JP7131168B2 - 液体吐出ヘッド - Google Patents

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Description

本発明は、ノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドに関する。
ノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドとして、特許文献１には、ノズルからインクを吐出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では、リザーバユニットを構成する流路部材に、流入口、排出口、主流路、排出流路及び流出流路が形成されている。主流路は、フィルタによって上下に区切られており、流入口から主流路に供給されたインクは、主流路のフィルタよりも下側の部分に流れ込む。排出流路は、主流路のフィルタよりも下側の部分と接続されている。排出口は、排出流路の主流路と反対側の端部と接続されている。流出流路は、主流路のフィルタよりも上側の部分に接続されている。また、流出流路は、リザーバユニットを構成するプレートに形成された分配流路、供給流路等を介して、ヘッド本体内のインク流路と連通している。
これにより、リザーバユニットでは、流入口から主流路のフィルタよりも下側の部分に流れ込んだインクは、フィルタを通過して気泡などが除去されたうえで、主流路のフィルタよりも上側の部分に流れ、さらに流出流路に流れる。そして、流出流路から分配流路、供給流路などを介して、ヘッド本体にインクが供給される。また、主流路のフィルタよりも下側の部分のインクは、排出流路を介して排出口から排出される。これにより、主流路のフィルタよりも下側の部分及び排出流路内のインクが循環する。
特開2007-268868号公報
ここで、特許文献１では、主流路内のインクは、下側から上側に向かってフィルタを通過するように流れる。また、特許文献１では、フィルタよりも下側の位置において、主流路と排出流路とが接続されている。インク中の気泡は浮き上がろうとするため、このような構成では、主流路のフィルタよりも下側の部分のインク中の気泡は、排出流路から排出されにくく、フィルタを通過してノズル側に流れやすい。
本発明の目的は、流路内の気泡を確実に排出することが可能な液体吐出ヘッドを提供することである。
本発明の液体吐出ヘッドは、ノズルをそれぞれ含む複数の個別流路と、前記複数の個別流路と連通し、前記複数の個別流路に流入される液体が流れる流入流路と、前記複数の個別流路と連通し、前記複数の個別流路から流出した液体が流れる流出流路と、前記流入流路に設けられ、前記流入流路を、前記複数の個別流路と連通する流入下領域と、前記流入下領域よりも上方に位置する流入上領域とに区切る流入側フィルタと、前記流出流路に設けられ、前記流出流路を、前記複数の個別流路と連通する流出下領域と、前記流出下領域よりも上方に位置する流出上領域とに区切る流出側フィルタと、前記流入上領域に設けられた、外部から前記流入流路に液体を供給するための供給口と、前記流出上領域に設けられた、前記流出流路から外部に液体を排出するための排出口と、前記流入上領域と前記流出上領域とを接続するバイパス流路と、を備え、前記流入流路及び前記流出流路は、水平な第１方向に沿って延び、前記流入流路と前記流出流路とが、水平で且つ前記第１方向と直交する第２方向に並んでおり、前記バイパス流路が、前記流入上領域の前記第１方向における一方側の端部と、前記流出上領域の前記第１方向における前記一方側の端部とを接続し、前記供給口が、前記流入上領域の前記第１方向の他方側の端部に設けられ、前記排出口が、前記流出上領域の前記第１方向の前記他方側の端部に設けられている。
本発明の実施形態に係るプリンタ１の概略構成図である。 図１のヘッドユニット１１の概略構成を示す斜視図である。 （ａ）はヘッドチップ２１の平面図であり、（ｂ）はマニホールドプレート２２の平面図であり、（ｃ）はインレットプレート２３の平面図である。 図３（ａ）のヘッドチップ２１全体を拡大し、内部の流路等を破線で示した図である。 図４のＶ部の拡大図である。 図５のVI－VI線断面におけるヘッドユニット１１の断面図である。 （ａ）はプレート６１平面図であり、（ｂ）はプレート６２の平面図であり、（ｃ）はプレート６３の平面図であり、（ｄ）はプレート６４の平面図である。 図７（ｃ）のプレート６３の一部を拡大した図である。 （ａ）は図８のIXＡ－IXＡ線断面におけるヘッドユニット１１の断面図であり、（ｂ）は図８のIXＢ－IXＢ線断面におけるヘッドユニット１１の断面図である。 変形例１におけるプレート６３の一部を拡大した図である。 変形例２におけるプレート６３の一部を拡大した図である。
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態に係るプリンタ１は、インクジェットヘッド２と、プラテン３と、搬送ローラ４、５とを備えている。
インクジェットヘッド２は、４つのヘッドユニット１１ａ～１１ｄ（本発明の「液体吐出ヘッド」）と保持部材１２とを有する。ヘッドユニット１１ａ～１１ｄは、その下面に形成された複数のノズル１０からインクを吐出する。より詳細に説明すると、複数のノズル１０は、図１の左右方向である水平な紙幅方向（本発明の「第１方向」）に配列されることによってノズル列９を形成しており、ヘッドユニット１１ａ～１１ｄは、それぞれ、水平で且つ紙幅方向と直交する搬送方向（本発明の「第２方向」）に配列された４列のノズル列９を有している。そして、複数のノズル１０からは、搬送方向の上流側に位置するノズル列９を構成するものから、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタのインクが吐出される。なお、以下では、図１に示すように、紙幅方向の右側及び左側を定義して説明を行う。
また、４つのヘッドユニット１１ａ～１１ｄのうち、ヘッドユニット１１ａとヘッドユニット１１ｃとは、搬送方向の位置が同じであり、紙幅方向に間隔をあけて並んでいる。また、４つのヘッドユニット１１ａ～１１ｄのうち、ヘッドユニット１１ｂとヘッドユニット１１ｄとは、搬送方向においてヘッドユニット１１ａ、１１ｃよりも搬送方向の下流側の同じ位置に配置され、紙幅方向に間隔をあけて並んでいる。
また、ヘッドユニット１１ａ、１１ｃとヘッドユニット１１ｂ、１１ｄとは、紙幅方向にずれて配置されており、ヘッドユニット１１ａの右端部とヘッドユニット１１ｂの左端部、ヘッドユニット１１ｂの右端部とヘッドユニット１１ｃの左端部、及び、ヘッドユニット１１ｃの右端部とヘッドユニット１１ｄの左端部が、それぞれ、搬送方向に重なる。
これにより、インクジェットヘッド２では、４つのヘッドユニット１１ａ～１１ｄの複数のノズル１０が紙幅方向における記録用紙Ｐの全長にわたって配置されている。すなわち、インクジェットヘッド２は、いわゆるラインヘッドである。保持部材１２は、紙幅方向及び搬送方向に延びた板状の部材であり、４つのヘッドユニット１１ａ～１１ｄを上述したような位置関係で保持する。
プラテン３は、インクジェットヘッド２の下方に配置され、４つのヘッドユニット１１ａ～１１ｄと対向している。プラテン３は、記録用紙Ｐを下方から支持する。
搬送ローラ４は、搬送方向において、インクジェットヘッド２よりも上流側に配置されている。搬送ローラ５は、搬送方向において、インクジェットヘッド２よりも下流側に配置されている。搬送ローラ４、５は、記録用紙Ｐを搬送方向に搬送する。
そして、プリンタ１では、搬送ローラ４、５により記録用紙Ｐを搬送方向に搬送させながら、インクジェットヘッド２（ヘッドユニット１１ａ～１１ｄ）の複数のノズル１０からインクを吐出させることによって、記録用紙Ｐに記録を行う。
＜ヘッドユニット１１＞
次に、ヘッドユニット１１ａ～１１ｄについて詳細に説明する。ただし、ヘッドユニット１１ａ～１１ｄは同じ構造のものであるので、以下では１つのヘッドユニットについて説明を行う。また、以下では、ヘッドユニット１１ａ～１１ｄを区別しないときにヘッドユニット１１とすることがある。
図２～図９に示すように、ヘッドユニット１１は、ヘッドチップ２１と、マニホールドプレート２２と、インレットプレート２３と、フィルタユニット２４と、ジョイント部材２５とを備えている。
＜ヘッドチップ２１＞
図３（ａ）、図４、図５、図６に示すように、ヘッドチップ２１は、圧力室基板３１と、ノズルプレート３２と、振動膜３３と、４つの圧電アクチュエータ３４と、流路基板３５とを備えている。圧力室基板３１は、例えばシリコン（Ｓｉ、本発明の「第１材料」）からなる。圧力室基板３１には、複数の圧力室４０が形成されている。圧力室４０は、搬送方向に延びている。複数の圧力室４０は紙幅方向に配列されることによって圧力室列３９を形成しており、圧力室基板３１には、４列の圧力室列３９が搬送方向に並んでいる。
ノズルプレート３２は、例えばポリイミド等の合成樹脂材料からなる。ノズルプレート３２には、複数の圧力室４０の紙幅方向及び搬送方向の中央部と重なる部分に、複数のノズル１０が形成されている。これにより、複数のノズル１０が、上述したような４列のノズル列９を形成している。
振動膜３３は、例えば二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）からなる。振動膜３３は、圧力室基板３１の上面を酸化させることによって形成されたものであり、複数の圧力室４０を覆っている。また、振動膜３３には、搬送方向の上流側から１、３列目の圧力室列３９を構成する各圧力室４０の搬送方向の上流側の端部と上下方向に重なる部分、及び、搬送方向の上流側から２、４列目の圧力室列３９を構成する各圧力室４０の搬送方向の下流側の端部と上下方向に重なる部分に、圧力室４０にインクを流入させるための流入孔３３ａが形成されている。また、振動膜３３には、搬送方向の上流側から１、３列目の圧力室列３９を構成する各圧力室４０の搬送方向の下流側の端部と上下方向に重なる部分、及び、搬送方向の上流側から２、４列目の圧力室列３９を構成する各圧力室４０の搬送方向の上流側の端部と上下方向に重なる部分に、圧力室４０からインクを流出させるための流出孔３３ｂが形成されている。
４つの圧電アクチュエータ３４は、４つの圧力室列３９に対応している。各圧電アクチュエータ３４は、圧電層４１、下部電極４２、複数の上部電極４３等を備えている。圧電層４１は、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、振動膜３３の上面に配置され、圧力室列３９を構成する複数の圧力室４０にまたがって紙幅方向に延びている。下部電極４２は、振動膜３３と圧電層４１との間に配置され、複数の圧力室列３９を構成する複数の圧力室４０にまたがって紙幅方向に延びている。下部電極４２は、グランド電位に保持されている。複数の上部電極４３は、複数の圧力室４０に対して個別に設けられている。上部電極４３は、搬送方向を長手方向とする略矩形の平面形状を有し、圧電層４１の上面に、圧力室４０の中央部と上下方向に重なるように配置されている。各上部電極４３は、図示しないドライバＩＣにより、グランド電位及び所定の駆動電位（例えば２０Ｖ程度）のいずれかが選択的に付与される。
なお、圧電アクチュエータ３４は、上記構成の他、電極間の絶縁を確保するための絶縁膜や、圧電層４１及び電極４２、４３を保護するための保護膜等を備えている。ただし、圧電アクチュエータ３４の構成自体は従来と同様であるので、ここでは、詳細な説明を省略する。また、圧電アクチュエータ３４では、上述したのとは逆に、振動膜３３と圧電層４１との間に複数の圧力室４０に個別の電極が配置され、圧電層４１の上面に複数の圧力室４０に共通の電極が配置されていてもよい。また、圧力室列３９を構成する複数の圧力室４０にわたって延びた圧電層４１の代わりに、複数の圧力室４０に個別の圧電体が配置されていてもよい。
ここで、圧電アクチュエータ３４を駆動させてノズル１０からインクを吐出させる方法について説明する。圧電アクチュエータ３４では、複数の上部電極４３が下部電極４２と同じグランド電位に保持されている。あるノズル１０からインクを吐出させるためには、そのノズル１０に対応する上部電極４３の電位をグランド電位から駆動電位に切り換える。すると、上部電極４３と下部電極４２との電位差により圧電層４１に厚み方向の電界が発生し、この電界によって、圧電層４１が厚み方向と直交する水平方向に収縮する。これにより、振動膜３３及び圧電層４１の圧力室４０と上下方向に重なる部分が圧力室４０側に凸となるように変形し、圧力室４０の容積が小さくなる。その結果、圧力室４０内のインクの圧力が上昇し、圧力室４０に連通するノズル１０からインクが吐出される。
流路基板３５は、シリコン（Ｓｉ）からなり、振動膜３３の上面に配置されている。流路基板３５には、各流入孔３３ａと上下方向に重なる部分に、上下方向に延びた流入絞り流路３５ａが形成されている。また、流路基板３５には、各流出孔３３ｂと上下方向に重なる部分に、上下方向に延びた流出絞り流路３５ｂが形成されている。また、流路基板３５の下端部には、４つの圧電アクチュエータ３４に対応する４つの凹部３５ｃが形成されている。そして、各圧電アクチュエータ３４は、振動膜３３と凹部３５ｃとによって形成される空間内に配置されている。
そして、ヘッドチップ２１では、１つのノズル１０と、このノズル１０と接続された圧力室４０と、流入孔３３ａを介してこの圧力室４０と接続された流入絞り流路３５ａと、流出孔３３ｂを介してこの圧力室４０と接続された流出絞り流路３５ｂとによって個別流路３８が形成されている。そして、ヘッドチップ２１には、このような個別流路３８が複数形成されている。
＜マニホールドプレート２２＞
図３（ｂ）、図６に示すように、マニホールドプレート２２は、４２合金（本発明の「第２材料」）からなり、流路基板３５の上面に配置されている。マニホールドプレート２２には、４つの流入マニホールド５１ａと、４つの流出マニホールド５１ｂとが形成されている。４つの流入マニホールド５１ａは、４列の圧力室列３９に対応している。各流入マニホールド５１ａは、紙幅方向に延び、対応する圧力室列３９を構成する複数の圧力室４０に連通する複数の流入絞り流路３５ａと上下方向に重なっている。
４つの流出マニホールド５１ｂは、４列の圧力室列３９に対応している。各流出マニホールド５１ｂは、紙幅方向に延び、対応する圧力室列３９を構成する複数の圧力室４０に連通する複数の流出絞り流路３５ｂと上下方向に重なっている。
＜インレットプレート２３＞
図３（ｃ）、図６に示すように、インレットプレート２３は、４２合金からなり、マニホールドプレート２２の上面に配置されている。インレットプレート２３には、各流入マニホールド５１ａの紙幅方向の両端部と上下方向に重なる部分に、流入孔５３ａが形成されている。また、インレットプレート２３には、各流出マニホールド５１ｂの紙幅方向の両端部と上下方向に重なる部分に、流出孔５３ｂが形成されている。また、インレットプレート２３は、紙幅方向の両側に、ヘッドチップ２１、マニホールドプレート２２、フィルタユニット２４及びジョイント部材２５よりも外側まで延びている。そして、インレットプレート２３の紙幅方向の両端部が、保持部材１２に固定される固定部２３ａとなっている。
＜フィルタユニット２４＞
図６～図９に示すように、フィルタユニット２４は、４２合金からなる４枚のプレート６１～６４が上下方向に積層されることによって形成されている。
図６、図７（ａ）、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、プレート６１は、インレットプレート２３の上面に配置されている。プレート６１には、４つの流入下流路７１ａ（本発明の「流入下領域」）と４つの流出下流路７１ｂ（本発明の「流出下領域」）とが形成されている。
４つの流入下流路７１ａは、４つの流入マニホールド５１ａに対応している。各流入下流路７１ａは、紙幅方向に延び、そのほぼ全体が、対応する流入マニホールド５１ａと上下方向に重なっている。そして、対応する流入マニホールド５１ａと流入下流路７１ａとが、流入孔５３ａを介して連通している。
４つの流出下流路７１ｂは、４つの流出マニホールド５１ｂに対応している。各流出下流路７１ｂは、紙幅方向に延び、そのほぼ全体が、対応する流出マニホールド５１ｂと上下方向に重なっている。そして、対応する流出マニホールド５１ｂと流出下流路７１ｂとが、流出孔５３ｂを介して連通している。
図６、図７（ｂ）、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、プレート６２は、プレート６１の上面に配置されている。プレート６２には、４つの流入下流路７１ａと上下方向に重なる部分に４つの流入側フィルタ７２ａが設けられている。また、プレート６２には、４つの流出下流路７１ｂと上下方向に重なる部分に４つの流出側フィルタ７２ｂが設けられている。
図６、図７（ｃ）、図８、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、プレート６３は、プレート６２の上面に配置されている。プレート６３には、４つの流入上流路７３ａ（本発明の「流入上領域」）と、４つの流出上流路７３ｂ（本発明の「流出上領域」）と、４つのバイパス流路７４とが形成されている。
４つの流入上流路７３ａは、４つの流入下流路７１ａに対応している。各流入上流路７３ａは、プレート６３を貫通しており、紙幅方向に延び、対応する流入下流路７１ａと上下方向に重なっている。これにより、対応する流入下流路７１ａと流入上流路７３ａとが流入側フィルタ７２ａを介して連通している。ここで、本実施形態では、紙幅方向において、ノズル列９の長さが例えば３３ｍｍ程度であるのに対して、流入上流路７３ａ及び流入下流路７１ａの長さを、例えば３５ｍｍ程度と、ノズル列９の長さよりも長くしている。これにより、流入上流路７３ａと流入下流路７１ａとが、ノズル列９の長さ以上の範囲にわたって、上下方向に重なる。
４つの流出上流路７３ｂは、４つの流出下流路７１ｂに対応している。各流出上流路７３ｂは、プレート６３を貫通しており、紙幅方向に延び、対応する流出下流路７１ｂと上下方向に重なっている。これにより、対応する流出下流路７１ｂと流出上流路７３ｂとが流出側フィルタ７２ｂを介して連通している。ここで、紙幅方向において、ノズル列９の長さが例えば３３ｍｍ程度であるのに対して、流出上流路７３ｂ及び流入下流路７１ｂの長さを、例えば３５ｍｍ程度と、ノズル列９の長さよりも長くしている。これにより、流出上流路７３ｂと流出下流路７１ｂとは、ノズル列９の長さ以上の範囲にわたって上下方向に重なる。
また、各流入上流路７３ａ及び各流出上流路７３ｂは、紙幅方向の両端部における側壁面７３ａ１、７３ｂ１が、円弧状の曲面となっている。すなわち、側壁面７３ａ１、７３ｂ１は、流入上流路７３ａ及び流出上流路７３ｂの紙幅方向の端に向かうほど、流入上流路７３ａ及び流出上流路７３ｂの搬送方向の内側に向かうように紙幅方向に対して傾いている。
また、流入上流路７３ａと流出上流路７３ｂとは、紙幅方向の長さがほぼ同じである。また、同じ圧力室列３９に対応する流入上流路７３ａと流出上流路７３ｂとは、紙幅方向にずれて配置されている。より詳細に説明すると、搬送方向の上流側から１、３番目の圧力室列３９に対応する流入上流路７３ａと流出上流路７３ｂとは、流入上流路７３ａが流出上流路７３ｂよりも紙幅方向の右側に位置するように配置されている。一方、搬送方向の上流側から２、４番目の圧力室列３９に対応する流入上流路７３ａと流出上流路７３ｂとは、流入上流路７３ａが流出上流路７３ｂよりも紙幅方向の左側に位置するように配置されている。
なお、本実施形態では、流入下流路７１ａと流入上流路７３ａとを合わせた流路が、本発明の「流入流路」に相当する。そして、この流入流路が、流入側フィルタ７２ａによって、流入下流路７１ａと流入上流路７３ａとに区切られている。また、流出下流路７１ｂと流出上流路７３ｂとを合わせた流路が、本発明の「流出流路」に相当する。そして、この流出流路が、流出側フィルタ７２ｂによって流出下流路７１ｂと流出上流路７３ｂとに区切られている。
４つのバイパス流路７４は、同じ圧力室列３９に対応する流入上流路７３ａと流出上流路７３ｂとを接続する流路である。バイパス流路７４は、プレート６３の上側の部分に形成されており、プレート６３を貫通していない。そのため、バイパス流路７４の深さ（上下方向の長さ）は、プレート６３を貫通する流入上流路７３ａ及び流出上流路７３ｂの深さよりも低い。また、バイパス流路７４の幅（上下方向及びバイパス流路７４の長さ方向と直交する方向の長さ）は、流入上流路７３ａ及び流出上流路７３ｂの幅（搬送方向の長さ）よりも狭い。
これらのことから、バイパス流路７４の長さ方向と直交する断面の断面積は、流入上流路７３ａ及び流出上流路７３ｂの長さ方向と直交する断面の断面積よりも小さい。例えば、流入上流路７３ａ及び流出上流路７３ｂの長さ方向と直交する断面の断面積が０．５５ｍｍ2（幅１．１［ｍｍ］×深さ０．５［ｍｍ］）程度であるのに対して、バイパス流路７４の長さ方向と直交する断面の断面積が０．１５ｍｍ2（幅０．５［ｍｍ］×深さ０．３［ｍｍ］）程度である。
ここで、流入上流路７３ａ及び流出上流路７３ｂの上記断面積は、アンダーリフィルが生じず（例えば０．３ｍｍ2以上）、且つ、ヘッドチップの幅や高さが大きくなりすぎない（例えば１ｍｍ2以下）程度の断面積であればよい。一方、厚みがｔのプレート６３に両面からエッチングを施して流入上流路７３ａ及びバイパス流路７４を形成する場合には、プレート６３の上側の部分にハーフエッチングにより形成するバイパス流路７４を、幅がｔ程度で深さが０．６ｔ程度のものとすれば形成しやすい。例えば、プレート６３の厚みｔが０．５ｍｍ程度の場合には、バイパス流路７４を、幅が０．５ｍｍ（＝ｔ）程度で深さが０．３ｍｍ（＝０．６ｔ）程度のものとすれば形成しやすい。また、バイパス流路７の上記断面積は、空気を排出可能（例えば０．１ｍｍ2以上）で、且つ、流入上流路７３ａ内のインクが、バイパス流路７４よりも流入下流路７３ｂ側に流れやすくなる（例えば０．５ｍｍ2以下）ような断面積とすればよい。
また、バイパス流路７４の長さ（第１直線部７４ａ、第２直線部７４ｂ及び折り返し部７４ｃの長さの合計）は、例えば、８．５ｍｍ程度である。また、バイパス流路７４が、プレート６３の上側の部分に形成されていることにより、バイパス流路７４は、流入上流路７３ａの上端部と、流出上流路７３ｂの上端部とを接続している。
また、バイパス流路７４は、第１直線部７４ａと第２直線部７４ｂと折り返し部７４ｃとを有する。搬送方向の上流側から１、３番目の圧力室列３９に対応する第１直線部７４ａは、流入上流路７３ａの紙幅方向の左端に接続され、流入上流路７３ａとの接続部分から紙幅方向の左側に延びている。搬送方向の上流側から２、４番目の圧力室列３９に対応する第１直線部７４ａは、流入上流路７３ａの紙幅方向の右端に接続され、流入上流路７３ａとの接続部分から紙幅方向の右側に延びている。
搬送方向の上流側から１、３番目の圧力室列３９に対応する第２直線部７４ｂは、流出上流路７３ｂの紙幅方向の左端に接続され、流出上流路７３ｂとの接続部分から紙幅方向の左側に延びている。搬送方向の上流側から２、４番目の圧力室列３９に対応する第２直線部７４ｂは、流出上流路７３ｂの紙幅方向の右端に接続され、流出上流路７３ｂとの接続部分から紙幅方向の右側に延びている。
また、上述したように、流入上流路７３ａと流出上流路７３ｂとが紙幅方向にずれているのに対して、第１直線部７４ａの紙幅方向における流入上流路７３ａと反対側の端と、第２直線部７４ｂの紙幅方向における流出上流路７３ｂと反対側の端とは、紙幅方向の位置がほぼ同じとなっている。これにより、紙幅方向において、第２直線部７４ｂの長さＬ２が、第１直線部７４ａの長さＬ１よりも短くなっている。
折り返し部７４ｃは、第１直線部７４ａの紙幅方向における流入上流路７３ａと反対側の端と、第２直線部７４ｂの紙幅方向における流出上流路７３ｂと反対側の端とを接続する。また、折り返し部７４ｃの両側の側壁面７４ｃ１、７４ｃ２は、円弧状の曲面となっている。そして、側壁面７４ｃ１と、第１直線部７４ａの第２直線部７４ｂと反対側の側壁面７４ａ１と、第２直線部７４ｂの第１直線部７４ａと反対側の側壁面７４ｂ１とが、滑らかに繋がっている。また、側壁面７４ｃ２と、第１直線部７４ａの第２直線部７４ｂ側の側壁面７４ａ２と、第２直線部７４ｂの第１直線部７４ａ側の側壁面７４ｂ２とが、滑らかに繋がっている。
ここで、プレート６３の上側の部分に形成されたバイパス流路７４は、プレート６３の上面にハーフエッチングによって形成されたものである。そして、ハーフエッチングによりバイパス流路７４が形成されていることにより、バイパス流路７４の下面７４ｄは、バイパス流路７４の長さ方向に投影したとき（例えば、図６の断面でみたとき）に下側に凸となるように湾曲した曲面となっている。また、バイパス流路７４がハーフエッチングによって形成されているため、バイパス流路７４の下面７４ｄは、プレート６４の下面によって形成されるバイパス流路７４の上面７４ｅと比較して凹凸が多い。逆に言えば、バイパス流路７４の上面７４ｅは、バイパス流路７４の下面７４ｄよりも凹凸が少ない。
図６、図７（ｄ）、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、プレート６４には、各流入上流路７３ａの、紙幅方向におけるバイパス流路７４と反対側の端部と上下方向に重なる部分に、プレート６４を貫通する供給口７５ａが形成されている。これにより、供給口７５ａは、流入上流路７３ａの上端面に設けられている。また、プレート６４には、各流出上流路７３ｂの、紙幅方向におけるバイパス流路７４と反対側の端部と上下方向に重なる部分に、プレート６４を貫通する排出口７５ｂが形成されている。これにより、排出口７５ｂは、流出上流路７３ｂの上端面に設けられている。
なお、本実施形態では、搬送方向の上流側から１、３番目の圧力室列３９に対応する流入上流路７３ａ、流出上流路７３ｂ及びバイパス流路においては、紙幅方向の左側が本発明の「第１方向の一方側」に相当し、紙幅方向の右側が本発明の「第１方向の他方側」に相当する。一方、搬送方向の上流側から２、４番目の圧力室列３９に対応する流入上流路７３ａ、流出上流路７３ｂ及びバイパス流路においては、紙幅方向の右側が本発明の「第１方向の一方側」に相当し、紙幅方向の左側が本発明の「第１方向の他方側」に相当する。
図２、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、ジョイント部材２５は、液晶ポリマー樹脂（本発明の「第３材料」）からなる直方体状の部材であり、プレート６４の上面に配置されている。ジョイント部材２５の上面には、各供給口７５ａと上下方向に重なる部分に、上方に突出した円柱形状の突出部７６ａが形成されている。また、ジョイント部材２５の上面には、各排出口７５ｂと上下方向に重なる部分に、上方に突出した円柱形状の突出部７６ｂが形成されている。
また、ジョイント部材２５には、各供給口７５ａと上下方向に重なる部分に、供給流路７７ａが形成されている。供給流路７７ａは下端において供給口７５ａと接続され、供給口７５ａとの接続部分から上方に延び、上端が突出部７６ａの上端に開口している。また、ジョイント部材２５には、各排出口７５ｂと上下方向に重なる部分に、排出流路７７ｂが形成されている。排出流路７７ｂは、下端において排出口７５ｂと接続され、排出口７５ｂとの接続部分から上方に延び、上端が突出部７６ｂの上端に開口している。
各供給流路７７ｂは、それぞれ、突出部７６ａに接続された図示しないチューブを介して、対応する色のインクが貯留されたサブタンク８１と接続されている。また、供給流路７７ａとサブタンク８１との間には、サブタンク８１から供給流路７７ａに向けてインクを送るポンプ８２が接続されている。各排出流路７７ｂは、それぞれ、突出部７６ｂに接続された図示しないチューブを介して、対応する色のインクが貯留されたサブタンク８１と接続されている。各サブタンク８１は、例えば、図示しないチューブ等を介して、対応する色のインクが貯留された図示しないインクカートリッジに接続されており、インクカートリッジからサブタンク８１にインクが供給される。
以上のような構造のヘッドユニット１１では、ポンプ８２を駆動させると、サブタンク８１内のインクが供給流路７７ａ及び供給口７５ａを経て流入上流路７３ａに流れ込む。流入上流路７３ａに流れ込んだインクは、流入側フィルタ７２ａを通過して流入下流路７１ａに流れ込み、さらに流入孔５３ａ及び流入マニホールド５１ａを経て、流入絞り流路３５ａの上端から複数の個別流路３８に流れ込む。
また、複数の個別流路３８内のインクは、流出絞り流路３５ｂの上端から、流出マニホールド５１ｂ及び流出孔５３ｂを経て、流出下流路７１ｂに流れ込む。流出下流路７１ｂに流れ込んだインクは、流出側フィルタ７２ｂを通過して流出上流路７３ｂに流れ込む。
また、供給口７５ａから流入上流路７３ａに流れ込んだインクは、上述したように複数の個別流路３８等を経て流出上流路７３ｂに流れ込むほか、バイパス流路７４を介しても流出上流路７３ｂに流れ込む。
そして、流出上流路７３ｂに流れ込んだインクは、排出口７５ｂ及び排出流路７７ｂ等を経て、サブタンク８１に流れ込む。
このように、本実施形態では、ヘッドユニット１１とサブタンク８１との間でインクが循環する。また、本実施形態では、このようにインクが循環するときに、各個別流路３８を流れるインクの流量の合計が、バイパス流路７４を流れるインクの流量以上となるように、ヘッドユニット１１内の各流路のサイズ等が設定されている。
また、本実施形態では、ヘッドチップ２１を構成するノズルプレート３２、圧力室基板３１及び流路基板３５と、マニホールドプレート２２と、インレットプレート２３と、フィルタユニット２４を構成するプレート６１～６４と、ジョイント部材２５とが、熱硬化性接着剤で接着されている。
なお、本実施形態では、ヘッドチップ２１の、シリコンからなる圧力室基板３１と流路基板３５とを合わせたものが、本発明の「第１流路部材」に相当する。また、４２合金からなる、マニホールドプレート２２とインレットプレート２３とフィルタユニット２４のプレート６１～６４とを合わせたものが、本発明の「第２流路部材」に相当する。
＜効果＞
本実施形態では、流入下流路７１ａと流入上流路７３ａとによって形成される流入流路が、流入側フィルタ７２ａによって、複数の個別流路３８と連通する流入下流路７１ａと、流入下流路７１ａよりも上方に位置する、供給口７５ａが設けられた流入上流路７３ａとに区切られている。これにより、供給口７５ａから流入上流路７３ａに供給されたインク中の気泡が浮き上がるときには、流入側フィルタ７２ａから離れる方向に移動することになり、気泡が流入側フィルタ７２ａに到達しにくい。
また、本実施形態では、流出下流路７１ｂと流出上流路７３ｂとによって形成される流出流路が、流出側フィルタ７２ｂによって、複数の個別流路３８と連通する流出下流路７１ｂと、流出下流路７１ｂよりも上方に位置する、排出口７５ｂが設けられた流出上流路７３ｂとに区切られている。これにより、流出上流路７３ａ内のインク中の気泡が浮き上がるときには、流出側フィルタ７２ｂから離れる方向に移動することになり、気泡が流出側フィルタ７２ｂに到達しにくい。
これらのことから、気泡が流入側フィルタ７２ａあるいは流出側フィルタ７２ｂを超えて個別流路３８側（流入下流路７１ａ、流出下流路７１ｂ）に流れ込んでしまうのを防止することができる。また、バイパス流路７４が、流入上流路７３ａと流出上流路７３ｂとを接続するため、供給口７５ａから流入上流路７３ａに供給されたインク中の気泡は、バイパス流路７４を介して流出上流路７３ｂに流れ、排出口７５ｂから排出される。
また、本実施形態では、流入上流路７３ａ及び流出上流路７３ｂが紙幅方向に延び、流入上流路７３ａと流出上流路７３ｂとが搬送方向に並んでいる。そして、バイパス流路７４が流入上流路７３ａと流出上流路７３ｂの紙幅方向の同じ側の端同士を接続している。これにより、流入上流路７３ａを紙幅方向にバイパス流路７４に向かって流れ、バイパス流路７４を介して流入上流路７３ａから流出上流路７３ｂに流れ、流出上流路７３ｂを紙幅方向にバイパス流路７４から離れるように流れるインクの流れによって、流入上流路７３ａに溜まった気泡を、バイパス流路７４を介して流出上流路７３ｂに流れさせ、排出口７５ｂから排出させることができる。
また、本実施形態では、供給口７５ａが、流入上流路７３ａの紙幅方向のバイパス流路７４と反対側の端部に設けられ、排出口７５ｂが、流出上流路７３ｂの紙幅方向のバイパス流路７４と反対側の端部に設けられている。これにより、流入上流路７３ａにおいてインクが紙幅方向の供給口７５ａ側の端からバイパス流路７４側の端に流れ、バイパス流路７４を介してインクが流入上流路７３ａから流出上流路７３ｂに流れ、流出上流路７３ｂにおいてインクが紙幅方向のバイパス流路７４側の端から排出口７５ｂ側の端に流れるような、インクの流れが生じやすくなる。これにより、供給口７５ａから流入上流路７３ａに流れ込んだインク中の気泡を確実に、バイパス流路７４を介して流出上流路７３ｂに流れさせ、排出口７５ｂから排出させることができる。
また、本実施形態では、バイパス流路７４が、紙幅方向に延びた第１直線部７４ａ及び第２直線部７４ｂと、折り返し部７４ｃとを有する。これにより、流入上流路７３ａからバイパス流路７４に流れ込んだインクは、第１直線部７４ａを紙幅方向に流入上流路７３ａから離れるように流れ、折り返し部７４ｃで流れの向きが変わり、第２直線部を紙幅方向に流出上流路７３ｂに向かって流れる。これにより、流入上流路７３ａ内の気泡を、バイパス流路７４を介して、流出上流路７３ｂに流れさせることができる。
また、本実施形態では、バイパス流路７４において、折り返し部７４ｃの側壁面７４ｃ１、７４ｃ２が円弧状の曲面である。そして、側壁面７４ｃ１と、第１直線部７４ａの側壁面７４ａ１と、第２直線部７４ｂの側壁面７４ｂ１とが、滑らかに繋がっている。また、側壁面７４ｃ２と、第１直線部７４ａの側壁面７４ａ２と、第２直線部７４ｂの側壁面７４ｂ２とが、滑らかに繋がっている。これにより、折り返し部７４ｃにおいて気泡が引っかかりにくく、流入上流路７３ａ内のインク中の気泡を、バイパス流路７４を介して効率よく流出上流路７３ｂに流れさせることができる。
また、第１直線部７４ａと第２直線部７４ｂと折り返し部７４ｃとを有するバイパス流路７４では、インクの流れの向きが変わる折り返し部７４ｃにおいてインクの流速が大きく低下する。そこで、本実施形態では、バイパス流路７４のうち、折り返し部７４ｃで流速が低下した後にインクが流れる第２直線部７４ｂの紙幅方向の長さＬ２を、折り返し部７４ｃで流速が低下する前にインクが流れる第１直線部７４ａの紙幅方向の長さＬ１よりも短くしている。これにより、流入上流路７３ａから、バイパス流路７４を介して、流出上流路７３ｂに効率よくインクを流れさせることができる。
また、本実施形態では、バイパス流路７４の幅が、流入上流路７３ａ及び流出上流路７３ｂの幅よりも短い。一方で、紙幅方向に延びる流入上流路７３ａ及び流出上流路７３ｂでは、搬送方向の中央部においてインクの流速が最も速くなる。そこで、本実施形態では、バイパス流路７４を、流入上流路７３ａ及び流出上流路７３ｂの、紙幅方向の端のうち、搬送方向の中央部と接続させている。これにより、流入上流路７３ａからバイパス流路７４にインクが流れ込みやすくなり、バイパス流路７４から流出上流路７３ｂにインクが流れ出やすくなって、バイパス流路７４におけるインクの流速を速くすることができる。
また、本実施形態では、バイパス流路７４の長さ方向と直交する断面の断面積が、流入上流路７３ａ及び流出上流路７３ｂの長さ方向と直交する断面の断面積の半分以下となっている。これにより、流入上流路７３ａからバイパス流路７４にインクが流れ込むときにインクの流速が増大し、バイパス流路７４におけるインクの流速を速くすることができる。
また、本実施形態では、流入上流路７３ａの、紙幅方向におけるバイパス流路７４側の端部の側壁面７３ａ１が、紙幅方向においてバイパス流路７４側に向かうほど、流入上流路７３ａの搬送方向の内側に向かうような曲面となっている（紙幅方向に対して傾いている）。これにより、流入上流路７３ａ内の気泡は、側壁面７３ａ１に沿って流れることによってバイパス流路７４に流れ込みやすく、流入上流路７３ａとバイパス流路との境界部分に気泡が溜まりにくい。
また、上述の実施形態では、流入上流路７３ａの上端面に供給口７５ａが設けられている。したがって、供給口７５ａから流入上流路７３ａにインクが流れ込む際に、インク中の気泡が流入上流路７３ａに流れ込みにくい。
さらに、本実施形態では、供給口７５ａと接続される供給流路７７ａが、供給口７５ａとの接続部分から上方に延びているため、供給流路７７ａ内のインク中の気泡は、供給流路７７ａの下端と接続される供給口７５ａに到達しにくい。
また、上述の実施形態では、流出上流路７３ｂの上端面に排出口７５ｂが設けられている。したがって、排出口７５ｂから流出上流路７３ｂの外部に排出された気泡が流出上流路７３ｂに戻りにくい。
さらに、本実施形態では、排出口７５ｂと接続される排出流路７７ｂが、排出口７５ｂとの接続部分から上方に延びているため、排出流路７７ｂ内のインク中の気泡は、排出流路７７ｂの下端と接続される排出口７５ｂに戻りにくい。
また、上述の実施形態では、流入上流路７３ａ及び流出上流路７３ｂの上端部に気泡がたまりやすいのに対して、バイパス流路７４によって、流入上流路７３ａの上端部と流出上流路７３ｂの上端部とが接続されている。これにより、バイパス流路７４を介して、流入上流路７３ａから流出上流路７３ｂに効率よく気泡を流れさせることができる。
また、本実施形態では、流入上流路７３ａと流出上流路７３ｂとバイパス流路７４が形成されたプレート６３には、これらの流路に囲まれた部分（例えば、図７（ｃ）にＲ１で示した部分）が存在する。一方で、本実施形態では、流入上流路７３ａ及び流出上流路７３ｂがプレート６３を貫通しているのに対して、バイパス流路７４はプレート６３の上側の部分に形成されている。したがって、プレート６３のうち、流入上流路７３ａと流出上流路７３ｂとバイパス流路７４とに囲まれた部分と、これらの流路よりも外側の部分（例えば、図７（ｃ）のＲ２で示した部分）とは、プレート６２のバイパス流路７４の下方に位置する部分を介して繋がっている。これにより、プレート６３の、流入上流路７３ａと流出上流路７３ｂとバイパス流路７４とに囲まれた部分が不安定になることがない。また、プレート６３の上側の部分に位置するバイパス流路７４は、ハーフエッチングにより簡単に形成することができる。
また、本実施形態では、バイパス流路７４の下面７４ｄが、バイパス流路７４の長さ方向に投影したときに下側に凸となるような曲面であるため、バイパス流路７４の下面７４ｄと側面との境界部分に気泡をたまりにくくすることができる。また、プレート６３にハーフエッチングによってバイパス流路７４を形成すれば、下面７４ｄが上述したような曲面となるバイパス流路７４を簡単に形成することができる。
また、本実施形態では、バイパス流路７４の上端部に気泡がたまりやすいのに対して、プレート６４の下面によって形成されるバイパス流路７４の上面７４ｅが、バイパス流路７４の下面７４ｄよりも凹凸が少ない。これにより、バイパス流路７４の上端部の気泡を滞留しにくくすることができる。
また、本実施形態では、ヘッドユニット１１とサブタンク８１との間でインクが循環するときに、各個別流路３８を流れるインクの流量の合計が、バイパス流路７４を流れるインクの流量以上となるように、ヘッドユニット１１内の各流路のサイズ等が設定されている。これにより、バイパス流路７４を介した流入上流路７３ａから流出上流路７３ｂへのインクの流量が大きくなりすぎて、複数の個別流路３８へのインクの供給不足が生じてしまうのを防止することができる。
また、本実施形態では、ヘッドチップ２１と、マニホールドプレート２２と、インレットプレート２３と、フィルタユニット２４とジョイント部材２５とが、熱硬化性接着剤で接着されている。これに対して、ヘッドチップ２１の圧力室基板３１及び流路基板３５が、シリコン（Ｓｉ）からなる。また、マニホールドプレート２２、インレットプレート２３、及び、フィルタユニット２４のプレート６１～６４が４２合金からなる。また、ジョイント部材２５は、液晶ポリマー樹脂からなる。一方で、４２合金の線膨張係数（４．２×１０-6［ｍ／℃］）は、シリコンの線膨張係数（３．０×１０-6［ｍ／℃］）と、液晶ポリマー樹脂の線膨張係数（１０．０×１０-6［ｍ／℃］）との間である。これにより、これらを熱硬化性接着剤で接着したときに、これらの部材に反りが発生してしまうのを防止することができる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載の限りにおいて様々な変更が可能である。
例えば、ヘッドユニットの各部材は、上述の実施形態とは別の材料からなるものであってもよい。このとき、ヘッドチップ２１の圧力室基板３１及び流路基板３５が第１材料からなるものであり、フィルタユニット２４のプレート６１～６４が第２材料からなるものであり、ジョイント部材２５が第３材料からなるものとした場合に、第２材料の線膨張係数が、第１材料の線膨張係数と、第３材料の線膨張係数との間であれば、上述の実施形態と同様、これらを熱硬化性の接着剤で接着したときに、反りが発生しにくくなる。
例えば、マニホールドプレート２２、インレットプレート２３、及び、フィルタユニット２４のプレート６１～６４を、ＳＵＳ３０４（線膨張係数１７．３×１０-6［ｍ／℃］）、ＳＵＳ４３０（線膨張係数１０．４×１０-6［ｍ／℃］）からなるものとし、ジョイント部材を、４２合金、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3、線膨張係数７．２×１０-6「ｍ／℃］）、エポキシ樹脂（線膨張係数９．０×１０-6［ｍ／℃］）などからなるものとしてもよい。ジョイント部材をアルミナからなるものとする場合には、複数のアルミナからなるプレートの積層体として形成することができ、細い流路を作りやすい。ジョイント部材２５をエポキシ樹脂からなるものとする場合には、成形で大量に製造することが容易である一方で、細い狭い流路が作りづらい。
また、第１～第３材料の線膨張係数の大小関係は、上述したのとは異なっていてもよい。
また、上述の実施形態では、バイパス流路７４の上面（プレート６４の下面）が、バイパス流路７４の下面よりも凹凸の少ないものであったが、これには限られない。例えば、これらの面の凹凸の程度が同程度であってもよい。
また、上述の実施形態では、ヘッドユニット１１とサブタンク８１との間でインクが循環するときに、複数の個別流路３８を流れるインクの流量の合計が、バイパス流路７４を流れるインクの流量以上となっていたが、これには限られない。ヘッドユニット１１とサブタンク８１との間でインクが循環するときに、複数の個別流路３８を流れるインクの流量の合計が、バイパス流路７４を流れるインクの流量よりも小さくてもよい。
また、上述の実施形態では、バイパス流路７４の幅及び深さが一定となっていることで、バイパス流路７４のインクの長さ方向と直交する断面の断面積が一定となっていたが、これには限られない。
例えば、変形例１では、図１０に示すように、流入上流路７３ａと流出上流路７３ｂとがバイパス流路１０１を介して接続されている。バイパス流路１０１は、バイパス流路７４と同様、第１直線部１０１ａと第２直線部１０１ｂと折り返し部１０１ｃとを有する。ただし、バイパス流路１０１では、バイパス流路７４とは異なり、流入上流路７３ａとの接続部分から流出上流路７３ｂとの接続部分に向かうほど、幅が徐々に狭くなっている（長さ方向と直交する断面の断面積が徐々に小さくなっている）。
変形例１では、バイパス流路１０１において、流入上流路７３ａとの接続部分から流出上流路７３ｂとの接続部分に向かうほど、長さ方向と直交する断面の断面積が徐々に小さくなっているため、バイパス流路１０１において、流入上流路７３ａとの接続部分から流出上流路７３ｂとの接続部分に向かうほど、インクの流速が速くなる。これにより、バイパス経路１０１において、流入上流路７３ａとの接続部分から流出上流路７３ｂとの接続部分に向かってインクを流れやすくすることができる。
また、変形例１では、流入上流路７３ａとの接続部分から流出上流路７３ｂとの接続部分に向かうほど、幅が徐々に狭くなっていたが、これには限られない。バイパス流路は、流入上流路７３ａとの接続部分から流出上流路７３ｂとの接続部分に向かうほど、深さが徐々に低くなっていてもよい。あるいは、バイパス流路は、流入上流路７３ａとの接続部分から流出上流路７３ｂとの接続部分に向かうほど、幅が徐々に狭くなるとともに、深さが徐々に小さくなるようになっていてもよい。これらの場合でも、バイパス流路では、流入上流路７３ａとの接続部分から流出上流路７３ｂとの接続部分に向かうほど、長さ方向と直交する断面の断面積が徐々に小さくなる。
また、上述の実施形態では、バイパス流路７４の下面が、バイパス流路７４の長さ方向に投影したとき下側に凸となるように湾曲し、バイパス流路７４の側壁面と滑らかに繋がる曲面であったが、これには限られない。例えばバイパス流路の下面及び側壁面がいずれも平面であり、バイパス流路の下面と側壁面との境界部分に角部が存在していてもよい。
また、上述の実施形態では、１枚のプレート６３に、プレート６３を貫通する流入上流路７３ａ及び流出上流路７３ｂと、プレート６３の上側の部分に位置するバイパス流路７４とが形成されていることにより、流入上流路７３ａの上端部と流出上流路７３ｂの上端部とがバイパス流路７４によって接続されたものとなっていたが、これには限られない。
例えば、プレート６３の代わりに、互いに積層された２枚のプレートを配置し、これら２枚のプレートを貫通するように流入上流路及び流出上流路を形成し、これら２枚のプレートのうち上側のプレートのみを貫通するようにバイパス流路を形成してもよい。
さらには、バイパス流路は、流入上流路の上端部及び流出上流路の上端部に接続されるものであることにも限られない。バイパス流路は、流入上流路の上端部以外の部分に接続されていてもよい。また、バイパス流路は、流出上流路の上端部以外の部分と接続されていてもよい。
また、上述の実施形態では、供給流路７７ａが、供給口７５ａ及び排出口７５ｂとの接続部分から上方に延びていたが、これには限られない。例えば、供給流路は、供給口７５ａとの接続部分から水平に延びていてもよい。
また、上述の実施形態では、排出流路７７ｂが、排出口７５ｂとの接続部分から上方に延びていたが、これには限られない。例えば、排出流路は、排出口７５ｂとの接続部分から水平に延びていてもよい。
また、上述の実施形態では、供給口７５ａが流入上流路７３ａの上端面を形成するプレート６４に形成されていたが、これには限られない。例えば、供給口７５ａがプレート６３に形成され、流入上流路７３ａの側壁面において開口したものであってもよい。
また、上述の実施形態では、排出口７５ｂが流出上流路７３ｂの上端面を形成するプレート６４に形成されていたが、これには限られない。例えば、排出口７５ｂがプレート６３に形成され、流出上流路７３ｂの側壁面において開口したものであってもよい。
また、流入上流路７３ａ及び流出上流路７３ｂの、紙幅方向のバイパス流路７４側の端部における側壁面は、曲面であることにも限られない。例えば、変形例２では、図１１に示すように、流入上流路１１１ａの、紙幅方向のバイパス流路７４の側の端部における側壁面１１１ａ１が、紙幅方向においてバイパス流路７４に近づくほど、流入上流路１１１ａの搬送方向の中央側に向かうように、紙幅方向に対して傾いた平面となっている。また、流出上流路１１１ｂの、紙幅方向のバイパス流路７４側の端部における側壁面１１１ｂ１が、紙幅方向においてバイパス流路７４に近づくほど、流出上流路１１１ｂの搬送方向の中央側に向かうように、紙幅方向に対して傾いた平面となっている。
この場合でも、流入上流路１１１ａ内のインクが側壁面１１１ａ１に沿って流れることでバイパス流路７４に流れ込みやすいため、流入上流路１１１ａの紙幅方向におけるバイパス流路７４側の端部にインク中の気泡が溜まってしまうのを防止することができる。また、流出上流路１１１ｂの紙幅方向におけるバイパス流路７４側の端部に角のある部分がないため、流出上流路１１１ｂの紙幅方向におけるバイパス流路７４側の端部に気泡が溜まりにくい。
さらには、バイパス流路７４の側壁面と繋がる流入上流路及び流出上流路の側壁面は、紙幅方向に対して傾いた面であることにも限られない。例えば、流入上流路及び流出上流路の側壁面は、紙幅方向のバイパス流路７４側の端まで紙幅方向と平行に延び、搬送方向の中央側に９０度折れ曲がって、バイパス流路７４の側壁面と接続されていてもよい。
また、バイパス流路７４の長さ方向と直交する断面の断面積、及び、流入上流路７３ａ及び流出上流路７３ｂの長さ方向と直交する断面の断面積は、上述の実施形態のものには限られない。これらの断面積が上述の実施形態のものと異なっていても、バイパス流路７４の上記断面積が、流入上流路７３ａ及び流出上流路７３ｂの上記断面積の半分以下であれば、バイパス流路におけるインクの流速を速くすることができる。
さらには、バイパス流路７４の上記断面積が、流入上流路７３ａ及び流出上流路７３ｂの上記断面積の半分よりも大きく、且つ、流入上流路７３ａ及び流出上流路７３ｂの上記断面積よりも小さくてもよい。この場合でも、バイパス流路におけるインクの流速をある程度速くすることができる。
また、上述の実施形態では、バイパス流路７４の幅が流入上流路７３ａ及び流出上流路７３ｂの幅よりも狭く、且つ、バイパス流路７４の深さが流入上流路７３ａ及び流出上流路７３ｂの深さよりも低くなっていることにより、バイパス流路７４の上記断面積が、流入上流路７３ａ及び流出上流路７３ｂの上記断面積よりも小さくなっていたが、これには限られない。
例えば、バイパス流路７４の幅が流入上流路７３ａ及び流出上流路７３ｂの幅よりも狭く、且つ、バイパス流路７４の深さが流入上流路７３ａ及び流出上流路７３ｂの深さとほぼ同じであってもよい。あるいは、バイパス流路７４の深さが流入上流路７３ａ及び流出上流路７３ｂの深さよりも低く、且つ、バイパス流路７４の幅が流入上流路７３ａ及び流出上流路７３ｂの幅とほぼ同じであってもよい。
さらには、バイパス流路７４の上記断面積は、流入上流路７３ａ及び流出上流路７３ｂの上記断面積よりも小さいことにも限られない。バイパス流路７４の上記断面積は、流入上流路７３ａ及び流出上流路７３ｂの上記断面積とほぼ同じとなっていてもよい。
また、上述の実施形態では、バイパス流路７４が、流入上流路７３ａ及び流出上流路７３ｂの紙幅方向の端のうち、搬送方向の中央部と接続されていたが、これには限られない。例えば、バイパス流路は、流入上流路７３ａ及び流出上流路７３ｂの紙幅方向の端のうち、搬送方向の中央部よりも上流側の部分、あるいは、搬送方向の中央部よりも下流側の端部と接続されていてもよい。
また、上述の実施形態では、流入上流路７３ａと流出上流路７３ｂとが紙幅方向にずれ、バイパス流路７４において、第２直線部７４ｂの紙幅方向の長さＬ２が、第１直線部７４ａの紙幅方向の長さＬ１がよりも短くなっていたが、これには限られない。
例えば、流入上流路７３ａと流出上流路７３ｂとが、紙幅方向において上述の実施形態と逆方向にずれており、バイパス流路において、第１直線部の紙幅方向の長さが第２直線部の紙幅方向の長さよりも短くなっていてもよい。あるいは、流入上流路７３ａと流出上流路７３ｂとの紙幅方向の位置がほぼ同じであり、バイパス流路において、第１直線部の紙幅方向の長さと第２直線部の紙幅方向の長さとがほぼ同じとなっていてもよい。
また、上述の実施形態では、折り返し部７４ｃの側壁面７４ｃ１が、第１、第２直線部７４ａ、７４ｂの側壁面７４ａ１、７４ｂ１と滑らかに繋がる曲面であり、折り返し部７４ｃの側壁面７４ｃ２が、第１、第２直線部７４ａ、７４ｂの側壁面７４ａ２、７４ｂ２と滑らかに繋がる曲面であったが、これには限られない。例えば、折り返し部が、搬送方向に沿って直線的に延び、折り返し部の側壁面が搬送方向と平行な平面となっていてもよい。
また、上述の実施形態では、バイパス流路７４が、第１直線部７４ａと第２直線部７４ｂと折り返し部７４ｃとを有するものであったが、これには限られない。例えば、バイパス流路は、搬送方向における流入上流路７３ａと流出上流路７３ｂとの間の位置において搬送方向に延びて、流入上流路７３ａと流出上流路７３ｂとを接続するものであってもよい。
また、上述の実施形態では、供給口７５ａが、流入上流路７３ａの紙幅方向におけるバイパス流路７４と反対側の端部に設けられていたが、これには限られない。供給口は、流入上流路７３ａの紙幅方向における中央部などに設けられていてもよい。
また、上述の実施形態では、排出口７５ｂが、流出上流路７３ｂの紙幅方向におけるバイパス流路７４と反対側の端部に設けられていたが、これには限られない。排出口は、流出上流路７３ｂの紙幅方向における中央部などに設けられていてもよい。
また、上述の実施形態では、流入上流路７３ａと流出上流路７３ｂとがともに紙幅方向に延びており、バイパス流路７４が、流入上流路７３ａと流出上流路７３ｂの紙幅方向の同じ側の端同士を接続するものであったが、これには限られない。バイパス流路は、流入上流路の上記とは別の部分、あるいは、流出上流路の別の部分に接続されていてもよい。また、流入上流路と流出上流路とは平行に延びたものでなくてもよい。
また、以上では、いわゆるラインヘッドを構成するヘッドユニット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。例えば、キャリッジに搭載されてキャリッジとともに移動する、いわゆるシリアルヘッドに本発明を適用することも可能である。また、例えば液状化させた金属や樹脂等、インク以外の液体を吐出する液体吐出ヘッドに本発明を適用することも可能である。
１１ ヘッドユニット
１０ ノズル
２５ ジョイント部材
３１ 圧力室基板
３５ 流路基板
３８ 個別流路
６１～６４ プレート
７１ａ 流入下流路
７１ｂ 流出下流路
７２ａ 流入側フィルタ
７２ｂ 流出側フィルタ
７３ａ 流入上流路
７３ａ１ 側壁面
７３ｂ 流出上流路
７３ｂ１ 側壁面
７４ バイパス流路
７４ａ 第１直線部
７４ａ１ 側壁面
７４ｂ 第２直線部
７４ｂ１ 側壁面
７４ｃ 折り返し部
７４ｃ１、７４ｃ２ 側壁面
７５ａ 供給口
７５ｂ 排出口
７７ａ 供給流路
７７ｂ 排出流路
１０１ バイパス流路
１０１ａ 第１直線部
１０１ｂ 第２直線部
１０１ｃ 折り返し部
１１１ａ 流入上流路
１１１ｂ 流出上流路
１１１ａ１、１１１ｂ１ 側壁面

Claims (20)

  1. ノズルをそれぞれ含む複数の個別流路と、
    前記複数の個別流路と連通し、前記複数の個別流路に流入される液体が流れる流入流路と、
    前記複数の個別流路と連通し、前記複数の個別流路から流出した液体が流れる流出流路と、
    前記流入流路に設けられ、前記流入流路を、前記複数の個別流路と連通する流入下領域と、前記流入下領域よりも上方に位置する流入上領域とに区切る流入側フィルタと、
    前記流出流路に設けられ、前記流出流路を、前記複数の個別流路と連通する流出下領域と、前記流出下領域よりも上方に位置する流出上領域とに区切る流出側フィルタと、
    前記流入上領域に設けられた、外部から前記流入流路に液体を供給するための供給口と、
    前記流出上領域に設けられた、前記流出流路から外部に液体を排出するための排出口と、
    前記流入上領域と前記流出上領域とを接続するバイパス流路と、を備え、
    前記流入流路及び前記流出流路は、水平な第１方向に沿って延び、
    前記流入流路と前記流出流路とが、水平で且つ前記第１方向と直交する第２方向に並んでおり、
    前記バイパス流路が、前記流入上領域の前記第１方向における一方側の端部と、前記流出上領域の前記第１方向における前記一方側の端部とを接続し、
    前記供給口が、前記流入上領域の前記第１方向の他方側の端部に設けられ、
    前記排出口が、前記流出上領域の前記第１方向の前記他方側の端部に設けられていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
  2. 前記バイパス流路が、
    前記流入上領域と接続され、前記第１方向に沿って延びた第１直線部と、
    前記流出上領域と接続され、前記第１方向に沿って延びた第２直線部と、
    前記第１直線部の前記第１方向の前記一方側の端と、前記第２直線部の前記第１方向の前記一方側の端とを接続する折り返し部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
  3. 前記折り返し部の側壁面が、前記第１直線部の側壁面及び前記第２直線部の側壁面と滑らかに繋がった曲面であることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
  4. 前記流入上領域の前記第１方向の前記一方側の端が、前記流出上領域の前記第１方向の前記一方側の端よりも、前記第１方向の他方側に位置し、
    前記第２直線部の前記第１方向の長さが、前記第１直線部の前記第１方向の長さよりも短いことを特徴とする請求項２又は３に記載の液体吐出ヘッド。
  5. 前記バイパス流路は、前記流入上領域の前記第１方向における前記一方側の端の、前記第２方向における中央部と、前記流出上領域の前記第１方向における前記一方側の端の、前記第２方向における中央部とを接続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。
  6. 前記バイパス流路の長さ方向と直交する断面の断面積が、前記流入上領域及び流出上領域の、前記第１方向と直交する断面の断面積よりも小さ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。
  7. 前記バイパス流路の長さ方向と直交する断面の断面積が、前記流入上領域及び前記流出上領域の、前記第１方向と直交する断面の断面積の半分以下であることを特徴とする請求項６に記載の液体吐出ヘッド。
  8. 前記バイパス流路の長さ方向と直交する断面の断面積が、０．１ｍｍ2以上０．５ｍｍ2以下であり、前記流入上領域及び前記流出上領域の、前記第１方向と直交する断面の断面積が０．３ｍｍ2以上１．０ｍｍ2以下であることを特徴とする請求項６又は７に記載の液体吐出ヘッド。
  9. 前記バイパス流路の前記流入上領域との接続部分は、前記流入上領域よりも、前記第２方向の長さが短く、
    前記流入上領域の前記第１方向における前記一方側の端部の、前記第２方向の側壁面が、前記第１方向の前記他方側から前記一方側に向かうほど、前記第２方向の内側に位置するように、前記第１方向に対して傾いていることを特徴とする請求項６～８のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
  10. 前記供給口が、前記流入上領域の上端面に設けられていることを特徴とする請求項１～９のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
  11. 前記供給口に接続され、前記供給口との接続部分から上方に延びた供給流路、を備えていることを特徴とする請求項１０に記載の液体吐出ヘッド。
  12. 前記排出口が、前記流出上領域の上端面に設けら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吐出ヘッド。
  13. 前記排出口に接続され、前記排出口との接続部分から上方に延びた排出流路、を備えていることを特徴とする請求項１１に記載の液体吐出ヘッド。
  14. 前記バイパス流路は、前記流入上領域の上端部と、前記流出上領域の上端部とを接続することを特徴とする請求項１～１３のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
  15. 前記流入上領域と前記流出下領域と前記バイパス流路とが形成された板状部材、を備え、
    前記流入上領域及び前記流出上流路は、前記板状部材を貫通しており、
    前記バイパス流路は、前記板状部材の上側の部分に形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の液体吐出ヘッド。
  16. 前記バイパス流路の下面が、前記バイパス流路の長さ方向と直交する方向に投影したときに、下側に凸となるように湾曲した曲面であることを特徴とする請求項１５に記載の液体吐出ヘッド。
  17. 前記バイパス流路は、前記流入上領域との接続部分から前記流出上領域との接続部分に向かうほど、長さ方向と直交する断面の断面積が小さくなっていることを特徴とする請求項１～１６のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
  18. 複数の個別流路を流れる液体の流量の合計が、前記バイパス流路を流れる液体の流量以上であることを特徴とする請求項１～１６のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
  19. 前記バイパス流路の上面は、前記バイパス流路の下面よりも表面の凹凸が少ないことを特徴とする請求項１～１８のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
  20. 第１材料によって形成され、前記複数の個別流路の少なくとも一部が形成された第１流路部材と、
    第２材料によって形成され、前記流入流路と前記流出流路と前記バイパス流路とが形成され、前記第１流路部材と接合された第２流路部材と、
    第３材料によって形成され、前記供給口に接続される供給流路と前記排出口に接続される排出流路とが形成され、前記第２流路部材と接合されたジョイント部材と、を備え、
    前記第１流路部材と前記第２流路部材と前記ジョイント部材とが熱硬化性接着剤によって接合されており、
    前記第２材料の線膨張係数が、前記第１材料の線膨張係数と、前記第３材料の線膨張係数との間にあることを特徴とする請求項１～１９のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
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