液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
【課題】フィルターの面積及びフィルター室の容積を最大限に確保し、且つ小型化することができる液体噴射ヘッドを提供する。
【解決手段】流路部材２０は、液体が供給される複数の液体室５３と、各液体室５３に連通すると共にフィルター５９が設けられたフィルター室５６と、を備え、液体室５３及びフィルター室５６を通過した液体がヘッド本体９０に供給され、且つ液体室５３に開口して、各フィルター室５６に連通する流入口５４が一列に揃って設けられており、フィルター室５６は、第１列に複数並設された第１フィルター室５６１と、第２列に複数並設された第２フィルター室５６２と、を具備し、第１フィルター室５６１には、流入口５４が直接開口し、第１フィルター室５６１と第１フィルター室５６１に隣り合う第２フィルター室５６２との間には、第２フィルター室５６２と対応する液体室５３の流入口５４とを連通する連通流路５５が設けられている。
【解決手段】流路部材２０は、液体が供給される複数の液体室５３と、各液体室５３に連通すると共にフィルター５９が設けられたフィルター室５６と、を備え、液体室５３及びフィルター室５６を通過した液体がヘッド本体９０に供給され、且つ液体室５３に開口して、各フィルター室５６に連通する流入口５４が一列に揃って設けられており、フィルター室５６は、第１列に複数並設された第１フィルター室５６１と、第２列に複数並設された第２フィルター室５６２と、を具備し、第１フィルター室５６１には、流入口５４が直接開口し、第１フィルター室５６１と第１フィルター室５６１に隣り合う第２フィルター室５６２との間には、第２フィルター室５６２と対応する液体室５３の流入口５４とを連通する連通流路５５が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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吐出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。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドは、ノズル開口と連通する圧力発生室に圧力変化を生じさせてノズル開口からインク滴を吐出する。
【０００３】
ここで、インクジェット式記録ヘッドには、流路部材であるバルブユニットが設けられたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このようなバルブユニットは、カバーの内部に流路部材本体が保持されて構成されている。そして、流路部材本体には、流路が設けられており、流路の途中には、液体室である圧力調整室と、圧力調整室の圧力変化によって開閉する弁体とが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２６０９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような流路部材では、圧力調整室は、弁体を動作させる圧力を調整するためのものであるため、容積を均一にして下流の流路への流入口の位置を同じ位置に設ける必要がある。また、ヘッド本体に接続される流路の開口位置は、ヘッド本体の並びによって規制されている。そして、圧力調整室とヘッド本体との間には、フィルターが配置されるフィルター室が設けられるが、フィルター室はフィルター面積をできるたけ広く取って流路抵抗を低減すると共にフィルターが配置されるフィルター室の容積を最大限に広げて気泡を多く捕捉したいという要望がある。しかしながら、フィルターの面積を広く取ると共にフィルター室の容積を大きくすると流路部材が大型化してしまい、インクジェット式記録ヘッドが大型化してしまうという問題がある。
【０００７】
また、逆に流路部材を小型化すると、フィルターの面積が減少すると共にフィルター室の容積が減少し、フィルターを通過するインクの流路抵抗が高くなって供給不良が発生すると共に、フィルターによって捕捉できる気泡の量が減少してしまうため、頻繁なクリーニング動作が必要になって無駄なインク消費が増えてしまうなどの不具合が発生するという問題がある。
【０００８】
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。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑み、フィルターの面積及びフィルター室の容積を最大限に確保し、且つ小型化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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する本発明の態様は、液体を噴射するヘッド本体と、該ヘッド本体が固定された流路部材と、を備え、該流路部材は、液体が供給される複数の液体室と、各液体室に連通すると共にフィルターが設けられたフィルター室と、を備え、前記液体室及び前記フィルター室を通過した液体が前記ヘッド本体に供給され、且つ前記液体室に開口して、各フィルター室に連通する流入口が一列に揃って設けられており、前記フィルター室は、第１列に複数並設された第１フィルター室と、第２列に複数並設された第２フィルター室と、を具備し、前記第１フィルター室には、前記流入口が直接開口し、前記第１フィルター室と該第１フィルター室に隣り合う第１フィルター室との間には、前記第２フィルター室と対応する前記液体室の前記流入口とを連通する連通流路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、第１フィルター室と第２フィルター室とを２列で設けることで、流入口等の位置が規制された状態であっても、流路部材の小型化した状態で、フィルター室の容積を最大限に確保し、且つフィルターの面積を最大限に確保することができる。
【００１１】
ここで、前記第１フィルター室と前記第２フィルター室とは、同じ容積で設けられていることが好ましい。これによれば、フィルター室内に同じ量の気泡を保持することができ、同じタイミングでクリーニング動作を行うことができる。また、液体の供給特性のばらつきを抑制することができる。
【００１２】
また、前記液体室及び前記流入口が形成された第１流路部材と、前記第１フィルター室、前記第２フィルター室及び連通流路が形成された第２流路部材と、前記フィルター室の一方面側を画成すると共に前記フィルターが保持された第３流路部材と、が積層されていることが好ましい。これによれば、第１流路部材、第２流路部材及び第３流路部材を積層することで、各部材を成形などの安価な製造方法で容易に製造することができる。
【００１３】
また、前記第２フィルター室は、前記第１フィルター室の数よりも１以上少ない数で設けられていることが好ましい。これによれば、流路部材の大型化を抑制して、フィルター室を最も多い数で最も大きな容積で配置することが可能となる。
【００１４】
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、小型化した液体噴射装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る流路部材本体の分解斜視図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る流路部材本体の分解斜視図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの要部断面図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの要部断面図である。
【図６】本発明の実施形態１に係る背圧制御ユニットの要部分解斜視図である。
【図７】本発明の実施形態１に係る記録装置の概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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である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、流路部材本体の第１流路部材側からの分解斜視図であり、図３は、流路部材本体の第３流路部材側からの分解斜視図であり、図４及び図５は、記録ヘッドの要部断面図であり、図６は、背圧制御ユニットの要部の分解斜視図である。
【００１７】
図１に示すように、本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッド１０は、流路部材である背圧制御ユニット２０と、背圧制御ユニット２０の底面に設けられた回路基板７０と、回路基板７０の背圧制御ユニット２０とは反対側に設けられたヘッドケース８０と、ヘッドケース８０に固定されたヘッド本体９０と、を具備する。
【００１８】
背圧制御ユニット２０は、外部のインクが貯留されたインクタンクなどの液体貯留手段からのインクをヘッド本体９０に供給する流路部材である。
【００１９】
ここで、背圧制御ユニット２０について詳細に説明する。背圧制御ユニット２０は、中空状の箱状部材からなるカバー３０と、カバー３０の内部に設けられた流路部材本体４０と、を具備する。
【００２０】
カバー３０は、上下に分割されたベース部３１とカバー部３２とを具備する。ベース部３１は、カバー部３２側に開口する凹形状を有する第１保持部３１１と、第１保持部３１１の一端部側に設けられて厚さ方向に貫通する配線挿通孔３１２が設けられた支持部３１３と、を具備する。
【００２１】
また、ベース部３１の第１保持部３１１の底面には、厚さ方向に貫通してヘッド本体にインクを供給する複数の供給口３１４が設けられている。本実施形態では、ベース部３１の底面に７個の供給口３１４を設けた。
【００２２】
カバー部３２は、図１及び図６に示すように、ベース部３１の第１保持部３１１を覆う大きさを有し、ベース部３１の第１保持部３１１に相対向してベース部３１側に開口する凹形状を有する第２保持部３２１を有する。
【００２３】
そして、図４及び図５に示すように、ベース部３１とカバー部３２とが、第１保持部３１１と第２保持部３２１とを相対向させて固定されることで、カバー部３２の内部には第１保持部３１１と第２保持部３２１とによって画成された空間である保持部３３が形成される。
【００２４】
ここで、ベース部３１には、図４〜図６に示すように、第１保持部３１１の側面を画成する第１壁部３１５が設けられている。また、カバー部３２には、第２保持部３２１の側面を画成する第２壁部３２２が設けられている。そして、これらベース部３１とカバー部３２とは、第１壁部３１５の先端面と第２壁部３２２の先端面とを互いに第１シール部３４を介して当接させて固定されている。すなわち、第１壁部３１５と第２壁部３２２との間には、ゴムやエラストマー等からなる第１シール部３４が挟持される。もちろん、この第１シール部３４は熱溶着や接着剤を用いた接着であってもよい。なお、ベース部３１とカバー部３２とは、図１に示す、ねじ等の締結部材３７をベース部３１側から挿入し、締結部材３７をカバー部３２に螺合させることで固定される。
【００２５】
また、カバー部３２には、第２保持部３２１の底面に連通して厚さ方向に貫通する開口部３２３が設けられている。開口部３２３は、カバー部３２の外周面に開口すると共に、第２保持部３２１の底面に設けられて、第２保持部３２１の側面を画成する第２壁部３２２よりも低く突出した突起部３２４に開口して設けられている。
【００２６】
このようなカバー３０の保持部３３に保持される流路部材本体４０は、図２〜図５に示すように、本実施形態では、カバー３０側に設けられた第１流路部材４１と、第１流路部材４１のベース部３１側に設けられた第２流路部材４２と、第２流路部材４２のベース部３１側に設けられた第３流路部材４３と、が積層されて構成されている。また、流路部材本体４０には、第１流路部材４１のカバー部３２側に保護板４４が設けられている。
【００２７】
これら第１流路部材４１、第２流路部材４２、第３流路部材４３及び保護板４４のそれぞれは、樹脂材料や金属材料等からなる板状部材で形成されている。そして、これらの第１流路部材４１、第２流路部材４２、第３流路部材４３及び保護板４４は、積層された状態で、カバー３０の保持部３３内に保持される。
【００２８】
このような第１流路部材４１、第２流路部材４２及び第３流路部材４３で構成される流路部材本体４０には、外部のインクが貯留された液体貯留手段からのインクをヘッド本体９０に供給する液体流路が設けられている。
【００２９】
具体的には、液体流路は、図４及び図５に示すように、液体貯留手段に一端側が接続されたチューブ等の管状部材である供給管（図示なし）の他端部が接続される接続口５１を有する導入路５２と、導入路５２からのインクが供給される液体室である圧力調整室５３と、圧力調整室５３に連通する流入口５４と、流入口５４に直接又は連通流路５５を介して連通するフィルター室５６と、フィルター室５６のインクをヘッド本体９０に供給する供給路５７と、を具備する。
【００３０】
ここで、接続口５１は、第２流路部材４２の上面にカバー部３２の開口部３２３内に開口して設けられたものである。このような接続口５１は、複数のインクに対応して複数個設けられている。本実施形態では、接続口５１を７個設けるようにした（図１及び図２参照）。
【００３１】
このような接続口５１を有する導入路５２は、第２流路部材４２や第１流路部材４１を貫通する流路や、第２流路部材４２と第１流路部材４１との間の流路や、第１流路部材４１とベース部３１との間の流路などで構成されている。
【００３２】
具体的には、本実施形態の導入路５２は、図４に示す第１導入路５２１と、図５に示す第２導入路５２２との２つの経路を具備する。
【００３３】
第１導入路５２１は、図４に示すように、第２流路部材４２と第３流路部材４３とを厚さ方向に貫通した第１導入流路５２１ａと、第３流路部材４３の底面に凹部状に形成されて第１導入流路５２１ａに一端部が連通する第２導入流路５２１ｂと、第２導入流路５２１ｂの他端部側に連通して第３流路部材４３を貫通して設けられた第３導入流路５２１ｃと、第３流路部材４３と第２流路部材４２との間に設けられて第３導入流路５２１ｃに連通する導入用フィルター室５２１ｄと、導入用フィルター室５２１ｄに連通して第２流路部材４２を貫通して設けられた第４導入流路５２１ｅと、を具備する。
【００３４】
第２導入路５２２は、図５に示すように、接続口５１に連通して第２流路部材４２を厚さ方向に貫通した第５導入流路５２２ａと、第２流路部材４２と第３流路部材４３との間に設けられた凹形状を有する第６導入流路５２２ｂと、第６導入流路５２２ｂに連通する導入用フィルター室５２２ｃと、導入用フィルター室５２２ｃに連通して第２流路部材４２を厚さ方向に貫通して設けられた第７導入流路５２２ｄと、を具備する。
【００３５】
すなわち、第１導入路５２１は、第３流路部材４３とベース部３１との間の第２導入流路５２１ｂを通過して圧力調整室５３に達する。これに対して、第２導入路５２２は第３流路部材４３とベース部３１との間を通過することなく、第２流路部材４２と第３流路部材４３との間の第６導入流路５２２ｂを通過して、圧力調整室５３に達する。
【００３６】
また、第１導入路５２１及び第２導入路５２２のそれぞれの途中に設けられた導入用フィルター室５２１ｄ、５２２ｃには、インク中に含まれるゴミや気泡等の異物を除去する導入用フィルター５８が設けられている。
【００３７】
ここで、第１導入路５２１の途中の導入用フィルター室５２１ｄには、第３導入流路５２１ｃと第４導入流路５２１ｅとが、導入用フィルター室５２１ｄの導入用フィルター５８を挟んだ両側にそれぞれ連通している。これにより、第３導入流路５２１ｃから供給されたインクは導入用フィルター５８を通過して第４導入流路５２１ｅに供給される。
【００３８】
同様に、第２導入路５２２の途中に設けられた導入用フィルター室５２２ｃには、第６導入流路５２２ｂと第７導入流路５２２ｄとが導入用フィルター５８を挟んだ両側にそれぞれ連通している。これにより、第６導入流路５２２ｂから供給されたインクは導入用フィルター５８を通過して第７導入流路５２２ｄに供給される。
【００３９】
ちなみに、本実施形態では、図２及び図３に示すように、接続口５１を７個設け、この７個の接続口５１に対応して７個の導入路５２を設けた。そして７個の導入路５２の内、第１導入路５２１を４個設け、第２導入路５２２を３個設けるようにした。
【００４０】
このように、第１導入流路５２１ａ〜第４導入流路５２１ｅで構成される第１導入路５２１と、第５導入流路５２２ａ〜第７導入流路５２２ｄで構成される第２導入路５２２との２種類の導入路５２を設けることで、図４及び図５において図中下向きにインクが流れる導入路５２から図中上向きにインクが流れる導入路５２への接続に使用する第２導入流路５２１ｂと第６導入流路５２２ｂとを第３流路部材４３とベース部３１との間と、第２流路部材４２と第３流路部材４３との間との異なる位置に配置することができる。これにより、第２導入流路５２１ｂと第６導入流路５２２ｂを設ける面積を狭くすることができるため、流路部材本体４０を小型化して、背圧制御ユニット２０を小型化することができる。なお、これらの各導入路５２は、第１流路部材４１に設けられた各圧力調整室５３に連通する。
【００４１】
圧力調整室５３は、板状部材である第１流路部材４１の第２流路部材４２とは反対側に開口する凹形状を有する。また、圧力調整室５３は、並設方向と直交する方向の一端部側の底面で導入路５２に連通し、他端部側の底面に設けられた流入口５４を介してフィルター室５６と連通している。
【００４２】
このような圧力調整室５３は、第１流路部材４１の開口面に設けられたフィルム部材４５によって封止されている。ここで、フィルム部材４５は、可撓性を有する薄膜状のフィルムであり、第１流路部材４１の表面に熱溶着等によって固定されている。また、フィルム部材４５は、圧力調整室５３内にドーム状に撓んだ状態となるように加圧成形されている。
【００４３】
さらに、第１流路部材４１の圧力調整室５３内には、フィルム部材４５側に配置された弾性板４６が設けられている。弾性板４６は、一端部側が第１流路部材４１の表面側に固定された状態で圧力調整室５３内に突出して設けられており、その先端は圧力調整室５３内で自由端となっている。本実施形態では、図２及び図３に示すように、弾性板４６を固定端側で複数の弾性板４６が共通する共通部４６ａと、圧力調整室５３内に突出するスリット４６ｂによって分割された弾性部４６ｃと、で構成された、いわゆる櫛歯形状を有するものとした。
【００４４】
このような弾性板４６は、共通部４６ａが圧力調整室５３の開口面側に保持されることで固定されている。なお、弾性板４６としては、弾性を有し、且つ耐インク性を有する板状部材であればよく、本実施形態では、ステンレス板を用いた。
【００４５】
フィルター室５６は、図４及び図５に示すように、第２流路部材４２を厚さ方向に貫通して設けられている。ここで、フィルター室５６は、第１列に複数並設された第１フィルター室５６１と、第２列に複数並設された第２フィルター室５６２と、を具備する。
【００４６】
つまり、図２及び図３に示すように、第１フィルター室５６１は、圧力調整室５３の並設方向である第１方向Ｘに並設されて第１列を構成している。
【００４７】
同様に、第２フィルター室５６２は、圧力調整室５３の並設方向である第１方向Ｘに並設されて第２列を構成している。そして、これら第１フィルター室５６１の第１列と、第２フィルター室５６２の第２列とは、第１方向Ｘと直交する方向である第２方向Ｙに列設されている。
【００４８】
本実施形態では、第１フィルター室５６１を流入口５４に相対向する領域に４個設け、第２フィルター室５６２を流入口５４よりも第２方向Ｙの導入路５２側に３個設けるようにした。
【００４９】
また、第１フィルター室５６１及び第２フィルター室５６２は、第１流路部材４１側の開口が長方形状となるように形成されている。そして、第１フィルター室５６１は、開口の短辺の面方向が第１方向Ｘとなるように並設されている。これに対して、第２フィルター室５６２は、第１フィルター室５６１に対して約９０度回転した配置、すなわち、開口の長辺の面方向が第１方向Ｘとなるように並設されている。
【００５０】
さらに、図２及び図５に示すように、第２流路部材４２の第１方向Ｘで隣り合う第１フィルター室５６１の間には、第１流路部材４１側に開口する連通流路５５が設けられている。連通流路５５は、第２流路部材４２の第１流路部材４１側の面に開口する凹形状で設けられており、一端部が流入口５４に相対向する領域に設けられて流入口５４に連通し、他端部が第２フィルター室５６２に連通する。
【００５１】
ここで、流入口５４は、圧力調整室５３の並設方向（第１方向Ｘ）に一列に揃って設けられている。これは、流入口５４が異なる位置に設けられると、後述する弁体１００が動作する制御圧力にばらつきが生じ、インク供給特性がばらついてしまい、ヘッド本体９０から吐出されるインク滴の吐出特性にばらつきが生じてしまうからである。
【００５２】
このような一列に揃った流入口５４は、第１フィルター室５６１と第２フィルター室５６２とに交互に連通する。具体的には、流入口５４が一つおきに第１フィルター室５６１に直接開口する。また、第１フィルター室５６１に連通しない流入口５４は、第１方向Ｘで隣り合う第１フィルター室５６１の間の隔壁に相対向して、この隔壁に設けられた連通流路５５を介して第２フィルター室５６２と連通する。本実施形態では、上述のように第１フィルター室５６１を４個設け、第２フィルター室５６２を３個設け、４個の第１フィルター室５６１の間に３つの連通流路５５を設けるようにした。このように、連通流路５５は第１フィルター室５６１の間に設けられるため、連通流路５５の数は、第１フィルター室５６１の数より１以上少ない数が好ましい。このため、連通流路５５に対応する第２フィルター室５６２の数も、第１フィルター室５６１の数よりも１以上少ない数で設けるのが好ましい。もちろん、第１フィルター室５６１を４個設け、第２フィルター室５６２を１個又は２個設けるようにしてもよい。ただし、限られたスペースに最も多くのフィルター室５６を配置するには、第２フィルター室５６２は、第１フィルター室５６１の数よりも１つだけ少ない数で設けるのが好適である。また、本実施形態では、第１フィルター室５６１を第１流路部材４１側に開口する短辺の面方向が第１方向Ｘとなるように配置し、第２フィルター室５６２を開口の長辺の面方向が第１方向Ｘとなるように配置している。これも、第２フィルター室５６２が、第１フィルター室５６１よりも少ない数で設けられているから可能である。そして、このように第２フィルター室５６２を開口の長辺の面方向が第１方向Ｘとなるように配置することで、流路部材本体４０が第２方向Ｙに大型化することなく、第２方向Ｙに小さくすることが可能である。つまり、第２フィルター室５６２を第１フィルター室５６１と同じ回転位置で配置した場合、第１フィルター室５６１及び第２フィルター室５６２の両方が、開口の長辺の面方向が第２方向Ｙとなり、第２方向Ｙに大型化してしまうからである。ただし、第２フィルター室５６２を第１フィルター室５６１と同じ数だけ設ける場合には、第１フィルター室５６１と第２フィルター室５６２とを同じ回転方向の向きで配置すれば、第１方向Ｘに大型化するのを抑制できる。
【００５３】
このように、フィルター室５６として、流入口５４に直接連通する第１フィルター室５６１と、流入口５４に連通流路５５を介して連通する第２フィルター室５６２とを設けることで、流路部材本体４０を大型化することなく、フィルター室５６の開口面積を最大限広げることができ、最大限の容積を確保することができる。
【００５４】
このような第１フィルター室５６１及び第２フィルター室５６２で構成されるフィルター室５６は、第２流路部材４２に厚さ方向に貫通して設けられており、その開口面は、第１流路部材４１及び第３流路部材４３によって覆われている。そして、各フィルター室５６からのインクは、供給路５７を介してヘッド本体９０（ヘッドケース８０）に供給される。
【００５５】
供給路５７は、フィルター室５６に連通して第３流路部材４３を厚さ方向に貫通して設けられた第１供給路５７１と、第３流路部材４３とベース部３１との間に設けられた第２供給路５７２と、を有する。また、第２流路部材４２のフィルター室５６に連通する第１供給路５７１の開口は、拡幅されたフィルター保持部５７３となっており、このフィルター保持部５７３には、インクに含まれるゴミや気泡などの異物を除去するための供給用フィルター５９が設けられている。そして、圧力調整室５３からのインクは、流入口５４を介してフィルター室５６に供給され、フィルター室５６のインクは、フィルター保持部５７３に設けられた供給用フィルター５９を通過して第１供給路５７１及び第２供給路５７２を介して供給口３１４に供給され、供給口３１４からヘッド本体９０に供給される。
【００５６】
なお、第２供給路５７２は、第３流路部材４３のベース部３１側の面に設けられた凹部と、ベース部３１の第３流路部材４３側の面に設けられた凹部とによって画成されている。そして、供給路５７が連通してヘッド本体９０にインクを供給する供給口３１４は、第１方向Ｘに沿って一列に揃って設けられている。なお、本実施形態では、図１に示すように、供給口３１４は、第１方向Ｘに沿って一列に揃って設けられた列が第２方向Ｙに２列設けられているが、第２方向Ｙに並んで設けられた２つの供給口３１４が１セットとなって、第１方向Ｘに沿って一列に設けられていることになる。そして、この第２方向Ｙに並んだ１セットの２つの供給口３１４は、１つのヘッド本体９０に接続される。ここで、例えば、背圧制御ユニット２０にヘッドケース８０を介して複数のヘッド本体９０を保持させる場合、１セットとなる２つの供給口３１４の間隔や位置がセット毎にばらばらに設けられていると、ヘッド本体９０側の供給口３１４に接続される流路の開口位置をセット毎にずらさなくてはならず、ヘッド本体９０内部の流路構造が複雑化することから、製造コストの増加を招いてしまう。本実施形態では、第２方向Ｙに同じ間隔、同じ位置で設けた２つの供給口３１４を第１方向に一列に揃えて設けることで、各セットに対して同じ形状の（流路の開口位置が同じ）ヘッド本体９０を用いることができるため、ヘッド本体９０内部の流路構造を簡素化できる。したがって、ヘッド本体９０の製造コストを低減することができると共に、組み立て工程を簡略化することができる。
【００５７】
そして、上述したように、圧力調整室５３は、同じ容積で設ける必要があり、また、流入口５４も各圧力調整室５３の同じ位置に設ける必要があるなどの規制がある。また、ヘッド本体９０に接続される供給口３１４についても、ヘッド本体９０に接続される位置に規制がある。しかしながら、本実施形態では、フィルター室５６を、流入口５４に直接連通する第１フィルター室５６１と、流入口５４に連通流路５５を介して連通する第２フィルター室５６２とで構成することで、位置が規制された流入口５４と供給口３１４との間にフィルター室５６を、背圧制御ユニット２０を大型化することなく、供給用フィルター５９が最大面積となる大きさで設けることができると共に、最大限の容積を確保した状態で配置することができる。
【００５８】
なお、第１流路部材４１の圧力調整室５３を封止する保護板４４は、第１流路部材４１側の面に各圧力調整室５３に相対向してフィルム部材４５の変形を許容する空間である凹形状を有するフィルム保持部６０を具備する。
【００５９】
また、背圧制御ユニット２０には、フィルム保持部６０の雰囲気を大気開放する、外部に連通した大気開放路６１が設けられている。大気開放路６１は、保護板４４とカバー部３２との間に設けられてフィルム保持部６０に連通する狭わい路６１１と、狭わい路６１１に連通する蛇路６１２と、蛇路６１２に連通して、カバー部３２を貫通して外部に連通する外部連通孔６１３と、を具備する。
【００６０】
狭わい路６１１は、フィルム保持部６０に連通する位置から蛇路６１２に連通するまで、第２方向Ｙを往復するような形で設けられている。
【００６１】
蛇路６１２は、狭わい路６１１に連通する位置から外部連通孔６１３に連通するまで、第２方向Ｙを往復しながら第１方向Ｘに向かって蛇行した凹状の溝で形成されている。
【００６２】
すなわち、フィルム部材４５の圧力調整室５３とは反対側の空間を画成するフィルム保持部６０は、狭わい路６１１、蛇路６１２及び外部連通孔６１３からなる大気開放路６１によって外部に連通している。このように、フィルム部材４５の圧力調整室５３とは反対側のフィルム保持部６０を大気開放路６１によって大気開放することで、圧力調整室５３内部の圧力と大気圧との差圧でフィルム部材４５を変形させることができる。また、大気開放路６１を、狭わい路６１１、蛇路６１２及び外部連通孔６１３で構成することで、大気開放路６１を狭い断面積で経路を長く形成することができる。これにより、大気開放路６１に拡散抵抗を付与して、フィルム部材４５からの水分蒸発を抑制することができる。ちなみに、圧力調整室５３内に充填されたインクの水分はフィルム部材４５を透過するため、拡散抵抗を付与していない大気開放路を設けると、フィルム部材４５を透過したインクの水分は蒸発し易くなり、インクの粘度が高くなるなどの不具合が生じてしまう。本実施形態では、フィルム部材４５を透過するインクの水分の蒸発を抑制することができるため、インクの粘度が高くなるなどの不具合が発生するのを抑制することができる。
【００６３】
また、図４〜図６に示すように、カバー部３２には、ゴム、エラストマー等からなる第１シール部３４、第２シール部３５、第３シール部３６が互いに分離した状態で設けられている。
【００６４】
第１シール部３４は、上述したように、カバー部３２の第２壁部３２２の先端面に亘って設けられて、ベース部３１とカバー部３２との外周の継ぎ目を第１シール部３４によって封止して、カバー３０の保持部３３内のインクが外部に流出するのを抑制するためのものである。
【００６５】
第２シール部３５は、カバー部３２の蛇路６１２に相対向する位置に設けられたものであり、蛇路６１２のカバー部３２側の開口を封止する。なお、図６に示すように、第２シール部３５には、大気開放路６１の外部連通孔６１３に連通する連通孔３５ａが設けられており、第２シール部３５は、実際には、蛇路６１２の連通孔３５ａ以外の領域を封止する。
【００６６】
第３シール部３６は、上述した開口部３２３が設けられた突起部３２４の保護板４４側の面に、開口部３２３の周囲に亘って設けられたものである。この第３シール部３６は、流路部材本体４０の接続口５１の周囲でカバー部３２との隙間を封止するためのものである。この第３シール部３６によって、開口部３２３に固定されることで、接続口５１に接続された供給管の着脱時などに漏れたインクが保持部３３内に流入するのを抑制することができると共に、保持部３３内のインクが接続口５１の周囲のカバー部３２との隙間から漏れ出るのを抑制することができる。
【００６７】
このような第１シール部３４、第２シール部３５、第３シール部３６は、カバー部３２にそれぞれ高さの異なる位置に設けられている。詳しくは、第１シール部３４は、上述のようにカバー部３２の第２壁部３２２の先端面に設けられている。また、第２シール部３５は、カバー部３２の第２保持部３２１の底面（保護板４４に相対向する面）に設けられている。さらに、第３シール部３６は、カバー部３２の第２壁部３２２よりも低く突出した突起部３２４の先端面に設けられている。したがって、第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６は、カバー部３２の高さが異なる位置に設けられている。ここで、カバー部３２の高さとは、ベース部３１とカバー部３２との積層方向での厚さ方向のことを言う。したがって、第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６は、カバー部３２の積層方向で異なる位置に設けられていることになる。
【００６８】
なお、カバー部３２の第２壁部３２２の高さを、第２シール部３５が設けられたカバー部３２の底面や、第３シール部３６の設けられた突起部３２４と同じ高さにするのは困難である。これは、例えば、第２壁部３２２の高さを、第２シール部３５が設けられたカバー部３２の底面と同じ高さにしてしまうと、第２保持部３２１を十分に確保することができないからである。また、保持部３３を確保するために、ベース部３１の第１保持部３１１を画成する第１壁部３１５を高くしたとしても、ベース部３１の底面（ヘッド本体側）から挿通したねじ部材（図示なし）をカバー部３２に螺合させる領域が不十分となり、ベース部３１とカバー部３２とを確実に固定することが困難になってしまうからである。また、例えば、第２壁部３２２の高さを、第３シール部３６が設けられた突起部３２４と同じ高さにしてしまうと、第３シール部３６と第２シール部３５とが近くなり、接続口５１から漏れ出たインクが第３シール部３６及び第２シール部３５を介して外部に漏出し易くなってしまうという問題がある。また、突起部３２４の高さを第２壁部３２２と同じ高さとすると、流路部材本体４０側で接続口５１の位置を変更しなくてはならず、流路部材本体４０の接続口５１を設けるための面積が必要になって大型化してしまうなどの問題がある。
【００６９】
本実施形態では、第１シール部３４、第２シール部３５、第３シール部３６をカバー部３２の高さが異なる位置に設けることで、第２保持部３２１を十分に確保した状態で、ベース部３１とカバー部３２とを強固に固定することができると共に、第１シール部３４と第３シール部３６との距離を離して、保持部３３内のインクが外部に漏出し難くすることができる。また、第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６をカバー部３２の高さが異なる位置に設けることができるため、背圧制御ユニット２０のカバー３０の境目、接続口５１及び蛇路６１２の位置を異なる高さに設けることができ、設計自由度が高く小型化が可能となる。
【００７０】
また、第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６は、カバー部３２と共に２色成形によって一体的に形成されている。本実施形態では、カバー部３２を樹脂材料を成形することで形成した後、カバー部３２の所定の位置にゴム材料を成形することで、両者を一体的に形成した。
【００７１】
このように、カバー部３２と、第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６とを２色成形によって一体的に形成することで、第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６の位置決めが不要となり、背圧制御ユニット２０の組み立て作業を簡略化して、コストを低減することができる。特に本実施形態のように、第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６をカバー部３２の高さが異なる位置に設けた際に、位置決め作業が不要となって、組み立て作業を簡略化することができると共に、第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６の位置ずれによるインクの漏れの発生を抑制することができる。
【００７２】
また、カバー部３２と第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６とを２色成形によって一体的に形成することで、別体となる板状のシール部材を用いた場合に比べて、部品点数を低減することができ、製造コスト及び組み立てコストを低減することができる。
【００７３】
また、図４及び図５に示すように、導入路５２と圧力調整室５３との間には、両者の連通状態を開閉する弁体１００が設けられている。
【００７４】
具体的には、第３流路部材４３の底面には、導入路５２（第４導入流路５２１ｅ及び第７導入流路５２２ｄ）内に上下に伸びる円筒状のケース部１０１が形成されている。ケース部１０１の下面は、第４導入流路５２１ｅ及び第７導入流路５２２ｄの底面に当接している。また、ケース部１０１の内部は、圧力調整室５３に連通しており、ケース部１０１の側面には、ケース部１０１の内外を連通するスリット１０２が設けられている。これにより、圧力調整室５３と導入路５２とは、ケース部１０１の内部を介して連通している。
【００７５】
また、ケース部１０１内には、弁体１００が設けられている。この弁体１００は、ケース部１０１の内部と圧力調整室５３とを連通する挿通孔１０３に挿通された円柱状の軸部１０４と、ケース部１０１内において軸部１０４の下端部に設けられた軸部１０４の外径よりも大きい外径を有する円盤状の鍔部１０５と、を有する。軸部１０４の下端は鍔部１０５の上面における中心に連結されていると共に、軸部１０４の上端は弾性板４６の下面（圧力調整室５３側の面）に当接している。
【００７６】
鍔部１０５の外径は、挿通孔１０３の内径よりも大きく、且つケース部１０１の内径よりも僅かに小さくなっている。また、鍔部１０５の下面（第２流路部材４２側の面）と第４導入流路５２１ｅ及び第７導入流路５２２ｄの底面との間には付勢部材の一例であるコイルばね１０６が介装されている。
【００７７】
このコイルばね１０６は、弁体１００を常に閉弁状態となる方向である上方（フィルム部材４５側）に向かって付勢するようになっている。そして、この弁体１００の閉弁状態では、鍔部１０５がケース部１０１内の上壁面に密着して挿通孔１０３が閉鎖された状態、すなわちケース部１０１内と導入路５２とが連通していない非連通状態になっている。
【００７８】
そして、圧力調整室５３内がヘッド本体９０へのインクの供給によって負圧になると、フィルム保持部６０内部の大気圧との差圧によってフィルム部材４５が圧力調整室５３側（第２流路部材４２側）に撓むように変位する。このフィルム部材４５の変位に伴って、弾性板４６の弾性部４６ｃが第２流路部材４２側に向かって屈曲するように弾性変形する。
【００７９】
この弾性板４６の弾性変形により、軸部１０４がコイルばね１０６の付勢力に抗して弁体１００を第２流路部材４２側に押し下げることで、鍔部１０５が挿通孔１０３の開口する壁面から離反し、圧力調整室５３と導入路５２とが連通する。
【００８０】
このように、圧力調整室５３と導入路５２とが連通すると、導入路５２のインクが圧力調整室５３内に流れ込む。そして、圧力調整室５３及び供給路５７内にインクが十分に充填されると、圧力調整室５３の負圧が解消されて、弾性板４６が元の状態に戻ると共に、各コイルばね１０６の付勢力によって各弁体１００がそれぞれ閉弁されることにより各圧力調整室５３内は常に一定の圧力に保たれる。
【００８１】
このような背圧制御ユニット２０のベース部３１の底面には、ベース部３１との間で回路基板７０を保持するヘッドケース８０と、ヘッドケース８０の底面に設けられたヘッド本体９０と、を具備する。
【００８２】
ヘッドケース８０は、ベース部３１と略同じ面積を有し、ベース部３１の底面に固定されて、ベース部３１との間で回路基板７０を保持する。
【００８３】
回路基板７０は、配線挿通孔３１２に相対向する領域に外部配線が接続されるコネクターが上向きとなるように配置される。このような回路基板７０は、複数のヘッド本体９０に共通して接続されるものを用いることができる。
【００８４】
ヘッド本体９０は、特に図示しないがノズル開口が並設された列が２列以上設けられており、各背圧制御ユニット２０から供給された各種インクを各ノズル列から吐出可能に設けられている。本実施形態では、特に図示していないが、４つのヘッド本体９０を設け、３つのヘッド本体９０からは２色のインクが吐出されるようにすると共に１つのヘッド本体９０からは１色のインクが２列のノズル列から吐出されるようにした。これにより、７色のインクを吐出可能とした。なお、ヘッド本体９０の数や配置は特にこれに限定されず、例えば、供給路５７と同等の数のヘッド本体９０を設けるようにしてもよい。
【００８５】
また、ヘッド本体９０内には、特に図示していないが、ノズル開口に連通する圧力発生室と圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段とが設けられている。かかる圧力発生手段としては、例えば、電気機械変換機能を呈する圧電材料を有する圧電アクチュエーターの変形によって圧力発生室の容積を変化させて圧力変化を生じさせて、ノズル開口からインク滴を吐出させるものや、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インク滴を吐出するものや、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インク滴を吐出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。
【００８６】
以上説明したように、本実施形態では、圧力調整室５３からヘッド本体９０にインクを供給する流路の途中にフィルター室５６を設け、フィルター室５６として、圧力調整室５３に流入口５４を介して直接連通する第１フィルター室５６１と、圧力調整室５３に流入口５４と連通流路５５とを介して連通する第２フィルター室５６２とを設けるようにしたため、第１フィルター室５６１と第２フィルター室５６２とを第２方向Ｙに並設することができる。これにより、流路部材本体４０が大型化するのを抑制して、背圧制御ユニット２０を小型化した状態で、フィルター室５６を最大限の容積で設けることができると共に、供給用フィルター５９を最大限の面積で設けることができる。このように、フィルター室５６を最大限の容積で設けることで、フィルター室５６に保持する気泡の量を多くすることができ、クリーニング動作の回数を低減して、無駄なインク消費を抑制することができる。また、供給用フィルター５９を最大限の面積で設けることで、供給用フィルター５９の流路抵抗を小さくして、インクの供給不良が発生するのを抑制することができる。
【００８７】
また、本実施形態では、流路部材本体４０として、第１流路部材４１、第２流路部材４２、第３流路部材４３及び保護板４４を設けるようにしたが、例えば、第１フィルター室５６１に直接流入口５４を開口するように設けずに、流入口５４と第１フィルター室５６１とを連通流路５５等を介して連通させようとすると、第１流路部材４１と第２流路部材４２との間にもう一つ流路部材を追加しなくてはならなくなるなど、部品点数が増えてコストが増大してしまう。特に、各流路部材を安価な成形によって形成する場合、製造上の理由から流路部材を追加する必要がある。本実施形態では、第１フィルター室５６１を直接流入口５４と連通させるようにしたため、流路部材本体４０を第１流路部材４１、第２流路部材４２、第３流路部材４３及び保護板４４で構成することができ、部品点数を減少させてコストを低減することができる。
【００８８】
（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、上述した実施形態１では、第１フィルター室５６１を４個設け、第２フィルター室５６２を３個設けるようにしたが、第１フィルター室５６１及び第２フィルター室５６２の数はこれに限定されるものではない。
【００８９】
また、これら上述したインクジェット式記録ヘッド１０は、インクジェット式記録装置に搭載される。図７は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略斜視図である。図７に示すように、本実施形態のインクジェット式記録装置１では、インクジェット式記録ヘッド１０がキャリッジ２に搭載されている。そして、インクジェット式記録ヘッド１０が搭載されたキャリッジ２は、装置本体７に取り付けられたキャリッジ軸２ａに軸方向移動自在に設けられている。
【００９０】
また、装置本体７には、インクが貯留されたタンクからなる貯留手段３が設けられており、貯留手段３からのインクは、キャリッジ２に搭載されたインクジェット式記録ヘッド１０（背圧制御ユニット２０）に供給管４を介して供給される。
【００９１】
そして、駆動モーター８の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト８ａを介してキャリッジ２に伝達されることで、インクジェット式記録ヘッド１０を搭載したキャリッジ２はキャリッジ軸２ａに沿って移動される。一方、装置本体７にはキャリッジ軸２ａに沿ってプラテン９が設けられており、図示しない給紙ローラーなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン９に巻き掛けられて搬送されるようになっている。
【００９２】
このようなインクジェット式記録装置１では、キャリッジ２がキャリッジ軸２ａに沿って移動されると共にインクジェット式記録ヘッド１０のヘッド本体９０によってインクが吐出されて記録シートＳに印刷される。
【００９３】
また、上述したインクジェット式記録装置１では、インクジェット式記録ヘッド１０がキャリッジ２に搭載されて主走査方向に移動するものを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、インクジェット式記録ヘッド１０が装置本体７に固定されて、紙等の記録シートＳを副走査方向に移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装置にも本発明を適用することができる。
【００９４】
なお、上記した例では、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッド１０を、また液体噴射装置の一例としてインクジェット式記録装置１を挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド及び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や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、かかる液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置にも適用できる。
【符号の説明】
【００９５】
１ インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、 １０ インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、 ２０ 背圧制御ユニット、 ３０ カバー、 ３１ ベース部、 ３２ カバー部、 ４０ 流路部材本体、 ４１ 第１流路部材、 ４２ 第２流路部材、 ４３ 第３流路部材、 ４４ 保護板、 ４５ フィルム部材、 ４６ 弾性板、 ５１ 接続口、 ５２ 導入路、 ５３ 圧力調整室（液体室）、 ５４ 流入口、 ５５ 連通流路、 ５６ フィルター室、 ５７ 供給路、 ５８ 導入用フィルター、 ５９ 供給用フィルター、 ６１ 大気開放路、 ７０ 回路基板、 ８０ ヘッドケース、 ９０ ヘッド本体、 １００ 弁体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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吐出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。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドは、ノズル開口と連通する圧力発生室に圧力変化を生じさせてノズル開口からインク滴を吐出する。
【０００３】
ここで、インクジェット式記録ヘッドには、流路部材であるバルブユニットが設けられたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このようなバルブユニットは、カバーの内部に流路部材本体が保持されて構成されている。そして、流路部材本体には、流路が設けられており、流路の途中には、液体室である圧力調整室と、圧力調整室の圧力変化によって開閉する弁体とが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２６０９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような流路部材では、圧力調整室は、弁体を動作させる圧力を調整するためのものであるため、容積を均一にして下流の流路への流入口の位置を同じ位置に設ける必要がある。また、ヘッド本体に接続される流路の開口位置は、ヘッド本体の並びによって規制されている。そして、圧力調整室とヘッド本体との間には、フィルターが配置されるフィルター室が設けられるが、フィルター室はフィルター面積をできるたけ広く取って流路抵抗を低減すると共にフィルターが配置されるフィルター室の容積を最大限に広げて気泡を多く捕捉したいという要望がある。しかしながら、フィルターの面積を広く取ると共にフィルター室の容積を大きくすると流路部材が大型化してしまい、インクジェット式記録ヘッドが大型化してしまうという問題がある。
【０００７】
また、逆に流路部材を小型化すると、フィルターの面積が減少すると共にフィルター室の容積が減少し、フィルターを通過するインクの流路抵抗が高くなって供給不良が発生すると共に、フィルターによって捕捉できる気泡の量が減少してしまうため、頻繁なクリーニング動作が必要になって無駄なインク消費が増えてしまうなどの不具合が発生するという問題がある。
【０００８】
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。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑み、フィルターの面積及びフィルター室の容積を最大限に確保し、且つ小型化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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する本発明の態様は、液体を噴射するヘッド本体と、該ヘッド本体が固定された流路部材と、を備え、該流路部材は、液体が供給される複数の液体室と、各液体室に連通すると共にフィルターが設けられたフィルター室と、を備え、前記液体室及び前記フィルター室を通過した液体が前記ヘッド本体に供給され、且つ前記液体室に開口して、各フィルター室に連通する流入口が一列に揃って設けられており、前記フィルター室は、第１列に複数並設された第１フィルター室と、第２列に複数並設された第２フィルター室と、を具備し、前記第１フィルター室には、前記流入口が直接開口し、前記第１フィルター室と該第１フィルター室に隣り合う第１フィルター室との間には、前記第２フィルター室と対応する前記液体室の前記流入口とを連通する連通流路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、第１フィルター室と第２フィルター室とを２列で設けることで、流入口等の位置が規制された状態であっても、流路部材の小型化した状態で、フィルター室の容積を最大限に確保し、且つフィルターの面積を最大限に確保することができる。
【００１１】
ここで、前記第１フィルター室と前記第２フィルター室とは、同じ容積で設けられていることが好ましい。これによれば、フィルター室内に同じ量の気泡を保持することができ、同じタイミングでクリーニング動作を行うことができる。また、液体の供給特性のばらつきを抑制することができる。
【００１２】
また、前記液体室及び前記流入口が形成された第１流路部材と、前記第１フィルター室、前記第２フィルター室及び連通流路が形成された第２流路部材と、前記フィルター室の一方面側を画成すると共に前記フィルターが保持された第３流路部材と、が積層されていることが好ましい。これによれば、第１流路部材、第２流路部材及び第３流路部材を積層することで、各部材を成形などの安価な製造方法で容易に製造することができる。
【００１３】
また、前記第２フィルター室は、前記第１フィルター室の数よりも１以上少ない数で設けられていることが好ましい。これによれば、流路部材の大型化を抑制して、フィルター室を最も多い数で最も大きな容積で配置することが可能となる。
【００１４】
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、小型化した液体噴射装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る流路部材本体の分解斜視図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る流路部材本体の分解斜視図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの要部断面図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの要部断面図である。
【図６】本発明の実施形態１に係る背圧制御ユニットの要部分解斜視図である。
【図７】本発明の実施形態１に係る記録装置の概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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である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、流路部材本体の第１流路部材側からの分解斜視図であり、図３は、流路部材本体の第３流路部材側からの分解斜視図であり、図４及び図５は、記録ヘッドの要部断面図であり、図６は、背圧制御ユニットの要部の分解斜視図である。
【００１７】
図１に示すように、本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッド１０は、流路部材である背圧制御ユニット２０と、背圧制御ユニット２０の底面に設けられた回路基板７０と、回路基板７０の背圧制御ユニット２０とは反対側に設けられたヘッドケース８０と、ヘッドケース８０に固定されたヘッド本体９０と、を具備する。
【００１８】
背圧制御ユニット２０は、外部のインクが貯留されたインクタンクなどの液体貯留手段からのインクをヘッド本体９０に供給する流路部材である。
【００１９】
ここで、背圧制御ユニット２０について詳細に説明する。背圧制御ユニット２０は、中空状の箱状部材からなるカバー３０と、カバー３０の内部に設けられた流路部材本体４０と、を具備する。
【００２０】
カバー３０は、上下に分割されたベース部３１とカバー部３２とを具備する。ベース部３１は、カバー部３２側に開口する凹形状を有する第１保持部３１１と、第１保持部３１１の一端部側に設けられて厚さ方向に貫通する配線挿通孔３１２が設けられた支持部３１３と、を具備する。
【００２１】
また、ベース部３１の第１保持部３１１の底面には、厚さ方向に貫通してヘッド本体にインクを供給する複数の供給口３１４が設けられている。本実施形態では、ベース部３１の底面に７個の供給口３１４を設けた。
【００２２】
カバー部３２は、図１及び図６に示すように、ベース部３１の第１保持部３１１を覆う大きさを有し、ベース部３１の第１保持部３１１に相対向してベース部３１側に開口する凹形状を有する第２保持部３２１を有する。
【００２３】
そして、図４及び図５に示すように、ベース部３１とカバー部３２とが、第１保持部３１１と第２保持部３２１とを相対向させて固定されることで、カバー部３２の内部には第１保持部３１１と第２保持部３２１とによって画成された空間である保持部３３が形成される。
【００２４】
ここで、ベース部３１には、図４〜図６に示すように、第１保持部３１１の側面を画成する第１壁部３１５が設けられている。また、カバー部３２には、第２保持部３２１の側面を画成する第２壁部３２２が設けられている。そして、これらベース部３１とカバー部３２とは、第１壁部３１５の先端面と第２壁部３２２の先端面とを互いに第１シール部３４を介して当接させて固定されている。すなわち、第１壁部３１５と第２壁部３２２との間には、ゴムやエラストマー等からなる第１シール部３４が挟持される。もちろん、この第１シール部３４は熱溶着や接着剤を用いた接着であってもよい。なお、ベース部３１とカバー部３２とは、図１に示す、ねじ等の締結部材３７をベース部３１側から挿入し、締結部材３７をカバー部３２に螺合させることで固定される。
【００２５】
また、カバー部３２には、第２保持部３２１の底面に連通して厚さ方向に貫通する開口部３２３が設けられている。開口部３２３は、カバー部３２の外周面に開口すると共に、第２保持部３２１の底面に設けられて、第２保持部３２１の側面を画成する第２壁部３２２よりも低く突出した突起部３２４に開口して設けられている。
【００２６】
このようなカバー３０の保持部３３に保持される流路部材本体４０は、図２〜図５に示すように、本実施形態では、カバー３０側に設けられた第１流路部材４１と、第１流路部材４１のベース部３１側に設けられた第２流路部材４２と、第２流路部材４２のベース部３１側に設けられた第３流路部材４３と、が積層されて構成されている。また、流路部材本体４０には、第１流路部材４１のカバー部３２側に保護板４４が設けられている。
【００２７】
これら第１流路部材４１、第２流路部材４２、第３流路部材４３及び保護板４４のそれぞれは、樹脂材料や金属材料等からなる板状部材で形成されている。そして、これらの第１流路部材４１、第２流路部材４２、第３流路部材４３及び保護板４４は、積層された状態で、カバー３０の保持部３３内に保持される。
【００２８】
このような第１流路部材４１、第２流路部材４２及び第３流路部材４３で構成される流路部材本体４０には、外部のインクが貯留された液体貯留手段からのインクをヘッド本体９０に供給する液体流路が設けられている。
【００２９】
具体的には、液体流路は、図４及び図５に示すように、液体貯留手段に一端側が接続されたチューブ等の管状部材である供給管（図示なし）の他端部が接続される接続口５１を有する導入路５２と、導入路５２からのインクが供給される液体室である圧力調整室５３と、圧力調整室５３に連通する流入口５４と、流入口５４に直接又は連通流路５５を介して連通するフィルター室５６と、フィルター室５６のインクをヘッド本体９０に供給する供給路５７と、を具備する。
【００３０】
ここで、接続口５１は、第２流路部材４２の上面にカバー部３２の開口部３２３内に開口して設けられたものである。このような接続口５１は、複数のインクに対応して複数個設けられている。本実施形態では、接続口５１を７個設けるようにした（図１及び図２参照）。
【００３１】
このような接続口５１を有する導入路５２は、第２流路部材４２や第１流路部材４１を貫通する流路や、第２流路部材４２と第１流路部材４１との間の流路や、第１流路部材４１とベース部３１との間の流路などで構成されている。
【００３２】
具体的には、本実施形態の導入路５２は、図４に示す第１導入路５２１と、図５に示す第２導入路５２２との２つの経路を具備する。
【００３３】
第１導入路５２１は、図４に示すように、第２流路部材４２と第３流路部材４３とを厚さ方向に貫通した第１導入流路５２１ａと、第３流路部材４３の底面に凹部状に形成されて第１導入流路５２１ａに一端部が連通する第２導入流路５２１ｂと、第２導入流路５２１ｂの他端部側に連通して第３流路部材４３を貫通して設けられた第３導入流路５２１ｃと、第３流路部材４３と第２流路部材４２との間に設けられて第３導入流路５２１ｃに連通する導入用フィルター室５２１ｄと、導入用フィルター室５２１ｄに連通して第２流路部材４２を貫通して設けられた第４導入流路５２１ｅと、を具備する。
【００３４】
第２導入路５２２は、図５に示すように、接続口５１に連通して第２流路部材４２を厚さ方向に貫通した第５導入流路５２２ａと、第２流路部材４２と第３流路部材４３との間に設けられた凹形状を有する第６導入流路５２２ｂと、第６導入流路５２２ｂに連通する導入用フィルター室５２２ｃと、導入用フィルター室５２２ｃに連通して第２流路部材４２を厚さ方向に貫通して設けられた第７導入流路５２２ｄと、を具備する。
【００３５】
すなわち、第１導入路５２１は、第３流路部材４３とベース部３１との間の第２導入流路５２１ｂを通過して圧力調整室５３に達する。これに対して、第２導入路５２２は第３流路部材４３とベース部３１との間を通過することなく、第２流路部材４２と第３流路部材４３との間の第６導入流路５２２ｂを通過して、圧力調整室５３に達する。
【００３６】
また、第１導入路５２１及び第２導入路５２２のそれぞれの途中に設けられた導入用フィルター室５２１ｄ、５２２ｃには、インク中に含まれるゴミや気泡等の異物を除去する導入用フィルター５８が設けられている。
【００３７】
ここで、第１導入路５２１の途中の導入用フィルター室５２１ｄには、第３導入流路５２１ｃと第４導入流路５２１ｅとが、導入用フィルター室５２１ｄの導入用フィルター５８を挟んだ両側にそれぞれ連通している。これにより、第３導入流路５２１ｃから供給されたインクは導入用フィルター５８を通過して第４導入流路５２１ｅに供給される。
【００３８】
同様に、第２導入路５２２の途中に設けられた導入用フィルター室５２２ｃには、第６導入流路５２２ｂと第７導入流路５２２ｄとが導入用フィルター５８を挟んだ両側にそれぞれ連通している。これにより、第６導入流路５２２ｂから供給されたインクは導入用フィルター５８を通過して第７導入流路５２２ｄに供給される。
【００３９】
ちなみに、本実施形態では、図２及び図３に示すように、接続口５１を７個設け、この７個の接続口５１に対応して７個の導入路５２を設けた。そして７個の導入路５２の内、第１導入路５２１を４個設け、第２導入路５２２を３個設けるようにした。
【００４０】
このように、第１導入流路５２１ａ〜第４導入流路５２１ｅで構成される第１導入路５２１と、第５導入流路５２２ａ〜第７導入流路５２２ｄで構成される第２導入路５２２との２種類の導入路５２を設けることで、図４及び図５において図中下向きにインクが流れる導入路５２から図中上向きにインクが流れる導入路５２への接続に使用する第２導入流路５２１ｂと第６導入流路５２２ｂとを第３流路部材４３とベース部３１との間と、第２流路部材４２と第３流路部材４３との間との異なる位置に配置することができる。これにより、第２導入流路５２１ｂと第６導入流路５２２ｂを設ける面積を狭くすることができるため、流路部材本体４０を小型化して、背圧制御ユニット２０を小型化することができる。なお、これらの各導入路５２は、第１流路部材４１に設けられた各圧力調整室５３に連通する。
【００４１】
圧力調整室５３は、板状部材である第１流路部材４１の第２流路部材４２とは反対側に開口する凹形状を有する。また、圧力調整室５３は、並設方向と直交する方向の一端部側の底面で導入路５２に連通し、他端部側の底面に設けられた流入口５４を介してフィルター室５６と連通している。
【００４２】
このような圧力調整室５３は、第１流路部材４１の開口面に設けられたフィルム部材４５によって封止されている。ここで、フィルム部材４５は、可撓性を有する薄膜状のフィルムであり、第１流路部材４１の表面に熱溶着等によって固定されている。また、フィルム部材４５は、圧力調整室５３内にドーム状に撓んだ状態となるように加圧成形されている。
【００４３】
さらに、第１流路部材４１の圧力調整室５３内には、フィルム部材４５側に配置された弾性板４６が設けられている。弾性板４６は、一端部側が第１流路部材４１の表面側に固定された状態で圧力調整室５３内に突出して設けられており、その先端は圧力調整室５３内で自由端となっている。本実施形態では、図２及び図３に示すように、弾性板４６を固定端側で複数の弾性板４６が共通する共通部４６ａと、圧力調整室５３内に突出するスリット４６ｂによって分割された弾性部４６ｃと、で構成された、いわゆる櫛歯形状を有するものとした。
【００４４】
このような弾性板４６は、共通部４６ａが圧力調整室５３の開口面側に保持されることで固定されている。なお、弾性板４６としては、弾性を有し、且つ耐インク性を有する板状部材であればよく、本実施形態では、ステンレス板を用いた。
【００４５】
フィルター室５６は、図４及び図５に示すように、第２流路部材４２を厚さ方向に貫通して設けられている。ここで、フィルター室５６は、第１列に複数並設された第１フィルター室５６１と、第２列に複数並設された第２フィルター室５６２と、を具備する。
【００４６】
つまり、図２及び図３に示すように、第１フィルター室５６１は、圧力調整室５３の並設方向である第１方向Ｘに並設されて第１列を構成している。
【００４７】
同様に、第２フィルター室５６２は、圧力調整室５３の並設方向である第１方向Ｘに並設されて第２列を構成している。そして、これら第１フィルター室５６１の第１列と、第２フィルター室５６２の第２列とは、第１方向Ｘと直交する方向である第２方向Ｙに列設されている。
【００４８】
本実施形態では、第１フィルター室５６１を流入口５４に相対向する領域に４個設け、第２フィルター室５６２を流入口５４よりも第２方向Ｙの導入路５２側に３個設けるようにした。
【００４９】
また、第１フィルター室５６１及び第２フィルター室５６２は、第１流路部材４１側の開口が長方形状となるように形成されている。そして、第１フィルター室５６１は、開口の短辺の面方向が第１方向Ｘとなるように並設されている。これに対して、第２フィルター室５６２は、第１フィルター室５６１に対して約９０度回転した配置、すなわち、開口の長辺の面方向が第１方向Ｘとなるように並設されている。
【００５０】
さらに、図２及び図５に示すように、第２流路部材４２の第１方向Ｘで隣り合う第１フィルター室５６１の間には、第１流路部材４１側に開口する連通流路５５が設けられている。連通流路５５は、第２流路部材４２の第１流路部材４１側の面に開口する凹形状で設けられており、一端部が流入口５４に相対向する領域に設けられて流入口５４に連通し、他端部が第２フィルター室５６２に連通する。
【００５１】
ここで、流入口５４は、圧力調整室５３の並設方向（第１方向Ｘ）に一列に揃って設けられている。これは、流入口５４が異なる位置に設けられると、後述する弁体１００が動作する制御圧力にばらつきが生じ、インク供給特性がばらついてしまい、ヘッド本体９０から吐出されるインク滴の吐出特性にばらつきが生じてしまうからである。
【００５２】
このような一列に揃った流入口５４は、第１フィルター室５６１と第２フィルター室５６２とに交互に連通する。具体的には、流入口５４が一つおきに第１フィルター室５６１に直接開口する。また、第１フィルター室５６１に連通しない流入口５４は、第１方向Ｘで隣り合う第１フィルター室５６１の間の隔壁に相対向して、この隔壁に設けられた連通流路５５を介して第２フィルター室５６２と連通する。本実施形態では、上述のように第１フィルター室５６１を４個設け、第２フィルター室５６２を３個設け、４個の第１フィルター室５６１の間に３つの連通流路５５を設けるようにした。このように、連通流路５５は第１フィルター室５６１の間に設けられるため、連通流路５５の数は、第１フィルター室５６１の数より１以上少ない数が好ましい。このため、連通流路５５に対応する第２フィルター室５６２の数も、第１フィルター室５６１の数よりも１以上少ない数で設けるのが好ましい。もちろん、第１フィルター室５６１を４個設け、第２フィルター室５６２を１個又は２個設けるようにしてもよい。ただし、限られたスペースに最も多くのフィルター室５６を配置するには、第２フィルター室５６２は、第１フィルター室５６１の数よりも１つだけ少ない数で設けるのが好適である。また、本実施形態では、第１フィルター室５６１を第１流路部材４１側に開口する短辺の面方向が第１方向Ｘとなるように配置し、第２フィルター室５６２を開口の長辺の面方向が第１方向Ｘとなるように配置している。これも、第２フィルター室５６２が、第１フィルター室５６１よりも少ない数で設けられているから可能である。そして、このように第２フィルター室５６２を開口の長辺の面方向が第１方向Ｘとなるように配置することで、流路部材本体４０が第２方向Ｙに大型化することなく、第２方向Ｙに小さくすることが可能である。つまり、第２フィルター室５６２を第１フィルター室５６１と同じ回転位置で配置した場合、第１フィルター室５６１及び第２フィルター室５６２の両方が、開口の長辺の面方向が第２方向Ｙとなり、第２方向Ｙに大型化してしまうからである。ただし、第２フィルター室５６２を第１フィルター室５６１と同じ数だけ設ける場合には、第１フィルター室５６１と第２フィルター室５６２とを同じ回転方向の向きで配置すれば、第１方向Ｘに大型化するのを抑制できる。
【００５３】
このように、フィルター室５６として、流入口５４に直接連通する第１フィルター室５６１と、流入口５４に連通流路５５を介して連通する第２フィルター室５６２とを設けることで、流路部材本体４０を大型化することなく、フィルター室５６の開口面積を最大限広げることができ、最大限の容積を確保することができる。
【００５４】
このような第１フィルター室５６１及び第２フィルター室５６２で構成されるフィルター室５６は、第２流路部材４２に厚さ方向に貫通して設けられており、その開口面は、第１流路部材４１及び第３流路部材４３によって覆われている。そして、各フィルター室５６からのインクは、供給路５７を介してヘッド本体９０（ヘッドケース８０）に供給される。
【００５５】
供給路５７は、フィルター室５６に連通して第３流路部材４３を厚さ方向に貫通して設けられた第１供給路５７１と、第３流路部材４３とベース部３１との間に設けられた第２供給路５７２と、を有する。また、第２流路部材４２のフィルター室５６に連通する第１供給路５７１の開口は、拡幅されたフィルター保持部５７３となっており、このフィルター保持部５７３には、インクに含まれるゴミや気泡などの異物を除去するための供給用フィルター５９が設けられている。そして、圧力調整室５３からのインクは、流入口５４を介してフィルター室５６に供給され、フィルター室５６のインクは、フィルター保持部５７３に設けられた供給用フィルター５９を通過して第１供給路５７１及び第２供給路５７２を介して供給口３１４に供給され、供給口３１４からヘッド本体９０に供給される。
【００５６】
なお、第２供給路５７２は、第３流路部材４３のベース部３１側の面に設けられた凹部と、ベース部３１の第３流路部材４３側の面に設けられた凹部とによって画成されている。そして、供給路５７が連通してヘッド本体９０にインクを供給する供給口３１４は、第１方向Ｘに沿って一列に揃って設けられている。なお、本実施形態では、図１に示すように、供給口３１４は、第１方向Ｘに沿って一列に揃って設けられた列が第２方向Ｙに２列設けられているが、第２方向Ｙに並んで設けられた２つの供給口３１４が１セットとなって、第１方向Ｘに沿って一列に設けられていることになる。そして、この第２方向Ｙに並んだ１セットの２つの供給口３１４は、１つのヘッド本体９０に接続される。ここで、例えば、背圧制御ユニット２０にヘッドケース８０を介して複数のヘッド本体９０を保持させる場合、１セットとなる２つの供給口３１４の間隔や位置がセット毎にばらばらに設けられていると、ヘッド本体９０側の供給口３１４に接続される流路の開口位置をセット毎にずらさなくてはならず、ヘッド本体９０内部の流路構造が複雑化することから、製造コストの増加を招いてしまう。本実施形態では、第２方向Ｙに同じ間隔、同じ位置で設けた２つの供給口３１４を第１方向に一列に揃えて設けることで、各セットに対して同じ形状の（流路の開口位置が同じ）ヘッド本体９０を用いることができるため、ヘッド本体９０内部の流路構造を簡素化できる。したがって、ヘッド本体９０の製造コストを低減することができると共に、組み立て工程を簡略化することができる。
【００５７】
そして、上述したように、圧力調整室５３は、同じ容積で設ける必要があり、また、流入口５４も各圧力調整室５３の同じ位置に設ける必要があるなどの規制がある。また、ヘッド本体９０に接続される供給口３１４についても、ヘッド本体９０に接続される位置に規制がある。しかしながら、本実施形態では、フィルター室５６を、流入口５４に直接連通する第１フィルター室５６１と、流入口５４に連通流路５５を介して連通する第２フィルター室５６２とで構成することで、位置が規制された流入口５４と供給口３１４との間にフィルター室５６を、背圧制御ユニット２０を大型化することなく、供給用フィルター５９が最大面積となる大きさで設けることができると共に、最大限の容積を確保した状態で配置することができる。
【００５８】
なお、第１流路部材４１の圧力調整室５３を封止する保護板４４は、第１流路部材４１側の面に各圧力調整室５３に相対向してフィルム部材４５の変形を許容する空間である凹形状を有するフィルム保持部６０を具備する。
【００５９】
また、背圧制御ユニット２０には、フィルム保持部６０の雰囲気を大気開放する、外部に連通した大気開放路６１が設けられている。大気開放路６１は、保護板４４とカバー部３２との間に設けられてフィルム保持部６０に連通する狭わい路６１１と、狭わい路６１１に連通する蛇路６１２と、蛇路６１２に連通して、カバー部３２を貫通して外部に連通する外部連通孔６１３と、を具備する。
【００６０】
狭わい路６１１は、フィルム保持部６０に連通する位置から蛇路６１２に連通するまで、第２方向Ｙを往復するような形で設けられている。
【００６１】
蛇路６１２は、狭わい路６１１に連通する位置から外部連通孔６１３に連通するまで、第２方向Ｙを往復しながら第１方向Ｘに向かって蛇行した凹状の溝で形成されている。
【００６２】
すなわち、フィルム部材４５の圧力調整室５３とは反対側の空間を画成するフィルム保持部６０は、狭わい路６１１、蛇路６１２及び外部連通孔６１３からなる大気開放路６１によって外部に連通している。このように、フィルム部材４５の圧力調整室５３とは反対側のフィルム保持部６０を大気開放路６１によって大気開放することで、圧力調整室５３内部の圧力と大気圧との差圧でフィルム部材４５を変形させることができる。また、大気開放路６１を、狭わい路６１１、蛇路６１２及び外部連通孔６１３で構成することで、大気開放路６１を狭い断面積で経路を長く形成することができる。これにより、大気開放路６１に拡散抵抗を付与して、フィルム部材４５からの水分蒸発を抑制することができる。ちなみに、圧力調整室５３内に充填されたインクの水分はフィルム部材４５を透過するため、拡散抵抗を付与していない大気開放路を設けると、フィルム部材４５を透過したインクの水分は蒸発し易くなり、インクの粘度が高くなるなどの不具合が生じてしまう。本実施形態では、フィルム部材４５を透過するインクの水分の蒸発を抑制することができるため、インクの粘度が高くなるなどの不具合が発生するのを抑制することができる。
【００６３】
また、図４〜図６に示すように、カバー部３２には、ゴム、エラストマー等からなる第１シール部３４、第２シール部３５、第３シール部３６が互いに分離した状態で設けられている。
【００６４】
第１シール部３４は、上述したように、カバー部３２の第２壁部３２２の先端面に亘って設けられて、ベース部３１とカバー部３２との外周の継ぎ目を第１シール部３４によって封止して、カバー３０の保持部３３内のインクが外部に流出するのを抑制するためのものである。
【００６５】
第２シール部３５は、カバー部３２の蛇路６１２に相対向する位置に設けられたものであり、蛇路６１２のカバー部３２側の開口を封止する。なお、図６に示すように、第２シール部３５には、大気開放路６１の外部連通孔６１３に連通する連通孔３５ａが設けられており、第２シール部３５は、実際には、蛇路６１２の連通孔３５ａ以外の領域を封止する。
【００６６】
第３シール部３６は、上述した開口部３２３が設けられた突起部３２４の保護板４４側の面に、開口部３２３の周囲に亘って設けられたものである。この第３シール部３６は、流路部材本体４０の接続口５１の周囲でカバー部３２との隙間を封止するためのものである。この第３シール部３６によって、開口部３２３に固定されることで、接続口５１に接続された供給管の着脱時などに漏れたインクが保持部３３内に流入するのを抑制することができると共に、保持部３３内のインクが接続口５１の周囲のカバー部３２との隙間から漏れ出るのを抑制することができる。
【００６７】
このような第１シール部３４、第２シール部３５、第３シール部３６は、カバー部３２にそれぞれ高さの異なる位置に設けられている。詳しくは、第１シール部３４は、上述のようにカバー部３２の第２壁部３２２の先端面に設けられている。また、第２シール部３５は、カバー部３２の第２保持部３２１の底面（保護板４４に相対向する面）に設けられている。さらに、第３シール部３６は、カバー部３２の第２壁部３２２よりも低く突出した突起部３２４の先端面に設けられている。したがって、第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６は、カバー部３２の高さが異なる位置に設けられている。ここで、カバー部３２の高さとは、ベース部３１とカバー部３２との積層方向での厚さ方向のことを言う。したがって、第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６は、カバー部３２の積層方向で異なる位置に設けられていることになる。
【００６８】
なお、カバー部３２の第２壁部３２２の高さを、第２シール部３５が設けられたカバー部３２の底面や、第３シール部３６の設けられた突起部３２４と同じ高さにするのは困難である。これは、例えば、第２壁部３２２の高さを、第２シール部３５が設けられたカバー部３２の底面と同じ高さにしてしまうと、第２保持部３２１を十分に確保することができないからである。また、保持部３３を確保するために、ベース部３１の第１保持部３１１を画成する第１壁部３１５を高くしたとしても、ベース部３１の底面（ヘッド本体側）から挿通したねじ部材（図示なし）をカバー部３２に螺合させる領域が不十分となり、ベース部３１とカバー部３２とを確実に固定することが困難になってしまうからである。また、例えば、第２壁部３２２の高さを、第３シール部３６が設けられた突起部３２４と同じ高さにしてしまうと、第３シール部３６と第２シール部３５とが近くなり、接続口５１から漏れ出たインクが第３シール部３６及び第２シール部３５を介して外部に漏出し易くなってしまうという問題がある。また、突起部３２４の高さを第２壁部３２２と同じ高さとすると、流路部材本体４０側で接続口５１の位置を変更しなくてはならず、流路部材本体４０の接続口５１を設けるための面積が必要になって大型化してしまうなどの問題がある。
【００６９】
本実施形態では、第１シール部３４、第２シール部３５、第３シール部３６をカバー部３２の高さが異なる位置に設けることで、第２保持部３２１を十分に確保した状態で、ベース部３１とカバー部３２とを強固に固定することができると共に、第１シール部３４と第３シール部３６との距離を離して、保持部３３内のインクが外部に漏出し難くすることができる。また、第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６をカバー部３２の高さが異なる位置に設けることができるため、背圧制御ユニット２０のカバー３０の境目、接続口５１及び蛇路６１２の位置を異なる高さに設けることができ、設計自由度が高く小型化が可能となる。
【００７０】
また、第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６は、カバー部３２と共に２色成形によって一体的に形成されている。本実施形態では、カバー部３２を樹脂材料を成形することで形成した後、カバー部３２の所定の位置にゴム材料を成形することで、両者を一体的に形成した。
【００７１】
このように、カバー部３２と、第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６とを２色成形によって一体的に形成することで、第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６の位置決めが不要となり、背圧制御ユニット２０の組み立て作業を簡略化して、コストを低減することができる。特に本実施形態のように、第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６をカバー部３２の高さが異なる位置に設けた際に、位置決め作業が不要となって、組み立て作業を簡略化することができると共に、第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６の位置ずれによるインクの漏れの発生を抑制することができる。
【００７２】
また、カバー部３２と第１シール部３４、第２シール部３５及び第３シール部３６とを２色成形によって一体的に形成することで、別体となる板状のシール部材を用いた場合に比べて、部品点数を低減することができ、製造コスト及び組み立てコストを低減することができる。
【００７３】
また、図４及び図５に示すように、導入路５２と圧力調整室５３との間には、両者の連通状態を開閉する弁体１００が設けられている。
【００７４】
具体的には、第３流路部材４３の底面には、導入路５２（第４導入流路５２１ｅ及び第７導入流路５２２ｄ）内に上下に伸びる円筒状のケース部１０１が形成されている。ケース部１０１の下面は、第４導入流路５２１ｅ及び第７導入流路５２２ｄの底面に当接している。また、ケース部１０１の内部は、圧力調整室５３に連通しており、ケース部１０１の側面には、ケース部１０１の内外を連通するスリット１０２が設けられている。これにより、圧力調整室５３と導入路５２とは、ケース部１０１の内部を介して連通している。
【００７５】
また、ケース部１０１内には、弁体１００が設けられている。この弁体１００は、ケース部１０１の内部と圧力調整室５３とを連通する挿通孔１０３に挿通された円柱状の軸部１０４と、ケース部１０１内において軸部１０４の下端部に設けられた軸部１０４の外径よりも大きい外径を有する円盤状の鍔部１０５と、を有する。軸部１０４の下端は鍔部１０５の上面における中心に連結されていると共に、軸部１０４の上端は弾性板４６の下面（圧力調整室５３側の面）に当接している。
【００７６】
鍔部１０５の外径は、挿通孔１０３の内径よりも大きく、且つケース部１０１の内径よりも僅かに小さくなっている。また、鍔部１０５の下面（第２流路部材４２側の面）と第４導入流路５２１ｅ及び第７導入流路５２２ｄの底面との間には付勢部材の一例であるコイルばね１０６が介装されている。
【００７７】
このコイルばね１０６は、弁体１００を常に閉弁状態となる方向である上方（フィルム部材４５側）に向かって付勢するようになっている。そして、この弁体１００の閉弁状態では、鍔部１０５がケース部１０１内の上壁面に密着して挿通孔１０３が閉鎖された状態、すなわちケース部１０１内と導入路５２とが連通していない非連通状態になっている。
【００７８】
そして、圧力調整室５３内がヘッド本体９０へのインクの供給によって負圧になると、フィルム保持部６０内部の大気圧との差圧によってフィルム部材４５が圧力調整室５３側（第２流路部材４２側）に撓むように変位する。このフィルム部材４５の変位に伴って、弾性板４６の弾性部４６ｃが第２流路部材４２側に向かって屈曲するように弾性変形する。
【００７９】
この弾性板４６の弾性変形により、軸部１０４がコイルばね１０６の付勢力に抗して弁体１００を第２流路部材４２側に押し下げることで、鍔部１０５が挿通孔１０３の開口する壁面から離反し、圧力調整室５３と導入路５２とが連通する。
【００８０】
このように、圧力調整室５３と導入路５２とが連通すると、導入路５２のインクが圧力調整室５３内に流れ込む。そして、圧力調整室５３及び供給路５７内にインクが十分に充填されると、圧力調整室５３の負圧が解消されて、弾性板４６が元の状態に戻ると共に、各コイルばね１０６の付勢力によって各弁体１００がそれぞれ閉弁されることにより各圧力調整室５３内は常に一定の圧力に保たれる。
【００８１】
このような背圧制御ユニット２０のベース部３１の底面には、ベース部３１との間で回路基板７０を保持するヘッドケース８０と、ヘッドケース８０の底面に設けられたヘッド本体９０と、を具備する。
【００８２】
ヘッドケース８０は、ベース部３１と略同じ面積を有し、ベース部３１の底面に固定されて、ベース部３１との間で回路基板７０を保持する。
【００８３】
回路基板７０は、配線挿通孔３１２に相対向する領域に外部配線が接続されるコネクターが上向きとなるように配置される。このような回路基板７０は、複数のヘッド本体９０に共通して接続されるものを用いることができる。
【００８４】
ヘッド本体９０は、特に図示しないがノズル開口が並設された列が２列以上設けられており、各背圧制御ユニット２０から供給された各種インクを各ノズル列から吐出可能に設けられている。本実施形態では、特に図示していないが、４つのヘッド本体９０を設け、３つのヘッド本体９０からは２色のインクが吐出されるようにすると共に１つのヘッド本体９０からは１色のインクが２列のノズル列から吐出されるようにした。これにより、７色のインクを吐出可能とした。なお、ヘッド本体９０の数や配置は特にこれに限定されず、例えば、供給路５７と同等の数のヘッド本体９０を設けるようにしてもよい。
【００８５】
また、ヘッド本体９０内には、特に図示していないが、ノズル開口に連通する圧力発生室と圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段とが設けられている。かかる圧力発生手段としては、例えば、電気機械変換機能を呈する圧電材料を有する圧電アクチュエーターの変形によって圧力発生室の容積を変化させて圧力変化を生じさせて、ノズル開口からインク滴を吐出させるものや、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インク滴を吐出するものや、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インク滴を吐出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。
【００８６】
以上説明したように、本実施形態では、圧力調整室５３からヘッド本体９０にインクを供給する流路の途中にフィルター室５６を設け、フィルター室５６として、圧力調整室５３に流入口５４を介して直接連通する第１フィルター室５６１と、圧力調整室５３に流入口５４と連通流路５５とを介して連通する第２フィルター室５６２とを設けるようにしたため、第１フィルター室５６１と第２フィルター室５６２とを第２方向Ｙに並設することができる。これにより、流路部材本体４０が大型化するのを抑制して、背圧制御ユニット２０を小型化した状態で、フィルター室５６を最大限の容積で設けることができると共に、供給用フィルター５９を最大限の面積で設けることができる。このように、フィルター室５６を最大限の容積で設けることで、フィルター室５６に保持する気泡の量を多くすることができ、クリーニング動作の回数を低減して、無駄なインク消費を抑制することができる。また、供給用フィルター５９を最大限の面積で設けることで、供給用フィルター５９の流路抵抗を小さくして、インクの供給不良が発生するのを抑制することができる。
【００８７】
また、本実施形態では、流路部材本体４０として、第１流路部材４１、第２流路部材４２、第３流路部材４３及び保護板４４を設けるようにしたが、例えば、第１フィルター室５６１に直接流入口５４を開口するように設けずに、流入口５４と第１フィルター室５６１とを連通流路５５等を介して連通させようとすると、第１流路部材４１と第２流路部材４２との間にもう一つ流路部材を追加しなくてはならなくなるなど、部品点数が増えてコストが増大してしまう。特に、各流路部材を安価な成形によって形成する場合、製造上の理由から流路部材を追加する必要がある。本実施形態では、第１フィルター室５６１を直接流入口５４と連通させるようにしたため、流路部材本体４０を第１流路部材４１、第２流路部材４２、第３流路部材４３及び保護板４４で構成することができ、部品点数を減少させてコストを低減することができる。
【００８８】
（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、上述した実施形態１では、第１フィルター室５６１を４個設け、第２フィルター室５６２を３個設けるようにしたが、第１フィルター室５６１及び第２フィルター室５６２の数はこれに限定されるものではない。
【００８９】
また、これら上述したインクジェット式記録ヘッド１０は、インクジェット式記録装置に搭載される。図７は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略斜視図である。図７に示すように、本実施形態のインクジェット式記録装置１では、インクジェット式記録ヘッド１０がキャリッジ２に搭載されている。そして、インクジェット式記録ヘッド１０が搭載されたキャリッジ２は、装置本体７に取り付けられたキャリッジ軸２ａに軸方向移動自在に設けられている。
【００９０】
また、装置本体７には、インクが貯留されたタンクからなる貯留手段３が設けられており、貯留手段３からのインクは、キャリッジ２に搭載されたインクジェット式記録ヘッド１０（背圧制御ユニット２０）に供給管４を介して供給される。
【００９１】
そして、駆動モーター８の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト８ａを介してキャリッジ２に伝達されることで、インクジェット式記録ヘッド１０を搭載したキャリッジ２はキャリッジ軸２ａに沿って移動される。一方、装置本体７にはキャリッジ軸２ａに沿ってプラテン９が設けられており、図示しない給紙ローラーなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン９に巻き掛けられて搬送されるようになっている。
【００９２】
このようなインクジェット式記録装置１では、キャリッジ２がキャリッジ軸２ａに沿って移動されると共にインクジェット式記録ヘッド１０のヘッド本体９０によってインクが吐出されて記録シートＳに印刷される。
【００９３】
また、上述したインクジェット式記録装置１では、インクジェット式記録ヘッド１０がキャリッジ２に搭載されて主走査方向に移動するものを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、インクジェット式記録ヘッド１０が装置本体７に固定されて、紙等の記録シートＳを副走査方向に移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装置にも本発明を適用することができる。
【００９４】
なお、上記した例では、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッド１０を、また液体噴射装置の一例としてインクジェット式記録装置１を挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド及び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や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、かかる液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置にも適用できる。
【符号の説明】
【００９５】
１ インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、 １０ インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、 ２０ 背圧制御ユニット、 ３０ カバー、 ３１ ベース部、 ３２ カバー部、 ４０ 流路部材本体、 ４１ 第１流路部材、 ４２ 第２流路部材、 ４３ 第３流路部材、 ４４ 保護板、 ４５ フィルム部材、 ４６ 弾性板、 ５１ 接続口、 ５２ 導入路、 ５３ 圧力調整室（液体室）、 ５４ 流入口、 ５５ 連通流路、 ５６ フィルター室、 ５７ 供給路、 ５８ 導入用フィルター、 ５９ 供給用フィルター、 ６１ 大気開放路、 ７０ 回路基板、 ８０ ヘッドケース、 ９０ ヘッド本体、 １００ 弁体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射するヘッド本体と、
該ヘッド本体が固定された流路部材と、を備え、
該流路部材は、液体が供給される複数の液体室と、
各液体室に連通すると共にフィルターが設けられたフィルター室と、を備え、
前記液体室及び前記フィルター室を通過した液体が前記ヘッド本体に供給され、且つ前記液体室に開口して、各フィルター室に連通する流入口が一列に揃って設けられており、
前記フィルター室は、第１列に複数並設された第１フィルター室と、
第２列に複数並設された第２フィルター室と、を具備し、
前記第１フィルター室には、前記流入口が直接開口し、
前記第１フィルター室と該第１フィルター室に隣り合う第１フィルター室との間には、前記第２フィルター室と対応する前記液体室の前記流入口とを連通する連通流路が設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記第１フィルター室と前記第２フィルター室とは、同じ容積で設けら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。
【請求項３】
前記液体室及び前記流入口が形成された第１流路部材と、
前記第１フィルター室、前記第２フィルター室及び連通流路が形成された第２流路部材と、
前記フィルター室の一方面側を画成すると共に前記フィルターが保持された第３流路部材と、が積層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。
【請求項４】
前記第２フィルター室は、前記第１フィルター室の数よりも１以上少ない数で設けら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。
【請求項５】
請求項１〜４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。
【請求項１】
液体を噴射するヘッド本体と、
該ヘッド本体が固定された流路部材と、を備え、
該流路部材は、液体が供給される複数の液体室と、
各液体室に連通すると共にフィルターが設けられたフィルター室と、を備え、
前記液体室及び前記フィルター室を通過した液体が前記ヘッド本体に供給され、且つ前記液体室に開口して、各フィルター室に連通する流入口が一列に揃って設けられており、
前記フィルター室は、第１列に複数並設された第１フィルター室と、
第２列に複数並設された第２フィルター室と、を具備し、
前記第１フィルター室には、前記流入口が直接開口し、
前記第１フィルター室と該第１フィルター室に隣り合う第１フィルター室との間には、前記第２フィルター室と対応する前記液体室の前記流入口とを連通する連通流路が設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記第１フィルター室と前記第２フィルター室とは、同じ容積で設けら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。
【請求項３】
前記液体室及び前記流入口が形成された第１流路部材と、
前記第１フィルター室、前記第２フィルター室及び連通流路が形成された第２流路部材と、
前記フィルター室の一方面側を画成すると共に前記フィルターが保持された第３流路部材と、が積層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。
【請求項４】
前記第２フィルター室は、前記第１フィルター室の数よりも１以上少ない数で設けら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。
【請求項５】
請求項１〜４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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２００９６１（Ｐ２０１２−２００９６１Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６６８０９（Ｐ２０１１−６６８０９）
【出願日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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