(57)【要約】【課題】多量のインクがノズルから吐出される場合であっても、ノズルからのインク吐出が不安定になりにくくすること。【解決手段】インクを吐出する複数のノズル３と、複数のノズル３に連通されるリザーバー７の一部を構成するダイアフラム１１と、リザーバー７側の反対側でダイアフラム１１に対向して設けられ、ダイアフラム１１を静電的に引きつける電極１５と、を備えることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する複数のノズルと、
前記複数のノズルに連通されるリザーバーの一部を構成するダイアフラムと、
前記ダイアフラムの前記リザーバー側への撓み変形に抗するように前記ダイアフラムを押し上げる機構と、
を備えることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
液体を吐出する複数のノズルと、
前記複数のノズルに連通されるリザーバーの一部を構成するダイアフラムと、
前記リザーバー側の反対側で前記ダイアフラムに対向して設けられ、前記ダイアフラムを静電的に引きつける電極と、
を備えることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記ダイアフラムはシリコンで形成され、前記ダイアフラムと前記電極との間に電圧を印加する駆動回路がさらに形成されていることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記電極は絶縁膜で被覆されていることを特徴とする請求項２または３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
液体を吐出する複数のノズルと、
前記複数のノズルに連通されるリザーバーの一部を構成するダイアフラムと、
前記ダイアフラムの前記リザーバーと反対側に取付けられ、前記ダイアフラムと一緒に変位する支持部材と、
前記リザーバー側の反対側で前記ダイアフラムに対向配置される基板と、
前記支持部材と前記基板との間に取付けられる弾性部材と、
を備えることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項６】
液体を吐出する複数のノズルと、
前記複数のノズルに連通されるリザーバーの一部を構成するダイアフラムと、
前記ダイアフラムの前記リザーバーと反対側に取付けられ、前記ダイアフラムと一緒に変位する磁性材料で構成される支持部材と、
前記リザーバー側の反対側で前記ダイアフラムに対向して設けられ、前記磁性材料で構成される支持部材を磁力によって引きつける磁力発生手段と、
を備えることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記磁力発生手段は、磁石または電磁石であることを特徴とする請求項６に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドを備えることを特徴とする液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出ヘッド、及び当該液体吐出ヘッドを具備する液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体としてのインクをインク滴として吐出するインクジェット印刷ヘッド（液体吐出ヘッド）として、例えば、ノズルとノズルに連通される圧力室等のインク流路とを具備し、圧電素子によって圧力室内のインクに圧力変化を生じさせることで、ノズルからインク滴を吐出させる液体吐出ヘッドが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
液体吐出ヘッドでは、インクを吐出する際に発生する圧力によって圧力室に連通したリザーバー内のインクの圧力が変動すると、その後のノズルからのインク吐出特性にばらつきが生じるという問題があった。このため、特許文献１に記載の液体吐出ヘッドでは、可撓性を有するフィルムがリザーバーの一部を画成し、フィルムが変形することによりリザーバー内のインクの圧力変動を小さくするコンプライアンス部が設けられていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開 ２０００−３３７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の液体吐出ヘッドでは、印刷時、フィルムのリザーバー側が大気圧に対して減圧された状態になり、このとき大気開放された反対側との圧力差によってフィルムがリザーバー側に撓むことによって、リザーバー内のインクの圧力変動を小さくする。ところが、ノズルから吐出されるインクが多くなりすぎ、多量のインクがノズルから吐出される場合、フィルムがリザーバー側に十分に撓むことができず、リザーバー内のインクの圧力変動が大きくなり、ノズルからのインク吐出が不安定になるおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願の液体吐出ヘッドは、液体を吐出する複数のノズルと、前記複数のノズルに連通されるリザーバーの一部を構成するダイアフラムと、前記ダイアフラムの前記リザーバー側への撓み変形に抗するように前記ダイアフラムを押し上げる機構と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
本願の液体吐出ヘッドは、液体を吐出する複数のノズルと、前記複数のノズルに連通されるリザーバーの一部を構成するダイアフラムと、前記リザーバー側の反対側で前記ダイアフラムに対向して設けられ、前記ダイアフラムを静電的に引きつける電極と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
本願の液体吐出ヘッドでは、前記ダイアフラムはシリコンで形成され、前記ダイアフラムと前記電極との間に電圧を印加する駆動回路がさらに形成されていることが好ましい。
【０００９】
本願の液体吐出ヘッドでは、前記電極は絶縁膜で被覆されていることが好ましい。
【００１０】
本願の液体吐出ヘッドは、液体を吐出する複数のノズルと、前記複数のノズルに連通されるリザーバーの一部を構成するダイアフラムと、前記ダイアフラムの前記リザーバーと反対側に取付けられ、前記ダイアフラムと一緒に変位する支持部材と、前記リザーバー側の反対側で前記ダイアフラムに対向配置される基板と、前記支持部材と前記基板との間に取付けられる弾性部材と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本願の液体吐出ヘッドは、液体を吐出する複数のノズルと、前記複数のノズルに連通されるリザーバーの一部を構成するダイアフラムと、前記ダイアフラムの前記リザーバーと反対側に取付けられ、前記ダイアフラムと一緒に変位する磁性材料で構成される支持部材と、前記リザーバー側の反対側で前記ダイアフラムに対向して設けられ、前記磁性材料で構成される支持部材を磁力によって引きつける磁力発生手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
本願の液体吐出ヘッドでは、前記磁力発生手段は、磁石または電磁石であることが好ましい。
【００１３】
本願の液体吐出装置は、上記液体吐出ヘッドを備えていることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態１に係る液体吐出装置の構成を示す概略図。
【図２】実施形態１に係る液体吐出ヘッドの構成を示す断面図。
【図３】実施形態１に係る液体吐出ヘッドの構成を示す平面図。
【図４】実施形態１に係る液体吐出ヘッドの状態を示す要部断面図。
【図５】実施形態２に係る液体吐出ヘッドの構成を示す断面図。
【図６】実施形態２に係る液体吐出ヘッドの状態を示す要部断面図。
【図７】実施形態３に係る液体吐出ヘッドの構成を示す断面図。
【図８】実施形態３に係る液体吐出ヘッドの構成を示す平面図。
【図９】実施形態３に係る液体吐出ヘッドの状態を示す要部断面図。
【図１０】変形例１に係る液体吐出ヘッドの状態を示す要部断面図。
【図１１】比較例に係る液体吐出ヘッドの断面図。
【図１２】比較例に係る液体吐出ヘッドの状態を示す要部断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。かかる実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。なお、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際と異ならせている。
【００１６】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る液体吐出装置１０００の構成を示す概略図である。
最初に、図１を参照し、液体吐出装置１０００の概要を説明する。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態に係る液体吐出装置１０００は、搬送ユニット２００、キャリッジユニット３０１、及び本実施形態に係る液体吐出ヘッド１などを有する。液体吐出装置１０００は、コントローラー６００によって各ユニット（搬送ユニット２００、キャリッジユニット３０１）が制御され、用紙Ｓに画像を印刷する。
以降の説明では、液体吐出装置１０００の幅方向をＸ方向と称し、液体吐出装置１０００の奥行き方向をＹ方向と称し、液体吐出装置１０００の高さ方向をＺ方向と称す。さらに、方向を示す矢印の先端側を＋方向と称し、方向を示す矢印の基端側を−方向と称す。
なお、＋Ｙ方向は、用紙Ｓの搬送方向である。
【００１８】
搬送ユニット２００は、用紙Ｓを＋Ｙ方向に移動させる機能を有する。搬送ユニット２００は、給紙ローラー２１０、搬送モーター２２０、搬送ローラー２３０、プラテン２４０、排紙ローラー２５０などを備える。給紙ローラー２１０は、液体吐出装置１０００の背面から挿入された用紙Ｓを液体吐出装置１０００の内部に給紙する。搬送ローラー２３０は、給紙ローラー２１０によって給紙された用紙Ｓをプラテン２４０の上部の印刷可能な領域まで搬送する。プラテン２４０は、印刷中の用紙Ｓを支持する。排紙ローラー２５０は、用紙Ｓを液体吐出装置１０００の＋Ｙ方向側に排出する。給紙ローラー２１０、搬送ローラー２３０、及び排紙ローラー２５０は、搬送モーター２２０によって駆動される。
【００１９】
キャリッジユニット３０１は、液体吐出ヘッド１を用紙Ｓの搬送方向と交差する方向（＋Ｘ方向、−Ｘ方向）に往復移動させる機能を有する。キャリッジユニット３０１は、キャリッジ３１０やキャリッジモーター３２０などを備える。キャリッジ３１０は、＋Ｘ方向及び−Ｘ方向に往復移動可能であり、キャリッジモーター３２０によって駆動される。また、キャリッジ３１０は、液体の一例であるインクを収容するインクカートリッジ６０を着脱可能に保持する。
【００２０】
本実施形態に係る液体吐出装置１０００は、液体吐出ヘッド１によってインクを液滴として吐出する液滴吐出動作と、搬送ローラー２３０によって搬送方向（＋Ｙ方向）に用紙Ｓを搬送する搬送動作とを交互に繰り返し、複数のドットから構成される画像を用紙Ｓに印刷する。
【００２１】
図２は、本実施形態に係る液体吐出ヘッド１の構成を示す断面図である。図３は、本実施形態に係る液体吐出ヘッド１の構成を示す平面図である。
図３では、液体吐出ヘッド１の構成要素が実線で図示され、液体吐出ヘッド１以外の構成要素が二点鎖線で図示されている。
次に、図２及び図３を参照し、本実施形態に係る液体吐出ヘッド１の概要を説明する。
【００２２】
図２及び図３に示すように、本実施形態に係る液体吐出ヘッド１は、ノズルプレート２と、第１流路形成基板９と、第２流路形成基板１０と、圧電素子５とを有する。ノズルプレート２と第１流路形成基板９と第２流路形成基板１０とは、＋Ｚ方向に沿って順に積層されている。
【００２３】
ノズルプレート２には複数のノズル３が形成されている。すなわち、液体吐出ヘッド１は、液体の一例であるインクを吐出する複数のノズル３を有する。
ノズルプレート２と第１流路形成基板９とによって、リザーバー７と、インク供給路６と、圧力室４とが形成されている。第１流路形成基板９と第２流路形成基板１０とによって、コンプライアンス室１６が形成されている。リザーバー７と、インク供給路６と、圧力室４とは＋Ｘ方向に沿って順に配置されている。
コンプライアンス室１６には不図示の大気連通孔が設けられ、大気がコンプライアンス室１６の中に配置され、コンプライアンス室１６の中は大気圧に維持される。コンプライアンス室１６は、リザーバー７に対して＋Ｚ方向側に位置し、Ｚ方向側から見た場合、リザーバー７の内側に配置される。
以降の説明では、Ｚ方向側から見ることを平面視と称す。
【００２４】
圧力室４は、複数のノズル３のそれぞれに連通されている。すなわち、液体吐出ヘッド１では、複数のノズル３のそれぞれに連通される圧力室４が複数形成されている。複数の圧力室４のそれぞれは、インク供給路６を介してリザーバー７に連通されている。リザーバー７は、複数の圧力室４に供給されるインクが収容されるインク収容室である。リザーバー７の一部は、ダイアフラム１１によって構成される。すなわち、液体吐出ヘッド１は、複数のノズル３に連通されるリザーバー７の一部を構成するダイアフラム１１を有する。
ダイアフラム１１は、リザーバー７の一部を形成し、コンプライアンス室１６の一部を形成する。ダイアフラム１１は、リザーバー７側、またはコンプライアンス室１６側に変位可能である。
【００２５】
ノズルプレート２と、第１流路形成基板９と、第２流路形成基板１０とは、単結晶シリコン基板に対して、公知の半導体プロセスによって微細加工を施すことによって形成されている。ノズルプレート２、第１流路形成基板９、及び第２流路形成基板１０の構成材料はシリコンである。
例えば、ＫＯＨ水溶液を用いたエッチングによって、ノズルプレート２を貫通する孔を形成することによって、ノズル３が形成される。
【００２６】
例えば、ＫＯＨ水溶液を用いたエッチングによって、圧力室４となる凹部と、インク供給路６となる凹部と、リザーバー７となる凹部とを、第１流路形成基板９に形成した後、第１流路形成基板９とノズルプレート２とを接合することによって、圧力室４とインク供給路６とリザーバー７とが形成される。
ＫＯＨ水溶液を用いたエッチングによって、リザーバー７となる凹部を形成する場合、リザーバー７となる凹部において、第１流路形成基板９の局所的に薄膜化された部分がダイアフラム１１になる。リザーバー７の構成材料は、第１流路形成基板９の構成材料と同じシリコンである。
【００２７】
例えば、ＫＯＨ水溶液を用いたエッチングによって、コンプライアンス室１６となる凹部を第２流路形成基板１０に形成した後、第２流路形成基板１０と第１流路形成基板９とを接合することによって、コンプライアンス室１６が形成される。
コンプライアンス室１６は、ダイアフラム１１を挟んでリザーバー７に対向配置される。ダイアフラム１１の構成材料はシリコンであり、弾性を有する。ダイアフラム１１は、リザーバー７側、またはコンプライアンス室１６側に弾性変形可能である。
【００２８】
なお、ＫＯＨ水溶液を用いたエッチングによって、第１流路形成基板９に、リザーバー７の凹部となる貫通孔を形成し、当該リザーバー７となる貫通孔の一方をＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）やＰＰＴＡ（ポリパラフェニレンテレフタルアミド）などの耐アルカリ性を有する樹脂フィルムで封止することによって、第１流路形成基板９にリザーバー７となる凹部を形成してもよい。この場合、ダイアフラム１１は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）やＰＰＴＡ（ポリパラフェニレンテレフタルアミド）などの樹脂フィルムによって構成される。
また、ＫＯＨ水溶液を用いたエッチングによって、第１流路形成基板９に、リザーバー７の凹部となる貫通孔を形成し、当該リザーバー７となる貫通孔の一方をシリコンや金属やセラミックなどで封止することによって、第１流路形成基板９にリザーバー７となる凹部を形成してもよい。この場合、ダイアフラム１１は、シリコンや金属やセラミックなどによって構成される。
ダイアフラム１１は、可撓性を有する部材で構成されればよく、ダイアフラム１１の構成材料はシリコンであってもよく、樹脂であってもよく、金属やセラミックであってもよい。
【００２９】
圧力室４のノズルプレート２と反対側の面の一部は、振動板８によって画成されている。すなわち、圧力室４の一部は、振動板８によって形成されている。例えば、振動板８は、二酸化シリコンからなる弾性膜と、酸化ジルコニウムからなる絶縁膜とで構成される。
圧電素子５は、振動板８の圧力室４と反対側に設けられている。圧電素子５は、縦振動モードの圧電アクチュエーターである。圧電素子５は、圧力室４の一部を形成する振動板８を振動させ、圧力室４にインクの圧力変動を生じさせる。
なお、圧電素子５は、撓み振動モードの圧電アクチュエーターであってもよい。
【００３０】
コンプライアンス室１６の中には、電極１５が設けられている。電極１５は、ダイアフラム１１に対して対向配置され、ダイアフラム１１から離間している。すなわち、電極１５は、リザーバー７側の反対側でダイアフラム１１に対向して設けられている。また、コンプライアンス室１６は大気に連通されているので、電極１５とダイアフラム１１との間には大気が配置される。また、電極１５は絶縁膜１９で被覆されている。平面視で、電極１５とダイアフラム１１とは重なり、電極１５は、ダイアフラム１１の内側に配置される。
なお、電極１５は、本願におけるダイアフラムを押し上げる機構の一例である。
【００３１】
液体吐出装置１０００では、インクカートリッジ６０（図１参照）に収容されるインクが、不図示の流路とリザーバー７とインク供給路６とを介して圧力室４に供給され、圧力室４のインクの圧力変動によってノズル３から吐出され、用紙Ｓに画像が形成される。
【００３２】
図３に示すように、電極１５は、液体吐出ヘッド１に設けられた配線１８ａと、液体吐出ヘッド１の外側に設けられた配線１８ｂとによって、液体吐出ヘッド１の外側に設けられる電圧印加手段１７に電気的に接続されている。すなわち、液体吐出ヘッド１では、ダイアフラム１１と電極１５との間に電圧を印加する配線１８ａがさらに形成されている。
なお、配線１８ａは、本願の駆動回路の一例である。
【００３３】
配線１８ａと配線１８ｂとを介して、電圧印加手段１７から電極１５に電圧が印加され、ダイアフラム１１と電極１５との間に所定の電圧が印加され、電極１５とダイアフラム１１との間に所定の電界が生じる。このように、液体吐出ヘッド１では、ダイアフラム１１と電極１５との間に電圧を印加する配線１８ａが形成されている。
液体吐出装置１０００では、コントローラー６００が電圧印加手段１７を制御し、電極１５に電圧を印加する。
【００３４】
図１１は、図２に対応する図であり、比較例に係る液体吐出ヘッド３０の断面図である。図１２は、比較例に係る液体吐出ヘッド３０の状態を示す要部断面図である。
図１２には、圧電素子５に電圧が印加されずリザーバー７内にインクの圧力変動が生じていない場合のダイアフラム１１が実線で図示され、ノズル３から通常の量のインクが吐出される場合に最大限変位したダイアフラム１１が破線で図示され、リザーバー７側に限界まで変位した場合のダイアフラム１１が一点鎖線で図示されている。
図１２に示すように、比較例に係る液体吐出ヘッド３０では、圧電素子５に電圧が印加されリザーバー７内にインクの圧力変動が生じる場合、ダイアフラム１１は、実線で示される状態と一点鎖線で示される状態との間で変位可能である。すなわち、ダイアフラム１１は、一点鎖線で示される状態から、−Ｚ方向側にさらに変位することができない。これらの点は、比較例に係る液体吐出ヘッド３０と、本実施形態に係る液体吐出ヘッド１とで同じである。
【００３５】
図１１に示すように、比較例に係る液体吐出ヘッド３０は、実施形態１に係る液体吐出ヘッド１における電極１５（図２参照）を有していない。すなわち、比較例に係る液体吐出ヘッド３０ではコンプライアンス室１６に電極１５が配置されていない、この点が比較例に係る液体吐出ヘッド３０と実施形態１に係る液体吐出ヘッド１との主な相違点である。
【００３６】
比較例に係る液体吐出ヘッド３０及び本実施形態に係る液体吐出ヘッド１では、流路内にインクが充填された状態で、圧電素子５に電圧が印加されると、圧電素子５は、圧力室４の一部を形成している振動板８を、圧力室４の体積を拡大する方向へ変形させる。次に、圧電素子５に印加される電圧を低くすると、振動板８は、弾性力により圧力室４の体積を縮小する方向へ変形する。このとき発生するインク圧力により、圧力室４を満たすインクの一部が、圧力室４に連通されるノズル３から、インク滴として吐出される。すなわち、比較例に係る液体吐出ヘッド３０及び本実施形態に係る液体吐出ヘッド１では、圧電素子５に電圧を印加し、圧力室４に生じるインク圧力によって、ノズル３からインクがインク滴として吐出される。
そして、比較例に係る液体吐出ヘッド３０及び本実施形態に係る液体吐出ヘッド１では圧電素子５に印加される電圧の振幅や周波数を変えることで、ノズル３から吐出されるインク滴の大きさや重量を狙い通りに制御することができる。
【００３７】
比較例に係る液体吐出ヘッド３０では、圧電素子５に電圧が印加されない場合、図１２に実線で示されるように、ダイアフラム１１は、ＸＹ平面に平行に配置される。
【００３８】
比較例に係る液体吐出ヘッド３０及び本実施形態に係る液体吐出ヘッド１では、圧電素子５に電圧を印加することによって生じるインク圧力は、圧力室４から、インク供給路６を通り、リザーバー７に伝搬され、さらに、リザーバー７内で反射され、インク供給路６を通り、圧力室４に伝搬される。
以降の説明では、圧電素子５に電圧を印加することによって圧力室４に生じるインク圧力を、圧電素子５の駆動によって生じるインク圧力と称す。圧電素子５の駆動によって生じるインク圧力が、リザーバー７に伝搬され、リザーバー７内で反射され、圧力室４に伝搬されることによって生じるインク圧力を、リザーバー７内の反射によって生じるインク圧力と称す。
【００３９】
このように、比較例に係る液体吐出ヘッド３０及び本実施形態に係る液体吐出ヘッド１では、圧電素子５に電圧が印加されると、圧電素子５の駆動によって生じるインク圧力と、リザーバー７内の反射によって生じるインク圧力とが、圧力室４のインクに作用する。すると、圧力室４において、圧電素子５の駆動によって生じるインク圧力と、リザーバー７内の反射によって生じるインク圧力とが干渉し、圧電素子５の駆動によって生じるインクの圧力が変動する。圧力室４において、リザーバー７内の反射によって生じるインク圧力の影響が小さい場合、圧電素子５の駆動によって生じるインクの圧力変動が小さくなり、液体吐出ヘッド１，３０は、ノズル３から吐出されるインク滴の大きさや重量を狙い通りに制御することができる。
ところが、圧力室４において、リザーバー７内の反射によって生じるインク圧力の影響が大きくなると、圧電素子５の駆動によって生じるインクの圧力変動が大きくなり、液体吐出ヘッド１，３０は、ノズル３から吐出されるインク滴の大きさや重量を狙い通りに制御することが難しくなる。
【００４０】
このため、比較例に係る液体吐出ヘッド３０及び本実施形態に係る液体吐出ヘッド１では、リザーバー７内に可撓性を有するダイアフラム１１が設けられ、圧電素子５の駆動によって生じるインク圧力がリザーバー７に伝搬されると、ダイアフラム１１がリザーバー７側に変位し、リザーバー７内におけるインクの圧力変動を小さくし、圧力室４において、リザーバー７内の反射によって生じるインク圧力を低くし、リザーバー７内の反射によって生じるインク圧力の影響を小さくする。
【００４１】
例えば、比較例に係る液体吐出ヘッド３０では、複数のノズル３から通常の量のインクが吐出され、圧電素子５の駆動によって生じるインク圧力がリザーバー７に伝搬される場合、ダイアフラム１１は、図１２に実線で示される状態と図１２に破線で示される状態との間を変位し、リザーバー７内におけるインクの圧力変動を小さくし、圧力室４において、リザーバー７内の反射によって生じるインク圧力を低くし、リザーバー７内の反射によって生じるインク圧力の影響を小さくする。
その結果、圧力室４において、圧電素子５の駆動によって生じるインクの圧力変動が小さくなり、比較例に係る液体吐出ヘッド３０は、ノズル３から吐出されるインク滴の大きさや重量を狙い通りに制御することができる。
このように、比較例に係る液体吐出ヘッド３０では、複数のノズル３から通常の量のインクが吐出される場合、ダイアフラム１１が、図１２に実線で示される状態と、図１２に破線で示される状態との間で変位することによって、圧力室４において、リザーバー７内の反射によって生じるインク圧力の影響を小さくする。
【００４２】
さらに、複数のノズル３から多量のインクが吐出される場合、複数のノズル３から通常の量インクが吐出される場合と比べて、液体吐出ヘッド３０の流路におけるインク圧力が大きく低下し、リザーバー７内におけるインクの圧力変動が大きくなる。
以降の説明では、液体吐出ヘッド３０の流路におけるインク圧力を流路内圧と称す。
比較例に係る液体吐出ヘッド３０では、複数のノズル３から多量のインクが吐出され流路内圧が大きく低下する場合、ダイアフラム１１は、図１２に破線で示される状態から、さらに−Ｚ方向側に変位する。すなわち、ダイアフラム１１は、図１２に破線で示される状態と図１２に一点鎖線で示される状態との間で変位する。すると、多量のインクがノズル３から吐出され流路内圧が大きく低下する場合であっても、リザーバー７内におけるインクの圧力変動が小さくなり、圧力室４において、リザーバー７内の反射によって生じるインク圧力が低くなり、リザーバー７内の反射によって生じるインク圧力の影響が小さくなる。
【００４３】
このように、比較例に係る液体吐出ヘッド３０では、複数のノズル３から多量のインクが吐出され、流路内圧が大きく低下する場合、ダイアフラム１１は、図１２に実線で示される状態と図１２に破線で示される状態との間で変位することに加えて、図１２に破線で示される状態と図１２に一点鎖線で示される状態との間で変位し、圧力室４において、リザーバー７内の反射によって生じるインク圧力の影響を小さくする。
圧力室４において、リザーバー７内の反射によって生じるインク圧力の影響が小さくなるので、比較例に係る液体吐出ヘッド３０は、ノズル３から吐出されるインク滴の大きさや重量を狙い通りに制御することができる。
【００４４】
このように、複数のノズル３から多量のインクが吐出され、流路内圧が大きく低下する場合、ダイアフラム１１は、図１２に破線で示される状態と図１２に一点鎖線で示される状態との間で変位し、リザーバー７内における大きなインクの圧力変動を小さくする。
以降の説明では、ダイアフラム１１の中心において、破線で示されるダイアフラム１１と一点鎖線で示されるダイアフラム１１との間の距離を、リザーバー７内の大きな圧力変動を調整する調整距離と称す。比較例に係る液体吐出ヘッド３０では、リザーバー７内の大きな圧力変動を調整する調整距離は、Ｔ２である。
なお、リザーバー７内の大きな圧力変動を調整する調整距離は、破線で示されるダイアフラム１１と一点鎖線で示されるダイアフラム１１とが最も離れた部分の距離である。
【００４５】
例えば、リザーバー７内の大きな圧力変動を調整する調整距離が長くなると、リザーバー７内の大きな圧力変動を調整する調整距離が短い場合と比べて、ダイアフラム１１は、図１２に一点鎖線で示されるダイアフラム１１の撓み変形の限界の遠くに配置されるので、ダイアフラム１１がリザーバー７側に撓み変形する範囲が広くなり、流路内圧が大きく低下する場合のダイアフラム１１の圧力吸収機能が高くなる。
例えば、リザーバー７内の大きな圧力変動を調整する調整距離が短くなると、リザーバー７内の大きな圧力変動を調整する調整距離が長い場合と比べて、ダイアフラム１１は、図１２に一点鎖線で示されるダイアフラム１１の撓み変形の限界の近くに配置されるので、ダイアフラム１１がリザーバー７側に撓み変形する範囲が狭くなり、流路内圧が大きく低下する場合のダイアフラム１１の圧力吸収機能が低くなる。
このように、比較例に係る液体吐出ヘッド３０では、リザーバー７内の大きな圧力変動を調整する調整距離が長くなると、ダイアフラム１１の圧力吸収能力が高くなり、リザーバー７内の大きな圧力変動を調整する調整距離が短くなると、ダイアフラム１１の圧力吸収能力が低くなる。同様に、本実施形態に係る液体吐出ヘッド１においても、リザーバー７内の大きな圧力変動を調整する調整距離が長くなると、ダイアフラム１１の圧力吸収能力が高くなり、リザーバー７内の大きな圧力変動を調整する調整距離が短くなると、ダイアフラム１１の圧力吸収能力が低くなる。
【００４６】
一方、インクをインク滴として吐出する液体吐出ヘッドを有する液体吐出装置では、装置の小型化、印刷の高速化、用紙Ｓに印刷される画像の高精細化などが要求されている。このため、液体吐出ヘッドは、ますます小型化及び高精細化されている。
さらに、印刷の高速化のために、複数のノズル３の全部から同時にインクが吐出され、複数のノズル３から極めて多量のインクが吐出される場合がある。複数のノズル３から極めて多量のインクが吐出されると、複数のノズル３から通常の量のインクが吐出される場合と比べて、流路内圧が急激に極めて大きく低下し、リザーバー７内に極めて大きいインクの圧力変動が生じ、ダイアフラム１１を、リザーバー７側へ大きく撓み変形させる必要がある。
加えて、液体吐出ヘッドが小型化及び高精細化されると、液体吐出ヘッドが大型である場合と比べて、ダイアフラム１１を大きく撓み変形させないと、リザーバー７内のインクの圧力変動を小さくすることが難しくなる。
このため、比較例に係る液体吐出ヘッド３０では、印刷の高速化のために複数のノズル３から極めて多量のインクが吐出される場合、ダイアフラム１１を図１２に一点鎖線で示される状態から−Ｚ方向側に変位させないと、リザーバー７内の大きなインク圧力変動を小さくすることが難しくなる。
【００４７】
ところが、図１２に一点鎖線で示される状態は、ダイアフラム１１を限界まで−Ｚ方向側に変位させた場合の状態であるので、ダイアフラム１１を図１２に一点鎖線で示される状態から−Ｚ方向側に変位させることは難しい。よって、比較例に係る液体吐出ヘッド３０では、印刷の高速化のために複数のノズル３から極めて多量のインクが吐出される場合、リザーバー７内のインクの圧力変動を小さくすることが難しくなり、圧力室４において、リザーバー７内の反射によって生じるインク圧力の影響が大きくなり、ノズル３から吐出されるインク滴の大きさや重量を狙い通りに制御することが難しくなるという不具合が生じるおそれがあった。
このため、比較例に係る液体吐出ヘッド３０では、複数のノズル３の全部から同時にインクが吐出されるなどの動作によって、極めて多量のインクをノズル３から吐出し、用紙Ｓにベタ画像を形成する場合、用紙Ｓに形成されるベタ画像の濃度の均一性が悪くなり、用紙Ｓに形成される画像の品質が劣化するという不具合が生じるおそれがあった。
本実施形態に係る液体吐出ヘッド１は、このような不具合を生じにくくする優れた構成を有しているので、以下にその詳細を説明する。
【００４８】
図４は、図１２に対応する図であり、本実施形態に係る液体吐出ヘッド１の状態を示す要部断面図である。
図４には、圧電素子５に電圧が印加されずリザーバー７内にインクの圧力変動が生じていない場合のダイアフラム１１が実線で図示され、ノズル３から通常の量のインクが吐出される場合に最大限変位したダイアフラム１１が破線で図示され、リザーバー７側に限界まで変位した場合のダイアフラム１１が一点鎖線で図示されている。さらに、図４には、比較例に係る液体吐出ヘッド３０において、ノズル３から通常の量のインクが吐出される場合に最大限変位したダイアフラム１１が二点鎖線で図示されている。
すなわち、図４における破線は、本実施形態に係る液体吐出ヘッド１において、ノズル３から通常の量のインクが吐出される場合に最大限変位したダイアフラム１１の状態を示す。図４における二点鎖線は、比較例に係る液体吐出ヘッド３０において、ノズル３から通常の量のインクが吐出される場合に最大限変位したダイアフラム１１の状態を示し、図１２における破線に対応する。図４における一点鎖線は、本実施形態に係る液体吐出ヘッド１において、リザーバー７側に限界まで変位した場合のダイアフラム１１の状態を示す。
なお、本実施形態に係る液体吐出ヘッド１と、比較例に係る液体吐出ヘッド３０とでは、リザーバー７側に限界まで変位した場合のダイアフラム１１の状態は同じである。このため、図４における一点鎖線と、図１２における一点鎖線とは、同じである。
【００４９】
図４に実線で示されるように、本実施形態に係る液体吐出ヘッド１は、圧電素子５に電圧が印加されない場合、比較例に係る液体吐出ヘッド３０と同様に、ダイアフラム１１はＸＹ平面に平行に配置される。
【００５０】
本実施形態に係る液体吐出ヘッド１では、複数のノズル３から通常の量のインクが吐出され、圧電素子５の駆動によって生じるインク圧力がリザーバー７に伝搬される場合、ダイアフラム１１は、図４に実線で示される状態と、図４に破線で示される状態との間を変位し、圧力室４において、リザーバー７内の反射によって生じるインク圧力を低くし、リザーバー７内の反射によって生じるインク圧力の影響を小さくする。
その結果、圧力室４において、圧電素子５の駆動によって生じるインクの圧力変動が小さくなり、液体吐出ヘッド１は、ノズル３から吐出されるインク滴の大きさや重量を狙い通りに制御することができる。
【００５１】
さらに、本実施形態に係る液体吐出ヘッド１では、複数のノズル３から多量のインクが吐出され流路内圧が大きく低下する場合、ダイアフラム１１が、図４に実線で示される状態と図４に破線で示される状態との間で変位することに加えて、図４に破線で示される状態と図４に一点鎖線で示される状態との間で変位し、圧力室４において、リザーバー７内の反射によって生じるインク圧力の影響を小さくする。
その結果、複数のノズル３から多量のインクが吐出され流路内圧が大きく低下する場合であっても、圧力室４において、圧電素子５の駆動によって生じるインク圧力の変動が小さくなり、液体吐出ヘッド１は、ノズル３から吐出されるインク滴の大きさや重量を狙い通りに制御することができる。
図４に破線で示されるダイアフラム１１と図４に一点鎖線で示されるダイアフラム１１との間の距離は、図１２に破線で示されるダイアフラム１１と図１２に一点鎖線で示されるダイアフラム１１との間の距離に相当し、リザーバー７内の大きな圧力変動を調整する調整距離である。本実施形態に係る液体吐出ヘッド１では、リザーバー７内の大きな圧力変動を調整する調整距離は、Ｔ１である。
なお、図４に二点鎖線で示されるダイアフラム１１と図４に一点鎖線で示されるダイアフラム１１との間の距離は、比較例に係る液体吐出ヘッド３０におけるリザーバー７内の大きな圧力変動を調整する調整距離Ｔ２である。
【００５２】
本実施形態に係る液体吐出ヘッド１では、圧電素子５に電圧を印加する場合、電圧印加手段１７は、電極１５に正の電圧を印加し、ダイアフラム１１と電極１５との間に電界を形成する。すなわち、コントローラー６００は、圧電素子５に電圧を印加する場合、電極１５に正の電圧が印加されるように電圧印加手段１７を制御する。すると、ダイアフラム１１を構成するシリコンは負に帯電し、ダイアフラム１１を電極１５側に引きつける静電気力がダイアフラム１１に作用する。さらに、ダイアフラム１１に作用する静電気力によって、ダイアフラム１１が電極１５側に引きつけられると、ダイアフラム１１のリザーバー７側への撓み変形が小さくなる。
このように、電極１５は、リザーバー７側の反対側でダイアフラム１１に対向して設けられ、ダイアフラム１１を静電的に引きつける電極である。また、電極１５は、ダイアフラム１１のリザーバー７側への撓み変形に抗するように、静電気によってダイアフラム１１を押し上げる機構である。
【００５３】
本実施形態に係る液体吐出ヘッド１では、複数のノズル３から多量のインクが吐出され流路内圧が大きく低下する場合、電極１５に正の電圧を印加し、ダイアフラム１１を電極１５側に引きつけ、ダイアフラム１１のリザーバー７側への撓み変形を小さくする。その結果、本実施形態に係る液体吐出ヘッド１におけるリザーバー７内の大きな圧力変動を調整する調整距離Ｔ１は、比較例に係る液体吐出ヘッド３０におけるリザーバー７内の大きな圧力変動を調整する調整距離Ｔ２よりも長くなる。
【００５４】
本実施形態に係る液体吐出ヘッド１は、比較例に係る液体吐出ヘッド３０と比べて、リザーバー７内の大きな圧力変動を調整する調整距離が長くなるので、ダイアフラム１１の圧力吸収能力が高められる。
本実施形態に係る液体吐出ヘッド１では、ダイアフラム１１の圧力吸収能力が高められるので、印刷の高速化のために複数のノズル３から極めて多量のインクが吐出される場合であっても、リザーバー７内のインクの圧力変動を小さくすることができ、圧力室４において、リザーバー７内の反射によって生じるインク圧力の影響が小さくなり、圧電素子５の駆動によって生じるインク圧力の変動が小さくなり、液体吐出ヘッド１は、ノズル３から吐出されるインク滴の大きさや重量を狙い通りに制御することができる。
さらに、本実施形態に係る液体吐出ヘッド１を備える液体吐出装置１０００は、液体吐出装置１０００が比較例に係る液体吐出ヘッド３０を備える場合と比べて、複数のノズル３の全部から同時にインクが吐出されるなどの動作によって、極めて多量のインクをノズル３から吐出し、用紙Ｓにベタ画像を形成する場合、用紙Ｓに形成されるベタ画像の濃度の均一性が良くなり、用紙Ｓに形成される画像の品質を高めることができる。その結果、本実施形態に係る液体吐出ヘッド１を備える液体吐出装置１０００は、液体吐出装置１０００が比較例に係る液体吐出ヘッド３０を備える場合と比べて、印刷の高速化が実現される。
【００５５】
さらに、本実施形態に係る液体吐出ヘッド１では、ダイアフラム１１がシリコンで構成されるので、例えば、ダイアフラム１１が樹脂で構成される場合と比べて、ダイアフラム１１は高い弾性と強度とを有し、液体吐出ヘッド１の信頼性をさらに高めることができる。
なお、ダイアフラム１１が樹脂で構成される場合であっても、液体吐出ヘッド１は実用に供しうる信頼性を有する。
【００５６】
さらに、本実施形態に係る液体吐出ヘッド１では、電極１５が絶縁膜１９で被覆されているので、電極１５が絶縁膜１９で被覆されていない場合と比べて、電圧印加手段１７から電極１５に電圧が印加されることによって、電極１５が発熱した場合であっても、電極１５の発熱の悪影響、例えばインクの粘度が変わるなど悪影響が生じにくくなる。
【００５７】
なお、電極１５に印加する電圧が高くなりすぎ、ダイアフラム１１に作用する静電気力が強くなりすぎると、ダイアフラム１１の変位が制限され、ダイアフラム１１の圧力吸収能力が弱くなるおそれがある。このため、液体吐出ヘッド１における流路の形状や、ダイアフラム１１の大きさなどを鑑みて、電極１５に印加される電圧を適正に制御することが好ましい。
【００５８】
ダイアフラム１１に作用する静電気力によって、ダイアフラム１１がコンプライアンス室１６側に変位すると、ダイアフラム１１がコンプライアンス室１６側に変位しない場合と比べて、リザーバー７内のインク圧力が低くなり、圧力室４の負圧が強くなる。
このため、ダイアフラム１１に作用する静電気力が強すぎ、リザーバー７内のインク圧力が低くなりすぎ、圧力室４の負圧が強くなりすぎると、気泡がノズル３から圧力室４に流入するという新たな不具合が生じるおそれがある。
液体吐出ヘッド１の流路のインク圧力を負圧にして、液体吐出ヘッド１の流路内にインクを充填する。ダイアフラム１１に作用する静電気力が弱すぎ、ダイアフラム１１に作用する静電気力によって生じるリザーバー７内の圧力が、インク充填時の液体吐出ヘッド１の流路内に作用する圧力よりも弱いと、ダイアフラム１１に作用する静電気力によって、リザーバー７内の大きな圧力変動を調整する調整距離を長くすることが難しくなり、比較例に係る液体吐出ヘッド３０の不具合を生じにくくすることが難しくなる。
このため、ダイアフラム１１に作用する静電気力が、インク充填時に液体吐出ヘッド１の流路内に作用する力よりも強く、気泡がノズル３から圧力室４に流入する場合に液体吐出ヘッド１の流路に作用する力よりも弱くなるように、電極１５に印加される電圧を制御することが好ましい。
【００５９】
（実施形態２）
図５は、図２に対応する図であり、実施形態２に係る液体吐出ヘッド４０の構成を示す断面図である。図６は、図４に対応する図であり、本実施形態に係る液体吐出ヘッド４０の状態を示す要部断面図である。
図５には、圧電素子５に電圧が印加されずリザーバー７内にインクの圧力変動が生じていない状態が図示されている。
図６には、圧電素子５に電圧が印加されずリザーバー７内にインクの圧力変動が生じていない場合のダイアフラム１１が実線で図示され、ノズル３から通常の量のインクが吐出される場合に最大限変位したダイアフラム１１と支持部材４１と弾性部材４２とが破線で図示され、リザーバー７側に限界まで変位した場合のダイアフラム１１が一点鎖線で図示されている。加えて、図６には、比較例に係る液体吐出ヘッド３０において、ノズル３から通常の量のインクが吐出される場合に最大限変位したダイアフラム１１が二点鎖線で図示されている。
なお、図６では、圧電素子５に電圧が印加されずリザーバー７内にインクの圧力変動が生じていない場合の支持部材４１及び弾性部材４２の図示、及びダイアフラム１１がリザーバー７側に限界まで変位した場合の支持部材４１及び弾性部材４２の図示が省略されている。
【００６０】
上述した実施形態１では、ダイアフラム１１を静電的に引きつける電極１５が、コンプライアンス室１６に設けられている。本実施形態では、ダイアフラム１１を弾性力で引きつける支持部材４１及び弾性部材４２が、コンプライアンス室１６に設けられている。すなわち、実施形態１では、ダイアフラム１１のリザーバー７側への撓み変形に抗するようにダイアフラム１１を押し上げる機構は、電極１５であった。本実施形態では、ダイアフラム１１のリザーバー７側への撓み変形に抗するようにダイアフラム１１を押し上げる機構は、支持部材４１及び弾性部材４２である。
この点が実施形態１と本実施形態との主な相違点である。
以下、図５及び図６を参照し、本実施形態に係る液体吐出ヘッド４０の概要を、実施形態１との相違点を中心に説明する。また、実施形態１と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明を省略する。
【００６１】
図５に示すように、コンプライアンス室１６の中には、支持部材４１と弾性部材４２とが設けられている。
支持部材４１は、接着剤によってダイアフラム１１のコンプライアンス室１６側の面に固定され、ダイアフラム１１と一緒に変位する。すなわち、支持部材４１は、ダイアフラム１１のリザーバー７と反対側に取付けられ、ダイアフラム１１と一緒に変位する。
第２流路形成基板１０は、本願における基板の一例であり、リザーバー７側の反対側でダイアフラム１１に対向配置されている。
【００６２】
弾性部材４２は、例えば、コイルバネである。弾性部材４２は、コンプライアンス室１６に配置され、支持部材４１と第２流路形成基板１０との間に取付けられている。弾性部材４２の一方の端は第２流路形成基板１０に固定され、弾性部材４２の他方の端は支持部材４１に固定されている。
なお、弾性部材４２は、コイルバネに限定されず、板バネ、渦巻バネ、トーションバー、皿バネなどであってもよい。さらに、弾性部材４２は、弾性を有する樹脂（エラストマー）であってもよい。
【００６３】
圧電素子５に電圧が印加されずリザーバー７内にインクの圧力変動が生じていない場合、ダイアフラム１１はＸＹ平面に平行に配置される。この場合、支持部材４１と第２流路形成基板１０との間に配置される弾性部材４２には荷重が作用せず、弾性部材４２の変形は生じていない。
【００６４】
図６に示すように、複数のノズル３から通常の量のインクが吐出され、圧電素子５の駆動によって生じるインク圧力がリザーバー７に伝搬される場合、ダイアフラム１１は、図６に実線で示される状態と図６に破線で示される状態との間を変位する。
ダイアフラム１１が図６に破線で示される状態に変位すると、支持部材４１と第２流路形成基板１０との間に配置される弾性部材４２に対して張力が作用し、弾性部材４２は伸張した状態になる。すると、弾性部材４２は図５に示す状態に戻ろうとし、当該張力に抗する力（＋Ｚ方向の力）がダイアフラム１１に作用する。すなわち、弾性部材４２が図６に破線で示される伸張した状態に変位すると、弾性部材４２が元の状態に戻ろうとする弾性力によって、ダイアフラム１１に対して＋Ｚ方向の力が作用する。
【００６５】
仮に、液体吐出ヘッド４０に弾性部材４２が設けられてない場合、弾性部材４２が設けられてない液体吐出ヘッド４０は、弾性部材４２の弾性力に起因する＋Ｚ方向の力が支持部材４１に作用しないので、弾性部材４２が設けられてない液体吐出ヘッド４０のダイアフラム１１は、比較例に係る液体吐出ヘッド３０のダイアフラム１１と同じように変位する。このため、複数のノズル３から通常の量のインクが吐出される場合、弾性部材４２が設けられていない液体吐出ヘッド４０のダイアフラム１１は、図６に実線で示される状態と図６に二点鎖線で示される状態との間を変位する。
弾性部材４２が設けられていない液体吐出ヘッド４０におけるリザーバー７内の大きな圧力変動を調整する調整距離はＴ２である。
【００６６】
本実施形態では、液体吐出ヘッド４０に弾性部材４２が設けられているので、複数のノズル３から通常の量のインクが吐出される場合に弾性部材４２が伸張した状態になり、弾性部材４２が元の状態に戻ろうとする弾性力によって、ダイアフラム１１に対して＋Ｚ方向の力が作用する。すると、ダイアフラム１１は、図６に実線で示される状態と図６に破線で示される状態との間を変位するようになる。本実施形態では、リザーバー７内の大きな圧力変動を調整する調整距離はＴ１である。
このように、本実施形態では、＋Ｚ方向の力が作用した状態でダイアフラム１１が変位するので、ダイアフラム１１の変位量が小さくなり、本実施形態におけるリザーバー７内の大きな圧力変動を調整する調整距離Ｔ１は、弾性部材４２が設けられていない液体吐出ヘッド４０におけるリザーバー７内の大きな圧力変動を調整する調整距離Ｔ２よりも長くなる。
すなわち、本実施形態に係る液体吐出ヘッド４０は、実施形態１に係る液体吐出ヘッド１と同様に、比較例に係る液体吐出ヘッド３０と比べて、リザーバー７内の大きな圧力変動を調整する調整距離が長くなり、ダイアフラム１１の圧力吸収能力が高められる。
【００６７】
このように、本実施形態に係る液体吐出ヘッド４０は、ダイアフラム１１の圧力吸収能力が高められるので、印刷の高速化のために複数のノズル３から極めて多量のインクが吐出される場合であっても、リザーバー７内のインクの圧力変動を小さくすることができ、圧力室４において、リザーバー７内の反射によって生じるインク圧力の影響が小さくなるという実施形態１と同じ効果を得ることができる。そして、本実施形態に係る液体吐出ヘッド４０は、印刷の高速化のために複数のノズル３から極めて多量のインクが吐出される場合であっても、ノズル３から吐出されるインク滴の大きさや重量を狙い通りに制御することができるので、本実施形態に係る液体吐出ヘッド４０を備える液体吐出装置では、用紙Ｓに形成される画像の品質が高められ、印刷の高速化が実現される。
【００６８】
（実施形態３）
図７は、図２に対応する図であり、実施形態３に係る液体吐出ヘッド５０の構成を示す断面図である。図８は、図３に対応する図であり、本実施形態に係る液体吐出ヘッド５０の構成を示す平面図である。図９は、図４に対応する図であり、本実施形態に係る液体吐出ヘッド５０の状態を示す要部断面図である。
図７には、圧電素子５に電圧が印加されずリザーバー７内にインクの圧力変動が生じていない場合のダイアフラム１１が図示されている。
図９には、圧電素子５に電圧が印加されずリザーバー７内にインクの圧力変動が生じていない場合のダイアフラム１１が実線で図示され、ノズル３から通常の量のインクが吐出される場合に最大限変位したダイアフラム１１と支持部材５１とが破線で図示され、リザーバー７側に限界まで変位した場合のダイアフラム１１が一点鎖線で図示されている。さらに、図９には、比較例に係る液体吐出ヘッド３０において、ノズル３から通常の量のインクが吐出される場合に最大限変位したダイアフラム１１が二点鎖線で図示されている。
なお、図９では、圧電素子５に電圧が印加されずリザーバー７内にインクの圧力変動が生じていない場合の支持部材５１の図示、及びダイアフラム１１がリザーバー７側に限界まで変位した場合の支持部材５１の図示が省略されている。
【００６９】
上述した実施形態１では、ダイアフラム１１を静電的に引きつける電極１５が、コンプライアンス室１６に設けられている。本実施形態では、ダイアフラム１１を磁力で引きつける支持部材５１及び電磁石５２が、コンプライアンス室１６に設けられている。すなわち、実施形態１では、ダイアフラム１１のリザーバー７側への撓み変形に抗するようにダイアフラム１１を押し上げる機構は、コンプライアンス室１６に設けられる電極１５であった。本実施形態では、ダイアフラム１１のリザーバー７側への撓み変形に抗するようにダイアフラム１１を押し上げる機構は、支持部材５１及び電磁石５２である。
この点が実施形態１と本実施形態との主な相違点である。
以下、図７〜図９を参照し、本実施形態に係る液体吐出ヘッド５０の概要を、実施形態１との相違点を中心に説明する。また、実施形態１と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明を省略する。
【００７０】
図７に示すように、コンプライアンス室１６の中には、磁性材料で構成される支持部材５１と電磁石５２とが設けられている。
支持部材５１の構成材料は、保磁力が小さく透磁率が大きい軟磁性材料である。支持部材５１の構成材料として、鉄、ニッケル、コバルト、ケイ素鋼、フェライト系ステンレス、パーマロイ、センダスト、パーメンジュール、ソフトフェライト、アモルファス磁性合金、ナノクリスタル磁性合金などを使用することができる。
なお、支持部材５１の構成材料は、保磁力が大きい硬磁性材料であってもよい、すなわち、支持部材５１は永久磁石であってもよい。支持部材５１の構成材料として、アルニコ磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、ネオジム鉄ボロン磁石、サマリウム鉄窒素磁石などを使用することができる。
【００７１】
磁性材料で構成される支持部材５１は、接着剤によってダイアフラム１１のコンプライアンス室１６側の面に固定され、ダイアフラム１１と一緒に変位する。すなわち、磁性材料で構成される支持部材５１は、ダイアフラム１１のリザーバー７と反対側に取付けられ、ダイアフラム１１と一緒に変位する。
電磁石５２は、磁性材料の芯と当該芯のまわりに巻き付けられたコイルとを有し、接着剤によって第２流路形成基板１０に固定されている。電磁石５２は、本願における磁力発生手段の一例であり、リザーバー７側の反対側でダイアフラム１１に対向して設けられ、磁性材料で構成される支持部材５１を磁力によって引きつける。
【００７２】
図８に示すように、電磁石５２は、液体吐出ヘッド５０に設けられた配線５４ａと、液体吐出ヘッド５０の外側に設けられた配線５４ｂとによって、液体吐出ヘッド５０の外側に設けられる電流発生手段５５に電気的に接続されている。本実施形態に係る液体吐出装置では、コントローラー６００が電流発生手段５５を介して電磁石５２に流れる電流を制御し、電磁石５２の磁力を制御する。
電磁石５２に電流が流れると、電磁石５２は、磁力を発生し、磁力によって支持部材５１を引きつける。電磁石５２に電流が流れないと、電磁石５２は、磁力を発生せず、磁力によって支持部材５１を引きつけない。
【００７３】
圧電素子５に電圧が印加されずリザーバー７内にインクの圧力変動が生じていない場合、電磁石５２に電流が流れていなく、電磁石５２は磁力を発生しない。この場合、図７に示すように、ダイアフラム１１はＸＹ平面に平行に配置される。
【００７４】
本実施形態では、圧電素子５に電圧が印加され、圧電素子５が駆動され、複数のノズル３から通常の量のインクが吐出される場合、電磁石５２に電流が流れ、電磁石５２は磁力を発生する。その結果、電磁石５２の磁力によって、支持部材５１が電磁石５２側に引きつけられ、ダイアフラム１１に対して＋Ｚ方向の力が作用する。このため、本実施形態では、圧電素子５に電圧が印加され、圧電素子５が駆動され、複数のノズル３から通常の量のインクが吐出される場合、電磁石５２の磁力によって＋Ｚ方向の力が作用した状態でダイアフラム１１が、図９に実線で示される状態と図９に破線で示される状態との間を変位する。
本実施形態では、リザーバー７内の大きな圧力変動を調整する調整距離はＴ１である。
【００７５】
仮に、液体吐出ヘッド５０に電磁石５２が設けられていない場合、電磁石５２の磁力に起因する＋Ｚ方向の力が支持部材５１に作用しないので、電磁石５２が設けられてない液体吐出ヘッド５０のダイアフラム１１は、比較例に係る液体吐出ヘッド３０のダイアフラム１１と同じように変位する。このため、圧電素子５に電圧が印加され、圧電素子５が駆動され、複数のノズル３から通常の量のインクが吐出される場合、電磁石５２が設けられていない液体吐出ヘッド５０のダイアフラム１１は、図９に実線で示される状態と図９に二点鎖線で示される状態との間を変位する。
電磁石５２が設けられていない液体吐出ヘッド５０におけるリザーバー７内の大きな圧力変動を調整する調整距離はＴ２である。
【００７６】
このように、本実施形態では、圧電素子５に電圧が印加され、圧電素子５が駆動され、複数のノズル３から通常の量のインクが吐出される場合、電磁石５２の磁力によって＋Ｚ方向の力が作用した状態でダイアフラム１１が変位するので、ダイアフラム１１の変位量が小さくなり、本実施形態に係る液体吐出ヘッド５０におけるリザーバー７内の大きな圧力変動を調整する調整距離Ｔ１は、電磁石５２が設けられていない液体吐出ヘッド５０におけるリザーバー７内の大きな圧力変動を調整する調整距離Ｔ２よりも長くなる。
すなわち、本実施形態に係る液体吐出ヘッド５０は、実施形態１に係る液体吐出ヘッド１と同様に、比較例に係る液体吐出ヘッド３０と比べて、リザーバー７内の大きな圧力変動を調整する調整距離が長くなり、ダイアフラム１１の圧力吸収能力が高められる。
【００７７】
このように、本実施形態に係る液体吐出ヘッド５０は、ダイアフラム１１の圧力吸収能力が高められるので、印刷の高速化のために複数のノズル３から極めて多量のインクが吐出される場合であっても、リザーバー７内のインクの圧力変動を小さくすることができ、圧力室４において、リザーバー７内の反射によって生じるインク圧力の影響が小さくなるという実施形態１と同じ効果を得ることができる。そして、本実施形態に係る液体吐出ヘッド５０は、印刷の高速化のために複数のノズル３から極めて多量のインクが吐出される場合であっても、ノズル３から吐出されるインク滴の大きさや重量を狙い通りに制御することができるので、本実施形態に係る液体吐出ヘッド５０を備える液体吐出装置は、用紙Ｓに形成される画像の品質が高められ、印刷の高速化が実現される。
【００７８】
本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求項の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。
【００７９】
（変形例１）
図１０は、図４に対応する図であり、変形例１に係る液体吐出ヘッド１の状態を示す要部断面図である。
図１０には、圧電素子５に電圧が印加されずリザーバー７内にインクの圧力変動が生じていない場合のダイアフラム１１が実線で図示され、リザーバー７側に限界まで変位した場合のダイアフラム１１が一点鎖線で図示されている。さらに、図１０には、実施形態１に係る液体吐出ヘッド１において、圧電素子５に電圧が印加されずリザーバー７内にインクの圧力変動が生じていない場合のダイアフラム１１が二点鎖線で図示されている。
本変形例と上述した実施形態１とでは、液体吐出ヘッド１の構成は同じであり、電極１５に印加される電圧が異なる。本変形例では、圧電素子５に電圧を印加する場合に電極１５に正の電圧を印加することに加えて、圧電素子５に電圧を印加しない場合に電極１５に正の電圧を印加する。一方、実施形態１では、圧電素子５に電圧を印加する場合に電極１５に正の電圧を印加し、圧電素子５に電圧を印加いない場合に電極１５に正の電圧を印加しない。この点が、本変形例と実施形態１との主な相違点である。
以下、図１０を参照し、本変形例に係る液体吐出ヘッド１の状態を、実施形態１との相違点を中心に説明する。また、実施形態１と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明を省略する。
【００８０】
本変形例に係る液体吐出ヘッド１では、圧電素子５に電圧が印加されずリザーバー７内にインクの圧力変動が生じていない場合、電極１５に正の電圧を印加し、図１０の実線で示されるように、ダイアフラム１１を電極１５側に引きつけ、コンプライアンス室１６側に変位させる。
一方、実施形態１に係る液体吐出ヘッド１では、圧電素子５に電圧が印加されずリザーバー７内にインクの圧力変動が生じていない場合、電極１５に正の電圧が印加されず、図１０の二点鎖線で示されるように、ダイアフラム１１は、コンプライアンス室１６側に変位せず、ＸＹ平面に平行に配置される。
このため、圧電素子５に電圧が印加されずリザーバー７内にインクの圧力変動が生じていない場合、本変形例に係る液体吐出ヘッド１は、実施形態１に係る液体吐出ヘッド１と比べて、圧電素子５に電圧が印加されない場合のダイアフラム１１と、最大限変位した場合のダイアフラム１１との距離が長くなる。
【００８１】
このため、変形例に係る液体吐出ヘッド１は、実施形態１に係る液体吐出ヘッド１と比べて、ダイアフラム１１がリザーバー７側に撓み変形する範囲が広くなり、ダイアフラム１１の圧力吸収能力が高められる。
従って、本変形例に係る液体吐出ヘッド１は、実施形態１に係る液体吐出ヘッド１と比べて、極めて多量のインクがノズル３から吐出され流路内圧が急激に大きく低下する場合に、ダイアフラム１１がリザーバー７内のインクの圧力変動を小さくすることがさらに容易になり、ノズル３から吐出されるインク滴の大きさや重量をさらに狙い通りに制御しやすくなる。
【００８２】
このように、圧電素子５に電圧が印加される場合だけに電極１５に電圧を印加してもよく、圧電素子５に電圧が印加されない場合と圧電素子５に電圧が印加される場合との両方で電極１５に電圧を印加してもよい。
さらに、電極１５には、正の電圧が印加されてもよく、負の電圧が印加されてもよく、正の電圧と負の電圧とが交互に印加されてもよく、正の電圧または負の電圧がパルス状に印加されてもよい。
さらに、電極１５に印加される電圧は、一定でなく、変化してもよい。例えば、圧電素子５に印加される信号によって、電極１５に印加される電圧を変化させてもよい。具体的には、ノズル３から多量のインクを吐出させる信号が圧電素子５に印加される場合に電極１５に高電圧が印加され、ノズル３から少量のインクを吐出させる信号が圧電素子５に印加される場合に電極１５に低電圧が印加されるように、電圧印加手段１７を制御してもよい。
【００８３】
（変形例２）
実施形態２に係る液体吐出ヘッド４０では、圧電素子５に電圧が印加されずリザーバー７内にインクの圧力変動が生じていない場合、変形が生じていない状態の弾性部材４２が支持部材４１と第２流路形成基板１０との間に配置され、弾性部材４２からダイアフラム１１に対して余分な力が作用せず、ダイアフラム１１がＸＹ平面に平行に配置されていた。
実施形態２に係る液体吐出ヘッド４０は、圧電素子５に電圧が印加されずリザーバー７内にインクの圧力変動が生じていない場合、伸張した状態の弾性部材４２が支持部材４１と第２流路形成基板１０との間に配置され、弾性部材４２の弾性力に起因する＋Ｚ方向の力がダイアフラム１１に対して作用する構成であってもよい。すなわち、圧電素子５に電圧が印加されずリザーバー７内にインクの圧力変動が生じていない場合、弾性部材４２の弾性力によって、ダイアフラム１１がコンプライアンス室１６側に変位する構成であってもよい。
【００８４】
実施形態３に係る液体吐出ヘッド５０では、圧電素子５に電圧が印加されずリザーバー７内にインクの圧力変動が生じていない場合、電磁石５２に電流が流れていなく、電磁石５２からダイアフラム１１に対して余分な力が作用せず、ダイアフラム１１がＸＹ平面に平行に配置されていた。
実施形態３に係る液体吐出ヘッド５０は、圧電素子５に電圧が印加されずリザーバー７内にインクの圧力変動が生じていない場合、電磁石５２に電流を流し、電磁石５２に磁力を発生させ、電磁石５２の磁力に起因する＋Ｚ方向の力がダイアフラム１１に対して作用する構成であってもよい。すなわち、圧電素子５に電圧が印加されずリザーバー７内にインクの圧力変動が生じていない場合、電磁石５２の磁力によって、ダイアフラム１１がコンプライアンス室１６側に変位する構成であってもよい。
【００８５】
このように、圧電素子５に電圧が印加されずリザーバー７内にインクの圧力変動が生じていない場合、弾性部材４２の弾性力や電磁石５２の磁力によって、ダイアフラム１１がコンプライアンス室１６側に変位すると、実施形態１に係る液体吐出ヘッド１と比べて、圧電素子５に電圧が印加されない場合のダイアフラム１１と、最大限変位した場合のダイアフラム１１との距離が長くなり、ダイアフラム１１の圧力吸収能力を高めることができるという変形例１と同じ効果を得ることができる。
さらに、ダイアフラム１１の圧力吸収能力が高められると、極めて多量のインクがノズル３から吐出され流路内圧が急激に大きく低下する場合に、ダイアフラム１１がリザーバー７内のインクの圧力変動を小さくすることがさらに容易になり、ノズル３から吐出されるインク滴の大きさや重量をさらに狙い通りに制御しやすくすることができる。
【００８６】
さらに、リザーバー７側の反対側でダイアフラム１１に対向して設けられ、磁性材料で構成される支持部材５１を磁力によって引きつける磁力発生手段は、電磁石５２に限定されず、磁石（永久磁石）であってもよい。
磁性材料で構成される支持部材５１を磁力によって引きつける磁力発生手段を、磁石（永久磁石）にすると、圧電素子５に電圧が印加されずリザーバー７内にインクの圧力変動が生じていない場合であっても、磁石の磁力に起因する＋Ｚ方向の力がダイアフラム１１に対して作用するので、実施形態１に係る液体吐出ヘッド１と比べて、圧電素子５に電圧が印加されない場合のダイアフラム１１と、最大限変位した場合のダイアフラム１１との距離が長くなり、ダイアフラム１１の圧力吸収能力を高めることができるという変形例１と同じ効果を得ることができる。
さらに、ダイアフラム１１の圧力吸収能力が高められると、極めて多量のインクがノズル３から吐出され流路内圧が急激に大きく低下する場合に、ダイアフラム１１がリザーバー７内のインクの圧力変動を小さくすることがさらに容易になり、ノズル３から吐出されるインク滴の大きさや重量をさらに狙い通りに制御しやすくすることができる。
【００８７】
（変形例３）
実施形態２に係る液体吐出ヘッド４０では、伸張した状態の弾性部材４２をコンプライアンス室１６側に配置し、伸張した状態の弾性部材４２の弾性力を利用してダイアフラム１１に対して＋Ｚ方向の力を作用させていた。
伸張した状態の弾性部材４２をコンプライアンス室１６側に配置するのでなく、圧縮した状態の弾性部材４２をリザーバー７側に配置し、圧縮した状態の弾性部材４２の弾性力を利用してダイアフラム１１に対して＋Ｚ方向の力を作用させる構成であってもよい。
【００８８】
（変形例４）
実施形態３に係る液体吐出ヘッド５０では、磁性材料で構成される支持部材５１と電磁石５２とがコンプライアンス室１６に配置されていた。実施形態３に係る液体吐出ヘッド５０において、ダイアフラム１１を磁性材料で構成し、磁性材料で構成される支持部材５１を省略してもよい。
例えば、鉄、ニッケル、コバルト、ケイ素鋼、フェライト系ステンレス、パーマロイ、センダスト、パーメンジュール、ソフトフェライト、アモルファス磁性合金、ナノクリスタル磁性合金などの軟磁性材料によって、ダイアフラム１１を構成し、磁性材料で構成される支持部材５１を省略してもよい。
例えば、鉄、ニッケル、コバルト、ケイ素鋼、フェライト系ステンレス、パーマロイ、センダスト、パーメンジュール、ソフトフェライト、アモルファス磁性合金、ナノクリスタル磁性合金などの軟磁性材料が分散された樹脂膜によって、ダイアフラム１１を構成し、磁性材料で構成される支持部材５１を省略してもよい。
【００８９】
かかる構成によっても、液体吐出ヘッド５０では、複数のノズル３から通常の量のインクが吐出される場合、電磁石５２の磁力に起因する＋Ｚ方向の力が作用した状態で、ダイアフラム１１が変位するので、比較例に係る液体吐出ヘッド３０と比べて、リザーバー７内の大きな圧力変動を調整する調整距離が長くなり、ダイアフラム１１の圧力吸収能力が高められるという実施形態１と同じ効果を得ることができる。
さらに、ダイアフラム１１の圧力吸収能力が高められると、印刷の高速化のために複数のノズル３から極めて多量のインクが吐出される場合であっても、リザーバー７内のインクの圧力変動を小さくすることができ、圧力室４において、リザーバー７内の反射によって生じるインク圧力の影響が小さくなる。
【００９０】
以下に、実施形態から導き出される内容を記載する。
【００９１】
本願の液体吐出ヘッドは、液体を吐出する複数のノズルと、前記複数のノズルに連通されるリザーバーの一部を構成するダイアフラムと、前記ダイアフラムの前記リザーバー側への撓み変形に抗するように前記ダイアフラムを押し上げる機構と、を備えることを特徴とする。
【００９２】
リザーバーの一部にダイアフラムが設けられる液体吐出ヘッドでは、液体がノズルから吐出されリザーバー内の液体の圧力が変動すると、ダイアフラムがリザーバー側に撓み変形することによって、リザーバー内の液体の圧力変動が小さくなる。ところが、ダイアフラムのリザーバー側への撓み変形には限界があり、ダイアフラムは、撓み変形の限界を超えて、リザーバー側に撓むことができない。
このため、ノズルから吐出される液体が多くなりすぎ、リザーバー内の液体の圧力変動が大きくなりすぎると、撓み変形の限界を超えてダイアフラムを変形させないと、リザーバー内の液体の圧力変動を小さくすることが難しくなり、リザーバー内に大きな液体の圧力変動が生じ、ノズルからの液体吐出が不安定になる。
【００９３】
ダイアフラムのリザーバー側への撓み変形に抗するようにダイアフラムを押し上げる機構を設けると、当該機構を設けない場合と比べて、例えば、通常の量の液体がノズルから吐出される場合にダイアフラムのリザーバー側への撓み変形が小さくなる。ダイアフラムのリザーバー側への撓み変形が小さくなると、ダイアフラムのリザーバー側への撓み変形が大きい場合と比べて、ダイアフラムはダイアフラムの撓み変形の限界から離れて配置され、ダイアフラムの撓み変形可能範囲が広くなり、ダイアフラムの撓み変形によってリザーバー内の液体の圧力変動を小さくするダイアフラムの圧力調整範囲が広くなる。
【００９４】
このように、ダイアフラムのリザーバー側への撓み変形に抗するようにダイアフラムを押し上げる機構を設けると、ダイアフラムの撓み変形によってリザーバー内の液体の圧力変動を小さくするダイアフラムの圧力調整範囲が広くなるので、ノズルから吐出される液体が多くなりすぎ、リザーバー内の液体の圧力変動が大きくなりすぎる場合であっても、リザーバー内の液体の圧力変動を小さくし、リザーバー内に大きな液体の圧力変動が生じノズルからの液体吐出が不安定になる不具合を生じにくくすることができる。
【００９５】
本願の液体吐出ヘッドは、液体を吐出する複数のノズルと、前記複数のノズルに連通されるリザーバーの一部を構成するダイアフラムと、前記リザーバー側の反対側で前記ダイアフラムに対向して設けられ、前記ダイアフラムを静電的に引きつける電極と、を備えることを特徴とする。
【００９６】
リザーバー側の反対側でダイアフラムに対向し、ダイアフラムを静電的に引きつける電極を設けると、ダイアフラムは電極によってリザーバー側の反対側に静電的に引きつけられるので、当該電極を設けない場合と比べて、例えば、通常の量の液体がノズルから吐出される場合にダイアフラムのリザーバー側への撓み変形が小さくなる。ダイアフラムのリザーバー側への撓み変形が小さくなると、ダイアフラムのリザーバー側への撓み変形が大きい場合と比べて、ダイアフラムはダイアフラムの撓み変形の限界から離れて配置され、ダイアフラムの撓み変形可能範囲が広くなり、ダイアフラムの撓み変形によってリザーバー内の液体の圧力変動を小さくするダイアフラムの圧力調整範囲が広くなる。
【００９７】
このように、リザーバー側の反対側でダイアフラムに対向し、ダイアフラムを静電的に引きつける電極を設けると、ダイアフラムの撓み変形によってリザーバー内の液体の圧力変動を小さくするダイアフラムの圧力調整範囲が広くなるので、ノズルから吐出される液体が多くなりすぎ、リザーバー内の液体の圧力変動が大きくなりすぎる場合であっても、リザーバー内の液体の圧力変動を小さくし、リザーバー内に大きな液体の圧力変動が生じノズルからの液体吐出が不安定になる不具合を生じにくくすることができる。
【００９８】
本願の液体吐出ヘッドでは、前記ダイアフラムはシリコンで形成され、前記ダイアフラムと前記電極との間に電圧を印加する駆動回路がさらに形成されていることが好ましい。
【００９９】
ダイアフラムをシリコンで形成すると、シリコンは高い弾性と強度とを有するので、例えばダイアフラムを樹脂で形成する場合と比べて、液体吐出ヘッドの信頼性を高めることができる。
ダイアフラムと電極との間に電圧を印加する駆動回路を設けると、当該駆動回路によって、電極がダイアフラムを静電的に引きつけることを可能にする電圧を、電極に印加することができる。
【０１００】
本願の液体吐出ヘッドでは、前記電極は絶縁膜で被覆されていることが好ましい。
【０１０１】
電極が絶縁膜で被覆されると、電極が絶縁膜で被覆されない場合と比べて、電極に電圧が印加され電極が発熱した場合であっても、電極の発熱の悪影響、例えば液体の性能変化が生じにくくなる。
【０１０２】
本願の液体吐出ヘッドは、液体を吐出する複数のノズルと、前記複数のノズルに連通されるリザーバーの一部を構成するダイアフラムと、前記ダイアフラムの前記リザーバーと反対側に取付けられ、前記ダイアフラムと一緒に変位する支持部材と、前記リザーバー側の反対側で前記ダイアフラムに対向配置される基板と、前記支持部材と前記基板との間に取付けられる弾性部材と、を備えることを特徴とする。
【０１０３】
ダイアフラムに支持部材を取り付け、支持部材と基板との間に弾性部材を取り付けると、弾性部材の弾性力によって、ダイアフラムをリザーバー側の反対側に引きつけることが可能になる。すると、支持部材と基板との間に弾性部材を取り付けない場合と比べて、例えば、通常の量の液体がノズルから吐出される場合にダイアフラムのリザーバー側への撓み変形が小さくなる。ダイアフラムのリザーバー側への撓み変形が小さくなると、ダイアフラムのリザーバー側への撓み変形が大きい場合と比べて、ダイアフラムはダイアフラムの撓み変形の限界から離れて配置され、ダイアフラムの撓み変形可能範囲が広くなり、ダイアフラムの撓み変形によってリザーバー内の液体の圧力変動を小さくするダイアフラムの圧力調整範囲が広くなる。
従って、ダイアフラムの撓み変形によってリザーバー内の液体の圧力変動を小さくするダイアフラムの圧力調整範囲が広くなるので、ノズルから吐出される液体が多くなりすぎ、リザーバー内の液体の圧力変動が大きくなりすぎる場合であっても、リザーバー内の液体の圧力変動を小さくし、リザーバー内に大きな液体の圧力変動が生じノズルからの液体吐出が不安定になる不具合を生じにくくすることができる。
【０１０４】
本願の液体吐出ヘッドは、液体を吐出する複数のノズルと、前記複数のノズルに連通されるリザーバーの一部を構成するダイアフラムと、前記ダイアフラムの前記リザーバーと反対側に取付けられ、前記ダイアフラムと一緒に変位する磁性材料で構成される支持部材と、前記リザーバー側の反対側で前記ダイアフラムに対向して設けられ、前記磁性材料で構成される支持部材を磁力によって引きつける磁力発生手段と、を備えることを特徴とする。
【０１０５】
ダイアフラムに磁性材料で構成される支持部材を取り付け、リザーバー側の反対側でダイアフラムに対向配置され、当該支持部材を磁力によって引きつける磁力発生手段を設けると、磁力発生手段の磁力によって、ダイアフラムをリザーバー側の反対側に引きつけることが可能になる。すると、磁力発生手段を設けない場合と比べて、例えば、通常の量の液体がノズルから吐出される場合にダイアフラムのリザーバー側への撓み変形が小さくなる。ダイアフラムのリザーバー側への撓み変形が小さくなると、ダイアフラムのリザーバー側への撓み変形が大きい場合と比べて、ダイアフラムはダイアフラムの撓み変形の限界から離れて配置され、ダイアフラムの撓み変形可能範囲が広くなり、ダイアフラムの撓み変形によってリザーバー内の液体の圧力変動を小さくするダイアフラムの圧力調整範囲が広くなる。
従って、ダイアフラムの撓み変形によってリザーバー内の液体の圧力変動を小さくするダイアフラムの圧力調整範囲が広くなるので、ノズルから吐出される液体が多くなりすぎ、リザーバー内の液体の圧力変動が大きくなりすぎる場合であっても、リザーバー内の液体の圧力変動を小さくし、リザーバー内に大きな液体の圧力変動が生じノズルからの液体吐出が不安定になる不具合を生じにくくすることができる。
【０１０６】
本願の液体吐出ヘッドでは、前記磁力発生手段は、磁石または電磁石であることが好ましい。
【０１０７】
リザーバー側の反対側でダイアフラムに対向配置される磁石または電磁石を設けると、磁石または電磁石の磁力によって、磁性材料で構成される支持部材をリザーバー側の反対側に引きつけ、ダイアフラムをリザーバー側の反対側に引きつけることが可能になる。
【０１０８】
本願の液体吐出装置は、上記液体吐出ヘッドを備えていることを特徴とする。
【０１０９】
上記液体吐出ヘッドは、ノズルから吐出される液体が多くなりすぎ、リザーバー内の液体の圧力変動が大きくなりすぎる場合であっても、ノズルからの液体吐出が不安定になるおそれが生じにくいので、上記液体吐出ヘッドを備える液体吐出装置は、ノズルから吐出される液体が多くなりすぎ、リザーバー内の液体の圧力変動が大きくなりすぎる場合であっても、ノズルからの液体吐出が不安定になるおそれが生じにくい。
従って、本願の液体吐出装置は、ノズルから吐出される液体が多くなりすぎ、リザーバー内の液体の圧力変動が大きくなりすぎる場合であっても、高品質の画像を形成することができ、さらに、多量の液体をノズルから吐出させることによって、液体吐出装置の生産性を高めることができる。
【符号の説明】
【０１１０】
１…液体吐出ヘッド、２…ノズルプレート、３…ノズル、４…圧力室、５…圧電素子、６…インク供給路、７…リザーバー、８…振動板、９…第１流路形成基板、１０…第２流路形成基板、１１…ダイアフラム、１５…電極、１６…コンプライアンス室、１９…絶縁膜。
【図１】
2020062869.tif 000003
【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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【図１１】
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【図１２】
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