JP2021126880A - 液体吐出ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】気泡による吐出不良を抑制することができる液体吐出ヘッドを提供する。【解決手段】液体吐出ヘッド２０は、液体に吐出圧力が付与される複数の圧力室５４と、複数の前記圧力室５４からそれぞれ延びた複数のディセンダ５５と、複数の前記ディセンダ５５のそれぞれに一方端が接続され、前記ディセンダ５５の延伸方向と交差する方向に複数の前記ディセンダ５５からそれぞれ延びた複数の帰還路５６と、複数の前記帰還路５６のうち互いに隣接する第１帰還路５６ａ及び第２帰還路５６ｂのそれぞれの他方端と帰還マニホールド２６とに接続された連通路５７と、を備えている。【選択図】図２

Description

本発明は、液体吐出ヘッドに関する。

従来の液体吐出ヘッドとして、下記特許文献１の液体吐出ヘッドが知られている。この液体吐出ヘッドは、吐出孔及びこれに連通した加圧室を含む複数のチャンネルを有している。各チャンネルは個別回収流路を介して二次回収流路に接続されている。互いに隣接するチャンネルの個別回収流路どうしは連結路により接続されている。

国際公開第２０１６／０３１９２０号

上記特許文献１の液体吐出ヘッドでは、隣接チャンネルの圧力に差がないため、連結路に液体がほとんど流れない。よって、各チャンネルにインクを導入する際にインクが連通路にほとんど流れず、連通路に気泡が滞留してしまう。この気泡が連結路から個別回収流路に流れると、個別流路の共振周波数が変化してしまい、個別流路に接続されたチャンネルの吐出性能が変わってしまう。これにより、吐出孔から吐出される液滴の体積が変わったり、液滴を吐出させるための駆動信号の波形制御が吐出に間に合わなかったりするおそれがある。この場合、吐出された液滴が多すぎたり、異なるノズルから吐出された液滴が記録媒体上で重なったりすることによって、記録媒体によれが生じる。また、液滴が少なすぎたり、液滴により記録媒体上に形成されるドットの位置がずれたりすることにより、ドットの抜けが生じたりする。

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、気泡による吐出不良を抑制することができる液体吐出ヘッドを提供することを目的としている。

本発明のある態様に係る液体吐出ヘッドは、液体に吐出圧力が付与される複数の圧力室と、複数の前記圧力室からそれぞれ延びた複数のディセンダと、複数の前記ディセンダのそれぞれに一方端が接続され、前記ディセンダの延伸方向と交差する方向に複数の前記ディセンダからそれぞれ延びた複数の帰還路と、複数の前記帰還路のうち互いに隣接する第１帰還路及び第２帰還路のそれぞれの他方端と帰還マニホールドとに接続された連通路と、を備えている。

本発明は、上記構成を有し、気泡による吐出不良を抑制することができる液体吐出ヘッドを提供することができるという効果を奏する。

本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。

本発明の実施の形態１に係る液体吐出ヘッドを備える液体吐出装置を概略的に示す図である。 図１の液体吐出ヘッドを左右方向に直交する断面で切断した断面図である。 図３（ａ）は、図１のディセンダ、帰還路及び連通路を上側から視た図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面図である。 図４（ａ）は、本発明の実施の形態１の変形例１に係る液体吐出ヘッドにおけるディセンダ、帰還路及び連通路を上側から視た図である。図４（ｂ）は、本発明の実施の形態１の変形例２に係る液体吐出ヘッドにおけるディセンダ、帰還路及び連通路を上側から視た図である。 図５（ａ）は、本発明の実施の形態１の変形例３に係る液体吐出ヘッドにおけるディセンダ、帰還路及び連通路を上側から視た図である。図５（ｂ）は、本発明の実施の形態１の変形例４に係る液体吐出ヘッドにおけるディセンダ、帰還路及び連通路を上側から視た図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら具体的に説明する。

（実施の形態１）
＜液体吐出装置の構成＞
本発明の実施の形態１に係る液体吐出ヘッド（以下、「ヘッド」と称する。）２０を備える液体吐出装置１０は、液体を吐出する装置である。以下では、液体吐出装置１０を、インク等の液体をインクジェットプリンタに適用した例について説明するが、液体吐出装置１０はこれに限定されない。

液体吐出装置１０は、図１に示すように、ラインヘッド方式が採用され、プラテン１１、搬送部１２、ヘッドユニット１３、貯留タンク１４及び制御部１５を備えている。但し、液体吐出装置１０はラインヘッド方式に限定されず、例えば、シリアルヘッド方式等の他の方式も採用し得る。

プラテン１１は、平板部材であり、その上面に紙等の記録媒体Ｒが配置され、その記録媒体Ｒとヘッド２０との距離を決める。搬送部１２は、例えば、２本の搬送ローラ１２ａ、及び、搬送モータを有する。２本の搬送ローラ１２ａは、搬送方向においてプラテン１１を互いの間に挟み、互いに平行に配置されており、搬送モータに連結されている。この搬送モータが駆動されると、搬送ローラ１２ａが回転し、プラテン１１上の記録媒体Ｒが搬送方向に搬送される。

ヘッドユニット１３は、搬送方向に直交する方向（直交方向）における記録媒体Ｒの長さ以上の長さを有している。ヘッドユニット１３には複数のヘッド２０が設けられており、複数のヘッド２０は直交方向に配列されている。ヘッド２０は複数のノズル２１及び駆動素子を有し、ノズル２１がヘッド２０の下面に開口している。駆動素子が駆動されると、ノズル２１の開口ではメニスカスが振動し、液体が吐出される。なお、ヘッド２０の詳細に関しては後述する。

貯留タンク１４は、液体の種類ごとに設けられている。例えば、４つの貯留タンク１４には、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの液体がそれぞれ貯留されている。この貯留タンク１４の液体は、対応するノズル２１に供給される。

制御部１５は、ＣＰＵ等の演算部、ＲＡＭ及びＲＯＭ等の記憶部、及び、ＡＳＩＣ等の駆動部を備え、ドライバＩＣに接続している。制御部１５では、ＣＰＵが、各種要求及びセンサの検出信号を受けて、ＲＡＭに各種データを記憶させると共に、ＲＯＭに記憶されたプログラムに基づいて各種の実行指令をＡＳＩＣへ出力する。ＡＳＩＣは、この指令に基づいて、各ドライバＩＣを制御し対応する動作を実行する。これにより、ヘッド２０の駆動素子及び搬送部１２の搬送モータが駆動される。

例えば、制御部１５は、ヘッド２０による液体の吐出動作、及び、搬送部１２による記録媒体Ｒの搬送動作等を実行する。吐出動作では、ヘッド２０のノズル２１から液体が吐出され、液体によって記録媒体Ｒに画像が形成される。そして、搬送動作では、記録媒体Ｒが搬送方向に所定量毎搬送される。これにより、記録媒体Ｒ上に画像が搬送方向に並んで、印刷処理が進んでいく。

＜ヘッドの構成＞
ヘッド２０は、図２に示すように、流路形成体２２、振動板２３及び駆動素子２４を備えている。流路形成体２２は複数のプレートの積層体であり、複数のプレートはノズルプレート３０及び第１流路プレート３１〜第１４流路プレート４４を含んでいる。これらのプレートは、この順で上下方向に積層されている。なお、ノズルプレート３０よりも第１流路プレート３１側を上側と称し、その反対側を下側と称するが、ヘッド２０の配置はこれに限定されない。

各プレートには、大小様々な孔及び溝がエッチング等により形成されている。各プレートが積層された流路形成体２２の内部では孔及び溝が組み合わされて、例えば、複数のノズル２１、複数の個別流路５０、供給マニホールド２５及び帰還マニホールド２６が液体流路として形成されている。

複数のノズル２１は、ノズルプレート３０を上下方向に貫通し形成されている。ノズルプレート３０の下面には、ノズル２１の開口が左右方向に並んでノズル列を形成している。なお、左右方向は、上下方向に交差（例えば、直交）した方向であって、図１の直交方向に沿っていてもよいし、図１の直交方向に傾斜していてもよい。

供給マニホールド２５及び帰還マニホールド２６は、左右方向に長く延び、複数の個別流路５０に接続されている。供給マニホールド２５は、帰還マニホールド２６の上に積層されている。供給マニホールド２５の左右方向に直交する断面積、及び、帰還マニホールド２６の左右方向に直交する断面積は、互いに等しい。

供給マニホールド２５は、第８流路プレート３８〜第１１流路プレート４１を上下方向に貫通した貫通孔、及び、第１２流路プレート４２の下面から窪んだ窪みが上下方向に重なって形成されている。このため、供給マニホールド２５の下端は第７流路プレート３７に覆われ、上端は第１２流路プレート４２における上側部分に覆われている。

帰還マニホールド２６は、第２流路プレート３２〜第５流路プレート３５を上下方向に貫通した貫通孔、及び、第６流路プレート３６の下面から窪んだ窪みが上下方向に重なって形成されている。このため、帰還マニホールド２６の下端は第１流路プレート３１に覆われ、上端は第６流路プレート３６における上側部分に覆われている。

このような供給マニホールド２５は供給口を有し、帰還マニホールド２６は帰還口を有している。供給口は供給マニホールド２５の左右方向の一方端に設けられ、供給流路によりサブタンクに接続されている。帰還口は、帰還マニホールド２６の左右方向の一方端に設けられ、帰還流路によりサブタンクに接続されている。サブタンクはヘッド２０に配置され、配管により貯留タンク１４に接続され、貯留タンク１４から液体が供給されている。なお、左右方向における供給マニホールド２５の他方端と帰還マニホールド２６の他方端とは、バイパス路により互いに連通されていてもよい。

個別流路５０は、その上流端が供給マニホールド２５に接続され、下流端が帰還マニホールド２６に接続されており、この間においてノズル２１に接続されている。個別流路５０は、第１連通孔５１、供給路５２、第２連通孔５３、圧力室５４、ディセンダ５５、帰還路５６及び連通路５７を有し、これらはこの順で接続されている。複数の個別流路５０は、左右方向において互いに間隔を空けて配列されている。

第１連通孔５１は、第１２流路プレート４２における上側部分を上下方向に貫通し、その下端が供給マニホールド２５の上端に接続し、供給マニホールド２５から上方に延びている。上下方向に直交する第１連通孔５１の断面積は、左右方向に直交する供給マニホールド２５の断面積よりも小さい。

供給路５２は、第１３流路プレート４３の下面から窪んだ溝により形成されている。供給路５２は、前後方向における一方側（前側）の下端が第１連通孔５１の上端に接続し、前後方向に延びている。前後方向に直交する供給路５２の断面積は、上下方向に直交する第１連通孔５１の断面積よりも小さい。なお、前後方向は、上下方向に交差（例えば、直交）し且つ左右方向に交差（例えば、直交）する方向である。

第２連通孔５３は、第１３流路プレート４３における上側部分を上下方向に貫通し、第１連通孔５１よりも、前後方向の他方側（後側）に配置されている。第２連通孔５３の下端は、供給路５２の後側の上端に接続され、上下方向に延びている。上下方向に直交する第２連通孔５３の断面積は、前後方向に直交する供給路５２の断面積以上である。

圧力室５４は、第１４流路プレート４４を上下方向に貫通して形成され、その下端が第１３流路プレート４３に覆われ、上端が振動板２３で覆われている。圧力室５４は、その前側の下端が第２連通孔５３の上端に接続し、前後方向に延びている。前後方向に直交する圧力室５４の断面積は、上下方向に直交する第２連通孔５３の断面積よりも大きい。

ディセンダ５５は、第１流路プレート３１〜第１３流路プレート４３を上下方向に貫通し、前後方向において供給マニホールド２５及び帰還マニホールド２６よりも後側に配置されている。ディセンダ５５は、その上端が圧力室５４の下端に接続され、圧力室５４から下方に延びており、下端がノズル２１の基端に接続されている。

帰還路５６は、第１流路プレート３１の下面から窪んだ溝により形成されており、その後端がディセンダ５５の下側の前端に接続し、ディセンダ５５から前方に延びている。延伸方向に直交する帰還路５６の断面積は、上下方向に直交するディセンダ５５の断面積よりも小さい。なお、帰還路５６の詳細については後述する。

連通路５７は、第１流路プレート３１を上下方向に貫通し、その下端がノズルプレート３０に覆われている。連通路５７は、その下側部分の後端が帰還路５６の前端に接続され、上端が帰還マニホールド２６の下端に接続されている。上下方向に直交する連通路５７の断面積は、延伸方向に直交する帰還路５６の断面積よりも大きい。連通路５７の詳細については後述する。

振動板２３は、第１４流路プレート４４の上に積層されており、圧力室５４の上端開口を覆っている。なお、振動板２３は、第１４流路プレート４４と一体的に形成されていてもよい。この場合、圧力室５４は、第１４流路プレート４４の下面から窪んで形成される。この第１４流路プレート４４において圧力室５４よりも上側部分が振動板２３として機能する。

駆動素子２４は、ノズル２１から液体を吐出するための圧力を付与する素子であって、圧電式、加熱式及び静電吸引式等が例示される。例えば、駆動素子２４は圧電素子であって、共通電極２４ａ、圧電層２４ｂ及び個別電極２４ｃを含み、これらはこの順で配置されている。共通電極２４ａは、絶縁膜を介して振動板２３の全面を覆っている。圧電層２４ｂは、圧力室５４毎に設けられ、圧力室５４に重なるように共通電極２４ａ上に配置されている。個別電極２４ｃは、圧力室５４毎に設けられ、圧電層２４ｂ上に配置されている。このとき、１つの個別電極２４ｃ、共通電極２４ａ及びこれらに挟まれた部分の圧電層２４ｂ（活性部）により、１つの駆動素子２４が構成される。

個別電極２４ｃは、ドライバＩＣに電気的に接続されている。このドライバＩＣは、制御部１５（図１）から制御信号を受けて、駆動信号(電圧信号)を生成し、個別電極２４ｃに印加する。これに対し、共通電極２４ａは、常にグランド電位に保持されている。

駆動信号に応じて、圧電層２４ｂの活性部が、共通電極２４ａ及び個別電極２４ｃと共に面方向に伸縮する。これに応じて、振動板２３が協働して変形し、圧力室５４の容積を増減する方向に変化する。これにより、圧力室５４に、液体をノズル２１から吐出させる吐出圧力が付与される。

＜液体の流れ＞
ヘッド２０において、例えば、この供給流路に配置された加圧ポンプ、及び、帰還流路に配置された負圧ポンプを駆動する。これにより、液体は、サブタンクから供給流路を通り、供給口を介して供給マニホールド２５に流入し、左右方向に供給マニホールド２５を流れる。

この間に液体の一部は個別流路５０に流入する。個別流路５０において、液体は、供給マニホールド２５から第１連通孔５１を介して供給路５２に流入し、供給路５２を後方に流れ、供給路５２から第２連通孔５３を介して圧力室５４に流入し、圧力室５４を後方に流れる。そして、液体は、圧力室５４からディセンダ５５に流入し、ディセンダ５５を下方に流れ、ノズル２１に流入する。ここで、駆動素子２４によって圧力室５４に吐出圧力が付与されると、液体はノズル２１から吐出される。このノズル２１から吐出されなかった液体は、帰還路５６を前方に流れ、連通路５７を介して帰還マニホールド２６に流入する。液体は、帰還マニホールド２６において帰還口へ流れる。

また、個別流路５０に流入しなかった液体は、供給マニホールド２５を供給口から左右方向に流れ、バイパス路を介して帰還マニホールド２６に流入する。このバイパス路を流通した液体は、帰還マニホールド２６をバイパス路から帰還口へ流れる間に、個別流路５０を流れ吐出されずに帰還マニホールド２６に流入した液体と合流する。そして、液体は、帰還口から帰還流路を介して排出され、サブタンクへ戻る。これにより、ノズル２１の開口から吐出されなかった液体は、サブタンクと個別流路５０との間、又は、サブタンクとバイパス路との間を循環する。

＜帰還路及び連通路＞
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、ヘッド２０において、複数の帰還路５６は、複数のディセンダ５５のそれぞれに一方端が接続され、ディセンダ５５の延伸方向と交差する方向に複数のディセンダ５５からそれぞれ延びている。連通路５７は、複数の帰還路５６のうち互いに隣接する第１帰還路５６ａ及び第２帰還路５６ｂのそれぞれの他方端と帰還マニホールド２６とに接続されている。

具体的には、複数のディセンダ５５は左右方向において互いに間隔を空けて配列され、左右方向において互いに隣り合う第１ディセンダ５５ａ及び第２ディセンダ５５ｂを有している。複数の連通路５７は左右方向において互いに間隔を空けて配列されており、各連通路５７は、左右方向において第１ディセンダ５５ａと第２ディセンダ５５ｂとの間に配置されている。複数の帰還路５６は、前後方向においてディセンダ５５の列と連通路５７の列との間において、左右方向に互いに間隔を空けて配列され、左右方向において互いに隣り合う第１帰還路５６ａ及び第２帰還路５６ｂを有している。

帰還路５６は、上下方向に交差（例えば、直交）する方向に延び、左右方向及び前後方向に対して傾斜して配置されている。帰還路５６は、その後端がディセンダ５５に接続され、前端が連通路５７に接続されている。ここで、互いに隣り合う第１帰還路５６ａ及び第２帰還路５６ｂは、互いに異なる第１ディセンダ５５ａ及び第２ディセンダ５５ｂに接続されるが、互いに同じ連通路５７に接続されている。このため、１本の帰還路５６が１本のディセンダ５５に接続しているが、複数（例えば、２本）の帰還路５６が１本の連通路５７に接続している。

第１帰還路５６ａは第１ディセンダ５５ａに接続され、第２帰還路５６ｂは第２ディセンダ５５ｂに接続されている。第１ディセンダ５５ａは第１帰還路５６ａに接続された接続口を有し、この接続口は第１ディセンダ５５ａの前端において左右方向の中心に設けられている。第２ディセンダ５５ｂは第２帰還路５６ｂに接続された接続口を有し、この接続口は第２ディセンダ５５ｂの前端において左右方向の中心に設けられている。

連通路５７は、第１帰還路５６ａに接続された第１接続口５７ｏ１、及び、第２帰還路５６ｂに接続された第２接続口５７ｏ２を有している。第１接続口５７ｏ１及び第２接続口５７ｏ２は、連通路５７において後端に設けられ、互いに左右方向に並んで配置されている。

このような構成によれば、第１ディセンダ５５ａからの液体は、第１帰還路５６ａを後端から前端へ流れ、第１接続口５７ｏ１から連通路５７に流入する。また、第２ディセンダ５５ｂからの液体は、第２帰還路５６ｂを後端から前端へ流れ、第２接続口５７ｏ２から連通路５７に流入する。この第１帰還路５６ａ及び第２帰還路５６ｂから流入した液体は、連通路５７で合流して帰還マニホールド２６へ流出する。よって、第１帰還路５６ａ及び第２帰還路５６ｂの各流量よりも多くの流量の液体が連通路５７に流れるため、連通路５７における気泡の滞留が低減され、気泡による吐出不良を抑制することができる。

また、ヘッド２０において、第１帰還路５６ａは一方端から他方端まで第１方向に直線状に延び、第２帰還路５６ｂは一方端から他方端まで第２方向に直線状に延びている。このような構成によれば、第１ディセンダ５５ａからの液体は第１帰還路５６ａにおいて一定の第１方向に流れ、第２ディセンダ５５ｂからの液体は第２帰還路５６ｂにおいて一定の第２方向に流れる。このため、各帰還路５６において気泡が滞留し難く、気泡による吐出不良を抑制することができる。

更に、ヘッド２０において、第１方向と第２方向とを合成した第３方向に直交する連通路５７の断面積（第３断面積）は、第１方向に直交する第１帰還路５６ａ（第１断面積）の断面積及び第２方向に直交する第２帰還路５６ｂの断面積（第２断面積）のいずれの断面積よりも大きい。

具体的には、第１方向は、前後方向において後側から前側に向かって、左右方向の左側から右側に延びる方向である。第２方向は、前後方向において後側から前側に向かって、左右方向の右側から左側に延びる方向である。このように左右方向において第１方向と第２方向とは互いに反対方向である。また、前後方向に対する第１方向の角度は、前後方向に対する第２方向の角度に等しい。この場合、第１方向と第２方向とを合成した第３方向は、左右方向である。

連通路５７の第３断面積は、第１帰還路５６ａの第１断面積よりも大きく、且つ、第２帰還路５６ｂの第２断面積よりも大きい。第１帰還路５６ａの第１断面積は第１方向において一定であり、第２帰還路５６ｂの第２断面積は第２方向に一定であり、連通路５７の第３断面積は第３方向に一定である。但し、第１帰還路５６ａの断面積は第１方向に変化してもよく、第２帰還路５６ｂの断面積は第２方向に変化してもよく、連通路５７の第３断面積は第３方向に変化してもよい。この場合、連通路５７の第３断面積のうち最小断面積が、第１帰還路５６ａの第１断面積のうち最大断面積、及び、第２帰還路５６ｂの第２断面積のうち最大断面積よりも大きい。

このような構成によれば、例えば、駆動素子２４により圧力室５４から第１ディセンダ５５ａを介してノズル２１に付与された圧力が、第１帰還路５６ａを伝播しても連通路５７で開放されるため、連通路５７を介して第２帰還路５６ｂに伝わることを低減することができる。また、駆動素子２４により圧力室５４から第２ディセンダ５５ｂを介してノズル２１に付与された圧力が、第２帰還路５６ｂを伝播しても連通路５７で開放されるため、連通路５７を介して第１帰還路５６ａに伝わることを低減することができる。このように、各帰還路５６を介したクロストークを抑制することができる。

また、ヘッド２０において、第１方向と第２方向とは互いに異なり、第１帰還路５６ａ及び第２帰還路５６ｂは、互いの間隔がディセンダ５５から連通路５７へ向かうに従って小さくなるように配置されている。

具体的には、第１ディセンダ５５ａに接続された第１帰還路５６ａの後端と第２ディセンダ５５ｂに接続された第２帰還路５６ｂの後端との間隔は、連通路５７に接続された第１帰還路５６ａの前端と連通路５７に接続された第２帰還路５６ｂの前端との間隔よりも広い。左右方向における第１帰還路５６ａ及び第２帰還路５６ｂの間隔は、後側から前側に向かって徐々に小さくなっている。上下方向の上側から視たとき、第１帰還路５６ａ、連通路５７及び第２帰還路５６ｂは、Ｖ字形状に配置されている。各帰還路５６は、前後方向に対して傾斜している。この構成によれば、各帰還路５６の長さを変えず、前後方向におけるヘッド２０の小型化を図ることができる。

更に、ヘッド２０において、第１帰還路５６ａと連通路５７との第１接続口５７ｏ１と、第２帰還路５６ｂと連通路５７との第２接続口５７ｏ２との間隔は、第１接続口５７ｏ１の径ｅ未満である。

具体的には、第１帰還路５６ａと第２帰還路５６ｂとは、互いに接続されることなく独立しており、前端が連通路５７に接続されている。連通路５７において第１接続口５７ｏ１と第２接続口５７ｏ２とは、互いに重なることなく、左右方向において隣接している。第１接続口５７ｏ１と第２接続口５７ｏ２との間隔は、例えば、左右方向における第１接続口５７ｏ１の径ｅ未満である。この構成によれば、第１帰還路５６ａと第２帰還路５６ｂとの間隔を狭めることにより、左右方向におけるヘッド２０の小型化を図ることができる。

また、ヘッド２０は、第１ディセンダ５５ａに接続された第１ノズル２１ａと、第２ディセンダ５５ｂに接続された第２ノズル２１ｂと、を備えている。第１ノズル２１ａと第２ノズル２１ｂとの中点（ノズル中点２１ｍ）を通り且つ第１ノズル２１ａと第２ノズル２１ｂとを通る直線ｓに直交する平面（第１平面ｐ１）上に、第１帰還路５６ａと連通路５７との第１接続口５７ｏ１と、第２帰還路５６ｂと連通路５７との第２接続口５７ｏ２との中点（接続口中点５７ｍ）が配置されている。

具体的には、複数のノズル２１は、左右方向に互いに隣り合う第１ノズル２１ａ及び第２ノズル２１ｂを有している。第１ノズル２１ａは第１ディセンダ５５ａにおいて左右方向における中央に配置され、第２ノズル２１ｂは第２ディセンダ５５ｂにおいて左右方向における中央に配置されている。第１ノズル２１ａ及び第２ノズル２１ｂは左右方向に互いに間隔を空けて配列されている。第１ノズル２１ａと第２ノズル２１ｂとを通る直線ｓは、第１ディセンダ５５ａに接続された第１ノズル２１ａの基端の中心、及び、第２ディセンダ５５ｂに接続された第２ノズル２１ｂの基端の中心を通り、左右方向に延びている。また、連通路５７において第１接続口５７ｏ１と第２接続口５７ｏ２とは左右方向に隣り合って配置されている。

左右方向における第１ノズル２１ａと第２ノズル２１ｂとの間のノズル中点２１ｍを通り、左右方向に直交する第１平面ｐ１上に、第１接続口５７ｏ１と第２接続口５７ｏ２との間の接続口中点５７ｍが配置されている。このため、第１接続口５７ｏ１と第２接続口５７ｏ２とは面対称に配置され、第１ノズル２１ａと第２ノズル２１ｂとは面対称に配置されている。

これにより、第１ディセンダ５５ａから第１帰還路５６ａを介して連通路５７に流れる流れと、第２ディセンダ５５ｂから第２帰還路５６ｂを介して連通路５７に流れる流れとが、互いに均等になる。このため、第１ディセンダ５５ａから第１ノズル２１ａを介して吐出される液体の方向、及び、第２ディセンダ５５ｂから第２ノズル２１ｂを介して吐出される液体の方向が所定の方向からずれるのを低減することができる。

更に、ヘッド２０では、第１ノズル２１ａと第２ノズル２１ｂとの中点（ノズル中点２１ｍ）を通り且つ第１ノズル２１ａと第２ノズル２１ｂとを通る直線ｓに直交する平面（第２平面ｐ２）に対して、第１帰還路５６ａと第２帰還路５６ｂとは対称に形成されている。

具体的には、第２平面ｐ２は、ノズル中点２１ｍを通り、左右方向に直交している。第１帰還路５６ａと第２帰還路５６ｂとは第２平面ｐ２に対称に形成されている。このため、第１帰還路５６ａの第１断面積と、第２帰還路５６ｂの第２断面積とは互いに等しい。第１方向に延びる第１帰還路５６ａの長さと、第２方向に延びる第２帰還路５６ｂの長さとは互いに等しい。前後方向に対する第１帰還路５６ａの傾斜角度と、前後方向に対する第２帰還路５６ｂの傾斜角度とは互いに等しい。この構成によれば、液体は第１ディセンダ５５ａから第１帰還路５６ａへ及び第２ディセンダ５５ｂから第２帰還路５６ｂへ均等に流れるため、各ディセンダ５５から各ノズル２１を介して吐出される液体の方向が所定の方向からずれるのを低減することができる。

また、ヘッド２０では、第１ノズル２１ａと第２ノズル２１ｂとが並ぶ方向において、連通路５７の寸法ｆは第１ノズル２１ａと第２ノズル２１ｂとの間隔ｇよりも大きい。この構成によれば、同じ連通路５７に接続されて且つ左右方向に並ぶ第１帰還路５６ａと第２帰還路５６ｂとの間隔を大きく採ることができ、クロストークを抑制することができる。

＜変形例１＞
変形例１に係るヘッド２０では、図４（ａ）に示すように、第１帰還路１５６ａと連通路１５７との第１接続口１５７ｏ１と、第２帰還路１５６ｂと連通路１５７との第２接続口１５７ｏ２の間隔ｈは、第１接続口１５７ｏ１の径ｅ以上である。この間隔以外は、変形例１のヘッド２０が実施の形態１のヘッド２０と同様であるため、その説明は省略する。

具体的には、第１接続口１５７ｏ１と第２接続口１５７ｏ２とは、左右方向において間隔ｈを空けて配置され、この間隔ｈは左右方向における第１接続口１５７ｏ１の径ｅ以上である。このように、第１帰還路１５６ａと第２帰還路１５６ｂとの間隔を広げることにより、クロストークを抑制することができる。

＜変形例２＞
変形例２に係るヘッド２０では、図４（ｂ）に示すように、第１方向と第２方向とは互いに同じである。第１帰還路２５６ａ及び第２帰還路２５６ｂは互いに平行に配置されている。また、第１帰還路２５６ａと連通路２５７との第１接続口２５７ｏ１と、第２帰還路２５６ｂと連通路２５７との第２接続口２５７ｏ２の間隔ｈは、第１接続口２５７ｏ１の径ｅ以上である。これ以外は、変形例２のヘッド２０は実施の形態１のヘッド２０と同様であるため、その説明は省略する。

例えば、第１方向及び第２方向は前後方向であって、各帰還路２５６は各ディセンダ５５から連通路２５７に前後方向に延びている。左右方向における第１帰還路２５６ａと第２帰還路２５６ｂとの間隔は、各ディセンダ５５から第２連通孔５３に向かって一定である。これにより、連通路２５７において第１接続口２５７ｏ１と第２接続口２５７ｏ２とを互いに離して、第１帰還路２５６ａと第２帰還路２５６ｂとの間隔を大きく採ることができ、クロストークを抑制することができる。

＜変形例３＞
変形例３に係るヘッド２０では、図５（ａ）に示すように、帰還マニホールド２６（図２）は複数の連通路３５７に接続されている。複数の連通路３５７は、互いに隣接する第１連通路３５７ａ及び第２連通路３５７ｂを有している。第１連通路３５７ａに接続された第１帰還路３５６ａと、第２連通路３５７ｂに接続された第２帰還路３５６ｂとは、互いに隣接して同じディセンダ３５５に接続されている。これ以外は、変形例３のヘッド２０は実施の形態１のヘッド２０と同様であるため、その説明は省略する。

具体的には、ディセンダ３５５は、２本の帰還路３５６（第１帰還路３５６ａ、第２帰還路３５６ｂ）の後端に接続され、第１帰還路３５６ａの後端との接続口及び第２帰還路３５６ｂの後端との接続口を有している。同じディセンダ３５５に接続された第１帰還路３５６ａ及び第２帰還路３５６ｂは、前後方向において連通路３５７に向かって左右方向に互いに反対側に延びており、互いの間隔が広がるように前後方向に対して傾斜している。

第１ディセンダ３５５ａに接続された第２帰還路３５６ｂと第２ディセンダ３５５ｂの第１帰還路３５６ａとが左右方向に隣り合うように、第１帰還路３５６ａ及び第２帰還路３５６ｂは左右方向において交互に配列されている。第１ディセンダ３５５ａの第２帰還路３５６ｂと第２ディセンダ３５５ｂの第１帰還路３５６ａとは、前後方向において各ディセンダ３５５から連通路３５７に向かって、互いの間隔が近づくように延び、互いに同じ連通路３５７に接続されている。このため、このため、上下方向の上側から視ると、第１ディセンダ３５５ａに接続された第１帰還路３５６ａ及び第２帰還路３５６ｂ、連通路３５７、並びに、第２ディセンダ３５５ｂに接続された第１帰還路３５６ａ及び第２帰還路３５６ｂはＷ形状に配置されている。

複数の連通路３５７は、左右方向において互いに隣り合う第１連通路３５７ａ及び第２連通路３５７ｂを有している。第１連通路３５７ａは、第１ディセンダ３５５ａの第２帰還路３５６ｂの前端に接続された第２接続口３５７ｏ２、及び、第２ディセンダ３５５ｂの第１帰還路３５６ａの前端に接続された第１接続口３５７ｏ１を有している。第２連通路３５７ｂは、第２ディセンダ３５５ｂの第２帰還路３５６ｂの前端に接続された第２接続口３５７ｏ２、及び、第１ディセンダ３５５ａの第１帰還路３５６ａの前端に接続された第１接続口３５７ｏ１を有している。

このような構成により、第１ディセンダ３５５ａからの液体は第１帰還路３５６ａ及び第２帰還路３５６ｂに分流し、第２ディセンダ３５５ｂからの液体は第１帰還路３５６ａ及び第２帰還路３５６ｂに分流する。これにより、ディセンダ３５５における流れが均一化するため、ディセンダ３５５からノズル２１を介して吐出される液体の方向が所定の方向からずれるのを低減することができる。

また、第１ディセンダ３５５ａの第２帰還路３５６ｂからの液体及び第２ディセンダ３５５ｂの第１帰還路３５６ａからの液体は第１連通路３５７ａで合流し、第２ディセンダ３５５ｂの第２帰還路３５６ｂからの液体及び第１ディセンダ３５５ａの第１帰還路３５６ａからの液体は第２連通路３５７ｂで合流する。これによって、連通路３５７を流れる液体の速度が分流により低下することを抑制するため、気泡の滞留を低減し、気泡による吐出不良を抑制することができる。

＜変形例４＞
変形例４に係るヘッド２０は、図５（ｂ）に示すように、圧力室５４に隣接して配置されたダミー室６４と、ダミー室６４からそれぞれ延びたダミーディセンダ６５と、ダミーディセンダ６５の延伸方向と交差する方向にダミーディセンダ６５から延びたダミー帰還路６６と、を備えている。連通路５７は、ダミー帰還路６６に隣接した第１帰還路５６ａと、ダミー帰還路６６とに接続されている。

具体的には、ヘッド２０はダミー流路６０及び複数の個別流路５０を有している。ダミー流路６０及び個別流路５０は左右方向に列を成して並んでおり、ダミー流路６０はこの列の端に配置されている。

ダミー流路６０は、その上流端が供給マニホールド２５に接続され、下流端が帰還マニホールド２６に接続されている。ダミー流路６０は、第１ダミー孔、ダミー供給路、第２ダミー孔、ダミー室６４、ダミーディセンダ６５、ダミー帰還路６６及び連通路５７を有し、これらはこの順で接続されている。この連通路５７は、ダミー流路６０及び個別流路５０に兼用されている。

ダミー流路６０は、ノズル２１から液体を吐出しない点を除いて、個別流路５０と同様である。例えば、駆動素子２４が駆動されないよう駆動素子２４に制御部１５（図１）が接続されていないなど、ダミー流路６０に接続されたノズル２１から液体を吐出しないように構成されている。但し、ノズル２１から液体を吐出しない構成についてはこれに限定されない。例えば、ダミー流路６０がノズル２１に接続されていなくてもよいし、ダミー室６４に対応して駆動素子２４が設けられていなくてもよい。

ダミー流路６０は個別流路５０と同様の形状を有している。このため、ダミー流路６０における第１ダミー孔、ダミー供給路、第２ダミー孔、ダミー室６４、ダミーディセンダ６５及びダミー帰還路６６は、個別流路５０における第１連通孔５１、供給路５２、第２連通孔５３、圧力室５４、ディセンダ５５及び帰還路５６のそれぞれと同様の形状を有している。

複数の個別流路５０の列において端に配置された第１帰還路５６ａ（端の第１帰還路５６ａ）及びダミー流路６０のダミー帰還路６６が、左右方向において互いに隣り合って配置されており、互いに同じ連通路５７に接続されている。連通路５７は、端の第１帰還路５６ａとの第１接続口５７ｏ１、及び、ダミー帰還路６６とのダミー接続口５７ｏｄを有している。ダミー帰還路６６は、その後端がダミーディセンダ６５に接続され、前端が連通路５７に接続されている。

例えば、左右方向に配列された帰還路５６の数が奇数の場合、端の第１帰還路５６ａが第２帰還路５６ｂと対を成すことができず、この端の第１帰還路５６ａの個別流路５０とこれ以外の個別流路５０との間に構造的な違いが生じてしまい、これらの液体の吐出がばらついてしまう。これに対し、端の第１帰還路５６ａとこれに隣接するダミー帰還路６６とを同じ連通路５７に接続することによって、全ての帰還路５６及びダミー帰還路６６を対にして連通路５７に接続することができ、左右方向に配列された複数の個別流路５０の構造を均一にすることができる。よって、ダミー帰還路６６と対を成す端の第１帰還路５６ａについても、第２帰還路５６ｂと対を成す他の第１帰還路５６ａと同様に、液体が流れる。よって、端の第１帰還路５６ａに連通するノズル２１は、他の第１帰還路５６ａに連通するノズル２１と同様の吐出性能を有する。これにより、ヘッド２０における吐出バラつきを低減することができる。

なお、上記全実施の形態は、互いに相手を排除しない限り、互いに組み合わせてもよい。例えば、変形例３を変形例１及び２に、変形例４は変形例１〜３に適用してもよい。

また、上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施の形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

本発明の液体吐出ヘッドは、気泡による吐出不良を抑制することができる液体吐出ヘッド等として有用である。

２０ ：ヘッド
２１ ：ノズル
２１ａ ：第１ノズル
２１ｂ ：第２ノズル
２６ ：帰還マニホールド
５１ ：第１連通孔
５３ ：第２連通孔
５４ ：圧力室
５５ ：ディセンダ
５５ａ ：第１ディセンダ
５５ｂ ：第２ディセンダ
５６ ：帰還路
５６ａ ：第１帰還路
５６ｂ ：第２帰還路
５７ ：連通路
５７ｏ１ ：第１接続口
５７ｏ２ ：第２接続口
６４ ：ダミー室
６５ ：ダミーディセンダ
６６ ：ダミー帰還路
１５６ａ ：第１帰還路
１５６ｂ ：第２帰還路
１５７ ：連通路
１５７ｏ１ ：第１接続口
１５７ｏ２ ：第２接続口
２５６ ：帰還路
２５６ａ ：第１帰還路
２５６ｂ ：第２帰還路
２５７ ：連通路
２５７ｏ１ ：第１接続口
２５７ｏ２ ：第２接続口
３５５ ：ディセンダ
３５５ａ ：第１ディセンダ
３５５ｂ ：第２ディセンダ
３５６ ：帰還路
３５６ａ ：第１帰還路
３５６ｂ ：第２帰還路
３５７ ：連通路

Claims (12)

1. 液体に吐出圧力が付与される複数の圧力室と、
   複数の前記圧力室からそれぞれ延びた複数のディセンダと、
   複数の前記ディセンダのそれぞれに一方端が接続され、前記ディセンダの延伸方向と交差する方向に複数の前記ディセンダからそれぞれ延びた複数の帰還路と、
   複数の前記帰還路のうち互いに隣接する第１帰還路及び第２帰還路のそれぞれの他方端と帰還マニホールドとに接続された連通路と、を備えている、液体吐出ヘッド。
2. 前記第１帰還路は前記一方端から前記他方端まで第１方向に直線状に延び、前記第２帰還路は前記一方端から前記他方端まで第２方向に直線状に延びている、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記第１方向と前記第２方向とを合成した第３方向に直交する前記連通路の断面積は、前記第１方向に直交する前記第１帰還路の断面積及び前記第２方向に直交する前記第２帰還路の断面積のいずれの断面積よりも大きい、請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記第１方向と前記第２方向とは互いに異なり、
   前記第１帰還路及び前記第２帰還路は、互いの間隔が前記ディセンダから前記連通路へ向かうに従って小さくなるように配置されている、請求項２又は３に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記帰還マニホールドは複数の前記連通路に接続され、
   複数の前記連通路は、互いに隣接する第１連通孔及び第２連通孔を有し、
   前記第１連通孔に接続された前記第１帰還路と、前記第２連通孔に接続された前記第２帰還路とは、互いに隣接して同じ前記ディセンダに接続されている、請求項４に記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記第１方向と前記第２方向とは互いに同じであり、
   前記第１帰還路及び前記第２帰還路は互いに平行に配置されている、請求項２又は３に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記第１帰還路と前記連通路との第１接続口と、前記第２帰還路と前記連通路との第２接続口との間隔は、前記第１接続口の径未満である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
8. 前記第１帰還路と前記連通路との第１接続口と、前記第２帰還路と前記連通路との第２接続口の間隔は、前記第１接続口の径以上である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
9. 複数の前記ディセンダは、前記第１帰還路に接続された第１ディセンダ及び前記第２帰還路に接続された第２ディセンダを有し、
   前記第１ディセンダに接続された第１ノズルと、
   前記第２ディセンダに接続された第２ノズルと、を備え、
   前記第１ノズルと前記第２ノズルとが並ぶ方向において、前記連通路の寸法は前記第１ノズルと前記第２ノズルとの間隔よりも大きい、請求項１〜８のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
10. 複数の前記ディセンダは、前記第１帰還路に接続された第１ディセンダ及び前記第２帰還路に接続された第２ディセンダを有し、
    前記第１ディセンダに接続された第１ノズルと、
    前記第２ディセンダに接続された第２ノズルと、を備え、
    前記第１ノズルと前記第２ノズルとの中点を通り且つ前記第１ノズルと前記第２ノズルとを通る直線に直交する平面に対して、前記第１帰還路と前記第２帰還路とは対称に形成されている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
11. 複数の前記ディセンダは、前記第１帰還路に接続された第１ディセンダ及び前記第２帰還路に接続された第２ディセンダを有し、
    前記第１ディセンダに接続された第１ノズルと、
    前記第２ディセンダに接続された第２ノズルと、を備え、
    前記第１ノズルと前記第２ノズルとの中点を通り且つ前記第１ノズルと前記第２ノズルとを通る直線に直交する平面上に、前記第１帰還路と前記連通路との第１接続口と、前記第２帰還路と前記連通路との第２接続口との中点が配置されている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
12. 前記圧力室に隣接して配置されたダミー室と、
    前記ダミー室からそれぞれ延びたダミーディセンダと、
    前記ダミーディセンダの延伸方向と交差する方向に前記ダミーディセンダから延びたダミー帰還路と、を備え、
    前記連通路は、前記ダミー帰還路に隣接した前記第１帰還路と、前記ダミー帰還路とに接続されている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。

Images