(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の液体吐出装置をほぼ均等に冷却することのできる冷却構造を備える液体吐出ユニットを提供する。【解決手段】冷却構造は、冷却液を流通させる複数の冷却流路３３であって、各々が複数の液体吐出装置の各々に熱的に接続された複数の冷却流路３３と、複数の冷却流路３３の一端にそれぞれが接続された複数の供給流路３４と、複数の液体吐出装置よりも上側において複数の供給流路３４に接続され、且つ複数の供給流路３４に冷却液を分配する供給マニホールド流路３１１、３１２と、複数の冷却流路３３の他端にそれぞれが接続された複数の回収流路３５と、複数の液体吐出装置よりも上側において複数の回収流路３５に接続され、且つ複数の回収流路３５からの冷却液を合流する回収マニホールド流路３２１、３２２とを画定する。供給マニホールド流路の断面積が回収マニホールド流路の断面積よりも小さい。【選択図】図２
2020163723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が液体を吐出する複数の液体吐出装置と、
前記複数の液体吐出装置を冷却液により冷却する冷却構造とを備える液体吐出ユニットであって、
前記冷却構造は、
前記冷却液を流通させる複数の冷却流路であって、各々が前記複数の液体吐出装置の各々に熱的に接続された複数の冷却流路と、
前記複数の冷却流路の一端にそれぞれが接続された複数の供給流路と、
前記複数の液体吐出装置よりも上側において前記複数の供給流路に接続され、且つ前記複数の供給流路に前記冷却液を分配する供給マニホールド流路と、
前記複数の冷却流路の他端にそれぞれが接続された複数の回収流路と、
前記複数の液体吐出装置よりも上側において前記複数の回収流路に接続され、且つ前記複数の回収流路からの前記冷却液を合流する回収マニホールド流路とを画定し、
前記供給マニホールド流路の断面積が前記回収マニホールド流路の断面積よりも小さい液体吐出ユニット。
【請求項２】
前記複数の供給流路の各々の断面積が前記供給マニホールド流路の断面積よりも小さい請求項１に記載の液体吐出ユニット。
【請求項３】
前記複数の供給流路の各々の断面積と前記複数の回収流路の各々の断面積とが等しい請求項１又は２に記載の液体吐出ユニット。
【請求項４】
前記回収マニホールド流路の断面積が前記供給マニホールド流路の断面積の２倍以上である請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体吐出ユニット。
【請求項５】
前記回収マニホールド流路は前記複数の回収流路の内の一部の流路に接続された第１回収マニホールド流路、及び前記複数の回収流路の内の他の一部の流路に接続された第２回収マニホールド流路を含み、
前記供給マニホールド流路、第１回収マニホールド流路、及び第２回収マニホールド流路は水平面内の第１方向に沿って延びており、
前記供給マニホールド流路は、水平面内において第１方向と直交する第２方向において、第１回収マニホールド流路と第２回収マニホールド流路との間に設けられており、
前記冷却構造は、
前記供給マニホールドの上流端に向けて前記冷却液を流通させる供給口と、
前記供給口と鉛直方向に並び且つ前記回収マニホールドからの前記冷却液を流通させる回収口とを更に画定し、
前記供給口及び前記回収口は、第１方向において前記供給マニホールド流路の前記上流端側に設けられており、且つ第２方向において前記供給マニホールド流路と同じ位置に設けられている請求項１〜４のいずれか一項に記載の液体吐出ユニット。
【請求項６】
前記複数の液体吐出装置は、水平面内の所定方向に並ぶ第１列、及び第１列と平行な第２列を形成するように前記所定方向に沿って千鳥状に配置されており、
前記供給マニホールド流路は、第１列と第２列との間において、第１列及び第２列と平行に延びる請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体吐出ユニット。
【請求項７】
前記回収マニホールド流路は、前記回収マニホールド流路と前記供給マニホールド流路とにより前記複数の液体吐出装置の少なくとも１つを挟んで、前記供給マニホールド流路と平行に延びる請求項６に記載の液体吐出ユニット。
【請求項８】
前記複数の液体吐出装置のそれぞれに接続され且つ前記液体吐出装置のそれぞれに前記液体を供給する複数の液体用流路部材を更に備え、
前記複数の冷却流路の各々に接続された前記供給流路及び前記回収流路は、鉛直方向に対して傾斜して上方に延びて前記供給マニホールド流路及び前記回収マニホールド流路に接続しており、
前記供給流路及び前記回収流路は上方に向かうにつれて互いの間の距離が大きくなるように傾斜しており、
前記複数の液体用流路部材は、前記液体吐出装置から上方に延びて前記供給マニホールド流路と前記回収マニホールド流路との間を通るように配置されている請求項１〜７のいずれか一項に記載の液体吐出ユニット。
【請求項９】
前記複数の液体吐出装置を一体に保持する保持部材を更に備える請求項１〜８のいずれか一項に記載の液体吐出ユニット。
【請求項１０】
前記冷却構造が、前記供給マニホールド流路及び前記回収マニホールド流路に接続されたポンプを備える請求項１〜９のいずれか一項に記載の液体吐出ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
インク等の液体を液体吐出装置を介して用紙等の媒体に吐出し、これにより媒体に画像を記録する画像記録装置が用いられている。液体吐出装置は一般に、各々が液体を収容する多数の圧力室と、圧力室の各々に流体的に接続されたノズルと、所望の圧力室内の液体に圧力を付与するためのアクチュエータと、アクチュエータの駆動を制御する制御部とを備える。
【０００３】
液体吐出装置による液体の吐出は、制御部がアクチュエータを駆動させ、所望の圧力室内の液体に圧力を付与することにより行われる。これにより、圧力が付与された圧力室内の液体は、対応するノズルから吐出され、用紙等の媒体に画像を形成する。
【０００４】
液体吐出装置を備える画像記録装置の一形態として、複数の液体吐出装置を有する液体吐出ユニットを備え、複数の液体吐出装置から同時に液滴を吐出する装置が知られている。このような画像記録装置について、長時間の連続使用による液体吐出装置の発熱を抑制するため、複数の液体吐出装置を冷却液で冷却することが提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２３７４８６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
液体吐出装置の制御部で発生した熱は、圧力室等を流れる液体に伝わり、液体の特性変化を引き起こし得る。例えば、液体がインクである場合にはインクの濃度や粘度に変化が生じる。そのため、複数の液体吐出装置を同時に使用する画像形成装置において、複数の液体吐出装置を均等に冷却できない場合には、例えば液体吐出装置ごとに内部のインクの濃度や粘度が異なってしまう。このような状態で画像形成を行えば、形成される画像の品質は低下し得る。特許文献１の構造により、複数の液体吐出装置を均等に冷却できるとは言い難い。
【０００７】
本発明は、複数の液体吐出装置をより均等に冷却することのできる冷却構造を備える液体吐出ユニット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】
本発明の第１の態様に従えば、
各々が液体を吐出する複数の液体吐出装置と、
前記複数の液体吐出装置を冷却液により冷却する冷却構造とを備える液体吐出ユニットであって、
前記冷却構造は、
前記冷却液を流通させる複数の冷却流路であって、各々が前記複数の液体吐出装置の各々に熱的に接続された複数の冷却流路と、
前記複数の冷却流路の一端にそれぞれが接続された複数の供給流路と、
前記複数の液体吐出装置よりも上側において前記複数の供給流路に接続され、且つ前記複数の供給流路に前記冷却液を分配する供給マニホールド流路と、
前記複数の冷却流路の他端にそれぞれが接続された複数の回収流路と、
前記複数の液体吐出装置よりも上側において前記複数の回収流路に接続され、且つ前記複数の回収流路からの前記冷却液を合流する回収マニホールド流路とを画定し、
前記供給マニホールド流路の断面積が前記回収マニホールド流路の断面積よりも小さい液体吐出ユニットが提供される。
【０００９】
第１の態様の液体吐出ユニットにおいて、前記複数の供給流路の各々の断面積が前記供給マニホールド流路の断面積よりも小さくてもよい。この態様によれば、供給流路において液体の流速がより大きくなるため、供給マニホールド流路から供給流路に送られた気泡を、効率よく下流側に押し流すことができる。
【００１０】
第１の態様の液体吐出ユニットにおいて、前記複数の供給流路の各々の断面積と前記複数の回収流路の各々の断面積とが等しくてもよい。この態様によれば、供給流路を構成する部材と、回収流路を構成する部材とを共通部材とすることができ、製造工程を簡略化し、製造コストを削減できる。
【００１１】
第１の態様の液体吐出ユニットにおいて、前記回収マニホールド流路の断面積が前記供給マニホールド流路の断面積の２倍以上であってもよい。この態様によれば、供給マニホールド流路の冷却液をより均等に複数の冷却流路に分配することができ、且つ複数の冷却流路の冷却液をより均等に回収マニホールド流路に流入させることができる。よって複数の液体吐出装置をより均等に冷却することができる。
【００１２】
第１の態様の液体吐出ユニットにおいて、前記回収マニホールド流路は前記複数の回収流路の内の一部の流路に接続された第１回収マニホールド流路、及び前記複数の回収流路の内の他の一部の流路に接続された第２回収マニホールド流路を含んでもよく、前記供給マニホールド流路、第１回収マニホールド流路、及び第２回収マニホールド流路は水平面内の第１方向に沿って延びていてもよく、前記供給マニホールド流路は、水平面内において第１方向と直交する第２方向において、第１回収マニホールド流路と第２回収マニホールド流路との間に設けられていてもよい。また、前記冷却構造は、前記供給マニホールドの上流端に向けて前記冷却液を流通させる供給口と、前記供給口と鉛直方向に並び且つ前記回収マニホールドからの前記冷却液を流通させる回収口とを更に画定してもよく、前記供給口及び前記回収口は、第１方向において前記供給マニホールド流路の前記上流端側に設けられていてもよく、且つ第２方向において前記供給マニホールド流路と同じ位置に設けられていてもよい。この態様においては、供給口及び回収口から各マニホールド流路（供給マニホールド流路、回収マニホールド流路）に繋がる分岐路の長さ（流路抵抗）を等しく設定出来るため、冷却液の流量を第１回収マニホールド流路と第２回収マニホールド流路とで等しく出来、冷却対応力が不均一になることを防止できる。
【００１３】
第１の態様の液体吐出ユニットにおいて、前記複数の液体吐出装置は、水平面内の所定方向に並ぶ第１列、及び第１列と平行な第２列を形成するように前記所定方向に沿って千鳥状に配置されていてもよく、前記供給マニホールド流路は、第１列と第２列との間において、第１列及び第２列と平行に延びてもよい。この態様においては、液体吐出装置の上方に空間を確保することができ、当該空間を有効に活用することができる。なお、本明細書及び本発明において「平行」とは、一方が他方に対して０°より大きく、５°以下である所定の角度だけ傾斜した略平行の状態も含む。
【００１４】
第１の態様の液体吐出ユニットにおいて、前記回収マニホールド流路は、前記回収マニホールド流路と前記供給マニホールド流路とにより前記複数の液体吐出装置の少なくとも１つを挟んで、前記供給マニホールド流路と平行に延びてもよい。この態様においては、液体吐出装置の上方に空間を確保することができ、当該空間を有効に活用することができる。
【００１５】
第１の態様の液体吐出ユニットは、前記複数の液体吐出装置のそれぞれに接続され且つ前記液体吐出装置のそれぞれに前記液体を供給する複数の液体用流路部材を更に備えてもよい。また第１の態様の液体吐出ユニットにおいて、前記複数の冷却流路の各々に接続された前記供給流路及び前記回収流路は、鉛直方向に対して傾斜して上方に延びて前記供給マニホールド流路及び前記回収マニホールド流路に接続してもよく、前記供給流路及び前記回収流路は上方に向かうにつれて互いの間の距離が大きくなるように傾斜してもよく、前記複数の液体用流路部材は、前記液体吐出装置から上方に延びて前記供給マニホールド流路と前記回収マニホールド流路との間を通るように配置されていてもよい。この態様においては、液体吐出装置の上方の空間を有効に活用して液体用流路部材を配置することにより、液体吐出ユニットを小型化し得る。
【００１６】
第１の態様の液体吐出ユニットは、前記複数の液体吐出装置を一体に保持する保持部材を更に備えてもよい。この態様によれば、複数の液体吐出装置を備えた構成を１つのユニットとして保守管理できるので、プリンタ内での位置合わせや交換等の取り回しが容易になる。
【００１７】
第１の態様の液体吐出ユニットにおいて、前記冷却構造が、前記供給マニホールド流路及び前記回収マニホールド流路に接続されたポンプを備えてもよい。この態様によれば、ポンプにより効率よく冷却液を流し、複数の液体吐出装置をより均一に冷却することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の液体吐出ユニットによれば、冷却構造により、複数の液体吐出装置をより均等に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、実施形態のプリンタの概略的な構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態のインクジェットヘッドユニットの斜視図である。
【図３】図３は、インクジェットヘッドと、スペーサと、冷却構造の一部である冷却部材とを示す斜視図である。
【図４】図４は、流路ユニットの平面図である。
【図５】図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図６】図６（ａ）は、本発明の実施形態のインクジェットヘッドユニットの平面図である。図６（ｂ）は、本発明の実施形態のインクジェットヘッドユニットの側面図である。
【図７】図７は、供給マニホールド流路の断面積と回収マニホールド流路の断面積との関係を検討するためのシミュレーション解析において、解析対象とした流路の形状を示す図である。
【図８】図８（ａ）、図８（ｂ）は、供給マニホールド流路の断面積と回収マニホールド流路の断面積との関係を検討するためのシミュレーション解析の結果を示す表である。
【図９】図９（ａ）、図９（ｂ）は、供給マニホールド流路の断面積と回収マニホールド流路の断面積との関係を検討するためのシミュレーション解析の結果を示すグラフである。
【図１０】図１０（ａ）は、本発明の変形例のインクジェットヘッドユニットの平面図である。図１０（ｂ）は、本発明の変形例のインクジェットヘッドユニットの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［実施形態］
本発明の実施形態のインクジェットヘッドユニット（液体吐出ユニット）１００、及びこれを備えるプリンタ１０００について、図１〜図１０を参照して説明する。
【００２１】
＜プリンタ１０００＞
図１に示す通り、プリンタ１０００は、４つのインクジェットヘッドユニット１００と、プラテン５００と、一対の搬送ローラ６０１、６０２と、これらを収容する筐体９００とを主に備える。筐体９００の内部には更に、インクタンク７００と、制御装置ＣＯＮＴとが設けられている。
【００２２】
以下の説明においては、一対の搬送ローラ６０１、６０２が並ぶ方向、即ち画像形成時に用紙Ｐが搬送される方向をプリンタ１０００及びインクジェットヘッドユニット１００の「用紙送り方向」と呼ぶ。「用紙送り方向」については、用紙Ｐが搬送される方向の上流側を「給紙側」と呼び、下流側を「排紙側」と呼ぶ。また、用紙送り方向と直交する水平面内の方向、即ち、搬送ローラ６０１、６０２の回転軸の延びる方向を「用紙幅方向」と呼び、「用紙送り方向」及び「用紙幅方向」に直交する方向を「上下方向」と呼ぶ。本明細書の流路の説明において「上流側」、「下流側」とは、内部を液体が流れる方向の上流側、下流側を意味する。
【００２３】
４つのインクジェットヘッドユニット１００の各々は、画像形成用のインクを吐出する機構であり、用紙幅方向の両端部において、支持体１００ａに支持されている。本実施形態では、４つのインクジェットヘッドユニット１００は、互いに異なる４色のインクを吐出するように構成されている。この４色は、一例としてシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックである。インクジェットヘッドユニット１００の各々の具体的な構造、機能は後述する。
【００２４】
プラテン５００は、インクジェットヘッドユニット１００から用紙Ｐに向けてインクが吐出される際に、用紙Ｐをインクジェットヘッドユニット１００とは反対側（下方）から支持する板状部材である。プラテン５００の用紙幅方向の幅は、プリンタ１０００による画像記録が可能な最も大きな用紙の幅よりも大きい。
【００２５】
一対の搬送ローラ６０１、６０２は、プラテン５００を用紙送り方向に挟んで配置されている。一対の搬送ローラ６０１、６０２は、インクジェットヘッドユニット１００による用紙Ｐへの画像形成時に、用紙Ｐを所定の態様で用紙送り方向の排紙側に送る。
【００２６】
インクタンク７００は、インクジェットヘッドユニット１００が吐出するインクを収容する収容部であり、４色のインクを収容できるよう４つに区分されている。インクタンク７００は、インク流路部材８００を介して、インクジェットヘッドユニット１００の上方のサブタンク８１０（図６（ｂ））に接続されており、サブタンク８１０はインク流路部材８２０を介してインクジェットヘッドユニット１００に接続されている。インク流路部材８２０の内部には、サブタンク８１０からインクジェットヘッドユニット１００へとインクを送るためのインク供給路８２１と、インクジェットヘッドユニット１００からサブタンク８１０へとインクを戻すためのインク回収路８２２が画定されている。
【００２７】
制御装置ＣＯＮＴは、プリンタ１０００の備える各部を全体的に制御し、用紙Ｐへの画像形成等を行わせる。
【００２８】
＜インクジェットヘッドユニット１００＞
次に、インクジェットヘッドユニット１００について説明する。
【００２９】
インクジェットヘッドユニット１００は、図２に示す通り、保持部材１０と、保持部材１０によって一体に支持された１０個のインクジェットヘッド２０と、１０個のインクジェットヘッド２０を冷却する冷却構造３０とを備える。
【００３０】
保持部材１０は、用紙幅方向を長手方向とし、用紙送り方向を短手方向とする平面視矩形の板状部材である。保持部材１０の長手方向の両端部が、支持体１００ａによって支持される被支持部である。
【００３１】
１０個のインクジェットヘッド２０は、保持部材１０の複数の開口部（不図示）の内部にそれぞれが配置されることにより、保持部材１０によって一体に保持されている。
【００３２】
１０個のインクジェットヘッド２０は、平面視において、用紙幅方向にそって千鳥状に配置されている（図６（ａ））。具体的には、１０個のインクジェットヘッドの内、５個のインクジェットヘッド２０が用紙幅方向に等間隔で直線状に並び、第１列Ｌ１を構成している。残る５個のインクジェットヘッド２０が、第１列Ｌ１の用紙送り方向の排紙側において用紙幅方向に等間隔で直線状に並び、第２列Ｌ２を構成している。第２列Ｌ２を構成するインクジェットヘッド２０は、第１列Ｌ１を構成するインクジェットヘッド２０に対して、用紙送り方向にずらして配置されている。これにより、インクジェットヘッド２０は、保持部材１０の用紙幅方向において隙間なく位置している。
【００３３】
＜インクジェットヘッド２０＞
複数のインクジェットヘッド２０の各々は、図３に示す通り、流路ユニット２１と、圧電アクチュエータ２２と、吐出制御部２３とを備える。
【００３４】
流路ユニット２１には、サブタンク８１０からのインクを適切な位置に分配して吐出するための流路ＣＨ（図４）が形成されている。図５に示す通り、流路ユニット２１は、振動板２１Ａ、プレート２１Ｂ〜２１Ｉ、及びノズルプレート２１Ｊが上からこの順に積層された積層構造を有し、プレート２１Ｂ〜２１Ｉ、及びノズルプレート２１Ｊの各々の一部を除去することにより流路ＣＨが形成されている。
【００３５】
図４、図５に示す通り、流路ＣＨは、用紙送り方向及び用紙幅方向に配列された複数の個別流路ＩＣＨと、サブタンク８１０から、インク供給路８２１を介して供給されたインクを複数の個別流路ＩＣＨへと分配する分配流路ＤＣＨとを主に含む。流路ＣＨは更に、インク供給路８２１と分配流路ＤＣＨとを接続するインク供給口ＰＩ２１と、インク回収路８２２と分配流路ＤＣＨとを接続するインク回収口ＰＯ２１を含む。
【００３６】
用紙幅方向に並ぶ複数の個別流路ＩＣＨが、個別流路列ＬＩＣＨを構成している。分配流路ＤＣＨは、４つの個別流路列ＬＩＣＨに対して１つずつ設けられており、インク供給口ＰＩ２１、インク回収口ＰＯ２１は、１つの分配流路ＤＣＨに対して１つずつ設けられている。本実施形態では、個別流路列ＬＩＣＨが用紙送り方向に８列形成されており、分配流路ＤＣＨ、インク供給口ＰＩ２１、インク回収口ＰＯ２１がそれぞれ２つずつ形成されている。
【００３７】
図５に示すように、複数の個別流路ＩＣＨの各々は、インクの流れの上流側から下流側に沿って、絞り流路１、圧力室２、ディセンダ流路３、ノズル４を含む。
【００３８】
絞り流路１は、プレート２１Ｃ、２１Ｄの一部を取り除いて形成されており、上流端において分配流路ＤＣＨに、下流端において圧力室２に接続している。
【００３９】
圧力室２は、圧電アクチュエータ２２による圧力をインクに付与するための空間であり、プレート２１Ｂの一部を取り除いて形成されている。圧力室２の上面は振動板２１Ａにより形成されている。圧力室２の平面視形状は、用紙送り方向に長い長円形であり（図４）、一方の円弧部の近傍に絞り流路１が、他方の円弧部の近傍にディセンダ流路３が接続している。
【００４０】
ディセンダ流路３は、圧力室２のインクをノズル４へと流す流路であり、プレート２１Ｃ〜２１Ｉの各々に円形の貫通孔を同軸状に設けることにより形成されている。ディセンダ流路３は圧力室２からノズル４に向けて、上下方向に延びている。
【００４１】
ノズル１４は、インクを用紙Ｐに向けて吐出する微小開口であり、ノズルプレート２１Ｊに形成されている。
【００４２】
２つのインク供給口ＰＩ２１と、２つのインク回収口ＰＯ２１は、流路ユニット２１の用紙幅方向の一端部の近傍に、用紙送り方向に沿って交互に配置されている。
【００４３】
図５に示すように、２つのインク供給口ＰＩ２１の各々は、振動板２１Ａ及びプレート２１Ｂ〜２１Ｄの各々に貫通孔を同軸状に設けることにより形成されている。インク供給口ＰＩ２１は、上側においてはインク供給口ＰＩ４０、ＰＩ３３を介してインク供給路８２１に接続しており、下側においては分配流路ＤＣＨに接続している。
【００４４】
２つのインク回収口ＰＯ２１の各々は、インク供給口ＰＩ２１と同様に、振動板２１Ａ及びプレート２１Ｂ〜２１Ｄの各々に貫通孔を同軸状に設けることにより形成されている。インク回収口ＰＯ２１は、上側においてはインク回収口ＰＯ４０、ＰＯ３３を介してインク回収路８２２に接続しており、下側においては分配流路ＤＣＨに接続している。
【００４５】
２つの分配流路ＤＣＨの各々は、プレート２１Ｅ〜２１Ｈの一部を取り除いて形成されている。
【００４６】
２つの分配流路ＤＣＨの各々は、平面視略Ｕ字状の流路であり、上流端においてインク供給口ＰＩ２１に、下流端においてインク回収口ＰＯ２１に接続している。具体的には、２つの分配流路ＤＣＨの各々は、インク供給口ＰＩ２１から用紙幅方向の一方側に向かって直線状に延びる第１直線部ＤＣＨ１と、インク回収口ＰＯ２１から用紙幅方向の一方側に向かって直線状に延びる第２直線部ＤＣＨ２と、用紙送り方向に延びて第１直線部ＤＣＨ１と第２直線部ＤＣＨ２とを繋ぐ接続部ＤＣＨ３とを有する。
【００４７】
分配流路ＤＣＨの第１直線部ＤＣＨ１の上面、第２直線部ＤＣＨ２の上面には、対応する２つの個別流路列ＬＩＣＨの複数の個別流路ＩＣＨの絞り流路１が、用紙幅方向に沿って千鳥状に接続されている。
【００４８】
圧電アクチュエータ２２は、図５に示す通り、流路ユニット２１の上面に設けられた第１圧電層２２１と、第１圧電層２２１の上方の第２圧電層２２２と、第１圧電層２２１、第２圧電層２２２に挟まれた共通電極２２３と、第２圧電層２２２の上面に設けられた複数の個別電極２２４により構成されている。
【００４９】
第１圧電層２２１は、流路ユニット２１に形成された複数の個別流路ＩＣＨの全てを覆うように、振動板２１Ａの上面に設けられている。第１圧電層２２１の上面には、第１圧電層２２１の上面のほぼ全域を覆って共通電極２２３が設けられており、共通電極２２３の上面には、第１圧電層２２１及び共通電極２２３の全域を覆って第２圧電層２２２が設けられている。
【００５０】
共通電極２２３は配線（不図示）を介して接地されており、常にグランド電位に保持されている。
【００５１】
複数の個別電極２２４の各々は、用紙送り方向を長手方向とする略矩形の平面形状を有する。複数の個別電極２２４は、複数の個別流路ＩＣＨの圧力室２の上方にそれぞれが位置するように、第２圧電層２２２の上面に設けられている（図５）。複数の個別電極２２４の各々は、対応する圧力室２の中央部の上方に位置するように位置合わせされている。
【００５２】
第１圧電層２２１、第２圧電層２２２、共通電極２２３、及び複数の個別電極２２４が上記の通り配置された構造において、第２圧電層２２２のうち、共通電極２２３と複数の個別電極２２４の各々とに挟まれた部分は、厚み方向に分極した活性部２２２ａとなる。
【００５３】
吐出制御部２３は、保持板２３１と、保持板２３１に巻き付けられたＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ、フレキシブルプリント回路基板）２３２と、ＦＰＣ２３２に実装された２つのドライバＩＣ２３３とを主に備える。
【００５４】
ＦＰＣ２３２の、保持板２３１の下面２３１ｄ側に位置する部分には、複数の接点（不図示）が形成されている。ＦＰＣ２３２の、保持板２３１の上面２３１ｕ側に位置する部分には、２つのドライバＩＣ２３３が実装されている。
【００５５】
吐出制御部２３は、ＦＰＣ２３２の複数の接点の各々が、圧電アクチュエータ２２の複数の個別電極２２４の各々と電気的に接続するように、圧電アクチュエータ２２の上面に配置される。これにより、圧電アクチュエータ２２の複数の個別電極２２４の各々が、ＦＰＣ２３２を介して、ドライバＩＣ２３３に接続される。また、ドライバＩＣ２３３は、不図示の配線を介して制御部ＣＯＮＴに接続される。
【００５６】
＜冷却構造３０＞
冷却構造３０は、冷却液（冷媒）を用いてインクジェットヘッド１００の冷却を行うための構造であり、第１、第２供給マニホールド３１１、３１２と、第１、第２回収マニホールド３２１、３２２と、１０個のインクジェットヘッド２０の各々に熱的に接続された冷却部材３３と、第１、第２供給マニホールド３１１、３１２と冷却部材３３とを繋ぐ１０本の供給管３４と、第１、第２回収マニホールド３２１、３２２と冷却部材３３とを繋ぐ１０本の回収管３５とを主に備える。
【００５７】
なお本明細書及び本発明において、ある部材が他の部材に「熱的に接続された」とは、必ずしも両者が直接接していることを意味せず、両者が熱交換可能な態様で接触又は近接していることを意味する。
【００５８】
冷却構造３０は、更に、冷却液タンク３６と、第１、第２供給マニホールド３１１、３１２と冷却液タンク３６とを接続する接続管３７１及び分流管３７２と、第１、第２回収マニホールド３２１、３２２と冷媒タンク３６とを接続する接続管３８１及び合流管３８２と、接続管３７１の途中に設けられた冷却液ポンプ３９を備える。
【００５９】
第１、第２供給マニホールド３１１、３１２は、保持部材１０及び複数のインクジェットヘッド２０の上方に配置されている。第１、第２供給マニホールド３１１、３１２はそれぞれ、用紙幅方向に延びる直線状の円管であり、一例としてナイロンチューブ等により形成されている。
【００６０】
第１、第２供給マニホールド３１１、３１２の上流端３１１ａ、３１２ａは分流管３７２に接続されている。第１、第２供給マニホールド３１１、３１２の下流端３１１ｂ、３１２ｂは閉塞されている。第１、第２供給マニホールド３１１、３１２の内部に、上流端３１１ａ、３１２ａから下流端３１１ｂ、３１２ｂへと直線状に延びる第１、第２供給マニホールド流路３１１Ｃ、３１２Ｃが画定されている。
【００６１】
図６（ａ）に示すように、第１、第２供給マニホールド３１１、３１２は、インクジェットヘッド２０の第１列Ｌ１と第２列Ｌ２との間に、第１列Ｌ１、第２列Ｌ２と平行に配置されている。第１、第２供給マニホールド３１１、３１２は、平面視において、インクジェットヘッド２０とは異なる位置、即ちインクジェットヘッド２０とは重複しない位置に設けられている。これにより、インクジェットヘッド２０の上方の空間を有効に利用できる。本実施形態では、この空間に、サブタンク８１０とインクジェットヘッド２０との間に延びるインク流路部材８２０を配置している（図６（ｂ））。
【００６２】
第１、第２供給マニホールド３１１、３１２の内部に画定された第１、第２供給マニホールド流路３１１Ｃ、３１２Ｃの断面形状はそれぞれ円形であり、断面積はそれぞれＡ［ｍｍ２］である。第１、第２供給マニホールド流路３１１Ｃ、３１２Ｃの長さは、一例として３００［ｍｍ］〜３３０［ｍｍ］程度である。
【００６３】
第１、第２回収マニホールド３２１、３２２は、保持部材１０及び複数のインクジェットヘッド２０の上方に配置されている。第１、第２回収マニホールド３２１、３２２はそれぞれ、用紙幅方向に延びる直線状の円管であり、一例としてナイロンチューブ等により形成されている。
【００６４】
第１、第２回収マニホールド３２１、３２２の上流端３２１ａ、３２２ａは閉塞されており、第１、第２回収マニホールド３２１、３２２の下流端３２１ｂ、３２２ｂは合流管３８２に接続されている。第１、第２回収マニホールド３２１、３２２の内部に、上流端３２１ａ、３２２ａから下流端３２１ｂ、３２２ｂへと直線状に延びる第１、第２回収マニホールド流路３２１Ｃ、３２２Ｃが画定されている。
【００６５】
図６（ａ）に示すように、第１回収マニホールド３２１は、インクジェットヘッド２０の第１列Ｌ１の用紙送り方向給紙側に、第１列Ｌ１と平行に配置されており、第２回収マニホールド３２２は、インクジェットヘッド２０の第２列Ｌ２の用紙送り方向排紙側に、第２列Ｌ２と平行に配置されている。即ち、第１回収マニホールド３２１は、第１供給マニホールド３１１とともにインクジェットヘッド２０の第１列Ｌ１を用紙送り方向に挟んでおり、第２回収マニホールド３２２は、第２供給マニホールド３１２とともにインクジェットヘッド２０の第２列Ｌ２を用紙送り方向に挟んでいる。
【００６６】
第１、第２回収マニホールド３２１、３２２は、平面視において、インクジェットヘッド２０とは異なる位置、即ちインクジェットヘッド２０とは重複しない位置に設けられている。これにより、インクジェットヘッド２０の上方の空間を有効に利用できる。
【００６７】
第１、第２回収マニホールド３２１、３２２の内部に画定された第１、第２回収マニホールド流路３２１Ｃ、３２２Ｃの断面形状はそれぞれ円形である。回収マニホールド流路３２１Ｃ、３２２Ｃの断面積はそれぞれ、第１、第２供給マニホールド流路３１１Ｃ、３１２Ｃの断面積Ａ［ｍｍ２］の２倍、即ち２Ａ［ｍｍ２］である。第１、第２回収マニホールド流路３２１Ｃ、３２２Ｃの長さは、一例として３００［ｍｍ］〜３３０［ｍｍ］程度である。
【００６８】
冷却部材３３の各々は、図３に示すように、平面視略正方形の、厚手の板状部材である。冷却部材３３の各々は、一例として、アルミニウム等の熱伝導率の高い材質で形成されてもよい。
【００６９】
冷却部材３３の各々の内部には、平面視略Ｕ字形の冷却流路３３Ｃが形成されている。冷却流路３３Ｃは、冷却部材３３の上面３３ｕから下方に延びる流入部３３Ｃ１と、流入部３３Ｃ１の下流端から用紙幅方向の一方側に延びる第１冷却部３３Ｃ２と、第１冷却部３３Ｃ２の下流端から用紙送り方向に延びる連結部３３Ｃ３と、連結部３３Ｃ３の下流端から用紙幅方向の他方側に延びる第２冷却部３３Ｃ４と、第２冷却部３３Ｃ４の下流端から上方に延びて冷却部材３３の上面３３ｕに至る流出部３３Ｃ５を含む。流入部３３Ｃ１の上流端が冷却流路３３Ｃの上流端３３Ｃａであり、流出部３３Ｃ５の下流端が冷却流路３３Ｃの下流端３３Ｃｂである。
【００７０】
なお、図３には、第１列Ｌ１に含まれるインクジェットヘッド２０に取り付けられる冷却部材３３を示している。第２列Ｌ２に含まれるインクジェットヘッド２０に取り付けられる冷却部材３３の形状もこれと同一であるが、冷却流路３３Ｃは、図３における下流端３３Ｃｂが上流端となり、上流端３３Ｃａが下流端となる。
【００７１】
冷却流路３３Ｃの断面形状は円形であり、断面積は、第１、第２供給マニホールド流路３１１Ｃ、３１２Ｃの断面積Ａ［ｍｍ２］よりも小さい。冷却流路３３Ｃの上流端３３Ｃａから下流端３３Ｃｂまでの長さは、一例として７０［ｍｍ］〜８０［ｍｍ］程度である。
【００７２】
冷却部材３３の各々には、冷却流路３３Ｃと用紙幅方向に隣接して、２つのインク供給口ＰＩ３３と、２つのインク回収口ＰＯ３３が設けられている。２つのインク供給口ＰＩ３３と、２つのインク回収口ＰＯ３３は、用紙送り方向に沿って交互に配置されている。
【００７３】
冷却部材３３の各々は、スペーサ４０を介して、インクジェットヘッド２０の流路ユニット２１の各々と固定的に接続されている。スペーサ４０は、平面視が略正方形の板状部材であり、その大部分を貫通する平面視矩形の貫通孔４０Ａと、貫通孔４０Ａと用紙幅方向に隣接する２つのインク供給口ＰＩ４０及び２つのインク回収口ＰＯ４０とを有する。２つのインク供給口ＰＩ４０と、２つのインク回収口ＰＯ４０は、用紙送り方向に沿って交互に配置されている。
【００７４】
冷却部材３３がスペーサ４０を介して流路ユニット２１に接続された状態においては、圧電アクチュエータ２２及び吐出制御部２３は、スペーサ４０の貫通孔４０Ａの内部に収容され、ドライバＩＣ２３３が冷却部材３３の下面３３ｄに当接する。これにより、ドライバＩＣ２３３が、冷却部材３３及び冷却流路３３Ｃに熱的に接続される。より具体的には、ドライバＩＣ２３３の一方は、平面視において第１冷却部３３Ｃ２に重複する位置において、ドライバＩＣ２３３の他方は、平面視において第２冷却部３３Ｃ４に重複する位置において、冷却部材３３の下面３３ｄに当接する。
【００７５】
また、冷却部材３３がスペーサ４０を介して流路ユニット２１に接続された状態においては、流路ユニット２１の２つのインク供給口ＰＩ２１、スペーサ４０の２つのインク供給口ＰＩ４０、冷却部材３３の２つのインク供給口ＰＩ３３が同軸状に重なり合い、上下に延びるインク供給口ＰＩ（図２）を画定する。同様に、流路ユニット２１の２つのインク回収口ＰＯ２１、スペーサ４０の２つのインク回収口ＰＯ４０、冷却部材３３の２つのインク回収口ＰＯ３３が同軸状に重なり合い、上下に延びるインク回収口ＰＯ（図２）を画定する。
【００７６】
供給管３４は、第１供給マニホールド３１１に対して５本、第２供給マニホールド３１２に対して５本がそれぞれ設けられている。供給管３４の各々は直線状の円管であり、一例としてナイロンチューブ等により形成されている。供給管３４の各々の内部に、供給流路３４Ｃが画定される。
【００７７】
第１、第２供給マニホールド３１１、３１２に対して設けられた供給管３４の各々の上流端３４ａは、第１、第２供給マニホールド３１１、３１２の延在方向に沿って等間隔で、第１、第２供給マニホールド３１１、３１２に接続されている。各上流端３４ａは、第１、第２供給マニホールド３１１、３１２の上下中央よりも下側において、第１、第２供給マニホールド３１１、３１２の周面に接続されている。第１、第２供給マニホールド３１１、３１２の最も下流側に位置する供給管３４は、第１、第２供給マニホールド３１１、３１２の下流端３１１ｂ、３１２ｂにおいて、第１、第２供給マニホールド３１１、３１２に接続されている。
【００７８】
第１供給マニホールド３１１に対して設けられた５本の供給管３４は、第１供給マニホールド３１１との接続部から、第１供給マニホールド３１１に直交して用紙送り方向の給紙側及び下方に延びて、第１列Ｌ１を構成するインクジェットヘッド２０に固定された冷却部材３３に接続している。具体的には、５本の供給管３４の下流端３４ｂが、５つの冷却流路３３Ｃの上流端３３Ｃａに接続されている。第２供給マニホールド３１２に対して設けられた５本の供給管３４は、第２供給マニホールド３１２との接続部から、第２供給マニホールド３１２に直交して用紙送り方向の排紙側及び下方に延びて、第２列Ｌ２を構成するインクジェットヘッド２０に固定された冷却部材３３に接続している。具体的には、５本の供給管３４の下流端３４ｂが、５つの冷却流路３３Ｃの上流端３３Ｃａに接続されている。
【００７９】
供給流路３４Ｃの断面形状は円形であり、断面積は、第１、第２供給マニホールド流路３１１Ｃ、３１２Ｃの断面積Ａ［ｍｍ２］よりも小さく、冷却流路３３Ｃの断面積と同一である。供給流路３４Ｃの上流端３４ａから下流端３４ｂまでの長さは、一例として７５［ｍｍ］〜８５［ｍｍ］程度である。
【００８０】
回収管３５は、第１回収マニホールド３２１に対して５本、第２回収マニホールド管３２２に対して５本がそれぞれ設けられている。回収管３５の各々は直線状の円管であり、一例としてナイロンチューブ等により形成されている。回収管３５の各々の内部に、回収流路３５Ｃが画定される。
【００８１】
第１、第２回収マニホールド３２１、３２２に対して設けられた回収管３５の各々の下流端３５ｂは、第１、第２回収マニホールド３２１、３２２の延在方向に沿って等間隔で、第１、第２回収マニホールド３２１、３２２の周面に接続されている。各下流端３５ｂは、第１、第２回収マニホールド３２１、３２２の上下中央よりも下側において、第１、第２回収マニホールド３２１、３２２の周面に接続されている。回収管３５のうち、第１、第２回収マニホールド３２１、３２２の最も上流側に位置する回収管３５は、第１、第２回収マニホールド３２１、３２２の上流端３２１ａ、３２２ａにおいて、第１、第２回収マニホールド３２１、３２２に接続されている。
【００８２】
第１回収マニホールド３２１に対して設けられた５本の回収管３５は、第１回収マニホールド３２１との接続部から、第１回収マニホールド３２１に直交して用紙送り方向の排紙側及び下方に延びて、第１列Ｌ１を構成するインクジェットヘッド２０に固定された冷却部材３３に接続している。具体的には、５本の回収管３５の上流端３５ａが、５つの冷却流路３３Ｃの下流端３３Ｃｂに接続されている。第２回収マニホールド３２２に対して設けられた５本の回収管３５は、第２回収マニホールド３２２との接続部から、第２回収マニホールド３２２に直交して用紙送り方向の給紙側及び下方に延びて、第２列Ｌ２を構成するインクジェットヘッド２０に固定された冷却部材３３に接続している。具体的には、５本の供給管３５の上流端３５ａが、５つの冷却流路３３Ｃの下流端３３Ｃｂに接続されている。
【００８３】
回収流路３５Ｃの断面形状は円形であり、断面積は、第１、第２供給マニホールド流路３１１Ｃ、３１２Ｃの断面積Ａ［ｍｍ２］よりも小さく、冷却流路３３Ｃの断面積と同一である。回収流路３５Ｃの上流端３５ａから下流端３５ｂまでの長さは、一例として７５［ｍｍ］〜８５［ｍｍ］程度である。
【００８４】
第１供給マニホールド３１１の上流端３１１ａと、第２供給マニホールド３１２の上流端３１２ａは、それぞれ分流管３７２に接続されている。また、第２回収マニホールド３２１の下流端３２１ｂと、第２回収マニホールド管３２２の下流端３２２ｂは、それぞれ合流管３８２に接続されている。分流管３７２の上流端（供給口）３７２ａと、合流管３８２の下流端（回収口）３８２ｂとは、用紙送り方向における同位置に、上下方向に並んで配置されている。
【００８５】
分流管３７２は、接続管３７１を介して冷却液タンク３６に接続されており、合流管３８２は、接続管３８１を介して冷却液タンク３６に接続されている。冷却液ポンプ３９は、本実施形態では接続管３７１の途中に設けられているがこれには限られず、任意の位置に、冷却液を冷却液タンク３６から冷却流路３３Ｃへと送ることができるように配置され得る。
【００８６】
冷却液タンク３６から複数の冷却部材３３へと冷却液を送るための供給路が、接続管３７１、分流管３７２、第１、第２供給マニホールド３１１、３１２、複数の供給管３４により構成される。また複数の冷却部材３３から冷却液タンク３６へと冷却液を戻すための回収路が、複数の回収管３５、第１、第２回収マニホールド３２１、３２２、合流管３８２、接続管３８１により構成される。
【００８７】
＜画像形成方法＞
プリンタ１０００及びインクジェットヘッドユニット１００を用いた用紙Ｐへの画像形成は次のように行われる。
【００８８】
まず、給紙トレイ（不図示）の用紙Ｐが搬送ローラ６０１の給紙側へと送られ、搬送ローラ６０１によってプラテン５００の上へと送られる。インクジェットヘッドユニット１００の複数のインクジェットヘッド２０は、搬送ローラ６０１、６０２によって用紙送り方向に送られる用紙Ｐに対して連続的にインクの液滴を吐出し、用紙Ｐに画像を形成していく。画像が形成された用紙Ｐは、搬送ローラ６０２の排紙側へと送られ、排紙トレイ（不図示）へと排出される。
【００８９】
インクジェットヘッド２０を用いたインクの液滴の吐出は、圧電アクチュエータ２２を用いて所定の圧力室２（「対象圧力室」と呼ぶ）のインクに圧力を付与することにより行う。具体的には、まずドライバＩＣ２３３が、制御装置ＣＯＮＴの指示の下、ＦＰＣ２３２を介して対象圧力室に対応する個別電極２２４に駆動電位を付与する。これにより、駆動電位が付与された個別電極２２４と共通電極２２３とに挟まれた活性部２２２ａに、分極方向と平行な電界が発生し、活性部２２２ａが分極方向と直交する水平方向に収縮する。その結果、対象圧力室の上方の振動板２１Ａが振動し、対象圧力室内のインクに圧力が付与され、ディセンダ流路３を介して圧力室２に連通するノズル４からインクの液滴が吐出される。
【００９０】
また、本実施形態のインクジェットヘッドユニット１００、及びプリンタ１０００は、上記の画像形成中に、冷却構造３０を用いてドライバＩＣ２３３の冷却、ひいてはインクジェットヘッド２０の冷却を行う。
【００９１】
具体的には、冷却液ポンプ３９を駆動させて、冷却液タンク３６に保持された低温の冷却液を、接続管３７１、分流管３７２、第１、第２供給マニホールド３１１、３１２、供給管３４を介して、複数の冷却部材３３の冷却流路３３Ｃへと流す。これにより、冷却流路３３Ｃを流れる冷却液と、冷却流路３３Ｃに熱的に接続されたドライバＩＣ２３３との間で熱交換が行われ、ドライバＩＣ２３３の温度が低下し、冷却液の温度が上昇する。温度が上昇した冷却液は、回収管３５、第１、第２回収マニホールド３２１、３２２、合流管３８２、接続管３８１を介して冷却液タンク３６に戻され、冷却装置（不図示）により冷却される。
【００９２】
本実施形態のインクジェットヘッドユニット１００、及びプリンタ１０００は、このように、冷却機構３０を用いてドライバＩＣ２３３を冷却する。これにより、ドライバＩＣ２３３の熱が流路ユニット２１内のインクに伝わり、インクに特性変化（例えば濃度や粘度の変化）が生じること、ひいては形成される画像に品質低下が生じることを抑制している。
【００９３】
＜供給マニホールド流路、回収マニホールド流路の断面積＞
本実施形態のインクジェットヘッドユニット１００においては、第１、第２供給マニホールド流路３１１Ｃ、３１２Ｃの断面積がＡ［ｍｍ２］であり第１、第２回収マニホールド流路３２１Ｃ、３２２Ｃの断面積が、その２倍の２Ａ［ｍｍ２］である。換言すれば、第１、第２供給マニホールド流路３１１Ｃ、３１２Ｃの断面積が、第１、第２回収マニホールド流路３２１Ｃ、３２２Ｃの断面積の１／２である。この特徴は、次の意義を有する。
【００９４】
第１、第２供給マニホールド流路３１１Ｃ、３１２Ｃは、インクジェットヘッド２０の上方に配置されている。そのため、第１、第２供給マニホールド流路３１１Ｃ、３１２Ｃ内の冷却液に混入した気泡を排出するためには、第１、第２供給マニホールド流路３１１Ｃ、３１２Ｃから下方に延びる供給流路３４Ｃに気泡を送り、冷却流路３３Ｃを介して第１、第２回収マニホールド流路３２１Ｃ、３２２Ｃまで気泡を流す必要がある。
【００９５】
しかしながら、気泡は浮力を受けて上方に向かうため、第１、第２供給マニホールド流路３１１Ｃ、３１２Ｃ内を流れる冷却液の流速が小さい場合には、上方に向かおうとする気泡を、下方に延びる供給流路３４Ｃに押し流すのは難しい。この場合、第１、第２供給マニホールド流路３１１Ｃ、３１２Ｃの内部の気泡は、第１、第２供給マニホールド流路３１１Ｃ、３１２Ｃ内に滞留し得る。そして、滞留する気泡の量が増えると、第１、第２供給マニホールド流路３１１Ｃ、３１２Ｃから、５つの供給流路３４Ｃへの均等な冷却液の分配が、気泡により阻害されてしまう。具体的には例えば、気泡が第１、第２供給マニホールド３１１、３１２の下流端３１１ｂ、３１２ｂの近傍に集まって冷却液の流れを阻害することにより、第１、第２供給マニホールド流路３１１Ｃ、３１２Ｃのより上流側に接続された供給流路３４Ｃにより多くの冷却液が流れ、第１、第２供給マニホールド流路３１１Ｃ、３１２Ｃのより下流側に接続された供給流路３４Ｃに流れる冷却液が少なくなるという現象が生じ得る。これにより、複数の冷却流路３３Ｃに均等に冷却液が送られなくなり、複数のインクジェットヘッド２０間を均等に冷却することが難しくなる。
【００９６】
したがって、第１、第２供給マニホールド流路３１１Ｃ、３１２Ｃについては、断面積を小さくして流路抵抗を大きくし、内部を流れる冷却液の流速を高めることが好ましい。これにより、流速の大きい冷却液により気泡を効率よく供給流路３４Ｃに送ることができる。
【００９７】
一方で、第１、第２回収マニホールド流路３２１Ｃ、３２２Ｃの各々には、複数の回収流路３５Ｃから冷却液が流入する。冷却液が回収流路３５Ｃから第１、第２回収マニホールド流路３２１Ｃ、３２２Ｃへと流入する合流地点においては、乱流が発生し、第１、第２回収マニホールド流路３２１Ｃ、３２２Ｃを流れる冷却液に圧力損失が生じる。圧力損失が大きい場合には、第１、第２回収マニホールド流路３２１Ｃ、３２２Ｃにおける上流側から下流側への流れの速度が低下し、或いは流れが停滞する。
【００９８】
具体的には例えば、ある回収流路３５Ｃと、第１、第２回収マニホールド流路３２１Ｃ、３２２Ｃとの合流地点における乱流により、当該合流地点の上流側から、当該合流地点の下流側への流れが阻害され得る。これにより、当該合流地点の上流側において第１、第２回収マニホールド流路３２１Ｃ、３２２Ｃに合流する回収流路３５Ｃについては、ドライバＩＣ２３３との熱交換により温度の上昇した冷却液が第１、第２回収マニホールド流路３２１Ｃ、３２２Ｃに流れ込むことができず、回収流路３５Ｃの中に停滞してしまう。このように、温度が上昇した冷却液の排出が一部の冷却流路３３Ｃにおいて阻害されると、複数のインクジェットヘッド２０間を均等に冷却することが難しくなる。
【００９９】
したがって、第１、第２回収マニホールド流路３２１Ｃ、３２２Ｃについては、断面積を大きくして乱流の発生、及び圧力損失を抑制することが好ましい。これにより、上流側から下流側へと向かう冷却液の流れを維持することができる。
【０１００】
本実施形態では、上記の２点に鑑み、第１、第２供給マニホールド流路３１１Ｃ、３１２Ｃの断面積を、第１、第２回収マニホールド流路３２１Ｃ、３２２Ｃの断面積の１／２としている。これにより、第１、第２供給マニホールド流路３１１Ｃ、３１２Ｃにおいては、冷却液の流速が比較的大きくなり、気泡が良好に押し流される。また、第１、第２回収マニホールド流路３２１Ｃ、３２２Ｃにおいては、乱流による圧力損失が比較的小さくなり、冷却液が効率よく下流側へと流れる。
【０１０１】
結果として、第１、第２供給マニホールド流路３１１Ｃ、３１２Ｃの冷却液は、気泡により阻害されることなく、５つの供給流路３４Ｃ、５つの冷却流路３３Ｃに均等に流入し、第１列Ｌ１、第２列Ｌ２の５つのインクジェットヘッド２０を均等に冷却する。また、５つの冷却流路３３ＣにおいてドライバＩＣ２３３との熱交換により温度が上昇した冷却液は、乱流により阻害されることなく、５つの回収流路３５Ｃから第１、第２回収マニホールド流路３２１Ｃ、３２２Ｃへと均等に流入し、冷却液タンク３６へと戻される。即ち、１０個の冷却流路３３Ｃに対する冷却液の供給及び回収がほぼ均等に行われ、１０個のインクジェットヘッド２０がほぼ均等に冷却される。
【０１０２】
なお、第１、第２供給マニホールド流路３１１Ｃ、３１２Ｃの断面積は、第１、第２回収マニホールド流路３２１Ｃ、３２２Ｃの断面積の１／２には限られず、第１、第２回収マニホールド流路３２１Ｃ、３２２Ｃの断面積よりも小さければよい。また、第１、第２回収マニホールド流路３２１Ｃ、３２２Ｃの断面積が、第１、第２供給マニホールド流路３１１Ｃ、３１２Ｃの断面積の２倍以上であってもよい。この理由は以下の通りである。
【０１０３】
本発明の発明者は、第１、第２供給マニホールド流路３１１Ｃ、３１２Ｃの断面積の大きさに対して、第１、第２回収マニホールド流路３２１Ｃ、３２２Ｃの断面積がどの程度の大きさを有することが好ましいかを検討すべく、次のシミュレーションを行った。
【０１０４】
シミュレーションにおいては、図７に示す通り、直線状の主流路Ｍと、主流路Ｍに対して等間隔で接続された５つの分岐流路Ｂ１〜Ｂ５を有する流路Ｃを解析対象とした。主流路Ｍの断面形状は円形であり、断面積は０．２５Ｓ［ｍｍ２］、１．００Ｓ［ｍｍ２］、２．００Ｓ［ｍｍ２］、２．２５Ｓ［ｍｍ２］、４．００Ｓ［ｍｍ２］の５通りとした。ここで、Ｓ［ｍｍ２］は、流路長等の各種条件に基づいて本発明者が設定した、第１、第２供給マニホールド流路３１１、３１２の所望の断面積である。
【０１０５】
分岐流路Ｂ１〜Ｂ５の間の間隔は[７０ｍｍ]とし、分岐流路Ｂ５が主流路Ｍの一端部に接続されているものとした。分岐流路Ｂ１〜Ｂ５の各々の長さは８０［ｍｍ］とした。分岐流路Ｂ１〜Ｂ５の断面形状は円形とし、その直径は、主流路Ｍの断面形状の直径の１／２とした。分岐流路Ｂ１〜Ｂ５の、主流路Ｍに接続された端部とは反対側の端部は大気解放条件とした。
【０１０６】
図８（ａ）、図９（ａ）は、シミュレーション解析の結果であり、主流路Ｍの端部Ｍ１から、冷却液と同等の粘度を有する液体を、１０００［ｃｃ／ｍｉｎ］の割合で流入させた場合に、分岐流路Ｂ１〜Ｂ５の各々に流入する液体の流量を、主流路Ｍの断面積ごとに示す。
【０１０７】
図８（ａ）に示す通り、主流路Ｍの断面積が、１．００Ｓ［ｍｍ２］である場合には、液体の流入量が最も多い分岐流路Ｂ１への流入量（＝２１７．９［ｃｃ／ｍｉｎ］）と、液体の流入量が最も少ない分岐流路Ｂ５への流入量（＝１８８．９［ｃｃ／ｍｉｎ］）との差は、２９．０［ｃｃ／ｍｉｎ］である。この場合については、液体は、分岐流路Ｂ１〜Ｂ５にほぼ均等に流入していると言える。
【０１０８】
これに対し、主流路Ｍの断面積が０．２５Ｓ［ｍｍ２］である場合には、液体の流入量が最も多い分岐流路Ｂ１への流入量（＝３２４．７［ｃｃ／ｍｉｎ］）と、液体の流入量が最も少ない分岐流路Ｂ５への流入量（＝１３３．４［ｃｃ／ｍｉｎ］）との差は、１９１．３［ｃｃ／ｍｉｎ］と大きい。この場合は、主流路Ｍの最も上流側に位置する分岐流路Ｂ１に、主流路Ｍの最も下流側に位置する分岐流路Ｂ５への流入量の２．４倍以上の液体が流入しており、液体が分岐流路Ｂ１〜Ｂ５にほぼ均等に流入しているとは言い難い。
【０１０９】
一方で、主流路Ｍの断面積が２．２５Ｓ［ｍｍ２］である場合、及び４．００Ｓ［ｍｍ２］である場合には、液体の流入量が最も多い分岐流路への流入量と液体の流入量が最も少ない分岐流路への流入量との差はそれぞれ２０．８［ｃｃ／ｍｉｎ］、４５．０［ｃｃ／ｍｉｎ］である。これらの場合も、液体は分岐流路Ｂ１〜Ｂ５にほぼ均等に流入していると言える。
【０１１０】
以上のシミュレーション結果から、本発明の発明者が設定した第１、第２供給マニホールド流路３１１、３１２の断面積Ｓ［ｍｍ２］が、複数の冷却流路３３Ｃにほぼ均等に冷却液を送るための最適な値であることが確認された。即ち、第１、第２供給マニホールド流路３１１、３１２の断面積をＳ［ｍｍ２］よりも小さくすると、流路抵抗による圧力損失が大きくなり、複数の冷却流路３３Ｃに均等に冷却液を送ることが難しくなる傾向がある。一方で、第１、第２供給マニホールド流路３１１、３１２の断面積をＳ［ｍｍ２］よりも大きくすると、上述の気泡の滞留が問題となる。このような最適な断面積Ｓ［ｍｍ２］の設定は、一般に、流路の形状や流路を流れる液体の粘度や流量等に基づいて当業者が適宜なし得る。
【０１１１】
図８（ｂ）、図９（ｂ）は、シミュレーション解析の結果であり、主流路Ｍの端部Ｍ１から、冷却液と同等の粘度を有する液体を、１０００［ｃｃ／ｍｉｎ］の割合で回収する場合に、分岐流路Ｂ１〜Ｂ５の各々から主流路Ｍへと流入する液体の流量を、主流路Ｍの断面積ごとに示す。
【０１１２】
図８（ｂ）に示す通り、主流路Ｍの断面積が、２．００Ｓ［ｍｍ２］である場合には、液体の流出量が最も多い分岐流路Ｂ１から主流路Ｍへの流入量（＝２３０．９［ｃｃ／ｍｉｎ］）と、液体の流出量が最も少ない分岐流路Ｂ５から主流路Ｍへの流入量（＝１７７．７ｃｃ／ｍｉｎ）との差は、５３．２［ｃｃ／ｍｉｎ］である。この場合については、液体は、分岐流路Ｂ１〜Ｂ５からほぼ均等に流入していると言える。
【０１１３】
主流路Ｍの断面積が、１．００Ｓ［ｍｍ２］である場合には、液体の流出量が最も多い分岐流路Ｂ１からの流入量（＝２９７．０［ｃｃ／ｍｉｎ］）と、液体の流出量が最も少ない分岐流路Ｂ５から流入量（＝１３５．５ｃｃ／ｍｉｎ）との差は、１６１．５［ｃｃ／ｍｉｎ］である。この程度のばらつきが、液体が分岐流路Ｂ１〜Ｂ５からほぼ均等に流入しているとみなし得る下限である。
【０１１４】
これらに対し、主流路Ｍの断面積が０．２５Ｓ［ｍｍ２］である場合には、液体の流出量が最も多い分岐流路からの流入量と、液体の流出量が最も少ない分岐流路からの流入量との差は、５８０．５［ｃｃ／ｍｉｎ］と大きい。この場合は、主流路Ｍの上流側に位置する分岐流路からの流入量が小さく、液体が分岐流路Ｂ１〜Ｂ５からほぼ均等に流入しているとは言えない。
【０１１５】
反対に、主流路Ｍの断面積が２．２５×Ｓ［ｍｍ２］である場合、及び４．００Ｓ［ｍｍ２］である場合には、液体の流出量が最も多い分岐流路からの流入量と、液体の流出量が最も少ない分岐流路からの流入量との差は、それぞれ、３９．２［ｃｃ／ｍｉｎ］、４８．７［ｃｃ／ｍｉｎ］と小さい。これらの場合は、液体は、分岐流路Ｂ１〜Ｂ５からほぼ均等に流入していると言える。
【０１１６】
以上のシミュレーション結果から、複数の冷却流路３３Ｃからほぼ均等に冷却液を回収するための、第１、第２回収マニホールド流路３２１、３２２の最適な断面積は、第１、第２供給マニホールド流路３１１Ｃ、３１２Ｃの断面積をＳ［ｍｍ２］として、少なくともＳ［ｍｍ２］以上であり、Ｓ［ｍｍ２］の２倍以上、即ち２Ｓ［ｍｍ２］以上であることが好ましいと言える。
【０１１７】
本実施形態のインクジェットヘッドユニット１００の主な効果を以下にまとめる。
【０１１８】
本実施形態のインクジェットヘッドユニット１００は、複数のインクジェットヘッド２０に熱的に接続された複数の冷却流路３３Ｃに、第１、第２供給マニホールド流路３１１Ｃ、３１２Ｃ、及び複数の供給流路３４Ｃを介して並列的に冷却液を供給している。すなわち、複数の冷却流路３３Ｃの全てに、インクジェットヘッド２０との熱交換を経ていない冷却液を並列的に送っている。そのため、複数のインクジェットヘッド２０をより均等に冷却することができる。
【０１１９】
本実施形態のインクジェットヘッドユニット１００は、第１、第２供給マニホールド流路３１１Ｃ、３１２Ｃの断面積が、第１、第２回収マニホールド流路３２１Ｃ、３２２Ｃの断面積よりも小さい。そのため、第１、第２供給マニホールド流路３１１Ｃ、３１２Ｃにおいては比較的流速の大きい冷却液の流れにより気泡を効率よく排出することができ、第１、第２回収マニホールド流路３２１Ｃ、３２２Ｃにおいては、乱流の発生を抑制して、圧力損失による冷却液流れの停滞を抑制できる。これにより、複数の冷却流路３３Ｃへの冷却液の供給、及び複数の冷却流路３３Ｃからの冷却液の回収をより均等に行うことができ、複数のインクジェットヘッド２０をより均等に冷却することができる。
【０１２０】
本実施形態のインクジェットヘッドユニット１００においては、供給流路３４Ｃの断面積が、第１、第２供給マニホールド流路３１１Ｃ、３１２Ｃの断面積よりも小さいため、冷却液は、第１、第２供給マニホールド流路３１１Ｃ、３１２Ｃから、供給流路３４Ｃに流入する際に加速する。また、冷却液は、第１、第２供給マニホールド流路３１１Ｃ、３１２Ｃ内における流速よりも更に大きな流速で、供給流路３４Ｃ内を流れる。これにより、気泡を効率よく押し流すことができる。
【０１２１】
本実施形態のインクジェットヘッドユニット１００においては、回収流路３５Ｃの断面積が、供給流路３４Ｃの断面積に等しい。したがって、供給流路３４Ｃ内での液体の流速を保って、気泡を効率よく第１、第２回収マニホールド流路３２１Ｃ、３２２Ｃまで押し流すことができる。また、供給管３４と回収管３５とを同一の部材とすることで、製造工程を簡略化し、製造コストを削減できる。
【０１２２】
［変形例］
上記の実施形態において、次の変形態様を用いることもできる。
【０１２３】
上記実施形態のインクジェットヘッドユニット１００は、第１供給マニホールド３１１と第２供給マニホールド３１２とを備えているが、インクジェットヘッドユニット１００は、供給マニホールド３１３を１本備えるのみでもよい（図１０（ａ））。
【０１２４】
この態様においては、供給マニホールド３１３は、インクジェットヘッド２０の第１列Ｌ１及び第２列Ｌ２と平行に、第１列Ｌ１及び第２列Ｌ２の間に配置される。供給マニホールド３１３には、第１列Ｌ１を構成するインクジェットヘッド２０に固定された冷却部材３３に接続される５本の供給管３４と、第２列Ｌ２を構成するインクジェットヘッド２０に固定された冷却部材３３に接続される５本の供給管３４とが接続される。
【０１２５】
また、インクジェットヘッドユニット１００は、供給マニホールド、回収マニホールドをそれぞれ１つずつ有する態様であっても良く、供給マニホールドを３本以上、及び／又は回収マニホールドを３本以上有する態様であってもよい。供給マニホールド及び回収マニホールドの数、及び配置は、インクジェットヘッドユニット１００が有するインクジェットヘッド２０の数及び配置に応じて、適宜変更し得る。また、供給マニホールド、回収マニホールドの少なくとも１つを、インクジェットヘッド２０の真上に、平面視において両者が重なるように配置してもよい。
【０１２６】
上記実施形態のインクジェットヘッドユニット１００は、１０個のインクジェットヘッド２０を有するが、これには限られない。インクジェットヘッドユニット１００は、インクジェットヘッド２０を少なくとも２つ備えればよい。
【０１２７】
上記実施形態においては、冷却流路３３Ｃの断面積、供給流路３４Ｃの断面積、回収流路３５Ｃの断面積が互いに同一であり、且つ第１、第２供給マニホールド流路３１１Ｃ、３１２Ｃの断面積より小さいが、これには限られない。冷却流路３３Ｃの断面積、供給流路３４Ｃの断面積、回収流路３５Ｃの断面積を互いに異ならせてもよい。冷却流路３３Ｃの断面積、供給流路３４Ｃの断面積、回収流路３５Ｃの断面積のいずれか１つ以上を、第１、第２供給マニホールド流路３１１Ｃ、３１２Ｃの断面積より大きくしてもよい。
【０１２８】
上記実施形態においては、第１、第２供給マニホールド流路３１１Ｃ、３１２Ｃの断面形状、第１、第２回収マニホールド流路３２１Ｃ、３２２Ｃの断面形状、冷却流路３３Ｃの断面形状、供給流路３４Ｃの断面形状、回収流路３５Ｃの断面形状がいずれも円形である。しかしながら、これには限られず、各流路の断面形状は、矩形、正方形、多角形等任意である。また、各流路の断面形状が互いに異なっていてもよい。
【０１２９】
上記実施形態においては、インクジェットヘッド２０のドライバＩＣを冷却構造３０の冷却部材３３に当接させていたが、これには限られない。ドライバＩＣは、冷却部材３３の冷却流路３３Ｃを流れる冷却液と熱交換がなされる任意の態様で配置され得る。
【０１３０】
本発明の特徴を維持する限り、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１３１】
本発明の液体吐出ユニットによれば、複数の液体吐出装置を均等に冷却して、良好な画像形成を行うことができる。
【符号の説明】
【０１３２】
１０  保持部材
２０  インクジェットヘッド
３０  冷却構造
３１１  第１供給マニホールド
３１２  第２供給マニホールド
３２１  第１回収マニホールド
３２２  第２回収マニホールド
３３  冷却部材
３４  供給管
３５  回収管
３６  冷却液タンク
３９  冷却液ポンプ
１００  インクジェットヘッドユニット
５００  プラテン
６０１、６０２  搬送ローラ
７００  インクタンク
８００  インク流路部材
９００  筐体
１０００  プリンタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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