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JP7593404B2 - Image forming apparatus and inkjet head - Google Patents
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JP7593404B2 - Image forming apparatus and inkjet head - Google Patents

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Description

この発明は、画像形成装置及びインクジェットヘッドに関する。 This invention relates to an image forming apparatus and an inkjet head.

従来、ノズルからインクを吐出させて媒体上に画像や構造などを形成するインクジェットヘッドを用いた画像形成装置がある。Conventionally, there are image forming devices that use inkjet heads to eject ink from nozzles to form images, structures, etc. on a medium.

インク温度と環境温度に大きな温度差がある場合、画像形成装置のインクを一時貯留するタンクからノズルまでの流路においてインクの放熱が発生したり、ヒーターを用いて流路を加熱することにより、インクの温度分布が不均一になり、安定した液滴吐出を行うことができなくなるという問題がある。When there is a large temperature difference between the ink temperature and the ambient temperature, heat can be dissipated from the ink in the flow path from the tank that temporarily stores the ink in the image forming device to the nozzle, or the flow path can be heated using a heater, causing the temperature distribution of the ink to become uneven, making it impossible to eject droplets stably.

これに関連して、特許文献1には、ヒーターに流路を螺旋状に巻き付け、流路のヒーティング面積を十分に確保することで、ヒーターを高温にすることなくインクを加熱する技術が記載されている。
また、特許文献2には、パイプの連結により流路を形成する場合に、ヒーターと高い熱伝導性で接続されているパイプをできるだけノズル側まで引き回し、加熱領域を長くすることで、インク温度を所望に近づける技術が記載されている。
In relation to this, Patent Document 1 describes a technique for heating ink without heating the heater to a high temperature by spirally winding a flow path around a heater and ensuring a sufficient heating area of the flow path.
Furthermore, Patent Document 2 describes a technology in which, when a flow path is formed by connecting pipes, a pipe that is connected to a heater with high thermal conductivity is routed as far as possible to the nozzle side, thereby lengthening the heating area and bringing the ink temperature closer to the desired level.

特開2009-233900号公報JP 2009-233900 A 特開2013-230633号公報JP 2013-230633 A

しかしながら、特許文献1、2の技術では、流路の配管の管壁からインクを加熱するため、配管内のインクの温度分布の不均一性を解消するまでには至らなかった。However, the technologies in Patent Documents 1 and 2 heat the ink from the walls of the flow path piping, and therefore do not eliminate the unevenness of the temperature distribution of the ink within the piping.

この発明の目的は、低コストで簡便に、安定した液滴吐出を可能にする画像形成装置及びインクジェットヘッドを提供することである。The object of this invention is to provide an image forming apparatus and inkjet head that enable stable droplet ejection in a simple and cost-effective manner.

本発明は、上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明の画像形成装置は、
チキソ性を有する液体を液滴として吐出して画像を形成する画像形成装置であって、
前記液体を一時貯留するタンクと、
前記タンク内の液体を吐出する吐出ノズルを有するインクジェットヘッドと、
前記タンクと前記吐出ノズルとを接続する流路と、
前記流路に配置され、前記液体を均質化させるスタティックミキサーである単一の均質化部材と、
を有し、
前記流路において、前記流路を流れる前記液体を加熱するヒーターを有する加熱区間を有し、
前記均質化部材は、前記加熱区間よりも前記吐出ノズル側に配置され、
前記均質化部材と前記加熱区間とが前記インクジェットヘッドのインクの流入口である接続部を介して熱伝導的に接続されている。
In order to achieve the above object, the present invention provides an image forming apparatus according to the first aspect of the present invention,
An image forming apparatus that forms an image by ejecting a thixotropic liquid as droplets,
A tank for temporarily storing the liquid;
an inkjet head having a discharge nozzle for discharging the liquid in the tank;
A flow path connecting the tank and the discharge nozzle;
a single homogenizing member, the static mixer being disposed in the flow path and homogenizing the liquid;
having
a heating section having a heater in the flow path for heating the liquid flowing through the flow path;
the homogenizing member is disposed on the discharge nozzle side relative to the heating section,
The homogenizing member and the heating section are thermally connected via a connection portion which is an ink inlet of the inkjet head.

また、請求項に記載の発明は、請求項1に記載の画像形成装置において、
前記均質化部材の直前の前記流路を流れる液体の流れは層流である。
The present invention relates to an image forming apparatus comprising :
The flow of liquid through the flow passage immediately prior to the homogenizing member is laminar.

また、請求項に記載の発明は、請求項1または2に記載の画像形成装置において、
前記液体は、粒子が分散された分散液である。
The present invention relates to an image forming apparatus comprising :
The liquid is a dispersion liquid in which particles are dispersed.

また、請求項に記載の発明は、請求項1からのいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記吐出ノズルと前記タンクとをつなげる循環流路を有する。
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to third aspects,
A circulation flow path connects the discharge nozzle and the tank.

また、請求項に記載の発明は、請求項1からのいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記均質化部材から吐出ノズルまでの流路区間の少なくとも一部は、熱伝導率が1.0W/m・K以下の断熱部材により形成されている。
According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to fourth aspects,
At least a portion of the flow passage section from the homogenizing member to the discharge nozzle is formed of a heat insulating member having a thermal conductivity of 1.0 W/m·K or less.

また、請求項に記載の発明は、請求項に記載の画像形成装置において、
前記断熱部材は、プラスチック部材、ゴム部材、ガラス部材のうち少なくとも1以上の部材である。
The present invention relates to an image forming apparatus comprising :
The heat insulating member is at least one of a plastic member, a rubber member, and a glass member.

また、請求項に記載の発明は、請求項1からのいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記インクジェットヘッド内の前記流路に前記均質化部材を備える。
According to a seventh aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to sixth aspects,
The homogenizing member is provided in the flow passage within the inkjet head.

また、請求項に記載の発明は、請求項1からのいずれか一項に記載の画像形成装置において、
前記タンクと前記インクジェットヘッドとの間の前記流路に前記均質化部材を備える。
According to an eighth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to sixth aspects,
The homogenizing member is provided in the flow path between the tank and the inkjet head.

また、請求項に記載の発明のインクジェットヘッドは、
チキソ性を有する液体を液滴として吐出して画像を形成するインクジェットヘッドであって、
前記液体を一時貯留するタンクと吐出ノズルとを接続する流路と、
前記流路に配置され、前記液体を均質化させるスタティックミキサーである単一の均質化部材と、
を有し、
前記流路において、前記流路を流れる前記液体を加熱するヒーターを有する加熱区間を有し、
前記均質化部材は、前記加熱区間よりも前記吐出ノズル側に配置され、
前記均質化部材と前記加熱区間とが接続部を介して熱伝導的に接続されている。
The ink jet head according to the invention of claim 9 comprises:
An inkjet head that ejects a thixotropic liquid as droplets to form an image,
a flow path connecting a tank for temporarily storing the liquid and a discharge nozzle;
a single homogenizing member, the static mixer being disposed in the flow path and homogenizing the liquid;
having
a heating section having a heater in the flow path for heating the liquid flowing through the flow path;
the homogenizing member is disposed on the discharge nozzle side relative to the heating section,
The homogenizing member and the heating section are thermally conductively connected via a connection.

本発明に従うと、低コストで簡便に、安定した液滴吐出を可能にする画像形成装置及びインクジェットヘッドを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus and an inkjet head that enable stable droplet ejection in a simple and low-cost manner.

本発明の実施形態の画像形成装置の構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態のインクジェットヘッドの流入口近傍の断面図である。1 is a cross-sectional view of the vicinity of an inlet of an inkjet head according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の変形例の画像形成装置の構成を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a configuration of an image forming apparatus according to a modified example of the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の変形例のインクジェットヘッドの流入口近傍の断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view of the vicinity of an inlet of an ink-jet head according to a modified example of an embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Below, an embodiment of the present invention is explained based on the drawings.

図1は、画像形成装置1の構成を示す図である。
画像形成装置1は、インクジェットヘッド10、インクを一時貯留するインクタンク20、及びインクジェットヘッド10とインクタンク20を接続する外部流路31、32を備える。
インクジェットヘッド10は、外部流路31と接続する接続部11、及び外部流路32と接続する接続部12を備える。接続部11はインクの流入口であり、接続部12はインクの流出口である。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an image forming apparatus 1. As shown in FIG.
The image forming apparatus 1 includes an inkjet head 10 , an ink tank 20 for temporarily storing ink, and external flow paths 31 and 32 that connect the inkjet head 10 and the ink tank 20 .
The inkjet head 10 includes a connection portion 11 that connects to an external flow path 31, and a connection portion 12 that connects to an external flow path 32. The connection portion 11 is an ink inlet, and the connection portion 12 is an ink outlet.

インクタンク20に一時貯留されているインクは、外部流路31及び接続部11を通過し、インクジェットヘッド10のノズルに達し、一部が吐出される。吐出されなかったインクは、接続部12及び外部流路32を通過し、インクタンク20に戻る。このようにインクは、インクタンク20とインクジェットヘッド10間を循環しており、外部流路32は循環流路として機能する。図1の外部流路31、32付近の矢印は、インクの流れる方向を示す。
また、インクジェットヘッド10は、接続部11とノズルの間に、インクを撹拌、混合して温度、粘度などを均質化するためのスタティックミキサー13を備える。
The ink temporarily stored in the ink tank 20 passes through the external flow path 31 and the connection part 11, reaches the nozzles of the inkjet head 10, and a part of it is ejected. The ink that is not ejected passes through the connection part 12 and the external flow path 32, and returns to the ink tank 20. In this way, the ink circulates between the ink tank 20 and the inkjet head 10, and the external flow path 32 functions as a circulation flow path. The arrows near the external flow paths 31 and 32 in Figure 1 indicate the direction in which the ink flows.
The inkjet head 10 also includes a static mixer 13 between the connection portion 11 and the nozzle for stirring and mixing the ink to homogenize the temperature, viscosity, and the like.

図2は、インクジェットヘッド10の接続部11近傍の断面図である。
インクジェットヘッド10は、下面にノズルプレート14を備え、ノズルプレート14には複数のノズルが形成されている。接続部11からノズルまでの流路15は、外部流路31と接続されている。
インク流入口である接続部11の下部の流路15内にスタティックミキサー13が備えられ、インクジェットヘッド10内の流路15に流入したインクを撹拌、混合する。撹拌、混合されたインクはノズルに達し、当該インクの一部がノズルから吐出される。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the vicinity of the connection portion 11 of the ink-jet head 10. As shown in FIG.
The inkjet head 10 has a nozzle plate 14 on the bottom surface, and a plurality of nozzles are formed in the nozzle plate 14. A flow path 15 from the connection portion 11 to the nozzles is connected to an external flow path 31.
A static mixer 13 is provided in a flow path 15 below a connection part 11 which is an ink inlet, and agitates and mixes the ink that has flowed into the flow path 15 in the inkjet head 10. The agitated and mixed ink reaches the nozzle, and a part of the ink is ejected from the nozzle.

外部流路31のうち温度調整区間31aの箇所の配管の周りにはヒーターHが設けられており、当該温度調整区間(加熱区間)31aを通過するインクを加熱することができる。
温度調整区間31aを通過するインクをヒーターHによって加熱すると、温度調整区間31aの配管の壁付近のインクは温度が高く、配管中央部のインクは配管の壁付近のインクに比べ温度が低くなり、配管内のインクの温度分布に不均一性が生じる。
また、外部流路31及び流路15のスタティックミキサー13が配置された箇所よりインクの流れの上流の箇所を通過するインクの流れは層流であるため、外部流路31及び流路15のスタティックミキサー13が配置された箇所より上流の箇所の配管内に生じたインクの温度分布の不均一性は解消されない。ここで、層流とは、例えば、下式を満たすものである。
Re = Duρ/μ ≦ 2300
Re:レイノルズ数
D:流路の代表径(断面積相当円環径)[m]
u:流速[m/sec]
ρ:液体の密度[kg/m3]
μ:液体の粘度[Pa・sec]
A heater H is provided around the piping of the temperature adjustment section 31a of the external flow path 31, and is capable of heating the ink passing through the temperature adjustment section (heating section) 31a.
When the ink passing through the temperature adjustment section 31a is heated by the heater H, the ink near the walls of the pipe in the temperature adjustment section 31a has a high temperature, and the ink in the center of the pipe has a lower temperature than the ink near the walls of the pipe, resulting in uneven temperature distribution of the ink in the pipe.
In addition, since the flow of ink passing through the portion of the ink flow upstream of the portion where the static mixer 13 of the external flow path 31 and the flow path 15 is disposed is a laminar flow, the non-uniformity of the ink temperature distribution occurring in the piping upstream of the portion where the static mixer 13 of the external flow path 31 and the flow path 15 is disposed is not eliminated. Here, the laminar flow is, for example, one that satisfies the following formula.
Re = Duρ/μ ≦ 2300
Re: Reynolds number
D: Representative diameter of the flow passage (diameter of the circular annulus equivalent to the cross-sectional area) [m]
u: flow velocity [m/sec]
ρ: density of liquid [kg/m3]
μ: Viscosity of liquid [Pa sec]

また、画像形成装置1を循環するインクは、粒子が分散された分散液である。分散液であるインクは、非ニュートン性のレオロジーを示し、温度分布の不均一性が大きくなりやすい。
粒子としての顔料は、例えば有機顔料では、以下の顔料が挙げられる。
Furthermore, the ink circulating in the image forming apparatus 1 is a dispersion liquid with particles dispersed therein. The ink, which is a dispersion liquid, exhibits non-Newtonian rheology, and is prone to large non-uniformity in temperature distribution.
Examples of pigment particles that can be used as organic pigments include the following pigments:

マゼンタ又はレッド用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントレッド2、C.I.ピグメントレッド3、C.I.ピグメントレッド5、C.I.ピグメントレッド6、C.I.ピグメントレッド7、C.I.ピグメントレッド15、C.I.ピグメントレッド16、C.I.ピグメントレッド48:1、C.I.ピグメントレッド53:1、C.I.ピグメントレッド57:1、C.I.ピグメントレッド122、C.I.ピグメントレッド123、C.I.ピグメントレッド139、C.I.ピグメントレッド144、C.I.ピグメントレッド149、C.I.ピグメントレッド166、C.I.ピグメントレッド177、C.I.ピグメントレッド178、C.I.ピグメントレッド202、C.I.ピグメントレッド222、C.I.ピグメントバイオレット19等が挙げられる。Examples of pigments for magenta or red include C.I. Pigment Red 2, C.I. Pigment Red 3, C.I. Pigment Red 5, C.I. Pigment Red 6, C.I. Pigment Red 7, C.I. Pigment Red 15, C.I. Pigment Red 16, C.I. Pigment Red 48:1, C.I. Pigment Red 53:1, C.I. Pigment Red 57:1, C.I. Pigment Red 122, C.I. Pigment Red 123, C.I. Pigment Red 139, C.I. Pigment Red 144, C.I. Pigment Red 149, C.I. Pigment Red 166, C.I. Pigment Red 177, C. Examples of the pigments include C.I. Pigment Red 178, C.I. Pigment Red 202, C.I. Pigment Red 222, C.I. Pigment Violet 19, and the like.

オレンジ又はイエロー用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントオレンジ31、C.I.ピグメントオレンジ43、C.I.ピグメントイエロー12、C.I.ピグメントイエロー13、C.I.ピグメントイエロー14、C.I.ピグメントイエロー15、C.I.ピグメントイエロー15:3、C.I.ピグメントイエロー17、C.I.ピグメントイエロー74、C.I.ピグメントイエロー93、C.I.ピグメントイエロー128、C.I.ピグメントイエロー94、C.I.ピグメントイエロー138、C.I.ピグメントイエロー155等が挙げられる。特に色調と耐光性のバランスにおいて、C.I.ピグメントイエロー155が好ましい。Examples of pigments for orange or yellow include C.I. Pigment Orange 31, C.I. Pigment Orange 43, C.I. Pigment Yellow 12, C.I. Pigment Yellow 13, C.I. Pigment Yellow 14, C.I. Pigment Yellow 15, C.I. Pigment Yellow 15:3, C.I. Pigment Yellow 17, C.I. Pigment Yellow 74, C.I. Pigment Yellow 93, C.I. Pigment Yellow 128, C.I. Pigment Yellow 94, C.I. Pigment Yellow 138, and C.I. Pigment Yellow 155. In particular, C.I. Pigment Yellow 155 is preferred in terms of the balance between color tone and light resistance.

グリーン又はシアン用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブルー15、C.I.ピグメントブルー15:2、C.I.ピグメントブルー15:3、C.I.ピグメントブルー16、C.I.ピグメントブルー60、C.I.ピグメントグリーン7等が挙げられる。Examples of pigments for green or cyan include C.I. Pigment Blue 15, C.I. Pigment Blue 15:2, C.I. Pigment Blue 15:3, C.I. Pigment Blue 16, C.I. Pigment Blue 60, C.I. Pigment Green 7, etc.

また、ブラック用の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブラック1、C.I.ピグメントブラック6、C.I.ピグメントブラック7等が挙げられる。Examples of black pigments include C.I. Pigment Black 1, C.I. Pigment Black 6, and C.I. Pigment Black 7.

酸化チタン等の無機顔料としては、アナターゼ型、ルチル型及びブルーカイト型の三つの結晶形態があるが、汎用なものとしてはアナターゼ型とルチル型に大別できる。特に限定するものではないが、屈折率が大きく隠蔽性が高いルチル型が好ましい。具体的には、富士チタン工業株式会社のTRシリーズ、テイカ株式会社のJRシリーズや石原産業株式会社のタイペークなどが挙げられる。Inorganic pigments such as titanium oxide have three crystal forms: anatase, rutile, and brookite, but the most commonly used are broadly classified into anatase and rutile. Although not particularly limited, rutile is preferred because it has a high refractive index and high hiding power. Specific examples include the TR series from Fuji Titanium Kogyo Co., Ltd., the JR series from Teika Corporation, and Typeque from Ishihara Sangyo Co., Ltd.

不溶性顔料としては、特に限定するものではないが、例えば、アゾ、アゾメチン、メチン、ジフェニルメタン、トリフェニルメタン、キナクリドン、アントラキノン、ペリレン、インジゴ、キノフタロン、イソインドリノン、イソインドリン、アジン、オキサジン、チアジン、ジオキサジン、チアゾール、フタロシアニン、ジケトピロロピロール等が好ましい。 The insoluble pigment is not particularly limited, but examples thereof include azo, azomethine, methine, diphenylmethane, triphenylmethane, quinacridone, anthraquinone, perylene, indigo, quinophthalone, isoindolinone, isoindoline, azine, oxazine, thiazine, dioxazine, thiazole, phthalocyanine, diketopyrrolopyrrole, etc.

また、粒子としての染料は、例えば不溶性の染料として、硫化染料、バット染料、分散染料等が挙げられる。
バット染料としては、スレン染料やインジゴ染料等が挙げられる。
分散染料としては、ベンゼンアゾ系(モノアゾおよびジスアゾ)、複素環アゾ系(チアゾールアゾ、ペンゾチアゾールアゾ、ピリドンアゾ、ピラゾロンアゾ、チオフェンアゾ等)、アントラキノン系、縮合系(キノフタロン、スチリル、クマリン等)が挙げられる。
また、インク中に含まれるバインダー粒子も、同様に粒子として考えることができる。例えばバインダー粒子としては、ラテックス、樹脂フィラー、金属微粒子、セラミック粒子、プラスチック粒子、ガラス粒子等が挙げられる。
Examples of particulate dyes include insoluble dyes such as sulfur dyes, vat dyes, and disperse dyes.
Examples of vat dyes include threne dyes and indigo dyes.
Disperse dyes include benzene azo types (monoazo and disazo), heterocyclic azo types (thiazole azo, benzothiazole azo, pyridone azo, pyrazolone azo, thiophene azo, etc.), anthraquinone types, and condensation types (quinophthalone, styryl, coumarin, etc.).
Similarly, binder particles contained in the ink can also be considered as particles. Examples of binder particles include latex, resin filler, metal particles, ceramic particles, plastic particles, and glass particles.

また、画像形成装置1を循環するインクは、チキソ性を有する。したがって、外部流路31及び流路15の配管の壁付近のインクの流速が小さい所では、配管の中央部よりもインクの粘度が高くなり、インクの混合が困難であるため、インクの温度分布の不均一性が大きくなりやすい。In addition, the ink circulating in the image forming device 1 is thixotropic. Therefore, where the ink flow rate is slow near the walls of the piping of the external flow path 31 and the flow path 15, the ink viscosity is higher than in the center of the piping, making it difficult to mix the ink, and this tends to result in large non-uniformity in the temperature distribution of the ink.

温度分布が不均一であるインクは、スタティックミキサー13で撹拌、混合されることによって温度分布の不均一性が低減される。
また、ヒーターHによって加熱される部材とスタティックミキサー13のエレメント部は、接続部11を介して、熱伝導的に接続されている。したがって、ヒーターHによってスタティックミキサー13のエレメント部も加熱される。加熱されたスタティックミキサー13によって、インクが撹拌、混合されることでインク温度分布の不均一性はより低減される。
よって、スタティックミキサー13は、均質化部材として機能する。
The ink, which has a non-uniform temperature distribution, is agitated and mixed by the static mixer 13, thereby reducing the non-uniformity of the temperature distribution.
Furthermore, the member heated by the heater H and the element portion of the static mixer 13 are thermally conductively connected via the connection portion 11. Therefore, the element portion of the static mixer 13 is also heated by the heater H. The ink is stirred and mixed by the heated static mixer 13, thereby further reducing non-uniformity in the ink temperature distribution.
Thus, the static mixer 13 functions as a homogenizing member.

また、スタティックミキサー13とノズルの間の流路15の区間は、熱伝導率が1.0W/m・K以下の断熱部材が用いられる。したがって、スタティックミキサー13によってインクの温度分布の不均一性が低減された状態を維持することができる。
断熱部材は、例えば、プラスチック部材、ゴム部材、ガラス部材のうち、少なくとも一種類が用いられる。
具体的には、プラスチック部材は、ポリエチレン(低密度)、ポリエチレン(高密度)、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、エポキシ樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルホン、フェノール樹脂、ポリアセタール、アクリル樹脂、四フッ化エチレン樹脂(PTFE)、四フッ化エチレン・エチレン共重合体(ETFE)、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体(FEP)、四フッ化エチレン・パーフルオロビニルエーテル共重合体(PFA)、シリコーン樹脂、スチレン・アクリロニトル・ブタジエン(ABS樹脂)であり、上記に限定されないが、好ましくは上記を使うことができる。
また、ゴム部材は、シリコーンゴム、ポリウレタンゴム、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、クロロプレンゴム、天然ゴムであり、上記に限定されないが、好ましくは上記を使うことができる。
また、ガラス部材は、ソーダガラス、フリントガラス、クラウンガラスであり、上記に限定されないが、好ましくは上記を使うことができる。
In addition, a heat insulating material having a thermal conductivity of 1.0 W/m·K or less is used for the section of the flow path 15 between the static mixer 13 and the nozzle. Therefore, the static mixer 13 can maintain a state in which non-uniformity in the temperature distribution of the ink is reduced.
The heat insulating member is made of at least one of a plastic member, a rubber member, and a glass member, for example.
Specifically, the plastic member is polyethylene (low density), polyethylene (high density), polycarbonate, polyethylene terephthalate, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, polybutylene terephthalate, polyamide, epoxy resin, polyether ether ketone, polyether sulfone, phenol resin, polyacetal, acrylic resin, tetrafluoroethylene resin (PTFE), tetrafluoroethylene-ethylene copolymer (ETFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene-perfluorovinyl ether copolymer (PFA), silicone resin, and styrene-acrylonitrile-butadiene (ABS resin), and although not limited to the above, the above can be preferably used.
The rubber member may be silicone rubber, polyurethane rubber, butyl rubber, ethylene-propylene rubber, chloroprene rubber, or natural rubber, and is not limited to the above, but the above may be preferably used.
The glass member may be soda glass, flint glass, or crown glass, and is not limited to the above, but the above may be preferably used.

また、インクジェットヘッド10で吐出されなかったインクを、インクの流出口である接続部12及び外部流路32を通過させ、インクタンク20に戻す循環を行うことで、インクの温度分布の不均一性はさらに低減される。 In addition, the ink that is not ejected from the inkjet head 10 is circulated through the connection part 12, which is the ink outlet, and the external flow path 32, and returned to the ink tank 20, thereby further reducing the unevenness of the ink temperature distribution.

以上のように、本実施形態の画像形成装置1は、液体を液滴として吐出して画像を形成する画像形成装置1であって、液体を一時貯留するタンク(インクタンク20)と、タンク(インクタンク20)内の液体を吐出する吐出ノズルを有するインクジェットヘッド10と、タンク(インクタンク20)と吐出ノズルとを接続する流路(外部流路31、流路15)と、流路(外部流路31、流路15)に配置され、液体を均質化させる均質化部材(スタティックミキサー13)と、を有する。
従って、低コストで簡便に、安定した液滴吐出を可能にする画像形成装置及びインクジェットヘッドを提供することができる。
As described above, the image forming apparatus 1 of this embodiment is an image forming apparatus 1 that forms an image by ejecting liquid as droplets, and includes a tank (ink tank 20) for temporarily storing the liquid, an inkjet head 10 having an ejection nozzle that ejects the liquid in the tank (ink tank 20), a flow path (external flow path 31, flow path 15) that connects the tank (ink tank 20) and the ejection nozzle, and a homogenizing member (static mixer 13) that is disposed in the flow path (external flow path 31, flow path 15) and homogenizes the liquid.
Therefore, it is possible to provide an image forming apparatus and an inkjet head that enable stable droplet ejection easily and at low cost.

(変形例)
図3は、本発明の実施形態の変形例の画像形成装置1aの構成を示す図である。変形例の画像形成装置1aでは、スタティックミキサー13はインクジェットヘッド10外に備えられている。
また、図4は、上記実施形態の変形例に係る画像形成装置1a内のインクジェットヘッド10の流入口近傍の断面図である。以下では、上記実施形態の画像形成装置1内のインクジェットヘッド10近傍を示す図2との差異を中心に説明する。
(Modification)
3 is a diagram showing the configuration of an image forming apparatus 1a according to a modified example of the embodiment of the present invention. In the modified image forming apparatus 1a, a static mixer 13 is provided outside the inkjet head 10.
4 is a cross-sectional view of the vicinity of the inlet of the inkjet head 10 in the image forming apparatus 1a according to a modified example of the embodiment. The following mainly describes the differences from FIG. 2 which shows the vicinity of the inkjet head 10 in the image forming apparatus 1 according to the embodiment.

本変形例の構成では、スタティックミキサー13は、インクジェットヘッド10外の、ヒーターHが設けられている外部流路31の温度調整区間31aに設けられている。その他の構成、動作は上記実施形態の画像形成装置1と同様である。
以上の構成では、インクジェットヘッド10内にスタティックミキサー13を設けられない場合でも、低コストで簡便に安定した液滴吐出を可能にする画像形成装置及びインクジェットヘッドを提供することができる。
In the configuration of this modified example, the static mixer 13 is provided outside the inkjet head 10 in a temperature adjustment section 31a of an external flow path 31 in which a heater H is provided. The other configurations and operations are similar to those of the image forming apparatus 1 of the above embodiment.
With the above configuration, even if the static mixer 13 cannot be provided in the inkjet head 10, it is possible to provide an image forming apparatus and an inkjet head that enable stable droplet ejection at low cost and in a simple manner.

なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施の形態及び変形例では、均質化部材はスタティックミキサー13であるとしたがこれに限らない。例えば、格子状のフィルターのように、層流のインクに対して乱流を生じさせることでインク温度分布の不均一性を少しでも低減できるものであれば、どのようなものであっても良い。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but may be modified in various ways.
For example, in the above embodiment and modified examples, the homogenizing member is the static mixer 13, but this is not limited to this. For example, any member that can reduce the non-uniformity of the ink temperature distribution even a little by generating turbulence in the laminar ink flow, such as a lattice filter, may be used.

また、上記実施の形態及び変形例では、外部流路31の一部に設けられたヒーターHによってインクが加熱されるとしたがこれに限らない。ヒーターHの代わりに冷却装置を設けて、インクを冷却してもよい。または、ヒーターH及び冷却装置を設けず、自然放熱によってインクが冷却されるとしてもよい。 In addition, in the above embodiment and modified example, the ink is heated by a heater H provided in a part of the external flow path 31, but this is not limited to the above. A cooling device may be provided instead of the heater H to cool the ink. Alternatively, the ink may be cooled by natural heat dissipation without providing the heater H and the cooling device.

また、上記実施の変形例では、外部流路31の一部に設けられた温度調整区間31aにスタティックミキサー13が備えられているとしたがこれに限らない。温度調整区間31aとインクジェットヘッド10の接続部11の間が離れている場合、温度調整区間31aと接続部11の間にスタティックミキサー13を備えてもよい。In addition, in the above-described modified embodiment, the static mixer 13 is provided in the temperature adjustment section 31a provided in a part of the external flow path 31, but this is not limited to the above. If the temperature adjustment section 31a and the connection section 11 of the inkjet head 10 are separated from each other, the static mixer 13 may be provided between the temperature adjustment section 31a and the connection section 11.

また、上記実施の形態及び変形例では、ヒーターHはインクジェットヘッド10外に備えられているとしたが、これに限らない。インクジェットヘッド10内にヒーターHを備えてもよい。In addition, in the above embodiment and modified example, the heater H is provided outside the inkjet head 10, but this is not limited to the above. The heater H may be provided inside the inkjet head 10.

その他、上記実施の形態で示した構成の具体的な細部は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。In addition, the specific details of the configuration shown in the above embodiment may be modified as appropriate without departing from the spirit of the present invention.

この発明は、インクジェットヘッド及び画像形成装置に利用することができる。 This invention can be used in inkjet heads and image forming devices.

1、1a 画像形成装置
10 インクジェットヘッド
11、12 接続部
13 スタティックミキサー(均質化部材)
14 ノズルプレート
15 流路
20 インクタンク
31 外部流路(流路)
31a 温度調整区間
32 外部流路(循環流路)
1, 1a Image forming apparatus 10 Inkjet head 11, 12 Connection portion 13 Static mixer (homogenizing member)
14 Nozzle plate 15 Flow path 20 Ink tank 31 External flow path (flow path)
31a Temperature control section 32 External flow path (circulation flow path)

Claims (9)

チキソ性を有する液体を液滴として吐出して画像を形成する画像形成装置であって、
前記液体を一時貯留するタンクと、
前記タンク内の液体を吐出する吐出ノズルを有するインクジェットヘッドと、
前記タンクと前記吐出ノズルとを接続する流路と、
前記流路に配置され、前記液体を均質化させるスタティックミキサーである単一の均質化部材と、
を有し、
前記流路において、前記流路を流れる前記液体を加熱するヒーターを有する加熱区間を有し、
前記均質化部材は、前記加熱区間よりも前記吐出ノズル側に配置され、
前記均質化部材と前記加熱区間とが前記インクジェットヘッドのインクの流入口である接続部を介して熱伝導的に接続されている画像形成装置。
An image forming apparatus that forms an image by ejecting a thixotropic liquid as droplets,
A tank for temporarily storing the liquid;
an inkjet head having a discharge nozzle for discharging the liquid in the tank;
A flow path connecting the tank and the discharge nozzle;
a single homogenizing member, the static mixer being disposed in the flow path and homogenizing the liquid;
having
a heating section having a heater in the flow path for heating the liquid flowing through the flow path;
the homogenizing member is disposed on the discharge nozzle side relative to the heating section,
an image forming apparatus in which the homogenizing member and the heating section are thermally connected via a connection portion which is an ink inlet of the inkjet head;
前記均質化部材の直前の前記流路を流れる液体の流れは層流である請求項1に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein the flow of liquid through the flow path immediately before the homogenizing member is a laminar flow. 前記液体は、粒子が分散された分散液である請求項1または2に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1 or 2, wherein the liquid is a dispersion liquid in which particles are dispersed. 前記吐出ノズルと前記タンクとをつなげる循環流路を有する請求項1からのいずれか一項に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1 , further comprising a circulation flow path connecting the ejection nozzle and the tank. 前記均質化部材から吐出ノズルまでの流路区間の少なくとも一部は、熱伝導率が1.0W/m・K以下の断熱部材により形成されている請求項1からのいずれか一項に記載の画像形成装置。 5. The image forming apparatus according to claim 1 , wherein at least a part of a flow passage section from the homogenizing member to the discharge nozzle is formed of a heat insulating member having a thermal conductivity of 1.0 W/m·K or less. 前前記断熱部材は、プラスチック部材、ゴム部材、ガラス部材のうち少なくとも1以上の部材である請求項に記載の画像形成装置。 6. The image forming apparatus according to claim 5 , wherein the heat insulating member is at least one of a plastic member, a rubber member, and a glass member. 前記インクジェットヘッド内の前記流路に前記均質化部材を備える請求項1からのいずれか一項に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1 , further comprising: a homogenizing member disposed in the flow passage inside the inkjet head. 前記タンクと前記インクジェットヘッドとの間の前記流路に前記均質化部材を備える請求項1からのいずれか一項に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1 , further comprising: the homogenizing member disposed in the flow path between the tank and the inkjet head. チキソ性を有する液体を液滴として吐出して画像を形成するインクジェットヘッドであって、
前記液体を一時貯留するタンクと吐出ノズルとを接続する流路と、
前記流路に配置され、前記液体を均質化させるスタティックミキサーである単一の均質化部材と、
を有し、
前記流路において、前記流路を流れる前記液体を加熱するヒーターを有する加熱区間を有し、
前記均質化部材は、前記加熱区間よりも前記吐出ノズル側に配置され、
前記均質化部材と前記加熱区間とが接続部を介して熱伝導的に接続されているインクジェットヘッド。
An inkjet head that ejects a thixotropic liquid as droplets to form an image,
a flow path connecting a tank for temporarily storing the liquid and a discharge nozzle;
a single homogenizing member, the static mixer being disposed in the flow path and homogenizing the liquid;
having
a heating section having a heater in the flow path for heating the liquid flowing through the flow path;
the homogenizing member is disposed on the discharge nozzle side relative to the heating section,
The homogenizing member and the heating section are thermally conductively connected to each other via a connection portion.
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