JP2008238414A - 液体噴射ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】 クリーニング動作の実行回数を低減して液体の消費を抑制することが可能な液体噴射ヘッドを提供する。
【解決手段】 記録ヘッドは、インクカートリッジからの液体をインク導入路４２を通じて圧力室に導入し、圧電振動子を駆動することによりノズル開口から液滴を吐出する記録ヘッドであって、インク導入路４２の途中に、当該インク導入路４２の他の部分の内径よりも拡径した拡径部４５を設け、拡径部４５内にフィルタ１８を配置し、前記フィルタ１８よりも上流側のインク導入路４２の内周面４７からインク導入路４２の径中心Ｏ側に向けて、可撓性を有する案内片４８を延出し、前記案内片４８は、先端部４９を前記フィルタ１８よりも上流側に離隔させた第１状態と、下流側に屈曲して前記先端部４９を前記フィルタ１８に近接させて流体の流下方向を規制する第２状態とに、インク導入路４２内の流体の流速に応じて変換する弾性を有する。
【選択図】 図８

Description

本発明は、インクジェット式記録ヘッド等の液体噴射ヘッドに係り、特に、液体を液体流入部を通じて圧力室に導入し、圧力変動によりノズル開口から液滴を吐出する液体噴射ヘッドに関する。

圧力室内の液体に圧力変動を生じさせることでノズル開口から液滴として吐出させる液体噴射ヘッドとしては、例えば、インクジェット式記録装置（以下、単にプリンタという）等の画像記録装置に用いられるインクジェット式記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドという）、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ（生物化学素子）の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等がある。

例えば、上記の記録ヘッドでは、液体状のインクを封入したインクカートリッジ（以下、単にカートリッジという）に、先端が鋭角なインク導入針を挿入することで、このインク導入針の先端に開設された導入孔を通じてカートリッジ内のインクを記録ヘッドの圧力室に導入している。

上記構成の記録ヘッドでは、インク導入針から記録ヘッドのノズル開口までに至るインク流路がインクで満たされている状態が理想的であるが、記録ヘッド内へのインクの充填（初期充填）やインクカートリッジの交換等でインク流路内に気泡が入りこむことがあり、これを完全に阻止することは困難である。インク流路内に入り込んだ気泡は、次第に成長して大きくなり、過度に成長した気泡の一部がインクの流れによって圧力室側に移動すると、吐出動作時の圧力変動を気泡が吸収することによる圧力損失や、気泡が流路を塞ぐことによるインクの供給不足等の不具合を招く虞がある。

このような気泡による不具合を防止するため、インク供給流路の流路幅を増大させるとともにフィルタを配置したフィルタ室の側壁に弾性体を備え、弾性体はフィルタ室内が減圧すると、内側に変形することで、流路を縮小させ、これにより気泡を排出させ易くしている記録ヘッドが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、インクの流下勢によって流下方向に移動して気泡を押し出す押動部材をフィルタ室内に備えた記録ヘッドが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０００−２９６６２２号公報 特開２００６−１４２８１６号公報

ところで、この種のインクジェット式プリンタでは、カートリッジを交換したタイミングや一定の期間が経過する毎に、インク導入針内の気泡をインクと共に強制的にノズル開口から吸引・排出させる所謂クリーニング動作が行われる。このクリーニング動作においては、吸引条件（吸引力，吸引時間）は、気泡の排出性を考慮した条件に設定される。具体的には、インク導入針内の気泡がフィルタを通り抜けるのに必要な流速よりも若干高い流速が得られるような吸引力に設定されると共に、この気泡を記録ヘッドから外部に確実に除去することが可能な吸引時間に設定される。

しかしながら、何れの構成の記録ヘッドも、通常の印字を行うインクの流速のときに、流路を確保しつつ過度に成長した気泡を一時的に捕捉しておく構成がないので、気泡が流路を塞ぐ虞があった。そのため、クリーニング動作を頻繁に行う必要が生じてしまっていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、クリーニング動作の実行回数を低減して液体の消費を抑制することが可能な液体噴射ヘッドを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の液体噴射ヘッドは、液体を液体流入部を通じて圧力室に導入し、圧力変動によりノズル開口から液滴を吐出する液体噴射ヘッドであって、
前記液体流入部よりも下流側に、当該液体流入部の内径よりも拡径した拡径部を設け、
当該拡径部内にフィルタを配置し、
前記フィルタよりも上流側の液体流入部の内周面から液体流入部の径中心側に向けて、可撓性を有する案内片を延出し、
前記案内片は、先端部を前記フィルタよりも上流側に離隔させた第１状態と、下流側に屈曲して前記先端部を前記フィルタに近接させて流体の流下方向を規制する第２状態とに、液体流入部内の流体の流速に応じて変換することを特徴とする。

上記構成によれば、案内片がフィルタよりも上流側の液体流入部の内周面から液体流入部の径中心側に向けて、可撓性を有するように延出し、先端部をフィルタよりも上流側に離隔させた第１状態と、下流側に屈曲して先端部をフィルタに近接させて流体の流下方向を規制する第２状態とに、液体流入部内の流体の流速に応じて変換するので、液体流入部内の流体の流速が遅いときには、案内片が第１状態となって、フィルタと案内片との間の空間に流路を確保しつつ過度に成長した気泡を一時的に捕捉しておくことができ、これにより気泡が流路を塞ぐことを防止できる。そして、液体流入部内の流体の流速が速いときには、案内片が第２状態となって、屈曲した案内片の先端から内周面側（案内片の裏側）に回り込む流体を規制するので、流体をフィルタの外周縁側よりもフィルタの中心側に誘導し、フィルタの中心側を高速で通過させることとなり、液体と共に気泡をフィルタの中心側から効率的良く通過させることができる。したがって、クリーニング動作の実行回数を低減して液体の消費を抑制することができる。

上記構成において、前記案内片は、前記ノズル開口から液滴を吐出する際の流体の流速においては前記第１状態に変換し、前記ノズル開口から液体流入部内の流体を強制排出する際の流体の流速においては前記第２状態に変換する構成とすることが望ましい。

上記構成によれば、通常の印字のときと、気泡を排出するためのクリーニング動作のときとに、流体の流速を変えることで、案内片を第１状態と第２状態とに変換することができる。そのため、クリーニング動作を実行すると、案内片が第２状態となって、気泡を液体と共に強制的にノズル開口から吸引・排出させることができる。

上記構成において、前記案内片は、前記第１状態において、前記液体流入部の内周面との間に少なくとも液体が通過可能な間隙を形成する構成とすることが望ましい。

上記構成によれば、液体流入部内の流体の流速が遅い（通常の印字の）ときに、案内片の屈曲を妨げる程に気泡が成長したとしても、案内片と液体流入部の内周面との間の間隔を流路として確保することができる。そのため、気泡が流路を塞ぐことによるインクの供給不足等の不具合を防止することができる。

上記構成において、前記案内片を複数備え、
各案内片同士が、前記第１状態において少なくとも液体が通過可能な間隙を形成する状態で配設される構成とすることが望ましい。

上記構成によれば、それぞれの案内片が下流側に屈曲することで、流体の流下方向をフィルタの中心側に集中して誘導することができる。また、液体流入部内の流体の流速が遅い（通常の印字の）ときに、案内片の屈曲を妨げる程に気泡が成長したとしても、案内片間の間隔を流路として確保することができる。そのため、気泡が流路を塞ぐことによるインクの供給不足等の不具合を防止することができる。

上記構成において、前記案内片は、前記拡径部の上流側端部に配設される構成とすることが望ましい。

上記構成によれば、案内片が拡径部の上流側端部に配設されるので、液体流入部内の流体の流速が速い（クリーニング動作の）ときに、拡径部内に流入する流体が内周面寄りを流下することを抑制することができる。そのため、流体がフィルタの中心側を高速で通過するので、液体と共に気泡を効率的にフィルタから通過させることができる。また、液体流入部よりも拡径した拡径部内に気泡を留めておくことができるので、気泡によって流路が塞がれることを防止することができる。

上記構成において、前記案内片は、前記第２状態において先端部を前記フィルタの上流側表面に接触させることが望ましい。

上記構成によれば、案内片が第２状態となったときに、先端部がフィルタの上流側表面に接触するので、案内片の液体流入部の径中心側（案内片の表側）の表面沿いを流下する流体が、屈曲した案内片の裏側表面と内周面との間の空間に流入することを妨げて、フィルタの中心側に流体を高速で通過させることができる。

上記構成において、前記案内片は、前記フィルタの上流側表面における外周縁よりも中心側の位置に接触して、上流側からの流体をフィルタの上流側表面に集中的に誘導することが望ましい。

上記構成によれば、屈曲した案内片がフィルタの上流側表面における外周縁よりも中心側の位置に接触するので、屈曲した案内片の裏側表面と液体流入部の内周面との間の空間に流体が流入することを防止するとともに、フィルタの上流側表面の流路幅を狭めることで、フィルタの中心側に流体を高速で通過させることができる。

上記構成において、流体が通過可能な案内流路を有する案内補助部材を、前記フィルタの上流側表面に配設することが望ましい。

上記構成によれば、流体が通過可能な案内流路を有する案内補助部材を、フィルタの上流側表面に配設するので、案内補助部材が壁となってフィルタの上流側表面の流路幅を狭くする。そして、案内補助部材が、流体の流下方向を案内片と共に規制するので、流体をフィルタの一部分に集中的に誘導し、液体と共に気泡を効率的にフィルタから通過させることができる。

上記構成において、前記案内流路の内径は、前記フィルタの直径よりも小さく設定されることが望ましい。

上記構成によれば、フィルタを通過する流体を、案内流路内を通過した流体と、案内補助部材と内周面の間を通過した流体と、に分けることとなり、流体を通過させるための流路と、気泡を一時的に捕捉するための流路との両方を確保することができる。そのため、フィルタが気泡によって塞がれることによるインクの供給不足等の不具合を防止することができる。

上記構成において、前記案内片は、前記第２状態において前記案内補助部材の案内流路に先端部を向けて屈曲して、上流側からの流体を案内流路に誘導することが望ましい。また、前記案内片が屈曲すると、該案内片が前記案内補助部材の内面に当接することが望ましい。

上記構成によれば、案内片が、第２状態において案内補助部材の案内流路に先端部を向けて屈曲して、上流からの流体を案内流路に誘導するので、流体を案内流路に確実に誘導することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面等を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、本実施形態では、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッド（以下、「記録ヘッド」という）を例に挙げて説明する。

図１はインクジェット式記録装置の斜視図である。まず、記録ヘッドを搭載するインクジェット式記録装置（以下、プリンタという）の概略構成について、図１を参照して説明する。例示したプリンタ１は、記録紙等の記録媒体（着弾対象物）２の表面へ液体状のインクを吐出して画像等の記録を行う装置である。このプリンタ１は、インクを吐出する記録ヘッド３（本発明における液体噴射ヘッドの一種に相当）と、この記録ヘッド３が取り付けられるキャリッジ４と、キャリッジ４を主走査方向（図１に符号Ｘで示す）に移動させるキャリッジ移動機構５と、記録媒体２を副走査方向（主走査方向に直交する方向。図１に符号Ｙで示す）に移送するプラテンローラ６等を備えている。ここで、上記のインクは、本発明の液体の一種であり、インクカートリッジ７に貯留されている。このインクカートリッジ７は、記録ヘッド３に対して着脱可能に装着される。

上記のキャリッジ移動機構５はタイミングベルト８を備えている。そして、このタイミングベルト８はＤＣモータ等のパルスモータ９により駆動される。従って、パルスモータ９が作動すると、キャリッジ４は、プリンタ１に架設されたガイドロッド１０に案内されて、主走査方向Ｘ（記録紙２の幅方向）に往復移動する。

プリンタ１の非記録領域であるホームポジションには、キャッピング機構１２が配設されている。キャッピング機構１２は、記録ヘッド３の後述するノズル形成面（ノズルプレート２５／図２参照）に当接し得るトレイ状のキャップ部材１１を有する。このキャッピング機構１２では、キャップ部材１１内の空間が封止空部として機能し、この封止空部内に記録ヘッド３のノズル開口２６（図２参照）を臨ませた状態でノズル形成面に密着可能に構成されている。また、このキャッピング機構１２には、ポンプユニット１３が接続されており、このポンプユニット１３の作動によって封止空部内を負圧化することができる。そして、ノズル形成面への密着状態でポンプユニット１３を作動し、封止空部（密閉空間）内を負圧化すると、ノズル開口２６から記録ヘッド３内のインクや気泡が吸引されてキャップ部材１１の封止空部内に排出されるようになっている。つまり、このキャッピング機構１２は、記録ヘッド３内のインクや気泡を強制的に吸引排出する動作（以下、クリーニング動作という）を行う構成になっている。このクリーニング動作の詳細については後述する。

次に、記録ヘッド３の構成について説明する。ここで、図２はキャリッジ４に取り付けられる記録ヘッド３の概略斜視図、図３は記録ヘッド３の平面図、図４は記録ヘッド３の断面図である。例示した記録ヘッド３は、カートリッジ基台１５（以下、「基台」という）と、ヘッドケース１６と、流路ユニット１７と、振動子ユニット２２等から概略構成されている。

基台１５は、例えば合成樹脂によって成型されており、図３に示すように、その上面には複数の区画１４（液体貯留部材装着部）が設けられている。各区画１４には、フィルタ１８を介在させた状態でインク導入針１９がそれぞれ取り付けられている。そして、これらの区画１４にはインクカートリッジ７が装着されるようになっている。即ち、インクカートリッジ７はこの基台１５上に位置付けられた状態で装着される。なお、インクカートリッジ７とインク導入針１９の詳細については後述する。

上記区画１４とは反対側となる基台１５の他面には、図２に示すように、回路基板２０が取り付けられる。この回路基板２０は、例えば後述する圧電振動子２９（図５参照）への駆動信号の供給を制御するためのドライブ回路や、プリンタ本体側との接続のためのコネクタ、インク供給用の貫通孔等を備えている。そして、この回路基板２０は、パッキンとして機能するシート部材２１を介して基台１５に取り付けられている。

ヘッドケース１６は、基台１５に固定されるものであり、後述する圧電振動子２９を有する振動子ユニット２２を収容するためのケーシングである。このため、ヘッドケース１６には、振動子ユニット２２を収容可能な収容空部３２（図５参照）が形成されている。そして、振動子ユニット２２は、この収容空部３２内に挿入され、接着等によって固定されている。そして、ヘッドケース１６の基台１５の取付面とは反対側の先端面には、流路ユニット１７が接着剤等により固定されている。

流路ユニット１７は、弾性板２３、流路形成基板２４、及びノズルプレート２５を積層した状態で接着剤等で接合して一体化することにより作製されている。

ノズルプレート２５は、例えばステンレス製の薄板から作製された部材であり、このノズルプレート２５には、プリンタ１のドット形成密度に対応したピッチで微細なノズル開口２６が列状に形成されている。

ヘッドケース１６の先端部には、さらにノズルプレート２５の外側からその周縁部を包囲するようにヘッドカバー２７が取り付けられる。このヘッドカバー２７は、例えば金属製の薄板部材によって作製されている。このヘッドカバー２７は、流路ユニット１７やヘッドケース１６の先端部を保護すると共に、ノズルプレート２５の帯電を防止する機能を有する。

図５は、記録ヘッド３の要部断面図である。上記の振動子ユニット２２は、圧力発生手段としての圧電振動子群３０と、この圧電振動子群３０が接合される固定板３１と、圧電振動子群３０に回路基板２０からの駆動信号を供給するためのフレキシブルケーブル（図示せず）等から構成される。本実施形態の圧電振動子群３０は、櫛歯状に列設された複数の圧電振動子２９を備える。各圧電振動子２９は、固定端部が固定板３１上に接合され、自由端部が固定板３１の先端面よりも外側に突出している。即ち、各圧電振動子２９は、所謂片持ち梁の状態で固定板３１上に取り付けられている。また、各圧電振動子２９を支持する固定板３１は、例えば厚さ１ｍｍ程度のステンレス鋼によって構成されている。なお、圧力発生手段としては、上記圧電振動子以外にも、静電アクチュエータ、磁歪素子、発熱素子等を用いることができる。

ヘッドケース１６の内部には、上記の振動子ユニット２２を収納可能な収納空部３２を、ヘッドケース１６の高さ方向を貫通させた状態で形成している。そして、固定板３１の背面を、収納空部３２を区画するケース内壁面に接着することで、振動子ユニット２２は収納空部３２内に収納・固定されている。

流路形成基板２４は、共通インク室３３となる空部、インク供給口３４となる溝部、及び、圧力室３５となる空部を隔壁で区画した状態で各ノズル開口２６に対応させて複数形成した板状の部材である。この流路形成基板２４は、例えば、シリコンウェハーをエッチング処理することによって作製される。上記の圧力室３５は、ノズル開口２６の列設方向（ノズル列方向）に対して直交する方向に細長い室として形成されている。また、共通インク室３３は、ヘッドケース１６の高さ方向を貫通して形成されたインク連通路３７を介してインク導入針１９の後述するインク導入路４２（図６参照）と連通し、インクカートリッジ７に貯留されたインクが導入される室である。そして、この共通インク室３３に導入されたインクは、インク供給口３４を通じて各圧力室３５に供給される。

弾性板２３は、ステンレス鋼等の金属製の支持板上に弾性フィルムをラミネート加工した二重構造の複合板材である。この弾性板２３の圧力室３５に対応する部分には、圧電振動子２９の自由端部の先端を接合するための島部３６が形成されており、この部分がダイヤフラム部として機能する。また、弾性板２３は、共通インク室３３となる空部の一方の開口面を封止し、コンプライアンス部としても機能する。このコンプライアンス部として機能する部分については弾性フィルムだけにしている。

この記録ヘッド３は、圧電振動子２９を素子長手方向に伸縮させると、島部３６が圧力室３５に近接する方向或いは離隔する方向に移動する。これにより、圧力室３５の容積が変化し、圧力室３５内のインクに圧力変動が生じる。この圧力変動によってノズル開口２６からインク滴（液滴の一種）が吐出される。

次に、上記インクカートリッジ７について説明する。インクカートリッジ７は、記録ヘッド３に供給するインクを貯留する部材である。本実施形態のプリンタ１は、８種類のインク、具体的には、イエロー、マゼンタ、シアン等からなる合計８色のインクを吐出可能に構成されており、記録ヘッド３には、各インクを個別に貯留した合計８つのインクカートリッジ７が装着される。各インクカートリッジ７の底面には、針挿入口（図示せず）が設けられている。この針挿入口は、インク導入針１９が挿入される部分である。工場からの出荷時においては、この針挿入口（図示せず）はフィルム（図示せず）で封止されており、空気のカートリッジ内部への侵入を防止している。これは、インクカートリッジ７内のインクは脱気（負圧）状態で貯留されているので、使用直前までこの脱気状態を保つためである。

次に、インクカートリッジ７に挿入されるインク導入針１９の構成について説明する。図６は、インク導入針１９の針長手方向の断面図、図７は図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。このインク導入針１９は、内部空間をインク導入路４２（本発明における液体流入部に相当）とした中空針であり、先細り形状に形成された円錐形状の尖端部４３と、この尖端部４３の下流側に連続して形成された円筒状のストレート部４４と、このストレート部４４の下流側に連続して形成されると共に、その内径がストレート部４４の内径よりも拡径した拡径部４５とにより構成されている。本実施形態において、尖端部４３には、導入針の外側（外部空間）とインク導入路４２とを連通するインク導入孔４６が開設されている。また、拡径部４５は、上流側（ストレート部４４側）から下流側（針根本側）に向けて次第に拡径するテーパー形状に作製されている。また、拡径部４５の内周面４７からは、板状の案内片４８を複数突設している。なお、この案内片４８についての詳細は後述する。

このインク導入針１９は、フィルタ１８を介在させた状態で、例えば超音波溶着によって基台１５に取り付けられる。これにより、インク導入針１９のインク導入路４２とヘッドケース１６側のインク連通路３７とが連通する。

上記インクカートリッジ７を基台１５に装着すると、インク導入針１９がインクカートリッジ７の針挿入口（図示せず）内に挿入され、インクカートリッジ７の内部空間（インク貯留部）とインク導入針１９内のインク導入路４２とがインク導入孔４６を介して連通する。そして、インクカートリッジ７に貯留されたインクは、インク導入孔４６を通じてインク導入路４２内に導入され、インク連通路３７を通じて記録ヘッド３側の共通インク室３３に供給されるようになっている。

ところで、上記したようにインクカートリッジ７の内部空間は脱気状態となっているため、インク導入針１９の先端が針挿入口（図示せず）内に設けられている弁（図示せず）を押し上げたときに、インクカートリッジ７とインク導入針１９の境界部分に空気が入り込んでしまう。そして、記録ヘッド３内へのインクの充填時に、この空気が気泡としてインクと共にインク導入路４２内に導入されることがある。そして、インク導入路４２内では、時間の経過と共に気泡同士が徐々に結合してより大きな気泡に成長する。大きく成長した気泡はインク導入路４２やフィルタ１８を閉塞する虞があり、これにより、インク滴が吐出されない等の不具合が生じることがある。そのため、プリンタ１では、一定期間の経過毎にキャッピング機構１２を用いてクリーニング動作を行い、大きく成長した気泡を排出するようにしている。

このクリーニング動作では、前述したように、キャップ部材１１をノズル形成面（ノズルプレート２５）に密着させた状態でポンプユニット１３を作動させて通常でのインク吐出時（記録動作時）の数倍の流速のインク流（インクと気泡との両方を含んだ流体であり、本発明における流体の一種に相当）を記録ヘッド３内に生じさせ、インク導入路４２内の気泡をこのインク流に乗せることで記録ヘッド３外に排出する。このときのポンプユニット１３の吸引条件（吸引力，吸引時間）は、気泡の排出性を考慮した条件に設定される。このクリーニング動作で消費されるインクを可及的に低減する観点から、通常の記録動作時には、流路を確保しつつ気泡を一時的に捕捉し、かつクリーニング動作時には、フィルタ１８の一部分を通過するインクの流速のみを高める必要があり、気泡をフィルタ１８の一部分から通過させることが望ましい。

本実施形態においては、案内片４８は、可撓性を有しており、図６及び図７に示すように、拡径部４５の上流側端部（フィルタ１８から離れた端部）５１に配設されている。案内片４８は、内周面４７からインク導入路４２の径中心Ｏ側に向けて延出している。つまり、案内片４８は、一端を拡径部４５に固定し、他端を自由端とした所謂片持ち状態となっている。案内片４８は、インク導入路４２内のインク流の流速に応じて弾性変形する。案内片４８，４８同士の先端部４９は、間隔５０を空けて配されている。間隔５０は、少なくともインクが通過可能な距離が保たれている。即ち、間隔５０は、インクの流路を確保する。

案内片４８は、インク導入路４２内のインク流が比較的低い流速（通常の記録動作時）即ちノズル開口２６から液滴を吐出する際のインク流の流速においては、先端部４９をフィルタ１８よりも上流側に離隔させた第１状態となっている。なお、案内片４８は、インク導入路４２内のインクが滞留している（流れていない）ときにも、同様に第１状態となっている。

図８は、クリーニング動作時のインク導入針１９の断面図である。案内片４８は、インク導入路４２内のインク流が比較的速い流速（クリーニング動作時）即ちノズル開口２６から液滴を強制排出する際のインク流の流速においては、下流側に屈曲して、先端部４９をフィルタ１８に近接させた第２状態となる。

第２状態となった案内片４８は、屈曲した案内片４８の先端部４９から内周面４７側（案内片４８の裏側）に回り込むインク流を規制するので、インク流をフィルタ１８の外周縁側よりもフィルタ１８の中心側に誘導（案内）する。即ち、第２状態の案内片４８は、インク流の流下方向を規制する。そして、第２状態となった案内片４８は、流路を絞る（チョークする）ことになり、インク流をフィルタ１８の中心側を高速で通過させる。

次に、案内片４８を備えたインク導入針１９内に気泡が浸入した状態を説明する。
図９はインク導入針１９内の気泡の動きを説明する模式図であり、（ａ）は通常の記録動作時のインク導入針１９の断面図、（ｂ）はクリーニング動作時のインク導入針１９の断面図である。まず、図９（ａ）に示すように、インク導入針１９のストレート部４４内に気泡が滞在すると、クリーニング動作を行うことで、図９（ｂ）に示すように、インクの流下勢によって、案内片４８がフィルタ１８側に屈曲するとともに、気泡がフィルタ１８に向かって移動する。そして、案内片４８は、インク及び気泡が先端部４９の裏側に回り込むこと（インク流の流下方向）を規制するので、案内片４８の先端部４９が気泡を保持するような状態となり、気泡をフィルタ１８の中心側に位置付けさせると共に、フィルタ１８に向かって押し付ける。よって、インクと共に気泡がフィルタ１８の中心側から通過する。

このように、上記記録ヘッド３では、案内片４８が拡径部４５の上流側端部５１からインク導入路４２の径中心Ｏ側に向けて、可撓性を有するように延出し、先端部４９をフィルタ１８よりも上流側に離隔させた第１状態と、下流側に屈曲して先端部４９をフィルタ１８に近接させてインク流の流下方向を規制する第２状態とに、インク導入路４２内のインクの流速に応じて変換する弾性を有するので、インク導入路４２内のインク流の流速が遅いときには、案内片４８が第１状態となって、フィルタ１８と案内片４８との間の空間に流路を確保しつつ過度に成長した気泡を一時的に捕捉しておき、気泡が流路を塞ぐことを防止できる。また、インク導入路４２内のインク流の流速が速いときには、案内片４８が屈曲して第２状態となって、インクが先端部４９から内周面４７側（案内片４８の裏側）に回り込むことを規制するので、インクをフィルタ１８の外周縁側よりもフィルタ１８の中心側に誘導し、フィルタ１８の中心側を高速で通過させることとなり、インクと共に気泡をフィルタ１８の中心側から効率的良く通過させることができる。したがって、クリーニング動作の実行回数を低減して液インクの消費を抑制することができる。

また、それぞれの案内片４８が下流側に屈曲することで、インク流の流下方向をフィルタ１８の中心側に集中して誘導することができる。また、インク導入路２１内のインク流の流速が遅い（通常の印字の）ときに、案内片４８の屈曲を妨げる程に気泡が成長したとしても、案内片４８間の間隔５０を流路として確保することができる。そのため、気泡が流路を塞ぐことによるインクの供給不足等の不具合を防止することができる。

また、案内片４８が拡径部４５の上流側端部５１に配設されるので、インク導入路４２内のインク流の流速が速い（クリーニング動作の）ときに、拡径部４５内に流入するインク流が内周面４７寄りを流下することを抑制することができる。そのため、流体がフィルタ１８の中心側を高速で通過するので、液体と共に気泡を効率的にフィルタから通過させることができる。また、液体流入部よりも拡径した拡径部内に気泡を留めておくことができるので、気泡によって流路が塞がれることを防止することができる。

次に、上記案内片４８を備えたインク導入針１９についての第２の実施形態について説明する。
図１０は、本実施形態におけるインク導入針１９内の気泡の動きを説明する模式図であり、（ａ）は通常の記録動作時のインク導入針１９の断面図、（ｂ）はクリーニング動作時のインク導入針１９の断面図である。本実施形態におけるインク導入針１９の案内片４８は、屈曲して第２状態となると、先端部４９がフィルタ１８の上流側表面における外周縁よりも中心側の位置に接触することを特徴としている。即ち、この案内片４８は、上流側からのインク流をフィルタ１８の上流側表面の一部分に集中的に誘導させる。

第２の実施形態では、図１０（ａ）に示すように、インク導入針１９のストレート部４４内に気泡が滞在した状態から、クリーニング動作を行うことで、図１０（ｂ）に示すように、インク流の流下勢によって、案内片４８がフィルタ１８側に屈曲するとともに、気泡がフィルタ１８に向かって移動する。そして、案内片４８は、先端部４９がフィルタ１８の上流側表面における外周縁よりも中心側の位置に接触し、インク及び気泡が先端部４９の裏側に回り込むこと（インクの流下方向）を防止する。このため、案内片４８の先端部４９が気泡を保持するような状態となる。こうして、気泡をフィルタ１８の中心側に位置付けさせると共に、フィルタ１８に向かって押し付ける。よって、インクと共に気泡がフィルタ１８の中心側から通過する。

このように、上記記録ヘッド３では、案内片４８が第２状態となったときに、先端部４９がフィルタ１８の上流側表面における外周縁よりも中心側の位置に接触するので、案内片４８のインク導入路４２の径中心側（案内片４８の表側）の表面沿いを流下するインク流が、屈曲した案内片４８の裏側表面と内周面４７との間の空間に流入することを防止するとともに、フィルタ１８の上流側表面の流路幅を狭めることで、フィルタ１８の中央側に集中的に誘導させて、フィルタ１８の上流側表面の一部分からインク流を高速で通過させることができる。

次に、上記案内片４８を備えたインク導入針１９についての第３の実施形態について説明する。
図１１は、本実施形態におけるインク導入針１９内の気泡の動きを説明する模式図であり、（ａ）は通常の記録動作時のインク導入針１９の断面図、（ｂ）はクリーニング動作時のインク導入針１９の断面図である。本実施形態におけるインク導入針１９は、筒状の案内補助部材５３をフィルタ１８の上流側表面に配設していることを特徴としている。即ち、案内補助部材５３は、円筒状に形成され、中心軸Ｏ上にインクが通過可能な案内流路５４を有している。案内流路５４の内径は、フィルタ１８の直径よりも小さく設定されている。案内片４８は、屈曲して第２状態となると、案内流路５４に先端部４９を向けて屈曲して、上流からのインク流を案内流路５４内に誘導する。

第３の実施形態では、図１１（ａ）に示すように、インク導入針１９のストレート部４４内に気泡が滞在した状態から、クリーニング動作を行うことで、図１１（ｂ）に示すように、インク流の流下勢によって、案内片４８の先端部４９が案内流路５４内に向けて屈曲するとともに、気泡がフィルタ１８に向かって移動する。そして、案内補助部材５３が、壁となってフィルタ１８の上流側表面の流路幅を狭くするので、案内片４８及び案内補助部材５３が、インク流の流下方向を規制する。このため、案内片４８の先端部４９が気泡を保持するような状態となる。こうして、気泡をフィルタ１８の中心側に位置付けさせると共に、フィルタ１８に向かって押し付ける。よって、インクと共に気泡がフィルタ１８の中心側から通過する。

上記構成によれば、流体が通過可能な案内流路５４を有する案内補助部材５３を、フィルタ１８の上流側表面に配設するので、案内補助部材５３が壁となってフィルタ１８の上流側表面の流路幅を狭くする。そして、案内補助部材５３が、インク流の流下方向を案内片４８と共に規制するので、インク流をフィルタ１８の一部分に集中的に誘導し、液体と共に気泡を効率的にフィルタ１８から通過させることができる。また、フィルタ１８を通過するインク流を、案内流路５４内を通過したインク流と、案内補助部材５３と内周面４７の間を通過したインク流と、に分けることとなり、インクを通過させるための流路と、気泡を一時的に捕捉するための流路との両方を確保することができる。そのため、フィルタ１８が気泡によって塞がれることによるインクの供給不足等の不具合を防止することができる。

なお、本実施形態における各案内片４８に関し、図１２（ａ）に示すように、案内片４８の数を増やしてもよい。また、図１２（ｂ）に示すように、ベース状の形状としてもよい。このように案内片４８の数や形状を変えると、案内片５８同士の間隔５０が増えるとともに、気泡を案内し易くすることができる。

また、案内片を、一つのみ配置してもよい。この場合、案内片４８は、内周面４７との間に間隔５０を空けて配される。即ち、間隔５０は、インクが通過可能な間隔として機能する。これにより、インク導入路４２内の流体の流速が遅い（通常の印字の）ときに、第１状態となっている案内片４８の屈曲を妨げる程に気泡が成長したとしても、案内片４８と内周面４７との間の間隔５０を流路として確保することができるので、気泡が流路を塞ぐことによるインクの供給不足等の不具合を防止することができる。

ところで、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。
上記各実施形態においては、案内片４８を拡径部４５の上流側端部５１のみに設けた例を示したが、これには限らず、例えば、各案内片４８を、拡径部４５の内周面４７のうちどこから延出させてもよいし、ストレート部４４の内周面からインク導入路４２の径中央Ｏ側に向けて延出させてもよい。この構成においても、案内片４８が先端部４９をフィルタ１８よりも上流側に離隔させた第１状態と、下流側に屈曲して先端部４９をフィルタ１８に近接させてインク流の流下方向を規制する第２状態とに、インク導入路４２のインク流の流速に応じて変換することができ、上記各実施形態と同様の効果を得ることができる。

以上は、液体噴射装置の一種であるプリンタ１を例に挙げて説明したが、本発明は他の液体噴射装置にも適用することができる。例えば、液晶ディスプレー等のカラーフィルタを製造するディスプレー製造装置、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレーやＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極を形成する電極製造装置、バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置等にも適用することができる。

プリンタの構成を説明する斜視図である。 記録ヘッドの構成を説明する分解斜視図である。 記録ヘッドの構成を説明する平面図である。 記録ヘッドの内部構造を説明する断面図である。 記録ヘッドの内部構造を説明する部分断面図である。 インク導入針の針長手方向の断面図である。 図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。 クリーニング動作時のインク導入針の断面図である。 インク導入針内の気泡の動きを説明する模式図であり、（ａ）は通常の記録動作時のインク導入針の断面図、（ｂ）はクリーニング動作時のインク導入針の断面図である。 第２の実施形態におけるインク導入針内の気泡の動きを説明する模式図であり、（ａ）は通常の記録動作時のインク導入針の断面図、（ｂ）はクリーニング動作時のインク導入針の断面図である。 第３の実施形態におけるインク導入針内の気泡の動きを説明する模式図であり、（ａ）は通常の記録動作時のインク導入針の断面図、（ｂ）はクリーニング動作時のインク導入針の断面図である。 案内片の変形例を説明する断面図である。

符号の説明

１…プリンタ，２…記録媒体，３…記録ヘッド，４…キャリッジ，５…キャリッジ移動機構，６…プラテンローラ，７…インクカートリッジ，８…タイミングベルト，９…パルスモータ，１０…ガイドロッド，１１…ワイピング機構，１２…キャッピング機構，１３…ポンプユニット，１５…基台，１６…ヘッドケース，１７…流路ユニット，１８…フィルタ，１９…インク導入針，２０…回路基板，２１…シート部材，２２…振動子ユニット，２３…弾性板，２４…流路形成基板，２５…ノズルプレート，２６…ノズル開口，２７…ヘッドカバー，２９…圧電振動子，３０…圧電振動子群，３１…固定板，３２…収納空部，３３…共通インク室，３４…インク供給口，３５…圧力室，３６…島部，３７…インク連通路，４２…インク導入路，４３…尖端部，４４…ストレート部，４５…拡径部，４６…インク導入孔，４７…内周面，４８…案内片，４９…先端部，５０…間隔，５１…上流側端部，５３…案内補助部材，５４…案内流路，Ｏ…径中心

Claims (10)

1. 液体を液体流入部を通じて圧力室に導入し、圧力変動によりノズル開口から液滴を吐出する液体噴射ヘッドであって、
   前記液体流入部よりも下流側に、当該液体流入部の内径よりも拡径した拡径部を設け、
   当該拡径部内にフィルタを配置し、
   前記フィルタよりも上流側の液体流入部の内周面から液体流入部の径中心側に向けて、可撓性を有する案内片を延出し、
   前記案内片は、先端部を前記フィルタよりも上流側に離隔させた第１状態と、下流側に屈曲して前記先端部を前記フィルタに近接させて流体の流下方向を規制する第２状態とに、液体流入部内の流体の流速に応じて変換することを特徴とする液体噴射ヘッド。
2. 前記案内片は、前記ノズル開口から液滴を吐出する際の流体の流速においては前記第１状態に変換し、前記ノズル開口から液体流入部内の流体を強制排出する際の流体の流速においては前記第２状態に変換することを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
3. 前記案内片は、前記第１状態において、前記液体流入部の内周面との間に少なくとも液体が通過可能な間隙を形成する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。
4. 前記案内片を複数備え、
   各案内片同士が、前記第１状態において少なくとも液体が通過可能な間隙を形成する状態で配設されたことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
5. 前記案内片は、前記拡径部の上流側端部に配設された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。
6. 前記案内片は、前記第２状態において先端部を前記フィルタの上流側表面に接触させる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。
7. 前記案内片は、前記フィルタの上流側表面における外周縁よりも中心側の位置に接触して、上流側からの流体をフィルタの上流側表面に集中的に誘導することを特徴とする請求項６に記載の液体噴射ヘッド。
8. 流体が通過可能な案内流路を有する案内補助部材を、前記フィルタの上流側表面に配設した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。
9. 前記案内流路の内径は、前記フィルタの直径よりも小さく設定されたことを特徴とする請求項８に記載の液体噴射ヘッド。
10. 前記案内片は、前記第２状態において前記案内補助部材の案内流路に先端部を向けて屈曲して、上流側からの流体を案内流路に誘導することを特徴とする請求項８又は９に記載の液体噴射ヘッド。

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