JP2007090638A - 記録ヘッド、およびインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 インクタンクから噴射ノズルまでのインク供給路に屈曲部分を有する記録ヘッドおよびインクジェット記録装置において、なるべく少量のインクを排出するだけでインク供給路に溜まった空気を除去できるようにする。
【解決手段】 記録ヘッド４のインク供給路において、連結部１７ｅの寸法であって、圧力室１７ｆ内のインクの流れ方向と平行な奥行方向の寸法である連結部奥行寸法３２ｙは、連結部１７ｅにおけるインク供給路の寸法であって、連結部１７ｅ内のインクの流れ方向と平行な上下方向の寸法である連結部高さ寸法３４よりも小さく設定されている。このため記録ヘッド４においては、絞り部１７ｄ、連結部１７ｅ、および圧力室１７ｆのそれぞれの継ぎ目部分に空気（気泡）が溜まったとしても、絞り部１７ｄ、連結部１７ｅ、および圧力室１７ｆにて構成される空間以上の大きさに気泡が成長することはない。
【選択図】 図５

Description

本発明は、噴射ノズルからインク噴射して被記録媒体に画像記録を行う記録ヘッド、およびインクジェット記録装置に関する。

従来より、上記のようなインクジェット記録装置として、インクタンクと噴射ノズルとを接続するインク供給路内に混入した空気を除去する機能を有するものが知られている。特にこのようなインクジェット記録装置においては、インク供給路のうち、上方に位置する部分の断面積を、下方に位置する部分の断面積よりも大きくし、上方に位置する部分におけるインクの流速を相対的に遅くすることにより、上方から下方に空気（気泡）を移動し難くしたものがある（例えば特許文献１参照）。
特開平９−１８３２３０号公報

ところで、一般的にインクジェット記録装置においては、インクタンクと噴射ノズルとを接続するインク供給路内に、圧電素子により内部の圧力が高くなる圧力室と、圧力室内のインクがインクタンク側に逆流することを防止する絞り部とが設けられている。つまり、絞り部の断面積は、圧力室の断面積よりも小さく設定されており、この絞り部によりインクが流れる際の抵抗を大きくすることによりインクの逆流を防止している。

ここで、上記特許文献１に記載のインクジェット記録装置においては、絞り部よりもインクタンク側においてインク供給路の形状を工夫しているが、絞り部に空気が入ってしまった場合には、この空気を除去するためにインク供給路内の空気を除去する処理が必要になる。

特に、近年のインクジェット記録装置においては、装置全体を小型化するためにインク供給路を屈曲して配置しているものが多い。このようなものにおいては、この屈曲部分に空気が溜まり易く、この溜まった空気を除去するためには、この屈曲部分のインクを比較的高速で移動させる必要があった。

このため、インク供給路内の空気を除去するために、多くのインクが無駄に消費されてしまうという問題点があった。
そこで、このような問題点を鑑み、インクタンクから噴射ノズルまでのインク供給路に屈曲部分を有する記録ヘッドおよびインクジェット記録装置において、なるべく少量のインクを排出するだけでインク供給路に溜まった空気を除去できるようにすることを本発明の目的とする。

かかる目的を達成するために成された請求項１に記載の発明は、共通液室内に貯留されたインクを、インク供給路を介して噴射ノズルに供給し、この噴射ノズルからインクを選択的に噴射して被記録媒体に画像記録を行う記録ヘッドであって、該記録ヘッドは、前記インク供給路内のインクを前記噴射ノズルから排出することにより前記インク供給路内に混入した空気を除去し得るように構成され、前記インク供給路は、前記インク供給路内の圧力を変化させることにより、このインク供給路内のインクを前記噴射ノズルから噴射する圧電素子が、上方に積層された圧力室と、前記共通液室の上方かつ前記圧力室の下方に積層状態で配置され、前記圧力室内のインクが前記共通液室側に逆流することを防止するための絞り部と、前記圧力室および前記絞り部を連通する連結部と、を備え、前記連結部の寸法であって、前記圧力室内のインクの流れ方向と平行な奥行方向の寸法である連結部奥行寸法は、前記連結部におけるインク供給路の寸法であって、前記連結部内のインクの流れ方向と平行な上下方向の寸法である連結部高さ寸法よりも小さいことを特徴としている。

なお、本発明でいう連結部高さ寸法とは、絞り部における上下方向の寸法である絞り部の高さの寸法、および圧力室における上下方向の寸法である圧力室の高さの寸法を含む寸法を表す。

つまり、このような記録ヘッドにおいては、絞り部、連結部、および圧力室のそれぞれの継ぎ目部分に空気（気泡）が溜まったとしても、絞り部、連結部、および圧力室にて構成される空間（連結部奥行寸法および連結部高さ寸法により規定される空間）以上の大きさに気泡が成長することはない。

従って、このような記録ヘッドによれば、絞り部、連結部、および圧力室にて構成される空間に存在可能な気泡の大きさを規制することができるので、絞り部や連結部に混入した気泡を圧力室側に移動させる際の抵抗を小さくすることができる。よって、少量のインクを排出するだけでインク供給路に溜まった空気（気泡）を除去することができる。

ところで、請求項１に記載の記録ヘッドにおいては、請求項２に記載のように、絞り部の高さの寸法は、連結部奥行寸法と一致するか、これよりも小さく、連結部奥行寸法は、前記圧力室の高さの寸法よりも小さいことが望ましい。

即ち、絞り部、連結部、および圧力室を有する記録ヘッドにおいては、絞り部、連結部、および圧力室のそれぞれの継ぎ目部分に溜まった気泡を移動させる際に、気泡を押し潰す必要がある場合には、気泡を押し潰すためのエネルギが抵抗となってしまう。そこで本発明では、絞り部から圧力室までのインク供給路内に混入した気泡を押し潰すことなく気泡を移動できるように、連結部内で存在可能な気泡の大きさが、圧力室内で存在可能な気泡の大きさと同等以下になるように、インク供給路の形状を設定したのである。

このような記録ヘッドによれば、インク供給路の形状を、気泡を押し潰す必要がない形状に設定しているので、インク供給路に混入した気泡を移動させる際の抵抗をより小さくすることができる。よって、少量のインクを排出するだけでインク供給路に溜まった空気（気泡）を容易に除去することができる。

また、請求項１に記載の記録ヘッドにおいて、インク供給路の形状を、気泡を押し潰す必要がない形状に設定するためには、請求項２のようにしてもよいが、請求項３に記載のように、絞り部において、奥行方向および前記上下方向と直交する幅方向の寸法である絞り部幅寸法は、連結部における幅方向の寸法である連結部幅寸法よりも小さく設定し、連結部幅寸法は、圧力室における幅方向の寸法である圧力室幅寸法よりも小さく設定してもよい。また、請求項２および請求項３に記載の内容を組み合わせることが最も好ましい。

このような記録ヘッドにおいても、インク供給路の形状を、気泡を押し潰す必要がない形状に設定しているので、インク供給路に混入した気泡を移動させる際の抵抗をより小さくすることができる。よって、少量のインクを排出するだけでインク供給路に溜まった空気（気泡）を容易に除去することができる。

また、請求項１〜請求項３の何れかに記載の記録ヘッドにおいて、絞り部の高さの寸法、および圧力室の高さの寸法を除いた連結部高さ寸法は、請求項４に記載のように、連結部における幅方向の寸法である連結部幅寸法よりも小さく設定されていることが望ましい。さらに請求項４に記載の記録ヘッドにおいて、連結部は、請求項５に記載のように、この連結部を任意の位置で水平方向に切断した際に、切断面の形状が楕円形または長方形であるように構成してもよい。

このような記録ヘッドによれば、より確実にインク供給路に混入した気泡を移動させる際の抵抗をより小さくすることができる。
次に、請求項６に記載の発明は、共通液室内に貯留されたインクを、インク供給路を介して噴射ノズルに供給し、この噴射ノズルからインクを選択的に噴射する記録ヘッドを備え、記録ヘッドを被記録媒体に対して相対移動させながら記録ヘッドにより画像記録を行うインクジェット記録装置であって、インク供給路内のインクを噴射ノズルから排出することによりインク供給路内に混入した空気を除去する空気除去手段を備え、記録ヘッドとして、請求項１〜請求項５の何れかに記載の記録ヘッドを備えたことを特徴としている。

このようなインクジェット記録装置においては、請求項１〜請求項５の何れかに記載の記録ヘッドを備えているので、上記何れかに記載の記録ヘッドと同様の効果が得られる。即ち、このインクジェット記録装置によれば、絞り部、連結部、および圧力室にて構成される空間（連結部奥行寸法および連結部高さ寸法により規定される空間）に存在可能な気泡の大きさを規制することができるので、絞り部や連結部に混入した気泡を圧力室側に移動させる際の抵抗を小さくすることができる。よって、少量のインクを排出するだけでインク供給路に溜まった空気（気泡）を除去することができる。

以下に本発明にかかる実施の形態を図面と共に説明する。
［インクジェット記録装置全体部分の説明］
図１は、本発明を適用するのに好適なインクジェット記録装置１の外形斜視図である。また、図２は、インクジェット記録装置１の断面図である。

インクジェット記録装置１は、プリンタ機能、コピー機能、スキャナ機能、ファクシミリ機能等を備えた、いわゆる多機能装置（ＭＦＤ：Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ）であり、被記録媒体として、紙又はプラスチックフィルム等のシート状の用紙が用いられる。なお、本インクジェット記録装置１では、ファクシミリ機能においては、モノクロ画像記録を行い、プリンタ機能およびコピー機能においては、カラーおよびモノクロ画像記録画を行うことが可能である。

図１および図２に示すように、インクジェット記録装置１は、ケース１ａの上部にスキャナ２が設けられ、その下部（ケース１ａ内の上部）に、上記各種機能において記録用紙４０への記録（画像形成）を行うための記録部７が設けられている。ケース１ａ内の下部には、給紙装置３０が設けられている。

また、ケース１ａ内の後方（後述するインク流れ方向上流側：図５参照）であって給紙装置３０よりも上方には、箱型の金属製のフレーム５が配置されている。フレーム５は左右方向（後述する幅方向）に長いほぼ直方体形状であり、ケース１ａの内部に固定されている。

フレーム５内の上部には記録部７が配置されている。記録部７は、プリンタ画像記録を行うための記録ヘッド４を搭載して左右（主走査方向）へ往復移動可能なキャリッジ４ａおよびその他の機構からなる。この記録部７において、キャリッジ４ａはＣＰＵ等からなる制御装置１１０（図２では図示省略。図４参照）により制御されることにより左右に往復することで記録ヘッド４も走査される。記録ヘッド４はこの走査時にノズルからインクを吐出することで記録ヘッド４の下方で停止配置される記録用紙４０に画像を記録する。

また、記録部７におけるキャリッジ４ａの待機位置に相当する位置にはメンテナンスユニット（図示なし）が搭載されている。メンテナンスユニット部分では、ブレード等による記録ヘッド４のノズル面の拭き取りを行うワイピング動作や、ノズル内からゴミや空気、さらには固化したインクを強制的に除去するためのパージ動作、フラッシング動作等の各種メンテナンス動作が行われる。

ケース１ａ内部の前方には、フルカラー画像記録のための４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）のインクをそれぞれ収容した４個のインクカートリッジ１３（図２では図示省略。図３（ａ）参照）が収納されている。これらのインクカートリッジ１３は、着脱可能に構成されており、インクの補充を行う場合はインクカートリッジ１３ごと交換する。

各インクカートリッジ１３に収容されているインクは、各インクカートリッジ１３と記録ヘッド４とを結ぶ４本のインク供給チューブ１１を介して記録ヘッド４へ供給されるように構成されている。そして、これらのインク供給チューブ１１は、キャリッジ４ａの往復運動に対して従動可能に支持されている。

また、フレーム５の後方には、給紙装置３０の後方から記録部７へと記録用紙４０を案内する搬送路５ａが形成されている。記録部７は、搬送路５ａの出口に隣接する箇所に搬送ローラ７ａを有し、画像の記録された記録用紙４０を排出する箇所に排出ローラ７ｂを有する。この搬送ローラ７ａは用紙搬送モータ１２３（図２では図示省略。図４参照）の回転駆動力を受けて回転する。

給紙装置３０は、ケース１ａの開口部１ｂから挿入されてセットされた給紙カセット３を備えている。この給紙カセット３には、積み重ねた記録用紙４０を収納する用紙収納部３ａが設けられ、給紙カセット３がケース１ａ内に挿入されると、用紙収納部３ａ内の記録用紙４０はケース１ａ内の後方に配置される。

そして、用紙収納部３ａの最上層に積層されている記録用紙４０は、給紙ローラ８が回転することにより、搬送路５ａを経て記録部７へ送り出される。なお、給紙ローラ８は、駆動軸９に軸支された長尺状のアーム１０の先端部に回転可能に保持されており、駆動軸９が給紙モータ１２２（図２では図示省略。図４参照）の回転駆動力を受けて回転することによりその回転が伝達されて回転するよう構成されている。

また、インクジェット記録装置１の上部前面には、各種操作ボタンや液晶パネルなどからなる操作パネル６が設けられている。この操作パネル６により、ユーザは当該インクジェット記録装置１におけるプリンタモード、コピーモード、スキャナモード、ファクシミリモードといった各モードの選択をしたり、各種モードにおける各種設定項目を設定したり、ファクシミリ番号などの必要事項を入力したり、動作状況や通信履歴などを確認したりすることができる。

［インク供給機構の説明］
図３は、インクジェット記録装置１のインク供給機構の概略構成を示す説明図であり、図３（ａ）はインク供給機構の側断面を模式的に示す図、図３（ｂ）は記録ヘッド４の上視断面を模式的に示す図である。

インク供給機構は、記録部７のキャリッジ４ａ上に設けられたマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）各色のインクに対応する４基の記録ヘッド４（図３（ｂ）参照）へそれぞれに対応するインクカートリッジ１３からインクを供給するための機構である。図３（ａ）に示すように、各色のインクに対応する記録ヘッド４内にそれぞれ設けられたサブタンク１４と、各色のインクのインクカートリッジ１３とは、インク供給チューブ１１とインク供給チューブ１１の途中に設けられたポンプ１２（本発明でいう空気除去手段）とを介して連通している。つまり、４基の記録ヘッド４にそれぞれ対応して、インク供給チューブ１１およびポンプ１２が設けられている。なお、図３（ｂ）においては、説明を簡単にするために、それぞれ１基の記録ヘッド４、インク供給チューブ１１、およびポンプ１２のみを表示している。

記録ヘッド４は、下方に備えられた複数のノズル部１７と、各ノズル部１７に設けられたノズル１７ａ（図３では図示省略。図５参照）から吐出するインクを貯留するためのサブタンク１４と、サブタンク１４を大気開放又は閉成するためのバルブユニット１５を備えている。サブタンク１４とバルブユニット１５との間は、空気を透過しインクを透過させない選択透過膜である気体透過膜１５ｄを介して連通している。これにより、バルブユニット１５による大気開放時は、空気だけがサブタンク１４とバルブユニット１５の間を流通し、インクはサブタンク１４からバルブユニット１５へは漏れ出さない構造となっている。

バルブユニット１５は、上部の大径部１５ｆと、下部に設けられた小径の通気孔１５ｅとからなる。大径部１５ｆ内には大径の弁体と小径のロッドとが一体に形成されたバルブ１５ｂが昇降可能に収納されている。また、バルブ１５ｂの弁体の下端面側と通気孔１５ｅの上端面側との間にはシール用のＯリングであるパッキン１５ｃが介在している。そして、バルブ１５ｂは大径部１５ｆ内に設けられたコイルスプリング等のばね１５ａによって常時下向きに押圧されている。この状態で、パッキン１５ｃがバルブ１５ｂの弁体と大径部１５ｆとによって押圧されて、バルブ閉成状態となる。このとき、バルブ１５ｂのロッドは通気孔１５ｅの下端開口近傍まで延びてきている。一方、記録ヘッド４の待機位置等に設けられたリリースロッド１６が上昇して、バルブ１５ｂのロッドをばね１５ａの付勢力に抗して上向きに押圧すると、バルブ１５ｂの弁体がパッキン１５ｃから離れ、バルブ開成状態、即ち大気開放状態となる。

ポンプ１２は、例えば、ねじポンプやベーンポンプ等から構成された公知のポンプであって、インク供給チューブ１１の途中に設けられている。このポンプ１２は、インクをインクカートリッジ１３から記録ヘッド４のサブタンク１４へ供給する方向（以下、インク供給方向と称す。）と、インクをサブタンク１４からインクカートリッジ１３へ戻す方向との双方向にインクを液送可能なポンプである。

［インクジェット記録装置１の電気的構成］
ここで、インクジェット記録装置１の電気的構成について、図４のブロック図を用いて説明する。

図４に示すように、インクジェット記録装置１は、ＣＰＵ１１１、ＲＯＭ１１２、ＲＡＭ１１３およびＥＥＰＲＯＭ１１４を有する公知のマイクロコンピュータとして構成された制御装置１１０を備えている。

この制御装置１１０は、記録用紙４０の有無やその先端部、後端部、幅方向における端縁などを検出可能な周知のメディアセンサやレジストセンサなどからなる各種センサ群１１６、記録用紙４０の搬送量（位置）を検出する用紙搬送用エンコーダ１１７、操作パネル６、キャリッジ送り用エンコーダ１１８等と電気的に接続されている。

そしてさらに、制御装置１１０は、給紙モータ１２２を駆動するための給紙モータ駆動回路１２０ａ、用紙搬送モータ１２３を駆動するための搬送モータ駆動回路１２０ｂ、キャリッジモータ１２４を駆動するためのキャリッジモータ駆動回路１２０ｃ、記録ヘッド４（即ち後述する圧電素子１８）を駆動（インクを吐出）するための記録ヘッド駆動回路１２０ｄ、ポンプ駆動モータ２３を駆動するためのポンプ駆動モータ駆動回路１２０ｆ、およびリリースロッド駆動部２４を駆動するためのリリースロッド駆動回路１２０ｇの各々と電気的に接続されている。

そして、ＲＯＭ１１２やＥＥＰＲＯＭ１１４に格納された各種プログラムに従ってＣＰＵ１１１が各駆動回路１２０ａ〜１２０ｇを制御することで、それぞれの駆動対象が駆動・制御されることとなる。なお、既述の通り、給紙モータ１２２の回転により給紙ローラ８が駆動され、用紙搬送モータ１２３の回転により搬送ローラ７ａが駆動される。

［ポンプ１２およびリリースロッド１６の作動説明］
上述のインクジェット記録装置１において、制御装置１１０は、ポンプ１２やリリースロッド１６を駆動することにより、インクをインクカートリッジ１３からインク供給チューブ１１およびサブタンク１４へ供給するインク供給動作を実行したり、記録ヘッド４のノズルからインクを強制的に排出させるパージ動作を実行したりする。

具体的には、ポンプ１２の回転方向や回転速度を変化させることで、インクの液送方向および液送時の圧力を制御する。
つまり、インク供給動作の際には、制御装置１１０は、リリースロッド１６を上昇させ、バルブ１５ｂを大気開放状態とし、この状態でポンプ１２をインク供給方向にインクが流れるよう駆動する。すると、インクカートリッジ１３内のインクは、インク供給チューブ１１を介してサブタンク１４に移動する。このとき、サブタンク内の圧力は、若干上昇するが、バルブ１５ｂが大気開放状態とされているので、ノズルにおけるインクのメニスカスを破壊する圧力を超える圧力（上記実施形態においては、３．５ｋＰａ以上）にはなることがない。

また、パージ動作の際には、制御装置１１０は、リリースロッド１６を下降させ、バルブ１５ｂを閉成状態とし、この状態でポンプ１２をインク供給方向にインクが流れるよう駆動する。すると、バルブ１５ｂが閉成状態とされているので、サブタンク内の圧力は、急激に上昇し、ノズルにおけるインクのメニスカスを破壊する圧力を超える圧力（例えば、２０ｋＰａ程度）となり、ノズルからインクが強制的に排出される。

このとき、サブタンク１４内の圧力がより高くなるように（例えば７０ｋＰａ程度に）すれば、サブタンク１４からノズルまでのインク供給路（図５参照）に混入した空気を良好に除去することができるが、同時にノズルから排出されるインクの量も多くなってしまう。つまり、インクが無駄に消費されてしまい、このときのインクの消費量はインク供給路の容積の５倍程度にもなってしまう。

そこで、本実施例のインクジェット記録装置１においては、ノズル部１７（特にインク供給路）の形状を工夫することにより、サブタンク１４内の圧力を高くすることなく、良好にインク供給路内の空気（気泡）を除去可能にしている。

以下にノズル部１７の詳細を示す。
［ノズル部１７の詳細説明］
ノズル部１７は、多数のノズル１７ｈおよび多数のインク供給路が並列に配置されて構成されている（図５（ａ）参照）。ここでは、これら多数のノズル１７ｈおよびインク供給路を代表して、１つのノズル１７ｈおよびインク供給路について、図５を用いて説明する。なお、図５（ａ）はノズル部１７における上視断面図（図５（ｂ）におけるＡ−Ａ断面図）、図５（ｂ）はノズル部１７における側断面図である。

ノズル部１７は、複数枚の積層部材（本実施例では第１積層部材１７１〜第８積層部材１７８の８枚の積層部材）にエッチング処理等により予めインクが流れる流路を形成しておき、これらの積層部材１７１〜１７８を順に積層することにより形成されている。このため、インクが流れる流路は、積層部材１７１〜１７８の積層方向（上下方向）またはこの積層方向と垂直な方向（インク流れ方向：水平方向）に沿って形成されることになる。

ここで、ノズル部１７は、インクを吐出するノズル１７ｈと、ノズル１７ｈに供給されるインクを一旦貯留するマニホールド１７ｂ（本発明でいう共通液室）と、サブタンク１４およびマニホールド１７ｂを連通し、マニホールド１７ｂにインクを供給する経路として機能するインク補給路１７ａと、マニホールド１７ｂおよびノズル１７ｈを連通するインク供給路とを備えている。

ノズル１７ｈは、最も下方に積層された第８積層部材１７８に形成されている。
そして、マニホールド１７ｂは、第５積層部材１７５と第８積層部材１７８との間（第６積層部材１７６および第７積層部材１７７そのもの）に空間を形成することにより構成されている。なお、このマニホールド１７ｂは、他のインク供給路にもインクを供給できるよう幅方向に長い形状を有している。つまり、マニホールド１７ｂは、隣接するインク供給路にもインクを供給するための共通液室として機能している。

また、インク補給路１７ａは、第１積層部材１７１〜第５積層部材１７５を同位置にて連通することにより構成されている。なお、このインク補給路１７ａは、マニホールド１７ｂにおけるインク流れ方向上流側（図５では右側）の端部に連通されている。

次に、マニホールド１７ｂおよびノズル１７ｈを連通するインク供給路は、マニホールド１７ｂの上方に積層状態で形成された絞り部１７ｄと、マニホールド１７ｂおよび絞り部１７ｄを連通する接続部１７ｃと、絞り部１７ｄのさらに上方に積層状態で形成された圧力室１７ｆと、絞り部１７ｄおよび圧力室１７ｆを連通する連結部１７ｅと、圧力室１７ｆおよびノズル１７ｈを連通する圧力伝搬室１７ｇとを備えている。

接続部１７ｃは、マニホールド１７ｂのインク流れ方向下流側において、第５積層部材１７５に孔を形成することにより構成されている。
絞り部１７ｄは、第３積層部材１７３と第５積層部材１７５との間（第４積層部材１７４そのもの）に空間を形成することにより構成されている。

圧力室１７ｆは、第１積層部材１７１と第３積層部材１７３との間（第２積層部材１７２そのもの）に空間を形成することにより構成されている。なお、第１積層部材１７１における圧力室１７ｆの上方の位置には、圧電素子１８が配置されている。

連結部１７ｅは、圧力室１７ｆのインク流れ方向上流側において、絞り部１７ｄと連通するよう第５積層部材１７５に孔を形成することにより構成されている。
圧力伝搬室１７ｇは、圧力室１７ｆのインク流れ方向下流側において、第３積層部材１７３〜第７積層部材１７７を連通することにより構成されている。なお、圧力伝搬室１７ｇは、各積層部材１７３〜１７７に形成された孔の位置が完全に一致することはなく、積層方向下方に向かうにつれて、孔の位置がインク流れ方向下流側に変化するように設定されている。このように圧力伝搬室１７ｇの形状を設定することにより、圧力伝搬室１７ｇにおける流路抵抗を減らすことができるので、圧電素子１８の駆動により圧力室１７ｆ内の圧力が変化したときに、この圧力の変化をノズル１７ｈまで良好に伝搬することができる。

即ち、制御装置１１０により圧電素子１８（記録ヘッド４）が駆動されると圧力室１７ｆ内の圧力が変化し、圧力室１７ｆの圧力が高まると、この圧力の変化（高圧力の波動）が圧力伝搬室１７ｇを介してノズル部１７ｈに到達し、ノズル部１７ｈからインクが吐出されるのである。

ここで、本実施例のノズル部１７においては、絞り部１７ｄ、連結部１７ｅ、圧力室１７ｆにおける各寸法を、例えば以下のように設定している。
「絞り部幅寸法３１ｘ」 ＝ ８０μｍ、
「絞り部高さ寸法３１ｚ」 ＝ ２５μｍ、
「連結部幅寸法３２ｘ」 ＝ １５０μｍ、
「連結部奥行寸法３２ｙ」 ＝ ４０μｍ、
「連結部部分高さ寸法３２ｚ」＝ ５０μｍ、
「圧力室幅寸法３３ｘ」 ＝ ２５０μｍ、
「圧力室高さ寸法３３ｚ」 ＝ ４０μｍ。

即ち、
１．「連結部奥行寸法３２ｙ」＜「連結部高さ寸法３４」（「絞り部高さ寸法３１ｚ」＋「連結部部分高さ寸法３２ｚ」＋「圧力室高さ寸法３３ｚ」）、
２．「絞り部幅寸法３１ｘ」＜「連結部幅寸法３２ｘ」＜「圧力室幅寸法３３ｘ」、
３．「絞り部高さ寸法３１ｚ」＜「連結部奥行寸法３２ｙ」≦「圧力室高さ寸法３３ｚ」、
４．「連結部奥行寸法３２ｙ」＜「連結部幅寸法３２ｘ」
の各条件を満たしている。

即ち、絞り部１７ｄは、絞り部１７ｄにおける各種寸法（幅寸法３１ｘおよび高さ寸法３１ｚ）が、他の部分の寸法と比較して小さく設定されている。このため、絞り部１７ｄにおいては他の部分と比較して流路抵抗が大きくなるので、圧電素子１８の駆動により圧力室１７ｆ内部の圧力が変化したとしても、絞り部１７ｄ内部のインクがマニホールド１７ｂ側に逆流することを防止することができる。

また、絞り部１７ｄ、連結部１７ｅ、圧力室１７ｆの寸法は、上記の条件に合致するよう構成されているので、パージ動作時における内部の気泡の流れを円滑にすることができる。このことについては、図６を用いてより詳しく説明する。図６は、ノズル部１７（特に、絞り部１７ｄ、連結部１７ｅ、圧力室１７ｆの部分）において、上述のパージ動作を行ったときに、内部の気泡の流れを説明する説明図であって、図６（ａ）はノズル部１７における上視断面図、図６（ｂ）はノズル部１７における側断面図である。

図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、例えば、絞り部１７ｄに、絞り部高さ寸法３１ｚと略一致する径を有する球形の気泡が混入している場合には、この気泡は、Ａ１の位置からインクの流れに乗って連結部１７ｅ（Ａ２の位置）、圧力室１７ｆ（Ａ３の位置）の順に移動する。

ここで、絞り部１７ｄ、連結部１７ｅ、圧力室１７ｆにおいて存在可能な気泡の大きさは、それぞれ、連結部幅寸法３２ｘまたは絞り部高さ寸法３１ｚと一致する大きさ（気泡Ｂ１）、連結部幅寸法３２ｘまたは連結部奥行寸法３２ｙと一致する大きさ（気泡Ｂ２）、圧力室幅寸法３３ｘまたは圧力室高さ寸法３３ｚと一致する大きさ（気泡Ｂ３）である。即ち、これらの気泡の直径には、
「気泡Ｂ１の直径」＜「気泡Ｂ２の直径」＜「気泡Ｂ３の直径」
の関係がある。

従って、Ａ１の位置にある気泡は、より広い領域に順次移動することになるので、インクジェット記録装置１は、この気泡が有する形状を変形させることなく、移動することが可能になるのである。

［本実施例の作用および効果］
以上のように詳述したインクジェット記録装置１は、マニホールド１７ｂ内に貯留されたインクを、インク供給路を介してノズル１７ｈに供給し、このノズル１７ｈからインクを選択的に噴射して用紙等の被記録媒体に画像記録を行う記録ヘッド４と、インク供給路内のインクをノズル１７ｈから排出することによりインク供給路内に混入した空気を除去するポンプ１２とを備えている。

そして、記録ヘッド４において、インク供給路は、インク供給路内の圧力を変化させることにより、このインク供給路内のインクをノズル１７ｈから噴射する圧電素子１８が、上方に積層された圧力室１７ｆと、マニホールド１７ｂの上方かつ圧力室１７ｆの下方に積層状態で配置され、圧力室１７ｆ内のインクがマニホールド１７ｂ側に逆流することを防止するための絞り部１７ｄと、圧力室１７ｆおよび絞り部１７ｄを連通する連結部１７ｅと、を備えている。さらに、このインク供給路において、連結部１７ｅの寸法であって、圧力室１７ｆ内のインクの流れ方向と平行な奥行方向の寸法である連結部奥行寸法３２ｙは、連結部１７ｅにおけるインク供給路の寸法であって、連結部１７ｅ内のインクの流れ方向と平行な上下方向の寸法である連結部高さ寸法３４（「絞り部高さ寸法３１ｚ」＋「連結部部分高さ寸法３２ｚ」＋「圧力室高さ寸法３３ｚ」）よりも小さく設定されている。

つまり、このような記録ヘッド４においては、絞り部１７ｄ、連結部１７ｅ、および圧力室１７ｆのそれぞれの継ぎ目部分に空気（気泡）が溜まったとしても、絞り部１７ｄ、連結部１７ｅ、および圧力室１７ｆにて構成される空間以上の大きさに気泡が成長することはない。

従って、このような記録ヘッド４を備えたインクジェット記録装置１によれば、絞り部１７ｄ、連結部１７ｅ、および圧力室１７ｆにて構成される空間（連結部奥行寸法３２ｙおよび連結部高さ寸法３４により規定される空間）に存在可能な気泡の大きさを規制することができるので、絞り部１７ｄや連結部１７ｅに混入した気泡を圧力室１７ｆ側に移動させる際の抵抗を小さくすることができる。よって、少量のインクを排出するだけでインク供給路に溜まった空気（気泡）を除去することができる。

また、本実施例の記録ヘッド４において、絞り部高さ寸法３１ｚは、連結部奥行寸法３２ｙと一致するか、これよりも小さく、連結部奥行寸法３２ｙは、圧力室高さ寸法３３ｚよりも小さく設定されている。そして、絞り部１７ｄにおいて、奥行方向（インク流れ方向）および上下方向と直交する幅方向の寸法である絞り部幅寸法３１ｘは、連結部１７ｅにおける幅方向の寸法である連結部幅寸法３２ｘよりも小さく設定し、連結部幅寸法３２ｘは、圧力室１７ｆにおける幅方向の寸法である圧力室幅寸法３３ｘよりも小さく設定されている。

従って、このような記録ヘッド４によれば、インク供給路の形状を、気泡を押し潰す必要がない形状に設定しているので、インク供給路に混入した気泡を移動させる際の抵抗をより小さくすることができる。よって、少量のインクを排出するだけでインク供給路に溜まった空気（気泡）を容易に除去することができる。

また、本実施例の記録ヘッド４において、連結部高さ寸法３４から絞り部高さ寸法３１ｚ、および圧力室高さ寸法３３ｚを除いた連結部部分高さ寸法３２ｚは、連結部１７ｅにおける幅方向の寸法である連結部幅寸法３２ｘよりも小さく設定されている。

さらに本実施例の記録ヘッド４において、連結部１７ｅは、この連結部１７ｅを任意の位置で水平方向に切断した際に、切断面の形状が楕円形または長方形であるように構成されている。

従って、このような記録ヘッド４によれば、より確実にインク供給路に混入した気泡を移動させる際の抵抗をより小さくすることができる。
［変形例の説明］
なお、本発明の実施の形態は、上記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。

例えば、本実施例において、制御部１１０がポンプ１２を用いて実行するパージ動作は、ポンプ１２によりノズル部１７内のインクを押し出すことにより実行したが、特にこの構成に限らず、例えば、インクジェット記録装置１の所定の位置に各ノズル１７ｈからインクを吸引する吸引装置を備えておき、パージ動作を行う際には、制御部１１０が吸引装置を用いて各ノズル１７ｈからインクを吸引するように構成してもよい。

このようにしても、上記実施例のインクジェット記録装置１と同様の効果が得られる。

本発明を適用するのに好適なインクジェット記録装置の外形斜視図である。 インクジェット記録装置の断面図である。 インクジェット記録装置のインク供給機構の概略構成を示す説明図である。 インクジェット記録装置の電気的構成を示すブロック図である。 ノズル部１７における上視断面図（ａ）、ノズル部１７における側断面図（ｂ）である。 ノズル部１７においてパージ動作を行ったときにおける内部の気泡の流れを説明する説明図である。

符号の説明

１…インクジェット記録装置、１ａ…ケース、１ｂ…開口部、２…スキャナ、３…給紙カセット、３ａ…用紙収納部、４…記録ヘッド、４ａ…キャリッジ、５…フレーム、５ａ…搬送路、６…操作パネル、７…記録部、７ａ…搬送ローラ、７ｂ…排出ローラ、８…給紙ローラ、９…駆動軸、１０…アーム、１１…インク供給チューブ、１２…ポンプ、１３…インクカートリッジ、１４…サブタンク、１５…バルブユニット、１５ｂ…バルブ、１５ｃ…パッキン、１５ｄ…気体透過膜、１５ｅ…通気孔、１５ｆ…大径部、１６…リリースロッド、１７…ノズル部、１７ａ…インク補給路、１７ａ…ノズル、１７ｂ…マニホールド、１７ｃ…接続部、１７ｄ…絞り部、１７ｅ…連結部、１７ｆ…圧力室、１７ｇ…圧力伝搬室、１７ｈ…ノズル、１８…圧電素子、２３…ポンプ駆動モータ、２４…リリースロッド駆動部、３０…給紙装置、３１ｘ…絞り部幅寸法、３１ｚ…絞り部高さ寸法、３２ｘ…連結部幅寸法、３２ｙ…連結部奥行寸法、３２ｚ…連結部部分高さ寸法、３３ｘ…圧力室幅寸法、３３ｚ…圧力室高さ寸法、３４…連結部高さ寸法、４０…記録用紙、１１０…制御装置、１１１…ＣＰＵ、１１２…ＲＯＭ、１１３…ＲＡＭ、１１４…ＥＥＰＲＯＭ、１１７…用紙搬送用エンコーダ、１２０ａ…給紙モータ駆動回路、１２０ｂ…搬送モータ駆動回路、１２０ｃ…キャリッジモータ駆動回路、１２０ｄ…記録ヘッド駆動回路、１２０ｆ…ポンプ駆動モータ駆動回路、１２０ｇ…リリースロッド駆動回路、１２２…給紙モータ、１２３…用紙搬送モータ、１２４…キャリッジモータ、１７１…第１積層部材、１７２…第２積層部材、１７３…第３積層部材、１７４…第４積層部材、１７５…第５積層部材、１７６…第６積層部材、１７７…第７積層部材、１７８…第８積層部材。

Claims (6)

1. 共通液室内に貯留されたインクを、インク供給路を介して噴射ノズルに供給し、この噴射ノズルからインクを選択的に噴射して被記録媒体に画像記録を行う記録ヘッドであって、
   該記録ヘッドは、前記インク供給路内のインクを前記噴射ノズルから排出することにより前記インク供給路内に混入した空気を除去し得るように構成され、
   前記インク供給路は、
   前記インク供給路内の圧力を変化させることにより、このインク供給路内のインクを前記噴射ノズルから噴射する圧電素子が、上方に積層された圧力室と、
   前記共通液室の上方かつ前記圧力室の下方に積層状態で配置され、前記圧力室内のインクが前記共通液室側に逆流することを防止するための絞り部と、
   前記圧力室および前記絞り部を連通する連結部と、
   を備え、
   前記連結部の寸法であって、前記圧力室内のインクの流れ方向と平行な奥行方向の寸法である連結部奥行寸法は、前記連結部におけるインク供給路の寸法であって、前記連結部内のインクの流れ方向と平行な上下方向の寸法である連結部高さ寸法よりも小さいこと
   を特徴とする記録ヘッド。
2. 前記絞り部の高さの寸法は、前記連結部奥行寸法と一致するか、これよりも小さく、
   前記連結部奥行寸法は、前記圧力室の高さの寸法よりも小さいこと
   を特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
3. 前記絞り部において、前記奥行方向および前記上下方向と直交する幅方向の寸法である絞り部幅寸法は、前記連結部における幅方向の寸法である連結部幅寸法よりも小さく、
   前記連結部幅寸法は、前記圧力室における幅方向の寸法である圧力室幅寸法よりも小さいこと
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の記録ヘッド。
4. 前記絞り部の高さの寸法、および前記圧力室の高さの寸法を除いた前記連結部高さ寸法は、前記連結部における幅方向の寸法である連結部幅寸法よりも小さく設定されていること
   を特徴とする請求項１〜請求項３の何れか記載の記録ヘッド。
5. 前記連結部は、この連結部を任意の位置で水平方向に切断した際に、切断面の形状が楕円形または長方形であることを特徴とする請求項４に記載の記録ヘッド。
6. 共通液室内に貯留されたインクを、インク供給路を介して噴射ノズルに供給し、この噴射ノズルからインクを選択的に噴射する記録ヘッドを備え、前記記録ヘッドを被記録媒体に対して相対移動させながら前記記録ヘッドにより画像記録を行うインクジェット記録装置であって、
   前記インク供給路内のインクを前記噴射ノズルから排出することにより前記インク供給路内に混入した空気を除去する空気除去手段を備え、
   前記記録ヘッドとして、請求項１〜請求項５の何れかに記載の記録ヘッドを備えたこと
   を特徴とするインクジェット記録装置。