(57)【要約】【課題】  インクジェットヘッドに形成された供給路内での気泡の発生を抑制して、不噴射を起こさないインクジェットヘッドを提供する。【解決手段】  流入路１６から供給されたインク液は、噴射チャンネル１２の配列方向に延びる供給路１４を通って、各噴射チャンネル１２に流入する。流入路１６における供給路１４に連続する内壁面は、流路の断面積を供給路１４に向かって徐々に広くする傾斜面１８をなし、インク液は傾斜面１８に沿って流れ、そして、インク液の流速は、断面積が広くなるにつれて徐々に落ちるので、インク液は緩やかに供給路１４に流入する。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク液をノズルから液滴として噴射させるために複数配列される噴射チャンネルと、インク流入口からインク液が流入する流入路と、前記流入路から流入したインク液を各噴射チャンネルに供給するための供給路とを備えるインクジェットヘッドにおいて、
前記供給路が、前記噴射チャンネルの配列方向に延びて形成され、
前記噴射チャンネルを有するアクチュエータが、前記供給路の一側面を構成するように、前記供給路を有するマニホールドに接合され、
前記流入路が、前記噴射チャンネルの配列方向一端において前記供給路に対し交差して接続され、
前記流入路における前記供給路に連続する内壁面に、流路の断面積を前記供給路に向かって徐々に広くする傾斜面が設けられ、
その傾斜面から直ちに前記供給路が、前記噴射チャンネルの配列方向他端に向かって延びた形状とされている
ことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記傾斜面は、前記流入路から、複数の前記噴射チャンネルのうちの前記流入路から最も離れた噴射チャンネルが位置する方向に傾斜していることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記流入路を上にして前記供給路がその流入路の下に接続していることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記流入路が、前記供給路の一側面を構成する前記アクチュエータの面と対向していることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記流入路のインク流入口にはフィルタが取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記複数の噴射チャンネルの一端が前記アクチュエータにおける前記マニホールド側の端面に開口され、
前記マニホールドにおける、各前記噴射チャンネルに対向する前記供給路の内壁面が、各前記噴射チャンネルから離れる方向に窪んだ概略逆Ｕ字状断面を有していることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記供給路の内壁面における窪みの最深部が、各前記噴射チャンネルの中心線からずれた位置に位置していることを特徴とする請求項６に記載のインクジェットヘッド。
【請求項８】
前記噴射チャンネルは複数列設けられ、前記供給路は、複数列の噴射チャンネルの列方向一端部を共通に接続しかつ前記流入路に接続する基端部分と、複数列の噴射チャンネルの各列方向他端部に対応して分岐した分岐部分とを有し、前記傾斜面は、前記基端部分において、前記流入路側から分岐部分側に広がるように形成したことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク液をノズルから噴射して記録用紙などに所要の記録を行うインクジェット記録装置のインクジェットヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、比較的構成が簡単で、高速印字、高品質印字が容易な記録装置として、インクジェット方式の記録装置がよく知られている。この種のインクジェット記録装置に用いられるインクジェットヘッドは、たとえば、図７に示すように、圧電セラミックなどから形成され、インク液をノズルから液滴として噴射させるために複数配置される噴射チャンネル１を備えるアクチュエータ２と、インク供給源からのインク液が流入する流入路３、および流入路３から流入したインク液を各噴射チャンネル１に供給するための供給路４を備えるマニホールド５とを備えている。インク供給源から流入路３を介して供給路４に供給されたインク液は、アクチュエータ２の各噴射チャンネル１内に導入され、アクチュエータ２の変形により各噴射チャンネル１の容積を変化させ、その容積減少時に噴射チャンネル１内のインク液をノズルから液滴として噴射し、容積増大時にインク供給源から流入路３および供給路４を介して噴射チャンネル１内にインク液を導入するようにしている。
【０００３】
そして、供給路４には、配置された各噴射チャンネル１と所定間隔を隔てて対向する内壁面６が形成されており、この内壁面６と該内壁面６に連続する流入路３の内壁面７とは、略直角状に繋がっており、また、図８に示すように、供給路４の内壁面６は、噴射チャンネル１側に開口する断面略コ字状に形成されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかして、上記のような構成においては、インク液の導入時に、インク供給源から流入路４に流入したインク液は、流入路３から供給路４に流入する際には、流速があまり落ちることなく、そのまま流入路３の流路の方向に流れ、アクチュエータ２の開口端面８に激しくぶつかって気泡を発生させる。かかる気泡は、アクチュエータ２の各噴射チャンネル１に入り、インク液の不噴射を起こし、印字ができないという不具合を招来する原因となる。
【０００５】
本発明の目的は、上記した問題点を解決するためになされたものであり、簡易な構成により、インクジェットヘッドに形成された供給路内での気泡の発生を抑制して、不噴射を起こさないインクジェットヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、インク液をノズルから液滴として噴射させるために複数配列される噴射チャンネルと、インク流入口からインク液が流入する流入路と、前記流入路から流入したインク液を各噴射チャンネルに供給するための供給路とを備えるインクジェットヘッドにおいて、前記供給路が、前記噴射チャンネルの配列方向に延びて形成され、前記噴射チャンネルを有するアクチュエータが、前記供給路の一側面を構成するように、前記供給路を有するマニホールドに接合され、前記流入路が、前記噴射チャンネルの配列方向一端において前記供給路に対し交差して接続され、前記流入路における前記供給路に連続する内壁面に、流路の断面積を前記供給路に向かって徐々に広くする傾斜面が設けられ、その傾斜面から直ちに前記供給路が、前記噴射チャンネルの配列方向他端に向かって延びた形状とされていることを特徴としている。
【０００７】
このような傾斜面を設けて、供給路と流入路と境における流路の断面積を徐々に広くしたので、インク供給源から流入路に流入したインク液は、流入路から供給路に流入する際には、傾斜面に沿って流れ、そして、インク液の流速は、断面積が広くなるにつれて徐々に落ちるので、インク液は緩やかに供給路に流入される。このため、インク液の導入時に、供給路に流入したインク液が壁面に激しくぶつかって、インク液を泡立たせることはなく、よって、インク液の導入時における気泡の発生を有効に抑制でき、インク液の不噴射を効果的に防止できる。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記傾斜面は、前記流入路から、複数の前記噴射チャンネルのうちの前記流入路から最も離れた噴射チャンネルが位置する方向に傾斜している。このように傾斜面を傾斜させることにより、流入路から供給路に流入するインク液は、傾斜面の傾斜方向へ広がるように流れ、流入路から最も離れた位置に配置される噴射チャンネルに対しても、泡立つことなく、円滑に供給される。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記流入路を上にして前記供給路がその流入路の下に接続している。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記流入路が、前記供給路の一側面を構成する前記アクチュエータの面と対向している。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の発明において、前記流入路のインク流入口にはフィルタが取り付けられている。
【００１２】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の発明において、前記複数の噴射チャンネルの一端が前記アクチュエータにおける前記マニホールド側の端面に開口され、前記マニホールドにおける、各前記噴射チャンネルに対向する前記供給路の内壁面が、各前記噴射チャンネルから離れる方向に窪んだ概略逆Ｕ字状断面を有している。供給路の内壁面をこのような形状とすることで、供給路内で発生し滞留した気泡を、各噴射チャンネルから離れた窪み位置で滞留させることができ、気泡を噴射チャンネルに入りにくくして、インク液の不噴射を防止できる。
【００１３】
また、請求項７に記載の発明では、請求項６に記載の発明において、前記供給路の内壁面における窪みの最深部が、各前記噴射チャンネルの中心線からずれた位置に位置している。窪みの最深部を、各噴射チャンネルの中心線からずれた位置に位置させることにより、最深部で滞留する気泡は、各噴射チャンネルからより離れる位置で滞留することとなり、気泡を噴射チャンネルに、より入りにくくして、インク液の不噴射をより効果的に防止できる。
【００１４】
また、請求項８に記載の発明では、請求項１ないし７のいずれかに記載の発明において、前記噴射チャンネルは複数列設けられ、前記供給路は、複数列の噴射チャンネルの列方向一端部を共通に接続しかつ前記流入路に接続する基端部分と、複数列の噴射チャンネルの各列方向他端部に対応して分岐した分岐部分とを有し、前記傾斜面は、前記基端部分において、前記流入路側から分岐部分側に広がるように形成している。このように、噴射チャンネルを列ごとに複数設けるとともに、供給路を各列の噴射チャンネルごとに対応させて形成したので、供給路の容積を小さくできて、流入路から流入するインク液は、傾斜面から分岐部分に沿って流すことができ、よって、スムーズに各列の噴射チャンネルに供給することができる。したがって、インク液の導入時において、供給路内に気泡が残留することを有効に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、インク液をノズルから液滴として噴射させるために複数配列される噴射チャンネルと、インク流入口からインク液が流入する流入路と、前記流入路から流入したインク液を各噴射チャンネルに供給するための供給路とを備えるインクジェットヘッドにおいて、前記供給路が、前記噴射チャンネルの配列方向に延びて形成され、前記噴射チャンネルを有するアクチュエータが、前記供給路の一側面を構成するように、前記供給路を有するマニホールドに接合され、前記流入路が、前記噴射チャンネルの配列方向一端において前記供給路に対し交差して接続され、前記流入路における前記供給路に連続する内壁面に、流路の断面積を前記供給路に向かって徐々に広くする傾斜面が設けられ、その傾斜面から直ちに前記供給路が、前記噴射チャンネルの配列方向他端に向かって延びた形状とされているので、インク供給源から流入路に流入したインク液が、流入路から供給路に流入する際には、傾斜面に沿って流れ、そして、インク液の流速は、断面積が広くなるにつれて徐々に落ちるので、インク液は緩やかに供給路に流入される。このため、インク液の導入時に、供給路に流入したインク液が、壁面に激しくぶつかって、インク液を泡立たせることはなく、よって、インク液の導入時における気泡の発生を有効に抑制でき、インク液の不噴射を効果的に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明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具体化した一実施形態を示す斜視図である。カラーインクジェットプリンタ２１は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のカラーインクを被印刷体としての印刷用紙２２上に印刷して印字を行うインクジェット式のインクジェットヘッド２３を備え、このインクジェットヘッド２３は、ヘッドユニット２４として一体に設けられており、このヘッドユニット２４とともに、インクジェットヘッド２３に４色のインク液を供給するインク供給源としてのインクカートリッジ２５が、キャリッジ２６に脱着自在に搭載されている。
【００１７】
そして、インクジェットヘッド２３の前面に対向して、その往復移動方向に平行にプラテンローラ２７が回転自在に設けられており、インクジェットヘッド２３とプラテンローラ２７とで印字部を構成している。キャリッジ２６は、該キャリッジ２６の下部に設けられたキャリッジ軸支持部２８を介して、インクジェットヘッド２３の往復移動方向に延びるキャリッジ軸２９およびガイド板５４に支持され、印字時に直線的に往復運動可能となし、かつ、プーリ３０および３１間に架けられたベルト３２に連結され、プーリ３０が図示しないモータにより回転駆動されることにより、直線往復移動されるようになっている。
【００１８】
印刷用紙２２は、インクジェットプリンタ２１の後部上方に設けられた図示しない給紙カセットから給紙され、インクジェットヘッド２３と、矢印３３方向に回転駆動されるプラテンローラ２７との間に導入され、印字後の印刷用紙２２は、矢印３４方向に排出される。なお、図１においては、これらの印刷用紙の給紙機構の図示を省略している。
【００１９】
また、プラテンローラ２７の側方で、インクジェットヘッド２３のリセット状態位置の前方に対向させてパージ装置３５が設けられている。インクジェット式のインクジェットヘッド２３は、インク液の初期導入時等に滞留した気泡が成長したり、噴射面上にインクの液滴が付着することにより、噴射不良を起こすことがあるので、これを解消し良好な噴射状態に回復させるためにパージ装置３５がある。パージ装置３５は、インクジェットヘッド２３のリセット状態位置における前方対向位置に設けられたキャップ３６でインクジェットヘッド２３を覆うことができるようになっており、キャップ３６でインクジェットヘッド２３が覆われている時に、インクジェットヘッド２３の内部に溜まる気泡などを含んだ不良インクをカム３７により駆動されるポンプ３８によって吸引し、インクジェットヘッド２３を回復させる。吸引された不良インクは貯留部３９に送られる。
【００２０】
図２はインクジェットヘッド２３の斜視図、図３は図２におけるＡ−Ａ線の要部断面図、図４は図２におけるＢ−Ｂ線の要部断面図、図５はマニホールドの底面図である。これら図２、図３、図４および図５を用いてインクジェットヘッド２３を説明する。図２、図３および図４において、インクジェットヘッド２３は、複数のノズル（図示せず。）が形成されるノズルプレート１１と、該ノズルプレート１１の各ノズルに連通し、インク液を液滴として噴射させるために複数配置される噴射チャンネル１２を備えたアクチュエータ１３と、該アクチュエータ１３に接合され、インクカートリッジ２５からのインク液が流入する流入路１６、およびインク液を各噴射チャンネル１２に供給するための供給路１４をもつマニホールド１５とを備えている。
【００２１】
そして、インクカートリッジ２５からのインク液は、マニホールド１５のインク流入口１９から流入路１６内に流入し、流入路１６内に流入したインク液は供給路１４内に流入する。供給路１４内に流入したインク液は、アクチュエータ１３の各噴射チャンネル１２内に供給され、アクチュエータ１３の変形により噴射チャンネル１２の容積を変化させ、その容積減少時に噴射チャンネル１２のインク液をノズルプレート１１に形成されたノズルから液滴として噴射し、容積増大時にインクカートリッジ２５から流入路１６および供給路１４を介してアクチュエータ１３の噴射チャンネル１２内に、インク液を導入するように構成している。なお、インクジェットヘッド２３は、アクチュエータ１３を、圧電セラミック素子に代えて発熱素子を用いたサーマルヘッドタイプおよびその他公知のタイプにしてもよい。また、図２および図３に示す４０および４１は、マニホールド１５の両側端部に形成される、該マニホールド１５をヘッドユニット２４に取付けるとともに、アクチュエータ１３を保持するための取付部材である。
【００２２】
インクジェットヘッド２３は、ノズルプレート１１を下、マニホールド１５を上にして図１に示すように約４５度傾斜して位置する。このとき、マニホールド１５は、流入路１６を最も上にして供給路１４がその流入路１６から下向きに続く。なお、インクジェットヘッド２３は、水平横向きまたは垂直下向きに置くこともできるが、水平横向きの場合、流入路１６を上にして供給路１４をその下に配置することが望ましい。
【００２３】
さらに詳述すると、図３および図４に示すように、アクチュエータ１３には、各噴射チャンネル１２を２つの列ごとに配置しており、各列には複数の噴射チャンネル１２が直線状に並び、かつ各噴射チャンネル１２はアクチュエータ１３におけるマニホールド側端面４２に開口している。また、マニホールド１５には、流入路１６に連続して供給路１４が設けられており、この供給路１４は、図５に示すように、複数の噴射チャンネル１２の配列方向に延び、配列された各噴射チャンネル１２に所定の間隔を隔てて対向する内壁面１７が形成されている。
【００２４】
そして、図３に示すように、流入路１６における供給路１４に連続する内壁面には、流路の断面積を供給路１４に向かって徐々に広くする傾斜面１８を設けている。このような傾斜面１８を設けると、インクカートリッジ２５から流入路１６に流入したインク液は、流入路１６から供給路１４に流入する際には傾斜面１８に沿って流れるので、インク液の流速は断面積が広くなるにつれて徐々に落ち、インク液は緩やかに供給路１４に流入される。このため、インク液の導入時に、供給路１４に流入したインク液が、アクチュエータ１３におけるマニホールド側端面４２に激しくぶつかって、インク液を泡立たせることはなく、よって、インク液の導入時における気泡の発生を有効に抑制でき、インク液の不噴射を効果的に防止できる。
【００２５】
また、この傾斜面１８は、流入路１６から、配列された複数の噴射チャンネル１２のうちの流入路１６から最も離れた端の噴射チャンネル２０が位置する方向に向かって傾斜している。傾斜面１８をこのように傾斜させることにより、流入路１６から供給路１４に流入するインク液は、傾斜面１８の傾斜方向へ広がるように流れ、流入路１６から最も離れた位置に配置される噴射チャンネル２０に対しても、泡立つことなく、円滑に供給される。
【００２６】
また、図３に示すように、傾斜面１８におけるインク流入口１９側に、インク液中の気泡をトラップさせる段部４３を設けている。インク流入口１９には、図３における仮想線で示すように、ゴミなどが供給路１４内に入らないようにフィルタ４４が取り付けられており、このフィルタ４４が取り付けられているインク流入口１９近傍には、供給路１４内で発生したインク液中の微小な気泡が移動して集まりやすく、ここで成長した気泡がフィルタ４４に付着すると、インク液の流れを阻害することがあるが、傾斜面１８に段部４３を設けることにより、この段部４３で、流入路１６のインク流入口１９近傍へ移動しようとする微小な気泡をトラップすることができ、よって、気泡がインク流入口１９近傍でフィルタ４４を閉塞することを阻止でき、流入路１６でのインク液の良好な流れを確保することができる。また、この段部４３にトラップした気泡は、フィルタ４４の微小な開口部にメニスカスを形成した気泡のように移動しにくくなることはなく、噴射等に伴うインクの流れにより気泡を供給路１４側へ容易に移動させることができ、気泡による不噴射を、未然に防止することができる。
【００２７】
また、図４に示すように、供給路１４の内壁面１７は、各噴射チャンネル１２から離れる方向に窪んだ概略逆Ｕ字状断面を有している。供給路１４の内壁面１７をこのような形状とすることで、供給路１４内で発生し滞留した気泡を、各噴射チャンネル１２から離れた窪んだ位置で滞留させることができ、よって気泡を各噴射チャンネル１２に入りにくくして、インク液の不噴射を防止している。さらに、内壁面１７における窪みの最深部４５は、配列された各噴射チャンネル１２の中心線からずれた位置に位置しているとともに、最深部４５に連なる内壁面１７の左右両側面は、各噴射チャンネル１２の中心線と鋭角をなし、かつ最深部４５に向かって窄まるようにテーパ状をなしている。また、最深部４５は噴射チャンネル１２の配列に平行に延びている。このように、窪みの最深部４５を、各噴射チャンネル１２の中心線からずれた位置に位置させることにより、最深部４５で滞留する気泡は、各噴射チャンネル１２の延長方向から側方へより離れた位置で滞留することとなるため、気泡は噴射チャンネル１２に、より入りにくく、インク液の不噴射をより効果的に防止できる。
【００２８】
また、図６はマニホールドの他の実施形態を示す底面図であり、図６に示すように、供給路１４を、流入路１６に接続され、かつ２列に配列された各噴射チャンネル１２の一端部を共通に接続する基端部分４６と、２列に配列された各噴射チャンネル１２の各他端部に対応して分岐した分岐部分４７および４８とをもつように形成して、傾斜面１８を、基端部分４６において、流入路１６側から分岐部分４７および４８側に広がるように形成してもよい。
【００２９】
この場合には、供給路１４は、２列に配列された各噴射チャンネル１２に対応した形状となるので、供給路１４の容積を小さくできて、流入路１６から流入するインク液を、傾斜面１８から分岐部分４７および４８に沿って流すことができ、よって、スムーズに各列の噴射チャンネル１２に供給することができる。したがって、インク液の導入時において、供給路１４内に気泡が残留することを有効に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明のインクジェット記録装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１のインクジェット記録装置のインクジェットヘッドの斜視図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ線の要部断面図である。
【図４】図２におけるＢ−Ｂ線の要部断面図である。
【図５】図２におけるマニホールドの底面図である。
【図６】他の実施形態のマニホールドの底面図である。
【図７】図３に対応する従来例を示す図である。
【図８】図４に対応する従来例を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１２  噴射チャンネル
１４  供給路
１６  流入路
１７  供給路の内壁面
１８  傾斜面
２０  流入路から最も離れた位置に配置される噴射チャンネル
２３  インクジェットヘッド
２５  インクカートリッジ
４３  段部
４５  最深部
４６  基端部分
４７、４８  分岐部分
【図１】
2004216914.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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