JP2020093512A - 液体吐出ヘッド、ヘッドモジュール、ヘッドユニット、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体に含まれる沈降成分の沈降を抑制する。【解決手段】液体を吐出する複数のノズル１１と、複数のノズル１１に各々連通する複数の圧力室２１と、複数の圧力室２１に各々連通する複数の共通供給流路支流５２と、複数の圧力室２１に各々連通する複数の共通回収流路支流５３と、複数の共通供給流路支流５２に連通する共通供給流路本流５６と、複数の共通回収流路支流５３に連通する共通回収流路本流５７とを備え、ノズル１１からの液体の吐出方向を重力方向とし、共通供給流路本流５６の壁面の内、重力方向で下側になる面を底面５６ａとするとき、共通供給流路本流５６の底面に複数の凸部７３を設けている。【選択図】図１

Description

本発明は液体吐出ヘッド、ヘッドモジュール、ヘッドユニット、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置に関する。

液体を吐出する液体吐出ヘッドは、複数の個別液室（圧力室）に連通する共通流路（共通液室）を備えている。

従来、共通液室の壁面の内、吐出方向を重力方向とし、重力方向で下側になる面を底面とするとき、底面と反対側となる天面に複数の仕切り板を配置したものが知られている（特許文献１）。

特開２００４−３５８７３７号公報

ところで、液体吐出ヘッドから吐出する液体として例えば白インクなどの沈降性の液体を使用する場合、液体を十分に撹拌して沈降成分の沈降を抑制することが求められる。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、共通流路内での沈降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、本発明の請求項１に係る液体吐出ヘッドは、
液体を吐出する複数のノズルと、
前記複数のノズルに各々連通する複数の圧力室と、
前記複数の圧力室に各々連通する共通流路と、を備え、
前記共通流路の壁面の内、前記ノズルからの前記液体の吐出方向を重力方向とし、重力方向で下側になる面を底面とするとき、前記共通流路の底面には複数の凸部が設けられている
構成とした。

本発明によれば、ノズル位置の違いによるメニスカス圧力のばらつきを低減することができる。

本発明の第１実施形態に係る液体吐出ヘッドの流路配置構成を説明する平面説明図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う断面説明図である。 図１のＢ−Ｂ線に沿う共通供給流路本流の長手方向の断面説明図である。 図１のＣ１−Ｃ１線に沿う共通供給流路本流の短手方向の断面説明図である。 本発明の第２実施形態に係る液体吐出ヘッドの流路配置構成を説明する平面説明図である。 図５のＣ２−Ｃ２線に沿う共通供給流路本流の短手方向の断面説明図である。 本発明の第３実施形態に係る液体吐出ヘッドの流路配置構成を説明する平面説明図である。 図７のＣ３−Ｃ３線に沿う共通供給流路本流の短手方向の断面説明図である。 本発明の第４実施形態に係る液体吐出ヘッドの外観斜視説明図である。 同じく分解斜視説明図である。 同じくフレーム部材を除く分解斜視説明図である。 同じく流路部分の断面斜視説明図である。 同じく流路部分の拡大断面斜視説明図である。 本発明の第５実施形態に係る液体吐出ヘッドの共通供給流路本流の長手方向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流路配置構成を説明する平面説明図である。 本発明の第６実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向に沿う断面説明図である。 図１６のＤ−Ｄ線に相当する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。 同液体吐出ヘッドの共通流路部材の説明に供する図１６のＥ−Ｅ線に相当するノズル配列方向に沿う断面説明図である。 同じく共通供給流路の底面を構成するプレートの要部平面説明図である。 本発明に係るヘッドモジュールの一例の分解斜視説明図である。 同ヘッドモジュールのノズル面側から見た分解斜視説明図である。 本発明に係る液体を吐出する装置の一例の概略説明図である。 同装置のヘッドユニットの一例の平面説明図である。 本発明に係る液体を吐出する装置としての印刷装置の他の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実施形態について図１及び図２を参照して説明する。図１は同実施形態に係る液体吐出ヘッドの流路配置構成を説明する平面説明図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面説明図である。

この液体吐出ヘッド１は、ノズル板１０と、流路板（個別流路部材）２０と、振動板部材３０と、圧電素子４０と、共通流路部材５０などを備えている。

ノズル板１０には、液体を吐出する複数のノズル１１を有している。複数のノズル１１は、二次元状にマトリクス配置されている。

個別流路部材２０は、複数のノズル１１に各々連通する複数の圧力室（個別液室）２１と、複数の圧力室２１に各々通じる複数の個別供給流路２２と、複数の圧力室２１に各々通じる複数の個別回収流路２３とを形成している。個別供給流路２２には供給側流体抵抗部２６を、個別回収流路２３には回収側流体抵抗部２７を含む。

振動板部材３０は、圧力室２１の変形な可能な壁面である振動板３１を形成し、振動板３１には圧電素子４０が一体に設けられている。また、振動板部材３０には、個別供給流路２２に通じる供給側開口３２と、個別回収流路２３に通じる回収側開口３３とが形成されている。圧電素子４０は、振動板３１を変形させて圧力室２１内の液体を加圧する圧力発生手段である。

共通流路部材５０は、２以上の個別供給流路２２に通じる複数の共通供給流路支流５２と、２以上の個別回収流路２３に通じる複数の共通回収流路支流５３とを交互に隣接して形成している。

共通流路部材５０には、個別供給流路２２の供給側開口３２と共通供給流路支流５２を通じる供給口５４と、個別回収流路２３の回収側開口３３と共通回収流路支流５３を通じる回収口５５が形成されている。

また、共通流路部材５０は、複数の共通供給流路支流５２に通じる１又は複数の共通供給流路本流５６と、複数の共通回収流路支流５３に通じる１又は複数の共通回収流路本流５７を形成している。共通供給流路本流５６には外部の循環装置と接続される供給ポート７１，７１を設け、共通回収流路本流５７には外部の循環装置と接続される回収ポート７２，７２を設けている。

これらの共通供給流路本流５６と複数の共通供給流路支流５２によって共通供給流路を構成し、共通回収流路本流５７と複数の共通回収流路支流５３によって共通回収流路を構成している。

次に、第１実施形態における共通流路の構成について図３及び図４も参照して説明する。図３は図１のＢ−Ｂ線に沿う共通供給流路本流の長手方向に沿う断面説明図、図４は図１のＣ１−Ｃ１線に沿う共通供給流路本流の長手方向に沿う断面説明図である。なお、図３及び図４は作用説明とともに示している。

本実施形態では、ヘッド１は、図２に示すように、ノズル１１からの液体の吐出方向を重力方向とし、図３及び図４に示すように、共通供給流路本流５６の壁面の内、重力方向で下側になる面を底面５６ａとするとき、共通供給流路本流５６の底面５６ａに複数の凸部７３を設けている。

なお、「重力方向」とは、重力方向に沿う方向に限らず、重力方向に対して４５°未満の傾きを持つ方向（斜め下方向）を含む意味である。

ここで、凸部７３は、図４に示すように、共通供給流路本流５６の短手方向（幅方向）では中央部に配置している。

このように構成したので、図３に示すように、供給ポート７１から液体が供給されて矢印３０１のように流れるとき、凸部７３が設けられていることで、共通供給流路本流５６内に流速差が生じ、その流速差によって渦流（流れの乱れを含む）３０２が発生する。

これにより、共通供給流路本流５６内で沈降成分３００を含有する液体が効率的に撹拌され、沈降成分３００が巻き上げられて沈降が抑制される。

この場合、渦流３０１２を生じさせるためには、凸部７３がある領域と凸部７３がない領域のいずれも必要であるので、図４に示すように、凸部７３の幅ｗ１は共通供給流路本流５６の短手方向の流路幅Ｗ１の半分以下とすることが好ましい。

また、図３に示すように、凸部７３の高さｈ１は、高すぎると沈殿した液体成分の攪拌効率が低下してしまうため、共通供給流路本流５６の流路高さＨ１の半分以下とすることが好ましい。

なお、凸部７３はエッチングなどで形成することができる。また、図３、図４などでは、凸部７３を矩形状で示しているが、ピラミッド型や突起のような凸形状とすることもできる。

また、本実施形態では、図１に示すように、共通回収流路本流５７にも共通供給流路本流５６と同様に凸部７４を設けている。凸部７４の配置、構成などは、凸部７３と同様であり、これにより、共通回収流路本流５７内において液体に含まれる沈降成分３００の沈降を抑制することができる。

次に、本発明の第２実施形態について図５及び図６を参照して説明する。図５は同実施形態に係る液体吐出ヘッドの流路配置構成を説明する平面説明図、図６は図５のＣ２−Ｃ２線に沿う断面説明図である。なお、図５のＢ−Ｂ線に沿う断面説明図は図３と同様である。

本実施形態では、共通供給流路本流５６の底面５６ａに設けた凸部７３は、共通供給流路本流５６の短手方向の一方の側壁面５６ｂ側に偏らせて配置している。凸部７３を偏らせる側壁面５６ｂは、共通供給流路支流５２と接続される側と反対側の側壁面とする。

このように構成しても、前記第１実施形態と同様に、図３に示すように、供給ポート７１から液体が供給されて矢印３０１のように流れるとき、凸部７３が設けられていることで、共通供給流路本流５６内に流速差が生じ、その流速差によって渦流（流れの乱れを含む）３０２が発生する。

これにより、共通供給流路本流５６内で沈降成分３００を含有する液体が効率的に撹拌され、沈降成分３００が巻き上げられて沈降が抑制される。

また、本実施形態でも、図５に示すように、共通回収流路本流５７にも共通供給流路本流５６と同様に凸部７４を設けている。凸部７４の配置、構成などは、凸部７３と同様であり、これにより、共通回収流路本流５７内において液体に含まれる沈降成分３００の沈降を抑制することができる。

次に、本発明の第３実施形態について図７及び図８を参照して説明する。図７は同実施形態に係る液体吐出ヘッドの流路配置構成を説明する平面説明図、図８は図７のＣ３−Ｃ３線に沿う断面説明図である。なお、図７のＢ−Ｂ線に沿う断面説明図は図３と同様である。

本実施形態では、共通供給流路本流５６の底面５６ａに設けた凸部７３は、共通供給流路本流５６の短手方向の両方の側壁面５６ｂ、５６ｃ側に偏らせて配置した凸部７３ａ、７３ｂで構成している。

このように構成しても、前記第１実施形態と同様に、図３に示すように、供給ポート７１から液体が供給されて矢印３０１のように流れるとき、凸部７３（７３ａ、７３ｂ）が設けられていることで、共通供給流路本流５６内に流速差が生じ、その流速差によって渦流（流れの乱れを含む）３０２が発生する。

これにより、共通供給流路本流５６内で沈降成分３００を含有する液体が効率的に撹拌され、沈降成分３００が巻き上げられて沈降が抑制される。

また、本実施形態でも、図７に示すように、共通回収流路本流５７にも共通供給流路本流５６と同様に、凸部７４ａ、７４ｂで構成される凸部７４を設けている。凸部７４の配置、構成などは、凸部７３と同様であり、これにより、共通回収流路本流５７内において液体に含まれる沈降成分３００の沈降を抑制することができる。

次に、本発明の第４実施形態について図９ないし図１３を参照して説明する。図９は同実施形態に係る液体吐出ヘッドの外観斜視説明図、図１０は同じく分解斜視説明図、図１１は同じくフレーム部材を除く分解斜視説明図、図１２は同じく流路部分の断面斜視説明図、図１３は同じく流路部分の拡大断面斜視説明図である。

この液体吐出ヘッド１は、ノズル板１０と、流路板（個別流路部材）２０と、振動板部材３０と、共通流路部材５０と、ダンパ部材６０と、フレーム部材８０と、ドライバＩＣ（駆動回路）１０２を実装した基板（フレキシブル配線基板）１０１などを備えている。

ノズル板１０には、液体を吐出する複数のノズル１１を有している。複数のノズル１１は、二次元状にマトリクス配置されている。

個別流路部材２０は、複数のノズル１１に各々連通する複数の圧力室（個別液室）２１と、複数の圧力室２１に各々通じる複数の個別供給流路２２と、複数の圧力室２１に各々通じる複数の個別回収流路２３とを形成している。１つの圧力室２１及びこれに通じる個別供給流路２２と個別回収流路２３を併せて個別流路と称する。

振動板部材３０は、圧力室２１の変形な可能な壁面である振動板３１を形成し、振動板３１には圧電素子４０が一体に設けられている。また、振動板部材３０には、個別供給流路２２に通じる供給側開口３２と、個別回収流路２３に通じる回収側開口３３とが形成されている。圧電素子４０は、振動板３１を変形させて圧力室２１内の液体を加圧する圧力発生手段（駆動素子）である。

共通流路部材５０は、２以上の個別供給流路２２に通じる複数の共通供給流路支流５２と、２以上の個別回収流路２３に通じる複数の共通回収流路支流５３とを、ノズル１１の第２方向Ｓに交互に隣接して形成している。

共通流路部材５０には、個別供給流路２２の供給側開口３２と共通供給流路支流５２を通じる供給口５４となる貫通孔と、個別回収流路２３の回収側開口３３と共通回収流路支流５３を通じる回収口５５となる貫通孔が形成されている。

また、共通流路部材５０は、複数の共通供給流路支流５２に通じる１又は複数の共通供給流路本流５６と、複数の共通回収流路支流５３に通じる１又は複数の共通回収流路本流５７を形成している。

ダンパ部材６０は、共通供給流路支流５２の供給口５４と対面する（対向する）供給側ダンパ６２と、共通回収流路支流５３の回収口５５と対面する（対向する）回収側ダンパ６３を有している。

ここで、共通供給流路支流５２及び共通回収流路支流５３は、同じ部材である共通流路部材５０に交互に並べて配列された溝部を、ダンパ部材６０の供給側ダンパ６２又は回収側ダンパ６３で封止することで構成している。

本実施形態においても、共通供給流路本流５６、共通回収流路本流５７の底面に前記第１ないし第３実施形態と同様に凸部を配置することで、液体に含まれる沈降成分の沈降を抑制することができる。

次に、本発明の第５実施形態について図１４を参照して説明する。図１４は同実施形態に係る液体吐出ヘッドの共通供給流路本流の長手方向の断面説明図である。

本実施形態では、共通供給流路本流５６内において、供給ポート７１から離れた側では、供給ポート７１から近い側よりも、凸部７３の配置密度を大きくしている。

ここでは、共通供給流路本流５６の端部に供給ポート７１、７１が接続されているので、共通供給流路本流５６の中央部に配置する凸部７３の配置密度を、共通供給流路本流５６の端部よりも大きくしている。なお、配置密度を大きくするためには、隣接する凸部７３の配置ピッチを小さくする、或いは、凸部７３の数を多くすることで対応できる。

これにより、流量の少なくなる供給ポート７１の下流側の液体を効率的に攪拌することができる。

次に、本発明の第６実施形態について図１５を参照して説明する。図１５は同実施形態に係る液体吐出ヘッドの流路配置構成を説明する平面説明図である。

本実施形態では、共通供給流路本流５６内において、共通供給流路支流５２との接続部分には凸部７３を配置していない。同様に、共通回収流路本流５７内において、共通回収流路支流５３との接続部分には凸部７４を配置していない。

これにより、凸部７３によって共通供給流路本流５６から共通供給流路支流５２への流れ（液体供給）が阻害されなくなる。また、凸部７４によって共通回収流路支流５３から共通回収流路本流５７への流れ（液体回収）が阻害されなくなる。

次に、本発明の第６実施形態について図１６及び図１７を参照して説明する。図１６は同第６実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向に沿う断面説明図、図１７は図１６のＤ−Ｄ線に相当する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。

この液体吐出ヘッド１は、ノズル板２０１と、流路板２０２と、壁面部材としての振動板部材２０３とを積層接合している。そして、振動板部材２０３を変位させる圧電アクチュエータ２１１と、共通流路部材２２０とを備えている。

ノズル板２０１は、液体を吐出する複数のノズル２０４を有している。

流路板２０２は、流路部材であり、ノズル２０４に通じる圧力室２０６、圧力室２０６に通じる供給側流体抵抗部２０７、供給側流体抵抗部２０７に通じる供給側導入部２０８を形成している。供給側導入部２０８は、供給側開口部２０９を介して、共通流路部材２２０で形成した共通供給流路２１０に通じている。

振動板部材２０３は、流路板２０２の圧力室２０６の壁面を形成する壁面部材である。この振動板部材２０３は２層構造（３層以上とすることもできる）とし、流路板２０２側から薄肉部を形成する第１層２０３Ａと、厚肉部を形成する第２層２０３Ｂで形成され、第１層２０３Ａで圧力室２０６に対応する部分に変形可能な振動領域２３０を形成している。

そして、この振動板部材２０３の圧力室２０６とは反対側に、振動板部材２０３の振動領域２３０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２１１を配置している。

この圧電アクチュエータ２１１は、ベース部材２１３上に接合した圧電部材２１２を有し、圧電部材２１２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２１２に対して所要数の柱状の圧電素子２１２Ａ、２１２Ｂ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２１２の圧電素子２１２Ａは駆動波形を与えて駆動させる圧電素子とし、圧電素子２１２Ｂ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２１２Ａ、２１２Ｂ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２１２Ａを振動板部材２０３の振動領域２３０に形成した島状の厚肉部である凸部２３０ａに接合している。また、圧電素子２１２Ｂを振動板部材２０３の厚肉部である凸部２３０ｂに接合している。

この圧電部材２１２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２１５が接続されている。

また、流路板２０２は、各圧力室２０６に通じる流路板２０２の面方向に沿う回収側流体抵抗部２５７と、回収側個別流路２５６と、回収側導出部２５８とを形成している。回収側導出部２５８は、振動板部材２０３に形成した回収側開口部２５９を介して、共通流路部材２２０で形成した共通回収流路２５０に通じている。

共通流路部材２２０は、共通供給流路２１０と共通回収流路２５０を形成し、共通供給流路２１０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）２７１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）２７２とが設けられている。

本実施形態では、共通供給流路２１０の第１流路部分２１０Ａは、ノズル配列方向と直交する方向において、共通回収流路２５０と並んで配置されている。また、共通供給流路２１０の一部である第２流路部分２１０Ｂは、第１流路部分２１０Ａ及び共通回収流路２５０の上方に配置され、ノズル配列方向と直交する方向において、共通回収流路２５０とは並んでいない構成としている。

この液体吐出ヘッド１においては、例えば圧電素子２１２Ａ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２１２Ａが収縮し、振動板部材２０３の振動領域２３０が下降して圧力室２０６の容積が膨張することで、圧力室２０６内に液体が流入する。

その後、圧電素子２１２Ａに印加する電圧を上げて圧電素子２１２Ａを積層方向に伸長させ、振動板部材２０３の振動領域２３０をノズル２０４に向かう方向に変形させて圧力室２０６の容積を収縮させることにより、圧力室２０６内の液体が加圧され、ノズル２０４から液体が吐出される。

そして、圧電素子２１２Ａ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２０３の振動領域２３０が初期位置に復元し、圧力室２０６が膨張して負圧が発生するので、このとき、共通供給流路２１０から圧力室２０６内に液体が充填される。そこで、ノズル２０４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２０４から吐出されない液体はノズル２０４を通過して回収側流体抵抗部２５７、回収側個別流路２５６、回収側導出部２５８及び回収側開口部２５９を経て共通回収流路２５０に排出される。そして、共通回収流路２５０から外部の循環経路を通じて共通供給流路２１０に再度供給される。また、液体吐出を行っていないときも、共通供給流路２１０から共通回収流路２５０に流れ、更に外部の循環経路を通じて共通供給流路２１０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、この第６実施形態に係る液体吐出ヘッド１における共通流路部材２２０について図１８及び図１９も参照して説明する。図１８は図１６のＥ−Ｅ線に相当するノズル配列方向に沿う断面説明図、図１９は共通供給流路の底面を構成するプレートの要部平面説明図である。

共通流路部材２２０は、第１共通流路部材２２１と、第２共通流路部材２２２とで構成されている。第１共通流路部材２２１は、共通供給流路２１０の第１流路部分２１０Ａと共通回収流路２５０とを形成する。第２共通流路部材２２２は、共通供給流路２１０の一部である第２流路部分２１０Ｂを形成する。

そして、第２共通流路部材２２２には、共通供給流路２１０の一部である流路部分２１０Ｂに通じる供給ポート２７１を設けている。

第１共通流路部材２２１は、本実施形態では、複数枚（ここでは９枚とする）のプレート（板状部材）２２１Ａ〜２２１Ｉを積層して構成している。第１共通流路部材２２１の複数枚のプレート２２１Ａ〜２２１Ｉの内、プレート２２２Ｈ、２２２Ｉによって、共通供給流路２１０の第２流路部分２１０Ｂと共通回収流路２５０との間の隔壁部２４０を構成し、隔壁部２４０は第２流路部分２１０Ｂの底面を形成する。

そして、共通供給流路２１０の第２流路部分２１０Ｂと共通回収流路２５０との間の隔壁部２４０を構成する複数枚のプレート２２１Ｈ、２２１Ｉの内、第２流路部分２１０Ｂ側のプレート２２１Ｉには、図１９に示すように、共通供給流路２１０の流路部分２１０Ｂの底面となる領域には複数のスリット２２４を設けている。なお、プレート２２１Ｉには、共通供給流路２１０の一部である流路部分２１０Ａを形成する貫通穴部２２３も設けている、

ここで、プレート２２１Ｉに設けた複数のスリット２２４、２２４間の壁部２２５によって凸部２７３を構成している。つまり、複数のスリット２２４は、スリット２２４間の壁部２２５が突部２７３を形成するように配置している。

これにより、共通供給流路２１０の第２流路部分２１０Ｂの底面に複数の凸部２７３を簡単に設けることができる。

次に、本発明に係るヘッドモジュールの一例について図２０及び図２１を参照して説明する。図２０は同ヘッドモジュールの分解斜視説明図、図２１は同ヘッドモジュールのノズル面側から見た分解斜視説明図である。

ヘッドモジュール１００は、液体を吐出する複数の液体吐出ヘッド１（以下、「ヘッド」という。）と、複数のヘッド１を保持するベース部材１０３と、複数のヘッド１のノズルカバーとなるカバー部材１１３とを備えている。

また、ヘッドモジュール１００は、放熱部材１０４と、複数のヘッドに対して液体を供給する流路を形成しているマニホールド１０５と、フレキシブル配線部材１０１と接続するプリント基板（ＰＣＢ）１０６と、モジュールケース１０７とを備えている。

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２２及び図２３を参照して説明する。図２２は同装置の概略説明図、図２３は同装置のヘッドユニットの一例の平面説明図である。

この液体を吐出する装置である印刷装置５００は、連続体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、連続体５１０を乾燥する乾燥手段５０７と、連続体５１０を搬出する搬出手段５０９などを備えている。

連続体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。

この連続体５１０は、印刷手段５０５において、ヘッドユニット５５０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印刷される。

ここで、ヘッドユニット５５０には、図２３に示すように、本発明に係る２つのヘッドモジュール１００Ａ、１００Ｂを共通ベース部材５５２に備えている。

そして、ヘッドモジュール１００の搬送方向と直交する方向におけるヘッド１の並び方向をヘッド配列方向とするとき、ヘッドモジュール１００Ａのヘッド列１Ａ１，１Ａ２で同じ色の液体を吐出する。同様に、ヘッドモジュール１００Ａのヘッド列１Ｂ１、１Ｂ２を組とし、ヘッドモジュール１００Ｂのヘッド列１Ｃ１、１Ｃ２を組とし、ヘッド列１Ｄ１、１Ｄ２を組として、それぞれ所要の色の液体を吐出する。

次に、本発明に係る液体を吐出する装置としての印刷装置の他の例について図２４及び図２５を参照して説明する。図２４は同装置の要部平面説明図、図２５は同装置の要部側面説明図である。

この印刷装置５００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、本発明に係るヘッド１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のヘッド１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１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。

この印刷装置５００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を吸着してヘッド１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１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、例えばヘッド１のノズル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、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印刷装置５００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ヘッド１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。

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２６を参照して説明する。図２６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４４０、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、ヘッド１で構成されている。

なお、この液体吐出ユニット４４０の例えば側板４９１Ｂに、前述した維持回復機構４２０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２７を参照して説明する。図２７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４４０は、流路部品４４４が取付けられたヘッド１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１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、液体循環装置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。

なお、ここでは、「液体吐出ユニット」について、液体吐出ヘッドとの組み合わせで説明しているが、「液体吐出ユニット」には上述した液体吐出ヘッドを含むヘッドモジュールやヘッドユニットと上述したような機能部品、機構が一体化したものも含まれる。

「液体を吐出する装置」には、液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、ヘッドモジュール、ヘッドユニットなどを備え、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 液体吐出ヘッド
１０ ノズル板
１１ ノズル
２０ 個別流路部材
２１ 圧力室
２２ 個別供給流路
２３ 個別回収流路
３０ 振動板部材
４０ 圧電素子
５０ 共通流路部材
５２ 共通供給流路支流
５３ 共通回収流路支流
５４ 供給口
５５ 回収口
５６ 共通供給流路本流
５７ 共通回収流路本流
７３、７４ 凸部
１００ ヘッドモジュール
４０３ キャリッジ
４４０ 液体吐出ユニット
５００ 印刷装置（液体を吐出する装置）
５５０ ヘッドユニット

Claims (17)

1. 液体を吐出する複数のノズルと、
   前記複数のノズルに各々連通する複数の圧力室と、
   前記複数の圧力室に各々連通する共通流路と、を備え、
   前記共通流路の壁面の内、前記ノズルからの前記液体の吐出方向を重力方向とし、重力方向で下側になる面を底面とするとき、前記共通流路の底面には複数の凸部が設けられている
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 液体を吐出する複数のノズルと、
   前記複数のノズルに各々連通する複数の圧力室と、
   前記複数の圧力室に各々連通する共通供給流路と、
   前記複数の圧力室に各々連通する共通回収流路と、を備え、
   前記共通供給流路の壁面の内、吐出方向を重力方向とし、重力方向で下側になる面を底面とするとき、前記共通供給流路の底面に複数の凸部が設けられている
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
3. 前記共通供給流路は、ノズル配列方向と直交する方向において、前記共通回収流路と並ぶ第１流路部分と、前記第１流路部分及び前記共通回収流路の上方に配置される第２流路部分とを含み、
   前記共通供給流路の第２流路部分と前記共通回収経路とを隔てる隔壁部が前記第２流路部分の底面を形成し、
   前記第２流路部分の底面に前記凸部が設けられている
   ことを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記共通供給流路の第２流路部分と前記共通回収経路とを隔てる隔壁部は、複数枚のプレートで構成され、
   前記複数枚のプレートの内、少なくとも前記第２流路部分に臨む前記プレートには複数のスリットが形成され、
   前記スリット間の壁部が前記凸部を構成している
   ことを特徴とする請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記共通供給流路は、２以上の前記圧力室に連通する複数の共通供給流路支流と、前記複数の共通供給流路支流に連通する共通供給流路本流とを含み、
   前記凸部は前記共通供給流路本流に設けられている
   ことを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記共通供給流路本流に前記液体を供給する供給ポートを有し、
   前記共通供給流路本流内において、前記供給ポートから離れた側に設けられた前記凸部の配置密度は、前記供給ポートから近い側に設けられた前記凸部の配置密度よりも大きい
   ことを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記共通供給流路本流内において、前記複数の共通供給流路支流との接続部分には、前記凸部が設けられていない
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載の液体吐出ヘッド。
8. 液体を吐出する複数のノズルと、
   前記複数のノズルに各々連通する複数の圧力室と、
   前記複数の圧力室に各々連通する共通供給流路と、
   前記複数の圧力室に各々連通する共通回収流路と、を備え、
   前記共通回収流路の壁面の内、前記ノズルからの前記液体の吐出方向を重力方向とし、重力方向で下側になる面を底面とするとき、前記共通回収流路の底面に複数の凸部が設けられている
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
9. 前記共通回収流路は、２以上の前記圧力室に連通する複数の共通回収流路支流と、前記複数の共通回収流路支流に連通する共通回収流路本流とを含み、
   前記凸部は前記共通回収流路本流に設けられている
   ことを特徴とする請求項８に記載の液体吐出ヘッド。
10. 前記共通回収流路本流内において、前記複数の共通回収流路支流との接続部分には、前記凸部が設けられていない
    ことを特徴とする請求項９に記載の液体吐出ヘッド。
11. 前記凸部の高さは、流路高さの半分以下である
    ことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
12. 前記凸部の幅さは、流路幅の半分以下である
    ことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
13. 請求項１ないし１２のいずれかに記載の液体吐出ヘッドが複数配列されている
    ことを特徴とするヘッドモジュール。
14. 請求項１３に記載のヘッドモジュールが並べて配置されている
    ことを特徴とするヘッドユニット。
15. 請求項１ないし１２のいずれかに記載の液体吐出ヘッド、請求項１３に記載のヘッドモジュール、又は、請求項１４に記載のヘッドユニットを含む
    ことを特徴とする液体吐出ユニット。
16. 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１５に記載の液体吐出ユニット。
17. 請求項１ないし１２のいずれかに記載の液体吐出ヘッド、請求項１３に記載のヘッドモジュール、請求項１４に記載のヘッドユニット、請求項１５又は請求項１６に記載の液体吐出ユニット、の少なくともいずれか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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