(57)【要約】【課題】圧力損失部材の上流側における圧力損失部材に沿った液体の広がりを強めることができる液体噴射ヘッド及び液体噴射記録装置を提供する。【解決手段】インク流路の一部を形成すると共に平坦状のフィルタ本体５４を収納し、フィルタ本体５４によって内部空間部５７をインク流路の上流側及び下流側に区画するフィルタケース５３を備え、フィルタケース５３が、フィルタ本体５４よりも上流側で、フィルタ本体５４と平行をなしてフィルタ本体５４と対向する上流側壁部５５ａを有し、上流側壁部５５ａに、フィルタ本体５４に沿って配置され、フィルタケース５３内に導入された液体をフィルタ本体５４に沿って広げるように流す溝７１が設けられる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体噴射記録装置に用いる液体噴射ヘッドにおいて、
液体流路に配置される平坦状の圧力損失部材と、前記液体流路の一部を形成すると共に前記圧力損失部材を収納し、前記圧力損失部材によって内部空間部を前記液体流路の上流側及び下流側に区画する収納ケースと、を備え、
前記収納ケースが、前記圧力損失部材よりも上流側で、前記圧力損失部材と平行をなして該圧力損失部材と対向する上流側壁部を有し、
前記上流側壁部及び、前記上流側壁部と圧力損失部材との間の少なくとも一方に、前記圧力損失部材に沿って配置され、前記収納ケース内に導入された液体を前記圧力損失部材に沿って広げるように流す拡充手段が設けられることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記圧力損失部材が、液体をろ過するフィルタを含むことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
前記拡充手段が、前記上流側壁部の内壁面に設けられ、均等な幅で延びる複数の溝を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
前記複数の溝が格子状に配置されることを特徴とする請求項３に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５】
前記拡充手段が、前記上流側壁部の内壁面と前記圧力損失部材との間に設けられ、等間隔で延びる複数のリブを含むことを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項６】
前記拡充手段が、前記上流側壁部と圧力損失部材との間に配置された多孔質部材を含むことを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項７】
前記拡充手段が、前記上流側壁部の内壁面に設けられた親水性加工部を含むことを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項８】
請求項１から７の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給部と、前記液体噴射ヘッドと対向する位置を通過するように被記録媒体を搬送する被記録媒体搬送部と、を有することを特徴とする液体噴射記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射記録装置に用いられる液体噴射ヘッド及び液体噴射記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射記録装置として、被記録媒体等にインクや機能液等を噴射して文字や図形等の所定のパターンを記録するインクジェット方式の記録装置が知られている。この方式は、例えば、インクや機能液等の液体を液体タンクから供給管を介して液体噴射ヘッドに供給し、そのヘッドチップに設けられた液体噴射チャネルに液体を充填させる。そして、電圧の印加により液体噴射チャネルを変形させ、それによる容量の変化によって、充填された液体を連通するノズルから噴射するよう構成されている。
【０００３】
この構成において、液体流路中にフィルタ等の圧力損失部材を配置した場合、液体の流れに対して圧力損失部材の上流側に気泡が溜まると圧力損失を増大させてしまう。これを抑止するべく、下記特許文献１では、圧力損失部材の上流側に溜まった気泡を下流側に押し出すべく、フィルタケースの上流側に放射状のリブを形成し、平坦状のフィルタの全域に液体が行き渡り易くしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２０１０２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来の構成でも、平坦状のフィルタ全域に確実に液体が行き渡るとは限らない。すなわち、例え放射状のリブがあったとしても、表面張力等の影響で一度液体が流れた箇所に集中して液体が流れ易くなる。このため、平坦状のフィルタに沿った横方向への液体の広がりが弱まり、フィルタケースの隅部等にエア溜まりが残るおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、圧力損失部材の上流側における圧力損失部材に沿った液体の広がりを強めることができる液体噴射ヘッド及び液体噴射記録装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題の解決手段として、請求項１に記載した発明は、液体噴射記録装置に用いる液体噴射ヘッドにおいて、液体流路に配置される平坦状の圧力損失部材と、前記液体流路の一部を形成すると共に前記圧力損失部材を収納し、前記圧力損失部材によって内部空間部を前記液体流路の上流側及び下流側に区画する収納ケースと、を備え、前記収納ケースが、前記圧力損失部材よりも上流側で、前記圧力損失部材と平行をなして該圧力損失部材と対向する上流側壁部を有し、前記上流側壁部及び、前記上流側壁部と圧力損失部材との間の少なくとも一方に、前記圧力損失部材に沿って配置され、前記収納ケース内に導入された液体を前記圧力損失部材に沿って広げるように流す拡充手段が設けられることを特徴とする。
【０００８】
本発明は、前記圧力損失部材が、液体をろ過するフィルタを含む構成であってもよい。
ここで、前記圧力損失部材には、上記フィルタの他にスポンジ等の多孔質部材が考えられる。
【０００９】
また、本発明は、前記拡充手段が、前記上流側壁部の内壁面に設けられ、均等な幅で延びる複数の溝を含む構成であってもよい。
このとき、前記複数の溝が格子状に配置される構成であってもよい。
また、本発明は、前記拡充手段が、前記上流側壁部の内壁面と前記圧力損失部材との間に設けられ、等間隔で延びる複数のリブを含む構成であってもよい。
また、本発明は、前記拡充手段が、前記上流側壁部と圧力損失部材との間に配置された多孔質部材を含む構成であってもよい。
ここで、上記拡充手段には、毛細管現象によって液体を浸透、流通させる手段が含まれる。
【００１０】
また、本発明は、前記拡充手段が、前記上流側壁部に設けられた親水性加工部を含む構成であってもよい。
上記親水性加工には、収納ケースに施した表面処理や材質変更等が考えられる。
【００１１】
本発明は、前記液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給部と、前記液体噴射ヘッドと対向する位置を通過するように被記録媒体を搬送する被記録媒体搬送部と、を有することを特徴とする液体噴射記録装置でもある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、収納ケース内に液体が導入された際、この液体の圧力損失部材に沿って広がる流れが拡充手段によって強められるため、圧力損失部材の上流側に残る気泡を圧力損失部材の下流側へ押し出し易くなる。このため、圧力損失部材の上流側のエア溜まりによる圧力損失の増大を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態における液体噴射ヘッドを備えた液体噴射記録装置の斜視図である。
【図２】上記液体噴射ヘッドの斜視図である。
【図３】上記液体噴射ヘッドのフィルタ部をＸ方向から見た正面図である。
【図４】図３のＳ４−Ｓ４断面図である。
【図５】上記フィルタ部のフィルタケースの上流側ケース体の内側をＸ方向から見た正面図である。
【図６】図５のＳ６−Ｓ６断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、液体としてインクを噴射する液体噴射ヘッド及び液体噴射記録装置を例示する。
【００１５】
図１に示すように、液体噴射記録装置１は、紙等の被記録媒体Ｓを搬送する一対の搬送手段（被記録媒体搬送部）２，３と、被記録媒体Ｓにインクを噴射する液体噴射ヘッド４と、液体噴射ヘッド４にインクを供給するインク供給手段（液体供給部）５と、液体噴射ヘッド４を被記録媒体Ｓの搬送方向（以下、Ｙ方向と記す。）と略直交する方向（以下、Ｘ方向と記す。）に走査させる走査手段６と、を備えている。
【００１６】
一対の搬送手段２，３は、それぞれＸ方向に延設されたグリッドローラ２０，３０と、グリッドローラ２０，３０に平行して延設されたピンチローラ２０ａ，３０ａと、グリッドローラ２０，３０を軸回転させるモータ等の図示せぬ駆動機構と、を備えている。
【００１７】
インク供給手段５は、インクが収容されたインクタンク５０と、インクタンク５０と液体噴射ヘッド４とを接続するインク配管５１と、を備えている。インクタンク５０は、複数備えられており、具体的には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種類のインクのインクタンク５０Ｙ，５０Ｍ、５０Ｃ，５０ＢがＹ方向に並べて設けられている。
インク配管５１は、液体噴射ヘッド４（キャリッジ６２）の動作に対応可能な可撓性を有するフレキシブルホースからなる。
【００１８】
走査手段６は、Ｘ方向に延設された一対のガイドレール６０，６１と、一対のガイドレール６０，６１に沿って摺動可能なキャリッジ６２と、キャリッジ６２をＸ方向に移動させる駆動機構６３と、を備えている。駆動機構６３は、一対のガイドレール６０，６１の間に配設された一対のプーリ６４，６５と、一対のプーリ６４，６５間に巻回された無端ベルト６６と、一方のプーリ６４を回転駆動させる駆動モータ６７と、を備えている。
【００１９】
一対のプーリ６４，６５は、一対のガイドレール６０，６１の両端部間にそれぞれ配設されており、Ｘ方向に間隔をあけて配置されている。無端ベルト６６は一対のガイドレール６０，６１間に配設されており、この無端ベルト６６にはキャリッジ６２が連結されている。キャリッジ６２には複数の液体噴射ヘッド４が搭載されており、具体的には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種類のインクの液体噴射ヘッド４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４ＢがＸ方向に並べて搭載されている。以下、Ｘ方向及びＹ方向と直交する高さ方向をＺ方向とする。
【００２０】
図２に示すように、液体噴射ヘッド４は、取付基盤４０と、ヘッドチップ４１と、流路基板４２と、フィルタ部４３と、ベースプレート４４と、配線基板４５と、を備えている。取付基盤４０は、図１に示すキャリッジ６２の基台６２ａにネジ等で固定されている。取付基盤４０には、ヘッドチップ４１が取り付けられている。ヘッドチップ４１の一面側には、流路基板４２が取り付けられている。流路基板４２の内部には、インクを流通させるための図示せぬ流通路が形成されている。流路基板４２の上面には、前記流通路に連通する流入口４２ａが形成されている。
【００２１】
ヘッドチップ４１は、被記録媒体Ｓの搬送方向（図中Ｙ方向）に長い直方体状の外観を有する。ヘッドチップ４１は、Ｚ方向に延びる溝状のチャネルをＸ方向の一側面に複数有するアクチュエータプレートを備える（不図示）。アクチュエータプレートは圧電材料からなり、前記溝状のチャネル間の部位は圧電体とされる。複数のチャネルは、インク滴の噴射が可能な液体噴射チャネルと、インク滴の噴射が不能なダミーチャネルとに大別され、これらがＹ方向で交互に並ぶ。液体噴射チャネルは、前記圧電体への電圧の印加により圧力変動を生じさせ、内部のインクを被記録媒体Ｓへ噴射する。
【００２２】
フィルタ部４３は、インク供給手段５から供給されるインクを流路基板４２の流入口４２ａに至る前にろ過するためのものであり、その外観を形成する扁平状のフィルタケース５３と、フィルタケース５３内に収納される平板状のフィルタ本体５４（図３，４参照）と、を有している。ベースプレート４４は、取付基盤４０の上面に略垂直に立設されている。ベースプレート４４の表面には、配線基板４５が取り付けられている。配線基板４５には、ヘッドチップ４１を制御する制御回路４５ａが形成されている。
【００２３】
フィルタ部４３は、ベースプレート４４のＹ方向一側（図２の左側）及びＺ方向下側にて、ベースプレート４４のＸ方向一側（図２の手前側）に沿うように配置される。
図２，３，４に示すように、フィルタ部４３は、液体噴射ヘッド４におけるインク流路の一部を構成する前記フィルタケース５３と、該フィルタケース５３内にその厚さ方向（Ｘ方向）と直交するように配置、収納されるフィルタ本体５４とを有する。
【００２４】
フィルタケース５３は、その厚さ方向で一対のケース体５５，５６に分割される。以下、フィルタケース５３における前記Ｘ方向一側のケース体５５を上流側ケース体、Ｘ方向他側のケース体５６を下流側ケース体という。各ケース体５５，５６は、例えばＰＰＳ（Poly Phenylene Sulfide）等の合成樹脂により一体成形される。両ケース体５５，５６に形成される内部空間部を符号５７で示す。
【００２５】
上流側ケース体５５は、その内側に平板状のフィルタ本体５４を配置する。上流側ケース体５５は、フィルタ本体５４の上流側に対向配置される上流側壁部５５ａと、上流側壁部５５ａの外周縁部の全周から下流側（Ｘ方向他側）に立ち上がる立壁部５５ｂと、を有する。上流側ケース体５５の上部からは、インク配管５１を接続するインク取入ノズル５８が突設される。インク取入ノズル５８よりも上流側のインク流路には、不図示の圧力調整部が配置される。
【００２６】
インク取入ノズル５８の下部は、上流側壁部５５ａの上部とＺ方向位置をオーバーラップさせる。インク取入ノズル５８の下部は、上流側壁部５５ａの上部でその外壁面よりもＸ方向一側に張り出した状態で、上流側壁部５５ａの上部に一体化される。インク取入ノズル５８の下端部５８ａは、上流側壁部５５ａの外壁面から円柱状に突出する。インク取入ノズル５８の下端部５８ａ内には、上流側壁部５５ａの内部空間部５７側の内壁面５５ｃに形成された溝７１に連通口５８ｃを介して連通するインク取入ポート５８ｂが形成される。
【００２７】
上流側壁部５５ａの内壁面５５ｃは、フィルタ本体５４と当接又は微小隙を空けて対向する平面であり、この内壁面５５ｃに、Ｘ方向から見た平面視で格子状に配置された複数の溝７１が形成される。内壁面５５ｃにおける複数の溝７１を形成する領域７２は、Ｘ方向から見てフィルタ本体５４よりも一回り小さく、内部空間部５７側からフィルタ本体５４に覆われる。上流側壁部５５ａにおけるフィルタ本体５４の外縁よりも外側には、内壁面５５ｃに対して内部空間部５７側に変位した変位面５５ｄが形成される。内壁面５５ｃと変位面５５ｄとの間には、内部空間部５７側に広がるテーパ状をなしてフィルタ本体５４をケース内の定位置に案内するガイド面５５ｅが形成される。
【００２８】
下流側ケース体５６は、フィルタ本体５４の下流側（Ｘ方向他側）に所定間隔を空けて対向配置される下流側壁部５６ａと、下流側壁部５６ａの外周縁部の全周から上流側（Ｘ方向一側）に立ち上がる立壁部５６ｂと、下流側壁部５６ａの内壁面５６ｃから上流側に立ち上がってフィルタ本体５４を支持する複数の支持ピン７３と、を有する。下流側ケース体５６の前記Ｙ方向一側に対する他側（図２，３の右側）には、インク導出管５９ａを介して流路基板４２の流入口４２ａに接続されるインク導出ノズル５９が突設される。両ケース体５５，５６の立壁部５５ｂ，５６ｂの先端同士はシール材を介して水密に突き当てられる。
【００２９】
フィルタ本体５４は、正面視方形状をなす小メッシュ（例えば目開き８μｍ）の板状の金網からなる。フィルタ本体５４は、扁平状のフィルタケース５３の厚さ方向と直交して平面方向に沿うように配置され、フィルタ面積を広く確保する。フィルタ本体５４は、フィルタケース５３の厚さ方向で、内部空間部５７を上流側ケース体５５側の溝７内の空間と下流側ケース体５６内の空間とに区画する。換言すれば、フィルタ本体５４は前記インク流路を横断するように設けられる。
【００３０】
図５，６に示すように、溝７１は、例えば溝幅Ｗが０．３ｍｍ、溝深さＤが０．３ｍｍの矩形状の断面形状を有して延びる。溝７１のＹ方向及びＸ方向のピッチＰは、それぞれ例えば１．５ｍｍとされるが、これより小さくてもよい。上流側壁部５５ａの上部には、前記インク取入ポート５８ｂをその内部空間部５７側に位置する溝７１内に開口させる連通口５８ｃが形成される。連通口５８ｃは例えばＺ方向に長いスリット状をなし、インク取入ポート５８ｂの内部空間部５７側に位置してＺ方向に延びる溝７１の底部に開口する。この連通口５８ｃからフィルタケース５３内に導入されたインクは、フィルタ本体５４に近接する内壁面５５ｃにおいて、各溝７１に浸透する毛細管現象によってフィルタ本体５４の全域に広がるように流れる。すなわち、上流側壁部５５ａの溝７１が、フィルタ本体５４に沿ってその全域にインクを拡充させる拡充手段として機能する。
【００３１】
以上説明したように、上記実施形態における液体噴射ヘッド４は、液体噴射記録装置１に用いるものにおいて、インク流路に配置される平坦状のフィルタ本体５４と、前記インク流路の一部を形成すると共に前記フィルタ本体５４を収納し、前記フィルタ本体５４によって内部空間部５７を前記インク流路の上流側及び下流側に区画するフィルタケース５３と、を備え、前記フィルタケース５３が、前記フィルタ本体５４よりも上流側で、前記フィルタ本体５４と平行をなして該フィルタ本体５４と対向する上流側壁部５５ａを有し、前記上流側壁部５５ａに、前記フィルタ本体５４に沿って配置され、前記フィルタケース５３内に導入された液体を前記フィルタ本体５４に沿って広げるように流す溝７１が設けられるものである。
【００３２】
この構成によれば、フィルタケース５３内に液体が導入された際、この液体のフィルタ本体５４に沿って広がる流れが溝７１によって強められるため、フィルタ本体５４の上流側に残る気泡をフィルタ本体５４の下流側へ押し出し易くなる。このため、フィルタ本体５４の上流側のエア溜まりによる圧力損失の増大を抑制することができる。
【００３３】
なお、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、インクをろ過するフィルタ本体５４をインク流路途中の圧力損失部材として示したが、これに限らず、例えばフィルタ本体５４の他にスポンジ等の多孔質部材を含む圧力損失部材の内の少なくとも一つを備える液体噴射ヘッドに適用してもよい。
また、格子状に配された複数の溝７１をインクの拡充手段として示したが、例えばインク導入位置から放射状に延びる溝等、インクの拡散に効果的な種々のパターンを有する溝としてもよい。
【００３４】
また、例えば微小隙を空けて延びる一対以上のリブを、上流側壁部５５ａに一体形成する等により、上流側壁部５５ａの内壁面５５ｃとフィルタ本体５４との間に設け、前記微小隙にインクが浸透する毛細管現象によりインクを広げることで、前記リブをインクの拡充手段とした構成としてもよい。
また、上流側壁部５５ａとフィルタ本体５４との間にスポンジや綿、不織布等の多孔質部材を挟み、この多孔質部材にインクを浸透させてインクを広げることで、前記多孔質部材をインクの拡充手段とした構成としてもよい。
【００３５】
また、上流側壁部５５ａの内壁面５５ｃに紫外線照射等による界面活性処理（親水性処理）を施したり、上流側壁部５５ａにおける少なくとも内壁面５５ｃを含む部位を他部位を構成する樹脂材料よりも親水性の高いステンレス等の金属材料で構成する等、上流側壁部５５ａの親水性加工部をインクの拡充手段としてもよい。
本発明は、上記実施形態及び変形例を含む種々構成を適宜組み合わせてもよい。すなわち、前記上流側壁部及び、前記上流側壁部と前記圧力損失部材との間の少なくとも一方に、前記拡充手段が設けられていればよい。
そして、上記実施形態における構成は本発明の一例であり、当該発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１  液体噴射記録装置
２，３  搬送手段（被記録媒体搬送部）
４  液体噴射ヘッド
５  インク供給手段（液体供給部）
５３  フィルタケース（収納ケース）
５４  フィルタ本体（圧力損失部材）
５５ａ  上流側壁部
５７  内部空間部
７１  溝（拡充手段）
【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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