JP2008213157A - 液滴吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高密度化と減衰性能向上の両立を図る。
【解決手段】複数列の圧力室２３Ａ〜２３Ｄのうち１列目の圧力室２３Ａがそれと連通する共通液室２１と平面視で重ならないように配置され、その圧力室２３Ａの列と共通液室２１との間に、１列目の圧力室２３Ａと隣接する２列目の圧力室２３Ｂと連通する流出路２４Ｂが少なくとも１列配置されており、１列目の圧力室２３Ａと連通する接続流路２２Ａが、２列目の圧力室２３Ｂと連通する流出路２４Ｂの列を横切って１列目の圧力室２３Ａと共通液室２１とを接続するクロス流路２２Ａである。
【選択図】図４

Description

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滴吐出装置に関するものである。

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。例えば、特開２００４−２５６３６号公報に開示されたインクジェットヘッドは、インク供給口に繋がる共通液室から複数のノズルまでの流路中に各ノズルに夫々対応する複数の圧力室が設けられた流路ユニットと、この流路ユニットの上に積層されて圧力室の容積を選択的に変動させる圧電アクチュエータとを備えている。このインクジェットヘッドによれば、圧電アクチュエータが圧力室の容積を個別に変動させることで、圧力室内のインクに吐出圧力が付与されてノズルよりインク滴が吐出される。

この圧力室に作用する圧力波は、ノズルへ向かう前進成分だけでなく、共通液室へと向かう後退成分を有している。この圧力波の後退成分が、共通液室を介して隣接する他の圧力室に伝播すると、いわゆるクロストークの問題が生じるので、前記インクジェットヘッドには圧力波の後退成分を吸収するためのダンパー壁が共通液室に面して設けられている。
特開２００４−２５６３６号公報

ところで、近年のインクジェットプリンタは、小型化や高解像度化を図るために、ノズルが高密度配置される。さらに、1列内のノズル密度には限度があるため、１色あたりのノズル列は多列化される傾向にある。しかしながら、前記流路ユニットでは、共通液室は圧力室の列と平面視で重なる位置に延在配置されており、ノズルの高密度化、多列化に伴って圧力室が高密度かつ多列配置されると、共通液室の幅寸法も減少せざるを得ない。このように共通液室の幅寸法が減少すると、共通液室内のインクに生じる圧力波の減衰性能が低下するという問題が生じることとなる。

そこで、本発明は、高密度化と減衰性能向上の両立を図ることができる液滴吐出装置を提供することを目的としている。

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、本発明に係る液滴吐出装置は、液体流入口から供給される液体を貯留する共通液室と、前記共通液室からの液体が分岐して流れる複数の接続流路と、前記複数の接続流路に夫々連通するように複数列に配設された複数の圧力室と、前記圧力室内の液体に吐出圧力を与える圧力発生手段と、前記複数の圧力室に夫々対応するように複数設けられ、前記圧力室内の液体をノズルから吐出すべく該ノズルに導く流出路とを備え、前記複数列の圧力室のうち第１の列の圧力室がそれと連通する前記共通液室と平面視で重ならないように配置され、その圧力室の列と前記共通液室との間に、前記第１の列の圧力室と隣接する第２の列の圧力室と連通する前記流出路が少なくとも１列配置されており、前記第１の列の圧力室と連通する接続流路が、前記第２の列の圧力室と連通する流出路の列を横切って前記第１の列の圧力室と前記共通液室とを接続するクロス流路であることを特徴とする。

前記構成によれば、第１の列の圧力室と連通する接続流路であるクロス流路が、第２の列の圧力室と連通する流出路の列を横切って共通液室と接続されているので、共通液室を平面視で第１の列の圧力室と重なる位置に設ける必要が無くなり、共通液室の配置自由度が大幅に向上する。このように共通液室の配置自由度が高まると、ノズル及びそれに対応する圧力室が高密度化されても、スペースを有効に利用して共通液室の幅寸法を大きく確保することができる。したがって、ノズルの高密度化と共通液室における減衰性能向上との両立を図ることが可能となる。

前記第２の列の圧力室が平面視で前記共通液室に重なっており、その共通液室は平面視で少なくとも前記第２の列及び第３の列の前記圧力室に連続して重なる幅を有していてもよい。

前記構成によれば、共通液室が平面視で少なくとも２列の圧力室に連続して重なる広い幅寸法を有しているので、共通液室の減衰性能が向上する。そして、その共通液室には、流出路を横切るクロス流路を介して第１の列の圧力室が接続されているので、第１の列の圧力室に作用する圧力波のうち、共通液室へと向かう後退成分を効果的に減衰させることが可能となる。

前記第２の列の圧力室と連通する接続流路が、前記流出路の列を横切らない非クロス流路であり、前記クロス流路と前記非クロス流路とは、互いに略同一の流路抵抗を有していてもよい。

前記構成によれば、１つの液滴吐出装置において接続流路としてクロス流路と非クロス流路とが混在する場合でも、互いの流出抵抗が略同一であるため、クロス流路に連通するノズルと非クロス流路に連通するノズルとの間で同様の吐出特性を得ることができる。

前記クロス流路と前記非クロス流路とは、互いに略同一の流路径及び流路長を有していてもよい。

前記構成によれば、クロス流路の流路抵抗と非クロス流路の流路抵抗とを簡単な構成で略同一に形成することができる。

前記第１及び第２の列の圧力室は、それぞれの前記流出路と連通する側の端部を相互に近接させ、かつ前記接続流路と連通する側の端部を相互に離した状態で配置され、その両列の前記流出路の集合を流出路群とし、前記流出路の列方向及び流出路軸線方向に直交する方向から見て、前記流出路群の各流出路軸線が列方向に不等間隔で配置され、前記流出路群は、隣接する前記流出路の軸線間の距離が大きい大間隔部と、隣接する前記流出路の軸線間の距離が小さい小間隔部とを有し、前記クロス流路は、前記大間隔部を通過して前記流出路群を横切っていてもよい。

前記構成によれば、クロス流路は隣接する流出路の軸線間の距離が大きい大間隔部を横切るので、ノズルが高密度化された場合でも、クロス流路の配置スペースを確保することが可能となる。

前記大間隔部と前記小間隔部とは、前記流出路の列方向に交互に形成されていてもよい。

前記構成によれば、複数のクロス流路を列方向に等間隔で配置することができるので、ノズルが高密度化されて流路間の剛体部分が狭くなる場合でも、液滴吐出装置の構造バランスが良好となり全体の強度低下を防止することが可能となる。

前記クロス流路は、平面視で前記流出路の列方向に対して斜め配置となるように、前記流出路群の前記大間隔部を通過していてもよい。

前記構成によれば、第１及び第２の列の圧力室の両列に夫々連通する流出路の各列をクロス流路が斜めに横切るので、クロス流路は隣接する流出路の間の距離の大きい箇所を通過することができ、さらに強度向上を図ることが可能となる。

前記第１の列の圧力室及び第２の列の圧力室は、その列方向と直交する方向に複数組配置され、１つの組の前記第１及び第２の列の圧力室が連通する前記共通液室には、その第２の列の圧力室及び他の組の第１の列の圧力室が平面視で重なって配置されていてもよい。

前記構成によれば、共通液室には隣の組同士の圧力室が平面視で並んで重なるので、共通液室の幅を広く確保される。また、各組の圧力室の剛性が相互に揃い、吐出特性を揃えることができる。

前記第１及び第２の列の圧力室は、第１の列の圧力室の前記クロス流路と連通する側の端部と第２の列の圧力室の前記流出路と連通する側の端部とを近接させた状態で配置され、前記第１の列の圧力室と連通する前記クロス流路と、前記第２の列の圧力室と連通する前記流出路とは、列方向に交互に配置されていてもよい。

前記構成によれば、第１の列の圧力室と共通液室とを連通するクロス流路を短くできるので、流路構成が簡単となり、製造加工が容易となる利点がある。

前記第１の列の圧力室及び第２の列の圧力室は、第１の列の圧力室の前記クロス流路と連通する側の端部同士を近接させて平行に２組配置され、前記共通液室は、その２組の圧力室の列のうち両方の第２の列の圧力室と平面視で重なって配置されていてもよい。

前記構成によれば、１つの共通液室に４列の圧力室が連通するので、共通液室の幅を広く確保することができるとともに、流路構成が簡単になり、製造加工が容易となる利点がある。

前記クロス流路が連通する前記圧力室に平面視で重なる位置に設けられたダミー空間をさらに備えていてもよい。

前記構成によれば、クロス流路が連通する圧力室に平面視で重なるダミー空間が設けられているので、共通液室と平面視で重なる圧力室と剛性が揃い、互いの吐出特性を揃えることが可能となる。

前記共通液室に面して弾性変形するように設けられたダンパー壁をさらに備えていてもよい。

前記構成によれば、共通液室内の液体に伝播した圧力波をダンパー壁の弾性変形で吸収することができ、クロストークを好適に防止することができる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、共通液室の配置自由度が高まるので、ノズルが高密度化されてもスペースを有効に利用して共通液室の幅寸法を大きく確保することができる。したがって、ノズルの高密度化と共通液室における減衰性能向上との両立を図ることが可能となる。

以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。

（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１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）１は、複数枚のプレートが積層された流路ユニット２と、その流路ユニット２に対して重ねて接着される圧電アクチュエータ（圧力発生手段）３とを備えている。流路ユニット２は、最下層の下面側に開口したノズル２５（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３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４が重ねられ、このフレキシブルフラットケーブル４の下面に露出した端子（図示せず）が圧電アクチュエータ３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２に対して圧電アクチュエータ３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。

図２は図１に示す流路ユニット２の平面図である。図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図であり、圧電アクチュエータ３も図示したものである（なお、図２及び図３は、主にブラックインク用の左側４列の圧力室２３に着目して拡大表示したものである。）。図３に示すように、圧電アクチュエータ３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３０が積層されており、圧電シート３０は上下から個別電極３１と共通電極３２とで挟まれている。個別電極３１は後述する各圧力室２３の夫々に対応するよう個別配置されている一方、共通電極３２は多数の圧力室２３に対応して連続配置されている。個別電極３１及び共通電極３２は圧電シート３０の側端面またはスルーホールを介して最上層のトップシートの上面の表面電極（図示せず）に導通されている。

図３に示すように、流路ユニット２は、圧力室プレート１１、第１スペーサプレート１２、接続流路プレート１３、第２スペーサプレート１４、第１マニホールドプレート１５、第２マニホールドプレート１６、ダンパープレート１７、カバープレート１８及びノズルプレート１９が、この順に上方から配設されてそれぞれ積層接着されている。ノズルプレート１９はポリイミド等の樹脂シートで、それ以外の各プレート１１〜１８は４２％ニッケル合金鋼板等の金属板である。各プレート１１〜１９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。

まず、各プレート１１〜１９の夫々の構成を概説する。図２及び図３に示すように、圧力室プレート１１は、４色のインク毎に４列ずつ並べられた圧力室孔１１ａと、インク供給口（液体流入口）１１ｂとを有している。圧力室孔１１ａは、平面視で列方向と直交する方向に延在し、後述する流出路２４に向けて徐々に先細った形状となっている。また、圧力室プレート１１のインク供給口１１ｂ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２０（図１参照）が被せられている。

図３に示すように、第１スペーサプレート１２は、圧力室孔１１ａの端部に連通する連通孔１２ａと、圧力室孔１１ａの反対側の端部に連通する流出用貫通孔１２ｂと、インク供給口１１ｂに同形状で連通するインク供給孔（図示せず）とを有している。接続流路プレート１３は、連通孔１２ａに一端部が連通された状態で延在する長孔状の接続流路孔１３ａと、流出用貫通孔１２ｂに連通する流出用貫通孔１３ｂと、インク供給口１１ｂに同形状で連通するインク供給孔（図示せず）とを有している。第２スペーサプレート１４は、接続流路孔１３ａの他端部に連通する連通孔１４ａと、流出用貫通孔１３ｂに連通する流出用貫通孔１４ｂと、インク供給口１１ｂに同形状で連通するインク供給孔（図示せず）とを有している。そして、前記した第１スペーサプレート１２、接続流路プレート１３及び第２スペーサプレート１４により後述する接続流路２２が形成されている。

第１マニホールドプレート１５は、圧力室孔１１ａの各列にそれぞれ連通孔１２ａ，１４ａ及び接続流路孔１３ａを介して連通するよう列方向に延在する第１マニホールド孔１５ａと、流出用貫通孔１４ｂにそれぞれ連通する流出用貫通孔１５ｂとを有している。第２マニホールドプレート１６は、第１マニホールド孔１５ａに同形状で連通する第２マニホールド孔１６ａと、流出用貫通孔１５ｂに連通する流出用貫通孔１６ｂとを有している。そして、前記した第１マニホールドプレート１５と第２マニホールドプレート１６とで後述する共通液室２１が形成されている。

ダンパープレート１７は、第１及び第２マニホールド孔１５ａ，１６ａとは反対側から凹部を形成することで薄肉化されたダンパー壁１７ａと、流出用貫通孔１６ｂに連通する流出用貫通孔１７ｂとを有している。ダンパー壁１７ａとカバープレート１８との間には空隙が形成されている。カバープレート１８は、流出用貫通孔１７ｂに連通する流出用貫通孔１８ａを有している。ノズルプレート１９は、流出用貫通孔１８ａに連通して下方に向けて縮径するノズル孔１９ａを有し、そのノズル孔１９ａがインクを外部に吐出するノズル２５の役目を果たす。

次に、流路ユニット２内におけるインクの流路について概説する。図２及び図３に示すように、第１及び第２マニホールド孔１５ａ，１６ａの上下が第２スペーサプレート１４とダンパープレート１７とで挟まれることで共通液室２１が形成されている。共通液室２１は、平面視で略Ｕ形状を呈しており、後述する圧力室２３に平面視で重なるように列方向に延在している。共通液室２１は、インク供給口１１ｂと連通する基部２１ａと、基部２１ａの左端に連続して列方向に延在する左延在部２１ｂと、基部２１ａの右端に連続して列方向に延在する右延在部２１ｃとを有している。共通液室２１の下面は、平面視で共通液室２１と略同一形状及びサイズのダンパー壁１７ａにより形成されている。ダンパー壁１７ａを境に共通液室２３とは反対側に位置する空隙は、その下側がカバープレート１８へ閉鎖されている。

共通液室２１は、クランク状の複数の接続流路２２を介して複数の圧力室２３に連通している。接続流路２２は、第１及び第２スペーサプレート１２，１４の連通孔１２ａ，１４ａと接続流路プレート１３の接続流路孔１３ａとにより形成されている。接続流路２２の流路抵抗は、後述する流出路２４の流路抵抗よりも大きくなっており、圧力室２３から接続流路２２への逆流が抑制されている。具体的には、接続流路２２の流路断面積が、流出路２４の流路断面積よりも小さく形成されている。

圧力室２３は、圧力室孔１１ａの上下が圧電アクチュエータ３と第１スペーサプレート１２とで挟まれることで形成されている。圧力室２３の一端部には接続流路２２が連通しているとともに、圧力室２３の他端部には流出路２４が連通している。流出路２４は、流出用貫通孔１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂ，１６ｂ，１７ｂ，１８ａにより形成されており、その流路軸線が積層方向（プレート面に直交する方向）である上下方向に向くように垂設され、ノズル２５に連通している。

次に、接続流路２２等のレイアウトについて図２〜図５を参照しながら詳述する。図４は図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。図５は図１に示す流路ユニット２の要部分解斜視図である。図２中の左側から１列目〜４列目の圧力室２３Ａ〜２３Ｄはブラックインク用であり、そのうち左側から１列目及び２列目の圧力室２３Ａ，２３Ｂの組が接続流路２２Ａ，２２Ｂ（図４参照）を介して共通液室２１の左延在部２１ｂに連通し、３列目及び４列目の圧力室２３Ｃ，２３Ｄの組が接続流路２２Ｃ、２２Ｄ（図４参照）を介して共通液室２１の右延在部２１ｃに連通している。

図２に示すように、１列目の圧力室２３Ａ（第１の列の圧力室）は、平面視で共通液室２１から離れた左側に配列されており、２列目の圧力室２３Ｂ（第２の列の圧力室）は、平面視で共通液室２１の左延在部２１ｂと重なる位置に配列されている。１列目の圧力室２３Ａと２列目の圧力室２３Ｂとは、それぞれの流出路２４Ａ，２４Ｂと連通する側の端部を相互に近接させ、かつ、接続流路２２Ａ，２２Ｂと連通する側の端部を相互に離した状態で配置されている。

１列目の圧力室２３Ａと共通液室２１との間には、平面視で２列の流出路２４Ａ，２４Ｂが配置されている。この２列の流出路２４Ａ，２４Ｂの集合を流出路群２４０とすると、流出路２４Ａ，２４Ｂの列方向及び流出路軸線方向に直交する方向から見て（図２及び図３のＡ視）、流出路群２４０の各流出路軸線が列方向に不等間隔で配置されている。具体的には、流出路群２４０は、隣接する流出路２４Ａ，２４Ｂの軸線間の距離が大きい大間隔部Ｌと、隣接する流出路２４Ｂ，２４Ａの軸線間の距離が小さい小間隔部Ｓとを有しており、大間隔部Ｌと小間隔部Ｓとが列方向に交互に配置されている。

図４及び図５に示すように、１列目の圧力室２３Ａと連通する接続流路２２Ａは、流出路２４Ａ，２４Ｂの列を横切って共通液室２１の左延在部２１ｂと１列目の圧力室２３Ａとを接続するクロス流路２２Ａとなっている（以下、接続流路２２Ａをクロス流路２２Ａとも言う）。その際、クロス流路２２Ａは、大間隔部Ｌを通過して流出路群２４０を横切っており、平面視で列方向に対して斜め配置となっている。また、クロス流路２２Ａが連通する１列目の圧力室２３Ａの下方にはダミー空間２７が設けられている。ダミー空間２７は、第１及び第２マニホールドプレート１５，１６（図３参照）にダミー孔を形成することで設けられており、ダミー空間２７の上下高さ及び列方向の長さは共通液室２１と略同一となっている。

２列目の圧力室２３Ｂと連通する接続流路２２Ｂは、流出路２４Ａ，２４Ｂの列を横切らずに、共通液室２１の左延在部２１ｂと圧力室２３Ｂとを接続する非クロス流路２２Ｂとなっている（以下、接続流路２２Ｂを非クロス流路２２Ｂとも言う）。非クロス流路２２Ｂは、クロス流路２２Ａと略同一の流路径及び流路長であることにより、クロス流路２２Ａと略同一の流路抵抗を有している。これにより、クロス流路２２Ａに連通するノズル２５Ａ（図３参照）と非クロス流路２２Ｂに連通するノズル２５Ｂ（図３参照）との間で同様の吐出特性を得ることが可能となっている。なお、非クロス流路２２Ｂは、クロス流路２２Ａと流路長を略同一とするために、平面視でクロス流路２２Ａよりも走査方向に対する傾斜が急になっている。

また、共通液室２１の左延在部２１ｂは、２列目の圧力室２３Ｂ（第２の列の圧力室）及び３列目の圧力室２３Ｃ（第３の列の圧力室）に平面視で連続して重なることで走査方向の幅が広く形成されている。

図２に示すように、３列目の圧力室２３Ｃ（第１の列の圧力室）は、平面視で共通液室２１の左延在部２１ｂの上方に配列されており、４列目の圧力室２３Ｄ（第２の列の圧力室）は、平面視で共通液室２１の右延在部２１ｃと重なる位置に配列されている。３列目の圧力室２３Ｃと４列目の圧力室２３Ｄとは、それぞれの流出路２４Ｃ，２４Ｄ（図４参照）と連通する側の端部を相互に近接させ、かつ、接続流路２２Ｃ，２２Ｄ（図４参照）と連通する側の端部を相互に離した状態で配置されている。

３列目の圧力室２３Ｃと４列目の圧力室２３Ｄの列との間には、平面視で２列の流出路２４Ｃ，２４Ｄが配置されている。換言すると、左延在部２１ｂと右延在部２１ｃとの間には、平面視で２列の流出路２４Ｃ，２４Ｄが配置されている。この２列の流出路２４Ｃ，２４Ｄの集合を流出路群２４１とすると、流出路２４Ｃ，２４Ｄの列方向及び流出路軸線方向に直交する方向から見て（図２及び図３のＡ視）、流出路群２４１の各流出路軸線が列方向に不等間隔で配置されている。具体的には、流出路群２４１は、隣接する流出路２４Ｃ，２４Ｄの軸線間の距離が大きい大間隔部Ｌと、隣接する流出路２４Ｄ，２４Ｃの軸線間の距離が小さい小間隔部Ｓとを有しており、大間隔部Ｌと小間隔部Ｓとが列方向に交互に配置されている。

図４及び図５に示すように、３列目の圧力室２３Ｃと連通する接続流路２２Ｃは、流出路２４Ｃ，２４Ｄの列を横切って共通液室２１の右延在部２１ｃと３列目の圧力室２３Ｃとを接続するクロス流路２２Ｃとなっている（以下、接続流路２２Ｃをクロス流路２２Ｃとも言う）。その際、クロス流路２２Ｃは、大間隔部Ｌを通過して流出路群２４１を横切っており、平面視で列方向に対して斜め配置となっている。

４列目の圧力室２３Ｄと連通する接続流路２２Ｄは、流出路２４Ｃ，２２Ｄの列を横切らずに、共通液室２１の右延在部２１ｃと圧力室２３Ｄとを接続する非クロス流路２２Ｄとなっている（以下、接続流路２２Ｄを非クロス流路２２Ｄとも言う）。非クロス流路２２Ｄは、クロス流路２２Ａ，２２Ｃ及び非クロス流路２２Ｂと略同一の流路径及び流路長であることにより、他の流路２２Ａ〜２２Ｃと略同一の流路抵抗を有している。

図６は図１に示す流路ユニット２のノズル面におけるノズル配置を表した図面である。図６に示すように、ブラックＢＫ，イエローＹ、シアンＣ、マゼンダＭの各色に対応するノズル２５Ａ〜２５Ｄはそれぞれ４列ずつ存在している。それらのうち１色に注目して見ると、１列目から４列目にかけて順に前記小間隔部Ｓと同ピッチずつ列方向（紙送り方向）に等間隔で位置ズレした配置となっている。これにより、ノズル２５Ａ〜２５Ｄにそれぞれ対応する流出路２４Ａ〜２４Ｄも、１列目から４列目にかけて順に小間隔Ｓずつ列方向に等間隔で位置ズレした配置となっている。つまり、前述したように１列目及び２列目の流出路２４Ａ，２４Ｂ（図２参照）と、３列目及び４列目の流出路２４Ｃ，２４Ｄとが、前記Ａ視において列方向に2個ずつ交互に配置されている。

次に、インクジェットヘッド１の作用について説明する。図３に示すように、圧電アクチュエータ３の個別電極３１に選択的に電圧が印加されて共通電極３２との間に電位差が生じることで、圧電シート３０の各電極３１，３２間に位置する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。この活性部の変形により圧力室２３内のインクに圧力が付与されると、該インクが流出路２４を通ってノズル２５より吐出される。その際、圧力室２３に作用した圧力波は、ノズル２５へ向かう前進成分だけでなく、共通液室２１へ向かう後退成分を有している。

この圧力波の後退成分は、接続流路２２によりある程度は遮断されるが、一部が共通液室２１に伝播することとなる。共通液室２１に伝播した圧力波の後退成分は、共通液室２１内のインクの弾性と薄肉のダンパー壁１７ａが弾性変形することとで吸収される。その際、共通液室２１の左延在部２１ｂ及び右延在部２１ｃの走査方向の幅が広いため、良好な減衰性能が発揮される。詳しくは、共通液室２１の減衰性能を表す値である音響容量は、共通液室２１の容積及びインク弾性係数から求められる項Ｃ_ｖと、ダンパー壁１７ａの弾性変形による項Ｃ_ｄとの和で算出されるが、後者のＣ_ｄの値の方が前者のＣ_ｖの値よりもはるかに大きいため、以下の式で表されるＣ_ｄで主に評価される。

なお、Ｗ_ｄはダンパー幅（ｍ）、ｔ_ｄはダンパー厚さ（ｍ）、ｌ_ｄはダンパー長さ（ｍ）、Ｅ_ｄはダンパー弾性係数（Ｐａ）、ν_ｄはダンパーポアソン比である。

即ち、共通液室２１内における圧力波の減衰性能はダンパー幅Ｗ_ｄの５乗に比例することとなる。よって、共通液室２１及びダンパー壁１７ａが平面視で２列の圧力室２３に跨るように幅広に形成されているので、圧力室２３で発生した圧力波の後退成分が共通液室２１を介して他の隣接する圧力室２３に伝播する所謂クロストークが抑制されることとなる。

以上に説明した構成によれば、クロス流路２２Ａが流出路２４Ａ，２４Ｂの列を横切っているので、平面視で共通液室２１と重ならない圧力室２３Ａはクロス流路２２Ａを介して共通液室２１の幅広の左延在部２１ｂに接続することが可能となる。同様に、クロス流路２２Ｃは流出路２４Ｃ，２４Ｄの列を横切っているので、平面視で右延在部２１ｃと重ならない圧力室２３Ｃはクロス流路２２Ｃを介して共通液室２１の幅広の右延在部２１ｃに接続することが可能となる。よって、ノズル２５が高密度配置されて流路ユニット２が小型化された場合でも、幅広の共通液室２１に圧力室２３Ａ，２３Ｃを接続することができ、十分な減衰性能を確保することができる。

さらに、クロス流路２２Ａ，２２Ｃは、隣接する流出路２４Ａ〜２４Ｄの軸線間の距離が大きい大間隔部Ｌを横切るため、ノズル２５が高密度化された場合でも、クロス流路２２Ａ，２２Ｃの配置スペースを確保することが可能となる。また、大間隔部Ｌと小間隔部Ｓとが流出路２４Ａ〜２４Ｄの列方向に交互に配置され、複数のクロス流路２２Ａ，２２Ｃが列方向に等間隔で配置されているので、高密度化されても流路ユニット２の強度を良好に保つことが可能となる。さらに、クロス流路２２Ａ，２２Ｃは、平面視で流出路２４Ａ〜２４Ｄの列方向に対して斜めに延在しているので、隣接する流出路２４Ａ〜２４Ｄの間の最も間隔が大きい箇所にクロス流路２２Ａ，２２Ｃを通過させることができ、流路ユニット２の強度をより良好に保つことが可能となる。

また、１列目及び２列目の圧力室２３Ａ，２３Ｂが連通する共通液室２１の左延在部２１ｂには、２列目及び３列目の圧力室２３Ｂ，２３Ｃが平面視で重なって配置されているので、流路ユニット２の構造バランスが良好となり吐出特性を揃えることができる。さらに、１列目の圧力室２３Ａに平面視で重なる位置にはダミー空間２７が形成されているので、共通液室２１と平面視で重なる他の圧力室２３Ｂ〜２３Ｄと剛性が揃い、互いの吐出特性をより効果的に揃えることが可能となる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。図７は本発明の第２実施形態の流路ユニット１０２の平面図である。図８は図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。図９は図８のＩＸ−ＩＸ線断面図である。なお、第１実施形態と同様の構成には適宜同一符号を付して説明を省略する。

図７中の左側から１列目〜４列目の圧力室１２３Ａ〜１２３Ｄはブラックインク用であり、そのうち左側から１列目及び２列目の圧力室１２３Ａ，１２３Ｂが接続流路１２２Ａ，１２２Ｂ（図９参照）を介して共通液室１２１に連通し、３列目及び４列目の圧力室１２３Ｃ，１２３Ｄが接続流路１２２Ｃ、１２２Ｄ（図９参照）を介して共通液室１２１に連通している。この実施形態では、ノズルは、前記Ａ視において列方向に１列目の圧力室１２３Ａに対応するノズル、３列目の圧力室１２３Ｃに対応するノズル、２列目の圧力室１２３Ｂに対応するノズル、４列目の圧力室１２３Ｄに対応するノズルの順に、等間隔に配置される。

１列目の圧力室１２３Ａ（第１の列の圧力室）は、平面視で共通液室１２１から離れた左側に配列されており、２列目の圧力室１２３Ｂ（第２の列の圧力室）は、平面視で共通液室１２１と重なる位置に配列されている。１列目の圧力室１２３Ａと２列目の圧力室１２３Ｂとは、圧力室１２３Ａの接続流路１２２Ａに連通する側の端部と、圧力室１２３Ｂの流出路１２４Ｂと連通する側の端部とを近接させた状態で配置されている。１列目の圧力室１２３Ａと共通液室１２１との間には、平面視で１列の流出路１２４Ｂが配置されている。

図９に示すように、１列目の圧力室１２３Ａと連通する接続流路１２２Ａは、流出路１２４Ｂの列を横切って共通液室１２１と１列目の圧力室１２３Ａとを接続するクロス流路１２２Ａとなっている（以下、接続流路１２２Ａをクロス流路１２２Ａとも言う）。その際、クロス流路１２２Ａは、流出路１２４の列方向（紙送り方向）に直交する方向（走査方向）に延在しており、平面視で列方向に対して直交している。また、クロス流路１２２Ａが連通する１列目の圧力室１２３Ａの下方にはダミー空間１２７が設けられている。

２列目の圧力室１２３Ｂと連通する接続流路１２２Ｂは、流出路１２４Ｂの列を横切らずに、共通液室１２１と圧力室１２３Ｂとを接続する非クロス流路１２２Ｂとなっている（以下、接続流路１２２Ｂを非クロス流路１２２Ｂとも言う）。非クロス流路１２２Ｂは、クロス流路１２２Ａと略同一の流路径及び流路長であることにより、クロス流路１２２Ａと略同一の流路抵抗を有している。また、非クロス流路１２２Ｂは、クロス流路１２２Ａと流路長を略同一とするために、平面視で走査方向に対して傾斜配置されている。

また、共通液室１２１は、２列目の圧力室１２３Ｂ（第２の列の圧力室）及び３列目の圧力室１２３Ｃ（第２の列の圧力室）に平面視で連続して重なることで走査方向の幅が広く形成されている。なお、３列目及び４列目の圧力室１２３Ｃ，１２３Ｄは、平面視で共通液室１２１の中心線Ｃを境にして１列目及び２列目の圧力室１２３Ａ，１２３Ｂと対称であるので詳細な説明を省略する。

以上に説明した構成によれば、クロス流路１２２Ａが流出路１２４Ｂの列を横切っているので、平面視で共通液室１２１と重ならない圧力室１２３Ａはクロス流路１２２Ａを介して幅広の共通液室１２１に接続することが可能となる。同様に、クロス流路１２２Ｄが流出路１２４Ｃの列を横切っているので、平面視で共通液室１２１と重ならない圧力室１２３Ｄはクロス流路１２２Ｄを介して幅広の共通液室１２１に接続することが可能となる。よって、流路ユニット１０２が小型化・高密度化された場合でも、幅広の共通液室１２１に圧力室１２３Ａ，１２３Ｄを接続することができ、十分な減衰性能を確保することができる。

さらに、１列目の圧力室１２３Ａと連通するクロス流路１２２Ａと、２列目の圧力室１２３Ｂと連通する流出路１２４Ｂとは、列方向に交互に配置されており、クロス流路１２２Ａを短くできるので、流出構成が簡単となり製造加工が容易となる利点がある。また、共通電極１２１は、２列目及び３列目の圧力室１２３Ｂ，１２３Ｃと平面視で重なるように配置されているので、共通液室１２１の幅を広く確保することができるとともに、流路構成が簡単になり製造加工が容易となる利点がある。

なお、前述した各実施形態は本発明をインクジェットヘッド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い。

また、圧力発生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。

本発明に係る液滴吐出装置は、ノズルの高密度化と共通液室における減衰性能向上との両立を図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。

本発明の第１実施形態に係るインクジェットヘッドを示す分解斜視図である。 図１に示す流路ユニットの平面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図であり、圧電アクチュエータも図示したものである。 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 図１に示す流路ユニットの要部分解斜視図である。 図１に示す流路ユニットのノズル面におけるノズル配置を表した図面である。 本発明の第２実施形態の流路ユニットの平面図である。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。 図８のＩＸ−ＩＸ線断面図である。

符号の説明

１ インクジェットヘッド（液滴吐出装置）
２ 流路ユニット
３ 圧電アクチュエータ（圧力発生手段）
１７ａ ダンパー壁
２１，１２１ 共通液室
２２，１２２ 接続流路
２２Ａ，２２Ｃ，１２２Ａ，１２２Ｄ クロス流路
２２Ｂ，２２Ｄ，１２２Ｂ，１２２Ｃ 非クロス流路
２３Ａ〜２３Ｄ，１２３Ａ〜１２３Ｄ 圧力室
２４Ａ〜２４Ｄ，１２４Ａ〜１２４Ｄ 流出路
２５Ａ〜２５Ｄ ノズル
２７，１２７ ダミー空間
２４０，２４１ 流出路群
Ｌ 大間隔部
Ｓ 小間隔部

Claims (12)

1. 液体流入口から供給される液体を貯留する共通液室と、
   前記共通液室からの液体が分岐して流れる複数の接続流路と、
   前記複数の接続流路に夫々連通するように複数列に配設された複数の圧力室と、
   前記圧力室内の液体に吐出圧力を与える圧力発生手段と、
   前記複数の圧力室に夫々対応するように複数設けられ、前記圧力室内の液体をノズルから吐出すべく該ノズルに導く流出路とを備え、
   前記複数列の圧力室のうち第１の列の圧力室がそれと連通する前記共通液室と平面視で重ならないように配置され、その圧力室の列と前記共通液室との間に、前記第１の列の圧力室と隣接する第２の列の圧力室と連通する前記流出路が少なくとも１列配置されており、
   前記第１の列の圧力室と連通する接続流路が、前記第２の列の圧力室と連通する流出路の列を横切って前記第１の列の圧力室と前記共通液室とを接続するクロス流路であることを特徴とする液滴吐出装置。
2. 前記第２の列の圧力室が平面視で前記共通液室に重なっており、その共通液室は平面視で少なくとも前記第２の列及び第３の列の前記圧力室に連続して重なる幅を有している請求項１に記載の液滴吐出装置。
3. 前記第２の列の圧力室と連通する接続流路が、前記流出路の列を横切らない非クロス流路であり、
   前記クロス流路と前記非クロス流路とは、互いに略同一の流路抵抗を有している請求項１又は２に記載の液滴吐出装置。
4. 前記クロス流路と前記非クロス流路とは、互いに略同一の流路径及び流路長を有している請求項３に記載の液滴吐出装置。
5. 前記第１及び第２の列の圧力室は、それぞれの前記流出路と連通する側の端部を相互に近接させ、かつ前記接続流路と連通する側の端部を相互に離した状態で配置され、その両列の前記流出路の集合を流出路群とし、
   前記流出路の列方向及び流出路軸線方向に直交する方向から見て、前記流出路群の各流出路軸線が列方向に不等間隔で配置され、
   前記流出路群は、隣接する前記流出路の軸線間の距離が大きい大間隔部と、隣接する前記流出路の軸線間の距離が小さい小間隔部とを有し、
   前記クロス流路は、前記大間隔部を通過して前記流出路群を横切っている請求項１乃至４のいずれかに記載の液滴吐出装置。
6. 前記大間隔部と前記小間隔部とは、前記流出路の列方向に交互に形成されている請求項５に記載の液滴吐出装置。
7. 前記クロス流路は、平面視で前記流出路の列方向に対して斜め配置となるように、前記流出路群の前記大間隔部を通過している請求項５又は６に記載の液滴吐出装置。
8. 前記第１の列の圧力室及び第２の列の圧力室は、その列方向と直交する方向に複数組配置され、１つの組の前記第１及び第２の列の圧力室が連通する前記共通液室には、その第２の列の圧力室及び他の組の第１の列の圧力室が平面視で重なって配置されている請求項５乃至７のいずれかに記載の液滴吐出装置。
9. 前記第１及び第２の列の圧力室は、第１の列の圧力室の前記接続流路と連通する側の端部と第２の列の圧力室の前記流出路と連通する側の端部とを近接させた状態で配置され、
   前記第１の列の圧力室と連通する前記クロス流路と、前記第２の列の圧力室と連通する前記流出路とは、列方向に交互に配置されている請求項１乃至４のいずれかに記載の液滴吐出装置。
10. 前記第１の列の圧力室及び第２の列の圧力室は、第１の列の圧力室の前記クロス流路と連通する側の端部同士を近接させて平行に２組配置され、
    前記共通液室は、その２組の圧力室の列のうち両方の第２の列の圧力室と平面視で重なって配置されている請求項９に記載の液滴吐出装置。
11. 前記クロス流路が連通する前記圧力室に平面視で重なる位置に設けられたダミー空間をさらに備えている請求項１乃至１０のいずれかに記載の液滴吐出装置。
12. 前記共通液室に面して弾性変形するように設けられたダンパー壁をさらに備えている請求項１乃至１１のいずれかに記載の液滴吐出装置。
    

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