(57)【要約】【課題】  ノズル孔内の異物を容易に除去することが可能で、しかも記録速度を高める。【解決手段】  インクが充填される溝部が形成されたアクチュエータプレート３０と、アクチュエータプレート３０に形成された複数のインク吐出孔３０ｄと、前記溝部を画成する両側壁に設けられ、駆動電圧が印加されたときにこの溝部内の容積を変化させることにより、前記インクをインク吐出孔３０ｄから外部に吐出させる圧電素子と、アクチュエータプレート３０に設けられ、インク吐出孔３０ｄに対向する各位置にノズル孔２６が形成されたノズルプレート３１と、を備えるヘッドチップ１０であって、ノズル孔２６は、インク吐出孔３０ｄ側の基端から先端に向かうに従い漸次縮径され、ノズルプレート３０には、ノズル孔２６の先端縁２６ａからその径方向の外側に向けて延びるスリット２７が形成されている。【選択図】  図７
2009119640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の表面に、一方向に沿って延在しかつインクが充填される溝部が前記一方向と直交する方向に間隔をあけて複数形成されるとともに、他方の表面側が被記録媒体に対向させられるアクチュエータプレートと、
複数の前記溝部をアクチュエータプレートの一方の表面側から封止するインク室プレートと、
このインク室プレートに形成されて、複数の前記溝部に連通するインク供給孔と、
前記アクチュエータプレートの他方の表面に形成されて、複数の前記溝部に各別に連通する複数のインク吐出孔と、
前記溝部を画成する両側壁に設けられ、駆動電圧が印加されたときにこれらの側壁を変形させてこの溝部内の容積を変化させることにより、前記インクをインク吐出孔から外部に吐出させる圧電素子と、
前記アクチュエータプレートの他方の表面に設けられ、前記複数のインク吐出孔に対向する各位置にノズル孔が形成されたノズルプレートと、を備えるヘッドチップであって、
前記ノズル孔は、前記インク吐出孔側の基端から先端に向かうに従い漸次縮径され、
前記ノズルプレートには、前記ノズル孔の先端縁からその径方向の外側に向けて延びるスリットが形成されていることを特徴とするヘッドチップ。
【請求項２】
請求項１記載のヘッドチップであって、
前記スリットは、前記ノズル孔の周方向に等間隔をあけて複数形成されるとともに、各スリットの長さは互いに同等になっていることを特徴とするヘッドチップ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のヘッドチップであって、
前記ノズルプレートの表裏面のうち前記アクチュエータプレートの他方の表面上に位置する裏面、および前記ノズル孔の内周面の少なくとも一方において、前記スリットに前記径方向の外側から連なる部分に、凹部が形成されていることを特徴とするヘッドチップ。
【請求項４】
請求項３記載のヘッドチップであって、
前記凹部は、前記ノズル孔の基端部に、前記ノズルプレートの裏面および前記ノズル孔の内周面の双方に跨って形成されていることを特徴とするヘッドチップ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のヘッドチップであって、
前記ノズル孔の内周面と、前記ノズルプレートの表裏面のうち被記録媒体に対向させられる表面とが、前記ノズル孔の外側でなす角度は、１０°以上２０°以下となっていることを特徴とするヘッドチップ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のヘッドチップと、
前記インク室プレートに設けられ、前記インク供給孔に連通される供給継手を有するプレートカバーと、
前記供給継手に一端側が接続され、内部を前記インクが流動する供給チューブと、
前記インクが予め封入されるとともに前記供給チューブの他端側が接続され、前記ノズル孔が所定の負圧となる水頭差を利用して、封入されているインクを供給チューブに供給するインクタンクと、
前記圧電素子に駆動電圧を印加して前記インクを吐出させる制御手段と、
前記インクを吐出させている際に、前記供給チューブ内のインクを強制的に前記溝部内に供給するインク供給手段と、を備えていることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項７】
請求項６記載のインクジェットヘッドと、
前記被記録媒体を予め決められた方向に搬送する搬送手段と、
前記被記録媒体の搬送方向に直交する方向に前記ヘッドチップを往復移動させる移動手段と、を備えている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、ヘッドチップ、インクジェットヘッドおよびインクジェット記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のヘッドチップは、一方の表面に、一方向に沿って延在しかつインクが充填される溝部が前記一方向と直交する方向に間隔をあけて複数形成されるとともに、他方の表面側が被記録媒体に対向させられるアクチュエータプレートと、複数の前記溝部をアクチュエータプレートの一方の表面側から封止するインク室プレートと、このインク室プレートに形成されて、複数の前記溝部に連通するインク供給孔と、前記アクチュエータプレートの他方の表面に形成されて、複数の前記溝部に各別に連通する複数のインク吐出孔と、前記溝部を画成する両側壁に設けられ、駆動電圧が印加されたときにこれらの側壁を変形させてこの溝部内の容積を変化させることにより、前記インクをインク吐出孔から外部に吐出させる圧電素子と、前記アクチュエータプレートの他方の表面に設けられ、前記複数のインク吐出孔に対向する各位置にノズル孔が形成されたノズルプレートと、を備えている。
また、インクジェットヘッドは、前記ヘッドチップと、前記インク室プレートに設けられ、前記インク供給孔に連通される供給継手を有するプレートカバーと、前記供給継手に一端側が接続され、内部を前記インクが流動する供給チューブと、前記インクが予め封入されるとともに前記供給チューブの他端側が接続され、前記ノズル孔が所定の負圧となる水頭差を利用して、封入されているインクを供給チューブに供給するインクタンクと、  前記圧電素子に駆動電圧を印加して前記インクを吐出させる制御手段と、前記インクを吐出させている際に、前記供給チューブ内のインクを強制的に前記溝部内に供給するインク供給手段と、を備えている。
さらに、インクジェット記録装置は、前記インクジェットヘッドと、前記被記録媒体を予め決められた方向に搬送する搬送手段と、前記被記録媒体の搬送方向に直交する方向に前記ヘッドチップを往復移動させる移動手段と、を備えている。
そして、以上のように構成されたインクジェット記録装置は、インクタンクからインク供給管を介してインクジェットヘッドにインクを供給し、該インクジェットヘッドのノズル孔からインク滴を例えば記録紙等の被記録媒体に吐出することで図形や文字等を記録できるように構成されている。また、被記録媒体に図形や文字等を記録するに際し、この被記録媒体がインクを吸収し易い性状を有する場合には、被記録媒体の同一箇所に例えば一回から数回だけノズル孔からインク滴を吐出する一方、この被記録媒体がインクを吸収し難い性状を有する場合には、被記録媒体の同一箇所に例えば多数回にわたってノズル孔からインク滴を吐出していた。
ところで、この記録装置においてはその使用の過程で、例えば紙粉等の異物が外部からノズル孔内に進入したり、あるいはアクチュエータプレートの前記溝部内からノズル吐出孔を介してノズル孔内に進入したりして、この異物がノズル孔内に嵌まり込むことにより、ノズル孔からのインク滴の吐出が妨げられ、例えば印刷ムラ等が生じて印刷品質を低下させたり、場合によってはインクジェットヘッドを交換しなければならなくなるおそれもあった。
この異物を除去するための手段として、従来から、例えば下記特許文献１に示されるように、アクチュエータプレートの前記溝部側からノズル孔内を吸引したり、あるいはノズル孔の外側からノズル孔内を吸引したり、さらには異物が溶解可能な洗浄液を循環させたりすることが知られている。
【特許文献１】特開２００５−２６２５２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、いずれの手段においても、前述の吸引や循環を繰り返さなければ、ノズル孔内に嵌まり込んだ異物を除去することが困難であり、インクを大量に浪費するばかりでなく時間もかかってしまうおそれがあった。
また、従来から、被記録媒体がインクを吸収し易い性状か否かに因らず記録速度を高速にすることに対する要望もあった。
【０００４】
本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、ノズル孔内の異物を容易に除去することが可能で、しかも記録速度を高めることができるヘッドチップ、インクジェットヘッドおよびインクジェット記録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】
【０００５】
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明のヘッドチップは、一方の表面に、一方向に沿って延在しかつインクが充填される溝部が前記一方向と直交する方向に間隔をあけて複数形成されるとともに、他方の表面側が被記録媒体に対向させられるアクチュエータプレートと、複数の前記溝部をアクチュエータプレートの一方の表面側から封止するインク室プレートと、このインク室プレートに形成されて、複数の前記溝部に連通するインク供給孔と、前記アクチュエータプレートの他方の表面に形成されて、複数の前記溝部に各別に連通する複数のインク吐出孔と、前記溝部を画成する両側壁に設けられ、駆動電圧が印加されたときにこれらの側壁を変形させてこの溝部内の容積を変化させることにより、前記インクをインク吐出孔から外部に吐出させる圧電素子と、前記アクチュエータプレートの他方の表面に設けられ、前記複数のインク吐出孔に対向する各位置にノズル孔が形成されたノズルプレートと、を備えるヘッドチップであって、前記ノズル孔は、前記インク吐出孔側の基端から先端に向かうに従い漸次縮径され、前記ノズルプレートには、前記ノズル孔の先端縁からその径方向の外側に向けて延びるスリットが形成されていることを特徴とする。
また、本発明のインクジェットヘッドは、本発明のヘッドチップと、前記インク室プレートに設けられ、前記インク供給孔に連通される供給継手を有するプレートカバーと、前記供給継手に一端側が接続され、内部を前記インクが流動する供給チューブと、前記インクが予め封入されるとともに前記供給チューブの他端側が接続され、前記ノズル孔が所定の負圧となる水頭差を利用して、封入されているインクを供給チューブに供給するインクタンクと、前記圧電素子に駆動電圧を印加して前記インクを吐出させる制御手段と、前記インクを吐出させている際に、前記供給チューブ内のインクを強制的に前記溝部内に供給するインク供給手段と、を備えていることを特徴とする。
さらに、本発明のインクジェット記録装置は、本発明のインクジェットヘッドと、前記被記録媒体を予め決められた方向に搬送する搬送手段と、前記被記録媒体の搬送方向に直交する方向に前記ヘッドチップを往復移動させる移動手段と、を備えていることを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、ノズルプレートにスリットが形成されているので、例えば、溝部側から、あるいはノズル孔の外側からノズル孔内を吸引してこの吸引力をノズル孔に作用させたときに、このノズル孔を拡径変形させ易くすることが可能になる。したがって、例えば紙粉等の異物が外部からノズル孔内に進入したり、あるいは溝部内からノズル吐出孔を介してノズル孔内に進入したりして仮にノズル孔内に嵌まり込んだとしても、前述の吸引を数多く繰り返すことなく、速やかにノズル孔内から除去することができる。
また、ノズル孔の内径は現行同等に維持したまま前記スリットを形成すれば、前述の作用効果を奏功させることが可能になるので、ノズル孔からのインク滴の吐出量は現行同等に維持することができる。
さらにまた、前記スリットが形成されていることから、異物が前述のようにノズル孔内に進入しても、ノズル孔の内周面をこの異物の外形に沿うように拡径変形させ易くすることが可能になり、異物がノズル孔内に嵌り込むこと自体を抑制することも可能になる。
また、前記スリットが形成されているので、圧電素子に印加する駆動電圧の変化に応じてノズル孔の内径を変化させ易くすることが可能になり、ノズル孔からのインク滴の吐出量を可変にすることもできる。したがって、被記録媒体に図形や文字等を記録する際に、圧電素子に印加する駆動電圧を、インクを吸収し難い被記録媒体に記録する場合の方を、インクを吸収し易い被記録媒体に記録する場合と比べて高くすることによって、ノズル孔からのインク滴の吐出量を、インクを吸収し難い被記録媒体に記録する場合の方を、インクを吸収し易い被記録媒体に記録する場合と比べて多くすることが可能になり、インクを吸収し難い被記録媒体への記録時にノズル孔からインク滴を吐出する回数を従来と比べて低減して記録時間の短縮化を図ることができる。
【０００７】
ここで、前記スリットは、前記ノズル孔の周方向に等間隔をあけて複数形成されるとともに、各スリットの長さは互いに同等になってもよい。
この場合、スリットが、ノズル孔の周方向に等間隔をあけて複数形成されるとともに、各スリットの長さが互いに同等になっているので、前述のようにノズル孔内を吸引したとき、および圧電素子に印加する駆動電圧が変化したときに、ノズル孔をその全周にわたって均等に拡縮変形させることが可能になり、前述の作用効果が確実に奏功されるとともに、前記スリットを設けたことによりこのノズル孔から吐出されるインク滴の形状が崩れて印刷品質が低下するのを防止することができる。
【０００８】
また、前記ノズルプレートの表裏面のうち前記アクチュエータプレートの他方の表面上に位置する裏面、および前記ノズル孔の内周面の少なくとも一方において、前記スリットに前記径方向の外側から連なる部分に、凹部が形成されてもよい。
この場合、前記凹部が形成されているので、インク吐出孔からのインクや異物を引っ掛かりなくスムーズにノズル孔内に到達させることが可能になる。したがって、印刷ムラ等が生ずるのをより一層抑制することが可能になるとともに、前記スリットが形成されていることと相俟ってインク吐出孔からの異物をノズル孔内に留めることなく確実に外部に排出することができる。
【０００９】
この構成において、前記凹部は、前記ノズル孔の基端部に、前記ノズルプレートの裏面および前記ノズル孔の内周面の双方に跨って形成されてもよい。
この場合、凹部が、ノズル孔の基端部にノズルプレートの裏面およびノズル孔の内周面の双方に跨って形成されているので、インク吐出孔からのインクや異物がノズル孔の基端部に引っ掛かるのを抑制することが可能になり、前述した印刷品質やインク吐出孔からの異物の排出性を確実に向上することができる。
【００１０】
さらに、前記ノズル孔の内周面と、前記ノズルプレートの表裏面のうち被記録媒体に対向させられる表面とが、前記ノズル孔の外側でなす角度は、１０°以上２０°以下となってもよい。
この場合、前述の作用効果が確実に奏功されることになる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るヘッドチップ、インクジェットヘッドおよびインクジェット記録装置によれば、ノズル孔内の異物を容易に除去することが可能で、しかも記録速度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係るヘッドチップ、インクジェットヘッドおよびインクジェット記録装置の一実施形態を、図１から図７を参照して説明する。なお、本実施形態では、インクジェット記録装置の一例として、インクジェットプリンタを例に挙げて説明する。
本実施形態のインクジェットプリンタ１は、シャトルタイプのプリンタであって、図１に示すように、それぞれで異なる色のインクＷを吐出する複数のインクジェットヘッド２と、記録紙Ｐを予め決められた搬送方向Ｌ１に搬送する搬送手段３と、この搬送方向Ｌ１に直交する直交方向Ｌ２に、インクジェットヘッド２の後述するヘッドチップ１０を往復移動させる移動手段４とを備え、記録紙Ｐを搬送方向Ｌ１に搬送しながら、前記直交方向Ｌ２にヘッドチップ１０を移動させて、記録紙Ｐに文字や図形等を記録するように構成されている。なお、図示の例では、４つのインクジェットヘッド２を備え、ブラック、シアン、マゼンタおよびイエローのインクＷを吐出する場合を例にしている。なお、これら４つのインクジェットヘッド２は全て同一の構成となっている。
【００１３】
インクジェットヘッド２は、図１および図２に示すように、ヘッドチップ１０と、プレートカバー１１と、供給チューブ１２と、インクタンク１４と、制御手段１５と、インク供給手段１６とを備えている。また、ヘッドチップ１０は、ケース１７内に組み込まれた状態で、図１に示すようにキャリッジ部１８に搭載されている。
このキャリッジ部１８は、基台２０に直交方向Ｌ２に沿って延設された一対のガイドレール２１上に直交方向Ｌ２に移動自在に配設されるとともに、直交方向Ｌ２に間隔をあけて配置された一対のプーリ２２に巻回された搬送ベルト２３に連結されている。一対のプーリ２２のうち、一方のプーリ２２は基台２０に固定された駆動モータ２４からの回転駆動力を受けて回転するようになっている。これにより、キャリッジ部１８は、直交方向Ｌ２に沿って往復移動できるようになっている。すなわち、これら一対のガイドレール２１、一対のプーリ２２、搬送ベルト２３および駆動モータ２４は、上記移動手段４を構成している。
【００１４】
また、基台２０には、軸線が直交方向Ｌ２に沿って延在させられた一対の搬送ローラ２５が、搬送方向Ｌ１に間隔あけて２組設けられている。これら２組の搬送ローラ２５同士の間に、一対のガイドレール２１が配置されている。一対の搬送ローラ２５は、それぞれの軸線が、搬送方向Ｌ１および直交方向Ｌ２の双方に直交する方向に互いに間隔をあけるようにして配置されており、この一対の搬送ローラ２５同士の間に記録紙Ｐが挟み込まれる。また、一対の搬送ローラ２５は、図示しないモータによって各軸線回りに互いに逆方向に回転するように支持されており、これらの搬送ローラ２５同士の間に挟み込まれた記録紙Ｐを搬送方向Ｌ１に搬送するようになっている。すなわち、これら一対の搬送ローラ２５は、上記搬送手段３を構成している。
【００１５】
上記ヘッドチップ１０は、図２から図５に示すように、アクチュエータプレート３０と、ノズルプレート３１と、インク室プレート３２とを備えている。
アクチュエータプレート３０は、圧電セラミック材料等で形成されたプレートであり、図２に示すように、他方の表面３０ａ側が記録紙Ｐに対向するようにケース１７内に設けられている。また、アクチュエータプレート３０の一方の表面３０ｂには、図４に示すように、一方向Ｌ４に沿って延在しかつインクＷが充填される溝部３０ｃが一方向Ｌ４と直交する方向Ｌ３に間隔をあけて複数形成されている。
【００１６】
本実施形態の溝部３０ｃは、アクチュエータプレート３０の前記一方向Ｌ４における一方の端面に開口し、かつ他方の端面に向かうにしたがって徐々に深さが浅くなるように形成されている。また、アクチュエータプレート３０の一方の端面には、その全域にわたってエンドプレート３３が図示しない接着剤により接着されており、アクチュエータプレート３０の一方の端面に開口した複数の溝部３０ｃを閉塞している。
なお、溝部３０ｃは、アクチュエータプレート３０の一方の端面に開口しないように形成されていても構わない。
【００１７】
また、アクチュエータプレート３０の他方の表面３０ａには、複数の溝部３０ｃの各底面に各別に開口する複数のインク吐出孔３０ｄが形成されている。
また、複数の溝部３０ｃそれぞれの両側壁には、駆動電圧が印加されたときに、これらの側壁を圧電厚み滑り効果により変形させて溝部３０ｃ内の容積を変化させることにより、溝部３０ｃ内に充填されたインクＷをインク吐出孔３０ｄから外部に吐出させる電極パターン（圧電素子）３４が形成されている。溝部３０ｃの両側壁に形成された各電極パターン３４は、この溝部３０ｃにおいてアクチュエータプレート３０の他方の端面側に位置する部分（以下、溝部３０の他端側という）で接続されて一体に形成されている。
【００１８】
ノズルプレート３１は、ポリイミドフィルム等からなる薄いプレートであり、図３から図５および図７に示すように、アクチュエータプレート３０の他方の表面３０ａに図示しない接着剤で接着されている。このノズルプレート３１には、複数のインク吐出孔３０ｄに対向する各位置にノズル孔２６が形成されている。
これらのノズル孔２６は、図７に示されるように、インク吐出孔３０ｄ側の基端から先端に向かうに従い漸次縮径されている。これにより、メニスカスを発生させてノズル孔２６からインクＷが垂れ落ちるのを防いでいる。また、ノズル孔２６の内周面と、ノズルプレート３１の表裏面のうち記録紙Ｐに対向させられる表面３１ａとが、ノズル孔２６の外側でなす角度θは、１０°以上２０°以下となっている。
なお、ノズルプレート３１の表面３１ａには、インクＷの付着等を防止するために撥水性を有する図示しない撥水膜がコーティングされている。
【００１９】
上記インク室プレート３２は、図３から図５に示すように、複数の溝部３０ｃをアクチュエータプレート３０の一方の表面３０ｂ側から封止するように、アクチュエータプレート３０の一方の表面３０ｂに図示しない接着剤で接着されている。この際、溝部３０ｃの両側壁に形成された各電極パターン３４においてこの溝部３０ｃの他端側で接続された部分の一部が外部に露出している。
また、インク室プレート３２には、複数の溝部３０ｃの各他端側に連通するインク供給孔３２ａが形成されている。これにより、複数の溝部３０ｃは、その他端側を除く全体がインク室プレート３２によって封止され、インク供給孔３２ａを介して溝部３０ｃ内にインクＷが供給されるようになっている。なお、上記エンドプレート３３は、アクチュエータプレート３０だけでなく、インク室プレート３２の一方の端面にも接合されている。
【００２０】
上記プレートカバー１１には、図３および図５に示すように、インク室プレート３２のインク供給孔３２ａに連通する供給継手１１ａが設けられ、このプレートカバー１１は図示しない接着剤によりインク室プレート３２に接着されている。
また、プレートカバー１１には、供給継手１１ａを介して流れてきたインクＷを濾過するフィルタ３５が取り付けられている。このフィルタ３５は、微細な開口が複数開いたメッシュ状のものであり、インクＷに含まれてしまった所定サイズ以上の異物を除去している。なお、このプレートカバー１１と上述したヘッドチップ１０とで、ヘッドチップユニット３６を構成している。
【００２１】
上記供給チューブ１２は、内部をインクＷが流動するチューブである。供給チューブ１２は、一端側が後述するダンパ４５を介してプレートカバー１１の供給継手１１ａに接続されるとともに、他端側が図２に示すようにインクタンク１４に接続されている。なお、供給チューブ１２は、キャリッジ部１８によるヘッドチップ１０の移動を妨げないように、軟質な材料で形成された可撓性を有する長尺なチューブとなっている。
【００２２】
インクタンク１４は、図１に示すように、内部に予め所定量のインクＷが封入されており、基台２０に並設されている。このインクタンク１４の底部は、ノズル孔２６に所定の負圧がかかるように、図２に示すようにケース１７の底面から距離Ｈ（例えば、数十ｃｍ）だけ下方に位置している。これにより、インクタンク１４内に封入されているインクＷが供給チューブ１２を介して溝部３０ｃ内に供給可能とされるとともに、インクＷの漏れが防止されている。
【００２３】
ヘッドチップ１０が収容されているケース１７内には、図２および図３に示すように、ヘッドチップ１０を駆動するための集積回路等の駆動回路４０が搭載されたＩＣ基板４１が設けられている。そして、この駆動回路４０と、複数の溝部３０ｃの他端側に位置して外部に露出された電極パターン３４とが、複数の引き出し電極４２が形成されたフレキシブル基板４３を介して接続されている。なお、フレキシブル基板４３に形成された引き出し電極４２は、図４に示すように、複数の溝部３０ｃの各他端側に嵌まり込む形で電極パターン３４に接続されている。そして駆動回路４０は、引き出し電極４２を介して電極パターン３４に駆動電圧を印加することで、インクＷを吐出させている。すなわち、ＩＣ基板４１およびフレキシブル基板４３は、上記制御手段１５を構成している。
【００２４】
上記インク供給手段１６は、インクＷを吐出させている間に、供給チューブ１２内のインクＷを溝部３０ｃ内に供給するものである。このインク供給手段１６は、図２および図３に示すように、ダンパ４５とプレートカバー１１とから構成されている。
【００２５】
ダンパ４５は、供給チューブ１２とプレートカバー１１との間に配置され、ヘッドチップ１０の移動によって生じる慣性力を緩和して各溝部３０ｃ内の圧力変動を吸収させるものである。
具体的にこのダンパ４５は、片面側が開口したダンパケース４５ａと、ダンパケース４５ａの開口を塞ぐダンパフィルム４５ｂとから構成されている。ダンパケース４５ａは、平面視略矩形状に形成されており、供給チューブ１２に接続される一方の継手４５ｃと、プレートカバー１１の供給継手１１ａに接続される他方の継手４５ｄとが略対角関係となるように設けられている。
【００２６】
ダンパフィルム４５ｂは、ダンパケース４５ａの外枠に固着されており、図２に示すように、ヘッドチップ１０の移動に伴う慣性力を受けて、膨らんだり凹んだりするようになっている。これにより、ダンパ４５の容積が変動して、２つの継手４５ｃ、４５ｄからダンパ４５の内部にインクＷが吸引されたり、２つの継手４５ｃ、４５ｄからインクＷを送り出したりすることができるようになっている。
【００２７】
次に、上述したように構成されたインクジェットプリンタ１を利用して記録紙Ｐに文字や図形等を記録する場合について以下に説明する。
なお、初期状態として、４つのインクタンク１４にはそれぞれブラック、シアン、マゼンタおよびイエローのインクＷが封入されているものとする。また、水頭差によって、インクタンク１４内のインクＷが供給チューブ１２、ダンパ４５および複数の溝部３０ｃにわたって既に充填されているものとする。また、ノズル孔２６には、メニスカスによってインクＷが保持された状態となっている。
【００２８】
このような初期状態の元、インクジェットプリンタ１を作動させると、一対の搬送ローラ２５が回転して記録紙Ｐを搬送方向Ｌ１に向けて搬送する。また、これと同時に駆動モータ２４がプーリ２２を回転させて搬送ベルト２３を動かす。これにより、キャリッジ部１８が一対のガイドレール２１でガイドされながら直交方向Ｌ２に移動する。そしてこの間に、各インクジェットヘッド２のヘッドチップ１０から４色のインク滴Ｗ１を記録紙Ｐに吐出させることで、文字や図形等の記録を行うことができる。特に、シャトル方式であるので、記録紙Ｐの所望する範囲に対して正確に記録を行うことができる。
【００２９】
ここで、各インクジェットヘッド２の動きについて、以下に詳細に説明する。
キャリッジ部１８によってヘッドチップ１０が移動すると、ＩＣ基板４１の駆動回路４０は、引き出し電極４２を介して所望する電極パターン３４に駆動電圧を印加する。
例えば、一の溝部３０ｃの側壁に形成されている電極パターン３４に正の駆動電圧を印加するとともに、隣接する他の溝部３０ｃの側壁に形成された電極パターン３４を接地させる。すると、電極パターン３４の圧電厚み滑り効果により、前記一の溝部３０ｃの側壁が変形する。これにより、前記一の溝部３０ｃ内の容積が減少して圧力が高まり、充填されたインクＷがインク吐出孔３０ｄから外部に吐出する。そして、この吐出されたインクＷは、ノズル孔２６を通過するが、この過程において液滴状、すなわちインク滴Ｗ１になる。このインク滴Ｗ１が記録紙Ｐに到達することで、記録紙Ｐに文字や図形等が記録される。なお、ノズル孔２６が負圧になってメニスカスが保たれているので、インクＷの漏れ等もなく記録を行うことができる。
【００３０】
ところでキャリッジ部１８の移動に伴って、ヘッドチップ１０と同じケース１７内に設けられているプレートカバー１１、供給チューブ１２やダンパ４５も同時に移動する。この際ダンパ４５は、ヘッドチップ１０の移動によって生じる慣性力により内圧が変動する。すなわち、ダンパフィルム４５ｂが慣性力を受けて、図２に示されるように膨らんだり凹んだりするので、ダンパ４５の容積が変動する。
【００３１】
そして、ダンパフィルム４５ｂが膨らんだ時には、供給チューブ１２内のインクＷを一旦内部に吸引して溜め込む。
一方、ダンパフィルム４５ｂが凹むと、ダンパ４５は溜め込んだインクＷを外部に送り出す。このようにダンパ４５は、その容積を変化させることにより、内圧の変動を吸収しかつ溜め込んだインクＷを他方の継手４５ｄを介してプレートカバー１１側に流し溝部３０ｃ内に送り込む。
【００３２】
ここで、本実施形態では、図６および図７に示されるように、ノズルプレート３１には、ノズル孔２６の先端縁２６ａからその径方向の外側に向けて延びるスリット２７が形成されている。図示の例では、スリット２７は、ノズル孔２６の周方向に等間隔をあけて複数（例えば８個）形成されるとともに、各スリット２７の長さは互いに同等になっている。また、ノズルプレート３１の表裏面のうちアクチュエータプレート３０の他方の表面３０ａ上に接着された裏面３１ｂ、およびノズル孔２６の内周面の少なくとも一方において、スリット２７に前記径方向の外側から連なる部分に凹部２８が形成されている。
【００３３】
図示の例では、スリット２７は、前記径方向に沿って延在し、ノズル孔２６の先端縁２６ａから、インク吐出孔３０ｄ側の基端縁２６ｂに前記径方向の内側から近接する部分に達している。なお、スリット２７は、前記径方向に沿って延在し、ノズル孔２６の先端縁２６ａから基端縁２６ｂに達してもよい。そして、凹部２８は、ノズル孔２６の基端部に、ノズルプレート３１の裏面３１ｂおよびノズル孔２６の内周面の双方に跨って形成されている。また、ノズル孔２６の周方向で隣り合う各凹部２８は互いに独立している。これにより、凹部２８がノズル孔２６の全周にわたって延在している構成と比べて、この凹部２８内にインクＷが溜まり難くなっている。
【００３４】
さらに、スリット２７の前記径方向における外方端は、ノズル孔２６の平面視において凹部２８の前記周方向における中央部に位置している。また、凹部２８は、前記径方向の外側に向かうに従い漸次前記周方向における長さが小さくなっている。ここで、複数の凹部２８それぞれの前記径方向の外方端を、前記周方向で結んだ仮想円の直径は、インク吐出孔３０ｄの、アクチュエータプレート３０の他方の表面３０ａにおける直径と比べて同等か若干小さくなっている。これにより、ノズル吐出孔３０ｄからノズル孔２６内に流れ込んだインクＷが、ノズル孔２６の基端部で滞留することなくスムーズにその先端縁２６ａに向けて流れるようになっている。
【００３５】
そして、以上のノズル孔２６では、電極パターン３４に印加する駆動電圧が１ボルト高くなるとインク滴Ｗ１の吐出量が約３ピコリットル増大するようになっている。なお、本実施形態のノズル孔２６と同形同大のノズル孔で、前述のスリット２７および凹部２８を有しない構成では、電極パターン３４に印加する駆動電圧が１ボルト高くなるとインク滴Ｗ１の吐出量が約０．５〜１．０ピコリットル増大するようになっている。
なお、スリット２７は、例えばノズル孔２６を形成した後にレーザ加工等を施すことにより形成することができる。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態に係るヘッドチップ１０、インクジェットヘッド２およびインクジェットプリンタ１によれば、ノズルプレート３１にスリット２７が形成されているので、例えば、溝部３０ｃ側から、あるいはノズル孔２６の外側からノズル孔２６内を吸引してこの吸引力をノズル孔２６に作用させたときに、このノズル孔２６を拡径変形させ易くすることが可能になる。したがって、例えば紙粉等の異物が外部からノズル孔２６内に進入したり、あるいは溝部３０ｃ内からノズル吐出孔３０ｄを介してノズル孔２６内に進入したりして仮にノズル孔２６内に嵌まり込んだとしても、前述の吸引を数多く繰り返すことなく、速やかにノズル孔２６内から除去することができる。
【００３７】
また、ノズル孔２６の内径は現行同等に維持したままスリット２７を形成すれば、前述の作用効果を奏功させることが可能になるので、ノズル孔２６からのインク滴Ｗ１の吐出量は現行同等に維持することができる。
さらにまた、スリット２７が形成されていることから、異物が前述のようにノズル孔２６内に進入しても、ノズル孔２６の内周面をこの異物の外形に沿うように拡径変形させ易くすることが可能になり、異物がノズル孔２６内に嵌り込むこと自体を抑制することも可能になる。
【００３８】
また、スリット２７が形成されているので、電極パターン３４に印加する駆動電圧の変化に応じてノズル孔２６の内径を変化させ易くすることが可能になり、ノズル孔２６からのインク滴Ｗ１の吐出量を可変にすることもできる。したがって、記録紙Ｐに図形や文字等を記録する際に、電極パターン３４に印加する駆動電圧を、インクを吸収し難い記録紙Ｐに記録する場合の方を、インクを吸収し易い記録紙Ｐに記録する場合と比べて高くすることによって、ノズル孔２６からのインク滴Ｗ１の吐出量を、インクを吸収し難い記録紙Ｐに記録する場合の方を、インクを吸収し易い記録紙Ｐに記録する場合と比べて多くすることが可能になり、インクを吸収し難い記録紙Ｐへの記録時にノズル孔２６からインク滴Ｗ１を吐出する回数を従来と比べて低減して記録時間の短縮化を図ることができる。
【００３９】
さらに、スリット２７が、ノズル孔２６の周方向に等間隔をあけて複数形成されるとともに、各スリット２７の長さが互いに同等になっているので、前述のようにノズル孔２６内を吸引したとき、および電極パターン３４に印加する駆動電圧が変化したときに、ノズル孔２６をその全周にわたって均等に拡縮変形させることが可能になり、前述の作用効果が確実に奏功されるとともに、スリット２７を設けたことによりこのノズル孔２６から吐出されるインク滴Ｗ１の形状が崩れて印刷品質が低下するのを防止することができる。
【００４０】
また、スリット２７に前記径方向の外側から連なる部分に凹部２８が形成されているので、インク吐出孔３０ｄからのインクＷや異物を引っ掛かりなくスムーズにノズル孔２６内に到達させることが可能になる。したがって、印刷ムラ等が生ずるのをより一層抑制することが可能になるとともに、スリット２７が形成されていることと相俟ってインク吐出孔３０ｄからの異物をノズル孔２６内に留めることなく確実に外部に排出することができる。
【００４１】
さらに、凹部２８が、ノズル孔２６の基端部にノズルプレート３１の裏面３１ｂおよびノズル孔２６の内周面の双方に跨って形成されているので、インク吐出孔３０ｄからのインクＷや異物がノズル孔２６の基端部に引っ掛かるのを抑制することが可能になり、前述した印刷品質やインク吐出孔３０ｄからの異物の排出性を確実に向上することができる。
また、ノズル孔２６の内周面と、ノズルプレート３１の表面３１ａとが、ノズル孔２６の外側でなす角度θが１０°以上２０°以下となっているので、前述の作用効果が確実に奏功されることになる。
【００４２】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、インクジェット記録装置の一例として、インクジェットプリンタ１を例に挙げて説明したが、プリンタに限られるものではない。例えば、ファックスやオンデマンド印刷機等であっても構わない。
また、上記実施形態では、各溝部３０ｃの底面にインク吐出孔３０ｄを１つだけ形成した場合を例にしたが、溝部３０ｃの延在する方向に沿って複数のインク吐出孔３０ｄを形成しても構わない。また、この場合には、インク吐出孔３０ｄの数に合わせてノズルプレート３１にノズル孔２６を形成すれば良い。
このように構成することで、１つの溝部３０ｃから一度に複数のインク滴Ｗ１を吐出することができる。従って、より多彩な記録を行うことができる。
【００４３】
また、スリット２７は１つだけ形成してもよいし、複数のスリット２７の長さを互いに異ならせてもよい。
また、上記実施形態に代えて、スリット２７および凹部２８の双方をノズル孔２６の基端縁２６ｂよりも前記径方向の内方に位置させてもよく、あるいはスリット２７をノズル孔２６の先端縁２６ａから基端縁２６ｂを越えて延在させるとともに、凹部２８を基端縁２６ｂよりも前記径方向の外方に位置させる、すなわちノズル孔２６の内周面には形成しないでノズルプレート３１の裏面３１ｂにのみ形成してもよい。
また、ノズル孔２６の内周面とノズルプレート３１の表面３１ａとが、ノズル孔２６の外側でなす角度θは、前記実施形態に限らず適宜変更してもよい。
また、スリット２７は、ノズルプレート３１に形成された複数のノズル孔２６のうち少なくとも１つのノズル孔２６について形成すればよい。
【００４４】
また、前記実施形態では、アクチュエータプレート３０の他方の表面３０ａに、インク吐出孔３０ｄを形成し、かつノズル孔２６が形成されたノズルプレート３１を接着したが、これに代えて例えば、エンドプレート３３に、インク吐出孔を形成し、かつノズル孔が形成されたノズルプレートを接着してもよい。これらのインク吐出孔およびノズル孔を通してインク滴Ｗ１を吐出するような構成を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る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に示すインクジェット記録装置を構成するインクジェットヘッドの概略構成図である。
【図３】図２に示すインクジェットヘッドの分解斜視図である。
【図４】図２および図３に示すインクジェットヘッドを構成するヘッドチップの分解斜視図である。
【図５】図２から図４に示すヘッドチップ周辺の断面図である。
【図６】図３から図５に示すノズル孔をノズルプレートの裏面側から見た平面図である。
【図７】図３から図６に示すノズル孔の一部拡大縦断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  インクジェットプリンタ（インクジェット記録装置）
２  インクジェットヘッド
３  搬送手段
４  移動手段
１０  ヘッドチップ
１１  プレートカバー
１１ａ  供給継手
１２  供給チューブ
１４  インクタンク
１５  制御手段
１６  インク供給手段
２６  ノズル孔
２６ａ  先端縁
２７  スリット
２８  凹部
３０  アクチュエータプレート
３０ａ  他方の表面
３０ｂ  一方の表面
３０ｃ  溝部
３０ｄ  インク吐出孔
３１  ノズルプレート
３１ａ  表面
３１ｂ  裏面
３２  インク室プレート
３２ａ  インク供給孔
３４  電極パターン（圧電素子）
Ｌ１  搬送方向
Ｌ４  一方向
Ｐ  記録紙（被記録媒体）
Ｗ  インク
θ  角度
【図１】
2009119640.tif 000003
【図２】
2009119640.tif 000004
【図３】
2009119640.tif 000005
【図４】
2009119640.tif 000006
【図５】
2009119640.tif 000007
【図６】
2009119640.tif 000008
【図７】
2009119640.tif 000009