室と、
前記複数の個別液室にそれぞれ通じる複数の個別供給流路と、
前記複数の個別供給流路に通じる供給側共通流路と、
前記供給側共通流路と1又は2以上の前記個別供給流路との間に介在する中間供給流路と、を備え、
前記複数の個別供給流路は、それぞれ、
第1供給側流体抵抗路及び第2供給側流体抵抗路と、
前記第1供給側流体抵抗路に通じる第1個別供給口と、
前記第2供給側流体抵抗路に通じる第2個別供給口と、を含み、
前記第1供給側流体抵抗路の長さと前記第2供給側流体抵抗路の長さが異なり、
前記中間供給流路は、
1又は複数の前記第1個別供給口に通じる第1中間供給流路と、
1又は複数の前記第2個別供給口に通じる第2中間供給流路と、を含み、
前記第1中間供給流路と前記第2中間供給流路とは分離されており、
前記第2個別供給口から前記第2供給側流体抵抗路までの流路の長さは前記第1個別供給口から前記第1供給側流体抵抗路までの長さよりも長く、
前記第2個別供給口から前記第2供給側流体抵抗路までの流路の開口断面積は前記第1個別供給口から前記第1供給側流体抵抗路までの流路の開口断面積よりも大きい
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項2】
前記第1個別供給口から前記個別液室までの流体抵抗と前記第2個別供給口から前記個別液室までの流体抵抗がほぼ同じである
ことを特徴とする請求項1に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項3】
前記複数の個別液室にそれぞれ通じる複数の個別回収流路と、
前記複数の個別回収流路に通じる回収側共通流路と、
前記回収側共通流路と1又は2以上の前記個別回収流路との間に介在する中間回収流路と、を備え、
前記複数の個別回収流路は、それぞれ、
第1回収側流体抵抗路及び第2回収側流体抵抗路と、
前記第1回収側流体抵抗路に通じる第1個別回収口と、
前記第2回収側流体抵抗路に通じる第2個別回収口と、を含み、
前記中間回収流路は、
1又は複数の前記第1個別回収口に通じる第1中間回収流路と、
1又は複数の前記第2個別回収口に通じる第2中間回収流路と、を含み、
前記第1中間回収流路と前記第2中間回収流路とは分離されている
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項4】
請求項1ないしのいずれかに記載の液体吐出ヘッドを含むことを特徴とする液体吐出ユニット。
【請求項5】
前記液体吐出ヘッドに供給する液体を貯留するヘッドタンク、前記液体吐出ヘッドを搭載するキャリッジ、前記液体吐出ヘッドに液体を供給する供給機構、前記液体吐出ヘッドの維持回復を行う維持回復機構、前記液体吐出ヘッドを主走査方向に移動させる主走査移動機構の少なくともいずれか一つと前記液体吐出ヘッドとを一体化した
ことを特徴とする請求項に記載の液体吐出ユニット。
【請求項6】
請求項1ないしのいずれかに記載の液体吐出ヘッド、請求項若しくはに記載の液体吐出ユニットを備えている
ことを特徴とする液体を吐出する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置に関する。
【背景技術】
【0002】
液体吐出ヘッドにおいては、個別液室内の液体を加圧したときの圧力変動による圧力波が共通流路(共通液室ともいう。)に伝搬し、同じ個別液室や他の個別液室に再伝搬するクロストーク(相互干渉)によって吐出特性が低下する。
【0003】
従来、1つの圧力室(個別液室)に対して2本の流体抵抗路を配置し、2本の流体抵抗路はそれぞれ開口(フィルタ)を介して保持基板の共通流路に通じている液体吐出ヘッドが知られている(特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2014−177101号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上述した特許文献1に開示の構成にあっては、2本の流体抵抗路がそれぞれ通じる開口(フィルタ)は共通流路に直接臨んでいるので、個別液室で発生した残留振動による圧力波は、2本の流体抵抗路からそれぞれの開口を介して共通流路に伝搬する。
【0006】
このとき、個別液室から一方の開口を通じて共通流路に伝搬した圧力波が他方の開口を通じて個別液室に戻る時間と、他方の開口を通じて共通流路に伝搬した圧力波が一方の開口を通じて個別液室に戻る時間との間にほとんど差がない。
【0007】
そのため、共通流路を介したクロストークを十分に抑制することができず、安定した吐出特性が得られないという課題がある。
【0008】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、安定した吐出特性を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記の課題を解決するため、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にそれぞれ通じる複数の個別液室と、
前記複数の個別液室にそれぞれ通じる複数の個別供給流路と、
前記複数の個別供給流路に通じる供給側共通流路と、
前記供給側共通流路と1又は2以上の前記個別供給流路との間に介在する中間供給流路と、を備え、
前記複数の個別供給流路は、それぞれ、
第1供給側流体抵抗路及び第2供給側流体抵抗路と、
前記第1供給側流体抵抗路に通じる第1個別供給口と、
前記第2供給側流体抵抗路に通じる第2個別供給口と、を含み、
前記第1供給側流体抵抗路の長さと前記第2供給側流体抵抗路の長さが異なり、
前記中間供給流路は、
1又は複数の前記第1個別供給口に通じる第1中間供給流路と、
1又は複数の前記第2個別供給口に通じる第2中間供給流路と、を含み、
前記第1中間供給流路と前記第2中間供給流路とは分離されており、
前記第2個別供給口から前記第2供給側流体抵抗路までの流路の長さは前記第1個別供給口から前記第1供給側流体抵抗路までの長さよりも長く、
前記第2個別供給口から前記第2供給側流体抵抗路までの流路の開口断面積は前記第1個別供給口から前記第1供給側流体抵抗路までの流路の開口断面積よりも大きい
構成とした。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、安定した吐出特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
図1】本発明の第1実施形態に係る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図3のC−Cに相当する断面説明図である。
図2】同じく図3のD−D線に相当する断面説明図である。
図3】同ヘッドの図1のA−A線に相当するノズル板側から見た平面説明図である。
図4】同じく図1のB−B線に相当する共通流路部材側から見た平面説明図である。
図5】圧電素子に与える印加電圧の変化と圧電素子による個別液室の圧力変動及び共通流路からの戻り圧力波による個別液室の圧力変動を説明する説明図である。
図6】本発明の第2実施形態に係る液体吐出ヘッドの要部分解平面説明図である。
図7】本発明の第3実施形態に係る液体吐出ヘッドの要部分解平面説明図である。
図8】本発明の第4実施形態に係る液体吐出ヘッドの要部平面説明図である。
図9】本発明に係る液体を吐出する装置の一例の要部平面説明図である。
図10】同装置の要部側面説明図である。
図11】本発明に係る液体吐出ユニットの他の例の要部平面説明図である。
図12】本発明に係る液体吐出ユニットの更に他の例の正面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。本発明の第1実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図1ないし図4を参照して説明する。図1は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う図3のC−Cに相当する断面説明図、図2は同じく図3のD−D線に相当する断面説明図である。図3は同ヘッドの図1のA−A線に相当するノズル板側から見た平面説明図、図4は同じく図1のB−B線に相当する共通流路部材側から見た平面説明図である。
【0013】
液体吐出ヘッド100は、ノズル板1と、流路板2と、壁面部材である振動板部材3と、圧力発生素子である圧電素子11と、保持基板50と、共通流路部材80とを備えている。ここで、流路板2及び振動板部材3及び圧電素子11で構成される部分が液室基板20となる。
【0014】
ノズル板1には、液体を吐出する複数のノズル4が形成されている。
【0015】
流路板2及び振動板部材3で構成される液室基板20は、複数のノズル4が通じる複数の個別液室6と、複数の個別液室6にそれぞれ通じる複数の個別供給流路5を形成している。
【0016】
個別供給流路5は、個別液室6に通じる第1供給側流体抵抗路7A及び第2供給側流体抵抗路7Bで構成される流体抵抗部7と、第1供給側流体抵抗路7Aに通じる第1個別供給口9Aと、第2供給側流体抵抗路7Bが通じる供給側導入流路8B、供給側導入流路8Bに通じる第2個別供給口9Bを含む。流体抵抗部7及び供給側導入流路8Bは流路板2に設けた溝部で形成し、第1個別供給口9A、第2個別供給口9Bは、振動板部材3に形成した貫通穴で形成している。
【0017】
また、振動板部材3は、個別液室6の壁面の一部を形成する変形可能な振動領域30を形成している。そして、この振動板部材3の振動領域30の個別液室6と反対側の面には、振動領域30と一体的に圧電素子11が設けられ、振動領域30と圧電素子11によって圧電アクチュエータ構成している。
【0018】
圧電素子11は、振動領域30側から下部電極13、圧電層(圧電体)12及び上部電極14を順次積層形成して構成している。複数の圧電素子11の共通電極となる下部電極13は、ノズル配列方向ですべての圧電素子11に跨って形成される1つの電極層である。
【0019】
また、圧電素子11の個別電極となる上部電極14は、個別配線16を介して駆動回路部である駆動IC(以下、「ドライバIC」という。)500に接続されている。
【0020】
そして、液室基板20の振動板部材3側には、液室基板20上の圧電素子11を覆っている保持基板50が接着剤で接合されている。
【0021】
保持基板50には、個別供給流路5に通じる供給側共通流路10と1又は2以上の個別供給流路5との間に介在する中間供給流路51を形成している。
【0022】
中間供給流路51は、1又は複数の第1個別供給口9Aに通じる第1中間供給流路51Aと、1又は複数の第2個別供給口9Bに通じる第2中間供給流路51Bとを含み、第1中間供給流路51Aと第2中間供給流路51Bとは隔壁55で分離されている。
【0023】
ここでは、第1中間供給流路51Aはすべての第1個別供給口9Aに連通し、第2中間供給流路51Bはすべての第2個別供給口9Bに連通する構成としているが、これに限定されるものではない。
【0024】
例えば、個々の第1個別供給口9A、第2個別供給口9B毎に第1中間供給流路51A、第2中間供給流路51Bを設ける構成とすることもできる。また、所定数の第1個別供給口9A、第2個別供給口9B毎に第1中間供給流路51A、第2中間供給流路51Bを設ける構成とすることもできる。
【0025】
また、保持基板50は、圧電素子11を収容する凹部52と、ドライバIC500を収容する開口部53が設けられている。
【0026】
共通流路部材80は、各個別液室6に液体を供給する供給側共通流路10を形成する。
【0027】
この液体吐出ヘッド100においては、ドライバIC500から圧電素子11の上部電極14と下部電極13の間に電圧を与えることで、圧電層12が電極積層方向、すなわち電界方向に伸張し、振動領域30と平行な方向に収縮する。これにより、振動領域30の下部電極13側に引っ張り応力が発生し、振動領域30が個別液室6側に撓み、内部の液体を加圧することで、ノズル4から液体が吐出される。
【0028】
次に、流体抵抗部7の第1供給側流体抵抗路7A及び第2供給側流体抵抗路7Bの流体抵抗について説明する。
【0029】
第1供給側流体抵抗路7Aと第2供給側流体抵抗路7Bとは、流体抵抗が略同じ(同じを含む。)であることが好ましい。
【0030】
本実施形態では、第1供給側流体抵抗路7Aと第2供給側流体抵抗路7Bとをノズル配列方向で並べて配置しているので、第2供給側流体抵抗路7Bの長さL2は第1供給側流体抵抗路7Aの長さL1よりも長くなる(L2>L1)。
【0031】
また、第1供給側流体抵抗路7Aと第2供給側流体抵抗路7Bは、流路板2を貫通しているので、深さ(高さ)は同じになる。そして、第2供給側流体抵抗路7Bの幅W2は第1供給側流体抵抗路7Aの幅W1よりも大きくしている(W2>W1)。
【0032】
これにより、第2供給側流体抵抗路7Bの開口断面積(液体の流れの方向と直交する方向の断面積)は、第1供給側流体抵抗路7Aの断面積よりも大きくなり、長さと開口断面積で定まる流体抵抗を、第1供給側流体抵抗路7Aと第2供給側流体抵抗路7Bで略同じにすることができる。
【0033】
このように、第1供給側流体抵抗路7Aと第2供給側流体抵抗路7Bの各流体抵抗をほぼ同じにすることで、第1供給側流体抵抗路7Aと第2供給側流体抵抗路7Bを流れる液体の流量がほぼ同一となるため、充填性不良ないしリフィル不良を低減することができる。
【0034】
第1供給側流体抵抗路7Aの流体抵抗と第2供給側流体抵抗路7Bの流体抵抗の差が大きくなると、流体抵抗の低い流路の流量が多くなり、気泡が流体抵抗の高い流路に残存し易くなり、吐出不良を発生しやすくなる。
【0035】
また、本実施形態では、第2供給側流体抵抗路7Bと第2個別供給口9Bとの間の供給側導入流路8Bの幅を第2供給側流体抵抗路7Bの幅よりも広くしている。
【0036】
これにより、第1供給側流体抵抗路7A,第2供給側流体抵抗路7Bの各長さL、幅Wの設定自由度を高めることができ、流路を小型化して、ヘッドを小型化することができる。
【0037】
次に、本実施形態におけるクロストークの抑制について図5も参照して説明する。なお、図5は圧電素子に与える印加電圧の変化と圧電素子による個別液室の圧力変動及び共通流路からの戻り圧力波による個別液室の圧力変動を説明する説明図である。
【0038】
図5(a)に示すように、2つの駆動パルスP1を含む駆動波形を圧電素子11に印加して個別液室6を加圧し、液体を吐出させる。駆動パルスP1が印加されたとき、圧電素子11は振動領域30と同一面内に収縮することになり、振動領域30を撓ませて個別液室6の体積を収縮する。
【0039】
したがって、駆動パルスP1を印加した場合、個別液室6の体積変化は、一度拡張してから収縮することになり、個別液室6の圧力は、図6(b)、(c)に実線で示すように変化することになる。
【0040】
そして、個別液室6で生じた圧力波は、第1供給側流体抵抗路7Aから第1個別供給口9A、第1中間供給流路51Aを経て供給側共通流路10に伝搬する。そして、供給側共通流路10で反射されて、第1中間供給流路51A、第1個別供給口9A、第1供給側流体抵抗路7Aを経て個別液室6に再伝搬する。この第1供給側流体抵抗路7Aを通じた供給側共通流路10からの圧力成分による圧力変動を図5(b)に破線で示している。
【0041】
また、個別液室6で生じた圧力波は、第2供給側流体抵抗路7Bから第2個別供給口9B、第2中間供給流路51Bを経て供給側共通流路10に伝搬する。そして、供給側共通流路10で反射されて、第2中間供給流路51B、第2個別供給口9B、第2供給側流体抵抗路7Bを経て個別液室6に再伝搬する。この第2供給側流体抵抗路7Bを通じた供給側共通流路10からの圧力成分による圧力変動を図5(c)に破線で示している。
【0042】
ここで、個別液室6から第1供給側流体抵抗路7Aを通じて供給側共通流路10に通じる流路の長さと、個別液室6から第2供給側流体抵抗路7Bを通じて供給側共通流路10に通じる流路の長さとが異なっている。具体的には、第2供給側流体抵抗路7Bを通じる側が第1供給側流体抵抗路7Aを通じる側よりも長くなっている。
【0043】
したがって、図5(b)に示す第1供給側流体抵抗路7Aを通じて供給側共通流路10から戻ってくる圧力波の遅延時間(遅延量)td1よりも、図5(c)に示す第2供給側流体抵抗路7Bを通じて供給側共通流路10から戻ってくる圧力波の遅延時間(遅延量)td2が長くなる。なお、遅延時間tdは、個別液室6の圧電素子11による圧力変動のタイミングと供給側共通流路10からの再伝搬圧力波による圧力変動のタイミングとの時間差である。
【0044】
このように、個別液室6から長さの異なる第1供給側流体抵抗路7Aと第2供給側流体抵抗路7Bを介して供給側共通流路10に接続する構成をとることで、供給側共通流路10から個別液室6に再伝搬する圧力波の遅延量を異ならせて分散することができる。
【0045】
これらの成分の足し合わせがクロストークに影響する成分となるため、特定のタイミング近傍に圧力振動のピークが集中することなく分散させることができる。これにより、供給側共通流路10からの圧力成分によるクロストーク現象を抑制することができる。
【0046】
ここで、1つの個別液室6(これを「個別液室6a」とする。)を駆動したとき、他の個別液室6(これを「個別液室6b」とする。)に対する供給側共通流路10を介した圧力干渉の経路は、次の(1)〜(4)の4種類となる。
【0047】
なお、個別液室6aについては、第1供給側流体抵抗路7Aa、第2供給側流体抵抗路7Baと表記し、個別液室6bについては、第1供給側流体抵抗路7Ab、第2供給側流体抵抗路7Bbと表記する。
【0048】
(1)個別液室6a−第1供給側流体抵抗路7Aa−供給側共通流路10−第1供給側流体抵抗路7Ab−個別液室6b、
(2)個別液室6a−第1供給側流体抵抗路7Aa−供給側共通流路10−第2供給側流体抵抗路7Bb−個別液室6b、
(3)個別液室6a−第2供給側流体抵抗路7Ba−供給側共通流路10−第1供給側流体抵抗路7Ab−個別液室6b、
(4)個別液室6a−第2供給側流体抵抗路7Ba−供給側共通流路10−第2供給側流体抵抗路7Bb−個別液室6b
【0049】
このように、個別液室6aで発生した圧力は、第1供給側流体抵抗路7Aと第2供給側流体抵抗路7Bに分散される。同時に、個別液室6bへも第1供給側流体抵抗路7Aと第2供給側流体抵抗路7Bのそれぞれを経由して分散された圧力が圧力干渉として戻るため、上記の4種類に分散され、かつ、タイミングがずれた圧力波が個別液室6bに戻ることになる。
【0050】
これにより、個別液室6bに戻る圧力波のピークはブロードな形状となる。
【0051】
特に、供給側共通流路10を経由した圧力波の戻りは、個別液室6aと個別液室6bの距離によって変化し、上述した遅延時間を制御することは困難である。したがって、個別液室から供給側共通流路に伝搬する圧力のピークを分散させ、供給側共通流路から個別液室へ戻る圧力も分散させてピークを下げることで、クロストークを効果的に抑制することができる。
【0052】
これに対し、流体抵抗部が1つの流体抵抗路で構成される場合、複数の同じ流体抵抗路で構成される場合には、圧力波のピークが分散されなくなり、クロストークを抑制することができなくなり、吐出特性が不安定になる。
【0053】
また、本実施形態においては、第1供給側流体抵抗路7Aが通じる第1個別供給口9Aと供給側共通流路10との間に第1中間供給流路51Aを、第2供給側流体抵抗路7Bが通じる第2個別供給口9Bと供給側共通流路10との間に第2中間供給流路51Bを、それぞれ配置している。
【0054】
ここで、第1中間供給流路51Aと第2中間供給流路51Bとは分離して配置している。
【0055】
したがって、第1個別供給口9Aと第2個別供給口9Bが共通の中間供給流路に直接臨んでいる場合に比べて、第1個別供給口9Aと第2個別供給口9Bとの間の距離が長くなり、第1個別供給口9Aと第2個別供給口9Bとの間での圧力波の遅延量を大きくすることができる。
【0056】
これにより、圧力干渉のピークをさらに低減することができ、供給側共通流路を経由するクロストークを大幅に抑制することができる。
【0057】
次に、本発明の第2実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図6を参照して説明する。図6は同ヘッドの要部分解平面説明図である。なお、共通流路部材には保持基板の第1中間供給流路、第2中間供給流路、第1中間回収流路及び第2中間隔週流路の各位置を仮想線で図示している。
【0058】
本実施形態の液体吐出ヘッド100は、フロースルー型ヘッド(個別液室循環型ヘッド)である。
【0059】
液室基板20には、第1実施形態と同様に、個別液室6に通じる第1供給側流体抵抗路7A、第2供給側流体抵抗路7Bを含む供給側流体抵抗部7と、第1供給側流体抵抗路7Aに通じる第1個別供給口9Aと、第2供給側流体抵抗路7Bに通じる第2個別供給口9Bとを有している。
【0060】
また、液室基板20には、個別回収流路155を有している。個別回収流路155は、個別液室6に通じる第1回収側流体抵抗路157A、第2回収側流体抵抗路157Bを含む回収側流体抵抗部157と、第1回収側流体抵抗路157Aに通じる第1個別回収口159A、第2回収側流体抵抗路157Bに通じる第2個別回収口159Bとを含む。
【0061】
そして、保持基板50には、複数の第1個別供給口9Aにそれぞれ通じる複数の第1中間供給流路51Aと、複数の第2個別供給口9Bにそれぞれ通じる複数の第2中間供給流路51Bとを有している。また、保持基板50には、複数の第1個別回収口159Aにそれぞれ通じる複数の第1中間回収流路151Aと、複数の第2個別回収口159Bにそれぞれ通じる複数の第2中間回収流路151Bとを有している。第1中間回収流路151Aと第2中間回収流路151Bで中間回収経路151を構成している。
【0062】
共通流路部材80には、保持基板50の第1中間供給流路51A、第2中間供給流路51Bが通じる供給側共通流路10と、第1中間回収流路151A、第2中間回収流路151Bが通じる回収側共通流路150とを有している。
【0063】
このように、第1供給側流体抵抗路7Aに通じる第1中間供給流路51Aと、第2供給側流体抵抗路7Bに通じる第2中間供給流路51Bとは分離し、これらの分離した第1中間供給流路51A及び第2中間供給流路51Bを介して供給側共通流路10に通じている。
【0064】
同様に、第1回収側流体抵抗路157Aが通じる第1中間回収流路151Aと、第2回収側流体抵抗路157Bが通じる第2中間回収流路151Bが通じる回収側共通流路150とは分離し、これらの分離した第1中間回収流路151A及び第2中間回収流路151Bを介して回収側共通流路150に通じている。
ている。
【0065】
したがって、前記第1実施形態と同様に、供給側共通流路10を介するクロストークを抑制することができるとともに、回収側共通流路150を介するクロストークを抑制することができる。
【0066】
次に、本発明の第3実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図7を参照して説明する。図7は同ヘッドの要部分解平面説明図である。なお、共通流路部材には保持基板の第1中間供給流路及び第2中間供給流路の各位置を仮想線で図示している。
【0067】
本実施形態の液体吐出ヘッド100は、供給側共通流路10は、共通流路本流10aと共通流路支流10bで構成し、保持基板50の第1中間供給流路51A及び第2中間供給流路51Bはいずれも共通流路支流10bに通じている構成としている。
【0068】
このような共通流路構成であっても、前記第1実施形態と同様に、供給側共通流路10を介するクロストークを抑制することができる。なお、第2実施形態の回収側共通流路についても、同様に、共通流路本流と共通流路支流で構成することができる。
【0069】
次に、本発明の第4実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図8を参照して説明する。図8は同ヘッドの要部平面説明図である。
【0070】
本実施形態では、第2供給側流体抵抗路7Bを屈曲させ、第1供給側流体抵抗路7Aと第2供給側流体抵抗路7Bの長さを異ならせている。
【0071】
これにより、ノズル配列方向と直交する方向において、第1供給側流体抵抗路7Aに通じる第1個別供給口9Aと第2供給側流体抵抗路7Bに通じる第2個別供給口9Bとをほぼ同じ位置に配置することができる。
【0072】
次に、本発明に係る液体を吐出する装置の一例について図9及び図10を参照して説明する。図9は同装置の要部平面説明図、図10は同装置の要部側面説明図である。
【0073】
この装置は、シリアル型装置であり、主走査移動機構493によって、キャリッジ403は主走査方向に往復移動する。主走査移動機構493は、ガイド部材401、主走査モータ405、タイミングベルト408等を含む。ガイド部材401は、左右の側板491A、491Bに架け渡されてキャリッジ403を移動可能に保持している。そして、主走査モータ405によって、駆動プーリ406と従動プーリ407間に架け渡したタイミングベルト408を介して、キャリッジ403は主走査方向に往復移動される。
【0074】
このキャリッジ403には、本発明に係る液体吐出ヘッド404及びヘッドタンク441を一体にした液体吐出ユニット440を搭載している。液体吐出ユニット440の液体吐出ヘッド404は、例えば、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の各色の液体を吐出する。また、液体吐出ヘッド404は、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置し、吐出方向を下方に向けて装着している。
【0075】
液体吐出ヘッド404の外部に貯留されている液体を液体吐出ヘッド404に供給するための供給機構494により、ヘッドタンク441には、液体カートリッジ450に貯留されている液体が供給される。
【0076】
供給機構494は、液体カートリッジ450を装着する充填部であるカートリッジホルダ451、チューブ456、送液ポンプを含む送液ユニット452等で構成される。液体カートリッジ450はカートリッジホルダ451に着脱可能に装着される。ヘッドタンク441には、チューブ456を介して送液ユニット452によって、液体カートリッジ450から液体が送液される。
【0077】
この装置は、用紙410を搬送するための搬送機構495を備えている。搬送機構495は、搬送手段である搬送ベルト412、搬送ベルト412を駆動するための副走査モータ416を含む。
【0078】
搬送ベルト412は用紙410を吸着して液体吐出ヘッド404に対向する位置で搬送する。この搬送ベルト412は、無端状ベルトであり、搬送ローラ413と、テンションローラ414との間に掛け渡されている。吸着は静電吸着、あるいは、エアー吸引などで行うことができる。
【0079】
そして、搬送ベルト412は、副走査モータ416によってタイミングベルト417及びタイミングプーリ418を介して搬送ローラ413が回転駆動されることによって、副走査方向に周回移動する。
【0080】
さらに、キャリッジ403の主走査方向の一方側には搬送ベルト412の側方に液体吐出ヘッド404の維持回復を行う維持回復機構420が配置されている。
【0081】
維持回復機構420は、例えば液体吐出ヘッド404のノズル面(ノズルが形成された面)をキャッピングするキャップ部材421、ノズル面を払拭するワイパ部材422などで構成されている。
【0082】
主走査移動機構493、供給機構494、維持回復機構420、搬送機構495は、側板491A,491B、背板491Cを含む筐体に取り付けられている。
【0083】
このように構成したこの装置においては、用紙410が搬送ベルト412上に給紙されて吸着され、搬送ベルト412の周回移動によって用紙410が副走査方向に搬送される。
【0084】
そこで、キャリッジ403を主走査方向に移動させながら画像信号に応じて液体吐出ヘッド404を駆動することにより、停止している用紙410に液体を吐出して画像を形成
する。
【0085】
このように、この装置では、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えているので、高画質画像を安定して形成することができる。
【0086】
次に、本発明に係る液体吐出ユニットの他の例について図11を参照して説明する。図11は同ユニットの要部平面説明図である。
【0087】
この液体吐出ユニットは、前記液体を吐出する装置を構成している部材のうち、側板491A、491B及び背板491Cで構成される筐体部分と、主走査移動機構493と、キャリッジ403と、液体吐出ヘッド404で構成されている。
【0088】
なお、この液体吐出ユニットの例えば側板491Bに、前述した維持回復機構420、及び供給機構494の少なくともいずれかを更に取り付けた液体吐出ユニットを構成することもできる。
【0089】
次に、本発明に係る液体吐出ユニットの更に他の例について図12を参照して説明する。図12は同ユニットの正面説明図である。
【0090】
この液体吐出ユニットは、液体供給部材である流路部品444が取付けられた液体吐出ヘッド404と、流路部品444に接続されたチューブ456で構成されている。
【0091】
なお、流路部品444はカバー442の内部に配置されている。流路部品444に代えてヘッドタンク441を含むこともできる。また、流路部品444の上部には液体吐出ヘッド404と電気的接続を行うコネクタ443が設けられている。
【0092】
本願において、吐出される液体は、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。
【0093】
液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ(積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子)、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が含まれる。
【0094】
「液体吐出ユニット」は、液体吐出ヘッドに機能部品、機構が一体化したものであり、液体の吐出に関連する部品の集合体が含まれる。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。
【0095】
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。
【0096】
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。
【0097】
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。
【0098】
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。
【0099】
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。
【0100】
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。
【0101】
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。
【0102】
「液体を吐出する装置」には、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が含まれる。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。
【0103】
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。
【0104】
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。
【0105】
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。
【0106】
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。
【0107】
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。
【0108】
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。
【0109】
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。
【0110】
なお、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。
【符号の説明】
【0111】
1 ノズル板
2 流路板
3 振動板部材
4 ノズル
5 供給側個別流路
6 個別液室
7 供給側流体抵抗部
7A 第1供給側流体抵抗路
7B 第2供給側流体抵抗路
9A 第1個別供給口
9B 第2個別供給口
10 供給側共通流路
20 液室基板
50 保持基板
51A 第1中間供給流路
51B 第2中間供給流路
155 個別回収流路
157 回収側流体抵抗部
157A 第1回収側流体抵抗路
157B 第2回収側流体抵抗路
159A 第1個別回収口
159B 第2個別回収口
80 共通流路部材
100 液体吐出ヘッド
403 キャリッジ
404 液体吐出ヘッド
440 液体吐出ユニット
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12