JP2018075795A - インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】インクチャネルから排出されたインクが流動する共通インク排出路において、インクチャネル内の気泡の除去やインクの沈降防止等が確実に行えるインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置の提供。
【解決手段】複数のインクチャネル23と、各インクチャネル23内に圧力変化を生じさせる吐出圧力発生手段と、複数のノズル22と、各インクチャネル23に連通する共通インク排出路と、共通インク排出路に連通した導入路425と、圧力を付与して複数のインクチャネル23及び導入路425にインクを流入させる流路圧力付与手段とを備え、各インクチャネル23内と共通インク排出路内との間の圧力差により共通インク排出路への流動が生じ、導入路425内と共通インク排出路内との間の圧力差により共通インク排出路への流動が生じ、これら流動が合流して共通インク排出路内の流動が生じる。
【選択図】図3
【解決手段】複数のインクチャネル23と、各インクチャネル23内に圧力変化を生じさせる吐出圧力発生手段と、複数のノズル22と、各インクチャネル23に連通する共通インク排出路と、共通インク排出路に連通した導入路425と、圧力を付与して複数のインクチャネル23及び導入路425にインクを流入させる流路圧力付与手段とを備え、各インクチャネル23内と共通インク排出路内との間の圧力差により共通インク排出路への流動が生じ、導入路425内と共通インク排出路内との間の圧力差により共通インク排出路への流動が生じ、これら流動が合流して共通インク排出路内の流動が生じる。
【選択図】図3
Description
本発明は、インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置に関し、詳しくは、インクチャネルから排出されたインクが流動する共通インク排出路において十分なインク流量が得られ、かつ、十分な流速が得られ、インクチャネル内の気泡の除去やインクの沈降防止等が確実に行えるインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置に関する。
一般的なプリンタ(インクジェット記録装置)において用いられるインクジェットヘッドとして、シアーモード(エッジ(エンド)シュータ、サイドシュータ)型、ベンドモード型など各種のインクジェットヘッドが提案されている。
これら各種のインクジェットヘッドにおいては、インクチャネル(圧力室)に流入されたインクを、ノズルからの吐出とは別流路であるインク排出用流路を介してインクチャネルから排出するようにしたインクジェットヘッド(循環ヘッド)が提案されている(特許文献1、2)。インク排出用流路を介してインクチャネルからインクを排出する目的は、インクチャネル内の気泡の除去、顔料の沈降防止、インク初期導入時のインク廃棄量の低減、デキャップの防止などである。
前述のようにインク排出用流路を介してインクチャネルからインクを排出するようにしたインクジェットヘッドにおいては、インク排出用流路内のインク流動が十分な流速(時間あたりの流動距離)及び流量(時間あたりの流動体積)に達していないと、気泡の除去や顔料の沈降防止等の目的を達成することができない。
インク排出用流路内に気泡残留や顔料沈降が発生すると、これらが流路を塞いでしまい、インクチャネルからのインク排出を行うことができなくなる虞がある。例えば、インク排出用流路の上流側においては、多数のインクチャネルから流入するインクが合流している下流側に比較して、インクチャネルから流入するインクの量が少ないため、気泡残留や顔料沈降が発生し易い。
したがって、気泡の除去や顔料の沈降防止等の目的を達成するには、インク排出用流路内のインクの流量を十分なものとしつつ、流速も十分なものとする必要がある。
そこで、本発明は、インクチャネルから排出されたインクが流動する共通インク排出路において十分なインク流量が得られ、かつ、十分な流速が得られ、インクチャネル内の気泡の除去やインクの沈降防止等が確実に行えるインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置を提供することを課題とする。
本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
1.
共通インク室を介してインクが供給される複数のインクチャネルと、
前記各インクチャネル内に圧力変化を生じさせる吐出圧力発生手段と、
前記圧力変化により前記各インクチャネルから吐出されるインクの流路となる複数のノズルと、
前記各インクチャネルに連通し、外部にインクを排出するための排出路連結部に至る共通インク排出路と、
前記共通インク排出路に連通した導入路と、
前記複数のインクチャネル及び前記導入路の上流側のインクに圧力を付与して、これら複数のインクチャネル及び導入路にインクを流入させる流路圧力付与手段とを備え、
前記各インクチャネル内と前記共通インク排出路内との間の圧力差により前記各インクチャネルから前記共通インク排出路への流動が生じ、前記導入路内と前記共通インク排出路内との間の圧力差により前記導入路から前記共通インク排出路への流動が生じ、これら流動が合流して前記共通インク排出路内の流動が生じることを特徴とするインクジェットヘッド。
2.
前記導入路は、前記各インクチャネルよりも、前記共通インク排出路内の流動における上流側に位置していることを特徴とする前記1記載のインクジェットヘッド。
3.
前記導入路には、前記共通インク室からインクが流入することを特徴とする前記1又は2記載のインクジェットヘッド。
4.
前記共通インク室から前記導入路を経て前記共通インク排出路に至る流路の流路抵抗は、前記共通インク室から1つの前記インクチャネルを経て前記共通インク排出路に至る流路の流路抵抗よりも小さいことを特徴とする前記3記載のインクジェットヘッド。
5.
前記導入路から前記共通インク排出路に至る流路の流量は、1つの前記インクチャネルから前記共通インク排出路に至る流路の流量よりも多いことを特徴とする前記1〜4の何れかに記載のインクジェットヘッド。
6.
前記導入路から前記共通インク排出路への流動により、前記共通インク排出路内の流速が速められていることを特徴とする前記1〜5の何れかに記載のインクジェットヘッド。
7.
前記導入路内のインクの温度は、前記各インクチャネル内のインクの温度よりも低いことを特徴とする前記1〜6の何れかに記載のインクジェットヘッド。
8.
前記各インクチャネルは、一方向に配列されてチャネル列を構成しており、
前記導入路は、前記チャネル列の一端側の該チャネル列の外側に設けられており、
前記排出路連結部は、前記チャネル列の他端側の該チャネル列の外側に設けられていることを特徴とする前記1〜7の何れかに記載のインクジェットヘッド。
9.
前記共通インク排出路は、複数の流路から構成されていることを特徴とする前記1〜8の何れかに記載のインクジェットヘッド。
10.
前記1〜9の何れかに記載のインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドの前記共通インク室に移送されるインクが貯蔵されるインクタンクとを備え、
前記流路圧力付与手段は、さらに、前記インクタンク内のインクの前記共通インク室への移送を行うことを特徴とするインクジェット記録装置。
11.
前記1〜9の何れかに記載のインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドの前記共通インク室に移送されるインクが貯蔵されるインクタンクとを備え、
前記流路圧力付与手段は、さらに、前記インクタンク内のインクの前記共通インク室への移送及び前記共通インク室に移送されたインクの回収を行い、
前記インクチャネルから前記共通インク排出路を経て排出されたインクは、前記共通インク室から回収されたインクに合流されることを特徴とするインクジェット記録装置。
共通インク室を介してインクが供給される複数のインクチャネルと、
前記各インクチャネル内に圧力変化を生じさせる吐出圧力発生手段と、
前記圧力変化により前記各インクチャネルから吐出されるインクの流路となる複数のノズルと、
前記各インクチャネルに連通し、外部にインクを排出するための排出路連結部に至る共通インク排出路と、
前記共通インク排出路に連通した導入路と、
前記複数のインクチャネル及び前記導入路の上流側のインクに圧力を付与して、これら複数のインクチャネル及び導入路にインクを流入させる流路圧力付与手段とを備え、
前記各インクチャネル内と前記共通インク排出路内との間の圧力差により前記各インクチャネルから前記共通インク排出路への流動が生じ、前記導入路内と前記共通インク排出路内との間の圧力差により前記導入路から前記共通インク排出路への流動が生じ、これら流動が合流して前記共通インク排出路内の流動が生じることを特徴とするインクジェットヘッド。
2.
前記導入路は、前記各インクチャネルよりも、前記共通インク排出路内の流動における上流側に位置していることを特徴とする前記1記載のインクジェットヘッド。
3.
前記導入路には、前記共通インク室からインクが流入することを特徴とする前記1又は2記載のインクジェットヘッド。
4.
前記共通インク室から前記導入路を経て前記共通インク排出路に至る流路の流路抵抗は、前記共通インク室から1つの前記インクチャネルを経て前記共通インク排出路に至る流路の流路抵抗よりも小さいことを特徴とする前記3記載のインクジェットヘッド。
5.
前記導入路から前記共通インク排出路に至る流路の流量は、1つの前記インクチャネルから前記共通インク排出路に至る流路の流量よりも多いことを特徴とする前記1〜4の何れかに記載のインクジェットヘッド。
6.
前記導入路から前記共通インク排出路への流動により、前記共通インク排出路内の流速が速められていることを特徴とする前記1〜5の何れかに記載のインクジェットヘッド。
7.
前記導入路内のインクの温度は、前記各インクチャネル内のインクの温度よりも低いことを特徴とする前記1〜6の何れかに記載のインクジェットヘッド。
8.
前記各インクチャネルは、一方向に配列されてチャネル列を構成しており、
前記導入路は、前記チャネル列の一端側の該チャネル列の外側に設けられており、
前記排出路連結部は、前記チャネル列の他端側の該チャネル列の外側に設けられていることを特徴とする前記1〜7の何れかに記載のインクジェットヘッド。
9.
前記共通インク排出路は、複数の流路から構成されていることを特徴とする前記1〜8の何れかに記載のインクジェットヘッド。
10.
前記1〜9の何れかに記載のインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドの前記共通インク室に移送されるインクが貯蔵されるインクタンクとを備え、
前記流路圧力付与手段は、さらに、前記インクタンク内のインクの前記共通インク室への移送を行うことを特徴とするインクジェット記録装置。
11.
前記1〜9の何れかに記載のインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドの前記共通インク室に移送されるインクが貯蔵されるインクタンクとを備え、
前記流路圧力付与手段は、さらに、前記インクタンク内のインクの前記共通インク室への移送及び前記共通インク室に移送されたインクの回収を行い、
前記インクチャネルから前記共通インク排出路を経て排出されたインクは、前記共通インク室から回収されたインクに合流されることを特徴とするインクジェット記録装置。
本発明によれば、インクチャネルから排出されたインクが流動する共通インク排出路において十分なインク流量が得られ、かつ、十分な流速が得られ、インクチャネル内の気泡の除去やインクの沈降防止等が確実に行えるインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
〔インクジェット記録装置〕
図1は、本発明に係るインクジェット記録装置の一例を示す要部概略構成図であり、インクジェットヘッドを一部断面で示している。
図1は、本発明に係るインクジェット記録装置の一例を示す要部概略構成図であり、インクジェットヘッドを一部断面で示している。
インクジェット記録装置100は、図示しない搬送手段によって一定方向(副走査方向)に搬送される記録媒体上に、インクジェットヘッド1からインクを吐出してドットを形成して画像を記録する。いわゆるワンパス方式のインクジェット記録装置においては、インクジェットヘッド1は固定して配置され、記録媒体が搬送される過程で、ノズル22から記録媒体に向けてインクを吐出し画像を記録する。また、いわゆるスキャン方式のインクジェット記録装置においては、インクジェットヘッド1は、図示しないキャリッジに搭載され、該キャリッジが主走査方向に往復移動する過程で、ノズル22から記録媒体に向けてインクを吐出し画像を記録する。
図1では、1つのインクジェットヘッド1のみを示しているが、一般にインクジェット記録装置100には、例えばイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)等の各色インク用の複数のインクジェットヘッド1が搭載される。本実施形態に示すインクジェット記録装置100においては、インクを貯蔵するインクタンク101とインクジェットヘッド1の共通インク室41とが、インク移送管102及びインク返送管103によって連通されている。
インク移送管102の途中には、インクジェット記録装置100の制御部104によって駆動制御される流路圧力付与手段となる移送ポンプ105が設けられている。この移送ポンプ105が駆動することにより、インクタンク101内のインクが、インク移送管102を介してインクジェットヘッド1に移送される。また、移送ポンプ105が駆動することにより、インクジェットヘッド1内のインクが、インク返送管103を介してインクタンク101に戻される。このインクジェット記録装置100において、移送ポンプ105は、インクタンク101内のインクのインクジェットヘッド1への移送及び前記共通インク室に移送されたインクの回収を行っている。
インクタンク101は、格別限定されないが、タンクの底面に到達しない仕切り板101aによって、インク移送室101bとインク返送室101cとに仕切ることが好ましい。この場合、インク移送室101b内にインク移送管102の一端部を配置し、また、インク返送室101c内にインク返送管103の一端部を配置する。仕切り板101aは、インク返送室101cに返送されてきたインクに含まれる気泡が再度インク移送管102に流入しないように、インクを十分に脱気するために設けられる。気泡自体は浮力が高いので、気泡が仕切り板101aの下側を通過してインク移送室101bに流入することが制限される。このような態様は、インクを循環使用する場合に好ましい態様である。
〔インクジェットヘッド〕
次に、図1に示した本発明に係るインクジェットヘッド1の構成について説明する。
次に、図1に示した本発明に係るインクジェットヘッド1の構成について説明する。
本発明は、例えばシアーモード(エッジ(エンド)シュータ、サイドシュータ)型、ベンドモード型、いわゆるMEMS型など各種のインクジェットヘッドに適用することができる。すなわち、本発明に係るインクジェットヘッドは、これら各種のインクジェットヘッドとして構成することができ、以下に述べる実施形態における方式のインクジェットヘッドに限定されない。
本実施形態に示すインクジェットヘッド1は、シアーモードヘッドとして構成したものである。このインクジェットヘッド1は、インク吐出面1Sが鉛直方向下側に向くように設置されて使用される。ただし、本発明のインクジェットヘッドの使用状態は、インク吐出面1Sを鉛直方向下側に向ける状態に限定されず、傾けて使用してもよい。なお、本明細書において、「上」及び「下」は、「鉛直方向上側」及び「鉛直方向下側」を意味し、図1に示す使用状態の側面図における上側及び下側に対応する。
インクジェットヘッド1は、図1に示すように、共通インク室41を構成するインクマニホールド4と、このインクマニホールド4に接着された配線基板3と、配線基板3の下面部に接着されたヘッドチップ2と、ヘッドチップ2の下面部に接着されたノズルプレート21とを有して構成されている。
インクマニホールド4は、合成樹脂材料等によって、下面部に開口部4aを有する横長の箱型に形成されている。このインクマニホールド4は、開口部4aを、下面部に接着された配線基板3によって塞がれている。インクマニホールド4の内部空間は、インクタンク101から供給されるインクが貯留される共通インク室41となる。配線基板3は、例えばガラス基板である。この配線基板3には、図示しない電源回路にFPC基板を介して接続される図示しない配線パターンが形成されている。
図2は、このインクジェットヘッドにおけるインクの流路を示す流路図である。
共通インク室41には、図1及び図2に示すように、この共通インク室41内にインクを供給する流路となるインク供給管5aが連設されている。このインク供給管5aは、配線基板3から遠い側(上側)において、共通インク室41に連通されている。このインク供給管5aの上端側には、接続部7aが設けられている。この接続部7aは、インクジェット記録装置100側の接続部106aに着脱可能に接続される。インクジェット記録装置100側の接続部106aは、インク移送管102に連通している。これにより、インクジェットヘッド1は、インクジェット記録装置100からのインクの移送が可能となる。
また、共通インク室41には、この共通インク室41内からインクを回収する流路となるインク回収管5bが連設されている。このインク回収管5bは、配線基板3から遠い側(上側)において、共通インク室41に連通されている。このインク回収管5bの上端側には、接続部7bが設けられている。この接続部7bは、インクジェット記録装置100側の接続部106bに着脱可能に接続される。インクジェット記録装置100側の接続部106bは、インク返送管103に連通している。これにより、インクジェットヘッド1は、インクジェット記録装置100へのインクの返送が可能となる。
このインクジェットヘッド1において、インク供給管5aから、インク回収管5bの途中の後述するバッファ空間部6に至る流路が、主流路F1となる。
インク供給管5aとインク回収管5bとは、共通インク室41の長手方向の両端部に離して配置することが好ましい。本実施形態におけるインク供給管5aは、インクマニホールド4の上面側における図1中の左側の端部に配置され、また、インク回収管5bは、インクマニホールド4の上面側における図1中の右側の端部に配置されている。これにより、インク供給管5aから共通インク室41に供給されたインクを、インク回収管5bに向けて、共通インク室41内の全体に亘って流すことができる。従って、共通インク室41内にインクが滞留する部位が形成されにくく、インク中の気泡をより効率良く排除することができる。
図3は、図1に示すインクジェットヘッドのヘッドチップの斜視図である。
図4は、図1に示すインクジェットヘッドのヘッドチップの分解斜視図である。
図5は、図1に示すインクジェットヘッドのヘッドチップの縦断面図である。
図4は、図1に示すインクジェットヘッドのヘッドチップの分解斜視図である。
図5は、図1に示すインクジェットヘッドのヘッドチップの縦断面図である。
ヘッドチップ2には、図3〜図5に示すように、複数のインクチャネル(圧力室)23及び複数のダミーチャネル(擬似圧力室)25が形成されている。各インクチャネル23及び各ダミーチャネル25は、ヘッドチップ2の上面部から下面部に亘って穿設された透孔である。各インクチャネル23は、上方端が配線基板3に開設された注入孔31aを介して共通インク室41に連通しており、移送ポンプ105が付与する圧力により、注入孔31aからインクが流入されて充填される。各インクチャネル23の下方端は、ノズル22を介して外方(下方)に連通している。各ダミーチャネル25は、上方端を配線基板3により閉蓋され、下方端をノズルプレート21により閉蓋されて、密閉された空気室となっている。各インクチャネル23及び各ダミーチャネル25は、一方向(図3〜図5中矢印X方向)に配列されてチャネル列を構成している。
図6は、インクジェットヘッドのノズルプレートの構造の他の例を示す要部拡大平面図である。
なお、チャネル列の数(列数)は、図3及び図4においては2列としているが、これに限定されず、図6に示すように、4列としてもよい。チャネル列の数(列数)を増やすことにより、インクチャネル23間のピッチを狭めることなく、記録媒体上に形成するドット間のピッチを狭めることができる。
各インクチャネル23の両壁部(インクチャネル23とダミーチャネル25との間の隔壁)は、図5に示すように、吐出圧力発生手段となる一対の圧電素子(駆動壁)24,24により構成されている。圧電素子24,24は、図示しない電源回路からFPC基板及び配線基板3の配線パターンを介して電圧を印加されることによって、せん断変形する。インクチャネル23の両壁部をなす圧電素子24、24がせん断変形することにより、インクチャネル23の容積変動(膨張又は収縮)が生じる。インクチャネル23の容積変動(膨張又は収縮)により、インクチャネル23内のインクに圧力が付与され、このインクがノズル22を介して吐出される。
圧電素子24,24は、一つのインクチャネル23あたり2枚(一対)が設けられており、各インクチャネル23それぞれの両壁部をなしている。一のインクチャネル23の壁部を構成する圧電素子24と、隣接するインクチャネル23の壁部を構成する圧電素子24との間には空隙があり、この空隙がダミーチャネル25である。したがって、各インクチャネル23は、独立して駆動(膨張又は収縮)することができる。
ダミーチャネル25は、少なくともインクチャネル23を挟んで両隣に位置し、隣接するインクチャネル23の容積変動に伴って容積変動を生ずる。この実施形態においては、インクチャネル23とダミーチャネル25とが1つずつ交互に配列されることにより、ダミーチャネル25が各インクチャネル23を挟んで両隣に位置する状態になっている。
なお、このインクジェットヘッド1は、ダミーチャネル25を設けずに、隣接するインクチャネル23,23が1枚の駆動壁24を共用するように構成してもよい。この場合には、各インクチャネル23が独立して駆動(膨張又は収縮)することはできないので、いわゆる3サイクル駆動を行う。
ヘッドチップ2に形成されるインクチャネル23は、その数は特に問わない。本実施形態に示すヘッドチップ2は、複数のインクチャネル23が、ヘッドチップ2の長手方向である図3〜図5中X方向に沿う複数列に配列されている。また、インクチャネル23内のインクに吐出圧力を付与する吐出圧力発生手段の具体的な構成は問わず、公知の種々の構成を採用することができる。
そして、ヘッドチップ2には、導入路425が形成されている。この導入路425は、各インクチャネル23及び各ダミーチャネル25が構成するチャネル列の一端側の該チャネル列の外側に位置して設けられている。この導入路425は、ヘッドチップ2の上面部から下面部に亘って穿設された透孔であり、横断面開口面積が、1つのインクチャネル23の横断面開口面積よりも大きくなっている。この導入路425は、上方端が配線基板3に開設された導入孔31cを介して共通インク室41に連通しており、移送ポンプ105が付与する圧力により、導入孔31cからインクが流入される。
ヘッドチップ2の下面部に接着された平板状のノズルプレート21には、図3〜図6に示すように、各インクチャネル23に対応された複数のノズル22が穿設されている。ノズル22は、インクチャネル23を外部(下方)に連通させる透孔である。各インクチャネル23内のインクは、圧電素子24の作用によって吐出圧力を付与され、ノズル22を通って外部(下方)の記録媒体に向けて吐出される。すなわち、ノズル22は、各インクチャネル23内から外部(下方)に吐出されるインクの流路となる。ノズルプレート21の下面部がインク吐出面1Sとなる。
ノズルプレート21は、シリコン材料、ポリイミド樹脂材料又はその他の有機物材料、ステンレス、ニッケル又はその他の金属材料により形成することが好ましい。価格の点(安価であること)では、ステンレス、ポリイミド樹脂材料が優れており、加工の容易性では、ステンレス、ポリイミド樹脂材料が優れており、加工精度では、シリコン材料が優れており、化学的安定性では、ポリイミド樹脂材料が優れている。シリコン材料は硬質材料であるが、インクチャネル23の付近を薄く作成すれば、圧電素子24、24の駆動による隣接するインクチャネル23へのクロストークを防止することができる。
各インクチャネル23には、図3、図4及び図6に示すように、2本の個別インク排出路26a、26aが連通されている。個別インク排出路26a、26aは、インクチャネル23の長手方向の両端部においてインクチャネル23に連通している。インクチャネル23の両端部近傍は、気泡が残留することが多い箇所であるため、個別インク排出路26a、26aをインクチャネル23の長手方向の両端部に設けることは好ましい。なお、個別インク排出路26a、26aは、インクチャネル23の何れの箇所においてインクチャネル23に連通するようにしてもよい。また、1個のインクチャネル23に対する個別インク排出路26aの本数は、増減してもよい。
本実施形態において、個別インク排出路26a、26aは、ノズルプレート21の上面部にノズル22近傍に始端部を有して形成された流路形成溝28が、ヘッドチップ2の下面部によって閉蓋されることにより構成されている。
このように、個別インク排出路26a、26aを、ノズルプレート21の上面部に形成した流路形成溝28及びヘッドチップ2の下面部により構成し、インクチャネル23の下側に設けることにより、インクチャネル23の深さ方向の全体に渡る流路を形成することができ、インクチャネル23の端部近傍に残留する気泡を良好に除去することができる。また、この場合、ノズルプレート21のみの加工によって個別インク排出路26a、26aを形成できるので、作製が容易である。
導入路425には、図6に示すように、2本の導入溝425a、425aが連通されている。導入溝425a、425aは、導入路425の両側部において導入路425に連通している。なお、導入溝425a、425aは、導入路425の何れの箇所において導入路425に連通するようにしてもよい。また、1個の導入路425に対する導入溝425a、425aの本数は、増減してもよい。
本実施形態において、導入溝425a、425aは、ノズルプレート21の上面部に導入路425近傍に始端部を有して形成され、ヘッドチップ2の下面部により閉蓋されて流路を構成している。
このように、導入溝425a、425aをノズルプレート21の上面部に形成し、ヘッドチップ2の下面部とにより流路を構成することにより、ノズルプレート21のみの加工によって流路を形成できるので、作製が容易である。
そして、図3〜図6に示すように、ヘッドチップ2の下方側には、共通インク排出路421が形成されている。共通インク排出路421は、ヘッドチップ2の下面部に形成された溝とノズルプレート21の上面部に形成された溝422とが突き合わされることにより構成されている。このようにヘッドチップ2の下面部及びノズルプレート21の上面部の双方に形成した溝により共通インク排出路421を構成することにより、共通インク排出路421の横断面開口面積を拡げて流路抵抗を下げることができ、十分なインク流量を確保することができる。ヘッドチップ2の厚さ(高さ)はノズルプレート21の厚さよりも厚いので、共通インク排出路421を構成するヘッドチップ2の下面部の溝は、十分な深さとすることができる。
共通インク排出路421は、チャネル列の方向(X方向)に形成された複数本の流路から構成されている。各インクチャネル23に連通した各個別インク排出路26a、26aは、共通インク排出路421に連通することにより合流している。各インクチャネル23内と共通インク排出路421内との間の圧力差により、各インクチャネル23から共通インク排出路421へのインクの流動が生じる。また、導入溝425a、425aは、共通インク排出路421に連通している。導入路425内と共通インク排出路421内との間の圧力差により、導入路425から共通インク排出路421へのインクの流動が生じる。そして、これら流動が合流して共通インク排出路421内のインク流動が生じる。
共通インク排出路421は、所望の流路抵抗に設定するために、共通インク排出路421を構成する流路の本数や、その構造を適宜変更することができる。共通インク排出路421を構成する流路の本数は、流路抵抗の設定に応じて、適宜増減することができる。また、ヘッドチップ2の下面部の溝のみで十分なインク流量が確保できる場合には、ノズルプレート21の上面部に溝422を設けずに、ヘッドチップ2の下面部の溝をノズルプレート21の上面部により閉蓋して共通インク排出路421を構成してもよい。ヘッドチップ2の下面部の溝は、十分な深さとすることができるからである。なお、ノズルプレート21の上面部の溝422のみで十分なインク流量が確保できる場合には、ヘッドチップ2の下面部に溝を設けずに、ノズルプレート21の上面部の溝422をヘッドチップ2の下面部により閉蓋して共通インク排出路421を構成してもよい。
図2〜図6に示すように、共通インク排出路421の他端側は、ヘッドチップ2に形成された排出チャネル424の下方端に連通されている。排出チャネル424は、各インクチャネル23及び各ダミーチャネル25が構成するチャネル列の他端側の該チャネル列の外側に位置して設けられている。なお、排出チャネル424の横断面開口面積は、導入路425の横断面開口面積の1.5倍〜2倍程度となされている。排出チャネル424内のインク流量は、導入路425内のインク流量よりも、各インクチャネル23を経たインクが合流している分だけ多くなるので、流路抵抗を増大させないために排出チャネル424の横断面開口面積を大きくするのである。
なお、導入路は、複数のインクチャネル23と同一の構造の透孔から構成することもできる。すなわち、ヘッドチップ2の一端側に、印字領域から外れてインクチャネル23と同一の構造の透孔を複数作成し、これらの下にはノズル22を設けず個別インク排出路26aのみを設ければ、これら複数の透孔は、導入路として機能する。この場合には、複数の透孔の横断面積の合計を、前述した導入路425の横断面積に等しくすることが好ましい。この構成では、導入路を、インクチャネル23と同一の工程内容により各インクチャネル23の作成工程に連続した工程で作成することができ、作成が容易である。
図1に示すように、インクマニホールド4内には、排出チャネル424の上方に位置して、インク排出室412が設けられている。インク排出室412は、インクマニホールド4内において、共通インク室41に隣接して設けられている。インク排出室412は、共通インク室41に対しては、隔壁45によって分離されている。隔壁45は、インクマニホールド4に一体的に形成することができる。
このようにして、注入孔31aからインクチャネル23に流入されたインクの一部は、個別インク排出路26a、26aから共通インク排出路421を経て、排出チャネル424に至り、配線基板3に形成された排出孔31bを通って、インク排出室412に至る。
また、導入孔31cから導入路425に流入されたインクは、導入溝425a、425a及び共通インク排出路421を経て排出チャネル424に至り、排出孔31bを通ってインク排出室412に至る。
このインクジェットヘッド1において、導入路425は、各インクチャネル23よりも、共通インク排出路421内のインク流動における上流側に位置していることが好ましい。導入路425を各インクチャネル23よりも共通インク排出路421内のインク流動における上流側に位置させると、共通インク排出路421の一端側(最上流部)におけるインク流量を多くすることができ、共通インク排出路421内及び各インクチャネル23内の気泡の除去やインクの沈降防止等をより確実に行うことができる。
また、このインクジェットヘッド1においては、導入路425から共通インク排出路421への流動により、導入路425を設けない場合に比較して、共通インク排出路421内の流速が速められている。そのため、共通インク排出路421内のインクが十分な流速となされ、ノズル22からのインクの吐出が良好に行えて、かつ、共通インク排出路421内及び各インクチャネル23内の気泡の除去やインクの沈降防止等を確実に行うことができる。
さらに、前述したように、導入路425の横断面開口面積を、1つのインクチャネル23の横断面開口面積よりも大きくした場合には、共通インク室41から導入路425を経て共通インク排出路421に至る流路の流路抵抗は、共通インク室41から1つのインクチャネル23を経て共通インク排出路421に至る流路の流路抵抗よりも小さい。したがって、導入路425から共通インク排出路421に至る流路の流量を、1つのインクチャネル23から共通インク排出路421に至る流路の流量よりも多くすることができる。そのため、共通インク排出路421の一端側(最上流部)におけるインク流量をより確実に多くすることができ、共通インク排出路421内及び各インクチャネル23内の気泡の除去やインクの沈降防止等をより確実に行うことができる。
このインクジェットヘッド1においては、導入路425内及び各インクチャネル23内から共通インク排出路421を経てインク排出室412に至る流路が形成されているので、これらの流路抵抗の総和を考慮して、この条件においてノズル22からのメニスカスブレイクが生じないように、移送ポンプ105が与える圧力等の条件が決定される。また、各個別インク排出路26a、26aの流路抵抗の合計は、ノズル22からのメニスカスブレイクが生じないように、移送ポンプ105が与える圧力等の条件を勘案して規定される。各個別インク排出路26a、26aは、その流路抵抗の合計が既定値から外れない限りにおいて、適宜に開口面積及び長さを設定することができる。
ところで、このインクジェットヘッド1においては、導入路425内のインクの温度は、各インクチャネル23内のインクの温度よりも低くなっている。各インクチャネル23内のインクは、圧電素子24、24が発する熱によって加熱されており、また、各インクチャネル23内のインクを冷却してしまうとインクの粘度が上昇してしまいノズル22からの吐出に影響するからである。一方、導入路425内のインクは、圧電素子24、24により加熱されることはなく、また、冷却してもノズル22からの吐出に影響しないので冷却することもできる。導入路425内のインク温度が低いことにより、共通インク排出路421内のインク温度が下がり、この温度低下によりインク中の泡が小さくなるので、泡の排出性が向上する。
この実施形態においては、導入路425へのインクの流入は、各インクチャネル23への流入と同様に、共通インク室41から行っている。この態様は、各インクチャネル23及び導入路425をヘッドチップ2に並列的に形成するだけで実現できるので、作成が容易である。
そして、図1及び図2に示すように、インク排出室412には、排出路連結部5dを介して、インク排出室412内からインクを排出する流路をなすインク排出管5cが接続されている。排出路連結部5dは、排出チャネル424の上方側に位置して、各インクチャネル23及び各ダミーチャネル25が構成するチャネル列の他端側の該チャネル列の外側に位置して設けられている。インク排出管5cの上端側は、インク回収管5bに合流している。インク回収管5bとインク排出管5cとは、合流箱61に接続されることによって合流している。
合流箱61は、合成樹脂材料や金属材料から一体的に構成されており、内部にバッファ空間部6が形成されている。合流箱61の外面には、バッファ空間部6に至る第1乃至第3の開口部48a,48b,48cが形成されている。第1の開口部48aからバッファ空間部6を経て第3の開口部48cに至る流路は、インク回収管5bの中途部に介在されている。実装状態としては、インク回収管5bを中途部において上流側及び下流側に分け、上流側を第1の開口部48aに接続させ、下流側を第3の開口部48cに接続させることになる。そして、第2の開口部48bには、インク排出管5cを接続させる。
このように、本実施形態に示すインクジェットヘッド1は、インク回収管5b及びインク排出管5cが合流箱61によって合流されているため、インクジェット記録装置100側の配管等との接続部位は、インク供給管5a(接続部7a)及びインク回収管5b(接続部7b)の2箇所のみで済む。従って、インクジェット記録装置100側の配管等との接続部位の数は、一般的なインクジェットヘッドに対して増加せず、接続作業が煩雑化することはない。
また、本実施形態に示すインクジェットヘッド1は、インク供給管5a(接続部7a)及びインク回収管5b(接続部7b)の2箇所のみで、インクジェット記録装置100側の接続部106a、106bと接続される構造であるため、循環機構を備えた既設のインクジェット記録装置のインクジェットヘッドとの互換性を備えている。すなわち、一般に、インクマニホールド4内のインクを循環させる循環機構を有するインクジェット記録装置は、各インクジェットヘッドに対して、インクの供給部及び回収部の2箇所で配管接続する構造となっている。そのため、本実施形態のインクジェットヘッド1によれば、既設装置を設計変更する必要なく、接続部7a、7bの2箇所のみの接続によって交換及び設置が可能である。
このインクジェットヘッド1において、導入路425及び個別インク排出路26a、26aから、共通インク排出路421、排出チャネル424、排出孔31b、インク排出室412及びインク排出管5cを経て、バッファ空間部6に至る流路が、インク排出用流路423となる。このインク排出用流路423は、導入路425及びインクチャネル23に連通し、これら導入路425及びインクチャネル23内のインクを排出させ、バッファ空間部6においてインク回収管5bに合流させる流路である。そして、導入孔31c及び各注入孔31aを経て、インク排出用流路423までが、副流路F2となる(図2参照)。
ところで、インク排出用流路423は各インクチャネル23に対応した個別インク排出路26a、26aの全てを通過する流路として構成されているため、インクチャネル23の高密度化に伴い、インク排出用流路423全体の流路抵抗は大きくなっている。従って、インク排出管5cをインク回収管5bに合流させても、インク供給管5aからインク回収管5bを経る主流路F1の流量が多く、各注入孔31aからインク排出用流路423に至る副流路F2の流量が少ないために、これらが円滑に合流しないことが考えられる。このインクジェットヘッド1においては、主流路F1と副流路F2との合流(インク排出管5cとインク回収管5bとの合流)を、バッファ空間部6において行い、また、後述する流量調整部材9や吸引ポンプを使用することにより、これら主流路F1及び副流路F2の流量が異なっても、円滑に合流させることができる。
上述のようなインクジェットヘッド1及びこれを備えたインクジェット記録装置100によれば、インク供給管5aからインクを供給するだけで、共通インク室41内の残留気泡を主流路F1を経てインク回収管5bから排出させるのみならず、ノズル22から引き込まれたインクチャネル23近傍の気泡をも、副流路F2を経てインク排出管5cから迅速に排出させることができる。よって、インクマニホールド4内の全体(共通インク室41内及びインクチャネル23の近傍)の残留気泡除去を効率的に行うことができる。また、沈降し易い粒子や顔料等が含まれているインクを使用する場合でも、画像記録中の個別インク排出路26a、26a及び共通インク排出路421における粒子や顔料等の沈降を効果的に抑制して、インクの濃度偏差を抑制することができる。
〔導入路の他の実施形態〕
図7は、導入路の他の例の縦断面図である。
図7は、導入路の他の例の縦断面図である。
導入路425へのインクの流入は、各インクチャネル23への流入とは別経路で行ってもよい。例えば、図7に示すように、共通インク室41を導入路425上(導入孔31c上)の領域及び各インクチャネル23上(注入孔31a上)の領域に隔壁46によって分割し、これら各領域のそれぞれにインク供給管5aからインクが供給されるようにしてもよい。また、インク供給管5aを2つの分岐路に分岐させ、一方の分岐路からは共通インク室41及び各注入孔31aを経て各インクチャネル23にインクを流入させ、他方の分岐路からは共通インク室41を経ずに直接導入孔31cを経て導入路425にインクを流入させるようにしてもよい。
この場合には、導入路425へのインクの流入圧力と、各インクチャネル23への流入圧力とは、別個の流路圧力付与手段(移送ポンプ)により付与するようにしてもよい。
この実施形態においても、導入路425がチャネル列の一端側の該チャネル列の外側に設けられ、排出チャネル424及びインク排出室412がチャネル列の他端側の該チャネル列の外側に設けられていることにより、共通インク排出路421の一端側から他端側へ全域に亘って一方向にインクが流動するので、共通インク排出路421の端部も含む全域に亘ってインク流量を増大させることができる。
図8は、インクジェットヘッドの構成の他の例を示す概略構成図である。
インクジェットヘッドは、図8に示すように、インク排出管5cをチャネル列の両端側に2本設けて構成してもよい。各インク排出管5c、5cの上端側は、インク回収管5bに合流する。インク回収管5bと各インク排出管5c、5cとは、合流箱61に接続させることによって合流させる。合流箱61には、バッファ空間部6に至る第1乃至第3の開口部48a,48b,48b,48cを形成する。第2の開口部48bは、2個形成する。インク回収管5bの上流側を第1の開口部48aに接続させ、下流側を第3の開口部48cに接続させる。第2の開口部48b、48bには、各インク排出管5c、5cを接続させる。
図9は、図8に示すインクジェットヘッドにおける導入路を示す縦断面図である。
この場合には、排出チャネル424及びインク排出室412は、図9に示すように、チャネル列の両端側の該チャネル列の外側の2箇所に設ける。そして、導入路425は、チャネル列の中央部付近において該チャネル列の外側に設けることが好ましい。この導入路425からは、共通インク排出路421の中央部分にチャネル列の側方よりインクが流入し、2方向に分かれてチャネル列の両端側の排出チャネル424を経て各インク排出室412、412に至る。各インクチャネル23に流入され個別インク排出路から共通インク排出路421に至ったインクは、チャネル列の中央より一端側に近い位置においては一端側の排出チャネル424及びインク排出室412を経て一端側のインク排出管に向かい、チャネル列の中央より他端側に近い位置においては他端側の排出チャネル424及びインク排出室412を経て他端側のインク排出管に向かう。この場合にも、共通インク排出路421の端部も含む全域に亘ってインク流量を増大させることができる。
〔共通インク排出路の他の実施形態〕
ヘッドチップ2とノズルプレート21との間には、スペーサプレートを介在させてもよい。この場合には、ヘッドチップ2の下面部の溝に突き合わされて共通インク排出路421を構成する溝422は、ノズルプレート21の上面部ではなく、スペーサプレートの上面部に設けることができる。スペーサプレートを用いることにより、ノズルプレート21に対する加工工程を減らし、製造の容易化を図ることができる。
ヘッドチップ2とノズルプレート21との間には、スペーサプレートを介在させてもよい。この場合には、ヘッドチップ2の下面部の溝に突き合わされて共通インク排出路421を構成する溝422は、ノズルプレート21の上面部ではなく、スペーサプレートの上面部に設けることができる。スペーサプレートを用いることにより、ノズルプレート21に対する加工工程を減らし、製造の容易化を図ることができる。
図10は、ヘッドチップの他の例の縦断面図である。
共通インク排出路421は、ヘッドチップ2の下方側に形成することに限定されず、図10に示すように、ヘッドチップ2の側面部に溝を設け、閉蓋部材27により閉蓋して構成してもよい。共通インク排出路421をヘッドチップ2の側面部に設ける場合には、共通流路421の幅を大きくすることが可能である。ヘッドチップ2の側面は、共通流路421となる溝の幅を阻害なく拡げられる面積を有するからである。閉蓋部材27により閉蓋しなければならないという構造上の制限はあるものの、共通流路421の幅を大きくすることにより共通流路421の流路抵抗を下げられるという効果が得られる。
〔ノズルプレートの詳細構造〕
図11は、図1に示すインクジェットヘッドのノズルプレートの構造を示す要部拡大縦断面図である。
図11は、図1に示すインクジェットヘッドのノズルプレートの構造を示す要部拡大縦断面図である。
図11に示すように、ノズル22のインクチャネル23側の開口端22aと、個別インク排出路26a、26aのノズルプレート21側の内面部(流路形成溝28の底面部)とを、同一平面上に形成することも好ましい。さらに、共通インク排出路421の底面部となる溝422の底部も、個別インク排出路26a、26aのノズルプレート21側の内面部(流路形成溝28の底面部)と同一平面上に形成することが好ましい。これらが同一平面上となることにより、インクチャネル23から個別インク排出路26a、26a内に至る流路及び共通インク排出路421に至る流路に段差がなくなるので、流路抵抗が増大せず、インクチャネル23から個別インク排出路26a、26a内及び共通インク排出路421内に至る流路へのインクの流動が容易となる。
ノズルプレート21の上面部のインクチャネル23に対応する領域(インクチャネル23の底面となる領域)を、流路形成溝28と同一の深さまで彫り込んで凹部23aとすることにより、ノズル22の開口端22aと、流路形成溝28の底面部とが、同一平面上となる。また、共通インク排出路421の底面部を、流路形成溝28と同一の深さまで彫り込むことにより、流路形成溝28の底面部と共通インク排出路421の底面部とが、同一平面上となる。このように同一の深さの凹部23a、流路形成溝28及び共通インク排出路421を作成することは、1つの工程で行うことができるので、ノズルプレート21の作成を煩雑化することはない。
〔圧力損失調整手段〕
このインクジェットヘッド1には、主流路F1の流路抵抗と副流路F2の流路抵抗との相対関係を調整する圧力損失調整手段を設けることが好ましい。
このインクジェットヘッド1には、主流路F1の流路抵抗と副流路F2の流路抵抗との相対関係を調整する圧力損失調整手段を設けることが好ましい。
この圧力損失調整手段は、主流路F1と副流路F2との流路抵抗の差に相当する圧力損失Δpを、主流路F1に付与する。または、圧力損失調整手段は、副流路F2の流路抵抗を減らして、主流路F1の流路抵抗に相当するものにする。
副流路F2の流路抵抗は、導入孔31c及び全ての注入孔31a、導入路425及び全ての個別インク排出路26a、26a、及び共通インク排出路421を含むインク排出用流路423全体における流路径、流路長、屈曲部の数、流速などによって決まる流路抵抗である。これら個別インク排出路26a、26a及び共通インク排出路421は、流路径が極めて細いうえに流路長が長いので、大きな流路抵抗を生じさせている。
このインクジェットヘッド1においては、圧力損失調整手段により、主流路F1の流路抵抗と、副流路F2の流路抵抗とを均衡させることにより、インク供給管5a内のインク圧力p0によって、容易に主流路F1及び副流路F2の両方に均等にインクを流すことができる。
圧力損失調整手段の一例を図12に示す。図12は、圧力損失調整手段の一例が設けられたインク回収管5bを一部破断した状態を示す斜視図である。
圧力損失調整手段としては、例えば、図12に示すように、インク回収管5bの流路断面積を部分的に狭める流量調整部材9を用いることができる。この流量調整部材9は、インク回収管5b内に保持され、インク回収管5bの内径を部分的に狭くする部材である。本実施形態の流量調整部材9は、インク回収管5bの内壁に沿う円筒部95と、この円筒部95の一端部を閉蓋する円盤部96とを有して一体的に構成されている。円盤部96の中央部には、流路孔94が形成されている。この流量調整部材9が配置された部位におけるインク回収管5bの流路は、この流路孔94のみとなる。従って、流量調整部材9は、この流路孔94によってインク回収管5bの流路断面積を部分的に狭め、インク回収管5b内を流れるインクの圧力を損失させる。
流量調整部材9の材質は特に限定されないが、インクの非浸透性、インク回収管5bへの挿入し易さ及びインクに対する耐腐食性に優れるステンレス等の金属、セラミックス、合成樹脂が挙げられる。
なお、流量調整部材9の流路孔94内の流路長を短くすることにより、流路孔94内に気泡が入ったときの流路抵抗の変動を抑え、流速のばらつきを抑えることができる。図12に示した流量調整部材9の流路孔94内の流路長は、例えば0.5mm程度である。流路孔94内の流路長を0.5mm程度にすることにより、気泡による流路抵抗の変動を抑えることができる。
この流量調整部材9によって付与される圧力損失Δpは、主流路F1と副流路F2との流路抵抗の差に相当する圧力損失Δpであり、流路孔94の内径によって調整される。この圧力損失Δpにより、主流路F1の流路抵抗と、副流路F2の流路抵抗とが均衡される。すなわち、インク供給管5a内のインク圧力p0は、主流路F1のバッファ空間部6の直前において圧力p1に減圧され、副流路F2のバッファ空間部6の直前における圧力p2にほぼ等しいものとなる。また、インク供給管5a内のインク圧力p0は、移送ポンプ105が与える圧力にほぼ等しい。副流路F2の圧力p2は、ノズル22からのメニスカスブレイクが生じないように、メニスカスブレイクが生じる圧力pxより小さく設定される。
なお、インク圧力p0は、インク供給管5aにT字分岐を設け、分岐させた先においてマノメータにより測定することができる。圧力p1は、インク回収管5b(流量調整部材9より下流、バッファ空間部6より上流)にT字分岐を設け、分岐させた先においてマノメータにより測定することができる。圧力p2は、インク排出管5c(バッファ空間部6より上流)にT字分岐を設け、分岐させた先においてマノメータにより測定することができる。
流量調整部材9の流路孔94の具体的な内径は、導入路425、個別インク排出路26a、26a及び共通インク排出路421などの圧力損失要素による圧力損失を考慮して、インク回収管5bの圧力損失が所望の圧力損失となるように適宜調整される。流量調整部材9の流路孔94の内径を調整すれば、主流路F1及び副流路F2の両方に均等にインクを流すことができる。これにより、共通インク室41内(主流路F1)と、導入路425、各インクチャネル23内、個別インク排出路26a、26a及び共通インク排出路421内(副流路F2)とに、迅速にインクを貯留させることができるため、インクの流動、特に、初期導入の際に好ましい。
インク排出管5cには、図1、図2及び図8に示すように、逆止弁8を設けてもよい。この逆止弁8は、インク排出室412からバッファ空間部6に向けたインクの流出を許容し、その逆方向のインクの流れを阻止するように機能する。例えば、インク中に含まれる夾雑物によって各個別インク排出路26a、26a及び共通インク排出路421が目詰まりし、副流路F2の圧力p2が下がると、共通インク室41内の主流路F1の圧力p1との間に圧力差が生じる。この場合に、インク回収管5bから回収されたインクが、バッファ空間部6を経てインク排出管5cに逆流する虞がある。インク排出管5cに逆止弁8を設けることにより、インクの逆流によって各個別インク排出路26a、26a及び共通インク排出路421に気泡や夾雑物が戻ることを防止することができる。
なお、この逆止弁8も圧力損失要素の一つであるため、逆止弁のクラッキング圧力(開弁圧)は低いほうがよく、ノズル22からのメニスカスブレイクが生じる圧力px(例えば5kPa程度)よりも低いことが必要である。また、ノズル22からのメニスカスブレイクを確実に防止するには、移送ポンプ105による加圧をせずに、インク返送管103に(インク回収管5bとインク排出用流路423とのバッファ空間部6よりも下流側に)吸引ポンプを設け、この吸引ポンプが生じさせる負圧のみによりインクを循環させるようにしてもよい。
なお、以上説明した実施形態のインクジェット記録装置100においては、インクジェットヘッド1とインクタンク101との間でインクを循環させているが、本発明はこれに限定されない。図示しないが、インク回収管5b及びインク排出管5cから流出したインクを、インクタンク101に戻さずに、廃インクタンクに排出させるように構成してもよい。
〔インクジェットヘッドの他の実施形態〕
この実施形態は、本発明のインクジェットヘッドを、シアーモード型ではないインクジェットヘッドとして構成した例である。図13は、本発明に係るインクジェットヘッドのさらに他の例を示す縦断面図であり、図14は、本発明に係るインクジェットヘッドのさらに他の例を示す横断面図である。図1と同一符号の部位は同一構成の部位であるため、これらの説明は上記説明を援用し、ここでは省略する。
この実施形態は、本発明のインクジェットヘッドを、シアーモード型ではないインクジェットヘッドとして構成した例である。図13は、本発明に係るインクジェットヘッドのさらに他の例を示す縦断面図であり、図14は、本発明に係るインクジェットヘッドのさらに他の例を示す横断面図である。図1と同一符号の部位は同一構成の部位であるため、これらの説明は上記説明を援用し、ここでは省略する。
本発明のインクジェットヘッド1は、図13及び図14に示すように、基板3上に圧電素子24を配置した構成とすることもできる。このインクジェットヘッド1においては、基板3上に圧電素子24が配置されており、この基板3の下面側にインクチャネルとなるインクチャネル23が構成されている。圧電素子24は、インクチャネル23の上面(天井面)の一部をなしており、駆動することにより、インクチャネル23の容積を変動させる。インクチャネル23の下面(底面)は、ノズルプレート21によって閉蓋されている。ノズルプレート21には、各インクチャネル23に対応された複数の吐出ノズル22が形成されている。吐出ノズル22は、インクチャネル23に対して連通し、インクチャネル23を外部(下方)に連通させている。ノズルプレート21の下面部がインク吐出面1Sとなる。各インクチャネル23内のインクは、圧電素子24の作用によって吐出圧力を付与され、吐出ノズル22を通って外部の記録媒体に向けて(下方)に吐出される。
各インクチャネル23は、注入孔31aを介して共通インク室41に連通している。共通インク室41内のインクは、注入孔31aを介して、各インクチャネル23に流入される。
各インクチャネル23内のノズル22の近傍は、個別インク排出路26aを介して、マニホールド4内に穿設された共通インク排出路421に連通し合流している。個別インク排出路26aは、前述の実施形態と同様に、ノズルプレート21の上面部に形成された溝がヘッドチップ2の下面部によって閉蓋されて構成され、ヘッドチップ2及びマニホールド4内に穿設された隧道を経て共通インク排出路421に至る。
共通インク室41は、導入路425を介して、共通インク排出路421に連通している。共通インク排出路421には、共通インク室41から導入路425を経たインクと、共通インク室41から注入孔31a、インクチャネル23及び個別インク排出路26aを経たインクとが流入する。
共通インク排出路421に至ったインクは、前述したように、インク排出室412に至り、インク排出管5cを経て、インク回収管5bに合流する。
1:インクジェットヘッド
2:ヘッドチップ
21:ノズルプレート
22:ノズル
22a:開口端
23:インクチャネル
23a:凹部
24:圧電素子
25:ダミーチャネル
26a:個別インク排出路
27:閉蓋部材
28:流路形成溝
3:配線基板
31a:注入孔
31b:排出孔
31c:導入孔
4:インクマニホールド
41:共通インク室
412:インク排出室
421:共通インク排出路
422:溝
423:インク排出用流路
424:排出チャネル
425:導入路
425a:導入溝
45:隔壁
46:隔壁
5a:インク供給管
5b:インク回収管
5c:インク排出管
5d:排出路連結部
6:バッファ空間部
61:合流箱
8:逆止弁
9:流量調整部材
F1:主流路
F2:副流路
100:インクジェット記録装置
101:インクタンク
102:インク移送管
103:インク返送管
104:制御部
105:移送ポンプ
2:ヘッドチップ
21:ノズルプレート
22:ノズル
22a:開口端
23:インクチャネル
23a:凹部
24:圧電素子
25:ダミーチャネル
26a:個別インク排出路
27:閉蓋部材
28:流路形成溝
3:配線基板
31a:注入孔
31b:排出孔
31c:導入孔
4:インクマニホールド
41:共通インク室
412:インク排出室
421:共通インク排出路
422:溝
423:インク排出用流路
424:排出チャネル
425:導入路
425a:導入溝
45:隔壁
46:隔壁
5a:インク供給管
5b:インク回収管
5c:インク排出管
5d:排出路連結部
6:バッファ空間部
61:合流箱
8:逆止弁
9:流量調整部材
F1:主流路
F2:副流路
100:インクジェット記録装置
101:インクタンク
102:インク移送管
103:インク返送管
104:制御部
105:移送ポンプ
Claims (11)
- 共通インク室を介してインクが供給される複数のインクチャネルと、
前記各インクチャネル内に圧力変化を生じさせる吐出圧力発生手段と、
前記圧力変化により前記各インクチャネルから吐出されるインクの流路となる複数のノズルと、
前記各インクチャネルに連通し、外部にインクを排出するための排出路連結部に至る共通インク排出路と、
前記共通インク排出路に連通した導入路と、
前記複数のインクチャネル及び前記導入路の上流側のインクに圧力を付与して、これら複数のインクチャネル及び導入路にインクを流入させる流路圧力付与手段とを備え、
前記各インクチャネル内と前記共通インク排出路内との間の圧力差により前記各インクチャネルから前記共通インク排出路への流動が生じ、前記導入路内と前記共通インク排出路内との間の圧力差により前記導入路から前記共通インク排出路への流動が生じ、これら流動が合流して前記共通インク排出路内の流動が生じることを特徴とするインクジェットヘッド。 - 前記導入路は、前記各インクチャネルよりも、前記共通インク排出路内の流動における上流側に位置していることを特徴とする請求項1記載のインクジェットヘッド。
- 前記導入路には、前記共通インク室からインクが流入することを特徴とする請求項1又は2記載のインクジェットヘッド。
- 前記共通インク室から前記導入路を経て前記共通インク排出路に至る流路の流路抵抗は、前記共通インク室から1つの前記インクチャネルを経て前記共通インク排出路に至る流路の流路抵抗よりも小さいことを特徴とする請求項3記載のインクジェットヘッド。
- 前記導入路から前記共通インク排出路に至る流路の流量は、1つの前記インクチャネルから前記共通インク排出路に至る流路の流量よりも多いことを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載のインクジェットヘッド。
- 前記導入路から前記共通インク排出路への流動により、前記共通インク排出路内の流速が速められていることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載のインクジェットヘッド。
- 前記導入路内のインクの温度は、前記各インクチャネル内のインクの温度よりも低いことを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載のインクジェットヘッド。
- 前記各インクチャネルは、一方向に配列されてチャネル列を構成しており、
前記導入路は、前記チャネル列の一端側の該チャネル列の外側に設けられており、
前記排出路連結部は、前記チャネル列の他端側の該チャネル列の外側に設けられていることを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載のインクジェットヘッド。 - 前記共通インク排出路は、複数の流路から構成されていることを特徴とする請求項1〜8の何れかに記載のインクジェットヘッド。
- 請求項1〜9の何れかに記載のインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドの前記共通インク室に移送されるインクが貯蔵されるインクタンクとを備え、
前記流路圧力付与手段は、さらに、前記インクタンク内のインクの前記共通インク室への移送を行うことを特徴とするインクジェット記録装置。 - 請求項1〜9の何れかに記載のインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドの前記共通インク室に移送されるインクが貯蔵されるインクタンクとを備え、
前記流路圧力付与手段は、さらに、前記インクタンク内のインクの前記共通インク室への移送及び前記共通インク室に移送されたインクの回収を行い、
前記インクチャネルから前記共通インク排出路を経て排出されたインクは、前記共通インク室から回収されたインクに合流されることを特徴とするインクジェット記録装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016220001A JP2018075795A (ja) | 2016-11-10 | 2016-11-10 | インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置 |
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JP2016220001A JP2018075795A (ja) | 2016-11-10 | 2016-11-10 | インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2018075795A true JP2018075795A (ja) | 2018-05-17 |
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ID=62148851
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JP2016220001A Pending JP2018075795A (ja) | 2016-11-10 | 2016-11-10 | インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置 |
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- 2016-11-10 JP JP2016220001A patent/JP2018075795A/ja active Pending
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