JP2014051034A - Ink jet head and ink jet recorder - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink jet head capable of suppressing an ink discharge failure when ink temperature unevenness occurs due to heat from a driving IC chip.SOLUTION: A common liquid chamber forming member 120 is brought into contact with a holding member 102 for holding a pressure generation element, and comprises a common liquid chamber interlayer plate 121, a first common liquid chamber to which liquid is supplied, a second common liquid chamber for supplying the liquid from the first common liquid chamber to an individual liquid chamber, a common liquid chamber bulkhead that divides the first common liquid chamber and the second common liquid chamber, and a common liquid chamber substrate 122 where one side in a longitudinal direction of the common liquid chamber bulkhead is connected or integrated and at least one through flow channel is formed on the other side in the longitudinal direction. A high heat transmission member is brought into contact with at least one face of the driving IC chip, and at least one face of the high heat transmission member is brought into contact with the common liquid chamber interlayer plate 121.

Description

本発明は、インクジェットヘッドおよびインクジェット記録装置に関し、さらに詳しくは、インクの昇温による吐出不良防止のための構成に関する。   The present invention relates to an ink jet head and an ink jet recording apparatus, and more particularly to a configuration for preventing ejection failure due to temperature rise of ink.
画像形成装置の一つとして、キャリッジにインクジェットヘッドを搭載して、キャリッジを主走査方向に往復移動させながら、インクジェットヘッドからインク液滴を吐出し、記録媒体上に着弾させることにより画像パターンを形成するインクジェットプリンタ等のインクジェット記録装置がある。   As an image forming apparatus, an ink jet head is mounted on a carriage, and ink droplets are ejected from the ink jet head and landed on a recording medium while moving the carriage back and forth in the main scanning direction. There are inkjet recording apparatuses such as inkjet printers.
インクジェットプリンタは、インクジェットヘッドからインクの微小液滴を紙などの記録媒体上に吐出させて、画像を記録する装置である。なかでも、記録が必要な時のみインクの微小液滴を吐出する、オン・デマンド方式が現在主流になっている。   An ink jet printer is an apparatus that records an image by ejecting ink droplets onto a recording medium such as paper from an ink jet head. Among them, the on-demand method, which ejects minute ink droplets only when recording is necessary, is currently mainstream.
また、オン・デマンド方式には、微小液滴を吐出させるために設けられる液室内の圧力発生源により、圧電素子の変位により圧力室の圧力を高め、インクを吐出させる圧電式と、ヒータにより液室内のインク中に気泡を発生させ、インクを吐出させるサーマル方式とに区別される。
いずれの方式とも、インクジェットヘッドを駆動させるための駆動ICチップからの駆動信号で圧力発生源が作動し、ノズルからインク液滴を吐出して、記録媒体上に着弾させる。
In the on-demand method, the pressure generating source provided in the liquid chamber for discharging the fine droplets increases the pressure in the pressure chamber by the displacement of the piezoelectric element, and the liquid is discharged by the heater and the piezoelectric type. A distinction is made between the thermal method in which bubbles are generated in the ink in the room and the ink is ejected.
In either method, a pressure generation source is activated by a drive signal from a drive IC chip for driving an inkjet head, and ink droplets are ejected from nozzles to land on a recording medium.
近年、インクジェットヘッドにおける小型化・低コスト化の要求が一段と増している。それに応じて、駆動ICチップをインクジェットヘッドの中に挿入しようとしている。
そこで、インクジェットヘッドの小型化に関する問題に対しては、駆動ICチップをインクジェットヘッドの中にフリップチップボンディングする構成が提案されている(例えば、特許文献1)。
特許文献1では、駆動ICチップがアクチュエータ基板上の保持部材の間にフリップチップボンディングさせ、インクジェットヘッドを小型化する構成が開示されている。
In recent years, there has been an increasing demand for miniaturization and cost reduction in inkjet heads. In response, the drive IC chip is about to be inserted into the inkjet head.
In view of the problem related to the miniaturization of the ink jet head, a configuration in which a driving IC chip is flip-chip bonded to the ink jet head has been proposed (for example, Patent Document 1).
Patent Document 1 discloses a configuration in which a drive IC chip is flip-chip bonded between holding members on an actuator substrate to reduce the size of an inkjet head.
一方、駆動ICチップは、インクジェットヘッドに駆動信号を出力する際に、大きな電流が流れるため、駆動ICチップが発熱し、温度上昇することが知られている(例えば特許文献2)。
駆動ICチップから発生する熱は、共通液室形成基板を通して共通液室内のインクに伝達されインクの温度が上昇する。
温度が上昇した共通液室内のインクは、個別液室を通じてノズルから外部に吐出される。これにより、駆動ICチップから発生した熱は外部に放熱される。
On the other hand, it is known that a drive IC chip generates a large current when a drive signal is output to an inkjet head, so that the drive IC chip generates heat and rises in temperature (for example, Patent Document 2).
Heat generated from the driving IC chip is transmitted to the ink in the common liquid chamber through the common liquid chamber forming substrate, and the temperature of the ink rises.
The ink in the common liquid chamber whose temperature has risen is discharged from the nozzle to the outside through the individual liquid chamber. Thereby, the heat generated from the drive IC chip is radiated to the outside.
しかし、共通液室から個別液室へインクを供給するときには、インクタンクからの供給流路に近い位置の個別液室から遠い位置の個別液室まで順に供給するため、共通液室ではインクタンクから常温のインクが常に供給され、インク温度が常温の領域と、供給されたインクが各個別液室まで流れる際に駆動ICチップから発生する熱によって温度が上昇する比較的高温の領域とが存在する。
このようなインクの温度ムラは、インク粘度のムラを起こすため、ノズル間でインク吐出特性にバラツキが生じる。
However, when ink is supplied from the common liquid chamber to the individual liquid chamber, the ink is supplied in order from the individual liquid chamber located near the supply flow path from the ink tank to the individual liquid chamber located far from the ink tank. Normal temperature ink is always supplied, and there is a region where the ink temperature is normal temperature, and a relatively high temperature region where the temperature rises due to heat generated from the driving IC chip when the supplied ink flows to each individual liquid chamber. .
Such temperature unevenness of the ink causes unevenness of the ink viscosity, so that the ink discharge characteristics vary among the nozzles.
このような問題への対策として、インクジェットヘッドに装備されたインク消費量演算手段を用いて、駆動ICチップから一番離れたノズル列間に所定の温度差が生じたときのインク消費量を基準インク消費量とした場合のインク消費量に応じて印字開始時刻を調整することにより、駆動ICチップから発生する熱によるインク吐出バラツキを抑制する手段が提案されている(特許文献3参照)。   As a countermeasure to such a problem, the ink consumption when the predetermined temperature difference is generated between the nozzle rows farthest from the driving IC chip is used as a reference by using the ink consumption calculation means provided in the inkjet head. There has been proposed means for suppressing variations in ink ejection due to heat generated from the drive IC chip by adjusting the printing start time according to the ink consumption amount in the case of the ink consumption amount (see Patent Document 3).
しかしながら、特許文献1に記載された構成では、駆動ICチップの上面方向に、共通液室形成基板が設けられており、かつ駆動ICチップと共通液室形成基板に空隙があるため、駆動ICチップにおける温度上昇の抑制の効果が限定される。
一方、特許文献3に記載された構成では、インクジェットヘッドにインク消費量演算手段を備えなければならないため、インクジェットヘッドの小型化には限界がある。
また、駆動ICチップからの発熱によるインク吐出バラツキをノズル列ごと制御するため、同一ノズル列でのノズル間におけるインク温度ムラによる吐出バラツキの制御は困難である。さらに、ノズル列間の温度差によるインク吐出バラツキについては、印字時刻を遅延することにより制御するため、ノズル列間の温度差が生じることにより印字速度が遅くなるという懸念がある。
However, in the configuration described in Patent Document 1, the common liquid chamber forming substrate is provided in the upper surface direction of the driving IC chip, and there is a gap between the driving IC chip and the common liquid chamber forming substrate. The effect of suppressing the temperature rise is limited.
On the other hand, in the configuration described in Patent Document 3, there is a limit to miniaturization of the inkjet head because the inkjet head must be provided with an ink consumption calculation means.
Further, since the ink discharge variation due to heat generated from the drive IC chip is controlled for each nozzle row, it is difficult to control the discharge variation due to uneven ink temperature between nozzles in the same nozzle row. Furthermore, since the ink discharge variation due to the temperature difference between the nozzle rows is controlled by delaying the printing time, there is a concern that the printing speed becomes slow due to the temperature difference between the nozzle rows.
本発明の目的は、上記従来のインクジェットヘッドにおける問題に鑑み、駆動ICチップからの熱によるインクの温度ムラが発生した際のインク吐出不良を抑制することが可能なインクジェットヘッドおよびインクジェット記録装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an ink jet head and an ink jet recording apparatus capable of suppressing ink discharge failure when ink temperature unevenness occurs due to heat from a driving IC chip in view of the problems in the conventional ink jet head. There is to do.
上記課題を解決するための請求項1の本発明は、液滴状の液体を吐出する少なくとも一つのノズルと、該ノズルを並置したノズル列を少なくとも1列備えたノズル板と、隔壁によりノズル毎に対応して区画されてなる個別液室を形成された個別液室形成基板と、個別液室中に液体を押し込んで各ノズルから液体を吐出させる振動板に圧力発生素子および該圧力発生素子への駆動信号を送信する駆動ICチップを有するアクチュエータ基板と、前記圧力発生素子を保護するための保持部材と、前記個別液室に前記液体を供給するための共通液室が形成された共通液室形成基板が順に積層され、前記共通液室に前記液体を供給する液体供給孔が形成されたマニホールドおよび該マニホールドが挿入されたハウジングを備えたインクジェットヘッドであって、前記共通液室形成部材は、前記保持部材に当接させて設けられ、前記個別液室に前記液体を供給する貫通穴が形成された共通液室層間プレートと、液体供給孔から前記液体が供給される第1共通液室と、該第1共通液室からの前記液体を前記個別液室に供給する第2共通液室と、前記第1共通液室および前記第2共通液室を区分けする共通液室隔壁と、前記第1共通液室から前記第2共通液室に前記液体を供給するために前記共通液室隔壁の長手方向一方側が接続または一体化されるとともに長手方向他方側に少なくとも1つの貫通流路が形成された共通液室形成基板とにより構成され、前記駆動ICチップの少なくとも一面に高熱伝達部材が当接しており、前記高熱伝達部材の少なくとも一面が前記共通液室層間プレートに当接していることを特徴とするインクジェットヘッドにある。   According to a first aspect of the present invention for solving the above problem, at least one nozzle that discharges liquid droplets, a nozzle plate that includes at least one nozzle row in which the nozzles are juxtaposed, and a partition wall for each nozzle. A pressure generating element and a pressure generating element on the diaphragm for forming the individual liquid chamber formed in correspondence with the liquid chamber, and the diaphragm for pushing the liquid into the individual liquid chamber and discharging the liquid from each nozzle. A common liquid chamber formed with an actuator substrate having a driving IC chip for transmitting the driving signal, a holding member for protecting the pressure generating element, and a common liquid chamber for supplying the liquid to the individual liquid chamber An inkjet head comprising a manifold in which formation substrates are sequentially stacked and a liquid supply hole for supplying the liquid to the common liquid chamber is formed, and a housing in which the manifold is inserted The common liquid chamber forming member is provided in contact with the holding member, the common liquid chamber interlayer plate in which a through hole for supplying the liquid to the individual liquid chamber is formed, and the liquid supply hole from the liquid supply hole. A first common liquid chamber to which a liquid is supplied; a second common liquid chamber for supplying the liquid from the first common liquid chamber to the individual liquid chamber; the first common liquid chamber and the second common liquid chamber; A common liquid chamber partition that separates the first common liquid chamber from the first common liquid chamber, and one side in the longitudinal direction of the common liquid chamber partition is connected or integrated to supply the liquid to the second common liquid chamber. And a common liquid chamber forming substrate having at least one through channel formed on the side thereof, a high heat transfer member is in contact with at least one surface of the drive IC chip, and at least one surface of the high heat transfer member is the common liquid Abut against chamber interlayer plate In the ink-jet head, characterized in that is.
本発明によれば、駆動ICチップの少なくとも一面に高熱伝達部材が当接し、高熱伝達部材の少なくとも一面が共通液室層間プレートに当接していることにより高熱伝達部材に伝達された駆動ICチップの熱が共通液室層間プレートを介して共通液室形成基板内の液室を流れるインクに吸収されるので、各液室内でのインクの温度バランスを均衡化することができる。
これにより、温度バランスの違いによるインクの吐出特性が各ノズルにおいて不均一となるのを防止することが可能となる。
According to the present invention, the high heat transfer member is in contact with at least one surface of the drive IC chip, and at least one surface of the high heat transfer member is in contact with the common liquid chamber interlayer plate. Since heat is absorbed by the ink flowing through the liquid chamber in the common liquid chamber forming substrate via the common liquid chamber interlayer plate, the temperature balance of the ink in each liquid chamber can be balanced.
As a result, it is possible to prevent the ink ejection characteristics due to the difference in temperature balance from being non-uniform at each nozzle.
本発明を実施するための一実施形態に係るインクジェットヘッドを示す斜視図である。1 is a perspective view showing an inkjet head according to an embodiment for carrying out the present invention. 図1中、符号A−A’線に沿う断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ in FIG. 1. 図1中、符号B−B’で示す方向の矢視断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along arrow B-B ′ in FIG. 1. 図1に示したインクジェットヘッドの要部変形例を示す図2相当の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 2 illustrating a modification of the main part of the inkjet head illustrated in FIG. 1. 本発明を実施するための別の実施形態に係るインクジェットヘッドを示す図1相当の斜視図である。It is a perspective view equivalent to FIG. 1 which shows the inkjet head which concerns on another embodiment for implementing this invention. 図5中、符号B−B’で示す方向の矢視断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view taken along arrow B-B ′ in FIG. 5. 本発明を実施するためのさらに別の実施形態に係るインクジェットヘッドを説明するための図6相当の断面図である。It is sectional drawing equivalent to FIG. 6 for demonstrating the inkjet head which concerns on another embodiment for implementing this invention. 本発明を実施するための実施形態に係るインクジェットヘッドを用いるインクジェット記録装置の要部構成を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the principal part structure of the inkjet recording device using the inkjet head which concerns on embodiment for implementing this invention.
以下、図面により本発明を実施するための形態について説明する。
図1は、本発明を実施するための一実施形態を説明するインクジェットヘッドの分解斜視図であり、図2は図1のA−A’線に沿う断面図、図3は図1中、符号B−B’で示す方向の矢視断面図である。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an exploded perspective view of an inkjet head for explaining an embodiment for carrying out the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 1, and FIG. It is arrow sectional drawing of the direction shown by BB '.
図1に示すように、インクジェットヘッドは、符号X方向に延びるスリット状に形成されてインクなどの液体(以下、便宜上、インクと称する)を吐出させることができる複数のノズル1y、1m、1c、1kが形成されたノズル板2を備えている。   As shown in FIG. 1, the inkjet head is formed in a slit shape extending in the X direction, and has a plurality of nozzles 1y, 1m, 1c, which can eject a liquid such as ink (hereinafter referred to as ink for convenience). A nozzle plate 2 on which 1k is formed is provided.
図1においてノズル板2の上面側には、ノズル毎に設けられた個別液室3y、3m、3c、3kを形成された個別液室形成基板101と、個別液室3y、3m、3c、3k中にインクを押し込んで(圧力を加えて)各ノズルからインクを吐出させるためのアクチュエータ15y、15m、15c、15kを備えたアクチュエータ基板14が位置している。   In FIG. 1, on the upper surface side of the nozzle plate 2, an individual liquid chamber forming substrate 101 provided with individual liquid chambers 3y, 3m, 3c, 3k provided for each nozzle, and individual liquid chambers 3y, 3m, 3c, 3k. An actuator substrate 14 having actuators 15y, 15m, 15c, and 15k for ejecting ink from each nozzle by pushing ink into it (applying pressure) is located.
アクチュエータ15y、15m、15c、15kは、図2に示すように、下部電極11y、11m、11c、11k(図2では、図1に示した断面位置の関係で符号11y、11mのみが示されている)、圧電素子などの圧力発生素子12y、12m、12c、12k(図2では、図1に示した断面位置の関係で符号12y、12mのみが示されている)、および上部電極13y、13m、13c、13k(図2では、図1に示した断面位置の関係で符号13y、13mのみが示されている)を備えている。   As shown in FIG. 2, the actuators 15y, 15m, 15c, and 15k have lower electrodes 11y, 11m, 11c, and 11k (in FIG. 2, only the reference numerals 11y and 11m are shown because of the cross-sectional positions shown in FIG. Pressure generating elements 12y, 12m, 12c, and 12k (piezoelectric elements, etc., in FIG. 2, only reference numerals 12y and 12m are shown in relation to the cross-sectional positions shown in FIG. 1), and upper electrodes 13y and 13m 13c, 13k (in FIG. 2, only reference numerals 13y, 13m are shown in relation to the cross-sectional positions shown in FIG. 1).
アクチュエータ15y、15m、15c、15kは、後述する第2共通液室126y、126m、126c、126k(図2参照)からインクを供給される個別液室3y、3m、3c、3kの一部(天井面)を構成する振動板に設けられている。
圧力発生素子12y、12m、12c、12kは、後述する駆動ICチップ105a、105b、105c、105dに対して図示しない駆動配線回路を介して接続されて駆動信号が入力されるようになっている。
Actuators 15y, 15m, 15c, and 15k are parts (ceilings) of individual liquid chambers 3y, 3m, 3c, and 3k to which ink is supplied from second common liquid chambers 126y, 126m, 126c, and 126k (see FIG. 2) described later. Surface).
The pressure generating elements 12y, 12m, 12c, and 12k are connected to drive IC chips 105a, 105b, 105c, and 105d, which will be described later, via a drive wiring circuit (not shown), and drive signals are input.
駆動ICチップ105a、105b、105c、105dは、各アクチュエータ15y、15m、15c、15kと対応させてアクチュエータ基板14にそれぞれ設けられている。   The driving IC chips 105a, 105b, 105c, and 105d are provided on the actuator substrate 14 so as to correspond to the actuators 15y, 15m, 15c, and 15k, respectively.
駆動ICチップ105a、105b、105c、105dと対向する位置には、これらICチップの熱を受けて伝達する高熱伝達部材201a、201b、201c、201dが配置されている。   High heat transfer members 201a, 201b, 201c, and 201d that receive and transfer heat from the IC chips are disposed at positions facing the drive IC chips 105a, 105b, 105c, and 105d.
高熱伝達部材201a、201b、201c、201dには、上述した各アクチュエータ15y、15m、15c、15kを保護するための保持部材102が設けられ、保持部材102には、後で詳細を説明するが、本実施形態の特徴部をなす共通液室形成部材120が設けられている。   The high heat transfer members 201a, 201b, 201c, 201d are provided with holding members 102 for protecting the actuators 15y, 15m, 15c, 15k described above, and the holding members 102 will be described in detail later. A common liquid chamber forming member 120 that is a characteristic part of the present embodiment is provided.
図1において共通液室形成部材120の上面には、インク供給孔107Y,107M,107C,107kが形成されたマニホールド104およびマニホールド104が挿入されるハウジング106が設けられており、これら各部材は、説明に挙げた部材の順番に積層されている。   In FIG. 1, a manifold 104 having ink supply holes 107Y, 107M, 107C, and 107k and a housing 106 into which the manifold 104 is inserted are provided on the upper surface of the common liquid chamber forming member 120. They are stacked in the order of the members listed in the description.
共通液室形成部材120は、図1および図2に示すように、共通液室層間プレート121と、第1共通液室125y、125m、125c、125kおよび第2共通液室126y、126m、126c、126kを備えた共通液室基板122とで構成されている。
共通液室層間プレート121は、高熱伝達部材201a、201b、201c、201dに当接して熱を吐出前のインクに伝達する部材である。
第1共通液室125y、125m、125c、125kおよび第2共通液室126y、126m、126c、126kは、アクチュエータ15y、15m、15c、15kが配置されている個別液室3y、3m、3c、3kに対してインクを供給するために用いられる。
本実施形態では、第1共通液室125y、125m、125c、125kの投影面が、駆動ICチップ105a、105b、105c、105dの投影面での短手方向の約半分を占める関係となるように形成されている。
1 and 2, the common liquid chamber forming member 120 includes a common liquid chamber interlayer plate 121, first common liquid chambers 125y, 125m, 125c, 125k, and second common liquid chambers 126y, 126m, 126c, And a common liquid chamber substrate 122 provided with 126k.
The common liquid chamber interlayer plate 121 is a member that contacts the high heat transfer members 201a, 201b, 201c, and 201d and transmits heat to the ink before ejection.
The first common liquid chambers 125y, 125m, 125c, 125k and the second common liquid chambers 126y, 126m, 126c, 126k are the individual liquid chambers 3y, 3m, 3c, 3k in which the actuators 15y, 15m, 15c, 15k are arranged. It is used to supply ink.
In the present embodiment, the projection surfaces of the first common liquid chambers 125y, 125m, 125c, and 125k are in a relationship that occupies about half of the short direction on the projection surfaces of the drive IC chips 105a, 105b, 105c, and 105d. Is formed.
図1および図2において、共通液室層間プレート121は、ノズルの並設方向に沿った形成された長孔121y、121m、121c、121kを有し、保持部材102に当接可能な格子状の板状部材で構成されている。
長孔121y、121m、121c、121kは、孔として共通液室層間プレート121の板厚方向に貫通させてあり、個別液室3y、3m、3c、3kに対してインクを供給することができる。
1 and 2, the common liquid chamber interlayer plate 121 has long holes 121y, 121m, 121c, and 121k formed along the direction in which the nozzles are arranged in parallel. It is comprised by the plate-shaped member.
The long holes 121y, 121m, 121c, and 121k are penetrated as holes in the thickness direction of the common liquid chamber interlayer plate 121, and ink can be supplied to the individual liquid chambers 3y, 3m, 3c, and 3k.
共通液室基板122は、第1共通液室125y、125m、125c、125kおよび第2共通液室126y、126m、126c、126kを区分けする共通液室隔壁123y、123m、123c、123k(図2では、図1に示した断面位置の関係で符号123y、123mのみが示されている)を備えている。
共通液室隔壁123y、123m、123c、123kには、図3に示すように、長手方向の少なくとも一方側に一つの貫通流路124y、124m、124c、124kが形成されている
なお、上述した説明において符号の添え字y、m、x、kは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色を意味している。
The common liquid chamber substrate 122 is divided into common liquid chamber partitions 123y, 123m, 123c, and 123k that divide the first common liquid chambers 125y, 125m, 125c, and 125k and the second common liquid chambers 126y, 126m, 126c, and 126k (in FIG. 2). , Only the reference numerals 123y and 123m are shown in relation to the cross-sectional positions shown in FIG.
In the common liquid chamber partition walls 123y, 123m, 123c, and 123k, as shown in FIG. 3, one through flow path 124y, 124m, 124c, and 124k is formed on at least one side in the longitudinal direction. The subscripts y, m, x, and k in FIG. 4 mean yellow, magenta, cyan, and black colors, respectively.
以上のような構成から明らかなように、本実施形態の特徴は、アクチュエータ15y、15m、15c、15kの駆動に用いられる駆動ICチップ105a、105b、105c、105dの少なくとも一面に高熱伝達部材201a、201b、201c、201dを当接させ、高熱伝達部材201a、201b、201c、201dの少なくとも一面を共通液室層間プレート121に当接させた点にある。つまり、共通液室層間プレート121に当接している高熱伝達部材201a、201b、201c、201dの少なく一面が前記駆動ICチップ105a、105b、105c、105dの投影面上となる関係を持たせてある。   As is clear from the above configuration, the feature of the present embodiment is that the high heat transfer member 201a, at least one surface of the drive IC chips 105a, 105b, 105c, and 105d used for driving the actuators 15y, 15m, 15c, and 15k. 201b, 201c and 201d are brought into contact with each other, and at least one surface of the high heat transfer members 201a, 201b, 201c and 201d is brought into contact with the common liquid chamber interlayer plate 121. That is, at least one surface of the high heat transfer members 201a, 201b, 201c, and 201d in contact with the common liquid chamber interlayer plate 121 is related to the projection surface of the drive IC chips 105a, 105b, 105c, and 105d. .
本実施形態は、上述した特徴により、駆動ICチップで発生した熱が影響がインクの温度ムラとなって現れるのを防止ししてインクの温度ムラによる粘度の変化を抑制し、インクの粘度変化が原因する吐出特性の悪化を防止することができる。以下、この作用について説明する。   In the present embodiment, due to the above-described characteristics, the influence of the heat generated in the drive IC chip is prevented from appearing as ink temperature unevenness, and the change in the viscosity due to the ink temperature unevenness is suppressed. It is possible to prevent the deterioration of the discharge characteristics caused by. Hereinafter, this operation will be described.
図2を参照して説明すると、アクチュエータの駆動に用いられる駆動ICチップ105bから発生する熱は、駆動ICチップ105bに当接している高熱伝達部材201bに伝達される。また、高熱伝達部材201bに伝達された熱は、高熱伝達部材201bに当接している共通液室層間プレート121に伝達される。これにより、共通液室層間プレート121に伝達された熱は、第1共通液室125y、125m中のインクに放熱される。   Referring to FIG. 2, heat generated from the driving IC chip 105b used for driving the actuator is transmitted to the high heat transfer member 201b that is in contact with the driving IC chip 105b. Further, the heat transmitted to the high heat transfer member 201b is transferred to the common liquid chamber interlayer plate 121 in contact with the high heat transfer member 201b. Accordingly, the heat transmitted to the common liquid chamber interlayer plate 121 is dissipated to the ink in the first common liquid chambers 125y and 125m.
一方、図3に示すように、インク供給孔107Y,107M,107C,107kから供給されるインクは、第1共通液室125y、125m、125c、125kの長手方向両端に流れる。このとき、インクの温度は、駆動ICチップ105a,105b、105c、105dから発生する熱を吸収することになる。これにより、インク供給孔107Y,107M,107C,107kから供給された際の温度よりも高温となるものの、各流路で均等な温度、つまり温度バランスが安定化される。   On the other hand, as shown in FIG. 3, the ink supplied from the ink supply holes 107Y, 107M, 107C, and 107k flows to both ends in the longitudinal direction of the first common liquid chambers 125y, 125m, 125c, and 125k. At this time, the ink temperature absorbs heat generated from the drive IC chips 105a, 105b, 105c, and 105d. Thereby, although the temperature becomes higher than the temperature when supplied from the ink supply holes 107Y, 107M, 107C, and 107k, the uniform temperature, that is, the temperature balance is stabilized in each flow path.
つまり、インク供給孔107Y,107M,107C,107kからそれぞれ供給されたインクは、全て共通液室層間プレート121に接することで均等に昇温することになるので、個別液室3y、3mに達した際の温度のばらつきが解消されていることになる。この結果、インクの温度ムラによる粘度の変化が原因する吐出特性の悪化を防止することが可能となる。   That is, all the inks supplied from the ink supply holes 107Y, 107M, 107C, and 107k are heated uniformly by coming into contact with the common liquid chamber interlayer plate 121, and thus reach the individual liquid chambers 3y and 3m. In this case, the variation in temperature is eliminated. As a result, it is possible to prevent the deterioration of the ejection characteristics caused by the change in the viscosity due to the temperature unevenness of the ink.
なお、本実施形態では、駆動ICチップ105a、105b、105c、105dから発生する熱がアクチュエータ15y、15m、15c、15kを通じて個別液室3y、3m、3c、3kに伝達されずに、効率良く第1共通液室125y、125m、125c、125k中のインクに伝達される。このため、共通液室層間プレート121には、アクチュエータ15y、15m、15c、15kが設けられている個別液室3y、3m、3c、3kの一部(天井面)を構成する振動板の熱伝導率よりも高く、かつインクによる腐食に強い金またはニッケルが用いられることが好ましい。また、駆動ICチップ105a、105b、105c、105dの上面と、共通液室層間プレート121に密着できるように変形可能な高熱伝導性シリコンゴムが好ましい。   In the present embodiment, the heat generated from the drive IC chips 105a, 105b, 105c, and 105d is not transferred to the individual liquid chambers 3y, 3m, 3c, and 3k through the actuators 15y, 15m, 15c, and 15k, and is efficiently transferred. It is transmitted to the ink in one common liquid chamber 125y, 125m, 125c, 125k. For this reason, in the common liquid chamber interlayer plate 121, the heat conduction of the diaphragm constituting a part (ceiling surface) of the individual liquid chambers 3y, 3m, 3c, 3k provided with the actuators 15y, 15m, 15c, 15k. It is preferable to use gold or nickel which is higher than the rate and strong against corrosion by the ink. Further, a highly heat conductive silicon rubber that can be deformed so as to be in close contact with the upper surface of the driving IC chips 105a, 105b, 105c, and 105d and the common liquid chamber interlayer plate 121 is preferable.
次に、上記実施形態における要部変形例について説明する。
図4は、変形例を示す図2相当の図である。
同図に示す構成においては、図2に示した共通液室層間プレート121と共通液室基板122とを一体化した構成した共通液室形成部材130を設けた点に特徴がある。
Next, a modification of the main part in the embodiment will be described.
FIG. 4 is a view corresponding to FIG.
The configuration shown in the figure is characterized in that a common liquid chamber forming member 130 configured by integrating the common liquid chamber interlayer plate 121 and the common liquid chamber substrate 122 shown in FIG. 2 is provided.
上記構成においては、共通液室形成部材130が、共通液室層間プレート121と共通液室基板122とを予め一体形成した構造であるので、図2に示した構造の場合と違って、共通液室形成部材130を同一工程において形成することができる。これにより、共通液室層間プレート121と共通液室基板122とを接合するような作業が不要となるので、加工コストの低減が図れるという効果が得られる。   In the above configuration, since the common liquid chamber forming member 130 has a structure in which the common liquid chamber interlayer plate 121 and the common liquid chamber substrate 122 are integrally formed in advance, unlike the structure shown in FIG. The chamber forming member 130 can be formed in the same process. This eliminates the need for an operation for joining the common liquid chamber interlayer plate 121 and the common liquid chamber substrate 122, and thus an effect of reducing the processing cost can be obtained.
図5および図6は、本発明の別実施形態に係るインクジェットヘッドを説明するため図であり、図5はインクジェットヘッドの斜視図を、図6は、図5中、符号B−B’で示す方向の矢視断面図である。   5 and 6 are views for explaining an ink jet head according to another embodiment of the present invention. FIG. 5 is a perspective view of the ink jet head, and FIG. 6 is indicated by reference numeral BB ′ in FIG. It is arrow sectional drawing of a direction.
図5および図6に示す実施形態においては、マニホールド104に設けられているインク供給孔107Y,107M,107C,107kが相対的に軸中心線X1からX2方向からなる角度αがα>90°あるいはα<90°、好ましくは30〜60°に設定されている点を特徴としている。   In the embodiment shown in FIGS. 5 and 6, the ink supply holes 107Y, 107M, 107C, and 107k provided in the manifold 104 have a relative angle α> 90 ° relative to the X2 direction from the axial center line X1. It is characterized in that α <90 °, preferably 30-60 °.
以上のような構成においては、図6に示すように、インクがインク供給孔107Y,107M,107C,107kから角度αによって第1共通液室125y、125m、125c、125kに供給されると、インクは、第1共通液室125y、125m、125c、125kの長手方向においてある一方向に向け流れる。従って、インクは共通液室形成部材120内を循環しながら個別液室3y、3m、3c、3kに供給されることになる。   In the configuration as described above, as shown in FIG. 6, when ink is supplied from the ink supply holes 107Y, 107M, 107C, 107k to the first common liquid chambers 125y, 125m, 125c, 125k at an angle α, the ink is supplied. Flows in one direction in the longitudinal direction of the first common liquid chambers 125y, 125m, 125c, and 125k. Accordingly, the ink is supplied to the individual liquid chambers 3y, 3m, 3c, and 3k while circulating in the common liquid chamber forming member 120.
これにより、インクが第1共通液室125y、125m、125c、125k内で一方向に循環することになるので、駆動ICチップ105a、105b、105c、105dにおいて一部で熱が発生した場合でも、循環するインクによって熱が吸収されることになる。この結果、インクの一部で昇温するのではなく循環するインク全体にて熱吸収が行われることにより、個別液室3y、3m、3c、3k同士での温度ムラが図2に示した場合よりもより強制的に解消されることになる。   As a result, the ink circulates in one direction in the first common liquid chambers 125y, 125m, 125c, and 125k, so even when heat is generated in part in the drive IC chips 105a, 105b, 105c, and 105d, Heat is absorbed by the circulating ink. As a result, the temperature unevenness among the individual liquid chambers 3y, 3m, 3c, and 3k is shown in FIG. Will be more forcibly resolved.
次に、本発明のさらに別の実施形態について説明する。
図7は、図1中、符号B−B’線で示す方向の矢視断面図であり、共通液室隔壁123y、123m、123c、123kの長手方向の一方側が交互に共通液室基板122に対して接続または一体化されており、長手方向で上述した接続または一体化されている側と反対側には貫通流路124y、124m、124c、124kが設けられている。
Next, still another embodiment of the present invention will be described.
FIG. 7 is a cross-sectional view taken in the direction indicated by the line BB ′ in FIG. 1, and one side in the longitudinal direction of the common liquid chamber partition walls 123y, 123m, 123c, 123k alternately turns to the common liquid chamber substrate 122. On the other hand, through channels 124y, 124m, 124c, and 124k are provided on the side opposite to the connection or integration side described above in the longitudinal direction.
インク供給孔107y、107m、107c、107kは、貫通流路124y、124m、124c、124kが設けられている位置とは反対側で第1共通液室125y、125m、125c、125kが接続または一体化されている長手方向の一方側に対応させて設けられている。   The ink supply holes 107y, 107m, 107c, and 107k are connected to or integrated with the first common liquid chambers 125y, 125m, 125c, and 125k on the side opposite to the position where the through channels 124y, 124m, 124c, and 124k are provided. It is provided corresponding to one side in the longitudinal direction.
以上のような構成においては、インク供給孔107y、107m、107c、107kから第1共通液室125y、125m、125c、125kの終端部にインクが供給される。
インクは、第1共通液室125y、125m、125c、125kの長手方向に流れ、反対方向に位置する貫通流路124y、124m、124c、124kを通じて第2共通液室126y、126m、126c、126kに流れ、かつ個別液室3y、3m、3c、3kに供給される。
In the above configuration, ink is supplied from the ink supply holes 107y, 107m, 107c, and 107k to the terminal ends of the first common liquid chambers 125y, 125m, 125c, and 125k.
The ink flows in the longitudinal direction of the first common liquid chambers 125y, 125m, 125c, and 125k, and enters the second common liquid chambers 126y, 126m, 126c, and 126k through the through channels 124y, 124m, 124c, and 124k located in the opposite directions. And supplied to the individual liquid chambers 3y, 3m, 3c and 3k.
本実施形態において、インク供給孔107y、107m、107c、107kから第1共通液室125y、125m、125c、125kに供給されるインクは、一方的に貫通流路124y、124m、124c、124kを通じて第2共通液室126y、126m、126c、126kへの流れ、かつ個別液滴室に供給されるため、図6に示した構成と比較して、インクの初期充填時の空気排出性が良くなる利点がある。   In the present embodiment, the ink supplied from the ink supply holes 107y, 107m, 107c, and 107k to the first common liquid chambers 125y, 125m, 125c, and 125k is unilaterally passed through the through channels 124y, 124m, 124c, and 124k. Since the flow to the two common liquid chambers 126y, 126m, 126c, and 126k is supplied to the individual droplet chambers, the air discharge performance at the initial ink filling is improved as compared with the configuration shown in FIG. There is.
次に、本発明の実施形態係るインクジェットヘッドを用いるインクジェット記録装置の構成について説明する。
図8は、インクジェット記録装置1000の要部構成を説明するための模式図である。
インクジェット記録装置1000には、装置本体1001の内部に印字機構部1002などが収納されている。
印字機構部1002は、走査方向に移動可能なキャリッジ1003にインクカートリッジ1004が搭載されているオンキャリッジ形式で構成されており、インクカートリッジ1004の下方に上述した構成からなるインクジェットヘッドが搭載されている。
Next, the configuration of an ink jet recording apparatus using the ink jet head according to the embodiment of the present invention will be described.
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a main configuration of the inkjet recording apparatus 1000.
In the ink jet recording apparatus 1000, a printing mechanism unit 1002 and the like are accommodated inside the apparatus main body 1001.
The printing mechanism unit 1002 is configured in an on-carriage type in which an ink cartridge 1004 is mounted on a carriage 1003 that can move in the scanning direction, and an ink jet head having the above-described configuration is mounted below the ink cartridge 1004. .
なお、以上の説明においては、本実施形態に係るインクジェットヘッドが4色の画像形成を対象とする構成を用いて説明したが、本発明は、1色以上、任意数のインクジェットヘッドにも適用可能であることもちろんである。   In the above description, the ink jet head according to the present embodiment has been described using a configuration for image formation of four colors. However, the present invention can also be applied to one or more colors and an arbitrary number of ink jet heads. Of course.
1y、1m、1c、1k ノズル
2 ノズル板
3y、3m、3c、3k 個別液室
4y、4m、4c、4k 共通液室
11y、11m、11c、11k 下部電極
12y、12m、12c、12k 圧電素子
13y、13m、13c、13k 上部電極
14 アクチュエータ基板
15y、15m、15c、15k アクチュエータ
101 個別液室形成基板
102 保持部材
103 共通液室形成基板
104 マニホールド
105a、105b、105c、105d 駆動ICチップ
106 ハウジング
107y、107m、107c、107k インク供給孔
120、130 共通液室形成部材
121 共通液室層間プレート
122 共通液室形成基板
123y、123m、123c、123k 共通液室隔壁
124y、124m、124c、124k 貫通流路
125y、125m、125c、125k 第1共通液室
126y、126m、126c、126k 第2共通液室
201a、201b、201c、201d 高熱伝達部材
1000 インクジェット記録装置
1001 インクジェット記録装置本体
1002 印字機構部
1003 キャリッジ
1004 インクカートリッジ
1y, 1m, 1c, 1k Nozzle 2 Nozzle plate 3y, 3m, 3c, 3k Individual liquid chamber 4y, 4m, 4c, 4k Common liquid chamber 11y, 11m, 11c, 11k Lower electrode 12y, 12m, 12c, 12k Piezoelectric element 13y , 13m, 13c, 13k Upper electrode 14 Actuator substrate 15y, 15m, 15c, 15k Actuator 101 Individual liquid chamber forming substrate 102 Holding member 103 Common liquid chamber forming substrate 104 Manifold 105a, 105b, 105c, 105d Drive IC chip 106 Housing 107y, 107m, 107c, 107k Ink supply holes 120, 130 Common liquid chamber forming member 121 Common liquid chamber interlayer plate 122 Common liquid chamber forming substrate 123y, 123m, 123c, 123k Common liquid chamber partition walls 124y, 124m, 124c, 124k Through Flow path 125y, 125m, 125c, 125k First common liquid chamber 126y, 126m, 126c, 126k Second common liquid chamber 201a, 201b, 201c, 201d High heat transfer member 1000 Inkjet recording apparatus 1001 Inkjet recording apparatus main body 1002 Printing mechanism section 1003 Carriage 1004 Ink cartridge
特開2011−136462号公報JP 2011-136462 A 特開2005−254619号公報JP 2005-254619 A 特許第590867号公報Japanese Patent No. 590867

Claims (10)

  1. 液滴状の液体を吐出する少なくとも一つのノズルと、該ノズルを並置したノズル列を少なくとも1列備えたノズル板と、隔壁によりノズル毎に対応して区画されてなる個別液室を形成された個別液室形成基板と、個別液室中に液体を押し込んで各ノズルから液体を吐出させる振動板に圧力発生素子および該圧力発生素子への駆動信号を送信する駆動ICチップを有するアクチュエータ基板と、前記圧力発生素子を保護するための保持部材と、前記個別液室に前記液体を供給するための共通液室が形成された共通液室形成基板とが順に積層され、前記共通液室に前記液体を供給する液体供給孔が形成されたマニホールドおよび該マニホールドが挿入されたハウジングを備えたインクジェットヘッドであって、
    前記共通液室形成部材は、前記保持部材に当接させて設けられ、前記個別液室に前記液体を供給する貫通穴が形成された共通液室層間プレートと、液体供給孔から前記液体が供給される第1共通液室と、該第1共通液室からの前記液体を前記個別液室に供給する第2共通液室と、前記第1共通液室および前記第2共通液室を区分けする共通液室隔壁と、前記第1共通液室から前記第2共通液室に前記液体を供給するために前記共通液室隔壁の長手方向一方側が接続または一体化されるとともに長手方向他方側に少なくとも1つの貫通流路が形成された共通液室形成基板とにより構成され、
    前記駆動ICチップの少なくとも一面に高熱伝達部材が当接しており、前記高熱伝達部材の少なくとも一面が前記共通液室層間プレートに当接していることを特徴とするインクジェットヘッド。
    At least one nozzle that discharges liquid droplets, a nozzle plate that includes at least one nozzle row in which the nozzles are juxtaposed, and an individual liquid chamber that is partitioned for each nozzle by a partition are formed. An individual liquid chamber forming substrate, an actuator substrate having a pressure generating element and a driving IC chip for transmitting a driving signal to the pressure generating element to a vibration plate that pushes the liquid into the individual liquid chamber and discharges the liquid from each nozzle; A holding member for protecting the pressure generating element and a common liquid chamber forming substrate on which a common liquid chamber for supplying the liquid to the individual liquid chamber is formed are sequentially stacked, and the liquid is formed in the common liquid chamber. An ink jet head comprising a manifold in which liquid supply holes are formed and a housing in which the manifold is inserted,
    The common liquid chamber forming member is provided in contact with the holding member, and the liquid is supplied from a common liquid chamber interlayer plate in which a through hole for supplying the liquid to the individual liquid chamber is formed, and a liquid supply hole. A first common liquid chamber, a second common liquid chamber for supplying the liquid from the first common liquid chamber to the individual liquid chamber, and the first common liquid chamber and the second common liquid chamber. In order to supply the liquid from the first common liquid chamber to the second common liquid chamber, one side in the longitudinal direction of the common liquid chamber partition is connected or integrated and at least on the other side in the longitudinal direction A common liquid chamber forming substrate in which one through channel is formed,
    A high heat transfer member is in contact with at least one surface of the drive IC chip, and at least one surface of the high heat transfer member is in contact with the common liquid chamber interlayer plate.
  2. 前記共通液室層間プレートが、前記振動板よりも熱伝導率が高い部材であることを特徴とする請求項1記載のインクジェットヘッド。   The inkjet head according to claim 1, wherein the common liquid chamber interlayer plate is a member having higher thermal conductivity than the diaphragm.
  3. 前記共通液室形成基板が樹脂部材であることが特徴とする請求項1または2記載のインクジェットヘッド。   The inkjet head according to claim 1, wherein the common liquid chamber forming substrate is a resin member.
  4. 前記共通液室形成部材を形成する前記共通液室層間プレートと前記共通液室形成基板が同一部材であることを特徴とする請求項1または2記載のインクジェットヘッド。   3. The ink jet head according to claim 1, wherein the common liquid chamber interlayer plate forming the common liquid chamber forming member and the common liquid chamber forming substrate are the same member.
  5. 前記マニホールドに形成された前記インク供給孔の中心軸と、前記第1共通液室の長手方向となす角度が30°〜60°であることを特徴とする請求項1乃至4のうちの一つに記載のインクジェットヘッド。   5. The angle between the central axis of the ink supply hole formed in the manifold and the longitudinal direction of the first common liquid chamber is 30 ° to 60 °. 6. The inkjet head described in 1.
  6. 前記高熱伝達部材がシリコンゴムであることを特徴とする請求項1乃至5のうちの一つに記載のインクジェットヘッド。   6. The ink jet head according to claim 1, wherein the high heat transfer member is silicon rubber.
  7. 前記第1共通液室の投影面が、前記駆動ICチップの投影面の短手方向の約半分を占めていることを特徴とする請求項1乃至6のうちの一つに記載のインクジェットヘッド。   The inkjet head according to claim 1, wherein the projection surface of the first common liquid chamber occupies about half of the short side direction of the projection surface of the drive IC chip.
  8. 前記共通液室層間プレートに当接している前記高熱伝達部材の少なく一面が前記駆動ICチップの投影面上であることを特徴する請求項1乃至7のうちの一つに記載のインクジェットヘッド。   The inkjet head according to claim 1, wherein at least one surface of the high heat transfer member in contact with the common liquid chamber interlayer plate is on a projection surface of the drive IC chip.
  9. 請求項1乃至8のうちの一つに記載のインクジェットヘッドを用いることを特徴とするインクジェット記録装置。   An ink jet recording apparatus using the ink jet head according to claim 1.
  10. 前記インクジェットヘッドには、複数色の画像印字が可能なノズルを用いることを特徴とする請求項9記載のインクジェット記録装置。   The inkjet recording apparatus according to claim 9, wherein the inkjet head uses a nozzle capable of printing a plurality of colors of images.
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