(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の共通液室を接続する共有路内に気泡が滞留することを抑制する。【解決手段】インクジェットヘッドは、圧力変動によってノズルから液滴を吐出させる複数の圧力室４５をそれぞれ含む２つの圧力室群６５と、圧力室群毎６５に設けられ、対応する圧力室群６５に含まれる前記複数の圧力室４５に接続される共通液室４１を含む共通液室群６１と、各共通液室４１の一端に接続され、その各共通液室に液体４１を供給する液体供給口３２ｂと、２つの共通液室４１の各々の他端から延び、互いに接続される２つの連結流路４３によって構成される共有路６３と、前記共有路６３に形成され、外部へ開口される排出口６７とを備えている。２つの共通インク室４１及び連結流路４３間を隔てる隔壁４８の両側面がなす曲率が、隔壁の幅を直径とする円弧の曲率と同等かそれよりも大きい。また、共有路６３が前記仮想中心面６６に対し非対称に形成されている。【選択図】図２
2008273166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するための複数のノズルと、
前記複数のノズルに連通し、圧力変動によって前記複数のノズルから液滴を吐出させる複数の圧力室をそれぞれ含む複数の圧力室群と、
前記各圧力室群毎に設けられ、対応する前記圧力室群に含まれる前記複数の圧力室に接続されるとともに、前記各ノズルから吐出させる一の液体が供給される複数の共通液室を含む共通液室群と、
前記各共通液室の一端に接続され、その各共通液室に液体を供給する液体供給口と、
前記各共通液室の他端から延び、互いに接続される複数の連結流路によって構成される共有路と、
前記共有路に形成され、外部へ開口される排出口とを備え、
隣接する前記共通液室及びその共通液室から延びる前記連結流路間は、その共通液室及び前記連結流路の一方の側面を両側に有する隔壁によって隔てられ、
その隔壁を挟む前記連結流路が互いに接続される位置近傍において前記隔壁の両側の前記側面がなす曲率は、前記隔壁の幅を直径とする円弧の曲率と同一又はそれよりも大きいことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
前記各共通液室は、互いに平行にかつ一方向に伸延し、前記共有路を含めてＵ字形に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記排出口は、前記隔壁の延長上又はその近傍であって、前記共有路における前記各液体供給口から最も離反した位置に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記複数の共通液室は、偶数であり、仮想中心面に対し一方側および他方側にそれぞれ同数の共通液室が形成され、かつ仮想中心面に垂直な方向に並設され、
前記共有路の少なくとも前記隔壁に沿う部分は、前記仮想中心面に対し非対称に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３にいずれか１つに記載の液滴吐出装置。
【請求項５】
前記共有路に含まれる一の連結流路は、接続される他の連結流路に対し、少なくとも前記一方向にずれて接続されることを特徴とする請求項４に記載の液体吐出装置。
【請求項６】
前記共有路に含まれる一の連結流路は、接続される他の連結流路に対し、少なくとも前記共通液室の深さ方向にずれて接続されることを特徴とする請求項４又は５のいずれか１つに記載の液体吐出装置。
【請求項７】
前記隔壁の両側の前記側面は、前記連結流路が互いに接続される前記隔壁の先端位置から前記隔壁の幅の１／２よりも長い範囲で前記先端位置へ向かって前記隔壁の幅が狭くなるようにテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３にいずれか１つに記載の液体吐出装置。
【請求項８】
前記複数の連結流路は、その流路断面が略同一形状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載の液体吐出装置。
【請求項９】
前記排出口は、排出流路を介して外部へ開口され、
前記排出流路の流路抵抗は、各共通液室とノズルとを圧力室を介して接続する吐出流路の流路抵抗より小さく形成されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１つに記載の液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッド等のように複数のノズルから液体を吐出する液体吐出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ノズルから記録用紙等に向けてインク滴を吐出するインクジェットヘッドが既に知られている。図１２は、インクジェットヘッド１におけるマニホールドプレート６の平面図を示す。インクジェットヘッド１は、液体供給口２に繋がる共通液室３から複数の圧力室５を経て複数のノズル４に至る流路を有する。近年、高解像度記録のためにノズルが多列化されると、ノズルの列毎に共通液室３が必要となる。一方、インクの安定吐出のためには共通液室３は容積を大きくすることが望ましいが、インクジェットヘッド全体として小型化も要求され、それによって共通液室３の容積は制限されてしまう。複数の共通液室３を、インク供給口２と反対側で共有路７によって互いに接続することで、大きな容積を確保することができる。例えば、特許文献１に記載の構成では、このように複数の共通液室３を相互に接続させている。
【０００３】
図１２は本発明者が複数の共通液室３でのインクの流れを検討するために作成したもので、共有路７は、２つの共通液室３間の仮想中心面８に対して左右対称に、かつほぼ半円弧状に形成されており、２つの共通液室３とともにＵ字形状をなしている。また共有路７には、その中間部に排出口９が形成されている。
【０００４】
図１３は、図１２のインクジェットヘッド１において、共通液室３及び共有路７内にインクを供給する際のインクの流れをシミュレーションして得られた、インクの流れの経時変化を示す図面である。このシミュレーションでは、インク供給口２に作用する圧力を固定し、排出口９に負圧を与え、その圧力を時刻０ｍｓｅｃから徐々に減少させている。図１３（ａ）は、インク供給口２にインクが供給を開始した時刻０ｍｓｅｃにおけるインクの状態を示し、図１３（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ），（ｇ），（ｈ），（ｉ），（ｊ），（ｋ）は、インク供給口２にインクが供給されてから３．０ｍｓｅｃ、４．０ｍｓｅｃ、５．０ｍｓｅｃ、６．０ｍｓｅｃ、７．０ｍｓｅｃ、７．５ｍｓｅｃ、８．０ｍｓｅｃ、８．５ｍｓｅｃ、９．０ｍｓｅｃ及び１２．０ｍｓｅｃ経過した後のインクの状態を示している。このインクジェットヘッド１によれば、２つの共通インク室３が空の状態で排出口９に負圧を与えると、液体供給口２から図１３に示すように共通インク室３内にインクが供給される。これによって前記共通インク室３内及び共有路７内がインクで満たされてゆく（図１４（ａ）〜（ｊ）参照）。
【特許文献１】特許第３０３６５４８号公報（段落００１０〜００１３、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のインクジェットヘッド１では、２つの共通インク室３を流れてきたインクは、その共通インク室３間の隔壁の先端壁面３ａに達してもそのまま共通インク室３の延長方向に流れる（図１３（ｆ）及び（ｇ）参照）。そのため、２つの共通インク室３を流れてきたインクの間には、先端壁面３ａの延長部分に空間が形成される。共有路７が仮想中心面８に対し左右対称に形成されているので、左右対称の流れが共有路７に沿って互いに接近し合流したとしても、先端壁面３ａの延長部分の空間の空気が気泡１０として残ってしまう（図１３（ｉ）参照）。排出口９を先端壁面３ａに近傍に設けたとしても、共有路７の下流側の端部に気泡１０が取り残されてしまう（図１３（ｊ）参照）。また流れが左右対称であるので、合流したインクは、渦流などを生じることなく、そのまま排出口９に向って流れる。そのため取り残されてしまった気泡１０は、そのまま滞留し続けてしまう（図１３（ｋ）参照）。このように気泡１０が滞留すると、ノズル４からインク滴を吐出するときに気泡がノズル４に導かれることがあり、これによってノズル４の吐出不良が発生し、画質不良が生じる。
【０００６】
そこで、本発明は、複数の共通液室を接続する共有路内に気泡が滞留することを抑制し、気泡に起因するノズルの吐出不良が改善された液滴吐出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上述のような事情に鑑みてなされたものであり、本発明は、液滴を吐出するための複数のノズルと、前記複数のノズルに連通し、圧力変動によって前記複数のノズルから液滴を吐出させる複数の圧力室をそれぞれ含む複数の圧力室群と、前記各圧力室群毎に設けられ、対応する前記圧力室群に含まれる前記複数の圧力室に接続されるとともに、前記各ノズルから吐出させる一の液体が供給される複数の共通液室を含む共通液室群と、前記各共通液室の一端に接続され、その各共通液室に液体を供給する液体供給口と、前記各共通液室の他端から延び、互いに接続される複数の連結流路によって構成される共有路と、前記共有路に形成され、外部へ開口される排出口とを備え、隣接する前記共通液室及びその共通液室から延びる前記連結流路間は、その共通液室及び前記連結流路の一方の側面を両側に有する隔壁によって隔てられ、その隔壁を挟む前記連結流路が互いに接続される位置近傍において前記隔壁の両側の前記側面がなす曲率は、前記隔壁の幅を直径とする円弧の曲率と同等かそれよりも大きいものである。
【０００８】
本発明に従えば、各液体供給口に対し複数のノズルおよび排出口の圧力を低くすると、各液体供給口から各共通液室に液体が供給され、各共通液室内をその他端に向って流れる。各共通液室の他端に達した液体は、さらに前記他端から延びる連結流路を流れ、やがて他の共通液室から流れてきた液体と合流する。前記連結流路が互いに接続される位置近傍において、共通液室及び連結流路間を隔てる隔壁の両側面がなす曲率が、隔壁の幅を直径とする円弧の曲率と同等かそれよりも大きいので、各共通液室を流れてきた液体は、相互に隔壁との間に空間を残すことを抑えて接近し合流することができる。従って気泡が共有路内に残留することを抑制でき、気泡に起因するノズルの吐出不良の発生を抑制することができる。
【０００９】
上記発明においては、前記各共通液室は、互いに平行にかつ一方向に伸延し、前記共有路を含めてＵ字形に形成されていることが好ましい。
【００１０】
本発明に従えば、各液体供給口から液体が供給されると、各連結流路を流れる液体は、共有路において、外側よりも内側の方が先行して流れ、外側よりも早く合流する。内側において隔壁に沿って上記のように合流させることで、内側に残る気泡が少ない。
【００１１】
上記発明においては、前記排出口は、前記隔壁の延長上又はその近傍であって、前記共有路における前記各液体供給口から最も離反した位置に形成されていることが好ましい。
【００１２】
本発明に従えば、隔壁の延長上又はその近傍であって、液体供給口から最も離反した位置に排出口が形成されている。隔壁の延長上又はその近傍であって、液体供給口から最も離反した位置とは、連結流路を流れる液体が合流し、その合流した液体の液面が最後に到達する位置である。従って該液体によって複数の共通液室内および共有路内の空気が全て排出口から排出される。これによって複数の共通液室内および共有路内に気泡が残ることを抑制し、気泡に起因するノズルの吐出不良の発生を抑制することができる。
【００１３】
上記発明においては、前記複数の共通液室は、偶数であり、仮想中心面に対し一方側および他方側にそれぞれ同数の共通液室が形成され、かつ仮想中心面に垂直な方向に並設され、  前記共有路の少なくとも前記隔壁に沿う部分は、前記仮想中心面に対し非対称に形成されていることが好ましい。
【００１４】
本発明に従えば、共有路が仮想中心面に対して非対称に形成されているので、ここで合流する液体によって仮想中心面の近傍で変則的な流れが生じる。それに伴って共有路内で生じた気泡を流動させて、やがては排出口から排出させることができる。これによって気泡が共有路内に残留することを抑制でき、気泡に起因するノズルの吐出不良の発生を抑制することができる。
【００１５】
上記発明においては、前記共有路に含まれる一の連結流路は、接続される他の連結流路に対し、少なくとも前記一方向にずれて接続されることが好ましい。
【００１６】
本発明に従えば、一の連結流路が他の連結流路に対し一方向にずれて接続されることによって、液体が合流する際に上記のように変則的な流れを生じさせ、気泡を排出させることができる。
【００１７】
上記発明においては、前記共有路に含まれる一の連結流路は、接続される他の連結流路に対し、少なくとも前記共通液室の深さ方向にずれて接続されることが好ましい。
【００１８】
本発明に従えば、一の連結流路が他の連結流路に対し深さ方向にずれて接続されことによって、液体が合流する際に上記のように変則的な流れを生じさせ、気泡を排出させることができる。
【００１９】
上記発明においては、前記隔壁の両側の前記側面は、前記連結流路が互いに接続される前記隔壁の先端位置から前記隔壁の幅の１／２よりも長い範囲で前記先端位置へ向かって前記隔壁の幅が狭くなるようにテーパ状に形成されていることが好ましい。
【００２０】
本発明に従えば、各共通液室を流れてきた液体は、隔壁の側面に沿って相互に接近し、隔壁との間に空間を残すことを抑えて合流することができる。従って気泡が共有路内に残留することを抑制でき、気泡に起因するノズルの吐出不良の発生を抑制することができる。
【００２１】
上記発明においては、前記複数の連結流路は、その流路断面が略同一形状に形成されていることが好ましい。
【００２２】
本発明に従えば、連結流路の流路断面が略同一形状であるので、共通液室内毎に液体の状態が異なること防ぐことができる。これによって複数のノズルから液滴を均一かつ安定して吐出させることができる。
【００２３】
上記発明においては、前記排出口は、排出流路を介して外部へ開口され、前記排出流路の流路抵抗は、各共通液室とノズルとを圧力室を介して接続する吐出流路の流路抵抗より小さく形成されていることが好ましい。
【００２４】
本発明に従えば、排出流路の流路抵抗を吐出流路の流路抵抗より小さくすることによって、排出流路からの気泡の排出を促し、共通液室内の気泡に起因するノズルの吐出不良を抑制できる。
【発明の効果】
【００２５】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、前記連結流路が互いに接続される位置近傍において、共通液室及び連結流路間を隔てる隔壁の両側面がなす曲率が、隔壁の幅を直径とする円弧の曲率と同等かそれよりも大きくすることで、各共通液室を流れる液体を、相互に隔壁との間に空間を残すことを抑えて接近させることができる。これによって複数の共通液室を接続する共有路内に気泡が滞留することを抑制し、気泡に起因するノズルの吐出不良を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係る実施の形態の図面を参照して説明する。
【００２７】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るインクジェットヘッド２１を示す分解斜視図である。図１に示すように、インクジェットヘッド（液滴吐出装置）２１は、複数枚のプレートが積層された流路ユニット２２と、その流路ユニット２２に対して重ねて接着される圧電アクチュエータ２３とを備えている。流路ユニット２２は、下面に開口したノズル４７（図３参照）から下向きにインクが吐出される構成となっている。圧電アクチュエータ２３の上面には、外部機器との電気的接続を行うためのフレキシブルフラットケーブル２４が重ねられ、このフレキシブルフラットケーブル２４の下面に露出した端子（図示せず）が圧電アクチュエータ２３の上面に形成された表面電極（図示せず）に接合されている。なお、以下の説明で用いる方向の概念は、流路ユニット２２に対して圧電アクチュエータ２３が設けられる側を上方、その反対側を下方として説明するものとする。
【００２８】
図２は、図１に示す流路ユニット２２における後述するマニホールドプレートの平面図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線位置におけるインクジェットヘッドの断面図である。図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線位置におけるインクジェットヘッドの断面図である。図３及び図４に示すように、圧電アクチュエータ２３は、１枚の厚さが略３０μｍ程度のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）のセラミックス材料からなる多数枚の圧電シート５０を積層して構成されており、電極５１，５２を圧電シート５０で挟んで積層方向に交互に備えている。電極５１，５２は、後述する各圧力室４５に夫々対応するよう配置され、積層方向に交互に位置する複数の電極５１，５２はそれぞれ相互に導通され、それぞれ最上面の表面電極（図示せず）に導通されている。
【００２９】
図３及び図４に示すように、流路ユニット２２は、圧力室プレート３２、接続流路プレート３３、スペーサプレート３４、第１マニホールドプレート３５、第２マニホールドプレート３６、第３マニホールドプレート３７、カバープレート３８及びノズルプレート３９を、この順に積層接着して構成されている。ノズルプレート３９はポリイミド等の樹脂シートで、それ以外の各プレート３２〜３８は４２％ニッケル合金鋼板等の金属板である。各プレート３２〜３９には、電解エッチング、レーザ加工、プラズマジェット加工等により、流路を構成する開口が形成されている。
【００３０】
まず、各プレート３２〜３９の夫々の構成を概説する。図２乃至図４に示すように、圧力室プレート３２は、４色のインク（例えばブラック、イエロー、マゼンダ及びシアン）毎に２列ずつ並べられた圧力室孔３２ａと、４色のインク毎に２つずつ設けられている液体供給口３２ｂとを有している。圧力室孔３２ａは、平面視で平行四辺形に形成され、その対角線が圧力室孔３２ａの列方向に対し傾斜して伸延している。液体供給口３２ｂには、インクタンク（図示せず）から供給されるインクに混入した塵を除去するためのフィルタ４０（図１参照）が被せられている。
【００３１】
接続流路プレート３３は、圧力室孔３２ａの長尺の対角線を構成する対角の一方の角に連通し、この角から離反するように伸延する長孔状の接続流路孔３３ａと、前記対角の他方の角に連通する流出用貫通孔３３ｂとを有している。スペーサプレート３４は、接続流路孔３３ａに連通する連通孔３４ａと、流出用貫通孔３３ｂに連通する流出用貫通孔３４ｂとを有している。
【００３２】
第１，第２及び第３マニホールドプレート３５，３６，３７は、圧力室孔３２ａの列毎にその列方向に伸延する複数のマニホールド孔３５ａ，３６ａ，３７ａを有する。各マニホールド孔３５ａ，３６ａ，３７ａは、平面視同一形状を有し、相互に重なって位置する。マニホールド孔３５ａ，３６ａ，３７ａには、その上方に対応する列の各圧力室孔３２ａが接続流路孔３３ａ及び連通孔３４ａを介してそれぞれ連通している。従ってマニホールド孔３５ａ，３６ａ，３７ａは、４色のインク毎に２つ平行に並べられている。これらの各マニホールド孔３５ａ，３６ａ，３７ａの伸延方向一端部は、圧力室プレート３２の液体供給孔３２ｂに、接続流路プレート３３及びスペーサプレート３４に形成された貫通孔（図示せず）を介して連通している。各マニホールド孔３５ａ，３６ａ，３７ａの他端部は、それぞれ同色インクの隣接するマニホールド孔３５ａ，３６ａ，３７ａ側へ向けて円弧状に曲がった連結路３５ｃ，３６ｃ，３７ｃに接続している。隣接するマニホールド孔３５ａ，３６ａ，３７ａの連結路３５ｃ，３６ｃ，３７ｃ同士はその先端を付き合わせて相互に連通している。これによって平行に並ぶ２つのマニホールド孔３５ａ，３６ａ，３７ａは、間に隔壁４８を介在させ、連結孔３５ｃ，３６ｃ，３７ｃを含めた大略的にＵ字状に形成される。
【００３３】
カバープレート３８は、マニホールド孔３７ａの下面を覆って配置されている。ノズルプレート３９は、そのカバープレート３８の下に位置し、各圧力室孔３２ａに対応して複数の列をなすノズル孔３９ａを有する。ノズル孔３９ａは、対応する圧力室孔３２ａに、接続流路プレート３３、スペーサプレート３４、マニホールドプレート３５，３６,３７及びカバープレート３８に形成された流出用貫通孔３３ｂ，３４ｂ，３５ｂ，３６ｂ,３７ｂ，３８ａを介して連通している。ノズル孔３９ａは、下方に向けて縮径し、インクを外部に吐出するノズル４７の役目を果たす。
【００３４】
次に、流路ユニット２２内におけるインクの流路について概説する。図２乃至図４に示すように、マニホールド孔３５ａ，３６ａ，３７ａの上下がスペーサプレート３４とカバープレート３８とで覆われることで、複数の共通液インク室４１が形成され、これによって２列の共通液室４１で構成される共通液室群６１がインク毎に形成される。以下では、説明の便宜上、この共通液室群６１に含まれる２つの共通液室４１のうち平面視で左側に配設されるものを左側共通液室４１ａといい、平面視で右側（図２の紙面に向って右側）に配設されるものを右側共通液室４１ｂという場合がある。左右方向とは、図２乃至５の紙面に向って左右方向と同義である。各共通液室群６１は、同様の構成である。以下では、一の共通液室群６１及びそれに関連する構成についてだけ説明し、他の共通液室群６１及びそれに関連する構成については、その説明を省略する。
【００３５】
各共通液室４１は、後述する圧力室群６５に平面視でそれぞれ重なるように圧力室の列方向に伸延し、この伸延方向一端部に液体供給口３２ｂが連通している。また各共通液室４１の他端部には、連結路３５ｃ，３６ｃ，３７ｃの上下がスペーサプレート３４とカバープレート３８とで覆われることで形成される連結流路４３が接続されている。この各連結流路４３は、共通液室群６１に含まれるもう一方の共通液室４１に接続されている連結流路４３に接続されている。以下では、左側共通液室４１ａに接続される連結流路４３を左側連結流路４３ａといい、右側共通液室４１ｂに接続される連結流路４３を右側連結流路４３ｂという場合がある。このように接続される２つの連結流路４３ａ，４３ｂによって、２つの共通液室４１ａ，４１ｂを連通する、平面視ほぼ半円状の共有路６３が構成される。隔壁４８の端部は、この共有路６３の内周側の内壁面６３ｂを構成する。この内壁面６３ｂは、左右両共通液室４１の互いに内側の内壁面と連続している。共有路６３の外周側の内壁面６３ａは、左右両共通液室４１の互いに外側の内壁面と連続している。このようにして形成される２つの共通液室４１ａ，４１ｂは、共有路６３を含めて平面視で大略的にＵ字形状を呈している。
【００３６】
圧力室４５は、圧力室孔３２ａの上下が圧電アクチュエータ２３とスペーサプレート３３とで覆われることで形成されている。共通液室４１は、クランク状の複数の接続流路４２を介して対応する列の各圧力室４５に連通している。接続流路４２は、スペーサプレート３４の連通孔３４ａと接続流路プレート３３の接続流路孔３３ａとにより形成されている。接続流路４２の流路抵抗は、後述する流出路４４の流路抵抗よりも大きくなっており、圧力室４５から接続流路４２への逆流が抑制されている。具体的には、接続流路４２の流路断面積が、流出路４４の流路断面積よりも小さく形成されている。
【００３７】
圧力室４５は、前述の通り４色のインク毎に２列ずつ配置されており、各列の圧力室４５によって圧力室群６５が構成される。この圧力室群６５毎に各共通液室４１が形成されている。流出路４４は、流出用貫通孔３３ｂ，３４ｂ，３５ｂ，３６ｂ，３７ｂ，３８ａにより形成されている。
【００３８】
このような構成のインクジェットヘッド２１によれば、インクタンク（図示せず）からフィルタ４０を介して供給されたインクが、共通液室４１、接続流路４２、圧力室４５、及び流出路４４内に充填されている。そして、この状態で圧力室４５の上方に対応する複数の電極５１，５２間に、選択的に電圧を印加すると、その間に挟まれた圧電シート５０の活性部に電界が作用して積層方向の歪み変形が発生する。ここで活性部とは、各圧電シート５０において電極５１，５２とに挟まれた部分であって、上述したように積層方向の歪み変形が生じる部分をいう。活性部が変形させることで、圧力室４５内部のインクが流出路４４を通じてノズル４７から外部へ吐出されることとなる。
【００３９】
以下では、共有路６３について、さらに詳細に説明する。共通液室群６１に含まれる２つの共通液室４１ａ，４１ｂは、その伸延方向に平行に並設され、それらの中間を平行に通る仮想中心面６６に対し左右対称に配置されている。これに対し共有路６３は、前記仮想中心面６６に対し、左右非対称に形成されている。本実施の形態では、２つの連結流路４３ａ，４３ｂは、互いに前記伸延方向にずれて接続されている。
【００４０】
即ち、隔壁４８における共有路６３の内周側の内壁面６３ｂの右側の部分６３ｂ３（右側連結流路４３ｂの一方の側面）は、隔壁４８の幅４８ｗ（共通液室４１の伸延方向と直交する方向の幅）のほぼ１／２を半径とする円弧状に、左側の連結流路４３ａ向けて曲がっている。同内壁面６３ｂの左側の部分（左側連結流路４３ｂの一方の側面）は、右側の部分６３ｂ３よりも液体供給口４３側の位置から連結流路４３ａ内へ凸となる円弧部分６３ｂ１と、連結流路４３ａ内へ凹となる円弧部分６３ｂ２を連ねている。右側の円弧部分６３ｂ３と左側の円弧部分６３ｂ２とはその先端で適宜の円弧面をもってつながっている。
【００４１】
また、共有路６３の外周側の内壁面６３ａの左側の部分６３ａ１は、右側の部分６３ａ２よりも液体供給口４３側に位置しており、両部分６３ａ１、６３ａ２とも一端を共通液室４１ａ，４１ｂの側面に円弧面を持って連続し、他端を互いにほぼ仮想中心面６６上で段違い面６３ａ３を持って接続している。なお２つの連結流路４３ａ，４３ｂは、円弧部分６３ｂ２に対応する箇所を除いて、その平面視の形状がほぼ同一形状であり、かつ流路断面もほぼ同一形状である。なお、各部の円弧面は正確な円の一部でなく、なだらかに変化する曲面であればよい。
【００４２】
また共有路６３には、その仮想中心面６６の近傍であって、平面視でインク供給口３２ｂから最も離れた位置に排出口６７が形成されている。本実施の形態において、排出口６７は、共有路６３の外周側の内壁面６３ａに沿う位置であって、その段違い面６３ａ３に隣接して位置している。この排出口６７は、スペーサプレート３４を貫通して共有路６３内に開口するように形成され、排出流路６８を介して流路ユニット２の外部へ開口されている。排出流路６８は、接続流路プレート３３とスペーサプレート３４との間に溝状に形成され、その一端が排出口６７と接続され、他端が各プレート３４〜３９を積層方向に貫通する貫通孔６８ａを介してノズルプレート３９の下面に開口している。ノズルプレート３９における貫通孔３８ａの位置は、ノズル４７を覆う公知の吸引キャップが、貫通孔６８ａとノズル４７とを同時に覆うことができる範囲内にある。
【００４３】
排出口６７及び貫通孔６８ａを含む排出流路６８の流路抵抗は、共通液室４１とノズル４７とを圧力室４５を介して接続する吐出流路の流路抵抗よりも小さく形成されている。このため前記吸引キャップを通して貫通孔６８ａおよびノズル４７に負圧を与えることで、液体供給口３２ｂを介してインクタンクから共通液室４１にインクを供給するとき、インクは共通液室４１内を排出口６７に向けて優先的に流れる。なお、排出口６７は、カバープレート３８にあってもよいし、共有路６３の内面を形成するプレート３４〜３８間に開口するようにしてもよい。
【００４４】
図６は、インクジェットヘッド２１において、共通インク室群６１及び共有路６３内へインクを供給する際のインクの流れをシミュレーションして得られた、インクの流れの経時変化を示す図面である。また図７は、合流する直前における前記シミュレーション結果をさらに詳細に示す図面である。図８は、排出口６７に与えられた圧力の経時変化を示すグラフである。このシミュレーションでは、２つの液体供給口３２ｂ（図６において図示しない）に作用する圧力を一定にして、排出口６７に負圧を与え、その圧力を時刻０ｍｓｅｃから徐々に減少させ、所定値に達すると一定にする場合についてシミュレートしている（図８のグラフ参照）。図８は、縦軸が圧力であり、横軸が経過時間である。
【００４５】
図６（ａ）は、液体供給口３２ｂからインクの供給を開始した時刻０ｍｓｅｃにおけるインクの状態を示し、図６（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ），（ｇ），（ｈ），（ｉ），（ｊ），（ｋ）は、液体供給口３２ｂからインクが供給されてから３．０ｍｓｅｃ、４．０ｍｓｅｃ、５．０ｍｓｅｃ、６．０ｍｓｅｃ、７．０ｍｓｅｃ、７．５ｍｓｅｃ、８．０ｍｓｅｃ、８．５ｍｓｅｃ、９．０ｍｓｅｃ及び１２．０ｍｓｅｃ経過した後のインクの状態を示している。図７（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ），（ｇ），（ｈ），（ｉ），（ｊ），（ｋ）は、インク供給口３２ｂからインクが供給されてから８．０ｍｓｅｃ、８．１ｍｓｅｃ、８．２ｍｓｅｃ、８．３ｍｓｅｃ、８．４ｍｓｅｃ、８．５ｍｓｅｃ、８．６ｍｓｅｃ、８．７ｍｓｅｃ、８．８ｍｓｅｃ、８．９ｍｓｅｃ及び９．０ｍｓｅｃ経過した後のインクの状態を示している。これらのシミュレーション結果を参照しながら、インクジェットヘッド２１にインクを充填する動作について説明する。
【００４６】
液体供給口３２ｂがインクタンク（図示せず）に接続された状態で、ノズル４７および排出流路６８の貫通孔６８ａに前記吸引キャップを被せて負圧を与えると、インクタンクからインクが吸引されて各液体供給口３２ｂに供給される（図６（ｂ）参照）。さらにノズル４７および排出流路６８に負圧を与え続けると、インクは、各共通液室４１ａ，４１ｂをその内壁に沿って流れ、連結流路４３ａ，４３ｂに達する（図６（ｃ）〜（ｆ）参照）。インクは、連結流路４３ａ，４３ｂ内を共通液室４１ａ，４１ｂの延長方向に流れようとし、一旦、内周側の内壁面６３ｂを越えた位置に達する（図６（ｇ）〜（ｈ）参照）。
【００４７】
この後、インクは、内周側の内壁面６３ｂへ向かって広がり、右側共通液室４１ｂから隔壁４８の近傍を流れてきたインクは、隔壁４８の右側の円弧部分６３ｂ３に沿って流れ、その先端に向かう。また、左側共通液室４１ａから隔壁４８の近傍を流れてきたインクは、隔壁４８の左側の円弧部分６３ｂ１、６３ｂ２に沿って流れ、その先端に向かう。そして両方の隔壁４８近傍のインクは、内壁面６３ｂの先端で合流し、隔壁から離れた部分のインクはそれぞれ外周側の内壁面６３ａとの空間を埋めながら排出口６７に達する。
【００４８】
上記の隔壁４８の先端において右側の円弧部分６３ｂ３と、左側の円弧部分６３ｂ２とがなす曲面の曲率は、隔壁の幅４８ｗを直径とする円弧の曲率と同等かそれよりも大きい。つまり、両部分が、９０°もしくはそれよりもやや大きい角度をなしているから、インクは、内壁面６３ｂとの間に空間を残すことなく（あるいはその可能性を抑えて）相互に接近することとなり、気泡を残留させることをきわめて少なくすることができる。なお、内壁面６３ａにおける左側部分の円弧部分６３ｂ１、６３ｂは、上記のインクの広がりに順応して接触するように凹凸の変化を少なく形成されている。
【００４９】
また左側連結流路４３ａに対し右側連結流路４３ｂがずれて接続されることによって、前記各連結流路４３ａ，４３ｂのインクの流れが非対称な状態で合流するので、その合流地点である仮想中心面６６及びその近傍で渦流など変則的な流れが発生する。このような流れを発生させることによって、気泡を滞留させず流動させ、排出口６７へと導くことができる。これによって気泡が残ることがさらに抑制される。
【００５０】
なお、上記のようにノズル４７および貫通孔６８ａに負圧を与えてインクを供給すると、ノズル４７および貫通孔６８ａまでインクが充填される。貫通孔６８ａ内のインクは、ノズル４７内のインクと同様に、公知のメニスカスを形成し、ノズル４７からのインク吐出動作中もその状態を維持している。
【００５１】
このように共有路６３に気泡が残留することが抑えられるので、該気泡に起因するインクの吐出不良の発生が抑制され、良好な吐出性能を発揮することができる。また連結流路４３ａ，４３ｂをずらして接続しているが、その形状及び流路断面をほぼ同一形状に形成することで、左側共通インク室４１ａ及び右側共通インク室４１ｂの各々に接続される複数のノズル４７に同一の吐出性能を持たせることができる。これによってインクジェットヘッド２１による印字の画素の均一化を維持しつつ、吐出不良の抑制を図ることができる。
【００５２】
（第２実施形態）
図９は、第２実施形態のマニホールドプレートの平面図であり、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。この実施形態において、左側連結流路４３ａと右側連結流路４３ｂとは、第１実施形態のようにずれておらず、互いにほぼ一致して接続されている。また、この実施形態において、連結流路４３における隔壁４８の両側の側面６３ｂ４、６３ｂ５は、先端位置へ向かって隔壁４８の幅が狭くなるようにテーパ状に形成されている。さらに詳細には、連結流路４３ａ、」４３ｂが互いに接続される隔壁の先端位置から隔壁の幅４８ｗの１／２よりも長い範囲Ｌにおいて、両側の側面６３ｂ４、６３ｂ５は、それぞれ円弧状に湾曲して、その先端において接続されている。つまり、上記の隔壁４８の先端において両側の側面６３ｂ４、６３ｂ５がなす曲面の曲率は、隔壁の幅４８ｗを直径とする円弧の曲率と同等かそれよりも大きいため、インクは、内壁面６３ｂとの間に空間を残すことなく（あるいはその可能性を抑えて）相互に接近することとなり、気泡を残留させることをきわめて少なくすることができる。
【００５３】
（第３実施形態）
図１０、図１１は、第３実施形態を示す。マニホールドプレートの平面図は、図２と同様に表れる。図１０、図１１は、それぞれ図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線位置、ＩＶ−ＩＶ線位置におけるインクジェットヘッドの断面図に相当する。第３実施形態の流路ユニット１２２の構成において、第１実施形態の流路ユニット２２と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５４】
流路ユニット１２２は、第１又は第２実施形態において、左側共通液室４１ａが右側共通液室４１ｂに対し下方向にずれて配置され、それに伴って左側連結流路４３ａも右側連結流路４３ｂに対し下方にずれて配置されている。これによって左側連結流路４３ａと右側連結流路４３ｂとは、共通液室４１の深さ方向（下方向）にずれて接続され、両連結流路４３ａ、４３ｂとの接続部に段部６９が形成される。
【００５５】
このように構成することに伴って、第１マニホールドプレート１３５には、右側共通液室４１ｂに対応する位置に第１マニホールド孔３５ａが形成され、右側連結流路４３ｂに対応する位置に第１連結孔３５ｃが形成されている。さらに第１マニホールドプレート１３５は、流出用貫通孔３４ｂにそれぞれ連通する流出用貫通孔３５ｂをさらに有している。
【００５６】
第２マニホールドプレート１３６には、各共通液室４１ａ，４１ｂに対応する位置に第２マニホールド孔３６ａが形成され、各連結流路４３ａ，４３ｂに対応する位置に第２連結孔３６ｃが形成されている。第２及マニホールドプレート３６は、流出用貫通孔３５ｂにそれぞれ連通する流出用貫通孔３６ｂをさらに有している。
【００５７】
第３マニホールドプレート１３７には、左側共通液室４１ａに対応する位置に第３マニホールド孔３７ａが形成され、左側連結流路４３ａに対応する位置に第３連結孔３７ｃが形成されている。さらに第３マニホールドプレート１３７は、流出用貫通孔３６ｂにそれぞれ連通する流出用貫通孔３７ｂをさらに有している。そして第１マニホールドプレート１３５と第２マニホールドプレート１３６とによって、複数の右側共通液室４１ｂおよびそれに接続される右側連結流路４３ｂが形成され、第２マニホールドプレート１３６と第３マニホールドプレート１３７とによって、複数の左側共通液室４１ａおよびそれに接続される左側連結流路４３ａが形成される。
【００５８】
このように左側及び右側共通液室４１ａ，４１ｂならびに左側及び右側連結流路４３ａ，４３ｂを上下方向にずらして非対称に配置することによって、両共通液室４１ａ，４１ｂから流れてきたインクが合流する位置近傍において、変則的な流れを形成することができ、共有路６３内の気泡を滞留させず流動させ、排出口６７へと導くことができる。
【００５９】
本実施の形態では、共通インク室群６１が２つの共通液室４１で構成されている場合について、説明しているが、共通液室群６１に含まれる共通液室４１の数が４、６、８、・・・２ｎ（ｎは、正の整数）であってもよく、共通液室４１が前記仮想中心面の一方側及び他方側に同数並設され、複数の共通液室４１にそれぞれ接続される共有路６３が前記仮想中心面に対し非対称に形成されていればよい。また、共有路６３は、図２のように円弧状の曲面を組み合わせるだけでなく、種々の形態の曲面を組み合わせて構成することもできる。
【００６０】
なお、前述した各実施形態は、本発明をインクジェットに適用したものであるが、インク以外の液体、例えば着色液を吐出して液晶表示装置のカラーフィルタを製造する装置、導電液を吐出して電気配線を形成する装置などに使用する液滴吐出装置に適用してもよく、同様の効果が得られる。
【００６１】
また、圧力変動を発生する手段として圧電アクチュエータを用いたが、静電気により変位するアクチュエータなどを用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明に係る液滴吐出装置は、複数の共通インク室を接続する連結流路内に気泡が滞留することを抑制し、気泡に起因するノズルの吐出不良を改善することができる優れた効果を有し、インクジェットヘッド等に適用すると有益である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１実施形態に係るインクジェットヘッド２１を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示す流路ユニット２２における後述するマニホールドプレートの平面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線位置におけるインクジェットヘッドの断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線位置におけるインクジェットヘッドの断面図である。
【図５】図１に示す流路ユニットの要部分解斜視図である。
【図６】インクジェットヘッドにおいて、共通インク室群及び共有路内のインクの流れをシミュレーションして得られた、インクの流れの経時変化を示す図面である。
【図７】図６のさらに一部を詳細に示す図面である。
【図８】排出口６７に与えられた圧力の経時変化を示すグラフである。
【図９】第２実施形態のマニホールドプレートの平面図である。
【図１０】第３実施形態の、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線位置相当のインクジェットヘッドの断面図である。
【図１１】第３実施形態の、図２のＩＶ−ＩＶ線位置相当のインクジェットヘッドの断面図である。図１０のＸ−Ｘ線断面図であり、圧電アクチュエータ２３も図示したものである。
【図１２】従来の技術のインクジェットヘッドのマニホールドプレートの平面図を示す。
【図１３】従来の技術のインクジェットヘッドにおけるインクの流れの経時変化を示す図面である。
【符号の説明】
【００６４】
２１  インクジェットヘッド
３２ｂ  液体供給口
４１  共通液室
４３  連結流路
４５  ノズル
４５  圧力室
６１  共通液室群
６３  共有路
６５  圧力室群
６６  仮想中心面
６７  排出口
６８  排出流路
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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