JP2023178606A - 液体吐出ヘッド - Google Patents

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Yuji Tamaru
恭輔 戸田
Kyosuke Toda
岳穂 宮下
Takeho Miyashita
晋平 吉川
Shinpei Yoshikawa
千秋 村岡
Chiaki Muraoka
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Abstract

【課題】 共通流路の端部における泡による閉塞を抑制した液体吐出ヘッドを提供する。【解決手段】 吐出口列と、圧力室と、共通供給流路と、供給口が配列されて成る供給口列と、共通回収流路と、回収口が配列されて成る回収口列と、を有する液体吐出ヘッドにおいて、前記供給口列及び前記回収口列は、液体吐出ヘッドの一端側300aから他端側300bに向かって延在しており、前記回収口列に含まれる前記複数の回収口は、最も前記一端側に配される一端部回収口311a及び最も前記他端側に配される他端部回収口312bを含んでおり、前記吐出口の開口と対向する位置から見た際に、前記一端部回収口の開口の一部は前記共通回収流路の前記一端側の端部321aの少なくとも一部と重なり、前記他端部回収口の開口の一部は前記共通回収流路の前記他端側の端部322bの少なくとも一部と重なることを特徴とする。【選択図】 図5

Description

本発明は、液体吐出ヘッドに関する。
近年のインクジェットプリンタ分野では、高画質な印刷物を出力することのできる液体吐出装置が求められている。しかし、液体を吐出する吐出口が長時間空気に触れるような状態が続くと、液体の蒸発により液体の増粘ひいては吐出不良が生じてしまい、高画質な印刷物を出力することが出来なくなる。そこで、そのような液体の蒸発による液体の増粘を抑制するために、液体を循環させる循環型の液体吐出装置が知られている。
例えば特許文献1には、吐出口が高密度に配置された場合において、吐出口列内に共通供給流路と共通回収流路を設けることで、複数の吐出口に対応する複数の圧力室を通じて、液体を循環させる液体吐出ヘッドが開示されている。このような液体循環は、流路溝が形成された基板に液流制御板を接合することで流路を形成し、液流制御板に設けられた開口を供給、回収機構と接合することで実現する。
特開2017-124619号公報
しかしながら特許文献1の構成では、共通供給流路に液体を供給する供給口または共通回収流路から液体を回収する回収口のうち、液体吐出ヘッドの端部に形成された開口は、それぞれの共通流路の端部よりも液体吐出ヘッドの内側に形成されている。すなわち、共通供給流路または共通回収流路の端部には袋小路が形成されている。共通供給流路または共通回収流路内のこのような領域では、液体の流れが生じにくく、流路に混入した泡や流路内で発生した泡が留まりやすい。滞留した泡は次第に成長し、流路を閉塞することによる印字不良が生じる恐れがある。
本発明は上記課題を鑑み、共通流路の端部における泡による閉塞を抑制した液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために本発明は、液体を吐出する複数の吐出口が配列されて成る吐出口列と、前記複数の吐出口の各々と連通する複数の圧力室と、前記複数の圧力室に液体を供給する共通供給流路と、前記共通供給流路に液体を供給する複数の供給口が配列されて成る供給口列と、前記複数の圧力室から液体を回収する共通回収流路と、前記共通回収流路から液体を回収する複数の回収口が配列されて成る回収口列と、を有する液体吐出ヘッドにおいて、前記供給口列及び前記回収口列は、液体吐出ヘッドの一端側から他端側に向かって延在しており、前記回収口列に含まれる前記複数の回収口は、最も前記一端側に配される一端部回収口及び最も前記他端側に配される他端部回収口を含んでおり、前記吐出口の開口と対向する位置から見た際に、前記一端部回収口の開口の一部は前記共通回収流路の前記一端側の端部の少なくとも一部と重なり、前記他端部回収口の開口の一部は前記共通回収流路の前記他端側の端部の少なくとも一部と重なることを特徴とする。
本発明によれば、共通流路の端部における泡による閉塞を抑制した液体吐出ヘッドを提供することができる。
液体吐出装置の概略構成図。 液体吐出ヘッドの概略図。 吐出ユニットにおける循環経路を示した模式図。 吐出ユニットの液体の流れを示した断面図。 液体吐出ヘッドの概略図。 液体吐出ヘッドの概略図。 液体吐出ヘッドの概略図。 液体吐出ヘッドの概略図。 一端部回収口及びその近傍領域の拡大図。 一端部回収口及びその近傍領域の拡大図。 一端部回収口及びその近傍領域の拡大図。 一端部回収口及びその近傍領域の拡大図。 比較例における液体吐出ヘッドの概略図。
以下、図面を用いて本発明の各実施形態の例を説明する。尚、以下の実施形態は本発明事項を限定するものでなく、また本実施形態で説明されている特徴の組み合わせすべてが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。尚、同一の構成要素には同一の参照番号を付す。
(第1の実施形態)
図1は、液体吐出ヘッド1を用いる液体吐出装置50の概略斜視図である。本実施形態の液体吐出装置50は、液体吐出ヘッド1を走査しつつ液体としてのインクを吐出して記録媒体Pへの記録を行うシリアル型のインクジェット記録装置を構成している。尚、記録媒体Pの幅方向全般にわたって吐出口が形成されており、後述する主走査方向への移動を伴わずに記録媒体Pの幅方向全域に吐出が可能な、いわゆるフルライン型の液体吐出ヘッドであってもよい。
液体吐出ヘッド1は、搭載部(キャリッジ60)に搭載されている。キャリッジ60は、ガイド軸51に沿って主走査方向(X方向)に沿って往復移動する。記録媒体Pは、搬送ローラ55、56、57、58によって、主走査方向と交差(本例の場合は、直交)する副走査方向(Y方向)に搬送される。液体吐出ヘッド1は、ユーザによってキャリッジ60に対し取り外し及び取り付けが可能に構成されている。
液体吐出ヘッド1は、循環ユニット54と後述する吐出ユニット3とを含み構成されている。具体的な構成については後述するが、吐出ユニット3には、液体を吐出するための複数の吐出口と、各吐出口から液体を吐出するための吐出エネルギーを発生させるエネルギー発生素子とが設けられている。
また、液体吐出装置50には、インクの供給源であるインクタンク2及び外部ポンプ21が設けられており、インクタンク2に貯留されたインクは、外部ポンプ21の駆動力によってインク供給チューブ59を介して循環ユニット54に供給される。
液体吐出装置50は、キャリッジ60に搭載された液体吐出ヘッド1が主走査方向へと往復移動しつつインクを吐出して記録を行う記録走査と、記録媒体Pを副走査方向へと搬送する搬送動作とを繰り返すことにより、記録媒体Pに所定の画像を形成する。尚、本実施形態における液体吐出ヘッド1は、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の4種類のインクを吐出可能としており、これらのインクによってフルカラー画像を記録することが可能である。但し、液体吐出ヘッド1から吐出可能とするインクは、上記の4種類のインクに限定されない。他の種類のインクを吐出するための液体吐出ヘッドにも本発明は適用可能である。すなわち、液体吐出ヘッドから吐出するインクの種類及びその数は限定されない。また、記録媒体Pの搬送路から外れた位置にキャップ部材(不図示)が配置され、記録動作を行わない時には、液体吐出ヘッド1のフェイス面を覆う位置に相対的に移動し、吐出口の乾燥の防止や、充填や回復のための吸引動作を行なう。
図2に液体吐出ヘッドの概略図を示す。図2(a)は液体吐出ヘッドの概略斜視図を示す。図2(c)は液体吐出ヘッドの図2(a)におけるA矢視図である。液体吐出ヘッド1の外形は、筐体110と支持部材210により構成されている。図2(b)は液体吐出ヘッドの分解斜視図を示す。液体吐出ヘッド1は、4種類のインクに応じた4つの循環ユニット54を有している。循環ユニット54は各インクにそれぞれ対応した循環ユニット54a~54dから構成され、それぞれの循環ユニット54a~54dは筐体110に接続される。筐体110は、記録装置からのインクを受け入れるためのジョイント111a~111dが形成されているジョイント面111を備え、ジョイント111a~111dは各循環ユニット54a~54dに夫々連通している。液体吐出ヘッド1を記録装置に装着する時に、それぞれのジョイント111a~111dに記録装置側から各インクに対応した供給チューブ59が接続する。供給チューブ59から供給された各インクは、筐体110のジョイント111a~111dを経由し、各循環ユニット54a~54dに供給される。また、同種類の液体に対して複数の循環ユニット54が備えられていてもよい。
図2(b)においては、液体吐出ヘッド1は循環ユニット54を有している。循環ユニット54には、圧力調整手段(不図示)やポンプ(不図示)が備えられている。ポンプとしては、例えば、ダイヤフラムポンプを用いることが出来るがこれに限られず、液体を循環させることのできるポンプであればよい。また、液体吐出ヘッド1に循環ユニット54を有していなくても良い。すなわち、液体吐出ヘッド1の外部に設けた循環ユニットにより、液体吐出ヘッド1の内部の液体を外部に設けた循環ユニットとの間で循環させる構成であっても良い。
筐体110の底面113には後述する吐出モジュール300を搭載した支持部材210が接続されており、循環ユニット54a~54dに供給されたインクは筐体110を経由し、支持部材210に供給される。図2(c)では、支持部材210に吐出モジュール300が2つ接合されているが、吐出モジュール300は1つであっても良く、また3つ以上接合されていても良い。吐出モジュール300と支持部材210は接着剤によって接着されている。吐出モジュール300は、厚さ0.5~1mmのシリコン基板と、シリコン基板の片面に設けられ、液体を吐出するための複数のエネルギー発生素子36(図4)とを備えている。本実施形態においてはエネルギー発生素子36として発熱抵抗素子を用いており、プリント配線基板230から電気配線基板220を介して発熱抵抗素子に電力を供給することで発熱させる。シリコン基板には、発熱抵抗素子に対応する複数の圧力室とインクを吐出する複数の吐出口とがフォトリソグラフィ技術により形成されている。尚、本実施形態ではエネルギー発生素子として発熱抵抗素子を用いているが、これに限られない。すなわち、エネルギー発生素子として圧電素子(ピエゾ)を用いて液体を吐出する吐出方式、または他の吐出方式を採用することが出来る。
図3は吐出ユニット3における循環経路を示した模式図である。図3(a)は吐出ユニット3を支持部材210側からみた分解斜視図であり、図3(b)は吐出ユニット3をノズルプレート330側からみた分解斜視図である。吐出ユニット3内のインク流路は、支持部材210と吐出モジュール300によって構成されている。図3に示す矢印は、吐出ユニット3内の液体の循環する流れを示す。実線矢印は、支持部材210から吐出モジュール300に供給される液体の流れを表し、破線矢印は、吐出モジュール300から支持部材210に回収される液体の流れを表す。インク流れは1色分のみ説明するが、他の色も同様である。
支持部材210には複数の支持部材供給口212及び複数の支持部材回収口211が形成されている。液体吐出装置50から液体吐出ヘッド1に供給された液体または循環ユニット54から供給される液体は、支持部材供給口212を介して吐出モジュール300に供給される。また、吐出モジュール300により吐出されなかった液体は支持部材回収口211を介して循環ユニット54に回収される。このとき、液体吐出ヘッド1が循環ユニット54を備えていない場合には、液体吐出ヘッド外部の循環ユニットに回収されても良い。
吐出モジュール300は液体吐出ヘッドとしての役割を果たす部分であり、吐出モジュール300自体を液体吐出ヘッドとも称する。吐出モジュール300は支持部材210側から、開口プレート310、流路プレート320及びノズルプレート330がこの順に積層することによって構成されている。これらのプレートは、各液体の流路が連通するように重なり接合されることで吐出モジュール300となり、支持部材210に支持される。
開口プレート310には、支持部材210側の面において支持部材供給口212と連通する供給口312が配列されて成る供給口列及び支持部材回収口211と連通する回収口311が配列されて成る回収口列が形成されている。供給口列とは、後述する一つの共通供給流路322に液体を供給する複数の供給口からなる列をいう。同様に回収口列とは、後述する一つの共通回収流路321から液体を回収する複数の回収口からなる列をいう。また、図3において、供給口312及び回収口311は複数形成されているが、それぞれ一つずつ形成されている構成であってもよく、どちらか一方が複数形成され、他方が一つのみ形成されている構成であっても良い。
流路プレート320の開口プレート310側には、供給口212と連通する共通供給流路322(図4)と、回収口211と連通する共通回収流路321(図4)が設けられている。また、流路プレート320のノズルプレート330側には、共通供給流路322とノズルプレート330に形成された圧力室325(図4)を接続する個別供給流路324及び共通回収流路321と圧力室325を接続する個別回収流路323が形成されている。また、ノズルプレート330には、液体を吐出する複数の吐出口331が配列されて成る吐出口列が形成されており、複数の吐出口の各々は複数の圧力室325と連通している。そして、圧力室325内でエネルギー発生素子36の発生させる圧力が液体に作用することにより、吐出口331から液体が吐出される。また、吐出されなかった液体は、圧力室325から個別回収流路323を介して共通回収流路321及び回収口311に回収される。
すなわち、吐出モジュール300内の液体は、供給口312、共通供給流路322、個別供給流路324、圧力室325、個別回収流路323、共通回収流路321、回収口311の順に循環する。このように、共通供給流路322及び個別供給流路324が形成されていることにより、供給口312から流れてきた液体を吐出口331の形成された位置に導くことが出来る。同様に、共通回収流路321及び個別回収流路323が形成されていることにより、吐出口331から吐出されなかった液体を、回収口311の形成された位置に導くことが出来る。ここで、開口プレート310の供給口312と回収口311は千鳥状に形成されている。千鳥状に形成しない場合には、後述する図7のように、供給口312と回収口311の位置を一直線に並列させて形成しても良い。この場合、液体吐出ヘッドのX方向(短手方向)の長さが増大してしまうため、製造コストの観点では、供給口312と回収口311は千鳥状に形成することが好ましい。
図4(a)から図4(c)は、吐出ユニット3の異なる部分におけるインク流れを示した断面図である。図4(a)は、図3(a)のA-Aで示す断面であり、吐出ユニット3における支持部材供給口212と供給口312とが連通した部分の断面を示している。図4(b)は、図3(a)のB-Bで示す断面であり、吐出ユニット3における支持部材回収口211と回収口311とが連通した部分の断面を示している。図4(c)は、図3(a)のC-Cで示す断面であり、供給口312と回収口311とが支持部材210の流路と連通していない部分の断面を示している。
液体を供給する供給流路では、図4(a)のように、支持部材210の支持部材供給口212と開口プレート310の供給口312とが重なり連通した部分から液体が供給される。液体を回収する回収流路では、図4(b)のように、支持部材210の支持部材回収口211と開口プレート310の回収口311とが重なり連通した部分からインクが回収される。また、液体の循環が停止している場合には、吐出口からの液体の蒸発に対して回収流路側から液体を圧力室325に供給する液体の拡散が生じる。図4(c)のように、吐出ユニット3では、部分的に開口プレート310に開口が設けられていない領域もある。そのような領域では、支持部材210と吐出モジュール300の間で液体の供給および回収は行われない。図4(a)のように供給口312が設けられた領域で液体の供給がなされ、図4(b)のように回収口311が設けられた領域で液体の回収がなされる。
個別供給流路324と個別回収流路323をつなぐ経路内に吐出口331があるため、吐出口331近傍の圧力室325には個別供給流路側から個別回収流路側への流れが発生する。この流れは吐出口列の一端から他端まで全体に対して発生するため、液体循環効率が良くなり、圧力室325内の液体を常にフレッシュな状態に保ち、蒸発による増粘や固着などの不具合を未然に抑制することが出来る。
図13は比較例の構成を示す。図13(a)は開口プレート810を支持部材側から見た概略図であり、図13(b)は流路プレート820を支持部材側(開口プレート810側)から見た概略図である。図13(c)は開口プレート810と流路プレート820を接合した状態における、供給口812を含むY方向の断面模式図である。開口プレート810には、供給口812が配列されて成る供給口列及び回収口811が配列されて成る回収口列が形成されている。流路プレート820の開口プレート側には、供給口812と連通する共通供給流路822と、回収口811と連通する共通回収流路821が設けられている。流路プレート820の裏面側には、共通供給流路822及び共通回収流路821を圧力室とそれぞれ接続する個別供給流路824及び個別回収流路823が形成されている。また、図13(c)の矢印は液体の流れを模式的に示している。
一般的に、供給口812から流入もしくは流路内で発生した泡880は浮力により筐体110へと移動するか、もしくは記録装置に設けられた回復機構によって吐出口を介して液体吐出ヘッド外へと除去される。しかしながら図13の構成では、液体吐出ヘッドの長手方向(Y方向)に延在する供給口列の両端部に配される供給口812は、共通供給流路822の長手方向(Y方向)の端部よりも内側に形成されているため、共通供給流路822の端部には袋小路が存在する。共通供給流路822の端部以外の場所には、主に二つの供給口812から液体が供給されるのに対し、端部に位置する袋小路には、主に端部に配される一つの供給口812からのみ液体が供給される。さらに、共通供給流路822を流れる液体の流れは、端部に位置する袋小路の流路壁に堰き止められる。したがって、共通供給流路822の端部に位置する袋小路では、液体の流れが生じにくくなる。そのため、端部の袋小路に泡が滞留した場合に、浮力により筐体へと移動しにくく、かつ記録装置の回復動作による排出もされにくい。その上、袋小路に徐々に蓄積された泡が集合し成長することで流路を閉塞し、印字不良が発生する恐れがある。
また、図13では液体吐出ヘッドの長手方向(Y方向)に延在する回収口列の両端部に配される回収口811は、共通回収流路821の長手方向(Y方向)の端部よりも内側に形成されているため、共通回収流路821の端部にも袋小路が存在する。したがって、上記の現象は回収流路でも同様に生じる恐れがある。
循環型の液体吐出ヘッドでは、循環ユニットによる液体の循環の流れと、吐出口から液体が吐出された際における液体の再充填による流れが生じている。液体の循環の流れは供給流路側から回収流路方向に向かって生じているのに対して、液体の再充填による流れは吐出口に引き込まれる方向に生じている。供給流路では液体の循環する方向と吐出口に引き込まれる方向が同じであるのに対して、回収流路では液体の循環する方向と吐出口に引き込まれる方向が逆方向となる。すなわち、回収流路においては液体の循環する方向(支持部材210方向)への流れと、液体の吐出により吐出口に引き込まれる流れが互いに打ち消し合う。したがって、回収流路は供給流路に対して液体の流れが生じにくく、共通回収流路821の端部は共通供給流路822の端部よりも泡が滞留しやすくなる。
上述した比較例に対して、図5に第1の実施形態における液体吐出ヘッドの構成を示す。図5(a)は開口プレート310を支持部材210側から見た概略図であり、図5(b)は流路プレート320を支持部材210側(開口プレート310側)から見た概略図である。図5(c)は開口プレート310と流路プレート320を接合した状態における回収口311を含むY方向の断面模式図であり、図5(d)は図5(b)における領域Aの拡大図である。複数の供給口312からなる供給口列及び複数の回収口311からなる回収口列は、吐出モジュール300(液体吐出ヘッド)の一端側300aから他端側300bに向かってY方向に延在するように形成されている。供給口列に含まれる複数の供給口312は、最も一端側300aに配される一端部供給口312a及び最も他端側300bに配される他端部供給口312bを含んでいる。また、回収口列に含まれる複数の回収口311は、最も一端側300aに配される一端部回収口311a及び最も他端側300bに配される他端部回収口311bを含んでいる。
本実施形態では、図5(d)のように、液体吐出ヘッドの一端側に最も近い回収口311の開口の一部が共通回収流路の一端側の端部321aの少なくとも一部と重なる構成となっている。さらに、図は省略するが、液体吐出ヘッドの他端側300bに最も近い回収口の開口の一部が共通回収流路の他端側の端部321bの少なくとも一部と重なる構成となっている。換言すると、吐出口の開口と対向する位置から見た際に、一端部回収口311aの開口の一部は共通回収流路の一端側の端部の少なくとも一部と重なり、他端部回収口311bの開口の一部は共通回収流路の他端側の端部の少なくとも一部と重なる。このような構成とすることで、共通回収流路321の両端部に袋小路が形成されず、液体の流れが阻害されにくい。そのため、共通回収流路321の端部での泡380の滞留が抑制される。仮に端部領域に泡が存在した場合であっても、浮力により筐体110に移動しやすく、且つ記録装置の回復動作によって吐出口331を介して液体吐出ヘッドの外部へ排出しやすくなる。したがって、共通回収流路321の端部における泡による閉塞を抑制し、ひいては吐出不良を抑制することができる。
本実施形態では、回収口311の代わりに供給口312が上記の構成となっていてもよい。図6は、上記の思想を供給口312に適用した場合の液体吐出ヘッドの概略図である。図6(a)は開口プレート310を支持部材210側から見た概略図、図6(b)は流路プレート320を支持部材210側(開口プレート310側)から見た概略図である。図6(c)は開口プレート310と流路プレート320を接合した状態における、供給口312を含むY方向の断面模式図、図6(d)は図6(b)における領域Bの拡大図である。
図6(d)では、液体吐出ヘッドの一端側300aに最も近い供給口312の開口の一部が共通供給流路の一端側の端部322aの少なくとも一部と重なる構成となっている。さらに、図は省略するが、液体吐出ヘッドの他端側300bに最も近い供給口の開口の一部が共通供給流路の他端側の端部322重なる構成となっている。換言すると、吐出口の開口と対向する位置から見た際に、一端部供給口312aの開口の一部は共通供給流路の一端側の端部322aの少なくとも一部と重なり、他端部供給口312bの開口の一部は共通供給流路の他端側の端部322bの少なくとも一部と重なる。このような構成とすることで、共通回収流路の場合と同様に、共通供給流路322の両端部に袋小路が形成されず、液体の流れが阻害されにくくなる。そのため、共通供給流路322の端部での泡380の滞留が抑制される。仮に端部領域に泡が存在した場合であっても、浮力により筐体110に移動しやすく、且つ記録装置の回復動作によって吐出口331を介して液体吐出ヘッドの外部へ排出しやすくなる。したがって、共通供給流路322の端部における泡による閉塞を抑制し、ひいては吐出不良を抑制することができる。
ここで、本実施形態における供給口312の開口及び回収口311の開口とは、液体が連通することのできる流路部と、その流路部を囲む縁の部分を表す。すなわち、例えば、一端部回収口311aの開口の一部が共通回収流路の一端側の端部321aと重なるとは、図5(d)のように、一端部回収口311aの縁の部分が共通回収流路の一端側の端部321aと重なる場合を含んでいる。
また、液体吐出ヘッドの製造時の誤差により、回収口の開口の一部と共通回収流路の端部とわずかに重ならない場合がある。そのような場合であっても、共通回収流路の両端部に泡が滞留するような袋小路が形成されなければよい。例えば、一端部回収口311aと共通回収流路の一端側の端部321aとの間隔が、一端部回収口311aと共通回収流路のY方向(長手方向)の端部(回収隣接端部321c)までの長さL1、L2(図5(d))よりも小さい程度であればよい。
また、液体を脱気することによっても泡の発生の恐れを低減することができる。しかしながら、液体を脱気する機構はポンプ等の減圧機構が必要であるため、記録装置の大型化を招く。また、本実施形態のように、液体吐出ヘッド1に循環ユニットを設ける形態では脱気機構を液体吐出ヘッドに設ける必要があるが、シリアル型の記録装置では脱気機構を含めたヘッドの走査は困難である。本実施形態によれば、上記手段によらず、泡による循環流路の閉塞に伴う印字不良を効果的に低減することができるため、シリアル型の記録装置に本実施形態における液体吐出ヘッドを採用するのは好適である。
また、上述したように、回収流路は、循環ユニットにより液体の循環する方向と、液体の吐出により吐出口に引き込まれる方向が逆方向であるため、供給流路に比べて液体の流れが阻害されやすい。そのため、供給流路または回収流路のどちらか一方を上述の構成とする場合には、回収流路を上述の構成とすることが好ましい。
また、本発明において共通流路の端部における泡の停滞を抑制する観点では、図7(a)及び図7(b)のように共通供給流路及び共通回収流路の端部に袋小路を形成しない本発明の構成とすることがより好ましい。これにより、共通供給流路322及び共通回収流路321の両方において、端部における袋小路が形成されない構成となるため、共通流路の端部における泡による閉塞をより抑制することが出来る。
以上の構成によれば、供給口または回収口から吐出口に向かう共通流路中に袋小路が形成されないため、共通回収流路及び共通供給流路における泡による閉塞ひいては吐出不良を抑制することが出来る。
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態における液体吐出ヘッドの構成を説明する。尚、以降の説明においては、主として第1の実施形態と異なる部分のみを説明し、第1の実施形態と同様の部分については説明を省略する。
図8は第2の実施形態である液体吐出ヘッドの構成を示す。図8(a)は開口プレート310を支持部材210側から見た概略図であり、図8(b)は流路プレート320を支持部材210側(開口プレート310側)から見た概略図である。図8(c)は、開口プレート310と流路プレート320を接合した状態における回収口311を含むY方向の断面模式図であり、図8(d)は、図8(b)における領域Cの拡大図である。
本実施形態では、図8(d)のように、液体吐出ヘッドの一端側300aに最も近い一端部回収口311aの開口の一部が、共通回収流路の一端側の端部321aよりも共通回収流路の外側に形成されている。同様に液体吐出ヘッドの他端側300bに最も近い他端部回収口311bの開口の一部が共通回収流路の他端側の端部321bよりも共通回収流路の外側に形成されていてもよい。つまり本実施形態においては、一端部回収口311aまたは他端部回収口311bの少なくとも一方の開口の一部は、共通回収流路の一端側の端部321aまたは他端側の端部321bよりも共通回収流路の外側に形成されていることが好ましい。端部に位置する回収口311の共通回収流路321よりも外側に形成されている部分の液体吐出ヘッドの延在方向における長さwは、例えば5μmである。長さwは液体吐出ヘッド製造時の製造バラつきを鑑みて適宜設定することが出来る。
このような構成であっても、共通回収流路321の端部に袋小路が形成されず、液体の流れが阻害されにくくなる。さらに、第1の実施形態と比較して、液体吐出ヘッドの製造誤差により端部に位置する回収口311が共通回収流路321の内側に形成される恐れを低減させることが出来る。さらに、一端部回収口311aまたは他端部回収口311bのいずれか一方だけでなく、両方が上述の構成となっていることがより好ましい。
また、流路中に発生した泡は複数が集合し、表面張力により表面積を小さくするように流路壁面に沿って略球状の大きな泡へと成長する。一端部回収口311aと共通回収流路321の段差部を含むように泡が成長するとき、長さwが共通回収流路の鉛直方向の長さhよりも長いと、泡は回収口の壁面に沿うため略球状の形状から外れた形状になる。そして、略球状から大きく外れた形状になり、略球状の方が表面積を小さくできる形状になったとき、泡は壁面から離れ略球状となり、筐体へ移動または吐出口を介して液体吐出ヘッド外へ排出される。すなわち、長さwが共通回収流路の鉛直方向の長さhよりも長い場合、共通回収流路321の端部に泡が滞留するのをより抑制することが出来る。つまり、共通回収流路の一端側の端部321aまたは他端側の端部321bよりも共通回収流路の外側に形成された部分における一端部回収口または他端部回収口の液体吐出ヘッドの延在方向における長さが、共通回収流路の鉛直方向の長さよりも長い方が好ましい。
本実施形態では、回収口311を例に説明したが、供給口312を上述の構成とすることでも共通供給流路322の端部における泡の滞留を抑制することが出来る。すなわち、一端部供給口312aまたは他端部供給口312bの少なくとも一方の開口の一部は、共通供給流路の一端側の端部322aまたは他端側の端部322bよりも共通供給流路の外側に形成されていてもよい。さらに、共通供給流路の一端側の端部322a又は他端側の端部322bよりも共通供給流路の外側に形成された部分における一端部供給口または他端部供給口の液体吐出ヘッドの延在方向における長さは、共通供給流路の鉛直方向の長さよりも長いことが好ましい。また、一端部供給口312aまたは他端部供給口312bのいずれか一方だけでなく、両方が上述の構成となっていることがより好ましい。
以上の構成によれば、製造誤差により供給口または回収口がそれぞれ共通供給流路または共通回収流路よりも内側に形成されることを抑制し、共通流路の端部に滞留した泡を除去しやすくなる。また、回収口311と供給口312の両方を本実施形態の構成としてもよい。
(第3の実施形態)
本発明の第3の実施形態における液体吐出ヘッドの構成を説明する。図9は、第3の実施形態における一端部回収口311aおよびその近傍領域の拡大図である。本実施形態では、一端部回収口311aまたは他端部回収口311bの少なくとも一方の開口の一部が、共通回収流路の両端部に加えて、共通回収流路の一端側の端部及び他端側の端部と隣接する回収隣接端部321cの少なくとも一部と重なる構成となっている。本実施形態によれば、一端部回収口311aが回収隣接端部321cの少なくとも一部にも重なるため、短手方向の端部にも袋小路が形成されない構成となっている。そのため、短手方向の端部に泡が滞留する恐れを低減し、より泡による流路の閉塞を抑制することが出来る。さらに、一端部回収口311aまたは他端部回収口311bのいずれか一方だけでなく、両方を上述の構成とすることがより好ましい。
本実施形態では、回収口311を例に説明したが、供給口312を上述の構成とすることもできる。すなわち、一端部供給口312aまたは他端部供給口312bの少なくとも一方の開口の一部が、共通供給流路の両端部に加えて、共通供給流路の一端側の端部及び他端側の端部と隣接する供給隣接端部322cの少なくとも一部と重なる構成となっていてもよい。このような構成では、共通供給流路322の短手方向の端部においても泡が滞留する恐れを低減し、より泡による流路の閉塞を抑制することが出来る。さらに、一端部供給口312aまたは他端部供給口312bのいずれか一方だけでなく、両方を上述の構成とすることがより好ましい。
以上の構成では、共通流路の短手方向における端部に袋小路が形成されない構成となるため、短手方向の端部に泡が滞留する恐れを低減し、より泡による流路の閉塞を抑制することが出来る。さらに、供給口及び回収口の両方を上述の構成としてもよい。
(第4の実施形態)
本発明の第4の実施形態における液体吐出ヘッドの構成を説明する。図10は、第4の実施形態における一端部回収口311a及びその近傍領域の拡大図である。第4の実施形態では、一端部回収口311aまたは他端部回収口311bの少なくとも一方の開口の一部が共通回収流路の端部の少なくとも一部と重なり、かつ回収隣接端部321cよりも共通回収流路の外側に形成されている。これにより、共通回収流路の短手方向における端部においても泡の滞留を抑制し、かつ液体吐出ヘッドの製造誤差により、回収隣接端部321cと重なる回収口が回収隣接端部321cよりも共通回収流路の内側に形成される恐れを低減することが出来る。さらに、一端部回収口311aまたは他端部回収口311bのいずれか一方だけでなく、両方を上述の構成とすることがより好ましい。
図11は、第4の実施形態である液体吐出ヘッドの変形例であり、一端部回収口311a及びその近傍領域の拡大図である。変形例では、一端部回収口311aまたは他端部回収口311bの少なくとも一方の開口の一部が回収隣接端部321cの少なくとも一部と重なり、共通回収流路の一端側の端部321aまたは他端側の端部321bよりも共通回収流路の外側に形成されている。これにより、共通回収流路の短手方向における端部においても泡の滞留を抑制し、かつ液体吐出ヘッドの製造誤差により、端部に位置する回収口が共通回収流路の端部よりも共通回収流路の内側に形成される恐れを低減することが出来る。
また、供給流路についても上述の構成とすることで、供給流路において同様の効果を得ることが出来る。すなわち、一端部供給口312aまたは他端部供給口312bの少なくとも一方の開口の一部は、供給隣接端部322cよりも共通供給流路の外側に形成されていてもよい。また、一端部供給口312aまたは他端部供給口312bの少なくとも一方の開口の一部が、供給隣接端部322cの少なくとも一部と重なり、かつ共通供給流路の一端側の端部322aまたは他端側の端部322bの外側に形成されていても良い。さらに、供給流路及び回収流路が上述の構成となっている場合には、供給流路及び回収流路の両方における泡による閉塞を抑制することが出来るためより好ましい。
(第5の実施形態)
本発明の第5の実施形態における液体吐出ヘッドの構成を説明する。図12は第5の実施形態における一端部回収口の拡大図である。第5の実施形態では、一端部回収口311aまたは他端部回収口311bの少なくとも一方の開口の一部は、一端側または他端側の共通回収流路の端部よりも共通回収流路の外側かつ、複数の回収隣接端部321cよりも共通回収流路の外側に形成されている。このような構成とすることで、液体吐出ヘッドの長手方向だけでなく短手方向においても端部に袋小路が形成されない構成となるため、共通流路の端部における泡による閉塞をより抑制することが出来る。さらに、液体吐出ヘッドの製造誤差により、回収口311が共通回収流路321よりも内側に形成される恐れを低減させることが出来る。また、一端部回収口311aまたは他端部回収口311bのいずれか一方だけでなく、両方が上述の構成となっていることがより好ましい。
また、供給流路についても上述の構成とすることで、同様の効果を得ることが出来る。すなわち、一端部供給口312aまたは他端部供給口312bの少なくとも一方の開口の一部は、一端側または他端側の共通供給流路の端部よりも共通供給流路の外側かつ、複数の供給隣接端部322cよりも共通供給流路322の外側に形成されていてもよい。また、一端部供給口312aまたは他端部供給口312bのいずれか一方だけでなく、両方が上述の構成となっていることがより好ましい。さらに、供給流路及び回収流路が上述の構成となっている場合には、供給流路及び回収流路の両方における泡による閉塞を抑制することが出来るためより好ましい。
また、上述した各実施形態における構成を適宜組み合わせた形態も適用可能である。
以上、本発明を整理すると、本発明は以下の構成を含むものである。
(構成1)
液体を吐出する複数の吐出口が配列されて成る吐出口列と、前記複数の吐出口の各々と連通する複数の圧力室と、前記複数の圧力室に液体を供給する共通供給流路と、前記共通供給流路に液体を供給する複数の供給口が配列されて成る供給口列と、前記複数の圧力室から液体を回収する共通回収流路と、前記共通回収流路から液体を回収する複数の回収口が配列されて成る回収口列と、を有する液体吐出ヘッドにおいて、前記供給口列及び前記回収口列は、液体吐出ヘッドの一端側から他端側に向かって延在しており、前記回収口列に含まれる前記複数の回収口は、最も前記一端側に配される一端部回収口及び最も前記他端側に配される他端部回収口を含んでおり、前記吐出口の開口と対向する位置から見た際に、前記一端部回収口の開口の一部は前記共通回収流路の前記一端側の端部の少なくとも一部と重なり、前記他端部回収口の開口の一部は前記共通回収流路の前記他端側の端部の少なくとも一部と重なることを特徴とする液体吐出ヘッド。
(構成2)
前記一端部回収口または前記他端部回収口の少なくとも一方の開口の一部は、前記共通回収流路の前記一端側の端部または前記他端側の端部よりも前記共通回収流路の外側に形成されている構成1に記載の液体吐出ヘッド。
(構成3)
前記共通回収流路の前記一端側の端部または前記他端側の端部よりも前記共通回収流路の外側に形成された部分における前記一端部回収口または前記他端部回収口の液体吐出ヘッドの延在方向における長さは、前記共通回収流路の鉛直方向の長さよりも長い構成1または2に記載の液体吐出ヘッド。
(構成4)
前記共通回収流路は、前記一端側の端部及び前記他端側の端部と隣接する回収隣接端部を含み、前記一端部回収口または前記他端部回収口の少なくとも一方の開口の一部は、前記回収隣接端部の少なくとも一部と重なる構成1乃至3のいずれか1つに記載の液体吐出ヘッド。
(構成5)
前記一端部回収口または前記他端部回収口の少なくとも一方の開口の一部は、前記回収隣接端部よりも前記共通回収流路の外側に形成されている構成4に記載の液体吐出ヘッド。
(構成6)
前記共通回収流路は、前記一端側の端部及び前記他端側の端部と隣接する複数の回収隣接端部を含み、前記一端部回収口または前記他端部回収口の少なくとも一方の開口の一部は、前記複数の回収隣接端部の少なくとも一部と重なる構成1乃至3のいずれか1つに記載液体吐出ヘッド。
(構成7)
前記一端部回収口または前記他端部回収口の少なくとも一方の開口の一部は、前記複数の回収隣接端部よりも前記共通回収流路の外側に形成されている構成6に記載の液体吐出ヘッド。
(構成8)
前記供給口列に含まれる前記複数の供給口は、最も前記一端側に配される一端部供給口及び最も前記他端側に配される他端部供給口を含んでおり、
前記吐出口の開口と対向する位置から見た際に、前記一端部供給口の開口または前記他端部供給口の少なくとも一方の開口は、前記共通供給流路の前記一端側の端部または前記他端側の端部の少なくとも一部と重なる構成1乃至7のいずれか1つに記載の液体吐出ヘッド。
(構成9)
前記一端部供給口または前記他端部供給口の少なくとも一方の開口の一部は、前記共通供給流路の前記一端側の端部または前記他端側の端部よりも前記共通供給流路の外側に形成されている構成8に記載の液体吐出ヘッド。
(構成10)
前記共通供給流路の前記一端側の端部または前記他端側の端部よりも前記共通供給流路の外側に形成された部分における前記一端部供給口または前記他端部供給口の液体吐出ヘッドの延在方向における長さは、前記共通供給流路の鉛直方向の長さよりも長い構成8または9に記載の液体吐出ヘッド。
(構成11)
前記共通供給流路は、前記一端側の端部及び前記他端側の端部と隣接する供給隣接端部を含み、前記一端部供給口または前記他端部供給口の少なくとも一方の開口の一部は、前記供給隣接端部の少なくとも一部と重なる構成8乃至10のいずれか1つに記載の液体吐出ヘッド。
(構成12)
前記一端部供給口または前記他端部供給口の少なくとも一方の開口の一部は、前記供給隣接端部よりも前記共通供給流路の外側に形成されている構成11に記載の液体吐出ヘッド。
(構成13)
前記共通供給流路は、前記一端側の端部及び前記他端側の端部と隣接する複数の供給隣接端部を含み、前記一端部供給口または前記他端部供給口の少なくとも一方の開口の一部は、前記複数の供給隣接端部の少なくとも一部と重なる構成8乃至10のいずれか1つに記載の液体吐出ヘッド。
(構成14)
前記一端部供給口または前記他端部供給口の少なくとも一方の開口の一部は、前記複数の供給隣接端部よりも前記共通供給流路の外側に形成されている構成13に記載の液体吐出ヘッド。
(構成15)
液体を吐出する複数の吐出口が配列されて成る吐出口列と、前記複数の吐出口の各々と連通する複数の圧力室と、前記複数の圧力室に液体を供給する共通供給流路と、前記共通供給流路に液体を供給する複数の供給口が配列されて成る供給口列と、を有する液体吐出ヘッドにおいて、前記供給口列は、液体吐出ヘッドの一端側から他端側に向かって延在しており、前記供給口列に含まれる前記複数の供給口は、最も前記一端側に配される一端部供給口及び最も前記他端側に配される他端部供給口を含んでおり、前記吐出口の開口と対向する位置から見た際に、前記一端部供給口の開口の一部は前記共通供給流路の前記一端側の端部と重なり、前記他端部供給口の開口の一部は前記共通供給流路の前記他端側の端部と重なることを特徴とする液体吐出ヘッド。
(構成16)
前記一端部供給口または前記他端部供給口の少なくとも一方の開口の一部は、前記共通供給流路の前記一端側の端部または前記他端側の端部よりも前記共通供給流路の外側に形成されている構成15に記載の液体吐出ヘッド。
(構成17)
前記共通供給流路の前記一端側の端部または前記他端側の端部よりも前記共通供給流路の外側に形成された部分における前記一端部供給口又は前記他端部供給口の液体吐出ヘッドの延在方向における長さは、前記共通供給流路の鉛直方向の長さよりも長い構成15または16に記載の液体吐出ヘッド。
(構成18)
前記共通供給流路は、前記一端側の端部及び前記他端側の端部と隣接する供給隣接端部を含み、前記一端部供給口または前記他端部供給口の少なくとも一方の開口の一部は、前記供給隣接端部の少なくとも一部と重なる構成15乃至17のいずれか1つに記載の液体吐出ヘッド。
(構成19)
前記一端部供給口または前記他端部供給口の少なくとも一方の開口の一部は、前記供給隣接端部よりも前記共通供給流路の外側に形成されている構成18に記載の液体吐出ヘッド。
(構成20)
液体を循環させるポンプをさらに備えた構成1乃至19のいずれか1つに記載の液体吐出ヘッド。
300 吐出モジュール(液体吐出ヘッド)
300a 吐出モジュールの一端側
300b 吐出モジュールの他端側
310 開口プレート
311 回収口
311a 一端部回収口
311b 他端部回収口
312 供給口
312a 一端部供給口
312b 他端部供給口
320 流路プレート
321 共通回収流路
321a 共通回収流路の一端側の端部
321b 共通回収流路の他端側の端部
321c 回収隣接端部
322 共通供給流路
322a 共通供給流路の一端側の端部
322b 共通供給流路の他端側の端部
322c 供給隣接端部
323 個別回収流路
324 個別供給流路

Claims (20)

  1. 液体を吐出する複数の吐出口が配列されて成る吐出口列と、
    前記複数の吐出口の各々と連通する複数の圧力室と、
    前記複数の圧力室に液体を供給する共通供給流路と、
    前記共通供給流路に液体を供給する複数の供給口が配列されて成る供給口列と、
    前記複数の圧力室から液体を回収する共通回収流路と、
    前記共通回収流路から液体を回収する複数の回収口が配列されて成る回収口列と、
    を有する液体吐出ヘッドにおいて、
    前記供給口列及び前記回収口列は、液体吐出ヘッドの一端側から他端側に向かって延在しており、
    前記回収口列に含まれる前記複数の回収口は、最も前記一端側に配される一端部回収口及び最も前記他端側に配される他端部回収口を含んでおり、
    前記吐出口の開口と対向する位置から見た際に、前記一端部回収口の開口の一部は前記共通回収流路の前記一端側の端部の少なくとも一部と重なり、前記他端部回収口の開口の一部は前記共通回収流路の前記他端側の端部の少なくとも一部と重なることを特徴とする液体吐出ヘッド。
  2. 前記一端部回収口または前記他端部回収口の少なくとも一方の開口の一部は、前記共通回収流路の前記一端側の端部または前記他端側の端部よりも前記共通回収流路の外側に形成されている請求項1に記載の液体吐出ヘッド。
  3. 前記共通回収流路の前記一端側の端部または前記他端側の端部よりも前記共通回収流路の外側に形成された部分における前記一端部回収口または前記他端部回収口の液体吐出ヘッドの延在方向における長さは、前記共通回収流路の鉛直方向の長さよりも長い請求項2に記載の液体吐出ヘッド。
  4. 前記共通回収流路は、前記一端側の端部及び前記他端側の端部と隣接する回収隣接端部を含み、
    前記一端部回収口または前記他端部回収口の少なくとも一方の開口の一部は、前記回収隣接端部の少なくとも一部と重なる請求項1乃至3のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
  5. 前記一端部回収口または前記他端部回収口の少なくとも一方の開口の一部は、前記回収隣接端部よりも前記共通回収流路の外側に形成されている請求項4に記載の液体吐出ヘッド。
  6. 前記共通回収流路は、前記一端側の端部及び前記他端側の端部と隣接する複数の回収隣接端部を含み、
    前記一端部回収口または前記他端部回収口の少なくとも一方の開口の一部は、前記複数の回収隣接端部の少なくとも一部と重なる請求項1乃至3のいずれか1項に記載液体吐出ヘッド。
  7. 前記一端部回収口または前記他端部回収口の少なくとも一方の開口の一部は、前記複数の回収隣接端部よりも前記共通回収流路の外側に形成されている請求項6に記載の液体吐出ヘッド。
  8. 前記供給口列に含まれる前記複数の供給口は、最も前記一端側に配される一端部供給口及び最も前記他端側に配される他端部供給口を含んでおり、
    前記吐出口の開口と対向する位置から見た際に、前記一端部供給口の開口または前記他端部供給口の少なくとも一方の開口は、前記共通供給流路の前記一端側の端部または前記他端側の端部の少なくとも一部と重なる請求項1に記載の液体吐出ヘッド。
  9. 前記一端部供給口または前記他端部供給口の少なくとも一方の開口の一部は、前記共通供給流路の前記一端側の端部または前記他端側の端部よりも前記共通供給流路の外側に形成されている請求項8に記載の液体吐出ヘッド。
  10. 前記共通供給流路の前記一端側の端部または前記他端側の端部よりも前記共通供給流路の外側に形成された部分における前記一端部供給口又は前記他端部供給口の液体吐出ヘッドの延在方向における長さは、前記共通供給流路の鉛直方向の長さよりも長い請求項9に記載の液体吐出ヘッド。
  11. 前記共通供給流路は、前記一端側の端部及び前記他端側の端部と隣接する供給隣接端部を含み、
    前記一端部供給口または前記他端部供給口の少なくとも一方の開口の一部は、前記供給隣接端部の少なくとも一部と重なる請求項8乃至10のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
  12. 前記一端部供給口または前記他端部供給口の少なくとも一方の開口の一部は、前記供給隣接端部よりも前記共通供給流路の外側に形成されている請求項11に記載の液体吐出ヘッド。
  13. 前記共通供給流路は、前記一端側の端部及び前記他端側の端部と隣接する複数の供給隣接端部を含み、
    前記一端部供給口または前記他端部供給口の少なくとも一方の開口の一部は、前記複数の供給隣接端部の少なくとも一部と重なる請求項8乃至10のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
  14. 前記一端部供給口または前記他端部供給口の少なくとも一方の開口の一部は、前記複数の供給隣接端部よりも前記共通供給流路の外側に形成されている請求項13に記載の液体吐出ヘッド。
  15. 液体を吐出する複数の吐出口が配列されて成る吐出口列と、
    前記複数の吐出口の各々と連通する複数の圧力室と、
    前記複数の圧力室に液体を供給する共通供給流路と、
    前記共通供給流路に液体を供給する複数の供給口が配列されて成る供給口列と、
    を有する液体吐出ヘッドにおいて、
    前記供給口列は、液体吐出ヘッドの一端側から他端側に向かって延在しており、
    前記供給口列に含まれる前記複数の供給口は、最も前記一端側に配される一端部供給口及び最も前記他端側に配される他端部供給口を含んでおり、
    前記吐出口の開口と対向する位置から見た際に、前記一端部供給口の開口の一部は前記共通供給流路の前記一端側の端部の少なくとも一部と重なり、前記他端部供給口の開口の一部は前記共通供給流路の前記他端側の端部の少なくとも一部と重なることを特徴とする液体吐出ヘッド。
  16. 前記一端部供給口または前記他端部供給口の少なくとも一方の開口の一部は、前記共通供給流路の前記一端側の端部または前記他端側の端部よりも前記共通供給流路の外側に形成されている請求項15に記載の液体吐出ヘッド。
  17. 前記共通供給流路の前記一端側の端部または前記他端側の端部よりも前記共通供給流路の外側に形成された部分における前記一端部供給口又は前記他端部供給口の液体吐出ヘッドの延在方向における長さは、前記共通供給流路の鉛直方向の長さよりも長い請求項16に記載の液体吐出ヘッド。
  18. 前記共通供給流路は、前記一端側の端部及び前記他端側の端部と隣接する供給隣接端部を含み、
    前記一端部供給口または前記他端部供給口の少なくとも一方の開口の一部は、前記供給隣接端部の少なくとも一部と重なる請求項15乃至17のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
  19. 前記一端部供給口または前記他端部供給口の少なくとも一方の開口の一部は、前記供給隣接端部よりも前記共通供給流路の外側に形成されている請求項18に記載の液体吐出ヘッド。
  20. 液体を循環させるポンプをさらに備えた請求項1乃至3、8乃至10または15乃至17のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
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