JP5590303B2

JP5590303B2 - 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置

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Publication number: JP5590303B2
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Inventors: 啓志原
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Description

本発明は、液体を噴射する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、特に液体としてインクを噴射するインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置に関する。

液体噴射ヘッドのノズルからターゲットに液体を噴射する液体噴射装置としては、例えば、インクジェット式記録ヘッド（以下、単に「記録ヘッド」ともいう）のノズルからインク滴を噴射するインクジェット式記録装置（以下、単に「記録装置」ともいう）が広く知られている。

このような記録装置には、インクカートリッジ等のインク貯留手段から各記録ヘッドに供給されるインクの流路となる液体流路を有するインク供給部材を備えたものがある。また、このインク供給部材には、例えば、各記録ヘッドに供給されるインクの圧力を所定の範囲となるように調整するための圧力調整手段が設けられたものがある。

圧力調整手段としては、例えば、液体流路の壁面の一部を構成する可撓性部材からなる受圧部と、液体流路内の圧力変化に伴って変位する受圧部に押圧される作動レバーと、この作動レバーの作動により開閉する弁体とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−２１０１２４号公報

特許文献１に係る記録ヘッドでは、液体流路の壁面の一部は、可撓性部材からなる受圧部から構成されているため、受圧部の形状は液体流路の形状に依存する。このため、長さの異なる複数の液体流路をインク供給部材に設け、各液体流路の壁面の一部を受圧部とすると、受圧部の形状は液体流路ごとに異なることになる。受圧部の形状が異なると、受圧部が液体流路内の圧力変化に伴い変位する量は、液体流路ごとに異なってしまい、各液体流路間で弁体の開閉する度合いにばらつきが生じる。この結果、記録ヘッドに供給されるインクの圧力も液体流路ごとにばらつき、印刷品質が低下する虞がある。

一方、受圧部の形状が同一となるように各液体流路を形成すると、液体流路の設計に制約が生じる。例えば、フィルター室を含む液体流路を構成する部材を小型化するためなどの目的で、液体流路に連通するフィルター室をマトリックス状に配列する場合では、或る一列にあるフィルター室に連通する液体流路と、その奥側の列にあるフィルター室に連通する液体流路とでは、必然的に液体流路の長さが異なるものとなるため、受圧部の形状が同一となるように各液体流路を設計するのは困難となる。

なお、このような問題は、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドを具備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、長さの異なる複数の液体流路から供給される液体の圧力のばらつきを抑えて液体の噴射特性が向上し、かつ液体流路の設計の自由度が向上した液体噴射ヘッド及び液体噴射装置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、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッド本体と、液体が貯留された液体供給源から前記液体噴射ヘッド本体に液体を供給する液体供給部材とを具備し、前記液体供給部材は、フィルターを内包し、前記ノズル開口に連通するフィルター室が一方向に複数配列されたフィルター室群と、前記フィルター室群の各フィルター室に連通し、一方面に開口して長さが異なる複数の流路用溝部が形成された流路形成部材と、前記流路用溝部の開口を封止して液体流路を形成する可撓性部材と、前記液体流路ごとに形成された開口部を有し、当該各開口部が前記可撓性部材を挟んで前記各液体流路に対向するように前記流路形成部材に配置されることで前記可撓性部材の前記各開口部に露出した一部である受圧部を形成する受圧部形成プレートと、前記各液体流路を閉塞するように付勢部材により付勢されると共に、前記受圧部が前記液体流路内の圧力変動に基づいて変位することにより前記付勢部材の付勢力に抗して前記液体流路を開放する弁体とを具備し、前記受圧部形成プレートの各開口部は、同一形状に形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、受圧部の形状は、液体流路の長さの違いに関係なく、受圧部形成プレートの開口部の形状により規定することができる。これにより、長さが異なる複数の液体流路を形成する場合であっても、同一形状の受圧部を形成することができる。また、各受圧部を同一形状としたので、受圧部の面積が同一となり、各受圧部にかかる大気圧を均等化することができる。これにより、弁体にかかる圧力が弁体ごとにばらつくことが抑制されるため、均等な圧力で液体噴射ヘッドに液体を供給することができ、ばらつきによる吐出品質の低下を抑え、高品質な液滴の吐出を行うことができる。
ここで、前記受圧部形成プレートの各開口部は、最も長さが短い第１流路用溝部の開口形状に対応して形成され、当該第１流路用溝部よりも長さが長い第２流路用溝部は、前記可撓性部材及び前記受圧部形成プレートにより封止され、前記第２流路用溝部と前記フィルター室とを連通する連通孔は、前記受圧部形成プレートの前記第２流路用溝部を封止した領域に対向する位置に形成されていることが好ましい。これにより、液体流路内の過負圧により受圧部が液体流路内へ大きく撓んだとしても、連通孔の上方には受圧部（可撓性部材）ではなく剛性のある受圧部形成プレートが設けられているため、撓んだ受圧部が連通孔を塞いでしまう虞がない。このように、連通孔の閉塞を防止できるため、液体の吐出不良を起こすことが防止され、信頼性が向上した液体噴射ヘッドが提供される。
また、本発明の他の態様は、上記液体噴射ヘッドを具備す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、液体の噴射特性が向上し、かつ液体流路の設計の自由度が向上した液体噴射装置が提供される。
また、上記課題を解決する本発明の他の態様は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッド本体と、液体が貯留された液体供給源から前記液体噴射ヘッド本体に液体を供給する液体供給部材とを具備し、前記液体供給部材は、フィルターを内包し、前記ノズル開口に連通するフィルター室が一方向に複数配列されたフィルター室群と、前記フィルター室群の各フィルター室に連通して長さが異なる複数の流路用溝部が形成された流路形成部材と、前記流路用溝部の開口を封止して液体流路を形成する可撓性部材と、前記液体流路ごとに形成された開口部を有し、当該各開口部が前記可撓性部材を挟んで前記各液体流路に対向するように前記流路形成部材に配置されることで前記可撓性部材の前記各開口部に露出した一部である受圧部を形成する受圧部形成プレートと、前記各液体流路を閉塞するように付勢部材により付勢されると共に、前記受圧部が前記液体流路内の圧力変動に基づいて変位することにより前記付勢部材の付勢力に抗して前記液体流路を開放する弁体とを具備し、前記受圧部形成プレートの各開口部は、同一形状に形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、受圧部の形状は、液体流路の長さの違いに関係なく、受圧部形成プレートの開口部の形状により規定することができる。これにより、長さが異なる複数の液体流路を形成する場合であっても、同一形状の受圧部を形成することができる。また、各受圧部を同一形状としたので、受圧部の面積が同一となり、各受圧部にかかる大気圧を均等化することができる。これにより、弁体にかかる圧力が弁体ごとにばらつくことが抑制されるため、均等な圧力で液体噴射ヘッドに液体を供給することができ、ばらつきによる吐出品質の低下を抑え、高品質な液滴の吐出を行うことができる。

ここで、前記受圧部形成プレートの各開口部は、最も長さが短い第１流路用溝部の開口形状に対応して形成され、当該第１流路用溝部よりも長さが長い第２流路用溝部は、前記可撓性部材及び前記受圧部形成プレートにより封止され、前記第２流路用溝部と前記フィルター室とを連通する連通孔は、前記受圧部形成プレートの前記第２流路用溝部を封止した領域に対向する位置に形成されていることが好ましい。これにより、液体流路内の過負圧により受圧部が液体流路内へ大きく撓んだとしても、連通孔の上方には受圧部（可撓性部材）ではなく剛性のある受圧部形成プレートが設けられているため、撓んだ受圧部が連通孔を塞いでしまう虞がない。このように、連通孔の閉塞を防止できるため、液体の吐出不良を起こすことが防止され、信頼性が向上した液体噴射ヘッドが提供される。

また、本発明の他の態様は、上記液体噴射ヘッドを具備す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、液体の噴射特性が向上し、かつ液体流路の設計の自由度が向上した液体噴射装置が提供される。

本発明の実施形態１に係る液体噴射装置の概略平面図である。本発明の実施形態１に係るインク供給部材の平面図である。本発明の実施形態１に係るフィルター室形成部材の平面図である。本発明の実施形態１に係るインク供給部材の断面図である。本発明の実施形態１に係るインク供給部材の断面図である。本発明の実施形態２に係るインク供給部材の平面図である。本発明の実施形態２に係るインク供給部材の要部を拡大した断面図である。

〈実施形態１〉
以下、本発明を実施形態に基づいて説明する。まずは、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について説明する。なお、以下の説明において、「前後方向」、「左右方向」、「上下方向」をいう場合は図１に矢印で示す前後方向、左右方向、上下方向をそれぞれ示すものとする。

図１に示すように、インクジェット式記録装置１１は平面視矩形状をなす本体フレーム１２を備えている。この本体フレーム１２内にはプラテン１３が主走査方向となる左右方向に沿って延設されている。プラテン１３上には、図示しない紙送り機構により記録用紙（図示略）が副走査方向となる前後方向に沿って給送されるようになっている。また、本体フレーム１２内におけるプラテン１３の上方には、プラテン１３の長手方向（左右方向）と平行に延びる棒状のガイド軸１４が架設されている。

このガイド軸１４には、キャリッジ１５がガイド軸１４に沿って往復移動可能な状態で支持されている。キャリッジ１５は、本体フレーム１２の後壁内面に設けられた一対のプーリー１６ａ間に掛装された無端状のタイミングベルト１６を介して本体フレーム１２の背面に設けられたキャリッジモーター１７に連結されている。これにより、キャリッジ１５は、キャリッジモーター１７の駆動によってガイド軸１４に沿って往復移動されるようになっている。

キャリッジ１５におけるプラテン１３と対向する下端側には、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１８が支持されている。インクジェット式記録ヘッド１８は、インクを噴射するヘッド本体１９と、インクカートリッジ２２からのインクをヘッド本体１９に供給する液体供給部材の一例であるインク供給部材３０とを具備している。

ヘッド本体１９の下面には図示しない複数のノズルが開口しており、ヘッド本体１９内に設けられた図示しない圧電素子を駆動することにより、各ノズルからプラテン１３上に給送された記録用紙（図示略）にそれぞれインク滴が噴射されることで印刷が行われるようになっている。

本体フレーム１２内の右端部にはカートリッジホルダー２１が設けられており、カートリッジホルダー２１には液体供給源としての複数のインクカートリッジ２２がそれぞれ着脱自在に装着されている。本実施形態ではインクカートリッジ２２は１０個設けられている（図には３つを示し、残り７つは図示を省略してある。）。各インクカートリッジ２２には、互いに種類（色）の異なるインクが収容されている。カートリッジホルダー２１は、キャリッジ１５に搭載されたインク供給部材３０と複数（本実施形態では１０本。３本を図示して残り７本は図示を省略してある。）のインク供給チューブ２４を介して接続されている。

そして、カートリッジホルダー２１に各インクカートリッジ２２を装着した状態では、各インクカートリッジ２２が各インク供給チューブ２４を介してインク供給部材３０とそれぞれ連通するようになっている。インク供給部材３０は、各インクカートリッジ２２から各インク供給チューブ２４を介してそれぞれ供給されるインクを個別に一時貯留するようになっており、個別に一時貯留した各インクはそれぞれヘッド本体１９に供給されるようになっている。

また図１に示すように、本体フレーム１２内における右端部寄りの位置であって、キャリッジ１５のホームポジション領域には、ヘッド本体１９のクリーニング等のメンテナンスを行うためのメンテナンスユニット２６が設けられている。このメンテナンスユニット２６は、ヘッド本体１９の各ノズルの開口を囲うように該ヘッド本体１９に当接したり各ノズルの開口からフラッシングによって吐出されるインクを受容したりするためのキャップ２７と、キャップ２７内を吸引可能な吸引ポンプ（図示略）とを備えている。

そして、ヘッド本体１９の各ノズルの開口を囲うようにヘッド本体１９にキャップ２７を当接した状態でキャップ２７内を吸引ポンプ（図示略）によって吸引することで、各ノズルの開口から増粘したインクや気泡などをキャップ２７内に強制的に排出させる、いわゆるクリーニングが行われるようになっている。

次に、インク供給部材３０の構成について詳述する。なお図２は、本実施形態に係るインク供給部材の平面図であり、図３は、本実施形態に係るフィルター室形成部材の平面図であり、図４は、図２のＡ−Ａ線断面図であり、図５は、図２のＢ−Ｂ線断面図である。

これらの図に示すように、インク供給部材３０は、有底四角箱状をなす保持部材３１と、保持部材３１の内底面上に積重されたフィルター室形成部材４０と、フィルター室形成部材４０の上面に積重された流路形成部材５０と、流路形成部材５０の上面に積重された可撓性部材６０と、可撓性部材６０の上面に積重された平板状の受圧部形成プレート７０とを備えている。

保持部材３１の内底面とフィルター室形成部材４０の下面、及びフィルター室形成部材４０の上面と流路形成部材５０の下面は、それぞれ互いに接着剤によって接着されており、流路形成部材５０の上面には、可撓性を有する合成樹脂製のフィルム部材からなる可撓性部材６０が溶着された受圧部形成プレート７０が接着されている。なお、保持部材３１、フィルター室形成部材４０、流路形成部材５０は、剛性を有するとともに液体を透過しない合成樹脂によって構成されている。

図３に示すように、フィルター室形成部材４０には、上面に、複数のフィルター室凹部４１が設けられている。具体的には、フィルター室形成部材４０の内底面における前端側の位置には、前後方向（一方向）に複数配列されたフィルター室凹部４１からなるフィルター室凹部群４２が設けられ、さらにフィルター室凹部群４２が左右方向に複数並設されている。本実施形態では、フィルター室凹部群４２は、前後方向に２つのフィルター室凹部４１からなり、左右方向に５つのフィルター室凹部群４２が並設されている。すなわち、各フィルター室凹部４１は、前後方向に２列、左右方向に５列となるように、かつ前後方向及び左右方向において等間隔で配設されている。

また、フィルター室形成部材４０の内底面における後端側の位置には、弁体９０が配設される弁体用凹部４３が左右方向に並設されている。弁体用凹部４３は、１つのフィルター室凹部群４２につき、そのフィルター室凹部４１の数だけ設けられている。本実施形態では、１つのフィルター室凹部群４２につき２つの弁体用凹部４３が設けられ、合計１０個の弁体用凹部４３が左右方向に並設されている。２つの弁体用凹部４３が左右方向に占める幅は、一つのフィルター室凹部４１の幅と同程度であり、当該２つの弁体用凹部４３の左右方向の幅は均等にしてある。

図３〜図５に示すように、各フィルター室凹部４１と、流路形成部材５０とで囲まれて形成された１０個の空間は、上流側から流入する各インク中に含まれる異物などを除去するためのフィルター４５を内包するフィルター室４４とされている。上述した１つのフィルター室凹部群４２からなる２つのフィルター室４４は１つのフィルター室群を形成する。また、各弁体用凹部４３と、流路形成部材５０とで囲まれて形成された１０個の空間は、後述する液体流路５３に流入するインクの入口を開閉する弁体９０が収容される弁体収容室４６とされている。

フィルター４５は、フィルター室凹部４１の流路の形状と略同一形状であり、フィルター室凹部４１のインクが流れる上下方向を横断するように配設されている。なお、フィルター４５は、金属を細かく編み込んで形成したものであってもよいし、微細な単孔が設けられた金属板や不織布等であってもよい。

各フィルター室４４の底面には、フィルター４５で異物等が除去されたインクを、下流側に位置するヘッド本体１９側へ流出させるための流出孔４７が開口している。流出孔４７は、保持部材３１の底面に形成された貫通孔である連通孔３２に連通しており、連通孔３２を介してインクがヘッド本体１９へ流出する。

また、フィルター室形成部材４０には、インク供給チューブ２４から供給されるインクが導入されるインク導入路４８が形成されている。インク導入路４８の一方の開口は、フィルター室形成部材４０の上面に形成され、他方の開口は、弁体収容室４６の底面に形成されている。

図２、図４及び図５に示すように、流路形成部材５０の上面には、長さが異なる複数の流路用溝部５１が前後方向に延設されている。流路用溝部５１の長さが異なるとは、溝の延設方向における長さがことなることをいう。本実施形態では、長さが異なる２つの種別の流路用溝部５１が設けられている。また、各流路用溝部５１の左右方向の幅は、何れも同一の幅としてあり、弁体用凹部４３の左右方向の幅と略同一の幅である。以降、長さが長い方を流路用溝部５１Ｌ（第２流路用溝部）、短い方を流路用溝部５１Ｓ（第１流路用溝部）とも表記する。

流路用溝部５１Ｓは、流路形成部材５０の弁体収容室４６に対向する領域から、フィルター室形成部材４０の後端側のフィルター室４４に対向する領域にまで延設されている。流路用溝部５１Ｓの後端側は、弁体収容室４６に連通し、後述する弁体９０の軸部が挿通される挿通孔５２が形成され、流路用溝部５１Ｓの前端側は、フィルター室形成部材４０の後端側のフィルター室４４に連通する連通孔５５が形成されている。

同様に、流路用溝部５１Ｌは、流路形成部材５０の弁体収容室４６に対向する領域から、フィルター室形成部材４０の前端側のフィルター室４４に対向する領域にまで延設されている。流路用溝部５１Ｌの後端側は、弁体収容室４６に連通し、後述する弁体９０の軸部が挿通される挿通孔５２が形成され、流路用溝部５１Ｌの前端側は、フィルター室形成部材４０の前端側のフィルター室４４に連通する連通孔５５が形成されている。

これらの流路用溝部５１Ｓ、５１Ｌは、平面視において後端側が揃えられて左右方向に並設されている。

また、流路形成部材５０の上面には、可撓性を有する合成樹脂製のフィルム部材からなる可撓性部材６０が設けられている。可撓性部材６０は、流路用溝部５１の上端開口部を封止しており、この可撓性部材６０と流路用溝部５１とで囲まれた空間は液体流路５３とされる。以降、流路用溝部５１Ｌと可撓性部材６０とからなる空間を液体流路５３Ｌ、流路用溝部５１Ｓと可撓性部材６０とからなる空間を液体流路５３Ｓともいう。

本実施形態では、可撓性部材６０は、流路形成部材５０の上面全体を覆う一枚のフィルム部材によって構成されている。また、可撓性部材６０の一方面は、受圧部形成プレート７０に溶着され、他方面は流路形成部材５０の上面に接着剤で接着されている。なお、可撓性部材６０は、流路用溝部５１ごとに形成してもよい。

可撓性部材６０の上面には、ステンレス製の１枚の薄板からなる受圧部形成プレート７０が配設されている。受圧部形成プレート７０には、液体流路５３ごとに対応する複数の開口部７１が設けられ、各開口部７１が各液体流路５３に対向するように受圧部形成プレート７０が可撓性部材６０上に配設されている。

開口部７１が形成された受圧部形成プレート７０が可撓性部材６０上に配設されることで、可撓性部材６０の開口部７１に露出した一部である受圧部７２が形成されている。可撓性部材６０の受圧部７２は、大気と液体流路５３内の気圧との差で撓み変形する部位となり、液体流路５３内が大気に対して負圧になることで、受圧部７２が液体流路５３側に撓む。詳細は後述するが、この受圧部７２の変位により弁体９０が開閉するようになっている。

ここで、受圧部形成プレート７０に形成された各開口部７１は、平面視において全て同一形状となっている。具体的には、受圧部形成プレート７０の各開口部７１は、流路用溝部５１のうち短い方である流路用溝部５１Ｓの大きさに合わせて形成されている。すなわち、各開口部７１は、平面視において、左右方向の幅が流路用溝部５１の幅よりも若干狭く、前後方向の長さが流路用溝部５１Ｓの長さよりも若干短く構成されている。また、各開口部７１は、左右方向に並設され、各流路用溝部５１内に重なるように位置している。

上述したように、可撓性部材６０の各開口部７１に露出した一部が受圧部７２となるため、開口部７１が同一形状であることから受圧部７２の平面視における形状も同一となっている。

このように、受圧部７２の形状は、各受圧部７２が対向する液体流路５３Ｌ、５３Ｓのように長さの違いに関係なく、開口部７１の形状により規定することができる。これにより、本実施形態のように、前後方向及び左右方向に複数列配置されたフィルター室４４にそれぞれ長さが異なる液体流路５３Ｌ、５３Ｓを連通させて形成する場合であっても、同一形状の受圧部７２を形成することができる。すなわち、液体流路５３Ｌ、５３Ｓの設計は、受圧部７２の形状に配慮して行う必要がないため、インク供給部材３０の流路の形状、配置に関する設計の自由度が向上する。

さらに、各受圧部７２が同一の形状であるので、受圧部７２の面積が同一となり、各受圧部７２にかかる大気圧を均等化することができる。この受圧部７２にかかる大気圧の均等化による作用については後述する。

流路形成部材５０の上面と可撓性部材６０が溶着された受圧部形成プレート７０との間には、適度な弾力性を有するステンレス製の１枚の薄板からなる作動板８０が液体流路５３ごとに配設されている。作動板８０は、その幅が液体流路５３の幅よりも若干狭い程度に形成され、前後方向に長尺に形成されている。

作動板８０は、受圧部形成プレート７０の開口部７１に対向するように配置され、作動板８０の一端部が流路形成部材５０と可撓性部材６０とに挟持されている。すなわち、作動板８０の開口部７１に対向する部位である動作部８１が、平面視において各開口部７１内に収まるように各作動板８０が配設されている。

作動板８０の動作部８１は、自由端となっており、受圧部７２が密着している。このため、受圧部７２が変位すると作動板８０の動作部８１が押圧され、動作部８１は液体流路５３側に撓むようになっている。

上述したように、本実施形態では、各インク供給チューブ２４、各弁体収容室４６、各液体流路５３、各連通孔５５、各フィルター室４４、各流出孔４７、及び連通孔３２によりインクカートリッジからヘッド本体１９にインクを供給する供給路が構成されている。この液体流路５３よりも上流側には、液体流路５３を閉塞する弁体９０が設けられている。本実施形態では、次のように、弁体収容室４６に弁体９０を配した。

流路形成部材５０の底面には、弁体収容室４６内に上下に延びる円筒状のケース部５４が形成されており、ケース部５４の下面は弁体収容室４６の底面に当接している。ケース部５４の前端側には、ケース部５４の内外を連通するスリット５４ａが形成されている。したがって、ケース部５４内と弁体収容室４６内とは連通している。

液体流路５３内及び弁体収容室４６内には、これら両室５３，４６を跨ぐように弁体９０が収容されている。この弁体９０は、挿通孔５２に挿通された円柱状のバルブ軸９１と、ケース部５４内においてバルブ軸９１の下端部に設けられたバルブ軸９１の外径よりも大きい外径を持つ円板状の鍔部９２とを備えている。バルブ軸９１の下端は鍔部９２の上面における中心に連結されているとともに、バルブ軸９１の上端は作動板８０の動作部８１の下面に当接している。

鍔部９２の外径は、挿通孔５２の内径よりも大きく、且つケース部５４の内径よりも僅かに小さくなっている。鍔部９２の上面には、この上面の周縁に沿って可撓性材料よりなる円環状のシール部材９３がバルブ軸９１を囲むように固着されている。このシール部材９３の外径は鍔部９２の外径とほぼ同じになっている。また、ケース部５４内において、鍔部９２の下面と弁体収容室４６の底面との間には付勢部材の一例であるコイルばね９４が介装されている。

このコイルばね９４は、弁体９０を常に閉弁状態となる方向である上方に向かって付勢するようになっている。そして、この弁体９０の閉弁状態では、シール部材９３が挿通孔５２を囲んだ状態でケース部５４内の上壁面に密着して挿通孔５２が閉鎖された状態、すなわちケース部５４内と液体流路５３内とが非連通状態になっている。

そして、液体流路５３内がヘッド本体１９へのインクの供給によって負圧になると、大気圧との差圧によって受圧部７２が液体流路５３側（下側）に撓むように変位する。この受圧部７２の変位に伴って動作部８１が、作動板８０の基端部をヒンジとして下方に向かって屈曲するように弾性変形する。

この動作部８１の弾性変形により、動作部８１によってバルブ軸９１がコイルばね９４の付勢力に抗して下方に押し下げられてシール部材９３がケース部５４内の上壁面から離間することで、弁体９０が開弁されるようになっている。そして、弁体９０が開弁状態にある場合には、挿通孔５２が開放された状態、すなわちケース部５４内と液体流路５３内とが連通状態になっている。

次に、インク供給部材３０の作用について説明する。

初期充填もしくは以前のインクの吐出により、インクが液体流路５３からヘッド本体１９に至るインクの流路に供給された状態で、ヘッド本体１９から各インクが噴射されて各液体流路５３内のインクが減少すると、各液体流路５３内に負圧が発生するため、大気圧との差圧によって受圧部７２が液体流路５３側（下側）に撓むように変位する。この受圧部７２の変位に伴って各動作部８１が、各作動板８０の後端をヒンジとして下方に向かって屈曲するように弾性変形する。

この各動作部８１の弾性変形により、各動作部８１によって各バルブ軸９１が各圧力コイルばね９４の付勢力に抗して下方に押し下げられて各シール部材９３が各弁体収容室４６の上壁面から離間することで、各弁体９０が開弁される。すると、各弁体収容室４６のインクが挿通孔５２を介して各液体流路５３内に流れ込む。そして、各液体流路５３内にそれぞれインクが十分に補充されると、各液体流路５３内の負圧が解消されて各受圧部７２及び各動作部８１が元の位置に戻るとともに、各コイルばね９４の付勢力により各弁体９０がそれぞれ閉弁されることにより各液体流路５３は常に一定の圧力に保たれる。

この場合、各液体流路５３から各連通孔５５を介して各フィルター室４４にインクが流入する。フィルター室４４では、内包されたフィルター４５によりインク中の異物が除去され、流出孔４７及び連通孔３２からヘッド本体１９へ流れる。

ここで、上述したように、各受圧部７２の平面視における形状は同一形状である。このため、受圧部７２の面積が同一となり、各受圧部７２にかかる大気圧が均等化されている。これにより、ヘッド本体１９でインクが使用されて各液体流路５３内が負圧になったとき、各液体流路５３における大気圧との差も均等化されるので、受圧部７２の変位の量も同程度となり、弁体９０を押圧する圧力が弁体９０ごとにばらつくことを抑えることができる。

このように液体流路５３内が負圧になった際に弁体９０を押圧する圧力が、全ての弁体９０で均等化されるので、インクの圧力が液体流路５３ごとにばらつくことを抑えて均等な圧力でヘッド本体１９に供給することができる。

以上説明したように、本実施形態のインクジェット式記録ヘッド１８では、受圧部７２の形状は、液体流路５３の長さの違いに関係なく、受圧部形成プレート７０の開口部７１の形状により規定することができる。これにより、長さが異なる複数の液体流路５３を形成する場合であっても、同一形状の受圧部７２を形成することができる。

また、本実施形態のインクジェット式記録ヘッド１８では、このように各受圧部７２を同一形状としたので、受圧部７２の面積が同一となり、各受圧部７２にかかる大気圧を均等化することができる。これにより、弁体９０にかかる圧力が弁体ごとにばらつくことが抑制されるため、均等な圧力でヘッド本体１９にインクを供給することができ、ばらつきによる印刷品質の低下を抑えて高品質な印刷を行うことができる。

〈実施形態２〉
上述した実施形態では、可撓性部材６０は流路形成部材５０の上面の全面に配設され、流路用溝部５１の開口を封止していたが、これに限定されない。本発明では、流路用溝部５１の形状に係わらず受圧部形成プレート７０の各開口部７１を形成して受圧部７２の形状を規定することができるので、例えば、流路用溝部５１Ｌにおいて、その開口の一部を受圧部形成プレート７０の下面で封止するという構成が可能となる。

図６は、本実施形態に係るインク供給部材の平面図であり、図７は、図６のＡ−Ａ線断面図である。なお、実施形態１と同一のものには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

これらの図に示すように、実施形態１と同様に、受圧部形成プレート７０の各開口部７１は、流路用溝部５１のうち短い方である流路用溝部５１Ｓの大きさに合わせて形成されている。すなわち、各開口部７１は、平面視において、左右方向の幅が流路用溝部５１の幅よりも若干狭く、前後方向の長さが流路用溝部５１Ｓの長さよりも若干短く構成されている。各開口部７１は、左右方向に並設され、各流路用溝部５１内に重なるように位置している。

流路形成部材５０の上面には、左右方向の幅が流路形成部材５０の幅と略等しく、前後方向の長さが流路用溝部５１Ｓよりも若干長い程度に形成された可撓性部材６０Ａが配設されている。可撓性部材６０Ａは、各流路用溝部５１の後端側に合わせて配置されている。

流路用溝部５１Ｓは、その開口が可撓性部材６０Ａのみにより封止され、液体流路５３Ｓが形成されている。一方、流路用溝部５１Ｌは、その開口の一部が可撓性部材６０Ａにより封止され、残りの開口部分は、受圧部形成プレート７０の下面で封止されている。すなわち、液体流路５３Ｌは、流路用溝部５１Ｌと可撓性部材６０Ａと受圧部形成プレート７０とから構成されている。

また、各液体流路５３Ｌから各フィルター室４４に連通する連通孔５５は、受圧部形成プレート７０の流路用溝部５１Ｌを封止した領域に対向する位置に形成されている。

かかる液体流路５３Ｌにおいては、液体流路５３Ｌ内部が過負圧などで受圧部７２が液体流路５３Ｌ内部へ大きく撓んだとしても、連通孔５５の上方には受圧部７２（可撓性部材６０Ａ）ではなく剛性のある受圧部形成プレート７０が設けられているため、撓んだ受圧部７２が連通孔５５を塞いでしまう虞がない。このように、連通孔５５の閉塞を防止できるため、インクの吐出不良を起こすことが防止され、信頼性が向上した液体噴射ヘッドが提供される。

〈他の実施形態〉
以上、本発明の実施形態を説明したが、勿論、本発明は上述したものに限定されるものではない。例えば、フィルター室４４は、フィルター室形成部材４０に設けられていたが、このような態様に限らず、例えば、流路形成部材５０に一体的に設けられていてもよい。

また、フィルター室凹部群４２は、左右方向に複数並設されていたが、少なくとも、１つ設けられていれば、本発明の作用効果を奏する。

さらに、流路用溝部５１は、長い流路用溝部５１Ｌと短い流路用溝部５１Ｓとの２種類を流路形成部材５０に形成したが、これに限定されず、３種類以上の長さの異なる流路用溝部を形成してもよい。

なお、上述した実施形態においては、本発明の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説明したが、液体噴射ヘッドの基本的構成は上述したものに限定されるものではない。本発明は、広く液体噴射ヘッドの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ものにも勿論適用することができる。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る。

１１インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、１８インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、１９ヘッド本体（液体噴射ヘッド本体）、３０インク供給部材（液体供給部材）、４０フィルター室形成部材、４１フィルター室凹部、４２フィルター室凹部群、４４フィルター室、４５フィルター、４６弁体収容室、４８インク導入路、５０流路形成部材、５１、５１Ｌ、５１Ｓ流路用溝部、５３、５３Ｌ、５３Ｓ液体流路、６０、６０Ａ可撓性部材、７０受圧部形成プレート、７１開口部、７２受圧部、８０作動板、８１動作部、９０弁体

Claims

ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッド本体と、
液体が貯留された液体供給源から前記液体噴射ヘッド本体に液体を供給する液体供給部材とを具備し、
前記液体供給部材は、
フィルターを内包し、前記ノズル開口に連通するフィルター室が一方向に複数配列されたフィルター室群と、
前記フィルター室群の各フィルター室に連通し、一方面に開口して長さが異なる複数の流路用溝部が形成された流路形成部材と、
前記流路用溝部の開口を封止して液体流路を形成する可撓性部材と、
前記液体流路ごとに形成された開口部を有し、当該各開口部が前記可撓性部材を挟んで前記各液体流路に対向するように前記流路形成部材に配置されることで前記可撓性部材の前記各開口部に露出した一部である受圧部を形成する受圧部形成プレートと、
前記各液体流路を閉塞するように付勢部材により付勢されると共に、前記受圧部が前記液体流路内の圧力変動に基づいて変位することにより前記付勢部材の付勢力に抗して前記液体流路を開放する弁体とを具備し、
前記受圧部形成プレートの各開口部は、同一形状に形成されている
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。
請求項１に記載する液体噴射ヘッドにおいて、
前記受圧部形成プレートの各開口部は、最も長さが短い第１流路用溝部の開口形状に対応して形成され、
当該第１流路用溝部よりも長さが長い第２流路用溝部は、前記可撓性部材及び前記受圧部形成プレートにより封止され、
前記第２流路用溝部と前記フィルター室とを連通する連通孔は、前記受圧部形成プレートの前記第２流路用溝部を封止した領域に対向する位置に形成されている
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。
請求項１又は請求項２に記載する液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。