JP3671589B2 - Inkjet head - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、インクジェット方式の記録装置に備えるインクジェットヘッドに関するもので、特に、インクジェットヘッド内に与えられるインク流路の形態における改良に関するものである。
【0002】
【背景技術】
構成が比較的簡単で、高速印字、高品質印字が容易な記録装置として、インクジェット方式の記録装置がある。この発明にとって興味あるインクジェット方式の記録装置について、図1ないし図6を参照して説明する。なお、図1ないし図6は、この発明の実施形態を説明するためにも参照される。
【0003】
図1に、インクジェット記録装置1の全体の概略が斜視図で示されている。インクジェット記録装置1には、印字機構2およびパージ装置3が組み込まれている。印字機構2の主要部が拡大されて図2に示されている。
図2に示すように、印字機構2は、インクジェットヘッド4(図1では図示されない。)、およびインクジェットヘッド4にインクを供給するためインクジェットヘッド4に着脱可能に装着されるインクカートリッジ5を備えている。
【0004】
このインクジェット記録装置1では、図1に「5a」、「5b」、「5c」および「5d」で示すように、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの各色のインクを供給して、カラー化を図るため、4つのインクカートリッジ5が装着され、したがって、4つのインクカートリッジ5に対応して、インクジェットヘッド4も4つ備えている。
【0005】
図3には、1つのインクジェットヘッド4が斜視図で示されている。また、図3の線IV−IVに沿う断面図が図4に、同じく線V−Vに沿う断面図が図5にそれぞれ示されている。
インクジェットヘッド4は、インクを収容する複数のチャンネル6を整列状態で形成したアクチュエータ7とインクカートリッジ5からのインクを各チャンネル6に供給するためのマニホールド8とから構成される。
【0006】
アクチュエータ7では、たとえば圧電セラミックへの電界印加時の変形を利用して、所望のチャンネル6内の容積を変化させ、この容積減少時にチャンネル6内のインクをノズル9より液滴として噴射し、他方、容積増加時にインクカートリッジ5およびマニホールド8からのインクをチャンネル6内に導入するように構成されている。ノズル9には、各チャンネル6の出口端に連通する細孔10が設けられている。
【0007】
また、好ましくは、アクチュエータ7には、各チャンネル6を挟むように、ダミー溝11がチャンネル6と平行に延びるように形成される。ダミー溝11は、上述した圧電セラミックの変形による各チャンネル6の容積変化をより生じやすくするためのもので、その内部にはインクが導入されないように、マニホールド8側において閉じられている。
【0008】
このアクチュエータ7は、図4および図5に示すように、上述したようなチャンネル6およびダミー溝11をそれぞれ形成する2つの基板12および13と、これら基板12および13間に挟まれるセンタープレート14とによって構成される。したがって、アクチュエータ7において、複数のチャンネル6は、2列をなしながらそれぞれ整列状態で配列される。
【0009】
マニホールド8は、チャンネル6の入口端側においてアクチュエータ7に接合される。マニホールド8には、複数のチャンネル6の整列方向に延び、かつチャンネル6の各入口端に対して共通的に開口する供給路16が設けられる。この供給路16は、図5および図6に示すように、チャンネル6の各列に沿ってそれぞれ形成されている。2列の供給路16は、図6に示すように、上部において相互に一体化され、インクカートリッジ5と接続される導入口21と連通されている。なお、図6の一部には、この発明の実施形態において採用される構成も含まれている。
【0010】
マニホールド8は、図2によく示されているように、その両端部に取付け片17および18を形成しており、これら取付け片17および18間にアクチュエータ7が挟まれながら位置決めされ、その状態で接着剤(図示せず。)を付与することによって、アクチュエータ7とマニホールド8とが液密的に固定される。これら一体化されたアクチュエータ7およびマニホールド8を備えるインクジェットヘッド4は、ヘッドカバー19内に収容された状態とされ、かつ図1に示したキャリッジ20によって保持される。
【0011】
インクジェットヘッド4は、図2に示すように、ノズルプレート9を下、マニホールド8を上にして、約45度傾斜して配置される。このとき、マニホールド8は、導入口21を最も上にして供給路16がその導入口21から下向きに続くように配置される。なお、インクジェットヘッド4は、水平横向きまたは垂直下向きに置くこともできるが、水平横向きの場合、導入口21を上にして供給路16をその下に配置することが望ましい。
【0012】
再び図2を参照して、マニホールド8の、供給路16に連通する導入口21には、ラバーからなるシール部材22およびアダプタ23を介して、前述したインクカートリッジ5が着脱可能に装着される。導入口21には、フィルタ24が設けられ、他方、インクカートリッジ5の排出口25には、フィルタ26が設けられ、これらフィルタ24および26を通って、インクがインクカートリッジ5からマニホールド8に供給される。
【0013】
図1に示すように、キャリッジ20は、ガイドシャフト27およびガイドレール28に沿って直線往復移動可能に保持され、かつプーリ29および30上に掛け渡されたエンドレスベルト31に連結される。したがって、一方のプーリ、たとえばプーリ30が図示しないモータにより回転駆動されることにより、キャリッジ20は、往復直線移動する。
【0014】
他方、図1において2点鎖線で示した記録紙32は、図示しない給紙機構に基づき、プラテンローラ33の矢印34方向の回転に従って、矢印35方向へ送られる。
このようにして、インクジェット記録装置1においては、キャリッジ20の動きと記録紙32の動きとが協働して、インクジェットヘッド4が記録紙32上の所望の領域にインクを噴射して所望の印字を達成する。
【0015】
プラテンローラ33の側方であって、リセット状態にあるインクジェットヘッド4の位置に対向するように、前述したパージ装置3が設けられている。インクジェットヘッド4は、使用中において、その内部に気泡が発生または残留したり、噴射面上にインクが付着したりすることにより、不噴射を起こすことがある。パージ装置3は、インクジェットヘッド4に近接して、キャップ36がインクジェットヘッド4の噴射面を覆っているときに、ポンプ37により負圧を発生させ、インクジェットヘッド4内部のインクを気泡とともに所定量吸引して貯留部38へと送るものであって、これによって、上述したような不都合を解消して、インクジェットヘッド4における良好な噴射状態の回復が図られる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
図11には、図6の部分VIIIに対応する部分が拡大されて示されていて、本出願人が先に考えた構造において、インクジェットヘッド4に備える、アクチュエータ7の、マニホールド8への接合面の一部が拡大されて示されている。
図11を参照して、インクカートリッジ5を交換した際、インクジェットヘッド4へのインクの初期導入は、パージ装置3を利用してインクカートリッジ5からインクジェットヘッド4へインクを吸引することにより行なわれるが、そのとき、空気も一緒に吸引し、供給路16の最終端近傍(導入口21から最も離れた端)に空気が気泡39aとなって残留しやすい傾向がある。特にインクジェットヘッド4を使用しないまま放置しておくと、気泡39aは成長していく。このように供給路16の最終端近傍において残留した気泡39aは、たとえパージを実施しても、除去することが比較的困難で、その結果、供給路16の最終端近傍に連通するチャンネル6において、インクの不噴出を生じることが多い。図11に示すように、供給路16が最終端まで平行に形成されたものでは、気泡39aがチャンネル6と対向する位置ばかりでなく、ずれた位置にも発生し、パージ装置3による吸引では除去することが非常に困難になる。
【0017】
そこで、この発明の目的は、上述した問題を解決し得るインクジェットヘッドを提供しようとすることである。
【0018】
【課題を解決するための手段】
この発明は、インクを収容する複数のチャンネルが整列状態で形成され、かつこれらチャンネル内のインクをノズルより液滴として噴射するように駆動する、アクチュエータと、チャンネルの入口端側においてアクチュエータに接合されるものであって、各チャンネルへインクを供給するため、複数のチャンネルの整列方向に延び、かつチャンネルの各入口端に対して共通的に開口する供給路が形成された、マニホールドとを備える、インクジェットヘッドに向けられるものであって、上述した技術的課題を解決するため、請求項1に記載の発明では、供給路の終端部は、チャンネルの中心線に沿う方向の幅が最終端に向かって狭くされ、かつ、チャンネルの中心線および整列方向に直交する方向の幅が最終端に向かって狭くされていることを特徴としている。
【0019】
このように、供給路の終端部において、チャンネルの中心線に沿う方向の幅が最終端に向かって狭くされ、かつ、チャンネルの中心線および整列方向に直交する方向の幅が最終端に向かって狭くされていると、そこに残留する気泡を、最終端近傍にあるいずれかのチャンネルの入口端に極めて近接した位置にもたらすことができる。
【0020】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、チャンネルの中心線が通る位置からずれた位置に、チャンネルの各入口端に対する開口部分から最も離れた最深部を位置させることを特徴としている。
このような供給路の最深部の位置に関する特徴的構成は、最深部がチャンネルの中心線の通る位置にある場合と比較して、供給路の断面積を実質的に同様に保ちながら、あるいはあまり大きくすることなく、最深部とチャンネルの入口端との間の距離を長くして、最深部に位置する気泡が同様の速度で成長しても、気泡の外表面がチャンネルの入口端に到達するまでの期間をより長くしようとする配慮からなされたものであるが、この特徴的構成を採用したときには、不所望にも、最深部に残留する気泡は、チャンネルの入口端から遠ざけられ、結果として、パージによる気泡の除去がより困難となる。したがって、請求項2に記載の特徴的構成を採用する場合には、請求項1に記載のように、供給路の終端部において、チャンネルの中心線に沿う方向の幅が最終端に向かって狭くされ、かつ、チャンネルの中心線および整列方向に直交する方向の幅が最終端に向かって狭くすることが特に有利であり、これによって、この終端部に位置する気泡をチャンネルの入口端に近づけることができるため、この気泡をパージによって容易に除去できるようになる。
【0021】
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、供給路の終端部における最深部が、供給路の最終端に行くに従って、チャンネルの中心線が通る位置により近づくように延びる形態を有していることを特徴としている。
このように供給路の終端部における最深部に対して上述のような形態を与えると、供給路の終端部に残留する気泡は最深部に位置される傾向があるので、この最深部に位置した気泡をパージにより除去することが一層容易になる。
【0022】
請求項4に記載の発明は、供給路の終端部の幅は、その最終端に行くに従って、より狭くされ、供給路は、チャンネルの中心線が通る位置からずれた位置に、チャンネルの各入口端に対する開口部分から最も離れた最深部を位置させており、供給路の終端部において は、最深部は、供給路の最終端に行くに従って、チャンネルの中心線が通る位置により近づくように延びる形態を有していることを特徴としている。
【0023】
このように供給路の終端部における最深部に対して上述のような形態を与えると、供給路の終端部に残留する気泡は最深部に位置される傾向があるので、この最深部に位置した気泡をパージにより除去することが一層容易になる。
請求項5に記載の発明は、請求項2ないし4のいずれかに記載の発明において、最深部が、供給路内の重力方向最上位置に位置することを特徴としている。
【0024】
このような構成によると、供給路の終端部に残留する気泡は最深部に位置される傾向があるので、この最深部に位置した気泡をパージにより除去することが一層容易になる。
請求項6に記載の発明は、請求項2ないし5のいずれかに記載の発明において、供給路が、チャンネルの入口端と対向し、チャンネルの中心線に対して傾斜する内壁面を備え、最深部が、内側壁における入口端から最も離れた部分であることを特徴としている。
【0025】
このような構成によると、供給路の終端部に残留する気泡は最深部に位置される傾向があるので、この最深部に位置した気泡をパージにより除去することが一層容易になる。
請求項7に記載の発明は、請求項1ないし6のいずれかに記載の発明において、複数のチャンネルが複数列をなしながら各列においてそれぞれ整列状態で形成され、また、供給路が複数のチャンネルの各列に沿ってそれぞれ形成されていることを特徴としている。
【0026】
このように複数のチャンネルが複数列をなしながら各列においてそれぞれ整列状態で形成されるインクジェットヘッドにおいて、供給路が複数のチャンネルの各列に沿ってそれぞれ形成されている場合には、供給路の断面積をそれほど大きくすることができないため、請求項1に記載のように気泡を効果的に除去できることは意義がある。
【0027】
【発明の実施の形態】
前述したように、図1ないし図6は、この発明の一実施形態によるインクジェットヘッド4を説明するためのものでもある。このインクジェットヘッド4に関する一般的な説明については、この発明の背景を明らかにするために図1ないし図6を参照して前述した説明を援用して、ここでは繰り返さない。
【0028】
この実施形態においては、まず、アクチュエータ7側のチャンネル6の入口端とマニホールド8側の供給路16と位置関係に関して、図7によく示されるような構成が採用されている。図7は、図5の部分VIIの拡大図であり、図5に実線で示した供給路16を示している。なお、図10は、本出願人が先に考えた構造を示す、図7に相当する図であって、図5に想像線で示した供給路16を示している。
【0029】
図7を参照して、マニホールド8側の供給路16は、アクチュエータ7側のチャンネル6の中心線41が通る位置からずれた位置に、その最深部40を位置させている。特に、この実施形態では、チャンネル6の入口端に対向しない位置にまで、最深部40をずらせている。すなわち、チャンネル6の入口端と対向する供給路16の内側壁は、チャンネル6の中心線41と鋭角をなして傾斜し最深部40に連なっている。この最深部40は、後述するように、導入口21から最も遠いチャンネル6を除いて、チャンネル6の列と平行に延びている。
【0030】
このように、この実施形態によれば、図10に示し、あるいは図5において想像線で示したようにチャンネル6の中心線が通る位置に最深部がある場合と比較して、供給路16の断面積を実質的に同様に保ちながら、あるいはあまり大きくすることなく、最深部40とチャンネル6の入口端との間の距離を長くすることができる。したがって、図7において破線および実線で順次示すように、最深部40に位置する気泡39が成長するとき、この成長が図5において想像線で示した場合と同様の速度で進んでも、気泡39の外表面がチャンネル6の入口端に到達するまでの期間をより長くすることができる。
【0031】
そのため、比較的長期間にわたって、気泡39のチャンネル6への引込みを防止できるので、良好な印字状態を長く保つことができる。また、必要なパージの頻度を低減することができ、印字動作の効率を上げることができるとともに、図1に示したパージ装置3を含むメンテナンス系への負担を少なくすることができる。また、パージによって浪費されるインク量を減少させることができるので、本来の印字に供され得るインク量を増加させることができる。
【0032】
この実施形態における、この発明の特徴的構成が、図8によく示されている。図8は、アクチュエータ7における、マニホールド8との接合面の一部を示している。図8において、マニホールド8がアクチュエータ7に接する領域には、ハッチングが施され、また、1点鎖線をもって、供給路16の最深部40の位置が示されている。
【0033】
この図8に示した特徴的構成は、以下のような問題を解決するためのものである。
前述したように、一般に、インクの初期導入時、供給路の最終端近傍において気泡が残留しやすい傾向があり、また、このように供給路の最終端近傍において残留した気泡は、たとえパージを実施しても、除去することが比較的困難で、その結果、供給路の最終端近傍に連通するチャンネルにおいて、インクの不噴出を生じることが多い。
【0034】
上述の傾向は、供給路16の最深部40がチャンネル6よりも幅広で平坦なとき、あるいは、図7に示すように、供給路16の最深部40がチャンネル6の中心線41が通る位置からずれた位置に位置しているとき、より顕著に現れる。なぜなら、前述したように、気泡39は、最深部40の位置に残留しやすいが、前者の場合、チャンネル6の入口端から遠い所に気泡が発生することがあり、後者の場合、チャンネル6の入口端から確実に遠ざけられているためである。
【0035】
この実施形態では、図8に示すように、供給路16の終端部においては、供給路16の幅は、その最終端に行くに従って、より狭くされ、しかも、供給路16の最深部40は、供給路16の最終端に行くに従って、チャンネル6の中心線41が通る位置により近づくように延びている。したがって、最終端近傍のチャンネル6に対応する供給路16の形状は、実質、図10と同様になる。
【0036】
図8には、また、供給路16の最終端近傍に残留する気泡39aが図示されている。この気泡39aは、図7に示した気泡39と同様、供給路16の最深部40の位置に留まっているが、供給路16の終端部において幅が徐々に狭くされていることに起因して、気泡39aは、最終端近傍にあるいずれかのチャンネル6の入口端に極めて近接した位置にもたらされる。特に、この実施形態では、供給路16の最深部40が、供給路16の最終端に行くに従って、チャンネル6の中心線41が通る位置により近づくように延びているので、気泡39aが最深部40の位置にもたらされる結果として、気泡39aをより確実にチャンネル6の入口端に極めて近接した位置にもたらすことができる。
【0037】
したがって、このように供給路16の最終端近傍において残留している気泡39aは、インクの初期導入時においてパージを実施すれば、この最終端近傍にあるいずれかのチャンネル6を通して容易にかつ効果的に除去されることができる。
本発明者の実験によれば、図8および図9に示すように、気泡39aは、供給路16の最終端面に接する状態にまでは至りにくいばかりでなく、図10に示すように、球面と平面との間に隙間が形成されるので、供給路16の最終端のチャンネル6に対しては、気泡がかなり大きく成長しない限り、インクの流路が確保される。しかし、図9に示すように、気泡39aの成長は、供給路16の上流側に延びる傾向が大きく、最終端のチャンネル6を閉塞する前にその手前のチャンネル6を閉塞することが多い。このため、インクの初期導入時のパージによって、その閉塞の原因になる気泡を早期に除去しておくことができる。
【0038】
なお、図2に示すように、マニホールド8の導入口21は、供給路16側の端部において、供給路16に向けて徐々に断面積を拡大するように、傾斜面21aを有する。これは、インクカートリッジ5からインクジェットヘッド4にインクを初期導入する際、インクがインクジェットヘッド4のマニホールド側端面に激しく衝突して気泡を生じるのを、導入口21の断面を拡大することでインクの流速を落として防止するためである。これによって、供給路16に侵入する気泡をできるだけ少なくし、上記の本実施形態にかかる構成を一層効果あるものにすることができる。
【0039】
上述のような供給路16の終端部の形態に関する具体的な設計にあたっては、マニホールド8を構成する材料の濡れ性、インクの表面張力、供給路10の最終端と最端のチャンネル6の入口端との距離、供給路10の終端部の内面の曲率、インクジェットヘッド4の使用時の重力方向、気泡39aの体積、チャンネル6の奥行き、等のファクタが考慮される。
【0040】
以上、この発明を、図示した実施形態に関連して説明したが、この発明の範囲内において、その他の実施形態も可能である。
たとえば、図7を参照して説明した構成は、必須ではなく、このような構成による利点を期待しないならば、採用されなくてもよい。したがって、この発明は、図10に示し、あるいは図5に想像線で示すように、チャンネル6の中心線41が通る位置に、供給路16における最深部40が位置する場合にも、適用することができる。
【0041】
また、図示の実施形態では、アクチュエータ7において、チャンネル6が2列をなしていたが、3列以上をなしていても、あるいは、単に1列のみをなしていてもよい。
また、前述した説明では、アクチュエータ7は、圧電セラミックへの電界印加時の変形を利用してインクを噴射する形式のものであるとしたが、これに代えて、たとえば、発熱素子を用いたもの等に置き換えられてもよい。
【0042】
【発明の効果】
以上のように、請求項1に記載の発明によれば、供給路の終端部は、チャンネルの中心線に沿う方向の幅が最終端に向かって狭くされ、かつ、チャンネルの中心線および整列方向に直交する方向の幅が最終端に向かって狭くされているので、そこに残留する気泡を、最終端近傍にあるいずれかのチャンネルの入口端に極めて近接した位置にもたらすことができ、それゆえ、インクの初期導入時においてパージを実施すれば、この最終端近傍に残留する気泡を、最終端近傍にあるいずれかのチャンネルを通して容易にかつ効果的に除去することができる。したがって、インクの初期導入後、さらに、たとえば、インクジェットヘッドを使用しないまま放置した後、使用しようとするときにおいて、供給路の最終端近傍において残留した気泡が原因となって、供給路の最終端近傍に連通するチャンネルでインクの不噴出が生じることを防止でき、インクの初期導入時におけるインクジェットヘッドの印字品質に対する信頼性を向上させることができる。
【0043】
次に、請求項2に記載の発明によれば、まず、次のような効果が奏される。すなわち、マニホールドにある供給路が、アクチュエータ側のチャンネルの中心線が通る位置からずれた位置に、チャンネルの各入口端に対する開口部分から最も離れた最深部を位置させているので、チャンネルの中心線が通る位置に最深部がある場合と比較して、供給路の断面積を実質的に同様に保ちながら、あるいはあまり大きくすることなく、最深部とチャンネルの入口端との間の距離を長くすることができ、したがって、最深部に位置する気泡の成長が同様の速度で進んでも、気泡の外表面がチャンネルの入口端に到達するまでの期間をより長くすることができる。そのため、比較的長期間にわたって、気泡がチャンネルへ引き込まれることを防止できるので、良好な印字状態を長く保つことができる。また、必要なパージの頻度を低減することができ、パージ装置を含むメンテナンス系への負担を少なくすることができる。また、パージによって浪費されるインク量を減少させることができるので、本来の印字に供され得るインク量を増加させることができる。
【0044】
ところが、上述のような有利な効果の裏返しとして、請求項2に記載の技術的事項のみを単純に採用した場合には、不所望にも、供給路の最終端近傍における最深部に残留する気泡は、チャンネルの入口端から遠ざけられ、結果として、パージによる気泡の除去がより困難となってしまうことがある。しかしながら、請求項2に記載の技術的事項は、請求項1に記載の発明に適用されるものであるので、請求項1に記載のように、供給路の終端部の幅を徐々に狭くすることによって、供給路の最終端近傍に位置する気泡をチャンネルの入口端に近づけることができ、この気泡をパージにより容易に除去できるようになる。
【0045】
次に、請求項3に記載の発明によれば、供給路に残留する気泡は最深部に位置される傾向があるので、供給路の終端部における最深部を、供給路の最終端に行くに従って、チャンネルの中心線が通る位置により近づけることにより、このように最深部に位置した気泡をパージにより確実に除去することができるようになる。
【0046】
請求項4に記載の発明によれば、供給路に残留する気泡は最深部に位置される傾向があるので、供給路の終端部における最深部を、供給路の最終端に行くに従って、チャンネルの中心線が通る位置により近づけることにより、このように最深部に位置した気泡をパージにより確実に除去することができるようになる。
請求項5に記載の発明は、請求項2ないし4のいずれかに記載の発明に適用されるものであるが、請求項5に記載のように、最深部が、供給路内の重力方向最上位置に位置する場合には、供給路の終端部に残留する気泡は最深部に位置される傾向があるので、この最深部に位置した気泡をパージにより除去することが一層容易になる。
【0047】
請求項6に記載の発明は、請求項2ないし5のいずれかに記載の発明に適用されるものであるが、請求項6に記載のように、供給路が、チャンネルの入口端と対向し、チャンネルの中心線に対して傾斜する内壁面を備え、最深部が、内側壁における入口端から最も離れた部分である場合には、供給路の終端部に残留する気泡は最深部に位置されるので、この最深部に位置した気泡をパージにより除去することが一層容易になる。
【0048】
請求項7に記載の発明は、請求項1ないし6のいずれかに記載の発明に適用されるものであるが、請求項7に記載のように、複数のチャンネルが複数列をなしながら各列においてそれぞれ整列状態で形成され、また、供給路が複数のチャンネルの各列に沿ってそれぞれ形成されている場合には、供給路の断面積をそれほど大きくすることができないため、パージ負荷を低減することができるものの、各供給路において、気泡を長期にわたって滞留させることができない。そのため、請求項1に記載のように、最終端近傍に残留する気泡を効果的に除去できることは、重要な意義がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施形態によるインクジェットヘッドが組み込まれたインクジェット記録装置1の全体の概略を示す斜視図である。
【図2】 図1に示した印字機構2の主要部を示す縦断面図である。
【図3】 図2に示したインクジェットヘッド4を単独で示す斜視図である。
【図4】 図3の線IV−IVに沿う断面図である。
【図5】 図3の線V−Vに沿う断面図である。
【図6】 図2の線VI−VIに沿う断面をもってインクジェットヘッド4を示す図である。
【図7】 図5の部分VIIの拡大図である。
【図8】 図6の部分VIIIの拡大図であって、アクチュエータ7の、マニホールド8への接合面の一部を示す。
【図9】 図8の線IX−IXに沿う断面をもって供給路16の最終端近傍を示す図である。
【図10】 この発明にとって興味あるインクジェットヘッドに備える、アクチュエータ7側のチャンネル6の入口端とマニホールド8側の供給路16とを拡大して示す、図7に相当する図である。
【図11】 図10のインクジェットヘッドにおける、図8に相当する図である。
【符号の説明】
1 インクジェット記録装置
2 印字機構
3 パージ装置
4 インクジェットヘッド
5 インクカートリッジ
6 チャンネル
7 アクチュエータ
8 マニホールド
9 ノズル
16 供給路
39,39a 気泡
40 最深部
41 中心線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink jet head provided in an ink jet recording apparatus, and more particularly to an improvement in the form of an ink flow path provided in the ink jet head.
[0002]
[Background]
As a recording apparatus having a relatively simple configuration and easy high-speed printing and high-quality printing, there is an ink jet recording apparatus. An ink jet recording apparatus that is of interest to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6 are also referred to for explaining the embodiment of the present invention.
[0003]
FIG. 1 is a perspective view showing an outline of the entire
As shown in FIG. 2, the
[0004]
In the ink
[0005]
FIG. 3 shows a
The ink-
[0006]
In the
[0007]
Preferably, a
[0008]
As shown in FIGS. 4 and 5, the
[0009]
The
[0010]
As shown in FIG. 2, the
[0011]
As shown in FIG. 2, the
[0012]
Referring again to FIG. 2, the
[0013]
As shown in FIG. 1, the
[0014]
On the other hand, the
In this manner, in the
[0015]
The purge device 3 described above is provided on the side of the
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 11 is an enlarged view of a portion corresponding to the portion VIII in FIG. 6. In the structure previously considered by the present applicant, the joint surface of the
Referring to FIG. 11, when the
[0017]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an ink jet head that can solve the above-described problems.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, a plurality of channels containing ink are formed in an aligned state, and an actuator that drives the ink in these channels to be ejected as droplets from a nozzle is joined to the actuator on the inlet end side of the channel. A plurality of manifolds each having a supply passage extending in an alignment direction of the plurality of channels and having a common opening with respect to the inlet ends of the channels. In order to solve the above-described technical problem, the invention according to
[0019]
Thus, at the end of the supply pathThe width in the direction along the center line of the channel is narrowed toward the final end, and the width in the direction perpendicular to the center line of the channel and the alignment direction is toward the final end.When narrowed, the air bubbles remaining there can be brought in a position very close to the inlet end of any channel near the final end.
[0020]
The invention according to
Such a characteristic configuration relating to the position of the deepest part of the supply path is that the cross-sectional area of the supply path is kept substantially the same as compared with the case where the deepest part is located at the position where the center line of the channel passes, or not much. Without increasing the size, the distance between the deepest part and the inlet end of the channel is increased so that the outer surface of the bubble reaches the inlet end of the channel even if the bubble located at the deepest part grows at the same speed However, when this characteristic configuration is adopted, the bubbles remaining in the deepest part are undesirably moved away from the inlet end of the channel, as a result. The removal of bubbles by purging becomes more difficult. Therefore, when the characteristic configuration described in
[0021]
According to a third aspect of the present invention, in the invention of the second aspect, the deepest portion at the end of the supply path extends so as to approach the position where the center line of the channel passes as it goes to the final end of the supply path. It is characterized by having.
Thus, when the above-mentioned form is given to the deepest part in the terminal part of the supply path, since the bubbles remaining in the terminal part of the supply path tend to be located in the deepest part, it is located in this deepest part. It is easier to remove the bubbles by purging.
[0022]
The invention according to claim 4The width of the end of the feed channel is narrowed as it goes to its final end, and the feed channel is the deepest farthest away from the opening for each inlet end of the channel, at a position offset from the position through which the channel centerline passes. At the end of the supply path Is characterized in that the deepest part has a form extending closer to the position through which the center line of the channel passes as it goes to the final end of the supply path.
[0023]
Thus, when the above-mentioned form is given to the deepest part in the terminal part of the supply path, since the bubbles remaining in the terminal part of the supply path tend to be located in the deepest part, it is located in this deepest part. It is easier to remove the bubbles by purging.
The invention according to
[0024]
According to such a configuration, the bubbles remaining at the end of the supply path tend to be located at the deepest portion, so that it is easier to remove the bubbles located at the deepest portion by purging.
According to a sixth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the second to fifth aspects, the supply path includes an inner wall surface that faces the inlet end of the channel and is inclined with respect to the center line of the channel. The part is characterized in that it is the part farthest from the inlet end in the inner wall.
[0025]
According to such a configuration, the bubbles remaining at the end of the supply path tend to be located at the deepest portion, so that it is easier to remove the bubbles located at the deepest portion by purging.
Claim7The invention described in
[0026]
As described above, in the inkjet head in which a plurality of channels form a plurality of rows and are formed in an aligned state in each row, when the supply path is formed along each row of the plurality of channels, Since the cross-sectional area cannot be increased so much, it is significant that bubbles can be effectively removed as described in
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As described above, FIGS. 1 to 6 are also for explaining the
[0028]
In this embodiment, first, with respect to the positional relationship between the inlet end of the
[0029]
Referring to FIG. 7, the
[0030]
Thus, according to this embodiment, as shown in FIG. 10 or as indicated by an imaginary line in FIG. 5, compared with the case where the deepest part is at the position where the center line of the
[0031]
For this reason, the
[0032]
The characteristic configuration of the present invention in this embodiment is well illustrated in FIG. FIG. 8 shows a part of the joint surface of the
[0033]
The characteristic configuration shown in FIG. 8 is for solving the following problems.
As described above, generally, when ink is initially introduced, bubbles tend to remain near the final end of the supply path, and bubbles remaining near the final end of the supply path are purged even in this way. However, it is relatively difficult to remove, and as a result, ink is often not ejected in the channel communicating with the vicinity of the final end of the supply path.
[0034]
The above-mentioned tendency is that when the
[0035]
In this embodiment, as shown in FIG. 8, the width of the
[0036]
FIG. 8 also shows
[0037]
Therefore, the
According to the inventor's experiment, as shown in FIGS. 8 and 9, the
[0038]
As shown in FIG. 2, the
[0039]
In the specific design regarding the form of the terminal portion of the
[0040]
While the invention has been described with reference to the illustrated embodiments, other embodiments are possible within the scope of the invention.
For example, the configuration described with reference to FIG. 7 is not essential, and may not be adopted if an advantage of such a configuration is not expected. Therefore, the present invention is also applicable to the case where the
[0041]
In the illustrated embodiment, in the
In the above description, the
[0042]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the end portion of the supply pathThe width in the direction along the center line of the channel is narrowed toward the final end, and the width in the direction perpendicular to the center line of the channel and the alignment direction is toward the final end.Since it is narrowed, bubbles remaining there can be brought to a position very close to the inlet end of any channel near the final end, and therefore if the purge is performed during the initial introduction of the ink The bubbles remaining in the vicinity of the final end can be easily and effectively removed through any channel in the vicinity of the final end. Therefore, after the initial introduction of the ink, for example, when the ink jet head is not used and then left to be used, the final end of the supply path is caused by bubbles remaining in the vicinity of the final end of the supply path. Ink ejection can be prevented from occurring in a channel communicating with the vicinity, and the reliability with respect to the print quality of the ink jet head when ink is initially introduced can be improved.
[0043]
Next, according to the second aspect of the invention, first, the following effects are exhibited. That is, the supply path in the manifold is shifted from the position where the center line of the channel on the actuator passes.Furthest away from the opening for each inlet end of the channelSince the deepest part is located, the deepest part can be maintained while keeping the cross-sectional area of the supply channel substantially the same or not so large as compared with the case where the deepest part is at the position where the center line of the channel passes. The distance between the inlet end of the channel and the inlet end of the channel can be increased, and therefore the period until the outer surface of the bubble reaches the inlet end of the channel, even though the growth of the deepest bubble proceeds at a similar speed Can be made longer. For this reason, bubbles can be prevented from being drawn into the channel for a relatively long period of time, so that a good printing state can be maintained for a long time. Moreover, the frequency of the required purge can be reduced, and the burden on the maintenance system including the purge device can be reduced. Further, since the amount of ink wasted by purging can be reduced, the amount of ink that can be used for original printing can be increased.
[0044]
However, as the flip side of the advantageous effects as described above, when only the technical matters described in
[0045]
Next, according to the third aspect of the present invention, since the bubbles remaining in the supply path tend to be located at the deepest portion, the deepest portion at the end portion of the supply path goes to the final end of the supply path. By making it closer to the position through which the center line of the channel passes, the bubbles positioned at the deepest portion can be reliably removed by purging.
[0046]
According to the fourth aspect of the present invention, since the bubbles remaining in the supply path tend to be located at the deepest part, the deepest part at the terminal end of the supply path is moved to the final end of the supply path, so that the channel By being closer to the position where the center line passes, the bubbles positioned in the deepest portion can be reliably removed by purging.
The invention according to
[0047]
The invention according to
[0048]
Claim7The invention described in
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an outline of an entire
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a main part of the
FIG. 3 is a perspective view showing the
4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG.
6 is a view showing the
FIG. 7 is an enlarged view of a part VII in FIG.
8 is an enlarged view of a part VIII in FIG. 6 and shows a part of the joint surface of the
9 is a view showing the vicinity of the final end of the
10 is an enlarged view corresponding to FIG. 7, showing an inlet end of a
11 is a view corresponding to FIG. 8 in the inkjet head of FIG. 10;
[Explanation of symbols]
1 Inkjet recording device
2 Printing mechanism
3 Purge device
4 Inkjet head
5 Ink cartridge
6 channels
7 Actuator
8 Manifold
9 nozzles
16 Supply path
39,39a bubbles
40 deepest part
41 center line
Claims (7)
前記チャンネルの入口端側において前記アクチュエータに接合されるものであって、各前記チャンネルへインクを供給するため、複数の前記チャンネルの整列方向に延び、かつ前記チャンネルの各入口端に対して共通的に開口する供給路が形成された、マニホールドと
を備える、インクジェットヘッドにおいて、
前記供給路の終端部は、前記チャンネルの中心線に沿う方向の幅が最終端に向かって狭くされ、かつ、前記チャンネルの中心線および前記整列方向に直交する方向の幅が最終端に向かって狭くされていることを特徴とする、インクジェットヘッド。A plurality of channels for containing ink formed in an aligned state, and an actuator that drives the ink in the channels to be ejected as droplets from a nozzle;
It is joined to the actuator on the inlet end side of the channel, and extends in the alignment direction of the plurality of channels to supply ink to each channel, and is common to each inlet end of the channel In an inkjet head comprising a manifold formed with a supply path that opens to
The width of the terminal portion of the supply path in the direction along the center line of the channel is narrowed toward the final end, and the width in the direction perpendicular to the center line of the channel and the alignment direction is toward the final end. An inkjet head characterized by being narrowed.
前記チャンネルの入口端側において前記アクチュエータに接合されるものであって、各前記チャンネルへインクを供給するため、複数の前記チャンネルの整列方向に延び、かつ前記チャンネルの各入口端に対して共通的に開口する供給路が形成された、マニホールドと It is joined to the actuator on the inlet end side of the channel, and extends in the alignment direction of the plurality of channels to supply ink to each channel, and is common to each inlet end of the channel A manifold with a supply channel that opens to
を備える、インクジェットヘッドにおいて、In an inkjet head comprising:
前記供給路の終端部の幅は、その最終端に行くに従って、より狭くされ、 The width of the end portion of the supply path is made narrower as it goes to its final end,
前記供給路は、前記チャンネルの中心線が通る位置からずれた位置に、前記チャンネルの各入口端に対する開口部分から最も離れた最深部を位置させており、 The supply path has a deepest portion located farthest from the opening portion for each inlet end of the channel at a position shifted from a position through which the center line of the channel passes,
前記供給路の終端部においては、前記最深部は、前記供給路の最終端に行くに従って、前記チャンネルの中心線が通る位置により近づくように延びていることを特徴とするインクジェットヘッド。 In the end portion of the supply path, the deepest portion extends so as to approach the position where the center line of the channel passes as it reaches the final end of the supply path.
前記最深部は、前記内側壁における前記入口端から最も離れた部分であることを特徴とする請求項2ないし5のいずれかに記載のインクジェットヘッド。 The inkjet head according to claim 2, wherein the deepest portion is a portion of the inner wall that is farthest from the inlet end.
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