JP2020121509A - 液体吐出ヘッド - Google Patents

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Abstract

【課題】第1方向の大型化を抑制しつつ2つの共通流路間での液体循環を実現する。【解決手段】ヘッド1は、第1方向に配列された複数の圧力室20からそれぞれ構成される2つの圧力室群20A,20Bと、2つの圧力室群20A,20Bのそれぞれに対して設けられた2つの共通流路(供給流路31及び帰還流路32)とを備えている。供給流路31及び帰還流路32は、圧力室群20A,20Bに対して第1方向の一方に配置されたダミー圧力室50a,50bを介して、互いに連通している。【選択図】図2

Description

本発明は、2つの圧力室群と、2つの圧力室群のそれぞれに対して設けられた2つの共通流路とを備えた液体吐出ヘッドに関する。
第1方向に配列された複数の圧力室からそれぞれ構成される2つの圧力室群と、2つの圧力室群のそれぞれに対して設けられた2つの共通液室(共通流路)とを備えた液体吐出ヘッドが知られている(特許文献1の図3参照)。特許文献1(図3)において、2つの共通液室(共通流路)は、各共通液室の第1方向の一端に接続する接続流路を介して、互いに連通している。
特開2016−190431号公報
特許文献1(図3)の構成では、接続流路を介して2つの共通液室(共通流路)間で液体を循環させることができるが、接続流路が各共通液室の第1方向の一端よりも外側に位置するため、接続流路がある分液体吐出ヘッドが第1方向に大型化してしまう。
本発明の目的は、第1方向の大型化を抑制しつつ2つの共通流路間での液体循環を実現可能な液体吐出ヘッドを提供することにある。
本発明に係る液体吐出ヘッドは、第1方向に配列された複数の圧力室から構成される第1圧力室群と、前記第1方向に配列された複数の圧力室から構成され、前記第1方向と交差する第2方向に前記第1圧力室群と並ぶ第2圧力室群と、前記第1方向に延び、前記第1圧力室群に属する前記複数の圧力室に連通する第1共通流路と、前記第1方向に延び、前記第2圧力室群に属する前記複数の圧力室に連通し、前記第2方向に前記第1共通流路と並ぶ第2共通流路と、前記第1圧力室群に対して前記第1方向の一方に配置された第1ダミー圧力室と、前記第2圧力室群に対して前記第1方向の一方に配置された第2ダミー圧力室と、を備え、前記第1共通流路及び前記第2共通流路は、前記第1ダミー圧力室及び前記第2ダミー圧力室を介して、互いに連通していることを特徴とする。
本発明の第1実施形態に係るヘッド1を備えたプリンタ100の平面図である。 ヘッド1の平面図である。 図2のIII−III線に沿ったヘッド1の断面図である。 図2のIV−IV線に沿ったヘッド1の断面図である。 プリンタ100の電気的構成を示すブロック図である。 本発明の第2実施形態に係るヘッド201の平面図である。 図6のVII−VII線に沿ったヘッド201の断面図である。 本発明の第3実施形態に係るヘッド301の平面図である。 本発明の第4実施形態に係るヘッド401の平面図である。 図9のX−X線に沿ったヘッド401の断面図である。
<第1実施形態>
先ず、図1を参照し、本発明の第1実施形態に係るヘッド1を備えたプリンタ100の全体構成について説明する。
プリンタ100は、4つのヘッド1を含むヘッドユニット1x、プラテン3、搬送機構4及び制御部5を備えている。
プラテン3の上面に、用紙9が載置される。
搬送機構4は、搬送方向にプラテン3を挟んで配置された2つのローラ対4a,4bを有する。制御部5の制御により搬送モータ4m(図5参照)が駆動されると、ローラ対4a,4bが用紙9を挟持した状態で回転し、用紙9が搬送方向に搬送される。
ヘッドユニット1xは、紙幅方向(搬送方向及び鉛直方向の双方に対して直交する方向)に長尺であり、位置が固定された状態でノズル21(図2及び図3参照)から用紙9に対してインクを吐出するライン式である。4つのヘッド1は、紙幅方向に千鳥状に配置されている。
制御部5は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)及びASIC(Application Specific Integrated Circuit)を有する。ASICは、ROMに格納されたプログラムに従い、記録処理等を実行する。記録処理において、制御部5は、PC等の外部装置から入力された記録指令(画像データを含む。)に基づき、各ヘッド1のドライバIC1d及び搬送モータ4m(共に図5参照)を制御し、用紙9上に画像を記録する。
次いで、図2〜図4を参照し、ヘッド1の構成について説明する。
ヘッド1は、図3に示すように、流路基板11と、流路基板11の上面に固定されたアクチュエータ基板12と、アクチュエータ基板12に固定された配線基板90とを有する。
流路基板11には、図2に示すように、複数の個別流路30、2つのダミー個別流路30x、2つのダミー圧力室50a,50b、接続路52、供給流路31及び帰還流路32が形成されている。
ここで、ダミー圧力室50aが「第1ダミー圧力室」に該当し、ダミー圧力室50bが「第2ダミー圧力室」に該当し、ダミー圧力室20xが「別のダミー圧力室」に該当する。また、供給流路31が「第1共通流路」に該当し、帰還流路32が「第2共通流路」に該当する。
複数の個別流路30は、紙幅方向(第1方向)に1列に配列されている。各個別流路30は、2つの圧力室20、1つのノズル21、1つの連通路22、2つの接続流路23及び2つの連結流路25を含む。
各個別流路30に含まれる2つの圧力室20は、搬送方向と平行な第2方向に互いに離隔し、かつ、第1方向にずれて配置されている。2つの圧力室20のうち、一方(図2の左方に配置された圧力室)は第1圧力室群20Aを構成し、他方(図2の右方に配置された圧力室)は第2圧力室群20Bを構成している。第1圧力室群20A及び第2圧力室群20Bは、第2方向に並び、それぞれ第1方向に1列に等間隔で配置された複数の圧力室20で構成されている。
ダミー個別流路30xは、複数の個別流路30に対して第1方向の一方(図2の上方)及び他方(図2の下方)のそれぞれに、1つずつ配置されている。ダミー個別流路30xは、ノズル21を含まない点を除き、個別流路30と同じ構成である。以下、ダミー個別流路30xにおいて圧力室20に対応する部分をダミー圧力室20xという。ダミー圧力室20xは、圧力室20と同じサイズであり、第1方向において各圧力室群20A,20Bに属する複数の圧力室20と同じピッチで並んでいる。
ダミー圧力室50a,50bは、複数の個別流路30に対して第1方向の一方(図2の上方)に、1つのダミー個別流路30xを挟んで配置されている。
ダミー圧力室50aは、第1圧力室群20Aに属する複数の圧力室20に対して第1方向の一方(図2の上方)に配置されている。第1方向においてダミー圧力室50aと第1圧力室群20Aに属する複数の圧力室20との間に、1つのダミー圧力室20xが配置されている。ダミー圧力室50aは、第1圧力室群20Aに属する複数の圧力室20、及び、第1圧力室群20Aに対応するダミー圧力室20xと共に、第1方向に1列に配列されている。
ダミー圧力室50bは、第2圧力室群20Bに属する複数の圧力室20に対して第1方向の一方(図2の上方)に配置されている。第1方向においてダミー圧力室50bと第2圧力室群20Bに属する複数の圧力室20との間に、1つのダミー圧力室20xが配置されている。ダミー圧力室50bは、第2圧力室群20Bに属する複数の圧力室20、及び、第2圧力室群20Bに対応するダミー圧力室20xと共に、第1方向に1列に配列されている。
ダミー圧力室50a,50bは、各個別流路30に含まれる2つの圧力室20と同様、第2方向に互いに離隔し、かつ、第1方向にずれて配置されている。
ダミー圧力室50a,50bは、それぞれ、圧力室20よりも容積が大きい。具体的には、ダミー圧力室50a,50bは、それぞれ、図2に示すように、鉛直方向(第1方向及び第2方向の双方と直交する第3方向)と直交する平面のサイズが圧力室20よりも大きく、さらに図3及び図4に示すように、深さ(第3方向の長さ)が圧力室20よりも大きい。
圧力室20がノズル21に連通しているのに対し、ダミー圧力室20x,50a,50bはノズル21に連通していない。
接続路52は、図2に示すように、ダミー圧力室50aとダミー圧力室50bとを接続し、斜め方向(第3方向と直交しかつ第1方向及び第2方向の双方と交差する方向)に延びている。接続路52は、第1方向において、ダミー圧力室50a,50bと同じ長さを有する。また、接続路52は、図4に示すように、深さ(第3方向の長さ)がダミー圧力室50a,50bと同じであり、第3方向においてダミー圧力室50a,50bと同じ位置にある。
供給流路31及び帰還流路32は、図2に示すように、それぞれ第1方向に延び、第2方向に並んでいる。第2方向において供給流路31と帰還流路32との間に、複数の個別流路30、ダミー個別流路30x、ダミー圧力室50a,50b及び接続路52が配置されている。
供給流路31は、第1圧力室群20Aに属する複数の圧力室20に連通している。帰還流路32は、第2圧力室群20Bに属する複数の圧力室20に連通している。供給流路31及び帰還流路32は、ダミー圧力室50a,50bを介して互いに連通している。
供給流路31において、第1方向の一方(図2の上方)の端部は、ガイド面31gで画定されている。帰還流路32において、第1方向の一方(図2の上方)の端部は、ガイド面32gで画定されている。
ガイド面31g,32gは、それぞれ斜め方向(第3方向と直交しかつ第1方向及び第2方向の双方と交差する方向)に延び、かつ、第1方向に延びる直線に関して互いに対称な形状を有する。具体的には、ガイド面31gは、第1方向の他方(図2の下方)から一方(図2の上方)に向かうにつれて、第2方向において供給流路31から帰還流路32に近づくように傾斜している。ガイド面32gは、第1方向の他方(図2の下方)から一方(図2の上方)に向かうにつれて、第2方向において帰還流路32から供給流路31に近づくように傾斜している。
ガイド面31gは、第2方向において、第1圧力室群20Aに属する複数の圧力室20のいずれとも重ならず、ダミー圧力室50aと重なっている。ガイド面32gは、第2方向において、第2圧力室群20Bに属する複数の圧力室20のいずれとも重ならず、ダミー圧力室50bと重なっている。
帰還流路32において、第1方向の他方(図2の下方)の端部は、帰還ガイド面32hで画定されている。
帰還ガイド面32hは、ガイド面32gと同様、斜め方向(第3方向と直交しかつ第1方向及び第2方向の双方と交差する方向)に延びている。具体的には、帰還ガイド面32hは、第1方向の一方(図2の上方)から他方(図2の下方)に向かうにつれて、第2方向において供給流路31から帰還流路32に近づくように傾斜している。帰還ガイド面32hにおいて、第1方向の他方(図2の下方)の端部に、帰還口32xが配置されている。
帰還ガイド面32hは、第2方向において、第2圧力室群20Bに属する複数の圧力室20のいずれとも重ならない。
供給流路31は、供給口31xを介してサブタンク7の貯留室7aに連通している。帰還流路32は、帰還口32xを介して貯留室7aに連通している。供給口31xは、供給流路31における第1方向の他方(図2の下方)の端部に形成されている。帰還口32xは、帰還流路32における第1方向の他方(図2の下方)の端部に形成されている。
貯留室7aは、インクを貯留するメインタンク(図示略)と連通し、メインタンクから供給されたインクを貯留している。
各個別流路30において、2つの圧力室20は、それぞれ、鉛直方向と直交する平面において、第2方向に長尺な略矩形状である。圧力室20の第2方向の一端に連結流路25が連結し、圧力室20の第2方向の他端に接続流路23が連結している。
連結流路25は、供給流路31又は帰還流路32と、圧力室20の第2方向の一端とを連結している。連結流路25は、図3に示すように、供給流路31又は帰還流路32に連結しかつ水平方向に延びる水平部25aと、水平部25aの先端から上方に延びて圧力室20の第2方向の一端に連結する鉛直部25bとを含む。水平部25aは、第2方向に延びている。
接続流路23は、圧力室20の第2方向の他端から、下方に延びている。2つの接続流路23の下端は、連通路22によって接続されている。
ここで、2つの接続流路23のうち、第1圧力室群20Aに属する圧力室20に接続する接続流路23が「第1接続流路」に該当し、第2圧力室群20Bに属する圧力室20に接続する接続流路23が「第2接続流路」に該当する。
連通路22は、接続路52と同様、斜め方向(第3方向と直交しかつ第1方向及び第2方向の双方と交差する方向)に延びている。連通路22は、ノズル21の直上を通る流路であり、連通路22における上記斜め方向の中央にノズル21が配置されている。
圧力室20は、1つの接続流路23及び連通路22を介して、ノズル21に連通している。2つの圧力室20は、2つの接続流路23及び連通路22を介して、互いに連通している。
流路基板11は、図3及び図4に示すように、鉛直方向に積層された4枚のプレート11a〜11dを有する。
供給流路31、帰還流路32、ダミー圧力室50a,50b及び接続路52は、図4に示すように、プレート11a〜11cに形成された貫通孔で構成されている。即ち、供給流路31、帰還流路32、ダミー圧力室50a,50b及び接続路52は、深さ(鉛直方向の長さ)が互いに同じであり、上面の高さ及び下面の高さがそれぞれ互いに同じである。したがって、供給流路31からダミー圧力室50a,50b及び接続路52を介して帰還流路32に至るまで、流路の上面及び下面それぞれの高さが一定で変化がない。
圧力室20は、図3に示すように、プレート11aに形成された貫通孔で構成されている。連結流路25の水平部25aは、プレート11cに形成された貫通孔で構成されている。連結流路25の鉛直部25bは、プレート11bに形成された貫通孔で構成されている。接続流路23は、プレート11bに形成された貫通孔で構成されている。連通路22は、プレート11cに形成された貫通孔で構成されている。ノズル21は、4枚のプレート11a〜11dのうちの最下層のプレート11dに形成された貫通孔で構成され、流路基板11の下面に開口している。
アクチュエータ基板12は、下から順に、振動板12a、共通電極12b、複数の圧電体12c及び複数の個別電極12dを含む。
振動板12a及び共通電極12bは、流路基板11の上面の略全体に配置されており、流路基板11に形成された全ての圧力室20、供給流路31、帰還流路32、ダミー圧力室50a,50b及び接続路52を覆っている。一方、圧電体12c及び個別電極12dは、圧力室20毎に設けられており、圧力室20と鉛直方向に重なる位置において、互いに積層されている。
アクチュエータ基板12は、さらに、絶縁膜12i及び複数の個別配線12eを含む。
絶縁膜12iは、二酸化シリコン(SiO2)等からなり、共通電極12bの上面において圧電体12cが設けられていない部分、圧電体12cの側面、及び、個別電極12dの上面を覆っている。絶縁膜12iにおいて、個別電極12dと鉛直方向に重なる部分には、貫通孔が設けられている。
複数の個別配線12eは、絶縁膜12i上に形成されている。具体的には、個別配線12eは、絶縁膜12iの上記貫通孔に先端が入り込むことで、個別電極12dと電気的に接続されている。複数の個別配線12eは、アクチュエータ基板12における第2方向の一端まで、第2方向に延びている。
アクチュエータ基板12における第2方向の一端の上面には、配線基板90の一端が固定されている。配線基板90の他端は、制御部5に接続されている。配線基板90の一端と他端との間には、ドライバIC1dが実装されている。
配線基板90は、COF(Chip On Film)等からなり、複数の個別配線12eのそれぞれと電気的に接続される複数の個別配線90eと、共通配線(図示略)とを有する。共通配線は、絶縁膜12iに設けられた貫通孔を介して、共通電極12bと電気的に接続されている。
ドライバIC1dは、複数の個別配線90eを介して複数の個別電極12dのそれぞれと電気的に接続され、かつ、共通配線を介して共通電極12bと電気的に接続されている。ドライバIC1dは、共通電極12bの電位をグランド電位に維持する一方、個別電極12dの電位を変化させる。具体的には、ドライバIC1dは、制御部5からの制御信号に基づいて駆動信号を生成し、当該駆動信号を個別電極12dに付与する。これにより、個別電極12dの電位が所定の駆動電位とグランド電位との間で変化する。このとき、振動板12a及び圧電体12cにおいて個別電極12dと圧力室20とで挟まれた部分(アクチュエータ12x)が、圧力室20に向かって凸となるように変形することにより、圧力室20の容積が変化し、圧力室20内のインクに圧力が付与され、ノズル21からインクが吐出される。アクチュエータ基板12は、複数の圧力室20のそれぞれと鉛直方向に重なる位置に、複数のアクチュエータ12xを有する。
なお、圧電体12c及び個別電極12dは、圧力室20だけでなく、ダミー圧力室20x,50a,50b(図2参照)に対しても、設けられている。具体的には、ダミー圧力室20x,50a,50bのそれぞれと鉛直方向に重なる位置に、圧電体12c及び個別電極12dが互いに積層されている(図4参照)。即ち、アクチュエータ基板12は、ダミー圧力室20x,50a,50bのそれぞれと鉛直方向に重なる位置にも、アクチュエータ12xを有する。さらに、ダミー圧力室20x,50a,50bに対して設けられた個別電極12dにも個別配線12eが接続されているが、当該個別配線12eは配線基板90と電気的に接続されていない。そのため、ダミー圧力室20x,50a,50bに対して設けられた個別電極12dの電位は上記のように変化せず、ダミー圧力室20x,50a,50bの容積は上記のように変化しない。
ここで、ダミー圧力室50a,50bに対して設けられた圧電体12cが「ダミー圧電体」に該当し、ダミー圧力室50a,50bに対して設けられた個別電極12d及び共通電極12bが「ダミー電極」に該当する。
以上のような流路構成において、サブタンク7と流路基板11との間でインクを循環させる際、インクは以下のように流路基板11内を流れる。図2〜図4中の太矢印は、循環時におけるインクの流れを示す。
貯留室7a内のインクは、制御部5の制御により循環ポンプ7pが駆動されることで、供給口31xから供給流路31に供給される。供給流路31に供給されたインクは、供給流路31内を第1方向の他方(図2の下方)から一方(図2の上方)に向かって移動しつつ、個別流路30及びダミー個別流路30xに流入する。
個別流路30に流入したインクは、図3に示すように、第1圧力室群20Aに対応する連結流路25を通って、第1圧力室群20Aに属する圧力室20に入り、さらに第1圧力室群20Aに対応する接続流路23を通って下方に移動し、連通路22の一端に流入する。当該インクは、連通路22を水平方向に移動し、一部がノズル21から吐出され、残りは連通路22の他端から、第2圧力室群20Bに対応する接続流路23に入り、上方に移動する。当該インクは、第2圧力室群20Bに属する圧力室20に入り、第2圧力室群20Bに対応する連結流路25を通って、帰還流路32に流入する。
ダミー個別流路30xに流入したインクは、個別流路30に流入したインクと同様に流れる。ただし、ダミー個別流路30xはノズル21を含まないため、ダミー個別流路30xを通るインクは全て帰還流路32に流入する。
供給流路31内を移動し、供給流路31における第1方向の一方(図2の上方)の端部に至ったインクは、ガイド面31gに沿って、ダミー圧力室50aに流入する。ダミー圧力室50aに流入したインクは、図4に示すように、接続路52及びダミー圧力室50bを通り、ダミー圧力室50bから流出する。ダミー圧力室50bから流出したインクは、図2に示すように、ガイド面32gに沿って、帰還流路32における第1方向の一方(図2の上方)の端部に流入する。
帰還流路32における第1方向の一方(図2の上方)の端部に流入したインクは、帰還流路32内を第1方向の一方(図2の上方)から他方(図2の下方)に向かって移動し、帰還ガイド面32hに沿って、帰還口32xに流入する。帰還口32xに流入したインクは、貯留室7aに戻される。
このようにサブタンク7と流路基板11との間でインクを循環させることで、流路基板11に形成された流路における気泡の除去やインクの増粘防止が実現される。また、インクが沈降成分(沈降が生じ得る成分。顔料等)を含む場合、当該成分が攪拌されて沈降が防止される。
以上に述べたように、本実施形態のヘッド1は、第1方向に配列された複数の圧力室20からそれぞれ構成される2つの圧力室群20A,20Bと、2つの圧力室群20A,20Bのそれぞれに対して設けられた2つの共通流路(供給流路31及び帰還流路32)とを備え、供給流路31及び帰還流路32は、圧力室群20A,20Bに対して第1方向の一方に配置されたダミー圧力室50a,50bを介して、互いに連通している(図2参照)。換言すると、圧力室群20A,20Bに対して第1方向の一方に、供給流路31と帰還流路32とを接続するための接続流路を別途設けるのではなく、クロストーク抑制や成形精度向上の目的で設けられているダミー圧力室50a,50bを利用して、2つの共通流路(供給流路31及び帰還流路32)を連通させている。これにより、接続流路を設けることによる第1方向の大型化を抑制しつつ、2つの共通流路間でのインク循環を実現できる。
ダミー圧力室50a,50bは、それぞれ、複数の圧力室20のいずれの圧力室よりも容積が大きい(図2〜図4参照)。この場合、ダミー圧力室50a,50bの流路抵抗を低くし、ダミー圧力室50a,50bを介したインクの循環量を増大できる。
ダミー圧力室50a,50bは、それぞれ、第3方向の長さが、いずれの圧力室20よりも長い(図3及び図4参照)。この場合、第1方向や第2方向の大型化を抑制しつつ、ダミー圧力室50a,50bの流路抵抗を低くして循環量を増大できる。
第1方向においてダミー圧力室50aと第1圧力室群20Aとの間、及び、第1方向においてダミー圧力室50bと第2圧力室群20Bとの間のそれぞれに、複数の圧力室20のそれぞれと同じサイズの別のダミー圧力室20xが、第1方向に複数の圧力室20と同じピッチで並んでいる(図2参照)。ダミー圧力室の構成(サイズやピッチ)が圧力室の構成に近いほど、ダミー圧力室によるクロストーク抑制や成形精度向上の効果が高くなる。本構成によれば、ダミー圧力室50a,50bの大きな容積による循環量の増大効果と、ダミー圧力室20xによるクロストーク抑制や成形精度向上の効果とを、共に実現できる。
接続路52は、第3方向においてダミー圧力室50a,50bと同じ位置にあり(図4参照)、第1方向においてダミー圧力室50a,50bと同じ長さを有する(図2参照)。第3方向において接続路52がダミー圧力室50a,50bと異なる位置にある場合や、第1方向において接続路52の長さがダミー圧力室50a,50bの長さよりも小さい場合、ダミー圧力室50a,50bを介したインクの流れがスムーズに行われず、循環量が低下し得る。これに対し、本構成によれば、ダミー圧力室50a,50bを介したインクの流れがスムーズに行われ、循環量を増大できる。
供給流路31及び帰還流路32における第1方向の他方(図2の下方)の端部(即ち、ダミー圧力室50a,50bを介して供給流路31及び帰還流路32が互いに連通する端部とは反対側の端部)に、それぞれ、供給口31x及び帰還口32xが設けられている。供給流路31及び帰還流路32において、供給口31x及び帰還口32xが設けられた端部とは反対側の端部(図2の上端)は、供給口31x及び帰還口32xが設けられた端部(図2の下端)に比べ、インクの流速が低くなり、淀みが生じ易くなり得る。この点、本実施形態では、当該反対側の端部において、ダミー圧力室50a,50bを介してインクを循環させることで、淀みを抑制できる。
供給流路31及び帰還流路32のそれぞれにおいて、第1方向の一方(図2の上方)の端部は、ガイド面31g,32gで画定されている。供給流路31及び帰還流路32のそれぞれにおいて、第1方向の一方(図2の上方)の端部は、上記のとおり、供給口31x及び帰還口32xが設けられた端部とは反対側の端部であるため、インクの流速が低くなり、淀みが生じ易くなり得る。この点、本実施形態では、当該反対側の端部にガイド面31g,32gを設けたことで、淀みを抑制できる。
ガイド面31gは、第2方向において、第1圧力室群20Aに属する複数の圧力室20のいずれとも重ならず、ガイド面32gは、第2方向において、第2圧力室群20Bに属する複数の圧力室20のいずれとも重ならない(図2参照)。ガイド面31g,32gが第2方向において圧力室20と重なる場合、当該圧力室20におけるインクの流速が高まり、当該圧力室20に連通するノズル21と、それ以外の圧力室20に連通するノズル21とにおいて、インクの吐出性能にばらつきが生じ得る。また、当該圧力室20の流路抵抗が高まり、アンダーリフィル現象が生じ得る。これに対し、本構成によれば、ガイド面31g,32gが第2方向において圧力室20と重ならないため、上記問題を抑制できる。
帰還流路32において、第1方向の他方(図2の下方)の端部は、帰還ガイド面32hで画定されている。本構成によれば、帰還口32x近傍の淀みを抑制できる。
帰還ガイド面32hは、第2方向において、第2圧力室群20Bに属する複数の圧力室20のいずれとも重ならない(図2参照)。帰還ガイド面32hが第2方向において圧力室20と重なる場合、当該圧力室20におけるインクの流速が高まり、当該圧力室20に連通するノズル21と、それ以外の圧力室20に連通するノズル21とにおいて、インクの吐出性能にばらつきが生じ得る。また、当該圧力室20の流路抵抗が高まり、アンダーリフィル現象が生じ得る。これに対し、本構成によれば、帰還ガイド面32hが第2方向において圧力室20と重ならないため、上記問題を抑制できる。
第1圧力室群20Aに属する圧力室20と、第2圧力室群20Bに属する圧力室20とが、接続流路23、及び、ノズル21の直上を通る連通路22を介して、互いに連通している(図3参照)。この場合、接続流路23及び連通路22を介したインクの循環により、ノズル21の乾燥を防止し、メニスカスを維持できる。
ダミー圧力室50a,50bと第3方向に重なる位置に、ダミー圧電体12cが設けられている(図4参照)。この場合、各圧力室群20A,20Bにおいて、第1方向の中央にある圧力室20と、第1方向の端部にある圧力室20との間での、圧電体12cの焼成による収縮量の差を抑制し、成形精度を向上できる。
ダミー圧電体12cに対し、第3方向の一方及び他方に、ダミー電極(ダミー圧力室50a,50bに対して設けられた個別電極12d及び共通電極12b)が設けられている(図4参照)。この場合、各圧力室群20A,20Bにおいて、第1方向の中央にある圧力室20と、第1方向の端部にある圧力室20との間での、圧電体12cの焼成による収縮量の差だけでなく、電極形成による収縮量の差をも抑制し、成形精度をより一層向上できる。また、ダミー電極は配線基板90と電気的に接続しないため、ダミー圧電体12cの無駄な駆動を防止できる。
ダミー圧力室50a,50bは、ノズル21に連通しない(図2及び図4参照)。ダミー圧力室50a,50bがノズル21に連通する場合、ダミー圧力室50a,50bに隣接する圧力室20の容積変動に伴い、ダミー圧力室50a,50bの容積が変動し、ノズル21からインクが漏出し得る。これに対し、本構成によれば、当該問題を抑制できる。
<第2実施形態>
続いて、図6及び図7を参照し、本発明の第2実施形態に係るヘッド201について説明する。
第1実施形態では、圧力室20よりも大きなサイズのダミー圧力室50a,50bを介して、供給流路31及び帰還流路32が互いに連通しているが(図2及び図4参照)、本実施形態では、圧力室20と同じサイズのダミー圧力室250a,250bを介して、供給流路31及び帰還流路32が互いに連通している(図6及び図7参照)。
以下、本実施形態において第1実施形態と異なる点を説明し、本実施形態において第1実施形態と同じ構成については説明を省略する。
本実施形態では、複数の個別流路30に対して第1方向の一方(図6の上方)に、2つのダミー個別流路30xが配置されている。これらダミー個別流路30xは、第1実施形態のダミー個別流路30xと同様、ノズル21を含まない点を除き、個別流路30と同じ構成である。
各ダミー個別流路30xに含まれる2つのダミー圧力室のうち、第1圧力室群20Aに属する複数の圧力室20に対して第1方向の一方(図6の上方)に配置されたダミー圧力室が、ダミー圧力室250aである。各ダミー個別流路30xに含まれる2つのダミー圧力室のうち、第2圧力室群20Bに属する複数の圧力室20に対して第1方向の一方(図6の上方)に配置されたダミー圧力室が、ダミー圧力室250bである。
即ち、第1圧力室群20Aに属する複数の圧力室20に対して第1方向の一方(図6の上方)に、2つのダミー圧力室250aが配置されている。第2圧力室群20Bに属する複数の圧力室20に対して第1方向の一方(図6の上方)に、2つのダミー圧力室250bが配置されている。
ここで、ダミー圧力室250aが「第1ダミー圧力室」に該当し、ダミー圧力室250bが「第2ダミー圧力室」に該当する。
供給流路31及び帰還流路32は、2つのダミー圧力室250a及び2つのダミー圧力室250bを介して、互いに連通している。
ダミー圧力室250a,250bは、それぞれ圧力室20と同じサイズであり、第1方向において各圧力室群20A,20Bに属する複数の圧力室20と同じピッチで並んでいる。また、ダミー圧力室250a,250bは、第3方向において圧力室20と同じ位置にある(図7参照)。
ダミー圧力室250a,250bの第2方向の一端には、連結流路25と同様の連結流路255が連結し、ダミー圧力室250a,250bの第2方向の他端には、接続流路23と同様の接続流路253が連結している。2つの接続流路253の下端は、連通路22と同様の連通路252によって接続されている。
ダミー圧力室250a,250bは、図7に示すように、アクチュエータ基板12の振動板12a及び共通電極12bに覆われている。圧電体12c及び個別電極12dは、圧力室20だけでなく、ダミー圧力室250a,250bに対しても、設けられている。アクチュエータ基板12は、ダミー圧力室250a,250bのそれぞれと鉛直方向に重なる位置にも、アクチュエータ12xを有する。さらに、ダミー圧力室250a,250bに対して設けられた個別電極12dにも個別配線12eが接続されているが、当該個別配線12eは配線基板90(図3参照)と電気的に接続されていない。そのため、ダミー圧力室250a,250bに対して設けられた個別電極12dの電位は上記のように変化せず、ダミー圧力室250a,250bの容積は上記のように変化しない。
ここで、ダミー圧力室250a,250bに対して設けられた圧電体12cが「ダミー圧電体」に該当し、ダミー圧力室250a,250bに対して設けられた個別電極12d及び共通電極12bが「ダミー電極」に該当する。
以上のような流路構成において、インクを循環させる際、インクは以下のように流れる。図6及び図7中の太矢印は、循環時におけるインクの流れを示す。
供給流路31に供給されたインクは、供給流路31内を第1方向の他方(図6の下方)から一方(図6の上方)に向かって移動しつつ、個別流路30及びダミー個別流路30xに流入する。
ダミー個別流路30xに流入したインクは、個別流路30に流入したインクと同様に流れる。ただし、ダミー個別流路30xはノズル21を含まないため、ダミー個別流路30xを通るインクは全て帰還流路32に流入する。
具体的には、ダミー個別流路30xに流入したインクは、図7に示すように、第1圧力室群20Aに対応する連結流路255を通って、ダミー圧力室250aに入り、さらに圧力室群20Aに対応する接続流路253を通って下方に移動し、連通路252の一端に流入する。当該インクは、連通路252を水平方向に移動し、連通路252の他端から、第2圧力室群20Bに対応する接続流路253に入り、上方に移動する。当該インクは、ダミー圧力室250bに入り、第2圧力室群20Bに対応する連結流路255を通って、帰還流路32に流入する。
供給流路31及び帰還流路32の第1方向の一方(図6の上方)の端部において、上記のようなダミー個別流路30xを介したインクの流れが生じる。
以上に述べたように、本実施形態によれば、第1実施形態と同様の構成に基づく効果に加え、以下の効果が得られる。
供給流路31及び帰還流路32を互いに連通させるダミー圧力室として、サイズ及びピッチが圧力室20と同じである複数のダミー圧力室250a,250bを利用している(図6参照)。この場合、サイズ及びピッチが圧力室と異なるダミー圧力室を利用する場合に比べ、クロストーク抑制や成形精度向上の効果をより確実に得ることができる。
ダミー圧力室250a,250bは、第3方向において圧力室20と同じ位置にある(図7参照)。この場合、クロストーク抑制や成形精度向上の効果をより一層確実に得ることができる。
<第3実施形態>
続いて、図8を参照し、本発明の第3実施形態に係るヘッド301について説明する。
第1実施形態では、複数の個別流路30に対して第1方向の一方(図2の上方)のみにおいて、供給流路31及び帰還流路32がダミー圧力室50a,50bを介して互いに連通しているが、本実施形態では、複数の個別流路30に対して第1方向の一方(図8の上方)及び他方(図8の下方)のそれぞれにおいて、供給流路31及び帰還流路32がダミー圧力室50a,50b,350a,350bを介して互いに連通している。
以下、本実施形態において第1実施形態と異なる点を説明し、本実施形態において第1実施形態と同じ構成については説明を省略する。
本実施形態では、複数の個別流路30に対して第1方向の一方(図8の上方)に、第1実施形態と同様のダミー圧力室50a,50bが配置され、さらに、複数の個別流路30に対して第1方向の他方(図8の下方)に、ダミー圧力室50a,50bと同様のダミー圧力室350a,350bが配置されている。ダミー圧力室350a,350bは、接続路52と同様の接続路352を介して、互いに接続されている。
ダミー圧力室350a,350bは、複数の個別流路30に対して第1方向の他方(図8の下方)に、1つのダミー個別流路30xを挟んで配置されている。
ダミー圧力室350aは、第1圧力室群20Aに属する複数の圧力室20に対して第1方向の他方(図8の下方)に配置されている。第1方向においてダミー圧力室350aと第1圧力室群20Aに属する複数の圧力室20との間に、1つのダミー圧力室20xが配置されている。ダミー圧力室350aは、第1圧力室群20Aに属する複数の圧力室20、第1圧力室群20Aに対応するダミー圧力室20x、及び、ダミー圧力室50aと共に、第1方向に1列に配列されている。
ダミー圧力室350bは、第2圧力室群20Bに属する複数の圧力室20に対して第1方向の他方(図8の下方)に配置されている。第1方向においてダミー圧力室350bと第2圧力室群20Bに属する複数の圧力室20との間に、1つのダミー圧力室20xが配置されている。ダミー圧力室350bは、第2圧力室群20Bに属する複数の圧力室20、及び、第2圧力室群20Bに対応するダミー圧力室20x、及び、ダミー圧力室50bと共に、第1方向に1列に配列されている。
ここで、ダミー圧力室50aが「第1ダミー圧力室」に該当し、ダミー圧力室50bが「第2ダミー圧力室」に該当し、ダミー圧力室350aが「第3ダミー圧力室」に該当し、ダミー圧力室350bが「第4ダミー圧力室」に該当する。
供給口31xは、供給流路31における第1方向の略中央に形成されている。帰還口32xは、帰還流路32における第1方向の略中央に形成されている。
第1実施形態と同様、供給流路31において、第1方向の一方(図8の上方)の端部は、ガイド面31gで画定されている。帰還流路32において、第1方向の一方(図8の上方)の端部は、ガイド面32gで画定されている。
さらに本実施形態では、供給流路31において、第1方向の他方(図8の下方)の端部は、ガイド面31iで画定されている。帰還流路32において、第1方向の他方(図8の下方)の端部は、ガイド面32iで画定されている。
ここで、ガイド面31gが「第1ガイド面」に該当し、ガイド面32gが「第2ガイド面」に該当し、ガイド面31iが「第3ガイド面」に該当し、ガイド面32iが「第4ガイド面」に該当する。
ガイド面31i,32iは、それぞれ斜め方向(第3方向と直交しかつ第1方向及び第2方向の双方と交差する方向)に延び、かつ、第1方向に延びる直線に関して互いに対称な形状を有する。具体的には、ガイド面31iは、第1方向の一方(図8の上方)から他方(図8の下方)に向かうにつれて、第2方向において供給流路31から帰還流路32に近づくように傾斜している。ガイド面32iは、第1方向の一方(図8の上方)から他方(図8の下方)に向かうにつれて、第2方向において帰還流路32から供給流路31に近づくように傾斜している。
ガイド面31iは、第2方向において、第1圧力室群20Aに属する複数の圧力室20のいずれとも重ならず、ダミー圧力室350aと重なっている。ガイド面32iは、第2方向において、第2圧力室群20Bに属する複数の圧力室20のいずれとも重ならず、ダミー圧力室350bと重なっている。
以上のような流路構成において、インクを循環させる際、インクは以下のように流れる。図8中の太矢印は、循環時におけるインクの流れを示す。
供給流路31に供給されたインクは、供給口31xから供給流路31内を第1方向の一方(図8の上方)及び他方(図8の下方)のそれぞれに向かって移動しつつ、個別流路30及びダミー個別流路30xに流入する。
供給流路31内を移動し、供給流路31における第1方向の一方(図8の上方)の端部に至ったインクは、ガイド面31gに沿って、ダミー圧力室50aに流入する。ダミー圧力室50aに流入したインクは、接続路52及びダミー圧力室50bを通り、ダミー圧力室50bから流出する。ダミー圧力室50bから流出したインクは、ガイド面32gに沿って、帰還流路32における第1方向の一方(図8の上方)の端部に流入する。
供給流路31内を移動し、供給流路31における第1方向の他方(図8の下方)の端部に至ったインクは、ガイド面31iに沿って、ダミー圧力室350aに流入する。ダミー圧力室350aに流入したインクは、接続路352及びダミー圧力室350bを通り、ダミー圧力室350bから流出する。ダミー圧力室350bから流出したインクは、ガイド面32iに沿って、帰還流路32における第1方向の他方(図8の下方)の端部に流入する。
帰還流路32における第1方向の一方(図8の上方)の端部に流入したインクは、帰還流路32内を第1方向の一方(図8の上方)から他方(図8の下方)に向かって移動し、帰還口32xに流入する。
帰還流路32における第1方向の他方(図8の下方)の端部に流入したインクは、帰還流路32内を第1方向の他方(図8の下方)から一方(図8の上方)に向かって移動し、帰還口32xに流入する。
以上に述べたように、本実施形態によれば、第1実施形態と同様の構成に基づく効果に加え、以下の効果が得られる。
各圧力室群20A,20Bに対して第1方向の一方(図8の上方)に、ダミー圧力室50a,50bが設けられたことに加え、各圧力室群20A,20Bに対して第1方向の他方(図8の下方)に、ダミー圧力室350a,350bが設けられている。これにより、第1方向の一方だけでなく、第1方向の他方においても、クロストーク抑制や成形精度向上の効果が得られる。
供給流路31及び帰還流路32が、各圧力室群20A,20Bに対して第1方向の一方(図8の上方)において、ダミー圧力室50a,50bを介して互いに連通していることに加え、各圧力室群20A,20Bに対して第1方向の他方(図8の下方)において、ダミー圧力室350a,350bを介して互いに連通している。この場合、第1方向の一方のみにおいてインクを循環させる場合に比べ、帰還流路32の圧力損失を低減し、循環量を増大できる。
供給流路31及び帰還流路32における第1方向の一方(図8の上方)の端部と第1方向の他方(図8の下方)の端部との間に、供給口31x及び帰還口32xがそれぞれ設けられている。この場合、第1方向の一方(図8の上方)におけるダミー圧力室50a,50bを通る流路の抵抗と、第1方向の他方(図8の下方)におけるダミー圧力室350a,350bを通る流路の抵抗とを揃えることができる。ひいては、ヘッド301全体において、インクを均等に循環させることができる。
供給流路31及び帰還流路32のそれぞれにおいて、第1方向の一方(図8の上方)の端部は、ガイド面31g,32gで画定されており、さらに、第1方向の他方(図8の下方)の端部は、ガイド面31i,32iで画定されている。供給口31x及び帰還口32xから離隔した部分では、インクの流速が低くなり、淀みが生じ易くなり得る。この点、本実施形態では、当該部分にガイド面31g,32g,31i,32iを設けたことで、淀みを抑制できる。
ガイド面31g,31iは、それぞれ、第2方向において、第1圧力室群20Aに属する複数の圧力室20のいずれとも重ならず、ガイド面32g,32iは、それぞれ、第2方向において、第2圧力室群20Bに属する複数の圧力室20のいずれとも重ならない。ガイド面31g,32g,31i,32iが第2方向において圧力室20と重なる場合、当該圧力室20におけるインクの流速が高まり、当該圧力室20に連通するノズル21と、それ以外の圧力室20に連通するノズル21とにおいて、インクの吐出性能にばらつきが生じ得る。また、当該圧力室20の流路抵抗が高まり、アンダーリフィル現象が生じ得る。これに対し、本構成によれば、ガイド面31g,32g,31i,32iが第2方向においていずれの圧力室20とも重ならないため、上記問題を抑制できる。
<第4実施形態>
続いて、図9及び図10を参照し、本発明の第4実施形態に係るヘッド401について説明する。
第1実施形態では、第1圧力室群20Aに属する圧力室20と、第2圧力室群20Bに属する圧力室20とが、連通路22を介して互いに連通しているが(図2及び図3参照)、本実施形態では、第1圧力室群20Aに属する圧力室20と、第2圧力室群20Bに属する圧力室20とが、連通路22を介して互いに連通せず、接続流路23の直下にノズル21が配置されている(図9及び図10参照)。
以下、本実施形態において第1実施形態と異なる点を説明し、本実施形態において第1実施形態と同じ構成については説明を省略する。
本実施形態において、複数の個別流路430は、紙幅方向(第1方向)に千鳥状に2列に配列されており、第1圧力室群20Aを構成する圧力室20を含む個別流路430と、第2圧力室群20Bを構成する圧力室20を含む個別流路430とに分類される。各個別流路430は、1つの圧力室20、1つのノズル21、1つの接続流路23及び1つの連結流路25を含む。各個別流路430において、圧力室20内のインクに圧力が付与されると、接続流路23を介してノズル21からインクが吐出される。
第1圧力室群20Aを構成する圧力室20を含む個別流路430に対して第1方向の一方(図9の上方)及び他方(図9の下方)のそれぞれに、ダミー個別流路430xが1つずつ配置されている。第2圧力室群20Bを構成する圧力室20を含む個別流路430に対して第1方向の一方(図9の上方)及び他方(図9の下方)のそれぞれに、ダミー個別流路430xが1つずつ配置されている。ダミー個別流路430xは、ノズル21を含まない点を除き、個別流路430と同じ構成である。以下、ダミー個別流路430xにおいて圧力室20に対応する部分をダミー圧力室20xという。ダミー圧力室20xは、圧力室20と同じサイズであり、第1方向において各圧力室群20A,20Bに属する複数の圧力室20と同じピッチで並んでいる。
第1圧力室群20Aを構成する圧力室20を含む個別流路430に対して第1方向の一方(図9の上方)に、1つのダミー個別流路430xを挟んで、ダミー圧力室50aが配置されている。第2圧力室群20Bを構成する圧力室20を含む個別流路430に対して第1方向の一方(図9の上方)に、1つのダミー個別流路430xを挟んで、ダミー圧力室50bが配置されている。
以上のような流路構成において、インクを循環させる際、インクは以下のように流れる。図9中の太矢印は、循環時におけるインクの流れを示す。
供給流路31に供給されたインクは、供給流路31内を第1方向の他方(図9の下方)から一方(図9の上方)に向かって移動する。本実施形態では、このとき供給流路31から個別流路430及びダミー個別流路430xを通って帰還流路32に至るインクの流れは生じない。
供給流路31における第1方向の一方(図9の上方)の端部に至ったインクは、ダミー圧力室50a、接続路52及びダミー圧力室50bを通って、帰還流路32における第1方向の一方(図9の上方)の端部に流入する。当該インクは、帰還流路32内を第1方向の一方(図9の上方)から他方(図9の下方)に向かって移動し、帰還口32xから流出して貯留室7a(図2参照)に戻される。
以上に述べたように、本実施形態によれば、個別流路の構成が第1実施形態と異なるものの、第1実施形態と同様の構成に基づく、第1実施形態と同様の効果が得られる。
<変形例>
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。
第2方向は、第1方向と交差すればよく、第1方向と直交することには限定されない。
ガイド面を省略してもよい。
第1圧力室群及び第2圧力室群のそれぞれは、上述の実施形態では1列に配列された複数の圧力室から構成されるが、複数列に配列された複数の圧力室から構成されてもよい。
ダミー圧力室に対して設けられた個別電極(ダミー電極)に、個別配線を設けなくてもよい。ダミー圧力室に対し、ダミー電極を設けなくてもよい。また、ダミー圧力室に対し、ダミー圧電体を設けなくてもよい。
ダミー圧力室は、ノズルに連通してもよい。
第1実施形態において、ダミー圧力室50a,50bは、第3方向と直交する平面のサイズ及び第3方向の長さが共に、圧力室20よりも大きいが、これに限定されない。例えば、ダミー圧力室は、第3方向と直交する平面のサイズが圧力室と同じで、第3方向の長さが圧力室より大きくてもよい。或いは、ダミー圧力室は、第3方向と直交する平面のサイズが圧力室よりも大きく、第3方向の長さが圧力室と同じでもよい。
第1実施形態では、各ダミー圧力室50a,50bと各圧力室群20A,20Bとの間に、1つの別のダミー圧力室20xが設けられているが、複数の別のダミー圧力室20xが設けられてもよい。例えば、クロストーク抑制や成形精度向上のためには、3個程度のダミー圧力室を設けてよい。
別のダミー圧力室を省略してもよい。
第2実施形態では、ダミー圧力室250a,250bを2つずつ設けているが、循環量を確保するため、第1ダミー圧力室及び第2ダミー圧力室を10個程度ずつ設けてよい。
第1共通流路及び第2共通流路は、第1方向の一方及び他方のそれぞれにおいて、圧力室と同じサイズのダミー圧力室を介して、互いに連通してもよい。例えば、第2実施形態のダミー圧力室250a,250bを、圧力室群20A,20Bに対して第1方向の他方(図6の下方)にも設けてよい。
ダミー圧力室以外の流路(例えば、ダミー圧電体やダミー電極が設けられていない、共通流路と深さが同等の流路)を追加し、第1共通流路及び第2共通流路をダミー圧力室と上記流路との両方を介して連通させてもよい。この場合でも、上記流路のみを介して循環させる場合に比べ、ダミー圧力室を介した循環がある分、上記流路を介した循環量を低減できる。したがって、この場合でも、上記流路の幅(第1方向の長さ)を抑え、ヘッドの第1方向の大型化を抑制できる。
第1〜第3実施形態では、2つの圧力室に対して1つのノズルが設けられているが、1つの圧力室に対して1つのノズルが設けられてもよい。例えば、第4実施形態のような個別流路の構成を、第2又は第3実施形態に適用してもよい。この場合、液体循環時において、第1共通流路から第1ダミー圧力室及び第2ダミー圧力室を介して第2共通流路に至る液体の流れは生じるが、第1共通流路から個別流路を通って第2共通流路に至る液体の流れは生じない。
つまり、本発明は、第1圧力室群に属する圧力室と第2圧力室群に属する圧力室とが互いに連通する場合、及び、第1圧力室群に属する圧力室と第2圧力室群に属する圧力室とが互いに連通しない場合の、いずれにも適用可能である。
アクチュエータは、圧電素子を用いたピエゾ方式のものに限定されず、その他の方式(例えば、発熱素子を用いたサーマル方式、静電力を用いた静電方式等)のものであってもよい。
ヘッドは、ライン式に限定されず、シリアル式(紙幅方向と平行な走査方向に移動しつつノズルから吐出対象に対して液体を吐出する方式)であってもよい。
吐出対象は、用紙に限定されず、例えば布、基板等であってもよい。
ノズルから吐出される液体は、インクに限定されず、任意の液体(例えば、インク中の成分を凝集又は析出させる処理液等)であってよい。
本発明は、プリンタに限定されず、ファクシミリ、コピー機、複合機等にも適用可能である。また、本発明は、画像の記録以外の用途で使用される液体吐出装置(例えば、基板に導電性の液体を吐出して導電パターンを形成する液体吐出装置)にも適用可能である。
1;201;301;401 ヘッド(液体吐出ヘッド)
12b 共通電極
12c 圧電体
12d 個別電極
20 圧力室
20x ダミー圧力室(別のダミー圧力室)
20A 第1圧力室群
20B 第2圧力室群
21 ノズル
22 連通路
23 接続流路(第1接続流路,第2接続流路)
31 供給流路(第1共通流路)
31g,31i ガイド面
31x 供給口
32 帰還流路(第2共通流路)
32g,32i ガイド面
32h 帰還ガイド面
32x 帰還口
50a ダミー圧力室(第1ダミー圧力室)
50b ダミー圧力室(第2ダミー圧力室)
52 接続路
90 配線基板
100 プリンタ
250a ダミー圧力室(第1ダミー圧力室)
250b ダミー圧力室(第2ダミー圧力室)
350a ダミー圧力室(第3ダミー圧力室)
350b ダミー圧力室(第4ダミー圧力室)

Claims (21)

  1. 第1方向に配列された複数の圧力室から構成される第1圧力室群と、
    前記第1方向に配列された複数の圧力室から構成され、前記第1方向と交差する第2方向に前記第1圧力室群と並ぶ第2圧力室群と、
    前記第1方向に延び、前記第1圧力室群に属する前記複数の圧力室に連通する第1共通流路と、
    前記第1方向に延び、前記第2圧力室群に属する前記複数の圧力室に連通し、前記第2方向に前記第1共通流路と並ぶ第2共通流路と、
    前記第1圧力室群に対して前記第1方向の一方に配置された第1ダミー圧力室と、
    前記第2圧力室群に対して前記第1方向の一方に配置された第2ダミー圧力室と、を備え、
    前記第1共通流路及び前記第2共通流路は、前記第1ダミー圧力室及び前記第2ダミー圧力室を介して、互いに連通していることを特徴とする、液体吐出ヘッド。
  2. 前記第1ダミー圧力室及び前記第2ダミー圧力室は、それぞれ、前記複数の圧力室のいずれの圧力室よりも容積が大きいことを特徴とする、請求項1に記載の液体吐出ヘッド。
  3. 前記第1ダミー圧力室及び前記第2ダミー圧力室は、それぞれ、前記第1方向及び前記第2方向の双方と直交する第3方向の長さが、前記いずれの圧力室よりも長いことを特徴とする、請求項2に記載の液体吐出ヘッド。
  4. 前記第1方向において前記第1ダミー圧力室と前記第1圧力室群との間、及び、前記第1方向において前記第2ダミー圧力室と前記第2圧力室群との間のそれぞれに、前記複数の圧力室のそれぞれと同じサイズの別のダミー圧力室が、前記第1方向に前記複数の圧力室と同じピッチで並んでいることを特徴とする、請求項2又は3に記載の液体吐出ヘッド。
  5. 前記第1ダミー圧力室と前記第2ダミー圧力室とを接続する接続路を備え、
    前記接続路は、前記第1方向及び前記第2方向の双方と直交する第3方向において前記第1ダミー圧力室及び前記第2ダミー圧力室と同じ位置にあり、前記第1方向において前記第1ダミー圧力室及び前記第2ダミー圧力室と同じ長さを有することを特徴とする、請求項2〜4のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
  6. 前記第1共通流路及び前記第2共通流路は、複数の前記第1ダミー圧力室及び複数の前記第2ダミー圧力室を介して、互いに連通し、
    前記複数の第1ダミー圧力室及び前記複数の第2ダミー圧力室は、それぞれ前記複数の圧力室のそれぞれと同じサイズであり、前記第1方向に前記複数の圧力室と同じピッチで並んで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。
  7. 前記複数の圧力室、前記第1ダミー圧力室及び前記第2ダミー圧力室は、それぞれ、前記第1方向及び前記第2方向の双方と直交する第3方向において互いに同じ位置にあることを特徴とする、請求項6に記載の液体吐出ヘッド。
  8. 前記第1共通流路における前記第1方向の他方の端部に、供給口が設けられ、
    前記第2共通流路における前記第1方向の他方の端部に、帰還口が設けられたことを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
  9. 前記第1圧力室群に対して前記第1方向の他方に配置された第3ダミー圧力室と、
    前記第2圧力室群に対して前記第1方向の他方に配置された第4ダミー圧力室と、をさらに備えたことを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
  10. 前記第1共通流路及び前記第2共通流路は、さらに、前記第3ダミー圧力室及び前記第4ダミー圧力室を介して、互いに連通していることを特徴とする、請求項9に記載の液体吐出ヘッド。
  11. 前記第1共通流路における前記第1方向の一方の端部及び他方の端部との間に、供給口が設けられ、
    前記第2共通流路における前記第1方向の一方の端部及び他方の端部との間に、帰還口が設けられたことを特徴とする、請求項10に記載の液体吐出ヘッド。
  12. 前記第1共通流路及び前記第2共通流路の少なくとも一方における前記第1方向の一方の端部は、ガイド面で画定されており、
    前記ガイド面は、前記第1方向の他方から一方に向かうにつれて、前記第2方向において前記第1共通流路及び前記第2共通流路の一方から前記第1共通流路及び前記第2共通流路の他方に近づくように傾斜し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。
  13. 前記ガイド面は、前記第2方向において、前記第1圧力室群及び前記第2圧力室群のうち前記第1共通流路及び前記第2共通流路の一方に連通する圧力室群に属する前記複数の圧力室のいずれとも重ならないことを特徴とする、請求項12に記載の液体吐出ヘッド。
  14. 前記第2共通流路における前記第1方向の他方の端部は、帰還ガイド面で画定されており、
    前記帰還ガイド面は、前記第1方向の一方から他方に向かうにつれて、前記第2方向において前記第1共通流路から前記第2共通流路に近づくように傾斜し、かつ、前記第1方向の他方の端部に前記帰還口が配置されていることを特徴とする、請求項8、12、13のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
  15. 前記帰還ガイド面は、前記第2方向において、前記第2圧力室群に属する前記複数の圧力室のいずれとも重ならないことを特徴とする、請求項14に記載の液体吐出ヘッド。
  16. 前記第1共通流路における前記第1方向の一方の端部は、前記第1方向の他方から一方に向かうにつれて、前記第2方向において前記第1共通流路から前記第2共通流路に近づくように傾斜した、第1ガイド面で画定され、
    前記第2共通流路における前記第1方向の一方の端部は、前記第1方向の他方から一方に向かうにつれて、前記第2方向において前記第2共通流路から前記第1共通流路に近づくように傾斜した、第2ガイド面で画定され、
    前記第1共通流路における前記第1方向の他方の端部は、前記第1方向の一方から他方に向かうにつれて、前記第2方向において前記第1共通流路から前記第2共通流路に近づくように傾斜した、第3ガイド面で画定され、
    前記第2共通流路における前記第1方向の他方の端部は、前記第1方向の一方から他方に向かうにつれて、前記第2方向において前記第2共通流路から前記第1共通流路に近づくように傾斜した、第4ガイド面で画定されていることを特徴とする、請求項11に記載の液体吐出ヘッド。
  17. 前記第1ガイド面及び前記第3ガイド面は、それぞれ、前記第2方向において、前記第1圧力室群に属する前記複数の圧力室のいずれとも重ならず、
    前記第2ガイド面及び前記第4ガイド面は、それぞれ、前記第2方向において、前記第2圧力室群に属する前記複数の圧力室のいずれとも重ならないことを特徴とする、請求項16に記載の液体吐出ヘッド。
  18. 複数のノズルと、
    それぞれ前記複数のノズルのうちの少なくとも1つの直上を通る複数の連通路と、
    それぞれ前記第1圧力室群に属する前記複数の圧力室のうちの1つと前記複数の連通路のうちの1つとを接続する複数の第1接続流路と、
    それぞれ前記第2圧力室群に属する前記複数の圧力室のうちの1つと前記複数の連通路のうちの1つとを接続する複数の第2接続流路と、をさらに備えたことを特徴とする、請求項1〜17のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
  19. 前記複数の圧力室のそれぞれと、前記第1方向及び前記第2方向の双方と直交する第3方向に重なる位置に、圧電体が設けられており、
    前記第1ダミー圧力室及び前記第2ダミー圧力室のそれぞれと、前記第3方向に重なる位置に、ダミー圧電体が設けられていることを特徴とする、請求項1〜18のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
  20. 前記圧電体に対し、前記第3方向の一方及び他方に、電極が設けられており、
    前記ダミー圧電体に対し、前記第3方向の一方及び他方に、ダミー電極が設けられており、
    前記電極と電気的に接続しかつ前記ダミー電極と電気的に接続しない配線基板をさらに備えたことを特徴とする、請求項19に記載の液体吐出ヘッド。
  21. 前記複数の圧力室は、それぞれ、ノズルに連通し、
    前記第1ダミー圧力室及び前記第2ダミー圧力室は、それぞれ、ノズルに連通しないことを特徴とする、請求項1〜20のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021133529A (ja) * 2020-02-25 2021-09-13 京セラ株式会社 液体吐出ヘッド及び記録装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7293678B2 (ja) * 2019-01-31 2023-06-20 ブラザー工業株式会社 液体吐出ヘッド

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011121211A (ja) * 2009-12-08 2011-06-23 Fuji Xerox Co Ltd 液滴吐出装置の駆動装置、液滴吐出装置、画像形成装置、及び液滴吐出装置の駆動プログラム
JP2011245795A (ja) * 2010-05-28 2011-12-08 Panasonic Corp インクジェットヘッドおよびそれを具備するインクジェット装置
JP2016159514A (ja) * 2015-03-02 2016-09-05 富士フイルム株式会社 液体吐出装置、及び液体吐出ヘッドの異物排出方法
EP3246163A1 (en) * 2016-05-17 2017-11-22 Toshiba TEC Kabushiki Kaisha Inkjet head and inkjet recording apparatus
JP2018103418A (ja) * 2016-12-26 2018-07-05 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッド、液体噴射装置、液体循環方法及び液体吐出方法
JP2018153921A (ja) * 2017-03-15 2018-10-04 ブラザー工業株式会社 液体吐出ヘッド及びその製造方法
WO2018181024A1 (ja) * 2017-03-28 2018-10-04 京セラ株式会社 液体吐出ヘッド、およびそれを用いた記録装置
JP2019177596A (ja) * 2018-03-30 2019-10-17 ブラザー工業株式会社 液体吐出装置及び液体吐出システム

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5292899B2 (ja) 2008-04-02 2013-09-18 セイコーエプソン株式会社 流体噴射装置
JP6536130B2 (ja) 2015-03-31 2019-07-03 ブラザー工業株式会社 液体吐出ヘッド、及び、液体吐出装置
JP7293678B2 (ja) * 2019-01-31 2023-06-20 ブラザー工業株式会社 液体吐出ヘッド

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011121211A (ja) * 2009-12-08 2011-06-23 Fuji Xerox Co Ltd 液滴吐出装置の駆動装置、液滴吐出装置、画像形成装置、及び液滴吐出装置の駆動プログラム
JP2011245795A (ja) * 2010-05-28 2011-12-08 Panasonic Corp インクジェットヘッドおよびそれを具備するインクジェット装置
JP2016159514A (ja) * 2015-03-02 2016-09-05 富士フイルム株式会社 液体吐出装置、及び液体吐出ヘッドの異物排出方法
EP3246163A1 (en) * 2016-05-17 2017-11-22 Toshiba TEC Kabushiki Kaisha Inkjet head and inkjet recording apparatus
JP2018103418A (ja) * 2016-12-26 2018-07-05 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッド、液体噴射装置、液体循環方法及び液体吐出方法
JP2018153921A (ja) * 2017-03-15 2018-10-04 ブラザー工業株式会社 液体吐出ヘッド及びその製造方法
WO2018181024A1 (ja) * 2017-03-28 2018-10-04 京セラ株式会社 液体吐出ヘッド、およびそれを用いた記録装置
JP2019177596A (ja) * 2018-03-30 2019-10-17 ブラザー工業株式会社 液体吐出装置及び液体吐出システム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021133529A (ja) * 2020-02-25 2021-09-13 京セラ株式会社 液体吐出ヘッド及び記録装置
JP7417435B2 (ja) 2020-02-25 2024-01-18 京セラ株式会社 液体吐出ヘッド及び記録装置

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