JP2019142203A - 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】共通流路への圧力伝搬を抑制してクロストークを低減する。【解決手段】液体を吐出するノズル４に通じる個別液室６と、個別液室６内の液体を加圧する第１アクチュエータ１１と、個別液室６に通じる第１流体抵抗部７１と、第１流体抵抗部７１に通じる第２流体抵抗部７２と、第１流体抵抗部７１と第２流体抵抗部７２との間に介在し、第１流体抵抗部７１及び第２流体抵抗部７２よりも流体抵抗が低い流体抵抗間流路７３と、流体抵抗間流路７３を加圧する第２アクチュエータ１２とを有し、第１アクチュエータ１１及び第２アクチュエータ１２は、共通の圧電体１４と、電気的に接続された個別電極となる上部電極１５と含む。【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。

液体吐出ヘッドにおいては、個別液室内の液体を加圧したときの圧力変動による圧力波が共通流路（共通液室ともいう。）に伝搬し、同じ個別液室や他の個別液室に再伝搬するクロストーク（相互干渉）によって吐出特性が低下する。

従来、電圧印加で変位して圧力室の容積を変化させてインク液をノズル孔から吐出させる複数の第１のアクチュエータと、共通流路上に形成され、第１のアクチュエータによる共通流路内の圧力変動を打ち消すように変位する第２のアクチュエータとを有するヘッドが知られている（特許文献１）。

特許第４２６９６０８号公報

上述した特許文献１に開示の構成にあっては、第１アクチュエータと第２アクチュエータを個別に制御するために、構成が複雑にな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、簡単な構成で共通流路への圧力伝搬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、
液体を吐出するノズルに通じる個別液室と、
前記個別液室内の前記液体を加圧する第１アクチュエータと、
前記個別液室に通じる第１流体抵抗部と、
前記第１流体抵抗部に通じる第２流体抵抗部と、
前記第１流体抵抗部と前記第２流体抵抗部との間に介在し、前記第１流体抵抗部及び前記第２流体抵抗部よりも流体抵抗が低い流体抵抗間流路と、
前記流体抵抗間流路を加圧する第２アクチュエータと、を有し、
前記第１アクチュエータ及び前記第２アクチュエータは、
共通の圧電体と、
電気的に接続された個別電極と、含む
構成とした。

本発明によれば、簡単な構成で共通流路への圧力伝搬を抑制することができる。

本発明の第１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に沿う図２のＡ−Ａ線に相当する断面説明図である。 同じくノズル配列方向に沿う要部断面説明図である。 同じく１つの個別液室に対応する部分の流路構成の平面説明図である。 本発明の第２実施形態に係る液体吐出ヘッドの１つの個別液室に対応する部分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１つの個別液室に対応する部分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１つの個別液室に対応する部分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１つの個別液室に対応する部分の断面説明図である。 本発明の第６実施形態に係る液体吐出ヘッドの１つの個別液室に対応する部分の断面説明図である。 本発明の第７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に沿う断面説明図である。 同じく１つの個別液室に対応する部分の平面説明図である。 本発明の第８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に沿う断面説明図である。 同じく１つの個別液室に対応する部分の平面説明図である。 本発明の第９実施形態に係る液体吐出ヘッドの要部平面説明図である。 は図１３の個別液室部分の断面説明図である。 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。

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について図１ないし図３を参照して説明する。図１は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図、図２は同じく図１のＡ−Ａ線に相当する略断面説明図、図３は同じく１つの個別液室に対応する部分の流路構成の平面説明図である。

液体吐出ヘッド１００は、ノズル板１と、流路板２と、壁面部材である振動板部材３と、圧電素子で構成される第１アクチュエータ１１及び第２アクチュエータ１２と、保持基板５０と、共通流路部材８０とを備えている。

ノズル板１には、液体を吐出する複数のノズル４が形成されている。

流路板２は、ノズル４が通じる個別液室６と、個別液室６に通じる第１流体抵抗部７１と、第１流体抵抗部７１に通じる第２流体抵抗部７２とを形成している。また、流路板２は、第１流体抵抗部７１と第２流体抵抗部７２との間に介在し、第１流体抵抗部７１及び第２流体抵抗部７２よりも流体抵抗が低い流体抵抗間流路７３と、第２流体抵抗部７２に通じる液導入部８を形成している。

複数のノズル４に対応して、個別液室６、第１流体抵抗部７１、第２流体抵抗部７２、流体抵抗間流路７３は、それぞれ複数設けられる。液導入部８は、１又は２以上の個別液室６に対応して設けることができる。

また、第１流体抵抗部７１は、個別液室６にそれぞれ通じる２本の流体抵抗路７１ａで構成される。同様に、第２流体抵抗部７２は、流体抵抗間流路７３にそれぞれ通じる２本の流体抵抗路７２ａで構成される。なお、流体抵抗路７１ａ、７２ａは、１本とすることもできるし、３本以上とすることもできる。

振動板部材３は、個別液室６の壁面の一部を形成する変形可能な振動領域３０を形成している。また、液導入部８に通じる開口９が設けられている。

そして、この振動板部材３の振動領域３０の個別液室６と反対側の面には、振動領域３０と一体的な圧電素子で構成される第１アクチュエータ１１が設けられている。

第１アクチュエータ１１は、振動領域３０側から共通電極となる下部電極１３、圧電体１４及び個別電極となる上部電極１５を順次積層形成して構成している。複数の第１アクチュエータ１１の共通電極となる下部電極１３は、ノズル配列方向ですべての第１アクチュエータ１１に跨って形成される１つの電極層である。

第１アクチュエータ１１の個別電極となる上部電極１５上は絶縁膜１７で被覆されており、上部電極１５は個別配線１６を介して駆動回路部である駆動ＩＣに接続される。

また、流体抵抗間流路７３の壁面をなす振動板部材３の変形可能な領域３１には、流体抵抗間流路７３と反対側の面に、変形可能な領域３１と一体的な圧電素子で構成される第２アクチュエータ１２が設けられている。

第２アクチュエータ１２は、変形可能な領域３１側から共通電極となる下部電極１３、圧電体１４及び個別電極となる上部電極１５を順次積層形成して構成している。

ここで、第１アクチュエータ１１と第２アクチュエータ１２は、共通の下部電極１３、共通の圧電体１４及び電気的に接続された個別電極である共通の上部電極１５を有している。つまり、個別液室６を加圧する第１アクチュエータ１１を構成する圧電体１４及び上部電極１５を流体抵抗間流路７３に対向する位置まで延伸している。

そして、振動板部材３上には、第１アクチュエータ１１及び第２アクチュエータ１２を覆っている保持基板５０が接着剤で接合されている。

保持基板５０には、共通流路１０と１又は２以上の開口９との間に介する開口部５１を形成している。また、保持基板５０は、第１アクチュエータ１１及び第２アクチュエータ１２を収容する凹部５２が設けられている。

共通流路部材８０は、各個別液室６に液体を供給する共通流路１０を形成する。

この液体吐出ヘッド１００においては、第１アクチュエータ１１の上部電極１５と下部電極１３の間に、例えば、基準電位から立下り、保持期間後、基準電位まで立ち上がる電圧を印加する。

このとき、第１アクチュエータ１１は個別液室６の体積を膨張する方向に変位した後、個別液室６の体積を縮小する方向に変位して、個別液室６内の液体を加圧することで、ノズル４から液体が吐出される。

ここで、第１アクチュエータ１１と第２アクチュエータ１２とは共通の圧電体１４と個別電極である上部電極１５とを有しているので、第１アクチュエータ１１に電圧を印加することによって、第２アクチュエータ１２は第１アクチュエータ１１に同期して駆動される。

これにより、個別液室６内の液体を加圧したとき、流体抵抗間流路７３も同期して加圧されることになり、個別液室６で発生した圧力波が共通流路１０側に向かうときに、流体抵抗間流路７３で発生する圧力波によって阻害され、共通流路１０側への圧力伝搬が抑制される。

このように、第１アクチュエータ１１を駆動することで第２アクチュエータ１２も駆動されるので、簡単な構成で、共通流路１０への圧力伝搬を抑制して、共通流路１０によるクロストークを低減することができる。

ここで、第１流体抵抗部７１の流体抵抗と第２流体抵抗部７２の流体抵抗はほぼ同じであり、流体抵抗間流路７３の排除体積は、個別液室６の排除体積以下である構成としている。排除体積とは、第１アクチュエータ１１及び第２アクチュエータ１２が駆動されたときの個別液室６、流体抵抗間流路７３の体積変化量である。

すなわち、第１アクチュエータ１１に個別液室６を膨張させる波形（ＰＵＬＬ波形）を印加した場合、個別液室６には第１流体抵抗部７１を介して液体が流入する。このとき、第２アクチュエータ１２も流体抵抗間流路７３を膨張させる方向に変位し、その分、第１流体抵抗部７１を介して個別液室６に引き込まれる液体量が減少する。

流体抵抗間流路７３の排除体積は、個別液室６の排除体積以下である構成とすることで、第１流体抵抗部７１を介して個別液室６に引き込まれる液体量の減少を抑制することができ、吐出量を確保できる。

また、個別電極である上部電極１５は第１流体抵抗部７１の流路である流体抵抗路７１ａに対向する領域を通じて流体抵抗間流路７３まで延伸している。

これにより、第１流体抵抗部７１の流体抵抗路７１ａに対向する領域にも圧電体１４及び下部電極１３、上部電極１５で形成される圧電素子が構成され、第１流体抵抗部７１の流体抵抗路７１ａに対向する圧電体１４の領域を変形できるようになる。

したがって、第１アクチュエータ１１及び第２アクチュエータ１２の変位によって流体抵抗路７１ａに対向する圧電体１４の領域に応力が集中することによる圧電体クラックの発生を防止できる。

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４を参照して説明する。図４は同ヘッドの１つの個別液室に対応する部分の平面説明図である。

本実施形態では、第２流体抵抗部７２の流体抵抗は、第１流体抵抗部７１の流体抵抗よりも低くしている。なお、第１流体抵抗部７１及び第２流体抵抗部７２、それぞれ１本の流体抵抗路で構成している。

また、流体抵抗間流路７３の体積に対する排除体積の比（排除体積比）は、個別液室６の体積に対する排除体積の比（排除体積比）よりも大きくしている。

このように第１流体抵抗部７１と第２流体抵抗部７２の各流体抵抗、及び、個別液室６と流体抵抗間流路７３の各排除体積比を設定することにより、共通流路１０からの圧力波を個別液室６に再伝搬することを抑制して、クロストークを低減し、吐出特性の安定化を図ることができる。

つまり、流体抵抗間流路７３の排除体積比を大きくすることにより、流体抵抗間流路７３における圧力の発生力が高くなる。そして、第２流体抵抗部７２の流体抵抗を相対的に小さくしていることにより、発生した圧力波は、共通流路１０側に大きく作用し、個別液室６側には一定の圧力が作用することとなる。これにより、共通流路１０による相互干渉を更に抑制できるのである。

この場合、流体抵抗間流路７３に対向する圧電体１４の面積に対する個別電極である上部電極１５の面積の割合に対し、個別液室６に対向する圧電体１４の面積に対する個別電極である上部電極１５の面積の割合を小さくしている。

これにより、上述したように、流体抵抗間流路７３の排除体積比を個別液室６の排除体積比よりも大きくすることができる。そして、圧電体１４の面積に対する個別電極（上部電極１５）の面積比で排除体積比を調整することにより、圧電体１４の振動領域３０に対する面積を確保して等価的に剛性を高められることで、共振周波数を落とさずに、排除体積比を調整できる。

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５を参照して説明する。図５は同ヘッドの１つの個別液室に対応する部分の平面説明図である。

本実施形態では、個別液室６の平面形状を１００×２００μｍの八角形状とし、振動板部材３としてＳＯＩ基板を使用して、Ｓｉも厚さを７μｍとしている。

振動領域３０の厚さを厚くすることで、低アスペクト比の個別液室構成とし、個別液室６の共振周期を６μs前後に調整している。一方、流体抵抗間流路７３のコンプライアンスは、個別液室６のコンプライアンスの１／１０以下としている。

つまり、流体抵抗間流路７３のコンプライアンスが大きくなると、共振周期が伸びてしまうことになる。そこで、流体抵抗間流路７３のコンプライアンスを個別液室６のコンプライアンスの１／１０以下とすることで、第２アクチュエータ１２を駆動することによって共振周期が伸びることを抑制している。

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６を参照して説明する。図６は同ヘッドの１つの個別液室に対応する部分の平面説明図である。

本実施形態では、圧電体１４は第１流体抵抗部７１の流体抵抗路７１ａ及び流体抵抗路７１ａ、７１ａ間の隔壁７１ｂに対向して形成している。一方、個別電極である上部電極１５は隔壁７１ｂに対向して形成し、上部電極１５の幅（ノズル配列方向の幅）Ｗ２は圧電体１４の幅Ｗ１に対して１／３以下としている。

上部電極１５を形成している領域では圧電体１４の変位が拘束される。個別電極である上部電極１５の幅を広く形成すると、圧電体１４自体の変形力により、第１流体抵抗部７１のエッジ部で圧電体１４のクラックが発生し易くなる。

そこで、圧電体１４の幅に対して上部電極１５の幅を１／３以下にすることで、第１流体抵抗部７１のエッジ部での圧電体１４のクラックの発生を防止し、圧電体１４自体の剛性を確保しつつ、変形力を低下させることができる。

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７を参照して説明する。図７は同ヘッドの１つの個別液室に対応する部分の断面説明図である。

本実施形態では、第１流体抵抗部７１に対向する領域に共通電極となる下部電極１３を設けていない。

これにより、圧電体１４上に上部電極１５が形成されていても、第１流体抵抗部７１に対向する圧電体１４の領域は変位しないので、第１流体抵抗部７１のエッジ部での圧電体１４のクラックの発生を防止することができる。

次に、本発明の第６実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図８を参照して説明する。図８は同ヘッドの１つの個別液室に対応する部分の断面説明図である。

本実施形態では、第１流体抵抗部７１に対向する領域では、下部電極１３を個別液室６側及び流体抵抗間流路７３側から分離した島状のフローティング電極層１３ａとしている。

これにより、上部電極１５に電圧が印加されても圧電体１４に電界が発生しないため、第１流体抵抗部７１に対向する領域では圧電体１４は変位せず、クラックの発生を防止できる。

また、下部電極１３は、圧電体１４の配向制御のために必要な層であり、島状にフローティング電極層１３ａを形成することで、その部分の圧電体１４を＜１００＞配向に制御することができ、圧電体の面内均一性を確保しやすくなる

次に、本発明の第７実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図９及び図１０を参照して説明する。図９は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図、図１０は同じく１つの個別液室に対応する部分の平面説明図である。

本実施形態では、保持基板５０の開口部５１と流路板２との間に介在する振動板部材３及び上部電極１５を形成する電極層の部分で第２流体抵抗部７２としている。つまり、第１流体抵抗部７１と第２流体抵抗部７２とは異なる平面に配置している。

このように構成しても、流体抵抗間流路７３に対向する第２アクチュエータ１２が第１アクチュエータ１１と共に駆動されて、簡単な構成で共通流路１０への圧力伝搬を抑制するによるクロストークを低減することができる。

次に、本発明の第８実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図１１及び図１２を参照して説明する。図１１は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図、図１２は同じく１つの個別液室に対応する部分の平面説明図である。

本実施形態は、フロースルー型ヘッド（個別液室循環型ヘッド）に適用した実施形態である。

流路板２は、第１実施形態と同様に、ノズル４が通じる個別液室６と、個別液室６に通じる供給側第１流体抵抗部７１Ａと、供給側第１流体抵抗部７１Ａに通じる供給側第２流体抵抗部７２Ａとを形成している。また、流路板２は、供給側第１流体抵抗部７１Ａと供給側第２流体抵抗部７２Ａとの間に介在し、供給側第１流体抵抗部７１Ａ及び供給側第２流体抵抗部７２Ａよりも流体抵抗が低い供給側流体抵抗間流路７３Ａを形成している。また、流路板２は、供給側第２流体抵抗部７２Ａに通じる液導入部８Ａを形成している。

また、流路板２は、個別液室６に通じる回収側第１流体抵抗部７１Ｂと、回収側第１流体抵抗部７１Ｂに通じる回収側第２流体抵抗部７２Ｂとを形成している。また、流路板２は、回収側第１流体抵抗部７１Ｂと回収側第２流体抵抗部７２Ｂとの間に介在し、回収側第１流体抵抗部７１Ｂ及び回収側第２流体抵抗部７２Ｂよりも流体抵抗が低い回収側流体抵抗間流路７３Ｂを形成している。また、流路板２は、回収側第２流体抵抗部７２Ｂに通じる液導出部８Ｂを形成している。

振動板部材３は、液導入部８Ａに通じる開口９Ａ、液導出部８Ｂが通じる開口９Ｂが設けられている。

第１アクチュエータ１１は、前記第１実施形態と同様に、振動領域３０側から共通電極となる下部電極１３、圧電体１４及び個別電極となる上部電極１５を順次積層形成して構成している。

供給側第２アクチュエータ１２Ａは、供給側流体抵抗間流路７３Ａに対向して設けられ、回収側第２アクチュエータ１２Ｂは、回収側流体抵抗間流路７３Ｂに対向して設けられている。

第２アクチュエータ１２Ａ、１２Ｂは、いずれも、変形可能な領域３１側から共通電極となる下部電極１３、圧電体１４及び個別電極となる上部電極１５を順次積層形成して構成している。

ここで、第１アクチュエータ１１と第２アクチュエータ１２Ａ、１２Ｂは、共通の下部電極１３、共通の圧電体１４及び電気的に接続された個別電極である共通の上部電極１５を有している。つまり、個別液室６を加圧する第１アクチュエータ１１を構成する圧電体１４及び上部電極１５を，供給側流体抵抗間流路７３Ａに対向する位置まで延伸し、回収側流体抵抗間流路７３Ｂに対向する位置まで延伸している。

保持基板５０には、供給側共通流路１０と１又は２以上の開口９Ａとの間に介する開口部５１Ａを形成し、回収側共通流路１５０と１又は２以上の開口９Ｂとの間に介する開口部５１Ｂを形成している。

共通流路部材８０は、各個別液室６に液体を供給する供給側共通流路１０と各個別液室６からの液体を回収する回収側共通流路１５０とを形成する。

本実施形態に係る循環型ヘッドでは、第１アクチュエータ１１を駆動してノズル４から液体を吐出させるとき、ノズル４から吐出されない液体はノズル４を通過して回収側第１流体抵抗部７１Ｂ、回収側流体抵抗間流路７３Ｂ、回収側第２流体抵抗部７２Ｂ、液導出部８Ｂ、開口９Ｂ、開口部５１Ｂを経て回収側共通流路１５０に戻され、回収側共通流路１５０から外部の循環経路を通じて供給側共通流路１０に再度供給される。

ここで、第１アクチュエータ１１を駆動してノズル４から液体を吐出するとき、供給側第２アクチュエータ１２Ａ及び回収側第２アクチュエータ１２Ｂも共に変位する。

これにより、供給側共通流路１０への圧力伝搬を抑制するによって供給側のクロストークを低減することができるとともに、回収側共通流路１５０への圧力伝搬を抑制することによって回収側のクロストークも低減することができる。

次に、本発明の第９実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図１３及び図１４を参照して説明する。図１３は同ヘッドの要部平面説明図、図１４は図１３の個別液室部分の断面説明図である。なお、図１３においては、圧電体については、図を見やすくするために面塗を省略している。

本実施形態では、個別液室６に対向する圧電体１４に開口１４ａを設けて、個別液室６の周縁部に圧電体１４及び共通電極となる下部電極１３、個別電極となる上部電極１５で構成される環状の第１アクチュエータ１１を配置している。

そして、個別液室６に通じる第１流体抵抗部７１、第１流体抵抗部７１に通じる流体抵抗間流路７３、流体抵抗間流路７３に通じる第２流体抵抗部７２をそれぞれ配置している。

流体抵抗間流路７３に対応する第２アクチュエータ１２は、第１アクチュエータ１１と共通の圧電体１４及び下部電極１３と、個別電極となる上部電極１１５とで構成し、上部電極１１５と上部電極１５は配線１１６によって電気的に接続している。

これにより、個別電極は、第１アクチュエータ１１と第２アクチュエータ１２とで共通ではないが、第１アクチュエータ１１を駆動したときに第２アクチュエータ１２も駆動されて、流体抵抗間流路７３の壁面をなす振動領域が変位する。

したがって、前記第１実施形態と同様に、簡単な構成で共通流路への圧力伝搬を抑制し、共通流路によるクロストークを低減することができる。

なお、上記各実施形態においては、下部電極を共通電極とし、上部電極を個別電極とする例で説明しているが、下部電極を個別電極とし、上部電極を共通電極とする構成とすることもできる。

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１５及び図１６を参照して説明する。図１５は同装置の要部平面説明図、図１６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１７を参照して説明する。図１７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１８を参照して説明する。図１８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、液体供給部材である流路部品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。

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
６ 個別液室
１０ 共通液室（供給側共通液室）
１１ 第１アクチュエータ
１２ 第２アクチュエータ
５０ 保持基板
５１ 開口部
７１ 第１流体抵抗部
７２ 第２流体抵抗部
７３ 流体抵抗間流路
８０ 共通流路部材
１００ 液体吐出ヘッド
１５０ 回収側共通液室
４０３ キャリッジ
４０４ 液体吐出ヘッド
４４０ 液体吐出ユニット

Claims (13)

1. 液体を吐出するノズルに通じる個別液室と、
   前記個別液室内の前記液体を加圧する第１アクチュエータと、
   前記個別液室に通じる第１流体抵抗部と、
   前記第１流体抵抗部に通じる第２流体抵抗部と、
   前記第１流体抵抗部と前記第２流体抵抗部との間に介在し、前記第１流体抵抗部及び前記第２流体抵抗部よりも流体抵抗が低い流体抵抗間流路と、
   前記流体抵抗間流路を加圧する第２アクチュエータと、を有し、
   前記第１アクチュエータ及び前記第２アクチュエータは、
   共通の圧電体と、
   電気的に接続された個別電極と、含む
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記第１流体抵抗部、前記流体抵抗間流路及び前記第２流体抵抗部は、
   複数の前記個別液室に通じる供給側共通液室と前記個別液室との間に配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記第１流体抵抗部、前記流体抵抗間流路及び前記第２流体抵抗部は、
   複数の前記個別液室に通じる回収側共通液室と前記個別液室との間に配置されている
   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. 前記第１流体抵抗部の流体抵抗と前記第２流体抵抗部の流体抵抗はほぼ同じであり、
   前記流体抵抗間流路の排除体積は、前記個別液室の排除体積以下である
   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. 前記第２流体抵抗部の流体抵抗は前記第１流体抵抗部の流体抵抗よりも高く、
   前記流体抵抗間流路の体積に対する排除体積の比は、前記個別液室の体積に対する排除体積の比よりも大きい
   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
6. 前記流体抵抗間流路に対向する前記圧電体の面積に対する前記個別電極の面積の割合に対し、前記個別液室に対向する前記圧電体の面積に対する前記個別電極の面積の割合が小さい
   ことを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記個別電極は、前記個別液室に対向する領域から前記第１流体抵抗部を経て前記流体抵抗間流路に対向する位置まで延伸している
   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. 前記前記個別電極は前記第１流体抵抗部の流路に対向する領域に形成されている
   ことを特徴とする請求項７に記載の液体吐出ヘッド。
9. 前記個別電極の幅は、前記第１流体抵抗部に対向する領域において、前記圧電体の幅の１／３以下である
   ことを特徴とする請求項７に記載の液体吐出ヘッド。
10. 前記供給側第１流体抵抗部と前記供給側第２流体抵抗部とは異なる平面に配置されている
    ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
11. 請求項１ないし１０のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを含むことを特徴とする液体吐出ユニット。
12. 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１１に記載の液体吐出ユニット。
13. 請求項１ないし１０のいずれかに記載の液体吐出ヘッド、請求項１１若しくは１２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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