(57)【要約】【課題】気泡の排出性を向上して液体吐出不良を低減することができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供する。【解決手段】液体噴射ヘッドは、液体を貯留する液体貯留手段からの液体をヘッド本体に供給する液体供給路と、液体供給路の途中に設けられ、フィルターが装着される液体溜まり部２８とを具備し、液体溜まり部の底面には、液体溜まり部よりも下流側の液体供給路の開口２３ｃに連通した少なくとも一つの溝部２８ａが設けられており、溝部は、液体吸引時において溝部での流速が液体溜まり部の他の部分の流速よりも早くなるように構成されている。液体噴射装置は、これを具備する。【選択図】  図４
2010228292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を貯留する液体貯留手段からの液体をヘッド本体に供給する液体供給路と、
該液体供給路の途中に設けられ、フィルターが装着される液体溜まり部とを具備し、
前記液体溜まり部の底面には、前記液体溜まり部よりも下流側の前記液体供給路の開口
に連通した少なくとも一つの溝部が設けられており、
該溝部は、液体吸引時において前記溝部での流速が液体溜まり部の他の部分の流速より
も早くなるように構成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記溝部は、前記開口から最も遠い液体溜まり部の周縁部の壁面近傍から、該開口に向
かって設けられていることを特徴とする請求項１記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
前記溝部は、該溝部の底面と側面との角部が曲面状となるように設けられていることを
特徴とする請求項１又は２記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドと、液体貯留手段とを具備すること
を特徴とする液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射ヘッドの代表例であるインクジェット式記録ヘッドでは、一般的に、インクが
充填されたインクカートリッジから、このインクカートリッジに挿入されるインク供給針
及びインクカートリッジが保持される部材（保持部材）に形成されたインク流路を介して
ヘッド本体にインクが供給され、圧電素子等を駆動させることによりヘッド本体に供給さ
れたインクがノズルから吐出される。
【０００３】
このようなインクジェット式記録ヘッドでは、インク内の気泡や異物等を除去するフィ
ルターを装着するために、供給路の途中に液体溜まり部を設けたものが知られている（例
えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２１８８０９号公報（図１等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、液体供給路の途中にフィルターを介して液体溜まり部が設けられている
と、この液体溜まり部とフィルターとの間に気泡が溜まり、この気泡が予期せぬタイミン
グでノズル開口からインクと共に吐出されることや、気泡が圧力発生手段の圧力損失とな
って、インク吐出不良などの印字不良が発生するという問題がある。特に、フィルター面
積を確保するために、フィルター及び液体溜まり部を楕円形状とし、液体溜まり部と液体
溜まり部の下流側液体供給路との接続口が偏心して設けられている場合には、接続口から
遠い位置にある気泡が吸引によっては排出することができずに残りやすいという問題があ
る。
【０００６】
なお、このような問題はインクジェット式記録ヘッドだけではなく、インク以外の液体
を噴射する液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑み、気泡の排出性を向上して液体吐出不良を低減すること
ができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の液体噴射ヘッドは、液体を貯留する液体貯留手段からの液体をヘッド本体に供
給する液体供給路と、該液体供給路の途中に設けられ、フィルターが装着される液体溜ま
り部とを具備し、前記液体溜まり部の底面には、前記液体溜まり部よりも下流側の前記液
体供給路の開口に連通した少なくとも一つの溝部が設けられており、該溝部は、液体吸引
時において前記溝部での流速が液体溜まり部の他の部分の流速よりも早くなるように構成
されていることを特徴とする。液体吸引時において流速が液体溜まり部の他の部分の流速
よりも早くなるように構成されている溝部が設けられていることで、溝部の他端（開口と
は逆側）近辺の気泡を吸引しやすいため、気泡の排出性を向上して液体吐出不良を低減す
ることができる。
【０００９】
このような本発明においては、前記溝部は、前記開口から最も遠い液体溜まり部の周縁
部の壁面近傍から、該開口に向かって設けられていることが好ましい。かかる構成とする
ことで、特に気泡が溜まりやすい領域の気泡を吸引しやすいため、気泡の排出性を向上さ
せて液体吐出不良を低減することができる。
【００１０】
前記溝部は、該溝部の底面と側面との角部が曲面状となるように設けられていることが
好ましい。かかる構成とすることで、より液体が溝部を流れやすいので気泡の排出性が向
上する。
【００１１】
本発明の液体噴射装置は、前記したいずれかの液体噴射ヘッドと、液体貯留手段とを具
備することを特徴とする。前記したいずれかの液体吐出不良を低減することができる液体
噴射ヘッドを備えることで、液体噴射特性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態１に係る記録装置の概略を示す斜視図である。
【図２】実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。
【図３】実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。
【図４】実施形態１に係るインク供給針部分の拡大断面図及び要部平面図である。
【図５】他の実施形態に係るインク供給針部分の拡大断面図及び要部平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明を実施形態に基づいて説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装
置の概略斜視図である。本実施形態のインクジェット式記録装置１０は、図１に示すよう
に、インク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッドと呼ぶ）１１が
キャリッジ１２に固定され、この記録ヘッド１１には、ブラック（Ｂ）、シアン（Ｃ）、
マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）等の複数の異なる色のインクが貯留された液体貯留手段
であるインクカートリッジ１３がそれぞれ着脱可能に固定されている。
【００１４】
記録ヘッド１１が搭載されたキャリッジ１２は、装置本体１４に取り付けられたキャリ
ッジ軸１５に軸方向移動自在に設けられている。そして、駆動モータ１６の駆動力が図示
しない複数の歯車およびタイミングベルト１７を介してキャリッジ１２に伝達されること
で、キャリッジ１２はキャリッジ軸１５に沿って移動される。一方、装置本体１４にはキ
ャリッジ軸１５に沿ってプラテン１８が設けられており、図示しない給紙装置等により給
紙された紙等の被記録媒体Ｓがプラテン１８上を搬送されるようになっている。
【００１５】
また、キャリッジ１２の移動方向の端部であるプラテン１８の側方の非印字領域には、
記録ヘッド１１のノズル開口からインクを吸引して吸引動作を行う吸引手段１９が設けら
れている。
【００１６】
吸引手段１９は、インクジェット式記録ヘッド１１のノズル開口を覆うキャップ部材１
９ａと、このキャップ部材１９ａにチューブ１９ｂを介して接続された、例えば真空ポン
プ等の吸引装置１９ｃとで構成されている。
【００１７】
キャップ部材１９ａは、記録ヘッド１１のインク滴が吐出されるインク吐出面に相対向
して設けられ、複数のノズルの全てを覆うように設けられている。
【００１８】
このような構成の吸引手段１９は、所定のタイミングで吸引動作を実行する。具体的に
は、キャップ部材１９ａをインク吐出面に当接し、吸引装置１９ｃによってキャップ部材
１９ａの内部を吸引し負圧として、ノズル開口から記録ヘッド１１の内部の流路内の気泡
をインクと共に吸引し、排出する。なお、キャップ部材１９ａは、吸引動作以外のタイミ
ング、例えば、電源遮断時、待機時、または定期的なタイミング等でノズルを覆い、ノズ
ル近傍のインクの乾燥による増粘を防止する役割も有する。
【００１９】
以下、本実施形態に係る記録ヘッド１１について説明する。なお、図２は、本実施形態
に係る記録ヘッドの分解斜視図であり、図３はその断面図である。また、図４はインク供
給針部分の拡大断面図及び要部平面図である。
【００２０】
図２及び図３に示すように、記録ヘッド１１を構成する保持部材であるカートリッジケ
ース２１は、本実施形態の液体貯留手段であるインクカートリッジ１３（図１参照）がそ
れぞれ装着されるカートリッジ装着部２２を有する。また、カートリッジケース２１の底
面には、後述するヘッドケース側に開口する複数のインク供給路２３がそれぞれ形成され
た管状の流路形成部２４が突設されている。この管状の流路形成部２４は、その一端が各
カートリッジ装着部２２に開口している。カートリッジケース２１の上面側、すなわち、
各カートリッジ装着部２２のインク供給路２３の開口部分には、インクカートリッジ１３
に挿入される複数のインク供給針２５が、インク内の気泡や異物を除去するためのフィル
ター２６を介して固定されている。これらの各インク供給針２５は、図４に示すように、
カートリッジケース２１の各インク供給路２３に連通する貫通路２７をそれぞれ有する。
【００２１】
即ち、貯留手段であるインクカートリッジからのインクをヘッド本体３６（後述する）
に供給する液体供給路は、液体供給路の上流側が、インク供給針２５の貫通路２７により
構成され、液体供給路の下流側が、インク供給路２３により構成されている。そして、貫
通路２７及びインク供給路２３がフィルター２６を介して接続され、この接続部が液体溜
まり部２８となっている。液体溜まり部２８は、具体的には、貫通路２７のインク供給路
２３側がインクカートリッジ側よりも内径が漸大した漸大部２７ａとなっており、インク
供給路２３も、この漸大部２７ａに併せて、インク供給針２５側が流路形成部２４よりも
内径が拡大した拡大部２３ａとなっている。これらの漸大部２７ａ及び拡大部２３ａが、
液体流路の液体溜まり部２８を構成している。
【００２２】
また、インク供給針２５は、カートリッジケース２１側の端部近傍にフランジ部２９を
有する。また、フランジ部２９のカートリッジケース２１との接合面には、融着突起３０
が設けられている。そして、各インク供給針２５は、例えば、フランジ部２９に設けられ
た融着突起３０を溶融させることにより、すなわち超音波融着により、カートリッジケー
ス２１に固着されている。
【００２３】
本実施形態では、図４に示すように、拡大部２３ａは、上面視において楕円形を有して
いる。拡大部２３ａの底面には、インク供給路２３の内径が一定である部分２３ｂとの境
界部分である開口２３ｃが、上面視において楕円形である拡大部２３ａの長軸の一方側に
偏った位置に設けられている。
【００２４】
ところで、従来は、開口２３ｃが上述のように偏心した状態で設けられていると、拡大
部２３ａの周縁部の壁面とフィルター２６との間の開口２３ｃから遠い位置には、気泡が
溜まりやすかった。このため、吸引により気泡を排出できないことがあった。
【００２５】
そこで、本実施形態では、液体溜まり部２８を構成する拡大部２３ａの底面に、一端が
開口２３ｃに連通した溝部２８ａを設けている。この溝部２８ａを設けることで、吸引手
段１９によりインク供給路２３内からインクを吸引する際に、溝部２８ａでのインクの流
速が他の拡大部２３ａの領域よりも早くなる。このため、溝部２８ａの他端近辺の気泡を
吸引しやすい。即ち、本実施形態の記録ヘッド１１は、気泡が吸引しやすく良好に排出で
きるように構成されている。具体的には、溝部２８ａは、開口２３ｃの縁部から、楕円形
を有する拡大部２３ａの長軸の他方側、即ち、開口２３ｃと反対側まで拡大部２３ａの長
手方向に沿って開口２３ｃまで設けられている。このように、溝部２８ａを、気泡の溜ま
りやすい開口２３ｃから最も遠い位置にその一端が配されるように形成すると共に、その
他端が開口２３ｃに接続されるように形成することで、溜まった気泡を吸引時に吸引し良
好に排出させることができる。
【００２６】
本実施形態の溝部２８ａは、このように開口２３ｃから遠い位置に溜まった気泡を吸引
するためのものであるから、吸引時のインクの流速が他の拡大部２３ａの領域よりも早く
なるように、溝部２８ａの形状、即ち開口部形状、開口部面積、深さは適宜設定される。
従って、溝部２８ａの形状は特に限定されないが、溝部２８ａの幅は、溜まった気泡をよ
り吸引しやすい程度に流速を早めるように設定することが好ましい。広すぎれば、流速を
早めることができず、また、狭すぎれば、気泡を吸引できるだけのインクが流通しないか
らである。なお、拡大部２３ａの底面に凸部を設けることで、凸部が設けられていない位
置に相対的に溝部を設ける構成では、凸部の幅が狭く、溝部の幅が広すぎて本実施形態の
効果を得ることができない。
【００２７】
また、図５（ａ）に示すように、より排出しやすいように、断面視における溝部２８ａ
の側壁と底壁との間を曲面状となるように（Ｒをつけて）構成してもよい。これにより、
溝部２８ａの角部に気泡が溜まりにくくなるので、より気泡の排出性に優れる。また、断
面視における溝部２８ａの開口２３ｃの縁部においても、曲面状となるように構成するこ
とで、吸引時におけるインクの吐出性が上昇するので、さらに気泡の排出性に優れる。
【００２８】
さらにまた、溝部２８ａの開口部形状として、開口部幅を本実施形態では略同一とした
が、開口２３ｃに向かって漸小するように設けてもよい。これにより、インク吸引時の流
速を早めることができ、気泡排出性に優れる。
【００２９】
また、例えば、図５（ｂ）に示すように、拡大部２３ａの周縁部の側壁とフィルター２
６との間の、開口２３ｃから遠い複数の位置から溝部２８ａをそれぞれ延設してもよい。
これにより、各溝部２８ａから各位置に溜まった気泡をそれぞれ吸引できるので、より気
泡の排出性に優れる。しかしながら、あまり多く設けると、各溝部２８ａにおいて気泡を
吸引しにくくなってしまうため、複数設ける場合には、各溝部２８ａを、気泡を吸引でき
る程度の範囲で形成する。また、この場合、各溝部２８ａの形状、深さなどはそれぞれ異
なるように構成してもよい。
【００３０】
本実施形態においては、上述のように構成することで、吸引動作時における液体溜まり
部２８内の気泡排出性を向上することができる。従って、予期しないタイミング、特に印
刷中に気泡が排出されることや、気泡による圧力損失が発生するのを防止して、インク吐
出不良による印刷不良を防止することができる。
【００３１】
カートリッジケース２１の下面側には、複数の圧電素子３４を有する圧電素子ユニット
３５を保持すると共に、カートリッジケース２１とは反対側の端面に圧電素子３４の駆動
によってノズル開口からインク滴を吐出するヘッド本体３６が固定されるヘッドケース３
７を有し、これらカートリッジケース２１とヘッドケース３７との間には、シール部材３
８及び回路基板３９が挟持されている。
【００３２】
シール部材３８は、流路形成部２４とヘッドケース３７に設けられる複数のインク導入
路４０が開口する突出部４１との間に挟持されることにより、インク供給路２３とインク
導入路４０との接続部分を密封してこの接続部分からのインクの漏れを防止している。回
路基板３９は、圧電素子３４を駆動するための信号を供給するためのものであり、回路基
板３９の一端部には、外部配線（図示なし）を接続するためのコネクタ４３が固定されて
いる。また、回路基板３９には、圧電素子３４に接続されたＦＰＣ等の接続配線４４が挿
通される挿通孔４５が設けられており、この挿通孔４５を介して回路基板３９と接続配線
４４とが接続される。さらに、この挿通孔４５の両側には各インク導入路４０に対応して
、各インク導入路４０が開口する突出部４１が係合する貫通孔４６が設けられている。
【００３３】
なお、カートリッジケース２１の一方の側面、すなわち、回路基板３９のコネクタ４３
が配置される側の側面には、回路基板３９のコネクタ４３が露出される露出口４７を有し
、この露出口４７を介して外部配線（図示なし）がコネクタ４３に接続されるようになっ
ている。
【００３４】
また、回路基板３９及びシール部材３８を介してカートリッジケース２１の下面側に固
定されるヘッドケース３７には、複数の圧電素子３４を有する圧電素子ユニット３５（３
５Ａ，３５Ｂ）を収容して圧電素子３４を位置決め固定するための収容室４８が並設され
ている。例えば、本実施形態の記録ヘッド１１は、ブラックインクを吐出するための圧電
素子ユニット３５Ａと、カラーインクを吐出するための圧電素子ユニット３５Ｂとを有す
るため、ヘッドケース３７には、これらの圧電素子ユニット３５Ａ，３５Ｂを収容する２
つの収容室４８が並設されている。
【００３５】
なお、上述した記録ヘッド１１は、カートリッジケース２１の下面側に、シール部材３
８、回路基板３９、ヘッドケース３７及びヘッド本体３６の順で積層され、その外側にヘ
ッド本体３６のノズル開口を露出する窓部５０を有する枠体５１を填め込み、ネジ５２に
よってカートリッジケース２１に固定することで形成される（図２参照）。
【００３６】
（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに
限定されるものではない。例えば、本実施形態では、開口２３ｃが液体溜まり部２８の偏
心した位置に設けられているが、開口２３ｃが液体溜まり部２８の中央部に設けられてい
てもよい。この場合であっても、気泡の溜まりやすい位置に延設された溝部２８ａを設け
ていることで、気泡の排出性を向上させることができる。
【００３７】
また、上述した実施形態では、液体溜まり部２８がインク供給路２３の開口に向かって
内径が漸小する形状としたが、特にこれに限定されず、例えば、液体溜まり部２８とイン
ク供給路２３との内径差によって段差が設けられていてもよい。
【００３８】
また、上述した実施形態においては、カートリッジケース２１とインク供給針２５とに
設けられた液体供給路の途中の液体溜まり部２８について説明したが、液体供給路及び液
体溜まり部２８が設けられる部材については、特にこれに限定されるものではない。
【００３９】
また、上述した実施形態においては、本発明の液体噴射ヘッドとしてインクジェット式
記録ヘッドを例示したが、液体噴射ヘッドの基本的構成は上述したものに限定されるもの
ではない。本発明は、広く液体噴射ヘッドの全般を対象としたものであり、例えば、プリ
ンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフ
ィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（電界放出
ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用
いられる生体有機物噴射ヘッド等にも適用することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０  インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、  １１  インクジェット式記録ヘ
ッド（液体噴射ヘッド）、  ２１  カートリッジケース、  ２３  インク供給路（液体供
給路）、  ２５  インク供給針、  ２６  フィルター、  ２７  貫通路（液体供給路）  
２８  液体溜まり部、  ２８ａ  溝部、  ３６  ヘッド本体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2010228292.tif 000007