JP2021102288A - 液体吐出ヘッド、吐出ユニット、液体を吐出する装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダミー流路内への液体の侵入を抑制する。【解決手段】液体を吐出するノズル１１と、ノズル１１に連通する圧力室２１と、圧力室２１の変形可能な振動領域３１を形成する振動板部材３０と、圧力室２１に並んで配置されたダミー流路６０とを備え、ダミー流路６０は、ノズル１１に連通せず、液体が供給されない空間であり、振動板部材３０にはダミー流路６０のダミー圧力室６１の壁面となるダミー振動領域７１に凸部７１ａを含めて貫通孔７２が設けられている。【選択図】図３

Description

本発明は液体吐出ヘッド、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として、ノズルに連通する圧力室（個別液室、加圧液室などとも称される。）のノズル配列方向の側方にダミー流路を配置するものがある。

従来、ノズルに連通しないダミー圧力室とダミー供給口とを有する流路基板を備え、ダミー圧力室とダミー供給口は圧力室、共通インク室と分離しており、更にダミー圧力室を大気に連通する大気開放口を備えるものが知られている（特許文献１）。

特開平１１−１５７０６３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、流路基板の側面で大気開放口が開放されているために、ミストなどの液体が内部に侵入して固化しやすいという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ダミー流路内への液体の侵入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と、
前記ノズルに連通する圧力室と、
前記圧力室の変形可能な壁面をそれぞれ形成する振動板部材と、
前記圧力室に並んで配置されたダミー流路と、を備え、
前記ダミー流路は、前記ノズルに連通せず、前記液体が供給されない空間であり、
前記振動板部材には前記ダミー流路の壁面となる部分に貫通孔が設けられている
構成とした。

本発明によれば、ダミー流路内への液体の侵入を抑制できる。

本発明の第１実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向に沿う断面説明図である。 図１のＡ−Ａ線に沿う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。 図１のＢ−Ｂ線に沿う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。 比較例の接着剤のはみ出しの説明に供する断面説明図である。 本発明の第２実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する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ノズル配列方向と直交する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ノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。 本発明の第５実施形態に係る液体吐出ヘッドの圧力室の位置におけ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。 同じくダミー圧力室の位置におけ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。 本発明の第６実施形態に係る液体吐出ヘッドのダミー圧力室の位置におけ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。 本発明の第７実施形態に係る液体吐出ヘッドのダミー圧力室の位置におけ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。 本発明の第８実施形態に係る液体吐出ヘッドのダミー圧力室の位置におけ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。 本発明の第９実施形態に係る液体吐出ヘッドのダミー圧力室の位置におけ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。 本発明に係る液体を吐出する装置としての印刷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。

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は同液体吐出ヘッドのノズル配列方向に沿う断面説明図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿うノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図、図３は図１のＢ−Ｂ線に沿う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。

液体吐出ヘッド１は、ノズル板１０と、流路板２０と、壁面部材としての振動板部材３０とを積層接合している。そして、振動板部材３０の振動領域（ダイアフラム領域、振動板）３１を変位させる圧電アクチュエータ４０と、液体吐出ヘッド１のフレーム部材を兼ねている共通流路部材５０とを備えている。

ノズル板１０は、複数のノズル１１を配列したノズル列を有している。

流路板２０は、複数のノズル１１に通じる複数の圧力室２１、各圧力室２１にそれぞれ通じる流体抵抗部を兼ねる個別供給流路２２、１又は複数の個別供給流路２２に通じる１又は複数の中間供給流路２４を形成している。隣り合う圧力室２１、２１は隔壁２８にて隔てられている。

本実施形態では、流路板２０は、ノズル板１側から３枚の板状部材２０Ａ〜２０Ｃを積層して構成している。

振動板部材３０は、流路板２０の圧力室２１の壁面を形成する変位可能な複数の振動領域３１を有する。ここでは、振動板部材３０は２層構造（限定されない）とし、流路板２０側から薄肉部を形成する第１層３０Ａと、厚肉部を形成する第２層３０Ｂで構成されている。

そして、薄肉部である第１層３０Ａで圧力室２１に対応する部分に変形可能な振動領域３１を形成している。振動領域３１内には、第２層３０Ｂで圧電アクチュエータ４０と接合する厚肉部である島状の凸部３１ａを形成している。

そして、振動板部材３０の圧力室２１とは反対側に、振動板部材３０の振動領域３１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（圧電素子４２）を含む圧電アクチュエータ４０を配置している。

この圧電アクチュエータ４０は、ベース部材４５上に接合した圧電部材４１にハーフカットダイシングによって溝加工をして、ノズル配列方向において、所要数の柱状の圧電素子４２と支柱部４３とダミー圧電素子４４を所定の間隔で櫛歯状に形成している。

圧電素子４２は、駆動電圧を与えることで振動領域３１を変位させる圧電素子である。支柱部４３は、駆動電圧を与えないで圧力室２１，２１間の隔壁２８を支える圧電素子である。ダミー圧電素子４４は、ダミー圧力室６１に対応する圧電素子である。

そして、圧電素子４２は、振動板部材３０の振動領域３１の凸部３１ａに接着剤で接合している。支柱部４３は、振動板部材３０の隔壁２８に対応する部位に接着剤で接合している。

この圧電部材４１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（端面電極）に接続され、外部電極にフレキシブル配線部材４６が接続される。

共通流路部材５０は共通供給流路５６を形成している。共通供給流路５６は、振動板部材３０に設けたフィルタ部３９を介して中間供給流路２４に通じている。共通供給流路５６には外部から液体を供給する供給ポート８１が通じている。

この液体吐出ヘッド１においては、例えば圧電素子４２に与える電圧を基準電位（中間電位）から下げることによって圧電素子４２が収縮し、振動板部材３０の振動領域３１が引かれて圧力室２１の容積が膨張することで、圧力室２１内に液体が流入する。

その後、圧電素子４２に印加する電圧を上げて圧電素子４２を積層方向に伸長させ、振動板部材３０の振動領域３１をノズル１１に向かう方向に変形させて圧力室２１の容積を収縮させる。これにより、圧力室２１内の液体が加圧され、ノズル１１から液体が吐出される。

次に、本発明の第１実施形態におけるダミー流路の構成に関して説明する。

ノズル配列方向（図１）において、圧力室２１の並び方向の端部には、ダミー流路６０が配置されている。ダミー流路６０は、図３にも示すように、ダミー圧力室６１と、ダミー個別供給流路６２と、ダミー中間供給流路６４とを含んでいる。

ダミー流路６０の形状は、圧力室２１、個別供給流路２２、中間供給流路２４と同じにしているが、異なっても良い。

ダミー圧力室６１に対応するノズル板１０の部分にはノズル１１が設けられていない。また、ダミー圧力室６１の一部の壁面は振動板部材３０のダミー振動領域７１で形成され、ダミー振動領域７１には凸部７１ａが設けられ、ダミー圧電素子４４が接合されている。

また、本実施形態では、ノズル配列方向において、共通供給流路５６はダミー中間供給流路６４の位置まで形成しているが、共通供給流路５６とダミー中間供給流路６４との間は振動板部材３０によって遮断されている。

これにより、ダミー流路６０はノズル１１に連通せず、液体が供給されない空間となっている。

そして、本実施形態では、図３に示すように、振動板部材３のダミー振動領域７１に貫通孔７２を設けている。貫通孔７２は、共通流路部材５０に設けられた圧電アクチュエータ４０の挿入口５０ａ内の空間（大気）に通じている。

次に、本実施形態の作用について図４の比較例も参照して説明する。図４は比較例における接着剤のはみ出しの説明に供する断面説明図である。

液体吐出ヘッド１の製造工程においては、ノズル板１０と流路板２０と振動板部材３０とを接着剤で接合した流路ユニットを構成し、流路ユニットに、圧電アクチュエータ４０を接着剤で接合し、共通流路部材５０を接着剤で接合する。

ここで、ノズル板１０と流路板２０と振動板部材３０とを接着剤で接合するとき、振動板部材３０と流路板２０との間の接着剤が圧力室２１、ダミー圧力室６１側はみ出す。このとき、ダミー流路６０に通じる貫通孔７２が無い比較例の場合には、ダミー流路６０は密閉空間となる。

そのため、図４に示すように、比較例では、ダミー圧力室６１の内圧が上がり、ダミー圧力室６１への接着剤のはみ出し９１ａが抑えられ、ダミー圧力室６１に隣り合う圧力室２１側への接着剤のはみ出し９１ｂが増加する。

この結果、ダミー圧力室６１に隣り合う圧力室２１側への接着剤のはみ出し９１ｂの量とダミー圧力室６１に隣り合わない圧力室２１側への接着剤のはみ出し９１ｃとは量が異なることになる。そのため、例えば、圧力室２１の壁面をなす振動領域３１の変位特性が圧力室２１間で異なり、吐出特性にばらつきが生じることになる。

これに対して、本実施形態では、振動板部材３０に貫通孔７２を設けて大気に開放しているので、ダミー流路６０は密閉空間となっていない。

これにより、ダミー圧力室６１の内圧が上がることが防止され、ダミー圧力室６１に隣り合う圧力室２１側への接着剤のはみ出し量の増加が抑制される。したがって、吐出特性のばらつきを抑制することができる。

ここで、ダミー流路６０の密閉状態を解消するためにヘッド１の側面に大気開放した場合には、液体の吐出に伴って大気開放口に液体が侵入し易くなる。

これに対し、本実施形態のように、共通流路部材５０の圧電アクチュエータ４０の挿入口５０ａに連通する貫通孔７２を設けることで、貫通孔７２内への液体の侵入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５を参照して説明する。図５は同液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。

本実施形態では、振動板部材３０のダミー振動領域７１及び凸部７１ａを貫通する貫通孔７２を設けている。

これにより、圧電アクチュエータ４０を振動板部材３に接合する前の状態では、ダミー流路６０は貫通孔７２を通じて大気に開放されている。したがって、前記第１実施形態と同様に、ダミー圧力室６１の内圧が上がることが防止され、ダミー圧力室６１に隣り合う圧力室２１側への接着剤のはみ出し量の増加が抑制されて、吐出特性のばらつきを抑制することができる。

そして、ノズル板１０、流路板２０及び振動板部材３０が接着剤で接合された後、ダミー圧電素子４４が振動板部材３のダミー振動領域７１の凸部７１ａに接着剤で接合されて、大気開放路として使用した貫通孔７２が封をされている。

これにより、貫通孔７２内に液体が侵入することがなくなる。

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６を参照して説明する。図６は同液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。

本実施形態でも、振動板部材３０のダミー振動領域７１の凸部７１ａを貫通して貫通孔７２を設けている。そして、貫通孔７２は、振動板部材３の第１層３０Ａの部分の貫通孔部７２ａと、第２層３０Ｂ（凸部７１ａ）の部分の貫通孔部７２ｂとで構成される。貫通孔部７２ｂの開口面積は貫通孔部７２ａの開口面積より大きい。したがって、貫通孔７２は、ダミー流路６０の壁面に向かって段階的に開口面積が小さくなる構成としている。

これにより、ダミー振動領域７１の凸部７１ａにダミー圧電素子４４を接着剤で接合するときに、接着剤のダミー圧力室６１内への流れ込みを低減できる。なお、貫通孔７２は、ダミー流路６０の壁面に向かって漸次開口面積が小さくなる構成とすることもできる。

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７を参照して説明する。図５は同液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。

本実施形態では、振動板部材３０の共通流路部材５０が接合される領域に貫通孔７２を設けている。そして、流路板２０を構成している板状部材２０Ｃには、貫通孔７２とダミー個別供給流路６２とを連通する連通孔７３が設けられている。

これにより、圧電アクチュエータ４０を振動板部材３に接合する前の状態では、ダミー流路６０は貫通孔７２及び連通孔７３を通じて大気に開放されている。したがって、前記第１実施形態と同様に、ダミー圧力室６１の内圧が上がることが防止され、ダミー圧力室６１に隣り合う圧力室２１側への接着剤のはみ出し量の増加が抑制されて、吐出特性のばらつきを抑制することができる。

そして、ノズル板１０、流路板２０及び振動板部材３０が接着剤で接合された後、共通流路部材５０が振動板部材３に接着剤で接合されることで、大気開放路として使用した貫通孔７２が封をされる、

これにより、貫通孔７２内に液体が侵入することがなくなる。

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８及び図９を参照して説明する。図８は同液体吐出ヘッドの圧力室の位置におけるノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図、図９は同じくダミー圧力室の位置におけ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。

本実施形態の液体吐出ヘッド１は、圧力室循環型ヘッドであり、ノズル板１０と、流路板２０と、壁面部材としての振動板部材３０とを積層接合している。そして、振動板部材３０の振動領域３１を変位させる圧電アクチュエータ４０と、液体吐出ヘッド１のフレーム部材を兼ねている共通流路部材５０とを備えている。

ノズル板１０は、複数のノズル１１を配列したノズル列を有している。

流路板２０は、複数のノズル１１にノズル連通路２７を介して通じる複数の圧力室２１、各圧力室２１にそれぞれ通じる流体抵抗部を兼ねる個別供給流路２２、１又は複数の個別供給流路２２に通じる１又は複数の中間供給流路２４を形成している。

また、流路板２０は、ノズル連通路２７を介して複数の圧力室２１にそれぞれ通じる流体抵抗部を兼ねる個別回収流路２３、１又は複数の個別回収流路２３に通じる１又は複数の中間回収流路２５を形成している。

本実施形態では、流路板２０は、ノズル板１側から５枚の板状部材２０Ａ〜２０Ｅを積層して構成している。

振動板部材３０及び圧電アクチュエータ４０の構成について前記第１実施形態と同様の部分について説明を省略する。

共通流路部材５０は共通供給流路５６及び共通回収流路５７を形成している。共通供給流路５６は、振動板部材３０に設けた供給側開口３２を介して中間供給流路２４に通じている。共通回収流路５７は、振動板部材３０に設けた回収側開口３３を介して中間回収流路２５に通じている。

共通供給流路５６は外部の液体循環装置の供給側に供給ポート８１を通じて接続され、共通回収流路５７は外部の液体循環装置の回収側に回収ポート８２を通じて接続されている。

この液体吐出ヘッド１においては、外部の液体循環経路から供給ポートに供給された液体は、共通供給流路５６、供給側開口３２、中間供給流路２４、個別供給流路２２を介して、圧力室２１に供給される。

そして、圧電素子４２が駆動されることでノズル１１から吐出される液体以外の液体は、圧力室２１から個別回収流路２３、中間回収流路２５、回収側開口３３、共通回収流路５７、回収ポートを介して、外部の液体循環経路に戻される。

次に、本発明の第５実施形態におけるダミー流路の構成に関して説明する。

ノズル配列方向において、圧力室２１の並び方向の端部には、ダミー流路６０が配置されている。ダミー流路６０は、ダミー圧力室６１と、ダミー個別供給流路６２と、ダミー中間供給流路６４と、ダミー個別回収流路６３と、ダミー中間回収流路６５と、ダミーノズル連通路６７とを含んでいる。

ダミー流路６０の形状は、圧力室２１、個別供給流路２２、中間供給流路２４、ノズル連通路２７、個別回収流路２３、中間回収流路６５と同じにしているが、異なっても良い。

ダミー圧力室６１に対応するノズル板１０の部分にはノズル１１が設けられていない。また、ダミー圧力室６１の一部の壁面は振動板部材３０のダミー振動領域７１で形成され、ダミー振動領域７１には凸部７１ａが設けられ、ダミー圧電素子４４が接合されている。

また、本実施形態では、ノズル配列方向において、共通供給流路５６及び共通回収流路５７はダミー中間供給流路６４及びダミー中間回収流路６５の位置まで形成しているが、共通供給流路５６とダミー中間供給流路６４との間、及び、共通回収流路５７とダミー中間回収流路６５との間はいずれも振動板部材３０によって遮断されている。

これにより、ダミー流路６０はノズル１１に連通せず、液体が供給されない空間となっている。

そして、本実施形態では、前記第１実施形態と同様に、振動板部材３のダミー振動領域７１に貫通孔７２を設けている。貫通孔７２は、共通流路部材５０に設けられた圧電アクチュエータ４０の挿入口５０ａ内の空間（大気）に通じている。

これにより、前記第１実施形態と同様に、大気開放路となる貫通孔７１内への液体の侵入を抑制できる。

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１０を参照して説明する。図１０は同液体吐出ヘッドのダミー圧力室の位置におけ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。

本実施形態では、前記第２実施形態と同様に、振動板部材３０のダミー振動領域７１に貫通孔７２を設けている。

そして、ノズル板１０、流路板２０及び振動板部材３０が接着剤で接合された後、ダミー圧電素子４４がダミー振動領域７１の凸部７１ａに接着剤で接合されることで、貫通孔７２が封をされている。

これにより、前記第２実施形態と同様の作用効果を得ることができる。なお、前記第３実施形態と同様に、貫通孔７２は、ダミー流路６０の壁面に向かって漸次開口面積が小さくなる構成とすることもできる。

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１１参照して説明する。図１１は同液体吐出ヘッドのダミー圧力室の位置におけ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。

本実施形態では、前記第４実施形態と同様に、共通流路部材５０を接合しない状態で、大気とダミー個別供給流路６２とを通じるように、振動板部材３０に貫通孔７２を設け、流路板２０の板状部材２０Ｅに貫通孔７２に通じる連通孔７３を設けている。

そして、ノズル板１０、流路板２０及び振動板部材３０が接着剤で接合された後、共通流路部材５０が振動板部材３０に接着剤で接合されることで、貫通孔７２が封をされている。

これにより、前記第４実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

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１２参照して説明する。図１２は同液体吐出ヘッドのダミー圧力室の位置におけ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。

本実施形態では、共通流路部材５０を接合しない状態で、大気とダミー個別回収流路６３とを通じるように、振動板部材３０に貫通孔７２を設け、流路板２０の板状部材２０Ｅ〜２０Ｂに貫通孔７２に通じる連通孔７３を設けている。

そして、ノズル板１０、流路板２０及び振動板部材３０が接着剤で接合された後、共通流路部材５０が振動板部材３０に接着剤で接合されることで、貫通孔７２が封をされている。

これにより、前記第７実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

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１３参照して説明する。図１３は同液体吐出ヘッドのダミー圧力室の位置におけ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。

本実施形態においては、ダミー流路６０は、ダミー圧力室６１と、ダミー個別供給流路６２と、ダミー中間供給流路６４と、ダミーノズル連通路６７とを含み、前記第５実施形態におけるダミー個別回収流路６３とダミー中間回収流路６５を設けない構成としている。

そして、前記第６実施形態と同様に、振動板部材３０のダミー振動領域７１及び凸部７１ａに貫通孔７２を設け、ダミー圧電素子４４で貫通孔７２が封をされている構成としている。なお、第５実施形態、あるいは、第７、第８実施形態の構成とすることもできる。

つまり、圧力室循環型ヘッドにおいて、回収側の流路に相当するダミーの流路を設けない構成としている。このような構成でも、前記第５実施形態ないし第８実施形態と同様な作用効果を得ることができる。

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一例について図１４及び図１５を参照して説明する。図１３は同装置の概略説明図、図１４は同装置のヘッドユニットの一例の平面説明図である。

印刷装置５００は、液体を吐出する装置である。印刷装置５００は、搬入手段５０１と、案内搬送手段５０３と、印刷手段５０５と、乾燥手段５０７と、搬出手段５０９などを備えている。搬入手段５０１は、ウェブ状のシート材Ｐを搬入する。案内搬送手段５０３は、搬入手段５０１から搬入されたシート材Ｐを印刷手段５０５に案内搬送する。印刷手段５０５は、シート材Ｐに対して液体を吐出して画像を形成する印刷を行う。乾燥手段５０７は、シート材Ｐを乾燥する。搬出手段５０９は、シート材Ｐを搬出する。

シート材Ｐ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。

このシート材Ｐ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、ヘッドユニット５５５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、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５５１Ａ、５５１Ｂ、５５１Ｃ、５５１Ｄ（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、本発明に係る液体吐出ヘッド（これを、単に「ヘッド」ともいう。）１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。

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。

「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 液体吐出ヘッド
１０ ノズル板
１１ ノズル
２０ 流路板
２１ 圧力室
３０ 振動板部材
４０ 圧電アクチュエータ
４２ 圧電素子
４３ ダミー圧電素子
５０ 共通流路部材
５６ 共通供給流路
５７ 共通回収流路
６０ ダミー流路
６１ ダミー圧力室
７１ ダミー振動領域
７２ 連通孔
７３ 連通孔
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）

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と、
前記ノズルに連通する圧力室と、
前記圧力室に並んで配置されたダミー流路と、
前記圧力室の変形可能な壁面及び前記ダミー流路の壁面を形成する振動板部材と、を備え、
前記ダミー流路は、前記ノズルに連通せず、前記液体が供給されない空間であり、
前記振動板部材には、前記ダミー流路の壁面となる部分に貫通孔が設けられている
構成とした。

Claims (9)

1. 液体を吐出するノズルと、
   前記ノズルに連通する圧力室と、
   前記圧力室の変形可能な壁面をそれぞれ形成する振動板部材と、
   前記圧力室に並んで配置されたダミー流路と、を備え、
   前記ダミー流路は、前記ノズルに連通せず、前記液体が供給されない空間であり、
   前記振動板部材には前記ダミー流路の壁面となる部分に貫通孔が設けられている
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記貫通孔は封をされている
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記ダミー流路の壁面となる部分に接合したダミー圧電素子を備え、
   前記貫通孔は、前記ダミー圧電素子によって封をされている
   ことを特徴とする請求項2に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記貫通孔は、前記圧力室に液体を供給する共通流路を形成する共通流路部材で封をさている
   ことを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記貫通孔は前記ダミー流路の壁面に向かって段階的又は漸次開口面積が小さくなる
   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. 前記圧力室に通じる個別供給流路と、
   前記圧力室に通じる個別回収流路と、を有し、
   前記ダミー流路は、ダミー圧力室とダミー個別供給流路を含む
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記圧力室に通じる個別供給流路と、
   前記圧力室に通じる個別回収流路と、を有し、
   前記ダミー流路は、ダミー圧力室と、ダミー個別供給流路と、ダミー個別回収流路とを含む
   ことを特徴とする請求項１ないし５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
   ことを特徴とする吐出ユニット。
9. 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に記載の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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