JP2004306540A - インクジェットヘッド - Google Patents
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Abstract
【課題】フィルタ近傍に残留する気泡に起因して、インクの不吐出等の不具合が発生するのを抑制する。
【解決手段】圧力室、ノズル、インク通路を有する積層した複数のプレート３１〜３７でキャビティプレート３０を構成し、そのキャビティプレート３０のスペーサプレート３６の供給孔５６を覆うようにフィルタ６０を配置すると共に、フィルタ６０を囲むようにフィルタ６０よりも厚いベースプレート３７を積層する。すると、フィルタ６０の上流側におけるフィルタ６０とインク供給部材７０の下面との間およびフィルタ６０の下流側におけるフィルタ６０とスペーサプレート３２との間に扁平な空間が形成される。
【選択図】 図４
【解決手段】圧力室、ノズル、インク通路を有する積層した複数のプレート３１〜３７でキャビティプレート３０を構成し、そのキャビティプレート３０のスペーサプレート３６の供給孔５６を覆うようにフィルタ６０を配置すると共に、フィルタ６０を囲むようにフィルタ６０よりも厚いベースプレート３７を積層する。すると、フィルタ６０の上流側におけるフィルタ６０とインク供給部材７０の下面との間およびフィルタ６０の下流側におけるフィルタ６０とスペーサプレート３２との間に扁平な空間が形成される。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクの流路内にフィルタを備えたインクジェットヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクを吐出して画像を形成するインクジェット記録装置には、インクを貯留するインク貯留タンクと、インクを吐出するインクジェットヘッドとが備えられており、両者が配管等で形成されたインク流路を介して接続されているのが一般的である。そして、インク流路内には、インクに含まれる塵等を除去するためのフィルタが配置される（例えば、特許文献１参照）。かかるインクジェット記録装置では、フィルタが２つの略円錐状の部材間に配置されており、インク流路内のフィルタの上流側近傍および下流側近傍の断面積はフィルタに近づくにつれてテーパ状に大きくなっている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００３−１８４７号公報（第５頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
インク流路内のフィルタの上流側近傍および下流側近傍がテーパ状に広がっているところではインクの流速が低下するため、インクに溶け込んでいたエアがフィルタの上流側近傍および下流側近傍に停滞して気泡となって成長し易い。そして、フィルタ近傍に残留する気泡を放置しておくと、気泡が成長して大きくなった後でヘッドに対して供給される場合がある。その結果、ヘッドにおけるインクの不吐出等の不具合が発生してしまう。
【０００５】
本発明は、フィルタ近傍に残留する気泡に起因して、インクの不吐出等の不具合が発生するのを抑制することができるインクジェットヘッドを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者は、上記目的を達成するための研究を続けた結果、インクの流路内のフィルタの上流側および下流側の空間の形状を適正に設定することによって、フィルタ近傍に残留する気泡を少なくすることができることを見出した。すなわち、請求項１のインクジェットヘッドは、インク供給源から供給されたインクが流出する流出口を有する供給部材と、複数のシート状部材が積層して構成され、その積層方向の一方の面に前記供給部材の前記流出口から流出するインクが流入する供給孔を有し且つ前記供給孔から前記積層方向に延在しその後前記シート状部材の面方向に延在した流路を有するヘッド部とを備えており、前記ヘッド部は、前記流路のうち積層方向に延在した部分にフィルタを含んでおり、前記供給部材の前記流出口の面積は前記ヘッド部の前記供給孔の面積よりも小さく、且つ、前記供給部材は前記流出口周囲の前記ヘッド部の供給孔と対向する面を平坦な面とするとともに、前記フィルタの上流側における前記フィルタと前記供給部材の平坦な面との間および前記フィルタの下流側における前記フィルタと前記シート状部材の１つとの間を、それぞれ扁平な空間としたことを特徴とするものである。
【０００７】
請求項１によると、フィルタの上流側におけるフィルタと供給部材の平坦な面との間およびフィルタの下流側におけるフィルタとシート状部材の１つとの間にそれぞれ扁平な空間が設けられている。そのため、インクが供給部材の流出口から扁平な空間を通るインクの流速の低下が比較的小さくなり、インクに溶け込んでいるエアが溶け込んだ状態のままでインクと共に流れ易くなるので、フィルタの近傍において気泡として現れにくくなる。その結果、気泡によるインクの不吐出等の不具合が発生するのを抑制することができる。
【０００８】
請求項２のインクジェットヘッドは、請求項１に記載の構成において、前記流路のうち積層方向に延在した部分が、前記シート状部材に形成した開口によって構成され、前記フィルタの下流側において前記フィルタと間隔をおいた前記シート状部材の前記開口を他の前記シート状部材の前記開口よりも小さくしたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２によると、ヘッド部の流路のうち積層方向に延在した部分をシート状部材に形成した開口によって構成し、フィルタの下流側においてフィルタと間隔をおいたシート状部材の開口が他のシート状部材の開口よりも小さくなっている。そのため、小さい開口が形成されたシート部材の開口を通過するインクの流速が速くなる。その結果、ヘッド部の流路内のフィルタの下流側近傍において気泡が残留しにくくなって、インクの不吐出等の不具合が発生するのを効果的に抑制することができる。
【００１０】
請求項３のインクジェットヘッドは、請求項１または２に記載の構成において、前記フィルタが、１つのシート状部材に積層して構成され、前記シート状部材の前記フィルタと同じ側に積層されるシート状部材は、前記フィルタを囲む開口を有することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３によると、１つのシート状部材に積層されたフィルタと同じ側に積層されるシート状部材にはフィルタを囲む開口が形成されているため、その開口が形成されたシート状部材の厚さとフィルタの厚さとによって、フィルタの上流側の扁平空間を所定の大きさに精度よく容易に形成することができる。
【００１２】
請求項４のインクジェットヘッドは、請求項１〜３のいずれかに記載の構成において、前記フィルタの上流側における前記フィルタと前記供給部材の平坦な面との間隔が、前記フィルタの下流側における前記フィルタと前記シート状部材の１つとの間隔よりも小さいことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項４によると、フィルタと供給部材の平坦な面との間隔がフィルタの下流側におけるフィルタとシート状部材の１つとの間隔よりも小さくなっている。そのため、フィルタの上流側におけるインクの流速の低下がより小さくなるので、ヘッド部の流路内のフィルタの上流側近傍に残留する気泡がより少なくなり、さらに、その気泡が成長するのが抑制される。その結果、気泡によるインクの不吐出等の不具合が発生するのをより効果的に抑制することができる。
【００１４】
請求項５のインクジェットヘッドは、請求項１〜３のいずれかに記載の構成において、前記フィルタの下流側における前記フィルタと前記シート状部材の１つとの間隔が、前記フィルタの上流側における前記フィルタと前記供給部材の平坦な面との間隔よりも小さいことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項５によると、フィルタの下流側におけるフィルタとシート状部材の１つとの間隔がフィルタと供給部材の平坦な面との間隔よりも小さくなっている。そのため、フィルタの下流側におけるインクの流速の低下がより小さくなるので、ヘッド部の流路内のフィルタの下流側近傍に残留する気泡がより少なくなり、さらに、その気泡が成長するのが抑制される。その結果、気泡によるインクの不吐出等の不具合が発生するのをより効果的に抑制することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
まず、本発明の第１の実施の形態に係るインクジェットヘッドの構成について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態によるインクジェットヘッドを示す分解斜視図である。図２は、キャビティプレートの分解斜視図である。図３は、キャビティプレートの部分的拡大斜視図である。
【００１８】
インクジェットヘッド１は、キャビティプレート３０と、圧電アクチュエータ２０と、圧電アクチュエータ２０に駆動パルスを供給するためのフレキシブルケーブル１０とを備えている。
【００１９】
キャビティプレート３０は、図２に示すように、ノズルプレート３１、スペーサプレート３２、３枚のマニホールドプレート３３、３４、３５、スペーサプレート３６、ベースプレート３７の７枚の薄い金属シート状部材を積層した構造である。なお、上述の７枚のシート状部材としては、例えば約４０μｍ〜約１５０μｍの厚さのＮｉ−Ｆｅ合金の板が用いられる。
【００２０】
ノズルプレート３１には、微小径のインク吐出用の多数のノズル４１が、その長手方向に延びる２つの平行状の基準線３１ａ、３１ｂに沿って、微小ピッチの間隔で千鳥状配列に設けられている。
【００２１】
３枚のマニホールドプレート３３〜３５には、ノズル４１の列の両側に沿って延びる開口で構成されるインク通路４３、４４、４５がそれぞれ形成されている。なお、インク通路４３〜４５は、マニホールドプレート３３〜３５が積層されることにより一体となって、キャビティプレート３０の面方向に延在する流路を形成する。
【００２２】
スペーサプレート３６の一端部近傍には、２つの略円形の供給孔５６が形成されている。ここで、２つの供給孔５６は、マニホールドプレート３５のインク通路４５の一端部に連通するように配置されている。なお、スペーサプレート３６の供給孔５６の径は、マニホールドプレート３５のインク通路４５の一端部近傍の幅とほぼ同じになっている。
【００２３】
スペーサプレート３６の上面には、２つの供給孔５６をそれぞれ別々に覆うように２つのフィルタ６０が配置されている。ここで、フィルタ６０は、供給孔５６の径よりも大きい外径を有する略円板状部材である。ここで、フィルタ６０は、その上方のインクタンク（図示しない）から供給されるインクに含まれる塵等を除去する機能を有している。なお、本実施の形態におけるフィルタ６０の厚さは約５０μｍ〜７５μｍである。
【００２４】
ベースプレート３７には、その長辺に沿う中心線に対して直交する方向（短辺方向）に延びる細幅の多数の圧力室４８が設けられている。そして、中心線を挟んで左右両側にて平行に長手基準線３７ａ、３７ｂ（図３参照）を設定すると、中心線より右側（図３では手前側）の圧力室４８の先端４８ａは長手基準線３７ａ上に位置し、逆に中心線より左側（図３では奥側）の圧力室４８の先端４８ａは長手基準線３７ｂ上に位置し、且つ、これらの左右の圧力室４８の先端４８ａが長辺方向に沿って交互に配置されているので、左右両側の圧力室４８は互いに逆方向に延びるように交互に配置されていることになる。
【００２５】
各圧力室４８の先端４８ａは、ノズルプレート３１における千鳥状配列のノズル４１に、スペーサプレート３６およびマニホールドプレート３３〜３５に設けられた微小径の貫通孔４６を介して連通している。一方、各圧力室４８の他端４８ｂは、スペーサプレート３６に設けられた貫通孔４７を介して、マニホールドプレート３３〜３５におけるインク通路４３〜４５に連通している。なお、各圧力室４８の他端４８ｂは、図３に示すように、ベースプレート３７の下面側にのみ開口するように凹状に形成されている。
【００２６】
また、ベースプレート３７の一端部近傍には、２つの略円形の供給孔５７が形成されている。ここで、２つの供給孔５７は、スペーサプレート３６の供給孔５６に対応するように配置されている。そして、ベースプレート３７の供給孔５７の径は、スペーサプレート３６の供給孔５６の径よりも大きく、フィルタ６０の径とほぼ同じである。従って、ベースプレート３７がスペーサプレート３６の上面に積層されると、フィルタ６０がベースプレート３７の供給孔５７内に配置されることになる。また、ベースプレート３７は、フィルタ６０の厚さよりも厚い部材である。そのため、フィルタ６０がベースプレート３７の供給孔５７内に配置されている状態においては、ベースプレート３７の上面はフィルタ６０の上面よりも上方にある（図４参照）。
【００２７】
また、キャビティプレート３０の上面に配置される圧電アクチュエータ２０は、ベースプレート３７の多数の圧力室４８に跨る複数枚の連続平板状の圧電シートが含まれており、この圧電シート間には、多数の圧力室に共通であってグランド電位に保持された共通電極と、各圧力室に対応する位置に配置された個別電極（いずれも図示しない）とが配置されている。そして、圧電アクチュエータ２０は、フレキシブルケーブル１０を介して共通電極と個別電極との間に電圧が印加されることによって、それに挟まれる圧電シートに歪みが発生して、ベースプレート３７の多数の圧力室４８の容積を選択的に変化させることができる。その結果、キャビティプレート３０のノズルプレート３１のノズル４１からインクを吐出することができる。
【００２８】
次に、キャビティプレート３０の一端部近傍の構成について、図４を参照して説明する。図４は、キャビティプレートの一端部近傍の断面図である。なお、図４では、ベースプレート３７の一端部に形成された２つの供給孔５７のうち一方に対応する部分の断面図のみが描かれている。
【００２９】
キャビティプレート３０の一端部近傍の内部には、図４に示すように、ベースプレート３７の供給孔５７、スペーサプレート３６の供給孔５６、マニホールドプレート３５のインク通路４５の一端部近傍、マニホールドプレート３４のインク通路４４の一端部近傍、マニホールドプレート３３のインク通路４３の一端部近傍の順に連通することにより、その積層方向に延在する流路が形成されている。
【００３０】
また、キャビティプレート３０の下端部近傍の内部には、スペーサプレート３２とスペーサプレート３６との間のマニホールドプレート３３〜３５のインク通路４３〜４５により、その面方向（図４では紙面奥方向に向かう方向）に延在する流路が形成されている。
【００３１】
そして、キャビティプレート３０の一端部近傍の上方には、図４に示すように、インクタンク内のインクをキャビティプレート３０へ供給するためのインク供給部材７０が配置されている。インク供給部材７０は、その下面に通じる略円柱形状の貫通孔７２が形成された略円筒状部材である。また、インク供給部材７０の下端部７１は、貫通孔７２を中心に拡径されたフランジ形状になっており、その外径はベースプレート３７の供給孔５７の径よりも大きくなっている。ここで、インク供給部材７０の下端部７１の下面、すなわち、インク供給部材７０のキャビティプレート３０に対向する面は、平坦な面に形成されている。
【００３２】
そして、インク供給部材７０は、その貫通孔７２の下端部がキャビティプレート３０の最上層のベースプレート３７の供給孔５７に連通するように配置されている。なお、インク供給部材７０の下端部７１の下面の外縁近傍がベースプレート３７の上面の供給孔５７の周辺部に当接し接着等により固着されている。
【００３３】
また、インク供給部材７０の貫通孔７２の断面積は、ベースプレート３７の供給孔５７およびスペーサプレート３６の供給孔５６のいずれの断面積よりも小さくなっている。また、上述したように、ベースプレート３７はフィルタ６０の厚さよりも厚いので、フィルタ６０の上流側におけるフィルタ６０とインク供給部材７０の下面との間には、極めて薄い扁平な空間が形成される。
【００３４】
なお、本実施の形態におけるフィルタ６０の上流側におけるフィルタ６０とインク供給部材７０の下面との間隔は約５０μｍである。また、フィルタ６０の下流側におけるフィルタ６０とスペーサプレート３２との間にも扁平な空間が形成される。ここで、フィルタ６０の上流側におけるフィルタ６０とインク供給部材７０の下面との間隔は、フィルタ６０の下流側におけるフィルタ６０とスペーサプレート３２との間隔よりも小さくなっている。
【００３５】
従って、インク供給部材７０の貫通孔７２からキャビティプレート３０のベースプレート３７の供給孔５７内に流入したインクは、フィルタ６０を通過した後で、キャビティプレート３０の積層方向に（図４では下方に向かって）スペーサプレート３６の供給孔５６を通過して、マニホールドプレート３３〜３５のインク通路４３〜４５内に流入する。その後、そのインクは、マニホールドプレート３３〜３５においてキャビティプレート３０の面方向に延在するインク通路４３〜４５内を水平方向に（図４では紙面奥方向に向かって）流れる。そして、インク通路４３〜４５から各貫通孔４７を通って各圧力室４８内に分配されたのち、この各圧力室４８内から貫通孔４６を通って、圧力室４８に対応するノズル４１に至るという構成になっている。
【００３６】
なお、本実施の形態では、キャビティプレート３０が、複数の薄い金属シート状部材を積層した構造であるため、前記特許文献１の円錐形部材を樹脂成形によって構成する場合と比較して、フィルタ上流側及び下流側の容積を容易に一定にすることができる。従って、貫通孔７２からフィルタ６０を経てその下流側の流路内でのインクの流速をほぼ一定にすることが可能となる。
【００３７】
以上説明したように、本実施の形態のインクジェットヘッド１によると、キャビティプレート３０の流路内において、フィルタ６０の上流側におけるフィルタ６０とインク供給部材７０の下面との間およびフィルタ６０の下流側におけるフィルタ６０とスペーサプレート３２との間に扁平な空間が設けられている。そのため、インクがインク供給部材７０の貫通孔７２からフィルタ６０の上流側の扁平な空間に流れ込む際のインクの流速の低下が比較的小さくなる。従って、例えば特許文献１のテーパ状空間の場合と比較して、フィルタ６０の上流側における圧力の低下が少なくなる。従って、インクに溶け込んでいるエアが溶け込んだ状態のままでインクと共に流れ易くなる。従って、キャビティプレート３０の流路内のフィルタ６０の近傍に残留する気泡が少なくなり、さらに、その気泡が成長するのが抑制される。その結果、気泡が貫通孔４７からノズル４１への微細な流路に対して供給されることが少なくなるため、インクジェットヘッド１におけるインクの不吐出等の不具合が発生するのを抑制することができる。
【００３８】
また、フィルタ６０の上流側におけるフィルタ６０とインク供給部材７０の下面との間隔が、フィルタ６０の下流側におけるフィルタ６０とスペーサプレート３２との間隔よりも小さくなっている。そのため、フィルタ６０の上流側におけるインクの流速の低下がより小さくなるので、キャビティプレート３０の流路内のフィルタ６０の上流側近傍に残留する気泡がより少なくなり、さらに、その気泡が成長するのが抑制される。その結果、インクジェットヘッド１におけるインクの不吐出等の不具合が発生するのをより効果的に抑制することができる。
【００３９】
また、フィルタ６０の厚さとベースプレート３７の厚さとを所定値に設定することによって、フィルタ６０の上流側におけるフィルタ６０とインク供給部材７０の下面との間に、極めて薄い扁平空間を所定の大きさに精度よく容易に形成することができる。
【００４０】
次に、本発明の第２の実施の形態に係るインクジェットヘッドについて、図面を参照しつつ説明する。図５は、第２の実施の形態に係るインクジェットヘッドに含まれるキャビティプレートの分解斜視図である。図６は、図５に示すキャビティプレートの一端部近傍の断面図である。
【００４１】
第２の実施の形態のインクジェットヘッドが、第１の実施の形態のインクジェットヘッド１と異なる点は、インクジェットヘッド１では、キャビティプレート３０の一端部近傍の積層方向の流路の幅がほぼ一定であるのに対して、本実施の形態のインクジェットヘッドでは、キャビティプレート１３０の一端部近傍の積層方向の流路の幅がフィルタ６０の下流側において部分的に狭くなっている点である。なお、本実施の形態のインクジェットヘッドのその他の構成は、図１のインクジェットヘッド１と同様であるので、同じ構成の部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００４２】
ここで、キャビティプレート１３０は、図１のマニホールドプレート３４、３５に変えて、マニホールドプレート１３４、スペーサプレート１３５が用いられる。マニホールドプレート１３４には、インク流路１４４が供給孔５６と対応する位置まで達しない長さに形成されている。
【００４３】
マニホールドプレート１３４の一端部近傍には、２つの略円形の供給孔１５４が形成されている。ここで、２つの供給孔１５４は、マニホールドプレート３３のインク通路４３の一端部に対応するように配置されている。なお、マニホールドプレート１３４の供給孔１５４の径は、供給孔５６の径よりも小さく且つマニホールドプレート３３のインク通路４３の一端部近傍の幅よりも小さくなっている（図６参照）。
【００４４】
また、スペーサプレート１３５の一端部近傍には、２つの略円形の供給孔１５５が形成されている。ここで、２つの供給孔１５５は、マニホールドプレート１３４の供給孔１５４に対応するように配置されている。なお、スペーサプレート１３５の供給孔１５５の径は、マニホールドプレート１３４の供給孔１５４の径よりも大きく、スペーサプレート３６の供給孔５６の径とほぼ同じになっている（図６参照）。
【００４５】
なお、マニホールドプレート１３４およびスペーサプレート１３５には、スペーサプレート３６の貫通孔４６に対応する貫通孔４６がそれぞれ設けられている。また、スペーサプレート１３５には、スペーサプレート３６の貫通孔４７と対応する貫通孔４７が設けられている。
【００４６】
そして、キャビティプレート１３０の一端部近傍の内部には、図６に示すように、ベースプレート３７の供給孔５７、スペーサプレート３６の供給孔５６、スペーサプレート１３５の供給孔１５５、マニホールドプレート１３４の供給孔１５４、マニホールドプレート３３のインク通路４３の一端部近傍の順に連通することにより、その積層方向に延在する流路が形成されている。
【００４７】
また、キャビティプレート１３０の下端部近傍の内部には、スペーサプレート３２、３６の間のマニホールドプレート３３、１３４のインク通路４３、１４４により、その面方向（図６では紙面奥方向に向かう方向）に延在する流路が形成されている。
【００４８】
従って、キャビティプレート１３０内部のその積層方向に延在する流路は、フィルタ６０の下流側において、スペーサプレート３６、１３５の供給孔５６、１５５の幅が広く、その下方のマニホールドプレート１３４の供給孔１５４の幅が狭くなって、マニホールドプレート３３のインク通路４３の一端部で、供給孔５６、１５５とほぼ同じ幅に広がっている。
【００４９】
以上説明したように、本実施の形態のインクジェットヘッドによると、フィルタ６０の下流側においてフィルタ６０と間隔をおいたマニホールドプレート１３４の供給孔１５４の幅が著しく小さくなっている。そのため、フィルタ６０の下流側においてマニホールドプレート１３４の供給孔１５４を通過するインクの流速が速くなる。その結果、ヘッド部の流路内のフィルタ６０の下流側近傍において気泡が残留しにくくなるため、インクジェットヘッドにおけるインクの不吐出等の不具合が発生するのを効果的に抑制することができる。
【００５０】
次に、本発明の第３の実施の形態に係るインクジェットヘッドについて、図面を参照しつつ説明する。図７は、第３の実施の形態に係るインクジェットヘッドに含まれるキャビティプレートの分解斜視図である。図８は、図７に示すキャビティプレートの一端部近傍の断面図である。
【００５１】
第３の実施の形態のインクジェットヘッドが、第１の実施の形態のインクジェットヘッド１と異なる点は、インクジェットヘッド１では、フィルタ６０がスペーサプレート３２よりもインク供給部材７０に近接して配置されているのに対して、本実施の形態のインクジェットヘッドでは、フィルタ２６０がインク供給部材７０よりもスペーサプレート３２に近接して配置されている点である。なお、本実施の形態のインクジェットヘッドのその他の構成は、図１のインクジェットヘッド１と同様であるので、同じ構成の部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００５２】
ここで、キャビティプレート２３０は、図１のマニホールドプレート３４、３５に変えて、マニホールドプレート２３４、スペーサプレート２３５が用いられる。マニホールドプレート２３４には、インク流路２４４が供給孔５６と対応する位置まで達しない長さに形成されている。
【００５３】
マニホールドプレート２３４の一端部近傍には、２つの略円形の供給孔２５４が形成されている。ここで、２つの供給孔２５４は、マニホールドプレート３３のインク通路４３の一端部に対応するように配置されている。マニホールドプレート２３４の供給孔２５４の径は、マニホールドプレート３３のインク通路４３の一端部近傍の幅よりも大きくなっており、その供給孔２５４を覆ってフィルタ２６０がそれぞれ配置されている（図８参照）。その結果、フィルタ２６０は、マニホールドプレート３３のインク通路４３の一端部の上面を覆っている。
【００５４】
また、スペーサプレート２３５の一端部近傍には、２つの略円形の供給孔２５５が形成されている。ここで、２つの供給孔２５５は、マニホールドプレート２３４の供給孔２５４に対応するように配置されている。なお、スペーサプレート２３５の供給孔２５５の径は、マニホールドプレート２３４の供給孔２５４の径よりも小さく、スペーサプレート３６の供給孔５６の径とほぼ同じになっている（図８参照）。
【００５５】
なお、マニホールドプレート２３４およびスペーサプレート２３５には、スペーサプレート３６の貫通孔４６に対応する貫通孔４６がそれぞれ設けられている。また、スペーサプレート２３５には、スペーサプレート３６の貫通孔４７と対応する貫通孔４７が設けられている。
【００５６】
また、キャビティプレート２３０の最上層のベースプレート２３７の一端部近傍に、スペーサプレート３６の供給孔５６と一致して形成される２つの略円形の供給孔２５７は供給孔５６の径とほぼ同じである。
【００５７】
そして、キャビティプレート２３０の一端部近傍の内部には、図８に示すように、ベースプレート２３７の供給孔２５７、スペーサプレート３６、２３５の供給孔５６、２５５、マニホールドプレート２３４の供給孔２５４、マニホールドプレート３３のインク通路４３の一端部近傍の順に連通することにより、その積層方向に延在する流路が形成されている。
【００５８】
また、キャビティプレート２３０の下端部近傍の内部には、スペーサプレート３２、３６の間のマニホールドプレート３３、２３４のインク通路４３、２４４により、その面方向（図８では紙面奥方向に向かう方向）に延在する流路が形成されている。
【００５９】
従って、キャビティプレート２３０内部のその積層方向に延在する流路は、フィルタ上流側及び下流側ともほぼ同じ幅である。ここで、フィルタ２６０の下流側におけるフィルタ２６０とスペーサプレート３２との間隔は、フィルタ２６０の上流側におけるフィルタ２６０とインク供給部材７０の下面との間隔よりも小さくなっている。
【００６０】
以上説明したように、本実施の形態のインクジェットヘッドによると、フィルタ２６０の上流側におけるフィルタ２６０とインク供給部材７０の下面との間およびフィルタ２６０の下流側におけるフィルタ２６０とスペーサプレート３２との間にそれぞれ扁平な空間が設けられている。そのため、インクがインク供給部材７０の貫通孔７２からフィルタ２６０の上流側の扁平な空間に流れ込む際のインクの流速の低下が比較的小さくなる。従って、フィルタ６０の上流側における圧力の低下が少なくなるため、インクに溶け込んでいるエアが溶け込んだ状態のままでインクと共に流れ易くなる。
【００６１】
また、フィルタ２６０の下流側におけるフィルタ２６０とスペーサプレート３２との間隔が、フィルタ２６０の上流側におけるフィルタ２６０とインク供給部材７０の下面との間隔よりも小さくなっている。そのため、フィルタ２６０の下流側におけるインクの流速の低下がより小さくなるので、キャビティプレート２３０の流路内のフィルタ２６０の下流側近傍に残留する気泡がより少なくなり、その結果、フィルタ上流側での効果と相俟ってインクジェットヘッドにおけるインクの不吐出等の不具合が発生するのをより効果的に抑制することができる。
【００６２】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。例えば、上述の第１および第２の実施の形態では、フィルタ６０がキャビティプレート３０の最上層のベースプレート３７の供給孔５７内に配置されている場合について、一方、第３の実施の形態では、フィルタ２６０がマニホールドプレート２３４内に配置されている場合について説明しているが、キャビティプレートの積層方向に延在する流路内に配置されるフィルタの位置は任意に変更することができる。従って、フィルタの配置を変更することによって、フィルタの上流側におけるフィルタとインク供給部材の下面との間隔およびフィルタの下流側におけるフィルタとスペーサプレートとの間隔を変更することができる。
【００６３】
また、上述の第１〜第３の実施の形態では、フィルタ６０、２６０が、ベースプレート３７またはマニホールドイプレート２３４のそれぞれに形成された供給孔５７、２５４内に配置されて位置決めされている場合について説明しているが、フィルタはその他の構成によって位置決めされてもよい。また、フィルタ６０、２６０が、ベースプレート３７またはマニホールドプレート２３４と必ずしも別部材である必要はなく、ベースプレート３７またはマニホールドプレート２３４に対してフィルタ６０、２６０と同様の機能を有するように多数の貫通孔が形成されていてもよい。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によると、フィルタの上流側におけるフィルタと供給部材の平坦な面との間およびフィルタの下流側におけるフィルタとシート状部材の１つとの間に扁平な空間が設けられている。そのため、偏平な空間を通るインクの流速の低下が小さくなって、フィルタの近傍に残留する気泡が少なくなり、さらに、その気泡が成長するのが抑制される。その結果、気泡によるインクの不吐出等の不具合が発生するのを抑制することができる。
【００６５】
請求項２によると、ヘッド部の流路のうち積層方向に延在した部分を形成するシート状部材のそれぞれの開口において、フィルタの下流側においてフィルタと間隔をおいたシート状部材の開口が他のシート状部材の開口よりも小さくなっている。そのため、フィルタの下流側においてインクの流速が速くり、その結果、フィルタの下流側近傍において気泡が残留しにくくなるため、インクの不吐出等の不具合が発生するのを効果的に抑制することができる。
【００６６】
請求項３によると、１つのシート状部材に積層されたフィルタと同じ側に積層されるシート状部材にはフィルタを囲む開口が形成されているため、その開口が形成されたシート状部材の厚さとフィルタの厚さとによって、フィルタの上流側の扁平空間を所定の大きさに精度よく容易に形成することができる。
【００６７】
請求項４によると、フィルタと供給部材の平坦な面との間隔がフィルタの下流側におけるフィルタとシート状部材の１つとの間隔よりも小さくなっている。そのため、フィルタの上流側におけるインクの流速の低下がより小さくなるので、ヘッド部の流路内のフィルタの上流側近傍に残留する気泡がより少なくなり、さらに、その気泡が成長するのが抑制される。その結果、気泡によるインクの不吐出等の不具合が発生するのをより効果的に抑制することができる。
【００６８】
請求項５によると、フィルタの下流側におけるフィルタとシート状部材の１つとの間隔がフィルタと供給部材の平坦な面との間隔よりも小さくなっている。そのため、フィルタの下流側におけるインクの流速の低下がより小さくなるので、ヘッド部の流路内のフィルタの下流側近傍に残留する気泡がより少なくなり、さらに、その気泡が成長するのが抑制される。その結果、気泡によるインクの不吐出等の不具合が発生するのをより効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるインクジェットヘッドを示す分解斜視図である。
【図２】キャビティプレートの分解斜視図である。
【図３】キャビティプレートの部分的拡大斜視図である。
【図４】キャビティプレートの一端部近傍の断面図である。
【図５】第２の実施の形態に係るインクジェットヘッドに含まれるキャビティプレートの分解斜視図である。
【図６】図５に示すキャビティプレートの一端部近傍の断面図である。
【図７】第３の実施の形態に係るインクジェットヘッドに含まれるキャビティプレートの分解斜視図である。
【図８】図７に示すキャビティプレートの一端部近傍の断面図である。
【符号の説明】
１ インクジェットヘッド
３０、１３０、２３０ キャビティプレート（ヘッド部）
３１ ノズルプレート（シート状部材）
３２ スペーサプレート（シート状部材）
３３ マニホールドプレート（シート状部材）
３４ マニホールドプレート（シート状部材）
３５ マニホールドプレート（シート状部材）
３６ スペーサプレート（シート状部材）
３７、２３７ ベースプレート（シート状部材）
４１ ノズル
４３〜４５、１４４、２４４ インク通路
５６ 供給孔
５７、２５７ 供給孔
６０、２６０ フィルタ
７０ インク供給部材
７２ 貫通孔（流出口）
１３４ マニホールドプレート（シート状部材）
１３５ スペーサプレート（シート状部材）
２３４ マニホールドプレート（シート状部材）
２３５ スペーサプレート（シート状部材）
１５４、１５５ 供給孔
２５４、２５５ 供給孔
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクの流路内にフィルタを備えたインクジェットヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクを吐出して画像を形成するインクジェット記録装置には、インクを貯留するインク貯留タンクと、インクを吐出するインクジェットヘッドとが備えられており、両者が配管等で形成されたインク流路を介して接続されているのが一般的である。そして、インク流路内には、インクに含まれる塵等を除去するためのフィルタが配置される（例えば、特許文献１参照）。かかるインクジェット記録装置では、フィルタが２つの略円錐状の部材間に配置されており、インク流路内のフィルタの上流側近傍および下流側近傍の断面積はフィルタに近づくにつれてテーパ状に大きくなっている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００３−１８４７号公報（第５頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
インク流路内のフィルタの上流側近傍および下流側近傍がテーパ状に広がっているところではインクの流速が低下するため、インクに溶け込んでいたエアがフィルタの上流側近傍および下流側近傍に停滞して気泡となって成長し易い。そして、フィルタ近傍に残留する気泡を放置しておくと、気泡が成長して大きくなった後でヘッドに対して供給される場合がある。その結果、ヘッドにおけるインクの不吐出等の不具合が発生してしまう。
【０００５】
本発明は、フィルタ近傍に残留する気泡に起因して、インクの不吐出等の不具合が発生するのを抑制することができるインクジェットヘッドを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者は、上記目的を達成するための研究を続けた結果、インクの流路内のフィルタの上流側および下流側の空間の形状を適正に設定することによって、フィルタ近傍に残留する気泡を少なくすることができることを見出した。すなわち、請求項１のインクジェットヘッドは、インク供給源から供給されたインクが流出する流出口を有する供給部材と、複数のシート状部材が積層して構成され、その積層方向の一方の面に前記供給部材の前記流出口から流出するインクが流入する供給孔を有し且つ前記供給孔から前記積層方向に延在しその後前記シート状部材の面方向に延在した流路を有するヘッド部とを備えており、前記ヘッド部は、前記流路のうち積層方向に延在した部分にフィルタを含んでおり、前記供給部材の前記流出口の面積は前記ヘッド部の前記供給孔の面積よりも小さく、且つ、前記供給部材は前記流出口周囲の前記ヘッド部の供給孔と対向する面を平坦な面とするとともに、前記フィルタの上流側における前記フィルタと前記供給部材の平坦な面との間および前記フィルタの下流側における前記フィルタと前記シート状部材の１つとの間を、それぞれ扁平な空間としたことを特徴とするものである。
【０００７】
請求項１によると、フィルタの上流側におけるフィルタと供給部材の平坦な面との間およびフィルタの下流側におけるフィルタとシート状部材の１つとの間にそれぞれ扁平な空間が設けられている。そのため、インクが供給部材の流出口から扁平な空間を通るインクの流速の低下が比較的小さくなり、インクに溶け込んでいるエアが溶け込んだ状態のままでインクと共に流れ易くなるので、フィルタの近傍において気泡として現れにくくなる。その結果、気泡によるインクの不吐出等の不具合が発生するのを抑制することができる。
【０００８】
請求項２のインクジェットヘッドは、請求項１に記載の構成において、前記流路のうち積層方向に延在した部分が、前記シート状部材に形成した開口によって構成され、前記フィルタの下流側において前記フィルタと間隔をおいた前記シート状部材の前記開口を他の前記シート状部材の前記開口よりも小さくしたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２によると、ヘッド部の流路のうち積層方向に延在した部分をシート状部材に形成した開口によって構成し、フィルタの下流側においてフィルタと間隔をおいたシート状部材の開口が他のシート状部材の開口よりも小さくなっている。そのため、小さい開口が形成されたシート部材の開口を通過するインクの流速が速くなる。その結果、ヘッド部の流路内のフィルタの下流側近傍において気泡が残留しにくくなって、インクの不吐出等の不具合が発生するのを効果的に抑制することができる。
【００１０】
請求項３のインクジェットヘッドは、請求項１または２に記載の構成において、前記フィルタが、１つのシート状部材に積層して構成され、前記シート状部材の前記フィルタと同じ側に積層されるシート状部材は、前記フィルタを囲む開口を有することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３によると、１つのシート状部材に積層されたフィルタと同じ側に積層されるシート状部材にはフィルタを囲む開口が形成されているため、その開口が形成されたシート状部材の厚さとフィルタの厚さとによって、フィルタの上流側の扁平空間を所定の大きさに精度よく容易に形成することができる。
【００１２】
請求項４のインクジェットヘッドは、請求項１〜３のいずれかに記載の構成において、前記フィルタの上流側における前記フィルタと前記供給部材の平坦な面との間隔が、前記フィルタの下流側における前記フィルタと前記シート状部材の１つとの間隔よりも小さいことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項４によると、フィルタと供給部材の平坦な面との間隔がフィルタの下流側におけるフィルタとシート状部材の１つとの間隔よりも小さくなっている。そのため、フィルタの上流側におけるインクの流速の低下がより小さくなるので、ヘッド部の流路内のフィルタの上流側近傍に残留する気泡がより少なくなり、さらに、その気泡が成長するのが抑制される。その結果、気泡によるインクの不吐出等の不具合が発生するのをより効果的に抑制することができる。
【００１４】
請求項５のインクジェットヘッドは、請求項１〜３のいずれかに記載の構成において、前記フィルタの下流側における前記フィルタと前記シート状部材の１つとの間隔が、前記フィルタの上流側における前記フィルタと前記供給部材の平坦な面との間隔よりも小さいことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項５によると、フィルタの下流側におけるフィルタとシート状部材の１つとの間隔がフィルタと供給部材の平坦な面との間隔よりも小さくなっている。そのため、フィルタの下流側におけるインクの流速の低下がより小さくなるので、ヘッド部の流路内のフィルタの下流側近傍に残留する気泡がより少なくなり、さらに、その気泡が成長するのが抑制される。その結果、気泡によるインクの不吐出等の不具合が発生するのをより効果的に抑制することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
まず、本発明の第１の実施の形態に係るインクジェットヘッドの構成について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態によるインクジェットヘッドを示す分解斜視図である。図２は、キャビティプレートの分解斜視図である。図３は、キャビティプレートの部分的拡大斜視図である。
【００１８】
インクジェットヘッド１は、キャビティプレート３０と、圧電アクチュエータ２０と、圧電アクチュエータ２０に駆動パルスを供給するためのフレキシブルケーブル１０とを備えている。
【００１９】
キャビティプレート３０は、図２に示すように、ノズルプレート３１、スペーサプレート３２、３枚のマニホールドプレート３３、３４、３５、スペーサプレート３６、ベースプレート３７の７枚の薄い金属シート状部材を積層した構造である。なお、上述の７枚のシート状部材としては、例えば約４０μｍ〜約１５０μｍの厚さのＮｉ−Ｆｅ合金の板が用いられる。
【００２０】
ノズルプレート３１には、微小径のインク吐出用の多数のノズル４１が、その長手方向に延びる２つの平行状の基準線３１ａ、３１ｂに沿って、微小ピッチの間隔で千鳥状配列に設けられている。
【００２１】
３枚のマニホールドプレート３３〜３５には、ノズル４１の列の両側に沿って延びる開口で構成されるインク通路４３、４４、４５がそれぞれ形成されている。なお、インク通路４３〜４５は、マニホールドプレート３３〜３５が積層されることにより一体となって、キャビティプレート３０の面方向に延在する流路を形成する。
【００２２】
スペーサプレート３６の一端部近傍には、２つの略円形の供給孔５６が形成されている。ここで、２つの供給孔５６は、マニホールドプレート３５のインク通路４５の一端部に連通するように配置されている。なお、スペーサプレート３６の供給孔５６の径は、マニホールドプレート３５のインク通路４５の一端部近傍の幅とほぼ同じになっている。
【００２３】
スペーサプレート３６の上面には、２つの供給孔５６をそれぞれ別々に覆うように２つのフィルタ６０が配置されている。ここで、フィルタ６０は、供給孔５６の径よりも大きい外径を有する略円板状部材である。ここで、フィルタ６０は、その上方のインクタンク（図示しない）から供給されるインクに含まれる塵等を除去する機能を有している。なお、本実施の形態におけるフィルタ６０の厚さは約５０μｍ〜７５μｍである。
【００２４】
ベースプレート３７には、その長辺に沿う中心線に対して直交する方向（短辺方向）に延びる細幅の多数の圧力室４８が設けられている。そして、中心線を挟んで左右両側にて平行に長手基準線３７ａ、３７ｂ（図３参照）を設定すると、中心線より右側（図３では手前側）の圧力室４８の先端４８ａは長手基準線３７ａ上に位置し、逆に中心線より左側（図３では奥側）の圧力室４８の先端４８ａは長手基準線３７ｂ上に位置し、且つ、これらの左右の圧力室４８の先端４８ａが長辺方向に沿って交互に配置されているので、左右両側の圧力室４８は互いに逆方向に延びるように交互に配置されていることになる。
【００２５】
各圧力室４８の先端４８ａは、ノズルプレート３１における千鳥状配列のノズル４１に、スペーサプレート３６およびマニホールドプレート３３〜３５に設けられた微小径の貫通孔４６を介して連通している。一方、各圧力室４８の他端４８ｂは、スペーサプレート３６に設けられた貫通孔４７を介して、マニホールドプレート３３〜３５におけるインク通路４３〜４５に連通している。なお、各圧力室４８の他端４８ｂは、図３に示すように、ベースプレート３７の下面側にのみ開口するように凹状に形成されている。
【００２６】
また、ベースプレート３７の一端部近傍には、２つの略円形の供給孔５７が形成されている。ここで、２つの供給孔５７は、スペーサプレート３６の供給孔５６に対応するように配置されている。そして、ベースプレート３７の供給孔５７の径は、スペーサプレート３６の供給孔５６の径よりも大きく、フィルタ６０の径とほぼ同じである。従って、ベースプレート３７がスペーサプレート３６の上面に積層されると、フィルタ６０がベースプレート３７の供給孔５７内に配置されることになる。また、ベースプレート３７は、フィルタ６０の厚さよりも厚い部材である。そのため、フィルタ６０がベースプレート３７の供給孔５７内に配置されている状態においては、ベースプレート３７の上面はフィルタ６０の上面よりも上方にある（図４参照）。
【００２７】
また、キャビティプレート３０の上面に配置される圧電アクチュエータ２０は、ベースプレート３７の多数の圧力室４８に跨る複数枚の連続平板状の圧電シートが含まれており、この圧電シート間には、多数の圧力室に共通であってグランド電位に保持された共通電極と、各圧力室に対応する位置に配置された個別電極（いずれも図示しない）とが配置されている。そして、圧電アクチュエータ２０は、フレキシブルケーブル１０を介して共通電極と個別電極との間に電圧が印加されることによって、それに挟まれる圧電シートに歪みが発生して、ベースプレート３７の多数の圧力室４８の容積を選択的に変化させることができる。その結果、キャビティプレート３０のノズルプレート３１のノズル４１からインクを吐出することができる。
【００２８】
次に、キャビティプレート３０の一端部近傍の構成について、図４を参照して説明する。図４は、キャビティプレートの一端部近傍の断面図である。なお、図４では、ベースプレート３７の一端部に形成された２つの供給孔５７のうち一方に対応する部分の断面図のみが描かれている。
【００２９】
キャビティプレート３０の一端部近傍の内部には、図４に示すように、ベースプレート３７の供給孔５７、スペーサプレート３６の供給孔５６、マニホールドプレート３５のインク通路４５の一端部近傍、マニホールドプレート３４のインク通路４４の一端部近傍、マニホールドプレート３３のインク通路４３の一端部近傍の順に連通することにより、その積層方向に延在する流路が形成されている。
【００３０】
また、キャビティプレート３０の下端部近傍の内部には、スペーサプレート３２とスペーサプレート３６との間のマニホールドプレート３３〜３５のインク通路４３〜４５により、その面方向（図４では紙面奥方向に向かう方向）に延在する流路が形成されている。
【００３１】
そして、キャビティプレート３０の一端部近傍の上方には、図４に示すように、インクタンク内のインクをキャビティプレート３０へ供給するためのインク供給部材７０が配置されている。インク供給部材７０は、その下面に通じる略円柱形状の貫通孔７２が形成された略円筒状部材である。また、インク供給部材７０の下端部７１は、貫通孔７２を中心に拡径されたフランジ形状になっており、その外径はベースプレート３７の供給孔５７の径よりも大きくなっている。ここで、インク供給部材７０の下端部７１の下面、すなわち、インク供給部材７０のキャビティプレート３０に対向する面は、平坦な面に形成されている。
【００３２】
そして、インク供給部材７０は、その貫通孔７２の下端部がキャビティプレート３０の最上層のベースプレート３７の供給孔５７に連通するように配置されている。なお、インク供給部材７０の下端部７１の下面の外縁近傍がベースプレート３７の上面の供給孔５７の周辺部に当接し接着等により固着されている。
【００３３】
また、インク供給部材７０の貫通孔７２の断面積は、ベースプレート３７の供給孔５７およびスペーサプレート３６の供給孔５６のいずれの断面積よりも小さくなっている。また、上述したように、ベースプレート３７はフィルタ６０の厚さよりも厚いので、フィルタ６０の上流側におけるフィルタ６０とインク供給部材７０の下面との間には、極めて薄い扁平な空間が形成される。
【００３４】
なお、本実施の形態におけるフィルタ６０の上流側におけるフィルタ６０とインク供給部材７０の下面との間隔は約５０μｍである。また、フィルタ６０の下流側におけるフィルタ６０とスペーサプレート３２との間にも扁平な空間が形成される。ここで、フィルタ６０の上流側におけるフィルタ６０とインク供給部材７０の下面との間隔は、フィルタ６０の下流側におけるフィルタ６０とスペーサプレート３２との間隔よりも小さくなっている。
【００３５】
従って、インク供給部材７０の貫通孔７２からキャビティプレート３０のベースプレート３７の供給孔５７内に流入したインクは、フィルタ６０を通過した後で、キャビティプレート３０の積層方向に（図４では下方に向かって）スペーサプレート３６の供給孔５６を通過して、マニホールドプレート３３〜３５のインク通路４３〜４５内に流入する。その後、そのインクは、マニホールドプレート３３〜３５においてキャビティプレート３０の面方向に延在するインク通路４３〜４５内を水平方向に（図４では紙面奥方向に向かって）流れる。そして、インク通路４３〜４５から各貫通孔４７を通って各圧力室４８内に分配されたのち、この各圧力室４８内から貫通孔４６を通って、圧力室４８に対応するノズル４１に至るという構成になっている。
【００３６】
なお、本実施の形態では、キャビティプレート３０が、複数の薄い金属シート状部材を積層した構造であるため、前記特許文献１の円錐形部材を樹脂成形によって構成する場合と比較して、フィルタ上流側及び下流側の容積を容易に一定にすることができる。従って、貫通孔７２からフィルタ６０を経てその下流側の流路内でのインクの流速をほぼ一定にすることが可能となる。
【００３７】
以上説明したように、本実施の形態のインクジェットヘッド１によると、キャビティプレート３０の流路内において、フィルタ６０の上流側におけるフィルタ６０とインク供給部材７０の下面との間およびフィルタ６０の下流側におけるフィルタ６０とスペーサプレート３２との間に扁平な空間が設けられている。そのため、インクがインク供給部材７０の貫通孔７２からフィルタ６０の上流側の扁平な空間に流れ込む際のインクの流速の低下が比較的小さくなる。従って、例えば特許文献１のテーパ状空間の場合と比較して、フィルタ６０の上流側における圧力の低下が少なくなる。従って、インクに溶け込んでいるエアが溶け込んだ状態のままでインクと共に流れ易くなる。従って、キャビティプレート３０の流路内のフィルタ６０の近傍に残留する気泡が少なくなり、さらに、その気泡が成長するのが抑制される。その結果、気泡が貫通孔４７からノズル４１への微細な流路に対して供給されることが少なくなるため、インクジェットヘッド１におけるインクの不吐出等の不具合が発生するのを抑制することができる。
【００３８】
また、フィルタ６０の上流側におけるフィルタ６０とインク供給部材７０の下面との間隔が、フィルタ６０の下流側におけるフィルタ６０とスペーサプレート３２との間隔よりも小さくなっている。そのため、フィルタ６０の上流側におけるインクの流速の低下がより小さくなるので、キャビティプレート３０の流路内のフィルタ６０の上流側近傍に残留する気泡がより少なくなり、さらに、その気泡が成長するのが抑制される。その結果、インクジェットヘッド１におけるインクの不吐出等の不具合が発生するのをより効果的に抑制することができる。
【００３９】
また、フィルタ６０の厚さとベースプレート３７の厚さとを所定値に設定することによって、フィルタ６０の上流側におけるフィルタ６０とインク供給部材７０の下面との間に、極めて薄い扁平空間を所定の大きさに精度よく容易に形成することができる。
【００４０】
次に、本発明の第２の実施の形態に係るインクジェットヘッドについて、図面を参照しつつ説明する。図５は、第２の実施の形態に係るインクジェットヘッドに含まれるキャビティプレートの分解斜視図である。図６は、図５に示すキャビティプレートの一端部近傍の断面図である。
【００４１】
第２の実施の形態のインクジェットヘッドが、第１の実施の形態のインクジェットヘッド１と異なる点は、インクジェットヘッド１では、キャビティプレート３０の一端部近傍の積層方向の流路の幅がほぼ一定であるのに対して、本実施の形態のインクジェットヘッドでは、キャビティプレート１３０の一端部近傍の積層方向の流路の幅がフィルタ６０の下流側において部分的に狭くなっている点である。なお、本実施の形態のインクジェットヘッドのその他の構成は、図１のインクジェットヘッド１と同様であるので、同じ構成の部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００４２】
ここで、キャビティプレート１３０は、図１のマニホールドプレート３４、３５に変えて、マニホールドプレート１３４、スペーサプレート１３５が用いられる。マニホールドプレート１３４には、インク流路１４４が供給孔５６と対応する位置まで達しない長さに形成されている。
【００４３】
マニホールドプレート１３４の一端部近傍には、２つの略円形の供給孔１５４が形成されている。ここで、２つの供給孔１５４は、マニホールドプレート３３のインク通路４３の一端部に対応するように配置されている。なお、マニホールドプレート１３４の供給孔１５４の径は、供給孔５６の径よりも小さく且つマニホールドプレート３３のインク通路４３の一端部近傍の幅よりも小さくなっている（図６参照）。
【００４４】
また、スペーサプレート１３５の一端部近傍には、２つの略円形の供給孔１５５が形成されている。ここで、２つの供給孔１５５は、マニホールドプレート１３４の供給孔１５４に対応するように配置されている。なお、スペーサプレート１３５の供給孔１５５の径は、マニホールドプレート１３４の供給孔１５４の径よりも大きく、スペーサプレート３６の供給孔５６の径とほぼ同じになっている（図６参照）。
【００４５】
なお、マニホールドプレート１３４およびスペーサプレート１３５には、スペーサプレート３６の貫通孔４６に対応する貫通孔４６がそれぞれ設けられている。また、スペーサプレート１３５には、スペーサプレート３６の貫通孔４７と対応する貫通孔４７が設けられている。
【００４６】
そして、キャビティプレート１３０の一端部近傍の内部には、図６に示すように、ベースプレート３７の供給孔５７、スペーサプレート３６の供給孔５６、スペーサプレート１３５の供給孔１５５、マニホールドプレート１３４の供給孔１５４、マニホールドプレート３３のインク通路４３の一端部近傍の順に連通することにより、その積層方向に延在する流路が形成されている。
【００４７】
また、キャビティプレート１３０の下端部近傍の内部には、スペーサプレート３２、３６の間のマニホールドプレート３３、１３４のインク通路４３、１４４により、その面方向（図６では紙面奥方向に向かう方向）に延在する流路が形成されている。
【００４８】
従って、キャビティプレート１３０内部のその積層方向に延在する流路は、フィルタ６０の下流側において、スペーサプレート３６、１３５の供給孔５６、１５５の幅が広く、その下方のマニホールドプレート１３４の供給孔１５４の幅が狭くなって、マニホールドプレート３３のインク通路４３の一端部で、供給孔５６、１５５とほぼ同じ幅に広がっている。
【００４９】
以上説明したように、本実施の形態のインクジェットヘッドによると、フィルタ６０の下流側においてフィルタ６０と間隔をおいたマニホールドプレート１３４の供給孔１５４の幅が著しく小さくなっている。そのため、フィルタ６０の下流側においてマニホールドプレート１３４の供給孔１５４を通過するインクの流速が速くなる。その結果、ヘッド部の流路内のフィルタ６０の下流側近傍において気泡が残留しにくくなるため、インクジェットヘッドにおけるインクの不吐出等の不具合が発生するのを効果的に抑制することができる。
【００５０】
次に、本発明の第３の実施の形態に係るインクジェットヘッドについて、図面を参照しつつ説明する。図７は、第３の実施の形態に係るインクジェットヘッドに含まれるキャビティプレートの分解斜視図である。図８は、図７に示すキャビティプレートの一端部近傍の断面図である。
【００５１】
第３の実施の形態のインクジェットヘッドが、第１の実施の形態のインクジェットヘッド１と異なる点は、インクジェットヘッド１では、フィルタ６０がスペーサプレート３２よりもインク供給部材７０に近接して配置されているのに対して、本実施の形態のインクジェットヘッドでは、フィルタ２６０がインク供給部材７０よりもスペーサプレート３２に近接して配置されている点である。なお、本実施の形態のインクジェットヘッドのその他の構成は、図１のインクジェットヘッド１と同様であるので、同じ構成の部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００５２】
ここで、キャビティプレート２３０は、図１のマニホールドプレート３４、３５に変えて、マニホールドプレート２３４、スペーサプレート２３５が用いられる。マニホールドプレート２３４には、インク流路２４４が供給孔５６と対応する位置まで達しない長さに形成されている。
【００５３】
マニホールドプレート２３４の一端部近傍には、２つの略円形の供給孔２５４が形成されている。ここで、２つの供給孔２５４は、マニホールドプレート３３のインク通路４３の一端部に対応するように配置されている。マニホールドプレート２３４の供給孔２５４の径は、マニホールドプレート３３のインク通路４３の一端部近傍の幅よりも大きくなっており、その供給孔２５４を覆ってフィルタ２６０がそれぞれ配置されている（図８参照）。その結果、フィルタ２６０は、マニホールドプレート３３のインク通路４３の一端部の上面を覆っている。
【００５４】
また、スペーサプレート２３５の一端部近傍には、２つの略円形の供給孔２５５が形成されている。ここで、２つの供給孔２５５は、マニホールドプレート２３４の供給孔２５４に対応するように配置されている。なお、スペーサプレート２３５の供給孔２５５の径は、マニホールドプレート２３４の供給孔２５４の径よりも小さく、スペーサプレート３６の供給孔５６の径とほぼ同じになっている（図８参照）。
【００５５】
なお、マニホールドプレート２３４およびスペーサプレート２３５には、スペーサプレート３６の貫通孔４６に対応する貫通孔４６がそれぞれ設けられている。また、スペーサプレート２３５には、スペーサプレート３６の貫通孔４７と対応する貫通孔４７が設けられている。
【００５６】
また、キャビティプレート２３０の最上層のベースプレート２３７の一端部近傍に、スペーサプレート３６の供給孔５６と一致して形成される２つの略円形の供給孔２５７は供給孔５６の径とほぼ同じである。
【００５７】
そして、キャビティプレート２３０の一端部近傍の内部には、図８に示すように、ベースプレート２３７の供給孔２５７、スペーサプレート３６、２３５の供給孔５６、２５５、マニホールドプレート２３４の供給孔２５４、マニホールドプレート３３のインク通路４３の一端部近傍の順に連通することにより、その積層方向に延在する流路が形成されている。
【００５８】
また、キャビティプレート２３０の下端部近傍の内部には、スペーサプレート３２、３６の間のマニホールドプレート３３、２３４のインク通路４３、２４４により、その面方向（図８では紙面奥方向に向かう方向）に延在する流路が形成されている。
【００５９】
従って、キャビティプレート２３０内部のその積層方向に延在する流路は、フィルタ上流側及び下流側ともほぼ同じ幅である。ここで、フィルタ２６０の下流側におけるフィルタ２６０とスペーサプレート３２との間隔は、フィルタ２６０の上流側におけるフィルタ２６０とインク供給部材７０の下面との間隔よりも小さくなっている。
【００６０】
以上説明したように、本実施の形態のインクジェットヘッドによると、フィルタ２６０の上流側におけるフィルタ２６０とインク供給部材７０の下面との間およびフィルタ２６０の下流側におけるフィルタ２６０とスペーサプレート３２との間にそれぞれ扁平な空間が設けられている。そのため、インクがインク供給部材７０の貫通孔７２からフィルタ２６０の上流側の扁平な空間に流れ込む際のインクの流速の低下が比較的小さくなる。従って、フィルタ６０の上流側における圧力の低下が少なくなるため、インクに溶け込んでいるエアが溶け込んだ状態のままでインクと共に流れ易くなる。
【００６１】
また、フィルタ２６０の下流側におけるフィルタ２６０とスペーサプレート３２との間隔が、フィルタ２６０の上流側におけるフィルタ２６０とインク供給部材７０の下面との間隔よりも小さくなっている。そのため、フィルタ２６０の下流側におけるインクの流速の低下がより小さくなるので、キャビティプレート２３０の流路内のフィルタ２６０の下流側近傍に残留する気泡がより少なくなり、その結果、フィルタ上流側での効果と相俟ってインクジェットヘッドにおけるインクの不吐出等の不具合が発生するのをより効果的に抑制することができる。
【００６２】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。例えば、上述の第１および第２の実施の形態では、フィルタ６０がキャビティプレート３０の最上層のベースプレート３７の供給孔５７内に配置されている場合について、一方、第３の実施の形態では、フィルタ２６０がマニホールドプレート２３４内に配置されている場合について説明しているが、キャビティプレートの積層方向に延在する流路内に配置されるフィルタの位置は任意に変更することができる。従って、フィルタの配置を変更することによって、フィルタの上流側におけるフィルタとインク供給部材の下面との間隔およびフィルタの下流側におけるフィルタとスペーサプレートとの間隔を変更することができる。
【００６３】
また、上述の第１〜第３の実施の形態では、フィルタ６０、２６０が、ベースプレート３７またはマニホールドイプレート２３４のそれぞれに形成された供給孔５７、２５４内に配置されて位置決めされている場合について説明しているが、フィルタはその他の構成によって位置決めされてもよい。また、フィルタ６０、２６０が、ベースプレート３７またはマニホールドプレート２３４と必ずしも別部材である必要はなく、ベースプレート３７またはマニホールドプレート２３４に対してフィルタ６０、２６０と同様の機能を有するように多数の貫通孔が形成されていてもよい。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によると、フィルタの上流側におけるフィルタと供給部材の平坦な面との間およびフィルタの下流側におけるフィルタとシート状部材の１つとの間に扁平な空間が設けられている。そのため、偏平な空間を通るインクの流速の低下が小さくなって、フィルタの近傍に残留する気泡が少なくなり、さらに、その気泡が成長するのが抑制される。その結果、気泡によるインクの不吐出等の不具合が発生するのを抑制することができる。
【００６５】
請求項２によると、ヘッド部の流路のうち積層方向に延在した部分を形成するシート状部材のそれぞれの開口において、フィルタの下流側においてフィルタと間隔をおいたシート状部材の開口が他のシート状部材の開口よりも小さくなっている。そのため、フィルタの下流側においてインクの流速が速くり、その結果、フィルタの下流側近傍において気泡が残留しにくくなるため、インクの不吐出等の不具合が発生するのを効果的に抑制することができる。
【００６６】
請求項３によると、１つのシート状部材に積層されたフィルタと同じ側に積層されるシート状部材にはフィルタを囲む開口が形成されているため、その開口が形成されたシート状部材の厚さとフィルタの厚さとによって、フィルタの上流側の扁平空間を所定の大きさに精度よく容易に形成することができる。
【００６７】
請求項４によると、フィルタと供給部材の平坦な面との間隔がフィルタの下流側におけるフィルタとシート状部材の１つとの間隔よりも小さくなっている。そのため、フィルタの上流側におけるインクの流速の低下がより小さくなるので、ヘッド部の流路内のフィルタの上流側近傍に残留する気泡がより少なくなり、さらに、その気泡が成長するのが抑制される。その結果、気泡によるインクの不吐出等の不具合が発生するのをより効果的に抑制することができる。
【００６８】
請求項５によると、フィルタの下流側におけるフィルタとシート状部材の１つとの間隔がフィルタと供給部材の平坦な面との間隔よりも小さくなっている。そのため、フィルタの下流側におけるインクの流速の低下がより小さくなるので、ヘッド部の流路内のフィルタの下流側近傍に残留する気泡がより少なくなり、さらに、その気泡が成長するのが抑制される。その結果、気泡によるインクの不吐出等の不具合が発生するのをより効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるインクジェットヘッドを示す分解斜視図である。
【図２】キャビティプレートの分解斜視図である。
【図３】キャビティプレートの部分的拡大斜視図である。
【図４】キャビティプレートの一端部近傍の断面図である。
【図５】第２の実施の形態に係るインクジェットヘッドに含まれるキャビティプレートの分解斜視図である。
【図６】図５に示すキャビティプレートの一端部近傍の断面図である。
【図７】第３の実施の形態に係るインクジェットヘッドに含まれるキャビティプレートの分解斜視図である。
【図８】図７に示すキャビティプレートの一端部近傍の断面図である。
【符号の説明】
１ インクジェットヘッド
３０、１３０、２３０ キャビティプレート（ヘッド部）
３１ ノズルプレート（シート状部材）
３２ スペーサプレート（シート状部材）
３３ マニホールドプレート（シート状部材）
３４ マニホールドプレート（シート状部材）
３５ マニホールドプレート（シート状部材）
３６ スペーサプレート（シート状部材）
３７、２３７ ベースプレート（シート状部材）
４１ ノズル
４３〜４５、１４４、２４４ インク通路
５６ 供給孔
５７、２５７ 供給孔
６０、２６０ フィルタ
７０ インク供給部材
７２ 貫通孔（流出口）
１３４ マニホールドプレート（シート状部材）
１３５ スペーサプレート（シート状部材）
２３４ マニホールドプレート（シート状部材）
２３５ スペーサプレート（シート状部材）
１５４、１５５ 供給孔
２５４、２５５ 供給孔
Claims (5)
- インク供給源から供給されたインクが流出する流出口を有する供給部材と、
複数のシート状部材が積層して構成され、その積層方向の一方の面に前記供給部材の前記流出口から流出するインクが流入する供給孔を有し且つ前記供給孔から前記積層方向に延在しその後前記シート状部材の面方向に延在した流路を有するヘッド部とを備えており、
前記ヘッド部は、前記流路のうち積層方向に延在した部分にフィルタを含んでおり、
前記供給部材の前記流出口の面積は前記ヘッド部の前記供給孔の面積よりも小さく、且つ、前記供給部材は前記流出口周囲の前記ヘッド部の供給孔と対向する面を平坦な面とするとともに、
前記フィルタの上流側における前記フィルタと前記供給部材の平坦な面との間および前記フィルタの下流側における前記フィルタと前記シート状部材の１つとの間を、それぞれ扁平な空間としたことを特徴とするインクジェットヘッド。 - 前記流路のうち積層方向に延在した部分は、前記シート状部材に形成した開口によって構成され、前記フィルタの下流側において前記フィルタと間隔をおいた前記シート状部材の前記開口を他の前記シート状部材の前記開口よりも小さくしたことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
- 前記フィルタは、１つのシート状部材に積層して構成され、前記シート状部材の前記フィルタと同じ側に積層されるシート状部材は、前記フィルタを囲む開口を有することを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェットヘッド。
- 前記フィルタの上流側における前記フィルタと前記供給部材の平坦な面との間隔は、前記フィルタの下流側における前記フィルタと前記シート状部材の１つとの間隔よりも小さいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
- 前記フィルタの下流側における前記フィルタと前記シート状部材の１つとの間隔は、前記フィルタの上流側における前記フィルタと前記供給部材の平坦な面との間隔よりも小さいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
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