JP6313187B2 - 液体吐出ヘッドおよび記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体吐出ヘッドおよび記録装置に関する。

従来、印刷用ヘッドとして、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液体吐出ヘッドが知られている。例えば、複数のノズル、ノズルと連通する複数のポンプ室、および下方に向けて延び、ノズルとポンプ室とを連通する複数の下降流路を備える複数の各流路経路を備えたモジュール基板と、ポンプ室を加圧する多数の圧電アクチュエータ構造体を備える液体吐出ヘッドが知られている（特許文献１を参照）。

特開２０１４−１７０９３２号公報

しかしながら、上記液体吐出ヘッドでは、隣接するポンプ室同士の構造クロストークが未だ問題である。

本発明の第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドは、複数の吐出孔、前記吐出孔と連通する複数の加圧室、および下方に向けて延び、前記吐出孔と前記加圧室とを連通する複数の第１流路を備える複数の吐出ユニットを備えた流路部材と、前記加圧室を加圧する加圧部とを備える。前記加圧室は、平面視して、前記加圧室の面積重心を通る第１仮想線が第１方向に延びるように配置されている。前記吐出ユニットは、第１方向に配列された第１吐出ユニットと第２吐出ユニットとを備えている。前記第１吐出ユニットは、平面視して、前記第１吐出ユニットの前記第１流路の面積重心および前記加圧室の面積重心を結んだ第２仮想線を有している。前記第２吐出ユニットは、平面視して、前記第２吐出ユニットの前記第１流路の面積重心および前記加圧室の面積重心を結んだ第３仮想線を有している。前記吐出ユニットは、平面視して、前記第１仮想線と前記第２仮想線とがなす第１角と、前記第１仮想線と前記第３仮想線とがなす第２角との差が、１〜２０°である。
本発明の第２の実施形態に係る液体吐出ヘッドは、複数の吐出孔、前記吐出孔と連通する複数の加圧室、および下方に向けて延び、前記吐出孔と前記加圧室とを連通する複数の第１流路を備える複数の吐出ユニットを備えた流路部材と、前記加圧室を加圧する加圧部とを備える。前記加圧室は、平面視して、前記加圧室の面積重心を通る第１仮想線が第１方向に延びるように配置されている。前記吐出ユニットは、第１方向に配列された第１吐出ユニットと第２吐出ユニットとを備えている。前記第１吐出ユニットは、平面視して、前記第１吐出ユニットの前記第１流路の面積重心および前記加圧室の面積重心を結んだ第
２仮想線を有している。前記第２吐出ユニットは、平面視して、前記第２吐出ユニットの前記第１流路の面積重心および前記加圧室の面積重心を結んだ第３仮想線を有している。前記吐出ユニットは、平面視して、前記第１仮想線と前記第２仮想線とがなす第１角が、前記第１仮想線と前記第３仮想線とがなす第２角と異なる。前記吐出ユニットは、前記加圧室に液体を供給するための供給孔を備えている。前記供給孔と前記第１流路とは、平面視して、前記加圧室内で互いの反対側に設けられている。前記第１吐出ユニットは、平面視して、前記第１吐出ユニットの前記供給孔の面積重心および前記加圧室の面積重心を結んだ第４仮想線を有している。前記第２吐出ユニットは、平面視して、前記第２吐出ユニットの前記供給孔の面積重心および前記加圧室の面積重心を結んだ第５仮想線を有している。前記吐出ユニットは、平面視して、前記第１仮想線と前記第４仮想線とがなす第３角が、前記第１仮想線と前記第５仮想線とがなす第４角と異なる。

本発明の記録装置は、上記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とを備えている。

本発明によれば、構造クロストークを改善することができる。

第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドを搭載した記録装置を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。 図１に示す液体吐出ヘッドを示し、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）図２（ａ）に示すＩ−Ｉ線断面図である。 （ａ）は図１の液体吐出ヘッドの要部であるヘッド本体の平面図、（ｂ）は（ａ）から第２流路部材を除いた平面図である。 図３（ｂ）の一部を拡大して示す拡大平面図である。 （ａ）は図４の一部を拡大して示す拡大平面図、（ｂ）は図５（ａ）に示すＩ−Ｉ線断面図である。 図１に示す液体吐出ヘッドを示し、（ａ）は概略構成を示す平面図、（ｂ）は第１吐出ユニットを拡大して示す平面図、（ｃ）は第２吐出ユニットを拡大して示す平面図である。 吐出孔の配置を模式的に表す図である。 第２の実施形態に係る液体吐出ヘッドを示し、（ａ）は第１吐出ユニットを拡大して示す平面図、（ｂ）は第２吐出ユニットを拡大して示す平面図である。

＜第１の実施形態＞
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を搬送ローラ８０ａから搬送ローラ８０ｂ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とほぼ平行するように平板状のフレーム７０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（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ることで、印刷速度（搬送速度）を速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、５０ｍ／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、布あるいはタイル等の建築資材でもよい。また、プリンタ１を、印刷用紙Ｐの代わりに搬送ベルトを搬送する形態にし、記録媒体は、ロール状のもの以外に、搬送ベルト上に置かれた、枚葉紙や裁断された布、木材、タイルなどにしてもよい。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、制御部８８が、各センサからの情報から分かるプリンタ１の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。特に、液体吐出ヘッド２から吐出される液体の吐出特性（吐出量や吐出速度など）が外部の影響を受けるようであれば、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に加えている圧力に応じて、液体吐出ヘッド２におい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に係る液体吐出ヘッド２について図２〜７を用いて説明する。なお、図３〜６では、図面を分かり易くするために、下方にあって破線で描くべき流路などを実線で描いており、図８においても同様である。また、第１方向をＲ１、第２方向Ｒ２、第３方向Ｒ３として図示している。

液体吐出ヘッド２は、ヘッド本体２ａと、フレキシブル配線基板９０とを備えている。なお、ヘッド本体２ａおよびフレキシブル配線基板９０以外に、金属あるいは樹脂製の筐体、放熱板、ドライバＩＣ、および回路基板などを含んでいてもよい。ヘッド本体２ａは、外部から送られてきた信号に基づき液体を吐出する機能を有している。

フレキシブル配線基板９０は、ヘッド本体２ａに電流を供給する機能、およびヘッド本体２ａに信号を送る機能を有しており、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）などにより形成することができる。フレキシブル配線基板９０は、接続部９０ａにてアクチュエータ基板４０と電気的に接続されており、上方に引き出されている。上方に引き出されたフレキシブル配線基板９０は、一次流路部材６の貫通孔６ａを挿通されている。

ヘッド本体２ａは、一次流路部材６と、二次流路部材４と、アクチュエータ基板４０と
を備えている。二次流路部材４上にアクチュエータ基板４０が設けられており、二次流路部材４上にアクチュエータ基板４０を取り囲むように一次流路部材６が設けられている。なお、一次流路部材６は必ずしも設けなくてもよい。以下、二次供給流路２０および二次回収流路２４が延びる方向を第１方向Ｒ１、アクチュエータ基板４０の短手方向を第２方向Ｒ２、アクチュエータ基板４０の長手方向を第３方向Ｒ３と称する。

一次流路部材６は、第３方向Ｒ３に長く設けられている。一次流路部材６は、外部から供給された液体を二次流路部材４へ供給する機能を有する。二次流路部材４は、第３方向Ｒ３に長く設けられており、一次流路部材６から供給された液体を吐出孔８から吐出するための各種流路を有している。アクチュエータ基板４０は、第３方向Ｒ３に長く設けられており、変位素子５０により加圧室１０内にある液体を個別に加圧する機能を有している。

一次流路部材６は、内部に各種流路を有しており、平面視して中空な形状をなしている。一次流路部材６は、アクチュエータ基板４０が接続されていない領域で二次流路部材４と接合されており、アクチュエータ基板４０を取り囲むように接合されている。そのため、アクチュエータ基板４０に、吐出した液体の一部がミストとなって付着するのを抑制できる。また、二次流路部材４を二次流路部材４の外周にて固定するため、二次流路部材４が変位素子５０の駆動に伴って振動し、共振が生じるのを抑制することができる。

図２（a）に示すように、一次流路部材６は、開口６aと、開口６ｂ１〜６ｂ４とを備えている。開口６aは、フレキシブル配線基板９０を上方へ引き出すために設けられている
。開口６ｂ１〜６ｂ４は、カプラ等を介してチューブが接続され、一次流路部材６に液体が供給される。

一次流路部材６の内部には、一次供給流路２２および一次回収流路２６を備えている。一次供給流路２２は、一次供給流路本体２２ａと、接続流路２２ｂと、開口２２ｃ，２２ｄとを有している。一次供給流路本体２２ａは、一方の側面に隣り合うように第３方向Ｒ３に沿って設けられており、外部から供給された液体を二次流路部材４に供給する機能を有している。接続流路２２ｂは、第３方向Ｒ３に複数配列されており、二次流路部材４の二次供給流路２０に個別に液体を供給する機能を有している。開口２２ｃは開口６ｂ１と連通しており、開口２２ｄは開口６ｂ２と連通している。

一次回収流路２６は、一次回収流路本体２６ａと、接続流路２６ｂと、開口２６ｃ，２６ｄとを有している。一次回収流路本体２６ａは、他方の側面に隣り合うように第３方向Ｒ３に沿って設けられており、二次流路部材４を流れた液体を回収する機能を有している。接続流路２６ｂは、第３方向Ｒ３に複数配列されており、二次流路部材４の二次回収流路２４から個別に液体を回収する機能を有している。開口２６ｃは開口６ｂ３と連通しており、開口２６ｄは開口６ｂ４と連通している。

一次流路部材６は、例えば、流路パターンが形成されたプレートを積層して作製することができる。一次流路部材６の厚みは５〜３０ｍｍとすることができる。なお、一次供給流路２２および二次回収流路２６には、ダンパを設けて、液体の吐出量の変動に対して液体の供給、あるいは排出が安定するようにしてもよい。また、一次供給流路２２および二次回収流路２６内に、フィルタを設けることにより、異物や気泡が、二次流路部材４に入り込み難くしてもよい。

このように、一次供給流路２２および一次回収流路２６を、一次流路部材６内に配置することで、一次供給流路２２および一次回収流路２６のそれぞれの断面積を大きくすることができる。それにより、一次供給流路２２と二次供給流路２０とが接続される位置、お
よび一次回収流路２６と二次回収流路２４とが接続される位置の差による圧力損失の差を小さくできる。そのため、一次供給流路２２および一次回収流路２６の流路抵抗は、二次供給流路２０および二次回収流路２４の１／１００以下にするのが好ましい。

二次流路部材４は、平板状の形状を有しており、その厚さは０．５〜２ｍｍ程度である。二次流路部材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、上カバープレート４ｂ、マニホールドプレート４ｃ〜ｉ、下カバープレート４ｊ、カバースペースプレート４ｋおよびノズルプレート４ｌである。

これらのプレートには多数の孔や溝が形成されている。孔や溝は、例えば、各プレートを金属で作製し、エッチングあるいはハーフエッチングにて形成することができる。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。マニホールドプレート４ｃ〜ｉの中には、同じ形状のプレートがあり、それらは１枚のプレートで構成してもよいが、孔を精度よく形成するため、４枚のプレートで構成している。各プレートは、これらの孔が互いに連通して各種流路を構成するように、位置合わせして積層されている。

二次流路部材４の加圧室面４−１には、加圧室１０が平面方向にマトリクス状に並んで配置されている。二次流路部材４の吐出孔面４−２には、液体が吐出される吐出孔８が平面方向にマトリクス状に並んで配置されている。吐出孔８は加圧室１０と連通している。

二次流路部材４は、複数の二次供給流路２０と、複数の二次回収流路２４と、複数の吐出ユニット１５とを備えている。吐出ユニット１５は、二次供給流路２０と、二次回収流路２４との間に配置されており、第１方向Ｒ１および第３方向Ｒ３に複数設けられている。そのため、吐出ユニット１５は、平面方向にマトリクス状に並んで配置されている。

吐出ユニット１５は、加圧室１０と、吐出孔８と、個別供給流路１２と、個別回収流路１４とにより形成されており、加圧室１０は、加圧室本体１０ａと部分流路（ディセンダ）１０ｂとにより形成されている。吐出ユニット１５に対応して個別供給流路１２と個別回収流路１４とが設けられている。なお、本明細書では、第１流路を部分流路１０ｂとして説明する。

二次供給流路２０および二次回収流路２４は、第１方向Ｒ１に沿って延びるように複数配置されている。また、二次供給流路２０と二次回収流路２４とは、第３方向Ｒ３に交互に並んで配置されている。

このように、二次供給流路２０と二次回収流路２４とが交互に配置されていることにより、二次供給流路２０および二次回収流路２４を面積効率よく配置することができ、吐出ユニット１５の数を増やして高解像度化したり、二次供給流路２０や二次回収流路２４を大きくしてそれぞれの流路抵抗を小さくし、吐出ユニット１５からの吐出特性の差を小さくしたり、ヘッド本体２ａの平面方向の大きさを小さくすることができる。

二次供給流路２０の吐出孔面４−２側の壁面は、ダンパ２８となっている。ダンパ２８の一方の面は、二次供給流路２０に面しており、他方の面はダンパ室２９に面している。ダンパ室２９があることにより、ダンパ２８は変形可能になっており、変形することで二次供給流路２０の体積を変えることができる。

すなわち、液体を吐出させるために加圧室１０内の液体が加圧されると、その圧力の一部は、二次供給流路２０に液体を通じて伝わり、二次供給流路２０内の液体が振動する場
合がある。その振動が、元の加圧室１０あるいは他の加圧室１０に伝わって、液体の吐出特性を変動させてしまう流体クロストークが生じることがある。

しかしながら、ダンパ２８が存在すると、二次供給流路２０に伝わってきた液体の振動でダンパ２８が振動し、液体の振動を減衰することで、二次供給流路２０内の液体の振動は持続され難くなるので、流体クロストークの影響を小さくできる。

また、二次回収流路２４の加圧室面４−１側の壁面は、ダンパ２８となっている。ダンパ２８の一方の面は、二次回収流路２４に面しており、他方の面はダンパ室２９に面している。ダンパ室２９があることにより、ダンパ２８は変形可能になっており、変形することで二次回収流路２４の体積を変えることができ、流体クロストークの影響を小さくすることができる。

吐出ユニット１５は、二次供給流路２０と二次回収流路２４との間に、第１方向Ｒ１に沿って吐出ユニット列９ａ，９ｂを備えている。吐出ユニット１５は、吐出ユニット１５の上方に配置された変位素子５０の変形に伴って加圧され、吐出孔８から液体を吐出する。

吐出ユニット列９ａ，９ｂは、図４では、１６個の吐出ユニット１５を等間隔に配置している。そのため、吐出ユニット１５を第３方向Ｒ３と直交する方向に投影すると、３２個の吐出ユニット１５が投影されることとなり、第３方向Ｒ３と直交する方向において、各吐出ユニット１５は３６０ｄｐｉの間隔に並ぶ。これにより、第２方向Ｒ２に印刷用紙Ｐを搬送して印刷すれば、３６０ｄｐｉの解像度で印刷することができる。

また、吐出ユニット列９ａと吐出ユニット列９ｂとは、第３方向Ｒ３に交互に配置されている。そのため、二次供給流路２０および二次回収流路２４は、吐出ユニット列９ａと吐出ユニット列９ｂとにより挟持されている。

吐出ユニット列９ａと、吐出ユニット列９ｂとは、第１方向Ｒ１に互い違いにずれた状態で配置されている。すなわち、吐出ユニット列９ｂは、吐出ユニット列９ａよりも一次供給流路２２側に配置されている。その結果、吐出ユニット１５は千鳥状に配置されることとなる。それゆえ、隣り合う吐出ユニット１５同士の距離を大きくすることができる。

また、二次供給流路２０は、第１方向Ｒ１における一次供給流路２２側に開口２０ａを備えている。二次回収流路２４は、第１方向Ｒ１における一次回収流路２６側に開口２４ａを備えている。そのため、各吐出ユニット１５の配置による圧力の差が打ち消されるように機能し、各吐出孔８に加わる圧力の差を小さくできる。

以下、吐出ユニット１５について説明する。各吐出ユニット１５は、部分流路１０ｂと、吐出孔８と、加圧室１０と、個別供給流路１２と、個別回収流路１４とを１つずつ備えている。

個別供給流路１２は、加圧室１０と隣り合う二次供給流路２０とを接続しており、個別回収流路１４は、部分流路１０ｂと隣り合う二次回収流路２４とを接続している。それにより、吐出ユニット１５は、供給された液体を吐出孔８より吐出している。また、個別供給流路１４は、供給孔１４ａを有しており、供給孔１４ａを介して加圧室本体１０ａに液体を供給している。

加圧室１０は、加圧室本体１０ａと、部分流路１０ｂとを備えている。加圧室１０の下方における吐出孔面４−２には、吐出孔８が設けられている。吐出孔８は、加圧室１０ご
とに設けられており、加圧室本体１０ａと吐出孔８とは、部分流路１０ｂを介して繋がっている。部分流路１０ｂは、平面視して、加圧室本体１０ａ内に配置されている。そして、部分流路１０ｂは、下方に向けて延びるように設けられている。吐出孔８は、吐出孔面４−２に向けて平面視面積が小さくなる形状を有している。

加圧室１０には、個別供給流路１２と個別回収流路１４とが接続されている。個別供給流路１２は加圧室本体１０ａに接続されており、個別回収流路１４は部分流路１０ｂに接続されている。

そのため、吐出ユニット１５は、二次供給流路２０から供給された液体が、個別供給流路１２に流れ込み、加圧室本体１０ａにて加圧され、部分流路１０ｂに送出されることとなる。そして、部分流路１０ｂに送出された液体の大部分は、吐出孔８から吐出されて記録媒体Ｐへ印画を行っている。

吐出孔８から吐出されなかった一部の液体は、個別回収流路１４に流入し、個別回収流路１４を通って、二次回収流路２４へ流れ出すこととなる。そして、各吐出ユニット１５から集められた二次回収流路２４を通る液体は、一次回収流路２６へ流入し回収されることとなる。

二次流路部材４の上面には、変位素子５０を含むアクチュエータ基板４０が接合されており、各変位素子５０が加圧室１０上に位置するように配置されている。アクチュエータ基板４０は、加圧室１０によって形成された加圧室群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の加圧室面４−１にアクチュエータ基板４０が接合されることで閉塞される。

アクチュエータ基板４０は、ヘッド本体２ａと同様に、第３方向Ｒ３に長い長方形状をなしている。また、アクチュエータ基板４０には、各変位素子５０に信号を供給するためのフレキシブル配線基板９０（図２参照）が接続されている。

アクチュエータ基板４０は、圧電セラミックス層４０ａ、４０ｂと、共通電極４２と、個別電極４４とを有している。

アクチュエータ基板４０は、圧電セラミックス層４０ｂと、共通電極４２と、圧電セラミックス層４０ａと、個別電極４４とが積層されて構成されており、圧電セラミックス層４０ａを介して共通電極４２と個別電極４４とが対向する領域が変位素子５０として機能する。圧電セラミックス層４０ｂは振動板として機能している。

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２１ｂは、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。また、圧電セラミック層２１ｂは必ずしも設けなくてもよい。

共通電極４２は、圧電セラミックス層４０ａと圧電セラミックス層４０ｂとの間に設けられており、圧電セラミックス層４０ａ、４０ｂの全域にわたって設けられている。共通電極４２は、例えば、Ａｇ−Ｐｄペーストにより形成することができる。なお、図示していないが、圧電セラミックス層４０ａを貫通するビアホールが設けられており、圧電セラミックス層４０ａの表面に設けられた共通電極用表面電極と電気的に接続されている。

個別電極４４は、個別電極本体４４ａと、引出電極４４ｂと、接続電極４４ｃとを有し
ている。個別電極本体４４ａは加圧室１０上に配置されており、加圧室１０に対応して設けられている。個別電極本体４４ａと共通電極４２との間に電圧が印加されることにより、変位素子５０が変位する。

引出電極４４ｂは、個別電極本体４４ａから加圧室１０より外側まで引き出されている。そして、引き出された引出電極４４ｂに接続電極４４ｃが形成されている。個別電極本体４４ａおよび引出電極４４ｂはＡｕ系などの金属材料により形成することができる。

接続電極４４ｃは、引出電極４４ｂ上の加圧室１０と対向する領域外に引き出された部分に形成されている。接続電極４４ｃは例えばガラスフリットを含む銀−パラジウムにより形成されており、厚さが１５μｍ程度で凸状に形成されている。また、接続電極４４ｃは、フレキシブル配線板９０の配線と電気的に接合されている。

次に、液体吐出ヘッド２の液体の流動について説明する。

外部に設けられたインクタンクより一次流路部材６の一次供給流路２２に液体が供給される。一次供給流路２２を流れる液体は、接続流路２２ｂを介して二次供給流路２０に供給される。二次供給流路２０を流れる液体は、各個別供給流路１２を介してそれぞれの吐出ユニット１５に供給される。

吐出ユニット１５に供給され、加圧室本体１０ａに供給された液体は、変位素子５０により加圧され、部分流路１２ｂを下方に向けて流される。そして、吐出孔８から液体が吐出される。

吐出孔８から吐出されなかった液体は、個別回収流路１４を介して二次回収流路２４に回収される。それにより、液体は、各個別回収流路１４から液体を回収しつつ、二次回収流路２４を流れることとなる。二次回収流路２４を流れた液体は、接続流路２６ｂを介して一次回収流路２６に回収されることとなる。それにより、液体は、各二次回収流路２４から液体を回収しつつ、一次回収流路２６を流れることとなる。そして、一次回収流路２６を流れた液体は、外部へ回収されることとなる。

図６，７を用いて、加圧室１０および吐出孔８の配置について説明する。なお、図６において、第１仮想線Ｌ１を長鎖線、第１吐出ユニット１５ａ１，１５ｂ１および第２吐出ユニット１５ａ２，１５ｂ２の吐出孔８の配列をＮａ１，Ｎａ２，Ｎｂ１，Ｎｂ２を一点鎖線、第２仮想線Ｌ２および第３仮想線Ｌ３を二点鎖線にて示している。また、加圧室本体１０ａの面積重心を黒丸で示している。

以下、加圧室本体１０ａの面積重心を通る直線を第１仮想線Ｌ１、第１吐出ユニット１５ａ１の部分流路１０ｂの面積重心、および加圧室本体１０ａの面積重心を結んだ直線を第２仮想線Ｌ２、第２吐出ユニット１５ａ２の部分流路１０ｂの面積重心、および加圧室本体１０ａの面積重心を結んだ直線を第３仮想線Ｌ３として説明する。また、吐出ユニット列９ａ，９ｂを用いて説明する。

吐出ユニット列９ａを構成する吐出ユニット１５は、第１吐出ユニット１５ａ１と第２吐出ユニット１５ａ２とを有している。第１吐出ユニット１５ａ１および第２吐出ユニット１５ａ２は複数設けられている。第１吐出ユニット１５ａ１は第２方向Ｒ２の一方側に設けられており、第２吐出ユニット１５ａ２は第２方向Ｒ２の他方側に設けられている。

第１吐出ユニット１５ａ１および第２吐出ユニット１５ａ２の加圧室１０は、第１方向Ｒ１に複数設けられており、加圧室本体１０ａの面積重心が第１仮想線Ｌ１上に並ぶよう
に一列に配置されている。また、隣接する吐出ユニット列９ｂにおいても同様の構成となっている。そのため、加圧室１０は、隣接する加圧室１０同士の距離がほぼ等しくなるように配置されており、構造クロストークを低減することができる。

第１吐出ユニット１５ａ１の吐出孔８の中心は、第１仮想線Ｌ１上に配列されている。そのため、第１吐出ユニット１５ａ１の吐出孔８の配列Ｎａ１と第１仮想線Ｌ１とが同一直線上になっている。それゆえ、第２仮想線Ｌ２は、第１仮想線Ｌ１と同一直線上になっており、平面視して、第１仮想線Ｌ１と第２仮想線Ｌ２とがなす第１角θ１は０°となっている。

第２吐出ユニット１５ａ２の吐出孔８の中心は、第１仮想線Ｌ１上とずれて配列されている。そのため、第２吐出ユニット１５ａ２の吐出孔８の配列Ｎａ２と第１仮想線Ｌ１とが平行になっており、第２吐出ユニット１５ａ２の吐出孔８の配列Ｎａ２は、第１吐出ユニット１５ａ１の吐出孔８の配列Ｎａ１と異なる配列となっている。

第２吐出ユニット１５ａ２の吐出孔８の配列Ｎａ２は、第１仮想線Ｌ１と平行な状態で設けられており、吐出孔８が第１仮想線Ｌ１上に設けられている。第１仮想線Ｌ１と第３仮想線とがなす第２角θ２は１〜２０°とすることができる。第２吐出ユニット１５ａ２は、第１吐出ユニット１５ａ１と、吐出孔８および部分流路１０ｂの位置が異なっている。なお、吐出孔８は部分流路１０ｂの面積重心に配置されている。

ここで、液体吐出ヘッド２の吐出孔８は、図７に示すように配置されている。液体吐出ヘッド２は、傾いた状態で記録装置に搭載されることがあり、傾いた状態であっても不具合が生じにくくなるように、吐出孔８は、隣り合う吐出孔８同士の間隔が互いに等しい距離となるように設定される。

そのため、吐出ユニット列９ａの吐出孔８の第１吐出ユニット１５ａ１と、吐出ユニット９ｂの吐出孔８の第２吐出ユニット１５ｂ２とにより、１つ分の印画ラインを形成するように配置されている。そして、吐出ユニット列９ａの吐出孔８の第２吐出ユニット１５ａ２と、吐出ユニット９ｂの吐出孔８の第１吐出ユニット１５ｂ１とにより、隣の印画ラインを形成するように配置されている。

このように吐出孔８を配置すると、吐出ユニット列９ａ，９ｂにおいて、吐出孔８を同一直線上に配置できないこととなる。そのため、第１吐出ユニット１５ａ１，１５ｂ１の吐出孔８の配列Ｎａ１，Ｎｂ１と、第２吐出ユニット１５ａ２，１５ｂ２の吐出孔８の配列Ｎａ２，Ｎｂ２とが異なることとなる。

また、吐出孔８の配列が異なることにより、二次回収流路２４が吐出孔８を避けるように屈曲部２４ｂを設ける場合もある。

吐出ユニット列９ａ，９ｂを構成する加圧室１０は、構造クロストークを低減するために隣り合う加圧室１０同士の距離を一定に近づけることが好ましく、そのため、吐出ユニット列９ａ，９ｂを構成する全ての加圧室１０が第１仮想線Ｌ１上に配置されることが好ましい。

そのため、吐出ユニット列９ａ，９ｂにおいて、吐出孔８の配列Ｎａ１，Ｎｂ１と吐出孔８の配列Ｎａ２，Ｎｂ２とが異なること、および加圧室１０を均一に配置することを達成するために、部分流路１０ｂを平面方向にずらしながら下降させる必要がある。

しかしながら、部分流路１０ｂを平面方向にずらしながら下降するように設けると、吐
出孔８から吐出した液体に、平面方向の運動量が与えられることになり、正確な印画が行えない場合がある。

これに対して、吐出ユニット１５は、平面視して、第１仮想線Ｌ１と第２仮想線Ｌ２とがなす第１角θ１が、第１仮想線Ｌ１と第３仮想線Ｌ３とがなす第２角θ２と異なる構成を有している。

それにより、液体吐出ヘッド２が記録装置に搭載する際に傾きに対する影響度を低くすることができ、かつ液体を吐出孔８からまっすぐ下方へ向けて吐出させることができる。そして、加圧室１０を均一に配置することができ、構造クロストークを低減することができる。

すなわち、液体吐出ヘッド２は、吐出ユニット列９ａを構成する吐出ユニット１５において、加圧室本体１０ａの平面重心を通る第１仮想線Ｌ１に対して、部分流路１０ｂの配置を、容易に吐出孔８の配列にあわせることできる。その結果、設計の自由度が高い状態で構造クロストークを低減することができる。

また、第１角θ１と第２角θ２との差が、１〜２０°であることが好ましい。この範囲にあることで、部分流路１０ｂと二次回収流路２４とを接続する個別回収流路１２の流路長を均一に近づけることができ、吐出ユニット１５ａ１，１５ａ２ごとの流路抵抗を均一なものに近づけることができる。また、第１角θ１と第２角θ２との差が、５〜１５°であることが、吐出ユニット１５ａ１，１５ａ２の流路抵抗の均一化の観点からさらに好ましい。

また、平面視して、部分流路１０ｂの縁が、加圧室本体１０ａの縁と重なるように部分流路１０ｂが配置されている。そのため、加圧室本体１０ａに供給された液体が、加圧室本体１０ａの縁に沿って流れ、部分流路１０ｂに流入することとなる。その結果、加圧室本体１０ａの内部の液体の流動を円滑なものにすることができ、加圧室本体１０ａの内部で液体が滞留する可能性を低減することができる。

また、吐出ユニット１５は加圧室１０に液体を供給するための供給孔１４ａを備えており、供給孔１４ａが部分流路１０ｂとは反対側に設けられている。そのため、供給孔１４ａから供給された液体が、加圧室本体１０ａの全域にわたって流れた後、部分流路１０ｂに流入することとなる。その結果、加圧室本体１０ａの内部の液体の流動を円滑なものにすることができ、加圧室本体１０ａの内部で液体が滞留する可能性をさらに低減することができる。

特に、供給孔１４ａが、加圧室本体１０ａの面積重心に対して部分流路１０ｂの反対側に設けられていることが好ましい。すなわち、供給孔１４ａの面積重心、加圧室本体１０ａの面積重心、および部分流路１０ｂの面積重心が同一直線上にあることが好ましい。それにより、さらに液体を加圧室本体１０ａの全域にわたって流れやすくすることができる。

なお、供給孔１４ａが部分流路１０ｂとは反対側にあるとは、部分流路１０ｂが加圧室本体１０ａの面積重心に対して一方側にあるときに、供給孔１４ａが加圧室本体１０ａの面積重心に対して一方側にあることを示している。

また、平面視して、供給孔１４ａの縁が、加圧室本体１０ａの縁と重なるように配置されていることが好ましい。それにより、供給孔１４ａから供給された液体が、加圧室本体１０ａの全域にわたって流れやすくすることができる。その結果、加圧室本体１０ａの内
部で液体が滞留する可能性を低減することができる。

なお、平面視して、部分流路１０ｂの縁が、加圧室本体１０ａの縁と重なるように部分流路が配置されている例を示したが、部分流路１０ｂの縁が加圧室本体１０ａの縁と重ならなくてもよい。また、供給孔１４ａが部分流路１０ｂとは反対側に設けられていなくてもよい。また、供給孔１４ａの縁が、加圧室本体１０ａの縁と重なるように配置されていなくてもよい。

＜第２の実施形態＞
図８を用いて液体吐出ヘッド１０２について説明する。液体吐出ヘッド１０２は、第１吐出ユニット１１５ａ１および第２吐出ユニット１１５ａ２の構成が液体吐出ヘッド２と異なっており、その他の構成は同一であるため説明を省略する。なお、同一の部材については同一の符号を付している。

また、図８において、第１仮想線Ｌ１を長鎖線、第２仮想線Ｌ２、第３仮想線Ｌ３、第４仮想線Ｌ４、および第５仮想線Ｌ５を二点鎖線にて示している。また、加圧室本体１０ａの面積重心、部分流路１１０ｂの面積重心、および供給孔１１４ａの面積重心を黒丸で示している。

以下、第１吐出ユニット１１５ａ１の供給孔１１４ａの面積重心、および加圧室本体１０ａの面積重心を結んだ直線を第４仮想線Ｌ４、第２吐出ユニット１１５ａ２の供給孔１１４ａの面積重心、および加圧室本体１０ａの面積重心を結んだ直線を第５仮想線Ｌ５として説明する。

液体吐出ヘッド１０２は、第１仮想線Ｌ１と第２仮想線Ｌ２とがなす第１角θ１と、第１仮想線Ｌ１と第３仮想線Ｌ３とがなす第２角θ２とが異なる構成を有している。

また、第１吐出ユニット１１５ａ１は、第１仮想線Ｌ１と第２仮想線Ｌ２とがなす第１角θ１と、第１仮想線Ｌ１と第４仮想線Ｌ４とがなす第３角θ３とが等しい構成を有している。第２吐出ユニット１１５ａ２は、第１仮想線Ｌ１と第３仮想線Ｌ３とがなす第２角θ２と、第１仮想線Ｌ１と第５仮想線Ｌ５とがなす第４角θ４とが等しい構成を有している。

そのため、液体吐出ヘッド１０２は、第１仮想線Ｌ１と第４仮想線Ｌ４とがなす第３角θ３と、第１仮想線Ｌ１と第５仮想線Ｌ５とがなす第４角θ４とが異なることとなる。その結果、吐出ユニット１１５の設計において、部分流路１１０ｂの位置を適宜設定する際に、供給孔１１４ａの位置を最適化することができる。

すなわち、吐出孔１０８の配置に合わせて、部分流路１１０ｂの配置を設定し、部分流路１１０ｂの配置に基づいて、液体が加圧室本体１０ａの内部を滞留することなく流れるように、供給孔１１４ａの配置を設定することができる。それにより、構造クロストークを低減しつつ、加圧室本体１０ａの内部を流れる液体を効率よく流すことができる。

また、供給孔１４ａの面積重心、加圧室本体１０ａの面積重心、および部分流路１０ｂの面積重心が同一直線上にあることにより、第１吐出ユニット１１５ａ１の平面視形状と第２吐出ユニット１１５ａ２の平面視形状を合同とすることができる。それにより、吐出ユニット１１５ごとの特性を均一に近づけることができる。

また、平面視して、吐出ユニット１５ａは、吐出孔１０８が部分流路１１０ｂの面積重心と個別回収流路１１２の流入口（不図示）との間に設けられている。そのため、部分流
路１１０ｂを下方に向けて流れる液体を、個別回収流路１１２の流入口に向かいやすくすることができる。その結果、吐出ユニット１５ａの回収効率を向上させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、第１実施形態である液体吐出ヘッド２を用いたプリンタ１を示したが、これに限定されるものではなく、他の実施形態に係る液体吐出ヘッド１０２をプリンタ１に用いてもよい。

また、加圧部として、加圧室１０を圧電アクチュエータの圧電変形によりを加圧する例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、加圧室１０ごとに発熱部を設け、発熱部の熱により加圧室１０の内部の液体を加熱し、液体の熱膨張により加圧する加圧部としてもよい。

また、液体吐出ヘッド２の内部の液体の流動方向を変更してもよい。すなわち、循環する液体の流れる方向を逆にしてもよい。例えば、第１流路を個別回収流路１４、第２流路を二次回収流路２４、第３流路を個別供給流路１２、および第４流路を二次供給流路２０としてもよい。その場合、液体は、二次回収流路２４、個別回収流路１４、部分流路１０ｂ、加圧室本体１０ａ、個別供給流路１２、および二次供給流路２０の順に流れることとなる。

１・・・プリンタ
２・・・液体吐出ヘッド
２ａ・・・ヘッド本体
４・・・二次流路部材（流路部材）
６・・・一次流路部材
８・・・吐出孔
１０・・・加圧室
１０ａ・・・加圧室本体
１０ｂ・・・部分流路（第１流路）
１２・・・個別供給流路
１４・・・個別回収流路
１５・・・吐出ユニット
１５ａ１・・・第１吐出ユニット
１５ａ２・・・第２吐出ユニット
２０・・・二次供給流路
２２・・・一次供給流路
２４・・・二次回収流路
２６・・・一次回収流路
４０・・・圧電アクチュエータ基板
５０・・・変位素子（加圧部）
８８・・・制御部
Ｐ・・・印刷用紙

Claims (7)

1. 複数の吐出孔、前記吐出孔と連通する複数の加圧室、および下方に向けて延び、前記吐出孔と前記加圧室とを連通する複数の第１流路を備える複数の吐出ユニットを備えた流路部材と、
   前記加圧室を加圧する加圧部と、を備え、
   前記加圧室は、平面視して、前記加圧室の面積重心を通る第１仮想線が第１方向に延びるように配置されており、
   前記吐出ユニットは、第１方向に配列された第１吐出ユニットと第２吐出ユニットとを備えており、
   前記第１吐出ユニットは、平面視して、前記第１吐出ユニットの前記第１流路の面積重心および前記加圧室の面積重心を結んだ第２仮想線を有しており、
   前記第２吐出ユニットは、平面視して、前記第２吐出ユニットの前記第１流路の面積重心および前記加圧室の面積重心を結んだ第３仮想線を有しており、
   前記吐出ユニットは、平面視して、前記第１仮想線と前記第２仮想線とがなす第１角と、前記第１仮想線と前記第３仮想線とがなす第２角との差が、１〜２０°であることを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記吐出ユニットは、前記加圧室に液体を供給するための供給孔を備えており、
   前記供給孔と前記第１流路とは、平面視して、前記加圧室内で互いの反対側に設けられている、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 複数の吐出孔、前記吐出孔と連通する複数の加圧室、および下方に向けて延び、前記吐出孔と前記加圧室とを連通する複数の第１流路を備える複数の吐出ユニットを備えた流路部材と、
   前記加圧室を加圧する加圧部と、を備え、
   前記加圧室は、平面視して、前記加圧室の面積重心を通る第１仮想線が第１方向に延びるように配置されており、
   前記吐出ユニットは、第１方向に配列された第１吐出ユニットと第２吐出ユニットとを備えており、
   前記第１吐出ユニットは、平面視して、前記第１吐出ユニットの前記第１流路の面積重心および前記加圧室の面積重心を結んだ第２仮想線を有しており、
   前記第２吐出ユニットは、平面視して、前記第２吐出ユニットの前記第１流路の面積重心および前記加圧室の面積重心を結んだ第３仮想線を有しており、
   前記吐出ユニットは、平面視して、前記第１仮想線と前記第２仮想線とがなす第１角が、前記第１仮想線と前記第３仮想線とがなす第２角と異なり、
   前記吐出ユニットは、前記加圧室に液体を供給するための供給孔を備えており、
   前記供給孔と前記第１流路とは、平面視して、前記加圧室内で互いの反対側に設けられており、
   前記第１吐出ユニットは、平面視して、前記第１吐出ユニットの前記供給孔の面積重心および前記加圧室の面積重心を結んだ第４仮想線を有しており、
   前記第２吐出ユニットは、平面視して、前記第２吐出ユニットの前記供給孔の面積重心および前記加圧室の面積重心を結んだ第５仮想線を有しており、
   前記吐出ユニットは、平面視して、前記第１仮想線と前記第４仮想線とがなす第３角が、前記第１仮想線と前記第５仮想線とがなす第４角と異なることを特徴とする、液体吐出ヘッド。
4. 前記第１角と前記第２角との差が、１〜２０°である、請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
5. 平面視して、前記供給孔の縁が、前記加圧室の縁と重なるように前記供給孔が配置されている、請求項２〜４のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
6. 平面視して、前記第１流路の縁が、前記加圧室の縁と重なるように前記第１流路が配置されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
7. 請求項１〜６のいずれか一項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と、を備えていることを特徴とする記録装置。

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