特許 7047840 インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-03-28

(45)【発行日】2022-04-05

(54)【発明の名称】インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/14 20060101AFI20220329BHJP

   B41J 2/18 20060101ALI20220329BHJP

【ＦＩ】

B41J2/14 605

B41J2/18

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2019523457

(86)(22)【出願日】2018-05-28

(86)【国際出願番号】 JP2018020281

(87)【国際公開番号】W WO2018225551

(87)【国際公開日】2018-12-13

【審査請求日】2020-12-23

(31)【優先権主張番号】P 2017113968

(32)【優先日】2017-06-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001270

【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001254

【氏名又は名称】特許業務法人光陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】濱野 光

(72)【発明者】

【氏名】下村 章人

【審査官】小宮山 文男

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０１０８６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１５８１７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０５４８２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１１－５２０６７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－１４３５７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１１６２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ４１Ｊ ２／０１－２／２１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

インクを射出する複数のノズルと、
前記複数のノズルの各々に連通し、インクが貯留される複数の圧力室と、
前記複数の圧力室の各々に対応して設けられ、前記圧力室内のインクに圧力を加える複数の圧力発生手段と、
前記複数の圧力室の各々から分岐して設けられ、当該複数の圧力室内のインクを排出可能な複数の個別インク排出路と、
前記複数の個別インク排出路が連結された共通インク排出路と、を備え、
前記個別インク排出路は、前記圧力室から前記共通インク排出路への方向に向かって、前記圧力室との接続端を最小流路断面積として流路断面積が徐々に拡大する拡大流路を有し、流路断面積を縮小する流路を有しないインクジェットヘッド。

【請求項2】

インクを射出する複数のノズルと、
前記複数のノズルの各々に連通し、インクが貯留される複数の圧力室と、
前記複数の圧力室の各々に対応して設けられ、前記圧力室内のインクに圧力を加える複数の圧力発生手段と、
前記複数の圧力室の各々から分岐して設けられ、当該複数の圧力室内のインクを排出可能な複数の個別インク排出路と、
前記複数の個別インク排出路が連結された共通インク排出路と、を備え、
前記個別インク排出路は、前記圧力室から前記共通インク排出路への方向に向かって流路断面積が拡大する拡大流路を有し、前記複数の圧力室の各々に少なくとも二つ設けられているインクジェットヘッド。

【請求項3】

前記拡大流路は、流路中心軸方向の所定長さに亘って流路断面積が一様の絞り部を有し、当該絞り部の前記圧力室に対する反対側が当該絞り部より流路断面積が拡大している請求項２に記載のインクジェットヘッド。

【請求項4】

前記絞り部は、前記圧力室に接して連続している請求項３に記載のインクジェットヘッド。

【請求項5】

前記拡大流路は、前記圧力室から前記共通インク排出路への方向に向かって一定の割合で流路断面積が拡大するテーパー流路を有する請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。

【請求項6】

前記テーパー流路は、前記ノズルの軸方向の流路断面幅のみ変化している請求項５に記載のインクジェットヘッド。

【請求項7】

前記個別インク排出路の少なくとも前記圧力室との接続端における前記ノズルの軸方向に垂直な方向について流路断面幅が、同方向について前記圧力室の幅に一致している請求項６に記載のインクジェットヘッド。

【請求項8】

前記個別インク排出路は、前記拡大流路より前記共通インク排出路側に絞り部を有する請求項２から請求項４までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。

【請求項9】

前記拡大流路の上流側最小流路断面が前記圧力室に接続している請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。

【請求項10】

請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッドと、
前記圧力室から前記個別インク排出路への循環流を発生させるためのインクの供給手段と、
を備え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、インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、インクジェットヘッドに設けられた複数のノズルから、圧力室内に貯留するインクを射出して記録媒体に画像を形成するインクジェット記録装置が知られている。
このようなインクジェット記録装置では、インクジェットヘッド内に発生した気泡や混入した異物等によって、ノズルが詰まり、射出不良等の問題が生じる場合がある。また、インクの種類によっては、長時間使用しないままにしておくと、インク粒子の沈降等によってノズル付近のインク粘度が高まり、安定したインクの射出性能が得難い場合がある。

【0003】

そこで、ヘッド内に、圧力室のインクを循環可能な流路を備え、ヘッド内の気泡や異物等をインクとともにヘッドの外部に排出できるインクジェットヘッドが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
例えば、特許文献１には、ヘッド内部に、各圧力室からのインクを排出可能な個別インク排出路と、複数の個別インク排出路が合流する共通インク排出路と、を備えたインクジェットヘッドが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第５３８５９７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

このようなインクジェットヘッドにおいて、気泡や異物等を排出しやすくするためには、個別インク排出路の断面積を大きくするなどして流路抵抗を小さくし、当該個別インク排出路にインクを流れやすくする必要がある。すなわち、循環流量を上げる必要がある。
しかし、インクを射出させる際の圧力波（射出エネルギー）が個別インク排出路に逃げないように、個別インク排出路の流路抵抗を高くする必要がある。
以上の個別インク排出路の流路抵抗を小さくする必要性と、高くする必要性とが相反するという問題があった。

【0006】

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、インクとともにヘッドチップ内の気泡や異物等を効果的に除去するための圧力室からのインク排出流量を確保できるとともに、圧力室から個別インク排出路への圧力波の逃げを抑制できるインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題の解決のために、請求項１に記載の発明は、インクジェットヘッドであって、
インクを射出する複数のノズルと、
前記複数のノズルの各々に連通し、インクが貯留される複数の圧力室と、
前記複数の圧力室の各々に対応して設けられ、前記圧力室内のインクに圧力を加える複数の圧力発生手段と、
前記複数の圧力室の各々から分岐して設けられ、当該複数の圧力室内のインクを排出可能な複数の個別インク排出路と、
前記複数の個別インク排出路が連結された共通インク排出路と、を備え、
前記個別インク排出路は、前記圧力室から前記共通インク排出路への方向に向かって、前記圧力室との接続端を最小流路断面積として流路断面積が徐々に拡大する拡大流路を有し、流路断面積を縮小する流路を有しない。

【0008】

請求項２に記載の発明は、インクジェットヘッドであって、
インクを射出する複数のノズルと、
前記複数のノズルの各々に連通し、インクが貯留される複数の圧力室と、
前記複数の圧力室の各々に対応して設けられ、前記圧力室内のインクに圧力を加える複数の圧力発生手段と、
前記複数の圧力室の各々から分岐して設けられ、当該複数の圧力室内のインクを排出可能な複数の個別インク排出路と、
前記複数の個別インク排出路が連結された共通インク排出路と、を備え、
前記個別インク排出路は、前記圧力室から前記共通インク排出路への方向に向かって流路断面積が拡大する拡大流路を有し、前記複数の圧力室の各々に少なくとも二つ設けられている。

【0009】

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記拡大流路は、流路中心軸方向の所定長さに亘って流路断面積が一様の絞り部を有し、当該絞り部の前記圧力室に対する反対側が当該絞り部より流路断面積が拡大している。

【0010】

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記絞り部は、前記圧力室に接して連続している。

【0011】

請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記拡大流路は、前記圧力室から前記共通インク排出路への方向に向かって一定の割合で流路断面積が拡大するテーパー流路を有する。

【0012】

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記テーパー流路は、前記ノズルの軸方向の流路断面幅のみ変化している。

【0013】

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記個別インク排出路の少なくとも前記圧力室との接続端における前記ノズルの軸方向に垂直な方向について流路断面幅が、同方向について前記圧力室の幅に一致している。

【0014】

請求項８に記載の発明は、請求項２から請求項４までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記個別インク排出路は、前記拡大流路より前記共通インク排出路側に絞り部を有する。

【0015】

請求項９に記載の発明は、請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記拡大流路の上流側最小流路断面が前記圧力室に接続している。

【0016】

請求項１０に記載の発明は、インクジェット記録装置であって、
請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッドと、
前記圧力室から前記個別インク排出路への循環流を発生させるためのインクの供給手段と、
を備える。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、インクとともにヘッドチップ内の気泡や異物等を効果的に除去するための圧力室からのインク排出流量を確保できるとともに、圧力室から個別インク排出路への圧力波の逃げを抑制できるインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】インクジェット記録装置を示す概略図

【図2】ヘッドユニットの底面図

【図3A】インクジェットヘッドの斜視図

【図3B】インクジェットヘッドの断面図

【図4】インクジェットヘッドの分解斜視図

【図5】ヘッドチップの分解斜視図

【図6A】圧力室基板の平面図

【図6B】圧力室基板の底面図

【図7A】流路スペーサー基板の平面図

【図7B】流路スペーサー基板の底面図

【図8】ノズル基板の平面図

【図9A】IXA-IXAで切断したときのヘッドチップの断面図

【図9B】IXB-IXBで切断したときのヘッドチップの断面図

【図10A】XA-XBで切断したときのヘッドチップの断面図

【図10B】XA-XBで切断したときのヘッドチップの断面図

【図11】インク循環系を示す模式図

【図12】圧力室、ノズル及び第１個別インク排出路の一例を３次元的に描いた図

【図13】圧力室、ノズル及び第１個別インク排出路の他の一例を３次元的に描いた図

【図14】圧力室、ノズル及び第１個別インク排出路の他の一例を３次元的に描いた図

【図15】圧力室、ノズル及び第１個別インク排出路の他の一例を３次元的に描いた図

【図16】圧力室、ノズル及び第１個別インク排出路の他の一例を３次元的に描いた図

【図17】圧力室、ノズル及び第１個別インク排出路の他の一例を３次元的に描いた図

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されない。なお、本明細書では、説明の便宜上、インクジェットヘッド１００のノズル１１１の配列方向である印字幅方向を左右方向とし、ノズル１１１の下側で記録媒体の搬送される方向を前後方向とし、左右方向と前後方向の直交する方向を上下方向として説明する。また、図面の流路中の矢印は、インクの流れる方向を指す。

【0020】

［インクジェット記録装置］
インクジェット記録装置２００は、図１に示すように、給紙部２１０と、画像記録部２２０と、排紙部２３０と、インクの供給手段としてのインク循環系８（図１１参照）等を備える。インクジェット記録装置２００は、給紙部２１０に格納された記録媒体Ｍを画像記録部２２０に搬送し、画像記録部２２０で記録媒体Ｍに画像を形成し、画像が形成された記録媒体Ｍを排紙部２３０に搬送する。

【0021】

給紙部２１０は、記録媒体Ｍを格納する給紙トレー２１１と、給紙トレー２１１から画像記録部２２０に記録媒体Ｍを搬送して供給する媒体供給部２１２とを有する。媒体供給部２１２は、内側が２本のローラーにより支持された輪状のベルトを備え、このベルト上に記録媒体Ｍを載置した状態でローラーを回転させることで記録媒体Ｍを給紙トレー２１１から画像記録部２２０へ搬送する。

【0022】

画像記録部２２０は、搬送ドラム２２１と、受け渡しユニット２２２と、加熱部２２３と、ヘッドユニット２２４と、定着部２２５と、デリバリー部２２６等を有する。

【0023】

搬送ドラム２２１は、円柱面をなしており、その外周面が記録媒体Ｍを載置させる搬送面となっている。搬送ドラム２２１は、その搬送面上に記録媒体Ｍを保持した状態で図１中の矢印の向きに回転することによって、記録媒体Ｍを搬送面に沿って搬送する。また、搬送ドラム２２１は、爪部及び吸気部（図示省略）を備え、爪部により記録媒体Ｍの端部を押さえ、かつ吸気部により記録媒体Ｍを搬送面に吸い寄せることで、搬送面上に記録媒体Ｍを保持している。

【0024】

受け渡しユニット２２２は、給紙部２１０の媒体供給部２１２と搬送ドラム２２１との間の位置に設けられ、媒体供給部２１２から搬送された記録媒体Ｍの一端をスイングアーム部２２２ａで保持して取り上げ、受け渡しドラム２２２ｂを介して搬送ドラム２２１に引き渡す。

【0025】

加熱部２２３は、受け渡しドラム２２２ｂの配置位置とヘッドユニット２２４の配置位置との間に設けられ、搬送ドラム２２１により搬送される記録媒体Ｍが所定の温度範囲内の温度となるように当該記録媒体Ｍを加熱する。加熱部２２３は、例えば、赤外線ヒーター等を有し、制御部（図示省略）から供給される制御信号に基づいて赤外線ヒーターに通電してヒーターを発熱させる。

【0026】

ヘッドユニット２２４は、画像データに基づいて、記録媒体Ｍが保持された搬送ドラム２２１の回転に応じた適切なタイミングで記録媒体Ｍに対してインクを射出して画像を形成する。ヘッドユニット２２４は、インク射出面が搬送ドラム２２１に対向して所定の距離を置いて配置される。本実施形態のインクジェット記録装置２００では、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のインクにそれぞれ対応する四つのヘッドユニット２２４が、記録媒体Ｍの搬送方向上流側からＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色の順に所定の間隔で並ぶように配列されている。

【0027】

ヘッドユニット２２４は、例えば、図２に示すように、前後方向に隣接する一対のインクジェットヘッド１００の組が、前後方向について異なる位置に千鳥状に配置されている。また、ヘッドユニット２２４は、画像の記録時には搬送ドラム２２１の回転軸に対する位置が固定されて用いられる。即ち、インクジェット記録装置２００は、ラインヘッドを用いた１パス描画方式の画像記録を行うインクジェット記録装置２００である。

【0028】

定着部２２５は、搬送ドラム２２１のＸ方向の幅に亘って配置された発光部を有し、搬送ドラム２２１に載置された記録媒体Ｍに対して当該発光部から紫外線等のエネルギー線を照射して記録媒体Ｍ上に射出されたインクを硬化させて定着させる。定着部２２５の発光部は、搬送方向についてヘッドユニット２２４の配置位置の下流側かつデリバリー部２２６の受け渡しドラム２２６ａの配置位置の上流側に搬送面と対向して配置される。

【0029】

デリバリー部２２６は、内側が２本のローラーにより支持された輪状のベルトを有するベルトループ２２６ｂと、記録媒体Ｍを搬送ドラム２２１からベルトループ２２６ｂに受け渡す円筒状の受け渡しドラム２２６ａとを有し、受け渡しドラム２２６ａにより搬送ドラム２２１からベルトループ２２６ｂ上に受け渡された記録媒体Ｍをベルトループ２２６ｂにより搬送して排紙部２３０に送出する。

【0030】

排紙部２３０は、デリバリー部２２６により画像記録部２２０から送り出された記録媒体Ｐが載置される板状の排紙トレー２３１を有する。

【0031】

［インクジェットヘッド］
本実施形態のインクジェットヘッド１００は、図３Ａ、図３Ｂ及び図４等に示すように、ヘッドチップ１と、ヘッドチップ１が配設された配線基板２と、配線基板２とフレキシブル基板３を介して接続された駆動回路基板４と、ヘッドチップ１内の圧力室１３１に供給するインクを貯留するマニホールド５と、内側にマニホールド５が収納された筐体６と、筐体６の底面開口を塞ぐように取り付けられたキャップ受板７と、筐体６に取り付けられたカバー部材９等を備えている。
なお、図３Ａでは、マニホールド５の図示を省略しており、図３Ｂ及び図４では、カバー部材９の図示を省略している。
また、本実施形態では、ヘッドチップ１のノズル１１１の列数が４列である例について説明するが、ノズル１１１の列数や配置は適宜変更可能であり、例えば、１列から３列までのいずれかであってもよく、５列以上であってもよい。

【0032】

ヘッドチップ１は、左右方向に長尺な略四角柱状の部材であり、圧力室基板１３と、流路スペーサー基板１２と、ノズル基板１１とが順に積層されて構成されている（図５～１１）。

【0033】

圧力室基板１３には、圧力室１３１、空気室１３２及び共通インク排出路１３３等が設けられている（図５、図６Ａ及び図６Ｂ等参照）。
圧力室１３１と空気室１３２は左右方向に交互に配置されるように多数設けられ、前後方向に４列で設けられている。
圧力室１３１は、略矩形状の断面を有し上下方向に沿って形成されており、圧力室基板１３の上面に入口を有し、下面に出口を有している。また、圧力室１３１は、上方向の端部でインク貯留部５１に連通しており、圧力室１３１には当該インク貯留部５１からインクが供給され、圧力室１３１内部にはノズル１１１から射出するためのインクを貯留する。また、圧力室１３１は、圧力室基板１３と流路スペーサー基板１２とに跨がって、同一面積の略矩形状の断面を有するように上下方向に沿って形成されており、下方向の端部でノズル１１１に連通している（図９Ａ、図９Ｂ等参照）。

【0034】

空気室１３２は、圧力室１３１よりもやや大きい略矩形状の断面を有し上下方向に沿って圧力室１３１と平行になるように形成されている。また、空気室１３２は、圧力室１３１とは異なり、インク貯留部５１には連通されておらず、空気室１３２内にインクが流れ込まないようになっている。また、空気室１３２は、ノズル１１１にも連通されていない（図９Ａ、図９Ｂ等参照）。

【0035】

圧力室１３１と空気室１３２とは、圧電材料によって形成された圧力発生手段としての隔壁１３６により隔てられて形成されている（図１０Ａ参照）。隔壁１３６には図示しない駆動電極が設けられており、当該駆動電極に電圧が印加されると、隣接する圧力室１３１間の隔壁１３６部分がシェアモード型の変位を繰り返すことで、圧力室１３１内のインクに圧力が加えられる。なお、図５～１０等に示す圧力室１３１では、片側にしか隔壁１３６を有しない左右方向の端部に位置する圧力室１３１は使用しておらず、それ以外の両側に隔壁１３６を有する圧力室１３１を使用している。

【0036】

なお、空気室１３２を設けずに圧力室１３１のみで形成してもよいが、上述したとおり、圧力室１３１と空気室１３２とを交互に設けることが好ましい。これにより、圧力室１３１同士が隣接しないようできるため、一の圧力室１３１に隣接する隔壁１３６が変形した際に、他の圧力室１３１に影響しないようにできる。

【0037】

共通インク排出路１３３は、第１共通インク排出路１３４と第２共通インク排出路１３５とが連結して構成されている（図５及び図６Ｂ等参照）。
第１共通インク排出路１３４は、圧力室基板１３の下面側に、圧力室１３１及び空気室１３２が設けられた部分を避けるようにして、ヘッドチップ１の前側、後側、及びそれらの中央部に、３列並んで左右方向に沿って設けられている。また、第１共通インク排出路１３４の下面側には、流路スペーサー基板１２に設けられた個別インク排出路１２１が複数連結しており、それら個別インク排出路１２１（第２個別インク排出路１２３）から流れてくるインクが第１共通インク排出路１３４で合流できるようになっている（図６Ｂ、図７Ａ及び図９Ａ）。また、第１共通インク排出路１３４は、右端部付近で、ヘッドチップ１外にインクを排出可能な第２共通インク排出路１３５に連結している。したがって、第１共通インク排出路１３４は、個別インク排出路１２１（第２個別インク排出路１２３）から流れてきたインクが、当該第２共通インク排出路１３５に向かって流れる流路となっている。

【0038】

第２共通インク排出路１３５は、圧力室１３１と同様に、上下方向に沿って形成されている。また、第２共通インク排出路１３５は、圧力室基板１３の下面側は第１共通インク排出路１３４に連通し、上面側は排出用液室５７に連通しており、第１共通インク排出路１３４から流れてきたインクを上側（ノズル基板１１側とは反対側）に向かって、ヘッドチップ１の外部に排出するための流路となっている。また、第２共通インク排出路１３５は、ヘッドチップ１の右端部付近に設けられ、第１共通インク排出路１３４に連通している。また、第２共通インク排出路１３５は、個々の圧力室１３１よりも大きな容積を有するように設けることによって、インクの排出効率を高めることができる。

【0039】

流路スペーサー基板１２には、圧力室１３１と、当該圧力室１３１から分岐して設けられている個別インク排出路１２１とが形成されている（図５、図７Ａ、図７Ｂ、図９Ａ及び図９Ｂ等参照）。
圧力室１３１は、流路スペーサー基板１２と圧力室基板１３とを跨がって、同一面積の略矩形状の断面を有するように上下方向に沿って形成されている。

【0040】

個別インク排出路１２１は、一端部が圧力室１３１と連結し、他端部が第１共通インク排出路１３４に連結しており、圧力室１３１のインクを第１共通インク排出路１３４に排出する流路となっている。
個別インク排出路１２１は、気泡や異物等をインクとともに排出しやすくする観点から、圧力室１３１の各々に少なくとも二つ設けられていることが好ましい。また、個別インク排出路１２１は、例えば、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、圧力室１３１の前方向と後方向にそれぞれ一つずつ、計二つ設けることが、気泡や異物等をインクとともに排出しやすくする効果を得ることができ、かつ製造効率も高いため好ましい。

【0041】

個別インク排出路１２１は、第１個別インク排出路１２２と、第２個別インク排出路１２３とが連結されて構成されている。第１個別インク排出路１２２は、一端が圧力室１３１に連結され、流路スペーサー基板１２の下面側部分において前後方向に延設されている。第２個別インク排出路１２３は、第１個別インク排出路１２２の他端に連結され、上方向に延設され、第１共通インク排出路１３４に連結されている。

【0042】

個別インク排出路１２１は、圧力室１３１から共通インク排出路１３３への方向に向かって流路断面積が拡大する拡大流路を有する。循環流量を確保するとともに、圧力室１３１から個別インク排出路１２１への圧力波の逃げを抑制するためである。これについて図１２から図１７を参照して説明する。図１２から図１７は、圧力室１３１、ノズル１１１及び第１個別インク排出路１２２を３次元的に描いたものであり、それぞれ異なる構造を示す。以下、順に説明する。なお、圧力室１３１に接続する一つの第１個別インク排出路１２２を代表して示すが、圧力室１３１に接続する複数の第１個別インク排出路１２２のそれぞれを同様の構造として実施することが好ましい。圧力室１３１は、圧力室基板１３に形成される部分を１３１Ｂとし、流路スペーサー基板１２に形成される部分を１３１Ａとする。第１個別インク排出路１２２は、圧力室１３１Ａに接続している。

【0043】

図１２に示す第１個別インク排出路１２２は、圧力室１３１に接続する断面一様の絞り部１２２ａ、これに接続するテーパー流路１２２ｂ、これに接続する一様断面流路１２２ｃとからなる。圧力室１３１から共通インク排出路１３３への方向に向かって流路断面積が拡大する拡大流路は、断面一様の絞り部１２２ａと、テーパー流路１２２ｂとで構成されている。
断面一様の絞り部１２２ａは、流路中心軸方向の所定長さに亘って流路断面積が一様の流路である。断面一様の絞り部１２２ａの圧力室１３１に対する反対側（下流側）がテーパー流路１２２ｂであることによって絞り部１２２ａより流路断面積が拡大していることで拡大流路（１２２ａ，１２２ｂ）を成す。
絞り部１２２ａは、圧力室１３１に接して連続している。すなわち、圧力室１３１から見て個別インク排出路１２１の入口が絞り部１２２ａとなっている。
テーパー流路１２２ｂは、圧力室１３１から共通インク排出路１３３への方向に向かって一定の割合で流路断面積が拡大する。

【0044】

絞り部１２２ａは、左右方向の流路断面幅のみが絞られている。テーパー流路１２２ｂは、左右方向の流路断面幅のみが変化している。ここで左右方向は、第１個別インク排出路１２２における流路中心軸及びノズル１１１の軸方向に垂直な方向である。
絞り部１２２ａの流路断面が、テーパー流路１２２ｂの上流側最小流路断面に一致し、テーパー流路１２２ｂの下流側最大流路断面が一様断面流路１２２ｃの流路断面に一致し、絞り部１２２ａ、テーパー流路１２２ｂ及び一様断面流路１２２ｃが連続した構造である。

【0045】

図１３及び図１４に示す第１個別インク排出路１２２は、テーパー流路１２２ｂを有する。図１３に示すように第１個別インク排出路１２２の全体をテーパー流路１２２ｂとしてもよいし、図１４に示すように一部をテーパー流路１２２ｂとしてもよい。かかる構造では、テーパー流路１２２ｂが拡大流路（１２２ｂ）である。
図１４に示すように一部とする場合、テーパー流路１２２ｂの上流側最小流路断面を圧力室１３１に接続し、下流側最大流路断面に一様断面流路１２２ｃを接続する。圧力室１３１から個別インク排出路１２１への圧力波の逃げを抑制するためである。

【0046】

図１５に示す第１個別インク排出路１２２は、断面一様の絞り部１２２ａを流路中心軸方向に薄く形成したものであり、また、断面一様の絞り部１２２ａの圧力室１３１に対する反対側（下流側）には、絞り部１２２ａより流路断面積の大きい一様断面流路１２２ｃが接続する。かかる構造により、圧力室１３１から個別インク排出路１２１への圧力波の逃げを効果的に抑制することができる。

【0047】

図１６に示す第１個別インク排出路１２２は、上流端部が図１２に示す構造と同様に断面一様の絞り部１２２ａと、これに接続するテーパー流路１２２ｂとで拡大流路が構成されるが、この拡大流路（１２２ａ，１２２ｂ）より共通インク排出路１３３側（下流側）に絞り部１２２ｅを有する。これにより、共通インク排出路１３３からのインクの逆流を抑制する。
図１６に示す構造にあっては、絞り部１２２ｅを断面一様のものとし、その上流側に流路断面積が縮小するテーパー流路１２２ｄを設けたが、断面一様の絞り部のみとする、テーパー流路のみとするなどの変形は可能である。
また、下流の絞り部（１２２ｄ，１２２ｅ）は、個別インク排出路１２１において拡大流路より下流で共通インク排出路１３３前であればよいので、第２個別インク排出路１２３の下流側端部に設けてもよい。

【0048】

図１７に示す第１個別インク排出路１２２は、テーパー流路１２２ｆを有する。テーパー流路１２２ｆは、上下方向の流路断面幅のみが変化している。ここで上下方向は、ノズル１１１の軸方向である。
上下方向の流路断面幅のみが変化するテーパー流路１２２ｆを採用することで、個別インク排出路１２１の少なくとも圧力室１３１との接続端におけるノズル１１１の軸方向に垂直な方向（左右方向）について流路断面幅１２ｇが、同方向（左右方向）について圧力室１３１の幅１３１ｇに一致している。これにより、圧力室１３１から第１個別インク排出路１２２へのインクの流動が同方向（左右方向）について流路断面幅の減少なく行えるため、インクとともに圧力室１３１内の気泡や異物等が排出されやすい。
なお、テーパー流路１２２ｆを第１個別インク排出路１２２の上流側端部に限定して設けるなどの変形は可能である。

【0049】

以上、図１２から図１７を参照して説明したように、圧力室１３１から見て個別インク排出路１２１の入口を絞る、すなわち、拡大流路の上流側最小流路断面を圧力室１３１に接続することで、圧力室１３１における圧力波の逃げを効果的に抑制可能であり、絞り部分が短いので流路抵抗の増大も抑えられ、後述するインク循環系８による循環流量を確保でき、従ってインクとともにヘッドチップ内の気泡や異物等を効果的に除去することができる。

【0050】

なお、本実施形態の第１個別インク排出路１２２は、ノズル基板１１と隣接する流路スペーサー基板１２の下面側部分に設けられていることとしたが、これに限られない。例えば、第１個別インク排出路１２２を、ノズル基板１１と流路スペーサー基板１２の両方に跨るように設けてもよいし、ノズル基板１１にのみ設けてもよいし、流路スペーサー基板１２の底面よりも少し上側に設けてノズル基板１１に隣接しないように設けてもよい。

【0051】

ヘッドチップ１の上面には、図４に示すように、配線基板２が配設され、配線基板２の前後方向に沿った両縁部に、駆動回路基板４と接続された二つのフレキシブル基板３が配設されている。

【0052】

配線基板２は、左右方向に長尺な略矩形板状に形成されており、その略中央部に開口部２２を有している。配線基板２の左右方向及び前後方向の各幅は、ヘッドチップ１よりもそれぞれ大きく形成されている。

【0053】

開口部２２は、左右方向に長尺な略矩形状に形成されており、配線基板２にヘッドチップ１が取り付けられた状態においては、ヘッドチップ１における各圧力室１３１の入口と、第２共通インク排出路１３５の出口とを上側に露出させるようになっている。

【0054】

フレキシブル基板３は、駆動回路基板４と配線基板２の電極部とを電気的に接続させており、駆動回路基板４からの信号をフレキシブル基板３を介してヘッドチップ１内の隔壁１３６に設けられた駆動電極に印加できるようになっている。

【0055】

また、配線基板２の外縁部には、マニホールド５の下端部が接着により取り付け固定されている。すなわち、マニホールド５は、ヘッドチップ１の圧力室１３１の入口側（上側）に配置され、配線基板２を介してヘッドチップ１と連結されている。

【0056】

マニホールド５は、樹脂により成形されてなる部材であり、ヘッドチップ１の圧力室１３１の上部に設けられ、圧力室１３１に導入されるインクを貯留するものである。具体的には、図３Ｂ等に示すように、マニホールド５は、左右方向に長尺に形成されており、インク貯留部５１を構成する中空状の本体部５２と、インク流路を構成する第１～第４インクポート５３～５６とを備えている。また、インク貯留部５１は、インク中のゴミを除去するためのフィルターＦによって、上側の第１液室５１ａと下側の第２液室５１ｂの二つ区画されている。

【0057】

第１インクポート５３は、第１液室５１ａの右側上端部に連通されており、インク貯留部５１へのインクの導入に用いられる。また、第１インクポート５３の先端部には、第１ジョイント８１ａが外挿されている。
第２インクポート５４は、第１液室５１ａの左側上端部に連通されており、第１液室５１ａ内の気泡を除去するために用いられる。また、第２インクポート５４の先端部には、第２ジョイント８１ｂが外挿されている。
第３インクポート５５は、第２液室５１ｂの左側上端部に連通されており、第２液室５１ｂ内の気泡を除去するために用いられる。また、第３インクポート５５の先端部には、第３ジョイント８２ａが外挿されている。
第４インクポート５６は、ヘッドチップ１の第２共通インク排出路１３５に連通する排出用液室５７に連通されており、ヘッドチップ１から排出されたインクが、第４インクポート５６を通して、インクジェットヘッド１００の外部に排出される。

【0058】

筐体６は、例えば、アルミニウムを材料としてダイキャスト法により成形されてなる部材であり、左右方向に長尺に形成されている。また、筐体６は、その内側にヘッドチップ１、配線基板２及びフレキシブル基板３が取り付けられたマニホールド５を収納可能に形成されてなり、当該筐体６の底面が開放されている。また、筐体６の左右方向の両端部には、当該筐体６をプリンタ本体側に取り付けるための取付用孔６８がそれぞれ形成されている。

【0059】

キャップ受板７は、その略中央部に左右方向に長尺なノズル用開口部７１が形成されており、ノズル基板１１がノズル用開口部７１を介して露出するようにして、筐体６の底面開口を塞ぐように取り付けられている。

【0060】

［インク循環系］
インク循環系８は、インクジェットヘッド１００内の圧力室１３１から個別インク排出路１２１へのインクの循環流を発生させるためのインクの供給手段である。インク循環系８は、供給用サブタンク８１、循環用サブタンク８２及びメインタンク８３等によって構成されている（図１１）。

【0061】

供給用サブタンク８１は、マニホールド５のインク貯留部５１に供給するためのインクが充填されており、インク流路８４によって第１インクポート５３に接続されている。
循環用サブタンク８２は、マニホールド５の排出用液室５７から排出されたインクが充填されており、インク流路８５によって第４インクポート５６に接続されている。
また、供給用サブタンク８１と循環用サブタンク８２は、ヘッドチップ１のノズル面（以下、「位置基準面」ともいう。）に対して、上下方向（重力方向）に異なる位置に設けられている。これによって、当該位置基準面と供給用サブタンク８１の水頭差による圧力Ｐ１と、当該位置基準面と循環用サブタンク８２との水頭差による圧力Ｐ２が生じている。
また、供給用サブタンク８１と循環用サブタンク８２は、インク流路８６で接続されている。そして、ポンプ８８によって加えられた圧力によって、循環用サブタンク８２から供給用サブタンク８１にインクを戻すことができる。

【0062】

メインタンク８３は、供給用サブタンク８１に供給するためのインクが充填されており、インク流路８７によって供給用サブタンク８１に接続されている。そして、ポンプ８９によって加えられた圧力によって、メインタンク８３から供給用サブタンク８１にインクを供給することができる。

【0063】

また、各サブタンク内のインク充填量と、各サブタンクの上下方向（重力方向）の位置とを適宜変更することによって、圧力Ｐ１及び圧力Ｐ２を調整することができる。そして、圧力Ｐ１及び圧力Ｐ２の圧力差によって、適宜の循環流速で、インクジェットヘッド１００内のインクを循環できる。これにより、ヘッドチップ１内に発生した気泡や異物等を除去し、ノズル１１１の詰まりや、射出不良等を抑制することができる。

【0064】

なお、インク循環系８の一例として、水頭差によってインクの循環を制御する方法を説明したが、インクの循環流を発生できる構成であれば、当然適宜変更可能である。

【0065】

［その他］
以上で説明した本発明の実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。すなわち、本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【0066】

例えば、本実施形態の第１個別インク排出路１２２として、流路壁の一つをノズル基板１１によって形成した例を示したが、これに限られない。

【0067】

また、本実施形態のヘッドチップ１として、ノズル基板１１、流路スペーサー基板１２及び圧力室基板１３が順に積層された例を示したが、これに限られず、ノズル基板１１及び圧力室基板１３の二層構成であってもよい。この場合は、ノズル基板１１及び圧力室基板１３の少なくとも一方に、個別インク排出路１２１を設けることとすればよい。

【0068】

また、本実施形態のインクジェットヘッド１００として、シェアモード型の例を示したが、圧力室１３１内のインクに圧力が加えられる手段が設けられていればよく、これに限られない。

【0069】

また、本実施形態のインクジェット記録装置２００の描画方式として、ラインヘッドを用いた１パス描画方式の例を示したが、これに限られず、例えば、スキャン方式であってもよい。

【0070】

また、本実施形態のインク循環系８として、ヘッドチップ１内部のインクを循環させる例を示したが、第２共通インク排出路１３５のインクを循環させずに吐き捨てる構成としてもよく、循環又は吐き捨てかを選択できる構成としてもよい。

【0071】

また、本実施形態のヘッドチップ１として、圧力室１３１及び第２共通インク排出路１３５がヘッドチップ１の上下面で開口するストレートタイプである例を示したが、これに限られない。例えば、ヘッドチップ１の前後左右方向のいずれかの側面で開口する構成でもよく、流路の途中でインクの流れる方向が変わる屈曲部を有する構成でもよい。

【産業上の利用可能性】

【0072】

本発明は、インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置に利用することができる。

【符号の説明】

【0073】

１ ヘッドチップ
８ インク循環系（インクの供給手段）
１１ ノズル基板
１１１ ノズル
１２ 流路スペーサー基板
１２１ 個別インク排出路
１２２ 第１個別インク排出路
１２３ 第２個別インク排出路
１３ 圧力室基板
１３１ 圧力室
１３２ 空気室
１３３ 共通インク排出路
１３４ 第１共通インク排出路
１３５ 第２共通インク排出路
１３６ 隔壁（圧力発生手段）
１００ インクジェットヘッド
２００ インクジェット記録装置

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10A】

【図10B】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】