JP3890865B2

JP3890865B2 - Inkjet recording head

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Publication number: JP3890865B2
Application number: JP2000261157A
Authority: JP
Inventors: 雅之高田
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2000-08-30
Filing date: 2000-08-30
Publication date: 2007-03-07
Anticipated expiration: 2020-08-30
Also published as: JP2002067353A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクを噴射するアクチュエータ部材と、該アクチュエータ部材へインクを供給するためのインク流路を少なくとも備え、インク供給源と着脱可能に接続されるインクジェット記録ヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、インクジェット記録ヘッドは、例えば、複数のインク溝を有する基板にカバープレートを接着することにより構成されたアクチュエータ部材を備える他に、インク供給源からのインクを上記インク溝に供給するためのインク流路を備えている。
かかるインクジェット記録ヘッドにおいて、インクに含まれる異物がアクチュエータ部材のインク溝内に付着すると、インク噴射を妨害するので、記録用紙上の記録品質が悪くなる問題があった。そのため、インクジェット記録ヘッドに着脱可能に接続されるインク供給源側からの異物を除去するためのフィルタを、インクジェット記録ヘッド内のインク流路内に装着している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、インクジェット記録ヘッドの上記インク溝数を増加したり、高密度に配置する場合、インクカートリッジから供給される単位時間当たりのインク供給量を増加させる必要があり、また濾過精度を上げるためにフィルタの目開き（微小開口の大きさ）を小さくした場合、フィルタの有効面積を拡大させなければならない。しかし、インクジェット記録ヘッドとインク供給源とを接続あるいは離脱する際に、異物が侵入する可能性が最も大きいから、インクジェット記録ヘッド側の接続部にフィルタを設置することが一般的であるが、フィルタの有効面積が大きい分だけ、インクジェット記録ヘッドとインク供給源との接続部のシールが困難となって、インクが漏れたり、外部から空気が侵入してインク流路内に気泡を発生させるおそれがある。また、フィルタの面積が大きくなった分だけ、インク供給源をはずした状態で放置すると、埃等の異物が付着する可能性が大きくなる。
【０００４】
そのため、このようなフィルタを接続部から十分に離れたインク流路の部分に設置し、接続部をフィルタの大きさに無関係に小さくすることも考えられるが、インクジェット記録ヘッドからインク供給源を外したとき、インクジェット記録ヘッドのノズル孔からインク漏れを生じることがある。つまり、通常、インクジェット記録ヘッドに供給されるインクに対しては、公知のようにインク供給源側の負圧発生手段（例えばインクカートリッジ内の多孔質フォーム材）により、負圧が付与され、ノズル孔からインクが漏れることがないようにしている。しかし、インクジェット記録ヘッドにインク供給源が接続されていないと、インクジェット記録ヘッド内のインクに大気圧が作用する。このとき、多数のノズル孔のうち１つでもその周囲にインク滴が付着していると、そのノズル孔内に張っているインクのメニスカスが壊れ、前記接続部とノズル孔との間の水頭差Ｈ（図８）により、インクが流れる。すなわちインク漏れが生じる。このようにインクが漏れると、さらに他のノズル孔周囲にインクが広がり、インクの噴射動作時に噴射方向を曲げる等噴射性能に影響を与えたり、さらに記録装置本体内をインクで汚したり、記録用紙を汚す等の問題がある。
【０００５】
本発明は、インクジェット記録ヘッドからインク供給源を外した場合でも、インクがノズル孔から漏れるのを防止するとともに、インクジェット記録ヘッドとインク供給源との接続部をシールの確保が容易な大きさにし、また異物除去用のフィルタを大きくしてインク供給量を確保するとともにフィルタの長寿命化を図ることことを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、ノズル孔と接続されインクを噴射するアクチュエータ部材と、該アクチュエータ部材へインクを供給するためのインク流路を少なくとも備え、インク供給源と着脱可能に接続されるインクジェット記録ヘッドにおいて、前記インク供給源と着脱可能に接続される前記インク流路の導入口側に、第１のフィルタを装着し、前記インク流路における前記第１のフィルタの下流側に、第１のフィルタより濾過精度が優れる、前記アクチュエータ部材に対する異物侵入防止用の第２のフィルタを装着し、前記第１のフィルタは、その第１のフィルタと前記ノズル孔との間の水頭差のインク圧力に抗して、その第１フィルタの目開きに形成されるインクのメニスカスが保持される程度の目開きを有し、前記第２のフィルタは、前記第１のフィルタよりも、有効面積が大きいことを特徴とする。
請求項１の発明によれば、上記のように第１のフィルタとノズル孔との間の水頭差のインク圧力に抗して、その第１フィルタの目開きに形成されるインクのメニスカスが保持される程度の目開きを有する第１のフィルタを、インク供給源と接続されるインク流路の導入口側に装着したので、インクジェット記録ヘッドからインク供給源を外した場合でも、第１のフィルタに張ったインクのメニスカスにより、インクジェット記録ヘッド内のインクを上記水頭差に抗して保持し、ノズル孔からインクが漏れるのを防止できる。また、第１のフィルタより濾過精度が優れ、前記アクチュエータ部材に対する異物侵入防止用の第２のフィルタを第１のフィルタの下流側に装着したので、仮に、インク流路の導入口側から流入した異物が第１のフィルタを通過した場合であっても、第２のフィルタによって、異物がアクチュエータ部材内に侵入するのを防止でき、それにより、異物がインク噴射を妨害することがなく、記録用紙上の記録品質が維持される。
【０００７】
また、第１のフィルタより濾過精度が優れる第２のフィルタが、第１のフィルタよりも、有効面積が大きいので（例えば第１のフィルタは、有効面積が約３．１４平方ｍｍに形成され、第２のフィルタは、有効面積が約１６．６平方ｍｍに形成されている。）、第２のフィルタをインクが通過する際に、濾過精度が優れるため単位面積当たりの圧力損失が大きいものの、大きい有効面積分だけ圧力損失を小さくし流量を確保でき、アクチュエータ部材のインク溝数を増加しても十分なインク供給量を確保することができる。また、第２のフィルタは、第１のフィルタよりも、有効面積が大きいため、第２のフィルタの目開きに異物が多少付着しても、十分なインク供給量を確保することができる。一方、第１のフィルタを省略してその位置に第２のフィルタを配置すれば、フイルタとしての機能は果たすことができるが、そのようにすると、導入口すなわちインクジェット記録ヘッドとインク供給源との接続部のシールが大きなものとなり、シール性の確保が困難になる。その結果、インク漏れが発生したり、空気が外部から侵入してインク中に気泡を発生させ、噴射動作に支障をきたすようになる。しかし、第２のフィルタより濾過精度が劣る分有効面積が小さい第１のフィルタを導入口に配置することにより、十分なインク供給量を確保しながら、インクジェット記録ヘッドとインク供給源との接続部のシールを小さくでき、シールの確保が容易になる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、前記第１のフィルタは、濾過精度が約２０μｍ乃至約３００μｍに形成されていることを特徴とする。例えば、第１のフィルタは、綾畳織で形成される場合濾過精度が約５０μｍ程度に形成されている。
請求項２の発明によれば、第１のフィルタは、濾過精度が約２０μｍ乃至約３００μｍの目開きであるので、このような数値の第１のフィルタを、インク供給源と接続されるインク流路の導入口側に装着した場合に、第１のフィルタにインクがメニスカスを形成し、インクジェット記録ヘッドからインク供給源を外しても、内部のインクを保持し、インク漏れを防止することができる。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、前記第２のフィルタは、濾過精度が約２０μｍ未満に形成されていることを特徴とする。例えば、第２のフィルタは、綾畳織で形成される場合、濾過精度が約１０μｍ程度に形成されている。
請求項３の発明によれば、第２のフィルタは、濾過精度が約２０μｍ未満の目開きであるので、第１のフィルタより濾過精度が優れる第２のフィルタをインク流路における第１のフィルタの下流側に装着した場合、約２０μｍを越える異物が第１のフィルタを通過しても、アクチュエータ部材に対する異物侵入を確実に防止できる。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドにおいて、前記インク流路は、インクの流れ方向に延びかつその流れ方向と直交する方向に対向する２つの部材で構成され、その一方の部材に、前記アクチュエータ部材と接続する供給管が設けられるとともにその供給管における他方の部材側の開口部に前記第２のフィルタが装着され、他方の部材に、前記導入口が設けられるとともにその導入口に前記第１のフィルタが装着され、前記第２のフィルタの面と平行な方向に前記インク流路が延びることを特徴とする。
請求項４の発明によれば、２つの部材間に構成したインク流路に第２のフィルタが平行に位置するので、第２のフィルタを十分に大きくしても２つの部材を扁平でかつ比較的小型に構成することができ、また、一方の部材に第２のフィルタを、他方の部材に第１のフィルタをそれぞれ装着し、両部材を組み合わせることで容易に製作することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施の形態を図面に基づいて説明する。
インクジェット記録ヘッドは、インクジェット方式のプリンタ、ファクシミリ装置等に搭載され、インクジェット記録ヘッド１からインク滴を噴射させて、用紙等の記録媒体に文字、画像等を記録するものである。そのため、フルカラーの記録を行う場合には、シアン色、マゼンタ色、イエロ色または黒色のインクを使用するので、各色のインク滴を噴射できるインクジェット記録ヘッドをそれぞれ備える。ここで、図１及び図２は本実施の形態に係るインクジェット記録ヘッド１の拡大斜視図であって、図１はインク噴射側から見た拡大斜視図であり、図２はそれと反対側から見た拡大斜視図である。図３は本実施の形態に係るインクジェット記録ヘッド１の分解斜視図である。図４は本実施の形態に係るインクジェット記録ヘッド１内のインク噴射用の主要部品を組み付けた状態を示す正面図である。図５は本実施の形態に係るインクジェット記録ヘッド１のジョイント部材ＪＢの拡大分解斜視図である。
インクジェット記録ヘッド１は、図１及び図２に示すように、後述するアクチュエータ部材４を覆うカバー部材ＫＢを備えており、そのカバー部材ＫＢに隣接して支持板ＳＢを設け、更に支持板ＳＢに隣接して、インク供給源としてのインクカートリッジ（図示せず）と接続するためのジョイント部材ＪＢを備えている。インクジェット記録ヘッド１は、支持板ＳＢによって図示しない記録装置本体に着脱可能に装着される。このインクジェット記録ヘッド１は、図６に示すように、インク溝２ａを下向きに開口してインクを噴射するように使用される。以下本明細書において、そのインクの噴射方向を上下方向として説明する。
【００１２】
そのインクジェット記録ヘッド１のカバー部材ＫＢの内部を、図３及び図４に示す。アクチュエータ部材４は、一対のアクチュエータ基板２が中間プレート３を挟持するように、接着剤にて接合されることにより形成される。そのアクチュエータ部材４は、その一端面側に接着剤にてノズルプレート５が接合された状態でカバー部材ＫＢ内に組み込まれると、そのノズルプレート５がカバー部材ＫＢの開口ＫＢ１を介して外部に露出する。それにより、記録用インクを噴射する記録部としての、ノズルプレート５のノズル孔ＮＡが２列で臨むことになる（図１参照）。
また、アクチュエータ基板２には、図３及び図４に示すように、駆動信号伝達用のフレキシブルケーブルＦＣがそれぞれ取り付けられる。そして、アクチュエータ部材４の他端側には、インクを供給するための２個のマニホールド部材６が接合される。
各マニホールド部材６のインク供給管６ａには、１組みのジョイントゴム７の一端側７ａが取り付けられ、そのジョイントゴム７は支持板ＳＢに設けられた貫通口ＳＢ１に挿入される。ジョイント部材ＪＢは、ロウアージョイント部材ＪＢ１と、そのロウアージョイント部材ＪＢ１に隣接して位置するアッパージョイント部材ＪＢ２とからなり、前記支持板ＳＢの貫通口ＳＢ１内に挿入されたジョイントゴム７の他端側７ｂには、ロウアージョイント部材ＪＢ１から突出した１組みの供給管ＪＢ１ａが連結できるようになっている。
尚、アッパージョイント部材ＪＢ２の下面（支持板ＳＢ側の面）には、先端が鉤状となるフック部ＪＢ３、及び一対の同鉤状のフック部ＪＢ４が設けられ、支持板ＳＢに設けられた貫通口ＳＢ３、及び一対の貫通口ＳＢ４にそれぞれ係止できるようになっている。
【００１３】
これらアッパージョイント部材ＪＢ２とロウアージョイント部材ＪＢ１とが組み合わされて結合された状態で、図５に示すように、両者の間に、２本のインク流路ＪＢａが形成されている。つまり、アッパージョイント部材ＪＢ２とロウアージョイント部材ＪＢ１は、ともに合成樹脂材料で成形され、その対向面は、インクの流れ方向に延びかつその方向と直交する方向に対向している。そして、アッパージョイント部材ＪＢ２の下面（ロウアージョイント部材ＪＢ１側の面）には、各インク流路ＪＢａの外周を囲むようにリブ状の壁ＪＢｂが形成され、ロウアージョイント部材ＪＢ１にはそれに対応する溝ＪＢ１ｅが形成されている。そして壁ＪＢｂの下端が溝ＪＢ１ｅに挿入され、超音波溶着により接合されている。したがってアッパージョイント部材ＪＢ２とロウアージョイント部材ＪＢ１との間にリブ状の壁ＪＢｂに囲まれたインク流路ＪＢａが形成される。
【００１４】
図８に示すように、アッパージョイント部材ＪＢ２には、その上方外部に突出した筒状部ＪＢ２ａ内に導入口ＪＢ２ｂが形成され、その導入口ＪＢ２ｂはインク流路ＪＢａの一端に連通している。ロウアージョイント部材ＪＢ１には、その供給管ＪＢ１ａの内の流路の上端（インク流路ＪＢａ側の端部）すなわち導出口ＪＳ３と連通する凹部ＪＢ１ｂが形成されている。凹部ＪＢ１ｂは、導出口ＪＳ３の径よりも拡大して形成され、後述する第２のフィルタＩＦに必要有効面積を確保するだけの直径を有している。
インク流路ＪＢａは、導入口ＪＢ２ｂに対応する位置から凹部ＪＢ１ｂに対応する位置へむけ、所定幅で直線上に延びているが、凹部ＪＢ１ｂを囲むところで、その幅よりも大きい直径の円形に拡大している。このインク流路ＪＢａの形状は、図５に示すように、インク流路ＪＢａの輪郭をなすリブ状の壁ＪＢｂの形状から明らかである。
【００１５】
図８に示すように、アッパージョイント部材ＪＢ２の筒状部ＪＢ２ａの上端部には、導入口ＪＢ２ｂを覆うように、インクがメニスカスを張る程度の目開きを有する第１のフィルタＡＦが熱溶着あるいは接着により固着され、さらにその筒状部ＪＢ２ａに、ゴム等の弾性材料からなるシール部材ＴＢが被せて取り付けられている。シール部材ＴＢには、図示しないインク供給源としてのインクカートリッジが着脱可能に接続されるが、インクタンクから延びるチューブを接続するようにしても良い。ロウアージョイント部材ＪＢ１の凹部ＪＢ１ｂを囲む環状壁ＪＢ１ｃの上端には、凹部ＪＢ１ｂを覆うように、異物を除去する第２のフィルタＩＦが熱溶着あるいは接着により固着される。
【００１６】
上記第１のフィルタＡＦは、濾過精度が約２０μｍ乃至約３００μｍとなるような目開きに、ステンレス繊維を織成あるいは焼結して形成されている。第１のフィルタＡＦは、綾畳織で形成される場合、濾過精度が約５０μｍ程度に形成されているのが望ましく、メッシュ数は１２０（１インチ当たりの縦本数）×４００（１インチ当たりの横本数）であり、ステンレスの線径０.１００ｍｍ（縦方向のステンレス）×０.０６３ｍｍ（横方向のステンレス）である。そして、第１のフィルタＡＦは、有効面積が約３．１４平方ｍｍに形成されている。
また、第１のフィルタとしては、濾過精度７０μｍ程度の平畳織ステンレスメッシュから形成されていても良い。この場合、濾過精度７０μｍ程度の平畳織ステンレスメッシュは、メッシュ数が４０（１インチ当たりの縦本数）×２００（１インチ当たりの横本数）であり、ステンレスの線径０.１８０ｍｍ（縦方向のステンレス）×０.０１４ｍｍ（横方向のステンレス）である。
【００１７】
このような構成の第１のフィルタＡＦは、後述するアクチュエータ基板２の全インク溝からインクを連続噴射したり、公知のように回復動作のためにノズル孔ＮＡにキャップを被せて吸引動作をしたとき、インクの供給不足をきたさない程度にインク流量を確保する有効面積と目開きを有し、かつその目開きは、ノズルＮＡからインクが漏れるのを防止することができる程度の大きさである。さらに詳細には、第１のフィルタＡＦとノズル孔ＮＡとの間の水頭差Ｈ（図８）のインク圧力に抗して、そのフィルタＡＦの目開きに形成されるインクのメニスカスが保持される程度の目開きである。
【００１８】
また、異物除去用の第２のフィルタＩＦは、第１のフィルタＡＦより濾過精度が優れるように、濾過精度が約２０μｍ未満となるような目開きに、ステンレス繊維を織成あるいは焼結して形成されている。このように第１のフィルタＡＦより濾過精度が優れ、アクチュエータ部材４のインク溝２ａやノズル孔ＮＡの径よりも十分に小さい異物を除去する異物侵入防止用の第２のフィルタＩＦを第１のフィルタＡＦのインク流路ＪＢａの下流側に装着したので、仮に、導入口ＪＢ２ｂから流入した異物が第１のフィルタＡＦを通過した場合であっても、第２のフィルタＩＦによって、アクチュエータ部材４に対し異物が侵入するのを防止できるという効果がある。
第２のフィルタＩＦは、綾畳織で形成される場合、濾過精度が約１０μｍ程度に形成されているのが望ましい。具体的には、メッシュ数は２７０（１インチ当たりの縦本数）×２０００（１インチ当たりの横本数）であり、ステンレスの線径０.０４０ｍｍ（縦方向のステンレス）×０.０２６ｍｍ（横方向のステンレス）である。そして、第２のフィルタＩＦは、有効面積が約１６．６平方ｍｍに形成されている。従って、第２のフィルタＩＦは、第１のフィルタＡＦよりも、有効面積が大きいことになる。
【００１９】
このように第２のフィルタは、第１のフィルタＡＦよりも濾過精度が優れるため単位面積当たりの圧力損失が大きいものの、有効面積を大きくすることで圧力損失を小さくしてインクの流量を確保している。つまり第２のフィルタは、上記のように、アクチュエータ基板２の全インク溝２ａから連続噴射したり、全ノズル孔にキャップを被せて吸引動作を行ったりしたとき、インクの供給不足をきたさないのに十分な面積を有する。また、第２のフィルタＩＦは、さらに有効面積を大きくすることで、このフィルタＩＦの目開きに異物が多少付着しても、充分なインク供給量を確保することができる。
仮に、第１のフィルタＡＦを省略してその位置に第２のフィルタＩＦを配置すれば、フイルタとしての機能は果たすことができるが、そのようにすると、導入口ＪＢ２ｂおよびシール部材ＴＢが大きなものとなり、シール性の確保が困難になる。その結果、インク漏れが発生したり、空気が外部から侵入してインク中に気泡を発生させ、噴射動作に支障をきたすようになる。しかし上記実施の形態では、第２のフィルタＩＦより濾過精度が劣る分有効面積が小さい第１のフィルタＡＦを導入口ＪＢ２ｂに配置することにより、導入口ＪＢ２ｂおよびシール部材ＴＢを小さくでき、取付部材ＴＢでのシールの確保が容易になる。
【００２０】
ここで、図６は、実施の形態のアクチュエータ基板２に対してマニホールド部材６を装着した状態を拡大して示す断面図である。また、図７は、実施の形態のアクチュエータ基板２に接合された中間プレート３の片側のみに、マニホールド部材６を取り付けた状態を示す拡大斜視図である。また、図８は、実施の形態のインクジェット記録ヘッド１の縦断面を示す拡大斜視図である。
アクチュエータ基板２は、図６に示すように、インク滴を噴射させるための圧電セラミックからなり、複数のインク溝２ａを１つの面に開放して形成し、インクを収容するインク溝２ａ及び空間としてのダミー溝２ｂが一列状に所定間隔で多数形成されている。この場合、見やすいように、図６にインク溝２ａ及びダミー溝２ｂの一部を拡大して示す。そして、図７に示すように、アクチュエータ基板２に対して、そのインク溝２ａを覆うように中間プレート３が固着され、図示しない噴射エネルギ発生手段の作用により、インク溝２ａ内のインクをノズル孔ＮＡから噴射させる。
この場合、中間プレート３の両面にアクチュエータ基板２が位置する。上述した圧電セラミック及びアクチュエータ基板等については、例えば特開平１１ー２８６１１１号公報等で公知であるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００２１】
中間プレート３は、図７に示すように、アクチュエータ基板２よりもインク溝２ａのインク導入端から上流側に該溝方向に長くなっている。そして、中間プレート３のアクチュエータ基板２よりも長くなっている部分、すなわち、中間プレート３の延在部分３ａの両面に、マニホールド部材６がそれぞれ取り付けられる。
このマニホールド部材６は、延在部分３ａとの間に、インク供給管６ａから供給されるインクをアクチュエータ基板２のインク溝２ａに対して分配するため、マニホールド流路６ｂを形成している。
【００２２】
マニホールド流路用壁部ＭＢ１のマニホールド流路６ｂの外側には、中間プレート３と間隔をおいて突出する突出部ＭＢ３が形成され、その突出部ＭＢ３と中間プレート３との間に、マニホールド流路用壁部ＭＢ１の外側に沿ってシール剤を充填するための空間部６ｃ、６ｄが形成されている。また、突出部ＭＢ３の、マニホールド流路用壁部ＭＢ１の長手方向（複数のインク溝２ａ及びダミー溝２ｂの配列方向）の両端には、中間プレート３の側面３ｂおよびアクチュエータ基板２の側面（インク溝２ａ及びダミー溝２ｂの配列方向と直交する面）に接近する外側壁部ＭＢ２を備え、さらにその下端にアクチュエータ基板２側に突出する突部ＭＢ２ａを備えている。
更に、外側壁部ＭＢ２は、突部ＭＢ２ａからアクチュエータ基板２の側面に沿って延びる延設部ＭＢ５を備えている。その延設部ＭＢ５は、突部ＭＢ２ａとの間に空間部６ｅを形成するように中間プレート３の側面と平行に突出する突出部ＭＢ４を備えている。
そして、第１の空間部６ｃの上端は、開口６ｆを形成するとともに、その開口６ｆから離れた下端は、突部ＭＢ２ａによって閉じられている。
【００２３】
図８に示すように、第１の空間部６ｃ及び第２空間部６ｄに、耐インク性の高く、弾性があり、封止作用及び接着作用のあるシール剤Ｂ１が充填される。さらに、上記シール剤Ｂ１の上に、上記シール剤よりも空気透過性が低く、弾性があり、かつ封止作用及び接着作用があるシール剤Ｂ２が充填される。そして中間プレート３及びマニホールド部材６の上端と支持板ＳＢとが接着剤によって固着される。
【００２４】
一方、ジョイント部材ＪＢは、ロウアージョイント部材ＪＢ１及びアッパージョイント部材ＪＢ２に、第２のフィルタＩＦ、第１のフィルタＡＦをそれぞれ取り付けた状態で、ロウアージョイント部材ＪＢ１をアッパージョイント部材ＪＢ２に取り付けることにより製造される。
そして、マニホールド部材６のインク供給管６ａとジョイント部材ＪＢの供給管ＪＢ１ａとをジョイントゴム７で接続するとともに、アッパージョイント部材ＪＢ２のフック部ＪＢ３、及び一対の同鉤状のフック部ＪＢ４を支持板ＳＢの貫通口ＳＢ３、ＳＢ４内に挿入して係止することにより、インクジェット記録ヘッド１が形成される。
【００２５】
次に、この実施の形態のインクジェット記録ヘッド１の作用について説明する。
インクジェット記録ヘッド１には、例えばシアン色、マゼンタ色、イエロ色、黒色のインクを充填したインクカートリッジ（図示せず）のうちの２個が交換可能に取り付けられる。１色のインクを収納するインクカートリッジから、インクは、ジョイント部材ＪＢのアッパージョイント部材ＪＢ２の一方の導入口ＪＢ２ｂを通って、１個のインク流路ＪＢａ内に供給され、ジョイントゴム７及びマニホールド部材６の片方のインク供給管６ａ内を通って、中間プレート３の片側のマニホールド流路６ｂ内に供給される。そして、フレキシブルケーブルＦＣを介して駆動信号が伝達されることにより、アクチュエータ基板２の各インク溝２ａの噴射エネルギー発生手段が選択的に駆動され、インクがノズルプレート５のノズル孔ＮＡから記録媒体に向かって噴射される。
【００２６】
以上、詳述した如く、この実施の形態の発明によれば、インクを噴射するアクチュエータ部材４と、該アクチュエータ部材４へインクを供給するためのインク流路ＪＢａを少なくとも備え、記録装置本体に着脱可能に装着されるインクジェット記録ヘッド１において、インクカートリッジ（インク供給源）と接続される導入口ＪＢ２ｂに、インクのメニスカスの表面張力がノズル孔ＮＡからのインク漏れを防止する程度の目開きを有する第１のフィルタＡＦを装着し、更に、インク流路ＪＢａにおける第１のフィルタＡＦの下流側に、第１のフィルタＡＦよりも、有効面積が大きく、且つ、第１のフィルタＡＦより濾過精度が優れた、アクチュエータ部材４に対する異物侵入防止用の第２のフィルタＩＦを装着したので、インクジェット記録ヘッド１からインクカートリッジを外して、導入口ＪＢ２ｂに大気圧が作用するようになっても、第１のフィルタＡＦに張ったメニスカスで、インクジェット記録ヘッド内のインクを漏れ出すことなく保持することができる。
また、第１のフィルタＡＦより濾過精度が優れ、アクチュエータ部材４に対する異物侵入防止用の第２のフィルタＩＦを第１のフィルタＡＦの下流側に装着したので、仮に、インク流路ＪＢａの導入口ＪＢ２ｂから流入した異物が第１のフィルタＡＦを通過した場合であっても、第２のフィルタＩＦによって、第１のフィルタＡＦを通過した異物がアクチュエータ部材４のインク溝内に侵入するのを防止でき、それにより、異物がインク噴射を妨害することがなく、記録用紙上の記録品質が維持される。
【００２７】
第２のフィルタＩＦは、ロウアージョイント部材ＪＢ１のインク流路側の面に位置するため、異物等が付着しても十分なインク供給量を確保することができるように、十分大きな面積とすることが容易にできる。一方、第１のフィルタＡＦは、上記の表面張力が得られる程度の目開きでよいから、有効面積が比較的小さなものでよい。その結果、導入口ＪＢ２ｂおよびシール部材ＴＢを比較的小さくでき、インクカートリッジとのシールの確保が容易となる。
尚、この発明は上述した実施の形態に限定される訳ではなく、それ以外の変更が可能である。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、ノズル孔と接続されインクを噴射するアクチュエータ部材と、該アクチュエータ部材へインクを供給するためのインク流路を少なくとも備え、インク供給源と着脱可能に接続されるインクジェット記録ヘッドにおいて、前記インク供給源と着脱可能に接続される前記インク流路の導入口側に、第１のフィルタを装着し、前記インク流路における前記第１のフィルタの下流側に、第１のフィルタより濾過精度が優れる、前記アクチュエータ部材に対する異物侵入防止用の第２のフィルタを装着し、前記第１のフィルタは、その第１のフィルタと前記ノズル孔との間の水頭差のインク圧力に抗して、その第１フィルタの目開きに形成されるインクのメニスカスが保持される程度の目開きを有し、前記第２のフィルタは、前記第１のフィルタよりも、有効面積を大きくしたので、当該インクジェット記録ヘッドからインク供給源を外した場合でも、第１のフィルタに張ったインクのメニスカスにより、インクジェット記録ヘッド内のインクを上記水頭差に抗して保持し、ノズル孔からインクが漏れるのを防止できる。また、第１のフィルタより濾過精度が優れ、前記アクチュエータ部材に対する異物侵入防止用の第２のフィルタを第１のフィルタの下流側に装着したので、仮に、インク流路の導入口側から流入した異物が第１のフィルタを通過した場合であっても、第２のフィルタによって、異物がアクチュエータ部材内に侵入するのを防止することができ、それにより、異物がインク噴射を妨害することがなく、記録用紙上の記録品質が維持される。
【００２９】
また、第２のフィルタは、第１のフィルタよりも、有効面積が大きいので、第２のフィルタをインクが通過する際に、濾過精度が優れるため単位面積当たりの圧力損失が大きいものの、大きい有効面積分だけ流量を確保でき、アクチュエータ部材のインク溝数を増加しても十分なインク供給量を確保することができる。更に、第２のフィルタは、第１のフィルタよりも、有効面積が大きいため、第２のフィルタの目開きに異物が多少付着しても、十分なインク供給量を確保することができる。一方、第１のフィルタを省略してその位置に第２のフィルタを配置すれば、フイルタとしての機能は果たすことができるが、そのようにすると、導入口すなわちインクジェット記録ヘッドとインク供給源との接続部のシールが大きなものとなり、シール性の確保が困難になる。その結果、インク漏れが発生したり、空気が外部から侵入してインク中に気泡を発生させ、噴射動作に支障をきたすようになる。しかし、第２のフィルタより濾過精度が劣る分有効面積が小さい第１のフィルタを導入口に配置することにより、十分なインク供給量を確保しながら、インクジェット記録ヘッドとインク供給源との接続部のシールを小さくでき、シールの確保が容易になる。
【００３０】
請求項２の発明によれば、第１のフィルタは、濾過精度が約２０μｍ乃至約３００μｍに形成されているので、このような数値の第１のフィルタを、インク供給源と接続されるインク流路の導入口側に装着した場合に、インクが第１のフィルタにメニスカスを張り、その表面張力によってインクジェット記録ヘッド内のインクがノズル孔から漏れるのを防止できる。
【００３１】
請求項３の発明によれば、第２のフィルタは、濾過精度が約２０μｍ未満に形成されているので、第１のフィルタより濾過精度が優れる第２のフィルタをインク流路における第１のフィルタの下流側に装着した場合、約２０μｍを越える異物が第１のフィルタを通過しても、アクチュエータ部材に対する異物侵入を確実に防止できる。
【００３２】
請求項４の発明によれば、インク流路は、インクの流れ方向に延びかつその流れ方向と直交する方向に対向する２つの部材で構成され、その一方の部材に、前記アクチュエータ部材と接続する供給管が設けられるとともにその供給管における他方の部材側の開口部に前記第２のフィルタが装着され、他方の部材に、前記導入口が設けられるとともにその導入口に前記第１のフィルタが装着され、前記第２のフィルタの面と平行な方向に前記インク流路が延びる。つまり、２つの部材間に構成したインク流路に第２のフィルタが平行に位置するので、第２のフィルタを十分に大きくしても２つの部材を扁平でかつ比較的小型に構成することができ、また、一方の部材に第２のフィルタを、他方の部材に第１のフィルタをそれぞれ装着し、両部材を組み合わせることで容易に製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るインクジェット記録ヘッドの拡大斜視図であって、インク噴射側から見た斜視図である。
【図２】本実施の形態に係るインクジェット記録ヘッドの拡大斜視図であって、図１と反対側から見た斜視図である。
【図３】本実施の形態に係るインクジェット記録ヘッドの要部の分解斜視図である。
【図４】本実施の形態に係るインクジェット記録ヘッド内のインク噴射用の主要部品を組み付けた状態を示す正面図である。
【図５】本実施の形態に係るインクジェット記録ヘッドのジョイント部材の拡大分解斜視図である。
【図６】本実施の形態に係るアクチュエータ基板に対してマニホールド部材を装着した状態を拡大して示す断面図である。
【図７】本実施の形態に係るマニホールド部材を中間プレートの片側のみに接合した状態を示す拡大斜視図である。
【図８】実施の形態のインクジェット記録ヘッドの縦断面を示す拡大斜視図である。
【符号の説明】
１・・・インクジェット記録ヘッド
２・・・アクチュエータ基板
２ａ・・・インク溝
３・・・中間プレート
４・・・アクチュエータ部材
５・・・ノズルプレート
６・・・マニホールド部材
６ｂ・・・マニホールド流路
６ｃ・・・第１の空間部
６ｄ・・・第２の空間部
６ｅ・・・仮止め用空間部
６ｆ・・・開口
７・・・ジョイントゴム
ＭＢ１・・・マニホールド流路用壁部
ＭＢ２・・・外側壁部
ＭＢ３・・・第２突出部
ＭＢ４・・・突出部
ＫＢ・・・カバー部材
ＳＢ・・・支持板
ＪＢ・・・ジョイント部材
ＪＢ１・・・アッパージョイント部材
ＪＢ２・・・ロウアージョイント部材
ＪＢａ・・・インク流路
ＪＢ２ｂ・・・導入口
ＪＢ３・・・導出口
ＪＢ１ａ・・・供給管
ＮＡ・・・ノズル孔
ＡＦ・・・第１のフィルタ
ＩＦ・・・第２のフィルタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink jet recording head that includes at least an actuator member that ejects ink and an ink flow path for supplying ink to the actuator member, and is detachably connected to an ink supply source.
[0002]
[Prior art]
Conventional ink jet recording heads include, for example, an actuator member configured by adhering a cover plate to a substrate having a plurality of ink grooves, and for supplying ink from an ink supply source to the ink grooves. An ink flow path is provided.
In such an ink jet recording head, if foreign matter contained in the ink adheres to the ink groove of the actuator member, the ink ejection is disturbed, so that the recording quality on the recording paper is deteriorated. Therefore, a filter for removing foreign matter from the ink supply source side that is detachably connected to the ink jet recording head is mounted in the ink flow path in the ink jet recording head.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the number of ink grooves in the ink jet recording head is increased or arranged at a high density, it is necessary to increase the amount of ink supplied per unit time supplied from the ink cartridge, and a filter is used to increase the filtration accuracy. When the aperture (the size of the minute aperture) is reduced, the effective area of the filter must be increased. However, when connecting or disconnecting the ink jet recording head and the ink supply source, it is most likely that foreign matter will invade, so it is common to install a filter at the connecting portion on the ink jet recording head side. The larger the effective area of the ink, the more difficult it is to seal the connection between the ink jet recording head and the ink supply source, and there is a risk of ink leaking or air entering from the outside and generating bubbles in the ink flow path. is there. In addition, if the ink supply source is removed with an amount corresponding to the increase in the area of the filter, the possibility that foreign matters such as dust will adhere increases.
[0004]
For this reason, it is conceivable to install such a filter in a portion of the ink flow path sufficiently away from the connection portion, and to reduce the connection portion regardless of the size of the filter, but remove the ink supply source from the ink jet recording head. In this case, ink leakage may occur from the nozzle holes of the ink jet recording head. That is, normally, negative pressure is applied to the ink supplied to the ink jet recording head by a negative pressure generating means on the ink supply source side (for example, a porous foam material in an ink cartridge) as is well known. The ink is not leaked from the hole. However, if an ink supply source is not connected to the ink jet recording head, atmospheric pressure acts on the ink in the ink jet recording head. At this time, if ink droplets adhere to one of the many nozzle holes, the meniscus of the ink stretched in the nozzle hole is broken, and the water head difference between the connecting portion and the nozzle hole is broken. Ink flows due to H (FIG. 8). That is, ink leakage occurs. When ink leaks in this way, the ink spreads around other nozzle holes, affecting the ejection performance, such as bending the ejection direction during the ink ejection operation, and further contaminating the inside of the recording apparatus with ink, recording paper There are problems such as fouling.
[0005]
The present invention prevents the ink from leaking from the nozzle holes even when the ink supply source is removed from the ink jet recording head, and makes the connection between the ink jet recording head and the ink supply source easy to secure a seal. It is another object of the present invention to increase the filter for removing foreign matters to secure an ink supply amount and to extend the life of the filter.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the invention of claim 1 Connected to the nozzle hole An ink jet recording head comprising at least an actuator member for ejecting ink and an ink flow path for supplying ink to the actuator member, wherein the ink supply source is detachably connected to the ink supply source. Detachable On the inlet side of the ink flow path to be connected The second 1 filter is mounted, and a second filter for preventing entry of foreign matter into the actuator member, which has better filtration accuracy than the first filter, is mounted downstream of the first filter in the ink flow path. The first filter is such that the meniscus of the ink formed in the opening of the first filter is held against the ink pressure of the water head difference between the first filter and the nozzle hole. The second filter has an effective area larger than that of the first filter. It is characterized by that.
According to the invention of claim 1, As described above, the ink meniscus formed in the opening of the first filter is held against the ink pressure of the water head difference between the first filter and the nozzle hole. Since the first filter having a certain degree of opening is mounted on the inlet side of the ink flow path connected to the ink supply source, the first filter is stretched even when the ink supply source is removed from the ink jet recording head. The ink meniscus can hold the ink in the ink jet recording head against the water head difference and prevent the ink from leaking from the nozzle holes. In addition, the second filter has better filtration accuracy than the first filter, and the second filter for preventing entry of foreign matter into the actuator member is mounted on the downstream side of the first filter. Even when the foreign matter passes through the first filter, the second filter can prevent the foreign matter from entering the actuator member, thereby preventing the foreign matter from interfering with the ink ejection and recording paper. The above recording quality is maintained.
[0007]
Also, The second filter, which has better filtration accuracy than the first filter, has a larger effective area than the first filter. (For example, the first filter has an effective area of about 3.14 square mm, and the second filter has an effective area of about 16.6 square mm.) When the ink passes through the second filter, the filtration accuracy is excellent and the pressure loss per unit area is large. However, the pressure loss can be reduced by a large effective area to secure the flow rate, and the number of ink grooves of the actuator member can be increased. Even if it increases, a sufficient ink supply amount can be secured. Further, since the second filter has an effective area larger than that of the first filter, a sufficient ink supply amount can be ensured even if foreign matter slightly adheres to the openings of the second filter. Meanwhile, the first filter If the second filter is disposed at that position, the function as a filter can be achieved. However, in this case, the seal at the inlet, that is, the connection between the ink jet recording head and the ink supply source is large. As a result, it becomes difficult to ensure sealing performance. As a result, ink leakage occurs, or air enters from the outside and bubbles are generated in the ink, thereby hindering the ejection operation. But, The effective area is small because the filtration accuracy is inferior to the second filter. By placing the first filter at the inlet, sufficient Secure ink supply while doing, Seal of connection between ink jet recording head and ink supply source Can be reduced, Easy to secure seal In Become.
[0008]
Claim 2 The invention of claim 1 In the ink jet recording head described above, the first filter has a filtration accuracy of about 20 μm to about 300 μm. For example, when the first filter is formed of a twill woven, the filtration accuracy is formed to be about 50 μm.
Claim 2 According to the invention, since the first filter has an opening having a filtration accuracy of about 20 μm to about 300 μm, the first filter having such a numerical value is introduced into the ink flow path connected to the ink supply source. When mounted on the mouth side, the ink forms a meniscus on the first filter, and the ink supply source is Outside Even in this case, the ink inside can be held and ink leakage can be prevented.
[0009]
Claim 3 The invention of claim 1 Or claim 2 In the ink jet recording head described in item 2, the second filter has a filtration accuracy of less than about 20 μm. For example, when the second filter is formed of twill woven, the filtration accuracy is formed to about 10 μm.
Claim 3 According to the invention, since the second filter has an opening having a filtration accuracy of less than about 20 μm, the second filter having better filtration accuracy than the first filter is disposed downstream of the first filter in the ink flow path. In the case of attaching to the actuator member, even if foreign matter exceeding about 20 μm passes through the first filter, it is possible to reliably prevent foreign matter from entering the actuator member.
[0010]
Claim 4 The invention of claim 1 to claim 1 3 In the ink jet recording head according to any one of the above, the ink flow path is composed of two members that extend in the ink flow direction and face each other in a direction orthogonal to the flow direction. A supply pipe connected to the member is provided, the second filter is attached to an opening on the other member side of the supply pipe, the introduction port is provided in the other member, and the introduction port is provided with the first filter. The ink flow path extends in a direction parallel to the surface of the second filter.
Claim 4 According to the invention, since the second filter is positioned in parallel in the ink flow path formed between the two members, the two members are flat and relatively small even if the second filter is sufficiently large. In addition, the second filter can be attached to one member, the first filter can be attached to the other member, and the two members can be easily assembled.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
The ink jet recording head is mounted on an ink jet printer, a facsimile machine or the like, and ejects ink droplets from the ink jet recording head 1 to record characters, images, etc. on a recording medium such as paper. Therefore, when performing full-color recording, cyan, magenta, yellow, or black ink is used, and therefore an inkjet recording head that can eject ink droplets of each color is provided. Here, FIG. 1 and FIG. 2 are enlarged perspective views of the ink jet recording head 1 according to the present embodiment, FIG. 1 is an enlarged perspective view seen from the ink ejection side, and FIG. 2 is seen from the opposite side. FIG. FIG. 3 is an exploded perspective view of the ink jet recording head 1 according to the present embodiment. FIG. 4 is a front view showing a state where main components for ink ejection in the ink jet recording head 1 according to the present embodiment are assembled. FIG. 5 is an enlarged exploded perspective view of the joint member JB of the ink jet recording head 1 according to the present embodiment.
As shown in FIGS. 1 and 2, the ink jet recording head 1 includes a cover member KB that covers an actuator member 4 to be described later. A support plate SB is provided adjacent to the cover member KB, and the support plate SB is further provided with a support plate SB. Adjacently, a joint member JB for connecting to an ink cartridge (not shown) as an ink supply source is provided. The ink jet recording head 1 is detachably attached to a recording apparatus main body (not shown) by a support plate SB. As shown in FIG. 6, the ink jet recording head 1 is used to open the ink groove 2a downward and eject ink. Hereinafter, in this specification, the ink ejection direction will be described as the vertical direction.
[0012]
The inside of the cover member KB of the ink jet recording head 1 is shown in FIGS. The actuator member 4 is formed by bonding a pair of actuator substrates 2 with an adhesive so as to sandwich the intermediate plate 3. When the actuator member 4 is incorporated in the cover member KB with the nozzle plate 5 bonded to one end surface thereof with an adhesive, the nozzle plate 5 is exposed to the outside through the opening KB1 of the cover member KB. To do. As a result, the nozzle holes NA of the nozzle plate 5 as the recording portion for ejecting the recording ink face in two rows (see FIG. 1).
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, a flexible cable FC for driving signal transmission is attached to the actuator substrate 2. Two manifold members 6 for supplying ink are joined to the other end side of the actuator member 4.
One end side 7a of a pair of joint rubbers 7 is attached to the ink supply pipe 6a of each manifold member 6, and the joint rubber 7 is inserted into a through hole SB1 provided in the support plate SB. The joint member JB is composed of a lower joint member JB1 and an upper joint member JB2 positioned adjacent to the lower joint member JB1, and the other end side of the joint rubber 7 inserted into the through hole SB1 of the support plate SB. A set of supply pipes JB1a protruding from the lower joint member JB1 can be connected to 7b.
Note that the lower surface of the upper joint member JB2 (the surface on the side of the support plate SB) is provided with a hook portion JB3 having a hook-like tip and a pair of hook-like hook portions JB4, which are provided on the support plate SB. Each of the through holes SB3 and the pair of through holes SB4 can be locked.
[0013]
In a state where the upper joint member JB2 and the lower joint member JB1 are combined and joined, as shown in FIG. 5, two ink flow paths JBa are formed between them. That is, the upper joint member JB2 and the lower joint member JB1 are both formed of a synthetic resin material, and the opposing surfaces thereof extend in the ink flow direction and are opposed to the direction orthogonal to the direction. A rib-like wall JBb is formed on the lower surface (the surface on the lower joint member JB1 side) of the upper joint member JB2 so as to surround the outer periphery of each ink flow path JBa, and the lower joint member JB1 has a corresponding groove. JB1e is formed. The lower end of the wall JBb is inserted into the groove JB1e and joined by ultrasonic welding. Therefore, the ink flow path JBa surrounded by the rib-like wall JBb is formed between the upper joint member JB2 and the lower joint member JB1.
[0014]
As shown in FIG. 8, the upper joint member JB2 is formed with an introduction port JB2b in a cylindrical portion JB2a protruding outward from the upper joint member JB2, and the introduction port JB2b communicates with one end of the ink flow path JBa. The lower joint member JB1 is formed with a recess JB1b communicating with the upper end (end on the ink flow path JBa side) of the supply pipe JB1a, that is, the outlet port JS3. The recess JB1b is formed to be larger than the diameter of the outlet port JS3, and has a diameter sufficient to secure a necessary effective area for the second filter IF described later.
The ink flow path JBa extends in a straight line with a predetermined width from the position corresponding to the inlet JB2b to the position corresponding to the recess JB1b. is doing. The shape of the ink flow path JBa is apparent from the shape of the rib-like wall JBb that defines the outline of the ink flow path JBa, as shown in FIG.
[0015]
As shown in FIG. 8, at the upper end of the cylindrical portion JB2a of the upper joint member JB2, the ink has a meniscus so as to cover the introduction port JB2b. Stretch A first filter AF having a certain degree of openings is fixed by heat welding or adhesion, and a sealing member TB made of an elastic material such as rubber is placed on the cylindrical portion JB2a. An ink cartridge as an ink supply source (not shown) is detachably connected to the seal member TB, but a tube extending from the ink tank may be connected thereto. A second filter IF for removing foreign matter is fixed to the upper end of the annular wall JB1c surrounding the recess JB1b of the lower joint member JB1 by heat welding or adhesion so as to cover the recess JB1b.
[0016]
The first filter AF is formed by weaving or sintering a stainless fiber with an opening such that the filtration accuracy is about 20 μm to about 300 μm. When the first filter AF is formed of twill woven, it is desirable that the filtration accuracy is about 50 μm, and the number of meshes is 120 (number of vertical lines per inch) × 400 (per inch). The number of horizontal wires) is 0.100 mm (stainless steel in the vertical direction) × 0.063 mm (stainless steel in the horizontal direction). The first filter AF has an effective area of about 3.14 square mm.
Further, the first filter may be formed from a plain woven stainless steel mesh having a filtration accuracy of about 70 μm. In this case, a plain woven stainless steel mesh with a filtration accuracy of about 70 μm has a mesh number of 40 (vertical number per inch) × 200 (horizontal number per inch) and a stainless steel wire diameter of 0.180 mm (vertical direction). Stainless steel) × 0.014 mm (stainless steel in the transverse direction).
[0017]
The first filter AF having such a configuration has an actuator base described later. Board 2 When the ink is continuously ejected from all the ink grooves or when the suction operation is performed with the cap over the nozzle hole NA for the recovery operation as known, it is effective to ensure the ink flow rate to such an extent that the ink supply is not insufficient. It has an area and an opening, and the opening is large enough to prevent ink from leaking from the nozzle NA. More specifically, the ink meniscus formed in the opening of the filter AF is held against the ink pressure of the water head difference H (FIG. 8) between the first filter AF and the nozzle hole NA. The degree of opening is about.
[0018]
In addition, the second filter IF for removing foreign substances is formed by weaving or sintering stainless steel fibers so that the filtration accuracy is less than about 20 μm so that the filtration accuracy is superior to that of the first filter AF. Is formed. As described above, the second filter IF for preventing foreign matter intrusion, which has better filtration accuracy than the first filter AF and removes foreign matter sufficiently smaller than the diameter of the ink groove 2a and the nozzle hole NA of the actuator member 4, is provided in the first filter AF. Since the filter AF is mounted on the downstream side of the ink flow path JBa, even if the foreign matter flowing in from the introduction port JB2b passes through the first filter AF, the second filter IF causes the actuator member 4 to move to the actuator member 4. On the other hand, there is an effect that foreign matter can be prevented from entering.
When the second filter IF is formed of a twill woven, it is desirable that the filtration accuracy be about 10 μm. Specifically, the number of meshes is 270 (vertical number per inch) × 2000 (horizontal number per inch), stainless steel wire diameter 0.040 mm (vertical stainless steel) × 0.026 mm (horizontal direction) Stainless). The second filter IF has an effective area of about 16.6 square mm. Therefore, the effective area of the second filter IF is larger than that of the first filter AF.
[0019]
As described above, the second filter has higher filtration accuracy than the first filter AF, and thus the pressure loss per unit area is large. However, by increasing the effective area, the pressure loss is reduced to ensure the ink flow rate. ing. In other words, as described above, the second filter does not cause shortage of ink supply when it is continuously ejected from all the ink grooves 2a of the actuator substrate 2 or when the suction operation is performed with the caps on all the nozzle holes. Has a sufficient area. The second filter IF further increases the effective area, so that a sufficient ink supply amount can be ensured even if foreign matter slightly adheres to the openings of the filter IF.
If the first filter AF is omitted and the second filter IF is disposed at that position, the function as a filter can be achieved. However, in this case, the introduction port JB2b and the seal member TB are large. Thus, it becomes difficult to ensure the sealing performance. As a result, ink leakage occurs, or air enters from the outside and bubbles are generated in the ink, thereby hindering the ejection operation. However, in the above embodiment, the introduction port JB2b and the seal member TB can be reduced by disposing the first filter AF having a smaller effective area to the introduction port JB2b because the filtration accuracy is inferior to that of the second filter IF. It is easy to secure a seal with TB.
[0020]
Here, FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which the manifold member 6 is attached to the actuator substrate 2 of the embodiment. FIG. 7 is an enlarged perspective view showing a state in which the manifold member 6 is attached only to one side of the intermediate plate 3 joined to the actuator substrate 2 of the embodiment. FIG. 8 is an enlarged perspective view showing a longitudinal section of the inkjet recording head 1 of the embodiment.
As shown in FIG. 6, the actuator substrate 2 is made of piezoelectric ceramic for ejecting ink droplets. The actuator substrate 2 is formed by opening a plurality of ink grooves 2 a on one surface, and as ink grooves 2 a and spaces for containing ink. A large number of dummy grooves 2b are formed at predetermined intervals in a line. In this case, for easy viewing, a part of the ink groove 2a and the dummy groove 2b is shown in an enlarged manner in FIG. Then, as shown in FIG. 7, the intermediate plate 3 is fixed to the actuator substrate 2 so as to cover the ink groove 2a, and the ink in the ink groove 2a is moved to the nozzle hole by the action of the ejection energy generating means (not shown). Inject from NA.
In this case, the actuator substrate 2 is located on both surfaces of the intermediate plate 3. The above-described piezoelectric ceramic, actuator substrate, and the like are well known in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-286111, and therefore detailed description thereof is omitted here.
[0021]
As shown in FIG. 7, the intermediate plate 3 is longer in the groove direction than the actuator substrate 2 from the ink introduction end of the ink groove 2 a to the upstream side. Then, manifold members 6 are respectively attached to portions of the intermediate plate 3 that are longer than the actuator substrate 2, that is, both surfaces of the extended portion 3 a of the intermediate plate 3.
The manifold member 6 forms a manifold channel 6b between the extended portion 3a and the ink to be distributed from the ink supply pipe 6a to the ink groove 2a of the actuator substrate 2.
[0022]
A protrusion MB3 is formed on the outer side of the manifold flow path 6b of the manifold flow path wall MB1 so as to protrude from the intermediate plate 3, and the manifold flow path is formed between the protrusion MB3 and the intermediate plate 3. Space portions 6c and 6d for filling the sealant are formed along the outside of the wall portion MB1. Further, the side surface 3b of the intermediate plate 3 and the side surface of the actuator substrate 2 (ink ink) are disposed at both ends of the protrusion MB3 in the longitudinal direction of the manifold channel wall MB1 (the arrangement direction of the plurality of ink grooves 2a and the dummy grooves 2b). The outer wall MB2 that is close to the surface of the grooves 2a and the dummy grooves 2b is provided, and a protrusion MB2a that protrudes toward the actuator substrate 2 is provided at the lower end thereof.
Further, the outer wall MB2 includes an extending part MB5 extending along the side surface of the actuator substrate 2 from the protrusion MB2a. The extension MB5 includes a protrusion MB4 that protrudes parallel to the side surface of the intermediate plate 3 so as to form a space 6e between the protrusion MB2a.
The upper end of the first space 6c forms an opening 6f, and the lower end away from the opening 6f is closed by the protrusion MB2a.
[0023]
As shown in FIG. 8, the first space portion 6c and the second space portion 6d are filled with a sealant B1 having high ink resistance, elasticity, sealing action and adhesive action. Further, on the sealing agent B1, a sealing agent B2 having a lower air permeability than the sealing agent, having elasticity, and having a sealing action and an adhesive action is filled. Then, the upper ends of the intermediate plate 3 and the manifold member 6 and the support plate SB are fixed by an adhesive.
[0024]
On the other hand, the joint member JB is manufactured by attaching the lower joint member JB1 to the upper joint member JB2 with the second filter IF and the first filter AF attached to the lower joint member JB1 and the upper joint member JB2. Is done.
The ink supply pipe 6a of the manifold member 6 and the supply pipe JB1a of the joint member JB are connected by the joint rubber 7, and the hook portion JB3 of the upper joint member JB2 and the pair of hook-like hook portions JB4 are supported by the support plate. The ink jet recording head 1 is formed by being inserted into the through holes SB3 and SB4 and locked.
[0025]
Next, the operation of the ink jet recording head 1 of this embodiment will be described.
Two ink cartridges (not shown) filled with, for example, cyan, magenta, yellow, and black inks are attached to the inkjet recording head 1 in a replaceable manner. The ink is supplied from one ink cartridge containing one color ink into one ink flow path JBa through one inlet JB2b of the upper joint member JB2 of the joint member JB. 6 is supplied to the manifold flow path 6b on one side of the intermediate plate 3 through the one ink supply pipe 6a. Then, when the drive signal is transmitted through the flexible cable FC, the ejection energy generating means of each ink groove 2a of the actuator substrate 2 is selectively driven, and the ink is transferred from the nozzle holes NA of the nozzle plate 5 to the recording medium. It is jetted toward.
[0026]
As described above in detail, according to the invention of this embodiment, at least the actuator member 4 for ejecting ink and the ink flow path JBa for supplying ink to the actuator member 4 are provided, and are attached to and detached from the recording apparatus main body. In the ink jet recording head 1 that can be mounted, the introduction port JB2b connected to the ink cartridge (ink supply source) has an opening so that the surface tension of the ink meniscus prevents ink leakage from the nozzle hole NA. The first filter AF is mounted, and further, the effective area is larger than that of the first filter AF on the downstream side of the first filter AF in the ink flow path JBa, and the filtration accuracy is higher than that of the first filter AF. Since the excellent second filter IF for preventing foreign matter intrusion into the actuator member 4 is mounted, ink jet recording Even when the ink cartridge is removed from the head 1 and atmospheric pressure is applied to the inlet JB2b, the ink in the ink jet recording head can be held without leaking with the meniscus stretched on the first filter AF. it can.
In addition, since the second filter IF, which has better filtration accuracy than the first filter AF and prevents foreign matter from entering the actuator member 4, is mounted on the downstream side of the first filter AF, it is assumed that the inlet for the ink flow path JBa is temporarily installed. Even when foreign matter flowing in from JB2b passes through the first filter AF, the second filter IF prevents foreign matter that has passed through the first filter AF from entering the ink groove of the actuator member 4. Thus, the recording quality on the recording paper is maintained without the foreign matter obstructing the ink ejection.
[0027]
Since the second filter IF is located on the surface of the lower joint member JB1 on the ink flow path side, the second filter IF has a sufficiently large area so that a sufficient ink supply amount can be secured even if foreign matter or the like adheres. Easy to do. On the other hand, since the first filter AF may have an opening that can obtain the above surface tension, it may have a relatively small effective area. As a result, the introduction port JB2b and the seal member TB can be made relatively small, and it is easy to ensure the seal with the ink cartridge.
The present invention is not limited to the embodiment described above, and other modifications are possible.
[0028]
【The invention's effect】
According to the invention of claim 1, Connected to the nozzle hole An ink jet recording head comprising at least an actuator member for ejecting ink and an ink flow path for supplying ink to the actuator member, wherein the ink supply source is detachably connected to the ink supply source. Detachable On the inlet side of the ink flow path to be connected The second 1 filter is mounted, and a second filter for preventing entry of foreign matter into the actuator member, which has better filtration accuracy than the first filter, is mounted downstream of the first filter in the ink flow path. The first filter is such that the meniscus of the ink formed in the opening of the first filter is held against the ink pressure of the water head difference between the first filter and the nozzle hole. The second filter has a larger effective area than the first filter. So Concerned Even when the ink supply source is removed from the ink jet recording head, the ink meniscus stretched on the first filter Hold the ink in the ink jet recording head against the above water head difference, Ink can be prevented from leaking from the nozzle holes. In addition, the second filter has better filtration accuracy than the first filter, and the second filter for preventing entry of foreign matter into the actuator member is mounted on the downstream side of the first filter. Even when the foreign matter passes through the first filter, the second filter can prevent the foreign matter from entering the actuator member, thereby preventing the foreign matter from obstructing the ink ejection. The recording quality on the recording paper is maintained.
[0029]
Also The second filter has an effective area larger than that of the first filter. Therefore, when the ink passes through the second filter, the filtration accuracy is excellent, so the pressure loss per unit area is large, but the effective area is large. A sufficient flow rate can be secured, and a sufficient ink supply amount can be secured even if the number of ink grooves in the actuator member is increased. Furthermore, since the second filter has an effective area larger than that of the first filter, a sufficient ink supply amount can be ensured even if foreign matter slightly adheres to the openings of the second filter. Meanwhile, the first filter If the second filter is disposed at that position, the function as a filter can be achieved. However, in this case, the seal at the inlet, that is, the connection between the ink jet recording head and the ink supply source is large. As a result, it becomes difficult to ensure sealing performance. As a result, ink leakage occurs, or air enters from the outside and bubbles are generated in the ink, thereby hindering the ejection operation. But, The effective area is small because the filtration accuracy is inferior to the second filter. By placing the first filter at the inlet, sufficient Secure ink supply while doing, Seal of connection between ink jet recording head and ink supply source Can be reduced, Easy to secure seal In Become.
[0030]
Claim 2 Since the first filter has a filtration accuracy of about 20 μm to about 300 μm, the first filter having such a numerical value is introduced into the ink flow path connected to the ink supply source. When the ink is mounted on the mouth side, the ink can prevent the ink in the ink jet recording head from leaking from the nozzle holes due to the tension of the meniscus on the first filter.
[0031]
Claim 3 According to the invention, since the second filter is formed with a filtration accuracy of less than about 20 μm, the second filter having a better filtration accuracy than the first filter is disposed downstream of the first filter in the ink flow path. In the case of attaching to the actuator member, even if foreign matter exceeding about 20 μm passes through the first filter, it is possible to reliably prevent foreign matter from entering the actuator member.
[0032]
Claim 4 According to the invention, the ink flow path is composed of two members extending in the ink flow direction and facing in a direction orthogonal to the flow direction, and one of the members has a supply pipe connected to the actuator member. And the second filter is attached to the opening on the other member side of the supply pipe, the introduction port is provided to the other member, and the first filter is attached to the introduction port. The ink flow path extends in a direction parallel to the surface of the second filter. In other words, since the second filter is positioned in parallel in the ink flow path formed between the two members, the two members can be configured to be flat and relatively small even if the second filter is sufficiently large. In addition, the second filter can be attached to one member, the first filter can be attached to the other member, and the two members can be easily combined.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an enlarged perspective view of an ink jet recording head according to an embodiment, and is a perspective view as viewed from an ink ejection side.
FIG. 2 is an enlarged perspective view of the ink jet recording head according to the present embodiment, and is a perspective view seen from the side opposite to FIG.
FIG. 3 is an exploded perspective view of a main part of the ink jet recording head according to the present embodiment.
FIG. 4 is a front view showing a state in which main components for ink ejection in the ink jet recording head according to the present embodiment are assembled.
FIG. 5 is an enlarged exploded perspective view of a joint member of the ink jet recording head according to the present embodiment.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing a state where a manifold member is attached to the actuator substrate according to the present embodiment.
FIG. 7 is an enlarged perspective view showing a state in which the manifold member according to the present embodiment is joined to only one side of the intermediate plate.
FIG. 8 is an enlarged perspective view showing a longitudinal section of the ink jet recording head of the embodiment.
[Explanation of symbols]
1 ... Inkjet recording head
2 ... Actuator board
2a: Ink groove
3 ... Intermediate plate
4 ... Actuator member
5 ... Nozzle plate
6 ... Manifold member
6b ... Manifold flow path
6c ... 1st space part
6d ... 2nd space part
6e ... Space for temporary fixing
6f ... opening
7 ... Joint rubber
MB1 ... Manifold channel wall
MB2 ... Outer wall
MB3 ... second protrusion
MB4 ... Projection
KB: Cover member
SB ... Support plate
JB ... Joint member
JB1 ... Upper joint member
JB2 ... Lower joint member
JBa ... ink flow path
JB2b ... Introduction port
JB3 ... Outlet
JB1a ... supply pipe
NA ... Nozzle hole
AF ... 1st filter
IF ... second filter

Claims

In an inkjet recording head that includes at least an actuator member that is connected to a nozzle hole and ejects ink, and an ink flow path for supplying ink to the actuator member, and is detachably connected to an ink supply source.
A first filter is mounted on the inlet side of the ink flow path that is detachably connected to the ink supply source, and is filtered from the first filter on the downstream side of the first filter in the ink flow path. A second filter for preventing foreign matter from entering the actuator member, which has excellent accuracy ,
The first filter is such that the meniscus of the ink formed in the opening of the first filter is held against the ink pressure of the water head difference between the first filter and the nozzle hole. Has an opening,
2. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the second filter has an effective area larger than that of the first filter .

2. The ink jet recording head according to claim 1 , wherein the first filter has a filtration accuracy of about 20 [mu] m to about 300 [mu] m.

3. The ink jet recording head according to claim 1 , wherein the second filter has a filtration accuracy of less than about 20 [mu] m.

In the ink jet recording head according to any one of claims 1 to 3, wherein the ink flow path is composed of two members opposite to the direction of extending and perpendicular to the flow direction in the flow direction of the ink, its One member is provided with a supply pipe connected to the actuator member, and the second filter is attached to an opening on the other member side of the supply pipe, and the other member is provided with the introduction port. An ink jet recording head, wherein the first filter is attached to the introduction port, and the ink flow path extends in a direction parallel to a surface of the second filter.