JP2023004129A - Liquid discharge head and liquid discharge device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体を吐出する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 for ejecting liquid.
液体吐出装置(インクジェット記録装置)には液体を吐出する液体吐出ヘッド(記録ヘッド)が搭載されている。液体吐出ヘッドには、記録用紙等から出る紙粉や空中に浮遊している塵挨が付着したり、液体吐出ヘッドの吐出口から吐出した液滴が跳ね返って付着したりする。これらの付着物によって安定した液体吐出が妨げられる恐れがある。そこで、これらの付着物を除去するため、液体吐出装置には、液体吐出ヘッドの吐出口面をクリーニングする手段が設けられている。例えばゴム等の弾性材料でつくられたブレードを使用して吐出口面を拭き取ることで、吐出口面に付着する塵挨や液滴を除去するワイピングが行われている。特許文献1には、液体吐出ヘッドの吐出口面に付着した塵挨や液滴を除去するワイピング方法が記されている。
A liquid ejection apparatus (inkjet recording apparatus) is equipped with a liquid ejection head (recording head) for ejecting liquid. On the liquid ejection head, paper dust from recording paper or the like and dust floating in the air adhere to the liquid ejection head, and droplets ejected from the ejection openings of the liquid ejection head rebound and adhere to the liquid ejection head. These deposits may interfere with stable liquid ejection. Therefore, in order to remove these deposits, the liquid ejection apparatus is provided with means for cleaning the ejection port surface of the liquid ejection head. For example, wiping is performed to remove dust and droplets adhering to the ejection port surface by wiping the ejection port surface with a blade made of an elastic material such as rubber.
液体吐出ヘッドの素子基板の側面の隙間に液体が溜まっていると、ワイピングによってこの液体をかき出し、吐出口面に付着させてしまう恐れがある。 If the liquid remains in the gaps on the side surfaces of the element substrate of the liquid ejection head, the liquid may be wiped out by wiping and adhere to the ejection port surface.
そこで、本発明は、ワイピングの際に液体吐出ヘッドの素子基板の吐出口面に液体が付着する恐れを抑制することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to suppress the risk of liquid adhering to the ejection port surface of an element substrate of a liquid ejection head during wiping.
本発明の液体吐出装置は、液体を吐出する吐出口面が設けられた基板と、前記基板に電気接続された電気配線基板と、前記電気配線基板を支持する支持面が設けられた支持部材と、を備える液体吐出ヘッドと、前記吐出口面に対して相対的に移動して前記吐出口面をワイピングするワイピング部材と、を有する液体吐出装置において、前記支持面は、前記ワイピングの際における前記ワイピング部材の前記吐出口面に対する相対的な移動方向において前記吐出口面よりも上流側に前記吐出口面との間に隙間を隔てて位置しており、前記電気配線基板は、前記支持面から張り出し、前記隙間の少なくとも一部を覆う部分を有することを特徴とする。 A liquid ejecting apparatus of the present invention comprises a substrate provided with an ejection port surface for ejecting liquid, an electric wiring substrate electrically connected to the substrate, and a supporting member provided with a supporting surface for supporting the electric wiring substrate. and a wiping member that moves relatively to the ejection port surface and wipes the ejection port surface, wherein the support surface is configured to be the support surface during the wiping. The wiping member is positioned upstream of the ejection port surface with a gap therebetween in the direction of relative movement of the wiping member with respect to the ejection port surface, and the electric wiring board extends from the support surface. It is characterized by having a portion that overhangs and covers at least part of the gap.
本発明によると、ワイピングの際に液体吐出ヘッドの素子基板の吐出口面に液体が付着する恐れを抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the risk of liquid adhering to the ejection opening surface of the element substrate of the liquid ejection head during wiping.
以下、本発明を適用可能な実施形態について詳細に説明する。 Embodiments to which the present invention can be applied will be described in detail below.
(第1の実施形態)
図1は本実施形態の液体吐出ヘッドとしてのインクジェット記録ヘッド1を示す。図1(a)は吐出口面側から見た平面図であり、図1(b)は図1(a)のI-I断面である。図2(a)は本実施形態のインクジェット記録ヘッド1を示す斜視図であり、図2(b)は記録素子基板3を示す斜視図である。
(First embodiment)
FIG. 1 shows an
図2に示すように、インクジェット記録ヘッド1は、記録素子基板3と、電気配線基板4と、記録素子基板3に供給するインク(液体)を収容する筐体2と、を有する。記録素子基板3には、吐出口31からインクを吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子36が所定のピッチで形成されている。また、記録素子基板3には、筐体2からの液体を吐出口31に供給するための液体供給口34が一つ、または複数形成されている。電気配線基板4は、記録素子基板3に電力を供給するための配線を有している。筐体2は、記録素子基板3や電気配線基板4を支持する支持部材としての役割も有する。
As shown in FIG. 2, the
図1に示すように、本実施形態のインクジェット記録ヘッド1には、記録素子基板3と、電気配線基板4を支持する筐体2の支持面21との間に隙間5がある。そして、電気配線基板4は、支持面21から張り出してこの隙間5を覆う部分49を備える。この電気配線基板4の部分49は、ワイピング部材としてのブレード81のワイピング方向(矢印A方向)における上流側の隙間5を覆うように設けられている。本実施形態では、電気配線基板4はワイピング方向の下流側の隙間5を覆っていない。なお、電気配線基板4はワイピング方向における上流側の隙間5の少なくとも一部を覆う部分49を備える構成であればよい。下流側の隙間5に関しては電気配線基板4が覆っていても覆っていなくてもよい。
As shown in FIG. 1, the
ここで、インクジェット記録ヘッドをワイピングする際に発生する課題について説明する。図4は、比較例のインクジェット記録ヘッドのワイピングを説明するための図である。図4(a1)~(e1)はワイピングを説明するための平面図である。図4(a2)~(e2)はそれぞれ図4(a1)~(e1)のIV-IV断面である。図4(a3)~(e3)はそれぞれ図4(a2)~(e2)の領域C内を拡大して示す図である。インクジェット記録ヘッド1から吐出したインクが跳ね返って記録素子基板3の吐出口面35に付着したり、記録素子基板3と電気配線基板4を支持する筐体2の支持面21との間の隙間5に入ったりすることがある。このインク7が増えるとインク7が隙間5に溜まってしまうことがある。
Here, a problem that occurs when wiping the ink jet recording head will be described. FIG. 4 is a diagram for explaining wiping of an inkjet print head of a comparative example. 4(a1) to (e1) are plan views for explaining wiping. 4(a2) to (e2) are IV-IV cross sections of FIGS. 4(a1) to (e1), respectively. FIGS. 4(a3) to (e3) are views showing enlarged regions C in FIGS. 4(a2) to (e2), respectively. The ink ejected from the
図4の矢印A方向にブレード81が吐出口面35に対して相対移動して記録素子基板3の吐出口面35の上をワイピングする。まず、図4(a1)、(a2)に示すように、ブレード81は電気配線基板4の上面に密着した状態で記録素子基板3の吐出口面35の方向(矢印A方向)へ相対移動する。そして、図4(b3)、(c3)に示すように、ブレード81が隙間5へ侵入し、メニスカス力によりブレード81の先端部にインク7が付着して保持された状態となる。その後、ブレード81の先端部に付着したインク7が記録素子基板3の吐出口面35上に掻き出され(図4(d3))、吐出口面35上にインク7が取り残されてしまうことがある(図4(e3))。ワイピング後にこのようにインク7が吐出口面35上に残っていると、画像形成のためにインクを吐出する際にインク吐出の方向がずれてしまったり、インク吐出が行われなかったりする恐れがあり、画像形成に影響を及ぼす可能性がある。
The
次に、本実施形態のインクジェット記録ヘッド1のワイピングを説明するための図である図3を用い、本実施形態におけるワイピングについて説明する。図3(a1)~(f1)はワイピングを説明するための平面図である。図3(a2)~(f2)はそれぞれ図3(a1)~(f1)のIII-III断面である。図3(a3)~(c3)はそれぞれ図3(a2)~(c2)の領域B内を拡大して示す図である。 Next, wiping in this embodiment will be described with reference to FIG. FIGS. 3(a1) to 3(f1) are plan views for explaining wiping. FIGS. 3(a2) to 3(f2) are the III-III cross sections of FIGS. 3(a1) to 3(f1), respectively. FIGS. 3(a3) to 3(c3) are enlarged views showing the regions B in FIGS. 3(a2) to 3(c2), respectively.
上述したように、本実施形態のインクジェット記録ヘッド1の電気配線基板4は、支持面21から張り出して隙間5を覆う部分49を備える(図3(a2)、(a3))。本実施形態は、インク7が溜まりやすい隙間5が電気配線基板4によって覆われているため、比較例のインクジェット記録ヘッドと比べ、隙間5にインクが溜まりにくい構成となっている。しかし、電気配線基板4によって覆われていない部分からインク7が隙間5へ入り込むこともある。
As described above, the
このようなインクジェット記録ヘッド1に対してワイピングを行う。まず、図3(a1)、図3(a2)に示すように、ブレード81は、電気配線基板4の上面に密着した状態で記録素子基板3の吐出口面35の方向(矢印A方向)へ吐出口面35に対して相対移動する。次に、図3(b1)~(b3)に示すように、ブレード81は電気配線基板4の部分49上を進む。この際に、電気配線基板4の基材が樹脂のような材料で形成されていると、ブレード81の荷重で電気配線基板4が撓んで記録素子基板3と接触することもある。その後、ブレード81は、電気配線基板4と記録素子基板3との段差を降りて記録素子基板3の吐出口面35上へ進み(図3(c1)~(c3))、記録素子基板3の吐出口面35上を移動する((d1)~(d3))。本実施形態では、下流側の隙間5は電気配線基板4によって覆われていないので、ブレード81はワイピング方向における下流側の隙間5へ侵入する(図3(e1)、(e2))。その後、ブレード81は電気配線基板4の上面を移動する(図3(f1)、(f2))。
Wiping is performed on such an
本実施形態では、ワイピング方向における上流側の隙間5にインク7が入り込んでいても、電気配線基板4の部分49によって隙間5が覆われているので、上流側の隙間5にブレード81が入ってインク7を掻き出す恐れを抑制できる。そして、ブレード81によって吐出口面35上にインク7が取り残される可能性を低減することができる。
In this embodiment, even if the
なお、本実施形態は、電気配線基板4がワイピング方向の下流側の隙間5を覆っていない構成である。電気配線基板4が下流側の隙間5を覆うように筐体2の支持面21から張り出していると、ブレード81の移動によって下流側の隙間5を覆う電気配線基板4の部分がめくれてしまう可能性がある。下流側の隙間5にインク7が溜まっている場合にブレード81がそのインク7を掻き出したとしても、吐出口面35はワイピング方向の上流側に位置するため、掻き出されたインク7が吐出口面35に付着する可能性は低い。そのため、本実施形態のように下流側の隙間5は電気配線基板4によって覆われていない構成の方が好ましい。
In this embodiment, the
また、電気配線基板4が下流側の隙間5を覆うように筐体2の支持面21から張り出す部分49とは別の部分を備えるような構成であっても、上流側の部分49の張り出し長さが下流側の部分の張り出し長さよりも長いことが好ましい。これにより、下流側における電気配線基板4のめくれの発生を抑えることができる。
Further, even if the
なお、本実施形態では記録素子基板3の側面と支持面21との間に隙間5が設けられているが、この隙間5を封止剤で満たすことでインク7が溜まることを抑えることもできる。しかし、このような形態は封止剤の使用量が多くなるため、製造工程で封止剤が硬化収縮する際に記録素子基板3に加わる応力が大きくなってしまう。この応力による記録素子基板3の割れを防ぐために記録素子基板3にはある程度の高い剛性が求められる。そのため、特に記録素子基板3の剛性が低い場合(例えば縦寸法と横寸法との比であるアスペクト比が高い場合)には、隙間5を封止剤で満たさないような本実施形態の構成が有効である。
In this embodiment, a
次に、本実施形態の電気配線基板4の製造方法の一例を説明する。図5は電気配線基板4の製造工程を順に示す図である。図5(a1)~(e1)は電気配線基板4を基材41の表面側から見た図であり、図5(a2)~(e2)はそれぞれ図5(a3)~(e3)のV-V断面であり、図5(a3)~(e3)は電気配線基板4を基材41の裏面側から見た図である。
Next, an example of a method for manufacturing the
まず、図5(a1)、(a3)に示すように、樹脂系の基材41に対してデバイスホール48となる部分を金型等で打ち抜く。この際、記録素子基板3のワイピング上流側に設けられる隙間5(点線で示す領域)覆う形状になるように基材41を打ち抜く。次に、図5(b1)~(b3)に示すように、基材41に対して電気配線となる銅箔42を接着剤等(図示なし)を用いて接合する。そして、図5(c1)~(c3)に示すように、電気配線となる銅箔42をパターニングして配線を形成する。次に、図5(d1)~(d3)に示すように、電気接続部となるインナーリード43とアウターリード44を除いた銅箔42の露出部に樹脂系のフィルム45を接合する。さらに、図5(e1)~(e3)に示すように、インナーリード43とアウターリード44の銅露出部にNiめっき(密着向上層)を介してAuめっき47をする。
First, as shown in FIGS. 5(a1) and 5(a3), a portion to be the
このようにして製造した電気配線基板4を記録素子基板3と電気接続するなどし、インクジェット記録ヘッド1を製造する。本実施形態では、インクジェット記録ヘッド1として組み込まれた電気配線基板4は、隙間5を覆う部分49がインナーリード43の根元部431(図5(e1))まで延びるように設けられている。また、図1(b)に示すように、この部分49が記録素子基板3の端部を覆う位置まで延び、記録素子基板3の吐出口31までは覆わないような形状となっている。
The
(第2の実施形態)
本実施形態は、記録素子基板3と筐体2との隙間5を覆う電気配線基板4の部分の形状が上述の実施形態と異なっている。図6は、本実施形態のインクジェット記録ヘッド1を吐出口面35の側から見た平面図である。電気配線基板4の上述の隙間5を覆う部分は、ワイピング動作でブレード81が電気配線基板4から記録素子基板3まで移動する際に、ブレード81の隙間5への侵入を抑制可能な形状であれば、上述の実施形態に限定されない。
(Second embodiment)
This embodiment differs from the above embodiment in the shape of the portion of the
図6(a)に示すように隙間5を覆う電気配線基板4の部分490はその先端が丸形状でもよく、図6(b)に示すように隙間5を覆う電気配線基板4の部分491はその先端が三角形状でもよい。また、図6(c)に示すように隙間5を覆う電気配線基板4の部分492が隙間5のY方向(ワイピング方向に交差する方向)における中央部に位置する形状でもよい。また、図6(d)に示すように隙間5を覆う電気配線基板4の部分493がY方向において複数設けられた形状でもよい。
As shown in FIG. 6A, the
(第3の実施形態)
図7は、本実施形態のインクジェット記録ヘッド1を示す図である。図7(a1)~(a3は)、本実施形態の電気配線基板4のカバーフィルム45を接合する前の状態を示している。図7(a1)は基材41の表面側から見た図であり、図7(a2)は図7(a3)のVIIA-VIIA断面であり、図7(a3)は電気配線基板4を基材41の裏面側から見た図である。図7(b1)、(b2)は、ワイピング動作時のインクジェット記録ヘッド1を示す図であり、図7(b1)は吐出口面35の側から見た平面図であり、図7(b2)は図7(b1)のVIIB-VIIB断面である。
(Third Embodiment)
FIG. 7 is a diagram showing the
ワイピングの際、ブレード81による荷重で電気配線基板4の部分49のたわみが大きくなると、ブレード81が隙間5へ侵入してしまう可能性がある。特に、ブレード81の硬度が高い場合や電気配線基板4の基材41の硬度が低い場合、ブレード81の押圧荷重が大きくなり、ブレード81の侵入の可能性が高まる。
During wiping, if the load of the
そこで、本実施形態は、電気配線基板4の部分49の剛性を高めるために、電気配線基板4の部分49において銅箔42の配線パターン形状を変えている。図7(a3)に示すように、隙間5を覆う電気配線基板4の部分49の内部に配される銅箔42の配線パターン421の幅Wが太くなっている。そして、図7(b2)に示すように、吐出口面35に直交する方向から見て、この配線パターン421は記録素子基板3の表面と筐体2の支持面21とに跨るように設けられている。これにより、隙間5を覆う電気配線基板4の部分49の剛性を高めることが可能となる。
Therefore, in this embodiment, the wiring pattern shape of the
図8は、本実施形態のワイピング動作時のインクジェット記録ヘッド1の変形例を示す図である。図8(a)は吐出口面35の側から見た平面図であり、図8(b)は図8(a)のVIII-VIII断面である。配線設計上の理由などで図7に示したような実配線を太くできない場合などは、図8に示すように、電気配線基板4の部分49に、実配線422とは別に離れて設けられた配線パターン423を銅箔42で形成してもよい。この配線パターン423が記録素子基板3の表面と筐体2の支持面21とに跨るように設けられており、これにより、隙間5を覆う電気配線基板4の部分49の剛性を高めることが可能となる。
FIG. 8 is a diagram showing a modification of the
(第4の実施形態)
図9は、本実施形態のワイピング動作時のインクジェット記録ヘッド1を示す図である。図9(a)は吐出口面35の側から見た平面図であり、図9(b)は図9(a)のIX-IX断面であり、図9(c)は図9(b)の領域D内を拡大して示す図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 9 is a diagram showing the
上述の実施形態では、隙間5の上に位置する電気配線基板4の部分49が支持面21から記録素子基板3の表面に架かる位置まで延びるような形状である。しかし、本実施形態では、ブレード81のワイピング方向において電気配線基板4の部分494が記録素子基板3の表面に達しておらず、この部分494がワイピング方向における隙間5の一部を覆うような構成となっている。
In the above-described embodiment, the
例えば、電気配線基板4の製造工程において基材41の打ち抜きにばらつき等が生じると、本実施形態のように電気配線基板4の部分491が記録素子基板3上まで達しないことも生じうる。
For example, if variations occur in the punching of the
ブレード81の隙間5への侵入を抑えるためには、上述の実施形態のような、隙間5の上に位置する電気配線基板4の部分49が支持面21から記録素子基板3の表面に架かる位置まで延びるような形状であることが好ましい。しかし、本実施形態のような構成であってもブレード81の隙間5への侵入を抑制することができる。また、仮にブレード81が隙間5へ侵入した場合であっても、電気配線基板4が隙間5を覆う部分を備えていないような構成と比べインク7との接触幅は抑えられるので、ブレード81に付着するインク7は少なく、インク吐出への影響を抑えることができる。なお、本実施形態のような構成では、ブレード81の侵入を抑制する観点から、電気配線基板4の部分494の先端から記録素子基板3の端部までの間隔Wsは、ブレード81の幅Wb以下であることが好ましい。
In order to prevent the
(インクジェット記録装置)
図10は本実施形態を適用可能な液体吐出装置としてのインクジェット記録装置100の一例の斜視図である。インクジェット記録ヘッド1の吐出口面35の回復処理に際しては、インクジェット記録装置100に設けられたブレード81を使用して吐出口面35をワイピングし、吐出口面35に付着したインク滴等を除去して清浄化する。なお、吐出口面35とブレード81とが相対的に移動してブレード81で吐出口面35を清浄化すればよく、両者のうちの少なくともいずれか一方が移動すればよい。本明細書において「ワイピング方向」とは、ワイピング動作の際の、吐出口面35に対するブレード81の相対的な移動方向のことを言う。
(Inkjet recording device)
FIG. 10 is a perspective view of an example of an
1 インクジェット記録ヘッド(液体吐出ヘッド)
2 筐体(支持部材)
3 記録素子基板
4 電気配線基板
5 隙間
21 支持面
35 吐出口面
49 部分
81 ブレード(ワイピング部材)
100 インクジェット記録装置(液体吐出装置)
1 Inkjet recording head (liquid ejection head)
2 housing (support member)
3
100 inkjet recording device (liquid ejection device)
Claims (18)
前記吐出口面に対して相対的に移動して前記吐出口面をワイピングするワイピング部材と、
を有する液体吐出装置において、
前記支持面は、前記ワイピングの際における前記ワイピング部材の前記吐出口面に対する相対的な移動方向において前記吐出口面よりも上流側に前記吐出口面との間に隙間を隔てて位置しており、
前記電気配線基板は、前記支持面から張り出し、前記隙間の少なくとも一部を覆う部分を有することを特徴とする液体吐出装置。 A liquid ejection head comprising: a substrate provided with an ejection port surface for ejecting liquid; an electric wiring substrate electrically connected to the substrate; and a support member provided with a support surface for supporting the electric wiring substrate;
a wiping member that moves relative to the ejection port surface to wipe the ejection port surface;
In a liquid ejection device having
The support surface is positioned upstream of the ejection port surface with a gap therebetween in a direction in which the wiping member moves relative to the ejection port surface during wiping. ,
The liquid ejecting apparatus, wherein the electric wiring board has a portion that protrudes from the support surface and covers at least part of the gap.
前記電気配線基板は前記別の隙間を覆っていない、請求項1または請求項2に記載の液体吐出装置。 The support surface is positioned downstream of the ejection port surface in the movement direction with a gap different from the gap between the support surface and the ejection port surface,
3. The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein said electric wiring board does not cover said another gap.
前記電気配線基板は、前記支持面から張り出し、前記別の隙間の少なくとも一部を覆う前記部分とは別の部分を有し、
前記部分の前記支持面からの張り出し長さは、前記別の部分の前記支持面からの張り出し長さよりも長い、請求項1または請求項2に記載の液体吐出装置。 The support surface is positioned downstream of the ejection port surface in the movement direction with a gap different from the gap between the support surface and the ejection port surface,
The electric wiring board has a portion different from the portion that protrudes from the support surface and covers at least a part of the another gap,
3. The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein a length of protrusion of said portion from said support surface is longer than a length of protrusion of said another portion from said support surface.
前記部分と前記吐出口面の前記端部との間隔は、前記ワイピング部材の幅と同じまたは前記ワイピング部材の幅よりも小さい、請求項1に記載の液体吐出装置。 The portion does not reach the end of the ejection port surface,
2. The liquid ejection device according to claim 1, wherein the distance between said portion and said end of said ejection port face is equal to or smaller than the width of said wiping member.
前記基板に電気接続された電気配線基板と、
前記電気配線基板を支持する支持面が設けられた支持部材と、
を備える液体吐出ヘッドにおいて、
前記支持面は、前記吐出口面をワイピングするワイピング部材の、ワイピングの際の前記吐出口面に対する相対的な移動方向において、前記吐出口面よりも上流側に前記吐出口面との間に隙間を隔てて位置しており、
前記電気配線基板は、前記支持面から張り出し、前記隙間の少なくとも一部を覆う部分を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。 a substrate provided with an ejection port surface for ejecting liquid;
an electric wiring board electrically connected to the board;
a support member provided with a support surface for supporting the electric wiring board;
In a liquid ejection head comprising
The support surface has a gap between the support surface and the ejection port surface on the upstream side of the ejection port surface in a direction in which a wiping member that wipes the ejection port surface moves relative to the ejection port surface during wiping. is located across the
The liquid ejection head, wherein the electric wiring board has a portion that protrudes from the supporting surface and covers at least a part of the gap.
前記電気配線基板は前記別の隙間を覆っていない、請求項11または請求項12に記載の液体吐出ヘッド。 The support surface is positioned downstream of the ejection port surface in the movement direction with a gap different from the gap between the support surface and the ejection port surface,
13. The liquid ejection head according to claim 11, wherein said electric wiring board does not cover said another gap.
前記電気配線基板は、前記支持面から張り出し、前記別の隙間の少なくとも一部を覆う前記部分とは別の部分を有し、
前記部分の前記支持面からの張り出し長さは、前記別の部分の前記支持面からの張り出し長さよりも長い、請求項11または請求項12に記載の液体吐出ヘッド。 The support surface is positioned downstream of the ejection port surface in the movement direction with a gap different from the gap between the support surface and the ejection port surface,
The electric wiring board has a portion different from the portion that protrudes from the support surface and covers at least a part of the another gap,
13. The liquid ejection head according to claim 11, wherein a length of protrusion of said portion from said support surface is longer than a length of protrusion of said another portion from said support surface.
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