JP2019130872A - 液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置 - Google Patents

Abstract

【課題】供給側共通液室のフィルタ部を広くするときの回収側共通液室の流体抵抗の増大を抑制する。【解決手段】液体を吐出する複数のノズル４にそれぞれ通じる複数の個別液室６と、複数の個別液室６に通じる供給側共通液室１０と、複数の個別液室６に通じる回収側共通液室５０とを備え、供給側共通液室１０と回収側共通液室５０の一部となる上流側の回収側共通液室５０Ａとは、ノズル配列方向と直交する方向に並べて配置され、供給側共通液室１０は回収側共通液室５０内に投影される位置に配置される。【選択図】図２

Description

本発明は液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置に関する。

液体吐出ヘッド（以下、単に「ヘッド」ともいう。）として、ノズルに連通する個別液室への供給流路と個別液室に通じる回収流路とを有し、供給流路に通じる液体の供給口と、回収流路に通じる液体の排出口を備えるフロースルー型ヘッド（循環型ヘッド）がある。

従来、例えば、複数の個別液室に通じる供給側共通液室と複数の個別液室に通じる回収側共通液室（回収側共通液室）とを有し、供給側共通液室の一部と回収側共通液室を並べて配置したものが知られている（特許文献１）。

特開２０１７−１５４４９０号公報

しかしながら、特許文献１に開示の構成にあっては、供給側共通液室の一部から個別液室への流路にフィルタを配置するとき、フィルタ面積が狭くなって、気泡や異物による目詰まりが生じ易くなり、供給側共通液室の流体抵抗が大きくなる。

そこで、回収側共通液室と並ぶ供給側共通液室の一部を大きくしてフィルタ面積を広くすると、回収側共通液室が小さくなり、回収側共通液室の流体抵抗が増加するという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、回収側共通液室の流体抵抗の増大を抑制することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る液体吐出ヘッドは、
液体を吐出する複数のノズルにそれぞれ通じる複数の個別液室と、
前記個別液室に通じる供給側共通液室と、
前記個別液室に通じる回収側共通液室と、を備え、
前記供給側共通液室と前記回収側共通液室の一部とは、ノズル配列方向と直交する方向に並べて配置されている
構成とした。

本発明によれば、回収側共通液室の流体抵抗の増大を抑制できる。

本発明の第１実施形態に係る液体吐出ヘッドの外観斜視説明図である。 同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向（液室長手方向）の断面説明図である。 同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向（液室長手方向）の断面説明図である。 同実施形態において供給側共通液室に供給側フィルタ部の面積を広くした場合の説明に供する模式的説明図である。 比較例において供給側共通液室に供給側フィルタ部の面積を広くした場合の説明に供する模式的説明図である。 本発明の第２実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向（液室長手方向）の断面説明図である。 同ヘッドのノズル板の平面説明図である。 同ヘッドの流路部材を構成する各部材の平面説明図である。 同ヘッドの共通液室部材を構成する各部材の平面説明図である。 本発明の第３実施形態に係る液体吐出ヘッドの共通液室部材の平面説明図である。 本発明の第４実施形態に係る液体吐出ヘッドの第１共通液室部材の平面説明図である。 本発明の第５実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向（液室長手方向）の断面説明図である。 同ヘッドの共通液室部材を構成する各部材の平面説明図である。 本発明に係る液体を吐出する装置の一例の要部平面説明図である。 同装置の要部側面説明図である。 本発明に係る液体吐出ユニットの他の例の要部平面説明図である。 本発明に係る液体吐出ユニットの更に他の例の正面説明図である。 本発明に係る液体を吐出する装置の他の例の概略説明図である。 同装置のヘッドユニットの平面説明図である。 同装置における液体循環システムの一例の説明に供するブロック説明図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。本発明の第１実施形態に係る液体吐出ヘッドの一例について図１ないし図３を参照して説明する。図１は同液体吐出ヘッドの外観斜視説明図、図２は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向（液室長手方向）の断面説明図、図３は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向（液室長手方向）の断面説明図である

この液体吐出ヘッドは、ノズル板１と、流路板２と、壁面部材としての振動板部材３とを積層接合している。そして、振動板部材３を変位させる圧電アクチュエータ１１と、共通液室部材２０と、カバー２９を備えている。

ノズル板１は、液体を吐出する複数のノズル４を有している。

流路板２は、ノズル４に通じる個別液室６、個別液室６に通じる供給側流体抵抗部７、供給側流体抵抗部７に通じる供給側導入部８を形成している。供給側導入部８は、振動板部材３に形成した供給側フィルタ部９を介して、共通液室部材２０で形成した供給側共通液室１０に通じている。

振動板部材３は、流路板２の個別液室６の壁面を形成する壁面部材である。この振動板部材３は２層構造（限定されない）とし、流路板２側から薄肉部を形成する第１層と、厚肉部を形成する第２層で形成され、第１層で個別液室６に対応する部分に変形可能な振動領域３０を形成している。

そして、この振動板部材３の個別液室６とは反対側に、振動板部材３の振動領域３０を変形させる駆動手段（アクチュエータ手段、圧力発生手段）としての電気機械変換素子を含む圧電アクチュエータ１１を配置している。

この圧電アクチュエータ１１は、ベース部材１３上に接合した圧電部材１２を有し、圧電部材１２にはハーフカットダイシングによって溝加工して１つの圧電部材１２に対して所要数の柱状の圧電素子１２Ａ、１２Ｂを所定の間隔で櫛歯状に形成している。

ここでは、圧電部材１２の圧電素子１２Ａは駆動波形を与えて駆動させる圧電素子とし、圧電素子１２Ｂは駆動波形を与えないで単なる支柱として使用しているが、すべての圧電素子１２Ａ、１２Ｂを駆動させる圧電素子として使用することもできる。

そして、圧電素子１２Ａを振動板部材３の振動領域３０に形成した島状の厚肉部である凸部３０ａに接合している。また、圧電素子１２Ｂを振動板部材３の厚肉部である凸部３０ｂに接合している。

この圧電部材１２は、圧電層と内部電極とを交互に積層したものであり、内部電極がそれぞれ端面に引き出されて外部電極が設けられ、外部電極にフレキシブル配線部材１５が接続されている。

また、流路板２は、各個別液室６に通じる流路板２の面方向に沿う回収側流体抵抗部５７と、回収側個別流路５６と、回収側導出部５８とを形成している。回収側導出部５８は、振動板部材３に形成した回収側フィルタ部５９を介して、共通液室部材２０で形成した回収側共通液室５０に通じている。

共通液室部材２０は、供給側共通液室１０と回収側共通液室５０を形成し、供給側共通液室１０に外部の循環経路から液体を供給する供給口（供給ポート）７１と、外部の循環経路に液体が回収される回収口（回収ポート）８１とが設けられている。

このように構成した液体吐出ヘッドにおいては、例えば圧電素子１２Ａに与える電圧を基準電位から下げることによって圧電素子１２Ａが収縮し、振動板部材３の振動領域３０が下降して個別液室６の容積が膨張することで、個別液室６内に液体が流入する。

その後、圧電素子１２Ａに印加する電圧を上げて圧電素子１２Ａを積層方向に伸長させ、振動板部材３の振動領域３０をノズル４に向かう方向に変形させて個別液室６の容積を収縮させることにより、個別液室６内の液体が加圧され、ノズル４から液体が吐出される。

そして、圧電素子１２Ａに与える電圧を基準電位に戻すことによって振動板部材３の振動領域３０が初期位置に復元し、個別液室６が膨張して負圧が発生するので、このとき、供給側共通液室１０から個別液室６内に液体が充填される。そこで、ノズル４のメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次の吐出のための動作に移行する。

また、ノズル４から吐出されない液体はノズル４を通過して回収側流体抵抗部５７、回収側個別流路５６、回収側導出部５８及びフィルタ部５９を経て回収側共通液室５０に排出される。そして、回収側共通液室５０から外部の循環経路を通じて供給側共通液室１０に再度供給される。また、液体吐出を行っていないときも、供給側共通液室１０から回収側共通液室５０に流れ、更に外部の循環経路を通じて供給側共通液室１０に再度供給される。

なお、このヘッドの駆動方法については上記の例（引き−押し打ち）に限るものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ちや押し打ちなどを行なうこともできる。

次に、このヘッドにおける供給側共通液室及び回収側共通液室に係わる部分の詳細について説明する。

本実施形態では、流路板２及び壁面部材としての振動板部材３によって流路部材４０を構成している。

一方、共通液室部材２０は、第１共通液室部材２１及び第２共通液室部材２２によって構成され、第１共通液室部材２１を流路部材４０の振動板部材３側に接合し、第１共通液室部材２１に第２共通液室部材２２を積層して接合している。

ここで、第１共通液室部材２１は、供給側導入部８に通じる供給側共通液室１０と、回収側液導出部５８が通じる回収側共通液室５０の一部である上流側の回収側共通液室５０Ａとを形成している。また、第２共通液室部材２２は、回収側共通液室５０の残部である下流側の回収側共通液室５０Ｂを形成している。

このとき、供給側共通液室１０と回収側共通液室５０の一部である回収側共通液室５０Ａとはノズル配列方向と直交する方向に並べて配置されるとともに、供給側共通液室１０は回収側共通液室５０内に投影される位置に配置される。

このように、供給側共通液室１０と回収側共通液室５０の一部がノズル配列方向と直交する方向において並んで配置され、供給側共通液室１０は回収側共通液室５０内に投影される位置に配置される。

これにより、ノズル配列方向と直交する方向のヘッドの幅を抑制することができ、ヘッドの大型化を抑制できるとともに、供給側フィルタ部の面積を広くしても回収側共通液室の流体抵抗の増大を抑制することができる。

この点について図４及び図５を参照して説明する。図４は本実施形態において供給側共通液室に供給側フィルタ部の面積を広くした場合の説明に供する模式的説明図、図５は比較例において供給側共通液室に供給側フィルタ部の面積を広くした場合の説明に供する模式的説明図である。

まず、図５に示す比較例は、供給側共通液室１０の一部と回収側共通液室５０がノズル配列方向と直交する方向において並んで配置され、回収側共通液室５０は供給側共通液室１０内に投影される位置に配置される構成としたものである。

この比較例の構成において、図５（ａ）に示すように、ノズル配列方向と直交する方向の幅Ｌ１の供給側フィルタ部９を配置した場合に気泡や異物などによるフィルタ部９の目詰まりによって流体抵抗が増加するものとする。そこで、図５（ｂ）に示すように、供給側フィルタ部９を幅Ｌ２に広くする（面積が広くなる）と、回収側共通液室５０の幅が狭くなって流体抵抗が増大することになる。

これに対して、本実施形態では、図４に示すように、供給側共通液室１０と回収側共通液室５０の一部がノズル配列方向と直交する方向において並んで配置され、供給側共通液室１０は回収側共通液室５０内に投影される位置に配置される。

したがって、本実施形態の構成においても、図４（ａ）に示すように、ノズル配列方向と直交する方向の幅Ｌ１の供給側フィルタ部９を配置した場合に気泡や異物などによるフィルタ部９の目詰まりによって流体抵抗が増加するものとする。そこで、図４（ｂ）に示すように、供給側フィルタ部９を幅Ｌ２に広くする（面積が広くなる）と、回収側共通液室５０の一部（回収側共通液室５０Ａ）幅は狭くなる。

しかしながら、本実施形態では、回収側共通液室５０は、回収側共通液室５０Ａよりも大きな回収側共通液室５０Ｂを有しているので、回収側共通液室５０の流体抵抗の増大を抑制することができる。

次に、本発明の第２実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図６ないし図９を参照して説明する。図６は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向（液室長手方向）の断面説明図、図７は同ヘッドのノズル板の平面説明図、図８は同ヘッドの流路部材を構成する各部材の平面説明図、図９は同ヘッドの共通液室部材を構成する各部材の平面説明図である。

本実施形態では、流路板２は、ノズル板１側から複数枚の板状部材（薄層部材）４１〜４５を積層接合して形成され、これらの板状部材４１〜４５と振動板部材３を積層接合して流路部材４０が構成されている。

また、共通液室部材２０は、前記第１実施形態と同様に、第１共通液室部材２１及び第２共通液室部材２２によって構成されている。

ここで、ノズル板１には、図７にも示すように、複数のノズル４が千鳥状に配置されている。

流路板２を構成する板状部材４１には、図８（ａ）に示すように、個別液室６を構成する貫通溝部（溝形状の貫通穴の意味）６ａと、回収側流体抵抗部５７、回収側個別流路５６を構成する貫通溝部５７ａ、５６ａが形成されている。

同じく板状部材４２には、図８（ｂ）に示すように、個別液室６を構成する貫通溝部６ｂと、回収側個別流路５６を構成する貫通溝部５６ｂが形成されている。

同じく板状部材４３には、図８（ｃ）に示すように、個別液室６を構成する貫通溝部６ｃと、回収側導出部５８を構成するノズル配列方向を長手方向とする貫通溝部５８ａが形成されている。

同じく板状部材４４には、図８（ｄ）に示すように、個別液室６を構成する貫通溝部６ｄと、供給側流体抵抗部７なる貫通溝部７ａと、供給側導入部８を構成する貫通溝部８ａと、回収側導出部５８を構成するノズル配列方向を長手方向とする貫通溝部５８ｂが形成されている。

同じく板状部材４５には、図８（ｅ）に示すように、個別液室６を構成する貫通溝部６ｅと、供給側導入部８を構成するノズル配列方向を長手方向とする貫通溝部８ｂ（フィルタ下流側液室となる）と、回収側導出部５８を構成するノズル配列方向を長手方向とする貫通溝部５８ｃが形成されている。

振動板部材３には、図８（ｆ）に示すように、振動領域３０と、フィルタ部９と、フィルタ部５９が形成されている。

共通液室部材２０を構成する第１共通液室部材２１には、図９（ａ）に示すように、圧電アクチュエータ用貫通穴２５ａと、供給側共通液室１０となる底の有る溝部１０ａと、上流側の回収側共通液室５０Ａとなる貫通溝部５０ａが形成されている。

同じく第２共通液室部材２２には、図９（ｂ）に示すように、圧電アクチュエータ用貫通穴２５ｂと、下流側の回収側共通液室５０Ｂとなる溝部５０ｂが形成されている。

また、第２共通液室部材２２には、回収側共通液室５０のノズル配列方向の一端部と回収ポート８１を通じる貫通穴８１ａが形成されている。

同様に、第１共通液室部材２１及び第２共通液室部材２２には、供給側共通液室１０のノズル配列方向の他端部（貫通穴８１ａと反対側の端部）と供給ポート７１を通じる貫通穴７１ａ、７１ｂが形成されている。

なお、図９において、底の有る溝部については面塗りを施して示している（以下の図でも同じである）。

このように、流路部材を複数の板状部材を積層接合して構成することで、簡単な構成で複雑な流路を形成することができる。

次に、本発明の第３実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図１０を参照して説明する。図１０は同ヘッドの共通液室部材の平面説明図である。なお、（ａ）は第１共通液室部材の平面説明図、（ｂ）は第２共通液室部材の平面説明図である。

本実施形態では、第１共通液室部材２１には、供給側共通液室１０のノズル配列方向の両端部に供給ポート７１に通じる貫通穴７１ａが形成されている。第２共通液室部材２２には、供給側共通液室１０のノズル配列方向の両端部に供給ポート７１に通じる貫通穴７１ｂが、回収側共通液室５０のノズル配列方向の両端部に回収ポート８１に通じる貫通穴８１ａが設けられている。

これにより、供給側共通液室１０に対して両側供給を行ってリフィル不足の発生を低減できる。

次に、本発明の第４実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図１１を参照して説明する。図１１は同ヘッドの第１共通液室部材の平面説明図である。

本実施形態では、第１共通液室部材２１に、図１１（ａ）に示すように、ハーフエッチングで供給側共通液室１０となる溝部１０ａを形成し、フルエッチングで上流側の回収側共通液室５０Ａとなる貫通溝部５０ａを形成している。

そして、図１１（ｂ）に示すように、供給ポート７１に対応する部分は、ハーフエッチングした部分にレーザー加工で貫通穴７１ａを開けている。

これにより、供給側共通液室１０と回収側共通液室５０の上流側の回収側共通液室５０Ａとの間の薄い隔壁５５を高精度に形成できる。

次に、本発明の第５実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図１２及び図１３を参照して説明する。図１２は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向（液室長手方向）の断面説明図、図１３は同ヘッドの共通液室部材を構成する各部材の平面説明図である。

本実施形態では、共通液室部材１２０は、積層された少なくとも３つの部材である、第１共通液室部材１２１、第２共通液室部材１２２及び第３共通液室部材１２３と、第４共通液室部材を兼ねるハウジング部材１２４の４つの部材で構成されている。なお、第３共通液室部材１２３として前記実施形態における第２共通液室部材２２と同様にハウジング部材１２４によって形成される壁部部分が閉じた部材を使用することもできる。

ここで、第１共通液室部材１２１は、３つの部材の内の積層方向で連続する２つの部材の一方の部材である。この第１共通液室部材１２１には、図１３（ａ）に示すように、圧電アクチュエータ用貫通穴１２５ａと、供給側共通液室１０となる貫通部である貫通溝部１１０ａと、上流側の回収側共通液室５０Ａａとなる貫通部である貫通溝部１５０ａが形成されている。

第２共通液室部材１２２は３つの部材の内の積層方向で連続する２つの部材の一方の部材である。この第２共通液室部材１２２には、図１３（ｂ）に示すように、圧電アクチュエータ用貫通穴１２５ｂと、回収側共通液室５０Ａｂとなる貫通部である貫通溝部１５０ｂが形成されている。また、第２共通液室部材１２２は、供給側共通液室１０の壁部（壁面）１１０ｂを形成している。

第３共通液室部材１２３には、図１３（ｃ）に示すように、圧電アクチュエータ用貫通穴１２５ｃと、下流側の回収側共通液室５０Ｂとなる貫通部である貫通溝部１５０ｃが形成されている。

ハウジング部材１２４には、図１３（ｄ）に示すように、圧電アクチュエータ用貫通穴１２５ｄが形成されている。ハウジング部材１２４は下流側の回収側共通液室５０Ｂの壁部（壁面）１５０ｄを形成している。

また、ハウジング部材１２４には、下流側の回収側共通液室５０Ｂのノズル配列方向の一端部と回収ポート８１を通じる貫通穴１８１ａが形成されている。

また、第１共通液室部材１２１、第２共通液室部材１２２、第３共通液室部材１２３、ハウジング部材１２４には、供給側共通液室１０のノズル配列方向の他端部（貫通穴１８１ａと反対側の端部）と供給ポート７１を通じる貫通穴１７１ａ、１７１ｂ、１７１ｃ、１７１ｄが形成されている。

なお、第１共通液室部材１２１、第２共通液室部材１２２、第３共通液室部材１２３、ハウジング部材１２４には、組立時のアライメントマークとしての基準穴１４３及び長穴１４４も設けられている。

次に、本発明に係る液体を吐出する装置の一例について図１４及び図１５を参照して説明する。図１４は同装置の要部平面説明図、図１５は同装置の要部側面説明図である。

この装置は、シリアル型装置であり、主走査移動機構４９３によって、キャリッジ４０３は主走査方向に往復移動する。主走査移動機構４９３は、ガイド部材４０１、主走査モータ４０５、タイミングベルト４０８等を含む。ガイド部材４０１は、左右の側板４９１Ａ、４９１Ｂに架け渡されてキャリッジ４０３を移動可能に保持している。そして、主走査モータ４０５によって、駆動プーリ４０６と従動プーリ４０７間に架け渡したタイミングベルト４０８を介して、キャリッジ４０３は主走査方向に往復移動される。

このキャリッジ４０３には、本発明に係る液体吐出ヘッド４０４及びヘッドタンク４４１を一体にした液体吐出ユニット４４０を搭載している。液体吐出ユニット４４０の液体吐出ヘッド４０４は、例えば、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色の液体を吐出する。また、液体吐出ヘッド４０４は、複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配置し、吐出方向を下方に向けて装着している。

液体吐出ヘッド４０４の外部に貯留されている液体を液体吐出ヘッド４０４に供給するための供給機構４９４により、ヘッドタンク４４１には、液体カートリッジ４５０に貯留されている液体が供給される。

供給機構４９４は、液体カートリッジ４５０を装着する充填部であるカートリッジホルダ４５１、チューブ４５６、送液ポンプを含む送液ユニット４５２等で構成される。液体カートリッジ４５０はカートリッジホルダ４５１に着脱可能に装着される。ヘッドタンク４４１には、チューブ４５６を介して送液ユニット４５２によって、液体カートリッジ４５０から液体が送液される。

この装置は、用紙４１０を搬送するための搬送機構４９５を備えている。搬送機構４９５は、搬送手段である搬送ベルト４１２、搬送ベルト４１２を駆動するための副走査モータ４１６を含む。

搬送ベルト４１２は用紙４１０を吸着して液体吐出ヘッド４０４に対向する位置で搬送する。この搬送ベルト４１２は、無端状ベルトであり、搬送ローラ４１３と、テンションローラ４１４との間に掛け渡されている。吸着は静電吸着、あるいは、エアー吸引などで行うことができる。

そして、搬送ベルト４１２は、副走査モータ４１６によってタイミングベルト４１７及びタイミングプーリ４１８を介して搬送ローラ４１３が回転駆動されることによって、副走査方向に周回移動する。

さらに、キャリッジ４０３の主走査方向の一方側には搬送ベルト４１２の側方に液体吐出ヘッド４０４の維持回復を行う維持回復機構４２０が配置されている。

維持回復機構４２０は、例えば液体吐出ヘッド４０４のノズル面（ノズルが形成された面）をキャッピングするキャップ部材４２１、ノズル面を払拭するワイパ部材４２２などで構成されている。

主走査移動機構４９３、供給機構４９４、維持回復機構４２０、搬送機構４９５は、側板４９１Ａ，４９１Ｂ、背板４９１Ｃを含む筐体に取り付けられている。

このように構成したこの装置においては、用紙４１０が搬送ベルト４１２上に給紙されて吸着され、搬送ベルト４１２の周回移動によって用紙４１０が副走査方向に搬送される。

そこで、キャリッジ４０３を主走査方向に移動させながら画像信号に応じて液体吐出ヘッド４０４を駆動することにより、停止している用紙４１０に液体を吐出して画像を形成
する。

このように、この装置では、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えているので、高画質画像を安定して形成することができる。

次に、本発明に係る液体吐出ユニットの他の例について図１６を参照して説明する。図１６は同ユニットの要部平面説明図である。

この液体吐出ユニットは、前記液体を吐出する装置を構成している部材のうち、側板４９１Ａ、４９１Ｂ及び背板４９１Ｃで構成される筐体部分と、主走査移動機構４９３と、キャリッジ４０３と、液体吐出ヘッド４０４で構成されている。

なお、この液体吐出ユニットの例えば側板４９１Ｂに、前述した維持回復機構４２０、及び供給機構４９４の少なくともいずれかを更に取り付けた液体吐出ユニットを構成することもできる。

次に、本発明に係る液体吐出ユニットの更に他の例について図１７を参照して説明する。図１７は同ユニットの正面説明図である。

この液体吐出ユニットは、流路部品４４４が取付けられた液体吐出ヘッド４０４と、流路部品４４４に接続されたチューブ４５６で構成されている。

なお、流路部品４４４はカバー４４２の内部に配置されている。流路部品４４４に代えてヘッドタンク４４１を含むこともできる。また、流路部品４４４の上部には液体吐出ヘッド４０４と電気的接続を行うコネクタ４４３が設けられている。

次に、本発明に係る液体を吐出する装置の他の例について図１８及び図１９を参照して説明する。図１８は同装置の概略説明図、図１９は同装置のヘッドユニットの平面説明図である。

この装置は、連続媒体５１０を搬入する搬入手段５０１と、搬入手段５０１から搬入された連続媒体５１０を印刷手段５０５に案内搬送する案内搬送手段５０３と、連続媒体５１０に対して液体を吐出して画像を形成する印刷を行う印刷手段５０５と、連続媒体５１０を乾燥する乾燥手段５０７と、連続媒体５１０を排出する搬出手段５０９などを備えている。

連続媒体５１０は搬入手段５０１の元巻きローラ５１１から送り出され、搬入手段５０１、案内搬送手段５０３、乾燥手段５０７、搬出手段５０９の各ローラによって案内、搬送されて、搬出手段５０９の巻取りローラ５９１にて巻き取られる。

この連続媒体５１０は、印刷手段５０５において、搬送ガイド部材５５９上をヘッドユニット５５０及びヘッドユニット５５５に対向して搬送され、ヘッドユニット５５０から吐出される液体によって画像が形成され、ヘッドユニット５５から吐出される処理液で後処理が行われる。

ここで、ヘッドユニット５５０には、例えば、媒体搬送方向上流側から、４色分のフルライン型ヘッドアレイ５５１Ｋ、５５１Ｃ、５５１Ｍ、５５１Ｙ（以下、色の区別しないときは「ヘッドアレイ５５１」という。）が配置されている。

各ヘッドアレイ５５１は、液体吐出手段であり、それぞれ、搬送される連続媒体５１０に対してブラックＫ，シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの液体を吐出する。なお、色の種類及び数はこれに限るものではない。

ヘッドアレイ５５１は、例えば、本発明に係る複数の液体吐出ヘッド（これを、単に「ヘッド」ともいう。）１０００をベース部材５５２上に千鳥状に並べて配置したものであるが、これに限らない。

次に、この装置における液体循環システムの一例について図２０を参照して説明する。図２０は同システムの説明に供するブロック説明図である。

液体循環システム６３０は、メインタンク６０２、ヘッド１０００、供給タンク６３１、回収タンク６３２、コンプレッサ６３３、真空ポンプ６３４、第１送液ポンプ６３５、第２送液ポンプ６３６、供給側圧力センサ６３７、回収側圧力センサ６３８、レギュレータ（Ｒ）６３９ａ，６３９ｂなどで構成されている。

供給側圧力センサ６３７は、供給タンク６３１とヘッド１０００との間であって、ヘッド１０００の供給ポート７１に繋がった供給側の流路に接続されている。回収側圧力センサ６３８は、ヘッド１０００と回収タンク６３２との間であって、ヘッド１０００の回収ポート８１に繋がった回収側の流路に接続されている。

回収タンク６３２の一方は、第１送液ポンプ６３５を介して供給タンク６３１と接続されており、回収タンク６３２の他方は第２送液ポンプ６３６を介してメインタンク６０２と接続されている。

これにより、供給タンク６３１から供給ポート７１を通ってヘッド１０００内に液体が流入し、回収ポート８１から回収されて回収タンク６３２へ回収される。そして、さらに第１送液ポンプ６３５によって回収タンク６３２から供給タンク６３１へ液体が送られることによって液体が循環する。

また、供給タンク６３１にはコンプレッサ６３３がつなげられており、供給側圧力センサ６３７で所定の正圧が検知されるように制御される。一方、回収タンク６３２には真空ポンプ６３４がつなげられており、回収側圧力センサ６３８で所定の負圧が検知されるよう制御される。

これにより、ヘッド１０００内を通って液体を循環させつつ、メニスカスの負圧を一定に保つことができる。

また、ヘッド１０００のノズル４から液体を吐出すると、供給タンク６３１及び回収タンク６３２内の液体量が減少していく。そのため、適宜、第２送液ポンプ６３６を用いて、メインタンク６０２から回収タンク６３２に液体を補充する。メインタンク６０２から回収タンク６３２への液体補充のタイミングは、回収タンク６３２内の液体の液面高さが所定高さよりも下がったときに液体補充を行うなど、回収タンク６３２内に設けた液面センサなどの検知結果によって制御することができる。

本願において、吐出される液体は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。

液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ（積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子）、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものが含まれる。

「液体吐出ユニット」は、液体吐出ヘッドに機能部品、機構が一体化したものであり、液体の吐出に関連する部品の集合体が含まれる。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたものなどが含まれる。

ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合などで互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。

例えば、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。また、チューブなどで互いに接続されて、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。ここで、これらの液体吐出ユニットのヘッドタンクと液体吐出ヘッドとの間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジが一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドを走査移動機構の一部を構成するガイド部材に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッドと走査移動機構が一体化されているものがある。また、液体吐出ヘッドとキャリッジと主走査移動機構が一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドが取り付けられたキャリッジに、維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させて、液体吐出ヘッドとキャリッジと維持回復機構が一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、ヘッドタンク若しくは流路部品が取付けられた液体吐出ヘッドにチューブが接続されて、液体吐出ヘッドと供給機構が一体化されているものがある。このチューブを介して、液体貯留源の液体が液体吐出ヘッドに供給される。

主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。

「液体を吐出する装置」には、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて液体を吐出させる装置が含まれる。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を 気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。

この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。

例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。

また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。

また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。

また、「液体を吐出する装置」としては、他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液を、ノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。

なお、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。

１ ノズル板
２ 流路板
３ 振動板部材
４ ノズル
５ ノズル連通路
６ 個別液室
１０ 供給側共通液室
１１ 圧電アクチュエータ
２０ 共通液室部材
５０、５０Ａ、５０Ｂ 回収側共通液室
５６ 回収側個別流路
４０３ キャリッジ
４０４ 液体吐出ヘッド
４４０ 液体吐出ユニット
６３０ 液体循環システム
１０００ 液体吐出ヘッド

Claims (10)

1. 液体を吐出する複数のノズルにそれぞれ通じる複数の個別液室と、
   前記個別液室に通じる供給側共通液室と、
   前記個別液室に通じる回収側共通液室と、を備え、
   前記供給側共通液室と前記回収側共通液室の一部とは、ノズル配列方向と直交する方向に並べて配置されている
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記供給側共通液室は、前記回収側共通液室内に投影される
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記回収側共通液室の前記供給側共通液室に並ばない残部は、前記供給側共通液室と前記回収側共通液室の一部との並び方向と直交する方向において重なっている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記供給側共通液室のノズル配列方向と直交する方向の幅は、前記回収側共通液室の一部のノズル配列方向と直交する方向の幅よりも広い
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記供給側共通液室にはフィルタ部が配置されている
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記供給側共通液室及び前記回収側共通液室の一部にはフィルタ部が配置されている
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
7. 積層された少なくとも３つの部材を有し、
   前記３つの部材の内の積層方向で連続する２つの部材の一方の部材には、前記回収側共通液室の一部となる貫通部と、前記供給側共通液室となる貫通部と、が形成され、
   前記２つの部材の内の他方の部材は、前記供給側共通液室の壁部を形成するとともに、前記回収側共通液室の一部となる貫通部が形成されている
   ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを備えている
   ことを特徴とする液体吐出ユニット。
9. 前記液体吐出ヘッドに供給する液体を貯留するヘッドタンク、前記液体吐出ヘッドを搭載するキャリッジ、前記液体吐出ヘッドに液体を供給する供給機構、前記液体吐出ヘッドの維持回復を行う維持回復機構、前記液体吐出ヘッドを主走査方向に移動させる主走査移動機構の少なくともいずれか一つと前記液体吐出ヘッドとを一体化した
   ことを特徴とする請求項８に記載の液体吐出ユニット。
10. 請求項１ないし７のいずれかに記載の液体吐出ヘッド、又は、請求項８若しくは９に記載の液体吐出ユニットを備えていることを特徴とする液体を吐出する装置。

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