JP7230484B2 - 液体吐出ヘッド - Google Patents

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液体噴射ヘッドが記載されている。特許文献１の液体噴射ヘッドでは、ノズル及び圧力室を含む個別流路がＹ方向に配列されることによって形成される個別流路列が、Ｘ方向に２列に並んでいる。また、各個別流路列の上方に、それぞれ共通液室が配置されている。各共通液室の天井面には、Ｘ方向の一方の端部に流入口が設けられ、Ｘ方向の他方の端部に排出口が設けられている。

特開2017-136822号公報

ここで、特許文献１の液体噴射ヘッドでは、上記の通り、各個別流路列の上方に、それぞれ共通液室が配置され、各共通液室に流入口と排出口が設けられている。すなわち、２列の個別流路列に対して２つの流入口と２つの排出口とが設けられている。この場合には、２つの流入口に、それぞれ液体を供給するための流路が接続され、２つの排出口に、それぞれ液体を排出するための流路が接続される。

そのため、共通液室に接続される流路の構成が複雑になる虞がある。また、２つの流入口に接続される流路同士の干渉、２つの流出口に接続される流路同士の干渉、及び、流入口に接続される流路と流出口に接続される流路との干渉を避ける目的などから、流入口同士、流出口同士、及び、流入口と排出口は、それぞれ、ある程度離して配置する必要がある。そのため、２つの流入口と２つの排出口とを有する特許文献１の液体噴射ヘッドでは、流入口及び排出口の配置の自由度が低くなる。

本発明の目的は、共通流路に接続される流路の構成を簡単にすることができ、共通流路に設けられる供給口及び排出口の配置の自由度が高い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、ノズルを含む個別流路が水平な第１方向に配列されることによってそれぞれ形成され、前記第１方向と交差する水平な第２方向に並んだ複数列の個別流路列と、前記第１方向に延び、前記第１方向及び前記第２方向のいずれとも直交する鉛直な第３方向に前記複数列の個別流路列と重なり、且つ、前記第２方向において前記複数列の個別流路列が配置される領域の全長にわたって延びた、前記複数列の個別流路列を構成する複数の前記個別流路と連通する１つの共通流路と、前記共通流路に液体を供給するための供給口と、前記共通流路から液体を排出させるための排出口と、を備え、前記共通流路が、前記個別流路よりも上方に位置し、前記供給口及び前記排出口が、前記共通流路の天井面に配置され、前記共通流路の天井面が、前記供給口から前記排出口に向かうほど、下方から上方に向かうように、水平面に対して傾いており、前記供給口から前記排出口に向かうほど、水平面に対する傾斜角度が大きくなるように湾曲している。

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。 ヘッドユニット１１の、保護基板３５よりも下方に位置する部分の平面図である。 共通流路部材３９の平面図である。 ヘッドユニット１１の、図２、図３のIV－IV線断面での断面図である。 ヘッドユニット１１の、図２、図３のＶ－Ｖ線断面での断面図である。 変形例１のヘッドユニット１００の図４に対応する断面図である。 変形例２のヘッドユニット１０５の図６に対応する図である。 変形例３のヘッドユニット１１０の図３に対応する平面図である。 変形例３のヘッドユニット１１０の図４に対応する断面図である。 変形例３のヘッドユニット１１０の図５に対応する断面図である。 変形例４のヘッドユニット１２０の図３に対応する平面図である。 図１１のXII－XII線断面図である。 変形例４のヘッドユニット１２０の図５に対応する断面図である。 変形例５のヘッドユニット１３０の図５に対応する断面図である。

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1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は、４つの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。

４つのインクジェットヘッド２は、後述するように搬送ローラ４、５によって記録用紙Ｐが搬送される水平な搬送方向（本発明の「第２方向」）に並んでいる。各インクジェットヘッド２は、４つのヘッドユニット１１（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。ここで、ヘッドユニット１１の複数のノズル１０から吐出されるインクは、搬送方向の上流側に位置するインクジェットヘッド２を構成するものから、それぞれ、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタのインクである。

また、ヘッドユニット１１では、複数のノズル１０は、水平で且つ搬送方向と直交する紙幅方向（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は、搬送方向に並んだ２列のノズル列９を有している。また、２列のノズル列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同士の間隔の半分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、各インクジェットヘッド２においては、４つのヘッドユニット１１のうち、２つずつのヘッドユニット１１が、それぞれ、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１１のうち、紙幅方向に並んだ２つのヘッドユニット１１と残り２つのヘッドユニット１１とは、搬送方向に間隔をあけて並んでいる。また、搬送方向の上流側に配置された２つのヘッドユニット１１と、下流側に配置された２つのヘッドユニット１１とは、紙幅方向の位置がずれている。そして、搬送方向の上流側に配置されたヘッドユニット１１の一部のノズル１０と、下流側に配置されたヘッドユニット１１の一部ノズル１０とが、搬送方向に重なっている。これにより、４つのヘッドユニット１１の複数のノズル１０が、紙幅方向に記録用紙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、紙幅方向に記録用紙Ｐの全長にわたって延びた、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長方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つの長方形の貫通孔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、４つのインクジェットヘッド２の下方に配置され、４つのインクジェットヘッド２を構成するヘッドユニット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、４つの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、４つの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つのインクジェットヘッド２の、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１１＞
次に、ヘッドユニット１１について説明する。図２～図５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（本発明の「圧力室部材」）と、振動板３３と、複数の圧電素子３４と、保護基板３５（本発明の「保護部材」）と、ドライバＩＣ３６と、プレート３７、３８と、共通流路部材３９とを備えている。なお、図３では、後述する個別流路２０と共通流路４５との位置関係をわかりやすくするために、共通流路部材３９に形成されている後述の共通流路４５とともに、共通流路部材３９とは別の部材に形成されているノズル１０、後述する圧力室４０及び絞り４３と、ドライバＩＣ３６とを図示している。

ノズルプレート３１は、例えば、合成樹脂材料からなる。ノズルプレート３１は、複数のノズル１０を有する。複数のノズル１０は、上述したような２列のノズル列９を形成している。

流路基板３２は、例えば、シリコン（Ｓｉ）からなる。流路基板３２は、ノズルプレート３１の上面に配置されている。流路基板３２は、複数の圧力室４０を有する。複数の圧力室４０は、複数のノズル１０に個別のものであり、対応するノズル１０と上下方向に重なっている。より詳細に説明すると、搬送方向の上流側の圧力室列８を構成する複数の圧力室４０は、搬送方向の下流側の端部がノズル１０と上下方向に重なる。また、搬送方向の下流側の圧力室列８を構成する複数の圧力室４０は、搬送方向の上流側の端部が前記ノズル１０と上下方向に重なる。これにより、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８を形成し、流路基板３２は搬送方向に並んだ２列の圧力室列８を有する。

振動板３３は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）などからなる。振動板３３は、流路基板３２の上側の部分が酸化又は窒化されることによって形成されており、複数の圧力室４０を覆っている。

複数の圧電素子３４は、複数の圧力室４０に対して個別のものである。圧電素子３４は、振動板３３の上面の、対応する圧力室４０と上下方向に重なる部分に配置されている。ここで、圧電素子３４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る圧電体や、電極などを備えたものである。そして、圧電素子３４は、圧電体が圧電変形することによって、圧電素子３４及び振動板３３の圧力室４０と上下方向に重なる部分を全体として圧力室４０側に凸となるように変形させる。これにより、圧力室４０の容積が小さくなって、圧力室４０内のインクに圧力が付与され、圧力室４０に連通するノズル１０からインクが吐出される。ただし、圧電素子３４の構造及び動作自体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。なお、本実施形態では、振動板３３の圧力室４０と上下方向に重なる部分と圧電素子３４とを合わせたものが、本発明の「アクチュエータ」に相当する。

保護基板３５は、例えばシリコン（Ｓｉ）からなり、複数の圧電素子３４が配置された振動板３３の上面に配置されている。保護基板３５の下面には、２つの凹部３５ａが形成されている。２つの凹部３５ａは、２列の圧力室列８に対応している。各凹部３５ａは、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に対応する複数の圧電素子３４を覆っている。

ドライバＩＣ３６は、保護基板３５の上面の、搬送方向における中央部に配置されている。複数の圧電素子３４とドライバＩＣ３６とは、複数の圧電素子３４に個別の複数の配線４１、４２を介して接続されている。配線４１は、振動板３３の上面に配置され、複数の圧電素子３４に接続され、圧電素子３４との接続部分から搬送方向におけるヘッドユニット１１の内側に引き出されている。配線４２は、保護基板３５内に形成され、上下方向に延びて、配線４１の圧電素子３４と反対側の端部と、ドライバＩＣ３６とを接続する。

プレート３７は、例えばシリコン（Ｓｉ）からなり、ドライバＩＣ３６が配置された保護基板３５の上面に配置されている。プレート３７には、搬送方向における中央部を含む部分に、貫通孔３７ａが形成されている。そして、保護基板３５の上面に配置されたドライバＩＣ３６は、貫通孔３７ａ内に収容され、搬送方向における貫通孔３７ａの中央部に位置している。

プレート３８は、ＳＵＳ等の金属材料からなり、プレート３７の上面に配置され、貫通孔３７ａを覆っている。また、上下方向において、ドライバＩＣ３６とプレート３８との間には、金属材料等からなる熱伝導プレート２９（本発明の「熱伝導性部材」）が配置されている。熱伝導プレート２９は、下面がドライバＩＣ３６に接触し、上面がプレート３８に接合されている。また、プレート３８の貫通孔３７ａと上下方向に重なる部分のうち、搬送方向において熱伝導プレート２９の両側に位置する部分には、それぞれ、下面に開口した凹部３８ａが形成されている。そして、プレート３８の、凹部３８ａの上側の部分は、厚みが薄くなって弾性変形可能となったダンパ３８ｂとなっている。

共通流路部材３９は、例えば合成樹脂材料からなり、プレート３８の上面に配置されている。共通流路部材３９には、共通流路４５が形成されている。共通流路４５は、上下方向に投影した形状が、紙幅方向を長手方向とする長方形であり、搬送方向において２列の圧力室列８が配置されている領域の全長にわたって延びている。また、共通流路４５は、紙幅方向において、２列の圧力室列８の全長にわたって延びている。これにより、共通流路４５は、２列の圧力室列８を構成する全ての圧力室４０と上下方向に重なっている。また、プレート３８が、共通流路４５の下側の壁を形成しており、プレート３８によって形成されるダンパ３８ｂが弾性変形することによって、共通流路４５内のインクの圧力変動が抑えられる。

なお、本実施形態では、共通流路４５の下側の内壁面を形成するプレート３８が、熱伝導プレート２９を介してドライバＩＣ３６と接触している部分（本発明の「壁部」）と、２つのダンパ３８ｂ（本発明の「２つのダンパ部材」）とを有する。すなわち、本実施形態では、プレート３８は、本発明の「壁部材」及び「２つのダンパ部材」が一体となったものである。

また、共通流路部材３９には、供給流路４６と排出流路４７とが形成されている。供給流路４６は、紙幅方向における右端部（本発明の「一方側の端部」）の、搬送方向における中央部と上下方向に重なる。供給流路４６は、上下方向に延び、供給流路４６の下端が、共通流路４５の天井面４５ａのうち、紙幅方向における右端部の、搬送方向における中央部に開口した供給口４６ａとなっている。

供給流路４６は、図示しないインク流路を介してインクタンク５０と接続されている。インクタンク５０は、図示しないチューブなどを介して図示しないインクカートリッジと接続され、インクカートリッジからインクタンク５０にインクが供給される。また、供給流路４６とインクタンク５０との間の流路には、ポンプ５１が設けられている。ポンプ５１は、インクタンク５０から供給流路４６に向けてインクを送る。

排出流路４７は、紙幅方向における左端部（本発明の「他方側の端部」）の、搬送方向における中央部と上下方向に重なる。そして、排出流路４７は、上下方向に延び、排出流路４７の下端が、共通流路４５の天井面４５ａのうち、紙幅方向における左端部の、搬送方向における中央部に開口した排出口４７ａとなっている。

排出流路４７は、図示しないインク流路を介してインクタンク５０と接続されている。また、排出流路４７とインクタンク５０との間の流路には、ポンプ５２が設けられている。ポンプ５２は、排出流路４７からインクタンク５０に向けてインクを送る。

また、供給流路４６及び排出流路４７が配置されている共通流路４５の天井面４５ａは、図５に示すように、紙幅方向の右側から左側に向かうほど（供給流路４６から排出流路４７に向かうほど）、下方から上方に向かうように、水平面（紙幅方向及び搬送方向と平行な面）に対して傾いている。また、天井面４５ａは、図４に示すように、搬送方向においてヘッドユニット１１の外側から内側に向かうほど、下方から上方に向かうように向かうように水平面に対して傾斜している。

また、上述のドライバＩＣ３６は、紙幅方向の右側に、供給流路４６と上下方向に重なる位置まで延び、紙幅方向の左側に、排出流路４７と上下方向に重なる位置まで延びている。また、ドライバＩＣ３６は、保護基板３５の上面に配置された図示しない配線を介して、保護基板３５の上面に接合された配線部材４９に接続されている。配線部材４９は、紙幅方向の右側に引き出されたうえで、上方に延び、図示しない基板に接続されている。

また、ヘッドユニット１１は、複数の絞り４３を有する。複数の絞り４３は、複数の圧力室４０に個別のものである。絞り４３は、圧力室４０の、搬送方向におけるノズル１０と反対側の端部と上下方向に重なっており、振動板３３、保護基板３５、プレート３７、３８を上下方向に貫通して延びて、圧力室４０と共通流路４５とを接続する。これにより、共通流路４５内のインクが絞り４３を介して圧力室４０に供給される。

そして、１つのノズル１０と、これに対応する１つの圧力室４０及び１つの絞り４３とによって、個別流路２０が形成される。そして、ヘッドユニット１１では、個別流路２０が、紙幅方向に配列されることによって個別流路列７を形成しており、２列の個別流路列７が搬送方向に並んでいる。

そして、ヘッドユニット１１では、ポンプ５１、５２を駆動させると、インクタンク５０内のインクが、供給流路４６から共通流路４５に供給される。また、共通流路４５内のインクが、排出流路４７から排出され、インクタンク５０に戻る。これにより、共通流路４５とインクタンク５０との間でインクが循環する。ここで、本実施形態では、２つのポンプ５１、５２によってインクを送ったが、ポンプ５１、５２のうち片方のみを備えていてもよい。この場合でも、上記片方のポンプを駆動させることによって、上述したのと同様にインクを循環させることができる。

＜効果＞
本実施形態では、２列の個別流路列７に対して１つの共通流路４５が設けられ、この共通流路４５に１つの供給口４６ａ及び１つの排出口４７ａが設けられている。すなわち、２列の個別流路列７に対して１つの供給口４６ａ及び１つの排出口４７ａが設けられている。これにより、各個別流路列７に対して個別に共通流路を設け、各共通流路に供給口及び排出口を設ける場合と比較して、供給口４６ａ及び排出口４７ａの数が少なく、共通流路４５に接続される流路の構成を簡単にすることができる。また、各個別流路列７に対して個別に共通流路を設ける場合と比較して、共通流路４５を容積の大きいものとして、共通流路４５のコンプライアンスを確保することができる。

また、本実施形態と異なり、各個別流路列７に対して個別に共通流路を設け、各共通流路に供給口及び排出口を設ける場合には、ヘッドユニットが複数の供給口及び複数の排出口を備えたものとなる。この場合、供給口及び排出口に接続される流路同士の干渉を避けるために、供給口同士、排出口同士、及び、供給口と排出口とをある程度離して配置する必要があり、供給口及び排出口の配置の自由度が低くなる。これに対して、本実施形態では、ヘッドユニット１１が供給口４６ａ及び排出口４７ａをそれぞれ１つだけ備えているため、上述したような場合と比較して供給口４６ａ及び排出口４７ａの配置の自由度が高くなる。

また、本実施形態では、共通流路４５を紙幅方向において、２列の圧力室列８（個別流路列７）の全長にわたって延びたものとしている。これにより、共通流路４５の紙幅方向の長さを長くして、共通流路４５の容積を確保することができる。

また、本実施形態では、供給口４６ａが、共通流路４５の天井面４５ａの、紙幅方向の右端部に配置されている。また、排出口４７ａが、共通流路４５の天井面４５ａの、紙幅方向の左端部に配置されている。そして、共通流路４５の天井面４５ａは、紙幅方向の右側から左側に向かうほど、下方から上方に向かうように、水平面に対して傾いている。供給口４６ａから共通流路４５に流れ込んだインク中の気泡が、共通流路４５の天井面４５ａに沿って供給口４６ａから排出口４７ａに向かって流れやすい。これにより、共通流路４５内の気泡を効率よく排出することができる。

さらに、共通流路４５内のインクが供給口４６ａから排出口４７ａに流れるときに、インクが共通流路４５の紙幅方向の右端部から左端部まで、紙幅方向の全長にわたって流れるため、インクを効率よく循環させることができる。また、共通流路４５内の気泡を確実に排出させることができる。

また、本実施形態とは異なり、共通流路４５と圧力室４０とを接続する流路に、水平に延びている部分があると、この部分に気泡がたまりやすい。そして、この部分から圧力室４０に気泡が流れ込みやすい。これに対して、本実施形態では、圧力室４０と共通流路４５とが上下方向に重なっており、上下方向に延びた絞り４３が、圧力室４０と共通流路４５とを接続している。これにより、圧力室４０と共通流路４５との間の流路に水平に延びた部分がなく、圧力室４０に気泡が流れ込みにくい。

また、本実施形態では、プレート３８のダンパ３８ｂが、共通流路部材３９の下側の内壁面を形成している。これにより、ダンパ３８ｂが弾性変形することで、共通流路４５内のインクの圧力変動が抑えられ、その結果、ノズル１０からのインクの吐出特性を安定させることができる。

また、本実施形態では、保護基板３５の上方に共通流路４５を備えた共通流路部材３９が配置されているのに対して、保護基板３５の上面にドライバＩＣ３６が配置されている。これにより、ドライバＩＣ３６を、共通流路４５を流れるインクによって冷却することができる。

さらに、本実施形態では、上下方向において、ドライバＩＣ３６と共通流路部材３９との間に、共通流路４５の下側の内壁面を形成するプレート３７が配置され、上下方向における保護基板３５の上面に配置されたドライバＩＣ３６と、プレート３７との間に、熱伝導プレート２９が介在している。これにより、ドライバＩＣ３６の熱を効率よく共通流路４５に伝達することができる。

また、本実施形態では、ドライバＩＣ３６が、供給流路４６（供給口４６ａ）及び排出流路４７（排出口４７ａ）と上下方向に重なっている。これにより、ドライバＩＣ３６から共通流路４５に伝達された熱を、供給流路４６及び排出流路４７を介して効率よく外部に逃がすことができる。

また、共通流路４５内のインクは、供給口４６ａから排出口４７ａに向かって流れる間に、ドライバＩＣ３６の熱等によって温度が上昇する。そのため、共通流路４５の紙幅方向の右端部に供給口４６ａが配置され、左端部に排出口４７ａが配置された構成では、共通流路４５の紙幅方向の右側の部分のほうが、左側の部分よりもインクの温度が低い。本実施形態では、配線部材４９を紙幅方向の右側に引き出している。これにより、共通流路４５の紙幅方向の右側の部分の温度の低いインクによって、配線部材４９を効率よく冷却することができる。

＜変形例＞
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。

上述の実施形態では、配線部材４９が、紙幅方向の右側（供給口４６ａ側）に引き出されていたが、これには限られない。配線部材は、紙幅方向の左側（排出口４７ａ側）に引き出されていてもよいし、紙幅方向の両側に引き出されていてもよい。あるいは、配線部材は、搬送方向に引き出されていてもよい。

また、上述の実施形態では、ドライバＩＣ３６が、供給流路４６及び排出流路４７の両方と、上下方向に重なっていたが、これには限られない。ドライバＩＣ３６は、供給流路４６及び排出流路４７のうち、片方のみと上下方向に重なっていてもよい。さらには、ドライバＩＣ３６は、供給流路４６及び排出流路４７のいずれとも上下方向に重なっていなくてもよい。

また、上述の実施形態では、プレート３８が、熱伝導プレート２９を介してドライバＩＣ３６と接触する部分と、この部分の紙幅方向における両側に配置された２つのダンパ３８ｂとを備えていたが、これには限られない。例えば、プレート３８が、上記２つのダンパ３８ｂのうち片方のみを備えていてもよい。さらには、プレート３８の代わりに、共通流路４５の下側の内壁面を形成する部材として、熱伝導プレート２９を介してドライバＩＣ３６と接触しており、且つ、ダンパのない部材（本発明の「壁部材」）が設けられていてもよい。あるいは、プレート３８の代わりに、共通流路４５の下側の内壁面を形成する部材として、搬送方向における共通流路の全長にわたって延びたダンパを有しており、熱伝導プレートを介してドライバＩＣ３６と接触していない部材（本発明の「ダンパ部材」）が設けられていてもよい。

また、上述の実施形態では、ドライバＩＣ３６が、熱伝導プレート２９を介してプレート３７と接触する構造となっていたが、これには限られない。

例えば、変形例１では、図６に示すように、ヘッドユニット１００が、ヘッドユニット１１において、プレート３７、３８を１枚のプレート１０１に置き換えたものとなっている。プレート１０１の搬送方向の中央部には、下面に開口してドライバＩＣ３６を覆う凹部１０１ａが形成されている。また、凹部１０１ａ内には、凹部１０１ａとドライバＩＣ３６との隙間を埋める熱伝導グリス１０２（本発明の「熱伝導性部材」）が充填されており、ドライバＩＣ３６が熱伝導グリス１０２で覆われている。

また、プレート１０１の搬送方向において凹部１０１ａの両側に位置する部分には、それぞれ、下面に開口した凹部１０１ｂが形成されている。これにより、プレート１０１の凹部１０１ａの上方に位置する部分は、厚みが薄くなって弾性変形可能となったダンパ１０１ｃとなっている。そして、凹部１０１ｂは、ダンパ１０１ｃの下側への弾性変形を受け入れるための空間であるダンパ室となっている。

なお、変形例１では、共通流路４５の下側の内壁面を形成するプレート１０１が、熱伝導グリス１０２を介してドライバＩＣ３６と接触している部分（凹部１０１ａの上側の部分、本発明の「壁部材」）と、ダンパ１０１ｃ（本発明の「ダンパ部材」）とを有している。すなわち、本実施形態では、プレート１０１が、本発明の「壁部材」及び「２つのダンパ部材」が一体となったものである。

そして、変形例１では、上下方向において、保護基板３５と共通流路部材３９との間に共通流路４５の下側の壁となるプレート１０１が配置されている。また、プレート１０１の下側の部分に凹部１０１ａが形成され、ドライバＩＣ３６が凹部１０１ａ内に収容されている。また、凹部１０１ａ内に、ドライバＩＣ３６と凹部１０１ａとの隙間が熱伝導グリス１０２で埋められている。これにより、ドライバＩＣ３６の熱を効率よく共通流路４５に伝達することができる。

また、本実施形態では、上下方向において、保護基板３５と共通流路部材３９との間に配置されるプレート１０１が、熱伝導グリス１０２と接触する部分（凹部１０１ａの上側の部分）と、この部分の紙幅方向の両側に配置された２つのダンパ１０１ｃとを備えている。これにより、共通流路４５内のインクの圧力変動を抑えつつも、ドライバＩＣ３６の熱を効率よく共通流路４５に伝達することができる。

変形例２では、図７に示すように、ヘッドユニット１０５が、ヘッドユニット１１において、プレート３７、３８を１枚のプレート１０６に置き換えたものとなっている。プレート１０６の搬送方向の中央部には、下面に開口してドライバＩＣ３６を覆う凹部１０６ａが形成されている。また、凹部１０６ａ内には、凹部１０６ａとドライバＩＣ３６との隙間を埋める熱伝導グリス１０７（本発明の「熱伝導性部材」）が充填されており、ドライバＩＣ３６が熱伝導グリス１０７で覆われている。

また、プレート１０６の搬送方向において凹部１０６ａの両側に位置する部分には、それぞれ、上面に開口した凹部１０６ｂが形成されている。これにより、変形例２では、共通流路１０８が、共通流路部材３９によって形成された部分と、凹部１０６ｂによって形成された部分とを有するものとなり、上述の実施形態の共通流路４５よりも容積が大きい。また、変形例２では、共通流路１０８の容積が大きいことから、ドライバＩＣ３６の共通流路１０８への放熱性が高い。なお、変形例２の場合には、共通流路１０８の下側の壁に、ダンパとなる部分がない。

また、変形例１、２において、ドライバＩＣ３６が収容される凹部１０１ａ、１０６ａ内には、ドライバＩＣ３６と凹部１０１ａ、１０６ａとの隙間を埋める熱伝導グリスは充填されていなくてもよい。例えば、ドライバＩＣ３６が凹部１０１ａ、１０６ａの上側の内壁面に直接接触していてもよい。

また、上述の実施形態や変形例１では、ドライバＩＣ３６が保護基板３５の上面に配置されていたが、これには限られない。例えば、ドライバＩＣ３６が、振動板３３の上面の、２列の圧力室列８の間に位置する部分に配置されていてもよい。

また、上述の実施形態では、圧力室４０と共通流路４５とが上下方向に重なっており、上下方向に延びた絞り４３が、圧力室４０と共通流路４５とを接続していたが、これには限られない。圧力室４０と共通流路４５とは、別の構造の流路によって接続されていてもよい。また、この場合、圧力室４０と共通流路４５とを接続する流路は、水平に延びた部分を有していてもよい。

また、上述の実施形態では、供給口４６ａが、共通流路４５の天井面４５ａの紙幅方向の右端部のうち、搬送方向の中央部に配置され、排出口４７ａが、共通流路４５の天井面４５ａの紙幅方向の左端部のうち、搬送方向の中央部に配置されていたが、これには限られない。

変形例３では、図８～図１０に示すように、ヘッドユニット１１０において、共通流路１１１の上下方向に投影した形状が、紙幅方向を長手方向とする長方形である。また、供給流路１１２の供給口１１２ａが、共通流路１１１の天井面１１１ａのうち、上記長方形の紙幅方向の右側且つ搬送方向の下流側の角部に位置する部分に配置されている。また、排出流路１１３の排出口１１３ａが、共通流路１１１の天井面１１１ａのうち、上記長方形の紙幅方向の左側且つ搬送方向の上流側の角部に位置する部分に配置されている。すなわち、変形例２では、供給口１１２ａと排出口１１３ａとが、共通流路１１１の天井面１１１ａのうち、上記長方形の対角に位置する２つの角部に位置する部分に配置されている。

また、変形例３では、共通流路１１１の、紙幅方向の右側且つ搬送方向の上流側の角部、及び、紙幅方向の左側且つ搬送方向の下流側の角部（供給口１１２ａ及び排出口１１３ａが配置されていない２つの角部）における側壁面が、共通流路１１１の外側に凸となるように湾曲した湾曲面１１１ｂとなっている。そして、湾曲面１１１ｂが、共通流路１１１の、紙幅方向における側壁面１１１ｃと、搬送方向における側壁面１１１ｄとを接続している。

また、変形例３では、共通流路１１１の天井面１１１ａは、紙幅方向において右側から左側に向かうほど下方から上方に向かい、且つ、搬送方向において下流側から上流側に向かうほど下方から上方に向かうように、水平面に対して傾斜している。

そして、変形例３の場合には、共通流路１１１の天井面１１１ａが、上述したように水平面に対して傾斜していることにより、共通流路１１１内のインク中の気泡が、天井面１１１ａに沿って、供給口１１２ａから排出口１１３ａに向かって流れ、排出口１１３ａから排出されやすい。

また、変形例３では、上下方向に投影した形状が長方形の共通流路１１１の、供給口１１２ａ及び排出口１１３ａが配置されていない２つの角部において、湾曲面１１１ｂによって側壁面１１１ｃと側壁面１１１ｄとが接続されている。これにより、共通流路１１１のこれら２つの角部に気泡がある場合に、気泡が、湾曲面１１１ｂを介して側壁面１１１ｃと側壁面１１１ｄとの間で流れやすく、これらの角部に気泡がたまりにくい。

また、変形例３では、共通流路１１１の、供給口１１２ａ及び排出口１１３ａが配置されていない２つの角部における側壁面が、側壁面１１１ｃと側壁面１１１ｄとを接続する湾曲面１１１ｂとなっていたが、これには限られない。共通流路１１１の、供給口１１２ａ及び排出口１１３ａが配置されていない２つの角部において、搬送方向に延びた側壁面１１１ｃと紙幅方向に延びた側壁面１１１ｄとが、直接接続されていてもよい。

変形例４では、図１１～図１３に示すように、ヘッドユニット１２０において、供給流路１２２の供給口１２２ａが、共通流路１２１の天井面１２１ａのうち、搬送方向の下流側の端部の、紙幅方向における中央部に配置されている。また、排出流路１２３の排出口１２３ａが、共通流路１２１の天井面１２１ａのうち、搬送方向の上流側の端部の、紙幅方向における中央部に配置されている。

また、変形例４では、共通流路１２１の天井面１２１ａは、搬送方向において下流側から上流側に向かうほど下方から上方に向かい、且つ、紙幅方向においてヘッドユニット１２０の外側から内側に向かうほど、下方から上方に向かうように、水平面に対して傾斜している。

そして、変形例４の場合には、共通流路１２１の天井面１２１ａが、上述したように水平面に対して傾斜していることにより、共通流路１２１内のインク中の気泡が、天井面１２１ａに沿って、供給口１２２ａから排出口１２３ａに向かって流れ、排出口１２３ａから排出されやすい。

また、変形例４では、供給口１２２ａと排出口１２３ａとの距離が短いため、共通流路１２１を供給口１２２ａから排出口１２３ａに流れるときの流路抵抗を小さくすることができる。また、上記流路抵抗が小さいため、ノズル１０内におけるインクの圧力を所望の圧力とするために、ポンプ５１、５２によりインクに付与する圧力の大きさを小さくすることができる。これにより、ポンプ５１、５２を駆動させて、流路の各部分におけるインクの圧力を所望の圧力とする際に、インクのメニスカスを破壊することなく短時間で所望の圧力に到達させることができる。

また、以上の例では、共通流路の天井面の、紙幅方向あるいは搬送方向に対する傾斜角度が一定であったが、これには限られない。例えば、変形例５では、図１４に示すように、ヘッドユニット１３０は、上述の実施形態のヘッドユニット１１において、共通流路４５を共通流路１３１に置き換えたものである。共通流路１３１の天井面１３１ａが、紙幅方向の右側から左側に向かうほど（供給口４６ａ側から排出口４７ａ側に向かうほど）、下方から上方に向かうように水平面に対して傾斜している。さらに、天井面１３１ａは、排出口４７ａに近づくほど、水平面に対する傾斜角度が大きくなるように湾曲している。

そして、変形例５の場合には、共通流路１３１の天井面１３１ａが、上述したように水平面に対して傾斜していることにより、共通流路１３１内のインク中の気泡が、天井面１３１ａに沿って、供給口４６ａから排出口４７ａに向かって流れ、排出口４７ａから排出されやすい。

また、供給流路の供給口、及び、排出流路の排出口は、共通流路の天井面のうち、以上に説明した例とは別の部分に配置されていてもよい。この場合でも、共通流路の天井面が、供給口から排出口に向かうほど、下方から上方に向かうように、水平面に対して傾いていれば、共通流路内のインク中の気泡が、共通流路の天井面に沿って、供給口から排出口に向かって流れ、排出口から排出されやすい。

さらには、共通流路の天井面は、供給口から排出口に向かうほど、下方から上方に向かうように水平面に対して傾いていることにも限られない。例えば、共通流路の天井面は水平な面であってもよい。

また、以上の例では、供給流路の供給口、及び、排出流路の排出口が、共通流路の天井面に配置されていたが、これには限られない。供給流路の供給口、及び、排出流路の排出口は、共通流路の側壁面など、共通流路の天井面以外の部分に配置されていてもよい。

また、上述の実施形態では、共通流路４５が、紙幅方向において、２列の圧力室列８を構成する複数の圧力室４０が配置されている範囲の全域にわたって延びているが、これには限られない。共通流路は、紙幅方向において、２列の圧力室列８を構成する複数の圧力室４０のうち、一部の圧力室４０のみと上下方向に重なっていてもよい。なお、この場合には、共通流路と上下方向に重ならない圧力室と、共通流路とを接続する流路を、紙幅方向に延びた部分を有する流路とすればよい。

また、以上では、ヘッドユニットが２列の個別流路列を備えている例について説明したが、これには限られない。ヘッドユニットが搬送方向に並ぶ３列以上の個別流路列を備えていてもよい。この場合には、ヘッドユニットを、これら３列以上の個別流路列を構成する複数の個別流路と連通する１つの共通流路を備えたものとすればよい。そして、共通流路を、これら３列以上の個別流路列と上下方向に重なり、且つ、搬送方向において、これら３列以上の個別流路列が配置される領域の全長にわたって延びたものとすればよい。

また、以上では、ノズルからインクを吐出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。ノズルからインク以外の液体、例えば、液体状にした樹脂や金属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。

７ 個別流路列
１０ ノズル
１１ ヘッドユニット
２９ 熱伝導プレート
３１ ノズルプレート
３２ 流路基板
３３ 振動板
３４ 駆動素子
３５ 保護基板
３７ プレート
３８ ダンパ部材
３９ 共通流路部材
３６ ドライバＩＣ
４０ 圧力室
４３ 絞り
４５ 共通流路
４５ａ 天井面
４６ａ 供給口
４７ａ 排出口
１００ ヘッドユニット
１０１ プレート
１０１ａ 凹部
１０１ｂ 凹部
１０１ｃ ダンパ
１０２ グリス
１０５ ヘッドユニット
１０７ グリス
１０８ 共通流路
１１０ ヘッドユニット
１１１ 共通流路
１１１ａ 天井面
１１１ｂ 湾曲面
１１１ｃ、１１１ｄ 側壁面
１１２ａ 供給口
１１３ａ 排出口
１２０ ヘッドユニット
１２１ 共通流路
１２１ａ 天井面
１２２ａ 供給口
１２３ａ 排出口
１３０ ヘッドユニット
１３１ 共通流路
１３１ａ 天井面

Claims (13)

1. ノズルを含む個別流路が水平な第１方向に配列されることによってそれぞれ形成され、前記第１方向と交差する水平な第２方向に並んだ複数列の個別流路列と、
   前記第１方向に延び、前記第１方向及び前記第２方向のいずれとも直交する鉛直な第３方向に前記複数列の個別流路列と重なり、且つ、前記第２方向において前記複数列の個別流路列が配置される領域の全長にわたって延びた、前記複数列の個別流路列を構成する複数の前記個別流路と連通する１つの共通流路と、
   前記共通流路に液体を供給するための供給口と、
   前記共通流路から液体を排出させるための排出口と、を備え、
   前記共通流路が、前記個別流路よりも上方に位置し、
   前記供給口及び前記排出口が、前記共通流路の天井面に配置され、
   前記共通流路の天井面が、
   前記供給口から前記排出口に向かうほど、下方から上方に向かうように、水平面に対して傾いており、
   前記供給口から前記排出口に向かうほど、水平面に対する傾斜角度が大きくなるように湾曲していることを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記共通流路が、前記第１方向において、前記複数列の個別流路列の全長にわたって延び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. 前記供給口が、前記共通流路の前記第１方向の一方側の端部の天井面に配置され、
   前記排出口が、前記共通流路の前記第１方向の他方側の端部の天井面に配置され、
   前記共通流路の天井面が、前記第１方向の前記一方側から他方側に向かうほど、下方から上方に向かうように、水平面に対して傾いていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記共通流路は、前記第３方向に投影した形状が、前記第１方向を長手方向とする長方形であり、
   前記供給口が、前記共通流路における前記長方形の対角に位置する２つの角部のうち、前記第１方向の前記一方側の角部の天井面に配置され、
   前記排出口が、前記２つの角部のうち、前記第１方向の前記他方側の角部の天井面に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記共通流路の、前記供給口及び前記排出口が配置されていない角部における側壁面が、前記共通流路の外側に凸となるように湾曲して延びて、前記共通流路の前記第１方向の側壁面と前記第２方向の側壁面とを接続す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. 前記供給口が、前記共通流路の前記第２方向の一方側の端部の天井面に配置され、
   前記排出口が、前記共通流路の前記第２方向の他方側の端部の天井面に配置され、
   前記共通流路の天井面が、前記第２方向の前記一方側から前記他方側に向かうほど、下方から上方に向かうように、水平面に対して傾いていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記共通流路が、前記個別流路よりも上方に位置し、
   前記個別流路が、
   前記第３方向に延びて前記圧力室と前記共通流路とを接続する絞りと、を含むことを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
8. 前記共通流路を有する共通流路部材と、
   前記共通流路の、前記第３方向における前記個別流路列側の内壁面を形成するダンパ部材と、を備えていることを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
9. ノズルと前記ノズルに連通する圧力室とを含む個別流路が第１方向に配列されることによってそれぞれ形成され、前記第１方向と交差する第２方向に並んだ複数列の個別流路列に対応する複数の前記圧力室を有する圧力室部材と、
   前記第１方向に延び、前記第１方向及び前記第２方向のいずれとも直交する第３方向に前記複数列の個別流路列と重なり、且つ、前記第２方向において前記複数列の個別流路列が配置される領域の全長にわたって延びた、前記複数列の個別流路列を構成する複数の前記個別流路と連通する１つの共通流路を有し、前記圧力室部材と前記第３方向に積層された共通流路部材と、
   前記共通流路に液体を供給するための供給口と、
   前記共通流路から液体を排出させるための排出口と、
   前記第３方向において前記圧力室部材と前記共通流路部材との間に配置され、前記圧力室内の液体に圧力を付与するアクチュエータと、
   前記第３方向において前記圧力室部材と前記共通流路部材との間に配置され、前記アクチュエータを覆う保護部材と、
   前記保護部材の、前記第３方向における前記共通流路側の面に配置された、前記アクチュエータを駆動するためのドライバＩＣと、
   前記第３方向において前記共通流路部材と前記ドライバＩＣとの間に配置され、前記共通流路部材と前記ドライバＩＣとの間に介在する熱伝導性部材と、
   前記共通流路の前記第３方向における前記保護部材側の内壁面の一部を形成し、前記熱伝導性部材と接触する壁部材と、
   前記第２方向における前記壁部材の両側に位置し、それぞれが、前記共通流路の前記第３方向における前記保護部材側の内壁面の一部を形成する２つのダンパ部材と、を備えていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
10. 前記壁部材が、前記第３方向において、前記共通流路部材と前記保護部材との間に配置され、前記共通流路の前記第３方向における前記保護部材側の内壁面を形成し、
    前記壁部材は、前記第３方向における前記保護部材側の面に凹部を有し、
    前記ドライバＩＣが、前記凹部内に収容されていることを特徴とする請求項９に記載の液体吐出ヘッド。
11. 前記熱伝導性部材が熱伝導グリスであり、
    前記ドライバＩＣが収容された前記凹部内に前記熱伝導グリスが充填されることによって、前記凹部と前記ドライバＩＣとの隙間が前記熱伝導グリスで埋められ、前記ドライバＩＣが前記熱伝導グリスに覆われ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. 前記供給口及び前記排出口のうち少なくとも片方と、前記ドライバＩＣとが、前記第３方向に重なっていることを特徴とする請求項９～１１のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
13. 前記供給口が前記共通流路の前記第１方向の一方側の端部に配置され、
    前記排出口が前記共通流路の前記第１方向の他方側の端部に配置され、
    前記ドライバＩＣと接続され、前記ドライバＩＣとの接続部分から前記第１方向の前記一方側に引き出された配線部材、を備えていることを特徴とする請求項９～１２のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。

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