JP2014151539A - 液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルタの目詰まりを防止でき、吐出特性の低下やバラつき等の発生を抑制できるとともに、流路抵抗の増加を防止でき、安定的かつ長期的な液体噴射が可能な液体噴射ヘッドおよびこの液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置を提供する。
【解決手段】液体導入路６１と液体供給室３７とを連通する液体流路４２を備えた液体噴射ヘッド２０であって、液体流路４２は、液体流路４２を通流するインクを濾過するフィルタ４４と、フィルタ４４よりもインクの通流方向の上流側であって、フィルタ４４よりも−Ｚ側に形成された第一液体室５１と、フィルタ４４よりも通流方向の下流側であって、フィルタ４４よりも＋Ｚ側に形成された第二液体室５４と、を備え、フィルタ４４が設けられた領域において、Ｚ方向に沿う第二液体室５４の高さＨ２は、Ｚ方向に沿う第一液体室５１の高さＨ１よりも低くなっていることを特徴とする。
【選択図】図６

Description

この発明は、液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置に関するものである。

従来、記録紙等の被記録媒体にインク等の液体を噴射し、文字や図形等を記録する装置として、複数のノズル孔から被記録媒体に向かって液体を噴射する、いわゆるインクジェット方式の液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置が知られている。
また、液体噴射ヘッドとしては、例えば、ノズル孔に連通する複数のチャネルと、このチャネルのそれぞれに連通する共通なインク室となる液体供給室と、この液体供給室とインクが貯留されたインク貯留手段とを連通する液体流路の一部に配置したフィルタとを有するものが知られている。

例えば、特許文献１には、フィルタの鉛直方向上側を上流空間（請求項の「第一液体室」に相当。）とするとともに、鉛直方向下側を下流空間（請求項の「第二液体室」に相当。）とした流路基板を有する液体噴射ヘッドが記載されている。上流空間にはインク導入路が連通しており、下流空間にはインク供給路が連通しており、上流空間と下流空間とでインクの体積変化を小さくしている。特許文献１によれば、フィルタ前後の上流空間と下流空間とでインクの体積変化を小さくしてインクの流速の低下を抑えることにより、液体噴射ヘッドの内部空間内に残留する気泡を最小限に抑えることができるので、インク吐出特性の低下やバラツキを防止するとともに印字不良を防止し、かつ印字品質を向上することができるとされている。

ところで、液体噴射装置の液体噴射ヘッドから噴射されるインクとして、例えば顔料を含むインク（以下、「顔料インク」という。）が一般に広く使用される。また、顔料インクを使用する際、液体噴射装置の停止時において、液体噴射ヘッドの内部空間内で顔料やインク中の塵埃等の粒子が集まり固化する凝集や、顔料や塵埃等の粒子が下方に移動して蓄積される沈降が発生することが一般に知られている。

特開２００４−８２５４４号公報

従来技術の液体噴射ヘッドにあっては、フィルタの鉛直方向の上側に存在する上流空間内において、顔料や塵埃等の粒子の凝集や沈降が発生すると、フィルタの鉛直方向の上面に顔料や塵埃等が堆積し、フィルタの目詰まりが発生するおそれがある。これにより、液体噴射ヘッドの吐出特性の低下やバラつき等が発生し、安定して液体を噴射できないおそれがある。特に、液体噴射ヘッドからインクを噴射する場合には、フィルタの目詰まりに起因して、液体噴射装置の印字不良や印字品質の低下等が発生するおそれがある。

そこで、本発明は、フィルタの目詰まりを防止でき、吐出特性の低下やバラつき等の発生を抑制できるとともに、流路抵抗の増加を防止でき、安定的かつ長期的な液体噴射が可能な液体噴射ヘッドおよびこの液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置の提供を課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明の液体噴射ヘッドは、ノズル孔に連通する複数のチャネルと、前記複数のチャネルのそれぞれに連通する液体供給室と、液体が貯留された液体貯留手段に連通する液体導入路と、前記液体導入路と前記液体供給室とを連通する液体流路と、を備えた液体噴射ヘッドであって、前記液体流路は、前記液体流路を通流する前記液体を濾過するフィルタと、前記フィルタよりも前記液体の通流方向の上流側であって、前記フィルタよりも鉛直方向の下側に形成された第一液体室と、前記フィルタよりも前記通流方向の下流側であって、前記フィルタよりも前記鉛直方向の上側に形成された第二液体室と、を備え、前記フィルタが設けられた少なくとも一部の領域において、前記鉛直方向に沿う前記第二液体室の高さは、前記鉛直方向に沿う前記第一液体室の高さよりも低くなっていることを特徴としている。

本発明によれば、フィルタよりも液体の通流方向の上流側であって、フィルタよりも鉛直方向の下側に形成された第一液体室と、フィルタよりも通流方向の下流側であって、フィルタよりも鉛直方向の上側に形成された第二液体室と、を備え、フィルタが設けられた少なくとも一部の領域において、鉛直方向に沿う第二液体室の高さは、鉛直方向に沿う第一液体室の高さよりも低くなっているので、フィルタの上側の第二液体室に充填された液体の量をフィルタの下側の第一液体室に充填された液体の量よりも少なくすることができる。これにより、フィルタの上側の第二液体室に充填された液体中に含まれる塵埃やインクの顔料等の粒子の量を、フィルタの下側の第一液体室に充填された液体中に含まれる塵埃やインクの顔料等の粒子の量よりも相対的に少なくすることができるので、顔料や塵埃等の粒子の凝集や沈降が発生しても、フィルタの上面における顔料や塵埃等の堆積量を抑制できる。したがって、フィルタの目詰まりを防止できるので、液体噴射ヘッドの吐出特性の低下やバラつき等の発生を抑制できるとともに、流路抵抗の増加を防止でき、安定的かつ長期的な液体噴射を可能とすることができる。

また、前記フィルタが設けられた全領域において、前記鉛直方向に沿う前記第二液体室の高さは、前記鉛直方向に沿う前記第一液体室の高さよりも低くなっていることを特徴としている。

本発明によれば、フィルタが設けられた全領域において、鉛直方向に沿う第二液体室の高さが鉛直方向に沿う第一液体室の高さよりも低くなっているので、フィルタの上側の第二液体室に充填された液体の量を、フィルタの下側の第一液体室に充填された液体の量よりも大幅に少なくすることができる。したがって、フィルタの上面における顔料や塵埃等の堆積量を大幅に抑制できるので、フィルタの目詰まりをさらに防止できる。

また、前記第二液体室の少なくとも一部における前記通流方向と直交する断面積は、前記第一液体室の前記通流方向と直交する断面積よりも小さくなっていることを特徴としている。

本発明によれば、第二液体室の少なくとも一部における通流方向と直交する断面積が、第一液体室の通流方向と直交する断面積よりも小さくなっているので、ベンチュリ効果により、第二液体室における液体の流速を第一液体室における液体の流速よりも増加させることができる。これにより、液体中の顔料や塵埃等を上流側から下流側に向かって速やかに移動させることができるので、顔料や塵埃等がフィルタの上面に堆積するのを抑制でき、フィルタの目詰まりをさらに防止できる。

また、前記第一液体室の底面は、前記上流側から前記下流側に向かって、前記鉛直方向の上側に漸次傾斜する傾斜面となっていることを特徴としている。

本発明によれば、第一液体室の底面は、通流方向の上流側から下流側に向かって、鉛直方向の上側に漸次傾斜する傾斜面となっているので、第一液体室において液体中の顔料や塵埃等が上流側から下流側のフィルタに向かって移動するのを第一液体室の傾斜面で妨げることができる。また、第一液体室における通流方向と直交する断面積を上流側から下流側に向かって小さくすることができるので、第一液体室における液体の流速を、ベンチュリ効果によって上流側から下流側に向かって増加させることができる。したがって、顔料や塵埃等がフィルタの上面に堆積するのを抑制できるので、フィルタの目詰まりをさらに防止できる。

また、前記第二液体室の天面は、前記上流側から前記下流側に向かって、前記鉛直方向の下側に漸次傾斜する傾斜面となっていることを特徴としている。

本発明によれば、第二液体室の天面は、通流方向の上流側から下流側に向かって、鉛直方向の下側に漸次傾斜する傾斜面となっているので、第二液体室における通流方向と直交する断面積を、上流側から下流側に向かって小さくすることができる。これにより、第二液体室における液体の流速を、ベンチュリ効果によって上流側から下流側に向かって増加させることができ、液体中の顔料や塵埃等を上流側から下流側に向かって速やかに移動させることができる。したがって、顔料や塵埃等がフィルタの上面に堆積するのを抑制できるので、フィルタの目詰まりをさらに防止できる。

また、前記第二液体室の底面は、前記上流側から前記下流側に向かって、前記鉛直方向の下側に漸次傾斜する傾斜面となっていることを特徴としている。

本発明によれば、第二液体室の底面が通流方向の上流側から下流側に向かって、鉛直方向の下側に漸次傾斜する傾斜面となっているので、第二液体室の底面に沈降した顔料や塵埃等の粒子が第二液体室の傾斜した底面に沿うように、下側に移動できる。これにより、第二液体室において、顔料や塵埃等の粒子は、フィルタから離反するように通流方向の上流側から下流側に向かって移動できる。したがって、顔料や塵埃等がフィルタの上面に堆積するのを抑制できるので、フィルタの目詰まりをさらに防止できる。

また、前記フィルタは、前記上流側から前記下流側に向かって、前記鉛直方向の下側に漸次傾斜していることを特徴としている。

本発明によれば、フィルタが通流方向の上流側から下流側に向かって、鉛直方向の下側に漸次傾斜しているので、フィルタの上面に沈降した顔料や塵埃等の粒子がフィルタの傾斜に沿うように、通流方向の上流側から下流側に向かって下側に移動できる。これにより、顔料や塵埃等がフィルタの上面に堆積するのを抑制できるので、フィルタの目詰まりをさらに防止できる。

また、前記フィルタは、前記上流側から前記下流側に向かって、前記鉛直方向の上側に漸次傾斜していることを特徴としている。

本発明によれば、フィルタが通流方向の上流側から下流側に向かって、鉛直方向の上側に漸次傾斜しているので、フィルタの上面に沈降した顔料や塵埃等の粒子がフィルタの傾斜に沿うように、通流方向の下流側から上流側に向かって下側に移動できるとともに、液体中の顔料や塵埃等が上流側から下流側に向かって移動するのをフィルタで妨げることができる。特に、大型化した顔料や塵埃等の凝縮体を捕捉し、この凝縮体がフィルタよりも下流側に移動するのを抑制するのに好適である。

また、本発明の液体噴射装置は、上述した液体噴射ヘッドと、前記液体ヘッドと被記録媒体とを相対的に移動させる移動機構と、前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、前記液体供給管に前記液体を供給する液体タンクと、を備えることを特徴としている。

本発明によれば、フィルタの目詰まりを防止でき、吐出特性の低下やバラつき等の発生を抑制できる液体噴射ヘッドを備えているので、長期にわたり高性能を維持できる液体噴射装置を得ることができる。

本発明によれば、フィルタよりも液体の通流方向の上流側であって、フィルタよりも鉛直方向の下側に形成された第一液体室と、フィルタよりも通流方向の下流側であって、フィルタよりも鉛直方向の上側に形成された第二液体室と、を備え、フィルタが設けられた少なくとも一部の領域において、鉛直方向に沿う第二液体室の高さは、鉛直方向に沿う第一液体室の高さよりも低くなっているので、フィルタの上側の第二液体室に充填された液体の量をフィルタの下側の第一液体室に充填された液体の量よりも少なくすることができる。これにより、フィルタの上側の第二液体室に充填された液体中に含まれる塵埃やインクの顔料等の粒子の量を、フィルタの下側の第一液体室に充填された液体中に含まれる塵埃やインクの顔料等の粒子の量よりも相対的に少なくすることができるので、顔料や塵埃等の粒子の凝集や沈降が発生しても、フィルタの上面における顔料や塵埃等の堆積量を抑制できる。したがって、フィルタの目詰まりを防止できるので、液体噴射ヘッドの吐出特性の低下やバラつき等の発生を抑制できるとともに、流路抵抗の増加を防止でき、安定的かつ長期的な液体噴射を可能とすることができる。

実施形態に係る液体噴射装置の説明図である。 第一実施形態に係る液体噴射ヘッドの斜視図である。 第一実施形態に係る液体噴射ヘッドの正面図である。 ヘッドチップの分解斜視図である。 ヘッドチップの一部を拡大した分解斜視図である。 図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 第二実施形態に係る液体噴射ヘッドの説明図である。 第三実施形態に係る液体噴射ヘッドの説明図である。 第四実施形態に係る液体噴射ヘッドの説明図である。 第五実施形態に係る液体噴射ヘッドの説明図である。 第六実施形態に係る液体噴射ヘッドの説明図である。

以下に、この発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
以下では、まず実施形態に係る液体噴射装置について説明したあと、各実施形態に係る液体噴射ヘッドについて説明をする。
図１は、実施形態に係る液体噴射装置１の説明図である。なお、以下の説明に用いる図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
図１に示すように、液体噴射装置１は、複数（本実施形態では４個）の液体噴射ヘッド２０と、液体噴射ヘッド２０に液体を供給する液体供給管６と、液体供給管６に液体を供給する液体ポンプ４および複数（本実施形態では４個）の液体タンク５とを備えている。また、液体噴射装置１は、紙等の被記録媒体１５を主走査方向に搬送する一対の搬送手段１２，１３と、液体噴射ヘッド２０を載置するキャリッジユニット１４と、液体噴射ヘッド２０を主走査方向と直交する副走査方向に走査する移動機構１１とを備えている。図示しない制御部は、液体噴射ヘッド２０、移動機構１１および搬送手段１２，１３を制御して駆動する。また、図示しない圧力センサーや流量センサーを設置し、液体の流量や圧力を制御することもある。

なお、以下の説明においては、主走査方向（被記録媒体１５の搬送方向）をＸ方向とし、被記録媒体１５の供給側を−Ｘ側とし、被記録媒体１５の排出側を＋Ｘ側とする。また、副走査方向をＹ方向とし、図１における紙面奥側を−Ｙ側とし、図１における紙面手前側を＋Ｙ側とする。また、Ｘ方向およびＹ方向に直交する方向をＺ方向とし、図１における下側を−Ｚ側とし、図１における上側を＋Ｚ側とする。
ここで、液体噴射装置１は、Ｘ方向、Ｙ方向が水平方向に沿うように、かつＺ方向が鉛直方向に沿うように載置して使用されるようになっている。また、＋Ｚ側は鉛直方向の上側に一致し、−Ｚ側は鉛直方向の下側に一致している。すなわち、液体噴射装置１を載置した状態では、被記録媒体１５上を液体噴射ヘッド２０がＸ方向およびＹ方向に沿って走査するように構成されている。また、この液体噴射ヘッド２０から鉛直方向の下側（−Ｚ側）に向かって、液体として例えばインク滴が噴射され、このインク滴が被記録媒体１５に着弾するように構成されている。以下では、必要に応じてＸＹＺの直交座標系を用いて、液体噴射ヘッド２０の各構成部品の詳細について説明する。

一対の搬送手段１２，１３は、Ｙ方向に延び、ローラ面を接触しながら回転するグリッドローラとピンチローラを備えている。図示しないモータによりグリッドローラとピンチローラを軸周りに移転させてローラ間に挟み込んだ被記録媒体１５を−Ｘ側から＋Ｘ側に向かって搬送する。移動機構１１は、Ｙ方向に延びた一対のガイドレール７，８と、一対のガイドレール７，８に沿って摺動可能なキャリッジユニット１４と、キャリッジユニット１４を連結しＹ方向に移動させる無端ベルト９と、この無端ベルト９を図示しないプーリを介して周回させるベルト１０とを備えている。

キャリッジユニット１４は、複数の液体噴射ヘッド２０を載置し、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種類の液体を吐出する。液体タンク５は対応する色の液体を貯留し、液体ポンプ４および液体供給管６を介して液体噴射ヘッド２０に供給する。各液体噴射ヘッド２０は、駆動信号に応じて各色の液体を吐出する。液体噴射ヘッド２０から液体を吐出させるタイミング、キャリッジユニット１４を駆動するベルト１０の回転および被記録媒体１５の搬送速度を制御することにより、被記録媒体１５上に任意のパターンを記録することできる。液体噴射ヘッド２０としては、後述する各実施形態の液体噴射ヘッド２０を適用できる。

なお、本実施形態は、移動機構１１がキャリッジユニット１４と被記録媒体１５を移動させて記録する液体噴射装置１であるが、これに代えて、キャリッジユニット１４を固定し、移動機構１１が被記録媒体１５を２次元的に移動させて記録する液体噴射装置であってもよい。つまり、移動機構１１は液体噴射ヘッド２０と被記録媒体１５とを相対的に移動させるものであればよい。

（第一実施形態の液体噴射ヘッド）
以下に、各実施形態に係る液体噴射ヘッドについて説明する。なお、以下の各実施形態に係る液体噴射ヘッド２０説明におけるＸＹＺの直交座標系は、図１における液体噴射装置１のＸＹＺの直交座標系に対応している。
図２は、第一実施形態に係る液体噴射ヘッド２０の斜視図であり、図３は、第一実施形態に係る液体噴射ヘッド２０の正面図である。
図２および図３に示すように、第一実施形態に係る液体噴射ヘッド２０は、被記録媒体１５（図１参照）に対して、液体として例えばインクを噴射するヘッドチップ３０と、ヘッドチップ３０の＋Ｙ側に設けられる流路基板４０と、この流路基板４０に接続された液体貯留手段の一部である負圧調整部６０と、ヘッドチップ３０を駆動するための駆動回路等が搭載された制御回路基板７０と、ヘッドチップ３０と制御回路基板７０とを電気的に接続する外部配線９０と、を有している。ヘッドチップ３０、流路基板４０、負圧調整部６０、制御回路基板７０および外部配線９０の各部材は、それぞれベースプレート８０に固定されている。

図４は、ヘッドチップ３０の分解斜視図であり、図５は、ヘッドチップ３０の一部を拡大した分解斜視図である。
図４に示すように、ヘッドチップ３０は、圧電アクチュエータ３１を備えている。圧電アクチュエータ３１は、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）セラミックス等により、略矩形板状に形成されたものである。圧電アクチュエータ３１は、＋Ｙ側の面（図２における流路基板４０側の面）に開口し、Ｚ方向に沿って延びるチャネル３３を有している。チャネル３３は、圧電アクチュエータ３１の−Ｚ側に接合されるノズルプレート３８のノズル孔３２に連通している。

チャネル３３は、インクが充填されるものであって、横断面が矩形状に形成されている。チャネル３３は、圧電アクチュエータ３１のＺ方向の全長にわたって、Ｘ方向に並んで複数本設けられており、各チャネル３３は、側壁３４により隔離されている。各チャネル３３の−Ｚ側の端部は、圧電アクチュエータ３１の−Ｚ側の端面まで延設されている。また、各チャネル３３の＋Ｚ側の端部は、圧電アクチュエータ３１の＋Ｚ側の端面の手前まで延びており、Ｙ方向の深さが漸次浅くなっている。なお、圧電アクチュエータ３１の各チャネル３３は、例えば、円盤状のダイスカッターにより切削加工されて形成され、深さが漸次浅くなる部分は、ダイスカッターの外形状により形成される。

図５に示すように、チャネル３３の側壁３４には、Ｙ方向における中間部よりも＋Ｙ側において、Ｚ方向に沿う帯状に駆動電極３５が形成されている。駆動電極３５は、例えば斜め蒸着法により形成される。駆動電極３５は、フレキシブルプリンテッドサーキット（ＦＰＣ）等の外部配線９０（図２参照）を介して、制御回路基板７０（図２参照）に電気的に接続される。これにより、ヘッドチップ３０には、制御回路基板７０から駆動信号が入力される。

圧電アクチュエータ３１のチャネル３３の開口側（圧電アクチュエータ３１の＋Ｙ側）には、カバープレート３６が接合されている。このカバープレート３６には、Ｙ方向に貫通して形成された液体供給室３７が設けられている。液体供給室３７は、Ｘ方向に並設された各チャネル３３の全体にわたって設けられており、複数のチャネル３３のそれぞれに連通している。
カバープレート３６は、例えば圧電アクチュエータ３１と同じ材料であるＰＺＴセラミックス等により、略矩形板状に形成されている。なお、カバープレート３６を形成する材料は、ＰＺＴセラミックスに限定されることはなく、例えば、マシナブルセラミックスや他のセラミックス、ガラス等の低誘電体材料を用いてもよい。ただし、カバープレート３６と圧電アクチュエータ３１とを同じ材料により形成することにより、熱膨張を等しくすることができるので、温度変化に対するヘッドチップ３０の反りや変形を抑制することができる。

図４に示すように、圧電アクチュエータ３１とカバープレート３６との接合体における−Ｚ側の端面には、ノズルプレート３８が接合されている。ノズルプレート３８の各チャネル３３に対応する位置には、各チャネル３３のそれぞれに連通する複数のノズル孔３２が形成されている。
ノズルプレート３８は、圧電アクチュエータ３１とカバープレート３６との接合体の−Ｚ側の端面の面積よりも大きくなっている。ノズルプレート３８は、ポリイミドフィルムなどに、例えば、エキシマレーザ装置を用いてノズル孔３２を形成したものである。なお、インクの種類に対応して、ノズルプレート３８の−Ｚ側面には、例えばインクの付着等を防止するための撥水性を有する撥水膜が設けられていてもよい。

また、圧電アクチュエータ３１とカバープレート３６との接合体には、ノズル支持プレート３９が接合されている。ノズル支持プレート３９は、ノズルプレート３８を安定して保持するためのものであり、ノズル支持プレート３９の−Ｚ側面がノズルプレート３８の＋Ｚ側面に接合されている。このように、圧電アクチュエータ３１、カバープレート３６、ノズルプレート３８およびノズル支持プレート３９が接合されて、ヘッドチップ３０を構成している。

図２に示すように、ヘッドチップ３０は、圧電アクチュエータ３１の−Ｙ側の面がベースプレート８０に接合されている。また、ヘッドチップ３０のカバープレート３６（図４参照）＋Ｙ側の面には、例えばＯリング等を介して流路基板４０が接合されており、カバープレート３６の＋Ｙ側の面は、この流路基板４０によって封止されている。
さらに、図３に示すように、流路基板４０のＸ方向の中間部における＋Ｚ側には、Ｚ方向に沿って延びる連通部６１ａが設けられている。連通部６１ａには、例えばステンレス等の金属材料により筒状に形成されたインク連通管６１ｂが接続される。
インク連通管６１ｂの＋Ｚ側には、所定量のインクを一時的に貯留する負圧調整部６０が設けられている。連通部６１ａとインク連通管６１ｂとは、負圧調整部６０内に連通しており、流路基板４０内に設けられた後述の液体流路４２にインクを導入する液体導入路６１を形成している。

負圧調整部６０は、インクカートリッジ１００（図１参照）にインク供給管１０１（図１参照）を介して接続されている。負圧調整部６０は、ヘッドチップ３０の液体供給室３７およびチャネル３３（いずれも図４参照）内のインクの圧力調整を行うものである。詳しくは、液体噴射ヘッド２０がＸ方向（主走査方向）に沿って移動した際に、ヘッドチップ３０内の圧力が変化し、ノズル孔３２にインクの表面張力によって形成されたメニスカスが破壊されてしまうおそれがある。これに対して、ヘッドチップ３０内の圧力変化を負圧調整部６０によって調整することにより、安定したメニスカスを保持してインクを吐出できるようにしている。また、負圧調整部６０は、その内部に所定量のインクを貯留することで、インク供給管１０１内の気泡がヘッドチップ３０に混入するのを防止する気泡貯留にも寄与している。

図６は、図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
続いて、流路基板４０の詳細について説明する。図６に示すように、流路基板４０の内部には、液体導入路６１と液体供給室３７とを連通し、インクが通流する液体流路４２が形成されている。液体流路４２のうち、液体導入路６１側がインクの通流方向の上流側とされ、ヘッドチップ３０の液体供給室３７側がインクの通流方向の下流側とされる。
液体流路４２は、Ｘ方向に幅を有するとともに、液体導入路６１の−Ｙ側において−Ｚ側に向かって立設された第一隔壁４６と、カバープレート３６の＋Ｙ側において＋Ｚ側に向かって立設された第二隔壁４７とにより、Ａ−Ａ線に沿う断面が略クランク形状となるように形成されている。第一隔壁４６の−Ｚ側端面４６ａは、第二隔壁４７の＋Ｚ側端面４７ａよりも−Ｚ側に配置されている。また、第二隔壁４７の＋Ｚ側端面４７ａは、液体供給室３７の−Ｚ側の内側面と略面一となるように配置されている。液体導入路６１と液体流路４２との間における第一隔壁４６の−Ｚ側端面４６ａに沿う仮想面は、液体導入路６１と液体流路４２との境界面Ｓ（図６において二点鎖線で図示）となっている。

液体流路４２は、フィルタ４４と第一液体室５１と第二液体室５４とを備えている。
フィルタ４４は、液体流路４２を通流するインクを濾過するためのものである。フィルタ４４の材質は、インクを必要な清浄さまで濾過できれば特に限定されることはなく、例えばインク中の塵埃を濾過できるような網状、繊維状、多孔質状、粒状等のものが採用できる。具体的にフィルタ４４としては、例えば、ステンレス等の金属材料やナイロン等の樹脂材料をメッシュ状に形成したものが好適である。
本実施形態のフィルタ４４は、所定の厚みを有する板状に形成されており、液体流路４２内の第一隔壁４６と第二隔壁４７との間において、ＸＹ平面（すなわち水平面）に沿って配置されている。また、フィルタ４４の＋Ｚ側面４４ａは、第二隔壁４７の＋Ｚ側端面４７ａと略面一となっている。また、フィルタ４４の−Ｚ側面４４ｂは、第二隔壁４７の＋Ｚ側端面４７ａと略面一となっている。

第一液体室５１は、フィルタ４４よりもインクの通流方向の上流側であって、フィルタ４４よりも−Ｚ側（鉛直方向の下側）に形成されている。第一液体室５１は、略直方体状の空間となっている。第一液体室５１の底面５２は、ＸＹ平面（すなわち水平面）に沿って配置されている。フィルタ４４の−Ｚ側面４４ｂと、第一液体室５１の底面５２との離間距離は、Ｚ方向に沿う第一液体室５１の高さＨ１に相当する。
第二液体室５４は、フィルタ４４よりもインクの通流方向の下流側であって、フィルタ４４よりも＋Ｚ側（鉛直方向の上側）に形成されている。第二液体室５４は、略直方体状の空間となっており、第二隔壁４７の＋Ｚ側端面４７ａが第二液体室５４の底面となっている。第二隔壁４７の＋Ｚ側端面４７ａおよび第二液体室５４の天面５５は、それぞれＸＹ平面（すなわち水平面）に沿って配置されている。フィルタ４４の＋Ｚ側面４４ａおよび第二隔壁４７の＋Ｚ側端面４７ａと、第二液体室５４の天面５５との離間距離は、Ｚ方向に沿う第二液体室５４の高さＨ２に相当する。

ここで、フィルタ４４が設けられた全領域において、Ｚ方向に沿う第二液体室５４の高さＨ２は、Ｚ方向に沿う第一液体室５１の高さＨ１よりも低くなっている。なお、本実施形態では、第二液体室の高さＨ２は、例えば０．３ｍｍ程度であり、第一液体室の高さＨ１は、例えば１．３ｍｍ程度である。このように、フィルタ４４が設けられた全領域において、Ｚ方向に沿う第二液体室５４の高さＨ２がＺ方向に沿う第一液体室５１の高さＨ１よりも低くなっているので、フィルタ４４の＋Ｚ側の第二液体室５４に充填されるインクの量は、フィルタ４４の−Ｚ側の第一液体室５１に充填されるインクの量よりも大幅に少なくなっている。このため、フィルタ４４の＋Ｚ側の第二液体室５４に充填されたインク中に含まれる塵埃やインクの顔料等の粒子の量は、フィルタ４４の−Ｚ側の第一液体室５１に充填されたインク中に含まれる塵埃やインクの顔料等の粒子の量よりも相対的に少なくなる。
また、第二液体室５４の高さＨ２が第一液体室５１の高さＨ１よりも低くなっていることから、第二液体室５４のＸＺ平面に沿う断面積（通流方向と直交する断面積）は、第一液体室５１のＸＺ平面に沿う断面積（通流方向と直交する断面積）よりも小さくなる。したがって、インクが液体流路４２を通流する際、インクの流れが第二液体室５４によって絞られ、ベンチュリ効果によってインクの流速が増加する。

（効果）
本実施形態の液体噴射ヘッド２０によれば、フィルタ４４よりもインクの通流方向の上流側であって、フィルタ４４よりもＺ方向の下側に形成された第一液体室５１と、フィルタ４４よりも通流方向の下流側であって、フィルタ４４よりもＺ方向の上側に形成された第二液体室５４と、を備え、フィルタ４４が設けられ全領域において、Ｚ方向に沿う第二液体室５４の高さＨ２は、Ｚ方向に沿う第一液体室５１の高さＨ１よりも低くなっているので、フィルタ４４の＋Ｚ側の第二液体室５４に充填されたインクの量をフィルタ４４の−Ｚ側の第一液体室５１に充填されたインクの量よりも少なくすることができる。これにより、フィルタ４４の＋Ｚ側の第二液体室５４に充填されたインク中に含まれる塵埃やインクの顔料等の粒子の量を、フィルタ４４の−Ｚ側の第一液体室５１に充填されたインク中に含まれる塵埃やインクの顔料等の粒子の量よりも相対的に少なくすることができるので、顔料や塵埃等の粒子の凝集や沈降が発生しても、フィルタ４４の＋Ｚ側面４４ａにおける顔料や塵埃等の堆積量を抑制できる。したがって、フィルタ４４の目詰まりを防止できるので、液体噴射ヘッド２０の吐出特性の低下やバラつき等の発生を抑制できるとともに、流路抵抗の増加を防止でき、安定的かつ長期的な印字を可能とすることができる。

また、第二液体室５４のＸＺ平面に沿う断面積（通流方向と直交する断面積）が、第一液体室５１のＸＺ平面に沿う断面積（通流方向と直交する断面積）よりも小さくなっているので、ベンチュリ効果により、第二液体室５４におけるインクの流速を第一液体室５１におけるインクの流速よりも増加させることができる。これにより、インク中の顔料や塵埃等を上流側から下流側に向かって速やかに移動させることができるので、顔料や塵埃等がフィルタ４４の＋Ｚ側面４４ａに堆積するのを抑制でき、フィルタ４４の目詰まりをさらに防止できる。

また、本実施形態の液体噴射装置１によれば、フィルタ４４の目詰まりを防止でき、吐出特性の低下やバラつき等の発生を抑制できる液体噴射ヘッド２０を備えているので、長期にわたり高性能を維持できる。

（第二実施形態）
図７は、第二実施形態に係る液体噴射ヘッド２０の説明図であり、図３のＡ−Ａ線に沿う断面図に対応している。なお、以下では、第一実施形態と同様の構成部分については説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
続いて、第二実施形態に係る液体噴射ヘッド２０について説明する。
第一実施形態の液体噴射ヘッド２０は、第一液体室５１の底面５２が、ＸＹ平面、すなわち水平面に沿って配置されていた（図６参照）。
これに対して、図７に示すように、第二実施形態の液体噴射ヘッド２０は、第一液体室５１の底面５２のうち、Ｙ方向の中間部分よりも−Ｙ側の領域が、上流側から下流側に向かって＋Ｚ側に漸次傾斜する傾斜面５２ａとなっている。なお、第二施形態における傾斜面５２ａのＸＹ平面（すなわち水平面）に対する傾斜角度は、インクの流速等に応じて種々設定が可能である。

フィルタ４４の−Ｚ側面４４ｂと、第一液体室５１の底面５２における傾斜面５２ａの−Ｙ側端部との離間距離は、Ｚ方向に沿う第一液体室５１の最小高さｈ１に相当する。Ｚ方向に沿う第二液体室５４の高さＨ２は、Ｚ方向に沿う第一液体室５１の最小高さｈ１よりも低くなっている。したがって、フィルタ４４が設けられた全領域において、Ｚ方向に沿う第二液体室５４の高さＨ２が、Ｚ方向に沿う第一液体室５１の高さＨ１よりも低くなっている。

（第二実施形態の効果）
第二実施形態によれば、第一液体室５１の底面５２のうち、Ｙ方向の中間部分よりも−Ｙ側の領域が、通流方向の上流側から下流側に向かって、＋Ｚ側に漸次傾斜する傾斜面５２ａとなっているので、第一液体室５１においてインク中の顔料や塵埃等が上流側から下流側のフィルタ４４に向かって移動するのを第一液体室５１の傾斜面５２ａで妨げることができる。また、第一液体室５１におけるＸＺ平面に沿う断面積（通流方向と直交する断面積）を上流側から下流側に向かって小さくすることができるので、第一液体室５１におけるインクの流速を、ベンチュリ効果によって上流側から下流側に向かって増加させることができる。したがって、顔料や塵埃等がフィルタ４４の＋Ｚ側面４４ａに堆積するのを抑制できるので、フィルタ４４の目詰まりをさらに防止できる。

なお、第二実施形態の液体噴射ヘッド２０は、第一液体室５１の底面５２のうち、Ｙ方向の中間部分よりも−Ｙ側の領域が、上流側から下流側に向かって＋Ｚ側に漸次傾斜する傾斜面５２ａとなっていたが、第一液体室５１の底面５２の形状は、第二実施形態に限定されない。例えば、第一液体室５１の底面５２全体が、上流側から下流側に向かって＋Ｚ側に漸次傾斜する傾斜面となっていてもよい。

（第三実施形態）
図８は、第三実施形態に係る液体噴射ヘッド２０の説明図であり、図３のＡ−Ａ線に沿う断面図に対応している。なお、以下では、第一実施形態と同様の構成部分については説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
続いて、第三実施形態に係る液体噴射ヘッド２０について説明する。
第一実施形態の液体噴射ヘッド２０は、第二液体室５４の天面５５が、ＸＹ平面（すなわち水平面）に沿って配置されていた（図６参照）。
これに対して、図８に示すように、第三実施形態の液体噴射ヘッド２０は、第二液体室５４の天面５５のうち、Ｙ方向の中間部分よりも−Ｙ側の領域が、上流側から下流側に向かって−Ｚ側に漸次傾斜する傾斜面５５ａとなっている。なお、第三実施形態における傾斜面５５ａのＸＹ平面（すなわち水平面）に対する傾斜角度は、インクの流速等に応じて種々設定が可能である。

フィルタ４４の＋Ｚ側面４４ａと、第二液体室５４の天面５５における傾斜面５５ａ以外の領域との離間距離は、Ｚ方向に沿う第二液体室５４の最大高さｈ２に相当する。Ｚ方向に沿う第二液体室５４の最大高さｈ２は、Ｚ方向に沿う第一液体室５１の高さＨ１よりも低くなっている。したがって、フィルタ４４が設けられた全領域において、Ｚ方向に沿う第二液体室５４の高さＨ２が、Ｚ方向に沿う第一液体室５１の高さＨ１よりも低くなっている。

（第三実施形態の効果）
第三実施形態によれば、第二液体室５４の天面５５のうちＹ方向の中間部分よりも−Ｙ側の領域が、通流方向の上流側から下流側に向かって、−Ｚ側に漸次傾斜する傾斜面５５ａとなっているので、第二液体室５４におけるＸＺ平面に沿う断面積（通流方向と直交する断面積）を、上流側から下流側に向かって小さくすることができる。これにより、第二液体室５４におけるインクの流速を、ベンチュリ効果によって上流側から下流側に向かって増加させることができ、インク中の顔料や塵埃等を上流側から下流側に向かって速やかに移動させることができる。したがって、顔料や塵埃等がフィルタ４４の上面に堆積するのを抑制できるので、フィルタ４４の目詰まりをさらに防止できる。

なお、第三実施形態の液体噴射ヘッド２０は、第二液体室５４の天面５５のうちＹ方向の中間部分よりも−Ｙ側の領域が、上流側から下流側に向かって−Ｚ側に漸次傾斜する傾斜面５５ａとなっていたが、第二液体室５４の天面５５の形状は、第三実施形態に限定されない。例えば、第二液体室５４の天面５５全体が、上流側から下流側に向かって−Ｚ側に漸次傾斜する傾斜面となっていてもよい。

（第四実施形態）
図９は、第四実施形態に係る液体噴射ヘッド２０の説明図であり、図３のＡ−Ａ線に沿う断面図に対応している。なお、以下では、第一実施形態と同様の構成部分については説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
続いて、第四実施形態に係る液体噴射ヘッド２０について説明する。
第一実施形態の液体噴射ヘッド２０は、第二液体室５４の底面である第二隔壁４７の＋Ｚ側端面４７ａが、ＸＹ平面（すなわち水平面）に沿って配置されていた（図６参照）。
これに対して、図９に示すように、第四実施形態の液体噴射ヘッド２０は、第二液体室５４の底面である第二隔壁４７の＋Ｚ側端面４７ａが、上流側から下流側に向かって−Ｚ側に漸次傾斜する傾斜面となっている。なお、第四施形態における第二隔壁４７の＋Ｚ側端面４７ａのＸＹ平面、すなわち水平面に対する傾斜角度は、インクの流速等に応じて種々設定が可能である。

（第四実施形態の効果）
第四実施形態によれば、第二液体室５４の底面である第二隔壁４７の＋Ｚ側端面４７ａが、通流方向の上流側から下流側に向かって、−Ｚ側に漸次傾斜する傾斜面となっているので、第二液体室５４の底面である第二隔壁４７の＋Ｚ側端面４７ａに沈降した顔料や塵埃等の粒子が傾斜した第二隔壁４７の＋Ｚ側端面４７ａに沿うように、−Ｚ側に移動できる。これにより、第二液体室５４において、顔料や塵埃等の粒子は、フィルタ４４から離反するように通流方向の上流側から下流側に向かって移動できる。したがって、顔料や塵埃等がフィルタ４４の＋Ｚ側面４４ａに堆積するのを抑制できるので、フィルタ４４の目詰まりをさらに防止できる。

（第五実施形態）
図１０は、第五実施形態に係る液体噴射ヘッド２０の説明図であり、図３のＡ−Ａ線に沿う断面図に対応している。なお、以下では、第一実施形態と同様の構成部分については説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
続いて、第五実施形態に係る液体噴射ヘッド２０について説明する。
第一実施形態の液体噴射ヘッド２０は、第一隔壁４６の−Ｚ側端面４６ａが、第二隔壁４７の＋Ｚ側端面４７ａよりも−Ｚ側に配置されており、第一隔壁４６と第二隔壁４７との間において、フィルタ４４が、ＸＹ平面（すなわち水平面）に沿って配置されていた（図６参照）。
これに対して、図１０に示すように、第五実施形態の液体噴射ヘッド２０は、第一隔壁４６の−Ｚ側端面４６ａが、第二隔壁４７の＋Ｚ側端面４７ａよりも＋Ｚ側に配置されており、第一隔壁４６と第二隔壁４７との間において、フィルタ４４が、上流側から下流側に向かって−Ｚ側に漸次傾斜した状態で配置されている。なお、第五施形態におけるフィルタ４４のＸＹ平面（すなわち水平面）に対する傾斜角度は、インクの流速等に応じて種々設定が可能である。

フィルタ４４の−Ｚ側面４４ｂにおけるフィルタ４４の−Ｙ側端部と第一液体室５１の底面５２との離間距離は、Ｚ方向に沿う第一液体室５１の最小高さｈ１に相当する。また、フィルタ４４の＋Ｚ側面４４ａにおけるフィルタ４４の−Ｙ側端部と第二液体室５４の天面５５との離間距離は、Ｚ方向に沿う第二液体室５４の最大高さｈ２に相当する。そして、Ｚ方向に沿う第二液体室５４の最大高さｈ２は、Ｚ方向に沿う第一液体室５１の最小高さｈ１よりも低くなっている。したがって、フィルタ４４が設けられた全領域において、Ｚ方向に沿う第二液体室５４の高さＨ２が、Ｚ方向に沿う第一液体室５１の高さＨ１よりも低くなっている。

（第五実施形態の効果）
第五実施形態によれば、フィルタ４４が通流方向の上流側から下流側に向かって、−Ｚ側に漸次傾斜しているので、フィルタ４４の＋Ｚ側面４４ａに沈降した顔料や塵埃等の粒子がフィルタ４４の傾斜に沿うように、通流方向の上流側から下流側に向かって−Ｚ側に移動できる。これにより、顔料や塵埃等がフィルタ４４の＋Ｚ側面４４ａに堆積するのを抑制できるので、フィルタ４４の目詰まりをさらに防止できる。

（第六実施形態）
図１１は、第六実施形態に係る液体噴射ヘッド２０の説明図であり、図３のＡ−Ａ線に沿う断面図に対応している。なお、以下では、第一実施形態と同様の構成部分については説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
続いて、第六実施形態に係る液体噴射ヘッド２０について説明する。
第一実施形態の液体噴射ヘッド２０は、第一隔壁４６と第二隔壁４７との間において、フィルタ４４が、ＸＹ平面（すなわち水平面）に沿って配置されていた（図６参照）。
これに対して、図１１に示すように、第六実施形態の液体噴射ヘッド２０は、第一隔壁４６と第二隔壁４７との間において、フィルタ４４が、上流側から下流側に向かって＋Ｚ側に漸次傾斜した状態で配置されている。なお、第六施形態におけるフィルタ４４のＸＹ平面（すなわち水平面）に対する傾斜角度は、インクの流速等に応じて種々設定が可能である。

フィルタ４４の−Ｚ側面４４ｂにおけるフィルタ４４の＋Ｙ側端部と第一液体室５１の底面５２との離間距離は、Ｚ方向に沿う第一液体室５１の最小高さｈ１に相当する。また、フィルタ４４の＋Ｚ側面４４ａにおけるフィルタ４４の＋Ｙ側端部と第二液体室５４の天面５５との離間距離は、Ｚ方向に沿う第二液体室５４の最大高さｈ２に相当する。そして、Ｚ方向に沿う第二液体室５４の最大高さｈ２は、Ｚ方向に沿う第一液体室５１の最小高さｈ１よりも低くなっている。したがって、フィルタ４４が設けられた全領域において、Ｚ方向に沿う第二液体室５４の高さＨ２が、Ｚ方向に沿う第一液体室５１の高さＨ１よりも低くなっている。

（第六実施形態の効果）
第六実施形態によれば、フィルタ４４が通流方向の上流側から下流側に向かって、＋Ｚ側に漸次傾斜しているので、フィルタ４４の＋Ｚ側面４４ａに沈降した顔料や塵埃等の粒子がフィルタ４４の傾斜に沿うように、通流方向の下流側から上流側に向かって−Ｚ側に移動できるとともに、インク中の顔料や塵埃等が上流側から下流側に向かって移動するのをフィルタ４４で妨げることができる。特に、大型化した顔料や塵埃等の凝縮体を捕捉し、この凝縮体がフィルタ４４よりも下流側に移動するのを抑制するのに好適である。

なお、この発明の技術範囲は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

各実施形態では、液体噴射装置１から噴射される液体として、顔料インクを例に説明をしたが、液体噴射装置１から噴射される液体は顔料インクに限定されない。

各実施形態では、フィルタ４４が設けられた全領域において、Ｚ方向に沿う第二液体室５４の高さＨ２が、Ｚ方向に沿う第一液体室５１の高さＨ１よりも低くなっていたが、フィルタ４４が設けられた少なくとも一部の領域において、Ｚ方向に沿う第二液体室５４の高さＨ２が、Ｚ方向に沿う第一液体室５１の高さＨ１よりも低くなっていればよい。ただし、フィルタ４４が設けられた全領域において、Ｚ方向に沿う第二液体室５４の高さＨ２がＺ方向に沿う第一液体室５１の高さＨ１よりも低くなっているので、フィルタ４４の＋Ｚ側の第二液体室５４に充填されたインクの量を、フィルタ４４の−Ｚ側の第一液体室５１に充填されたインクの量よりも大幅に少なくすることができる。したがって、フィルタ４４の＋Ｚ側面４４ａにおける顔料や塵埃等の堆積量を大幅に抑制でき、フィルタ４４の目詰まりを確実に防止できる点で各実施形態に優位性がある。

上述した各実施形態の液体噴射ヘッド２０の構成を組み合わせてもよい。例えば、第二実施形態と第三実施形態とを組み合わせることにより、第一液体室５１の底面５２における一部の領域が傾斜面５２ａとなっており、かつ第二液体室５４の天面５５における一部の領域が傾斜面５５ａとなっている液体噴射ヘッド２０としてもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

１・・・液体噴射装置 ５・・・液体タンク ６・・・液体供給管 １５・・・被記録媒体 １１・・・移動機構 ２０・・・液体噴射ヘッド ３２・・・ノズル孔 ３３・・・チャネル ３７・・・液体供給室 ４２・・・液体流路 ４４・・・フィルタ ５１・・・第一液体室 ５２・・・（第一液体室の）底面 ５２ａ・・・傾斜面 ５４・・・第二液体室 ５５・・・（第二液体室の）天面 ５５ａ・・・傾斜面 ６０・・・負圧調整部（液体貯留手段） ６１・・・液体導入路

Claims (9)

1. ノズル孔に連通する複数のチャネルと、
   前記複数のチャネルのそれぞれに連通する液体供給室と、
   液体が貯留された液体貯留手段に連通する液体導入路と、
   前記液体導入路と前記液体供給室とを連通する液体流路と、
   を備えた液体噴射ヘッドであって、
   前記液体流路は、
   前記液体流路を通流する前記液体を濾過するフィルタと、
   前記フィルタよりも前記液体の通流方向の上流側であって、前記フィルタよりも鉛直 方向の下側に形成された第一液体室と、
   前記フィルタよりも前記通流方向の下流側であって、前記フィルタよりも前記鉛直方 向の上側に形成された第二液体室と、
   を備え、
   前記フィルタが設けられた少なくとも一部の領域において、前記鉛直方向に沿う前記第二液体室の高さは、前記鉛直方向に沿う前記第一液体室の高さよりも低くなっていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
2. 請求項１に記載の液体噴射ヘッドであって、
   前記フィルタが設けられた全領域において、前記鉛直方向に沿う前記第二液体室の高さは、前記鉛直方向に沿う前記第一液体室の高さよりも低くなっていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
3. 請求項１または２に記載の液体噴射ヘッドであって、
   前記第二液体室の少なくとも一部における前記通流方向と直交する断面積は、前記第一液体室の前記通流方向と直交する断面積よりも小さくなっていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッドであって、
   前記第一液体室の底面は、前記上流側から前記下流側に向かって、前記鉛直方向の上側に漸次傾斜する傾斜面となっていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッドであって、
   前記第二液体室の天面は、前記上流側から前記下流側に向かって、前記鉛直方向の下側に漸次傾斜する傾斜面となっていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッドであって、
   前記第二液体室の底面は、前記上流側から前記下流側に向かって、前記鉛直方向の下側に漸次傾斜する傾斜面となっていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッドであって、
   前記フィルタは、前記上流側から前記下流側に向かって、前記鉛直方向の下側に漸次傾斜していることを特徴とする液体噴射ヘッド。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッドであって、
   前記フィルタは、前記上流側から前記下流側に向かって、前記鉛直方向の上側に漸次傾斜していることを特徴とする液体噴射ヘッド。
9. 請求項１に記載の液体噴射ヘッドと、
   前記液体噴射ヘッドと被記録媒体とを相対的に移動させる移動機構と、
   前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、
   前記液体供給管に前記液体を供給する液体タンクと、
   を備える液体噴射装置。

Images