JP4096523B2 - Inkjet head and inkjet recording apparatus - Google Patents

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JP4096523B2 JP2001164666A JP2001164666A JP4096523B2 JP 4096523 B2 JP4096523 B2 JP 4096523B2 JP 2001164666 A JP2001164666 A JP 2001164666A JP 2001164666 A JP2001164666 A JP 2001164666A JP 4096523 B2 JP4096523 B2 JP 4096523B2
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    • B41J2002/14403—Structure thereof only for on-demand ink jet heads including a filter

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットヘッドおよびインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットヘッドは、インクタンクからインクを共通インク室へ供給し、その共通インク室から複数の圧力室にインクを分配して、各圧力室に選択的に圧力を付与することによりノズル孔からインク滴を吐出する。圧力室に圧力を付与したとき圧力波は共通インク室側にも伝播し、その共通インク室内の圧力変動が次のインク吐出に影響して記録品質を悪くする。
【０００３】
これを解決するために、共通インク室の一部をゴム、樹脂等の柔軟な膜で構成し、共通インク室内の圧力変動を膜の変形で吸収するようにしたものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、インクジェットヘッドの一部に柔軟な膜を装着することは、製造が困難であるだけでなく、圧力室の列においてその膜に隣接する部分と他の部分との機械的剛性が不均一になり、圧力室で発生する圧力にばらつきがでて、インク吐出を均一に行うことができなくなる。
【０００５】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、簡単な構造で、インク吐出にともなう圧力変動を効果的に吸収し、各圧力室から均一にインク吐出を行うことができるようにするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明は、インクを吐出するノズル孔に一端をそれぞれ連通した複数の圧力室がなす列方向に、共通インク室を長く形成し、各圧力室の他端を前記共通インク室内に開口し、前記共通インク室から各圧力室にインクを供給するキャビティプレート組を有するインクジェットヘッドにおいて、前記共通インク室は、その長手方向の端部のうち一端を外部のインク供給源と接続できるように開口し、前記一端とは反対側の他端を、前記各圧力室の列の延長方向でかつ前記開口の位置する側と反対方向に延長して形成し、その延長された領域の幅を、前記共通インク室の前記圧力室と連通する領域の幅よりも広くし、前記共通インク室と平行に還流路を形成し、前記還流路の長手方向の端部のうち、前記共通インク室の前記延長された領域と、それと同じ側の還流路の端部とを相互に接続するとともに、前記還流路の反対側の端部は、前記インク供給源と接続できるように開口している。
【０００７】
このようにすることで、多数の圧力室から同時にインク吐出したとき、圧力室から共通インク室に圧力変動が及ぶが、このとき多量のインクの補給のために共通インク室内に開口から幅広部分側に向けて比較的速いインクの流れが生じているので、共通インク室内に発生した圧力波は、そのインクの流れにともない、幅広部分側に大部分を伝播し、共通インク室が幅広部分で断面積を拡大していることで圧力変動が緩衝される。
【０００８】
また、共通インク室および還流路にインクを供給することで、インク中の気泡をインクとともにインク供給源に戻し、共通インク室から各圧力室に供給するインクから気泡を少なくすることができる。
【０００９】
このインクジェットヘッドにおいて好ましくは、前記キャビティプレート組は、前記ノズル孔、圧力室および共通インク室を有する複数の基板を積層してなり、前記共通インク室は、前記圧力室と連通する領域おいて前記複数の圧力室と積層方向に重なって前記列方向に延び、前記延長された領域は、前記積層方向および前記列方向と直交する方向に前者の領域よりも広い幅を有する。
【００１０】
また好ましくは、前記キャビティプレート組は、前記ノズル孔、圧力室および共通インク室を有する複数の基板を積層してなり、前記共通インク室と還流路は、前記複数の圧力室がなす平面と平行な平面状に位置する。
【００１１】
また好ましくは、前記延長された領域における前記圧力室の列と平行な壁面は、弾性変形可能である。このようにすることで、上記の幅の広い領域と併用して、壁面の弾性変形で圧力変動を吸収しクロストークを防止する。
【００１２】
また好ましくは、前記複数の圧力室を１つの平面状に形成した第１の基板と、前記共通インク室を、前記複数の圧力室がなす平面と平行な１つの平面状に形成した第２の基板と、その両基板間に位置し、前記延長された領域において前記共通インク室の壁面を構成する弾性のある第３の基板とを備え、前記第３の基板における前記共通インク室の壁面を構成する領域には、前記共通インク室とは反対側に空間を併設する。
【００１３】
また好ましくは、前記共通インク室は、前記還流路を挟んで２個あり、その共通インク室に対応して前記圧力室が２列あり、前記各共通インク室は、前記各延長部をそれぞれ前記還流路の一端に接続する。このようにすることで、上述したような共通インク室から各圧力室に供給する気泡を少なくして、かつ、循環する構成を利用して、より圧力変動を効果的に吸収することが可能になる。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
上記インクジェットヘッドを用いるインクジェット記録装置は、前記共通インク室の他端の開口と還流路の他端の開口とをそれぞれ外部のインク供給源と接続し、その両開口のいずれか一方にインク供給源のインクを供給するとともに、他方からそのインク供給源にインクを戻す強制循環手段を設けることで、実現できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面にしたがって説明する。
【００１９】
インクジェットヘッドは、キャビティプレート組１０とアクチュエータユニット３０とからなる。キャビティプレート組１０は、インク流路となる開口をエッチングにより形成した複数の基板１１〜１９を、積層して相互に接着した構造である。最上層の基板１１は複数の圧力室２０を複数列たとえば２列にかつ１つの平面状に配置して備え、最下層の基板１９は、インク滴を吐出する複数のノズル孔２１を有する。その両基板間に位置する他の基板１２〜１８は、各圧力室２０の一端をノズル孔２１に連通するための連通孔２２をそれぞれ備える。５番目〜７番目の基板１５〜１７は、各圧力室２０の列の下に対応してその列方向に延びる共通インク室２３，２３を有する。各圧力室２０の他端は、断面積を縮小した制限流路２０ａになっており、その制限流路２０ａは、図５および図６に詳細に示すように２番目の基板１２の連通路２４、３番目の基板１３のフィルタ孔２５、４番目の基板１４の連通孔２６を介して共通インク室２３に連通している。３番目の基板１３は、電鋳によって製作し厚さ５〜２０μｍの弾性を有する薄板で、連通路２４の端部と連通孔２６とに対向する位置に直径１５μｍ以下のフィルタ孔２５を多数有している。
【００２０】
２列の圧力室２０は、ノズル孔２１側の端部を相互に対向するように位置し、また、各列の圧力室２０は、共通インク室２３の上方を横切る方向に延び、その各圧力室２０の他端に連通する連通孔２６は、共通インク室２３の長手方向の側縁に沿って開口している。２列の圧力室２０の一端とノズル孔２１とを連通させる２列の連通孔２２の間には、還流路２７を基板１５〜１８に設けている。つまり、共通インク室２３，２３と還流路２７とは、複数の圧力室２０がなす平面と平行な１つの平面状に位置する。
【００２１】
還流路２７は、２つの共通インク室２３，２３の間をそれらの長手方向と平行に延び、その一端を両共通インク室２３，２３の同側端部と相互に連通している。還流路２７の他端は、キャビティプレート組１０の上面に開口する開口２８に連通し、両共通インク室２３，２３の他端は、キャビティプレート組１０の上面に開口する開口２９，２９に連通している。
【００２２】
アクチュエータユニット３０は、特開平３−２７４１５９号公報に記載されたものと同様に、圧電セラミックス層と電極とを交互に積層しキャビティプレート組１０の上面に固定した構成で、圧電セラミックス層を挟む電極のうち少なくとも一方を圧力室２０の平面形状とほぼ相似形でかつそれよりもやや小さい平面形状としている。圧電セラミックス層を挟む２つの電極間に電圧を印加することにより、圧力室２０に対応する部分の圧電セラミックス層を変形させ圧力室２０内のインクに圧力を与え、そのインクをノズル孔２１から吐出することができる。アクチュエータユニット３０は、上記圧電または電歪変形のほか、静電気、熱によるインクの局部的な沸騰などの力を利用してインクに吐出圧力を付与するものを用いることもできる。
【００２３】
図３に示すように、インク供給源すなわちインクタンク４０は、内部にインクを貯留し、底面に、２つの共通インク室２３，２３の各開口２９，２９と対向する２つのインク供給口４１，４１と、還流路２７の開口２８と対向する還流口４２を備える。キャビティプレート組１０の３つの開口２８，２９，２９は、キャビティプレート組１０の上面の一側に並んで位置しており、インクタンク４０はインク供給口４１，４１、還流口４２を各開口２８，２９，２９に接続して、その一側部分に容易に着脱可能に装着することができる。
【００２４】
インクタンク４０は、内部のインク貯留室をインク供給口４１，４１に連通する第１の部屋４４と、還流口４２に連通する第２部屋４５とに仕切る仕切壁４３を備え、その仕切壁４３に、第２の部屋４５から第１の部屋４４へのインクの流動を許す一方向流路手段４６を有する。また、第１の部屋４４には、該部屋内のインクをインク供給口４１，４１からキャビティプレート組１０内へ流動させるようにインクに圧力を付与する流動手段４７を接続する。流動手段４７としては、たとえば送風機、コンプレッサ等で第１の部屋４４内の圧力を高め、インクをインク供給口４１，４１から圧送するもの、あるいはインク供給口４１，４１に配置した液体ポンプ等を利用することができる。一方向流路手段４６としては、公知の一方向流動弁、または特開平１０−１５１７６１号公報に記載したものと同様に２つの弁手段を使用することができる。流動手段４７と一方向流路手段４６は、強制循環手段を構成する。
【００２５】
通常の記録状態では、流動手段４７は駆動しない。圧力室２０からインクを吐出した後、あるいは吐出する前にアクチュエータユニット３０の変形にともなって共通インク室２３から圧力室２０へインクを補給し、共通インク室２３へは、インクタンク４０からインク供給口４１を通って補給する。
【００２６】
このとき、共通インク室２３から圧力室２０への流路中に多数のフィルタ孔２５が位置するので、製造工程中に侵入したゴミ等が、共通インク室から圧力室へ流入して圧力室からノズル孔までの流路に存在する確率を低減させることができ、また、インクタンクの装着時に侵入したゴミも圧力室へ流入するのを防ぎ、圧力室２０からノズル孔２１までの流路を閉塞することを防ぐことができる。なお、フィルタは、上記フィルタのみでなく、開口２９にも設けてもよい。
【００２７】
共通インク室２３等にたまった気泡やゴミを除去するために、流動手段４７を駆動すると、インクタンク４０内のインクは、上記通常の記録状態のときよりも高速でインク供給口４１を通って共通インク室２３へ流れ、共通インク室２３から還流路２７、インクタンクの還流口４２、一方向流路手段４６を通ってインクタンクの第１の部屋４４に戻る。このインクの速い流れとともに共通インク室２３等の気泡やゴミもインクタンク４０に回収することができる。このとき、キャビティプレート組１０のノズル孔２１は、公知のキャップ５０により覆っておくことが望ましい。必要に応じキャップ５０に接続した吸引手段により圧力室２０，連通孔２３，ノズル孔２１内のインクを吸引することで、それらの中の気泡、乾燥し始めたインク等を除去することができる。これらのインクの循環動作、吸引動作により、インクの吐出状態を回復したり良好に維持することができる。吸引動作では、共通インク室２３内のインクを大量に排出する必要がないから、無駄にするインクが少ない。
【００２８】
また、インク吐出時の圧力変動によるクロストークを防止するために、共通インク室２３の一部の領域の機械的剛性を弱くしている。たとえば、図２に示すように、共通インク室２３の開口２９と反対側つまり還流路２７と接続する側の端部で、各圧力室の他端が前記共通インク室に連通する領域から離れた領域に、圧力室の他端が共通インク室に連通する領域よりも幅が広い部分２３ａを設けている。また、図４に示すように、上記幅広部分２３ａに対応する基板１２，１４の部分を開口１２ａ，１４ａとして、それに対応する基板１３の部分の下面を幅広部分２３ａに臨ませ、上面を空間とすることで、その基板１３の部分が圧力変動により弾性変形するようにしている。
【００２９】
上記のように構成することで、多数の圧力室２０から同時にインク吐出したとき、圧力室２０から共通インク室２３に圧力変動が及ぶが、このとき多量のインクの補給のために共通インク室２３内に開口２９から幅広部分２３ａ側に向けて比較的速いインクの流れが生じているので、共通インク室２３内に発生した圧力波は、そのインクの流れにともない、幅広部分２３ａ側に大部分を伝播し、共通インク室２３が幅広部分２３ａで断面積を拡大していることで圧力変動が緩衝される。またその幅広部分２３ａに対応する基板１３が弾性変形して、圧力変動を吸収し、次のインク吐出時に圧力室に圧力変動が及ぶクロストークを防止することができる。
【００３０】
上記のように幅広部分２３ａを設けることと、基板１３を弾性変形させることは、併用することがもっとも効果的であるが、一方のみでもよい。なお、幅広部分２３ａの上方は、基板１１〜１３を設けることなく基板１４のみにし、また下方は、基板１９のみにして、基板１４，１９を弾性変形させるようにしてもよい。つまり、幅広部分２３ａを構成するキャビティプレート組１０の部分（１３または１４，１９）は、幅の広い空間を内包することで、他の部分よりも機械的剛性が著しく弱くなっており、圧力変動を吸収させやすいが、基板１３のように一層薄いものであることが好ましい。
【００３１】
なお、このとき、仮に圧力室に対応する共通インク室２３の部分の剛性を弱くすると、圧力室の列の中央と両端とでキャビティプレート組１０の機械的剛性がばらつき、圧力室での発生圧力にばらつきがでて、インク吐出を均一に行うことができなくなるが、上記のように圧力室の他端が共通インク室に連通する領域から離れた領域に幅広部分２３ａを形成することで、全圧力室に対して剛性が均一になりインク吐出を均一に行うことができる。
【００３２】
また、上記のように圧力室２０と共通インク室２３との間にフィルタ孔２５を介在させているので、圧力室２０から共通インク室２３に向かう圧力波を、フィルタ孔２５の抵抗により緩衝でき、上記のクロストーク防止効果を一層高めることができる。また、幅広部分２３ａを還流路２７と反対側に幅広く形成しているので、還流路２７の大きさや配置を制限することなく、幅広部分２３ａを設け、インクジェットヘッドを小型にすることができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、共通インク室一端の断面積の広い領域を利用して圧力変動を吸収してクロストークを防止し、また、その領域を、共通インク室の、各圧力室の他端が共通インク室に連通する領域から延長し機械的剛性を低くすることで、各圧力室の機械的剛性を揃え、各圧力室で発生する圧力を均一にし、優れた記録品質を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態を示すインクジェットヘッドの断面図で、図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】 図１のインクジェットヘッドのアクチュエータユニットを取り外した状態の平面図である。
【図３】 図１のインクジェットヘッドにインクタンクを装着した状態の断面図で、図２のＢ−Ｂ線断面位置に相当する断面図である。
【図４】 図２のＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】 図１のフィルタ孔部分の拡大断面図である。
【図６】 図１のフィルタ孔部分の拡大斜視図である。
【符号の説明】
１１〜１９ 基板
２０ 圧力室
２３ 共通インク室
２３ａ 幅広部分
２７ 還流路
４０ インクタンク[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an inkjet head and an inkjet recording apparatus.
[0002]
[Prior art]
The ink jet head supplies ink from an ink tank to a common ink chamber, distributes ink from the common ink chamber to a plurality of pressure chambers, and selectively applies pressure to each pressure chamber to thereby drop ink droplets from the nozzle holes. Is discharged. When pressure is applied to the pressure chamber, the pressure wave also propagates to the common ink chamber side, and the pressure fluctuation in the common ink chamber affects the next ink discharge and deteriorates the recording quality.
[0003]
In order to solve this problem, some common ink chambers are made of a flexible film such as rubber or resin, and pressure fluctuations in the common ink chamber are absorbed by deformation of the film.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, mounting a flexible film on a part of the inkjet head is not only difficult to manufacture, but the mechanical rigidity between the part adjacent to the film and the other part in the row of pressure chambers is not uniform. As a result, the pressure generated in the pressure chamber varies and the ink cannot be ejected uniformly.
[0005]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and with a simple structure, it can effectively absorb pressure fluctuations associated with ink discharge and can uniformly discharge ink from each pressure chamber. It is what you want to do.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, according to the present invention, a common ink chamber is formed long in a column direction formed by a plurality of pressure chambers each having one end communicating with a nozzle hole for ejecting ink, and the other end of each pressure chamber is connected to the other end. In the inkjet head having a cavity plate set that opens into a common ink chamber and supplies ink from the common ink chamber to each pressure chamber, the common ink chamber has one end out of the longitudinal ends thereof as an external ink supply source. The other end opposite to the one end is formed to extend in the extension direction of the row of the pressure chambers and in the direction opposite to the side where the openings are located , and the extension The width of the region is wider than the width of the region communicating with the pressure chamber of the common ink chamber, a reflux path is formed in parallel with the common ink chamber, and among the end portions in the longitudinal direction of the reflux path, Common ink chamber Serial and extended area therewith with connecting the end of the return path according to the same side to each other, the opposite end of the return passage is opened to be able to connect to the ink supply source.
[0007]
In this way, when ink is ejected simultaneously from a large number of pressure chambers, pressure fluctuations extend from the pressure chambers to the common ink chamber. Since a relatively fast ink flow is generated toward the surface, the pressure wave generated in the common ink chamber propagates mostly to the wide portion side with the ink flow, and the common ink chamber is cut off at the wide portion. Pressure fluctuation is buffered by expanding the area .
[0008]
Further, by supplying ink to the common ink chamber and the reflux path, the bubbles in the ink can be returned to the ink supply source together with the ink, and the bubbles can be reduced from the ink supplied from the common ink chamber to each pressure chamber .
[0009]
Preferably, in the inkjet head, the cavity plate set is formed by laminating a plurality of substrates having the nozzle holes, pressure chambers, and a common ink chamber, and the common ink chamber is in a region communicating with the pressure chamber. The plurality of pressure chambers overlap in the stacking direction and extend in the column direction, and the extended region has a width wider than that of the former region in the stacking direction and a direction orthogonal to the column direction.
[0010]
Preferably, the cavity plate set is formed by stacking a plurality of substrates having the nozzle holes, pressure chambers, and a common ink chamber, and the common ink chamber and the reflux path are parallel to a plane formed by the plurality of pressure chambers. It is located on a flat surface .
[0011]
Preferably, the wall surface parallel to the row of pressure chambers in the extended region is elastically deformable. In this way, in combination with the above wide region, pressure fluctuation is absorbed by the elastic deformation of the wall surface and crosstalk is prevented .
[0012]
Further preferably, the first substrate in which the plurality of pressure chambers are formed in one plane and the second substrate in which the common ink chamber is formed in one plane parallel to the plane formed by the plurality of pressure chambers. A substrate and an elastic third substrate which is located between the two substrates and forms the wall surface of the common ink chamber in the extended region, and the wall surface of the common ink chamber in the third substrate is provided. In the area to be configured, a space is provided on the opposite side to the common ink chamber.
[0013]
Preferably, there are two common ink chambers across the reflux path, and there are two rows of the pressure chambers corresponding to the common ink chambers, and each of the common ink chambers has each of the extensions. Connect to one end of the reflux path. By doing so, it is possible to reduce the bubbles supplied from the common ink chamber to each pressure chamber as described above and to absorb pressure fluctuations more effectively by using a circulating configuration. Become.
[0014]
[0015]
[0016]
[0017]
In the ink jet recording apparatus using the ink jet head, the opening at the other end of the common ink chamber and the opening at the other end of the reflux path are respectively connected to an external ink supply source, and an ink supply source is connected to either one of the openings. This can be realized by providing a forced circulation means for supplying the ink to the ink supply source from the other.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
The ink jet head includes a cavity plate set 10 and an actuator unit 30. The cavity plate set 10 has a structure in which a plurality of substrates 11 to 19 in which openings serving as ink flow paths are formed by etching are stacked and bonded to each other. The uppermost substrate 11 is provided with a plurality of pressure chambers 20 arranged in a plurality of rows, for example, two rows and in one plane, and the lowermost substrate 19 has a plurality of nozzle holes 21 for ejecting ink droplets. The other substrates 12 to 18 positioned between the two substrates are each provided with a communication hole 22 for communicating one end of each pressure chamber 20 to the nozzle hole 21. The fifth to seventh substrates 15 to 17 have common ink chambers 23 and 23 extending in the column direction corresponding to the bottom of each column of pressure chambers 20. The other end of each pressure chamber 20 is a restricted flow path 20a with a reduced cross-sectional area. The restricted flow path 20a is connected to the communication path 24 of the second substrate 12 as shown in detail in FIGS. The common ink chamber 23 communicates with the filter hole 25 of the third substrate 13 and the communication hole 26 of the fourth substrate 14. The third substrate 13 is an electroformed thin plate having a thickness of 5 to 20 μm, and has a large number of filter holes 25 having a diameter of 15 μm or less at positions facing the end of the communication path 24 and the communication holes 26. is doing.
[0020]
The two rows of pressure chambers 20 are positioned so that the end portions on the nozzle hole 21 side face each other, and the pressure chambers 20 in each row extend in a direction crossing the upper side of the common ink chamber 23, and each pressure chamber 20 A communication hole 26 communicating with the other end of the chamber 20 opens along a side edge in the longitudinal direction of the common ink chamber 23. A reflux path 27 is provided in the substrates 15 to 18 between two rows of communication holes 22 that allow one end of the two rows of pressure chambers 20 to communicate with the nozzle holes 21. That is, the common ink chambers 23 and 23 and the reflux path 27 are positioned in one plane parallel to the plane formed by the plurality of pressure chambers 20.
[0021]
The reflux path 27 extends between the two common ink chambers 23, 23 in parallel with the longitudinal direction thereof, and one end thereof communicates with the same side end portion of the two common ink chambers 23, 23. The other end of the reflux path 27 communicates with an opening 28 opened on the upper surface of the cavity plate set 10, and the other ends of both the common ink chambers 23, 23 communicate with openings 29, 29 opened on the upper surface of the cavity plate set 10. is doing.
[0022]
The actuator unit 30 has a configuration in which piezoelectric ceramic layers and electrodes are alternately stacked and fixed on the upper surface of the cavity plate set 10 in the same manner as described in JP-A-3-274159. At least one of them has a plane shape substantially similar to and slightly smaller than the plane shape of the pressure chamber 20. By applying a voltage between two electrodes sandwiching the piezoelectric ceramic layer, the portion of the piezoelectric ceramic layer corresponding to the pressure chamber 20 is deformed to apply pressure to the ink in the pressure chamber 20, and the ink is ejected from the nozzle hole 21. can do. In addition to the piezoelectric or electrostrictive deformation described above, the actuator unit 30 may be one that applies discharge pressure to the ink using a force such as local boiling of the ink due to static electricity or heat.
[0023]
As shown in FIG. 3, the ink supply source, that is, the ink tank 40 stores ink inside, and has two ink supply ports 41, 26 facing the openings 29, 29 of the two common ink chambers 23, 23 on the bottom surface. 41 and a reflux port 42 facing the opening 28 of the reflux path 27. The three openings 28, 29, and 29 of the cavity plate set 10 are arranged side by side on the upper surface of the cavity plate set 10, and the ink tank 40 includes the ink supply ports 41 and 41 and the reflux port 42. , 29, 29 and can be easily detachably attached to one side portion thereof.
[0024]
The ink tank 40 includes a partition wall 43 that partitions an internal ink storage chamber into a first chamber 44 that communicates with the ink supply ports 41 and 41 and a second chamber 45 that communicates with the reflux port 42. In addition, a one-way flow passage means 46 that allows ink to flow from the second chamber 45 to the first chamber 44 is provided. The first chamber 44 is connected to a flow means 47 that applies pressure to the ink so that the ink in the chamber flows from the ink supply ports 41 and 41 into the cavity plate set 10. As the flow means 47, for example, a device that increases the pressure in the first chamber 44 with a blower, a compressor or the like and pumps ink from the ink supply ports 41, 41, or a liquid pump disposed in the ink supply ports 41, 41 is used. Can be used. As the one-way channel means 46, a known one-way flow valve or two valve means similar to those described in JP-A-10-151761 can be used. The flow means 47 and the one-way flow path means 46 constitute a forced circulation means.
[0025]
In the normal recording state, the flow means 47 is not driven. Ink is supplied from the common ink chamber 23 to the pressure chamber 20 with the deformation of the actuator unit 30 after ink is discharged from the pressure chamber 20 or before the ink is discharged, and ink is supplied from the ink tank 40 to the common ink chamber 23. Supply through mouth 41.
[0026]
At this time, since a large number of filter holes 25 are located in the flow path from the common ink chamber 23 to the pressure chamber 20, dust or the like that has entered during the manufacturing process flows from the common ink chamber into the pressure chamber. The probability of being present in the flow path to the nozzle hole can be reduced, and dust that has entered when the ink tank is mounted is prevented from flowing into the pressure chamber, and the flow path from the pressure chamber 20 to the nozzle hole 21 is blocked. Can be prevented. Note that the filter may be provided not only in the filter but also in the opening 29.
[0027]
When the flow means 47 is driven to remove bubbles and dust accumulated in the common ink chamber 23 and the like, the ink in the ink tank 40 passes through the ink supply port 41 at a higher speed than in the normal recording state. The ink flows into the common ink chamber 23, and returns from the common ink chamber 23 to the first chamber 44 of the ink tank through the reflux path 27, the ink tank reflux port 42, and the one-way flow path means 46. Along with this fast flow of ink, bubbles and dust in the common ink chamber 23 and the like can also be collected in the ink tank 40. At this time, the nozzle hole 21 of the cavity plate set 10 is desirably covered with a known cap 50. If necessary, the ink in the pressure chamber 20, the communication hole 23, and the nozzle hole 21 is sucked by suction means connected to the cap 50, so that bubbles, ink that has started to dry, and the like can be removed. By the ink circulation operation and the suction operation, the ink ejection state can be recovered or maintained satisfactorily. In the suction operation, since it is not necessary to discharge a large amount of ink in the common ink chamber 23, less ink is wasted.
[0028]
Further, in order to prevent crosstalk due to pressure fluctuation during ink ejection, the mechanical rigidity of a part of the common ink chamber 23 is weakened. For example, as shown in FIG. 2, at the end of the common ink chamber 23 opposite to the opening 29, that is, the end connected to the reflux path 27, the other end of each pressure chamber is separated from the region communicating with the common ink chamber. A portion 23a having a width wider than the region where the other end of the pressure chamber communicates with the common ink chamber is provided in the region. Further, as shown in FIG. 4, the portions of the substrates 12 and 14 corresponding to the wide portion 23a are openings 12a and 14a, the lower surface of the corresponding portion of the substrate 13 faces the wide portion 23a, and the upper surface is a space. Thus, the portion of the substrate 13 is elastically deformed by pressure fluctuation.
[0029]
With the above configuration, when ink is ejected simultaneously from a large number of pressure chambers 20, pressure fluctuations extend from the pressure chamber 20 to the common ink chamber 23. At this time, the common ink chamber 23 is used to supply a large amount of ink. Since a relatively fast ink flow is generated from the opening 29 toward the wide portion 23a, most of the pressure wave generated in the common ink chamber 23 is directed toward the wide portion 23a due to the ink flow. And the common ink chamber 23 has its cross-sectional area enlarged by the wide portion 23a, so that the pressure fluctuation is buffered. Further, the substrate 13 corresponding to the wide portion 23a is elastically deformed to absorb the pressure fluctuation, and the crosstalk in which the pressure fluctuation is applied to the pressure chamber at the next ink discharge can be prevented.
[0030]
It is most effective to provide the wide portion 23a and elastically deform the substrate 13 as described above, but only one of them may be used. The upper portion of the wide portion 23a may be only the substrate 14 without providing the substrates 11 to 13, and the lower portion may be only the substrate 19 to elastically deform the substrates 14 and 19. In other words, the portion (13 or 14, 19) of the cavity plate set 10 constituting the wide portion 23a includes a wide space, so that the mechanical rigidity is remarkably weaker than the other portions. However, it is preferable that the substrate 13 is thinner.
[0031]
At this time, if the rigidity of the portion of the common ink chamber 23 corresponding to the pressure chamber is weakened, the mechanical rigidity of the cavity plate set 10 varies between the center and both ends of the pressure chamber row, and the generated pressure in the pressure chamber However, since the other end of the pressure chamber is formed in the region away from the region communicating with the common ink chamber as described above, Rigidity is uniform with respect to the pressure chamber, and ink can be discharged uniformly.
[0032]
Further, since the filter hole 25 is interposed between the pressure chamber 20 and the common ink chamber 23 as described above, the pressure wave from the pressure chamber 20 toward the common ink chamber 23 can be buffered by the resistance of the filter hole 25. The above-described crosstalk prevention effect can be further enhanced. In addition, since the wide portion 23a is widely formed on the side opposite to the reflux path 27, the wide portion 23a can be provided without restricting the size and arrangement of the reflux path 27, and the ink jet head can be downsized.
[0033]
【The invention's effect】
As apparent from the above description, to prevent crosstalk by absorbing the pressure fluctuations and take advantage of the wide area of the cross-sectional area of the common ink chamber end, also, the area of the common ink chambers, each pressure By extending the other end of the chamber from the area communicating with the common ink chamber and reducing the mechanical rigidity, the mechanical rigidity of each pressure chamber is made uniform, the pressure generated in each pressure chamber is made uniform, and excellent recording quality is achieved. Can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an ink jet head showing an embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
FIG. 2 is a plan view showing a state where an actuator unit of the inkjet head of FIG. 1 is removed.
3 is a cross-sectional view showing a state where an ink tank is mounted on the ink jet head of FIG. 1, and is a cross-sectional view corresponding to a cross-sectional position along line BB of FIG.
4 is a cross-sectional view taken along line CC in FIG.
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a filter hole portion of FIG.
6 is an enlarged perspective view of a filter hole portion in FIG. 1. FIG.
[Explanation of symbols]
11 to 19 Substrate 20 Pressure chamber 23 Common ink chamber 23a Wide portion 27 Return path 40 Ink tank

Claims (7)

インクを吐出するノズル孔に一端をそれぞれ連通した複数の圧力室がなす列方向に、共通インク室を長く形成し、各圧力室の他端を前記共通インク室内に開口し、前記共通インク室から各圧力室にインクを供給するキャビティプレート組を有するインクジェットヘッドにおいて、
前記共通インク室は、その長手方向の端部のうち一端を外部のインク供給源と接続できるように開口し、前記一端とは反対側の他端を、前記各圧力室の列の延長方向でかつ前記開口の位置する側と反対方向に延長して形成し、
その延長された領域の幅を、前記共通インク室の前記圧力室と連通する領域の幅よりも広くし、
前記共通インク室と平行に還流路を形成し、前記還流路の長手方向の端部のうち、前記共通インク室の前記延長された領域と、それと同じ側の還流路の端部とを相互に接続するとともに、
前記還流路の反対側の端部は、前記インク供給源と接続できるように開口していることを特徴とするインクジェットヘッド。A common ink chamber is formed long in a row direction formed by a plurality of pressure chambers each having one end communicating with a nozzle hole for discharging ink, and the other end of each pressure chamber is opened in the common ink chamber. In an inkjet head having a cavity plate set for supplying ink to each pressure chamber,
The common ink chamber is opened so that one end of the longitudinal end portion thereof can be connected to an external ink supply source, and the other end opposite to the one end is extended in the extending direction of the row of the pressure chambers. And formed extending in the direction opposite to the side where the opening is located ,
The width of the extended region is wider than the width of the region communicating with the pressure chamber of the common ink chamber,
A reflux path is formed in parallel with the common ink chamber, and the extended region of the common ink chamber and the end of the reflux path on the same side of the reflux path in the longitudinal direction are mutually connected. Connect and
The ink jet head according to claim 1, wherein an end portion on the opposite side of the reflux path is opened so as to be connected to the ink supply source . 前記キャビティプレート組は、前記ノズル孔、圧力室および共通インク室を有する複数の基板を積層してなり、前記共通インク室は、前記圧力室と連通する領域おいて前記複数の圧力室と積層方向に重なって前記列方向に延び、前記延長された領域は、前記積層方向および前記列方向と直交する方向に前者の領域よりも広い幅を有することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。 The cavity plate set is formed by laminating a plurality of substrates having the nozzle holes, pressure chambers, and a common ink chamber, and the common ink chamber is laminated with the plurality of pressure chambers in a region communicating with the pressure chamber. extending in the column direction overlap, the extended region, the inkjet head according to claim 1, characterized in that it has a wider width than the stacking direction and the former area in a direction perpendicular to the row direction . 前記キャビティプレート組は、前記ノズル孔、圧力室および共通インク室を有する複数の基板を積層してなり、前記共通インク室と還流路は、前記複数の圧力室がなす平面と平行な平面状に位置することを特徴とする請求項１から２のいずれかに記載のインクジェットヘッド。 The cavity plate set is formed by laminating a plurality of substrates having the nozzle holes, pressure chambers, and a common ink chamber, and the common ink chamber and the reflux path are formed in a plane parallel to a plane formed by the plurality of pressure chambers. position ink jet head according to any one of claims 1 to 2, characterized by. 前記延長された領域における前記圧力室の列と平行な壁面は、弾性変形可能であることを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッド。The inkjet head according to claim 2 , wherein a wall surface parallel to the row of pressure chambers in the extended region is elastically deformable . 前記複数の圧力室を１つの平面状に形成した第１の基板と、前記共通インク室を、前記複数の圧力室がなす平面と平行な１つの平面状に形成した第２の基板と、その両基板間に位置し、前記延長された領域において前記共通インク室の壁面を構成する弾性のある第３の基板とを備え、前記第３の基板における前記共通インク室の壁面を構成する領域には、前記共通インク室とは反対側に空間を併設したことを特徴とする請求項４に記載のインクジェットヘッド。 A first substrate in which the plurality of pressure chambers are formed in one plane; a second substrate in which the common ink chamber is formed in one plane parallel to a plane formed by the plurality of pressure chambers; An elastic third substrate which is located between the two substrates and which constitutes the wall surface of the common ink chamber in the extended region; and a region constituting the wall surface of the common ink chamber in the third substrate. The inkjet head according to claim 4 , wherein a space is provided on a side opposite to the common ink chamber . 前記共通インク室は、前記還流路を挟んで２個あり、その共通インク室に対応して前記圧力室が２列あり、前記各共通インク室は、前記各延長部をそれぞれ前記還流路の一端に接続していることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のインクジェットヘッド。 There are two common ink chambers across the reflux path, and there are two rows of the pressure chambers corresponding to the common ink chamber, and each of the common ink chambers has an extension portion at one end of the reflux path. The inkjet head according to claim 1 , wherein the inkjet head is connected to the inkjet head. 請求項１ないし６のいずれかに記載のインクジェットヘッドを備え、前記共通インク室の開口と還流路の開口とをそれぞれ外部のインク供給源と接続し、その両開口のいずれか一方にインク供給源のインクを供給するとともに、他方からそのインク供給源にインクを戻す強制循環手段を設けたことを特徴とするインクジェット記録装置。7. The ink jet head according to claim 1 , wherein the opening of the common ink chamber and the opening of the reflux path are connected to an external ink supply source, respectively, and an ink supply source is connected to one of the two openings. An ink jet recording apparatus comprising a forced circulation means for supplying the ink to the ink supply source from the other while supplying the ink.
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