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JP2015116707A - 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 - Google Patents

液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 Download PDF

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Abstract

【課題】マニホールド内の液体の温度勾配を抑制することができると共に、マニホールド内の気泡排出性を向上することができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供する。
【解決手段】ノズル開口２１に連通する圧力発生室１２と、該圧力発生室１２に圧力変化を生じさせる圧力発生手段３００と、複数の前記圧力発生室１２が連通するマニホールド１００と、前記マニホールド１００内に設けられたリブ１１０と、を具備し、該リブ１１０は、前記マニホールド１００内を流れる液体に交差する方向に当該マニホールド１００を跨いで形成され、前記リブ１１０には、前記マニホールド１００内の流れを２つに分断する切り欠き部１１１が設けられている。
【選択図】 図４

Description

本発明は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、特に液体としてインクを噴射するインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置に関する。
液滴を噴射する液体噴射ヘッドの代表例であるインクジェット式記録ヘッドとしては、例えば、ノズル開口と、ノズル開口に連通する圧力発生室等の流路とを具備し、圧力発生手段によって圧力発生室内のインクに圧力変化を生じさせることで、ノズル開口からインク滴を噴射させるものがある。
かかるインクジェット式記録ヘッドでは、ノズル開口からインクに含まれる成分が蒸発することで、インクが増粘し、インク滴の噴射特性が時間の経過と共にばらつきが生じ、液体の噴射品質を一定に保つことができない。また、インクに含まれる成分が沈降し、連続して噴射させた場合のインク滴の成分と、時間を空けて噴射させた場合のインク滴の成分とに差異が生じることでも液体の噴射品質にばらつきが生じてしまう。
このため、複数の圧力発生室が共通して連通する共通液体室であるマニホールドにインクを供給すると共に、マニホールドからインクを回収して、供給と回収とを繰り返すことでインクを循環させて、インクの増粘及びインクに含まれる成分の沈降を抑制したインクジェット式記録ヘッドが提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
しかしながら、マニホールド内のインクを循環させても、マニホールド内のインクの流れの中心の温度と、マニホールドからインクが供給された圧力発生室内のインクの温度とで温度差（温度勾配）が生じ、マニホールド内を所望の温度のインクが循環したとしても、圧力発生室内のインクの温度がマニホールド内のインクの温度よりも低くなり、最適な温度でインクを噴射させることができずに、最適な噴射特性を得ることができないという問題がある。
また、マニホールドの容積を小さくすると、マニホールド内の液体噴射面側と液体噴射面と反対側とのインクの温度勾配や、圧力発生室の並設方向のインクの温度勾配を小さくすることができるものの、圧力損失が増大し、圧力発生手段の圧力変化をマニホールド側で吸収できなくなり、クロストークが発生するなどの問題が生じてしまう。
このため、マニホールド内に突起部を設けることで、マニホールドの容積を著しく小さくすることなく、マニホールド内のインクの温度勾配を抑制するようにした構成が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
特開２００９−２４７９３８号公報 特許第３１６１０９５号公報 特開２０１３−２３０６５９号公報
しかしながら、特許文献３では、マニホールド内に突起部を設けることで、マニホールド内を流れるインクの流れの中心を移動させて、マニホールド内のインクの温度勾配を抑制することができるものの、突起部とマニホールドの壁面とによって形成された角部等に気泡が滞留し、気泡が予期せぬタイミングで圧力発生室等に入り込み、インク噴射不良等の不具合が発生する虞があるという問題がある。
また、マニホールド内に滞留した気泡が成長すると、気泡に相対向する領域でマニホールドに連通する圧力発生室では、気泡がバッファーとなって圧力発生室の圧力変動に影響を及ぼし、気泡に相対向する領域でマニホールドに連通する圧力発生室と、気泡に相対向しない領域でマニホールドに連通する圧力発生室との間で圧力変動にばらつきが生じ、インク滴の噴射特性にばらつきが生じてしまう虞があるという問題がある。
なお、このような問題は、インクジェット式記録ヘッドだけではなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。
本発明はこのような事情に鑑み、マニホールド内の液体の温度勾配を抑制することができると共に、マニホールド内の気泡排出性を向上することができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決する本発明の態様は、ノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、複数の前記圧力発生室が連通するマニホールドと、前記マニホールド内に設けられたリブと、を具備し、該リブは、前記マニホールド内を流れる液体に交差する方向に当該マニホールドを跨いで形成され、前記リブには、前記マニホールド内の流れを２つに分断する切り欠き部が設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、マニホールド内にリブを設けることで、マニホールド内の液体の流れを２分して、温度勾配を抑制することができる。また、マニホールド内の液体の流れを２分するため、気泡が滞留し難く、気泡排出性を向上することができる。
ここで、前記マニホールドは、液体を流れる方向を横断する方向において、相対向する第１辺及び第２辺と、前記第１辺及び第２辺の相対向する方向と交差する方向で相対向する第３辺及び第４辺と、を具備し、前記マニホールドと前記圧力発生室とは、当該マニホールドの前記第１辺及び前記第４辺とが接続される角部側で連通しており、前記リブは、一端が前記第１辺及び前記第３辺の少なくとも一方に接続され、他端が前記第１辺及び前記第３辺の他方、前記第２辺及び前記第４辺から選択される少なくとも一辺に接続されていることが好ましい。これによれば、リブによってマニホールドが形成された部材の剛性を向上することができると共に、気泡排出性を向上することができる。
また、前記リブは、前記マニホールドを流れる方向から見て、当該マニホールドの対角線上を跨いで形成されていることが好ましい。これによれば、リブによってマニホールドが形成された部材の剛性を向上することができる。
また、前記マニホールドは、第１の部材に設けられた凹部を第２の部材により蓋をして形成されていることが好ましい。これによれば、第１の部材に容積の大きなマニホールドを形成することができる。
また、前記マニホールド内の液体を流出するための流出路を有することが好ましい。これによれば、マニホールド内を所望の温度に加熱した液体を循環させることができる。
また、前記マニホールド内には、前記液体の流れる方向に向かって複数の前記リブが設けられており、前記液体の流れる方向から見て、複数の前記リブの位置が異なる位置に配置されていることが好ましい。これによれば、マニホールド内の液体をさらに拡散して、温度勾配を抑制することができる。
さらに、本発明の他の態様は、上記態様の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、マニホールド内の液体の温度勾配を抑制することができると共に、マニホールド内の気泡排出性を向上することができる。
ここで、複数の前記液体噴射ヘッドが、前記ノズル開口が開口する液体噴射面が互いに交差する方向に設けられていることが好ましい。これによれば、液体噴射ヘッドを傾けることによって気泡が停滞し易くなっても、気泡排出性を向上することができる。
実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。 実施形態１及び比較した記録ヘッド内の液体の流れを示す断面図である。 比較した記録ヘッド内の液体の流れを示す断面図である。 実施形態１に係る記録ヘッドのリブの変形例を示す断面図である。 実施形態１に係る記録ヘッドのリブの変形例を示す断面図である。 実施形態１に係る記録ヘッドのリブの変形例を示す断面図である。 実施形態１に係るリブの変形例を示す断面図である。 実施形態１に係るリブの変形例を示す断面図である。 一実施形態に係るリブの変形例を示す平面図である。 一実施形態に係る記録装置の概略構成を示す図である。 一実施形態に係る記録装置の概略構成を示す図である。 一実施形態に係る記録ヘッド内の液体の流れを示す断面図である。
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの一例を示すインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図であり、図２は、インクジェット式記録ヘッドの断面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ′線断面図であり、図４及び図５は、図３のＢ−Ｂ′線に準じた断面図であり、図４（ｂ）は本発明の実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの要部断面図、図４（ａ）及び図５は比較したインクジェット式記録ヘッドの要部断面図である。
図示するように、インクジェット式記録ヘッド１は、ヘッド本体１１、第１の部材であるケース部材４０等の複数の部材を備え、これら複数の部材が接着剤等によって接合されている。本実施形態では、ヘッド本体１１は、流路形成基板１０と、連通板１５と、ノズルプレート２０と、保護基板３０と、コンプライアンス基板９１と、を具備する。
図２及び図３に示すように、ヘッド本体１１を構成する流路形成基板１０には、複数の圧力発生室１２が複数のノズル開口２１が並設される方向に沿って並設されている。以降、この方向を圧力発生室１２の並設方向、又は第１の方向Ｘと称する。また、流路形成基板１０には、圧力発生室１２が第１の方向Ｘに並設された列が複数列、本実施形態では、２列設けられている。この圧力発生室１２の列が複数列設された列設方向を、以降、第２の方向Ｙと称する。なお、圧力発生室１２が第１の方向Ｘに並設された２列は、一方の圧力発生室１２の列に対して、他方の圧力発生室１２の列は第１の方向Ｘで隣り合う圧力発生室１２の間隔の半分だけ第１の方向Ｘにずれた位置に配置されている。これにより、詳しくは後述するノズル開口２１も同様に、ノズル開口２１の２列が半分の間隔だけ第１の方向Ｘにずれて配置されて、第１の方向Ｘの解像度を２倍にしている。もちろん、２列の圧力発生室１２の第１の方向Ｘの位置を同じ位置として、圧力発生室１２の列毎に異なるインクが供給されるようにしてもよい。また、本実施形態では、第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙに直交する方向を第３の方向Ｚと称する。
なお、流路形成基板１０には、圧力発生室１２の第２の方向Ｙの一端部側に当該圧力発生室よりも開口面積が狭く、圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を付与する供給路等が設けられていてもよい。
流路形成基板１０の第３の方向Ｚの液体噴射面２０ａ側であるＺ１側の面には、連通板１５が接合されている。また、連通板１５の第３の方向ＺのＺ１側には、ノズル開口２１が設けられたノズルプレート２０が接合されている。本実施形態では、ノズルプレート２０のノズル開口２１が開口する第３の方向ＺのＺ１側の面が液体噴射面２０ａとなっている。
連通板１５には、圧力発生室１２とノズル開口２１とを連通するノズル連通路１６が設けられている。連通板１５は、流路形成基板１０よりも大きな面積を有し、ノズルプレート２０は流路形成基板１０よりも小さい面積を有する。このようにノズルプレート２０の面積を比較的小さくすることでコストの削減を図ることができる。なお、ここで言う面積とは、第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙを有する面内方向における面積のことである。
また、連通板１５には、マニホールド１００の一部を構成する第１マニホールド部１７と、第２マニホールド部１８とが設けられている。
第１マニホールド部１７は、連通板１５を第３の方向Ｚに貫通して設けられている。
また、第２マニホールド部１８は、連通板１５を第３の方向Ｚに貫通することなく、連通板１５のノズルプレート２０側、すなわちＺ１側に開口して第３の方向Ｚの途中まで設けられている。
さらに、連通板１５には、圧力発生室１２の第２の方向Ｙの一端部に連通する供給連通路１９が、各圧力発生室１２毎に独立して設けられている。この供給連通路１９は、連通板１５を第３の方向Ｚに貫通して第２マニホールド部１８と圧力発生室１２とを連通する。
一方、流路形成基板１０の連通板１５とは反対面側、すなわち、Ｚ２側には、振動板が形成されている。また、振動板上には、第１電極と圧電体層と第２電極とが順次積層されることで、本実施形態の圧力発生手段である圧電アクチュエーター３００が構成されている。一般的には圧電アクチュエーター３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。
また、流路形成基板１０の圧電アクチュエーター３００側、すなわちＺ２側の面には、流路形成基板１０と略同じ大きさを有する保護基板３０が接合されている。保護基板３０は、圧電アクチュエーター３００を保護するための空間である保持部３１を有する。また、保護基板３０には、第３の方向Ｚに貫通する貫通孔３２が設けられている。圧電アクチュエーター３００の電極から引き出されたリード電極９０の端部は、この貫通孔３２内に露出するように延設され、リード電極９０と駆動ＩＣ等の駆動回路１２０を実装した配線基板１２１とが、貫通孔３２内で電気的に接続されている。
また、保護基板３０及び連通板１５には、複数の圧力発生室１２に連通するマニホールド１００をヘッド本体１１と共に画成するケース部材４０が固定されている。ケース部材４０は、第３の方向Ｚからの平面視において上述した連通板１５と略同一形状を有し、保護基板３０に接合されると共に、上述した連通板１５にも接合されている。具体的には、ケース部材４０は、保護基板３０側に流路形成基板１０及び保護基板３０が収容される深さの凹部４１を有する。この凹部４１は、保護基板３０の流路形成基板１０に接合された面よりも広い開口面積を有する。そして、凹部４１に流路形成基板１０等が収容された状態で凹部４１のノズルプレート２０側の開口面が連通板１５によって封止されている。また、ケース部材４０の凹部４１は、第２の方向Ｙの側面に開口して設けられており、凹部４１の第２の方向Ｙの開口は、第２の部材である蓋部材４９によって封止されている。これにより、流路形成基板１０の外周部には、ケース部材４０とヘッド本体１１と蓋部材４９とによって第３マニホールド部４２が画成されている。このように第３マニホールド部４２を形成する凹部４１を第２の方向Ｙの側面に開口させて、この開口を蓋部材４９で封止することで、第３マニホールド部４２を比較的大きな容積で形成することができる。また、本実施形態では、凹部４１のケース部材４０の第２の方向Ｙの側面への開口は、第３の方向ＺのＺ１側の端面からＺ２側に所定の距離だけ離れた位置に位置している。すなわち、凹部４１のケース部材４０の第２の方向Ｙの開口は、第３の方向ＺのＺ１側の端面にはつながっていない。これにより、ケース部材４０には、第２の方向Ｙの側面と第３の方向ＺのＺ１側の端面との角部に梁部４６が形成されている。本実施形態の梁部４６は、凹部４１の第２の方向Ｙの開口及び第３の方向ＺのＺ１側の開口を第１の方向Ｘに亘って横断するように設けられている。このように梁部４６を設けることで、ケース部材４０の剛性を向上することができると共に、梁部４６に蓋部材４９を接着するだけで凹部４１の開口を容易に封止することができる。つまり、梁部４６を設けずに、凹部４１を第２の方向Ｙの側面と第３の方向ＺのＺ１側の端面とに亘って連続して開口すると、ケース部材４０の剛性が低下すると共に蓋部材４９の接着領域がなくなり、蓋部材４９の接着が困難になる。
そして、このようにケース部材４０とヘッド本体１１と蓋部材４９とによって形成された第３マニホールド部４２と、連通板１５に設けられた第１マニホールド部１７及び第２マニホールド部１８と、によって本実施形態のマニホールド１００が構成されている。なお、本実施形態では、ヘッド本体１１の第２の方向Ｙを挟んだ両側にマニホールド１００を形成するようにした。もちろん、マニホールド１００は、特にこれに限定されず、例えば、第３マニホールド部４２のみで構成されていてもよく、第２マニホールド部１８と第３マニホールド部４２とで構成されていてもよい。ただし、本実施形態のようにマニホールド１００を第１マニホールド部１７、第２マニホールド部１８及び第３マニホールド部４２で構成することで、インクジェット式記録ヘッド１を大型化することなく、比較的大きな容積のマニホールド１００を形成することができる。
また、ケース部材４０には、保護基板３０の貫通孔３２に連通してケース部材４０を第３の方向Ｚに貫通する接続口４３が設けられている。この接続口４３を挿通した配線基板１２１が貫通孔３２に挿通されて、リード電極９０と接続されている。
さらに、図３に示すように、ケース部材４０には、マニホールド１００に連通してマニホールド１００にインクを供給する流入路４４と、マニホールド１００に連通してマニホールド１００内のインクを流出させる流出路４５と、が設けられている。流入路４４は、ヘッド本体１１の第１の方向Ｘの一方側に設けられており、流出路４５は、ヘッド本体１１の第１の方向Ｘの他方側に設けられている。本実施形態の流入路４４は、インクジェット式記録ヘッド１の外部に設けられた液体貯留手段５に供給管８を介して接続される側は１カ所で接続されており、当該流入路４４は途中で２つに分岐されてヘッド本体１１の第２の方向Ｙの両側のマニホールド１００にそれぞれ連通する。また、２つのマニホールド１００にそれぞれ連通する２つの流出路４５は、途中で１つに合流して回収管９に接続されている。すなわち、同じインクが供給された流入路４４は、途中で２つに分岐して同じインクを２つのマニホールド１００に供給する。また、マニホールド１００内のインクは、それぞれに連通する流出路４５が途中で合流して１つの出口から流出される。もちろん、流入路４４を途中で分岐することなく、各マニホールド１００毎に独立して設けるようにしてもよく、流出路４５を途中で合流することなく、各マニホールド１００毎に独立して設けるようにしてもよい。
また、図２に示すように、連通板１５の第１マニホールド部１７及び第２マニホールド部１８が開口する面には、コンプライアンス基板９１が設けられている。このコンプライアンス基板９１が、第１マニホールド部１７と第２マニホールド部１８の開口を封止している。
このようなコンプライアンス基板９１は、本実施形態では、封止膜９２と、固定基板９３と、を具備する。封止膜９２は、可撓性を有する薄膜（例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）やステンレス鋼（ＳＵＳ）等により形成されている。また、固定基板９３は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属等の硬質の材料で形成される。この固定基板９３のマニホールド１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部９４となっているため、マニホールド１００の一方面は可撓性を有する封止膜９２のみで封止された可撓部であるコンプライアンス部９５となっている。
ここで、図２、図３及び図４（ｂ）に示すように、マニホールド１００内、本実施形態では、第３マニホールド部４２内には、インクの流れる方向、すなわち、流入路４４のＸ１から流出路４５のＸ２に向かう途中に、マニホールド１００内を流れるインクの流れる方向である第１の方向Ｘに交差する方向に当該マニホールド１００を跨ぐリブ１１０が設けられている。本実施形態では、１つのマニホールド１００に第１の方向Ｘに向かって一定の間隔で複数、例えば、４個のリブ１１０を設けた。
リブ１１０は、マニホールド１００内を流れるインクの流れを２つに分割するものである。すなわち、図４（ｂ）に示すように、インクの流れを横断する断面で示した際に、リブ１１０の一端１１０ａ及び他端１１０ｂがマニホールド１００、本実施形態では、第３マニホールド部４２の辺に接続されている。つまり、リブ１１０がマニホールド１００を跨ぐとは、リブ１１０の一端１１０ａ及び他端１１０ｂがマニホールド１００の辺に接続されていることを言う。具体的には、本実施形態のマニホールド１００を構成する第１マニホールド部１７、第２マニホールド部１８及び第３マニホールド部４２のうち、ケース部材４０に設けられた第３マニホールド部４２は、インクが流れる方向を横断する方向、すなわち、第２の方向Ｙと第３の方向Ｚとを含む面内方向において、第２の方向Ｙで相対向する第１辺４２ａ及び第２辺４２ｂと、この第１辺４２ａ及び第２辺４２ｂの相対向する方向である第２の方向Ｙと交差する方向、すなわち、第３の方向Ｚで相対向する第３辺４２ｃ及び第４辺４２ｄとを有する。本実施形態では、第１辺４２ａ及び第２辺４２ｂが相対向する方向と、第３辺４２ｃ及び第４辺４２ｄが相対向する方向とは、それぞれ第２の方向Ｙ及び第３の方向Ｚであるため、直交している。したがって、第３マニホールド部４２は断面が略矩形状を有する。なお、本実施形態では、上述のように、第３マニホールド部４２には、梁部４６が設けられているため、断面が矩形状となる空間の１つの角部を矩形状の梁部４６によって切り欠いた形状を有する。また、本実施形態では、第１の方向Ｘ、第２の方向Ｙ及び第３の方向Ｚはそれぞれ直交する方向で配置されているが、特にこれに限定されず、直交する方向以外の交差する方向であってもよい。
そして、本実施形態のリブ１１０は、一端１１０ａが第１辺４２ａと第３辺４２ｃとに跨がって、すなわち、第１辺４２ａと第３辺４２ｃとで形成される角部に接続されて設けられている。また、リブ１１０の他端１１０ｂは、第４辺４２ｄに接続されて設けられている。ちなみに、本実施形態では、梁部４６が設けられているが、第２辺４２ｂは、第１辺４２ａに相対向する辺のことであるため、第２辺４２ｂは、梁部４６の第１辺４２ａに相対向する面も含むものである。同様に、第４辺４２ｄは、第３辺４２ｃに相対向する辺であり、梁部４６の第３辺４２ｃに相対向する面も含むものである。また、本実施形態の第３マニホールド部４２の第１辺４２ａ〜第４辺４２ｄは、空間の辺を示すものであり、内壁面を示すものではない。つまり、第３マニホールド部４２は、第３の方向ＺのＺ１側で第１マニホールド部１７と連通しているため、第３マニホールド部４２の第４辺４２ｄには壁面が存在しない。そして、本実施形態では、リブ１１０の他端部は、梁部４６によって形成された第４辺４２ｄに接続されている。つまり、リブ１１０の他端部は、梁部４６の第３の方向ＺのＺ２側の面である第４辺４２ｄに接続されて設けられている。すなわち、リブ１１０は、第３マニホールド部４２の対角を結ぶように形成されている。
また、リブ１１０には、第３マニホールド部４２の第２辺４２ｂと第３辺４２ｃとの角部を塞がないように切り欠いた切り欠き部１１１が形成されている。つまり、切り欠き部１１１を有するリブ１１０によって、第３マニホールド部４２を第１の方向Ｘに流れるインクは２つに分断される。なお、切り欠き部１１１は、液体噴射面２０ａとは反対側の角部において、マニホールド１００の中心から離れた角部に設けられていればよい。ちなみに、マニホールド１００の中心とは、インクの流れの中心である。本実施形態では、切り欠き部１１１は、第３マニホールド部４２の第２辺４２ｂと第３辺４２ｃとの角部を塞がずに当該角部を露出するように設けた。これにより、詳しくは後述するが、切り欠き部１１１によって、インクの流れが停滞し易く、気泡が流れ難い領域、すなわち、液体噴射面２０ａとは反対側の角部において、マニホールド１００の中心から離れた角部に沿ってインクの流れを形成することができ、マニホールド１００内の気泡の排出性を向上することができる。
ちなみに、本実施形態では、マニホールド１００から圧力発生室１２へのインクの供給は、第３マニホールド部４２の第１辺４２ａと第４辺４２ｄとの角部近傍に設けられた供給連通路１９を介して行われる。
そして、リブ１１０を設けることによって、マニホールド１００内を第１の方向Ｘに向かって流れるインクの流れの中心を圧力発生室１２に連通する側、すなわち、第１辺４２ａと第４辺４２ｄとの角部側に向かって移動させることができる。本実施形態では、切り欠き部１１１が設けられているため、マニホールド１００内のインクの流れは、リブ１１０の両側に２つに分断される。このとき、マニホールド１００全体の開口、すなわち、マニホールド１００の第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙの断面における開口に対して切り欠き部１１１の開口面積を小さくすれば、リブ１１０の切り欠き部１１１とは反対側、すなわち、第３マニホールド部４２の第１辺４２ａと第４辺４２ｄとの角部近傍に設けられた供給連通路１９側に多くのインクを流すことができる。つまり、供給連通路１９側にインクの流れの中心を移動させることができる。
ここで、マニホールド１００内を流れるインクの流れについて図４及び図５を参照して説明する。なお、図４（ａ）及び図５は比較したインクジェット式記録ヘッドの要部断面図であり、図４（ｂ）は本実施形態のインクジェット式記録ヘッドの要部断面図である。
図４（ａ）に示すように、マニホールド１００内にリブ１１０を設けない場合、マニホールド１００を流れるインクの流れの中心Ｃ１になるのに対し、本実施形態のマニホールド１００内にリブ１１０を設けた場合、図４（ｂ）に示すように、マニホールド１００を流れるインクの流れの中心Ｃ２は、リブ１１０を設けない中心Ｃ１よりも圧力発生室１２に連通する側、つまり、第１辺４２ａ及び第４辺４２ｄの角部に移動する。
したがって、マニホールド１００内にリブ１１０を設けることで、マニホールド１００内を流れるインクの流れの中心Ｃ２を圧力発生室１２に連通する側に配置することができ、圧力発生室１２に供給されるインクが、マニホールド１００内を流れる中心Ｃ２のインクに近くなり、中心Ｃ２を流れるインクの温度、すなわち、流入路４４を介して供給されたインクの温度と、圧力発生室１２に供給されるインクの温度との温度勾配を減少することができる。つまり、マニホールド１００内に加温されたインクが供給された際に、加温されたインクの流れの中心がＣ１の場合、流れの中心Ｃ１の温度と、この中心Ｃ１から離れた領域、特に圧力発生室１２に連通する領域の温度とに温度差が生じてしまう（温度勾配の増大）。これに対して、図４（ｂ）に示すように、加温されたインクの流れの中心Ｃ２を圧力発生室１２に連通する領域側に移動させることで、流れの中心Ｃ２の温度と圧力発生室１２に連通する領域の温度との温度差を減少させることができる（温度勾配の減少）。すなわち、マニホールド１００内を循環している所望の温度のインクを圧力発生室１２に温度が低下するのを抑制した状態で供給することができ、所望の温度でインクを噴射させることができるため、インク噴射特性が低下するのを抑制することができる。
また、リブ１１０は、マニホールド１００の容積を著しく低下することがないため、圧力損失の増大を抑制することができ、マニホールド１００の容積不足による圧力損失の増大による供給不良や、圧電アクチュエーター３００の駆動によってマニホールド１００側にインクが移動して発生するクロストークなどが生じるのを抑制することができる。
また、本実施形態のように、リブ１１０をマニホールド１００、特に第３マニホールド部４２の対角を結ぶ線上に設けることで、第３マニホールド部４２などの空間が設けられたケース部材４０をリブ１１０によって補強することができ、ケース部材４０の歪み等の発生を抑制することができる。本実施形態では、ケース部材４０に連通板１５が接合される面及び蓋部材４９が接合する側の面に開口する第３マニホールド部４２を設けたため、特にケース部材４０の剛性が低下してしまう虞があるが、ケース部材４０にリブ１１０を設けることでケース部材４０の剛性を向上することができる。これにより、ケース部材４０のハンドリング時などに歪みが生じるのを抑制して、歪んだ状態で他の部材が接合されるなどの不良を抑制することができる。また、ケース部材４０に連通板１５や蓋部材４９を接合した後の接合体においても、リブ１１０を設けることによって、ケース部材４０及びその他の部材の接合体の全体における剛性を向上することができる。特に本実施形態では、リブ１１０によって梁部４６の剛性を向上して、梁部４６に連通板１５や蓋部材４９を接合する際の応力によって梁部４６が変形や破壊されるのを抑制することができる。
また、図５に示すように、リブ１３０を第３マニホールド部４２の辺に沿って形成した場合、つまり、リブ１３０を第３辺４２ｃから第４辺４２ｄに向かって突出する突起部１３１と、第２辺４２ｂから第１辺４２ａに向かって突出する突起部１３２と、によってリブ１３０を形成した場合、マニホールド１００内を流れるインクの中心Ｃ１を圧力発生室１２に連通する側に移動してＣ３とすることができるが、マニホールド１００の第２辺４２ｂと第３辺４２ｃとの角部に沿ってインクが流れないことから、気泡２００が滞留し、気泡２００が成長するなどして予期せぬタイミングで気泡２００が圧力発生室１２等に侵入し、インク噴射不良が発生してしまう虞がある。
これに対して、図４（ｂ）に示すように、リブ１１０には、切り欠き部１１１が形成されているため、マニホールド１００の第２辺４２ｂと第３辺４２ｃとの角部をインクが流れる。したがって、気泡２００が浮力によって上昇したとしても、第２辺４２ｂと第３辺４２ｃとの角部を流れるインクによって排出路から気泡はインクと共に排出される。特に気泡２００は、液体噴射面２０ａとは反対側、つまりＺ２側で、最もインクの流れが停滞し易いマニホールド１００の中心から離れた角部である第３辺４２ｃと第２辺４２ｂとの角部に滞留し易いが、切り欠き部１１１がこの角部を露出することで、角部に沿ってインクの流れを形成することができ、気泡を流出路４５を介して外部に排出することができる。
なお、本実施形態では、リブ１１０は、一端１１０ａが第１辺４２ａ及び第３辺４２ｃに跨がって接続され、他端１１０ｂが第４辺４２ｄに接続されるようにしたが、特にこれに限定されるものではない。リブ１１０は、一端１１０ａが第１辺４２ａ及び第３辺４２ｃの少なくとも一辺に接続され、他端１１０ｂが第１辺４２ａ及び第３辺４２ｃの他方、第２辺４２ｂ及び第４辺４２ｄの少なくとも一辺に接続されていればよい。
ここで、リブ１１０の変形例について、図６〜図１０を参照して説明する。なお、図６〜図１０はリブの変形例を示すインクジェット式記録ヘッドの要部断面図である。
図６（ａ）に示すように、リブ１１０Ａの一端１１０ａは、第１辺４２ａと第３辺４２ｃとに跨がって接続され、リブ１１０Ａの他端１１０ｂは、第２辺４２ｂに接続されている。本実施形態では、リブ１１０Ａの他端は、梁部４６に接続されており、リブ１１０Ａを設けることで、梁部４６の剛性が向上される。また、リブ１１０Ａには、第３マニホールド部４２の第３辺４２ｃと第２辺４２ｂとの角部を切り欠いた切り欠き部１１１が設けられているため、インクの滞留が発生し難く、気泡排出性を向上することができる。さらに、リブ１１０Ａを設けることで、マニホールド１００内を流れるインクは２つに分断されると共に、インクの流れの中心が圧力発生室１２に連通する側に移動するため、マニホールド１００内に供給された流れの中心のインクの温度と圧力発生室１２内に供給されたインクの温度との温度差を低減することができる。
図６（ｂ）に示すように、リブ１１０Ａの一端１１０ａは、第１辺４２ａと第３辺４２ｃとに跨がって接続され、リブ１１０Ａの他端１１０ｂは、第２辺４２ｂに接続されている。本実施形態では、リブ１１０Ａの他端は、梁部４６に接続されていない。このような構成としても、リブ１１０Ａの他端に蓋部材４９を接合することで、ケース部材４０と蓋部材４９との接合体の剛性をリブ１１０Ａによって向上することができる。また、リブ１１０Ａには、第３マニホールド部４２の第３辺４２ｃと第２辺４２ｂとの角部を切り欠いた切り欠き部１１１が設けられているため、インクの滞留が発生し難く、気泡排出性を向上することができる。さらに、リブ１１０Ａを設けることで、マニホールド１００内を流れるインクは２つに分断されると共に、インクの流れの中心が圧力発生室１２に連通する側に移動するため、マニホールド１００内に供給された流れの中心のインクの温度と圧力発生室１２内に供給されたインクの温度との温度差を低減することができる。
図６（ｃ）に示すように、リブ１１０Ａの一端１１０ａは、第１辺４２ａと第３辺４２ｃとに跨がって接続され、リブ１１０Ａの他端１１０ｂは、第４辺４２ｄに接続されている。本実施形態では、リブ１１０Ａの他端は、梁部４６に接続されていない。このような構成としても、リブ１１０Ａには、第３マニホールド部４２の第３辺４２ｃと第２辺４２ｂとの角部を切り欠いた切り欠き部１１１が設けられているため、インクの滞留が発生し難く、気泡排出性を向上することができる。さらに、リブ１１０Ａを設けることで、マニホールド１００内を流れるインクは２つに分断されると共に、インクの流れの中心が圧力発生室１２に連通する側に移動するため、マニホールド１００内に供給された流れの中心のインクの温度と圧力発生室１２内に供給されたインクの温度との温度差を低減することができる。
また、リブの一端は、第１辺４２ａ又は第３辺４２ｃのみに接続されていてもよい。例えば、図７及び図８は、リブ１１０Ｂの一端１１０ａが第１辺４２ａのみに接続された構成であり、図９及び図１０は、リブ１１０Ｃの一端１１０ａが第３辺４２ｃのみに接続された構成である。
具体的には、図７（ａ）に示すように、リブ１１０Ｂの一端１１０ａは第１辺４２ａに接続され、リブ１１０Ｂの他端１１０ｂは第４辺４２ｄ、本実施形態では梁部４６に接続されている。このような構成では、リブ１１０Ｂによってケース部材４０の剛性が向上すると共に、ケース部材４０に蓋部材４９や連通板１５を接合した接合体の剛性を向上することができる。また、リブ１１０Ｂには、第３辺４２ｃと第２辺４２ｂとの角部及び第３辺４２ｃと第１辺４２ａとの角部を露出する切り欠き部１１１が設けられているため、切り欠き部１１１によって第１辺４２ａと第３辺４２ｃとの角部及び第２辺４２ｂと第３辺４２ｃとの角部がインクの流れる方向に遮られていない。したがって、気泡が浮力によって浮上したとしても、鉛直方向上側となる第１辺４２ａと第３辺４２ｃとの角部及び第２辺４２ｂと第３辺４２ｃとの角部に気泡が滞留するのを抑制することができる。さらに、リブ１１０Ｂを設けることで、マニホールド１００内を流れるインクは２つに分断されると共に、インクの流れの中心が圧力発生室１２に連通する側に移動するため、マニホールド１００内に供給された流れの中心のインクの温度と圧力発生室１２内に供給されたインクの温度との温度差を低減することができる。
また、図７（ｂ）に示すように、リブ１１０Ｂの一端１１０ａは第１辺４２ａに接続され、リブ１１０Ｂの他端１１０ｂは第３辺４２ｃ、本実施形態では梁部４６に接続されている。このような構成では、リブ１１０Ｂによってケース部材４０の剛性が向上すると共に、ケース部材４０に蓋部材４９や連通板１５を接合した接合体の剛性を向上することができる。また、リブ１１０Ｂには、第３辺４２ｃ側に切り欠き部１１１が設けられているため、切り欠き部１１１によって第３マニホールド部４２の第１辺４２ａと第３辺４２ｃとの角部及び第２辺４２ｂと第３辺４２ｃとの角部がインクの流れる方向に遮られていない。したがって、気泡が浮力によって浮上したとしても、鉛直方向上側となる第１辺４２ａと第３辺４２ｃとの角部及び第２辺４２ｂと第３辺４２ｃとの角部に気泡が滞留するのを抑制することができる。さらに、リブ１１０Ｂを設けることで、マニホールド１００内を流れるインクは２つに分断されると共に、インクの流れの中心が圧力発生室１２に連通する側に移動するため、マニホールド１００内に供給された流れの中心のインクの温度と圧力発生室１２内に供給されたインクの温度との温度差を低減することができる。
また、図７（ｃ）に示すように、リブ１１０Ｂの一端１１０ａは第１辺４２ａに接続され、リブ１１０Ｂの他端１１０ｂは第２辺４２ｂに接続されている。ただし、リブ１１０Ｂの他端は、梁部４６に接続されていない。このような構成では、リブ１１０Ｂの他端に蓋部材４９が接合されることで、ケース部材４０に蓋部材４９を接合した接合体の剛性を向上することができる。また、リブ１１０Ｂには、第３辺４２ｃと第２辺４２ｂとの角部及び第３辺４２ｃと第１辺４２ａとの角部を露出する切り欠き部１１１が設けられているため、切り欠き部１１１によって第１辺４２ａと第３辺４２ｃとの角部及び第２辺４２ｂと第３辺４２ｃとの角部がインクの流れる方向に遮られていない。したがって、気泡が浮力によって浮上したとしても、鉛直方向上側となる第１辺４２ａと第３辺４２ｃとの角部及び第２辺４２ｂと第３辺４２ｃとの角部に気泡が滞留するのを抑制することができる。さらに、リブ１１０Ｂを設けることで、マニホールド１００内を流れるインクは２つに分断されると共に、インクの流れの中心が圧力発生室１２に連通する側に移動するため、マニホールド１００内に供給された流れの中心のインクの温度と圧力発生室１２内に供給されたインクの温度との温度差を低減することができる。
また、図８（ａ）に示すように、リブ１１０Ｂの一端１１０ａは第１辺４２ａに接続され、リブ１１０Ｂの他端１１０ｂは第４辺４２ｄに接続されている。ただし、リブ１１０Ｂの他端は、梁部４６に接続されていない。このような構成であっても、リブ１１０Ｂには、第３辺４２ｃと第２辺４２ｂとの角部及び第３辺４２ｃと第１辺４２ａとの角部を露出する切り欠き部１１１が設けられているため、切り欠き部１１１によって第１辺４２ａと第３辺４２ｃとの角部及び第２辺４２ｂと第３辺４２ｃとの角部がインクの流れる方向に遮られていない。したがって、気泡が浮力によって浮上したとしても、鉛直方向上側となる第１辺４２ａと第３辺４２ｃとの角部及び第２辺４２ｂと第３辺４２ｃとの角部に気泡が滞留するのを抑制することができる。さらに、リブ１１０Ｂを設けることで、マニホールド１００内を流れるインクは２つに分断されると共に、インクの流れの中心が圧力発生室１２に連通する側に移動するため、マニホールド１００内に供給された流れの中心のインクの温度と圧力発生室１２内に供給されたインクの温度との温度差を低減することができる。
また、図８（ｂ）に示すように、リブ１１０Ｂの一端１１０ａは第１辺４２ａに接続され、リブ１１０Ｂの他端１１０ｂは第３辺４２ｃに接続されている。つまり、図８（ｂ）のリブ１１０Ｂは、両端部がケース部材４０から連続して形成されている。このような構成では、リブ１１０Ｂを設けることで、ケース部材４０の剛性が向上する。また、リブ１１０Ｂには、第３辺４２ｃと第１辺４２ａとの角部を露出する切り欠き部１１１が有するため、切り欠き部１１１によって第１辺４２ａと第３辺４２ｃとの角部及び第２辺４２ｂと第３辺４２ｃとの角部がインクの流れる方向に遮られていない。したがって、気泡が浮力によって浮上したとしても、鉛直方向上側となる第１辺４２ａと第３辺４２ｃとの角部及び第２辺４２ｂと第３辺４２ｃとの角部に気泡が滞留するのを抑制することができる。さらに、リブ１１０Ｂを設けることで、マニホールド１００内を流れるインクは２つに分断されると共に、インクの流れの中心が圧力発生室１２に連通する側に移動するため、マニホールド１００内に供給された流れの中心のインクの温度と圧力発生室１２内に供給されたインクの温度との温度差を低減することができる。
さらに、図９（ａ）に示すように、リブ１１０Ｃの一端１１０ａは第３辺４２ｃに接続され、リブ１１０Ｂの他端１１０ｂは第４辺４２ｄ、本実施形態では梁部４６に接続されている。このような構成では、リブ１１０Ｃによってケース部材４０の剛性が向上すると共に、ケース部材４０に蓋部材４９や連通板１５を接合した接合体の剛性を向上することができる。また、リブ１１０Ｃには、第３辺４２ｃと第２辺４２ｂとの角部を露出する切り欠き部１１１が設けられているため、切り欠き部１１１によって第１辺４２ａと第３辺４２ｃとの角部及び第２辺４２ｂと第３辺４２ｃとの角部がインクの流れる方向に遮られていない。したがって、気泡が浮力によって浮上したとしても、鉛直方向上側となる第１辺４２ａと第３辺４２ｃとの角部及び第２辺４２ｂと第３辺４２ｃとの角部に気泡が滞留するのを抑制することができる。さらに、リブ１１０Ｃを設けることで、マニホールド１００内を流れるインクは２つに分断されると共に、インクの流れの中心が圧力発生室１２に連通する側に移動するため、マニホールド１００内に供給された流れの中心のインクの温度と圧力発生室１２内に供給されたインクの温度との温度差を低減することができる。
また、図９（ｂ）に示すように、リブ１１０Ｃの一端１１０ａは第３辺４２ｃに接続され、リブ１１０Ｂの他端１１０ｂは第２辺４２ｂ、本実施形態では梁部４６に接続されている。このような構成では、リブ１１０Ｃによってケース部材４０の剛性が向上すると共に、ケース部材４０に蓋部材４９や連通板１５を接合した接合体の剛性を向上することができる。また、リブ１１０Ｃには、第３辺４２ｃと第２辺４２ｂとの角部を露出する切り欠き部１１１が設けられているため、切り欠き部１１１によって第１辺４２ａと第３辺４２ｃとの角部及び第２辺４２ｂと第３辺４２ｃとの角部がインクの流れる方向に遮られていない。したがって、気泡が浮力によって浮上したとしても、鉛直方向上側となる第１辺４２ａと第３辺４２ｃとの角部及び第２辺４２ｂと第３辺４２ｃとの角部に気泡が滞留するのを抑制することができる。さらに、リブ１１０Ｃを設けることで、マニホールド１００内を流れるインクは２つに分断されると共に、インクの流れの中心が圧力発生室１２に連通する側に移動するため、マニホールド１００内に供給された流れの中心のインクの温度と圧力発生室１２内に供給されたインクの温度との温度差を低減することができる。
また、図９（ｃ）に示すように、リブ１１０Ｃの一端１１０ａは第３辺４２ｃに接続され、リブ１１０Ｃの他端１１０ｂは第２辺４２ｂに接続されている。ただし、リブ１１０Ｃの他端は、梁部４６に接続されていない。このような構成では、リブ１１０Ｃの他端に蓋部材４９が接合されることで、ケース部材４０に蓋部材４９を接合した接合体の剛性を向上することができる。また、リブ１１０Ｃには、第３辺４２ｃと第２辺４２ｂとの角部を露出する切り欠き部１１１が設けられているため、切り欠き部１１１によって第１辺４２ａと第３辺４２ｃとの角部及び第２辺４２ｂと第３辺４２ｃとの角部がインクの流れる方向に遮られていない。したがって、気泡が浮力によって浮上したとしても、鉛直方向上側となる第１辺４２ａと第３辺４２ｃとの角部及び第２辺４２ｂと第３辺４２ｃとの角部に気泡が滞留するのを抑制することができる。さらに、リブ１１０Ｃを設けることで、マニホールド１００内を流れるインクは２つに分断されると共に、インクの流れの中心が圧力発生室１２に連通する側に移動するため、マニホールド１００内に供給された流れの中心のインクの温度と圧力発生室１２内に供給されたインクの温度との温度差を低減することができる。
また、図１０に示すように、リブ１１０Ｃの一端１１０ａは第３辺４２ｃに接続され、リブ１１０Ｂの他端１１０ｂは第４辺４２ｄに接続されている。ただし、リブ１１０Ｃの他端は、梁部４６に接続されていない。このような構成であっても、リブ１１０Ｃには、第３辺４２ｃと第２辺４２ｂとの角部を露出する切り欠き部１１１が設けられているため、切り欠き部１１１によって第１辺４２ａと第３辺４２ｃとの角部及び第２辺４２ｂと第３辺４２ｃとの角部がインクの流れる方向に遮られていない。したがって、気泡が浮力によって浮上したとしても、鉛直方向上側となる第１辺４２ａと第３辺４２ｃとの角部及び第２辺４２ｂと第３辺４２ｃとの角部に気泡が滞留するのを抑制することができる。さらに、リブ１１０Ｃを設けることで、マニホールド１００内を流れるインクは２つに分断されると共に、インクの流れの中心が圧力発生室１２に連通する側に移動するため、マニホールド１００内に供給された流れの中心のインクの温度と圧力発生室１２内に供給されたインクの温度との温度差を低減することができる。
（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。
例えば、上述した一実施形態では、リブ１１０〜１１０Ｃを第３の方向Ｚに対して傾斜して設けるようにしたが、特にこれに限定されず、リブ１１０〜１１０Ｃを第３の方向Ｚに平行に設けてもよく、また、第２の方向Ｙに平行に設けてもよい。さらに、リブ１１０〜１１０Ｃの他端は、第１辺４２ａ及び第３辺４２ｃの他方、第２辺４２ｂ及び第４辺４２ｄの少なくとも一辺に接続されていればよいため、例えば、第１辺４２ａと第４辺４２ｄとに跨がって、つまり角部に接続されていてもよく、第２辺４２ｂと第３辺４２ｃとの角部に接続されていてもよく、第３辺４２ｃと第４辺４２ｄとの角部に接続されていてもよい。
また、上述した例では、リブ１１０〜１１０Ｃを第３マニホールド部４２内に設けるようにしたが、リブ１１０〜１１０Ｃは、マニホールド１００内にインクの流れである第１の方向Ｘに交差する方向に、マニホールド１００を跨いで形成されていればよい。したがって、リブ１１０〜１１０Ｃの他端１１０ｂが、連通板１５の第１マニホールド部１７の４辺の何れかまで延設されていてもよい。また、リブ１１０〜１１０Ｃの他端１１０ｂが、第２マニホールド部１８の４辺の何れかまで延設されていてもよい。
また、上述した一実施形態では、マニホールド１００に設けられた複数のリブ１１０〜１１０Ｃを同じ位置、すなわち、リブ１１０〜１１０Ｃの第２の方向Ｙ及び第３の方向Ｚの位置を同じ位置としたが、特にこれに限定されない。例えば、１つのマニホールド１００に設けられた複数のリブ１１０〜１１０Ｃにおいて、各リブ１１０〜１１０Ｃの一端１１０ａが接続される位置及び他端１１０ｂが接続される位置を異なる配置としてもよい。具体的には、例えば、図１１に示すように、上述した図６（ｂ）に示すリブ１１０Ａの他端の位置を、第３の方向Ｚで異なる位置に配置する。これにより、マニホールド１００内のインクの流れをリブ１１０に合わせて蛇行させることができるため、マニホールド１００内のインクを攪拌して、マニホールド１００内全体におけるインクの温度勾配を低減することができる。なお、図１１では、図６（ｂ）の変形例を示したが、特にこれに限定されず、上述したリブ１１０〜１１０Ｃの何れであっても適用することができる。また、リブ１１０〜１１０Ｃを組み合わせるようにしてもよい。
また、上述した実施形態１では、流入路４４からマニホールド１００内に流入したインクは、流出路４５を介して排出される構成としたが、特にこれに限定されず、流入路４４からマニホールド１００内に流入したインクは、圧力発生室１２やノズル連通路１６を通過した上で流出路４５から排出されるようにしてもよい。すなわち、圧力発生室１２やノズル連通路１６へインクを流入させるための第１のマニホールド１００Ａと、圧力発生室１２やノズル連通路１６からインクを流出させる第２のマニホールド１００Ｂとを設け、第１のマニホールド１００Ａには流入路４４を、第２のマニホールド１００Ｂには流出路４５を連通させてもよい。
また、流出路４５を設けなくてもよい。つまり、流入路４４からマニホールド１００内にインクが流入するだけであっても、リブ１１０〜１１０Ｃを設けるだけで、マニホールド１００内の温度勾配を抑制することができると共に、気泡排出性を向上して、ケース部材４０又はケース部材４０に他の部材が接合された接合体の剛性を向上することができる。
さらに、例えば、上述した一実施形態では、連通板１５を有するインクジェット式記録ヘッド１の構成及びコンプライアンス基板９１が連通板１５のＺ１側の面に配置された構成を例示したが、連通板１５の有無は特にこれに限定されず、また、コンプライアンス基板９１の位置も特にこれに限定されない。例えば、コンプライアンス基板９１は、マニホールド１００に対して第２の方向Ｙの壁面側に設けられていてもよく、第３の方向ＺのＺ２側に設けられていてもよい。
また、上述した一実施形態では、圧力発生室１２に圧力変化を生じさせる圧力発生手段として、圧電アクチュエーター３００を用いて説明したが、圧電アクチュエーター３００は、例えば、成膜及びリソグラフィー法によって形成される薄膜型であっても、また、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型であってもよい。また、電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型の圧電アクチュエーターを用いることもできる。さらに、圧力発生手段として、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を噴射するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を噴射させるいわゆる静電式アクチュエーターなどを使用することができる。
また、これら上述したインクジェット式記録ヘッド１は、インクジェット式記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図１２は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。
本実施形態のインクジェット式記録装置Ｉは、装置本体にインクジェット式記録ヘッド１を固定し、ノズル開口２１の並設方向に対して直交する方向、すなわち、第２の方向Ｙに記録用紙等の被噴射媒体を搬送することで被噴射媒体への印刷を行う、いわゆるライン式のインクジェット式記録装置である。
具体的には、図１２に示すように、インクジェット式記録装置Ｉは、インクジェット式記録ヘッド１を具備するインクジェット式記録ヘッドユニット２と、装置本体３と、紙などの被噴射媒体Ｓを給紙するローラー４と、液体貯留手段５とを備えている。
インクジェット式記録ヘッドユニット２（以下、ヘッドユニット２とも言う）は、複数のインクジェット式記録ヘッド１と、複数のインクジェット式記録ヘッド１を保持する板状のベースプレート６と、を具備する。このヘッドユニット２は、ベースプレート６に取り付けられたフレーム部材７を介して装置本体３に固定されている。
また、装置本体３にはローラー４が設けられている。ローラー４は、装置本体３に給紙された紙等の被噴射媒体Ｓを搬送し、被噴射媒体Ｓをインクジェット式記録ヘッド１の液体噴射面２０ａに相対向させて通過させる。
また、各インクジェット式記録ヘッド１には、装置本体３に固定されてインクを貯留する液体貯留手段５がフレキシブルチューブ等の供給管８及び回収管９を介して接続されている。液体貯留手段５からのインクは、供給管８を介して各インクジェット式記録ヘッド１の流入路４４に供給され、インクジェット式記録ヘッド１で噴射されなかったインクは流出路４５から回収管９を介して液体貯留手段５に回収される。また、回収管９の途中にはポンプ９ａが設けられており、液体貯留手段５からのインクは、ポンプ９ａの圧力によってインクジェット式記録ヘッド１内の流入路、マニホールド１００及び流出路を通過して通過して循環する。さらに、特に図示していないが、液体貯留手段５には貯留されたインクを加熱するヒーター等の加熱手段が設けられている。もちろん、加熱手段は、供給管８やインクジェット式記録ヘッド１に設けられていてもよい。
このようなインクジェット式記録装置Ｉでは、ローラー４により搬送方向に被噴射媒体Ｓが搬送されると共に、ヘッドユニット２のインクジェット式記録ヘッド１によってインクが噴射されて被噴射媒体にインク滴が着弾して画像等が印刷される。
また、上述した実施形態では、複数のインクジェット式記録ヘッド１は液体噴射面２０ａが同じ方向、すなわち、複数のインクジェット式記録ヘッド１間で第３の方向Ｚを一致させ、インク滴を鉛直方向下側に向かって噴射するように配置したが、特にこれに限定されず、インクジェット式記録ヘッド１の液体噴射面２０ａの面方向が互いに交差する方向に配置されていてもよい。ここで、このような例を図１３に示す。
図示するように、インクジェット式記録装置Ｉは、円柱形状を有する支持部材１４０と、支持部材１４０にインクを噴射する液体噴射面が相対向するように配置された複数のインクジェット式記録ヘッド１Ａ〜１Ｄと、インクジェット式記録ヘッド１Ａ〜１Ｄに共通して供給するインクが貯留された液体貯留手段５と、を具備する。
支持部材１４０は、図示しない搬送手段によって搬送された紙や記録シート等の被噴射媒体Ｓのインク滴が着弾する面とは反対面側を支持するものである。支持部材１４０による被噴射媒体Ｓの保持方法は特に限定されず、例えば、支持部材１４０の表面に被噴射媒体Ｓの着弾面とは反対面を吸引吸着させる方法が挙げられる。また、他の保持方法としては、例えば、被噴射媒体Ｓの外周面を帯電させて、誘電分極の作用により支持部材１４０上に吸着させる方法が挙げられる。もちろん、支持部材１４０の表面との間で被噴射媒体Ｓを支持する押さえローラー等を設けるようにしてもよい。
また、支持部材１４０は、周方向に向かって回転するように回転軸１４１に軸支されている。なお、支持部材１４０は、図示しない駆動モーター等の駆動手段によって回転駆動される。
複数のインクジェット式記録ヘッド１Ａ〜１Ｄは、支持部材１４０に支持された被噴射媒体Ｓのインク滴が着弾する面に相対向して液体噴射面２０ａが異なる設置角度、つまり液体噴射面２０ａの面方向が交差するように配置されている。
具体的には、本実施形態では、支持部材１４０の周囲に４つの第１インクジェット式記録ヘッド１Ａ、第２インクジェット式記録ヘッド１Ｂ、第３インクジェット式記録ヘッド１Ｃ及び第４インクジェット式記録ヘッド１Ｄが設けられている。そして、４つの第１インクジェット式記録ヘッド１Ａ〜１Ｄ間で第３の方向Ｚを一致させていない。第１インクジェット式記録ヘッド１Ａは、液体噴射面２０ａが、鉛直方向に直交する水平方向に向かって配置されている。つまり、第１インクジェット式記録ヘッド１Ａの液体噴射面２０ａは面方向が鉛直方向となるように配置されている。これに対して、第２インクジェット式記録ヘッド１Ｂは、液体噴射面２０ａが、鉛直方向に対して傾斜した角度、例えば、４５度となる角度で支持部材１４０に相対向するように配置されている。また、第３インクジェット式記録ヘッド１Ｃは、液体噴射面２０ａが鉛直方向に対して傾斜した角度、例えば、４５度となる角度で支持部材１４０に相対向するように配置されている。ちなみに、第２インクジェット式記録ヘッド１Ｂと第３インクジェット式記録ヘッド１Ｃとは、液体噴射面２０ａが異なる角度、本実施形態では、例えば、９０度異なる角度で配置されている。また、第４インクジェット式記録ヘッド１Ｄは、液体噴射面２０ａが、鉛直方向に直交する水平方向に向かって配置されている。なお、第１インクジェット式記録ヘッド１Ａと、第４インクジェット式記録ヘッド１Ｄとは、支持部材１４０に対して９０度異なる角度で相対向する。このように、第１インクジェット式記録ヘッド１Ａと第４インクジェット式記録ヘッド１Ｄとは、液体噴射面２０ａの面方向が同じ鉛直方向であり、交差するものではないが、第１インクジェット式記録ヘッド１Ａ及び第４インクジェット式記録ヘッド１Ｄは、他のインクジェット式記録ヘッド１Ｂ、１Ｃの液体噴射面２０ａの面方向とは交差する。
また、各インクジェット式記録ヘッド１Ａ〜１Ｄには、液体貯留手段５がフレキシブルチューブ等の供給管８及び回収管９を介して接続されている。液体貯留手段５からのインクは、供給管８を介して各インクジェット式記録ヘッド１Ａ〜１Ｄの流入路４４に供給され、インクジェット式記録ヘッド１Ａ〜１Ｄで噴射されなかったインクは流出路４５から回収管９を介して液体貯留手段５に回収される。また、回収管９の途中にはポンプ９ａが設けられており、液体貯留手段５からのインクは、ポンプ９ａの圧力によってインクジェット式記録ヘッド１内の流入路、マニホールド１００及び流出路を通過して通過して循環する。さらに、特に図示していないが、液体貯留手段５には貯留されたインクを加熱するヒーター等の加熱手段が設けられている。もちろん、加熱手段は、供給管８やインクジェット式記録ヘッド１Ａ〜１Ｄに設けられていてもよい。
このように配置された第１インクジェット式記録ヘッド１Ａと第２インクジェット式記録ヘッド１Ｂとの要部断面図を図１４に示す。
図１４（ａ）に示すように、第１インクジェット式記録ヘッド１Ａのマニホールド１００は、液体噴射面２０ａの角度に合わせて傾斜して設けられる。このとき、マニホールド１００の第３辺４２ｃと第２辺４２ｂとの角部が鉛直方向の上側に配置されるが、上述した実施形態１のリブ１１０には、第３辺４２ｃと第２辺４２ｂとの角部を露出する切り欠き部１１１が設けられているため、気泡２００が浮力によって鉛直方向の上側に移動し、気泡２００を切り欠き部１１１を通過させて排出することができる。
また、図１４（ｂ）に示すように、第２インクジェット式記録ヘッド１Ｂにおいても同様に、第２インクジェット式記録ヘッド１Ｂのマニホールド１００は、液体噴射面２０ａの角度に合わせて傾斜して設けられる。このとき、マニホールド１００の第３辺４２ｃと第２辺４２ｂとの角部が鉛直方向の上側に配置されるが、上述した実施形態１のリブ１１０には、第３辺４２ｃと第２辺４２ｂとの角部を露出する切り欠き部１１１が設けられているため、気泡２００が浮力によって鉛直方向の上側に移動し、気泡２００を切り欠き部１１１を通過させて排出することができる。
つまり、インクジェット式記録ヘッド１Ａ〜１Ｄのように、インクジェット式記録ヘッド１Ａ〜１Ｄを鉛直方向に対して傾けて配置させた場合に、上述した図５のようなリブ１３０を設けた場合、特に気泡２００が滞留し易くなるが、本実施形態のようにリブ１１０に切り欠き部１１１を設けることで、滞留し易い気泡２００を排出し易くすることができる。
なお、インクジェット式記録ヘッド１Ａ、１Ｂには、２つのマニホールド１００が設けられているため、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示す一方のマニホールド１００ではない、他方のマニホールド１００においては、鉛直方向の上側となる角部を塞がないリブ、例えば、上述したリブ１１０〜１１０Ｃを適宜用いればよい。また、第３インクジェット式記録ヘッド１Ｃ及び第４インクジェット式記録ヘッド１Ｄにおいても同様で、鉛直上側となる角部を露出する切り欠き部１１１を有するリブ、例えば、リブ１１０〜１１０Ｃを適宜選択すれば、気泡排出性に優れたインクジェット式記録ヘッド１Ａ〜１Ｄとすることができる。
なお、上述した例では、回収管９は液体貯留手段５に接続されてインクを循環するようにしたが、特にこれに限定されず、回収管９を液体貯留手段５とは別に排出されたインクを貯留する排出液体貯留部等に接続し、排出されたインクを排出液体貯留部に貯留するようにしてもよい。
また、上述した例では、インクジェット式記録ヘッド１が固定されて被噴射媒体Ｓを搬送するだけで印刷を行う、いわゆるライン式のインクジェット式記録装置Ｉを例示したが、特にこれに限定されるものではない。例えば、被噴射媒体Ｓの搬送方向と交差する主走査方向に移動するキャリッジにインクジェット式記録ヘッド１を搭載し、インクジェット式記録ヘッド１を主走査方向に移動させながら印刷を行う、いわゆるシリアル型のインクジェット式記録装置にも本発明を適用することができる。
また、本実施形態では、液体貯留手段５が装置本体３に固定されたタイプのインクジェット式記録装置Ｉを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、インクカートリッジ等の液体貯留手段を各インクジェット式記録ヘッド１、インクジェット式記録ヘッドユニット２又はキャリッジ等に固定するタイプのインクジェット式記録装置にも本発明を適用することができる。
また、上述した例では、インクジェット式記録ヘッドのマニホールド内をインクが循環する構成を例示したが、特にこれに限定されず、例えば、圧力発生室１２を通過したインクが循環される構成であってもよい。また、マニホールドや圧力発生室１２をインクが循環しないインクジェット式記録ヘッドであっても、上述した実施形態１と同様のリブを設けることで、ケース部材の剛性を向上することができ、供給路からマニホールド１００内に供給されたインクの流れを圧力発生室１２に供給する側で流すことができると共に気泡の排出性を向上することができる。
さらに本実施形態では、液体噴射装置の一例としてインクジェット式記録装置を挙げて説明したが、本発明は広く液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置にも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。
Ｉ インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、 １、１Ａ〜１Ｄ インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、 １２ 圧力発生室、 ２０ ノズルプレート、 ２０ａ 液体噴射面、 ２１ ノズル開口、 ４０ ケース部材、 ４２ 第３マニホールド部、 ４２ａ 第１辺、 ４２ｂ 第２辺、 ４２ｃ 第３辺、 ４２ｄ 第４辺、 ４４ 流入路、 ４５ 流出路、 １００ マニホールド、 １１０、１１０Ａ〜１１０Ｃ リブ、 １１１ 切り欠き部、 １２０ 駆動回路、 １２１ 配線基板、 ２００ 気泡、 ３００ 圧電アクチュエーター（圧力発生手段）

Claims (8)

  1. ノズル開口に連通する圧力発生室と、
    該圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、
    複数の前記圧力発生室が連通するマニホールドと、
    前記マニホールド内に設けられたリブと、を具備し、
    該リブは、前記マニホールド内を流れる液体に交差する方向に当該マニホールドを跨いで形成され、
    前記リブには、前記マニホールド内の流れを２つに分断する切り欠き部が設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
  2. 前記マニホールドは、液体を流れる方向を横断する方向において、相対向する第１辺及び第２辺と、前記第１辺及び第２辺の相対向する方向と交差する方向で相対向する第３辺及び第４辺と、を具備し、
    前記マニホールドと前記圧力発生室とは、当該マニホールドの前記第１辺及び前記第４辺とが接続される角部側で連通しており、
    前記リブは、一端が前記第１辺及び前記第３辺の少なくとも一方に接続され、他端が前記第１辺及び前記第３辺の他方、前記第２辺及び前記第４辺から選択される少なくとも一辺に接続されていることを特徴とする請求項１記載の液体噴射ヘッド。
  3. 前記リブは、前記マニホールドを流れる方向から見て、当該マニホールドの対角線上を跨いで形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の液体噴射ヘッド。
  4. 前記マニホールドは、第１の部材に設けられた凹部を第２の部材により蓋をして形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
  5. 前記マニホールド内の液体を流出するための流出路を有することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
  6. 前記マニホールド内には、前記液体の流れる方向に向かって複数の前記リブが設けられており、前記液体の流れる方向から見て、複数の前記リブの位置が異なる位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
  7. 請求項１〜６の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。
  8. 複数の前記液体噴射ヘッドが、前記ノズル開口が開口する液体噴射面が互いに交差する方向に設けられていることを特徴とする請求項７記載の液体噴射装置。
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