液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
【課題】フィルター４の上流側の第一室２と循環路６の間にバイパス路７を設け、液体に混入する気泡をこのバイパス路７を介して排出する。
【解決手段】液体噴射ヘッド１を、液体が供給される第一室２と、第一室２から流入した液体を通過させるフィルター４と、フィルター４を通過した液体を流入する第二室３と、第二室３から流入した液体を吐出する吐出部５と、第二室３から流入した液体を供給側に戻す循環路６と、第一室２から循環路６に液体をバイパスさせるバイパス路７とを備えるようにした。
【解決手段】液体噴射ヘッド１を、液体が供給される第一室２と、第一室２から流入した液体を通過させるフィルター４と、フィルター４を通過した液体を流入する第二室３と、第二室３から流入した液体を吐出する吐出部５と、第二室３から流入した液体を供給側に戻す循環路６と、第一室２から循環路６に液体をバイパスさせるバイパス路７とを備えるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルから液体を吐出して被記録媒体に画像や文字、あるいは機能性薄膜を形成する液体噴射ヘッド、及びこれを用いた液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、記録紙等にインク滴を吐出して文字、図形を描画する、或いは素子基板の表面に液体材料を吐出して機能性薄膜を形成するインクジェット方式の液体噴射ヘッドが利用されている。この方式は、インクや液体材料（以下、総称して液体という。）を液体タンクから供給管を介して液体噴射ヘッドに供給し、チャンネルに充填した液体をチャンネルに連通するノズルから吐出させる。液体の吐出の際には、液体噴射ヘッドや噴射した液体を記録する被記録媒体を移動させて、文字や図形を記録する、或いは所定形状の機能性薄膜を形成する。
【０００３】
例えば特許文献１にはこの種の液体噴射ヘッドが記載されている。図７は特許文献１に記載される印字ヘッド１０１の液体流路の概略を示す図である（特許文献１の図２）。印字ヘッド１０１の下部に、下方に液体を吐出する液体吐出ノズル２０１と、この液体吐出ノズル２０１に液体を供給するノズル液室２０２が設置されている。印字ヘッド１０１の上部右側に、ノズル液室２０２に液体を供給するＯＵＴ液室３０１と、ＯＵＴ液室３０１にヘッドフィルタ２０３を介して液体を供給するＩＮ液室２０４が設置されている。ヘッドフィルタ２０３は垂直もしくは傾きを持って設置される。液体はチューブ１１４からＩＮ側ジョイント３０３を介してＩＮ液室２０４の下部に流入し、一部はヘッドフィルタ２０３を通ってＯＵＴ液室３０１に流入し、他はＩＮ液室２０４の上部からＯＵＴ側ジョイント３０４を介してチューブ１１５に流出する。
【０００４】
即ち、液体はチューブ１１４、ＩＮ液室２０４及びチューブ１１５を経由して循環する構成となっている。そして、ＩＮ液室２０４に対しＯＵＴ側ジョイント３０４は上方に、ＩＮ側ジョイント３０３は下方に設置されている。これにより、液体循環クリーニング時に気泡の浮力を利用して気泡をＯＵＴ側ジョイント３０４側に除去することができ、液体循環クリーニングで使用される液体流量を従来と比較して格段に少なくすることができる、というものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３５１６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来例において、ＩＮ液室２０４とＯＵＴ液室３０１の間に液体に混入する塵埃を除去するためのヘッドフィルタ２０３が設けられている。しかし、印字ヘッド１０１を使用するに従い、ヘッドフィルタ２０３のＩＮ液室２０４側に気泡が付着して蓄積し、ヘッドフィルタ２０３の実効面積が低下し、ノズル液室２０２に液体の供給不足が生ずる。また、ＩＮ液室２０４に蓄積した気泡がヘッドフィルタ２０３を通り抜けてノズル液室２０２に流れ出し、ノズルを詰まらせるトッド抜けなどの記録品質が低下する原因となる。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、フィルターの上流側に気泡が蓄積して記録品質が低下することを防止した液体噴射ヘッド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】
【０００８】
本発明の液体噴射ヘッドは、液体が供給される第一室と、前記第一室の液体が通過するフィルターと、前記フィルターから液体を流入する第二室と、前記第二室から流入した液体を吐出する吐出部と、前記第二室から流入した液体を供給側に戻す循環路と、前記第一室から前記循環路に液体をバイパスさせるバイパス路と、を備えることとした。
【０００９】
また、前記バイパス路は、前記第一室の内部領域のうち液体に混入する気泡が滞留する領域に開口することとした。
【００１０】
また、前記バイパス路は、前記第一室の内部領域のうち重力の方向に対して最上位となる領域に開口することとした。
【００１１】
また、前記バイパス路と前記循環路が合流する地点を合流点とし、前記バイパス路の流路抵抗は、前記フィルター、前記第二室及び前記循環路の前記合流点までの合計の流路抵抗よりも大きいこととした。
【００１２】
また、前記バイパス路と前記循環路が合流する地点を合流点とし、前記バイパス路の流路抵抗は、前記フィルター、前記第二室及び前記循環路の前記合流点までの合計の流路抵抗よりも小さいこととした。
【００１３】
また、前記第一室、前記フィルター、前記第二室、前記バイパス及び第一循環路を含むフィルターユニットと、第二循環路を備え、前記第二室から流入した液体を前記吐出部に供給するとともに前記第二循環路を介して前記第一循環路に導く流路部と、を備え、前記第一循環路と前記第二循環路により前記循環路が構成されることとした。
【００１４】
また、前記フィルターユニットは、凹部が形成される基体と、前記凹部の開口端を塞ぐ閉塞部材を備え、前記閉塞部材により塞がれる前記凹部の内部に、前記第一室、前記フィルター及び前記第二室が積層して構成され、前記基体に前記第一循環路及び前記バイパス路が構成されることとした。
【００１５】
また、前記フィルターユニット、前記流路部、及び、前記吐出部の順に接続され、前記基体は、前記基体の前記流路部の側とは反対側に前記第一室に液体を供給するための供給口と前記循環路から液体を供給側に戻すための排出口を備えることとした。
【００１６】
また、前記第一室、前記フィルター、前記第二室、前記バイパス及び前記循環路を含むフィルターユニットを備えることとした。
【００１７】
本発明の液体噴射装置は、上記いずれか一項に記載の液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドを往復移動させる移動機構と、前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、前記液体供給管に前記液体を供給する液体タンクと、を備えることとした。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の液体噴射ヘッドは、液体が供給される第一室と、第一室の液体が通過するフィルターと、フィルターから液体を流入する第二室と、第二室から流入した液体を吐出する吐出部と、第二室から流入した液体を供給側に戻して循環させる循環路と、第一室から循環路に液体をバイパスさせるバイパス路と、を備える。その結果、フィルターを通過した液体が吐出部の直前を循環するので、吐出部に常に新鮮な液体を流すことができる。また、第一室にバイパス路を設けたことにより、第一室に進入した気泡を供給側に戻すことができる。これにより、使用するに従い第一室に気泡が蓄積し、この気泡の蓄積に伴う流路抵抗の増加、あるいは気泡のフィルター通り抜けを防止することができる。加えて、気泡がフィルターを通り抜けた場合でも循環路を介して供給側に除去されるので、ドット抜けなどの記録品質の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッドの構造を表す概念図である。
【図２】循環路と液体供給室との間の連通態様を説明するための図である。
【図３】本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッドの構造を表す概念図である。
【図４】本発明の第三実施形態に係る液体噴射ヘッドの説明図である。
【図５】本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッドの模式的な正面図である。
【図６】本発明の第五実施形態に係る液体噴射装置の模式的な斜視図である。
【図７】従来から公知のインクジェットヘッドの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第一実施形態）
図１は本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッド１の概念図であり、本発明の基本構成を示す。図２は循環路６と液体供給室２０との間の連通態様を説明するための図である。液体噴射ヘッド１は、図示しない液体貯留部から液体が供給される第一室２と、第一室２から流入した液体を通過させるフィルター４と、フィルター４を通過した液体を流入する第二室３と、第二室３から流入した液体を吐出する吐出部５と、第二室３から流入した液体を図示しない液体貯留部に戻す循環路６と、第一室２から循環路６に液体をバイパスさせるバイパス路７と、を備える。
【００２１】
即ち、液体は、図示しない液体貯留部から供給口１５を介して第一室２に供給され、フィルター４を通過して第二室３に流れる。フィルター４は供給された液体に混入する塵埃や気泡を除去する。第二室３から流出した液体は、吐出部５と循環路６に流れる。吐出部５は流入した液体を図示しないノズルから被記録媒体に吐出する。循環路６に流入した液体は排出口１６から排出され、図示しない液体貯留部に戻される。更に、第一室２に供給された液体の一部はバイパス路７から循環路６にバイパスされ、図示しない液体貯留部に戻される。
【００２２】
このように、供給される液体の一部を供給側に戻して循環させることにより、液体が分離や分解して劣化することを防止することができる。特に、フィルター４を通過した液体が吐出部５の直前を循環するので、劣化の早い液体を使用する場合でも吐出部５に常に新鮮な液体を流すことができる。また、フィルター４の上流側である第一室２にバイパス路７を設けたことにより、第一室２に進入した気泡を供給側に戻して除去することができる。これにより、使用するに従い第一室２に気泡が蓄積し、この気泡の蓄積に伴ってフィルター４の実効面積が減少し、流路抵抗が増加して吐出特性が劣化するのを防止することができる。また、気泡の蓄積に伴って気泡がフィルター４を通り抜けてノズルを詰まらせ、ドット抜けが発生するのを防止することができる。加えて、気泡がフィルター４を通り抜けた場合でも通り抜けた気泡は循環路６を通して供給側に除去されるので、ドット抜けによる記録品質の低下を防止することができる。
【００２３】
なお、吐出部５は、液体を吐出するためのノズルと、このノズルに連通する圧力室から構成される。ノズルは列状に配列し、従って圧力室も列状に配列する。液体供給室２０は複数の圧力室に液体を供給できるように、長尺状に形成される。図２を用いて循環路６と液体供給室２０との間の連通態様を説明する。図２（ａ）は循環路６と液体供給室２０が平面的に連通する場合であり、図２（ｂ）は循環路６と液体供給室２０が局所的に連通する場合である。
【００２４】
図２（ａ）に示す場合は、循環路６と液体供給室２０が液体供給室２０の一方端から他方端に亘って広い範囲で連通する。従って、第二室から流入した液体は、実線で示すように循環路６と破線で示すように液体供給室２０との両方を流れる。そのため、液体供給室２０は循環路６の一部とみなすことができる。図２（ｂ）に示す場合は、循環路６と液体供給室２０が連通口２２を介して狭い範囲で連通し、液体供給室２０に流入した液体は循環路６に戻ることがない。この場合、液体供給室２０は循環路６の一部を構成しない。従って、本発明において、図２（ａ）に示す態様のように、液体供給室２０と循環路６が広い範囲で連通し、液体供給室２０と循環路６の間で液体の流入出が可能である場合は、液体供給室２０は循環路６に含まれるものとする。
【００２５】
また、バイパス路７は、第一室２の内部領域のうち液体に混入する気泡が滞留する領域に開口することが望ましい。例えば、図１において重力の方向に対して第一室２が上位、吐出部５が下位となるように液体噴射ヘッド１を設置すれば、第一室２の上辺近傍に気泡が溜まるので、上辺近傍に開口するバイパス路７からこれら溜まった気泡を容易に排出させることができる。
【００２６】
また、バイパス路７と循環路６が合流する地点を合流点Ｐとして、バイパス路７の流路抵抗を、フィルター４、第二室３及び循環路６の合流点Ｐまでの合計の流路抵抗よりも大きくする。つまり、バイパス路７を流れる流量を絞って吐出部５と循環路６に流れる流量を多くする。これにより、吐出部５や循環路６の流路内に異物が沈殿し難くなるとともに異物が沈殿し或いは混入した場合でも除去されやすくなる。また、粘度の高い液体を使用する場合に、吐出部５に供給される液体の量や圧力を確保することができる。
【００２７】
また、バイパス路７の流路抵抗を、フィルター４、第二室３及び循環路６の合流点Ｐまでの合計の流路抵抗よりも小さくする。つまり、バイパス路７を流れる流量を、循環路６を流れる流量よりも多くする。これにより、循環路６を流れる液体の流量が制限され、吐出部５から吐出する液体の吐出特性を安定化させることができる。また、分離速度の速い液体を使用する場合に有効である。バイパス路７を介して液体を多く循環させることにより、液体の分離を防ぎ、吐出部５に新鮮な液体を供給することができる。
【００２８】
（第二実施形態）
図３は、本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッド１の概念図である。第一実施形態と異なる部分は、第一室２の上辺が傾斜する点であり、その他の構成は第一実施形態と同様である。以下、第一実施形態と同一の部分については説明を省略する。
【００２９】
図３に示すように、重力ｇの方向は上方の第一室２から下方の吐出部５に向かう。第一室２の上辺は重力ｇの方向に対して傾斜する。重力ｇの方向に対して最上位となる上辺と右辺の角部に気泡８が滞留する滞留領域Ｒが形成される。バイパス路７はこの滞留領域Ｒに開口し、滞留した気泡８が循環路６に排出される。これにより、第一室２に気泡８が蓄積してフィルター４の実効面積が減少し、流路抵抗が増加して吐出特性が劣化するのを防止することができる。また、第一室２に蓄積した気泡８がフィルター４を通り抜けて吐出部５に進入し、ノズルを詰まらせるドット抜けなどの記録品質の低下を防止することができる。その他の構成及び効果は第一実施形態と同様である。
【００３０】
（第三実施形態）
図４は、本発明の第三実施形態に係る噴射ヘッド１の説明図である。図４（ａ）が液体噴射ヘッド１の模式的な正面図であり、図４（ｂ）がフィルターユニット１０の部分ＡＡの縦断面模式図である。図４（ａ）は、理解を容易にするために凹部１３を閉塞する閉塞部材１４を除去した正面図である。同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付した。
【００３１】
図４に示すように、液体噴射ヘッド１は、フィルターユニット１０、流路部１１及び吐出部５の順に接続される。フィルターユニット１０は、第一室２、フィルター４、第二室３、バイパス路７及び第一循環路６ａを含む。フィルターユニット１０の上端部には図示しない液体貯留部から液体が供給される第一接続部１９ａと液体を排出して供給側に戻す第二接続部１９ｂが設置される。フィルターユニット１０の下端部には第二室３から第二循環路６ｂ及び吐出部５に液体を流出させる第三接続部１９ｃと、第二循環路６ｂから第一循環路６ａに液体を流入する第四接続部１９ｄが設置される。
【００３２】
流路部１１は第二循環路６ｂを有し、第二室３から流入した液体を吐出部５と第二循環路６ｂに導く。流路部１１と吐出部５の間は、図２（ａ）に示すように、循環路と液体供給室が平面的に広い範囲に亘って連通する。従って、すでに説明したように、吐出部５の各圧力室に連通する液体供給室を循環路の一部とみなし、第二循環路６ｂとして記載する。
【００３３】
図４（ｂ）に示すように、フィルターユニット１０は、平面視で略四角形であり中央に凹部１３が形成される扁平な基体１２と、凹部１３の開口端を塞ぐ閉塞部材１４を備える。閉塞部材１４により塞がれる凹部１３の内部に、凹部１３の底面の側から順に第二室３、フィルター４及び第一室２が積層して構成される。より具体的には、凹部１３の側面に段部Ｓが形成され、この段部Ｓの上面（凹部１３の底面と平行な面）にフィルター４が設置される。即ち、第一室２は閉塞部材１４と凹部１３の側面とフィルター４の一方の表面に囲まれる領域であり、第二室３は段部Ｓの側面（凹部１３の側面と平行な面）とフィルター４の他方の表面と凹部１３の底面に囲まれる領域である。
【００３４】
第一室２の上辺は、液体噴射ヘッド１を液体噴射装置に設置したときに重力ｇの方向に対して右側が高く左側が低い。従って、第一室２の上辺と右辺の角部が滞留領域Ｒとなる。第一室２に液体を供給する供給口１５は上辺の凹部１３の側面に開口する。第一循環路６ａは第一室２の右辺と基体１２の右辺の間の表面に形成される。バイパス路７は基体１２の上辺と右辺の角部に形成され、第一室２と第一循環路６ａを連通する。バイパス路７は、第一室２の上辺と右辺の角部の滞留領域Ｒに開口する。第一循環路６ａから液体を排出させるための排出口１６は基体１２の右辺側の上辺に設置される。
【００３５】
第二室３から液体を流出させるための流出口１７は第二室３の左辺と下辺の角部近傍の底面に開口する。流出口１７は第三接続部１９ｃを介して流路部１１の第二循環路６ｂに連通する。流路部１１から液体を流入するための流入口１８が基体１２の下辺の右辺側の側面に形成され、第四接続部１９ｄを介して第二循環路６ｂと連通する。
【００３６】
このように、扁平な基体１２に凹部１３を形成し、この凹部１３に第一室２、フィルター４及び第二室３を積層して形成したので、フィルター４の面積を大きく形成でき、フィルター４の流路抵抗を低下させることができる。また、フィルターユニット１０の厚さが薄いので、複数の液体噴射ヘッド１を並設するマルチノズル方式の液体噴射ヘッドを薄く構成することができる。また、フィルター４を通過した液体が吐出部５の直前で循環するので、吐出部５に常に新鮮な液体を供給することができる。また、第一室２の滞留領域Ｒに開口するバイパス路７を設けたことにより、第一室２に進入した気泡を供給側に戻して除去することができる。これにより、使用するに従い第一室２に気泡が蓄積し、この気泡の蓄積に伴う流路抵抗の増加により吐出特性が劣化することを防止することができる。また、気泡の蓄積に伴って気泡がフィルターを通り抜けてノズルを詰まらせ、ドット抜けが発生するのを防止することができる。加えて、気泡がフィルターを通り抜けた場合でも通り抜けた気泡は循環路６を通して供給側に除去されるので、ドット抜けによる記録品質の低下を防止することができる。
【００３７】
なお、第一〜第四接続部１９ａ〜１９ｄの設置場所は図４に示すものに限定されないが、第一及び第二接続部１９ａ、１９ｂを基体１２の上端部に、第三及び第四接続部１９ｃ、１９ｄを基体１２の下端部に集約的に設置することにより、給排液の配管周りをコンパクトに構成することができる。また、本実施形態では、凹部１３の底面側から第二室３、フィルター４及び第一室２のように積層したが、これを第一室２、フィルター４及び第二室３のように積層しても本発明の効果を奏することができることは言うまでもない。
【００３８】
また、バイパス路７の流路抵抗をフィルター４、第二室３、第一循環路６ａ及び第二循環路６ｂの合流点Ｐまでの合計の流路抵抗よりも大きくすることにより、吐出部５や循環路６の流路内に異物が沈殿し難くなるとともに異物が沈殿し或いは混入した場合でも除去され易くなる。また、バイパス路７の流路抵抗をフィルター４、第二室３、第一循環路６ａ及び第二循環路６ｂの合流点までの合計の流路抵抗よりも小さくすることにより、循環路６を流れる液体の流量が制限され、吐出部５から吐出する液体の吐出特性を安定化させることができる。
【００３９】
また、粘度の高い液体を使用する場合は、バイパス路７の流路抵抗を、フィルター４、第二室３、第一循環路６ａ及び第二循環路６ｂの合流点Ｐまでの合計の流路抵抗よりも大きくする。これにより、吐出部５に供給される液体の量や圧力を確保することができる。また、分離速度の速い液体を使用する場合は、バイパス路７の流路抵抗を、フィルター４から第二循環路６ｂの合流点までの合計の流路抵抗よりも小さくする。これにより、液体の分離を防ぎ、吐出部５に新鮮な液体を供給することができる。
【００４０】
（第四実施形態）
図５は、本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッド１の説明図である。図５（ａ）が液体噴射ヘッド１の模式的な正面図であり、図５（ｂ）がフィルターユニット１０の部分ＢＢの縦断面模式図である。第三実施形態の図４（ａ）と同様に、図５（ａ）は理解を容易にするために凹部１３の開口端を塞ぐ閉塞部材１４を除去した正面図である。第三実施形態と異なる部分は、循環路６をフィルターユニット１０に形成した点である。
【００４１】
図５に示すように、液体噴射ヘッド１はフィルターユニット１０の下部に吐出部５が接続される。フィルターユニット１０は、第一室２、フィルター４、第二室３、バイパス路７及び循環路６を備える。フィルターユニット１０の上端部には、図示しない液体貯留部から液体が供給される第一接続部１９ａと供給側に液体を戻す第二接続部１９ｂが設置される。
【００４２】
フィルターユニット１０は、第三実施形態と同様に、略四角形の扁平な基体１２と図示しない閉塞部材１４とを備える。基体１２の中央部には凹部１３が形成され、凹部１３の底面側から順に第二室３、フィルター４及び第一室２が積層して構成される。フィルター４は凹部１３の側面に形成した段部Ｓの上面に設置される。即ち、第一室２は図示しない閉塞部材１４と凹部１３の側面とフィルター４の一方の表面に囲まれる領域であり、第二室３は凹部１３の底面と段部Ｓの側面とフィルター４の他方の表面に囲まれる領域である。
【００４３】
第一室２の右辺及び下辺と基体１２の右辺及び下辺の間の基体１２の上面に溝状の循環路６が形成される。第一室２の上辺は重力ｇの方向に対して傾斜し、上辺と右辺の角部に滞留領域Ｒが形成される。バイパス路７は一方の端部が滞留領域Ｒに開口し、他方の端部が循環路６に開口し、第一室２と循環路６を連通する。バイパス路７は基体１２の上辺と右辺の角部に設置される。
【００４４】
第一室２の上辺の左辺側には供給口１５を備え、図示しない液体貯留部から第一接続部１９ａ及び供給口１５を介して液体が供給される。第一室２の液体はフィルター４を介して第二室３に流入し、凹部１３の底面に形成した流出口１７から基体１２の背面側を流れて、一部が流入口１８から循環路６に流入し、他が第三接続部１９ｃを介して吐出部５に流入する。循環路６に流入した液体は下辺から右辺に沿って流れ、基体１２の右辺と左辺の角部に形成した排出口１６から排出され、第二接続部１９ｂを介して供給側に戻される。
【００４５】
このように、フィルターユニット１０に循環路６を形成したので、フィルターユニット１０と吐出部５の間に循環路６を設置する必要がなく、部品点数が減少して製造コストを抑えることができる。その他の構成及び作用効果は第三実施形態と同様であり、説明を省略する。
【００４６】
（第五実施形態）
図６は本発明の第五実施形態に係る液体噴射装置３０の模式的な斜視図である。液体噴射装置３０は、液体噴射ヘッド１、１’を往復移動させる移動機構４０と、液体噴射ヘッド１、１’に液体を供給する供給チューブ３５、３５’と、液体噴射ヘッド１、１’から液体を回収する回収チューブ４５、４５’と、供給チューブ３５、３５’に液体を圧送する液体ポンプ３３、３３’と液体タンク３４、３４’を備えている。各液体噴射ヘッド１、１’は複数の吐出溝を備え、各吐出溝に連通するノズルから液滴を吐出する。液体噴射ヘッド１、１’は既に説明した第一〜第五実施形態のいずれかを使用する。
【００４７】
液体噴射装置３０は、紙等の被記録媒体４４を主走査方向に搬送する一対の搬送手段４１、４２と、被記録媒体４４に液体を吐出する液体噴射ヘッド１、１’と、液体噴射ヘッド１、１’を載置するキャリッジユニット４３と、液体タンク３４、３４’に貯留した液体を供給チューブ３５、３５’に押圧して供給する液体ポンプ３３、３３’と、液体噴射ヘッド１、１’を主走査方向と直交する副走査方向に走査する移動機構４０を備えている。図示しない制御部は液体噴射ヘッド１、１’、移動機構４０、搬送手段４１、４２を制御して駆動する。
【００４８】
一対の搬送手段４１、４２は副走査方向に延び、ローラ面を接触しながら回転するグリッドローラとピンチローラを備えている。図示しないモータによりグリッドローラとピンチローラを軸周りに移転させてローラ間に挟み込んだ被記録媒体４４を主走査方向に搬送する。移動機構４０は、副走査方向に延びた一対のガイドレール３６、３７と、一対のガイドレール３６、３７に沿って摺動可能なキャリッジユニット４３と、キャリッジユニット４３を連結し副走査方向に移動させる無端ベルト３８と、この無端ベルト３８を図示しないプーリを介して周回させるモータ３９を備えている。
【００４９】
キャリッジユニット４３は、複数の液体噴射ヘッド１、１’を載置し、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種類の液滴を吐出する。液体タンク３４、３４’は対応する色の液体を貯留し、液体ポンプ３３、３３’、供給チューブ３５、３５’を介して液体噴射ヘッド１、１’に供給し、回収チューブ４５、４５’を介して液体を液体タンク３４、３４’に回収する。各液体噴射ヘッド１、１’は駆動信号に応じて各色の液滴を吐出する。液体噴射ヘッド１、１’から液体を吐出させるタイミング、キャリッジユニット４３を駆動するモータ３９の回転及び被記録媒体４４の搬送速度を制御することにより、被記録媒体４４上に任意のパターンを記録することできる。
【００５０】
本発明による液体噴射装置３０は、液体噴射ヘッド１に供給される液体の一部を供給側に戻して循環させるので、液体が分解又は分離して劣化することを防止することができる。また、フィルターの上流側である第一室にバイパス路を設けたことにより、液体に混入する気泡をバイパス路から排出できるので、第一室に気泡が蓄積してフィルターの実効面積が減少し、流路抵抗が増大して吐出特性が劣化することを防止することができる液体噴射装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１ 液体噴射ヘッド
２ 第一室
３ 第二室
４ フィルター
５ 吐出部
６ 循環路、６ａ 第一循環路、６ｂ 第二循環路
７ バイパス路
８ 気泡
１０ フィルターユニット
１１ 流路部
１２ 基体
１３ 凹部
１４ 閉塞部材
１５ 供給口
１６ 排出口
１７ 流出口
１８ 流入口
２０ 液体供給室
Ｒ 滞留領域
Ｐ 合流点
３０ 液体噴射装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルから液体を吐出して被記録媒体に画像や文字、あるいは機能性薄膜を形成する液体噴射ヘッド、及びこれを用いた液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、記録紙等にインク滴を吐出して文字、図形を描画する、或いは素子基板の表面に液体材料を吐出して機能性薄膜を形成するインクジェット方式の液体噴射ヘッドが利用されている。この方式は、インクや液体材料（以下、総称して液体という。）を液体タンクから供給管を介して液体噴射ヘッドに供給し、チャンネルに充填した液体をチャンネルに連通するノズルから吐出させる。液体の吐出の際には、液体噴射ヘッドや噴射した液体を記録する被記録媒体を移動させて、文字や図形を記録する、或いは所定形状の機能性薄膜を形成する。
【０００３】
例えば特許文献１にはこの種の液体噴射ヘッドが記載されている。図７は特許文献１に記載される印字ヘッド１０１の液体流路の概略を示す図である（特許文献１の図２）。印字ヘッド１０１の下部に、下方に液体を吐出する液体吐出ノズル２０１と、この液体吐出ノズル２０１に液体を供給するノズル液室２０２が設置されている。印字ヘッド１０１の上部右側に、ノズル液室２０２に液体を供給するＯＵＴ液室３０１と、ＯＵＴ液室３０１にヘッドフィルタ２０３を介して液体を供給するＩＮ液室２０４が設置されている。ヘッドフィルタ２０３は垂直もしくは傾きを持って設置される。液体はチューブ１１４からＩＮ側ジョイント３０３を介してＩＮ液室２０４の下部に流入し、一部はヘッドフィルタ２０３を通ってＯＵＴ液室３０１に流入し、他はＩＮ液室２０４の上部からＯＵＴ側ジョイント３０４を介してチューブ１１５に流出する。
【０００４】
即ち、液体はチューブ１１４、ＩＮ液室２０４及びチューブ１１５を経由して循環する構成となっている。そして、ＩＮ液室２０４に対しＯＵＴ側ジョイント３０４は上方に、ＩＮ側ジョイント３０３は下方に設置されている。これにより、液体循環クリーニング時に気泡の浮力を利用して気泡をＯＵＴ側ジョイント３０４側に除去することができ、液体循環クリーニングで使用される液体流量を従来と比較して格段に少なくすることができる、というものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３５１６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来例において、ＩＮ液室２０４とＯＵＴ液室３０１の間に液体に混入する塵埃を除去するためのヘッドフィルタ２０３が設けられている。しかし、印字ヘッド１０１を使用するに従い、ヘッドフィルタ２０３のＩＮ液室２０４側に気泡が付着して蓄積し、ヘッドフィルタ２０３の実効面積が低下し、ノズル液室２０２に液体の供給不足が生ずる。また、ＩＮ液室２０４に蓄積した気泡がヘッドフィルタ２０３を通り抜けてノズル液室２０２に流れ出し、ノズルを詰まらせるトッド抜けなどの記録品質が低下する原因となる。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、フィルターの上流側に気泡が蓄積して記録品質が低下することを防止した液体噴射ヘッド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】
【０００８】
本発明の液体噴射ヘッドは、液体が供給される第一室と、前記第一室の液体が通過するフィルターと、前記フィルターから液体を流入する第二室と、前記第二室から流入した液体を吐出する吐出部と、前記第二室から流入した液体を供給側に戻す循環路と、前記第一室から前記循環路に液体をバイパスさせるバイパス路と、を備えることとした。
【０００９】
また、前記バイパス路は、前記第一室の内部領域のうち液体に混入する気泡が滞留する領域に開口することとした。
【００１０】
また、前記バイパス路は、前記第一室の内部領域のうち重力の方向に対して最上位となる領域に開口することとした。
【００１１】
また、前記バイパス路と前記循環路が合流する地点を合流点とし、前記バイパス路の流路抵抗は、前記フィルター、前記第二室及び前記循環路の前記合流点までの合計の流路抵抗よりも大きいこととした。
【００１２】
また、前記バイパス路と前記循環路が合流する地点を合流点とし、前記バイパス路の流路抵抗は、前記フィルター、前記第二室及び前記循環路の前記合流点までの合計の流路抵抗よりも小さいこととした。
【００１３】
また、前記第一室、前記フィルター、前記第二室、前記バイパス及び第一循環路を含むフィルターユニットと、第二循環路を備え、前記第二室から流入した液体を前記吐出部に供給するとともに前記第二循環路を介して前記第一循環路に導く流路部と、を備え、前記第一循環路と前記第二循環路により前記循環路が構成されることとした。
【００１４】
また、前記フィルターユニットは、凹部が形成される基体と、前記凹部の開口端を塞ぐ閉塞部材を備え、前記閉塞部材により塞がれる前記凹部の内部に、前記第一室、前記フィルター及び前記第二室が積層して構成され、前記基体に前記第一循環路及び前記バイパス路が構成されることとした。
【００１５】
また、前記フィルターユニット、前記流路部、及び、前記吐出部の順に接続され、前記基体は、前記基体の前記流路部の側とは反対側に前記第一室に液体を供給するための供給口と前記循環路から液体を供給側に戻すための排出口を備えることとした。
【００１６】
また、前記第一室、前記フィルター、前記第二室、前記バイパス及び前記循環路を含むフィルターユニットを備えることとした。
【００１７】
本発明の液体噴射装置は、上記いずれか一項に記載の液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドを往復移動させる移動機構と、前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、前記液体供給管に前記液体を供給する液体タンクと、を備えることとした。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の液体噴射ヘッドは、液体が供給される第一室と、第一室の液体が通過するフィルターと、フィルターから液体を流入する第二室と、第二室から流入した液体を吐出する吐出部と、第二室から流入した液体を供給側に戻して循環させる循環路と、第一室から循環路に液体をバイパスさせるバイパス路と、を備える。その結果、フィルターを通過した液体が吐出部の直前を循環するので、吐出部に常に新鮮な液体を流すことができる。また、第一室にバイパス路を設けたことにより、第一室に進入した気泡を供給側に戻すことができる。これにより、使用するに従い第一室に気泡が蓄積し、この気泡の蓄積に伴う流路抵抗の増加、あるいは気泡のフィルター通り抜けを防止することができる。加えて、気泡がフィルターを通り抜けた場合でも循環路を介して供給側に除去されるので、ドット抜けなどの記録品質の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッドの構造を表す概念図である。
【図２】循環路と液体供給室との間の連通態様を説明するための図である。
【図３】本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッドの構造を表す概念図である。
【図４】本発明の第三実施形態に係る液体噴射ヘッドの説明図である。
【図５】本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッドの模式的な正面図である。
【図６】本発明の第五実施形態に係る液体噴射装置の模式的な斜視図である。
【図７】従来から公知のインクジェットヘッドの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第一実施形態）
図１は本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッド１の概念図であり、本発明の基本構成を示す。図２は循環路６と液体供給室２０との間の連通態様を説明するための図である。液体噴射ヘッド１は、図示しない液体貯留部から液体が供給される第一室２と、第一室２から流入した液体を通過させるフィルター４と、フィルター４を通過した液体を流入する第二室３と、第二室３から流入した液体を吐出する吐出部５と、第二室３から流入した液体を図示しない液体貯留部に戻す循環路６と、第一室２から循環路６に液体をバイパスさせるバイパス路７と、を備える。
【００２１】
即ち、液体は、図示しない液体貯留部から供給口１５を介して第一室２に供給され、フィルター４を通過して第二室３に流れる。フィルター４は供給された液体に混入する塵埃や気泡を除去する。第二室３から流出した液体は、吐出部５と循環路６に流れる。吐出部５は流入した液体を図示しないノズルから被記録媒体に吐出する。循環路６に流入した液体は排出口１６から排出され、図示しない液体貯留部に戻される。更に、第一室２に供給された液体の一部はバイパス路７から循環路６にバイパスされ、図示しない液体貯留部に戻される。
【００２２】
このように、供給される液体の一部を供給側に戻して循環させることにより、液体が分離や分解して劣化することを防止することができる。特に、フィルター４を通過した液体が吐出部５の直前を循環するので、劣化の早い液体を使用する場合でも吐出部５に常に新鮮な液体を流すことができる。また、フィルター４の上流側である第一室２にバイパス路７を設けたことにより、第一室２に進入した気泡を供給側に戻して除去することができる。これにより、使用するに従い第一室２に気泡が蓄積し、この気泡の蓄積に伴ってフィルター４の実効面積が減少し、流路抵抗が増加して吐出特性が劣化するのを防止することができる。また、気泡の蓄積に伴って気泡がフィルター４を通り抜けてノズルを詰まらせ、ドット抜けが発生するのを防止することができる。加えて、気泡がフィルター４を通り抜けた場合でも通り抜けた気泡は循環路６を通して供給側に除去されるので、ドット抜けによる記録品質の低下を防止することができる。
【００２３】
なお、吐出部５は、液体を吐出するためのノズルと、このノズルに連通する圧力室から構成される。ノズルは列状に配列し、従って圧力室も列状に配列する。液体供給室２０は複数の圧力室に液体を供給できるように、長尺状に形成される。図２を用いて循環路６と液体供給室２０との間の連通態様を説明する。図２（ａ）は循環路６と液体供給室２０が平面的に連通する場合であり、図２（ｂ）は循環路６と液体供給室２０が局所的に連通する場合である。
【００２４】
図２（ａ）に示す場合は、循環路６と液体供給室２０が液体供給室２０の一方端から他方端に亘って広い範囲で連通する。従って、第二室から流入した液体は、実線で示すように循環路６と破線で示すように液体供給室２０との両方を流れる。そのため、液体供給室２０は循環路６の一部とみなすことができる。図２（ｂ）に示す場合は、循環路６と液体供給室２０が連通口２２を介して狭い範囲で連通し、液体供給室２０に流入した液体は循環路６に戻ることがない。この場合、液体供給室２０は循環路６の一部を構成しない。従って、本発明において、図２（ａ）に示す態様のように、液体供給室２０と循環路６が広い範囲で連通し、液体供給室２０と循環路６の間で液体の流入出が可能である場合は、液体供給室２０は循環路６に含まれるものとする。
【００２５】
また、バイパス路７は、第一室２の内部領域のうち液体に混入する気泡が滞留する領域に開口することが望ましい。例えば、図１において重力の方向に対して第一室２が上位、吐出部５が下位となるように液体噴射ヘッド１を設置すれば、第一室２の上辺近傍に気泡が溜まるので、上辺近傍に開口するバイパス路７からこれら溜まった気泡を容易に排出させることができる。
【００２６】
また、バイパス路７と循環路６が合流する地点を合流点Ｐとして、バイパス路７の流路抵抗を、フィルター４、第二室３及び循環路６の合流点Ｐまでの合計の流路抵抗よりも大きくする。つまり、バイパス路７を流れる流量を絞って吐出部５と循環路６に流れる流量を多くする。これにより、吐出部５や循環路６の流路内に異物が沈殿し難くなるとともに異物が沈殿し或いは混入した場合でも除去されやすくなる。また、粘度の高い液体を使用する場合に、吐出部５に供給される液体の量や圧力を確保することができる。
【００２７】
また、バイパス路７の流路抵抗を、フィルター４、第二室３及び循環路６の合流点Ｐまでの合計の流路抵抗よりも小さくする。つまり、バイパス路７を流れる流量を、循環路６を流れる流量よりも多くする。これにより、循環路６を流れる液体の流量が制限され、吐出部５から吐出する液体の吐出特性を安定化させることができる。また、分離速度の速い液体を使用する場合に有効である。バイパス路７を介して液体を多く循環させることにより、液体の分離を防ぎ、吐出部５に新鮮な液体を供給することができる。
【００２８】
（第二実施形態）
図３は、本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッド１の概念図である。第一実施形態と異なる部分は、第一室２の上辺が傾斜する点であり、その他の構成は第一実施形態と同様である。以下、第一実施形態と同一の部分については説明を省略する。
【００２９】
図３に示すように、重力ｇの方向は上方の第一室２から下方の吐出部５に向かう。第一室２の上辺は重力ｇの方向に対して傾斜する。重力ｇの方向に対して最上位となる上辺と右辺の角部に気泡８が滞留する滞留領域Ｒが形成される。バイパス路７はこの滞留領域Ｒに開口し、滞留した気泡８が循環路６に排出される。これにより、第一室２に気泡８が蓄積してフィルター４の実効面積が減少し、流路抵抗が増加して吐出特性が劣化するのを防止することができる。また、第一室２に蓄積した気泡８がフィルター４を通り抜けて吐出部５に進入し、ノズルを詰まらせるドット抜けなどの記録品質の低下を防止することができる。その他の構成及び効果は第一実施形態と同様である。
【００３０】
（第三実施形態）
図４は、本発明の第三実施形態に係る噴射ヘッド１の説明図である。図４（ａ）が液体噴射ヘッド１の模式的な正面図であり、図４（ｂ）がフィルターユニット１０の部分ＡＡの縦断面模式図である。図４（ａ）は、理解を容易にするために凹部１３を閉塞する閉塞部材１４を除去した正面図である。同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付した。
【００３１】
図４に示すように、液体噴射ヘッド１は、フィルターユニット１０、流路部１１及び吐出部５の順に接続される。フィルターユニット１０は、第一室２、フィルター４、第二室３、バイパス路７及び第一循環路６ａを含む。フィルターユニット１０の上端部には図示しない液体貯留部から液体が供給される第一接続部１９ａと液体を排出して供給側に戻す第二接続部１９ｂが設置される。フィルターユニット１０の下端部には第二室３から第二循環路６ｂ及び吐出部５に液体を流出させる第三接続部１９ｃと、第二循環路６ｂから第一循環路６ａに液体を流入する第四接続部１９ｄが設置される。
【００３２】
流路部１１は第二循環路６ｂを有し、第二室３から流入した液体を吐出部５と第二循環路６ｂに導く。流路部１１と吐出部５の間は、図２（ａ）に示すように、循環路と液体供給室が平面的に広い範囲に亘って連通する。従って、すでに説明したように、吐出部５の各圧力室に連通する液体供給室を循環路の一部とみなし、第二循環路６ｂとして記載する。
【００３３】
図４（ｂ）に示すように、フィルターユニット１０は、平面視で略四角形であり中央に凹部１３が形成される扁平な基体１２と、凹部１３の開口端を塞ぐ閉塞部材１４を備える。閉塞部材１４により塞がれる凹部１３の内部に、凹部１３の底面の側から順に第二室３、フィルター４及び第一室２が積層して構成される。より具体的には、凹部１３の側面に段部Ｓが形成され、この段部Ｓの上面（凹部１３の底面と平行な面）にフィルター４が設置される。即ち、第一室２は閉塞部材１４と凹部１３の側面とフィルター４の一方の表面に囲まれる領域であり、第二室３は段部Ｓの側面（凹部１３の側面と平行な面）とフィルター４の他方の表面と凹部１３の底面に囲まれる領域である。
【００３４】
第一室２の上辺は、液体噴射ヘッド１を液体噴射装置に設置したときに重力ｇの方向に対して右側が高く左側が低い。従って、第一室２の上辺と右辺の角部が滞留領域Ｒとなる。第一室２に液体を供給する供給口１５は上辺の凹部１３の側面に開口する。第一循環路６ａは第一室２の右辺と基体１２の右辺の間の表面に形成される。バイパス路７は基体１２の上辺と右辺の角部に形成され、第一室２と第一循環路６ａを連通する。バイパス路７は、第一室２の上辺と右辺の角部の滞留領域Ｒに開口する。第一循環路６ａから液体を排出させるための排出口１６は基体１２の右辺側の上辺に設置される。
【００３５】
第二室３から液体を流出させるための流出口１７は第二室３の左辺と下辺の角部近傍の底面に開口する。流出口１７は第三接続部１９ｃを介して流路部１１の第二循環路６ｂに連通する。流路部１１から液体を流入するための流入口１８が基体１２の下辺の右辺側の側面に形成され、第四接続部１９ｄを介して第二循環路６ｂと連通する。
【００３６】
このように、扁平な基体１２に凹部１３を形成し、この凹部１３に第一室２、フィルター４及び第二室３を積層して形成したので、フィルター４の面積を大きく形成でき、フィルター４の流路抵抗を低下させることができる。また、フィルターユニット１０の厚さが薄いので、複数の液体噴射ヘッド１を並設するマルチノズル方式の液体噴射ヘッドを薄く構成することができる。また、フィルター４を通過した液体が吐出部５の直前で循環するので、吐出部５に常に新鮮な液体を供給することができる。また、第一室２の滞留領域Ｒに開口するバイパス路７を設けたことにより、第一室２に進入した気泡を供給側に戻して除去することができる。これにより、使用するに従い第一室２に気泡が蓄積し、この気泡の蓄積に伴う流路抵抗の増加により吐出特性が劣化することを防止することができる。また、気泡の蓄積に伴って気泡がフィルターを通り抜けてノズルを詰まらせ、ドット抜けが発生するのを防止することができる。加えて、気泡がフィルターを通り抜けた場合でも通り抜けた気泡は循環路６を通して供給側に除去されるので、ドット抜けによる記録品質の低下を防止することができる。
【００３７】
なお、第一〜第四接続部１９ａ〜１９ｄの設置場所は図４に示すものに限定されないが、第一及び第二接続部１９ａ、１９ｂを基体１２の上端部に、第三及び第四接続部１９ｃ、１９ｄを基体１２の下端部に集約的に設置することにより、給排液の配管周りをコンパクトに構成することができる。また、本実施形態では、凹部１３の底面側から第二室３、フィルター４及び第一室２のように積層したが、これを第一室２、フィルター４及び第二室３のように積層しても本発明の効果を奏することができることは言うまでもない。
【００３８】
また、バイパス路７の流路抵抗をフィルター４、第二室３、第一循環路６ａ及び第二循環路６ｂの合流点Ｐまでの合計の流路抵抗よりも大きくすることにより、吐出部５や循環路６の流路内に異物が沈殿し難くなるとともに異物が沈殿し或いは混入した場合でも除去され易くなる。また、バイパス路７の流路抵抗をフィルター４、第二室３、第一循環路６ａ及び第二循環路６ｂの合流点までの合計の流路抵抗よりも小さくすることにより、循環路６を流れる液体の流量が制限され、吐出部５から吐出する液体の吐出特性を安定化させることができる。
【００３９】
また、粘度の高い液体を使用する場合は、バイパス路７の流路抵抗を、フィルター４、第二室３、第一循環路６ａ及び第二循環路６ｂの合流点Ｐまでの合計の流路抵抗よりも大きくする。これにより、吐出部５に供給される液体の量や圧力を確保することができる。また、分離速度の速い液体を使用する場合は、バイパス路７の流路抵抗を、フィルター４から第二循環路６ｂの合流点までの合計の流路抵抗よりも小さくする。これにより、液体の分離を防ぎ、吐出部５に新鮮な液体を供給することができる。
【００４０】
（第四実施形態）
図５は、本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッド１の説明図である。図５（ａ）が液体噴射ヘッド１の模式的な正面図であり、図５（ｂ）がフィルターユニット１０の部分ＢＢの縦断面模式図である。第三実施形態の図４（ａ）と同様に、図５（ａ）は理解を容易にするために凹部１３の開口端を塞ぐ閉塞部材１４を除去した正面図である。第三実施形態と異なる部分は、循環路６をフィルターユニット１０に形成した点である。
【００４１】
図５に示すように、液体噴射ヘッド１はフィルターユニット１０の下部に吐出部５が接続される。フィルターユニット１０は、第一室２、フィルター４、第二室３、バイパス路７及び循環路６を備える。フィルターユニット１０の上端部には、図示しない液体貯留部から液体が供給される第一接続部１９ａと供給側に液体を戻す第二接続部１９ｂが設置される。
【００４２】
フィルターユニット１０は、第三実施形態と同様に、略四角形の扁平な基体１２と図示しない閉塞部材１４とを備える。基体１２の中央部には凹部１３が形成され、凹部１３の底面側から順に第二室３、フィルター４及び第一室２が積層して構成される。フィルター４は凹部１３の側面に形成した段部Ｓの上面に設置される。即ち、第一室２は図示しない閉塞部材１４と凹部１３の側面とフィルター４の一方の表面に囲まれる領域であり、第二室３は凹部１３の底面と段部Ｓの側面とフィルター４の他方の表面に囲まれる領域である。
【００４３】
第一室２の右辺及び下辺と基体１２の右辺及び下辺の間の基体１２の上面に溝状の循環路６が形成される。第一室２の上辺は重力ｇの方向に対して傾斜し、上辺と右辺の角部に滞留領域Ｒが形成される。バイパス路７は一方の端部が滞留領域Ｒに開口し、他方の端部が循環路６に開口し、第一室２と循環路６を連通する。バイパス路７は基体１２の上辺と右辺の角部に設置される。
【００４４】
第一室２の上辺の左辺側には供給口１５を備え、図示しない液体貯留部から第一接続部１９ａ及び供給口１５を介して液体が供給される。第一室２の液体はフィルター４を介して第二室３に流入し、凹部１３の底面に形成した流出口１７から基体１２の背面側を流れて、一部が流入口１８から循環路６に流入し、他が第三接続部１９ｃを介して吐出部５に流入する。循環路６に流入した液体は下辺から右辺に沿って流れ、基体１２の右辺と左辺の角部に形成した排出口１６から排出され、第二接続部１９ｂを介して供給側に戻される。
【００４５】
このように、フィルターユニット１０に循環路６を形成したので、フィルターユニット１０と吐出部５の間に循環路６を設置する必要がなく、部品点数が減少して製造コストを抑えることができる。その他の構成及び作用効果は第三実施形態と同様であり、説明を省略する。
【００４６】
（第五実施形態）
図６は本発明の第五実施形態に係る液体噴射装置３０の模式的な斜視図である。液体噴射装置３０は、液体噴射ヘッド１、１’を往復移動させる移動機構４０と、液体噴射ヘッド１、１’に液体を供給する供給チューブ３５、３５’と、液体噴射ヘッド１、１’から液体を回収する回収チューブ４５、４５’と、供給チューブ３５、３５’に液体を圧送する液体ポンプ３３、３３’と液体タンク３４、３４’を備えている。各液体噴射ヘッド１、１’は複数の吐出溝を備え、各吐出溝に連通するノズルから液滴を吐出する。液体噴射ヘッド１、１’は既に説明した第一〜第五実施形態のいずれかを使用する。
【００４７】
液体噴射装置３０は、紙等の被記録媒体４４を主走査方向に搬送する一対の搬送手段４１、４２と、被記録媒体４４に液体を吐出する液体噴射ヘッド１、１’と、液体噴射ヘッド１、１’を載置するキャリッジユニット４３と、液体タンク３４、３４’に貯留した液体を供給チューブ３５、３５’に押圧して供給する液体ポンプ３３、３３’と、液体噴射ヘッド１、１’を主走査方向と直交する副走査方向に走査する移動機構４０を備えている。図示しない制御部は液体噴射ヘッド１、１’、移動機構４０、搬送手段４１、４２を制御して駆動する。
【００４８】
一対の搬送手段４１、４２は副走査方向に延び、ローラ面を接触しながら回転するグリッドローラとピンチローラを備えている。図示しないモータによりグリッドローラとピンチローラを軸周りに移転させてローラ間に挟み込んだ被記録媒体４４を主走査方向に搬送する。移動機構４０は、副走査方向に延びた一対のガイドレール３６、３７と、一対のガイドレール３６、３７に沿って摺動可能なキャリッジユニット４３と、キャリッジユニット４３を連結し副走査方向に移動させる無端ベルト３８と、この無端ベルト３８を図示しないプーリを介して周回させるモータ３９を備えている。
【００４９】
キャリッジユニット４３は、複数の液体噴射ヘッド１、１’を載置し、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種類の液滴を吐出する。液体タンク３４、３４’は対応する色の液体を貯留し、液体ポンプ３３、３３’、供給チューブ３５、３５’を介して液体噴射ヘッド１、１’に供給し、回収チューブ４５、４５’を介して液体を液体タンク３４、３４’に回収する。各液体噴射ヘッド１、１’は駆動信号に応じて各色の液滴を吐出する。液体噴射ヘッド１、１’から液体を吐出させるタイミング、キャリッジユニット４３を駆動するモータ３９の回転及び被記録媒体４４の搬送速度を制御することにより、被記録媒体４４上に任意のパターンを記録することできる。
【００５０】
本発明による液体噴射装置３０は、液体噴射ヘッド１に供給される液体の一部を供給側に戻して循環させるので、液体が分解又は分離して劣化することを防止することができる。また、フィルターの上流側である第一室にバイパス路を設けたことにより、液体に混入する気泡をバイパス路から排出できるので、第一室に気泡が蓄積してフィルターの実効面積が減少し、流路抵抗が増大して吐出特性が劣化することを防止することができる液体噴射装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１ 液体噴射ヘッド
２ 第一室
３ 第二室
４ フィルター
５ 吐出部
６ 循環路、６ａ 第一循環路、６ｂ 第二循環路
７ バイパス路
８ 気泡
１０ フィルターユニット
１１ 流路部
１２ 基体
１３ 凹部
１４ 閉塞部材
１５ 供給口
１６ 排出口
１７ 流出口
１８ 流入口
２０ 液体供給室
Ｒ 滞留領域
Ｐ 合流点
３０ 液体噴射装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が供給される第一室と、
前記第一室の液体が通過するフィルターと、
前記フィルターから液体を流入する第二室と、
前記第二室から流入した液体を吐出する吐出部と、
前記第二室から流入した液体を供給側に戻す循環路と、
前記第一室から前記循環路に液体をバイパスさせるバイパス路と、を備える液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記バイパス路は、前記第一室の内部領域のうち液体に混入する気泡が滞留する領域に開口する請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
前記バイパス路は、前記第一室の内部領域のうち重力の方向に対して最上位となる領域に開口する請求項１又は２に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
前記バイパス路と前記循環路が合流する地点を合流点とし、
前記バイパス路の流路抵抗は、前記フィルター、前記第二室及び前記循環路の前記合流点までの合計の流路抵抗よりも大きい請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５】
前記バイパス路と前記循環路が合流する地点を合流点とし、
前記バイパス路の流路抵抗は、前記フィルター、前記第二室及び前記循環路の前記合流点までの合計の流路抵抗よりも小さい請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項６】
前記第一室、前記フィルター、前記第二室、前記バイパス及び第一循環路を含むフィルターユニットと、
第二循環路を備え、前記第二室から流入した液体を前記吐出部に供給するとともに前記第二循環路を介して前記第一循環路に導く流路部と、を備え、
前記第一循環路と前記第二循環路により前記循環路が構成される請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項７】
前記フィルターユニットは、凹部が形成される基体と、前記凹部の開口端を塞ぐ閉塞部材を備え、
前記閉塞部材により塞がれる前記凹部の内部に、前記第一室、前記フィルター及び前記第二室が積層して構成され、
前記基体に前記第一循環路及び前記バイパス路が構成される請求項６に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項８】
前記フィルターユニット、前記流路部、及び、前記吐出部の順に接続され、
前記基体は、前記基体の前記流路部の側とは反対側に前記第一室に液体を供給するための供給口と前記循環路から液体を供給側に戻すための排出口を備える請求項７に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項９】
前記第一室、前記フィルター、前記第二室、前記バイパス及び前記循環路を含むフィルターユニットを備える請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドを往復移動させる移動機構と、
前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、
前記液体供給管に前記液体を供給する液体タンクと、を備える液体噴射装置。
【請求項１】
液体が供給される第一室と、
前記第一室の液体が通過するフィルターと、
前記フィルターから液体を流入する第二室と、
前記第二室から流入した液体を吐出する吐出部と、
前記第二室から流入した液体を供給側に戻す循環路と、
前記第一室から前記循環路に液体をバイパスさせるバイパス路と、を備える液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記バイパス路は、前記第一室の内部領域のうち液体に混入する気泡が滞留する領域に開口する請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
前記バイパス路は、前記第一室の内部領域のうち重力の方向に対して最上位となる領域に開口する請求項１又は２に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
前記バイパス路と前記循環路が合流する地点を合流点とし、
前記バイパス路の流路抵抗は、前記フィルター、前記第二室及び前記循環路の前記合流点までの合計の流路抵抗よりも大きい請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５】
前記バイパス路と前記循環路が合流する地点を合流点とし、
前記バイパス路の流路抵抗は、前記フィルター、前記第二室及び前記循環路の前記合流点までの合計の流路抵抗よりも小さい請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項６】
前記第一室、前記フィルター、前記第二室、前記バイパス及び第一循環路を含むフィルターユニットと、
第二循環路を備え、前記第二室から流入した液体を前記吐出部に供給するとともに前記第二循環路を介して前記第一循環路に導く流路部と、を備え、
前記第一循環路と前記第二循環路により前記循環路が構成される請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項７】
前記フィルターユニットは、凹部が形成される基体と、前記凹部の開口端を塞ぐ閉塞部材を備え、
前記閉塞部材により塞がれる前記凹部の内部に、前記第一室、前記フィルター及び前記第二室が積層して構成され、
前記基体に前記第一循環路及び前記バイパス路が構成される請求項６に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項８】
前記フィルターユニット、前記流路部、及び、前記吐出部の順に接続され、
前記基体は、前記基体の前記流路部の側とは反対側に前記第一室に液体を供給するための供給口と前記循環路から液体を供給側に戻すための排出口を備える請求項７に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項９】
前記第一室、前記フィルター、前記第二室、前記バイパス及び前記循環路を含むフィルターユニットを備える請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドを往復移動させる移動機構と、
前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、
前記液体供給管に前記液体を供給する液体タンクと、を備える液体噴射装置。
【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２０１３−６７１１１（Ｐ２０１３−６７１１１Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０８１７５（Ｐ２０１１−２０８１７５）
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【出願人】（５０１１６７７２５）エスアイアイ・プリンテック株式会社 (198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【出願人】（５０１１６７７２５）エスアイアイ・プリンテック株式会社 (198)
【Ｆターム（参考）】
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