JP6268460B2 - Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、特に液体としてインクを噴射するインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置に関する。 The present invention relates to a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus, and more particularly to an ink jet recording head and an ink jet recording apparatus that eject ink as a liquid.
液体を吐出する液体噴射ヘッドの代表例としては、インク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドが挙げられる。インクジェット式記録ヘッドは、例えば、インク滴を吐出するヘッド本体と、インクカートリッジ(液体供給手段)からインクをヘッド本体に供給する流路部材とを具備するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 A typical example of a liquid ejecting head that ejects liquid is an ink jet recording head that ejects ink droplets. An ink jet recording head has been proposed that includes, for example, a head main body that ejects ink droplets, and a flow path member that supplies ink from an ink cartridge (liquid supply means) to the head main body (for example, Patent Documents). 1).
流路部材には、内部空間が設けられ、その内部空間内に液体流路の一部が形成されている。その内部空間内に形成された液体流路の一部は、樹脂等(弾性膜)で該内部空間と区画されている。樹脂等は、インク(液体)を透過させないが、気体を透過させる性質を有している。このため、内部空間の圧力次第では、内部空間の空気が樹脂等を浸透して液体流路に流入し、インク中に気泡を生じさせる虞がある。逆に、液体流路中のインクに含まれる水分が蒸発して蒸気となり、樹脂等を透過する結果、インクが増粘してしまう虞がある。 The flow path member is provided with an internal space, and a part of the liquid flow path is formed in the internal space. A part of the liquid flow path formed in the internal space is partitioned from the internal space by a resin or the like (elastic film). Resin or the like does not transmit ink (liquid) but has a property of transmitting gas. For this reason, depending on the pressure in the internal space, the air in the internal space may permeate the resin or the like and flow into the liquid flow path, which may cause bubbles in the ink. Conversely, the moisture contained in the ink in the liquid flow path evaporates into vapor, which passes through the resin and the like, and as a result, the ink may thicken.
そこで、流路部材に内部空間を外部に連通させる大気開放路を設けることで、内部空間の圧力を調整している。このような内部空間の調圧により、液体流路中のインクに気泡が混入することや、インク中の水分が蒸発することを抑制している。 Therefore, the pressure in the internal space is adjusted by providing the flow path member with an atmosphere opening path that allows the internal space to communicate with the outside. By adjusting the pressure in the internal space, it is possible to prevent bubbles from being mixed into the ink in the liquid flow path and evaporation of moisture in the ink.
特許文献1に係る流路部材では、大気開放路は、内部空間内に溝を設け、該溝をエラストマ等からなるシール部材で覆うことで形成されている。このシール部材は、大気開放路の気密性を確保するため、シール部材は溝側に押圧されながら固定されている。 In the flow path member according to Patent Document 1, the air release path is formed by providing a groove in the internal space and covering the groove with a seal member made of an elastomer or the like. This seal member is fixed while being pressed against the groove side in order to ensure the airtightness of the air release path.
しかしながら、シール部材を溝側に押圧することにより生じた反力で流路部材を構成する部材が変形するおそれがある。流路部材の変形により、流路部材からヘッド本体が剥離したり、液体流路からインクが漏れるなど、信頼性の問題が生じてしまう。
なお、このような問題はインクジェット式記録ヘッドだけではなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。
本発明はこのような事情に鑑み、流路部材の変形を抑制して信頼性が向上した液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを目的とする。
However, the member constituting the flow path member may be deformed by a reaction force generated by pressing the seal member toward the groove. Due to the deformation of the flow path member, there is a problem in reliability such that the head body peels from the flow path member or ink leaks from the liquid flow path.
Such a problem exists not only in an ink jet recording head but also in a liquid ejecting head that ejects liquid other than ink.
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus that are improved in reliability by suppressing deformation of a flow path member.
上記課題を解決する本発明の態様は、液体を吐出するヘッド本体と、前記ヘッド本体に供給される液体が流通する液体流路、内部空間、前記内部空間を外部に大気開放させる大気開放路、及び前記内部空間の内面に形成されて前記大気開放路の一部を構成する大気開放溝を有する流路部材と、前記大気開放溝を覆うとともに前記内部空間の内面に熱溶着されたフィルムとを備え、前記流路部材は、少なくとも前記ヘッド本体とは反対側の第1部材と前記ヘッド本体側の第2部材とを備え、前記第1部材と前記第2部材との間には、前記第1部材及び前記第2部材を接合する第1接合部及び前記第1接合部を囲む第2接合部が設けられ、前記内部空間は、前記第1部材及び前記第2部材の間の空間であって前記第1接合部の外側かつ前記第2接合部の内側に形成された空間であり、前記第1接合部は、ボス部と前記ボス部を前記流路部材に接着する接着剤とを備え、前記液体流路の一部は、前記第1部材、前記第2部材及び前記第1接合部に囲まれて形成され、前記接着剤及び前記ボス部により前記内部空間とは区画されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、フィルムは、内部空間に形成された大気開放溝に押圧されて固定されていないので、反力が生じず、該反力が流路部材に影響することがない。これにより、反力が流路部材に掛かることが抑制され、流路部材の変形を抑制することができる。このように、流路部材の変形が抑制されるので信頼性が向上した液体噴射ヘッドが提供される。 ここで、前記フィルムは、前記流路部材の前記内部空間の内面に熱溶着される第1層と、前記第1層に接合されて融点が第1層よりも高い第2層とを有することが好ましい。これによれば、第1層のみを溶融させて内部空間の内面に溶着することができる。
また、前記大気開放溝の深さは、前記フィルムの前記第1層の厚さよりも深いことが好ましい。これによれば、第1層が溶融して大気開放溝に流入したとしても、大気開放溝が閉塞される虞を低減できる。
また、前記フィルムの前記第2層は、透明であることが好ましい。これによれば、レーザー溶着を用いてフィルムを内部空間の内面に溶着させることができる。
また、前記内部空間の内面の前記フィルムが熱溶着される領域は、第1層と同じ材料から形成されていることが好ましい。これによれば、熱溶着による接合が強固なものとなる。また、当該領域及び第1層は融点が同じであるから、それらを溶融させる量を制御し易くなる。これにより、所望の形状の大気開放路を形成することがより容易となり、内部空間を所望の圧力に設定できる大気開放路を形成することができる。
また、前記大気開放溝は、前記第1部材に設けられていることが好ましい。これによれば、第1部材及び第2部材とで内部空間を形成し、その内部空間内に大気開放溝を設けることができる。
さらに、本発明の他の態様は、上記態様に記載する液体噴射ヘッドを備えることを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、流路部材の変形が抑制されて信頼性が向上した液体噴射装置が提供される。
上記課題を解決する本発明の他の態様は、液体を吐出するヘッド本体と、前記ヘッド本体に供給される液体が流通する液体流路、及び該液体流路の一部が配置される内部空間、該内部空間を外部に大気開放させる大気開放路、及び前記内部空間の内面に形成されて前記大気開放路の一部を構成する大気開放溝を有する流路部材と、前記大気開放溝を覆うとともに前記内部空間の内面に熱溶着されたフィルムとを備えることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、フィルムは、内部空間に形成された大気開放溝に押圧されて固定されていないので、反力が生じず、該反力が流路部材に影響することがない。これにより、反力が流路部材に掛かることが抑制され、流路部材の変形を抑制することができる。このように、流路部材の変形が抑制されるので信頼性が向上した液体噴射ヘッドが提供される。
An aspect of the present invention that solves the above problems includes a head main body that discharges liquid, a liquid channel through which the liquid supplied to the head main body circulates, an internal space, an air opening path that opens the internal space to the outside, And a flow path member having an air release groove formed on the inner surface of the internal space and constituting a part of the air release path, and a film that covers the air release groove and is thermally welded to the inner surface of the internal space. The flow path member includes at least a first member opposite to the head main body and a second member on the head main body side, and the first member and the second member include the first member. A first joint that joins one member and the second member and a second joint that surrounds the first joint are provided, and the internal space is a space between the first member and the second member. Outside the first joint and the second joint The first joint portion includes a boss portion and an adhesive that adheres the boss portion to the flow path member, and a part of the liquid flow path includes the first The liquid ejecting head is formed by being surrounded by a member, the second member, and the first joint portion, and is partitioned from the internal space by the adhesive and the boss portion.
In such an embodiment, the film is not pressed and fixed to the air opening groove formed in the internal space, so that no reaction force is generated and the reaction force does not affect the flow path member. Thereby, reaction force is suppressed from being applied to the flow path member, and deformation of the flow path member can be suppressed. Thus, since the deformation of the flow path member is suppressed, a liquid jet head with improved reliability is provided. Here, the film has a first layer thermally welded to an inner surface of the internal space of the flow path member, and a second layer bonded to the first layer and having a melting point higher than that of the first layer. Is preferred. According to this, only the first layer can be melted and welded to the inner surface of the internal space.
Moreover, it is preferable that the depth of the air release groove is deeper than the thickness of the first layer of the film. According to this, even if the first layer melts and flows into the air release groove, the possibility that the air release groove is blocked can be reduced.
Moreover, it is preferable that the said 2nd layer of the said film is transparent. According to this, a film can be welded to the inner surface of internal space using laser welding.
Moreover, it is preferable that the area | region where the said film of the inner surface of the said interior space is heat-welded is formed from the same material as a 1st layer. According to this, joining by heat welding becomes strong. Moreover, since the said area | region and 1st layer have the same melting | fusing point, it becomes easy to control the quantity which fuse | melts them. Thereby, it becomes easier to form an atmosphere open path having a desired shape, and an atmosphere open path capable of setting the internal space to a desired pressure can be formed.
Moreover, it is preferable that the said air release groove | channel is provided in the said 1st member. According to this, an internal space can be formed by the first member and the second member, and an air release groove can be provided in the internal space.
Furthermore, another aspect of the invention is a liquid ejecting apparatus including the liquid ejecting head described in the above aspect.
In this aspect, a liquid ejecting apparatus in which the deformation of the flow path member is suppressed and the reliability is improved is provided.
Another aspect of the present invention that solves the above problems is a head main body that discharges liquid, a liquid channel through which the liquid supplied to the head main body flows, and an internal space in which a part of the liquid channel is disposed. An air release path for opening the internal space to the outside; a flow path member having an air release groove formed on the inner surface of the internal space and constituting a part of the air release path; and covering the air release groove And a film thermally welded to the inner surface of the internal space.
In such an embodiment, the film is not pressed and fixed to the air opening groove formed in the internal space, so that no reaction force is generated and the reaction force does not affect the flow path member. Thereby, reaction force is suppressed from being applied to the flow path member, and deformation of the flow path member can be suppressed. Thus, since the deformation of the flow path member is suppressed, a liquid jet head with improved reliability is provided.
ここで、前記フィルムは、前記流路部材の内部空間の内面に熱溶着される第1層と、前記第1層に接合されて融点が第1層よりも高い第2層とを有することが好ましい。これによれば、第1層のみを溶融させて内部空間の内面に溶着することができる。 Here, the film has a first layer thermally welded to the inner surface of the internal space of the flow path member, and a second layer bonded to the first layer and having a melting point higher than that of the first layer. preferable. According to this, only the first layer can be melted and welded to the inner surface of the internal space.
また、前記大気開放溝の深さは、前記フィルムの前記第1層の厚さよりも深いことが好ましい。これによれば、第1層が溶融して大気開放溝に流入したとしても、大気開放溝が閉塞される虞を低減できる。 Moreover, it is preferable that the depth of the air release groove is deeper than the thickness of the first layer of the film. According to this, even if the first layer melts and flows into the air release groove, the possibility that the air release groove is blocked can be reduced.
また、前記フィルムの前記第2層は、透明であることが好ましい。これによれば、レーザー溶着を用いてフィルムを内部空間の内面に溶着させることができる。 Moreover, it is preferable that the said 2nd layer of the said film is transparent. According to this, a film can be welded to the inner surface of internal space using laser welding.
また、前記内部空間の内面の前記フィルムが熱溶着される領域は、第1層と同じ材料から形成されていることが好ましい。これによれば、熱溶着による接合が強固なものとなる。また、当該領域及び第1層は融点が同じであるから、それらを溶融させる量を制御し易くなる。これにより、所望の形状の大気開放路を形成することがより容易となり、内部空間を所望の圧力に設定できる大気開放路を形成することができる。 Moreover, it is preferable that the area | region where the said film of the inner surface of the said interior space is heat-welded is formed from the same material as a 1st layer. According to this, joining by heat welding becomes strong. Moreover, since the said area | region and 1st layer have the same melting | fusing point, it becomes easy to control the quantity which fuse | melts them. Thereby, it becomes easier to form an atmosphere open path having a desired shape, and an atmosphere open path capable of setting the internal space to a desired pressure can be formed.
また、前記流路部材は、少なくともヘッド本体とは反対側の第1部材とヘッド本体側の第2部材とによって前記内部空間を形成しており、前記大気開放溝は、前記第1部材に設けられていることが好ましい。これによれば、第1部材及び第2部材とで内部空間を形成し、その内部空間内に大気開放溝を設けることができる。 Further, the flow path member forms the internal space by at least a first member on the side opposite to the head body and a second member on the head body side, and the air release groove is provided in the first member. It is preferable that According to this, an internal space can be formed by the first member and the second member, and an air release groove can be provided in the internal space.
さらに、本発明の他の態様は、上記態様に記載する液体噴射ヘッドを備えることを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、流路部材の変形が抑制されて信頼性が向上した液体噴射装置が提供される。
Furthermore, another aspect of the invention is a liquid ejecting apparatus including the liquid ejecting head described in the above aspect.
In this aspect, a liquid ejecting apparatus in which the deformation of the flow path member is suppressed and the reliability is improved is provided.
〈実施形態1〉
本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。インクジェット式記録ヘッドは液体噴射ヘッドの一例であり、単にヘッドとも言う。インクジェット式記録装置は液体噴射装置の一例である。
<Embodiment 1>
The present invention will be described in detail based on embodiments. An ink jet recording head is an example of a liquid ejecting head, and is also simply referred to as a head. An ink jet recording apparatus is an example of a liquid ejecting apparatus.
図1は、インクジェット式記録装置の一例を示す概略斜視図である。本実施形態に係るインクジェット式記録装置Iは、装置本体2を備え、装置本体2には一方向に延びるキャリッジ軸3が設けられている。キャリッジ軸3には、軸方向に沿って往復移動可能なキャリッジ4が取り付けられている。キャリッジ4には、ヘッド1及びインクカートリッジ5が搭載されている。
FIG. 1 is a schematic perspective view illustrating an example of an ink jet recording apparatus. The ink jet recording apparatus I according to the present embodiment includes an apparatus
装置本体2には、駆動モーター6及びタイミングベルト7が設けられている。タイミングベルト7は、駆動モーター6とキャリッジ4に取り付けられており、駆動モーター6の駆動力がタイミングベルト7によりキャリッジ4に伝達される。この駆動モーター6の駆動により、キャリッジ4はキャリッジ軸3に沿って往復移動する。
The
一方、装置本体2にはキャリッジ軸3に沿ってプラテン8が設けられている。給紙ローラーなど(図示せず)により給紙された紙等の被記録媒体である記録シートSがプラテン8に巻き掛けられて、キャリッジ軸3とは直交する方向に搬送されるようになっている。
このようなインクジェット式記録装置Iでは、キャリッジ4がキャリッジ軸3に沿って移動されると共にヘッド1によってインクが吐出されて記録シートSに印刷される。
On the other hand, the apparatus
In such an ink jet recording apparatus I, the carriage 4 is moved along the
図2は、本実施形態に係るヘッドを示す分解斜視図である。本実施形態に係るヘッド1は、液体としてインク滴を吐出可能なヘッド本体20と、ヘッド本体20に保持された配線基板30と、ヘッド本体20にインクを供給する流路部材40と、を具備する。
FIG. 2 is an exploded perspective view showing the head according to the present embodiment. The head 1 according to the present embodiment includes a head
まず、図3を参照して、ヘッド本体20について詳細に説明する。図3は、ヘッド本体の要部を示す断面図である。
図3に示すように、本実施形態に係るヘッド本体20は、複数のアクチュエーターユニット210と、アクチュエーターユニット210を内部に収容可能なケース250と、ケース250の一方面に接合された流路ユニット230と、を具備する。
First, the
As shown in FIG. 3, the
本実施形態のアクチュエーターユニット210は、圧電アクチュエーター形成部材212と、固定板213とを有する。圧電アクチュエーター形成部材212は、圧電アクチュエーター211が幅方向(Y方向)に複数並設されることで形成されている。圧電アクチュエーター形成部材212は、その基端部(一端部)が固定端として固定板213に接合され、先端部(他端部)が自由端となっている。
The
圧電アクチュエーター形成部材212は、圧電材料214と、個別内部電極215と、共通内部電極216を交互に挟んで積層することで形成されている。個別内部電極215及び共通内部電極216は、圧電アクチュエーター211の2つの極を構成する内部電極である。個別内部電極215は、隣接する圧電アクチュエーター211と電気的に独立する個別電極を構成する。共通内部電極216は、隣接する圧電アクチュエーター211と電気的に共通する共通電極を構成する。
The piezoelectric
圧電アクチュエーター形成部材212には、例えば、ワイヤーソー等によって複数のスリット217が形成されている。複数のスリット217で圧電アクチュエーター形成部材212の先端部側が櫛歯状に切り分けられ、圧電アクチュエーター211の列が形成されている。
The piezoelectric
圧電アクチュエーター211の固定板213に接合される領域は、振動に寄与しない不活性領域となっている。圧電アクチュエーター211を構成する個別内部電極215及び共通内部電極216間に電圧を印加すると、固定板213に接合されていない先端部側の領域のみが振動する。そして、圧電アクチュエーター211の先端面が、後述する振動板232の島部240に接着剤等で固定される。
The region joined to the fixed
また、アクチュエーターユニット210の各圧電アクチュエーター211には、例えばCOF等の回路基板221が接続されている。回路基板221には、圧電アクチュエーター211を駆動するための駆動IC等の駆動回路220が搭載されている。
In addition, a
流路ユニット230は、流路形成基板231、振動板232及びノズルプレート233を具備する。
流路形成基板231は、シリコン単結晶基板からなり、複数の圧力発生室235がその幅方向(Y方向)に並設されている。具体的には、各圧力発生室235は、流路形成基板231の一方面側の表層部分に形成された複数の隔壁234によって画成されている。
The
The flow
各圧力発生室235には、インク供給路237を介してマニホールド236が連通している。また、流路形成基板231の一方面側には振動板232が接合され、他方面側にはノズルプレート233が接合されている。振動板232は、圧力発生室235の開口面を封止している。ノズルプレート233は、ノズル開口238が穿設されており、接着剤や熱溶着フィルムを介して流路形成基板231に接着されている。流路形成基板231には、厚さ方向(Z方向)に貫通した連通孔239が設けられている。ノズルプレート233のノズル開口238と圧力発生室235とは、連通孔239を介して連通している。
A manifold 236 communicates with each
振動板232は、例えば、樹脂フィルム等の弾性部材からなる弾性膜232aと、この弾性膜232aを支持する支持板232bとから構成されている。振動板232は、弾性膜232a側が流路形成基板231に接合されている。
The
また、振動板232の各圧力発生室235に対向する領域内には、島部240が設けられている。島部240は、圧電アクチュエーター211の先端部が当接する領域である。具体的には、振動板232は、薄肉部241と島部240とを有している。薄肉部241は、振動板232のうち、各圧力発生室235の周縁部に対向する領域であり、その他の領域よりも厚さが薄くなっている。薄肉部241は実質的には弾性膜232aのみで構成されている。また、島部240は、薄肉部241の内側に設けられており、島部240の上面に圧電アクチュエーター211の先端部が接着剤等で固定されている。
In addition, an
さらに、振動板232のうちマニホールド236に対向する領域は、コンプライアンス部242となっている。コンプライアンス部242は、薄肉部241と同様に、実質的に弾性膜232aのみで構成されている。なお、薄肉部241やコンプライアンス部242は、支持板232bをエッチングにより除去することで形成されている。
Further, a region of the
コンプライアンス部242は、マニホールド236内に圧力変化が生じた時に、このコンプライアンス部242(弾性膜232a)が変形することによって圧力変化を吸収し、マニホールド236内の圧力を常に一定に保持する役割を果たす。
When the pressure change occurs in the manifold 236, the
なお、本実施形態では、弾性膜232aと支持板232bとで振動板232を構成し、薄肉部241及びコンプライアンス部242を弾性膜232aのみで構成したが、特にこれに限定されない。例えば、振動板として、1枚の板状部材を用い、板状部材の厚さ方向の一部を除去することで凹形状の薄肉部241及びコンプライアンス部242、並びにこれらよりも相対的に厚い島部240を形成してもよい。
In this embodiment, the
ケース250は、流路形成基板231の振動板232上に固定されている。また、ケース250の振動板232とは反対側には、配線基板30が接合され、該配線基板30上に流路部材40が接合される。ケース250には、インク導入路251が設けられている。インク導入路251は、流路部材40に接続されている。インク導入路251には、インクカートリッジ5(図1参照)から流路部材40(図2参照)を経由してインクが供給される。
The
また、ケース250には、厚さ方向に貫通する複数の収容部252が設けられており、各収容部252にアクチュエーターユニット210が固定されている。本実施形態に係るヘッド1は、4個のアクチュエーターユニット210を有し、アクチュエーターユニット210がそれぞれ独立して収容されるように4個の収容部252を有している。
In addition, the
さらに、ケース250には、コンプライアンス部242に対向する領域に開口する凹形状を有するコンプライアンス空間253が設けられている。このコンプライアンス空間253によってコンプライアンス部242は変形可能となる。
Further, the
図2に示すように、ケース250の上面(流路ユニット230側とは反対の面)には、配線基板30が固定されている。配線基板30は、回路基板221の各配線が接続される導電パッド33が設けられている。ケース250の収容部252は、配線基板30によって実質的に塞がれている。配線基板30には、ケース250の収容部252に対抗する領域にスリット状の開口部31が形成されている。回路基板221は開口部31から収容部252の外側に引き出され、配線基板30の導電パッド33と電気的に接続されている。
As shown in FIG. 2, the
また、配線基板30には、流路部材40の液体流路が挿通する挿通部32が設けられている。挿通部32を挿通した流路部材40のインク流路50(接続部73)がインク導入路251に連通する。
Further, the
上述したヘッド本体20は、インク滴を吐出する際に、圧電アクチュエーター211及び振動板232の変形によって各圧力発生室235の容積を変化させ、所定のノズル開口238からインク滴を吐出させる。
When ejecting ink droplets, the head
具体的には、インクカートリッジ5(図1参照)から流路部材40を経由し、インク導入路251を介してマニホールド236にインクが供給されると、インク供給路237を介して各圧力発生室235にインクが分配される。実際には、圧電アクチュエーター211に電圧を印加することにより圧電アクチュエーター211を収縮させる。これにより、振動板232が圧電アクチュエーター211と共に変形され、圧力発生室235の容積が広げられ、圧力発生室235内にインクが引き込まれる。そして、ノズル開口238に至るまで内部にインクを満たした後、回路基板221を介して供給される記録信号に従い、圧電アクチュエーター211の個別内部電極215、共通内部電極216に印加していた電圧を解除する。これにより、圧電アクチュエーター211が伸張されて元の状態に戻ると共に振動板232も変位して元の状態に戻る。結果として圧力発生室235の容積が収縮して圧力発生室235内の圧力が高まりノズル開口238からインク滴が吐出される。
Specifically, when ink is supplied from the ink cartridge 5 (see FIG. 1) to the manifold 236 via the
上述したヘッド本体20のケース250には、配線基板30を間に挟んだ状態で流路部材40が固定される。流路部材40について、図4〜図7を参照して詳細に説明する。図4は流路部材の上面図であり、図5は流路部材を構成する第1部材の底面図であり、図6は流路部材を構成する第2部材の上面図であり、図7は図4のA−A′線断面図である。
The
流路部材40は、インクが流通するインク流路50(液体流路)、インク流路50の一部が配置される内部空間80、内部空間80を外部に大気開放させる大気開放路90、及び大気開放路90の一部を構成する大気開放溝95を有する。
本実施形態に係る流路部材40は、第1部材60と第2部材70とが接合されたものである。
The
The
第1部材60は、板状に形成された部材であり、第2部材70が接合される。材料に特に限定はないが、少なくとも、後述するフィルム96が溶着される領域は樹脂から形成されている。第1部材60には、上面(第2部材70とは反対の面)から上方に突出した複数のインク供給針61が設けられている。
The
インク供給針61は、インクカートリッジ5(図1参照)からインクが供給されるように構成されている。具体的には、インク供給針61は円筒状に形成され、第1部材60を貫通する貫通孔である第1流路51が頂部に開口している。
The
第1流路51は、インク供給針61の頂部に開口するとともに、第1部材60の下面(第2部材70側の面)に開口している。このインク供給針61に開口した第1流路51には、インクカートリッジ5(図1参照)からインクが供給される。また、第1部材60には、第1流路51の途中にフィルター56が設けられている。これにより、インク中の異物や気泡がフィルター56に捕捉され、ヘッド本体20に到達することが抑制されている。
The
第2部材70は、板状に形成された部材であり、第1部材60が接合される。材料に特に限定はないが、樹脂等の材料から形成することができる。
第2部材70には、上面(第1部材60側の面)に4個の溝55が形成されている。また、第2部材70の下面(ヘッド本体20側の面)には、下方に突出した接続部73が4個形成されている。さらに、第2部材70には、厚さ方向に貫通した貫通孔である第2流路52が形成されている。
The
The
各第2流路52は、各溝55内に開口するとともに、各接続部73の頂面に開口している。また、第2部材70に設けられた各接続部73は、各インク導入路251(図2参照)に対向する位置に設けられている。各接続部73が配線基板30の挿通部32を挿通し、各インク導入路251に接合することで、各第2流路52と各インク導入路251が連通する。
Each
第1部材60と第2部材70とは、第1接合部と第2接合部とで互いに接合されている。ここでいう接合部とは、第1部材60及び第2部材70に接合する部分をいう。
第1接合部は、第1部材60及び第2部材70の相対向する接合面に配置され、インク流路50を囲むものである。本実施形態では、第2部材70の上面に設けられた溝55を囲む第1ボス部71と、第1ボス部71を第1部材60に接着する接着剤75が第1接合部となる。
The
The first joint portion is disposed on the joint surfaces of the
第2接合部は、第1部材60及び第2部材70の相対向する接合面に配置され、上述した第1接合部を囲むものである。本実施形態では、第2部材70の全ての溝55を囲む第2ボス部72と、第2ボス部72を第1部材60に接着する接着剤76が第2接合部となる。
A 2nd junction part is arrange | positioned at the mutually opposing joining surface of the
第1ボス部71は、溝55を囲み、第1部材60側に突出するように形成されている。第1ボス部71の頂面は、第1部材60に接着剤75により接着されている。このように第1ボス部71が第1部材60に接着されることで、溝55が第1部材60に封止され、第3流路53が形成される。
The
第3流路53の両端には、それぞれ第1流路51と第2流路52とが連通している。これにより、流路部材40には、第1流路51、第3流路53及び第2流路52とからなるインク流路50が形成されている。本実施形態では、4個のインク流路50が形成されている。
A
第2ボス部72は、全ての溝55(第3流路53)を囲み、第1部材60側に突出するように形成されている。第2ボス部72の頂面は、第1部材60に接着剤76により接着されている。このように第2ボス部72が第1部材60に接着されることで、流路部材40に内部空間80が形成されている。
The
すなわち、内部空間80は、第1部材60及び第2部材70の間に、第1接合部の外側かつ第2接合部の内側に形成された空間である。上述したインク流路50の一部を構成する第3流路53は、内部空間80内に配置されている。なお、第3流路53は、その周囲が第1ボス部71及び接着剤75により囲まれて内部空間80とは区画されている。すなわち、第1ボス部71及び接着剤75は、インクを内部空間80に漏らさないためのシールとして機能している。
That is, the
また、流路部材40には、大気開放路90が形成されている。大気開放路90は、内部空間80を外部に大気開放させる流路であり、本実施形態では次のように形成されている。
An
第1部材60の内部空間80を構成する内面62(第2部材70に対向する面)に大気開放溝95が形成されている。
大気開放溝95は、大気開放路90の一部を構成する溝であり、本実施形態では、細長く蛇行するように形成されている。また、第1部材60には、厚さ方向に貫通した貫通孔である第1大気開放路91が形成されている。この第1大気開放路91は、大気開放溝95の一端に連通している。
An
The
大気開放溝95の一部である開口部93(第1大気開放路91に連通される一端とは反対側の端部)を除いて、フィルム96が大気開放溝95を覆い、内部空間80の内面62に熱溶着されている。
Except for the
フィルム96は、大気開放溝95を覆い、内部空間80の内面62に熱溶着可能な材料であれば特に限定はない。例えば、樹脂材料からフィルム96を形成することができる。
このようにフィルム96が大気開放溝95を覆うことで、大気開放溝95とフィルム96とから第2大気開放路92が形成されている。
The
Thus, the
第2大気開放路92は、第1大気開放路91及び開口部93とともに大気開放路90を構成する。すなわち、流路部材40には、第1大気開放路91、第2大気開放路92及び開口部93とからなる大気開放路90が形成されている。このような大気開放路90により、内部空間80は、大気開放路90を介して外部に連通している。
The second
このように構成された大気開放路90は、その一部が細長く蛇行した第2大気開放路92を有している。第2大気開放路92をこのような形状とすることで、第2大気開放路92を流通する空気に対する拡散抵抗を高めることができる。
したがって、第2大気開放路92の形状を調整して拡散抵抗を適宜設定することで、内部空間80の圧力を任意に設定することができる。
The atmosphere
Therefore, the pressure of the
このように内部空間80の圧力を大気開放路90で調整することで、内部空間80が過度に高圧又は低圧になることを抑制することができる。内部空間80の空気(大気)が過度に高圧となることを抑制できる結果、該空気が接着剤75を透過し、第3流路53内のインクに気泡として混入することを抑制できる。また、内部空間80の空気(大気)が過度に低圧となることを抑制できる結果、第3流路53内のインクの水分が蒸発して接着剤75を透過し、該水分の減少によるインクの増粘を抑制することができる。
このようによって、ヘッド1は、気泡の混入やインクの増粘が抑制されて、インクの吐出品質が向上したものとなる。
Thus, by adjusting the pressure of the
In this way, the head 1 is improved in ink ejection quality by suppressing the mixing of bubbles and ink thickening.
そして、このような大気開放路90は、その一部を内部空間80に形成した大気開放溝95をフィルム96で覆うことにより形成した。このフィルム96は、内部空間80の内面62に熱溶着されている。すなわち、熱溶着後はフィルム96は、大気開放溝95側への押圧から解放されて固定される。
Such an
仮に、例えば、大気開放溝95を覆うシール部材を配置し、このシール部材を第1部材60と第2部材70とで挟持させる場合、シール部材を押圧する力が反力として第1部材60や第2部材70に作用してしまう。
For example, when a seal member that covers the
一方、本発明では、フィルム96は押圧されて第1部材60に固定されていないので、反力が生じず、該反力が第1部材60や第2部材70に影響することもない。これにより、反力が流路部材40に掛かることが抑制され、流路部材40の変形を抑制することができる。
On the other hand, in the present invention, since the
このように、本発明によれば、流路部材40の変形を抑制することができる。これにより、流路部材40からヘッド本体20が剥離したり、インク流路50からインクが漏れるなどのおそれが低減され、信頼性が向上したヘッド1が提供される。
Thus, according to the present invention, deformation of the
〈実施形態2〉
本実施形態では、実施形態1に説明した大気開放路90を構成するフィルム96の変形例について説明する。
<
In the present embodiment, a modified example of the
図8(a)は、大気開放溝が形成された第1部材とフィルムを示す断面図であり、図8(b)は、フィルムが熱溶着された第1部材の断面図である。なお、実施形態1と同一のものには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。 FIG. 8A is a cross-sectional view showing the first member and the film in which the air release groove is formed, and FIG. 8B is a cross-sectional view of the first member to which the film is thermally welded. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same thing as Embodiment 1, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図8(a)に示すように、本実施形態に係るフィルム96Aは、第1層97と、第1層97に接合された第2層98とを備えている。
第1層97は、内部空間80となる第1部材60の内面62に熱溶着される。第2層98は、第1層97の内面62とは反対側に接合される。また、第2層98は、第1層97よりも融点が高い材料からなる。
例えば、第1層97の材料としてはポリエチレンを用い、第2層98の材料としてはPETを用いることができる。
As shown in FIG. 8A, the
The
For example, polyethylene can be used as the material of the
図8(b)に示すように、フィルム96Aが大気開放溝95を覆い、第1部材60の内面62に熱溶着される。熱溶着の方法としては特に限定はないが、レーザー溶着や振動溶着を用いることができる。
熱溶着により、第1部材の内面62と、フィルム96Aの第1層97とが溶着され、フィルム96Aが第1部材60に固定される。
As shown in FIG. 8B, the
By heat welding, the
ここで、フィルム96Aの第1層97の融点は、第2層98の融点よりも低い。したがって、熱溶着の温度を第1層97の融点よりも高く、かつ第2層98の融点より低くすることで、第1層97のみを溶融させて溶着することができる。これにより、熱溶着により第2層98が溶融して破れてしまうなどの欠損する虞を低減できる。
Here, the melting point of the
また、第1部材60全体、又は、少なくとも第1部材60のフィルム96Aが固定される領域63は、第1層97と同じ材料から形成されていることが好ましい。これにより、領域63とフィルム96Aとの接合がより強固なものとすることができる。さらに、領域63及び第1層97は融点が同じであるから、それらを溶融させる量を制御し易くなる。
The entire
したがって、フィルム96Aを溶着させたあとの第2大気開放路92の深さ(断面積)を制御することができる。これにより、内部空間80内を所望の圧力に調整可能な形状(流路長、断面積)の第2大気開放路92を形成することができる。
Therefore, it is possible to control the depth (cross-sectional area) of the second
第2大気開放路92の形状を、内部空間80内を所望の圧力に調整可能な形状(流路長、断面積)にすることができるので、例えば、断面積を極力小さくして拡散抵抗を向上させ、その代わりに流路長を短くすることができる。その結果、図5に示したようにXY平面において第2大気開放路92が占める面積を小さくすることができるため、流路部材40を小型化し、さらにはヘッド1も小型化することが可能となる。
Since the shape of the second
さらに、大気開放溝95の深さd1は、第1層97の厚さd2よりも深くすることが好ましい。熱溶着により、第1部材60のフィルム96Aが固定される領域と、第1層97の溶融する量が同程度である。したがって、第1層97が溶融して大気開放溝95に流入したとしても、大気開放溝95が閉塞される虞を低減できる。
Further, the depth d 1 of the
また、フィルム96Aの第2層98をPETなどの透明な材料から形成する場合、レーザー溶着によりフィルム96Aを熱溶着することができる。すなわち、大気開放溝95を覆うようにフィルム96Aを第1部材60上に載置した後、第2層98側から第1部材60の領域63にレーザーを照射する。レーザーは、透明な第2層98を透過し、第1層97に到達してこれを溶融させ、領域63に熱溶着させる。
このようにフィルム96Aの第2層98を透明な材料から形成することで、レーザー溶着を用いて第2大気開放路92を形成することができる。
なお、本実施形態では、フィルム96Aは2層構造を有しているが、これに限らず、3層以上の構造を有していてもよい。
When the
Thus, by forming the
In the present embodiment, the
〈他の実施形態〉
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されない。
<Other embodiments>
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, the basic composition of this invention is not limited to what was mentioned above.
例えば、大気開放溝95(第2大気開放路92)は、細長く蛇行している必要はなく内部空間80を外部に連通させる流路であってもよい。このような形態であっても、流路長や断面積を調整することで内部空間80を調圧することができる。
For example, the atmosphere release groove 95 (second atmosphere release path 92) does not need to be meandering long and narrow, and may be a flow path that allows the
第1接合部及び第2接合部は、何れもボス部と接着剤により構成されていたが、このような態様に限定されない。例えば、第2部材70上に第1接合部及び第2接合部としてボス部を形成し、当該ボス部を第1部材60に熱溶着により接合させてもよい。他にも、第1接合部及び第2接合部として環状のシール部材を用いてもよい。
Although the 1st junction part and the 2nd junction part were each comprised by the boss | hub part and the adhesive agent, it is not limited to such an aspect. For example, a boss part may be formed on the
また、圧力発生室235に圧力変化を生じさせる圧力発生手段としては、実施形態1に説明したものに限定されない。例えば、液体流路内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズルからインク滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気力を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズルからインク滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなどを使用することができる。
Further, the pressure generating means for causing the pressure change in the
また、インクジェット式記録装置Iは、ヘッド1と共にキャリッジ4にインクカートリッジ5を装着した構成、いわゆるオンキャリッジ型とした。しかしながら、インクカートリッジ5を装置本体2に設け、インクカートリッジ5からチューブを介してヘッド1にインクを供給する構成、いわゆるオフキャリッジ型としてもよい。また、インクカートリッジ5は、装置本体2に設けられている必要はなく装置本体2の外部に配置され、チューブ等を介してヘッド1にインクを供給するようにしてもよい。
Further, the ink jet recording apparatus I is a so-called on-carriage type in which the
さらに、本発明は、広く液体噴射装置を対象としたものであり、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種のインクジェット式記録ヘッド等の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ELディスプレイ、FED(電界放出ディスプレイ)等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオchip製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等を備える液体噴射装置にも適用することができる。 Furthermore, the present invention is intended for a wide range of liquid ejecting apparatuses. For example, the present invention is used for manufacturing recording heads such as various ink jet recording heads used in image recording apparatuses such as printers and color filters such as liquid crystal displays. The present invention can also be applied to a liquid ejecting apparatus including a coloring material ejecting head, an organic EL display, an electrode material ejecting head used for forming an electrode such as an FED (field emission display), a bioorganic matter ejecting head used for biochip manufacturing, and the like it can.
I インクジェット式記録装置(液体噴射装置)、 1 ヘッド(液体噴射ヘッド)、 20 ヘッド本体、 30 配線基板、 40 流路部材、 50 インク流路(液体流路)、 60 第1部材、 70 第2部材、 80 内部空間、 90 大気開放路、 91 第1大気開放路、 92 第2大気開放路、 93 開口部、 95 大気開放溝、 96、96A フィルム、 97 第1層、 98 第2層、 210 アクチュエーターユニット、 230 流路ユニット、 233 ノズルプレート、 235 圧力発生室、 238 ノズル開口、 250 ケース I ink jet recording apparatus (liquid ejecting apparatus), 1 head (liquid ejecting head), 20 head body, 30 wiring board, 40 flow path member, 50 ink flow path (liquid flow path), 60 first member, 70 second Member, 80 internal space, 90 atmosphere release path, 91 first atmosphere release path, 92 second atmosphere release path, 93 opening, 95 atmosphere release groove, 96, 96A film, 97 first layer, 98 second layer, 210 Actuator unit, 230 Flow path unit, 233 Nozzle plate, 235 Pressure generation chamber, 238 Nozzle opening, 250 Case
Claims (7)
前記ヘッド本体に供給される液体が流通する液体流路、内部空間、前記内部空間を外部に大気開放させる大気開放路、及び前記内部空間の内面に形成されて前記大気開放路の一部を構成する大気開放溝を有する流路部材と、
前記大気開放溝を覆うとともに前記内部空間の内面に熱溶着されたフィルムとを備え、
前記流路部材は、少なくとも前記ヘッド本体とは反対側の第1部材と前記ヘッド本体側の第2部材とを備え、
前記第1部材と前記第2部材との間には、前記第1部材及び前記第2部材を接合する第1接合部及び前記第1接合部を囲む第2接合部が設けられ、
前記内部空間は、前記第1部材及び前記第2部材の間の空間であって前記第1接合部の外側かつ前記第2接合部の内側に形成された空間であり、
前記第1接合部は、ボス部と前記ボス部を前記流路部材に接着する接着剤とを備え、
前記液体流路の一部は、前記第1部材、前記第2部材及び前記第1接合部に囲まれて形成され、前記接着剤及び前記ボス部により前記内部空間とは区画されている
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。 A head body for discharging liquid;
Liquid flow path the liquid supplied to the head main body flows, internal space, the atmosphere open passage to the atmosphere of the internal space to the outside, and a part of the air opening path formed on an inner surface of said internal space A flow path member having an open air groove to constitute;
A film that covers the air release groove and is thermally welded to the inner surface of the internal space;
The flow path member includes at least a first member on a side opposite to the head body and a second member on the head body side,
Between the 1st member and the 2nd member, the 1st joined part which joins the 1st member and the 2nd member, and the 2nd joined part surrounding the 1st joined part are provided,
The internal space is a space between the first member and the second member, and is a space formed outside the first joint and inside the second joint,
The first joint portion includes a boss portion and an adhesive that bonds the boss portion to the flow path member,
Some prior Symbol liquid flow path, the first member is formed is surrounded by the second member and the first joint portion, wherein it is partitioned from the internal space by said adhesive and said boss portion A liquid ejecting head characterized by the above.
前記フィルムは、前記流路部材の前記内部空間の内面に熱溶着される第1層と、前記第1層に接合されて融点が前記第1層よりも高い第2層とを有する
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。 The liquid ejecting head according to claim 1,
The film has a first layer thermally welded to an inner surface of the internal space of the flow path member, and a second layer bonded to the first layer and having a melting point higher than that of the first layer. Liquid ejecting head.
前記大気開放溝の深さは、前記フィルムの前記第1層の厚さよりも深い
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。 The liquid ejecting head according to claim 2,
The depth of the air release groove is deeper than the thickness of the first layer of the film.
前記フィルムの前記第2層は、透明である
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。 In the liquid ejecting head according to claim 2 or 3,
The liquid jet head, wherein the second layer of the film is transparent.
前記内部空間の内面の前記フィルムが熱溶着される領域は、前記第1層と同じ材料から形成されている
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。 In the liquid jet head according to any one of claims 2 to 4,
The region of the inner surface of the internal space where the film is thermally welded is formed of the same material as the first layer.
前記大気開放溝は、前記第1部材に設けられている
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。 In the liquid jet head according to any one of claims 1 to 5 ,
Before Symbol atmosphere open groove, the liquid jet head, characterized in that provided on the first member.
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