(57)【要約】【課題】フィルタの目詰まりを防止でき、吐出特性の低下やバラつき等の発生を抑制できるとともに、流路抵抗の増加を防止でき、安定的かつ長期的な液体噴射を可能な液体噴射ヘッドおよびこの液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置を提供する。【解決手段】液体流路４２を備えた液体噴射ヘッド２０であって、液体流路４２は、液体流路４２を通流するインクを濾過するフィルタ４４と、フィルタ４４よりもインクの通流方向の上流側に形成された第一液体室５１と、フィルタ４４よりも通流方向の下流側に形成された第二液体室５４と、を備え、フィルタ４４は、液体流路４２に露出する上流側面４４ａの法線Ｈ方向がＺ方向と直交するように配置され、第一液体室５１におけるフィルタ４４の−Ｚ側端部４５よりも−Ｚ側には、第一凹部４６が形成されていることを特徴としている。【選択図】図６
2014151564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル孔に連通する複数のチャネルと、
前記複数のチャネルのそれぞれに連通する液体供給室と、
液体が貯留された液体貯留手段に連通する液体導入路と、
前記液体導入路と前記液体供給室とを連通する液体流路と、
を備えた液体噴射ヘッドであって、
前記液体流路は、
前記液体流路を通流する前記液体を濾過するフィルタと、
前記フィルタよりも前記液体の通流方向の上流側に形成された第一液体室と、
前記フィルタよりも前記通流方向の下流側に形成された第二液体室と、
を備え、
前記フィルタは、前記液体流路に露出する表面の法線方向が鉛直方向と交差するように配置され、
前記第一液体室における前記フィルタの下端部よりも前記鉛直方向の下側には、凹部が形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載の液体噴射ヘッドであって、
前記凹部の前記下流側に配置された内側面は、前記上流側から前記下流側に向かって、前記鉛直方向の上側に漸次傾斜する傾斜面となっていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項３】
請求項１または２に記載の液体噴射ヘッドであって、
前記第二液体室における前記フィルタの下端部よりも前記鉛直方向の下側には、第二の凹部が形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項４】
請求項３に記載の液体噴射ヘッドであって、
前記第二の凹部の前記上流側に配置された内側面は、前記上流側から前記下流側に向かって、前記鉛直方向の下側に漸次傾斜する傾斜面となっていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッドであって、
前記フィルタは、前記液体流路に露出する表面の法線方向が前記鉛直方向と直交するように配置されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッドであって、
前記フィルタは、前記上流側から前記下流側に向かって、前記鉛直方向の上側に漸次傾斜していることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項７】
請求項６に記載の液体噴射ヘッドであって、
前記フィルタの上流側面と、前記凹部の前記下流側に配置された内側面とは、面一となっていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項８】
請求項１から４のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッドであって、
前記フィルタは、前記上流側から前記下流側に向かって、前記鉛直方向の下側に漸次傾斜していることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項９】
請求項３または４に記載の液体噴射ヘッドであって、
前記フィルタは、前記上流側から前記下流側に向かって、前記鉛直方向の下側に漸次傾斜しており、
前記フィルタの下流側面と、前記第二の凹部の前記上流側に配置された内側面とは、面一となっていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項１０】
請求項１に記載の液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドと被記録媒体とを相対的に移動させる移動機構と、
前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、
前記液体供給管に前記液体を供給する液体タンクと、
を備える液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、記録紙等の被記録媒体にインク等の液体を噴射し、文字や図形等を記録する装置として、複数のノズル孔から被記録媒体に向かって液体を噴射する、いわゆるインクジェット方式の液体噴射ヘッドを備えた液体噴射記録装置が知られている。
また、液体噴射ヘッドとしては、例えば、ノズル孔に連通する複数のチャネルと、このチャネルのそれぞれに連通する共通なインク室となる液体供給室と、この液体供給室とインクが貯留されたインク貯留手段とを連通する液体流路の一部に配置したフィルタとを有するものが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、フィルタの鉛直方向上側を上流空間（請求項の「第一液体室」に相当。）とするとともに、鉛直方向下側を下流空間（請求項の「第二液体室」に相当。）とした流路基板を有する液体噴射ヘッドが記載されている。上流空間にはインク導入路が連通しており、下流空間にはインク供給路が連通しており、上流空間と下流空間とでインクの体積変化を小さくしている。特許文献１によれば、フィルタ前後の上流空間と下流空間とでインクの体積変化を小さくしてインクの流速の低下を抑えることにより、液体噴射ヘッドの内部空間内に残留する気泡を最小限に抑えることができるので、インク吐出特性の低下やバラツキを防止するとともに印字不良を防止し、かつ印字品質を向上することができるとされている。
【０００４】
ところで、液体噴射記録装置の液体噴射ヘッドから噴射されるインクとして、例えば顔料を含むインク（以下、「顔料インク」という。）が一般に広く使用される。また、顔料インクを使用する際、液体噴射記録装置の停止時および駆動時において、液体噴射ヘッドの内部空間内で顔料やインク中の塵埃等の粒子が集まり固化する凝集や、顔料や塵埃等の粒子が下方に移動して蓄積される沈降が発生することが一般に知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−８２５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来技術の液体噴射ヘッドにあっては、フィルタの鉛直方向の上側に存在する上流空間内において、液体噴射記録装置の停止時に顔料や塵埃等の粒子の凝集や沈降が発生すると、フィルタの鉛直方向の上面に顔料や塵埃等が堆積し、フィルタの目詰まりが発生するおそれがある。また、液体噴射記録装置の駆動時には、大型化した顔料や塵埃等の凝縮体により、フィルタの目詰まりが発生するおそれがある。これにより、流路抵抗が増大して液体噴射ヘッドの吐出特性の低下やバラつき等が発生し、安定して液体を噴射できないおそれがある。特に、液体噴射ヘッドからインクを噴射する場合には、フィルタの目詰まりに起因して、液体噴射装置の印字不良や印字品質の低下等が発生するおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明は、フィルタの目詰まりを防止でき、吐出特性の低下やバラつき等の発生を抑制できるとともに、流路抵抗の増加を防止でき、安定的かつ長期的な液体噴射が可能な液体噴射ヘッドおよびこの液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の液体噴射ヘッドは、ノズル孔に連通する複数のチャネルと、前記複数のチャネルのそれぞれに連通する液体供給室と、液体が貯留された液体貯留手段に連通する液体導入路と、前記液体導入路と前記液体供給室とを連通する液体流路と、を備えた液体噴射ヘッドであって、前記液体流路は、前記液体流路を通流する前記液体を濾過するフィルタと、前記フィルタよりも前記液体の通流方向の上流側に形成された第一液体室と、前記フィルタよりも前記通流方向の下流側に形成された第二液体室と、を備え、前記フィルタは、前記液体流路に露出する表面の法線方向が鉛直方向と交差するように配置され、前記第一液体室における前記フィルタの下端部よりも前記鉛直方向の下側には、凹部が形成されていることを特徴としている。
【０００９】
本発明によれば、フィルタは、液体流路に露出する表面の法線方向が鉛直方向と交差するように配置されているので、フィルタを液体が通流したときに、液体中の顔料や塵埃等がフィルタの上流側面に衝突して鉛直方向の下側に移動できる。これにより、フィルタの上流側面に、顔料や塵埃等が堆積するのを防止できる。また、第一液体室におけるフィルタの下端部よりも鉛直方向の下側には、凹部が形成されているので、フィルタの上流側面に衝突し、鉛直方向の下側に移動した液体中の顔料や塵埃等を凹部に沈降させて捕捉することができる。したがって、フィルタの目詰まりを防止できるので、液体噴射ヘッドの吐出特性の低下やバラつき等の発生を抑制できるとともに、流路抵抗の増加を防止でき、安定的かつ長期的な液体噴射を可能とすることができる。
【００１０】
また、前記凹部の前記下流側に配置された内側面は、前記上流側から前記下流側に向かって、前記鉛直方向の上側に漸次傾斜する傾斜面となっていることを特徴としている。
【００１１】
本発明によれば、凹部の下流側に配置された内側面は、上流側から下流側に向かって、鉛直方向の上側に漸次傾斜する傾斜面となっているので、第一液体室において液体中の顔料や塵埃等が上流側から下流側のフィルタに向かって移動するのを、傾斜した凹部の内側面で妨げることができる。また、傾斜した凹部の内側面に沿うように液体中の顔料や塵埃等を移動させて、凹部内に容易に導くことができる。また、第一液体室の凹部における通流方向と直交する断面積を上流側から下流側に向かって小さくすることができるので、第一液体室における液体の流速を、ベンチュリ効果によって上流側から下流側に向かって増加させることができる。したがって、顔料や塵埃等がフィルタの上流側面に堆積するのを抑制できるので、フィルタの目詰まりをさらに防止できる。
【００１２】
また、前記第二液体室における前記フィルタの下端部よりも前記鉛直方向の下側には、第二の凹部が形成されていることを特徴としている。
【００１３】
本発明によれば、第二液体室におけるフィルタの下端部よりも鉛直方向の下側に、第二の凹部が形成されているので、第二液体室においても、液体中の顔料や塵埃等を第二の凹部に沈降させて捕捉することができる。
【００１４】
また、前記第二の凹部の前記上流側に配置された内側面は、前記上流側から前記下流側に向かって、前記鉛直方向の下側に漸次傾斜する傾斜面となっていることを特徴としている。
【００１５】
本発明によれば、傾斜した第二の凹部の内側面に沿うように液体中の顔料や塵埃等を移動させて、第二の凹部内に容易に導くことができる。
【００１６】
また、前記フィルタは、前記液体流路に露出する表面の法線方向が前記鉛直方向と直交するように配置されていることを特徴としている。
【００１７】
本発明によれば、フィルタは、液体流路に露出する表面の法線方向が鉛直方向と直交するように配置されているので、フィルタを液体が通流したときに、液体中の顔料や塵埃等がフィルタの上流側面に衝突して、確実に鉛直方向の下側に移動できる。これにより、液体中の顔料や塵埃等を凹部に沈降させて確実に捕捉することができる。
【００１８】
また、前記フィルタは、前記上流側から前記下流側に向かって、前記鉛直方向の上側に漸次傾斜していることを特徴としている。
【００１９】
本発明によれば、フィルタは、上流側から下流側に向かって、鉛直方向の上側に漸次傾斜しているので、フィルタを液体が通流したときに、液体中の顔料や塵埃等が傾斜したフィルタの上流側面に衝突した後、フィルタの上流側面に沿うように下側に移動できる。したがって、液体中の顔料や塵埃等を凹部に沈降させて捕捉することができる。
【００２０】
また、前記フィルタの上流側面と、前記凹部の前記下流側に配置された内側面とは、面一となっていることを特徴としている。
【００２１】
本発明によれば、フィルタの上流側面と凹部の下流側に配置された内側面とは、面一となっているので、フィルタを液体が通流したときに、液体中の顔料や塵埃等が傾斜したフィルタの上流側面に衝突した後、フィルタの上流側面および傾斜した凹部の内側面に沿うように下側に移動できる。したがって、液体中の顔料や塵埃等を凹部に確実に沈降させて捕捉することができる。
【００２２】
また、前記フィルタは、前記上流側から前記下流側に向かって、前記鉛直方向の下側に漸次傾斜していることを特徴としている。
【００２３】
本発明によれば、フィルタは、上流側から下流側に向かって、鉛直方向の下側に漸次傾斜しているので、液体中の顔料や塵埃等は、フィルタの下流側面に堆積することなく、フィルタの下流側面に沿うように下側に移動できる。したがって、顔料や塵埃等がフィルタの下流側面に堆積するのを抑制できるので、フィルタの目詰まりをさらに防止できる。
【００２４】
また、前記フィルタは、前記上流側から前記下流側に向かって、前記鉛直方向の下側に漸次傾斜しており、前記フィルタの下流側面と、前記第二の凹部の前記上流側に配置された内側面とは、面一となっていることを特徴としている。
【００２５】
本発明によれば、フィルタは、上流側から下流側に向かって、鉛直方向の下側に漸次傾斜しており、フィルタの下流側面と、第二の凹部の上流側に配置された内側面とが面一となっているので、液体中の顔料や塵埃等は、フィルタの下流側面に堆積することなく、フィルタの下流側面および第二の凹部の上流側に配置された内側面に沿うように下側に移動できる。したがって、液体中の顔料や塵埃等を第二の凹部に確実に沈降させて捕捉することができる。
【００２６】
また、本発明の液体噴射装置は、上述した液体噴射ヘッドと、前記液体ヘッドと被記録媒体とを相対的に移動させる移動機構と、前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、前記液体供給管に前記液体を供給する液体タンクと、を備えることを特徴としている。
【００２７】
本発明によれば、フィルタの目詰まりを防止でき、吐出特性の低下やバラつき等の発生を抑制できる液体噴射ヘッドを備えているので、長期にわたり高性能を維持できる液体噴射装置を得ることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、フィルタは、液体流路に露出する表面の法線方向が鉛直方向と交差するように配置されているので、フィルタを液体が通流したときに、液体中の顔料や塵埃等がフィルタの上流側面に衝突して鉛直方向の下側に移動できる。これにより、フィルタの上流側面に、顔料や塵埃等が堆積するのを防止できる。また、第一液体室におけるフィルタの下端部よりも鉛直方向の下側には、凹部が形成されているので、フィルタの上流側面に衝突し、鉛直方向の下側に移動した液体中の顔料や塵埃等を凹部に沈降させて捕捉することができる。したがって、フィルタの目詰まりを防止できるので、液体噴射ヘッドの吐出特性の低下やバラつき等の発生を抑制できるとともに、流路抵抗の増加を防止でき、安定的かつ長期的な液体噴射を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】実施形態に係る液体噴射装置の説明図である。
【図２】第一実施形態に係る液体噴射ヘッドの斜視図である。
【図３】第一実施形態に係る液体噴射ヘッドの正面図である。
【図４】ヘッドチップの分解斜視図である。
【図５】ヘッドチップの一部を拡大した分解斜視図である。
【図６】図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図７】第一実施形態の第一変形例に係る液体噴射ヘッドの説明図である。
【図８】第一実施形態の第二変形例に係る液体噴射ヘッドの説明図である。
【図９】第二実施形態に係る液体噴射ヘッドの説明図である。
【図１０】第三実施形態に係る液体噴射ヘッドの説明図である。
【図１１】第四実施形態に係る液体噴射ヘッドの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下に、この発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
以下では、まず実施形態に係る液体噴射装置について説明したあと、各実施形態に係る液体噴射ヘッドについて説明をする。
図１は、実施形態に係る液体噴射装置１の説明図である。なお、以下の説明に用いる図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
図１に示すように、液体噴射装置１は、複数（本実施形態では４個）の液体噴射ヘッド２０と、液体噴射ヘッド２０に液体を供給する液体供給管６と、液体供給管６に液体を供給する液体ポンプ４および複数（本実施形態では４個）の液体タンク５とを備えている。また、液体噴射装置１は、紙等の被記録媒体１５を主走査方向に搬送する一対の搬送手段１２，１３と、液体噴射ヘッド２０を載置するキャリッジユニット１４と、液体噴射ヘッド２０を主走査方向と直交する副走査方向に走査する移動機構１１とを備えている。図示しない制御部は、液体噴射ヘッド２０、移動機構１１および搬送手段１２，１３を制御して駆動する。また、図示しない圧力センサーや流量センサーを設置し、液体の流量や圧力を制御することもある。
【００３１】
なお、以下の説明においては、主走査方向（被記録媒体１５の搬送方向）をＸ方向とし、被記録媒体１５の供給側を−Ｘ側とし、被記録媒体１５の排出側を＋Ｘ側とする。また、副走査方向をＹ方向とし、図１における紙面奥側を−Ｙ側とし、図１における紙面手前側を＋Ｙ側とする。また、Ｘ方向およびＹ方向に直交する方向をＺ方向とし、図１における下側を−Ｚ側とし、図１における上側を＋Ｚ側とする。
ここで、液体噴射装置１は、Ｘ方向、Ｙ方向が水平方向に沿うように、かつＺ方向が鉛直方向に沿うように載置して使用されるようになっている。また、＋Ｚ側は鉛直方向の上側に一致し、−Ｚ側は鉛直方向の下側に一致している。すなわち、液体噴射装置１を載置した状態では、被記録媒体１５上を液体噴射ヘッド２０がＸ方向およびＹ方向に沿って走査するように構成されている。また、この液体噴射ヘッド２０から鉛直方向の下側（−Ｚ側）に向かって、液体として例えばインク滴が噴射され、このインク滴が被記録媒体１５に着弾するように構成されている。以下では、必要に応じてＸＹＺの直交座標系を用いて、液体噴射ヘッド２０の各構成部品の詳細について説明する。
【００３２】
一対の搬送手段１２，１３は、Ｙ方向に延び、ローラ面を接触しながら回転するグリッドローラとピンチローラを備えている。図示しないモータによりグリッドローラとピンチローラを軸周りに移転させてローラ間に挟み込んだ被記録媒体１５を−Ｘ側から＋Ｘ側に向かって搬送する。移動機構１１は、Ｙ方向に延びた一対のガイドレール７，８と、一対のガイドレール７，８に沿って摺動可能なキャリッジユニット１４と、キャリッジユニット１４を連結しＹ方向に移動させる無端ベルト９と、この無端ベルト９を図示しないプーリを介して周回させるベルト１０とを備えている。
【００３３】
キャリッジユニット１４は、複数の液体噴射ヘッド２０を載置し、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種類の液体を吐出する。液体タンク５は対応する色の液体を貯留し、液体ポンプ４および液体供給管６を介して液体噴射ヘッド２０に供給する。各液体噴射ヘッド２０は、駆動信号に応じて各色の液体を吐出する。液体噴射ヘッド２０から液体を吐出させるタイミング、キャリッジユニット１４を駆動するベルト１０の回転および被記録媒体１５の搬送速度を制御することにより、被記録媒体１５上に任意のパターンを記録することできる。液体噴射ヘッド２０としては、後述する各実施形態の液体噴射ヘッド２０を適用できる。
【００３４】
なお、本実施形態は、移動機構１１がキャリッジユニット１４と被記録媒体１５を移動させて記録する液体噴射装置１であるが、これに代えて、キャリッジユニット１４を固定し、移動機構１１が被記録媒体１５を２次元的に移動させて記録する液体噴射装置であってもよい。つまり、移動機構１１は液体噴射ヘッド２０と被記録媒体１５とを相対的に移動させるものであればよい。
【００３５】
（第一実施形態の液体噴射ヘッド）
以下に、各実施形態に係る液体噴射ヘッドについて説明する。なお、以下の各実施形態に係る液体噴射ヘッド２０説明におけるＸＹＺの直交座標系は、図１における液体噴射装置１のＸＹＺの直交座標系に対応している。
図２は、第一実施形態に係る液体噴射ヘッド２０の斜視図であり、図３は、第一実施形態に係る液体噴射ヘッド２０の正面図である。
図２および図３に示すように、第一実施形態に係る液体噴射ヘッド２０は、被記録媒体１５（図１参照）に対して、液体として例えばインクを噴射するヘッドチップ３０と、ヘッドチップ３０の＋Ｙ側に設けられる流路基板４０と、この流路基板４０に接続された液体貯留手段の一部である負圧調整部６０と、ヘッドチップ３０を駆動するための駆動回路等が搭載された制御回路基板７０と、ヘッドチップ３０と制御回路基板７０とを電気的に接続する外部配線９０と、を有している。ヘッドチップ３０、流路基板４０、負圧調整部６０、制御回路基板７０および外部配線９０の各部材は、それぞれベースプレート８０に固定されている。
【００３６】
図４は、ヘッドチップ３０の分解斜視図であり、図５は、ヘッドチップ３０の一部を拡大した分解斜視図である。
図４に示すように、ヘッドチップ３０は、圧電アクチュエータ３１を備えている。圧電アクチュエータ３１は、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）セラミックス等により、略矩形板状に形成されたものである。圧電アクチュエータ３１は、＋Ｙ側の面（図２における流路基板４０側の面）に開口し、Ｚ方向に沿って延びるチャネル３３を有している。チャネル３３は、圧電アクチュエータ３１の−Ｚ側に接合されるノズルプレート３８のノズル孔３２に連通している。
【００３７】
チャネル３３は、インクが充填されるものであって、横断面が矩形状に形成されている。チャネル３３は、圧電アクチュエータ３１のＺ方向の全長にわたって、Ｘ方向に並んで複数本設けられており、各チャネル３３は、側壁３４により隔離されている。各チャネル３３の−Ｚ側の端部は、圧電アクチュエータ３１の−Ｚ側の端面まで延設されている。また、各チャネル３３の＋Ｚ側の端部は、圧電アクチュエータ３１の＋Ｚ側の端面の手前まで延びており、Ｙ方向の深さが漸次浅くなっている。なお、圧電アクチュエータ３１の各チャネル３３は、例えば、円盤状のダイスカッターにより切削加工されて形成され、深さが漸次浅くなる部分は、ダイスカッターの外形状により形成される。
【００３８】
図５に示すように、チャネル３３の側壁３４には、Ｙ方向における中間部よりも＋Ｙ側において、Ｚ方向に沿う帯状に駆動電極３５が形成されている。駆動電極３５は、例えば斜め蒸着法により形成される。駆動電極３５は、フレキシブルプリンテッドサーキット（ＦＰＣ）等の外部配線９０（図２参照）を介して、制御回路基板７０（図２参照）に電気的に接続される。これにより、ヘッドチップ３０には、制御回路基板７０から駆動信号が入力される。
【００３９】
圧電アクチュエータ３１のチャネル３３の開口側（圧電アクチュエータ３１の＋Ｙ側）には、カバープレート３６が接合されている。このカバープレート３６には、Ｙ方向に貫通して形成された液体供給室３７が設けられている。液体供給室３７は、Ｘ方向に並設された各チャネル３３の全体にわたって設けられており、複数のチャネル３３のそれぞれに連通している。
カバープレート３６は、例えば圧電アクチュエータ３１と同じ材料であるＰＺＴセラミックス等により、略矩形板状に形成されている。なお、カバープレート３６を形成する材料は、ＰＺＴセラミックスに限定されることはなく、例えば、マシナブルセラミックスや他のセラミックス、ガラス等の低誘電体材料を用いてもよい。ただし、カバープレート３６と圧電アクチュエータ３１とを同じ材料により形成することにより、熱膨張を等しくすることができるので、温度変化に対するヘッドチップ３０の反りや変形を抑制することができる。
【００４０】
図４に示すように、圧電アクチュエータ３１とカバープレート３６との接合体における−Ｚ側の端面には、ノズルプレート３８が接合されている。ノズルプレート３８の各チャネル３３に対応する位置には、各チャネル３３のそれぞれに連通する複数のノズル孔３２が形成されている。複数のノズル孔３２からは、各チャネル３３内に充填されたインクが−Ｚ側に向かって吐出されるようになっている。
ノズルプレート３８は、圧電アクチュエータ３１とカバープレート３６との接合体の−Ｚ側の端面の面積よりも大きくなっている。ノズルプレート３８は、ポリイミドフィルムなどに、例えば、エキシマレーザ装置を用いてノズル孔３２を形成したものである。なお、インクの種類に対応して、ノズルプレート３８の−Ｚ側面には、例えばインクの付着等を防止するための撥水性を有する撥水膜が設けられていてもよい。
【００４１】
また、圧電アクチュエータ３１とカバープレート３６との接合体には、ノズル支持プレート３９が接合されている。ノズル支持プレート３９は、ノズルプレート３８を安定して保持するためのものであり、ノズル支持プレート３９の−Ｚ側面がノズルプレート３８の＋Ｚ側面に接合されている。このように、圧電アクチュエータ３１、カバープレート３６、ノズルプレート３８およびノズル支持プレート３９が接合されて、ヘッドチップ３０を構成している。
【００４２】
図２に示すように、ヘッドチップ３０は、圧電アクチュエータ３１の−Ｙ側の面がベースプレート８０に接合されている。また、ヘッドチップ３０のカバープレート３６（図４参照）＋Ｙ側の面には、例えばＯリング等を介して流路基板４０が接合されており、カバープレート３６の＋Ｙ側の面は、この流路基板４０によって封止されている。
さらに、図３に示すように、流路基板４０のＸ方向の中間部における＋Ｚ側には、Ｚ方向に沿って延びる連通部６１ａが設けられている。連通部６１ａには、例えばステンレス等の金属材料により筒状に形成されたインク連通管６１ｂが接続される。
インク連通管６１ｂの＋Ｚ側には、所定量のインクを一時的に貯留する負圧調整部６０が設けられている。連通部６１ａとインク連通管６１ｂとは、負圧調整部６０内に連通しており、流路基板４０内に設けられた後述の液体流路４２にインクを導入する液体導入路６１を形成している。
【００４３】
負圧調整部６０は、インクカートリッジ１００（図１参照）にインク供給管１０１（図１参照）を介して接続されている。負圧調整部６０は、ヘッドチップ３０の液体供給室３７およびチャネル３３（いずれも図４参照）内のインクの圧力調整を行うものである。詳しくは、液体噴射ヘッド２０がＸ方向（主走査方向）に沿って移動した際に、ヘッドチップ３０内の圧力が変化し、ノズル孔３２にインクの表面張力によって形成されたメニスカスが破壊されてしまうおそれがある。これに対して、ヘッドチップ３０内の圧力変化を負圧調整部６０によって調整することにより、安定したメニスカスを保持してインクを吐出できるようにしている。また、負圧調整部６０は、その内部に所定量のインクを貯留することで、インク供給管１０１内の気泡がヘッドチップ３０に混入するのを防止する気泡貯留にも寄与している。
【００４４】
図６は、図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
続いて、流路基板４０の詳細について説明する。図６に示すように、流路基板４０の内部には、液体導入路６１と液体供給室３７とを連通し、インクが通流する液体流路４２が形成されている。液体流路４２のうち、液体導入路６１側がインクの通流方向の上流側とされ、ヘッドチップ３０の液体供給室３７側がインクの通流方向の下流側とされる。
液体流路４２は、ＸＹ平面に沿う略直方体状の空間に形成されており、フィルタ４４と第一液体室５１と第二液体室５４とを備えている。なお、液体導入路６１と液体流路４２との間における液体流路４２の＋Ｚ側面４２ａに沿う仮想面は、液体導入路６１と液体流路４２との境界面Ｓ（図６において二点鎖線で図示）となっている。
【００４５】
フィルタ４４は、液体流路４２を通流するインクを濾過するためのものである。フィルタ４４の材質は、インクを必要な清浄さまで濾過できれば特に限定されることはなく、例えばインク中の塵埃を濾過できるような網状、繊維状、多孔質状、粒状等のものが採用できる。具体的にフィルタ４４としては、例えば、ステンレス等の金属材料やナイロン等の樹脂材料をメッシュ状に形成したものが好適である。
本実施形態のフィルタ４４は、所定の厚みを有する板状に形成されており、液体流路４２内における液体導入路６１の−Ｚ側開口端の−Ｙ側に対応する位置において、液体流路４２に露出する主面の法線Ｈ方向がＺ方向と直交するように、Ｚ方向（すなわち鉛直方向）に沿って配置されている。以下、フィルタ４４の両主面のうち、上流側に面する主面を上流側面４４ａといい、下流側に面する主面を下流側面４４ｂという。フィルタ４４の上流側面４４ａは、鉛直方向に沿って配置されているので、フィルタ４４をインクが通流したときに、インク中の顔料や塵埃等がフィルタ４４の上流側面４４ａに衝突して、−Ｚ側に移動できる。また、
【００４６】
第一液体室５１は、フィルタ４４よりもインクの通流方向の上流側に設けられており、略直方体状の空間となっている。
ここで、第一液体室５１におけるフィルタ４４の−Ｚ側端部４５（下端部）よりも−Ｚ側（すなわち鉛直方向の下側）には、第一凹部４６（請求項における「凹部」に相当。）が形成されている。第一凹部４６のＸ方向およびＹ方向の長さは、第一液体室５１のＸ方向およびＹ方向の長さと同等になっている。また、第一凹部４６のＺ方向の深さは、例えばフィルタ４４のＺ方向の高さと同等になっており、例えば６ｍｍ程度に設定されている。
第一凹部４６の内側面のうち下流側に配置された内側面４６ａは、Ｚ方向（すなわち鉛直方向）に沿って配置されており、フィルタ４４の上流側面４４ａと略面一となっている。これにより、インクの通流時や液体噴射ヘッド２０の停止時において、−Ｚ側に移動したインク中の顔料や塵埃等は、第一凹部４６内に捕捉される。なお、第一凹部４６のＺ方向の深さは、第一実施形態に限定されることはなく、インクの流速や、捕捉したい顔料および塵埃の量等に応じて適宜設定される。
【００４７】
第二液体室５４は、フィルタ４４よりもインクの通流方向の下流側に設けられており、略直方体状の空間となっている。
ここで、第二液体室５４におけるフィルタ４４の−Ｚ側端部４５よりも−Ｚ側（すなわち鉛直方向の下側）には、第二凹部４８（請求項における「第二の凹部」に相当。）が形成されている。第二凹部４８のＸ方向およびＹ方向の長さは、第一凹部４６のＸ方向およびＹ方向の長さと同等になっている。また、第二凹部４８のＺ方向の深さは、例えば第一凹部４６のＺ方向の深さと同等になっている。
第二凹部４８の内側面のうち上流側に配置された内側面４８ａは、Ｚ方向（すなわち鉛直方向）に沿って配置されており、フィルタ４４の下流側面４４ｂと略面一となっている。これにより、インクの通流時や液体噴射ヘッド２０の停止時において、−Ｚ側に移動したインク中の顔料や塵埃等は、第二凹部４８内に捕捉される。なお、第二凹部４８のＺ方向の深さは、第一実施形態に限定されることはなく、インクの流速や、捕捉したい顔料および塵埃の量等に応じて適宜設定される。
【００４８】
本実施形態の液体噴射ヘッド２０によれば、フィルタ４４は、液体流路４２に露出する表面（例えば上流側面４４ａ）の法線Ｈ方向がＺ方向（すなわち鉛直方向）と交差するように配置されているので、フィルタ４４をインクが通流したときに、インク中の顔料や塵埃等がフィルタ４４の上流側面４４ａに衝突して、確実にＺ方向の下側に移動できる。特に、本実施形態においては、フィルタ４４は、フィルタ４４の上流側面４４ａの法線Ｈ方向がＺ方向と直交するように配置されているので、フィルタ４４をインクが通流したときに、インク中の顔料や塵埃等がフィルタ４４の上流側面４４ａに衝突して、確実に−Ｚ側に移動できる。また、第一液体室５１におけるフィルタ４４の−Ｚ側端部４５よりも−Ｚ側には、第一凹部４６が形成されているので、フィルタ４４の上流側面４４ａに衝突し、−Ｚ側に移動したインク中の顔料や塵埃等を第一凹部４６に沈降させて捕捉することができる。したがって、フィルタ４４の目詰まりを防止できるので、液体噴射ヘッド２０の吐出特性の低下やバラつき等の発生を抑制できるとともに、流路抵抗の増加を防止でき、安定的かつ長期的な印字を可能とすることができる。
【００４９】
また、第二液体室５４におけるフィルタ４４の−Ｚ側端部４５よりも−Ｚ側に、第二凹部４８が形成されているので、第二液体室５４においても、インク中の顔料や塵埃等を第二凹部４８に沈降させて捕捉することができる。
【００５０】
（第一実施形態の各変形例に係る液体噴射ヘッド）
図７は、第一実施形態の第一変形例に係る液体噴射ヘッド２０の説明図であり、図３のＡ−Ａ線に沿う断面図に対応している。
続いて、第一実施形態の第一変形例に係る液体噴射ヘッド２０について説明する。なお、以下では、第一実施形態と同様の構成部分については説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
第一実施形態の液体噴射ヘッド２０は、第一凹部４６の下流側の内側面４６ａがＺ方向（すなわち鉛直方向）に沿って配置されてフィルタ４４の上流側面４４ａと略面一となっていた（図６参照）。
これに対して、図７に示すように、第一実施形態の第一変形例に係る液体噴射ヘッド２０は、第一凹部４６の下流側の内側面４６ａが、上流側から下流側に向かって、＋Ｚ側（すなわち鉛直方向の上側）に漸次傾斜する傾斜面となっている。第一凹部４６の下流側の内側面４６ａの傾斜角度は、ＸＹ平面（すなわち水平面）に対して例えば４５°程度に設定されている。なお、第一凹部４６の内側面４６ａの傾斜角度は、これに限定されることはなく、インクの流速や、捕捉したい顔料および塵埃の量等に応じて適宜設定される。
【００５１】
第一実施形態の第一変形例によれば、第一凹部４６の下流側の内側面４６ａは、上流側から下流側に向かって、＋Ｚ側に漸次傾斜する傾斜面となっているので、第一液体室５１においてインク中の顔料や塵埃等が上流側から下流側のフィルタ４４に向かって移動するのを、傾斜した第一凹部４６の内側面４６ａで妨げることができる。また、特に液体噴射ヘッド２０の停止時においては、傾斜した第一凹部４６の内側面４６ａに沿うようにインク中の顔料や塵埃等を移動させて、第一凹部４６内に容易に導くことができる。また、第一液体室５１の第一凹部４６における通流方向と直交する断面積を上流側から下流側に向かって小さくすることができるので、第一液体室５１におけるインクの流速を、ベンチュリ効果によって上流側から下流側に向かって増加させることができる。したがって、顔料や塵埃等がフィルタ４４の上流側面４４ａに堆積するのを抑制できるので、フィルタ４４の目詰まりをさらに防止できる。
【００５２】
図８は、第一実施形態の第二変形例に係る液体噴射ヘッド２０の説明図であり、図３のＡ−Ａ線に沿う断面図に対応している。
続いて、第一実施形態の第二変形例に係る液体噴射ヘッド２０について説明する。なお、以下では、第一実施形態と同様の構成部分については説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
第一実施形態の液体噴射ヘッド２０は、第二凹部４８の上流側の内側面４８ａがＺ方向（すなわち鉛直方向）に沿って配置されてフィルタ４４の下流側面４４ｂと略面一となっていた（図６参照）。
これに対して、図８に示すように、第一実施形態の第二変形例に係る液体噴射ヘッド２０は、第二凹部４８の上流側の内側面４８ａが、上流側から下流側に向かって、−Ｚ側（すなわち鉛直方向の下側）に漸次傾斜する傾斜面となっている。第二凹部４８の上流側の内側面４８ａの傾斜角度は、ＸＹ平面（すなわち水平面）に対して例えば４５°程度に設定されている。なお、第二凹部４８の内側面４８ａの傾斜角度は、これに限定されることはなく、インクの流速や、捕捉したい顔料および塵埃の量等に応じて適宜設定される。
第一実施形態の第二変形例によれば、傾斜した第二凹部４８の内側面４８ａに沿うようにインク中の顔料や塵埃等を移動させて、第二凹部４８内に容易に導くことができる。
【００５３】
（第二実施形態）
図９は、第二実施形態に係る液体噴射ヘッド２０の説明図であり、図３のＡ−Ａ線に沿う断面図に対応している。
続いて、第二実施形態に係る液体噴射ヘッド２０について説明する。
第一実施形態では、液体噴射ヘッド２０のフィルタ４４は、液体流路４２に露出する主面（例えば上流側面４４ａ）の法線Ｈ方向がＺ方向と直交するようにＺ方向（すなわち鉛直方向）に沿って配置されているとともに、第一凹部４６の下流側の内側面４６ａは、Ｚ方向（すなわち鉛直方向）に沿って配置されていた（図６参照）。
これに対して、図９に示すように、第二実施形態では、液体噴射ヘッド２０のフィルタ４４は、液体流路４２に露出する主面（例えば上流側面４４ａ）の法線Ｈ方向がＺ方向と交差するように傾斜して配置されているとともに、第一凹部４６の下流側の内側面４６ａが傾斜面となっている点で、第一実施形態とは異なっている。なお、以下では、第一実施形態と同様の構成部分については説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００５４】
フィルタ４４は、液体流路４２内における液体導入路６１の−Ｚ側開口端の−Ｙ側に対応する位置において、液体流路４２に露出する主面（例えば上流側面４４ａ）の法線Ｈ方向がＺ方向と交差するように、上流側から下流側に向かって＋Ｚ側に傾斜するように配置されている。
第一凹部４６の下流側の内側面４６ａは、上流側から下流側に向かって＋Ｚ側に傾斜する傾斜面となっている。第一凹部４６の下流側における内側面４６ａの傾斜角度は、フィルタ４４の傾斜角度と同等に設定される。これにより、フィルタ４４の上流側面４４ａと、第一凹部４６の下流側の内側面４６ａとは、面一となっている。
【００５５】
第二実施形態によれば、フィルタ４４は、上流側から下流側に向かって、＋Ｚ側に漸次傾斜しているので、フィルタ４４をインクが通流したときに、インク中の顔料や塵埃等が傾斜したフィルタ４４の上流側面４４ａに衝突した後、フィルタ４４の上流側面４４ａに沿うように−Ｚ側に移動できる。また、フィルタ４４の上流側面４４ａと第一凹部４６の下流側の内側面４６ａとは、面一となっているので、フィルタ４４をインクが通流したときに、インク中の顔料や塵埃等が傾斜したフィルタ４４の上流側面４４ａに衝突した後、フィルタ４４の上流側面４４ａおよび傾斜した第一凹部４６の内側面４６ａに沿うように−Ｚ側に移動できる。したがって、インク中の顔料や塵埃等を第一凹部４６に確実に沈降させて捕捉することができる。
【００５６】
（第三実施形態）
図１０は、第三実施形態に係る液体噴射ヘッド２０の説明図であり、図３のＡ−Ａ線に沿う断面図に対応している。
続いて、第三実施形態に係る液体噴射ヘッド２０について説明する。
第一実施形態では、液体噴射ヘッド２０のフィルタ４４は、液体流路４２に露出する主面（例えば上流側面４４ａ）の法線Ｈ方向がＺ方向と直交するようにＺ方向（すなわち鉛直方向）に沿って配置されているとともに、第二凹部４８の上流側の内側面４８ａは、Ｚ方向（すなわち鉛直方向）に沿って配置されていた（図６参照）。
これに対して、図１０に示すように、第三実施形態では、液体噴射ヘッド２０のフィルタ４４は、液体流路４２に露出する主面（例えば上流側面４４ａ）の法線Ｈ方向がＺ方向と交差するように傾斜して配置されているとともに、第二凹部４８の上流側の内側面４８ａが傾斜面となっている点で、第一実施形態とは異なっている。なお、以下では、第一実施形態と同様の構成部分については説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００５７】
フィルタ４４は、液体流路４２内における液体導入路６１の−Ｚ側開口端の−Ｙ側に対応する位置において、液体流路４２に露出する主面（例えば上流側面４４ａ）の法線Ｈ方向がＺ方向と交差するように、上流側から下流側に向かって−Ｚ側に傾斜するように配置されている。
第二凹部４８の上流側の内側面４８ａは、上流側から下流側に向かって−Ｚ側に傾斜する傾斜面となっている。第二凹部４８の下流側における内側面４８ａの傾斜角度は、フィルタ４４の傾斜角度と同等に設定される。これにより、フィルタ４４の下流側面４４ｂと、第二凹部４８の上流側の内側面４８ａとは、面一となっている。
【００５８】
第三実施形態によれば、フィルタ４４は、上流側から下流側に向かって−Ｚ側に漸次傾斜しており、フィルタ４４の下流側面４４ｂと、第二凹部４８の上流側の内側面４８ａとが面一となっているので、インク中の顔料や塵埃等は、フィルタ４４の下流側面４４ｂに堆積することなく、フィルタ４４の下流側面４４ｂおよび第二凹部４８の上流側の内側面４８ａに沿うように−Ｚ側に移動できる。したがって、インク中の顔料や塵埃等を第二凹部４８に確実に沈降させて捕捉することができる。
【００５９】
（第四実施形態）
図１１は、第四実施形態に係る液体噴射ヘッド２０の説明図である。
続いて、第四実施形態に係る液体噴射ヘッド２０について説明する。なお、以下では、第一実施形態と同様の構成部分については説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
第一実施形態の液体噴射ヘッド２０は、圧電アクチュエータ３１とカバープレート３６との接合体における−Ｚ側の端面に、複数のノズル孔３２が形成されたノズルプレート３８が接合されており、各チャネル３３内に充填されたインクが、複数のノズル孔３２から−Ｚ側に向かって吐出されるように構成されていた。
これに対して、図１１に示すように、第四実施形態に係る液体噴射ヘッド２０は、第一実施形態の液体噴射ヘッド２０の天地を逆転した状態で配置し、各チャネル３３内に充填されたインクが複数のノズル孔３２から、＋Ｚ側に向かって吐出されるように構成されている。
【００６０】
液体流路４２は、ＸＹ平面に沿う略直方体状の空間に形成されており、第一実施形態と同様に、フィルタ４４と第一液体室５１と第二液体室５４とを備えている。なお、液体導入路６１と液体流路４２との間における液体流路４２の−Ｚ側面４２ｂに沿う仮想面は、液体導入路６１と液体流路４２との境界面Ｓ（図１１において二点鎖線で図示）となっている。
【００６１】
第一液体室５１におけるフィルタ４４の−Ｚ側端部４５よりも−Ｚ側（すなわち鉛直方向の下側）には、第一凹部４６が形成されている。第一凹部４６は、フィルタ４４よりも上流側において、液体流路４２の−Ｚ側面４２ｂを−Ｚ側に凹ませることにより形成されている。
第二液体室５４におけるフィルタ４４の−Ｚ側端部４５よりも−Ｚ側（すなわち鉛直方向の下側）には、第二凹部４８が形成されている。第二凹部４８は、フィルタ４４よりも下流側において、液体流路４２の−Ｚ側面４２ｂを−Ｚ側に凹ませることにより形成されている。
このように、本発明は、ノズル孔３２の位置や、インクの吐出方向等に関わらず適用できる。すなわち、第一実施形態のように、インクの吐出方向が−Ｚ側（鉛直方向の下側）となるように構成された液体噴射ヘッド２０や、第四実施形態のようにインクの吐出方向が＋Ｚ側（鉛直方向の上側）となるように構成された液体噴射ヘッド２０の他に、例えば吐出方向がＹ方向（すなわち水平方向）となるように構成された液体噴射ヘッド２０であっても、本発明を適用できる。
【００６２】
なお、この発明の技術範囲は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００６３】
各実施形態および各変形例では、液体流路４２におけるフィルタ４４よりも上流側に形成された第一液体室５１と、液体流路４２におけるフィルタ４４よりも下流側に形成された第二液体室５４と、を備えていたが、少なくとも液体流路４２におけるフィルタ４４よりも上流側に第一液体室５１を備えてさえいれば、本発明の作用効果を奏することができる。
【００６４】
各実施形態および各変形例では、液体噴射装置１から噴射される液体として、顔料インクを例に説明をしたが、液体噴射装置１から噴射される液体は顔料インクに限定されない。
【００６５】
上述した各実施形態および各変形例の液体噴射ヘッド２０の構成を組み合わせてもよい。例えば、第一実施形態の第一変形例と第二変形例とを組み合わせることにより、第一凹部４６の下流側の内側面４６ａが、上流側から下流側に向かって、＋Ｚ側（すなわち鉛直方向の上側）に漸次傾斜する傾斜面となっているとともに、第二凹部４８の上流側の内側面４８ａが、上流側から下流側に向かって、−Ｚ側（すなわち鉛直方向の下側）に漸次傾斜する傾斜面となっている液体噴射ヘッド２０としてもよい。
また、例えば、第三実施形態と第四実施形態とを組み合わせることにより、フィルタ４４が上流側から下流側に向かって−Ｚ側に漸次傾斜しており、フィルタ４４の下流側面４４ｂと第二凹部４８の上流側の内側面４８ａとが面一となっているとともに、インクが複数のノズル孔３２から＋Ｚ側に向かって吐出される液体噴射ヘッド２０としてもよい。
【００６６】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１・・・液体噴射装置  ５・・・液体タンク  ６・・・液体供給管  １５・・・被記録媒体  １１・・・移動機構  ２０・・・液体噴射ヘッド  ３２・・・ノズル孔  ３３・・・チャネル  ３７・・・液体供給室  ４２・・・液体流路  ４４・・・フィルタ  ４５・・・−Ｚ側端部（下端部）  ４４ａ・・・上流側面（表面）  ４４ｂ・・・下流側面（表面）  ４６・・・第一凹部（凹部）  ４６ａ・・・内側面  ４８・・・第二凹部（第二の凹部）  ４８ａ・・・内側面  ５１・・・第一液体室  ５４・・・第二液体室  ６０・・・負圧調整部（液体貯留手段）  ６１・・・液体導入路  Ｈ・・・法線
【図１】
2014151564.tif 000003
【図２】
2014151564.tif 000004
【図３】
2014151564.tif 000005
【図４】
2014151564.tif 000006
【図５】
2014151564.tif 000007
【図６】
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【図７】
2014151564.tif 000009
【図８】
2014151564.tif 000010
【図９】
2014151564.tif 000011
【図１０】
2014151564.tif 000012
【図１１】
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