JP6567933B2 - 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。液体吐出ヘッドは、吐出孔および吐出孔と連通する加圧室を備える複数の吐出ユニット、加圧室に液体を供給する複数の第１流路、および複数の第１流路に共通して接続され、吐出ユニットへ液体を供給する第２流路を有する流路部材と、加圧室を加圧する加圧部とを備えるものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１３−７１２９３号公報

特許文献１に記載された液体吐出ヘッドは、第１流路が第２流路に接続されており、第２流路の断面積が第１方向に変化している。そのため、プレート積層時に積層ずれが生じると、第１流路と第２流路との接続状態が変化してしまい、吐出ユニットごとにばらつきが生じるおそれがある。

本発明の第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドは、吐出孔および前記吐出孔と連通する加圧室を備える複数の吐出ユニット、前記加圧室に液体を供給する複数の第１流路、および複数の前記第１流路に共通して接続され、前記吐出ユニットへ液体を供給する第２流路を有し、複数のプレートが積層された流路部材と、前記加圧室を加圧する加圧部とを備えている。また、前記第２流路は、第１方向に延びており、複数の第１幅広部を有している。また、平面視して、前記第１幅広部が第１方向に延びる第１直線部を有し、前記第１直線部に前記第１流路が接続されている。

また、本発明の第２の実施形態に係る液体吐出ヘッドは、吐出孔および前記吐出孔と連通する加圧室を備える複数の吐出ユニット、前記加圧室に液体を供給する複数の第１流路、複数の前記第１流路に共通して接続され、前記吐出ユニットへ液体を供給する第２流路、前記吐出孔から吐出されなかった液体を回収する複数の第３流路、および複数の前記第３流路に共通して接続され、前記吐出ユニットから液体を回収する第４流路を有し、複数のプレートが積層された流路部材と、前記加圧室を加圧する加圧部とを備えている。また、前記第４流路は、第１方向に延びており、複数の第２幅広部を有している。また、平面視して、前記第２幅広部が第１方向に延びる第２直線部を有し、前記第２直線部に前記第３流路が接続されている。

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を備えている。

本発明によれば、プレート積層時に積層ずれが生じても、第１流路と第２流路との接続状態を一定とすることができる。

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）は断面図である。 （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平面図である。 （ａ）は図４の一部を拡大して示す平面図、（ｂ）は図５（ａ）に示すＩ−Ｉ線断面図である。 図５（ａ）の一部を拡大して示す平面図である。 第２の実施形態に係る液体吐出ヘッドを示し、一部を拡大して示す平面図である。 図７の一部を拡大して示す平面図である。 第３の実施形態に係る液体吐出ヘッドを示し、一部を拡大して示す平面図である。 図９に示す液体吐出ヘッドを示し、一部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（ヘッド搭載）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の液体吐出ヘッド２について図２〜６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７−１０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を挿通している。

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、第１方向Ｒ１に直交する方向を第２方向Ｒ２、アクチュエータ基板４０が延びる方向を第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、加圧部である変位素子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、中央に貫通孔６ａを有しているため、枠形状をなしている。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、一次流路部材６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、貫通孔６aと、開口６ｂ１〜６ｂ４とを備えている。貫通孔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と、一次回収流路２６と、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、アパチャープレート４ｃ、サプライプレート４ｄ，４ｅ、マニホールドプレート４ｆ〜４ｉ、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、エッチングで形成できる。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４ｆ〜４ｉ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、吐出ユニット１５ごとに設けられた個別供給流路１２と、吐出ユニット１５ごとに設けられた個別回収流路１４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いる。

吐出ユニット１５は、加圧室１０と吐出孔８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流路を個別供給流路１２、第２流路を二次供給流路２０、第３流路を個別回収流路１４、第４流路を二次回収流路２４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を太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が形成されている。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。

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、液体を通じて伝わってくる。これにより、二次供給流路２０内の液体が振動し、その振動が、元の加圧室１０や、他の加圧室１０に伝わって、液体の吐出特性を変動させる、流体クロストークが生じることがある。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側の壁面もダンパ２８が形成されている。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３方向Ｒ３と直交する方向に印刷用紙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２方向Ｒ２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、吐出孔８と、加圧室１０とを１つずつ備えており、１つの個別供給流路１２と、１つの個別回収流路１４とが接続されている。そして、個別供給流路１２が、隣り合う二次供給流路２０に接続され、個別回収流路１４が隣り合う二次回収流路２４に接続されている。それにより、供給された液体は吐出孔８から吐出されている。

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。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一部は、吐出孔８から吐出されて記録媒体Ｐへ印画を行う。

吐出孔８から吐出されなかった液体の残部は、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と同じく第３方向Ｒ３に長い長方形状である。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。

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（不図示）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。

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（不図示）から一次流路部材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から液体の一部が吐出される。

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５，６を用いて、二次供給流路２０と個別供給流路１２とについて詳細に説明する。図５において、個別電極４４は破線にて示している。図６において、個別供給流路１２の幅をＷ１、延伸部１２ｂの長さをＨ１、第１直線部２０ｂの長さをＬ１、第１方向Ｒ１の積層ずれをＤ１、第２方向Ｒ２の積層ずれをＤ２として示している。

二次供給流路２０は、第１方向Ｒ１に延びる複数の第１幅広部２０ａを備えており、第１幅広部２０ａは、第１方向Ｒ１に延びる第１直線部２０ｂを有している。二次回収流路２４は、第１方向Ｒ１に延びており、第１方向Ｒ１に沿った側壁２４ｄを備えている。

第１幅広部２０ａは、吐出ユニット列９ａ側に位置する側壁２０ｄに設けられている。また、第１幅広部２０ａは、吐出ユニット列９ｂ側に位置する側壁に設けられている。第
１幅広部２０ａは、隣り合う吐出ユニット１５同士の間に向けて突出している。

このように、二次供給流路２０は、第１幅広部２０ａを複数備えていることから、第１幅広部２０ａが設けられた分だけ、二次供給流路２０の体積が増加することとなる。それにより、二次供給流路２０の流路抵抗を小さくすることができる。

第１幅広部２０ａは、第１方向Ｒ１に延びる第１直線部２０ｂを有している。第１直線部２０ｂは、二次共有流路２０の第１幅広部２０ａ以外の側壁２０ｄと、接続部２０ｃを介して接続されている。

第１幅広部２０ａは、平面視して、側壁２０ｄから第２方向Ｒ２に向けて１０〜３００μｍ突出することが好ましい。

個別供給流路１２は、加圧室本体１０ａと二次供給流路２０とを接続しており、平面視して、湾曲した形状をなしている。個別供給流路１２は、湾曲部１２ａと、湾曲部１２ａから第２方向Ｒ２に沿って延びる延伸部１２ｂとを備えている。湾曲部１２ａは、加圧室本体１０ａと一部が重畳しており、その重畳部から第１方向Ｒ１に引き出されながら、第２方向Ｒ２に引き出されている。延伸部１２ｂは、一定の幅Ｗ１を有しながら、湾曲部１２ａから二次供給流路２０上にまで設けられており、延伸部１２と二次供給流路２０とが重畳した部分を介して接続されている。

図６に示すように、個別供給流路１２は第１直線部２０ｂに接続されている。そのため、プレート４ａ〜４ｌを積層して二次流路部材４を作製した際に、プレートに第１方向Ｒ１の積層ずれＤ１が生じた場合においても、個別供給流路１２と第１直線部２０ｂとの重畳部１５の第１方向Ｒ１における長さが一定となる。それにより、個別供給流路１２と二次供給流路２０との接続状態が変わる可能性を低減することができる。その結果、各吐出ユニット１５と二次供給流路２０との接続状態を一定に近づけることができ、吐出特性を均一に近づけることができる。

また、液体吐出ヘッド２は、Ｌ１＞Ｗ１＋２Ｄの関係を満たしている。すなわち、第１直線部２０ｂの長さＬ１は、個別供給流路１２の幅Ｗ１と第１方向Ｒ１の積層ずれＤ１の２倍との和よりも大きくなっている。そのため、一方では、第１方向Ｒ１の一方側に積層ずれＤ１が生じた場合においても、個別供給流路１２と第１直線部２０ｂとの重畳部１５の第１方向Ｒ１における長さを一定とすることができ、他方では、第１方向Ｒ１の他方側に積層ずれＤ１が生じた場合においても、個別供給流路１２と第１直線部２０ｂとの重畳部１５の第１方向Ｒ１における長さを一定とすることができる。それゆえ、第１方向Ｄ１において、どちらの方向に積層ずれＤ１が生じた場合においても、個別供給流路１２と二次供給流路２０との接続状態が変わる可能性を低減することができる。

また、液体吐出ヘッド２は、延伸部１２ｂが二次供給流路２０に接続される構成を有している。より詳細には、延伸部１２ｂが第１直線部２０ｂに接続されている。そのため、第２方向Ｒ２に積層ずれＤ２が生じた場合においても、個別供給流路１２と第１直線部２０ｂとの重畳部１５の第１方向Ｒ１における長さが一定となる。それにより、個別供給流路１２と二次供給流路２０との接続状態が変わる可能性を低減することができる。その結果、各吐出ユニット１５と二次供給流路２０との接続状態を一定に近づけることができ、吐出特性を均一に近づけることができる。

また、液体吐出ヘッド２は、Ｈ１＞２Ｄの関係を満たしている。すなわち、延伸部１２ｂの長さＨ１は、第２方向Ｒ２の積層ずれＤ２の２倍よりも大きくなっている。そのため、一方では、第２方向Ｒ２の一方側に積層ずれＤ２が生じた場合においても、個別供給流
路１２と第１直線部２０ｂとの重畳部１５の第１方向Ｒ１における長さを一定とすることができ、他方では、第２方向Ｒ２の他方側に積層ずれＤ２が生じた場合においても、個別供給流路１２と第１直線部２０ｂとの重畳部１５の第１方向Ｒ１における長さを一定とすることができる。それゆえ、第２方向Ｄ２において、どちらの向きに積層ずれＤ２が生じた場合においても、個別供給流路１２と二次供給流路２０との接続状態が変わる可能性を低減することができる。

第１直線部２０ｂの長さＬ１は、例えば、１００〜１２００μｍとすることができる。また、個別供給流路１２の幅Ｗ１は、例えば、３０〜４００μｍとすることができる。また、延伸部１２ｂの長さＨ１は、例えば、５０〜５００μｍとすることができる。このような値にすることにより、積層ずれＤ１，Ｄ２が生じた場合においても、個別供給流路１２と第１直線部２０ｂとの重畳部１５の接続状態を一定とすることができる。

二次流路部材４は、例えば、以下の方法により作製することができる。プレート４ａ〜４ｌを作製するために、ＳＵＳ等の平板状の金属プレートを準備する。そして、エッチングまたはハーフエッチングを施し、各種流路となる溝または貫通孔を形成する。その際、各プレート４ａ〜４ｌには、位置合わせ用の貫通孔を形成しておく。次に、プレート４ａ〜４ｌ間に接着剤を塗布し、位置合わせ用の貫通孔を目印にプレート４ａ〜４ｌを積層し積層体を作製する。次に、積層体を加熱しながら、押圧力を加えて圧着し、二次流路部材４を作製することができる。

積層ずれＤ１，Ｄ２は、積層体に加わる押圧力が不均一であった場合、積層体に与えられた熱が不均一であった場合、あるいは積層時の位置合わせが十分にされていなかった場合等に生じることがある。そのため、積層ずれＤ１，Ｄ２の大きさ、発生頻度は等方性を有することになり、第１方向Ｒ１の積層ずれＤ１および第２方向Ｒ２の積層ずれＤ２の大きさは、２０〜３０μｍで生じる場合がある。このような積層ずれＤ１，Ｄ２の大きさは、例えば、上述した位置合わせ用の貫通孔に対するずれ量を求めることにより算出することができる。

なお、個別供給流路１２が延伸部１２ｂを有する例を示したが、個別供給流路１２が延伸部１２ｂを有していなくてもよい。また、液体吐出ヘッド２はＬ１＞Ｗ１＋２Ｄの関係を有していなくてもよい。またプレート４ａ〜４ｌが金属プレートをエッチング処理して作製する例を示したが、他の方法により作製してもよい。

＜第２の実施形態＞
図７，８を用いて液体吐出ヘッド２について説明する。なお、同一の部材については同一の符号を付し、以下同様とする。図８において、個別回収流路１４の幅をＷ２、延伸部１４ｂの長さをＨ２、第２直線部２４ｂの長さをＬ２、第１方向Ｒ１の積層ずれをＤ１、第２方向Ｒ２の積層ずれをＤ２として示している。

二次供給流路１２０は、第１方向Ｒ１に延びており、第１方向Ｒ１に沿った側壁１２０ｄを備えている。二次回収流路１２４は、第１方向Ｒ１に延びる複数の第２幅広部１２４ａを備えており、第２幅広部１２４ａは、第１方向Ｒ１に延びる第２直線部１２４ｂを有している。

第２幅広部１２４ａは、吐出ユニット列９ａ側に位置する側壁に設けられている。また、第２幅広部１２４ａは、吐出ユニット列９ｂ側に位置する側壁に設けられている。第２幅広部１２４ａは、隣り合う吐出ユニット１５同士の間に向けて突出している。

二次回収流路１２４は、第１方向Ｒに第２幅広部１２４ａを複数備えていることから、
第２幅広部１２４ａが設けられた分だけ、二次回収流路１２４の体積が増加することとなる。それにより、二次回収流路１２４の流路抵抗を小さくすることができる。

第２幅広部１２４ａは、第１方向Ｒ１に延びる第２直線部１２４ｂを有している。第２直線部１２４ｂは、二次回収流路１２４の第２幅広部１２４ａ以外の側壁１２４ｄと、接続部１２４ｃを介して接続されている。

第２幅広部１２４ａは、平面視して、側壁１２４ｄから第２方向Ｒ２に向けて１０〜３００μｍ突出することが好ましい。

個別回収流路１４は、加圧室本体１０ａと二次回収流路１２４とを接続しており、平面視して、一部が湾曲した形状をなしている。

個別回収流路１４は、引出部１４ａと、延伸部１４ｂと、湾曲部１４ｃとを備えており、引出部１４ａと延伸部１４ｂとが湾曲部１４ｃにより接続されている。引出部１４ｃは、部分流路１０ｂと重なる領域から第１方向Ｒ１に沿って延びている。湾曲部１４ｃは、引出部１４ｃから第１方向Ｒ１に進みながら第２方向Ｒ２に向けて湾曲した形状をなしている。延伸部１４ｂは、湾曲部１４ｃから二次回収流路１２４に向けて第２方向Ｒ２に沿って延びるように設けられている。そして、延伸部１４ｂと二次回収流路１２４とが重畳部１５により重畳しており、重畳部１１５を介して接続されている。

図８に示すように、個別回収流路１４は第２直線部１２４ｂに接続されている。そのため、プレート４ａ〜４ｌを積層して二次流路部材４を作製する際に、第１方向Ｒ１にプレートの積層ずれＤ１が生じた場合においても、個別回収流路１４と第２直線部１２４ｂとの重畳部１１５の第１方向Ｒ１における長さが一定となる。それにより、個別回収流路１４と二次回収流路１２４との接続状態が変わる可能性を低減することができる。その結果、各吐出ユニット１５と二次回収流路１２４との接続状態を一定に近づけることができ、吐出特性を均一に近づけることができる。

また、液体吐出ヘッド１０２は、Ｌ２＞Ｗ２＋２Ｄの関係を満たしている。すなわち、第２直線部１２４ｂの長さＬ２は、個別回収流路１４の幅Ｗ２と第１方向Ｒ１の積層ずれＤ１の２倍との和よりも大きくなっている。そのため、一方では、第１方向Ｒ１の一方側に積層ずれＤ１が生じた場合においても、個別回収流路１４と第２直線部１２４ｂとの重畳部１１５の第１方向Ｒ１における長さを一定とすることができ、他方では、第１方向Ｒ１の他方側に積層ずれＤ１が生じた場合においても、個別回収流路１４と第２直線部１２４ｂとの重畳部１１５の第１方向Ｒ１における長さを一定とすることができる。それゆえ、第１方向Ｄ１において、どちらの向きに積層ずれＤ１が生じた場合においても、個別回収流路１４と二次回収流路１２４との接続状態が変わる可能性を低減することができる。

また、液体吐出ヘッド１０２は、延伸部１４ｂが二次回収流路１２４に接続される構成を有している。より詳細には、延伸部１４ｂが第２直線部１２４ｂに接続されている。そのため、第２方向Ｒ２に積層ずれＤ２が生じた場合においても、個別回収流路１４と第２直線部１２４ｂとの重畳部１１５の第１方向Ｒ１における長さが一定となる。それにより、個別回収流路１４と二次回収流路１２４との接続状態が変わる可能性を低減することができる。その結果、各吐出ユニット１５と二次回収流路１２４との接続状態を一定に近づけることができ、吐出特性を均一に近づけることができる。

また、液体吐出ヘッド１０２は、Ｈ２＞２Ｄの関係を満たしている。すなわち、延伸部１４ｂの長さＨ２は、第２方向Ｒ２の積層ずれＤ２の２倍よりも大きくなっている。そのため、一方では、第２方向Ｒ２の一方側に積層ずれＤ２が生じた場合においても、個別回
収流路１４と第２直線部１２４ｂとの重畳部１１５の第１方向Ｒ１における長さを一定とすることができ、他方では、第２方向Ｒ２の他方側に積層ずれＤ２が生じた場合においても、個別回収流路１４と第２直線部１２４ｂとの重畳部１１５の第１方向Ｒ１における長さを一定とすることができる。それゆえ、第２方向Ｄ２において、どちらの向きに積層ずれＤ２が生じた場合においても、個別回収流路１２と二次供給流路１２４との接続状態が変わる可能性を低減することができる。

第２直線部１２４ｂの長さＬ２は、例えば、１００〜１２００μｍとすることができる。また、個別回収流路１４の幅Ｗ２は、例えば、３０〜４００μｍとすることができる。また、延伸部１４ｂの長さＨ２は、例えば、５０〜５００μｍとすることができる。このような値にすることにより、積層ずれＤ１，Ｄ２が生じた場合においても、個別回収流路１４と第２直線部１２４ｂとの重畳部１１５の接続状態を一定とすることができる。

なお、液体吐出ヘッド１０２は、液体吐出ヘッド２と同様の方法により作製することができる。また、個別回収流路１４が延伸部１４ｂを有する例を示したが、個別回収流路１４が延伸部１４ｂを有していなくてもよい。また、液体吐出ヘッド１０２はＬ２＞Ｗ２＋２Ｄの関係を有していなくてもよい。

＜第３の実施形態＞
図９，１０を用いて、液体吐出ヘッド２０２について説明する。図１０では、加圧室本体１０ａの縁のうち、二次供給流路２２０および二次回収流路２２４上に位置する部位１０ｃを太線で示している。

液体吐出ヘッド２０２は、吐出ユニット１５と、二次供給流路２２０と、二次回収流路２２４とを備えている。

二次供給流路２２０は、第１方向Ｒ１に延びており、側壁２２０ｄと、第１幅広部２２０ａと、第１直線部２２０ｂとを有している。側壁２２０ｄは、第１方向Ｒ１に沿って延びるように設けられており、側壁２２０ｄから第２方向に突出した第１幅広部２２０ａを有している。第１幅広部２２０ａは、第１方向に延びる第１直線部２２０ｂを有している。

二次供給流路２２０は、第１方向Ｒに第１幅広部２２０ａを複数備えていることから、第１幅広部２２０ａが設けられた分だけ、二次供給流路２２０の体積が増加することとなる。それにより、二次供給流路２２０の流路抵抗を小さくすることができる。

二次回収流路２２４は、第１方向Ｒ１に延びており、側壁２２４ｄと、第２幅広部２２４ａと、第２直線部２２４ｂとを有している。側壁２２４ｄは、第１方向Ｒ１に沿って延びるように設けられており、側壁２２４ｄから第２方向に突出した第２幅広部２２４ａを有している。第２幅広部２２４ａは、第１方向に延びる第２直線部２２４ｂを有している。

二次回収流路２２４は、第１方向Ｒに第２幅広部２２４ａを複数備えていることから、第２幅広部２２４ａが設けられた分だけ、二次回収流路２２４の体積が増加することとなる。それにより、二次回収流路２２４の流路抵抗を小さくすることができる。

二次供給流路２２０の第１幅広部２２０ａの一部は、平面視して、加圧室本体１０ａの下方に配置されている。そのため、加圧室本体１０ａの下方には、二次供給流路２２０の流路となる空間が設けられることになる。その結果、加圧室本体１０ａの下方に位置する二次流路部材４（図５参照）の剛性を低くすることができ、変位素子５０（図５（ｂ）参
照）の圧力による加圧室本体１０ａの変形が阻害され難くなり、吐出孔８からの吐出不良が生じる可能性を低減することができる。

また、二次回収流路２２４の第２幅広部２２４ａの一部は、平面視して、加圧室本体１０ａの下方に配置されている。そのため、加圧室本体１０ａの下方には、二次回収流路２２４の流路となる空間が設けられることになる。その結果、加圧室本体１０ａの下方に位置する二次流路部材４の剛性を低くすることができ、変位素子５０の圧力による加圧室本体１０ａの変形が阻害され難くなり、吐出孔８からの吐出不良が生じる可能性を低減することができる。

図１０に示すように、平面視して、加圧室本体１０ａの縁のうち、二次供給流路２２０および二次回収流路２２４上に位置する部位１０ｃは、加圧室本体１０ａの縁の残部より長くなっている。そのため、加圧室本体１０ａの縁の半分以上は、二次供給流路２２０または二次回収流路２２４上に配置されることとなる。それにより、加圧室本体１０ａの変位が阻害され難くなり、吐出孔８からの吐出不良が生じる可能性を低減することができる。

なお、第１幅広部２２０ａの一部および第２幅広部２２４ａの一部が、加圧室本体１０ａの下方に配置されている例を示したがこれに限定されるものではない。第１幅広部２２０ａの一部のみが、加圧室本体１０ａの下方に配置されてもよく、第２幅広部２２４ａの一部のみが、加圧室本体１０ａの下方に配置されてもよい。また、第１幅広部２２０ａの一部および第２幅広部２２０ａの一部が、加圧室本体１０ａの下方に配置されていなくてもよい。

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１０２，２０２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
１２・・・個別供給流路（第１流路）
１４・・・個別回収流路（第３流路）
１５・・・吐出ユニット
２０・・・二次供給流路（第２流路）
２２・・・一次供給流路
２４・・・二次回収流路（第４流路）
２６・・・一次回収流路
２８・・・ダンパ
２９・・・ダンパ室
４０・・・圧電アクチュエータ基板
４２・・・共通電極
４４・・・個別電極
５０・・・変位素子（加圧部）
６０・・・信号伝達部
７０・・・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 (6)

1. 吐出孔および前記吐出孔と連通する加圧室を備える複数の吐出ユニット、
   前記加圧室に液体を供給する複数の第１流路、
   複数の前記第１流路に共通して接続され、前記吐出ユニットへ液体を供給する第２流路、
   前記吐出孔から吐出されなかった液体を回収する複数の第３流路、および
   複数の前記第３流路に共通して接続され、前記吐出ユニットから液体を回収する第４流路を有し、複数のプレートが積層された流路部材と、
   前記加圧室を加圧する加圧部と、を備え、
   前記第４流路は、第１方向に延びており、複数の第２幅広部を有しており、
   平面視して、前記第２幅広部が前記第１方向に延びる第２直線部を有し、前記第２直線部に前記第３流路が接続されており、
   前記加圧室は、前記加圧部に加圧される加圧室本体と、前記加圧室本体と前記吐出孔とを接続する部分流路とを有しており、
   前記加圧室本体の下方に前記第２幅広部が配置されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記第３流路は、前記第１方向に交差する第２方向に延びる第２延伸部を有しており、
   前記第２延伸部が前記第４流路に接続されている、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 平面視して、前記第２直線部の長さをＬ２、前記第２延伸部の幅をＷ２、前記プレートの積層ずれをＤとしたときに、Ｌ２＞Ｗ２＋２Ｄの関係を満たす、請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 平面視して、前記第２延伸部の前記第２方向における長さをＨ２としたときに、Ｈ２＞Ｄの関係を満たす、請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
5. 平面視して、前記加圧室本体の縁のうち、前記第２流路および前記第４流路上に位置する部位が、前記加圧室本体の前記縁の残部より長い、請求項１〜４のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
6. 請求項１〜５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を備えていることを特徴とする記録装置。

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