JP2012210770A - Liquid injection head and liquid injection apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid injection head and a liquid injection apparatus which are capable of preventing a meniscus from being broken due to propagation of an impact caused by the rocking, etc. of a liquid storage member through a liquid in a flow path, and which are capable of recovering gas mixed with the liquid in the flow path.SOLUTION: The liquid injection head 2 is capable of introducing the liquid to the side of a pressure chamber 34 from a liquid introduction part 12, into which the liquid is introduced, through a liquid flow path, and capable of injecting the liquid in the pressure chamber 34 from a nozzle 21 as a liquid droplet by the operation of a pressure generation means 44. A filter chamber 51 including a filter 17 filtering the liquid in the liquid flow path is formed in the liquid introduction part 12, a gas chamber 16 storing the gas inside is formed above the filter 17 of the filter chamber 51 in the direction of gravitational force, and the gas chamber 16 and the filter chamber 51 are communicated with each other.

Description

本発明は、インクジェット式記録ヘッド等の液体噴射ヘッドに係り、特に、液体貯留部材に貯留された液体を液体導入針を介して圧力室に導入し、この圧力室内に導入した液体をノズルから液滴として吐出する液体噴射ヘッド、および、液体噴射装置に関する。   The present invention relates to a liquid jet head such as an ink jet recording head, and in particular, introduces a liquid stored in a liquid storage member into a pressure chamber through a liquid introduction needle, and introduces the liquid introduced into the pressure chamber from a nozzle. The present invention relates to a liquid ejecting head that ejects droplets and a liquid ejecting apparatus.

圧力室内の液体に圧力変動を生じさせることでノズルから液滴として噴射させる液体噴射ヘッドとしては、例えば、インクジェット式記録装置(以下、単にプリンターという)などの画像記録装置に用いられるインクジェット式記録ヘッド(以下、単に記録ヘッドという)、液晶ディスプレイなどのカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ、FED(面発光ディスプレイ)など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(生物化学素子)の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドなどがある。   Examples of the liquid ejecting head that ejects the liquid in the pressure chamber as liquid droplets by causing pressure fluctuations include an ink jet recording head used in an image recording apparatus such as an ink jet recording apparatus (hereinafter simply referred to as a printer). (Hereinafter simply referred to as a recording head), a color material ejecting head used for manufacturing a color filter such as a liquid crystal display, an organic EL (Electro Luminescence) display, an electrode material ejecting head used for forming an electrode such as an FED (surface emitting display) And a bio-organic substance ejecting head used for manufacturing a biochip (biochemical element).

例えば、上記のような記録ヘッドでは、図6に示すように、液体状のインクを封入した液体貯留部材としてのインクカートリッジ91に、液体導入針の一種であるインク導入針92を挿入することで、インクカートリッジ91内のインクを記録ヘッド93内のインク流路(インク導入針92内からケース流路95、リザーバー96、インク供給口97、圧力室98を介してノズル99に至る一連の流路)に導入している。これにより、インク流路をインクで満たしている。そして、圧力発生手段(図示せず)の作動によって圧力室98内のインクをノズル99から液滴として噴射している。   For example, in the recording head as described above, as shown in FIG. 6, an ink introduction needle 92 which is a kind of liquid introduction needle is inserted into an ink cartridge 91 as a liquid storage member in which liquid ink is sealed. The ink in the ink cartridge 91 passes through the ink flow path in the recording head 93 (a series of flow paths from the ink introduction needle 92 to the nozzle 99 through the case flow path 95, the reservoir 96, the ink supply port 97, and the pressure chamber 98). ). Thereby, the ink flow path is filled with ink. The ink in the pressure chamber 98 is ejected as droplets from the nozzle 99 by the operation of a pressure generating means (not shown).

ところが、インクカートリッジ91にインク導入針92を挿入する際に発生するインクカートリッジ91の振動(揺動)(図6(a)に示す破線がインクカートリッジ91の揺動を表している)や、インク導入針92をインクカートリッジ91に挿入した後のインクカートリッジ91に加わる外的作用(衝撃)等により、インク導入針92に衝撃が加えられるおそれがある(図6(a)の白矢印)。この衝撃による圧力が、インク導入針92内のインクに伝播し、さらにインク流路を介してノズル99に伝播することにより(図6(b)の白矢印)、ノズル99に形成されているメニスカス100が破壊されるおそれがあった。その結果、インクの噴射(吐出)不良が起きるおそれがあった。   However, vibration (oscillation) of the ink cartridge 91 that occurs when the ink introduction needle 92 is inserted into the ink cartridge 91 (the broken line shown in FIG. 6A represents the oscillation of the ink cartridge 91), ink, An impact may be applied to the ink introduction needle 92 due to an external action (impact) applied to the ink cartridge 91 after the introduction needle 92 is inserted into the ink cartridge 91 (white arrow in FIG. 6A). The pressure due to this impact propagates to the ink in the ink introduction needle 92 and further propagates to the nozzle 99 via the ink flow path (white arrow in FIG. 6B), thereby causing the meniscus formed on the nozzle 99. 100 could be destroyed. As a result, ink ejection (ejection) failure may occur.

また、インク流路はインクで満たされている状態が理想であるが、インクカートリッジの交換等でインク流路内に気体が入り込むことがあった。このような不具合を防止するため、インク流路内のインクに混入した気体(気泡)を捕らえるフィルターを配置し、フィルターの上部の室に気泡を回収する気体回収部を透過区画壁により区画し、この透過区画壁を介して気泡を回収する構造が開示されている(例えば、特許文献1参照)。また、この構造によれば、透過区画壁を可撓性を有する部材で形成することで、上記衝撃を緩和することができる。   In addition, the ink flow path is ideally filled with ink, but gas may enter the ink flow path when the ink cartridge is replaced. In order to prevent such problems, a filter that captures gas (bubbles) mixed in the ink in the ink flow path is arranged, and a gas recovery unit that collects bubbles in the upper chamber of the filter is partitioned by a permeation partition wall, A structure for collecting air bubbles through this permeation partition wall is disclosed (for example, see Patent Document 1). Moreover, according to this structure, the said impact can be relieved by forming a permeation | transmission partition wall with the member which has flexibility.

特開2008−173961号公報JP 2008-173961 A

しかしながら、上記のような構造では、透過区画壁を介して気泡を回収するため、回収効率が悪く、インク流路内の気泡を十分に排除することができなかった。また、透過区画壁では、インク導入針に加えられる衝撃を緩和するための十分な弾性を得られず、メニスカスの破壊を十分に防ぐことができなかった。   However, in the structure as described above, since the air bubbles are recovered through the permeation partition wall, the recovery efficiency is poor and the air bubbles in the ink flow path cannot be sufficiently eliminated. Further, the transmission partition wall could not obtain sufficient elasticity to mitigate the impact applied to the ink introduction needle, and could not sufficiently prevent the meniscus from being destroyed.

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、液体貯留部材の揺動等に起因して発生する衝撃が流路内の液体を伝播することによりメニスカスが破壊されることを抑制できると共に、流路内の液体に混入した気体を回収することができる液体噴射ヘッド、および、液体噴射装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to destroy a meniscus when an impact generated due to a swinging of a liquid storage member propagates liquid in a flow path. An object of the present invention is to provide a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus that can suppress this and collect gas mixed in the liquid in the flow path.

本発明の液体噴射ヘッドは、上記目的を達成するために提案されたものであり、液体が導入される液体導入部から液体流路を通じて圧力室側に液体を導入し、圧力発生手段の作動によって圧力室内の液体をノズルから液滴として噴射可能な液体噴射ヘッドであって、
前記液体導入部の内部に、前記液体流路内の液体を濾過するフィルターを備えたフィルター室を形成し、
該フィルター室の前記フィルターよりも重力方向の上方に、内部に気体を貯留した気体室を形成し、当該気体室と前記フィルター室とを連通させたことを特徴とする。
The liquid ejecting head of the present invention has been proposed in order to achieve the above-described object, and the liquid is introduced into the pressure chamber side through the liquid flow path from the liquid introducing portion into which the liquid is introduced, and the pressure generating means is operated. A liquid ejecting head capable of ejecting liquid in a pressure chamber as droplets from a nozzle,
Forming a filter chamber provided with a filter for filtering the liquid in the liquid flow path inside the liquid introduction part,
A gas chamber storing gas therein is formed above the filter in the gravity direction above the filter, and the gas chamber communicates with the filter chamber.

この構成によれば、液体貯留部材を液体導入部に挿入する際に発生する液体貯留部材の振動(揺動)や、液体貯留部材を液体導入部に挿入した後の液体貯留部材に加わる外的作用(衝撃)等により、液体導入部に急激な圧力変動が発生したとしても、気体室内に貯留した気体によって圧力変動を緩和(吸収)することができ、この圧力変動がノズルに伝播することを抑制することができる。また、可撓性の膜等を介さず直接気体によって圧力変動を緩和できるため、より急激な圧力変動にも対応することができる。これにより、ノズルに形成されているメニスカスが破壊されることを防止でき、液体の噴射(吐出)不良を防止できる。また、フィルターよりも重力方向の上方に気体室を形成したので、フィルターによって補足された後、浮力によって上昇した気泡を気体室内に収容することができ、確実に液体に混入した気泡を回収することができる。そして、液体が導入される液体導入部に気体室を形成したので、内部の液体流路に連通する気体室を形成する場合に比べて、容易に気体室を形成でき、また、気体室の形状や大きさの自由度も高い。   According to this configuration, vibration (oscillation) of the liquid storage member that occurs when the liquid storage member is inserted into the liquid introduction unit, or external application applied to the liquid storage member after the liquid storage member is inserted into the liquid introduction unit Even if a sudden pressure fluctuation occurs in the liquid inlet due to an action (impact), the pressure fluctuation can be reduced (absorbed) by the gas stored in the gas chamber, and this pressure fluctuation can be propagated to the nozzle. Can be suppressed. Further, since pressure fluctuation can be alleviated by gas directly without using a flexible film or the like, it is possible to cope with more rapid pressure fluctuation. Thereby, it is possible to prevent the meniscus formed in the nozzle from being broken, and it is possible to prevent a liquid ejection (discharge) failure. In addition, since the gas chamber is formed above the filter in the direction of gravity, air bubbles that have been captured by the filter and then lifted by buoyancy can be accommodated in the gas chamber, and the air bubbles mixed into the liquid can be reliably recovered. Can do. And since the gas chamber was formed in the liquid introduction part into which the liquid is introduced, the gas chamber can be easily formed as compared with the case where the gas chamber communicating with the internal liquid flow path is formed, and the shape of the gas chamber There is also a high degree of freedom in size.

上記構成において、前記気体室に、該気体室内の気体の量を調節可能な気体量調節手段を備えた構成を採用することが望ましい。
この構成によれば、気体室内の気体が液体内に溶け込む等により減少して、衝撃緩和効果が減少することを防止できる。また、液体に混入した気泡が、気体室の収容許容量を超えて気体室から気泡が溢れ出すことを防止できる。
The said structure WHEREIN: It is desirable to employ | adopt the structure provided with the gas amount adjustment means which can adjust the quantity of the gas in this gas chamber in the said gas chamber.
According to this structure, it can prevent that the gas in a gas chamber reduces by melt | dissolving in a liquid etc., and an impact relaxation effect reduces. Further, it is possible to prevent the bubbles mixed in the liquid from exceeding the allowable capacity of the gas chamber and overflowing from the gas chamber.

上記各構成において、前記フィルター室は、該フィルター室より上流側の流路との連通口である上流側連通口が開口され、該上流側連通口から前記フィルターに向けて内法を次第に拡大させた拡大部を形成した構成を採用することが望ましい。
この構成によれば、フィルターによって捕らえた一部の気泡を、拡大部の内面に沿って上方に誘導させることができ、そこに開口した気体室に気泡を誘導させて、気泡を気体室内に収容し易くすることができる。また、フィルターを比較的大きくでき、通過する液体の流路抵抗を下げることができる。これにより、スムーズに液体を流すことができる。
In each of the above configurations, the filter chamber has an upstream communication port that is a communication port with a flow channel upstream of the filter chamber, and the inner method is gradually expanded from the upstream communication port toward the filter. It is desirable to adopt a configuration in which an enlarged portion is formed.
According to this configuration, some of the bubbles caught by the filter can be guided upward along the inner surface of the enlarged portion, and the bubbles are guided to the gas chamber opened there, and the bubbles are accommodated in the gas chamber. Can be made easier. Moreover, the filter can be made relatively large, and the flow path resistance of the liquid passing therethrough can be lowered. Thereby, a liquid can be poured smoothly.

また、前記フィルター室は、該フィルター室より下流側の流路と連通する下流側連通口を有し、
当該下流側連通口の開口中心は、前記フィルターに対する平面視において、前記上流側連通口の開口中心から外れた位置に配置され、
前記気体室は、前記上流側連通口と前記下流側連通口との間における前記拡大部の内面に連通することが望ましい。
この構成によれば、拡大部の内面に沿って液体を流すことができ、その内面における上方の一部に気体室を連通することで、液体や気泡が気泡室の下方を通りやすくなり、インクによって押し流される気泡を浮力により気体室内に収容し易くすることができる。
In addition, the filter chamber has a downstream communication port that communicates with a flow path downstream from the filter chamber,
The opening center of the downstream communication port is disposed at a position away from the opening center of the upstream communication port in a plan view with respect to the filter,
The gas chamber preferably communicates with an inner surface of the enlarged portion between the upstream communication port and the downstream communication port.
According to this configuration, the liquid can flow along the inner surface of the enlarged portion, and the gas chamber communicates with a part of the upper surface on the inner surface, so that the liquid and bubbles can easily pass under the bubble chamber. It is possible to make it easier to accommodate the bubbles that are swept away by the buoyancy in the gas chamber.

さらに、前記気体室は、前記拡大部における前記フィルターよりも上流側の部分に連通することが望ましい。
この構成によれば、より上流側において気泡を収集することができるため、気泡を気体室内に一層収容し易くすることができる。
Furthermore, it is desirable that the gas chamber communicates with a portion upstream of the filter in the enlarged portion.
According to this configuration, since the bubbles can be collected on the upstream side, the bubbles can be more easily accommodated in the gas chamber.

そして、本発明の液体噴射装置は、液体が導入される液体導入部から液体流路を通じて圧力室側に液体を導入し、圧力発生手段の作動によって圧力室内の液体をノズルから液滴として噴射可能な液体噴射装置であって、
前記液体導入部の内部に、前記液体流路内の液体を濾過するフィルターを備えたフィルター室を形成し、
該フィルター室の前記フィルターよりも重力方向の上方に、内部に気体を貯留した気体室を形成し、当該気体室と前記フィルター室とを連通させたことを特徴とする。
The liquid ejecting apparatus of the present invention can introduce the liquid into the pressure chamber through the liquid flow path from the liquid introducing portion into which the liquid is introduced, and eject the liquid in the pressure chamber as droplets from the nozzle by the operation of the pressure generating means. A liquid ejecting apparatus,
Forming a filter chamber provided with a filter for filtering the liquid in the liquid flow path inside the liquid introduction part,
A gas chamber storing gas therein is formed above the filter in the gravity direction above the filter, and the gas chamber communicates with the filter chamber.

プリンターの斜視図である。It is a perspective view of a printer. インクカートリッジを装着した状態における記録ヘッドの断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the recording head in a state where an ink cartridge is mounted. 記録ヘッド本体の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a recording head main body. (a)インク導入針の拡大断面図、(b)気体室の拡大断面図である。(A) Enlarged sectional view of the ink introduction needle, (b) Enlarged sectional view of the gas chamber. 第2の実施形態におけるインク導入針の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the ink introduction needle in the second embodiment. 従来の記録ヘッドを説明する図であり、(a)記録ヘッド内の流路の模式図、(b)領域A拡大図である。It is a figure explaining the conventional recording head, (a) The schematic diagram of the flow path in a recording head, (b) The area A enlarged view.

以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、本実施形態では、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッド(以下、記録ヘッド)を例に挙げて説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the embodiments described below, various limitations are made as preferred specific examples of the present invention. However, the scope of the present invention is not limited to the following description unless otherwise specified. However, the present invention is not limited to these embodiments. In this embodiment, an ink jet recording head (hereinafter referred to as a recording head) will be described as an example of a liquid ejecting head.

プリンター1は、記録ヘッド2が取り付けられると共に、液体貯留部材の一種であるインクカートリッジ3が着脱可能に取り付けられるキャリッジ4と、記録ヘッド2の下方に配設されたプラテン5と、キャリッジ4を記録紙6(ノズル21から噴射された液体が着弾する着弾対象の一種)の紙幅方向に移動させるキャリッジ移動機構7と、紙幅方向に直交する方向である紙送り方向に記録紙6を搬送する紙送り機構8等を備えている。ここで、紙幅方向とは、主走査方向(記録ヘッド2の往復移動方向)であり、紙送り方向とは、副走査方向(即ち、記録ヘッド2の走査方向に直交する方向)である。   The printer 1 has a recording head 2 attached thereto and a carriage 4 to which an ink cartridge 3 which is a kind of liquid storage member is detachably attached, a platen 5 disposed below the recording head 2, and a recording of the carriage 4. A carriage moving mechanism 7 for moving the paper 6 (a kind of landing target on which the liquid ejected from the nozzle 21 is landed), and paper feeding for transporting the recording paper 6 in a paper feeding direction that is orthogonal to the paper width direction A mechanism 8 or the like is provided. Here, the paper width direction is the main scanning direction (reciprocating direction of the recording head 2), and the paper feeding direction is the sub-scanning direction (that is, the direction orthogonal to the scanning direction of the recording head 2).

キャリッジ4は、主走査方向に架設されたガイドロッド9に軸支された状態で取り付けられており、キャリッジ移動機構7の作動により、ガイドロッド9に沿って主走査方向に移動するように構成されている。キャリッジ4の主走査方向の位置は、リニアエンコーダー10によって検出され、検出信号が位置情報として制御部(図示せず)に送信される。これにより、制御部はこのリニアエンコーダー10からの位置情報に基づいてキャリッジ4(記録ヘッド2)の走査位置を認識しながら、記録ヘッド2による記録動作(噴射動作)等を制御することができる。   The carriage 4 is attached while being supported by a guide rod 9 installed in the main scanning direction, and is configured to move in the main scanning direction along the guide rod 9 by the operation of the carriage moving mechanism 7. ing. The position of the carriage 4 in the main scanning direction is detected by the linear encoder 10, and a detection signal is transmitted as position information to a control unit (not shown). Thus, the control unit can control the recording operation (jetting operation) and the like by the recording head 2 while recognizing the scanning position of the carriage 4 (recording head 2) based on the position information from the linear encoder 10.

次に、記録ヘッド2の構成について説明する。ここで、図2は、インクカートリッジ3を装着した状態における記録ヘッド2の断面図、図3は、記録ヘッド本体15の断面図である。例示した記録ヘッド2は、カートリッジ装着部13にインク導入針12(本発明における液体導入部に相当)を有する導入針ホルダー14と、この導入針ホルダー14の下部に接続される記録ヘッド本体15と、を備えている。なお、図2は、インクカートリッジ3からノズル21に至る流路を分かり易く示すために、記録ヘッド2を模式的に示しているため、各部分の形状、位置関係、大きさ等が実際とは異なる場合がある。   Next, the configuration of the recording head 2 will be described. Here, FIG. 2 is a cross-sectional view of the recording head 2 with the ink cartridge 3 attached, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the recording head main body 15. The illustrated recording head 2 includes an introduction needle holder 14 having an ink introduction needle 12 (corresponding to a liquid introduction portion in the present invention) in a cartridge mounting portion 13, and a recording head main body 15 connected to the lower portion of the introduction needle holder 14. It is equipped with. Note that FIG. 2 schematically shows the recording head 2 in order to show the flow path from the ink cartridge 3 to the nozzle 21 in an easy-to-understand manner, so that the shape, positional relationship, size, etc. of each part are actually May be different.

導入針ホルダー14は、例えば合成樹脂によって作製されており、図2に示すように、その上面には複数のカートリッジ装着部13が設けられている。各カートリッジ装着部13には、インク導入針12が、先端を上方に突出させた状態でそれぞれ取り付けられている。このインク導入針12の内部には、インクを濾過するフィルター17を内部に備えた導入針流路18と、この導入針流路18に連通した気体室16とが形成されている。なお、インク導入針12の詳しい構成は後述する。また、これらのカートリッジ装着部13には、各種インク(例えば、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、ブラックインク)を貯留したインクカートリッジ3が装着される。カートリッジ装着部13にインクカートリッジ3を装着すると、インク導入針12がインクカートリッジ3の内部に挿入される。これにより、インクカートリッジ3内部のインク貯留空間3aと記録ヘッド2内部のインク流路とが、導入針流路18を介して連通し、インク貯留空間3a内に貯留されているインクが記録ヘッド2内に導入される。なお、インクカートリッジ3としては、本実施形態のようにキャリッジ4に装着するタイプには限らず、プリンター1の筐体側に装着されてインク供給チューブを通じて記録ヘッド2側にインクを供給するタイプを採用することも可能である。   The introduction needle holder 14 is made of, for example, a synthetic resin, and a plurality of cartridge mounting portions 13 are provided on the upper surface thereof as shown in FIG. An ink introduction needle 12 is attached to each cartridge mounting portion 13 with the tip protruding upward. Inside the ink introduction needle 12, an introduction needle flow path 18 provided with a filter 17 for filtering ink and a gas chamber 16 communicating with the introduction needle flow path 18 are formed. The detailed configuration of the ink introduction needle 12 will be described later. In addition, these cartridge mounting portions 13 are mounted with ink cartridges 3 that store various inks (for example, cyan ink, magenta ink, yellow ink, and black ink). When the ink cartridge 3 is mounted on the cartridge mounting portion 13, the ink introduction needle 12 is inserted into the ink cartridge 3. Thereby, the ink storage space 3a in the ink cartridge 3 and the ink flow path in the recording head 2 communicate with each other via the introduction needle flow path 18, and the ink stored in the ink storage space 3a is transferred to the recording head 2. Introduced in. The ink cartridge 3 is not limited to the type that is mounted on the carriage 4 as in the present embodiment, but is the type that is mounted on the housing side of the printer 1 and supplies ink to the recording head 2 side through the ink supply tube. It is also possible to do.

また、上記カートリッジ装着部13とは反対側となるインク導入針12の下面には、複数のインク導入針12に対応して、記録ヘッド本体15に向けて管状の流路形成管19が複数形成されている。この流路形成管19の内部には、上流側で導入針流路18に連通し、下流側で後述するヘッドケース24のケース流路26と連通する連通流路19aが形成されている。本実施形態では、連通流路19aはケース流路26に向けて、副走査方向および主走査方向に傾斜している。   A plurality of tubular flow path forming tubes 19 are formed on the lower surface of the ink introduction needle 12 on the side opposite to the cartridge mounting portion 13 so as to correspond to the plurality of ink introduction needles 12 toward the recording head main body 15. Has been. Inside the flow path forming pipe 19, a communication flow path 19 a is formed which communicates with the introduction needle flow path 18 on the upstream side and communicates with a case flow path 26 of the head case 24 described later on the downstream side. In the present embodiment, the communication channel 19 a is inclined in the sub-scanning direction and the main scanning direction toward the case channel 26.

記録ヘッド本体15は、図3に示すように、ノズル21に連通するインク流路を形成する流路ユニット22と、流路内に圧力変動を生じさせる圧力発生手段を有する振動子ユニット23と、この子振動子ユニット23を内部に備えたヘッドケース24と、から構成されている。   As shown in FIG. 3, the recording head main body 15 includes a flow path unit 22 that forms an ink flow path that communicates with the nozzles 21, a vibrator unit 23 that includes pressure generation means that generates pressure fluctuations in the flow path, The head case 24 is provided with the child vibrator unit 23 therein.

ヘッドケース24は、中空箱体状部材であり、その上面には、導入針ホルダー14が装着されている。また、導入針ホルダー14とは反対側の下面には、ノズルプレート28(後述)を露出させた状態で流路ユニット22が固定されている。さらに、ヘッドケース24の内部には、振動子ユニット23を収容するための収容空部25と、上流側(導入針ホルダー14側)からのインクをリザーバー32に供給するためのケース流路26と、がその高さ方向を貫通して形成されている。ケース流路26は、複数のリザーバー32に対応して複数形成されており、その上端が連通流路19aと、下端がインク導入口37(後述)を介してリザーバー32とそれぞれ液密に連通している。   The head case 24 is a hollow box-like member, and the introduction needle holder 14 is mounted on the upper surface thereof. A flow path unit 22 is fixed to the lower surface opposite to the introduction needle holder 14 with a nozzle plate 28 (described later) exposed. Further, inside the head case 24, an accommodation space 25 for accommodating the transducer unit 23, a case flow path 26 for supplying ink from the upstream side (introduction needle holder 14 side) to the reservoir 32, and Are formed through the height direction. A plurality of case passages 26 are formed corresponding to the plurality of reservoirs 32, and the upper ends thereof communicate with the reservoirs 32 via a communication passage 19a and the lower ends thereof via an ink introduction port 37 (described later), respectively. ing.

次に、流路ユニット22について説明する。流路ユニット22は、ヘッドケース24の下側(記録紙6側)に取り付けられる薄板状の部材である。この流路ユニット22は、ノズルプレート28、流路形成基板29、及び振動板30から構成され、ノズルプレート28を流路形成基板29の一方の表面に、振動板30をノズルプレート28とは反対側となる流路形成基板29の他方の表面にそれぞれ配置して積層し、接着等により一体化することで構成されている。   Next, the flow path unit 22 will be described. The flow path unit 22 is a thin plate-like member attached to the lower side (recording paper 6 side) of the head case 24. The flow path unit 22 includes a nozzle plate 28, a flow path forming substrate 29, and a vibration plate 30. The nozzle plate 28 is on one surface of the flow path forming substrate 29, and the vibration plate 30 is opposite to the nozzle plate 28. It is configured by arranging and laminating each other on the other surface of the flow path forming substrate 29 on the side, and integrating them by adhesion or the like.

記録ヘッド2の底面に配置されるノズルプレート28は、ドット形成密度に対応したピッチ(例えば、180dpi)で複数のノズル21を主走査方向に沿って開設した薄い金属板である。また、ノズル21は、ノズルプレート28に対して軸が垂直となるように形成されて内径が一定のストレート部と、流路形成基板29側から流路形成基板29とは反対側(記録紙6側)に向けて内径が縮径したテーパー部と、を有している。テーパー部の一端は、ノズルプレート28における流路形成基板29側の面に開口し、テーパー部の他端はノズルプレート28厚さ方向の途中に位置する。ストレート部の一端は、テーパー部の他端と連通し、ストレート部の他端はノズルプレート28における記録紙6側の面に開口している。そして、このストレート部にメニスカスが形成されている。さらに、本実施形態では、例えば、180個のノズル21を列状に開設し、これらのノズル21によってノズル列を構成している。   The nozzle plate 28 disposed on the bottom surface of the recording head 2 is a thin metal plate in which a plurality of nozzles 21 are opened along the main scanning direction at a pitch (for example, 180 dpi) corresponding to the dot formation density. Further, the nozzle 21 is formed so that the axis is perpendicular to the nozzle plate 28 and has a constant inner diameter, and from the flow path forming substrate 29 side to the opposite side of the flow path forming substrate 29 (recording paper 6 And a tapered portion whose inner diameter is reduced toward the side. One end of the taper portion opens in the surface of the nozzle plate 28 on the flow path forming substrate 29 side, and the other end of the taper portion is located in the middle of the nozzle plate 28 thickness direction. One end of the straight portion communicates with the other end of the taper portion, and the other end of the straight portion opens on the surface of the nozzle plate 28 on the recording paper 6 side. And the meniscus is formed in this straight part. Further, in the present embodiment, for example, 180 nozzles 21 are opened in a row, and these nozzles 21 constitute a nozzle row.

流路形成基板29は、リザーバー32、インク供給口33、及び圧力室34からなる一連の流路を形成する板状部材である。具体的には、この流路形成基板29は、各ノズル21に対応させて圧力室34となる空部を隔壁で区画した状態で複数形成すると共に、インク供給口33およびリザーバー32となる空部を形成した板状の部材である。そして、本実施形態の流路形成基板29は、シリコンウェハーをエッチング処理することで作製されている。上記の圧力室34は、ノズル列方向に対して直交する方向に細長い室として形成され、インク供給口33は、圧力室34とリザーバー32との間を連通する流路幅の狭い狭窄部として形成されている。また、リザーバー32は、インクカートリッジ3に貯留されたインクを各圧力室34に供給するための室であり、インク供給口33を通じて対応する各圧力室34に連通している。なお、本実施形態では、インク導入針12の導入針流路18から、連通流路19a、ケース流路26、インク導入口37、リザーバー32、およびインク供給口33を介して圧力室34に至る一連のインク流路が本発明の液体流路に相当する。   The flow path forming substrate 29 is a plate-like member that forms a series of flow paths including a reservoir 32, an ink supply port 33, and a pressure chamber 34. Specifically, the flow path forming substrate 29 is formed with a plurality of empty portions corresponding to the respective nozzles 21 in a state where the pressure chambers 34 are partitioned by partition walls, and the empty portions serving as the ink supply ports 33 and the reservoirs 32. It is the plate-shaped member which formed. The flow path forming substrate 29 of the present embodiment is manufactured by etching a silicon wafer. The pressure chamber 34 is formed as a long and narrow chamber in a direction perpendicular to the nozzle row direction, and the ink supply port 33 is formed as a narrowed portion having a narrow channel width communicating between the pressure chamber 34 and the reservoir 32. Has been. The reservoir 32 is a chamber for supplying ink stored in the ink cartridge 3 to each pressure chamber 34, and communicates with the corresponding pressure chamber 34 through the ink supply port 33. In this embodiment, from the introduction needle channel 18 of the ink introduction needle 12 to the pressure chamber 34 via the communication channel 19a, the case channel 26, the ink introduction port 37, the reservoir 32, and the ink supply port 33. A series of ink flow paths corresponds to the liquid flow path of the present invention.

振動板30は、ステンレス鋼等の金属製の支持板35上にPPS(ポリフェニレンサルファイド)等の樹脂フィルム36をラミネート加工した二重構造の複合板材である。この振動板30には、上下方向に貫通させたインク導入口37を各リザーバー32に対応して複数開設しており、リザーバー32とケース流路26を繋げている。また、振動板30の圧力室34に対応する部分には、圧力室34の一方の開口面を封止してこの圧力室34の容積を変動させるためのダイヤフラム部38を有している。ダイヤフラム部38は、圧力室34に対応した部分の支持板35にエッチング加工を施し、当該部分を環状に除去して後述する圧電振動子44の自由端部の先端を接合するための島部39を形成することで構成されている。この島部39は、圧力室34の平面形状と同様に、ノズル列方向と直交する方向に細長いブロック状であり、この島部39の周りの樹脂フィルム36が弾性体膜として機能する。さらに、振動板30のリザーバー32に対応する部分には、リザーバー32の一方の開口面を封止するコンプライアンス部40が形成されている。すなわち、コンプライアンス部40は、リザーバー32の開口形状に倣って支持板35がエッチング加工で除去されて樹脂フィルム36のみとなっている。   The diaphragm 30 is a composite plate material having a double structure in which a resin film 36 such as PPS (polyphenylene sulfide) is laminated on a metal support plate 35 such as stainless steel. A plurality of ink inlets 37 penetrating in the vertical direction are provided in the diaphragm 30 corresponding to the respective reservoirs 32, and the reservoirs 32 and the case flow paths 26 are connected. In addition, a portion corresponding to the pressure chamber 34 of the diaphragm 30 has a diaphragm portion 38 for sealing one opening surface of the pressure chamber 34 and changing the volume of the pressure chamber 34. The diaphragm portion 38 is an island portion 39 for etching the portion of the support plate 35 corresponding to the pressure chamber 34 and removing the portion in an annular shape to join the tip of the free end portion of the piezoelectric vibrator 44 described later. It is comprised by forming. Similar to the planar shape of the pressure chamber 34, the island portion 39 has a block shape elongated in a direction orthogonal to the nozzle row direction, and the resin film 36 around the island portion 39 functions as an elastic film. Furthermore, a compliance portion 40 that seals one opening surface of the reservoir 32 is formed in a portion corresponding to the reservoir 32 of the vibration plate 30. That is, in the compliance portion 40, the support plate 35 is removed by etching according to the opening shape of the reservoir 32, and only the resin film 36 is formed.

次に、振動子ユニット23について説明する。振動子ユニット23は、複数の圧電振動子44(圧力発生手段の一種)からなる圧電振動子群42、フレキシブルケーブル43(配線部材)等から構成されている。圧電振動子群42を構成する圧電振動子44は、縦方向に細長い櫛歯状に形成されており、数十μm程度の極めて細い幅に切り分けられている。そして、この圧電振動子44は縦方向に伸縮可能な縦振動型の圧電振動子44として構成されている。各圧電振動子44は、固定端部を固定板45上に接合することにより、自由端部を固定板45の先端縁よりも外側に突出させて所謂片持ち梁の状態で固定されている。そして、各圧電振動子44における自由端部の先端は、前述したように、それぞれ流路ユニット22におけるダイヤフラム部38を構成する島部39に接合される。また、各圧電振動子44を支持する固定板45は、圧電振動子44からの反力を受け止め得る剛性を備えた金属製の板材によって構成される。本実施形態では、厚さが1mm程度のステンレス鋼板によって作製されている。さらに、フレキシブルケーブル43は、一端が固定板45とは反対側となる固定端部の側面で圧電振動子44と電気的に接続され、他端が図示しない制御基板に接続されている。これにより、制御部からの信号を制御基板、フレキシブルケーブル43を介して圧電振動子44に送ることができ、圧電振動子44の伸縮を制御している。   Next, the vibrator unit 23 will be described. The vibrator unit 23 includes a piezoelectric vibrator group 42 composed of a plurality of piezoelectric vibrators 44 (a kind of pressure generating means), a flexible cable 43 (wiring member), and the like. The piezoelectric vibrators 44 constituting the piezoelectric vibrator group 42 are formed in a comb-teeth shape elongated in the vertical direction, and are cut into extremely thin widths of about several tens of μm. The piezoelectric vibrator 44 is configured as a longitudinal vibration type piezoelectric vibrator 44 that can expand and contract in the vertical direction. Each piezoelectric vibrator 44 is fixed in a so-called cantilever state by joining a fixed end portion onto a fixed plate 45 so that the free end portion protrudes outward from the tip edge of the fixed plate 45. Then, the distal end of the free end portion of each piezoelectric vibrator 44 is joined to the island portion 39 constituting the diaphragm portion 38 in the flow path unit 22 as described above. The fixed plate 45 that supports each piezoelectric vibrator 44 is made of a metal plate material having rigidity capable of receiving a reaction force from the piezoelectric vibrator 44. In this embodiment, it is made of a stainless steel plate having a thickness of about 1 mm. Further, the flexible cable 43 is electrically connected to the piezoelectric vibrator 44 at one side of the fixed end opposite to the fixed plate 45 and connected to a control board (not shown) at the other end. Accordingly, a signal from the control unit can be sent to the piezoelectric vibrator 44 via the control board and the flexible cable 43, and the expansion and contraction of the piezoelectric vibrator 44 is controlled.

このように構成された記録ヘッド2では、島部39に圧電振動子44の先端面が接合されているので、この圧電振動子44の自由端部を伸縮させることで圧力室34の容積を変動させることができる。この容積変動に伴って圧力室34内のインクに圧力変動が生じる。そして、記録ヘッド2は、この圧力変動を利用して、圧力室34内のインクをノズル21からインク滴として噴射(吐出)させる。   In the recording head 2 configured as described above, the tip surface of the piezoelectric vibrator 44 is joined to the island portion 39, so that the volume of the pressure chamber 34 is changed by expanding and contracting the free end of the piezoelectric vibrator 44. Can be made. As the volume changes, pressure fluctuations occur in the ink in the pressure chamber 34. The recording head 2 uses this pressure fluctuation to eject (discharge) ink in the pressure chamber 34 from the nozzle 21 as ink droplets.

次に、インク導入針12の構成について説明する。図4(a)に示すように、インク導入針12は、内部空間を導入針流路18および気体室16とした部材である。本実施形態では、導入針ホルダー14に取り付けられる中空針状の針部材47と、その下方の部分(針部材47に対応する導入針ホルダー14の上面)と、が一体となってインク導入針12を形成している。針部材47は、内部に上流側フィルター室52(後述)を有し、下流側(フィルター17側)に向かって拡径(拡大)した略円錐形の拡径部47a(本発明における拡大部に相当)と、拡径部47aの上部に形成された円筒部47bと、円筒部47bの先端において先細り形状に形成された円錐形状の尖端部47cと、上流側フィルター室52(すなわち、フィルター室51のフィルター17よりも重力方向の上方)と連通する気体室16を内部に有する立方体状の気体室部47dと、を有しており、尖端部47cにインク導入針12の外部と内部とを連通(インク貯留空間3aと後述する貫通路49とを連通)する導入孔48が複数開設されている。また、針部材47の尖端部47cおよび円筒部47bの内部には、上端部が導入孔48の下端部(下流側)に連通する貫通路49が形成されている。   Next, the configuration of the ink introduction needle 12 will be described. As shown in FIG. 4A, the ink introduction needle 12 is a member having an internal space as an introduction needle flow path 18 and a gas chamber 16. In the present embodiment, the hollow needle-like needle member 47 attached to the introduction needle holder 14 and the lower portion thereof (the upper surface of the introduction needle holder 14 corresponding to the needle member 47) are integrated with each other. Is forming. The needle member 47 has an upstream filter chamber 52 (described later) inside, and has a substantially conical diameter-enlarged portion 47a that is expanded (enlarged) toward the downstream side (filter 17 side). Equivalent), a cylindrical portion 47b formed at the upper portion of the enlarged diameter portion 47a, a conical pointed portion 47c formed in a tapered shape at the tip of the cylindrical portion 47b, and the upstream filter chamber 52 (that is, the filter chamber 51). A cubic gas chamber portion 47d having a gas chamber 16 communicating with the filter 17 above the filter 17), and the tip 47c communicates the outside and the inside of the ink introduction needle 12 with each other. A plurality of introduction holes 48 for establishing communication between the ink storage space 3a and a through passage 49 described later are provided. Further, a through passage 49 is formed in the pointed portion 47 c and the cylindrical portion 47 b of the needle member 47 so that the upper end portion communicates with the lower end portion (downstream side) of the introduction hole 48.

貫通路49の下端部には、導入針流路18内のインクを濾過して異物や気泡等を除去するためのフィルター17を備えたフィルター室51が連通している。本実施形態のフィルター17は、細かな網目を有する金属製の平板状網材からなり、通過するインク内の気体(気泡b)やその他の異物を補足する。フィルター室51は、貫通路49との連通口である上流側連通口52aからフィルター17に向けて内径(内法)を次第に拡径(拡大)させた上流側フィルター室52と、これとフィルター17を挟んで反対側(下流側)に位置し、フィルター17から下端部に連通する連通流路19aとの連通口である下流側連通口53aに向けて内径(内法)を次第に縮径させた下流側フィルター室53と、から構成されている。このように、インク導入針12の内部には、導入孔48、貫通路49、上流側フィルター室52、および、下流側フィルター室53によって一連の導入針流路18が構成されている。したがって、インク導入針12の尖端部47cをインクカートリッジ3の内部に挿入すると、インク貯留空間3a内のインクが、導入針流路18を通じて連通流路19aに送られる。なお、本実施形態では、貫通路49と連通流路19aとは、フィルター17に対する平面視において、開口中心が揃えられている。   A filter chamber 51 including a filter 17 for filtering the ink in the introduction needle channel 18 to remove foreign matters, bubbles, and the like communicates with the lower end portion of the through passage 49. The filter 17 of the present embodiment is made of a metal flat mesh material having a fine mesh, and supplements gas (bubbles b) and other foreign matters in the ink passing therethrough. The filter chamber 51 includes an upstream filter chamber 52 in which an inner diameter (inner method) is gradually expanded (enlarged) from the upstream communication port 52 a that is a communication port with the through passage 49 toward the filter 17, and the filter 17 The inner diameter (inner method) was gradually reduced toward the downstream communication port 53a, which is located on the opposite side (downstream side) with the filter 17 and communicated with the communication channel 19a communicating with the lower end portion from the filter 17. A downstream filter chamber 53. As described above, a series of introduction needle flow paths 18 are constituted by the introduction hole 48, the through passage 49, the upstream filter chamber 52, and the downstream filter chamber 53 inside the ink introduction needle 12. Therefore, when the pointed end 47 c of the ink introduction needle 12 is inserted into the ink cartridge 3, the ink in the ink storage space 3 a is sent to the communication flow path 19 a through the introduction needle flow path 18. In the present embodiment, the through-channel 49 and the communication channel 19 a have the same opening center in plan view with respect to the filter 17.

気体室16は、その下部を拡径部47aの内面における上流側フィルター室52の上流側の部分に連通し、この連通口からインクを導入して途中の位置までインクで満たすと共に、浮力により上昇してきたインク内の気泡bを、連通口を通して捕集(収容)している。このため、気体室16内の重力方向の上側には、気体層aが形成される。そして、気体室16の天井面(重力方向の上側の面)には、気体層aの気体の量を調節可能な逆止弁57、ポンプ60および通気管56から構成される気体量調整機構55(本発明における気体量調節手段)を備えている。   The lower portion of the gas chamber 16 communicates with the upstream portion of the upstream filter chamber 52 on the inner surface of the enlarged-diameter portion 47a. The ink is introduced from this communication port to fill the middle position with ink, and rises by buoyancy. The bubbles b in the ink thus collected are collected (accommodated) through the communication port. For this reason, the gas layer a is formed on the upper side in the gravity direction in the gas chamber 16. A gas amount adjusting mechanism 55 including a check valve 57, a pump 60, and a vent pipe 56 that can adjust the amount of gas in the gas layer a is provided on the ceiling surface (the upper surface in the direction of gravity) of the gas chamber 16. (Gas amount adjusting means in the present invention).

本実施形態の気体量調整機構55は、図4(b)に示すように、気体室16の天井面の一側(図4(b)における左側)に連通し、正圧に設定された加圧側通気管56aと、気体室16の天井面の他側(図4(b)における右側)に連通し、負圧に設定された減圧側通気管56bと、加圧側通気管56aの下側(気体室16側)に設けられた第1逆止弁57aと、減圧側通気管56bの下側(気体室16側)に設けられた第2逆止弁57bと、インクよりも比重が軽く、インク液面(気体室16内における気体層aとの境界面)に浮くフロート61と、により構成される。第1逆止弁57aは、加圧側通気管56aの通路の幅を狭めた第1狭窄部63と、第1狭窄部63の上方において、この第1狭窄部63を塞ぐ第1蓋部64(弁体)と、一端が第1蓋部64に固定され、他端がフロート61に固定された第1バネ65(引張バネ)と、から構成される。また、第2逆止弁57bは、減圧側通気管56bの通路の幅を狭めた第2狭窄部67と、第2狭窄部67の下方において、この第2狭窄部67を塞ぐ第2蓋部68(弁体)と、一端が第2蓋部68に固定され、他端がフロート61に固定された第2バネ69(圧縮バネ)と、から構成される。なお、加圧側通気管56aおよび負圧側通気管はそれぞれポンプを備えており、これらのポンプによって加圧側通気管56aを正圧に、減圧側通気管56bを負圧にそれぞれ設定している。   As shown in FIG. 4 (b), the gas amount adjusting mechanism 55 of the present embodiment communicates with one side of the ceiling surface of the gas chamber 16 (the left side in FIG. 4 (b)) and is adjusted to a positive pressure. The pressure side vent pipe 56a communicates with the other side of the ceiling surface of the gas chamber 16 (the right side in FIG. 4 (b)), and the decompression side vent pipe 56b set to a negative pressure and the lower side of the pressurization side vent pipe 56a ( The first check valve 57a provided on the gas chamber 16 side), the second check valve 57b provided on the lower side (gas chamber 16 side) of the decompression side vent pipe 56b, and the specific gravity lighter than the ink, And a float 61 floating on the ink liquid surface (boundary surface with the gas layer a in the gas chamber 16). The first check valve 57a includes a first constricted portion 63 in which the width of the passage of the pressure side vent pipe 56a is narrowed, and a first lid portion 64 (blocking the first constricted portion 63 above the first constricted portion 63 ( And a first spring 65 (tensile spring) having one end fixed to the first lid portion 64 and the other end fixed to the float 61. The second check valve 57b includes a second constricted portion 67 in which the width of the passage of the decompression side vent pipe 56b is narrowed, and a second lid portion that closes the second constricted portion 67 below the second constricted portion 67. 68 (valve element) and a second spring 69 (compression spring) having one end fixed to the second lid 68 and the other end fixed to the float 61. Note that the pressurization side vent pipe 56a and the negative pressure side vent pipe each have a pump, and these pumps set the pressurization side vent pipe 56a to a positive pressure and the decompression side vent pipe 56b to a negative pressure, respectively.

気体量調整機構55をこのように構成することにより、気体室16内のインクの液面の変化、即ち、気体の体積の変化によるフロート61の変位(上昇または下降)が、第1バネ65または第2バネ69を介して第1蓋部64または第2蓋部68に伝達されて、第1逆止弁57aおよび第2逆止弁57bを開閉することができる。以下、この点について説明する。   By configuring the gas amount adjusting mechanism 55 in this way, a change in the liquid level of the ink in the gas chamber 16, that is, a displacement (up or down) of the float 61 due to a change in the volume of the gas causes the first spring 65 or The first check valve 57a and the second check valve 57b can be opened and closed by being transmitted to the first lid portion 64 or the second lid portion 68 via the second spring 69. Hereinafter, this point will be described.

気体室16内の気体層aの量が一定の範囲内である場合、図4(b)に示すように、加圧側通気管56aが正圧であり、また、第1バネ65による付勢力(下方に引張する力)が作用するため、第1蓋部64が第1狭窄部63側に押圧される(図4(b)における下向き矢印)。同様に、減圧側通気管56bが負圧であり、また、第2バネ69による付勢力(上方に押圧する力)が作用するため、第2蓋部68が第2狭窄部67側に押圧される(図4(b)における上向き矢印)。このため、第1蓋部64および第2蓋部68が第1狭窄部63および第2狭窄部67の縁にそれぞれ当接する。これにより、加圧側通気管56aおよび減圧側通気管56bにおける気体の通過が阻止されて、いずれも閉弁状態となる。一方、導入針流路18(上流側フィルター室52)内のインクに混入した気泡bが、気体室16内に導入されていくと、当該気体室16内の気体層aの量が次第に増加することで気体室16内のインクの液面が下降する。これに伴い、第1バネ65の付勢力に抗してフロート61が下降すると、第2バネ69に固定された第2蓋部68が下降し、これにより、第2蓋部68が第2狭窄部67の縁から離れて第2逆止弁57bが開状態になる。この状態では、減圧側通気管56bが負圧に設定されているため、気体室16内の気体が排出される。これに伴って液面が上昇し、フロート61も上昇する。その結果、第2バネ69に固定された第2蓋部68が上昇し、第2蓋部68が第2狭窄部67の縁に当接して第2逆止弁57bが閉状態に復帰する。   When the amount of the gas layer a in the gas chamber 16 is within a certain range, as shown in FIG. 4B, the pressure side vent pipe 56a is at a positive pressure, and the urging force ( The first lid portion 64 is pressed toward the first constricted portion 63 side (downward arrow in FIG. 4B). Similarly, the pressure reducing side vent pipe 56b has a negative pressure, and an urging force (force to press upward) by the second spring 69 acts, so that the second lid portion 68 is pressed toward the second constricted portion 67 side. (Upward arrow in FIG. 4B). For this reason, the 1st cover part 64 and the 2nd cover part 68 contact | abut to the edge of the 1st constriction part 63 and the 2nd constriction part 67, respectively. Thereby, the passage of gas in the pressurizing side vent pipe 56a and the decompression side vent pipe 56b is blocked, and both are closed. On the other hand, when the bubbles b mixed in the ink in the introduction needle channel 18 (upstream filter chamber 52) are introduced into the gas chamber 16, the amount of the gas layer a in the gas chamber 16 gradually increases. As a result, the ink level in the gas chamber 16 is lowered. Along with this, when the float 61 descends against the urging force of the first spring 65, the second lid portion 68 fixed to the second spring 69 descends, whereby the second lid portion 68 becomes the second constriction. The second check valve 57b is opened away from the edge of the portion 67. In this state, since the decompression side vent pipe 56b is set to a negative pressure, the gas in the gas chamber 16 is discharged. Along with this, the liquid level rises and the float 61 also rises. As a result, the second lid portion 68 fixed to the second spring 69 rises, the second lid portion 68 contacts the edge of the second constricted portion 67, and the second check valve 57b returns to the closed state.

また、上流側フィルター室52内の気体が、インクに溶解したり或いは気体室部47dの壁面から外部に抜けたりすることにより、気体室16内の気体層aの量が減少した場合、当該気体室16内の気体の量が次第に減少することで気体室16内のインクの液面が上昇する。これに伴い、第2バネ69の付勢力に抗してフロート61が上昇すると、第1バネ65に固定された第1蓋部64が上昇し、これにより、第1蓋部64が第1狭窄部63の縁から離れて第1逆止弁57aが開状態になる。この状態では、加圧側通気管56aが正圧に設定されているため、気体室16内に気体が導入される。これに伴って液面が下降し、フロート61も下降する。その結果、第1バネ65に固定された第1蓋部64が下降し、第1蓋部64が第1狭窄部63の縁に当接して第1逆止弁57aが閉状態に復帰する。   In addition, when the amount of the gas layer a in the gas chamber 16 decreases due to the gas in the upstream filter chamber 52 being dissolved in the ink or being discharged outside from the wall surface of the gas chamber portion 47d, the gas As the amount of gas in the chamber 16 gradually decreases, the ink level in the gas chamber 16 rises. Along with this, when the float 61 rises against the urging force of the second spring 69, the first lid portion 64 fixed to the first spring 65 rises, whereby the first lid portion 64 becomes the first constriction. The first check valve 57a is opened away from the edge of the portion 63. In this state, since the pressurized side vent pipe 56a is set to a positive pressure, gas is introduced into the gas chamber 16. Along with this, the liquid level descends and the float 61 also descends. As a result, the first lid portion 64 fixed to the first spring 65 is lowered, the first lid portion 64 comes into contact with the edge of the first constricted portion 63, and the first check valve 57a returns to the closed state.

このように、インク導入針12の内部に、液体流路内のインクを濾過するフィルター17を備えたフィルター室51を形成し、該フィルター室51のフィルター17よりも重力方向の上方に、内部に気体を貯留した気体室16を形成し、当該気体室16とフィルター室51とを連通させたので、インクカートリッジ3をインク導入針12に挿入する際に発生するインクカートリッジ3の振動(揺動)や、インクカートリッジ3をインク導入針12に挿入した後のインクカートリッジ3に加わる外的作用(衝撃)等により、インク導入針12に急激な圧力変動が発生したとしても、気体室16内に貯留した気体によって圧力変動を緩和(吸収)することができ、この圧力変動がノズル21に伝播することを抑制することができる。また、可撓性の膜等を介さず直接気体によって圧力変動を緩和できるため、より急激な圧力変動にも対応することができる。これにより、ノズル21に形成されているメニスカスが破壊されることを防止でき、インクの噴射(吐出)不良を防止できる。また、フィルター17よりも重力方向の上方に気体室16を形成したので、フィルター17によって補足された後、浮力によって上昇した気泡bを気体室16内に収容することができ、確実にインクに混入した気泡bを回収することができる。そして、インクが導入されるインク導入針12に気体室16を形成したので、内部の液体流路に連通する気体室を形成する場合に比べて、容易に気体室を形成でき、また、気体室の形状や大きさの自由度も高い。   As described above, the filter chamber 51 including the filter 17 for filtering the ink in the liquid flow path is formed inside the ink introduction needle 12, and the filter chamber 51 has a filter chamber 51 above the filter 17 in the gravity direction. Since the gas chamber 16 storing the gas is formed and the gas chamber 16 and the filter chamber 51 are communicated with each other, the vibration (oscillation) of the ink cartridge 3 generated when the ink cartridge 3 is inserted into the ink introduction needle 12. Even if a sudden pressure fluctuation occurs in the ink introduction needle 12 due to an external action (impact) applied to the ink cartridge 3 after the ink cartridge 3 is inserted into the ink introduction needle 12, it is stored in the gas chamber 16. The pressure fluctuation can be relaxed (absorbed) by the gas, and the propagation of the pressure fluctuation to the nozzle 21 can be suppressed. Further, since pressure fluctuation can be alleviated by gas directly without using a flexible film or the like, it is possible to cope with more rapid pressure fluctuation. Thereby, it is possible to prevent the meniscus formed in the nozzle 21 from being destroyed, and it is possible to prevent ink ejection (discharge) failure. In addition, since the gas chamber 16 is formed above the filter 17 in the direction of gravity, the bubbles b that have been lifted by buoyancy after being captured by the filter 17 can be accommodated in the gas chamber 16 and reliably mixed into the ink. The bubble b can be collected. Since the gas chamber 16 is formed in the ink introduction needle 12 into which ink is introduced, the gas chamber can be formed more easily than in the case where the gas chamber communicating with the internal liquid flow path is formed. The degree of freedom of shape and size is also high.

また、本実施形態では、気体室16に、該気体室16内の気体の量を調節可能な気体量調節機構を備えたので、気体室16内の気体がインク内に溶け込む等により減少して、衝撃緩和効果が減少することを防止できる。また、インクに混入した気泡bが、気体室16の収容許容量を超えて気体室16から気泡bが溢れ出すことを防止できる。さらに、フィルター室51は、上流側連通口52aからフィルター17に向けて内径を次第に拡径させた拡径部47aを形成したので、フィルター17によって捕らえた一部の気泡bを、拡径部47aの内面に沿って上方に誘導させることができ、そこに開口した気体室16に気泡bを誘導させて、気泡bを気体室16内に収容し易くすることができる。また、フィルター17を比較的大きくでき、通過するインクの流路抵抗を下げることができる。これにより、スムーズにインクを流すことができる。また、気体室16は、拡径部47aにおけるフィルター17よりも上流側の部分に連通したので、より上流側において気泡bを収集することができ、気泡bを気体室16内に一層収容し易くすることができる。   Further, in this embodiment, the gas chamber 16 is provided with a gas amount adjusting mechanism capable of adjusting the amount of gas in the gas chamber 16, so that the gas in the gas chamber 16 is reduced by being dissolved in the ink or the like. It is possible to prevent the impact relaxation effect from decreasing. Further, it is possible to prevent the bubble b mixed in the ink from exceeding the allowable amount of the gas chamber 16 and overflowing from the gas chamber 16. Further, since the filter chamber 51 is formed with the enlarged diameter portion 47a having the inner diameter gradually enlarged from the upstream communication port 52a toward the filter 17, a part of the bubbles b caught by the filter 17 are expanded. The gas b can be guided upward along the inner surface of the gas, and the bubble b can be guided to the gas chamber 16 opened there, so that the bubble b can be easily accommodated in the gas chamber 16. Further, the filter 17 can be made relatively large, and the flow path resistance of the ink passing therethrough can be lowered. Thereby, ink can be smoothly flowed. Moreover, since the gas chamber 16 communicated with the upstream portion of the enlarged-diameter portion 47a relative to the filter 17, the air bubbles b can be collected on the upstream side, and the air bubbles b can be more easily accommodated in the gas chamber 16. can do.

ところで、上記第1の実施形態では、フィルター17に対する平面視において、上流側連通口52aの開口中心と下流側連通口53aの開口中心とを揃えたが、これには限られない。例えば、図5に示す、第2の実施形態では、フィルター17に対する平面視において、上流側連通口52aの開口中心を下流側連通口53aの開口中心から外れた位置に配置している。さらに、本実施形態では、貫通路49をノズル21とは反対側(ノズル21から離れる側)に、連通流路19aをノズル21側に、ノズル列に対して垂直な方向へ相対的にずらして配置している。また、上流側フィルター室52は、一側端部(図5における左側端部)の内面を貫通路49の内面と揃えて鉛直方向(貫通路49の延伸方向)下側に延在させると共に、その他の面をフィルター17に向けて拡径させている。一方、下流側フィルター室53は、他側端部(図5における右側端部)の内面を連通流路19aの内面と揃えて鉛直方向(連通流路19aの延伸方向)下側に延在させると共に、その他の面をフィルター17に向けて拡径させている。このため、拡径部47aの上部の面が、上流側連通口52aと下流側連通口53aとの間に形成される。そして、気体室16は、この拡径部47aにおける上流側フィルター室52の上流側の部分に連通している。なお、その他の構成は、第1の実施形態と同じであるため、説明を省略する。   By the way, in the said 1st Embodiment, in the planar view with respect to the filter 17, although the opening center of the upstream communication port 52a and the opening center of the downstream communication port 53a were arrange | equalized, it is not restricted to this. For example, in the second embodiment shown in FIG. 5, the opening center of the upstream communication port 52 a is arranged at a position away from the opening center of the downstream communication port 53 a in a plan view with respect to the filter 17. Furthermore, in this embodiment, the through passage 49 is shifted to the opposite side (the side away from the nozzle 21) from the nozzle 21, and the communication channel 19a is shifted to the nozzle 21 side relatively in a direction perpendicular to the nozzle row. It is arranged. In addition, the upstream filter chamber 52 extends downward in the vertical direction (extending direction of the through passage 49) with the inner surface of one side end (left end in FIG. 5) aligned with the inner surface of the through passage 49, and The other surface is expanded toward the filter 17. On the other hand, the downstream filter chamber 53 extends downward in the vertical direction (extending direction of the communication channel 19a) with the inner surface of the other side end (right end in FIG. 5) aligned with the inner surface of the communication channel 19a. At the same time, the other surface is expanded toward the filter 17. For this reason, the upper surface of the enlarged diameter portion 47a is formed between the upstream communication port 52a and the downstream communication port 53a. The gas chamber 16 communicates with the upstream portion of the upstream filter chamber 52 in the enlarged diameter portion 47a. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted.

第2の実施形態では、このように構成したので、拡径部47aの内面に沿ってインクを流すことができる。そして、このインクの流れに沿った内面の上部に気体室16を連通することで、インクや気泡が気泡室16の下方を通りやすくなり、インクによって押し流される気泡bを浮力により気体室16内に収容し易くすることができる。   In the second embodiment, since it is configured as described above, ink can flow along the inner surface of the enlarged diameter portion 47a. Then, by communicating the gas chamber 16 with the upper part of the inner surface along the ink flow, ink and bubbles easily pass under the bubble chamber 16, and the bubbles b swept away by the ink enter the gas chamber 16 by buoyancy. It can be easily accommodated.

また、気体量調整機構55は、上記実施形態に限られない。気体室内の気体の量を調節可能であれば、どのような構成であっても良い。例えば、気体室内のインク面を探知するセンサーを設け、このセンサーによる計測値に応じて、通気管に設けた逆止弁を開閉すると共に、通気管内に設けたポンプにより気体室内の気体を導入または排出するように構成しても良い。   Further, the gas amount adjusting mechanism 55 is not limited to the above embodiment. Any configuration is possible as long as the amount of gas in the gas chamber can be adjusted. For example, a sensor for detecting the ink surface in the gas chamber is provided, and a check valve provided in the vent pipe is opened and closed according to a measurement value by the sensor, and a gas in the gas chamber is introduced by a pump provided in the vent pipe. You may comprise so that it may discharge | emit.

なお、以上の説明では、液体噴射ヘッドの一種である記録ヘッドを例に挙げて説明したが、本発明は、液体導入針を有する他の液体噴射ヘッドにも適用することができる。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ、FED(面発光ディスプレイ)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(生物化学素子)の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等にも本発明を適用することができる。   In the above description, a recording head which is a kind of liquid ejecting head has been described as an example, but the present invention can also be applied to other liquid ejecting heads having a liquid introduction needle. For example, a color material ejecting head used for manufacturing a color filter such as a liquid crystal display, an electrode material ejecting head used for forming an electrode such as an organic EL (Electro Luminescence) display, FED (surface emitting display), a biochip (biochemical element) The present invention can also be applied to bioorganic matter ejecting heads and the like used in the production of

1…プリンター,2…記録ヘッド,3…インクカートリッジ,12…インク導入針,17…フィルター,18…導入針流路,19a…連通流路,21…ノズル,26…ケース流路,34…圧力室,48…導入孔,49…貫通路,51…フィルター室,52…上流側フィルター室,55…気体量調整機構,56…通気管,57…逆止弁,60…ポンプ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Printer, 2 ... Recording head, 3 ... Ink cartridge, 12 ... Ink introduction needle, 17 ... Filter, 18 ... Introduction needle flow path, 19a ... Communication flow path, 21 ... Nozzle, 26 ... Case flow path, 34 ... Pressure 48, introduction hole, 49 ... through passage, 51 ... filter chamber, 52 ... upstream filter chamber, 55 ... gas amount adjusting mechanism, 56 ... vent pipe, 57 ... check valve, 60 ... pump

Claims (6)

液体が導入される液体導入部から液体流路を通じて圧力室側に液体を導入し、圧力発生手段の作動によって圧力室内の液体をノズルから液滴として噴射可能な液体噴射ヘッドであって、
前記液体導入部の内部に、前記液体流路内の液体を濾過するフィルターを備えたフィルター室を形成し、
該フィルター室の前記フィルターよりも重力方向の上方に、内部に気体を貯留した気体室を形成し、当該気体室と前記フィルター室とを連通させたことを特徴とする液体噴射ヘッド。
A liquid ejecting head capable of introducing a liquid from a liquid introducing portion into which a liquid is introduced to a pressure chamber through a liquid flow path, and ejecting the liquid in the pressure chamber as a droplet from a nozzle by operation of a pressure generating unit,
Forming a filter chamber provided with a filter for filtering the liquid in the liquid flow path inside the liquid introduction part,
A liquid ejecting head, wherein a gas chamber in which a gas is stored is formed above the filter in the gravity direction above the filter, and the gas chamber communicates with the filter chamber.
前記気体室に、該気体室内の気体の量を調節可能な気体量調節手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の液体噴射ヘッド。   The liquid ejecting head according to claim 1, wherein the gas chamber includes gas amount adjusting means capable of adjusting an amount of gas in the gas chamber. 前記フィルター室は、該フィルター室より上流側の流路との連通口である上流側連通口が開口され、該上流側連通口から前記フィルターに向けて内法を次第に拡大させた拡大部を形成したことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の液体噴射ヘッド。   The filter chamber has an upstream communication port which is a communication port with a flow channel upstream from the filter chamber, and forms an enlarged portion in which an internal method is gradually expanded from the upstream communication port toward the filter. The liquid ejecting head according to claim 1, wherein the liquid ejecting head is provided. 前記フィルター室は、該フィルター室より下流側の流路と連通する下流側連通口を有し、
当該下流側連通口の開口中心は、前記フィルターに対する平面視において、前記上流側連通口の開口中心から外れた位置に配置され、
前記気体室は、前記上流側連通口と前記下流側連通口との間における前記拡大部の内面に連通することを特徴とする請求項3に記載の液体噴射ヘッド。
The filter chamber has a downstream communication port communicating with a flow channel downstream from the filter chamber,
The opening center of the downstream communication port is disposed at a position away from the opening center of the upstream communication port in a plan view with respect to the filter,
The liquid ejecting head according to claim 3, wherein the gas chamber communicates with an inner surface of the enlarged portion between the upstream communication port and the downstream communication port.
前記気体室は、前記拡大部における前記フィルターよりも上流側の部分に連通することを特徴とする請求項3または請求項4に記載の液体噴射ヘッド。   5. The liquid ejecting head according to claim 3, wherein the gas chamber communicates with a portion of the enlarged portion upstream of the filter. 液体が導入される液体導入部から液体流路を通じて圧力室側に液体を導入し、圧力発生手段の作動によって圧力室内の液体をノズルから液滴として噴射可能な液体噴射装置であって、
前記液体導入部の内部に、前記液体流路内の液体を濾過するフィルターを備えたフィルター室を形成し、
該フィルター室の前記フィルターよりも重力方向の上方に、内部に気体を貯留した気体室を形成し、当該気体室と前記フィルター室とを連通させたことを特徴とする液体噴射装置。
A liquid ejecting apparatus capable of introducing a liquid from a liquid introducing portion into which a liquid is introduced to a pressure chamber through a liquid flow path, and ejecting the liquid in the pressure chamber as a droplet from a nozzle by operation of a pressure generating unit,
Forming a filter chamber provided with a filter for filtering the liquid in the liquid flow path inside the liquid introduction part,
A liquid ejecting apparatus comprising: a gas chamber in which gas is stored inside the filter chamber above the filter in a direction of gravity; and the gas chamber and the filter chamber communicate with each other.
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