(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が液体を吐出する吐出口を備え、複数の前記吐出口が吐出口列を形成する複数の液体吐出部と、前記吐出口列に関して一方の側を前記吐出口列と隣接して延びる共通液体供給流路と、他方の側を前記吐出口列と隣接して延びる共通液体回収流路と、を有し、
前記複数の液体吐出部は各々、前記吐出口を有する圧力室と、前記吐出口と対向する圧電素子と、を有し、前記圧力室は、前記共通液体供給流路に接続された入口端部と、前記共通液体回収流路に接続された出口端部と、を備えるとともに、前記入口端部と前記出口端部を結ぶ細長い形状を有し、前記圧力室の前記吐出口が設けられた面は前記入口端部から前記出口端部に渡って同一平面上にあり、前記圧力室は前記吐出口から液体が吐出される方向において、前記共通液体供給流路及び前記共通液体回収流路と重なる位置にあり、
複数の前記入口端部が前記共通液体供給流路に沿って配列し、複数の前記出口端部が前記共通液体回収流路に沿って配列している、液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記圧力室は前記圧電素子と対向する領域で、前記圧力室の短手方向に一定の幅を有している、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記入口端部と前記出口端部の少なくともいずれかの近傍で、前記圧力室の流路断面積が縮小している、請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記吐出口列は前記圧力室の長手方向と直交していない、請求項１から３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
個々の前記圧電素子の駆動信号を供給する個別配線を有し、前記個別配線は前記圧力室に対向して前記吐出口列に沿って延びている、請求項１から４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記共通液体供給流路と前記共通液体回収流路を形成する流路部材と、前記圧力室を形成する圧力室形成部材と、前記流路部材と前記圧力室形成部材の間に位置する貫通孔形成部材と、を有し、前記個別配線は前記貫通孔形成部材の前記圧力室側の面に設けられている、請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記共通液体供給流路及び前記共通液体回収流路は、前記圧電素子に関し前記吐出口の反対側にある、請求項１から６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
前記吐出口は前記圧力室の長手方向の中央に位置している、請求項７に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項９】
前記共通液体供給流路と前記共通液体回収流路を形成する流路部材と、前記圧力室を形成する圧力室形成部材と、前記流路部材と前記圧力室形成部材の間に位置する貫通孔形成部材と、を有し、前記貫通孔形成部材は前記共通液体供給流路と前記圧力室とを接続する液体供給貫通孔と、前記共通液体回収流路と前記圧力室とを接続する液体回収貫通孔とを有し、前記液体供給貫通孔は前記入口端部より大きな流路断面積を有し、前記液体回収貫通孔は前記出口端部より大きな流路断面積を有している、請求項７または８に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１０】
前記液体供給貫通孔は前記液体回収貫通孔よりも大きな流路断面積を有している、請求項９に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１１】
前記流路部材は、対向する前記貫通孔形成部材とともに前記共通液体供給流路を形成する尾根部と、前記尾根部と隣接し、前記圧力室形成部材とともに溝状の前記共通液体回収流路を形成する溝部と、を有する、請求項９または１０に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１２】
複数の前記吐出口列を有し、互いに隣接する前記吐出口列の間に一つの前記共通液体供給流路または一つの前記共通液体回収流路が設けられている、請求項７から１１のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１３】
第１の方向に沿って複数の吐出口が配列され、前記第１の方向と交差する第２の方向に互いに並列して配される第１及び第２の吐出口列と、
前記第１及び第２の吐出口列に含まれる吐出口に連通する、前記第２の方向に沿って延在する圧力室と、
流路部材に形成され、複数の前記圧力室に液体を供給するための、前記流路部材を貫通する共通液体供給流路と、
前記流路部材に形成され、複数の前記圧力室からの液体を回収するための、前記流路部材を貫通する共通液体回収流路と、を備え、
前記圧力室は、前記共通液体供給流路に接続された入口端部と、前記共通液体回収流路に接続された出口端部と、を備え、前記圧力室の前記吐出口が設けられた面は前記入口端部から前記出口端部に渡って同一平面上にあり、
前記吐出口から液体が吐出される方向からみて、前記第２の方向に、前記共通液体回収流路、前記第１の吐出口列、前記共通液体供給流路、前記第２の吐出口列がこの順に設けられている、液体吐出ヘッド。
【請求項１４】
前記共通液体供給流路は、前記第１の吐出口列及び前記第２の吐出口列に液体を供給する、請求項１３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１５】
第１の方向に沿って複数の吐出口が配列される第３の吐出口列を備え、
前記共通液体回収流路は、第１及び第２の共通液体回収流路を含み、
前記吐出口から液体が吐出される方向からみて、前記第２の方向に、前記第１の共通液体回収流路、前記第１の吐出口列、前記共通液体供給流路、前記第２の吐出口列、前記第２の共通液体回収流路、前記第３の吐出口列がこの順に設けられている、請求項１３または１４に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１６】
前記第２の共通液体回収流路は、前記第２の吐出口列及び前記第３の吐出口列から液体を回収する、請求項１５に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１７】
前記共通液体供給流路、前記第１の共通液体回収流路、及び前記第２の共通液体回収流路は共に前記第１の方向に沿って延在している、請求項１５または１６に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１８】
請求項１から１７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドを複数備え、被記録体の搬送方向と直交する記録幅の全幅に前記複数の液体吐出ヘッドによって前記液体が吐出させられる、ヘッドユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体吐出ヘッドとそれを用いたヘッドユニットに関し、特に、圧電素子を駆動して液体を吐出する液体吐出ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
被記録体にインクなどの液体を吐出して記録を行う液体吐出装置は、より高精細な記録を高速度で行うため、多数の液体吐出部が２次元に配列した液体吐出ヘッドを備えている。各液体吐出部は吐出口を備えた圧力室と、圧力室に対向して設けられた圧力発生手段と、を有している。圧力発生手段として圧電素子を用いたものが知られている。特に、吐出口と対向する圧力室の壁面を圧電素子によって曲げ変形させ、圧力室の容積を増減させるベンド型圧電素子は、高密度に精度良く配列することが比較的容易であり、広く用いられている。液体吐出ヘッドの個々の液体吐出部は、作動中に液体を吐出しない時間がある。被記録体の白地、余白等、印刷する描画パターンに応じて、連続して記録している際にも長時間液体を吐出しない吐出口がある。液体を吐出しない間に吐出口付近の液体が蒸発により変質し、吐出不良を発生する可能性がある。従って、吐出不良が発生した吐出口を回復させるために余分な時間を使わないようにするために、液体の蒸発などに起因する吐出不良を防止することが望まれる。
【０００３】
特許文献１には、液体吐出部の圧力室に入口端部と出口端部を設けた液体吐出ヘッドが開示されている。入口端部から流入した液体の一部はベンド型圧電素子の作動によって吐出口から吐出し、残りの液体は出口端部から排出される。液体を吐出しない時には入口端部から流入した液体の全量が出口端部から排出される。これによって、吐出口から液体を吐出しているかどうかに拘わらず、圧力室内に常時液体の流れが維持され、いわゆるスルーフローが実現される。吐出口付近に液体が滞留しにくくなるため、液体の変質による吐出不良が発生しにくくなる。特許文献２には、一つの圧力室に二つの入口端部を備えた液体吐出ヘッドが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１２−５３２７７２号公報
【特許文献２】特開２０１２−６２２４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、共通液体供給流路と共通液体回収流路に複数の液体吐出部が接続されている。従って、共通液体供給流路及び共通液体回収流路は、それらに接続されている複数の液体吐出部で必要とされる総流量を流す必要がある。しかし、液体吐出部が高密度で配置された液体吐出ヘッドでは共通液体供給流路及び共通液体回収流路の流路断面積が制限されやすい。特に、特許文献１に記載の液体吐出ヘッドでは、圧力室の形状が円形であるため、隣接する圧力室同士の間隔を縮小することが難しく、共通液体供給流路及び共通液体回収流路の長さを短くすることが困難である。このため、共通液体供給流路及び共通液体回収流路に沿った圧力勾配ないし圧力損失が発生しやすく、すべての吐出口において均一なメニスカスが生じるように液体の負圧を制御することが困難である。さらに、円形の圧力室の中央に吐出口があるため、吐出口の位置における流速が圧力室の他の位置に比べて小さく、スルーフローの効果を得るために流量を増やす必要がある。しかし、流量を増すと共通液体供給流路及び共通液体回収流路の流路抵抗に起因する圧力損失がさらに増加する。
【０００６】
この問題を解決するため、特許文献２に記載されているように２本の共通液体供給流路を設け、各共通液体供給流路の流量を抑えることも考えられる。しかし、特許文献２における液体の供給はスルーフローに関するものではなく、仮に特許文献２の液体吐出ヘッドでスルーフローを実現するためには共通液体回収流路を別に設ける必要があり、液体吐出部を高密度で配置することができない。
【０００７】
本発明は、液体吐出部を高密度で配置することができ、かつ各液体吐出部の圧力のばらつきが少ない液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の液体吐出ヘッドは、各々が液体を吐出する吐出口を備え、複数の吐出口が吐出口列を形成する複数の液体吐出部と、吐出口列に関して一方の側を吐出口列と隣接して延びる共通液体供給流路と、他方の側を吐出口列と隣接して延びる共通液体回収流路と、を有している。複数の液体吐出部は各々、吐出口を有する圧力室と、吐出口と対向する圧電素子と、を有している。圧力室は、共通液体供給流路に接続された入口端部と、共通液体回収流路に接続された出口端部と、を備えるとともに、入口端部と出口端部を結ぶ細長い形状を有している。圧力室の吐出口が設けられた面は入口端部から出口端部に渡って同一平面上にある。圧力室は、吐出口から液体が吐出される方向において、共通液体供給流路及び共通液体回収流路と重なる位置にある。複数の入口端部が共通液体供給流路に沿って配列し、複数の出口端部が共通液体回収流路に沿って配列している。
【０００９】
複数の圧力室はそれぞれ入口端部と出口端部を結ぶ細長い形状を有し、複数の入口端部が共通液体供給流路に沿って配列し、複数の出口端部が共通液体回収流路に沿って配列している。従って、複数の圧力室を共通液体供給流路及び共通液体回収流路の向きに沿って高密度で配列することができる。それによって共通液体供給流路及び共通液体回収流路の長さを短縮することができ、共通液体供給流路及び共通液体回収流路の圧力損失を低減することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、液体吐出部を高密度で配置することができ、かつ各液体吐出部の圧力のばらつきが少ない液体吐出ヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の液体吐出装置の概略構成図である。
【図２】図１に示す液体吐出装置のヘッドユニットの概略平面図である。
【図３】図２に示すヘッドユニットを構成する各液体吐出ヘッドの概略平面図である。
【図４】図３に示す液体吐出ヘッドの要部を示す概略図である。
【図５】図３に示す液体吐出ヘッドの流路部材の概略構成図である。
【図６】図３に示す液体吐出ヘッドの配線パターンの概略構成図である。
【図７】第２の実施形態に係る流路部材の概略構成図である。
【図８】第３の実施形態に係る液体吐出ヘッドの要部を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の液体吐出ヘッドは被記録体に高精細で美しい画像を高速度で形成する液体吐出装置に適用可能である。液体吐出装置の一例としてインクジェットプリンタが挙げられる。本発明の液体吐出ヘッドは、樹脂基板などに導電性液体でパターンを形成して配線パターンを形成する生産装置など、産業用の用途にも幅広く適用することができる。
【００１３】
［第１の実施形態］
図１に本実施形態の液体吐出装置５１の概略構成を示す。被記録体である記録紙１は、被記録体を搬送する紙送りローラー２によって矢印の方向へ送られ、プラテン３上で記録が行われる。液体吐出装置５１は、それぞれシアン、マゼンダ、イエロー、ブラックの各色の液体（例えばインク）を吐出する４組のヘッドユニット４を有している。各ヘッドユニット４には液体吐出ヘッド７の圧電素子１０を電気的に駆動する駆動手段５が接続されている。駆動手段５はコントローラー６から送られる画像信号に基づいて圧電素子１０の駆動信号を発生させる。
【００１４】
図２にヘッドユニット４を吐出口面側から見た概略平面図を示す。ヘッドユニット４は液体吐出ヘッド７を複数備え、これらの液体吐出ヘッド７は千鳥状に配置されている。ヘッドユニット４は被記録体の搬送方向と直交する記録幅の全幅に複数の液体吐出ヘッド７によって液体を吐出し画像を記録する。本実施形態のヘッドユニット４は液体吐出装置５１に不動に固定されたいわゆるラインヘッドであり、被記録体の搬送方向と直交する方向に走査される必要はない。しかし、本発明は被記録体の搬送方向と直交する方向に走査する液体吐出ヘッドにも適用することができる。複数の液体吐出ヘッド７は共通の基板５２に固定され、一つのヘッドユニット４を構成している。
【００１５】
図３に液体吐出ヘッド７の吐出口面側から見た圧力室と吐出口の配置を示す。他の部材の図示は省略されている。図４に液体吐出ヘッド７の主要部の構成を示す。図４（ａ）は図３のＡ部詳細図であり、吐出口面側から見た主要部の配置を示している。図４（ｂ）は図４（ａ）の線４ｂ−４ｂで切断した液体吐出ヘッド７の断面図を示している。
【００１６】
液体吐出ヘッド７は２次元に配置された複数の液体吐出部１５を有している。各液体吐出部１５は液体を吐出する吐出口１２を備えた圧力室１１と、吐出口１２と対向するベンド型の圧電素子１０と、を有している。本実施形態の液体吐出ヘッド７は約１０００個の吐出口１２を備え、１２００ｄｐｉでの記録が可能である。複数の吐出口１２は吐出口列Ｌを形成している。吐出口列Ｌは第１の方向に延びている。本実施形態では複数の吐出口列Ｌが設けられている。液体吐出ヘッド７は、吐出口列Ｌに関して一方の側Ｌ１を吐出口列Ｌと隣接して平行に延びる共通液体供給流路２１と、他方の側Ｌ２を吐出口列Ｌと隣接して平行に延びる共通液体回収流路２２と、を有している。圧力室１１は、吐出口１２の配列方向と交差する方向（第２の方向）に延在し、共通液体供給流路２１に接続された入口端部１３と、共通液体回収流路２２に接続された出口端部１４と、を備えている。複数の入口端部１３が共通液体供給流路２１に沿って配列し、複数の出口端部１４が共通液体回収流路２２に沿って配列している。互いに隣接する吐出口列Ｌの間に一つの共通液体供給流路２１または一つの共通液体回収流路２２が設けられている。共通液体供給流路２１及び共通液体回収流路２２は、圧電素子１０に関し吐出口１２の反対側にある。吐出口列は３列以上あってもよい。例えば、複数の吐出口列は、第１の方向に沿って各々複数の吐出口が配列される第１、第２、第３の吐出口列を備え、共通液体回収流路２２は、第１の共通液体回収流路と第２の共通液体回収流路を含むことができる。この場合、吐出口から液体が吐出される方向からみて、第２の方向に、第１の共通液体回収流路、第１の吐出口列、共通液体供給流路、第２の吐出口列、第２の共通液体回収流路、第３の吐出口列がこの順に設けられることになる。
【００１７】
同一の吐出口列Ｌに属する液体吐出部１５は圧力室１１ないし液体吐出ヘッド７の長手方向Ｘに互いに少しずつずらされている。すなわち、吐出口列Ｌは圧力室１１ないし液体吐出ヘッド７の長手方向Ｘと直交しておらず、圧力室１１ないし液体吐出ヘッド７の短手方向Ｙに対してわずかに傾いて直線状に延びている。図４（ａ）には一つの吐出口列Ｌあたり４列の液体吐出部１５を示しているが、一例では４０列の液体吐出部１５が設けられる。被記録体が圧力室１１ないし液体吐出ヘッド７の短手方向Ｙに搬送され、各液体吐出部１５が長手方向Ｘに少しずつずれた位置で液体を吐出することで、１２００ｄｐｉの記録が行われる。
【００１８】
図４（ｂ）を参照すると、液体吐出ヘッド７は流路部材２５と、貫通孔形成部材２０と、圧力室形成部材５３と、を有している。貫通孔形成部材２０は、流路部材２５と圧力室形成部材５３の間に位置している。流路部材２５は共通液体供給流路２１と共通液体回収流路２２を形成している。圧力室形成部材５３は圧電素子１０を備え、圧力室１１を形成している。貫通孔形成部材２０は、共通液体供給流路２１と圧力室１１とを接続する液体供給貫通孔１６と、共通液体回収流路２２と圧力室１１とを接続する液体回収貫通孔１７と、を有している。液体供給貫通孔１６は液体回収貫通孔１７よりも大きな流路断面積を有している。これにより、圧力室１１の入口側の流路抵抗を小さくすることができる。圧力室形成部材５３はスペーサー１９を介して貫通孔形成部材２０に支持されている。圧力室１１は入口端部１３と出口端部１４において、液体供給貫通孔１６及び液体回収貫通孔１７に対して直角に接続されている。液体は共通液体供給流路２１から液体供給貫通孔１６を通って圧力室１１に流入する。圧力室１１に流入した液体は液体回収貫通孔１７を通って共通液体回収流路２２に回収される。従って、本実施形態の液体吐出ヘッド７は圧力室１１内の液体が循環するいわゆるスルーフローを行うことができる。
【００１９】
圧力室１１の入口端部１３と出口端部１４の少なくともいずれかの近傍、本実施形態では、入口端部１３と出口端部１４のそれぞれの近傍に流路制限部材５４，５５が設けられ、圧力室１１の流路断面積が縮小されている。圧力室１１の入口端部１３及び出口端部１４における断面積は、圧力室１１の入口端部１３と出口端部１４との間における断面積より小さくなっている。このような流路狭窄部を設けることで、圧電素子１０を駆動した時、液体が液体供給貫通孔１６及び液体回収貫通孔１７に過剰に流出することが防止され、圧力室１１内に十分な量の液体を保持することができる。
【００２０】
貫通孔形成部材２０は互いに隣接する液体吐出部１５間で厚さ方向Ｚに完全に穿孔され、その周囲で厚さ方向Ｚに部分的に穿孔されている。このため、液体供給貫通孔１６は圧力室１１の入口端部１３より大きな流路断面積を有し、さらに共通液体供給流路２１側で圧力室１１の入口端部１３側より大きな流路断面積を有している。同様に、液体回収貫通孔１７は出口端部１４より大きな流路断面積を有している。図４（ｃ）に示すように、液体供給貫通孔１６は個々の圧力室１１と連通する個別の貫通孔５６と、個別の貫通孔５６と共通液体供給流路２１とに連通する共通の貫通孔５７と、を有していてもよい。図示は省略するが、貫通孔形成部材２０は個々の圧力室１１と共通液体供給流路２１とを接続する個別の貫通孔５６だけを有していてもよい。
【００２１】
圧力室１１は、入口端部１３と出口端部１４を結ぶ細長い形状を有している。圧力室１１の長手方向Ｘはヘッドユニット４の長手方向Ｘ、すなわち被記録体の搬送方向Ｙと直交する方向に一致しており、短手方向Ｙはヘッドユニット４の短手方向Ｙ、すなわち被記録体の搬送方向Ｙと一致している。吐出口１２は圧力室１１の長手方向Ｘの中央に位置している。圧力室１１は矩形の流路断面を有し、圧電素子１０と対向する領域で、圧力室１１の短手方向Ｙに一定の幅Ｗを有している。より好ましくは、圧電素子１０は入口端部１３と出口端部１４の間で一定の幅Ｗと一定の高さＨを有している。
【００２２】
圧電素子１０は、圧電体膜（図示せず）と、圧電体膜に接合された振動板（図示せず）と、を有している。振動板は圧力室１１の吐出口１２と対向する壁面１１ａを形成している。圧電素子１０は圧力室１１の一部または全部を覆っており、圧力室１１の流路方向Ｘに細長い長方形の形状を有している。圧電体膜の両面には電極（図示せず）が形成されている。一方の電極は長手方向Ｘに互いに隣接する複数の圧電体膜に共通する共通電極であり、他方の電極は個々の圧電体膜に接続された個別電極である。個別電極は、バンプ３１を介して、貫通孔形成部材２０に設けられたバンプ接続端子３２（図６参照）に接続されている。駆動手段５から共通電極と個別電極に供給される駆動信号によって圧電体膜と振動板が面外方向に変形し、圧力室１１の容積が増減する。それによって、圧力室１１内の液体の一部が吐出口１２から吐出する。
【００２３】
図５に流路部材２５の斜視図を示す。複数の共通液体供給流路２１と複数の共通液体回収流路２２は交互に櫛歯状に配置されており、それぞれの位置は直線状に並んだ液体供給貫通孔１６と液体回収貫通孔１７に対応している。複数の共通液体供給流路２１は流入用液体貯留部２６に接続されており、流入用液体貯留部２６には液体吐出装置５１の液体供給循環装置（図示せず）から液体が供給される。複数の共通液体回収流路２２は流出用液体貯留部２７に接続されており、流出用液体貯留部２７の液体は液体吐出装置５１の液体供給循環装置に回収される。回収された液体は液体供給循環装置によって流入用液体貯留部２６に供給され、循環流が形成される。
【００２４】
図６（ａ）に貫通孔形成部材２０の圧力室１１に対向する面に設けられた配線パターン３０の一部を示す。図６（ｂ）は図６（ａ）の部分拡大図である。個々の圧電素子１０を駆動する個別配線５８は圧力室１１に対向して吐出口列Ｌに沿って延びている。上述のように、ベンド型圧電素子１０の個別電極は、図４（ａ）に示すバンプ３１を介し、貫通孔形成部材２０に設けられた配線パターン３０のバンプ接続端子３２に接続されている。配線パターン３０は貫通孔形成部材２０の端部でフレキシブルケーブル（図示せず）に接続されている。配線パターン３０は液体供給貫通孔１６の列と液体回収貫通孔１７の列の間を、それらとほぼ同じ方向に延びている。本実施形態では、吐出口列Ｌの図６（ａ）における上側半分の配線パターン３０が上側に、下側半分の配線パターン３０が下側に引き出されているが、すべての配線パターン３０を片側に引き出してもよい。
【００２５】
次に本実施形態の効果をまとめて述べる。
まず、本実施形態の液体吐出ヘッド７ではスルーフローが実現される。このため、液体の不吐出時に吐出口１２付近の液体が増粘することで生じる吐出不良を防止することができる。連続吐出等によって圧力室１１内に気泡が生じた場合も、気泡が液体とともに除去され、吐出不良を防止することができる。
【００２６】
本実施形態の液体吐出ヘッド７は圧力室１１が細長い形状を有しているため、共通液体供給流路２１と共通液体回収流路２２の間隔（長手方向Ｘの間隔）を確保することが容易である。従って、共通液体供給流路２１と共通液体回収流路２２の流路幅を広くすることができる。さらに、圧力室１１が短手方向Ｙの幅の小さい細長い形状を有していることから、複数の圧力室１１を短手方向Ｙに高密度で配置することができる。従って、圧力室１１の共通液体供給流路２１と共通液体回収流路２２の流路を短くすることができる。これらの理由によって、各液体吐出部１５への十分な流量を確保しつつ、共通液体供給流路２１と共通液体回収流路２２の流路に沿った圧力勾配を小さくすることができる。従って、各吐出口１２における負圧を均等化しつつ、高速記録とスルーフローのために十分な流量を各液体吐出部１５に供給することができる。
【００２７】
吐出口列Ｌが圧力室１１の短手方向Ｙに対して僅かに斜めに傾いているため、長手方向Ｘに隣接する吐出口１２同士の間隔が広いにもかかわらず、吐出口列Ｌの長手方向Ｘに吐出口１２を高密度で配置することができる。また、共通液体供給流路２１と共通液体回収流路２２はほぼ圧力室１１の短手方向Ｙに延びているため、長手方向Ｘの印字幅を大きくするために液体吐出ヘッド７の長手方向Ｘを大きくしても、共通液体供給流路２１と共通液体回収流路２２の流路が長くならない。
【００２８】
液体の増粘を防ぐためにはある程度の流速が必要であり、特に吐出口１２の位置で流速を高めることが望ましい。本実施形態の液体吐出ヘッド７は、圧力室１１が細長くかつ流路方向にほぼ均一な流路断面を有しているため、吐出口１２の近傍を含む圧力室１１の全長でほぼ均一な流速が得られる。圧力室１１内で流速が著しく低下する場所もないため、不規則な流れが発生しにくい。このため、微小な気泡が発生した場合も、気泡は圧力室１１内に滞留することなく円滑に排出される。特に、本実施形態では圧力室１１の高さが圧力室形成部材５３の厚みで決定されるため、必要な流速と流量が得られるように最適化することが容易である。このように、本実施形態の液体吐出ヘッド７では、小さい流量で均一で大きな流速を得ることができ、スルーフローの効果を十分に得ることができる。圧力室１１の流量が抑えられる結果、共通液体供給流路２１と共通液体回収流路２２の流量を抑えることができ、流路抵抗に起因する圧力勾配をさらに低下させることができる。
【００２９】
本実施形態の液体吐出ヘッド７は、細長い圧力室１１の形状に合わせて、細長い形状のベンド型圧電素子１０を有している。幅（短手方向Ｙ寸法）が狭いため、圧電素子１０を構成する圧電体膜と振動板を薄くしても高い剛性を得ることができる。また、長手方向Ｘの長さを最適化することにより、必要な変位量を確保することが可能である。ベンド型圧電素子１０は一般に、それを構成する振動板と圧電体膜が厚ければ剛性が高く、薄ければ変位量が大きい。剛性は厚みの３乗に反比例し、同じ駆動電圧に対する変位量は厚みの２乗に反比例する。また、ベンド型圧電素子１０を支持する外周部の間隔が狭ければ剛性が高く、広ければ変位量が大きい。圧力に対する剛性は幅の５乗に反比例し、幅の影響が極めて大きい。体積変位量は幅の３乗に比例する。細長い長方形のベンド型圧電素子１０では、長手方向Ｘの長さは剛性に対して１次の影響しか受けない。圧力室１１のほぼ全域にわたって幅が一定であるため、振動板及び圧電体膜の厚みと幅を最適化することで圧力室１１の全域にわたって変位量と剛性を最適化することができる。さらに、長手方向Ｘの長さを適正に設計することで吐出に必要な変位体積を得ることができる。
【００３０】
なお、特許文献１に記載された円形のベンド型圧電素子１０は高速度で駆動する場合に不利である。円形のベンド型圧電素子１０は、変位量を確保する点では優れているが、剛性が低い。吐出口１２の共振周波数は剛性の１／２乗とイナータンスの−１／２乗に比例するため、共振周波数が低くなる。剛性を高めるには、圧電素子１０を構成する圧電体膜と振動板を厚くする必要があるが、その場合必要な変位量を確保するのが困難となる。
【００３１】
上述のように圧力室１１が細長いため、圧力室１１の近傍に設けられる配線パターン３０の設置スペースの確保が容易である。すなわち、液体供給貫通孔１６の列と液体回収貫通孔１７の列の間の間隔が広いため、複数の個別配線５８を共通液体供給流路２１及び共通液体回収流路２２とほぼ同じ方向に並列して配置することができる。この際、個別配線５８の配線幅を過度に小さくする必要がない。しかも、上述の通り共通液体供給流路２１と共通液体回収流路２２の長さが短縮化されるため、配線パターン３０の長さも同様に抑えられる。これらの理由により、個別配線５８の抵抗を低くすることができる。高速記録を行うため駆動電圧信号は高い周波数成分を含んでいるが、個別配線５８の抵抗が抑えられる結果、駆動電圧信号の波形の歪も抑えられ、ノイズの少ない駆動電圧信号をベンド型圧電素子１０に印加することができる。
【００３２】
吐出口１２が圧力室１１のほぼ中央にあるため、吐出口１２から圧力室１１の端部までの距離が小さい。このためイナータンスが小さく、共振周波数が高くなり、高速駆動が可能となる。細長い圧力室１１の一端に吐出口１２を設ける場合、圧力室１１の他端から吐出口１２までの距離が長くなる。駆動時に圧力室１１の他端から吐出口１２までの液体が吐出口１２に向けて動く必要があるため、イナータンスが大きくなる。本実施形態では、圧力室１１の端部から吐出口１２までの距離が上述の場合のほぼ１／２となる。
【００３３】
貫通孔形成部材２０が液体供給貫通孔１６を有することで、共通液体供給流路２１の高さを実質的に高くすることが可能となり、高速記録とスルーフローのための十分な流量を供給することが一層容易となる。さらに、本実施形態の液体吐出ヘッド７では、長手方向Ｘに互いに隣接する２つの入口端部１３が一つの液体供給貫通孔１６に接続され、長手方向Ｘに互いに隣接する２つの出口端部１４が一つの液体回収貫通孔１７に接続されている。すなわち、２つの液体吐出部１５が一つの液体供給貫通孔１６ないし液体回収貫通孔１７を共有している。その結果、共通液体供給流路２１及び共通液体回収流路２２の圧力室１１の長手方向Ｘにおける配置間隔は液体吐出部１５の配置間隔の２倍となり、共通液体供給流路２１と共通液体回収流路２２の少なくとも一方の流路幅をさらに広くすることができる。個別の貫通孔だけを貫通孔形成部材２０に設けた場合も、共通液体供給流路２１及び共通液体回収流路２２の流路幅を広くすることができる。
【００３４】
本実施形態の液体吐出ヘッド７では、共通液体供給流路２１と共通液体回収流路２２が圧力室１１に関して吐出口１２の反対側にある。共通液体供給流路２１と共通液体回収流路２２は配置上大きな制約を受けないため、十分な流路高さを確保することができる。従って、高速記録及びスルーフローのために十分な流量の液体を供給することが可能となる。
【００３５】
［第２の実施形態］
図７に第２の実施形態に係る液体吐出ヘッド７の流路部材２５の概略構成を示す。以下に説明されない構成及び発明の効果は第１の実施形態と同様である。図７には、図をわかり易くするため、圧力室１１の短手方向Ｙに対し僅かに傾いて配列された６列の吐出口列と、４列の液体供給貫通孔と、３列の液体回収貫通孔とを有する液体吐出ヘッド７を示している。しかし、吐出口列、液体供給貫通孔及び液体回収貫通孔の数はこれに限定されない。流路部材２５は、溝部材４０と蓋部材４１により構成されている。図ではこれらを分離して表示しているが、実際には接合されている。蓋部材４１には液体を供給する配管（図示せず）が接続された供給管接続穴４２が設けられている。溝部材４０には液体を回収する配管（図示せず）が接続された回収管接続穴４３が設けられている。溝部材４０は交互に配列した溝部５９と尾根部６０を有している。尾根部６０は対向する貫通孔形成部材２０とともに共通液体供給流路２１を形成する。溝部５９は、尾根部６０と隣接し、貫通孔形成部材２０とともに溝状の共通液体回収流路２２を形成する。
【００３６】
液体は尾根部６０と蓋部材４１の間の共通液室６１から共通液体回収流路２２の間に挟まれた共通液体供給流路２１に流入し、共通液体供給流路２１から各液体吐出部１５に供給される。液体は各液体吐出部１５から溝状の共通液体回収流路２２に回収され、共通液室６２に流入する。供給される液体は貫通孔形成部材２０に対して垂直方向（図中上向き）に流れる。共通液体供給流路２１は貫通孔形成部材２０に近づくにつれ流路断面積が縮小するテーパ状の流路を有しているため圧力抵抗が小さい。従って、圧力室１１の入口側の流路抵抗を小さくすることができる。
【００３７】
［第３の実施形態］
図８に第３の実施形態に係る液体吐出ヘッド７の概要を示す。以下に説明されない構成及び発明の効果は第１の実施形態と同様である。図８（ａ）は、液体吐出ヘッド７の主要部を示す平面図であり、主要な要素の位置関係を示している。わかりやすく表示するために、各部材の重なり順ではなく、小さい要素が前面にくるように表示してある。図８（ｂ）は主要部の断面図である。共通液体供給流路２１は、圧電素子１０に関し吐出口１２の反対側にあり、共通液体回収流路２２は、圧電素子１０に関し吐出口１２と同じ側にある。出口端部１４は吐出口１２の近傍と共通液体回収流路２２を接続している。共通液体回収流路２２は吐出口列Ｌの端部に設けられた流出用液体貯留部（図示せず）に接続されている。
【００３８】
共通液体供給流路２１は貫通孔形成部材２０の吐出口１２と反対側の裏面全面を覆う液体溜りであり、液体供給貫通孔１６と入口端部１３を介して圧力室１１に液体を供給する。共通液体供給流路２１の流路抵抗は極めて小さい。共通液体回収流路２２は高さの制約があるが、圧力室１１が長手方向Ｘに細長く、かつ長手方向Ｘに隣接する２列の液体吐出部１５で共有されているため、長手方向Ｘ寸法を確保することが容易である。本実施形態では、吐出口１２が圧力室１１の一端にあるため、圧力室１１の他端から吐出口１２までの距離が長く、イナータンスが大きい。しかし、上述の通り共通液体供給流路２１の流路抵抗を十分に小さくすることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１０  圧電素子                          １１  圧力室
１２  吐出口                            １３  入口端部
１４  出口端部                          １５  液体吐出部
２１  共通液体供給流路                  ２２  共通液体回収流路
Ｌ  吐出口列
【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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