(57)【要約】  本開示の流路部材は、統合流路２２、複数の共通流路２０、複数の個別流路１２および複数の吐出孔８を有している。統合流路２２は第１方向に延びている。複数の共通流路２０は、第２方向に延びており、第１方向に間隔を開けて配置されており、それぞれ統合流路２２に接続されている。複数の個別流路１２は、複数の共通流路２０の各々に接続されている。複数の吐出孔８の各々は、複数の個別流路１２のうちの対応する少なくとも１つに繋がっている。複数の共通流路２０の各々は、複数の個別流路１２が接続されている第１接続領域Ｃと、統合流路２２に接続されている第２接続領域９０とを有している。複数の共通流路２０の各々は、第２接続領域９０に設けられた、統合流路２２に繋がっている開口２０ａと、開口２０ａと対向する部分に設けられたダンパー９１Ａと、を有している。  【選択図】  図７
2017002778.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向に延びている統合流路と、
前記第１方向に交差する方向である第２方向にそれぞれ延びているとともに、前記第１方向に互いに間隔を開けて配置されており、それぞれ前記統合流路に接続された、複数の共通流路と、
該複数の共通流路の各々に接続された複数の個別流路と、
各々、前記複数の個別流路のうちの対応する少なくとも１つに繋がっている、複数の吐出孔と、
を有しており、
前記複数の共通流路の各々は、前記複数の個別流路が接続されている領域である第１接続領域と、前記統合流路に接続されている領域である第２接続領域と、を前記第２方向に間隔を開けて有しており、
前記複数の共通流路の各々は、前記第２接続領域に設けられた、前記統合流路に繋がっている開口と、前記第２接続領域における前記開口と対向する部分に設けられたダンパーと、を有している
ことを特徴とする流路部材。
【請求項２】
前記複数の共通流路の各々は、内部空間の前記第１方向の長さが他の部分よりも大きい幅広部を、前記第２接続領域に有しており、
前記ダンパーは、前記幅広部に設けられており、前記ダンパーの前記第１方向の長さは、前記共通流路の前記幅広部以外の部分における前記第１方向の長さよりも大きい
ことを特徴とする請求項１に記載の流路部材。
【請求項３】
前記複数の吐出孔と、前記複数の個別流路と、前記複数の共通流路と、を有する第１流路部材と、
該第１流路部材に積層された、前記統合流路を有する第２流路部材と、
を有しており、
前記第１接続領域から前記第２方向に離れた位置に、複数の前記第２接続領域を含む領域である接合領域を有しており、
前記接合領域は、前記統合流路が位置する領域に対して前記第２方向側に位置する第１領域と、前記統合流路が位置する領域に対して前記第２方向と反対の方向である第３方向側に位置する第２領域とを有しており、
前記第１領域は、前記幅広部が位置する領域よりも前記第２方向側に位置しており、前記第２領域は、前記幅広部が位置する領域よりも前記第３方向側に位置しており、
前記第１流路部材と前記第２流路部材とは、前記第１領域および前記第２領域において接合されている
ことを特徴とする請求項２に記載の流路部材。
【請求項４】
前記複数の共通流路の各々は、前記開口から前記ダンパーに向けて、前記内部空間の前記第１方向の長さが、段階的に大きくなっていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の流路部材。
【請求項５】
前記共通流路の各々は、複数の壁で囲まれて形成されており、
前記ダンパーの各々は、他の部分よりも前記壁の厚みが薄い部分である小厚部と、該小厚部を間に挟んで前記共通流路と反対側に位置する空間であるダンパー室とで構成されており、
前記第１方向において隣り合う前記共通流路の前記ダンパー室同士が繋がっている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の流路部材。
【請求項６】
複数の端部接続流路を有しており、前記第１方向において隣り合う前記共通流路の前記第２接続領域同士が、前記端部接続流路によって接続されて繋がっていることを特徴とする請求項５に記載の流路部材。
【請求項７】
前記複数の端部接続流路の各々の流路抵抗が、前記複数の共通流路の各々の流路抵抗よりも大きいことを特徴とする請求項６に記載の流路部材。
【請求項８】
前記第１方向において隣り合う前記共通流路の前記小厚部同士が接続されて一体化されていることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の流路部材。
【請求項９】
前記共通流路および前記端部接続流路は、平板状の複数のプレートが積層されて構成されており、
前記端部接続流路が設けられた前記プレートは、
前記複数の共通流路となる孔と、
前記複数の共通流路の間の隔壁となる仕切り部と、
前記複数の端部接続流路となる部分に設けられた、隣り合う前記孔を繋ぐ溝部と、
を有している
ことを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれかに記載の流路部材。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の流路部材と、
前記複数の個別流路の各々に対応して設けられた複数の加圧室と、
該複数の加圧室に圧力を加える複数の加圧部と、
を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項１１】
請求項１０に記載の液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記液体吐出ヘッドを制御する制御部と、を備えていることを特徴とする記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路部材、液体吐出ヘッドおよび記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、印刷用ヘッドとして、例えば、液体を記録媒体上に吐出することによって、各種の印刷を行なう液体吐出ヘッドが知られている。液体吐出ヘッドは、例えば、液体を吐出する吐出孔と、吐出孔から液体が吐出されるように液体を加圧する加圧室と、加圧室に液体を供給する個別流路と、複数の個別流路に液体を供給する共通流路と、複数の共通流路に液体を供給する統合流路を備えている液体吐出ヘッドが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１１６２９号公報
【発明の概要】
【０００４】
本開示の流路部材は、統合流路と、複数の共通流路と、複数の個別流路と、複数の吐出孔と、を有している。統合流路は、第１方向に延びている。複数の共通流路は、前記第１方向に交差する方向である第２方向にそれぞれ延びているとともに、前記第１方向に互いに間隔を開けて配置されており、それぞれ前記統合流路に接続されている。複数の個別流路は、前記複数の共通流路の各々に接続されている。複数の吐出孔の各々は、前記複数の個別流路のうちの対応する少なくとも１つに繋がっている。前記複数の共通流路の各々は、前記複数の個別流路が接続されている領域である第１接続領域と、前記統合流路に接続されている領域である第２接続領域と、を前記第２方向に間隔を開けて有している。前記複数の共通流路の各々は、前記第２接続領域に設けられた、前記統合流路に繋がっている開口と、前記第２接続領域における前記開口と対向する部分に設けられたダンパーと、を有している。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る液体吐出ヘッドを含む記録装置の側面図であり、（ｂ）は平面図である。
【図２】（ａ）は、図１の液体吐出ヘッドの要部であるヘッド本体の平面図であり、（ｂ）は、（ａ）から第２流路部材を除いた平面図である。
【図３】図２（ｂ）の一部の拡大平面図である。
【図４】図２（ｂ）の一部の拡大平面図である。
【図５】（ａ）は、図４のＶ−Ｖ線に沿った部分縦断面図であり、（ｂ）は、図２（ａ）のヘッド本体の部分縦断面図ある。
【図６】図４のＸ−Ｘ線に沿った部分縦断面図である。
【図７】ヘッド本体における共通流路および接合領域を示す拡大平面図である。
【図８】図７のＷ線に沿った部分縦断面図である。
【図９】本発明の第２実施形態のヘッド本体の図８と同様の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
従来の液体吐出ヘッドでは、種々の原因によって統合流路内の液体に生じた圧力変動が、共通流路および個別流路を介して吐出孔内の液体に伝達され、伝達された圧力変動が液体の吐出に影響を与えることがあった。本開示の流路部材は、統合流路内の液体に生じた圧力変動の、吐出孔内の液体への伝達を低減することができる。以下、本開示の流路部材、液体吐出ヘッドおよび記録装置について、詳細に説明する。
【０００７】
（第１実施形態）
図１（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る液体吐出ヘッド２を含む記録装置であるカラーインクジェットプリンタ１（以下で単にプリンタと言うことがある）の概略の側面図であり、図１（ｂ）は、概略の平面図である。プリンタ１は、記録媒体である印刷用紙Ｐを給紙ローラ８０Ａから回収ローラ８０Ｂへと搬送することにより、印刷用紙Ｐを液体吐出ヘッド２に対して相対的に移動させる。制御部８８は、画像や文字のデータに基づいて、液体吐出ヘッド２を制御して、印刷用紙Ｐに向けて液体を吐出させ、印刷用紙Ｐに液滴を着弾させて、印刷用紙Ｐに印刷などの記録を行なう。
【０００８】
本実施形態では、液体吐出ヘッド２はプリンタ１に対して固定されている。すなわち、プリンタ１はいわゆるラインプリンタとなっている。本発明の記録装置の他の実施形態としては、液体吐出ヘッド２を、印刷用紙Ｐの搬送方向に交差する方向、例えば、ほぼ直交する方向に往復させるなどして移動させる動作と、印刷用紙Ｐの搬送を交互に行なう、いわゆるシリアルプリンタが挙げられる。
【０００９】
プリンタ１には、印刷用紙Ｐとほぼ平行となるように平板状のヘッド搭載フレーム７０（以下で単にフレームと言うことがある）が固定されている。フレーム７０には図示しない２０個の孔が設けられており、２０個の液体吐出ヘッド２がそれぞれの孔の部分に搭載されていて、液体吐出ヘッド２の、液体を吐出する部位が印刷用紙Ｐに面するようになっている。液体吐出ヘッド２と印刷用紙Ｐとの間の距離は、例えば０．５〜２０ｍｍ程度とされる。５つの液体吐出ヘッド２は、１つのヘッド群７２を構成しており、プリンタ１は、４つのヘッド群７２を有している。
【００１０】
液体吐出ヘッド２は、図１（ａ）の手前から奥へ向かう方向、図１（ｂ）の上下方向に細長い長尺形状を有している。この長い方向を長手方向と呼ぶことがある。１つのヘッド群７２内において、３つの液体吐出ヘッド２は、印刷用紙Ｐの搬送方向に交差する方向、例えば、ほぼ直交する方向に沿って並んでいる。他の２つの液体吐出ヘッド２は、搬送方向に沿ってずれた位置で、３つの液体吐出ヘッド２の間にそれぞれ一つずつ並んでいる。液体吐出ヘッド２は、各液体吐出ヘッド２で印刷可能な範囲が、印刷用紙Ｐの幅方向に（印刷用紙Ｐの搬送方向に交差する方向に）繋がるように、あるいは端が重複するように配置されており、印刷用紙Ｐの幅方向に隙間のない印刷が可能になっている。
【００１１】
４つのヘッド群７２は、印刷用紙Ｐの搬送方向に沿って配置されている。各液体吐出ヘッド２には、図示しない液体タンクから液体、例えば、インクが供給される。１つのヘッド群７２に属する液体吐出ヘッド２には、同じ色のインクが供給されるようになっており、４つのヘッド群７２で４色のインクが印刷できる。各ヘッド群７２から吐出されるインクの色は、例えば、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）である。このようなインクを、制御部８８で制御して印刷すれば、カラー画像が印刷できる。
【００１２】
プリンタ１に搭載されている液体吐出ヘッド２の個数は、単色で、１つの液体吐出ヘッド２で印刷可能な範囲を印刷するのなら１つでもよい。ヘッド群７２に含まれる液体吐出ヘッド２の個数や、ヘッド群７２の個数は、印刷する対象や印刷条件により適宜変更できる。例えば、さらに多色の印刷をするためにヘッド群７２の個数を増やしてもよい。また、同色で印刷するヘッド群７２を複数配置して、搬送方向に交互に印刷すれば、同じ性能の液体吐出ヘッド２を使用しても搬送速度を速くできる。これにより、時間当たりの印刷面積を大きくすることができる。また、同色で印刷するヘッド群７２を複数準備して、搬送方向と交差する方向にずらして配置して、印刷用紙Ｐの幅方向の解像度を高くしてもよい。
【００１３】
さらに、色の付いたインクを印刷する以外に、印刷用紙Ｐの表面処理をするために、コーティング剤などの液体を印刷してもよい。
【００１４】
プリンタ１は、記録媒体である印刷用紙Ｐに印刷を行なう。印刷用紙Ｐは、給紙ローラ８０Ａに巻き取られた状態になっており、２つのガイドローラ８２Ａの間を通った後、フレーム７０に搭載されている液体吐出ヘッド２の下側を通り、その後２つの搬送ローラ８２Ｂの間を通り、最終的に回収ローラ８０Ｂに回収される。印刷する際には、搬送ローラ８２Ｂを回転させることで印刷用紙Ｐは、一定速度で搬送され、液体吐出ヘッド２によって印刷される。回収ローラ８０Ｂは、搬送ローラ８２Ｂから送り出された印刷用紙Ｐを巻き取る。搬送速度は、例えば、５０ｍ／分とされる。各ローラは、制御部８８によって制御されてもよいし、人によって手動で操作されてもよい。
【００１５】
記録媒体は、印刷用紙Ｐ以外に、ロール状の布などでもよい。また、プリンタ１は、印刷用紙Ｐを直接搬送する代わりに、搬送ベルトを直接搬送して、記録媒体を搬送ベルトに置いて搬送してもよい。そのようにすれば、枚葉紙や裁断された布、木材、タイルなどを記録媒体にできる。さらに、液体吐出ヘッド２から導電性の粒子を含む液体を吐出するようにして、電子機器の配線パターンなどを印刷してもよい。またさらに、液体吐出ヘッド２から反応容器などに向けて所定量の液体の化学薬剤や化学薬剤を含んだ液体を吐出させて、反応させるなどして、化学薬品を作製してもよい。
【００１６】
また、プリンタ１に、位置センサ、速度センサ、温度センサなどを取り付けて、制御部８８が、各センサからの情報から分かるプリンタ１各部の状態に応じて、プリンタ１の各部を制御してもよい。例えば、液体吐出ヘッド２の温度や液体タンクの液体の温度、液体タンクの液体が液体吐出ヘッド２に加えている圧力などが、吐出される液体の吐出特性（吐出量や吐出速度など）に影響を与えている場合などに、それらの情報に応じて、液体を吐出させる駆動信号を変えるようにしてもよい。
【００１７】
次に、本発明の第１実施形態の液体吐出ヘッド２について説明する。図２（ａ）は、図１に示された液体吐出ヘッド２の要部であるヘッド本体２ａを示す平面図である。図２（ｂ）は、ヘッド本体２ａから第２流路部材６を除いた状態の平面図である。図３および図４は、図２（ｂ）の拡大平面図である。図５（ａ）は、図４のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図である。図５（ｂ）は、ヘッド本体２ａの第１共通流路２０の開口２０ａ付近における、第１共通流路２０に沿った部分縦断面図である。図６は、図４のＸ−Ｘ線に沿った部分縦断面図である。
【００１８】
各図は、図面を分かり易くするために次のように描いている。図２〜４では、他のものの下方にあって破線で描くべき流路などを実線で描いている。図２（ａ）では、第１流路部材４内の流路については、ほとんど省略し、個別電極４４の配置のみを示している。また、図２および図３では、第１共通流路２０および第２共通流路（回収用共通流路）２４の形状を簡略化して描いている。
【００１９】
液体吐出ヘッド２は、ヘッド本体２ａ以外に、金属製の筐体や、ドライバＩＣ、配線基板などを含んでいてもよい。また、ヘッド本体２ａは、第１流路部材４と、第１流路部材４に液体を供給する第２流路部材６と、加圧部である変位素子５０が作り込まれている圧電アクチュエータ基板４０とを含んでいる。ヘッド本体２ａは、１つの方向に長い平板形状を有しており、その方向を長手方向と言うことがある。また、第２流路部材６は、支持部材の役割を果たしており、ヘッド本体２ａは、第２流路部材６の長手方向の両端部のそれぞれでフレーム７０に固定される。
【００２０】
ヘッド本体２ａを構成する第１流路部材４は、平板状の形状を有しており、その厚さは０．５〜２ｍｍ程度である。第１流路部材４の第１の表面である加圧室面４−１には、加圧室１０が平面方向に多数並んで配置されている。第１流路部材４の第２の表面であり、加圧室面４−１の反対側の面である吐出孔面４−２には、液体が吐出される吐出孔８が平面方向に多数並んで配置されている。吐出孔８は、それぞれ加圧室１０と繋がっている。以下において、加圧室面４−１は、吐出孔面４−２に対して、上方に位置しているものとして説明をする。
【００２１】
第１流路部材４には、複数の第１共通流路２０および複数の第２共通流路２４が、第２方向に沿って延びるように配置されている。また、第１共通流路２０と第２共通流路２４とは、第２方向と交差する方向である第１方向に交互に並んでいる。複数の第１共通流路２０は、第１方向に互いに間隔を開けて配置されており、複数の第２共通流路２４は、第１方向に互いに間隔を開けて配置されている。なお、第１方向は、ヘッド本体２ａの長手方向と同じ方向である。
【００２２】
第１共通流路２０の両側に沿って加圧室１０が並んでおり、片側１列ずつ、合計２列の加圧室列１１Ａを構成している。第１共通流路２０とその両側に並んでいる加圧室１０とは、第１個別流路１２を介して繋がっている。加圧室１０は、対応する少なくとも１つの第１個別流路１２に接続されており、接続された第１個別流路１２から液体が供給される。そして、吐出孔８は、加圧室１０に対応して設けられており、対応する加圧室１０に接続されている。吐出孔８は、加圧室１０を介して、対応する少なくとも１つの第１個別流路１２に接続されている。
【００２３】
第２共通流路２４の両側に沿って加圧室１０が並んでおり、片側１列ずつ、合計２列の加圧室列１１Ａを構成している。第２共通流路２４とその両側に並んでいる加圧室１０とは、第２個別流路（回収用個別流路）１４を介して繋がっている。なお、以下で、第１共通流路２０と第２共通流路２４とを合わせて、共通流路と言うことがある。
【００２４】
別の表現をすれば、加圧室１０は仮想線上に並んで配置されており、仮想線に対して一方の側に、仮想線に沿って第１共通流路２０が延びている。そして、仮想線に対して他方の側（仮想線を間に挟んで第１共通流路２０が位置する側と反対側）に仮想線に沿って第２共通流路２４が延びている。なお、本実施形態では、加圧室１０が並んでいる仮想線は直線状であるが、曲線状や折れ線状であってもよい。
【００２５】
また、第１共通流路２０と第２共通流路２４とは、第２方向における加圧室１０が繋がっている範囲の外側で、第１接続流路２５Ａおよび第２接続流路２５Ｂ（両者を合わせて単に接続流路と呼ぶことがある）を介して繋がっている。第１共通流路２０には、第２方向の一定範囲で、複数の第１個別流路１２が接続されており、複数の第１個別流路１２を介して複数の加圧室１０と繋がっている。その範囲を第１接続領域Ｃと呼ぶ。第１共通流路２０は、第１接続領域Ｃの第２方向の外側で、第１方向に隣り合っている第２共通流路２４と１つの第１接続流路２５Ａを介して繋がっている。さらに、第１共通流路２０の第１接続領域Ｃの第３方向（第２方向と反対の方向）の外側で、第１方向に隣り合っている第２共通流路２４と１つの第２接続流路２５Ｂを介して繋がっている。すなわち、第１共通流路２０には、第１接続領域Ｃの第２方向の外側に２つの第１接続流路２５Ａが繋がっており、第１接続領域Ｃの第３方向の外側に２つの第２接続流路２５Ｂが繋がっており、合計で４本の接続流路が繋がっている。
【００２６】
以上のような構成により、第１流路部材４における液体の流れは次のようになる。第１共通流路２０に供給された液体は、第１共通流路２０に沿って並んでいる加圧室１０に流れ込み、一部の液体は吐出孔８から吐出される。他の一部の液体は、加圧室１０に対して第１共通流路２０と反対側に位置している第２共通流路２４に流れ込み、第１流路部材４の外に排出される。また、一部の液体は、いずれの加圧室１０も通らずに、第１共通流路２０から第１接続流路２５Ａおよび第２接続流路２５Ｂを介して第２共通流路２４に流れ込む。
【００２７】
接続流路の流路抵抗は、第１共通流路２０および第２共通流路２４よりも大きくなっている。このため、液体の主な流れは、各加圧室１０を通る流れになっている。すなわち、第１共通流路２０においてもっとも流量の大きい部位に流れる流量の中で、接続流路を通ってくる液体の流量の合計は、半分以下である。このようにすることで、各吐出孔８のメニスカスに加わる圧力の差（以下で単にメニスカスの圧力差と言うことがある）を小さくできる。
【００２８】
本実施形態では、第１共通流路２０の両側に第２共通流路２４が配置されており、第２共通流路２４の両側に第１共通流路２０が配置されていることにより、１つの加圧室列１１Ａに対して、１つの第１共通流路２０および１つの第２共通流路２４が繋がっている。これにより、別の加圧室列１１Ａに対して、別の第１共通流路２０および別の第２共通流路２４が繋がっている場合と比較して、第１共通流路２０および第２共通流路２４の数を約半分にできる。第１共通流路２０および第２共通流路２４の数が少なくて済むため、加圧室１０の数を増やして高解像度化したり、第１共通流路２０や第２共通流路２４を太くして、吐出孔８からの吐出特性の差を小さくしたり、ヘッド本体２ａの平面方向の大きさを小さくすることができる。
【００２９】
第１共通流路２０に繋がっている第１個別流路１２の第１共通流路２０側の部分に加わる圧力は、圧力損失の影響で、第１共通流路２０に第１個別流路１２が繋がっている位置（主に第２方向における位置）により変わる。第２共通流路２４に繋がっている第２個別流路１４の第２共通流路２４側の部分に加わる圧力は、圧力損失の影響で、第２共通流路２４に第２個別流路１４が繋がっている位置（主に第２方向における位置）により変わる。第１共通流路２０の外部への開口２０ａを第２方向の端部に配置し、第２共通流路２４の外部への開口２４ａを第３方向の端部に配置すれば、各第１個別流路１２および各第２個別流路１４の配置による圧力の差が打ち消されるように作用するので、各吐出孔８に加わる圧力の差を小さくできる。なお、第１共通流路２０の開口２０ａ、および第２共通流路２４の開口２４ａはともに、加圧室面４−１に開口している。
【００３０】
吐出しない状態では、吐出孔８には液体のメニスカスが保持されている。吐出孔８において液体の圧力が負圧（液体を第１流路部材４に引き込もうとする状態）になっていることで、液体の表面張力とつり合ってメニスカスを保持できる。液体の表面張力は、液体の表面積を小さくしようとするので、正圧であっても圧力が小さければ、メニスカスを保持できる。正圧が大きくなれば、液体はあふれ出し、負圧が大きくなれば、液体は第１流路部材４内に引き込まれてしまい、液体が吐出可能な状態を維持できない。そのため、第２共通流路２４から第１共通流路２０に液体を流した際における、メニスカスの圧力差が大きくなり過ぎないようにする必要がある。
【００３１】
第１共通流路２０の吐出孔面４−２側の壁面は、第１ダンパー２８Ａとなっている。第１ダンパー２８Ａの第１の面は、第１共通流路２０に面しており、第１の面と反対側に位置する第２の面はダンパー室２９に面している。ダンパー室２９があることにより、第１ダンパー２８Ａは変形可能になっており、変形することで第１共通流路２０の体積を変えることができる。液体を吐出させるために加圧室１０内の液体が加圧されると、その圧力の一部は、液体を通じて第１共通流路２０に伝わってくる。これにより、第１共通流路２０内の液体が振動し、その振動が、元の加圧室１０や、他の加圧室１０に伝わって、液体の吐出特性を変動させる流体クロストークが生じることがある。第１ダンパー２８Ａが存在すると、第１共通流路２０に伝わってきた液体の振動で第１ダンパー２８Ａが振動し、液体の振動が減衰することで、第１共通流路２０内の液体の振動は持続され難くなるので、流体クロストークの影響を小さくできる。また、第１ダンパー２８Ａは、液体の供給および排出を安定化させる役目も果たす。
【００３２】
第２共通流路２４の加圧室面４−１側の壁面は、第２ダンパー２８Ｂとなっている。第２ダンパー２８Ｂの第１の面は、第２共通流路２４に面しており、第１の面と反対側に位置する第２の面はダンパー室２９に面している。第２ダンパー２８Ｂも、第１ダンパー２８Ａと同様に、流体クロストークの影響を小さくできる。また、第２ダンパー２８Ｂは、液体の供給および排出を安定化させる役目も果たす。
【００３３】
加圧室１０は、加圧室面４−１に面して配置されており、変位素子５０からの圧力を受ける加圧室本体１０ａと、加圧室本体１０ａの下から吐出孔面４−２に開口している吐出孔８に繋がる部分流路であるディセンダ１０ｂとを含んだ中空の領域である。加圧室本体１０ａは、直円柱形状であり、平面形状は円形状である。平面形状が円形状であることにより変位素子５０が同じ力で変形させた場合の変位量、および変位により生じる加圧室１０の体積変化を大きくできる。ディセンダ１０ｂは、直径が加圧室本体１０ａより小さい、直円柱形状であり、断面形状は円形状である。また、ディセンダ１０ｂは、加圧室面４−１から見たときに、加圧室本体１０ａ内に納まる位置に配置されている。
【００３４】
複数ある加圧室１０は、加圧室面４−１において、千鳥状に配置されている。複数ある加圧室１０は、第２方向に沿った複数の加圧室列１１Ａを構成している。各加圧室列１１Ａでは、加圧室１０が、ほぼ等間隔で配置されている。隣り合っている加圧室列１１Ａに属する加圧室１０は、第２方向に前記間隔の約半分ずれて配置されている。別の表現をすれば、ある加圧室列１１Ａに属する加圧室１０は、その隣に位置する加圧室列１１Ａに属する、連続する２つの加圧室１０に対して、第２方向のほぼ中央に位置している。
【００３５】
これにより、１つ置きの加圧室列１１Ａに属している加圧室１０は、第１方向に沿って配置されることになり、加圧室行１１Ｂを構成している。
【００３６】
本実施形態では、第１共通流路２０は５１本、第２共通流路２４は５０本であり、加圧室列１１Ａは１００列である。なお、ここでは、後述のダミー加圧室１０Ｄのみで構成されているダミー加圧室列１１Ｄは、上述の加圧室列１１Ａの数に含めていない。また、直接的に繋がっているのがダミー加圧室１０Ｄだけである第２共通流路２４は、上述の第２共通流路２４の数に含めていない。また、各加圧室列１１Ａには１６個の加圧室１０が含まれている。ただし、第１方向の端に位置する加圧室列１１Ａには、８個の加圧室１０および８個のダミー加圧室１０Ｄが含まれている。上述のように、加圧室１０は千鳥状に配置されているため、加圧室行１１Ｂの行数は、３２行である。
【００３７】
複数ある加圧室１０は、吐出孔面４−２において、第２方向および第１方向に沿った格子状に配置されている。複数ある吐出孔８は、第２方向に沿った複数の吐出孔列９Ａを構成している。吐出孔列９Ａと加圧室列１１Ａとは、ほぼ同じ位置に配置されている。
【００３８】
加圧室１０の面積重心と、加圧室１０に繋がっている吐出孔８とは第２方向にずらされて配置されている。１つの加圧室列１１Ａ内では、ずらされる方向は同じ方向であり、隣り合う加圧室列１１Ａでは、ずらされる方向は逆方向になっている。これにより、２行の加圧室行１１Ｂに属する加圧室１０に繋がっている吐出孔８は、第１方向に沿って配置された１行の吐出孔行９Ｂを構成している。
【００３９】
したがって、本実施形態では、吐出孔列９Ａは１００列であり、吐出孔行９Ｂは１６行である。
【００４０】
加圧室本体１０ａの面積重心と、加圧室本体１０ａから繋がっている吐出孔８とは、ほぼ第２方向に位置がずれている。ディセンダ１０ｂは、加圧室本体１０ａに対して、吐出孔８の方向にずれた位置に配置されている。加圧室本体１０ａの側壁と、ディセンダ１０ｂの側壁とは接するように配置されており、これにより加圧室本体１０ａ内での液体の滞留を起き難くすることができる。
【００４１】
吐出孔８は、ディセンダ１０ｂの中央部に配置されている。ここで中央部とは、ディセンダ１０ｂの面積重心を中心とする、ディセンダ１０ｂの直径の半分の円内の領域のことである。
【００４２】
第２個別流路１４は、ディセンダ１０ｂの吐出孔面４−２側の面から、平面方向に引き出されて第２共通流路２４と繋がっている。引き出される方向は、加圧室本体１０ａに対して、ディセンダ１０ｂがずらされる方向と同じである。
【００４３】
第２方向と第１方向とが成す角度は直角からずれている。このため、第２方向に沿って配置されている吐出孔列９Ａに属する吐出孔８同士は、その直角からのずれた角度の分、第１方向にずれて配置される。そして、吐出孔列９Ａが第１方向に並んで配置されるので、異なる吐出孔列９Ａに属する吐出孔８は、その分、第１方向にずれて配置される。これらが合わさって、第１流路部材４の吐出孔８は、第１方向に一定間隔で並んで配置されており、これにより、吐出した液体により形成される画素で所定の範囲を埋めるように印刷ができる。
【００４４】
１つの吐出孔列９Ａに属する吐出孔８の配置は、第２方向に沿って完全に一直線上に配置すれば、上述のように所定範囲を埋め尽くすように印刷が可能である。ただし、そのように配置した場合に、プリンタ１に液体吐出ヘッド２を設置する際に生じる第１方向に直交する方向と搬送方向とのずれが、印刷精度に与える影響が大きくなる。そのため、上述の一直線上の吐出孔８の配置から、隣り合う吐出孔列９Ａの間で、吐出孔８を入れ替えて配置するとよい。
【００４５】
本実施形態では、吐出孔８の配置は次のようになっている。図３において、吐出孔８を第１方向と直交する方向に投影すると、仮想直線Ｒの範囲に３２個の吐出孔８が投影され、仮想直線Ｒ内で各吐出孔８は３６０ｄｐｉの間隔に並ぶ。これにより、仮想直線Ｒに直交する方向に印刷用紙Ｐを搬送して印刷すれば、３６０ｄｐｉの解像度で印刷できる。仮想直線Ｒ内に投影される吐出孔８は、１列の吐出孔列９Ａに属する吐出孔８すべて（１６個）と、その吐出孔列９Ａの両隣に位置する２つの吐出孔列９Ａに属する吐出孔８の半分（８個）ずつである。このような構成にするために、各吐出孔行９Ｂでは、吐出孔８は、２２．５ｄｐｉの間隔で並んでいる。これは、３６０／１６＝２２．５であるからである。
【００４６】
第１共通流路２０および第２共通流路２４は、吐出孔８が直線状に並んでいる範囲では、直線になっており、直線がずれる吐出孔８の間で平行にずれている。第１共通流路２０および第２共通流路２４において、このずれる箇所が少ないので、流路抵抗が小さくなっている。また、この平行にずれる部分は、加圧室１０と重ならない位置に配置されているので、加圧室１０毎に吐出特性の変動を小さくできる。
【００４７】
第１方向の両方の端の１列（すなわち合わせて２列）の加圧室列１１Ａには、通常の加圧室１０とダミー加圧室１０Ｄとが含まれている（そのため、この加圧室列１１Ａをダミー加圧室列１１Ｄと言うことがある）。また、ダミー加圧室列１１Ｄのさらに外側には、ダミー加圧室１０Ｄのみが並んでいる１列（すなわち、両端で合わせて２列）のダミー加圧室列１１Ｄが配置されている。第１方向の両方の端に１本ずつ（すなわち合わせて２本）ある流路は、通常の第１共通流路２０と同じ形状をしているが、直接的には加圧室１０とは繋がっておらず、ダミー加圧室１０Ｄとしか繋がっていない。
【００４８】
第１流路部材４は、第１共通流路２０および第２共通流路２４からなる共通流路群の第１方向の外側に位置していて、第２方向に延びている、端部流路３０を有している。端部流路３０は、加圧室面４−１に並んでいる第１共通流路２０の開口２０ａのさらに外側に配置されている開口３０ｃと、加圧室面４−１に並んでいる第２共通流路２４の開口２４ａのさらに外側に配置されている開口３０ｄとを繋いでいる流路である。
【００４９】
液体の吐出特性を安定させるために、ヘッド本体２ａは、温度を一定にするようコントロールされる。また、液体の粘度が低くなる方が、吐出や液体の循環が安定するため、温度は、基本的には常温以上にされる。そのため、基本的には加熱することになるが、環境温度が高い場合は、冷却することもある。
【００５０】
温度を一定に保つために、液体吐出ヘッド２にヒータを設ける場合がある。また、温度調節した液体を液体吐出ヘッド２へ供給する場合もある。いずれにしても、環境温度と、目標とする温度に差がある場合、ヘッド本体２ａの長手方向（第１方向および第４方向）の端部からの放熱が多くなるため、長手方向の中央部に位置する加圧室１０の中の液体の温度に対して、第１方向および第４方向の端に位置する加圧室１０の温度は低くなりやすい。端部流路３０を設けることにより、第１方向および第４方向の端に位置する加圧室１０の温度が下がり難くなり、各加圧室１０から吐出される液体の吐出特性のばらつきを小さくでき、印刷精度を向上させることができる。
【００５１】
端部流路３０は、第１統合流路２２と第２統合流路２６とを繋いでいる流路である。端部流路３０の流路抵抗は、第１共通流路２０および第２共通流路２４の流路抵抗よりも小さいとよい。そのようにすれば、端部流路３０に流れる液体の量が多くなり、端部流路３０より内側での温度低下をより抑制できる。
【００５２】
端部流路３０には、流路の幅が、共通流路の幅よりも広い幅広部３０ａが設けられており、幅広部３０ａの加圧室面４−１側にはダンパーが設けられている。このダンパーは、第１の面が幅広部３０ａに面しており、第１の面と反対側に位置する第２の面がダンパー室に面していて変形可能になっている。ダンパーのダンピング能力は、変形可能な領域の差し渡しが一番狭い部分の影響が大きい。そのため、幅広部３０ａに面してダンパーを設けることで、ダンピング能力の高いダンパーとすることができる。幅広部３０ａの幅は、共通流路の幅の２倍以上、特に３倍以上であるとよい。幅広部３０ａを設けることで、流路抵抗が低くなり過ぎるようであれば、狭窄部３０ｂを設けて、流路抵抗を調性してもよい。
【００５３】
第２流路部材６は、第１流路部材４の加圧室面４−１に接合されている。第２流路部材６は、第１共通流路２０に液体を供給する第１統合流路２２と、第２共通流路２４の液体を回収する第２統合流路２６とを有している。第１統合流路２２および第２統合流路２６は、それぞれ第１方向に延びている。第２流路部材６の厚さは、第１流路部材４よりも厚く、５〜３０ｍｍ程度である。なお、第１統合流路２２と第２統合流路２６とを合わせて統合流路と呼ぶことがある。
【００５４】
第２流路部材６は、第１流路部材４の加圧室面４−１の圧電アクチュエータ基板４０が接続されていない領域で接合されている。より具体的には、圧電アクチュエータ基板４０を囲むように接合されている。このようにすることで、圧電アクチュエータ基板４０に、吐出した液体の一部がミストとなって付着するのを抑制できる。また、第１流路部材４を外周で固定することになるので、第１流路部材４が変位素子５０の駆動に伴って振動して、共振などが生じることを抑制できる。
【００５５】
また、第２流路部材６の中央部で、貫通孔６ｃが上下に貫通している。貫通孔６ｃは、圧電アクチュエータ基板４０を駆動する駆動信号を伝達するＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）などの配線部材が通される。なお、貫通孔６ｃの第１流路部材４側は、短手方向の幅が広くなっている拡幅部６ｃａとなっており、圧電アクチュエータ基板４０から短手方向の両側に延びる配線部材は、拡幅部６ｃａで曲げられて上方に向かい、貫通孔６ｃを抜ける。なお、拡幅部６ｃａに広がる部分の凸部は、配線部材を傷つけるおそれがあるので、Ｒ形状にしておくとよい。
【００５６】
第１統合流路２２を、第１流路部材４とは別の、第１流路部材４より厚い第２流路部材６に配置することで、第１統合流路２２の断面積を大きくすることができる。それにより第１統合流路２２と第１共通流路２０とが繋がっている位置の差による圧力損失の差を小さくできる。第１統合流路２２の流路抵抗（より正確には第１統合流路２２のうちで、第１共通流路２０と繋がっている範囲の流路抵抗）は、第１共通流路２０の１／１００以下にするとよい。
【００５７】
第２統合流路２６を、第１流路部材４とは別の、第１流路部材４より厚い第２流路部材６に配置することで、第２統合流路２６の断面積を大きくすることができる。それにより第２統合流路２６と第２共通流路２４とが繋がっている位置の差による圧力損失の差を小さくできる。第２統合流路２６の流路抵抗（より正確には第２統合流路２６のうちで、第１統合流路２２と繋がっている範囲の流路抵抗）は、第２共通流路２４の１／１００以下にするとよい。
【００５８】
第１統合流路２２が第２流路部材６の短手方向の第１の端に配置され、第２統合流路２６が第２流路部材６の短手方向の第２の端に配置されるようにする。そして、それぞれの流路が第１流路部材４に面するように配置されて、それぞれの流路が第１共通流路２０および第２共通流路２４と繋がる構造にする。このようにすることで、第１統合流路２２および第２統合流路２６の断面積を大きく（つまり流路抵抗を小さく）できるともに、第２流路部材６で、第１流路部材４の外周を固定して剛性を高くし、さらに、配線部材の通る貫通孔６ｃを設けることができる。
【００５９】
第２流路部材６は、第２流路部材のプレート６ａと６ｂとが積層されて構成されている。プレート６ｂの上面には第１溝と第２溝が配置されている。第１溝は、第１統合流路本体２２ａとなる溝である。第１統合流路本体２２ａは、第１統合流路２２のうち第１方向に延びている流路抵抗の低い部分である。第２溝は、第２統合流路本体２６ａとなる溝である。第２統合流路本体２６ａは、第２統合流路２６のうち第１方向に延びている流路抵抗の低い部分である。
【００６０】
第１統合流路本体２２ａとなる第１溝の下側（第１流路部材４の方向）は、加圧室面４−１によって大部分が塞がれており、一部は加圧室面４−１上に開口している第１共通流路２０の開口２０ａに繋がっている。
【００６１】
第２統合流路本体２６ａとなる第２溝の下側は、加圧室面４−１によって大部分が塞がれており、一部は加圧室面４−１上に開口している第２共通流路２４の開口２４ａに繋がっている。
【００６２】
プレート６ａには、第１統合流路２２の第１方向の端部に開口２２ｃが設けられている。プレート６ａには、第２統合流路２６の、第１方向と反対方向の第４方向の端部に開口２６ｃが設けられている。液体は、第１統合流路２２の開口２２ｃへ供給され、第２統合流路２６の開口２６ｃから回収されるが、これに限らず供給と回収を逆にしてもよい。
【００６３】
第１統合流路２２および第２統合流路２６には、ダンパーを設けて、液体の吐出量の変動に対して液体の供給、あるいは排出が安定するようにしてもよい。また、第１統合流路２２および第２統合流路２６内に、フィルタを設けることにより、異物や気泡が、第１流路部材４に入り込み難くしてもよい。
【００６４】
第１流路部材４の上面である加圧室面４−１には、変位素子５０を含む圧電アクチュエータ基板４０が接合されており、各変位素子５０が加圧室１０上に位置するように配置されている。圧電アクチュエータ基板４０は、加圧室１０によって形成された加圧室群とほぼ同一の形状の領域を占有している。また、各加圧室１０の開口は、第１流路部材４の加圧室面４−１に圧電アクチュエータ基板４０が接合されることで閉塞される。圧電アクチュエータ基板４０は、ヘッド本体２ａと同じ方向に長い長方形状である。また、圧電アクチュエータ基板４０には、各変位素子５０に信号を供給するためのＦＰＣなどの信号伝達部が接続されている。第２流路部材６には、中央で、上下に貫通している貫通孔６ｃがあり、信号伝達部は貫通孔６ｃを通って制御部８８と電気的に繋がれる。信号伝達部は、圧電アクチュエータ基板４０の第１の長辺の端から第２の長辺の端に向かうように短手方向に延びる形状にし、信号伝達部に配置される配線が短手方向に沿って延び、長手方向に並ぶようにすれば、配線間の距離をとりやすくすることができる。
【００６５】
圧電アクチュエータ基板４０の上面における各加圧室１０に対向する位置には個別電極４４がそれぞれ配置されている。
【００６６】
第１流路部材４は、複数のプレートが積層された積層構造を有している。第１流路部材４の加圧室面４−１側から順に、プレート４ａからプレート４ｌまでの１２枚のプレートが積層されている。これらのプレートには多数の孔や溝が形成されている。孔や溝は、例えば、各プレートを金属で作製し、エッチングで形成できる。各プレートの厚さは１０〜３００μｍ程度であることにより、形成する孔や溝の形成精度を高くできる。各プレートは、これらの孔や溝が互いに連通して第１共通流路２０などの流路を構成するように、位置合わせして積層されている。
【００６７】
平板状の第１流路部材４の加圧室面４−１には、加圧室本体１０ａが開口しており、圧電アクチュエータ基板４０が接合されている。また、加圧室面４−１には、第１共通流路２０に液体を供給する開口２０ａと、第２共通流路２４から液体を回収する開口２４ａと、が開口している。第１流路部材４の、加圧室面４−１と反対側の面である吐出孔面４−２には吐出孔８が開口している。なお、加圧室面４−１にさらにプレートを積層して、加圧室本体１０ａの開口を塞ぎ、その上に圧電アクチュエータ基板４０を接合してもよい。そのようにすれば、吐出する液体が圧電アクチュエータ基板４０に接する可能性を低減することができ、信頼性をより高くできる。
【００６８】
液体を吐出する構造としては、加圧室１０と吐出孔８とがある。加圧室１０は、変位素子５０に面している加圧室本体１０ａと、加圧室本体１０ａより断面積が小さいディセンダ１０ｂから成っている。加圧室本体１０ａは、プレート４ａに形成されており、ディセンダ１０ｂは、プレート４ｂ〜ｋに形成された孔が重ねられ、さらにプレート４ｌで（吐出孔８以外の部分を）塞がれて構成されている。
【００６９】
加圧室本体１０ａには、第１個別流路１２が繋がっており、第１個別流路１２は、第１共通流路２０に繋がっている。第１個別流路１２は、プレート４ｂを貫通する円形状の孔と、プレート４ｃにおいて平面方向に延びている貫通溝と、プレート４ｄを貫通する円形状の孔とを含んでいる。第１共通流路２０はプレート４ｆ〜ｉに形成された孔が重ねられ、さらに上側をプレート４ｅで、下側をプレート４ｊで塞がれて成っている。
【００７０】
ディセンダ１０ｂには、第２個別流路１４が繋がっており、第２個別流路１４は、第２共通流路２４に繋がっている。第２個別流路１４は、プレート４ｊにおいて平面方向に延びている貫通溝である。第２共通流路２４はプレート４ｆ〜ｉに形成された孔が重ねられ、さらに上側をプレート４ｅで、下側をプレート４ｊで塞がれて成っている。
【００７１】
液体の流れについて、まとめると、第１統合流路２２に供給された液体は、第１共通流路２０および第１個別流路１２を順に通って加圧室１０に入り、一部の液体は吐出孔８から吐出される。吐出されなかった液体は、第２個別流路１４、第２共通流路２４、第２統合流路２６を順次通過して、ヘッド本体２ａの外部に排出される。
【００７２】
なお、本実施形態では、液体循環機能を有する液体吐出ヘッドの例を示している。しかしながら、第２個別流路１４、第２共通流路２４、第２統合流路２６、第１接続流路２５Ａおよび第２接続流路２５Ｂを備えなくても構わない。すなわち、液体循環機能を有さない液体吐出ヘッドであっても構わない。
【００７３】
圧電アクチュエータ基板４０は、圧電体である２枚の圧電セラミック層４０ａ、４０ｂからなる積層構造を有している。これらの圧電セラミック層４０ａ、４０ｂはそれぞれ２０μｍ程度の厚さを有している。すなわち、圧電アクチュエータ基板４０の圧電セラミック層４０ａの上面から圧電セラミック層４０ｂの下面までの厚さは４０μｍ程度である。圧電セラミック層４０ａと圧電セラミック層４０ｂの厚さの比は、３：７〜７：３、好ましく４：６〜６：４にされる。圧電セラミック層４０ａ、４０ｂのいずれの層も複数の加圧室１０を跨ぐように延在している。これらの圧電セラミック層４０ａ、４０ｂは、例えば、強誘電性を有する、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系、ＮａＮｂＯ３系、ＢａＴｉＯ３系、（ＢｉＮａ）ＮｂＯ３系、ＢｉＮａＮｂ５Ｏ１５系などのセラミックス材料からなる。
【００７４】
圧電アクチュエータ基板４０は、Ａｇ−Ｐｄ系などの金属材料からなる共通電極４２およびＡｕ系などの金属材料からなる個別電極４４を有している。共通電極４２の厚さは２μｍ程度であり、個別電極４４の厚さは、１μｍ程度である。
【００７５】
個別電極４４は、圧電アクチュエータ基板４０の上面における各加圧室１０に対向する位置に、それぞれ配置されている。個別電極４４は、平面形状が加圧室本体１０ａより一回り小さく、加圧室本体１０ａとほぼ相似な形状を有している個別電極本体４４ａと、個別電極本体４４ａから引き出されている引出電極４４ｂとを含んでいる。引出電極４４ｂの一端の、加圧室１０と対向する領域外に引き出された部分には、接続電極４６が形成されている。接続電極４６は例えば銀粒子などの導電性粒子を含んだ導電性樹脂であり、５〜２００μｍ程度の厚さで形成されている。また、接続電極４６は、信号伝達部に設けられた電極と電気的に接合されている。
【００７６】
また、圧電アクチュエータ基板４０の上面には、共通電極用表面電極（不図示）が形成されている。共通電極用表面電極と共通電極４２とは、圧電セラミック層４０ａに配置された、図示しない貫通導体を通じて、電気的に接続されている。
【００７７】
詳細は後述するが、個別電極４４には、制御部８８から信号伝達部を通じて駆動信号が供給される。駆動信号は、印刷用紙Ｐの搬送速度と同期して一定の周期で供給される。
【００７８】
共通電極４２は、圧電セラミック層４０ａと圧電セラミック層４０ｂとの間の領域に面方向のほぼ全面にわたって形成されている。すなわち、共通電極４２は、圧電アクチュエータ基板４０に対向する領域内のすべての加圧室１０を覆うように延在している。共通電極４２は、圧電セラミック層４０ａ上に個別電極４４からなる電極群を避ける位置に形成されている共通電極用表面電極に、圧電セラミック層４０ａを貫通して形成されたビアホールを介して繋がっていて、接地され、グランド電位に保持されている。共通電極用表面電極は、複数の個別電極４４と同様に、制御部８８と直接あるいは間接的に接続されている。
【００７９】
圧電セラミック層４０ａの個別電極４４と共通電極４２とに挟まれている部分は、厚さ方向に分極されており、個別電極４４に電圧を印加すると変位する、ユニモルフ構造の変位素子５０となっている。より具体的には、個別電極４４を共通電極４２と異なる電位にして圧電セラミック層４０ａに対してその分極方向に電界を印加したとき、この電界が印加された部分が、圧電効果により歪む活性部として働く。この構成において、電界と分極とが同方向となるように、制御部８８により個別電極４４を共通電極４２に対して正または負の所定電位にすると、圧電セラミック層４０ａの電極に挟まれた部分（活性部）が、面方向に収縮する。一方、非活性層の圧電セラミック層４０ｂは電界の影響を受けないため、自発的には縮むことがなく活性部の変形を規制しようとする。この結果、圧電セラミック層４０ａと圧電セラミック層４０ｂとの間で分極方向への歪みに差が生じて、圧電セラミック層４０ｂは加圧室１０側へ凸となるように変形（ユニモルフ変形）する。
【００８０】
続いて、液体の吐出動作について、説明する。制御部８８からの制御でドライバＩＣなどを介して、個別電極４４に供給される駆動信号により、変位素子５０が駆動（変位）させられる。本実施形態では、様々な駆動信号で液体を吐出させることができるが、ここでは、いわゆる引き打ち駆動方法について説明する。
【００８１】
あらかじめ個別電極４４を共通電極４２より高い電位（以下、高電位と称す）にしておき、吐出要求がある毎に個別電極４４を共通電極４２と一旦同じ電位（以下、低電位と称す）とし、その後所定のタイミングで再び高電位とする。これにより、個別電極４４が低電位になるタイミングで、圧電セラミック層４０ａ、４０ｂが元の（平らな）形状に戻り（始め）、加圧室１０の容積が初期状態（両電極の電位が異なる状態）と比較して増加する。これにより、加圧室１０内の液体に負圧が与えられる。そうすると、加圧室１０内の液体が固有振動周期で振動し始める。具体的には、最初、加圧室１０の体積が増加し始め、負圧は徐々に小さくなっていく。次いで加圧室１０の体積は最大になり、圧力はほぼゼロとなる。次いで加圧室１０の体積は減少し始め、圧力は高くなっていく。その後、圧力がほぼ最大になるタイミングで、個別電極４４を高電位にする。そうすると最初に加えた振動と、次に加えた振動とが重なり、より大きい圧力が液体に加わる。この圧力がディセンダ１０ｂ内を伝搬し、吐出孔８から液体を吐出させる。
【００８２】
つまり、高電位を基準として、一定期間低電位とするパルスの駆動信号を個別電極４４に供給することで、液滴を吐出できる。このパルス幅は、加圧室１０の液体の固有振動周期の半分の時間であるＡＬ（Acoustic Length）とすると、原理的には、液体の吐出速度および吐出量を最大にできる。加圧室１０の液体の固有振動周期は、液体の物性、加圧室１０の形状の影響が大きいが、それ以外に、圧電アクチュエータ基板４０の物性や、加圧室１０に繋がっている流路の特性からの影響も受ける。
【００８３】
本実施形態の第１共通流路２０、第２共通流路２４、および接続流路などについて、図７および図８を用いて説明する。図７は、ヘッド本体２ａにおける共通流路および接合領域を示す拡大平面図である。図８は、図７のＷ線に沿った部分縦断面図である。なお、図７に示した第１接続領域Ｃは、概略の範囲であり、第１共通流路２０の第１接続領域Ｃと第２共通流路２４の第１接続領域Ｃとは、第２方向における位置が少しずれている。第１共通流路２０の第１接続領域Ｃは、第１共通流路２０において、第２方向のもっとも端に繋がっている第１個別流路１２から、第３方向のもっとも端に繋がっている第１個別流路１２までの範囲である。第２共通流路２４の第１接続領域Ｃは、第１共通流路２０において、第２方向のもっとも端に繋がっている第２個別流路１４から、第３方向のもっとも端に繋がっている第２個別流路１４までの範囲である。
【００８４】
第２方向に延びている第１共通流路２０における、第２方向の中央にある第１接続領域Ｃにおいて、第１共通流路２０は、第１個別流路１２を介して加圧室１０と繋がっている。第１共通流路２０は、第１接続領域Ｃの第２方向の外側においても第２方向に延びており、第１流路部材４の第２方向の端部において、外部に開口２０ａとして開口している。
【００８５】
第２方向に延びている第２共通流路２４における、第２方向の中央にある第１接続領域Ｃにおいて、第２共通流路２４は、第２個別流路１４を介して加圧室１０と繋がっている。第２共通流路２４は、第１接続領域Ｃの第３方向（第２方向と反対の方向）の外側においても第３方向に延びており、第１流路部材４の第３方向の端部において、外部に開口２４ａとして開口している。
【００８６】
第１流路部材４と第２流路部材６とは、第１流路部材４の第２方向の端部において第１方向に延びている第１接合領域Ａ１、および第１流路部材４の第３方向の端部において第１方向に延びている第２接合領域Ａ２で接合されている。なお、第１流路部材４と第２流路部材６とは、第１方向の端部および第４方向の端部においても同様に接合されている。
【００８７】
第１接合領域Ａ１と第２接合領域Ａ２とは第２方向において離間して配置されている。第１接合領域Ａ１と第２接合領域Ａ２との間において、第１流路部材４の加圧室面４−１の上には圧電アクチュエータ基板４０が配置されている。圧電アクチュエータ基板４０に配置されている変位素子５０には、信号伝達部から駆動信号が伝達される。変位素子５０と信号伝達部との電気的接続は、第１接合領域Ａ１と第２接合領域Ａ２とが離間して配置されているため、その間の領域で行なうことができる。
【００８８】
第１共通流路２０の開口２０ａは、第１接合領域Ａ１内に配置されており、第２流路部材６の第１統合流路２２と繋がっている。第１統合流路２２となる第１溝の第１流路部材４側の開口は、第１方向に延びている。第１統合流路２２は、第１溝の第１流路部材４側の開口を第１流路部材４で塞ぐことで構成されている。このため、第２流路部材６の第１統合流路２２が配置されている部分の第１方向に直交する断面における断面積に対して、第１統合流路２２の第１方向に直交する断面における断面積を大きくできる。これにより、第１統合流路２２の流路抵抗を低くできるので、メニスカスの圧力差を小さくできる。
【００８９】
第２共通流路２４の開口２４ａは、第２接合領域Ａ２内に配置されており、第２流路部材６の第２統合流路２６と繋がっている。第２統合流路２６となる第２溝の第１流路部材４側の開口は、第１方向に延びている。第２統合流路２６は、第２溝の第１流路部材４側の開口を第１流路部材４で塞ぐことで構成されている。このため、第２流路部材６の第２統合流路２６が配置されている部分の第１方向に直交する断面における断面積に対して、第２統合流路２６の第１方向に直交する断面における断面積を大きくできる。これにより、第２統合流路２６の流路抵抗を低くできるので、メニスカスの圧力差を小さくできる。
【００９０】
第１共通流路２０は、第１接続領域Ｃの第３方向の外側においても第３方向に延びているが、第２接合領域Ａ２に達しない位置で終わっている。そして、第１共通流路２０は、第１接続領域Ｃの第３方向の外側で、第２接続流路２５Ｂを介して、第２共通流路２４と繋がっている。これにより、第１共通流路２０を第２接合領域Ａ２と重なるまで第３方向へ延長した場合と比較して、第１流路部材４は中実になっている。
【００９１】
これにより、第１流路部材４の剛性が高くなり、第２接合領域Ａ２における接合を強固にできる。これは、第２統合流路２６が、第２溝の第１流路部材４側の開口を第１流路部材４で塞ぐことで構成されていることで、第２流路部材６の第２接合領域Ａ２の剛性が比較的低くなっている場合は特に有効である。また、第１流路部材４の剛性が高くなれば、吐出の影響などで第１流路部材４が振動し、その振動が吐出に影響を与えることを抑制できる。
【００９２】
第２共通流路２４は、第１接続領域Ｃの第２方向の外側においても第２方向に延びているが、第１接合領域Ａ１に達しない位置で終わっている。そして、第２共通流路２４は、第１接続領域Ｃの第２方向の外側で、第１接続流路２５Ａを介して、第２共通流路２４と繋がっている。これにより、第２共通流路２４を第１接合領域Ａ１と重なるまで第２方向へ延長した場合と比較して、第１流路部材４は中実になっている。これにより、第１接合領域Ａ１における接合が強固になり、第１流路部材４の剛性を高くできる。
【００９３】
これにより、第１流路部材４の剛性が高くなり、第１接合領域Ａ１における接合を強固にできる。これは、第１統合流路２２が、第１溝の第１流路部材４側の開口を第１流路部材４で塞ぐことで構成されていることで、第２流路部材６の第１接合領域Ａ１の剛性が比較的低くなっている場合は特に有効である。また、第１流路部材４の剛性が高くなれば、吐出の影響などで第１流路部材４が振動し、その振動が吐出に影響を与えることを抑制できる。
【００９４】
なお、本実施形態では、第１接合領域Ａ１および第２接合領域Ａ２の両方が、上述の状態になっているが、いずれか一方だけを上述の状態にしてもよい。
【００９５】
また、図７および図８に示すように、本実施形態では、各々の第１共通流路２０は、第１接続領域Ｃから第２方向に離れた場所に、第１統合流路２２に接続されている領域である第２接続領域９０Ａを有している。そして、各々の第１共通流路２０の第２接続領域９０Ａにおける内壁に、第１統合流路２２に繋がっている開口２０ａが配置されており、各々の第１共通流路２０の第２接続領域９０Ａにおける開口２０ａと対向する部分にダンパー９１Ａが配置されている。各々のダンパー９１Ａは、他の部分よりも壁の薄い部分である小厚部９６と、小厚部９６を間に挟んで第１共通流路２０と反対側に配置された空間であるダンパー室９７とで構成されている。また、各々の第１共通流路２０は、内部空間の第１方向の長さが他の部分よりも大きい幅広部９２Ａを、第２接続領域９０Ａに有しており、ダンパー９１Ａは、幅広部９２Ａの全体に渡って配置されている。
【００９６】
また、各々の第２共通流路２４は、第１接続領域Ｃから第３方向に離れた場所に、第２統合流路２６に接続されている領域である第２接続領域９０Ｂを有している。そして、各々の第２共通流路２４の第２接続領域９０Ｂにおける内壁に、第２統合流路２６に繋がっている開口２４ａが配置されており、各々の第２共通流路２４の第２接続領域９０Ｂにおける開口２４ａと対向する部分にダンパー９１Ｂが配置されている。第２接続領域９０Ｂの断面構造は、図８に示した第２接続領域９０Ａの断面構造と同じである。各々のダンパー９１Ｂは、他の部分よりも壁の薄い部分である小厚部と、小厚部を間に挟んで第２共通流路２４と反対側に配置された空間であるダンパー室とで構成されている。また、各々の第２共通流路２４は、内部空間の第１方向の長さが他の部分よりも大きい幅広部９２Ｂを、第２接続領域９０Ｂに有しており、ダンパー９１Ｂは、幅広部９２Ｂの全体に渡って配置されている。
【００９７】
なお、第２接続領域９０Ａと第２接続領域９０Ｂとを合わせて第２接続領域９０と称し、ダンパー９１Ａとダンパー９１Ｂとを合わせてダンパー９１と称し、幅広部９２Ａと幅広部９２Ｂとを合わせて幅広部９２と称し、開口２０ａと開口２４ａとを合わせて開口と称することがある。
【００９８】
このように、本実施形態では、共通流路の第２接続領域９０における、統合流路と繋がっている開口と対向する部分にダンパー９１が配置されている。これにより、統合流路内の液体に生じた圧力変動が、共通流路および個別流路を介して吐出孔８内の液体に伝達されて、液体の吐出に悪影響を及ぼすことを低減することができる。従来、１つの加圧室１０内の液体に加えられた圧力変動が、加圧室１０に繋がる個別流路、それに繋がる共通流路、そしてそれに繋がる別の個別流路を経て、別の加圧室１０に繋がっている吐出孔８内の液体に伝達され、液体の吐出に悪影響を及ぼすことが知られていた。しかしながら、これとは別に、何らかの原因によって統合流路内の液体に圧力変動が生じ、その圧力変動が、共通流路および個別流路を経て吐出孔８に伝達されて、液体の吐出に悪影響を与えることを、本発明者が発見した。そして、本発明者は、種々の検討により、上述したような構成によってこの問題が改善されることを確認した。なお、統合流路内の液体に圧力変動が生じる原因については未だ明確になっていないが、種々の原因があるのではないかと推定される。種々の原因とは、例えば、他の共通流路に接続されている加圧室１０内の液体に加えられた圧力変動が統合流路内の液体に伝達されることや、液体吐出ヘッド２内の液体を循環させるためのポンプによって生じる圧力変動が統合流路内の液体に伝達されることである。
【００９９】
また、本実施形態では、各々の共通流路は、内部空間の第１方向の長さが他の部分よりも大きい幅広部９２を、第２接続領域に有している。ダンパー９１は、幅広部９２に設けられており、ダンパー９１の第１方向の長さは、共通流路の幅広部９２以外の部分における第１方向の長さよりも大きい。これにより、ダンピング能力の高いダンパー９１とすることができる。
【０１００】
また、本実施形態では、図８に示すように、各々の第１共通流路２０は、開口２０ａからダンパー９１Ａに向けて、液体が収容される空間の第１方向の長さが、段階的に大きくなっている。図示していないが、第２共通流路２４も同様であり、開口２４ａからダンパー９１Ｂに向けて、液体が収容される空間の第１方向の長さが、段階的に大きくなっている。このように、各々の共通流路は、開口からダンパー９１に向けて、液体が収容される空間の第１方向の長さが、段階的に大きくなっている。これにより、共通流路から開口を介して伝達される圧力変動の影響を小さくするとともに、ダンパー９１によるダンピング効果を高めることができる。
【０１０１】
また、本実施形態では、ダンパー９１は、第１接続領域Ｃ内に配置された第１ダンパー２８Ａと隔離して設けられている。これにより、統合流路から伝達された圧力変動によってダンパー９１が振動し、その振動が直接的に第１接続領域Ｃ内の第１ダンパー２８Ａに伝達されることによって吐出孔８内の液体に圧力変動が伝達されやすくなることを低減できる。
【０１０２】
また、本実施形態では、図７に示すように、第１接合領域Ａ１は、第１統合流路２２が配置された領域と、第１領域９４Ａと、第２領域９５Ａとを有している。第１領域９４Ａは、第１統合流路２２が配置された領域に対して第２方向側に位置する領域である。第２領域９５Ａは、第１統合流路２２が配置された領域に対して第２方向と反対の方向である第３方向側に位置する領域である。第１領域９４Ａは、第１共通流路２０の幅広部９２Ａが配置された領域よりも第２方向側に位置しており、第２領域９５Ａは、第１共通流路２０の幅広部９２Ａが配置された領域よりも第３方向側に位置している。
【０１０３】
そして、第２接合領域Ａ２は、第２統合流路２６が配置された領域と、第１領域９４Ｂと、第２領域９５Ｂとを有している。第１領域９４Ｂは、第２統合流路２６が配置された領域に対して第２方向側に位置する領域である。第２領域９５Ｂは、第２統合流路２６が配置された領域に対して第２方向と反対の方向である第３方向側に位置する領域である。第１領域９４Ｂは、第２共通流路２４の幅広部９２Ｂが配置された領域よりも第２方向側に位置しており、第２領域９５Ｂは、第２共通流路２４の幅広部９２Ｂが配置された領域よりも第３方向側に位置している。
【０１０４】
なお、第１接合領域Ａ１と第２接合領域Ａ２とを合わせて接合領域Ａと称し、第１領域９４Ａと第１領域９４Ｂとを合わせて第１領域９４と称し、第２領域９５Ａと第２領域９５Ｂとを合わせて第２領域９５と称することがある。
【０１０５】
このように、接合領域Ａは、統合流路が配置された領域と、統合流路が配置された領域に対して第２方向側に位置する第１領域９４と、統合流路が配置された領域に対して第２方向と反対の方向である第３方向側に位置する第２領域９５とを有している。第１領域９４は、共通流路の幅広部９２が配置された領域よりも第２方向側に位置しており、第２領域９５は、共通流路の幅広部９２が配置された領域よりも第３方向側に位置している。これにより、例えば、第１流路部材４と第２流路部材６とを接着するときに、第１領域９４および第２領域９５に強い圧力を加えることが可能になるので、第１流路部材４と第２流路部材６との接合強度を高めることができる。
【０１０６】
（第２実施形態）
図９は、本発明の第２実施形態のヘッド本体２ａについての、図８と同じ場所の部分断面図である。なお、本実施形態については、前述した第１実施形態と異なる点について説明し、同様の構成要素には同様の参照符号を付して重複する説明を省略する。また、図９では、第２接続領域９０Ａにおける断面構造を示しているが、第２接続領域９０Ｂにおける断面構造も同じである。
【０１０７】
本実施形態では、図９に示すように、第１方向において隣り合う第１共通流路２０のダンパー室９７同士が接続されている。これにより、ダンパー室９７の体積を大きくすることができるので、ダンパー室９７内に閉じこめられた空気がバネの働きをして小厚部９６の動きを阻害してダンピング効果が低くなることを抑制することができる。
【０１０８】
また、本実施形態のヘッド本体２ａは、複数の端部接続流路９８を有しており、第１方向において隣り合う第１共通流路２０同士が、第２接続領域９０Ａにおいて、端部接続流路９８によって接続されて繋がっている。これにより、ダンパー９１Ａの面積を増加することができるので、ダンパー９１Ａによるダンピング効果を更に高めることができる。
【０１０９】
また、本実施形態では、第１方向において隣り合う第１共通流路２０の小厚部９６同士が接続されて一体化されている。これにより、小厚部９６が更に動きやすくなるので、ダンパー９１Ａによるダンピング効果を更に高めることができる。
【０１１０】
また、本実施形態では、端部接続流路９８の断面積が第１共通流路２０の他の部分の断面積よりも非常に小さくなっており、端部接続流路９８の単位長さ当たりの流路抵抗が、各々の第１共通流路２０の単位長さ当たりの流路抵抗よりも大きくなっている。これにより、１つの第１共通流路２０内の液体に生じた圧力変動が、端部接続流路９８を介して他の第１共通流路２０内の液体に伝達されるのを低減することができる。
【０１１１】
また、本実施形態では、第１共通流路２０および端部接続流路９８は、平板状の複数のプレート（４ａ〜４ｋ）が積層されて構成されている。端部接続流路９８が配置されたプレート４ｊは、複数の第１共通流路２０となる孔５１と、複数の第１共通流路２０の間の隔壁となる仕切り部５２と、複数の端部接続流路９８となる部分に設けられた、隣り合う孔５１を繋ぐ溝部５３と、を有している。これにより、プレート４ｊにおいて、孔５１に囲まれた部分が欠落するのを防止することができるので、製造が容易な流路部材を得ることができる。また、溝部５３が、端部接続流路９８が配置されたプレート４ｊにおける、小厚部９６側（プレート４ｊ側）の表面に形成されていることから、小厚部９６の動きを妨げないため、ダンピング能力の高いダンパー９１Ａとすることができる。
【０１１２】
なお、本実施形態においては、端部接続流路９８がプレート４ｊに設けられた溝部５３によって構成された例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、プレートに設けた貫通孔によって、端部接続流路９８を構成することも可能である。また、複数の流路部材を積層する方法に限定されるものでもなく、例えば、３Ｄプリンタを用いる方法のように、他の方法によって流路部材を形成しても構わない。
【符号の説明】
【０１１３】
１・・・カラーインクジェットプリンタ
２・・・液体吐出ヘッド
２ａ・・・ヘッド本体
４・・・第１流路部材（流路部材）
４ａ〜４ｌ・・・（第１流路部材の）プレート
４−１・・・加圧室面
４−２・・・吐出孔面
６・・・第２流路部材
６ａ、６ｂ・・・（第２流路部材の）プレート
６ｃ・・・（第２流路部材の）貫通孔
６ｃａ・・・貫通孔の拡幅部
８・・・吐出孔
９Ａ・・・吐出孔列
９Ｂ・・・吐出孔行
１０・・・加圧室
１０ａ・・・加圧室本体
１０ｂ・・・部分流路（ディセンダ）
１０Ｄ・・・ダミー加圧室
１１Ａ・・・加圧室列
１１Ｂ・・・加圧室行
１１Ｃ・・・加圧室配置領域
１２・・・第１個別流路
１４・・・第２個別流路
２０・・・第１共通流路（共通流路）
２０ａ・・・（第１共通流路の）開口
２２・・・第１統合流路
２２ａ・・・第１統合流路本体（第１溝）
２２ｃ・・・（第１統合流路の）開口
２４・・・第２共通流路（共通流路）
２４ａ・・・（第２共通流路の）開口
２５Ａ、１２５Ａ・・・第１接続流路
２５Ｂ・・・第２接続流路
２６・・・第２統合流路
２６ａ・・・第２統合流路本体（第２溝）
２６ｃ・・・（第２統合流路の）開口
２８Ａ・・・第１ダンパー
２８Ｂ・・・第２ダンパー
２９・・・ダンパー室
３０・・・端部流路
３０ａ・・・幅広部
３０ｂ・・・狭窄部
３０ｃ、３０ｄ・・・（端部流路の）開口
４０・・・圧電アクチュエータ基板
４０ａ・・・圧電セラミック層
４０ｂ・・・圧電セラミック層（振動板）
４２・・・共通電極
４４・・・個別電極
４４ａ・・・個別電極本体
４４ｂ・・・引出電極
４６・・・接続電極
５０・・・変位素子（加圧部）
５１・・・孔
５２・・・仕切り部
５３・・・溝部
６０・・・信号伝達部
７０・・・ヘッド搭載フレーム
７２・・・ヘッド群
８０Ａ・・・給紙ローラ
８０Ｂ・・・回収ローラ
８２Ａ・・・ガイドローラ
８２Ｂ・・・搬送ローラ
８８・・・制御部
９０Ａ、９０Ｂ・・・第２接続領域
９１Ａ，９１Ｂ・・・ダンパー
９２Ａ，９２Ｂ・・・幅広部
９４Ａ，９４Ｂ・・・第１領域
９５Ａ，９５Ｂ・・・第２領域
９６・・・小厚部
９７・・・ダンパー室
９８・・・端部接続流路
Ａ１・・・第１接合領域
Ａ２・・・第２接合領域
Ｂ１・・・第１延長領域
Ｂ２・・・第１延長領域
Ｃ・・・第１接続領域
Ｐ・・・印刷用紙
【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】
2017002778.tif 000008
【図７】
2017002778.tif 000009
【図８】
2017002778.tif 000010
【図９】
2017002778.tif 000011
【国際調査報告】
2017002778.tif 000012
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