JP7036113B2 - Inkjet head and inkjet recording device - Google Patents

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Description

本発明はインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置に関し、詳しくは、ノズル循環機構を備えたインクジェットヘッドにおいて、圧力室内の気泡を確実にノズル循環の経路に排出できるようにしたインクジェットヘッド及びこのインクジェットヘッドを備えたインクジェット記録装置に関する。 The present invention relates to an inkjet head and an inkjet recording device, and more particularly, in an inkjet head provided with a nozzle circulation mechanism, the present invention includes an inkjet head capable of reliably discharging air bubbles in a pressure chamber to a nozzle circulation path and the inkjet head. Regarding inkjet recording equipment.

一般的なプリンタ（インクジェット記録装置）において用いられるインクジェットヘッドとして、シアーモード（エッジ（エンド）シュータ、サイドシュータ）型、ベンドモード型など各種のインクジェットヘッドが提案されている。 As an inkjet head used in a general printer (inkjet recording device), various inkjet heads such as a shear mode (edge (end) shooter, side shooter) type and a bend mode type have been proposed.

これら各種のインクジェットヘッドにおいては、ノズル循環機構を備えたインクジェットヘッドが提案されている（特許文献１）。ノズル循環機構は、圧力室（インクチャネル）に注入されたインクを、記録媒体へのインクの吐出を行うノズルの近傍から排出させる機構である。ノズルの近傍から排出させたインクは、インクタンクに戻すことができる。ノズル循環機構を設ける目的は、圧力室内の気泡の除去、インク内粒子の沈降防止、初期導入時のインク廃棄量の低減、デキャップの防止などである。 In these various types of inkjet heads, an inkjet head provided with a nozzle circulation mechanism has been proposed (Patent Document 1). The nozzle circulation mechanism is a mechanism for ejecting ink injected into a pressure chamber (ink channel) from the vicinity of a nozzle for ejecting ink to a recording medium. The ink discharged from the vicinity of the nozzle can be returned to the ink tank. The purpose of providing the nozzle circulation mechanism is to remove air bubbles in the pressure chamber, prevent the settling of particles in the ink, reduce the amount of ink discarded at the time of initial introduction, and prevent decaps.

特開２０１６－１０７４１８号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-107418

しかしながら、前述のような、ノズル循環機構を備えたインクジェットヘッドにおいて、圧力室内の気泡が圧力室内のインク中を上昇する速度が速い場合には、この気泡をノズル循環の経路に確実には除去できない虞がある。除去できなかった気泡は、次にノズルからの吐出を行うときに、圧力室内のインクの流れによってノズルに達して、良好な吐出を阻害する虞がある。また、圧力室内のインク中に気泡が存在すると、圧力室内を加圧したときに、気泡の体積が縮小してしまうためにインクの圧力が十分に上がらず、正常な吐出ができない虞がある。 However, in the inkjet head provided with the nozzle circulation mechanism as described above, when the rate of bubbles in the pressure chamber rising in the ink in the pressure chamber is high, the bubbles cannot be reliably removed in the nozzle circulation path. There is a risk. The bubbles that could not be removed may reach the nozzles due to the flow of ink in the pressure chamber the next time the bubbles are ejected from the nozzles, which may hinder good ejection. Further, if bubbles are present in the ink in the pressure chamber, the volume of the bubbles is reduced when the pressure chamber is pressurized, so that the pressure of the ink does not rise sufficiently and there is a possibility that normal ejection cannot be performed.

そこで、本発明は、ノズル循環機構を備えたインクジェットヘッドにおいて、圧力室内の気泡を確実にノズル循環の経路に排出できるようにしたインクジェットヘッド及びこのインクジェットヘッドを備えたインクジェット記録装置を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention provides an inkjet head provided with a nozzle circulation mechanism, an inkjet head capable of reliably discharging air bubbles in a pressure chamber to a nozzle circulation path, and an inkjet recording device provided with the inkjet head. Make it an issue.

本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。 Other problems of the present invention will be clarified by the following description.

上記課題は、以下の各発明によって解決される。 The above problems are solved by the following inventions.

１．
インクが注入される少なくとも１つの圧力室と、
前記圧力室の圧力変動を生じさせる圧力発生手段と、
前記圧力室に連通し、該圧力室の圧力変動により該圧力室内から外部に吐出されるインクの流路となるノズルと、
前記ノズルよりも内方に該ノズルの近傍において連通し、該ノズルの近傍のインクを排出させる少なくとも１つの排出路と、
を備え、
前記ノズルよりも内方のインクの前記排出路に向かうインク流動の流速は、該ノズルよりも内方のインク中に気泡が存在する場合に、該気泡の上昇速度の前記インク流動に対向する方向の成分よりも速いインクジェットヘッド。
２．
前記圧力室に注入されるインクと該圧力室から前記排出路へ排出されるインクとの圧力差であるインク排出圧を調整して、前記ノズルよりも内方のインクの該排出路に向かう流動を生じさせる圧力調整手段を備える前記１記載のインクジェットヘッド。
３．
前記ノズルよりも内方のインク流動の流速Ｖ１は、以下のように求められ、
Ｖ１＝（Ｐ１－Ｐ２）／（８πηＬ／Φ）〔ｍ／ｓ〕
Ｐ１：圧力室の入口の圧力〔Ｐａ〕
Ｐ２：圧力室の出口の圧力（∵Ｐ１＞Ｐ２）〔Ｐａ〕
η：インク粘度〔Ｐａ・ｓ〕
Ｌ：圧力室の長さ〔ｍ〕
Φ：等価流路断面積〔ｍ２〕
前記ノズルよりも内方のインク中に存在する気泡の上昇速度Ｖ０は、以下のように求められる前記１又は２記載のインクジェットヘッド。
Ｖ０＝｜（Ｐｓ－Ｐｗ）ｇＤ２／１８η｜〔ｍ／ｓ〕
Ｐｓ：空気密度（＝１．２１）〔ｋｇ／ｍ３〕
Ｐｗ：インク密度〔ｋｇ／ｍ３〕
ｇ：重力加速度〔ｍ／ｓ２〕
Ｄ：気泡径（≦ノズル２２の直径）〔ｍ〕
η：インク粘度〔Ｐａ・ｓ〕
４．
前記ノズルよりも内方のインク流動の方向の鉛直下方に対する傾斜角度をθとし、該ノズルよりも内方のインク中の気泡の上昇速度をＶ０としたとき、該上昇速度Ｖ０の前記インク流動に対向する方向の成分は、Ｖ０・cosθである前記１、２又は３記載のインクジェットヘッド。
５．
前記圧力調整手段は、前記ノズルよりも内方のインクの密度に応じて、前記ノズル内のインクのメニスカスが維持される範囲で、前記インク排出圧を調整する前記２、３又は４記載のインクジェットヘッド。
６．
前記ノズルよりも内方のインク中に存在し得る気泡は、該ノズルよりも内方のインクを前記ノズルから吐出するときに該インク中に巻き込まれた気泡であって、その最大径は、前記ノズルの内径に等しい前記１～５の何れかに記載のインクジェットヘッド。
７．
前記排出路内のインクの流速も、前記気泡の上昇速度の前記インク流動に対向する方向の成分よりも速い前記１～６の何れかに記載のインクジェットヘッド。
８．
前記排出路は、流路抵抗が流路断面積に反比例する形状である前記１～７の何れかに記載のインクジェットヘッド。
９．
前記１～８の何れかに記載のインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドに移送されるインクが貯蔵されるインクタンクと、
前記インクタンク内のインクを、前記インクジェットヘッドにおいて前記圧力室が連通された共通インク室に移送する移送路と、
前記共通インク室に移送されたインクを回収する回収路とを備え、
前記圧力室から前記排出路へ排出されたインクは、前記回収路において、前記共通インク室から回収されたインクに合流されるインクジェット記録装置。1. 1.
With at least one pressure chamber into which the ink is injected,
The pressure generating means that causes the pressure fluctuation in the pressure chamber, and
A nozzle that communicates with the pressure chamber and serves as a flow path for ink discharged from the pressure chamber to the outside due to pressure fluctuations in the pressure chamber.
At least one discharge path that communicates inwardly with the nozzle in the vicinity of the nozzle and discharges ink in the vicinity of the nozzle.
Equipped with
The flow velocity of the ink flow toward the discharge path of the ink inside the nozzle is the direction in which the rising speed of the bubbles faces the ink flow when bubbles are present in the ink inside the nozzle. Inkjet head faster than the ingredients of.
2. 2.
The ink discharge pressure, which is the pressure difference between the ink injected into the pressure chamber and the ink discharged from the pressure chamber to the discharge passage, is adjusted to flow the ink inside the nozzle toward the discharge passage. The ink jet head according to 1 above, comprising the pressure adjusting means for causing the above-mentioned 1.
3. 3.
The flow velocity V1 of the ink flow inside the nozzle is obtained as follows.
V1 = (P1-P2) / (8πηL / Φ) [m / s]
P1: Pressure at the inlet of the pressure chamber [Pa]
P2: Pressure at the outlet of the pressure chamber (∵P1> P2) [Pa]
η: Ink viscosity [Pa · s]
L: Length of pressure chamber [m]
Φ: Equivalent flow path cross-sectional area [m 2 ]
The inkjet head according to 1 or 2 above, wherein the rising speed V0 of bubbles existing in the ink inside the nozzle is determined as follows.
V0 = | (Ps-Pw) gD 2 /18η | [m / s]
Ps: air density (= 1.21) [kg / m 3 ]
Pw: Ink density [kg / m 3 ]
g: Gravity acceleration [m / s 2 ]
D: Bubble diameter (≦ Nozzle 22 diameter) [m]
η: Ink viscosity [Pa · s]
4.
When the inclination angle of the ink flow inward from the nozzle with respect to the vertical direction is θ and the rising speed of the bubbles in the ink inward from the nozzle is V0, the rising speed of the ink flow is V0. The inkjet head according to 1, 2 or 3 above, wherein the components in the opposite directions are V0 · cos θ.
5.
The inkjet according to 2, 3 or 4, wherein the pressure adjusting means adjusts the ink discharge pressure within a range in which the meniscus of the ink in the nozzle is maintained according to the density of the ink inside the nozzle. head.
6.
The bubbles that may exist in the ink inside the nozzle are the bubbles caught in the ink when the ink inside the nozzle is ejected from the nozzle, and the maximum diameter thereof is the above. The inkjet head according to any one of 1 to 5 above, which is equal to the inner diameter of the nozzle.
7.
The inkjet head according to any one of 1 to 6, wherein the flow velocity of the ink in the discharge path is also faster than the component of the rising speed of the bubbles in the direction facing the ink flow.
8.
The inkjet head according to any one of 1 to 7, wherein the discharge path has a shape in which the flow path resistance is inversely proportional to the flow path cross-sectional area.
9.
With the inkjet head according to any one of 1 to 8 above,
An ink tank in which ink transferred to the inkjet head is stored, and
A transfer path for transferring the ink in the ink tank to a common ink chamber with which the pressure chamber is communicated in the inkjet head.
It is provided with a collection path for collecting the ink transferred to the common ink chamber.
An inkjet recording device in which the ink discharged from the pressure chamber to the discharge path is merged with the ink recovered from the common ink chamber in the recovery path.

本発明によれば、ノズル循環機構を備えたインクジェットヘッドにおいて、圧力室内の気泡を確実にノズル循環の経路に排出できるようにしたインクジェットヘッド及びこのインクジェットヘッドを備えたインクジェット記録装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an inkjet head provided with a nozzle circulation mechanism, an inkjet head capable of reliably discharging air bubbles in a pressure chamber to a nozzle circulation path, and an inkjet recording device provided with the inkjet head. can.

本発明に係るインクジェット記録装置の一例を示す要部概略構成図Schematic block diagram of the main part showing an example of the inkjet recording apparatus according to the present invention. 本発明に係るインクジェット記録装置におけるインクの流路を示す流路図A flow path diagram showing an ink flow path in the inkjet recording apparatus according to the present invention. 本発明に係るインクジェットヘッドのヘッドチップ及びノズルプレートの斜視図Perspective view of the head tip and nozzle plate of the inkjet head according to the present invention. 図３に示すヘッドチップの拡大断面図Enlarged sectional view of the head chip shown in FIG. 図３に示すノズルプレートの平面図Top view of the nozzle plate shown in FIG. 図１に示すインクジェットヘッドのインクチャネルの拡大断面図Enlarged sectional view of the ink channel of the inkjet head shown in FIG. 図１に示すインクジェットヘッドが傾斜している状態のインクチャネルの拡大断面図An enlarged cross-sectional view of an ink channel in a state where the inkjet head shown in FIG. 1 is tilted. 図１に示すインクジェットヘッドにおける流路抵抗を示す等価回路図Equivalent circuit diagram showing flow path resistance in the inkjet head shown in FIG. 本発明に係るインクジェットヘッド（サイドシュータ型）の要部を示す縦断面図A vertical sectional view showing a main part of an inkjet head (side shooter type) according to the present invention. 本発明に係るインクジェットヘッド（ＭＥＭＳ型）の要部を示す縦断面図A vertical sectional view showing a main part of an inkjet head (MEMS type) according to the present invention.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

〔インクジェット記録装置〕
図１は、本発明に係るインクジェット記録装置１００の一例を示す要部概略構成図であり、インクジェットヘッド１を一部断面で示している。[Inkjet recording device]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a main part showing an example of the inkjet recording apparatus 100 according to the present invention, and shows the inkjet head 1 in a partial cross section.

インクジェット記録装置１００は、搬送手段１０８によって一定方向（副走査方向）に搬送される記録媒体１０９上に、インクジェットヘッド１からインクを吐出してドットを形成して画像を記録する。いわゆるワンパス方式のインクジェット記録装置においては、インクジェットヘッド１は固定配置され、記録媒体１０９が搬送される過程で、ノズル２２から記録媒体１０９に向けてインクを吐出し画像を記録する。また、いわゆるスキャン方式のインクジェット記録装置においては、インクジェットヘッド１は、キャリッジ機構１０７に搭載され、該キャリッジ機構１０７により主走査方向に往復移動される過程で、ノズル２２から記録媒体１０９に向けてインクを吐出し画像を記録する。搬送手段１０８及びキャリッジ機構１０７は、制御部１０４によって駆動制御される。 The inkjet recording apparatus 100 ejects ink from the inkjet head 1 to form dots on a recording medium 109 that is conveyed in a fixed direction (sub-scanning direction) by the conveying means 108, and records an image. In the so-called one-pass type inkjet recording device, the inkjet head 1 is fixedly arranged, and in the process of transporting the recording medium 109, ink is ejected from the nozzle 22 toward the recording medium 109 to record an image. Further, in a so-called scan-type inkjet recording device, the inkjet head 1 is mounted on a carriage mechanism 107, and in the process of being reciprocated in the main scanning direction by the carriage mechanism 107, ink is ink from the nozzle 22 toward the recording medium 109. And record the image. The transport means 108 and the carriage mechanism 107 are driven and controlled by the control unit 104.

図１では、１つのインクジェットヘッド１のみを示しているが、一般にインクジェット記録装置１００には、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）等の各色インク用の複数のインクジェットヘッド１が搭載される。本実施形態に示すインクジェット記録装置１００においては、インクを貯蔵するインクタンク１０１とインクジェットヘッド１の共通インク室４１とが、移送路となるインク移送管１０２及び回収路となるインク返送管１０３によって連通されている。 Although only one inkjet head 1 is shown in FIG. 1, in general, the inkjet recording apparatus 100 is used for inks of various colors such as yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K). A plurality of inkjet heads 1 are mounted. In the inkjet recording apparatus 100 shown in the present embodiment, the ink tank 101 for storing ink and the common ink chamber 41 of the inkjet head 1 are communicated with each other by an ink transfer tube 102 as a transfer path and an ink return tube 103 as a recovery path. Has been done.

このインクジェットヘッド１は、インクタンク１０１と共通インク室４１とが高低差を有するように配置される。インクジェットヘッド１は、インクタンク１０１が共通インク室４１よりも高い位置となるように配置される。この高低差により、インクタンク１０１内のインクは、共通インク室４１内のインクよりも位置エネルギーが高いので、インク移送管１０２を介して共通インク室４１側に流れる。 The inkjet head 1 is arranged so that the ink tank 101 and the common ink chamber 41 have a height difference. The inkjet head 1 is arranged so that the ink tank 101 is located higher than the common ink chamber 41. Due to this height difference, the ink in the ink tank 101 has higher potential energy than the ink in the common ink chamber 41, so that the ink flows to the common ink chamber 41 side via the ink transfer tube 102.

インク移送管１０２の途中には、インクジェット記録装置１００の制御部１０４によって駆動制御される移送ポンプ１０５ａが設けられている。この移送ポンプ１０５ａが駆動することにより、インクタンク１０１内のインクが、インク移送管１０２を介してインクジェットヘッド１に移送される。 A transfer pump 105a, which is driven and controlled by the control unit 104 of the inkjet recording device 100, is provided in the middle of the ink transfer tube 102. By driving the transfer pump 105a, the ink in the ink tank 101 is transferred to the inkjet head 1 via the ink transfer tube 102.

さらに、インク移送管１０２の途中には、移送側サブタンク１１１ａが設けられている。移送側サブタンク１１１ａは、インクジェットヘッド１に移送されるインクが一旦貯留されるバッファ空間として構成されている。この移送側サブタンク１１１ａを介して、圧力調整手段を構成する移送圧力調整ポンプ１１０ａにより、インク移送管１０２内のインクの圧力を調整することができる。移送圧力制御ポンプ１１０ａは、インクジェットヘッド１内の制御部１０４ａによって制御される。 Further, a transfer-side sub-tank 111a is provided in the middle of the ink transfer tube 102. The transfer-side sub-tank 111a is configured as a buffer space in which ink transferred to the inkjet head 1 is temporarily stored. The pressure of the ink in the ink transfer pipe 102 can be adjusted by the transfer pressure adjusting pump 110a constituting the pressure adjusting means via the transfer side sub tank 111a. The transfer pressure control pump 110a is controlled by the control unit 104a in the inkjet head 1.

また、インク返送管１０３の途中には、制御部１０４によって駆動制御される返送ポンプ１０５ｂが設けられている。この返送ポンプ１０５ｂが駆動することにより、インクジェットヘッド１内のインクが、インク返送管１０３を介してインクタンク１０１に返送される。 Further, a return pump 105b that is driven and controlled by the control unit 104 is provided in the middle of the ink return pipe 103. By driving the return pump 105b, the ink in the inkjet head 1 is returned to the ink tank 101 via the ink return tube 103.

さらに、インク返送管１０３の途中には、返送側サブタンク１１１ｂが設けられている。返送側サブタンク１１１ｂは、インクジェットヘッド１から返送されてきたインクが一旦貯留されるバッファ空間として構成されている。この返送側サブタンク１１１ｂを介して、圧力調整手段を構成する返送圧力調整ポンプ１１０ｂにより、インク返送管１０３内のインクの圧力を調整することができる。返送圧力制御ポンプ１１０ｂは、インクジェットヘッド１内の制御部１０４ａによって制御される。 Further, a return side sub tank 111b is provided in the middle of the ink return pipe 103. The return-side sub-tank 111b is configured as a buffer space in which the ink returned from the inkjet head 1 is temporarily stored. The pressure of the ink in the ink return pipe 103 can be adjusted by the return pressure adjusting pump 110b constituting the pressure adjusting means via the return side sub tank 111b. The return pressure control pump 110b is controlled by the control unit 104a in the inkjet head 1.

なお、圧力調整手段は、移送圧力調整ポンプ１１０ａ及び返送圧力調整ポンプ１１０ｂから構成されるものに限定されず、これらの何れかによって構成されるものであってもよい。 The pressure adjusting means is not limited to the one composed of the transfer pressure adjusting pump 110a and the return pressure adjusting pump 110b, and may be configured by any of these.

インクタンク１０１は、格別限定されないが、タンクの底面に到達しない仕切り板１０１ａによって、インク移送室１０１ｂとインク返送室１０１ｃとに仕切ることが好ましい。この場合、インク移送室１０１ｂ内にインク移送管１０２の一端部を配置し、また、インク返送室１０１ｃ内にインク返送管１０３の一端部を配置する。仕切り板１０１ａは、インク返送室１０１ｃに返送されてきたインクに含まれる気泡が再度インク移送管１０２に流入しないように、インクを十分に脱気するために設けられる。気泡自体は浮力が高いので、気泡が仕切り板１０１ａの下側を通過してインク移送室１０１ｂに流入することが抑制される。このような態様は、インクを循環使用する場合に好ましい態様である。 The ink tank 101 is not particularly limited, but it is preferable to partition the ink tank 101 into an ink transfer chamber 101b and an ink return chamber 101c by a partition plate 101a that does not reach the bottom surface of the tank. In this case, one end of the ink transfer tube 102 is arranged in the ink transfer chamber 101b, and one end of the ink return tube 103 is arranged in the ink return chamber 101c. The partition plate 101a is provided to sufficiently degas the ink so that air bubbles contained in the ink returned to the ink return chamber 101c do not flow into the ink transfer tube 102 again. Since the bubbles themselves have high buoyancy, it is suppressed that the bubbles pass under the partition plate 101a and flow into the ink transfer chamber 101b. Such an embodiment is a preferred embodiment when the ink is used in a circulating manner.

〔インクジェットヘッド〕
次に、図１に示した本発明に係るインクジェットヘッド１の構成について説明する。[Inkjet head]
Next, the configuration of the inkjet head 1 according to the present invention shown in FIG. 1 will be described.

本発明は、例えばシアーモード（エッジ（エンド）シュータ、サイドシュータ）型、ベンドモード型、いわゆるＭＥＭＳ型など各種のインクジェットヘッドに適用することができる。すなわち、本発明に係るインクジェットヘッドは、これら各種のインクジェットヘッドとして構成することができ、以下に述べる実施形態における方式のインクジェットヘッドに限定されない。 The present invention can be applied to various inkjet heads such as a shear mode (edge (end) shooter, side shooter) type, a bend mode type, a so-called MEMS type, and the like. That is, the inkjet head according to the present invention can be configured as these various types of inkjet heads, and is not limited to the inkjet head of the method according to the embodiment described below.

本実施形態に示すインクジェットヘッド１は、シアーモードヘッド（エンドシュータ型）として構成したものである。この実施形態において、インクジェットヘッド１は、インク吐出面１Ｓを鉛直下方に向けて設置されている。ただし、本発明のインクジェットヘッド１の使用状態は、インク吐出面１Ｓを鉛直下方に向ける状態に限定されず、傾けた状態で使用してもよい。本明細書において、「上」及び「下」は、「鉛直上方」及び「鉛直下方」を意味し、図１に示す使用状態の側面図における上側及び下側に対応する。 The inkjet head 1 shown in the present embodiment is configured as a shear mode head (end shooter type). In this embodiment, the inkjet head 1 is installed with the ink ejection surface 1S facing vertically downward. However, the usage state of the inkjet head 1 of the present invention is not limited to the state in which the ink ejection surface 1S faces vertically downward, and the ink jet head 1 may be used in a tilted state. In the present specification, "upper" and "lower" mean "vertically above" and "vertically below", and correspond to the upper side and the lower side in the side view of the usage state shown in FIG.

インクジェットヘッド１は、図１に示すように、共通インク室４１を構成するインクマニホールド４と、このインクマニホールド４に接着された配線基板３と、配線基板３の下面部に接着されたヘッドチップ２と、ヘッドチップ２の下面部に接着されたノズルプレート２１とを有して構成されている。 As shown in FIG. 1, the inkjet head 1 includes an ink manifold 4 constituting a common ink chamber 41, a wiring board 3 bonded to the ink manifold 4, and a head chip 2 bonded to a lower surface portion of the wiring board 3. And a nozzle plate 21 adhered to the lower surface portion of the head chip 2.

インクマニホールド４は、合成樹脂材料等によって、下面部に開口部４ａを有する横長の箱型に形成されている。このインクマニホールド４は、開口部４ａを、下面部に接着された配線基板３によって塞がれている。インクマニホールド４の内部空間は、インクタンク１０１から移送されたインクが貯留される共通インク室４１となる。配線基板３は、例えばガラス基板である。この配線基板３には、図示しない電源回路にＦＰＣ基板を介して接続される図示しない配線パターンが形成されている。 The ink manifold 4 is made of a synthetic resin material or the like and is formed in a horizontally long box shape having an opening 4a on the lower surface portion. The ink manifold 4 has an opening 4a closed by a wiring board 3 bonded to a lower surface portion. The internal space of the ink manifold 4 becomes a common ink chamber 41 in which the ink transferred from the ink tank 101 is stored. The wiring board 3 is, for example, a glass substrate. The wiring board 3 is formed with a wiring pattern (not shown) connected to a power supply circuit (not shown) via an FPC board.

図２は、このインクジェットヘッド１におけるインクの流路を示す流路図である。なお、図２は、インクの排出路を示す流路図であるため、実際の高低差を表現していない。また、図２では、ノズルプレート２１は図示を省略している。 FIG. 2 is a flow path diagram showing the flow path of ink in the inkjet head 1. Since FIG. 2 is a flow path diagram showing the ink discharge path, the actual height difference is not represented. Further, in FIG. 2, the nozzle plate 21 is not shown.

共通インク室４１には、図１及び図２に示すように、この共通インク室４１内にインクを供給する流路となるインク供給管５ａが連設されている。このインク供給管５ａは、配線基板３から遠い側（上側）において、共通インク室４１に連通されている。このインク供給管５ａの上端側には、接続部７ａが設けられている。この接続部７ａは、インクジェット記録装置１００側の接続部１０６ａに着脱可能に接続される。インクジェット記録装置１００側の接続部１０６ａは、インク移送管１０２に連通している。これにより、インクジェットヘッド１は、インクタンク１０１からのインクの移送及び共通インク室４１へのインクの供給が可能となる。 As shown in FIGS. 1 and 2, the common ink chamber 41 is continuously provided with an ink supply pipe 5a as a flow path for supplying ink in the common ink chamber 41. The ink supply pipe 5a communicates with the common ink chamber 41 on the side (upper side) far from the wiring board 3. A connecting portion 7a is provided on the upper end side of the ink supply tube 5a. The connection portion 7a is detachably connected to the connection portion 106a on the inkjet recording device 100 side. The connection portion 106a on the inkjet recording device 100 side communicates with the ink transfer tube 102. As a result, the inkjet head 1 can transfer ink from the ink tank 101 and supply ink to the common ink chamber 41.

また、共通インク室４１には、この共通インク室４１内からインクを回収する流路となるインク回収管５ｂが連設されている。このインク回収管５ｂは、配線基板３から遠い側（上側）において、共通インク室４１に連通されている。このインク回収管５ｂの上端側には、接続部７ｂが設けられている。この接続部７ｂは、インクジェット記録装置１００側の接続部１０６ｂに着脱可能に接続される。インクジェット記録装置１００側の接続部１０６ｂは、インク返送管１０３に連通している。これにより、インクジェットヘッド１は、共通インク室４１からのインクの回収及びインクタンク１０１へのインクの返送が可能となる。 Further, in the common ink chamber 41, an ink recovery tube 5b serving as a flow path for collecting ink from the common ink chamber 41 is continuously provided. The ink recovery tube 5b communicates with the common ink chamber 41 on the side (upper side) far from the wiring board 3. A connecting portion 7b is provided on the upper end side of the ink recovery tube 5b. The connection portion 7b is detachably connected to the connection portion 106b on the inkjet recording device 100 side. The connection portion 106b on the inkjet recording device 100 side communicates with the ink return tube 103. As a result, the inkjet head 1 can collect the ink from the common ink chamber 41 and return the ink to the ink tank 101.

このインクジェットヘッド１において、インク供給管５ａから、インク回収管５ｂの途中の後述するバッファ空間部６に至る流路が、主流路Ｆ１となる。 In the inkjet head 1, the flow path from the ink supply tube 5a to the buffer space 6 described later in the middle of the ink recovery tube 5b is the main flow path F1.

インク供給管５ａとインク回収管５ｂとは、共通インク室４１の長手方向の両端部に離して配置することが好ましい。本実施形態におけるインク供給管５ａは、インクマニホールド４の上面側における図１中の左側の端部に配置され、また、インク回収管５ｂは、インクマニホールド４の上面側における図１中の右側の端部に配置されている。これにより、インク供給管５ａから共通インク室４１に供給されたインクを、インク回収管５ｂに向けて、共通インク室４１内の全体に亘って流すことができる。従って、共通インク室４１内にインクが滞留する部位が形成されにくく、インク中の気泡をより効率良く排除することができる。 It is preferable that the ink supply tube 5a and the ink recovery tube 5b are arranged apart from each other at both ends in the longitudinal direction of the common ink chamber 41. The ink supply tube 5a in the present embodiment is arranged at the left end in FIG. 1 on the upper surface side of the ink manifold 4, and the ink recovery tube 5b is on the right side in FIG. 1 on the upper surface side of the ink manifold 4. It is placed at the end. As a result, the ink supplied from the ink supply tube 5a to the common ink chamber 41 can be flowed toward the ink recovery tube 5b throughout the common ink chamber 41. Therefore, it is difficult to form a portion where the ink stays in the common ink chamber 41, and bubbles in the ink can be removed more efficiently.

図３は、本発明に係るインクジェットヘッド１のヘッドチップ２の斜視図である。
図４は、図３に示すインクジェットヘッド１のヘッドチップ２の拡大断面図である。FIG. 3 is a perspective view of the head chip 2 of the inkjet head 1 according to the present invention.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the head chip 2 of the inkjet head 1 shown in FIG.

ヘッドチップ２には、図３及び図４に示すように、複数のインクチャネル（圧力室）２３及び複数のダミーチャネル（擬似圧力室）２５が形成されている。各インクチャネル２３及び各ダミーチャネル２５は、ヘッドチップ２の上面部から下面部に亘って穿設された透孔である。各インクチャネル２３は、上方端が配線基板３に開設された注入孔３１ａを介して共通インク室４１に連通している。各インクチャネル２３には、インクタンク１０１内のインクの位置エネルギー及び移送ポンプ１０５ａに起因し移送圧力調整ポンプ１１０ａにより調整された圧力により、注入孔３１ａからインクが注入されて充填される。各インクチャネル２３の下方端は、ノズル２２を介して外方（下方）に連通している。このインクジェットヘッド１においては、ノズル２２よりも内方は、インクチャネル２３内となる。インクチャネル２３とノズル２２との間に連通路が存在する場合には、ノズル２２よりも内方は、連通路内となる。各ダミーチャネル２５は、上方端を配線基板３により閉蓋され、下方端をノズルプレート２１により閉蓋されて、密閉された空気室となっている。各インクチャネル２３及び各ダミーチャネル２５は、一方向（図３及び図４中矢印Ｘ方向）に配列されてチャネル列を構成している。 As shown in FIGS. 3 and 4, the head chip 2 is formed with a plurality of ink channels (pressure chambers) 23 and a plurality of dummy channels (pseudo pressure chambers) 25. Each ink channel 23 and each dummy channel 25 are through holes formed from the upper surface portion to the lower surface portion of the head chip 2. The upper end of each ink channel 23 communicates with the common ink chamber 41 via an injection hole 31a provided in the wiring board 3. Each ink channel 23 is filled with ink by being injected from the injection hole 31a by the potential energy of the ink in the ink tank 101 and the pressure adjusted by the transfer pressure adjusting pump 110a due to the transfer pump 105a. The lower end of each ink channel 23 communicates outward (downward) via the nozzle 22. In the inkjet head 1, the inside of the nozzle 22 is inside the ink channel 23. When there is a communication passage between the ink channel 23 and the nozzle 22, the inside of the nozzle 22 is inside the communication passage. The upper end of each dummy channel 25 is closed by the wiring board 3, and the lower end is closed by the nozzle plate 21 to form a closed air chamber. Each ink channel 23 and each dummy channel 25 are arranged in one direction (arrow X direction in FIGS. 3 and 4) to form a channel sequence.

なお、チャネル列の数（列数）は、図３及び図４においては２列としているが、これに限定されず、３列又はそれ以上としてもよい。チャネル列の数（列数）を増やし、チャネル列の方向（Ｘ方向）に直交する方向に走査することにより、インクチャネル２３間のピッチを狭めることなく、記録媒体上に形成するドット間のピッチを狭めることができる。 The number of channel columns (number of columns) is not limited to two in FIGS. 3 and 4, but may be three or more. By increasing the number of channel rows (number of rows) and scanning in a direction orthogonal to the direction of the channel rows (X direction), the pitch between dots formed on the recording medium without narrowing the pitch between the ink channels 23. Can be narrowed.

各インクチャネル２３の両壁部（インクチャネル２３とダミーチャネル２５との間の隔壁）は、図４に示すように、圧力発生手段となる一対の圧電素子（駆動壁）２４，２４により構成されている。圧電素子２４，２４は、図示しない電源回路からＦＰＣ基板及び配線基板３の配線パターンを介して電圧を印加されることにより、せん断変形する。インクチャネル２３の両壁部をなす圧電素子２４、２４がせん断変形することにより、インクチャネル２３の圧力変動（膨張による減圧又は収縮による増圧）が生じる。インクチャネル２３の圧力変動（減圧又は増圧）により、ノズル２２よりも内方、すなわち、インクチャネル２３内のインクに圧力が付与され、このインクがノズル２２を介して吐出される。 As shown in FIG. 4, both wall portions (partition walls between the ink channel 23 and the dummy channel 25) of each ink channel 23 are composed of a pair of piezoelectric elements (drive walls) 24, 24 serving as pressure generating means. ing. The piezoelectric elements 24, 24 are sheared and deformed by applying a voltage from a power supply circuit (not shown) via the wiring pattern of the FPC board and the wiring board 3. The piezoelectric elements 24, 24 forming both walls of the ink channel 23 are sheared and deformed, so that the pressure of the ink channel 23 fluctuates (decompression due to expansion or increase due to contraction). Due to the pressure fluctuation (depressurization or pressure increase) of the ink channel 23, pressure is applied to the ink inside the nozzle 22, that is, the ink in the ink channel 23, and this ink is ejected through the nozzle 22.

圧電素子２４は、一つのインクチャネル２３あたり２枚（一対）が設けられており、各インクチャネル２３それぞれの両壁部をなしている。一のインクチャネル２３の壁部を構成する圧電素子２４，２４と、隣接するインクチャネル２３の壁部を構成する圧電素子２４，２４との間には空隙があり、この空隙がダミーチャネル２５である。したがって、各インクチャネル２３は、独立して駆動（減圧又は増圧）することができる。 Two piezoelectric elements 24 (a pair) are provided for each ink channel 23, and the piezoelectric elements 24 form both wall portions of each ink channel 23. There is a gap between the piezoelectric elements 24 and 24 constituting the wall portion of one ink channel 23 and the piezoelectric elements 24 and 24 constituting the wall portion of the adjacent ink channel 23, and this gap is formed in the dummy channel 25. be. Therefore, each ink channel 23 can be independently driven (decompressed or increased in pressure).

ダミーチャネル２５は、少なくともインクチャネル２３を挟んで両隣に位置し、隣接するインクチャネル２３の容積変動に伴って容積変動を生ずる。この実施形態においては、インクチャネル２３とダミーチャネル２５とが１つずつ交互に配列されることにより、ダミーチャネル２５が各インクチャネル２３を挟んで両隣に位置する状態になっている。 The dummy channels 25 are located on both sides of the ink channel 23 at least on both sides of the dummy channel 25, and the volume fluctuations occur with the volume fluctuations of the adjacent ink channels 23. In this embodiment, the ink channels 23 and the dummy channels 25 are alternately arranged one by one, so that the dummy channels 25 are located on both sides of the ink channels 23.

なお、このインクジェットヘッド１は、ダミーチャネル２５を設けずに、隣接するインクチャネル２３，２３が１枚の駆動壁２４を共用するように構成してもよい。この場合には、各インクチャネル２３が独立して駆動（膨張又は収縮）することはできないので、いわゆる３サイクル駆動を行う。 The inkjet head 1 may be configured such that the adjacent ink channels 23, 23 share one drive wall 24 without providing the dummy channel 25. In this case, since each ink channel 23 cannot be driven (expanded or contracted) independently, so-called three-cycle driving is performed.

ヘッドチップ２に形成されるインクチャネル２３は、その数は特に問わない。本実施形態に示すヘッドチップ２は、複数のインクチャネル２３が、ヘッドチップ２の長手方向である図３及び図４中Ｘ方向に沿う複数列に配列されている。また、インクチャネル２３内のインクに吐出圧力を付与する圧力発生手段の具体的な構成は問わず、公知の種々の構成を採用することができる。 The number of ink channels 23 formed on the head chip 2 is not particularly limited. In the head chip 2 shown in the present embodiment, a plurality of ink channels 23 are arranged in a plurality of rows along the X direction in FIGS. 3 and 4 which are the longitudinal directions of the head chip 2. Further, various known configurations can be adopted regardless of the specific configuration of the pressure generating means for applying the ejection pressure to the ink in the ink channel 23.

そして、ヘッドチップ２には、導入路４２５を形成してもよい。この導入路４２５は、各インクチャネル２３及び各ダミーチャネル２５が構成するチャネル列の一端側の該チャネル列の外側に位置して設けられる。この導入路４２５は、ヘッドチップ２の上面部から下面部に亘って穿設された透孔であり、横断面開口面積が、１つのインクチャネル２３の横断面開口面積よりも大きくなっている。この導入路４２５は、上方端が配線基板３に開設された導入孔３１ｃを介して共通インク室４１に連通しており、インクタンク１０１内のインクの位置エネルギー及び移送ポンプ１０５ａに起因し移送圧力調整ポンプ１１０ａにより調整された圧力により、導入孔３１ｃからインクが導入される。 Then, the introduction path 425 may be formed on the head tip 2. The introduction path 425 is provided so as to be located outside the channel row on one end side of the channel row formed by each ink channel 23 and each dummy channel 25. The introduction path 425 is a through hole formed from the upper surface portion to the lower surface portion of the head chip 2, and the cross-sectional opening area is larger than the cross-sectional opening area of one ink channel 23. The upper end of the introduction path 425 communicates with the common ink chamber 41 via an introduction hole 31c provided in the wiring board 3, and the transfer pressure is caused by the potential energy of the ink in the ink tank 101 and the transfer pump 105a. Ink is introduced from the introduction hole 31c by the pressure adjusted by the adjustment pump 110a.

図５は、図３に示すインクジェットヘッド１のノズルプレート２１の平面図である。 FIG. 5 is a plan view of the nozzle plate 21 of the inkjet head 1 shown in FIG.

ヘッドチップ２の下面部に接着された平板状のノズルプレート２１には、図３～図５に示すように、各インクチャネル２３に対応された複数のノズル２２が穿設されている。ノズル２２は、インクチャネル２３を外部（下方）に連通させる透孔である。各インクチャネル２３内のインクは、圧電素子２４の作用によって吐出圧力を付与され、ノズル２２を通って外部（下方）の記録媒体に向けて吐出される。すなわち、ノズル２２は、各インクチャネル２３内から外部（下方）に吐出されるインクの流路となる。ノズルプレート２１の下面部がインク吐出面１Ｓとなる。 As shown in FIGS. 3 to 5, a plurality of nozzles 22 corresponding to each ink channel 23 are bored in the flat plate-shaped nozzle plate 21 adhered to the lower surface portion of the head chip 2. The nozzle 22 is a through hole that allows the ink channel 23 to communicate with the outside (downward). The ink in each ink channel 23 is subjected to ejection pressure by the action of the piezoelectric element 24, and is ejected toward the external (lower) recording medium through the nozzle 22. That is, the nozzle 22 serves as a flow path for ink ejected from the inside of each ink channel 23 to the outside (downward). The lower surface of the nozzle plate 21 is the ink ejection surface 1S.

ノズルプレート２１は、シリコン材料、ポリイミド樹脂材料又はその他の有機物材料、ステンレス、ニッケル又はその他の金属材料により形成することが好ましい。価格の点（安価であること）では、ステンレス、ポリイミド樹脂材料が優れており、加工の容易性では、ステンレス、ポリイミド樹脂材料が優れており、加工精度では、シリコン材料が優れており、化学的安定性では、ポリイミド樹脂材料が優れている。シリコン材料は硬質材料であるが、インクチャネル２３の付近を薄く作成すれば、圧電素子２４、２４の駆動による隣接するインクチャネル２３へのクロストークを防止することができる。 The nozzle plate 21 is preferably made of a silicon material, a polyimide resin material or another organic material, stainless steel, nickel or another metal material. In terms of price (being inexpensive), stainless steel and polyimide resin materials are superior, in terms of ease of processing, stainless steel and polyimide resin materials are superior, and in terms of processing accuracy, silicon materials are superior, and they are chemically. In terms of stability, the polyimide resin material is superior. Although the silicon material is a hard material, if the vicinity of the ink channel 23 is made thin, crosstalk to the adjacent ink channels 23 due to the drive of the piezoelectric elements 24 and 24 can be prevented.

図６は、図１に示すインクジェットヘッドのインクチャネルの拡大断面図である。 FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the ink channel of the inkjet head shown in FIG.

なお、図６に示すように、共通インク室４１内の各注入孔３１ａの近傍には、インクチャネル２３内の圧力波が共通インク室４１内のインクを介して他のインクチャネル２３内に伝搬するクロストークを防止するための空気ダンパ４６を設けてもよい。 As shown in FIG. 6, in the vicinity of each injection hole 31a in the common ink chamber 41, the pressure wave in the ink channel 23 propagates into the other ink channels 23 via the ink in the common ink chamber 41. An air damper 46 may be provided to prevent crosstalk.

このインクジェットヘッド１は、図６に示すように、インクチャネル２３に注入されたインクをノズル２２の近傍から排出させるノズル循環機構を備えている。ノズル２２の近傍から排出させたインクは、インクタンク１０１に戻すことができる。各インクチャネル２３には、図３～図６に示すように、それぞれ２本の個別インク排出路２６ａ、２６ａが連通されている。個別インク排出路２６ａ、２６ａは、インクチャネル２３の横断面長手方向の両端部において、インクチャネル２３に連通している。インクチャネル２３の両端部近傍は、気泡が残留することが多い箇所であるため、個別インク排出路２６ａ、２６ａをインクチャネル２３の横断面長手方向の両端部に設けることは好ましい。なお、個別インク排出路２６ａ、２６ａは、インクチャネル２３の何れの箇所においてインクチャネル２３に連通していてもよい。また、１個のインクチャネル２３に対する個別インク排出路２６ａの本数は、増減してもよい。 As shown in FIG. 6, the inkjet head 1 includes a nozzle circulation mechanism for ejecting ink injected into the ink channel 23 from the vicinity of the nozzle 22. The ink discharged from the vicinity of the nozzle 22 can be returned to the ink tank 101. As shown in FIGS. 3 to 6, two individual ink discharge paths 26a and 26a are communicated with each ink channel 23, respectively. The individual ink discharge paths 26a and 26a communicate with the ink channel 23 at both ends in the longitudinal direction of the cross section of the ink channel 23. Since air bubbles often remain in the vicinity of both ends of the ink channel 23, it is preferable to provide the individual ink discharge paths 26a and 26a at both ends of the ink channel 23 in the longitudinal direction of the cross section. The individual ink discharge paths 26a and 26a may communicate with the ink channel 23 at any point of the ink channel 23. Further, the number of individual ink discharge paths 26a for one ink channel 23 may be increased or decreased.

本実施形態において、個別インク排出路２６ａ、２６ａは、ノズルプレート２１の上面部にノズル２２近傍を始端部として形成した流路形成溝２８を、ヘッドチップ２の下面部によって閉蓋することにより構成されている。 In the present embodiment, the individual ink discharge paths 26a and 26a are configured by closing the flow path forming groove 28 formed in the upper surface portion of the nozzle plate 21 with the vicinity of the nozzle 22 as the starting end portion by the lower surface portion of the head tip 2. Has been done.

このように、個別インク排出路２６ａ、２６ａを、ノズルプレート２１の上面部に形成した流路形成溝２８及びヘッドチップ２の下面部により構成し、インクチャネル２３の下側に設けることにより、インクチャネル２３の深さ方向の全体に渡るインクの流路を形成することができ、インクチャネル２３の端部近傍に残留する気泡を良好に除去することができる。また、この場合、ノズルプレート２１のみの加工によって個別インク排出路２６ａ、２６ａを形成できるので、作製が容易である。 As described above, the individual ink discharge paths 26a and 26a are formed by the flow path forming groove 28 formed on the upper surface portion of the nozzle plate 21 and the lower surface portion of the head chip 2, and are provided on the lower side of the ink channel 23 to obtain ink. It is possible to form an ink flow path over the entire depth direction of the channel 23, and it is possible to satisfactorily remove bubbles remaining in the vicinity of the end portion of the ink channel 23. Further, in this case, since the individual ink discharge paths 26a and 26a can be formed by processing only the nozzle plate 21, the production is easy.

導入路４２５を設けた場合には、この導入路４２５には、図５に示すように、２本の導入溝４２５ａ、４２５ａが連通される。導入溝４２５ａ、４２５ａは、導入路４２５の両側部において導入路４２５に連通している。なお、導入溝４２５ａ、４２５ａは、導入路４２５の何れの箇所において導入路４２５に連通していてもよい。また、１個の導入路４２５に対する導入溝４２５ａ、４２５ａの本数は、増減してもよい。 When the introduction path 425 is provided, two introduction grooves 425a and 425a are communicated with the introduction path 425 as shown in FIG. The introduction grooves 425a and 425a communicate with the introduction path 425 at both sides of the introduction path 425. The introduction grooves 425a and 425a may be communicated with the introduction path 425 at any point of the introduction path 425. Further, the number of introduction grooves 425a and 425a for one introduction path 425 may be increased or decreased.

本実施形態において、導入溝４２５ａ、４２５ａは、ノズルプレート２１の上面部に導入路４２５近傍を始端部として形成され、ヘッドチップ２の下面部により閉蓋されて流路を構成している。 In the present embodiment, the introduction grooves 425a and 425a are formed on the upper surface of the nozzle plate 21 with the vicinity of the introduction path 425 as the starting end, and are closed by the lower surface of the head tip 2 to form a flow path.

このように、導入溝４２５ａ、４２５ａをノズルプレート２１の上面部に形成し、ヘッドチップ２の下面部とにより流路を構成することにより、ノズルプレート２１のみの加工によって流路を形成できるので、作製が容易である。 As described above, by forming the introduction grooves 425a and 425a on the upper surface portion of the nozzle plate 21 and forming the flow path by the lower surface portion of the head tip 2, the flow path can be formed by processing only the nozzle plate 21. Easy to make.

そして、図３～図６に示すように、ヘッドチップ２の下面部には、共通インク排出路４２１が形成されている。共通インク排出路４２１は、ヘッドチップ２の下面部に形成された溝とノズルプレート２１の上面部に形成された溝４２２とが突き合わされることにより構成されている。このようにヘッドチップ２の下面部及びノズルプレート２１の上面部の双方に形成した溝により共通インク排出路４２１を構成することにより、共通インク排出路４２１の横断面開口面積を拡げて流路抵抗を下げることができ、十分なインク流量を確保することができる。ヘッドチップ２の厚さ（高さ）はノズルプレート２１の厚さよりも厚いので、共通インク排出路４２１を構成するヘッドチップ２の下面部の溝は、十分な深さとすることができる。 Then, as shown in FIGS. 3 to 6, a common ink discharge path 421 is formed on the lower surface of the head chip 2. The common ink discharge path 421 is configured by abutting a groove formed on the lower surface portion of the head tip 2 and a groove 422 formed on the upper surface portion of the nozzle plate 21. By forming the common ink discharge path 421 with the grooves formed on both the lower surface portion of the head chip 2 and the upper surface portion of the nozzle plate 21 in this way, the cross-sectional opening area of the common ink discharge path 421 is expanded and the flow path resistance is increased. Can be lowered, and a sufficient ink flow rate can be secured. Since the thickness (height) of the head chip 2 is thicker than the thickness of the nozzle plate 21, the groove on the lower surface of the head chip 2 constituting the common ink discharge path 421 can be made sufficiently deep.

共通インク排出路４２１は、チャネル列の方向（Ｘ方向）に形成された複数本の流路から構成されている。各インクチャネル２３に連通した各個別インク排出路２６ａ、２６ａは、共通インク排出路４２１に連通することにより合流している。各インクチャネル２３内と共通インク排出路４２１内との間の圧力差により、各インクチャネル２３から共通インク排出路４２１へのインクの流動が生じる。また、導入路４２５を設けた場合には、導入溝４２５ａ、４２５ａは、共通インク排出路４２１に連通している。導入路４２５内と共通インク排出路４２１内との間の圧力差により、導入路４２５から共通インク排出路４２１へのインクの流動が生じる。そして、これら流動が合流して共通インク排出路４２１内のインク流動が生じる。 The common ink discharge path 421 is composed of a plurality of flow paths formed in the direction of the channel row (X direction). The individual ink discharge paths 26a and 26a communicating with each ink channel 23 are joined by communicating with the common ink discharge path 421. The pressure difference between the inside of each ink channel 23 and the inside of the common ink discharge path 421 causes ink to flow from each ink channel 23 to the common ink discharge path 421. When the introduction path 425 is provided, the introduction grooves 425a and 425a communicate with the common ink discharge path 421. The pressure difference between the introduction path 425 and the common ink discharge path 421 causes ink to flow from the introduction path 425 to the common ink discharge path 421. Then, these flows merge to generate ink flow in the common ink discharge path 421.

共通インク排出路４２１は、所望の流路抵抗に設定するために、共通インク排出路４２１を構成する流路の本数や、その構造を適宜変更することができる。共通インク排出路４２１を構成する流路の本数は、流路抵抗の設定に応じて、適宜増減することができる。また、ヘッドチップ２の下面部の溝のみで十分なインク流量が確保できる場合には、ノズルプレート２１の上面部に溝４２２を設けずに、ヘッドチップ２の下面部の溝をノズルプレート２１の上面部により閉蓋して共通インク排出路４２１を構成してもよい。ヘッドチップ２の下面部の溝は、十分な深さとすることができるからである。なお、ノズルプレート２１の上面部の溝４２２のみで十分なインク流量が確保できる場合には、ヘッドチップ２の下面部に溝を設けずに、ノズルプレート２１の上面部の溝４２２をヘッドチップ２の下面部により閉蓋して共通インク排出路４２１を構成してもよい。 In order to set the common ink discharge path 421 to a desired flow path resistance, the number of flow paths constituting the common ink discharge path 421 and the structure thereof can be appropriately changed. The number of flow paths constituting the common ink discharge path 421 can be appropriately increased or decreased depending on the setting of the flow path resistance. Further, when a sufficient ink flow rate can be secured only by the groove on the lower surface of the head chip 2, the groove on the lower surface of the head chip 2 is not provided on the upper surface of the nozzle plate 21 and the groove on the lower surface of the head chip 2 is formed on the nozzle plate 21. The common ink discharge path 421 may be configured by closing the lid with the upper surface portion. This is because the groove on the lower surface of the head tip 2 can be made sufficiently deep. If a sufficient ink flow rate can be secured only by the groove 422 on the upper surface of the nozzle plate 21, the groove 422 on the upper surface of the nozzle plate 21 is not provided on the lower surface of the head tip 2. The common ink discharge path 421 may be configured by closing the lid with the lower surface portion of the above.

図２～図５に示すように、共通インク排出路４２１の他端側は、ヘッドチップ２に形成された排出チャネル４２４の下方端に連通されている。排出チャネル４２４は、各インクチャネル２３及び各ダミーチャネル２５が構成するチャネル列の他端側の該チャネル列の外側に位置して設けられている。なお、導入路４２５を設けた場合には、排出チャネル４２４の横断面開口面積は、導入路４２５の横断面開口面積の１．５倍～２倍程度となされている。排出チャネル４２４内のインク流量は、導入路４２５内のインク流量よりも、各インクチャネル２３を経たインクが合流している分だけ多くなるので、流路抵抗を増大させないために排出チャネル４２４の横断面開口面積を大きくするのである。 As shown in FIGS. 2 to 5, the other end side of the common ink discharge path 421 is communicated with the lower end of the discharge channel 424 formed in the head chip 2. The discharge channel 424 is provided so as to be located outside the channel row on the other end side of the channel row formed by each ink channel 23 and each dummy channel 25. When the introduction path 425 is provided, the cross-sectional opening area of the discharge channel 424 is about 1.5 to 2 times the cross-sectional opening area of the introduction path 425. Since the ink flow rate in the discharge channel 424 is larger than the ink flow rate in the introduction path 425 by the amount of ink merging through each ink channel 23, the ink flow rate crosses the discharge channel 424 in order not to increase the flow path resistance. The surface opening area is increased.

なお、導入路４２５は、複数のインクチャネル２３と同一の構造の透孔から構成することもできる。すなわち、ヘッドチップ２の一端側に、印字領域から外れてインクチャネル２３と同一の構造の透孔を複数作成し、これらの下にはノズル２２を設けず個別インク排出路２６ａのみを設ければ、これら複数の透孔は、導入路として機能する。この場合には、複数の透孔の横断面積の合計を、前述した導入路４２５の横断面積に等しくすることが好ましい。この構成では、導入路を、インクチャネル２３と同一の工程内容により各インクチャネル２３の作成工程に連続した工程で作成することができ、作成が容易である。 The introduction path 425 can also be composed of through holes having the same structure as the plurality of ink channels 23. That is, if a plurality of through holes having the same structure as the ink channel 23 are created on one end side of the head chip 2 outside the printing area, and only the individual ink discharge paths 26a are provided under these holes without providing the nozzles 22. , These plurality of through holes function as an introduction path. In this case, it is preferable that the total cross-sectional area of the plurality of through holes is equal to the cross-sectional area of the introduction path 425 described above. In this configuration, the introduction path can be created in a process continuous with the creation process of each ink channel 23 by the same process content as the ink channel 23, and the creation is easy.

図１、図２及び図４に示すように、インクマニホールド４内には、排出チャネル４２４の上方に位置して、インク排出室４１２が設けられている。インク排出室４１２は、図１及び図４に示すように、インクマニホールド４内において、共通インク室４１に隣接して設けられている。インク排出室４１２は、共通インク室４１に対しては、隔壁４５によって分離されている。隔壁４５は、インクマニホールド４に一体的に形成することができる。 As shown in FIGS. 1, 2 and 4, the ink manifold 4 is provided with an ink discharge chamber 412 located above the discharge channel 424. As shown in FIGS. 1 and 4, the ink discharge chamber 412 is provided adjacent to the common ink chamber 41 in the ink manifold 4. The ink discharge chamber 412 is separated from the common ink chamber 41 by a partition wall 45. The partition wall 45 can be integrally formed with the ink manifold 4.

このようにして、注入孔３１ａからインクチャネル２３に流入されたインクの一部（ノズル２２から吐出されないインク）は、個別インク排出路２６ａ、２６ａから共通インク排出路４２１を経て、排出チャネル４２４に至り、配線基板３に形成された排出孔３１ｂを通って、インク排出室４１２に至る。 In this way, a part of the ink (ink not ejected from the nozzle 22) flowing into the ink channel 23 from the injection hole 31a passes through the common ink discharge passages 421 from the individual ink discharge passages 26a and 26a to the discharge channel 424. It reaches the ink discharge chamber 412 through the discharge hole 31b formed in the wiring board 3.

また、導入孔３１ｃから導入路４２５に流入されたインクは、導入溝４２５ａ、４２５ａ及び共通インク排出路４２１を経て排出チャネル４２４に至り、排出孔３１ｂを通ってインク排出室４１２に至る。 Further, the ink flowing into the introduction path 425 from the introduction hole 31c reaches the discharge channel 424 via the introduction groove 425a and 425a and the common ink discharge path 421, and reaches the ink discharge chamber 412 through the discharge hole 31b.

このインクジェットヘッド１において、導入路４２５は、各インクチャネル２３よりも、共通インク排出路４２１内のインク流動における上流側に位置していることが好ましい。導入路４２５を各インクチャネル２３よりも共通インク排出路４２１内のインク流動における上流側に位置させると、共通インク排出路４２１の一端側（最上流部）におけるインク流量を多くすることができ、共通インク排出路４２１内及び各インクチャネル２３内の気泡の除去やインク内粒子の沈降防止等をより確実に行うことができる。 In the inkjet head 1, the introduction path 425 is preferably located upstream of each ink channel 23 in the ink flow in the common ink discharge path 421. By locating the introduction path 425 on the upstream side of the ink flow in the common ink discharge path 421 from each ink channel 23, the ink flow rate on one end side (uppermost stream portion) of the common ink discharge path 421 can be increased. It is possible to more reliably remove air bubbles in the common ink discharge path 421 and each ink channel 23, prevent the particles in the ink from settling, and the like.

また、このインクジェットヘッド１においては、導入路４２５から共通インク排出路４２１への流動により、導入路４２５を設けない場合に比較して、共通インク排出路４２１内の流速が速められている。そのため、共通インク排出路４２１内のインクが十分な流速となされ、ノズル２２からのインクの吐出が良好に行えて、かつ、共通インク排出路４２１内及び各インクチャネル２３内の気泡の除去やインク内粒子の沈降防止等を確実に行うことができる。 Further, in the inkjet head 1, the flow velocity in the common ink discharge path 421 is increased by the flow from the introduction path 425 to the common ink discharge path 421 as compared with the case where the introduction path 425 is not provided. Therefore, the ink in the common ink discharge path 421 has a sufficient flow rate, the ink can be ejected from the nozzle 22 satisfactorily, and the bubbles in the common ink discharge path 421 and each ink channel 23 are removed and the ink is ink. It is possible to reliably prevent the internal particles from settling.

さらに、前述したように、導入路４２５の横断面開口面積を、１つのインクチャネル２３の横断面開口面積よりも大きくした場合には、共通インク室４１から導入路４２５を経て共通インク排出路４２１に至る流路の流路抵抗は、共通インク室４１から１つのインクチャネル２３を経て共通インク排出路４２１に至る流路の流路抵抗よりも小さい。したがって、導入路４２５から共通インク排出路４２１に至る流路の流量を、１つのインクチャネル２３から共通インク排出路４２１に至る流路の流量よりも多くすることができる。そのため、共通インク排出路４２１の一端側（最上流部）におけるインク流量をより確実に多くすることができ、共通インク排出路４２１内及び各インクチャネル２３内の気泡の除去やインク内粒子の沈降防止等をより確実に行うことができる。 Further, as described above, when the cross-sectional opening area of the introduction path 425 is larger than the cross-sectional opening area of one ink channel 23, the common ink discharge path 421 from the common ink chamber 41 via the introduction path 425. The flow path resistance of the flow path leading to is smaller than the flow path resistance of the flow path from the common ink chamber 41 to the common ink discharge path 421 via one ink channel 23. Therefore, the flow rate of the flow path from the introduction path 425 to the common ink discharge path 421 can be made larger than the flow rate of the flow path from one ink channel 23 to the common ink discharge path 421. Therefore, the ink flow rate on one end side (uppermost flow portion) of the common ink discharge path 421 can be increased more reliably, and bubbles in the common ink discharge path 421 and each ink channel 23 can be removed and particles in the ink settle. Prevention and the like can be performed more reliably.

このインクジェットヘッド１においては、導入路４２５内及び各インクチャネル２３内から共通インク排出路４２１を経てインク排出室４１２に至る流路が形成されているので、これらの流路抵抗の総和を考慮して、この条件においてノズル２２からのメニスカスブレイクが生じないように、インクタンク１０１と共通インク室４１との高低差、移送ポンプ１０５ａ及び返送ポンプ１０５ｂが与える圧力等の条件が決定される。また、各個別インク排出路２６ａ、２６ａの流路抵抗の合計は、ノズル２２からのメニスカスブレイクが生じないように、インクタンク１０１と共通インク室４１との高低差、移送ポンプ１０５ａ及び返送ポンプ１０５ｂが与える圧力等の条件を勘案して規定される。各個別インク排出路２６ａ、２６ａは、その流路抵抗の合計が既定値から外れない限りにおいて、適宜に開口面積及び長さを設定することができる。 In the inkjet head 1, a flow path is formed from the introduction path 425 and each ink channel 23 to the ink discharge chamber 412 via the common ink discharge path 421. Therefore, the total of these flow path resistances is taken into consideration. Therefore, conditions such as the height difference between the ink tank 101 and the common ink chamber 41 and the pressure applied by the transfer pump 105a and the return pump 105b are determined so that the meniscus break from the nozzle 22 does not occur under these conditions. Further, the total flow path resistance of each of the individual ink discharge paths 26a and 26a is the height difference between the ink tank 101 and the common ink chamber 41 so that the meniscus break from the nozzle 22 does not occur, and the transfer pump 105a and the return pump 105b. It is specified in consideration of the conditions such as the pressure given by. The opening area and length of each of the individual ink discharge paths 26a and 26a can be appropriately set as long as the total flow path resistance does not deviate from the predetermined value.

この実施形態においては、導入路４２５へのインクの流入は、各インクチャネル２３への注入と同様に、共通インク室４１から行われる。この態様は、各インクチャネル２３及び導入路４２５をヘッドチップ２に並列的に形成するだけで実現できるので、作成が容易である。 In this embodiment, the inflow of ink into the introduction path 425 is performed from the common ink chamber 41 in the same manner as the injection into each ink channel 23. Since this aspect can be realized only by forming each ink channel 23 and introduction path 425 in parallel on the head chip 2, it is easy to create.

そして、図１及び図２に示すように、インク排出室４１２には、排出路連結部５ｄを介して、インク排出室４１２内からインクを排出する流路をなすインク排出管５ｃが接続されている。排出路連結部５ｄは、排出チャネル４２４の上方側に位置して、各インクチャネル２３及び各ダミーチャネル２５が構成するチャネル列の他端側の該チャネル列の外側に位置して設けられている。インク排出管５ｃの上端側は、インク回収管５ｂに合流している。インク回収管５ｂとインク排出管５ｃとは、合流箱６１に接続されることによって合流している。 Then, as shown in FIGS. 1 and 2, an ink discharge pipe 5c forming a flow path for discharging ink from the inside of the ink discharge chamber 412 is connected to the ink discharge chamber 412 via a discharge path connecting portion 5d. There is. The discharge channel connecting portion 5d is located above the discharge channel 424 and is located outside the channel row on the other end side of the channel row formed by each ink channel 23 and each dummy channel 25. .. The upper end side of the ink discharge tube 5c joins the ink recovery tube 5b. The ink recovery pipe 5b and the ink discharge pipe 5c are joined by being connected to the merging box 61.

合流箱６１は、合成樹脂材料や金属材料から一体的に構成されており、内部にバッファ空間部６が形成されている。合流箱６１の外面には、バッファ空間部６に至る第１乃至第３の開口部４８ａ，４８ｂ，４８ｃが形成されている。第１の開口部４８ａからバッファ空間部６を経て第３の開口部４８ｃに至る流路は、インク回収管５ｂの中途部に介在されている。実装状態としては、インク回収管５ｂを中途部において上流側及び下流側に分け、上流側を第１の開口部４８ａに接続させ、下流側を第３の開口部４８ｃに接続させることになる。そして、第２の開口部４８ｂには、インク排出管５ｃを接続させる。 The merging box 61 is integrally made of a synthetic resin material or a metal material, and a buffer space 6 is formed therein. First to third openings 48a, 48b, 48c leading to the buffer space 6 are formed on the outer surface of the merging box 61. The flow path from the first opening 48a to the third opening 48c via the buffer space 6 is interposed in the middle of the ink recovery tube 5b. As a mounting state, the ink recovery tube 5b is divided into an upstream side and a downstream side in the middle portion, the upstream side is connected to the first opening 48a, and the downstream side is connected to the third opening 48c. Then, the ink discharge pipe 5c is connected to the second opening 48b.

このように、本実施形態に示すインクジェットヘッド１は、インク回収管５ｂ及びインク排出管５ｃが合流箱６１によって合流されているため、インクジェット記録装置１００側の配管等との接続部位は、インク供給管５ａ（接続部７ａ）及びインク回収管５ｂ（接続部７ｂ）の２箇所のみで済む。従って、インクジェット記録装置１００側の配管等との接続部位の数は、一般的なインクジェットヘッドに対して増加せず、接続作業が煩雑化することはない。すなわち、本実施形態のインクジェットヘッド１は、既設装置を設計変更する必要なく、接続部７ａ、７ｂの２箇所のみの接続によって交換及び設置が可能である。 As described above, in the inkjet head 1 shown in the present embodiment, since the ink recovery pipe 5b and the ink discharge pipe 5c are merged by the merging box 61, the connection portion with the pipe or the like on the inkjet recording device 100 side is supplied with ink. Only two locations, the tube 5a (connection 7a) and the ink recovery tube 5b (connection 7b), are required. Therefore, the number of connection portions with the piping or the like on the inkjet recording device 100 side does not increase with respect to a general inkjet head, and the connection work is not complicated. That is, the inkjet head 1 of the present embodiment can be replaced and installed by connecting only two locations of the connecting portions 7a and 7b without the need to change the design of the existing device.

このインクジェットヘッド１において、導入路４２５及び個別インク排出路２６ａ、２６ａから、共通インク排出路４２１、排出チャネル４２４、排出孔３１ｂ、インク排出室４１２及びインク排出管５ｃを経て、バッファ空間部６に至る流路が、排出路４２３となる。この排出路４２３は、導入路４２５及びインクチャネル２３に連通し、これら導入路４２５及びインクチャネル２３内のインクを排出させ、バッファ空間部６においてインク回収管５ｂに合流させる流路である。ただし、排出路４２３は、ノズル２２近傍の個別インク排出路２６ａ、２６ａからインクを排出するものであれば、その後の経路は何ら限定する必要はない。そして、導入孔３１ｃ及び各注入孔３１ａを経て、排出路４２３までが、副流路Ｆ２となる（図２参照）。 In the inkjet head 1, the introduction path 425 and the individual ink discharge paths 26a and 26a pass through the common ink discharge path 421, the discharge channel 424, the discharge hole 31b, the ink discharge chamber 412, and the ink discharge pipe 5c to the buffer space portion 6. The flow path leading to it becomes the discharge path 423. The discharge path 423 is a flow path that communicates with the introduction path 425 and the ink channel 23, discharges the ink in the introduction path 425 and the ink channel 23, and joins the ink recovery tube 5b in the buffer space 6. However, as long as the discharge path 423 discharges ink from the individual ink discharge paths 26a and 26a in the vicinity of the nozzle 22, the subsequent paths need not be limited. Then, through the introduction hole 31c and each injection hole 31a, up to the discharge path 423 becomes the auxiliary flow path F2 (see FIG. 2).

なお、排出路４２３は、チャネル列の一端側の該チャネル列の外側及び該チャネル列の他端側の該チャネル列の外側の両方に設けてもよい。この場合には、排出チャネル４２４及びインク排出室４１２をチャネル列の両方に設け、それぞれにインク排出管５ｃを接続する。これらインク排出管５ｃは、それぞれインク回収管５ｂに合流される。この場合には、導入路４２５を設ける場合には、チャネル列の中央位置に設けることが望ましい。 The discharge passage 423 may be provided both on the outside of the channel row on one end side of the channel row and on the outside of the channel row on the other end side of the channel row. In this case, the discharge channel 424 and the ink discharge chamber 412 are provided in both of the channel rows, and the ink discharge pipe 5c is connected to each. These ink discharge pipes 5c are merged with the ink recovery pipe 5b, respectively. In this case, when the introduction path 425 is provided, it is desirable to provide it at the center position of the channel row.

排出路４２３は各インクチャネル２３に対応した個別インク排出路２６ａ、２６ａの全てを通過する流路として構成されているため、インクチャネル２３の高密度化に伴い、排出路４２３全体の流路抵抗は大きくなっている。従って、インク排出管５ｃをインク回収管５ｂに合流させても、インク供給管５ａからインク回収管５ｂを経る主流路Ｆ１の流量が多く、各注入孔３１ａから排出路４２３に至る副流路Ｆ２の流量が少ないために、これらが円滑に合流しないことが考えられる。このインクジェットヘッド１においては、主流路Ｆ１と副流路Ｆ２との合流（インク排出管５ｃとインク回収管５ｂとの合流）を、バッファ空間部６において行い、また、流量調整部材８を使用することにより、これら主流路Ｆ１及び副流路Ｆ２の流量が異なっても、円滑に合流させることができる。 Since the discharge path 423 is configured as a flow path that passes through all of the individual ink discharge paths 26a and 26a corresponding to each ink channel 23, as the density of the ink channel 23 increases, the flow path resistance of the entire discharge path 423 increases. Is getting bigger. Therefore, even if the ink discharge pipe 5c is merged with the ink recovery pipe 5b, the flow rate of the main flow path F1 from the ink supply pipe 5a through the ink recovery pipe 5b is large, and the sub-flow rate F2 from each injection hole 31a to the discharge passage 423 is large. It is conceivable that these do not merge smoothly due to the low flow rate of the ink. In the inkjet head 1, the main flow path F1 and the sub-flow path F2 are merged (the ink discharge pipe 5c and the ink recovery pipe 5b are merged) in the buffer space portion 6, and the flow rate adjusting member 8 is used. As a result, even if the flow rates of the main flow path F1 and the sub flow path F2 are different, they can be smoothly merged.

流量調整部材８は、インク回収管５ｂ内に配置される円筒状部材であり、インク回収管５ｂの流路径を狭める。流量調整部材８は、主流路Ｆ１と副流路Ｆ２との流路抵抗の差に相当する圧力損失を、主流路Ｆ１に付与する。このインクジェットヘッド１においては、流量調整部材８により、主流路Ｆ１の流路抵抗と、副流路Ｆ２の流路抵抗とを均衡させることにより、インク供給管５ａ内のインク圧力ｐ０によって、容易に主流路Ｆ１及び副流路Ｆ２の両方に均等にインクを流すことができる。 The flow rate adjusting member 8 is a cylindrical member arranged in the ink recovery tube 5b, and narrows the flow path diameter of the ink recovery tube 5b. The flow rate adjusting member 8 imparts a pressure loss corresponding to the difference in flow path resistance between the main flow path F1 and the sub flow path F2 to the main flow path F1. In the inkjet head 1, the flow rate adjusting member 8 balances the flow path resistance of the main flow path F1 with the flow path resistance of the sub flow path F2, so that the ink pressure p0 in the ink supply tube 5a can be easily applied. Ink can be evenly flowed through both the main flow path F1 and the sub flow path F2.

上述のようなインクジェットヘッド１及びこれを備えたインクジェット記録装置１００によれば、インク供給管５ａからインクを供給するだけで、共通インク室４１内の残留気泡を主流路Ｆ１を経てインク回収管５ｂから排出させるのみならず、ノズル２２から引き込まれたインクチャネル２３近傍の気泡をも、副流路Ｆ２を経てインク排出管５ｃから迅速に排出させることができる。よって、インクマニホールド４内の全体（共通インク室４１内及びインクチャネル２３の近傍）の残留気泡除去を効率的に行うことができる。また、沈降し易い粒子や顔料等が含まれているインクを使用する場合でも、画像記録中の個別インク排出路２６ａ、２６ａ及び共通インク排出路４２１における粒子や顔料等の沈降を効果的に抑制して、インクの濃度偏差を抑制することができる。 According to the inkjet head 1 and the inkjet recording apparatus 100 provided with the inkjet head 1 as described above, only by supplying ink from the ink supply tube 5a, residual bubbles in the common ink chamber 41 pass through the main flow path F1 and the ink recovery tube 5b. In addition to being discharged from the ink channel 23, air bubbles in the vicinity of the ink channel 23 drawn from the nozzle 22 can be quickly discharged from the ink discharge pipe 5c via the secondary flow path F2. Therefore, it is possible to efficiently remove residual bubbles in the entire ink manifold 4 (inside the common ink chamber 41 and in the vicinity of the ink channel 23). Further, even when an ink containing particles or pigments that easily settle is used, the settling of particles or pigments in the individual ink discharge paths 26a and 26a and the common ink discharge path 421 during image recording is effectively suppressed. Therefore, the density deviation of the ink can be suppressed.

〔気泡排出動作〕
このインクジェットヘッド１は、記録媒体へのインクの吐出を行いながら、また、吐出を行わないときにも、インクチャネル２３内の気泡排出動作を行う。インクチャネル２３内のインク中の気泡は、ノズル２２からインクを吐出した後にノズル２２から巻き込まれたものや、注入孔３１ａから注入されたインク中に混入していたものや、インクチャネル２３内のインクの圧力が急激に低下したときにインク中に発生したもの等である。[Bubble discharge operation]
The inkjet head 1 performs a bubble ejection operation in the ink channel 23 while ejecting ink to the recording medium and also when the ink is not ejected. The bubbles in the ink in the ink channel 23 are those caught in the ink from the nozzle 22 after being ejected from the nozzle 22, those mixed in the ink injected from the injection hole 31a, and those in the ink channel 23. It is generated in the ink when the pressure of the ink drops sharply.

この気泡排出動作は、圧力調整手段（移送圧力調整ポンプ１１０ａ及び返送圧力調整ポンプ１１０ｂ）により、図６に示すように、注入孔３１ａからインクチャネル２３に注入されるインクの圧力Ｐ１と、インクチャネル２３から個別インク排出路２６ａへ排出されるインクの圧力Ｐ２との圧力差であるインク排出圧ΔＰを調整することにより行う。インクチャネル２３に注入されるインクの圧力Ｐ１は、インクチャネル２３から排出されるインクの圧力Ｐ２よりも大きく、インク排出圧ΔＰは、インクチャネル２３内のインクが個別インク排出路２６ａに向かうインク流動を生じさせる。 This bubble discharge operation is performed by the pressure P1 of the ink injected into the ink channel 23 from the injection hole 31a and the ink channel by the pressure adjusting means (transfer pressure adjusting pump 110a and return pressure adjusting pump 110b), as shown in FIG. This is performed by adjusting the ink discharge pressure ΔP, which is the pressure difference from the pressure P2 of the ink discharged from the 23 to the individual ink discharge path 26a. The pressure P1 of the ink injected into the ink channel 23 is larger than the pressure P2 of the ink discharged from the ink channel 23, and the ink discharge pressure ΔP is the ink flow of the ink in the ink channel 23 toward the individual ink discharge path 26a. Causes.

インク排出圧ΔＰによるインク流動の流速をＶ１とする。インクチャネル２３内のインク中に気泡Ｂが存在する場合には、気泡Ｂの上昇方向は鉛直上方である。インクチャネル２３内のインク流動の流速Ｖ１は、気泡Ｂの上昇速度Ｖ０のインク流動に対向する方向の成分Ｖ２よりも速くなっている。インクジェットヘッド１に傾きがない場合（インク流動の方向及びインクの吐出方向が鉛直下方である場合）には、気泡Ｂの上昇速度Ｖ０のインク流動に対向する方向の成分Ｖ２は、上昇速度Ｖ０に等しい（Ｖ２＝Ｖ０）。 Let V1 be the flow velocity of the ink flow due to the ink discharge pressure ΔP. When the bubbles B are present in the ink in the ink channel 23, the rising direction of the bubbles B is vertically upward. The flow velocity V1 of the ink flow in the ink channel 23 is faster than the component V2 in the direction facing the ink flow of the rising speed V0 of the bubble B. When the inkjet head 1 is not tilted (when the ink flow direction and the ink ejection direction are vertically downward), the component V2 in the direction facing the ink flow of the rising speed V0 of the bubble B becomes the rising speed V0. Equal (V2 = V0).

このインクジェットヘッド１においては、インク流動の流速Ｖ１が、気泡Ｂの速度成分Ｖ２よりも速いことにより、インクチャネル２３内に気泡Ｂが残留することを防止することができる。インク流動の流速Ｖ１は、気泡Ｂの速度成分Ｖ２に対して、速くなるほど迅速に、気泡Ｂをインクチャネル２３内から除去することができる。ただし、圧力調整手段は、ノズル２２内のインクのメニスカスが維持される範囲で、インク排出圧ΔＰを調整する。圧力調整手段は、インク流動の流速Ｖ１と気泡Ｂの速度成分Ｖ２との比率が、予め設定された所定の比率になるように、インク排出圧ΔＰを調整することが好ましい。 In the inkjet head 1, since the flow velocity V1 of the ink flow is faster than the velocity component V2 of the bubbles B, it is possible to prevent the bubbles B from remaining in the ink channel 23. The faster the flow velocity V1 of the ink flow is relative to the velocity component V2 of the bubbles B, the faster the bubbles B can be removed from the ink channel 23. However, the pressure adjusting means adjusts the ink discharge pressure ΔP within a range in which the meniscus of the ink in the nozzle 22 is maintained. The pressure adjusting means preferably adjusts the ink discharge pressure ΔP so that the ratio between the flow velocity V1 of the ink flow and the velocity component V2 of the bubbles B becomes a predetermined ratio set in advance.

このインクジェットヘッド１においては、ノズル２２からインクを吐出した後に、ノズル２２から気泡Ｂが巻き込まれたとき等、インクチャネル２３内のインク中に気泡Ｂが存在する場合にも、極めて短い時間内にインクチャネル２３内から個別インク排出路２６ａに気泡Ｂを排出することができる。したがって、このインクジェットヘッド１は、気泡Ｂを原因とする吐出不良から迅速に復帰することができ、吐出不良により毀損され廃棄しなければならない印刷物を減らすことができる。 In the inkjet head 1, even when bubbles B are present in the ink in the ink channel 23, such as when bubbles B are caught from the nozzle 22 after ejecting ink from the nozzle 22, the bubbles B are within an extremely short time. Bubbles B can be discharged from the ink channel 23 into the individual ink discharge paths 26a. Therefore, the inkjet head 1 can quickly recover from the ejection defect caused by the bubble B, and can reduce the amount of printed matter that is damaged by the ejection defect and must be discarded.

図７は、図１に示すインクジェットヘッドが傾斜している状態のインクチャネルの拡大断面図である。 FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of an ink channel in a state where the inkjet head shown in FIG. 1 is tilted.

図７（ａ）に示すように、インクジェットヘッド１が傾斜しており、インクチャネル２３内のインク流動方向の鉛直下方に対する傾斜角度がθであるときには、図７（ｂ）に示すように、気泡Ｂの上昇速度Ｖ０のインク流動に対向する方向の成分Ｖ２は、Ｖ０・cosθとなる。 As shown in FIG. 7 (a), when the inkjet head 1 is tilted and the tilt angle with respect to the vertically downward direction in the ink flow direction in the ink channel 23 is θ, as shown in FIG. 7 (b), bubbles are generated. The component V2 in the direction facing the ink flow at the rising speed V0 of B is V0 · cos θ.

このインクジェットヘッド１においては、傾斜して使用されても、気泡Ｂの迅速な除去が可能である。このインクジェットヘッド１は、傾斜させた状態でも、傾斜のない状態と同等の気泡排除能力を発揮することができる。 In the inkjet head 1, even if the inkjet head 1 is used at an inclination, the bubbles B can be quickly removed. The inkjet head 1 can exhibit the same bubble elimination ability as in a non-tilted state even in a tilted state.

図８は、図１に示すインクジェットヘッドにおける流路抵抗を示す等価回路図である。 FIG. 8 is an equivalent circuit diagram showing the flow path resistance in the inkjet head shown in FIG.

このインクジェットヘッド１においては、インクチャネル２３内の流路抵抗Ｒと、排出路４２３の流路抵抗Ｒ´とは、図８の等価回路に示すように、直列に接続された状態となっている。インクチャネル２３内の流路抵抗Ｒは、ハーゲン・ポアズイユの法則により、以下のように求めることができる。
Ｒ＝８πηＬ／（ＳΦ）
＝８πηＬ／（ａｂΦ）
＝８πηＬ／（ａｂ（ｄ／２）２π）
＝８ηＬ／（ａｂ｛ａ２ｂ２／（ａ＋ｂ）２｝）
＝８ηＬ（ａ＋ｂ）２／（ａ３ｂ３）〔Ｐａ・ｓ／ｍ３〕
η：インク粘度〔Ｐａ・ｓ〕（＝〔Ｎｓ／ｍ２〕＝〔ｋｇ／ｍｓ〕）
Ｌ：インクチャネルの長さ〔ｍ〕
ａ，ｂ：流路横断面の各辺の長さ〔ｍ〕
Ｓ：流路断面積（＝ａｂ）〔ｍ２〕
ｄ：等価直径（＝４ａｂ／２（ａ＋ｂ））〔ｍ〕
Φ：等価流路断面積（＝（ｄ／２）２π）〔ｍ２〕In the inkjet head 1, the flow path resistance R in the ink channel 23 and the flow path resistance R'in the discharge path 423 are connected in series as shown in the equivalent circuit of FIG. .. The flow path resistance R in the ink channel 23 can be obtained as follows according to Hagen-Poiseuille's law.
R = 8πηL / (SΦ)
= 8πηL / (abΦ)
= 8πηL / (ab (d / 2) 2 π)
= 8ηL / (ab {a 2 b 2 / (a + b) 2 })
= 8ηL (a + b) 2 / (a 3 b 3 ) [Pa · s / m 3 ]
η: Ink viscosity [Pa · s] (= [Ns / m 2 ] = [kg / ms])
L: Ink channel length [m]
a, b: Length of each side of the cross section of the flow path [m]
S: Flow path cross-sectional area (= ab) [m 2 ]
d: Equivalent diameter (= 4ab / 2 (a + b)) [m]
Φ: Equivalent flow path cross-sectional area (= (d / 2) 2 π) [m 2 ]

インクチャネル２３内から排出路４２３に排出されるインクの量（排出流量）Ｑ１は、以下のように求めることができる。
Ｑ１＝ΔＰ／（８πηＬ／（ＳΦ））
＝（Ｐ１－Ｐ２）／（８πηＬ／（ＳΦ））〔ｍ３／ｓ〕
ΔＰ：インクチャネル２３の入口（注入孔３１ａ）の圧力Ｐ１と出口（個別インク排出路２６ａ）の圧力Ｐ２（∵Ｐ１＞Ｐ２）との差（＝Ｐ１－Ｐ２）〔Ｐａ〕The amount of ink (discharge flow rate) Q1 discharged from the ink channel 23 to the discharge path 423 can be obtained as follows.
Q1 = ΔP / (8πηL / (SΦ))
= (P1-P2) / (8πηL / (SΦ)) [m 3 / s]
ΔP: Difference between the pressure P1 at the inlet (injection hole 31a) of the ink channel 23 and the pressure P2 (∵P1> P2) at the outlet (individual ink discharge path 26a) (= P1-P2) [Pa]

インクチャネル２３内におけるインク流動の速度（流速）Ｖ１は、以下のように求めることができる。
Ｖ１＝Ｑ１／Ｓ
＝ΔＰ／（８πηＬ／Φ）〔ｍ／ｓ〕The speed (flow velocity) V1 of the ink flow in the ink channel 23 can be obtained as follows.
V1 = Q1 / S
= ΔP / (8πηL / Φ) [m / s]

インクチャネル２３内における気泡Ｂの上昇速度Ｖ０は、ストークスの式により、以下のように求めることができる。
Ｖ０＝｜（Ｐｓ－Ｐｗ）ｇＤ２／１８η｜〔ｍ／ｓ〕
∵絶対値にしないとマイナスになる。
Ｐｓ：空気密度（＝１．２１）〔ｋｇ／ｍ３〕
Ｐｗ：インク密度〔ｋｇ／ｍ３〕
ｇ：重力加速度〔ｍ／ｓ２〕
Ｄ：気泡径（≦ノズル２２の直径）〔ｍ〕The rising speed V0 of the bubble B in the ink channel 23 can be obtained by Stokes' equation as follows.
V0 = | (Ps-Pw) gD 2 /18η | [m / s]
∵ If you do not make it an absolute value, it will be negative.
Ps: air density (= 1.21) [kg / m 3 ]
Pw: Ink density [kg / m 3 ]
g: Gravity acceleration [m / s 2 ]
D: Bubble diameter (≦ Nozzle 22 diameter) [m]

インクジェットヘッド１の傾き角がθであるとき、気泡Ｂの上昇速度Ｖ０のインク流動に対向する成分Ｖ２は、以下のように求めることができる。
Ｖ２＝Ｖ０・cosθ〔ｍ／ｓ〕When the tilt angle of the inkjet head 1 is θ, the component V2 facing the ink flow at the rising speed V0 of the bubble B can be obtained as follows.
V2 = V0 · cosθ [m / s]

インクジェットヘッド１を傾斜させて使用する場合には、圧力調整手段は、インクジェットヘッド１の傾き角θに応じて、インク排出圧ΔＰを変化させることが好ましい。圧力調整手段は、傾き角θに応じてインク排出圧ΔＰを変化させることにより、傾き角θに依らず、インク流動の流速Ｖ１と気泡Ｂの速度成分Ｖ２との比率を予め設定された所定の比率にすることが好ましい。 When the inkjet head 1 is tilted and used, it is preferable that the pressure adjusting means changes the ink discharge pressure ΔP according to the tilt angle θ of the inkjet head 1. The pressure adjusting means changes the ink discharge pressure ΔP according to the tilt angle θ, so that the ratio of the flow velocity V1 of the ink flow and the velocity component V2 of the bubbles B is set in advance regardless of the tilt angle θ. It is preferable to use a ratio.

前述のように、インクチャネル２３内における気泡Ｂの上昇速度Ｖ０は、インク密度Ｐｗによって異なる。したがって、圧力調整手段は、インクチャネル２３内のインク密度Ｐｗに応じて、インク排出圧ΔＰを変化させ、インク流動の流速Ｖ１と気泡Ｂの速度成分Ｖ２との比率を予め設定された所定の比率にすることが好ましい。インク密度Ｐｗは、インクジェットヘッド１の仕様に適合されたインクであれば概ね一定の値であるので、使用するインクの種類に応じて予め設定しておいてよい。 As described above, the rising speed V0 of the bubbles B in the ink channel 23 differs depending on the ink density Pw. Therefore, the pressure adjusting means changes the ink discharge pressure ΔP according to the ink density Pw in the ink channel 23, and sets a predetermined ratio between the flow velocity V1 of the ink flow and the velocity component V2 of the bubbles B in advance. Is preferable. Since the ink density Pw is a substantially constant value as long as the ink conforms to the specifications of the inkjet head 1, it may be set in advance according to the type of ink to be used.

また、インク密度Ｐｗは、インクジェットヘッド１内の温度によって変化するので、圧力調整手段は、インクジェットヘッド１内の温度に応じて、インク排出圧ΔＰを変化させ、インク流動の流速Ｖ１と気泡Ｂの速度成分Ｖ２との比率を予め設定された所定の比率にすることが好ましい。インク密度Ｐｗと温度との相関関係は、インクの仕様ごとに予めわかっているので、インク排出圧ΔＰと温度との相関関係も予め設定しておくことができる。インクジェットヘッド１内の温度の情報は、インクジェットヘッド１内に設けた温度センサから得ることができる。 Further, since the ink density Pw changes depending on the temperature inside the inkjet head 1, the pressure adjusting means changes the ink discharge pressure ΔP according to the temperature inside the inkjet head 1 to change the ink flow velocity V1 and the bubble B. It is preferable that the ratio with the velocity component V2 is a predetermined ratio set in advance. Since the correlation between the ink density Pw and the temperature is known in advance for each ink specification, the correlation between the ink discharge pressure ΔP and the temperature can also be set in advance. Information on the temperature inside the inkjet head 1 can be obtained from a temperature sensor provided inside the inkjet head 1.

このように、このインクジェットヘッド１は、使用するインクの密度Ｐｗが異なる様々な仕様のインクジェットヘッドとして構成することができる。 As described above, the inkjet head 1 can be configured as an inkjet head having various specifications in which the density Pw of the ink used is different.

ところで、インクチャネル２３内のインク中に存在し得る気泡Ｂは、インクをノズル２２から吐出したときにインク中に巻き込まれてインクチャネル２３内に浸入したものであるので、その最大径は、ノズル２２の内径にほぼ等しい。そして、インクチャネル２３内の気泡Ｂの上昇速度Ｖ０は、気泡径Ｄが大きくなるほど速くなる。したがって、このインクジェットヘッド１は、気泡径Ｄがノズル２２の内径に等しい気泡Ｂが排出できるように、インク排出圧ΔＰが設定され調整されることが好ましい。インク排出圧ΔＰがこのように調整されることにより、インクチャネル２３内の全ての気泡Ｂを迅速に排除することができる。 By the way, since the bubble B that may exist in the ink in the ink channel 23 is caught in the ink and penetrates into the ink channel 23 when the ink is ejected from the nozzle 22, the maximum diameter thereof is the nozzle. It is approximately equal to the inner diameter of 22. Then, the rising speed V0 of the bubbles B in the ink channel 23 becomes faster as the bubble diameter D becomes larger. Therefore, it is preferable that the ink jet head 1 is adjusted by setting the ink discharge pressure ΔP so that the bubble B whose bubble diameter D is equal to the inner diameter of the nozzle 22 can be discharged. By adjusting the ink discharge pressure ΔP in this way, all bubbles B in the ink channel 23 can be quickly eliminated.

また、このインクジェットヘッド１においては、排出路４２３内のインクの流速も、気泡Ｂの上昇速度Ｖ０のインク流動に対向する方向の成分Ｖ２よりも速いことが好ましい。 Further, in the inkjet head 1, it is preferable that the flow velocity of the ink in the discharge path 423 is also faster than the component V2 in the direction facing the ink flow at the rising speed V0 of the bubbles B.

排出路４２３内のインクの流速が、気泡Ｂの速度成分Ｖ２より速いことにより、インクチャネル２３から排出された気泡Ｂを迅速にインクチャネル２３から遠ざけることができ、高い気泡排除能力を実現することができる。 Since the flow velocity of the ink in the discharge path 423 is faster than the velocity component V2 of the bubble B, the bubble B discharged from the ink channel 23 can be quickly moved away from the ink channel 23, and a high bubble elimination ability can be realized. Can be done.

排出路４２３内のインクの流速を速めるには、排出路４２３は、流路内から圧損を生じさせる形状を極力排除し、その流路抵抗が流路断面積に反比例する形状としておくことが好ましい。また、前述したように、インクチャネル２３内の流路抵抗Ｒは、排出路４２３の流路抵抗Ｒ´と直列に接続された状態となっているので、排出路４２３の流路抵抗Ｒ´を低くしておけば、インク排出圧ΔＰの調整により、インクチャネル２３内のインク流動の流速を効率良く速めることができる。 In order to increase the flow velocity of the ink in the discharge path 423, it is preferable that the discharge path 423 has a shape in which the shape that causes pressure loss is eliminated as much as possible from the flow path and the flow path resistance is inversely proportional to the flow path cross-sectional area. .. Further, as described above, since the flow path resistance R in the ink channel 23 is connected in series with the flow path resistance R'of the discharge path 423, the flow path resistance R'of the discharge path 423 is used. If it is set low, the flow velocity of the ink flow in the ink channel 23 can be efficiently increased by adjusting the ink discharge pressure ΔP.

なお、インクジェットヘッド１内の各箇所におけるインク圧力は、インクの流路にＴ字分岐を設け、分岐させた先においてマノメータにより測定することができる。 The ink pressure at each location in the inkjet head 1 can be measured by providing a T-shaped branch in the ink flow path and using a manometer at the branch destination.

以上説明した実施形態のインクジェット記録装置１００においては、インクジェットヘッド１とインクタンク１０１との間でインクを循環させているが、本発明はこれに限定されない。図示しないが、インク回収管５ｂ及びインク排出管５ｃから流出したインクを、インクタンク１０１に戻さずに、廃インクタンクに排出させるように構成してもよい。 In the inkjet recording apparatus 100 of the embodiment described above, ink is circulated between the inkjet head 1 and the ink tank 101, but the present invention is not limited to this. Although not shown, the ink flowing out from the ink recovery pipe 5b and the ink discharge pipe 5c may be configured to be discharged to the waste ink tank without returning to the ink tank 101.

〔インクジェットヘッドの他の実施形態〕
図９は、本発明に係るインクジェットヘッド（サイドシュータ型）の要部を示す縦断面図である。
図１０は、本発明に係るインクジェットヘッド（ＭＥＭＳ型）の要部を示す縦断面図である。[Other Embodiments of Inkjet Head]
FIG. 9 is a vertical sectional view showing a main part of the inkjet head (side shooter type) according to the present invention.
FIG. 10 is a vertical sectional view showing a main part of the inkjet head (MEMS type) according to the present invention.

本発明は、前述したように、シアーモード型のインクジェットヘッド１に限定されることなく、図９に示すサイドシュータ型のインクジェットヘッド１０や、図１０に示すいわゆるＭＥＭＳ型のインクジェットヘッド１１など、各種のインクジェットヘッドに適用することができる。なお、図１と同一符号の部位は同一構成の部位であるため、これらの説明は上記説明を援用し、ここでは省略する。 As described above, the present invention is not limited to the shear mode type inkjet head 1, but includes various types such as the side shooter type inkjet head 10 shown in FIG. 9 and the so-called MEMS type inkjet head 11 shown in FIG. Can be applied to inkjet heads. Since the parts having the same reference numerals as those in FIG. 1 are parts having the same configuration, the above description is incorporated and omitted here.

サイドシュータ型のインクジェットヘッド１０においては、図９に示すように、インクチャネル２３内のインク流動の方向が、ノズル２２からのインクの吐出方向に対してほぼ直交する方向となっている。インクの吐出方向を鉛直下方とした場合には、インクチャネル２３内のインク流動の方向は、水平方向となる。 In the side shooter type inkjet head 10, as shown in FIG. 9, the direction of ink flow in the ink channel 23 is a direction substantially orthogonal to the ink ejection direction from the nozzle 22. When the ink ejection direction is vertically downward, the ink flow direction in the ink channel 23 is the horizontal direction.

このインクジェットヘッド１０においても、インクチャネル２３内のインク流動の流速Ｖ１を、気泡Ｂの上昇速度Ｖ０よりも十分に速くしておくことにより、インクチャネル２３内に気泡Ｂが残留することを防止することができる。 Also in this inkjet head 10, by setting the flow velocity V1 of the ink flow in the ink channel 23 to be sufficiently faster than the rising speed V0 of the bubbles B, it is possible to prevent the bubbles B from remaining in the ink channel 23. be able to.

なお、このインクジェットヘッド１０においては、気泡Ｂの上昇速度Ｖ０のインク流動に対向する方向の成分Ｖ２は、Ｖ０・cos９０°＝０である。したがって、インク流動の流速Ｖ１は、気泡Ｂの速度成分Ｖ２＝０よりも必ず速くなるが、上昇速度Ｖ０よりも速くしておかないと、気泡Ｂがインクチャネル２３内の上方に移動してしまう虞がある。 In the inkjet head 10, the component V2 in the direction facing the ink flow at the rising speed V0 of the bubble B is V0 · cos 90 ° = 0. Therefore, the flow velocity V1 of the ink flow is always faster than the velocity component V2 = 0 of the bubble B, but the bubble B moves upward in the ink channel 23 unless it is made faster than the rising velocity V0. There is a risk.

ＭＥＭＳ型のインクジェットヘッド１１においては、図１０に示すように、基板３上に圧電素子２４が配置されており、この基板３の下面側にインクチャネル２３が構成されている。圧電素子２４は、インクチャネル２３の上面（天井面）に配置されており、駆動することにより、インクチャネル２３の容積を変動させ、圧力変動を生じさせる。インクチャネル２３の下面（底面）には、ノズル２２へ連通路２３ａが形成されている。ノズル２２は、連通路２３ａを介してインクチャネル２３に連通し、インクチャネル２３を外部（下方）に連通させている。インクジェットヘッド１１の下面部がインク吐出面１Ｓとなる。各インクチャネル２３内のインクは、圧電素子２４の作用によって吐出圧力を付与され、ノズル２２を通って外部の記録媒体に向けて（下方）に吐出される。 In the MEMS type inkjet head 11, as shown in FIG. 10, the piezoelectric element 24 is arranged on the substrate 3, and the ink channel 23 is configured on the lower surface side of the substrate 3. The piezoelectric element 24 is arranged on the upper surface (ceiling surface) of the ink channel 23, and by driving the piezoelectric element 24, the volume of the ink channel 23 is changed to cause a pressure fluctuation. On the lower surface (bottom surface) of the ink channel 23, a communication passage 23a is formed to the nozzle 22. The nozzle 22 communicates with the ink channel 23 via the communication passage 23a, and communicates the ink channel 23 to the outside (downward). The lower surface of the inkjet head 11 is the ink ejection surface 1S. The ink in each ink channel 23 is subjected to ejection pressure by the action of the piezoelectric element 24, and is ejected (downward) toward an external recording medium through the nozzle 22.

インクチャネル２３は、注入孔３１ａを介して共通インク室４１に連通している。共通インク室４１内のインクは、注入孔３１ａを介して、インクチャネル２３に注入される。 The ink channel 23 communicates with the common ink chamber 41 via the injection hole 31a. The ink in the common ink chamber 41 is injected into the ink channel 23 through the injection hole 31a.

インクチャネル２３からノズル２２への連通路２３ａには、個別インク排出路２６ａが連通している。個別インク排出路２６ａは、共通インク排出路４２１に連通している。 An individual ink discharge path 26a communicates with the communication passage 23a from the ink channel 23 to the nozzle 22. The individual ink discharge path 26a communicates with the common ink discharge path 421.

共通インク排出路４２１に至ったインクは、前述の実施形態と同様に、図示しないインク排出室に至り、インク排出管を経て、インク回収管に合流する。 The ink that has reached the common ink discharge path 421 reaches an ink discharge chamber (not shown), passes through the ink discharge pipe, and joins the ink recovery pipe, as in the above-described embodiment.

このインクジェットヘッド１１においても、インクチャネル２３内から個別インク排出路２６ａに向かうインク流動の流速Ｖ１を、ノズル２２よりも内方（連通路２３ａ内又はインクチャネル２３内）の気泡Ｂの上昇速度Ｖ０のインク流動に対向する方向の成分Ｖ２よりも速くしておくことにより、連通路２３ａ内及びインクチャネル２３内に気泡Ｂが浸入し残留することを防止することができる。 Also in this inkjet head 11, the flow velocity V1 of the ink flow from the ink channel 23 toward the individual ink discharge path 26a is set to the rising speed V0 of the bubbles B inside the nozzle 22 (in the communication passage 23a or in the ink channel 23). By setting the speed faster than the component V2 in the direction facing the ink flow, it is possible to prevent the bubble B from infiltrating and remaining in the communication passage 23a and the ink channel 23.

以上の説明においては、圧力調整手段を用いることにより、ノズルよりも内方のインクの排出路に向かうインク流動の流速を、該ノズルよりも内方のインク中に気泡が存在する場合に、該気泡の上昇速度のインク流動に対向する方向の成分よりも速くする態様について説明したが、これに限定されない。例えば、圧力発生手段である圧電素子２４を用いてもよい。 In the above description, by using the pressure adjusting means, the flow velocity of the ink flow toward the ink discharge path inside the nozzle is set, and when bubbles are present in the ink inside the nozzle, the said The embodiment in which the rising speed of the bubbles is made faster than the component in the direction facing the ink flow has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the piezoelectric element 24, which is a pressure generating means, may be used.

１：インクジェットヘッド（エンドシュータ型）
１０：インクジェットヘッド（サイドシュータ型）
１１：インクジェットヘッド（ＭＥＭＳ型）
２：ヘッドチップ
２１：ノズルプレート
２２：ノズル
２３：インクチャネル
２３ａ：連通路
２４：圧電素子
２５：ダミーチャネル
２６ａ：個別インク排出路
２８：流路形成溝
３：配線基板
３１ａ：注入孔
３１ｂ：排出孔
３１ｃ：導入孔
４：インクマニホールド
４１：共通インク室
４１２：インク排出室
４２１：共通インク排出路
４２２：溝
４２３：排出路
４２４：排出チャネル
４２５：導入路
４２５ａ：導入溝
４５：隔壁
４６：空気ダンパ
５ａ：インク供給管
５ｂ：インク回収管
５ｃ：インク排出管
５ｄ：排出路連結部
６：バッファ空間部
６１：合流箱
７ａ：接続部
７ｂ：接続部
８：流量調整部材
Ｆ１：主流路
Ｆ２：副流路
１００：インクジェット記録装置
１０１：インクタンク
１０２：インク移送管
１０３：インク返送管
１０４：制御部
１０４ａ：制御部
１０５ａ：移送ポンプ
１０５ｂ：返送ポンプ
１０７：キャリッジ機構
１０８：搬送手段
１０９：記録媒体
１１０ａ：移送圧力制御ポンプ
１１０ｂ：返送圧力制御ポンプ
１１１ａ：移送側サブタンク
１１１ｂ：返送側サブタンク1: Inkjet head (end shooter type)
10: Inkjet head (side shooter type)
11: Inkjet head (MEMS type)
2: Head chip 21: Nozzle plate 22: Nozzle 23: Ink channel 23a: Communication passage 24: Piezoelectric element 25: Dummy channel 26a: Individual ink discharge path 28: Flow path forming groove 3: Wiring board 31a: Injection hole 31b: Discharge Hole 31c: Ink hole 4: Ink manifold 41: Common ink chamber 412: Ink discharge chamber 421: Common ink discharge path 422: Groove 423: Discharge path 424: Discharge channel 425: Introduction path 425a: Introduction groove 45: Partition 46: Air Damper 5a: Ink supply pipe 5b: Ink recovery pipe 5c: Ink discharge pipe 5d: Discharge path connection part 6: Buffer space part 61: Confluence box 7a: Connection part 7b: Connection part 8: Flow adjustment member F1: Main flow path F2: Secondary flow path 100: Ink recording device 101: Ink tank 102: Ink transfer tube 103: Ink return tube 104: Control unit 104a: Control unit 105a: Transfer pump 105b: Return pump 107: Carriage mechanism 108: Transfer means 109: Recording medium 110a: Transfer pressure control pump 110b: Return pressure control pump 111a: Transfer side sub-tank 111b: Return side sub-tank

Claims (9)

インクが注入される少なくとも１つの圧力室と、
前記圧力室の圧力変動を生じさせる圧力発生手段と、
前記圧力室に連通し、該圧力室の圧力変動により該圧力室内から外部に吐出されるインクの流路となるノズルと、
前記ノズルよりも内方に該ノズルの近傍において連通し、該ノズルの近傍のインクを排出させる少なくとも１つの排出路と、
を備え、
前記ノズルよりも内方のインクの前記排出路に向かうインク流動の流速を、該ノズルよりも内方のインク中に気泡が存在する場合に、最大径の気泡の上昇速度の前記インク流動に対向する方向の成分よりも速くして、前記インク中の気泡の全てを前記排出路へ排除するインクジェットヘッド。 With at least one pressure chamber into which the ink is injected,
The pressure generating means that causes the pressure fluctuation in the pressure chamber, and
A nozzle that communicates with the pressure chamber and serves as a flow path for ink discharged from the pressure chamber to the outside due to pressure fluctuations in the pressure chamber.
At least one discharge path that communicates inwardly with the nozzle in the vicinity of the nozzle and discharges ink in the vicinity of the nozzle.
Equipped with
The flow velocity of the ink flow toward the discharge path of the ink inside the nozzle is opposed to the ink flow at the rising speed of the bubbles having the maximum diameter when bubbles are present in the ink inside the nozzle. An inkjet head that eliminates all air bubbles in the ink to the discharge path at a speed faster than that of the component in the direction of ink jet. 前記圧力室に注入されるインクと該圧力室から前記排出路へ排出されるインクとの圧力差であるインク排出圧を調整して、前記ノズルよりも内方のインクの該排出路に向かう流動を生じさせる圧力調整手段を備える請求項１記載のインクジェットヘッド。 The ink discharge pressure, which is the pressure difference between the ink injected into the pressure chamber and the ink discharged from the pressure chamber to the discharge passage, is adjusted to flow the ink inside the nozzle toward the discharge passage. The ink jet head according to claim 1, further comprising a pressure adjusting means for causing the above. 前記圧力調整手段は、前記ノズルよりも内方のインクの密度に応じて、前記ノズル内のインクのメニスカスが維持される範囲で、前記インク排出圧を調整する請求項２記載のインクジェットヘッド。 The inkjet head according to claim 2 , wherein the pressure adjusting means adjusts the ink discharge pressure within a range in which the meniscus of the ink in the nozzle is maintained according to the density of the ink inside the nozzle. 前記ノズルよりも内方のインク流動の流速Ｖ１は、以下のように求められ、
Ｖ１＝（Ｐ１－Ｐ２）／（８πηＬ／Φ）〔ｍ／ｓ〕
Ｐ１：圧力室の入口の圧力〔Ｐａ〕
Ｐ２：圧力室の出口の圧力（∵Ｐ１＞Ｐ２）〔Ｐａ〕
η：インク粘度〔Ｐａ・ｓ〕
Ｌ：圧力室の長さ〔ｍ〕
Φ：等価流路断面積〔ｍ２〕
前記ノズルよりも内方のインク中に存在する気泡の上昇速度Ｖ０は、以下のように求められる請求項１、２又は３記載のインクジェットヘッド。
Ｖ０＝｜（Ｐｓ－Ｐｗ）ｇＤ２／１８η｜〔ｍ／ｓ〕
Ｐｓ：空気密度（＝１．２１）〔ｋｇ／ｍ３〕
Ｐｗ：インク密度〔ｋｇ／ｍ３〕
ｇ：重力加速度〔ｍ／ｓ２〕
Ｄ：気泡径（≦ノズル２２の直径）〔ｍ〕
η：インク粘度〔Ｐａ・ｓ〕 The flow velocity V1 of the ink flow inside the nozzle is obtained as follows.
V1 = (P1-P2) / (8πηL / Φ) [m / s]
P1: Pressure at the inlet of the pressure chamber [Pa]
P2: Pressure at the outlet of the pressure chamber (∵P1> P2) [Pa]
η: Ink viscosity [Pa · s]
L: Length of pressure chamber [m]
Φ: Equivalent flow path cross-sectional area [m 2 ]
The inkjet head according to claim 1 , 2 or 3 , wherein the rising speed V0 of bubbles existing in the ink inside the nozzle is determined as follows.
V0 = | (Ps-Pw) gD 2 /18η | [m / s]
Ps: air density (= 1.21) [kg / m 3 ]
Pw: Ink density [kg / m 3 ]
g: Gravity acceleration [m / s 2 ]
D: Bubble diameter (≦ Nozzle 22 diameter) [m]
η: Ink viscosity [Pa · s] 前記ノズルよりも内方のインク流動の方向の鉛直下方に対する傾斜角度をθとし、該ノズルよりも内方のインク中の気泡の上昇速度をＶ０としたとき、該上昇速度Ｖ０の前記インク流動に対向する方向の成分は、Ｖ０・ｃｏｓθである請求項１～４の何れかに記載のインクジェットヘッド。 When the inclination angle of the ink flow inward from the nozzle with respect to the vertical direction is θ and the rising speed of the bubbles in the ink inward from the nozzle is V0, the rising speed of the ink flow is V0. The inkjet head according to any one of claims 1 to 4 , wherein the component in the opposite direction is V0 · cos θ. 前記ノズルよりも内方のインク中に存在し得る気泡は、該ノズルよりも内方のインクを前記ノズルから吐出するときに該インク中に巻き込まれた気泡であって、その最大径は、前記ノズルの内径に等しい請求項１～５の何れかに記載のインクジェットヘッド。 The bubbles that may exist in the ink inside the nozzle are the bubbles caught in the ink when the ink inside the nozzle is ejected from the nozzle, and the maximum diameter thereof is the above. The inkjet head according to any one of claims 1 to 5, which is equal to the inner diameter of the nozzle. 前記排出路内のインクの流速も、前記気泡の上昇速度の前記インク流動に対向する方向の成分よりも速い請求項１～６の何れかに記載のインクジェットヘッド。 The inkjet head according to any one of claims 1 to 6, wherein the flow velocity of the ink in the discharge path is also faster than the component of the rising speed of the bubbles in the direction facing the ink flow. 前記排出路は、流路抵抗が流路断面積に反比例する形状である請求項１～７の何れかに記載のインクジェットヘッド。 The inkjet head according to any one of claims 1 to 7, wherein the discharge path has a shape in which the flow path resistance is inversely proportional to the flow path cross-sectional area. 請求項１～８の何れかに記載のインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドに移送されるインクが貯蔵されるインクタンクと、
前記インクタンク内のインクを、前記インクジェットヘッドにおいて前記圧力室が連通された共通インク室に移送する移送路と、
前記共通インク室に移送されたインクを回収する回収路とを備え、
前記圧力室から前記排出路へ排出されたインクは、前記回収路において、前記共通インク室から回収されたインクに合流されるインクジェット記録装置。 The inkjet head according to any one of claims 1 to 8.
An ink tank in which ink transferred to the inkjet head is stored, and
A transfer path for transferring the ink in the ink tank to a common ink chamber with which the pressure chamber is communicated in the inkjet head.
It is provided with a collection path for collecting the ink transferred to the common ink chamber.
An inkjet recording device in which the ink discharged from the pressure chamber to the discharge path is merged with the ink recovered from the common ink chamber in the recovery path.
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