JP2013193370A - ヘッドチップ、液体噴射ヘッドおよび液体噴射記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体の液体流路の流通過程における圧力損失に起因する液体噴射時のボリューム差による画質への影響を低減することができるヘッドチップ、液体噴射ヘッドおよび液体噴射記録装置の提供。
【解決手段】ノズル列に連通する複数の液体噴射チャネルを有するアクチュエータープレートと、インクの流入口４２ａが設けられ、液体噴射チャネルのそれぞれに対して第１の流れＦ１でインクを供給する第１流路３１、及び、第１流路３１と接続されると共にインクの流出口４２ｂが設けられ、液体噴射チャネルのそれぞれに対して第１の流れＦ１と逆向きの第２の流れＦ２で第１流路３１を流通したインクを供給する第２流路３２、を備える液体流路３０と、を有するヘッドチップ４１を採用する。
【選択図】図６

Description

本発明は、ヘッドチップ、液体噴射ヘッドおよび液体噴射記録装置に関するものである。

液体噴射記録装置として、被記録媒体等にインクや機能液等を噴射して文字や図形等の所定のパターンを記録するインクジェット方式の記録装置が知られている。この方式は、例えば、インクや機能液等の液体を液体タンクから供給管を介して液体噴射ヘッドに供給し、そのヘッドチップに設けられた液体噴射チャネルに液体を充填させる。そして、電圧の印加により液体噴射チャネルを変形させ、それによる容量の変化によって、充填された液体を連通するノズルから噴射するよう構成されている。

下記特許文献１に開示されているインクジェット記録装置は、インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給系について、インクジェットヘッドとインクタンクとの間でインクを循環させる循環系を採用している。インクジェットヘッドは、ノズル列に沿って延在する共通インク室を有し、この共通インク室の一端側にインク供給流路が接続され、この共通インク室の他端側にインク排出流路が接続されている。インク供給流路及びインク排出流路は、インクタンクに接続されている。

この構成によれば、インク供給流路から供給されたインクは、共通インク室を一端側から他端側に流通した後、インク排出流路に導入される。インク排出流路に導入されたインクは、インクタンクに戻り、インクタンクに接続されたインク供給流路から再び共通インク室に供給される。したがって、インクジェットヘッド内のインクをフレッシュなインクで置換することができ、インクジェットヘッド内の気泡や成分が沈殿したインクをノズルから吸引して廃棄するためのインク量を低減できる効果がある。

特開２００６−２５６０２２号公報

ところで、上記のようなインクの流入口と流出口を有する液体流路を用いたインク循環系のインクジェットヘッドにおいては、ヘッド内の圧力損失によって、流入口側と流出口側に圧力差が生まれる。そうすると、流入口に近いノズルと流出口に近いノズルとの間にはインク噴射時にボリューム差が生じ、ノズル順にインクボリュームが漸次低減するため、ノズル列方向に濃淡グラデーションが現れ、画質に影響を与える問題がある。

特に、インクジェットヘッドがノズル列の延在方向に複数並んで配置されている場合、流出口に近くインクボリュームが小さいノズルと、流入口に近くインクボリュームが大きいノズルとが隣り合って配置されることとなる。そうすると、両ノズル間で濃淡のコントラストが際立ってしまい、そのコントラストがインクジェットヘッドの間にスジのように現れ、画質に影響を与える問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、液体の液体流路の流通過程における圧力損失に起因する液体噴射時のボリューム差による画質への影響を低減することができるヘッドチップ、液体噴射ヘッドおよび液体噴射記録装置の提供を目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、ノズル列に連通する複数の液体噴射チャネルを有するアクチュエータープレートと、液体の流入口が設けられ、前記液体噴射チャネルのそれぞれに対して第１の流れで前記液体を供給する第１流路、及び、前記第１流路と接続されると共に前記液体の流出口が設けられ、前記液体噴射チャネルのそれぞれに対して前記第１の流れと逆向きの第２の流れで前記第１流路を流通した前記液体を供給する第２流路、を備える液体流路と、を有するヘッドチップを採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、液体が液体流路を流通する過程における圧力損失によって、第１流路においても端から端で圧力差が生じ、さらに、第２流路においても端から端で圧力差が生じるが、第１流路から液体噴射チャネルのそれぞれに対して液体を供給する第１の流れと、第２流路から液体噴射チャネルのそれぞれに対して液体を供給する第２の流れは、互いに逆向きとなるため、第１流路における液体噴射チャネルに対する液体供給の順序（圧力低下順）と、第２流路における液体噴射チャネルに対する液体供給の順序（圧力低下順）とが、互いに逆になる。そうすると、ある特定の液体噴射チャネルでは例えば「大、小」の圧力関係で、また別の液体噴射チャネルでは、例えば「中、中」の圧力関係で、第１流路及び第２流路のそれぞれから液体が供給されることとなり、結果、液体噴射チャネルの端から端までの圧力を「中」に均一化することができる。このため、ノズル順に液体ボリュームが漸次低減することによる濃淡グラデーションの発生を抑制することができる。また、液体噴射チャネルのそれぞれにおける圧力を平均化して一定にすることで、安定噴射可能な液体循環流量範囲が広がるため、より印字安定性が向上し、画質向上も見込める。

また、本発明においては、前記第１流路及び前記第２流路は、所定方向に延在し、並設されており、前記液体流路は、前記所定方向の一端側において前記第１流路と前記第２流路とを接続する接続路と、前記所定方向の他端側において前記第１流路と前記第２流路とを非接続とする仕切りと、を有し、前記流入口及び前記流出口は、前記所定方向の他端側に設けられている、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、流入口から流入した液体が第１流路を流通した後、接続路により折り返して、逆向きの流れとなって第２流路を流通し、流出口から流出する。このため、圧力損失によって、折り返し位置の所定方向一端側における液体噴射チャネルでは「中、中」の圧力関係で、また、流入口及び流出口が設けられた所定方向他端側における液体噴射チャネルでは「大、小」の圧力関係で、第１流路及び第２流路のそれぞれから液体が供給される。これにより、液体噴射チャネルの端から端までの圧力の均一化を図ることができる。

また、本発明においては、前記第１流路及び前記第２流路は、所定方向に延在し、並設されており、前記液体流路は、前記所定方向の一端側において前記第１流路と前記第２流路とを接続する第１接続路と、前記所定方向の他端側において前記第１流路と前記第２流路とを接続する第２接続路と、を有し、前記流入口及び前記流出口は、前記所定方向の一端側と他端側との間の中間位置に設けられている、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、中間位置に設けられた流入口から流入した液体が所定方向両側へ向かう外向き流れとなって第１流路を流通した後、第１接続路及び第２接続路によりそれぞれ折り返して、中間位置に設けられた流出口に向かう内向きの流れとなって第２流路を流通し、流出口から流出する。このため、圧力損失によって、折り返し位置の所定方向一端側及び他端側における両端の液体噴射チャネルでは「中、中」の圧力関係で、流入口及び流出口が設けられた所定方向の中間位置における液体噴射チャネルでは「大、小」の圧力関係で、第１流路及び第２流路のそれぞれから液体が供給される。これにより、液体噴射チャネルの端から端までの圧力の均一化を図ることができる。

また、本発明においては、前記液体噴射チャネルの少なくとも一部を覆うカバープレートを有し、前記カバープレートは、前記液体流路の少なくとも一部を形成する、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、カバープレートを用いて、液体流路の少なくとも一部を形成するので、製造コストを低減することができる。

また、本発明においては、先に記載のヘッドチップを有する、液体噴射ヘッドを採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、濃淡グラデーションの発生を抑制することができる液体噴射ヘッドが得られる。

また、本発明においては、前記液体流路の少なくとも一部を形成する溝部を備える流路部材を有する、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、流路部材の溝部によって、液体流路の流路面積を大きく調整できるため、液体流路における液体の流通性を確保することができる。

また、本発明においては、先に記載の液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給部と、前記液体噴射ヘッドと対向する位置を通過するように被記録媒体を搬送する被記録媒体搬送部と、を有する、液体噴射記録装置を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、濃淡グラデーションの発生を抑制することができ、被記録媒体に対して高画質のパターンを記録することができる液体噴射記録装置が得られる。

また、本発明においては、前記液体噴射ヘッドが、前記ヘッドチップのノズル列の延在方向に複数並んで配置されている、という構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、隣り合う液体噴射ヘッドの両ノズル間で濃淡のコントラストが際立つことがなくなるため、被記録媒体に対してスジの発生を抑制した高画質のパターンを記録することができる。

したがって、本発明によれば、液体の液体流路の流通過程における圧力損失に起因する液体噴射時のボリューム差による画質への影響を低減することができるヘッドチップ、液体噴射ヘッドおよび液体噴射記録装置が得られる。

本発明の実施形態における液体噴射記録装置を示す斜視図である。 本発明の実施形態における液体噴射ヘッドおよびインク供給手段を含むインクシステムを示す構成図である。 本発明の実施形態における液体噴射ヘッドの分解斜視図である。 本発明の実施形態における液体噴射ヘッドの横断面図である。 本発明の実施形態における液体噴射ヘッドの縦断面図である。 本発明の実施形態における液体流路を示す断面図である。 本発明の実施形態における液体流路による作用を説明するためのグラフである。 本発明の第２実施形態における液体噴射ヘッドの縦断面図である。 本発明の第２実施形態における液体流路を示す断面図である。 本発明の第３実施形態における液体噴射ヘッドの縦断面図である。 本発明の第３実施形態における液体流路を示す断面図である。 本発明の第３実施形態における液体流路による作用を説明するためのグラフである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、液体として、インクを噴射するヘッドチップ、液体噴射ヘッドおよび液体噴射記録装置を例示する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の実施形態における液体噴射記録装置１を示す斜視図である。
図１に示すように、液体噴射記録装置１は、紙等の被記録媒体Ｓを搬送する一対の搬送手段（被記録媒体搬送部）２，３と、被記録媒体Ｓにインクを噴射する液体噴射ヘッド４と、液体噴射ヘッド４にインクを供給するインク供給手段（液体供給部）５と、液体噴射ヘッド４を被記録媒体Ｓの搬送方向（以下、Ｙ方向と記す。）と略直交する方向（以下、Ｘ方向と記す。）に走査させる走査手段６と、を備えている。

一対の搬送手段２，３は、それぞれＸ方向に延設されたグリッドローラ２ａ，３ａと、グリッドローラ２ａ，３ａに平行して延設されたピンチローラ２ｂ，３ｂと、グリッドローラ２ａ，３ａを軸回転させるモータ等の図示せぬ駆動機構と、を備えている。

インク供給手段５は、インクが収容されたインクタンク５０と、インクタンク５０と液体噴射ヘッド４とを接続するインク配管５１と、を備えている。インクタンク５０は、複数備えられており、具体的には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種類のインクのインクタンク５０Ｙ，５０Ｍ、５０Ｃ，５０ＢがＹ方向に並べて設けられている。インク配管５１は、液体噴射ヘッド４（キャリッジ６２）の動作に対応可能な可撓性を有するフレキシブルホースからなる。

走査手段６は、Ｘ方向に延設された一対のガイドレール６０，６１と、一対のガイドレール６０，６１に沿って摺動可能なキャリッジ６２と、キャリッジ６２をＸ方向に移動させる駆動機構６３と、を備えている。駆動機構６３は、一対のガイドレール６０，６１の間に配設された一対のプーリ６４，６５と、一対のプーリ６４，６５間に巻回された無端ベルト６６と、一方のプーリ６４を回転駆動させる駆動モータ６７と、を備えている。

一対のプーリ６４，６５は、一対のガイドレール６０，６１の両端部間にそれぞれ配設されており、Ｘ方向に間隔をあけて配置されている。無端ベルト６６は一対のガイドレール６０，６１間に配設されており、この無端ベルトにはキャリッジ６２が連結されている。キャリッジ６２には複数の液体噴射ヘッド４が搭載されており、具体的には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種類のインクの液体噴射ヘッド４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４ＢがＸ方向に並べて搭載されている。

図２は、本発明の実施形態における液体噴射ヘッド４およびインク供給手段５を含むインクシステムを示す構成図である。
図２に示すように、液体噴射記録装置１は、液体噴射ヘッド４にインクを供給するインク供給手段５について、液体噴射ヘッド４とインクタンク５０との間でインクを循環させる循環系を採用している。液体噴射ヘッド４とインクタンク５０との間を接続するインク配管５１は、インク供給配管５１Ａと、インク回収配管５１Ｂと、を含んで構成されている。

インク供給手段５は、ポンプ５２Ａ，５２Ｂと、圧力センサ５３Ａ，５３Ｂと、コントローラ５４と、を有する。ポンプ５２Ａは、インク供給配管５１Ａに設けられ、インクタンク５０のインクを液体噴射ヘッド４に向けて圧送する構成となっている。また、ポンプ５２Ｂは、インク回収配管５１Ｂに設けられ、液体噴射ヘッド４のインクをインクタンク５０に向けて圧送（回収）する構成となっている。

圧力センサ５３Ａは、インク供給配管５１Ａに設けられ、液体噴射ヘッド４に流入する直前のインク圧力を計測し、当該計測結果をコントローラ５４に出力する構成となっている。また、圧力センサ５３Ｂは、インク回収配管５１Ｂに設けられ、液体噴射ヘッド４から流出した直後のインク圧力を計測し、当該計測結果をコントローラ５４に出力する構成となっている。

コントローラ５４は、圧力センサ５３Ａ，５３Ｂの計測結果からポンプ５２Ａ，５２Ｂの駆動を制御することで、循環系内のインク圧力を調整可能な構成となっている。コントローラ５４は、例えば、圧力センサ５３Ａの計測結果と、圧力センサ５３Ｂの計測結果とが同一となるように、ポンプ５２Ａ，５２Ｂの駆動をそれぞれ制御することで、循環系内で圧力センサ５３Ａ，５３Ｂに挟まれた液体噴射ヘッド４におけるインク圧力を略一定に維持・調整することができる。

液体噴射ヘッド４は、流路部材４２が接続されたヘッドチップ４１と、ベースプレート４４と、配線基板４５と、を備えている。
液体噴射ヘッド４は、図１に示すキャリッジ６２の基台６２ａにネジ等で固定されている。ヘッドチップ４１の一面側には、流路部材４２が取り付けられている。

流路部材４２の内部には、インクを流通させるための液体流路３０（後述する図６参照）が形成されている。流路部材４２には、インク供給配管５１Ａと連通する流入口４２ａが形成されている。また、流路部材４２には、インク回収配管５１Ｂと連通する流出口４２ｂが形成されている。

ベースプレート４４は、略垂直に立設されており、このベースプレート４４の表面には配線基板４５が取り付けられている。配線基板４５には、ヘッドチップ４１を制御する図示せぬ制御回路が設けられている。配線基板４５とヘッドチップ４１との間は、フレキシブル基板４６によって電気的に接続されている。

図３は、本発明の実施形態における液体噴射ヘッド４の分解斜視図である。図４は、本発明の実施形態における液体噴射ヘッド４の横断面図である。図５は、本発明の実施形態における液体噴射ヘッド４の縦断面図である。図５においては、インク圧力の高低を、ドットパターンの濃淡で示している。図６は、本発明の実施形態における液体流路３０を示す断面図である。なお、図６に示す矢視Ａ−Ａ断面は、図４に対応する。図６に示す矢視Ｂ−Ｂ断面は、図５に対応する。図５に示す矢視Ｃ−Ｃ断面は、図６に対応する。
図３に示すように、液体噴射ヘッド４は、ヘッドチップ４１を有する。ヘッドチップ４１は、ノズルプレート１０が設けられている。

ノズルプレート１０には、図１に示す被記録媒体Ｓに向けてインク滴を噴射するノズル孔１１が複数設けられている。ノズルプレート１０は、図３に示すように、複数のノズル孔１１によって形成されるノズル列１２を有する。ノズル列１２は、所定方向（Ｙ方向）に延在している。

ヘッドチップ４１は、アクチュエータープレート１３を有する。アクチュエータープレート１３は、ノズル列１２に連通する複数の液体噴射チャネル１３Ａを有する。液体噴射チャネル１３Ａは、ノズル列１２のノズル孔１１と一対一で対応して設けられ、対応するノズル孔１１と連通しており、いわゆるスリーサイクルタイプとなっている。なお、ノズル列１２は、Ｙ方向に一直線である必要はない。例えば、ノズル列１２の単列においてＸ方向に隣り合うノズル孔１１がずれて配置していても構わない。

アクチュエータープレート１３は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電材料からなる矩形プレートである。アクチュエータープレート１３の一面側には、アクチュエータープレート１３の短手方向（以下、Ｚ方向と記す。）に延びる断面視矩形の凹溝状の液体噴射チャネル１３Ａが形成されている。液体噴射チャネル１３Ａは、アクチュエータープレート１３の長手方向（Ｙ方向）に所定間隔をあけて複数配列されている。

液体噴射チャネル１３Ａの先端部は、アクチュエータープレート１３の端面まで延在されており、その先はノズルプレート１０によって閉塞されている。液体噴射チャネル１３Ａの基端部（ノズル孔１１側の反対側の端部）の底面は傾斜されており、基端側に向かうに従い漸次浅くなっている。

液体噴射チャネル１３Ａには、不図示の電極が設けられている。この電極は、Ｚ方向に延びる帯状の電極であり、液体噴射チャネル１３Ａの側面の上部に蒸着されている。この電極は、フレキシブル基板４６を介して電圧が印加されることで、厚みすべり変形によって液体噴射チャネル１３Ａの容量を変化させ、液体噴射チャネル１３Ａに充填されたインクを噴射させる構成となっている。すなわち、圧電材料からなるプレートの一面側に矩形溝（液体噴射チャネル１３Ａ）を所定ピッチで複数並列に形成することにより、アクチュエータープレート１３が形成される。

ヘッドチップ４１は、カバープレート１４を有する。カバープレート１４は、アクチュエータープレート１３に重ね合わせられた矩形プレートであり、液体噴射チャネル１３Ａの少なくとも一部を覆うように配設されている。カバープレート１４には、カバープレート１４の長手方向（Ｙ方向）に延びた平面視矩形状のインク室８が形成されている。インク室８の中央には、図５に示すように、仕切り９が設けられている。仕切り９は、セラミックス材料からなるカバープレート１４をサンドブラスト処理等することにより、一体で形成されている。インク室８は、仕切り９を挟んだ上下それぞれで、液体噴射チャネル１３Ａの基端側と連通している。また、インク室８は、液体噴射チャネル１３Ａの端から端までカバーできる長さで延在している。

カバープレート１４の一面側（アクチュエータープレート１３と反対側の面）には、流路部材４２が接合されて重ね合わせられており、インク室８は、流路部材４２の溝部２２にフィルター部材４２ｃを介して連通している。溝部２２は、流路部材４２の長手方向（Ｙ方向）に延びた平面視矩形状に形成されている。溝部２２の中央には、図５に示すように、仕切り２３が設けられている。仕切り２３は、流路部材４２と一体で樹脂成型されて形成されている。溝部２２の上部は、インク室８の上部と連通しており、溝部２２の下部は、インク室８の下部と連通している。また、溝部２２は、液体噴射チャネル１３Ａの端から端までカバーできる長さで延在している。

ヘッドチップ４１は、液体流路３０を有する。液体流路３０は、第１流路３１と、第１流路３１に接続された第２流路３２と、を有する。本実施形態の第１流路３１は、図５に示すように、カバープレート１４のインク室８の仕切り９の上部と、流路部材４２の溝部２２の上部とによって形成されている。また、本実施形態の第２流路３２は、カバープレート１４のインク室８の下部と、流路部材４２の溝部２２の下部とによって形成されている。なお、カバープレート１４と流路部材４２との間には、インクに含まれる気泡等をヘッドチップ４１内に入れないようにするためにカバープレート１４に貼り付けられたフィルター部材４２ｃが設けられている。

図６に示すように、第１流路３１には、インク供給配管５１Ａと接続されてインクが流入してくる流入口４２ａが設けられている。一方、第２流路３２には、インク回収配管５１Ｂと接続されてインクが流出していく流出口４２ｂが設けられている。このため、インク供給配管５１Ａから供給されたインクは、ヘッド内において、流入口４２ａから第１流路３１に流入し、第１流路３１と第２流路３２とを流通した後、流出口４２ｂからインク回収配管５１Ｂに回収される一方向の循環流れを形成することとなる。

第１流路３１は、液体噴射チャネル１３Ａのそれぞれに対して第１の流れＦ１で液体を供給する。一方、第２流路３２は、液体噴射チャネル１３Ａのそれぞれに対して第１の流れＦ１と逆向きの第２の流れＦ２で第１流路３１を流通した液体を供給する。本実施形態では、第１流路３１及び第２流路３２は、所定方向（Ｙ方向）に延在し、並設されている。なお、所定方向とは、ノズル列１２の延在方向に対応し、また、液体噴射チャネル１３Ａの一つ一つが延在する方向（Ｚ方向）と直交する方向（チャネル並設方向）に対応する。

液体流路３０は、所定方向の一端側３０Ａにおいて第１流路３１と第２流路３２とを接続する接続路３３と、所定方向の他端側３０Ｂにおいて第１流路３１と第２流路３２とを非接続とする仕切り３４と、を有する。本実施形態の仕切り３４は、図５に示すように、カバープレート１４の仕切り９及び流路部材４２の仕切り２３によって形成されている。
接続路３３は、図４及び図６に示すように、矩形開口形状を有し、一端側３０Ａにおいて、第１流路３１と第２流路３２とを仕切り３４の厚み方向において連通させる。仕切り３４は、他端側３０Ｂにおいて、流入口４２ａ及び流出口４２ｂの間を遮るように延在し、第１流路３１と第２流路３２とをその厚み方向において非連通とさせる。

流入口４２ａ及び流出口４２ｂは、他端側３０Ｂに設けられている。図４に示すように、流入口４２ａは、他端側３０Ｂにおける、アクチュエータープレート１３の端部に対応する位置（第１流路３１において複数の液体噴射チャネル１３Ａの上流側）に設けられている。また、流出口４２ｂも同様に、他端側３０Ｂにおける、アクチュエータープレート１３の端部に対応する位置（第２流路３２において複数の液体噴射チャネル１３Ａの下流側）に設けられている。

液体流路３０においては、アクチュエータープレート１３の端部には流入口４２ａと、仕切り３４を隔てて流出口４２ｂと、が配置される。また、第１流路３１においては流入口４２ａから最も離れた位置において、第２流路３２においては流出口４２ｂから最も離れた位置において、第１流路３１と第２流路３２とが接続路３３によって連通している。また、液体流路３０においては、仕切り３４が、流入口４２ａからの距離と、流出口４２ｂからの距離が、等しくなる場所を隣接させるように、第１流路３１と第２流路３２との間を仕切る。

このため、液体流路３０においては、流入口４２ａから流入したインクは、液体噴射チャネル１３Ａの上流側で第１流路３１を流通した後、同じく液体噴射チャネル１３Ａの上流側で第２流路３２を流通する。図６に示すように、本実施形態の第１流路３１においては、流入口４２ａから接続路３３が設けられた一端側３０Ａに向かってインクが流通する第１の流れＦ１が形成される。また、本実施形態の第２流路３２においては、接続路３３から流出口４２ｂが設けられた他端側３０Ｂに向かってインクが流通する第１の流れＦ２が形成される。

続いて、上記構成の液体噴射記録装置１による印字動作について、図７を追加参照しつつ説明する。
図７は、本発明の実施形態における液体流路３０による作用を説明するためのグラフである。なお、図７の縦軸は、インク圧力を、図７の横軸は、液体噴射チャネル１３Ａの端から端までのノズルナンバー（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５００）を示している。

図１に示すように、液体噴射記録装置１にセットされた被記録媒体Ｓは、搬送手段２によって、液体噴射ヘッド４の下方であって、液体噴射ヘッド４と対向する位置を通過するように搬送される。その搬送過程において、液体噴射ヘッド４から被記録媒体Ｓに向かってインクが噴射されると共に、走査手段６によって液体噴射ヘッド４が被記録媒体Ｓの搬送方向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｘ方向）に往復移動する。これにより、被記録媒体Ｓの一面にインクが噴射される。

図２に示すように、この印字動作中、インク供給手段５によって液体噴射ヘッド４にインクが供給される。インク供給手段５は、液体噴射ヘッド４とインクタンク５０との間でインクを循環させる。インクタンク５０のインクは、ポンプ５２Ａによってインク供給配管５１Ａを通り、液体噴射ヘッド４に供給される。液体噴射ヘッド４の液体流路３０を流通したインクは、ポンプ５２Ｂによってインク回収配管５１Ｂを通り、インクタンク５０に回収される。

インク供給配管５１Ａの内部のインクの圧力は、圧力センサ５３Ａによって計測されている。また、インク回収配管５１Ｂの内部のインクの圧力は、圧力センサ５３Ｂによって計測されている。圧力センサ５３Ａ，５３Ｂによって計測されたインクの圧力値は、コントローラ５４に送られる。コントローラ５４は、当該圧力値の差が所定の範囲内に収まるようにポンプ５２Ａ，５２Ｂの駆動を制御する。

インク供給配管５１Ａから液体噴射ヘッド４に供給されたインクは、図６に示すように、流入口４２ａから液体流路３０に流入する。流入口４２ａから流入したインクは、第１流路３１を第１の流れＦ１で流通した後、接続路３３により折り返して、逆向きの第２の流れＦ２となって第２流路３２を流通し、流出口４２ｂから流出する。インクは、第１流路３１を流通する間に、液体噴射チャネル１３Ａのそれぞれに対して供給される。また、インクは、第２流路３２を流通する間に、液体噴射チャネル１３Ａのそれぞれに対して供給される。

液体流路３０においては、流通過程における不可避的な圧力損失によって、インクの圧力が低下し、流入口４２ａ側と流出口４２ｂ側との間に圧力差が生まれる。このため、第１流路３１においても端から端で圧力差が生じ、さらに、第２流路３２においても端から端で圧力差が生じる。このため、流入口４２ａから流出口４２ｂに向かって順にインク圧力が漸次低減していく。

ここで、本実施形態では、第１流路３１から液体噴射チャネル１３Ａのそれぞれに対してインクを供給する第１の流れＦ１と、第２流路３２から液体噴射チャネル１３Ａのそれぞれに対してインクを供給する第２の流れＦ２とが、互いに逆向きとなるため、例えば、図５に示す液体噴射チャネル１３Ａでは、第１流路３１からは「大（図５において濃）」の圧力で、また、第２流路３２からは「小（図５において淡）」の圧力で、それぞれインクが供給されることになり、結果、液体噴射チャネル１３Ａにおける圧力が「中」に調整される。

具体的には、図７に示すように、第１流路３１における液体噴射チャネル１３Ａに対するインク供給の順序（圧力低下順）と、第２流路３２における液体噴射チャネル１３Ａに対するインク供給の順序（圧力低下順）とが、互いに逆になる。このため、圧力損失によって、例えば、折り返し位置の所定方向一端側３０Ａにおける液体噴射チャネル１３Ａ（Ｎｏ．５００）では「中、中」の圧力関係で、また例えば、流入口４２ａ及び流出口４２ｂが設けられた所定方向他端側３０Ｂにおける液体噴射チャネル１３Ａ（Ｎｏ．１）では「大、小」の圧力関係で、第１流路３１及び第２流路３２のそれぞれからインクが供給される。その結果、液体噴射チャネル１３Ａの端から端（Ｎｏ．１〜５００）までの圧力がそれぞれ供給圧力の中間値である「中」に調整され、結果、液体噴射チャネル１３Ａにおけるインク圧力の均一化が図られる。

したがって、液体噴射チャネル１３Ａに連通するノズル列１２から噴射され、被記録媒体Ｓに着弾するインクボリュームは、ノズル列１２の端から端まで均一化される。したがって、ノズル順にインクボリュームが漸次低減することによる濃淡グラデーションの発生を抑制することができる。
このため、例えば、液体噴射ヘッド４が、ヘッドチップ４１のノズル列１２の延在方向（Ｙ方向）に複数並んで配置されている場合であっても、隣り合う液体噴射ヘッド４の両ノズル間では、濃淡のコントラストが際立つことがなくなるため、被記録媒体Ｓに対してスジの発生を抑制した高画質のパターンを記録することができる。
また、液体噴射チャネル１３Ａのそれぞれにおける圧力を平均化して一定にすることで、安定噴射可能なインク循環流量範囲が広がるため、より印字安定性が向上し、画質向上も見込める。

また、本実施形態においては、液体噴射チャネル１３Ａの少なくとも一部を覆うカバープレート１４を有し、カバープレート１４が、液体流路３０の少なくとも一部を形成するという構成を採用することによって、液体流路３０の形成のための部品としてカバープレート１４を利用することができるため、製造コストを低減することができる。

また、本実施形態においては、カバープレート１４と協働して液体流路３０を形成する溝部２２を備える流路部材４２を有するという構成を採用することによって、液体流路３０の流路面積を大きくできるため、液体流路３０におけるインクの流通性を確保でき、また、圧力損失の度合いを低減させることができる。

したがって、上述の本実施形態によれば、ノズル列１２に連通する複数の液体噴射チャネル１３Ａを有するアクチュエータープレート１３と、インクの流入口４２ａが設けられ、液体噴射チャネル１３Ａのそれぞれに対して第１の流れＦ１でインクを供給する第１流路３１、及び、第１流路３１と接続されると共にインクの流出口４２ｂが設けられ、液体噴射チャネル１３Ａのそれぞれに対して第１の流れＦ１と逆向きの第２の流れＦ２で第１流路３１を流通したインクを供給する第２流路３２、を備える液体流路３０と、を有する、という構成を採用することによって、インクの液体流路３０の流通過程における圧力損失に起因するインク噴射時のボリューム差による画質への影響を低減することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
図８は、本発明の第２実施形態における液体噴射ヘッド４の縦断面図である。図９は、本発明の第２実施形態における液体流路３０を示す断面図である。なお、図８に示す矢視Ｄ−Ｄ断面は、図９に対応する。図９に示す矢視Ｅ−Ｅ断面は、図８に対応する。

図８に示すように、第２実施形態では、仕切り９（仕切り３４）が、カバープレート１４と別部材で形成されている点で、上記実施形態と異なる。カバープレート１４には、サンドブラスト処理等によって例えば数μｍの小さなインク室８を形成するため、インク室８の形成と同時に仕切り９を形成しようとすると、細かな処理が必要になり加工に手間がかかる。そこで、第２実施形態では、仕切り９を別部材とし、カバープレート１４と組み合わせることで、ヘッドチップ４１を容易に作製することができる。なお、仕切り９は、カバープレート１４に接合しても良いし、アクチュエータープレート１３の液体噴射チャネル１３Ａでない凸部に接合しても良い。

また、図９に示すように、第２実施形態では、液体流路３０において、流入口４２ａと流出口４２ｂとが設けられるそれぞれポートが同一方向に揃って配置されている点で、上記実施形態と異なる。この構成によれば、液体噴射ヘッド４の同一側にインク供給配管５１Ａとインク回収配管５１Ｂとを接続することができるため、配管の取り回しが容易になり、また、一方側（上方側）に纏めることで液体噴射ヘッド４の長さ方向（Ｙ方向）のスリム化を図ることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
図１０は、本発明の第３実施形態における液体噴射ヘッド４の縦断面図である。図１１は、本発明の第３実施形態における液体流路３０を示す断面図である。なお、図１０に示す矢視Ｆ−Ｆ断面は、図１１に対応する。図１１に示す矢視Ｇ−Ｇ断面は、図９に対応する。

図１０に示すように、第２実施形態では、仕切り９（仕切り３４）が、カバープレート１４と同一部材で形成されており、インク室８内部にフィルター部材４２ｃが設けられている点で、上記実施形態と異なる。

また、図１１に示すように、第２実施形態では、液体流路３０が、所定方向の一端側３０Ａにおいて第１流路３１と第２流路３２とを接続する第１接続路３３Ａと、所定方向の他端側３０Ｂにおいて第１流路３１と第２流路３２とを接続する第２接続路３３Ｂと、を有し、流入口４２ａ及び流出口４２ｂが、一端側３０Ａと他端側３０Ｂとの間の中間位置に設けられている点で、上記実施形態と異なる。

液体流路３０においては、アクチュエータープレート１３の中間位置に流入口４２ａと、仕切り３４を隔てて流出口４２ｂと、が配置される。また、第１流路３１においては流入口４２ａから最も離れた位置において、第２流路３２においては流出口４２ｂから最も離れた位置において、第１流路３１と第２流路３２とが第１接続路３３Ａと第２接続路３３Ｂによって連通している。また、液体流路３０においては、仕切り３４が、流入口４２ａからの距離と、流出口４２ｂからの距離が、等しくなる場所を隣接させるように、第１流路３１と第２流路３２との間を仕切る。

このため、液体流路３０においては、中間位置に設けられた流入口４２ａから流入したインクは所定方向（Ｙ方向）両側へ向かう外向き流れ（第１の流れＦ１）となって第１流路３１を流通した後、第１接続路３３Ａ及び第２接続路３３Ｂによりそれぞれ折り返して、中間位置に設けられた流出口４２ｂに向かう内向きの流れ（第２の流れＦ２）となって第２流路３２を流通し、流出口４２ｂから流出する。このように、第１流路３１における液体噴射チャネル１３Ａのそれぞれに対してインクを供給する第１の流れＦ１と、第２流路３２における液体噴射チャネル１３Ａのそれぞれに対してインクを供給する第２の流れＦ２とは、互いに逆向きとなる。

図１２は、本発明の第３実施形態における液体流路３０による作用を説明するためのグラフである。
図１２に示すように、圧力損失によって、折り返し位置の一端側３０Ａ及び他端側３０Ｂにおける両端（Ｎｏ．１、Ｎｏ．５００）の液体噴射チャネル１３Ａでは「中、中」の圧力関係で、第１流路３１及び第２流路３２のそれぞれからインクが供給される。また、流入口４２ａ及び流出口４２ｂが設けられた中間位置（Ｎｏ．２５０）における液体噴射チャネル１３Ａでは「大、小」の圧力関係で、第１流路３１及び第２流路３２のそれぞれからインクが供給される。その結果、液体噴射チャネル１３Ａの端から端（Ｎｏ．１〜５００）までの圧力がそれぞれ供給圧力の中間値である「中」に調整され、結果、液体噴射チャネル１３Ａにおけるインク圧力の均一化が図られる。

したがって、液体噴射チャネル１３Ａに連通するノズル列１２から噴射され、被記録媒体Ｓに着弾するインクボリュームは、ノズル列１２の端から端まで均一化される。したがって、第３実施形態によれば、上記実施形態と同様に、ノズル順にインクボリュームが漸次低減することによる濃淡グラデーションの発生を抑制することができる。

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、本発明は、液体噴射チャネル１３Ａがスリーサイクルタイプだけでなく、溝が吐出溝と非吐出溝とが並設方向に繰り返して形成される独立チャネルタイプのものにも適用可能である。なお、独立チャネルタイプの場合、カバープレート１４のインク室８を図３に示すようなスリット状にせずに、溝状にし、液体噴射チャネル１３Ａの吐出溝に対応する位置にだけ溝底に穴をあけて、液体流路３０と液体噴射チャネル１３Ａの吐出溝とを連通させ、非吐出溝にはインクを供給しない構成とされる。
また、例えば、液体流路３０は、フィルター部材４２ｃの上流側に形成されても下流側に形成されても良い。下流側に形成される場合でも、液体流路３０の大きさ（ｍｍ単位）に対して液体噴射チャネル１３Ａの大きさ（μｍ単位）は十分に小さいため、流路抵抗により実質的にフィルター部材４２ｃと同様の機能があり、例えば液体噴射チャネル１３Ａからの逆流等を防止することができる。

また、例えば、本発明のヘッドチップ４１、液体噴射ヘッド４及び液体噴射記録装置１で使用可能な液体は、水性インクだけでなく、油性インクや、ソルベントインク、ＵＶインクなども使用可能であり、また、インク以外の他の液体、例えば、無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）なども使用可能である。

１…液体噴射記録装置、２…搬送手段（被記録媒体搬送部）、４…液体噴射ヘッド、５…インク供給手段（液体供給部）、１２…ノズル列、１３…アクチュエータープレート、１３Ａ…液体噴射チャネル、１４…カバープレート、２２…溝部、３０…液体流路、３０Ａ…一端側、３０Ｂ…他端側、３１…第１流路、３２…第２流路、３３…接続路、３３Ａ…第１接続路、３３Ｂ…第２接続路、３４…仕切り、４１…ヘッドチップ、４２…流路部材、４２ａ…流入口、４２ｂ…流出口、Ｆ１…第１の流れ、Ｆ２…第２の流れ、Ｓ…被記録媒体

Claims (8)

1. ノズル列に連通する複数の液体噴射チャネルを有するアクチュエータープレートと、
   液体の流入口が設けられ、前記液体噴射チャネルのそれぞれに対して第１の流れで前記液体を供給する第１流路、及び、前記第１流路と接続されると共に前記液体の流出口が設けられ、前記液体噴射チャネルのそれぞれに対して前記第１の流れと逆向きの第２の流れで前記第１流路を流通した前記液体を供給する第２流路、を備える液体流路と、
   を有する、ことを特徴とするヘッドチップ。
2. 前記第１流路及び前記第２流路は、所定方向に延在し、並設されており、
   前記液体流路は、前記所定方向の一端側において前記第１流路と前記第２流路とを接続する接続路と、前記所定方向の他端側において前記第１流路と前記第２流路とを非接続とする仕切りと、を有し、
   前記流入口及び前記流出口は、前記所定方向の他端側に設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドチップ。
3. 前記第１流路及び前記第２流路は、所定方向に延在し、並設されており、
   前記液体流路は、前記所定方向の一端側において前記第１流路と前記第２流路とを接続する第１接続路と、前記所定方向の他端側において前記第１流路と前記第２流路とを接続する第２接続路と、を有し、
   前記流入口及び前記流出口は、前記所定方向の一端側と他端側との間の中間位置に設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドチップ。
4. 前記液体噴射チャネルの少なくとも一部を覆うカバープレートを有し、
   前記カバープレートは、前記液体流路の少なくとも一部を形成する、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のヘッドチップ。
5. 請求項１に記載のヘッドチップを有する、ことを特徴とする液体噴射ヘッド。
6. 前記液体流路の少なくとも一部を形成する溝部を備える流路部材を有する、ことを特徴とする請求項５に記載の液体噴射ヘッド。
7. 請求項５に記載の液体噴射ヘッドと、
   前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給部と、
   前記液体噴射ヘッドと対向する位置を通過するように被記録媒体を搬送する被記録媒体搬送部と、を有する、ことを特徴とする液体噴射記録装置。
8. 前記液体噴射ヘッドが、前記ヘッドチップのノズル列の延在方向に複数並んで配置されている、ことを特徴とする請求項７に記載の液体噴射記録装置。

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