JP6848985B2 - インクジェットヘッド及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、共通インク室にダンパを設けたインクジェットヘッド、及びこのインクジェットヘッドを備えた画像形成装置に関する。
従来、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術を用いた高解像度のインクジェットヘッドの開発が行われている。従来のインクジェットヘッドは、インクを吐出する複数のチャネルを有している。そして、インクジェットヘッドは、チャネル毎に、圧力室と、圧力室に供給されるインクに吐出圧力を付与するためのアクチュエータと、圧力室のインクを吐出するノズル孔を有するノズルプレートとを有している。また、インクジェットヘッドは、圧力室にインクを供給する共通インク室を備えている。
なお、インクジェットヘッドは、アクチュエータの駆動によって圧力室内に発生する圧力波が原因で射出性能が不均一になることがある。駆動によって圧力室内に発生した圧力波が、共通インク室によって連通している他のチャネルの圧力室に伝播し、その圧力波が伝播した圧力室の射出特性に変動を生じさせる、いわゆるクロストークを発生させるためである。
従来、クロストークに起因する圧力室間の影響を低減する技術として、例えば、特許文献1に記載されているようなものがある。特許文献1には、共通インク室の室内にダンパ部材を設けた技術が記載されている。この特許文献1に記載された技術では、可撓膜を有するダンパ部材を共通インク室の室内において圧力室のインク入口と対向するように配置している。
図28は、従来のインクジェットヘッドを示す断面図である。
図28に示すように、従来のインクジェットヘッド500は、共通インク室を形成するインクマニホールド501と、基板502と、ヘッドチップ503と、インクマニホールドの室内501aに設けられたダンパ部材504とを有している。ヘッドチップ503には、圧力室となる複数のチャネル503aと、ノズルプレートが設けられている。インクマニホールド501は、中空の略直方体状に形成されており、一面が開口している。
図28に示すように、従来のインクジェットヘッド500は、共通インク室を形成するインクマニホールド501と、基板502と、ヘッドチップ503と、インクマニホールドの室内501aに設けられたダンパ部材504とを有している。ヘッドチップ503には、圧力室となる複数のチャネル503aと、ノズルプレートが設けられている。インクマニホールド501は、中空の略直方体状に形成されており、一面が開口している。
基板502は、インクマニホールド501の開口を覆うように配置されている。そして、基板502は、インクマニホールド501とヘッドチップ503の間に介在される。また、基板502には、ヘッドチップ503のチャネル503aと連通する複数の貫通孔502aが形成されている。そして、インクマニホールド501とヘッドチップ503の複数のチャネル503aは、基板502の貫通孔502aを介して連通する。ダンパ部材504は、インクマニホールド501の開口において基板502と対向するように配置されている。
しかしながら、図28に示すように、ダンパ部材504による圧力減衰の効果を高めるためにダンパ部材504は、基板502及びヘッドチップ503のチャネル503aに接近させて配置されている。そのため、ダンパ部材504の下方であるダンパ部材504とヘッドチップ503の間の領域P1の流路は狭くなっている。
さらに、この領域P1は、ダンパ部材504によって2つに分かれたインクの流路が再び合流する地点である。その結果、共通インク室内に残留気泡が混入した場合、ダンパ部材504の下方であるダンパ部材504と基板502及びヘッドチップ503の間の領域P1に気泡が残留し易くなる。
また、ダンパ部材504の側面部の領域P2や、ダンパ部材504やインクマニホールド501の室内の角部の領域P3は、他の領域よりも流速が低くなり、気泡が残留し易くなっている。このように、ダンパ部材の周囲に気泡が残留するため、従来のインクジェットヘッドでは、残留した気泡が圧力室内に侵入して射出性能の低下を招く、という問題を有していた。
本発明は、上述のような従来の問題点に鑑み、共通インク室内に残留する気泡を効率良く除去することができるインクジェットヘッド及びこのインクジェットヘッドを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明のインクジェットヘッドは、複数の圧力室を有するヘッドチップと、ヘッドチップにインクを供給する共通インク室を有するインクマニホールドと、を備えている。インクマニホールドは、供給ポートと、排出ポートと、インク供給流路と、ダンパ部材と、インク排出流路と、仕切り壁とを備えている。供給ポートには、インクが供給される。排出ポートは、インク及びインクに残留する気泡を排出する。インク供給流路は、インクマニホールドの内部空間に設けられ、供給ポートに連通し、インクが通過する。ダンパ部材は、内部空間に設けられ、複数の圧力室におけるインクマニホールド側の開口と対向して配置され、インク供給流路を通過したインクがヘッドチップとの間に形成された隙間を通過する。インク排出流路は、内部空間に設けられ、排出ポートに連通し、隙間を通過したインク及び気泡が通過する。仕切り壁は、内部空間に設けられ、ダンパ部材における隙間とは反対側においてインク及び気泡が通過することを規制する。そして、インクマニホールドは、隙間におけるインク及び気泡が流れる方向をインク供給流路からインク排出流路に向かう方向に制限する。
また、本発明の画像形成装置は、上述したインクジェットヘッドを備えている。
上記構成のインクジェットヘッド及び画像形成装置によれば、共通インク室内に残留する気泡を効率良く除去することができる。
以下に、本発明のインクジェットヘッド及びこのインクジェットヘッドを備えた画像形成装置を実施するための形態について、図1〜図27を参照しながら説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。また、本発明は、以下の形態に限定されるものではない。
1.第1の実施の形態例
1−1.画像形成装置の構成
まず、本発明の第1の実施の形態例(以下、「本例」という)にかかる画像形成装置の構成について図1を参照して説明する。
図1は、本例の画像形成装置を示す概略構成図である。
なお、以下の説明では、記録媒体Rの搬送方向を第1の方向X、記録媒体Rの搬送面において第1の方向Xと直交する方向を第2の方向Yとする。そして、第1の方向X及び第2の方向Yと直交する方向、すなわちインクの吐出方向(射出方向)を第3の方向Zとして説明する。
1−1.画像形成装置の構成
まず、本発明の第1の実施の形態例(以下、「本例」という)にかかる画像形成装置の構成について図1を参照して説明する。
図1は、本例の画像形成装置を示す概略構成図である。
なお、以下の説明では、記録媒体Rの搬送方向を第1の方向X、記録媒体Rの搬送面において第1の方向Xと直交する方向を第2の方向Yとする。そして、第1の方向X及び第2の方向Yと直交する方向、すなわちインクの吐出方向(射出方向)を第3の方向Zとして説明する。
図1に示す装置は、記録媒体Rに向けてインク滴と吐出することで画像を形成する画像形成装置である。図1に示すように、画像形成装置100は、プラテン101と、2つの搬送ローラ102、102と、複数のラインヘッド103、104、105、106とを備えている。
プラテン101は、平板状に形成されている。そして、プラテン101の上面には、記録媒体Rが載置される。プラテン101の第1の方向Xの両端部には、搬送ローラ102が回転可能に配置されている。そして、搬送ローラ102が駆動されると、プラテン101は、記録媒体Rを第1の方向Xに搬送する。
ラインヘッド103、104、105、106は、第1の方向Xの一側、すなわち記録媒体Rの搬送方向の上流側から、第1の方向Xの他側、すなわち記録媒体Rの搬送方向の下流側にかけて第2の方向Yに並列して設けられている。そして、ラインヘッド103、104、105、106は、記録媒体Rを間に挟んだ状態で、プラテン101と第3の方向Zで対向する。
また、ラインヘッド103、104、105、106の内部には、後述するインクジェットヘッド1(図2参照)が少なくとも一つ設けられている。そして、ラインヘッド103、104、105、106は、例えば、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、黒(K)のインクを記録媒体Rに向けて吐出する。
1−2.インクジェットヘッドの構成
次に、インクジェットヘッド1の構成について図2〜図5を参照して説明する。
図2は、インクジェットヘッド1を示す斜視図、図3は、図2のA−A線断面図、図4は、図2のB−B線断面図である。図5は、インクジェットヘッド1のインクマニホールド2の蓋部材12を透過させて示す平面図である。
次に、インクジェットヘッド1の構成について図2〜図5を参照して説明する。
図2は、インクジェットヘッド1を示す斜視図、図3は、図2のA−A線断面図、図4は、図2のB−B線断面図である。図5は、インクジェットヘッド1のインクマニホールド2の蓋部材12を透過させて示す平面図である。
図2及び図3に示すように、インクジェットヘッド1は、インクマニホールド2と、基板3と、ヘッドチップ4とを備えている。インクマニホールド2は、中空の略直方体状に形成されており、一面が開口している。そして、図3及び図4に示すように、インクマニホールド2の開口を閉じるようにして基板3が配置される。なお、インクマニホールド2の詳細な構成については、後述する。
基板3は、例えば、ガラス、セラミックス、シリコン、合成樹脂等によって略平板状に形成されている。基板3には、複数の貫通孔3aが形成されている。貫通孔3aは、基板3の一面から他面にかけて第3の方向Zに沿って貫通している。この貫通孔3aは、インクマニホールド2の内部空間である共通インク室10に連通している。また、貫通孔3aは、後述するヘッドチップ4に設けたチャネル8と対向する位置に形成されている。そして、貫通孔3aは、チャネル8と連通する。
また、基板3には、後述するヘッドチップ4に設けた不図示の電極と電気的に接続される不図示の配線が形成されている。さらに、基板3の外縁部には、基板3の配線と電気的に接続する不図示のフレキシブル配線基板が接続される。
そして、基板3におけるインクマニホールド2と接合する面と反対側の面には、ヘッドチップ4が接合される。ヘッドチップ4は、圧力室形成プレート6と、ノズルプレート7とを有している。
圧力室形成プレート6は、略直方体状に形成されている。この圧力室形成プレート6には、圧力室となる複数のチャネル8が設けられている。複数のチャネル8は、圧力室形成プレート6の一面から他面にかけて第3の方向Zに沿って貫通している。そして、複数のチャネル8は、基板3の貫通孔3aを介してインクマニホールド2の共通インク室10と連通する。
複数のチャネル8は、第1の方向Xと第2の方向Yに沿って並べて設置されている。そして、複数のチャネル8のうち第2の方向Yに沿って並べて設置された複数のチャネル8によって1列のチャネル列を形成している。このチャネル列が第1の方向Xに沿って複数並べて設置されることによって、複数のチャネル列を形成している。
なお、チャネル列(圧力室の列)とは、インクジェットヘッド1と記録媒体Rとの一方向の相対的な移動時に記録媒体Rに所定の幅で記録される画像の記録幅を形成されるチャネル8(圧力室)の集合のことである。
記録幅は、例えば、インクジェットヘッド1が記録媒体Rに対して固定配置され、記録媒体Rを図1に示すように第1の方向Xに搬送させながら画像形成を行う場合、この記録媒体Rの搬送時に形成される幅である。インクジェットヘッド1におけるチャネル列の配列方向である第2の方向Yは、この記録媒体Rに形成される画像の記録幅と平行な方向に限らず、記録幅に対して斜めに交差する方向でもよい。
また、インクジェットヘッド1と記録媒体Rとの相対的な移動は、図1に示すように、インクジェットヘッド1を固定配置させて、記録媒体Rを搬送させる例に限定されるものではない。例えば、インクジェットヘッド1を記録媒体Rの幅方向に沿って走査移動させて画像形成を行い、一走査移動毎に記録媒体Rをインクジェットヘッド1の走査移動方向と交差する方向に移動させてもよい。または、記録媒体Rを固定配置させ、インクジェットヘッド1を記録媒体Rの幅方向に沿って走査移動させて画像形成を行い、一走査移動毎に、インクジェットヘッド1を走査移動方向と交差する方向に移動させてもよい。
さらに、図2に示すように、複数のチャネル8は、後述するインクマニホールド2に設けたダンパ部材26、27と対向する位置に配置され、ダンパ部材26、27と対向しない位置には、配置されていない。
また、圧力室形成プレート6は、各チャネル列において隣り合うチャネル8の間を仕切る隔壁9の少なくとも一部が、分極処理された圧電素子によって形成されている。隔壁9の両面には、不図示の駆動電極が形成されている。この駆動電極は、基板3の配線に接続されて、電圧が印加される。そして、隔壁9は、駆動電極に所定電圧の駆動信号が印加されることによってせん断変形する。これにより、一対の隔壁9によって挟まれるチャネル8の容積が膨張、収縮するように変化する。その結果、チャネル8内に供給されているインクに吐出のための圧力が付与される。
また、圧力室形成プレート6における基板3の接触する一面と反対側の他面には、ノズルプレート7が接合されている。すなわち、ノズルプレート7は、圧力室形成プレート6におけるチャネル8からインクが吐出する側に設けられている。
ノズルプレート7は、略平板状に形成されている。このノズルプレート7には、複数のノズル7aが形成されている。ノズル7aは、圧力室形成プレート6に設けたチャネル8と対向する位置に設けられており、チャネル8と連通する。隔壁9の変形によって吐出のための圧力が付与されたチャネル8内のインクは、チャネル8を通ってノズル7aから外部に吐出される。
[インクマニホールド2の構成]
次に、インクマニホールド2の構成について説明する。
図2〜図5に示すように、インクマニホールド2は、中空の略直方体状に形成されており、その一面が開口している。また、インクマニホールド2は、容器部材11と、蓋部材12とを有している。
次に、インクマニホールド2の構成について説明する。
図2〜図5に示すように、インクマニホールド2は、中空の略直方体状に形成されており、その一面が開口している。また、インクマニホールド2は、容器部材11と、蓋部材12とを有している。
なお、本例では、インクマニホールド2を容器部材11と蓋部材12の2つの部材で構成した例を説明したが、これに限定されるものではなく、容器部材11と蓋部材12を一体に構成してもよい。
容器部材11は、中空の略直方体状に形成されており、第3の方向Zの下側の一面が開口している。この容器部材11の内部空間が共通インク室10となる。上述したように、容器部材11の開口は、基板3によって覆われている。また、容器部材11における開口が形成された一面と反対側の他面には、蓋部材12が配置されている。
また、容器部材11は、正面部21と、背面部22と、第1側壁部23と、第2側壁部24と、上面部25とを有している。正面部21は、容器部材11における第2の方向Yの一端部に配置される。背面部22は、正面部21と対向し、容器部材11における第2の方向Yの他端部に配置される。
第1側壁部23は、正面部21の第1の方向Xの一端部から略垂直に連続し、第2の方向Yに沿って延在すると共に背面部22の第1の方向Xの一端部に接続する。第2側壁部24は、第1側壁部23と対向して配置される。第2側壁部24は、正面部21の第1の方向Xの他端部から略垂直に連続し、第2の方向Yに沿って延在すると共に背面部22の第1の方向Xの他端部に接続する。
上面部25は、容器部材11の開口と対向する位置に配置されている。上面部25は、正面部21、背面部22、第1側壁部23及び第2側壁部24と接続している。
容器部材11の内部空間には、インク貯留部31と、インク供給流路32と、第1インク排出流路33と、第2インク排出流路34と、第1仕切り壁35と、第2仕切り壁36と、第1ダンパ室37と、第2ダンパ室38と、インク排出部39が設けられている。また、第1ダンパ室37には、第1ダンパ部材26が設けられており、第2ダンパ室38には、第2ダンパ部材27が設けられている。
図3及び図5に示すように、インク貯留部31は、上面部25の第1の方向Xの略中央部を第2の方向Yの一端部から第2の方向Yに沿って、第2の方向Yの他端部の近傍まで所定の長さで開口することで形成されている。そして、インク貯留部31は、上面部25から第3の方向Zに沿って下側に向けて所定の長さで突出している。このインク貯留部31には、後述する供給ポート14からインクが供給される。また、インク貯留部31における第3の方向Zの下面部において第1の方向Xの略中央部には、インク供給流路32が連通している。
インク供給流路32は、インク貯留部31から第3の方向Zの下側に向けて、容器部材11の開口の近傍まで延在している。また、インク供給流路32は、インク貯留部31と同様に、容器部材11の第2の方向Yの一端部から第2の方向Yの他端部の近傍まで延在している。このインク供給流路32には、インク貯留部31に供給されたインクが通過する。また、インク供給流路32の第1の方向Xの一側には、第1ダンパ室37が形成されており、インク供給流路32の第1の方向Xの他側には、第2ダンパ室38が形成されている。
第1ダンパ室37及び第2ダンパ室38は、第3の方向Zの下側が開口している。第1ダンパ室37及び第2ダンパ室38の開口は、インクマニホールド2に接合される基板3の貫通孔3a及びヘッドチップ4のチャネル8と対向する。さらに、第1ダンパ室37及び第2ダンパ室38は、その開口がインクマニホールド2の開口の近傍に位置している。
そして、第1ダンパ室37の開口を塞ぐようにして第1ダンパ部材26が設けられ、第2ダンパ室38の開口を塞ぐようにして第2ダンパ部材27が設けられている。そのため、第1ダンパ部材26及び第2ダンパ部材27は、インクマニホールド2の開口の近傍に配置され、基板3の貫通孔3a及びヘッドチップ4のチャネル8と対向する。また、第1ダンパ室37及び第2ダンパ室38の内部空間は、第1ダンパ部材26及び第2ダンパ部材27によって密封され、空気等の気体が封入されている。
第1ダンパ部材26及び第2ダンパ部材27は、例えば、PI(ポリイミド)、LCP(液晶ポリマー)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PE(ポリエチレン)、PP(ポリプロピレン)等の可撓性を有する合成樹脂のフィルムにより構成されている。また、第1ダンパ部材26及び第2ダンパ部材27の厚みは、圧力波を減衰させて緩衝するダンパ効果を効果的に発揮させる観点から、10μm以上150μm以下とすることが好ましい。
また、第1ダンパ部材26及び第2ダンパ部材27で密封された第1ダンパ室37及び第2ダンパ室38の内部圧力は、所定の圧力となるように調整されている。第1ダンパ室37及び第2ダンパ室38の内部圧力としては、例えば、常温かつ1気圧の条件下で50kPa以上大気圧未満となるように減圧されている。これにより、第1ダンパ部材26及び第2ダンパ部材27が、基板3との間に形成された流路を狭めることを抑制できると共に、良好なダンパ効果を得ることができる。なお、大気圧とは、常温かつ1気圧の条件下で測定した際に1気圧となる気圧である。
このように、第1ダンパ部材26及び第2ダンパ部材27が配置される第1ダンパ室37及び第2ダンパ室38を容器部材11と一体に形成することで、第1ダンパ部材26及び第2ダンパ部材27の位置合わせを容易に行うことができる。また、第1ダンパ部材26及び第2ダンパ部材27の取り付け作業を容易に行うこともできる。
さらに、第1ダンパ室37の第1の方向Xにおけるインク供給流路32と反対側である一側には、第1インク排出流路33が設けられている。第1インク排出流路33は、第1側壁部23と第1ダンパ室37の間に形成されている。図4及び図5に示すように、第1インク排出流路33は、容器部材11の第2の方向Yの一端部から他端部の近傍まで延在している。さらに、第1インク排出流路33は、容器部材11の開口から上面部25の近傍まで延在している。この第1インク排出流路33には、インク供給流路32を通り、第1ダンパ部材26と基板3との間を通過したインクが流れる。
図3に示すように、第1インク排出流路33は、容器部材11における第3の方向Zの下側から第3の方向Zの上側における上面部25の近傍まで開口している。また、図4に示すように、第1インク排出流路33における第2の方向Yの他端部における第3の方向Zの上部には、第1インク排出連通路33aが形成されている。第1インク排出連通路33aは、上面部25を第3の方向Zに上下に貫通している。この第1インク排出連通路33aは、後述するインク排出部39に連通している。
また、図3及び図5に示すように、第2ダンパ室38の第1の方向Xにおけるインク供給流路32と反対側である他側には、第2インク排出流路34が設けられている。第2インク排出流路34は、第2側壁部24と第2ダンパ室38の間に形成されている。第2インク排出流路34は、容器部材11の第2の方向Yの一端部から他端部の近傍まで延在している。さらに、第2インク排出流路34は、容器部材11の開口から上面部25の近傍まで延在している。この第2インク排出流路34には、インク供給流路32を通り、第2ダンパ部材27と基板3との間を通過したインクが流れる。
図3に示すように、第2インク排出流路34は、容器部材11における第3の方向Zの下側から第3の方向Zの上側における上面部25の近傍まで開口している。また、第2インク排出流路34における第2の方向Yの他端部における第3の方向Zの上部には、第2インク排出連通路34aが形成されている。第2インク排出連通路34aは、上面部25を第3の方向Zに上下に貫通している。この第2インク排出連通路34aは、後述するインク排出部39に連通している。
さらに、上面部25における第2の方向Yの他端部には、インク排出部39が設けられている。インク排出部39は、上面部25においてインク貯留部31よりも第2の方向Yの他側に配置されている。インク排出部39は、上面部25を第3の方向Zの下側に向けて所定の深さで凹んだ凹部である。このインク排出部39には、第1インク排出流路33が第1インク排出連通路33aを介して連通している。また、インク排出部39には、第2インク排出流路34が第2インク排出連通路34aを介して連通している。インク排出部39には、第1インク排出流路33及び第2インク排出流路34を通過したインクが流れる。
また、図3に示すように、第1ダンパ室37の第3の方向Zの上側には、第1インク排出流路33とインク供給流路32を仕切る第1仕切り壁35が設けられている。さらに、第2ダンパ室38の第3の方向Zの上側には、第2インク排出流路34とインク供給流路32を仕切る第2仕切り壁36が設けられている。そのため、インクは、第1ダンパ室37及び第2ダンパ室38の第3の方向Zの下側のみを流れる。
蓋部材12は、略矩形をなす略平板状に形成されている。また、蓋部材12は、容器部材11の他面全体を覆う形状に形成されている。この蓋部材12には、供給ポート14と、排出ポート15が設けられている。
供給ポート14は、蓋部材12における第2の方向Yの一端部に配置されている。供給ポート14は、筒状に形成されている。供給ポート14の筒孔14aは、蓋部材12を第3の方向Zに沿って一面から他面にかけて貫通し、容器部材11のインク貯留部31に連通している。この供給ポート14から容器部材11のインク貯留部31に向けてインクが供給される。
また、排出ポート15は、蓋部材12における第2の方向Yの他端部に配置されている。排出ポート15は、筒状に形成されている。排出ポート15の筒孔15aは、蓋部材12を第3の方向Zに沿って一面から他面にかけて貫通し、容器部材11のインク排出部39に連通している。この排出ポート15から容器部材11のインク排出部39に貯留するインク及び気泡が排出される。
1−3.インク及び気泡の流れ
次に、上述した構成を有するインクジェットヘッド1におけるインク及びインクに残留する気泡の流れについて説明する。
次に、上述した構成を有するインクジェットヘッド1におけるインク及びインクに残留する気泡の流れについて説明する。
図2、図4及び図5に示すように、インクマニホールド2の共通インク室10には、供給ポート14からインクが供給される。まず、供給ポート14から供給されたインクは、インク貯留部31に貯留される。そして、図3に示すように、インク貯留部31に供給されたインクは、インク供給流路32を通り、容器部材11の第1の方向Xの中央から開口に向けて流れる。
インク供給流路32を通過して容器部材11の開口まで流れたインクは、第2の方向Yの一側と、他側に分かれる。そして、第1の方向Xの一側に分かれたインクは、第1ダンパ部材26と基板3との隙間を通過し、第1の方向Xの中央から一側に向けて流れる。また、第1の方向Xの他側に分かれたインクは、第2ダンパ部材27と基板3との隙間を通過し、第1の方向Xの中央から他側に向けて流れる。
ここで、第1ダンパ部材26及び第2ダンパ部材27の第3の方向Zの上側は、第1仕切り壁35及び第2仕切り壁36によって仕切られている。そのため、インクは、第1仕切り壁35及び第2仕切り壁36によって第1ダンパ部材26及び第2ダンパ部材27の第3の方向Zの上側を通過する流れが規制される。したがって、インクは、第1ダンパ部材26及び第2ダンパ部材27における第3の方向Zの下側のみを通過する。
そして、第1ダンパ部材26を通過するインクにおける第1の方向Xの流れは、第1の方向Xの中央から一側に向けてのみの流れとなる。また、第2ダンパ部材27を通過するインクにおける第1の方向Xの流れは、第1の方向Xから他側に向けてのみの流れとなる。
これにより、第1ダンパ部材26及び第2ダンパ部材27と基板3のとの間に残留する気泡を、インクの流れによって、第1の方向Xの中央から第1の方向Xの一側、又は他側に押し出すことができる。その結果、第1ダンパ部材26及び第2ダンパ部材27と基板3のとの間に残留する気泡が、チャネル8に侵入して射出性能が低下することを防ぐことができる。
また、第1ダンパ部材26と基板3との隙間を通過したインクは、第1インク排出流路33に流れる。さらに、第2ダンパ部材27と基板3との隙間を通過したインクは、第2インク排出流路34に流れる。ここで、第1ダンパ部材26の第3の方向Zの下部や、第1の方向Xの一側の側面部に残留する気泡は、インクの流れに沿って第1インク排出流路33まで押し出される。さらに、第2ダンパ部材27の第3の方向Zの下部や、第1の方向Xの他側の側面部に残留する気泡は、インクの流れに沿って第2インク排出流路34まで押し出される。
また、図5に示すように、第1インク排出流路33に流れたインクは、第1インク排出連通路33aを介してインク排出部39まで流れる。そして、第2インク排出流路34に流れたインクは、第2インク排出連通路34aを介してインク排出部39まで流れる。そのため、インクに残留した気泡も、インクの流れに沿って第1インク排出流路33や第2インク排出流路34を通りインク排出部39に押し出される。そして、気泡は、インク排出部39から排出ポート15を介してインクマニホールド2の外部に排出される。
このように、インクマニホールド2の内部空間である共通インク室10内に供給されたインクの流れを所定の方向に向くように制限することで、インクに残留する気泡を効率良く除去することができる。
さらに、図3に示すように、第1インク排出流路33及び第2インク排出流路34は、第3の方向Zの上側まで開口しており、インク排出部39は、容器部材11の第3の方向Zの上部に設けられている。このように、気泡自体の浮力により気泡が浮き上がる方向に第1インク排出流路33、第2インク排出流路34及びインク排出部39が設けられている。その結果、インクに残留する気泡を効率良く排出することができる。
2.第2の実施の形態例
次に、図6を参照して本発明の第2の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドについて説明する。
図6は、第2の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドを示す断面図である。
次に、図6を参照して本発明の第2の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドについて説明する。
図6は、第2の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドを示す断面図である。
この第2の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1Aが、第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1と異なる点は、インク貯留部及びインク供給流路の構成である。そのため、ここでは、インク貯留部及びインク供給流路について説明し、第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1と共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図6に示すように、インクジェットヘッド1Aは、インクマニホールド2Aと、基板3と、ヘッドチップ4とを備えている。インクマニホールド2Aの容器部材11Aの内部空間には、インク貯留部31Aと、インク供給流路32Aが設けられている。また、容器部材11Aは、第1インク排出流路33と、第2インク排出流路34と、第1仕切り壁35と、第2仕切り壁36と、第1ダンパ室37と、第2ダンパ室38と、インク排出部39を有している。
インク貯留部31Aにおける第3の方向Zの下部は、インク供給流路32Aから離れるにしたがって、連続的に第1の方向Xの間隔が広がるように形成されている。すなわち、インク貯留部31Aにおける第3の方向Zの下部には、テーパー状に形成されたテーパー部31aが設けられている。
このテーパー部31aには、フィルタ41が設けられている。フィルタ41は、インクに残留する異物を除去する。さらに、フィルタ41は、インクが通過することで、インクに残留する気泡を細かく砕く。これにより、気泡がチャネル8に侵入した際に、射出性能が低下することを抑制することができる。さらに、フィルタ41をテーパー部31aに設けることで、フィルタ41の有効面積を広げることができる。
その他の構成は、上述した第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1と同様であるため、それらの説明は省略する。このような構成を有するインクジェットヘッド1Aによっても、上述した第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1と同様の作用及び効果を得ることができる。
3.第3の実施の形態例
次に、図7〜図9を参照して本発明の第3の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドについて説明する。
図7は、第3の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドを示す断面図、図8は、図7のA−A線断面図、図9は、蓋部材を透過させて示す平面図である。
次に、図7〜図9を参照して本発明の第3の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドについて説明する。
図7は、第3の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドを示す断面図、図8は、図7のA−A線断面図、図9は、蓋部材を透過させて示す平面図である。
この第3の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1Bは、第2の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1Aにおける第1インク排出流路及び第2インク排出流路の形状を変更したものである。そのため、ここでは、インク排出流路について説明し、第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1及び第2の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1Aと共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図7〜図9に示すように、インクジェットヘッド1Bは、インクマニホールド2Bと、基板3と、ヘッドチップ4とを備えている。インクマニホールド2Bの容器部材11Bの内部空間には、インク貯留部31Aと、インク供給流路32Aが設けられている。そして、インク貯留部31Aには、フィルタ41が設けられている。
また、容器部材11Bは、第1インク排出流路33Bと、第2インク排出流路34Bと、第1仕切り壁35と、第2仕切り壁36と、第1ダンパ室37と、第2ダンパ室38と、インク排出部39Bを有している。
図8に示すように、第1インク排出流路33Bは、第2の方向Yの一端部から他端部に向かうにつれて容器部材11Bの開口から離反する方向に傾斜している。したがって、第1インク排出流路33Bの第3の方向Zにおけるヘッドチップ44と対向する上面部は、第2の方向Yの一端部から他端部に向かうにつれてヘッドチップ4から第3の方向Zの上方に離反している。すなわち、第1インク排出流路33Bの上面部は、第2の方向Yの一端部からインク排出部39Bに向けて傾斜している。なお、第2インク排出流路34Bの構成も第1インク排出流路33Bと同じであるため、その説明は省略する。
この第3の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1Bによれば、インクに残留する気泡が、第1インク排出流路33B及び第2インク排出流路34Bの傾斜面に沿ってインク排出部39B及び排出ポート15に向けて流れる。その結果、インク排出部39B及び排出ポート15から離れた第2の方向Yの一端部に溜まる気泡も効率良く、インク排出部39B及び排出ポート15から排出させることができる。
その他の構成は、上述した第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1及び第2の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1Aと同様であるため、それらの説明は省略する。このような構成を有するインクジェットヘッド1Bによっても、上述した第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1及び第2の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1Aと同様の作用及び効果を得ることができる。
4.第4の実施の形態例
次に、図10及び図11を参照して本発明の第4の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドについて説明する。
図10は、第4の実施の形態例に係るインクジェットヘッドを示す斜視図、図11は、図10のA−A線断面図である。
次に、図10及び図11を参照して本発明の第4の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドについて説明する。
図10は、第4の実施の形態例に係るインクジェットヘッドを示す斜視図、図11は、図10のA−A線断面図である。
この第4の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1Cが、第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1と異なる点は、容器部材の内部空間の構成と、蓋部材の構成である。そのため、ここでは、容器部材及び蓋部材について説明し、第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1と共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図10及び図11に示すように、インクジェットヘッド1Cは、インクマニホールド2Cと、基板3Cと、ヘッドチップ4Cとを備えている。インクマニホールド2Cは、容器部材11Cと、蓋部材12Cとを備えている。
容器部材11Cは、中空の略直方体状に形成されており、第3の方向Zの両側の面が開口している。容器部材11Cは、正面部21Cと、背面部22Cと、第1側壁部23Cと、第2側壁部24Cとを有している。
また、容器部材11Cの内部空間には、インク供給流路52と、インク排出流路53と、仕切り壁55と、ダンパ室57が形成されている。仕切り壁55は、正面部21Cにおける第3の方向Zの上側において第1の方向Xの中央部に接続されている。そして、仕切り壁55は、第2の方向Yの一端部から他端部にかけて延在し、背面部22Cに接続されている。
仕切り壁55における第3の方向Zの下端部には、ダンパ室57が形成されている。ダンパ室57は、仕切り壁55と同様に、正面部21Cから背面部22Cまで第2の方向Yに沿って連続して設けられている。このダンパ室57には、ダンパ部材58が設けられている。
そのため容器部材11Cの内部空間は、仕切り壁55とダンパ室57によって第1の方向Xの一側と他側に2つに分けられる。そして、図11に示すように、容器部材11Cの内部空間における第1の方向Xの一側が、インク供給流路52となる。また、容器部材11Cに内部空間における第1の方向Xの他側が、インク排出流路53となる。
また、図10に示すように、蓋部材12Cの第2の方向Yの一端部における第1の方向Xの一側には、供給ポート14Cが配置されている。この供給ポート14Cは、インク供給流路52と連通する。また、蓋部材12Cの第2の方向Yの他端部における第1の方向Xの他側には、排出ポート15Cが配置されている。この排出ポート15Cは、インク排出流路53と連通する。
図11に示すように、この第4の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1Cでは、インクは、第1の方向Xの一端部からダンパ部材58と基板3Cとの隙間を通り、第1の方向Xの他端部に向けて流れる。
また、第4の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1Cによれば、ダンパ部材58を第1の方向Xの中央部に配置することができ、第1の実施の形態例にかかるダンパ部材26、27よりも面積を広げることができる。そのため、基板3Cに設けられる貫通孔3aCや、ヘッドチップ4Cのチャネル8Cを、第1の方向Xの中央部に配置することができる。その結果、チャネル列の数を、第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1よりも増やすことができる。
その他の構成は、上述した第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1と同様であるため、それらの説明は省略する。このような構成を有するインクジェットヘッド1Cによっても、上述した第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1と同様の作用及び効果を得ることができる。
5.第5の実施の形態例
次に、図12〜図16を参照して本発明の第5の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドについて説明する。
図12は、第5の実施の形態例に係るインクジェットヘッドにおけるインクマニホールドの蓋部材を透過させて示す平面図である。図13は、図12のA−A線断面図、図14は、図12のB−B線断面図、図15は、図12のC−C線断面図、図16は、図12のD−D線断面図である。
次に、図12〜図16を参照して本発明の第5の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドについて説明する。
図12は、第5の実施の形態例に係るインクジェットヘッドにおけるインクマニホールドの蓋部材を透過させて示す平面図である。図13は、図12のA−A線断面図、図14は、図12のB−B線断面図、図15は、図12のC−C線断面図、図16は、図12のD−D線断面図である。
この第5の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1Dが、第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1と異なる点は、インクマニホールドの内部空間の構成である。そのため、ここでは、インクマニホールドの容器部材について説明し、第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1と共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図12〜図16に示すように、インクジェットヘッド1Dは、インクマニホールド2Dと、基板3Cと、ヘッドチップ4Cとを備えている。インクマニホールド2Cは、容器部材11Dと、蓋部材12とを備えている。なお、基板3C及びヘッドチップ4Cの構成は、第4の実施の形態例にかかる基板3C及びヘッドチップ4Cと同様であるため、その説明は省略する。
容器部材11Dは、略直方体状に形成されており、第3の方向Zの下側の面が開口している。容器部材11Dは、正面部21Dと、背面部22Dと、第1側壁部23Dと、第2側壁部24Dと、上面部25Dとを有している。
また、容器部材11Dの内部空間には、インク供給口61と、インク供給流路62と、インク排出流路63と、仕切り壁65と、ダンパ室67と、インク排出口69が設けられている。図16に示すように、ダンパ室67は、第4の実施の形態例にかかるダンパ室57と同様に、容器部材11Dの第2の方向Yの一端部から他端部にかけて連続して形成されている。このダンパ室67には、ダンパ部材68が設けられている。
図12及び図13に示すように、インク供給口61は、上面部25Dの第2の方向Yの一端部における第1の方向Xの中央部に形成されている。インク供給口61は、ダンパ室67の第3の方向Zの上部に設けられる。インク供給口61は、蓋部材12に設けた供給ポート14と連通する。さらに、インク供給口61は、インク供給流路62とも連通する。
インク供給流路62は、容器部材11Dの内部空間における第2の方向Yの一端部において第1の方向Xの一端部に形成されている。インク供給流路62は、容器部材11Dの内部空間を第3の方向Zの上側から下側の開口まで連続している。このインク供給流路62は、第2の方向Yの一端部においてダンパ室67の第1の方向Xの一側に形成される。
図12及び図14に示すように、インク排出口69は、上面部25Dの第2の方向Yの他端部における第1の方向Xの中央部に形成されている。インク排出口69は、ダンパ室67の第3の方向Zの上部に設けられる。インク排出口69は、蓋部材12に設けた排出ポート15と連通する。さらに、インク排出口69は、インク排出流路63とも連通する。
インク排出流路63は、容器部材11Dの内部空間における第2の方向Yの他端部において第1の方向Xの他端部に形成されている。インク排出流路63は、容器部材11Dの内部空間を第3の方向Zの他側から下側の開口まで連続している。このインク排出流路63は、第2の方向Yの他端部においてダンパ室67の第1の方向Xの他側に形成される。
図15に示すように、容器部材11Dの内部空間における第2の方向Yの中間部は、ダンパ室67及びダンパ部材68のみが設けられている。そして、ダンパ室67の第1の方向Xの両側及び第3の方向Zの上側は、仕切り壁65によって覆われている。
この第5の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1Dでは、供給ポート14から供給されたインクは、供給ポート14の直下、すなわち第3の方向Zの下側に形成されたインク供給口61を通り、容器部材11Dの内部空間に入る。そして、インクは、インク供給流路62を通過して、ダンパ部材68と基板3Cとの間の隙間に流れる。
また、図16に示すように、インクは、ダンパ部材68と基板3Cとの間の隙間を第2の方向Yの一端部から他端部に向けて流れる。第2の方向Yの他端部まで流れたインクは、インク排出流路63を通りインク排出口69まで流れる。そして、インクは、インク排出口69から排出ポート15に排出される。
この第5の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1Dでは、インクが供給される箇所及びインクが排出される箇所を、供給ポート14や排出ポート15の直下のみに制限している。これにより、第5の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1Dは、第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドよりもインクが流れる向きを制限することで、より効率良く気泡を、排出ポート15から排出させることができる。
その他の構成は、上述した第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1と同様であるため、それらの説明は省略する。このような構成を有するインクジェットヘッド1Dによっても、上述した第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1と同様の作用及び効果を得ることができる。
また、上述した第4及び第5の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1C、1Dにおいても第2及び第3の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1A、1Bと同様に供給ポートとインク供給流路との間にフィルタを設けてもよい。
6.第6の実施の形態例
次に、図17〜図21を参照して本発明の第6の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドについて説明する。
図17は、第6の実施の形態例に係るインクジェットヘッドにおけるインクマニホールドの蓋部材を透過させて平面図である。図18は、図17のA−A線断面図、図19は、図19は、図17のB−B線断面図、図20は、図17のC−C線断面図、図21は、図17のD−D線断面図である。
次に、図17〜図21を参照して本発明の第6の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドについて説明する。
図17は、第6の実施の形態例に係るインクジェットヘッドにおけるインクマニホールドの蓋部材を透過させて平面図である。図18は、図17のA−A線断面図、図19は、図19は、図17のB−B線断面図、図20は、図17のC−C線断面図、図21は、図17のD−D線断面図である。
第6の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1Eは、第3の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1Bにおけるインクが共通インク室に供給される流路を第2の方向Yの一端部に制限したものである。そのため、ここでは、インクマニホールドの容器部材について説明し、第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1及び第3の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1Bと共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図17〜図21に示すように、インクジェットヘッド1Eは、インクマニホールド2Eと、基板3と、ヘッドチップ4とを備えている。インクマニホールド2Eの容器部材11Eの内部空間には、インク貯留部71と、インク供給流路72と、仕切り壁75が設けられている。そして、インク貯留部71には、フィルタ41が設けられている。
図17及び図18に示すように、インク貯留部71は、上面部25Eにおける第2の方向Yの一端部に形成されている。また、インク貯留部71は、上面部25Eの第1の方向Xの中央部に形成されている。このインク貯留部71は、蓋部材12に設けた供給ポート14と連通する。さらに、インク貯留部71は、インク供給流路72とも連通する。
また、インク供給流路72は、第2の方向Yの一端部において、インク貯留部71に連通し、容器部材11Eの内部空間を第3の方向Zの下側である開口まで形成されている。また、図19及び図21に示すように、インク貯留部71及びインク供給流路72は、容器部材11Eにおける第2の方向Yの一端部のみに形成されている。
さらに、容器部材11Eは、第1インク排出流路33Eと、第2インク排出流路34Eと、第1ダンパ室37と、第2ダンパ室38と、インク排出部39Eを有している。なお、第1インク排出流路33Eと、第2インク排出流路34Eと、第1ダンパ室37と、第2ダンパ室38と、インク排出部39Eは、図20に示すように、第3の実施の形態例にかかる第1インク排出流路33B、第2インク排出流路34E、第1ダンパ室37、第2ダンパ室38及びインク排出部39Bと同様の構成を有しているため、その説明は、省略する。
図19及び図21に示すように、仕切り壁75は、第1ダンパ室37及び第2ダンパ室78の第3の方向Zの上部を仕切っている。また、仕切り壁75は、容器部材11Eの第2の方向Yの中間部から他端部にかけて第1ダンパ室37と第2ダンパ室38の間も仕切っている。
これにより、供給ポート14から供給されたインクは、インク貯留部71及びインク供給流路72を介して、容器部材11Eの第2の方向Yの一端部から内部空間に供給される。そして、インク供給流路72を通過したインクは、第1ダンパ部材26又は第2ダンパ部材27と基板3との間の隙間を通過し、第1の方向Xの両側に向けて流れると共に、第2の方向Yの一側から他側に向けて流れる。インクは、第1インク排出流路33E及び第2インク排出流路34Eを通り、インク排出部39Eから排出ポート15に排出される。
その他の構成は、上述した第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1と同様であるため、それらの説明は省略する。このような構成を有するインクジェットヘッド1Eによっても、上述した第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1及び第3の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1Eと同様の作用及び効果を得ることができる。
7.第7の実施の形態例
次に、図22〜図26を参照して本発明の第7の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドについて説明する。
図22は、第7の実施の形態例に係るインクジェットヘッドにおけるインクマニホールドの蓋部材を透過させて示す斜視図である。図23は、インクジェットヘッドにおけるインクマニホールドの蓋部材を透過させて示す平面図である。図24は、図23のA−A線断面図、図25は、図23のB−B線断面図、図26は、図23のC−C線断面図である。
次に、図22〜図26を参照して本発明の第7の実施の形態例にかかるインクジェットヘッドについて説明する。
図22は、第7の実施の形態例に係るインクジェットヘッドにおけるインクマニホールドの蓋部材を透過させて示す斜視図である。図23は、インクジェットヘッドにおけるインクマニホールドの蓋部材を透過させて示す平面図である。図24は、図23のA−A線断面図、図25は、図23のB−B線断面図、図26は、図23のC−C線断面図である。
この第7の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1Fが第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1と異なる点は、インクを供給する位置及びインクを排出する位置である。そのため、ここでは、容器部材について説明し、第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1と共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図22〜図26に示すように、インクジェットヘッド1Fは、インクマニホールド2Fと、基板3と、ヘッドチップ4とを備えている。インクマニホールド2Fの容器部材11Fは、略直方体状に形成されており、第3の方向Zの下側の面が開口している。容器部材11Fは、正面部21Fと、背面部22Fと、第1側壁部23Fと、第2側壁部24Fと、上面部25Fとを有している。
また、容器部材11Fの内部空間には、インク貯留部81と、インク供給流路82と、第1インク排出流路83と、第2インク排出流路84と、第3インク排出流路85と、第4インク排出流路86が設けられている。また、容器部材11Fの内部空間には、第1ダンパ室87と、第2ダンパ室88と、第1共通排出流路89と、第2共通排出流路90と、インク排出部91と、仕切り壁92が設けられている。
図22、図23及び図24に示すように、インク貯留部81は、上面部25Fの第1の方向Xの中央部に形成されている。そして、インク貯留部81は、上面部25Fにおける第2の方向Yの一端部から中間部にかけて延在している。このインク貯留部81は、上面部25Fを第3の方向Zの下側に向けて所定の長さで凹んだ凹部である。インク貯留部81には、供給ポート14が連通する。
図22及び図25に示すように、インク貯留部81には、容器部材11Fの第2の方向Yの中間部に、インク供給口81aが開口している。インク供給口81aは、インク貯留部81の第3の方向Zの下側の下面を開口することで形成されている。このインク供給口81aには、インク供給流路82が連通している。また、インク供給口81aには、フィルタ93が設けられている。フィルタ93は、第2の実施の形態例にかかるフィルタ41と同様の構成を有しているため、その説明は省略する。
インク供給流路82は、容器部材11Fにおける第2の方向Yの中間部の第1の方向Xの中央部において、第3の方向Zの下側の開口まで連続して形成されている。そして、インク供給流路82の第1の方向Xの一側には、第1ダンパ室87が設けられ、インク供給流路82の第1の方向Xの他側には、第2ダンパ室88が設けられている。この第1ダンパ室87には、第1ダンパ部材94が設けられ、第2ダンパ室88には、第2ダンパ部材95が設けられている。
第1ダンパ室87、第2ダンパ室88、第1ダンパ部材94及び第2ダンパ部材95の構成は、第1の実施の形態例にかかる第1ダンパ室37、第2ダンパ室38、第1ダンパ部材26及び第2ダンパ部材27と同一であるため、その説明は省略する。
図22、図23及び図24に示すように、容器部材11Fにおける第2の方向Yの一端部には、第1インク排出流路83と、第2インク排出流路84が設けられている。第1インク排出流路83は、第1ダンパ室87よりも第1の方向Xの一側に形成されている。第2インク排出流路84は、第2ダンパ室88よりも第1の方向Xの他側に形成されている。そして、第1インク排出流路83及び第2インク排出流路84は、容器部材11Fの第3の方向Zの下側の開口から、上側の上面部25Fまで貫通している。
また、図22、図23及び図26に示すように、容器部材11Fにおける第2の方向Yの他端部には、第3インク排出流路85と、第4インク排出流路86が設けられている。第3インク排出流路85は、第1ダンパ室87よりも第1の方向Xの一側に形成されている。第4インク排出流路86は、第2ダンパ室88よりも第1の方向Xの他側に形成されている。そして、第3インク排出流路85及び第4インク排出流路86は、容器部材11Fの第3の方向Zの下側の開口から、上側の上面部25Fまで貫通している。
図22〜図26に示すように、上面部25Fの第1の方向Xの両側には、第1共通排出流路89と、第2共通排出流路90が設けられている。第1共通排出流路89は、上面部25Fの第1の方向Xの一端部に形成されている。そして、第1共通排出流路89は、上面部25Fの第2の方向Yの一端部から他端部にかけて連続する溝部である。第1共通排出流路89における第2の方向Yの一端部には、第1インク排出流路83が連通し、第1共通排出流路89における第2の方向Yの他端部には、第3インク排出流路85が連通する。
第2共通排出流路90は、上面部25Fの第1の方向Xの他端部に形成されている。そして、第2共通排出流路90は、上面部25Fの第2の方向Yの一端部から他端部にかけて連続する溝部である。第2共通排出流路90における第2の方向Yの一端部には、第2インク排出流路84が連通し、第2共通排出流路90における第2の方向Yの他端部には、第4インク排出流路86が連通する。
図22及び図23に示すように、上面部25Fにおける第2の方向Yの他端部には、インク排出部91が設けられている。インク排出部91は、上面部25Fの第1の方向Xの中間部に形成され、第3の方向Zの下側に向けて所定の長さで凹んだ凹部である。インク排出部91には、第1共通排出流路89と第2共通排出流路90が連通している。また、インク排出部91には、排出ポート15が連通する。
図24及び図25に示すように、第1ダンパ室87及び第2ダンパ室88の第3の方向Zの上側は、仕切り壁92によって仕切られている。また、図26に示すように、第2の方向Yの他端部において、仕切り壁92は、第1ダンパ室87及び第2ダンパ室88の間を仕切っている。
図22及び図23に示すように、この第7の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1Fでは、供給ポート14から供給されたインクは、まずインク貯留部81に貯留される。インクは、インク貯留部81を第2の方向Yの一端部から中間部に向けて流れ、図25に示すように、インク供給口81aからインク供給流路82に流れる。インクは、インク供給流路82を通過して容器部材11の第3の方向Zの下側である開口に流れる。
インク供給流路82を通過したインクは、第1ダンパ部材94及び第2ダンパ部材95と基板3との間の隙間を通り、容器部材11の四隅に向けて流れる。そして、容器部材11の四隅に流れたインクは、第1インク排出流路83、第2インク排出流路84、第3インク排出流路85又は第4インク排出流路86を通過して、第1共通排出流路89又は第2共通排出流路90に流れる。次に、インクは、第1共通排出流路89又は第2共通排出流路90を介してインク排出部91に流れ、インク排出部91から排出ポート15に排出される。
このように、第7の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1Fでは、容器部材11Fの中央部からインクを導入し、容器部材11Fの四隅に向けてインクを流している。これにより、容器部材11Fにおける第2の方向Yの一端部と他端部でのインクの片寄りを無くすことができる。また、容器部材11Fの四隅に、インク排出流路83、84、85、86を設けたことで、角部に溜まり易い気泡をインク排出流路83、84、85、86に効率よく排出させることができる。
その他の構成は、上述した第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1と同様であるため、それらの説明は省略する。このような構成を有するインクジェットヘッド1Fによっても、上述した第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1と同様の作用及び効果を得ることができる。
8.ヘッドチップの他の例
次に、図27を参照して本発明のインクジェットヘッドにおけるヘッドチップの他の例について説明する。
図27は、ヘッドチップの他の例を示す断面図である。
次に、図27を参照して本発明のインクジェットヘッドにおけるヘッドチップの他の例について説明する。
図27は、ヘッドチップの他の例を示す断面図である。
図27に示すように、インクジェットヘッド1Gは、インクマニホールド2と、インクマニホールド2の開口を塞ぐ保持部203と、ヘッドチップ204とを備えている。保持部203は、略平板状に形成されており、インクマニホールド2の内部空間である共通インク室10と連通する貫通孔203aを有している。
ヘッドチップ204は、保持部203に接合されている。ヘッドチップ204は、ノズルプレート210と、中間プレート220と、圧力室形成プレート230と、駆動プレート240と、配線基板250とを有している。また、ヘッドチップ204は、インクの吐出面側から、ノズルプレート210、中間プレート220、圧力室形成プレート230、駆動プレート240、配線基板250の順に積層されている。
ノズルプレート210には、複数のノズル211が形成されている。ノズル211は、ノズルプレート210の一面から他面にかけて貫通している。このノズル211は、共通インク室10から供給されたインクを外部に吐出する。このノズル211は、ノズルプレート210に積層される中間プレート220を介して圧力室形成プレート230に形成された圧力室231と連通する。
中間プレート220は、ノズルプレート210と、圧力室形成プレート230との間に配置される。中間プレート220には、ノズル211と圧力室形成プレート230に設けた圧力室231とを連通する第1連通孔221が設けられている。この第1連通孔221は、ノズルプレート210のノズル211と対応する位置に設けられ、中間プレート220の一面から他面にかけて貫通している。
圧力室形成プレート230は、複数の圧力室(チャネル)231と、振動板232とを有している。圧力室231は、圧力室形成プレート230の一面から他面にかけて貫通している。この圧力室231によって、ノズル211から吐出されるインクに吐出圧力が付与される。また、圧力室231は、ノズルプレート210のノズル211及び中間プレート220の第1連通孔221と対応する位置に設けられている。
振動板232は、圧力室231における中間プレート220とは反対側の開口を覆うように配置されている。この振動板232には、圧力室231と連通する第2連通孔232aが設けられている。振動板232における圧力室231側の一面と反対側の一面には、駆動プレート240が配置されている。
駆動プレート240は、空間部241と、第2連通孔232aと連通する第3連通孔242とを有している。空間部241は、振動板232を間に挟んで圧力室231と対向する位置に配置されている。空間部241には、アクチュエータ260が収容されている。
アクチュエータ260は、圧電素子261と、不図示の2つの電極を有している。圧電素子261は、2つの電極の間に介在されて、振動板232の一面に積層されている。そして、圧電素子261は、圧力室231毎(チャネル毎)に設けられる。
圧電素子261は、電圧が印加されることによって変形する材料で構成されており、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)などの強誘電体材料で構成されている。また、圧電素子261における振動板232と反対側の電極は、配線基板250に設けられた配線層251と接続される。
配線基板250は、配線層251と、配線層251が一面に形成されたシリコン層252とを有している。配線層251は、アクチュエータ260の電極に接続される。また、配線層251の外縁部は、不図示のフレキシブル配線基板に接続される。さらに、配線層251における駆動プレート240と反対側の一面には、シリコン層252が配置される。シリコン層252は、保持部203に接合される。
また、配線基板250には、配線層251及びシリコン層252を貫通する第4連通孔253が設けられている。この第4連通孔253は、駆動プレート240の第3連通孔242と、保持部203の貫通孔203aを介して共通インク室10と連通する。
これにより、第4連通孔253、第3連通孔242及び第2連通孔232aを通過して、共通インク室10に収容されたインクが圧力室231に流れ込む。そして、アクチュエータ260に電圧が印加されることで、圧電素子261が変形すると共に圧電素子261の変形に伴い、振動板232が変形する。この振動板232が変形することで、圧力室231内にインクを吐出するための圧力が発生する。これにより、第1連通孔221を介してノズル211からインクが吐出される。
その他の構成は、上述した第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1と同様であるため、それらの説明は省略する。このような構成を有するヘッドチップ204を設けたインクジェットヘッド1Gによっても、上述した第1の実施の形態例にかかるインクジェットヘッド1と同様の作用及び効果を得ることができる。
なお、本発明は上述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。
1、1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G…インクジェットヘッド、 2、2A、2B、2C、2D、2E、2F…インクマニホールド、 3…基板、 3a…貫通孔、
4…ヘッドチップ、 6…圧力室形成プレート、 7…ノズルプレート、 7a…ノズル、 8…チャネル(圧力室)、 10…共通インク室、 11、11A、11B、11C、11D、11E、11F…容器部材、 12、12C…蓋部材、 14…供給ポート、 15…排出ポート、 21…正面部、 22…背面部、 23…第1側壁部、 24…第2側壁部、 25…上面部、 26…第1ダンパ部材、 27…第2ダンパ部材、 31…インク貯留部、 31a…テーパー部、 32…インク供給流路、 33…第1インク排出流路、 33a…第1インク排出連通路、 34…第2インク排出流路、 34a…第2インク排出連通路、 35…第1仕切り壁、 36…第2仕切り壁、 37…第1ダンパ室、 38…第2ダンパ室、 39…インク排出部、 41、93…フィルタ 85…第3インク排出流路、 86…第4インク排出流路、 89…第1共通排出流路、
90…第2共通排出流路、 100…画像形成装置、 101…プラテン、 102…搬送ローラ、 103、104、105、106…ラインヘッド、 203…保持部、 203a…貫通孔、 204…ヘッドチップ、 210…ノズルプレート、 211…ノズル、 220…中間プレート、 230…圧力室形成プレート、 231…圧力室、 232…振動板、 240…駆動プレート、 241…空間部、 250…配線基板、 251…配線層、 252…シリコン層、 260…アクチュエータ、 261…圧電素子
4…ヘッドチップ、 6…圧力室形成プレート、 7…ノズルプレート、 7a…ノズル、 8…チャネル(圧力室)、 10…共通インク室、 11、11A、11B、11C、11D、11E、11F…容器部材、 12、12C…蓋部材、 14…供給ポート、 15…排出ポート、 21…正面部、 22…背面部、 23…第1側壁部、 24…第2側壁部、 25…上面部、 26…第1ダンパ部材、 27…第2ダンパ部材、 31…インク貯留部、 31a…テーパー部、 32…インク供給流路、 33…第1インク排出流路、 33a…第1インク排出連通路、 34…第2インク排出流路、 34a…第2インク排出連通路、 35…第1仕切り壁、 36…第2仕切り壁、 37…第1ダンパ室、 38…第2ダンパ室、 39…インク排出部、 41、93…フィルタ 85…第3インク排出流路、 86…第4インク排出流路、 89…第1共通排出流路、
90…第2共通排出流路、 100…画像形成装置、 101…プラテン、 102…搬送ローラ、 103、104、105、106…ラインヘッド、 203…保持部、 203a…貫通孔、 204…ヘッドチップ、 210…ノズルプレート、 211…ノズル、 220…中間プレート、 230…圧力室形成プレート、 231…圧力室、 232…振動板、 240…駆動プレート、 241…空間部、 250…配線基板、 251…配線層、 252…シリコン層、 260…アクチュエータ、 261…圧電素子
Claims (10)
- 複数の圧力室を有するヘッドチップと、
前記ヘッドチップにインクを供給する共通インク室を有するインクマニホールドと、を備え、
前記インクマニホールドは、
前記インクが供給される供給ポートと、
前記インク及び前記インクに残留する気泡を排出する排出ポートと、
前記インクマニホールドの内部空間に設けられ、前記供給ポートに連通し、前記インクが通過するインク供給流路と、
前記内部空間に設けられ、前記複数の圧力室における前記インクマニホールド側の開口と対向して配置され、前記インク供給流路を通過した前記インクが前記ヘッドチップとの間に形成された隙間を通過するダンパ部材と、
前記内部空間に設けられ、前記排出ポートに連通し、前記隙間を通過した前記インク及び前記気泡が通過するインク排出流路と、
前記内部空間に設けられ、前記ダンパ部材における前記隙間とは反対側において前記インク及び前記気泡が通過することを規制する仕切り壁を備え、
前記インクマニホールドは、前記隙間における前記インク及び前記気泡が流れる方向を前記インク供給流路から前記インク排出流路に向かう方向に制限する
インクジェットヘッド。 - 前記ダンパ部材は、前記インクマニホールドに一体に形成されたダンパ室に設けられる
請求項1に記載のインクジェットヘッド。 - 前記インク供給流路は、前記インクマニホールドにおける前記インクが前記ヘッドチップに吐出される吐出方向と直交する第1の方向の中央部に設けられ、
前記ダンパ部材は、前記インク供給流路の前記第1の方向の一側に設けられた第1ダンパ部材と、前記インク供給流路の前記第1の方向の他側に設けられた第2ダンパ部材と、を有し、
前記インク排出流路は、前記第1ダンパ部材の前記第1の方向の一側に設けられた第1インク排出流路と、前記第2ダンパ部材の前記第1の方向の他側に設けられた第2インク排出流路と、を有する
請求項1又は2に記載のインクジェットヘッド。 - 前記供給ポートは、前記インクマニホールドにおける前記吐出方向と直交し、かつ前記第1の方向とも直交する第2の方向の一端部に設けられ、
前記排出ポートは、前記インクマニホールドにおける前記第2の方向の他端部に設けられ、
前記第1インク排出流路及び前記第2インク排出流路における前記吐出方向で前記ヘッドチップと対向する上面部は、前記第2の方向の一端部から他端部に向かうにつれて前記ヘッドチップから前記吐出方向に離反する
請求項3に記載のインクジェットヘッド。 - 前記インク供給流路は、前記インクマニホールドにおける前記第2の方向の一端部に設けられる
請求項4に記載のインクジェットヘッド。 - 前記供給ポートは、前記インクマニホールドにおける前記吐出方向と直交し、かつ前記第1の方向とも直交する第2の方向の一端部に設けられ、
前記排出ポートは、前記インクマニホールドにおける前記第2の方向の他端部に設けられ、
前記インク供給流路は、前記インクマニホールドにおける前記第2の方向の中央部に設けられ、
前記第1インク排出流路は、前記インクマニホールドにおける前記第1の方向の一端部でかつ前記第2の方向の一端部に設けられ、
前記第2インク排出流路は、前記インクマニホールドにおける前記第1の方向の他端部でかつ前記第2の方向の一端部に設けられ、
前記インク排出流路は、さらに
前記インクマニホールドにおける前記第1の方向の一端部でかつ前記第2の方向の他端部に設けられた第3インク排出流路と、
前記インクマニホールドにおける前記第1の方向の他端部でかつ前記第2の方向の他端部に設けられた第4インク排出流路と、を有し、
前記インクマニホールドは、
前記第1インク排出流路と前記第3インク排出流路を接続する第1共通排出流路と、
前記第2インク排出流路と前記第4インク排出流路を接続する第2共通排出流路と、を有する
請求項3に記載のインクジェットヘッド。 - 前記インク供給流路は、前記インクマニホールドにおける前記インクが前記ヘッドチップに吐出される吐出方向と直交する第1の方向の一端部に設けられ、
前記インク排出流路は、前記インクマニホールドにおける前記第1の方向の他端部に設けられ、
前記ダンパ部材は、前記第1の方向の中央部に設けられる
請求項1又は2に記載のインクジェットヘッド。 - 前記供給ポートは、前記インクマニホールドにおける前記吐出方向と直交し、かつ前記第1の方向とも直交する第2の方向の一端部に設けられ、
前記排出ポートは、前記インクマニホールドにおける前記第2の方向の他端部に設けられ、
前記インク供給流路は、前記インクマニホールドにおける前記第2の方向の一端部に設けられ、
前記インク排出流路は、前記インクマニホールドにおける前記第2の方向の他端部に設けられる
請求項7に記載のインクジェットヘッド。 - 前記インク供給流路と前記供給ポートの間には、フィルタが設けられる
請求項1〜8のいずれか1項に記載のインクジェットヘッド。 - 請求項1〜9のいずれか1項に記載のインクジェットヘッドを備えた
画像形成装置。
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