JP7131259B2 - 液体吐出ヘッド及び液体吐出装置 - 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、及び、液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置に関する。
特許文献１には、ノズルから液体を吐出する液体吐出装置が記載されている。特許文献１に記載の液体吐出装置では、吐出孔、加圧室などをそれぞれ含み、Ｄ１方向に並んだ複数の個別流路が、Ｄ１方向に延びた第１共通供給流路と接続されている。また、Ｄ１方向と交差するＤ２方向に並んだ複数の第１共通供給流路のＤ１方向の一方の端部同士が、Ｄ２方向に延びた第２共通供給流路によって接続されている。また、第２共通供給流路には、Ｄ２方向の一方の端部に設けられた開口からインクが供給される。また、特許文献１に記載の液体吐出装置では、複数の個別流路が、Ｄ１方向に延びた第１共通回収流路と接続されている。また、Ｄ２方向に並んだ複数の第１共通回収流路のＤ１方向の他方の端部同士が、Ｄ２方向に延びた第２共通回収流路によって接続されている。また、第２共通回収流路内のインクは、Ｄ２方向の他方の端部に設けられた開口から回収される。
国際公開第2015/125865号
特許文献１では、第２共通供給流路から複数の第１供給流路にインクが供給されるが、第２共通供給流路には、Ｄ２方向の一方の端部に設けられた開口からインクが供給されるため、この開口から遠いＤ２方向の他方の第１供給流路ほど、第２共通供給流路からインクが流れ込みにくい。また、上記開口からＤ２方向の他方の第１回収流路ほど、第２回収流路にインクが流れ出にくい。
本発明の目的は、１つの第２共通流路から複数の第１供給流路に液体が供給され、複数の第１排出流路から１つの第２排出流路へ液体が排出される液体吐出ヘッドであって、各第１供給流路及び第１排出流路に液体を均等に流れさせることが可能な液体吐出ヘッド、及び、液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置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、それぞれが第１方向に延びて前記複数の個別流路と接続され、前記第１方向と交差する第２方向に並んだ、前記複数の個別流路に液体を供給するための複数の第１供給流路と、それぞれが前記第１方向に延びて前記複数の個別流路と接続され、前記第２方向に並んだ、前記複数の個別流路から液体が排出される複数の第１排出流路と、前記第２方向に延び、前記第１方向及び前記第２方向のいずれとも平行な平面と交差する第３方向において前記複数の第１供給流路と重なり、前記複数の第１供給流路と連通する、前記複数の第１供給流路に液体を供給するための第２供給流路と、前記第２方向に延び、前記第３方向において前記複数の第１排出流路と重なり、前記複数の第１排出流路と連通する、前記複数の第１排出流路から液体が排出される第２排出流路と、前記第２供給流路に液体を供給するための供給口と、前記第２排出流路から液体が排出される排出口と、前記第３方向において、前記複数の第１供給流路と前記第２供給流路との間に位置し、前記複数の第１供給流路と前記第２供給流路とを接続する複数の供給接続口と、前記第３方向において、前記複数の第１排出流路と前記第２排出流路との間に位置し、前記複数の第１排出流路と前記第２排出流路とを接続する複数の排出接続口と、を備え、前記第２供給流路における、ある２つの前記第１供給流路と前記第３方向に重なる２つの部分の前記第２方向と直交する断面の断面積、及び、前記第２排出流路における、ある２つの前記第１排出流路と前記第３方向に重なる２つの部分の前記第２方向と直交する断面の断面積のうち、少なくとも片方が互いに異なっており、前記第１供給流路は、前記第１方向において前記供給接続口から離れた部分ほど、前記第１方向と直交する断面の断面積が大きくなっている。
複数の第１供給流路に液体を供給するための第２供給流路が、第２方向に延び、第３方向に複数の第１供給流路と重なることで複数の第１供給流路と接続されている。また、第１排出流路から液体が排出される第２排出流路が、第２方向に延び、第３方向に複数の第１排出流路と重なることで複数の第１供給流路と接続されている。そのため、本発明と異なり、第２供給流路の複数の第１供給流路との接続部分間、及び、第２排出流路の複数の第１排出流路との接続部分間で、それぞれ、流路抵抗が同じであると、供給口あるいは排出口からの距離によって、複数の第１供給流路間での第２供給流路からの液体の流れやすさや、複数の第１排出流路間での第２排出への液体の流れやすさに大きな違い生じる虞がある。
これに対して、本発明では、第２供給流路における、２つの第１供給流路と第３方向に重なる２つの部分の第２方向と直交する断面の断面積、及び、第２排出流路における、ある２つの第１排出流路と第３方向に重なる２つの部分の第２方向と直交する断面の断面積のうち、少なくとも片方が互いに異なっている。これにより、第２供給流路の複数の第１供給流路との接続部分間、又は、第２排出流路の複数の第１排出流路との接続部分間で、第２方向における供給口又は排出口からの距離に応じて流路抵抗を異ならせて、複数の第１供給流路間での第２供給流路からのインクの流れやすさ、及び、複数の第１排出流路間での第２排出流路への液体の流れやすさを均一にすることができる。
本発明の実施形態に係るプリンタの概略構成図である。 ヘッドユニットの平面図である。 図２のIII－III線断面図である。 （ａ）は図２のIVＡ－IVＡ線断面図であり、（ｂ）は図２のIVＢ－IVＢ線断面図である。 変形例１の図２相当の図である。 変形例２の図２相当の図である。 変形例３の図２相当の図である。 変形例４の図２相当の図である。 変形例５の図２相当の図である。 変形例６の図２相当の図である。
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。
＜プリンタの全体構成＞
図１に示すように、本実施形態に係るプリンタ１（本発明の「液体吐出装置」）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。
図１、図２に示すように、インクジェットヘッド２は、４つのヘッドユニット１１（１１ａ～１１ｄ）（本発明の「液体吐出ヘッド」）と、保持部材１２とを備えている。ヘッドユニット１１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、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を形成している。また、ヘッドユニット１１には、紙幅方向と直交する搬送方向（本発明の「第２方向」）に並んだ４列のノズル列９を有している。また、隣接するノズル列９間で、紙幅方向におけるノズル１０の位置が、各ノズル列９におけるノズル１０同士の間隔の４分の１の長さだけずれている。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、ヘッドユニット１１ａとヘッドユニット１１ｃ、及び、ヘッドユニット１１ｂとヘッドユニット１１ｄは、それぞれ、紙幅方向に並んでいる。また、ヘッドユニット１１ｂ、１１ｄは、ヘッドユニット１１ａ、１１ｃよりも、紙幅方向と直交する搬送方向の下流側に位置している。また、ヘッドユニット１１ｂ、１１ｄは、それぞれ、ヘッドユニット１１ａ、１１ｃに対して紙幅方向の右側にずれて配置されている。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１１の複数のノズル１０が、ノズル紙幅方向における記録用紙Ｐの全長にわたって配列されている。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。なお、ヘッドユニット１１の詳細な構成については、後程説明する。
保持部材１２は、紙幅方向を長手方向とする矩形の板状の部材であり、保持部材１２に４つのヘッドユニット１１が固定されている。また、保持部材１２には、４つのヘッドユニット１１に対応する４つの矩形の貫通孔１２ａが形成されている。ヘッドユニット１１の複数のノズル１０は、対応する貫通孔１２ａから下側（記録用紙Ｐ側）に露出している。
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１１の複数のノズル１０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及びプラテン３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及びプラテン３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を搬送方向に搬送しながら、４つのヘッドユニット１１の複数のノズル１０からインクを吐出することによって、記録用紙Ｐに記録を行う。
＜ヘッドユニット＞
次に、ヘッドユニット１１について説明する。図２～図４に示すように、ヘッドユニット１１は、ノズルプレート３１と、流路基板３２と、振動膜３３と、複数の駆動素子３４と、保護基板３５と、流路プレート３６～３９とを備えている。
ノズルプレート３１は、合成樹脂材料等からなる。ノズルプレート３１には、上述の４列のノズル列９を構成する複数のノズル１０が形成されている。
流路基板３２は、シリコン（Ｓｉ）からなり、ノズルプレート３１の上面に配置されている。流路基板３２には、複数のノズル１０に対して個別の複数の圧力室４０が形成されている。圧力室４０は、搬送方向の中央部において、ノズル１０と上下方向（本発明の「第３方向」）に重なっている。これにより、流路基板３２には、複数の圧力室４０が紙幅方向に配列されることによってそれぞれ形成され、搬送方向に並んだ４列の圧力室列８が形成されている。
振動膜３３は、流路基板３２の上端部に設けられており、複数の圧力室４０を覆っている。振動膜３３は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）又は窒化ケイ素（ＳｉＮ）からなる。振動膜３３は、流路基板３２の上端部が酸化又は窒化されることによって形成されたものである。
また、振動膜３３には、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、流入孔３３ａが形成されている。また、振動膜３３には、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、流出孔３３ｂが形成されている。
複数の駆動素子３４は、複数の圧力室４０に対して個別のものである。駆動素子３４は、振動膜３３の上面の、圧力室４０と上下方向に重なる部分に配置されている。駆動素子３４は、例えば、圧電体、電極などを有する圧電素子である。ただし、駆動素子３４の構成については従来と同様であるので、ここではこれ以上の詳細な説明を省略する。
保護基板３５は、シリコン（Ｓｉ）からなり、振動膜３３及び複数の駆動素子３４が設けられた流路基板３２の上面に配置されている。保護基板３５には、流入孔３３ａと上下方向に重なる部分に、上下方向に保護基板３５を貫通する供給絞り流路３５ａが形成されている。また、保護基板３５には、流出孔３３ｂと上下方向に重なる部分に、上下方向に保護基板３５を貫通する排出絞り流路３５ｂが形成されている。そして、本実施形態では、ノズル１０と圧力室４０と供給絞り流路３５ａと排出絞り流路３５ｂとによって個別流路２０が形成されている。
また、保護基板３５の下側の部分には、各圧力室列８を構成する複数の圧力室４０と上下方向に重なる部分に凹部３５ｃが形成されている。そして、凹部３５ｃ内に、圧力室列８に対応する複数の駆動素子３４が収容されている。
流路プレート３６は、保護基板３５の上面に配置されている。流路プレート３６には、４つの下側供給マニホールド４１（本発明の「第１供給流路」）と、４つの下側排出マニホールド４２（本発明の「第１排出流路」）とが形成されている。
４つの下側供給マニホールド４１は、４つの圧力室列８に対応しており、搬送方向に並んでいる。各下側供給マニホールド４１は、対応する圧力室列８を構成する複数の圧力室４０にわたって紙幅方向に延び、これらの圧力室４０に接続された複数の供給絞り流路３５ａと上下方向に重なっている。また、下側供給マニホールド４１は、圧力室列８が配置されている領域よりも紙幅方向の右側まで延びている。また、下側供給マニホールド４１は、紙幅方向の位置によらず、搬送方向の長さがほぼ一定（例えば、１．０ｍｍ程度）である。
４つの下側排出マニホールド４２は、４つの圧力室列８に対応しており、搬送方向に並んでいる。各下側排出マニホールド４２は、対応する圧力室列８を構成する複数の圧力室４０にわたって紙幅方向に延び、これらの圧力室４０に接続された複数の排出絞り流路３５ｂと上下方向に重なっている。また、下側排出マニホールド４２は、圧力室列８が配置されている領域よりも紙幅方向の左側まで延びている。また、下側排出マニホールド４２は、紙幅方向の位置によらず、搬送方向の長さがほぼ一定（例えば、１．０ｍｍ程度）である。
流路プレート３７は、流路プレート３６の上面に配置されている。流路プレート３７には４つの供給接続口４６と４つの排出接続口４７とが形成されている。
４つの供給接続口４６は、４つの下側供給マニホールド４１に対応している。各供給接続口４６は、対応する下側供給マニホールド４１の紙幅方向の右端部と上下方向に重なっている。また、４つの供給接続口４６は、紙幅方向及び搬送方向の長さがほぼ同じ矩形あり、上下方向と直交する断面の断面積がほぼ同じとなっている。
４つの排出接続口４７は、４つの下側排出マニホールド４２に対応している。各排出接続口４７は、対応する下側排出マニホールド４２の紙幅方向の左端部と上下方向に重なっている。また、４つの排出接続口４７は、紙幅方向及び搬送方向の長さがほぼ同じ矩形あり、上下方向と直交する断面の断面積がほぼ同じとなっている。
流路プレート３８は、流路プレート３７の上面に配置されている。流路プレート３８には、上側供給マニホールド５１（本発明の「第２供給流路」）と、上側排出マニホールド５２（本発明の「第２排出流路」）とが形成されている。
上側供給マニホールド５１は、４つの下側供給マニホールド４１にわたって搬送方向に延び、４つの下側供給マニホールド４１の紙幅方向の右端部及び４つの供給接続口４６と上下方向に重なっている。また、上側供給マニホールド５１は、搬送方向の下流側に向かうほど（後述の供給口５６から離れるほど）、紙幅方向の長さが長くなっている。
上側排出マニホールド５２は、４つの下側マニホールド４２にわたって搬送方向に延び、４つの下側マニホールド４２の紙幅方向の左端部及び４つの排出接続口４７と上下方向に重なっている。また、上側排出マニホールド５２は、搬送方向の下流側に向かうほど（後述の供給口５６から離れるほど）、紙幅方向の長さが長くなっている。
流路プレート３９は、流路プレート３８の上面に配置されている。流路プレート３９には、供給口５６と排出口５７とが形成されている。供給口５６は、上側供給マニホールド５１の搬送方向の上流側の端部と上下方向に重なっている。排出口５７は、上側排出マニホールド５２の搬送方向の上流側の端部と上下方向に重なっている。
供給口５６及び排出口５７は、図示しない流路を介して、同じインクタンク６０に接続されている。また、供給口５６とインクタンク６０との間の流路には、ポンプ６１が設けられている。ポンプ６１は、インクタンク６０側から供給口５６側に向かう方向にインクを送る。すなわち、ポンプ６１は、上側供給マニホールド５１に向けてインクを送る。
ポンプ６１によりインクが送られると、インクタンク６０内のインクが供給口５６からヘッドユニット１１に流れ込む。そして、ヘッドユニット１１内において、上側供給マニホールド５１、供給接続口４６及び下側供給マニホールド４１を経て、供給絞り流路３５ａから複数の個別流路２０に流れ込む。さらに、複数の個別流路２０内のインクは、排出絞り流路３５ｂから下側排出マニホールド４２に流れ出て、下側排出マニホールド４２、排出接続口４７及び上側排出マニホールド５２を経てインクタンク６０に戻る。このように、本実施形態では、インクタンク６０とヘッドユニット１１との間でインクが循環する。
＜効果＞
ここで、本実施形態と異なり、上側供給マニホールド５１の、搬送方向と直交する断面の断面積が、搬送方向の位置によらずほぼ一定である場合を考える。この場合、上側供給マニホールド５１の、４つの下側供給マニホールド４１と接続される（４つの供給接続口４６と上下方向に重なる）４つの部分間で、流路抵抗がほぼ同じとなる。また、上側排出マニホールド５２の、４つの下側排出マニホールド４２と接続される（４つの排出接続口４７と上下方向に重なる）４つの部分間で、流路抵抗がほぼ同じとなる。
この場合、供給口５６に接続されたポンプ６１により上側供給マニホールド５１に向けてインクを送ると、供給口５６から離れた、搬送方向の下流側に位置する下側供給マニホールド４１ほど、上側供給マニホールド５１からインクが流れにくくなる。そのため、下側供給マニホールド４１間で、上側供給マニホールド５１からのインクの流れやすさに大きな差が生じる虞がある。同様に、供給口５６から離れた、搬送方向の下流側に位置する下側排出マニホールド４２ほど、上側排出マニホールド５２へインクが流れやすい。そのため、下側排出マニホールド４２間で、上側排出マニホールド５２へのインクの流れやすさに大きな差が生じる虞がある。
そこで、本実施形態では、上側供給マニホールド５１において、搬送方向の下流側の部分ほど、紙幅方向の長さを長くすることで、搬送方向と直交する断面の断面積を大きくしている。これにより、上側供給マニホールド５１は、供給口５６から離れた搬送方向の下流側に位置する下側供給マニホールド４１との接続部分ほど、流路抵抗が小さくなる。その結果、下側供給マニホールド４１間での、上側供給マニホールド５１からのインクの流れやすさを均一にすることができる。
また、本実施形態では、上側排出マニホールド５２において、搬送方向の下流側の部分ほど、紙幅方向の長さを長くすることで、搬送方向と直交する断面の断面積を大きくしている。これにより、上側排出マニホールド５２は、供給口５６から離れた搬送方向の下流側に位置する下側排出マニホールド４２との接続部分ほど、流路抵抗が小さくなる。その結果、下側排出マニホールド４２間での、上側排出マニホールド５２へのインクの流れやすさを均一にすることができる。
そして、これらのことから、複数の個別流路２０間で、インクの循環量を均一にすることができる。
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は限られず、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。
上述の実施形態では、上側供給マニホールド５１及び上側排出マニホールド５２において、搬送方向の下流側に位置する部分ほど、紙幅方向の長さのみを長くすることで、搬送方向と直交する断面の断面積を大きくしたが、これには限られない。例えば、上側供給マニホールド５１及び上側排出マニホールド５２において、搬送方向の下流側に位置する部分ほど、上下方向の長さのみを長くする、あるいは、紙幅方向及び上下方向の長さの両方を長くすることで、搬送方向と直交する断面の断面積を大きくしてもよい。
また、上述の実施形態では、上側供給マニホールド５１を、搬送方向の下流側に位置する部分ほど紙幅方向の長さが長くなるようにするとともに、上側排出マニホールド５２を、搬送方向の下流側に位置する部分ほど紙幅方向の長さが長くなるようにしたが、これには限られない。例えば、上側供給マニホールド５１及び上側排出マニホールド５２のうちの片方を、搬送方向の位置によらず紙幅方向の長さがほぼ一定となるようにしてもよい。
また、上述の実施形態では、４つの供給接続口４６が同じ大きさ、同じ形状の、上下方向と直交する断面の断面積が同じものであり、４つの排出接続口４７が同じ大きさ、同じ形状の、上下方向と直交する断面の断面積が同じものであったが、これには限られない。
変形例１では、図５に示すように、４つの供給接続口１０１のうち、搬送方向の下流側に配置されているもの（供給口５６から離れたもの）ほど、紙幅方向の長さが長くなっていることで、上下方向と直交する断面の断面積が大きくなっている。例えば、搬送方向における最も下流側に配置された供給接続口１０１の紙幅方向の長さＷｉ２が０．６ｍｍ程度であるのに対して、搬送方向の最も上流側に配置された供給接続口１０１の紙幅方向の長さＷｉ１が、０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。また、供給接続口１０１の搬送方向の長さは０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。
また、４つの排出接続口１０２のうち、搬送方向の下流側に配置されているもの（供給口５６から離れたもの）ほど、紙幅方向の長さが長くなっていることで、上下方向と直交する断面の断面積が大きくなっている。例えば、搬送方向における最も下流側に配置された排出接続口１０２の紙幅方向の長さＷｏ２が０．６ｍｍ程度であるのに対して、搬送方向の最も上流側に配置された排出接続口１０２の紙幅方向の長さＷｏ１が、０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。また、排出接続口１０２の搬送方向の長さは０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。
変形例１では、供給口５６から離れた、搬送方向の下流側に位置する供給接続口１０１ほど、紙幅方向の長さを長くして上下方向と直交する断面の断面積を大きくしている。これにより、供給口５６から離れた搬送方向の下流側に位置する供給接続口１０１ほど流路抵抗が小さくなる。その結果、下側供給マニホールド４１間での、上側供給マニホールド５１からのインクの流れやすさを均一にすることができる。
また、変形例１では、供給口５６から離れた、搬送方向の下流側に位置する排出接続口１０２ほど、紙幅方向の長さを長くして上下方向と直交する断面の断面積を大きくしている。これにより、供給口５６から離れた搬送方向の下流側に位置する排出接続口１０２ほど流路抵抗が小さくなる。その結果、下側排出マニホールド４２間での、上側排出マニホールド５２へのインクの流れやすさを均一にすることができる。
また、変形例１では、供給接続口１０１及び排出接続口１０２の両方を、搬送方向の下流側に位置するものほど、紙幅方向の長さを長くして上下方向と直交する断面の断面積を大きくしたが、これには限られない。例えば、４つの供給接続口１０１及び４つの排出接続口１０２のうちの片方について、紙幅方向の長さを同じとしてもよい。
また、変形例１では、供給接続口１０１及び排出接続口１０２の紙幅方向の長さは、上記のものは限られない。例えば、搬送方向における最も下流側に配置された供給接続口１０１の紙幅方向の長さＷｉ２は、０．６ｍｍよりも大きくても小さくてもよい。また、搬送方向の最も上流側に配置された供給接続口１０１の紙幅方向の長さＷｉ１は、長さＷｉ２よりも短ければ、０．２ｍｍ未満であってもよいし、０．５ｍｍよりも大きくてもよい。同様に、搬送方向における最も下流側に配置された排出接続口１０２の紙幅方向の長さＷｏ２は０．６ｍｍよりも大きくても小さくてもよい。また、搬送方向の最も上流側に配置された排出接続口１０２の紙幅方向の長さＷｏ１は、長さＷｏ２よりも短ければ、０．２ｍｍ未満であってもよいし、０．５ｍｍよりも大きくてもよい。
また、変形例１では、供給接続口１０１及び排出接続口１０２の紙幅方向の長さのみを変えることで、上下方向と直交する断面の断面積を変えたが、これには限られない。供給接続口１０１及び排出接続口１０２の搬送方向の長さのみを変える、あるいは、紙幅方向及び搬送方向の長さの両方を変えることで、上下方向と直交する断面の断面積を変えてもよい。
また、上述の実施形態では、下側供給マニホールド４１及び下側排出マニホールド４２の、搬送方向の長さが、紙幅方向の位置によらずほぼ一定であったが、これには限られない。
変形例２では、図６に示すように、下側供給マニホールド１１１は、紙幅方向における左側に位置する部分（供給接続口４６から離れた部分）ほど、搬送方向の長さが長くなっていることで、紙幅方向と直交する断面の断面積が大きくなっている。例えば、下側供給マニホールド１１１の各部分における搬送方向の長さは、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲内にあり、紙幅方向の右端部での搬送方向の長さＷｉ３が０．５ｍｍ程度であり、紙幅方向の左端部での搬送方向の長さＷｉ４が１．０ｍｍ程度である。
また、下側排出マニホールド１１２は、紙幅方向における左側に位置する部分（供給接続口４６から離れた部分）ほど、搬送方向の長さが長くなっていることで、紙幅方向と直交する断面の断面積が大きくなっている。例えば、下側排出マニホールド１１２の各部分における搬送方向の長さは、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲内にあり、紙幅方向の右端部での搬送方向の長さＷｏ３が０．５ｍｍ程度であり、紙幅方向の左端部での搬送方向の長さＷｏ４が１．０ｍｍ程度である。
ここで、変形例２と異なり、下側供給マニホールド１１１の、複数の供給絞り流路３５ａとの接続部分間で、路抵抗が均一である場合、供給口５６に接続されたポンプ６１により上側供給マニホールド５１に向けてインクが送られると、供給接続口４６から離れた個別流路２０（供給絞り流路３５ａ）ほど、下側供給マニホールドから液体が流れにくい。また、変形例２と異なり、下側排出マニホールド１１２の、複数の排出絞り流路３５ｂとの接続部分間で、路抵抗が均一である場合、供給接続口４６から離れた個別流路２０（排出絞り流路３５ｂ）ほど、下側排出マニホールド１１２にインクが流れにくい。
そこで、変形例２では、下側供給マニホールド１１１を、第１供給流路の紙幅方向において供給接続口４６から離れた部分ほど、搬送方向の長さを長くすることで紙幅方向と直交する断面の断面積を大きくしている。これにより、下側供給マニホールド１１１の、供給接続口４６から離れた供給絞り流路３５ａとの接続部分ほど流路抵抗が小さくなり、複数の個別流路２０間で、下側供給マニホールド１１１からの液体の流れやすさを均一にすることができる。
また、変形例２では、下側排出マニホールド１１２を、第１供給流路の紙幅方向において供給接続口４６から離れた部分ほど、搬送方向の長さを長くすることで紙幅方向と直交する断面の断面積を大きくしている。これにより、下側排出マニホールド１１２の、供給接続口４６から離れた排出絞り流路３５ｂとの接続部分ほど流路抵抗が小さくなり、複数の個別流路２０間で、下側排出マニホールド１１２への液体の流れやすさを均一にすることができる。
また、変形例２では、下側供給マニホールド１１１及び下側排出マニホールド１１２の各部分における搬送方向の長さが０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲あったが、これには限られない。下側供給マニホールド１１１及び下側排出マニホールド１１２の各部分における搬送方向の長さのうち、最小の長さが０．５ｍｍ未満であってもよいし、最大の長さが１．０ｍｍよりも大きくてもよい。
また、変形例２では、下側供給マニホールド１１１及び下側排出マニホールド１１２の搬送方向の長さのみを変えることで、紙幅方向と直交する断面の断面積を変えたが、これには限られない。上下方向の長さのみを変える、あるいは、搬送方向の長さ及び上下方向の長さの両方を変えることで、上記断面積を変えてもよい。
また、変形例２では、下側供給マニホールド１１１及び下側排出マニホールド１１２の両方について、紙幅方向の左側に向かうほど、搬送方向の長さが長くなるようにしたが、これには限られない。下側供給マニホールド１１１及び下側排出マニホールド１１２のうち片方を、紙幅方向の位置によらず、搬送方向の長さがほぼ一定となるようにしてもよい。
また、上述の実施形態では、供給口５６及び排出口５７が、それぞれ、上側供給マニホールド５１の搬送方向の同じ側の端部に接続されていたが、これには限られない。
変形例３では、図７に示すように、上側排出マニホールド１２１が、４つの排出接続口４７と接続される部分よりも、搬送方向の下流側に延びている。そして、排出口１２２が、上側排出マニホールド１２１の搬送方向の下流側の端部と上下方向に重なっている。そして、上側排出マニホールド１２１は、搬送方向の下流側の部分（供給口５６から離れた部分）ほど、紙幅方向の長さが長くなっていることで、搬送方向と直交する断面の断面積が大きくなっている。
この場合でも、上側排出マニホールド１２１において、搬送方向の下流側の部分ほど、紙幅方向の長さを長くすることで、搬送方向と直交する断面の断面積を大きくすることによって、下側排出マニホールド４２間での、上側排出マニホールド１２１へのインクの流れやすさを均一にすることができる。
また、以上の例では、供給口５６とインクタンク６０との間の流路に、上側供給マニホールド５１に向けてインクを送るポンプ６１が設けられていたが、これには限られない。
変形例４では、図８に示すように、変形例３において、供給口５６とインクタンク６０との間の流路にポンプが配置されておらず、排出口１２２とインクタンク６０との間の流路にポンプ１３０が設けられている。ポンプ１３０は、排出口１２２側からインクタンク６０側に向かう方向にインクを送る。すなわち、ポンプ１３０は、上側排出マニホールド１３２からインクを排出させる方向にインクを送る。
また、これに対応して、変形例４では、上側供給マニホールド１３１は、搬送方向の下流側に位置する部分（排出口１２２から離れる）ほど、紙幅方向の長さが長くなっていることで、搬送方向と直交する断面の断面積が小さくなっている。また、上側排出マニホールド１３２は、搬送方向の下流側に位置する部分（排出口１２２から離れる）ほど、紙幅方向の長さが長くなっていることで、搬送方向と直交する断面の断面積が小さくなっている。
ここで、変形例４と異なり、上側供給マニホールド１３１の紙幅方向の長さ、及び、上側排出マニホールド１３２の紙幅方向の長さが、搬送方向の位置によらずほぼ一定である場合を考える。この場合、上側供給マニホールド１３１の、４つの下側供給マニホールド４１と接続される（４つの供給接続口４６と上下方向に重なる）４つの部分間で、流路抵抗がほぼ同じとなる。また、上側排出マニホールド１３２の、４つの下側排出マニホールド４２と接続される（４つの供給接続口４６と上下方向に重なる）４つの部分間で、流路抵抗がほぼ同じとなる。
上記のような場合、排出口１２２に接続されたポンプ１３０により、上側排出マニホールド１３２からインクを排出させる方向にインクを送ると、排出口１２２から離れた、搬送方向の上流側に位置する下側供給マニホールド４１ほど、上側供給マニホールド１３１からインクが流れにくい。そのため、下側供給マニホールド４１間で、上側供給マニホールド１３１からのインクの流れやすさに大きな差が生じる虞がある。また、排出口１２２から離れた、搬送方向の上流側に位置する下側排出マニホールド４２ほど、上側排出マニホールド１３２へインクが流れにくい。そのため、下側排出マニホールド４２間で、上側排出マニホールド１３２へのインクの流れやすさに大きな差が生じる虞がある。
そこで、変形例４では、上側供給マニホールド１３１において、搬送方向の上流側の部分ほど、紙幅方向の長さを長くすることで、搬送方向と直交する断面の断面積を大きくしている。これにより、上側供給マニホールド１３１は、排出口１２２から離れた搬送方向の下流側に位置する下側供給マニホールド４１との接続部分ほど、流路抵抗が小さくなる。その結果、下側供給マニホールド４１間での、上側供給マニホールド５１からのインクの流れやすさを均一にすることができる。
また、本実施形態では、上側排出マニホールド１３２において、搬送方向の上流側の部分ほど、紙幅方向の長さを長くすることで、搬送方向と直交する断面の断面積を大きくしている。これにより、上側排出マニホールド１３２は、排出口１２２から離れた搬送方向の下流側に位置する下側排出マニホールド４２との接続部分ほど、流路抵抗が小さくなる。その結果、下側排出マニホールド４２間での、上側排出マニホールド１３２へのインクの流れやすさを均一にすることができる。
そして、これらのことから、複数の個別流路２０間で、インクの循環量を均一にすることができる。
また、以上の例では、インクタンクと供給口との間の流路、及び、インクタンクと排出口との間の流路の片方にのみ、ポンプが設けられている場合について説明したが、これには限られない。例えば、インクタンクと供給口との間の流路、及び、インクタンクと排出口との間の流路の両方にポンプが設けられていてもよい。
この場合には、例えば、上記２つのポンプの単位時間当たりに送るインクの量の大小関係やヘッドユニット１１内のインク流路の各部分における流路抵抗の分布等によって、上述の実施形態や変形例１～３のように、上側供給マニホールド及び上側供給マニホールドのうち少なくとも片方のマニホールドを、搬送方向において供給口から離れた部分ほど、紙幅方向と直交する断面が大きくなるようにする、あるいは、搬送方向において排出口から離れた部分ほど、紙幅方向と直交する断面が大きくなるようにする。これにより、以上に説明したのと同様に、複数の個別流路２０間で、インクの循環量を均一にすることができる。
また、インクタンクと供給口との間の流路、及び、インクタンクと排出口との間の流路の片方にのみ、ポンプが設けられている場合でも、ヘッドユニット１１内のインク流路の各部分における流路抵抗の分布等に応じて、上側供給マニホールド及び上側供給マニホールドのうち少なくとも片方の上側マニホールドを、搬送方向において供給口から離れた部分ほど、紙幅方向と直交する断面が大きくなるようにする、あるいは、搬送方向において排出口から離れた部分ほど、紙幅方向と直交する断面が大きくなるようにしてもよい。
また、以上の例では、上側供給マニホールド及び上側供給マニホールドのうち少なくとも片方を、搬送方向において供給口から離れた部分ほど、紙幅方向と直交する断面が大きくなる又は小さくなるようにしたが、これには限られない。例えば、上側供給マニホールドの紙幅方向の長さを、２以上の供給接続口と上下方向に重なる２以上の部分間でのみ異ならせ、それ以外の部分ではほぼ一定となるようにしてもよい。同様に、上側排出マニホールドの紙幅方向の長さを、２以上の排出接続口と上下方向に重なる２以上の部分でのみ異ならせ、それ以外の部分ではほぼ一定となるようにしてもよい。
また、以上の例では、供給口又は排出口からの距離に応じて上側供給マニホールド及び上側排出マニホールドの搬送方向と直交する断面の断面積を異ならせたが、これには限られない。
変形例５では、図９に示すように、上述の変形例２において、上側供給マニホールド１４１及び上側排出マニホールド１４２の、紙幅方向の長さ（搬送方向と直交する断面の断面積）がほぼ一定となっている。
変形例５でも、下側供給マニホールド１１１を、第１供給流路の紙幅方向において供給接続口４６から離れた部分ほど、紙幅方向と直交する断面の断面積を大きくすることにより、複数の個別流路２０間で、下側供給マニホールド１１１からの液体の流れやすさを均一にすることができる。
また、変形例５でも、下側排出マニホールド１１２を、第１供給流路の紙幅方向において供給接続口４６から離れた部分ほど、紙幅方向と直交する断面の断面積を大きくすることにより、複数の個別流路２０間で、下側排出マニホールド１１２への液体の流れやすさを均一にすることができる。
また、変形例５においても、下側供給マニホールド１１１及び下側排出マニホールド１１２のうち片方を、紙幅方向の位置によらず、搬送方向の長さがほぼ一定のものとしてもよい。
変形例６では、図１０に示すように、上述の変形例４の構成において、上側供給マニホールド１５１及び上側排出マニホールド１５２の紙幅方向の長さが、搬送方向の位置によらずほぼ一定となっている。また、下側供給マニホールド１５６及び下側排出マニホールド１５７は、紙幅方向の右側の部分（排出接続口４７から離れた部分）ほど、搬送方向の長さが長くなっていることで、紙幅方向と直交する断面の断面積が大きくなっている。
変形例６でも、下側供給マニホールド１５６を、第１供給流路の紙幅方向において排出接続口４７から離れた部分ほど、紙幅方向と直交する断面の断面積を大きくすることにより、複数の個別流路２０間で、下側供給マニホールド１５６からの液体の流れやすさを均一にすることができる。
また、変形例６でも、下側排出マニホールド１５７を、第１供給流路の紙幅方向において排出接続口４７から離れた部分ほど、紙幅方向と直交する断面の断面積を大きくすることにより、複数の個別流路２０間で、下側排出マニホールド１５７への液体の流れやすさを均一にすることができる。
また、変形例６でも、下側供給マニホールド１５６及び下側排出マニホールド１５７の内の片方を、紙幅方向の位置によらず、搬送方向の長さがほぼ一定のものとしてもよい。
また、上述の実施形態では、供給接続口４６が、下側供給マニホールド４１の端部と上下方向に重なっており、排出接続口４７が、下側排出マニホールド４２の端部と上下方向に重なっていたが、これには限られない。供給接続口４６が、下側供給マニホールド４１の途中部分と上下方向に重なっており、圧力室列８及びノズル列９が、紙幅方向において、供給接続口４６の両側にわたって延びていてもよい。また、排出接続口４７が、下側排出マニホールド４２の途中部分と上下方向に重なっており、圧力室列８及びノズル列９が、紙幅方向において、排出接続口４７の両側にわたって延びていてもよい。
また、上述の実施形態では、ヘッドユニット１１において、下側供給マニホールド４１及び下側排出マニホールド４２が1枚の流路プレート３６に形成されていたが、これには限られない。下側供給マニホールド４１及び下側排出マニホールド４２は、互いに積層された２枚以上の流路プレートにわたって延びていてもよい。
また、上述の実施形態では、ヘッドユニット１１において、上側供給マニホールド５１及び上側排出マニホールド５２が１枚の流路プレート３６に形成されていたが、これには限られない。上側供給マニホールド５１及び上側排出マニホールド５２は、互いに積層された２枚以上の流路プレートにわたって延びていてもよい。
また、上述の実施形態では、ヘッドユニット１１において、供給接続口４６及び排出接続口４７が１枚の流路プレート３７に形成されていたが、これには限られない。供給接続口４６及び排出接続口４７が互いに積層された２枚以上の流路プレートにわたって延びていてもよい。この場合、少なくとも1枚の流路プレートにおいて、供給接続口４６のサイズ及び排出接続口４７のサイズが上述したのと同様のものとなっていれば、流路プレート間で供給接続口４６のサイズ及び排出接続口４７のサイズが異なっていてもよい。
また、上述の実施形態では、ヘッドユニット１１において、供給口５６及び排出口５７が１枚の流路プレート３９に形成されていたが、これには限られない。供給口５６及び排出口５７が互いに積層された２枚以上の流路プレートにわたって延びていてもよい。この場合、少なくとも1枚の流路プレートにおいて、供給口５６のサイズ及び排出口５７のサイズが上述したのと同様のものとなっていれば、流路プレート間で供給口５６のサイズ及び排出口５７のサイズが異なっていてもよい。
また、上述の実施形態では、上側供給マニホールド５１の紙幅方向の長さが、搬送方向の下流側に向かうほど、連続的に長くなっていたが、これには限られない。例えば、上側供給マニホールド５１の側壁面が階段状になっているなど、上側供給マニホールド５１の紙幅方向の長さが、搬送方向の下流側に向かうほど段階的に長くなっていてもよい。また、この場合、上側供給マニホールド５１の紙幅方向の長さは、２段階で変わっていても、３段階で変わっていても、４段階以上で変わっていてもよい。
また、上述の実施形態では、上側排出マニホールド５２の紙幅方向の長さが、搬送方向の下流側に向かうほど、連続的に長くなっていたが、これには限られない。例えば、上側排出マニホールド５２の側壁面が階段状になっているなど、上側排出マニホールド５２の紙幅方向の長さが、搬送方向の下流側に向かうほど段階的に長くなっていてもよい。また、この場合、上側排出マニホールド５２の紙幅方向の長さは、２段階で変わっていても、３段階で変わっていても、４段階以上で変わっていてもよい。
また、以上の例において、インクが流れる方向を逆にしてもよい。すなわち、以上の例において、複数の個別流路２０からインクタンク６０にインクを排出させるために用いた流路を、インクタンク６０から複数の個別流路にインクを供給するための流路として用い、以上の例においてインクタンク６０から複数の個別流路２０にインクを供給するための流路として用いた流路を、複数の個別流路２０からインクタンク６０にインクを排出させるための流路として用いてもよい。
また、以上では、ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッド、及び、インクジェットヘッドを備えたプリンタ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吐出する液体吐出ヘッド、及び、このような液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置に本発明を適用することも可能である。
１ プリンタ
１０ ノズル
１１ ヘッドユニット
３９ 個別流路
４１ 下側供給マニホールド
４２ 下側排出マニホールド
４６ 供給接続口
４７ 排出接続口
５１ 上側供給マニホールド
５２ 上側排出マニホールド
５６ 供給口
５７ 排出口
６１ ポンプ
１０１ 供給接続口
１０２ 排出接続口
１１１ 下側供給マニホールド
１１２ 下側排出マニホールド
１２１ 上側排出マニホールド
１２２ 排出口
１３１ 上側供給マニホールド
１３２ 上側排出マニホールド
１４１ 上側供給マニホールド
１４２ 上側排出マニホールド
１５１ 上側供給マニホールド
１５２ 上側排出マニホールド
１５６ 下側供給マニホールド
１５７ 下側排出マニホールド

Claims (13)

  1. ノズルをそれぞれ含む複数の個別流路と、
    それぞれが第１方向に延びて前記複数の個別流路と接続され、前記第１方向と交差する第２方向に並んだ、前記複数の個別流路に液体を供給するための複数の第１供給流路と、
    それぞれが前記第１方向に延びて前記複数の個別流路と接続され、前記第２方向に並んだ、前記複数の個別流路から液体が排出される複数の第１排出流路と、
    前記第２方向に延び、前記第１方向及び前記第２方向のいずれとも平行な平面と交差する第３方向において前記複数の第１供給流路と重なり、前記複数の第１供給流路と連通する、前記複数の第１供給流路に液体を供給するための第２供給流路と、
    前記第２方向に延び、前記第３方向において前記複数の第１排出流路と重なり、前記複数の第１排出流路と連通する、前記複数の第１排出流路から液体が排出される第２排出流路と、
    前記第２供給流路に液体を供給するための供給口と、
    前記第２排出流路から液体が排出される排出口と、
    前記第３方向において、前記複数の第１供給流路と前記第２供給流路との間に位置し、前記複数の第１供給流路と前記第２供給流路とを接続する複数の供給接続口と、
    前記第３方向において、前記複数の第１排出流路と前記第２排出流路との間に位置し、前記複数の第１排出流路と前記第２排出流路とを接続する複数の排出接続口と、を備え、
    前記第２供給流路における、ある２つの前記第１供給流路と前記第３方向に重なる２つの部分の前記第２方向と直交する断面の断面積、及び、前記第２排出流路における、ある２つの前記第１排出流路と前記第３方向に重なる２つの部分の前記第２方向と直交する断面の断面積のうち、少なくとも片方が互いに異なっており、
    前記第１供給流路は、前記第１方向において前記供給接続口から離れた部分ほど、前記第１方向と直交する断面の断面積が大きくなっていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
  2. 前記第２供給流路は、前記第２方向において前記供給口から離れた部分ほど、前記第２方向と直交する断面の断面積が大きくな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。
  3. 前記第２供給流路は、前記第２方向において前記供給口から離れた部分ほど、前記第１方向の長さが長くなってい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. 前記第２排出流路は、前記第２方向において前記供給口から離れた部分ほど、前記第２方向と直交する断面の断面積が大きくなってい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。
  5. 前記第２排出流路は、前記第２方向において前記供給口から離れた部分ほど、前記第１方向の長さが長くなっていることを特徴とする請求項４に記載の液体吐出ヘッド。
  6. 前記第１供給流路は、前記第１方向において前記供給接続口から離れた部分ほど、前記第２方向の長さが長くなっている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. 前記第１供給流路の各部分における前記第２方向の長さが、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲に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. 前記第１排出流路は、前記第１方向において前記供給接続口から離れた部分ほど、前記第１方向と直交する断面の断面積が大きくなっていることを特徴とする請求項５～７のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
  9. 前記第１排出流路は、前記第１方向において前記供給接続口から離れた部分ほど、前記第２方向の長さが長くなっていることを特徴とする請求項８に記載の液体吐出ヘッド。
  10. 前記第１排出流路の各部分における前記第２方向の長さが、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲にあることを特徴とする請求項９記載の液体吐出ヘッド。
  11. 前記第２供給流路は、前記第２方向において前記排出口から離れた部分ほど、前記第２方向と直交する断面の断面積が大きくな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。
  12. 請求項１～１０のいずれかに記載の液体吐出ヘッドと、
    前記供給口を介して前記第２供給流路と接続され、前記第２供給流路に向けて液体を送るポンプと、を備えていることを特徴とする液体吐出装置。
  13. 請求項１１に記載の液体吐出ヘッドと、
    前記排出口を介して前記第２排出流路と接続され、前記第２排出流路から液体を排出させるポンプと、を備えていることを特徴とする液体吐出装置。
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