(57)【要約】【課題】  液体流路の接着剤による接着部位で生起されていた気泡の付着を未然に防止して気泡の混入・成長に伴う液体の吐出性能の悪化等の悪影響を防止し得る液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置を提供する。【解決手段】ヘッド本体と、該ヘッド本体の液体供給口側に接着剤６０を介して固着されるとともにインクカートリッジから供給されるインクを前記ヘッド本体のインク供給口に導入するインク流路２５とを有する液体噴射ヘッドであって、インク流路２５は流路断面積が小径の第１のインク流路２５ａと、流路断面積が大径の第２のインク流路２５ｂとの２種類の流路を有しており、第１のインク流路２５ａの最下流部は、ヘッド本体の前記インク供給口側の面との間に形成された部屋である合流部２５ｅの中心部に、接着剤６０の接着面と平行な面を貫通して開口させ、第２のインク流路２５ｂの最下流部は、インクの流れ方向が前記接着面の面方向となる流路であり、合流部２５ｅに連通された導入部２５ｄに開口されている。【選択図】  図４
2012254551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体供給口を介して圧力発生室に供給された液体に圧力を発生させて前記液体をノズル
開口から吐出させるヘッド本体と、該ヘッド本体の前記液体供給口側に接着剤を介して固
着されるとともに液体供給手段から供給される液体を前記液体供給口に導入する液体流路
とを有する液体噴射ヘッドであって、
前記液体流路は、第１の液体流路と、前記流路断面積が前記第１の液体流路より大きい
第２の液体流路とを有しており、
前記第１の液体流路の最下流部は、前記液体流路と前記ヘッド本体の前記液体供給口側
の面との間に形成された部屋である合流部の中心部に、前記接着剤の接着面と平行な面を
貫通して開口させ、
前記液体の流れ方向が前記接着面の面方向となる流路であり、前記合流部に連通された
導入部に前記第２の液体流路の最下流部が開口されており、
さらに前記合流部の中央部が前記液体供給口に連通させてあることを特徴とする液体噴
射ヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載する液体噴射ヘッドにおいて、
前記導入部に開口する第２の液体流路の中心を通り、前記導入部における流体の流れ方
向に沿う前記接着面内の中心線上から前記合流部に開口する第１の液体流路の中心をずら
して構成したことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載する液体噴射ヘッドにおいて、
前記第２の液体流路とともに前記導入部の複数を前記合流部の周囲に配設するとともに
、それぞれを前記合流部に連通させたことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載する液体噴射ヘッドを搭載したことを特徴とす
る液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置に関し、特に液体としてインクを吐出する
インクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置に適用して有用なものである
。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射ヘッドの代表例であるインクジェット式記録ヘッドでは、一般に、インクが充
填された液体貯留手段であるインクカートリッジから、このインクカートリッジに着脱可
能に挿入されるか、又はこのインクカートリッジから伸びるチューブなどの供給管の先端
に配されるインク供給体となるインク供給針、およびインクカートリッジが保持されるカ
ートリッジケース等の供給部材に形成されたインク流路を介してヘッド本体にインクが供
給され、ヘッド本体に設けられた圧電素子等の圧力発生手段を駆動させることによりヘッ
ド本体に供給されたインクがノズル開口から吐出される。
【０００３】
この種のインクジェット式記録ヘッドにおいては、樹脂部材で形成されたインク流路の
最下流部をヘッド本体のインク供給口に臨ませてヘッド本体のインク供給口側の面に接着
剤で固着している（例えば特許文献１参照）。この際、接着剤がインク供給口内にはみ出
ることがある。このように接着剤がはみ出した状態において、インク中に気泡が含まれる
場合には、この気泡がはみ出した接着剤に接触することで付着して成長する場合がある。
このように成長した気泡はインク供給口を介してヘッド本体内部のマニホールドに至る結
果、ドット抜け等、当該インクジェット式記録ヘッドにおけるヘッド本体の吐出不良の原
因となる場合がある。
【０００４】
一方、特許文献２には、インクの旋回流を形成することにより気泡を排除する思想が提
案されている。これは、インクジェットプリンタにおいて、円筒凹状のインク溜り部と、
該インク溜り部へのインクの流入口であるインク供給口と、前記インク溜り部の底面中央
より突出して先端面にインク排出口が形成された凸部とを有するインク流路形成部が、前
記インクタンクと前記インクジェットヘッドの間の前記インク供給流路に備えられたもの
である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３００９８７号公報
【特許文献２】特開２００７−０５０５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２のような構成では、旋回流を有効に生じさせるためにはイン
ク流入部を半径方向外周側に配設する必要があり、液体と気泡が同一の流入口から流入す
るため、旋回流中で気泡が外周の接着剤に吸着されるという問題がある。
【０００７】
なお、このような問題はインクジェット式記録ヘッドだけではなく、インク以外の液体
を噴射する液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑み、液体流路の接着剤による接着部位で生起されていた
気泡の付着を未然に防止して気泡の混入・成長に伴う液体の吐出性能の悪化等の悪影響を
防止し得る液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置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】
上記目的を達成する本発明の態様は、液体供給口を介して圧力発生室に供給された液体
に圧力を発生させて前記液体をノズル開口から吐出させるヘッド本体と、該ヘッド本体の
前記液体供給口側に接着剤を介して固着されるとともに液体供給手段から供給される液体
を前記液体供給口に導入する液体流路とを有する液体噴射ヘッドであって、前記液体流路
は、第１の液体流路と、前記流路断面積が前記第１の液体流路より大きい第２の液体流路
とを有しており、前記第１の液体流路の最下流部は、前記液体流路と前記ヘッド本体の前
記液体供給口側の面との間に形成された部屋である合流部の中心部に、前記接着剤の接着
面と平行な面を貫通して開口させ、前記液体の流れ方向が前記接着面の面方向となる流路
であり、前記合流部に連通された導入部に前記第２の液体流路の最下流部が開口されてお
り、さらに前記合流部の中央部が前記液体供給口に連通させてあることを特徴とする液体
噴射ヘッドにある。
本態様によれば、第１の流路が小径、第２の流路が大径であるので、第１の流路におけ
る流速が第２の流路における流速よりも速い。そこで、気泡排出時に気泡は自身に作用す
る浮力により第２の流路には浸入できず、第１の流路のみを介して移動する。一方、第２
の流路を介して導入部に至った液体は液体の流れ方向が接着面の面方向となり、合流部に
向かって流れる。この結果、合流部では液体の旋回流が形成される。したがって、合流部
では旋回流により密度が大きい液体が外周側へ、密度の小さい気泡が中心側へ寄せられる
ので、外周側ではみ出している接着剤に気泡が接触するのを防止することができる。すな
わち、気泡をインクで取り囲んでシールした状態となり、気泡に接着剤が接触することに
伴うその成長等を有効に防止し得る。
【００１０】
ここで、前記導入部に開口する第２の液体流路の中心を通り、前記導入部における流体
の流れ方向に沿う前記接着面内の中心線上から前記合流部に開口する第１の液体流路の中
心をずらして構成するのが望ましい。この場合には、第２の流体流路から流入し、導入部
から合流部に至る液体を合流部の中心の周囲に流すことができるので、合流部の中心を中
心とする良好な旋回流を形成することができる。
【００１１】
また、前記第２の液体流路とともに前記導入部の複数を前記合流部の周囲に配設すると
ともに、それぞれを前記合流部に連通させても良い。この場合には、合流部に流入する複
数の水平流で合流部に中心の周囲に良好な旋回流を容易に形成することができる。
【００１２】
本発明の他の態様は、上記液体噴射ヘッドの何れかを搭載したことを特徴とする液体噴
射装置にある。
本態様によれば、気泡がヘッド本体内に流入するのを可及的に抑制することができるの
で、長期に亘り安定的で良好な吐出特性を得ることが可能になる。さらに、接着剤のはみ
出し部分に対する気泡付着が防止されることで、タイマークリーニングを廃止することが
でき、安価な装置の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態１に係る記録装置の概略を示す斜視図である。
【図２】実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。
【図３】実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。
【図４】実施形態１に係る流通路部分を抽出して概念的に示す説明図である。
【図５】図４をＡ―Ａ´線方向に見た状態の端面を拡大して示す端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明を実施形態に基づいて説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装
置の概略斜視図である。本実施形態のインクジェット式記録装置１０では、図１に示すよ
うに、インク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッドと呼ぶ）１１
がキャリッジ１２に固定されている。記録ヘッド１１には、ブラック（Ｂ）、シアン（Ｃ
）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）等の複数の異なる色のインクが貯留された液体貯留
手段であるインクカートリッジ１３がそれぞれ着脱可能に固定されている。
【００１５】
記録ヘッド１１が搭載されたキャリッジ１２は、装置本体１４に取り付けられたキャリ
ッジ軸１５に軸方向移動可能に設けられている。そして、駆動モーター１６の駆動力が図
示しない複数の歯車およびタイミングベルト１７を介してキャリッジ１２に伝達されるこ
とで、キャリッジ１２はキャリッジ軸１５に沿って移動される。一方、装置本体１４には
キャリッジ軸１５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙装置等により給
紙された紙等の被記録媒体Ｓがプラテン８上を搬送されるようになっている。
【００１６】
また、キャリッジ１２の移動方向の端部であるプラテン８の側方の非印字領域には、記
録ヘッド１１のノズル開口からインクを吸引して吸引動作を行う吸引手段１９が設けられ
ている。
【００１７】
吸引手段１９は、インクジェット式記録装置１０のノズル開口を覆うキャップ部材１９
ａと、このキャップ部材１９ａにチューブ１９ｂを介して接続された、例えば真空ポンプ
等の吸引装置１９ｃとで構成されている。キャップ部材１９ａは、記録ヘッド１１のイン
ク滴が吐出されるインク吐出面に相対向しても設けられている。かくして、キャップ部材
１９ａが複数のノズルの全てを覆う。
【００１８】
このような構成の吸引手段１９では、キャップ部材１９ａをインク吐出面に当接し、吸
引装置１９ｃに吸引動作を行わせることでキャップ部材１９ａの内部を負圧として、ノズ
ルから記録ヘッド１１の内部の流路内のインクを気泡と共に吸引して吸引動作を行う。な
お、キャップ部材１９ａは、吸引動作以外のタイミング、例えば、電源遮断時、待機時、
または定期的なタイミング等でノズルを覆い、ノズル近傍のインクの乾燥による増粘を防
止する役割も有する。
【００１９】
ここで、本実施形態に係る記録ヘッド１１について説明する。なお、図２は、本実施形
態に係る記録ヘッドの分解斜視図であり、図３はその断面図である。
【００２０】
図２及び図３に示すように、記録ヘッド１１を構成する保持部材であるカートリッジケ
ース２１は、本実施形態の液体貯留手段であるインクカートリッジ１３（図１参照；以下
同じ）がそれぞれ装着されるカートリッジ装着部２２を有する。また、カートリッジケー
ス２１の底面には、一端が各カートリッジ装着部２２に開口し、他端がヘッドケース３７
（後に詳述する）側に開口する複数（図では４個）のインク供給路２４とそれぞれ一体的
に連通された管状のインク流路２５が突設されている。インク流路２５は、液体供給手段
であるインクカートリッジ１３に貯留されているインクをヘッド本体３６に導入するため
のもので、本実施形態においては細径の第１のインク流路２５ａと大径の第２のインク流
路２５ｂとの２本を一対として構成してある。この点に関しては、後に詳述する。
【００２１】
なお、インク供給路２４は、後述するインク供給針２６側から内径が漸小して設けられ
ている。すなわち、インク供給路２４が、貯留手段であるインクカートリッジからのイン
クをヘッド本体３６（後に詳述する）に供給するインクのための液体供給路の下流側を構
成しており、インク供給路２４が漸大して設けられたカートリッジ装着部２２側は、液体
供給路の途中に設けられた液体溜まり部２３の一部を構成している。すなわち、液体溜ま
り部２３は、下流側の液体供給路であるインク供給路２４よりも大きな内径で設けられた
拡幅された領域をいう。
【００２２】
カートリッジケース２１の上面側、すなわち、各カートリッジ装着部２２のインク供給
路２４の開口部分には、インクカートリッジ１３に挿入される複数のインク供給針２６が
、インク内の気泡や異物を除去するためのフィルター２７を介して固定されている。
【００２３】
これらの各インク供給針２６は、カートリッジケース２１の各インク供給路２４に連通
する貫通路２８をそれぞれ有する。インク供給針２６の貫通路２８は、液体供給路の上流
側を構成している。すなわち、貯留手段であるインクカートリッジからのインクをヘッド
本体３６に供給する液体供給路は、インク供給針２６の貫通路２８と、カートリッジケー
ス２１のインク供給路２４とで構成されている。また、貫通路２８のインク供給路２４側
は、インクカートリッジ１３側よりも内径が漸大して設けられており、このカートリッジ
ケース２１側の漸大した領域が、液体溜まり部２３の一部を構成している。すなわち、貫
通路２８とインク供給路２４とが連通する領域は拡幅されており、この拡幅された領域が
液体供給路の液体溜まり部２３となっている。そして、本実施形態では、この液体溜まり
部２３内にインクの流れを遮断するように、フィルター２７が設けられている。
【００２４】
インク供給針２６は、カートリッジケース２１側の端部近傍にフランジ部２９を介して
カートリッジケース２１に接合されている。
【００２５】
カートリッジケース２１の下面側には、複数の圧電素子３４を有する圧電素子ユニット
３５を保持するとともに、カートリッジケース２１とは反対側の端面に圧電素子３４の駆
動によってノズル開口からインク滴を吐出するヘッド本体３６が固定されるヘッドケース
３７を有し、これらカートリッジケース２１とヘッドケース３７との間には、シール部材
３８及び回路基板３９が挟持されている。
【００２６】
シール部材３８は、流路形成部とヘッドケース３７に設けられる複数のインク導入路４
０が開口する突出部４１との間に挟持されることにより、インク供給路２４とインク導入
路４０との接続部分を密封してこの接続部分からのインクの漏れを防止している。回路基
板３９は、圧電素子３４を駆動するための信号を供給するためのものであり、回路基板３
９の一端部には、外部配線（図示なし）を接続するためのコネクター４３が固定されてい
る。また、回路基板３９には、圧電素子３４に接続されたＦＰＣ等の接続配線４４が挿通
される挿通孔４５が設けられており、この挿通孔４５を介して回路基板３９と接続配線４
４とが接続される。さらに、この挿通孔４５の両側には各インク導入路４０に対応して、
各インク導入路４０が開口する突出部４１が係合する貫通孔４６が設けられている。
【００２７】
なお、カートリッジケース２１の一方の側面、すなわち、回路基板３９のコネクター４
３が配置される側の側面には、回路基板３９のコネクター４３が露出される露出口４７を
有し、この露出口４７を介して外部配線（図示なし）がコネクター４３に接続されるよう
になっている。
【００２８】
また、回路基板３９及びシール部材３８を介してカートリッジケース２１の下面側に固
定されるヘッドケース３７には、複数の圧電素子３４を有する圧電素子ユニット３５（３
５Ａ，３５Ｂ）を収容して圧電素子３４を位置決め固定するための収容室４８が並設され
ている。例えば、本実施形態の記録ヘッド１１は、ブラックインクを吐出するための圧電
素子ユニット３５Ａと、カラーインクを吐出するための圧電素子ユニット３５Ｂとを有す
るため、ヘッドケース３７には、これらの圧電素子ユニット３５Ａ，３５Ｂを収容する２
つの収容室４８が並設されている。
【００２９】
なお、上述した記録ヘッド１１は、カートリッジケース２１の下面側に、シール部材３
８、回路基板３９、ヘッドケース３７及びヘッド本体３６の順で積層され、その外側にヘ
ッド本体３６のノズル開口を露出する窓部５０を有する枠体５１を嵌め込み、ネジ５２に
よってカートリッジケース２１に固定することで形成される（図２参照）。
【００３０】
図４は実施形態１に係る流通路部分を抽出して概念的に示す説明図、図５は図４をＡ―
Ａ´線方向に見た状態の端面を拡大して示す端面図である。両図に示すように、第１のイ
ンク流路２５ａおよび第２のインク流路２５ｂからなるインク流路２５は、樹脂製の部材
であり、その肉厚部である端面２５ｃに塗布した接着剤６０を介してヘッド本体３６のイ
ンク供給口３６ａ側の面に固着してある。ここで、第１のインク流路２５ａは、ヘッド本
体３６のインク供給口３６ａ側の面との間に形成された部屋である合流部２５ｅの中心部
に、接着剤６０の接着面と平行な面を貫通してその最下流部を開口させてある。一方、第
２のインク流路２５ｂは、インクの流れ方向が接着剤６０の接着面方向となる流路であり
、合流部２５ｅに連通された導入部２５ｄにおける上流部にその最下流部を開口させてあ
る。また、合流部２５ｅの中央部がインク供給口３６ａに連通させてある。さらに、第１
および第２のインク流路２５ａ，２５ｂの開口の中心は導入部２５ｄにおけるインクの流
れ方向に関しずらしてある。すなわち、第２のインク流路２５ｂの中心を通り、導入部２
５ｄにおけるインクの流れ方向に沿う中心線Ｌ２に対し、所定の距離離れた平行な中心線
Ｌ１上に第１のインク流路２５ａの中心がくるように形成してある。
【００３１】
かかる実施形態１によれば、第１のインク流路２５ａが小径、第２のインク流路２５ｂ
が大径であるので、第１のインク流路２５ａにおける流速が第２のインク流路２５ｂにお
ける流速よりも速い。そこで、気泡排出時に気泡６２ｂは自身に作用する浮力により第２
のインク流路２５ｂには浸入できず、第１のインク流路２５ａのみを介して気泡６２ａが
移動する。一方、第２のインク流路２５ｂを介して導入部２５ｄに至ったインクは導入部
２５ｄにおけるインクの流れ方向が接着剤６０による接着面の面方向となり、合流部２５
ｅに向かって流れる。この結果、合流部２５ｅではインクの旋回流が形成される。したが
って、合流部２５ｅでは旋回流により密度が大きいインクが外周側へ、密度の小さい気泡
６２ａが中心側へ寄せられるので、外周側ではみ出している接着剤６０に気泡が接触する
のを防止することができる。すなわち、気泡６２ａをインクで取り囲んでシールした状態
となる。
【００３２】
また、本実施形態１では、導入部２５ｄに開口する第２のインク流路２５ｂの中心を通
る中心線Ｌ２と平行な中心線Ｌ１上に、合流部２５ｅに開口する第１のインク流路２５ａ
の中心がくるように第１および第２のインク流路２５ａ，２５ｂの開口の中心をずらした
ので、第２のインク流路２５ｂから流入し、導入部２５ｄから合流部２５ｅに至るインク
を合流部２５ｅの中心の周囲に流すことができ、合流部２５ｅの中心を中心とする良好な
旋回流を形成することができる。
【００３３】
（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに
限定されるものではない。例えば、上述した実施形態１では、第２のインク流路２５ｂの
中心を通る中心線Ｌ２が、第１のインク流路２５ａの中心を通る中心線Ｌ１からずれるよ
うに第２のインク流路２５ｂの開口部の位置を第１のインク流路２５ａの開口部の位置に
対してずらしたが、両中心位置が一本の中心線Ｌ１上にあるように各インク流路２５ａ，
２５ｂの開口部を配設しても良い。ただ、実施形態１の場合の如く、ずらした場合の方が
、第２のインク流路２５ｂから流入し、水平流となって導入部２５ｄから合流部２５ｅに
至るインクを合流部２５ｅで良好な渦流とすることが容易になる。
【００３４】
また、実施形態１では、合流部２５ｅに対して一本の導入部２５ｄを対応させて構成し
たが、その数に特別な限定はない。導入部２５ｄの数に合わせて第２のインク流路２５ｂ
を用意すれば良い。第２のインク流路２５ｂおよび導入部２５ｄを複数本形成した場合に
は、その分、合流部２５ｅにおける渦流の形成が容易かつ良好になり、インクによる気泡
のシール効果を確実にすることができる。
【００３５】
また、上述した実施形態１においては、本発明の液体噴射ヘッドとしてインクジェット
式記録ヘッドを例示したが、液体噴射ヘッドの基本的構成は上述したものに限定されるも
のではない。本発明は、広く液体噴射ヘッドの全般を対象としたものであり、例えば、プ
リンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラー
フィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（電界放
出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に
用いられる生体有機物噴射ヘッド等にも適用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１０  インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、  １１  インクジェット式記録ヘ
ッド（液体噴射ヘッド）、  ２１  カートリッジケース、  ２３  液体溜まり部、  ２５
インク流路、  ２５ａ  第１のインク流路、  ２５ｂ  第２のインク流路、  ２５ｄ  
導入部、  ２５ｅ  合流部、  ２６  インク供給針、  ２７  フィルター、  ３６  ヘッ
ド本体、  ３６ａ  インク供給口、  ６０  接着剤、  ６２ａ，６２ｂ  気泡
【図１】
2012254551.tif 000003
【図２】
2012254551.tif 000004
【図３】
2012254551.tif 000005
【図４】
2012254551.tif 000006
【図５】
2012254551.tif 000007