JP2021130251A - 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】吐出特性のばらつきを低減する。【解決手段】二次元マトリクス状に配置された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、２以上の圧力室２１に通じる複数の供給流路支流５２と、２以上の圧力室２１に通じる複数の回収流路支流５３と、複数の供給流路支流５２に通じる供給流路本流５６と、複数の回収流路支流５３に通じる回収流路本流５７とを有し、供給流路支流５２と回収流路支流５３とは交互に並べて配置され、支流の並び方向において、回収流路支流５３ｃ１を挟んで両側に配置される２つの供給流路支流５２にそれぞれ通じる２つのバイパス流路７３が設けられ、２つの供給流路支流５２の流路長が異なるとき、流路長が短い供給流路支流５２ａに通じるバイパス流路７３Ｆの流路抵抗は、流路長が長い供給流路支流５２ｂに通じるバイパス流路７３の流路抵抗よりも高い。【選択図】図８

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として、複数のノズルを二次元マトリクス状に配置し、供給流路本流から供給流路支流を通じて圧力室に液体を供給し、圧力室から回収流路支流を通じて回収流路本流に液体を回収するものがある。

従来、回収流路支流と供給流路支流とを通じるバイパスを備え、バイパスは供給流路支流及び回収流路支流の流路幅よりも狭い幅としたものが知られている（特許文献１）。

特許第５８８５３６０号公報

しかしながら、複数のノズルを二次元マトリクス状に配置した場合、支流の流路長さが異なることによるメニスカス圧の差が発生して吐出特性がばらつくという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、吐出特性のばらつきを低減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、
二次元マトリクス状に配置された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、
２以上の前記圧力室に通じる複数の供給流路支流と、
２以上の前記圧力室に通じる複数の回収流路支流と、
前記複数の供給流路支流に通じる供給流路本流と、
前記複数の回収流路支流に通じる回収流路本流と、を有し、
前記供給流路支流と前記回収流路支流とは交互に並べて配置され、
支流の並び方向において、前記回収流路支流を挟んで両側に配置される２つの前記供給流路支流にそれぞれ通じる２つのバイパス流路が設けられ、
前記２つの供給流路支流の流路長が異なるとき、流路長が短い前記供給流路支流に通じる前記バイパス流路の流路抵抗は、流路長が長い前記供給流路支流に通じる前記バイパス流路の流路抵抗よりも高い
構成とした。

本発明によれば、吐出特性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をノズル面側から見た外観斜視説明図である。 同じくノズル面と反対側から見た外観斜視説明図である。 同じく分解斜視説明図である。 同じく流路構成部材の分解斜視説明図である。 図４の要部拡大斜視説明図である。 同じく流路部分の断面斜視説明図である。 本発明の第１実施形態に係るヘッドにおける流路構成の説明に供する共通流路部分の平面説明図である。 同じく共通流路と圧力室及びバイパス流路との関係を示す平面説明図である。 同実施形態の作用説明に供するノズル番号を付した説明図である。 バイパス流路の流路抵抗をすべて同じにしたときの各ノズルのメニスカス圧の一例を説明する説明図である。 同実施形態の作用説明に供する説明図である。 本発明の第２実施形態に係るヘッドにおける流路構成の説明に供する共通流路と圧力室及びバイパス流路との関係を示す平面説明図である。 同実施形態の作用説明に供する説明図である。 本発明の第３実施形態に係るヘッドにおける流路構成の説明に供する共通流路と圧力室及びバイパス流路との関係を示す平面説明図である。 本発明の第４実施形態に係るヘッドにおける共通流路と圧力室及びバイパス流路との関係を示す平面説明図である。 本発明の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実施形態について図１ないし図７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をノズル面側から見た外観斜視説明図、図２は同じくノズル面と反対側から見た外観斜視説明図、図３は同じく分解斜視説明図である。図４は同じく流路構成部材の分解斜視説明図、図５は図４の要部拡大斜視説明図、図６は同じく流路部分の断面斜視説明図である。

液体吐出ヘッド（以下、単に「ヘッド」ともい。）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、共通流路部材７０と、フレーム部材８０と、配線部材（フレキシブル配線基板）４５などを備えている。配線部材４５にはヘッドドライバ（ドライバＩＣ）４６が実装されている。

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。

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領域３１を形成し、振動領域３１には圧電素子４２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４２は、振動領域３１を変形させて圧力室２１内の液体を加圧する圧力発生素子である。

なお、個別流路部材２０と振動板部材３０とは、部材として別部材であることに限定さるものではない。振動板部材３０は個別流路部材２０の表面に成膜された材料で構成されるものを含む。

共通流路部材５０は、共通流路支流部材であり、２以上の個別供給流路２２に通じる複数の供給流路支流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、複数の供給流路支流５２に通じる１又は複数の供給流路本流５６の一部５６ａと、複数の回収流路支流５３に通じる１又は複数の回収流路本流５７の一部５７ａを形成している。

ダンパ部材６０は、主として、供給流路支流５２、回収流路支流５３に対する圧力室２１からの圧力波を減衰させる作用をする。

ここで、供給流路支流５２及び回収流路支流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、変形可能な壁面を形成するダンパ部材６０で封止することで構成している。

共通流路部材７０は、共通流路本流部材であり、複数の供給流路支流５２に通じる共通の供給流路本流５６と、複数の回収流路支流５３に通じる回収流路本流５７を形成する。

フレーム部材８０には、供給流路本流５６の一部５６ｂと、回収流路本流５７の一部５７ｂが形成されている。供給流路本流５６の一部５６ｂはフレーム部材８０に設けた供給ポート８１に通じ、回収流路本流５７の一部５７ｂはフレーム部材８０に設けた回収ポート８２に通じている。

このヘッド１においては、液体は供給流路本流５６から供給流路支流５２を通り、供給口５４から圧力室２１へ供給され、ノズル１１から液体が吐出される。ノズル１１から吐出されない液体は、回収口５５から回収流路支流５３を通り、回収流路本流５７に流れ、回収ポート８２から排出される。

次に、本発明の第１実施形態に係るヘッドにおける流路構成について図７ないし図９も参照して説明する。図７は同ヘッドの共通流路部分の平面説明図、図８は同じく共通流路と圧力室及びバイパス流路との関係を示す平面説明図である。なお、図８においては支流、圧力室、ノズルなどの流路は透過状態で示している（以下の図でも同じである。）。

前述したように、複数の供給流路支流５２と回収流路支流５３とが交互に並べて配置されている。

複数の供給流路支流５２は、支流並び方向（図８の矢印Ｄ２方向）において、外部から液体が供給される供給ポート８１に最も近い側である端から流路長さの異なる３種類の供給流路支流５２ａ、５２ｂ、５２ｃを含む。

ここで、供給流路支流５２ａの流路長が最も短く、供給流路支流５２ｂの流路長が次に短く、供給流路支流５２ｃの流路長が最も長い関係にある。

そして、隣り合う供給流路支流５２と回収流路支流５３とを通じる供給側のバイパス流路７３と回収側のバイパス流路７４とが設けられている。

したがって、例えば、１つの回収流路支流５３を挟んで両側に配置される２つの供給流路支流５２にそれぞれ通じる２つのバイパス流路７３が設けられる。同様に、１つの供給流路支流５２を挟んで両側に配置される２つの回収流路支流５３にそれぞれ通じる２つのバイパス流路７４が設けられる。

バイパス流路７３は、供給流路支流５２に通じる開口７３ａと、回収流路支流５３に通じる開口７３ｂと、開口７３ａと開口７３ｂとを通じる流路７３ｃとで構成される。

バイパス流路７４は、供給流路支流５２に通じる開口７４ａと、回収流路支流５３に通じる開口７４ｂと、開口７４ａと開口７４ｂとを通じる流路７４ｃとで構成される。

バイパス流路７３は、供給流路本流５６から供給流路支流５２への入口側で、かつ、供給口５４及び回収口５５よりも供給流路本流５６（５６ａ）側で、供給流路支流５２と回収流路支流５３とを通じている。

バイパス流路７４は、回収流路支流５３から回収流路本流５７への入口側で、かつ、供給口５４及び回収口５５よりも回収流路本流５７（５７ａ）側で、供給流路支流５２と回収流路支流５３とを通じている。

本実施形態では、支流の並び方向において、回収流路支流５３ｃ１を挟んで両側に配置される２つの供給流路支流５２ａ、５２ｂの流路長が異なる。このとき、流路長が短い供給流路支流５２ａに通じるバイパス流路７３（これを「バイパス流路７３Ｆ」という。）の流路抵抗は、流路長が長い供給流路支流５２ｂに通じるバイパス流路７３の流路抵抗よりも高い。なお、流路抵抗を高くするには、例えば、流路断面積を小さくする。

次に、本実施形態の作用について図９ないし図１１を参照して説明する。図９は図８で示しているノズルにノズル番号を付した説明図、図１０はバイパス流路の流路抵抗をすべて同じにしたときの各ノズルのメニスカス圧の一例を説明する説明図である。図１１は本実施形態の作用説明に供する説明図である。

図９では図１０の供給ポート側のノズル１１のノズル番号Ｎ１〜Ｎ２２の位置を示している。図１０において、メニスカス圧は、図８の矢印Ｄ３方向の順に、次に、図８の矢印Ｄ２方向の順に示している。

ここで、供給ポート８１に近いノズル１１（ノズル番号Ｎ１〜Ｎ２２）を供給ポート側、矢印Ｄ２方向の中央部のノズル１１（ノズル番号Ｎ Ｃ１〜Ｃ８）を中央部、回収ポート８２に近いノズル１１（ノズル番号Ｎ ＥＮＤ−２２〜Ｎ ＥＮＤ−１）を回収ポート側とする。

図１０に示すように、供給ポート側において、バイパス流路７３Ｆが他のバイパス流路７３の流路抵抗と同じであるとき、供給流路支流５２ａに通じる圧力室２１のノズル番号Ｎ１、Ｎ２のノズル１１のメニスカスが相対的に高くなる。そして、供給流路支流５２ａに通じる圧力室２１のノズル番号Ｎ１、Ｎ２の内では、供給ポート８１に最も近いノズル番号Ｎ１のノズル１１が最も高くなる。

なお、回収ポート側においても、同様な傾向になる。

そこで、供給側のバイパス流路７３Ｆの流路抵抗を変化させたときの影響について説明する。なお、圧力制御はヘッド１の入口と出口が一定になるように調整しているとする。

図９に示すように、供給流路支流５２ａの支流入口からバイパス流路７３Ｆとの接続部までの区間を区間１とし、回収流路支流５３ｃ１のノズル番号Ｎ１のノズル１１を有する圧力室２１との接続部（回収口５５）と支流出口までの区間を区間２とする。

本実施形態では、区間１の流路抵抗Ｒ１と区間２の流路抵抗Ｒ２とは、Ｒ１＞Ｒ２となっている。バイパス７３Ｆを流れる流量Ｑについて、流路抵抗Ｒを変える前をＱ１、流路抵抗Ｒを高くしたときの流量をＱ２とすると、流路抵抗Ｒが高い方が流れる流量Ｑは少なくなるので、Ｑ１＞Ｑ２となる。

ノズル番号Ｎ１のノズル１１を有する圧力室２１の供給流路支流５２ａとの接続部（供給口５４）の圧力について、流路抵抗Ｒを高くする前後をそれぞれ圧力Ｖｉｎ１、Ｖｉｎ２とする。回収流路支流５３ｃ１との接続部（回収口５５）の圧力について、流路抵抗Ｒを高くする前後をそれぞれ圧力Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２とする。

ここで、圧力Ｖｉｎ１と圧力Ｖｉｎ２を比較した場合、バイパス流路７３Ｆの流路抵抗Ｒを高くすると、バイパス流路７３Ｆを流れる流量Ｑが減ることにより、区間１を流れる流量が減り、区間１での圧力損失が減ることになる。したがって、圧力Ｖｉｎは、より支流入口側の圧力に近くなるので、Ｖｉｎ１＜Ｖｉｎ２となる。

また、圧力Ｖｏｕｔ１と圧力Ｖｏｕｔ２を比較した場合、バイパス７３Ｆの流路抵抗Ｒを高くすると、バイパス流路７３Ｆを流れる流量Ｑが減ることにより、区間２を流れる流量が減り、区間２での圧力損失が減ることになる。したがって、圧力Ｖｏｕｔは、より支流出口側の圧力に近くなるので、Ｖｏｕｔ１＞Ｖｏｕｔ２となる。

本実施形態では、Ｒ１＞Ｒ２となっているので、バイパス流路７３Ｆを流れる流量Ｑの変化による影響は、（Ｖｉｎ２−Ｖｉｎ１）＜−（Ｖｏｕｔ２−Ｖｏｕｔ１）となり、Ｖｉｎ側の圧力が高くなる効果よりもＶｏｕｔ側の圧力が低くなる効果の方が大きい。つまり、圧力室２１にかかる平均圧は、バイパス流路７３Ｆの流路抵抗が高い方が低くなる。

ここで、バイパス流路７３Ｆの流路抵抗が他のバイパス流路７３と同じである比較例１と、バイパス流路７３Ｆの流路抵抗が他のバイパス流路７３の流路抵抗より高い本実施形態について、メニスカス圧のばらつきを図１１に示している。

図１１から分かるように、本実施形態では、バイパス流路７３Ｆの流路抵抗を他のバイパス流路７３の流路抵抗よりも高くすることで、メニスカス圧のばらつきが、比較例１よりも小さくなっている。つまり、二次元マトリクス状に配置されたノズル１１間のメニスカス圧差が小さくなる。このとき、吐出速度や吐出体積は、メニスカス圧に対して感度を有しているので、吐出特性（吐出速度、吐出体積）のばらつきが低減される。

次に、本発明の第２実施形態について図１２及び図１３を参照して説明する。図１２は同実施形態に係るヘッドにおける流路構成の説明に供する共通流路と圧力室及びバイパス流路との関係を示す平面説明図である。図１３は同実施形態の作用説明に供する説明図である。

前述したように、複数の供給流路支流５２は、支流並び方向において、外部から液体が供給される供給ポート８１に最も近い側である端から流路長さの異なる３種類の供給流路支流５２ａ、５２ｂ、５２ｃを含む。

ここで、供給流路支流５２ａの流路長が最も短く、供給流路支流５２ｂの流路長が次に短く、供給流路支流５２ｃの流路長が最も長い関係にある。

したがって、支流の並び方向において、回収流路支流５３ｃ２を挟んで両側に配置される２つの供給流路支流５２ｂ、５２ｃの流路長も異なる。

そこで、第１実施形態に加えて、流路長が短い供給流路支流５２ｂに通じるバイパス流路７３（これを「バイパス流路７３Ｓ」という。）の流路抵抗は、流路長が長い供給流路支流５２ｃに通じるバイパス流路７３の流路抵抗よりも高くしている。

つまり、本実施形態では、供給流路支流５２ａの次に流路長が短い供給流路支流５２ｂに通じるバイパス流路７３Ｓについても、他のバイパス流路７３より流路抵抗を高くしている。ただし、バイパス流路７３Ｆが通じている回収流路支流５３ｃ１に通じる側のバイパス流路７３の流路抵抗は、他のバイパス流路７３と同じである。

前述した図１０に示すように、ノズル番号Ｎ１のノズル１１の次にノズル番号Ｎ８のノズル１１のメニスカス圧が高くなる。つまり、ノズル番号Ｎ８のノズル１１に通じる圧力室２１が連通する供給流路支流５２ｂは、流路長が最も長い供給流路支流５２ｃに連通する圧力室２１の数よりも連通する圧力室２１の数が少ない支流である。

このように構成することにより、図１３に示すように、メニスカス圧のばらつきは、バイパス流路７３Ｆだけでなく、バイパス流路７３Ｓの流路抵抗も高くすることで、第１実施形態に比べて少なくなる。つまり、二次元マトリクス状に配置されたノズル１１間のメニスカス圧差が更に小さくなる。

次に、本発明の第３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ヘッドにおける流路構成の説明に供する共通流路と圧力室及びバイパス流路との関係を示す平面説明図である。

複数の供給流路支流５２は、支流並び方向（図１４の矢印Ｄ２方向）において、外部から液体が供給される回収ポート８２に最も近い側である端から流路長さの異なる３種類の回収流路支流５３ａ、５３ｂ、５３ｃを含む。

ここで、回収流路支流５３ａの流路長が最も短く、回収流路支流５３ｂの流路長が次に短く、回収流路支流５３ｃの流路長が最も長い関係にある。

そして、本実施形態では、支流の並び方向において、供給流路支流５２ｃ１を挟んで両側に配置される２つの回収流路支流５３ａ、５３ｂの流路長が異なる。

そこで、流路長が短い回収流路支流５３ａに通じるバイパス流路７４（これを「バイパス流路７４Ｓ」という。）の流路抵抗は、流路長が長い回収流路支流５３ｂに通じるバイパス流路７４の流路抵抗よりも高くしている。

つまり、前述した図１０におけるノズル番号Ｎ ＥＮＤ１、Ｎ ＥＮＤ２が通じる回収流路支流５３ａに連通するバイパス流路７４Ｆの流路抵抗を他のバイパス流路７４の流路抵抗よりも高くしている。

これにより、前記第１実施形態と同様に、吐出特性のばらつきを低減できる。

次に、本発明の第４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ヘッドにおける流路構成の説明に供する共通流路と圧力室及びバイパス流路との関係を示す平面説明図である。

前述したように、複数の回収流路支流５３は、支流並び方向（図１４の矢印Ｄ２方向）において、外部から液体が供給される回収ポート８２に最も近い側である端から流路長さの異なる３種類の回収流路支流５３ａ、５３ｂ、５３ｃを含む。

ここで、回収流路支流５３ａの流路長が最も短く、回収流路支流５３ｂの流路長が次に短く、回収流路支流５３ｃの流路長が最も長い関係にある。

そして、本実施形態では、支流の並び方向において、供給流路支流５２ｃ２を挟んで両側に配置される２つの回収流路支流５３ｂ、５３ｂの流路長が異なる。

そこで、流路長が短い回収流路支流５３ｂに通じるバイパス流路７４（これを「バイパス流路７４Ｓ」という。）の流路抵抗は、流路長が長い回収流路支流５３ｃに通じるバイパス流路７４の流路抵抗よりも高くしている。

つまり、前述した図１０におけるノズル番号Ｎ ＥＮＤ８が通じる回収流路支流５３ｂに連通するバイパス流路７４Ｆの流路抵抗を他のバイパス流路７４の流路抵抗よりも高くしている。

これにより、前記第２実施形態と同様に、吐出特性のばらつきを低減できる。

なお、前記第１実施形態と第３実施形態又は第４実施形態とを組合せ、あるいは、第２実施形態と第３実施形態又は第４実施形態とを組合せることができる。

次に、本発明の係るヘッドモジュールの一例について図１６及び図１７を参照して説明する。図１６は同ヘッドモジュールの分解斜視説明図、図１７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（この例では８個とする）のヘッド１をベース部材１１０に配置し、複数のヘッド１のノズルカバーとなるカバー部材１１３を取り付けたサブモジュール１０１を備えている。

また、ヘッドモジュール１００は、マニホールド１０２と、放熱部材１１４と、フレキシブル配線部材４５と接続するプリント基板（ＰＣＢ）１１６と、モジュールケース１１７とを備えている。

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１８及び図１９を参照して説明する。図１８は同装置の概略説明図、図１９は同装置のヘッドユニットの一例の平面説明図である。

液体を吐出する装置５００は、印刷装置であり、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、搬送ガイド部材５５９上を液体吐出ユニットとしてのヘッドユニット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、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。

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 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 供給流路支流
５３ 回収流路支流
５４ 供給口
５５ 回収口
５６ 供給流路本流
５７ 回収流路本流
１００ ヘッドモジュール
５００ 印刷装置（液体を吐出する装置）
５５０ ヘッドユニット

Claims (10)

1. 二次元マトリクス状に配置された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、
   ２以上の前記圧力室に通じる複数の供給流路支流と、
   ２以上の前記圧力室に通じる複数の回収流路支流と、
   前記複数の供給流路支流に通じる供給流路本流と、
   前記複数の回収流路支流に通じる回収流路本流と、を有し、
   前記供給流路支流と前記回収流路支流とは交互に並べて配置され、
   支流の並び方向において、前記回収流路支流を挟んで両側に配置される２つの前記供給流路支流にそれぞれ通じる２つのバイパス流路が設けられ、
   前記２つの供給流路支流の流路長が異なるとき、流路長が短い前記供給流路支流に通じる前記バイパス流路の流路抵抗は、流路長が長い前記供給流路支流に通じる前記バイパス流路の流路抵抗よりも高い
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 二次元マトリクス状に配置された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、
   ２以上の前記圧力室に通じる複数の供給流路支流と、
   ２以上の前記圧力室に通じる複数の回収流路支流と、
   前記複数の供給流路支流に通じる供給流路本流と、
   前記複数の回収流路支流に通じる回収流路本流と、を有し、
   前記供給流路支流と前記回収流路支流とは交互に並べて配置され、
   支流の並び方向において、前記供給流路支流を挟んで両側に配置される２つの前記回収流路支流にそれぞれ通じる２つのバイパス流路が設けられ、
   前記２つの回収流路支流の流路長が異なるとき、流路長が短い前記回収流路支流に通じる前記バイパス流路の流路抵抗は、流路長が長い前記回収流路支流に通じる前記バイパス流路の流路抵抗よりも高い
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
3. 二次元マトリクス状に配置された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、
   ２以上の前記圧力室に通じる複数の供給流路支流と、
   ２以上の前記圧力室に通じる複数の回収流路支流と、
   前記複数の供給流路支流に通じる供給流路本流と、
   前記複数の回収流路支流に通じる回収流路本流と、を有し、
   前記供給流路支流と前記回収流路支流とは交互に並べて配置され、
   支流の並び方向において、前記回収流路支流を挟んで両側に配置される２つの前記供給流路支流にそれぞれ通じる２つのバイパス流路が設けられ、
   前記２つの供給流路支流の流路長が異なるとき、流路長が短い前記供給流路支流に通じる前記バイパス流路の流路抵抗は、流路長が長い前記供給流路支流に通じる前記バイパス流路の流路抵抗よりも高く、
   支流の並び方向において、前記供給流路支流を挟んで両側に配置される２つの前記回収流路支流にそれぞれ通じる２つのバイパス流路が設けられ、
   前記２つの回収流路支流の流路長が異なるとき、流路長が短い前記回収流路支流に通じる前記バイパス流路の流路抵抗は、流路長が長い前記回収流路支流に通じる前記バイパス流路の流路抵抗よりも高い
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
4. 前記複数の供給流路支流の内、支流の並び方向において、一端に配置される前記供給流路支流の流路長さが最も短い
   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。
5. 前記複数の回収流路支流の内、支流の並び方向において、他端に配置される前記回収流路支流の流路長さが最も短い
   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. 流路抵抗の高い前記バイパス流路が複数ある
   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. 請求項１ないし６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。
8. 請求項７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。
9. 請求項１ないし６のいずれかに記載の液体吐出ヘッド、請求項７に記載のヘッドモジュール、又は、請求項８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。
10. 請求項１ないし６のいずれかに記載の液体吐出ヘッド、請求項７に記載のヘッドモジュール、請求項８に記載のヘッドユニット、請求項９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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