JPH0858089A

JPH0858089A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JPH0858089A
Application number: JP6201088A
Authority: JP
Inventors: Mari Sakai; 真理酒井; Yoshio Miyazawa; 芳雄宮澤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1994-08-25
Filing date: 1994-08-25
Publication date: 1996-03-05
Anticipated expiration: 2020-06-29
Also published as: JP3665370B2

Abstract

(57)【要約】【目的】流路中の気泡を容易に、かつ確実に排出でき
る、信頼性の高いインクジェットヘッドを提供すること
にある。【構成】インク供給絞り４を基板の積層方向より見て
圧力室５の外側に配置し、インク供給絞り４を供給連通
路３８の一方の端部近傍に接続し、供給連通路３８の他
方の端部を基板の積層方向から見て圧力室５の端部に重
ね圧力室５に接続し、インク供給絞り４が供給連通路３
８を隔てて圧力室５と対向しないよう配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は印字データの入力を受け
た時点で、インク滴を飛翔させ、このインク滴により記
録用紙にドットを形成させるオンデマンド型インクジェ
ット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】入力情報に応じて複数のノズルからイン
ク滴を噴射し文字や図形を出力するオンデマンド型イン
クジェット記録装置は、低騒音、低ランニングコストで
普通紙や再生紙に高印字品質の記録書き込みができる点
で他の方式のものに比べて優れている。

【０００３】このインクジェット記録装置として、図１
３に示す従来技術が特開平６−４００３０号公報に開示
されている。このインクジェットヘッドは以下に示すよ
うに、それぞれ異なる機能を有する複数のプレートを積
層して構成されている。即ち、平面状に配列された細長
い圧力室５を確定する圧力室形成基板３２は、その一方
の面を圧力室５に対応して配設された圧電素子３４を持
つ振動板３３で封止され、他方の面を連通流路３８，３
９を有する封止基板４３で覆蓋されて、インク滴吐出に
必要な圧力を生成する個別に区画された圧力室５を構成
する。更に封止基板３１上にはインク供給絞り４を有す
るインク供給絞り形成基板４３が積層され、この基板上
に積層されたインクリザーバ室形成基板４２に穿孔形成
されたインクリザーバ室６と連通路３８との間のインク
流れを制限している。

【０００４】この従来のインクジェット記録装置は、基
板を積層する構造であるため容易に製造でき、特にアク
チュエータ部分をセラミクスの一体焼成で構成した場合
においても、接合部材間におけるインク流路のシール性
を容易に且つ安定して確保できるため、量産性と信頼性
の高いインクジェット記録装置を提供できる。

【０００５】ところで、このようなインクジェットヘッ
ドでは、インク流路中に気泡が滞留すると、気泡がイン
ク供給を妨げたり、インクを吐出させるための圧力を吸
収し、インクの吐出不良を発生させる。このような気泡
は、インクを補給するインクタンクから初めてインクを
充填する場合にインク流路内に残留したり、インクの消
耗によりインクタンクを交換する時にインクタンクとの
接続部から進入したり、振動等によりノズルのインクメ
ニスカスが破壊しノズルから進入したりするため、この
気泡を排出させるための手段をインクジェット記録装置
が備えていなければならない。一般には、インクジェッ
ト記録装置にポンプを設置し、インクタンクの交換時や
インク吐出不良が発生した時に、ポンプを駆動してノズ
ルよりインクを強制的に排出させ、その時の流れで気泡
を取り除く方法が採られる。

【０００６】しかし、従来インクジェット記録装置で
は、インク供給絞りの狭い開口部から連通流路部にイン
クが噴出する部分では、連通流路部の角にインク流れの
淀みが生じ、ポンプのインク排出力を高めても気泡が排
出できない。このような淀み部は、基板を積層して接合
する時の組立誤差によって非常に大きくなる場合があ
り、例えば、図１４に示す流路構造ではＣ部とＤ部に、
図１５に示す流路構造ではＤ部とＥ部に淀みが生じ、イ
ンクジェットヘッドの製造上の歩留まりを著しく低下さ
せる。

【０００７】気泡排出性が低いインクジェットヘッドで
は、ポンプを用いて強く長い時間インクを排出しなけれ
ばならず、インクが無駄に消費され印字コストが高くな
ると言う問題点も有している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる課題
を解決するものであって、その目的とするところは、圧
力室と、供給連通路と、インク供給絞りと、インクリザ
ーバ室とを順に積層配置したインク流路中の気泡と容易
に排出できる流路構造を提供することで、気泡滞留によ
るインク吐出不良が発生せず、不必要に無駄なインク消
費の無い、信頼性の高いインクジェット記録装置を提供
することである。

【０００９】また、組立誤差が有っても気泡の排出性が
低下しない、歩留まりの高いインクジェット記録装置を
提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に本発明のインクジェット記録装置は、インクを加圧す
る圧力発生手段を有する圧力室と、供給連通路と、イン
ク供給絞りと、インクリザーバ室とを順に積層配置し、
互いに接続するインク流路を形成したインクジェット記
録装置において、インク供給絞りを積層方向より見て圧
力室の外側に配置し供給連通路の一方の端部近傍に接続
し、供給連通路の他方の端部を積層方向から見て圧力室
の端部に重ね圧力室に接続し、インク供給絞りが供給連
通路を隔てて圧力室と対向しないよう配置したことを特
徴とする。

【００１１】

【作用】インクをノズルより排出する場合に、インク供
給絞りから供給連通路へ噴出する噴流が対向する壁面と
の間に渦を発生する。この渦はインク供給絞りから対向
する壁面までの距離が長くなるほど大きくなる。また、
この渦が発生する部分に構造上の段部があると、気泡が
滞留し、インク流量を増加させても排出不可能である。
供給連通路を長くしその両端に流路を接続し、インク供
給絞りの開口部と圧力室が対向しないように構成するこ
とにより、渦を小さくすることと構造上の段部を無くす
ことを両立できる。従って、インク供給絞りから圧力室
まで滑らかな流れが作られ、気泡が容易に排出できる流
路となる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を実施例により図面を参照して
詳細に説明する。

【００１３】図１は本発明のインクジェット記録装置１
の実施例を示す斜視図である。図１においてインクジェ
ットヘッドカートリッジ２はキャリッジ８０上に位置決
め固定されており、キャリッジ８０はキャリッジモータ
８１によって主走査方向である矢印Ａの方向に移動する
ことができる。また印字紙等の被記録媒体８２はプラテ
ン８３に巻き付けられ、紙送りモータ８４によって副走
査方向である矢印Ｂの方向に移動することができる。キ
ャリッジ８０上に搭載されたインクジェットヘッドカー
トリッジ２は主走査方向に移動しながら、印字信号に応
じてインク滴を吐出し、被記録媒体の副走査方向の移動
と組み合わせて、２次元面内に画像を形成する。また、
印字が一定時間以上行なわれない場合にはインク吸引手
段８５のある待機位置８６に移動する。インク吸引手段
８５は、キャップ８７と、不図示のキャップ進退機構と
を有し、インクジェットヘッドカートリッジ２のインク
吐出面にキャップ８７を当接させた状態と、当接させな
い状態とを実現することができる。インクカートリッジ
の交換に伴い新規インクをインクジェットヘッド内に導
入する場合や、インクの吐出不良が発生した場合には、
このインク吸引手段を用いてインクジェットヘッド内の
インクを吸引し、吐出不良の原因となるインクジェット
内の気泡や劣化したインクをノズルより排出させる。

【００１４】図２はインクジェットヘッドカートリッジ
２の断面図である。図２においてインクジェットヘッド
カートリッジ２はヘッドユニット１０と、固定部材２０
と、インク収納部７０とによって構成されている。ヘッ
ドユニット１０は固定部材２０に位置決めされ、接着剤
によって接合されている。インク収納部７０は、そのイ
ンク排出部７２に固定部材２０のインク導入路２１を挿
入して、固定部材２０に固定される。インク導入路２１
とインク排出部７２の嵌合はＯリング７１によってシー
ルされている。インク収納部７０に蓄えられているイン
クは、固定部材２０のインク導入路２１を通ってヘッド
ユニット１０に供給される。インク収納部７０は内部に
多孔質体７４を収納しており、この多孔質体７４にイン
クが含浸されている。多孔質体７４はインクによって侵
されずかつインクを変質させない材質からなる発泡材な
どが好適である。またインク収納部７０のインク排出部
７２の対向面には通気性を有するフィルム７７に覆われ
た連通孔７６が設けられており、インクの蒸発を抑さえ
ながら内部の圧力をインクの消費量に関係なく大気圧に
保っている。

【００１５】本実施例では、インクジェットヘッドカー
トリッジ２は一体に接合されており、インク収納部のみ
の交換は出来ない構成となっているが、インク導入路２
１に外部からごみが入らないようにするフィルタ７５
や、インク排出部から外部にインクが漏れない構造等を
設けることにより、インク収納部７０が交換出来る構成
にすることも可能である。

【００１６】また、インク収納部をキャリッジ上に搭載
せず、インクジェット記録装置内の固定された位置にイ
ンク収納部を設け、キャリッジと共に往復移動するイン
クジェットヘッドとの間を、フレキシブルチューブで接
続する構成も可能である。

【００１７】図３は、本発明のインクジェットヘッド１
０をノズルプレート側から見た外観斜視図である。ま
た、図４はヘッドユニット１０を固定部材側から見た外
観斜視図である。ヘッドユニット１０は板状のアクチュ
エータユニット３０と、アクチュエータユニット３０を
表面に実装するのに十分な面積を持つ同じく板状の流路
ユニット４０とを積層して構成されている。また、アク
チュエータユニット３０の一方の面には、圧力発生素子
への駆動信号を印加するための配線手段２６が接続され
ている。

【００１８】本発明のヘッドユニットの更に詳細な構成
を、図５を用いて説明する。図５は説明のために各構成
部品を分解し、相対的な寸法を変えて示してある。

【００１９】アクチュエータユニット３０と流路ユニッ
ト４０はそれぞれ複数のプレートを積層して構成されて
いる。

【００２０】初めにアクチュエータユニット３０を説明
する。アクチュエータユニット３０は封止基板３１と圧
力室形成基板３２と振動板３３とを順次積層して構成さ
れている。また、振動板３３上にはそれぞれの圧力室５
に対応した下部電極３５が形成されており、更に下部電
極３５上にはそれぞれの圧力室５に対応した圧力発生手
段が形成されている。本実施例の圧力発生手段は圧電素
子３４より成り、この圧電素子３４に駆動電圧を供給す
るため下部電極３５とで圧電素子３４を挟むように上部
電極３６が複数の圧電素子３４に股がって形成されてい
る。即ち、下部電極３５には個別の圧電素子３４を選択
的に駆動するための個別駆動信号が加えられる。共通電
極である上部電極３６と個別電極である下部電極３５
は、振動板３３上に形成された接続端子３７とフレキシ
ブルプリント基板（ＦＰＣ）２６とを接続して、外部の
駆動回路に接続される。インク滴吐出に必要なインク圧
力を発生する圧力室５は、圧力室形成基板３２に細長く
形成された通孔により平面内の配列が確定され、通孔の
周囲が側壁となり複数の圧力室に区画されている。封止
基板３１は圧力室５を封止すべく側壁と気密的に接合さ
れ圧力室底壁をなす。この封止基板３１には、各圧力室
毎にアクチュエータユニット外からインクを供給するた
めの細長い供給連通路３８と、インク滴を吐出するノズ
ル３と接続するためのノズル連通路３９が穿孔されてお
り、各圧力室５は一方の端部近傍でノズル連通路３９に
接続し、他方の端部で供給連通路３８の一方の端部に接
続している。

【００２１】次に流路ユニット４０を説明する。流路ユ
ニット４０はノズルプレート４１とリザーバ室形成基板
４２とインク供給絞り形成基板４３とを順次積層して構
成されている。リザーバ室形成基板４２には、リザーバ
室６を確定する通孔が形成されており、通孔の一方をノ
ズルプレート４１で、他方をインク供給絞り形成基板４
３で封止することでリザーバ室６を構成している。この
リザーバ室６は、インク収納部からのインクを各圧力室
に分岐させるマニフォールドとしての機能を有し、基板
面から見て、各供給連通路３８と平面的に重なる部分か
らアクチュエータユニット３０と平面的に重ならない部
分に渡って形成されている。このリザーバ室６にあっ
て、インク供給絞り形成基板４３にはリザーバ室６と細
長い各供給連通路３８の一方の端部を接続するインク供
給絞り４が穿孔されており、アクチュエータユニット３
０と平面的に重ならない部分のインク供給絞り形成基板
４３には、インク収納部からのインクをリザーバ室６に
導くリザーバ口８が穿孔されている。また、ノズルプレ
ート４１にはインク滴を吐出するノズル３が、圧力室５
に対応して穿孔されている。このノズル３と対応する圧
力室５とを接続するため、インク供給絞り形成基板４３
とリザーバ室形成基板４２にはノズル３に対応してノズ
ル連通路４４、４５が形成されている。

【００２２】本実施例では、一つのアクチュエータユニ
ット３０に対向した２列の圧力室５が形成されており、
相互に圧力室配列間隔の２分の１だけ配列方向にずらし
て配置されている。また、対応するノズル３も相互にノ
ズル配列間隔の２分の１だけずらして２列に配設されて
いる。従って、主走査方向Ａから見たノズルの配列間隔
は圧力室間隔の２分の１となり、実質的なノズル密度を
倍にしている。

【００２３】流路ユニット４０の一方の面に開口するイ
ンク供給絞り４とノズル連通路４４は、それぞれ一対一
に対応するアクチュエータユニット３０の供給連通路３
８とノズル連通路３９に重なる位置に形成されており、
アクチュエータユニット３０を流路ユニット４０上に、
対応する開口を重ねて接合することにより、両ユニット
間の流路が接続される。

【００２４】次に、流路ユニット４０のより詳細な構成
を以下に説明する。厚さ５０乃至１５０μｍのステンレ
ス板よりなるノズルプレート４１には開口径３０乃至５
０μｍのテーパノズル３が、列内の間隔が５６４μｍ
で、２列に形成されている。リザーバ形成基板４２は厚
さ１５０μｍのステンレス板を打ち抜いてリザーバ室６
を確定する通孔とノズル連通路４５とを形成した。ノズ
ル連通路４５の直径は板材と同じ１５０μｍ程度が好ま
しい。インク供給絞り形成基板４３は５０乃至１５０μ
ｍステンレス板に打ち抜きによりインク供給絞り４とノ
ズル連通路４４を穿孔した。インク供給絞り４は圧力室
の圧力によって発生するインク流れが、リザーバ室６側
へ逃げるのを制限しノズル３側へ効率良く向けるため、
ノズルの流体的なインピーダンスより等しいか大きく設
定することが好ましい。本実施例ではノズル３と同じ寸
法とし、断面が厚さ方向に拡大するテーパ部を持つよう
に穿孔した。テーパを持たせたため、最狭部の直径を板
厚より小さくでき、また精度良く形成することが可能と
なった。ノズル連通路４４の直径は、リザーバ室形成基
板４２のノズル連通路４５より等しいか若干大きく、圧
力室５の幅より小さく設定し、本実施例では１５０乃至
３００μｍとした。このように設定することにより、圧
力室５からノズル３への流路中に気泡が滞留するのを防
止できる。これら３枚のプレートは、相互に関連付けら
れた通孔が連通するように積層される。プレート間の接
合は、ろう接合、拡散接合、接着剤、型抜きされた接着
シート等が採用でるが、ここではインクに腐食されない
エポキシ樹脂からなる接着剤を用いた。各プレートに
は、本実施例では全てステンレス板を用いたが、インク
に腐食されない素材であれば、セラミクス、硝子等の無
機材料や、シリコン、ニッケル等の金属材料や、ポリイ
ミド、ポリカーボネート、ポリサルフォン等のプラスチ
ック材料から適宜選択して組み合わせることも可能であ
る。また、それぞれの素材に適した加工方法として、エ
ッチングや、ＹＡＧレーザ、炭酸ガスレーザ、エキシマ
レーザ等を用いたレーザ加工等の除去加工方法の他に、
電鋳法や樹脂成型等の直接形状を形成する方法も採用で
きる。

【００２５】例えば、ノズルプレート４１やインク供給
絞り形成基板４３は比較的基板が薄く、形成される穴の
直径が小さくかつ高精度に形成する必要があるため、プ
ラスチックプレートをエキシマレーザで加工する方法
や、ニッケルの電鋳で形成する方法も適している。

【００２６】次に、アクチュエータユニット３０のより
詳細な構成を以下に説明する。圧力室形成基板３２は厚
さ１５０μｍのジルコニアの焼成体で、複数の圧力室５
がノズル３と同じく列内の間隔が５６４μｍで、２列に
形成されている。圧力室５の幅は３５０乃至４５０μｍ
で長さは１乃至３ｍｍである。これらの寸法は、必要な
インク滴重量やノズル配列密度等により、最適に設計さ
れる。封止基板３１は厚さ１５０μｍのジルコニアの焼
成体で、圧力室５の一方の側壁上を封止して接合され
る。封止基板３１のノズル連通路３９は３００μｍの直
径で形成した。供給連通路は幅が２００μｍで長さが３
００μｍ乃至１ｍｍの長穴に形成した。振動板３３は厚
さ１０乃至２０μｍのジルコニアの焼成体で、圧力室５
の他方の側壁上を封止して接合される。振動板３３上に
圧力室５に対応して形成した下部電極３５の上には幅が
圧力室５の幅の８０乃至９０％で厚さが２０乃至４０μ
ｍのチタン酸ジルコン酸鉛からなる圧電セラミクスを積
層する。また、ジルコニアの代わりにアルミナ、窒化ア
ルミ、チタン酸ジルコン酸鉛等も用いることが出来る。

【００２７】本実施例では、これらは以下のようにし
て、焼成によって一体に形成した。即ち、図１２（Ａ）
において振動板３３と、予め圧力室５を確定する通孔を
打ち抜いて形成した圧力室形成基板３２と、予め連通路
を打ち抜いて形成した封止基板３１とをセラミックス材
料であるグリーンシートの状態で加圧し、その後８００
℃から１０００℃の温度で一体に焼成する。次に図１２
（Ｂ）で下部電極３５として白金、パラジウム、銀−パ
ラジウム、銀−白金、白金−パラジウムからなる合金の
うち少なくとも１種類以上を主成分とする材料を印刷に
よって圧力室５に対応する部分に形成し焼成する。更に
図１２（Ｃ）で圧電材料３４を同じく印刷によって形成
し、焼成してアクチュエータユニットを一体に仕上げ、
最後に複数の圧電素子に股がってクロム、金、ニッケ
ル、銅等からなる共通電極をスパッタリングで形成す
る。このように一体焼成によって形成されたアクチュエ
ータは、非常に微細な構造を持つ圧力室形成基板３２と
薄い振動板３３とが焼成で強固に接合されるため、イン
ク密封性と耐インク腐食性に優れたものとなる上に、そ
の製造過程は印刷技術によってペースト状の電極あるい
は圧電素子を塗布し焼成するだけで済むため極めて簡単
であるという利点がある。封止基板３１は、流路ユニッ
トとの接合面積を増やすことができること、従って両ユ
ニットの接続部のインクシールを容易に行える特徴を持
つ。特に、アクチュエータユニット３０をセラミックス
の一体焼成で形成する場合には、先に述べたように圧力
室５の気密性を十分に確保できるという特徴を持つ。

【００２８】焼成によって一体に形成する上述の方法は
非常に優れているが、従来行われているように、金属や
樹脂からなる基板を接着や溶着や融着で接合する方法、
硝子やシリコン基板をエッチングで加工する方法や、プ
ラスチックの成型で形成する方法や、振動板上にチップ
状の圧電素子を実装する方法等を組み合わせて、アクチ
ュエータユニットを形成することも可能である。

【００２９】次に、流路ユニット４０とアクチュエータ
ユニット３０からなるヘッドユニット１０の流路構成と
インク流れを細長い圧力室に沿った断面図６と、流路の
輪郭で重なり状態を示した平面図７を用いて説明する。
インク格納部から導かれたインクはリザーバ口８、イン
クリザーバ室６、インク供給絞り４、供給連通路３８を
経由して圧力室５に供給される。インクの供給力は、流
路へ初めてインクを充填する場合や流路内に気泡や塵や
粘度が増加した変質インク等が存在する場合にはインク
吸引手段８５を用いて、インクジェットヘッド外部より
強制的に与えられる。また、インクジェットヘッドの動
作時には、ノズル３に形成されるメニスカスの毛細管力
によって与えられる。圧力発生素子として圧電素子３４
を用いた本実施例では、圧電素子３４と振動板３３によ
りユニモルフアクチュエータが構成され、圧電素子３４
への電圧印加により圧電素子３４は面内方向に収縮し、
振動板３３は圧力室５を収縮する方向にたわみ変形す
る。この時発生する流体圧力により、圧力室５からノズ
ル連通路３９、４４、４５を経てノズル３につながるイ
ンク流れが発生し、ノズル開口よりインク滴が吐出す
る。

【００３０】インク供給絞り４は、図７に示すように、
圧力室５の長手方向外側に配置され、細長い供給連通路
３８の一方の端部の下壁に開口している。従って、イン
ク吸引手段８５を用いてインクを排出した時、インク供
給絞り４から供給連通路内に流入したインク噴流は、イ
ンク供給絞り４に対向する供給連通路の上壁、即ち圧力
室形成基板面に衝突し、供給連通路の他方の端部、即ち
圧力室端部との接続部の方向に向きを変えて、供給連通
路に沿って流れる。本発明の構成にすることで、インク
噴流が供給連通路に大きな渦を発生させることなく滑ら
かに向きを変え、更に流れの淀みを作る段部が構造上無
くなるため、気泡が滞留する事が皆無となった。しか
し、供給連通路３８の長さによっては、供給連通路の圧
力室側の端部Ｆに気泡が滞留する可能性が予測された。
そこで、図８に示すように、供給連通路３８の寸法Ｌ
１，Ｌ２を変えて、端部Ｆに気泡が滞留するかを観察し
た。観察を可能にするためガラスの振動板を用いた。イ
ンク供給絞りの寸法は、インク供給絞りの最小部の直径
が３０μｍ，円筒部の長さが２０μｍ，テーパ部のテー
パ角度が全角で３５度，インク供給絞りの全長（基板厚
さ）が６０μｍである。供給連通路の他の寸法は、幅が
２００μｍ，高さ（基板厚さ＋接着層厚さ）が１８０μ
ｍである。

【００３１】故意に気泡を滞留させ、インク吸引手段を
用いてその気泡が排出できるかを実験により確認したと
ころ、以下に示す結果を得た。

【００３２】

【表１】

【００３３】上記表において、×は気泡の排出が不可能
であった実施例、△は一部の気泡は排出できた実施例、
○は気泡が完全に排出できた実施例である。この結果よ
り寸法Ｌ１が重要であり、この寸法が流路の断面の寸法
（１８０μｍ）より等しいかそれ以上とすることで、供
給連通路の流れが圧力室形成基板側に偏ることなく、イ
ンク供給絞り形成基板側にも均等に流れるようになるこ
とが確かめられた。

【００３４】次に、本発明の他の実施例を図９、図１
０、図１１に示す。

【００３５】図９に示すように、本実施例ではインク供
給絞り形成基板４３には、各供給連通路（各圧力室）毎
にインク供給絞り１０４，１０５が２個形成されてい
る。図１０の断面図に示すように、第１のインク供給絞
り１０４は先の実施例と同様に、圧力室５の長手方向外
側に配置され、細長い供給連通路３８の一方の端部の下
壁に開口している。また、第２のインク供給絞り１０５
は、図１１の平面図に示すように、圧力室５と供給連通
路３８の開口が重なり、相互を接続している端部に開口
するように配置し、従って、第２のインク供給絞り１０
５が供給連通路３８を挟んで圧力室５の端部と対向して
いる。第２のインク供給絞り１０５を設けることによ
り、図１０のＦ部とＧ部の気泡を容易に排出することが
でき、より少ないインク排出量でインクジェット記録装
置を正常な状態に回復させることが可能となった。ま
た、本実施例の副次的な効果として、インクリザーバ室
６側の流れが２つのインク供給絞りに分散されるため、
インクの流れが均一になり、インクリザーバ室６の気泡
排出性が向上した。

【００３６】インク供給絞りは、先に述べたように圧力
室の圧力によって発生するインク流れが、リザーバ室６
側へ逃げるのを制限しノズル３側へ効率良く向ける役割
を持っている。従って、インク供給絞りを２個配置させ
ると、ノズル側への流れが少なくなり、駆動電圧を高く
しなければならないなど効率が低下する。この効率を低
下させることなく、効果的に気泡を排出させるには、第
２のインク供給絞り１０５から流入する流れを、第１の
インク供給絞り１０４から圧力室５に流れ込む流れより
小さくすることが有効であることが解った。第２のイン
ク供給絞り１０５からの流れは、供給連通路３８と圧力
室５の接続部に渦を発生させるため、過度の流れは逆に
気泡の排出性を低下させた。従って、第１のインク供給
絞り１０４からの流量より少なく、好ましくは半分程度
の流量になるように、第１のインク供給絞り１０４の流
体抵抗より、第２のインク供給絞り１０５の流体抵抗を
大きくすることが有効である。流体抵抗はインク供給絞
りの最小部の直径の４乗に概ね反比例するため、第１の
インク供給絞り１０４の最小部の直径を３５μｍ、第２
のインク供給絞り１０５の最小部の直径を３０μｍとす
ることで、両者のインク流量は２対１に設定できる。

【００３７】また、渦の発生を小さくすることが、少な
いインク流れで効果的に気泡を排出させるために重要で
あるが、そのためには、第２のインク供給絞り１０５の
テーパの方向を、連通供給路３８に向かって広がる方向
に取ると良いことが明らかになった。

【００３８】

【発明の効果】以上、説明したように本発明において
は、インク供給絞りを積層方向より見て圧力室の外側に
配置し供給連通路の一方の端部近傍に接続し、供給連通
路の他方の端部を積層方向から見て圧力室の端部に重ね
圧力室に接続し、インク供給絞りが供給連通路を隔てて
圧力室と対向しないよう配置しすることで、供給連通路
から圧力室への流路の気泡を確実に排出させることがで
き、信頼性の高く、無駄なインク消費の無い経済的なイ
ンクジェット記録装置を提供することが可能となった。
また、流路中にインクの淀みを発生させる段部が無くな
り、積層の位置誤差等の製造ばらつきで、信頼性が著し
く低下することのない、製造歩留まりの高いインクジェ
ット記録装置を提供することが可能となった。

【００３９】また、第２のインク供給絞りを供給連通路
を隔てて圧力室と対向する位置に配置したことにより、
気泡の排出性を可及的に高められるという効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット記録装置の全体を示し
た斜視図である。

【図２】本発明のインクジェットヘッドの全体を示した
断面図である。

【図３】本発明のヘッドユニットを示した斜視図であ
る。

【図４】本発明のヘッドユニットを示した斜視図であ
る。

【図５】本発明のインクジェットヘッドの内部構造を説
明する分解斜視図である。

【図６】本発明のインクジェットヘッドのインク流路を
説明する断面図である。

【図７】本発明のインクジェットヘッドのインク流路を
説明する平面図である。

【図８】本発明のインクジェットヘッドのインク流路を
説明する断面図である。

【図９】本発明のインクジェットヘッドの内部構造を説
明する分解斜視図である。

【図１０】本発明のインクジェットヘッドのインク流路
を説明する断面図である。

【図１１】本発明のインクジェットヘッドのインク流路
を説明する平面図である。

【図１２】本発明のアクチュエータユニットの製造方法
を説明する図である。

【図１３】従来のインクジェットヘッドの構造を説明す
る断面図である。

【図１４】従来のインクジェットヘッドの構造を説明す
る断面図である。

【図１５】従来のインクジェットヘッドの構造を説明す
る断面図である。

【符号の説明】

２インクジェットヘッドカートリッジ３ノズル４インク供給絞り５圧力室６リザーバ室８リザーバ口１０ヘッドユニット３０アクチュエータユニット３１封止基板３２圧力室形成基板３３振動板３４圧電素子３８供給連通路３９ノズル連通路４０流路ユニット４１ノズルプレート４２リザーバ室形成基板４３インク供給絞り形成基板４４、４５ノズル連通路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクを加圧する圧力発生手段を有する
圧力室と、供給連通路と、インク供給絞りと、インクリ
ザーバ室とを順に積層配置し、互いに接続するインク流
路を形成したインクジェット記録装置において、前記イ
ンク供給絞りを積層方向より見て前記圧力室の外側に配
置し前記供給連通路の一方の端部近傍に接続し、前記供
給連通路の他方の端部を積層方向から見て前記圧力室の
端部に重ね前記圧力室に接続し、前記インク供給絞りが
前記供給連通路を隔てて前記圧力室と対向しないよう配
置したことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】前記供給連通路と、前記インク供給絞り
は、それぞれ封止基板と、インク供給絞り形成基板とに
穿孔した空所として区画され、これらの基板を前記圧力
室上に順次積層して前記インク流路を形成したことを特
徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】前記圧力室を、振動板と前記圧力室を区
画する窓を有する圧力室形成基板と前記封止基板とをグ
リーンシートで積層し一体焼成したセラミクス体に構成
し、前記振動板の外面に前記圧力室に対応して圧電素子
からなる圧力発生手段を設けたことを特徴とする請求項
２記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】前記供給連通路の、前記インク供給絞り
との接続位置から前記圧力室との接続位置までの長さ
が、前記供給連通路の断面の寸法と等しいかそれ以上で
あることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記
録装置。
【請求項５】第２のインク供給絞りを有し、この第２
のインク供給絞りを前記供給連通路を隔てて前記圧力室
と対向する位置に配置したことを特徴とする請求項１記
載のインクジェット記録装置。
【請求項６】前記第２のインク供給絞りの流体抵抗
を、前記インク供給絞り（第１のインク供給絞り）の流
体抵抗より大きくしたことを特徴とする請求項５記載の
インクジェット記録装置。
【請求項７】前記第２のインク供給絞りはテーパ部を
有し、このテーバ部が前記供給連通路側に広がる方向で
あることを特徴とする請求項５記載のインクジェット記
録装置。