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JP4341271B2 - Liquid jet head - Google Patents

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JP4341271B2
JP4341271B2 JP2003088804A JP2003088804A JP4341271B2 JP 4341271 B2 JP4341271 B2 JP 4341271B2 JP 2003088804 A JP2003088804 A JP 2003088804A JP 2003088804 A JP2003088804 A JP 2003088804A JP 4341271 B2 JP4341271 B2 JP 4341271B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体容器等の液体貯留手段から液体供給針をへて液体噴射部に液体を供給して、液体を噴射する液体噴射ヘッドの製造方法および同製造方法で製造された液体噴射ヘッドならびに製造用金型に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
液体をノズル開口から噴射させる液体噴射ヘッドは、種々な液体を対象にしたものが知られているが、そのなかでも代表的なものとして、インクジェット式記録装置に装着されるインク噴射部をあげることができる。そこで、従来の技術を上記インクジェット式記録装置を例にとって説明する。
【0003】
従来の記録装置では、インクカートリッジのインクが、流路形成部材に取付けられた中空のインク供給針をへてインク噴射部へ供給されるようになっている。図11は、従来のインク噴射ヘッドに採用されているインク供給針の平面図,底面図および断面図である。中空状のインク供給針80は、直管部81とその先端に設けた円錐形の部分全体からなる尖部82と上記直管部81の内径が徐々に大きくなっている拡径部83から構成され、尖部82にあけた複数のインク通孔84が直管部81の多段型とされた内端面85A,85Bに開口している。
【0004】
上記内端面85Aは、凹部の天井面のような面であり、直管部81と同心とされた平坦な円形の面である。また、内端面85Bは内端面85Aの外側で同面85Aと同心状とされた環状の平面であり、内端面85Aとは段差がつけられている。このように多段構造にするのは、直管部81の軸心に近い部分においてはインク通孔84が長くなり流路抵抗が高くなるので、上記のように内端面85Aを形成して軸心側のインク通孔84の長さをできるだけ短くしているのである。また、上記拡径部83の開口端にフィルタ86が配置されている。
【0005】
なお、直管部81の真直ぐな円筒内面と、拡径部83の徐々に拡径して行く略テーパ状の内面との境界部は、符号87で示されている。また、インク供給針80は、ポリプロピレンやポリエチレン等の合成樹脂によりインジェクション成型で製作されている。
【0006】
【特許文献1】
特開平9−314862号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記のインク通孔84は断面円形の真直ぐな細長い流路であり、インク供給針80内にインクを保持するために、このような流路構成としている。しかしながら、流路内のインクの流動抵抗を少なくして円滑なインク供給を行なうためには、インク通孔84のような通路形状は望ましくない。一方、この種のインク供給針80は、一般に合成樹脂によるインジェクション成型で製作するのであるが、インク通孔84のような細長い流路を成型するための金型は、非常に微細な構造となる。つまり、インク通孔84は、中子の機能を果たす細長いピンを金型キャビティ内に配置して成型される。
【0008】
したがって、インク通孔84における流動抵抗が大きいことや、金型が微細な構造であるために、金型の強度ならびに耐久性等を向上させにくいという問題がある。さらに、溶融樹脂の成型圧力を高めて成型品質を向上させる点でも金型構造の改善が望まれる。
【0009】
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、液体供給針の流路抵抗を低減させるとともに成型金型の強度や耐久性等を向上させる、液体噴射ヘッドの製造方法,同製造方法により製造された液体噴射ヘッドならびに製造金型を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の液体噴射ヘッドの製造方法は、液体貯留手段から供給された液体を噴射する液体噴射部が取付けられた流路形成部材と、上記流路形成部材に取付けられ上記液体貯留手段から液体の供給を受けるとともにその先端の尖部に液体通孔を設けた断面円形で中空状の液体供給針とを含んで構成された液体噴射ヘッドの製造方法であって、上記液体供給針を成型する型は所定の位置関係で合致する雌型と雄型から構成され、上記雄型の上記尖部を成型する部位に、尖部側が小径で同心状に段が配置された多段構造部が設けられ、上記雌型の上記尖部を成型する部位に、上記液体通孔を成型する通孔成型部材が設けられ、上記通孔成型部材は、雌型の内面から略軸心に向って突出した状態で複数配置され、上記通孔成型部材に形成した接触面を雄型の上記多段構造部の各段に接触させた状態で上記型内に成型材料を注入することを要旨とする。
【0011】
すなわち、上記液体供給針を成型する型は所定の位置関係で合致する雌型と雄型から構成され、上記雄型の上記尖部を成型する部位に、尖部側が小径で同心状に段が配置された多段構造部が設けられ、上記雌型の上記尖部を成型する部位に、上記液体通孔を成型する通孔成型部材が設けられ、上記通孔成型部材は、雌型の内面から略軸心に向って突出した状態で複数配置され、上記通孔成型部材に形成した接触面を雄型の上記多段構造部の各段に接触させた状態で上記型内に成型材料を注入する製造方法である。
【0012】
このため、溶融状態の成型材料は、上記接触面の面衝合部分には流入しないので、この接触面の箇所において、液体通孔が形成される。そして、このような接触は、雄型の多段構造部と雌型の通孔成型部材との間で、同心状の複数箇所で行なわれるので、成型された液体通孔は尖部において同心状に配列され、所要の流路面積が所定の通孔位置において確保される。また、前述の中子ピンのような微細な構造を採用することなく、雌型の一部と雄型の一部との剛性の高い箇所同士が直接接触する形式であるから、金型の耐久性の向上と簡素化が図れる。このような剛性向上により、溶融樹脂等の成型材料を高圧で注入することができるので、尖部の細部構造の隅々まで成型材料が流入し、いわゆる湯まわり不足によるショート部分が発生しない。あわせて、成型材料の流速が向上するので、成型材料の温度低下が可及的に少なくなり、ウエルドラインにおける融着状態が良好なものとなる。さらに、このようにして形成された液体通孔は、通路長さのない形態であるから、流路長さにともなう液体の流路抵抗を液体供給針の尖部において最小化することができる。
【0013】
また、上記液体供給針を超音波接合によって流路形成部材に接合する場合には、超音波振動が液体供給針の各部に伝達されるのであるが、尖部における細部構造の剛性向上により、尖部の微細構造部に過大な応力が作用しない。さらに、そこに存在しているウエルドラインも融着性が良好なので、同ラインの箇所における「ずれ運動」による溶融現象が回避できる。
【0014】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法において、上記通孔成型部材が、板状部材である場合には、上記雌型の内面から突出させた部材として、高い剛性のもとで雌型と一体化できるので、型の耐久性を高めることができる。また、板状部材であるから、成型材料の流動のガイド板としての機能が果たされ、尖部の先端部に向って整然とした材料流れが形成できる。
【0015】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法において、上記板状部材が雄型の一部に接触する接触面が、板状部材の厚さ方向の面に形成した面部分である場合には、上記接触面の形成が簡素化された構造で確保できる。また、上記面部分は、板状部材の上記軸心側の端面形状を選定することにより、簡単に選定することができるので、雄型の多段構造部に対する正確な面衝合が確保でき、液体通孔が正常に成型できる。
【0016】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法において、上記接触面が、1つの板状部材に一定間隔で複数配置された複接触面または1つの板状部材に1つ配置された単接触面である場合には、板状部材毎に複数の液体通孔を成型したり1つの液体通孔を成型したりすることが自由に行なえて、尖部における液体通孔の個数ないしは流路面積を最適な値にすることができる。
【0017】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法において、上記複接触面を有する板状部材と上記単接触面を有する板状部材とが円周方向に交互に配置されている場合には、複接触面による同心上の液体通孔の列と、単接触面による同心上の液体通孔の列とを複合させることができるので、上記各液体通孔を通過した液体が、液体供給針内を偏ることなく良好な分布で流下する。
【0018】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法において、上記板状部材の上記軸心側の内側端面は階段型形状部とされ、上記階段型形状部の突出した角部の近傍に上記接触面が形成され、上記接触面が雄型の上記多段構造部の角部近傍に接触する場合には、上記板状部材の角部と上記多段構造部の角部近傍の剛性の高い箇所同士が接触するので、密着性の良好な面接触が確保され、精密な形状や寸法の液体通孔がえられる。例えば、液体通孔の周縁部分に「ばり」が発生するようなことも防止できる。
【0019】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法において、上記雄型の多段構造部の一部と板状部材の接触面との接触箇所以外の部分は成型材料が流入する空間部とされている場合には、上記空間部が配置されていることにより、成型材料が環状に連なった状態となる。そして、この環状に連なった部分と、尖部の母線方向に存在する骨格部材とが一体化された尖部骨格を形成するので、尖部の強度を高くすることができる。
【0020】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法において、上記接触面が、上記軸心の方向に対して略直交する向きに配置されているとともに、上記軸心の方向に対して略直交する向きに配置された雄型の多段構造部の端面に密着した状態で接触している場合には、液体通孔の開口が上記軸心に略直交する仮想平面上において同心上に配列されることになる。これによって、流動抵抗の少ない液体通孔が所定の配置形態のもとに確保される。
【0021】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法において、上記接触面が、上記軸心の方向に略沿った向きに配置されているとともに、上記軸心の方向に略沿った向きに配置された雄型の多段構造部の外側面に密着した状態で接触している場合には、液体通孔の開口が上記軸心と略同心の仮想円筒面上において同心上に配列されることになる。これによって、流動抵抗の少ない液体通孔が所定の配置形態のもとに確保される。
【0022】
本発明の液体噴射ヘッドの製造方法において、上記接触面と上記外側面が、尖部側が軸心に近づいた傾斜面とされている場合には、雄型を雌型内に組み込む際に、上記接触面と上記外側面とが干渉することなく接近して行き、両型の組合わせが完了した位置において、接触面と外側面との密着が確保される。
【0023】
上記目的を達成するため、本発明の液体噴射ヘッドは、液体貯留手段から供給された液体を噴射する液体噴射部が取付けられた流路形成部材と、上記流路形成部材に取付けられ上記液体貯留手段から液体の供給を受けるとともにその先端の尖部に液体通孔を設けた断面円形で中空状の液体供給針とを含んで構成された液体噴射ヘッドであって、上記尖部の円錐形外周面に円周方向に配列された複数の溝部を形成し、上記各溝部の底部を、液体供給針の軸心に略沿った向きに配置された縦面と上記軸心に略直交する向きに配置された横面との組により構成し、上記横面の一部に液体通孔が設けられていることを要旨とする。
【0024】
すなわち、上記尖部の円錐形外周面に円周方向に配列された複数の溝部を形成し、上記各溝部の底部を、液体供給針の軸心に略沿った向きに配置された縦面と上記軸心に略直交する向きに配置された横面との組により構成し、上記横面の一部に液体通孔が設けられている。
【0025】
したがって、上記液体通孔の開口が上記軸心に略直交する仮想平面上に円周方向に配列されることになる。これによって、流動抵抗の少ない液体通孔が所定の配置形態のもとに確保される。さらに、液体通孔が単一の仮想平面上に円周方向に配列されている場合には、尖部における液体通孔の開口分布を液体供給針内の液体流にとって最適化することができる。例えば、液体供給針内で偏った流れになるのを防止することができる。また、上記の組単位で尖部の母線方向に複数組を配置したり単数組を配置したり、あるいはこれらの組を複合させて配置することにより、液体通孔の開口位置や個数を自由に選定することができる。
【0026】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記組が複数配置された溝部と上記組が1つ配置された溝部とが円周方向に交互に配列されている場合には、複数の液体通孔を尖部の母線方向に配列し、その隣の母線上に1つの液体通孔を開口させることにより、尖部における液体通孔の開口分布が良好なものとなる。また、組が複数配置された溝部の液体通孔のうち尖部の大径側に位置する液体通孔と、組が1つ配置された溝部の液体通孔とを同一円周上に配列することにより、尖部の大径部側の液体通孔の個数を多くし、尖部の小径側の液体通孔の個数を少なくして、液体供給針内の液体流の分布を均一化することができる。
【0027】
上記目的を達成するため、本発明の液体噴射ヘッドは、液体貯留手段から供給された液体を噴射する液体噴射部が取付けられた流路形成部材と、上記流路形成部材に取付けられ上記液体貯留手段から液体の供給を受けるとともにその先端の尖部に液体通孔を設けた断面円形で中空状の液体供給針とを含んで構成された液体噴射ヘッドであって、上記尖部の円錐形外周面に円周方向に配列された複数の溝部を形成し、上記各溝部の底部を、液体供給針の軸心に略沿った向きに配置された縦面と上記軸心に略直交する向きに配置された横面との組により構成し、上記縦面の一部に液体通孔が設けられていることを要旨とする。
【0028】
すなわち、上記尖部の円錐形外周面に円周方向に配列された複数の溝部を形成し、上記各溝部の底部を、液体供給針の軸心に略沿った向きに配置された縦面と上記軸心に略直交する向きに配置された横面との組により構成し、上記縦面の一部に液体通孔が設けられている。
【0029】
したがって、上記液体通孔の開口が上記軸心と略同心の仮想円筒面上において同心状に配列されることになる。これによって、流動抵抗の少ない液体通孔が所定の配置形態のもとに確保される。さらに、液体通孔が単一の仮想円筒面上に円周方向に配列されている場合には、尖部における液体通孔の開口分布を液体供給針内の液体流にとって最適化することができる。例えば、液体供給針内で偏った流れになるのを防止することができる。また、上記の組単位で尖部の母線方向に複数組を配置したり単数組を配置したり、あるいはこれらの組を複合させて配置することにより、液体通孔の開口位置や個数を自由に選定することができる。
【0030】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記組が複数配置された溝部と上記組が1つ配置された溝部とが円周方向に交互に配列されている場合には、複数の液体通孔を尖部の母線方向に配列し、その隣の母線上に1つの液体通孔を開口させることにより、尖部における液体通孔の開口分布が良好なものとなる。また、組が複数配置された溝部の液体通孔のうち尖部の大径側に位置する液体通孔と、組が1つ配置された溝部の液体通孔とを同一円周上に配列することにより、尖部の大径部側の液体通孔の個数を多くし、尖部の小径側の液体通孔の個数を少なくして、液体供給針内の液体流の分布を均一化することができる。
【0031】
上記目的を達成するため、本発明の液体噴射ヘッドの製造用金型は、液体貯留手段から供給された液体を噴射する液体噴射部が取付けられた流路形成部材と、上記流路形成部材に取付けられ上記液体貯留手段から液体の供給を受けるとともにその先端の尖部に液体通孔を設けた断面円形で中空状の液体供給針とを含んで構成された液体噴射ヘッドの製造用金型であって、上記液体供給針を成型する型は所定の位置関係で合致する雌型と雄型から構成され、上記雄型の上記尖部を成型する部位に、尖部側が小径で同心状に段が配置された多段構造部が設けられ、上記雌型の上記尖部を成型する部位に、上記液体通孔を成型する通孔成型部材が設けられ、上記通孔成型部材は、雌型の内面から略軸心に向って突出した状態で複数配置され、上記通孔成型部材には、上記多段構造部の各段に接触する接触面が形成されていることを要旨とする。
【0032】
すなわち、上記液体供給針を成型する型は所定の位置関係で合致する雌型と雄型から構成され、上記雄型の上記尖部を成型する部位に、尖部側が小径で同心状に段が配置された多段構造部が設けられ、上記雌型の上記尖部を成型する部位に、上記液体通孔を成型する通孔成型部材が設けられ、上記通孔成型部材は、雌型の内面から略軸心に向って突出した状態で複数配置され、上記通孔成型部材には、上記多段構造部の各段に接触する接触面が形成されている。
【0033】
したがって、溶融状態の成型材料は、上記接触面の面衝合部分には流入しないので、この接触面の箇所において、液体通孔が形成される。そして、このような接触は、雄型の多段構造部と雌型の通孔成型部材との間で、同心状の複数箇所で行なわれるので、成型された液体通孔は尖部において同心状に配列され、所要の流路面積が所定の通孔位置において確保される。また、前述の中子ピンのような微細構造を採用することなく、雌型の一部と雄型の一部との剛性の高い箇所同士が直接接触する形式であるから、金型の耐久性の向上と簡素化が図れる。このような剛性向上により、溶融樹脂等の成型材料を高圧で注入することができるので、尖部の細部構造の隅々まで成型材料が流入し、いわゆる湯まわり不足によるショート部分が発生しない。あわせて、成型材料の流速が向上するので、成型材料の温度低下が可及的に少なくなり、ウエルドラインにおける融着状態が良好なものとなる。さらに、このようにして形成された液体通孔は、通路長さのない形態であるから、流路長さにともなう液体の流路抵抗が液体供給針の尖部において最小化することができる。
【0034】
また、上記液体供給針を超音波接合によって流路形成部材に接合する場合には、超音波振動が液体供給針の各部に伝達されるのであるが、尖部における細部構造の剛性向上により、尖部の微細構造部に過大な応力が作用しない。さらに、そこに存在しているウエルドラインも融着性が良好なので、同ラインの箇所における「ずれ運動」による溶融現象が回避できる。
【0035】
本発明の液体噴射ヘッドの製造用金型において、上記通孔成型部材が、板状部材であり、その厚さ方向に形成した面部分に雄型の多段構造部に接触する接触面が形成されている場合には、上記通孔成型部材が、上記雌型の内面から突出させた部材として、高い剛性のもとで雌型と一体化できるので、型の耐久性を高めることができる。また、板状部材であるから、成型材料の流動のガイド板としての機能が果たされ、尖部の先端部に向って整然とした材料流れが形成できる。板状部材の厚さ方向に形成した面部分に上記接触面を簡素化された構造で確保できる。また、上記面部分は、板状部材の上記軸心側の端面形状を選定することにより、簡単に選定することができるので、雄型の多段構造部に対する正確な面衝合が確保でき、液体通孔が正常に成型できる。
【0036】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳しく説明する。
【0037】
本発明において対象とされている液体噴射ヘッドは、上述のように種々な液体を対象にして機能させることができ、図示の実施の形態においてはその代表的な事例として、インクジェット式記録装置に採用される記録ヘッドを実施の形態の対象にしている。
【0038】
図1から図4は、本発明が適用されるインクジェット式記録装置の周辺構造の一例を示す図である。この装置は、インクカートリッジ2が搭載されるとともにインク噴射部1が取付けられたキャリッジ3を備えている。
【0039】
上記キャリッジ3は、タイミングベルト4を介してステッピングモータ5に接続され、ガイドバー6に案内されて記録紙7の紙幅方向(主走査方向)に往復移動するようになっている。上記キャリッジ3は、上部に開放する箱型を呈し、記録紙7と対向する面(この例では下面)に、インク噴射部1のノズル面が露呈するよう取付けられるとともに、インクカートリッジ2が収容されるようになっている。
【0040】
そして、上記インク噴射部1にインクカートリッジ2からインクが供給され、キャリッジ3を移動させながら記録紙7上面にインク滴を吐出させて記録紙7に画像や文字をドットマトリックスにより印刷するようになっている。図1において、8は印刷休止中にインク噴射部1のノズル開口を封止することによりノズルの乾燥をできるだけ防ぐキャップ、9はインク噴射部1のノズル面をワイピングするワイパー部材である。また、キャリッジ3には、図1に示すように、ガイドバー6が挿通されている。
【0041】
図2は、上記インク噴射部1に用いるヘッド本体10の基本構造の一例を示す。このヘッド本体10は、ノズル開口11と圧力発生室12が形成された流路ユニット13と、圧電振動子14が収容されたヘッドケース15とが接合されて構成されている。
【0042】
上記流路ユニット13は、ノズル開口11が穿設されたノズル形成面を有するノズルプレート16と、圧力発生室12と共通のインク室17ならびにこれらを連通させるインク供給路18とに対応する空間が形成された流路形成板19と、上記圧力発生室12の開口を塞ぐ振動板20とが積層されて形成されている。
【0043】
上記圧電振動子14は、駆動信号の入力により、充電状態で長手方向に収縮し、充電状態から放電する過程で長手方向に伸長する、いわゆる縦振動モードの振動子である。上記圧電振動子14は、その先端が圧力発生室12の一部を形成する振動板20の島部20Aに固着された状態で他端が基台21に固定されている。
【0044】
また、上記ヘッドケース15には、そのインク室17に対応する部分に、インク室17にインクカートリッジ2のインクを導入するヘッド流路24が形成されている。上記ヘッド流路24の開口縁には、環状突起23が形成されている。
【0045】
上記ヘッド本体10では、上記圧電振動子14の収縮・伸長を受けて圧力発生室12が膨張・収縮し、圧力発生室12の圧力変動によりインクの吸引とインク滴の吐出とが行なわれるようになっている。図2において、22は圧電振動子14に駆動信号を入力するフレキシブル回路板である。
【0046】
上記ヘッド本体10では、図2において紙面に垂直な方向に圧電振動子14,圧力発生室12,ノズル開口11が列設されており、ノズルプレート16には、2列のノズル列が形成されている。
【0047】
図3および図4は、上記ヘッド本体10が用いられたインク噴射ヘッドHを示す図である。上記インク噴射部1は、ヘッド本体10と、上記ヘッド本体10が取付けられるヘッドホルダ32とを備えている。本発明においては、このヘッドホルダ32が「流路形成部材」に相当している部材であり、図1に示したキャリッジ3に別部品として組み付けられたり、あるいはキャリッジ3の一部に形成されたりしている。本発明においては、この「流路形成部材」は上記の前者・後者双方に該当している。以下、この「流路形成部材」をヘッドホルダと呼称し、各実施の形態は別部品として組み付けられている場合である。
【0048】
図において、28はヘッド本体10を覆うカバー部材、40はヘッド本体10をヘッドホルダ32に取付けるねじ、41はカバー部材28に形成されたねじ挿通穴である。また、38はヘッドケース15のヘッドホルダ32と対面する面に突設された2つの挿通管であり、上記挿通管38にねじ40が挿通されるようになっている。
【0049】
上記ヘッドホルダ32は、インクカートリッジ2に差し込まれてインクの供給を受ける複数(この例では4つ)のインク供給針27が立設されている。上記各インク供給針27は、中空状で先端部にインク孔34が穿設されている。上記各インク供給針27の根元部には、インクカートリッジ2から供給されたインクをろ過するフィルタ31が設けられてる。
【0050】
そして、上記ヘッドホルダ32には、各インク供給針27にそれぞれ連通するとともに、ヘッド本体10のヘッド流路24にそれぞれ連通してインクカートリッジ2のインクをヘッド本体10に導入するホルダ流路30が形成されている。
【0051】
上記ヘッドホルダ32とヘッド本体10との間には、フレキシブル回路板22を介してヘッド本体10の圧電振動子14に駆動信号を送るヘッド基板36が挟まれるよう設けられている。上記ヘッド基板36には、フレキシブル回路板22を挿通させる回路板挿通穴35が形成されている。
【0052】
また、上記ヘッド基板36には、ホルダ流路30の下部開口およびヘッド流路24の上部開口に対応する部分に、上下に貫通する貫通穴37が穿設され、上記貫通穴37にヘッドケース15の環状突起23が挿通されてヘッド基板36の上面に環状突起23の開口が露呈するようになっている。
【0053】
さらに、上記ヘッド基板36には、ヘッド本体10の一方の挿通管38を挿通させる挿通穴47と、他方の挿通管38との干渉を防止する矩形の切欠部43が形成されている。このように、上記切欠部43により一方の挿通管38との干渉を防止するようにしたことにより、この部分のヘッド基板36の加工が容易になり、加工コストを節減することができる。
【0054】
そして、上記ヘッド基板36とヘッドホルダ32との間には、ホルダ流路30とヘッド流路24を連通させる連通口33が形成されたシール部材29が挟持されている。上記シール部材29は、ゴム,軟質樹脂,エラストマー等の弾性材料から形成されている。そして、上記シール部材29は、ヘッドホルダ32,ヘッド基板36およびヘッド本体10を組み付けた状態で、ホルダ流路30の下部開口およびヘッド流路24の上部開口に当接し、連通口33によりホルダ流路30とヘッド流路24を連通させるとともにその接続部をシールするようになっている。
【0055】
上記シール部材29を弾性材から形成したことにより、環状突起23の開口とホルダ流路30の開口との間でシール部材29が押し潰されて密着し、ホルダ流路30とヘッド流路24の接続部が確実にシールされる。また、ヘッド流路24の開口とホルダ流路30の開口に弾性材からなるシール部材29を当接させるだけで流路の接続部を確実にシールでき、組み立て性を損なわない。
【0056】
また、上記ヘッド本体10のヘッドケース15には、シール部材29に穿設された圧入穴46に圧入されて組み付け時やヘッド本体10内の洗浄作業の際にシール部材29の脱落を防止する圧入部材44が突設されている。さらに、上記シール部材29には、ヘッド本体10の挿通管38を挿通させる2つの挿通穴47が形成されている。
【0057】
そして、上記ヘッド本体10のヘッドケース15には、ヘッド基板36の切欠部43に対応する部分に、シール部材29と当接してシール部材29の反りを防止する円柱状の反り防止部材39が突設されている。上記反り防止部材39の上面には、シール部材29に穿設された嵌入穴45に嵌入してシール部材29の不要な回転を防止する円柱状の回転防止部材42が、反り防止部材39と同軸状に突設されている。
【0058】
上述のように、インクカートリッジ2からのインクがインク供給針27に流入し、それからヘッドホルダ32のホルダ流路30を通過する。さらに、インクはシール部材29の連通口33からヘッド流路24へ流入して、流路ユニット13へ供給され、ノズル開口11からインク滴として吐出される。そして、ヘッドケース15,圧電振動子14,流路ユニット13等によりインク噴射部25が構成されている。また、インク供給針27の内側中空部分からホルダ流路30,連通口33を経てインク噴射部25にわたって一連のインク流路26が形成されている。
【0059】
本発明においては、インク供給針27からノズル開口11にいたる構成部材の集合体により、液体噴射ヘッドであるインク噴射ヘッドHが構成されている。したがって、インク噴射ヘッドHを構成する主要な部材は、インク供給針27,ヘッドホルダ32,シール部材29,インク噴射部25等である。
【0060】
本発明は、液体噴射ヘッドの製造方法および同製造方法で製造された液体噴射ヘッドならびに製造用金型であるが、本発明全体を理解しやすくするために、上記インク供給針の構成を最初に説明する。なお、インク供給針全体は符号27で示し、インク供給針の各部の構造のうち図11に記載した構造と同じ部位については同じ符号を付している。
【0061】
すなわち、円形断面とされた中空状のインク供給針27は、直管部81とその先端に設けた円錐形の部分全体からなる尖部82と上記直管部81の内径が徐々に大きくなっている拡径部83から構成されている。図5と図6にインク供給針27の構造が示されているが、図6の斜視図は理解しやすくするために、後述の溝部の幅等を拡大した寸法で図示してある。
【0062】
尖部82の円錐形外周面48に細長い溝部49,50が円錐形外周面48の母線方向に形成されている。上記溝部49は複数のインク通孔49Aが構成される長い溝であり、上記溝部50は1つのインク通孔50Aが構成される短い溝である。ここでは、長い方の溝部49のインク通孔49Aは、2つである。
【0063】
溝部49の底部は、図6に最もよく示されているように、階段状の形状とされている。このような階段状の形状により、インク供給針27の軸心に略沿った向きに配置された縦面49Bと、上記軸心にほぼ直交する向きに配置された横面49Cとが組になっていて、溝部49では上記組が2つ階段状に配列されている。そして、上記の各横面49Cにインク通孔49Aがそれぞれ設けられている。
【0064】
溝部50の底部は、図6に最もよく示されているように、インク供給針27の軸心に略沿った向きに配置された縦面50Bと、上記軸心に略直交する向きに配置された横面50Cとが組になっていて、溝部50では上記組が1つ構成されている。そして、上記の横面50Cにインク通孔50Aが設けられている。
【0065】
上記のインク通孔49Aのうち、円錐形外周面48の大径側に位置しているインク通孔49Aは、上記軸心に略直交する仮想平面上に円周方向に配列されている。また、インク通孔49Aのうち、円錐形外周面48の小径側に位置しているインク通孔49Aは、上記の仮想平面とは異なった上記軸心に略直交する仮想平面上に円周方向に配列されている。したがって、円錐形外周面48の大径側に配列されたインク通孔49Aと、円錐形外周面48の小径側に配列されたインク通孔49Aとは、軸心方向に離隔して同心円上に配列されていることになる。
【0066】
一方、インク通孔50Aは、円錐形外周面48の大径側に位置している上記の仮想平面と同様な仮想平面上に円周方向に配列されている。この実施の形態では、インク通孔50Aと49Aは、同一仮想平面状に配列されている。
【0067】
したがって、上記インク通孔49A,50Aの開口が上記軸心に略直交する仮想平面上において円周方向に配列されることになる。これによって、流動抵抗の少ないインク通孔49A,50Aが所定の配置形態のもとに確保される。さらに、インク通孔49Aと50Aが円錐形外周面48の大径側の仮想平面上に円周方向に配置され、もう1つのインク通孔49Aが円錐形外周面48の小径側の異なる仮想平面上に円周方向に配置されていることにより、尖部82におけるインク通孔49A,50Aの開口分布をインク供給針27内のインク流にとって最適化することができる。例えば、インク供給針27内で偏った流れになるのを防止することができる。また、上記の組単位で尖部82の母線方向に複数組を配置したり単数組を配置したり、あるいはこれらの組を複合させて配置することにより、インク通孔49A,50Aの開口位置や個数を自由に選定することができる。
【0068】
つぎに、上記インク供給針27の製造方法を、主として図7および図8に基づいて説明する。
【0069】
溶融状態の成型材料としては、アルミニウムのような軽合金やポリプロピレン,ポリエチレンのような合成樹脂等が採用できるが、ここでは後者の材料を対象にしている。成型用の型51は、所定の位置関係で合致する雌型52と雄型53から構成されている。上記雄型53の尖部82を成型する部位には、多段構造部54が形成されている。雄型53は断面が円形であり、尖部82側が小径とされた小径部54Aと、上記小径部54Aよりも大きな径部の大径部54Bとにより多段構造部54が構成されている。なお、54C,54Dは、それぞれ後述の接触面が衝合する小径部54Aと大径部54Bの端面である。また、ここでの多段構造部54は2段であるが、これを必要に応じて3段あるいは4段にすることもできる。
【0070】
上記雌型52の尖部82を成型する部位には、通孔成型部材である板状部材55が複数設けられている。上記板状部材55は、図6に示した溝部49,50を成型するためのもので、雌型52の内面からインク供給針27の略軸心に向って突出した状態で配置されている。板状部材55の内側端面すなわち板状部材55の厚さ方向の面に、縦面55Bとこの縦面55Bにほぼ直交する横面55Cが形成されている。上記縦面55Bと横面55Cとは組になっていて、縦面55Bは上記溝部49の縦面49Bを成型し、横面55Cは上記溝部49の横面49Cを成型するために配置されている。したがって、縦面55Bは上記軸心に略平行とされた面であり、横面55Cは上記軸心に略直交する面とされている。このような縦面55Bと横面55Cとの組が複数配置されることにより、階段型形状部56が構成される。
【0071】
また、縦面55Bと横面55Cとの組が1つ配置されることにより、溝部50の縦面50Bと横面50Cを形成する単一の段形状部57が構成される。
【0072】
上記階段型形状部56の突き出た角部56Aの近傍に、接触面55Aが形成されている。図8の場合は、接触面55Aが角部56Aの近傍の横面55Cに形成されている。すなわち、接触面55Aは、横面55Cの軸心側の端部に形成されている。上記接触面55Aは、雌雄両型52,53を組み合わせたときに、雄型53の端面54Cに密着する。また、もう1つの接触面55Aは、雄型53の端面54Dに密着する。したがって、2箇所に配置した接触面55A,55Aは多段構造部54の各段(54C,54D)に同心円上において複数箇所で接触する。一方、上記単一の段形状部57には、単一の接触面55Aが設けられている。
【0073】
上記の構成により、板状部材55の2箇所に接触面55Aを有する場合は、「複接触面を有する板状部材」であり、板状部材55の1箇所に接触面55Aを有する場合は、「単接触面を有する板状部材」である。
【0074】
なお、多段構造部54の段差寸法と階段型形状部56の接触面55Aの位置を適正に設定しておくことにより、インク通孔49Aの母線方向の間隔を正しく求めることができる。
【0075】
雄型53の多段構造部54の一部と板状部材55の接触面55Aとの接触箇所以外の部分は成型材料が流入する空間部55Dとされている。上記空間部55Dが配置されていることにより、成型材料が環状に連なった状態となる。そして、この環状に連なった部分と、尖部82の母線方向に存在する骨格部材48A(図8(D)参照)とが一体化された尖部骨格を形成するので、尖部の強度を高くすることができる。
【0076】
図8(A)や(B)に示した板状部材55,55が配置されていない箇所は、(D)に示すような雌雄の型関係となっている。この部分は図6に示すように、尖部82の頂部から直管部81にいたる母線方向の骨格部材48Aを形成するキャビティ部分となる。
【0077】
図7において、両型52と53の間の空間部58がインク供給針27の製品キャビティである。同図において2点鎖線の引出し線で示した箇所が、インク供給針27の各構造部を示している。製品キャビティ58の下部にポリプロピレンやポリエチレン等の溶融樹脂を注入する注入口59があけられている。
【0078】
つぎに、溶融樹脂の注入による樹脂の流れ状態を説明する。
【0079】
上記注入口59から溶融樹脂が注入されると、溶融樹脂は拡径部83の環状のキャビティ部83A全域にわたって略同じ高さで上昇してゆき、それに引続いて直管部81のキャビティ部81Aに流入して行く。このようにして流動してきた溶融樹脂は、板状部材55に沿って尖部82のキャビティ部82Aに流入して行き、尖部82における各部構造が成型される。
【0080】
尖部82のキャビティ部82Aに流入してきた溶融樹脂は、板状部材55にガイドされながら乱流現象の少ない状態でキャビティ部82Aの隅々まで流入する。このとき、接触面55Aの部分が端面54Cや54Dに密着しているので、この密着箇所に溶融樹脂は流れ込まない。したがって、インク供給針27を型51から取出したときには、インク通孔49A,50Aが円周方向に配列されている。また、溶融樹脂は、上記空間部55Dにも流入して環状に連なった部分が尖部82に円周方向に形成される。
【0081】
上記のような製造工程により、溶融樹脂が、上記接触面55Aの箇所には流入しないので、この接触面55Aの箇所において、インク通孔49A,50Aが形成される。そして、このような接触は、雄型53の多段構造部54と雌型52の板状部材55との間で、同心円上の複数箇所で行なわれるので、成型されたインク通孔49A,50Aは尖部82において同心円上に配列され、所要の流路面積が所定の通孔位置において確保される。また、前述の中子ピンのような微細な構造を採用することなく、雌型52の一部と雄型53の一部との剛性の高い箇所同士が直接接触する形式であるから、金型51の耐久性の向上と簡素化が図れる。このような剛性向上により、溶融樹脂等の成型材料を高圧で注入することができるので、尖部82の細部構造の隅々まで溶融樹脂が流入し、いわゆる湯まわり不足によるショート部分が発生しない。あわせて、溶融樹脂の流速が向上するので、溶融樹脂の温度低下が可及的に少なくなり、ウエルドラインにおける融着状態が良好なものとなる。さらに、このようにして形成されたインク通孔49A,50Aは、通路長さのない形態であるから、流路長さにともなうインクの流路抵抗をインク供給針27の尖部82において最小化することができる。
【0082】
板状部材55を雌型52の内面から突出させた部材として、高い剛性のもとで雌型52と一体化できるので、型の耐久性を高めることができる。また、板状部材55であるから、溶融樹脂の流動のガイド板としての機能が果たされ、尖部82の先端部に向って整然とした材料流れが形成できる。上記接触面55Aが、板状部材55の厚さ方向の面に形成した面部分であるから、接触面55Aの形成が簡素化された構造で確保できる。また、上記面部分は、板状部材55の上記軸心側の端面形状を設定することにより、簡単に選定することができるので、雄型53の多段構造部54に対する正確な面衝合が確保でき、インク通孔49A,50Aが正常に成型できる。
【0083】
板状部材55に接触面55Aの数を自由に設定できるので、1つの板状部材55によって、複数のインク通孔49Aを成型したり1つのインク通孔50Aを成型したりすることが自由に行なえて、尖部82におけるインク通孔49A,50Aの個数ないしは流路面積を最適な値にすることができる。上記複接触面を有する板状部材55と上記単接触面を有する板状部材55とが円周方向に交互に配置されていることから、複接触面による同心円上のインク通孔49Aの列と、単接触面による同心円上のインク通孔50Aの列とを複合させることができるので、上記各インク通孔49A,50Aを通過したインクが、インク供給針27内を偏ることなく良好な分布で流下する。
【0084】
上記板状部材55の角部56Aと上記多段構造部54の角部近傍の剛性の高い箇所同士が接触するので、密着性の良好な面接触が確保され、精密な形状や寸法のインク通孔49A,50Aがえられる。例えば、インク通孔49A,50Aの周縁部分に「ばり」が発生するようなことも防止できる。
【0085】
上記空間部55Dが配置されていることにより、成型材料が環状に連なった状態となる。そして、この環状に連なった部分と、尖部82の母線方向に存在する骨格部材48Aとが一体化された尖部骨格を形成するので、尖部の強度を高くすることができる。
【0086】
上記接触面55Aが、上記軸心の方向に対して略直交する向きに配置されているとともに、上記軸心の方向に対して略直交する向きに配置された雄型53の多段構造部54の端面54C,54Dに密着した状態で接触しているので、インク通孔49A,50Aの開口が上記軸心に略直交する仮想平面上において同心円上に配列されることになる。これによって、流動抵抗の少ない液体通孔が所定の配置形態のもとに確保される。
【0087】
図9および図10は、本発明の液体噴射ヘッドの製造方法の第2の実施の形態を示す。
【0088】
上記尖部82の円錐形外周面48に形成された複数の溝部49,50の底部を、インク供給針27の軸心に略沿った向きに配置された縦面49B,50Bと上記軸心に略直交する向きに配置された横面49C,50Cをそれぞれ組にして構成し、上記縦面49Bおよび50Bの一部に円周方向に配列されたインク通孔49A,50Aが設けられている。
【0089】
したがって、上記インク通孔49A,50Aの開口が上記軸心と略同心の仮想円筒面上において同心状に配列されることになる。これによって、流動抵抗の少ないインク通孔49A,50Aが所定の配置形態のもとに確保される。さらに、インク通孔49A,50Aが単一の仮想円筒面上に円周方向に配列されている場合には、尖部82におけるインク通孔49A,50Aの開口分布をインク供給針27内のインク流にとって最適化することができる。例えば、インク供給針27内で偏った流れになるのを防止することができる。また、上記の組単位で尖部82の母線方向に複数組を配置したり単数組を配置したり、あるいはこれらの組を複合させて配置することにより、インク通孔49A,50Aの開口位置や個数を自由に選定することができる。
【0090】
この実施の形態において製造されたインク供給針27は、インク供給針27の軸心に略沿った向きで配置された縦面49Bに、インク通孔49Aが開口している。図10(A)の構造部分は、溝部49に2つのインク通孔49Aが形成された場合であり、溝部50における1つのインク通孔50Aの成型は上記インク通孔49Aの場合と同様である。
【0091】
インク通孔49Aの向きが上記のようになっているので、図10(B)に示すように、接触面55Aはインク供給針27の軸心に略沿った向きで配置されている。この接触面55Aは、多段構造部54の外側面54E,54Fに接触するようになっている。この接触を確実なものとするために、上記接触面55Aと上記外側面54E,54Fが、尖部82側が軸心に近づいた傾斜面とされている。図中の符号θは上記傾斜面の傾斜角度を示している。そこで、外側面54E,54Fの上部にテーパ面54G,54Hが形成されている。こうすることにより、雄型53を雌型52内に組み込む際に、上記接触面55Aと上記外側面54E,54Fとが干渉することなく接近して行き、両型52,53の組合わせが完了した位置において、接触面55Aと外側面54E,54F(テーパ面54G,54H)との密着が確保される。それ以外は、上記実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
【0092】
したがって、インク通孔49A,50Aの開口が上記軸心と略同心の仮想円筒面上において同心状に配列されることになる。これによって、流動抵抗の少ないインク通孔49A,50Aが所定の配置形態のもとに確保される。それ以外は、上記実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【0093】
本発明における液体噴射ヘッドは、図5および図6に示すように、上記尖部82の円錐形外周面48に形成された複数の溝部49,50の底部を、インク供給針27の軸心に略沿った向きに配置された縦面49B,50Bと上記軸心に略直交する向きに配置された横面49C,50Cを組にして構成し、上記横面49C,50Cの一部に円周方向に配列されたインク通孔49A,50Aが設けられている。
【0094】
したがって、上記インク通孔49A,50Aの開口が上記軸心に略直交する仮想平面上に配列されることになる。これによって、流動抵抗の少ないインク通孔49A,50Aが所定の配置形態のもとに確保される。さらに、インク通孔49A,50Aが単一の仮想平面上に円周方向に配列されている場合には、尖部82におけるインク通孔49A,50Aの開口分布をインク供給針27内のインク流にとって最適化することができる。例えば、インク供給針27内で偏った流れになるのを防止することができる。また、上記の組単位で尖部82の母線方向に複数組を配置したり単数組を配置したり、あるいはこれらの組を複合させて配置することにより、インク通孔49A,50Aの開口位置や個数を自由に選定することができる。
【0095】
そして、上記の複数組の配置と単数組の配置を円周方向に交互に行なうことにより、尖部82におけるインク通孔49A,50Aの開口分布が良好なものとなる。また、組が複数配置された溝部49のインク通孔49Aのうち尖部82の大径側に位置するインク通孔49Aと、組が1つ配置された溝部50のインク通孔50Aとを同一円周上に配列することにより、尖部82の大径部側のインク通孔49A,50Aの個数を多くし、尖部82の小径側のインク通孔49Aの個数を少なくして、インク供給針27内のインク流の分布を均一化することができる。
【0096】
図9および図10は、本発明における液体噴射ヘッドの第2の実施の形態を示す。
【0097】
この実施の形態は、上記尖部82の円錐形外周面48に形成された複数の溝部49,50の底部を、インク供給針27の軸心に略沿った向きに配置された縦面49B,50Bと上記軸心に略直交する向きに配置された横面49C,50Cそれぞれを組にして構成し、上記縦面49B,50Bの一部に円周方向に配列されたインク通孔49A,50Aが設けられている。それ以外は、上記実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
【0098】
したがって、上記インク通孔49A,50Aの開口が上記軸心と略同心の仮想円筒面上において同心状に配列されることになる。これによって、流動抵抗の少ないインク通孔49A,50Aが所定の配置形態のもとに確保される。さらに、インク通孔49A,50Aが単一の仮想円筒面上に円周方向に配列されている場合には、尖部82におけるインク通孔49A,50Aの開口分布をインク供給針27内のインク流にとって最適化することができる。例えば、インク供給針27内で偏った流れになるのを防止することができる。また、上記の組単位で尖部82の母線方向に複数組を配置したり単数組を配置したり、あるいはこれらの組を複合させて配置することにより、インク通孔49A,50Aの開口位置や個数を自由に選定することができる。それ以外は、上記実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【0099】
本発明における液体噴射ヘッドの製造用金型は、すでに説明したように、図7,図8,図10等に示した構成である。
【0100】
すなわち、上記インク供給針27を成型する型51は所定の位置関係で合致する雌型52と雄型53から構成され、上記雄型53の尖部82を成型する部位に、尖部82側が小径とされ異なった径部が同心状に配置された多段構造部54が設けられ、上記雌型52の尖部82を成型する部位に、上記インク通孔49A,50Aを成型する板状部材55が雌型52の内面からインク供給針27の略軸心に向って突出した状態で複数配置され、上記多段構造部54の各段に同心状において複数箇所で接触する接触面55Aが上記板状部材55に形成されている。
【0101】
したがって、溶融状態の成型材料は、上記接触面55Aの面衝合部分には流入しないので、この接触面55Aの箇所において、インク通孔49A,50Aが形成される。そして、このような接触は、雄型53の多段構造部54と雌型52の板状部材55との間で、同心状の複数箇所で行なわれるので、成型されたインク通孔49A,50Aは尖部82において同心状に配列され、所要の流路面積が所定の通孔位置において確保される。また、前述の中子ピンのような微細な構造を採用することなく、雌型52の一部と雄型53の一部との剛性の高い箇所同士が直接接触する形式であるから、金型の耐久性の向上と簡素化が図れる。このような剛性向上により、溶融樹脂等の成型材料を高圧で注入することができるので、尖部82の細部構造の隅々まで成型材料が流入し、いわゆる湯まわり不足によるショート部分が発生しない。あわせて、成型材料の流速が向上するので、成型材料の温度低下が可及的に少なくなり、ウエルドラインにおける融着状態が良好なものとなる。さらに、このようにして形成されたインク通孔49A,50Aは、通路長さのない形態であるから、流路長さにともなうインクの流路抵抗をインク供給針27の尖部82において最小化することができる。
【0102】
また、上記板状部材55が雄型53の一部に接触する接触面55Aが、板状部材55の厚さ方向の面に形成した面部分であることから、上記接触面55Aの形成が簡素化された構造で確保できる。また、上記面部分は、板状部材55の上記軸心側の端面形状を選定することにより、簡単に選定することができるので、雄型53の多段構造部54に対する正確な面衝合が確保でき、インク通孔49A,50Aが正常に成型できる。
【0103】
以上に述べた液体噴射ヘッドの製造方法においては、型51の構造、例えば、雌雄両型52,53の合致によって形成される空間部55Dによって、1つの部品であるインク供給針27自体の構造や性能が改善される。したがって、上記製造方法によって製造されたインク供給針27の各部の構造は、インク供給針27そのものあるいはこのようなインク供給針27を包含したインク噴射ヘッドとして種々な発明を形成している。
【0104】
上記の実施の形態では、圧力発生素子が縦振動モードの形式であるが、他に、たわみ振動モードで液体を噴射したり、液体の加熱素子で液体を噴射したりする形式のものであってもよい。また、本発明における液体貯留手段は、上記の実施の形態で示した、キャリッジにインクカートリッジを搭載する形式のものに加えて、インクタンクをインクジェット式記録装置の本体側に装着し、キャリッジには圧力変動を吸収するサブタンクを搭載した形式のものであってもよい。
【0105】
上述の実施の形態は、インクジェット式記録装置を対象にしたものであるが、本発明によってえられた液体噴射装置は、インクジェット式記録装置用のインクだけを対象にするのではなく、グルー,マニキュア,導電性液体(液体金属)等を噴射することができる。さらに、上記実施の形態では、液体の一つであるインクを用いたインクジェット式記録ヘッドについて説明したが、プリンタ等の画像記録装置に用いられる記録ヘッド,液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド,有機ELディスプレー,FED(面発光ディスプレー)等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド,バイオチップ製造に用いられる生体有機噴射ヘッド等の液体を吐出する液体噴射ヘッド全般に適用することも可能である。
【0106】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の液体噴射ヘッドの製造方法およびそれに用いる金型によれば、溶融状態の成型材料は、上記接触面の面衝合部分には流入しないので、この接触面の箇所において、液体通孔が形成される。そして、このような接触は、雄型の多段構造部と雌型の通孔成型部材との間で、同心状の複数箇所で行なわれるので、成型された液体通孔は尖部において同心状に配列され、所要の流路面積が所定の通孔位置において確保される。また、前述の中子ピンのような微細な構造を採用することなく、雌型の一部と雄型の一部との剛性の高い箇所同士が直接接触する形式であるから、金型の耐久性の向上と簡素化が図れる。このような剛性向上により、溶融樹脂等の成型材料を高圧で注入することができるので、尖部の細部構造の隅々まで成型材料が流入し、いわゆる湯まわり不足によるショート部分が発生しない。あわせて、成型材料の流速が向上するので、成型材料の温度低下が可及的に少なくなり、ウエルドラインにおける融着状態が良好なものとなる。さらに、このようにして形成された液体通孔は、通路長さのない形態であるから、流路長さにともなう液体の流路抵抗が液体供給針の尖部において最小化することができる。
【0107】
また、上記液体供給針を超音波接合によって流路形成部材に接合する場合には、超音波振動が液体供給針の各部に伝達されるのであるが、尖部における細部構造の剛性向上により、尖部の微細構造部に過大な応力が作用しない。さらに、そこに存在しているウエルドラインも融着性が良好なので、同ラインの箇所における「ずれ運動」による溶融現象が回避できる。
【0108】
また、本発明の液体噴射ヘッドによれば、上記液体通孔の開口が上記軸心に略直交する仮想平面上に配列されることになる。これによって、流動抵抗の少ない液体通孔が所定の配置形態のもとに確保される。さらに、液体通孔が単一の仮想平面上に円周方向に配列されている場合には、尖部における液体通孔の開口分布を液体供給針内の液体流にとって最適化することができる。例えば、液体供給針内で偏った流れになるのを防止することができる。また、上記の組単位で尖部の母線方向に複数組を配置したり単数組を配置したり、あるいはこれらの組を複合させて配置することにより、液体通孔の開口位置や個数を自由に選定することができる。
【0109】
また、本発明の液体噴射ヘッドによれば、上記液体通孔の開口が上記軸心と略同心の仮想円筒面上において同心状に配列されることになる。これによって、流動抵抗の少ない液体通孔が所定の配置形態のもとに確保される。さらに、液体通孔が単一の仮想円筒面上に円周方向に配列されている場合には、尖部における液体通孔の開口分布を液体供給針内の液体流にとって最適化することができる。例えば、液体供給針内で偏った流れになるのを防止することができる。また、上記の組単位で尖部の母線方向に複数組を配置したり単数組を配置したり、あるいはこれらの組を複合させて配置することにより、液体通孔の開口位置や個数を自由に選定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されるインクジェット式記録装置の斜視図である。
【図2】上記インクジェット式記録装置に装着されるインク噴射部の断面図である。
【図3】上記インクジェット式記録装置に装着される記録ヘッドの分解斜視図である。
【図4】上記インクジェット式記録装置に装着される記録ヘッドの断面図である。
【図5】インク噴射ヘッドに組み付けられるインク供給針の平面図,底面図,部分拡大図,断面図である。
【図6】上記インク供給針の尖部を示す斜視図および平面図である。
【図7】上記インク供給針の成型用金型の全体構造を示す断面図である。
【図8】上記金型の各部の構造を示す断面図,斜視図である。
【図9】インク噴射ヘッドに組み付けられる他のインク供給針の平面図,底面図,部分拡大図,断面図である。
【図10】上記インク供給針の成型用金型の部分的な斜視図,断面図である。
【図11】従来のインク供給針を示す平面図,底面図,断面図である。
【符号の説明】
H インク噴射ヘッド
1 インク噴射部
2 インクカートリッジ
3 キャリッジ
4 タイミングベルト
5 ステッピングモータ
6 ガイドバー
7 記録紙
8 キャップ
9 ワイパー部材
10 ヘッド本体
11 ノズル開口
12 圧力発生室
13 流路ユニット
14 圧電振動子
15 ヘッドケース
16 ノズルプレート
17 インク室
18 インク供給路
19 流路形成板
20 振動板
20A 島部
21 基台
22 フレキシブル回路板
23 環状突起
24 ヘッド流路
25 インク噴射部
26 インク流路
27 インク供給針
28 カバー部材
29 シール部材
30 ホルダ流路
31 フィルタ
32 ヘッドホルダ,流路形成部材
33 連通口
34 インク孔
35 回路板挿通穴
36 ヘッド基板
37 貫通穴
38 挿通管
39 反り防止部材
40 ねじ
41 挿通穴
42 回転防止部材
43 切欠部
44 圧入部材
45 嵌入穴
46 圧入穴
47 挿通穴
48 円錐形外周面
48A 骨格部材
49 溝部
49A インク通孔
49B 縦面
49C 横面
50 溝部
50A インク通孔
50B 縦面
50C 横面
51 型
52 雌型
53 雄型
54 多段構造部
54A 小径部
54B 大径部
54C 端面
54D 端面
54E 外側面
54F 外側面
54G テーパ面
54H テーパ面
θ 傾斜角度
55 板状部材
55A 接触面
55B 縦面
55C 横面
55D 空間部
56 階段型形状部
56A 角部
57 段形状部
58 空間部,製品キャビティ
59 注入口
80 インク供給針
81 直管部
81A キャビティ部
82 尖部
82A キャビティ部
83 拡径部
83A キャビティ部
84 インク通孔,液体通孔
85A 内端面
85B 内端面
86 フィルタ
87 境界部
88 下端面
89 突条部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing a liquid ejecting head that ejects liquid by supplying a liquid to a liquid ejecting unit through a liquid supply needle from a liquid storage means such as a liquid container, and a liquid ejecting head manufactured by the same manufacturing method, and The present invention relates to a manufacturing mold.
[0002]
[Prior art]
Liquid ejecting heads that eject liquid from nozzle openings are known for various liquids, and a typical example is an ink ejecting unit that is mounted on an ink jet recording apparatus. Can do. Therefore, the prior art will be described taking the ink jet recording apparatus as an example.
[0003]
In the conventional recording apparatus, the ink of the ink cartridge is supplied to the ink ejecting section through the hollow ink supply needle attached to the flow path forming member. FIG. 11 is a plan view, a bottom view, and a sectional view of an ink supply needle employed in a conventional ink jet head. The hollow ink supply needle 80 is composed of a straight pipe part 81, a pointed part 82 composed of the entire conical part provided at the tip thereof, and a diameter-enlarged part 83 in which the inner diameter of the straight pipe part 81 is gradually increased. In addition, a plurality of ink through holes 84 opened in the pointed portion 82 are opened in the inner end surfaces 85A and 85B of the straight tube portion 81 which are multistage.
[0004]
The inner end surface 85 </ b> A is a surface like a ceiling surface of a recess, and is a flat circular surface concentric with the straight pipe portion 81. The inner end surface 85B is an annular flat surface that is concentric with the same surface 85A outside the inner end surface 85A, and is stepped from the inner end surface 85A. The reason why the multi-stage structure is formed in this manner is that the ink passage hole 84 becomes longer and the flow path resistance becomes higher in the portion close to the axial center of the straight pipe portion 81, so that the inner end face 85A is formed as described above to form the axial center. The length of the ink passage hole 84 on the side is made as short as possible. A filter 86 is disposed at the opening end of the enlarged diameter portion 83.
[0005]
A boundary portion between the straight cylindrical inner surface of the straight pipe portion 81 and the substantially tapered inner surface of the enlarged diameter portion 83 that gradually increases in diameter is indicated by reference numeral 87. The ink supply needle 80 is manufactured by injection molding using a synthetic resin such as polypropylene or polyethylene.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-9-314862
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The ink through hole 84 is a straight and long flow path having a circular cross section, and has such a flow path configuration in order to hold ink in the ink supply needle 80. However, in order to reduce the flow resistance of ink in the flow path and perform smooth ink supply, the shape of the passage such as the ink through hole 84 is not desirable. On the other hand, this type of ink supply needle 80 is generally manufactured by injection molding with a synthetic resin. However, a mold for molding an elongated channel such as the ink through hole 84 has a very fine structure. . That is, the ink through hole 84 is formed by arranging an elongated pin that functions as a core in the mold cavity.
[0008]
Therefore, there is a problem that it is difficult to improve the strength and durability of the mold because the flow resistance in the ink through hole 84 is large and the mold has a fine structure. Furthermore, improvement of the mold structure is also desired from the viewpoint of improving the molding quality by increasing the molding pressure of the molten resin.
[0009]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to manufacture a liquid jet head that reduces the flow path resistance of the liquid supply needle and improves the strength and durability of the molding die. The present invention provides a method, a liquid jet head manufactured by the manufacturing method, and a manufacturing mold.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a liquid ejecting head according to the present invention includes a flow path forming member to which a liquid ejecting section that ejects the liquid supplied from the liquid storage means is attached, and the flow path forming member. A method of manufacturing a liquid jet head that includes a liquid supply needle that receives a supply of liquid from the liquid storage means and has a circular cross-section with a liquid through-hole at the tip of the liquid storage means, and a hollow liquid supply needle, The mold for molding the liquid supply needle is composed of a female mold and a male mold that match with each other in a predetermined positional relationship, and a step is arranged concentrically with a small diameter on the apex side at a site where the apex of the male mold is molded. A multi-stage structure portion is provided, and a through-hole molding member that molds the liquid through-hole is provided at a site where the tip of the female mold is molded, and the through-hole molding member is substantially axially centered from the inner surface of the female mold. Are arranged in a protruding state toward the And summarized in that injecting the molding material into the mold contact surface formed on the member kept in contact with each stage of the multistage structure of the male.
[0011]
That is, the mold for molding the liquid supply needle is composed of a female mold and a male mold that match with each other in a predetermined positional relationship, and the cusp portion of the male mold is concentrically stepped with a small diameter on the side where the cusp is molded. An arranged multistage structure portion is provided, and a through-hole molding member for molding the liquid through-hole is provided at a site where the tip of the female die is molded, and the through-hole molding member is formed from the inner surface of the female die. The molding material is injected into the mold in a state in which the contact surface formed on the through-hole molding member is in contact with each stage of the male multistage structure portion, and is arranged in a state of projecting substantially toward the axial center. It is a manufacturing method.
[0012]
For this reason, since the molding material in the molten state does not flow into the surface abutting portion of the contact surface, a liquid through hole is formed at the location of the contact surface. Such contact is made at a plurality of concentric locations between the male multi-stage structure and the female through-hole molding member, so that the molded liquid through-holes are concentric at the apex. Arranged and a required flow path area is ensured at a predetermined through hole position. In addition, it is a type in which the high-rigidity part of the female part and the male part are in direct contact with each other without adopting a fine structure like the above-described core pin. Can be improved and simplified. Due to such rigidity improvement, a molding material such as a molten resin can be injected at a high pressure, so that the molding material flows into every corner of the detailed structure of the apex, so that a short-circuit portion due to lack of hot water does not occur. In addition, since the flow rate of the molding material is improved, the temperature drop of the molding material is reduced as much as possible, and the fused state in the weld line is improved. Further, since the liquid through hole formed in this way has a form without a passage length, the flow passage resistance of the liquid accompanying the passage length can be minimized at the apex of the liquid supply needle.
[0013]
In addition, when the liquid supply needle is bonded to the flow path forming member by ultrasonic bonding, ultrasonic vibration is transmitted to each part of the liquid supply needle. Excessive stress does not act on the fine structure part. Furthermore, since the weld line existing there also has good fusing property, the melting phenomenon due to the “slip movement” at the position of the line can be avoided.
[0014]
In the method of manufacturing a liquid jet head according to the aspect of the invention, when the through hole forming member is a plate-like member, the member protruded from the inner surface of the female die is integrated with the female die under high rigidity. As a result, the durability of the mold can be increased. Further, since it is a plate-like member, it functions as a guide plate for the flow of the molding material, and an orderly material flow can be formed toward the tip of the apex.
[0015]
In the method of manufacturing a liquid jet head according to the aspect of the invention, when the contact surface where the plate-shaped member contacts a part of the male mold is a surface portion formed on the surface in the thickness direction of the plate-shaped member, the contact Surface formation can be secured with a simplified structure. Further, the surface portion can be easily selected by selecting the shape of the end surface of the plate-like member on the axial center side, so that accurate surface contact with the male multi-stage structure portion can be ensured, and the liquid The through hole can be molded normally.
[0016]
In the method of manufacturing a liquid jet head according to the aspect of the invention, the contact surface may be a multi-contact surface that is arranged plurally on a single plate-like member at a fixed interval or a single-contact surface that is arranged on one plate-like member. In this case, it is possible to freely mold a plurality of liquid through holes for each plate member, or to mold one liquid through hole. Can be.
[0017]
In the method of manufacturing a liquid jet head according to the aspect of the invention, when the plate-like member having the multi-contact surface and the plate-like member having the single contact surface are alternately arranged in the circumferential direction, the multi-contact surface is used. Since the concentric rows of liquid through holes and the concentric rows of liquid through holes by a single contact surface can be combined, the liquid that has passed through each of the liquid through holes is not biased in the liquid supply needle. It flows down with good distribution.
[0018]
In the method of manufacturing a liquid jet head according to the aspect of the invention, the inner end surface of the plate member on the axial center side is a stepped shape portion, and the contact surface is formed in the vicinity of the protruding corner portion of the stepped shape portion. In the case where the contact surface is in contact with the vicinity of the corner of the male multi-stage structure, the corners of the plate-shaped member and the highly rigid locations near the corner of the multi-stage structure are in contact with each other. Surface contact with good adhesion is ensured, and liquid holes with precise shapes and dimensions can be obtained. For example, it is possible to prevent the occurrence of “burrs” at the peripheral portion of the liquid passage hole.
[0019]
In the method for manufacturing a liquid jet head according to the present invention, when a portion other than the contact portion between the part of the male multistage structure portion and the contact surface of the plate-like member is a space portion into which the molding material flows. Since the space portion is arranged, the molding material is connected in a ring shape. Then, since the pointed skeleton is formed by integrating the annular portion and the skeleton member existing in the generatrix direction of the pointed portion, the strength of the pointed portion can be increased.
[0020]
In the method for manufacturing a liquid jet head according to the aspect of the invention, the contact surface is disposed in a direction substantially orthogonal to the direction of the axis and is disposed in a direction substantially orthogonal to the direction of the axis. In the case where they are in close contact with the end face of the male-type multistage structure portion, the openings of the liquid through holes are concentrically arranged on a virtual plane substantially orthogonal to the axis. As a result, a liquid through hole having a low flow resistance is secured under a predetermined arrangement form.
[0021]
In the method of manufacturing a liquid jet head according to the aspect of the invention, the contact surface is arranged in a direction substantially along the direction of the axis, and is a male type arranged in a direction substantially along the direction of the axis. In the case where they are in close contact with the outer surface of the multistage structure portion, the openings of the liquid through holes are arranged concentrically on a virtual cylindrical surface substantially concentric with the axis. As a result, a liquid through hole having a low flow resistance is secured under a predetermined arrangement form.
[0022]
In the method of manufacturing a liquid jet head according to the aspect of the invention, when the contact surface and the outer surface are inclined surfaces with the apex side approaching the axial center, when the male mold is incorporated into the female mold, The contact surface and the outer surface approach each other without interfering with each other, and at the position where the combination of both types is completed, the contact surface and the outer surface are in close contact with each other.
[0023]
In order to achieve the above object, a liquid ejecting head according to the present invention includes a flow path forming member to which a liquid ejecting section that ejects the liquid supplied from the liquid storing means is attached, and the liquid storing head that is attached to the flow path forming member. A liquid ejecting head configured to receive a liquid supply from the means and include a liquid supply needle having a circular cross section and a liquid through hole provided at the tip of the tip, and having a conical outer periphery of the tip A plurality of grooves arranged in a circumferential direction are formed on the surface, and the bottom of each groove is arranged in a direction substantially perpendicular to the vertical surface and the shaft center arranged in a direction substantially along the axis of the liquid supply needle. The gist of the invention is that it is constituted by a set with the arranged lateral surface, and a liquid through hole is provided in a part of the lateral surface.
[0024]
That is, a plurality of grooves arranged in the circumferential direction are formed on the conical outer peripheral surface of the pointed portion, and a bottom surface of each groove is arranged in a direction substantially along the axis of the liquid supply needle; It is constituted by a pair with a lateral surface arranged in a direction substantially perpendicular to the axis, and a liquid through hole is provided in a part of the lateral surface.
[0025]
Therefore, the openings of the liquid through holes are arranged in the circumferential direction on a virtual plane substantially orthogonal to the axis. As a result, a liquid through hole having a low flow resistance is secured under a predetermined arrangement form. Furthermore, when the liquid through holes are arranged in a circumferential direction on a single virtual plane, the distribution of the liquid through holes at the apex can be optimized for the liquid flow in the liquid supply needle. For example, it is possible to prevent an uneven flow in the liquid supply needle. In addition, by arranging a plurality of sets in the direction of the generatrix of the apex portion or a single set in the above set units, or by combining these sets, it is possible to freely set the opening position and number of liquid through holes. Can be selected.
[0026]
In the liquid ejecting head according to the aspect of the invention, when the groove portion in which a plurality of the sets are arranged and the groove portion in which the one set is arranged are alternately arranged in a circumferential direction, the plurality of liquid through holes are formed as cusps. By arranging one liquid through hole on the adjacent bus bar, the distribution of the opening of the liquid through holes at the apex becomes good. In addition, a liquid through hole located on the large-diameter side of the apex among the liquid through holes of the groove portion where a plurality of sets are arranged and a liquid through hole of the groove portion where one set is arranged are arranged on the same circumference. By increasing the number of liquid through holes on the large diameter side of the apex and decreasing the number of liquid through holes on the small diameter side of the apex, the liquid flow distribution in the liquid supply needle can be made uniform. Can do.
[0027]
In order to achieve the above object, a liquid ejecting head according to the present invention includes a flow path forming member to which a liquid ejecting section that ejects the liquid supplied from the liquid storing means is attached, and the liquid storing head that is attached to the flow path forming member. A liquid ejecting head configured to receive a liquid supply from the means and include a liquid supply needle having a circular cross section and a liquid through hole provided at the tip of the tip, and having a conical outer periphery of the tip A plurality of grooves arranged in a circumferential direction are formed on the surface, and the bottom of each groove is arranged in a direction substantially perpendicular to the vertical surface and the shaft center arranged in a direction substantially along the axis of the liquid supply needle. The gist of the present invention is that it is constituted by a set with the arranged horizontal surface, and a liquid through hole is provided in a part of the vertical surface.
[0028]
That is, a plurality of grooves arranged in the circumferential direction are formed on the conical outer peripheral surface of the pointed portion, and a bottom surface of each groove is arranged in a direction substantially along the axis of the liquid supply needle; It is constituted by a pair with a horizontal surface arranged in a direction substantially perpendicular to the axis, and a liquid through hole is provided in a part of the vertical surface.
[0029]
Therefore, the openings of the liquid passage holes are concentrically arranged on a virtual cylindrical surface substantially concentric with the axis. As a result, a liquid through hole having a low flow resistance is secured under a predetermined arrangement form. Furthermore, when the liquid through holes are arranged in a circumferential direction on a single virtual cylindrical surface, the opening distribution of the liquid through holes at the apex can be optimized for the liquid flow in the liquid supply needle. . For example, it is possible to prevent an uneven flow in the liquid supply needle. In addition, by arranging a plurality of sets in the direction of the generatrix of the apex portion or a single set in the above set units, or by combining these sets, it is possible to freely set the opening position and number of liquid through holes. Can be selected.
[0030]
In the liquid ejecting head according to the aspect of the invention, when the groove portion in which a plurality of the sets are arranged and the groove portion in which the one set is arranged are alternately arranged in a circumferential direction, the plurality of liquid through holes are formed as cusps. By arranging one liquid through hole on the adjacent bus bar, the distribution of the opening of the liquid through holes at the apex becomes good. In addition, a liquid through hole located on the large-diameter side of the apex among the liquid through holes of the groove portion where a plurality of sets are arranged and a liquid through hole of the groove portion where one set is arranged are arranged on the same circumference. By increasing the number of liquid through holes on the large diameter side of the apex and decreasing the number of liquid through holes on the small diameter side of the apex, the liquid flow distribution in the liquid supply needle can be made uniform. Can do.
[0031]
In order to achieve the above object, a mold for manufacturing a liquid ejecting head according to the present invention includes a flow path forming member to which a liquid ejecting section that ejects liquid supplied from a liquid storage means is attached, and the flow path forming member. A mold for manufacturing a liquid ejecting head, which includes a liquid supply needle that is attached and receives a liquid supply from the liquid storage means and has a circular cross-section with a liquid through hole at the tip of the liquid storage means. The mold for molding the liquid supply needle is composed of a female mold and a male mold that match with each other in a predetermined positional relationship, and the apex side of the male mold is stepped concentrically with a small diameter. Is provided, and a through hole molding member for molding the liquid through hole is provided at a portion of the female mold for molding the cusp, and the through hole molding member is formed on the inner surface of the female mold. Are arranged in a state of projecting from the The molding member, and summarized in that the contact surfaces in contact with each stage of the multistage structure is formed.
[0032]
That is, the mold for molding the liquid supply needle is composed of a female mold and a male mold that match with each other in a predetermined positional relationship, and the cusp portion of the male mold is concentrically stepped with a small diameter on the side where the cusp is molded. An arranged multistage structure portion is provided, and a through-hole molding member for molding the liquid through-hole is provided at a site where the tip of the female die is molded, and the through-hole molding member is formed from the inner surface of the female die. A plurality of the protrusions are arranged so as to protrude substantially toward the axial center, and the through-hole molded member is formed with a contact surface that contacts each step of the multi-stage structure portion.
[0033]
Therefore, since the molten molding material does not flow into the surface abutting portion of the contact surface, a liquid through hole is formed at the contact surface. Such contact is made at a plurality of concentric locations between the male multi-stage structure and the female through-hole molding member, so that the molded liquid through-holes are concentric at the apex. Arranged and a required flow path area is ensured at a predetermined through hole position. In addition, the durability of the mold is ensured because the highly rigid parts of the female part and the male part directly contact each other without adopting the fine structure like the core pin described above. Can be improved and simplified. Due to such rigidity improvement, a molding material such as a molten resin can be injected at a high pressure, so that the molding material flows into every corner of the detailed structure of the apex, so that a short-circuit portion due to lack of hot water does not occur. In addition, since the flow rate of the molding material is improved, the temperature drop of the molding material is reduced as much as possible, and the fused state in the weld line is improved. Further, since the liquid through hole formed in this way has a form without a passage length, the flow passage resistance of the liquid accompanying the passage length can be minimized at the apex portion of the liquid supply needle.
[0034]
In addition, when the liquid supply needle is bonded to the flow path forming member by ultrasonic bonding, ultrasonic vibration is transmitted to each part of the liquid supply needle. Excessive stress does not act on the fine structure part. Furthermore, since the weld line existing there also has good fusing property, the melting phenomenon due to the “slip movement” at the position of the line can be avoided.
[0035]
In the mold for manufacturing a liquid jet head according to the present invention, the through-hole molded member is a plate-like member, and a contact surface that contacts the male multistage structure portion is formed on a surface portion formed in the thickness direction. In this case, the through-hole molding member can be integrated with the female die under high rigidity as a member protruding from the inner surface of the female die, so that the durability of the die can be improved. Further, since it is a plate-like member, it functions as a guide plate for the flow of the molding material, and an orderly material flow can be formed toward the tip of the apex. The contact surface can be secured with a simplified structure on the surface portion formed in the thickness direction of the plate-like member. Further, the surface portion can be easily selected by selecting the shape of the end surface of the plate-like member on the axial center side, so that accurate surface contact with the male multi-stage structure portion can be ensured, and the liquid The through hole can be molded normally.
[0036]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0037]
As described above, the liquid ejecting head that is the object of the present invention can function for various liquids, and in the illustrated embodiment, as a typical example, it is employed in an ink jet recording apparatus. The recording head to be used is an object of the embodiment.
[0038]
1 to 4 are views showing an example of a peripheral structure of an ink jet recording apparatus to which the present invention is applied. This apparatus includes a carriage 3 on which an ink cartridge 2 is mounted and an ink ejecting section 1 is attached.
[0039]
The carriage 3 is connected to a stepping motor 5 via a timing belt 4 and is guided by a guide bar 6 to reciprocate in the paper width direction (main scanning direction) of the recording paper 7. The carriage 3 has a box shape that opens to the top, is attached so that the nozzle surface of the ink ejecting section 1 is exposed on the surface facing the recording paper 7 (the lower surface in this example), and the ink cartridge 2 is accommodated. It has become so.
[0040]
Then, ink is supplied from the ink cartridge 2 to the ink ejecting section 1 and ink droplets are ejected onto the upper surface of the recording paper 7 while moving the carriage 3 to print images and characters on the recording paper 7 in a dot matrix. ing. In FIG. 1, reference numeral 8 denotes a cap that prevents the nozzle from being dried as much as possible by sealing the nozzle opening of the ink ejecting section 1 during a printing pause, and 9 is a wiper member that wipes the nozzle surface of the ink ejecting section 1. Further, as shown in FIG. 1, a guide bar 6 is inserted into the carriage 3.
[0041]
FIG. 2 shows an example of the basic structure of the head body 10 used in the ink ejecting unit 1. The head body 10 is configured by joining a flow path unit 13 in which a nozzle opening 11 and a pressure generation chamber 12 are formed, and a head case 15 in which a piezoelectric vibrator 14 is accommodated.
[0042]
The flow path unit 13 has a space corresponding to a nozzle plate 16 having a nozzle forming surface in which the nozzle openings 11 are formed, an ink chamber 17 common to the pressure generation chamber 12, and an ink supply path 18 that communicates these. The formed flow path forming plate 19 and the vibration plate 20 that closes the opening of the pressure generating chamber 12 are laminated and formed.
[0043]
The piezoelectric vibrator 14 is a so-called longitudinal vibration mode vibrator that contracts in the longitudinal direction in a charged state upon input of a drive signal and extends in the longitudinal direction in the process of discharging from the charged state. The piezoelectric vibrator 14 is fixed to the base 21 with the other end fixed to the island 20 </ b> A of the diaphragm 20 that forms a part of the pressure generating chamber 12.
[0044]
In the head case 15, a head flow path 24 for introducing the ink of the ink cartridge 2 into the ink chamber 17 is formed at a portion corresponding to the ink chamber 17. An annular protrusion 23 is formed on the opening edge of the head channel 24.
[0045]
In the head body 10, the pressure generation chamber 12 expands and contracts in response to the contraction / extension of the piezoelectric vibrator 14, and ink suction and ink droplet discharge are performed by pressure fluctuation in the pressure generation chamber 12. It has become. In FIG. 2, reference numeral 22 denotes a flexible circuit board that inputs a drive signal to the piezoelectric vibrator 14.
[0046]
In the head body 10, the piezoelectric vibrator 14, the pressure generating chamber 12, and the nozzle opening 11 are arranged in a direction perpendicular to the paper surface in FIG. 2, and the nozzle plate 16 has two nozzle rows. Yes.
[0047]
3 and 4 are diagrams showing an ink jet head H in which the head body 10 is used. The ink ejecting unit 1 includes a head main body 10 and a head holder 32 to which the head main body 10 is attached. In the present invention, the head holder 32 is a member corresponding to the “flow path forming member”, and is assembled as a separate part to the carriage 3 shown in FIG. is doing. In the present invention, the “flow path forming member” corresponds to both the former and the latter. Hereinafter, this “flow path forming member” is referred to as a head holder, and each embodiment is a case where it is assembled as a separate part.
[0048]
In the figure, 28 is a cover member that covers the head body 10, 40 is a screw that attaches the head body 10 to the head holder 32, and 41 is a screw insertion hole formed in the cover member 28. Reference numeral 38 denotes two insertion tubes projecting from the surface of the head case 15 facing the head holder 32, and a screw 40 is inserted through the insertion tube 38.
[0049]
The head holder 32 is provided with a plurality (four in this example) of ink supply needles 27 which are inserted into the ink cartridge 2 and receive ink supply. Each of the ink supply needles 27 is hollow and has an ink hole 34 formed at the tip. A filter 31 that filters the ink supplied from the ink cartridge 2 is provided at the base of each ink supply needle 27.
[0050]
The head holder 32 has a holder flow path 30 that communicates with the ink supply needles 27 and communicates with the head flow path 24 of the head body 10 to introduce the ink of the ink cartridge 2 into the head body 10. Is formed.
[0051]
A head substrate 36 that sends a drive signal to the piezoelectric vibrator 14 of the head body 10 via the flexible circuit board 22 is provided between the head holder 32 and the head body 10. A circuit board insertion hole 35 through which the flexible circuit board 22 is inserted is formed in the head substrate 36.
[0052]
The head substrate 36 is provided with a through hole 37 penetrating vertically in portions corresponding to the lower opening of the holder flow path 30 and the upper opening of the head flow path 24, and the head case 15 is formed in the through hole 37. The annular protrusion 23 is inserted so that the opening of the annular protrusion 23 is exposed on the upper surface of the head substrate 36.
[0053]
Further, the head substrate 36 is formed with an insertion hole 47 through which one insertion tube 38 of the head body 10 is inserted, and a rectangular cutout 43 that prevents interference with the other insertion tube 38. As described above, since the notch 43 prevents the interference with the one insertion tube 38, the processing of the head substrate 36 in this portion is facilitated, and the processing cost can be reduced.
[0054]
Between the head substrate 36 and the head holder 32, a seal member 29 having a communication port 33 for communicating the holder flow path 30 and the head flow path 24 is sandwiched. The seal member 29 is made of an elastic material such as rubber, soft resin, or elastomer. The seal member 29 is in contact with the lower opening of the holder flow path 30 and the upper opening of the head flow path 24 in a state where the head holder 32, the head substrate 36, and the head main body 10 are assembled. The path 30 and the head flow path 24 are communicated with each other and the connection portion is sealed.
[0055]
By forming the seal member 29 from an elastic material, the seal member 29 is crushed and closely adhered between the opening of the annular protrusion 23 and the opening of the holder flow path 30, so that the holder flow path 30 and the head flow path 24 The connection is securely sealed. In addition, the connection portion of the flow path can be reliably sealed only by bringing the seal member 29 made of an elastic material into contact with the opening of the head flow path 24 and the opening of the holder flow path 30, and the assemblability is not impaired.
[0056]
Further, the head case 15 of the head main body 10 is press-fitted into a press-fitting hole 46 formed in the seal member 29 to prevent the seal member 29 from falling off during assembly or cleaning of the head main body 10. A member 44 is protruded. Further, the seal member 29 is formed with two insertion holes 47 through which the insertion tube 38 of the head body 10 is inserted.
[0057]
The head case 15 of the head body 10 has a columnar warpage prevention member 39 that contacts the seal member 29 and prevents the seal member 29 from warping at a portion corresponding to the notch 43 of the head substrate 36. It is installed. On the upper surface of the warp preventing member 39, a columnar anti-rotation member 42 that fits into a fitting hole 45 formed in the seal member 29 and prevents unnecessary rotation of the seal member 29 is coaxial with the warp preventing member 39. It protrudes in a shape.
[0058]
As described above, the ink from the ink cartridge 2 flows into the ink supply needle 27 and then passes through the holder channel 30 of the head holder 32. Further, the ink flows into the head flow path 24 from the communication port 33 of the seal member 29, is supplied to the flow path unit 13, and is ejected as ink droplets from the nozzle opening 11. The ink ejection unit 25 is configured by the head case 15, the piezoelectric vibrator 14, the flow path unit 13, and the like. A series of ink flow paths 26 is formed from the inner hollow portion of the ink supply needle 27 through the holder flow path 30 and the communication port 33 to the ink ejection unit 25.
[0059]
In the present invention, an ink ejection head H that is a liquid ejection head is configured by an assembly of components from the ink supply needle 27 to the nozzle opening 11. Accordingly, main members constituting the ink ejecting head H are the ink supply needle 27, the head holder 32, the seal member 29, the ink ejecting portion 25, and the like.
[0060]
The present invention is a method of manufacturing a liquid ejecting head, a liquid ejecting head manufactured by the same manufacturing method, and a mold for manufacturing. However, in order to facilitate understanding of the entire present invention, the configuration of the ink supply needle is first described. explain. The entire ink supply needle is denoted by reference numeral 27, and the same portion as the structure shown in FIG. 11 is given the same reference numeral in the structure of each part of the ink supply needle.
[0061]
That is, in the hollow ink supply needle 27 having a circular cross section, the straight tube portion 81 and the tip portion 82 formed of the entire conical portion provided at the tip thereof and the inner diameter of the straight tube portion 81 are gradually increased. The enlarged diameter portion 83 is formed. The structure of the ink supply needle 27 is shown in FIGS. 5 and 6, but the perspective view of FIG. 6 is illustrated with an enlarged dimension of a groove portion and the like described later for easy understanding.
[0062]
Elongated grooves 49 and 50 are formed in the conical outer peripheral surface 48 of the pointed portion 82 in the generatrix direction of the conical outer peripheral surface 48. The groove portion 49 is a long groove in which a plurality of ink through holes 49A are formed, and the groove portion 50 is a short groove in which one ink through hole 50A is formed. Here, the longer groove 49 has two ink holes 49A.
[0063]
The bottom of the groove 49 has a stepped shape, as best shown in FIG. Due to such a stepped shape, a vertical surface 49B arranged in a direction substantially along the axis of the ink supply needle 27 and a horizontal surface 49C arranged in a direction substantially perpendicular to the axis are paired. In the groove portion 49, two sets of the above-described groups are arranged in a staircase pattern. Ink holes 49A are provided on the respective lateral surfaces 49C.
[0064]
As best shown in FIG. 6, the bottom of the groove 50 is disposed in a direction substantially perpendicular to the longitudinal axis 50 </ b> B disposed in the direction substantially along the axis of the ink supply needle 27. The lateral surface 50 </ b> C forms a set, and the groove portion 50 constitutes one set. An ink through hole 50A is provided on the horizontal surface 50C.
[0065]
Of the ink passage holes 49A, the ink passage holes 49A located on the larger diameter side of the conical outer peripheral surface 48 are arranged in the circumferential direction on a virtual plane substantially orthogonal to the axis. Of the ink passage holes 49A, the ink passage holes 49A located on the small diameter side of the conical outer peripheral surface 48 are circumferentially arranged on a virtual plane substantially orthogonal to the axis different from the virtual plane. Is arranged. Accordingly, the ink through holes 49A arranged on the large diameter side of the conical outer peripheral surface 48 and the ink through holes 49A arranged on the small diameter side of the conical outer peripheral surface 48 are separated in the axial direction and are concentrically arranged. It will be arranged.
[0066]
On the other hand, the ink through holes 50A are arranged in a circumferential direction on a virtual plane similar to the virtual plane located on the large diameter side of the conical outer peripheral surface 48. In this embodiment, the ink through holes 50A and 49A are arranged in the same virtual plane.
[0067]
Accordingly, the openings of the ink through holes 49A and 50A are arranged in the circumferential direction on a virtual plane substantially orthogonal to the axis. As a result, the ink through holes 49A and 50A with low flow resistance are secured under a predetermined arrangement form. Further, the ink through holes 49A and 50A are arranged in a circumferential direction on a virtual plane on the large diameter side of the conical outer peripheral surface 48, and the other ink through hole 49A is a different virtual plane on the small diameter side of the conical outer peripheral surface 48. By being arranged in the circumferential direction above, the opening distribution of the ink through holes 49A, 50A at the cusp 82 can be optimized for the ink flow in the ink supply needle 27. For example, it is possible to prevent an uneven flow in the ink supply needle 27. Further, by arranging a plurality of sets in the direction of the generatrix of the cusp 82 or a single set in the above set unit, or by combining these sets, the positions of the ink through holes 49A and 50A can be changed. The number can be selected freely.
[0068]
Next, a method for manufacturing the ink supply needle 27 will be described mainly with reference to FIGS.
[0069]
As a molding material in a molten state, a light alloy such as aluminum, a synthetic resin such as polypropylene or polyethylene, and the like can be used. However, the latter material is used here. The molding die 51 is composed of a female die 52 and a male die 53 that are matched in a predetermined positional relationship. A multistage structure portion 54 is formed at a portion where the point portion 82 of the male mold 53 is molded. The male mold 53 has a circular cross section, and a multistage structure portion 54 is configured by a small diameter portion 54A having a small diameter on the side of the sharpened portion 82 and a large diameter portion 54B having a larger diameter than the small diameter portion 54A. Reference numerals 54C and 54D denote end surfaces of a small diameter portion 54A and a large diameter portion 54B, respectively, which contact surfaces described later meet. In addition, the multi-stage structure portion 54 here has two stages, but this may be three stages or four stages if necessary.
[0070]
A plurality of plate-like members 55, which are through-hole molding members, are provided at a portion where the pointed portion 82 of the female mold 52 is molded. The plate-like member 55 is for molding the grooves 49 and 50 shown in FIG. 6, and is arranged in a state of protruding from the inner surface of the female mold 52 toward the substantial axis of the ink supply needle 27. A vertical surface 55B and a horizontal surface 55C substantially orthogonal to the vertical surface 55B are formed on the inner end surface of the plate-shaped member 55, that is, a surface in the thickness direction of the plate-shaped member 55. The vertical surface 55B and the horizontal surface 55C form a pair. The vertical surface 55B forms a vertical surface 49B of the groove portion 49, and the horizontal surface 55C is arranged for forming the horizontal surface 49C of the groove portion 49. Yes. Therefore, the vertical surface 55B is a surface substantially parallel to the axis, and the horizontal surface 55C is a surface substantially orthogonal to the axis. By arranging a plurality of such sets of the vertical surface 55B and the horizontal surface 55C, the staircase-shaped portion 56 is configured.
[0071]
Moreover, the single step-shaped part 57 which forms the vertical surface 50B and the horizontal surface 50C of the groove part 50 is comprised by arrange | positioning one set of the vertical surface 55B and the horizontal surface 55C.
[0072]
A contact surface 55A is formed in the vicinity of the protruding corner portion 56A of the stepped shape portion 56. In the case of FIG. 8, the contact surface 55A is formed on the lateral surface 55C in the vicinity of the corner portion 56A. That is, the contact surface 55A is formed at the end portion on the axial center side of the lateral surface 55C. The contact surface 55A is in close contact with the end surface 54C of the male mold 53 when the male and female molds 52 and 53 are combined. The other contact surface 55A is in close contact with the end surface 54D of the male mold 53. Accordingly, the contact surfaces 55A and 55A arranged at two locations contact each step (54C and 54D) of the multi-stage structure portion 54 at a plurality of locations on a concentric circle. On the other hand, the single step-shaped portion 57 is provided with a single contact surface 55A.
[0073]
With the above configuration, when the contact surface 55A is provided at two locations on the plate-like member 55, it is “a plate-like member having a multi-contact surface”. “A plate-like member having a single contact surface”.
[0074]
In addition, by appropriately setting the step size of the multistage structure portion 54 and the position of the contact surface 55A of the stepped shape portion 56, the interval between the ink through holes 49A in the generatrix direction can be obtained correctly.
[0075]
A portion other than the contact portion between a part of the multistage structure portion 54 of the male mold 53 and the contact surface 55A of the plate-like member 55 is a space portion 55D into which a molding material flows. By arranging the space portion 55D, the molding material is connected in a ring shape. Then, since the ring-shaped portion and the skeleton member 48A (see FIG. 8D) existing in the generatrix direction of the cusp 82 are integrated to form a cusp skeleton, the strength of the cusp is increased. can do.
[0076]
The locations where the plate-like members 55, 55 shown in FIGS. 8A and 8B are not arranged have a male-female type relationship as shown in FIG. As shown in FIG. 6, this portion becomes a cavity portion that forms a skeleton member 48 </ b> A in the generatrix direction extending from the top of the pointed portion 82 to the straight pipe portion 81.
[0077]
In FIG. 7, a space 58 between the molds 52 and 53 is a product cavity of the ink supply needle 27. In the same drawing, the portions indicated by the two-dot chain line indicate the respective structural portions of the ink supply needle 27. An injection port 59 for injecting a molten resin such as polypropylene or polyethylene is formed below the product cavity 58.
[0078]
Next, the flow state of the resin due to the injection of the molten resin will be described.
[0079]
When molten resin is injected from the injection port 59, the molten resin rises at substantially the same height over the entire annular cavity 83A of the enlarged diameter portion 83, and subsequently, the cavity portion 81A of the straight pipe portion 81. To flow into. The molten resin that has flowed in this manner flows along the plate-like member 55 into the cavity portion 82A of the cusp 82, and the structure of each part of the cusp 82 is molded.
[0080]
The molten resin that has flowed into the cavity portion 82 </ b> A of the pointed portion 82 flows into every corner of the cavity portion 82 </ b> A with less turbulence while being guided by the plate-like member 55. At this time, since the portion of the contact surface 55A is in close contact with the end surfaces 54C and 54D, the molten resin does not flow into this close contact portion. Therefore, when the ink supply needle 27 is removed from the mold 51, the ink through holes 49A and 50A are arranged in the circumferential direction. Further, the molten resin also flows into the space 55D and is formed in a circumferential direction at the pointed portion 82 in a ring shape.
[0081]
Since the molten resin does not flow into the location of the contact surface 55A by the manufacturing process as described above, ink through holes 49A and 50A are formed at the location of the contact surface 55A. Such contact is made at a plurality of concentric positions between the multistage structure portion 54 of the male mold 53 and the plate-like member 55 of the female mold 52, so that the formed ink through holes 49A and 50A Arranged concentrically at the apex 82, a required flow path area is ensured at a predetermined through hole position. Further, since a portion having a high rigidity between a part of the female mold 52 and a part of the male mold 53 directly contacts each other without adopting a fine structure like the above-described core pin, the mold The durability of 51 can be improved and simplified. Due to such rigidity improvement, a molding material such as a molten resin can be injected at a high pressure, so that the molten resin flows into every corner of the detailed structure of the cusp 82, and a short portion due to a lack of hot water does not occur. In addition, since the flow rate of the molten resin is improved, the temperature drop of the molten resin is reduced as much as possible, and the welded state in the weld line is improved. Further, since the ink through holes 49A and 50A formed in this manner have no passage length, the ink flow path resistance associated with the flow path length is minimized at the apex portion 82 of the ink supply needle 27. can do.
[0082]
Since the plate-like member 55 is projected from the inner surface of the female die 52 and can be integrated with the female die 52 with high rigidity, the durability of the die can be improved. Further, since the plate-like member 55 is used, the function as a guide plate for the flow of the molten resin is fulfilled, and an orderly material flow can be formed toward the tip of the cusp 82. Since the contact surface 55A is a surface portion formed on the surface of the plate-like member 55 in the thickness direction, the formation of the contact surface 55A can be ensured with a simplified structure. Further, since the surface portion can be easily selected by setting the end surface shape of the plate-like member 55 on the axial center side, accurate surface abutting with respect to the multistage structure portion 54 of the male mold 53 is ensured. Ink holes 49A and 50A can be molded normally.
[0083]
Since the number of contact surfaces 55A can be freely set on the plate-like member 55, it is possible to freely mold a plurality of ink through holes 49A or a single ink through-hole 50A with one plate-like member 55. In addition, the number of ink through holes 49A and 50A or the flow passage area at the apex 82 can be set to an optimum value. Since the plate-like member 55 having the multi-contact surface and the plate-like member 55 having the single contact surface are alternately arranged in the circumferential direction, the row of ink through holes 49A on the concentric circles by the multi-contact surface In addition, since the concentric circles of the ink through holes 50A by the single contact surface can be combined, the ink that has passed through the ink through holes 49A and 50A has a good distribution without being biased in the ink supply needle 27. Flow down.
[0084]
Since the corner portions 56A of the plate-like member 55 and the highly rigid portions near the corner portions of the multistage structure portion 54 are in contact with each other, surface contact with good adhesion is ensured, and ink passages with precise shapes and dimensions are provided. 49A and 50A are obtained. For example, it is possible to prevent “burrs” from occurring in the peripheral portions of the ink through holes 49A and 50A.
[0085]
By arranging the space portion 55D, the molding material is connected in a ring shape. And since the cyclic | annular continuous part and the skeleton member 48A which exists in the generatrix direction of the cusp 82 are integrated, the skeleton of the cusp is formed, so that the strength of the cusp can be increased.
[0086]
The contact surface 55A is arranged in a direction substantially orthogonal to the direction of the axis, and the multistage structure portion 54 of the male mold 53 is arranged in a direction substantially orthogonal to the direction of the axis. Since the end surfaces 54C and 54D are in close contact with each other, the openings of the ink through holes 49A and 50A are arranged concentrically on a virtual plane substantially orthogonal to the axis. As a result, a liquid through hole having a low flow resistance is secured under a predetermined arrangement form.
[0087]
9 and 10 show a second embodiment of the method of manufacturing a liquid jet head according to the present invention.
[0088]
The bottoms of the plurality of grooves 49 and 50 formed on the conical outer peripheral surface 48 of the cusp 82 are connected to the vertical surfaces 49B and 50B arranged in a direction substantially along the axis of the ink supply needle 27 and the axis. The lateral surfaces 49C and 50C arranged in a substantially orthogonal direction are respectively configured as a set, and ink through holes 49A and 50A arranged in the circumferential direction are provided in a part of the vertical surfaces 49B and 50B.
[0089]
Accordingly, the openings of the ink through holes 49A and 50A are concentrically arranged on a virtual cylindrical surface substantially concentric with the axis. As a result, the ink through holes 49A and 50A with low flow resistance are secured under a predetermined arrangement form. Further, when the ink through holes 49A and 50A are arranged in a circumferential direction on a single virtual cylindrical surface, the distribution of the openings of the ink through holes 49A and 50A at the cusp 82 is determined by the ink in the ink supply needle 27. Can be optimized for the flow. For example, it is possible to prevent an uneven flow in the ink supply needle 27. Further, by arranging a plurality of sets in the direction of the generatrix of the cusp 82 or a single set in the above set unit, or by combining these sets, the positions of the ink through holes 49A and 50A can be changed. The number can be selected freely.
[0090]
In the ink supply needle 27 manufactured in this embodiment, an ink through hole 49 </ b> A is opened on a vertical surface 49 </ b> B arranged in a direction substantially along the axis of the ink supply needle 27. 10A is a case where two ink through holes 49A are formed in the groove 49, and molding of one ink through hole 50A in the groove 50 is the same as in the case of the ink through hole 49A. .
[0091]
Since the direction of the ink passage hole 49A is as described above, the contact surface 55A is arranged in a direction substantially along the axis of the ink supply needle 27 as shown in FIG. The contact surface 55A comes into contact with the outer surfaces 54E and 54F of the multistage structure portion 54. In order to ensure this contact, the contact surface 55A and the outer surfaces 54E and 54F are inclined surfaces with the apex 82 side approaching the axis. The symbol θ in the figure indicates the inclination angle of the inclined surface. Accordingly, tapered surfaces 54G and 54H are formed on the upper portions of the outer surfaces 54E and 54F. In this way, when the male mold 53 is assembled into the female mold 52, the contact surface 55A and the outer surfaces 54E and 54F approach each other without interference, and the combination of the molds 52 and 53 is completed. In this position, contact between the contact surface 55A and the outer surfaces 54E and 54F (tapered surfaces 54G and 54H) is secured. Other than that, it is the same as that of the said embodiment, and the same code | symbol is attached | subjected to the same part.
[0092]
Therefore, the openings of the ink through holes 49A and 50A are arranged concentrically on the virtual cylindrical surface substantially concentric with the axis. As a result, the ink through holes 49A and 50A with low flow resistance are secured under a predetermined arrangement form. Other than that, there exists an effect similar to the said embodiment.
[0093]
As shown in FIGS. 5 and 6, the liquid ejecting head according to the present invention has the bottoms of the plurality of grooves 49 and 50 formed on the conical outer peripheral surface 48 of the cusp 82 as the axis of the ink supply needle 27. The vertical surfaces 49B and 50B arranged in a substantially along direction and the horizontal surfaces 49C and 50C arranged in a direction substantially perpendicular to the axis are configured as a pair, and a part of the horizontal surfaces 49C and 50C has a circumference. Ink passage holes 49A and 50A arranged in the direction are provided.
[0094]
Accordingly, the openings of the ink through holes 49A and 50A are arranged on a virtual plane substantially orthogonal to the axis. As a result, the ink through holes 49A and 50A with low flow resistance are secured under a predetermined arrangement form. Further, when the ink through holes 49A and 50A are arranged in a circumferential direction on a single virtual plane, the distribution of the openings of the ink through holes 49A and 50A at the cusp 82 is determined based on the ink flow in the ink supply needle 27. Can be optimized for. For example, it is possible to prevent an uneven flow in the ink supply needle 27. Further, by arranging a plurality of sets in the direction of the generatrix of the cusp 82 or a single set in the above set unit, or by combining these sets, the positions of the ink through holes 49A and 50A can be changed. The number can be selected freely.
[0095]
Then, by alternately arranging the plurality of sets and the single set in the circumferential direction, the opening distribution of the ink through holes 49A and 50A in the cusp 82 is improved. In addition, the ink through hole 49A located on the large diameter side of the cusp 82 in the ink through hole 49A of the groove portion 49 in which a plurality of sets are arranged is the same as the ink through hole 50A in the groove portion 50 in which one set is arranged. By arranging them on the circumference, the number of ink passage holes 49A, 50A on the large diameter side of the cusp 82 is increased, and the number of ink passage holes 49A on the small diameter side of the cusp 82 is decreased to supply ink. The distribution of the ink flow in the needle 27 can be made uniform.
[0096]
9 and 10 show a second embodiment of the liquid jet head according to the present invention.
[0097]
In this embodiment, the bottom surfaces of the plurality of grooves 49 and 50 formed on the conical outer peripheral surface 48 of the cusp 82 are arranged with the vertical surfaces 49B and 49B arranged in a direction substantially along the axis of the ink supply needle 27. Ink passage holes 49A and 50A, each of which is constituted by a pair of horizontal surfaces 49C and 50C arranged in a direction substantially orthogonal to the axis 50B and arranged in a part of the vertical surfaces 49B and 50B in the circumferential direction. Is provided. Other than that, it is the same as that of the said embodiment, and the same code | symbol is attached | subjected to the same part.
[0098]
Accordingly, the openings of the ink through holes 49A and 50A are concentrically arranged on a virtual cylindrical surface substantially concentric with the axis. As a result, the ink through holes 49A and 50A with low flow resistance are secured under a predetermined arrangement form. Further, when the ink through holes 49A and 50A are arranged in a circumferential direction on a single virtual cylindrical surface, the distribution of the openings of the ink through holes 49A and 50A at the cusp 82 is determined by the ink in the ink supply needle 27. Can be optimized for the flow. For example, it is possible to prevent an uneven flow in the ink supply needle 27. Further, by arranging a plurality of sets in the direction of the generatrix of the cusp 82 or a single set in the above set unit, or by combining these sets, the positions of the ink through holes 49A and 50A can be changed. The number can be selected freely. Other than that, there exists an effect similar to the said embodiment.
[0099]
The mold for manufacturing the liquid jet head according to the present invention has the configuration shown in FIGS. 7, 8, 10 and the like as already described.
[0100]
That is, the mold 51 for molding the ink supply needle 27 is composed of a female mold 52 and a male mold 53 that match in a predetermined positional relationship, and the apex 82 side has a small diameter at a site where the apex 82 of the male mold 53 is molded. A plate-like member 55 for molding the ink through holes 49A, 50A is provided at a portion where the pointed portion 82 of the female mold 52 is molded. A plurality of contact surfaces 55A that are arranged in a state of projecting from the inner surface of the female mold 52 toward the substantially axial center of the ink supply needle 27 and that are concentrically in contact with each stage of the multistage structure 54 are the plate-like members. 55.
[0101]
Therefore, since the molten molding material does not flow into the surface abutting portion of the contact surface 55A, ink through holes 49A and 50A are formed at the location of the contact surface 55A. Such contact is made at a plurality of concentric positions between the multistage structure portion 54 of the male mold 53 and the plate-like member 55 of the female mold 52, so that the molded ink through holes 49A and 50A They are arranged concentrically at the apex 82, and a required flow area is ensured at a predetermined through hole position. Further, since a portion having a high rigidity between a part of the female mold 52 and a part of the male mold 53 directly contacts each other without adopting a fine structure like the above-described core pin, the mold The durability can be improved and simplified. Due to such rigidity improvement, a molding material such as a molten resin can be injected at a high pressure, so that the molding material flows into every corner of the detailed structure of the cusp 82, and a short portion due to a lack of hot water does not occur. In addition, since the flow rate of the molding material is improved, the temperature drop of the molding material is reduced as much as possible, and the fused state in the weld line is improved. Further, since the ink through holes 49A and 50A formed in this manner have no passage length, the ink flow path resistance associated with the flow path length is minimized at the apex portion 82 of the ink supply needle 27. can do.
[0102]
Further, since the contact surface 55A where the plate-like member 55 contacts a part of the male mold 53 is a surface portion formed on the surface in the thickness direction of the plate-like member 55, the formation of the contact surface 55A is simple. It can be secured with a simplified structure. Further, the surface portion can be easily selected by selecting the shape of the end surface of the plate-like member 55 on the axial center side, so that accurate surface contact with the multistage structure portion 54 of the male mold 53 is ensured. Ink holes 49A and 50A can be molded normally.
[0103]
In the method of manufacturing the liquid ejecting head described above, the structure of the mold 51, for example, the structure of the ink supply needle 27 itself, which is a single component, is formed by the space portion 55D formed by matching the male and female molds 52 and 53. Performance is improved. Therefore, the structure of each part of the ink supply needle 27 manufactured by the above manufacturing method forms various inventions as the ink supply needle 27 itself or an ink ejection head including such an ink supply needle 27.
[0104]
In the above embodiment, the pressure generating element is in the form of the longitudinal vibration mode. In addition, the pressure generating element is of a form in which liquid is ejected in the flexural vibration mode or liquid is ejected by the liquid heating element. Also good. Further, the liquid storage means in the present invention includes an ink tank mounted on the main body side of the ink jet recording apparatus in addition to the type in which the ink cartridge is mounted on the carriage shown in the above embodiment. It may be of a type equipped with a sub-tank that absorbs pressure fluctuations.
[0105]
The above-described embodiment is intended for an ink jet recording apparatus. However, the liquid ejecting apparatus obtained by the present invention is not only intended for ink for an ink jet recording apparatus, but is a glue, nail polish. , Conductive liquid (liquid metal) or the like can be ejected. Further, in the above embodiment, the ink jet recording head using ink that is one of the liquids has been described. However, the ink jet recording head is used for manufacturing a color filter such as a recording head used in an image recording apparatus such as a printer or a liquid crystal display. Applicable to all liquid ejecting heads for ejecting liquid, such as color material ejecting head, organic EL display, electrode material ejecting head used for electrode formation such as FED (surface emitting display), bio-organic ejecting head used for biochip manufacturing, etc. It is also possible.
[0106]
【The invention's effect】
As described above, according to the method of manufacturing a liquid jet head of the present invention and the mold used therefor, the molding material in the molten state does not flow into the surface abutting portion of the contact surface. A liquid through hole is formed at the location. Such contact is made at a plurality of concentric locations between the male multi-stage structure and the female through-hole molding member, so that the molded liquid through-holes are concentric at the apex. Arranged and a required flow path area is ensured at a predetermined through hole position. In addition, it is a type in which the high-rigidity part of the female part and the male part are in direct contact with each other without adopting a fine structure like the above-described core pin. Can be improved and simplified. Due to such rigidity improvement, a molding material such as a molten resin can be injected at a high pressure, so that the molding material flows into every corner of the detailed structure of the apex, so that a short-circuit portion due to lack of hot water does not occur. In addition, since the flow rate of the molding material is improved, the temperature drop of the molding material is reduced as much as possible, and the fused state in the weld line is improved. Further, since the liquid through hole formed in this way has a form without a passage length, the flow passage resistance of the liquid accompanying the passage length can be minimized at the apex portion of the liquid supply needle.
[0107]
In addition, when the liquid supply needle is bonded to the flow path forming member by ultrasonic bonding, ultrasonic vibration is transmitted to each part of the liquid supply needle. Excessive stress does not act on the fine structure part. Furthermore, since the weld line existing there also has good fusing property, the melting phenomenon due to the “slip movement” at the position of the line can be avoided.
[0108]
Further, according to the liquid jet head of the present invention, the openings of the liquid through holes are arranged on a virtual plane that is substantially orthogonal to the axis. As a result, a liquid through hole having a low flow resistance is secured under a predetermined arrangement form. Furthermore, when the liquid through holes are arranged in a circumferential direction on a single virtual plane, the distribution of the liquid through holes at the apex can be optimized for the liquid flow in the liquid supply needle. For example, it is possible to prevent an uneven flow in the liquid supply needle. In addition, by arranging a plurality of sets in the direction of the generatrix of the apex portion or a single set in the above set units, or by combining these sets, it is possible to freely set the opening position and number of liquid through holes. Can be selected.
[0109]
Further, according to the liquid jet head of the present invention, the openings of the liquid through holes are arranged concentrically on a virtual cylindrical surface substantially concentric with the axis. As a result, a liquid through hole having a low flow resistance is secured under a predetermined arrangement form. Furthermore, when the liquid through holes are arranged in a circumferential direction on a single virtual cylindrical surface, the opening distribution of the liquid through holes at the apex can be optimized for the liquid flow in the liquid supply needle. . For example, it is possible to prevent an uneven flow in the liquid supply needle. In addition, by arranging a plurality of sets in the direction of the generatrix of the apex portion or a single set in the above set units, or by combining these sets, it is possible to freely set the opening position and number of liquid through holes. Can be selected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an ink jet recording apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a cross-sectional view of an ink ejection unit mounted on the ink jet recording apparatus.
FIG. 3 is an exploded perspective view of a recording head mounted on the ink jet recording apparatus.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a recording head mounted on the ink jet recording apparatus.
FIG. 5 is a plan view, a bottom view, a partially enlarged view, and a cross-sectional view of an ink supply needle assembled to an ink ejecting head.
FIGS. 6A and 6B are a perspective view and a plan view showing a point of the ink supply needle. FIGS.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the overall structure of a mold for molding the ink supply needle.
FIG. 8 is a cross-sectional view and a perspective view showing the structure of each part of the mold.
FIG. 9 is a plan view, a bottom view, a partially enlarged view, and a sectional view of another ink supply needle assembled to the ink ejecting head.
FIG. 10 is a partial perspective view and sectional view of a mold for molding the ink supply needle.
FIG. 11 is a plan view, a bottom view, and a cross-sectional view showing a conventional ink supply needle.
[Explanation of symbols]
H Ink jet head
1 Ink jet section
2 Ink cartridge
3 Carriage
4 Timing belt
5 Stepping motor
6 Guide bar
7 Recording paper
8 cap
9 Wiper member
10 Head body
11 Nozzle opening
12 Pressure generation chamber
13 Channel unit
14 Piezoelectric vibrator
15 Head case
16 Nozzle plate
17 Ink chamber
18 Ink supply path
19 Flow path forming plate
20 Diaphragm
20A island
21 base
22 Flexible circuit boards
23 Annular projection
24 Head flow path
25 Ink jet section
26 Ink channel
27 Ink supply needle
28 Cover member
29 Seal member
30 Holder flow path
31 filters
32 Head holder, flow path forming member
33 Communication port
34 Ink hole
35 Circuit board insertion hole
36 Head substrate
37 Through hole
38 Intubation tube
39 Warpage prevention member
40 screws
41 Insertion hole
42 Anti-rotation member
43 Notch
44 Press-fit member
45 Insertion hole
46 Press-fit hole
47 Insertion hole
48 Conical outer peripheral surface
48A frame member
49 Groove
49A Ink hole
49B Vertical
49C side
50 groove
50A ink hole
50B vertical surface
50C side
51 type
52 female
53 Male
54 Multistage structure
54A Small diameter part
54B Large diameter part
54C end face
54D end face
54E outside
54F outer surface
54G taper surface
54H Tapered surface
θ Inclination angle
55 Plate member
55A contact surface
55B vertical surface
55C side
55D space
56 Staircase shape part
56A Corner
57 Stepped part
58 Space, product cavity
59 Inlet
80 Ink supply needle
81 Straight pipe
81A Cavity
82 Apex
82A Cavity
83 Expanded part
83A Cavity
84 Ink and liquid holes
85A inner end face
85B inner end face
86 Filter
87 border
88 Bottom face
89 ridge

Claims (3)

液体貯留手段から供給された液体を噴射する液体噴射部が取付けられた流路形成部材と、上記流路形成部材に取付けられ上記液体貯留手段から液の供給を受けるとともにその先端の尖部に液体通孔を設けた断面円形で中空状の液体供給針とを含んで構成された液体噴射ヘッドであって、上記尖部の円錐形外周面に円周方向に配列された複数の溝部を形成し、上記各溝部の底部を、液体供給針の軸心に略沿った向きに配置された縦面と上記軸心に略直交する向きに配置された横面との組により構成し、上記組が複数配置された溝部と上記組が1つ配置された溝部とが円周方向に交互に配列されていると共に、上記横面の一部に液体通孔が設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。A flow path forming member to which a liquid ejecting section for ejecting the liquid supplied from the liquid storage means is attached, and a liquid is supplied from the liquid storage means to the tip of the tip of the flow path forming member. A liquid jet head including a hollow liquid supply needle having a circular cross section provided with a through-hole, wherein a plurality of grooves arranged in the circumferential direction are formed on the conical outer peripheral surface of the cusp. The bottom portion of each groove portion is configured by a set of a vertical surface arranged in a direction substantially along the axis of the liquid supply needle and a horizontal surface arranged in a direction substantially perpendicular to the axis, and the set is A liquid characterized in that a plurality of groove portions and a groove portion where one set of the above-mentioned sets are alternately arranged in the circumferential direction, and a liquid passage hole is provided in a part of the lateral surface Jet head. 液体貯留手段から供給された液体を噴射する液体噴射部が取付けられた流路形成部材と、上記流路形成部材に取付けられ上記液体貯留手段から液体の供給を受けるとともにその先端の尖部に液体通孔を設けた断面円形で中空状の液体供給針とを含んで構成された液体噴射ヘッドであって、上記尖部の円錐形外周面に円周方向に配列された複数の溝部を形成し、上記各溝部の底部を、液体供給針の軸心に略沿った向きに配置された縦面と上記軸心に略直交する向きに配置された横面との組により構成し、上記縦面の一部に液体通孔が設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。  A flow path forming member to which a liquid ejecting section for ejecting the liquid supplied from the liquid storage means is attached, and a liquid is supplied from the liquid storage means to the tip of the tip of the flow path forming member. A liquid jet head including a hollow liquid supply needle having a circular cross section provided with a through-hole, wherein a plurality of grooves arranged in the circumferential direction are formed on the conical outer peripheral surface of the cusp. The bottom of each groove is configured by a set of a vertical surface arranged in a direction substantially along the axis of the liquid supply needle and a horizontal surface arranged in a direction substantially perpendicular to the axis. A liquid ejecting head, wherein a liquid through hole is provided in a part of the liquid ejecting head. 上記組が複数配置された溝部と上記組が1つ配置された溝部とが円周方向に交互に配列されている請求項記載の液体噴射ヘッド。The liquid ejecting head according to claim 2, wherein a plurality of the groove portions in which the set is arranged and a groove portion in which the one set is arranged are alternately arranged in a circumferential direction.
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