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JP7682680B2 - Liquid ejection device, print head, and method for manufacturing the print head - Google Patents
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Liquid ejection device, print head, and method for manufacturing the print head Download PDF

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Description

本発明は、貯蔵部に貯蔵された液体をヘッド部から吐出する液体吐出装置、プリントヘッドおよびプリントヘッドの製造方法に関する。 The present invention relates to a liquid ejection device that ejects liquid stored in a storage section from a head section, a print head, and a method for manufacturing a print head.

吐出口から液体を吐出して紙等の記録媒体に記録を行う液体吐出装置は、吐出する液体を貯蔵する貯蔵部を有する。貯蔵部では、使用する環境(例えば、吐出口からの液体の吐出状況)に応じて内圧が変化する。そこで、貯蔵部に弾性体からなる圧力抑制部材を設けることで、貯蔵部内の圧力変化を抑制することがある。貯蔵部と圧力抑制部材との取付け部に隙間があると、貯蔵部内は密閉されなくなるので、該隙間からの液体の漏れやプリントヘッドの吐出口からの液落ちなどが生じる。 A liquid ejection device that ejects liquid from an ejection port to record on a recording medium such as paper has a storage section that stores the ejected liquid. In the storage section, the internal pressure changes depending on the environment in which it is used (for example, the state of liquid ejected from the ejection port). Therefore, pressure changes inside the storage section can be suppressed by providing a pressure suppression member made of an elastic material in the storage section. If there is a gap in the attachment part between the storage section and the pressure suppression member, the inside of the storage section will not be sealed, and liquid will leak from the gap or drip from the ejection port of the print head.

ところで、特許文献1には、球状塗布体とチップの先端縁との境界部の隙間全域を非乾燥性の液体でシールすることで、長期間放置してもチップ内部の塗布液が固化することなく、塗布液の通路を確保することが開示されている。 Incidentally, Patent Document 1 discloses that by sealing the entire gap at the boundary between the spherical applicator and the tip edge of the tip with a non-drying liquid, the coating liquid inside the tip does not solidify even if it is left for a long period of time, and a passage for the coating liquid is secured.

液体吐出装置の液体の貯留部に特許文献1の技術を適用することで、液体の漏れや、プリントヘッドからの液落ちなどを抑制することができる可能性がある。 By applying the technology of Patent Document 1 to the liquid storage section of a liquid ejection device, it may be possible to prevent liquid leakage and liquid dripping from the print head.

特開平7-222949号公報Japanese Patent Application Publication No. 7-222949

しかし、液体吐出装置の液体の貯留部に特許文献1の技術を適用し、圧力抑制部材の取付け面の全域をシール部材でシールすると、使用するシール部材の量が多くなり、簡潔な構成でシールすることが困難となる恐れがある。 However, if the technology of Patent Document 1 is applied to the liquid storage section of a liquid ejection device and the entire mounting surface of the pressure suppression member is sealed with a sealing material, the amount of sealing material used will increase, and it may become difficult to achieve sealing with a simple configuration.

よって本発明は、液体の漏れやプリントヘッドからの液落ちを抑制することができ、且つ簡潔な構成でシールすることができる液体吐出装置、プリントヘッドおよびプリントヘッドの製造方法を提供する。 The present invention therefore provides a liquid ejection device, print head, and method for manufacturing a print head that can prevent liquid leakage and dripping from the print head, and can be sealed with a simple configuration.

そのため本発明の液体吐出装置は、液体を貯蔵可能な貯蔵部と、前記貯蔵部と接合され前記貯蔵部の内部圧力変化を抑制する圧力抑制部材と、を有し、前記貯蔵部に貯蔵された液体を吐出するプリントヘッドを備えた液体吐出装置であって、前記貯蔵部は、前記貯蔵部の内壁面から天面裏面、天面に設けられた穴の内面、前記天面に連続して設けられた溝と、を備え、前記貯蔵部と前記圧力抑制部材との間には、これらの間をシールするための液体シール材が存在しており、前記液体シール材は、前記貯蔵部に貯蔵された液体であることを特徴とする。 Therefore, the liquid ejection device of the present invention is a liquid ejection device having a storage section capable of storing liquid, and a pressure suppression member joined to the storage section and suppressing changes in the internal pressure of the storage section, and equipped with a print head that ejects the liquid stored in the storage section, wherein the storage section comprises an inner wall surface of the storage section to the back surface of the top surface, an inner surface of a hole provided in the top surface, and a groove provided continuously on the top surface, and a liquid sealing material is present between the storage section and the pressure suppression member to seal the space between them, and the liquid sealing material is the liquid stored in the storage section.

本発明によれば液体の漏れやプリントヘッドからの液落ちを抑制することができ、且つコストアップを抑制することができる液体吐出装置、プリントヘッドおよびプリントヘッドの製造方法を提供することができる。 The present invention provides a liquid ejection device, a print head, and a method for manufacturing a print head that can prevent liquid leakage and dripping from the print head, and also prevent increases in costs.

液体吐出装置の要部を示した斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a main part of the liquid ejection device. プリントヘッドを示した斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a print head. プリントヘッドを示した図である。FIG. 2 illustrates a print head. インク貯蔵部と圧力抑制部材との接合部を拡大して示した図である。6 is an enlarged view of a joint between an ink storage section and a pressure suppression member; FIG. 本発明の効果を検証した実験内容とその結果である。The contents and results of an experiment verifying the effects of the present invention. シール面にゴミ(異物)を挟んだ場合の模式図である。1 is a schematic diagram showing a case where dust (foreign matter) is sandwiched between the sealing surfaces. インク貯蔵部と圧力抑制部材との接合部を拡大して示した図である。6 is an enlarged view of a joint between an ink storage section and a pressure suppression member; FIG. プリントヘッドが備える溝を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing grooves provided in a print head. 記録動作時のインク貯蔵部を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing the ink storage section during a printing operation. 変形例を示した図である。FIG. 変形例を示した図である。FIG.

(第1の実施形態)
以下、図面を参照して本発明の第1の実施の形態について説明する。
First Embodiment
A first embodiment of the present invention will now be described with reference to the drawings.

図1は、本発明を適用可能な液体吐出装置1の要部を示した斜視図である。液体吐出装置1は、プリントヘッド100の主走査方向への移動と、媒体6の副走査方向への移動とを交互に行いながら、プリントヘッド100から媒体6に対して液体(以下、インクともいう)を吐出することで媒体6に印刷を行う。 Figure 1 is a perspective view showing the main parts of a liquid ejection device 1 to which the present invention can be applied. The liquid ejection device 1 prints on the medium 6 by ejecting liquid (hereinafter also referred to as ink) from the print head 100 onto the medium 6 while alternately moving the print head 100 in the main scanning direction and moving the medium 6 in the sub-scanning direction.

液体吐出装置1は、プリントヘッド100を登載して往復移動するキャリッジ2、媒体6を搬送する搬送ローラー3、インクを収容するインクタンク200、インクタンク200とプリントヘッド100とを繋ぐチューブ4を備えている。更に液体吐出装置1は、移動するキャリッジ2をガイドする第一の軸8および第二の軸9、プリントヘッド100をキャップするキャップユニット7を備えている。印刷をしない時にプリントヘッド100は、キャップユニット7の位置で、プリントヘッド100のノズル部がキャップユニット7に設けられたキャップで密閉された状態で待機している。 The liquid ejection device 1 comprises a carriage 2 which carries the print head 100 and moves back and forth, a transport roller 3 which transports the medium 6, an ink tank 200 which contains ink, and a tube 4 which connects the ink tank 200 and the print head 100. The liquid ejection device 1 further comprises a first shaft 8 and a second shaft 9 which guide the moving carriage 2, and a cap unit 7 which caps the print head 100. When not printing, the print head 100 waits at the position of the cap unit 7 with the nozzle portion of the print head 100 sealed by a cap provided on the cap unit 7.

図2は、プリントヘッド100を示した斜視図である。プリントヘッド100は、印刷のためのインクを吐出する第1記録素子基板110(主にブラック用)と第2記録素子基板111(主にカラー用)を備える。各記録素子基板を支持する支持部材120は、ヘッド部150に固定され、各記録素子基板に対して吐出のための電気信号を送るために電気配線テープ130および電気接続部140に接続される。各記録素子基板は、電気接続部材140を介して電気信号を受信する。 Figure 2 is a perspective view of the print head 100. The print head 100 has a first recording element board 110 (mainly for black) and a second recording element board 111 (mainly for colors) that eject ink for printing. A support member 120 that supports each recording element board is fixed to the head section 150 and is connected to an electrical wiring tape 130 and an electrical connection section 140 to send electrical signals for ejection to each recording element board. Each recording element board receives an electrical signal via the electrical connection member 140.

図3は、プリントヘッド100を示した図である。プリントヘッド100は、内部にインクを貯蔵可能なインク貯蔵部160を備えている。プリントヘッド100のヘッド部150は、プリントヘッド100を液体吐出装置1に固定する部材であり、インクを吐出するための記録素子基板110(111)と電気配線テープ130と電気接続部材140とフィルター155が備えられている。フィルター155の上には、ヘッド部150とインク貯蔵部160とがシール部材170を挟んで固定することにより密閉接合される。 Figure 3 shows the print head 100. The print head 100 has an ink storage section 160 capable of storing ink therein. The head section 150 of the print head 100 is a member that fixes the print head 100 to the liquid ejection device 1, and is equipped with a recording element substrate 110 (111) for ejecting ink, an electric wiring tape 130, an electric connection member 140, and a filter 155. The head section 150 and the ink storage section 160 are hermetically joined on top of the filter 155 by fixing them with a seal member 170 sandwiched therebetween.

インク貯蔵部160の内部は、環境や印字時のキャリッジ移動による揺動の影響などで圧力変化が生じるため、インク貯蔵部160の上部には内部圧力変化を抑制するための圧力抑制部材180が設けられている。圧力抑制部材180は内部に空間を備えた弾性体からなり、インク貯蔵部160に対して圧力抑制部材180を押さえ部材190で押し付けて固定することにより、インク貯蔵部160と圧力抑制部材180とがシール面181で密閉接合される。 Since pressure changes occur inside the ink storage unit 160 due to the influence of the environment and the rocking caused by carriage movement during printing, a pressure suppression member 180 is provided on the top of the ink storage unit 160 to suppress internal pressure changes. The pressure suppression member 180 is made of an elastic body with an internal space, and by pressing and fixing the pressure suppression member 180 against the ink storage unit 160 with a pressing member 190, the ink storage unit 160 and the pressure suppression member 180 are hermetically joined at the sealing surface 181.

プリントヘッド100は、組み立て後にリーク検査を行うが、検査で判定NGになることがある。原因としては、組立工程においてインク貯蔵部160と圧力抑制部材180との間にゴミを挟んだり、圧力抑制部材180が変形することが考えられる。またはシール面181が一部欠損していることも考えられる。ゴミを挟んだり、圧力抑制部材180が変形したり、シール面181が一部欠損している場合、インク貯蔵部160と圧力抑制部材180との接合部に隙間が生じ、その隙間から空気が流入して密閉されなくなる。そこで、本実施形態では液体シール材を用いて、インク貯蔵部160と圧力抑制部材180との隙間をシールする。 The print head 100 is inspected for leaks after assembly, but the inspection may result in a negative judgment. Possible causes for this are dust being caught between the ink storage section 160 and the pressure suppression member 180 during the assembly process, or the pressure suppression member 180 being deformed. Alternatively, a portion of the sealing surface 181 may be missing. If dust is caught, the pressure suppression member 180 is deformed, or the sealing surface 181 is missing, a gap will form at the joint between the ink storage section 160 and the pressure suppression member 180, and air will flow in through the gap, causing the seal to be lost. Therefore, in this embodiment, a liquid sealant is used to seal the gap between the ink storage section 160 and the pressure suppression member 180.

図4は、インク貯蔵部160と圧力抑制部材180との接合部を拡大して示した図である。本実施形態では、インク貯蔵部160と圧力抑制部材180とが接合された状態で、圧力抑制部材180の外縁側端部に沿って液体シール材185を塗布する。このように液体シール材185を塗布して隙間をシールすることで、接合部にゴミを挟んだり、圧力抑制部材180が変形したり、シール面181が一部欠損して隙間が生じても、インク貯蔵部160内部を密閉状態とすることができる。 Figure 4 is an enlarged view of the joint between the ink storage section 160 and the pressure suppression member 180. In this embodiment, with the ink storage section 160 and the pressure suppression member 180 joined together, liquid sealant 185 is applied along the outer edge of the pressure suppression member 180. By applying the liquid sealant 185 in this manner to seal the gap, the inside of the ink storage section 160 can be kept sealed even if dust gets caught in the joint, the pressure suppression member 180 deforms, or a gap occurs due to partial loss of the sealing surface 181.

液体シール材185の塗布は、シール面181の全体に塗布することも考えられるが、シール面181の全体に液体シール材185を塗布すると、塗布量が多くなり、コストアップとなってしまう。また、圧力抑制部材180の内側に流れ出したり、インク貯蔵部160の連通口に流れ込むことも考えられる。そのため、圧力抑制部材180を接合した後に、接合部の外縁端部に沿って液体シール材185を塗布することが好ましい。 It is possible to apply the liquid sealant 185 to the entire sealing surface 181, but applying the liquid sealant 185 to the entire sealing surface 181 would require a large amount of application, which would increase costs. It is also possible that the liquid may flow out to the inside of the pressure suppression member 180 or into the communication port of the ink storage section 160. For this reason, it is preferable to apply the liquid sealant 185 along the outer edge of the joint after joining the pressure suppression member 180.

図5(a)、(b)は、本発明の効果を検証した実験内容とその結果である。インク貯蔵部160と圧力抑制部材180との間に、直径40/25/15μmのワイヤ183を挟み込み、ワイヤ183によって生じた隙間182を測定した。また、ワイヤ183による隙間182が生じた状態で、液体シール材塗布無しの状態と、液体シール材185を塗布した状態とで、プリントヘッド100からの液落ちの有無を確認した。 Figures 5 (a) and (b) show the contents and results of an experiment verifying the effects of the present invention. A wire 183 with diameters of 40/25/15 μm was sandwiched between the ink storage section 160 and the pressure suppression member 180, and the gap 182 created by the wire 183 was measured. In addition, with the gap 182 created by the wire 183, the presence or absence of liquid dripping from the print head 100 was confirmed in a state where no liquid sealant was applied and in a state where liquid sealant 185 was applied.

直径40μmのワイヤ183を挟み込んだ時に生じる隙間182は15μmであり、液体シール材を塗布しない乾燥状態では1日で液落ちが発生した。これに対し、液体シール材185を塗布した場合は、長期放置でもプリントヘッド100から液落ちは生じなかった。 The gap 182 that occurs when a wire 183 with a diameter of 40 μm is sandwiched is 15 μm, and in a dry state without applying liquid sealant, liquid dripping occurred within one day. In contrast, when liquid sealant 185 was applied, no liquid dripping occurred from the print head 100 even after being left for a long period of time.

直径25μmのワイヤ183を挟み込んだ時に生じる隙間182は9μmであり、液体を塗布しない乾燥状態では1日で液落ちが発生した。 When a wire 183 with a diameter of 25 μm was sandwiched, the gap 182 that formed was 9 μm, and in a dry state without liquid application, liquid dripping occurred within one day.

直径15μmのワイヤ183を挟み込んだ時に生じる隙間182は6μmであり、液体シール材を塗布しない乾燥状態でも長期放置でプリントヘッド100から液落ちは生じなかった。 The gap 182 that was created when a wire 183 with a diameter of 15 μm was sandwiched was 6 μm, and even when left in a dry state without applying liquid sealant for a long period of time, no liquid dripped from the print head 100.

以上の結果より、圧力抑制部材180の外縁側端部に沿って液体シール材185を塗布することで、隙間182が生じても液体シール材185でシールされることから、プリントヘッド100から液落ちは発生しないと考えた。 Based on the above results, we believe that by applying liquid sealant 185 along the outer edge of the pressure suppression member 180, even if a gap 182 occurs, it will be sealed with liquid sealant 185, and liquid will not drip from the print head 100.

このように液体シール材185には、想定される隙間(6~15μm)をシール可能であり、シールするのに最適な物性(粘度等)を備えていることが求められる。本実施形態では液体シール材185は、非揮発性かつ非硬化性の材料でかつ粘度の高い材料を用いている。さらには、液体吐出装置1で用いるインクに含まれる材料のうち少なくとも1つの材料を含んだ液体シール材185を使用することがより好ましい。さらにより好ましくは、液体シール材185に含まれるすべての材料がインクに含まれていることである。液体シール材185がインクと接触し、液体シール材185中の成分がインクに流れだとしても、その成分がインクに使用されている成分であれば、インクの品質に及ぼす影響を抑えることができるためである。本実施形態では液体シール材185として、一般的なグリセリン(粘度:1412mPa・s(20℃))やアセチレノール(川研ファインケミカル アセチレノールE100)を用いた。 Thus, the liquid sealing material 185 is required to be able to seal the expected gap (6 to 15 μm) and to have optimal physical properties (viscosity, etc.) for sealing. In this embodiment, the liquid sealing material 185 is a non-volatile, non-hardening material with high viscosity. Furthermore, it is more preferable to use a liquid sealing material 185 that contains at least one of the materials contained in the ink used in the liquid ejection device 1. Even more preferably, all of the materials contained in the liquid sealing material 185 are contained in the ink. This is because even if the liquid sealing material 185 comes into contact with the ink and a component in the liquid sealing material 185 flows into the ink, if that component is a component used in the ink, the effect on the quality of the ink can be suppressed. In this embodiment, general glycerin (viscosity: 1412 mPa·s (20°C)) and acetylenol (Kawaken Fine Chemical Acetylenol E100) are used as the liquid sealing material 185.

図6(a)は、シール面181にゴミ(異物)を挟んだ場合の模式図であり、図6(b)は、図6(a)のVIb-VIbにおける断面図で、液体シール材185を省略した図である。シール面181にゴミ(異物)を挟んだ場合、弾性部材である圧力抑制部材180は変形し、シール面181の一部には、隙間182が生じる。生じた隙間182には、毛管作用によって液体シール材185が流入し隙間182をシールする。液体シール材185が隙間182をシールすることで、圧力抑制部材180およびインク貯蔵部160の内部は密閉状態となる。 Figure 6(a) is a schematic diagram of what happens when dust (foreign matter) is sandwiched between the sealing surface 181, and Figure 6(b) is a cross-sectional view taken along line VIb-VIb in Figure 6(a) with the liquid sealing material 185 omitted. When dust (foreign matter) is sandwiched between the sealing surface 181, the pressure suppression member 180, which is an elastic member, deforms, and a gap 182 is created in part of the sealing surface 181. Liquid sealing material 185 flows into the resulting gap 182 by capillary action, sealing the gap 182. The liquid sealing material 185 seals the gap 182, resulting in an airtight state for the pressure suppression member 180 and the inside of the ink storage section 160.

なお、本実施形態では圧力抑制部材180の外縁側端部に沿って液体シール材185を塗布しているが、インク貯蔵部160と圧力抑制部材180との間に隙間が生じた際に、液体シール材185が隙間に流入可能であればよい。つまり、インク貯蔵部160と圧力抑制部材180との接合面の外縁に液体シール材185が塗布されていればよい。 In this embodiment, the liquid sealant 185 is applied along the outer edge of the pressure suppression member 180, but it is sufficient that the liquid sealant 185 can flow into the gap when a gap occurs between the ink storage section 160 and the pressure suppression member 180. In other words, it is sufficient that the liquid sealant 185 is applied to the outer edge of the joint surface between the ink storage section 160 and the pressure suppression member 180.

このように、インク貯蔵部160と圧力抑制部材180との接合面の外縁に沿って、液体シール材を塗布する。これによって、液体の漏れやヘッド部からの液落ちを抑制することができ、且つコストアップを抑制することができる液体吐出装置、プリントヘッドおよびプリントヘッドの製造方法を提供することができる。 In this way, the liquid sealant is applied along the outer edge of the joint surface between the ink storage section 160 and the pressure suppression member 180. This makes it possible to provide a liquid ejection device, print head, and print head manufacturing method that can suppress liquid leakage and dripping from the head section and also suppress increases in costs.

(第2の実施形態)
以下、図面を参照して本発明の第2の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第1の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成について説明する。
Second Embodiment
A second embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that since the basic configuration of this embodiment is similar to that of the first embodiment, only the characteristic configuration will be described below.

図7は、本実施形態のインク貯蔵部160と圧力抑制部材180との接合部を拡大して示した図である。本実施形態のインク貯蔵部160の圧力抑制部材180との接合部には、圧力抑制部材180に向かって突出する凸部191が設けられており、凸部191が備える面が接合面となっている。このようにインク貯蔵部160に凸部191を設けたことで、圧力抑制部材180とインク貯蔵部160との間には隙間182ができる。液体シール材185は、圧力抑制部材180とインク貯蔵部160との隙間182に流入するが、流入するのは圧力抑制部材180の外縁測端部から凸部191までの領域となり、凸部191から内部へは流入しない。このため、本実施形態によれば、液体シール材185の隙間への流入量を制御することができる。このように、液体シール材185によって圧力抑制部材180とインク貯蔵部160との隙間182がシールされることで、圧力抑制部材180およびインク貯蔵部160の内部は密閉状態となる。 Figure 7 is an enlarged view of the joint between the ink storage unit 160 and the pressure suppression member 180 of this embodiment. In this embodiment, the joint between the ink storage unit 160 and the pressure suppression member 180 is provided with a convex portion 191 that protrudes toward the pressure suppression member 180, and the surface of the convex portion 191 serves as the joint surface. By providing the convex portion 191 on the ink storage unit 160 in this manner, a gap 182 is formed between the pressure suppression member 180 and the ink storage unit 160. The liquid sealant 185 flows into the gap 182 between the pressure suppression member 180 and the ink storage unit 160, but the area in which it flows is from the outer edge of the pressure suppression member 180 to the convex portion 191, and it does not flow from the convex portion 191 to the inside. Therefore, according to this embodiment, the amount of liquid sealant 185 flowing into the gap can be controlled. In this way, the liquid sealing material 185 seals the gap 182 between the pressure suppression member 180 and the ink storage section 160, so that the inside of the pressure suppression member 180 and the ink storage section 160 are sealed.

(第3の実施形態)
以下、図面を参照して本発明の第3の実施形態を説明する。なお、本実施形態の基本的な構成は第1の実施形態と同様であるため、以下では特徴的な構成について説明する。本実施形態も第2の実施形態と同様に、凸部191を備えている。
Third Embodiment
Hereinafter, the third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Since the basic configuration of this embodiment is the same as that of the first embodiment, the following will describe the characteristic configuration. As in the second embodiment, this embodiment also includes a protrusion 191.

図8(a)は、本実施形態におけるプリントヘッド300が備える溝302を示した図であり、図8(b)は、インク貯蔵部301の天面306における溝302を示した図である。プリントヘッド300が備えるインク貯蔵部301は、矢印X方向における両方の側の内壁面303に沿って矢印Z方向に延びる溝302を備えている。溝302は、インク貯蔵部301のシール部材170でシールされる面から内壁面303に沿って矢印Z方向に延び、天面裏面304に達する。溝302は、更に天面裏面304に沿ってインク貯蔵部301の中心部に向かって延び、更にインク貯蔵部301の中心部に設けられた穴部305の内面に沿って矢印Z方向に延びて、インク貯蔵部301の天面306に達する。天面306に達した溝302は、更に天面306に沿ってインク貯蔵部301の中心から外側に向かって凸部191まで延びている。 8(a) is a diagram showing a groove 302 provided in the print head 300 in this embodiment, and FIG. 8(b) is a diagram showing the groove 302 on the top surface 306 of the ink storage section 301. The ink storage section 301 provided in the print head 300 has a groove 302 extending in the direction of the arrow Z along the inner wall surface 303 on both sides in the direction of the arrow X. The groove 302 extends in the direction of the arrow Z along the inner wall surface 303 from the surface of the ink storage section 301 sealed by the seal member 170, and reaches the top surface back surface 304. The groove 302 further extends toward the center of the ink storage section 301 along the top surface back surface 304, and further extends in the direction of the arrow Z along the inner surface of a hole portion 305 provided in the center of the ink storage section 301, and reaches the top surface 306 of the ink storage section 301. The groove 302 reaches the top surface 306 and then extends further along the top surface 306 from the center of the ink storage section 301 outward to the protrusion 191.

このように、インク貯蔵部301に、内壁面303から天面306まで連続した溝302が設けられていることで、毛細管現象によってインク貯蔵部301内のインク210が、溝302に沿って凸部191まで運ばれる。凸部191まで運ばれたインクは、凸部191と圧力抑制部材180との間で生じる毛細管現象によって、凸部191に沿って図8(b)のように環状にインク210が行き渡る。環状となったインク210は、圧力抑制部材180と凸部191と天面306とでなされた隙間で液体架橋となりメニスカスが形成される。このように凸部191に沿って、圧力抑制部材180と天面306との間で形成されたメニスカスによってインク貯蔵部301内部を密閉状態とすることができる。 In this way, the ink storage section 301 is provided with a groove 302 that continues from the inner wall surface 303 to the top surface 306, and the ink 210 in the ink storage section 301 is transported along the groove 302 to the convex portion 191 by capillary action. The ink transported to the convex portion 191 spreads in a ring shape along the convex portion 191 as shown in FIG. 8B by capillary action occurring between the convex portion 191 and the pressure suppression member 180. The ring-shaped ink 210 forms a liquid bridge in the gap between the pressure suppression member 180, the convex portion 191, and the top surface 306, forming a meniscus. In this way, the meniscus formed between the pressure suppression member 180 and the top surface 306 along the convex portion 191 allows the inside of the ink storage section 301 to be sealed.

図9は、記録動作時のインク貯蔵部301を示した図である。溝302の内側にゴミの付着や成形不良等の障害物あった場合、インク210が溝302の途中で止まってしまうことが考えられる。しかし、図9のように、インク貯蔵部301における、プリントヘッド100が移動する主走査方向(所定方向)における両側の内壁に溝302を形成する。このように溝302を形成することで、プリントヘッド100の往復移動による慣性力がインク210に働き、インク210の水面が上下することで、ゴミや成形不良箇所を乗り越えてインク210が溝302に沿って凸部191まで到達することができる。ゴミや成形不良箇所がインク貯蔵部301の上部にある場合、インク貯蔵部301内のインク210の量が少ないと、ゴミや成形不良箇所までインク210が届かないことも考えられるが、その場合は、インク210を補充すればよい。 Figure 9 shows the ink storage section 301 during a printing operation. If there is an obstacle such as dust or molding defects inside the groove 302, the ink 210 may stop halfway through the groove 302. However, as shown in Figure 9, the grooves 302 are formed on the inner walls of the ink storage section 301 on both sides in the main scanning direction (predetermined direction) in which the print head 100 moves. By forming the grooves 302 in this way, the inertial force caused by the reciprocating movement of the print head 100 acts on the ink 210, and the water surface of the ink 210 rises and falls, allowing the ink 210 to reach the convex portion 191 along the grooves 302 by overcoming the dust or molding defects. If the dust or molding defects are located at the top of the ink storage section 301, if the amount of ink 210 in the ink storage section 301 is small, it is possible that the ink 210 will not reach the dust or molding defects. In that case, it is sufficient to refill the ink 210.

以下、インク210が溝302に沿って、毛細管現象によって這い上がる量について説明する。 The amount of ink 210 that rises up along the groove 302 due to capillary action is explained below.

毛管力で液体が垂直な管内を這い上がる高さhは、 The height h that a liquid rises up a vertical tube due to capillary force is:

Figure 0007682680000001
Figure 0007682680000001

と表せる。ここで、
T:液体の表面張力
ρ:液体の密度
r:菅の内径(半径)
θ:接触角
であり、実施形態においては、
T:0.030または0.036 [N/m](以降、這い上がりにくい方のT=0.030 [N/m]で計算する)
ρ:1000 [kg/m3]
r:r [m]
θ:30 [deg]
とする。
Here,
T: Surface tension of the liquid ρ: Density of the liquid r: Inner diameter (radius) of the tube
θ: Contact angle, in the embodiment,
T: 0.030 or 0.036 [N/m] (hereafter, calculate using T = 0.030 [N/m], whichever is more difficult to climb)
ρ: 1000 [kg/ m3 ]
r: r [m]
θ: 30 [deg]
Let us assume that.

これらの値を式(1)に代入すると、 Substituting these values into equation (1),

Figure 0007682680000002
Figure 0007682680000002

ここで、1辺の長さがd [m]の溝の相当半径はre [m]は、 Here, the equivalent radius of a groove with a side length of d [m] is re [m],

Figure 0007682680000003
Figure 0007682680000003

であり、実施形態におけるインク貯蔵部301の底面から天面306までの高さは19[mm]であるので、これらの値を式(2)に代入して、 In this embodiment, the height from the bottom surface of the ink storage unit 301 to the top surface 306 is 19 mm, so by substituting these values into formula (2),

Figure 0007682680000004
Figure 0007682680000004

Figure 0007682680000005
Figure 0007682680000005

となる。したがって0.4 [mm]四方以下の太さ、深さの溝であればインク貯蔵部301の底面から天面306までインク210を運ぶことができる。 Therefore, if the groove has a width and depth of 0.4 mm or less on each side, it can transport ink 210 from the bottom surface of ink storage section 301 to top surface 306.

また、ユーザーがプリントヘッド100にインクを充填すると、インク210は、インク貯蔵部301の半分程度の高さまで充填される。そのため、溝302の矢印Z方向(図8参照)における下端は、インク貯蔵部301の底面から天面306までの高さの半分よりも下側に設けられていればよい。よって、使用上は、式(2)において、 When the user fills the print head 100 with ink, the ink 210 fills the ink storage section 301 to about half its height. Therefore, the lower end of the groove 302 in the direction of the arrow Z (see FIG. 8) needs to be located below half the height from the bottom surface of the ink storage section 301 to the top surface 306. Therefore, in use, in formula (2),

Figure 0007682680000006
Figure 0007682680000006

程度でよく、これについて計算を行うと、 About this amount is sufficient, and when we calculate this,

Figure 0007682680000007
Figure 0007682680000007

となり、使用上においては、0.8[mm]四方以下(溝の幅0.8mm以下)の大きさの溝であればよいことがわかる。 This shows that for practical purposes, a groove that is 0.8 mm square or less (groove width 0.8 mm or less) is sufficient.

図10、図11は、本実施形態の変形例を示した図である。図10(a)は、インク貯蔵部底部から天面306まで連続する2本のリブ307を設けた例である。図10(a)のように連続した2本のリブ307を形成し、2本のリブ307の間を溝としてインク210の毛細管現象を利用する構成でもよい。図10(b)は、天面306には溝302を設け、それ以外の部分には連続する2本のリブ307を設けた例である。また、図10(c)は、天面306の途中まで2本のリブ307を備え、途中から溝302が設けられている。このように天面306の途中で2本のリブ307から溝302に切り替わる構成でもよい。 Figures 10 and 11 are diagrams showing modified examples of this embodiment. Figure 10(a) is an example in which two continuous ribs 307 are provided from the bottom of the ink storage section to the top surface 306. As shown in Figure 10(a), two continuous ribs 307 may be formed, and a groove may be formed between the two ribs 307 to utilize the capillary phenomenon of the ink 210. Figure 10(b) is an example in which a groove 302 is provided on the top surface 306, and two continuous ribs 307 are provided in other parts. Also, Figure 10(c) shows two ribs 307 provided halfway up the top surface 306, and a groove 302 is provided halfway up. In this way, a configuration in which the two ribs 307 are switched to a groove 302 halfway up the top surface 306 may be used.

更に、図11のように、インク貯蔵部301の内壁の矢印X方向における少なくとも一方に溝302を設ける構成でもよい。インク貯蔵部301の内壁の矢印X方向以外にも溝が設けられていてもよい。更に、図11に示す構成は、適宜図10に示す構成と組み合わせてもよい。 Furthermore, as shown in FIG. 11, a groove 302 may be provided on at least one side of the inner wall of the ink storage section 301 in the direction of the arrow X. Grooves may also be provided on the inner wall of the ink storage section 301 in a direction other than the direction of the arrow X. Furthermore, the configuration shown in FIG. 11 may be appropriately combined with the configuration shown in FIG. 10.

1 液体吐出装置
2 キャリッジ
100 プリントヘッド
150 ヘッド部
160 インク貯留部
180 圧力抑制部材
182 隙間
185 液体シール材
210 インク
302 溝
306 天面
307 リブ
REFERENCE SIGNS LIST 1 Liquid ejection device 2 Carriage 100 Print head 150 Head section 160 Ink storage section 180 Pressure suppression member 182 Gap 185 Liquid seal material 210 Ink 302 Groove 306 Top surface 307 Rib

Claims (15)

液体を貯蔵可能な貯蔵部と、
前記貯蔵部と接合され前記貯蔵部の内部圧力変化を抑制する圧力抑制部材と、を有し、前記貯蔵部に貯蔵された液体を吐出するプリントヘッドを備えた液体吐出装置であって、
前記貯蔵部は、前記貯蔵部の内壁面から天面裏面、天面に設けられた穴の内面、前記天面に連続して設けられた溝と、を備え、
前記貯蔵部と前記圧力抑制部材との間には、これらの間をシールするための液体シール材が存在しており、
前記液体シール材は、前記貯蔵部に貯蔵された液体であることを特徴とする液体吐出装置。
A storage unit capable of storing a liquid;
a pressure suppression member joined to the storage portion and suppressing a change in an internal pressure of the storage portion, the pressure suppression member being connected to the storage portion and configured to suppress a change in an internal pressure of the storage portion,
The storage section includes an inner wall surface of the storage section , a back surface of the top surface, an inner surface of a hole provided in the top surface, and a groove provided continuously on the top surface,
a liquid sealant is present between the storage portion and the pressure suppression member to seal the space therebetween;
The liquid discharge device according to claim 1, wherein the liquid sealing material is a liquid stored in the storage section.
前記液体シール材は、6~15μmの隙間をシール可能である請求項1に記載の液体吐出装置。 The liquid ejection device according to claim 1, wherein the liquid sealing material is capable of sealing gaps of 6 to 15 μm. 前記圧力抑制部材は、押さえ部材によって前記貯蔵部に対して押さえられている請求項1または2に記載の液体吐出装置。 The liquid ejection device according to claim 1 or 2, wherein the pressure suppression member is pressed against the storage section by a pressing member. 前記圧力抑制部材は、弾性体から成る請求項1ないし3のいずれか1項に記載の液体吐出装置。 The liquid ejection device according to any one of claims 1 to 3, wherein the pressure suppression member is made of an elastic material. 前記貯蔵部と接合された前記圧力抑制部材は、前記貯蔵部の内部と連通する空間を備えている請求項4に記載の液体吐出装置。 The liquid ejection device according to claim 4, wherein the pressure suppression member joined to the storage portion has a space communicating with the inside of the storage portion. 前記貯蔵部は、前記圧力抑制部材に向かって突出する凸部を備えており、前記凸部と前記圧力抑制部材とが接合されている請求項1ないし5のいずれか1項に記載の液体吐出装置。 The liquid ejection device according to any one of claims 1 to 5, wherein the storage section has a protrusion that protrudes toward the pressure suppression member, and the protrusion and the pressure suppression member are joined. 前記溝は、前記貯蔵部の内壁面から天面裏面、天面に設けられた穴の内面、前記天面に連続して設けられた2本のリブによって形成されていることを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。 The liquid ejection device according to claim 1, characterized in that the groove is formed from the inner wall surface of the storage section to the back surface of the top surface, the inner surface of a hole in the top surface, and two ribs that are continuously provided on the top surface. 前記貯蔵部は、前記プリントヘッドと共に、所定方向に往復移動し、
前記溝は、前記貯蔵部の前記所定方向における少なくとも一方の内壁に設けられていることを特徴とする請求項7に記載の液体吐出装置。
The storage unit reciprocates in a predetermined direction together with the print head,
The liquid ejection device according to claim 7 , wherein the groove is provided on at least one inner wall of the storage portion in the predetermined direction.
前記溝は、前記貯蔵部の前記所定方向における両方の内壁に設けられていることを特徴とする請求項8に記載の液体吐出装置。 The liquid ejection device according to claim 8, characterized in that the groove is provided on both inner walls of the storage section in the specified direction. 前記溝の幅は、0.8mm以下であることを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1項に記載の液体吐出装置。 The liquid ejection device according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the width of the groove is 0.8 mm or less. 前記溝は、インク貯蔵部の底面から天面までの高さの半分よりも下側から設けられていることを特徴とする請求項1ないし10のいずれか1項に記載の液体吐出装置。 The liquid ejection device according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the groove is provided below half the height from the bottom surface to the top surface of the ink storage section. 液体を貯蔵可能な貯蔵部と、
前記貯蔵部と接合され前記貯蔵部の内部圧力変化を抑制する圧力抑制部材と、を備え、前記貯蔵部に貯蔵された液体を吐出するプリントヘッドであって、
前記貯蔵部は、前記貯蔵部の内壁面から天面裏面、天面に設けられた穴の内面、前記天面に連続して設けられた溝と、を備え、
前記貯蔵部と前記圧力抑制部材との間には、これらの間をシールするための液体シール材が存在しており、
前記液体シール材は、前記貯蔵部に貯蔵された液体であることを特徴とするプリントヘッド。
A storage unit capable of storing a liquid;
a pressure suppression member joined to the storage portion and suppressing an internal pressure change of the storage portion,
The storage section includes an inner wall surface of the storage section, a back surface of the top surface, an inner surface of a hole provided in the top surface, and a groove provided continuously on the top surface,
a liquid sealant is present between the storage portion and the pressure suppression member to seal the space therebetween;
The print head according to claim 1, wherein the liquid sealing material is a liquid stored in the storage portion.
前記貯蔵部は、前記圧力抑制部材に向かって突出する凸部を備えており、前記凸部と前記圧力抑制部材とが接合されている請求項12に記載のプリントヘッド The print head according to claim 12 , wherein the storage portion has a protrusion protruding toward the pressure suppression member, the protrusion being joined to the pressure suppression member. 前記貯蔵部と前記圧力抑制部材のシール面との間に凸部を備えており、
前記液体シール材は、前記凸部の内側の前記貯蔵部の天面と、前記圧力抑制部材のシール面との間に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。
a protrusion is provided between the storage portion and a sealing surface of the pressure suppression member,
2. The liquid ejection device according to claim 1, wherein the liquid sealant is provided between a top surface of the storage section inside the protrusion and a sealing surface of the pressure suppression member.
前記貯蔵部と前記圧力抑制部材のシール面との間に凸部を備えており、
前記液体シール材は、前記凸部の内側の前記貯蔵部の天面と、前記圧力抑制部材のシール面との間に設けられていることを特徴とする請求項12に記載のプリントヘッド。
a protrusion is provided between the storage portion and a sealing surface of the pressure suppression member,
13. The print head according to claim 12, wherein the liquid sealant is provided between a top surface of the storage portion inside the protrusion and a sealing surface of the pressure suppression member.
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