(57)【要約】  本開示の液体吐出ヘッドは、複数の吐出孔８、複数の加圧室１０、複数の第１共通流路２０、および複数の第２共通流路２４を有する流路部材４と、複数の加圧部５０とを含んでいる。第１供給流路２０と第２供給流路２４とは、加圧室１０を介して繋がっている範囲である接続範囲Ｃの外で、接続流路２５を介して繋がっている。流路部材４は、複数の平板状のプレート４ａ〜ｌを積層して構成されている。接続流路２５は、第１共通流路２０および第２共通流路２４を構成する共通流路プレート４ｆ〜ｉ以外のプレート４ａ〜ｅ、ｊ〜ｌに配置されている孔および溝の少なくとも一方孔および溝の少なくとも一方を含んで構成されている。  【選択図】  図６
2016117707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の吐出孔、該複数の吐出孔とそれぞれ繋がっている複数の加圧室、複数の第１共通流路、および複数の第２共通流路を有する流路部材と、前記複数の加圧室をそれぞれ加圧する複数の加圧部とを含んでおり、
平面視したとき、
前記第１共通流路および前記第２共通流路は、第１方向に伸びているとともに、第１方向と交差する方向である第２方向に交互に並んでおり、
前記第１共通流路は、前記第１方向の端部で、前記流路部材の
外部に開口しているとともに、前記第１方向と反対の方向である第３方向の端部では、前記流路部材の外部に開口しておらず、
前記第２共通流路は、前記第３方向の端部で、前記流路部材の外部に開口しているとともに、前記第１方向の端部では、前記流路部材の外部に開口しておらず、
前記第２方向に隣り合っている前記第１共通流路と前記第２供給流路との間には、前記加圧室が複数配置されており、当該複数の前記加圧室を介して、前記第１供給流路と前記第２供給流路とは繋がっており、
前記第１方向において、前記第１供給流路と前記第２供給流路とが複数の前記加圧室を介して繋がっている範囲を接続範囲としたとき、前記第１供給流路と前記第２供給流路とは、前記第１方向における前記接続範囲の外で接続流路を介して繋がっており、
前記流路部材は、孔および溝の少なくとも一方が配置されている複数の平板状のプレートを積層して構成されており、
前記流路部材は、前記接続流路を構成している、前記孔および前記溝の少なくとも一方、ならびに前記第１共通流路および前記第２共通流路を構成している、前記孔および前記溝の少なくとも一方が配置されている第１プレートと、前記接続流路を構成している、前記孔および前記溝の少なくとも一方が配置されており、前記第１共通流路および前記第２共通流路を構成している、前記孔および前記溝が配置されていない第２プレートを含んでいることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記流路部材は、前記加圧室を構成している、前記孔および前記溝の少なくとも一方が配置されている第３プレートを含んでおり、積層方向において、前記第２プレートは、前記第１プレートに対して、第３プレート側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記第１共通流路における前記接続流路との接続位置、および前記第２共通流路における前記接続流路との接続位置の少なくとも一方は、当該第１共通流路あるいは当該第２共通流路の、前記第１方向および前記プレートの積層方向に沿って延在している側壁に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか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】
本開示は、液体吐出ヘッド、およびそれを用いた記録装置に関する。
【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第１共通流路と、加圧室から液体を回収する第２共通流路とを備えたものが知られている。液体が滞留することで流路のつまり等が生じ難いように、吐出を行なわないときにも、液体は、第１共通流路から加圧室を通って第２共通流路に流れるようになっており、外部も含めて液体を循環させることが知られている。また、そのような液体吐出ヘッドにおいて、複数の第１共通流路および複数の第２共通流路を、液体吐出ヘッドの短手方向に伸びる形状にするとともに、液体吐出ヘッドの長手方向に交互に配置することが知られている。さらに、そのような、加圧室、第１共通流路および第２共通流路などを含む流路部材を、孔を開けたプレートを積層することで構成することが知られている（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２００９−１４３１６８号公報
【発明の概要】
【０００４】
本開示の液体吐出ヘッドは、複数の吐出孔、該複数の吐出孔とそれぞれ繋がっている複数の加圧室、複数の第１共通流路、および複数の第２共通流路を有する流路部材と、前記複数の加圧室をそれぞれ加圧する複数の加圧部とを含んでいる。前記液体吐出ヘッドを平面視したとき、前記第１共通流路および前記第２共通流路は、第１方向に伸びているとともに、第１方向と交差する方向である第２方向に交互に並んでいる。前記液体吐出ヘッドを平面視したとき、前記第１共通流路は、前記第１方向の端部で、前記流路部材の外部に開口しているとともに、前記第１方向と反対の方向である第３方向の端部では、前記流路部材の外部に開口していない。前記液体吐出ヘッドを平面視したとき、前記第２共通流路は、前記第３方向の端部で、前記流路部材の外部に開口しているとともに、前記第１方向の端部では、前記流路部材の外部に開口していない。前記第２方向に隣り合っている前記第１共通流路と前記第２供給流路との間には、前記加圧室が複数配置されており、当該複数の前記加圧室を介して、前記第１供給流路と前記第２供給流路とは繋がっている。前記第１方向において、前記第１供給流路と前記第２供給流路とが複数の前記加圧室を介して繋がっている範囲を接続範囲としたとき、前記第１供給流路と前記第２供給流路とは、前記第１方向における前記接続範囲の外で接続流路を介して繋がっている。前記流路部材は、孔および溝の少なくとも一方が配置されている複数の平板状のプレートを積層して構成されている。前記流路部材は、前記接続流路を構成している、前記孔および前記溝の少なくとも一方、ならびに前記第１共通流路および前記第２共通流路を構成している、前記孔および前記溝の少なくとも一方が配置されている第１プレートと、前記接続流路を構成している、前記孔および前記溝の少なくとも一方が配置されており、前記第１共通流路および前記第２共通流路を構成している、前記孔および前記溝が配置されていない第２プレートを含んでいる。
【０００５】
また、本開示の記録装置は、前記液体吐出ヘッドと、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を備えている。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】（ａ）は、本開示の一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】本開示の他の実施形態のヘッド本体の拡大平面図である。
【図９】図８のＸＩ−ＸＩ線に沿った部分縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
特許文献１に記載されているような液体吐出ヘッドでは、第１共通流路および第２共通流路の一方の端と、他方の端とでは、液体の流量が異なることになる。例えば、第１共通流路の一方の端では、第１共通流路に繋がっているすべての加圧室を流れる液体を合計した流量が流れるが、他方の端では、その他方において繋がっている加圧室１個あるいは２個を流れる液体を合計した流量しか流れない。そして、流量の少ない方の端では、流速が遅くなるので、液体中の固形分の沈降、および液体中に含まれていた気泡の滞留などが生じやすい。
【０００８】
また、これを改善するために、第１共通流路の一方の端と、第２共通流路とを繋ぐことが考えられる。しかし、そのように設計する際に、プレートを積層して構成している流路部材では、第１共通流路と第２共通流路とを最短で繋ぐように、プレートに孔を配置すると、プレートの一部が、周囲と繋がっていない状態となり、製造が難しくなる。
【０００９】
図１（ａ）は、本開示の一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を搬送ローラ８０Ａから搬送ローラ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、記録媒体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。
【００１０】
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おり、プリンタ１はいわゆるラインプリンタとなっている。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。
【００１１】
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。
【００１２】
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おり、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。
【００１３】
４つのヘッド群７２は、記録用紙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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
次に、本開示の一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。
【００２０】
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、加圧室１０の配置のみを示している。
【００２１】
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、一方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。
【００２２】
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の主面である加圧室面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の主面であり、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。
【００２３】
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１方向に沿って伸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１方向と交差する方向である第２方向に交互に並んでいる。なお、第２方向は、ヘッド本体２ａの長手方向と同じ方向である。また、第１方向と反対の方向を第３方向とし、第２方向の反対の方向を第４方向とする。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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、仮想線の一方の側に沿って第１共通流路２０が伸びており、仮想線の他方の側に沿って第２共通流路２４が伸びている。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。
【００２７】
また、第１共通流路２０と第２共通流路２４とは、第１方向における加圧室が繋がっている範囲の外側で、接続流路２５を介して繋がっている。第１方向において、第１共通流路２０と第２共通流路２４とが、加圧室１０を介して繋がっている範囲を接続範囲Ｃと呼ぶ。また、第１共通流路２０における接続範囲Ｃを、第１接続範囲Ｃ１と呼び、第２共通流路２４における接続範囲Ｃを、第２接続範囲Ｃ２と呼ぶ（図４参照）。
【００２８】
第１共通流路２０は、第１接続範囲Ｃ１内で、複数の加圧室１０と略等間隔で繋がっている。第１共通流路２０は、第１接続範囲Ｃ１の第１方向の外側で、第２方向に隣り合っている第２共通流路２４と１つの接続流路２５を介して繋がっており、第４方向に隣り合っている第２共通流路２４と１つの接続流路２５を介して繋がっている。さらに、第１共通流路２０は、第１接続範囲Ｃ１の第３方向の外側で、第２方向に隣り合っている第２共通流路２４と１つの接続流路２５を介して繋がっており、第４方向に隣り合っている第２共通流路２４と１つの接続流路２５を介して繋がっている。
【００２９】
すなわち、第１共通流路２０は、第１接続範囲Ｃ１第１方向の外側で２つの接続流路２５と繋がっており、第１接続範囲Ｃ１の第３方向の外側で２つの接続流路２５と繋がっており、合計で４本の接続流路２５と繋がっている。同様に、第２共通流路２４は、第２接続範囲Ｃ２第１方向の外側で２つの接続流路２５と繋がっており、第２接続範囲Ｃ２の第３方向の外側で２つの接続流路２５と繋がっており、合計で４本の接続流路２５と繋がっている。
【００３０】
以上のような構成により、第１流路部材４においては、第２共通流路２４に供給された液体は、第２共通流路２４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、他の一部の液体は、加圧室１０に対して第２共通流路２４と反対側に位置している第１共通流路２０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２共通流路２４から接続流路２５を介して第１共通流路２０に流れ込む。
【００３１】
接続流路２５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において、接続流路２５を通ってくる液体の流量の合計が占める割合は、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。
【００３２】
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が繋がっており、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ので好ましい。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分、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。
【００３３】
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１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１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１方向の一方の端部に配置し、第２共通流路２４の外部への開口２４ａを第１方向の他方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し、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。
【００３４】
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。
【００３５】
第１共通流路２０の吐出孔面４−２側の壁面は、第１ダンパ２８Ａとなっている。第１ダンパ２８Ａの一方の面は、第１共通流路２０に面しており、他方の面はダンパ室２９に面している。ダンパ室２９があることにより、第１ダンパ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２８Ａが振動し、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２８Ａは、液体の給排を安定化させる役目も果たす。
【００３６】
第２共通流路２４の加圧室面４−１側の壁面は、第２ダンパ２８Ｂとなっている。第２ダンパ２８Ｂの一方の面は、第２共通流路２４に面しており、他方の面はダンパ室２９に面している。第２ダンパ２８Ｂも、第１ダンパ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２８Ｂは、液体の給排を安定化させる役目も果たす。
【００３７】
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。
【００３８】
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１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１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１方向のほぼ中央に位置している。
【００３９】
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２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。
【００４０】
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２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。
【００４１】
複数ある加圧室１０は、吐出孔面４−２において、第１方向および第２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１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。
【００４２】
加圧室１０の面積重心と、加圧室１０と繋がっている吐出孔８とは第１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から繋がっている吐出孔８は、第２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。
【００４３】
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。
【００４４】
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１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。
【００４５】
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。
【００４６】
第１個別流路１２と加圧室本体１０ａとの接続部は、加圧室本体１０ａの面積重心に対して、ディセンダ１０ｂとは反対側に配置されている。これにより、ディセンダ１０ｂから流れ込んだ液体は、加圧室本体１０ａ全体に広がった後、第１個別流路１２に向かうように流れるため、加圧室本体１０ａ内に液体の滞留が生じ難い。
【００４７】
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。
【００４８】
第１方向と第２方向とが成す角度は直角からずれている。このため、第１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２方向にずれて配置される。そして、吐出孔列９Ａが第２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２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２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。
【００４９】
１つの吐出孔列９Ａに属する吐出孔８の配置は、第１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２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のが好ましい。
【００５０】
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２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。
【００５１】
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。
【００５２】
第２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と第１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２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２４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。
【００５３】
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２方向の外側に位置していて、第１方向に伸びている、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。
【００５４】
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。
【００５５】
温度を一定に保つためには、液体吐出ヘッド２にヒータを設けたり、供給する液体を温度調節したものにする。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２方向）の端部からの放熱が多くなるため、第２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２方向の両方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２方向の両方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。
【００５６】
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ことが好ましい。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。
【００５７】
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の加圧室側４−１にはダンパが設けられている。このダンパは、一方の面が幅広部３０ａに面しており、他方の面がダンパ室に面していて変形可能になっている。ダンパ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に面してダンパを設けることで、ダンピング能力の高いダンパ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倍以上であるのが好ましい。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３０ｄを設けて、流路抵抗を調性してもよい。
【００５８】
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２共通流路２４に液体を供給する第２統合流路２６と、第１共通流路２０の液体を回収する第１統合流路２２とを有している。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。
【００５９】
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の駆動にともなって振動して、共振などが生じることを抑制できる。
【００６０】
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伸びる配線部材は、拡幅部６ｃａで曲げられて上方に向かい、貫通孔６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形状にしておくのが好ましい。
【００６１】
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、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以下にするのが好ましい。
【００６２】
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、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以下にするのが好ましい。
【００６３】
第１統合流路２２を第２流路部材６の短手方向の一方の端に配置し、第２統合流路２６を第２流路部材６の短手方向の他方の端に配置し、それぞれの流路を第１流路部材４側に向かわせて、それぞれ第１共通流路２０および第２共通流路２４と繋げる構造にする。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。
【００６４】
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統合流路２２のうち第２方向に伸びている流路抵抗の低い部分である第１統合流路本体２２ａとなる溝と、第２統合流路２６のうち第２方向に伸びている流路抵抗の低い部分である第２統合流路本体２６ａとなる溝が配置されている。
【００６５】
第１統合流路本体２２ａとなる溝の下側（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。
【００６６】
第２統合流路本体２６ａとなる溝から、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。
【００６７】
プレート６ａには、第１統合流路２２の第２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２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２統合流路２６の開口２６ｃから供給され、第１統合流路２２の開口２２ｃ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。
【００６８】
第１統合流路２２および第２統合流路２６には、ダンパを設けて、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。
【００６９】
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、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の一方の長辺の端から他方の長辺の端に向かうように短手方向に伸びる形状にし、信号伝達部に配置される配線が短手方向に沿って伸び、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なり、好ましい。
【００７０】
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。
【００７１】
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。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。
【００７２】
平板状の流路部材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２共通流路２４に液体を供給する開口２４ａ、および第１共通流路２０から液体を回収する開口２０ａが開口している。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。
【００７３】
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、さらにノズルプレート４ｌで（吐出孔８以外の部分を）塞がれて成っている。
【００７４】
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伸びている貫通溝と、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。
【００７５】
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伸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。
【００７６】
液体の流れについて、まとめると、第２統合流路２６に供給された液体は、第２共通流路２４および第２個別流路１４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１個別流路１２を通って、第１共通流路２０に入った後、第１統合流路２２に入り、ヘッド本体２の外部に排出される。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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、印刷媒体Ｐの搬送速度と同期して一定の周期で供給される。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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内を伝搬し、吐出孔８から液体を吐出させる。
【００８６】
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。
【００８７】
本開示の第１共通流路２０、第２共通流路２４、および接続流路２５などについて、図７を用いて説明する。なお、図７に示した接続範囲Ｃは、概略の範囲であり、図５に示すように、第１共通流路２０における接続範囲Ｃである第１接続範囲Ｃ１と、第２共通流路２４における接続範囲Ｃである第２接続範囲Ｃ２とは、第１方向における位置が少しずれている。第１接続範囲Ｃ１は、第１共通流路２０において、第１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接続範囲Ｃ２は、第１共通流路２４において、第１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。
【００８８】
第１方向に伸びている第１共通流路２０における、第１方向の中央にある接続範囲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、接続範囲Ｃの第１方向の外側においても第１方向に伸びており、第１流路部材４の第１方向の端部において、外部に開口２０ａとして開口している。
【００８９】
第１方向に伸びている第２共通流路２４における、第１方向の中央にある接続範囲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、接続範囲Ｃの第３方向（第１方向と反対の方向）の外側においても第３方向に伸びており、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。
【００９０】
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１方向の端部において第２方向に伸びている第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２方向に伸びている第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２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。
【００９１】
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。
【００９２】
第１共通流路２０は、接続範囲Ｃの第３方向の外側においても第３方向に伸びているが、第２接続領域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、接続範囲Ｃの第３方向の外側で、接続流路２５を介して、第２共通流路２４と繋がっている。
【００９３】
第１共通流路２０の接続範囲Ｃの第３方向の端部では、接続流路２５がなければ、１個の加圧室１０（加圧室１０の配置が千鳥配置でなく、格子配置ならば２つの加圧室１０）を通ってきた液体しか流れない。１個の第１共通流路２０には３２個の加圧室１０が繋がっているので、その部分では、もっとも流量の大きい部分の約１／３２の流量しか流れないことになる。流れの速度が遅いと、固形分の沈降や、気体の滞留が起きやすく、これらにより、液体の循環状態が悪くなることがある。第１共通流路２０の接続範囲Ｃの第１方向の端部に接続流路２５（このような接続流路２５を第２接続流路と言うことがある）を設けることで、第１共通流路２０の接続範囲Ｃの第３方向の端部における液体の流量が増えて、循環の安定性を高くできる。接続流路２５の繋がる先は第２共通流路２４のどこでも構わないが、メニスカスの圧力差を小さくするためには、第２共通流路２４の接続範囲Ｃの第３方向の外側に繋がっているのが好ましい。
【００９４】
第２共通流路２４の接続範囲Ｃの第１方向の端部においても同様であり、第２共通流路２４の接続範囲Ｃの第１方向の端部に接続流路２５（このような接続流路２５を第１接続流路と言うことがある）を設けることで、循環の安定性を高くできる。接続流路２５の繋がる先は第１共通流路２０のどこでも構わないが、メニスカスの圧力差を小さくするためには、第１共通流路２０の接続範囲Ｃの第１方向の外側に繋がっているのが好ましい。
【００９５】
また、一方の端で１つの第１共通流路２０と１つの第２共通流路２４とを繋いでいる接続流路２５を流れる液体の流量は、１個の加圧室１０を流れる液体の流量と略同じにされる。その部分に接続流路２５が２つ以上設けられる場合は、その合計量が１個の加圧室１０を流れる液体の流量と略同じにされる。具体的には、接続流路２５を流れる液体の流量（の合計）は、１つの加圧室１０を流れる液体の流量の１／２〜２倍程度にされる。また、そのようにするため、接続流路２５の（合計の）流路抵抗は、個別流路（第１個別流路１２、加圧室１０および第２個別流路の全体）の流路抵抗と略同じ、具体的には、１／２〜２倍程度にされる。
【００９６】
第１接続流路と第２接続流路は、両方設けてもよいし、片方だけでよい。接続流路２５を設けると、メニスカスの圧力差は大きくなるので、それを考慮して、片側だけに配置すれば、メニスカスの圧力差を小さくできる。接続流路２５を設けた際に生じるメニスカスの圧力差への影響は、上流側に配置された接続流路２５の方が大きくなるので、どちらか片方に設けるのであれば、下流側だけに配置するのが好ましい。また、両方配置する場合は、上流側の接続流路２５の流路抵抗を下流側の接続流路２５の流路抵抗より大きくするのが好ましい。なお、上流側とは、第２共通流路２４から第１共通流路２０へと液体を流して循環させるヘッド本体２ａであれば、第２共通流路２４の液体が供給される第２共通流路２４の開口２４ａ側（第３方向側）に近い方である。
【００９７】
上述したように、第２共通流路２４は、第１接合領域Ａ１に達するより手前に端がある。これにより、第２共通流路２４を第１方向に延長した領域である第２延長領域Ｂ２と、第１接合領域Ａ１とが重なる領域において、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。同様に、第１共通流路２０を第３方向に延長した領域である第１延長領域Ｂ１と、第２接合領域Ａ２とが重なる領域において、第１流路部材４は中実になっている。これにより、第２接合領域Ａ２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。
【００９８】
プレートを積層して構成する第１流路部材４において、接続流路２５を形成するには、第１共通流路２０および第２共通流路２４を構成する孔や溝が配置されているプレート４ｆ〜iに孔を設ければよいが、そのようにするとプレートの一部に、周囲のプレートと繋がっていない部分ができてしまう。ハーフエッチングなどで加工した溝で構成するようにすれば、プレートが繋がった状態にできるが、第１共通流路２０および第２共通流路２４などの中に、プレートが分離しないようにする部分（溝の一部）が、支持片として配置されてしまうことになる。このような部分は、循環の流れを乱し、固形分の沈降や、気泡の滞留などの原因となるので好ましくない。
【００９９】
そこで、接続流路２５の一部は、第１共通流路２０および第２共通流路２４を構成する孔や溝が配置されているプレート４ｆ〜ｉ（このようなプレートを共通流路プレートと呼ぶことがある）のプレート群より上側に配置されているプレート４ａ〜ｄに配置された孔または溝を含んで構成されるようにするか、あるいは共通流路プレート４ｆ〜ｉのプレート群より下側に配置されているプレート４ｊ、ｋに配置されている孔または溝を含んで構成されるようにする。そのようにすれば、接続流路２５を共通流路プレート４ｆ〜ｉに配置された孔または溝のみで構成しなくてもよくなる。
【０１００】
別の表現をすれば、第１流路部材４が次のような第１プレート４ｉ、４ｊおよび第２プレート４ｋを含むようにすればよい。第１プレート４ｉ、４ｊは、接続流路２５を構成している、孔および溝の少なくとも一方、および第１共通流路２０および第２共通流路２４を構成している、孔および溝の少なくとも一方が配置されている。第２プレート４ｋは、接続流路２５を構成している、孔および溝の少なくとも一方が配置されており、第１共通流路２０および第２共通流路２４を構成している、孔および溝が配置されていない。
【０１０１】
そして、そのようにすることで、少なくとも接続流路２５付近において、第１共通流路２０および第２共通流路２４内に支持片を配置しなくても、接続流路２５を構成することができる。これにより、プレート積層で構成された第１流路部材４を用いた液体吐出ヘッド２で、液体の循環を安定させることができる。
【０１０２】
具体的には、接続流路２５は、次のように構成されている（図４、および図６参照）。第１共通流路２０を構成する１枚のプレート４ｉは、第１方向と交差する方向の側壁に広がった部分を有している。プレート４ｉの下に積層されているプレート４ｊには、この部分に繋がっている円形状の孔が配置されている。プレート４ｊの下に積層されているプレート４ｋには、プレート４ｊの孔に繋がるように細長い孔が配置されている。プレート４ｋの孔は、プレート４ｊの孔に繋がっている部分から第１方向に伸びており、この部分の幅や長さを調整することで接続流路２５の流路抵抗を調整することができる。プレート４ｋの孔は、その先で第２共通流路２４側に曲がり、第２共通流路２４の下面で第２共通流路２４と繋がっている。
【０１０３】
このように、接続流路２５を共通流路プレート４ｆ〜ｉよりも下側に配置する場合は、接続流路２５に繋げるために、第１共通流路２０を広げるプレートは、共通流路プレート４ｆ〜ｉのうちでもっとも下方に位置する共通流路プレート４ｉのみにするのがよい。そのようにすることで、接続流路２５を構成するプレートの数が少なくでき、積層ずれなどにより生じる接続流路２５の流路抵抗のばらつきを小さくできる。また、接続流路２５を構成するために孔を開けるプレートの数が少なくなれば、第１流路部材４の剛性が低くなり難く好ましい。
【０１０４】
第１共通流路２０と接続流路２５とが繋がっている部分を第１共通流路２０の第１方向におよびプレートの積層方向に沿って延在している側壁Ｄに配置することで（図４および図６参照）、第１共通流路２０の第３方向の端を、第２接合領域Ａ２の近くまで配置しつつ、第２接合領域Ａ２の下を中実にすることができる。また、そのようにすれば、接続流路２５を第１共通流路２０の下面に繋がなくてもよいので、第１ダンパ２８Ａを、加圧室接続領域Ｃの外側にまで連続的に設けることができる。これにより第１共通流路２０内の液体の振動を効果的に減衰させることができ、液体を介してのクロストークを低減できる。
【０１０５】
第２共通流路２４と接続流路２５とが繋がっている部分を第２共通流路２４の第１方向に沿っている側壁に配置することで、第２共通流路２４の第１方向の端を、第１接合領域Ａ１の近くまで配置しつつ、第１接合領域Ａ１の下を中実にすることができる。
【０１０６】
本開示の他の実施形態の液体吐出ヘッド２を、図８、９を用いて説明する。この液体吐出ヘッド２の基本的構成は、図２〜５で示した液体吐出ヘッド２と同じであり、図８は、図４と同じ部分の平面図であり、図９は図５と同じ部分の縦断面図である。
【０１０７】
第２共通流路２４は、加圧室接続領域Ｃの第３方向の外側で、接続流路１２５を介して、隣に配置されている第１共通流路２０と繋がっている。図示しないが、第１共通流路２０は、加圧室接続領域Ｃの第１方向の外側で、接続流路１２５を介して、隣に配置されている第２共通流路２４と繋がっている。
【０１０８】
接続流路１２５は、図９示すように、第１共通流路２０および第２共通流路２４を構成している孔や溝が配置されている共通流路プレート４ｆ〜iのプレート群より上側に配置されている。第１流路部材４は、接続流路１２５を構成している、孔および溝の少なくとも一方、および第１共通流路２０および第２共通流路２４を構成している、孔および溝の少なくとも一方が配置されている第１プレート１０４ｆを含んでいる。第１流路部材４は、接続流路１２５を構成している、孔および溝の少なくとも一方が配置されており、第１共通流路２０および第２共通流路２４を構成している、孔および溝が配置されていない第２プレート１０４ｅを含んでいる。図７には図示されていないが、第１流路部材４は、加圧室１０を構成している、孔および溝の少なくとも一方が配置されている第３プレート１０４ａを含んでいる。第２プレート１０４ｅは、第１プレート１０４ｆに対して、第３プレート１０４ａ側に配置されている。
【０１０９】
図９の構成では、第１共通流路２０を構成するプレートのうちの１枚のプレート１０４ｆは、第１方向と交差する方向の側壁に広がった部分を有している。また、第２共通流路２４を構成するプレートのうちの１枚のプレート１０４ｆは、第１方向と交差する方向の側壁に広がった部分を有している。プレート１０４ｆの上に積層されているプレート１０４ｅには、上述の部分同士を繋ぐように細長い孔が配置されている。プレート１０４ｅの孔は第１方向に伸びている部分があり、この部分の幅や長さを調整することで接続流路１２５の流路抵抗を調整することができる。
【０１１０】
このように、接続流路１２５を共通流路プレート１０４ｆ〜ｉよりも上側に配置する場合は、接続流路１２５に繋げるために、第１共通流路２０を広げるプレートは、共通流路プレート１０４ｆ〜ｉのうちでもっとも上方に位置する共通流路プレート１０４ｆのみにするのがよい。そのようにすることで、接続流路１２５を構成するプレートの数が少なくでき、積層ずれなどにより生じる接続流路１２５の流路抵抗のばらつきを小さくできる。また、接続流路１２５を構成するために孔を開けるプレートの数が少なくなれば、第１流路部材４の剛性が低くなり難く好ましい。
【符号の説明】
【０１１１】
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、１０４ａ〜１０４ｌ・・・（第１流路部材の）プレート
４ｆ〜４ｉ、１０４ｆ〜１０４ｉ・・・共通流路プレート
４ａ、１０４ａ・・・第３プレート
４ｋ、１０４ｆ・・・第２プレート
４ｉ、４ｊ、１０４ｅ・・・第１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
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
２５、１２５・・・接続流路
２６・・・第２統合流路
２６ａ・・・第２統合流路本体
２６ｃ・・・（第２統合流路の）開口
２８Ａ・・・第１ダンパ
２８Ｂ・・・第２ダンパ
２９・・・ダンパ室
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）
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
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・・・接続範囲
Ｃ１・・・第１接続範囲
Ｃ２・・・第２接続範囲
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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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