JP2013147019A - 液体吐出ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】圧力室に貯留された液体を循環可能で、圧力室の周囲の構造体の剛性を高めることが可能な液体吐出ヘッドを提供する。
【解決手段】液体を吐出する複数の吐出口１０の各々に対向するように二次元に配列され、液体を貯留可能な複数の圧力室３と、複数の圧力室３に隣接して配置された複数の空気室４ｂと、液体を供給可能な複数の流路４ａと、が形成された圧電ブロック体１１であって、複数の圧力室３と複数の空気室４ｂとの間に、各圧力室３の内壁を伸縮変形させることによって各圧力室３内の液体を吐出口１０側に流す圧電部材が存在する圧電ブロック体１１と、各圧力室３を吐出口側で少なくとも一つの空気室に連通させる連絡流路６と、を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、インク等の液体を吐出する液体吐出ヘッドに関する。

インクを吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置には、一般的に、インクを吐出する液体吐出ヘッドが搭載されている。液体吐出ヘッドがインクを吐出する機構として、圧電素子によって容積が収縮可能な圧力室を用いる機構が知られている。この機構では、電圧印加された圧電素子の変形により圧力室が収縮することによって、圧力室内のインクが、圧力室の一端に形成された吐出口から吐出する。このような機構を有する液体吐出ヘッドの一つとして、圧力室の１つまたは２つの内壁面が圧電素子で構成され、その圧電素子を電圧印加によりせん断変形させることによって、圧力室を収縮させるシェアモードタイプが知られている。

工業用途のインクジェット装置では、高粘度の液体を使用したいという要求がある。高粘度の液体を吐出するためには、液体吐出ヘッドに大きな吐出力が求められる。この求めに対し、断面形状が円形や矩形の筒形状の圧電部材で圧力室を形成したグールドタイプと呼ばれる液体吐出ヘッドが提案されている。グールドタイプの液体吐出ヘッドでは、圧電部材が圧力室の中心に対して内外方向（径方向）に一様に変形することにより圧力室を膨張または収縮させる。グールドタイプの液体吐出ヘッドは、圧力室の壁面が全て変形し、その変形がインクの吐出力に寄与するので、１つまたは２つの壁面を圧電素子で形成したシェアモードタイプと比較して大きな液体吐出力を得ることが出来る。

グールドタイプの液体吐出ヘッドにおいて、より高い解像度を得るためには、複数の吐出口をより高密度に配置する必要がある。これに伴い、各々の吐出口に対応する圧力室も高密度に配置する必要がある。圧力室を高密度に配置可能なグールドタイプの液体吐出ヘッドの製造方法が、特許文献１に開示されている。

特許文献１に開示された製造方法では、まず、複数の圧電プレートの各々に、互いに同じ方向に延びた複数の溝が形成される。その後、複数の圧電プレートは、溝の方向を揃えて積層され、溝の方向と直交する方向に切断される。切断された圧電プレートは、溝部分が圧力室の内壁面を構成する。その後、各圧力室を分離するために圧力室間に存在する圧電部材を一定の深さまで除去する。圧力室が出来上がった圧電プレートの上下には、供給路プレートとインクプールプレートおよびプリント配線基板とノズルプレートを接続して、液体吐出ヘッドは完成する。特許文献１に開示された製造方法によれば、圧力室をマトリックス状に配置できるので高密度な配置が可能となる。また、この製造方法によれば、圧電プレートに孔を開けるよりも、圧電プレートに溝を形成するほうが加工しやすいため、精度良く圧力室を形成できるとされている。

一方、ノズル内に埃、乾燥インク、異物が留まるのを防いだり、気泡の滞留を抑制したりするために印字中もノズル近傍の液滴を循環させる方法が特許文献２、特許文献３に開示されている。

特開２００７−１６８３１９号公報 特開２００７−１１８６１１号公報 特開２００８−８７２８８号公報

特許文献１に開示された製造方法で製造された液体吐出ヘッドは、複数の圧力室を、空間で隔てて配置している。そのため、特に、高粘度の液体を吐出するために（液体の吐出力を大きくするために）圧力室の長さ（高さ）を長くした液体吐出ヘッドは、剛性が低くなる。剛性が低くなると、圧力室を囲む構造体が折れやすくなるので液体が吐出できなくなる場合がある。

また、特許文献２，３には、複数の圧力室が２次元に配列されたグールドタイプの液体吐出ヘッドに有効な循環流路構造が示されていない。

そこで、本発明は、圧力室に貯留された液体を循環可能で、圧力室の周囲の構造体の剛性を高めることが可能な液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出する複数の吐出口の各々に対向するように二次元に配列され、前記液体を貯留可能な複数の圧力室と、前記複数の圧力室に隣接して配置された複数の空気室と、前記液体が通過可能な複数の流路と、が形成された圧電ブロック体であって、前記複数の圧力室と前記複数の空気室との間に、各圧力室の内壁を伸縮変形させることによって各圧力室に貯留された前記液体を前記吐出口から吐出させる圧電部材が存在する圧電ブロック体と、前記各圧力室を前記吐出口側で少なくとも一つの前記流路に連通させる連絡流路と、を有する。

上記目的を達成するため、本発明の他の液体吐出ヘッドは、液体を吐出する吐出口に連通する、液体を貯留可能な圧力室と、前記圧力室に隣接して形成される空気室と、前記圧力室に沿って形成される、液体を供給可能な流路と、前記圧力室と前記空気室との間に形成される、前記圧力室の内壁を伸縮変形させることによって前記圧力室に貯留された前記液体を前記吐出口側に流す圧電部材と、前記圧力室と前記流路とを前記圧力室の前記吐出口側で連通させる連絡流路と、を有する。

本発明によれば、圧力室に貯留された液体を循環可能で、圧力室の周囲の構造体の剛性を高めることが可能となる。

本発明の実施形態１の液体吐出ヘッドの構成を示す斜視図および拡大図である。 本発明の実施形態２の液体吐出ヘッドの構成を示す斜視図および拡大図である。 本発明の実施形態３の液体吐出ヘッドの構成を示す斜視図および拡大図である。 本発明の実施形態４の液体吐出ヘッドの構成を示す斜視図および拡大図である。 本発明の実施形態４の液体吐出ヘッドの構成を示す斜視図および拡大図である。 図５に示すノズルプレートの構成を示す背面図および断面図である。 実施形態６の液体吐出ヘッドの外観を示す斜視図である。 図７に示す圧電ブロック体の前面の拡大図である。 図７に示す連絡流路板の正面図である。 図７に示すノズルプレートの正面図を示す。 インクプールプレートの平面図および正面図を示す。 本発明の実施形態７の液体吐出ヘッドの分解斜視図である。 図１２に示す液体吐出ヘッドを組み立てた状態で示す斜視図である。 共通循環流路形成部材の構成を示す斜視図および正面図である。 圧電ブロック体を構成するプレートの分解斜視図及び組立図である。 圧電ブロック体の製造工程を示す斜視図である。 図１３に示す切断線Ａ−Ａに沿った断面図である。 共通循環流路形成部材の他の構成を示す斜視図および正面図である。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１のインク等の液体を吐出する液体吐出ヘッドの構成を示す斜視図および拡大図である。図１（ａ）は、本発明の実施形態１の液体吐出ヘッドの外観を示す斜視図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す圧電ブロック体の前面の拡大図である。

本実施形態の液体吐出ヘッド１２は、図１（ａ）に示すように、インクプールプレート８と、圧電ブロック体１１と、ノズルプレート９とを有する。圧電ブロック体１１の前面に、ノズルプレート９が接合される。図１では、圧電ブロック体１１の構造をわかりやすくするために、圧電ブロック体１１とノズルプレート９を分解して示している。ノズルプレート９には円形貫通孔からなる複数の吐出口１０が形成されており、これらの吐出口１０は所定の間隔で二次元に配列されている。圧電ブロック体１１の背面にはインクプールプレート８が接合されている。

圧電ブロック体１１は、複数のプレート１と複数のプレート２とを交互に積層した積層体である。プレート１、２はともに圧電体である。プレート１には、液体を貯留可能な圧力室３を構成する凹状の溝と、各圧力室３の両側に形成される流路４ａを構成する凹状の溝とが複数形成されている。一方、プレート２には、空気室４ｂを構成する凹状の溝が複数形成されている。プレート１、２が積層されたときに、プレート２がプレート１の各溝の開口部を塞ぐことによって、複数の圧力室３およびインクが通過可能な複数の流路４ａが形成される。この流路４ａは圧力室３を経て吐出口１０から吐出されるインク以外の残りのインクを回収するために用いられるものである。このように回収されたインクを循環させることで、再度圧力室を介してインクを吐出させることができる。また使用形態においては流路４ａにより回収したインクを循環させず廃インクとして保持容器に回収する形態もある。さらに、プレート１がプレート２の各溝の開口部を塞ぐことによって複数の空気室４ｂが形成される。流路４ａと空気室４ｂは、圧力室３の周囲４辺に配置される。圧力室３、流路４ａ、及び空気室４ｂの各々の内壁には電極が形成されている。圧力室３と流路４ａとの間、及び圧力室３と空気室４ｂとの間に電圧を印加したときに、これらの間の壁は伸縮変形する。これにより各吐出口１０から液滴が吐出される。

本実施形態の液体吐出ヘッド１２によれば、圧力室３同士の間に流路４ａ、及び空気室４ｂが存在するものの、圧力室３同士が圧電部材でつながった形態で構成されている。そのため、圧力室３同士が空間で隔てられた構造に比べ圧力室３周囲の構造体の剛性を高めることが可能となる。

さらに、本実施形態の液体吐出ヘッド１２では、図１（ｂ）に示すように、プレート１の吐出口側（ノズルプレート９側）の端面、すなわち圧電ブロック体１１の前面に、圧力室３を流路４ａに連通させる連絡流路６が設けられている。圧力室３では、液体が、ノズルプレート９に向かう方向（矢印Ａ方向）に流れる。液体は、連絡流路６を矢印Ａ方向に直交する矢印Ｂ１方向および矢印Ｂ２方向に分岐して流れる。その後、液体は、流路４ａを矢印Ａ方向と反対の矢印Ｃ方向に流れる。液体吐出ヘッド１２において、所定の吐出信号が圧電ブロック体１１に入力されるまで吐出口１０の先端は圧力調整により負圧に保たれている。そのため、吐出口１０から液体が漏れることはない。吐出信号が圧電ブロック体１１に入力されると吐出口１０から液滴が吐出方向（矢印Ｄ方向）に吐出される。このときも、流路４ａは、圧力室３との間で液体（液滴として吐出されなかった一部）を循環させるための循環流路として機能する。これにより、埃や乾燥インクが吐出口１０に詰まるのを防止できる。更に、圧力室３の内壁に気泡が存在した場合、その気泡を壁面から剥離し、上述した液体の循環流に乗せて排出することが可能となる。

（実施形態２）
図２は、本発明の実施形態２の液体吐出ヘッドの構成を示す斜視図および拡大図である。図２（ａ）は、本発明の実施形態２の液体吐出ヘッドの外観を示す斜視図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す圧電ブロック体の前面の拡大図である。実施形態１と同様の構成要素については同じ符号を付けて詳細な説明は省略する。

本実施形態では、流路４ａの数が実施形態１と異なっている。実施形態１では、図１（ａ）に示すように互いに隣り合う２つの圧力室３の間に２つの流路４ａが存在する構成である。すなわち、実施形態１は、１つの圧力室３に対して２つの循環流路が形成された構成である。この構成では、圧力室３から流出した液体は、２つの連絡流路６を経由して２方向（矢印Ｂ１、Ｂ２方向）に分岐して２つの流路４ａに流入する。一方、本実施形態では、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、圧力室３と流路４ａとが交互に配置され、１つの圧力室３が連絡流路６を経由して１つの流路４ａに連通した構成である。すなわち、本実施形態は、１つの圧力室３に対して１つの循環流路が形成された構成である。この構成では、圧力室３から流出した液体は、１つの連絡流路６を一方向（矢印Ｂ１方向）に流れて１つの流路４ａに流入する。

本実施形態の液体吐出ヘッドによれば、実施形態１の液体吐出ヘッドに比べて、流路４ａの数が少ないため、圧力室３の配置密度を高くすることが可能となる。

（実施形態３）
図３は、本発明の実施形態３の液体吐出ヘッドの構成を示す斜視図および拡大図である。図３（ａ）は、本発明の実施形態３の液体吐出ヘッドの外観を示す斜視図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す圧電ブロック体の前面の拡大図である。実施形態１、２と同様の構成については同じ符号を付けて詳細な説明は省略する。

本実施形態では、図３（ａ）、（ｂ）に示すように圧力室３と流路４ａが交互に配置され、２つの圧力室３に挟まれた流路４ａを循環流路として共用する構成である。すなわち、本実施形態は、１つの圧力室３に対して２つの循環流路が形成され、かつ、１つの循環流路を２つの圧力室３で共用する構成である。この構成では、圧力室３から液体が矢印Ｄ方向に吐出されたときに圧力室３から流出した液体は、２つの連絡流路６を経由して２方向（矢印Ｂ１、Ｂ２方向）に分岐して２つの流路４ａに流入する。このとき、２つの圧力室３に挟まれた流路４ａにはこれらの圧力室３からそれぞれ液体が流入する。

本実施形態の液体吐出ヘッドによれば、実施形態１と同様に１つの圧力室３に対して２つの循環流路を確保し、さらに実施形態２と同等の圧力室３の配置密度を確保することが可能となる。

（実施形態４）
図４は、本発明の実施形態４の液体吐出ヘッドの構成を示す斜視図および拡大図である。図４（ａ）は、本発明の実施形態４の液体吐出ヘッドの外観を示す斜視図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す圧電ブロック体の前面の拡大図である。実施形態１〜３と同様の構成については同じ符号を付けて詳細な説明は省略する。

本実施形態では、図４（ａ）、（ｂ）に示すように圧力室３と流路４ａが交互に配置され、２つの圧力室３がこれらの間に位置する１つの流路４ａに連通した構成となっている。すなわち、本実施形態は、１つの圧力室３に対して１つの循環流路が形成され、かつ２つの圧力室３で１つの循環流路を共用する構成である。この構成では、互いに隣接する２つの圧力室３から液体が矢印Ｄ方向に吐出されたときに各圧力室３から流出した液体は、これらの間に挟まれた１つの流路４ａに流入する。なお、循環用の流路４ａに隣接する空気室４ｃは圧力室と連通しておらず、空気室４ｂと同様に圧電体の変形を容易にするために利用される。

（実施形態５）
図５は、本発明の実施形態５の液体吐出ヘッドの構成を示す斜視図および拡大図である。図５（ａ）は、本発明の実施形態５の液体吐出ヘッドの外観を示す斜視図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す圧電ブロック体の前面の拡大図である。図６は、図５に示すノズルプレートの構成を示す背面図および断面図である。図６（ａ）は、図５（ａ）に示すノズルプレート９をその背面（矢印Ｅ方向）から見た背面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す切断線Ｆ−Ｆに沿った断面図である。実施形態１〜４と同様の構成については同じ符号を付けて詳細な説明は省略する。

本実施形態は、連絡流路６の形成箇所が上述した実施形態１〜４と異なる。実施形態１〜４では、連絡流路６は圧電ブロック体１１（プレート１）の前面に形成されていた（図１〜図４参照）。一方、本実施形態では、図６（ａ）、（ｂ）に示すように溝状の連絡流路６がノズルプレート９に形成されている。本実施形態の液体吐出ヘッドでは、圧力室３から矢印Ａ方向（図５（ａ）参照）に流出した液体は、連絡流路６を矢印Ｂ１方向または矢印Ｂ２方向に流れる（図６（ａ）参照）。その後、液体は、図５（ｂ）に示すように流路４ａを矢印Ｃ方向に流れる。上述した実施形態１〜４の液体吐出ヘッドのように連絡流路６となる溝をプレート１（圧電部材）に形成するには比較的高度な加工技術を必要とする。しかし、本実施形態のように連絡流路６をノズルプレート９に形成することは、プレート１に溝を加工するのに比べ簡単になる。

上述した実施形態１〜５の液体吐出ヘッドは、圧力室３と同じプレート１に形成された流路４ａを循環流路として機能させる構成であったが、プレート２に形成された空気室４ｂを循環流路として機能させる構成であってもよい。

（実施形態６）
図７は、実施形態６の液体吐出ヘッドの外観を示す斜視図である。図８は、図７に示す圧電ブロック体の前面の拡大図である。実施形態１〜５と同様の構成要素については同じ符号を付けて詳細な説明は省略する。

本実施形態の液体吐出ヘッド１２では、プレート２に、複数の空気室４ｂと、複数の循環流路５（別の凹状の溝）が交互に配置されている。圧力室３の周囲４辺には空気室４ａ、４ｂが配置され、各空気室４ａ、４ｂの内壁には電極が形成されている。液体吐出ヘッド１２では、圧力室３と空気室４ａとの間、及び圧力室３と空気室４ｂと間に電圧を印加すると、これらの間の壁が伸縮変形する。これにより吐出口１０から液滴が吐出される。循環流路５の内壁には電極が形成されていないか、あるいは、電圧が印加されないように構成されている。これにより、液滴が吐出口１０から吐出する際に、循環流路５の壁は伸縮変形しない。

さらに本実施形態の液体吐出ヘッド１２は、圧電ブロック体１１とノズルプレート９との間に連絡流路板１７（平板部材）を備えている。図９は、図７に示す連絡流路板１７の正面図である。図１０は、図７に示すノズルプレート９の正面図を示す。連絡流路板１７には、圧力室３を、その圧力室３に対して斜め方向（矢印Ｂ方向）に位置する循環流路５に連通させる連絡流路６が形成されている。連絡流路６の圧力室３側の一端は、圧力室３と吐出口１０とが連通するように連絡流路板１７を貫通している。図１１は、インクプールプレート８の平面図および正面図を示す。以下、本実施形態の液体吐出ヘッド１２におけるインクの流れについて説明する。

インク供給口１３を通じてインクプールプレート８に供給されたインクは、インク供給流路１４（図１１参照）を通って圧電ブロック体１１の各圧力室３に流入する。各圧力室３においてインクは、矢印Ａ方向（図８参照）に流れて連絡流路６に流入する。連絡流路６においてインクは、矢印Ｂ方向（図８参照）に流れて循環流路５に流入する。循環流路５において、インクは、矢印Ｃ方向に流れる。その後、インクは、インク回収流路１５（図１１参照）を通ってインク回収口１６から液体吐出ヘッド外に排出される。

本実施形態では、圧力室３の４つの壁は空気室４ａ、４ｂと接しており、空気室４ａ、４ｂには液体が満たされていないため、高い駆動力が得られるとともに、駆動された圧力室３の振動が周囲の他の圧力室に伝わりにくい。さらに、循環流路５は、インクの吐出中に変形しないように構成されている。よって、吐出の安定性を高めることが可能となる。

本実施形態では、インクの吐出期間中に圧力室３、連絡流路６、循環流路５の順に循環流を発生させる形態であったが、インクを吐出しない期間中に循環流路５、連絡流路６、圧力室３の順に循環流が発生するように圧力調整してもよい。

（実施形態７）
図１２は、本発明の実施形態７の液体吐出ヘッドの分解斜視図である。図１３は、図１２に示す液体吐出ヘッド１２を組み立てた状態で示す斜視図である。実施形態１〜６と同様の構成要素については同じ符号を付けて詳細な説明は省略する。

本実施形態の液体吐出ヘッド１２は、ノズルプレート９と、共通循環流路形成部材１８（平板部材）と、圧電ブロック体１１と、流体制御プレート７とをこの順番で積層し、互いに接合することによって構成されている。圧電ブロック体１１の端面（背面）にはフレキシブルケーブル１９が取り付けられている。フレキシブルケーブル１９は記録装置本体の液体吐出ヘッド駆動部（不図示）に接続されている。

ノズルプレート９には、共通循環流路形成部材１８と接合される面（背面）に凹状の連絡流路６が形成されている。連絡流路６は、吐出口１０の形成領域に形成されている。

共通循環流路形成部材１８の構成について図１４を用いて説明する。図１４（ａ）は共通循環流路形成部材１８の斜視図を示す。図１４（ｂ）は共通循環流路形成部材１８の正面図を示す。共通循環流路形成部材１８には、２つの第１の流入口２０と、第１の流入口２０の間に配置された複数の流出口２１と、複数の絞り部２２とが形成されている。流出口２１は、吐出口１０に対向するように二次元に配置された貫通穴である。絞り部２２は、吐出口１０を断続的に囲む突起状の部材である。ノズルプレート９と共通循環流路形成部材１８とが接合されると、絞り部２２はノズルプレート９に形成された連絡流路６の底部に当接する。

流体制御プレート７について図１２を用いて説明する。流体制御プレート７には、各圧力室３に対応した位置に後方絞り３５が形成されている。後方絞り３５は駆動によって生じるインクの流動が吐出口１０側に強く生じるようにインクの逆流を制限する。また、後方絞り３５の両側には貫通穴形状の第２の流入口３６が形成されている。

圧電ブロック体１１について説明する。図１５は、圧電ブロック体１１を構成するプレート１、２の分解斜視図及び組立図である。図１５（ａ）は、プレート１の斜視図である。図１５（ｂ）は、プレート２の斜視図である。図１５（ｃ）は、図１５（ａ）に示すプレート１と図１５（ｂ）に示すプレート２を組み立てた状態を示す組立図である。

図１５（ａ）に示すように、プレート１の第１の主面Ｓ１には凹状の溝２３および凹状の溝２４が、交互にかつ平行に形成されている。溝２３の内壁面には第１の電極（ＳＩＧ）２５が形成され、溝２４の内壁面には第２の電極（ＧＮＤ）２６が形成されている。ここで、「ＳＩＧ」は信号を意味し、「ＧＮＤ」は接地を意味する。第１の主面Ｓ１の裏面である第２の主面Ｓ２には、その全面に第３の電極（ＧＮＤ）２７が形成されている。第３の電極（ＧＮＤ）２７は省略することも可能である。さらに、プレート１には、溝２３および溝２４の形成領域よりも外側（両端側）に凹状の溝２８が形成されている。溝２８の内壁部の電極に関してはその有無を問わない。

図１５（ｂ）に示すようにプレート２には、プレート１に形成された溝２３に対応する位置に、互いに平行に延びた複数の溝２９が形成されている。プレート２における溝２９が設けられた面には、溝２９の内壁面を含めた全面に、第４の電極（ＧＮＤ）３０が形成されている。プレート２の裏面の、プレート１に設けられた溝２３の直上となる位置には、第５の電極（ＳＩＧ）３１が形成されている。さらに、プレート２には、溝２９の形成領域よりも外側（両端側）に溝３２が形成されている。溝３２の内壁部の電極に関してはその有無を問わない。プレート１に形成された溝２８に対応した位置に溝３２は形成される。

図１５（ｃ）に示すように、プレート１とプレート２は、溝２３、２４、２９が同じ向きに開口するように接合される。

図１６は、圧電ブロック体１１の製造工程を示す斜視図である。図１６（ａ）は、圧電ブロック体１１の完成前の状態を示す分解斜視図である。図１６（ｂ）は、圧電ブロック体の完成後の状態を示す斜視図である。

図１６（ａ）に示すように、単一のプレート１と単一のプレート２の接合体を一つのユニットとして、複数のユニットを積層接合する。その後、互いに接合された複数のユニットを天板となる第１の基板３３及び第２の基板３４で挟み込んで接合する。すると、図１６（ｂ）に示すように圧電ブロック体１１が完成する。第１の基板３３及び第２の基板３４は、パターンが形成されていない圧電部材からなる平板部材である。第１の基板３３及び第２の基板３４は圧電体である必要はないが、接合時に加熱を要する場合には熱膨張率がプレート１及びプレート２に近い材質であることが望ましい。

図１６（ｂ）に示すように、圧電ブロック体１１では、溝２３の開口部をプレート２が塞ぐことによって圧力室３が形成される。溝２４の開口部をプレート２が塞ぐことによって空気室４ａが形成される。溝２９の開口部をプレート１または第１の基板３３で塞ぐことによって空気室４ｂが形成される。空気室４ｂと圧力室３は積層方向Ｐに沿って一列に配列されている。溝２８の開口部をプレート２が塞ぐことによって第１の循環流路５ａが形成される。溝２９の開口部をプレートまたは第１の基板３３で塞ぐことによって第２の循環流路５ｂが形成される。圧電ブロック体１１の流体制御プレート７との接合面（背面）には、電極パッド（不図示）が形成されている。この電極パッドと、圧力室３、空気室４ａ、空気室４ｂの各々の内壁に形成された電極とが電気的に接続されるように圧電ブロック体１１の側面に配線が形成されている。電極パッドは、フレキシブルケーブル１９を介して上述した液体吐出ヘッド駆動部（不図示）に電気的に接続されている。

以下、本実施形態の液体吐出ヘッド１２におけるインクの流れについて図１７を用いて説明する。図１７は図１３に示す切断線Ａ−Ａに沿った断面図である。インクは、制御プレート７の第２の流入口３６から圧電ブロック体１１に流入する。圧電ブロック体１１において、インクは、第１の循環流路５ａ、第２の循環流路５ｂ（図１７では不図示）を流れる。その後、インクは、共通循環流路形成部材１８の第１の流入口２０を通ってノズルプレート９の連絡流路６に流入する。その後、インクは、絞り部２２の隙間を通って各圧力室３へと流入する。このような流路構成では、連絡流路６における流体抵抗は小さいため圧力損失がほとんど生じない。このため、それぞれの圧力室３について吐出口１０近傍の圧力を概略同じにすることができるので、連絡流路６と複数の圧力室３の圧力関係の調整を容易に行うことができる。また吐出口１０部分の圧力（対大気ゲージ圧）を吐出口１０の毛細管力以下に保つことにより、吐出口１０からインクが溢れたりインクが流路内に引き込まれたりといったことは生じない。但し、インクの吐出信号が加わると吐出口１０からインク液滴が吐出する。その際は圧力室３内のインクの流れは吐出方向に向かう流れとなる。インク液滴吐出時の圧力室３内の圧力及び流速はインクの循環流の圧力及び流速よりもはるかに大きな値となるので、インクの循環流はインク液滴の吐出に対してほとんど寄与しない。また、絞り部２２がインク液滴吐出動作時に圧力室３の加圧された圧力が連絡流路６に逃げるのを抑制し、圧力室３の圧力が吐出口１０へと向かうように制御している。そのため、流出口２１の開口径は圧力室３の開口径よりも小さくする必要がある。

本実施形態によれば、複数の圧力室３に対して一つの連絡流路６を形成するだけのシンプルな構成によって、吐出口１０近傍のインクを循環させることができる。常に吐出口１０近傍のインクを循環させることによって、埃やごみによる吐出口１０の詰まりやインクの乾燥による吐出口１０の詰まりを防止できる。更に圧力室３近傍の気泡を壁面から剥離し、インクの循環流に乗せて排出することが可能となる。さらに、インクの吐出中（圧電ブロック体への通電中）にインクを第１の循環流路５ａおよび第２の循環流路５ｂに流すことによって、液体吐出ヘッド１２（圧電ブロック体１１）を冷却する効果もある。

（実施形態８）
本実施形態の液体吐出ヘッドの構成について説明する。本実施形態の液体吐出ヘッドは、共通循環流路形成部材１８を除いて実施形態７の液体吐出ヘッドと同様の構成である。以下、本実施形態の液体吐出ヘッドの共通循環流路形成部材１８について図１８を用いて説明する。図１８（ａ）は、本実施形態の液体吐出ヘッドの共通循環流路形成部材１８の斜視図である。図１８（ｂ）は、図１８（ａ）に示す共通循環流路形成部材１８の正面図である。本実施形態では、絞り部２２が、流出口２１の周囲に互いに離れて配置された複数の円柱で構成されている。絞り部２２をこのような構造にすることによって絞り部２２部分でのゴミや気泡による目詰まりを抑制することができ、より安定したインクの循環流を形成することができる。なお、絞り部２２の形状は、角柱であってもよい。

上述した実施形態７、８では、図１７に示すようにインク循環流の方向が連絡流路６から圧力室３へ向かう方向となるように圧力調整しているが、逆方向にインク循環流が発生するように圧力室３および循環流路５ａ、５ｂを圧力調整する構成でもかまわない。

本発明の構成は、上述した実施形態１〜８に限定されず各実施形態を組み合わせた構成であってもかまわない。そのような構成を挙げると、例えば、実施形態１〜４のように連絡流路６を圧電プレート１１の端面に形成した構成と、実施形態６〜８のように実施形態空気室４ａ、４ｂとは別の循環流路５を圧電プレート１１に形成した構成との組み合わせがある。他に、実施形態６のように連絡流路６を連絡流路板１７に形成した構成と、実施形態１〜４のように複数の空気室４ａ、４ｂのいずれかを循環流路５とする構成との組み合わせもある。

３ 圧力室
４ａ、４ｂ 空気室
６ 連絡流路
１０ 吐出口
１１ 圧電ブロック体

Claims (7)

1. 液体を吐出する複数の吐出口の各々に対向するように二次元に配列され、前記液体を貯留可能な複数の圧力室と、前記複数の圧力室に隣接して配置された複数の空気室と、前記液体が通過可能な複数の流路と、が形成された圧電ブロック体であって、前記複数の圧力室と前記複数の空気室との間に、各圧力室の内壁を伸縮変形させることによって各圧力室に貯留された前記液体を前記吐出口から吐出させる圧電部材が存在する圧電ブロック体と、
   前記各圧力室を前記吐出口側で少なくとも一つの前記流路に連通させる連絡流路と、を有する、液体吐出ヘッド。
2. 液体を吐出する吐出口に連通する、液体を貯留可能な圧力室と、
   前記圧力室に隣接して形成される空気室と、
   前記圧力室に沿って形成される、液体を供給可能な流路と、
   前記圧力室と前記空気室との間に形成される、前記圧力室の内壁を伸縮変形させることによって前記圧力室に貯留された前記液体を前記吐出口側に流す圧電部材と、
   前記圧力室と前記流路とを前記圧力室の前記吐出口側で連通させる連絡流路と、
   を有する、液体吐出ヘッド。
3. 前記連絡流路が、前記圧電ブロック体の前記吐出口側の端面に形成されている、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記吐出口が形成されたノズルプレートをさらに有し、
   前記連絡流路が前記ノズルプレートの前記圧力室側の面に形成されている、請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記吐出口が形成されたノズルプレートと、
   前記ノズルプレートと前記圧力室との間に配置され、前記連絡流路が形成された平板部材と、をさらに有する、請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記ノズルプレートと、前記圧力室との間に配置された平板部材であって、前記流路と前記連絡流路とを連通させる流入口と、前記圧力室と前記吐出口とを連通させ、開口径が前記圧力室よりも小さい流出口と、前記平板部材の前記ノズルプレート側の面で前記流出口を断続的に囲む突起状の複数の絞り部と、が形成された平板部材をさらに有する、請求項４に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記各絞り部が、互いに離れて配置された複数の円柱または複数の角柱で構成されている、請求項６に記載の液体吐出ヘッド。

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