JP5381915B2 - インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置に関する。

従来、紙や布などの基材に画像を記録するインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッドとする）では、圧力チャネル内部のインクに圧力を加えてインク滴を吐出するようになっている。そのため、このような記録ヘッドにおいては、圧力チャネルや、当該圧力チャネルにインクを供給するインク流路など、インク吐出用の流路に気泡が存在すると、インク圧が変化して正常な印字動作ができなくなってしまう。

一方、記録ヘッド内の気泡を除去する手法としては、記録ヘッドのノズル面にキャップを被せ、キャップ内を負圧にすることで記録ヘッド内からインクとともに気泡を吸引排出する手法や、記録ヘッドをインク受け部材に対向させてインクとともに気泡を吐出（いわゆる空吐出）する手法などが開発されている。但し、これらの手法では、インクの排出・廃棄によって気泡を排出するため、インクを無駄に消費してしまう問題がある。そして、インクが多量に廃棄される場合には、廃インクを貯溜する容器の大型化や、容器の交換頻度の増大、ひいてはインク漏れの可能性の増加が生じてしまい、廃棄処理システムに大きな負担を与えることになってしまう。

そのため、近年、記録ヘッド内の気泡を除去する新たな手法として、記録ヘッド内にインク吐出用の流路からインクタンク等にインクを還元する循環流路を設けて、吐出用流路の気泡を除去する手法が提案されている（例えば、特許文献１〜５参照）。

特開２００２−３５５９６１号公報 特開２００６−８８４９３号公報 特開２００９−１７９０４９号公報 特開平７−１６４６４０号公報 特開２００８−１４９５９４号公報

しかしながら、上記特許文献１〜４の技術は、圧電素子の撓みによってインクを吐出するベンドモード型のインクジェット記録装置に関するものであり、圧電素子の剪断変形によってインクを吐出するシアーモード（剪断モード）型のインクジェット記録装置に対して単純に適用することができない。
また、上記特許文献５の技術は、シアーモード型のインクジェット記録装置に関するものではあるが、圧力チャネル側面のインク吐出口からインクを吐出するサイドシュートタイプのインクジェット記録装置に関するものであり、圧力チャネル末端のインク吐出口からインクを吐出するエッジシュートタイプのインクジェット記録装置に対して単純に適用することができない。
そのため、シアーモード型かつエッジシュートタイプのインクジェット記録装置においては、インクの消費を抑えつつ吐出用流路の気泡を除去することはできない。

本発明の課題は、シアーモード型かつエッジシュートタイプのインクジェット記録ヘッドにおいてインクの消費を抑えつつ気泡を除去することのできるインクジェット記録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。

請求項１記載の発明は、インクジェット記録ヘッドにおいて、
電圧の印加によってシアーモード型の変位をする隔壁で隔てられ、当該隔壁の変位によってインクに圧力を加える複数の圧力チャネルと、
前記複数の圧力チャネルに対し、当該圧力チャネルの上流側からインクを供給する共通インク流路と、
前記複数の圧力チャネルの下流側の端部を塞ぐように配設されたノズルプレートと、
各圧力チャネルと連通するよう前記ノズルプレートの厚み方向に貫通して設けられ、当該圧力チャネル内のインクを吐出する複数のインク吐出口と、
前記ノズルプレートにおける前記圧力チャネル側の面に凹設され、前記複数の圧力チャネルと連通する連通流路と、
前記連通流路から当該インクジェット記録ヘッドの外部にインクを排出する排出流路と、
を備えることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、インクジェット記録装置において、
請求項１記載のインクジェット記録ヘッドと、
前記インクジェット記録ヘッドにおける前記共通インク流路にインクを供給するインクタンクと、
前記インクジェット記録ヘッドにおける前記排出流路から排出されるインクを前記インクタンクに供給する循環流路と、
を備えることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、ノズルプレートにおける圧力チャネル側の面には、複数の圧力チャネルと連通する連通流路が凹設され、この連通流路から当該インクジェット記録ヘッドの外部に排出流路がインクを排出するので、圧力チャネル内の気泡を、当該圧力チャネルにおける下流側の端部から連通流路及び排出流路を介して排出することができる。従って、シアーモード型かつエッジシュートタイプのインクジェット記録ヘッドであっても、気泡の吸引排出や空吐出を行う従来の場合と比較して、インクの消費を抑えつつ気泡を除去することができる。

請求項２記載の発明によれば、インクジェット記録ヘッドにおける共通インク流路にはインクタンクからインクが供給され、排出流路から排出されるインクは循環流路からインクタンクに供給されるので、気泡とともに排出されるインクをインクタンクに戻し、当該インクタンクで気泡と分離したインクを再利用することができる。従って、インクの消費をいっそう抑えることができる。

本発明に係るインクジェット記録ヘッドを示す図である。 インクジェット記録ヘッドの分解斜視図である。 ヘッドチップ、配線基板、フレキシブル基板及び駆動回路基板を示す斜視図である。 ヘッドチップ及び配線基板を模式的に示す分解斜視図である。 ヘッドチップ及びノズルプレートを示す図である。 ノズルプレートの流路形状を示す部分拡大図であり、（ａ）〜（ｃ）はＸ−Ｘ線断面図、（ｄ）は上面図である。 ノズルプレートの流路形状を示す部分拡大図である。 マニホールドを示す斜視図である。 筐体を示す斜視図である。 インクジェット記録装置におけるインクの流路を示す概念図である

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図１０を参照して説明する。
図１（ａ）は、本発明を適用した実施形態の記録ヘッド１００を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、記録ヘッド１００における流路を示す断面図である。また、図２は、記録ヘッド１００を示す分解斜視図である。なお、図１（ｂ），図２にあっては、カバー部材９の図示を省略している。また、以下の説明では、記録ヘッド１００のインク吐出口１１ａ（図４参照）の並び方向を左右方向とし、左右方向に直交する一方向を前後方向とし、前後方向及び左右方向の双方に直交する方向を上下方向とする。

本実施形態のインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッドとする）１００は、インクジェット記録装置２００（図１０参照）に搭載されるものであり、図１、図２に示すように、インクをインク吐出口１１ａ（図４参照）から吐出させるヘッドチップ１と、このヘッドチップ１が配設された配線基板２と、この配線基板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のチャネル１３Ａ（図４参照）にフィルタＦを介してインクを導入するマニホールド５と、内側にマニホールド５が収納された筐体６と、この筐体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、マニホールド５の第１インクポート５３、第２インクポート５４、第３インクポート５５に取り付けられた第１ジョイント８１ａ、第２ジョイント８１ｂ、第３ジョイント８２と、筐体６に取り付けられたカバー部材９とを備えている。

先ず、ヘッドチップ１、配線基板２、フレキシブル基板３及び駆動回路基板４について、図３〜図５を参照して説明する。

図３（ａ）はヘッドチップ１、配線基板２、フレキシブル基板３及び駆動回路基板４を示す斜視図であり、図３（ｂ）はヘッドチップ１を図３（ａ）と異なる方向から視た斜視図である。また、図４は、ヘッドチップ１及び配線基板２を模式的に示す分解斜視図である。また、図５（ａ），（ｂ）は記録ヘッド１００におけるヘッドチップ１の斜視図，断面図であり、図５（ｃ）はヘッドチップ１におけるノズルプレート１１の上面図である。なお、図４にあっては、図の簡略化のため、ヘッドチップ１のノズル列やチャネル列を一列のみ図示し、配線基板２の電極部２１を前側のみ図示している。

ヘッドチップ１は、図４，図５（ａ），（ｂ）に示すように、左右方向に長尺な略四角柱状の部材であり、左右方向に配列されたチャネル１３Ａ，１３Ｂを有している。

チャネル１３Ａは、インクを吐出するために加圧するインク室であり、隔壁１２により隔てられて左右方向に複数配列されるとともに、前後方向に２つの列をなしている。この隔壁１２は、圧電材料で形成されており、電圧の印加によって剪断モード（シアーモード）型の変位をするようになっている。

また、各チャネル１３Ａ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、ヘッドチップ１の上面，下面に入口，出口を有している。また、各チャネル１３Ａは、入口から出口に亘る長さ方向（上下方向）で大きさと形状がほぼ変わらないストレートタイプであり、複数のチャネル１３Ａ、…が互いに平行となるように配設されている。各チャネル１３Ａの内面には、隔壁１２を駆動するための駆動電極１４がチャネル１３Ａ毎に独立して設けられている。これにより、駆動電極１４に電圧が印加されると、隔壁１２がシアーモード型の変位を繰り返すことにより、チャネル１３Ａ内のインクに圧力が加えられる。なお、本実施の形態においては、駆動電極１４は金属被膜となっている。また、図５では、駆動電極１４の図示を省略している。

チャネル１３Ｂは、後述のノズルプレート１１における連通流路１９のインクを記録ヘッド１００の外部に排出するための流路であり、チャネル１３Ａの各列と並ぶよう、ヘッドチップ１の右端部に２つ形成されている。このチャネル１３Ｂは、上下方向に沿って形成されており、ヘッドチップ１の上面，下面に出口，入口を有している。また、チャネル１３Ａは、入口から出口に亘る長さ方向（上下方向）で大きさと形状がほぼ変わらないストレートタイプであり、チャネル１３Ａ、…と互いに平行になるように配設されている。なお、本実施の形態においては、チャネル１３Ｂの内面は、駆動電極１４が設けられておらず、駆動しないようになっている。

なお、上記のようなチャネル１３Ａ，１３Ｂは、図５（ａ）に示すように、圧電性の板状部材の両面に深さ一定の溝を複数形成した後、各面にカバープレート１０を貼り合わせることによって形成することができる。

以上のヘッドチップ１の下面、つまりチャネル１３Ａの出口側の面には、各チャネルの下流側の端部を塞ぐようにノズルプレート１１が配設されている。

このノズルプレート１１は矩形板状の部材であり、ノズルプレート１１における各チャネル１３Ａの対向位置には、図４、図５に示すように、インク吐出口１１ａが厚み方向（上下方向）に貫通して設けられている。

これら複数のインク吐出口１１ａは、対応するチャネル１３Ａにそれぞれ連通しており、当該チャネル１３Ａ内のインクを吐出するようになっている。なお、本実施の形態においては、インク吐出口１１ａは左右方向に配列されるとともに、前後方向に２つの列をなしている。

また、図５（ｃ）に示すように、ノズルプレート１１におけるチャネル１３Ａ側の面、つまり上面には、チャネル１３Ａ，１３Ｂのそれぞれと連通する２つの連通流路１９が、溝形状となるよう凹設されている。

連通流路１９は、ノズルプレート１１の上面における前側縁部または後側縁部と、右側縁部とに沿って平面視略Ｌ字状に形成されており、全体としてチャネル１３Ａとの対向位置を外側から囲むよう形成されるとともに、左側縁部に沿った部分においてチャネル１３Ｂに連通している。

また、ノズルプレート１１における上面のうち、２つの連通流路１９の間には、櫛歯状流路１９ｂが形成されている。この櫛歯状流路１９ｂは、インク吐出口１１ａから連通流路１９に亘って前後方向に延在するよう形成されており、各チャネル１３Ａと、連通流路１９とを連通させている。但し、この櫛歯状流路１９ｂがノズルプレート１１に形成されず、各チャネル１３Ａと連通流路１９とが直接連通することとしても良い。

ここで、図６（ｂ）〜（ｄ）に示すように、インク吐出口１１ａは、ノズルプレート１１の上面に形成された矩形状の凹部１１ｂ内に穿設されることが好ましいが、図６（ａ）に示すように、ノズルプレート１１の上面から下面に亘って穿設されることとしても良い。ノズルプレート１１に凹部１１ｂを形成する場合には、櫛歯状流路１１ｂは上流側の端部で凹部１１ｂと連通することとなるため、図６（ｃ）に示すように、当該上流側端部の底面には、堤１１ｃを形成することが好ましい。この場合には、チャネル１３Ａから連通流路１９にインクが排出されるときに、このインクが隣接のチャネル１３Ａに対して余計な振動を伝達してしまうのを防止することができる。また、櫛歯状流路１１ｂの上流側端部は、図６（ｄ）に示すように、凹部１１ｂ側（上流側）ほど広くなるようテーパー状に形成しても良い。この場合には、気泡が引っかかって排出され難くなるのを防止することができる。

更に、櫛歯状流路１９ｂにおける連通流路１９との連結部分、つまり櫛歯状流路１９ｂの下流側端部は、図７（ａ）に示すように、櫛歯状流路１９の中途部と同様の幅で形成されていてもよいが、図７（ｂ），（ｃ）に示すように、連通流路１９側（下流側）ほど広くなるようテーパー状に形成されている方が好ましい。なお、図７（ｂ），（ｃ）では、櫛歯状流路１９ｂの下流端を構成する両壁部のうち、連通流路１９の下流側の壁部が面取りされている。この場合には、気泡が引っかかって排出され難くなるのを防止することができる。更に、図７（ｃ）では、連通流路１９が下流側ほど幅広になるよう形成されている。

以上のようなノズルプレート１１は、シリコン材料のプレートに対してエッチング加工によりインク吐出口１１ａ、連通流路１９及び櫛歯状流路１９ｂを一遍に形成することで製造することができる。但し、ノズルプレート１１の材料は、エッチング加工が可能である限りにおいて、樹脂や金属としても良い。

そして、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、以上のヘッドチップ１の上面には配線基板２が配設され、配線基板２の左右方向に沿った両縁部に、駆動回路基板４、４と接続された２つのフレキシブル基板３、３が配設されている。

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に対してそれぞれ大きく形成されている。

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における各チャネル１３Ａの入口と、チャネル１３Ｂの出口とを上側に露出させるようになっている。

また、開口部２２の前後方向側の縁部には、ヘッドチップ１の駆動電極１４と接続される電極部２１が所定数配設されている（図４参照）。

また、図２に示すように、配線基板２の前後方向側の縁部の各々には、フレキシブル基板３が配設されている。

フレキシブル基板３は、図４に示すように、駆動回路基板４と配線基板２の電極部２１とを電気的に接続させる複数の配線３１，…を有している。これにより、駆動回路基板４からの信号が、フレキシブル基板３の配線３１、配線基板２の電極部２１を介してヘッドチップ１の各チャネル１３Ａ内の駆動電極１４に印加される。

また、図２に示すように、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。即ち、マニホールド５は、ヘッドチップ１のチャネル１３Ａ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。

次に、マニホールド５について図８（ａ）及び図８（ｂ）を参照して説明する。
図８（ａ）は、マニホールド５を示す斜視図であり、図８（ｂ）は、マニホールド５を図８（ａ）と１８０°異なる方向から視て示す斜視図である。

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のチャネル１３Ａ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１（ｂ）、図８（ａ）及び図８（ｂ）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。

本体部５２は、下側開口の凹型に形成され、その下端開口の縁部に、配線基板２が接着により取り付け固定される配線基板取付部５２１が設けられている。そして、下端開口を塞ぐようにヘッドチップ１を具備する配線基板２が配線基板取付部５２１に取り付けられることにより、インク貯留部５１が構成される。

インク貯留部５１の右側上端部には、第１インクポート５３が連通されている。また、インク貯留部５１の左側上端部に第２インクポート５４が連通され、この第２インクポート５４が連通された部分よりもさらに左側、且つ、下側に第３インクポート５５が連通されている。更に、インク貯留部５１の右側下端部には、ヘッドチップ１のチャネル１３Ｂに連通する排出用液室５１Ａが区画されており、この排出用液室５１Ａには、第４インクポート５６が連通されている。

また、図１（ｂ）に示すように、本体部５２の内側であって、インク貯留部５１の上下方向中央やや下寄りの位置には、インク中のゴミを除去するためのフィルタＦが配設されている。
即ち、図１（ｂ），図２，図８（ｂ）等に示すように、インク貯留部５１は、本体部５２の下端部から上側に向かって上下方向に沿って略同じ高さに形成された内側面部５１１を有し、この内側面部５１１の上端から内側に向かって前後方向及び左右方向に対して略平行に所定の長さ延出され、略矩形状のフィルタＦの外縁部が当接するフィルタ縁取付部５１２が設けられている。
また、フィルタ縁取付部５１２の左端部であって、第２インクポート５４と第３インクポート５５の間の部分には、内側面部５１１の前面と後面を亘るように形成され、フィルタＦの左端よりもわずかに内側の部分が当接する端部側フィルタ取付部５１３が設けられている。この端部側フィルタ取付部５１３は、フィルタ縁取付部５１２と略等しい高さに形成されている。
そして、端部側フィルタ取付部５１３及びフィルタ縁取付部５１２にフィルタＦが接着により取り付け固定されている。

このように、インク貯留部５１にフィルタＦが配設されることによって、当該インク貯留部５１は、第１インクポート５３及び第２インクポート５４に連通された第１液室５１４と、ヘッドチップ１における各チャネル１３Ａに連通された第２液室５１５とに区画されている。このうち、第２液室５１５は、フィルタＦを介して第３インクポート５５と連通されている（図１（ｂ）参照）。

第１インクポート５３は、例えば、インク貯留部５１にインクを導入するためのものである。この第１インクポート５３は、図１（ｂ）に示すように、上下方向に沿って延在する円筒状に形成され、外径が上下方向に亘って略等しくされている。また、第１インクポート５３は、マニホールド５が筐体６に取り付けられる際に、筐体６の第１挿通孔６６（後述）に挿通されるようになっており、当該第１インクポート５３の外径は、第１挿通孔６６の内径と略等しいか、或いは、これよりもわずかに小径とされている。

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が外挿されるようになっている。即ち、マニホールド５を筐体６に取り付ける際に、第１挿通孔６６に挿通され、筐体６の上面から突出された第１インクポート５３の先端部に第１ジョイント８１ａが上下方向にスライド自在に外挿されている。この第１ジョイント８１ａは、図示しないインク供給管が上端部に接続されるタケノコ継手（継手部材）である。具体的には、第１ジョイント８１ａは、上下方向に沿って延在する筒状に形成され、上端部にインク管接続部８１１が形成され、インク管接続部８１１の下側に第１インクポート５３の先端部が挿入される先端挿入部８１２が設けられている。
この第１インクポート５３には、図１０に示すように、当該第１インクポート５３にインクを供給するサブタンク２０２及びメインタンク２０１がこの順に接続されている。なお、サブタンク２０２は、気液分離機能を有しており、内部に貯留するインクから気泡を分離するようになっている。また、サブタンクに貯留されるインクの量は、メインタンク２０１よりも少なくなっている。

第２インクポート５４は、例えば、第１液室５１４内の気泡を除去するためのものである。この第２インクポート５４は、第１インクポート５３と略等しい形状に形成されている。
即ち、第２インクポート５４は、上下方向に沿って延在する円筒状に形成され、外径が上下方向に亘って略等しくされている。また、第２インクポート５４は、マニホールド５が筐体６に取り付けられる際に、筐体６の第２挿通孔６４（後述）に挿通されるようになっており、当該第２インクポート５４の外径は、第２挿通孔６４の内径と略等しいか、或いは、これよりもわずかに小径とされている。

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が外挿されるようになっている。即ち、マニホールド５を筐体６に取り付ける際に、第２挿通孔６４に挿通され、筐体６の上面から突出された第２インクポート５４の先端部に第２ジョイント８１ｂが上下方向にスライド自在に外挿されている。第２ジョイント８１ｂは、第２インクポート５４の先端部が上下方向にスライド自在に挿入される先端挿入部８１２が下部に形成されている。なお、第２ジョイント８１ｂの構成は、第２インクポート５４に外挿される第１ジョイント８１ａと略等しくなっており、その詳細な説明は省略する。

第３インクポート５５は、例えば、第２液室５１５内の気泡を除去するためのものである。この第３インクポート５５は、上下方向に沿って延在する円筒状に形成され、外径が上下方向に亘って略等しくされている。また、第３インクポート５５は、マニホールド５が筐体６に取り付けられる際に、筐体６の第３挿通孔６５（後述）に挿通されるようになっており、当該第３インクポート５５の外径は、第３挿通孔６５の内径と略等しいか、或いは、これよりもわずかに小径とされている。

また、第３インクポート５５の先端部には、第３ジョイント８２が外挿されるようになっている（図１（ａ）等参照）。即ち、マニホールド５を筐体６に取り付ける際に、第３挿通孔６５に挿通され、筐体６の上面から突出された第３インクポート５５の先端部に第３ジョイント８２が上下方向にスライド自在に外挿されている。なお、第３ジョイント８２は、第１及び第２ジョイント８１ａ、８１ｂの寸法を第３インクポート５５の先端部に外挿可能となるように小さくしたものであり、その主要な構成は第１及び第２ジョイント８１ａ、８１ｂと略等しくなっているため、その詳細な説明は省略する。

第４インクポート５６は、連通流路１９及びチャネル１３Ｂを介してヘッドチップ１におけるチャネル１３Ａ内の気泡を記録ヘッド１００の外部に排出するためのものである。この第４インクポート５６は、上下方向に沿って延在する円筒状に形成され、外径が上下方向に亘って略等しくされている。また、第４インクポート５６は、マニホールド５が筐体６に取り付けられる際に、筐体６の排出用挿通孔６７（後述）に挿通されるようになっており、当該第４インクポート５６の外径は、排出用挿通孔６７の内径と略等しいか、或いは、これよりもわずかに小径とされている。
この第４インクポート５６には、図１０に示すように、当該第４インクポート５６から排出されるインクをサブタンク２０２に供給する循環流路２０３が接続されている。このような循環流路２０３としては、チューブ等を用いることができる

次に、筐体６について、図９（ａ）及び図９（ｂ）を参照して説明する。
図９（ａ）は、筐体６を示す斜視図であり、図９（ｂ）は、筐体６を図９（ａ）と１８０°異なる方向から視た斜視図である。

筐体６は、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。
具体的には、筐体６の下端部には、左右方向に長尺な略矩形状の下側開口部６１が形成されてなり、当該下側開口部６１を介して、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を下側から挿通させるようにして、当該筐体６の内側に配設可能となっている。

下側開口部６１の縁部には、キャップ受板７（図２等参照）が取り付け固定されるキャップ受板取付部６２が設けられている。
キャップ受板７は、図２に示すように、キャップ受板取付部６２の形状に対応させて、外形が左右方向に長尺な略矩形板状に形成され、その略中央部にノズルプレート１１を露出させる左右方向に長尺なノズル用開口部７１が形成されている。
そして、筐体６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を配設した後、ノズルプレート１１がノズル用開口部７１を介して露出するようにしてキャップ受板７をキャップ受板取付部６２に取り付けることにより、筐体６の下側開口部６１が塞がされた状態となる。

また、図９に示すように、筐体６の左右方向の略中央部には、マニホールド５に接続された２つの駆動回路基板４、４及びフレキシブル基板３、３を挿通させる基板挿通用開口６３が２つ形成されている。
これら基板挿通用開口６３、６３は、筐体６にカバー部材９が取り付けられることで閉塞されるようになっている。

筐体６の２つの基板挿通用開口６３、６３の左側には、マニホールド５の第２インクポート５４の先端部が挿通される第２挿通孔６４が形成され、第２挿通孔６４よりもわずかに左側であって当該第２挿通孔６４よりも低い位置に、マニホールド５の第３インクポート５５の先端部が挿通される第３挿通孔６５が形成されている（図１（ｂ）参照）。

第２挿通孔６４は、筐体６の左第１上面６ａから所定の深さ凹んだ左上側凹部６４１に配設され、当該左上側凹部６４１の底面を上下方向に貫通するように形成されている。また、第２挿通孔６４は、第２インクポート５４の外径と略等しいか、或いは、これよりもわずかに大径とされている。さらに、第２挿通孔６４の外縁部は、左右方向及び前後方向に対して略平行に形成されている。

第３挿通孔６５は、左第１上面６ａよりも低い左第２上面６ｂから所定の深さ凹んだ左下側凹部６５１に配設され、当該左下側凹部６５１の底面を上下方向に貫通するように形成されている。また、第３挿通孔６５は、第３インクポート５５の外径と略等しいか、或いは、これよりもわずかに大径とされている。さらに、第３挿通孔６５の外縁部は、左右方向及び前後方向に対して略平行に形成されている。

一方、筐体６の２つの基板挿通用開口６３、６３の右側には、第２挿通孔６４と略等しい高さに、マニホールド５の第１インクポート５３の先端部が挿通される第１挿通孔６６が形成され、第１挿通孔６６よりもわずかに右側であって当該第１挿通孔６６よりも低い位置に、マニホールド５の第４インクポート５６の先端部が挿通される排出用挿通孔６７が形成されている（図１（ｂ）参照）。

第１挿通孔６６は、筐体６の右第１上面６ｃから所定の深さ凹んだ右上側凹部６６１に配設され、当該右上側凹部６６１の底面を上下方向に貫通するように形成されている。また、第１挿通孔６６は、第１インクポート５３の外径と略等しいか、或いは、これよりもわずかに大径とされている。さらに、第１挿通孔６６の外縁部は、左右方向及び前後方向に対して略平行に形成されている。

排出用挿通孔６７は、右第１上面６ｃよりも低い右第２上面６ｄから所定の深さ凹んだ右下側凹部６７１に配設され、当該右下側凹部６７１の底面を上下方向に貫通するように形成されている。また、排出用挿通孔６７は、第４インクポート５６の外径と略等しいか、或いは、これよりもわずかに大径とされている。さらに、排出用挿通孔６７の外縁部は、左右方向及び前後方向に対して略平行に形成されている。

また、筐体６の第３挿通孔６５よりも左側の端部及び排出用挿通孔６７よりも右側の端部には、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。

続いて、インクジェット記録装置におけるインクの流路について説明する。
図１０は、インクジェット記録装置におけるインクの流路を示す概念図である。

この図と、上述の図１（ｂ）とに示すように、本実施の形態におけるインクジェット記録装置２００においては、メインタンク２０１からサブタンク２０２を経由して記録ヘッド１００にインクを供給するようになっている。

また、サブタンク２０２から記録ヘッド１００に供給されたインクは、第１インクポート５３及びインク貯留部５１を介して各チャネル１３Ａに流入し、インク吐出口１１ａから吐出されるようになっている。つまり、本実施の形態においては、第１インクポート５３及びインク貯留部５１は、複数のチャネル１３Ａに対し、当該チャネル１３Ａの上流側からインクを供給する共通インク流路として機能するようになっている。

また、各チャネル１３Ａ内のインクは、上述のようにインク吐出口１１ａから吐出される他、気泡とともに櫛歯状流路１９ｂを介して連通流路１９に流入した後、チャネル１３Ｂ、排出用液室５１Ａ及び第４インクポート５６を介して記録ヘッド１００の外部に排出されるようになっている。つまり、本実施の形態においては、チャネル１３Ｂ、排出用液室５１Ａ及び第４インクポート５６は、連通流路１９から記録ヘッド１００の外部にインクを排出する排出流路として機能するようになっている。

そして、第４インクポート５６から排出されたインクは、循環流路２０３を介してサブタンク２０２に供給された後、気泡と分離されて再利用されるようになっている。

以上のように、本実施形態のインクジェット記録装置２００によれば、ノズルプレート１１におけるチャネル１３Ａ側の面には、複数のチャネル１３Ａと連通する連通流路１９が凹設され、排出流路としてのチャネル１３Ｂ、排出用液室５１Ａ及び第４インクポート５６が連通流路１９から記録ヘッド１００の外部にインクを排出するので、チャネル１３Ａ内の気泡を、当該チャネル１３Ａにおける下流側の端部から連通流路１９及び排出流路を介して排出することができる。従って、シアーモード型かつエッジシュートタイプの記録ヘッド１００であっても、気泡の吸引排出や空吐出を行う従来の場合と比較して、インクの消費を抑えつつ気泡を除去することができる。

また、記録ヘッド１００における共通インク流路としての第１インクポート５３及びインク貯留部５１にはサブタンク２０２からインクが供給され、排出流路（チャネル１３Ｂ、排出用液室５１Ａ及び第４インクポート５６）から排出されるインクは循環流路２０３からサブタンク２０２に供給されるので、気泡とともに排出されるインクをサブタンク２０２に戻し、当該サブタンク２０２で気泡と分離したインクを再利用することができる。従って、インクの消費をいっそう抑えることができる。

また、ノズルプレート１１を形成するシリコンプレートにエッチング加工を行うことで連通流路１９及び櫛歯状流路１９ｂを形成するので、チャネル１３Ａの壁部にダイシングやブラスト加工などの機械加工を行って流路を形成する場合と比較して、加工を容易化することができる。よって、櫛歯状流路１９ｂに堤１１ｃを容易に形成することができるため、隣接のチャネル１３Ａ間で吐出振動が伝達されてしまうのを容易に防止することができる。また、櫛歯状流路１９ｂの上流側，下流側の端部をテーパー状に容易に形成することができるため、気泡が引っかかって排出され難くなるのを容易に防止することができる。

また、ノズルプレート１１はチャネル１３Ａの下流側の端部を塞ぐように配設されているため、例えば上記特許文献５に記載のように、隔壁１２の開口側を塞ぐよう配設される場合（本願明細書の図５（ａ）におけるカバープレート１０の位置に配設される場合）と比較して、インク吐出口１１ａを密集して配置することができる分、記録ヘッド１００を小型化することができる。

なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、上記実施の形態においては、ヘッドチップ１のチャネル１３Ａ，１３Ｂを、ヘッドチップの上下面で開口するストレートタイプとして説明したが、ヘッドチップ１の下面で開口するとともに、上方に向かうに従って湾曲し、ヘッドチップ１の側面で開口する形状としても良い。

また、インク吐出方向が上下方向と略平行になるように構成された記録ヘッド１００を用いたが、インク吐出方向は如何なる方向であっても良く、例えば、左右方向や前後方向と略平行となるように構成しても良いし、これらの各方向と交わる方向と略平行となるように構成しても良い。

さらに、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

加えて、今回開示された実施形態は、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。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。

１１ ノズルプレート
１１ａ インク吐出口
１２ 隔壁
１３Ａ チャネル（圧力チャネル）
１３Ｂ チャネル（排出流路）
１９ 連通流路
５１ インク貯留部（共通インク流路）
５１Ａ 排出用液室（排出流路）
５３ 第１インクポート（共通インク流路）
５６ 第４インクポート（排出流路）
１００ インクジェット記録ヘッド
２００ インクジェット記録装置
２０２ サブタンク（インクタンク）
２０３ 循環流路

Claims (2)

1. 電圧の印加によってシアーモード型の変位をする隔壁で隔てられ、当該隔壁の変位によってインクに圧力を加える複数の圧力チャネルと、
   前記複数の圧力チャネルに対し、当該圧力チャネルの上流側からインクを供給する共通インク流路と、
   前記複数の圧力チャネルの下流側の端部を塞ぐように配設されたノズルプレートと、
   各圧力チャネルと連通するよう前記ノズルプレートの厚み方向に貫通して設けられ、当該圧力チャネル内のインクを吐出する複数のインク吐出口と、
   前記ノズルプレートにおける前記圧力チャネル側の面に凹設され、前記複数の圧力チャネルと連通する連通流路と、
   前記連通流路から当該インクジェット記録ヘッドの外部にインクを排出する排出流路と、
   を備えることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
2. 請求項１記載のインクジェット記録ヘッドと、
   前記インクジェット記録ヘッドにおける前記共通インク流路にインクを供給するインクタンクと、
   前記インクジェット記録ヘッドにおける前記排出流路から排出されるインクを前記インクタンクに供給する循環流路と、
   を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。

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