【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体容器から液体供給針とフィルタをへて液体噴射部に液体を供給して、液体を噴射する液体噴射ヘッドとその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液体をノズル開口から噴射させる液体噴射ヘッドは、種々な液体を対象にしたものが知られているが、そのなかでも代表的なものとして、インクジェット式記録装置に装着されるインク噴射部をあげることができる。そこで、従来の技術を上記インクジェット式記録装置を例にとって説明する。
【０００３】
従来の記録装置では、インクカートリッジのインクが、流路形成部材に取付けられたインク供給針をへてインク噴射部へ供給されるようになっている。そして、インク供給針の取付け基部にフィルタが配置され、インク中の不純物や気泡がフィルタで捕捉されるようになっている。上記フィルタはシート状の部材で構成され、流路形成部材のインク供給針取付け部に形成した突起を溶融させて、フィルタを上記インク供給針の取付け部に固定している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−３３６０３４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、突起を溶融させてフィルタを固定する構造では、突起の溶融が不十分であったりすると、フィルタと流路形成部材のインク供給針取付け部とのあいだに隙間ができることがある。この隙間が所定の値をこえると、そこに気泡が停滞し、もし、さらに別の気泡が流下してきたら先に停滞している気泡に合体されて、大きな気泡へ成長してゆくおそれがある。このような現象が発生すると、成長した気泡がインクとともに流下して、インク滴の吐出状態に異常を来たし、場合によっては印字品質に影響をおよぼすおそれが生じる。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、含浸シール部材でフィルタの有効濾過面の形状を適正に設定する液体噴射ヘッドを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の液体噴射ヘッドは、液体容器が搭載されるとともに液体の圧力発生室やこの圧力発生室に連通し液体を吐出するノズル開口および液体を加圧する手段等を備えた液体噴射部が取付けられた流路形成部材と、上記流路形成部材に取付けられ上記液体容器に連通して液体の供給を受ける中空状の液体供給針と、上記液体供給針に供給された液体を上記液体噴射部に導く液体流路に配置されたフィルタとを含んで構成された液体噴射ヘッドであって、上記フィルタはその周囲に配置した含浸シール部材をフィルタ素材中に含浸させて形成したフィルタ部品とされ、このフィルタ部品を上記液体流路に配置したことを要旨とする。
【０００８】
すなわち、上記フィルタはその周囲に配置した含浸シール部材をフィルタ素材中に含浸させて形成したフィルタ部品とされ、このフィルタ部品を上記液体流路に配置したものである。
【０００９】
上記構成により、フィルタの周囲部分には、含浸シール部材が含浸シール部材の形状に合致した範囲にわたって含浸し、フィルタの周囲部分は液体が流通できない領域となり、それ以外の領域が流通できる領域となる。このように含浸シール部材の含浸領域と非含浸領域との境界を、含浸シール部材の形状設定により、明確にすることが可能となり、フィルタの有効濾過面の形状を適正に求めることが可能となる。例えば、円形のフィルタであれば、その円周近傍に幅の均一な含浸領域が同心円状に形成できるので、それ以外の非含浸領域は液体の流通が可能な略真円形状の有効濾過面となり、液体は略真円状態の流通可能な部分を通過する。したがって、含浸シール部材の含浸領域と非含浸領域との境界線が明確な円形になり、フィルタを配置した箇所、とくにフィルタの直ぐ下流側の箇所に凹凸部や隆起した形状部が存在しないので、万一、気泡がフィルタを通過しても、気泡は停滞することなく微小な大きさの状態で流下して行くため、液体の噴射状態に異常を来すことがなくなる。
【００１０】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記フィルタはシート状の部材で構成され、上記含浸シール部材はフィルタの周縁近傍に沿ってフィルタの素材中に含浸している場合には、厚さの小さなシート状の部材であるから厚さの全域にわたって含浸が進行する。また、素材中への含浸は、素材の細かい空隙や流通穴の隅々まで緻密に進行するので、含浸シール部材のシール部分が確実にフィルタに一体化される。
【００１１】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記含浸シール部材を溶融させて上記フィルタの厚さ方向に透過させてできた溶出隆起部が、液体流の上流側に配置されている場合には、上記溶出隆起部はその形状が盛り上がっていたり、その表面が微小な凹凸すなわちざらざらしていたりするので、液体容器の交換時等に侵入した気泡が溶出隆起部に引っかかりやすくなる。このような性質の溶出隆起部が液体流の上流側に配置されているので、何等かの原因で混入した気泡は、この溶出隆起部で引っかかり、フィルタを通過することが防止できる。
【００１２】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記フィルタが、上記含浸シール部材があらかじめフィルタの周縁近傍に一体化された独立部品である場合には、気泡の引っかかりの要因が除去され、しかもシール部が形成された部品が独立した状態で取扱えるので、製造工程の簡素化やアフターサービス等にとって好都合である。
【００１３】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記含浸シール部材が、上記フィルタの片面側に配置されてフィルタの素材中に含浸させてある場合には、初期の形状どおりに片面側に存在している含浸シール部材が本来のシール機能を果たすので、ひとつの含浸シール部材を配置するだけでよく、部品点数の削減や原価低減の面で有効である。また、反対側に形成された溶出隆起部は、上記のような位置に配置することにより、気泡の引きとめ機能を果たしているのである。
【００１４】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記含浸シール部材が、上記フィルタの両面側に配置されてフィルタの素材中に含浸させてある場合には、フィルタの両面に含浸シール部材のシール部分が配置されるので、フィルタ配置箇所のシール効果が良好となる。また、両面から含浸シール部材を含浸させるので、含浸シール部材の厚さをできるだけ薄くすることができ、フィルタの厚さを最小化してフィルタ構造部のコンパクト化を図ることができる。
【００１５】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記含浸シール部材に成形時の位置決めとなる位置決めが設けられている場合には、含浸シール部材とフィルタとを衝合させて含浸を行うときに、上記位置決めに金型等を合致させることにより、含浸シール部材とフィルタとの相対位置が正確に設定でき、上記の含浸領域と非含浸領域との境界線の位置が所定どおりとなり、フィルタ部品としての精度向上に有効である。
【００１６】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記フィルタ部品が、上記液体供給針が流路形成部材に取付けられる部位に配置されている場合には、液体供給針を流路形成部材に取付けるのと同時にフィルタ部品の取付けができるので、製造工程の簡素化を図ることができる。
【００１７】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記流路形成部材に液体供給針取付け用の窪部が設けられ、この窪部の底部に上記フィルタ部品を配置した場合には、上記窪部のフィルタ部品をはめ込むだけでフィルタ部品の配置ができるとともに、液体供給針とフィルタ部品との位置関係も正しく設定することができる。そして、製造工程の簡素化を図ることができる。
【００１８】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記フィルタ部品が、流路形成部材が成形されるときに流路形成部材の液体流路の部位にインサート成形された態様とされている場合には、フィルタ部品がインサート成形の状態で配置されているので、フィルタ部品の取付けが十分な強度で行なえ、液体のシール性も良好である。また、流路形成部材成形時にフィルタ部品の配置が同時に行なえるので、製造工程の簡素化を図ることができる。
【００１９】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記フィルタ部品が、上記液体流路の途中に挿入されたシール部材の連通口に配置されている場合には、上記シール部材の配置と同時にフィルタ部品を配置することができ、製造工程の簡素化を図ることができる。
【００２０】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記シール部材が、上記流路形成部材と上記液体噴射部とのあいだに配置されている場合には、上記液体流路において、フィルタ部品が液体噴射部の直前の流路位置に配置されるので、液体噴射部までの全液体流路から発生する不純物をすべて捕捉することができ、液体噴射部の噴射を正常に維持することにとって有効である。通常は、上記液体流路からは流路形成部材材料の微細片等が液体流中に混入しないように、十分な前処理が施されているのであるが、万一、何等かの不純物が混入したときに備えて、有効に機能するのである。
【００２１】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記フィルタ部品が、上記シール部材が成形されるときにシール部材の連通口の部位にインサート成形された態様とされている場合には、フィルタ部品がインサート成形の状態で配置されているので、フィルタ部品の取付けが十分な強度で行なえる。また、シール部材成形時にフィルタ部品の配置が同時に行なえるので、製造工程の簡素化を図ることができる。
【００２２】
上記目的を達成するため、本発明の液体噴射ヘッドの製造方法は、液体容器が搭載されるとともに液体の圧力発生室やこの圧力発生室に連通し液体を吐出するノズル開口および液体を加圧する手段等を備えた液体噴射部が取付けられた流路形成部材と、上記流路形成部材に取付けられ上記液体通路に連通して液体の供給を受ける中空状の液体供給針と、上記液体供給針に供給された液体を上記液体噴射部に導く液体流路に配置されたフィルタとを含んで構成された液体噴射ヘッドの製造方法であって、上記フィルタの周囲に配置した含浸シール部材を溶融させてフィルタの周縁近傍に沿ってフィルタの素材中に含浸させることを要旨とする。
【００２３】
すなわち、上記フィルタの周囲に配置した含浸シール部材を溶融させてフィルタの周縁近傍に沿ってフィルタの素材中に含浸させている。
【００２４】
上記のように、含浸シール部材の溶融とフィルタ素材中への含浸が、製造工程中に含まれているので、フィルタの周囲部分には、含浸シール部材が含浸シール部材の形状に合致した範囲にわたって含浸し、フィルタの周囲部分は液体が流通できない領域となり、それ以外の領域が流通できる領域となる。このように含浸シール部材の含浸領域と非含浸領域との境界を、含浸シール部材の形状設定により、明確にすることが可能となり、フィルタの有効濾過面の形状を適正に求めることが可能となる。例えば、円形のフィルタであれば、その円周近傍に幅の均一な含浸領域が同心円状に形成できるので、それ以外の非含浸領域は液体の流通が可能な略真円形状の有効濾過面となり、液体は略真円状態の流通可能な部分を通過する。したがって、含浸シール部材の含浸領域と非含浸領域との境界線が明確な円形になり、フィルタを配置した箇所、とくにフィルタの直ぐ下流側の箇所に凹凸部や隆起した形状部が存在しないので、万一、気泡がフィルタを通過しても、気泡は停滞することなく微小な大きさの状態で流下して行くため、液体の噴射状態に異常を来すことがなくなる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳しく説明する。
【００２６】
本発明の液体噴射ヘッドは、上述のように種々な液体を対象にして機能させることができ、図示の実施の形態においてはその代表的な事例として、インクジェット式記録装置に採用される記録ヘッドを実施の形態の対象にしている。
【００２７】
図１から図４は、本発明が適用されるインクジェット式記録装置の周辺構造の一例を示す図である。この装置は、インクカートリッジ２が搭載されるとともにインク噴射部１が取り付けられたキャリッジ３を備えている。
【００２８】
上記キャリッジ３は、タイミングベルト４を介してステッピングモータ５に接続され、ガイドバー６に案内されて記録紙７の紙幅方向（主走査方向）に往復移動するようになっている。上記キャリッジ３は、上部に開放する箱型を呈し、記録紙７と対向する面（この例では下面）に、インク噴射部１のノズル面が露呈するよう取り付けられるとともに、インクカートリッジ２が収容されるようになっている。
【００２９】
そして、上記インク噴射部１にインクカートリッジ２からインクが供給され、キャリッジ３を移動させながら記録紙７上面にインク滴を吐出させて記録紙７に画像や文字をドットマトリックスにより印刷するようになっている。図１において、８は印刷休止中にインク噴射部１のノズル開口を封止することによりノズルの乾燥をできるだけ防ぐキャップ、９はインク噴射部１のノズル面をワイピングするワイパー部材である。また、キャリッジ３には、図１に示すように、ガイドバー６が挿通されている。
【００３０】
図２は、上記インク噴射部１に用いるヘッド本体１０の基本構造の一例を示す。このヘッド本体１０は、ノズル開口１１と圧力発生室１２が形成された流路ユニット１３と、圧電振動子１４が収容されたヘッドケース１５とが接合されて構成されている。
【００３１】
上記流路ユニット１３は、ノズル開口１１が穿設されたノズル形成面を有するノズルプレート１６と、圧力発生室１２と共通のインク室１７ならびにこれらを連通させるインク供給路１８とに対応する空間が形成された流路形成板１９と、上記圧力発生室１２の開口を塞ぐ振動板２０とが積層されて形成されている。
【００３２】
上記圧電振動子１４は、駆動信号の入力により、充電状態で長手方向に収縮し、充電状態から放電する過程で長手方向に伸長する、いわゆる縦振動モードの振動子である。上記圧電振動子１４は、その先端が圧力発生室１２の一部を形成する振動板２０の島部２０Ａに固着された状態で他端が基台２１に固定されている。
【００３３】
また、上記ヘッドケース１５には、そのインク室１７に対応する部分に、インク室１７にインクカートリッジ２のインクを導入するヘッド流路２４が形成されている。上記ヘッド流路２４の開口縁には、環状突起２３が形成されている。
【００３４】
上記ヘッド本体１０では、上記圧電振動子１４の収縮・伸長を受けて圧力発生室１２が膨張・収縮し、圧力発生室１２の圧力変動によりインクの吸引とインク滴の吐出とが行なわれるようになっている。図２において、２２は圧電振動子１４に駆動信号を入力するフレキシブル回路板である。
【００３５】
上記ヘッド本体１０では、図２において紙面に垂直な方向に圧電振動子１４，圧力発生室１２，ノズル開口１１が列設されており、ノズルプレート１６には、２列のノズル列が形成されている。
【００３６】
図３および図４は、上記ヘッド本体１０が用いられた記録ヘッドＨを示す図である。上記インク噴射部１は、ヘッド本体１０と、上記ヘッド本体１０が取り付けられるヘッドホルダ３２とを備えている。本発明においては、このヘッドホルダ３２が「流路形成部材」に相当している部材であり、図１に示したキャリッジ３に別部品として組み付けられたり、あるいはキャリッジ３の一部に形成されたりしている。本発明においては、この「流路形成部材」は上記の前者・後者双方に該当している。以下、この「流路形成部材」をヘッドホルダと呼称し、各実施の形態は別部品として組み付けられている場合である。
【００３７】
図において、２８はヘッド本体１０を覆うカバー部材、４０はヘッド本体１０をヘッドホルダ３２に取り付けるねじ、４１はカバー部材２８に形成されたねじ挿通穴である。また、３８はヘッドケース１５のヘッドホルダ３２と対面する面に突設された２つの挿通管であり、上記挿通管３８にねじ４０が挿通されるようになっている。
【００３８】
上記ヘッドホルダ３２は、インクカートリッジ２に差し込まれてインクの供給を受ける複数（この例では４つ）のインク供給針２７が立設されている。上記各インク供給針２７は、中空状で先端部にインク孔３４が穿設されている。上記各インク供給針２７の根元部には、インクカートリッジ２から供給されたインクをろ過するフィルタ３１が設けられてる。
【００３９】
そして、上記ヘッドホルダ３２には、各インク供給針２７にそれぞれ連通するとともに、ヘッド本体１０のヘッド流路２４にそれぞれ連通してインクカートリッジ２のインクをヘッド本体１０に導入するホルダ流路３０が形成されている。
【００４０】
上記ヘッドホルダ３２とヘッド本体１０との間には、フレキシブル回路板２２を介してヘッド本体１０の圧電振動子１４に駆動信号を送るヘッド基板３６が挟まれるよう設けられている。上記ヘッド基板３６には、フレキシブル回路板２２を挿通させる回路板挿通穴３５が形成されている。
【００４１】
また、上記ヘッド基板３６には、ホルダ流路３０の下部開口およびヘッド流路２４の上部開口に対応する部分に、上下に貫通する貫通穴３７が穿設され、上記貫通穴３７にヘッドケース１５の環状突起２３が挿通されてヘッド基板３６の上面に環状突起２３の開口が露呈するようになっている。
【００４２】
さらに、上記ヘッド基板３６には、ヘッド本体１０の一方の挿通管３８を挿通させる挿通穴４７と、他方の挿通管３８との干渉を防止する矩形の切欠部４３が形成されている。このように、上記切欠部４３により一方の挿通管３８との干渉を防止するようにしたことにより、この部分のヘッド基板３６の加工が容易になり、加工コストを節減することができる。
【００４３】
そして、上記ヘッド基板３６とヘッドホルダ３２との間には、ホルダ流路３０とヘッド流路２４を連通させる連通口３３が形成されたシール部材２９が挟持されている。上記シール部材２９は、ゴム，軟質樹脂，エラストマー等の弾性材料から形成されている。そして、上記シール部材２９は、ヘッドホルダ３２，ヘッド基板３６およびヘッド本体１０を組み付けた状態で、ホルダ流路３０の下部開口およびヘッド流路２４の上部開口に当接し、連通口３３によりホルダ流路３０とヘッド流路２４を連通させるとともにその接続部をシールするようになっている。
【００４４】
上記シール部材２９を弾性材から形成したことにより、環状突起２３の開口とホルダ流路３０の開口との間でシール部材２９が押し潰されて密着し、ホルダ流路３０とヘッド流路２４の接続部が確実にシールされる。また、ヘッド流路２４の開口とホルダ流路３０の開口に弾性材からなるシール部材２９を当接させるだけで流路の接続部を確実にシールでき、組み立て性を損なわない。
【００４５】
また、上記ヘッド本体１０のヘッドケース１５には、シール部材２９に穿設された圧入穴４６に圧入されて組み付け時やヘッド本体１０内の洗浄作業の際にシール部材２９の脱落を防止する圧入部材４４が突設されている。さらに、上記シール部材２９には、ヘッド本体１０の挿通管３８を挿通させる２つの挿通穴４７が形成されている。
【００４６】
そして、上記ヘッド本体１０のヘッドケース１５には、ヘッド基板３６の切欠部４３に対応する部分に、シール部材２９と当接してシール部材２９の反りを防止する円柱状の反り防止部材３９が突設されている。上記反り防止部材３９の上面には、シール部材２９に穿設された嵌入穴４５に嵌入してシール部材２９の不要な回転を防止する円柱状の回転防止部材４２が、反り防止部材３９と同軸状に突設されている。
【００４７】
上述のように、インクカートリッジ２からのインクがインク供給針２７に流入し、それからヘッドホルダ３２のホルダ流路３０を通過する。さらに、インクはシール部材２９の連通口３３からヘッド流路２４へ流入して、流路ユニット１３へ供給され、ノズル開口１１からインク滴として吐出される。そして、ヘッドケース１５，圧電振動子１４，流路ユニット１３等によりインク噴射部２５が構成されている。また、インク供給針２７の内側中空部分からホルダ流路３０，連通口３３を経てインク噴射部２５に到る流路が、「液体流路」に相当するインク流路２６である。
【００４８】
本発明においては、インク供給針２７からノズル開口１１にいたる構成部材の集合体により、記録ヘッドＨが構成されている。したがって、記録ヘッドＨを構成する主要な部材は、インク供給針２７，ヘッドホルダ３２，シール部材２９，インク噴射部２５である。
【００４９】
上記フィルタ３１の具体的な構成を第１の実施の形態で説明する。
【００５０】
フィルタ３１は、図５に示すようにフィルタ部品４８として独立した部品の形態とされる。シート状の部材から構成されているフィルタシート４９としては、ステンレスウールをシート状に圧縮成形したもの、合成樹脂製繊維を不織布の状態でシート状に圧縮成形したもの、あるいは多孔質シート材を用いたもの等が採用できる。
【００５１】
図５（Ａ）（Ｂ）は、フィルタシート４９の片面側に含浸シール部材５０を配置した事例である。上記含浸シール部材５０は、加熱によりフィルタシート４９に接している側が溶融してフィルタシート４９の素材中に含浸し、溶融部分の一部がフィルタシート４９の反対側に溶出するもので、材質としてはポリプロピレン，ポリエチレン，ポリフェニレンサルファイド等あるいはこれらの複合材やゴム，エラストマーが使用されている。
【００５２】
上記フィルタ部品４８の製造工程は、加熱ヒータ５１を内蔵した加熱基台６４の上面に浅い円形の窪部５２が形成され、その底面に窪部５２と同心円をなすようリング溝５３が設けられている。円形に切ったフィルタシート４９を窪部５２内にぴったりと合致するようにはめ込み、その上に円形のリング状とされた上記含浸シール部材５０を載せる。その後、加圧金型５４を下降させて同図（Ｂ）に示すように加圧する。この加圧時に含浸シール部材５０はフィルタシート４９を介して加熱されるので、フィルタシート４９に接している側が溶融し流動性がでてくる。この流動性により含浸シール部材５０はフィルタシート４９の素材中に含浸し、反対側に溶出した部分がリング溝５３内に膨れ出た状態になる。この膨れ出たリング状の部分が溶出隆起部５５である。５６は、フィルタシート４９に含浸シール部材５０が含浸している含浸部を示し、各図において梨子地の濃度を濃くして図示してある。
【００５３】
また、含浸シール部材５０の溶融していない側の平面部がシール部分５９とされている。
【００５４】
上記含浸シール部材５０には、上記加圧金型５４との相対位置を正常に維持するための位置決め形状が付与されている。そのために、含浸シール部材５０の内側に段状の凹部５７が形成され、上記加圧金型５４に取付けた円形の突出部５８が、（Ｂ）のように、凹部５７にはまり込むようになっている。このような上記突出部５８と凹部５７のはまり合いにより、含浸シール部材５０とフィルタシート４９とを衝合させて含浸を行なうときに、上記凹部５７に突出部５８をはめ込むことにより、含浸シール部材５０とフィルタシート４９との相対位置が正確に設定でき、後述の含浸領域と非含浸領域との境界線の位置が所定どおりとなり、フィルタ部品４８としての精度向上に有効である。
【００５５】
図５（Ｃ）は、フィルタシート４９の両面側に含浸シール部材５０を配置した事例である。この事例では、含浸シール部材５０がフィルタシート４９の両側から含浸するので、上記のような溶出隆起部５５は形成されない。そして、上記のものと同じシール部分５９が、フィルタシート４９の両側に形成される。
【００５６】
上記構成により、フィルタ３１（フィルタシート４９）の周囲部分には、含浸シール部材５０が含浸シール部材５０の形状に合致した範囲にわたって含浸し、フィルタ３１の周囲部分はインクが流通できない領域となり、それ以外の領域が流通できる領域となる。このように含浸シール部材５０の含浸領域と非含浸領域との境界を、含浸シール部材５０の形状設定により、明確にすることが可能となり、フィルタ３１の有効濾過面の形状を適正に求めることが可能となる。例えば、円形のフィルタ３１であれば、その円周近傍に幅の均一な含浸領域が同心円状に形成できるので、それ以外の非含浸領域はインクの流通が可能な略真円形状の有効濾過面となり、インクは略真円状態の流通可能な部分を通過する。したがって、含浸シール部材５０の含浸領域と非含浸領域との境界線が明確な円形になり、フィルタ３１を配置した箇所、とくにフィルタ３１の直ぐ下流側の箇所に凹凸部や隆起した形状部が存在しないので、万一、気泡がフィルタ３１を通過しても、気泡は停滞することなく微小な大きさの状態で流下して行くため、インク滴の吐出状態に異常を来すことがなくなる。
【００５７】
また、上記のような機能を発揮する部品が独立した部品となっているので、製造工程の簡素化や、アフターサービス等にとって好都合である。
【００５８】
上記の略真円形の流通可能部分は、図５（Ｃ）の直径Ｒで示されている。同図から明らかなように、２点鎖線で示したインクの流路域６０に含浸部５６がはみ出るようなことがなく、インク流が乱れることなく円滑に流下し、同時に気泡が引っかかるような現象も発生しない。
【００５９】
図６は、本発明の液体噴射ヘッドの第２の実施の形態である。
【００６０】
この実施の形態は、図５（Ｂ）に示した片面側に含浸シール部材５０を配置したフィルタ部品４８が、インク供給針２７をヘッドホルダ３２に取付ける部位に配置されている場合である。ヘッドホルダ３２の上面に形成した円形の段付き窪部６１に、上記溶出隆起部５５がインク流の上流側に位置するようにして、フィルタ部品４８がぴったりと合致させてヘッドホルダ３２と含浸シール部材５０間が液密となるようにはめ込んである。含浸シール部材５０をゴムやエラストマーで形成すれば、圧入することで液蜜にできる。ヘッドホルダ３２と含浸シール部材５０を同一素材で形成して超音波溶着をしてもよい。その上からインク供給針２７の基部６２をはめ込んで、フィルタ部品４８のシール部分５９が段付き窪部６１の環状の面に密着し、溶出隆起部５５とフィルタシート４９の周縁が上記基部６２で押えつけられる。このようにして、フィルタ部品４８が完全にインクをシールした状態で配置される。なお、インク供給針２７の基部６２は、超音波の照射でヘッドホルダ３２に溶着してあり、６３が溶着部である。それ以外は、上記実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
【００６１】
したがって、上記溶出隆起部５５はその形状が盛り上がっていたり、その表面が微小な凹凸すなわちざらざらしていたりするので、インクカートリッジ２の交換時等に侵入した気泡が溶出隆起部５５に引っかかりやすくなる。このような性質の溶出隆起部５５がインク流の上流側に配置されているので、何等かの原因で混入した気泡は、この溶出隆起部５５で引っかかり、フィルタ３１を通過することが防止できる。初期の形状どおりに片面側に存在している含浸シール部材５０が本来のシール機能を果たすので、ひとつの含浸シール部材５０を配置するだけでよく、部品点数の削減や原価低減の面で有効である。それ以外は、上記実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【００６２】
図７は、本発明の液体噴射ヘッドの第３の実施の形態である。
【００６３】
この実施の形態は、図５（Ｃ）に示した両面側に含浸シール部材５０を配置したフィルタ部品４８が、インク供給針２７をヘッドホルダ３２に取付ける部位に配置されている場合である。それ以外は、上記各実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
【００６４】
したがって、フィルタ３１の両面に含浸シール部材５０のシール部分５９が配置されるので、フィルタ配置箇所のシール効果が良好となる。また、両面から含浸シール部材５０を含浸させるので、含浸シール部材５０の厚さをできるだけ薄くすることができ、フィルタ３１の厚さを最小化してフィルタ構造部のコンパクト化を図ることができる。それ以外は、上記各実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【００６５】
図８は、本発明の液体噴射ヘッドの第４の実施の形態である。
【００６６】
この実施の形態は、図５（Ｂ）に示した片面側に含浸シール部材５０を配置したタイプのフィルタ部品４８を、ヘッドホルダ３２の成形時にインサート成形すなわちフィルタ部品４８をモールド式（鋳込み式）で配置する場合である。同図（Ａ）は、インク供給針２７の基部６２の近くにモールドした場合であり、（Ｂ）は上記シール部材２９の近傍のヘッドホルダ３２にモールドした場合である。それ以外は、上記各実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
【００６７】
したがって、フィルタ部品４８がインサート成形の状態で配置されているので、フィルタ部品４８の取付けが十分な強度で行なえ、インクのシール性も良好である。また、ヘッドホルダ３２成形時にフィルタ部品４８の配置が同時に行なえるので、製造工程の簡素化を図ることができる。それ以外は、上記各実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【００６８】
図９および図１０は、本発明の液体噴射ヘッドの第５の実施の形態である。
【００６９】
この実施の形態は、上記フィルタ部品４８が、インク流路２６の途中に挿入されたシール部材２９の連通口３３に配置され、シール部材２９が、ヘッドホルダ３２と上記インク噴射部２５とのあいだに配置されている場合である。なお、図９ではインク供給針２７の取付け部にフィルタ３１の図示はしていないが、必要に応じてここにもフィルタ３１を配置してもよい。それ以外は、上記各実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
【００７０】
したがって、シール部材２９の配置と同時にフィルタ部品４８を配置することができ、製造工程の簡素化を図ることができる。また、上記インク流路２６において、フィルタ部品４８がインク噴射部２５の直前の流路位置に配置されるので、インク噴射部２５までの全インク流路２６から発生する不純物をすべて捕捉することができ、インク噴射部２５のインク滴吐出を正常に維持することにとって有効である。通常は、上記インク流路２６からはヘッドホルダ材料の微細片などがインク流中に混入しないように、十分な前処理が施されているのであるが、万一、何等かの不純物が混入したときに備えて、有効に機能するのである。それ以外は、上記各実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【００７１】
液体噴射ヘッドの製造方法としては、含浸シール部材５０を溶融させてフィルタシート４９に含浸させる工程を含むものなので、それによって形成された含浸シール部材の含浸領域と非含浸領域との境界を、含浸シール部材の形状設定により、明確にすることが可能となり、フィルタの有効濾過面の形状を適正に求めることが可能となる。
【００７２】
なお、本発明は、実施の形態のように、インクカートリッジがキャリッジに装着されたオンキャリッジのタイプだけではなく、インクカートリッジが装置本体に設置され、そこからのインクがキャリッジ上のサブタンクに供給されるオフキャリッジのタイプにおいても有効に実施することができる。
【００７３】
上述の実施の形態は、インクジェット式記録装置を対象にしたものであるが、本発明によってえられた液体噴射装置は、インクジェット式記録装置用のインクだけを対象にするのではなく、グルー，マニキュア，導電性液体（液体金属）等を噴射することができる。さらに、上記実施の形態では、液体の一つであるインクを用いたインクジェット式記録ヘッドについて説明したが、プリンタ等の画像記録装置に用いられる記録ヘッド，液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド，有機ＥＬディスプレー，ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド，バイオチップ製造に用いられる生体有機噴射ヘッド等の液体を吐出する液体噴射ヘッド全般に適用することも可能である。
【００７４】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の液体噴射ヘッドおよびその製造方法によれば、フィルタの周囲部分には、含浸シール部材が含浸シール部材の形状に合致した範囲にわたって含浸し、フィルタの周囲部分は液体が流通できない領域となり、それ以外の領域が流通できる領域となる。このように含浸シール部材の含浸領域と非含浸領域との境界を、含浸シール部材の形状設定により、明確にすることが可能となり、フィルタの有効濾過面の形状を適正に求めることが可能となる。例えば、円形のフィルタであれば、その円周近傍に幅の均一な含浸領域が同心円状に形成できるので、それ以外の非含浸領域は液体の流通が可能な略真円形状の有効濾過面となり、液体は略真円状態の流通可能な部分を通過する。したがって、含浸シール部材の含浸領域と非含浸領域との境界線が明確な円形になり、フィルタを配置した箇所、とくにフィルタの直ぐ下流側の箇所に凹凸部や隆起した形状部が存在しないので、万一、気泡がフィルタを通過しても、気泡は停滞することなく微小な大きさの状態で流下して行くため、液体の噴射状態に異常を来すことがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるインクジェット式記録装置の斜視図である。
【図２】上記インクジェット式記録装置に装着されるインク噴射部の断面図である。
【図３】上記インクジェット式記録装置に装着される記録ヘッドの分解斜視図である。
【図４】上記インクジェット式記録装置に装着される記録ヘッドの断面図である。
【図５】（Ａ）および（Ｂ）はフィルタ部品の製造工程を示す断面図、（Ｃ）は他の形式のフィルタ部品を示す断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態であるインク供給針の取付け部を示す断面図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態であるインク供給針の取付け部を示す断面図である。
【図８】（Ａ）は、本発明の第４の実施の形態であるフィルタ部品のモールド部分を示す断面図、（Ｂ）は、他の箇所のモールド部分の断面図である。
【図９】本発明の第５の実施の形態を示す記録ヘッドの断面図である。
【図１０】図９のもののフィルタ部品の配置箇所を示す断面図である。
【符号の説明】
Ｈ 記録ヘッド
Ｒ 流通可能部分の直径
１ インク噴射部
２ インクカートリッジ
３ キャリッジ
４ タイミングベルト
５ ステッピングモータ
６ ガイドバー
７ 記録紙
８ キャップ
９ ワイパー部材
１０ ヘッド本体
１１ ノズル開口
１２ 圧力発生室
１３ 流路ユニット
１４ 圧電振動子
１５ ヘッドケース
１６ ノズルプレート
１７ インク室
１８ インク供給路
１９ 流路形成板
２０ 振動板
２０Ａ 島部
２１ 基台
２２ フレキシブル回路板
２３ 環状突起
２４ ヘッド流路
２５ インク噴射部
２６ インク流路
２７ インク供給針
２８ カバー部材
２９ シール部材
３０ ホルダ流路
３１ フィルタ
３２ ヘッドホルダ，流路形成部材
３３ 連通口
３４ インク孔
３５ 回路板挿通穴
３６ ヘッド基板
３７ 貫通孔
３８ 挿通管
３９ 反り防止部材
４０ ねじ
４１ 挿通穴
４２ 回転防止部材
４３ 切欠部
４４ 圧入部材
４５ 嵌入穴
４６ 圧入穴
４７ 挿通穴
４８ フィルタ部品
４９ フィルタシート
５０ 含浸シール部材
５１ 加熱ヒータ
５２ 窪部
５３ リング溝
５４ 加圧金型
５５ 溶出隆起部
５６ 含浸部
５７ 凹部
５８ 突出部
５９ シール部分
６０ インクの流路域
６１ 段付き窪部
６２ 基部
６３ 溶着部
６４ 加熱基台[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid ejecting head for supplying a liquid from a liquid container to a liquid ejecting unit through a liquid supply needle and a filter, and ejecting the liquid, and a method of manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Liquid ejecting heads for ejecting liquid from nozzle openings are known for various liquids. Among them, a typical one is an ink ejecting unit mounted on an ink jet recording apparatus. Can be. Therefore, a conventional technique will be described by taking the above-mentioned ink jet recording apparatus as an example.
[0003]
In a conventional recording apparatus, ink in an ink cartridge is supplied to an ink ejecting unit via an ink supply needle attached to a flow path forming member. Then, a filter is arranged at a mounting base of the ink supply needle, and impurities and bubbles in the ink are captured by the filter. The filter is formed of a sheet-like member, and the projection formed on the ink supply needle attachment portion of the flow path forming member is melted to fix the filter to the ink supply needle attachment portion.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-6-336034
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the structure in which the protrusion is melted to fix the filter, if the protrusion is insufficiently melted, a gap may be formed between the filter and the ink supply needle mounting portion of the flow path forming member. If the gap exceeds a predetermined value, bubbles may stagnate there, and if another bubble flows down, the bubbles may be combined with the stagnant bubble and grow into a large bubble. When such a phenomenon occurs, the grown bubbles flow down together with the ink, causing an abnormality in the ejection state of the ink droplets, and in some cases, affecting the print quality.
[0006]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a liquid ejecting head that appropriately sets the shape of an effective filtration surface of a filter with an impregnated seal member.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a liquid ejecting head according to the present invention includes a liquid container mounted therein, a liquid pressure generating chamber, a nozzle opening communicating with the pressure generating chamber and discharging the liquid, a unit for pressurizing the liquid, and the like. A flow path forming member to which the liquid ejecting unit is attached, a hollow liquid supply needle attached to the flow path forming member and connected to the liquid container to receive supply of liquid, and a liquid supply needle supplied to the liquid supply needle. A filter arranged in a liquid flow path for guiding liquid to the liquid ejecting unit, wherein the filter is formed by impregnating a filter material with an impregnated sealing member arranged therearound. The gist is that the filter component is arranged in the liquid flow path.
[0008]
That is, the filter is a filter component formed by impregnating a filter material with an impregnated sealing member disposed around the filter, and the filter component is disposed in the liquid flow path.
[0009]
According to the above configuration, the impregnated seal member is impregnated in the peripheral portion of the filter over a range matching the shape of the impregnated seal member, and the peripheral portion of the filter becomes a region where liquid cannot flow, and the other region becomes a region where fluid can flow. . As described above, the boundary between the impregnated region and the non-impregnated region of the impregnated seal member can be clarified by setting the shape of the impregnated seal member, and the shape of the effective filtration surface of the filter can be determined appropriately. . For example, in the case of a circular filter, an impregnated region having a uniform width can be formed concentrically around the circumference of the filter, so that the other non-impregnated regions become substantially circular effective filtration surfaces through which liquid can flow. The liquid passes through a flowable portion in a substantially circular state. Therefore, the boundary line between the impregnated region and the non-impregnated region of the impregnated seal member becomes a clear circle, and there is no uneven portion or raised shape portion at the place where the filter is arranged, especially at the place immediately downstream of the filter. Even if bubbles pass through the filter, the bubbles flow down in a very small size without stagnation, so that there is no abnormality in the liquid ejection state.
[0010]
In the liquid jet head of the present invention, the filter is formed of a sheet-shaped member, and the impregnated sealing member is impregnated in the material of the filter along the vicinity of the periphery of the filter. Therefore, the impregnation proceeds over the entire thickness. In addition, the impregnation into the material proceeds finely to the fine voids and the corners of the flow holes, so that the sealing portion of the impregnated seal member is reliably integrated with the filter.
[0011]
In the liquid jet head of the present invention, when the elution ridge formed by melting the impregnated sealing member and transmitting the melt in the thickness direction of the filter is disposed upstream of the liquid flow, the elution ridge is formed. Since the shape of the portion is raised, or the surface thereof has minute irregularities, that is, the surface is rough, air bubbles that have entered when the liquid container is replaced or the like are easily caught by the elution ridge. Since the elution ridge having such a property is arranged on the upstream side of the liquid flow, air bubbles mixed for some reason can be prevented from being caught by the elution ridge and passing through the filter.
[0012]
In the liquid ejecting head according to the present invention, when the filter is an independent component in which the impregnated sealing member is integrated beforehand in the vicinity of the periphery of the filter in advance, a factor of trapping air bubbles is removed, and a seal portion is formed. This is convenient for simplification of the manufacturing process and after-sales service, because the separated parts can be handled independently.
[0013]
In the liquid jet head of the present invention, when the impregnated seal member is disposed on one side of the filter and impregnated in the material of the filter, the impregnated seal existing on one side as the initial shape is provided. Since the member fulfills its original sealing function, only one impregnated sealing member needs to be arranged, which is effective in reducing the number of parts and cost. In addition, the elution ridge formed on the opposite side performs the function of trapping air bubbles by arranging it at the above position.
[0014]
In the liquid jet head of the present invention, when the impregnated seal member is disposed on both sides of the filter and impregnated in the material of the filter, the seal portions of the impregnated seal member are disposed on both surfaces of the filter. Therefore, the sealing effect of the filter arrangement location is improved. In addition, since the impregnated sealing member is impregnated from both sides, the thickness of the impregnated sealing member can be made as small as possible, and the thickness of the filter can be minimized, and the filter structure can be made compact.
[0015]
In the liquid jet head according to the present invention, when the impregnated seal member is provided with positioning for positioning during molding, when the impregnated seal member and the filter are brought into contact with each other to perform impregnation, the positioning is performed using metal. By matching the molds, etc., the relative position between the impregnated seal member and the filter can be set accurately, and the position of the boundary between the impregnated area and the non-impregnated area becomes as specified, which is effective for improving the precision as a filter part. It is.
[0016]
In the liquid ejecting head according to the present invention, when the filter component is disposed at a position where the liquid supply needle is attached to the flow path forming member, the filter component is mounted at the same time when the liquid supply needle is attached to the flow path forming member. Can be attached, so that the manufacturing process can be simplified.
[0017]
In the liquid jet head of the present invention, when the flow path forming member is provided with a concave portion for attaching a liquid supply needle, and when the filter component is disposed at the bottom of the concave portion, the filter component of the concave portion is fitted. The filter components can be arranged only by the above operation, and the positional relationship between the liquid supply needle and the filter components can be set correctly. And the manufacturing process can be simplified.
[0018]
In the liquid ejecting head according to the aspect of the invention, when the filter component is configured to be insert-molded in a portion of the liquid flow path of the flow path forming member when the flow path forming member is molded, Since the filter parts are arranged in an insert-molded state, the filter parts can be mounted with sufficient strength, and the liquid sealing property is good. In addition, since the filter components can be simultaneously arranged at the time of forming the flow path forming member, the manufacturing process can be simplified.
[0019]
In the liquid ejecting head according to the aspect of the invention, when the filter component is disposed in a communication port of a seal member inserted in the middle of the liquid flow path, the filter component is disposed simultaneously with the disposition of the seal member. And the manufacturing process can be simplified.
[0020]
In the liquid ejecting head according to the aspect of the invention, when the seal member is disposed between the flow path forming member and the liquid ejecting section, in the liquid passage, a filter component is provided immediately before the liquid ejecting section. Since it is arranged at the flow path position, it is possible to capture all the impurities generated from all the liquid flow paths up to the liquid jetting section, which is effective for maintaining the normal jetting of the liquid jetting section. Normally, a sufficient pretreatment is performed from the liquid flow path so that fine pieces of the flow path forming member material do not mix in the liquid flow. It works effectively in case you do it.
[0021]
In the liquid ejecting head according to the aspect of the invention, when the filter component is insert-molded at a portion of the communication port of the seal member when the seal member is molded, the filter component is in an insert-molded state. , The filter parts can be mounted with sufficient strength. In addition, since the filter components can be arranged at the same time when the seal member is formed, the manufacturing process can be simplified.
[0022]
In order to achieve the above object, a method for manufacturing a liquid ejecting head according to the present invention includes a liquid container mounted therein, a liquid pressure generation chamber, a nozzle opening communicating with the pressure generation chamber, and a means for pressurizing the liquid. A flow path forming member to which a liquid ejecting unit having a liquid ejecting section is attached, a hollow liquid supply needle attached to the flow path forming member and connected to the liquid passage to receive supply of liquid, and a liquid supply needle. A filter disposed in a liquid flow path that guides the supplied liquid to the liquid ejecting section, wherein the impregnated seal member disposed around the filter is melted. The gist is to impregnate the material of the filter along the vicinity of the periphery of the filter.
[0023]
That is, the impregnated sealing member disposed around the filter is melted and impregnated into the material of the filter along the vicinity of the periphery of the filter.
[0024]
As described above, since the melting of the impregnated seal member and the impregnation into the filter material are included in the manufacturing process, the peripheral portion of the filter covers the area where the impregnated seal member matches the shape of the impregnated seal member. The filter is impregnated, and the peripheral portion of the filter becomes a region through which liquid cannot flow, and the other region becomes a region through which liquid can flow. As described above, the boundary between the impregnated region and the non-impregnated region of the impregnated seal member can be clarified by setting the shape of the impregnated seal member, and the shape of the effective filtration surface of the filter can be determined appropriately. . For example, in the case of a circular filter, an impregnated region having a uniform width can be formed concentrically around the circumference of the filter, so that the other non-impregnated regions become substantially circular effective filtration surfaces through which liquid can flow. The liquid passes through a flowable portion in a substantially circular state. Therefore, the boundary line between the impregnated region and the non-impregnated region of the impregnated seal member becomes a clear circle, and there is no uneven portion or raised shape portion at the place where the filter is arranged, especially at the place immediately downstream of the filter. Even if bubbles pass through the filter, the bubbles flow down in a very small size without stagnation, so that there is no abnormality in the liquid ejection state.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0026]
The liquid ejecting head of the present invention can function for various liquids as described above, and in the illustrated embodiment, as a typical example, a recording head employed in an ink jet recording apparatus is used. This is the object of the embodiment.
[0027]
1 to 4 are views showing an example of a peripheral structure of an ink jet recording apparatus to which the present invention is applied. This apparatus includes a carriage 3 on which an ink cartridge 2 is mounted and on which an ink ejecting unit 1 is mounted.
[0028]
The carriage 3 is connected to a stepping motor 5 via a timing belt 4, and is guided by a guide bar 6 to reciprocate in the paper width direction (main scanning direction) of the recording paper 7. The carriage 3 has a box shape open to the upper side, and is mounted on a surface (the lower surface in this example) facing the recording paper 7 so that the nozzle surface of the ink ejecting unit 1 is exposed, and the ink cartridge 2 is accommodated therein. It has become so.
[0029]
Then, ink is supplied from the ink cartridge 2 to the ink ejecting unit 1 and ink droplets are ejected onto the upper surface of the recording paper 7 while moving the carriage 3 to print images and characters on the recording paper 7 in a dot matrix. ing. In FIG. 1, reference numeral 8 denotes a cap for preventing the nozzles from drying by sealing the nozzle openings of the ink ejecting unit 1 during printing suspension, and 9 denotes a wiper member for wiping the nozzle surface of the ink ejecting unit 1. A guide bar 6 is inserted through the carriage 3 as shown in FIG.
[0030]
FIG. 2 shows an example of the basic structure of the head main body 10 used in the ink ejecting section 1. The head body 10 is configured by joining a flow path unit 13 in which a nozzle opening 11 and a pressure generating chamber 12 are formed, and a head case 15 in which a piezoelectric vibrator 14 is housed.
[0031]
The flow path unit 13 has a space corresponding to a nozzle plate 16 having a nozzle forming surface in which the nozzle openings 11 are formed, an ink chamber 17 common to the pressure generating chamber 12, and an ink supply path 18 communicating these. The formed flow path forming plate 19 and the vibrating plate 20 that closes the opening of the pressure generating chamber 12 are laminated.
[0032]
The piezoelectric vibrator 14 is a so-called longitudinal vibration mode vibrator that contracts in a longitudinal direction in a charged state and expands in a longitudinal direction in a process of discharging from a charged state by input of a drive signal. The other end of the piezoelectric vibrator 14 is fixed to the base 21 while the tip thereof is fixed to the island portion 20A of the vibration plate 20 forming a part of the pressure generating chamber 12.
[0033]
In the head case 15, a head channel 24 for introducing the ink of the ink cartridge 2 into the ink chamber 17 is formed in a portion corresponding to the ink chamber 17. An annular projection 23 is formed at the opening edge of the head channel 24.
[0034]
In the head main body 10, the pressure generating chamber 12 expands and contracts in response to the contraction and expansion of the piezoelectric vibrator 14, and the ink is sucked and the ink droplets are ejected by the pressure fluctuation of the pressure generating chamber 12. Has become. In FIG. 2, reference numeral 22 denotes a flexible circuit board for inputting a drive signal to the piezoelectric vibrator 14.
[0035]
In the head main body 10, the piezoelectric vibrators 14, the pressure generating chambers 12, and the nozzle openings 11 are arranged in rows in a direction perpendicular to the plane of FIG. 2, and two nozzle rows are formed in the nozzle plate 16. I have.
[0036]
FIG. 3 and FIG. 4 are views showing a recording head H using the head main body 10. The ink ejecting section 1 includes a head body 10 and a head holder 32 to which the head body 10 is attached. In the present invention, the head holder 32 is a member corresponding to a “flow path forming member”, and is assembled as a separate part to the carriage 3 shown in FIG. are doing. In the present invention, the “flow path forming member” corresponds to both the former and the latter. Hereinafter, this “flow path forming member” is referred to as a head holder, and each embodiment is a case where it is assembled as a separate component.
[0037]
In the figure, 28 is a cover member for covering the head main body 10, 40 is a screw for attaching the head main body 10 to the head holder 32, and 41 is a screw insertion hole formed in the cover member 28. Reference numeral 38 denotes two insertion tubes protruding from the surface of the head case 15 facing the head holder 32, and screws 40 are inserted through the insertion tubes 38.
[0038]
The head holder 32 has a plurality (four in this example) of ink supply needles 27 which are inserted into the ink cartridge 2 and receive ink supply. Each of the ink supply needles 27 is hollow and has an ink hole 34 formed at the tip. A filter 31 that filters the ink supplied from the ink cartridge 2 is provided at the base of each of the ink supply needles 27.
[0039]
The head holder 32 has a holder flow path 30 communicating with the ink supply needles 27 and communicating with the head flow path 24 of the head main body 10 to introduce the ink of the ink cartridge 2 into the head main body 10. Is formed.
[0040]
A head substrate 36 that sends a drive signal to the piezoelectric vibrator 14 of the head body 10 via the flexible circuit board 22 is provided between the head holder 32 and the head body 10 so as to be sandwiched therebetween. The head substrate 36 has a circuit board insertion hole 35 through which the flexible circuit board 22 is inserted.
[0041]
In the head substrate 36, through holes 37 penetrating vertically are formed in portions corresponding to the lower opening of the holder flow path 30 and the upper opening of the head flow path 24. The annular projection 23 is inserted so that the opening of the annular projection 23 is exposed on the upper surface of the head substrate 36.
[0042]
Further, the head substrate 36 has an insertion hole 47 through which the one insertion tube 38 of the head main body 10 is inserted, and a rectangular notch 43 for preventing interference with the other insertion tube 38. As described above, by preventing the notch 43 from interfering with the one insertion tube 38, the processing of the head substrate 36 in this portion becomes easy, and the processing cost can be reduced.
[0043]
A seal member 29 having a communication port 33 for communicating the holder flow path 30 and the head flow path 24 is sandwiched between the head substrate 36 and the head holder 32. The seal member 29 is formed of an elastic material such as rubber, soft resin, and elastomer. When the head holder 32, the head substrate 36, and the head main body 10 are assembled, the seal member 29 abuts on the lower opening of the holder flow path 30 and the upper opening of the head flow path 24. The passage 30 and the head passage 24 are communicated with each other, and the connection portion is sealed.
[0044]
Since the seal member 29 is formed of an elastic material, the seal member 29 is crushed and closely adhered between the opening of the annular projection 23 and the opening of the holder channel 30, and the seal member 29 is formed of the holder channel 30 and the head channel 24. The connection is securely sealed. Further, the connecting portion of the flow path can be reliably sealed only by bringing the seal member 29 made of an elastic material into contact with the opening of the head flow path 24 and the opening of the holder flow path 30, and the assembling property is not impaired.
[0045]
Further, the head case 15 of the head body 10 is press-fitted into a press-fitting hole 46 formed in the seal member 29 to prevent the seal member 29 from falling off during assembly or during a cleaning operation inside the head body 10. A member 44 protrudes. Further, two insertion holes 47 through which the insertion tube 38 of the head main body 10 is inserted are formed in the seal member 29.
[0046]
In the head case 15 of the head body 10, a column-shaped warpage preventing member 39 that abuts against the seal member 29 to prevent the warp of the seal member 29 protrudes at a portion corresponding to the cutout 43 of the head substrate 36. Is established. On the upper surface of the warp preventing member 39, a columnar rotation preventing member 42 that fits into a fitting hole 45 formed in the seal member 29 to prevent unnecessary rotation of the seal member 29 is coaxial with the warp preventing member 39. It protrudes in a shape.
[0047]
As described above, the ink from the ink cartridge 2 flows into the ink supply needle 27, and then passes through the holder channel 30 of the head holder 32. Further, the ink flows from the communication port 33 of the seal member 29 into the head channel 24, is supplied to the channel unit 13, and is discharged from the nozzle opening 11 as an ink droplet. The head case 15, the piezoelectric vibrator 14, the flow path unit 13, and the like constitute an ink ejecting unit 25. Further, a flow path from the hollow portion inside the ink supply needle 27 to the ink ejecting section 25 through the holder flow path 30 and the communication port 33 is an ink flow path 26 corresponding to a “liquid flow path”.
[0048]
In the present invention, the recording head H is composed of an aggregate of components from the ink supply needle 27 to the nozzle opening 11. Therefore, the main members constituting the recording head H are the ink supply needle 27, the head holder 32, the seal member 29, and the ink ejecting unit 25.
[0049]
A specific configuration of the filter 31 will be described in a first embodiment.
[0050]
The filter 31 is in the form of an independent component as a filter component 48 as shown in FIG. As the filter sheet 49 composed of a sheet-like member, a sheet formed by compressing stainless wool into a sheet, a sheet obtained by compressing a synthetic resin fiber into a sheet in a non-woven fabric state, or a porous sheet material is used. Can be adopted.
[0051]
FIGS. 5A and 5B show an example in which an impregnated sealing member 50 is arranged on one side of a filter sheet 49. The impregnated sealing member 50 is a member in which the side in contact with the filter sheet 49 is melted by heating and impregnated into the material of the filter sheet 49, and a part of the melted portion is eluted to the opposite side of the filter sheet 49. Is made of polypropylene, polyethylene, polyphenylene sulfide or the like, or a composite material thereof, rubber, or elastomer.
[0052]
In the manufacturing process of the filter component 48, a shallow circular concave portion 52 is formed on an upper surface of a heating base 64 having a built-in heater 51, and a ring groove 53 is provided on the bottom surface so as to form a concentric circle with the concave portion 52. I have. The filter sheet 49 cut into a circular shape is fitted into the concave portion 52 so as to fit exactly, and the impregnated sealing member 50 having a circular ring shape is placed thereon. Thereafter, the pressing mold 54 is lowered to apply pressure as shown in FIG. Since the impregnated seal member 50 is heated via the filter sheet 49 during this pressurization, the side in contact with the filter sheet 49 is melted and fluidity comes out. Due to this fluidity, the impregnated sealing member 50 impregnates the material of the filter sheet 49, and the portion eluted on the opposite side swells into the ring groove 53. The swollen ring-shaped portion is the elution ridge 55. Reference numeral 56 denotes an impregnated portion in which the filter sheet 49 is impregnated with the impregnated sealing member 50. In each of the figures, the density of the Nishi ground is increased.
[0053]
Further, a flat portion of the impregnated seal member 50 on the side where it is not melted is a seal portion 59.
[0054]
The impregnated seal member 50 is provided with a positioning shape for maintaining the relative position with respect to the pressing mold 54 normally. For this purpose, a stepped concave portion 57 is formed inside the impregnated seal member 50, and the circular protrusion 58 attached to the pressurizing mold 54 fits into the concave portion 57 as shown in FIG. ing. When the impregnating seal member 50 and the filter sheet 49 are impregnated and impregnated by the fitting of the projecting portion 58 and the concave portion 57, the projecting portion 58 is fitted into the concave portion 57, whereby the impregnated sealing member is The relative position between the filter sheet 50 and the filter sheet 49 can be accurately set, and the position of the boundary between the impregnated area and the non-impregnated area, which will be described later, is as specified.
[0055]
FIG. 5C shows an example in which the impregnated sealing members 50 are arranged on both sides of the filter sheet 49. In this case, since the impregnated sealing member 50 impregnates from both sides of the filter sheet 49, the elution ridge 55 as described above is not formed. Then, the same seal portions 59 as those described above are formed on both sides of the filter sheet 49.
[0056]
With the above-described configuration, the periphery of the filter 31 (the filter sheet 49) is impregnated with the impregnated seal member 50 over a range that matches the shape of the impregnated seal member 50, and the periphery of the filter 31 is a region through which ink cannot flow. Areas other than are areas that can be distributed. As described above, the boundary between the impregnated region and the non-impregnated region of the impregnated seal member 50 can be clarified by setting the shape of the impregnated seal member 50, and the shape of the effective filtration surface of the filter 31 can be determined appropriately. It becomes possible. For example, in the case of a circular filter 31, an impregnated region having a uniform width can be formed concentrically in the vicinity of the circumference thereof, and the other non-impregnated region is a substantially perfect circular effective filtering surface through which ink can flow. , And the ink passes through a flowable portion in a substantially perfect circle state. Therefore, the boundary line between the impregnated area and the non-impregnated area of the impregnated seal member 50 has a clear circular shape, and irregularities and raised shapes exist at the place where the filter 31 is arranged, particularly at the place immediately downstream of the filter 31. Therefore, even if the bubbles pass through the filter 31, the bubbles flow down in a minute size without stagnation, so that there is no abnormality in the ejection state of the ink droplets.
[0057]
In addition, since the components exhibiting the above functions are independent components, it is convenient for simplifying the manufacturing process and for after-sales service.
[0058]
The above-described substantially circular flowable portion is indicated by a diameter R in FIG. As is apparent from the figure, a phenomenon in which the impregnated portion 56 does not protrude into the ink flow path region 60 shown by the two-dot chain line, the ink flow smoothly flows without being disturbed, and at the same time bubbles are trapped. Also does not occur.
[0059]
FIG. 6 shows a liquid jet head according to a second embodiment of the present invention.
[0060]
This embodiment is a case where the filter component 48 in which the impregnated sealing member 50 is arranged on one side shown in FIG. 5B is arranged at a position where the ink supply needle 27 is attached to the head holder 32. In the circular stepped recess 61 formed on the upper surface of the head holder 32, the elution ridge 55 is located on the upstream side of the ink flow, and the filter component 48 is brought into close contact with the head holder 32 and the impregnated seal. The members 50 are fitted so as to be liquid-tight. If the impregnated seal member 50 is made of rubber or elastomer, it can be made into liquid honey by press-fitting. The head holder 32 and the impregnated seal member 50 may be formed of the same material and subjected to ultrasonic welding. The base 62 of the ink supply needle 27 is fitted from above, the sealing portion 59 of the filter component 48 is in close contact with the annular surface of the stepped recess 61, and the peripheral edge of the elution ridge 55 and the filter sheet 49 is formed by the base 62. It is suppressed. In this way, the filter component 48 is arranged with the ink completely sealed. The base 62 of the ink supply needle 27 is welded to the head holder 32 by ultrasonic irradiation, and 63 is a welding portion. The other parts are the same as those of the above embodiment, and the same parts are denoted by the same reference numerals.
[0061]
Therefore, since the elution ridge 55 has a raised shape or a fine irregular surface, that is, a rough surface, air bubbles that have entered when the ink cartridge 2 is replaced or the like are easily caught by the elution ridge 55. Since the elution ridge 55 having such a property is arranged on the upstream side of the ink flow, air bubbles mixed for some reason can be prevented from being trapped by the elution ridge 55 and passing through the filter 31. Since the impregnated sealing member 50 existing on one side according to the initial shape performs the original sealing function, only one impregnated sealing member 50 needs to be disposed, which is effective in reducing the number of parts and cost. is there. Other than that, the same operation and effect as those of the above-described embodiment can be obtained.
[0062]
FIG. 7 shows a liquid jet head according to a third embodiment of the present invention.
[0063]
This embodiment is a case where the filter component 48 in which the impregnated sealing members 50 are disposed on both sides shown in FIG. 5C is disposed at a position where the ink supply needle 27 is attached to the head holder 32. The other parts are the same as those in the above embodiments, and the same parts are denoted by the same reference numerals.
[0064]
Therefore, since the sealing portions 59 of the impregnated sealing member 50 are arranged on both surfaces of the filter 31, the sealing effect at the location where the filter is arranged is improved. In addition, since the impregnated sealing member 50 is impregnated from both sides, the thickness of the impregnated sealing member 50 can be made as small as possible, and the thickness of the filter 31 can be minimized, and the filter structure can be made compact. Except for the above, the same operation and effect as those of the above embodiments are obtained.
[0065]
FIG. 8 shows a fourth embodiment of the liquid jet head according to the present invention.
[0066]
In this embodiment, the filter component 48 of the type in which the impregnated sealing member 50 is arranged on one side shown in FIG. 5B is used for insert molding when the head holder 32 is molded, that is, the filter component 48 is molded (casting type). It is a case where it arranges in. FIG. 7A shows a case where the ink supply needle 27 is molded near the base 62, and FIG. 7B shows a case where the ink supply needle 27 is molded on the head holder 32 near the seal member 29. The other parts are the same as those in the above embodiments, and the same parts are denoted by the same reference numerals.
[0067]
Therefore, since the filter component 48 is arranged in an insert-molded state, the filter component 48 can be attached with sufficient strength, and the ink sealing property is good. In addition, since the filter components 48 can be arranged at the same time when the head holder 32 is formed, the manufacturing process can be simplified. Except for the above, the same operation and effect as those of the above embodiments are obtained.
[0068]
FIGS. 9 and 10 show a fifth embodiment of the liquid jet head according to the present invention.
[0069]
In this embodiment, the filter component 48 is disposed in the communication port 33 of the seal member 29 inserted in the middle of the ink flow path 26, and the seal member 29 is disposed between the head holder 32 and the ink ejecting section 25. It is a case where it is arranged. Although the filter 31 is not shown in FIG. 9 at the portion where the ink supply needle 27 is attached, the filter 31 may be provided here if necessary. The other parts are the same as those in the above embodiments, and the same parts are denoted by the same reference numerals.
[0070]
Therefore, the filter component 48 can be arranged at the same time as the arrangement of the seal member 29, and the manufacturing process can be simplified. Further, in the ink flow path 26, since the filter component 48 is disposed at the flow path position immediately before the ink ejection section 25, it is possible to capture all impurities generated from all the ink flow paths 26 to the ink ejection section 25. This is effective for maintaining the ink ejection of the ink ejecting unit 25 normally. Normally, a sufficient pre-treatment is performed from the ink flow path 26 so that fine pieces of the head holder material do not enter the ink flow. It works effectively just in case. Except for the above, the same operation and effect as those of the above embodiments are obtained.
[0071]
Since the method of manufacturing the liquid jet head includes a step of melting the impregnated seal member 50 and impregnating the filter sheet 49, the boundary between the impregnated region and the non-impregnated region of the impregnated seal member formed thereby is impregnated. By setting the shape of the seal member, it is possible to clarify the shape, and it is possible to appropriately determine the shape of the effective filtration surface of the filter.
[0072]
The present invention is not limited to the on-carriage type in which the ink cartridge is mounted on the carriage, as in the embodiment, and the ink cartridge is installed in the apparatus main body, and the ink from there is supplied to the sub-tank on the carriage. The present invention can also be effectively implemented in an off-carriage type.
[0073]
Although the above-described embodiment is directed to an ink jet recording apparatus, the liquid ejecting apparatus obtained according to the present invention is not limited to ink for an ink jet recording apparatus, but includes glue, nail polish, and the like. , Conductive liquid (liquid metal) or the like can be sprayed. Further, in the above-described embodiment, an ink jet recording head using ink which is one of the liquids has been described. However, it is used for manufacturing a recording head used for an image recording apparatus such as a printer and a color filter such as a liquid crystal display. Applicable to all liquid ejecting heads that eject liquid, such as an electrode material ejecting head used for forming electrodes such as a color material ejecting head, an organic EL display, and an FED (surface emitting display), and a biological organic ejecting head used for manufacturing a biochip. It is also possible.
[0074]
【The invention's effect】
As described above, according to the liquid ejecting head and the method of manufacturing the same of the present invention, the peripheral portion of the filter is impregnated with the impregnated seal member over a range matching the shape of the impregnated seal member, and the peripheral portion of the filter is The region is a region through which liquid cannot flow, and the other region is a region through which liquid can flow. As described above, the boundary between the impregnated region and the non-impregnated region of the impregnated seal member can be clarified by setting the shape of the impregnated seal member, and the shape of the effective filtration surface of the filter can be determined appropriately. . For example, in the case of a circular filter, an impregnated region having a uniform width can be formed concentrically around the circumference of the filter, so that the other non-impregnated regions become substantially circular effective filtration surfaces through which liquid can flow. The liquid passes through a flowable portion in a substantially circular state. Therefore, the boundary line between the impregnated region and the non-impregnated region of the impregnated seal member becomes a clear circle, and there is no uneven portion or raised shape portion at the place where the filter is arranged, especially at the place immediately downstream of the filter. Even if bubbles pass through the filter, the bubbles flow down in a very small size without stagnation, so that there is no abnormality in the liquid ejection state.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an ink jet recording apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a cross-sectional view of an ink jet unit mounted on the ink jet recording apparatus.
FIG. 3 is an exploded perspective view of a recording head mounted on the ink jet recording apparatus.
FIG. 4 is a sectional view of a recording head mounted on the ink jet recording apparatus.
FIGS. 5A and 5B are cross-sectional views showing a process of manufacturing a filter component, and FIG. 5C is a cross-sectional view showing another type of filter component.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a mounting portion of an ink supply needle according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a mounting portion of an ink supply needle according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8A is a sectional view showing a molded part of a filter component according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 8B is a sectional view of another part of the molded part.
FIG. 9 is a sectional view of a recording head showing a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the location of the filter component of FIG. 9;
[Explanation of symbols]
H recording head
R Diameter of flowable part
1 Ink jet unit
2 Ink cartridge
3 carriage
4 Timing belt
5 Stepping motor
6 Guide bar
7 Recording paper
8 caps
9 Wiper members
10 Head body
11 Nozzle opening
12 Pressure generating chamber
13 Channel unit
14 Piezoelectric vibrator
15 Head case
16 Nozzle plate
17 Ink chamber
18 Ink supply path
19 Channel formation plate
20 diaphragm
20A Shimabe
21 base
22 Flexible circuit board
23 annular projection
24 Head channel
25 Ink jet unit
26 Ink channel
27 Ink supply needle
28 Cover member
29 Sealing member
30 Holder channel
31 Filter
32 Head holder, flow path forming member
33 Communication port
34 ink hole
35 Circuit board insertion hole
36 Head substrate
37 Through hole
38 insertion tube
39 Warpage prevention member
40 screws
41 Insertion hole
42 Rotation prevention member
43 Notch
44 Press-fitting member
45 insertion hole
46 Press-fit hole
47 Insertion hole
48 Filter parts
49 Filter sheet
50 Impregnated sealing member
51 Heater
52 hollow
53 Ring groove
54 Pressing mold
55 Elution ridge
56 Impregnation part
57 recess
58 Projection
59 Seal part
60 Ink flow area
61 Stepped recess
62 base
63 weld
64 heating base
