JP2016068382A - インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インクジェットヘッドの内部を流れるインクをスムーズにノズルへと供給することができる、インクジェットヘッドを提供する。
【解決手段】インクジェットヘッド３１は、第一部材４０と第二部材４７と第三部材５１と第四部材５９を備える。第一部材はノズル４１を含む。第二部材は第一流路４８を含む。第三部材は、圧力室５２と第一流入部を含む。第一流入部５３は、第一流路を流れるインクを圧力室へと流す。第四部材には駆動素子６１が設けられる。第一部材と第二部材と第三部材と第四部材は、第一接着層６３と第二接着層６４と第三接着層６５によって接合される。第一流入部は、第一内周面５４と第二内周面５５と第一段差面５６を含む。第一内周面は第一流路に繋がり、流路径が第一値に設定される。第二内周面は圧力室に繋がり、流路径が第二値に設定される。第一段差面は、第一方向において第一内周面と第二内周面の境界に生じる。
【選択図】図３

Description

本発明は、インクジェットヘッドと、インクジェット記録装置に関する。

インクジェット記録装置のインクジェットヘッドに関する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、インクジェットヘッドが開示されている。このインクジェットヘッドでは、流路板と駆動板が接着剤によって接合される。流路板には、ノズル溝と逃げ溝が設けられる。駆動板を接合したとき、接着剤は逃げ溝へ流入する。

特許文献２には、インクジェット記録ヘッドが開示されている。このインクジェット記録ヘッドでは、ノズルプレートとプールプレートと供給孔プレートと圧力室プレートと振動プレートが順次積層され、アクチュエータが取り付けられる。各プレートは、それぞれ複数の接着剤層によって張り合わされる。各接着剤層の厚さは、張り合わされる２枚の基板のうちの薄い方に応じて調整される。薄い基板の張り合わせに用いられる接着剤層の厚さは、この基板よりも厚い基板の張り合わせに用いられる接着剤層の厚さよりも薄くされる。

特許文献３には、液体噴出装置としてのインクジェット印刷ヘッドが開示されている。このインクジェット印刷ヘッドは、液体流路部材を備える。液体流路部材は、噴出孔プレートと、プールプレートと、供給孔プレートと、封止プレートと、圧力室プレートと、振動プレートを積層したものである。液体流路部材の内部には、各プレートに形成された貫通孔により、液体プールから供給孔、供給連通路、圧力室、連通孔、液体噴出孔に至るまでの液体流路が形成される。液体流路部材は、各プレートが接着剤層を介して積層接着されたものである。液体流路部材では、相対する何れか一方のプレートの表面に、プレート間のシール性を高める接着剤遮蔽用突起部が貫通孔の周囲に隔壁状に形成される。突起部は、相対する他方のプレートの表面に当接する。

特許文献４には、液滴吐出ヘッドが開示されている。この液滴吐出ヘッドでは、素子基板と支持基板が接着剤を介して接合される。素子基板は、第一の基板と、第二の基板と、第三の基板を接合したものである。接着剤の塗布異常が生じた場合、硬化途中の余剰接着剤が第一の基板の共通インク供給口内、及び支持基板のインク供給口内壁へ食み出す。食み出した接着剤は、支持基板に設けられた段差内に留まる。

特開平５−３３００６７号公報 特許第３１６６７４１号公報 特許第４６２０９５５号公報 特開２００９−１４３０１４号公報

インクジェットヘッドを、複数の部材を積層して形成することがある。複数の部材を積層して形成されたインクジェットヘッドの内部には、インクタンクから供給されたインクをノズルへと流す流路が形成されている。この流路は、積層される各部材に、予め形成された穴及び／又は溝を、それぞれ接続して、連続させることで形成される。インクジェットヘッドを形成する各部材は、積層された状態で接着層によって接合される。接着層は、接着剤によって形成される。従って、インクジェットヘッドを組み立てる際、各部材の端面に塗布された接着剤が、インクジェットヘッドの内部の流路となる、前述の穴及び／又は溝へと流れ込むことがある。穴及び／又は溝へと流れ込んだ接着剤によって、インクジェットヘッドの内部の流路が、狭くなり又は詰まることがある。このような場合、インクジェットヘッドの内部におけるインクの流れが阻害されることとなる。この結果、ノズルからのインクの吐出不良が発生し、高精細な画像が記録できなくなることがある。

本発明は、インクジェットヘッドの内部を流れるインクをスムーズにノズルへと供給することができる、インクジェットヘッドとインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面は、インクを吐出するノズルを含む第一部材と、インクタンクから供給された前記インクが流れる第一流路と、前記ノズルに繋がる第二流路と、を含む第二部材と、前記インクを貯留する圧力室と、前記第一流路と前記圧力室とを接続し、且つ前記第一流路を流れる前記インクを前記圧力室へと流す第一流入部と、前記圧力室と前記第二流路とを接続し、且つ前記圧力室に貯留された前記インクを前記第二流路へと流す流出部と、を含む第三部材と、前記圧力室に貯留された前記インクに作用し、且つ前記インクを前記ノズルから吐出させるエネルギーを発生する駆動素子が設けられた第四部材と、接着剤によって形成され、前記第一部材と、前記第一部材に積層される前記第二部材と、を接合する第一接着層と、接着剤によって形成され、前記第二部材と、前記第二部材に積層される前記第三部材と、を接合する第二接着層と、接着剤によって形成され、前記第三部材と、前記第三部材に積層される前記第四部材と、を接合する第三接着層と、を備え、前記第一流入部は、前記第一流路に繋がり、流路径が第一値に設定された第一内周面と、前記圧力室に繋がり、流路径が前記第一値より小さい第二値に設定された第二内周面と、前記インクが前記第一流入部を前記第一内周面に沿って流れる第一方向において、前記第一内周面と前記第二内周面との境界に生じる第一段差面と、を含む、インクジェットヘッドである。

これによれば、第一流入部が、第二内周面に対応する第一流入部の部分（第二部分）で、第二接着層を形成する接着剤によって、狭くなり又は詰まることを抑制することができる。第二部材に対応する部材と、第三部材に対応する部材を接合する際、第二接着層に対応する接着層を形成する接着剤が、それぞれの部材における各端面の間から食み出し、第一流路に対応する流路と、圧力室に対応する空間を接続する流入部の側へと流れ込むことが考えられる。この場合、この流入部は、流れ込む接着剤によって、狭くなり又は詰まった状態となることが想定される。この流入部が前述した状態となると、インクの流れが阻害され、第一流路に対応する流路から圧力室に対応する空間へのインクの流れがスムーズに行われなくなる。インクの流れが停止することもある。その結果、ノズルからのインクの吐出に関し、安定性が低下する。上述したインクジェットヘッドでは、第二部材と第三部材の各端面の間から、第二接着層を形成する接着剤が食み出したとしても、第一内周面と第一段差面の角部と第一段差面において、第一内周面に沿って流れ込み第二部分の側へと進行する接着剤を、停止させることができる。その結果、接着剤が、第二部分に到達することを防止することができる。第二部分における第一流入部の詰まりを抑制し、インクを第一流路から圧力室へと流すことができる。ノズルからのインクの吐出の安定性が低下することを防ぐことができる。

インクジェットヘッドにおいて、前記第一段差面は、前記第一方向に直交する第二方向に沿った面である、ようにしてもよい。これによれば、第一内周面と第一段差面の角部の形状を直角とすることができる。第一内周面に沿って流れ込む接着剤を、この角部において停止させることができる。例えば、第一内周面と第一段差面のなす角を９０°より広くした構成と比較し、接着剤の進行を停止させる性能を向上させることができる。

インクジェットヘッドにおいて、前記第二内周面では、前記第一方向に対応する寸法が第三値に設定され、前記第一内周面では、前記第一方向に対応する寸法が前記第三値より大きい第四値に設定される、ようにしてもよい。これによれば、第二部材と第三部材の各端面の間から食み出した接着剤に対する許容量を増加させることができる。第二部材と第三部材を接合する際、接合対象の端面に、接合に適切な量の接着剤を塗布することが可能となる。第二接着層による第二部材と第三部材の接合強度を向上させることができる。例えば、画像の記録時において、第二部材と第三部材の間からインクが漏れるといった事態の発生を防ぐことができる。

インクジェットヘッドにおいて、前記第一流入部は、前記第一内周面に対応する前記第一流入部の第一部分の流路面積が、前記第一流入部との境界における前記第一流路の流路面積より狭く設定され、前記第一段差面の面積が、前記第二内周面に対応する前記第一流入部の第二部分の流路面積より広く設定された流路である、ようにしてもよい。これによれば、インクを、第一流路から圧力室へとスムーズに流すことができる。第二部分の側へと進行する接着剤を、第一段差面上において停止させることができる。

インクジェットヘッドにおいて、前記第一部材は、前記第二流路と前記ノズルとを接続し、且つ前記第二流路を流れる前記インクを前記ノズルへと流す第二流入部を含み、前記第二流入部は、流路径が、前記第二流入部との境界における前記ノズルの直径より大きい第五値に設定された第三内周面と、前記インクが前記第二流入部を前記第三内周面に沿って流れる第三方向において、前記第三内周面と前記ノズルとの境界に生じる第二段差面と、を含む、ようにしてもよい。これによれば、ノズルが、第一接着層を形成する接着剤によって、狭くなり又は詰まることを抑制することができる。第一部材に対応する部材と、第二部材に対応する部材を接合する際、第一接着層に対応する接着層を形成する接着剤が、それぞれの部材における各端面の間から食み出し、ノズルへと流れ込むことが考えられる。この場合、ノズルは、流れ込む接着剤によって、狭くなり又は詰まった状態となることが想定される。ノズルが前述した状態となると、インクの吐出が阻害され、又はインクの吐出が行われなくなる。つまり、ノズルからのインクの吐出に関し、安定性が低下する。上述したインクジェットヘッドでは、第一部材と第二部材の各端面の間から、第一接着層を形成する接着剤が食み出したとしても、第三内周面と第二段差面の角部と第二段差面において、第三内周面に沿って流れ込みノズルの側へと進行する接着剤を、停止させることができる。その結果、接着剤が、ノズルに到達することを防止することができる。接着剤によるノズルの詰まりを抑制し、インクを第二流路からノズルへと流すことができる。ノズルからのインクの吐出の安定性が低下することを防ぐことができる。上記において、第三方向は、第一方向に沿った方向であってもよい。即ち、第三方向は、第一方向と同じ、又は第一方向と反対の方向となる場合がある。

本発明の他の側面は、上述したインクジェットヘッドを備える、インクジェット記録装置である。これによれば、上述した機能が実現されたインクジェット記録装置とすることができる。

本発明によれば、インクジェットヘッドの内部を流れるインクをスムーズにノズルへと供給することができる、インクジェットヘッドとインクジェット記録装置を得ることができる。

インクジェット記録装置の概略構成を示す斜視図である。 インクジェットヘッドの概略構成を示す斜視図である。 図２に示すＰ−Ｑ−Ｒ−Ｓ線断面図である。インクジェットヘッドの内部流路の一例を示す。

本発明を実施するための実施形態について、図面を用いて説明する。本発明は、以下に記載の構成に限定されるものではなく、同一の技術的思想において種々の構成を採用することができる。例えば、以下に示す構成の一部は、省略し又は他の構成等に置換してもよい。他の構成を含むようにしてもよい。

＜インクジェット記録装置＞
インクジェット記録装置１０について、図１を参照して説明する。インクジェット記録装置１０では、記録媒体１５が搬送され、記録媒体１５の記録面１６に画像が記録される。インクジェット記録装置１０では、各種の記録媒体１５を対象として画像が記録される。記録媒体１５としては、例えば、布帛又は建築用資材が挙げられる。実施形態では、記録媒体１５が長尺の布帛である場合を例に説明する。画像の記録に用いられるインク色は、ブラック、マゼンタ、イエロー及びシアンの４色とする。インク色は、これら以外の色であってもよい。インク色数は、３色以下又は５色以上としてもよい。図１で搬送方向の下流側に図示された記録媒体１５の部分に付した網点模様は、記録媒体１５に記録された画像に対応する。

インクジェット記録装置１０は、図１に示すように、搬送部２０と、記録部３０と、移動部７０と、メインタンク８０Ｋ，８０Ｍ，８０Ｙ，８０Ｃと、供給流路８１Ｋ，８１Ｍ，８１Ｙ，８１Ｃを備える。搬送部２０は、記録媒体１５を、記録媒体１５の長手方向に沿って搬送する。搬送部２０によって搬送される記録媒体１５は、記録部３０を通過する。実施形態では、搬送部２０によって記録媒体１５が搬送される方向を「搬送方向」という。記録媒体１５の長手方向及び搬送方向に直交する方向を「主走査方向」という。主走査方向は、記録媒体１５の短手方向に一致する。記録媒体１５の短手方向は、記録媒体１５の幅方向である。記録媒体１５の長手方向に一致し、記録媒体１５の短手方向及び主走査方向に直交する方向を「副走査方向」という。

記録部３０は、インクジェットヘッド３１Ｋ，３１Ｍ，３１Ｙ，３１Ｃと、キャリッジ３５を備える。インクジェットヘッド３１Ｋは、ブラックインクを吐出し、ブラックインクによって画像を記録するインクジェットヘッドである。インクジェットヘッド３１Ｋには、ブラックインクを吐出するノズル４１（図３参照）が複数形成される。インクジェットヘッド３１Ｍは、マゼンタインクを吐出し、マゼンタインクによって画像を記録するインクジェットヘッドである。インクジェットヘッド３１Ｍには、マゼンタインクを吐出するノズル４１が複数形成される。インクジェットヘッド３１Ｙは、イエローインクを吐出し、イエローインクによって画像を記録するインクジェットヘッドである。インクジェットヘッド３１Ｙには、イエローインクを吐出するノズル４１が複数形成される。インクジェットヘッド３１Ｃは、シアンインクを吐出し、シアンインクによって画像を記録するインクジェットヘッドである。インクジェットヘッド３１Ｃには、シアンインクを吐出するノズル４１が複数形成される。

キャリッジ３５には、インクジェットヘッド３１Ｋ，３１Ｍ，３１Ｙ，３１Ｃが所定の位置に位置決めされた状態でそれぞれ搭載される。インクジェットヘッド３１Ｋ，３１Ｍ，３１Ｙ，３１Ｃは、図１に示すように、主走査方向に隣り合った状態でキャリッジ３５に搭載される。インクジェットヘッド３１Ｋ，３１Ｍ，３１Ｙ，３１Ｃの配列順序は、図１とは異なる順序としてもよい。これらの配列順序は、諸条件を考慮して適宜決定される。インクジェットヘッド３１Ｋ，３１Ｍ，３１Ｙ，３１Ｃに関するこの他の説明は後述する。

移動部７０は、記録部３０を、主走査方向に往復移動させる。移動部７０は、図１に示すように、２個のプーリ７１，７２と、タイミングベルト７３と、モータ７４を含む。２個のプーリ７１，７２は、搬送部２０を基準として、主走査方向の両側にそれぞれ設けられる。プーリ７１には、モータ７４が連結される。プーリ７２は、回転自在に支持される。プーリ７１は、モータ７４の回転に伴い回転する。タイミングベルト７３は、張力が作用した状態でプーリ７１，７２に架け渡される。タイミングベルト７３には、キャリッジ３５に固定された支持部７６を介して記録部３０が取り付けられる。

メインタンク８０Ｋは、ブラックインクを貯留する。供給流路８１Ｋは、メインタンク８０Ｋとインクジェットヘッド３１Ｋを繋ぐ。ブラックインクは、メインタンク８０Ｋから流出し、供給流路８１Ｋを流れて、インクジェットヘッド３１Ｋに供給される。メインタンク８０Ｍは、マゼンタインクを貯留する。供給流路８１Ｍは、メインタンク８０Ｍとインクジェットヘッド３１Ｍを繋ぐ。マゼンタインクは、メインタンク８０Ｍから流出し、供給流路８１Ｍを流れて、インクジェットヘッド３１Ｍに供給される。メインタンク８０Ｙは、イエローインクを貯留する。供給流路８１Ｙは、メインタンク８０Ｙとインクジェットヘッド３１Ｙを繋ぐ。イエローインクは、メインタンク８０Ｙから流出し、供給流路８１Ｙを流れて、インクジェットヘッド３１Ｙに供給される。メインタンク８０Ｃは、シアンインクを貯留する。供給流路８１Ｃは、メインタンク８０Ｃとインクジェットヘッド３１Ｃを繋ぐ。シアンインクは、メインタンク８０Ｃから流出し、供給流路８１Ｃを流れて、インクジェットヘッド３１Ｃに供給される。

図１では、供給流路８１Ｋ，８１Ｍ，８１Ｙ，８１Ｃは、簡略化された状態で図示されている。供給流路８１Ｋ，８１Ｍ，８１Ｙ，８１Ｃは、記録部３０の主走査方向への往復移動に対応可能な状態で設けられる。インクジェット記録装置１０は、上述した各部の他、不図示のポンプを備える。ポンプは、インク色数に対応して４台設けられる。４台のポンプは、供給流路８１Ｋ，８１Ｍ，８１Ｙ，８１Ｃにそれぞれ設けられる。メインタンク８０Ｋ，８０Ｍ，８０Ｙ，８０Ｃに貯留された各色のインクは、各色用のポンプによってインクジェットヘッド３１Ｋ，３１Ｍ，３１Ｙ，３１Ｃに送られる。

インクジェットヘッド３１Ｋ，３１Ｍ，３１Ｙ，３１Ｃは、同様の構成を有する。メインタンク８０Ｋ，８０Ｍ，８０Ｙ，８０Ｃは、同様の構成を有する。供給流路８１Ｋ，８１Ｍ，８１Ｙ，８１Ｃは、同様の構成を有する。実施形態では、インクジェットヘッド３１Ｋ，３１Ｍ，３１Ｙ，３１Ｃを区別せず、又はこれらを総称する場合、「インクジェットヘッド３１」という。メインタンク８０Ｋ，８０Ｍ，８０Ｙ，８０Ｃを区別せず、又はこれらを総称する場合、「メインタンク８０」という。供給流路８１Ｋ，８１Ｍ，８１Ｙ，８１Ｃを区別せず、又はこれらを総称する場合、「供給流路８１」という。

インクジェット記録装置１０での画像の記録は、制御装置に、画像の記録の開始指令が入力された場合に開始される。図１では、制御装置の図示は省略されている。制御装置は、インクジェット記録装置１０と通信可能に接続され、インクジェット記録装置１０を制御する。制御装置への開始指令の入力に伴い、移動部７０と搬送部２０は、次のように動作する。即ち、移動部７０において、プーリ７１に連結されたモータ７４が時計回りと反時計回りに往復して回転する。モータ７４の回転に伴い、プーリ７１が左右両側に往復して回転する。図１でプーリ７１の内側に示す「弧状の矢印」は、プーリ７１の回転方向を示す。モータ７４が所定の方向に回転することでプーリ７１が左回転すると、タイミングベルト７３も左回転する。プーリ７２は、左回転するタイミングベルト７３に従動して回転する。これに伴い、記録部３０は、主走査方向の第二側から第一側に移動する。記録部３０が主走査方向の第一側の移動端に到達すると、モータ７４の回転方向は反転し、プーリ７１は、右回転する。プーリ７１が右回転すると、タイミングベルト７３も右回転する。プーリ７２は、右回転するタイミングベルト７３に従動して回転する。これに伴い、記録部３０は、主走査方向の第一側から第二側に移動する。記録部３０が主走査方向の第二側の移動端に到達すると、モータ７４の回転方向は再度反転し、プーリ７１は、再度左回転する。

搬送部２０は、上述した記録部３０の主走査方向への往復移動に対応して、記録媒体１５を搬送方向に搬送する。即ち、搬送部２０による記録媒体１５の搬送は、記録部３０の主走査方向への往復移動に応じて間欠的に行われる。各色のインクは、記録部３０が主走査方向に移動している所定のタイミングで、インクジェットヘッド３１Ｋ，３１Ｍ，３１Ｙ，３１Ｃにそれぞれ形成されたノズル４１から、記録媒体１５に向けて吐出される。インクジェットヘッド３１Ｋ，３１Ｍ，３１Ｙ，３１Ｃの各ノズル４１から吐出された各色のインクは、記録媒体１５の記録面１６に着弾する。着弾した各色のインクによって記録媒体１５の記録面１６に、画像が記録される。記録媒体１５の記録面１６は、記録媒体１５が記録部３０を通過する際、各色用のインクジェットヘッド３１の吐出面４２（図３参照）と対向する面である。吐出面４２は、各色用のインクジェットヘッド３１でノズル４１が形成された面である。

移動部７０は、画像の記録が終了するまで動作する。従って、記録部３０の主走査方向への往復移動は、画像の記録が終了するまで繰り返される。搬送部２０は、例えば、画像の記録が終了した後、所定のタイミングで停止する。搬送部２０の停止に伴い、搬送方向への記録媒体１５の搬送も終了する。

＜インクジェットヘッド＞
インクジェットヘッド３１について、図２及び図３を参照して説明する。上述した通り、インクジェットヘッド３１Ｋ，３１Ｍ，３１Ｙ，３１Ｃは、同様の構成を有する。従って、以下では、インク色を区別することなく説明する。

インクジェットヘッド３１に形成される複数のノズル４１は、その半数が副走査方向に配列して１列のノズル列をなし、このノズル列が主走査方向に２列設けられた状態で配置される。この場合、２本のノズル列は、副走査方向に所定量だけずれた状態で主走査方向に隣り合って設けられる。即ち、複数のノズル４１は、千鳥状に配置される。このような複数のノズル４１の配置は例示である。従って、複数のノズル４１の配置は、このような配置とは異なる配置としてもよい。実施形態では、ノズル４１は、吐出面４２におけるノズル４１の直径φＦが、後述する第二流入部４３との境界におけるノズル４１の直径φＧより小さいテーパ形状とされている。ノズル４１の形状は、これとは異なる形状であってもよい。例えば、ノズル４１は、直径φＦ，φＧが同一となるストレート形状としてもよい。

インクジェットヘッド３１は、内部流路３２を含む。内部流路３２は、インクジェットヘッド３１の内部に形成された流路である。内部流路３２は、供給口３３（図２参照）を通過してインクジェットヘッド３１に供給されたインクをノズル４１へと流す。供給口３３には、メインタンク８０に接続される供給流路８１の端部とは反対側となる、供給流路８１の端部が接続される。供給口３３と複数のノズル４１のそれぞれは、内部流路３２によって接続される（図１参照）。メインタンク８０から供給されたインクは、供給口３３からインクジェットヘッド３１内に流入し、内部流路３２を流れる。内部流路３２を流れるインクは、複数のノズル４１にそれぞれ到達し、各ノズル４１から吐出される。

インクジェットヘッド３１は、図３に示すように、第一部材４０と、第二部材４７と、第三部材５１と、第四部材５９と、第一接着層６３と、第二接着層６４と、第三接着層６５を備える。第一部材４０は、複数のノズル４１を含む。即ち、インクジェットヘッド３１において、複数のノズル４１は、第一部材４０に形成される。この他、第一部材４０は、第二流入部４３を含む。第二流入部４３については後述する。第二部材４７は、第一流路４８と、第二流路４９を含む。第一流路４８は、メインタンク８０から供給されたインクが流れる流路である。第二流路４９は、ノズル４１へと繋がる流路である。

第三部材５１は、圧力室５２と、第一流入部５３と、流出部５７を含む。圧力室５２は、インクを貯留する。第一流入部５３は、第一流路４８と圧力室５２を接続する。第一流入部５３は、第一流路４８を流れるインクを圧力室５２へと流す流路である。圧力室５２に貯留されるインクは、第一流路４８から第一流入部５３を通過して、圧力室５２に流入する。第一流入部５３に関し、その形状についての説明は後述する。流出部５７は、圧力室５２と第二流路４９を接続する。流出部５７は、圧力室５２に貯留されたインクを第二流路４９へと流す流路である。圧力室５２に貯留されたインクは、圧力室５２から流出部５７を通過して、第二流路４９へと流れる。

第四部材５９には、駆動素子６１が設けられる。実施形態では、駆動素子６１は、第四部材５９の鉛直方向の上側の端面に接合される。駆動素子６１は、第四部材５９を挟み、圧力室５２に対向する。駆動素子６１の接合には、接着剤が用いられる。接着剤としては、例えば、後述する、第一接着層６３と第二接着層６４と第三接着層６５を形成する接着剤と同様の接着剤が用いられる。駆動素子６１は、インクをノズル４１から吐出させるエネルギーを発生する。駆動素子６１としては、例えば、ピエゾ素子が挙げられる。駆動素子６１がピエゾ素子である場合、ノズル４１からインクを吐出させるエネルギーは、ピエゾ素子が変形することで発生する。ピエゾ素子は、電圧の印加に応じて変形する。圧力室５２に貯留されたインクには、駆動素子６１が発生させたエネルギーが作用する。即ち、圧力室５２に貯留されたインクには、ピエゾ素子の変形に伴う圧力が作用する。圧力室５２に貯留されたインクは、自身に作用する圧力によって、圧力室５２から流出部５７を通過して、第二流路４９へと流れ込む。これに伴い、ノズル４１からインクが吐出される。駆動素子６１としては、公知のインクジェットヘッドと同様、ヒータを採用することもできる。駆動素子６１がヒータである場合、ノズル４１からインクを吐出させるエネルギーは、ヒータが発生させた熱エネルギーである。

第一部材４０の第二流入部４３は、ノズル４１と第二流路４９を接続する。第二流入部４３は、第二流路４９を流れるインクをノズル４１へと流す流路である。第二流路４９を流れるインクは、第二流路４９から第二流入部４３を通過して、ノズル４１へと到達する。第二流入部４３に関し、その形状についての説明は後述する。

第一部材４０と第二部材４７と第三部材５１と第四部材５９は、次に説明する状態で積層され、第一接着層６３と第二接着層６４と第三接着層６５によってそれぞれ接合される。第一接着層６３と第二接着層６４と第三接着層６５は、接着剤が硬化した接着層である。接着剤としては、例えば、エポキシ系又はアクリル系の接着剤が用いられる。実施形態では、第一部材４０と第二部材４７と第三部材５１と第四部材５９が積層される方向は、鉛直方向である。

第二部材４７は、第一部材４０に積層される。第一接着層６３は、第一部材４０と第二部材４７を接合する。即ち、第一部材４０と第二部材４７は、第一部材４０の鉛直方向の上側の端面と、第二部材４７の鉛直方向の下側の端面が対向する状態で積層され、第一接着層６３によって接合される。第一部材４０の鉛直方向の上側の端面は、鉛直方向において、吐出面４２とは反対側となる端面である。インクジェットヘッド３１における吐出面４２は、第一部材４０の鉛直方向の下側の端面によって形成される。第一接着層６３を形成する接着剤は、第一部材４０の鉛直方向の上側の端面と、第二部材４７の鉛直方向の下側の端面の一方又は両方に塗布される。例えば、接着剤は、第二部材４７の鉛直方向の下側の端面に塗布される。

第三部材５１は、第二部材４７に積層される。第二接着層６４は、第二部材４７と第三部材５１を接合する。即ち、第二部材４７と第三部材５１は、第二部材４７の鉛直方向の上側の端面と、第三部材５１の鉛直方向の下側の端面が対向する状態で積層され、第二接着層６４によって接合される。第二接着層６４を形成する接着剤は、第二部材４７の鉛直方向の上側の端面と、第三部材５１の鉛直方向の下側の端面の一方又は両方に塗布される。例えば、接着剤は、第二部材４７の鉛直方向の上側の端面に塗布される。

第四部材５９は、第三部材５１に積層される。第三接着層６５は、第三部材５１と第四部材５９を接合する。即ち、第三部材５１と第四部材５９は、第三部材５１の鉛直方向の上側の端面と、第四部材５９の鉛直方向の下側の端面が対向する状態で積層され、第三接着層６５によって接合される。第三接着層６５を形成する接着剤は、第三部材５１の鉛直方向の上側の端面と、第四部材５９の鉛直方向の下側の端面の一方又は両方に塗布される。例えば、接着剤は、第三部材５１の鉛直方向の上側の端面に塗布される。第四部材５９の鉛直方向の上側の端面には、上述した通り、駆動素子６１が接合される。

第一部材４０と第二部材４７と第三部材５１と第四部材５９が、第一接着層６３と第二接着層６４と第三接着層６５によってそれぞれ接合される等して、インクジェットヘッド３１が一体的に組み立てられたとする。この場合、第一流路４８と第一流入部５３と圧力室５２と流出部５７と第二流路４９と第二流入部４３は、それぞれ接続されて、連続した流路を形成する。この流路は、インクジェットヘッド３１の内部流路３２に含まれる。即ち、第一流路４８と第一流入部５３と圧力室５２と流出部５７と第二流路４９と第二流入部４３は、少なくとも、内部流路３２のうちの支流路となる部分を形成する。内部流路３２の支流路は、供給口３３を端部とする内部流路３２の本流部３４から、各ノズル４１の側へと分岐した部分である。本流部３４は、副走査方向に延在した状態で設けられる。図３では、主として、内部流路３２の支流路の部分が図示されている。図３では、切断面から視線方向（図２に示す「Ｐ−Ｑ−Ｒ−Ｓ線」参照）の後方に見える形態の図示は、本流部３４を除き、適宜省略されている。

＜第一流入部＞
第一流入部５３の形状について、図３を参照して説明する。第一流入部５３は、第一内周面５４と、第二内周面５５と、第一段差面５６を含む。第一内周面５４は、第一流入部５３の内周面の全体のうち、第一流路４８に繋がる第一流入部５３の第一方向における第一部分を形成する内周面の部分である。第二内周面５５は、第一流入部５３の内周面の全体のうち、圧力室５２に繋がる第一流入部５３の第一方向における第二部分を形成する内周面の部分である。第一方向は、第一流路４８から圧力室５２へと流れるインクが、第一流入部５３を流れる方向である。即ち、第一方向は、第一内周面５４と第二内周面５５に沿った方向となる。実施形態では、第一方向は、鉛直方向の下側から上側となる。

第一内周面５４は、流路径が直径φＡに設定される。第二内周面５５は、流路径が直径φＢに設定される。直径φＢは、直径φＡより小さな値に設定される（直径φＢ＜直径φＡ）。従って、第一流入部５３では、第一方向において、第一内周面５４と第二内周面５５の境界に、第一段差面５６が生じる。即ち、第一段差面５６は、前述した境界に生じる、環状の段差面である。第一段差面５６は、第二方向に沿った面である。第二方向は、第一方向に直交する方向である。実施形態では、第二方向は、水平方向となる。

ここで、第一流路４８では、第一流入部５３との境界における流路径が、直径φＤに設定される。直径φＡは、直径φＤより小さな値に設定される（直径φＡ＜直径φＤ）。更に、「直径φＢ＜直径φＡ」に設定される直径φＡ，φＢに関し、直径φＡ，φＢは、次の関係を満足する値にそれぞれ設定される。即ち、直径φＡ，φＢは、「（π×直径φＡ^２／４）−（π×直径φＢ^２／４）＞π×直径φＢ^２／４」が満足される値にそれぞれ設定される。ここで、「π×直径φＡ^２／４」は、第一内周面５４に対応する第一流入部５３の第一部分の流路面積である。「π×直径φＢ^２／４」は、第二内周面５５に対応する第一流入部５３の第二部分の流路面積である。そのため、「（π×直径φＡ^２／４）−（π×直径φＢ^２／４）」は、第一段差面５６の面積である。従って、第一流入部５３は、第一内周面５４に対応する第一流入部５３の第一部分の流路面積が、第一流入部５３との境界における第一流路４８の流路面積より狭く設定され、第一段差面５６の面積が、第二内周面５５に対応する第一流入部５３の第二部分の流路面積より広く設定された流路である。

第一内周面５４では、第一方向に対応する寸法が寸法ＨＫに設定される。第二内周面５５では、第一方向に対応する寸法が寸法ＨＬに設定される。寸法ＨＫは、寸法ＨＬより大きな値に設定される（寸法ＨＫ＞寸法ＨＬ）。従って、第一流入部５３は、第一方向（鉛直方向）において、第一内周面５４に対応する第一流入部５３の第一部分の寸法ＨＫが、第二内周面５５に対応する第一流入部５３の第二部分の寸法ＨＬより長く設定された流路でもある。

＜第二流入部＞
第二流入部４３の形状について、図３を参照して説明する。第二流入部４３は、第三内周面４４と、第二段差面４５を含む。第三内周面４４は、第二流入部４３の内周面である。第三内周面４４は、流路径が直径φＥに設定される。実施形態では、直径φＥは、第二流入部４３の流路径ということもできる。直径φＥは、第二流入部４３との境界におけるノズル４１の直径φＧより大きな値に設定される（直径φＥ＞直径φＧ）。従って、第二流入部４３には、第三方向において、第三内周面４４とノズル４１の境界に、第二段差面４５が生じる。即ち、第二段差面４５は、前述した境界に生じる、環状の段差面である。第三方向は、第二流路４９からノズル４１へと流れるインクが、第二流入部４３を流れる方向である。即ち、第三方向は、第三内周面４４に沿った方向となる。実施形態では、第三方向は、鉛直方向の上側から下側となる。第二段差面４５は、第二方向に沿った面である。従って、第二段差面４５は、第一段差面５６に平行な面となる。

＜実施形態の効果＞
実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。

（１）インクジェットヘッド３１では、第一部材４０と第二部材４７と第三部材５１と第四部材５９が、第一接着層６３と第二接着層６４と第三接着層６５によってそれぞれ接合される（図２及び図３参照）。第三部材５１には、圧力室５２と第一流入部５３と流出部５７が設けられる（図３参照）。第一流入部５３は、第二部材４７に設けられた第一流路４８と、圧力室５２を接続し、且つ第一流路４８を流れるインクを圧力室５２へと流す。第一流入部５３では、第一流入部５３をインクが流れる第一方向（鉛直方向の下側から上側）において、第一内周面５４と第二内周面５５の境界に、第一段差面５６が設けられる（図３参照）。

そのため、第一流入部５３が、第二内周面５５に対応する第一流入部５３の第二部分で、第二接着層６４を形成する接着剤によって、狭くなり又は詰まることを抑制することができる。第二部材４７に対応する部材と、第三部材５１に対応する部材を接合する際、第二接着層６４に対応する接着層を形成する接着剤が、それぞれの部材における各端面の間から食み出し、第一流路４８に対応する流路と、圧力室５２に対応する空間を接続する流入部の側へと流れ込むことが考えられる。この場合、この流入部は、流れ込む接着剤によって、狭くなり又は詰まった状態となることが想定される。この流入部が前述した状態となると、インクの流れが阻害され、第一流路４８に対応する流路から圧力室５２に対応する空間へのインクの流れがスムーズに行われなくなる。インクの流れが停止することもある。その結果、ノズルからのインクの吐出に関し、安定性が低下する。インクジェットヘッド３１では、第二部材４７と第三部材５１の各端面の間から、第二接着層６４を形成する接着剤が食み出したとしても、第一内周面５４と第一段差面５６の角部と第一段差面５６において、第一内周面５４に沿って流れ込み第二部分の側へと進行する接着剤を、停止させることができる。その結果、接着剤が、第二部分に到達することを防止することができる。第二部分における第一流入部５３の詰まりを抑制し、インクを第一流路４８から圧力室５２へと流すことができる。ノズル４１からのインクの吐出の安定性が低下することを防ぐことができる。インクジェットヘッド３１では、インクをスムーズにノズル４１へと供給することができる。

（２）第一流入部５３では、第一段差面５６を、第一方向に直交する第二方向に沿った面とした（図３参照）。そのため、第一内周面５４と第一段差面５６の角部の形状を直角とすることができる。第一内周面５４に沿って流れ込む接着剤を、この角部において停止させることができる。例えば、第一内周面と第一段差面のなす角を９０°より広くした構成と比較し、接着剤の進行を停止させる性能を向上させることができる。ところで、第一段差面を、第一内周面とのなす角が９０°未満となる面とすることもできる。但し、第一内周面と第一段差面のなす角が９０°未満である場合、第一内周面と第一段差面の角部の領域に、インク溜まりが発生し易くなる。この部分におけるスムーズなインクの流れを実現する対策が必要となる場合もある。第一段差面５６を第二方向に沿った面とすることで、インク溜まりの発生をなくすことができる。特別な対策を行うことなく、この部分におけるスムーズなインクの流れが可能となる。

（３）第一流入部５３では、第一方向（鉛直方向）における寸法ＨＫが寸法ＨＬより長く設定される（図３参照）。寸法ＨＫは、第一内周面５４に対応する第一流入部５３の第一部分の寸法である。寸法ＨＬは、第二内周面５５に対応する第一流入部５３の第二部分の寸法である。そのため、第二部材４７と第三部材５１の各端面の間から食み出した接着剤に対する許容量を増加させることができる。第二部材４７と第三部材５１を接合する際、接合対象の端面に、接合に適切な量の接着剤を塗布することが可能となる。第二接着層６４による第二部材４７と第三部材５１の接合強度を向上させることができる。例えば、画像の記録時において、第二部材４７と第三部材５１の間からインクが漏れるといった事態の発生を防ぐことができる。

（４）第一流入部５３では、第一内周面５４に対応する第一流入部５３の第一部分の流路面積が、第一流入部５３との境界における第一流路４８の流路面積より狭く設定される。第一流入部５３では、第一段差面５６の面積が、第二内周面５５に対応する第一流入部５３の第二部分の流路面積より広く設定される。そのため、インクを、第一流路４８から圧力室５２へとスムーズに流すことができる。第二部分の側へと進行する接着剤を、第一段差面５６上において停止させることができる。内部流路３２内に、インクと共に気泡が存在したとしても、スムーズなインクの流れにより、この気泡を排出することが可能となる。

（５）ノズル４１を含む第一部材４０には、第二流入部４３が設けられる（図３参照）。第二流入部４３は、ノズル４１と、第二部材４７に設けられた第二流路４９を接続し、且つ第二流路４９を流れるインクをノズル４１へと流す。第二流入部４３では、第二流入部４３をインクが流れる第三方向（鉛直方向の上側から下側）において、第二流入部４３の第三内周面４４とノズル４１の境界に、第二段差面４５が設けられる。そのため、ノズル４１が、第一接着層６３を形成する接着剤によって、狭くなり又は詰まることを抑制することができる。第一部材４０に対応する部材と、第二部材４７に対応する部材を接合する際、第一接着層６３に対応する接着層を形成する接着剤が、それぞれの部材における各端面の間から食み出し、ノズルへと流れ込むことが考えられる。この場合、ノズルは、流れ込む接着剤によって、狭くなり又は詰まった状態となることが想定される。ノズルが前述した状態となると、インクの吐出が阻害され、又はインクの吐出が行われなくなる。つまり、ノズルからのインクの吐出に関し、安定性が低下する。インクジェットヘッド３１では、第一部材４０と第二部材４７の各端面の間から、第一接着層６３を形成する接着剤が食み出したとしても、第三内周面４４と第二段差面４５の角部と第二段差面４５において、第三内周面４４に沿って流れ込みノズル４１の側へと進行する接着剤を、停止させることができる。その結果、接着剤が、ノズル４１に到達することを防止することができる。接着剤によるノズル４１の詰まりを抑制し、インクを第二流路４９からノズル４１へと流すことができる。ノズル４１からのインクの吐出の安定性が低下することを防ぐことができる。

＜変形例＞
実施形態は、次のようにすることもできる。以下に示す変形例のうちの幾つかの構成は、適宜組み合わせて採用することもできる。以下では上記とは異なる点を説明することとし、同様の点についての説明は適宜省略する。

（１）上記では、インクジェット記録装置１０がシリアル型である場合を例として説明した（図１参照）。インクジェットヘッド３１における構造は、ライン型のインクジェットヘッドに採用することもできる。ライン型のインクジェットヘッドでは、複数のノズルは、記録媒体１５の短手方向に一致する主走査方向に配列される。ノズルが配列される主走査方向の範囲は、例えば、記録媒体１５の幅Ｗ（図１参照）以上とされる。ノズル列数は、上記同様、複数列とされることもある。

（２）上記では、メインタンク８０とインクジェットヘッド３１が供給流路８１を介して直接接続されたインクジェット記録装置１０を例として説明した（図１参照）。インクジェット記録装置１０は、上述した各部の他、サブタンクを備えるようにしてもよい。サブタンクは、各色用のインクジェットヘッド３１のそれぞれに対応して設けられる。各色用のサブタンクは、各色用の供給流路８１の途中に設けられる。サブタンクは、供給流路８１の第一部分を介してメインタンク８０から供給されたインクを貯留する。サブタンクに貯留されたインクは、サブタンクから流出し、供給流路８１の第二部分を流れてインクジェットヘッド３１に供給される。供給流路８１の第一部分は、メインタンク８０とサブタンクを繋ぐ供給流路８１の部分である。供給流路８１の第二部分は、サブタンクとインクジェットヘッド３１を繋ぐ供給流路８１の部分である。供給流路８１の第二部分の両端部のうち、インクジェットヘッド３１の側の端部は、供給口３３に接続される。

（３）上記では、第二流入部４３を含む第一部材４０を例として説明した（図３参照）。第一部材において、第二流入部４３は省略するようにしてもよい。この場合、第一部材は、ノズルと第二流路４９を接続し、第二流路４９を流れるインクをノズルへと流す流入部として、次のような形状の第三流入部を含む。例えば、第三流入部は、ノズルと同一径のストレート状とされる。実施形態では、ノズル４１は、吐出面４２におけるノズル４１の直径φＦが、第二流入部４３との境界におけるノズル４１の直径φＧより小さいテーパ形状とされている（図３参照）。このような場合、第三流入部の寸法は、内周面が第二流路４９の側のノズルの直径（図３に示す「直径φＧ」参照）と同一径とされる。この他、第三流入部は、内周面をノズルの内周面と同じ又は異なる角度のテーパ面（円錐台状の面）とした形状とするようにしてもよい。

（４）上記では説明を省略したが、第二流入部４３の形状は、次のようにしてもよい。即ち、直径φＥは、直径φＪより小さな値に設定される（直径φＥ＜直径φＪ 図３参照）。直径φＥは、上述した通り、第三内周面４４の流路径である。直径φＪは、第二流入部４３との境界における第二流路４９の流路径である（図３参照）。更に、「直径φＥ＞直径φＧ」に設定される直径φＥに関し、直径φＥは、次の関係を満足する値にそれぞれ設定するようにしてもよい。即ち、直径φＥは、「（π×直径φＥ^２／４）−（π×直径φＧ^２／４）＞π×直径φＧ^２／４」が満足される値にそれぞれ設定される。ここで、「π×直径φＥ^２／４」は、第二流入部４３の流路面積である。「π×直径φＧ^２／４」は、第二流入部４３との境界におけるノズル４１の流路面積（開口面積）である。そのため、「（π×直径φＥ^２／４）−（π×直径φＧ^２／４）」は、第二段差面４５の面積である。この場合、第二流入部４３は、流路面積が、第二流入部４３との境界における第二流路４９の流路面積より狭く設定され、第二段差面４５の面積が、第二流入部４３との境界におけるノズル４１の流路面積より広く設定された流路となる。

第二流入部４３（第三内周面４４）における、第三方向に対応する寸法を寸法ＨＭとする。ノズル４１における、第三方向に対応する寸法（ノズル長）を寸法ＨＮとする。寸法ＨＭは、寸法ＨＮより大きな値に設定するようにしてもよい（寸法ＨＭ＞寸法ＨＮ）。この場合、第二流入部４３は、第三方向（鉛直方向）において、第三内周面４４の寸法ＨＭが、ノズル４１の寸法ＨＮより長く設定された流路となる。

（５）上記では、インクが第一流入部５３を流れる第一方向として、鉛直方向の下側から上側を例として説明した（図３参照）。インクジェットヘッドにおける内部流路は、第一方向が水平方向となる状態であってもよい。例えば、インクが、第一流入部を主走査方向に流れる状態の内部流路としてもよい。この場合、第一方向に直交する第二方向は、鉛直方向となる。

インクジェットヘッド３１において、第一方向と第三方向が、共に鉛直方向となる内部流路３２を例として説明した（図３参照）。例えば、第一方向が水平方向となり、第三方向が鉛直方向となる内部流路としてもよい。この場合、第一流入部と第二流入部は、第一段差面と第二段差面が直交する関係で、内部流路の所定の位置にそれぞれ設けられる。即ち、実施形態における、第一流路４８と第一流入部５３と圧力室５２と流出部５７と第二流路４９と第二流入部４３の各配置は、例示である。第一流路と第一流入部と圧力室と流出部と第二流路と第二流入部は、諸条件を考慮して、鉛直方向若しくは水平方向、又はこれら両方向に対して傾斜した方向に適宜設けられる。

１０ インクジェット記録装置、 １５ 記録媒体、 １６ 記録面、 ２０ 搬送部
３０ 記録部、 ３１，３１Ｋ，３１Ｍ，３１Ｙ，３１Ｃ インクジェットヘッド
３２ 内部流路、 ３３ 供給口、 ３４ 本流部、 ３５ キャリッジ
４０ 第一部材、 ４１ ノズル、 ４２ 吐出面、 ４３ 第二流入部
４４ 第三内周面、 ４５ 第二段差面、 ４７ 第二部材、 ４８ 第一流路
４９ 第二流路、 ５１ 第三部材、 ５２ 圧力室、 ５３ 第一流入部
５４ 第一内周面、 ５５ 第二内周面、 ５６ 第一段差面、 ５７ 流出部
５９ 第四部材、 ６１ 駆動素子、 ６３ 第一接着層、 ６４ 第二接着層
６５ 第三接着層、 ７０ 移動部、 ７１，７２ プーリ
７３ タイミングベルト、 ７４ モータ、 ７６ 支持部
８０，８０Ｋ，８０Ｍ，８０Ｙ，８０Ｃ メインタンク
８１，８１Ｋ，８１Ｍ，８１Ｙ，８１Ｃ 供給流路
φＡ，φＢ，φＤ，φＥ，φＦ，φＧ，φＪ 直径
ＨＫ，ＨＬ，ＨＭ，ＨＮ 寸法、 Ｗ 幅

Claims (6)

1. インクを吐出するノズルを含む第一部材と、
   インクタンクから供給された前記インクが流れる第一流路と、前記ノズルに繋がる第二流路と、を含む第二部材と、
   前記インクを貯留する圧力室と、前記第一流路と前記圧力室とを接続し、且つ前記第一流路を流れる前記インクを前記圧力室へと流す第一流入部と、前記圧力室と前記第二流路とを接続し、且つ前記圧力室に貯留された前記インクを前記第二流路へと流す流出部と、を含む第三部材と、
   前記圧力室に貯留された前記インクに作用し、且つ前記インクを前記ノズルから吐出させるエネルギーを発生する駆動素子が設けられた第四部材と、
   接着剤によって形成され、前記第一部材と、前記第一部材に積層される前記第二部材と、を接合する第一接着層と、
   接着剤によって形成され、前記第二部材と、前記第二部材に積層される前記第三部材と、を接合する第二接着層と、
   接着剤によって形成され、前記第三部材と、前記第三部材に積層される前記第四部材と、を接合する第三接着層と、を備え、
   前記第一流入部は、
   前記第一流路に繋がり、流路径が第一値に設定された第一内周面と、
   前記圧力室に繋がり、流路径が前記第一値より小さい第二値に設定された第二内周面と、
   前記インクが前記第一流入部を前記第一内周面に沿って流れる第一方向において、前記第一内周面と前記第二内周面との境界に生じる第一段差面と、を含む、インクジェットヘッド。
2. 前記第一段差面は、前記第一方向に直交する第二方向に沿った面である、請求項１に記載のインクジェットヘッド。
3. 前記第二内周面では、前記第一方向に対応する寸法が第三値に設定され、
   前記第一内周面では、前記第一方向に対応する寸法が前記第三値より大きい第四値に設定される、請求項１又は請求項２に記載のインクジェットヘッド。
4. 前記第一流入部は、前記第一内周面に対応する前記第一流入部の第一部分の流路面積が、前記第一流入部との境界における前記第一流路の流路面積より狭く設定され、前記第一段差面の面積が、前記第二内周面に対応する前記第一流入部の第二部分の流路面積より広く設定された流路である、請求項１から請求項３の何れか１項に記載のインクジェットヘッド。
5. 前記第一部材は、前記第二流路と前記ノズルとを接続し、且つ前記第二流路を流れる前記インクを前記ノズルへと流す第二流入部を含み、
   前記第二流入部は、
   流路径が、前記第二流入部との境界における前記ノズルの直径より大きい第五値に設定された第三内周面と、
   前記インクが前記第二流入部を前記第三内周面に沿って流れる第三方向において、前記第三内周面と前記ノズルとの境界に生じる第二段差面と、を含む、請求項１から請求項４の何れか１項に記載のインクジェットヘッド。
6. 請求項１から請求項５の何れか１項に記載のインクジェットヘッドを備える、インクジェット記録装置。

Images