JP5988414B2 - 液体吐出ヘッド用の流路部材、およびそれを用いた、液体吐出ヘッドならびに記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体吐出ヘッド用の流路部材、およびそれを用いた、液体吐出ヘッドならびに記録装置に関する。

従来、液体吐出ヘッドとして、例えば、液体を記録媒体上に吐出することによって、各種の印刷を行なうインクジェットヘッドが知られている。液体吐出ヘッドは、複数の吐出孔と複数の加圧室を含む流路部材と、加圧室内の液体を加圧する変位素子を含む圧電アクチュエータ基板とを備えている。流路部材は、流路となる孔を有する複数のプレートを積層して構成されている。吐出孔は、流路部材の一方の主面に配置されており、加圧室は、流路部材の他方の主面に配置されている。流路部材には、吐出孔と加圧室とを繋いでいる流路が配置されている（例えば、特許文献１を参照。）。

特開２００３−３１１９５５号公報

特許文献１に記載されているような液体吐出ヘッドにおいて、特に、吐出孔と加圧室とを繋いでいる流路が、プレートの積層方向に対して少し傾いて配置されている場合などに、製造工程のばらつきなどで各プレートの孔がずれて配置されると、ずれる方向により流路抵抗などの流路特性の変動の傾向が異なり、ずれる方向によっては、液体の吐出速度や吐出量などの吐出特性の変動が大きくなってしまうという問題があった。

したがって、本発明の目的は、流路となるプレートの孔の位置がずれた際の吐出特性の変動の少ない液体吐出ヘッドとなる、液体吐出ヘッド用の流路部材、およびそれを用いた液体吐出ヘッド、ならびに記録装置を提供することにある。

本発明の一実施形態である液体吐出ヘッド用の流路部材は、部分流路を含む流路を有する液体吐出ヘッド用の流路部材であって、該流路部材は、積層された複数のプレートを含み、該複数のプレートは、連続して積層されている第１プレート、第２プレートおよび第３プレートを含み、前記第１プレートは、該第１プレートを貫通しており、前記部分流路の一部を構成している、第１孔を有しており、前記第２プレートは、該第２プレートを貫通しており、前記部分流路の一部を構成している、第２孔を有しており、前記第３プレートは、該第３プレートを貫通しており、前記部分流路の一部を構成している、第３孔を有しており、前記流路部材を平面視したとき、前記第１孔の前記第２プレート側の開口および前記第３孔の前記第２プレート側の開口は、互いに重なる領域と、互いに重ならない領域とが存在し、前記第１孔の前記第２プレート側の開口および前記第３孔の前記第２プレート側の開口は、前記第２孔の内側に納まっている。

また、本発明の一実施形態である液体吐出ヘッドは、前記液体吐出ヘッド用の流路部材と、前記流路内の液体を加圧する加圧部とを備えている。

本発明の一実施形態である記録装置は、前記液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記液体吐
出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記液体吐出ヘッドを制御する制御部を備えている。

本発明の一実施形態である液体吐出ヘッド用の流路部材を用いた液体吐出ヘッドによれば、部分流路を構成する孔に位置ずれが生じた場合にも、液体の吐出特性の変動を小さくできる。

（ａ）は、本発明の一実施形態に係る液体吐出ヘッドを含む記録装置の側面図であり、（ｂ）は平面図である。 図１の液体吐出ヘッドの要部であるヘッド本体の平面図である。 図２の一点鎖線に囲まれた領域の拡大図であり、説明のため一部の流路を省略した図である。 図２の一点鎖線に囲まれた領域の他の拡大図であり、説明のため一部の流路を省略した図である。 （ａ）は、図３のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の一部の拡大断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）の一部の流路の平面図である。 ヘッド本体の一部の模式的な拡大平面図である。

図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る液体吐出ヘッド２を含む記録装置であるカラーインクジェットプリンタ１（以下で単にプリンタと言うことがある）の概略の側面図であり、図１（ｂ）は、概略の平面図である。プリンタ１は、記録媒体である印刷用紙Ｐをガイドローラ８２Ａから搬送ローラ８２Ｂへと搬送することにより、印刷用紙Ｐを液体吐出ヘッド２に対して相対的に移動させる。制御部８８は、画像や文字のデータに基づいて、液体吐出ヘッド２を制御して、記録媒体Ｐに向けて液体を吐出させ、印刷用紙Ｐに液滴を着弾させて、印刷用紙Ｐに印刷などの記録を行なう。

本実施形態では、液体吐出ヘッド２はプリンタ１に対して固定されており、プリンタ１はいわゆるラインプリンタとなっている。本発明の記録装置の他の実施形態としては、液体吐出ヘッド２を、印刷用紙Ｐの搬送方向に交差する方向、例えば、ほぼ直交する方向に往復させるなどして移動させる動作と、印刷用紙Ｐの搬送を交互に行なう、いわゆるシリアルプリンタが挙げられる。

プリンタ１には、印刷用紙Ｐとほぼ平行となるように平板状のヘッド搭載フレーム７０（以下で単にフレームと言うことがある）が固定されている。フレーム７０には図示しない２０個の孔が設けられており、２０個の液体吐出ヘッド２がそれぞれの孔の部分に搭載されていて、液体吐出ヘッド２の、液体を吐出する部位が印刷用紙Ｐに面するようになっている。液体吐出ヘッド２と印刷用紙Ｐとの間の距離は、例えば０．５〜２０ｍｍ程度とされる。５つの液体吐出ヘッド２は、１つのヘッド群７２を構成しており、プリンタ１は、４つのヘッド群７２を有している。

液体吐出ヘッド２は、図１（ａ）の手前から奥へ向かう方向、図１（ｂ）の上下方向に細長い長尺形状を有している。この長い方向を長手方向と呼ぶことがある。１つのヘッド群７２内において、３つの液体吐出ヘッド２は、印刷用紙Ｐの搬送方向に交差する方向、例えば、ほぼ直交する方向に沿って並んでおり、他の２つの液体吐出ヘッド２は搬送方向に沿ってずれた位置で、３つの液体吐出ヘッド２の間にそれぞれ一つずつ並んでいる。液体吐出ヘッド２は、各液体吐出ヘッド２で印刷可能な範囲が、印刷用紙Ｐの幅方向に（印刷用紙Ｐの搬送方向に交差する方向に）繋がるように、あるいは端が重複するように配置
されており、印刷用紙Ｐの幅方向に隙間のない印刷が可能になっている。

４つのヘッド群７２は、記録用紙Ｐの搬送方向に沿って配置されている。各液体吐出ヘッド２には、図示しない液体タンクから液体、例えば、インクが供給される。１つのヘッド群７２に属する液体吐出ヘッド２には、同じ色のインクが供給されるようになっており、４つのヘッド群７２で４色のインクが印刷できる。各ヘッド群７２から吐出されるインクの色は、例えば、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）である。このようなインクを、制御部８８で制御して印刷すれば、カラー画像が印刷できる。

プリンタ１に搭載されている液体吐出ヘッド２の個数は、単色で、１つの液体吐出ヘッド２で印刷可能な範囲を印刷するのなら１つでもよい。ヘッド群７２に含まれる液体吐出ヘッド２の個数や、ヘッド群７２の個数は、印刷する対象や印刷条件により適宜変更できる。例えば、さらに多色の印刷をするためにヘッド群７２の個数を増やしてもよい。また、同色で印刷するヘッド群７２を複数配置して、搬送方向に交互に印刷すれば、同じ性能の液体吐出ヘッド２を使用しても搬送速度を速くできる。これにより、時間当たりの印刷面積を大きくすることができる。また、同色で印刷するヘッド群７２を複数準備して、搬送方向と交差する方向にずらして配置して、印刷用紙Ｐの幅方向の解像度を高くしてもよい。

さらに、色の付いたインクを印刷する以外に、印刷用紙Ｐの表面処理をするために、コーティング剤などの液体を印刷してもよい。

プリンタ１は、記録媒体である印刷用紙Ｐに印刷を行なう。印刷用紙Ｐは、給紙ローラ８０ａに巻き取られた状態になっており、２つのガイドローラ８２Ａの間を通った後、フレーム７０に搭載されている液体吐出ヘッド２の下側を通り、その後２つの搬送ローラ８２Ｂの間を通り、最終的に回収ローラ８０ｂに回収される。印刷する際には、搬送ローラ８２Ｂを回転させることで印刷用紙Ｐは、一定速度で搬送され、液体吐出ヘッド２によって印刷される。回収ローラ８０ｂは、搬送ローラ８２Ｂから送り出された印刷用紙Ｐを巻き取る。搬送速度は、例えば、７５ｍ／分とされる。各ローラは、制御部８８によって制御されてもよいし、人によって手動で操作されてもよい。

記録媒体は、印刷用紙Ｐ以外に、ロール状の布などでもよい。また、プリンタ１は、印刷用紙Ｐを直接搬送する代わりに、搬送ベルトを直接搬送して、記録媒体を搬送ベルトに置いて搬送してもよい。そのようにすれば、枚葉紙や裁断された布、木材、タイルなどを記録媒体にできる。さらに、液体吐出ヘッド２から導電性の粒子を含む液体を吐出するようにして、電子機器の配線パターンなどを印刷してもよい。またさらに、液体吐出ヘッド２から反応容器などに向けて所定量の液体の化学薬剤や化学薬剤を含んだ液体を吐出させて、反応させるなどして、化学薬品を作製してもよい。

また、プリンタ１に、位置センサ、速度センサ、温度センサなどを取り付けて、制御部８８が、各センサからの情報から分かるプリンタ１各部の状態に応じて、プリンタ１の各部を制御してもよい。例えば、液体吐出ヘッド２の温度や液体タンクの液体の温度、液体タンクの液体が液体吐出ヘッド２に加えている圧力などが、吐出される液体の吐出特性（吐出量や吐出速度など）に影響を与えている場合などに、それらの情報に応じて、液体を吐出させる駆動信号を変えるようにしてもよい。

次に、本発明の一実施形態の液体吐出ヘッド２について説明する。図２は、図１に示された液体吐出ヘッド２の要部であるヘッド本体２ａを示す平面図である。図３は、図２の一点鎖線で囲まれた領域の拡大平面図であり、ヘッド本体２ａの一部である。図３では、
説明のため、一部の流路を省略して描いている。図４は、図３と同じ位置の拡大平面図であり、図３とは別の一部の流路を省略して描いている。図５（ａ）は、図３のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の一部の拡大断面図であり、図５（ｃ）は、図５（ｂ）の一部の流路の平面図である。なお、図３および４において、図面を分かり易くするために、圧電アクチュエータ基板２１の下方にあって破線で描くべき加圧室１０、しぼり６および吐出孔８などを実線で描いている。

液体吐出ヘッド２は、ヘッド本体２ａ以外に、ヘッド本体２ａに液体を供給するリザーバや、筐体を含んでいてもよい。また、ヘッド本体２ａは、流路部材４と、加圧部である変位素子３０が作り込まれている圧電アクチュエータ基板２１とを含んでいる。

ヘッド本体２ａを構成する流路部材４は、共通流路であるマニホールド５と、マニホールド５と繋がっている複数の加圧室１０と、複数の加圧室１０とそれぞれ繋がっている複数の吐出孔８とを備えている。加圧室１０は流路部材４の上面に開口しており、流路部材４の上面が加圧室面４−２となっている。また、流路部材４の上面は、マニホールド５と繋がっている開口５ａを有し、この開口５ａより液体が供給されるようになっている。

また、流路部材４の上面には、変位素子３０を含む圧電アクチュエータ基板２１が接合されており、各変位素子３０が加圧室１０上に位置するように配置されている。また、圧電アクチュエータ基板２１には、各変位素子３０に信号を供給する信号伝達部６０が接続されている。図２には、２つの信号伝達部６０が圧電アクチュエータ基板２１に繋がる状態が分かるように、信号伝達部６０の圧電アクチュエータ基板２１に接続される付近の外形を点線で示した。圧電アクチュエータ基板２１に電気的に接続されている、信号伝達部６０に形成されている電極は、信号伝達部６０の端部に、矩形状に配置されている。２つの信号伝達部６０は、圧電アクチュエータ基板２１の短手方向の中央部にそれぞれの端がくるように接続されている。

ヘッド本体２ａは、平板状の流路部材４と、流路部材４上に接合された変位素子３０を含む圧電アクチュエータ基板２１を１つ有している。圧電アクチュエータ基板２１の平面形状は長方形状であり、その長方形の長辺が流路部材４の長手方向に沿うように流路部材４の上面に配置されている。

流路部材４の内部には２つのマニホールド５が形成されている。マニホールド５は流路部材４の長手方向の一端部側から、他端部側に延びる細長い形状を有しており、その両端部において、流路部材４の上面に開口しているマニホールド５の開口５ａが形成されている。

また、マニホールド５は、少なくとも加圧室１０に繋がっている領域である長手方向における中央部分において、短手方向に間隔を開けて設けられた隔壁１５で仕切られている。隔壁１５は、加圧室１０に繋がっている領域である長手方向の中央部分においては、マニホールド５と同じ高さを有し、マニホールド５を複数の副マニホールド５ｂに完全に仕切っている。このようにすることで、平面視したときに、隔壁１５と重なるように、吐出孔８および吐出孔８から加圧室１０に繋がっている流路を設けることができる。

マニホールド５における、複数に分けられた部分のそれぞれを副マニホールド５ｂと呼ぶことがある。本実施形態においては、マニホールド５は独立して２本設けられており、それぞれの両端部に開口５ａが設けられている。また、１つのマニホールド５は、７つの隔壁１５によって、８つの副マニホールド５ｂに分けられている。副マニホールド５ｂの幅は、隔壁１５の幅より大きくなっており、これにより副マニホールド５ｂに多くの液体を流すことができる。

流路部材４は、複数の加圧室１０が２次元的に広がって形成されている。加圧室１０は、角部にアールが施されたほぼ菱形あるいは楕円形状の平面形状を有する中空の領域である。

加圧室１０は１つの副マニホールド５ｂと個別供給流路１４を介して繋がっている。１つの副マニホールド５ｂに沿うようにして、この副マニホールド５ｂに繋がっている加圧室１０の行である加圧室行１１が、副マニホールド５ｂの両側に１行ずつ、合計２行設けられている。したがって、１つのマニホールド５に対して、１６行の加圧室１１が設けられており、ヘッド本体２ａ全体では３２行の加圧室行１１が設けられている。各加圧室行１１における加圧室１０の長手方向の間隔は同じであり、例えば、３７．５ｄｐｉの間隔となっている。

各加圧室行１１の両端にはダミー加圧室１６が１つずつ設けられており、これらのダミー加圧室１６によって、２列のダミー加圧室列が形成されている。このダミー加圧室列のダミー加圧室１６は、マニホールド５とは繋がっているが、吐出孔８とは繋がっていない。また、３２行の加圧室行１１の外側（１行目の加圧室行１１の隣と３２行目の加圧室行１１の隣）には、ダミー加圧室１６が直線状に並んだダミー加圧室行が１行ずつ設けられている。このダミー加圧室行のダミー加圧室１６は、マニホールド５および吐出孔８のいずれとも繋がっていない。これらのダミー加圧室１６により、周縁に位置する加圧室１０の周囲の構造（剛性）が、他の加圧室１０の周囲の構造（剛性）と近くなるので、両者の液体吐出特性の差を小さくできる。なお、周囲の構造の差の影響は、距離の近い、流路部材４の長さ方向に隣接する加圧室１０の影響が大きく、幅方向については、影響が比較的小さい。このため、ヘッド本体２ａの幅方向の中央部は、隣接する加圧室行の間の間隔が大きくなっているが、この部分にはダミー加圧室行を設けていない。これにより、ヘッド本体２ａの幅を小さくできる。

１つのマニホールド５に繋がっている加圧室１０は、矩形状の圧電アクチュエータ基板２１の各外辺に沿った行および列を成す格子状に配置されている。これにより、圧電アクチュエータ基板２１の外辺から、加圧室１０の上に形成されている個別電極２５が等距離に配置されることになるので、個別電極２５を形成する際に、圧電アクチュエータ基板２１に変形が生じ難くできる。圧電アクチュエータ基板２１と流路部材４とを接合する際に、この変形が大きいと外辺に近い変位素子３０に応力が加わり、変位特性にばらつきが生じるおそれがあるが、変形を少なくすることで、そのばらつきを低減できる。また、もっとも外辺に近い加圧室行１１の外側にダミー加圧室１６のダミー加圧室行が設けられているために、変形の影響をより受け難くできる。加圧室行１１に属する加圧室１０は等間隔で配置されており、加圧室行１１に対応する個別電極２５も等間隔で配置されている。加圧室行１１は短手方向に等間隔で配置されており、加圧室行１１に対応する個別電極２５の行も短手方向に等間隔で配置されている。これにより、特にクロストークの影響が大きくなる部位をなくすことができる。

本実施形態では、加圧室１０は格子状に配置したが、隣り合う加圧室列１１の加圧室１０が互いの間に位置するように千鳥状に配置してもよい。このようにすると、隣接加圧室行１１に属する加圧室１０の間の距離がより長くなるので、よりクロストークを抑制できる。

加圧室行１１をどのように並べるかによらず、流路部材４を平面視したとき、１つの加圧室行１１に属する加圧室１０が、隣接する加圧室行１１に属する加圧室１０と、液体吐出ヘッド２の長手方向において、重ならないように配置することにより、クロストークを抑制できる。一方、加圧室行１１の間の距離を離すと、液体吐出ヘッド２の幅が大きくな
るので、プリンタ１に対する液体吐出ヘッド２の設置角度の精度や、複数の液体吐出ヘッド２を使用する際の、液体吐出ヘッド２の相対位置の精度が印刷結果に与える影響が大きくなる。そこで、隔壁１５の幅を副マニホールド５ｂよりも小さくすることで、それらの精度が印刷結果に与える影響を少なくできる。

１つの副マニホールド５ｂに繋がっている加圧室１０は、２列の加圧室行１１を成しており、１つの加圧室行１１に属する加圧室１０から繋がっている吐出孔８は、１つの吐出孔行９を成している。２行の加圧室行１１に属する加圧室１０に繋がっている吐出孔８はそれぞれ、副マニホールド５ｂの異なる側に開口している。図４では隔壁１５には、２行の吐出孔行９が設けられているが、それぞれの吐出孔行９に属する吐出孔８は、吐出孔８に近い側の副マニホールド５ｂに加圧室１０を介して繋がっている。隣接する副マニホールド５ｂに加圧室行１１を介して繋がっている吐出孔８と液体吐出ヘッド２の長手方向において重ならないように配置されていると、加圧室１０と吐出孔８とを繋ぐ流路間のクロストークが抑制できるので、さらにクロストークを少なくすることができる。加圧室１０と吐出孔８とを繋ぐ流路全体が、液体吐出ヘッド２の長手方向において重ならないように配置されていると、さらにクロストークを少なくすることができる。

１つのマニホールド５に繋がっている複数の加圧室１０により加圧室群が構成されており、マニホールド５が２つあるため、加圧室群は２つある。各加圧室群内における吐出に関わる加圧室１０の配置は同じで、短手方向に平行移動させた位置に配置されている。これらの加圧室１０は、流路部材４の上面における圧電アクチュエータ基板２１に対向する領域に、加圧室群間などの少し間隔が広くなった部分があるものの、ほぼ全面にわたって配列されている。つまり、これらの加圧室１０によって形成された加圧室群は圧電アクチュエータ基板２１とほぼ同一の形状の領域を占有している。また、各加圧室１０の開口は、流路部材４の上面に圧電アクチュエータ基板２１が接合されることで閉塞されている。

加圧室１０の個別供給流路１４が繋がっている角部と対向する角部からは、流路部材４の下面の吐出孔面４−１に開口している吐出孔８に繋がる流路が伸びている。この流路は、平面視において、加圧室１０から離れる方向に伸びている。より具体的には、加圧室１０の長い対角線に沿う方向に離れつつ、その方向に対して左右にずれながら伸びている。これにより、加圧室１０は各加圧室行１１内での間隔が３７．５ｄｐｉになっている格子状の配置にしつつ、吐出孔８は、全体で１２００ｄｐｉの間隔で配置することができる。

これは別の言い方をすると、流路部材４の長手方向に平行な仮想直線に対して直交するように吐出孔８を投影すると、図４に示した仮想直線のＲの範囲に、各マニホールド５に繋がっている１６個の吐出孔８、全部で３２個の吐出孔８が、１２００ｄｐｉの等間隔となっているということである。これにより、すべてのマニホールド５に同じ色のインクを供給することで、全体として長手方向に１２００ｄｐｉの解像度で画像が形成可能となる。また、１つのマニホールド５に繋がっている１個の吐出孔８は、仮想直線のＲの範囲で６００ｄｐｉの等間隔になっている。これにより、各マニホールド５に異なる色のインクを供給することで、全体として長手方向に６００ｄｐｉの解像度で２色の画像が形成可能となる。この場合、２つの液体吐出ヘッド２を用いれば、６００ｄｐｉの解像度で４色の画像が形成可能となり、６００ｄｐｉで印刷可能な液体吐出ヘッドを４つ用いるよりも、印刷精度が高くなり、印刷のセッティングも簡単にできる。なお、ヘッド本体２ａの短手方向に並んでいる１列の加圧室列に属する加圧室１０から繋がっている吐出孔８で、仮想直線のＲの範囲がカバーされている。

圧電アクチュエータ基板２１の上面における各加圧室１０に対向する位置には個別電極２５がそれぞれ形成されている。個別電極２５は、加圧室１０より一回り小さく、加圧室１０とほぼ相似な形状を有している個別電極本体２５ａと、個別電極本体２５ａから引き
出されている引出電極２５ｂとを含んでおり、個別電極２５は、加圧室１０と同じように、個別電極列および個別電極群を構成している。また、圧電アクチュエータ基板２１の上面には、共通電極用表面電極２８が配置されている。共通電極用表面電極２８と共通電極２４とは、圧電セラミック層２１ｂに配置された、図示しない貫通導体を通じて、電気的に接続されている。

吐出孔８は、流路部材４の下面側に配置されたマニホールド５と対向する領域を避けた位置に配置されている。さらに、吐出孔８は、流路部材４の下面側における圧電アクチュエータ基板２１と対向する領域内に配置されている。これらの吐出孔８は、１つの群として圧電アクチュエータ基板２１とほぼ同一の形状の領域を占有しており、対応する圧電アクチュエータ基板２１の変位素子３０を変位させることにより吐出孔８から液滴が吐出できる。

ヘッド本体２ａに含まれる流路部材４は、複数のプレートが積層された積層構造を有している。これらのプレートは、流路部材４の上面から順に、キャビティプレート４ａ、ベースプレート４ｂ、アパーチャ（しぼり）プレート４ｃ、サプライプレート４ｄ、マニホールドプレート４ｅ〜４ｊ、カバープレート４ｋおよびノズルプレート４ｍである。これらのプレートには多数の孔が形成されている。各プレートの厚さは１０〜３００μｍ程度であることにより、形成する孔の形成精度を高くできる。流路部材４の厚さは、５００μｍ〜２ｍｍ程度である。各プレートは、これらの孔が互いに連通して個別流路１２およびマニホールド５を構成するように、位置合わせして積層されている。ヘッド本体２ａは、加圧室１０は流路部材４の上面に、マニホールド５は内部の下面側に、吐出孔８は下面にと、個別流路１２を構成する各部分が異なる位置に互いに近接して配設され、加圧室１０を介してマニホールド５と吐出孔８とが繋がる構成を有している。

各プレートに形成された孔について説明する。これらの孔には、次のようなものがある。第１に、キャビティプレート４ａに形成された加圧室１０である。第２に、加圧室１０の一端からマニホールド５へと繋がる個別供給流路１４を構成する連通孔である。この連通孔は、ベースプレート４ｂ（詳細には加圧室１０の入り口）からサプライプレート４ｃ（詳細にはマニホールド５の出口）までの各プレートに形成されている。なお、この個別供給流路１４には、アパーチャプレート４ｃに形成されている、流路の断面積が小さくなっている部位であるしぼり６が含まれている。

第３に、加圧室１０の個別供給路１４が繋がっている端と反対の他端から吐出孔８へと連通する流路を構成するディセンダ７である。ディセンダ７は、ベースプレート４ｂからカバープレート４ｋまでの各プレートに形成されている。

第４に、副マニホールド５ｂを構成する連通孔である。この連通孔は、マニホールドプレート４ｅ〜４ｊに形成されている。マニホールドプレート４ｅ〜４ｊには、副マニホールド５ｂを構成するように隔壁１５となる仕切り部が残るように孔が形成されている。各マニホールドプレート４ｅ〜４ｊにおける仕切り部は、ハーフエッチングした支持部（図では省略してある）で各マニホールドプレート４ｅ〜４ｊと繋がった状態にされる。

第１〜４の連通孔が相互に繋がり、マニホールド５からの液体の流入口（マニホールド５の出口）から吐出孔８に至る個別流路１２を構成している。マニホールド５に供給された液体は、以下の経路で吐出孔８から吐出される。まず、マニホールド５から上方向に向かって、個別供給流路１４に入り、しぼり６の一端部に至る。次に、しぼり６の延在方向に沿って水平に進み、しぼり６の他端部に至る。そこから上方に向かって、加圧室１０の一端部に至る。さらに、加圧室１０の延在方向に沿って水平に進み、加圧室１０の他端部に至る。加圧室１０からディセンダ７に入った液体は、水平方向にも移動しつつ、主に下
方に向かい、下面に開口した吐出孔８に至って、外部に吐出される。

圧電アクチュエータ基板２１は、圧電体である２枚の圧電セラミック層２１ａ、２１ｂからなる積層構造を有している。これらの圧電セラミック層２１ａ、２１ｂはそれぞれ２０μｍ程度の厚さを有している。圧電アクチュエータ基板２１の圧電セラミック層２１ａの下面から圧電セラミック層２１ｂの上面までの厚さは４０μｍ程度である。圧電セラミック層２１ａ、２１ｂのいずれの層も複数の加圧室１０を跨ぐように延在している。これらの圧電セラミック層２１ａ、２１ｂは、例えば、強誘電性を有する、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系、ＮａＮｂＯ_３系、ＢａＴｉＯ_３系、（ＢｉＮａ）ＮｂＯ_３系、ＢｉＮａＮｂ_５Ｏ_１５系などのセラミックス材料からなる。なお、圧電セラミック層２１ａは、振動板として働いており、必ずしも圧電体である必要はなく、代わりに、圧電体でない他のセラミック層や金属板を用いてもよい。

圧電アクチュエータ基板２１は、Ａｇ−Ｐｄ系などの金属材料からなる共通電極２４およびＡｕ系などの金属材料からなる個別電極２５を有している。共通電極２４の厚さは２μｍ程度であり、個別電極２５の厚さは、１μｍ程度である。

個別電極２５は、圧電アクチュエータ基板２１の上面における各加圧室１０に対向する位置に、それぞれ配置されている。個別電極２５は、平面形状が加圧室本体１０ａより一回り小さく、加圧室本体１０ａとほぼ相似な形状を有している個別電極本体２５ａと、個別電極本体２５ａから引き出されている引出電極２５ｂとを含んでいる。引出電極２５ｂの一端の、加圧室１０と対向する領域外に引き出された部分には、接続電極２６が配置されている。接続電極２６は例えば銀粒子などの導電性粒子を含んだ導電性樹脂であり、５〜２００μｍ程度の厚さで形成されている。また、接続電極２６は、信号伝達部６０に設けられた電極と電気的に接合されている。

詳細は後述するが、個別電極２５には、制御部８８から信号伝達部６０を通じて駆動信号が供給される。駆動信号は、印刷媒体Ｐの搬送速度と同期して一定の周期で供給される。

共通電極２４は、圧電セラミック層２１ｂと圧電セラミック層２１ａとの間の領域に面方向のほぼ全面にわたって形成されている。すなわち、共通電極２４は、圧電アクチュエータ基板２１に対向する領域内のすべての加圧室１０を覆うように延在している。共通電極２４は、圧電セラミック層２１ｂ上に個別電極４４からなる電極群を避ける位置に形成されている共通電極用表面電極３８に、圧電セラミック層２１ｂを貫通して形成された貫通導体を介して繋がっている。また、共通電極２４は、共通電極用表面電３８を介して接地され、グランド電位に保持されている。共通電極用表面電極３８は、個別電極２５と同様に、制御部８８と直接あるいは間接的に接続されている。

圧電セラミック層２１ｂの個別電極２５と共通電極２４とに挟まれている部分は、厚さ方向に分極されており、個別電極２５に電圧を印加すると変位する、ユニモルフ構造の変位素子３０となっている。より具体的には、個別電極２５を共通電極２４と異なる電位にして圧電セラミック層２１ｂに対してその分極方向に電界を印加したとき、この電界が印加された部分が、圧電効果により歪む活性部として働く。この構成において、電界と分極とが同方向となるように、制御部８８により個別電極２５を共通電極２４に対して正または負の所定電位にすると、圧電セラミック層２１ｂの電極に挟まれた部分（活性部）が、面方向に収縮する。一方、非活性層の圧電セラミック層２１ａは電界の影響を受けないため、自発的には縮むことがなく活性部の変形を規制しようとする。この結果、圧電セラミック層２１ａと圧電セラミック層２１ｂとの間で分極方向への歪みに差が生じて、圧電セラミック層２１ａは加圧室１０側へ凸となるように変形（ユニモルフ変形）する。

続いて、液体の吐出動作について、説明する。制御部８８からの制御でドライバＩＣなどを介して、個別電極２５に供給される駆動信号により、変位素子３０が駆動（変位）させられる。本実施形態では、様々な駆動信号で液体を吐出させることができるが、ここでは、いわゆる引き打ち駆動方法について説明する。

あらかじめ個別電極２５を共通電極２４より高い電位（以下高電位と称す）にしておき、吐出要求がある毎に個別電極２５を共通電極２４と一旦同じ電位（以下低電位と称す）とし、その後所定のタイミングで再び高電位とする。これにより、個別電極２５が低電位になるタイミングで、圧電セラミック層２１ａ、２１ｂが元の（平らな）形状に戻り（始め）、加圧室１０の容積が初期状態（両電極の電位が異なる状態）と比較して増加する。これにより、加圧室１０内の液体に負圧が与えられる。そうすると、加圧室１０内の液体が固有振動周期で振動し始める。具体的には、最初、加圧室１０の体積が増加し始め、負圧は徐々に小さくなっていく。次いで加圧室１０の体積は最大になり、圧力はほぼゼロとなる。次いで加圧室１０の体積は減少し始め、圧力は高くなっていく。その後、圧力がほぼ最大になるタイミングで、個別電極２５を高電位にする。そうすると最初に加えた振動と、次に加えた振動とが重なり、より大きい圧力が液体に加わる。この圧力がディセンダ７内を伝搬し、吐出孔８から液体を吐出させる。

つまり、高電位を基準として、一定期間低電位とするパルスの駆動信号を個別電極２５に供給することで、液滴を吐出できる。このパルス幅は、加圧室１０の液体の固有振動周期の半分の時間であるＡＬ（Acoustic Length）とすると、原理的には、液体の吐出速度
および吐出量を最大にできる。加圧室１０の液体の固有振動周期は、液体の物性、加圧室１０の形状の影響が大きいが、それ以外に、圧電アクチュエータ基板２１の物性や、加圧室１０に繋がっている流路の特性からの影響も受ける。

なお、パルス幅は、吐出される液滴を１つにまとめるようにするなど、他に考慮する要因もあるため、実際は、０．５ＡＬ〜１．５ＡＬ程度の値にされる。また、パルス幅は、ＡＬから外れた値にすることで、吐出量を少なくすることができるため、吐出量を少なくするためにＡＬから外れた値にされる。

ディセンダ７は、加圧室１０と吐出孔８とを繋いでいる流路であり、液体が流れる流路の一部分を構成している部分流路である。また、ディセンダ７は、プレート４ｂ〜４ｋに配置されている。ディセンダ７では、液体が積層方向に流れる。液体は主に加圧室面４−２から吐出孔面４−１に向かって流れるが、ディセンダ７が繋がっている加圧室１０の端部と、吐出孔８とは平面方向の位置が異なっているため、液体は少しずつ平面方向にずれながら流れる。別の表現をすれば、ディセンダ７は、積層方向に対して傾いている。

ディセンダ７を構成しているディセンダ孔７ｂ〜７ｋには、製造のばらつきにより、ある程度の位置ずれが生じる。特に、ディセンダ７が積層方向に対して傾いている場合は、ディセンダ７の傾きの方向と位置ずれの方向との関係により、流路特性の変わり方が大きく異なる。傾きと位置ずれ方向が９０度違っている場合と比較すると、傾きと位置ずれ方向が同じ場合は、両者が重なって、ディセンダ７の途中に断面積がより狭い部分ができるため、流路特性の変わり方が大きくなり、吐出特性への影響も大きくなると考えられる。

また、位置ずれには、各プレートにおいて、個別のディセンダ孔の位置がずれる場合や、プレートの積層がずれて、そのプレートに配置されているディセンダ孔が全体にずれる場合がある。本実施形態のヘッド本体２ａには、様々な方向に傾いたディセンダ７が存在する。プレートの積層ずれが起きると、例えば、ある方向に傾いたディセンダ７では、液滴量が増え、別の方向に傾いたディセンダ７では、液滴量が減ることがあり、ヘッド本体
２ａ全体のばらつきが大きくなり、印刷精度が低下するおそれがある。

そこで、３層以上のプレートが積層されて構成されているディセンダ７を、次のように構成する。図５（ｂ）は、その構成の実施形態であり、図５（ａ）のディセンダ７の一部を拡大した縦断面図である。なお、図５（ａ）では、エッチングにより形成されたディセンダ７の細部の形状は省略して描いている。また、図５（ｃ）は、ディセンダ７を構成する孔の開口の配置を示した平面図である。図５（ｃ）において、第１孔７ｃの下側（第２プレート４ｄ側）の開口７ｃｂの内側は、図の右上から左下へ向かう斜線でハッチングしており、第３孔７ｅの上側（第２プレート４ｄ側）の開口７ｅａの内側は、図の左上から右下へ向かう斜線でハッチングしている。

連続して積層されている３枚のプレートを上から順に第１プレート４ｃ、第２プレート４ｄ、第３プレート４ｅとする。なお、第１プレート４ｃ、第２プレート４ｄ、第３プレート４ｅの各々は、複数の構成要素が接合されて構成された複合体であっても構わない。ここでは、第１プレート４ｃは、前述したアパーチャ（しぼり）プレート４ｃであり、第２プレート４ｄは、前述したサプライプレート４ｄであり、第３プレート４ｅは、前述したマニホールドプレート４ｅである。そして、第１プレート４ｃにディセンダ７の一部となる第１孔７ｃを配置し、第２プレート４ｄにディセンダ７の一部となる第２孔７ｄを配置し、第３プレート４ｅにディセンダ７の一部となる第３孔７ｅを配置する。

そして、平面視したときに、第１孔７ｃの下側（第２プレート４ｄ側）の開口７ｃｂおよび第３孔７ｅの上側（第２プレート４ｄ側）の開口７ｅａに含まれる領域が存在し、第１孔７ｃの下側の開口７ｃｂに含まれ、かつ第３孔７ｅの上側の開口７ｅａに含まれない領域が存在し、第３孔７ｅの上側の開口７ｅａに含まれ、かつ第１孔７ｃの下側７ｃｂの開口に含まれない領域が存在する。そして、第１孔７ｃの下側の開口７ｃｂおよび第３孔７ｅの上側の開口７ｅａは、第２孔７ｄの内側に納まっている。すなわち、平面視したときに、第１孔７ｃの第２プレート４ｄ側の開口７ｃｂおよび第３孔７ｅの第２プレート４ｄ側の開口７ｅａの各々は、互いに重なる領域と、互いに重ならない領域とを有している。そして、平面視したときに、第１孔７ｃの第２プレート４ｄ側の開口７ｃｂおよび第３孔７ｅの第２プレート４ｄ側の開口７ｅａは、第２孔７ｄの内側に納まっている。

なお、第１孔７ｃの下側の開口７ｃｂおよび第３孔７ｅの上側の開口７ｅａが第２孔７ｄの内側に納まっている状態とは、図５（ｃ）に示すように、平面視した際に、第１孔７ｃの下側の開口７ｃｂが第２孔７ｄの上側（第１プレート４ｃ側）の開口７ｄａの内側に納まっており、且つ第３孔７ｅの上側の開口７ｅａが第２孔７ｄの下側（第３プレート４ｅ側）の開口７ｄｂの内側に納まっている状態を意味する。また、本明細書において、単に平面視すると記載した場合には、プレート４ａ〜４ｍの積層方向から平面視することを意味する。

実際に作製された流路部材４において、流路部材４を平面視して、第１孔７ｃの下側の開口７ｃｂが第２孔７ｄの上側の開口７ｄａの内側に納まっていることや、第３孔７ｅの上側の開口７ｅａが第２孔７ｄの下側の開口７ｄｂの内側に納まっていることを、確認するのは困難である。そこで、実際の流路部材４において確認する場合には、１つのディセンダ７において、図５（ｂ）に示すような１つの縦断面を観察し、その断面において、第１孔７ｃの下側の開口７ｃｂが第２孔７ｄの上側の開口７ｄａの内側に納まっており、且つ第３孔７ｅの上側の開口７ｅａが第２孔７ｄの下側の開口７ｄｂの内側に納まっていることを確認すれば良い。

平面視したときに、第１孔７ｃの下側の開口７ｃｂおよび第３孔７ｅの上側の開口７ｅａの両方に含まれる領域が存在し、第１孔７ｃの下側の開口７ｃｂに含まれ、かつ第３孔
７ｅの上側の開口７ｅａに含まれない領域が存在し、第３孔７ｅの上側の開口７ｅａに含まれ、かつ第１孔７ｃの下側７ｃｂの開口に含まれない領域が存在することを確認するときも同様である。実際の流路部材４において確認する場合には、１つのディセンダ７の１つの縦断面を観察し、その断面において、第１孔７ｃの下側の開口７ｃｂおよび第３孔７ｅの上側の開口７ｅａの両方に含まれる領域が存在し、第１孔７ｃの下側の開口７ｃｂに含まれ、かつ第３孔７ｅの上側の開口７ｅａに含まれない領域が存在し、第３孔７ｅの上側の開口７ｅａに含まれ、かつ第１孔７ｃの下側７ｃｂの開口に含まれない領域が存在することを確認すれば良い。

第１孔７ｃの下側の開口７ｃｂおよび第３孔７ｅの上側の開口７ｅａに含まれる領域が存在することで、第１孔７ｃから第３孔７ｅまでの液体がスムースに流れるようになる。第１孔７ｃの下側の開口７ｃｂに含まれ、かつ第３孔７ｅの上側の開口７ｅａに含まれない領域が存在し、第３孔７ｅの上側の開口７ｅａに含まれ、かつ第１孔７ｃの下側の開口７ｃｂに含まれない領域が存在することにより、第１孔７ｃと第３孔７ｅとがずれていることを意味し、これにより、液体が加圧室面４−２から吐出孔面４−１に向かう際に、平面方向に移動するようになる。さらに、第１孔７ｃの下側の開口７ｃｂおよび第３孔７ｅの上側の開口７ｅａは、第２孔７ｄの内側に納まっているようにすることで、各孔の間で位置ずれが生じた際の影響を小さくできる。

このよう配置は、ディセンダ７以外の、液体が積層方向に流れる流路においても有効である。ディセンダ７では、その内部を伝わる圧力の変化が直接的に吐出特性に影響を与えるため、特にこのような配置にする必要性が高い。また、ディセンダ７では、単に圧力の強弱が、吐出速度や吐出量に影響するだけでなく、ディセンダ７の中の圧力の伝わり方により、吐出孔８から吐出される液体の方向がわずかに変わることでも吐出に影響を与えるため、このような配置にする必要性が高い。

平面視した際に、第２孔７ｄの上側の開口７ｄａと下側の開口７ｄｂとをずらして配置してもよい。これにより、上側の開口７ｄａと下側の開口７ｄｂとを同じ位置に配置した場合と比較して、第１孔７ｃの下側の開口７ｃｂおよび第３孔７ｅの上側の開口７ｅａが第２孔７ｄの内側に納まるようにしつつ、第２孔７ｄの上側の開口７ｄａの面積および第２孔７ｄの下側の開口７ｄｂの面積を小さくできる。ディセンダ７の途中で断面積が変わる部分があると、境界で一部の圧力波が反射するなど圧力波が伝わり難いことがある。しかし、第２孔７ｄの上側の開口７ｄａと下側の開口７ｄｂとをずらして配置することにより、第１孔７ｃの下側の開口７ｃｂの面積に対する第２孔７ｄの上側の開口７ｄａの面積の増加の割合を小さくできるとともに、第２孔７ｄの下側の開口７ｄｂの面積に対する第３孔７ｅの上側の開口７ｅａの面積の減少の割合を小さくでき、圧力波の伝達効率を高くできる。

この場合、第２孔７ｄの上側の開口７ｄａの面積重心に対する第２孔７ｄの下側の開口７ｄｂの面積重心の方向を、第１孔７ｃの下側の開口７ｃｂの面積重心に対する第３孔７ｅの上側の開口７ｅａの面積重心の方向と同じ方向にすれば、ディセンダ７による液体の平面方向への移動を行ないながら、上述のように、圧力の伝達効率を高くできる。ここで、同じ方向とは、上述の２つの方向の成す角度が９０度より小さいことを意味し、２つの方向の成す角度は、さらに６０度以下、特に３０度以下であることが好ましい。

第２孔７ｄの上側の開口７ｄａと第２孔７ｄの下側の開口７ｄｂとをずらして配置することにより、第１孔７ｃの下側の開口７ｃｂが、第２孔７ｄの上側の開口７ｄａの内側に納まっているようにするとともに、第１孔７ｃの下側の開口７ｃｂが、第２孔７ｄの下側の開口７ｄｂに含まれない領域を有するようにすることができる。また、第３孔７ｅの上側の開口７ｅａが、第２孔７ｄの下側の開口７ｄｂの内側に納まっているようにするとと
もに、第３孔７ｅの上側の開口７ｅａが、第２孔７ｄの上側の開口７ｄａに含まれない領域を有するようにすることもできる。これにより、圧力の伝達効率の低下を防止しつつ、液体を滑らかに平面方向へ移動させることができる。

なお、実際に作製された流路部材４において、流路部材４を平面視して、第１孔７ｃの下側の開口７ｃｂが第２孔７ｄの上側の開口７ｄａの内側に納まっているとともに、第２孔７ｄの下側の開口７ｄｂに含まれない領域が第１孔７ｃの下側の開口７ｃｂに存在することを確認することや、第３孔７ｅの上側の開口７ｅａが第２孔７ｄの下側の開口７ｄｂの内側に納まっているとともに、第２孔７ｄの上側の開口７ｄａに含まれない領域が第３孔７ｅの上側の開口７ｅａに存在することを確認することは困難である。そこで、実際の流路部材４において確認する場合には、１つのディセンダ７の１つの縦断面を観察し、その断面において、第１孔７ｃの下側の開口７ｃｂが第２孔７ｄの上側の開口７ｄａの内側に納まっているとともに、第２孔７ｄの下側の開口７ｄｂに含まれない領域が第１孔７ｃの下側の開口７ｃｂに存在することを確認し、第３孔７ｅの上側の開口７ｅａが第２孔７ｄの下側の開口７ｄｂの内側に納まっているとともに、第２孔７ｄの上側の開口７ｄａに含まれない領域が第３孔７ｅの上側の開口７ｅａに存在することを確認すれば良い。

第１プレート４ｃ、第２プレート４ｄおよび第３プレート４ｅの中では、第２プレート４ｄがもっとも厚いことが好ましい。第２プレート４ｄの第２孔７ｄは、第１孔７ｃの下側の開口７ｃｂおよび第３孔７ｅの上側の開口７ｅａより大きくなる。そのため、第２孔７ｄの周縁部には、液体の流れ難い領域が存在することになる。第２プレート４ｄが薄いと、第２プレート４ｄにおける、液体が流れる方向の長さに対する、第２孔７ｄの液体の流れにくい外周の領域の広がりが大きくなり、より液体が滞留しやすくなるので、第２プレート４ｄは厚い方が好ましい。逆に言えば、厚いプレートにおいて、孔の断面積を広くして、その孔を第２孔７ｄとするのが好ましい。さらに言えば、第２プレート４ｄは、ディセンダ孔４ｂ〜４ｋが配置されているプレート４ｂ〜４ｋの中でもっとも厚いプレートであるのが好ましい。

ディセンダ７は、積層方向に対して斜めになっているが、ディセンタ７単体としては、ディセンタ孔７ｂ〜７ｋが、ほぼ直線状に連なって構成されている。プレート４ｂ〜４ｋの積層ずれは、プレート４ｂ〜４ｋの厚みとはあまり関係なく生じると考えられるが、積層ずれの影響は、プレート４ｂ〜４ｋの厚みによって差が生じる。

本実施形態では、第２孔７ｄの断面積を大きくしているが、説明のため、そのような構成ではなく、第２孔も、第１孔および第３孔と同じ断面積になっている流路部材を考える。ディセンダ孔は、直線状に連なっているので、プレートに積層ずれが生じると、ディセンダの一部が元の直線状からずれた形状になる。直線状からずれるのであるから、このずれにより、ディセンダの長さ（より正確には、ディセンダの中心に沿った長さのことである。ここでの中心とは液体の流れの中心であるので、その連なりは斜めの直線状である）は少し長くなる。より詳細には、積層ずれにより、プレート内での液体の流れがより斜めになってしまうプレートができてしまうので、その分の液体の流れる長さ（以下で流路長と言うことがある）が長くなる。ここで、厚みの薄いプレートもしくは、その上下に積層されているプレートに積層ずれが生じて、厚みの薄いプレートに流れる液体の流れがより斜めになる場合を考える。同じ量の積層ずれが生じた場合であっても、プレートの厚みが他のプレートよりも薄いと、そのプレートに配置された孔に流れる液体の流れはより斜めになり、流路長はより長くなる。つまり、薄いプレートでは、積層ずれの影響が大きくなる。その影響を少なくするには、薄いプレートに隣接するプレートの孔を大きくして第２孔とするのが好ましい。

このため、本実施形態においては、厚みの薄い第１プレート４ｃのすぐ下に積層されて
いる第２プレート４ｄに配置されている孔を、断面積の大きい第２孔７ｄとしている。なお、積層ずれの影響の低減だけを考えれば、厚みの薄い第１プレート４ｃにある第１孔７ｃの断面積を大きくするのが好ましいが、そのようにすると、上述のように液体が滞留する影響が大きくなるので、厚みの薄い第１プレート４ｃの下の第２プレート４ｄに配置された第２孔７ｄの断面積を大きくするのが良い。

上述の観点からすれば、そもそも他のプレートに対して極端に薄いプレートを設けることはあまり望ましくはないが、本実施形態では、加圧室１０とマニホールド５とを繋いでいるしぼり６の一部に流路抵抗が高くそのばらつきが小さい流路を作るために、第１プレート４ｃを薄くしている。本実施形態の液体吐出ヘッド２は、引き打ち駆動によって液体の吐出を行なう。このため、加圧室１０からマニホールド５に向かう圧力波の一部を反射するために、しぼり６における流路抵抗を高くする必要がある。また、その流路抵抗の値により、反射の仕方が変わるので、流路抵抗のばらつきは小さいことが好ましい。液体が積層方向に流れる流路で、流路抵抗の高い流路を構成しようとすると、開口面積が小さくなるので、形成時の開口面積のばらつきや、積層時の位置ずれの影響が大きくなり、ばらつきを小さくするのが難しい。液体が水平方向に流れる流路で、流路抵抗を高くする際に、流路の幅（正確にはプレートの開口の幅）を小さくすると、形成時の開口幅のばらつきの割合が大きくなるので、極端に狭くするのは難しい。しかし、しぼり６の液体を流れる方向に対する断面積を狭くしないと、必要な流路抵抗を得るためのしぼり６の長さが長くなり流路部材４が大きくなってしまう。以上のような理由から、しぼり６の流路抵抗の高い部分は、１枚のプレートにおいて、水平方向に流れる流路で構成して、そのプレートを薄くするのが好ましい。そのため、本実施形態の流路部材４では、第１プレート４ｃの厚さを２５μｍと薄くし、その影響が出難いように、第２プレート４ｄの第２孔７ｄを大きくするとともに、第２プレート４ｄの厚みを１５０μｍと厚くしている。なお、他のプレート４ｂ、４ｅ〜４ｋの厚みは１００μｍである。以上をまとめると、断面積の大きい第２孔７ｄを、厚さの異なる第１プレート４ｃおよび第３プレート４ｅの間に積層されている第２プレート４ｄに配置するのが好ましい。これにより、第１プレート４ｃおよび第３プレート４ｅのうちで、厚さの薄い方のプレートに起因する位置ずれの影響を小さくできる。

このような構成は、第１プレート４ｃの上に積層されているプレート４ｂに配置されているディセンダ孔７ｂが、平面視した際に、第１孔７ｃに対して、第２孔７ｄの反対側に配置されている場合に特に有効である。また、このような構成は、第３プレート４ｅの下に積層されているプレート４ｆに配置されているディセンダ孔７ｆが、平面視した際に、第３孔７ｅに対して、第２孔７ｄの反対側に配置されている場合に特に有効である。

本実施形態では、第２孔７ｄの積層方向に直交に対する断面形状は、円形状となっているが、長円形状としてもよい。なお、長円形状とは、数学的な楕円形のみではなく、円を１つの方向に引き延ばしたような形状を含む形状を意味する。平面視した際の第１孔７ｃの下側の開口７ｃｂと第３孔７ｅの上側の開口７ｅａとの距離が離れている場合に、第２孔７ｄの積層方向に直交に対する断面形状を、第１孔７ｃの下側の開口７ｃｂの面積重心と第３孔７ｅの上側の開口７ｅａの面積重心とを結ぶ方向に長い長円形状にすることにより、その方向に直交する方向の幅をあまり大きくせずに、第１孔７ｃの下側の開口７ｃｂと第３孔７ｅの上側の開口７ｅａとを第２孔７ｄで繋ぐことができる。すなわち、第２孔７ｄは、積層方向に直交に対する断面形状が長円形状であり、かつ流路部材４を平面視したとき、第１孔７ｃの第２プレート４ｄ側の開口７ｃｂの面積重心と第３孔７ｅの第２プレート４ｄ側の開口７ｅａの面積重心とを結ぶ方向に長くすると良い。

続いて、第１孔７ｃから第３孔７ｅまでの傾きの方向についてさらに説明する。図６は、加圧室１０と吐出孔８との配置の関係を示した模式的な平面図である。図６には、互い
に異なる副マニホールド５ｂに接続されているとともに互いに隣り合って配置された２つの加圧室１０と、それぞれの加圧室１０に繋がっている吐出孔８とが示されている。２つの加圧室１０は、同じ加圧室列に属するものであり、ヘッド本体２ａの短手方向に伸びる仮想直線Ｌに沿って配置されている。

仮想直線Ｌに沿って配置された加圧室列に属する加圧室１０に繋がっている吐出孔８は、流路部材４の長さ方向において、図６にＲで示す範囲内にある。そして、仮想直線Ｌに沿って配置された加圧室列に属する３２個の加圧室１０に繋がっている３２個の吐出孔８の、流路部材４の長さ方向における位置を、破線の円で示している。そして、図６に示した２個の加圧室に繋がっている２個の吐出孔８の位置を塗りつぶした円で描いている。各吐出孔８の間隔は一定である（図ではｄ［μｍ］で示している）。

ディセンダ７を構成しているディセンダ孔７ｂ〜７ｋは、ディセンダ孔７ｂの上側の開口と吐出孔８とを結ぶ直線に沿って配置されている。複雑になるため、図６では、ディセンダ孔７ｃ〜７ｋの図示を省略し、ディセンダ孔７ｂの上側の開口と、吐出孔８と、ディセンダ孔７ｂの上側の開口と吐出孔８とを結ぶ直線と、を示してある。

図６において、図の上方に描いてある加圧室１０に繋がっているディセンダ７のディセンダ孔７ｂの上側の開口の面積重心はＣ１であり、そこから繋がっている吐出孔８の位置はＣ２である。Ｃ１からＣ２に向かう方向は、このディセンダ７の第１孔７ｃの下側の開口７ｃｂの面積重心から第３孔７ｅの上側の開口７ｅａの面積重心に向かう方向と一致している。図６の下方に描いてある加圧室１０に繋がっているディセンダ７のディセンダ孔７ｂの上側の開口の面積重心は、Ｃ３であり、そこから繋がっている吐出孔８の位置はＣ４である。Ｃ３からＣ４に向かう方向は、このディセンダ７の第１孔７ｃの下側の開口７ｃｂの面積重心から第３孔７ｅの上側の開口７ｅａの面積重心に向かう方向と一致している。

Ｃ１からＣ２へ向かう第１方向Ｄ１とＣ３からＣ４へ向かう第２方向Ｄ２との成す角度は、仮想直線Ｌと第１方向Ｄ１とが成す角度θ１と、仮想直線Ｌと第２方向Ｄ２とが成す角度θ２との合計であり、１８０度にわずかに足りない角度となっている。これは、これら２つのディセンダ７の傾きが、ほぼ反対方向に向いていることを表している。すなわち、第１孔７ｃの下側の開口７ｃｂに対する第３孔７ｅの上側の開口７ｅａの位置が、２つのディセンダ７において、ほぼ反対になっていることを表している。

このような配置になっている場合において、第１プレート４ｃ、第２プレート４ｄおよび第３プレート４ｅの積層ずれが、Ｃ１からＣ２の方向、あるいはその逆方向に生じると、２つのディセンダ７では、吐出量や吐出速度の傾向が異なることになる。例えば、一方のディセンダ７からの吐出量は増えるのに対して、他方のディセンダ７からの吐出量は減ることがある。

ヘッド本体２ａにおける第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２との成す角度の最大値が、９０度より大きいヘッド本体２ａでは、そのような状態のディセンダ７間の吐出特性の差が大きくなる。したがって、そのようなヘッド本体２ａでは、上述のような第１孔７ｃ、第２孔７ｄおよび第１孔７ｅの構成を用いるのが有用である。第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２との成す角度の最大値が、１３５度以上であるヘッド本体２ａでは、特に有用である。

１・・・カラーインクジェットプリンタ
２・・・液体吐出ヘッド
２ａ・・・ヘッド本体
４・・・流路部材
４ａ〜４ｍ・・・（流路部材の）プレート
４ｃ・・・第１プレート
４ｄ・・・第２プレート
４ｅ・・・第３プレート
４−１・・・吐出孔面
４−２・・・加圧室面
５・・・マニホールド
５ａ・・・（マニホールドの）開口
５ｂ・・・副マニホールド
６・・・しぼり
７・・・ディセンダ
７ｃ・・・第１孔（ディセンダ孔）
７ｃｂ・・・第１孔の下側（第２プレート側）の開口
７ｄ・・・第２孔（ディセンダ孔）
７ｄａ・・・第２孔の上側（第１プレート側）の開口
７ｄｂ・・・第２孔の下側（第３プレート側）の開口
７ｅ・・・第３孔（ディセンダ孔）
７ｅａ・・・第３孔の上側（第２プレート側）の開口
７ｂ、７ｇ・・・ディセンダ孔
８・・・吐出孔
９・・・吐出孔行
１０・・・加圧室
１１・・・加圧室行
１２・・・個別流路
１４・・・個別供給流路
１５・・・隔壁
１６・・・ダミー加圧室
２１・・・圧電アクチュエータ基板
２１ａ・・・圧電セラミック層（振動板）
２１ｂ・・・圧電セラミック層
２４・・・共通電極
２５・・・個別電極
２５ａ・・・個別電極本体
２５ｂ・・・引出電極
２６・・・接続電極
２８・・・共通電極用表面電極
３０・・・変位素子
６０・・・信号伝達部
７０・・・ヘッド搭載フレーム
７２・・・ヘッド群
８０ａ・・・給紙ローラ
８０ｂ・・・回収ローラ
８２Ａ・・・ガイドローラ
８２Ｂ・・・搬送ローラ
８８・・・制御部
Ｐ・・・印刷用紙

Claims (13)

1. 部分流路を含む流路を有する液体吐出ヘッド用の流路部材であって、
   該流路部材は、積層された複数のプレートを含み、該複数のプレートは、連続して積層されている第１プレート、第２プレートおよび第３プレートを含み、
   前記第１プレートは、該第１プレートを貫通しており、前記部分流路の一部を構成している、第１孔を有しており、
   前記第２プレートは、該第２プレートを貫通しており、前記部分流路の一部を構成している、第２孔を有しており、
   前記第３プレートは、該第３プレートを貫通しており、前記部分流路の一部を構成している、第３孔を有しており、
   前記流路部材を平面視したとき、
   前記第２孔の前記第１プレート側の開口および前記第２孔の前記第３プレート側の開口は、互いに重なる領域と、互いに重ならない領域とが存在し、
   前記第１孔の前記第２プレート側の開口は、前記第２孔の前記第１プレート側の開口よりも小さく、且つ前記第２孔の前記第１プレート側の開口の内側に位置しており、
   前記第３孔の前記第２プレート側の開口は、前記第２孔の前記第３プレート側の開口よりも小さく、且つ前記第２孔の前記第３プレート側の開口の内側に位置していることを特徴とする液体吐出ヘッド用の流路部材。
2. 前記流路部材には、吐出孔および加圧室が配置されており、前記部分流路は、前記加圧室および前記吐出孔と繋がっ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用の流路部材。
3. 前記流路部材を平面視したとき、
   前記第２孔の前記第１プレート側の開口の面積重心に対する当該第２孔の前記第３プレート側の開口の面積重心の方向は、
   前記第１孔の前記第２プレート側の開口の面積重心に対する前記第３孔の前記第２プレート側の開口の面積重心の方向と同じ方向であることを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド用の流路部材。
4. 前記流路部材を平面視したとき、
   前記第１孔の前記第２プレート側の開口は、前記第２孔の前記第３プレート側の開口に含まれない領域を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液体吐出ヘッ
   ド用の流路部材。
5. 前記流路部材を平面視したとき、
   前記第３孔の前記第２プレート側の開口は、前記第２孔の前記第１プレート側の開口に含まれない領域を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液体吐出ヘッド用の流路部材。
6. 前記第１プレート、前記第２プレートおよび前記第３プレートの中で、前記第２プレートがもっとも厚いことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液体吐出ヘッド用の流路部材。
7. 前記第１プレートの厚みと前記第３プレートの厚みとが異なることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の液体吐出ヘッド用の流路部材。
8. 前記第２孔は、積層方向に直交する断面が長円形状であり、かつ前記流路部材を平面視したとき、前記第１孔の前記第２プレート側の開口の面積重心と前記第３孔の前記第２プレート側の開口の面積重心とを結ぶ方向に長いことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の液体吐出ヘッド用の流路部材。
9. 前記部分流路と同じ構成を有する複数の部分流路と、複数の吐出孔と、複数の加圧室と、を有しており、
   前記複数の部分流路は、前記複数の吐出孔と前記複数の加圧室とをそれぞれ繋いでおり、
   前記流路部材を平面視したとき、
   １つの前記部分流路における、前記第１孔の前記第２プレート側の開口の面積重心から前記第３孔の前記第２プレート側の開口の面積重心に向かう第１方向と、
   他の前記部分流路における、前記第１孔の前記第２プレート側の開口の面積重心から前記第３孔の前記第２プレート側の開口の面積重心に向かう第２方向との成す角度が９０度より大きいことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の液体吐出ヘッド用の流路部材。
10. 前記部分流路と同じ構成を有する複数の部分流路と、複数の吐出孔と、複数の加圧室と、を有しており、
    前記複数の部分流路は、前記複数の吐出孔と前記複数の加圧室とをそれぞれ繋いでおり、
    前記複数の加圧室は、１６列の加圧室列を含んでいることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の流路部材。
11. 前記複数の加圧室の各々は、平面視において、前記加圧室が列を成す方向の寸法が、前記加圧室が列を成す方向に直交する方向の寸法よりも小さい形状を有していることを特徴とする請求項１０に記載の流路部材。
12. 請求項１〜１１のいずれかに記載の液体吐出ヘッド用の流路部材と、前記流路内の液体を加圧する加圧部とを備えていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
13. 請求項１２に記載の液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記液体吐出ヘッドを制御する制御部を備えていることを特徴とする記録装置。

Images