JP2021066041A - 液体吐出ヘッド - Google Patents
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Abstract
【課題】液体循環素子を駆動する際のクロストークを抑制可能な液体吐出ヘッドを提供する。【解決手段】液体が流通する液体流通路2と、液体流通路2から分岐し、液体流通路5に合流する第1および第2の液体循環流路3と、第1の液体循環流路と第2の液体循環流路とを仕切る第1の流路壁7と、第1および第2の液体循環流路3にそれぞれ設けられ、液体が吐出する吐出口50と、第1および第2の液体循環流路3にそれぞれ設けられ、吐出口50から液体が吐出するためのエネルギーを発生させるエネルギー発生素子5と、第1および第2の液体循環流路3にそれぞれ設けられ、液体が第1および第2の液体循環流路3を循環するためのエネルギーを発生させる液体循環素子4と、第1の流路壁7の中心線の延長線12の上に設けられ、液体流通路5に位置する構造体8とを有する。【選択図】図1
Description
本発明は、液体吐出ヘッドに関する。
インクジェットプリンタ等の記録装置は、液体を吐出する液体吐出ヘッドを有する。特許文献1に記載されている液体吐出ヘッドは、複数の液滴発生器が均等な間隔で配置されており、流体スロットからの液体が流体ポンプを用いて液滴発生器へ供給される。液滴発生器は供給される電気信号に応じてエネルギーを発生し、液滴は選択された吐出口から噴射される。
特許文献1に記載された液体吐出ヘッドにおいては、エネルギー発生素子に相当する液滴発生器を駆動させると「クロストーク」が生じる可能性がある。クロストークとは、駆動されたエネルギー発生素子が配置された流路の流れが、共通の供給流路等を介して、隣接する流路の流れに影響を及ぼす現象であり、印刷物の品位を低下させる原因の1つとなる。流路に具備された、液体が流路を循環するためのエネルギーを発生させる液体循環素子を駆動する際にも、流路内の液体の流れが、共通の供給流路等を介して、隣接する流路の流れに影響を及ぼす現象が生じることがある。液体循環素子は、自身が具備される流路内の流れが最適な流れとなるように制御されている。しかし、クロストークが生じて隣接する流路へ流入すべき液体が当該流路に流入してくると、当該流路や隣接する流路の流れが所望の流れではなくなってしまう場合がある。そうなると、例えば、当該流路の吐出口から必要以上の量の液体が吐出されたり、吐出される液体の吐出方向が変化したり、隣接する流路に必要な流量の液体が供給されずに増粘が生じたりする可能性が生じる。クロストークによって、当該流路へ流入すべき液体が隣接する流路に流入する場合も同様である。本発明の目的は、液体循環素子を駆動する際のクロストークを抑制可能な液体吐出ヘッドを提供することである。
本発明の液体吐出ヘッドは、液体が流通する液体流通路と、前記液体流通路から分岐し、前記液体流通路に合流する第1および第2の液体循環流路と、前記第1の液体循環流路と前記第2の液体循環流路とを仕切る第1の流路壁と、前記第1および第2の液体循環流路にそれぞれ設けられ、液体が吐出する吐出口と、前記第1および第2の液体循環流路にそれぞれ設けられ、前記吐出口から液体が吐出するためのエネルギーを発生させるエネルギー発生素子と、前記第1および第2の液体循環流路にそれぞれ設けられ、液体が前記第1のおよび第2の液体循環流路を循環するためのエネルギーを発生させる液体循環素子と、前記第1の流路壁の中心線の延長線の上に設けられ、前記液体流通路に位置する構造体とを有することを特徴とする。
本発明においては、液体循環素子を駆動する際のクロストークを抑制可能な液体吐出ヘッドを提供することができる。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の液体吐出ヘッドの第1の実施形態を示す図である。図1(A)の左側の図に示すように、液体吐出ヘッドにおいて、基板1に、液体供給路2が設けられ、基板1上に流路壁部材6が形成されている。流路壁部材6は流路壁7と構造体8とを有し、流路壁7は液体循環流路3を形成する。液体循環流路3内に、液体循環素子4と液体吐出エネルギー発生素子5とが配置されている。液体吐出エネルギー発生素子5と対向する位置には、吐出口50が設けられている。液体は、液体供給路から紙面垂直方向に供給されて、液体循環流路3に流入する。
図1は、本発明の液体吐出ヘッドの第1の実施形態を示す図である。図1(A)の左側の図に示すように、液体吐出ヘッドにおいて、基板1に、液体供給路2が設けられ、基板1上に流路壁部材6が形成されている。流路壁部材6は流路壁7と構造体8とを有し、流路壁7は液体循環流路3を形成する。液体循環流路3内に、液体循環素子4と液体吐出エネルギー発生素子5とが配置されている。液体吐出エネルギー発生素子5と対向する位置には、吐出口50が設けられている。液体は、液体供給路から紙面垂直方向に供給されて、液体循環流路3に流入する。
液体供給路2は、吐出口50が吐出する液体を供給する(液体が流通する)ための、基板1に設けられた液体流通路である。液体としては、例えば、インクが挙げられるが、これに限定されない。液体循環流路3は、液体供給路2から分岐し、吐出口50と連通し、液体供給路2に合流する循環流路である。液体循環流路3は、吐出口ごとに個別に設けられた概ねU字型の流路であり、液体供給路2との分岐部に接続された第1の部分10(以下の説明について同様)と、液体供給路2との合流部に接続された第2の部分11(以下の説明について同様)とから構成される。第1の部分10は、液体循環素子4を備える。第2の部分11は、液体吐出エネルギー発生素子5を備え、液体が第1の部分10と反対方向に流れる。液体循環素子4は、液体供給路2から供給された液体が、液体循環流路3内を液体供給路2との分岐部から液体供給路2との合流部へ流れるように循環させるためのエネルギーを発生させる。液体吐出エネルギー発生素子5は、吐出口50から液体が吐出するためのエネルギーを発生させる。吐出口50は、液体を吐出させる開口である。液体吐出エネルギー発生素子5としては、ヒータ素子やピエゾ素子等を用いることができる。液体循環素子4にも、ヒータ素子やピエゾ素子等を用いることができる。流路壁7は、互いに隣接する液体循環流路3を仕切る位置に配置された第1の流路壁7aと、第1の部分10と第2の部分11とを仕切る第2の流路壁7bとから構成されている。
構造体8は、流路壁7の中心線の延長線12の上に流路壁7から突き出すように設けられている。本実施形態では、構造体8は、基板1と直交する方向からみて液体供給路2と重なる位置に配置されている、構造体8は、流路壁7の延長部であり、流路壁7と連続して設けられる。構造体8は、第1の流路壁7aと第2の流路壁7bの両方に配置される。構造体8は液体供給路2に突き出た部分であり、流路壁7は流路壁部材6の構造体8を除く部分である。流路壁7と構造体8は、互いに異なる材料で形成されてもよいが、同じ種類の材料で形成される方が内部応力や液体親和性が均一になるため好ましい。同じ種類の材料とは、製造誤差等による微小な差を除き、実質的に同じ組成で形成された材料である。構造体8により、液体循環素子4を駆動する際に生じるクロストークが、隣接する液体循環流路3へ伝搬することを抑制することができる。
構造体8は、流路壁7の中心線の延長線12の上に流路壁7から突き出すように設けられている。本実施形態では、構造体8は、基板1と直交する方向からみて液体供給路2と重なる位置に配置されている、構造体8は、流路壁7の延長部であり、流路壁7と連続して設けられる。構造体8は、第1の流路壁7aと第2の流路壁7bの両方に配置される。構造体8は液体供給路2に突き出た部分であり、流路壁7は流路壁部材6の構造体8を除く部分である。流路壁7と構造体8は、互いに異なる材料で形成されてもよいが、同じ種類の材料で形成される方が内部応力や液体親和性が均一になるため好ましい。同じ種類の材料とは、製造誤差等による微小な差を除き、実質的に同じ組成で形成された材料である。構造体8により、液体循環素子4を駆動する際に生じるクロストークが、隣接する液体循環流路3へ伝搬することを抑制することができる。
構造体8の液体循環流路3から液体供給路2へ延伸する方向の長さ100(構造体8の突出し長さ。以下、構造体の長さと称する)をより長くすることで、クロストークを抑制する効果はさらに大きくなる。長さ100は、構造体8の製造誤差を考慮して5μm以上とすることが好ましく、構造体8の製造誤差の影響が相対的に低減してクロストークの抑制効果が均一になるよう、10μm以上とすることが好ましい。また、長さ100は、クロストークを抑制するため液体循環流路3の最小流路幅よりも長いことが好ましい。但し、液体吐出ヘッドの大型化を避ける点から、長さ100は100μm以下とすることが好ましい。
図1(A)の右側の図に、液体循環時にクロストークを生じさせる流れ400と、液体循環時に液体循環素子4に液体を供給する流れ500とを示す。図1(A)の右側の図に示すように、クロストークを生じさせる流れ400が、構造体8があることで弱められる。この結果、より多くの液体が流れ500によって液体循環素子4に供給される。ここで、第1の流路壁7aから延びる構造体を第1の構造体8aとし、第2の流路壁7bから延びる構造体を第2の構造体8bとする。
図1(B)に示すように、第1の構造体8aが、第2の構造体8bより長くてもよい。このような構造体8を用いて、液体循環時の液体循環素子4への液体流入を促進することで、クロストークの抑制と液体循環効率との両立が可能となる。これは、図1(A)に示した構造体8を用いる場合と比較して、液体循環素子4に供給される液体(流れ500)の流量が大きくなり、隣接する他の液体循環流路への流れ400が抑制されるためである。
図1(C)に示すように、液体循環流路間には、第2の流路壁7bと第2の構造体8bを貫通するスリット13が形成されていてもよい。スリット13は、第1の部分10に面する端部が第2の部分11に面する端部よりも液体循環素子4側に引き込んでいる。液体循環時の液体循環素子4への液体流入が促進されるため、クロストークの抑制と液体循環効率との両立が可能となる。これは図1(A)に示した構造体8を用いる場合と比較して、液体循環素子4に供給される液体の流量が、スリット13を介する流れ500も加わって大きくなり、隣接する他の液体循環流路への流れ400を抑制するためである。また、流れ500により、液体循環時に液体吐出エネルギー発生素子5から第1の部分10の液体供給路2へ向かう液体の流れを発生させる為、液体循環効率が向上する。スリットは、流路壁7と構造体8とのどちらか一方に形成されていてもよい。
図1(D)に示すように、構造体8が、液体供給路2の延びる方向に湾曲した延長部として配置されてもよい。湾曲部は液体吐出エネルギー発生素子5(第2の部分11)の方向に湾曲している。液体吐出エネルギー発生素子5の前面の流路が2つの互いに対向する構造体8によって狭められる。この結果、液体が相対的に第1の部分10に流入しやすくなり(流れ500)、隣接する他の液体循環流路の第2の部分11に流入しにくくなる(流れ400)。このため、図1(A)に示した構造体8を用いる場合と比較して、液体循環時のクロストークが発生しにくくなる。
(第2の実施形態)
図2は、本発明の液体吐出ヘッドの第2の実施形態を示す図である。図2(A)に示すように、構造体8が、互いに隣接する液体循環流路31と液体循環流路32とを仕切る位置に配置された第1の流路壁のみに配置されるものであってもよい。このような形態の場合、液体循環時の液体循環素子4への液体流入が促進されるため、クロストークの抑制と液体循環効率との両立が可能となる。図1(A)に示した構造体8を用いる場合と比較すると、液体循環素子4に供給される液体の流量(流れ500)が大きくなり、隣接する他の液体循環流路への流れ400が抑制される。また、液体吐出エネルギー発生素子5へのリフィル性も向上する。
図2は、本発明の液体吐出ヘッドの第2の実施形態を示す図である。図2(A)に示すように、構造体8が、互いに隣接する液体循環流路31と液体循環流路32とを仕切る位置に配置された第1の流路壁のみに配置されるものであってもよい。このような形態の場合、液体循環時の液体循環素子4への液体流入が促進されるため、クロストークの抑制と液体循環効率との両立が可能となる。図1(A)に示した構造体8を用いる場合と比較すると、液体循環素子4に供給される液体の流量(流れ500)が大きくなり、隣接する他の液体循環流路への流れ400が抑制される。また、液体吐出エネルギー発生素子5へのリフィル性も向上する。
図2(B)に示すように、第1の流路壁7aの構造体8の先端部が、テーパ形状であり、先端部の液体循環素子側の端部が液体吐出エネルギー発生素子側の端部よりも液体循環素子4側に引き込んでいるものであってもよい。液体循環時の液体循環素子4への液体流入が促進されるため、クロストークの抑制と液体循環効率との両立が可能となる。これは、図2(A)に示した構造体8を用いる場合と比較して、液体循環素子4に供給される液体の流量(流れ500)が大きくなり、隣接する他の液体循環流路への流れ400が抑制される。
図2(C)に示すように、流路壁7と構造体8との少なくとも一方にスリット13が形成されるものであってもよい。液体循環時の液体循環素子4への液体流入が促進されるため、液体循環効率を高めることができる。これは、図2(A)に示した構造体8を用いる場合と比較して、液体循環素子4に供給される液体の流量が、スリット13を介する流れ500も加わって大きくなり、隣接する他の液体循環流路への流れ400が抑制される。一方で、スリット13を通過する液体循環時のクロストークの影響から生じる流れ401が増加するが、流れ500がより強まる。これにより、クロストークの抑制と液体循環効率とを両立することができる。スリット13は、スリット13の第1の部分に面する端部が、第2の部分に面する端部よりも引き込んでいる。
図2(D)に示すように、本実施形態における液体吐出ヘッドにおいては、流路壁7と構造体8とが物理的に分離されている。この場合、流路壁7と構造体8との間の距離101は、クロストーク抑制効果を高めるために液体循環流路の最小流路幅よりも短いことが好ましく、分離していない方がより好ましい。液体循環時のクロストークの影響から生じる流れ401を抑制することができる。なお、構造体8は、柱状体であってもよい。
(第3の実施形態)
図3は、本発明の液体吐出ヘッドの第3の実施形態を示す図である。図3(A)に示すように、本実施形態における液体吐出ヘッドにおいては、構造体8に異物抑制フィルタ9を組み合わせたものであってもよい。異物抑制フィルタ9は、液体循環流路3の液体供給路2との分岐部分および合流部分である、液体循環流路3内の液体供給路2に近い位置に設けられる。これにより、液体供給路2から液体循環流路3への異物の混入を抑制することができる。
図3は、本発明の液体吐出ヘッドの第3の実施形態を示す図である。図3(A)に示すように、本実施形態における液体吐出ヘッドにおいては、構造体8に異物抑制フィルタ9を組み合わせたものであってもよい。異物抑制フィルタ9は、液体循環流路3の液体供給路2との分岐部分および合流部分である、液体循環流路3内の液体供給路2に近い位置に設けられる。これにより、液体供給路2から液体循環流路3への異物の混入を抑制することができる。
図3(B)に示すように、本実施形態における液体吐出ヘッドにおいては、異物抑制フィルタ9が液体循環流路3と液体供給路2とが重なる位置に設けられているものであってもよい。液体供給路2から液体循環素子4へ供給される液体の流量が増えるため、液体循環効率が向上する。
図3(C)に示すように、本実施形態における液体吐出ヘッドにおいては、異物抑制フィルタ9が構造体8よりも液体供給路2側に設けられているものであってもよい。図3(B)に示した構造体8を用いる場合と比較して、液体供給路2から供給される液体の流量が増加し、液体循環効率が向上する。液体循環効率と隣接への伝搬抑制とを両立する場合には、異物抑制フィルタ9を設けない方が好ましい。
(第4の実施形態)
図4は、本発明の液体吐出ヘッドの第4の実施形態を示す図である。本実施形態は、第1の実施形態および第2の実施形態および第3の実施形態と組み合わせることができる。本実施形態では、構造体8が、液体循環流路3の高さ方向へ基板1に入り込むように配置される。基板1には、液体供給路2を形成する貫通孔が設けられ、構造体8の一部が貫通孔の内部に設けられる。また、図4(B)においては、流路壁部材6と構造体8とを破線で分けて示しているが、本実施形態ではこれらは1つの部材で構成されている。液体供給路2が部分的に狭められるため、クロストークの抑制効果を高められ、さらに構造体8と基板1との密着性を高められる。構造体8が液体供給路2に入り込む深さは、基板1に配置される液体吐出エネルギー発生素子5や配線や保護膜等の膜厚の厚み以上であることが好ましい。また、構造体8が基板1部材に入り込む深さ(基板1と重なる幅)であることがより好ましく、液体循環流路3の高さ以上であることがより好ましい。ここで、液体循環流路3の高さとは、図4(A)の紙面鉛直方向の液体循環流路3の長さである。
図4は、本発明の液体吐出ヘッドの第4の実施形態を示す図である。本実施形態は、第1の実施形態および第2の実施形態および第3の実施形態と組み合わせることができる。本実施形態では、構造体8が、液体循環流路3の高さ方向へ基板1に入り込むように配置される。基板1には、液体供給路2を形成する貫通孔が設けられ、構造体8の一部が貫通孔の内部に設けられる。また、図4(B)においては、流路壁部材6と構造体8とを破線で分けて示しているが、本実施形態ではこれらは1つの部材で構成されている。液体供給路2が部分的に狭められるため、クロストークの抑制効果を高められ、さらに構造体8と基板1との密着性を高められる。構造体8が液体供給路2に入り込む深さは、基板1に配置される液体吐出エネルギー発生素子5や配線や保護膜等の膜厚の厚み以上であることが好ましい。また、構造体8が基板1部材に入り込む深さ(基板1と重なる幅)であることがより好ましく、液体循環流路3の高さ以上であることがより好ましい。ここで、液体循環流路3の高さとは、図4(A)の紙面鉛直方向の液体循環流路3の長さである。
(第5の実施形態)
図5は、本発明の液体吐出ヘッドの第5の実施形態を示す図である。本実施形態は、液体供給路の形状を変更することによって、効果を高めるものである。本実施形態は、第1の実施形態および第2の実施形態および第3の実施形態と組み合わせることができる。図5に示すように、本実施形態における液体吐出ヘッドにおいては、液体供給路2が、液体吐出エネルギー発生素子5の近傍と比べて、液体循環素子4の近傍で部分的に液体循環流路3に入り込むように配置される。具体的には、液体供給路2の幅は、第1の部分と対向する位置で第2の部分と対向する位置よりも広い。このように配置されることで、液体吐出エネルギー発生素子5の前面における液体供給路2と液体循環流路3の境界と、液体循環素子4の前面における液体供給路2と液体循環流路3の境界との間に差異103が生じる。このような形態においては、クロストーク抑制と液体循環効率とを良好に両立することができる。
図5は、本発明の液体吐出ヘッドの第5の実施形態を示す図である。本実施形態は、液体供給路の形状を変更することによって、効果を高めるものである。本実施形態は、第1の実施形態および第2の実施形態および第3の実施形態と組み合わせることができる。図5に示すように、本実施形態における液体吐出ヘッドにおいては、液体供給路2が、液体吐出エネルギー発生素子5の近傍と比べて、液体循環素子4の近傍で部分的に液体循環流路3に入り込むように配置される。具体的には、液体供給路2の幅は、第1の部分と対向する位置で第2の部分と対向する位置よりも広い。このように配置されることで、液体吐出エネルギー発生素子5の前面における液体供給路2と液体循環流路3の境界と、液体循環素子4の前面における液体供給路2と液体循環流路3の境界との間に差異103が生じる。このような形態においては、クロストーク抑制と液体循環効率とを良好に両立することができる。
(第6の実施形態)
図6は、本発明の液体吐出ヘッドの第6の実施形態を示す図である。図6(A),(B)は、第1の実施形態との組合せを示す図であり、図6(C)は、第2の実施形態との組合せを示す図である。本実施形態は、図6(A)に示すように、液体循環流路33と複数の液体循環流路34との隣接方向と直交する方向である液体供給路2を挟んで反対側にも、複数の液体循環流路が配置されている。また、それら複数の液体循環流路を仕切る、液体供給路2の長手方向に延びる隔壁200が配置される。このような形態においては、構造体8と隔壁200とによってクロストークが抑制される。さらに、図6(B)に示すように、構造体8が隔壁200まで延び、隔壁200と構造体8とが接することで、クロストーク抑制の効果が高まる。また、図6(C)に示すように、隔壁200と接する構造体8が、互いに隣接する液体循環流路33と液体循環流路34とを隔てる位置のみに配置される。このような形態においては、液体循環時の液体循環素子4への液体流入が促進されるため、クロストーク抑制と液体循環効率との両立が可能となる。
図6は、本発明の液体吐出ヘッドの第6の実施形態を示す図である。図6(A),(B)は、第1の実施形態との組合せを示す図であり、図6(C)は、第2の実施形態との組合せを示す図である。本実施形態は、図6(A)に示すように、液体循環流路33と複数の液体循環流路34との隣接方向と直交する方向である液体供給路2を挟んで反対側にも、複数の液体循環流路が配置されている。また、それら複数の液体循環流路を仕切る、液体供給路2の長手方向に延びる隔壁200が配置される。このような形態においては、構造体8と隔壁200とによってクロストークが抑制される。さらに、図6(B)に示すように、構造体8が隔壁200まで延び、隔壁200と構造体8とが接することで、クロストーク抑制の効果が高まる。また、図6(C)に示すように、隔壁200と接する構造体8が、互いに隣接する液体循環流路33と液体循環流路34とを隔てる位置のみに配置される。このような形態においては、液体循環時の液体循環素子4への液体流入が促進されるため、クロストーク抑制と液体循環効率との両立が可能となる。
(比較例)
図7は、比較例を示す図である。図7(A)に示すような、構造体を有さない液体吐出ヘッドでは、上述したような本発明の構造体を有する液体吐出ヘッドと比較して、液体循環素子41と液体吐出エネルギー発生素子51との間に生じる、駆動時のクロストークが大きい。そこで、図7(B)に示すようにクロストーク抑制構造体300を設けることが考えられる。このような形態とすれば、液体循環素子42と液体吐出エネルギー発生素子52との間に生じるクロストークは抑制されるが、循環流路を高密度化する際に循環流路の幅に対する制約にもなってしまうため、上述したような本発明の液体吐出ヘッドの方が有利となる。
図7は、比較例を示す図である。図7(A)に示すような、構造体を有さない液体吐出ヘッドでは、上述したような本発明の構造体を有する液体吐出ヘッドと比較して、液体循環素子41と液体吐出エネルギー発生素子51との間に生じる、駆動時のクロストークが大きい。そこで、図7(B)に示すようにクロストーク抑制構造体300を設けることが考えられる。このような形態とすれば、液体循環素子42と液体吐出エネルギー発生素子52との間に生じるクロストークは抑制されるが、循環流路を高密度化する際に循環流路の幅に対する制約にもなってしまうため、上述したような本発明の液体吐出ヘッドの方が有利となる。
(実施例)
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
<実施例1>
図1(A)に示すように、実施例1の液体吐出ヘッドを形成した。Siで形成された基板(シリコン基板)1には、基板1を貫通した液体供給路2が設けられている。また、液体吐出ヘッドは、液体循環流路3と、液体循環流路3の経路内にヒータで形成された液体循環素子4および液体吐出エネルギー発生素子5と、吐出口50とを有する。さらに、液体循環素子4および液体吐出エネルギー発生素子5を駆動するための回路(不図示)と、液体から基板や回路を保護するための保護膜(不図示)とを有する。流路壁部材6は、感光性のエポキシ樹脂であり、流路壁部材6を用いて、液体循環流路3、吐出口50、流路壁7および構造体8が形成されている。液体循環流路3の最狭部の幅は10μm、高さは20μmであり、構造体8の長さ100は、20μmとした。
図7(A)に示した比較例の液体吐出ヘッドを比較用ヘッドとして形成した。比較用ヘッドは、構造体8がなく、流路壁と液体供給路との間の距離110を20μmとし、他の寸法は実施例1と同様にして形成した。実施例1の液体吐出ヘッドと比較用ヘッドとを比較したところ、実施例1の液体吐出ヘッドにおいて、クロストークが良好に抑制された。
図1(A)に示すように、実施例1の液体吐出ヘッドを形成した。Siで形成された基板(シリコン基板)1には、基板1を貫通した液体供給路2が設けられている。また、液体吐出ヘッドは、液体循環流路3と、液体循環流路3の経路内にヒータで形成された液体循環素子4および液体吐出エネルギー発生素子5と、吐出口50とを有する。さらに、液体循環素子4および液体吐出エネルギー発生素子5を駆動するための回路(不図示)と、液体から基板や回路を保護するための保護膜(不図示)とを有する。流路壁部材6は、感光性のエポキシ樹脂であり、流路壁部材6を用いて、液体循環流路3、吐出口50、流路壁7および構造体8が形成されている。液体循環流路3の最狭部の幅は10μm、高さは20μmであり、構造体8の長さ100は、20μmとした。
図7(A)に示した比較例の液体吐出ヘッドを比較用ヘッドとして形成した。比較用ヘッドは、構造体8がなく、流路壁と液体供給路との間の距離110を20μmとし、他の寸法は実施例1と同様にして形成した。実施例1の液体吐出ヘッドと比較用ヘッドとを比較したところ、実施例1の液体吐出ヘッドにおいて、クロストークが良好に抑制された。
<実施例2>
図2(A)に示すように、実施例2の液体吐出ヘッドを形成した。構造体8以外の部分は、実施例1の液体吐出ヘッドと同様に形成した。液体循環流路の最狭部の幅は10μm、高さは20μmであり、構造体8の長さは20μmとした。実施例2の液体吐出ヘッドと比較ヘッドとを比較したところ、実施例2の液体吐出ヘッドにおいて、クロストークがより抑制された。また、実施例1の液体吐出ヘッドと実施例2の液体吐出ヘッドとを比較したところ、実施例2の液体吐出ヘッドにおいて、液体循環素子への液体流入がしやすくなった。
図2(A)に示すように、実施例2の液体吐出ヘッドを形成した。構造体8以外の部分は、実施例1の液体吐出ヘッドと同様に形成した。液体循環流路の最狭部の幅は10μm、高さは20μmであり、構造体8の長さは20μmとした。実施例2の液体吐出ヘッドと比較ヘッドとを比較したところ、実施例2の液体吐出ヘッドにおいて、クロストークがより抑制された。また、実施例1の液体吐出ヘッドと実施例2の液体吐出ヘッドとを比較したところ、実施例2の液体吐出ヘッドにおいて、液体循環素子への液体流入がしやすくなった。
2 液体供給路
3 液体循環流路
4 液体循環素子
7a 第1の流路壁
7b 第2の流路壁
5 液体吐出エネルギー発生素子
8 構造体
10 第1の部分
11 第2の部分
12 中心線の延長線
50 吐出口
3 液体循環流路
4 液体循環素子
7a 第1の流路壁
7b 第2の流路壁
5 液体吐出エネルギー発生素子
8 構造体
10 第1の部分
11 第2の部分
12 中心線の延長線
50 吐出口
Claims (15)
- 液体が流通する液体流通路と、
前記液体流通路から分岐し、前記液体流通路に合流する第1および第2の液体循環流路と、
前記第1の液体循環流路と前記第2の液体循環流路とを仕切る第1の流路壁と、
前記第1および第2の液体循環流路にそれぞれ設けられ、液体が吐出する吐出口と、
前記第1および第2の液体循環流路にそれぞれ設けられ、前記吐出口から液体が吐出するためのエネルギーを発生させるエネルギー発生素子と、
前記第1および第2の液体循環流路にそれぞれ設けられ、液体が前記第1および第2の液体循環流路を循環するためのエネルギーを発生させる液体循環素子と、
前記第1の流路壁の中心線の延長線の上に設けられ、前記液体流通路に位置する構造体とを有することを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 前記構造体は、前記第1の流路壁から前記液体流通路に突き出す、前記第1の流路壁の第1の延長部である、請求項1に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記第1の延長部の突出し長さが、前記液体循環流路の最小流路幅よりも長い、請求項2に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記第1および第2の液体循環流路はそれぞれ、前記液体循環素子を備えた第1の部分と、前記エネルギー発生素子を備え液体が前記第1の部分と反対方向に流れる第2の部分とを有し、
前記第1の部分と前記第2の部分とを仕切る第2の流路壁をさらに有し、
前記第2の流路壁は、前記液体流通路に突き出す第2の延長部を有する、請求項2または請求項3に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記第1の延長部の突出し長さが前記第2の延長部の突出し長さよりも長い、請求項4に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記第1および第2の液体循環流路はそれぞれ、前記液体循環素子を備えた第1の部分と、前記エネルギー発生素子を備え液体が前記第1の部分と反対方向に流れる第2の部分と、を有し、
前記第1の部分と前記第2の部分とを仕切る第2の流路壁と、前記第2の流路壁を貫通するスリットと、をさらに有し、
前記スリットの前記第1の部分に面する端部は、前記第2の部分に面する端部よりも前記液体循環素子側に引き込んでいる、請求項1から5のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記第1および第2の液体循環流路はそれぞれ、前記液体循環素子を備えた第1の部分と、前記エネルギー発生素子を備え液体が前記第1の部分と反対方向に流れる第2の部分とを有し、
前記第1の部分と前記第2の部分とを仕切る第2の流路壁をさらに有し、
前記第2の流路壁は、前記液体流通路に突き出す第2の延長部を有し、前記第1の延長部および前記第2の延長部は、前記液体流通路の延びる方向に湾曲している、請求項2または請求項3に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記第1および第2の液体循環流路はそれぞれ、前記液体循環素子を備えた第1の部分と、前記エネルギー発生素子を備え液体が前記第1の部分と反対方向に流れる第2の部分とを有し、
前記第1の延長部の先端部はテーパ形状とされ、前記先端部の前記液体循環素子側の端部が前記エネルギー発生素子側の端部よりも前記液体流通路に対して引き込んでいる、請求項2または請求項3に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記第1および第2の液体循環流路はそれぞれ、前記液体循環素子を備えた第1の部分と、前記エネルギー発生素子を備え液体が前記第1の部分と反対方向に流れる第2の部分と、を有し、
前記第1の流路壁を貫通するスリットをさらに有し、
前記スリットの前記第1の部分に面する端部は、前記第2の部分に面する端部よりも前記液体流通路に対して引き込んでいる、請求項1から8のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記構造体は前記第1の流路壁から分離して前記液体流通路に位置する柱状体であり、
前記第1の流路壁と前記柱状体との間の距離が前記液体循環流路の最小流路幅よりも短い、請求項1に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記液体循環流路の前記液体流通路との分岐部分および合流部分の少なくともいずれかに異物抑制フィルタを有する、請求項1から10のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記第1の流路壁が設けられた基板を有し、
前記基板は、前記液体流通路を形成する貫通孔を有し、
前記構造体の一部は前記貫通孔の内部に設けられる、請求項1から11のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記第1および第2の液体循環流路はそれぞれ、前記液体循環素子を備えた第1の部分と、前記エネルギー発生素子を備え液体が前記第1の部分と反対方向に流れる第2の部分とを有し、
前記液体流通路の幅は、前記第1の部分と対向する位置で前記第2の部分と対向する位置よりも大きい、請求項1から11のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。 - 前記液体流通路を挟んで前記第1および第2の液体循環流路の反対側に設けられた複数の他の液体循環流路と、前記液体流通路に設けられ、前記第1および第2の液体循環流路を前記複数の他の液体循環流路から仕切る隔壁と、を有する、請求項1から13のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記構造体が前記隔壁まで延びている、請求項14に記載の液体吐出ヘッド。
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JP2019191392A JP2021066041A (ja) | 2019-10-18 | 2019-10-18 | 液体吐出ヘッド |
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JP2019191392A JP2021066041A (ja) | 2019-10-18 | 2019-10-18 | 液体吐出ヘッド |
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Family
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Family Applications (1)
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JP2019191392A Pending JP2021066041A (ja) | 2019-10-18 | 2019-10-18 | 液体吐出ヘッド |
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JP (1) | JP2021066041A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US9090084B2 (en) * | 2010-05-21 | 2015-07-28 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fluid ejection device including recirculation system |
-
2019
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-
2020
- 2020-10-13 US US17/069,440 patent/US11498331B2/en active Active
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