JP2010142997A - Inkjet recording head, and inkjet recorder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクを吐出させて被記録媒体に記録を行うインクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置に関する。 The present invention relates to an ink jet recording head and an ink jet recording apparatus that perform recording on a recording medium by discharging ink.
インクジェット記録装置は、インクジェット記録ヘッドの吐出口から吐出させたインクを被記録媒体に着弾させることにより被記録媒体に記録を行う。インクジェット記録ヘッド用のインクには、一般的に、染料や顔料などの色材が水やアルコール等の溶媒に溶解または分散されたものが用いられる。 An ink jet recording apparatus performs recording on a recording medium by landing ink ejected from an ejection port of an ink jet recording head on the recording medium. Ink for an inkjet recording head is generally used in which a coloring material such as a dye or pigment is dissolved or dispersed in a solvent such as water or alcohol.
このようなインクを用いたインクジェット記録ヘッドでは、休止時間(インクの吐出を行わない時間)の間に吐出口からインクに含まれる溶媒が蒸発して、吐出口に滞留しているインクは色材の濃度が高くなることによって粘度が上昇する。これにより、吐出口の目詰まりが起こり、休止時間の後にインクの吐出が正常に行われず、記録の不良が発生することがある。 In an ink jet recording head using such an ink, the solvent contained in the ink evaporates from the ejection port during the resting time (the time during which the ink is not ejected), and the ink staying in the ejection port is a coloring material. As the concentration of increases, the viscosity increases. As a result, the ejection port is clogged, and the ink is not normally ejected after the pause time, resulting in recording failure.
このような吐出口の目詰まりの防止が図られたインクジェット記録ヘッドが特許文献1、特許文献2及び特許文献3に記載されている。
Ink jet recording heads that prevent such discharge port clogging are described in Patent Document 1,
特許文献1に記載されたインクジェット記録ヘッドでは、吐出口が形成されたオリフィスプレートの吐出面に、レーヨン、ポリエステル、あるいは金属の繊維もしくは2種類以上の繊維を混合したものなどよりなる保持体が設けられている。そして、被記録媒体への記録に用いるインクの溶媒成分を含む液体が充填されたタンクから保持体にタンク内の液体が供給される。 In the ink jet recording head described in Patent Document 1, a holder made of rayon, polyester, metal fibers, or a mixture of two or more kinds of fibers is provided on the discharge surface of an orifice plate in which discharge ports are formed. It has been. Then, the liquid in the tank is supplied to the holding body from the tank filled with the liquid containing the solvent component of the ink used for recording on the recording medium.
このインクジェット記録ヘッドでは、タンクから液体が供給された保持体から液体が蒸発することにより、吐出口の近傍の空気における蒸発した溶媒成分の分圧がインクジェット記録装置の設置環境温度でのインクの溶媒成分の飽和蒸気圧程度に保たれる。これにより、吐出口からのインクの溶媒成分の蒸発を抑制することができる。 In this ink jet recording head, when the liquid evaporates from the holder supplied with the liquid from the tank, the partial pressure of the evaporated solvent component in the air in the vicinity of the discharge port causes the solvent of the ink at the installation environment temperature of the ink jet recording apparatus. The saturated vapor pressure of the components is maintained. Thereby, evaporation of the solvent component of the ink from the ejection port can be suppressed.
また、特許文献2に記載されたインクジェット記録ヘッドでは、オリフィスプレートの表面に吐出口の列全体を囲むように溝が形成されている。そして、記録動作の際にオリフィスプレートの吐出面に付着した余分なインクがワイピングによりその溝の中に回収されるように構成されている。
In the ink jet recording head described in
このインクジェット記録ヘッドでは、溝内に回収されたインクの溶媒成分が蒸発することにより吐出口の近傍の空気における蒸発した溶媒成分の分圧が高く保たれる。これにより、吐出口からインクの溶媒成分が蒸発することを抑制することができるため吐出口の目詰まりを防止することができる。 In this ink jet recording head, the solvent component of the ink collected in the groove evaporates, so that the partial pressure of the evaporated solvent component in the air near the ejection port is kept high. Thereby, since the solvent component of the ink can be prevented from evaporating from the ejection port, clogging of the ejection port can be prevented.
また、特許文献3に記載されたインクジェット記録ヘッドでは、溶媒の主成分が水であるインクが用いられる。このインクジェット記録ヘッドは、外部に設けられた加湿器から高湿度空気が吐出口の近傍に供給され、吐出口の近傍の空気の湿度が高く保たれるように構成されている。これにより、インクの溶媒の主成分である水分が吐出口から蒸発しにくくすることができるため、吐出口の目詰まりを防止することができる。
しかしながら、特許文献1に記載されたインクジェット記録ヘッドでは、オリフィスプレートの吐出面に設けられた保持体がタンクから供給された液体を吸収すると1mm程度膨張することがある。 However, in the ink jet recording head described in Patent Document 1, when the holding body provided on the discharge surface of the orifice plate absorbs the liquid supplied from the tank, it may expand by about 1 mm.
通常、インクジェット記録ヘッドが、記録動作時に被記録媒体にインクを吐出する際、オリフィスプレートの吐出面と被記録媒体との間の距離は1mm程度に設定される。しかし、このインクジェット記録ヘッドの記録動作時のオリフィスプレートの吐出面と被記録媒体との間の距離を1mmに設定した場合には、保持体が膨張している時に記録動作を行うと、保持体が被記録媒体に接触する可能性がある。 Usually, when the ink jet recording head ejects ink onto a recording medium during a recording operation, the distance between the ejection surface of the orifice plate and the recording medium is set to about 1 mm. However, when the distance between the ejection surface of the orifice plate and the recording medium during the recording operation of the ink jet recording head is set to 1 mm, if the recording operation is performed while the holding body is expanded, the holding body May come into contact with the recording medium.
したがって、このインクジェット記録ヘッドでは、保持体が被記録媒体に接触することを避けるために、記録動作時のオリフィスプレートの吐出面と被記録媒体との間の距離をより大きく設定する必要がある。記録動作時のオリフィスプレートの吐出面と被記録媒体との間の距離を大きくすることは、オリフィスプレートの吐出面から吐出されたインク滴の被記録媒体への着弾精度の低下の原因となり、このことは被記録媒体に記録する画質の低下を招く。 Therefore, in this ink jet recording head, in order to avoid the holder from coming into contact with the recording medium, it is necessary to set a larger distance between the ejection surface of the orifice plate and the recording medium during the recording operation. Increasing the distance between the ejection surface of the orifice plate and the recording medium during the recording operation causes a drop in the landing accuracy of the ink droplets ejected from the ejection surface of the orifice plate on the recording medium. This causes a reduction in image quality recorded on the recording medium.
またオリフィスプレートの吐出面と被記録媒体との間の距離を大きくすると、それに伴いインク滴を被記録媒体に所望の精度で着弾させるために必要なエネルギーが大きくなり、インクジェット記録ヘッドの消費電力が増大する。 Further, when the distance between the ejection surface of the orifice plate and the recording medium is increased, the energy required to land the ink droplet on the recording medium with a desired accuracy is increased accordingly, and the power consumption of the ink jet recording head is reduced. Increase.
特許文献2に記載されたインクジェット記録ヘッドでは、オリフィスプレートの表面に形成された溝にインクを回収できる量には限界があり、その量を超えるとインクを新たに回収することができない。
In the ink jet recording head described in
したがって、溝内に回収されたインクは、溶媒成分が蒸発して減少するに伴い、蒸発させる溶媒成分の量が減少し、やがて溶媒成分が枯渇する。このように、このインクジェット記録ヘッドでは、時間の経過により、吐出口の近傍の空気における蒸発した溶媒成分の分圧を高く保てなくなるため、吐出口からのインクの溶媒成分の蒸発を十分に抑制することができなくなる。 Therefore, the amount of the solvent component to be evaporated in the ink collected in the groove decreases as the solvent component evaporates, and eventually the solvent component is depleted. As described above, in this ink jet recording head, the partial pressure of the evaporated solvent component in the air in the vicinity of the discharge port cannot be kept high with time, and thus the evaporation of the solvent component of the ink from the discharge port is sufficiently suppressed. Can not do.
また、溝内のインクの溶媒成分が蒸発して枯渇すると、色材が固化して溝内に固着する。溝内に固着した色材は容易に除去することができないため、このインクジェット記録ヘッドはメンテナンスに手間がかかる。 Further, when the solvent component of the ink in the groove evaporates and depletes, the color material is solidified and fixed in the groove. Since the color material fixed in the groove cannot be easily removed, this ink jet recording head is troublesome to maintain.
また、このインクジェット記録ヘッドでは、溝内に十分な量のインクが回収されるまで動作を行った後でないと、吐出口近傍の空気における蒸発した溶媒成分の分圧を高く保つ効果が見込めない。そのため、溝内に十分な量のインクが回収されていない場合に吐出口の目詰まりを十分に抑制することができない場合がある。 Further, in this ink jet recording head, the effect of keeping the partial pressure of the evaporated solvent component in the air in the vicinity of the discharge port high cannot be expected unless the operation is performed until a sufficient amount of ink is collected in the groove. Therefore, there is a case where clogging of the ejection port cannot be sufficiently suppressed when a sufficient amount of ink is not collected in the groove.
特許文献3に記載されたインクジェット記録ヘッドでは、加湿器を別途設ける必要があり、さらに高湿度空気を吐出口の近傍に送るためのファンや、高湿度空気を吐出口近傍まで導くためのチューブなどの新たな構成を加える必要がある。このことは装置全体としての大型化につながり、大きい設置面積が必要になることや消費電力が増大することなどといった問題も発生する。
In the ink jet recording head described in
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、吐出口の目詰まりを防ぎ、被記録媒体に高品位な画像を安定的に形成することのできるインクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of such problems, and provides an ink jet recording head and an ink jet recording apparatus that can prevent clogging of discharge ports and can stably form a high-quality image on a recording medium. It is intended to do.
上記目的を達成するため、本発明のインクジェット記録ヘッドは、色材が溶媒に溶解または分散されたインクを吐出させる複数の吐出口と、前記インクが供給されるインク供給口と、前記各吐出口と前記インク供給口とを連通させるインク流路と、が形成され、前記各吐出口からインクを吐出させるエネルギー発生部を備えたインク吐出基板を有するインクジェット記録ヘッドにおいて、前記インク吐出基板には、前記吐出口の近傍に配置され、前記溶媒の成分を含む液体を該液体の液面を露出させた状態で保持する複数の蒸発口と、前記液体が供給される液体供給口と、前記各蒸発口と前記液体供給口とを連通させる液体流路と、が形成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an ink jet recording head according to the present invention includes a plurality of ejection ports for ejecting ink in which a color material is dissolved or dispersed in a solvent, an ink supply port to which the ink is supplied, and the ejection ports. And an ink flow path that communicates with the ink supply port, and the ink discharge substrate includes an ink discharge substrate that includes an energy generation unit that discharges ink from each discharge port. A plurality of evaporation ports arranged in the vicinity of the discharge port and holding the liquid containing the solvent component in a state where the liquid surface of the liquid is exposed, a liquid supply port to which the liquid is supplied, and each of the evaporations A liquid flow path for communicating the mouth and the liquid supply port is formed.
本発明によれば、吐出口の目詰まりを防止することができるインクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the inkjet recording head and inkjet recording device which can prevent clogging of an ejection opening can be provided.
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
図1は本発明の第1の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを搭載可能なインクジェット記録装置の内部を透視して示した斜視図である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing the interior of an ink jet recording apparatus capable of mounting an ink jet recording head according to a first embodiment of the present invention.
このインクジェット記録装置は、この装置の骨格をなすシャシー100を有している。シャシー100は、所定の剛性を有する複数の板状金属部材などにより構成されている。このインクジェット記録ヘッドは、シャシー100に種々の部品等が取り付けられることにより一体として構成されている。
The ink jet recording apparatus has a
このインクジェット記録装置は、本実施形態に係るインクジェット記録ヘッド46を搭載するための搭載部材であるキャリッジ103を有している。また、このインクジェット記録装置は、被記録媒体を図1中のA方向に搬送する被記録媒体搬送系と、記録動作後にインクジェット記録ヘッド46を回復させる回復部109と、キャリッジ103の動作の制御のためのリニアエンコーダー113と、を備えている。
[インクジェット記録ヘッド]
まず、本実施形態に係るインクジェット記録ヘッド46について説明する。
This ink jet recording apparatus has a
[Inkjet recording head]
First, the ink
インクジェット記録ヘッド46は、インク等が充填された複数のタンクと、各タンクを着脱可能に保持するタンクホルダーと、を有している。
The
図2は、本実施形態に係るインクジェット記録ヘッドのタンクホルダーの斜視図である。タンクホルダー20は、本実施形態に係るインクジェット記録ヘッド46がキャリッジ103に搭載されたときに、キャリッジ103に電気的に接続するコンタクト基板21を有している。コンタクト基板21は、タンクホルダー20に接着固定されている。
FIG. 2 is a perspective view of the tank holder of the ink jet recording head according to the present embodiment. The tank holder 20 has a contact substrate 21 that is electrically connected to the
またタンクホルダー20は、アルミナ台座10と、アルミナ台座10上に設けられた4つのインク吐出基板11,12,13,14と、各インク吐出基板11,12,13,14とコンタクト基板21とを電気的に接続するフレキシブル基板22と、を有している。
The tank holder 20 includes an
図3は、本実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを透視して示した分解斜視図である。インクジェット記録ヘッド46は、タンクホルダー20に着脱可能なタンク41,42,43,44,45を備えている。タンク41,42,43,44はシアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の各色のインクが充填されたインクタンクであり、タンク45はインクに用いられる溶媒の成分を含む液体が充填された液体タンクである。
FIG. 3 is an exploded perspective view illustrating the inkjet recording head according to the present embodiment as seen through. The ink
タンク45に充填する液体は、インクに用いられる溶媒と同一の成分を有していても、異なる成分を有していてもよい。しかし、タンク45に充填する液体は、インクに用いられる溶媒に最も多く含まれる主成分を含んでいることが望ましい。
The liquid filled in the
タンクホルダー20には、接続口31,32,33,34,35が形成されている。インクタンク41,42,43,44がタンクホルダー20に装着されると、各インクタンク41,42,43,44から各接続口31,32,33,34へのインクの供給が可能になる。また、液体タンク45がタンクホルダー20に装着されると、液体タンク45から接続口35への液体の供給が可能になる。
また、インクジェット記録ヘッド46は、インクタンク41,42,43,44及び液体タンク45の中のインクまたは液体を使いきった場合などに各タンクごとに交換可能なように構成されている。
The ink
図4は、本実施形態に係るインクジェット記録ヘッドのインク吐出基板の斜視図である。図5は、図4に示したインク吐出基板を被覆樹脂層側から見た概略構成図である。図6は、図4に示したインク吐出基板の図5のA−A´線に沿った断面図である。なお、説明の便宜のため、図4では被覆樹脂層2の一部を破断して示し、図4及び図5では被覆樹脂層2の一部を透視して示している。また、図4,図5及び図6にはインク吐出基板11を示しているが、インク吐出基板12,13,14もインク吐出基板11と同様に構成されている。
FIG. 4 is a perspective view of the ink discharge substrate of the ink jet recording head according to the present embodiment. FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the ink ejection substrate shown in FIG. 4 as viewed from the coating resin layer side. 6 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 5 of the ink discharge substrate shown in FIG. For convenience of explanation, FIG. 4 shows a part of the
インク吐出基板11はSi基板1を有し、Si基板1上には被覆樹脂層2が形成されている。Si基板1には、厚さ方向に貫通しているインク供給口7が形成されている。また、Si基板1の表面には、エネルギー発生部である電熱素子8がインク供給口7を挟んで2列に並べて設けられている。被覆樹脂層2の電熱素子8上に配置された部分にはそれぞれインクを吐出する吐出口5が形成されている。本実施形態に係るインクジェット記録ヘッド46では、2列の吐出口5はそれぞれの列において42.3μm間隔(600dpi相当)で並べられている。
The
各吐出口5は、各吐出室5についてそれぞれの設けられたインク流路2に接続されており、各インク流路2は、インク供給口7上に配置され、インク供給口7に連通している共通液室にそれぞれ接続されている。これにより、各吐出口5はそれぞれインク供給口7に連通されている。
Each
インク供給口7に供給されたインクは、毛細管現象により共通液室及び各吐出口5のインク流路2を経由して各吐出口5へと送られる。インクは、インクの液面の高さが、インクが外部空間に吐出される面である被覆樹脂層2の吐出面の高さと同等になるまで各吐出口5に送られる。そして、吐出口5内のインクの液面は、吐出口5におけるインクの表面張力やインクを吐出口5からインク供給口7側へ引き戻す負圧により、図6に示すように、被覆樹脂層2の吐出面付近に留まる。
The ink supplied to the ink supply port 7 is sent to each
この状態で、インク流路2の中の電熱素子8に接続された駆動回路(不図示)により電圧パルスが印加されて、電熱素子8が熱を発生させると、電熱素子8近傍のインクに膜沸騰が生じ、気泡の生成圧力によって吐出口5から外部空間へインクが吐出される。
In this state, when a voltage pulse is applied by a drive circuit (not shown) connected to the electric heating element 8 in the
また、Si基板1には、厚さ方向に貫通している液体供給口6が形成されている。被覆樹脂層2には、図5に示すように、吐出口5の列全体を囲むようにループ状に形成された液体流路であるループ状流路9が形成されている。ループ状流路9は、液体供給口6に連通されている。また、被覆樹脂層2には、ループ状流路9から外部空間に貫通している複数の蒸発口4が形成されている。蒸発口4は、吐出口5の列に沿って並べて配置されている。本実施形態に係るインクジェット記録ヘッド46では、2列の蒸発口4がそれぞれの列において200μm間隔で並べられている。
Further, a liquid supply port 6 penetrating in the thickness direction is formed in the Si substrate 1. As shown in FIG. 5, the
液体供給口6には液体タンク45(図3参照)からインクに用いられる溶媒の成分を含む液体が供給される。液体供給口6に供給された液体は、ループ状流路9を介して蒸発口4へと送られる。液体は、液体の液面の高さが被覆樹脂層2の吐出面の高さと同等になるまで液体が蒸発口4に送られる。そして、蒸発口4内の液体の液面は、蒸発口4の吐出面における液体の表面張力や液体を液体供給口6側へ引き戻す負圧により、図6に示すように、蒸発口4の吐出面付近に留まる。このとき蒸発口4内の液体の液面は被覆樹脂層2の吐出面側に露出し、空気に触れているため、蒸発口4内の液体は液面から蒸発する。
The liquid supply port 6 is supplied with a liquid containing a solvent component used for ink from a liquid tank 45 (see FIG. 3). The liquid supplied to the liquid supply port 6 is sent to the
このように、本実施形態に係るインクジェット記録ヘッド46では、吐出口5の近傍においてインクの溶媒成分を含む液体を蒸発させることができる。これにより、吐出口5の近傍の空気における蒸発した溶媒成分の分圧がインクジェット記録装置の設置環境温度でのインクの溶媒成分の飽和蒸気圧程度に保たれる。したがって、本実施形態に係るインクジェット記録ヘッド46では、吐出口5からのインクの溶媒成分の蒸発を抑制し、吐出口5の目詰まりを防止することができる。
As described above, in the ink
次に、インク吐出基板11の作製方法について簡単に説明する。
Next, a method for manufacturing the
まず、電熱素子8ならびに駆動回路と配線とが設けられたSi基板1上に溶解可能な樹脂を塗布して、インク流路2、共通液室及びループ状流路9が配置される部分に溶解可能な樹脂層を形成する。そして、Si基板1上に溶解可能な樹脂層を覆うように被服樹脂層2を形成する。
First, a soluble resin is applied on the Si substrate 1 provided with the electrothermal element 8 and the drive circuit and wiring, and dissolved in the portion where the
次に、被服樹脂層2の表面に酸素プラズマ耐性の高い材料で吐出口5のパターンのマスクと蒸発口4のパターンのマスクとをフォトリソグラフィーにより形成する。そして、吐出口5のパターンのマスクと蒸発口4のパターンのマスクを介して被覆樹脂層2を酸素プラズマで処理することによりドライエッチングし被覆樹脂層2に吐出口5及び蒸発口4を形成する。
Next, a mask for the pattern of the
次に、Si基板1に、強アルカリによる異方性エッチングによりインク供給口7と液体供給口6とを形成する。最後に、インク供給口7から溶解可能な樹脂層を溶出してインク流路2、共通液室及びループ状流路9を形成する。
Next, the ink supply port 7 and the liquid supply port 6 are formed in the Si substrate 1 by anisotropic etching with strong alkali. Finally, the soluble resin layer is eluted from the ink supply port 7 to form the
このような工程を用いることにより、インク吐出基板11を1つのチップとして作製できる。
By using such a process, the
図7は、本実施形態に係るインクジェット記録ヘッドのアルミナ台座及びインク吐出基板の分解斜視図である。図7では、アルミナ台座10の内部を透視して示している。
FIG. 7 is an exploded perspective view of the alumina pedestal and the ink discharge substrate of the ink jet recording head according to the present embodiment. In FIG. 7, the inside of the
アルミナ台座10の内部には、インク流路15,16,17,18と、液体流路19と、が形成されている。各インク吐出基板11,12,13,14は、インク供給口7がそれぞれインク流路15,16,17,18に連通するように、アルミナ台座10に取り付けられる。また、アルミナ台座10の内部の液体流路19は、このとき、各インク吐出基板11,12,13,14の液体供給口6にそれぞれ連通されている。
In the
図2に示すように、アルミナ台座10はタンクホルダー20に取り付けられると、アルミナ台座10の内部の各インク流路15,16,17,18はそれぞれ接続口31,32,33,34(図3参照)に接続される。またアルミナ台座10の内部の液体流路19は接続口35に接続される。
As shown in FIG. 2, when the
以上のように構成されていることにより、本実施形態に係るインクジェット記録ヘッド46では、インクタンク41,42,43,44から供給されたインクを各インク吐出基板11,12,13,14の吐出口5から吐出させることができる。また、液体タンク45から供給された液体を各インク吐出基板11,12,13,14の蒸発口4に供給することができる。
[被記録媒体搬送系]
図1に示したインクジェット記録装置の被記録媒体搬送系は、被記録媒体に記録を行うことができるように被記録媒体を搬送させるための機構である。
With the above configuration, in the ink
[Recording medium transport system]
The recording medium transport system of the ink jet recording apparatus shown in FIG. 1 is a mechanism for transporting the recording medium so that recording can be performed on the recording medium.
被記録媒体搬送系は、被記録媒体を保持する被記録媒体保持部101と、被記録媒体を搬送する搬送用ローラー104と、所定の記録が行われた被記録媒体を排出する排出用ローラー105と、排出された被記録媒体を保持するトレイ106と、を備えている。搬送用ローラー104は、搬送用モーター107からギヤ108を介して伝達される駆動力により駆動する。
The recording medium conveyance system includes a recording
搬送用ローラー104は、キャリッジ103に搭載されたインクジェット記録ヘッド46によって被記録媒体に記録を行えるように、被記録媒体をキャリッジ103に対向する位置まで搬送する。
The
被記録媒体への記録動作時には、キャリッジ103が図1の矢印B方向に往復移動することによりインクジェット記録ヘッド46を走査させる。また、記録動作時に、搬送ローラー104は、インクジェット記録ヘッド46の1回の走査につき所定距離だけ図1中の矢印A方向に被記録媒体をずらす。これにより、被記録媒体の記録領域の全域に記録を行うことができる。
[回復部]
図1に示したインクジェット記録装置の回復部109は、不使用時にインクジェット記録ヘッド46の吐出面をキャッピングすることによりインクの溶媒成分が吐出口5から蒸発することを抑制する。
During a recording operation on the recording medium, the
[Recovery Department]
The recovery unit 109 of the ink jet recording apparatus shown in FIG. 1 suppresses evaporation of the solvent component of the ink from the
また、回復部109は、記録動作終了後にインクジェット記録ヘッド46の吐出面をキャッピングした状態で吐出面を吸引し、休止時間中に溶媒成分の蒸発により増粘した吐出口5内インクの除去や流路内に溜まった気泡の排出を行う。
[キャリッジ]
図1に示したインクジェット記録装置のキャリッジ103は、ガイドシャフト114に沿ってインクジェット記録ヘッド46の走査のための往復運動を行う。キャリッジ103は、プーリー(不図示)及びベルト(不図示)を介してキャリッジ駆動モーター110の駆動力が伝達されることにより駆動する。
In addition, the recovery unit 109 sucks the ejection surface with the ejection surface of the
[carriage]
The
またキャリッジ103には、インクジェット記録ヘッド46が着脱自在に搭載される。インクジェット記録ヘッド46がキャリッジ103に搭載されると、インクジェット記録ヘッド46のタンクホルダー20に設けられたコンタクト基板21がキャリッジ103に組みつけられた金属端子に電気的に接続される。
[リニアエンコーダー]
図1に示したインクジェット記録装置には、キャリッジ103の移動範囲に沿って、1インチの間に1200個の目盛りが等間隔で刻まれたリニアスケール112が設けられている。また、キャリッジ103にはリニアエンコーダー113が設けられ、キャリッジ103の移動の際に、リニアエンコーダー113の発光部から発せられた光がリニアスケール112に照射される。
An ink
[Linear encoder]
The ink jet recording apparatus shown in FIG. 1 is provided with a
そうすると、リニアエンコーダー113から照射された光がリニアスケール112上の目盛り部分と目盛り以外の部分とにより反射と透過とが繰り返される。リニアスケール112の目盛り部分に反射された光をリニアエンコーダー113の受光部(不図示)が検知することにより光信号が得られる。この光信号は、信号処理回路(不図示)によりキャリッジ103の位置または移動速度を表す電気信号へと変換され、この情報に基づき、キャリッジ103の移動制御やインクジェット記録ヘッド46のインクを吐出するタイミングの制御が行われる。
Then, the light emitted from the
インクジェット記録ヘッド46のインクを吐出するタイミングの制御においては、キャリッジ103の移動によってインクジェット記録ヘッド46が走査する際に、インクジェット記録ヘッド46のドライバに対して所定の吐出タイミング信号が出力される。この信号に従ってインクジェット記録ヘッド46がインクを吐出することにより、被記録媒体の所定の位置に所定の画像データに対応するドットを形成することができる。
In controlling the timing of ejecting ink from the
例えば、リニアエンコーダー113がリニアスケール112の目盛り部分を検知する度にインクジェット記録ヘッド46にドット形成をさせるように設定した場合、インクジェット記録ヘッド46の走査方向に1200dpiの解像度で記録を行うことができる。
For example, when the
なお、本実施形態に係るインクジェット記録ヘッド46では、インクを吐出するためのエネルギーを発生させるために電熱素子を用いているが、インクジェット記録ヘッドは、吐出口からインクを吐出させることができるように構成されていればよい。
In the
すなわち、吐出口からインクを吐出させるように構成されたインクジェット記録ヘッドであれば、吐出口からインクの溶媒成分が蒸発することを抑制することにより、吐出口の目詰まりを防止する効果が得られる。 That is, in the case of an ink jet recording head configured to eject ink from the ejection port, the effect of preventing clogging of the ejection port can be obtained by suppressing evaporation of the solvent component of the ink from the ejection port. .
例えば、インクジェット記録ヘッドは、電熱素子の代わりに圧電素子を用い、圧電素子に電圧パルスを印加することにより発生する圧電素子の変位を利用してインクを吐出口から吐出させるように構成されていてもよい。
(第2の実施形態)
図8は本発明の第2の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドのインク吐出基板を被覆樹脂層側から見た概略構成図である。なお、説明の便宜のため、図8では被覆樹脂層2aの一部を透視して示している。また、本実施形態に係るインクジェット記録ヘッドは、インク吐出基板の蒸発口以外は第1の実施形態に係るインクジェット記録ヘッド46と同様に構成されている。
For example, an ink jet recording head uses a piezoelectric element instead of an electrothermal element, and is configured to eject ink from an ejection port using displacement of the piezoelectric element generated by applying a voltage pulse to the piezoelectric element. Also good.
(Second Embodiment)
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of an ink discharge substrate of an ink jet recording head according to the second embodiment of the present invention as viewed from the coating resin layer side. For convenience of explanation, FIG. 8 shows a part of the
本実施形態に係るインクジェット記録ヘッドでは、被覆樹脂層2aに互いに径の大きさが異なる蒸発口4aが形成されている。
In the ink jet recording head according to the present embodiment, evaporation ports 4a having different diameters are formed in the
このインクジェット記録ヘッドでは、インクを吐出する頻度が小さく、すなわちプリントデューティーが小さく、平均休止時間が長いために目詰まりが起こりやすい吐出口5aの近傍の蒸発口4aは径が大きく形成されている。径が大きい蒸発口4a内の液体は空気に触れている液面の面積が大きいため単位時間当たりの蒸発量が多い。 In this ink jet recording head, since the frequency of ink ejection is low, that is, the print duty is small and the average pause time is long, the evaporation port 4a in the vicinity of the ejection port 5a that is likely to be clogged has a large diameter. The liquid in the evaporation port 4a having a large diameter has a large amount of evaporation per unit time because the area of the liquid surface in contact with air is large.
したがって、目詰まりが起こりやすい吐出口5aの近傍の空気における蒸発した溶媒成分の分圧を特に高く保つことができ、このような吐出口5aからインクの溶媒成分が蒸発することを効果的に抑制することができる。そのため、プリントデューティーが小さい吐出口5aが目詰まりを起こすことを防止できる。 Therefore, the partial pressure of the evaporated solvent component in the air in the vicinity of the discharge port 5a where clogging is likely to occur can be kept particularly high, and the evaporation of the solvent component of the ink from the discharge port 5a is effectively suppressed. can do. Therefore, it is possible to prevent the discharge port 5a having a small print duty from being clogged.
また、このインクジェット記録ヘッドでは、インクを吐出する頻度が大きく、すなわちプリントデューティーが大きく、平均休止時間が短いため目詰まりが起こりにくい吐出口5aの近傍の蒸発口4aは径が小さく形成されている。これにより、目詰まりが起こりにくい吐出口5aの近傍の蒸発口4aから蒸発させる液体の量を少なくし、このような蒸発口4aに供給する液体の量を減少させることができる。そのため、このインクジェット記録ヘッドでは液体にかかるコストを低減することができる。 In this ink jet recording head, the frequency of ink ejection is large, that is, the print duty is large, and the average pause time is short, so that the evaporation port 4a in the vicinity of the ejection port 5a that is less likely to be clogged is formed with a small diameter. . Thereby, the amount of liquid evaporated from the evaporation port 4a in the vicinity of the discharge port 5a where clogging hardly occurs can be reduced, and the amount of liquid supplied to the evaporation port 4a can be decreased. Therefore, this ink jet recording head can reduce the cost for the liquid.
図8に示した本実施形態に係るインクジェット記録ヘッドでは、吐出口5aの列の中央部に配置された吐出口5aはプリントデューティーが大きく、吐出口5aの列の両端部に配置された吐出口5aはプリントデューティーが小さい。そのため、吐出口5aの列の中央部に配置された吐出口5aの近傍の蒸発口4aは径が大きく形成され、吐出口5aの列の両端部に配置された吐出口5aの近傍の蒸発口4aは径が小さく形成されている。 In the ink jet recording head according to the present embodiment shown in FIG. 8, the ejection port 5a arranged at the center of the row of ejection ports 5a has a large print duty, and the ejection ports arranged at both ends of the row of ejection ports 5a. 5a has a small print duty. Therefore, the evaporation port 4a in the vicinity of the discharge port 5a arranged at the center of the row of the discharge ports 5a is formed with a large diameter, and the evaporation port in the vicinity of the discharge port 5a arranged at both ends of the row of the discharge ports 5a. 4a has a small diameter.
1 Si基板
2 被服樹脂層
4 蒸発口
5 吐出口
6 液体供給口
7 インク供給口
8 電熱素子
10 アルミナ台座
11,12,13,14 インク吐出基板
15,16,17,18 インク流路
19 液体流路
20 タンクホルダー
21 コンタクト基板
22 フレキシブル配線
31,32,33,34 接続口
35 接続口
41,42,43,44 インクタンク
45 液体タンク
46 インクジェット記録ヘッド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記インク吐出基板には、前記吐出口の近傍に配置され、前記溶媒の成分を含む液体を該液体の液面を露出させた状態で保持する複数の蒸発口と、前記液体が供給される液体供給口と、前記各蒸発口と前記液体供給口とを連通させる液体流路と、が形成されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。 A plurality of ejection ports for ejecting ink in which a color material is dissolved or dispersed in a solvent; an ink supply port to which the ink is supplied; and an ink flow path for communicating each of the ejection ports and the ink supply port. In an inkjet recording head having an ink ejection substrate that is formed and includes an energy generation unit that ejects ink from each ejection port.
The ink ejection substrate is disposed in the vicinity of the ejection port, a plurality of evaporation ports that hold the liquid containing the solvent component in a state where the liquid surface of the liquid is exposed, and the liquid to which the liquid is supplied An ink jet recording head, comprising: a supply port; and a liquid flow path for communicating each of the evaporation ports and the liquid supply port.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008320822A JP2010142997A (en) | 2008-12-17 | 2008-12-17 | Inkjet recording head, and inkjet recorder |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013240905A (en) * | 2012-05-18 | 2013-12-05 | Brother Industries Ltd | Liquid ejecting device |
CN109693445A (en) * | 2017-10-24 | 2019-04-30 | 东芝泰格有限公司 | Fluid ejection head and liquid ejection apparatus |
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2008
- 2008-12-17 JP JP2008320822A patent/JP2010142997A/en active Pending
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