インクジェット記録ヘッド
【課題】インクの吐出に伴うインク振動によるインク吐出不安定さを抑制するインクジェット記録ヘッドを提供する。
【解決手段】インクジェット記録ヘッドおよびそれを用いた記録装置において、タンクから当該タンク内の液体を吐出する吐出部１９への液体供給路が、吐出部１９を有する記録ヘッドユニット５とタンクホルダーユニット４との接合によって、タンクから当該タンク内の液体を吐出する吐出部１９への液体供給路が形成されており、この液体供給路に、気体を存在させるバッファ室が接続されている。
【解決手段】インクジェット記録ヘッドおよびそれを用いた記録装置において、タンクから当該タンク内の液体を吐出する吐出部１９への液体供給路が、吐出部１９を有する記録ヘッドユニット５とタンクホルダーユニット４との接合によって、タンクから当該タンク内の液体を吐出する吐出部１９への液体供給路が形成されており、この液体供給路に、気体を存在させるバッファ室が接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙や布などの記録媒体に対しインクを吐出させて記録を行うインクジェット記録ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、複写機、ファクシミリ等のプリント装置は、画像情報に基づき被記録材上にドットパターンからなる画像を記録していくよう構成されている。前記プリント装置は、そのプリント方式により、インクジェット方式、ワイヤドット式、サーマル式、レーザービーム式等に分けることができ、そのうちインクジェット式はインクジェットヘッドを備え、そのヘッドは液路にインクを吐出させるために利用される吐出エネルギーを発生するエネルギー変換手段を有し、インクをインク供給口から液室を介して上記液路に導き、ここでインクにエネルギー変換手段から与えられた吐出エネルギーによりインクを飛翔液滴として被記録材に向けて飛翔させ、その着弾により記録が行われるよう構成されている。中でも熱エネルギーを利用してインクを吐出するインクジェットヘッドは、記録用のインク滴を吐出して飛翔液滴を形成するためのインク吐出口を高密度に配列することが可能であるほか全体的にコンパクト化も容易であること等の利点があるため実用化されている。また近年においては高速記録の要求からインクジェットヘッドに配列されるノズル数も多ノズル化されるようになってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２１０８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながらインクジェット方式では流体であるインクを取り扱うために、インク振動により吐出ノズル内のメニスカス振動を大きく乱し画像品位の劣化を発生させることがある。特に高密度に多ノズル配列されたインクジェットヘッドにおいては単位時間あたりのインク移動量が多いため、吐出が停止された時のタンク系のインクの前方（ヘッド側）へ移動しようとする慣性力も大きくなり、この慣性力によりノズルに正圧がかかりメニスカスが飛び出した状態になる。このときに次の印字信号が入ると小さなインク滴が飛び散る、いわゆるスプラッシュ状の印字になってしまう。
【０００５】
図１２はインクジェットヘッドで所定の吐出をしたときの吐出パルスに対するインク流路内の圧力振動波形を示した図であり、図１３は図１２中のＡ区間（吐出開始前）、Ｂ区間（吐出動作中）、Ｃ区間（吐出停止直後）のメニスカスの様子を示すノズル断面図である。図１２に示すように吐出停止後の流路内の圧力振動振幅ａが大きく流路内圧が正圧になっており、この振動が次の吐出時のメニスカス振動を乱すことになる。詳しくは図１２中のＡ期間では図１３（Ａ）に示すように安定したメニスカスＭを形成しており、この状態でＢ期間のように吐出動作（発熱体５３のパルス駆動）を行うと図１３（Ｂ）のように良好な液滴５０を生じる。そして吐出を停止した直後のＣ期間に入ると、吐出口５１に向けての液移動の慣性により流路５２内圧力が大きく正圧となり、図１３（Ｃ）に示すように吐出口形成面に盛り上がった状態でメニスカスＭが形成されたり、最悪は吐出口５１よりインクが垂れ落ちる。したがって、前にも述べたように図１３（Ｃ）の状態で次ぎの吐出を開始すると小さなインク滴が飛び散り、良好に画像形成を行えない。
【０００６】
このような現象を解決する方法とし、フィルタ径やインク流路の変更により流抵抗調整を行いメニスカス振動を抑制することも行われている。しかし流抵抗を大きく設定すると吐出ノズルへのインク供給（リフィル）が間に合わなくなり吐出時に充分な吐出量が得られないために濃度不足を起こしたり、また流抵抗を小さくするとインクの供給は間に合うがメニスカス振動の振幅は逆に抑えられなくなり、設計範囲はかなり限定されてしまう。さらに別の方法として、共通液室にバッファ室を設け気泡を持たせることで圧力振動を吸収する方法がある（特開平６−２１０８７２号参照）。
【０００７】
これは圧力振動を抑える手段として完全であるが、共通液室にバッファを設けるため、バッファ容積や形状にほとんど自由度がなくなってしまう。またノズル近傍に気泡が存在するため気泡の成長によりインクの不吐出が発生する危険性が高くなる。
【０００８】
本発明は上述の課題を解決すべく成されたもので、インクの吐出に伴うインク振動によるインク吐出不安定さを抑制するインクジェット記録ヘッドを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、インクが供給される供給口と、該供給口から供給されたインクを保持する液室と、該液室から供給されたインクを吐出する吐出口と、を備えた記録ヘッドユニットと、
インクを収容するインクタンクが装着される装着部と、前記記録ヘッドユニットの使用状態における水平方向で前記供給口とは異なる位置に設けられた、前記インクタンクに収容されたインクを前記記録ヘッドユニットに供給するための導出口と、を備えたタンクホルダーユニットと、
を有するインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記タンクホルダーユニットに接合され、該タンクホルダーユニットと共に、前記導出口から供給されたインクを前記供給口に流すインク供給路と、該インク供給路に接続され気体を保持するバッファ部と、を形成する供給路形成部材を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、インク吐出のインク振動による流路内の圧力振動を抑え安定した吐出状態を保ち、常に高品位な画像を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のインクジェット記録ヘッドの第１の実施形態を示す模式的概略図である。
【図２】図１に示したインクジェット記録ヘッドの例を吐出口側から見た模式的概略図である。
【図３】図１および図２に示したインクジェット記録ヘッドの例を示す模式的断面図である。
【図４】図１および図２に示したバッファ室の拡大図である。
【図５】本発明によるバッファ室を有するインクジェット記録ヘッドにおけるバッファ容積と流路内圧力の関係を示す図である。
【図６】本発明のインクジェット記録ヘッドの流路内圧力振動波形図である。
【図７】本発明のインクジェット記録ヘッドの第２の実施形態によるバッファ室周辺の拡大図である。
【図８】本発明のインクジェット記録ヘッドの第３の実施形態によるバッファ室周辺の拡大図である。
【図９】本発明のインクジェット記録ヘッドの第４の実施形態によるバッファ室の拡大図である。
【図１０】本発明のインクジェット記録ヘッドの第５の実施形態の模式的断面図である。
【図１１】図１０に示したインクジェット記録ヘッドにおいてバッファ室を設けた流路形成部材を示す概略図である。
【図１２】従来からのインクジェットヘッドで所定の吐出をしたときの吐出パルスに対するインク流路内の圧力振動波形を示した図である。
【図１３】図１２中のＡ区間（吐出開始前）、Ｂ区間（吐出動作中）、Ｃ区間（吐出停止直後）のメニスカスの様子を示すノズル断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
（第１の実施の形態）
図１および図２は本発明のインクジェット記録ヘッドの第１の実施の形態である記録ヘッドカートリッジを模式的に示す分解斜視図であり、特に図１はカートリッジのタンク装着側から見た図で、図２はカートリッジの吐出口側を見た図である。
【００１４】
図１および図２で示す形態のヘッドカートリッジ１は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のカラー３色用とブラック（Ｂｋ）用の２つのインク吐出部１９を有する記録ヘッドユニット５と、独立した４色（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｂｋ）のインクタンク７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄと、各タンク７ａ〜７ｄが装着される装着部を含むタンクホルダーユニット４と、装着された各色のインクタンク７ａ〜７ｄと各色のインク吐出部１９を繋げるインク供給路を形成するための流路形成部材１とを備えている。
【００１５】
流路形成部材１およびタンクホルダーユニット４の接合面にはそれぞれインク供給路用溝２Ａ，２Ｂとこれに連通するバッファ室用溝３Ａ，３Ｂとが彫り込まれており、流路形成部材１とタンクホルダーユニット４の接合時に、インク供給路用溝２Ａ，２Ｂは管状のインク供給路を形成し、バッファ室用溝３Ａ，３Ｂはバッファ室（バッファ部）を形成する。バッファ室はインク振動を吸収するためにインク供給路に分岐して設けられた、気体を存在させるための室（空間部）である。タンクホルダーユニット４の流路形成部材１の接合面に設けられたインク供給路用溝２Ｂには、タンクホルダーユニット４に装着された各色（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｂｋ）のインクタンク内に収容されたインクを導出させるための液体導出口（Ｃ）４ａ，液体導出口（Ｍ）４ｂ，液体導出口（Ｙ）４ｃ，液体導出口（Ｂｋ）４ｄが形成されている。
【００１６】
流路形成部材１とタンクホルダーユニット４の貼り合わせは、インク供給路周囲及びバッファ室周囲がリークしないよう貼り合わせる必要があり、本実施形態においては流路形成部材１のインク供給路側溝２Ａ及びバッファ室側溝３Ａに沿って溶着リブ（図４参照）を設け、超音波溶着により接合を行った。これにより、インク供給路周囲及びバッファ室周囲のシールをシリコンシーラント剤等で行う場合よりもインク供給路及びバッファ室への気体透過率を抑えることができ、気体の成長によりインク供給路へ泡が混入して不吐出が発生するのを防ぐことができる。実際に本実施形態の３５℃／ｄｒｙ環境下の７２ｈｒ放置試験において、インク供給路を塞ぐ気体の成長は見られなかった。
【００１７】
また、流路形成部材１と記録ヘッドユニット５にはそれぞれ液体供給口が形成されている。記録ヘッドユニット５の液体供給口はカラー３色（Ｃ／Ｍ／Ｙ）を吐出するインク吐出部内の各色の独立した共通液室（不図示）に繋がる液体供給口（Ｃ）６ａ，液体供給口（Ｍ）６ｂ，液体供給口（Ｙ）６ｃと、ブラック（Ｂｋ）を吐出するインク吐出部内の共通液室に繋がる液体供給口（Ｂｋ）６ｄとからなる。一方、流路形成部材１の液体供給口は記録ヘッドユニット５の液体供給口６ａ〜６ｄの各々に対応する液体供給口（Ｃ）１ａ，液体供給口（Ｍ）１ｂ，液体供給口（Ｙ）１ｃと、液体供給口（Ｂｋ）１ｄとからなる。
【００１８】
タンクホルダーユニット４と流路形成部材１と記録ヘッドユニット５とを接合した状態では、Ｃ用タンク７ａのシアンインクはタンクホルダーユニット４の液体導出口（Ｃ）４ａ、流路形成部材１の液体供給口（Ｃ）１ａ、Ｃ用のインク供給路および記録ヘッドユニット５の液体供給口（Ｃ）６ａを通ってカラー３色用のインク吐出部内のＣ用共通液室に供給可能となる。他のタンク７ｂ〜７ｄについても同様に、所定のタンクから該タンク内のインクを吐出する吐出部の共通液室へ、各色独立したインク供給経路が形成される。
【００１９】
なお、図１及び図２では図を簡略化するために、ブラックインク用の液体導出口４ｄと連通するインク供給路のみにバッファ室を分岐して接続した様子を示したが、他のＣ，Ｍ，Ｙのインク色用のインク供給路にもバッファ室が形成されている。
【００２０】
図３は本発明に適用可能なタンク、タンクホルダーユニットおよび流路形成部材からなるインク供給系と記録ヘッドユニットとに形成されるインク供給経路の一例を示す模式的断面図であり、インクはインクタンク７からフィルタ１１を介してインク供給路９を通り共通液室１０に供給される。なお、図３は図１および図２に示した各部品を接合したときの断面図ではなく、本発明の構成によって形成される、タンクから共通液室へのインク供給経路を模式的に図示しただけである。符号２０は基板上に半導体プロセスを用いて吐出エネルギー発生素子としての発熱抵抗素子（吐出用ヒータ）１６が形成されたヒーターボードを指し示している。共通液室１０に供給されたインクは、ヒータ１６に対応して設けられたインク流路２１を通り、発熱抵抗素子１６による膜沸騰で発生する気泡の圧力波により吐出口から吐出される。
【００２１】
また本実施形態では、図３に示すように記録用紙Ｐの上方に在る記録ヘッドユニット５よりインク液滴をほぼ重力方向に吐出して記録用紙Ｐに画像を記録する記録装置を採用しており、タンクホルダーユニット４への流路形成部材１の接合で形成されるインク供給路９と、インク供給路９からバッファ室に連通する連通流路とは重力方向と直交する方向（水平方向）となるように設けられている。これにより、バッファ室によるインク振動の抑制を重力成分の影響を考慮しないで達成することができる。但し、図３に示す形態では記録ヘッドユニット５よりインク液滴をほぼ重力方向に吐出して記録を行う装置を示したが、本発明は記録時に少なくともバッファ室およびこれに連通するインク供給路９からの連通流路とが水平方向に形成されていればよく、記録滴の吐出方向は重力方向と交差する方向にあっても構わない。
【００２２】
図４は上述したバッファ室をより詳しく説明するために一例として、図２中の液体導出口（Ｂｋ）４ｄが形成されたインク供給路用溝２Ｂと連通するバッファ室用溝３Ｂ周辺を拡大した図である。この図を参照すると、タンクホルダーユニット４の流路形成部材１の接合面におけるバッファ室用溝３Ｂは、連通流路２２によりインク供給路用溝２Ｂと連通するよう形成されている。これと同様に、図１に示したように流路形成部材１のタンクホルダーユニット４の接合面のバッファ室用溝３Ａも、連通流路２２によりインク供給路用溝２Ａと連通するよう形成されている。また、タンクホルダーユニット４および流路形成部材１の各接合面にはインク供給路用溝、バッファ室用溝、および連通流路を囲むような溶着リブ３１を有する面部（溶着面部）が設けられている。
【００２３】
以下、図４を代表して説明すると、連通流路２２は記録装置本体による吸引回復時や記録ヘッド吐出時のインク流動方向（図４中矢印方向）に対して該インク流動方向の上流側へ９０度（垂直）以上の角度を持つように形成している。さらに、バッファ室用溝３Ｂは容積拡大部２３と連通流路２２によりインク供給路用溝２Ｂに向かって絞り込まれる形状で構成されている。連通流路２２の断面積はバッファ室断面積より小さいことがより好ましい。この形状により、流路形成部材などを接合して完成したヘッドカートリッジにおいて、インク供給路内インク流動時にバッファ室内にインクが流れ込み、バッファ室内の気体がインクに置換されてしまうことを防止することができる。本実施形態においては該角度を１２０度で行ったところ、本体吸引時及びインク吐出においてバッファ室内の気体がインクに置換されてしまうことはなかった。
【００２４】
また、インク振動の吸収性は存在する気体の容積によっても大きく変化する。図５はバッファ容積と吐出停止時に発生する流路内圧力振動振幅の関係を示す図である。この時の吐出条件は、吐出ノズル３０４ノズル、駆動周波数１８ｋＨｚであり、流量は約９ｇ／ｍｉｎで行った。この図からわかるようにバッファ容積が増えるに従い流路内の圧力振動振幅が小さくなっている。通常、流路内の圧力はインク停止状態（ノズルでのメニスカス保持力とインクタンクの発生する負圧の均衡状態）において、インクタンクの発生する負圧により静負圧がかかっている状態にある。図５における流路内圧力の０点は流路内が前記静負圧領域と正圧状態との境界となる点を示している。流路内が正圧状態のときノズルのメニスカスが飛び出した状態になり、このときに印字信号が入力されると印字品位を乱す結果となる。本実施形態においては、バッファ室容積が６ｍｍ3以上において良好な印字結果を得ることができた。ただし、ヘッドの吐出ノズル数や駆動周波数など仕様の違いによってはそれ以下であってもよい。本形態においては流路形成部材１にバッファ室を設けていることで容積を大きくとることができるとともに、形状的にも成形時のアンダカットなどを気にすることなく自由な形状が可能となる。
【００２５】
また、バッファ室が熱源であるヒーターボードより離れているため、バッファ室内の気体が発熱抵抗素子の駆動による熱の影響を受けることがない。従って、例えば長尺ヘッドのように熱量が大きく、バッファ室内の気体の量が多い場合であっても所望の性能を維持することができる。
【００２６】
図６は本実施形態においてバッファ室容積を１２ｍｍ3設けた場合の流路内圧力振動波形を示す概略図である。印字停止後の圧力振動振幅が従来ヘッドの場合（図１２参照）に比べ抑えられていることがわかる。
【００２７】
バッファ室内の気体は特に低温度環境下においてインクに溶解する。これによりバッファ室内の気体が消失しすべてインクに置換されたとすると、インク振動は吸収されずメニスカス振動は大きく乱れてしまう。空気の水に対する溶解度から計算すると、本実施形態における溶解量は０℃ １ａｔｍ環境下で３．４ｍｍ3でありバッファ室内の気体が消失することはない。実際に５℃ ３６０ｈｒの保存においてバッファ室内の気体が消失することはなく、保存後も良好な印字品位を得ることができた。またバッファ室の内壁に対し、撥水処理により撥水性を持たせることによってもバッファ室内の気体保持保証を高めることができる。
【００２８】
次に、上述した第１の実施の形態と異なる形態の例を挙げ、異なる点のみを説明する。
【００２９】
（第２の実施の形態）
図７は本発明の第２の実施の形態によるバッファ室周辺の構成を示す拡大図であり、ここでは第１の実施の形態と異なる点のみ説明する。特に図７では図４に示したバッファ室用溝３Ｂの変形例を示した。すなわち、タンクホルダーユニット４と流路形成部材１の接合で形成されるバッファ室は、少なくとも２つの容積拡大部２３及び２４を有しており、互いに容積拡大部よりも絞られた連通流路２２及び２５により連通されている。また溶着リブ３１は図４の構成に加えて容積拡大部２３及び連通流路２５の周囲にも形成されている。連通流路２２及び２５の断面積はバッファ室となる容積拡大部２３及び２４の断面積より小さいことがより好ましい。この構成により、完成したヘッドカートリッジ輸送中のイレギュラー的な減圧や振動によりバッファ室２３にインクが流れ込み、バッファ室内の気体が消失することを連通流路２２及び２５における圧力損失の影響により防止することが可能となる。
【００３０】
（第３の実施の形態）
図８は本発明の第３の実施の形態によるバッファ室周辺の構成を示す拡大図であり、ここでは第１の実施の形態と異なる点のみ説明する。
【００３１】
第１の実施の形態で図４を参照して説明したとおり、タンクホルダーユニットおよび流路形成部材の各接合面にインク供給路用溝、バッファ室用溝、および連通流路を囲むような溶着リブ３１を有する面部（溶着面部）を設けることにより、溶着接合により形成されるインク供給路およびバッファ室の内外を確実に遮断した。これに加えて、本形態では、インク供給路溶溝２Ｂとこれに分岐する連通流路２２との接続部分の溶着リブ３１の位置を図８中に丸で囲ったＡ部に示すように、インク供給路溶溝２Ｂおよび連通流路２２の側に第１の実施形態に比べて近づけ、溶着リブ３１内側の溶着面を狭くした。
【００３２】
この形態によれば、完成したヘッドカートリッジが搬送中や保存時にいかなる姿勢になっていても、イレギュラー的な振動、衝撃等により溶着リブ３１内側の溶着面を通じてバッファ室２３へとインクが流れ込み、バッファ室内の気体が消失することを防止することができる。また、図８のＡ部のような形態を上述した第２の実施の形態にも適用すれば、バッファ室内の気体保持保証を一層高めることができる。
【００３３】
（第４の実施の形態）
図９は本発明の第４の実施の形態によるバッファ室周辺の構成を示す拡大図である。ここでは第１の実施の形態と異なる点のみ説明する。
【００３４】
バッファ室は図４、図７、図８等のようにインク供給路の片側のみに接続されているものに限らず、図９に代表して表すように、インク供給路用溝２Ｂのバッファ室用溝３Ｂが接続された側とは反対側にも容積拡大部２６を設け、容積拡大部２６とインク供給路用溝２Ｂを容積拡大部２６よりも絞られた連通流路２７により接続した形態であってもよい。
【００３５】
この形態によれば、完成したヘッドカートリッジが搬送中や保存時にいかなる姿勢になっていても、イレギュラー的な振動、衝撃等によりバッファ室へとインクが流れ込み、バッファ室内の気体が消失することの発生確率が低く抑えられる。
【００３６】
もちろん、インク供給路の両側にバッファ室を本形態（図９）のように１つずつ形成する構成、又は複数形成する構成を、図７の形態と図８の形態のいずれか又は両方と組み合わせるように適用してもよい。この様にすれば、バッファ室内の気体保持保証を一層高めることができる。但し、インク供給路の両側のバッファ室にそれぞれ接続する連通流路については少なくとも一つが記録ヘッド吐出時等のインク流動方向に対し９０度以上の角度を持つように形成されていればよく、その他の連通流路の角度は特に同じ角度にする必要はなく、装置への装着形態などに応じた最適値に設定されていればよい。
【００３７】
（第５の実施の形態）
図１０は本発明のインクジェット記録ヘッドの第５の実施の形態を示す模式的断面図である。図１０中の符号２８は流路形成部材１とホルダユニット４との間に貼り合わされる別の流路形成部材を差し示しており、この流路形成部材２８には気体を存在させるためのバッファ室２９が設けられている。図１１は流路形成部材２８の概略斜視図である。バッファ室２９はインク供給路に向かって紋り込まれる形で形成されており、タンクホルダーユニット４との間に僅かなクリアランス３０を有している。つまり、バッファ室とインク供給路を連通する連通流路であるクリアランス３０の断面積はバッファ室２９の断面積より充分小さい。このような構成ではインクは瞬時にこのクリアランス部周囲全周をシールするためバッファ室２９において気液交換は行われず、バッファ室内に気体を保持することができる。このとき、バッファ室周囲においてリークが無いようにタンクホルダーユニット４と流路形成部材２８は接合されている必要がある。
【００３８】
本実施形態においては流路形成部材２８およびタンクホルダーユニット４の貼り合わせはバッファ室２９の周囲の接合面に溶着リブを設け、超音波溶着で行った。この構成においては、インク供給路２に対し気体を存在させるバッファ室を平面的に設けることがスペース等の関係で不可能である場合、高さ方向の変更だけでバッファ室を設けることが可能であり、ヘッドをコンパクト化できるメリットがある。このような形態と上述した第１から第５の実施の形態の各々を適宜組み合わせることで、記録ヘッドユニットとタンクホルダーユニットの間のインク供給路にバッファ室を設ける自由度が高くなる。
【００３９】
以上で説明したように、本発明によれば、以下の効果を奏する。タンクから当該タンク内の液体を吐出する吐出部への液体供給路が、吐出部を有する記録ヘッドユニットとタンクホルダーユニットとの接合によって形成されるインクジェット記録ヘッドおよびそれを用いた記録装置において、前記液体供給路に、気体を存在させるバッファ室を接続していることにより、インク吐出のインク振動による流路内の圧力振動を抑え安定した吐出状態を保ち、常に高品位な画像を得ることが可能となる。
【００４０】
また、前記液体供給路および前記バッファ室を、前記タンクホルダーユニットと１つ又は複数の供給路形成部材との接合によって形成することで、液体供給経路やバッファ室の形状や配置位置の自由度が増す。
【００４１】
また、前記液体供給路を重力方向と直交する方向になるように構成していることにより、バッファ室によるインク振動の抑制を重力成分の影響を考慮しないで達成することができる。
【００４２】
また、前記バッファ室と前記液体供給路を接続する流路を、タンクから吐出部へ向かう流動方向に対し上流側へ９０度以上の角度をもって配することにより、インク供給路内インク流動時にバッファ室内にインクが流れ込み、バッファ室内の気体がインクに置換されてしまうことを防止することができる。さらに、前記バッファ室と前記液体供給路を接続する流路の断面積を前記バッファ室の断面積より小さくすると、バッファ室内の気体の消失をより効果的に防止できる。また、前記バッファ室の内壁を撥水処理しておくことによっても、バッファ室内の気体保持保証を高めることができる。
【符号の説明】
【００４３】
１、２８ 流路形成部材
１ａ 液体供給口（Ｃ）
１ｂ 液体供給口（Ｍ）
１ｃ 液体供給口（Ｙ）
１ｄ 液体供給口（Ｂｋ）
２Ａ、２Ｂ インク供給路用溝
３Ａ、３Ｂ バッファ室用溝
４ タンクホルダーユニット
４ａ 液体導出口（Ｃ）
４ｂ 液体導出口（Ｍ）
４ｃ 液体導出口（Ｙ）
４ｄ 液体導出口（Ｂｋ）
５ 記録ヘッドユニット
６ａ 液体供給口（Ｃ）
６ｂ 液体供給口（Ｍ）
６ｃ 液体供給口（Ｙ）
６ｄ 液体供給口（Ｂｋ）
７ インクタンク
７ａ インクタンク（Ｃ）
７ｂ インクタンク（Ｍ）
７ｃ インクタンク（Ｙ）
７ｄ インクタンク（Ｂｋ）
９ インク供給路
１０ 共通液室
１１ フィルタ
１３ タンクジョイントシール
１４ 吐出ユニットジョイントシール
１５ ベースプレート
１６ ヒータ
１７ インク液滴
２０ ヒーターボード
２１ インク流路
２２、２５、２７ バッファ室連通流路
２３、２４、２６ バッファ室容積拡大部
２９ バッファ室
３０ クリアランス
３１ 溶着リブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙や布などの記録媒体に対しインクを吐出させて記録を行うインクジェット記録ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、複写機、ファクシミリ等のプリント装置は、画像情報に基づき被記録材上にドットパターンからなる画像を記録していくよう構成されている。前記プリント装置は、そのプリント方式により、インクジェット方式、ワイヤドット式、サーマル式、レーザービーム式等に分けることができ、そのうちインクジェット式はインクジェットヘッドを備え、そのヘッドは液路にインクを吐出させるために利用される吐出エネルギーを発生するエネルギー変換手段を有し、インクをインク供給口から液室を介して上記液路に導き、ここでインクにエネルギー変換手段から与えられた吐出エネルギーによりインクを飛翔液滴として被記録材に向けて飛翔させ、その着弾により記録が行われるよう構成されている。中でも熱エネルギーを利用してインクを吐出するインクジェットヘッドは、記録用のインク滴を吐出して飛翔液滴を形成するためのインク吐出口を高密度に配列することが可能であるほか全体的にコンパクト化も容易であること等の利点があるため実用化されている。また近年においては高速記録の要求からインクジェットヘッドに配列されるノズル数も多ノズル化されるようになってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２１０８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながらインクジェット方式では流体であるインクを取り扱うために、インク振動により吐出ノズル内のメニスカス振動を大きく乱し画像品位の劣化を発生させることがある。特に高密度に多ノズル配列されたインクジェットヘッドにおいては単位時間あたりのインク移動量が多いため、吐出が停止された時のタンク系のインクの前方（ヘッド側）へ移動しようとする慣性力も大きくなり、この慣性力によりノズルに正圧がかかりメニスカスが飛び出した状態になる。このときに次の印字信号が入ると小さなインク滴が飛び散る、いわゆるスプラッシュ状の印字になってしまう。
【０００５】
図１２はインクジェットヘッドで所定の吐出をしたときの吐出パルスに対するインク流路内の圧力振動波形を示した図であり、図１３は図１２中のＡ区間（吐出開始前）、Ｂ区間（吐出動作中）、Ｃ区間（吐出停止直後）のメニスカスの様子を示すノズル断面図である。図１２に示すように吐出停止後の流路内の圧力振動振幅ａが大きく流路内圧が正圧になっており、この振動が次の吐出時のメニスカス振動を乱すことになる。詳しくは図１２中のＡ期間では図１３（Ａ）に示すように安定したメニスカスＭを形成しており、この状態でＢ期間のように吐出動作（発熱体５３のパルス駆動）を行うと図１３（Ｂ）のように良好な液滴５０を生じる。そして吐出を停止した直後のＣ期間に入ると、吐出口５１に向けての液移動の慣性により流路５２内圧力が大きく正圧となり、図１３（Ｃ）に示すように吐出口形成面に盛り上がった状態でメニスカスＭが形成されたり、最悪は吐出口５１よりインクが垂れ落ちる。したがって、前にも述べたように図１３（Ｃ）の状態で次ぎの吐出を開始すると小さなインク滴が飛び散り、良好に画像形成を行えない。
【０００６】
このような現象を解決する方法とし、フィルタ径やインク流路の変更により流抵抗調整を行いメニスカス振動を抑制することも行われている。しかし流抵抗を大きく設定すると吐出ノズルへのインク供給（リフィル）が間に合わなくなり吐出時に充分な吐出量が得られないために濃度不足を起こしたり、また流抵抗を小さくするとインクの供給は間に合うがメニスカス振動の振幅は逆に抑えられなくなり、設計範囲はかなり限定されてしまう。さらに別の方法として、共通液室にバッファ室を設け気泡を持たせることで圧力振動を吸収する方法がある（特開平６−２１０８７２号参照）。
【０００７】
これは圧力振動を抑える手段として完全であるが、共通液室にバッファを設けるため、バッファ容積や形状にほとんど自由度がなくなってしまう。またノズル近傍に気泡が存在するため気泡の成長によりインクの不吐出が発生する危険性が高くなる。
【０００８】
本発明は上述の課題を解決すべく成されたもので、インクの吐出に伴うインク振動によるインク吐出不安定さを抑制するインクジェット記録ヘッドを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、インクが供給される供給口と、該供給口から供給されたインクを保持する液室と、該液室から供給されたインクを吐出する吐出口と、を備えた記録ヘッドユニットと、
インクを収容するインクタンクが装着される装着部と、前記記録ヘッドユニットの使用状態における水平方向で前記供給口とは異なる位置に設けられた、前記インクタンクに収容されたインクを前記記録ヘッドユニットに供給するための導出口と、を備えたタンクホルダーユニットと、
を有するインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記タンクホルダーユニットに接合され、該タンクホルダーユニットと共に、前記導出口から供給されたインクを前記供給口に流すインク供給路と、該インク供給路に接続され気体を保持するバッファ部と、を形成する供給路形成部材を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、インク吐出のインク振動による流路内の圧力振動を抑え安定した吐出状態を保ち、常に高品位な画像を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のインクジェット記録ヘッドの第１の実施形態を示す模式的概略図である。
【図２】図１に示したインクジェット記録ヘッドの例を吐出口側から見た模式的概略図である。
【図３】図１および図２に示したインクジェット記録ヘッドの例を示す模式的断面図である。
【図４】図１および図２に示したバッファ室の拡大図である。
【図５】本発明によるバッファ室を有するインクジェット記録ヘッドにおけるバッファ容積と流路内圧力の関係を示す図である。
【図６】本発明のインクジェット記録ヘッドの流路内圧力振動波形図である。
【図７】本発明のインクジェット記録ヘッドの第２の実施形態によるバッファ室周辺の拡大図である。
【図８】本発明のインクジェット記録ヘッドの第３の実施形態によるバッファ室周辺の拡大図である。
【図９】本発明のインクジェット記録ヘッドの第４の実施形態によるバッファ室の拡大図である。
【図１０】本発明のインクジェット記録ヘッドの第５の実施形態の模式的断面図である。
【図１１】図１０に示したインクジェット記録ヘッドにおいてバッファ室を設けた流路形成部材を示す概略図である。
【図１２】従来からのインクジェットヘッドで所定の吐出をしたときの吐出パルスに対するインク流路内の圧力振動波形を示した図である。
【図１３】図１２中のＡ区間（吐出開始前）、Ｂ区間（吐出動作中）、Ｃ区間（吐出停止直後）のメニスカスの様子を示すノズル断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
（第１の実施の形態）
図１および図２は本発明のインクジェット記録ヘッドの第１の実施の形態である記録ヘッドカートリッジを模式的に示す分解斜視図であり、特に図１はカートリッジのタンク装着側から見た図で、図２はカートリッジの吐出口側を見た図である。
【００１４】
図１および図２で示す形態のヘッドカートリッジ１は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のカラー３色用とブラック（Ｂｋ）用の２つのインク吐出部１９を有する記録ヘッドユニット５と、独立した４色（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｂｋ）のインクタンク７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄと、各タンク７ａ〜７ｄが装着される装着部を含むタンクホルダーユニット４と、装着された各色のインクタンク７ａ〜７ｄと各色のインク吐出部１９を繋げるインク供給路を形成するための流路形成部材１とを備えている。
【００１５】
流路形成部材１およびタンクホルダーユニット４の接合面にはそれぞれインク供給路用溝２Ａ，２Ｂとこれに連通するバッファ室用溝３Ａ，３Ｂとが彫り込まれており、流路形成部材１とタンクホルダーユニット４の接合時に、インク供給路用溝２Ａ，２Ｂは管状のインク供給路を形成し、バッファ室用溝３Ａ，３Ｂはバッファ室（バッファ部）を形成する。バッファ室はインク振動を吸収するためにインク供給路に分岐して設けられた、気体を存在させるための室（空間部）である。タンクホルダーユニット４の流路形成部材１の接合面に設けられたインク供給路用溝２Ｂには、タンクホルダーユニット４に装着された各色（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｂｋ）のインクタンク内に収容されたインクを導出させるための液体導出口（Ｃ）４ａ，液体導出口（Ｍ）４ｂ，液体導出口（Ｙ）４ｃ，液体導出口（Ｂｋ）４ｄが形成されている。
【００１６】
流路形成部材１とタンクホルダーユニット４の貼り合わせは、インク供給路周囲及びバッファ室周囲がリークしないよう貼り合わせる必要があり、本実施形態においては流路形成部材１のインク供給路側溝２Ａ及びバッファ室側溝３Ａに沿って溶着リブ（図４参照）を設け、超音波溶着により接合を行った。これにより、インク供給路周囲及びバッファ室周囲のシールをシリコンシーラント剤等で行う場合よりもインク供給路及びバッファ室への気体透過率を抑えることができ、気体の成長によりインク供給路へ泡が混入して不吐出が発生するのを防ぐことができる。実際に本実施形態の３５℃／ｄｒｙ環境下の７２ｈｒ放置試験において、インク供給路を塞ぐ気体の成長は見られなかった。
【００１７】
また、流路形成部材１と記録ヘッドユニット５にはそれぞれ液体供給口が形成されている。記録ヘッドユニット５の液体供給口はカラー３色（Ｃ／Ｍ／Ｙ）を吐出するインク吐出部内の各色の独立した共通液室（不図示）に繋がる液体供給口（Ｃ）６ａ，液体供給口（Ｍ）６ｂ，液体供給口（Ｙ）６ｃと、ブラック（Ｂｋ）を吐出するインク吐出部内の共通液室に繋がる液体供給口（Ｂｋ）６ｄとからなる。一方、流路形成部材１の液体供給口は記録ヘッドユニット５の液体供給口６ａ〜６ｄの各々に対応する液体供給口（Ｃ）１ａ，液体供給口（Ｍ）１ｂ，液体供給口（Ｙ）１ｃと、液体供給口（Ｂｋ）１ｄとからなる。
【００１８】
タンクホルダーユニット４と流路形成部材１と記録ヘッドユニット５とを接合した状態では、Ｃ用タンク７ａのシアンインクはタンクホルダーユニット４の液体導出口（Ｃ）４ａ、流路形成部材１の液体供給口（Ｃ）１ａ、Ｃ用のインク供給路および記録ヘッドユニット５の液体供給口（Ｃ）６ａを通ってカラー３色用のインク吐出部内のＣ用共通液室に供給可能となる。他のタンク７ｂ〜７ｄについても同様に、所定のタンクから該タンク内のインクを吐出する吐出部の共通液室へ、各色独立したインク供給経路が形成される。
【００１９】
なお、図１及び図２では図を簡略化するために、ブラックインク用の液体導出口４ｄと連通するインク供給路のみにバッファ室を分岐して接続した様子を示したが、他のＣ，Ｍ，Ｙのインク色用のインク供給路にもバッファ室が形成されている。
【００２０】
図３は本発明に適用可能なタンク、タンクホルダーユニットおよび流路形成部材からなるインク供給系と記録ヘッドユニットとに形成されるインク供給経路の一例を示す模式的断面図であり、インクはインクタンク７からフィルタ１１を介してインク供給路９を通り共通液室１０に供給される。なお、図３は図１および図２に示した各部品を接合したときの断面図ではなく、本発明の構成によって形成される、タンクから共通液室へのインク供給経路を模式的に図示しただけである。符号２０は基板上に半導体プロセスを用いて吐出エネルギー発生素子としての発熱抵抗素子（吐出用ヒータ）１６が形成されたヒーターボードを指し示している。共通液室１０に供給されたインクは、ヒータ１６に対応して設けられたインク流路２１を通り、発熱抵抗素子１６による膜沸騰で発生する気泡の圧力波により吐出口から吐出される。
【００２１】
また本実施形態では、図３に示すように記録用紙Ｐの上方に在る記録ヘッドユニット５よりインク液滴をほぼ重力方向に吐出して記録用紙Ｐに画像を記録する記録装置を採用しており、タンクホルダーユニット４への流路形成部材１の接合で形成されるインク供給路９と、インク供給路９からバッファ室に連通する連通流路とは重力方向と直交する方向（水平方向）となるように設けられている。これにより、バッファ室によるインク振動の抑制を重力成分の影響を考慮しないで達成することができる。但し、図３に示す形態では記録ヘッドユニット５よりインク液滴をほぼ重力方向に吐出して記録を行う装置を示したが、本発明は記録時に少なくともバッファ室およびこれに連通するインク供給路９からの連通流路とが水平方向に形成されていればよく、記録滴の吐出方向は重力方向と交差する方向にあっても構わない。
【００２２】
図４は上述したバッファ室をより詳しく説明するために一例として、図２中の液体導出口（Ｂｋ）４ｄが形成されたインク供給路用溝２Ｂと連通するバッファ室用溝３Ｂ周辺を拡大した図である。この図を参照すると、タンクホルダーユニット４の流路形成部材１の接合面におけるバッファ室用溝３Ｂは、連通流路２２によりインク供給路用溝２Ｂと連通するよう形成されている。これと同様に、図１に示したように流路形成部材１のタンクホルダーユニット４の接合面のバッファ室用溝３Ａも、連通流路２２によりインク供給路用溝２Ａと連通するよう形成されている。また、タンクホルダーユニット４および流路形成部材１の各接合面にはインク供給路用溝、バッファ室用溝、および連通流路を囲むような溶着リブ３１を有する面部（溶着面部）が設けられている。
【００２３】
以下、図４を代表して説明すると、連通流路２２は記録装置本体による吸引回復時や記録ヘッド吐出時のインク流動方向（図４中矢印方向）に対して該インク流動方向の上流側へ９０度（垂直）以上の角度を持つように形成している。さらに、バッファ室用溝３Ｂは容積拡大部２３と連通流路２２によりインク供給路用溝２Ｂに向かって絞り込まれる形状で構成されている。連通流路２２の断面積はバッファ室断面積より小さいことがより好ましい。この形状により、流路形成部材などを接合して完成したヘッドカートリッジにおいて、インク供給路内インク流動時にバッファ室内にインクが流れ込み、バッファ室内の気体がインクに置換されてしまうことを防止することができる。本実施形態においては該角度を１２０度で行ったところ、本体吸引時及びインク吐出においてバッファ室内の気体がインクに置換されてしまうことはなかった。
【００２４】
また、インク振動の吸収性は存在する気体の容積によっても大きく変化する。図５はバッファ容積と吐出停止時に発生する流路内圧力振動振幅の関係を示す図である。この時の吐出条件は、吐出ノズル３０４ノズル、駆動周波数１８ｋＨｚであり、流量は約９ｇ／ｍｉｎで行った。この図からわかるようにバッファ容積が増えるに従い流路内の圧力振動振幅が小さくなっている。通常、流路内の圧力はインク停止状態（ノズルでのメニスカス保持力とインクタンクの発生する負圧の均衡状態）において、インクタンクの発生する負圧により静負圧がかかっている状態にある。図５における流路内圧力の０点は流路内が前記静負圧領域と正圧状態との境界となる点を示している。流路内が正圧状態のときノズルのメニスカスが飛び出した状態になり、このときに印字信号が入力されると印字品位を乱す結果となる。本実施形態においては、バッファ室容積が６ｍｍ3以上において良好な印字結果を得ることができた。ただし、ヘッドの吐出ノズル数や駆動周波数など仕様の違いによってはそれ以下であってもよい。本形態においては流路形成部材１にバッファ室を設けていることで容積を大きくとることができるとともに、形状的にも成形時のアンダカットなどを気にすることなく自由な形状が可能となる。
【００２５】
また、バッファ室が熱源であるヒーターボードより離れているため、バッファ室内の気体が発熱抵抗素子の駆動による熱の影響を受けることがない。従って、例えば長尺ヘッドのように熱量が大きく、バッファ室内の気体の量が多い場合であっても所望の性能を維持することができる。
【００２６】
図６は本実施形態においてバッファ室容積を１２ｍｍ3設けた場合の流路内圧力振動波形を示す概略図である。印字停止後の圧力振動振幅が従来ヘッドの場合（図１２参照）に比べ抑えられていることがわかる。
【００２７】
バッファ室内の気体は特に低温度環境下においてインクに溶解する。これによりバッファ室内の気体が消失しすべてインクに置換されたとすると、インク振動は吸収されずメニスカス振動は大きく乱れてしまう。空気の水に対する溶解度から計算すると、本実施形態における溶解量は０℃ １ａｔｍ環境下で３．４ｍｍ3でありバッファ室内の気体が消失することはない。実際に５℃ ３６０ｈｒの保存においてバッファ室内の気体が消失することはなく、保存後も良好な印字品位を得ることができた。またバッファ室の内壁に対し、撥水処理により撥水性を持たせることによってもバッファ室内の気体保持保証を高めることができる。
【００２８】
次に、上述した第１の実施の形態と異なる形態の例を挙げ、異なる点のみを説明する。
【００２９】
（第２の実施の形態）
図７は本発明の第２の実施の形態によるバッファ室周辺の構成を示す拡大図であり、ここでは第１の実施の形態と異なる点のみ説明する。特に図７では図４に示したバッファ室用溝３Ｂの変形例を示した。すなわち、タンクホルダーユニット４と流路形成部材１の接合で形成されるバッファ室は、少なくとも２つの容積拡大部２３及び２４を有しており、互いに容積拡大部よりも絞られた連通流路２２及び２５により連通されている。また溶着リブ３１は図４の構成に加えて容積拡大部２３及び連通流路２５の周囲にも形成されている。連通流路２２及び２５の断面積はバッファ室となる容積拡大部２３及び２４の断面積より小さいことがより好ましい。この構成により、完成したヘッドカートリッジ輸送中のイレギュラー的な減圧や振動によりバッファ室２３にインクが流れ込み、バッファ室内の気体が消失することを連通流路２２及び２５における圧力損失の影響により防止することが可能となる。
【００３０】
（第３の実施の形態）
図８は本発明の第３の実施の形態によるバッファ室周辺の構成を示す拡大図であり、ここでは第１の実施の形態と異なる点のみ説明する。
【００３１】
第１の実施の形態で図４を参照して説明したとおり、タンクホルダーユニットおよび流路形成部材の各接合面にインク供給路用溝、バッファ室用溝、および連通流路を囲むような溶着リブ３１を有する面部（溶着面部）を設けることにより、溶着接合により形成されるインク供給路およびバッファ室の内外を確実に遮断した。これに加えて、本形態では、インク供給路溶溝２Ｂとこれに分岐する連通流路２２との接続部分の溶着リブ３１の位置を図８中に丸で囲ったＡ部に示すように、インク供給路溶溝２Ｂおよび連通流路２２の側に第１の実施形態に比べて近づけ、溶着リブ３１内側の溶着面を狭くした。
【００３２】
この形態によれば、完成したヘッドカートリッジが搬送中や保存時にいかなる姿勢になっていても、イレギュラー的な振動、衝撃等により溶着リブ３１内側の溶着面を通じてバッファ室２３へとインクが流れ込み、バッファ室内の気体が消失することを防止することができる。また、図８のＡ部のような形態を上述した第２の実施の形態にも適用すれば、バッファ室内の気体保持保証を一層高めることができる。
【００３３】
（第４の実施の形態）
図９は本発明の第４の実施の形態によるバッファ室周辺の構成を示す拡大図である。ここでは第１の実施の形態と異なる点のみ説明する。
【００３４】
バッファ室は図４、図７、図８等のようにインク供給路の片側のみに接続されているものに限らず、図９に代表して表すように、インク供給路用溝２Ｂのバッファ室用溝３Ｂが接続された側とは反対側にも容積拡大部２６を設け、容積拡大部２６とインク供給路用溝２Ｂを容積拡大部２６よりも絞られた連通流路２７により接続した形態であってもよい。
【００３５】
この形態によれば、完成したヘッドカートリッジが搬送中や保存時にいかなる姿勢になっていても、イレギュラー的な振動、衝撃等によりバッファ室へとインクが流れ込み、バッファ室内の気体が消失することの発生確率が低く抑えられる。
【００３６】
もちろん、インク供給路の両側にバッファ室を本形態（図９）のように１つずつ形成する構成、又は複数形成する構成を、図７の形態と図８の形態のいずれか又は両方と組み合わせるように適用してもよい。この様にすれば、バッファ室内の気体保持保証を一層高めることができる。但し、インク供給路の両側のバッファ室にそれぞれ接続する連通流路については少なくとも一つが記録ヘッド吐出時等のインク流動方向に対し９０度以上の角度を持つように形成されていればよく、その他の連通流路の角度は特に同じ角度にする必要はなく、装置への装着形態などに応じた最適値に設定されていればよい。
【００３７】
（第５の実施の形態）
図１０は本発明のインクジェット記録ヘッドの第５の実施の形態を示す模式的断面図である。図１０中の符号２８は流路形成部材１とホルダユニット４との間に貼り合わされる別の流路形成部材を差し示しており、この流路形成部材２８には気体を存在させるためのバッファ室２９が設けられている。図１１は流路形成部材２８の概略斜視図である。バッファ室２９はインク供給路に向かって紋り込まれる形で形成されており、タンクホルダーユニット４との間に僅かなクリアランス３０を有している。つまり、バッファ室とインク供給路を連通する連通流路であるクリアランス３０の断面積はバッファ室２９の断面積より充分小さい。このような構成ではインクは瞬時にこのクリアランス部周囲全周をシールするためバッファ室２９において気液交換は行われず、バッファ室内に気体を保持することができる。このとき、バッファ室周囲においてリークが無いようにタンクホルダーユニット４と流路形成部材２８は接合されている必要がある。
【００３８】
本実施形態においては流路形成部材２８およびタンクホルダーユニット４の貼り合わせはバッファ室２９の周囲の接合面に溶着リブを設け、超音波溶着で行った。この構成においては、インク供給路２に対し気体を存在させるバッファ室を平面的に設けることがスペース等の関係で不可能である場合、高さ方向の変更だけでバッファ室を設けることが可能であり、ヘッドをコンパクト化できるメリットがある。このような形態と上述した第１から第５の実施の形態の各々を適宜組み合わせることで、記録ヘッドユニットとタンクホルダーユニットの間のインク供給路にバッファ室を設ける自由度が高くなる。
【００３９】
以上で説明したように、本発明によれば、以下の効果を奏する。タンクから当該タンク内の液体を吐出する吐出部への液体供給路が、吐出部を有する記録ヘッドユニットとタンクホルダーユニットとの接合によって形成されるインクジェット記録ヘッドおよびそれを用いた記録装置において、前記液体供給路に、気体を存在させるバッファ室を接続していることにより、インク吐出のインク振動による流路内の圧力振動を抑え安定した吐出状態を保ち、常に高品位な画像を得ることが可能となる。
【００４０】
また、前記液体供給路および前記バッファ室を、前記タンクホルダーユニットと１つ又は複数の供給路形成部材との接合によって形成することで、液体供給経路やバッファ室の形状や配置位置の自由度が増す。
【００４１】
また、前記液体供給路を重力方向と直交する方向になるように構成していることにより、バッファ室によるインク振動の抑制を重力成分の影響を考慮しないで達成することができる。
【００４２】
また、前記バッファ室と前記液体供給路を接続する流路を、タンクから吐出部へ向かう流動方向に対し上流側へ９０度以上の角度をもって配することにより、インク供給路内インク流動時にバッファ室内にインクが流れ込み、バッファ室内の気体がインクに置換されてしまうことを防止することができる。さらに、前記バッファ室と前記液体供給路を接続する流路の断面積を前記バッファ室の断面積より小さくすると、バッファ室内の気体の消失をより効果的に防止できる。また、前記バッファ室の内壁を撥水処理しておくことによっても、バッファ室内の気体保持保証を高めることができる。
【符号の説明】
【００４３】
１、２８ 流路形成部材
１ａ 液体供給口（Ｃ）
１ｂ 液体供給口（Ｍ）
１ｃ 液体供給口（Ｙ）
１ｄ 液体供給口（Ｂｋ）
２Ａ、２Ｂ インク供給路用溝
３Ａ、３Ｂ バッファ室用溝
４ タンクホルダーユニット
４ａ 液体導出口（Ｃ）
４ｂ 液体導出口（Ｍ）
４ｃ 液体導出口（Ｙ）
４ｄ 液体導出口（Ｂｋ）
５ 記録ヘッドユニット
６ａ 液体供給口（Ｃ）
６ｂ 液体供給口（Ｍ）
６ｃ 液体供給口（Ｙ）
６ｄ 液体供給口（Ｂｋ）
７ インクタンク
７ａ インクタンク（Ｃ）
７ｂ インクタンク（Ｍ）
７ｃ インクタンク（Ｙ）
７ｄ インクタンク（Ｂｋ）
９ インク供給路
１０ 共通液室
１１ フィルタ
１３ タンクジョイントシール
１４ 吐出ユニットジョイントシール
１５ ベースプレート
１６ ヒータ
１７ インク液滴
２０ ヒーターボード
２１ インク流路
２２、２５、２７ バッファ室連通流路
２３、２４、２６ バッファ室容積拡大部
２９ バッファ室
３０ クリアランス
３１ 溶着リブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクが供給される供給口と、該供給口から供給されたインクを保持する液室と、該液室から供給されたインクを吐出する吐出口と、を備えた記録ヘッドユニットと、
インクを収容するインクタンクが装着される装着部と、前記記録ヘッドユニットの使用状態における水平方向で前記供給口とは異なる位置に設けられた、前記インクタンクに収容されたインクを前記記録ヘッドユニットに供給するための導出口と、を備えたタンクホルダーユニットと、
を有するインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記タンクホルダーユニットに接合され、該タンクホルダーユニットと共に、前記導出口から供給されたインクを前記供給口に流すインク供給路と、該インク供給路に接続され気体を保持するバッファ部と、を形成する供給路形成部材を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項２】
前記インク供給路は、前記インクタンクから供給されたインクを前記供給口に供給する開口を備えることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項３】
前記使用状態において、前記インク供給路と、該インク供給路と前記バッファ部とを接続する流路とが、互いに水平方向に配されてい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記録ヘッド。
【請求項４】
前記インク供給路と前記バッファ部とを接続する流路は、前記インク供給路に対して垂直に延びている、または、垂直よりも前記インク供給路のインクの流動方向の上流側に向かって延びていることを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項５】
前記インク供給路と前記バッファ部とを接続する流路の前記インク供給路に対する接続方向、に垂直な方向に関する、前記流路の断面積は、前記バッファ部の前記流路に対する接続方向、に垂直な方向に関する、前記バッファ部の断面積より小さいことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項６】
前記バッファ部の内壁は撥水処理されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項１】
インクが供給される供給口と、該供給口から供給されたインクを保持する液室と、該液室から供給されたインクを吐出する吐出口と、を備えた記録ヘッドユニットと、
インクを収容するインクタンクが装着される装着部と、前記記録ヘッドユニットの使用状態における水平方向で前記供給口とは異なる位置に設けられた、前記インクタンクに収容されたインクを前記記録ヘッドユニットに供給するための導出口と、を備えたタンクホルダーユニットと、
を有するインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記タンクホルダーユニットに接合され、該タンクホルダーユニットと共に、前記導出口から供給されたインクを前記供給口に流すインク供給路と、該インク供給路に接続され気体を保持するバッファ部と、を形成する供給路形成部材を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項２】
前記インク供給路は、前記インクタンクから供給されたインクを前記供給口に供給する開口を備えることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項３】
前記使用状態において、前記インク供給路と、該インク供給路と前記バッファ部とを接続する流路とが、互いに水平方向に配されてい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記録ヘッド。
【請求項４】
前記インク供給路と前記バッファ部とを接続する流路は、前記インク供給路に対して垂直に延びている、または、垂直よりも前記インク供給路のインクの流動方向の上流側に向かって延びていることを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項５】
前記インク供給路と前記バッファ部とを接続する流路の前記インク供給路に対する接続方向、に垂直な方向に関する、前記流路の断面積は、前記バッファ部の前記流路に対する接続方向、に垂直な方向に関する、前記バッファ部の断面積より小さいことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項６】
前記バッファ部の内壁は撥水処理されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−１６１９３４（Ｐ２０１１−１６１９３４Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２４３３３（Ｐ２０１１−１２４３３３）
【出願日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【分割の表示】特願２００１−２６７３０８（Ｐ２００１−２６７３０８）の分割
【原出願日】平成１３年９月４日（２００１．９．４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【分割の表示】特願２００１−２６７３０８（Ｐ２００１−２６７３０８）の分割
【原出願日】平成１３年９月４日（２００１．９．４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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