(57)【要約】【課題】気泡の滞留を効果的に防止し得る液体供給構造を提供する。【解決手段】フィルタを介して液体が供給され、当該供給された液体を吐出する液体吐出ヘッドに適用される液体供給構造には、フィルタに設けられる開口の最大寸法をＲとしたとき、液体供給構造の内壁には、前記吐出に伴って流動するインクの流動方向に沿って、Ｒ以上で√２・Ｒ以下の空間周波数ｆをもって、最高部と最低部との高さの差Ｒｙが√２・Ｒ／２以上である凹凸部が繰り返し形成されている。【選択図】図１
2011230366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタを介して液体が供給され、当該供給された液体を吐出する液体吐出ヘッドに適用される液体供給構造であって、
前記フィルタに設けられる開口の最大寸法をＲとしたとき、前記構造の内壁には、前記吐出に伴って液体が流動する方向に沿って、Ｒ以上で√２・Ｒ以下の空間周波数ｆをもって、最高部と最低部との高さの差Ｒｙが√２・Ｒ／２以上である凹凸部が繰り返し形成されていることを特徴とする液体供給構造。
【請求項２】
前記液体を吐出する複数の吐出口と、該複数の吐出口のそれぞれに連通する液路を有する複数の個別液室と、該複数の個別液室に共通に連通する共通液室とを具え、請求項１に記載の液体供給構造が前記共通液室に設けられていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記共通液室は、前記フィルタを介して液体が供給される第１の液室と、前記個別液室に液体を供給する第２の液室と、前記第１および第２の液室を区画するとともに一部で連通させる連通口が設けられた隔壁とを有し、
前記第１の液室には、前記フィルタを介して供給される前記液体を前記連通口に向けて流動させる第１領域と、前記液体が前記連通口を通過する前に前記液体に混入した気泡の浮上を受容する第２領域とが設けられ、
請求項１に記載の液体供給構造は、前記第１領域を画成する内壁および前記第２の液室の内壁に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記第１の液室の前記第２領域を画成する内壁は、凹凸部のない平面である、または、Ｒ以上で√２・Ｒ以下の空間周波数ｆをもって、最高部と最低部との高さの差ＲｙがＲ／２以上である凹凸部が繰り返し形成されていることを特徴とする請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記第１領域は、前記フィルタを介して供給される前記液体の供給口から前記連通口に向けて、断面積が漸減するように形成されていることを特徴とする請求項３または４に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記第１の液室の前記第１領域および前記第２の液室は、内壁の表面に疎水基を持たない材料によって形成されていることを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記疎水基を持たない材料が、ポリアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂、ナイロン、ポリブチレンテレフタレートおよび尿素樹脂のいずれかであることを特徴とする請求項６に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
前記第１の液室の前記第２領域は、内壁の表面に疎水基を持つ材料によって形成されていることを特徴とする請求項３ないし７のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項９】
前記疎水基を持つ材料がポリプロピレン、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリエチレン、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、変性ポリフェニレンエーテルのいずれかであるのいずれかであることを特徴とする請求項８に記載の液体吐出ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体供給構造および該構造を用いる液体吐出ヘッドに関し、例えばインクを吐出するインクジェット記録ヘッドや、これにインクを供給するインク供給部に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
液体吐出ヘッド、例えばインクジェット記録装置に用いられる記録ヘッドに対して、気泡が混入した状態で液体（以下、インクともいう）が供給され、その気泡が滞留すると、記録ヘッドからのインクの吐出が不安定になったり、吐出量が変動したりする。気泡が混入ないしは滞留する原因としては、記録ヘッドおよびインク供給系の構造その他に応じて種々のものがある。
【０００３】
近年、インクジェット記録装置は、記録の一層の高速化が要望されており、そのため記録ヘッドとしては多数の吐出口が配列されたものが用いられるようになってきている。すなわち、このように吐出口の数を配列方向に増大させることで、より広い記録幅を確保するのである。このように多数の吐出口が配列された記録ヘッドの構造としては、一般に、一端に吐出口を有し、この吐出口からインクを吐出させるための圧力を作用する圧力室を兼ねる複数の個別液室が形成されている。そして、複数の個別液室は、吐出口が設けられた一端とは反対側の他端部において、インクを各個別液室に供給するための共通液室が設けられている。さらに、インク供給方向の共通液室の上流側にはフィルタが設置され、インク供給に伴って共通液室から個別液室に異物が混入しないようにされている。
【０００４】
このような構造では、共通液室を通して個別液室側に気泡が混入するのは、インクを記録ヘッドに充填する際、元々含まれていた空気などの気体がタンクからチューブ等の供給部材を通り、さらにフィルタを通過して共通液室側に流入することに起因することが多い。また、インクの吐出性能を良好な状態に維持するために行われる回復処理に起因して、吐出口側から気泡が混入することもある。すなわち、吸引力を作用させてインクを吐出口から強制的に排出させる処理や、吐出口が設けられた記録ヘッドの面をワイピングする回復処理が行われることがあるが、これに伴ってインク供給系に空気が進入してしまうこともある。このように混入した気泡が共通液室で滞留したり、泡沫化したりすると、インクの円滑な流動が阻害される。さらに共通液室から個別液室に気泡が流入し、滞留すると、吐出圧力が正確に伝わらなくなり、吐出量の変動や吐出が不安定になる。
【０００５】
そこで、共通液室などの液体供給部材における気泡の滞留を防止するために、特許文献１に記載されたような技術を適用することが考えられる。この特許文献１には、主インク室と副インク室を有し、副インク室内が仕切り板によって気泡溜め部分とインク貯留部分とに仕切られているインクタンクが開示されている。さらに、仕切り板には、気泡溜め部分からインク貯留部分にインクを導入するためのインク導入孔が設けられるとともに、気泡溜め部分に面している副インク室内表面には凹凸面が形成されている。そして、かかる構造のインクタンクでは、主インク室から気泡溜め部分に進入した気泡が凹凸面で捕捉され、捕捉された気泡が相互に結びついて大きくなることにより、インク液面と分離されて排出され易くなると記載されている。
【０００６】
しかし、特許文献１の開示の技術では、気泡が相互に結びついて大きくなる物理化学的メカニズムは明らかにされておらず、気泡の十分な排出機能を実現する上で疑問が残る。また、気泡が結びつくインク室の壁面に気泡が存在していることになるので、インクの流動を阻害することも懸念される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３２６７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
よって本発明は、気泡の滞留を効果的に防止し得る液体供給構造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】
【０００９】
そのために、本発明は、フィルタを介して液体が供給され、当該供給された液体を吐出する液体吐出ヘッドに適用される液体供給構造であって、前記フィルタに設けられる開口の最大寸法をＲとしたとき、前記構造の内壁には、前記吐出に伴って液体が流動する方向に沿って、Ｒ以上で√２・Ｒ以下の空間周波数ｆをもって、最高部と最低部との高さの差Ｒｙが√２・Ｒ／２以上である凹凸部が繰り返し形成されていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明液体吐出ヘッドは、前記液体を吐出する複数の吐出口と、そのそれぞれに連通する液路を有するとともに前記インクを吐出するための圧力を発生する圧力発生室を兼ねる個別液室と、前記液路に共通に連通する共通液室とを具え、上記液体供給構造が前記共通液室に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、気泡の滞留を効果的に防止し得る液体供給構造を提供でき、ひいては、液体吐出ヘッドからの液体吐出の安定化に資することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明液体供給構造の基本概念を説明するために、当該構造を適用した液体供給部の一例を拡大して示す断面図である。
【図２】本発明液体供給構造の基本概念を説明するために、当該構造を適用した液体供給部の他の例を拡大して示す断面図である。
【図３】本発明液体供給構造の基本概念を説明するために、当該構造を適用した液体供給部さらなる例を拡大して示す断面図である。
【図４】本発明を適用可能なインクジェット記録装置のインクの供給および循環系の概略構成例を示す模式図である。
【図５】図４に適用される記録ヘッドの外観を示す模式図である。
【図６】本実発明の一施形態に係る記録ヘッドの共通液室の構成を説明するために、図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。
【図８】図５および図６に示した共通液室における、第１の液室の一領域および第２の液室の内壁表面の構造を示す模式図である。
【図９】図５および図６に示した共通液室における、第１の液室の他の領域の内壁表面の構造を示す模式図である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係る共通液室の構成を説明するための、図６と同様の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。  
なお、以下では液体であるインクを吐出するインクジェット記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドとも言う）の形態の液体吐出装置について例示する。しかし本発明の「液体」とは、記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成または記録媒体の加工、あるいはインクの処理（例えば記録媒体に付与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され得る液体を表すものとする。また、その液体の「付与」とは、文字，図形等有意の情報を形成することを目的とする場合のみを含むものではない。すなわち、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も表すものとする。さらにその付与の対象となる「媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布，プラスチック・フィルム，金属板，ガラス，セラミックス，木材，皮革等、液体を受容可能なものも表すものとする。すなわち本発明は、ガラスやプラスチックなどの基板上にカラーフィルタや電極配線などを形成するために使用される液体吐出ヘッドや液体吐出装置にも適用が可能なものである。
【００１４】
１．基本概念
図１は、本発明液体供給構造の基本概念を説明するために、当該構造を適用した液体供給部１０を拡大して示す断面図である。図１に示すように、液体供給部１０の内壁表面は、液体の流動方向（図中に示す矢印方向）に沿って（液体の流動方向と平行に）、凸部すなわち山部１１と凹部すなわち谷部１２とが所定の空間周波数で繰り返す断面三角形状の凹凸部を有している。また、液体供給部１０の一端には、塵埃などの異物除去のためにフィルタ１３が設けられている。このため、液体の流動方向に対してフィルタ１３の下方に空気溜まりがあると、液体の流動によりフィルタ１３を通して気泡１４が発生し、液体中に浮遊し、液体とともに流動する。
【００１５】
ここで、図示のような部位に配されるフィルタ１３には種々のものが考えられるが、いずれにしても流動を阻害しない形状および寸法の開口が形成されていることが前提となる。フィルタ１３を通過することで形成される気泡の直径は、フィルタ１３に形成された開口の最大寸法によって規定され、その最大寸法は開口が円形であればその直径（開口径）、楕円形であれば長径、三角形であれば最長辺、矩形であれば対角線の長さ等となる。本発明は、このように気泡の大きさを規定するフィルタ開口の最大寸法を基準として、気泡が付着しにくい凹凸部の空間周波数および凸部の高さ（すなわち凹部の深さ）を規定する。なお、以下ではフィルタとして、最大寸法がほぼ一定である円形の開口が多数形成されたフィルタを用いるものとし、従ってその直径（開口径）Ｒを基準として凹凸部の空間周波数等の規定を行う。しかし開口形状が非円形であれば、その開口の最大寸法を開口径Ｒに置き換えればよい。また、開口の寸法に分布があるのであれば、その分布の中心付近もしくは平均的な寸法のものを基準とすることができる。
【００１６】
液体供給部１０の内壁表面の構造について詳述するに、フィルタ１３の開口径をＲ（μｍ）としたとき、１周期ｆ（μｍ）がＲ以上かつ√２・Ｒ以下の空間周波数で山部１１と谷部１２とが周期的に繰り返している。換言すれば、隣接する山部（または谷部）の中心間のピッチは、Ｒ以上かつ√２・Ｒ以下である。さらに、山部１１の最大高さ（谷部１２の最大深さ）すなわち最高部と最低部との高さの差Ｒｙは、√２・Ｒ／２以上である。
【００１７】
上記した周期ないしは空間周波数および最大高さないし最大深さの条件を満たす限り、内壁表面に形成される凸部および凹部形状および寸法は適宜定め得るものである。例えば、図２に示すように、液体の流動方向に沿って（すなわち流動方向と平行に）、凸部２１と凹部２２とが所定の空間周波数で繰り返す断面矩形状の凹凸形状であってもよい。図２に示すような内表面形状を得るための金型は、平面研削盤を用いて所望の溝形状が加工できるようにブレードの幅を選定し、所望の空間周波数と最大高さになるように平面研削盤のＮＣ制御を行って加工することができる。しかし、エンドミルを取り付けたマシニングセンタで加工してもよい。
【００１８】
さらに、凸部および凹部は断面台形状のものであってもよいし、また液体の流動方向に沿って同じ形状または寸法のものが繰り返し形成されたものだけでなく、異なる２種以上の形状または寸法のものが存在するものであってもよい。例えば図３に示すように、非相似の三角形状の凸部および凹部が設けられたものであってもよい。加えて、凸部および異凹部は、液体の流動方向と直交する方向（すなわち図面に垂直な方向）に連続的に畝状に延在するものだけでなく、円柱形状，円錐形状，円錐台形状，角柱形状，角錐形状または角錐台形状の突起によって形成されるものでもよい。
【００１９】
そして上記の条件で凹凸部が形成されていれば、後述する検証結果から明らかなように、液体供給部１０の内壁表面気泡の滞留が発生せず、ひいては、液体吐出ヘッドからの液体吐出の安定化に資することができるようになる。この意味において、本発明は、特許文献１に開示された構成とは全く異なるものである。
【００２０】
２．液体吐出装置の構成例
次に、本発明を適用可能な液体吐出装置の一実施形態について説明する。ここで説明する液体吐出装置は、記録媒体に対しインクを吐出することで記録を行うインクジェット記録装置である。
【００２１】
図４は、インクジェット記録装置のインクの供給および循環系の概略構成例を示す模式図である。図４において、３１は、記録媒体搬送機構（不図示）により搬送される記録媒体（不図示）に対して、吐出口からインクを吐出することで記録を行う記録ヘッドである。３２は記録ヘッド３１に対して供給するインクの供給源をなすメインタンクであり、これらは両者を繋ぐ流路の途中に介在する負圧ユニット３３を介して接続されている。そして、必要に応じてメインタンク３２内のインクが負圧ユニット３３を介して記録ヘッド３１に供給され、また、記録ヘッド３１内のインクが負圧ユニット３３に回収される。負圧ユニット３３は、基本的には記録ヘッド３１のノズルに形成されるメニスカスの保持力と平衡して、インク吐出部からのインク漏れを防止するに十分で、かつ記録ヘッドのインク吐出動作が可能な範囲にある適切な負圧を発生させる機能を持つ。メインタンク３２に収容されているインクは、負圧ユニット３３に移送され、一時的に貯留されてから記録ヘッド３１に供給される。メインタンク３２から負圧ユニット３３へのインク供給と、負圧ユニット３３から記録ヘッド３１へのインク供給とは、柔軟性を有する供給チューブ３５を通して行われる。
【００２２】
インクジェット記録装置には、記録ヘッド３１の吐出量と記録媒体上のインク着弾精度などに影響を与える吐出性能を良好な状態に回復または維持させるために回復機構が備えられている。回復機構は、記録ヘッド３１の吐出口形成面にキャップ３６を被せた状態でポンプ３７によって負圧を作用させ、吐出口からインクを吸引することで、液路ないしは吐出口の目詰まり等を解消する。
【００２３】
キャップ３６からポンプ３７までのインク流路の途中には切り換え弁３８が配置され、ここから負圧ユニット３３に向う循環チューブ３９が分岐している。そして、切り換え弁３８を切り替えることにより、上記吸引したインクを、循環チューブ３９を介して負圧ユニット３３に移送することができる。このような循環系を用いることでインクの再利用が可能となり、インクの使用効率を上げることができる。また、記録ヘッド３１と負圧ユニット３３とは流体移送チューブ４３を介して接続されており、そのチューブの途中にはポンプ４１が配設されている。そして、このポンプ４１を駆動することにより、記録ヘッド３１内のインクを、流体移送チューブ４３を通して負圧ユニット３３に戻すことができる。
【００２４】
記録ヘッド３１には、供給チューブ３５の接続部および移送チューブ４３の接続部に、それぞれ、多数の開口を有したフィルタ４４および４２が配置されている。ここで、フィルタ４２は、記録ヘッド３１から負圧ユニット３３へのインクの移送時に負圧ユニット３３へ塵埃が侵入することを防止するために配置されているものであり、その開口径は移送チューブ４３の内径よりも小さくされている。一方、フィルタ４４は、負圧ユニット３３から記録ヘッド３１へのインク供給によって記録ヘッド３１に塵埃が侵入することを防止するために配置されているものであり、その開口径は個別液室の液路ないしは吐出口の内径よりも小さくされている。
【００２５】
３．インク供給構造の実施形態
次に、本発明を適用した記録ヘッド３１の共通液室３１ｂの実施形態を説明する。  
図５は記録ヘッド３１の外観を示す模式図、図６は本実施形態に係る共通液室３１ｂの構成を説明するために、図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図、図７は同じく図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。
【００２６】
図５に示すように、記録ヘッド３１は、記録媒体に対向する面に複数の吐出口を形成するプレート３２と、各吐出口に連通する液路を形成する個別液室が設けられた個別液室部３１ａと、個別液室に共通に連通してインクを供給する共通液室３１ｂとを有する。個別液室は、吐出口からインクを吐出させる圧力を発生する素子が設けられる圧力発生室を兼ねている。
【００２７】
図６に示すように、本実施形態に係る共通液室３１ｂは、第１の液室１１１と、第２の液室１１２と、両室を区画する隔壁１２０と、この隔壁１２０の一部に形成されて両室を連通させるインク連通口１１３と、を有している。第１の液室１１１には、負圧ユニット３３から供給チューブ３５およびフィルタ４４を介して供給されるインクを受容するインク供給口１１４と、気泡を排出するための排気口１１５とが設けられている。また、第２の液室１１２には、負圧ユニット３３に対しフィルタ４２および移送チューブ４３を介してインクを移送するためのインク排出口１１６が設けられている。個別液室部３１ａに対しては、この第２の液室１１２からインクが供給される。
【００２８】
図７は第１の液室１１１の断面を示しており、第１の液室１１１と第２の液室１１２とは、隔壁１２０の一部、すなわち共通液室３１ｂの底部かつ一側壁（図５において正面に表わされている側壁）の付近に設けられたインク連通口１１３を介して連通している。また、図７に示すように、インク連通口１１３を第１の液室１１１には、インク供給口１１４の付近からインク連通口１１３の付近に向かって傾斜する傾斜板１５０が設けられている。第１の液室１１１は、この傾斜板１５０により、その下部に位置する領域（第１領域）１１７と、上部に位置する領域（第２領域）１１８とに分けられている。ここで、第１の液室１１１の領域１１７を画成する内壁表面および第２の液室１１２を画成する内壁表面の凹凸部の形成条件は等しく、いずれも上記基本概念で説明したような構造、すなわちインクの流動方向に沿って凹凸部を有する。一方、第１の液室１１１の領域１１８の内壁表面はこれとは異なっている。
【００２９】
図８は第１の液室１１１の領域１１７の内壁表面および第２の液室１１２の内壁表面の構造を、図９は第１の液室１１１の領域１１８の内壁表面の構造を示す。領域１１７の内壁表面および第２の液室１１２の内壁表面には、インク供給口１１４近傍に配置されるフィルタ４４の開口径をＲ44としたとき、Ｒ44以上√２・Ｒ44以下の空間周波数ｆで山部１１ａと谷部１２ａと繰り返し形成されている。また、山部１１ａの最大高さすなわち谷部１２ａの最大深さＲｙは、√２・Ｒ44／２以上である。一方、第１の液室１１１の領域１１８の内壁表面には、２・Ｒ44以上の空間周波数で山部１１ｂと谷部１２ｂと繰り返し形成され、山部１１ｂの最大高さすなわち谷部１２ｂの最大深さＲｙは、√２・Ｒ44／２以下である。なお、かかる領域１１８の内壁表面の凹凸部は必須のものではなく、実質的に凹凸部がない平面であってもよい。
【００３０】
以上のような内壁表面の構造を有する共通液室３１ｂは、金型を用いて成形することができる。この金型は、共通液室３１ｂの内壁表面の形状に応じたエンドミルが取り付けられたマシニングセンタによって加工される。金型加工の際には、上記した空間周波数および最大高さが得られるように、マシニングセンタをＮＣ制御して加工を行うことができる。
【００３１】
また、凸部および凹部は断面三角形状の畝状のものに限られないことは上述のとおりであるが、いずれの場合も、金型表面が所望の形状になっているか否かは、光学的手法を用いた三次元形状測定機または触針式の測定機を用いて評価することが可能である。そして、測定した粗さ曲線のデータから周期的な構造の空間周波数解析を行うことができる。周波数解析としては、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を用いたパワースペクトル解析法や相関関数解析法を用いることができる。最大高さＲｙ（μｍ）は、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−１９９４の定義に基づいて求められる。
【００３２】
上記のように製作および評価した金型により、成形性や加工性が良好であるエンジニアリングプラスチック材料を用いて共通液室３１ｂを成形することができる。成形された共通液室３１ｂの内壁表面は、液体や気泡１４の流動方向と平行な方向に上記空間周波数ｆおよび最大高さＲｙを有する凹凸部を有したものとなる。つまり、領域１１７の内壁表面および第２の液室１１２の内壁表面には、フィルタ４４の開口径Ｒ44以上√２・Ｒ44以下の空間周波数ｆで、最大高さ（最大深さ）Ｒｙが√２・Ｒ44／２以上の山部１１ａと谷部１２ａと繰り返し形成されたものとなる。一方、第１の液室１１１の領域１１８の内壁表面には、２・Ｒ44以上の空間周波数ｆで、最大高さ（最大深さ）Ｒｙが、√２・Ｒ44／２以下の山部１１ｂと谷部１２ｂと繰り返し形成されたもの、または、実質的に凹凸部がないものとなる。なお、成形加工された共通液室３１ｂの内壁表面の形状についても、金型表面と同様に測定し、測定された粗さ曲線のデータから空間周波数解析を行って評価することができる。
【００３３】
特に第１の液室１１１の領域１１７および第２の液室１１２を形成するエンジニアリングプラスチック材料には、表面に疎水基を持たないポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、尿素樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂（ＥＶＯＨ）、ナイロン（ＮＹ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などが良好に使用できる。また、ポリエチレン（ＰＥ）などの汎用プラスチックを用いることもできる。表面に疎水基を持たないエンジニアリングプラスチックは、その表面に気泡や泡沫が接したとき、インク等の液体に含有され、気泡や泡沫の表面で配向している界面活性剤と疎水性相互作用を持たないため、化学的にも気泡や泡沫が付着しにくいものである。表面に疎水基を持たないエンジニアリングプラスチックは、その表面に気泡や泡沫が接したとき、インク等の液体に含有し気泡や泡沫の表面で配向している界面活性剤と疎水性相互作用を持たないため化学的にも気泡や泡沫が付着しにくい。
【００３４】
一方、第１の液室１１１の領域１１８には、表面に疎水基を持つ材料が用いられる。好ましくは、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＣ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリメチルペンテン樹脂（ＰＭＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、変性ポリフェニレンエーテル（変性ＰＰＥ）などが良好に使用できる。表面に疎水基を持つエンジニアリングプラスチックは、気泡や泡沫の表面で配向している界面活性剤と疎水性相互作用を持つため、化学的にも気泡や泡沫が付着しやすい。
【００３５】
領域１１７および１１８をそれぞれ形成する部分は、それぞれに好ましいプラスチック材料を用いて成形加工することができ、その後に接着剤などで両者を接合することで、第１の液室１１１を形成することができる。
【００３６】
インク供給口１１４を介して供給されたインクは、第１の液室１１１の領域１１７内でインク連通口１１３に向かって流動する。この際、インク中に混入していた気泡は、領域１１７の上述した凹凸部および形成材料による物理化学的作用によって、領域１１７の内壁に付着することなく、インクとともに流動する。そしてインクはインク連通口１１３を介して第２の液室１１２に流動して行くが、混入していた一部の気泡はインク連通口１１３に至る前に第１の液室１１１の領域１１８へと浮上してゆく。そこで気泡は、領域１１８の上述した凹凸部（もしくは平面）および形成材料による物理化学的作用によって領域１１８の内壁に付着して捕捉され、ないしはさらに浮上して領域中に気相を形成し、排気口１１５から排出される。
【００３７】
従って、第２の液室１１２に流入するインク中に存在する気泡は少なくなる。第２の液室１１２に流入するインク中に残留している気泡は、第２の液室１１２の上述した凹凸部および形成材料による物理化学的作用によって、第２の液室１１２の内壁に付着することなく、インクとともに流動し、個別液室部３１ａに供給される。上述のように、フィルタを通過することで形成される気泡の直径は、フィルタに形成された開口の最大寸法によって規定される。そして、インク供給口１１４の上流側にあるフィルタ４４の開口径は個別液室の液路ないしは吐出口の内径よりも小さくされている。従って、個別液室部３１ａに供給されるインク中に残留している気泡は、個別液室の液路ないしは吐出口を閉塞することなく、インクの吐出動作や回復動作に伴ってインクとともに円滑に排出されることになる。
【００３８】
図１０は、本発明の他の実施形態に係る共通液室の構成を説明するための、図６と同様の断面図である。本実施形態が図６の構成と異なるのは、インク供給口１１４の側からインク連通口１１３に向かって第１の液室１１１の断面積が減少してゆくように、外側壁１１１ａおよび隔壁１２０が形成されている点である。その他は、第１の液室１１１が傾斜板（図１０には不図示）によって２つの領域に分けられることを含め、上記実施形態と同様である。このように、共通液室３１ｂの構成は図６に示したものに限られることなく、適宜定めることができるものである。
【００３９】
４．実施例
本発明の効果を検証するために、次のような共通液室を有した記録ヘッドを作製し、実験を行った。この際、共通液室３１ｂの一部に透明な窓を設けて内壁表面が観察できるようにし、内部の気泡の付着防止効果の検証や気泡の排出性の評価、個別液室部３１への気泡の流入の評価が行えるようにした。
【００４０】
（実施例１）
図６に示した共通液室３１ｂに本発明を適用した場合の効果を検証するために、凹凸部の空間周波数の１周期ｆ（μｍ）と最大高さＲｙ（μｍ）との組み合わせが異なる試作品を製作した。そして、それぞれについて内壁表面への気泡の付着状態と個別液室への気泡の流入状態を観察した。ここで、傾斜板１５０の下部に位置する領域１１７および第２の液室１１２の内壁表面に関しては図８について説明したものとする一方、傾斜板１５０の上部に位置する領域１１８に関しては図９について説明したものとした。いずれの試作品においても、図５に示すフィルタ４４として、開口径１５μｍのほぼ均一な開口を有するフィルタとした。
【００４１】
具体的には、各試作品における領域１１７および第２の液室１１２の内壁表面に形成される凹凸部の空間周波数の１周期ｆと最大高さＲｙの組み合わせ条件は表１に示すとおりである。すなわち、空間周波数の１周期ｆについては、５〜３０μｍの範囲内で５μｍずつ異ならせ、また、最大高さＲｙについては、５〜４０μｍの範囲内で５μｍずつ異ならせたものとした。さらに、いずれの試作品における領域１１７および第２の液室１１２も金型を用いて成形したが、使用した金型の表面（領域１１７および第２の液室１１２の内壁表面を形成する面）は、エンドミルを取り付けたマシニングセンタを用いて加工した。また、材料にはポリアセタール（ＰＯＭ）を用いた。
【００４２】
一方、各試作品における傾斜板１５０の上部に位置する領域１１８に形成される凹凸部の空間周波数の１周期ｆと最大高さＲｙの組み合わせ条件は表２に示すとおりである。Ｂ部１８の空間周波数の１周期ｆ（μｍ）と最大高さＲｙ（μｍ）の組み合わせ条件は表２に示すとおりである。すなわち、空間周波数の１周期ｆについては、５〜３５μｍの範囲内で５μｍずつ異ならせ、また、最大高さＲｙについては、０〜２５μｍの範囲内で５μｍずつ異ならせたものとした。さらに、いずれの試作品における領域１１８も金型を用いて成形したが、使用した金型の表面（領域１１８の内壁表面を形成する面）は、エンドミルを取り付けたマシニングセンタを用いて加工した。また、材料にはポリプロピレン（ＰＰ）を用いた。
【００４３】
各試作品において、フィルタ４４を通過して発生する気泡の内壁への付着状態を観察した。領域１１７および第２の液室１１２の観察結果を表１に、領域１１８の観察結果を表２に示す。前者の評価基準は、内壁表面への気泡の付着がほとんど観察されないものを◎、観察領域の中で１５％未満の気泡の付着状態のものを○、１５％以上３０％未満の気泡の付着状態のものを△、３０％以上の気泡の付着の場合を×とした。一方、後者の評価基準は、内壁表面で８０％以上の気泡を捕捉した場合を◎、５０％以上８０％未満の場合を○、３０％以上５０％未満の場合を△、３０％未満の場合を×とした。
【００４４】
【表１】
2011230366.tif 000003
【００４５】
【表２】
2011230366.tif 000004
【００４６】
上記表１より、空間周波数の１周期ｆが１５〜２０μｍ、最大高さＲｙが１５μｍ以上の試作品では気泡の付着がほとんど観察されず、気泡の付着防止性能が良好であることがわかった。また、空間周波数の１周期ｆが５〜１５μｍ、最大高さＲｙが５μｍ以上の試作品では、気泡の付着が多数観察され、時間の経過に伴い気泡同士が結合し泡沫化していくのが観察された。さらに、空間周波数の１周期ｆが２５μｍ以上、最大高さＲｙが５μｍ以上の試作品でも、気泡の付着が多数観察され、時間の経過に伴い気泡同士が結合し泡沫化していくのが観察された。
【００４７】
一方、上記表２より、空間周波数の１周期ｆが３０μｍ以上、最大高さＲｙが０〜１０μｍの試作品では、気泡の捕捉性能が良好であることがわかった。また、空間周波数の１周期ｆが５〜２５μｍ、最大高さＲｙが０〜３０μｍの試作品では、気泡の捕捉がほとんど観察されなかった。さらに、空間周波数の１周期ｆが２５μｍ以上、最大高さＲｙが１０μｍ以上の試作品でも、気泡の捕捉がほとんど観察されなかった。
【００４８】
領域１１７および第２の液室１１２で気泡の付着が観察されなかった条件と、領域１１８で気泡の捕捉が良好であった条件とに適合する共通液室３１ｂを製作し、図４および図５に示す記録ヘッド３１を試作した。混入した気泡は領域１１８で大部分が捕捉され、第２の液室１１２に接合されている個別液室には、気泡の流入がほとんど観察されなかった。さらに、記録ヘッド３１から液体を吐出したところ、長時間にわたって吐出が安定していた。
【００４９】
（実施例２）
図１０に示した共通液室３１ｂに本発明を適用した場合の効果を検証するために、凹凸部の空間周波数の１周期ｆ（μｍ）と最大高さＲｙ（μｍ）との組み合わせが異なる実施例１と同様の試作品を製作した。各試作品における空間周波数の１周期ｆと最大高さＲｙとの組み合わせ条件は上記表１および表２に示すとおりである。但し、インク供給口１１４側に対しインク連通口１１３側の断面積が３０％小さくなるよう、外側壁１１ａおよび隔壁１２０間の間隙が漸減するものとした
なお、いずれの試作品も金型を用いて成形した。そして、領域１１７および第２の液室１１２で気泡の付着が観察されなかった条件と、領域１１８で気泡の捕捉が良好であった条件とに適合する共通液室３１ｂを製作し、図４および図５に示す記録ヘッド３１を試作したところ、実施例１と同様の効果が確認された。
【００５０】
５．その他
なお、出口からインクを吐出させる圧力を発生する素子としては、例えば通電に応じて発熱し、インクを沸騰させることで気泡を生成し、その気泡の成長に伴う圧力により吐出口からインクを吐出させる発熱素子とすることができる。また、電圧の印加に応じて変位または変形することでノズル内容積を変化させ、その変化に伴う圧力変化によって吐出口からインクを吐出させるピエゾ素子とすることもできる。これらは、吐出すべきデータないしは記録データに応じてインク吐出の可否を定める所謂オンデマンド方式のインクジェット記録装置に適合したものである。しかし本発明は、コンティニュアス型の液体吐出方式のインクジェット記録装置にも適用可能である。この方式は、インクを常に加圧して吐出口から押し出し、さらに適宜加振を行うことで、ノズルから液体が規則正しく液滴として吐出される状態を作り、記録に使用する液滴と使用しない液滴を選別する機能を有するものである。
【００５１】
さらに上例では、インク排出口１１６を介して記録ヘッド３１内のインクが負圧ユニット３３に回収される構成を有するインクジェット記録装置に適用される記録ヘッド（液体吐出ヘッド）に本発明を適用した場合について説明した。しかし本発明は、かかる回収毛色を持たないインクジェット記録装置に適用される記録ヘッドにも適用可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００５２】
１０  液体供給部
１１、１１ａ、１１ｂ  山部（凸部）
１２、１２ａ、１２ｂ  谷部（凹部）
１３、４４  フィルタ
１４  気泡
３１  記録ヘッド
３１ａ  個別液室部
３１ｂ  共通液室
１１１  第１の液室
１１２  第２の液室
【図１】
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【図２】
2011230366.tif 000006
【図３】
2011230366.tif 000007
【図４】
2011230366.tif 000008
【図５】
2011230366.tif 000009
【図６】
2011230366.tif 000010
【図７】
2011230366.tif 000011
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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