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JP2008126569A - Inkjet type droplet discharge apparatus and recorder with apparatus - Google Patents

Inkjet type droplet discharge apparatus and recorder with apparatus Download PDF

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JP2008126569A
JP2008126569A JP2006315667A JP2006315667A JP2008126569A JP 2008126569 A JP2008126569 A JP 2008126569A JP 2006315667 A JP2006315667 A JP 2006315667A JP 2006315667 A JP2006315667 A JP 2006315667A JP 2008126569 A JP2008126569 A JP 2008126569A
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JP
Japan
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liquid
fine particles
nozzle opening
piezoelectric element
droplet discharge
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Application number
JP2006315667A
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Japanese (ja)
Inventor
Takehiro Yamada
剛裕 山田
Hitoshi Kida
仁司 木田
Tomohiko Koda
智彦 甲田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Printing Systems Ltd
Original Assignee
Ricoh Printing Systems Ltd
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Application filed by Ricoh Printing Systems Ltd filed Critical Ricoh Printing Systems Ltd
Priority to JP2006315667A priority Critical patent/JP2008126569A/en
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that using ink containing settleable fine particles in a conventional recording head causes the fine particles to be settled out and attached to the head inside and the vicinity of a nozzle opening, ink droplet discharge characteristics to change, and an ink flying direction to shift, and that a coated film quality and recording quality are deteriorated owing to these causes. <P>SOLUTION: The inkjet type droplet discharge apparatus is provided with: a means for forming a liquid layer containing fine particles in front of a nozzle opening; and a means for supplying a liquid not containing the fine particles to the inside of a pressurizing chamber 140 via an introduction throttling part 145, for pressurizing the liquid in the pressurizing chamber 140 and making the pressure act on the liquid layer 230 which the fine particles enter from the nozzle opening, and for discharging ink droplets containing the fine particles. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は沈降性の微粒子を含有するインクを使用しても、高品位な画像を高信頼で記録可能なインクジェット式液滴吐出装置、及びこれらを搭載した記録装置に関する。   The present invention relates to an ink jet droplet discharge apparatus capable of recording a high-quality image with high reliability even when ink containing sedimentation fine particles is used, and a recording apparatus equipped with these.

インクジェット方式は、種々の液体を液滴としてノズル開口から吐出し、この液滴を被記録体に直接着弾させる方式である。このため、記録用紙に情報を記録するプリンタに限定することなく、プラスチックや金属等生産物への記録も可能である。また、液体としては、溶媒や分散液に染料や顔料を溶解、分散させた通常のインクに留まらず、プラスチックや金属等の微粒子を分散させた溶液も使用できる。このような特徴により、産業分野で、生産物へのマーキング装置や、所定箇所への高精度高速塗膜装置等への応用が進められている。   The ink jet system is a system in which various liquids are ejected as droplets from a nozzle opening and directly landed on a recording medium. Therefore, recording on products such as plastic and metal is possible without being limited to printers that record information on recording paper. The liquid is not limited to ordinary ink in which a dye or pigment is dissolved and dispersed in a solvent or dispersion, but a solution in which fine particles of plastic, metal, or the like are dispersed can also be used. Due to such characteristics, application to a marking device for products, a high-precision high-speed coating film device for a predetermined location, and the like is being promoted in the industrial field.

インクジェット方式には、液滴の吐出方法や液滴飛翔軌道の制御方法により、種々な方式があるが、少ないインクが無駄なく使用可能で、多数のノズルが集積可能なマルチノズル・オンデマンド型インクジェット方式が産業応用分野でも注目されている。   There are various ink jet methods depending on the droplet ejection method and the droplet flight trajectory control method, but a small number of inks can be used without waste, and a multi-nozzle on-demand type ink jet capable of accumulating many nozzles. The method is also attracting attention in industrial applications.

また、このオンデマンド型インクジェット方式のヘッドにも種々な方式がある。プッシュ型圧電素子方式のオンデマンド型インクジェットヘッドは、ノズル開口とインクの導入絞り部を有する加圧室を備え、導入絞り部からインクを加圧室内に導き、圧電素子の伸縮で加圧室の体積を縮小させ、ノズル開口からインク滴を吐出させる(例えば、特許文献1参照)。   There are various types of on-demand ink jet heads. The push-type piezoelectric element type on-demand ink jet head includes a pressure chamber having a nozzle opening and an ink introduction throttle portion, and guides ink from the introduction throttle portion into the pressure chamber. The volume is reduced, and ink droplets are ejected from the nozzle openings (see, for example, Patent Document 1).

また、前記ヘッドのように加圧室への導入絞り部は備えず、別経路からノズル開口部前面に液体を供給し、インク層を形成するとともに、ノズル開口から加圧室内にインクが満たされる。そして、圧電素子の駆動で加圧室の体積を縮小させ、ノズル開口から圧力をインク層に作用させ、該インク層のインクを伴ってインク滴として吐出させる構造のヘッドも開示されている(例えば、特許文献2参照)。   Further, unlike the head, there is no introduction throttle part to the pressurizing chamber, liquid is supplied to the front face of the nozzle opening from another path to form an ink layer, and ink is filled from the nozzle opening into the pressurizing chamber. . A head having a structure in which the volume of the pressurizing chamber is reduced by driving the piezoelectric element, pressure is applied to the ink layer from the nozzle opening, and ink droplets are ejected along with ink in the ink layer is disclosed (for example, , See Patent Document 2).

特開平6−270403号公報JP-A-6-270403 特公平3−58918号公報Japanese Examined Patent Publication No. 3-58918

しかしながら、このような従来のインクジェット方式の液滴吐出装置で、沈降性の微粒子を含有する液体を使用すると、導入絞り部や加圧室、またノズル開口近辺に、微粒子が沈降して付着する現象が見られる。   However, when a liquid containing sedimentary fine particles is used in such a conventional ink jet type droplet discharge device, the fine particles settle and adhere to the introduction throttle portion, the pressure chamber, and the vicinity of the nozzle opening. Is seen.

この様な沈降と付着は、ノズルの液滴吐出特性に影響を与え、液滴の速度や体積を変化させる。また、ノズル開口近辺への微粒子の付着凝集は、液滴の飛翔方向をずらせてしまうことがあり、これらの原因で記録品質や塗膜品質が低下することがあるという問題があった。   Such settling and adhesion affects the droplet ejection characteristics of the nozzle, and changes the velocity and volume of the droplet. Further, the adhesion and aggregation of fine particles in the vicinity of the nozzle opening may shift the flying direction of the droplets, and there is a problem that the recording quality and the coating film quality may be deteriorated due to these causes.

本発明は、上記した従来の課題を解決し、高品位な画像や塗膜を高信頼で記録可能なインクジェット式液滴吐出装置、及びこれらを搭載したインクジェット記録装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-described conventional problems and to provide an ink jet type droplet discharge apparatus capable of recording a high-quality image or coating film with high reliability, and an ink jet recording apparatus equipped with these. .

上記課題を解決するための本発明の請求項1の発明は、微粒子を含まない第1の液体を、導入絞り部を介して加圧室内に供給し、加圧室内で加圧して、前記ノズル開口部から微粒子を含んだ第2の液体の液体層に圧力を作用させ、第2の液体を液滴として吐出させる手段と、ノズル開口部前面に微粒子を含んだ第2の液体の液体層を形成する手段とを備えることを特徴とする。   According to a first aspect of the present invention for solving the above-mentioned problem, the first liquid not containing fine particles is supplied into the pressurizing chamber through the introduction restricting portion, and is pressurized in the pressurizing chamber. Means for applying pressure to the liquid layer of the second liquid containing fine particles from the opening to discharge the second liquid as droplets; and a liquid layer of the second liquid containing fine particles on the front surface of the nozzle opening. And means for forming.

上記課題を解決するための本発明の請求項2の発明は、請求項1記載のインクジェット式液滴吐出装置において、前記第2の液体の液体層を形成する手段は、前記ノズル開口と所定のギャップを保持して配置され、ノズル開口の対向位置に液体層形成開口を有するインク層形成板と、前記ギャップに第2の液体を供給する液体供給手段を具備することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems, in the ink jet type droplet discharge apparatus according to the first aspect, the means for forming the liquid layer of the second liquid has a predetermined relationship with the nozzle opening. An ink layer forming plate disposed with a gap and having a liquid layer forming opening at a position opposite to the nozzle opening, and a liquid supply means for supplying a second liquid to the gap are provided.

上記課題を解決するための本発明の請求項3の発明は、請求項1または2記載のインクジェット式液滴吐出装置において、前記第2の液体を液滴として吐出させる手段は、前記ノズル開口が設けられたオリフィス板と、該ノズル開口に連通し、その一面が可撓性の部材より成る加圧室と、該加圧室に第1の液体を導く導入絞り部と、該導入絞り部に第1の液体を供給する共通液室と、前記可撓性の部材に当接する圧電素子、該圧電素子を保持する固定基板、前記圧電素子に通電する電極等よりなる圧電素子ユニットを具備することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems, in the ink jet type liquid droplet ejection apparatus according to the first or second aspect, the means for ejecting the second liquid as a liquid droplet includes the nozzle opening. An orifice plate provided, a pressure chamber communicating with the nozzle opening and having one surface made of a flexible member, an introduction throttle portion for guiding the first liquid to the pressurization chamber, and the introduction throttle portion A piezoelectric element unit comprising a common liquid chamber for supplying a first liquid, a piezoelectric element that comes into contact with the flexible member, a fixed substrate that holds the piezoelectric element, and an electrode that energizes the piezoelectric element. It is characterized by.

上記課題を解決するための本発明の請求項4の発明は、請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載のインクジェット式液滴吐出装置を備えてなる記録装置であることを特徴とする。   A fourth aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems is a recording apparatus comprising the ink jet liquid droplet ejection apparatus according to any one of the first to third aspects. To do.

本発明によれば、沈降性の微粒子が、導入絞り部や加圧室には侵入しない構造であるため、微粒子の沈降に伴う液滴吐出特性の変動が起きにくい。またノズル開口前面は液体層で覆われ常に濡れており、ノズル開口近辺への微粒子の付着凝集が防止でき、また液体層形成開口がノズル開口より大きく設定できるため、液体層形成開口周辺に付着した微粒子凝集物による液滴吐出への影響が少ないため、液滴の飛翔方向のずれも起こりにくい。したがって、常に安定な液滴の吐出が可能になり、高品位な画像や塗膜形成を高信頼で記録可能なインクジェット式液滴吐出装置を提供できる。   According to the present invention, since the sedimentation fine particles do not enter the introduction throttle portion or the pressurizing chamber, the droplet discharge characteristics do not easily change due to the sedimentation of the fine particles. In addition, the front surface of the nozzle opening is covered with a liquid layer and is always wet, so that adhesion and aggregation of fine particles near the nozzle opening can be prevented, and the liquid layer formation opening can be set larger than the nozzle opening. Since there is little influence on the droplet discharge by the fine particle aggregate, the deviation of the flying direction of the droplet hardly occurs. Therefore, it is always possible to stably discharge droplets, and it is possible to provide an ink jet type droplet discharge apparatus capable of recording high-quality images and coating film formation with high reliability.

以下、本発明の一例について、図を参考にしながら説明する。   Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の一例となるインクジェット式液滴吐出装置の構成と動作を説明する図であり、図2は、ヘッド部の構造と動作を説明する部分斜視拡大図である。   FIG. 1 is a view for explaining the configuration and operation of an ink jet type droplet discharge apparatus as an example of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged partial perspective view for explaining the structure and operation of a head portion.

本発明によるインクジェット式液滴吐出装置は、ヘッド部10と、沈降性の微粒子を含んだ第2の液体を供給する第2の液体供給装置50と、沈降性の微粒子を含んでいない第1の液体を供給する第1の液体供給装置60を備える。そして、ヘッド部10は液滴吐出本体部100と液体層形成用液体供給部200とを備える。   The ink jet type droplet discharge device according to the present invention includes a head unit 10, a second liquid supply device 50 that supplies a second liquid containing sedimentation fine particles, and a first liquid that does not contain sedimentation fine particles. A first liquid supply device 60 for supplying a liquid is provided. The head unit 10 includes a droplet discharge main body unit 100 and a liquid layer forming liquid supply unit 200.

まず、第1の液体を吐出する液滴吐出本体部100の構成と動作を説明する。   First, the configuration and operation of the droplet discharge main body 100 that discharges the first liquid will be described.

液滴吐出本体部100は第1の液体の流路となる第1の流路ユニット101と、この第1の流路ユニット101を保持する図示されていないヘッドハウジング、そして圧電素子ユニット103を備える。このうち、流路ユニット101は、複数のノズル開口部131が設けられているオリフィス板130、流路を形成する流路形成板142、弾性変形可能なダイヤフラム形成板122がこの順に貼りつけられて成る。一方、圧電素子ユニット103は、棒状圧電素子を櫛歯状に分割することにより得られる複数の圧電素子110が圧電素子支持基板113に固着されている。そして、圧電素子110がダイヤフラム形成板122に当接することにより、ヘッド部10には、n個のノズルが構成される。   The droplet discharge main body 100 includes a first flow path unit 101 serving as a flow path for a first liquid, a head housing (not shown) that holds the first flow path unit 101, and a piezoelectric element unit 103. . Among these, the flow path unit 101 has an orifice plate 130 provided with a plurality of nozzle openings 131, a flow path forming plate 142 that forms a flow path, and an elastically deformable diaphragm forming plate 122 attached in this order. Become. On the other hand, in the piezoelectric element unit 103, a plurality of piezoelectric elements 110 obtained by dividing a bar-shaped piezoelectric element into comb teeth are fixed to a piezoelectric element support substrate 113. Then, when the piezoelectric element 110 comes into contact with the diaphragm forming plate 122, n nozzles are configured in the head unit 10.

更に詳しく説明すると、各ノズルは、図2に示すように、オリフィス板130に所定ピッチで列状に配置したn個のノズル開口131を開口としている。そして、ノズル開口131を開口端とする加圧室140、この加圧室140に液体を導く導入絞り部145、この導入絞り部145に液体を供給する共通液室150で構成される。また、ダイヤフラム形成板122の貼りつけにより、加圧室140の少なくとも1壁面はダイヤフラム120で形成される。そして、ダイヤフラム120の加圧室140と反対面には、圧電素子ユニット103の圧電素子110の一端が取りつけられている。すなわち、圧電素子110の先端部がダイヤフラム120に突き当てられ、接着剤層(図示せず)を介してダイヤフラムに取りつけられている。各ノズルの構造は同一構造である。   More specifically, as shown in FIG. 2, each nozzle has n nozzle openings 131 arranged on the orifice plate 130 in rows at a predetermined pitch. The pressure chamber 140 includes a nozzle opening 131 as an opening end, an introduction throttle unit 145 that guides liquid to the pressurization chamber 140, and a common liquid chamber 150 that supplies liquid to the introduction throttle unit 145. Further, by attaching the diaphragm forming plate 122, at least one wall surface of the pressurizing chamber 140 is formed by the diaphragm 120. One end of the piezoelectric element 110 of the piezoelectric element unit 103 is attached to the surface of the diaphragm 120 opposite to the pressurizing chamber 140. That is, the tip of the piezoelectric element 110 is abutted against the diaphragm 120 and attached to the diaphragm via an adhesive layer (not shown). Each nozzle has the same structure.

各ノズル素子の圧電素子110は、圧電素子支持基板113に接着等で取りつけられ圧電素子ユニット103を構成する。そして圧電素子支持基板113はヘッドハウジングに対して固定されている。   The piezoelectric element 110 of each nozzle element is attached to the piezoelectric element support substrate 113 by bonding or the like to constitute the piezoelectric element unit 103. The piezoelectric element support substrate 113 is fixed to the head housing.

なお、圧電素子110は、図2に示すように積層構造であり、複数の層状圧電素子111が層状電極112を介して積層されている。そして、層状電極112は、1つおきに圧電素子の側面に形成された共通電極1121と個別電極1122に接続される。共通電極1121と個別電極1122は圧電素子支持基盤113の上面に形成された共通電極1121と個別電極1122に接続され、更に、フレキシブルケーブル160のフレキシブルケーブル端子161に接続される。そして棒状圧電素子110の各層状圧電素子111は残留分極1123を有している。   The piezoelectric element 110 has a laminated structure as shown in FIG. 2, and a plurality of layered piezoelectric elements 111 are laminated via layered electrodes 112. Then, every other layered electrode 112 is connected to a common electrode 1121 and individual electrodes 1122 formed on the side surface of the piezoelectric element. The common electrode 1121 and the individual electrode 1122 are connected to the common electrode 1121 and the individual electrode 1122 formed on the upper surface of the piezoelectric element support base 113, and further connected to the flexible cable terminal 161 of the flexible cable 160. Each layered piezoelectric element 111 of the rod-shaped piezoelectric element 110 has remanent polarization 1123.

次に第2の液体の液体層を形成する液体層形成用液体供給部200の構成と動作を説明する。   Next, the configuration and operation of the liquid layer forming liquid supply unit 200 for forming the second liquid layer will be described.

ノズル開口131が形成されたオリフィス板130上に、オリフィス板130と所定のギャップを保持して液体層形成板210が配置される。この所定ギャップは流路形成板220をオリフィス板と液体層形成板210で挟むことで確保される。また、液体層形成板210にはノズル開口131の前方に液体層形成開口211が形成されている。例えば、ギャップGは100μm、ノズル開口131は直径35μm、液体層形成開口211は直径150μm程度に設定されている。   On the orifice plate 130 in which the nozzle openings 131 are formed, the liquid layer forming plate 210 is disposed while maintaining a predetermined gap from the orifice plate 130. This predetermined gap is secured by sandwiching the flow path forming plate 220 between the orifice plate and the liquid layer forming plate 210. The liquid layer forming plate 210 has a liquid layer forming opening 211 formed in front of the nozzle opening 131. For example, the gap G is set to 100 μm, the nozzle opening 131 is set to a diameter of 35 μm, and the liquid layer forming opening 211 is set to a diameter of about 150 μm.

また、オリフィス板130と液体層形成板210とは対向位置にある。オリフィス板130と液体層形成板210間のギャップは液体供給路形成板220を介在させることで構成し、このギャップが第2の液体の供給流路221を形成し、流入路222を経て第2の液体供給装置50に連結されている。また、供給流路221は、回収路223を経て第2の液体を回収する回収部55に連結されている。   In addition, the orifice plate 130 and the liquid layer forming plate 210 are in a facing position. A gap between the orifice plate 130 and the liquid layer forming plate 210 is formed by interposing a liquid supply path forming plate 220, and this gap forms a second liquid supply flow path 221, and the second flow path through the inflow path 222. It is connected to the liquid supply device 50. The supply channel 221 is connected to a recovery unit 55 that recovers the second liquid via the recovery channel 223.

以上の構造の液体層形成用液体供給部200により、第2の液体供給装置50から供給される液体は、流入路222を通り、供給流路221を経て、液体層形成開口211に溜まり、ノズル開口131の前面に液体層230を形成することが出来る。なお、供給流路221は回収路223を介して回収部55に接続されているため、供給流路221内には第2の液体の流れがあり、供給流路221等での第2の液体に含まれる微粒子等の沈殿が防止される。また、供給流路221内の静圧は外気圧より負圧に保たれており、液体層230が適正に形成される。   The liquid supplied from the second liquid supply device 50 by the liquid layer forming liquid supply unit 200 having the above-described structure passes through the inflow path 222, passes through the supply flow path 221, and accumulates in the liquid layer forming opening 211, A liquid layer 230 can be formed on the front surface of the opening 131. Since the supply channel 221 is connected to the recovery unit 55 via the recovery channel 223, there is a second liquid flow in the supply channel 221, and the second liquid in the supply channel 221 and the like. Precipitation of fine particles and the like contained in is prevented. Moreover, the static pressure in the supply flow path 221 is maintained at a negative pressure from the external pressure, and the liquid layer 230 is appropriately formed.

一方、第1の液体供給装置60から供給される第1の液体は、流入路147を経て導入絞り部145を通り、加圧室140とノズル開口131まで第1の液体が充填されている。加圧室140内の静圧は、第2の液体の供給流路221内の静圧に対してわずかに正圧に保つことで、第2の液体がノズル開口131から加圧室140に侵入することを防止することも可能である。   On the other hand, the first liquid supplied from the first liquid supply device 60 is filled with the first liquid up to the pressurizing chamber 140 and the nozzle opening 131 through the inflow passage 147, the introduction throttle portion 145, and the like. The static pressure in the pressurizing chamber 140 is kept slightly positive with respect to the static pressure in the second liquid supply channel 221, so that the second liquid enters the pressurizing chamber 140 from the nozzle opening 131. It is also possible to prevent this.

圧電素子110の共通電極1121に吐出駆動パルスを印加しておき、吐出すべきノズルの個別電極1122を図示していないスイッチング素子で接地すると、圧電素子に吐出駆動パルスが印加される。これにより、ダイヤフラム120が加圧室140側に変形し、加圧室140の体積を減少させる。これによりノズル開口131から第1の液体が液滴として吐出すると共に、第2の液体層230に吐出圧力が作用する。したがって、液体層230の第2の液体を伴い、第1及び第2の液体を含む液滴20が吐出する。   When an ejection driving pulse is applied to the common electrode 1121 of the piezoelectric element 110 and the individual electrode 1122 of the nozzle to be ejected is grounded by a switching element (not shown), the ejection driving pulse is applied to the piezoelectric element. As a result, the diaphragm 120 is deformed toward the pressurizing chamber 140 and the volume of the pressurizing chamber 140 is reduced. As a result, the first liquid is ejected as droplets from the nozzle openings 131, and the ejection pressure acts on the second liquid layer 230. Accordingly, the droplet 20 containing the first and second liquids is ejected along with the second liquid in the liquid layer 230.

このような本発明による液滴吐出装置によれば、沈降性の微粒子が導入絞り部145や加圧室140には侵入しない構造であるため、微粒子の沈降に伴う液体の吐出特性の変動が起こりにくい。また、ノズル開口131の前面は液体層230で覆われ常に濡れており、ノズル開口131近辺への微粒子の付着凝集が防止でる。また、液体層形成開口211がノズル開口131よりもかなり大きく設定されているため、液体層形成開口211周辺に微粒子等の凝集物が付着することがあっても、液体の吐出は液体層形成開口の中央部で起こるため、液滴吐出への影響が少ない。このため、液滴の飛翔方向のずれも起こりにくい。したがって、常に安定な液滴の吐出が可能である。   According to such a droplet discharge device according to the present invention, since the sedimentation fine particles do not enter the introduction restricting portion 145 and the pressurizing chamber 140, the liquid discharge characteristics fluctuate due to the sedimentation of the fine particles. Hateful. Further, the front surface of the nozzle opening 131 is covered with the liquid layer 230 and is always wet, and adhesion and aggregation of fine particles in the vicinity of the nozzle opening 131 can be prevented. In addition, since the liquid layer forming opening 211 is set to be considerably larger than the nozzle opening 131, even if an aggregate such as fine particles may adhere to the periphery of the liquid layer forming opening 211, the liquid is discharged from the liquid layer forming opening. Since this occurs at the center of the droplet, it has little effect on droplet ejection. For this reason, the deviation of the flying direction of the liquid droplet is unlikely to occur. Therefore, it is always possible to stably discharge droplets.

図3は本発明の他の例を示す液滴吐出装置の斜視図を示す。図2との違いは、第2の液体を円滑に供給するため、第2の液体の供給流路を共通流路3121と個別流路321に分けた点にある。共通流路311で流路が広くできており、液体供給量が改善できる。また個別流路321により、各のノズルに均等に液体が供給容易となる。   FIG. 3 is a perspective view of a droplet discharge device showing another example of the present invention. The difference from FIG. 2 is that the second liquid supply channel is divided into a common channel 3121 and an individual channel 321 in order to smoothly supply the second liquid. The common flow path 311 has a wide flow path, and the liquid supply amount can be improved. In addition, the individual flow path 321 makes it easy to supply liquid evenly to each nozzle.

以上記載の例では、微粒子含有インク等の第2の液体に対して、粒子等の含有されていない、吐出特性の良好な第1の液体を液体吐出本体部100で使用する例に付いて述べたが、第1の液体として、第2の液体の粒子含有量を少なくした液体や、濃度を薄めた液体を使用しても、液体吐出本体部100での沈殿の問題が軽減されることは明らかである。   In the example described above, an example in which the first liquid that does not contain particles or the like and has good discharge characteristics is used in the liquid discharge main body 100 with respect to the second liquid such as the fine particle-containing ink will be described. However, even if a liquid with a reduced particle content of the second liquid or a liquid with a reduced concentration is used as the first liquid, the problem of precipitation in the liquid discharge main body 100 is reduced. it is obvious.

また、第1の液体と第2の液体の相違は、微粒子を含有するか否かの違いに留まらず、溶液の組成を変えることも可能である。例えば、液体吐出本体部100で使用する液体の成分量や分子量を増加させることなどで、液体の粘度を増加させた上で本発明を実施してもよい。この場合には、第2の液体の液体吐出本体部100への進入抑制に効果がある他、ノズル開口131からの第1の液体の吐出が抑えられ、液体層230への第2の液体の吐出圧力作用が主に働き、ノズル開口131からの第1の液体の吐出に伴う液滴20の液濃度低下を防止することが可能である。このような効果は、2種インクを互いに混ざらない物性のインクにすることで、更に効果を発揮することもある。   Further, the difference between the first liquid and the second liquid is not limited to whether or not the particles contain fine particles, and the composition of the solution can be changed. For example, the present invention may be implemented after increasing the viscosity of the liquid by increasing the component amount or molecular weight of the liquid used in the liquid discharge main body 100. In this case, in addition to the effect of suppressing the entry of the second liquid into the liquid discharge main body 100, the discharge of the first liquid from the nozzle opening 131 is suppressed, and the second liquid is discharged to the liquid layer 230. The discharge pressure action mainly works, and it is possible to prevent the liquid concentration of the droplet 20 from being lowered due to the discharge of the first liquid from the nozzle opening 131. Such an effect may be further exerted by making the two inks into inks having physical properties that are not mixed with each other.

このような2種インクの混ざりの現象を軽減または防止する例とは逆に、混ざりの現象を積極的に利用する変形例も実現可能である。すなわち、圧電素子110の共通電極1121に印加する吐出駆動パルス圧電の波形を変化させて、ノズル開口131から吐出させる第1の液体の量と、この吐出が第2の液体層230に作用する圧力を変化させる。これにより、液体層230の第2の液体を伴い液滴20として吐出する現象を制御することが可能である。したがって、このような制御により、液滴20を構成する第1の液体と第2の液体の割合が調節でき、液滴20に含有される微粒子の濃度を制御することが可能である。   In contrast to the example of reducing or preventing the phenomenon of mixing of the two types of ink, a modification that positively uses the phenomenon of mixing can be realized. That is, by changing the waveform of the ejection drive pulse piezoelectric applied to the common electrode 1121 of the piezoelectric element 110, the amount of the first liquid ejected from the nozzle opening 131 and the pressure at which this ejection acts on the second liquid layer 230. To change. Thereby, it is possible to control the phenomenon of discharging as the droplet 20 with the second liquid of the liquid layer 230. Therefore, by such control, the ratio of the first liquid and the second liquid constituting the droplet 20 can be adjusted, and the concentration of the fine particles contained in the droplet 20 can be controlled.

また、第2の液体の液体層を形成する手段の別の例としては、インク層形成板210を用いることなく、オリフィス板130のノズル開口131及びその周辺部をオリフィス板表面より凹ませて液溜めを形成し、この液溜めに第2の液体を供給して満たすことでも形成可能である。更に別の例としては、インク層形成板210を多孔質材料で形成し、該インク層形成板をオリフィス板130の表面に貼り付け、該多孔質材料を介して供給された第2の液体を、ノズル開口131の前方に形成された液体層形成開口211の部分に溜め、第2の液体の液体層を形成することも可能である。   Further, as another example of the means for forming the liquid layer of the second liquid, the nozzle opening 131 of the orifice plate 130 and its peripheral portion are recessed from the orifice plate surface without using the ink layer forming plate 210. It can also be formed by forming a reservoir and supplying and filling the reservoir with a second liquid. As another example, the ink layer forming plate 210 is formed of a porous material, the ink layer forming plate is attached to the surface of the orifice plate 130, and the second liquid supplied through the porous material is added. The liquid layer of the second liquid can be formed by accumulating in the portion of the liquid layer forming opening 211 formed in front of the nozzle opening 131.

本発明によるインクジェット式液滴吐出装置は、シリアル走査型インクジェット記録装置やライン走査型インクジェット記録装置に好適である。シリアル走査型インクジェット記録装置では、本発明による記録ヘッドの液体層形成板面を記録媒体に対向させて設置し、記録ヘッドを記録媒体の連続方向と交叉する横方向に、液滴を記録信号に応じて吐出しながら移動(主走査)させて一行分を記録し、その後連続記録媒体の連続方向に記録媒体を所定量紙送り(副走査)し、続いて次の行の画像を主走査して記録する。この主走査と副走査を繰り返して画像を記録する。またライン走査型インクジェット記録装置では、本発明による記録ヘッド多数を、記録媒体の幅方向に、幅いっぱいに記録媒体面に対向して配置し、液滴を記録信号に応じて噴射する。同時に記録媒体を連続記録媒体の長手方向に高速移動させて主走査する。この主走査と液滴の吐出制御で走査線への記録ドット形成の制御を行い、記録画像を記録媒体上に得る。このような本発明によるインクジェット記録装置によれば、高品位画像を高信頼で印刷することが可能になる。   The ink jet type droplet discharge apparatus according to the present invention is suitable for a serial scanning ink jet recording apparatus and a line scanning ink jet recording apparatus. In the serial scanning type ink jet recording apparatus, the liquid layer forming plate surface of the recording head according to the present invention is placed facing the recording medium, and the recording head is used as a recording signal in the transverse direction intersecting the continuous direction of the recording medium. Accordingly, the recording medium is moved (main scanning) while ejecting in response to record one line, and then the recording medium is fed by a predetermined amount in the continuous direction of the continuous recording medium (sub scanning), and then the next line image is main scanned. Record. The main scanning and the sub scanning are repeated to record an image. In the line scanning ink jet recording apparatus, a large number of recording heads according to the present invention are arranged in the width direction of the recording medium so as to face the recording medium surface to the full width, and droplets are ejected in accordance with a recording signal. At the same time, the recording medium is moved in the longitudinal direction of the continuous recording medium at high speed to perform main scanning. With this main scanning and droplet discharge control, recording dot formation on the scanning line is controlled to obtain a recorded image on a recording medium. According to such an ink jet recording apparatus according to the present invention, it is possible to print a high-quality image with high reliability.

本発明は、記録用紙に液体記録するインクジェット記録装置に限定することなく、生産物へのマーキング装置や塗膜装置等の工業用液体分配装置に適用可能である。   The present invention is not limited to an ink jet recording apparatus that records liquid on recording paper, but can be applied to industrial liquid dispensing apparatuses such as a marking device for products and a coating film apparatus.

本発明の一例となるインクジェット式液滴吐出装置の概略構成断面図。1 is a schematic cross-sectional view of an ink jet type droplet discharge apparatus as an example of the present invention. 図1の斜視図。The perspective view of FIG. 本発明の他の例となるインクジェット式液滴吐出装置の概略構成斜視図。The schematic structure perspective view of the inkjet type droplet discharge apparatus which becomes the other example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 記録ヘッド
20 液滴
50 第2の液体供給装置
55 第2の液体回収部
60 第1の液体供給装置
100 液滴吐出本体部
101 第1の液体の流路ユニット
103 圧電素子ユニット
110 圧電素子
111 層状圧電素子
112 層状電極
1121 共通電極
1122 個別電極
1123 残留分極
113 圧電素子支持基板
120 ダイヤフラム
122 ダイヤフラム形成板
130 オリフィス板
131 ノズル開口
140 加圧室
142 流路形成板
145 導入絞り部
147 流入路
150 共通液室
160 フレキシブルケーブル
161 フレキシブルケーブル端子
200 液体層形成用液体供給部
210 液体層形成板
211 液体層形成開口
220 流路形成板
221 供給流路
2211 供給共通流路
2212 供給個別流路
222 流入路
223 回収路
230 液体層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Recording head 20 Droplet 50 2nd liquid supply apparatus 55 2nd liquid collection | recovery part 60 1st liquid supply apparatus 100 Droplet discharge main-body part 101 1st flow path unit 103 Piezoelectric element unit 110 Piezoelectric element 111 Layered Piezoelectric Element 112 Layered Electrode 1121 Common Electrode 1122 Individual Electrode 1123 Residual Polarization 113 Piezoelectric Element Support Substrate 120 Diaphragm 122 Diaphragm Forming Plate 130 Orifice Plate 131 Nozzle Opening 140 Pressurizing Chamber 142 Channel Forming Plate 145 Introducing Restriction Unit 147 Inflow Path 150 Liquid chamber 160 Flexible cable 161 Flexible cable terminal 200 Liquid layer forming liquid supply unit 210 Liquid layer forming plate 211 Liquid layer forming opening 220 Channel forming plate 221 Supply channel 2211 Supply common channel 2212 Supply individual channel 222 Inflow channel 223 Recovery path 230 Body layer

Claims (4)

微粒子を含まない第1の液体を、導入絞り部を介して加圧室内に供給し、加圧室内で加圧して、前記ノズル開口部から微粒子を含んだ第2の液体の液体層に圧力を作用させ、第2の液体を液滴として吐出させる手段と、ノズル開口部前面に微粒子を含んだ第2の液体の液体層を形成する手段とを備えることを特徴とするインクジェット式液滴吐出装置。   The first liquid that does not contain fine particles is supplied into the pressurizing chamber through the introduction throttle, and is pressurized in the pressurizing chamber, so that the pressure is applied to the liquid layer of the second liquid containing fine particles from the nozzle opening. An ink jet type droplet discharge apparatus comprising: means for operating and discharging a second liquid as droplets; and means for forming a liquid layer of the second liquid containing fine particles on the front surface of the nozzle opening. . 前記第2の液体の液体層を形成する手段は、前記ノズル開口と所定のギャップを保持して配置され、ノズル開口の対向位置に液体層形成開口を有するインク層形成板と、前記ギャップに第2の液体を供給する液体供給手段を具備することを特徴とする請求項1記載のインクジェット式液滴吐出装置。   The means for forming the liquid layer of the second liquid is arranged to hold a predetermined gap with the nozzle opening, and has an ink layer forming plate having a liquid layer forming opening at a position opposite to the nozzle opening, and a first portion in the gap. 2. An ink jet type droplet discharge apparatus according to claim 1, further comprising a liquid supply means for supplying two liquids. 前記第2の液体を液滴として吐出させる手段は、前記ノズル開口が設けられたオリフィス板と、該ノズル開口に連通し、その一面が可撓性の部材より成る加圧室と、該加圧室に第1の液体を導く導入絞り部と、該導入絞り部に第1の液体を供給する共通液室と、前記可撓性の部材に当接する圧電素子、該圧電素子を保持する固定基板、前記圧電素子に通電する電極等よりなる圧電素子ユニットを具備することを特徴とする請求項1または2記載のインクジェット式液滴吐出装置。   The means for discharging the second liquid as droplets includes an orifice plate provided with the nozzle opening, a pressurizing chamber which is communicated with the nozzle opening and has one surface made of a flexible member, and the pressurizing chamber. An introduction throttle portion for introducing the first liquid into the chamber; a common liquid chamber for supplying the first liquid to the introduction throttle portion; a piezoelectric element that contacts the flexible member; and a fixed substrate that holds the piezoelectric element 3. An ink jet liquid droplet ejection apparatus according to claim 1, further comprising a piezoelectric element unit comprising an electrode for energizing the piezoelectric element. 請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載のインクジェット式液滴吐出装置を備えてなる記録装置。   A recording apparatus comprising the ink jet type droplet discharge device according to claim 1.
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