(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するためのノズルと、
前記ノズルと連通するように形成されるとともに、液が満たされる圧力室と、
前記圧力室に連通するように形成されるとともに、前記圧力室に前記液を供給する供給部と、
前記圧力室に連通するように形成されるとともに、前記圧力室から前記液を回収する回収部と、
前記圧力室とは独立に形成されるとともに、前記供給部と前記回収部とを接続する迂回流路と、
一端で前記迂回流路に接続されるとともに、他端で大気に開放された調圧用液室と、
前記調圧用液室の内部に収容される多孔質部材と、
を具備することを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記多孔質部材は、密に形成された第１の部分と、疎に形成された第２の部分と、を有し、
前記第１の部分は、前記第２の部分よりも下側に配置され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】
液滴を吐出するためのノズルと、
前記ノズルと連通するように形成されるとともに、液が満たされる圧力室と、
前記圧力室に連通するように形成されるとともに、前記圧力室に前記液を供給する供給部と、
前記圧力室に連通するように形成されるとともに、前記圧力室から前記液を回収する回収部と、
一端で前記供給部と前記回収部とに接続されるとともに、他端で大気に開放された調圧用液室と、
前記調圧用液室の内部に収容される多孔質部材と、
前記供給部と前記調圧用液室とを連通させる第１の連通流路と、
前記回収部と前記調圧用液室とを連通させる第２の連通流路と、
を具備し、
前記ノズルから第１の連通流路までの流路抵抗は、前記ノズルから第２の連通流路までの流路抵抗に等しいことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記多孔質部材は、密度が密になった第１の部分と、密度が疎になった第２の部分と、を有し、
前記第１の部分は、前記第２の部分よりも下側に配置され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】
インクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドに液を供給するためのタンクと、
前記インクジェットヘッドと前記タンクとの間で液を循環させる循環機構と、
を具備し、
前記インクジェットヘッドは、
液滴を吐出するためのノズルと、
前記ノズルと連通するように形成されるとともに、液が満たされる圧力室と、
前記圧力室に連通するように形成されるとともに、前記圧力室に前記液を供給する供給部と、
前記圧力室に連通するように形成されるとともに、前記圧力室から前記液を回収する回収部と、
前記圧力室とは独立に形成されるとともに、前記供給部と前記回収部とを接続する迂回流路と、
一端で前記迂回流路に接続されるとともに、他端で大気に開放された調圧用液室と、
前記調圧用液室の内部に収容される多孔質部材と、
を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項６】
インクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドに液を供給するためのタンクと、
前記インクジェットヘッドと前記タンクとの間で液を循環させる循環機構と、
を具備し、
前記インクジェットヘッドは、
液滴を吐出するためのノズルと、
前記ノズルと連通するように形成されるとともに、液が満たされる圧力室と、
前記圧力室に連通するように形成されるとともに、前記圧力室に前記液を供給する供給部と、
前記圧力室に連通するように形成されるとともに、前記圧力室から前記液を回収する回収部と、
一端で前記供給部と前記回収部とに接続されるとともに、他端で大気に開放された調圧用液室と、
前記調圧用液室の内部に収容される多孔質部材と、
前記供給部と前記調圧用液室とを連通させる第１の連通流路と、
前記回収部と前記調圧用液室とを連通させる第２の連通流路と、
を有し、
前記ノズルから第１の連通流路までの流路抵抗は、前記ノズルから第２の連通流路までの流路抵抗に等しいことを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル近傍の圧力を一定に維持することが可能なインクジェットヘッド、インクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、圧力損失を改良したインクジェットヘッドとして、以下のものが開示されている。このインクジェットヘッドは、ノズルと、入口マニホルドと、出口マニホルドと、これらとつながった流体チャンバのアレイと、を具備している。インクジェットヘッドは、さらに、入口マニホルド内、およびアレイの各チャンバを通って出口マニホルド内へ流体流れを生じさせるための部材を具備する。
【０００３】
このインクジェットヘッドは、各チャンバを通る流体の流れが、流体内の異物がノズル内に溜まるのを防ぐのに十分になっている（例えば、特許文献１参照）。ところで、このようなインク循環式のインクジェットヘッドは、インク流路の洗浄性の高さから高信頼性のインクジェットヘッドとして需要が高まっている。
【特許文献１】特表２００２−５３３２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、インク循環式のインクジェットヘッドの場合、ノズル近傍の圧力は、インク流路の管路の長さや、インク流路の直径の影響を受けて変化する。また、インクの吐出むらを防止するため、このノズル近傍の圧力は、一定に維持する必要がある。上記従来のインクジェットヘッドにおいて、ノズル近傍の圧力を一定に管理するためには、インク流路の流路抵抗を調整したり、インクタンクの圧力を調整したりする必要がある。これらの方法によると、流路抵抗の調整やタンク圧力の調整に高い精度が必要となり、改良の余地があった。
【０００５】
本発明の目的は、簡単な構造で、ノズル近傍の圧力を一定に管理することができる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】
前記目的を達成するため、本発明の一つの形態にかかるインクジェットヘッドは、液滴を吐出するためのノズルと、前記ノズルと連通するように形成されるとともに、液が満たされる圧力室と、前記圧力室に連通するように形成されるとともに、前記圧力室に前記液を供給する供給部と、前記圧力室に連通するように形成されるとともに、前記圧力室から前記液を回収する回収部と、前記圧力室とは独立に形成されるとともに、前記供給部と前記回収部とを接続する迂回流路と、一端で前記迂回流路に接続されるとともに、他端で大気に開放された調圧用液室と、前記調圧用液室の内部に収容される多孔質部材と、を具備する。
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明の他の形態にかかるインクジェットヘッドは、液滴を吐出するためのノズルと、前記ノズルと連通するように形成されるとともに、液が満たされる圧力室と、前記圧力室に連通するように形成されるとともに、前記圧力室に前記液を供給する供給部と、前記圧力室に連通するように形成されるとともに、前記圧力室から前記液を回収する回収部と、一端で前記供給部と前記回収部とに接続されるとともに、他端で大気に開放された調圧用液室と、前記調圧用液室の内部に収容される多孔質部材と、前記供給部と前記調圧用液室とを連通させる第１の連通流路と、前記排出部と前記調圧用液室とを連通させる第２の連通流路と、を具備し、前記ノズルから第１の連通流路までの流路抵抗は、前記ノズルから第２の連通流路までの流路抵抗に等しい。
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明の一つの形態にかかるインクジェット記録装置は、インクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドに液を供給するためのタンクと、前記インクジェットヘッドと前記タンクとの間で液を循環させる循環機構と、を具備し、前記インクジェットヘッドは、液滴を吐出するためのノズルと、前記ノズルと連通するように形成されるとともに、液が満たされる圧力室と、前記圧力室に連通するように形成されるとともに、前記圧力室に前記液を供給する供給部と、前記圧力室に連通するように形成されるとともに、前記圧力室から前記液を回収する回収部と、前記圧力室とは独立に形成されるとともに、前記供給部と前記回収部とを接続する迂回流路と、一端で前記迂回流路に接続されるとともに、他端で大気に開放された調圧用液室と、前記調圧用液室の内部に収容される多孔質部材と、を有する。
【０００９】
前記目的を達成するため、本発明の他の形態にかかるインクジェット記録装置は、インクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドに液を供給するためのタンクと、前記インクジェットヘッドと前記タンクとの間で液を循環させる循環機構と、を具備し、前記インクジェットヘッドは、液滴を吐出するためのノズルと、前記ノズルと連通するように形成されるとともに、液が満たされる圧力室と、前記圧力室に連通するように形成されるとともに、前記圧力室に前記液を供給する供給部と、前記圧力室に連通するように形成されるとともに、前記圧力室から前記液を回収する回収部と、一端で前記供給部と前記回収部とに接続されるとともに、他端で大気に開放された調圧用液室と、前記調圧用液室の内部に収容される多孔質部材と、前記供給部と前記調圧用液室とを連通させる第１の連通流路と、前記排出部と前記調圧用液室とを連通させる第２の連通流路と、を有し、前記ノズルから第１の連通流路までの流路抵抗は、前記ノズルから第２の連通流路までの流路抵抗に等しい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、簡単な構造で、ノズル近傍の圧力を一定に管理することができるインクジェットヘッドを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら本発明のインクジェット記録装置の実施形態について説明する。
【００１２】
図１に示すように、インクジェット記録装置１１は、液滴をシート状の記録媒体に吐出するインクジェットヘッド１２と、インクジェットヘッド１２に液を供給するためのタンク１３と、インクジェットヘッド１２とタンク１３との間で液を循環させる循環機構１４と、を備えている。タンク１３は、内部に液を貯留している。液は、例えば、シート状の記録媒体上に文字、画像等を形成できるインク（顔料インク）等で構成されている。タンク１３は、大気開放弁１５を有しており、大気開放弁１５を開放することで内部の圧力を大気圧にしたり、大気開放弁１５を閉鎖することで内部の圧力を大気圧から変動させたりできる。
【００１３】
循環機構１４は、環状になった循環流路１６と、この循環流路１６の途中に設けられるとともに、循環流路１６内で矢印で示す方向に液を循環させるポンプ１７と、循環流路１６の途中に設けられたフィルタ部材１８と、を有している。フィルタ部材１８によって、液中に混入した異物を回収することができる。
【００１４】
図２に示すように、インクジェットヘッド１２は、ヘッド本体２１と、ヘッド本体２１に取り付けられた一対の回路基板２２と、ヘッド本体２１に液を供給するための供給ポート２３と、ヘッド本体２１から液を回収するための回収ポート２４と、ヘッド本体２１に接続された大気開放ポート２５と、を有している。各回路基板２２は、ヘッド駆動用ＩＣ２６をそれぞれ有している。供給ポート２３および回収ポート２４は、循環流路１６に接続されている。
【００１５】
図３は、ヘッド本体２１の一部を切り欠いて内部を示した斜視図である。図３に示すように、ヘッド本体２１は、ノズルプレート３１と、ノズルプレート３１上に形成された複数のノズル３２と、複数のノズル３２に対応する圧力室３３と、圧力室３３を間に挟んだ両側に配置される駆動素子３４と、圧力室３３に連通するように形成される供給流路３５および回収流路３６と、圧力室３３とは独立に形成されるとともに、供給流路３５と回収流路３６とを接続する迂回流路３７と、一端で迂回流路３７に接続されるとともに、他端で大気に開放された調圧用液室３８と、調圧用液室３８の内部に収容される多孔質部材３９と、を有している。
【００１６】
複数のノズル３２は、ノズルプレート３１上で一列に形成されている。各ノズル３２は、液滴を吐出することができる。圧力室３３は、圧電部材４３に形成された複数の溝部で構成されている。圧力室３３は、ノズル３２と連通するように形成されるとともに、内部に液が満たされるようになっている。圧電部材４３は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）製の２枚の板材を張り合わせて形成されている。２枚の板材は、互いに分極方向が逆向きになるように接着されている。駆動素子３４は、圧力室３３の両側に隣接するように形成された支柱で構成されている。
【００１７】
圧力室３３に液が満たされた状態で、ユーザがインクジェット記録装置１１に対して印刷開始を指示すると、インクジェット記録装置１１の図示しない制御部は、インクジェットヘッド１２に対して印字信号をヘッド駆動用ＩＣ２６に出力する。印刷信号を受けたヘッド駆動用ＩＣ２６は、駆動パルス電圧を駆動素子３４に印加する。これにより、左右一対の駆動素子３４は、シェアモード変形を行って湾曲するように互いに離反する。そして、これらを初期位置に復帰させて圧力室３３の液を加圧することで、ノズル３２から液滴が勢い良く吐出される。
【００１８】
図５に示すように、供給流路３５は、共通液室４４を介して圧力室３３に接続されている。供給流路３５は、整流部４５を介して供給ポート２３に接続されている。供給流路３５は、圧力室３３に液を供給することができる。回収流路３６は、回収ポート２４に接続されており、圧力室３３から液を回収することができる。なお、請求項にいう供給部は、供給ポート２３と供給流路３５とを包含する概念である。また、請求項にいう回収部は、回収ポート２４と回収流路３６とを包含する概念である。
【００１９】
図３に示すように、迂回流路３７は、インクジェットヘッド１２の端部寄りの位置で、圧力室３３とは独立に設けられている。迂回流路３７の途中に、開口部３７Ａが形成されており、開口部３７Ａを介して迂回流路３７と調圧用液室３８とが連通されている。図４に示すように、調圧用液室３８は、大気開放孔４６を有しており、内部が大気に開放されている。大気開放孔４６は、大気開放ポート２５に接続されている。
【００２０】
多孔質部材３９は、液を吸液して内部に保持することが可能なスポンジ状のものである。多孔質部材３９は、例えば、発泡ポリウレタンで構成されている。多孔質部材３９は、複数の微小孔４０を有しており、これらの微小孔４０は互いに連通している。多孔質部材３９は、液に対して毛細管現象を生ずるようになっている。もっとも、多孔質部材３９の材質はこれに限定されるものではなく、多孔質部材３９は、熱可塑性樹脂からなる積層繊維集合体で構成されていてもよい。
【００２１】
図４に示すように、多孔質部材３９は、密に形成された第１の部分３９Ａと、疎に形成された第２の部分３９Ｂとを有している。第１の部分３９Ａは、迂回流路３７に隣接する位置に配置されている。また、第２の部分３９Ｂは、大気開放孔４６に隣接する位置に配置されている。図１に示すように、第１の部分３９Ａは、第２の部分３９Ｂよりも下側に配置されている。なお、毛細管力の大きさは、管の内径に反比例するので、例えば、第１の部分３９Ａのように、多孔質部材３９の密度が高くなって管の内径が小さくなっていれば、その毛細管力は第２の部分３９Ｂに比して大きくなる。
【００２２】
このようなインクジェット記録装置１１を使用するには、まず、タンク１３の大気開放弁１５を開放した状態で、ポンプ１７を駆動してインクジェットヘッド１２に液を充填する。そして、調圧用液室３８内の多孔質部材３９に一定の体積の液が充填されたときには、液の充填を停止する。この状態において、圧力室３３には、多孔質部材３９の毛細管力が作用しており、圧力室３３の圧力は弱負圧に調整される。
【００２３】
より具体的には、多孔質部材３９の毛細管力が液に作用すると、液は吸い上げられて上方に移動する。液の移動は、ノズル３２のメニスカス力と、この毛細管力とが釣り合うところで停止する。インクジェットヘッド１２において液が大気に開放されている箇所はノズル３２と多孔質部材３９とであるが、毛細管力により液が上方に移動すると、ノズル３２のメニスカスは上方に後退する。すなわち、ノズル３２近傍は大気圧よりも負圧に保持される。
【００２４】
次に、大気開放弁１５を閉じた後、ポンプ１７を駆動して循環流路１６内に液を循環させる。このとき、液の循環が行われている状態においても、圧力室３３のノズル３２近傍の圧力は、多孔質部材３９の毛細管力によって弱負圧に維持される。
【００２５】
つまり、インクジェットヘッド１２内の圧力が下がろうとする場合には、多孔質部材３９の内部に保持される液の液量が少なくなる。この場合には、多孔質部材３９に含浸される液の液面が低下して、当該液は、密に形成された多孔質部材３９の第１の部分３９Ａにのみ保持される。このとき、多孔質部材３９は、強い毛細管力を発揮して、タンク１３および循環流路１６から多孔質部材３９の内部に液を引き込むように作用する。これにより、インクジェットヘッド１２内から液がなくなってしまうことが防止されるとともに、インクジェットヘッド１２内の圧力が一定の弱負圧に保持される。
【００２６】
また、インクジェットヘッド１２内の圧力が上昇しようとする場合には、多孔質部材３９に含浸される液の液量が増大し、この液の液面が上昇する。この場合、当該液の液面は、疎に形成された第２の部分３９Ｂにかかるようになる。このとき、多孔質部材３９は、弱い毛細管力を発揮する。この結果、タンク１３および循環流路１６からインクジェットヘッド１２に向けて引き込まれる液量が少なくなり、インクジェットヘッド１２内の圧力を一定の弱負圧に維持することができる。
【００２７】
以上が、インクジェット記録装置１１の第１の実施形態である。本実施形態によれば、インクジェットヘッド１２と、インクジェットヘッド１２に液を供給するためのタンク１３と、インクジェットヘッド１２とタンク１３との間で液を循環させる循環機構１４と、を具備し、インクジェットヘッド１２は、液滴を吐出するためのノズル３２と、ノズル３２と連通するように形成されるとともに、液が満たされる圧力室３３と、圧力室３３に連通するように形成されるとともに、圧力室３３に液を供給する供給流路３５と、圧力室３３に連通するように形成されるとともに、圧力室３３から液を回収する回収流路３６と、圧力室３３とは独立に形成されるとともに、供給流路３５と回収流路３６とを接続する迂回流路３７と、一端で迂回流路３７に接続されるとともに、他端で大気に開放された調圧用液室３８と、調圧用液室３８の内部に収容される多孔質部材３９と、を有する。
【００２８】
この構成によれば、インクジェットヘッド１２は、大気に開放された調圧用液室３８を有しているので、インクジェットヘッド１２の内部を略大気圧に保持することができる。さらに、これに加えて、調圧用液室３８の内部に多孔質部材３９が配置されているため、液に毛細管力を作用させることができる。これにより、液を上方に吸い上げてノズル３２のメニスカスを後退させ、ノズル３２近傍での圧力を大気圧よりも低い弱負圧に維持することができる。このため、循環流路１６の管路の長さ、循環流路１６の直径、タンク１３の圧力の如何にかかわらず、インクジェットヘッド１２のノズル３２近傍を液の吐出に適した圧力にすることができる。
【００２９】
この場合、多孔質部材３９は、密に形成された第１の部分３９Ａと、疎に形成された第２の部分３９Ｂと、を有し、第１の部分３９Ａは、第２の部分３９Ｂよりも下側に配置される。この構成によれば、インクジェットヘッド１２において液が不足して、圧力が低下しようとする際には、調圧用液室３８内の液の液面が低下して、液は、第２の部分３９Ｂにのみ含浸保持される。このため、この液に対して強い毛細管力が作用して、タンク１３および循環流路１６から液がインクジェットヘッド１２の内部に引っ張られる。これにより、インクジェットヘッド１２内の液の不足が防止される。
【００３０】
一方、インクジェットヘッド１２内において液が増加し、圧力が上昇しようとする場合には、調圧用液室３８内の液の液面が上昇して、液は、多孔質部材３９の第１の部分３９Ａと、第２の部分３９Ｂの両方にわたって含浸保持される。このとき、調圧用液室３８内の液に対しては、弱い毛細管力が作用するため、タンク１３および循環流路１６からインクジェットヘッド１２内に引き込まれる液の液量は少なくなる。これによって、インクジェットヘッド１２内に多量の液が供給されて、インクジェットヘッド１２内の圧力が上昇してしまうことが防止される。
【００３１】
続いて、図６から図９を参照して、インクジェット記録装置５１の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態のインクジェット記録装置５１は、インクジェットヘッド５２の構造が第１の実施形態のものと異なっているが、他の部分は共通している。このため、主として第１の実施形態と異なる部分について説明し、共通する箇所については、共通の符号を付して説明を省略する。
【００３２】
インクジェットヘッド５２は、ヘッド本体２１と、ヘッド本体２１に取り付けられた一対の回路基板２２と、ヘッド本体２１に液を供給するための供給ポート２３と、ヘッド本体２１から液を回収するための回収ポート２４と、ヘッド本体２１に接続された大気開放ポート２５と、を有している。
【００３３】
図６と図７に示すように、ヘッド本体２１は、ノズルプレート３１と、ノズルプレート３１上に形成された複数のノズル３２と、複数のノズル３２に対応する圧力室３３と、圧力室３３を間に挟んだ両側に配置される駆動素子３４と、圧力室３３に連通するように形成される供給流路３５および回収流路３６と、一端で供給流路３５および回収流路３６に接続されるとともに、他端で大気に開放された調圧用液室３８と、調圧用液室３８の内部に収容される多孔質部材３９と、供給流路３５と調圧用液室３８とを連通させる第１の連通流路５３と、回収流路３６と調圧用液室３８とを連通させる第２の連通流路５４と、を有している。
【００３４】
複数のノズル３２は、ノズルプレート３１上で一列に形成されている。供給流路３５は、供給ポート２３に接続されており、圧力室３３に液を供給することができる。回収流路３６は、回収ポート２４に接続されており、圧力室３３から液を回収することができる。供給流路３５の流路径および長さは、回収流路３６の流路径および長さと等しく形成されている。また、第１の連通流路５３の流路径および長さは、第２の連通流路５４の流路径および長さと等しく形成されている。このため、ノズル３２から第１の連通流路５３までの流路抵抗は、ノズル３２から第２の連通流路５４までの流路抵抗に等しくなっている。なお、請求項にいう供給部は、供給ポート２３と供給流路３５とを包含する概念である。また、請求項にいう回収部は、回収ポート２４と回収流路３６とを包含する概念である。
【００３５】
調圧用液室３８は、大気開放孔４６を有している。大気開放孔４６は、大気開放ポート２５に接続されている。多孔質部材３９は、液を吸液して内部に保持することが可能なスポンジ状のものであり、例えば、発泡ポリウレタンで構成されている。多孔質部材３９は、複数の微小孔４０を有しており、これらの微小孔４０は互いに連通している。多孔質部材３９は、液に対して毛細管現象を生ずる。
【００３６】
図７と図９に示すように、多孔質部材３９は、密に形成された第１の部分３９Ａと、疎に形成された第２の部分３９Ｂとを有している。第１の部分３９Ａは、第１の連通流路５３および第２の連通流路５４に隣接する位置に配置されている。また、第２の部分３９Ｂは、大気開放孔４６に隣接する位置に配置されている。第１の部分３９Ａは、第２の部分３９Ｂよりも下側に配置されている。
【００３７】
このインクジェット記録装置５１を使用するには、まず、タンク１３の大気開放弁１５を開放した状態で、ポンプ１７を駆動してインクジェットヘッド５２に液を充填する。そして、多孔質部材３９に一定の体積の液が充填されたときには、液の充填を停止する。この状態において、圧力室３３には、多孔質部材３９の毛細管力が作用しており、圧力室３３の圧力は弱負圧に調整され、液の吐出に適した圧力となる。
【００３８】
次に、大気開放弁１５を閉じた後、ポンプ１７を駆動して循環流路１６内に液を循環させる。このとき、液の循環が行われている状態においても、圧力室３３のノズル３２近傍の圧力は、多孔質部材３９の毛細管力によって、弱負圧に維持される。
【００３９】
より具体的には、インクジェットヘッド５２内の圧力が下がろうとした場合には、多孔質部材３９の内部に保持される液の液量が少なくなる。この場合には、多孔質部材３９に含浸される液の液面が低下して、当該液は、密に形成された多孔質部材３９の第１の部分３９Ａにのみ保持される。このとき、多孔質部材３９は、強い毛細管力を発揮して、タンク１３および循環流路１６から多孔質部材３９の内部に液を引き込むように作用する。これにより、インクジェットヘッド５２内の圧力を上昇させて、インクジェットヘッド５２内から液がなくなってしまうことを防止する。
【００４０】
また、インクジェットヘッド５２内の圧力が上昇しようとする場合には、多孔質部材３９に含浸される液の液量が増大し、この液の液面が上昇する。この場合には、当該液の液面は、疎に形成された第２の部分３９Ｂにかかるようになる。このとき、多孔質部材３９は、弱い毛細管力を発揮する。この結果、タンク１３からインクジェットヘッド５２に向けて引き込まれる液量が少なくなり、インクジェットヘッド５２内の圧力を一定の弱負圧に維持することができる。
【００４１】
なお、液を循環させた状態においては、ノズル３２からみて上流側の圧力が高く、ノズル３２からみて下流側の圧力が低くなっている。しかし、ノズル３２から第１の連通流路５３の流路抵抗と、ノズル３２から第２の連通流路５４の流路抵抗と、が等しくなっているため、ノズル３２近傍の圧力を液を循環させる前の状態と同じ状態にすることができる。
【００４２】
第２の実施形態によれば、インクジェット記録装置５１は、インクジェットヘッド５２と、インクジェットヘッド５２に液を供給するためのタンク１３と、インクジェットヘッド５２とタンク１３との間で液を循環させる循環機構１４と、を具備し、インクジェットヘッド５２は、液滴を吐出するためのノズル３２と、ノズル３２と連通するように形成されるとともに、液が満たされる圧力室３３と、圧力室３３に連通するように形成されるとともに、圧力室３３に液を供給する供給流路３５と、圧力室３３に連通するように形成されるとともに、圧力室３３から液を回収する回収流路３６と、一端で供給流路３５および回収流路３６に接続されるとともに、他端で大気に開放された調圧用液室３８と、調圧用液室３８の内部に収容される多孔質部材３９と、供給流路３５と調圧用液室３８とを連通させる第１の連通流路５３と、回収流路３６と調圧用液室３８とを連通させる第２の連通流路５４と、を有し、ノズル３２から第１の連通流路５３までの流路抵抗は、ノズル３２から第２の連通流路５４までの流路抵抗に等しい。
【００４３】
この構成によれば、大気に開放された調圧用液室３８が設けられているので、インクジェットヘッド５２の内部を略大気圧に保持することができる。これに加えて、調圧用液室３８の内部に多孔質部材３９が配置されているため、液に毛細管力を作用させることができる。これにより、液を上方に吸い上げてノズル３２のメニスカスを後退させ、ノズル３２近傍での圧力を大気圧よりも低い弱負圧に維持できる。このため、循環流路１６の管路の長さ、循環流路１６の直径、タンク１３の圧力の如何にかかわらず、インクジェットヘッド５２のノズル３２近傍を液の吐出に適した圧力にすることができる。
【００４４】
また一般に、第１の連通流路５３および第２の連通流路５４のような構造を設けると、液の循環時に多孔質部材３９において、上流側の圧力が高く、下流側の圧力が低くなる現象を生ずることとなる。しかしながら、本実施形態では、ノズル３２から第１の連通流路５３までの流路抵抗と、ノズル３２から第２の連通流路５４までの流路抵抗とが等しくなっているため、このように第１の連通流路５３と第２の連通流路５４とを設ける構成であっても、液を循環させない状態と同様の負圧を保持することができる。
【００４５】
この場合、多孔質部材３９は、密度が密になった第１の部分３９Ａと、密度が疎になった第２の部分３９Ｂと、を有し、第１の部分３９Ａは、第２の部分３９Ｂよりも下側に配置される。この構成によれば、圧力が低下しようとする際には、液は、第２の部分３９Ｂにのみ含浸保持されるため、この液に対して強い毛細管力が作用して、タンク１３および循環流路１６から液がインクジェットヘッド５２の内部に引っ張られる。これにより、インクジェットヘッド５２内の液の不足が防止される。
【００４６】
一方、インクジェットヘッド５２内において液が増加し、圧力が上昇しようとする場合には、液は、多孔質部材３９の第１の部分３９Ａと、第２の部分３９Ｂの両方に含浸保持されるため、この液に対して弱い毛細管力が作用して、タンク１３および循環流路１６からインクジェットヘッド５２内に引き込まれる液の液量が少なくなる。これによって、インクジェットヘッド５２内に多量の液が供給され、インクジェットヘッド５２内の圧力が上昇してしまうことが防止される。
【００４７】
続いて、図１０を参照して、インクジェット記録装置６１の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態のインクジェット記録装置６１は、インクジェットヘッド６２の駆動素子３４およびノズル列の数が第１の実施形態のものと異なっているが、他の部分は第１の実施形態と共通している。このため、主として第１の実施形態と異なる部分について説明し、共通する箇所については、共通の符号を付して説明を省略する。
【００４８】
インクジェットヘッド６２は、ヘッド本体２１と、ヘッド本体２１に取り付けられた一対の回路基板２２と、ヘッド本体２１に液を供給するための供給ポート２３と、ヘッド本体２１から液を回収するための回収ポート２４と、ヘッド本体２１に接続された大気開放ポート２５と、を有している。
【００４９】
図１０に示すように、ヘッド本体２１は、ノズルプレート３１と、ノズルプレート３１上に２列に形成された複数のノズル３２と、２列のノズル３２列に対応して２列に形成された圧力室３３と、圧力室３３を間に挟んだ両側に配置される駆動素子３４と、圧力室３３に連通するように形成される供給流路３５および回収流路３６と、圧力室３３とは独立に形成されるとともに、供給流路３５と回収流路３６とを接続する迂回流路３７と、一端で迂回流路３７に接続されるとともに、他端で大気に開放された調圧用液室３８と、調圧用液室３８の内部に収容される多孔質部材３９と、を有している。なお、本実施形態では、迂回流路３７の図示を省略している。
【００５０】
複数のノズル３２は、ノズルプレート３１上で２列に形成されている。圧力室３３は、２列で配置された圧電部材４３に形成された複数の溝部で構成されている。
【００５１】
供給流路３５は、供給ポート２３に接続されており、圧力室３３に液を供給することができる。回収流路３６は、回収ポート２４に接続されており、圧力室３３から液を回収することができる。
【００５２】
迂回流路３７は、インクジェットヘッド６２の端部寄りの位置に形成されている。迂回流路３７の途中に、調圧用液室３８と連通するための開口部３７Ａが形成されている。調圧用液室３８は、大気開放孔４６を有している。
【００５３】
多孔質部材３９は、液を吸液して内部に保持することが可能なスポンジ状のものである。多孔質部材３９は、例えば、発泡ポリウレタンで構成されている。多孔質部材３９は、複数の微小孔４０を有しており、これらの微小孔４０は互いに連通している。多孔質部材３９は、液に対して毛細管現象を生ずるようになっている。
【００５４】
多孔質部材３９の構成は、第１の実施形態と同様である。すなわち、多孔質部材３９は、密に形成された第１の部分３９Ａと、疎に形成された第２の部分３９Ｂとを有している。第１の部分３９Ａは、迂回流路３７に隣接する位置に配置されている。また、第２の部分３９Ｂは、大気開放孔４６に隣接する位置に配置されている。第１の部分３９Ａは、第２の部分３９Ｂよりも下側に配置されている。
【００５５】
このインクジェット記録装置６１において、インクジェットヘッド６２内の圧力が下がろうとした場合には、第１の実施形態と同様に、多孔質部材３９は、強い毛細管力を発揮して、タンク１３および循環流路１６から多孔質部材３９の内部に液を引き込むように作用する。これにより、インクジェットヘッド６２内の圧力を上昇させて、インクジェットヘッド６２内から液がなくなってしまうことが防止される。また、インクジェットヘッド６２内の圧力が一定の弱負圧に維持される。
【００５６】
一方、インクジェットヘッド６２内の圧力が上昇しようとする場合には、第１の実施形態と同様に、多孔質部材３９は、弱い毛細管力を発揮する。この結果、タンク１３からインクジェットヘッド６２に向けて引き込まれる液量が少なくなり、インクジェットヘッド６２内の圧力を一定の弱負圧に維持することができる。
【００５７】
第３の実施形態によれば、ノズル３２および駆動素子３４が２列で並ぶ構成であっても、大気に開放された調圧用液室３８と多孔質部材３９とを設けて、ノズル３２近傍の圧力を一定の負圧に保持することができる。
【００５８】
本発明は、前記実施の形態に限定されるものではない。このほか、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】第１の実施形態に係るインクジェット記録装置を示す模式図。
【図２】図１に示すインクジェットヘッドを示す斜視図。
【図３】図２に示すインクジェットヘッドのヘッド本体を示す斜視図。
【図４】図３に示すヘッド本体のＦ４−Ｆ４線に沿った断面図。
【図５】図３に示すヘッド本体のＦ５−Ｆ５線に沿った断面図。
【図６】第２の実施形態に係るインクジェット記録装置を示す模式図。
【図７】図６に示すインクジェットヘッドのヘッド本体を示す斜視図。
【図８】図７に示すヘッド本体のＦ８−Ｆ８線に沿った断面図。
【図９】図７に示すヘッド本体のＦ９−Ｆ９線に沿った断面図。
【図１０】第３の実施形態に係るインクジェット記録装置のインクジェットヘッドを示す斜視図。
【符号の説明】
【００６０】
１１、５１、６１…インクジェット記録装置、１２、５２、６２…インクジェットヘッド、１３…タンク、１４…循環機構、３２…ノズル、３３…圧力室、３５…供給流路、３６…回収流路、３７…迂回流路、３８…調圧用液室、３９…多孔質部材、３９Ａ…第１の部分、３９Ｂ…第２の部分、５３…第１の連通流路、５４…第２の連通流路
【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】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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