JP6239725B2 - インクジェットヘッドおよびインクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、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。

インクジェットヘッドとインクタンクとの間でインクを循環させるインクジェット記録装置が存在する。例えば、インクタンクからインクジェットヘッドにインクが送られ、当該インクの一部がインクジェットヘッドから吐出される。一方、残りのインクはインクジェットヘッドからインクタンクに戻される。

特許第４４３７６０号公報

最初から、またはインク吐出時に空気を引き込むことで、インク中に気泡が含まれることがある。当該気泡は、インクジェットヘッドのインク不吐出の原因となるおそれがある。

本発明が解決しようとする課題は、気泡による吐出性能の低下を抑制できるインクジェットヘッドおよびインクジェット記録装置を提供することにある。

一つの実施の形態に係るインクジェットヘッドは、ヘッド部と、インクタンクと、ポンプと、を備える。前記ヘッド部は、インクを吐出するノズルに通じるとともにインクが供給されるインク供給口と前記ノズルに通じるとともにインクが排出されるインク排出口と、を有する。前記インクタンクは、前記ヘッド部の上部に固定され、インクを収容するとともに前記インク供給口に通じる収容室を有する。前記ポンプは、前記インクタンクに固定され、前記ヘッド部の前記インク排出口に接続された入口と前記インクタンクに接続されるとともに前記収容室に形成されるインクの液面を避ける方向に向く出口とを有し、前記インク排出口から排出されたインクを前記収容室に供給する。前記収容室は、前記ポンプの外周に沿って形成され、前記インク供給口に通じる第１の部分と、前記第１の部分よりも断面積が大きい第２の部分と、を有する。前記ポンプの前記出口は、前記第２の部分に開口する。前記収容室の前記第１の部分は、前記ヘッド部と前記ポンプとの間にある。前記インクタンクは、前記ヘッド部に隣接して前記第１の部分の一部を規定するとともに前記インク供給口が開口する第１の壁部と、前記ポンプに隣接して前記第１の部分の一部を規定するとともに、一方の端部から他方の端部に向かうに従って前記第１の壁部から離れる第２の壁部と、を有する。

一つの実施の形態に係るインクジェットプリンタを示す断面図。 一つの実施形態のインクジェットヘッドを示す斜視図。 一つの実施形態のインクジェットヘッドを示す正面図。 一つの実施形態のインクジェットヘッドを示す背面図。 一つの実施形態のインクジェットヘッドを示す側面図。 一つの実施形態のインクジェットヘッドを示す側面図。 一つの実施形態のヘッド部の一部を示す平面図。 一つの実施形態のヘッド部を図７のＦ８−Ｆ８線に沿って示す断面図。 一つの実施形態のヘッド部を図８のＦ９−Ｆ９線に沿って示す断面図。 一つの実施形態のインクジェットヘッドの一部を示す正面図。

以下に、一つの実施の形態について、図１から図１０を参照して説明する。なお、複数の表現が可能な各要素に、一つ以上の他の表現の例を付すことがある。しかし、これは、他の表現が付されていない要素について異なる表現がされることを否定するものではないし、例示されていない他の表現がされることを制限するものでもない。また、各図面は実施形態を概略的に示すものであり、図面に示される各要素の寸法は、実施形態の説明と異なることがある。

図１は、一つの実施の形態に係るインクジェットプリンタ１を示す断面図である。インクジェットプリンタ１は、インクジェット記録装置の一例である。なお、インクジェット記録装置はこれに限らず、複写機のような他の装置であっても良い。

図１に示すように、インクジェットプリンタ１は、例えば、記録媒体である記録紙Ｐを搬送しながら画像形成等の各種処理を行う。インクジェットプリンタ１は、筐体１０と、給紙カセット１１と、排紙トレイ１２と、保持ローラ（ドラム）１３と、搬送装置１４と、保持装置１５と、画像形成装置１６と、除電剥離装置１７と、反転装置１８と、クリーニング装置１９とを備える。

給紙カセット１１は、複数の記録紙Ｐを収容して、筐体１０内に配置される。排紙トレイ１２は、筐体１０の上部にある。インクジェットプリンタ１によって画像形成がされた記録紙Ｐは、排紙トレイ１２に排出される。

搬送装置１４は、記録紙Ｐが搬送される経路に沿って配置された複数のガイドおよび複数の搬送ローラを有する。当該搬送ローラは、モータに駆動されて回転することで、記録紙Ｐを給紙カセット１１から排紙トレイ１２まで搬送する。

保持ローラ１３は、導体によって形成された円筒状のフレームと、当該フレームの表面に形成された薄い絶縁層とを有する。前記フレームは接地（グランド接続）される。保持ローラ１３は、その表面上に記録紙Ｐを保持した状態で回転することにより、記録紙Ｐを搬送する。

保持装置１５は、搬送装置１４によって給紙カセット１１から搬出された記録紙Ｐを、保持ローラ１３の表面（外周面）に吸着させて保持させる。保持装置１５は、記録紙Ｐを保持ローラ１３に対して押圧した後、帯電による静電気力で記録紙Ｐを保持ローラ１３に吸着させる。

画像形成装置１６は、保持装置１５によって保持ローラ１３の外面に保持された記録紙Ｐに、画像を形成する。画像形成装置１６は、保持ローラ１３の表面に面する複数のインクジェットヘッド２１を有する。複数のインクジェットヘッド２１は、例えば移動可能なキャリッジに取り付けられ、記録紙Ｐに対して移動する。複数のインクジェットヘッド２１は、例えば、シアン、マゼンダ、イエロー、ブラックの四色のインクを、それぞれ記録紙Ｐに吐出することで、画像を形成する。

除電剥離装置１７は、画像が形成された記録紙Ｐを、除電することで、保持ローラ１３から剥離する。除電剥離装置１７は、電荷を供給して記録紙Ｐを除電し、記録紙Ｐと保持ローラ１３との間に爪を挿入する。これにより、記録紙Ｐは保持ローラ１３から剥離される。保持ローラ１３から剥離された記録紙Ｐは、搬送装置１４によって、排紙トレイ１２または反転装置１８に搬送される。

クリーニング装置１９は、保持ローラ１３を洗浄する。クリーニング装置１９は、保持ローラ１３の回転方向において除電剥離装置１７よりも下流にある。クリーニング装置１９は、回転する保持ローラ１３の表面にクリーニング部材１９ａを当接させ、回転する保持ローラ１３の表面を洗浄する。

反転装置１８は、保持ローラ１３から剥離された記録紙Ｐの表裏面を反転させ、当該記録紙Ｐを再び保持ローラ１３の表面上に供給する。反転装置１８は、例えば記録紙Ｐを前後方向逆にスイッチバックさせる所定の反転経路に沿って記録紙Ｐを搬送することにより、記録紙Ｐを反転させる。

図２は、一つのインクジェットヘッド２１を示す斜視図である。図３は、インクジェットヘッド２１を示す正面図である。図４は、インクジェットヘッド２１を示す背面図である。図５は、インクジェットヘッド２１を示す側面図である。図６は、インクジェットヘッド２１を図５の反対側から示す側面図である。

図２ないし図６に示すように、インクジェットヘッド２１は、インクを吐出するヘッド部２３と、ヘッド部２３との間でインクを循環するインク循環装置２４とを有する。インクジェットヘッド２１は、ヘッド部２３とインク循環装置２４とが一体型に形成されたものである。すなわち、インクジェットヘッド２１が前記キャリッジによって移動させられる場合、ヘッド部２３とインク循環装置２４とは一体となって移動する。なお、ヘッド部２３とインク循環装置２４とを別個の装置とみなしたとき、ヘッド部２３は、単独でインクジェットヘッドと称され得る。

図７は、ヘッド部２３の一部を示す平面図である。図８は、図７のＦ８−Ｆ８線に沿ってヘッド部２３の一部を示す断面図である。図９は、図８のＦ９−Ｆ９線に沿ってヘッド部２３の一部を示す断面図である。

図８に示すように、ヘッド部２３は、いわゆるサイドシュータ型のシェアモード型インクジェットヘッドである。ヘッド部２３は、ベース基板３０と、一対の圧電部材３１と、ノズルプレート３２と、フレーム３３と、一対の駆動部３４と、マニホールド３６とを有する。なお、図７はノズルプレート３２を一部切り欠いて示す。

図２に示すように、ヘッド部２３は、ケーシング３７をさらに有する。ベース基板３０、圧電部材３１、ノズルプレート３２、フレーム３３、駆動部３４、およびマニホールド３６は、ケーシング３７に収容される。ケーシング３７は、ノズルプレート３２を露出させる。ケーシング３７は、例えばネジによって前記キャリッジに固定される。

図８に示すように、ヘッド部２３の内部に、インク室３８が形成される。インク室３８は、ベース基板３０と、ノズルプレート３２と、フレーム３３とに囲まれる。インク室３８は、インクを収容する。

ベース基板３０は、例えばアルミナのようなセラミックスによって形成された板材である。ベース基板３０は、実装面４１と、複数の供給孔４５と、複数の排出孔４６とを有する。供給孔４５および排出孔４６は、ベース基板３０を貫通し、実装面４１に開口する。

図７に示すように、複数の供給孔４５は、ベース基板３０の中央部において、ベース基板３０の長手方向に沿って並ぶ。供給孔４５は、インク室３８に開口する。インクは、供給孔４５からインク室３８に供給される。

複数の排出孔４６は、一列に並んだ供給孔４５を挟むように、ベース基板３０の長手方向に沿って二列に並ぶ。排出孔４６は、インク室３８に開口する。インク室３８のインクは、排出孔４６から排出される。

一対の圧電部材３１は、例えば、貼り合わされたチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）製の二枚の圧電板である。当該二枚の圧電板の分極方向は、互いに反対方向を向く。圧電部材３１は、例えば、台形状の断面を有する棒状に形成される。一対の圧電部材３１は、インク室３８の中で平行に並ぶように実装面４１に接着される。圧電部材３１は、供給孔４５の列と、排出孔４６の列との間に位置する。

圧電部材３１は、複数の溝（圧力室、インク流路）５１を有する。溝５１は、ベース基板３０の長手方向と交差する方向にそれぞれ延びる。複数の溝５１は、ベース基板３０の長手方向に並ぶ。供給孔４５からインク室３８に供給されたインクは、複数の溝５１に供給される。当該インクは溝５１を通過して、排出孔４６から排出される。

図９に示すように、複数の溝５１の内面は、電極５３によってそれぞれ覆われる。複数の溝５１の間にそれぞれ形成された圧電部材３１の壁状の部分部は、隣り合う溝５１にそれぞれ形成された電極５３によって挟まれる。これにより、圧電部材３１の当該壁状の部分部が、圧電素子として機能する。

図７に示すように、ベース基板３０の実装面４１に、複数の配線パターン５５が設けられる。配線パターン５５は、例えば無電解メッキによって形成されたニッケル（Ｎｉ）および金（Ａｕ）の薄膜である。

配線パターン５５の一方の端部は、それぞれ圧電部材３１の溝５１に形成された電極５３に接続される。配線パターン５５の他方の端部は、ベース基板３０の実装面４１の側端部に位置する。

駆動部３４は、実装面４１の側端部において配線パターン５５に電気的に接続される。
駆動部３４は、例えば、フィルムキャリアパッケージ（以下、ＦＣＰと称する）を有する。当該ＦＣＰは、柔軟性を有するフィルムと、当該フィルムに接続されたＩＣとを有する。前記ＩＣは、圧電部材３１の電極５３に駆動信号（電圧）を印加する部品である。前記フィルムは、配線パターン５５に接続される。

駆動部３４は、例えばインクジェットプリンタ１の制御部から入力される信号に基いて、配線パターン５５を介して電極５３に電圧を印加する。これにより、圧電部材３１が溝５１の容積を変化させるようにシェアモード変形する。当該容積変化によって、溝５１に供給されたインクが加圧される。

ノズルプレート３２は、例えばポリイミド製のフィルムである。ノズルプレート３２は、フレーム３３を介してベース基板３０に取り付けられ、ベース基板３０と対向する。さらに、ノズルプレート３２は、圧電部材３１の頂面にも接着される。

ノズルプレート３２に、複数のノズル（オリフィス、インク吐出口）６１が設けられる。ノズル６１は、ノズルプレート３２に形成された孔である。複数のノズル６１は、複数の溝５１にそれぞれ開口する。溝５１で加圧されたインクは、対応するノズル６１から吐出される。ノズル６１は、ケーシング３７によって露出される。

インクジェットヘッド２１は、ノズル６１が下方を向くように配置される。ノズル６１の向きは鉛直下方に限らず、例えば図１に示すように傾斜しても良い。なお、以下の記載は、説明の便宜のため、ノズル６１が鉛直下方を向いているものとして説明する。

フレーム３３は、枠状に形成される。フレーム３３は、例えばニッケル合金によって形成される。図８に示すように、フレーム３３は、ノズルプレート３２とベース基板３０との間に介在する。

マニホールド３６は、インク供給流路６４と、インク排出流路６５とを有する。インク供給流路６４の一方の端部は、複数の供給孔４５に接続される。インク排出流路６５の一方の端部は、複数の排出孔４６に接続される。インク排出流路６５は、二つの列に含まれる複数の排出孔４６に接続されるため、途中で分岐する。

図１０は、インク循環装置２４を拡大してインクジェットヘッド２１の一部を示す正面図である。図１０に示すように、インク供給流路６４の他方の端部６４ａと、インク排出流路６５の他方の端部６５ａとは、ケーシング３７の上端３７ａから突出する。インク供給流路６４の端部６４ａは、インク供給口の一例である。インク排出流路６５の端部６５ａは、インク排出口の一例である。インク供給流路６４の端部６４ａと、インク排出流路６５の端部６５ａとは、例えば、略鉛直方向に延びるパイプである。

インク供給流路６４の端部６４ａは、ヘッド部２３の幅方向（図１０における水平方向）において、略中央に位置する。インク供給流路６４の端部６４ａは、インク供給流路６４、供給孔４５、インク室３８、および溝５１を介して、ノズル６１に通じる。

インク排出流路６５の端部６５ａは、ヘッド部２３の幅方向において、ヘッド部２３の側端部とインク供給流路６４の端部６４ａとの間に位置する。インク排出流路６５の端部６５ａは、インク排出流路６５、排出孔４６、インク室３８、および溝５１を介して、ノズル６１に通じる。

図３および図４に示すように、インク循環装置２４は、インクタンク７１と、ポンプ７２と、接続チューブ７３と、調整ポンプ７４と、大気開放バルブ７５と、インク供給パイプ７６とを備える。

インクタンク７１は、例えばネジによってケーシング３７の上端３７ａに固定される。
言い換えると、インクタンク７１は、ヘッド部２３の上方に位置する。例えばヘッド部２３が移動する場合、インクタンク７１はヘッド部２３と一体的に移動する。

インクタンク７１は、インクを収容する収容室８１を有する。インクタンク７１および収容室８１は、ポンプ７２の外周に沿って、略Ｃ字状に形成される。言い換えると、インクタンク７１および収容室８１は、ポンプ７２の側部に沿って略鉛直方向に延びる部分と、ポンプ７２の上部に沿って略水平方向に延びる部分と、ポンプ７２の下部に沿って略水平方向に延びる部分と、を有する。

図１０に示すように、収容室８１の第１の端部（下方の端部）８１ａに、インク供給流路６４の端部６４ａが接続される。このため、収容室８１のインクが、インク供給流路６４の端部６４ａから、ヘッド部２３に供給される。

ポンプ７２は、例えば逆止弁を有する圧電ポンプである。ポンプ７２は、円弧状の外周を有する略円板形状に形成される。ポンプ７２は、入口８４と、出口８５とを有する。入口８４および出口８５は、ポンプ７２の外周面からそれぞれ反対方向に突出する管である。なお、入口８４および出口８５の突出方向はこれに限らない。例えば、出口８５は、入口８４が突出する方向に対して９０°傾いた方向に突出しても良い。

ポンプ７２は、例えば、入口８４および出口８５が４５度傾斜する状態でインクタンク７１に固定される。なお、入口８４および出口８５の角度はこれに限らない。入口８４は斜め下方に突出し、出口８５は斜め上方に突出する。出口８５は、入口８４よりも上方に位置する。例えば前記キャリッジによってヘッド部２３が移動させられると、ポンプ７２は、ヘッド部２３およびインクタンク７１と一体的に移動する。

入口８４は、接続チューブ７３を介して、インク排出流路６５の端部６５ａに接続される。接続チューブ７３は、例えば可撓性を有する樹脂製の管である。ヘッド部２３のインクは、インク排出流路６５の端部６５ａから、入口８４へ吸い込まれる。

出口８５は、端部管８７と、可撓性を有する方向調整チューブ８８とを有する。端部管８７は、ポンプ７２から突出し、インクタンク７１に接続される。例えば、端部管８７は、インクタンク７１に設けられた孔に挿入される。

端部管８７は、収容室８２の第２の端部（上方の端部）８１ｂに接続される。方向調整チューブ８８の一方の端部は、収容室８２において、端部管８７に接続される。方向調整チューブ８８が曲げられることで、方向調整チューブ８８の他方の端部は下方に向く。なお、方向調整チューブ８８の他方の端部の向きはこれに限らない。

調整ポンプ７４は、例えばチューブポンプである。調整ポンプ７４は、第１の空気管９１によって、収容室８１の第２の端部８１ｂに接続される。第１の空気管９１は、方向調整チューブ８８よりも上方で、収容室８１に開口する。

図３に示すように、調整ポンプ７４は、第２の空気管９２によって、液受けタンク９４に接続される。液受けタンク９４は、大気開放されている。液受けタンク９４は、調整ポンプ７４を通って収容室８１からインクが漏れ出た場合、当該インクを収容する。

調整ポンプ７４は、収容室８１に空気を送り、または、収容室８１から空気を排出する。これにより調整ポンプ７４は、収容室８１とヘッド部２３のノズル６１との圧力を、適切な負の圧力にする。ノズル６１が負の圧力にされることで、ノズル６１からインクが漏れ出すことが抑制される。調整ポンプ７４は、停止している間、空気の流れを遮断する。

図４に示すように、大気開放バルブ７５は、第３の空気管９６によって、収容室８１の第２の端部８１ｂに接続される。第３の空気管９６は、方向調整チューブ８８よりも上方で、収容室８１に開口する。

大気開放バルブ７５は、通常閉じた状態にある。大気開放バルブ７５は、例えばインクジェットプリンタ１の前記制御部によって制御された場合に、開いた状態になり、収容室８１を大気開放する。

図３に示すように、インク供給パイプ７６は、収容室８１の第２の端部８１ｂに接続される。インク供給パイプ７６は、方向調整チューブ８８よりも上方、且つ、第１の空気管９１よりも下方で、収容室８１に開口する。

インク供給パイプ７６は、インク供給タンク９８に接続される。インク供給タンク９８は、収容室８１に収容されるインクと同じ種類のインクを収容する。インク供給タンク９８は、圧力制御によって正の圧力にされる。

インク供給パイプ７６に、インク供給バルブ９９が設けられる。インク供給バルブ９９は、通常閉じた状態にある。インク供給バルブ９９は、例えばインクジェットプリンタ１の前記制御部によって制御された場合に、開いた状態になる。インク供給バルブ９９が開くと、正の圧力であるインク供給タンク９８のインクが、負の圧力である収容室８１に流入する。

インクタンク７１について詳しく説明する。図１０に示すように、インクタンク７１の上端部に、気圧センサ１０１がある。気圧センサ１０１は、ラビリンス１０２を介して、収容室８１の第２の端部８１ｂに接続される。

ラビリンス１０２は、気体の通行が自由で、且つ液体の通行を阻む微細な流路である。
ラビリンス１０２は、収容室８１のインクが気圧センサ１０１に到達することを抑制する。ラビリンス１０２が気体を通すことで、気圧センサ１０１は収容室８１の気圧を計測する。

収容室８１に、上方マーカ１０４と、下方マーカ１０５とが設けられる。上方マーカ１０４および下方マーカ１０５は、収容室８１の側壁から突出する突起である。上方マーカ１０４は、下方マーカ１０５よりも上方に位置する。上方マーカ１０４および下方マーカ１０５は、収容室８１における第１の空気管９１の開口部よりも下方に位置する。

収容室８１に収容されたインクは、図１０に一点鎖線で示される液面Ｓを形成する。液面Ｓは、上方マーカ１０４と下方マーカ１０５との間に位置するように制御される。例えば、ヘッド部２３がインクを吐出することにより収容室８１のインクが減少し、液面Ｓが下方マーカ１０５よりも下がることがある。この場合、例えば収容室８１内のフロートセンサによってインクジェットプリンタ１の前記制御部がインクの減少を検知する。当該制御部は、インク供給バルブ９９を開くことで、インク供給タンク９８のインクを収容室８１に供給させる。これにより、収容室８１のインクが増加し、液面Ｓが上方マーカ１０４と下方マーカ１０５との間に戻る。

収容室８１は、第１の部分１１１と、第２の部分１１２とを有する。第１の部分１１１と、第２の部分１１２とは、収容室８１の一部である。第１の部分１１１と第２の部分１１２とは、直接的に連続しても良いし、他の部分を介して通じても良い。

第１の部分１１１は、ヘッド部２３と、ポンプ７２との間にある。第１の部分１１１は、ポンプ７２の下部に沿って略水平方向に延びる部分である。第１の部分１１１は、収容室８１の第１の端部８１ａを含む。このため、第１の部分１１１に、インク供給流路６４の端部６４ａが通じる。

第２の部分１１２は、第１の部分１１１よりも上方に位置する。なお、第２の部分１１２の全ての部分が第１の部分１１１よりも上方に位置しなくても良い。第２の部分１１２の最も上方に位置する部分は、第１の部分１１１の最も上方に位置する部分よりも上方に位置する。

第２の部分１１２は、ポンプ７２の側部に沿って略鉛直方向に延びる部分、および、ポンプ７２の上部に沿って略水平方向に延びる部分である。第２の部分１１２は、収容室８１の第２の端部８１ｂを含む。このため、第２の部分１１２に、ポンプ７２の出口８５が開口する。

上方マーカ１０４および下方マーカ１０５は、第２の部分１１２に位置する。このため、収容室８１のインクの液面Ｓは、第２の部分１１２に形成される。第２の部分１１２において、液面Ｓの上方に空気層Ａが形成される。

インクの液面Ｓは、出口８５の方向調整チューブ８８の端部よりも上方に形成される。
言い換えると、出口８５は、液面Ｓより下方のインク中に開口する。出口８５がインク中に開口すれば、例えば方向調整チューブ８８の一部が液面Ｓから出ていても良い。

インクタンク７１は、底壁１１４と、曲壁１１５とを有する。底壁１１４は、第１の壁部の一例である。曲壁１１５は、第２の壁部の一例である。底壁１１４と曲壁１１５とは、第１の部分１１１の一部を規定する。

底壁１１４は、ケーシング３７の上端３７ａに隣接する。底壁１１４の一方の端部に挿通孔が形成される。当該挿通孔にインク供給流路６４の端部６４ａが挿入される。これにより、底壁１１４にインク供給流路６４の端部６４ａが開口する。底壁１１４は、上記一方の端部から、他方の端部に向かって上方に傾斜する。言い換えると、底壁１１４の一方の端部は、他方の端部よりも下方に位置する。

曲壁１１５は、ポンプ７２に隣接する。曲壁１１５は、底壁１１４よりも上方に位置し、底壁１１４に面する。曲壁１１５は、一方の端部から他方の端部に向かうに従って底壁１１４から離れる。例えば、曲壁１１５は二次曲線状に湾曲する。曲壁１１５の一方の端部は、他方の端部よりも下方に位置する。曲壁１１５の当該一方の端部は、水平面ではなく、傾斜する。

上記のような第１の部分１１１の幅Ｗ１は、インク供給流路６４の端部６４ａが位置する一方の端部から、第２の部分１１２に通じる他方の端部に向かうに従って広がる。幅Ｗ１は、底壁１１４のある一点から、当該一点と最も近い曲壁１１５の一点との間の距離である。

収容室８１の奥行は、第１の端部８１ａから第２の端部８１ｂに亘って一定である。このため、第１の部分１１１の断面積は、前記一方の端部から前記他方の端部に向かうに従って広がる。

第２の部分１１２の幅Ｗ２は、位置によって異なるが、第１の部分１１１の幅Ｗ１よりも広い。すなわち、最も小さい第２の部分１１２の幅Ｗ２は、最も大きい第１の部分１１１の幅Ｗ１よりも広い。言い換えると、第２の部分１１２は、第１の部分１１１よりも断面積が大きい。また、第２の部分１１２は、インク供給流路６４の端部６４ａよりも断面積が大きい。

上述のように、出口８５の方向調整チューブ８８の端部は下方に向く。言い換えると、出口８５は、インクの液面Ｓに向かず、インクの液面Ｓを避ける方向に向く。出口８５の向きは下方に限らず、例えば、水平方向に向いても良い。また、出口８５は、インクの液面Ｓを避けて、例えば収容室８１の側壁に向くならば、斜め上方に向いても良い。

以下に、インクジェットヘッド２１の動作の一例について説明する。ポンプ７２が作動することで、ヘッド部２３のインク室３８のインクが、排出孔４６から流出する。当該インクはインク排出流路６５の端部６５ａから排出され、ポンプ７２に流入する。

ポンプ７２は、当該インクを収容室８１に供給する。言い換えると、インクは、出口８５から収容室８１の第２の部分１１２に流入する。流体の流速は、流路の断面積が大きいほど下がる。第２の部分１１２の断面積は、出口８５の断面積よりも大きい。このため、第２の部分１１２に流入したインクの流速は低下する。

収容室８１に供給されたインクに気泡が含まれる場合、当該気泡の少なくとも一部は第２の部分１１２で上昇し、空気層Ａの空気と合体する。言い換えると、インクと気泡とが分離される。第２の部分１１２でインクの流速が下がるため、気泡はインクに流されずに浮き上がり易い。

インクとともに第１の部分１１１まで流れた気泡も、空気層Ａまで浮き上がり得る。第１の部分１１１の一部を規定する曲壁１１５は、水平面を有さずに傾斜する。このため、当該気泡は、曲壁１１５に沿って上昇することができる。

インクは、第１の部分１１１に開口するインク供給流路６４の端部６４ａから、インク供給流路６４に流入する。当該インクは、ヘッド部２３の供給孔４５から、インク室３８に供給される。

インク室３８に供給されたインクは、圧電部材３１の複数の溝５１に供給される。駆動部３４が電極５３に駆動信号を印加すると、当該インクの一部は、圧電部材３１によってノズル６１から吐出される。吐出されなかったインクは、溝５１を通過し、排出孔４６から排出される。排出されたインクは、再度ポンプ７２に吸い込まれる。インクは、このようにヘッド部２３とインク循環装置２４との間で循環する。当該循環の過程で、インクに含まれる気泡はインクから分離し、収容室８１の空気層Ａに取り込まれる。

上述のように、収容室８１のインクが減少し、インクの液面Ｓが下方マーカ１０５より下がると、インク供給タンク９８からインクが収容室８１に供給される。収容室８１の圧力が所定の負圧から変動したことを気圧センサ１０１が検知すると、調整ポンプ７４は、収容室８１の圧力を所定の負圧になるよう調整する。

上記の実施形態のインクジェットプリンタ１によれば、ポンプ７２の出口８５は、収容室８１に形成されるインクの液面Ｓを避ける方向に向く。これにより、出口８５から出たインクが液面Ｓを揺らすことが抑制される。出口８５から出たインクが液面Ｓを揺らすと、インクに空気が巻き込まれ、インク中に気泡が発生する可能性がある。そのような気泡の発生が抑制されることで、気泡によるインクジェットヘッド２１の吐出性能の低下を抑制できる。

ポンプ７２の出口８５は、収容室８１において第１の部分１１１よりも断面積が大きい第２の部分１１２に開口する。すなわち、出口８５から供給されるインクは、収容室８１中の断面積が広い部分に流入する。このため、インクの流速を大きく低下させることができ、インク中の気泡がインクの流れに逆らって浮き上がり易くなる。言い換えると、インク中に含まれる気泡がインクの流れとともにインク供給流路６４の端部６４ａに流れ込むことが抑制される。したがって、気泡によるインクジェットヘッド２１の吐出性能の低下を抑制できる。

断面積が小さい第１の部分１１１が、ヘッド部２３とポンプ７２との間に配置される。
一方、第２の部分１１２がポンプ７２の外周に沿って形成される。すなわち、収容室８１は、ポンプ７２の下方から側方に回り込むような形状に形成される。これにより、小さなスペースの中で、収容室８１は、気泡が浮き上がることができる十分な長さを確保できる。したがって、気泡によるインクジェットヘッド２１の吐出性能の低下を抑制できる。さらに、収容室８１に当該十分な長さを持たせることで生じるスペースにポンプ７２を配置することができ、インク循環装置２４を小型化できる。

さらに、インクタンク７１の曲壁１１５は、一方の端部から他方の端部に向かうに従って底壁１１４から離れる。ポンプ７２の出口８５から出たインクに含まれる気泡が第１の部分１１１まで達したとしても、当該気泡は、曲壁１１５を伝って浮き上がり、収容室８１の上方の空気層Ａと合体できる。したがって、気泡がインク供給流路６４の端部６４ａからヘッド部２３に侵入することを抑制でき、気泡によるインクジェットヘッド２１の吐出性能の低下を抑制できる。

以上述べた少なくとも一つのインクジェットヘッドによれば、ポンプの出口が、収容室に形成されるインクの液面を避ける方向に向く。これにより、前記出口から出たインクが前記インクの液面を揺らすことが抑制され、インクジェットヘッドの気泡による吐出性能の低下を抑制できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、上記実施形態において、ポンプ７２は、入口８４および出口８５が斜めになるように配置されたが、これに限らない。ポンプ７２は、入口８４および出口８５が水平方向に向くように配置されても良い。この場合、入口８４と出口８５とが同じ高さになり、出口８５はインクを例えば収容室８１の側壁に向かって吐出する。

また、インク循環装置２４はヘッド部２３の上方に限らず、ヘッド部２３の側方に配置されても良い。この場合、インク供給流路６４の端部６４ａは、例えばチューブによって収容室８１に接続される。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］インクを吐出するノズルと、前記ノズルに通じるとともにインクが供給されるインク供給口と、前記ノズルに通じるとともにインクが排出されるインク排出口と、を有するヘッド部と、前記ヘッド部に固定され、インクを収容するとともに前記インク供給口に通じる収容室を有するインクタンクと、前記インクタンクに固定され、前記ヘッド部の前記インク排出口に接続された入口と、前記インクタンクに接続されるとともに前記収容室に形成されるインクの液面を避ける方向に向く出口と、を有し、前記インク排出口から排出されたインクを前記収容室に供給するポンプと、を具備することを特徴とするインクジェットヘッド。
［２］前記収容室は、前記インク供給口に通じる第１の部分と、前記第１の部分よりも断面積が大きい第２の部分と、を有し、前記ポンプの前記出口は、前記第２の部分に開口する、ことを特徴とする［１］に記載のインクジェットヘッド。
［３］前記インクタンクは、前記ヘッド部の上方にあり、前記収容室は、前記ポンプの外周に沿って形成され、前記収容室の前記第１の部分は、前記ヘッド部と前記ポンプとの間にあり、前記インクタンクは、前記ヘッド部に隣接して前記第１の部分の一部を規定するとともに前記インク供給口が開口する第１の壁部と、前記ポンプに隣接して前記第１の部分の一部を規定するとともに、一方の端部から他方の端部に向かうに従って前記第１の壁部から離れる第２の壁部と、を有する、ことを特徴とする［２］に記載のインクジェットヘッド。
［４］記録媒体を搬送する搬送装置と、当該記録媒体にインクを吐出する［１］ないし［３］のいずれか一つに記載のインクジェットヘッドと、を具備することを特徴とするインクジェット記録装置。
［５］インクを吐出するノズルと、前記ノズルに通じるとともにインクが供給されるインク供給口と、前記ノズルに通じるとともにインクが排出されるインク排出口と、を有するインクジェットヘッドに取り付けられるインク循環装置であって、インクを収容する収容室を有し、前記インクジェットヘッドに固定されることで前記収容室に前記インク供給口が通じるインクタンクと、前記インクタンクに固定されるとともに、前記インクジェットヘッドの前記インク排出口に接続される入口と、前記インクタンクに接続されるとともに前記収容室に形成されるインクの液面を避ける方向に向く出口と、を有し、前記インク排出口から排出されるインクを前記収容室に供給するポンプと、を具備することを特徴とするインク循環装置。

１…インクジェットプリンタ、２１…インクジェットヘッド、２３…ヘッド部、２４…インク循環装置、６１…ノズル、６４…インク供給流路、６４ａ…端部、６５…インク排出流路、６５ａ…端部、７１…インクタンク、７２…ポンプ、８１…収容室、８４…入口、８５…出口、１１１…第１の部分、１１２…第２の部分、１１４…底壁、１１５…曲壁、Ｓ…液面。

Claims (2)

1. インクを吐出するノズルに通じるとともにインクが供給されるインク供給口と前記ノズルに通じるとともにインクが排出されるインク排出口と、を有するヘッド部と、
   前記ヘッド部の上部に固定され、インクを収容するとともに前記インク供給口に通じる収容室を有するインクタンクと、
   前記インクタンクに固定され、前記ヘッド部の前記インク排出口に接続された入口と前記インクタンクに接続されるとともに前記収容室に形成されるインクの液面を避ける方向に向く出口とを有し、前記インク排出口から排出されたインクを前記収容室に供給するポンプと、
   を具備し、
   前記収容室は、前記ポンプの外周に沿って形成され、前記インク供給口に通じる第１の部分と、前記第１の部分よりも断面積が大きい第２の部分と、を有し、
   前記ポンプの前記出口は、前記第２の部分に開口し、
   前記収容室の前記第１の部分は、前記ヘッド部と前記ポンプとの間にあり、
   前記インクタンクは、前記ヘッド部に隣接して前記第１の部分の一部を規定するとともに前記インク供給口が開口する第１の壁部と、前記ポンプに隣接して前記第１の部分の一部を規定するとともに、一方の端部から他方の端部に向かうに従って前記第１の壁部から離れる第２の壁部と、を有する、ことを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 記録媒体を搬送する搬送装置と、
   当該記録媒体にインクを吐出する請求項１に記載のインクジェットヘッドと、
   を具備することを特徴とするインクジェット記録装置。