JP5229259B2 - 液体吐出ヘッド - Google Patents

Description

本発明は、複数の部材が積層された積層体を有する液体吐出ヘッドに関する。

特許文献１には、複数の部材を積層して液体流路が形成された積層体が開示されている。特許文献１の図において、上から２つ目の平板部材には、その長手方向に延びるメイン流路と、このメイン流路の幅方向に端部から分岐する複数のサブ流路とが形成されている。サブ流路は、特許文献１の図において上から３つ目の部材に形成された液体流路と連通する。

特開２００６−２５６３４２号公報（図４）

上記のように複数の部材を積層して液体流路を形成する場合、積層体を上下方向の両側から押圧して部材同士を隙間なく確実に接合する必要がある。しかし、特許文献１の場合、上から２番目の平板部材にメイン流路が形成されているため、上から３番目の部材と４番目の部材を接合する際、メイン流路と対向する部分が十分に押圧されないおそれがある。この場合、例えば上から４番目の部材において、上記のサブ流路から連通する流路の周辺が、上から３番目の部材と十分に接合されないおそれが生じる。

本発明の目的は、接合不良が生じにくい液体吐出ヘッドを提供することにある。

本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出する吐出口と、第１の部材と平板部材とが第２の部材を挟んで積層された積層体とを有し、前記吐出口へと液体を供給する液体流路が前記積層体内に形成された液体吐出ヘッドであって、前記第２の部材は、前記平板部材側の表面に、前記液体流路を構成する開口が形成され、前記平板部材は、前記第１の部材との間で前記第２の部材を挟持する挟持部と、前記平板部材を厚み方向に貫通して前記液体流路を構成する流路であって、前記開口に対向する対向部及び前記開口に対向しない不対向部を含む貫通流路とを有し、前記厚み方向に直交する一方向に関して、前記対向部の一端と前記不対向部とを連通させる第１の連通流路と、前記対向部の他端と前記不対向部とを連通させる第２の連通流路とが形成され、前記第１及び第２の連通流路の少なくともいずれかが、前記平板部材の一部を薄肉部とすることで形成された部分流路を含み、前記対向部と前記不対向部とに挟まれる位置に、前記平板部材の残りの部分と前記薄肉部を介して連結された前記挟持部が配置されている。

本発明の液体吐出ヘッドによると、第１の部材との間で第２の部材を挟持する挟持部が平板部材に形成されている。したがって、挟持部が形成された領域においては、積層体を両側から押圧して各部材同士を接合する際、第１の部材と第２の部材とを確実に接合させることができる。本発明ではこの挟持部が、貫通流路における対向部と不対向部に挟まれた位置に配置されている。このため、第１の部材に形成された液体流路の周辺の領域において、第１の部材と第２の部材とを確実に接合させることができる。

また、本発明においては、液体の供給部及び排出部がさらに設けられており、前記貫通流路が、第１の接続位置において前記供給部側の流路と接続されていると共に、前記一方向に関して前記第１の接続位置から離隔した第２の接続位置において前記排出部側の流路と接続されていることが好ましい。これによると、供給部から液体を供給して排出部から液体を排出することにより、貫通流路内の気泡を押し流して除去できる。

また、本発明においては、前記第１及び第２の連通流路のうち、前記第１の接続位置に近い方の連通流路が、前記部分流路を含んでいることが好ましい。これによると、供給部から排出部に向けて液体を流通させる際、第１の接続位置に近い方は上流となる。この部分が薄肉部となっていることにより、上流から対向部へと気泡が侵入するのを抑制できる。

また、本発明においては、前記第１の接続位置に近い方の連通流路が複数本の前記部分流路を有しており、前記部分流路同士の間にも前記挟持部が形成されていることが好ましい。これによると、部分流路同士の間にも挟持部が形成されているので、第１の部材と第２の部材とをより確実に接合させることができる。

また、本発明においては、前記第２の部材に複数の前記開口が形成されており、前記対向部が、前記複数の開口のそれぞれに対応して複数形成されており、前記不対向部が、一の前記対向部から当該一の対向部に隣接した他の前記対向部に向かって延びていることが好ましい。これによると、一の対向部から他の対向部に向かう方向へと不対向部を通じて円滑に液体を流通させることができる。

また、本発明においては、前記第１の連通流路が、前記不対向部と前記一の対向部との間をほぼ前記不対向部の延び方向に沿って繋いでおり、前記第２の連通流路が、前記不対向部と前記他の対向部との間をほぼ前記不対向部の延び方向に沿って繋いでいることが好ましい。これによると、第１の連通流路や第２の連通流路もほぼ不対向部に沿っているため、不対向部に液体を流通させた際、その液体を円滑に対向部へと導入できる。

また、本発明においては、前記第２の部材は、前記一方向を長手方向とする平面視において矩形の外形形状を有し、複数の前記開口は、短手方向の両端部において前記長手方向に沿って２列の千鳥状に配列され、前記第１の接続位置を中心にして対称に配置されていることが好ましい。これによると、不対向部が、対向部を角部にして結ぶジグザグの流路となり、対称形状を有することとなるため、対向部に対してより円滑に液体を流通でき、気泡排出に寄与する。

また、本発明においては、前記吐出口が形成され、前記積層体に積層された第３の部材を有し、前記部分流路が、前記平板部材において前記第３の部材側の表面に開口する凹部で構成されていることが好ましい。これによると、第１及び第２の連通流路において薄肉部で形成された部分が吐出口側に開口する凹部であることにより、吐出口が下方を向くようにヘッドが配置されると薄肉部が凹部の上方に配置される。したがって、気泡が対向部に侵入しにくくなる。

第１の部材との間で第２の部材を挟持する挟持部が平板部材に形成されている。したがって、挟持部が形成された領域においては、積層体を両側から押圧して各部材同士を接合する際、第１の部材と第２の部材とを確実に接合させることができる。本発明ではこの挟持部が、貫通流路における対向部と不対向部に挟まれた位置に配置されている。このため、第１の部材に形成された液体流路の周辺の領域において、第１の部材と第２の部材とを確実に接合させることができる。

本発明の一実施の形態に係るインクジェットプリンタの内部構成を概略的に示す模式図である。 リザーバユニットを構成する各部材の平面図である。 図３（ａ）は、図２における領域Ｑの拡大図である。図３（ｂ）は、領域Ｑの底面図である。図３（ｃ）は、領域Ｑ周辺の斜視図である。 図１のヘッド本体の平面図である。 インク流通機構及びヘッドに形成されたインク流路の概略構成を示す概念図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係るインクジェットヘッド（液体吐出ヘッド；以下、ヘッド１）を含むインクジェットプリンタ（以下、プリンタ１０１）の内部構成を示す模式図である。プリンタ１０１は、ライン式のカラーインクジェットプリンタである。

プリンタ１０１は、ほぼ直方体形状の筐体１０１ａを有している。筐体１０１ａの天板上部には、排紙部１５が設けられている。筐体１０１ａの内部空間は、上から順に３つの空間に区分できる。上空間および中空間では、排紙部１５に連なる用紙の搬送経路が構成されている。上空間では、用紙の搬送と用紙への画像形成が行われる。中空間では、用紙の収納とその搬出が行われる。下空間は、インク供給源が収納されており、対応するヘッド１へインクの供給が行われる。

上空間には、４つのヘッド１、用紙を搬送する搬送機構１６、用紙をガイドするガイド部、インクを流通するインク流通機構５０等が配置されている。上空間の上部には、これらの機構を含め、プリンタ全体の動作を司る制御部１００が配置されている。

４つのヘッド１は、主走査方向（図１の紙面に直交する方向）に長尺なラインヘッドであって、略直方体の外形形状を有する。各ヘッド１は、副走査方向に所定ピッチで並び、ヘッドフレーム（図示せず）によって筐体１０１ａに支持されている。ヘッド１は、リザーバユニット３、流路ユニット４および８つのアクチュエータユニット１７を含む。画像形成に際して、４つのヘッド１の下面（吐出面２ａ）からは、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのインクが吐出される。ヘッド１について、より具体的な構成は後述する。

搬送機構１６は、図１に示すように、ベルトローラ６、７および両ローラ６、７間に巻回されたエンドレスの搬送ベルト８に加え、搬送ベルト８の外側に配置されたニップローラ４および剥離プレート５、搬送ベルト８の内側に配置されたテンションローラ１０、直方体形状のプラテン１８等を有している。

ベルトローラ７は、駆動ローラであって、搬送モータ１９によって、図１中時計回りに回転する。このとき、搬送ベルト８は、太矢印に沿って走行する。ベルトローラ６は、従動ローラであって、搬送ベルト８の走行に伴い、図１中時計回りに回転する。ニップローラ４は、ベルトローラ６に対向配置され、前段のガイド部から供給された用紙Ｐを搬送ベルト８の外周面８ａに押さえつける。剥離プレート５は、ベルトローラ７に対向配置され、用紙Ｐを外周面８ａから剥離して後段のガイド部に導く。テンションローラ１０は、搬送ベルト８の下側ループを外側に向けて付勢し、搬送ベルト８の弛みを取る。プラテン１８は、４つのヘッド１０に対向配置され、搬送ベルト８の上側ループを内側から支える。これにより、外周面８ａとヘッド１の吐出面２ａとの間には、画像形成に適した所定の間隙が形成される。

ガイド部は、搬送機構１６を挟んで両側に配置されている。上流側ガイド部（前段のガイド部）は、２つのガイド１３ａ、１３ｂおよび一対の送りローラ１４を有する。このガイド部は、給紙ユニット１０１ｂ（後述）と搬送機構１６とを繋ぐ。下流側ガイド部（後段のガイド部）は、２つのガイド２９ａ、２９ｂおよび二対の送りローラ２８を有する。このガイド部は、搬送機構１６と排紙部１５とを繋ぐ。

インク流通機構５０は、後述のように、インクを循環するポンプ５１、インクを一時的に貯留するサブタンク５７、インク流路を開閉する開閉弁５５、５６、５８、５９および各部材同士を繋ぐ流路部材（例えば、インクチューブ）を有している。ポンプ５１は、開閉弁５５、５６、５８、５９の開閉状態に合わせて、ヘッド１へのインクの供給や循環を行う。

中空間には、給紙ユニット１０１ｂが配置されている。給紙ユニット１０１ｂは、給紙トレイ１１および給紙ローラ１２を有し、給紙トレイ１１が筐体１０１ａに着脱可能に装着されている。給紙トレイ１１は、上方に開口した箱体であって、複数の用紙Ｐを収納する。給紙ローラ１２は、給紙トレイ１１内で最も上方にある用紙Ｐを送り出し、上流側ガイド部に供給する。

上述したように、上空間および中空間によって、給紙ユニット１０１ｂから搬送機構１６を介して排紙部１５に至る用紙搬送経路が形成されている。印字指令に基づいて、給紙トレイ１２から繰り出された用紙Ｐは、上流側ガイド部を介して搬送機構１６に供給される。用紙Ｐが各ヘッド１の真下を副走査方向に通過する際、順に吐出面２ａからインクが吐出されて、用紙Ｐ上にカラー画像が形成される。用紙Ｐは、さらに下流側ガイド部を介して搬送され、上方の開口２２から排紙部１５に排紙される。

ここで、副走査方向とは、搬送ユニット２１において用紙Ｐが搬送されるときの搬送方向に平行な方向であって、主走査方向とは、水平面に平行且つ副走査方向に直交する方向である。

下空間には、インクタンクユニット１０１ｃが筐体１ａに対して着脱可能に配置されている。インクタンクユニット１０１ｃには、４つのインクタンク１７が並んで収納されている。各インクタンク１７は、インクチューブ（図示せず）を介して対応するヘッド１にインク供給可能である。

以下、ヘッド１についてより詳細に説明する。ヘッド１は、インクを吐出するヘッド本体２とヘッド本体２にインクを供給するリザーバユニット３とを有している。ヘッド本体２の下面は、複数の吐出口が開口した吐出面２ａである。リザーバユニット３は、吐出面２ａと反対側でヘッド本体２に積層されている。

リザーバユニット３は、プレート部材３１〜３３とプレート部材３４ｘ及び３４ｙとが積層された積層体である（図５参照）。プレート部材３１〜３３は、図２に示すように、それぞれ平面視において主走査方向に長尺な金属製又は樹脂製の矩形状平板部材である。プレート部材３４ｘ及び３４ｙは、プレート部材３１〜３３と部分的に重なる金属製又は樹脂製の小さな平板部材である。プレート部材３１〜３３並びにプレート部材３４ｘ及び３４ｙは、互いに積層された状態で接合されている。接合時、各部材は積層方向の両側から圧力が加えられる。例えば、接着剤で接合する場合、各部材が接着剤を介して積層され、積層方向に両側から押圧される。接着剤が熱硬化性であれば、押圧時に加熱もされる。金属接合の場合でも、金属部材同士の積層後、加熱・加圧される。

これらの部材のうち、最も上方に配置されたプレート部材３１には、供給流路３１ａと２つの排出流路３１ｂとが形成されている。各流路３１ａ、３１ｂは、主走査方向に沿って配置され、プレート部材３１を厚み方向に貫通している。供給流路３１ａは、主走査方向及び副走査方向に関してプレート部材３１の中央付近に配置されている。２つの排出流路３１ｂは、プレート部材３１の主走査方向端部において、副走査方向に関して中央付近に配置されている。供給流路３１ａは外部からインクが供給される流路であり、排出流路３１ｂは外部へとインクが排出される流路である。

プレート部材３１の下面には、プレート部材３２（平板部材）が接合されている。プレート部材３２には、プレート部材３２を厚み方向に貫通する貫通流路が形成されている。貫通流路は、図２に示すように、２つの排出流路３２ｂと、この２つの排出流路３２ｂ同士を結ぶ１本の主流路３２ａと、主流路３２ａから分岐した８つの分岐流路３２ｃとを含む。平面視で、主流路３２ａの中央部が供給流路３１ａと対向し、排出流路３２ｂが排出流路３１ｂと対向している。

８つの分岐流路３２ｃのうち、４つは副走査方向に関してプレート部材３２の一端付近に配置され、主走査方向に沿ってほぼ等間隔に配置されている。残りの４つは他端付近に配置され、主走査方向に沿ってほぼ等間隔に配置されている。これにより、８つの分岐流路３２ｃが、全体として２列の千鳥状に配列されていると共に、供給流路３１ａと対向する位置Ｃ１（主流路３２ａの中央部）を中心にして互いに対称に配置されている。分岐流路３２ｃは、後述のプレート部材３３側の流路である供給流路対３３ａと積層方向に対向しており、本発明における対向部に対応する。一方、主流路３２ａは、プレート部材３３側の流路と対向しておらず、不対向部に対応する。

主流路３２ａは、２つの排出流路３２ｂのうち、一方の排出流路３２ｂから始まっており、そこから各分岐流路３２ｃに向かってジグザグに折れ曲がりつつ、他方の排出流路３２ｂへと延びている。隣り合う２つの分岐流路３２ｃ同士を結ぶ部分３２ｄは、一方の分岐流路３２ｃから他方の分岐流路３２ｃに向かって、ほぼ直線状に延びている。主流路３２ａは、位置Ｃ１（第１の接続位置）において供給流路３１ａと接続されていると共に、位置Ｃ２（第２の接続位置）において排出流路３２ｂを介して排出流路３１ｂと連通している。

分岐流路３２ｃ周辺の構成について、図２及び図３を参照しつつ説明する。分岐流路３２ｃは、主走査方向に沿って延びていると共に、連通流路３２ｆ及び３２ｈを介して主流路３２ａと連通している。連通流路３２ｆは分岐流路３２ｃの主走査方向に関する一端に接続されており、連通流路３２ｈは他端に接続されている。各分岐流路３２ｃにおいて、連通流路３２ｆは位置Ｃ１に近い方の端部（上流側の端部）に配置されており、連通流路３２ｈは位置Ｃ１から遠い方の端部（下流側の端部）に配置されている。

連通流路３２ｆは方向Ｘに沿って延びており、この方向Ｘは、図２に示すように、主流路３２ａにおける、隣り合う２つの分岐流路３２ｃを結ぶ部分３２ｄが延びる方向にほぼ沿っている。これにより、主流路３２ａに沿って流れたインクが、連通流路３２ｆに滑らかに流入する。

連通流路３２ｆは、図３に示すように、２本の部分流路３２ｘ及び３２ｙによって構成されている。部分流路３２ｘ及び３２ｙは、プレート部材３２にハーフエッチングを施すことにより、プレート部材３３側の表面に開口した凹部として形成されている。プレート部材３２において、部分流路３２ｘ及び３２ｙが形成された部分は、流路が形成されていない領域より厚みが小さい薄肉部３２ｔである。また、部分流路３２ｘと部分流路３２ｙの間には、流路が形成されていない部分と等しい厚みの厚肉部３２ｇが残されている。

連通流路３２ｆは、２本以上の部分流路から構成されてもよい。各部分流路の深さと幅は、気泡や異物がより上流側から流れてきたとき、分岐流路３２ｃ側に移動しにくいサイズとされ、例えば、幅はそれぞれ１．２５ｍｍ、深さは共に０．５ｍｍである。

連通流路３２ｈは、プレート部材３２を厚み方向に貫通している。連通流路３２ｈは方向Ｙに沿って延びており、この方向Ｙは、図２に示すように、主流路３２ａにおける、隣り合う２つの分岐流路３２ｃを結ぶ部分３２ｄが延びる方向にほぼ沿っている。これにより、連通流路３２ｈに沿う流れが滑らかになる。連通流路３２ｈの幅は、気泡や異物が主流路３２ａ側に移動しやすいサイズとされ、例えば、２．５ｍｍである。

主流路３２ａと分岐流路３２ｃの間には、主走査方向に沿って延びる厚肉部３２ｅが形成されている。厚肉部３２ｅは、プレート部材３２においてインク流路が形成されていないその他の部分と同じ厚みを有している。厚肉部３２ｅは、薄肉部３２ｔと厚肉部３２ｇとによって、プレート部材３２のその他の部分と連結されている。以上のように、分岐流路３２ｃは、プレート部材３２のその他の部分、及び２つの厚肉部３２ｅ、３２ｇによって包囲された流路である。

図２に戻り、その他のプレート部材について説明する。プレート部材３２の下面には、プレート部材３３（第２の部材）が接合されている。プレート部材３３には、８つの供給流路対３３ａと２つの供給流路３３ｂとが形成されている。供給流路対３３ａ及び供給流路３３ｂは、いずれもプレート部材３３を厚み方向に貫通している。供給流路対３３ａは分岐流路３２ｃと積層方向に対向して配置され、供給流路３３ｂは排出流路３２ｂと積層方向に対向して配置されている。つまり、供給流路対３３ａは分岐流路３２ｃと同様に、全体として２列の千鳥状に配列されている。また、供給流路対３３ａは、供給流路３３ｂも含めて、供給流路３１ａと対向する位置（位置Ｃ１）を中心にして対称に配置されている。そして、供給流路対３３ａ及び供給流路３３ｂは、プレート部材３２側の表面に形成された開口を介して、分岐流路３２ｃ及び排出流路３２ｂと連通している。各供給流路対３３ａは、主走査方向に配列された２つの流路から構成されている。

プレート部材３３の下面には、プレート部材３４ｘ（第１の部材）及び３４ｙが接合されている。プレート部材３４ｘには供給流路対３４ａが形成され、プレート部材３４ｙには供給流路３４ｂが形成されている。供給流路対３４ａ及び供給流路３４ｂは、それぞれプレート部材３４ｘ及び３４ｙを厚み方向に貫通している。供給流路対３４ａは、主走査方向に配列された２つの流路から構成されている。プレート部材３４ｘは、供給流路対３３ａの２つの流路と供給流路対３４ａの２つの流路とがそれぞれ積層方向に対向するように配置されている。プレート部材３４ｙは、供給流路３３ｂと供給流路３４ｂとが積層方向に対向する位置に配置されている。

以上のように、リザーバユニット３内のインク流路において、主流路３２ａは、位置Ｃ１の供給流路３１ａから供給されたインクを分岐流路３２ｃおよび排出流路３２ｂに分配する。分岐流路３２ｃは、下方の２つの供給流路対３３ａ、３４ａと連通する。排出流路３２ｂは、流路の分岐部でもあり、上方の排出流路３１ｂおよび下方の２つの供給流路３３ｂ、３４ｂに接続している。リザーバユニット３は、供給流路３４ａ、３４ｂを介して流路ユニット４と連通している。

次に、ヘッド本体２について図４を参照しつつ説明する。ヘッド本体２は内部にインク流路が形成された流路ユニット４（第３の部材）と台形形状のアクチュエータユニット４１との積層体である。流路ユニット４の下面は、インクの吐出口が開口した吐出面２ａ（図１、図５参照）である。流路ユニット４の上面には、図４に示すように、８つのアクチュエータユニット４１が２列の千鳥状に配置されており、且つ、これらアクチュエータユニット４１を避けるように開口４２ｘ及び４２ｙが形成されている。流路ユニット４の内部には、マニホールド流路４２及び副マニホールド流路４２ａと、副マニホールド流路４２ａの出口から各吐出口に至る個別インク流路とが形成されている。マニホールド流路４２は、図４に示すように、開口４２ｘ及び４２ｙをその一端とする。

流路ユニット４は、２つの開口４２ｘ、４２ｙを介してリザーバユニット３と連通している。積層方向に関して、開口４２ｘが供給流路対３４ａに対向すると共に、開口４２ｙが供給流路３４ｂに対向する。アクチュエータユニット４１は、プレート部材３３と流路ユニット４との間の空間において、プレート部材３４ｘ及び３４ｙが配置されていない領域に配置されている。この場合、プレート部材３４ｘ及び３４ｙは、流路形成部材でもあるが、この空間を作るスペーサ部材でもある。アクチュエータユニット４１の上面には、ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）が接続されており、ＦＰＣを介して制御部１００からの駆動信号が送信される。アクチュエータユニット４１は、かかる駆動信号に基づいて個別インク流路内のインクに圧力を付与することにより、吐出口から選択的にインクを吐出させる。

次に、ヘッド１へとインクを供給するインク流通機構５０について、図５を参照しつつ説明する。インク流通機構５０は、ポンプ５１を中心にして、インクタンク１７、サブタンク５７およびヘッド１の間で、インクを流通させる。各部材間の接続は、内部に流路が形成された配管部材（例えば、インクチューブ）を介して行われる。ポンプ５１は、インクタンク１７と開閉弁５５を介して接続され、サブタンク５７と開閉弁５６を介して接続され、ヘッド１とはインク流路５２を介して接続されている。インク流路５２の途中部には、開閉弁５９が介挿されている。サブタンク５７は、ヘッド１と２本のインク流路５３、５４を介して接続されている。インク流路５２の一端は、リザーバユニット３の供給流路３１ａと接続され、２本のインク流路５３、５４の一端は、それぞれリザーバユニット３の排出流路３１ｂと接続されている。このように、インク流通機構５０は、ポンプ５１を挟んでヘッド１とサブタンク５７との間の循環流路を構成している。なお、サブタンク５７は、開閉弁５８を介して大気と連通している。

制御部１００の制御の下、ポンプ５１は、インクタンク１７からサブタンク５７へのインクの供給を行い、ヘッド１とサブタンク５７との間でインクの循環を行う。インクの供給は、サブタンク５７内のインク量不足を補うもので、その残量が所定量以下となったときに行われる。インクの循環は、ヘッド１内へのインクの充填や経時的に蓄積する気泡の排出をするもので、インクの初期導入時や定期的なメンテナンス時に行われる。

画像形成時において、制御部１００は、全ての開閉弁５５、５６、５８、５９を開の状態とする。このとき、ポンプ５１は、内部をインクが流通可能な状態で停止している。画像形成によるインクの消費分は、吐出口のメニスカスが作る負圧によって、インクタンク１７およびサブタンク５７から補充される。このとき、インクは、インクタンク１７およびサブタンク５７からインク流路５２〜５４を通り、供給流路３１ａおよび排出流路３１ｂを介してリザーバユニット３内に流入する。リザーバユニット３内では、インクが分岐流路３２ｃおよび排出流路３２ｂに分配され、その一部は２つの供給流路対３３ａ、３４ａを介して流路ユニット４の開口４ｙに流入する。インクの残部は、２つの供給流路３３ｂ、３４ｂを介して流路ユニット４の開口４ｘに流入する。これにより、インクが、流路ユニット４内に補充されることになる。

なお、サブタンク５７内のインク量が所定量を割ったときには、制御部１００は、開閉弁５９を閉の状態とし、開閉弁５５、５６、５８を開の状態とし、ポンプ５１を駆動する。これにより、インクがインクタンク１７からサブタンク５７に補充される。サブタンク５７への補充動作は、印刷ジョブの待ち時間中やジョブの完了時に行われる。

メンテナンス処理において、例えば、制御部１００が前回のメンテナンス処理から所定期間が経過したと判断したとき、制御部１００は、開閉弁５５、５８を閉の状態とし、開閉弁５６、５９を開の状態とし、その後ポンプ５１を駆動する。これにより、図５中の矢印で示すように、ポンプ５１によって、インクがサブタンク５７から供給流路３１ａを介してヘッド１に供給されると共に、ヘッド１内のインクがインク流路５３、５４を介してサブタンク５７に戻される。

メンテナンス処理時のインクの流れ方について説明する。ヘッド２へとインクが供給されると、供給流路３１ａを介して位置Ｃ１から主流路３２ａ内へとインクが流入する。このインクは、主流路３２ａ中を主走査方向に関して両方向へと流れ、主走査方向の両端に配置された排出流路３２ｂへと向かう。この移動途中で、主流路３２ａ中のインク流は、連通流路３２ｆを通じて各分岐流路３２ｃへと分岐する。

本実施形態では、連通流路３２ｆが各分岐流路３２ｃにおいて位置Ｃ１に近い方の端部（インクの流れの上流側端部）に接続されている。また、主流路３２ａの方向Ｘに沿う部分は、同じ方向に延びる連通流路３２ｆに繋がっている。したがって、インクは、いずれの分岐流路３２ｃにも連通流路３２ｆから確実に流入する。また、分岐流路３２ｃは、上記の通り主流路３２ａのジグザグに折れ曲がった角部に配置されており、位置Ｃ１について対称に配置されている。このため、各分岐流路３２ｃへと円滑に液体を流通させることができる。

主流路３２ａから分岐流路３２ｃへと向かったインクは、一部が連通流路３２ｈに流入し、主流路３２ａ中の流れへと再び合流する。このインクの分流により、例えば流路ユニット４側から浮かび上がってきた空気（気泡）が、分岐流路３２ｃに溜まっていたとしても、連通流路３２ｈを介して主流路３２ａへと排出される。連通流路３２ｈは、プレート部材３２を貫通して形成された間口の広い流路であり、気泡は容易に主流路３２ａ側に移動する。主流路３２ａへと排出された気泡は、主流路３２ａ中の流れに沿って排出流路３２ｂへと向かい、上方の排出流路３１ｂを介してヘッド２の外部へと排出される。

ここで、分岐流路３２ｃから連通流路３２ｈを介して主流路３２ａへと排出された気泡が、再び別の分岐流路３２ｃへと侵入することも考えられる。しかし、分岐流路３２ｃへのインクの流入経路である連通流路３２ｆは、プレート部材３２の一部を薄肉部３２ｔとすることで形成された部分流路３２ｘ及び３２ｙである。したがって、流路がプレート部材３２を貫通している場合と比べて、主流路３２ａから連通流路３２ｆへの流入口、特にその高さ（深さ）が小さくなっている。これにより、連通流路３２ｆを通じた分岐流路３２ｃへの気泡の侵入が抑制されている。

本実施形態では連通流路３２ｆが２つの部分流路３２ｘ、３２ｙに分割されていることにより、さらに流入口、特にその幅が狭められているので、気泡の侵入がさらに抑制される。また、部分流路３２ｘ及び３２ｙは、プレート部材３２においてプレート部材３３側の表面に開口する凹部として形成されている。したがって、吐出面２ａを鉛直方向下方に向けてヘッド１をプリンタ１０１内に配置した場合、薄肉部３２ｔが上方に配置されるため、主流路３２ａ側の気泡が薄肉部３２ｔに阻まれる。これによって、分岐流路３２ｃへの気泡の進入がさらに抑制される。

本実施形態では、連通流路３２ｆと異なって、分岐流路３２ｃからのインクの流出経路である連通流路３２ｈはプレート部材３２を貫通している。このため、主流路３２ａへの流出口が広くなっており、気泡が排出されやすい。

また、本実施形態では、連通流路３２ｆ及び３２ｈは方向Ｘ及びＹに沿って形成されている（図２、図３参照）。そして、方向Ｘ及びＹは、それぞれ主流路３２ａの延び方向にほぼ沿っている。したがって、主流路３２ａ中を流れるインクは、主流路３２ａの延び方向に流れつつ、連通流路３２ｆを介して円滑に分岐流路３２ｃに流入する。また、分岐流路３２ｃから連通流路３２ｈを介して主流路３２ａへと流出したインク流は、分岐流路３２ｃから運び出した気泡と共に、主流路３２ａの延び方向に沿った流れに円滑に合流する。

以上のメンテナンス処理では、インクが循環していても、インクが吐出口から流出しないようにポンプ５１が駆動されている。そのため、気泡が流路内に残留してしまうことがある。本実施の形態では、所定の回数のメンテナンス処理を繰り返した後、より強力なメンテナンス処理（パージ処理）を行う。この処理では、インクの循環に加えて、吐出口からインクが排出される。このとき、制御部１００は、ポンプ５１の駆動力を高くして、単位時間当たりの循環インク量を増やす。これにより、主流路３２ａ内では、位置Ｃ１から位置Ｃ２に向かってより流量の大きいインク流が生じる。この流れに乗って、気泡がヘッド１外に確実に排出される。一部のインクは、開口４ｘ、４ｙから流路ユニット４内にも流入し、吐出口から排出される。これにより、ヘッド１内の異物（気泡を含む）や吐出口の増粘インクが排出され、インクの吐出特性が回復される。

以上のメンテナンス処理において、ヘッド１から排出された気泡は、サブタンク５７にインクと共に流入し、インクから分離される。サブタンク５７では、開閉弁５８が開の状態にあるので、分離された気泡（空気）は、大気に放出されることになる。メンテナンス処理が完了すると、制御部１００は、ポンプ５１を停止し、その後に、開閉弁５８を閉の状態とし、開閉弁５５、５６、５９を開の状態にする。制御部１００は、さらに印字指令があれば、用紙Ｐの搬出と用紙Ｐ上への画像形成を行う。また、所定時間待っても印字指令がなければ、制御部１００は、図示しないキャップで吐出面２ａを覆い、印字指令の入力を待つ。

以上説明した本実施形態により、以下の効果が奏される。

上記の通り、プレート部材３１〜３３並びにプレート部材３４ｘ及び３４ｙは、互いに積層された状態で積層方向に両側から圧力を印加することにより、接合されている。この押圧力は、各部材においてインク流路が形成されていない部分を介して伝達される。例えば、これらの部材が積層された際、プレート部材３２においてインク流路が形成されていない部分と、プレート部材３４ｘにおいてインク流路が形成されていない部分とで、プレート部材３３を積層方向に両側から挟持することとなる。

しかし、プレート部材３２は、全体としてインク流路の面積が大きい。したがって、プレート部材３３においてプレート部材３２のインク流路と対向した部分は、プレート部材３２側からの押圧力が伝達されにくい。このため、プレート部材３３及びプレート部材３４ｘの接合領域において、プレート部材３２のインク流路と対向する部分の近傍は、接合不良を招くおそれがある。特に、プレート部材３３において分岐流路３２ｃと対向した部分には、供給流路対３４ａに連通する供給流路対３３ａが形成されている。供給流路対３３ａ、３４ａを画定する部分同士の接合が十分でないと、これらの部分間に生じた隙間から、供給流路対３３ａ内のインクが外部へと漏れ出す事態も生じかねない。

これに対して本実施形態によると、主流路３２ａと分岐流路３２ｃの間に厚肉部３２ｅが形成されている。厚肉部３２ｅは、プレート部材３２においてインク流路が形成されていないその他の部分と同じ厚みを有している。さらに、厚肉部３２ｃは、プレート部材３２のインク流路が形成されていない部分と共に、分岐流路３２ａを包囲している。このため、３つのプレート部材３２、３３、３４ｘを積層した際、プレート部材３３の供給流路対３３ａを画定する部分が、供給流路対３３ａの全周に亘って積層方向に両側から２つのプレート部材３２、３４ｘによって挟持される。したがって、接合時の押圧力は、供給流路対３３ａを画定する部分へと確実に伝達される。これにより、プレート部材３３及び３４ｘにおいて供給流路対３３ａの周辺が確実に接合され、供給流路対３３ａ内のインクが外部へと漏れ出すといった事態が回避される。

また、本実施形態では、主流路３２ａから分岐流路３２ｃへの流れ込みである連通流路３２ｆ内にも、プレート部材３２においてインク流路が形成されていないその他の領域と同じ厚みを有する厚肉部３２ｇが形成されている。このため、厚肉部３２ｇもプレート部材３４ｘとの間でプレート部材３３を挟持するので、積層体が積層方向に両側から押圧された際、供給流路対３３ａの周辺がより確実に接合される。

＜変形例＞
以上は、本発明の好適な実施形態についての説明であるが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、課題を解決するための手段に記載された範囲の限りにおいて様々な変更が可能なものである。

例えば、上述の実施形態では、連通流路３２ｈがプレート部材３２を厚み方向に貫通している一方で、連通流路３２ｆを構成する部分流路３２ｘ及び３２ｙが、プレート部材３３側の表面に開口した凹部として形成されている。しかし、連通流路３２ｆがプレート部材３２を厚み方向に貫通した流路として形成されており、連通流路３２ｈが凹部として形成されていてもよい。また、部分流路３２ｘ及び３２ｙがプレート部材３１側の表面に開口した凹部として形成されていてもよい。

また、上述の実施形態は、ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドに本発明を適用した一例であるが、本発明を適用可能な対象はこのようなインクジェットヘッドに限られない。例えば、導電ペーストを吐出して基板上に微細な配線パターンを形成したり、あるいは、有機発光体を基板に吐出して高精細ディスプレイを形成したり、さらには、光学樹脂を基板に吐出して光導波路等の微小電子デバイスを形成するための、液滴吐出ヘッドに適用することができる。

１ インクジェットヘッド（ヘッド）
２ａ 吐出面
３ リザーバユニット
４ 流路ユニット
３１ａ 供給流路
３１ｂ 排出流路
３２ａ 主流路
３２ｃ 分岐流路
３２ｆ 連通流路
３２ｈ 連通流路
３２ｔ 薄肉部
３２ｘ 部分流路
３２ｙ 部分流路
３３ａ 供給流路対
１０１ インクジェットプリンタ（プリンタ）
３１-３３，３４ｘ，３４ｙ プレート部材
３２ｅ、３２ｇ 厚肉部

Claims (8)

1. 液体を吐出する吐出口と、第１の部材と平板部材とが第２の部材を挟んで積層された積層体とを有し、前記吐出口へと液体を供給する液体流路が前記積層体内に形成された液体吐出ヘッドであって、
   前記第２の部材は、前記平板部材側の表面に、前記液体流路を構成する開口が形成され、
   前記平板部材は、
   前記第１の部材との間で前記第２の部材を挟持する挟持部と、前記平板部材を厚み方向に貫通して前記液体流路を構成する流路であって、前記開口に対向する対向部及び前記開口に対向しない不対向部を含む貫通流路とを有し、前記厚み方向に直交する一方向に関して、前記対向部の一端と前記不対向部とを連通させる第１の連通流路と、前記対向部の他端と前記不対向部とを連通させる第２の連通流路とが形成され、
   前記第１及び第２の連通流路の少なくともいずれかが、前記平板部材の一部を薄肉部とすることで形成された部分流路を含み、前記対向部と前記不対向部とに挟まれる位置に、前記平板部材の残りの部分と前記薄肉部を介して連結された前記挟持部が配置されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 液体の供給部及び排出部がさらに設けられており、
   前記貫通流路が、第１の接続位置において前記供給部側の流路と接続されていると共に、前記一方向に関して前記第１の接続位置から離隔した第２の接続位置において前記排出部側の流路と接続されていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記第１及び第２の連通流路のうち、前記第１の接続位置に近い方の連通流路が、前記部分流路を含んでいることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記第１の接続位置に近い方の連通流路が複数本の前記部分流路を有しており、
   前記部分流路同士の間にも前記挟持部が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記第２の部材に複数の前記開口が形成されており、
   前記対向部が、前記複数の開口のそれぞれに対応して複数形成されており、
   前記不対向部が、一の前記対向部から当該一の対向部に隣接した他の前記対向部に向かって延びていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記第１の連通流路が、前記不対向部と前記一の対向部との間をほぼ前記不対向部の延び方向に沿って繋いでおり、
   前記第２の連通流路が、前記不対向部と前記他の対向部との間をほぼ前記不対向部の延び方向に沿って繋いでいることを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記第２の部材は、
   前記一方向を長手方向とする平面視において矩形の外形形状を有し、
   複数の前記開口は、
   短手方向の両端部において前記長手方向に沿って２列の千鳥状に配列され、前記第１の接続位置を中心にして対称に配置されていることを特徴と請求項５又は６に記載の液体吐出ヘッド。
8. 前記吐出口が形成され、前記積層体に積層された第３の部材を有し、
   前記部分流路が、前記平板部材において前記第３の部材側の表面に開口する凹部で構成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。

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