(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを加圧する圧力発生手段を有する圧力室と、供給連通路と、前記圧力室から発生したインクの流れを制限するインク供給絞りと、インクリザーバ室とを、順に積層配置し、互いに接続するインク流路を形成したインクジェット記録装置において、
前記インク供給絞りを積層方向より見て前記圧力室の外側に配置し前記供給連通路の一方の端部において該供給連通路の圧力室側壁面に対向するように接続するとともに、前記供給連通路の他方の端部を積層方向から見て前記圧力室の端部に重ね前記圧力室に接続し、
前記供給連通路を、前記インク供給絞りが該供給連通路を隔てて前記圧力室と対向せずに配置されるような長さで、かつ、強制的なインクの排出時に前記インク供給絞りからの噴流が対向する前記圧力室側壁面に衝突するように、形成したことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記供給連通路と、前記インク供給絞りは、それぞれ封止基板と、インク供給絞り形成基板とに穿孔した空所として区画され、これらの基板を前記圧力室上に順次積層して前記インク流路を形成したことを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記圧力室を、振動板と前記圧力室を区画する窓を有する圧力室形成基板と前記封止基板とをグリーンシートで積層し一体焼成したセラミクス体に構成し、前記振動板の外面に前記圧力室に対応して圧電素子からなる圧力発生手段を設けたことを特徴とする請求項２記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記供給連通路の、前記インク供給絞りとの接続位置から前記圧力室との接続位置までの長さが、前記供給連通路の高さの寸法と等しいかそれ以上であることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
第２のインク供給絞りを有し、この第２のインク供給絞りを前記供給連通路を隔てて前記圧力室と対向する位置に配置したことを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記第２のインク供給絞りの流体抵抗を、前記インク供給絞り（第１のインク供給絞り）の流体抵抗より大きくしたことを特徴とする請求項５記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記第２のインク供給絞りはテーパ部を有し、このテーパ部が前記供給連通路側に広がる方向であることを特徴とする請求項５記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は印字データの入力を受けた時点で、インク滴を飛翔させ、このインク滴により記録用紙にドットを形成させるオンデマンド型インクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
入力情報に応じて複数のノズルからインク滴を噴射し文字や図形を出力するオンデマンド型インクジェット記録装置は、低騒音、低ランニングコストで普通紙や再生紙に高印字品質の記録書き込みができる点で他の方式のものに比べて優れている。
【０００３】
このインクジェット記録装置として、図１３に示す従来技術が特開平６−４００３０号公報に開示されている。このインクジェットヘッドは以下に示すように、それぞれ異なる機能を有する複数のプレートを積層して構成されている。即ち、平面状に配列された細長い圧力室５を確定する圧力室形成基板３２は、その一方の面を圧力室５に対応して配設された圧電素子３４を持つ振動板３３で封止され、他方の面を連通流路３８，３９を有する封止基板４３で覆蓋されて、インク滴吐出に必要な圧力を生成する個別に区画された圧力室５を構成する。更に封止基板３１上にはインク供給絞り４を有するインク供給絞り形成基板４３が積層され、この基板上に積層されたインクリザーバ室形成基板４２に穿孔形成されたインクリザーバ室６と連通路３８との間のインク流れを制限している。
【０００４】
この従来のインクジェット記録装置は、基板を積層する構造であるため容易に製造でき、特にアクチュエータ部分をセラミクスの一体焼成で構成した場合においても、接合部材間におけるインク流路のシール性を容易に且つ安定して確保できるため、量産性と信頼性の高いインクジェット記録装置を提供できる。
【０００５】
ところで、このようなインクジェットヘッドでは、インク流路中に気泡が滞留すると、気泡がインク供給を妨げたり、インクを吐出させるための圧力を吸収し、インクの吐出不良を発生させる。このような気泡は、インクを補給するインクタンクから初めてインクを充填する場合にインク流路内に残留したり、インクの消耗によりインクタンクを交換する時にインクタンクとの接続部から進入したり、振動等によりノズルのインクメニスカスが破壊しノズルから進入したりするため、この気泡を排出させるための手段をインクジェット記録装置が備えていなければならない。一般には、インクジェット記録装置にポンプを設置し、インクタンクの交換時やインク吐出不良が発生した時に、ポンプを駆動してノズルよりインクを強制的に排出させ、その時の流れで気泡を取り除く方法が採られる。
【０００６】
しかし、従来インクジェット記録装置では、インク供給絞りの狭い開口部から連通流路部にインクが噴出する部分では、連通流路部の角にインク流れの淀みが生じ、ポンプのインク排出力を高めても気泡が排出できない。このような淀み部は、基板を積層して接合する時の組立誤差によって非常に大きくなる場合があり、例えば、図１４に示す流路構造ではＣ部とＤ部に、図１５に示す流路構造ではＤ部とＥ部に淀みが生じ、インクジェットヘッドの製造上の歩留まりを著しく低下させる。
【０００７】
気泡排出性が低いインクジェットヘッドでは、ポンプを用いて強く長い時間インクを排出しなければならず、インクが無駄に消費され印字コストが高くなると言う問題点も有している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる課題を解決するものであって、その目的とするところは、圧力室と、供給連通路と、インク供給絞りと、インクリザーバ室とを順に積層配置したインク流路中の気泡と容易に排出できる流路構造を提供することで、気泡滞留によるインク吐出不良が発生せず、不必要に無駄なインク消費の無い、信頼性の高いインクジェット記録装置を提供することである。
【０００９】
また、組立誤差が有っても気泡の排出性が低下しない、歩留まりの高いインクジェット記録装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明のインクジェット記録装置は、インクを加圧する圧力発生手段を有する圧力室と、供給連通路と、前記圧力室から発生したインクの流れを制限するインク供給絞りと、インクリザーバ室とを、順に積層配置し、互いに接続するインク流路を形成したインクジェット記録装置において、前記インク供給絞りを積層方向より見て前記圧力室の外側に配置し前記供給連通路の一方の端部において該供給連通路の圧力室側壁面に対向するように接続するとともに、前記供給連通路の他方の端部を積層方向から見て前記圧力室の端部に重ね前記圧力室に接続し、前記供給連通路を、前記インク供給絞りが該供給連通路を隔てて前記圧力室と対向せずに配置されるような長さで、かつ、強制的なインクの排出時に前記インク供給絞りからの噴流が対向する前記圧力室側壁面に衝突するように、形成したことを特徴とする。
【００１１】
【作用】
インクをノズルより排出する場合に、インク供給絞りから供給連通路へ噴出する噴流が対向する壁面との間に渦を発生する。この渦はインク供給絞りから対向する壁面までの距離が長くなるほど大きくなる。また、この渦が発生する部分に構造上の段部があると、気泡が滞留し、インク流量を増加させても排出不可能である。供給連通路を長くしその両端に流路を接続し、インク供給絞りの開口部と圧力室が対向しないように構成することにより、渦を小さくすることと構造上の段部を無くすことを両立できる。従って、インク供給絞りから圧力室まで滑らかな流れが作られ、気泡が容易に排出できる流路となる。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明を実施例により図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明のインクジェット記録装置１の実施例を示す斜視図である。図１においてインクジェットヘッドカートリッジ２はキャリッジ８０上に位置決め固定されており、キャリッジ８０はキャリッジモータ８１によって主走査方向である矢印Ａの方向に移動することができる。また印字紙等の被記録媒体８２はプラテン８３に巻き付けられ、紙送りモータ８４によって副走査方向である矢印Ｂの方向に移動することができる。キャリッジ８０上に搭載されたインクジェットヘッドカートリッジ２は主走査方向に移動しながら、印字信号に応じてインク滴を吐出し、被記録媒体の副走査方向の移動と組み合わせて、２次元面内に画像を形成する。また、印字が一定時間以上行なわれない場合にはインク吸引手段８５のある待機位置８６に移動する。インク吸引手段８５は、キャップ８７と、不図示のキャップ進退機構とを有し、インクジェットヘッドカートリッジ２のインク吐出面にキャップ８７を当接させた状態と、当接させない状態とを実現することができる。インクカートリッジの交換に伴い新規インクをインクジェットヘッド内に導入する場合や、インクの吐出不良が発生した場合には、このインク吸引手段を用いてインクジェットヘッド内のインクを吸引し、吐出不良の原因となるインクジェット内の気泡や劣化したインクをノズルより排出させる。
【００１４】
図２はインクジェットヘッドカートリッジ２の断面図である。図２においてインクジェットヘッドカートリッジ２はヘッドユニット１０と、固定部材２０と、インク収納部７０とによって構成されている。ヘッドユニット１０は固定部材２０に位置決めされ、接着剤によって接合されている。インク収納部７０は、そのインク排出部７２に固定部材２０のインク導入路２１を挿入して、固定部材２０に固定される。インク導入路２１とインク排出部７２の嵌合はＯリング７１によってシールされている。インク収納部７０に蓄えられているインクは、固定部材２０のインク導入路２１を通ってヘッドユニット１０に供給される。インク収納部７０は内部に多孔質体７４を収納しており、この多孔質体７４にインクが含浸されている。多孔質体７４はインクによって侵されずかつインクを変質させない材質からなる発泡材などが好適である。またインク収納部７０のインク排出部７２の対向面には通気性を有するフィルム７７に覆われた連通孔７６が設けられており、インクの蒸発を抑さえながら内部の圧力をインクの消費量に関係なく大気圧に保っている。
【００１５】
本実施例では、インクジェットヘッドカートリッジ２は一体に接合されており、インク収納部のみの交換は出来ない構成となっているが、インク導入路２１に外部からごみが入らないようにするフィルタ７５や、インク排出部から外部にインクが漏れない構造等を設けることにより、インク収納部７０が交換出来る構成にすることも可能である。
【００１６】
また、インク収納部をキャリッジ上に搭載せず、インクジェット記録装置内の固定された位置にインク収納部を設け、キャリッジと共に往復移動するインクジェットヘッドとの間を、フレキシブルチューブで接続する構成も可能である。
【００１７】
図３は、本発明のインクジェットヘッド１０をノズルプレート側から見た外観斜視図である。また、図４はヘッドユニット１０を固定部材側から見た外観斜視図である。ヘッドユニット１０は板状のアクチュエータユニット３０と、アクチュエータユニット３０を表面に実装するのに十分な面積を持つ同じく板状の流路ユニット４０とを積層して構成されている。また、アクチュエータユニット３０の一方の面には、圧力発生素子への駆動信号を印加するための配線手段２６が接続されている。
【００１８】
本発明のヘッドユニットの更に詳細な構成を、図５を用いて説明する。図５は説明のために各構成部品を分解し、相対的な寸法を変えて示してある。
【００１９】
アクチュエータユニット３０と流路ユニット４０はそれぞれ複数のプレートを積層して構成されている。
【００２０】
初めにアクチュエータユニット３０を説明する。アクチュエータユニット３０は封止基板３１と圧力室形成基板３２と振動板３３とを順次積層して構成されている。また、振動板３３上にはそれぞれの圧力室５に対応した下部電極３５が形成されており、更に下部電極３５上にはそれぞれの圧力室５に対応した圧力発生手段が形成されている。本実施例の圧力発生手段は圧電素子３４より成り、この圧電素子３４に駆動電圧を供給するため下部電極３５とで圧電素子３４を挟むように上部電極３６が複数の圧電素子３４に股がって形成されている。即ち、下部電極３５には個別の圧電素子３４を選択的に駆動するための個別駆動信号が加えられる。共通電極である上部電極３６と個別電極である下部電極３５は、振動板３３上に形成された接続端子３７とフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）２６とを接続して、外部の駆動回路に接続される。インク滴吐出に必要なインク圧力を発生する圧力室５は、圧力室形成基板３２に細長く形成された通孔により平面内の配列が確定され、通孔の周囲が側壁となり複数の圧力室に区画されている。封止基板３１は圧力室５を封止すべく側壁と気密的に接合され圧力室底壁をなす。この封止基板３１には、各圧力室毎にアクチュエータユニット外からインクを供給するための細長い供給連通路３８と、インク滴を吐出するノズル３と接続するためのノズル連通路３９が穿孔されており、各圧力室５は一方の端部近傍でノズル連通路３９に接続し、他方の端部で供給連通路３８の一方の端部に接続している。
【００２１】
次に流路ユニット４０を説明する。流路ユニット４０はノズルプレート４１とリザーバ室形成基板４２とインク供給絞り形成基板４３とを順次積層して構成されている。リザーバ室形成基板４２には、リザーバ室６を確定する通孔が形成されており、通孔の一方をノズルプレート４１で、他方をインク供給絞り形成基板４３で封止することでリザーバ室６を構成している。このリザーバ室６は、インク収納部からのインクを各圧力室に分岐させるマニフォールドとしての機能を有し、基板面から見て、各供給連通路３８と平面的に重なる部分からアクチュエータユニット３０と平面的に重ならない部分に渡って形成されている。このリザーバ室６にあって、インク供給絞り形成基板４３にはリザーバ室６と細長い各供給連通路３８の一方の端部を接続するインク供給絞り４が穿孔されており、アクチュエータユニット３０と平面的に重ならない部分のインク供給絞り形成基板４３には、インク収納部からのインクをリザーバ室６に導くリザーバ口８が穿孔されている。また、ノズルプレート４１にはインク滴を吐出するノズル３が、圧力室５に対応して穿孔されている。このノズル３と対応する圧力室５とを接続するため、インク供給絞り形成基板４３とリザーバ室形成基板４２にはノズル３に対応してノズル連通路４４、４５が形成されている。
【００２２】
本実施例では、一つのアクチュエータユニット３０に対向した２列の圧力室５が形成されており、相互に圧力室配列間隔の２分の１だけ配列方向にずらして配置されている。また、対応するノズル３も相互にノズル配列間隔の２分の１だけずらして２列に配設されている。従って、主走査方向Ａから見たノズルの配列間隔は圧力室間隔の２分の１となり、実質的なノズル密度を倍にしている。
【００２３】
流路ユニット４０の一方の面に開口するインク供給絞り４とノズル連通路４４は、それぞれ一対一に対応するアクチュエータユニット３０の供給連通路３８とノズル連通路３９に重なる位置に形成されており、アクチュエータユニット３０を流路ユニット４０上に、対応する開口を重ねて接合することにより、両ユニット間の流路が接続される。
【００２４】
次に、流路ユニット４０のより詳細な構成を以下に説明する。厚さ５０乃至１５０μｍのステンレス板よりなるノズルプレート４１には開口径３０乃至５０μｍのテーパノズル３が、列内の間隔が５６４μｍで、２列に形成されている。リザーバ形成基板４２は厚さ１５０μｍのステンレス板を打ち抜いてリザーバ室６を確定する通孔とノズル連通路４５とを形成した。ノズル連通路４５の直径は板材と同じ１５０μｍ程度が好ましい。インク供給絞り形成基板４３は５０乃至１５０μｍステンレス板に打ち抜きによりインク供給絞り４とノズル連通路４４を穿孔した。インク供給絞り４は圧力室の圧力によって発生するインク流れが、リザーバ室６側へ逃げるのを制限しノズル３側へ効率良く向けるため、ノズルの流体的なインピーダンスより等しいか大きく設定することが好ましい。本実施例ではノズル３と同じ寸法とし、断面が厚さ方向に拡大するテーパ部を持つように穿孔した。テーパを持たせたため、最狭部の直径を板厚より小さくでき、また精度良く形成することが可能となった。ノズル連通路４４の直径は、リザーバ室形成基板４２のノズル連通路４５より等しいか若干大きく、圧力室５の幅より小さく設定し、本実施例では１５０乃至３００μｍとした。このように設定することにより、圧力室５からノズル３への流路中に気泡が滞留するのを防止できる。これら３枚のプレートは、相互に関連付けられた通孔が連通するように積層される。プレート間の接合は、ろう接合、拡散接合、接着剤、型抜きされた接着シート等が採用でるが、ここではインクに腐食されないエポキシ樹脂からなる接着剤を用いた。各プレートには、本実施例では全てステンレス板を用いたが、インクに腐食されない素材であれば、セラミクス、硝子等の無機材料や、シリコン、ニッケル等の金属材料や、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリサルフォン等のプラスチック材料から適宜選択して組み合わせることも可能である。また、それぞれの素材に適した加工方法として、エッチングや、ＹＡＧレーザ、炭酸ガスレーザ、エキシマレーザ等を用いたレーザ加工等の除去加工方法の他に、電鋳法や樹脂成型等の直接形状を形成する方法も採用できる。
【００２５】
例えば、ノズルプレート４１やインク供給絞り形成基板４３は比較的基板が薄く、形成される穴の直径が小さくかつ高精度に形成する必要があるため、プラスチックプレートをエキシマレーザで加工する方法や、ニッケルの電鋳で形成する方法も適している。
【００２６】
次に、アクチュエータユニット３０のより詳細な構成を以下に説明する。圧力室形成基板３２は厚さ１５０μｍのジルコニアの焼成体で、複数の圧力室５がノズル３と同じく列内の間隔が５６４μｍで、２列に形成されている。圧力室５の幅は３５０乃至４５０μｍで長さは１乃至３ｍｍである。これらの寸法は、必要なインク滴重量やノズル配列密度等により、最適に設計される。封止基板３１は厚さ１５０μｍのジルコニアの焼成体で、圧力室５の一方の側壁上を封止して接合される。封止基板３１のノズル連通路３９は３００μｍの直径で形成した。供給連通路は幅が２００μｍで長さが３００μｍ乃至１ｍｍの長穴に形成した。振動板３３は厚さ１０乃至２０μｍのジルコニアの焼成体で、圧力室５の他方の側壁上を封止して接合される。振動板３３上に圧力室５に対応して形成した下部電極３５の上には幅が圧力室５の幅の８０乃至９０％で厚さが２０乃至４０μｍのチタン酸ジルコン酸鉛からなる圧電セラミクスを積層する。また、ジルコニアの代わりにアルミナ、窒化アルミ、チタン酸ジルコン酸鉛等も用いることが出来る。
【００２７】
本実施例では、これらは以下のようにして、焼成によって一体に形成した。即ち、図１２（Ａ）において振動板３３と、予め圧力室５を確定する通孔を打ち抜いて形成した圧力室形成基板３２と、予め連通路を打ち抜いて形成した封止基板３１とをセラミックス材料であるグリーンシートの状態で加圧し、その後８００℃から１０００℃の温度で一体に焼成する。次に図１２（Ｂ）で下部電極３５として白金、パラジウム、銀−パラジウム、銀−白金、白金−パラジウムからなる合金のうち少なくとも１種類以上を主成分とする材料を印刷によって圧力室５に対応する部分に形成し焼成する。更に図１２（Ｃ）で圧電材料３４を同じく印刷によって形成し、焼成してアクチュエータユニットを一体に仕上げ、最後に複数の圧電素子に股がってクロム、金、ニッケル、銅等からなる共通電極をスパッタリングで形成する。このように一体焼成によって形成されたアクチュエータは、非常に微細な構造を持つ圧力室形成基板３２と薄い振動板３３とが焼成で強固に接合されるため、インク密封性と耐インク腐食性に優れたものとなる上に、その製造過程は印刷技術によってペースト状の電極あるいは圧電素子を塗布し焼成するだけで済むため極めて簡単であるという利点がある。封止基板３１は、流路ユニットとの接合面積を増やすことができること、従って両ユニットの接続部のインクシールを容易に行える特徴を持つ。特に、アクチュエータユニット３０をセラミックスの一体焼成で形成する場合には、先に述べたように圧力室５の気密性を十分に確保できるという特徴を持つ。
【００２８】
焼成によって一体に形成する上述の方法は非常に優れているが、従来行われているように、金属や樹脂からなる基板を接着や溶着や融着で接合する方法、硝子やシリコン基板をエッチングで加工する方法や、プラスチックの成型で形成する方法や、振動板上にチップ状の圧電素子を実装する方法等を組み合わせて、アクチュエータユニットを形成することも可能である。
【００２９】
次に、流路ユニット４０とアクチュエータユニット３０からなるヘッドユニット１０の流路構成とインク流れを細長い圧力室に沿った断面図６と、流路の輪郭で重なり状態を示した平面図７を用いて説明する。インク格納部から導かれたインクはリザーバ口８、インクリザーバ室６、インク供給絞り４、供給連通路３８を経由して圧力室５に供給される。インクの供給力は、流路へ初めてインクを充填する場合や流路内に気泡や塵や粘度が増加した変質インク等が存在する場合にはインク吸引手段８５を用いて、インクジェットヘッド外部より強制的に与えられる。また、インクジェットヘッドの動作時には、ノズル３に形成されるメニスカスの毛細管力によって与えられる。圧力発生素子として圧電素子３４を用いた本実施例では、圧電素子３４と振動板３３によりユニモルフアクチュエータが構成され、圧電素子３４への電圧印加により圧電素子３４は面内方向に収縮し、振動板３３は圧力室５を収縮する方向にたわみ変形する。この時発生する流体圧力により、圧力室５からノズル連通路３９、４４、４５を経てノズル３につながるインク流れが発生し、ノズル開口よりインク滴が吐出する。
【００３０】
インク供給絞り４は、図７に示すように、圧力室５の長手方向外側に配置され、細長い供給連通路３８の一方の端部の下壁に開口している。従って、インク吸引手段８５を用いてインクを排出した時、インク供給絞り４から供給連通路内に流入したインク噴流は、インク供給絞り４に対向する供給連通路の上壁、即ち圧力室形成基板面に衝突し、供給連通路の他方の端部、即ち圧力室端部との接続部の方向に向きを変えて、供給連通路に沿って流れる。本発明の構成にすることで、インク噴流が供給連通路に大きな渦を発生させることなく滑らかに向きを変え、更に流れの淀みを作る段部が構造上無くなるため、気泡が滞留する事が皆無となった。しかし、供給連通路３８の長さによっては、供給連通路の圧力室側の端部Ｆに気泡が滞留する可能性が予測された。そこで、図８に示すように、供給連通路３８の寸法Ｌ１，Ｌ２を変えて、端部Ｆに気泡が滞留するかを観察した。観察を可能にするためガラスの振動板を用いた。インク供給絞りの寸法は、インク供給絞りの最小部の直径が３０μｍ，円筒部の長さが２０μｍ，テーパ部のテーパ角度が全角で３５度，インク供給絞りの全長（基板厚さ）が６０μｍである。供給連通路の他の寸法は、幅が２００μｍ，高さ（基板厚さ＋接着層厚さ）が１８０μｍである。
【００３１】
故意に気泡を滞留させ、インク吸引手段を用いてその気泡が排出できるかを実験により確認したところ、以下に示す結果を得た。
【００３２】
【表１】
0003665370.tif 000002
【００３３】
上記表において、×は気泡の排出が不可能であった実施例、△は一部の気泡は排出できた実施例、○は気泡が完全に排出できた実施例である。この結果より寸法Ｌ１が重要であり、この寸法が流路の断面の寸法（１８０μｍ）より等しいかそれ以上とすることで、供給連通路の流れが圧力室形成基板側に偏ることなく、インク供給絞り形成基板側にも均等に流れるようになることが確かめられた。
【００３４】
次に、本発明の他の実施例を図９、図１０、図１１に示す。
【００３５】
図９に示すように、本実施例ではインク供給絞り形成基板４３には、各供給連通路（各圧力室）毎にインク供給絞り１０４，１０５が２個形成されている。図１０の断面図に示すように、第１のインク供給絞り１０４は先の実施例と同様に、圧力室５の長手方向外側に配置され、細長い供給連通路３８の一方の端部の下壁に開口している。また、第２のインク供給絞り１０５は、図１１の平面図に示すように、圧力室５と供給連通路３８の開口が重なり、相互を接続している端部に開口するように配置し、従って、第２のインク供給絞り１０５が供給連通路３８を挟んで圧力室５の端部と対向している。第２のインク供給絞り１０５を設けることにより、図１０のＦ部とＧ部の気泡を容易に排出することができ、より少ないインク排出量でインクジェット記録装置を正常な状態に回復させることが可能となった。また、本実施例の副次的な効果として、インクリザーバ室６側の流れが２つのインク供給絞りに分散されるため、インクの流れが均一になり、インクリザーバ室６の気泡排出性が向上した。
【００３６】
インク供給絞りは、先に述べたように圧力室の圧力によって発生するインク流れが、リザーバ室６側へ逃げるのを制限しノズル３側へ効率良く向ける役割を持っている。従って、インク供給絞りを２個配置させると、ノズル側への流れが少なくなり、駆動電圧を高くしなければならないなど効率が低下する。この効率を低下させることなく、効果的に気泡を排出させるには、第２のインク供給絞り１０５から流入する流れを、第１のインク供給絞り１０４から圧力室５に流れ込む流れより小さくすることが有効であることが解った。第２のインク供給絞り１０５からの流れは、供給連通路３８と圧力室５の接続部に渦を発生させるため、過度の流れは逆に気泡の排出性を低下させた。従って、第１のインク供給絞り１０４からの流量より少なく、好ましくは半分程度の流量になるように、第１のインク供給絞り１０４の流体抵抗より、第２のインク供給絞り１０５の流体抵抗を大きくすることが有効である。流体抵抗はインク供給絞りの最小部の直径の４乗に概ね反比例するため、第１のインク供給絞り１０４の最小部の直径を３５μｍ、第２のインク供給絞り１０５の最小部の直径を３０μｍとすることで、両者のインク流量は２対１に設定できる。
【００３７】
また、渦の発生を小さくすることが、少ないインク流れで効果的に気泡を排出させるために重要であるが、そのためには、第２のインク供給絞り１０５のテーパの方向を、連通供給路３８に向かって広がる方向に取ると良いことが明らかになった。
【００３８】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明においては、インク供給絞りを積層方向より見て圧力室の外側に配置し供給連通路の一方の端部近傍に接続し、供給連通路の他方の端部を積層方向から見て圧力室の端部に重ね圧力室に接続し、インク供給絞りが供給連通路を隔てて圧力室と対向しないよう配置しすることで、供給連通路から圧力室への流路の気泡を確実に排出させることができ、信頼性の高く、無駄なインク消費の無い経済的なインクジェット記録装置を提供することが可能となった。また、流路中にインクの淀みを発生させる段部が無くなり、積層の位置誤差等の製造ばらつきで、信頼性が著しく低下することのない、製造歩留まりの高いインクジェット記録装置を提供することが可能となった。
【００３９】
また、第２のインク供給絞りを供給連通路を隔てて圧力室と対向する位置に配置したことにより、気泡の排出性を可及的に高められるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェット記録装置の全体を示した斜視図である。
【図２】本発明のインクジェットヘッドの全体を示した断面図である。
【図３】本発明のヘッドユニットを示した斜視図である。
【図４】本発明のヘッドユニットを示した斜視図である。
【図５】本発明のインクジェットヘッドの内部構造を説明する分解斜視図である。
【図６】本発明のインクジェットヘッドのインク流路を説明する断面図である。
【図７】本発明のインクジェットヘッドのインク流路を説明する平面図である。
【図８】本発明のインクジェットヘッドのインク流路を説明する断面図である。
【図９】本発明のインクジェットヘッドの内部構造を説明する分解斜視図である。
【図１０】本発明のインクジェットヘッドのインク流路を説明する断面図である。
【図１１】本発明のインクジェットヘッドのインク流路を説明する平面図である。
【図１２】本発明のアクチュエータユニットの製造方法を説明する図である。
【図１３】従来のインクジェットヘッドの構造を説明する断面図である。
【図１４】従来のインクジェットヘッドの構造を説明する断面図である。
【図１５】従来のインクジェットヘッドの構造を説明する断面図である。
【符号の説明】
２  インクジェットヘッドカートリッジ
３  ノズル
４  インク供給絞り
５  圧力室
６  リザーバ室
８  リザーバ口
１０  ヘッドユニット
３０  アクチュエータユニット
３１  封止基板
３２  圧力室形成基板
３３  振動板
３４  圧電素子
３８  供給連通路
３９  ノズル連通路
４０  流路ユニット
４１  ノズルプレート
４２  リザーバ室形成基板
４３  インク供給絞り形成基板
４４、４５  ノズル連通路
【図１】
0003665370.tif 000003
【図２】
0003665370.tif 000004
【図３】
0003665370.tif 000005
【図４】
0003665370.tif 000006
【図５】
0003665370.tif 000007
【図６】
0003665370.tif 000008
【図７】
0003665370.tif 000009
【図８】
0003665370.tif 000010
【図９】
0003665370.tif 000011
【図１０】
0003665370.tif 000012
【図１１】
0003665370.tif 000013
【図１２】
0003665370.tif 000014
【図１３】
0003665370.tif 000015
【図１４】
0003665370.tif 000016
【図１５】
0003665370.tif 000017