JP2022158872A - Liquid discharge head and liquid discharge device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置に関する。 The present invention relates to a liquid ejection head and a liquid ejection apparatus.
液体吐出ヘッドからインク等の液体を吐出する液体吐出装置において、吐出した液体と同等の量の液体を、負圧によって液体容器(液体タンク)から液体吐出ヘッドに供給するものがある。特許文献1に記載された液体吐出装置では、チューブなどを介して液体吐出ヘッドに接続された液体容器を、液体吐出ヘッドよりも鉛直方向下方に配置して、水頭差により負圧を発生させている。
2. Description of the Related Art Among liquid ejection apparatuses that eject liquid such as ink from a liquid ejection head, there is a liquid ejection head that supplies an amount of liquid equivalent to the ejected liquid from a liquid container (liquid tank) to the liquid ejection head under negative pressure. In the liquid ejection device described in
液体吐出ヘッドの一例として、液体を吐出する素子基板が取り付けられ液体貯留部を有する筐体に、板状の蓋部材が接合された構成のものがある。液体容器に接続されたチューブが蓋部材の取付部に接続され、蓋部材の取付部から筐体内の液体貯留部に連通して、液体容器から液体吐出ヘッドへの液体供給経路が構成されている。筐体と蓋部材とがいずれも樹脂成形物である場合には、超音波溶着法や振動溶着法等によって筐体と蓋部材とが互いに接合されている。 As an example of the liquid ejection head, there is a configuration in which an element substrate for ejecting liquid is attached and a plate-shaped cover member is joined to a housing having a liquid reservoir. A tube connected to the liquid container is connected to the mounting portion of the lid member, and communicates from the mounting portion of the lid member to the liquid storage portion in the housing to form a liquid supply path from the liquid container to the liquid ejection head. . When both the housing and the lid member are resin moldings, the housing and the lid member are joined together by an ultrasonic welding method, a vibration welding method, or the like.
液体吐出ヘッドへ液体を供給するために液体吐出ヘッドの内部の負圧を保つ上で、液体吐出ヘッドの密閉性が重要である。液体吐出ヘッドの密閉性が不十分であると、液体吐出ヘッド内の負圧が維持できず、液体がチューブから液体容器側に戻ってしまったり、液体吐出ヘッドへの液体の供給が困難になる可能性がある。
液体吐出ヘッドにおいては、筐体や蓋部材(以下、筐体等)の剛性の強化や線膨張の適正化の観点から、筐体等を構成する樹脂に対してフィラーを35%程度の比率で混合させている。
今後、記録速度の向上などを目的として液体吐出ヘッドの大型化が期待されている。液体吐出ヘッドを大型化する場合には、液体吐出ヘッドを構成する筐体等の強度を一層高める必要がある。そのためには材料樹脂中のフィラーの混合量を増大させることになる。
しかし、フィラーの混合量を増大させると、筐体と蓋部材との溶着性が低下する傾向にあり、液体吐出ヘッドにおいて所定の負圧を維持できる密閉性が得られない可能性がある。また、液体吐出ヘッドを大型化した場合、すなわち長尺の素子基板を備えた液体吐出ヘッドの場合には、単位時間当たりの液体吐出量が多くなることから液体の円滑な供給のために必要な負圧(圧力差)が大きく、より信頼性の高い密閉が求められている。
本発明の目的は、密閉の信頼性が高い液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置を提供することにある。
In order to maintain the negative pressure inside the liquid ejection head in order to supply the liquid to the liquid ejection head, the airtightness of the liquid ejection head is important. If the sealing performance of the liquid ejection head is insufficient, the negative pressure inside the liquid ejection head cannot be maintained, and the liquid may return from the tube to the liquid container side, or it may become difficult to supply the liquid to the liquid ejection head. there is a possibility.
In the liquid ejection head, from the viewpoint of strengthening the rigidity of the housing and cover member (hereinafter referred to as the housing) and optimizing the linear expansion, the ratio of the filler to the resin constituting the housing is about 35%. are mixed.
In the future, it is expected that the size of the liquid ejection head will be increased for the purpose of improving the recording speed. In order to increase the size of the liquid ejection head, it is necessary to further increase the strength of the housing and the like that constitute the liquid ejection head. For that purpose, the amount of filler mixed in the material resin is increased.
However, if the mixed amount of the filler is increased, the weldability between the housing and the cover member tends to decrease, and there is a possibility that the liquid ejection head cannot be sealed to maintain a predetermined negative pressure. In addition, when the liquid ejection head is enlarged, that is, in the case of a liquid ejection head having a long element substrate, the amount of liquid ejected per unit time increases. The negative pressure (pressure difference) is large, and a more reliable seal is required.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a liquid ejection head and a liquid ejection apparatus with high sealing reliability.
本発明の液体吐出ヘッドは、一端が開口とされた中空の筐体と、前記筐体の前記開口の端部に固定されて前記開口を塞ぐ蓋部材と、前記筐体の内部に配置された部材と、を有し、
前記蓋部材には、前記筐体の内部に液体を供給するための液体供給口が設けられており、
前記部材の上面であって前記液体供給口を介して供給される液体が滴下される面に、第1の液体誘導溝が形成されており、前記筐体の側壁内面に第2の液体誘導溝が形成されており、
前記第2の液体誘導溝は、前記筐体の前記側壁内面において、前記蓋部材に対して固定される前記開口の端部から、前記開口の反対側に向かって延びており、前記第1の液体誘導溝は、前記部材の、前記筐体の前記側壁内面に接触または近接する側面まで延びており、前記第1の液体誘導溝と前記第2の液体誘導溝とは互いに液体流通可能に位置していることを特徴とする。
A liquid ejection head according to the present invention includes a hollow housing having an opening at one end, a cover member fixed to the end of the opening of the housing and covering the opening, and disposed inside the housing. a member;
The lid member is provided with a liquid supply port for supplying liquid to the inside of the housing,
A first liquid guide groove is formed on the upper surface of the member and onto which the liquid supplied through the liquid supply port is dropped, and a second liquid guide groove is formed on the inner surface of the side wall of the housing. is formed and
The second liquid guide groove extends from the end of the opening fixed to the lid member toward the opposite side of the opening on the inner surface of the side wall of the housing. The liquid guide groove extends to a side surface of the member that is in contact with or close to the inner surface of the side wall of the housing, and the first liquid guide groove and the second liquid guide groove are positioned so as to allow liquid communication with each other. It is characterized by
本発明によると、密閉の信頼性が高い液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a liquid ejection head and a liquid ejection apparatus with high sealing reliability.
以下、本発明に係る液体吐出ヘッドの実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下の各実施形態は、本発明を実施するための好適な一例であり、本発明はこれらの構成に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the liquid ejection head according to the present invention will be specifically described with reference to the drawings. In addition, each of the following embodiments is a suitable example for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to these configurations.
〔第1の実施形態〕
図1に、本発明に係る液体吐出装置1の一例であるインクジェット記録装置の内部構造が示されている。この液体吐出装置1は、液体吐出ヘッド2が往復移動しながら液体吐出による記録を行うシリアルスキャン方式の記録装置である。液体吐出ヘッド2は、キャリッジ3に搭載され、キャリッジ3の上部に設けられているジョイント(不図示)に連結されている。キャリッジ3は、キャリッジモータおよびベルト等の駆動力伝達機構によりガイド軸に沿って主走査方向(図1のA方向)に往復移動可能である。
[First Embodiment]
FIG. 1 shows the internal structure of an inkjet recording apparatus, which is an example of a
図2は、本実施形態に係る液体吐出ヘッド2の下方から見た斜視図である。図3(a)は液体吐出ヘッド2の上方から見た斜視図であり、図3(b)はその一部の拡大断面図である。図4は液体吐出ヘッド2の分解斜視図である。図2~4に示されている液体吐出ヘッド2は、一端が開口とされた中空の筐体4と、筐体4の開口の端部(開口端部)に固定されて開口を塞いで密閉する蓋部材5と、を有している。筐体4の内部には液体を貯留する空間(液体貯留部)が設けられており、液体貯留部内に多孔質材等の液体保持部材15(図4参照)が収容されている。また、筐体4の、開口と反対側に、液体を吐出するための素子基板6(図2,4参照)が取り付けられている。図示しないが、素子基板6には、筐体4の液体貯留部と連通する流路と、その流路中の圧力室内の液体に吐出用のエネルギー(例えば熱エネルギー)を付与するエネルギー発生素子(例えば発熱素子)と、が設けられている。圧力室には、外部に向かって開口し、エネルギーを付与された液体が外部へ吐出する吐出口7(図2参照)が連通している。蓋部材5には、後述する接続部材(例えばチューブ)の一端が取り付けられる取付部9が形成されており、取付部9を貫通して液体貯留部に連通する液体供給口10が設けられている。
FIG. 2 is a perspective view of the
図3(b)は図3(a)のB-B線断面図であって、筐体4の開口端部と蓋部材5とが互いに固定された部分の拡大断面図である。本実施形態では、筐体4と蓋部材5とは振動溶着法によって接合されている。具体的には、図3(b)に示す筐体4と蓋部材5との溶着によって厚さ0.2mm程度の溶融部11が生じている。溶融部11は筐体4と蓋部材5とが溶け合った部分であり、筐体4と蓋部材5とが実際に接合している接合部である。
そして、液体や気体の微小な漏れを生じる空隙が、この溶融部11やその近傍に発生するおそれがある。
FIG. 3(b) is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 3(a), and is an enlarged cross-sectional view of a portion where the opening end of the
Then, there is a possibility that a gap that causes minute leakage of liquid or gas may be generated in the
図5には、液体吐出ヘッド2を含む液体吐出装置1の液体Lの経路が模式的に示されている。液体吐出装置1の本体に固定されている液体容器12に、接続部材の1種である可撓性のチューブ8の一端が接続されており、チューブ8の他端が、液体吐出ヘッド2の蓋部材5の取付部9に取り付けられている。それにより、液体容器12内の液体Lが、チューブ8と蓋部材5の取付部9の液体供給口10とを介して、筐体4の液体貯留部に流入する。液体Lは、液体貯留部の液体保持部材15に保持される。液体保持部材15に保持された液体Lは、素子基板6の流路に送られ、その流路に対応するエネルギー発生素子が駆動されて吐出エネルギーを発生させると、エネルギーを付与された液体Lが液滴として吐出口7から外部の被記録媒体等に吐出する。
FIG. 5 schematically shows the path of the liquid L in the
図6は、本実施形態に係る液体吐出ヘッド2の液体保持部材15の斜視図である。図7(a)は、本実施形態に係る液体吐出ヘッド2の中空の筐体4の内部を示す斜視図、図7(b)は図7(a)のC部分を示す拡大図である。本実施形態の液体保持部材15はポリプロピレンからなり、図6に示すように、上面に第1の液体誘導溝13が形成されている。第1の液体誘導溝13の内壁面には、液体が浸み込みにくいように表面処理が施されることが好ましい。この液体保持部材15が収容される筐体4の側壁内面4aには、図7(a),7(b)に示すように第2の液体誘導溝14がそれぞれ形成されている。第2の液体誘導溝14は、筐体4の側壁内面4aにおいて、蓋部材5に対して固定される開口端部から、反対側の端部(素子基板6が取り付けられた端部)に向かって延びている。そして、第2の液体誘導溝14は側壁の中央近傍で終端しており、この終端部は、拡大した円形状に形成されている。また、液体保持部材15の第1の液体誘導溝13は、液体保持部材15の、中空の筐体4の液体貯留部に収容された状態で筐体4の側壁内面4aに接触または近接する側面まで延びている。第1の液体誘導溝13の延長線上に第2の液体誘導溝14の一部(好ましくは拡大した円形状の終端部)が位置する。そして、液体保持部材15が中空の筐体4の液体貯留部に収容された状態で、液体保持部材15の第1の液体誘導溝13と筐体4の第2の液体誘導溝14とは互いに液体流通可能に位置しており、いわゆる流体連通状態になっている。
FIG. 6 is a perspective view of the
以上説明した本実施形態の液体吐出ヘッド2を含む液体吐出装置1の液体供給状態について説明する。図8(a)~8(d)は、図5に示す液体経路における、液体吐出装置1の使用時(液体吸引時)の液体Lの供給状態を順番に示している。図8(a)は、チューブ8によって液体吐出ヘッド2と液体容器12とが接続されており、液体吐出ヘッド2および液体容器12の内部に液体Lが保持され、チューブ8内に液体Lが保持されていない状態である。この状態で液体吐出ヘッド2の素子基板6の吐出口7(図2参照)の形成面6aから負圧を加えて液体Lを吸引すると、液体吐出ヘッド2の内部が負圧になり、図8(b)に示すように液体容器12の液体Lがチューブ8を通って液体吐出ヘッド2側へ移動する。さらに液体吸引を続けると、図8(c)に示すように、液体Lがチューブ8から蓋部材5の液体供給口10を経由して筐体4の液体貯留部内の液体保持部材15に到達する。そして、吐出口7の形成面6aからの液体吸引を終了すると、水頭差H(図5,8(a)参照)により、図8(d)に示すように液体Lの移動はなく安定した状態になる。この時、チューブ8は液体Lで満たされている。
A liquid supply state of the
図8(c)に示すように液体Lが筐体4内の液体保持部材15に到達した時の、液体Lの移動状態について説明する。図9(a)~9(d)はこのような液体Lの移動状態を順番に示す概略図である。チューブ8および液体供給口10から液体保持部材15の上面に滴下された液体Lの一部は、第1の液体誘導溝13に流入する。第1の液体誘導溝13の内壁面は表面処理により液体Lが浸み込みにくくなっているため、第1の液体誘導溝13に流入した液体Lは、図9(a)に矢印Dで示すように2系統に分かれて、筐体4の側壁内面4aに設けられた第2の液体誘導溝14へ導かれる。
A moving state of the liquid L when the liquid L reaches the
なお、大量の液体Lが第1の液体誘導溝13に流入した場合には、流入した液体Lの一部は第1の液体誘導溝13から溢れて、液体保持部材15の表面処理されていない箇所からその液体保持部材15の内部に吸収される。液体保持部材15の内部に吸収された液体Lは、素子基板6へ導かれ、必要に応じて吐出口7から外部へ吐出させられる。
Note that when a large amount of liquid L flows into the first
前述したように第2の液体誘導溝14に到達した液体Lは、第2の液体誘導溝14の毛細管力により、図9(b)に矢印Eで示すように鉛直方向上側へ移動していき、筐体4の蓋部材5に固定されている開口端部に到達する。一般的に、毛細管力は、管内の液面高さをh(m)、液体の表面張力をT(N/m)、液体の管に対する接触角をθ、液体の密度をρ(kg/m3)、重力加速度をg(m/s2)、管の半径をr(m)とすると、h=2Tcosθ/ρgrで表される。本実施形態では、第2の液体誘導溝14が、この計算式における管に相当する。
As described above, the liquid L that has reached the second
前述したように筐体4の蓋部材5に固定されている開口端部に到達した液体Lは、図9(c)に矢印Fで示すように4系統に分かれて、筐体4の開口端部に沿って移動していく。この液体Lの移動は、図3(b)に示すように、筐体4の開口端部と蓋部材5との互いに固定される部分に生じた溶融部11(接合部)よりも中空の筐体4の内部側の、僅かな隙間や窪みに生じる毛細管力によって起こる。こうして筐体4の開口の端部に沿って移動する液体Lは、図9(d)に矢印Gで示すようにさらに移動して、筐体4の開口の端部の全周に亘って拡がる。
As described above, the liquid L reaching the open end fixed to the
このように、第1の液体誘導溝13および第2の液体誘導溝14によって導かれた液体Lが、蓋部材5に対して固定された筐体4の開口端部の全周に拡がる。溶融部11に微小な空隙(例えば直径数十μm程度の円形の空隙)が生じている場合には、開口端部の全周に拡がった液体Lが、図3(b)に示すように筐体4の内部側から溶融部11の空隙を覆うメニスカスを形成することにより、空隙が塞がれる。液体Lのメニスカスは意図せずに破壊されるおそれが小さく、形状が保持され易いため、筐体4と蓋部材5との接合部において液体Lの微小な漏れを生じることが抑えられる。特に、液体吐出ヘッド2の周囲は、吐出された液体Lや、チューブ8および液体容器12に保持されている液体Lが存在するため高湿度に保たれており、蓋部材5に対して固定される開口端部に形成された液体Lのメニスカスは長期間にわたって保持されやすい。さらに、仮に液体Lのメニスカスが破れたとしても、図8に示す液体吸引動作を実行して液体Lを液体吐出ヘッド2に供給すると、再びメニスカスが形成されて空隙は塞がれる。
Thus, the liquid L guided by the first
以上説明した通り、本実施形態では、液体保持部材15の上面の第1の液体誘導溝13と筐体4の側壁内面4aの第2の液体誘導溝14とが、液体Lを、蓋部材5に対して固定される筐体4の開口の端部の全周に導く。それによって、仮に筐体4と蓋部材5との接合部(溶融部11)やその近傍に微小な空隙が生じていたとしても、筐体4の開口端部の全周に導かれた液体Lのメニスカスによって空隙が塞がれて密閉性が保持され、密閉の信頼性を向上させることができる。
As described above, in this embodiment, the first
〔第2の実施形態〕
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図10は、本実施形態に係る液体吐出ヘッド2の分解斜視図である。本実施形態の液体吐出ヘッド2は、第1の実施形態と同様な筐体4と蓋部材5とに加えて、筐体の内部に配置される内蓋部材16を有している。
図11(a)は本実施形態の内蓋部材16の斜視図、図11(b)は内蓋部材16の、後述する第1の液体誘導溝19に沿う断面図である。この内蓋部材16は筐体4の内部で液体保持部材17の上に配置されている。本実施形態の液体保持部材17は、第1の液体誘導溝を有していない。そして、内蓋部材16は、端部に切欠き18を有し、上面に第1の液体誘導溝19を有している。第1の液体誘導溝19は、第1の実施形態の第1の液体誘導溝13と同様に、内蓋部材16の、中空の筐体4の液体貯留部に収容された状態で筐体4の側壁内面4aに接触または近接する端面まで延びている。筐体4の側壁内面4aには、第1の実施形態と同様な第2の液体誘導溝14が形成されている。内蓋部材16の第1の液体誘導溝19と筐体4の第2の液体誘導溝14とは、互いに液体流通可能に位置しており、いわゆる流体連通状態になっている。図11(b)に示すように第1の液体誘導溝19には、蓋部材5の液体供給口10に対向する位置に、液体を第1の液体誘導溝19に導く突起部19aが設けられている。
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the invention will be described. FIG. 10 is an exploded perspective view of the
FIG. 11(a) is a perspective view of the
第1の実施形態と同様に液体容器12からチューブ8および液体供給口10を介して筐体4の内部に液体が供給されると、液体は内蓋部材16の上面に滴下される。内蓋部材16の上面に到達した液体の一部は、第1の液体誘導溝19から第2の液体誘導溝14を通って、蓋部材5に対して固定される筐体4の開口端部の全周に亘って拡がる。仮に筐体4と蓋部材5との接合部(溶融部11)やその近傍に微小な空隙が生じていたとしても、全周に亘って導かれた液体のメニスカスによって接合部の密閉性が保持され、密閉の信頼性を向上させることができ、第1の実施形態と同様な効果を得られる。すなわち、本実施形態では、上面に第1の液体誘導溝19が形成される部材が、液体保持部材17ではなく内蓋部材16である。それにより、本実施形態では、液体保持部材17の材料や大きさおよび形状の自由度が高く、いかなる液体保持部材17も使用可能であり、表面処理を施す必要がない。
As in the first embodiment, when the liquid is supplied from the
なお、内蓋部材16の上面に到達した液体の他の一部は第1の液体誘導溝19以外の部分から、または第1の液体誘導溝19から溢れて切欠き18から下方の液体保持部材17に向けて流れて吸収される。液体保持部材17に吸収された液体は、素子基板6の流路に送られる。以上説明した構成および工程以外は、第1の実施形態と同じであってよいので、説明を省略する。
A part of the liquid that has reached the upper surface of the
〔第3の実施形態〕
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。図12(a)は、本実施形態に係る液体吐出ヘッド2の液体保持部材20の斜視図、図12(b)は液体保持部材20の、後述する第1の液体誘導溝21に沿う断面図である。図12(a),12(b)に示すように、本実施形態の液体保持部材20の上面には第1の液体誘導溝21が形成されている。
第1の液体誘導溝21は、液体供給口10に対向する位置から、筐体4の側壁内面4aの第2の液体誘導溝14に向けて下降するように傾斜する形状を有している。本実施形態では、液体吐出装置1が多少傾いた姿勢で設置されたとしても、液体保持部材20の上面に滴下された液体は、図9(a)に示す状態と同様に2系統に分かれて移動する。すなわち、第1の液体誘導溝21から第2の液体誘導溝14への液体の移動がより信頼性高く行われる。そして、第1の実施形態と同様に密閉の信頼性を向上させることができる。なお、以上説明した構成および工程以外は、第1の実施形態と同じであってよいので、説明を省略する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the invention will be described. 12A is a perspective view of the
The first
〔第4の実施形態〕
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。図13は、本実施形態に係る液体吐出ヘッド2の筐体22および液体保持部材15の斜視図である。本実施形態の筐体22は、側壁内面22aに、液体保持部材15の第1の液体誘導溝13と接続または近接する位置から開口端部に向かって扇状(放射状)に拡がる5つの第2の液体誘導溝23を有している。本実施形態では、第1の液体誘導溝13から第2の液体誘導溝23への液体の移動がより信頼性高く行われる。そして、第1の実施形態と同様に密閉の信頼性を向上させることができる。なお、以上説明した構成および工程以外は、第1の実施形態と同じであってよいので、説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the invention will be described. FIG. 13 is a perspective view of the
〔第5の実施形態〕
次に、本発明の第5の実施形態について説明する。図14は、本実施形態に係る液体吐出ヘッド2の筐体24および液体保持部材25の斜視図である。本実施形態の液体保持部材25は、上面に、互いに垂直に交差して十字形状を形成する2つの第1の液体誘導溝26が形成されている。筐体24の4つの側壁内面24aには、第1の液体誘導溝26と接続または近接する位置から開口端部に向かって延びる第2の液体誘導溝27がそれぞれ形成されている。本実施形態では、第1の液体誘導溝26から第2の液体誘導溝27への液体の移動がより信頼性高く行われる。そして、第1の実施形態と同様に密閉の信頼性を向上させることができる。なお、以上説明した構成および工程以外は、第1の実施形態と同じであってよいので、説明を省略する。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the invention will be described. FIG. 14 is a perspective view of the
〔第6の実施形態〕
次に、本発明の第6の実施形態について説明する。図15は、本実施形態に係る液体吐出ヘッド2の筐体28および液体保持部材29の斜視図である。本実施形態の筐体28は、内部に仕切壁30を有しており、筐体28の内部の液体貯留部は、仕切壁30によって複数(例えば3つ)の区画に分割されている。液体貯留部の各区画には、液体保持部材29がそれぞれ収容されている。各液体保持部材29は、第1の実施形態と同様な第1の液体誘導溝13がそれぞれ形成されている。そして、筐体28の側壁内面28aと仕切壁30とには、第1の液体誘導溝13と接続または近接する位置からそれぞれ開口端部に向かって延びる第1の実施形態と同様な第2の液体誘導溝31がそれぞれ形成されている。本実施形態では、多色の液体を吐出する液体吐出ヘッド2において、各色に対応して液体貯留部の区画を使い分けて、各色の液体をそれぞれ混ざり合わないようにし、それぞれの液体に関して第1の実施形態と同様に密閉の信頼性を向上させることができる。なお、以上説明した構成および工程以外は、第1の実施形態と同じであってよいので、説明を省略する。
[Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment of the invention will be described. FIG. 15 is a perspective view of the
以上説明した各実施形態の構成を任意に組み合わせることも可能である。第3~6の実施形態において、第2の実施形態と同様に内蓋部材を設けて、上面に第1の液体誘導溝を形成する部材を、液体保持部材ではなく内蓋部材にすることもできる。 It is also possible to arbitrarily combine the configurations of the embodiments described above. In the third to sixth embodiments, an inner cover member may be provided in the same manner as in the second embodiment, and the member forming the first liquid guide groove on the upper surface may be the inner cover member instead of the liquid holding member. can.
前述した本発明の各実施形態の、より具体的な実施例について説明する。
(第1の実施例)
本発明の第1の実施例では、前述した第1の実施形態に係る液体吐出ヘッド2を製造した。本実施例の液体吐出ヘッド2は、筐体及び蓋部材を構成する樹脂として50%の割合でフィラーを充填した材料を使用して構成されたものである。また筐体には、直径3.25mm、長さ53mm程度の半円柱の凹形状の第1の液体誘導溝13が形成された液体保持部材15(図6参照)が収納されている。第1の液体誘導溝13の内面は、200℃程度の熱板からテフロン(登録商標)シートを介して加熱することにより表面処理されて、液体が浸み込みにくい状態になっている。筐体4の側壁内面4aには、幅0.5mm、深さ0.5mm、高さ7.5mm程度の第2の液体誘導溝14(図7参照)を有している。
A more specific example of each embodiment of the present invention described above will be described.
(First embodiment)
In a first example of the present invention, the
この液体吐出ヘッド2を、図1に記載されている液体吐出装置1のキャリッジ3に搭載して、図8(d)に示すようにチューブ8が液体で満たされて液体の移動はなく安定した状態にして、24時間放置した。
また、比較例として、図示しないが、樹脂に50%の割合でフィラーを充填した材料を用いて液体吐出ヘッドを構成した。第1の液体誘導溝が形成されていない液体保持部材と、第2の液体誘導溝が形成されていない筐体とを有する液体吐出ヘッドを製造した。比較例の液体吐出ヘッド2も、図1に記載されている液体吐出装置1のキャリッジ3に搭載して、図8(d)に示す状態で24時間放置した。本実施例および比較例で使用した液体は、表面張力0.03(N/m)程度の液体インクである。
This
As a comparative example, although not shown, a liquid ejection head was constructed using a material in which a resin was filled with a filler at a rate of 50%. A liquid ejection head having a liquid holding member in which the first liquid guide groove is not formed and a housing in which the second liquid guide groove is not formed was manufactured. The
比較例の液体吐出ヘッドでは、24時間放置した後に、筐体と蓋部材との接合部において気体の微小な漏れが生じて、液体吐出ヘッド内の負圧が保てなかった。その結果、チューブ内の液体が液体容器側へ移動する現象が生じた。一方、本実施例の液体吐出ヘッド2では、蓋部材5に対して固定される筐体4の開口の端部に到達した液体のメニスカスによって、接合部(溶融部11)等の微小な空隙が塞がれて液体吐出ヘッド2内の負圧が保たれた。従って、本実施例の液体吐出ヘッド2では、液体吐出装置1に駆動信号を送ることにより、液体吐出による記録が可能であった。本実施例の液体吐出ヘッド2を筐体4の開口の端部に沿って水平に切断して観察したところ、第2の液体誘導溝14を通って移動した液体が全周にわたって拡がっていることが確認できた。
In the liquid ejection head of the comparative example, after being left for 24 hours, minute gas leakage occurred at the joint between the housing and the cover member, and the negative pressure inside the liquid ejection head could not be maintained. As a result, a phenomenon occurred in which the liquid in the tube moved toward the liquid container. On the other hand, in the
(第2の実施例)
本発明の第2の実施例では、前述した第2の実施形態に係る液体吐出ヘッド2を製造した。本実施例の液体吐出ヘッド2は、第1の実施例と同様に樹脂に50%の割合でフィラーを充填した材料によって構成されたものである。また筐体には、幅2mm、深さ4mm、長さ53mm程度の第1の液体誘導溝19が形成された内蓋部材16(図11参照)と、第1の液体誘導溝が形成されていない液体保持部材17が収納されている。その他の構成は第1の実施例の液体吐出ヘッドと同じであった。この液体吐出ヘッド2を第1の実施例と同様に処理して、液体吐出ヘッド2内の負圧の維持および液体の接合部への移動の状態を検証したところ、第1の実施例と同様に良好な結果を得られた。
(Second embodiment)
In a second example of the present invention, the
(第3の実施例)
本発明の第3の実施例では、前述した第3の実施形態に係る液体吐出ヘッド2を製造した。本実施例の液体吐出ヘッド2も第1の実施例と同様の材料で構成されている。そして直径3.25mm、長さ53mm程度の半円柱の凹形状の第1の液体誘導溝21が形成された液体保持部材20(図12参照)が収納されている。第1の液体誘導溝21は、液体供給口10に対向する位置から、筐体4の側壁内面4aの第2の液体誘導溝14に向けて下降するように、4°程度傾斜する形状であった。その他の構成は第1の実施例の液体吐出ヘッドと同じであった。この液体吐出ヘッド2を第1の実施例と同様に処理して、液体吐出ヘッド2内の負圧の維持および液体の接合部への移動の状態を検証したところ、第1の実施例と同様に良好な結果を得られた。
(Third embodiment)
In a third example of the present invention, the
(第4の実施例)
本発明の第4の実施例では、前述した第4の実施形態に係る液体吐出ヘッド2を製造した。本実施例の液体吐出ヘッド2も第1の実施例と同様の材料で構成されている。そして、液体保持部材15の第1の液体誘導溝13と接続または近接する位置から開口端部に向かって扇状(放射状)に拡がる5つの第2の液体誘導溝23が側壁内面に形成されている筐体22(図13参照)が収納されている。5つの第2の液体誘導溝23は、それぞれ幅0.5mm、深さ0.5mm、高さ7.5mm程度である。その他の構成は第1の実施例の液体吐出ヘッドと同じであった。この液体吐出ヘッド2を第1の実施例と同様に処理して、液体吐出ヘッド2内の負圧の維持および液体の接合部への移動の状態を検証したところ、第1の実施例と同様に良好な結果を得られた。
(Fourth embodiment)
In Example 4 of the present invention, the
(第5の実施例)
本発明の第5の実施例では、前述した第5の実施形態に係る液体吐出ヘッド2を製造した。本実施例の液体吐出ヘッド2も第1の実施例と同様の材料で構成されている。そして、十字形状の2つの第1の液体誘導溝26を上面に有する液体保持部材25と、第1の液体誘導溝26と接続または近接する位置から開口端部に向かって延びる第2の液体誘導溝27が4つの側壁内面に形成された筐体24を有する。第1の液体誘導溝26は、それぞれ直径3.25mm、長さ53mm程度の半円柱の凹形状であり、第2の液体誘導溝27は、それぞれ幅0.5mm、深さ0.5mm、高さ7.5mm程度であった(図14参照)。その他の構成は第1の実施例の液体吐出ヘッドと同じであった。この液体吐出ヘッド2を第1の実施例と同様に処理して、液体吐出ヘッド2内の負圧の維持および液体の接合部への移動の状態を検証したところ、第1の実施例と同様に良好な結果を得られた。
(Fifth embodiment)
In Example 5 of the present invention, the
(第6の実施例)
本発明の第6の実施例では、前述した第6の実施形態に係る液体吐出ヘッド2を製造した。本実施例の液体吐出ヘッド2も第1の実施例と同様の材料で構成されている。そして、液体貯留部を3つの区画に分割する仕切壁30を内部に有する筐体28を有している(図15参照)。筐体28の液体貯留部の、仕切壁30によって分割された3つの区画には、液体保持部材29がそれぞれ収容されている。各液体保持部材29の上面には、それぞれが直径3.25mm程度であって液体保持部材29全体に亘って延びる半円柱の凹形状である第1の液体誘導溝13が形成されている。筐体28の側壁内面と仕切壁30とには、第1の液体誘導溝13と接続または近接する位置からそれぞれ開口端部に向かって延びる、それぞれが幅0.5mm、深さ0.5mm、高さ7.5mm程度である第2の液体誘導溝31が形成されている。その他の構成は第1の実施例の液体吐出ヘッドと同じであった。この液体吐出ヘッド2を第1の実施例と同様に処理して、液体吐出ヘッド2内の負圧の維持および液体の接合部への移動の状態を検証したところ、第1の実施例と同様に良好な結果を得られた。
(Sixth embodiment)
In Example 6 of the present invention, the
本発明によれば、フィラーの含有量が多い材料を用いて構成される液体吐出ヘッドについて、密閉の信頼性が高い液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置を提供することができる。また、フィラーの含有量が少ない材料を用いて構成される液体吐出ヘッドにおいても、密閉性の信頼度が一層高まることは言うまでもない。 According to the present invention, it is possible to provide a liquid ejection head and a liquid ejection apparatus having high sealing reliability, with respect to a liquid ejection head configured using a material having a large filler content. In addition, it goes without saying that the reliability of the sealing performance is further improved in a liquid ejection head constructed using a material with a low filler content.
2 液体吐出ヘッド
4 筐体
4a 側壁内面
5 蓋部材
10 液体供給口
15 液体保持部材(筐体の内部に配置された部材)
13 第1の液体誘導溝
14 第2の液体誘導溝
2
13 First
Claims (14)
前記蓋部材には、前記筐体の内部に液体を供給するための液体供給口が設けられており、
前記部材の上面であって前記液体供給口を介して供給される液体が滴下される面に、第1の液体誘導溝が形成されており、前記筐体の側壁内面に第2の液体誘導溝が形成されており、
前記第2の液体誘導溝は、前記筐体の前記側壁内面において、前記蓋部材に対して固定される前記開口の端部から、前記開口の反対側に向かって延びており、前記第1の液体誘導溝は、前記部材の、前記筐体の前記側壁内面に接触または近接する側面まで延びており、前記第1の液体誘導溝と前記第2の液体誘導溝とは互いに液体流通可能に位置していることを特徴とする、液体吐出ヘッド。 a hollow housing having an opening at one end; a cover member fixed to an end of the opening of the housing to close the opening; and a member arranged inside the housing;
The lid member is provided with a liquid supply port for supplying liquid to the inside of the housing,
A first liquid guide groove is formed on the upper surface of the member and onto which the liquid supplied through the liquid supply port is dropped, and a second liquid guide groove is formed on the inner surface of the side wall of the housing. is formed and
The second liquid guide groove extends from the end of the opening fixed to the lid member toward the opposite side of the opening on the inner surface of the side wall of the housing. The liquid guide groove extends to a side surface of the member that is in contact with or close to the inner surface of the side wall of the housing, and the first liquid guide groove and the second liquid guide groove are positioned so as to allow liquid communication with each other. A liquid ejection head characterized by:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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US17/707,771 US11840090B2 (en) | 2021-03-31 | 2022-03-29 | Liquid ejection head and liquid ejection apparatus |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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2021
- 2021-12-13 JP JP2021201812A patent/JP2022158872A/en active Pending
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