JP2018103500A - Liquid discharge head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インク等の液体を吐出する技術に関する。 The present invention relates to a technique for discharging a liquid such as ink.
駆動素子を駆動することによって、ノズルからインク等の液体を吐出する液体吐出ヘッドでは、駆動素子を駆動する電子部品を含む回路基板が、液体吐出ヘッドのケース部材内に収容される。このような液体吐出ヘッド内に液体ミスト等が入り込むと、液体ミストが電子部品に付着して絶縁不良を生じる虞がある。このため、例えば特許文献1の液体吐出ヘッドでは、液体の導入針が保持される導入針ホルダとケース部材との継目から液体ミスト等が入り込まないように、その継目を覆い隠すように外側面全周に密着して環状の弾性保護部材を巻装することによって、液体吐出ヘッド内を封止する技術が開示されている。
In a liquid discharge head that discharges a liquid such as ink from a nozzle by driving a drive element, a circuit board including electronic components that drive the drive element is accommodated in a case member of the liquid discharge head. If liquid mist or the like enters such a liquid discharge head, there is a possibility that the liquid mist adheres to an electronic component and causes insulation failure. For this reason, for example, in the liquid discharge head of
ところが、液体吐出ヘッド内には、液体が流通する流路を備えた流路構造体も収容されているため、もし特許文献1のように、弾性保護部材で液体吐出ヘッド内の空間を封止してしまうと、液体吐出ヘッド内の湿度が高くなり、回路基板の電気接合部が結露して絶縁不良が発生する虞がある。この場合、液体吐出ヘッド内を大気開放すれば湿度を低下できるとも考えられるが、もし仮に液体吐出ヘッド内の空間のすべてを大気に連通してしまうと、湿度によっては流路内の液体の水分が蒸発し易くなるので、流路内の液体が増粘してしまったり、流路内に混入した気泡が成長してしまったりする虞がある。以上の事情を考慮して、本発明は、流路内の液体の蒸発を抑制しつつ、回路基板の結露を抑制することを目的とする。
However, since a flow path structure including a flow path through which the liquid flows is accommodated in the liquid discharge head, the space in the liquid discharge head is sealed with an elastic protection member as in
以上の課題を解決するために、本発明の液体吐出ヘッドは、駆動素子の駆動によりノズルから液体を吐出させるヘッド本体と、駆動素子を駆動するための駆動信号を生成する回路を備えた回路基板と、ノズルに液体を供給する流路を備えた第1流路構造体と、第1流路構造体の流路に液体を導入する流路を備えた第2流路構造体と、ヘッド本体と回路基板と第1流路構造体とを含む第1空間と、第2流路構造体を含む第2空間との間に介在する弾性部材と、を具備し、弾性部材は、第1空間に開口して大気に連通する切欠部を有し、第2空間は、第1空間より高い気密性を有する。以上の構成によれば、回路基板を含む第1空間は、弾性部材の切欠部を介して大気に連通するので、第1空間内が大気よりも高い湿度になることを抑えることができる。したがって、絶縁不良の要因となる回路基板の結露を抑制できる。他方、第2流路構造体を備える第2空間は、第1空間より高い気密性を有するから、第2流路構造体の流路内の液体が蒸発することを抑制できる。このように、本構成によれば、流路内の液体の蒸発を抑制しつつ、回路基板の結露を抑制することができる。 In order to solve the above problems, a liquid discharge head according to the present invention includes a head main body that discharges liquid from a nozzle by driving a drive element, and a circuit board that includes a circuit that generates a drive signal for driving the drive element. A first flow path structure including a flow path for supplying liquid to the nozzle, a second flow path structure including a flow path for introducing liquid into the flow path of the first flow path structure, and a head body And a first space including the circuit board and the first flow path structure, and an elastic member interposed between the second space including the second flow path structure, and the elastic member includes the first space. The second space has a higher airtightness than the first space. According to the above configuration, since the first space including the circuit board communicates with the atmosphere via the cutout portion of the elastic member, it is possible to suppress the humidity in the first space from being higher than the atmosphere. Therefore, it is possible to suppress the dew condensation on the circuit board that causes the insulation failure. On the other hand, since the second space including the second flow path structure has higher airtightness than the first space, the liquid in the flow path of the second flow path structure can be prevented from evaporating. Thus, according to this configuration, it is possible to suppress the condensation of the circuit board while suppressing the evaporation of the liquid in the flow path.
本発明の好適な態様において、第2流路構造体の流路は、流路を流通する液体をろ過するフィルターを備える。以上の構成によれば、第2流路構造体を有する第2空間は、弾性部材によって気密に密閉されるので、バリア性が高まり、外部から空気が入り難くなる。もし液体に混入する気体がフィルターに溜まった場合でも、その気泡が成長することを抑制できる。したがって、気泡の成長により液体がフィルターを通過し難くなることを抑制できる。 In a preferred aspect of the present invention, the flow path of the second flow path structure includes a filter that filters the liquid flowing through the flow path. According to the above configuration, since the second space having the second flow path structure is hermetically sealed by the elastic member, the barrier property is enhanced, and it is difficult for air to enter from the outside. Even if the gas mixed in the liquid accumulates in the filter, the bubbles can be prevented from growing. Therefore, it is possible to suppress the liquid from becoming difficult to pass through the filter due to the growth of bubbles.
本発明の好適な態様において、ヘッド本体は、往復動するキャリッジに搭載可能であり、弾性部材は、キャリッジが往復動する第1方向に沿った第1面と、第1方向に交差する第2方向に沿った第2面を有し、切欠部は、第1面に形成され、第2面に形成されない。以上の構成では、弾性部材の第1面はキャリッジが往復動する第1方向に沿っているのに対して、弾性部材の第2面はその第1方向と交差する第2方向に沿っている。このため、第1面の方が第2面よりも、媒体に着弾せずに舞い上がった液体のミストが入り難い。したがって、本構成によれば、弾性部材の切欠部は、第1面に形成され、第2面に形成されないから、液体のミストが切欠部を介して第1空間内に入り難くすることができる。 In a preferred aspect of the present invention, the head body can be mounted on a carriage that reciprocates, and the elastic member has a first surface along a first direction in which the carriage reciprocates and a second surface that intersects the first direction. It has the 2nd surface along a direction, and a notch is formed in the 1st surface and is not formed in the 2nd surface. In the above configuration, the first surface of the elastic member is along the first direction in which the carriage reciprocates, whereas the second surface of the elastic member is along the second direction that intersects the first direction. . For this reason, the mist of the liquid that has risen without landing on the medium is less likely to enter the first surface than the second surface. Therefore, according to the present configuration, the cutout portion of the elastic member is formed on the first surface and is not formed on the second surface, so that it is difficult for liquid mist to enter the first space via the cutout portion. .
本発明の好適な態様において、ヘッド本体は、往復動するキャリッジに搭載可能であり、弾性部材は、キャリッジが往復動する第1方向に沿った第1面と、第1方向に交差する第2方向に沿った第2面を有し、切欠部は、第1面と第2面に形成され、第1面の方が第2面よりも、切欠部の数が多い。以上の構成では、弾性部材の切欠部は、第1面と第2面に形成されるものの、第1面の方が第2面よりも切欠部の数が多いから、第2面の方が第1面よりも切欠部の数が少なくなるので、液体のミストが切欠部を介して第1空間内に入り込むことを抑制できる。 In a preferred aspect of the present invention, the head body can be mounted on a carriage that reciprocates, and the elastic member has a first surface along a first direction in which the carriage reciprocates and a second surface that intersects the first direction. It has the 2nd surface along a direction, and a notch part is formed in the 1st surface and the 2nd surface, and the number of notch parts is larger in the 1st surface than the 2nd surface. In the above configuration, the cutout portion of the elastic member is formed on the first surface and the second surface, but the first surface has a larger number of cutout portions than the second surface. Since the number of notches is smaller than that of the first surface, it is possible to prevent liquid mist from entering the first space through the notches.
本発明の好適な態様において、第1面の切欠部の方が第2面の切欠部よりも、第1空間に開口する面積が大きい。以上の構成によれば、第1面の切欠部の方が第2面の切欠部よりも、第1空間に開口する面積が大きいから、第2面の方が第1面よりも切欠部の断面積が小さくなるので、液体のミストが第2面の切欠部を介して第1空間内に入り込むことを抑制できる。 In a preferred aspect of the present invention, the notch portion on the first surface has a larger area opening into the first space than the notch portion on the second surface. According to the above configuration, since the notch portion of the first surface has a larger area opening into the first space than the notch portion of the second surface, the second surface is more of the notch portion than the first surface. Since the cross-sectional area becomes small, it is possible to suppress the liquid mist from entering the first space through the cutout portion of the second surface.
本発明の好適な態様において、第2空間を大気に連通させる空気流路を備え、空気流路は、弾性部材の切欠部よりも流路抵抗が大きい。以上の構成によれば、第2空間を大気に連通させる空気流路を備えるから、温度変化による第2空海内の内圧変動を抑えることができる。この第2空間の空気流路は、弾性部材の切欠部よりも流路抵抗が大きいから、第2空間の気密性の低下を抑えることができるので、第2空間の方は湿度を保持できる。したがって、本構成によれば、第2空間の気密性の低下を抑えつつ、温度変化による内圧変動を抑えることができる。 In a preferred aspect of the present invention, an air flow path that communicates the second space with the atmosphere is provided, and the air flow path has a larger flow path resistance than the cutout portion of the elastic member. According to the above configuration, since the air flow path that communicates the second space with the atmosphere is provided, it is possible to suppress the internal pressure fluctuation in the second air sea due to the temperature change. Since the air flow path of the second space has a flow path resistance larger than that of the cutout portion of the elastic member, it is possible to suppress a decrease in the airtightness of the second space, so that the second space can hold humidity. Therefore, according to this configuration, it is possible to suppress the internal pressure fluctuation due to the temperature change while suppressing the deterioration of the airtightness of the second space.
本発明の好適な態様において、弾性部材の積層方向からの平面視において、弾性部材の切欠部に空気流路が重ならない。以上の構成によれば、弾性部材の積層方向からの平面視において、弾性部材の切欠部に空気流路が重ならないから、弾性部材を他の部材に積層する際に、切欠部において弾性部材の潰し量が減ってしまうことを抑制できるので、弾性部材と他の部材との密着性を高めることができる。したがって、第2空間の密閉性の低下を抑制できる。 In a preferred aspect of the present invention, the air flow path does not overlap the cutout portion of the elastic member in a plan view from the stacking direction of the elastic member. According to the above configuration, since the air flow path does not overlap with the cutout portion of the elastic member in a plan view from the stacking direction of the elastic member, when the elastic member is stacked on another member, Since it can suppress that the amount of crushing reduces, the adhesiveness of an elastic member and another member can be improved. Accordingly, it is possible to suppress a decrease in the sealing performance of the second space.
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る液体吐出装置10の部分的な構成図である。第1実施形態の液体吐出装置10は、液体の例示であるインクを印刷用紙等の媒体11に吐出するインクジェット方式の印刷装置である。図1に示す液体吐出装置10は、制御装置12と搬送機構14とキャリッジ18と液体吐出ヘッド20とを具備する。制御装置12は、液体吐出装置10の各要素を統括的に制御する。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a partial configuration diagram of a
搬送機構14は、制御装置12による制御のもとで媒体11をY方向(副走査方向)に搬送する。キャリッジ18は、制御装置12による制御のもとで、X方向(主走査方向)に往復する。媒体11の搬送とキャリッジ18の往復とに並行して液体吐出ヘッド20が媒体11にインクを吐出することで媒体11の表面に所望の画像が形成される。なお、X-Y平面(媒体11の表面に平行な平面)に垂直な方向を以下ではZ方向と表記する。液体吐出ヘッド20によるインクの吐出方向(鉛直方向の下向き)がZ方向に相当する。X方向は、キャリッジ18が往復動する第1方向の具体例であり、Y方向は、X方向に交差(ここでは直交)する第2方向の具体例である。Z方向は、後述するシール部材25の積層方向の具体例である。
The
キャリッジ18には、複数種のインクを別々に貯留する複数の液体容器(カートリッジ)C1〜C4を収容する液体収容部(カートリッジホルダー)182が設けられている。インクは、顔料や染料等の色材を含有する液体(カラーインク)であり、例えばシアン(C)、マゼンタ(M),イエロー(Y)、ブラック(K)の合計4色の液体である。なお、樹脂材料をインクに含有させることも可能である。本実施形態の液体容器C1〜C4にはそれぞれ、シアン(C)、マゼンタ(M),イエロー(Y)、ブラック(K)のインクが収容される。キャリッジ18の液体収容部182の下方に液体吐出ヘッド20が装着される。
The
液体吐出ヘッド20は、複数の液体吐出部(ヘッドチップ)70を備える。本実施形態では、X方向に沿って並ぶように、4つの液体吐出部70を配列した場合を例示する。ただし、4つの液体吐出部70の配列も図示したものに限られず、例えばスタガ状または千鳥状に配置してもよい。また、液体吐出部70の数は、図示したものに限られない。液体吐出部70の各々には、ノズル列が2つずつ配置されている。各ノズル列は、Y方向に沿って直線状に配列された複数のノズルNの集合である。液体吐出ヘッド20は、インクが流通する流路と流路の途中に設けられたフィルターFを備える。フィルターFは、流路を流通するインクをろ過するもので、インクに混入した異物や気泡を捕集する。
The
図2は液体吐出ヘッド20の外観斜視図であり、図3は液体吐出ヘッド20の分解斜視図である。図4は、任意の1つの液体吐出部70の断面図である。図5は、図3のV−V断面図(Y−Z平面に平行な断面)である。図2および図3に示すように、本実施形態における液体吐出ヘッド20は、流路構造体202とヘッド本体204とを備える。ヘッド本体204は、4つの液体吐出部70を備える。流路構造体202は、液体容器C1〜C4からのインク(C、M、Y、K)をヘッド本体204の各液体吐出部70に供給する。
FIG. 2 is an external perspective view of the
図4に示すように液体吐出部70は、流路形成基板71の一方の表面に圧力室形成基板72と振動板73とを積層するとともに他方の表面にノズル板74とコンプライアンス部75とを設置したヘッドチップを包含する。複数のノズルNは、ノズル板74に形成される。なお、1つの液体吐出部70には、ノズルNの各列に対応する構造が略線対称に形成されるから、以下ではノズルNの1列分に便宜的に着目して液体吐出部70の構造を説明する。
As shown in FIG. 4, the
流路形成基板71は、インクの流路を構成する平板材である。本実施形態の流路形成基板71には、開口部712と供給流路714と連通流路716とが形成される。供給流路714および連通流路716はノズルN毎に形成され、開口部712は、複数のノズルNにわたり連続する。圧力室形成基板72は、相異なるノズルNに対応する複数の開口部722が形成された平板材である。流路形成基板71や圧力室形成基板72は、例えばシリコンの単結晶基板で形成される。
The flow
図4のコンプライアンス部75は、液体吐出部70の流路内の圧力変動を抑制(吸収)する機構であり、封止板752と支持体754とを含んで構成される。封止板752は、可撓性を有するフィルム状の部材であり、支持体754は、流路形成基板71の開口部712および各供給流路714が閉塞されるように封止板752を流路形成基板71に固定する。
The
図4の圧力室形成基板72のうち流路形成基板71とは反対側の表面に振動板73が設置される。振動板73は、弾性的に振動可能な平板状の部材であり、例えば酸化シリコン等の弾性材料で形成された弾性膜と、酸化ジルコニウム等の絶縁材料で形成された絶縁膜との積層で構成される。振動板73と流路形成基板71とは、圧力室形成基板72に形成された各開口部722の内側で相互に間隔をあけて対向する。各開口部722の内側で流路形成基板71と振動板73とに挟まれた空間は、インクに圧力を付与する圧力室(キャビティ)Cとして機能する。本実施形態では、Y方向に沿って配列された複数の圧力室Cの列は、X方向に沿って2列配列する。
A
振動板73のうち圧力室形成基板72とは反対側の表面には、相異なるノズルNに対応する複数の圧電素子732が形成される。各圧電素子732は、相互に対向する電極間に圧電体を介在させた積層体である。駆動信号の供給により圧電素子732が振動板73とともに振動することで、圧力室C内の圧力が変動して圧力室C内のインクがノズルNから吐出される。したがって、圧電素子732は、ノズルNからインクを吐出するための駆動力を発生する駆動素子として機能する。各圧電素子732は、振動板73に固定された保護板76で封止および保護される。
A plurality of
図4に示すように、流路形成基板71および保護板76には支持体77が固定される。支持体77は、例えば樹脂材料の成型で一体に形成される。本実施形態の支持体77には、流路形成基板71の開口部712とともに液体貯留室(リザーバー)Rを形成する空間772と、液体貯留室Rに連通する供給口774とが形成される。液体貯留室Rには、供給口774から導入されたインクが貯留される。液体貯留室Rに貯留されたインクは、複数の供給流路714により各圧力室Cに分配および充填され、各圧力室Cから連通流路716とノズルNとを通過して外部(媒体11側)に吐出される。
As shown in FIG. 4, a
振動板73には個別配線基板78の端部が接合される。個別配線基板78は、駆動信号や電源電圧を各圧電素子732に伝送するための配線が形成された可撓性の配線基板である。4つの液体吐出部70の各々に、1つずつ個別配線基板78が設けられている。各個別配線基板78は、後述する回路基板26に接続される。
The end of the
図2および図3に示すように、流路構造体202は、上側ケース部材22と下側ケース部材23とからなるケース部材内に、各構成部品を収容して形成されている。上側ケース部材22と下側ケース部材23は、例えば樹脂材料の射出成型で一体的に形成される。上側ケース部材22と下側ケース部材23は、複数のねじ24で固定される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
図3および図5に示すように、上側ケース部材22の下側には空間S1が形成されている。下側ケース部材23の上側には空間S2が形成されており、下側ケース部材23の下側には空間S3が形成されている。上側ケース部材22の空間S1は、下側ケース部材23の空間S2と連通している。
As shown in FIGS. 3 and 5, a space S <b> 1 is formed below the
下側ケース部材23の空間S2には、シール部材としてのシール部材25と回路基板26と第1流路構造体G1とが、上方から順次積層されている。下側ケース部材23の空間S3には、上述した複数の液体吐出部70が収容されており、下側ケース部材23の空間S3は固定板29によって下方から閉じられる。上側ケース部材22の空間S1には、第2流路構造体G2が収容されている。
In the space S2 of the
第2流路構造体G2は、積層された流路部材221、222、223を備える。流路部材221、222、223内にはインクの流路(図示省略)が設けられている。流路部材222内の流路の途中には、上述したフィルターFが設けられている。なお、図3では、流路部材221、222、223を省略している。
The second flow path structure G2 includes
回路基板26は、制御装置12から送られる駆動信号やその他の制御信号等を中継する基板である。回路基板26には、各液体吐出部70の個別配線基板78に電気的に接続される端子部262が形成されると共に、制御装置12との接続のためのコネクター264やその他の電子部品等を実装している。端子部262とコネクター264は、電気的接合部である。本実施形態の回路基板26には、4つの液体吐出部70の個別配線基板78に対応する4つの端子部262が回路基板26の上面(Z方向の負側の表面)に形成されている。また、コネクター264にはFFC(フレキシブルフラットケーブル)等の配線部材が接続され、回路基板26は、FFCを介して制御装置12から駆動信号を受信するようになっている。本実施形態の回路基板26のコネクター264は、下側ケース部材23の側壁234のX方向の正側と負側の両方に、側壁234の開口から露出するように配置されている。
The
第1流路構造体G1は、インクの流路が形成される平板状の構造体である。なお、第1流路構造体G1は、複数の流路部材を積層したものであってもよい。下側ケース部材23には、上方に突出した複数の流路232が形成され、第1流路構造体G1には、上方に突出した複数の流路272が形成されている。各流路232はそれぞれ、第1流路構造体G1と回路基板26に形成された貫通孔を通り、シール部材25の貫通孔252を介して流路部材221、222、223の流路に連通されている。各流路272はそれぞれ、回路基板26に形成された貫通孔を通り、シール部材25の貫通孔252を介して、流路部材221、222、223の流路に連通されている。各液体吐出部70には、各流路232、272を介してインクが導入される。
The first flow path structure G1 is a flat structure in which an ink flow path is formed. The first channel structure G1 may be a stack of a plurality of channel members. The
下側ケース部材23の下端には、各液体吐出部70を収容する空間を形成する筒状の枠体236が下方(Z方向の正側)に突出して形成されている。本実施形態では、4つの液体吐出部70が、媒体11の搬送方向とは垂直なX方向(主走査方向)に沿って枠体236内に並設されている。制御装置12から回路基板26と個別配線基板78を介して供給される駆動信号に応じて、各液体吐出部70の各圧電素子732が振動する。圧電素子732を振動させて圧力室C内の圧力を変動させることで、圧力室C内に充填されたインクがノズル板74の各ノズルNから吐出される。
At the lower end of the
固定板29は、平板状の部材である。固定板29には、各液体吐出部70のノズル板74に対応する形状(Y方向に長尺な矩形状)の4つの開口部292が液体吐出部70毎に形成されている。開口部292の内側にノズル板74が位置する状態で、各液体吐出部70が固定板29の上面(Z方向の負側の表面)に例えば接着剤で固定される。これにより、各ノズル列のノズルNが、開口部292内にそれぞれ配置される。なお、液体吐出ヘッド20は、固定板29を設けなくてもよい。
The fixed
上側ケース部材22の上面(吐出面Aとは反対側の面)には、液体容器C1〜C4からインクを上側ケース部材22内の流路に中継する中継部40が設けられている。中継部40は、上側ケース部材22の上面に立設される複数のインク導入針(中継部材)42とこれらのインク導入針42の周囲を包囲する囲繞壁44とを具備する。本実施形態においては4色の液体容器C1〜C4に対応して合計4本のインク導入針42が、媒体11の搬送方向とは垂直なX方向(主走査方向)に沿って並設されている。
A
インク導入針42は、液体容器C1〜C4内に挿入される中空針状の部材である。インク導入針42の先端部には導入孔43が開口されている。導入孔43は、流路部材221、222、223内の流路に連通している。導入孔43は、液体容器C1〜C4内のインクを、流路部材221、222、223内の流路を介して、下側ケース部材23の流路232と第1流路構造体G1の272から各液体吐出部70に導入する。
The
中継部40は、囲繞壁44の内側に設けられたリブ45により、X方向に並ぶ合計4つのカートリッジ配置領域46に区画されており、これらのカートリッジ配置領域46にインク導入針42が1本ずつ立設されている。また、これらのカートリッジ配置領域46には、液体容器C1〜C4がそれぞれ取り付けられる。
The
(シール部材の構成)
図3および図5に示すシール部材25は、周縁の下方(下流側)に厚みを増した下流側環状シール部253と、周縁の上方(上流側)に厚みを増した上流側環状シール部255を有する板状の弾性部材である。図5に示すように、シール部材25は、ヘッド本体204と回路基板26と第1流路構造体G1とを含む第1空間SI1と、第2流路構造体G2を含む第2空間SI2との間に介在する。シール部材25は、第1空間SI1に開口して大気に連通する切欠部256を有すると共に、第2空間SI2を気密に密閉する。
(Configuration of seal member)
The
第1空間SI1は、シール部材25よりも下流側(Z方向の正側)において、ヘッド本体204(液体吐出部70)と回路基板26と第1流路構造体G1とが接合して形成される内部空間であり、流路の外側の空間である。シール部材25の下流側環状シール部253は、回路基板26に密着する。下流側環状シール部253には、回路基板26との当接面(Z方向の正側の面)に突起部254が形成される。回路基板26に押しつけられることで、接着剤などで固着することなく、突起部254が押し潰されてシール部材25の下流側環状シール部253が回路基板26に密着する。このように、シール部材25の下流側環状シール部253が回路基板26に密着して形成される下流側環状シール部253よりも内側の空間が、第1空間SI1の一部となる。
The first space SI1 is formed by joining the head main body 204 (liquid ejection unit 70), the
第2空間SI2は、シール部材25よりも上流側において、第2流路構造体G2を構成する流路部材221、222、223が接合して形成される内部空間であり、流路の外側の空間である。シール部材25の上流側環状シール部255は、第2流路構造体G2の流路部材223に密着する。上流側環状シール部255には、流路部材223との当接面(Z方向の負側の面)が流路部材223に押しつけられることで、接着剤などで固着することなく、流路部材223に密着する。このように、シール部材25の上流側環状シール部255が流路部材223に密着して形成される上流側環状シール部255よりも内側の空間が、第2空間SI2の一部となる。
The second space SI2 is an internal space formed by joining the
ところで、もし仮に第1空間SI1と第2空間SI2の両方をシール部材25で封止してしまうと、液体吐出ヘッド20内の湿度が高くなり、回路基板26の電気接合部(端子部262とコネクター264など)が結露して絶縁不良が発生する虞がある。この場合、液体吐出ヘッド20内を大気開放すれば湿度を低下できるとも考えられるが、もし仮に液体吐出ヘッド20内の第1空間SI1と第2空間SI2の両方を大気に連通してしまうと、湿度によっては流路内のインクの水分が蒸発し易くなるので、流路内のインクが増粘してしまったり、フィルターFで捕捉された気泡が成長してしまったりする虞がある。
By the way, if both the first space SI1 and the second space SI2 are sealed with the sealing
そこで、図3に示すように、第1実施形態のシール部材25は、第1空間SI1に開口して大気に連通する切欠部256を有すると共に、第2空間SI2を気密に密閉する。図5に示すように、切欠部256は、シール部材25の内側の第1空間SI1を、シール部材25の外側の空間SI3と連通する。空間SI3は、第2流路構造体G2と上側ケース部材22を貫通して、上側ケース部材22に開口する貫通孔50に連通する。したがって、シール部材25の内側の第1空間SI1は、空間SI3と貫通孔50を介して大気に連通する。
Therefore, as shown in FIG. 3, the
このような構成によれば、回路基板26を含む第1空間SI1は、シール部材25の切欠部256を介して大気に連通するので、第1空間SI1内が大気よりも高い湿度になることを抑えることができる。したがって、絶縁不良の要因となる回路基板26の電気的接合部の結露を抑制できる。他方、第2流路構造体G2を備える第2空間SI2はシール部材25によって気密に密閉されるので、第2流路構造体G2の流路内のインクの水分が蒸発することを抑制できる。このように、本実施形態によれば、流路内のインクの水分の蒸発を抑制しつつ、回路基板26の結露を抑制することができる。
According to such a configuration, the first space SI1 including the
以下、このような第1実施形態のシール部材25の具体的な構成例を説明する。図6および図7は、シール部材25の構成を示す平面図である。図6は、シール部材25の下流側の構成を説明するための図であり、シール部材25を下方(Z方向の正側から負側の方向)から見た図である。図7は、シール部材25の上流側の構成を説明するための図であり、シール部材25を上方(Z方向の負側から正側の方向)から見た図である。
Hereinafter, a specific configuration example of the
図6に示すようにシール部材25の下流側は、周縁の下流側環状シール部253に複数の切欠部256が離間して形成される。下流側環状シール部253には、切欠部256が形成されていない部分に、切欠部256よりもZ方向の正側に突出する突起部254が形成されている。下流側環状シール部253よりも内側の第1空間SI1は、切欠部256を介して下流側環状シール部253よりも外側に連通する。図5に示すように、下流側環状シール部253の外側の空間SI3は、貫通孔50を介して大気に連通しているので、第1空間SI1は、切欠部256を介して大気に連通する。なお、図6の構成によれば、複数の切欠部256を形成するから、1つ当たりの切欠部256を小さくすることで、大きく連続した切欠部256を形成する場合に比較して、下流側環状シール部253が回路基板26に当接する部分を多くすることができる。この構成によれば、下流側環状シール部253と回路基板26との密着性及び上流側環状シール部255と第2流路構造体G2との密着性の低下を抑制できる。
As shown in FIG. 6, the downstream side of the
シール部材25は、キャリッジ18が往復動するX方向に沿った第1面25aと、X方向に交差するY方向に沿った第2面25bを有する。第1面25aは、Y方向の正側と負側の側面である。第2面25bは、X方向の正側と負側の側面である。切欠部256は、下流側環状シール部253の第1面25aと第2面25bの両方に形成され、第1面25aの方が第2面25bよりも切欠部256の数が多い。図6の構成では、Y方向の正側と負側の第1面25aにそれぞれ3つずつ切欠部256が形成され、X方向の正側と負側の第2面25bにそれぞれ1つずつ切欠部256が形成される。
The
シール部材25の第1面25aはキャリッジ18が往復動するX方向に沿っているのに対して、第2面25bはそのX方向と交差するY方向に沿っている。このため、第1面25aの方が第2面25bよりも、媒体11に着弾せずに舞い上がったインクのミストが入り込み難い。したがって、本構成の切欠部256は、第1面25aと第2面25bの両方に形成されるものの、第1面25aの方が第2面25bよりも切欠部256の数が多いから、第2面25bの方が第1面25aよりも切欠部256の数が少なくなるので、インクのミストが切欠部256を介して第1空間SI1内に入り込むことを抑制できる。
The
また、第1面25aの切欠部256の方が第2面25bの切欠部256よりも、第1空間SI1に開口する面積が大きい。このような構成によれば、第2面25bの方が第1面25aよりも切欠部256の断面積が小さくなるので、インクのミストが切欠部256を介して第1空間SI1内に入り込むことを抑制できる。
Further, the
他方、図5に示すようにシール部材25の上流側は、周縁の上流側環状シール部255が第2流路構造体G2の流路部材223に密着するため、第2空間SI2は気密に密閉される。図3および図7に示すように、シール部材25の上流側環状シール部255には、第2空間SI2を大気に連通させる空気流路257を設けるようにしてもよい。空気流路257を形成することで、温度変化による第2空間SI2内の内圧変動を抑えることができる。ただし、空気流路257は切欠部256よりも流路抵抗が大きくなるように構成する。具体的には、上流側環状シール部255に蛇道のように長い2つの空気流路257を形成する。各空気流路257の一方の端部には、上流側環状シール部255の内側の第2空間SI2に連通する連通路258を形成し、他方の端部には、上流側環状シール部255の外側の空間SI3に連通する連通路259を形成する。このような空気流路257によれば、流路抵抗が大きくなるので、シール部材25と第2空間SI2との気密性の低下を抑えることができる。つまり、第2空間SI2は、上流側環状シール部255により第1空間SI1より高い気密性を有することが出来る。したがって、第2空間SI2の方は湿度を保持できる。このように、本実施形態によれば、第2空間SI2の気密性の低下を抑えつつ、温度変化による第2空間SI2の内圧変動を抑えることができる。
On the other hand, as shown in FIG. 5, the second space SI2 is hermetically sealed on the upstream side of the
なお、第1実施形態では、2つの空気流路257を上流側環状シール部255に形成した場合を例示したが、空気流路257は1つでもよい。また、空気流路257は、シール部材25に形成せずに、流路部材223の方に設けるようにしてもよい。具体的には、流路部材223における上流側環状シール部255に当接する部分に空気流路257を設ける。このように構成しても、温度変化による第2空間SI2内の内圧変動を抑えることができる。
In the first embodiment, the case where the two
また、第2流路構造体G2を有する第2空間SI2は、シール部材25によって第1空間SI1より高い気密性を有するので、バリア性が高まり、外部から空気が入り難くなる。さらに、もしインクに混入する気体がフィルターFに溜まった場合でも、その気泡が成長することを抑制できる。したがって、気泡の成長によりインクがフィルターFを通過し難くなることを抑制できる。
Further, the second space SI2 having the second flow path structure G2 has a higher airtightness than the first space SI1 by the
<第2実施形態>
本発明の第2実施形態について説明する。以下に例示する各形態において作用や機能が第1実施形態と同様である要素については、第1実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。図8および図9は、第2実施形態におけるシール部材25の構成を示す平面図である。図8は、シール部材25の下流側の構成を説明するための図であり、シール部材25を下方(Z方向の正側から負側の方向)から見た図である。図9は、シール部材25の上流側の構成を説明するための図であり、シール部材25を上方(Z方向の負側から正側の方向)から見た図である。
Second Embodiment
A second embodiment of the present invention will be described. In the following exemplary embodiments, elements having the same functions and functions as those of the first embodiment are diverted using the same reference numerals used in the description of the first embodiment, and detailed descriptions thereof are appropriately omitted. 8 and 9 are plan views showing the configuration of the
図8に示すように、第2実施形態のシール部材25の下流側は、下流側環状シール部253の第1面25aに複数の切欠部256が形成され、第2面25bには切欠部256が形成されない。このような構成によれば、キャリッジ18の往復動により液体のミストが入り込み易い第2面25bに切欠部256が形成されないから、第2面25bにも切欠部256が形成される場合に比較して、第1空間SI1内に液体のミストが入り難くする効果を高めることができる。
As shown in FIG. 8, on the downstream side of the
図9に示すように、シール部材25の積層方向(Z方向)からの平面視において、第2実施形態のシール部材25の上流側環状シール部255に形成される2つの空気流路257は、シール部材25の切欠部256に重ならない。このような構成によれば、シール部材25を流路部材223に積層して密接する際に、切欠部256においてシール部材25の潰し量が減ってしまうことを抑制できるので、シール部材25と流路部材223との密着性を高めることができる。したがって、第2空間SI2の密閉性の低下を抑制できる。
As shown in FIG. 9, in a plan view from the stacking direction (Z direction) of the
なお、第2実施形態の空気流路257は、シール部材25に形成せずに、流路部材223の方に設けるようにしてもよい。具体的には、流路部材223における上流側環状シール部255に当接する部分に空気流路257を設ける。このように構成しても、温度変化による第2空間SI2内の内圧変動を抑えることができる。
In addition, you may make it provide the
<変形例>
以上に例示した各実施形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された2以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。
<Modification>
Each embodiment illustrated above can be variously modified. Specific modifications are exemplified below. Two or more aspects arbitrarily selected from the following examples can be appropriately combined as long as they do not contradict each other.
(1)上述した実施形態では、液体吐出ヘッド20を搭載したキャリッジ18をX方向に沿って反復的に往復させるシリアルヘッドを例示したが、液体吐出ヘッド20を媒体11の全幅にわたり配列したラインヘッドにも本発明を適用可能である。
(1) In the above-described embodiment, the serial head that reciprocally reciprocates the
(2)上述した実施形態では、圧力室に機械的な振動を付与する駆動素子として圧電素子を利用した圧電方式の液体吐出ヘッド20を例示したが、加熱により圧力室の内部に気泡を発生させる発熱素子を利用した熱方式の液体吐出ヘッドを採用することも可能である。
(2) In the above-described embodiment, the piezoelectric
(3)上述した実施形態で例示した液体吐出装置は、印刷に専用される機器のほか、ファクシミリ装置やコピー機等の各種の機器に採用され得る。もっとも、本発明の液体吐出装置の用途は印刷に限定されない。例えば、色材の溶液を吐出する液体吐出装置は、液晶表示装置のカラーフィルターを形成する製造装置として利用される。また、導電材料の溶液を吐出する液体吐出装置は、配線基板の配線や電極を形成する製造装置として利用される。 (3) The liquid ejecting apparatus exemplified in the above-described embodiment can be employed in various apparatuses such as a facsimile apparatus and a copying machine in addition to an apparatus dedicated to printing. However, the use of the liquid ejection apparatus of the present invention is not limited to printing. For example, a liquid discharge device that discharges a solution of a color material is used as a manufacturing device that forms a color filter of a liquid crystal display device. In addition, a liquid discharge apparatus that discharges a solution of a conductive material is used as a manufacturing apparatus that forms wiring and electrodes of a wiring board.
10…液体吐出装置、11…媒体、12…制御装置、14…搬送機構、18…キャリッジ、182…液体収容部、20…液体吐出ヘッド、202…流路構造体、204…ヘッド本体、22…上側ケース部材、221、222、223…流路部材、23…下側ケース部材、232…流路、234…側壁、236…枠体、24…ねじ、25…シール部材、25a…第1面、25b…第2面、252…貫通孔、253…下流側環状シール部、254…突起部、255…上流側環状シール部、256…切欠部、257…空気流路、258…連通路、259…連通路、26…回路基板、262…端子部、264…コネクター、272…流路、29…固定板、292…開口部、40…中継部、42…インク導入針、43…導入孔、44…囲繞壁、45…リブ、46…カートリッジ配置領域、50…貫通孔、70…液体吐出部、71…流路形成基板、712…開口部、714…供給流路、716…連通流路、72…圧力室形成基板、722…開口部、73…振動板、732…圧電素子、74…ノズル板、75…コンプライアンス部、752…封止板、754…支持体、76…保護板、77…支持体、772…空間、774…供給口、78…個別配線基板、A…吐出面、C…圧力室、C1〜C4…液体容器、F…フィルター、G1…第1流路構造体、G2…第2流路構造体、N…ノズル、R…液体貯留室、SI1…第1空間、SI2…第2空間、SI3…空間、S1、S2、S3…空間。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記駆動素子を駆動するための駆動信号を生成する回路を備えた回路基板と、
前記ノズルに前記液体を供給する流路を備えた第1流路構造体と、
前記第1流路構造体の流路に前記液体を導入する流路を備えた第2流路構造体と、
前記ヘッド本体と前記回路基板と前記第1流路構造体とを含む第1空間と、前記第2流路構造体を含む第2空間との間に介在する弾性部材と、を具備し、
前記弾性部材は、前記第1空間に開口して大気に連通する切欠部を有し、
前記第2空間は、前記第1空間より高い気密性を有する
液体吐出ヘッド。 A head body that discharges liquid from the nozzle by driving the drive element;
A circuit board comprising a circuit for generating a drive signal for driving the drive element;
A first flow path structure including a flow path for supplying the liquid to the nozzle;
A second flow path structure including a flow path for introducing the liquid into the flow path of the first flow path structure;
A first space including the head main body, the circuit board, and the first flow path structure; and an elastic member interposed between the second space including the second flow path structure;
The elastic member has a notch that opens into the first space and communicates with the atmosphere,
The liquid ejection head, wherein the second space has higher airtightness than the first space.
請求項1の液体吐出ヘッド。 The liquid ejection head according to claim 1, wherein the flow path of the second flow path structure includes a filter that filters the liquid flowing through the flow path.
前記弾性部材は、前記キャリッジが往復動する第1方向に沿った第1面と、前記第1方向に交差する第2方向に沿った第2面を有し、
前記切欠部は、前記第1面に形成され、前記第2面に形成されない
請求項1または請求項2の液体吐出ヘッド。 The head body can be mounted on a reciprocating carriage;
The elastic member has a first surface along a first direction in which the carriage reciprocates and a second surface along a second direction intersecting the first direction,
The liquid ejection head according to claim 1, wherein the notch is formed on the first surface and is not formed on the second surface.
前記弾性部材は、前記キャリッジが往復動する第1方向に沿った第1面と、前記第1方向に交差する第2方向に沿った第2面を有し、
前記切欠部は、前記第1面と前記第2面に形成され、
前記第1面の方が前記第2面よりも、前記切欠部の数が多い
請求項1または請求項2の液体吐出ヘッド。 The head body can be mounted on a reciprocating carriage;
The elastic member has a first surface along a first direction in which the carriage reciprocates and a second surface along a second direction intersecting the first direction,
The notch is formed in the first surface and the second surface,
3. The liquid ejection head according to claim 1, wherein the first surface has more notches than the second surface. 4.
請求項4の液体吐出ヘッド。 The liquid discharge head according to claim 4, wherein the cutout portion of the first surface has a larger area opening into the first space than the cutout portion of the second surface.
前記空気流路は、前記弾性部材の切欠部よりも流路抵抗が大きい
請求項1から請求項6の何れかの液体吐出ヘッド。 An air flow path for communicating the second space with the atmosphere;
The liquid discharge head according to claim 1, wherein the air flow path has a larger flow path resistance than a cutout portion of the elastic member.
請求項6の液体吐出ヘッド。
The liquid discharge head according to claim 6, wherein the air flow path does not overlap with the cutout portion of the elastic member in a plan view from the stacking direction of the elastic member.
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