JP2006192583A - インクジェット記録ヘッド、及びインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インクプール室内の気泡をスムーズに排出させることのできるインクジェット記録ヘッドの提供。
【解決手段】インクプール室３８は、インクプール室３８にインクを注入する注入口３６と、インクプールの底面に設けられたインク供給路の供給口６７と、供給口６７の各列間に、供給口６７の各列に沿って整流板１００が配設され、また、整流板１００の一端部１００Ａと他端部１００Ｂともに、インクプール室３８の側壁４２Ａと４２Ｂとには接しておらず、隙間が形成されている構成のインクジェット記録ヘッド。
【選択図】図９

Description

本発明は、インクジェット記録ヘッド、及びインクジェット記録装置に関する。

インクジェット記録ヘッドは、インクプール室から各圧力室にインクを供給する構成となっているものがある。インクプール室は、インクタンクから送られたインクが注入口から注入される。

さて、インクを充填する際に気泡がインクプール室に残留してしまうことがある。残留した気泡は、インク吐出特性に影響を与える。

したがって、圧力室に連通するインク供給路の入口に整流板を配置し、気泡の圧力室への進入を防止する構成が提案されている。（例えば、特許文献１参照）。

また、インクプール室の両端部に整流板（突起）を設け、流路面積を低減させて流速を上げ、気泡を排出しやすくした構成が提案されている。（例えば、特許文献２参照）。

また、インクプール室内にインクを案内するリブや整流板を設けた構成が提案されている。（例えば、特許文献３、特許文献４参照）。

さて、近年、インクジェット記録装置は高速化の傾向が強まっている。このためインクジェット記録ヘッドを長尺化し、インクジェット記録ヘッド、一つあたりのノズル数を増やしてマトリックス状に行列配置することで、より短時間に広い領域に画像形成することが可能なインクジェット記録ヘッドが知られている。

そして、マトリックス状にノズルが配設され、圧力室の一部を構成する振動板を間に置いて、圧力室と反対側に、圧力室に供給するインクをプールするインクプール室を備える構成のインクジェット記録ヘッドが、特願２００４−１４４５４４に提案されている。
特開平４−２３５０５７号公報 特開２００２−２５４６３１号公報 特開２００１−１２９９８８号公報（図４） 特開平９−２６２９８０号公報（図１）

しかしながら、特願２００４−１４４５４４に記載されている構成のインクジェット記録ヘッドのインクプール室１０００の形状は、図１７に示すように、２次元状に広い、例えば、図１８に示す箱形状となる場合がある。このような形状のインクプール室１０００は、インク注入ポート１００２から注入されたインクの流れ（矢印Ｒ）が無秩序となり、インクプール室１０００内のインクの流速分布が不均一になる。このため、インクの流れが淀む淀部Ｙが発生しやすい。よって、インクの初期充填の際や回復動作の際に、この淀部Ｙに気泡が滞留するため、インクプール室１０００から気泡を排出するのに時間がかかった。

なお、上述した、特開平４−２３５０５７号公報、特開２００２−２５４６３１号公報、特開２００１−１２９９８８号公報、特開平９−２６２９８０号公報に記載の構成は、いずれも直線状にノズルが並んだインクジェット記録ヘッドのインクプール室に関する構成である。よって、特願２００４−１４４５４４の構成における、図１７に示すようなインクプール室１０００とは、大きさや構成が全く異なる。よって、上述した、特開平４−２３５０５７号公報、特開２００２−２５４６３１号公報、特開２００１−１２９９８８号公報、特開平９−２６２９８０号公報に記載の構成を、インクプール室１０００には適用できない、あるいは適用できても、十分な効果は期待できない。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、マトリックス状にノズルが配設され、圧力室の一部を構成する振動板を間に置いて、圧力室と反対側に、圧力室に供給するインクをプールするインクプール室から、気泡をスムーズに排出させることを目的とする。

請求項１に記載のインクジェット記録へッドは、インク滴を吐出し、マトリックス状に配設された複数のノズルと、各前記ノズルと連通し、インクが充填される複数の圧力室と、前記圧力室の一部を構成する振動板と、前記振動板を変位させる圧電素子と、前記振動板を間に置いて前記圧力室と反対側に設けられ、該圧力室の各々に連通するインク供給路を介して供給するインクを貯留するインクプール室と、を有するインクジェット記録ヘッドであって、前記インクプール室は、前記インクプール室にインクを注入する注入口と、前記インクプール室の底面に設けられた前記インク供給路の供給口と、前記供給口に沿って設けられ、前記注入口から注入されたインクの流路を形成する整流板と、を備えることを特徴としている。

請求項１に記載のインクジェット記録へッドは、インクプール室に整流板が供給口に沿って設けられ、注入口から注入されたインクの流路を形成している。

したがって、例えば、インクジェット記録ヘッドのノズルから吸引し、インクを充填するインク充填作業において、インクプール室内のインクが淀み無くスームズに流れる。よって、気泡がインクプール室に残留せずに、スムーズに排出される。

請求項２に記載のインクジェット記録へッドは、請求項１に記載の構成において、前記供給口は、前記インクプール室の前記底面にマトリックス状に並んで配設されていることを特徴としている。

請求項２に記載のインクジェット記録へッドは、供給口がインクプール室の底面にマトリックス状に並んで配設されているので、整流板を直線状に形成できる。したがって、インクプール室内のインクが、より淀み無くスームズに流れる。

請求項３に記載のインクジェット記録へッドは、請求項１、又は請求項２に記載の構成において、前記整流板は、並行に複数配設され、前記インクプール室の側壁に、前記整流板の一端部と他端部とが交互に接していることを特徴している。

請求項３に記載のインクジェット記録へッドは、前記整流板が並行に複数配設され、インクプール室の側壁に、整流板の一端部と他端部とが交互に接している。

したがって、整流板によって形成されたインクの流路のインクの流れは１方向となる。よって、インクの流れが衝突する箇所がないので、インクプール室内のインクが、より淀み無くスームズに流れる。

請求項４に記載のインクジェット記録へッドは、請求項１、又は請求項２に記載の構成において、前記整流板は渦巻き状に形成され、該整流板の一端部が前記インクプール室の側壁に接していることを特徴としている。

請求項４に記載のインクジェット記録へッドは、整流板は渦巻き状に形成され、整流板の一端部がインクプール室の側壁に接している。

したがって、整流板によって形成されたインクの流路のインクの流れは１方向となる。よって、インクの流れが衝突する箇所がないので、インクプール室内のインクが、より淀み無くスームズに流れる。

請求項５に記載のインクジェット記録へッドは、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の構成において、前記インクプール室は、前記整流板によって分割された複数の領域から構成され、各前記領域毎に少なくとも前記注入口を一つ以上備えていることを特徴としている。

請求項５に記載のインクジェット記録ヘッドは、インクプール室が整流板によって分割された複数の領域から構成されている。各領域の流路抵抗は小さいので、インクの流れがよりスムーズとなる。

請求項６に記載のインクジェット記録ヘッドは、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の構成において、前記振動板を含んで形成された圧電素子基板に、前記圧電素子に電圧を印加する駆動ＩＣを実装したことを特徴としている。

請求項６に記載のインクジェット記録ヘッドは、圧力室を互いに近接して配設することができるので、圧力室毎に設けられるノズルを高密度に配設することができる。また、圧電素子から引き出す金属配線の形成に、半導体プロセスのホトリソグラフィー技術を用いることで、１０μｍピッチ以下の微細配線を形成することができ、更に、圧電素子の近傍で駆動ＩＣと接続することで、配線長を短くすることができる（配線の低抵抗化に寄与できる）。つまり、これらの構成により、実用的な配線抵抗値で、ノズルの高密度化に対応できる。したがって、高解像度化を実現することができる。

請求項７に記載のインクジェット記録装置は、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドを備えることを特徴としている。

請求項７に記載のインクジェット記録装置は、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドを備えているので、インクプール室に気泡の残留がない。よって、インク滴が安定して吐出する。

以上説明したように本発明によれば、インクプール室内のインクが淀み無くスームズに流れ、気泡がスムーズに排出されるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。なお、記録媒体は記録紙Ｐとして説明をする。また、記録紙Ｐのインクジェット記録装置１０における搬送方向を副走査方向として矢印Ｓで表し、その搬送方向と直交する方向を主走査方向として矢印Ｍで表す。また、図において、矢印ＵＰ、矢印ＬＯが示されている場合は、それぞれ上方向、下方向を示すものとし、上下の表現をした場合は、上記各矢印に対応しているものとする。

まず、最初にインクジェット記録装置１０の概要を説明する。

図１に示すように、インクジェット記録装置１０は、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各インクジェット記録ユニット３０（インクジェット記録ヘッド３２）を搭載するキャリッジ１２を備えている。このキャリッジ１２の記録紙Ｐの搬送方向上流側には一対のブラケット１４が突設されており、そのブラケット１４には円形状の開孔１４Ａ（図２参照）が穿設されている。そして、その開孔１４Ａに、主走査方向に架設されたシャフト２０が挿通されている。

また、主走査方向の両端側には、主走査機構１６を構成する駆動プーリー（図示省略）と従動プーリー（図示省略）が配設されており、その駆動プーリーと従動プーリーに巻回されて、主走査方向に走行するタイミングベルト２２の一部がキャリッジ１２に固定されている。したがって、キャリッジ１２は主走査方向に往復移動可能に支持される構成である。

また、このインクジェット記録装置１０には、画像印刷前の記録紙Ｐを束にして入れておく給紙トレイ２６が設けられており、その給紙トレイ２６の上方には、インクジェット記録ヘッド３２によって画像が印刷された記録紙Ｐが排出される排紙トレイ２８が設けられている。そして、給紙トレイ２６から１枚ずつ給紙された記録紙Ｐを所定のピッチで副走査方向へ搬送する搬送ローラー及び排出ローラーからなる副走査機構１８が設けられている。

その他、このインクジェット記録装置１０には、印刷時において各種設定を行うコントロールパネル２４と、メンテナンスステーション９９等が設けられている。

また、各色のインクジェット記録ユニット３０は、図２で示すように、インクジェット記録ヘッド３２と、それにインクを供給するインクタンク３４とが一体に構成されたものであり、インクジェット記録ヘッド３２の下面中央のインク吐出面３２Ａに形成された複数のノズル５６（図３参照）が、記録紙Ｐと対向するようにキャリッジ１２上に搭載されている。したがって、インクジェット記録ヘッド３２が主走査機構１６によって主走査方向に移動しながら、記録紙Ｐに対してノズル５６から選択的にインク滴を吐出することにより、所定のバンド領域に対して画像データに基づく画像の一部が記録される。

そして、主走査方向への１回の移動が終了すると、記録紙Ｐは、副走査機構１８によって副走査方向に所定ピッチ搬送され、再びインクジェット記録ヘッド３２（インクジェット記録ユニット３０）が主走査方向（前述とは反対方向）に移動しながら、次のバンド領域に対して画像データに基づく画像の一部が記録されるようになっており、このような動作を複数回繰り返すことによって、記録紙Ｐに画像データに基づく全体画像がフルカラーで記録される。

前述したメンテナンスステーション９９は、印字範囲外に設けられ、キャップ９８、吸引ポンプ（図示略）、ダミージェット受け（図示略）、クリーニング機構（図示略）等から構成されており、吸引回復動作、ダミージェット動作、クリーニング動作等のメンテナンス動作を行うようになっている
尚、吸引回復動作とは、インクジェット記録ヘッド３２の複数のノズル５６（図３参照）からインクを吸引することで、例えば、インクジェット記録ヘッド３２内の気泡の排出を行い、吐出特性を回復する動作のことをいう。

具体的には、図７に示すように、メンテナンスステーション９９のキャップ９８上に搬送されたインクジェット記録ヘッド３２のインク吐出面３２Ａに、昇降機構（図示略）によってキャップ９８を密着させ、吸引ポンプ（図示略）によって、ノズル５６からインクを吸引し、吐出特性の回復を行う。

ノズル５６から吸引したインクは廃インクタンク（図示省略）に送られ回収される。廃インクタンクに回収されたインクは再利用されない。

つぎに、インクジェット記録ヘッド３２について詳細に説明する。

図３はインクジェット記録ヘッド３２の構成を示す概略平面図であり、図４は図３のＸ−Ｘ線概略断面図である。これらの図３、図４で示すように、インクジェット記録ヘッド３２には、インクタンク３４（図２参照）と連通するインク注入ポート３６が設けられており、そのインク注入ポート３６から注入されたインクＱは、平面視すると並行四角形をした略箱形状のインクプール室３８（図８、図９参照）に貯留される。

インクプール室３８は天板４０と隔壁４２とによって、その容積が規定されており、インク注入ポート３６は、インクプール室３８の隅部の天板４０に穿設されている。

また、天板４０は、インクプール室３８の天面を構成し、インク滴を吐出する際に発生する圧力波を緩和する樹脂膜製のエアダンパー４４を備えている。

天板４０の材質（エアダンパー４４を除く）は、例えばガラス、セラミックス、シリコン、樹脂等、インクジェット記録ヘッド３２の支持体になり得る強度を有する絶縁体であれば何でもよい。また、天板４０には、駆動ＩＣ６０へ通電するための金属配線９０が設けられている。この金属配線９０は、樹脂膜９２で被覆保護されており、インクＱによる侵食が防止されるようになっている。

隔壁４２は樹脂で成形され、インクプール室３８を矩形状に仕切っている。また、インクジェット記録ヘッド３２は、圧電素子４６と、その圧電素子４６によって上下方向に撓み変形させられる振動板４８を介して、インクプール室３８と圧力室５０とが上下に配設されている。つまり、圧電素子４６及び振動板４８が、インクプール室３８と圧力室５０との間に配置される構成とされ、インクプール室３８と圧力室５０とが同一水平面上に存在しないように構成されている。

したがって、圧力室５０を互いに接近させた状態に配置することが可能であり、ノズル５６をマトリックス状に高密度に配設することが可能となっている。

また、このような構成にしたことにより、キャリッジ１２の主走査方向への１回の移動で、広いバンド領域に画像を形成することができるので、その走査時間が短くて済む。すなわち、少ないキャリッジ１２の移動回数及び時間で記録紙Ｐの全面に亘って画像形成を行う高速印刷が実現可能となっている。（図１参照）。

圧電素子４６は、圧力室５０毎に振動板４８の上面に接着されている。振動板４８は、ＳＵＳ等の金属で成形され、少なくとも上下方向に弾性を有し、圧電素子４６に通電されると（電圧が印加されると）、上下方向に撓み変形する（変位する）構成になっている。なお、振動板４８は、ガラス等の絶縁性材料であっても差し支えはない。圧電素子４６の下面には一方の極性となる下部電極５２が配置され、圧電素子４６の上面には他方の極性となる上部電極５４が配置されている。そして、この上部電極５４に駆動ＩＣ６０が金属配線８６により電気的に接続されている。

また、圧電素子４６は、低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０で被覆保護されている。圧電素子４６を被覆保護している低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０は、水分透過性が低くなる条件で着膜するため、水分が圧電素子４６の内部に侵入して信頼性不良となること（ＰＺＴ膜内の酸素を還元することにより生ずる圧電特性の劣化）を防止できる。なお、下部電極５２と接触する金属（ＳＵＳ等）製の振動板４８は、低抵抗なＧＮＤ配線としても機能するようになっている。

更に、圧電素子４６は、その低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０の上面が、樹脂膜８２で被覆保護されている。これにより、圧電素子４６において、インクＱによる侵食の耐性が確保されるようになっている。また、金属配線８６も、樹脂保護膜８８で被覆保護され、インクＱによる侵食が防止されるようになっている。

また、圧電素子４６の上方は、樹脂膜８２で被覆保護され、樹脂保護膜８８が被覆されない構成になっている。樹脂膜８２は、柔軟性がある樹脂層であるため、このような構成により、圧電素子４６（振動板４８）の変位阻害が防止されるようになっている（上下方向に好適に撓み変形可能とされている）。つまり、圧電素子４６上方の樹脂層は、薄い方がより変位阻害の抑制効果が高くなるので、樹脂保護膜８８を被覆しないようにしている。

なお、樹脂保護膜８８は、金属配線８６が積層される樹脂膜８２と同種の樹脂材料で構成されているため、金属配線８６を被覆するそれらの接合力が強固になり、界面からのインク１１０の侵入による金属配線８６の腐食を防止することができる。

また、金属配線８６を挟むようにして被覆する樹脂保護膜８８と樹脂膜８２とが同種の樹脂材料とされているので熱膨張率が略等しい。よって、熱応力の発生が少ない。

更に、この樹脂保護膜８８は、隔壁４２とも同種の樹脂材料となっているため、この隔壁４２に対する接合力も強固になっている。したがって、その界面からのインク１１０の侵入がより一層防止される構成である。また、このように、同種の樹脂材料で構成されると、それらの熱膨張率が略等しくなるので、同様に熱応力の発生が少ない。

駆動ＩＣ６０は、圧電素子基板７０に実装されており、隔壁４２で規定されたインクプール室３８の外側で、かつ天板４０と振動板４８との間に配置され、振動板４８や天板４０から露出しない（突出しない）構成とされている。したがって、インクジェット記録ヘッド３２の小型化が実現可能となっている。

なお、圧電素子基板７０とは、圧電素子４８から上の基板全体を指し、天板４０が支持体となっている。

また、その駆動ＩＣ６０の周囲は樹脂材５８で封止されている。この駆動ＩＣ６０を封止する樹脂材５８の注入孔４０Ｂは、図５で示すように、製造段階における天板４０において、各インクジェット記録ヘッド３２を仕切るように格子状に複数個穿設されており、圧電素子基板７０と圧力室５０などが形成された流路基板とを結合（接合）後、樹脂材５８によって封止された（閉塞された）注入孔４０Ｂに沿って天板４０を切断することにより、マトリックス状のノズル５６（図３参照）を有するインクジェット記録ヘッド３２が１度に複数個製造される構成になっている。

また、この駆動ＩＣ６０の下面には、図４、図６で示すように、複数のバンプ６２がマトリックス状に所定高さ、突設されており、振動板４８上に圧電素子４６が形成された圧電素子基板７０の金属配線８６にフリップチップ実装（表面実装）されている。したがって、圧電素子４６に対する高密度接続が容易に実現可能であり、駆動ＩＣ６０の高さの低減を図ることができる（薄くすることができる）。これによっても、インクジェット記録ヘッド３２の小型化が実現可能となっている。

また、図３において、駆動ＩＣ６０の外側には、バンプ６４が設けられている。このバンプ６４は、天板４０に設けられる金属配線９０（図４参照）と、圧電素子基板７０に設けられる金属配線８６とを接続しており、当然ながら、圧電素子基板７０に表面実装された駆動ＩＣ６０の高さよりも高くなるように設けられている。

したがって、インクジェット記録装置１０（図１参照）の本体側から天板４０の金属配線９０に通電され、その天板４０の金属配線９０からバンプ６４を経て金属配線８６に通電され、そこから駆動ＩＣ６０に通電される構成である。そして、その駆動ＩＣ６０により、所定のタイミングで圧電素子４６に電圧が印加され、振動板４８が上下方向に撓み変形することにより、圧力室５０内に充填されたインクＱが加圧されて、ノズル５６からインク滴が吐出する構成である。

インク滴を吐出するノズル５６は、圧力室５０毎に１つずつ、その所定位置に設けられている。圧力室５０とインクプール室３８とは、圧電素子４６を回避するとともに、振動板４８に穿設された貫通孔４８Ａを通るインク供給路６６と、圧力室５０から図４において水平方向へ向かって延設されたインク供給路６８とが連通することによって接続されている。このインク供給路６８は、インクジェット記録ヘッド３２の製造時に、インク供給路６６とのアライメントが可能なように（確実に連通するように）、予め実際のインク供給路６６との接続部分よりも少し長めに設けられている。

つぎに、第一の実施形態のインクプール室３８について説明する。

図９に示すように、インクプール室３８の底面１０２には、インク供給路６６の供給口６７がマトリックス状に並んで形成されている。なお、便宜上、供給口６７の長手方向（上下方向）の並びを「列」、行と交差する方向（左右方向）の並びを「行」とする。

なお、以降のインクプール室の図では模式的に示しているので、圧力室５０と供給口６７とが重なって見えているが、図４に示すように、正確には重なっていない。しかし、本発明の作用効果とは特に関係が無いので、図が複雑化して判りにくくなるのを避ける為、このように図示している。

図９に示すように、供給口６７の各列間に、供給口６７の各列に沿って整流板１００が配設されている。また、整流板１００の一端部１００Ａと他端部１００Ｂともに、インクプール室３８の側壁４２Ａと側壁４２Ｂとには接しておらず、隙間が形成されている。

図８にも示すように、整流板１００は底面１０２から立設し、図４にも示すように、エアダンパー４４との間にも隙間が形成されている。よって、エアダンパー４４のダンパー効果（インク滴を吐出する際に発生する圧力波を緩和する効果）を妨げない。

さて、このようにインクプール室３８に整流板１００を配設したので、図９の矢印Ｒで示すように、インク注入ポート３６から注入されたインクＱは、整流板１００によって構成されたインクの流路に沿って流れ、各供給口６７からインク供給路６６を介して圧力室５０に送られる。

また、この整流板１００は、インクプール室３８の底面１０２の材質より剛性が低い材質からなっている。このため、整流板１００もダンパー効果がある。なお、本実施形態では、エアダンパー４４（図８参照）と同じ材質としている。

したがって、エアダンパー４４と整流板１００との両方のダンパー効果によって、インクプール室３８の音響容量は十分確保されている。よって、クロストークが十分に抑制されている。

なお、整流板１００は、インクジェット記録ヘッド３２の強度部材として機能させる必要がない。よって、低剛性の材質とし、ダンパー効果を持たせても問題は生じない。

つぎに、本実施形態の作用について説明する。

インクジェット記録ヘッド３２を製造した直後は、インクが充填されていない。よって、治具を用いてノズル５６（図３参照）から吸引し、インクを充填するインク充填作業を行う。

また、前述したように、所定のタイミングでインクジェット記録ヘッド３２のインク吐出面３２Ａにキャップ９８を密着させ、ノズル５６からインクを吸引し、インク吐出特性の回復動作を行う。（図７参照）。

なお、以降、インク充填作業と回復動作との両方をまとめ「インク吸引動作」ということがある。

さて、このようなインク吸引動作では、インク注入ポート３６からインクがインクプール室３８に注入される。そして、図９に示すように、インク注入ポート３６から注入されたインクは、矢印Ｒで示すように、整流板１００によって構成されたインクの流路に沿って流れ、各供給口６７からインク供給路６６を介して圧力室５０に送られる。

よって、インクプール室３８のインクは、無秩序に流れないので、淀部Ｙが発生しない。（図１８を参照）。

したがって、本実施形形態のインクジェット記録ヘッド３２は、インクとともに、気泡がスムーズにノズル５６から吸引されて排出される。よって、インク吸引動作が短時間で終了する。

つまり、インクを無駄に消費しない。また、インク充填作業も効率良く行える。あるいは、回復動作時間も短くて済む。

なお、図１０に示す第一の実施形態のインクプール室３８の変形例のように、整流板が、供給口６７の各行間に、供給口６７の各行に沿って、配設されていても良い。

つぎに、第二の実施形態のインクプール室２３８について説明する。

図１１に示すように、整流板２００は供給口６７の各列間に、供給口６７の列に沿って配設され、整流板２００の一端部２００Ａと他端部２００Ｂとが、対向する側壁４２Ａと側壁４２Ｂとに交互に接合されている。また、接合されていない端部２００Ａ、又は端部２００Ｂは、側壁４２Ａ又は側壁４２Ｂとの間に隙間が空いている。よって、矢印Ｒで示すように、インク注入ポート３６から注入されたインクは、整流板２００によって構成されたインクの流路の流末にある供給口６７Ａまで、１方向に流れていく。

つぎに、本実施形態の作用について説明する。

図９に示すように、第一の実施形態のインクプール室３８は、図のＧ部でインクの流れが衝突する。このようにインクが衝突するＧ部は、気泡が滞留しやすい。

これに対し、図１１に示す第二の実施形態のインクプール室２３８は、インク注入ポート３６から注入されたインクが、整流板２００によって構成されたインクの流路の流末にある供給口６７Ａまで１方向に流れていくので、インクの流れが衝突する箇所がない。よって、よりスムーズに気泡が排出される。

なお、図１２に示す、第二の実施形態のインクプール室２３８の変形例のように、整流板２１０が、供給口６７の各行間に、供給口６７の各行に沿って配設され、対向する側壁４２Ｃと側壁４２Ｄとに交互に接合されていても良い。このような構成とすると、矢印Ｒで示すように、整流板２１０によって構成されたインクの流路の流末にある供給口６７Ｂまで、１方向にインクが流れていく。

つぎに、第三の実施形態のインクプール室３３８について説明する。

図１３に示すように、整流板３００は供給口６７に沿って渦巻き状に配設され、端部３００Ａは側壁４２Ａに接合されている。よって、矢印Ｒで示すように、インク注入ポート３６から注入されたインクは、整流板３００によって構成されたインクの流路の流末にある供給口６７Ｃまで、１方向に流れていく。

なお、本実施形態も第二の実施形態と同様の作用を奏す。

つぎに、第四の実施形態のインクプール室４３８について説明する。

図１４に示すように、整流板４００は供給口６７に沿って蛇行して配設され、一端部４００Ａは側壁４２Ｃに接合され、他端部４００Ｂは側壁４２Ｄに接合されている。

よって、インクプール室４３８は、整流板４００によって、インクプール室４３８Ａとインクプール室４３８Ｂとの二つの領域に分割されている。また、インクプール室４３８Ａとインクプール室４３８Ｂとのそれぞれに隅部に、インク注入ポート３６Ａとインク注入ポート３６Ｂとが設けられている。

よって、矢印Ｒで示すように、インク注入ポート３６Ａから注入されたインクは、整流板４００によって構成されたインクプール室４３８Ａの流末にある供給口６７Ｄまで、１方向に流れていく。同様に、インク注入ポート３６Ａから注入されたインクは、整流板４００によって構成されたインクプール室４３８Ｂの流末にある供給口６７Ｅまで、１方向に流れていく。

つぎに、本実施形態の作用について説明する。

例えば、図１１に示す構成の場合、インク注入ポート３６から流末にある供給口６７Ｃまでの距離が長い。よって、特に流末にいくほど、インク注入ポート３６からの流路抵抗が大きくなり、インクの流速が低下する。このため気泡の排出がスムーズにいかない場合がある。更に、インク注入ポート３６付近と流末付近とを比較すると流路抵抗に大きな差が生じる。よって、インク注入ポート３６付近の供給口６７に繋がるノズル５６と流末付近の供給口６７に繋がるノズル５６とで、インク滴の吐出特性や吐出後のリフィール時間に差が生じる場合がある。

これに対し、本実施形態のインクプール室４３８は、整流板４００によって、インクプール室４３８Ａとインクプール室４３８Ｂとの二つの領域に分割されている。よって、インクプール室４３８Ａとインクプール室４３８Ｂとは、インクの流路が短い。つまり、インクプール室４３８Ａとインクプール室４３８Ｂは流路抵抗が小さい。よって、スムーズにインクが流れ、流末にある供給口６７Ｄ、供給口６７Ｅからの気泡の排出がスムーズとなる。また、インク滴の吐出特性や吐出後のリフィール時間の差が少なくなる。

また、流路抵抗が大きいと、気泡を排出するために必要な流速を与えるために、インク吸引動作の吸引圧を大きくする必要があるが、前述したように、流路抵抗が小さいので、インク吸引動作の吸引圧力を小さくできる。

尚、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施形態では、インクプール室３８は、平面視すると平行四辺形をした略箱形状であったが、これに限定されない。例えば、平面視すると三角形や四角形であっても良いし、５角形以上の多角形でもあっても良い。あるいは、円筒状であっても良い。

また、例えば、上記実施形態では、インク注入ポート３６は一つであったが、複数あっても良い。例えば、図１５に示すように、インク注入ポート３６Ｃとインク注入ポート３６Ｄと、二つ備えていても良いし、図示は省略するが３つ以上、備えても良い。

更に、図示は省略するが、インク注入ポート３６はインクプール室３８の隅部以外の天板４０に設けられていても良い。例えば、中央部であっても良いし、その他任意の場所に設けても良い。更に、天板４０以外、例えば、側壁４２に設けても良い。

また、上記実施形態では、整流板はいずれも供給口６７の各列、又は各行に沿って配設されていたが、必ずしも各列、又は各行に沿って配設されていなくても良い。例えば、図１６に示すように、一列おきに整流板２０５を配設しても良い。なお、このような構成とすると、音響容量が増加するので、クロストークをより抑制する効果と気泡をスムーズに排出する効果との両立が実現できる。

また、図示は省略するが、天板４０から整流板を立設させても良い。

また、上記実施形態のインクジェット記録装置１０では、主走査機構１６と副走査機構１８を有するＰａｒｔｉａｌ Ｗｉｄｔｈ Ａｒｒａｙ（ＰＷＡ）の例で説明したが、本発明におけるインクジェット記録は、これに限定されず、紙幅対応のいわゆるＦｕｌｌ Ｗｉｄｔｈ Ａｒｒａｙ（ＦＷＡ）であってもよい。むしろ、ＦＷＡとするとインクプール室がより広くなるので、本発明の適用は、より好適である。

また、その他、上記実施例のインクジェット記録装置１０では、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色のインクジェット記録ユニット３０がそれぞれキャリッジ１２に搭載され、それら各色のインクジェット記録ヘッド３２から画像データに基づいて選択的にインク滴が吐出されてフルカラーの画像が記録紙Ｐに記録されるようになっているが、本発明におけるインクジェット記録は、記録紙Ｐ上への文字や画像の記録に限定されるものではない。

すなわち、記録媒体は紙に限定されるものでなく、また、吐出する液体もインクに限定されるものではない。例えば、高分子フィルムやガラス上にインクを吐出してディスプレイ用カラーフィルターを作成したり、溶接状態の半田を基板上に吐出して部品実装用のバンプを形成するなど、工業的に用いられる液滴噴射装置全般に対して、本発明に係るインクジェット記録ヘッド３２及びインクジェット記録装置１０を適用することができる。

インクジェット記録装置を示す概略斜視図である。 キャリッジに搭載されたインクジェット記録ユニットを示す概略斜視図である。 インクジェット記録ヘッドの構成を示す概略平面図である。 図３のＸ−Ｘ線概略断面図である。 インクジェット記録ヘッドとして切断される前の天板を示す概略平面図である。 駆動ＩＣのバンプを示す概略平面図である。 回復動作を説明する説明図である。 第一の実施形態のインクプール室を模式的に示す分解斜視図である。 第一の実施形態のインクプール室を模式的に示し、インクの流れを説明する平面図である。 第一の実施形態の変形例のインクプール室を模式的に示し、インクの流れを説明する平面図である。 第二の実施形態のインクプール室を模式的に示し、インクの流れを説明する平面図である。 第二の実施形態の変形例のインクプール室を模式的に示し、インクの流れを説明する平面図である。 第三の実施形態のインクプール室を模式的に示し、インクの流れを説明する平面図である。 第四の実施形態のインクプール室を模式的に示し、インクの流れを説明する平面図である。 その他のインクプール室を模式的に示し、インクの流れを説明する平面図である。 その他のインクプール室を模式的に示し、インクの流れを説明する平面図である。 従来のインクプール室を模式的に示す分解斜視図である。 従来のインクプール室を模式的に示し、インクが無秩序に流れ、淀みが生じる様子を説明する平面図である。

符号の説明

１０ インクジェット記録装置
３２ インクジェット記録ヘッド
３６ インク注入ポート（注入口）
３８ インクプール室
４０ 天板
４２ 隔壁（側壁）
４２Ａ 側壁
４２Ｂ 側壁
４２Ｃ 側壁
４２Ｄ 側壁
４４ エアダンパー（天面）
４６ 圧電素子
４８ 振動板
５０ 圧力室
５６ ノズル
６０ 駆動ＩＣ
６６ インク供給路
６７ 供給口
６８ インク供給路
７０ 圧電素子基板
８６ 金属配線
９０ 金属配線
９９ メンテナンスステーション（インク吸引装置）
１００ 整流板
１００Ａ 一端部
１００Ｂ 他端部
１０２ 底面
１１０ 整流板
２００ 整流板
２０５ 整流板
２１０ 整流板
３００ 整流板
４００ 整流板
Ｑ インク

Claims (7)

1. インク滴を吐出し、マトリックス状に配設された複数のノズルと、
   各前記ノズルと連通し、インクが充填される複数の圧力室と、
   前記圧力室の一部を構成する振動板と、
   前記振動板を変位させる圧電素子と、
   前記振動板を間に置いて前記圧力室と反対側に設けられ、該圧力室の各々に連通するインク供給路を介して供給するインクを貯留するインクプール室と、
   を有し、
   前記インクプール室は、
   前記インクプール室にインクを注入する注入口と、
   前記インクプール室の底面に設けられた前記インク供給路の供給口と、
   前記供給口に沿って設けられ、前記注入口から注入されたインクの流路を形成する整流板と、
   を備えることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
2. 前記供給口は、前記インクプール室の前記底面にマトリックス状に並んで配設されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
3. 前記整流板は、並行に複数配設され、
   前記インクプール室の側壁に、前記整流板の一端部と他端部とが交互に接していることを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載のインクジェット記録ヘッド。
4. 前記整流板は渦巻き状に形成され、該整流板の一端部が前記インクプール室の側壁に接していることを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載のインクジェット記録ヘッド。
5. 前記インクプール室は、前記整流板によって分割された複数の領域から構成され、
   各前記領域毎に少なくとも前記注入口を一つ以上備えていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
6. 前記振動板を含んで形成された圧電素子基板に、前記圧電素子に電圧を印加する駆動ＩＣを実装したことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドを備えることを特徴とするインクジェット記録装置。

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