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JP2009298014A - Inkjet recording device - Google Patents

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JP2009298014A
JP2009298014A JP2008154844A JP2008154844A JP2009298014A JP 2009298014 A JP2009298014 A JP 2009298014A JP 2008154844 A JP2008154844 A JP 2008154844A JP 2008154844 A JP2008154844 A JP 2008154844A JP 2009298014 A JP2009298014 A JP 2009298014A
Authority
JP
Japan
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recording head
liquid
flow path
head
recording
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2008154844A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Goro Fujiwara
悟郎 藤原
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.)
Canon Finetech Nisca Inc
Original Assignee
Canon Finetech Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Finetech Inc filed Critical Canon Finetech Inc
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B41J2/17503Ink cartridges
    • B41J2/17513Inner structure

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Ink Jet (AREA)

Abstract

【課題】ノズル縦配列にした場合の安定した吐出を得るためのものであり、特に長尺系ヘッドを用いた場合に画質・画像の品質の信頼性を向上する。
【解決手段】液体を吐出する複数の吐出口を直線状に有する記録ヘッドを用いるインクジェット記録装置であって、前記吐出口に各々連通した液体流路704を有し、前記吐出口に連通する前記液体流路の流路長は、前記記録ヘッドの一方の端部から他端に向かって段階的に変化している。
【選択図】図7
An object of the present invention is to obtain stable ejection when the nozzles are arranged vertically, and to improve the reliability of image quality and image quality particularly when a long head is used.
An ink jet recording apparatus using a recording head having a plurality of ejection openings for ejecting a liquid in a straight line, having a liquid flow path 704 communicating with each of the ejection openings, and communicating with the ejection opening. The channel length of the liquid channel changes stepwise from one end of the recording head toward the other end.
[Selection] Figure 7

Description

本発明は、液滴を吐出する液体吐出ヘッドを有し、記録媒体に対し画像を形成するインクジェット記録装置に関するものである。   The present invention relates to an ink jet recording apparatus that has a liquid discharge head that discharges droplets and forms an image on a recording medium.

プリンタ、複写機、ファクシミリ等の機能を有する記録装置、あるいはコンピュータやワードプロセッサ等を含む、複合型電子機器やワークステーションなどの出力機器として用いられる記録装置では、記録情報に基づき、紙、布、プラスチックシート、OHP用シート等(以下総称としてメディアと呼ぶ)に向けてインクを吐出することで画像記録を行うインクジェット記録装置が普及している。   In recording devices that have functions such as printers, copiers, and facsimiles, or recording devices that are used as output devices such as composite electronic devices and workstations, including computers and word processors, paper, cloth, plastics are used based on the recorded information. 2. Description of the Related Art Inkjet recording apparatuses that perform image recording by ejecting ink toward a sheet, an OHP sheet, or the like (hereinafter collectively referred to as a medium) have become widespread.

そして、このインクジェット記録装置は、低騒音、低ランニングコストで、装置の小型化が容易であり、カラー化も容易であるなどの観点から、現在ではプリンタ、複写機、ファクシミリ等へ広く応用されている。   This inkjet recording apparatus is now widely applied to printers, copiers, facsimiles, etc. from the viewpoints of low noise, low running cost, easy size reduction, and easy colorization. Yes.

記録ヘッドとメディアの相対的な移動を比較した印字方式の区別として、第一に記録ヘッドをメディアに対して移動させて記録を行うシリアル方式と呼ばれる記録方式と、第二に固定した記録ヘッドに対してメディアを移動させるライン方式と呼ばれる記録方式とに区分される。   As a distinction between printing methods that compare the relative movement of the recording head and the media, there are firstly a recording method called a serial method in which recording is performed by moving the recording head relative to the medium, and secondly a fixed recording head. On the other hand, it is classified into a recording method called a line method for moving media.

産業用用途としてのプリンタでは、連続印刷、高速印刷、大量印刷という仕様が要求される。これら要求に応じる為に最適な条件を選別すると、記録ヘッドは2インチを超える長尺系ヘッドを採用し、記録方式はライン方式を用いる。長尺ヘッドを固定し1ラインパス(1ノズルで1ラインを形成)で画像形成することによって高速印刷、連続印刷が有利に行えるわけである。   Printers for industrial use require specifications such as continuous printing, high-speed printing, and mass printing. When optimal conditions are selected to meet these requirements, a long head exceeding 2 inches is adopted as the recording head, and a line method is used as the recording method. High-speed printing and continuous printing can be advantageously performed by fixing the long head and forming an image in one line pass (one line is formed by one nozzle).

大容量印刷を達成する為には、従来から在る多孔質材等の吸収体にインクを浸透させた吸収体インクタンクを記録ヘッドに直接搭載する記載のインクジェット記録装置では、吸収体分インクを充填できない為インク容量を大きくすることが困難である。そのため大容量を収容できるように容器型インクタンクを用いる。   In order to achieve large-capacity printing, the ink jet recording apparatus described in which the ink tank is made directly into the recording head in which the ink is infiltrated into the absorber such as a conventional porous material is directly placed on the recording head. Since it cannot be filled, it is difficult to increase the ink capacity. Therefore, a container-type ink tank is used so that a large capacity can be accommodated.

ところで、吸収体インクタンクは吸収体内に生じる負圧力により、記録ヘッドに対して負圧力を作用させることが可能である。すなわち、その他の機構を用いて負圧力を発生させる事が不要となる。対して容器型インクタンクはその他の機構を用いて負圧発生技術を用いなければならない。   Incidentally, the absorber ink tank can apply a negative pressure to the recording head by a negative pressure generated in the absorber. That is, it is not necessary to generate a negative pressure using another mechanism. On the other hand, the container-type ink tank must use a negative pressure generation technique using other mechanisms.

例えば特許文献1に記録ヘッドとインク供給タンクに高低差を作り水頭差を用いて記録ヘッドのノズルに負圧を発生させてメニスカスを形成する方法が開示されている。また特許文献2には供給タンクに負圧発生手段を設けて記録ヘッドのノズルにメニスカスを形成する方が開示されており、いくつかの方法のうちいずれかを選択し採用している。   For example, Patent Document 1 discloses a method of forming a meniscus by creating a height difference between a print head and an ink supply tank and generating a negative pressure at a nozzle of the print head using a water head difference. Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-260260 discloses a method of forming a meniscus in a nozzle of a recording head by providing a negative pressure generating means in a supply tank, and any one of several methods is selected and adopted.

特開2007―196519JP2007-196519 特開2007―253402JP 2007-253402 A

さらに近年では、段ボール、缶詰め等の三次元的な面を持つ立体メディアの各平面に対して直接印刷するインクジェット記録装置が要求されている。   In recent years, there has been a demand for an ink jet recording apparatus that directly prints on each plane of a three-dimensional medium having a three-dimensional surface such as cardboard or canned food.

従来では、記録ヘッドに設けられたノズル配列を重力方向に対して直角方向に配列しその直下をメディアが通過し、画像形成する。しかし立体メディアの姿勢を変更できない場合など、記録ヘッド側を立体メディアに対して傾けなければならない。   Conventionally, a nozzle array provided in a recording head is arranged in a direction perpendicular to the direction of gravity, and a medium passes thereunder to form an image. However, the recording head side must be tilted with respect to the three-dimensional media, such as when the posture of the three-dimensional media cannot be changed.

すなわち、被記録面が鉛直に立てられた面であれば、記録ヘッドを、記録ヘッドに設けられた吐出ノズルを重力方向に沿って配置するノズル縦配列(以後ノズル縦配列と呼ぶ)での画像形成を行う為の技術が必要となる。   That is, if the recording surface is a vertical surface, the image in a nozzle vertical array (hereinafter referred to as a nozzle vertical array) in which the recording head is arranged along the gravity direction with the discharge nozzles provided in the recording head. A technique for forming is required.

記録ヘッド内には、液体であるインクを吐出するための吐出ノズルが複数設けられていて、各々に連通する液体流路を持っている。通常であれば記録ヘッドに生じる均等な水頭差により、吐出ノズルには同じ位置に液体のメニスカス801が発生する。   A plurality of ejection nozzles for ejecting ink, which is liquid, are provided in the recording head, and each has a liquid flow path communicating with each other. Normally, a liquid meniscus 801 is generated at the same position in the discharge nozzle due to a uniform water head difference generated in the recording head.

しかしながら記録ヘッドをノズル縦配列にした場合、記録ヘッドのノズル配列の幅すなわち、高さの差が記録ヘッド内での水頭差となり、記録ヘッド内だけで圧力差が生じてしまいメニスカス801は段階的に変化した状態となってしまう。   However, when the recording heads are arranged vertically in the nozzles, the difference in the width of the nozzle array of the recording heads, that is, the height becomes the water head difference in the recording heads, and a pressure difference is generated only in the recording heads. It will be in a changed state.

図10では記録ヘッド上部はインク供給タンクとの高低差が大きく水頭差が大きい状態である事示している。メニスカス位置はノズルから奥まった位置となる(図中A)。記録ヘッド下部はインク供給タンクとの高低差が小さく水頭差が小さい状態である為、メニスカス位置はノズルに近い位置となる(図中B)。このような記録ヘッド内での異なったメニスカス状態でインクの吐出を行うと、インクの吐出量および、インクの吐出速度の差が生じてしまう。   FIG. 10 shows that the upper portion of the recording head is in a state where the height difference from the ink supply tank is large and the water head difference is large. The meniscus position is a position recessed from the nozzle (A in the figure). Since the lower part of the recording head is in a state where the height difference from the ink supply tank is small and the water head difference is small, the meniscus position is close to the nozzle (B in the figure). When ink is ejected in such a different meniscus state in the recording head, a difference in ink ejection amount and ink ejection speed occurs.

そこで本発明は以上の研究により得られた課題を解決する為のものであり、ノズル縦配列にした場合の安定した吐出を得るためのものであり、特に長尺系ヘッドを用いた場合に画質・画像の品質の信頼性を向上するといった課題を解決しようとするものである。   Therefore, the present invention is for solving the problems obtained by the above research, and for obtaining stable ejection when the nozzles are arranged vertically, and particularly when a long head is used. -It is intended to solve the problem of improving the reliability of image quality.

前記課題を解決する為、液体を吐出する複数の吐出口を直線状に有する記録ヘッドであって、前記吐出口に各々連通した液体流路を有した記録ヘッドを搭載したインクジェット記録装置において、前記吐出口に連通する前記液体流路の流路長は、前記記録ヘッドの一方の端部から他端の液体流路に向かって変化している事によって達成するものである。     In order to solve the above problems, in an ink jet recording apparatus equipped with a recording head having a plurality of discharge ports for discharging liquid in a straight line, each having a liquid flow path communicating with each of the discharge ports, The channel length of the liquid channel communicating with the ejection port is achieved by changing from one end of the recording head toward the other liquid channel.

以上の構成によって、記録ヘッドをノズル縦配列にした場合に安定した吐出を可能にし特に長尺系ヘッドを用いた場合に画質・画像の品質の信頼性を向上する事が可能となる。   With the above configuration, it is possible to stably discharge when the recording head is arranged in a nozzle vertical arrangement, and it is possible to improve the reliability of image quality and image quality particularly when a long head is used.

[第1の実施形態]
以下、図面を参照して本発明の実施形態の詳細を説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施形態であり、液体を吐出する為の記録ヘッド101を具えたインクジェット記録装置を示す概略を示す斜視図である。   FIG. 1 is a schematic perspective view showing an ink jet recording apparatus including a recording head 101 for discharging a liquid according to an embodiment of the present invention.

記録ヘッド101は本構成では、記録ヘッド幅方向のサイズは限定されないが、中でも2インチを超える長尺ヘッドで高い効果が得られ、本実施例の一例として4インチヘッドを用いた。また、記録ヘッドは4本搭載され、記録ヘッド101a〜記録ヘッド101dとして示されている。記録ヘッド101は少なくとも1本搭載されていれば本発明を達成できるものであり、搭載本数は目的に応じて決定することが可能である。   In this configuration, the size of the recording head 101 in the recording head width direction is not limited. However, a long head exceeding 2 inches can achieve a high effect, and a 4-inch head is used as an example of this embodiment. Further, four recording heads are mounted, and are indicated as recording head 101a to recording head 101d. If at least one recording head 101 is mounted, the present invention can be achieved, and the number of mounted recording heads 101 can be determined according to the purpose.

また、各記録ヘッド101には単一のインクを用いて、高速化を目的とした配置を行うことや、複数種類のインクを用いてフルカラー印刷を行うことを目的とした配置にすることも可能である。   In addition, each recording head 101 can be arranged using a single ink for the purpose of speeding up, or can be arranged for performing full color printing using a plurality of types of ink. It is.

搬送部103は、各種メディアを記録ヘッド101近傍に通過させる為のものである。本実施例で用いたメディアは組立て済みの段ボール箱であり、ダンボール箱106の側面を印刷している状態を示している。   The transport unit 103 is for passing various media in the vicinity of the recording head 101. The media used in this embodiment is an assembled cardboard box, and shows a state in which the side surface of the cardboard box 106 is printed.

また、記録ヘッド101はダンボール箱106の側面を印刷する為に、記録ヘッド101に設けられたノズルを重力方向に沿って配置するノズル縦配列になっている。さらに、記録ヘッド101はヘッドホルダ102により固定された状態で配置されている。   The recording head 101 has a nozzle vertical arrangement in which nozzles provided on the recording head 101 are arranged along the direction of gravity in order to print the side surface of the cardboard box 106. Further, the recording head 101 is arranged in a state of being fixed by the head holder 102.

本実施例の他、記録ヘッド101を水平方向に移動可能なレール等に乗せ、記録ヘッド101の配置を変更可能にしても良く、ヘッドの固定方法を限定するものではない。   In addition to the present embodiment, the recording head 101 may be mounted on a rail or the like that can move in the horizontal direction to change the arrangement of the recording head 101, and the method for fixing the head is not limited.

インクタンク104a〜104dは、各々インクが充填されており、各々記録ヘッド101a〜101bに対応して接続されている。前記したとおり、記録ヘッド101は目的に応じて使い分けることが可能である為、各々インクタンク104に充填するインクも目的に応じて選択可能である。また、記録ヘッド101とインクタンク104の高さ方向の差により記録ヘッド101には水頭差のよる圧力が加わる配置を取っている。   The ink tanks 104a to 104d are filled with ink, and are connected to the recording heads 101a to 101b, respectively. As described above, since the recording head 101 can be used properly according to the purpose, the ink filled in the ink tank 104 can also be selected according to the purpose. Further, due to the difference in the height direction between the recording head 101 and the ink tank 104, the recording head 101 is arranged so that pressure due to the water head difference is applied.

ポンプ機構であるポンプ105は、印刷動作時以外にインクタンク104から記録ヘッド101へインクを流動させ、記録ヘッド101内のインク充填動作や、記録ヘッド101内の回復動作(気泡の除去、異物の除去、劣化したインクの除去等)を行う為のものである。   The pump 105, which is a pump mechanism, causes ink to flow from the ink tank 104 to the recording head 101 other than during the printing operation, and performs ink filling operation in the recording head 101 and recovery operation in the recording head 101 (removal of bubbles, removal of foreign matter). Removal, removal of deteriorated ink, etc.).

図2、図3はインク流路の概要であり、インクタンクから記録ヘッド101までのインク流路概要を説明する。   2 and 3 show an outline of the ink flow path, and an outline of the ink flow path from the ink tank to the recording head 101 will be described.

ポンプ105の駆動によりインクタンク104にあるインクは流動する。始めにチューブ204から205を通り、ジョイント200を経てから記録ヘッド101へと到着する。記録ヘッド101内の流路であるヘッド共通流路201を通過した後に、チューブ206、207を経過してインクタンク104へとインクは循環する。   The ink in the ink tank 104 flows by driving the pump 105. First, it passes through the tubes 204 to 205, passes through the joint 200, and arrives at the recording head 101. After passing through the head common channel 201 which is a channel in the recording head 101, the ink circulates to the ink tank 104 through the tubes 206 and 207.

208は記録ヘッド101とポンプ105を連結および遮断することが可能な開閉弁208である。ポンプ105が動作していない場合、記録ヘッド101はインクタンク104との水頭差による負圧を維持した状態で待機される。   Reference numeral 208 denotes an on-off valve 208 that can connect and disconnect the recording head 101 and the pump 105. When the pump 105 is not operating, the recording head 101 stands by while maintaining a negative pressure due to a water head difference from the ink tank 104.

図4〜図6はヘッド内部のインク流路を詳細に説明したものであり、図4は記録ヘッド101の吐出口から見た斜視図、図5は図4におけるY−Y‘断面図であり、図6は記録ヘッドの平面図である。   4 to 6 illustrate the ink flow path inside the head in detail, FIG. 4 is a perspective view seen from the ejection port of the recording head 101, and FIG. 5 is a YY ′ cross-sectional view in FIG. FIG. 6 is a plan view of the recording head.

液体流路の底部となるヒータ基板402には、液体を加熱発泡するための電気熱変換素子であるヒータ403が複数配置されている。ヒータ403にはチッ化タンタル等の抵抗体が用いられ、厚さは0.01〜0.5μm、シート抵抗は単位面積あたり10〜300Ωのものが用いられる。   A plurality of heaters 403, which are electrothermal conversion elements for heating and foaming the liquid, are arranged on the heater substrate 402 serving as the bottom of the liquid flow path. The heater 403 is made of a resistor such as tantalum nitride, and has a thickness of 0.01 to 0.5 μm and a sheet resistance of 10 to 300 Ω per unit area.

なお、本実施例では電気熱変換体であるヒータを用いたサーマルジェット吐出方式のインクジェットヘッドを用いているが、圧電素子を用いたピエゾ吐出方式においても同一の効果が得られ、記録ヘッドの吐出方式を限定するものではない。   In this embodiment, a thermal jet discharge type inkjet head using a heater which is an electrothermal transducer is used. However, the same effect can be obtained in a piezo discharge type using a piezoelectric element. The method is not limited.

スイッチングトランジスタは制御用のゲート素子等の回路からなるICによって駆動を制御され、記録ヘッド外部からの信号によって、所定のパターンで駆動するようになっている。   The switching transistor is driven by an IC comprising a circuit such as a control gate element, and is driven in a predetermined pattern by a signal from the outside of the recording head.

吐出ノズル404は複数のヒータ403に各々対応して形成されており、吐出ノズル404はヒータ基板402とノズル壁405と天板406とから囲まれた管状の液体流路を形成している。吐出ノズル404の一端は外部に開放されており、開放端面からインクを吐出する。また、開放端面とは逆の部分はノズル壁405によって隣接するノズルと隔離され流路が分割されている。   The discharge nozzle 404 is formed corresponding to each of the plurality of heaters 403, and the discharge nozzle 404 forms a tubular liquid flow path surrounded by the heater substrate 402, the nozzle wall 405, and the top plate 406. One end of the discharge nozzle 404 is open to the outside, and ink is discharged from the open end surface. Further, the portion opposite to the open end face is separated from the adjacent nozzle by the nozzle wall 405, and the flow path is divided.

ノズル壁405で隔離された部分以外はインクが連通した共通液室501となっており、各吐出ノズル404にインクを供給するように構成されている。ノズル壁405と共通液室501との境界部分には絞り流路部材701が設けられ、絞り流路部材701を各々液体流路毎に長さを異ならせて、液体流路内の流路抵抗を変化させている。液体流路とは吐出ノズル404から共通液室501の間に存在する絞り流路部材701を除した部分のことを示す。   Except for the portion separated by the nozzle wall 405, a common liquid chamber 501 is formed in which the ink communicates, and the ink is supplied to each ejection nozzle 404. A throttle channel member 701 is provided at the boundary portion between the nozzle wall 405 and the common liquid chamber 501, and the throttle channel member 701 has a different length for each liquid channel, thereby reducing the channel resistance in the liquid channel. Is changing. The liquid flow path refers to a portion obtained by removing the throttle flow path member 701 existing between the discharge nozzle 404 and the common liquid chamber 501.

液体流路は絞り流路部材701を除した部分の長さとなり、絞り流路が長いほど液体流路は短くなり流路抵抗は大きくなる。逆に絞り流路が短いほど液体流路は長くなり流路抵抗は小さくなる。   The liquid channel has a length excluding the throttle channel member 701. The longer the throttle channel, the shorter the liquid channel and the greater the channel resistance. Conversely, the shorter the throttle channel, the longer the liquid channel and the lower the channel resistance.

天板406は、Si等で構成された単結晶部材であり、エッチング等のより形状を削りだして形成されたインク供給開口505を備え、外部からの液体を共通液室に導入可能としている。共通液室501から吐出ノズル404に供給された液体は、吐出ノズル404内の所定の位置に配置されたヒータ403で加熱発泡し、ノズルからインクを吐出する。
さらに、4インチ等長尺ヘッドが連続で5〜20kHzの高周波数で高速印刷しても十分にノズルに対しインクを供給可能となしえる程の容量を具備している。
The top plate 406 is a single crystal member made of Si or the like, and includes an ink supply opening 505 formed by cutting out the shape by etching or the like, so that liquid from the outside can be introduced into the common liquid chamber. The liquid supplied from the common liquid chamber 501 to the discharge nozzle 404 is heated and foamed by the heater 403 disposed at a predetermined position in the discharge nozzle 404, and ink is discharged from the nozzle.
Furthermore, even if a 4 inch long head continuously prints at a high frequency of 5 to 20 kHz, it has a capacity that can sufficiently supply ink to the nozzles.

ノズル壁405と共通液室の境界部分には絞り流路部材701が設けられ、絞り流路部材701によってノズル断面は一部が狭い流路となる。吐出ノズル404にかかる圧力は、吐出ノズル404の高さ方向の位置と、インクタンク104内におけるインク水面の高さ方向の位置による水頭差で表せる(P=ρ・g・h1、ρ:インク密度[g/cm]、g:重力加速度[m/sec])。記録ヘッド101の位置に対してインクタンク104が下にあるために記録ヘッド101の吐出ノズル404には負圧力が加わることになる。 A throttle channel member 701 is provided at a boundary portion between the nozzle wall 405 and the common liquid chamber, and the throttle channel member 701 makes a part of the nozzle cross section a narrow channel. The pressure applied to the discharge nozzle 404 can be expressed by the water head difference between the height direction position of the discharge nozzle 404 and the height direction position of the ink water surface in the ink tank 104 (P = ρ · g · h1, ρ: ink density). [G / cm 3 ], g: gravitational acceleration [m / sec 2 ]). Since the ink tank 104 is below the position of the recording head 101, a negative pressure is applied to the ejection nozzle 404 of the recording head 101.

同様に、記録ヘッド101をノズル縦置きにした場合における記録ヘッド内の水頭差は4インチ(101.6mm)あり、圧力差は100mmAq程度となる。ノズル404aは記録ヘッド101の上部に設けられたノズルであり、本実施例においては最も高い場所に位置されるノズルである。吐出ノズル404bは、吐出ノズル404bの下部に設けられたノズルであり、本実施例では最も低い場所に位置されるノズルである。   Similarly, when the recording head 101 is installed vertically, the water head difference in the recording head is 4 inches (101.6 mm), and the pressure difference is about 100 mmAq. The nozzle 404a is a nozzle provided in the upper part of the recording head 101, and is a nozzle located at the highest place in this embodiment. The discharge nozzle 404b is a nozzle provided in the lower part of the discharge nozzle 404b, and is a nozzle located in the lowest place in this embodiment.

吐出ノズル404aに設けられた絞り流路は絞り流路中最も短く設けられ液体流路は長くなっているので流路抵抗は低くなっている。吐出ノズル404bに設けられた絞り流路は絞り流路中最も長く設けられているので液体流路が短くなり流路抵抗が高くなっている。吐出ノズル404aから吐出ノズル404bに向かって絞り流路は一定に長さが変化している。
次に記録ヘッド101による画像形成時のインクの流動と記録ヘッド内の圧力の変動について説明する。図7は記録ヘッド平面の一部を詳細に示した図である。絞り流路部材701はノズル内インク流路のノズル壁である。
The throttle channel provided in the discharge nozzle 404a is the shortest in the throttle channel and the liquid channel is long, so the channel resistance is low. Since the throttle channel provided in the discharge nozzle 404b is the longest in the throttle channel, the liquid channel is shortened and the channel resistance is high. The length of the throttle channel changes from the discharge nozzle 404a toward the discharge nozzle 404b.
Next, the flow of ink during the image formation by the recording head 101 and the fluctuation of the pressure in the recording head will be described. FIG. 7 shows a part of the recording head plane in detail. The throttle channel member 701 is a nozzle wall of the ink channel in the nozzle.

記録ヘッド101に構成されたノズルは記録ヘッドの幅方向で高低差があり高部に位置するノズルはインクタンク104との高低差が大きい為水頭差が大きい。このとき流路内の抵抗部分である絞り流路部材701を短く構成することで液体流路の長さは長くなる(X)。流路断面の大きな液体流路部分が多く構成され、絞り流路部分が少なくなるため液体流路全体として抵抗は小さくなる。   The nozzles configured in the recording head 101 have a height difference in the width direction of the recording head, and the nozzles located in the high portion have a large water head difference because the height difference from the ink tank 104 is large. At this time, the length of the liquid channel is increased by configuring the narrowed channel member 701, which is a resistance portion in the channel, to be short (X). A large number of liquid channel portions having a large channel cross section are formed, and the number of throttle channel portions is reduced, so that the resistance of the entire liquid channel is reduced.

逆に下端部のノズルは高低差水頭圧が低いので、絞り流路部材701を長く構成することで液体流路の長さを短くして液体流路の抵抗を大きくする(Y)。   On the contrary, since the nozzle at the lower end has a low elevation head pressure, the length of the liquid channel is shortened by increasing the length of the throttle channel member 701 to increase the resistance of the liquid channel (Y).

長い流路Yの流路抵抗と短い流路Xの流路抵抗に差を設けるが、絞り流路701ないし液体流路の長さを、各ノズル毎に断続的に変化させても良い、また複数ノズル毎に長さを異ならせても可能である。   Although there is a difference between the channel resistance of the long channel Y and the channel resistance of the short channel X, the length of the throttle channel 701 or the liquid channel may be changed intermittently for each nozzle. It is also possible to change the length for each of a plurality of nozzles.

その際複数ノズルの束は通常使用時の30mmAq以下となる数である。例えば4インチヘッド上下端の水頭差圧の差100mmAq(970・8Pa)だと、一番下部のノズルYの長さを60μm、一番上部のノズルXの長さを15μmとすると、流抵抗差は1/4となり生じる圧力も1/4の20mmAqとなり、記録ヘッドをノズル縦配列にした場合に安定した吐出を可能にし、特に長尺系ヘッドを用いた場合に画質・画像の品質の信頼性を向上する事が可能となった。   At that time, the bundle of a plurality of nozzles is a number that is 30 mmAq or less during normal use. For example, if the difference in water head differential pressure between the upper and lower ends of a 4-inch head is 100 mmAq (970 · 8 Pa), if the length of the lowermost nozzle Y is 60 μm and the length of the uppermost nozzle X is 15 μm, the flow resistance difference The pressure generated is 1/4 and 20 mmAq, which is 1/4, enabling stable ejection when the recording head is arranged vertically in the nozzle, especially when a long head is used, and the reliability of image quality and image quality It became possible to improve.

[第2の実施形態]
本発明を適用した第2の実施形体について説明する。
図9および図10は本発明のインクジェット記録装置を適用した一例であり、記録ヘッドユニット1101には実施の形態1で用いた記録ヘッド101a〜101dが搭載されている。
[Second Embodiment]
A second embodiment to which the present invention is applied will be described.
9 and 10 show an example to which the ink jet recording apparatus of the present invention is applied, and the recording head unit 1101 is mounted with the recording heads 101a to 101d used in the first embodiment.

記録ヘッドユニット1101は駆動アーム1105によって移動が可能であり、角度アームジョイント1104、高さアームジョイント1106の動きによって記録ヘッドユニット1101の動きが制御される。   The recording head unit 1101 can be moved by a drive arm 1105, and the movement of the recording head unit 1101 is controlled by the movement of the angle arm joint 1104 and the height arm joint 1106.

ダンボール箱1000は搬送ベルト1103によって記録位置まで移送されるが、本実施例では搬送ベルト1103はダンボール1000の記録中に移動することはせず、記録位置への給送、排送を行うだけに留まる。   The cardboard box 1000 is transferred to the recording position by the conveyance belt 1103. In this embodiment, the conveyance belt 1103 does not move during recording of the cardboard 1000, and only feeds and discharges to the recording position. stay.

搬送ベルト1103によって運ばれたダンボール1000に対して記録ヘッドユニット1101は記録動作を行う。図8ではダンボール1000の側面における下部の記録を行っている状態を示している。記録ヘッドユニット1101は角度アームジョイント1104、高さアームジョイント1106によって固定され記録部の高さ方向の位置が固定される。この状態でスライド軸1115上をスライドアーム1110が摺動して記録「X」記録「Y」が記録されていく。   The recording head unit 1101 performs a recording operation on the cardboard 1000 carried by the conveyor belt 1103. FIG. 8 shows a state where the lower part of the side of the cardboard 1000 is being recorded. The recording head unit 1101 is fixed by an angle arm joint 1104 and a height arm joint 1106, and the position of the recording unit in the height direction is fixed. In this state, the slide arm 1110 slides on the slide shaft 1115 to record “X” and “Y”.

図9はダンボール1000における上部の記録を行っている状態を示している。記録ヘッドユニット1101は角度アームジョイント1104、高さアームジョイント1106によって上方へ移動され高さが決定しところで固定される。この状態でスライド軸1115上をスライドアーム1110が摺動して記録「2」記録「6」を記録していく。

FIG. 9 shows a state where the upper part of the cardboard 1000 is being recorded. The recording head unit 1101 is moved upward by the angle arm joint 1104 and the height arm joint 1106, and the height is determined and fixed. In this state, the slide arm 1110 slides on the slide shaft 1115 to record “2” and “6”.

実施例を表す製品の模式図Schematic diagram of products representing examples 実施例の流路概略を示す図The figure which shows the flow-path outline of an Example 実施例のヘッド部の流路及び構成の概略を示す断面模式図Cross-sectional schematic diagram showing an outline of the flow path and configuration of the head portion of the embodiment 実施例のヘッドノズル部詳細を示す斜視図The perspective view which shows the head nozzle part detail of an Example 実施例のヘッドノズル部詳細を示す断面図Sectional drawing which shows the detail of the head nozzle part of an Example 実施例のヘッドノズル部詳細を示す平面図The top view which shows the detail of the head nozzle part of an Example 実施例のヘッドノズル部の液体流路示す平面図The top view which shows the liquid flow path of the head nozzle part of an Example 第2の実施形態を示す概略図Schematic showing the second embodiment 第2の実施形態を示す概略図Schematic showing the second embodiment 従来の技術のヘッドノズル詳細を示す平面図Plan view showing the details of a conventional head nozzle

符号の説明Explanation of symbols

101・・・記録ヘッド
102・・・ヘッドホルダ
103・・・搬送部
104・・・インクタンク
105・・・ポンプ部
106・・・ダンボール箱
402・・・ヒータ基板
403・・・ヒータ
404・・・吐出ノズル
405・・・ノズル壁
406・・・天板
701・・・絞り流路部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Recording head 102 ... Head holder 103 ... Conveying part 104 ... Ink tank 105 ... Pump part 106 ... Cardboard box 402 ... Heater board 403 ... Heater 404 ... -Discharge nozzle 405 ... Nozzle wall 406 ... Top plate 701 ... Restriction channel member

Claims (8)

液体を吐出する複数の吐出口を直線状に有し、前記吐出口に各々連通した液体流路を有した記録ヘッドと、前記記録ヘッドに液体を供給する液体タンクと、を搭載したインクジェット記録装置において、
前記吐出口に連通する前記液体流路の流路長は、前記記録ヘッドの一方の端部から他方の端部の液体流路に向かって変化している事を特徴とするインクジェット記録装置。
Inkjet recording apparatus comprising: a recording head having a plurality of ejection openings for ejecting liquid in a straight line and having a liquid flow path communicating with each of the ejection openings; and a liquid tank for supplying liquid to the recording head In
An ink jet recording apparatus, wherein a flow path length of the liquid flow path communicating with the ejection port changes from one end of the recording head toward the liquid flow path at the other end.
前記流路長は、連続的に変化することを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。   The inkjet recording apparatus according to claim 1, wherein the flow path length continuously changes. 前記記録ヘッドは、前記吐出口の配列方向を重力方向と垂直に配置しない事を特徴とする請求項1,2いずれかに記載のインクジェット記録装置。   The inkjet recording apparatus according to claim 1, wherein the recording head does not arrange the arrangement direction of the ejection ports perpendicular to the direction of gravity. 前記流路長のうち流路が長い部分は垂直方向で上部に搭載することを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載のインクジェット記録装置。   4. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein a portion having a long flow path in the flow path length is mounted on an upper portion in a vertical direction. 前記液体タンクと、前記記録ヘッドは異なる高さに設置されている事を特徴とする請求項1〜4いずれかに記載のインクジェット記録装置。   The inkjet recording apparatus according to claim 1, wherein the liquid tank and the recording head are installed at different heights. 前記記録ヘッドは、長尺ヘッドであることを特徴とする請求項1〜5いずれかに記載のインクジェット記録装置。   The inkjet recording apparatus according to claim 1, wherein the recording head is a long head. 前記記録ヘッドは、電気熱変換素子により液体を吐出する事を特徴とする請求項1〜6いずれかに記載のインクジェット記録装置。   The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the recording head discharges a liquid by an electrothermal conversion element. 液体を吐出する複数の吐出口を直線状に有し,前記吐出口に各々連通した液体流路を有した記録ヘッドにおいて、
前記吐出口に連通する前記液体流路の流路長は前記記録ヘッドの一方の端部から他方の端部の液体流路に向かって変化している事を特徴とする記録ヘッド。
In a recording head having a plurality of discharge ports for discharging liquid in a straight line and having a liquid flow path communicating with each of the discharge ports,
A recording head characterized in that the flow path length of the liquid flow path communicating with the ejection port changes from one end of the recording head toward the liquid flow path at the other end.
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