JP6844161B2 - Liquid injection head and liquid injection device - Google Patents
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Description
本発明は、液体流路内の液体を濾過するフィルターを有する液体噴射ヘッド、および、これを備えた液体噴射装置に関するものである。 The present invention relates to a liquid injection head having a filter for filtering a liquid in a liquid flow path, and a liquid injection device including the same.
液体噴射装置は液体噴射ヘッドを備え、この噴射ヘッドから各種の液体を噴射(吐出)する装置である。この液体噴射装置としては、例えば、インクジェット式プリンターやインクジェット式プロッター等の画像記録装置があるが、最近ではごく少量の液体を所定位置に正確に着弾させることができるという特長を生かして各種の製造装置にも応用されている。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターを製造するディスプレイ製造装置,有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイやFED(面発光ディスプレイ)等の電極を形成する電極形成装置,バイオチップ(生物化学素子)を製造するチップ製造装置に応用されている。そして、画像記録装置用の記録ヘッドでは液状のインクを噴射し、ディスプレイ製造装置用の色材噴射ヘッドではR(Red)・G(Green)・B(Blue)の各色材の溶液を噴射する。また、電極形成装置用の電極材噴射ヘッドでは液状の電極材料を噴射し、チップ製造装置用の生体有機物噴射ヘッドでは生体有機物の溶液を噴射する。 The liquid injection device includes a liquid injection head, and is a device that injects (discharges) various liquids from the injection head. As this liquid injection device, for example, there are image recording devices such as an inkjet printer and an inkjet plotter, but recently, various types of liquid injection devices have been manufactured by taking advantage of the feature that a very small amount of liquid can be accurately landed at a predetermined position. It is also applied to devices. For example, a display manufacturing device that manufactures color filters such as liquid crystal displays, an electrode forming device that forms electrodes such as an organic EL (Electro Luminescence) display and a FED (field emission display), and a chip that manufactures a biochip (biochemical element). It is applied to manufacturing equipment. Then, the recording head for the image recording device injects liquid ink, and the color material injecting head for the display manufacturing device injects solutions of each color material of R (Red), G (Green), and B (Blue). Further, the electrode material injection head for the electrode forming apparatus injects a liquid electrode material, and the bioorganic material injection head for the chip manufacturing apparatus injects a solution of the bioorganic substance.
液体噴射ヘッドは、液体を貯留した液体供給源から液体流路内に液体を導入し、当該液体を圧電素子や発熱素子等の駆動素子(アクチュエーター)を駆動することによりノズルから液滴として噴射させる。この液体噴射ヘッドには、導入した液体を濾過して当該液体に含まれる異物や気泡をフィルターにより捕捉する構成が採用されたものがある。液体が流れる流路においてこのフィルターが設置された部分は、他の流路よりも流路断面積が拡大した空間(以下、フィルター室)となっている。そして、例えば、フィルター室内の気泡の排出性を高める目的で、上記フィルター室内にリブ状の突起部が設けられているものがある(例えば、特許文献1)。 The liquid injection head introduces a liquid into a liquid flow path from a liquid supply source that stores the liquid, and injects the liquid as droplets from a nozzle by driving a driving element (actuator) such as a piezoelectric element or a heat generating element. .. Some of the liquid injection heads have a configuration in which the introduced liquid is filtered and foreign substances and bubbles contained in the liquid are captured by a filter. In the flow path through which the liquid flows, the portion where this filter is installed is a space (hereinafter, filter chamber) in which the cross-sectional area of the flow path is larger than that of the other flow paths. Then, for example, there is a case in which a rib-shaped protrusion is provided in the filter chamber for the purpose of improving the discharge property of air bubbles in the filter chamber (for example, Patent Document 1).
上記構成において、液体噴射ヘッドのノズルが形成されたノズル形成面に負圧を付与することにより、若しくは、液体噴射ヘッドよりも上流側から流路内の液体を加圧することにより、フィルター室内の気泡を排出させるクリーニング動作においては、流速を高めてフィルター室内の気泡をリブ状の突起部とフィルターとの間の隙間に潜り込ませると共にフィルターを覆うように広げることにより、フィルターよりも上流側と下流側との圧力差を大きくすることで、当該気泡を下流側に排出させる。クリーニング動作後の気泡は、浮力によりフィルターより浮かせて当該フィルターとの接触面積を低減させることにより、フィルターを通過する液体の流れを阻害しないようにさせている。 In the above configuration, air bubbles in the filter chamber are generated by applying a negative pressure to the nozzle forming surface on which the nozzle of the liquid injection head is formed, or by pressurizing the liquid in the flow path from the upstream side of the liquid injection head. In the cleaning operation, the flow velocity is increased so that air bubbles in the filter chamber are allowed to enter the gap between the rib-shaped protrusion and the filter and spread so as to cover the filter. By increasing the pressure difference between the air and the air, the air bubbles are discharged to the downstream side. The air bubbles after the cleaning operation are floated from the filter by buoyancy to reduce the contact area with the filter so as not to obstruct the flow of the liquid passing through the filter.
ところで、液体噴射ヘッドの小型化に伴い、フィルター室の高さが十分に確保できない場合において、図18に示すように、気泡Bがフィルター65の外周側とフィルター室の内壁面で区画される狭い空間に入り込むと当該部分に気泡Bが残りやすくなる。気泡Bがフィルター65の外周側に貼り付いたままとなると、その部分において液体の流れが阻害される。また、上記リブ状の突起部66とフィルター65までの距離も組み立てばらつき等により一定とならず、当該突起部66とフィルター65との間の隙間sを十分に確保できない場合があり、この場合、フィルター65の中央側から外周側への液体の流れが確保できない。これにより、フィルター65の外周側における下流側に滞留する気泡bの排出性が低下する。その結果、クリーニング動作に要する時間が長くなり、その分、余分に液体を消費するという問題があった。 By the way, when the height of the filter chamber cannot be sufficiently secured due to the miniaturization of the liquid injection head, as shown in FIG. 18, the bubble B is narrowly partitioned between the outer peripheral side of the filter 65 and the inner wall surface of the filter chamber. When entering the space, air bubbles B tend to remain in the portion. If the bubbles B remain attached to the outer peripheral side of the filter 65, the flow of the liquid is hindered at that portion. Further, the distance between the rib-shaped protrusion 66 and the filter 65 may not be constant due to assembly variation or the like, and the gap s between the protrusion 66 and the filter 65 may not be sufficiently secured. In this case, The flow of liquid from the central side to the outer peripheral side of the filter 65 cannot be secured. As a result, the discharge property of the bubbles b staying on the downstream side on the outer peripheral side of the filter 65 is lowered. As a result, the time required for the cleaning operation becomes long, and there is a problem that an extra liquid is consumed accordingly.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、気泡の排出性をより高めることが可能な液体噴射ヘッド、および、液体噴射装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a liquid injection head capable of further enhancing the discharge property of bubbles and a liquid injection device.
本発明の液体噴射ヘッドは、上記目的を達成するために提案されたものであり、液体導入部材を通じて液体をノズルに連通する液体流路内に導入し、当該液体流路内に導入した液体を前記ノズルから噴射する液体噴射ヘッドであって、
前記液体導入部材は、
液体が導入される導入口と、
前記導入口から導入された液体を濾過するフィルターと、
前記導入口側から前記フィルター側に向けて流路断面積が拡大したフィルター室と、
前記フィルターを通過した液体を前記ノズル側に供給する供給流路と、
を備え、
前記フィルター室は、前記フィルターの面方向において当該フィルター室の内壁面から前記導入口に向けて延在する突起部を有し、
前記突起部は、前記導入口側から前記フィルターの外周側に向けて液体を流すためのバイパス流路を有することを特徴とする。
The liquid injection head of the present invention has been proposed to achieve the above object, and the liquid is introduced into the liquid flow path communicating the liquid with the nozzle through the liquid introduction member, and the liquid introduced into the liquid flow path is introduced. A liquid injection head that injects from the nozzle.
The liquid introduction member is
The inlet where the liquid is introduced and
A filter that filters the liquid introduced from the inlet and
A filter chamber in which the cross-sectional area of the flow path expands from the introduction port side to the filter side, and
A supply flow path that supplies the liquid that has passed through the filter to the nozzle side,
With
The filter chamber has a protrusion extending from the inner wall surface of the filter chamber toward the introduction port in the surface direction of the filter.
The protrusion is characterized by having a bypass flow path for flowing a liquid from the introduction port side toward the outer peripheral side of the filter.
本発明によれば、フィルターの一部を覆った状態で気泡が残ったとしても、フィルターの中心側(導入口側)からフィルターの外周側まで液体が流通可能なバイパス流路が突起部に設けられている。これにより、残留気泡の存在に拘わらず導入口側からバイパス流路を通ってフィルターの外周側に向かって流れた液体によって、フィルターの下流側で且つ外周側に残った気泡が供給流路側に流されるので、気泡の排出性が向上する。このため、クリーニング動作の所要時間を短縮することが可能となり、その結果、クリーニング動作で消費する液体の量を低減することが可能となる。また、取付誤差等により、突起部とフィルターとの間の隙間が確保できなかった場合においても、少なくともバイパス流路により導入口側からフィルターの外周に向かう液体の流れを確保することができる。 According to the present invention, even if air bubbles remain while covering a part of the filter, a bypass flow path through which the liquid can flow from the center side (introduction port side) of the filter to the outer peripheral side of the filter is provided in the protrusion. Has been done. As a result, regardless of the presence of residual air bubbles, the liquid that flows from the inlet side through the bypass flow path toward the outer peripheral side of the filter causes the air bubbles remaining on the downstream side and the outer peripheral side of the filter to flow to the supply flow path side. Therefore, the discharge property of air bubbles is improved. Therefore, the time required for the cleaning operation can be shortened, and as a result, the amount of liquid consumed in the cleaning operation can be reduced. Further, even when the gap between the protrusion and the filter cannot be secured due to an attachment error or the like, at least the flow of the liquid from the introduction port side to the outer periphery of the filter can be secured by the bypass flow path.
上記構成において、前記フィルターは、楕円形状を呈し、
前記突起部は、前記フィルターの外周に沿って位置を異ならせて複数配置され、
少なくとも、前記フィルターの面方向において前記導入口までの距離が最も長い前記内壁面上の位置にある前記突起部に、前記バイパス流路が設けられた構成を採用することができる。
In the above configuration, the filter has an elliptical shape.
A plurality of the protrusions are arranged at different positions along the outer circumference of the filter.
At least, it is possible to adopt a configuration in which the bypass flow path is provided at the protrusion located at the position on the inner wall surface where the distance to the introduction port is the longest in the surface direction of the filter.
この構成によれば、導入口側からフィルターの外周までの距離が長いほど、フィルターの外周において淀みが生じて気泡が滞留し難いので、このような位置にある突起部にバイパス流路が設けられ、当該バイパス流路によって液体を導入口側からフィルターの外周側に流すことで、淀みやすい位置の気泡の排出性が向上する。 According to this configuration, the longer the distance from the inlet side to the outer circumference of the filter, the more stagnation occurs on the outer circumference of the filter and the more difficult it is for air bubbles to stay. Therefore, a bypass flow path is provided in the protrusion at such a position. By allowing the liquid to flow from the inlet side to the outer peripheral side of the filter by the bypass flow path, the discharge property of air bubbles at a position where stagnation is likely to occur is improved.
上記構成において、前記フィルターの面方向において前記導入口までの距離が相対的に長い突起部ほど、前記フィルターから当該フィルターと対向する天井面までの距離がより長いバイパス流路が形成され、前記導入口までの距離が相対的に短い突起部ほど、前記フィルターから前記天井面までの距離がより短いバイパス流路が形成された構成を採用することが望ましい。 In the above configuration, a protrusion having a relatively long distance to the introduction port in the surface direction of the filter forms a bypass flow path having a longer distance from the filter to the ceiling surface facing the filter. It is desirable to adopt a configuration in which a bypass flow path is formed in which the distance from the filter to the ceiling surface is shorter as the distance to the mouth is relatively shorter.
この構成によれば、導入口側からフィルターの外周までの距離が長いほど、バイパス流路によってより多くの液体を導入口側からフィルターの外周側に流すことができるので、フィルターの外周側で気泡が滞留することが抑制される。また、このように、フィルターから天井面までの距離が異なるバイパス流路が混在することにより、突起部の底面とフィルターとの間の隙間の寸法がばらついたとしても、いずれかのバイパス流路により、液体を導入口側からフィルターの外周側に円滑に流すことができる。このため、突起部の底面とフィルターとの間の隙間の寸法ばらつきに対応することが可能となる。 According to this configuration, the longer the distance from the inlet side to the outer circumference of the filter, the more liquid can flow from the inlet side to the outer circumference side of the filter by the bypass flow path, so that air bubbles can flow on the outer peripheral side of the filter. Is suppressed from staying. Further, even if the dimensions of the gap between the bottom surface of the protrusion and the filter vary due to the mixture of bypass flow paths having different distances from the filter to the ceiling surface in this way, one of the bypass flow paths will be used. , The liquid can be smoothly flowed from the inlet side to the outer peripheral side of the filter. Therefore, it is possible to cope with the dimensional variation of the gap between the bottom surface of the protrusion and the filter.
また、上記構成において、前記バイパス流路は、前記突起部において前記導入口側の端から前記フィルターの外周側の端まで一連に形成された構成を採用することが望ましい。 Further, in the above configuration, it is desirable that the bypass flow path adopts a configuration in which the protrusion is formed in a series from the end on the introduction port side to the end on the outer peripheral side of the filter.
この構成によれば、フィルターのより外周側まで液体が流れることができるので、フィルター外周側の気泡排出性をさらに高めることができる。 According to this configuration, the liquid can flow to the outer peripheral side of the filter, so that the air bubble discharge property on the outer peripheral side of the filter can be further improved.
また、上記構成において、前記フィルターは、開口面積が相対的に小さい貫通孔が形成された第1領域と、開口面積が相対的に大きい貫通孔が形成された第2領域と、を有し、
前記フィルターにおいて前記突起部と対向する部分に前記第2領域が配置された構成を採用することが望ましい。
Further, in the above configuration, the filter has a first region in which a through hole having a relatively small opening area is formed and a second region in which a through hole having a relatively large opening area is formed.
It is desirable to adopt a configuration in which the second region is arranged in a portion of the filter facing the protrusion.
当該構成によれば、第2領域が、フィルターにおける突起部に対向する位置に配置されることにより、フィルターの上流側の気泡が、バイパス流路を流れる液体によって第2領域を選択的に通過して下流側に排出されやすくなる。 According to this configuration, the second region is arranged at a position facing the protrusion on the filter, so that the air bubbles on the upstream side of the filter selectively pass through the second region by the liquid flowing through the bypass flow path. It becomes easy to be discharged to the downstream side.
上記構成において、前記フィルターにおいて前記突起部と対向する部分において、前記第2領域は、前記バイパス流路の前記フィルターの外周側の端よりも前記導入口側に配置された構成を採用することが望ましい。 In the above configuration, in the portion of the filter facing the protrusion, the second region may be arranged on the introduction port side of the bypass flow path on the outer peripheral side of the filter. desirable.
上記構成によれば、バイパス流路を通って一旦フィルターの外周側に流れた液体が、フィルターの径方向における中心側の第2領域に向かって流れるため、フィルターの外周側に滞留する気泡をこの流れによりフィルター室の内壁面から引き剥がして第2領域からフィルターを通過させるようにすることが可能となる。 According to the above configuration, the liquid once flowing to the outer peripheral side of the filter through the bypass flow path flows toward the second region on the central side in the radial direction of the filter, so that the bubbles staying on the outer peripheral side of the filter are attracted to this. The flow makes it possible to peel off from the inner wall surface of the filter chamber so that the filter can pass through the second region.
また、上記構成において、前記バイパス流路は、前記突起部において前記フィルターと対向する底面から当該フィルターに直交する方向に窪ませて形成された構成を採用することができる。 Further, in the above configuration, the bypass flow path may adopt a configuration in which the protrusion portion is recessed from the bottom surface facing the filter in a direction orthogonal to the filter.
この構成において、前記バイパス流路は、前記突起部の底面において当該突起部の延在方向に直交する方向における中央部に形成された構成を採用することができる。 In this configuration, the bypass flow path can adopt a configuration formed at the center of the bottom surface of the protrusion in a direction orthogonal to the extending direction of the protrusion.
上記構成によれば、突起部の底面において当該突起部の延在方向に直交する方向における中央部に形成されたバイパス流路の両側には側壁となる部分が設けられるので、バイパス流路内に気泡が入り込むことが抑制される。これにより、導入口側からフィルターの外周に向かう液体の流れをより確実に確保することができる。 According to the above configuration, on the bottom surface of the protrusion, side wall portions are provided on both sides of the bypass flow path formed in the central portion in the direction orthogonal to the extending direction of the protrusion, so that the bypass flow path is provided. The entry of air bubbles is suppressed. As a result, it is possible to more reliably secure the flow of the liquid from the introduction port side to the outer circumference of the filter.
この構成において、前記バイパス流路は、前記突起部の底面において当該突起部の延在方向に直交する方向における両端部にそれぞれ形成された構成を採用することもできる。 In this configuration, the bypass flow path may adopt a configuration formed at both ends of the bottom surface of the protrusion in a direction orthogonal to the extending direction of the protrusion.
上記構成によれば、突起部の底面において当該突起部の延在方向に直交する方向における両端部にそれぞれバイパス流路が設けられるので、バイパス流路の流路断面積がより大きく確保される。これにより、導入口側からフィルターの外周に向かう液体の流れをより確実に確保することができる。 According to the above configuration, since bypass flow paths are provided at both ends of the bottom surface of the protrusions in a direction orthogonal to the extending direction of the protrusions, a larger flow path cross-sectional area of the bypass flow paths is secured. As a result, it is possible to more reliably secure the flow of the liquid from the introduction port side to the outer circumference of the filter.
そして、本発明の液体噴射装置は、上記何れかの構成の液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドのノズルから液体および気泡を排出させるメンテナンス機構と、
を備えることを特徴とする。
The liquid injection device of the present invention includes a liquid injection head having any of the above configurations and a liquid injection head having any of the above configurations.
A maintenance mechanism that discharges liquid and air bubbles from the nozzle of the liquid injection head,
It is characterized by having.
この構成によれば、メンテナンス動作時の気泡排出性が向上するので、メンテナンス動作の所要時間、および、メンテナンス動作で消費される液体の量を削減することが可能となる。 According to this configuration, since the air bubble discharge property during the maintenance operation is improved, it is possible to reduce the time required for the maintenance operation and the amount of liquid consumed in the maintenance operation.
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、本発明が適用される液体噴射装置として、液体噴射ヘッドの一種であるインクジェット式記録ヘッド(以下、記録ヘッド)を搭載したインクジェット式記録装置(以下、プリンター)を例示する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the embodiments described below, various limitations are given as suitable specific examples of the present invention, but the scope of the present invention is the scope of the present invention unless otherwise specified in the following description to limit the present invention. It is not limited to these aspects. Further, in the following, as the liquid injection device to which the present invention is applied, an inkjet recording device (hereinafter, printer) equipped with an inkjet recording head (hereinafter, recording head) which is a kind of liquid injection head will be exemplified.
図1は、プリンター1の構成を説明する斜視図である。プリンター1は、記録紙等の記録媒体2(液体の着弾対象)の表面に向けて液体状のインクを噴射して当該記録媒体2上に画像等の記録を行う装置である。本実施形態におけるプリンター1は、記録ヘッド3と、この記録ヘッド3を保持するキャリッジ4と、このキャリッジ4を記録媒体2の幅方向である主走査方向に往復移動させるキャリッジ移動機構5と、記録媒体2を上記主走査方向に交差する副走査方向に搬送する紙送り機構6等を備えている。ここで、上記のインクは、本発明における液体の一種であり、インクカートリッジ7(液体供給源の一種)に貯留されている。このインクカートリッジ7は、記録ヘッド3に対して着脱可能に装着される。なお、インクカートリッジ7がキャリッジ4ではなくプリンター1の本体側に配置され、このインクカートリッジ7内のインクがインク供給チューブを通じて記録ヘッド3側に供給される構成を採用することもできる。
FIG. 1 is a perspective view illustrating the configuration of the printer 1. The printer 1 is a device that ejects liquid ink toward the surface of a recording medium 2 (target of landing of liquid) such as recording paper to record an image or the like on the recording medium 2. The printer 1 in the present embodiment includes a
プリンター1において、キャリッジ4の主走査方向における一端側には、キャリッジ4の待機位置であるホームポジションが設けられている。このホームポジションにはキャッピング機構9(本発明におけるメンテナンス機構の一種)が配設されている。キャッピング機構9は、記録ヘッド3のノズル42(図2参照)が形成されたノズル形成面(ノズルプレート39)に当接し得るトレイ状のキャップ10(封止部材)を有する。このキャッピング機構9では、キャップ10の上面側の開口に記録ヘッド3のノズル42を臨ませた状態でノズル形成面に密着可能に構成されている。ノズル形成面にキャップ10が密着した封止状態とすることで、キャップ10内には封止空部が画成される。キャップ10には、ポンプユニット11が接続されている。ポンプユニット11は、例えば、チューブポンプ等の吸引ポンプを備え、この吸引ポンプの作動によって封止空部内を負圧化することができる。そして、ノズル形成面への密着状態で吸引ポンプを作動し、封止空部(密閉空間)内を負圧化すると、ノズル42から記録ヘッド3内のインクや気泡が吸引されてキャップ10の封止空部内に排出されるようになっている。つまり、このキャッピング機構9は、記録ヘッド3のインク流路内のインクや気泡を強制的に吸引排出するメンテナンス動作の一種であるクリーニング動作を行う。
In the printer 1, a home position, which is a standby position of the carriage 4, is provided on one end side of the carriage 4 in the main scanning direction. A capping mechanism 9 (a type of maintenance mechanism in the present invention) is arranged at this home position. The
図2は、本実施形態における記録ヘッド3の断面図である。本実施形態における記録ヘッド3は、インク導入部材12、中継基板13、中間流路部材14、ヘッドユニット15、およびホルダー16等を積層して備えている。なお、以下においては、便宜上、各部材の積層方向を上下方向として説明する。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the
インク導入部材12の上面にはインク導入針18が、フィルター19を介在させた状態で複数立設されている。本実施形態においては、このインク導入針18を含むインク導入部材12が、本発明における液体導入部材に相当する。このインク導入針18は、インクの種類(色)毎に設けられている。インク導入部材12およびインク導入針18は、いずれも合成樹脂により作製されている。また、フィルター19は、インク導入針18から導入されたインクを濾過する部材であり、例えば、金属を網目状に編み込んだものや薄手の金属板に多数の穴を開けたもの等が用いられる。このフィルター19によってインク内の異物や気泡が捕捉される。そして、本実施形態においては、インク導入部材12の上面に、インクカートリッジ7が装着されて、当該インクカートリッジ7の内部にインク導入針18が挿入されるように構成されている。そしてインクカートリッジ7内のインクはインク導入針18の先端部に設けられたインク導入孔21から内部流路に導入される。インク導入針18からインクが導入されると、フィルター19を通過して供給流路22を通り、インク導入部材12の下方に配置されている中間流路部材14に流路接続部24を介して供給される。なお、本実施形態におけるインク導入部材12では、針状のインク導入針18をインクカートリッジ7に挿入してインクを導入する構成が採用されているが、これには限られない。例えば、インク導入部材12のインク導入部分に不織布やスポンジ等の多孔質材が配設され、インクカートリッジやサブタンク等のインク貯留部材のインク導出部分にも同様な多孔質材が設けられ、両者の多孔質部材同士が接触して毛細管現象によりインクの授受を行う所謂フォーム形式の構成を採用することもできる。要するに、インクを導入する導入口、導入したインクを濾過するフィルター、およびこのフィルターが設けられたフィルター室を有するものであればよい。
A plurality of ink introduction needles 18 are erected on the upper surface of the
中間流路部材14は、インク導入針18から導入されたインクをヘッドユニット15側に案内する中間流路25が形成された基板である。この中間流路部材14の上面において、中間流路の入り口側開口の周縁には、円筒状の流路接続部24が突設されている。この流路接続部24の高さ(中間流路部材14の上面からの突出長)は、インク導入部材12と中間流路部材14との間に配置される中継基板13の厚さ以上に設定されている。そして、流路接続部24は、インク導入部材12の供給流路22と連通して当該インク導入部材12側からのインクを受けて中間流路25側に導入する。中間流路25は、中間流路部材14の下面に開口して、ホルダー16の仕切板27に開設された連通流路28と連通する。また、中間流路部材14には、中間流路25から外れた位置に板厚方向を貫通する配線開口部29が開設されている。この配線開口部29は、後述する中継基板13の配線挿通口30と連通するとともに、ホルダー16の仕切板27に形成された配線貫通口31と連通し、フレキシブル基板33が挿通される空部である。
The intermediate
インク導入部材12と中間流路部材14との間に配置される中継基板13は、プリンター本体側からの駆動信号や噴射データ(ラスターデータ)等を受け、この駆動信号を、フレキシブル基板33を通じてヘッドユニット15側の圧電素子43へ供給するための配線パターン等が形成されたプリント基板である。この中継基板13の上面(ヘッドユニット15側の下面とは反対側の面)には、フレキシブル基板33と接続される基板端子34が形成されており、また、プリンター本体側からのFFCが接続される図示しないコネクターやその他の電子部品等が実装されている。
The
中継基板13において中間流路部材14の流路接続部24に対応する位置には、この流路接続部24が挿通される逃げ穴35が開設されている。逃げ穴35は、流路接続部24の外径よりも少し大きい貫通穴である。また、中継基板13において基板端子34と隣接する位置には、基板厚さ方向を貫通する配線挿通口30が当該基板端子34の並設方向に沿って形成されている。この配線挿通口30は、一端が圧電素子43の素子端子と接続されたフレキシブル基板33の他端側が挿通される穴である。本実施形態における配線挿通口30の長手方向および短手方向の内寸は、フレキシブル基板33が支障なく挿通可能な程度の大きさに設定されている。
An
ホルダー16の内部には、ヘッドユニット15を収容可能な空間である収容空部36が複数区画されている。この収容空部36は、下面側(プリンター1において印刷動作中に記録媒体2と相対する側)が開口しており、この開口から固定板37に接合されたヘッドユニット15が収容される。固定板37は、例えば、ステンレス鋼等の金属製の板材から構成されている。この固定板37に各ヘッドユニット15のノズルプレート39が接合されることにより、これらのヘッドユニット15の高さ方向(ノズルプレート39に垂直な方向の位置)が規定される。ホルダー16において収容空部36よりも上面側には、中間流路部材14および中継基板13が配置される基板載置部40が設けられている。基板載置部40と収容空部36とは仕切板27によって仕切られており、当該仕切板27の上面に中間流路部材14が載置される。この仕切板27には、連通流路28および配線貫通口31が板厚方向を貫通した状態で形成されている。ヘッドユニット15が収容空部36に位置決めされた状態で収容されると、ヘッドユニット15のノズル42や圧力室41を含むインク流路が、連通流路28と連通する。これにより、インクカートリッジ7からインク導入針18を通じて導入されたインクは、フィルター19で濾過された後、供給流路22、中間流路25、および連通流路28を通じてヘッドユニット15のノズル42に至るまでのインク流路(本発明における液体流路に相当)を満たす。
Inside the
本実施形態におけるヘッドユニット15は、ノズル42が開設されたノズルプレート39、ノズル42に連通する圧力室41、圧力室41内のインクに圧力変動を生じさせる駆動素子としての圧電素子43等を備えている。ノズルプレート39には、複数のノズル42が列状に開設された板材である。本実施形態では、所定のピッチでノズル42が複数列設されてノズル列が構成されている。圧力室41および圧電素子43は、ノズル42毎に設けられている。圧電素子43の図示しない電極端子には、中継基板13に他端側が接続されたフレキシブル基板33の一端側の端子が接続される。中継基板13およびフレキシブル基板33を通じて駆動信号(駆動電圧)が圧電素子43に印加されると、当該圧電素子43は印加電圧の変化に応じて圧電能動部が撓み変形することにより、圧力室41の一面を区画する可撓面が、ノズル42に近づく側またはノズル42から遠ざかる方向に変位する。これにより、圧力室41内のインクに圧力変動が生じ、この圧力変動を利用してノズル42からインクが噴射される。
The
図3は、インク導入部材12におけるインク導入針18の近傍の構成を示す断面図であり、図4は、図3における要部を拡大した断面図である。また、図5は、インク導入針18の下面図、図6は、フィルター19の平面図である。なお、図3および図4に関し、各図で左右に図示されている突起部51の厚み方向(後述する突起部幅方向であり、各図面に直交する方向)における中心よりもすこし手前の位置(後述するバイパス流路54の幅の範囲内)におけるフィルター19の面に直交する方向の断面を示している(以下、図7、図10、図14、および図17も同様)。本実施形態におけるインク導入針18は、内部空間を針流路47とした中空針状の部材であり、例えば、合成樹脂などによって作製されている。このインク導入針18は、流路断面積が概ね一定な円筒部45と、流路断面積が上流側から下流側(フィルター19側)に向けて次第に拡大したフィルター室20が形成された拡径部46と、を有する。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration in the vicinity of the
円筒部45は、上記インクカートリッジ7内に挿入される部分であり、本実施形態において、その先端部分は先細りした円錐形状に形成されている。この先端部分には、インク導入針18の外部と針流路47とを連通するインク導入孔21が複数開設されている。上記したように、円筒部45がインクカートリッジ7の内部に挿入されると、当該カートリッジ内のインクが、インク導入孔21を通じて針流路47内に導入される。フィルター室20は、円筒部45の下流側に連続して形成され、上流側(円筒部45側)から下流側(フィルター19側)に向けて次第に拡径する略円錐形状に構成されている。このフィルター室20の下面側(出口側)開口の開口形状および面積は、フィルター19の開口形状および面積と揃えられている。インク導入孔21を通じて針流路47内に導入されたインクは、円筒部45と拡径部46との境界の導入口48からフィルター室20内に導入されてフィルター19に向けて流れる。
The
インク導入部材12の上面におけるインク導入針18が取り付けられる部分、即ち、供給流路22の入口側開口の周縁部には、インク導入針18を囲む状態で導入針配置枠49が形成されている。この導入針配置枠49の内側にインク導入針18が配置された状態では、インク導入針18の拡径部46の下端部の周囲が導入針配置枠49によって囲繞される。また、供給流路22の入口側開口部には、下流側フィルター室50が形成されている。下流側フィルター室50は、流路断面積が供給流路22側から入口側開口(フィルター19側)に向けて次第に拡径する状態に形成された部分であり、供給流路22の一部を構成している。この下流側フィルター室50の入口側開口の開口形状および面積は、フィルター19の開口形状および面積と揃えられている。そして、この下流側フィルター室50の入口側開口を塞ぐ状態でフィルター19が取り付けられる。また、インク導入針18は、フィルター室20の下面側の開口を、下流側フィルター室50の入口側開口に配置されたフィルター19に対向させる状態で、例えば超音波溶着や熱溶着等によってインク導入部材12の導入針配置枠49内に取り付けられる。これにより、インク導入針18のフィルター室20(針流路47)と供給流路22とがフィルター19を介して液密状態で連通する。
An introduction
上記フィルター室20には、平板状のフィルター19の面方向において当該フィルター室20の内壁面20s(フィルター19の外周側)から導入口48に向けて延在する突起部51が形成されている。本実施形態における突起部51は、インク導入針18の軸方向に直交する方向における側方視で略三角形状のリブ状(板状)を呈しており、図5に示すように、フィルター室20の内壁面20sおよび導入口48の外周に沿って位置を異ならせて放射状に複数(本実施形態においては4つ)形成されている。突起部51の導入口48側の端面44は、平面視において導入口48の開口周縁に概ね揃うように配置されている。また、突起部51の底面53、すなわち、フィルター19と対向する面は、フィルター19よりも少し上流側に離れており、当該フィルター19との間に隙間52を形成している。この隙間52は、インクが通過可能な流路として機能させる目的の他、後述するクリーニング動作の際にフィルター室20内の気泡をフィルター19に広げる目的で設けられており、例えば、0.1〔mm〕程度であることが望ましい。しかしながら、インク導入部材12とインク導入針18とフィルター19との取付誤差等により、当該隙間52の寸法は一定とならずにばらつく場合がある。そして、フィルター19の上流側に残った気泡が当該フィルター19に貼り付いたままとなった場合には、当該部分をインクが通過することができず、フィルター19の下流側、特に、フィルター19の外周側に残った気泡の排出性が悪化するおそれがある。
The
このため、本実施形態における突起部51の底面53には、導入口48から流入したインクをフィルター19の外周側に案内するバイパス流路54が設けられている。このバイパス流路54は、突起部51の底面53からフィルター19に直交する方向(インク導入針18の軸方向)に部分的に窪ませて形成された溝状の空間である。より具体的には、突起部51の延在方向に直交する方向(以下、突起部幅方向と称する)において、突起部51の底面53の中央部に当該突起部51よりも幅の狭いリブ状の小突起59を残した状態で突起部51の底面53と側面55とが交わる両側の角部が矩形状に切り欠かれた状態に形成されており、当該突起部51の底面側の形状は逆凸形状を呈している。すなわち、本実施形態におけるバイパス流路54は、突起部51の側面55に略平行な縦方向の壁部54swと、突起部51の底面53に略平行な天井部54clとにより区画される空間となっている。本実施形態におけるバイパス流路54は、突起部51における導入口48側の端面44からフィルター19の外周側の端(頂点)まで、すなわち、フィルター室20の内壁面20sに至るまで一連に形成されている。
Therefore, the
上記バイパス流路54の寸法に関し、高さh(フィルター19に直交する方向の寸法)は、例えば、0.1〔mm〕以上0.4〔mm〕以下とすることが望ましい。当該高さhの下限値を0.1〔mm〕とすることにより、例えば、取付誤差等により、突起部51の底面53とフィルター19との間の隙間52が殆ど無いような場合においても、当該バイパス流路54において少なくとも0.1〔mm〕の隙間が確保される。また、当該高さhの上限値0.4〔mm〕を超えた場合には、突起部51の底面53とフィルター19との間の隙間の大きさにもよるが、バイパス流路54内に気泡が入ってきやすくなるため、上限値を0.4〔mm〕とすることでバイパス流路54内に気泡が入り込むことを抑制することが可能となる。また、バイパス流路54の幅w(突起部幅方向における寸法)については、例えば、突起部51の幅Wの1/3程度とすることが望ましい。このような構成の突起部51は、クリーニング動作の際、フィルター室20内の気泡を隙間52に案内して当該フィルター19に沿ってフィルター19の外周に向けて広げる。これにより、クリーニング動作における気泡排出性を向上させることができる。また、突起部51に設けられたバイパス流路54によって、フィルター19の中心側(導入口48側)からフィルター19の外周側に向かうインクの流れを確保することができる。
Regarding the dimensions of the
フィルター19は、例えば、ステンレス鋼等の薄手の金属板に、インクや気泡が通過可能な貫通孔56が形成されたものである。本実施形態における貫通孔56は、例えば、フィルター19の素材となる金属板に対しプレス加工、レーザー加工により円形の貫通孔として形成されている。また、このような貫通孔56を有するフィルター19の形状を電鋳により形成することもできる。このフィルター19は、開口面積が相対的に小さい第1貫通孔56aが形成された第1領域57と、開口面積が相対的に大きい第2貫通孔56bが形成された第2領域58と、を有し、フィルター19に直交する方向において当該フィルター19の突起部51が投影される部分(突起部51と対向する部分)に第2領域58が配置されている。すなわち、本実施形態においては、フィルター19において突起部51と対向する部分全体が第2領域58となっている。第2貫通孔56bの寸法(内寸)に関し、気泡を通過しやすくすると共にノズル42の内径(例えば、20〔μm〕)よりも大きな異物をトラップすることができるように、例えば、13〔μm〕以上、18〔μm〕以下に設定されている。また、第1貫通孔56aの寸法に関し、インクは通過可能である一方、気泡が通過し難いようにするため、例えば、5〔μm〕以上、12〔μm〕以下に設定されている。このような構成において、第2領域58では、第1領域57と比較して気泡がより通過しやすくなっている。そして、このような第2領域58が、突起部51の下方に配置されることにより、フィルター19の上流側の気泡が、バイパス流路54を流れるインクによって第2領域58を選択的に通過して下流側に排出されやすくなっている。なお、貫通孔56の形状に関し、本実施形態においては、円形であるものを例示したが、これには限られず、例えば、四角形状等、種々の形状のものを採用することができる。さらにフィルター19としては、金属板に貫通孔56を形成したものには限られず、例えば、セラミックを素材として焼結により液体や気泡が通過可能な貫通孔が形成されたものを採用することも可能である。
The
図7は、クリーニング動作におけるフィルター19の近傍の断面図である。
この種のプリンター1では、インクカートリッジ7に対してインク導入針18が挿抜される際などに、針流路47内に気泡が入り込むことがある。この気泡は、フィルター19によってフィルター室20内に捕捉されるが、気泡同士が結合することにより次第に大きくなる。上記プリンター1では、キャリッジ4に搭載された記録ヘッド3をホームポジションに位置づけてキャッピング機構9により定期的にクリーニング動作が行われることで、フィルター室20内の気泡Bを排出する。このクリーニング動作では、キャップ10を記録ヘッド3のノズル形成面(ノズルプレート39)に密着させたキャッピング状態で吸引ポンプ等の吸引機構を作動させてキャップ内に負圧を生じさせることで、通常の記録動作時の流速よりも速い流速のインクの流れをインク流路内に生じさせ、フィルター室20内の気泡をこのインクの流下勢を利用してフィルター19を通過させてノズル42からヘッド外部に排出する。なお、クリーニング動作に関し、記録ヘッド3よりも上流側(インクカートリッジ7側)のインク供給経路を、例えばエアーポンプ等の加圧機構により加圧することにより、記録ヘッド3の流路内を加圧してノズル42から増粘したインクや気泡等を排出させる加圧式のクリーニング動作を行うことも可能である。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the vicinity of the
In this type of printer 1, when the
クリーニング動作においてインクの流速が高められると、フィルター室20内の気泡が、上流側からのインクの流下勢によりフィルター19に押し付けられる。このとき、気泡Bの一部は突起部51とフィルター19との隙間52に潜り込み、フィルター19に沿って当該フィルター19の外周に向けて押し広げられる。そして、気泡がフィルター19のほぼ全面を覆う形(チョークする状態)となると、フィルター19を挟んで上流側と下流側との間にチョーク前よりも大きな圧力差が生じ、この圧力差によって気泡の大部分がフィルター19を通過する。本実施形態においては、フィルター19における突起部51の下方に配置された第2領域58の第2貫通孔56bを気泡が主に通過する。この際、フィルター19よりも上流側の気泡Bは、フィルター19を通過することで、より細かい気泡bに分割される。フィルター19を通過した気泡は、インクの流れに伴って供給流路22から下流側(ノズル42側)に流れていき、ノズル42からキャップ10内に排出される。
When the flow rate of the ink is increased in the cleaning operation, the air bubbles in the
ところで、図7に示すように、クリーニング動作においてもフィルター室20内の気泡の一部がフィルター19を通過できずに、当該フィルター19の一部を覆った状態で残る場合がある。特に、気泡Bがフィルター19の外周側とフィルター室20の内壁面20sで区画される狭い空間に入り込むと当該部分に気泡Bが残りやすくなる。本発明に係る記録ヘッド3では、万一、このような状況が生じたとしても、インクがフィルター19の中心側(導入口48側)からフィルター19の外周側まで流通可能なバイパス流路54が突起部51に設けられているので、残留気泡Bの存在に拘わらず導入口48側からバイパス流路54(気泡Bの側方)を通ってフィルター19の外周側に向けてインクが流れることができる。これにより、図7中の白抜きの矢印で示されるように、フィルター19の下流側で且つ外周側に残った気泡bが供給流路22側に押し流されるので、気泡の排出性が向上する。このため、本発明に係るプリンター1では、クリーニング動作の所要時間を短縮することが可能となり、その結果、クリーニング動作で消費するインクの量を低減することが可能となる。また、インク導入部材12とインク導入針18とフィルター19との取付誤差等により、当該隙間52が確保できなかった場合においても、少なくともバイパス流路54により導入口48側からフィルター19の外周に向かうインクの流れを確保することができる。
By the way, as shown in FIG. 7, even in the cleaning operation, a part of the air bubbles in the
さらに、バイパス流路54を通ってフィルター19の外周側に流れたインクがフィルター19の上流側に残った気泡Bをフィルター室20の内壁面20sから引き剥がすことができるので、フィルター19の外周側に気泡Bが滞留することが抑制される。内壁面20sから引き剥がされた気泡Bは、インクの流れに乗ってフィルター19(特に第2領域58)を通過して排出されるか、あるいは、クリーニング後においてフィルター室20内に残ったとしても、浮力によりフィルター19から浮上してフィルター19の表面から離れる。このため、気泡Bがフィルター19を覆うことが抑制され、これにより、クリーニング後においてもインクの流れが気泡により阻害されることが防止される。そして、本実施形態におけるバイパス流路54は、突起部51において導入口48側の端からフィルター19の外周側の端まで一連に形成されたことで、フィルター19のより外周側までインクが流れることができるので、フィルター外周側の気泡排出性をさらに高めることができる。さらに、突起部51の底面53において当該突起部51の延在方向に直交する方向における両端部にそれぞれバイパス流路54が設けられるので、バイパス流路54の流路断面積がより大きく確保される。これにより、導入口48側からフィルターの外周に向かうインクの流れをより確実に確保することができる。
Further, since the ink flowing to the outer peripheral side of the
図8は、本発明の第2の実施形態における突起部51の幅方向の断面図である。上記第1の実施形態においては、突起部51の底面53における幅方向の中央部に当該突起部51よりも幅の狭いリブ状の小突起59を残した状態で突起部幅方向における両側の角部が切り欠かれて逆凸形状を呈する構成を例示したが、これには限られない。図8に示す第2の実施形態においては、突起部51の底面53における幅方向の中央部分がフィルター19に直交する方向に窪まされてバイパス流路54が形成されている。これにより、本実施形態における突起部51の底面側は、断面視で凹状を呈している。換言すると、突起部51の下面における突起部幅方向の中央部から両側に外れた位置からフィルター19に直交する方向に、突起部51よりも幅が狭いリブ状の小突起60a,60bがそれぞれ突設され、これらの小突起60a,60bの間の空間がバイパス流路54となっている。なお、バイパス流路54以外の構成については、第1の実施形態と同様である。本実施形態における構成によれば、バイパス流路54の両側に小突起60a,60bからなる側壁が設けられているので、第1の実施形態における構成と比較して、バイパス流路54内に気泡が入り込むことが抑制される。これにより、導入口48側からフィルター19の外周に向かうインクの流れをより確実に確保することができる。
FIG. 8 is a cross-sectional view of the
図9は、本発明の第3の実施形態における突起部51の幅方向の断面図である。また、図10は、第3の実施形態におけるフィルター室20の周辺の断面図である。さらに、図11は、第3の実施形態におけるフィルター19の平面図である。上記各実施形態においては、突起部51の底面53が部分的に窪まされてバイパス流路54が形成された構成、換言すると、バイパス流路54が突起部51の底面53に開口した構成を例示したが、これには限られない。図9に示す第3の実施形態においては、突起部幅方向の中央部分に梁部61を残し、且つ、底面53との間に底板62を残した状態で突起部51の両側面55が部分的に突起部幅方向に窪まされてバイパス流路54L,54Rがそれぞれ形成されている。この構成において、各バイパス流路54L,54Rに関し、導入口48側の端(入口)は、突起部51の導入口48側の端面44に開口し、フィルター19の外周側の端(出口)は、突起部51の底面53に開口している。すなわち、本実施形態におけるバイパス流路54L,54Rは、導入口48側の端から突起部51の延在方向の途中まではフィルター19と略平行に形成され、当該途中からフィルター19の外周側の端までは、フィルター室20の内壁面20sに沿って形成されている。なお、バイパス流路54の延在方向に関し、途中で方向が変わる構成には限られず、例えば、導入口48側の端からフィルター19の外周側の端に向けて当該フィルター19に近づく方向に傾斜する構成であってもよいし、あるいは、導入口48側の端からフィルター19の外周側の端に向けて所定の曲率で滑らかに(角となる部分を有さずに)湾曲する構成であってもよい。
FIG. 9 is a cross-sectional view of the
このように、第3の実施形態においては、バイパス流路54L,54Rに関し、フィルター19の外周側の端(出口)以外は、突起部51の底面53に開口していない。このため、突起部51とフィルター19との隙間52の大きさに左右されることなく、一定の断面積のバイパス流路54を確保することができる。しかも、突起部51の両側にそれぞれバイパス流路54L,54Rが形成されているので、バイパス流路54の断面積をより大きく確保することが可能となる。
As described above, in the third embodiment, the
また、フィルター19に関し、上記第1の実施形態においては、フィルター19において突起部51と対向する部分全体が第2領域58である構成を例示したが、本実施形態においては、フィルター19における突起部51と対向する部分であって、バイパス流路54のフィルター19の外周側の端よりもフィルター19の径方向における中心側(導入口48側)の範囲に第2領域58が設けられている。これにより、図10に示すように、バイパス流路54の導入口48側の端から入ったインクが、バイパス流路54を通って一旦フィルター19の外周側に流れた後、フィルター19の径方向における中心側の第2領域58に向かって流れるため、フィルター19の外周側に滞留する気泡をフィルター室20の内壁面20sから引き剥がして第2領域58からフィルター19を通過させるようにすることが可能となる。このように、フィルター19の第2領域58に関し、必ずしもフィルター19に突起部51が投影される部分全体が第2領域58でなくてもよく、本実施形態における構成の他に、例えば、突起部51の投影される部分よりも突起部幅方向の寸法が狭い範囲内に第2領域58が配置される構成とすることもできる。要は、フィルター19において突起部51と対向する範囲内に第2領域58が配置されていることにより、クリーニング動作においてフィルター19上の気泡を、第2領域58を通過して排出させることができる。なお、他の構成については、第1の実施形態または第2の実施形態と同様である。
Further, regarding the
図12は、第3の実施形態におけるバイパス流路54の変形例について説明する突起部51の延在方向(フィルター19と平行な方向)の断面図である。本実施形態におけるバイパス流路54に関し、フィルター19の外周側の端(出口)が必ずしも突起部51の底面53に開口していなくてもよい。図13に示される変形例では、フィルター19の外周側のバイパス流路54の端面63が、フィルター19の外周に近づくほど側方(突起部51の外側)に近づく方向に傾斜している。このため、同図において白抜き矢印で示されるように、バイパス流路54のインクの流れが、フィルター19の外周側において当該フィルター19の径方向から側方(フィルター19の周方向に略沿った方向)に変わるので、フィルター19の外周側であって隣り合う突起部51の間にある気泡をフィルター室20の内壁面20sから引き剥がしやすくすることが可能となる。これにより、気泡排出性をより高めることができる。なお、端面63に関し、平坦な面には限られず、曲面で構成されてもよい。
FIG. 12 is a cross-sectional view of the
図13は、本発明の第4の実施形態における突起部51の幅方向の断面図である。本実施形態においては、突起部51の内部にバイパス流路54が形成されており、断面視において上下左右の壁で囲まれた空間となっている。この構成において、バイパス流路54の導入口48側の端は、突起部51の導入口48側の端面44に開口し、また、バイパス流路54のフィルター19の外周側の端は、図10に示す第3の実施形態の構成と同様に、突起部51の底面53に開口している。この構成におけるバイパス流路54は、その両端(入り口と出口)以外において突起部51の外面には開口していない。これにより、バイパス流路54内に気泡が入り込むことがより確実に防止される。なお、バイパス流路54以外の構成については、上記各実施形態と同様である。
FIG. 13 is a cross-sectional view of the
図14は、本発明の第5の実施形態の構成を説明するフィルター室20周辺の断面図である。また、図15は、第5の実施形態におけるフィルター19の構成を説明する平面図である。本実施形態においては、供給流路22がフィルター19の中心に対して一方(図14においては右側)に偏心している点が、上記各実施形態と異なっている。また、フィルター19において当該フィルター19の中心よりも供給流路22側に位置する突起部51と対向する位置のみに第2領域58が配置されている点においても、上記各実施形態と異なっている。本実施形態における構成によれば、フィルター19上の気泡を、供給流路22により近い位置にある第2領域58を選択的に通過させて排出させることができる。これにより、クリーニング動作においてより短時間でフィルター室20内の気泡を排出させることが可能となる。また、フィルター19における供給流路22からより遠い側(フィルター19の中心に対して供給流路22が偏心している方向とは反対側)ではインクは通過できる一方で気泡が通過し難いので、この位置におけるフィルター19の下流側に気泡が滞留することが抑制される。なお、他の構成については上記各実施形態と同様である。
FIG. 14 is a cross-sectional view of the periphery of the
図16は、第6の実施形態の構成を説明するインク導入針18の下面図である。上記各実施形態においては、フィルター室20の下面側から見た形状(フィルター19の面方向に沿った流路断面形状)は、概ね真円(正円)形状を呈していたが、これには限られない。本実施形態においてはフィルター19が楕円形状を呈し、これに応じてフィルター室20の断面形状も楕円となっている。すなわち、フィルター室20の下面側開口の一方向(図16において縦方向)の内径D1よりも当該方向と直交する方向(図16において横方向)の内径D2が長くなっている。このようなフィルター19およびフィルター室20が楕円形状を呈する構成では、導入口48側からフィルター19の外周までの距離に差が生じる。このような構成では、フィルター19の面方向において、導入口48までの距離が最も長いフィルター室20の内壁面20s上の位置にある突起部51に、少なくともバイパス流路54が形成されていればよい。
FIG. 16 is a bottom view of the
本実施形態においては、フィルター19の長手方向(フィルター室20の内径D2に沿った方向)に沿って延在する突起部51aにバイパス流路54aが形成されている一方で、フィルター19の短手方向(フィルター室20の内径D1に沿った方向)に沿って延在する突起部51cには、バイパス流路54が設けられていない。また、これらの突起部51aと突起部51cとの間に配置されている突起部51bにはバイパス流路54bが設けられている。すなわち、導入口48側からフィルター19の外周までの距離が短いほど、インクがフィルター19の外周まで流れやすくこの部分には気泡が滞留し難いので、必ずしもバイパス流路54を必要としないのに対し、導入口48側からフィルター19の外周までの距離が長いほど、フィルター19の外周において淀みが生じて気泡が滞留し難いので、バイパス流路54によってインクを導入口48側からフィルター19の外周側に流すようにすることが望ましい。これより、淀みやすい位置における気泡の排出性が向上する。
In the present embodiment, the
また、突起部51の底面53に開口しているバイパス流路54の高さh(図4参照)に関し、導入口48側からフィルター19の外周までの距離が相対的に長い突起部51のバイパス流路54ほど、その高さhがより高くなるように形成される一方、導入口48側からフィルター19の外周までの距離が相対的に短い突起部51のバイパス流路54ほど、その高さhがより小さくなるように形成される構成とすることもできる。すなわち、導入口48側からフィルター19の外周までの距離が相対的に長い突起部51ほど、フィルター19から当該フィルターと対向する天井部54cl(図4参照)までの距離がより長いバイパス流路54が形成される一方、導入口48側からフィルター19の外周までの距離が相対的に短い突起部51ほど、フィルター19から天井部54clまでの距離がより短いバイパス流路54が形成される構成としてもよい。これにより、導入口48側からフィルター19の外周までの距離が長いほど、バイパス流路54によってより多くのインクを導入口48側からフィルター19の外周側に流すことができるので、フィルター19の外周側で気泡が滞留することが抑制される。また、このように、高さhが異なるバイパス流路54が混在することにより、突起部51の底面53とフィルター19との間の隙間52の寸法がばらついたとしても、いずれかのバイパス流路54により、インクを導入口48側からフィルター19の外周側に円滑に流すことができる。このため、突起部51の底面53とフィルター19との間の隙間52の寸法ばらつきに対応することが可能となる。なお、他の構成については上記各実施形態と同様となっている。
Further, with respect to the height h (see FIG. 4) of the
図17は、バイパス流路54の変形例について説明するフィルター室20の周辺の断面図である。バイパス流路54に関し、突起部51の導入口48側の端面44からフィルター室20の内壁面20sに至るまで形成された構成には限られない。同図に示すように、突起部51において、導入口48側の端面44から突起部51の延在方向の途中までバイパス流路54が形成された構成を採用することもできる。本実施形態におけるバイパス流路54は、フィルター室20の内壁面20sよりも手前で突起部51の底面53に出口として開口している。要は、フィルター19の面方向において導入口48側からフィルター19の外周側に向かうインクの流れが生じれば、フィルター19の外周側にある気泡の排出性を向上させることができる。また、この構成においては、フィルター19において突起部51と対向する部分であって、バイパス流路54のフィルター19の外周側の端(出口)よりもフィルター19の径方向における中心側(導入口48側)の範囲に第2領域58が配置された構成を採用することが望ましい。これにより、バイパス流路54の導入口48側の端から入ったインクが、バイパス流路54を通って一旦フィルター19の外周側に流れた後、フィルター19の径方向における中心側の第2領域58に向かって流れるため、フィルター19の外周側に滞留する気泡を第2領域58からフィルター19を通過させるようにすることが可能となる。
FIG. 17 is a cross-sectional view of the periphery of the
そして、上記各実施形態においては、液体噴射ヘッドとしてインクジェット式記録ヘッド3を例に挙げて説明したが、本発明は、他の液体噴射ヘッドにも適用することができる。例えば、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(Electro Luminescence)ディスプレイ、FED(面発光ディスプレイ)等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ(生物化学素子)の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等にも本発明を適用することができる。ディスプレイ製造装置用の色材噴射ヘッドでは液体の一種としてR(Red)・G(Green)・B(Blue)の各色材の溶液を噴射する。また、電極形成装置用の電極材噴射ヘッドでは液体の一種として液状の電極材料を噴射し、チップ製造装置用の生体有機物噴射ヘッドでは液体の一種として生体有機物の溶液を噴射する。
In each of the above embodiments, the
1...プリンター,2...記録媒体,3...記録ヘッド,4...キャリッジ,5...キャリッジ移動機構,6...紙送り機構,7...インクカートリッジ,9...キャッピング機構,10...キャップ,11...ポンプユニット,12...インク導入部材,13...中継基板,14...中間流路部材,15...ヘッドユニット,16...ホルダー,18...インク導入針,19...フィルター,20...フィルター室,21...インク導入孔,22...供給流路,24...流路接続部,25...中間流路,27...仕切版,28...連通流路,29...配線開口部,30...配線挿通口,31...配線貫通口,33...フレキシブル基板,34...基板端子,35...逃げ穴,36...収容空部,37...固定板,39...ノズルプレート,40...基板載置部,41...圧力室,42...ノズル,43...圧電素子,44...端面,45...円筒部,46...拡径部,47...針流路,48...導入口,49...導入針配置枠,50...下流側フィルター室,51...突起部,52...間隙,53...底面,54...バイパス流路,55...側面,56...貫通孔,57...第1領域,58...第2領域,59...小突起,60...小突起,61...梁部,63...端面 1 ... printer, 2 ... recording medium, 3 ... recording head, 4 ... carriage, 5 ... carriage moving mechanism, 6 ... paper feed mechanism, 7 ... ink cartridge, 9 ... capping mechanism, 10 ... cap, 11 ... pump unit, 12 ... ink introduction member, 13 ... relay board, 14 ... intermediate flow path member, 15 ... head unit, 16 ... holder, 18 ... ink introduction needle, 19 ... filter, 20 ... filter chamber, 21 ... ink introduction hole, 22 ... supply flow path, 24 ... flow path connection Part, 25 ... Intermediate flow path, 27 ... Partition plate, 28 ... Communication flow path, 29 ... Wiring opening, 30 ... Wiring insertion port, 31 ... Wiring through port, 33 ... Flexible board, 34 ... Board terminal, 35 ... Escape hole, 36 ... Storage space, 37 ... Fixed plate, 39 ... Nozzle plate, 40 ... Board mounting part , 41 ... pressure chamber, 42 ... nozzle, 43 ... piezoelectric element, 44 ... end face, 45 ... cylindrical part, 46 ... enlarged diameter part, 47 ... needle flow path, 48 ... introduction port, 49 ... introduction needle arrangement frame, 50 ... downstream filter chamber, 51 ... protrusion, 52 ... gap, 53 ... bottom surface, 54 ... bypass flow Road, 55 ... Side, 56 ... Through hole, 57 ... 1st area, 58 ... 2nd area, 59 ... Small protrusion, 60 ... Small protrusion, 61 ... Beam Part, 63 ... End face
Claims (10)
前記液体導入部材は、
液体が導入される導入口と、
前記導入口から導入された液体を濾過するフィルターと、
前記導入口側から前記フィルター側に向けて流路断面積が拡大したフィルター室と、
前記フィルターを通過した液体を前記ノズル側に供給する供給流路と、
を備え、
前記フィルター室は、前記フィルターの面方向において当該フィルター室の内壁面から前記導入口に向けて延在する突起部を有し、
前記突起部は、前記突起部の前記導入口側の端面に開口し、前記導入口側から前記フィルターの外周側に向けて液体を流すためのバイパス流路が形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。 A liquid injection head that introduces a liquid into a liquid flow path that communicates with a nozzle through a liquid introduction member and injects the liquid introduced into the liquid flow path from the nozzle.
The liquid introduction member is
The inlet where the liquid is introduced and
A filter that filters the liquid introduced from the inlet and
A filter chamber in which the cross-sectional area of the flow path expands from the introduction port side to the filter side, and
A supply flow path that supplies the liquid that has passed through the filter to the nozzle side,
With
The filter chamber has a protrusion extending from the inner wall surface of the filter chamber toward the introduction port in the surface direction of the filter.
The protrusion is open to the end surface of the protrusion on the introduction port side, and a bypass flow path for flowing a liquid from the introduction port side toward the outer peripheral side of the filter is formed. Liquid injection head.
前記突起部は、前記フィルターの外周に沿って位置を異ならせて複数配置され、
少なくとも、前記フィルターの面方向において前記導入口までの距離が最も長い前記内壁面上の位置にある前記突起部に、前記バイパス流路が設けられたことを特徴とする請求項1に記載の液体噴射ヘッド。 The filter has an elliptical shape and has an elliptical shape.
A plurality of the protrusions are arranged at different positions along the outer circumference of the filter.
The liquid according to claim 1, wherein the bypass flow path is provided at least on the protrusion located at the position on the inner wall surface where the distance to the introduction port is the longest in the surface direction of the filter. Injection head.
前記フィルターにおいて前記突起部と対向する部分に前記第2領域が配置されたことを特徴とする請求項1から請求項4の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。 The filter has a first region in which a through hole having a relatively small opening area is formed and a second region in which a through hole having a relatively large opening area is formed.
The liquid injection head according to any one of claims 1 to 4, wherein the second region is arranged in a portion of the filter facing the protrusion.
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