JP6439357B2 - 液体噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、ノズルから液体を噴射する液体噴射装置に関する。

ノズルから液体を噴射する液体噴射装置として、特許文献１には、ノズルからインクを噴射するインクジェットヘッドが記載されている。特許文献１に記載のインクジェットヘッドは、インク流路が形成された流路ユニットと、インク流路内のインクに圧力を付与するための圧電アクチュエータと有している。流路ユニットのインク流路は、マニホールド流路と、マニホールド流路にそれぞれ接続された複数の個別インク流路とを有している。マニホールド流路には、インク供給口からインクが供給される。個別インク流路は、インクを噴射するノズル、圧電アクチュエータによってインクに圧力が付与される圧力室、ノズルと圧力室とを接続するディセンダ流路、及び、圧力室とマニホールド流路とを接続する、流路断面積が小さくなった絞り流路を有している。

特開2012-176566号公報

ここで、インク供給口からマニホールド流路に供給されるインクには気泡が混入していることがある。マニホールド流路中の気泡が個別インク流路に流れ込むと、気泡が絞り流路などにおいて詰まり、ノズルからインクが噴射されない等の異常が生じる虞がある。

本発明の目的は、ノズルを含む複数の個別液体流路と、複数の個別液体流路と接続された共通液室とを備え、共通液室から個別液体流路に気泡が流れ込むのを防止することが可能な液体噴射装置を提供することである。

第１の発明に係る液体噴射装置は、ノズルと、前記ノズルと接続された圧力室と、前記圧力室と接続され、前記圧力室よりも流路抵抗の大きい絞り流路と、を備え、所定の配列方向に配列される複数の個別液体流路と、前記複数の個別液体流路の前記絞り流路と接続された共通液室と、を備え、前記個別液体流路と前記共通液室との接続口が、前記共通液室の、前記配列方向と直交する第１方向における一方の端を画定する第１壁面に形成され、前記共通液室の、前記配列方向及び前記第１方向の両方と直交する第２方向における端を画定する第２壁面から前記第２方向に突出し、前記第１方向から見て、前記接続口の少なくとも一部分と重なり、前記共通液室中の気泡が前記複数の個別液体流路に流れ込むのを阻止する凸部であって、前記凸部と前記第１壁面との隙間の大きさが、前記絞り流路の前記第１方向の長さよりも小さい凸部が形成されている。

本発明によると、共通液室を画定する壁面に、共通液室中の気泡が複数の個別液体流路に流れ込むのを阻止する凸部が設けられているため、個別液体流路に気泡が流れ込んで、ノズルからの液体の噴射に異常が生じてしまうのを防止することができる。
また、本発明によると、共通液室中の気泡は、凸部と第１壁面との間に入り込んでからでないと、個別液体流路に流れ込むことがない。また、大きな気泡は、扁平な形状に変形しないと、凸部と第１壁面との間に入り込むことができない。ここで、気泡をこのように変形させるためにはある程度大きなエネルギーが必要であるため、凸部と第１壁面との隙間に到達した気泡は、上記のような変形はせずに、共通液室を配列方向に流れていきやすい。したがって、本発明では、共通液室中の大きな気泡が個別液体流路に流れ込んでしまうのを防止することができる。
また、本発明によると、凸部と第１壁面との隙間の大きさが第１方向における絞り流路の長さよりも小さいため、絞り流路を詰まらせてしまう程度に大きな気泡が個別液体流路に流れ込むのを防止することができる。一方、凸部第１壁面との間に入り込むことができる程度に小さい気泡が個別液体流路に流れ込んでも、絞り流路が詰まることがない。また、このような小さい気泡は、例えばパージやフラッシングによってノズルから容易に排出させることができる。
第２の発明に係る液体吐出装置は、第１の発明に係る液体吐出装置において、前記絞り流路は、前記第２方向に延びる。
第３の発明に係る液体吐出装置は、ノズルを備え、所定の配列方向に配列される複数の個別液体流路と、前記複数の個別液体流路と接続された共通液室と、を備え、前記個別液体流路と前記共通液室との接続口が、前記共通液室の、前記配列方向と直交する第１方向における一方の端を画定する第１壁面に形成され、前記共通液室の、前記配列方向及び前記第１方向の両方と直交する第２方向における端を画定する第２壁面から前記第２方向に突出し、前記第１方向から見て、前記接続口の少なくとも一部分と重なり、前記共通液室中の気泡が前記複数の個別液体流路に流れ込むのを阻止する凸部が形成され、前記凸部に、貫通孔が形成され、前記貫通孔の最小の径が、前記凸部と前記第１壁面との隙間の大きさよりも小さい。
本発明によると、共通液室における、凸部の接続口と反対側の領域にある液体を、貫通孔を通して凸部の接続口側の領域まで流すことができる。これにより、共通液室内の液体を個別液体流路流路に流れやすくすることができる。また、貫通孔を形成しない場合よりも、共通液室の容積を大きくすることができる。
第４の発明に係る液体噴射装置は、第３の発明に係る液体噴射装置において、前記貫通孔は、前記接続口側の端において径が最小となっており、前記接続口から離れるほど径が大きくなっている。
本発明によると、貫通孔の径を一定とする場合よりも、共通液室における、凸部の接続口と反対側の液体を、凸部の接続口側まで流れやすくすることができる。また、貫通孔の径を一定とする場合よりも、共通液室の容積を大きくすることができる。
第５の発明に係る液体噴射装置は、ノズルと、前記ノズルと接続された圧力室と、を備え、所定の配列方向に配列される複数の個別液体流路と、前記複数の個別液体流路と接続された共通液室と、前記個別液体流路と前記共通液室とを接続する接続口と、を備え、前記共通液室を画定する壁面に、前記共通液室中の気泡が前記複数の個別液体流路に流れ込むのを阻止する凸部が形成され、前記凸部の前記接続口と反対側の面に、前記配列方向に延びた溝が形成されている。
本発明によると、凸部の接続口と反対側に溜まった気泡が、溝に沿って配列方向に流れやすくなる。また、溝を形成しない場合よりも、共通液室の容積を大きくすることができる。
第６の発明に係る液体噴射装置は、ノズルを備える複数の個別液体流路と、前記複数の個別液体流路と接続された共通液室と、前記個別液体流路と前記共通液室とを接続する接続口と、を備え、前記共通液室を画定する壁面に、前記共通液室中の気泡が前記複数の個別液体流路に流れ込むのを阻止する凸部が形成され、前記凸部の先端部の前記接続口と反対側の面に、突起が形成されている。
本発明によると、凸部の接続口と反対側の面に位置している気泡が、突起に引っかかることで、凸部の接続口側に回り込みにくくなる。

第７の発明に係る液体噴射装置は、第１〜第４のいずれかの発明に係る液体噴射装置において、前記凸部が、前記第１方向から見て、前記接続口の全体と重なっている。

本発明によると、共通液室中の気泡は、凸部と第１壁面との間に入り込んでからでないと、接続口に到達することがない。また、大きな気泡は、扁平な形状に変形しないと、凸部と第１壁面との間に入り込むことができない。ここで、気泡をこのように変形させるためにはある程度大きなエネルギーが必要であるため、凸部と第１壁面との隙間に到達した気泡は、上記のような変形はせずに、共通液室を配列方向に流れていきやすい。したがって、本発明では、共通液室中の気泡が接続口に到達してしまうのを防止することができる。

第８の発明に係る液体噴射装置は、第６の発明に係る液体噴射装置において、前記凸部と前記第１壁面との隙間の大きさが、前記接続口の径よりも小さい。

本発明によると、凸部と第１壁面との隙間の大きさが接続口の径よりも小さいため、接続口を詰まらせてしまう程度の大きな気泡が、個別液体流路に流れ込むのを防止することができる。一方、凸部第１壁面との間に入り込むことができる程度に小さい気泡は、接続口で詰まることなく、個別液体流路に流れ込む。しかしながら、このような小さい気泡は、例えばパージやフラッシングによってノズルから容易に排出させることができる。

第９の発明に係る液体噴射装置は、第６の発明に係る液体噴射装置において、前記複数の個別液体流路が、所定の配列方向に配列され、前記共通液室が前記配列方向に延び、前記個別液体流路と前記共通液室との接続口が、前記共通液室の、前記配列方向と直交する第１方向における一方の端を画定する第１壁面に形成され、前記凸部が、前記第１壁面から前記第１方向に突出している。

本発明によると、接続口に向かって流れてきた気泡が接続口に流れ込んでしまうのを、凸部によって阻止することができる。

第１０の発明に係る液体噴射装置は、第９の発明に係る液体噴射装置において、前記接続口は、前記第１壁面の、前記配列方向及び前記第１方向の両方と直交する第２方向における一方側の端部に設けられ、前記凸部は、前記接続口の前記第２方向における他方側に隣接して配置されている。

本発明によると、共通液室の、第２方向における接続口よりも内側の領域の気泡が、接続口に流れ込んでしまうのを、凸部により効果的に阻止することができる。

第１１の発明に係る液体噴射装置は、第９又は第１０の発明に係る液体噴射装置において、前記複数の個別液体流路から前記配列方向に離れて配置された、前記共通液室に液体を供給するための液体供給口をさらに備え、前記凸部は、前記接続口の、前記配列方向における前記液体供給口側に隣接して配置されている。

本発明によると、配列方向における接続口側から流れていた気泡が接続口に流れ込んでしまうのを、凸部により効果的に阻止することができる。

第１２の発明に係る液体噴射装置は、第１〜第１１のいずれかの発明に係る液体噴射装置において、前記複数の個別液体流路が所定の配列方向に配列され、複数の前記凸部が、前記複数の個別液体流路に対して個別に設けられ、前記配列方向に間隔をあけて配置されている。

本発明によると、複数の個別液体流路にまたがって配列方向に連続的に延びた１つの凸部を形成する場合よりも、凸部を形成することによる共通液室の容積の減少を抑えることができる。これにより、共通液室の容積を極力大きくすることができる。

第１３の発明に係る液体噴射装置は、第１〜第１２のいずれか発明に係る液体噴射装置において、前記凸部の前記接続口と反対側の面に、前記凸部の先端に近づくほど、前記凸部の前記接続口側の面に近づくようなテーパ部が形成されている。

本発明によると、共通液室の凸部の接続口と反対側に存在する液体をテーパ部に沿って接続口に向けて流れやすくすることができる。また、テーパ部を形成しない場合よりも共通液室の容積を大きくすることができる。

第１４の発明に係る液体噴射装置は、第１〜第１３の発明に係る液体噴射装置において、前記複数の個別液体流路が所定の配列方向に配列され、前記複数の個別液体流路から前記配列方向に離れて配置された、前記共通液室に液体を供給するための液体供給口と、前記複数の個別液体流路の、前記配列方向における前記液体供給口と反対側に、前記複数の個別液体流路とともに前記配列方向に配列され、前記共通液室に接続された、液体の噴射には使用しないダミーノズルを含むダミー液体流路をさらに備え、前記凸部は、前記ダミー液体流路と前記共通液室との接続口に対しては設けられていない。

本発明によると、ダミー液体流路と共通液室との接続口に対して凸部を設ける場合よりも、共通液室の容積を大きくすることができる。また、ダミー液体流路に対して凸部が設けられている場合よりも、共通液室からダミー液体流路に気泡が流れ込みやすくなる。したがって、共通液室中の気泡をダミー液体流路に流れ込ませ、ダミー液体流路に流れ込ませた気泡をダミーノズルから排出させることにより、共通液室中の気泡を効率よく排出させることができる。

第１５の発明に係る液体噴射装置は、第１〜第４、第９及び第１０のいずれかの発明に係る液体噴射装置において、前記配列方向が水平な方向であって、前記第１方向が鉛直方向であり、前記第１壁面が、前記共通液室の上端を画定する壁面である。

共通液室中の気泡は、浮力によって浮き上がりやすい。そのため、共通液室の上端を画定する壁面に接続口が形成されている場合には浮き上がった気泡が個別液体流路に流れ込みやすい。本発明では、このような場合に、気泡が個別液体に流れ込むのを、凸部によって効果的に阻止することができる。

本発明によれば、共通液室を画定する壁面に、共通液室中の気泡が複数の個別液体流路に流れ込むのを阻止する凸部が設けられているため、個別液体流路に気泡が流れ込んで、ノズルからの液体の噴射に異常が生じてしまうのを防止することができる。

本発明の実施の形態に係るプリンタの概略構成図である。 図１のインクジェットヘッドの平面図である。 図２から圧電アクチュエータ及び上側３枚のプレートを除いた図である。 （ａ）が図２のIVＡ−IVＡ線断面図であり、（ｂ）が図２のIVＢ−IVＢ線断面図である。 （ａ）が図２のＶＡ−ＶＡ線断面図であり、（ｂ）が図２のＶＢ−ＶＢ線断面図である。 （ａ）が変形例１の図４（ａ）相当の図であり、（ｂ）が変形例１の図４（ｂ）相当の図である。 （ａ）が変形例２の図４（ａ）相当の図であり、（ｂ）が変形例２の図４（ｂ）相当の図である。 （ａ）が変形例３の図４（ａ）相当の図であり、（ｂ）が変形例３の図４（ｂ）相当の図である。 （ａ）が変形例４の図４（ａ）相当の図であり、（ｂ）が変形例４の図４（ｂ）相当の図である。 （ａ）が変形例５の図４（ａ）相当の図であり、（ｂ）が変形例５の図４（ｂ）相当の図である。 （ａ）が変形例６の図４（ａ）相当の図であり、（ｂ）が変形例６の図４（ｂ）相当の図である。 が変形例７の図３相当の図である。 変形例８の図２相当の図である。 変形例９の図３相当の図である。 （ａ）が変形例９の図４（ａ）相当の図であり、（ｂ）が変形例９の図４（ｂ）相当の図である。 変形例１０の図３相当の図である。 変形例１１の図３相当の図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。

（プリンタ）
図１に示すように、本実施の形態に係るプリンタ１は、キャリッジ２、インクジェットヘッド３（本発明の「液体噴射装置」）、用紙搬送ローラ４などを備えている。キャリッジ２は、走査方向に延びた２本のガイドレール５に支持され、ガイドレール５に沿って走査方向に往復移動する。なお、以下では、図１に示すように走査方向の右側及び左側を定義して説明を行う。インクジェットヘッド３は、キャリッジ２に搭載され、その下面に形成された複数のノズル１５からインクを噴射する。用紙搬送ローラ４は、走査方向と直交する搬送方向におけるキャリッジ２の両側に配置され、記録用紙Ｐを搬送方向に搬送する。

そして、プリンタ１は、用紙搬送ローラ４によって記録用紙Ｐを搬送しつつ、キャリッジ２とともに走査方向に往復移動するインクジェットヘッド３からインクを噴射することによって、記録用紙Ｐに印刷を行う。

（インクジェットヘッド）
次に、インクジェットヘッド３について詳細に説明する。インクジェットヘッド３は、図２〜図５に示すように、ノズル１５や後述の圧力室１０などのインク流路が形成された流路ユニット２１と、圧力室１０中のインクに圧力を付与するための圧電アクチュエータ２２とを備えている。なお、図３では、後述のインク供給口７、接続口１３ａ及びダミー接続口５４ａの位置を二点鎖線で図示している。

＜流路ユニット＞
流路ユニット２１は、６枚のプレート３１〜３５が積層されることによって形成されている。６枚のプレート３１〜３６のうち、プレート３６を除く５枚のプレート３１〜３５は、ステンレスなどの金属材料からなる。プレート３６は、ポリイミドなどの合成樹脂材料からなる。あるいは、プレート３６も、プレート３１〜３５と同様の金属材料からなるものであってもよい。

６枚のプレート３１〜３６が積層されることによって形成された流路ユニット２１には、複数のノズル１１と、複数の圧力室１０と、複数のディセンダ流路１４と、マニホールド流路１１（本発明の「共通液室」）と、複数の絞り流路１３とが形成されている。

複数のノズル１５は、プレート３６に形成されている。複数のノズル１５は、搬送方向（本発明の「配列方向」）に配列されることによってノズル列９を形成している。また、プレート３６には、２つのノズル列９が、走査方向に間隔をあけて配置されている。

複数の圧力室１０は、プレート３１に形成されている。複数の圧力室１０は、複数のノズル１５に対して個別に設けられており、搬送方向に等間隔に配列されることによって、圧力室列８を形成している。また、プレート３１には、２つのノズル列９に対応する２つの圧力室列８が、走査方向に間隔をあけて配置されている。圧力室１０は、走査方向を長手方向とする略楕円の平面形状を有し、走査方向における外側の端部が、対応するノズル１５と重なっている。

複数のディセンダ流路１４は、プレート３２〜３５にまたがって形成されている。複数のディセンダ流路１４は、複数のノズル１５に対して個別に設けられ、上下方向に延びて、ノズル１５と圧力室１０の走査方向における外側の端部とを接続する。

マニホールド流路１１は、プレート３３の略下半分と、プレート３４、３５とにまたがって形成されている。マニホールド流路１１は、搬送方向に延び、２つの圧力室列８を構成する複数の圧力室１０の走査方向における内側の略半分と重なっている。また、マニホールド流路１１には、搬送方向における下流側の端部に設けられたインク供給口７からインクが供給される。

複数の絞り流路１３は、プレート３２とプレート３３の略上半分とにまたがって形成されている。複数の絞り流路１３は、複数の圧力室１０に対して個別に設けられている。絞り流路１３は、走査方向に延びており、走査方向における内側の端部において圧力室１０の走査方向における内側の端部と重なり、走査方向における外側の端部においてマニホールド流路１１の走査方向における外側の端部と接続されている。そして、マニホールド流路１１と複数の絞り流路１３との接続口１３ａは、マニホールド流路１１の上端（本発明の「第１方向における一方の端」）を画定する壁面１１ａ（本発明の「第１壁面」）の、走査方向（本発明の「第２方向」）における両端部に形成されている。

そして、複数のノズル１５、複数の圧力室１０、複数のディセンダ流路１４、複数の絞り流路１３及びマニホールド流路１１がこのように配置されることにより、流路ユニット２１には、マニホールド流路１１の出口から絞り流路１３、圧力室１０及びディセンダ流路１４を経てノズル１５に至る、複数の個別インク流路１２が形成される。そして、これら複数の個別インク流路１２は、ノズル１５や圧力室１０と同様、搬送方向に２列に配列されている。

また、絞り流路１３が上述したように配置されているのに対応して、マニホールド流路１１の走査方向における両端を画定する壁面１１ｂ、１１ｃ（本発明の「第２壁面」）の、プレート３４によって形成される部分には、走査方向に突出した複数の凸部１９が形成されている。複数の凸部１９は、複数の絞り流路１３に対して個別に設けられており、搬送方向に間隔をあけて配置されている。また、凸部１９は、上下方向（本発明の「第１方向」）から見て、対応する絞り流路１３の接続口１３ａ全体と重なっている。また、マニホールド流路１１を画定する壁面１１ａと凸部１９の上面１９ａとの距離Ｌ１（本発明の、「第１壁面と凸部との間の隙間の大きさ」）は、接続口１３ａの径Ｌ２、及び、絞り流路１３の高さＬ３よりも小さい。

ここで、インク供給口７からマニホールド流路１１に供給されるインクには気泡が混入していることがある。マニホールド流路１１中の気泡が、個別インク流路１２に流れ込んでしまうと、気泡が絞り流路１３等に詰まり、ノズル１５から正常にインクが噴射させることができなくなってしまうなどの問題が生じる虞がある。

また、マニホールド流路１１中の気泡は、浮力によってマニホールド流路１１中のインクに浮く。そのため、本実施の形態のように、マニホールド流路１１の上端を画定する壁面１１ａに、マニホールド流路１１と絞り流路１３との接続口１３ａが形成されている場合には、マニホールド流路１１中の気泡が絞り流路１３に流れ込みやすい。

これに対して、本実施の形態では、マニホールド流路１１の画定する壁面１１ｂ、１１ｃに、上下方向から見て接続口１３ａ全体と重なる凸部１９が形成されている。そのため、マニホールド流路１１中の気泡は、凸部１９とマニホールド流路１１を画定する壁面１１ａとの間に入り込んでからでないと、接続口１３ａに到達して、個別インク流路１２（絞り流路１３）に流れ込むことがない。一方、本実施の形態では、上述したように、壁面１１ａと凸部１９の上面１９ａとの距離Ｌ１は、接続口１３ａの径Ｌ２、及び、絞り流路１３の高さＬ３よりも短くなっているため、接続口１３ａの径Ｌ２や絞り流路１３の高さＬ３よりも径の大きい気泡（絞り流路１３を詰まらせてしまう程度に大きい気泡）は、扁平な形状に変形してからでないと、壁面１１ａと凸部１９との間に入り込むことができない。気泡をこのように変形させるためには、ある程度大きなエネルギーが必要となるため、このような大きな気泡は、通常、壁面１１ａと凸部１９との間に入り込まずに、マニホールド流路１１を、搬送方向の上流側（インク供給口７と反対側）に向かって流れる。これにより、個別インク流路１２（絞り流路１３）を詰まらせてしまう程度に大きな気泡が個別インク流路１２に流れ込んでしまうのを防止することができる。

また、本実施の形態では、壁面１１ａと凸部１９との距離Ｌ１よりも径の小さい気泡は、扁平な形状に変形することなく、壁面１１ａと凸部１９との間に入り込むことができる。そのため、このような小さい気泡は、個別インク流路１２に流れ込むことがある。しかしながら、このような小さい気泡は、絞り流路１３などを詰まらせることがない。また、このような小さい気泡は、図示しない吸引装置によって、ノズル１５からインクジェットヘッド３内のインクを吸引するいわゆる吸引パージや、後述するように圧電アクチュエータ２２を駆動することで、ノズル１５からインクを排出させるいわゆるフラッシングなどによって容易に排出させることができる。

また、図２、図４に示すように、流路ユニット２１は、上述したような構成の他に、２つのダミーインク流路１６（本発明の「ダミー液体流路」）を有している。ダミーインク流路１６は、ダミーノズル５１と、ダミー圧力室５２と、ダミーディセダンダ流路５３と、ダミー絞り流路５４とを有している。ダミーノズル５１、ダミー圧力室５２、ダミーディセダンダ流路５３及びダミー絞り流路５４は、それぞれ、ノズル１５、圧力室１０、ディセンダ流路１４及び絞り流路１３と同様の構造を有するものである。また、ダミーインク流路１６は、各個別インク流路１２の列を構成する個別インク流路１２のうち、搬送方向において、最も上流側の個別インク流路１２よりもさらに上流側に配置され、個別インク流路１２とともに、搬送方向に配列されている。そして、ダミー絞り流路５４は、壁面１１ａの走査方向における両端部に形成された接続口５４ａにおいてマニホールド流路１１に接続されている。ただし、ダミー絞り流路５４に対しては、凸部１９は設けられていない。

ここで、マニホールド流路１１に凸部１９を設けた場合には、凸部１９を設けない場合と比較して、マニホールド流路１１の容積が小さくなる。そのため、ダミー絞り流路５４に対しても凸部１９を設けてしまうと、マニホールド流路１１の容積がさらに小さくなってしまう。本実施の形態では、ダミー絞り流路５４に対して凸部１９が設けられていないため、マニホールド流路１１の容積の低下を極力抑えることができる。また、この場合には、ダミーインク流路１６には、マニホールド流路１１中の気泡が流れ込みやすい。したがって、マニホールド流路１１中の気泡をダミーインク流路１６に流れ込ませ、吸引パージ等によりダミーノズル５１からダミーインク流路１６内の気泡を排出させることで、マニホールド流路１１に流れ込んだ気泡を容易に排出させることができる。

＜圧電アクチュエータ＞
圧電アクチュエータ２２は、インク分離層４１と圧電層４２、４３と、共通電極４４と、複数の個別電極４５とを有している。

インク分離層４１は、ステンレスなどの金属材料からなり、流路ユニット２１の上面に、複数の圧力室１０及び２つのダミー圧力室５２を覆うように配置されている。圧電層４２は、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との混晶であるチタン酸ジルコン酸鉛を主成分とする圧電材料からなり、インク分離層４１の上面に、複数の圧力室１０及び２つのダミー圧力室５２にまたがって連続的に延びている。圧電層４３は、圧電層４２と同様の圧電材料からなり、圧電層４２の上面に、複数の圧力室１０及び２つのダミー圧力室５２にまたがって連続的に延びている。

共通電極４４は、圧電層４２と圧電層４３との間のほぼ全域にわたって延びている。共通電極４４は、常にグランド電位に保持されている。複数の個別電極４５は、複数の圧力室１０に対して個別に設けられている。個別電極４５は、圧力室１０よりも一回り小さい略楕円の平面形状を有し、圧電層４３の上面の圧力室１０の中央部と重なる部分に配置されている。また、個別電極４５の走査方向における内側の端部は、圧力室１０と重ならない部分まで延び、その先端部が接続端子４５ａとなっている。接続端子４５ａは、図示しない配線部材を介して図示しないドライバＩＣに接続されている。そして、複数の個別電極４５は、ドライバＩＣによって個別に、グランド電位及び所定の駆動電位（例えば２０Ｖ程度）のうちいずれかの電位が選択的に付与される。なお、ダミー圧力室５２に対して個別電極４５は設けられていない。

また、共通電極４４及び複数の個別電極４５がこのように配置されているのに対して、圧電層４３の共通電極４４と個別電極４５とに挟まれた部分は、厚み方向に分極されている。

（圧電アクチュエータの駆動方法）
ここで、圧電アクチュエータ２２を駆動してノズル１５からインクを噴射させる方法について説明する。圧電アクチュエータ２２では、予め、全ての個別電極４５がグランド電位に保持されている。あるノズル１５からインクを噴射させるためには、そのノズル１５に対応する個別電極４５の電位をグランド電位から駆動電位に切り替える。すると、この個別電極４５と共通電極４４との電位差により、圧電層４３のこれらの電極に挟まれた部分に分極方向と平行な厚み方向の電界が発生する。これにより、圧電層４３のこの部分が分極方向と直交する面方向に収縮し、圧電層４２、４３及びインク分離層４１の圧力室１０と重なる部分が全体として圧力室１０側に凸となるように変形する。その結果、圧力室１０の容積が減少して圧力室１０中のインクの圧力が上昇し、圧力室１０に連通するノズル１５からインクが噴射される。

次に、本実施の形態に種々の変更を加えた変形例について説明する。

マニホールド流路１１に設けられる凸部の構造は、上述の実施の形態のものには限られない。変形例１では、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、凸部６１の下面（接続口１３ａと反対側の面）に、凸部６１の先端に近づくほど凸部６１の上面（凸部６１の接続口１３ａ側の面）に近づくように、走査方向に対して傾いたテーパ部６１ａが形成されている。

この場合には、マニホールド流路１１の凸部６１よりも下側（接続口１３ａと反対側）に位置しているインクがテーパ部６１ｃに沿って凸部６１ａよりも上側（接続口１３ａ側）まで流れやすい。これにより、マニホールド流路１１中のインクを接続口１３ａから絞り流路１３に流れ込みやすくすることができる。また、凸部６１にテーパ部６１ａを形成した場合には、テーパ部６１ａを形成しない場合よりも、マニホールド流路１１の容積を大きくすることができる。

また、変形例２では、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、凸部６６に、凸部６６を上下方向に貫通する貫通孔６６ａが形成されている。貫通孔６６ａの径はほぼ一定であり、貫通孔１９ｄの径Ｌ４は、接続口１３ａの径Ｌ２及び絞り流路１３の高さＬ３よりも小さくなっている。

この場合には、マニホールド流路１１の凸部６６よりも下側（接続口１３ａと反対側）に位置しているインクは、貫通孔６６ａを通って凸部６６よりも上側（接続口１３ａ側）まで流れることができる。これにより、マニホールド流路１１中のインクを接続口１３ａから絞り流路１３に流れ込みやすくすることができる。このとき、貫通孔６６ａの径Ｌ４が、接続口１３ａの径Ｌ２及び絞り流路１３の高さＬ３よりも小さいため、接続口１３ａや絞り流路１３を詰まらせてしまう程度に大きな気泡が、貫通孔６６ａから絞り流路１３に流れ込むことがない。また、凸部６６に貫通孔６６ａを形成した場合には、貫通孔６６ａを形成しない場合よりも、マニホールド流路１１の容積を大きくすることができる。

変形例３では、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、凸部６７に、凸部６７を上下方向に貫通する貫通孔６７ａが形成されている、貫通孔６７ａは、上端における径がＬ４となっており、下側に行くほど（接続口１３ａから離れるほど）径が大きくなっている。この場合には、マニホールド流路１１の凸部６７よりも下側に位置しているインクが、貫通孔６７ａを通って凸部６７よりも上側（接続口１３ａ側）まで流れやすくなる。また、この場合には、凸部６７に一定の径Ｌ４の貫通孔を形成する場合よりも、マニホールド流路１１の容積を大きくすることができる。

変形例４では、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、凸部７１の先端部の下面に突起７１ａが形成されている。突起７１ａは、搬送方向に、凸部７１の全長にわたって延びている。この場合には、凸部７１のすぐ下側に位置している気泡が、凸部７１の上側に回り込もうとするときに、気泡が突起７１ａに引っかかる。これにより、凸部７１のすぐ下側に位置している気泡が、凸部７１よりも上側に回り込んで、絞り流路１３に気泡が流れ込んでしまうのを防止することができる。

変形例５では、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、凸部７６の下面に、複数の溝７６ａが形成されている。溝７６ａは、搬送方向に凸部７６の全長にわたって延び、搬送方向における両端において開口している。また、複数の溝７６ａは、走査方向に配列されている。そして、変形例５では、凸部７６すぐ下側に位置している気泡が、溝７６ａに案内されることで、マニホールド流路１１を搬送方向に流れやすくなる。これにより、気泡が絞り流路１３に流れ込んでしまうのをより確実に防止することができる。

また、上述の実施の形態では、凸部１９が、接続口１３ａの全体と重なっていたが、これには限られない。変形例６では、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、凸部８１の壁面１１ｂ、１１ｃからの突出量が、上述の実施の形態の凸部１９（図３（ａ）、（ｂ）参照）よりも小さく、凸部８１が接続口１３ａの一部分のみと重なっている。また、凸部８１の先端と、壁面１１ａの接続口１３ａの走査方向における内側の縁を形成する部分との距離Ｌ５（凸部１９と壁面１１ａとの間の隙間の大きさ）が、接続口１３ａの径Ｌ２及び絞り流路１３の高さＬ３よりも小さくなっている。

この場合でも、凸部８１が設けられていることにより、マニホールド流路１１中の気泡は、凸部８１とマニホールド流路１１を画定する壁面１１ａとの間に入り込んでからでないと、個別インク流路１２（絞り流路１３）に流れ込むことがない。したがって、上述の実施の形態と同様、接続口１３ａや絞り流路１３を詰まらせてしまう程度に大きな気泡を、絞り流路１３に流れ込みにくくすることができる。また、接続口１３ａや絞り流路１３を詰まらせることのない程度に小さい気泡は、絞り流路１３に流れ込み得るが、このような気泡は、吸引パージ等によって容易に排出させることができる。

また、上述の実施の形態では、複数の凸部１９が、複数の絞り流路１３（個別インク流路１２）に対して個別に設けられていたが、これには限られない。変形例７では、図１２に示すように、壁面１１ｂ、１１ｃに、各個別インク流路１２の列を構成する複数の絞り流路１３の接続口１３ａにまたがって搬送方向に延びた、複数の絞り流路１３に対して共通の凸部８６が形成されている。

この場合でも、凸部８６が設けられていることにより、上述の実施の形態と同様、接続口１３ａや絞り流路１３を詰まらせてしまう程度に大きな気泡を、絞り流路１３に流れ込みにくくすることができる。また、接続口１３ａや絞り流路１３を詰まらせることのない程度に小さい気泡は、絞り流路１３に流れ込み得るが、このような気泡は、吸引パージによって容易に排出させることができる。

また、上述の実施の形態では、マニホールド流路１１の搬送方向における端部にインク供給口７が設けられていたが、これには限られない。変形例８では、図１３に示すように、マニホールド流路１１の搬送方向における中央部にインク供給口７が設けられている。また、搬送方向におけるインク供給口７の両側に、複数の個別インク流路（図１３では、ノズル１５及び接続口１３ａのみを図示している）が配列されている。そして、搬送方向において、最も上流側に配置された個別インク流路１２よりもさらに上流側に、複数の個別インク流路１２とともに搬送方向に配列されたダミーインク流路（図１３では、ダミーノズル５１及び接続口５４ａのみを図示している）が設けられている。また、搬送方向において、最も下流側に配置された個別インク流路１２よりもさらに下流側に、複数の個別インク流路１２とともに搬送方向に配列されたダミーインク流路が設けられている。また、変形例８でも、ダミーインク流路に対しては、凸部１９は設けられていない。

この場合でも、ダミーインク流路に対して凸部１９が設けられておらず、ダミーインク流路が、複数の個別インク流路の、搬送方向におけるインク供給口７と反対側に配置されているため、マニホールド流路１１中の気泡がダミー流路に流れ込みやすい。したがって、マニホールド流路１１中の気泡を、ダミー流路に流れ込ませ、ダミーノズル５１から効率よく排出させることができる。

また、上述の実施の形態では、マニホールド流路１１の上端を画定する壁面１１ａに接続口１３ａが形成されているに対して、マニホールド流路１１の壁面１１ｂ、１１ｃに凸部１９が形成されていたが、これには限られない。変形例９では、図１４、図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、プレート３３、３４の代わりに、プレート３３と３４とを合わせた厚みを有する１枚のプレート９１が積層されており、プレート９１の下面によって、マニホールド流路１１の上端を画定する壁面１１ａが形成されている。また、変形例９では、凸部９２が、壁面１１ａの走査方向における各接続口１３ａのすぐ内側の部分から下方に突出している。

この場合には、マニホールド流路１１の、凸部９２よりも走査方向における内側（接続口１３ａと反対側）の部分に存在する気泡が、凸部９２よりも走査方向における外側（接続口１３ａ側）に流れ込むのが阻害され、これにより、気泡が絞り流路１３に流れ込んでしまうのを防止することができる。

また、変形例１０では、図１６に示すように、変形例９において、プレート９１（図１５（ａ）、（ｂ）参照）に、凸部９２の代わりに凸部９６が形成されている。凸部９６は、壁面１１ａの搬送方向における各接続口１３ａのすぐ下流側（インク供給口７側）の部分から下方に突出している。マニホールド流路１１中の気泡は、通常、インク供給口７側からインク供給口７と反対側に向かって搬送方向に流れる。このとき、凸部９６により、マニホールド流路１１中の気泡が接続口１３ａに到達してしまうのを阻止することができる。これにより、マニホールド流路１１内の気泡が、絞り流路１３に流れ込んでしまうのを防止することができる。

また、変形例１１では、図１７に示すように、マニホールド流路１１の搬送方向における中央部にインク供給口７が設けられている。また、搬送方向におけるインク供給口７の両側に、複数の個別インク流路（図１７では、ノズル１５及び接続口１３ａのみを図示している）が配列されている。そして、搬送方向において、最も上流側に配置された個別インク流路１２よりもさらに上流側に、複数の個別インク流路１２とともに搬送方向に配列されたダミーインク流路（図１７では、ダミーノズル５１及び接続口５４ａのみを図示している）が設けられている。また、搬送方向において、最も下流側に配置された個別インク流路１２よりもさらに下流側に、複数の個別インク流路１２とともに搬送方向に配列されたダミーインク流路（図１７では、ダミーノズル５１及び接続口５４ａのみを図示している）が設けられている。

そして、凸部９６が、搬送方向において、壁面１１ａの、インク供給口７よりも上流側に配置された接続口１３ａのすぐ下流側（インク供給口７側）、及び、インク供給口７よりも下流側に配置された接続口１３ａのすぐ上流側（インク供給口７側）の部分に形成されている。この場合でも、変形例１１と同様、マニホールド流路１１内の気泡が、絞り流路１３に流れ込んでしまうのを防止することができる

また、変形例９では、壁面１１ａの、走査方向における接続口１３ａのすぐ内側の部分にのみ凸部９２が形成され、変形例１０、１１では、壁面１１ａの、搬送方向における接続口１３ａのすぐインク供給口７側の部分にのみ凸部９２が形成されていたが、これには限られない。凸部が、壁面１１ａの、走査方向における接続口１３ａのすぐ内側の部分と、搬送方向における接続口１３ａのすぐインク供給口７側の部分とにまたがって設けられていてもよい。さらには、凸部は、壁面１１ａの、マニホールド流路１１中の気泡が接続口１３ａに到達するのを阻止することが可能な別の部分に形成されていてもよい。

また、変形例９〜１１のように、壁面１１ａに凸部が形成されている場合でも、変形例１のように、凸部の接続口１３ａと反対側の面に、凸部の先端側にいくほど、接続口１３ａ側の面に近づくようなテーパ部が形成されていてもよい。あるいは、変形例４のように、凸部の接続口１３ａと反対側の面の先端部に突起が形成されていてもよい。

また、上述の実施の形態では、ダミー圧力室５２に対して個別電極４５が設けられていなかったが、これには限られない。ダミー圧力室５２に対して個別電極４５が設けられていてもよい。この場合には、ダミーインク流路１６に流れ込んだ気泡をフラッシングによってダミーノズル５１から排出させることができる。

また、上述の実施の形態では、個別インク流路１２とは別に、印刷時にインクを噴射しないダミーノズル５１を含むダミーインク流路１６が設けられていたが、ダミーインク流路１６は設けられていなくてもよい。

また、上述の実施の形態では、個別インク流路１２が、ノズル１５、圧力室１０、ディセンダ流路１４及び絞り流路１３を有するものであったが、これには限られない。個別インク流路１２は、ノズル１５を含む別の構造の流路であってもよい。

また、以上の例では、絞り流路１３のマニホールド流路１１との接続口１３ａが、マニホールド流路１１の上端を画定する壁面１１ａに形成されていたが、これには限られない。接続口１３ａは、マニホールド流路１１を画定する壁面１１ａとは別の壁面に形成されていてもよい。なお、この場合には、接続口１３ａが形成される壁面に応じて、マニホールド流路１１の、接続口１３ａが形成されている壁面と直交する壁面や、接続口１３ａが形成されているのと同じ壁面などに、接続口１３ａへの気泡の流れ込みを阻止するような凸部を形成すればよい。

また、以上では、ノズルからインクを噴射するインクジェットヘッドに本発明を適用した例について説明したが、これには限られない。ノズルからインク以外の液体を噴射するインクジェットヘッド以外の液体噴射装置に本発明を適用することも可能である。

３ インクジェットヘッド
１０ 圧力室
１１ マニホールド流路
１１ａ〜１１ｃ 壁面
１２ 個別インク流路
１３ 絞り流路
１３ａ 接続口
１５ ノズル
１９ 凸部
６１、６６、６７、７１、７６、８１、８６、９２、９６ 凸部
６１ａ テーパ部
６６ａ 貫通孔
６７ａ 貫通孔
７１ａ 突起
７６ａ 溝

Claims (15)

1. ノズルと、前記ノズルと接続された圧力室と、前記圧力室と接続され、前記圧力室よりも流路抵抗の大きい絞り流路と、を備え、所定の配列方向に配列される複数の個別液体流路と、
   前記複数の個別液体流路の前記絞り流路と接続された共通液室と、を備え、
   前記個別液体流路と前記共通液室との接続口が、前記共通液室の、前記配列方向と直交する第１方向における一方の端を画定する第１壁面に形成され、
   前記共通液室の、前記配列方向及び前記第１方向の両方と直交する第２方向における端を画定する第２壁面から前記第２方向に突出し、前記第１方向から見て、前記接続口の少なくとも一部分と重なり、前記共通液室中の気泡が前記複数の個別液体流路に流れ込むのを阻止する凸部であって、前記凸部と前記第１壁面との隙間の大きさが、前記絞り流路の前記第１方向の長さよりも小さい凸部が形成されていることを特徴とする液体噴射装置。
2. 前記絞り流路は、前記第２方向に延びることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
3. ノズルを備え、所定の配列方向に配列される複数の個別液体流路と、
   前記複数の個別液体流路と接続された共通液室と、を備え、
   前記個別液体流路と前記共通液室との接続口が、前記共通液室の、前記配列方向と直交する第１方向における一方の端を画定する第１壁面に形成され、
   前記共通液室の、前記配列方向及び前記第１方向の両方と直交する第２方向における端を画定する第２壁面から前記第２方向に突出し、前記第１方向から見て、前記接続口の少なくとも一部分と重なり、前記共通液室中の気泡が前記複数の個別液体流路に流れ込むのを阻止する凸部が形成され、
   前記凸部に、貫通孔が形成され、
   前記貫通孔の最小の径が、前記凸部と前記第１壁面との隙間の大きさよりも小さいことを特徴とする液体噴射装置。
4. 前記貫通孔は、前記接続口側の端において径が最小となっており、前記接続口から離れるほど径が大きくなっていることを特徴とする請求項３に記載の液体噴射装置。
5. ノズルと、前記ノズルと接続された圧力室と、を備え、所定の配列方向に配列される複数の個別液体流路と、
   前記複数の個別液体流路と接続された共通液室と、
   前記個別液体流路と前記共通液室とを接続する接続口と、を備え、
   前記共通液室を画定する壁面に、前記共通液室中の気泡が前記複数の個別液体流路に流れ込むのを阻止する凸部が形成され、
   前記凸部の前記接続口と反対側の面に、前記配列方向に延びた溝が形成されていることを特徴とする液体噴射装置。
6. ノズルを備える複数の個別液体流路と、
   前記複数の個別液体流路と接続された共通液室と、
   前記個別液体流路と前記共通液室とを接続する接続口と、を備え、
   前記共通液室を画定する壁面に、前記共通液室中の気泡が前記複数の個別液体流路に流れ込むのを阻止する凸部が形成され、
   前記凸部の先端部の前記接続口と反対側の面に、突起が形成されていることを特徴とする液体噴射装置。
7. 前記凸部が、前記第１方向から見て、前記接続口の全体と重なってい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噴射装置。
8. 前記凸部と前記第１壁面との隙間の大きさが、前記接続口の径よりも小さいことを特徴とする請求項７に記載の液体噴射装置。
9. 前記複数の個別液体流路が、所定の配列方向に配列され、
   前記共通液室が前記配列方向に延び、
   前記個別液体流路と前記共通液室との接続口が、前記共通液室の、前記配列方向と直交する第１方向における一方の端を画定する第１壁面に形成され、
   前記凸部が、前記第１壁面から前記第１方向に突出していることを特徴とする請求項６に記載の液体噴射装置。
10. 前記接続口は、前記第１壁面の、前記配列方向及び前記第１方向の両方と直交する第２方向における一方側の端部に設けられ、
    前記凸部は、前記接続口の前記第２方向における他方側に隣接して配置されていることを特徴とする請求項９に記載の液体噴射装置。
11. 前記複数の個別液体流路から前記配列方向に離れて配置された、前記共通液室に液体を供給するための液体供給口をさらに備え、
    前記凸部は、前記接続口の、前記配列方向における前記液体供給口側に隣接して配置されていることを特徴とする請求項９又は１０に記載の液体噴射装置。
12. 前記複数の個別液体流路が所定の配列方向に配列され、
    複数の前記凸部が、前記複数の個別液体流路に対して個別に設けられ、前記配列方向に間隔をあけて配置されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の液体噴射装置。
13. 前記凸部の前記接続口と反対側の面に、前記凸部の先端に近づくほど、前記凸部の前記接続口側の面に近づくようなテーパ部が形成されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の液体噴射装置。
14. 前記複数の個別液体流路が所定の配列方向に配列され、
    前記複数の個別液体流路から前記配列方向に離れて配置された、前記共通液室に液体を供給するための液体供給口と、
    前記複数の個別液体流路の、前記配列方向における前記液体供給口と反対側に、前記複数の個別液体流路とともに前記配列方向に配列され、前記共通液室に接続された、液体の噴射には使用しないダミーノズルを含むダミー液体流路をさらに備え、
    前記凸部は、前記ダミー液体流路と前記共通液室との接続口に対しては設けられていないことを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の液体噴射装置。
15. 前記配列方向が水平な方向であって、
    前記第１方向が鉛直方向であり、
    前記第１壁面が、前記共通液室の上端を画定する壁面であることを特徴とする請求項１〜４、９、１０のいずれかに記載の液体噴射装置。

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