JP5359915B2 - 液滴吐出装置、及び、液滴吐出ヘッド - Google Patents

液滴吐出装置、及び、液滴吐出ヘッド Download PDF

Info

Publication number
JP5359915B2
JP5359915B2 JP2010029800A JP2010029800A JP5359915B2 JP 5359915 B2 JP5359915 B2 JP 5359915B2 JP 2010029800 A JP2010029800 A JP 2010029800A JP 2010029800 A JP2010029800 A JP 2010029800A JP 5359915 B2 JP5359915 B2 JP 5359915B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
filter
flow path
liquid
flow
droplet discharge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2010029800A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2011161878A (ja
Inventor
貴詞 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brother Industries Ltd filed Critical Brother Industries Ltd
Priority to JP2010029800A priority Critical patent/JP5359915B2/ja
Priority to CN201110034296.5A priority patent/CN102161269B/zh
Priority to EP11000790.3A priority patent/EP2360019B1/en
Priority to US13/028,165 priority patent/US8550613B2/en
Publication of JP2011161878A publication Critical patent/JP2011161878A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5359915B2 publication Critical patent/JP5359915B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/145Arrangement thereof
    • B41J2/155Arrangement thereof for line printing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201Structure of print heads with piezoelectric elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B41J2/17563Ink filters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14403Structure thereof only for on-demand ink jet heads including a filter
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/20Modules

Description

本発明は、インク滴等の液滴を吐出する液滴吐出装置、及び、液滴吐出ヘッドに関する。
液滴吐出ヘッドの一例であるインクジェットヘッドは、インクタンクから供給されたインクを受容する受容口、及び、インク滴を吐出する多数の吐出口をそれぞれ表面に有し、且つ、受容口から各吐出口に向かう流路を内部に有する。当該ヘッドにおいて、例えば特許文献1のように、流路内に、インク中の異物(気泡や粉塵)を捕捉する(即ち、インクを濾過する)フィルタを設ける技術が知られている。特許文献1によると、フィルタによって、インク中の異物が吐出口に至る前に捕捉され、吐出口近傍への異物の付着、これによる吐出性能の悪化等が防止される。
特開2005−169839号公報
ところで、インクジェットヘッドにおいては、記録の高速化が望まれている。これを実現するため、吐出口数を増加させる他、流路内の異物捕捉効果を向上させる必要がある。しかしながら、特許文献1のように流路内にフィルタが1つしか設けられていない場合、たとえフィルタの目(メッシュ径)を細かくしたとしても、異物捕捉効果の向上に限界がある。
異物捕捉効果を向上させるためには、フィルタの目を細かくする他、流路内に設けるフィルタ数を増加し、例えば2つのフィルタを流路内の上流側及び下流側にそれぞれ配置することが考えられる。しかしこの場合、各フィルタ上に溜まった異物を流路外へ排出しなければ、流路内の流路抵抗が上昇する等、様々な不具合が生じ得る。したがって、当該不具合を回避するため、パージ(ポンプにより強制的にインクタンクから流路内にインクを供給する動作)等によって各フィルタ上の異物を排出する必要があるが、このときのインク消費量が増大する場合が多い。
本発明の目的は、流路内の異物捕捉効果の向上と、各フィルタ上の異物排出時における液体消費量の低減化とを共に実現することができる液滴吐出装置、及び、液滴吐出ヘッドを提供することである。
上記目的を達成するため、本発明の第1観点によると、液体供給源から供給された液体を受容する受容口から複数の液滴吐出口に向かう往流路と、前記往流路内に直列に、前記往流路内における液体の流れの上流側及び下流側にそれぞれ配置された、液体中の異物を捕捉する第1及び第2フィルタと、前記往流路から分岐した流路であって、前記第1フィルタにおける前記流れの上流側の面から第1排出口に向かう第1復流路と、前記往流路から分岐した流路であって、前記第2フィルタにおける前記流れの上流側の面から第2排出口に向かう、前記第1復流路とは別の第2復流路とを備えた液滴吐出ヘッドと、パージ時に前記液体供給源の液体を前記受容口に向けて圧送する液体圧送手段と、前記受容口、前記第1排出口、及び前記第2排出口を介した液体の流れを規制する規制手段とを備え、前記規制手段は、前記液体圧送手段がパージ時に前記液体供給源の液体を前記受容口に向けて圧送する際に、少なくとも前記受容口を介した液体の流れを許すことを特徴とする液滴吐出装置が提供される。
本発明の第2観点によると、液体供給源から圧送された液体を受容する受容口から複数の液滴吐出口に向かう往流路と、前記往流路内に直列に、前記往流路内における液体の流れの上流側及び下流側にそれぞれ配置された、液体中の異物を捕捉する第1及び第2フィルタと、前記往流路から分岐した流路であって、前記第1フィルタにおける前記流れの上流側の面から第1排出口に向かう第1復流路と、前記往流路から分岐した流路であって、前記第2フィルタにおける前記流れの上流側の面から第2排出口に向かう、前記第1復流路とは別の第2復流路とを備えたことを特徴とする液滴吐出ヘッドが提供される。
上記観点によれば、往流路内に複数のフィルタ(第1及び第2フィルタ)が配置されたことにより、流路内の異物捕捉効果の向上が実現される。さらに、第1及び第2フィルタに対してそれぞれ第1及び第2復流路が別個に設けられている。そのため、各フィルタ上の異物排出時、別個の復流路を介して異物を排出することができ、液体消費量の低減化を実現することができる。
本発明の液滴吐出ヘッドは、前記往流路のうち前記第1フィルタ及び前記第2フィルタの間に相当する部分流路と前記第2復流路とを連通するバイパス流路をさらに備えてよい。この場合、バイパス流路によって部分流路の流路抵抗が低減されるため、フィルタ間(部分流路内)の異物排出時に高圧パージを行った場合でも、吐出口に形成されたメニスカスの破壊を抑制することができる。
複数の前記第2フィルタが、前記往流路に対して並列に配置されており、前記部分流路が、前記第1フィルタにおける前記流れの下流側の面から延在した往主路、及び、前記往主路から前記複数の第2フィルタのそれぞれに向けて分岐した複数の往分岐路を含み、前記第2復流路が、前記第2排出口に接続した復主路、及び、前記復主路から前記複数の第2フィルタのそれぞれに向けて分岐した複数の復分岐路を含み、前記複数の復分岐路がそれぞれ、一端において、前記往分岐路と連通してよい。この場合、フィルタ間(部分流路内)の異物を効果的に排出することができる。
前記往主路は、前記液滴吐出口からの液滴吐出方向が鉛直方向下方であるとき、鉛直方向に延在してよい。この場合、往主路や往分岐路内に気泡等の浮力を受ける異物が存在したとしても、異物が浮力により往主路内を上昇し、第1フィルタの上記下流側の面近傍に集まる。したがって、バイパス流路を介して、当該異物をパージにより容易に排出することができる。
前記復分岐路の一端は、前記液滴吐出口からの液滴吐出方向が鉛直方向下方であるとき、それぞれ対応する前記第2フィルタと鉛直方向に対向する位置で、前記往分岐路と連通してよい。この場合、復分岐路と往分岐路との連通部分が第2フィルタの直上に位置するため、浮力を利用して、第2フィルタ上の異物を効果的に排出することができる。
前記バイパス流路は、前記部分流路のうち、前記第1フィルタにおける前記流れの下流側の面の近傍に、接続してよい。フィルタ間(部分流路内)の異物は、特に、第1フィルタの上記面近傍に集まる傾向にある。そこで、上記のようにバイパス流路を当該部分に接続することで、フィルタ間(部分流路内)の異物を効果的に排出することができる。
前記バイパス流路は、前記液滴吐出口からの液滴吐出方向が鉛直方向下方であるとき、前記部分流路との接続部よりも鉛直上方に配置され且つ液体中の気泡を一時的に蓄積する気泡蓄積空間を有してよい。この場合、フィルタ間(部分流路内)の異物排出時に高圧パージを行った場合でも、気泡蓄積空間に蓄積された気泡によるダンパー効果により、メニスカスの破壊を抑制することができる。
前記往流路は、前記第1フィルタを収容するフィルタ収容空間を有し、前記フィルタ収容空間は、前記液滴吐出口からの液滴吐出方向が鉛直方向下方であるとき、鉛直方向に立設され且つ前記第1フィルタが固定された、前記フィルタ収容空間を区画する板状の区画部と、前記区画部の区画によって前記第1フィルタを挟んで水平方向に並設された前記流れの上流側部分及び下流側部分とを有してよい。この構成によれば、第1フィルタが区画部と同様に鉛直方向に立設されることで、異物捕捉効果を高めるために第1フィルタの面積を大きくした場合でも、ヘッドの水平方向の大型化を抑制することができる。また、フィルタ収容空間内の異物において浮力を受ける異物は、フィルタ収容空間内の上方に集まる。そこで、第1フィルタを鉛直方向に立設することで、浮力を利用して、短時間で効率よくフィルタ収容空間内の異物を排出することができる。さらに、第1フィルタを水平方向に配置した構成に比べ、第1フィルタにおいて異物による目詰まりが生じ難い。
前記第1フィルタは、前記液滴吐出口からの液滴吐出方向が鉛直方向下方であるとき、前記下流側部分を画定する上壁との間に空間を形成するよう、前記上壁よりも下方に配置されてよい。この場合、下流側部分に気泡等の浮力を受ける異物が存在したとしても、当該異物は浮力によって下流側部分における第1フィルタ上方の空間に集まる。そのため、短時間で効率よく異物を排出することができると共に、異物が第1フィルタにかかり難く、第1フィルタにおける異物による目詰まりがより一層生じ難い。
前記下流側部分は、前記液滴吐出口からの液滴吐出方向が鉛直方向下方であるとき、鉛直方向に関して前記第1フィルタと前記上壁との間に配置された開口を介して、前記往流路のうち前記第1フィルタ及び前記第2フィルタの間に相当する部分流路と前記第2復流路とを連通するバイパス流路に、接続されてよい。この場合、下流側部分に存在する気泡等の浮力を受ける異物を、開口を介してバイパス流路に移動させることができ、より一層効率よく排出することができる。
前記フィルタ収容空間が、前記第1フィルタに対向して配置された可撓性膜によって画定されてよい。この場合、フィルタ収容空間がダンパーとして機能し、メニスカスの破壊をより一層効果的に抑制することができる。
本発明によると、往流路内に複数のフィルタ(第1及び第2フィルタ)が配置されたことにより、流路内の異物捕捉効果の向上が実現される。さらに、第1及び第2フィルタに対してそれぞれ第1及び第2復流路が別個に設けられている。そのため、各フィルタ上の異物排出時、別個の復流路を介して異物を排出することができ、液体消費量の低減化を実現することができる。
本発明に係る液滴吐出ヘッドの一実施形態としてのインクジェットヘッドを含むインクジェット式プリンタの内部構造を示す概略側面図である。 図1のインクジェットヘッドを示す側面図である。 (a)は、図1のインクジェットヘッドの分解斜視図である。(b)は、図3(a)のB−B線に沿った断面図である。 図1のインクジェットヘッドに含まれる流路ユニットを示す平面図である。 図1のインクジェットヘッドにおける記録時のインクの流れを示す図であり、(a)はフィルタユニットの第1室を示す部分断面図、(b)はフィルタユニットの第2室を示す部分断面図、(c)はフィルタユニット及びリザーバユニットを示す部分分解斜視図である。 図1のインクジェットヘッドにおけるノズルパージ時のインクの流れを示す図であり、(a)はフィルタユニットの第2室を示す部分断面図、(b)はフィルタユニットの第1室を示す部分断面図、(c)はフィルタユニット及びリザーバユニットを示す部分分解斜視図である。 図1のインクジェットヘッドにおける循環パージ時のインクの流れを示す図であり、(a)はフィルタユニットの第2室を示す部分断面図、(b)はフィルタユニットの第1室を示す部分断面図である。 図1のインクジェットヘッドにおけるフィルタ間パージ時のインクの流れを示す図であり、(a)はフィルタユニットの第2室を示す部分断面図、(b)はフィルタユニットの第1室を示す部分断面図、(c)はフィルタユニット及びリザーバユニットを示す部分分解斜視図である。
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。
先ず、図1を参照し、本発明に係る液滴吐出ヘッドの一実施形態としてのインクジェットヘッド1が適用されるインクジェット式プリンタの全体構成について説明する。ヘッド1は、図1に示すように、一方向(図1の紙面に直交する方向)に沿って長尺なラインヘッドであり、その長手方向を主走査方向として、インクジェット式プリンタ500に組み込まれている。プリンタ500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500は、直方体形状の筐体501aを有する。筐体501aの天板上部には、排紙部531が設けられている。筐体1aの内部空間は、上から順に空間A,B,Cに区分できる。空間A,Bは、排紙部531に連なる用紙搬送経路が形成された空間である。空間Aでは、用紙Pの搬送と用紙Pへの画像形成が行われる。空間Bでは、給紙に係る動作が行われる。空間Cには、インク供給源としてのインクカートリッジ50が収容されている。
空間Aには、4つのヘッド1、用紙Pを搬送する搬送ユニット521、用紙Pをガイドするガイド部等が配置されている。空間Aの上部には、プリンタ500各部の動作を制御してプリンタ500全体の動作を司るコントローラ501が配置されている。
各ヘッド1は、主走査方向に長尺な略直方体形状を有する。4つのヘッド1は、副走査方向に所定ピッチで並び、ヘッドフレーム503を介して筐体501aに支持されている。4つのヘッド1の下面(吐出面)4aからそれぞれマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのインク滴が搬送される用紙P上に吐出される。ヘッド1のより具体的な構成については後に詳述する。
搬送ユニット521は、2つのベルトローラ506,507、両ローラ506,507間に巻回されたエンドレスの搬送ベルト508、搬送ベルト508の外側に配置されたニップローラ504及び剥離プレート505、搬送ベルト508の内側に配置されたプラテン519等を有する。ベルトローラ507は、駆動ローラであって、コントローラ501による制御の下、搬送モータ(図示せず)の駆動により回転し、図1中時計回りに回転する。ベルトローラ507の回転に伴い、搬送ベルト508が図1中の矢印方向に走行する。ベルトローラ506は、従動ローラであって、搬送ベルト508が走行するのに伴って、図1中時計回りに回転する。ニップローラ504は、ベルトローラ506に対向配置され、上流側ガイド部(後述)から供給された用紙Pを搬送ベルト508の外周面508aに押さえつける。外周面508aには弱粘着性のシリコン層が形成されている。剥離プレート505は、ベルトローラ507に対向配置され、用紙Pを外周面508aから剥離して下流側ガイド部(後述)へと導く。プラテン519は、4つのヘッド1に対向配置され、搬送ベルト508の上側ループをベルト内周面側から支持する。これにより、外周面508aとヘッド1の吐出面4aとの間に、画像形成に適した所定の間隙が形成される。
ガイド部は、搬送ユニット521を挟んで両側に配置されている。上流側ガイド部は、2つのガイド527a,527b及び一対の送りローラ526を有する。当該ガイド部は、給紙ユニット501b(後述)と搬送ユニット521とを繋ぐ。下流側ガイド部は、2つのガイド529a,529b及び二対の送りローラ528を有する。当該ガイド部は、搬送ユニット521と排紙部531とを繋ぐ。なお、各送りローラ526,528の一方のローラは、コントローラ501による制御の下、送りモータ(図示せず)の駆動により回転する。上流及び下流の各ガイド部における用紙Pの搬送は、ガイド527a,527b及びガイド529a,529bに沿って行われる。
空間Bには、給紙ユニット501bが筐体501aに対して着脱可能に配置されている。給紙ユニット501bは、給紙トレイ523及び給紙ローラ525を有する。給紙トレイ523は、上方に開口する箱であり、複数の用紙Pを収納可能である。給紙ローラ525は、コントローラ501による制御の下、給紙モータ(図示せず)の駆動により回転し、給紙トレイ523の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。
空間A,Bには、上述のように、給紙ユニット501bから搬送ユニット521を介して排紙部531に至る、用紙搬送経路が形成されている。記録指令に基づいて、コントローラ501は、給紙モータ、搬送モータ、送りモータ等を駆動する。これにより、給紙トレイ523内の用紙Pは、給紙ローラ525によって送り出され、さらに送りローラ526によって搬送ユニット521に送られる。用紙Pが各ヘッド1の吐出面4aの真下を副走査方向に通過する際、ヘッド1から順にインク滴が吐出され、用紙P上に所望のカラー画像が形成される。その後用紙Pは、剥離プレート505により外周面508aから剥離され、二対の送りローラ528によりガイド529a,529bに沿って上方に送られる。さらに用紙Pは、排紙部531に排紙される。
ここで、副走査方向とは、搬送ユニット521による用紙Pの搬送方向と平行な方向であり、主走査方向とは、副走査方向に直交する方向であって水平面に沿った方向である。
空間Cには、インクユニット501cが筐体501aに対して着脱可能に配置されている。インクユニット501cは、トレイ535及び4つのメインタンク50を有する。4つのメインタンク50は、4つのヘッド1のそれぞれに対応するものであり、トレイ535内において副走査方向に並設されている。各メインタンク50内のインクは、チューブ(図示せず)を介して、対応するヘッド1に供給される。
次に、図2、図3、及び図4を参照し、ヘッド1の構成について説明する。ヘッド1は、図2に示すように、上から順に、フィルタユニット2、リザーバユニット3、及び流路ユニット4を含む。
フィルタユニット2は、例えば樹脂の一体成形部材であって、2つの平板部材が接続された流路形成部材である。一方の平板部材が鉛直方向に立設されたとき、他方の平板部材は水平に配置される。2つの平板部材は、互いに端部同士で接続され、一方向に延在している。本実施形態では、一方の平板部材がフィルタ2f(図3(a)参照)を含む基部20であり、他方の平板部材が3つの円筒形ジョイント2A,2b,2cを含む接続部である。ジョイント2a〜2cは、接続部における基部20とは反対側の端部近傍に設けられている。ジョイント2a〜2cは、下方に延出し、それぞれ弾性チューブ51,61,62が装着されている。フィルタユニット2は、ジョイント2a〜2c及びチューブ51,61,62を介してポンプP及びサブタンク60と接続されている。ポンプPは、チューブ51の途中部に介在している。
メインタンク50及びサブタンク60は、内部にインクを貯留し、互いに弾性チューブ52を介して連通している。メインタンク50は、上述のように、プリンタ500の筐体501a(図1参照)に対して着脱可能であり、サブタンク60に適宜インクを補給する。サブタンク60は、大気開放孔(図示せず)を介してインク中の気泡を開放する機能等を有し、筐体501a内の適宜の位置に配置されている。各チューブ51,61,62には弁やポンプP等が設けられており、後に詳述するように、これらをコントローラ501(図1参照)で制御して、記録時のインク供給動作や各パージ時のインク圧送動作が行われる。記録時には、チューブ62を介して吐出口に至るインク流路がのみ構成される。パージ時には、ポンプPが駆動され、タンク60からのチューブ51を往路とし、タンク60へのチューブ61又はチューブ62を復路とした循環流路が構成される。
フィルタユニット2のより具体的な構成、並びに、ヘッド1における記録時及び各パージ時のインクの流れについては、後に詳述する。
リザーバユニット3は、平面視で略同一サイズの矩形状の4枚の金属プレート31,32,33,34を積層し互いに接着した流路形成部材である。リザーバユニット3は、図3(a)に示すように、ゴム等の弾性材料からなる2つのOリング30及び適宜の固定部材を介してフィルタユニット2と水密に固定されている。
リザーバユニット3の各プレート31〜34には、インク流路を構成する貫通孔や凹部が形成されている。具体的には、最上層のプレート31は2つの貫通孔31a,31bを有する。上から2番目のプレート32は、貫通孔31aに対応する貫通孔32a、貫通孔31bに対応する凹部32x、凹部32xの分岐流路の各先端に形成された貫通孔32bを有する。貫通孔32aは、後述のリザーバ33xに接続している。凹部32xは、プレート32の上面において、ヘッド長手方向に沿って延在し、後述のフィルタ間パージ時(図8参照)に異物混じりのインクが流れる空間である。貫通孔32bはそれぞれ、後述のリザーバ33xの分岐流路の先端に対応する。上から3番目のプレート33は、インクを一時的に貯留するリザーバ33xを有する。リザーバ33xは、プレート33の厚み方向に貫通し、且つ、ヘッド長手方向に延在している。リザーバ33xの分岐流路の各先端は、プレート33の厚み方向に関して、上方において凹部32の分岐流路の各先端と、下方において流路ユニット4の各開口4x(図4参照)と、それぞれ対向している。なお、リザーバ33xは、分岐流路先端を除いて、上側の開口をプレート32の下面によって覆われ、下側の開口をプレート34の上面によって覆われている。最下層のプレート34は各開口4xに対応する貫通孔34xを有する。貫通孔34xは、リザーバ33xの分岐流路先端にも対応する。
このように、リザーバユニット3には、2つのインク流路が形成されている。一方の流路は、フィルタユニット2から貫通孔31a,32aを介してリザーバ33xにインクが流入し、リザーバ33xにおいて分岐された後各貫通孔34xを介して流路ユニット4の開口4xへと至る、インク流路である。当該流路は、記録時(図5参照)及びノズルパージ時(図6参照)にインクが流れる流路である。他方の流路は、貫通孔32aを介してリザーバ33xに流入したインクが、リザーバ33xの分岐流路先端から貫通孔32bを介して凹部32x、さらに貫通孔31bを通ってフィルタユニット2へと至る、インク流路である。当該流路は、フィルタ間パージ時(図8参照)にインクが流れる流路である。
流路ユニット4は、図4に示すように、上面4bに、台形形状の8つのアクチュエータユニット5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5の配置領域を避けるように開口4xが形成されている。流路ユニット4の下面4a(図2参照)における各アクチュエータユニット5に対応する領域は、インク滴を吐出する吐出口(図示せず)が多数開口した吐出領域となっている。流路ユニット4の内部には、各吐出口に共通のマニホールド流路41及び副マニホールド流路41a、副マニホールド流路41aの出口から吐出口に至る個別インク流路が形成されている。マニホールド流路41は、図4に示すように、開口xに連通している。
なお、リザーバユニット3の最下層のプレート34の下面は凹凸を有しており、当該下面の凹部によってプレート34と上面4bとの間に空間が形成されている。アクチュエータユニット5は、当該空間内で、上面4bに一固定されている。プレート34の下面は、アクチュエータユニット5上のFPC(フレキシブルプリント基板)との間に若干の間隙を形成している。プレート34の下面の凸部にはリザーバ33xに連通する貫通孔34xが形成されており、凸部の先端面に開口している。当該先端面は、上面4bとの接合面である。
次に、図3及び図5を参照し、フィルタユニット2のより具体的な構成について説明する。
フィルタユニット2の接続部には、図3(a)に示すように、ジョイント2a〜2cと基部20とを繋ぐ3つの接続流路7a,7b,7cが形成されている。接続流路7aはジョイント2aと基部20の第2室22とを接続し、接続流路7cはジョイント2cと基部20の第1室21とを接続する。また、接続流路7bは、ジョイント2bとプレート31の貫通孔31bとを接続する。基部20は、接続部とは反対側の端部下方に、固定部を有する。固定部は、フィルタユニット2とリザーバユニット3との固定部分であり、接続部に平行で、固定部材(図示せず)及びOリング30が配置されている。固定部には、2つの貫通孔24,25が形成されている。図示は省略するが、これら接続流路7a〜7cを画定する上壁は、後述する可撓性膜27と金属板28との積層体(図3(b)参照)と同様の構成である。即ち、接続流路7a〜7cは、上面を可撓性膜により封止され、外側から金属板が積層されている。
基部20は、流路ユニット4の下面4aが水平になるようにヘッド1を配置したとき、鉛直方向に立設された区画板23が、内部空間を左右に分割(2分割)している。例えば、図3(b)に示すように、第1及び第2室21,22が、区画板23を挟んで水平方向に並設されている。第1及び第2室21,22は、鉛直方向及びこれら室21,22の並設方向(以下、単に「並設方向」と称す。)に平行な面に沿った断面が水平方向より鉛直方向に長い。また、一方の側壁が区画板23、他方の側壁が可撓性膜27と金属板28との積層体により構成されている。金属板28の積層により、可撓性膜27の外側に向かう過度な撓みが抑制されると共に、可撓性膜27に対する外力の直接的付加が防止される。これにより、可撓性膜27の破損が抑制される。なお、図3(a)では、これら可撓性膜27と金属板28との積層体の図示を省略している。
第1及び第2室21,22は、図3(a)に示すように、区画板23に形成された略楕円形の貫通孔により構成される連通流路23xを介して、互いに連通している。連通流路23xは、基部20における、接続部とは反対側の端部、即ち各室21,22の長手方向一端の上方に配置されている。
第1室21は、図5(a)に示すように、共に水平方向に延在する上壁21a及び下壁21b、並びに、共に鉛直方向に対して斜めに配置された側壁21c,21dにより囲まれている。並設方向に沿った方向から見て、第1室21は、逆台形形状の空間である。第1室21における連通流路23xの開口近傍には、当該開口を取り囲むように、バイパス流路としての排気流路26aが形成されている。第1室21と排気流路26aとは隔壁(上壁21の一部)により隔絶されている。可撓性膜27と金属板28との積層体(図3(b)参照)は、並設方向に関して区画板23と対向して配置されている。このうち、可撓性膜27は、第1室21及び排気流路26aを覆うよう、第1室21を画定する側壁(壁21a〜21d)の先端及び排気流路26aを画定する側壁の先端に取り付けられている。
ここで、排気流路26aは、一端において後述のフィルタ室29の上端と貫通孔23fを介して連通し、他端において後述の排気流路26bと貫通孔23gを介して連通している。排気流路26aは、フィルタ室29の上部に蓄積した気泡を排出する。
第2室22は、図5(b)に示すように、共に水平方向に延在する上壁22a及び下壁22b、並びに、共に鉛直方向に対して斜めに配置された側壁22c,22dにより囲まれている。並設方向に沿った方向から見て、第2室22は、逆台形形状の主空間と、これに接続する流路部22eとを含む。流路部22eは、細長く、側壁22dの上方(主空間の一方の角)から基部20の長手方向に沿って延在している。流路部22eは、鉛直方向に関して第2室22の主空間よりも高い位置にある。流路部22eの下方には、隔壁を隔てて、フィルタ室29が形成されている。フィルタ室29は、他の流路空間と共有された壁により、画定されている。即ち、フィルタ室29は、流路部22eと上記隔壁を共有し、且つ、第2室22と側壁22dを共有している。フィルタ室29はまた、上記2つの壁とそれぞれ平行な壁とによって、画定されている。フィルタ室29の外形は、並設方向に沿った方向から見て、略平行四辺形である。長い方の平行対向辺が、水平に沿う。さらに、フィルタ室29は、フィルタ2fと略同じ形状で且つこれよりも一回り大きなサイズを有する。第2室22及びフィルタ室29を取り囲むように、排気流路26bが形成されている。排気流路26aの壁は、フィルタ室29の斜めの隔壁と上壁22aとを共有している。可撓性膜27と金属板28との積層体(図3(b)参照)は、並設方向に関して区画板23と対向して配置されている。このうち、可撓性膜27は、第2室22、フィルタ室29、及び排気流路26bを覆うよう、第2室22を画定する側壁(壁22a〜22d)の先端、並びに、フィルタ室29、及び排気流路26bを画定する側壁の先端に取り付けられている。ここで、排気流路26bは、リザーバ33x及び排出流路26aから排出されたインクを集めてヘッド1外部(例えば、サブタンク60)へと導く流路である。
図5(a)に示すように、第1室21において、側壁21c,21dの下壁21bに対する角度θ1,θ2は共に鈍角(例えば140度)であり、側壁21c,21dの上壁21aに対する角度θ2,θ4は共に略40度である。また、図5(b)に示すように、第2室22において、側壁22c,22dの下壁22bに対する角度θ5,θ6は共に鈍角(例えば140度)であり、側壁22c,22dの上壁22aに対する角度θ7,θ8は共に略40度である。
このように、各室21,22における下方の角部が鈍角であるため、各室21,22内をその長手方向に沿って流れるインクは、当該下方の角部で滞留することなく、滑らかに略水平に流れる。各室21,22に流入した気泡もまた、インクと共に滑らかに略水平に流れ、室21,22内に残留することがない。
第1室21は、接続部に近接した端部、即ち長手方向他端の上方において、開口21xを介して、接続流路7c(図3(a)参照)と連通している。上壁21aの開口21x近傍部分は、図5(a)に示すように、残余の部分に比べて若干上方に変位しており、第1室21に対して長手方向(水平)に延びる凹部21yが形成されている。凹部21yは、第1室21に流入したインク中の気泡を一時的に捕獲し、当該気泡がフィルタ2fへと移動するのを防止する。
第2室22の主空間は、接続部に近接した端部、即ち長手方向他端の上方において、開口22xを介して、接続流路7a(図3(a)参照)と連通している。また、図5(b)に示すように、第2室22の主空間は、開口22xとは反対側の端部の上方において、流路部22eと連通している。流路部22eは、その先端に連通流路23xの貫通孔が開口している。
フィルタ室29には、区画板23におけるフィルタ2fの配置領域が開口しており、当該開口にフィルタ2fが装着されている。フィルタ2fは、インク中の異物を捕捉するメッシュ状の板状部材であり、区画板23の板面に沿って鉛直方向に立設されている。したがって、フィルタ2fを介して、第1室21及びフィルタ室29が連通している。フィルタ室29はまた、下方の隔壁(固定部)に形成された貫通孔24を介して、リザーバユニット3の貫通孔31aと連通している。
フィルタ2fは、フィルタ室29内において、上壁21aよりも下壁21bに近い位置に配置されている。フィルタ2fと上壁21aとの間には、フィルタ2fと下壁21bとの間よりも大きな隙間が形成されている。当該大きな隙間は、第1室21に流入した気泡を捕獲し、気泡がフィルタ2fに到達するのを防止する。連通流路23xは、第1室21において、フィルタ2fの斜め上方にあり、鉛直方向に関してフィルタ2fと上壁21aとの間に位置している。
排気流路26bは、接続部に近接した端部において、開口26xを介して、接続流路7b(図3(a)参照)と連通している。また、排気流路26bは、下方の固定部に形成された貫通孔25を介して、リザーバユニット3の貫通孔31bと連通している。
区画板23は、フィルタ2fの外周縁が固定される開口及び連通流路23xを構成する貫通孔の他、図5(b)に示すように、フィルタ室29の上隅に位置する貫通孔23f、及び、排気流路26bの途中部にある貫通孔23gを有する。貫通孔23fを介してフィルタ室29と排気流路26aとが連通し、貫通孔23gを介して排気流路26aと排気流路26bとが連通している。
次に、図5を参照し、インクジェットヘッド1における記録時のインクの流れについて説明する。
記録時には、図5(a)に太矢印で示すように、ジョイント2cを介してサブタンク60(図2参照)内のインクがフィルタユニット2に供給される。このとき、ポンプPは停止しており、ジョイント2aとポンプPとを連通するチューブ51、及びジョイント2bとサブタンク60とを達通するチューブ61は、それぞれに介挿された弁によって、閉とされている。ジョイント2cから流入したインクは、接続流路7c(図3(a)参照)を通り、図5(a)に示すように、開口21xを介して第1室21に導入され、当該室21内においてフィルタ2fへと向かう。そしてインクは、図5(b)に示すように、第1室21からフィルタ2fを通ってフィルタ室29に至り、さらに図5(c)に示すように、固定部の貫通孔24を通ってリザーバユニット3内に流入する。貫通孔31aからリザーバユニット3内に流入したインクは、貫通孔32aを通ってリザーバ33xに流入し、リザーバ33xにおいて分岐した後、各貫通孔34xを介して流路ユニット4内に供給される。開口4x(図4参照)を介してリザーバユニット3から流路ユニット4に供給されたインクは、マニホールド流路41及び副マニホールド流路41aを通って各個別インク流路に分配され、アクチュエータユニット5の駆動に伴い、吐出口から吐出される。記録時のインクの消費は、吐出口のメニスカスが作る負圧を大きくすると共に、副マニホールド流路41aから吐出口に向かうインクの流れを誘起する。このように、記録時の吐出口へのインク供給は、自発的である。
ここで、本実施形態では、流路ユニット4上に、各開口4xを塞ぐフィルタ4f(図4参照)が設けられている。貫通孔34xと開口4xとは、フィルタ4fを介して接続されており、インクは当該フィルタ4fを通過して流路ユニット4内に流入する。
次に、図6を参照し、インクジェットヘッド1におけるノズルパージ時のインクの流れについて説明する。ノズルパージとは、流路ユニット4の吐出口の詰まり解消又は防止のため、強制的にインクを流路ユニット4に導入して吐出口からインクを排出させることをいう。ノズルパージによって、吐出口内の増粘したインクが排出され、インクの吐出性能が回復する。
ノズルパージ時には、図6(a)に太矢印で示すように、ジョイント2aを介してサブタンク60(図2参照)内のインクが、ポンプPによって、フィルタユニット2に圧送される。このとき、ジョイント2b,2cとサブタンク60とをそれぞれ連通する2つのチューブ61,62は、いずれも流路の途中部に介挿された弁によって、閉とされている。ジョイント2aから流入したインクは、接続流路7a(図3(a)参照)を通り、図6(a)に示すように、開口22xを介して第2室22の主空間に導入され、当該主空間内において流路部22eへと向かい、流路部22e端部にある連通流路23xの貫通孔に至る。そして図6(b)に示すように、連通流路23xから第1室21内に流入したインクは、フィルタ2fを通り、図6(c)に示すように、フィルタ室29に至った後、固定部の貫通孔24を通ってリザーバユニット3内に流入する。貫通孔31aからリザーバユニット3内に流入した後のインクの流れは、記録時と同様である。
ここで、ノズルパージ時にインクが流れる流路(図6(a)〜(c)に太矢印で示すように、ジョイント2aの開口2a1から流路ユニット4下面の各吐出口に至る流路)を往流路Fという。往流路F内には、フィルタ2f及びフィルタ4f(図4参照)が直列に配置されている。フィルタ2f,4fは、往流路F内におけるインクの流れ(図6(a)〜(c)の太矢印で示す方向)の上流側及び下流側にそれぞれ配置されている。
次に、図7を参照し、インクジェットヘッド1における循環パージ時のインクの流れについて説明する。循環パージとは、フィルタ2fの目詰まり解消又は防止のため、強制的にインクをフィルタユニット2に導入してフィルタ2f上の異物をインクと共に排出することをいう。循環パージによって、記録中にフィルタ2fよりも上流側に蓄積した気泡等の異物を、効果的にヘッド1外部に排出することができる。
循環パージ時には、図7(a)に太矢印で示すように、ノズルパージ時の図6(a)と同様、ジョイント2aを介してサブタンク60(図2参照)内のインクが、ポンプPによって、フィルタユニット2に圧送される。このとき、ジョイント2bとサブタンク60と連通するチューブ61は、その途中部に介挿された弁によって、閉とされている。ジョイント2aから流入したインクは、図7(a)に示すように、ノズルパージ時と同様の経路を通って、連通流路23xに至る。その後図7(b)に示すように、連通流路23xから第1室21内に流入したインクは、第1室21内のフィルタ2f表面に沿って開口21xへと向かい、開口21xから接続流路7c(図3(a)参照)を通り、ジョイント2cからサブタンク60に排出される。
ここで、循環パージ時にインクが流れる流路のうち、図7(b)に太矢印で示す流路(フィルタ2fの表面(第1室21に接する面であり、図6に示す往流路Fの流れの上流側の面)からジョイント2cの開口2c1に至る流路)を第1復流路B1という。
次に、図8を参照し、インクジェットヘッド1におけるフィルタ間パージ時のインクの流れについて説明する。フィルタ間パージとは、フィルタユニット2のフィルタ2fと流路ユニット上面4bの各開口4xに配置されたフィルタ4f(図4参照)との間の流路内の異物を除去するため、強制的にインクをフィルタユニット2及びリザーバユニット3に導入して上記流路内の異物をインクと共に排出することをいう。
フィルタ間パージ時には、図8(a)に黒塗りの太矢印で示すように、ノズルパージ時の図6(a)と同様、ジョイント2aを介してサブタンク60(図2参照)内のインクが、ポンプPによって、フィルタユニット2に圧送される。このとき、ジョイント2cとサブタンク60と連通するチューブ62は、その途中部に介挿された弁によって、閉とされている。ジョイント2aから流入したインクは、図8(a)に黒塗りの太矢印で示すように、ノズルパージ時と同様の経路を通って、連通流路23xに至る。その後図8(b)に黒塗りの太矢印で示すように、連通流路23xから第1室21内に流入したインクは、さらにノズルパージ時の図6(b)と同様、フィルタ2fを通り、図8(c)に黒塗りの太矢印で示すように、フィルタ室29に至った後、固定部の貫通孔24を通ってリザーバユニット3内に流入する。貫通孔31aからリザーバユニット3内に流入したインクは、貫通孔32aを通ってリザーバ33xに流入し、リザーバ33xにおいて分岐した後、流路ユニット上面4bのフィルタ4f(図4参照)の真上に至る。
そしてインクは、貫通孔34xに関して流路ユニット上面4bのフィルタ4fと反対側の上方に移動し、図8(c)に白抜き矢印で示すように、リザーバ33xの分岐流路先端から貫通孔32bを介して凹部32x、そして貫通孔31bを通って、固定部の貫通孔25から排気流路26bに至る。そして排気流路26bに至ったインクは、図8(a)に白抜き矢印で示すように、開口26xから接続流路7b(図3(a)参照)に流入し、ジョイント2bからサブタンク60(図2参照)に排出される。
ここで、フィルタ間パージ時にインクが流れる流路のうち、図8(a),(c)に白抜き矢印で示す流路(フィルタ4fの上面(図6に示す往流路Fの流れの上流側の面)からジョイント2bの開口2b1に至る流路)を第2復流路B2という。
また、フィルタ間パージ時において、フィルタ室29に流入したインクの一部は、図8(b)に斜線付き矢印で示すように、貫通孔23fから排気流路26aに至り、貫通孔23gを通って、図8(a)に示す排気流路26bの途中部に流入する。そして排気流路26bに流入したインクは、上記と同様、開口26xから接続流路7b(図3(a)参照)に流入し、ジョイント2bからサブタンク60(図2参照)に排出される。このとき、フィルタ室29内に気泡があれば、当該気泡は、排気流路26aに向かうインクの流れに乗って、サブタンク60に排出される。
なお、上述した記録時、ノズルパージ時、循環パージ時、及びフィルタ間パージ時におけるヘッド1各部の動作は、プリンタ500のコントローラ501(図1参照)によって制御される。また、各パージは、プリンタ500において定期的又はユーザの手動により実行される。
以上に述べたように、本実施形態に係るヘッド1によると、往流路F内において上流側及び下流側にそれぞれフィルタ2f,4fが配置されたことにより、流路内の異物捕捉効果の向上が実現される。さらに、フィルタ2f,4fに対してそれぞれ第1復流路B1(図7(b)に太矢印で示す流路)及び第2復流路B2(図8(a),(c)に白抜き矢印で示す流路)が別個に設けられている。そのため、各フィルタ2f,4f上の異物排出時(即ち、図7に示す循環パージ時と図8に示すフィルタ間パージ時とにおいて)、別個の復流路B1,B2を介して異物を排出することができ、インク消費量の低減化を実現することができる。
しかもヘッド1には、往流路Fのうちフィルタ2f,4f間に相当する部分流路F1(図6(c)に太矢印で示す流路)と第2復流路B2(図8(a),(c)に白抜き矢印で示す流路)とを連通する排気流路26aが形成されている。本実施形態において、排気流路26aは、部分流路F1に含まれるフィルタ室29と、第2復流路B2に含まれる排気流路26bとを連通している。排気流路26aによって部分流路F1の流路抵抗が低減されるため、フィルタ間パージ時に高圧パージを行った場合でも、吐出口に形成されたメニスカスの破壊を抑制することができる。
例えば、高速記録の実現のために吐出口数を増加させると、ヘッド1内に形成される流路は、細長く、流路抵抗が高くなる傾向にあり、ノズルパージを高圧(例えば100kPa以上)で行う必要がある。そこで、高圧パージ用の高流量ポンプを採用することになるが、特にフィルタ間パージ時に、高流量ポンプの駆動によって流路内のインクに脈動が生じ、メニスカスが破壊するという問題が生じ得る。メニスカスの破壊によってインク滴が不要に吐出されると、インク消費量が増加し、不経済である。これに対し、本実施形態によれば、上記のとおり、部分流路F1と排気流路26bとを連通する排気流路26aを設けたことにより、フィルタ間パージ時に高圧パージを行った場合でもメニスカスの破壊を抑制することができ、インク消費量を抑えることができるため、経済的である。
なお、本実施形態において、排気流路26aは本流路(図8(c)に太矢印で示すようにフィルタ2fの裏面から各フィルタ4fの直上まで延び、各フィルタ4fの直上で反転し、各フィルタ4fの直上から図8(c)に白抜き矢印で示すように第2復流路B2に沿って延び、排気流路26bの途中部にある貫通孔23g(即ち、第2復流路B2と排気流路26aとの連結箇所)に至るまでの流路)と略同じ流路抵抗を有する。これにより、本流路と排気流路26aとで、インク流量が略同じになり、異物の排出を均等に行うことができる。例えば、メニスカス耐圧4〜5kPa、ノズルパージ時の流量7〜8ml/sの場合に、排気流路26a及び本流路の流路抵抗を略1800Pa/ml/sとする。この場合、本流路と排気流路26aとで異物の排出を均等に行うことができると共に、高流量ポンプの駆動によって流路内のインクに4ml/s程度の脈動が生じたとしても、メニスカスの破壊が防止される。
フィルタ4fは、図4に示すように、流路ユニット上面4bの開口4x毎に設けられており、往流路F(図6参照)に対して並列に配置されている。部分流路F1は、図6(c)に示すように、フィルタ2fの裏面(フィルタ室29に接する面であり、図6に示す往流路Fの流れの下流側の面)から延在した往主路F1M、及び、往主路F1Mから各フィルタ4fに向けて分岐した複数の往分岐路F1Dを含む。第2復流路B2は、図8(a),(c)に示すように、ジョイント2bの開口2b1に接続した復主路B2M、及び、復主路B2Mから各フィルタ4fに向けて分岐した複数の復分岐路B2Dを含む。そして、復分岐路B2Dがそれぞれ、一端において、貫通孔32bを介して往分岐路F1Dと連通している。このような構成により、フィルタ間パージ時にフィルタ2f,4f間の異物を効果的に排出することができる。
往主路F1Mは、鉛直方向に延在している(図6(c)参照)。これにより、往主路F1Mや往分岐路F1D内に気泡等の浮力を受ける異物が存在したとしても、異物が浮力により往主路F1M内を上昇し、フィルタ2fの裏面近傍に集まる。したがって、フィルタ間パージ時に、排気流路26aを介して、当該異物を容易に排出することができる。
復分岐路B2Dの一端は、それぞれ対応するフィルタ4f(図4参照)と鉛直方向に対向する位置で、貫通孔32bを介して往分岐路F1Dと連通している(図8(c)参照)。即ち、復分岐路B2Dと往分岐路F1Dとの連通部分がフィルタ4fの直上に位置するため、浮力を利用して、フィルタ4f上の異物を効果的に排出することができる。
排気流路26aは、図8(a)〜(c)に示すように、部分流路F1のうち、フィルタ2fの裏面の近傍に、接続している。本実施形態において、排気流路26aは貫通孔23fを介してフィルタ室29と連通している。フィルタ2f,4f間の異物は、特に、フィルタ2fの裏面近傍に集まる傾向にある。そこで、排気流路26aをフィルタ2fの裏面近傍に接続することで、フィルタ2f,4f間の異物を効果的に排出することができる。
排気流路26aは、図8(b)に示すように、部分流路F1との接続部(即ち、貫通孔23f)よりも鉛直上方に配置された気泡蓄積空間26a1を有する。排気流路26aは、貫通孔23fの上方を長手方向(水平)に延びる流路であるが、貫通孔23f側の端部は、他の部位よりもさらに上方に湾曲した凸状に配置されている。この凸状部分が、気泡蓄積空間26a1であり、気泡を一時的に蓄積する。フィルタ間パージ時に高圧パージを行った場合でも、気泡蓄積空間26a1に蓄積された気泡によるダンパー効果により、メニスカスの破壊をより一層確実に抑制することができる。ここで、フィルタ室29内に蓄積してくる気泡は、吐出面4aを下方に向けたとき、自身に掛かる浮力によってフィルタ室29の上方に集まる。フィルタ室29の上隅には貫通孔23fが閉口しているので、気泡のほとんどは貫通孔23fを介して気泡蓄積空間26a1に移動する。このように、フィルタ室29内には気泡が存在しにくい構成になっており、少なくとも記録中に、気泡が吐出口に向かって移動することはない。
フィルタ2fが区画板23と同様に鉛直方向に立設されることで、異物捕捉効果を高めるためにフィルタ2fの面積を大きくした場合でも、ヘッド1の水平方向の大型化を抑制することができる。また、フィルタ2fを収容するフィルタ収容空間(第1室21及びフィルタ室29)内の異物において浮力を受ける異物は、当該空間(室21,29)内の上方に集まる。そこで、フィルタ2fを鉛直方向に立設することで、浮力を利用して、短時間で効率よく当該空間(室21,29)内の異物を排出することができる。さらに、フィルタ2fを水平方向に配置した構成に比べ、フィルタ2fにおいて異物による目詰まりが生じ難い。
フィルタ2fは、フィルタ室29の上壁(フィルタ室29と流路部22eとの隔壁)との間に空間を形成するよう、当該上壁よりも下方に配置されている(図8(a)参照)。これにより、フィルタ室29に気泡等の浮力を受ける異物が存在したとしても、図8(a)に斜線付き矢印で示すように、当該異物は浮力によってフィルタ室29におけるフィルタ2f上方の空間に集まる。そのため、短時間で効率よく異物を排出することができると共に、異物がフィルタ2fにかかり難く、フィルタ2fにおける異物による目詰まりがより一層生じ難い。
フィルタ室29は、鉛直方向に関してフィルタ2fとその上壁との間に配置された貫通孔23fの開口を介して、排気流路26aに接続されている(図8(a),(b)参照)。これにより、フィルタ室29に存在する気泡等の浮力を受ける異物を、貫通孔23fの開口を介して排気流路26aに移動させることができ、より一層効率よく排出することができる。
フィルタ収容空間(第1室21及びフィルタ室29)が、フィルタ2fに対向して配置された可撓性膜27(図3(b)参照)によって画定されている。これにより、フィルタ収容空間がダンパーとして機能し、メニスカスの破壊をより一層効果的に抑制することができる。また、可撓性膜27が鉛直方向に立設されているため、ヘッド1の水平方向の大型化を抑制しつつ、ダンパー効果を向上させるために可撓性膜27の面積を大きくすることができる。
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。
例えば、フィルタ収容空間(第1室21及びフィルタ室29)は、可撓性膜27と金属板28との積層体(図3(b)参照)により画定されることに限定されず、例えば、可撓性膜27のみ、或いは、その他の部材等によって画定されてもよい。
第1及び第2フィルタの形状や配置は、上述の実施形態に限定されず、様々に変更可能である。例えば、フィルタ2fの形状は、平行四辺形に限定されず、矩形状、円形等であってよい。また、フィルタ2fの位置は、フィルタ室29の上壁よりも下方であることに限定されず、上壁に接触する位置であってもよい。フィルタ4fの形状は、円形に限定されず、例えば開口4xの形状に対応させて様々に変更可能である。
区画板23及びフィルタ2fの立設方向は、鉛直方向に限定されず、水平方向と交差する方向であればよく、鉛直方向に対して傾斜してもよい。また、フィルタ2fは、立設されることに限定されず、水平方向に配置されてもよい。
立設されたフィルタ2fを収容するフィルタユニット2のような部材を設けず、任意の形状の往流路内の第2フィルタよりも上流側の部分に、往流路内における液体の流れ方向と交差する方向に沿って、第1フィルタを配置すればよい。
往主路F1Mの延在方向は、鉛直方向に限定されず、鉛直方向に対して交差する方向であってもよい。
復分岐路B2Dと往分岐路F1Dとの連通部分の位置は、対応するフィルタ4fと鉛直方向に対向する位置に限定されず、鉛直方向に対向しない位置でもよい。
複数の第2フィルタが往流路に対して並列に配置されることに限定されず、往流路に対して1の第2フィルタのみが配置されてもよい。この場合、往流路は往主路F1M及び往分岐路F1Dを含まず、また、第2復流路は復主路B2M及び復分岐路B2Dを含まなくてよい。
往流路、第1復流路、第2復流路、バイパス流路等の各流路の形状・サイズ等は、特に限定されない。例えば、バイパス流路は気泡蓄積空間を含まなくてよい。
バイパス流路と部分流路との接続部、バイパス流路と第2復流路との接続部は、それぞれ任意の位置にあってよい。また、バイパス流路の流路抵抗は、上述の実施形態のように本流路(上記)と略同じであることに限定されない。さらに、バイパス流路を省略してもよい。
第1及び第2復流路は、互いに別の流路であるが、上述の実施形態のように全く重複しないことに限定されず、部分的に重複してもよい。
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、ライン式・シリアル式のいずれにも適用可能であり、また、プリンタに限定されず、ファクシミリやコピー機等にも適用可能である。さらに、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、インク滴以外の液滴を吐出してもよい。
本発明に係る液滴吐出ヘッドにおいて、吐出口から液滴を吐出させるエネルギーを付与するアクチュエータは、上述の実施形態のような圧電式に限定されず、静電方式、抵抗加熱方式等であってもよい。
1 インクジェットヘッド(液滴吐出ヘッド)
2 フィルタユニット
2a1 開口(受容口)
2c1 開口(第1排出口)
2f フィルタ(第1フィルタ)
3 リザーバユニット
4 流路ユニット
4f フィルタ(第2フィルタ)
21 第1室(フィルタ収容空間,上流側部分)
22 第2室
23 区画板(区画部)
23f 貫通孔(バイパス流路と部分流路との接続部)
23x 連通流路
25x 凹部
26a 排気流路(バイパス流路)
26a1 気泡蓄積空間
27 可撓性膜
29 フィルタ室(フィルタ収容空間,下流側部分)
50 メインタンク(液体供給源)
F 往流路
F1 部分流路
F1M 往主路
F1D 往分岐路
B1 第1復流路
B2 第2復流路
B2M 復主路
B2D 復分岐路

Claims (17)

  1. 液体供給源から供給された液体を受容する受容口から複数の液滴吐出口に向かう往流路と、前記往流路内に直列に、前記往流路内における液体の流れの上流側及び下流側にそれぞれ配置された、液体中の異物を捕捉する第1及び第2フィルタと、前記往流路から分岐した流路であって、前記第1フィルタにおける前記流れの上流側の面から第1排出口に向かう第1復流路と、前記往流路から分岐した流路であって、前記第2フィルタにおける前記流れの上流側の面から第2排出口に向かう、前記第1復流路とは別の第2復流路とを備えた液滴吐出ヘッドと、
    パージ時に前記液体供給源の液体を前記受容口に向けて圧送する液体圧送手段と、
    前記受容口、前記第1排出口、及び前記第2排出口を介した液体の流れを規制する規制手段とを備え、
    前記規制手段は、前記液体圧送手段がパージ時に前記液体供給源の液体を前記受容口に向けて圧送する際に、少なくとも前記受容口を介した液体の流れを許すことを特徴とする液滴吐出装置
  2. 前記液滴吐出ヘッドが、前記往流路のうち前記第1フィルタ及び前記第2フィルタの間に相当する部分流路と前記第2復流路とを連通するバイパス流路をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出装置
  3. 複数の前記第2フィルタが、前記往流路に対して並列に配置されており、
    前記部分流路が、前記第1フィルタにおける前記流れの下流側の面から延在した往主路、及び、前記往主路から前記複数の第2フィルタのそれぞれに向けて分岐した複数の往分岐路を含み、
    前記第2復流路が、前記第2排出口に接続した復主路、及び、前記復主路から前記複数の第2フィルタのそれぞれに向けて分岐した複数の復分岐路を含み、
    前記複数の復分岐路がそれぞれ、一端において、前記往分岐路と連通していることを特徴とする請求項2に記載の液滴吐出装置
  4. 前記往主路は、前記液滴吐出口からの液滴吐出方向が鉛直方向下方であるとき、鉛直方向に延在していることを特徴とする請求項3に記載の液滴吐出装置
  5. 前記復分岐路の一端は、前記液滴吐出口からの液滴吐出方向が鉛直方向下方であるとき、それぞれ対応する前記第2フィルタと鉛直方向に対向する位置で、前記往分岐路と連通していることを特徴とする請求項3又は4に記載の液滴吐出装置
  6. 前記バイパス流路は、前記部分流路のうち、前記第1フィルタにおける前記流れの下流側の面の近傍に、接続していることを特徴とする請求項2〜5のいずれか一項に記載の液滴吐出装置
  7. 前記バイパス流路は、前記液滴吐出口からの液滴吐出方向が鉛直方向下方であるとき、前記部分流路との接続部よりも鉛直上方に配置され且つ液体中の気泡を一時的に蓄積する気泡蓄積空間を有することを特徴とする請求項6に記載の液滴吐出装置
  8. 前記往流路は、前記第1フィルタを収容するフィルタ収容空間を有し、
    前記フィルタ収容空間は、前記液滴吐出口からの液滴吐出方向が鉛直方向下方であるとき、鉛直方向に立設され且つ前記第1フィルタが固定された、前記フィルタ収容空間を区画する板状の区画部と、前記区画部の区画によって前記第1フィルタを挟んで水平方向に並設された前記流れの上流側部分及び下流側部分とを有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の液滴吐出装置
  9. 前記第1フィルタは、前記液滴吐出口からの液滴吐出方向が鉛直方向下方であるとき、前記下流側部分を画定する上壁との間に空間を形成するよう、前記上壁よりも下方に配置されていることを特徴とする請求項8に記載の液滴吐出装置
  10. 前記下流側部分は、前記液滴吐出口からの液滴吐出方向が鉛直方向下方であるとき、鉛直方向に関して前記第1フィルタと前記上壁との間に配置された開口を介して、前記往流路のうち前記第1フィルタ及び前記第2フィルタの間に相当する部分流路と前記第2復流路とを連通するバイパス流路に、接続されていることを特徴とする請求項9に記載の液滴吐出装置
  11. 前記フィルタ収容空間が、前記第1フィルタに対向して配置された可撓性膜によって画定されていることを特徴とする請求項8〜10のいずれか一項に記載の液滴吐出装置
  12. 前記規制手段は、記録時に前記液体供給源から前記第1排出口に液体が供給される際に、前記第1排出口を介した液体の流れのみを許すことを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
  13. 前記規制手段は、前記液体圧送手段がパージ時に前記液体供給源の液体を前記受容口に向けて圧送する際に、前記第1排出口を介した液体の流れを許すと共に、前記第2排出口を介した液体の流れを止めることを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
  14. 前記規制手段は、前記液体圧送手段がパージ時に前記液体供給源の液体を前記受容口に向けて圧送する際に、前記第1排出口を介した液体の流れを止めると共に、前記第2排出口を介した液体の流れを許すことを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
  15. 前記規制手段は、前記液体圧送手段がパージ時に前記液体供給源の液体を前記受容口に向けて圧送する際に、前記第1排出口及び前記第2排出口を介した液体の流れを止めることを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
  16. 液体供給源から圧送された液体を受容する受容口から複数の液滴吐出口に向かう往流路と、
    前記往流路内に直列に、前記往流路内における液体の流れの上流側及び下流側にそれぞれ配置された、液体中の異物を捕捉する第1及び第2フィルタと、
    前記往流路から分岐した流路であって、前記第1フィルタにおける前記流れの上流側の面から第1排出口に向かう第1復流路と、
    前記往流路から分岐した流路であって、前記第2フィルタにおける前記流れの上流側の面から第2排出口に向かう、前記第1復流路とは別の第2復流路と
    を備えたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
  17. 前記往流路のうち前記第1フィルタ及び前記第2フィルタの間に相当する部分流路と前記第2復流路とを連通するバイパス流路をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出ヘッド。
JP2010029800A 2010-02-15 2010-02-15 液滴吐出装置、及び、液滴吐出ヘッド Active JP5359915B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010029800A JP5359915B2 (ja) 2010-02-15 2010-02-15 液滴吐出装置、及び、液滴吐出ヘッド
CN201110034296.5A CN102161269B (zh) 2010-02-15 2011-01-28 液体喷射头
EP11000790.3A EP2360019B1 (en) 2010-02-15 2011-02-01 Liquid ejecting head
US13/028,165 US8550613B2 (en) 2010-02-15 2011-02-15 Liquid ejecting head

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010029800A JP5359915B2 (ja) 2010-02-15 2010-02-15 液滴吐出装置、及び、液滴吐出ヘッド

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011161878A JP2011161878A (ja) 2011-08-25
JP5359915B2 true JP5359915B2 (ja) 2013-12-04

Family

ID=43823168

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010029800A Active JP5359915B2 (ja) 2010-02-15 2010-02-15 液滴吐出装置、及び、液滴吐出ヘッド

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8550613B2 (ja)
EP (1) EP2360019B1 (ja)
JP (1) JP5359915B2 (ja)
CN (1) CN102161269B (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011189649A (ja) * 2010-03-15 2011-09-29 Seiko Epson Corp 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
US9039141B2 (en) * 2012-05-10 2015-05-26 Xerox Corporation Fluidic structure that allows removal of air bubbles from print heads without generating waste ink
JP2016203498A (ja) 2015-04-23 2016-12-08 セイコーエプソン株式会社 液体供給ユニット
EP3325273A1 (en) * 2015-07-23 2018-05-30 Mouvent AG Drop-on-demand inkjet print bar
JP7243347B2 (ja) 2019-03-20 2023-03-22 株式会社リコー 液体吐出ヘッド、ヘッドモジュール、ヘッドユニット、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置
CN115366541A (zh) * 2021-06-10 2022-11-22 广东聚华印刷显示技术有限公司 墨水回收装置、喷墨打印头清洁系统、方法及喷墨打印机

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6264309B1 (en) * 1997-12-18 2001-07-24 Lexmark International, Inc. Filter formed as part of a heater chip for removing contaminants from a fluid and a method for forming same
JP3788065B2 (ja) * 1998-09-29 2006-06-21 ブラザー工業株式会社 インクジェット式記録装置
JP4239459B2 (ja) * 2002-02-07 2009-03-18 ブラザー工業株式会社 インクジェットプリンタおよびそのクリーニング装置
CN1269646C (zh) * 2002-02-15 2006-08-16 兄弟工业株式会社 喷墨头
JP4147878B2 (ja) * 2002-09-24 2008-09-10 ブラザー工業株式会社 インクジェット記録装置のユニットの洗浄方法
JP4367049B2 (ja) * 2003-08-14 2009-11-18 ブラザー工業株式会社 インクジェットヘッド
JP4419521B2 (ja) * 2003-10-31 2010-02-24 コニカミノルタホールディングス株式会社 インク吸引方法
JP4314981B2 (ja) * 2003-12-01 2009-08-19 ブラザー工業株式会社 インクジェットヘッド
JP4003743B2 (ja) 2003-12-11 2007-11-07 ブラザー工業株式会社 インクジェットプリンタ
JP4455299B2 (ja) 2004-12-02 2010-04-21 アルプス電気株式会社 熱転写プリンタの印刷方法
JP4581987B2 (ja) * 2005-12-16 2010-11-17 ブラザー工業株式会社 インクジェットヘッド及びその製造方法
JP4665747B2 (ja) * 2005-12-16 2011-04-06 ブラザー工業株式会社 プレート積層構造及び液体吐出ヘッド
JP4292421B2 (ja) * 2006-04-27 2009-07-08 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
JP4899975B2 (ja) 2007-03-27 2012-03-21 ブラザー工業株式会社 液滴噴射装置
JP2009051046A (ja) * 2007-08-24 2009-03-12 Canon Inc インクジェット記録ヘッド及び気泡除去方法
JP2009208368A (ja) * 2008-03-04 2009-09-17 Seiko Epson Corp 流路形成部材及び液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
JP4735694B2 (ja) * 2008-09-25 2011-07-27 ブラザー工業株式会社 液体吐出ヘッド

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011161878A (ja) 2011-08-25
US20110199445A1 (en) 2011-08-18
EP2360019B1 (en) 2014-07-23
US8550613B2 (en) 2013-10-08
EP2360019A1 (en) 2011-08-24
CN102161269A (zh) 2011-08-24
CN102161269B (zh) 2014-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5246197B2 (ja) 液体吐出装置
JP5359915B2 (ja) 液滴吐出装置、及び、液滴吐出ヘッド
US8356886B2 (en) Liquid ejection head and ink-jet printer
US7490926B2 (en) Ink jet recorder and ink filling method
JP5304809B2 (ja) 液体吐出装置、制御装置、及び、プログラム
US8356891B2 (en) Damper, head unit, liquid jetting apparatus, and air-discharge method of damper
US8454138B2 (en) Liquid ejecting apparatus
JP5569171B2 (ja) 記録装置
JP2013199040A (ja) ヘッドチップ、液体噴射ヘッドおよび液体噴射記録装置
US8408667B2 (en) Liquid ejection head and recording apparatus having the same
JP5742205B2 (ja) インク吐出装置及びプログラム
JP4535181B2 (ja) 液体吐出装置の制御方法、及び、液体吐出装置
JP7255297B2 (ja) 液体吐出ヘッド
JP2019014200A (ja) 流路部材、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
JP7047840B2 (ja) インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置
JP5045768B2 (ja) 液滴吐出ヘッド
JP2010036481A (ja) 液体吐出ヘッド及びインクジェットヘッド
JP5447623B2 (ja) 液体吐出装置
JP2003226010A (ja) インクジェットプリンタヘッドおよびインクジェットプリンタ
JP7292876B2 (ja) 液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置
JP5761303B2 (ja) 記録装置
JP2011037107A (ja) タンク、及び、これを含む液体吐出装置
JP2019014197A (ja) 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120314

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130321

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130402

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130603

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130806

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130819

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5359915

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150