JP2018140599A - 液体噴射装置及びクリーニング方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】滞留することで特性が変化した液体が圧力発生室に供給されるのを抑制することができる液体噴射装置及びクリーニング方法を提供する。【解決手段】ノズル面20aに設けられた複数のノズルに圧力発生室を介して連通する共通液室100を具備する流路部材を具備し、前記共通液室100の内壁に設けられ、前記共通液室に液体を供給する供給口45と、前記共通液室100の天井44aに設けられ、前記共通液室100から気泡を排出する排出口47と、前記共通液室100の前記内壁と連続する壁130であって、前記排出口47に対向して前記天井44aに沿った面を有する壁130と、を備える。【選択図】図5
Description
本発明は、ノズルから液体を噴射する液体噴射ヘッド及び流路部材を具備する液体噴射装置及び液体噴射装置のクリーニング方法に関し、特に液体としてインクを用いるインクジェット式記録装置及びクリーニング方法に関する。
液滴を噴射する液体噴射ヘッドの代表例であるインクジェット式記録ヘッドとしては、例えば、ノズルと、ノズルに連通する圧力発生室と、複数の圧力発生室に連通する共通液室であるマニホールドと、を具備し、圧電アクチュエーター等の圧力発生手段によって圧力発生室内のインクに圧力変化を生じさせることで、ノズルからインク滴を吐出させるものがある。
このようなインクジェット式記録ヘッドでは、インクに含まれる気泡が圧力発生室に侵入することによって、吐出不良等の不具合が発生するため、例えば、マニホールド内に気泡を溜めて、排出口から気泡を排出するようにした構成が提案されている(例えば、特許文献1及び2参照)。
しかしながら、排出口が天井にある場合、排出口の直下に気泡が溜まり易く、そのような場所に溜まったインクは、成分が沈降して特性が異なるインクとなってしまう。このように特性が異なるインクが圧力発生室に供給されると、印刷むらや吐出安定性の低下が生じてしまうという問題がある。特に共通液室の容積を大きくすると、排出口の直下のインクの流速が低下し、特性の異なるインクが生じ易いと共に特性の異なるインクが圧力発生室に供給されやすくなってしまう。
一方、インクの流れが澱まないように、共通液室の容積を小さくすると、圧力発生室へのインクの供給能力の低下やインク滴を吐出した際の圧力変動の吸収能力が低下して、安定したインク滴の吐出が行うことができなくなるという問題がある。
なお、このような問題は、インクジェット式記録装置だけではなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射装置においても同様に存在する。
なお、このような問題は、インクジェット式記録装置だけではなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射装置においても同様に存在する。
本発明はこのような事情に鑑み、滞留することで特性が変化した液体が圧力発生室に供給されるのを抑制することができる液体噴射装置及びクリーニング方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決する本発明の態様は、ノズル面に設けられた複数のノズルに圧力発生室を介して連通する共通液室を具備する流路部材を具備し、前記共通液室の内壁に設けられ、前記共通液室に液体を供給する供給口と、前記共通液室の天井に設けられ、前記共通液室から気泡を排出する排出口と、前記共通液室の前記内壁と連続する壁であって、前記排出口に対向して前記天井に沿った面を有する壁と、を備えることを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、排出口の直下において液体が滞留することによって成分の沈降が発生し、特性の異なる液体が存在したとしても、壁によって特性の異なる液体が圧力発生室に供給されるのを抑制することができる。
かかる態様では、排出口の直下において液体が滞留することによって成分の沈降が発生し、特性の異なる液体が存在したとしても、壁によって特性の異なる液体が圧力発生室に供給されるのを抑制することができる。
ここで、前記共通液室の前記天井は、前記排出口に向かって前記ノズル面から離間する斜面を有することが好ましい。これによれば、気泡を浮力によって天井に沿って排出口に向かって移動させることができ、排出口からの気泡排出性を向上して、圧力発生室に気泡が侵入するのを抑制することができる。
また、前記壁は、前記天井と向かい合う床面であって、前記排出口に近づくほど前記ノズル面に近づく床面を有することが好ましい。これによれば、天井と床面との間に特性の異なる液体を溜めることができるため、特性の異なる液体が圧力発生室に侵入するのをさらに抑制することができる。
また、前記供給口は、前記共通液室の前記天井に設けられ、前記壁により、前記供給口から複数の前記圧力発生室への第1の流れと、前記供給口から前記排出口への第2の流れとを前記共通液室内に生じさせ、前記壁のうち、前記第1の流れを規定する部分は、前記供給口から遠ざかるほど、前記ノズル面に近くなる斜面を有することが好ましい。これによれば、第1の流れが斜面に沿って流れるため、液体の流れが澱む領域を減少させて、特性の異なる液体を生じ難くすることができる。
また、前記壁により、前記供給口から複数の前記圧力発生室への第1の流れと、前記供給口から前記排出口への第2の流れとを前記共通液室内に生じさせ、前記第1の流れ及び前記第2の流れが分岐する位置は、前記天井と前記圧力発生室に連通する部分とが対向する方向において、前記共通液室の中心よりも上側にあることが好ましい。これによれば、壁と天井との間の特性の異なる液体を圧力発生室よりも遠ざけることができるため、特性の異なる液体が圧力発生室側に移動しても共通液室内で特性の異なる液体同士を十分に撹拌することができ、特性の異なる液体が圧力発生室に供給されるのをさらに抑制することができる。
また、前記排出口は、前記圧力発生室が並ぶ方向において、前記圧力発生室の外側に配置されていることが好ましい。これによれば、排出口の直下に溜まった特性の異なる液体を圧力発生室から遠ざけることができ、特性の異なる液体が圧力発生室側に移動しても共通液室内で特性の異なる液体同士を十分に撹拌することができ、特性の異なる液体が圧力発生室に供給されるのをさらに抑制することができる。
また、前記排出口は、気液分離壁を有する脱泡室に連通していることが好ましい。これによれば、排出口から脱泡室を介して液体に含まれる気泡を排出させることができる。
さらに、本発明の他の態様は、ノズル面に設けられた複数のノズルに圧力発生室を介して連通する共通液室を具備する流路部材を具備し、前記共通液室の内壁に設けられ、前記共通液室に液体を供給する供給口と、前記共通液室の天井に設けられ、前記共通液室から気泡を排出する排出口と、前記共通液室の前記内壁と連続する壁であって、前記天井に沿った面を有する壁と、を備える液体噴射装置のクリーニング方法であって、前記排出口は、ポンプと連通しており、前記ポンプにより気泡を除去する際に、前記ノズルから液体を排出することを特徴とする液体噴射装置のクリーニング方法にある。
かかる態様では、排出口からの液体の排出と、ノズルからの液体の排出とを同時に行うことで、壁の周辺で液体の流れが澱む部分を減少させることができる。したがって、液体の流れが澱むことによる特性の異なる液体を生じ難くすることができ、クリーニング後の印刷時において特性の異なる液体が圧力発生室内に供給されるのを抑制することができる。
かかる態様では、排出口からの液体の排出と、ノズルからの液体の排出とを同時に行うことで、壁の周辺で液体の流れが澱む部分を減少させることができる。したがって、液体の流れが澱むことによる特性の異なる液体を生じ難くすることができ、クリーニング後の印刷時において特性の異なる液体が圧力発生室内に供給されるのを抑制することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、以下の説明は、本発明の一態様を示すものであって、本発明の範囲内で任意に変更可能である。各図において同じ符号を付したものは、同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。また、各図において、X、Y、Zは、互いに直交する3つの空間軸を表している。本明細書では、これらの軸に沿った方向を第1の方向X、第2の方向Y、及び第3の方向Zとして説明する。また、第3の方向Zは鉛直方向を示し、鉛直方向上側をZ1側、鉛直方向下側をZ2側と称する。
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置の概略構成を示す図である。
図1に示すように、液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置Iでは、複数の液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッド1(以下、単に記録ヘッド1とも言う)がキャリッジ3に搭載されている。記録ヘッド1を搭載したキャリッジ3は、装置本体4に取り付けられたキャリッジ軸5に軸方向移動自在に設けられている。本実施形態では、キャリッジ3の移動方向が第2の方向Yとなっている。
図1は、本発明の実施形態1に係る液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置の概略構成を示す図である。
図1に示すように、液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置Iでは、複数の液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッド1(以下、単に記録ヘッド1とも言う)がキャリッジ3に搭載されている。記録ヘッド1を搭載したキャリッジ3は、装置本体4に取り付けられたキャリッジ軸5に軸方向移動自在に設けられている。本実施形態では、キャリッジ3の移動方向が第2の方向Yとなっている。
また、装置本体4には、液体としてインクが貯留されたインクタンクからなる貯留手段2が設けられており、貯留手段2は、チューブ等の供給管2aを介して記録ヘッド1と接続されている。なお、供給管2aの途中には、貯留手段2のインクを記録ヘッド1に向かって圧送する加圧ポンプ等の圧送手段2bが設けられている。なお、圧送手段2bは、加圧ポンプに限定されず、例えば、貯留手段2の外周を外部から押圧する押圧手段であってもよい。また、圧送手段2bは、記録ヘッド1と貯留手段2との鉛直方向の相対位置を調整して発生する水頭圧差を用いるようにしてもよい。すなわち、圧送手段2bは、供給管2aの途中に設けられたものに限定されず、貯留手段2が保持される図示しないホルダー等に設けられていてもよい。
また、本実施形態では、装置本体4には、記録ヘッド1の詳しくは後述する脱泡室にチューブ等の排出管6aを介して接続された減圧手段6が設けられている。減圧手段6は、真空ポンプなどの減圧ポンプからなり、記録ヘッド1内の脱泡室内の空気を吸引することで、脱泡室内を減圧する。このように減圧手段6によって脱泡室を減圧することで、詳しくは後述する記録ヘッド1内のインクに含まれる気泡を脱泡室を介して排出することができる。なお、減圧手段6による脱泡室の減圧は、例えば、排出管6aや脱泡室の出口などを開閉する開閉弁(図示せず)を設けることで、減圧手段6を常に動作させなくても脱泡室の減圧状態を維持することができる。
そして、駆動モーター7の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト7aを介してキャリッジ3に伝達されることで、記録ヘッド1を搭載したキャリッジ3はキャリッジ軸5に沿って移動される。一方、装置本体4には搬送手段としての搬送ローラー8が設けられており、紙等の記録媒体である記録シートSが搬送ローラー8により搬送されるようになっている。なお、記録シートSを搬送する搬送手段は、搬送ローラー8に限られずベルトやドラム等であってもよい。本実施形態では、記録シートSの搬送方向が第1の方向Xとなっている。
また、キャリッジ3の移動方向である第2の方向Yの一端部側には、記録ヘッド1のノズルからインク等を吸引する吸引手段9が設けられている。
吸引手段9は、記録ヘッド1のノズルを覆うゴムやエラストマー等の弾性材料で形成されたキャップ部材9aと、キャップ部材9aにチューブ等の吸引管9bを介して接続された例えば真空ポンプ等の吸引装置9cと、を具備する。
吸引手段9は、記録ヘッド1のノズルを覆うゴムやエラストマー等の弾性材料で形成されたキャップ部材9aと、キャップ部材9aにチューブ等の吸引管9bを介して接続された例えば真空ポンプ等の吸引装置9cと、を具備する。
このような構成の吸引手段9は、キャップ部材9aを記録ヘッド1のノズル面に当接させて、吸引装置9cに吸引動作を行わせることでキャップ部材9aの内部を負圧として、ノズルから記録ヘッド1内のインクを気泡と共に吸引してクリーニング動作を行う。また、非印刷時には、キャップ部材9aによってノズルを封止することによりノズルの乾燥を抑制するようにしてもよい。
なお、キャップ部材9aは、所望のタイミングで記録ヘッド1のノズル面に当接して、ノズルを覆うため、キャップ部材9aは、本実施形態では、第3の方向Zに移動可能に設けられている。そして、キャップ部材9aの移動は、例えば、図示しない駆動モーターや電磁石等の移動手段によって行うことができる。
ここで、本実施形態の記録装置Iに搭載される記録ヘッド1について図2〜図6を参照して詳細に説明する。なお、図2は、本発明の実施形態1に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図であり、図3は、流路形成基板及び連通板の平面図であり、図4は、図3のA−A′線に準じた断面図であり、図5は、図3のB−B′線に準じた断面図であり、図6は、インクの流れを説明する図である。
図2に示すように、本実施形態の液体噴射ヘッドの一例である記録ヘッド1を構成する流路形成基板10には、一方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁によって区画された圧力発生室12がインクを吐出する複数のノズル21が並設される方向に沿って並設されている。本実施形態では、圧力発生室12の並設された方向が第1の方向Xとなっている。また、流路形成基板10には、圧力発生室12が第1の方向Xに並設された列が複数列、本実施形態では、2列、第2の方向Yに設けられている。また、本実施形態の記録ヘッド1は、第3の方向ZのZ2側が鉛直方向下向きとなるように配置されて用いられる。したがって、浮力が働く方向とは第3の方向ZにおいてZ2側からZ1側に向かう方向のことである。
このような流路形成基板10の第3の方向Zの一方面側であるZ2側には、連通板15と、ノズルプレート20とが順次積層されている。
連通板15には、圧力発生室12とノズル21とを連通するノズル連通路16が設けられている。連通板15は、流路形成基板10よりも大きな面積を有し、ノズルプレート20は流路形成基板10よりも小さい面積を有する。このように連通板15を設けることによってノズルプレート20のノズル21と圧力発生室12とを離せるため、圧力発生室12の中にあるインクは、ノズル21付近のインクで生じるインク中の水分の蒸発による増粘の影響を受け難くなる。なお、本実施形態では、ノズルプレート20のノズル21が開口されて、インク滴が吐出される面をノズル面20aと称する。
連通板15には、圧力発生室12とノズル21とを連通するノズル連通路16が設けられている。連通板15は、流路形成基板10よりも大きな面積を有し、ノズルプレート20は流路形成基板10よりも小さい面積を有する。このように連通板15を設けることによってノズルプレート20のノズル21と圧力発生室12とを離せるため、圧力発生室12の中にあるインクは、ノズル21付近のインクで生じるインク中の水分の蒸発による増粘の影響を受け難くなる。なお、本実施形態では、ノズルプレート20のノズル21が開口されて、インク滴が吐出される面をノズル面20aと称する。
また、連通板15には、ノズル21と複数の圧力発生室12を介して連通する共通液室であるマニホールド100の一部を構成する第1マニホールド部17と、第2マニホールド部18とが設けられている。
第1マニホールド部17は、連通板15を第3の方向Zに貫通して設けられている。
また、第2マニホールド部18は、連通板15を第3の方向Zに貫通することなく、連通板15のノズルプレート20側に開口して設けられている。
また、第2マニホールド部18は、連通板15を第3の方向Zに貫通することなく、連通板15のノズルプレート20側に開口して設けられている。
さらに、連通板15には、圧力発生室12の第2の方向Yの一端部に連通する供給連通路19が、圧力発生室12の各々に対して独立して設けられている。この供給連通路19は、第2マニホールド部18と圧力発生室12とを連通する。すなわち、供給連通路19は、マニホールド100に対して、第1の方向Xに並設されている。
ノズルプレート20には、各圧力発生室12とノズル連通路16を介して連通するノズル21が形成されている。ノズル21は、同じ種類のインク(液体)を噴射するものが第1の方向Xに並設されてノズル列を構成している。この第1の方向Xに並設されたノズル21で構成されたノズル列が、第2の方向Yに2列形成されている。
一方、流路形成基板10の連通板15とは反対面側であるZ1側には、振動板50が形成されている。本実施形態では、振動板50として、流路形成基板10側に設けられた酸化シリコンからなる弾性膜51と、弾性膜51上に設けられた酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜52と、を設けるようにした。なお、圧力発生室12等の液体流路は、流路形成基板10をノズルプレート20が接合された面側から異方性エッチングすることにより形成されており、圧力発生室12の他方面は、弾性膜51によって画成されている。
また、流路形成基板10の振動板50上には、第1電極60と圧電体層70と第2電極80とを有する圧電アクチュエーター300が設けられている。本実施形態では、圧電アクチュエーター300が、圧力発生室12内のインクに圧力変化を生じさせる駆動素子となっている。ここで、本実施形態では、第1電極60は、圧力発生室12毎に切り分けてあり、圧電アクチュエーター300の実質的な駆動部である能動部毎に独立する個別電極を構成する。
圧電体層70は、第1電極60の供給連通路19側の端部よりも外側まで設けられている。すなわち、第1電極60の供給連通路19側の端部は、圧電体層70によって覆われている。
圧電体層70は、第1電極60上に形成される分極構造を有する酸化物の圧電材料からなり、例えば、一般式ABO3で示されるペロブスカイト型酸化物からなることができ、鉛を含む鉛系圧電材料や鉛を含まない非鉛系圧電材料などを用いることができる。
このような圧電体層70には、図3に示すように、第1の方向Xで隣り合う圧力発生室12の間の各隔壁に対応する凹部71が形成されている。この凹部71の第1の方向Xの幅は、各隔壁の第1の方向の幅と略同一、もしくはそれよりも広くなっている。これにより、振動板50の圧力発生室12の第2の方向Yの端部に対抗する部分、いわゆる振動板50の腕部の剛性が押さえられるため、圧電アクチュエーター300を良好に変位させることができる。
第2電極80は、圧電体層70の第1電極60とは反対面側に設けられており、複数の能動部に共通する共通電極を構成する。また、第2電極80は、凹部71の内面、すなわち、圧電体層70の凹部71の側面内に設けるようにしても良く、設けないようにしてもよい。
このような第1電極60、圧電体層70及び第2電極80で構成される圧電アクチュエーター300は、第1電極60と第2電極80との間に電圧を印加することで変位が生じる。すなわち両電極の間に電圧を印加することで、第1電極60と第2電極80とで挟まれている圧電体層70に圧電歪みが生じる。そして、両電極に電圧を印加した際に、圧電体層70に圧電歪みが生じる部分を能動部310と称する。これに対して、圧電体層70に圧電歪みが生じない部分を非能動部と称する。また、圧電体層70に圧電歪みが生じる能動部310において、圧力発生室12に対向する部分を可撓部と称し、圧力発生室12の外側の部分を非可撓部と称する。
本実施形態では、第2の方向Yにおいて、第1電極60、圧電体層70及び第2電極80の全てが圧力発生室12の外側まで連続的に設けられている。すなわち能動部310が圧力発生室12の外側まで連続的に設けられている。このため、能動部310のうち圧電アクチュエーター300の圧力発生室12に対向する部分が可撓部となり、圧力発生室12の外側の部分が非可撓部となっている。
また、図3に示すように、圧電アクチュエーター300の第1電極60からは、引き出し配線である個別配線91が引き出されている。また、第2電極80からは、引き出し配線である共通配線92が引き出されている。そして、これら個別配線91及び共通配線92には、フレキシブルケーブル120が接続されている。フレキシブルケーブル120は、可撓性を有する配線基板であって、本実施形態では、半導体素子である駆動回路121が実装されている。
なお、本実施形態では、圧電アクチュエーター300において、第1電極60を各能動部310毎に独立した個別電極とし、第2電極80を複数の能動部310に共通する共通電極としたが、特にこれに限定されず、第1電極60を共通電極とし、第2電極80を個別電極としてもよい。
このような流路形成基板10の圧電アクチュエーター300側の面には、図4に示すように、流路形成基板10と略同じ大きさを有する保護基板30が接合されている。保護基板30は、圧電アクチュエーター300を保護するための空間である保持部31を有する。保持部31は、第1の方向Xに並設された圧電アクチュエーター300の列に対応して第2の方向Yに2つ並んで形成されている。また、保護基板30には、第2の方向Yで並設された2つの保持部31の間に第3の方向Zに貫通する貫通孔32が設けられている。そして、圧電アクチュエーター300の第1電極60から引き出された個別配線91と第2電極80から引き出された共通配線92の端部(図3参照)は、この貫通孔32内に露出するように延設されており、貫通孔32内でフレキシブルケーブル120と電気的に接続されている。
また、保護基板30及び連通板15のZ1側には、ケース部材40が固定されている。ケース部材40は、ケース部材本体41と、蓋部材42と、を具備する。ケース部材本体41は、平面視において上述した連通板15と略同一形状を有し、保護基板30と連通板15との両方に接合されている。具体的には、ケース部材本体41は、保護基板30側に流路形成基板10及び保護基板30が収容される深さの凹部43を有する。そして、凹部43に流路形成基板10及び保護基板30等が収容された状態で凹部43のノズルプレート20側の開口面が連通板15によって封止されている。
また、ケース部材本体41は、連通板15に設けられた貫通孔32に連通してフレキシブルケーブル120が挿通される接続口41aが設けられている。
また、ケース部材本体41は、連通板15に設けられた貫通孔32に連通してフレキシブルケーブル120が挿通される接続口41aが設けられている。
また、ケース部材本体41には、凹部43の第2の方向Yの両側に第3の方向Zの連通板15側及び第2の方向Yの側面に開口する第3マニホールド部44が形成されている。第3マニホールド部44の第2の方向Y側の開口は蓋部材42によって封止されている。具体的には、ケース部材本体41の第3マニホールド部44の第2の方向Yの開口には、連通板15側であるZ2側の開口を塞ぐ壁部46が設けられている。壁部46に蓋部材42が接合されることで、第3マニホールド部44の第2の方向Yの開口は封止されている。このように壁部46を設けることで、連通板15とケース部材本体41との2つを接合するだけで、マニホールド100を封止することができ、ケース部材本体41、蓋部材42及び連通板15の部品公差による接合ばらつきを抑制して、インクの漏出等を抑制することができる。ちなみに、壁部46が設けられていない場合には、蓋部材42とケース部材本体41と連通板15との3つを接合してマニホールド100を封止しなくてはならず、各部品の公差によってはマニホールド100を完全に封止することができずに外部にインクが漏出してしまう虞がある。また、特に図示していないが、壁部46は、第3マニホールド部44内に設けたリブ、すなわち、壁部46と、壁部46に対向する第3マニホールド部44の内壁面とを結ぶリブによって補強するようにしてもよい。リブは、単体であってもよく、また、第1の方向Xに所定の間隔で複数設けるようにしてもよい。
このようなケース部材40に設けられた第3マニホールド部44は、連通板15側であるZ2側の開口で第1マニホールド部17と連通する。したがって、ケース部材40に設けられた第3マニホールド部44と、連通板15に設けられた第1マニホールド部17及び第2マニホールド部18とによって本実施形態の共通液室であるマニホールド100が構成されている。すなわち、本実施形態のマニホールド100が設けられた流路部材とは、流路形成基板10、連通板15及びケース部材40を含む構成のことをいう。また、上述のように、マニホールド100の最もZ2側に設けられた第2マニホールド部18は、圧力発生室12に供給連通路19を介して連通している。つまり、マニホールド100は、第3の方向ZのZ2側が圧力発生室12に連通している。なお、上述のようにマニホールド100は、ケース部材40の第2の方向Yの両側にそれぞれ設けられており、ケース部材40の第2の方向Yの両側に設けられた2つのマニホールド100は、互いに連通することなく独立して形成されている。そして、各マニホールド100は、第1の方向Xに並設された圧力発生室12の列にそれぞれ連通する。
また、図5に示すように、ケース部材本体41には、各マニホールド100に連通して各マニホールド100にインクを供給するための供給口45が設けられている。供給口45は、第3の方向Zにおいてケース部材本体41の連通板15とは反対側であるZ1側に開口して設けられている。また、供給口45は、第3マニホールド部44の第1の方向Xの一端部側であるX1側に連通する位置に設けられている。すなわち、供給口45は、マニホールド100の内壁に開口して設けられている。
また、ケース部材本体41には、マニホールド100に連通して各マニホールド100内の気泡を排出するための排出口47が設けられている。排出口47は、本実施形態では、第3の方向Zにおいて第3マニホールド部44のZ1側に連通して設けられている。また、排出口47は、第3マニホールド部44の第1の方向Xの供給口45が設けられた一端側とは反対側のX2側に設けられている。
本実施形態では、第3マニホールド部44は、第3の方向ZにおけるZ1側の第1の方向Xの幅は、ノズル21に連通するZ2側の幅よりも広くなるように設けられている。また、第1マニホールド部17は、第3マニホールド部44のZ1側の第1の方向Xの幅と略同じ幅で設けられている。このように、第3マニホールド部44のZ1側の第1の方向Xの幅を広げることで、マニホールド100の全体の容積を確保することができ、インク供給能力及びインク吐出時の圧力変動の吸収能力を確保することができる。また、本実施形態では、供給口45は、第3マニホールド部44のZ1側において、第1マニホールド部17のX1側の端部よりも外側に配置されている。また、排出口47は、第3マニホールド部44のZ1側において、第1マニホールド部17のX2側の端部よりも外側に配置されている。すなわち、排出口47は、圧力発生室12が並設する第1の方向Xにおいて、複数の圧力発生室12の外側に配置されている。言い換えると、排出口47は、第3の方向Zから平面視した際に、第1の方向Xにおいて複数の圧力発生室12が形成された領域に重ならない位置に設けられている。このように、排出口47を圧力発生室12の外側に配置することで、排出口47を圧力発生室12からできるだけ遠ざけることができ、排出口47近傍に溜まった気泡や、排出口47の直下に溜まったインク、つまり、滞留することによって成分が沈降して特性の変化したインクが圧力発生室12に供給されるのを抑制することができる。
また、ケース部材40に設けられた第3マニホールド部44の天井44aは、排出口47に向かってノズル面20aから離間する斜面を有する。すなわち、第3マニホールド部44の天井44aは、圧力発生室12の並設方向である第1の方向Xにおいて、供給口45が設けられたX1側から排出口47が設けられたX2側に向かって高くなっている。ここで、第3マニホールド部44の天井44aとは、浮力が働く方向、つまり、インクに含まれる気泡が上昇する方向である鉛直方向上側の内壁面のことであり、本実施形態では、第3の方向Zの連通板15側とは反対側であるZ1側の内壁面のことである。また、本実施形態では、ノズル面20aが、第1の方向X及び第2の方向Yを含む方向が面方向となるように配置されているため、天井44aが高いとは、ノズル面20aからの距離が大きく設けられていることを言う。また、本実施形態では、天井44aは、第1の方向XのX1側からX2側に向かって、ノズル面20aからの第3の方向Zの高さが第1の方向Xに亘って連続して徐々に高くなる斜面となっている。もちろん、斜面は、天井44aの一部に設けられていてもよく、天井44aの一部に断続的に設けられていてもよい。
このように、第3マニホールド部44の天井44a、すなわち、マニホールド100の天井44aを供給口45が設けられたX1側から反対側のX2側に向かって高くすることで、供給口45からマニホールド100内に供給されたインクに含まれる気泡を、マニホールド100の天井44aの高くなった部分、すなわち、X2側に集めて収容することができる。これにより、インクに含まれる気泡が、圧力発生室12側に供給されるのを抑制してインク滴の吐出不良を抑制することができる。すなわち、マニホールド100のZ2側から圧力発生室12にはインクが供給されるため、圧力発生室12にインクが供給されるZ2側とは反対側であるZ1側に気泡を収容することで、収容した気泡が圧力発生室12側に供給されるのを抑制することができる。
ちなみに、本実施形態では、ノズル面20aを第1の方向Xに沿って設け、天井44aの第3の方向Zにおけるノズル面20aからの高さを、第1の方向Xにおいて供給口45側よりも排出口47側が高くなるようにマニホールド100の形状を規定したが、特にこれに限定されない。例えば、ノズル面20aから天井44aまでの距離が、供給口45側であるX1側と、排出口47側であるX2側とで同じであっても、ノズル面20aを第1の方向Xに対してX2側が鉛直上側となるように配置すれば、天井44aは、排出口47側が供給口45よりも鉛直上側となる斜面となる。すなわち、天井44aは、上述のように浮力によって移動した気泡を天井44aに沿って排出口47に向かって移動させるものであるため、天井44aは、記録ヘッド1の使用時に排出口47側が供給口45側よりも鉛直上側となるように配置される斜面を有するものであればよい。
また、ケース部材40には、排出口47に気液分離壁48を介して連通する脱泡室49が設けられている。気液分離壁48は、気体(空気)は透過させるがインク等の液体は透過させない気体透過性の膜体であり、例えば、公知の高分子材料で形成される。また、脱泡室49は、上述のようにインクジェット式記録装置Iに設けられた減圧手段に接続されており、減圧状態が維持される。したがって、天井44aによって排出口47に向かって集められた気泡は、浮力による上昇で気液分離壁48に到達し、気液分離壁48を透過することで脱泡室49に排出される。すなわち、インクに混入した気泡が分離される。
なお、本実施形態では、ケース部材40に気液分離壁48及び脱泡室49を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、ケース部材40とは異なる部材に気液分離壁48を有する脱泡室49を設けるようにしてもよい。また、本実施形態では、排出口47を気液分離壁48を有する脱泡室49に連通するようにしたが、特にこれに限定されず、排出口47から気泡が含まれるインクを排出するようにしてもよく、排出したインクを循環させて供給口からマニホールド100内に再度供給するようにしてもよい。
また、第3マニホールド部44内には、壁130が設けられている。壁130は、第3マニホールド部44のX2側の内壁から連続して設けられており、排出口47に鉛直方向である第3の方向Zで対向して天井44aに沿って設けられている。本実施形態では、壁130は、天井44aに向かい合う床面131を有する。すなわち、壁130の床面131とは、第3の方向Zにおいて天井44aに相対向して配置された壁130のZ1側の面のことであり、排出口47に第3の方向Zで対向して天井44aに沿って、すなわち、第1の方向Xに沿って設けられている。なお、本実施形態では、床面131は、第1の方向Xに対して傾斜することなく、第1の方向Xに沿って設けられている。また、床面131は、第3の方向Zにおいて排出口47に相対向して設けられている。すなわち、第3の方向Zから平面視した際に、壁130の床面131と排出口47とは重なり合う位置に配置されている。
このような壁130は、供給口45からマニホールド100内に供給されたインクに対して、複数の圧力発生室12へ向かう第1の流れ111(図6中の矢印)と、排出口47へ向かう第2の流れ112(図6中の矢印)と、を生じさせる。供給口45から壁130に向かって流れたインクは、第1の方向Xにおいて壁130の供給口45側であるX1側を向く面132に規制されることによって、この壁130の面132に沿って複数の圧力発生室12へ向かう第1の流れ111が生じる。また、供給口45から壁130に向かって流れたインクは、壁130の床面131と天井44aとの間で排出口47へ向かう第2の流れ112が生じる。
本実施形態では、壁130の第1の流れ111を規定する部分、すなわち、第1の方向Xにおいて壁130のX1側を向く面132は、供給口45から遠ざかるほど、すなわち、第1の方向XのX2側に行くほど、ノズル面20aに近くなる斜面を有する。すなわち、壁130のX1側の面132は、第3の方向Zに対して、Z2側を向く方向に傾斜した斜面を有する。本実施形態では、壁130のX1側を向く面132の全体が斜面となっている。もちろん、斜面は、壁130のX1側を向く面132の一部に設けられていてもよい。
このように壁130にX1側に向かう面132を斜面とすることで、インクの第1の流れ111が、面132に沿って流れるため、第1の流れ111に対するインクの澱みを抑制することができる。
また、壁130の床面131とX1側を向く面132とが接続される部分は、X2側からX1側に向かって先端が尖った形状を有する。この壁130の供給口45側であるX1側に突出した先端部分が、供給口45から複数の圧力発生室12へ向かう第1の流れ111と、供給口45から排出口47へ向かう第2の流れ112を分岐している。
このように、マニホールド100内に壁130を設け、壁130によって供給口45から供給されたマニホールド100内のインクに複数の圧力発生室12へ向かう第1の流れ111と、排出口47に向かう第2の流れ112とを生じさせることで、マニホールド100内でインクの流れが澱む部分を減少させることができる。すなわち、壁130は、マニホールド100内のインクの流れが澱む部分に設けられている。このため、マニホールド100内でインクの流れが澱む部分を減少させることができ、インクが澱むことによってインクに含まれる成分の沈降を抑制すると共に、成分が沈降することによって特性の変化したインクが圧力発生室12に供給されるのを抑制することができる。また、排出口47付近、すなわち、壁130の床面131と天井44aとの間のインクの成分が沈降して特性が変化したとしても、この壁130と天井44aとの間の特性が変化したインクと、複数の圧力発生室12へ向かう第1の流れ111との接点を壁130によって減少させることができる。したがって、壁130と天井44aとの間の特性が変化したインクと、複数の圧力発生室12へ向かう第1の流れ111を生じさせるインクとが混ざり合うのを抑制することができ、特性の変化したインクがノズル21に流れるのを抑制することができる。
ちなみに、壁130が設けられていない場合には、供給口45から複数の圧力発生室12に向かう第1の流れ111と、供給口45から天井44aに沿って排出口47に流れる第2の流れ112とが生じるものの、第1の流れ111と第2の流れ112とに分岐した後の部分、すなわち、マニホールド100のX2側にインクの流れが澱む部分が生じる。このインクの流れが澱む部分においてインクの成分の沈降が発生し、特性の異なるインクと第1の流れ111を生じさせるマニホールド100内に供給された新たなインクとが混ざり合って、圧力発生室12に供給されることにより、印刷物に色むらや吐出安定性の低下が生じる。特に、吸引手段によってノズル21からインクを吸引した後の印刷時に、流れが澱んだ部分のインクの置換が行われずに、色むらや吐出安定性の低下が生じ易い。本実施形態では、吸引手段によってクリーニング動作を行った場合であっても、インクの流れが澱む部分を壁130によって減少させることができると共に、壁130によって成分が変化したインクと第1の流れ111を生じさせるインクとの接点を減少させて成分が変化したインクが圧力発生室12に供給されるのを抑制することができる。
なお、壁130の第1の流れ111と第2の流れ112とを分岐する先端部分133の位置は、天井44aと圧力発生室12に連通する部分、すなわち、マニホールド100のZ1側の端部とが対向する第3の方向Zにおいて、マニホールド100の中心よりも上側、すなわち、天井44a側であるZ1側に配置されているのが好ましい。これにより、マニホールド100内でインクの流れが澱みやすい部分、すなわち、壁130と天井44aとの間をZ1側に配置することができるので、たとえ第1の流れ111が壁130と天井44aとの間の特性が変化したインクを圧力発生室12側に移動したとしても、成分が変化したインクが圧力発生室12に至るまでにマニホールド100内で十分に拡散させることができる。つまり、壁130と天井44aとの間に滞留することで成分が変化したインクを圧力発生室12に供給される部分、すなわち、マニホールド100のZ2側の端部からできるだけ離すことで、たとえ成分が変化したインクが圧力発生室12に向かって流れたとしても、成分が変化したインクが圧力発生室12に至るまでにマニホールド100内で十分に拡散させることができる。したがって、成分が変化したインクが圧力発生室12に供給されるのを抑制して印刷むらの発生や吐出安定性の低下を抑制することができる。
なお、マニホールド100内に供給されたインクに含まれる気泡は、浮力によって天井44a側に上昇する。本実施形態では、天井44aは、供給口45側であるX1側から排出口47側であるX2側に向かってZ1側の位置が高い斜面となっているため、浮力によって天井44a側に上昇した気泡は、天井44aに沿って排出口47側に移動する。また、本実施形態では、天井44aと壁130の床面131との間に第2の流れ112が生じるため、天井44a側に移動した気泡は、第2の流れ112によって排出口47側に移動する。ちなみに、本実施形態では、天井44aを供給口45側よりも排出口47側の方が鉛直方向が上となる斜面となるようにしたが、特にこれに限定されず、天井44aが水平であっても、壁130によって第2の流れ112が生じるため、気泡は、排出口47側に移動する。もちろん、天井44aに斜面を設けた方が、水平な天井44aに比べて、気泡は排出口47側に移動し易い。
また、連通板15の第1マニホールド部17及び第2マニホールド部18が開口する面には、コンプライアンス基板25が設けられている。このコンプライアンス基板25が、第1マニホールド部17と第2マニホールド部18のノズル面20a側の開口を封止している。このようなコンプライアンス基板25は、本実施形態では、可撓性を有する薄膜からなる封止膜26と、金属等の硬質の材料からなる固定基板27と、を具備する。固定基板27のマニホールド100に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部28となっているため、マニホールド100の一方面は可撓性を有する封止膜26のみで封止された可撓部であるコンプライアンス部29となっている。
以上説明したように、本実施形態では、マニホールド100内に、マニホールド100の内壁と連続する壁130であって、天井44aに沿った床面131を有する壁130を設けることで、壁130によって供給口45から供給されたインクが複数の圧力発生室12に向かう第1の流れ111と、壁130と天井44aとの間で排出口47に向かう第2の流れ112とを生じさせることができる。このため、インクの流れに澱みが生じやすい部分に壁130を設けることができ、澱みが生じ易い部分を減少させて、澱みによって生じる特性の異なるインクが複数の圧力発生室12に供給されるのを低減することができる。また、壁130と天井44aとの間に滞留することによって成分が沈降して特性の異なるインクと、第1の流れ111を生じさせるインクとの接点を減少させて成分が変化したインクが圧力発生室12に供給されるのを抑制することができる。
また、マニホールド100の天井44aは、排出口47に向かってノズル面20aから離間する斜面となっている。このため、浮力によって上昇した気泡が、天井44aの斜面に沿って排出口47に向かって移動しやすく、気泡を排出口47の直下に収容することができる。したがって、気泡が圧力発生室12等に侵入するのを抑制して、気泡が圧力発生室12に侵入することによる吐出不良等の不具合を抑制することができる。
なお、本実施形態では、天井44aは、第1の方向Xに亘って全体が斜面となっているが、特にこれに限定されず、天井44aの一部又は複数箇所が斜面となっていてもよい。すなわち、天井44aが斜面を有する構成であれば、その全てであっても、一部であってもよい。
また、天井44aは、例えば、X1側が低く、X2側が高い、所謂段差形状となっていてもよい。
また、天井44aは、例えば、X1側が低く、X2側が高い、所謂段差形状となっていてもよい。
また、本実施形態では、天井44aを斜面としたが、天井44aに斜面が設けられていなくてもよい。天井44aに斜面が設けられていなくても、天井44aと壁130の床面131との間に第2の流れ112が生じるため、天井44a側に移動した気泡は、第2の流れ112によって排出口47側に移動する。
また、本実施形態では、供給口45は、マニホールド100の天井44aに設けられ、壁130により、供給口45から複数の圧力発生室12への第1の流れ111と、供給口45から排出口47への第2の流れ112とをマニホールド100内に生じさせ、壁130のうち、第1の流れ111を規定する部分、すなわち、供給口45側であるX1側を向く面132は、供給口45から遠ざかるほど、ノズル面20aに近くなる斜面となっている。
このように壁130の面132を斜面とすることで、インクの第1の流れ111が、面132に沿って流れるため、第1の流れ111に対するインクの澱みを抑制することができる。
なお、本実施形態では、壁130の面132の略全てを斜面としたが、特にこれに限定されず、壁130の面132の一部が斜面となっていてもよい。特に、壁130の第1の流れ111と第2の流れ112とが分岐する先端部分133側に斜面を有するのが好ましい。これにより、特にインクの流れが澱みやすい、第1の流れ111と第2の流れ112とが分岐する部分においてインクの澱みを抑制することができる。
もちろん、壁130の面132は、斜面とすることなく、第3の方向Zに沿った面であってもよいが、壁130の面132が第3の方向Zに沿った面の場合には、面132が斜面を有する場合に比べて、第1の流れ111と第2の流れ112とが分岐する部分、すなわち、壁130のX1側のZ1側においてインクの澱みが生じやすい。
また、本実施形態では、壁130により、第1の流れ111及び第2の流れ112が分岐する位置、すなわち、壁130のX1側に突出した先端部分133は、マニホールド100の天井44aと圧力発生室12に連通する部分とが対向する第3の方向Zにおいて、マニホールド100の中心よりも上側となっている。これにより、壁130と天井44aとの間のインクが滞留する部分を圧力発生室12から遠ざけることができ、インクが滞留することによって成分が沈降した特性の異なるインクが圧力発生室12に供給されるのを低減することができる。
なお、壁130の先端部分133は、マニホールド100の天井と圧力発生室12に連通するZ2側の端部との間の中心を含み中心よりもZ2側に配置してもよい。
なお、壁130の先端部分133は、マニホールド100の天井と圧力発生室12に連通するZ2側の端部との間の中心を含み中心よりもZ2側に配置してもよい。
また、排出口47は、圧力発生室12が並ぶ第1の方向Xにおいて、圧力発生室12の外側に配置されている。このように、排出口47を圧力発生室12の外側に配置することで、排出口47を圧力発生室12からできるだけ遠ざけることができ、排出口47近傍に溜まった気泡や、排出口47の直下に溜まったインク、つまり、滞留することによって成分が沈降して特性の変化したインクが圧力発生室12に供給されるのを抑制することができる。
もちろん、排出口47は、第1の方向Xにおいて、圧力発生室12の形成された領域の内側、すなわち、第3の方向Zから平面視した際に、圧力発生室12の形成された領域に重なる位置に設けられていてもよい。
また、排出口47は、気液分離壁48を有する脱泡室49に連通している。このように、排出口47を気液分離壁48を有する脱泡室49に連通させることで、排出口47に溜まった気泡のみを気液分離壁48及び脱泡室49を介して排出することができ、マニホールド100内の気泡が圧力発生室12に供給されるのを抑制することができる。
なお、排出口47は、脱泡室49に連通することなく、定期的にインクと共に気泡が排出されるものであってもよい。
なお、排出口47は、脱泡室49に連通することなく、定期的にインクと共に気泡が排出されるものであってもよい。
(実施形態2)
図7は、本発明の実施形態2に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの断面図と、液体噴射装置の流路構成を模式的に示す図である。なお、上述した実施形態と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
図7は、本発明の実施形態2に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの断面図と、液体噴射装置の流路構成を模式的に示す図である。なお、上述した実施形態と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
図7に示すように、記録ヘッド1には、上述した実施形態1の気液分離壁48及び脱泡室49が設けられておらず、排出口47が開口して設けられている。
この排出口47には、チューブ等の排出管6aを介して貯留手段2が接続されている。また、排出管6aの途中には、排出口47からインクを吸引する真空ポンプ等の吸引ポンプ6Aが接続されており、吸引ポンプ6Aによって排出口47を介してマニホールド100内のインクは、貯留手段2に戻される。すなわち、本実施形態では、貯留手段2のインクは、記録ヘッド1のマニホールド100との間で循環するようになっている。
この排出口47には、チューブ等の排出管6aを介して貯留手段2が接続されている。また、排出管6aの途中には、排出口47からインクを吸引する真空ポンプ等の吸引ポンプ6Aが接続されており、吸引ポンプ6Aによって排出口47を介してマニホールド100内のインクは、貯留手段2に戻される。すなわち、本実施形態では、貯留手段2のインクは、記録ヘッド1のマニホールド100との間で循環するようになっている。
ここで、本実施形態の記録ヘッド1のクリーニング方法について説明する。本実施形態では、吸引ポンプ6Aによって排出口47からマニホールド100内のインクを気泡と共に排出する際に、ノズル21からインクを排出することでクリーニングを実行する。ノズル21からのインクの排出は、例えば、図1に示す吸引手段9を用いて行われる。すなわち、吸引手段9によってノズル21からインクを気泡と共に吸引して排出することができる。なお、ノズル21からのインクの排出は吸引手段9に限定されず、例えば、圧電アクチュエーター300を駆動することによってノズル21からインクを排出するようにしてもよい。
このように排出口47からインクを気泡と共に排出すると、壁130のX1側を向く面132の周辺にインクの澱みが発生する。本実施形態では、排出口47からインクを排出する際に、ノズル21からもインクを排出することで、排出口47からインクを排出することによって発生する壁130の面132の周辺のインクの澱みを抑制することができる。
なお、本実施形態では、排出口47を排出管6aを介して貯留手段2に接続して循環するようにしたが、特にこれに限定されず、排出口47から排出されたインクを貯留手段2に戻すことなく廃棄するようにしてもよい。
(実施形態3)
図8は、本発明の実施形態3に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの断面図と、液体噴射装置の流路構成を模式的に示す図である。なお、上述した実施形態と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
図8は、本発明の実施形態3に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの断面図と、液体噴射装置の流路構成を模式的に示す図である。なお、上述した実施形態と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
図8に示すように、記録ヘッド1を構成するケース部材40の第3マニホールド部44内には、壁130Aが設けられている。
壁130Aの天井44aと向かい合う床面131Aは、排出口47に近づくほどノズル面20aに近づくように設けられている。本実施形態では、床面131Aは、第1の方向Xにおいて排出口47に近づくほど、すなわち、X2側に向かって、ノズル面20aに連続して徐々に近くなる斜面となっている。
壁130Aの天井44aと向かい合う床面131Aは、排出口47に近づくほどノズル面20aに近づくように設けられている。本実施形態では、床面131Aは、第1の方向Xにおいて排出口47に近づくほど、すなわち、X2側に向かって、ノズル面20aに連続して徐々に近くなる斜面となっている。
このように床面131Aを、排出口47に近づくほどノズル面20aに近づくように設けることで、床面131Aと天井44aとの間に滞留して成分が沈降した特性の異なるインクが圧力発生室12側に流れ出るのを抑制することができる。すなわち、床面131Aと天井44aとの間に滞留したインクの成分は、斜面である床面131Aに沿ってX2側に移動して滞留する。このため、床面131Aと天井44aとの間に滞留することで特性が異なるインクは、第1の流れ111(図6参照)から遠ざかることになり、特性が異なるインクが圧力発生室12に供給されるのをさらに抑制することができる。
また、本実施形態では、第1の方向Xにおいて壁130AのX1側を向く面132は、供給口45から遠ざかるほど、すなわち、第1の方向XのX2側に行くほど、ノズル面20aに近くなる斜面を有する。
このように壁130Aの面132を斜面とすることで、インクの第1の流れ111が、面132に沿って流れるため、第1の流れ111に対するインクの澱みを抑制することができる。
なお、床面131Aは、排出口47に近づくほどノズル面20aに近づいていればよいため、連続してノズル面20aに近づくものに限定されず、例えば、床面131Aが供給口45側でノズル面20aから第3の方向Zの高さが高く、排出口47側でノズル面20aから第3の方向Zの高さが低い、所謂、段差状に設けられていてもよい。このような例を図9に示す。なお、図9は、壁の変形例を示すインクジェット式記録ヘッドの断面図と、液体噴射装置の流路構成を模式的に示す図である。
図9に示すように、壁130Bには、天井44aに向かって、すなわちZ2側に開口する凹部134が設けられており、天井44aに対向して天井44aに沿った床面131Bは、凹部134が開口する第1床面131aと、凹部134のZ2側の底面である第2床面131bとを具備する。このような構成であっても、床面131Bは、排出口47に近づくほどノズル面20aに近づいて設けられていることになる。
そして、壁130Bに天井44aに向かって開口する凹部134を設けた場合であっても、壁130と天井44aとの間で滞留して特性が異なるインクは、凹部134内に留まるため、特性の異なるインクが圧力発生室12に供給されるのを抑制することができる。
また、図9に示す例では、壁130BのX1側の面132を上述した実施形態1と同様に斜面としたが、特にこれに限定されない。例えば、図10に示すように、壁130CのX1側の面132を第3の方向Zに沿った面としてもよい。このような場合であっても、凹部134を設けることで、凹部134内に特性が異なるインクを留まらせて、特性が異なるインクが圧力発生室12に供給されるのを抑制することができる。もちろん、図10に示す壁130Cにおいても、図8の斜面である床面131Aを有する壁としてもよい。
(他の実施形態)
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。
例えば、上述した各実施形態では、記録ヘッド1のケース部材40に設けられた間にマニホールド100を構成する第3マニホールド部44に壁130を設けるようにしたが、特にこれに限定されない。例えば、記録ヘッド1に、マニホールド100と、マニホールド100の上流側に当該マニホールド100に連通するサブタンクを設け、サブタンク内の共通液室に壁130を設けるようにしてもよい。
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。
例えば、上述した各実施形態では、記録ヘッド1のケース部材40に設けられた間にマニホールド100を構成する第3マニホールド部44に壁130を設けるようにしたが、特にこれに限定されない。例えば、記録ヘッド1に、マニホールド100と、マニホールド100の上流側に当該マニホールド100に連通するサブタンクを設け、サブタンク内の共通液室に壁130を設けるようにしてもよい。
また、上述した各実施形態では、供給口45をマニホールド100のX1側に設けるようにしたが、特にこれに限定されない。ここで、供給口45の変形例を図11に示す。図11に示すように、供給口45は、マニホールド100の天井44aにおいて、第1の方向Xの中央部に開口する位置に設けるようにしてもよい。図11に示すように、供給口45をマニホールド100の天井44aの中央部に開口して設けた場合には、排出口47は、例えば、マニホールド100のX1側及びX2側の両端部側に設けるようにすればよく、X1側及びX2側の排出口47に対応してX1側及びX2側のそれぞれに壁130を設けるようにすればよい。また、天井44aは、供給口45が開口する位置からX1側及びX2側に向かってノズル面20aからの高さが高くなっていればよい。
さらに、排出口47についても同様に、図12に示すように、排出口47をマニホールド100の第1の方向Xの中央に開口するように設け、供給口45をX1側及びX2側の両方に設けるようにしてもよい。この場合であっても、壁130を設けることで、インクの流れの澱みを抑制すると共に、排出口47直下の特性の異なるインクが圧力発生室12に供給されるのを抑制することができる。
また、上述した実施形態では、圧力発生室12に圧力変化を生じさせる圧力発生手段として、薄膜型の圧電アクチュエーター300を用いて説明したが、特にこれに限定されず、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型の圧電アクチュエーターや、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型の圧電アクチュエーターなどを使用することができる。また、圧力発生手段として、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなどを使用することができる。
また、上述したインクジェット式記録装置Iでは、記録ヘッド1がキャリッジ3に搭載されて主走査方向に移動するものを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、記録ヘッド1が固定されて、紙等の記録シートSを副走査方向に移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装置にも本発明を適用することができる。
また、上述したインクジェット式記録装置Iでは、インクタンク等の貯留手段2が装置本体4に固定された構成を例示したが、特にこれに限定されず、例えば、インクカートリッジ等の貯留手段を記録ヘッド1と共にキャリッジ3に搭載するようにしてもよい。
なお、上記実施の形態においては、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを、また液体噴射装置の一例としてインクジェット式記録装置を挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド及び液体噴射装置全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドや液体噴射装置にも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ELディスプレイ、FED(電界放出ディスプレイ)等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオchip製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられ、かかる液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置にも適用できる。
I…インクジェット式記録装置(液体噴射装置)、1…インクジェット式記録ヘッド(液体噴射ヘッド)、2…貯留手段、2a…供給管、2b…圧送手段、3…キャリッジ、4…装置本体、5…キャリッジ軸、6…減圧手段、6A…吸引ポンプ、6a…排出管、7…駆動モーター、7a…タイミングベルト、8…搬送ローラー、9…吸引手段、9a…キャップ部材、9b…吸引管、9c…吸引装置、10…流路形成基板、12…圧力発生室、15…連通板、16…ノズル連通路、17…第1マニホールド部、18…第2マニホールド部、19…供給連通路、20…ノズルプレート、20a…ノズル面、21…ノズル、25…コンプライアンス基板、26…封止膜、27…固定基板、28…開口部、29…コンプライアンス部、30…保護基板、31…保持部、32…貫通孔、40…ケース部材、41…ケース部材本体、41a…接続口、42…蓋部材、43…凹部、44…第3マニホールド部、44a…天井、45…供給口、46…壁部、47…排出口、48…気液分離壁、49…脱泡室、50…振動板、51…弾性膜、52…絶縁体膜、60…第1電極、70…圧電体層、71…凹部、80…第2電極、91…個別配線、92…共通配線、100…マニホールド(共通液室)、111…第1の流れ、112…第2の流れ、120…フレキシブルケーブル、121…駆動回路、130、130A、130B、130C…壁、131、131A、131B…床面、131a…第1床面、131b…第2床面、132…面、133…先端部分、134…凹部、300…圧電アクチュエーター、310…能動部、S…記録シート、X…第1の方向、Y…第2の方向、Z…第3の方向
Claims (8)
- ノズル面に設けられた複数のノズルに圧力発生室を介して連通する共通液室を具備する流路部材を具備し、
前記共通液室の内壁に設けられ、前記共通液室に液体を供給する供給口と、
前記共通液室の天井に設けられ、前記共通液室から気泡を排出する排出口と、
前記共通液室の前記内壁と連続する壁であって、前記排出口に対向して前記天井に沿った面を有する壁と、
を備えることを特徴とする液体噴射装置。 - 前記共通液室の前記天井は、前記排出口に向かって前記ノズル面から離間する斜面を有することを特徴とする請求項1記載の液体噴射装置。
- 前記壁は、前記天井と向かい合う床面であって、前記排出口に近づくほど前記ノズル面に近づく床面を有することを特徴とする請求項1又は2記載の液体噴射装置。
- 前記供給口は、前記共通液室の前記天井に設けられ、
前記壁により、前記供給口から複数の前記圧力発生室への第1の流れと、前記供給口から前記排出口への第2の流れとを前記共通液室内に生じさせ、
前記壁のうち、前記第1の流れを規定する部分は、前記供給口から遠ざかるほど、前記ノズル面に近くなる斜面を有することを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の液体噴射装置。 - 前記壁により、前記供給口から複数の前記圧力発生室への第1の流れと、前記供給口から前記排出口への第2の流れとを前記共通液室内に生じさせ、
前記第1の流れ及び前記第2の流れが分岐する位置は、前記天井と前記圧力発生室に連通する部分とが対向する方向において、前記共通液室の中心よりも上側にあることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の液体噴射装置。 - 前記排出口は、前記圧力発生室が並ぶ方向において、前記圧力発生室の外側に配置されていることを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の液体噴射装置。
- 前記排出口は、気液分離壁を有する脱泡室に連通していることを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載の液体噴射装置。
- ノズル面に設けられた複数のノズルに圧力発生室を介して連通する共通液室を具備する流路部材を具備し、
前記共通液室の内壁に設けられ、前記共通液室に液体を供給する供給口と、
前記共通液室の天井に設けられ、前記共通液室から気泡を排出する排出口と、
前記共通液室の前記内壁と連続する壁であって、前記天井に沿った面を有する壁と、
を備える液体噴射装置のクリーニング方法であって、
前記排出口は、ポンプと連通しており、
前記ポンプにより気泡を除去する際に、前記ノズルから液体を排出することを特徴とする液体噴射装置のクリーニング方法。
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