JP7314672B2 - 液体吐出ヘッド、ヘッドモジュール、ヘッドユニット、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置 - Google Patents

Description

本発明は液体吐出ヘッド、ヘッドモジュール、ヘッドユニット、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置に関する。

液体を吐出する液体吐出ヘッドとして、複数のノズルを二次状にマトリクス配置したものがある。

従来、複数のノズルを二次状にマトリクス配置し、媒体のスキャン方向（Ｙ方向）と、スキャン方向に垂直な方向Ｘを規定して、供給・循環流路の方向（供給・循環チャネルの方向）をＹ方向に対して角度βをなすように配置し、画像上で隣接ドットを形成するノズルを配置している方向をＹ方向に対して角度αをなすように配置するものが知られている（特許文献１）。

特許第５５９５６０４号公報

ところで、共通流路を本流と支流で構成するヘッドにあっては、支流を経由した圧力相互干渉、支流の圧力状態（流量と流体抵抗による圧力損失、吐出時の圧力伝搬による圧力変動など）によって吐出特性にばらつきが生じ、ばらつきが目立つという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、吐出特性のばらつきによる影響を抑制することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る液体吐出ヘッドは、
液体を吐出する複数のノズルと、
前記複数のノズルに各々連通する複数の圧力室と、
２以上の前記圧力室に通じる複数の共通供給流路支流と、
前記複数の共通供給流路支流に連通する共通供給流路本流と、
２以上の前記圧力室に通じる複数の共通回収流路支流と、
前記複数の共通回収流路支流に連通する共通回収流路本流と、を備え、
前記複数のノズルは、第１の方向と、前記第１の方向と交差する第２の方向に配列されて、二次元にマトリクス配置され、
前記共通供給流路支流と前記共通回収流路支流とは、前記第２の方向に交互に配置されて、
隣り合う前記ノズルの間隔は、前記第２の方向が最も小さく、前記第１の方向が２番目に小さく、前記第１の方向及び前記第２の方向と異なる方向であって、隣り合う前記ノズルの間隔が３番目に小さい方向を第３方向とするとき、前記共通供給流路支流及び前記共通回収流路支流の長手方向が前記第３の方向であり、
前記第３の方向で互いに隣接する前記ノズルは、同じ前記共通供給流路支流と、同じ前記共通回収流路支流とにそれぞれ連通する
構成とした。

本発明によれば、吐出特性のばらつきによる影響を抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係る液体吐出ヘッドをノズル面側から見た外観斜視説明図である。 同じくノズル面と反対側から見た外観斜視説明図である。 同じく分解斜視説明図である。 同じく流路構成部材の分解斜視説明図である。 図４の要部拡大斜視説明図である。 同じく共通流路支流部材の斜視説明図である。 同じく流路部分の拡大斜視説明図である。 同じく流路部分の断面斜視説明図である。 同実施形態における流路配置構成の説明に供する平面説明図である。 図９の要部拡大平面説明図である。 同実施形態の流路配置構成と吐出ドットの説明に供する平面説明図である。 比較例１の流路配置構成と吐出ドットの説明に供する平面説明図である。 本発明に係るヘッドモジュールの一例の分解斜視説明図である。 同ヘッドモジュールのノズル面側から見た分解斜視説明図である。 本発明に係る液体を吐出する装置の一例の概略説明図である。 同装置のヘッドユニットの一例の平面説明図である。 液体循環装置の一例のブロック説明図である。 本発明に係る液体を吐出する装置としての印刷装置の他の例の要部平面説明図である。 同装置の要部側面説明図である。 本発明に係る液体吐出ユニットの他の例の要部平面説明図である。 本発明に係る液体吐出ユニットの更に他の例の正面説明図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。本発明の第１実施形態について図１ないし図８を参照して説明する。図１は同実施形態に係る液体吐出ヘッドをノズル面側から見た外観斜視説明図、図２は同じくノズル面と反対側から見た外観斜視説明図、図３は同じく分解斜視説明図、図４は同じく流路構成部材の分解斜視説明図である。図５は図４の要部拡大斜視説明図、図６は同じく共通流路支流部材の斜視説明図、図７は同じく流路部分の拡大斜視説明図、図８は同じく流路部分の断面斜視説明図である。

液体吐出ヘッド１は、ノズル板１０と、流路板（個別流路部材）２０と、振動板部材３０と、共通流路支流部材５０と、ダンパ部材６０と、共通流路本流部材７０、フレーム部材８０と、配線基板（フレキシブル配線基板）１０１などを備えている。配線基板１０１にはヘッドドライバ（ドライバＩＣ）１０２が実装されている。

ノズル板１０には、液体を吐出する複数のノズル１１を有している。複数のノズル１１は、二次元状にマトリクス配置されている。

個別流路部材２０は、複数のノズル１１に各々連通する複数の圧力室（個別液室）２１と、複数の圧力室２１に各々通じる複数の個別供給流路２２と、複数の圧力室２１に各々通じる複数の個別回収流路２３とを形成している。１つの圧力室２１及びこれに通じる個別供給流路２２と個別回収流路２３を併せて個別流路２５と称する。

振動板部材３０は、圧力室２１の変形な可能な壁面である振動板３１を形成し、振動板３１には圧電素子４０が一体に設けられている。また、振動板部材３０には、個別供給流路２２に通じる供給側開口３２と、個別回収流路２３に通じる回収側開口３３とが形成されている。圧電素子４０は、振動板３１を変形させて圧力室２１内の液体を加圧する圧力発生手段である。

なお、個別流路部材２０と振動板部材３０とは、部材として別部材であることに限定さるものではない。例えば、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板を使用して個別流路部材２０及び振動板部材３０を同一部材で一体に形成することができる。つまり、シリコン基板上に、シリコン酸化膜、シリコン層、シリコン酸化膜の順に成膜されたＳＯＩ基板を使用し、シリコン基板を個別流路部材２０とし、シリコン酸化膜、シリコン層及びシリコン酸化膜とで振動板３１を形成することができる。この構成では、ＳＯＩ基板のシリコン酸化膜、シリコン層及びシリコン酸化膜の層構成が振動板部材３０となる。このように、振動板部材３０は個別流路部材２０の表面に成膜された材料で構成されるものを含む。

共通流路支流部材５０は、２以上の個別供給流路２２に通じる複数の共通供給流路支流５２と、２以上の個別回収流路２３に通じる複数の共通回収流路支流５３とを交互に隣接して形成している。

共通流路支流部材５０には、個別供給流路２２の供給側開口３２と共通供給流路支流５２を通じる供給口５４となる貫通孔と、個別回収流路２３の回収側開口３３と共通回収流路支流５３を通じる回収口５５となる貫通孔が形成されている。

また、共通流路支流部材５０は、複数の共通供給流路支流５２に通じる１又は複数の共通供給流路本流５６の一部５６ａと、複数の共通回収流路支流５３に通じる１又は複数の共通回収流路本流５７の一部５７ａを形成している。

ダンパ部材６０は、共通供給流路支流５２の供給口５４と対面する（対向する）供給側ダンパ６２と、共通回収流路支流５３の回収口５５と対面する（対向する）回収側ダンパ６３を有している。

ここで、共通供給流路支流５２及び共通回収流路支流５３は、同じ部材である共通流路支流部材５０に交互に並べて配列された溝部を、変形可能な壁面を形成するダンパ部材６０で封止することで構成している。なお、ダンパ部材６０のダンパ材料としては、有機溶剤に強い金属薄膜又は無機薄膜を用いることが好ましい。ダンパ部材６０の厚みは１０μｍ以下が好ましい。

共通流路本流部材７０は、複数の共通供給流路支流５２に通じる共通供給流路本流５６と、複数の共通回収流路支流５３に通じる共通回収流路本流５７を形成する。

フレーム部材８０には、通供給流路本流５６の一部５６ｂと、共通回収流路本流５７の一部５７ｂが形成されている。共通供給流路本流５６の一部５６ｂはフレーム部材８０に設けた供給ポート８１に通じ、共通回収流路本流５７の一部５７ｂはフレーム部材８０に設けた回収ポート８２に通じている。

次に、本実施形態における流路配置構成について図９及び図１０も参照して説明する。図９は同流路配置構成の説明に供する平面説明図、図１０は図９の要部拡大平面説明図である。

まず、図９及び図１０において、Ｅ方向は、ヘッド１を固定して印刷を行う場合の媒体などの液体が付与される被付与部材の搬送方向、ヘッド１を移動して印刷を行う場合のヘッドの走査方向（以下、これらの方向を便宜上「主走査方向Ｅ」という。）である。

複数のノズル１１は、二次元状にマトリクス配置されている。すなわち、複数のノズル１１は、２つの方向に等間隔で配列されている。２つの方向は、第１の方向Ｄ１と、第１の方向Ｄ１と交差する第２の方向Ｄ２とする。

２つの配列方向のうち、１つの方向は、主走査方向と直交する方向とする必要があり、本実施形態では、第２の方向Ｄ２を主走査方向と直交する方向とする。第１の方向Ｄ１は、第２の方向Ｄ２と平行でなく（交差する方向であり）、かつ、主走査方向Ｅとも平行とならない方向である。

第１の方向Ｄ１で隣り合うノズル１１の間隔（ノズル間隔）をｄ１、第２の方向Ｄ２のノズル間隔をｄ２とするとき、ｄ１＞ｄ２としている。

また、二次元状にマトリクス配置された複数のノズル１１は、第１の方向Ｄ１及び第２の方向Ｄ２と異なる第３の方向Ｄ３にも並んでいる。この第３の方向Ｄ３のノズル間隔をｄ３とする。

さらに、複数のノズル１１は、第１の方向Ｄ１、第２の方向Ｄ２、第３の方向Ｄ３と異なる圧力室２１の長手方向となる第４の方向Ｄ４にも並んでいる。第４の方向Ｄ４のノズル間隔をｄ４とする。

このとき、第２の方向Ｄ２のノズル間隔ｄ２は４つの方向Ｄ１～Ｄ４のノズル間隔ｄ１～ｄ４の内で最も小さく（短く）、第１の方向Ｄ１のノズル間隔ｄ１は２番目に小さいノズル間隔である。また、第３の方向Ｄ３のノズル間隔ｄ３は３番目に小さいノズル間隔とする。

つまり、４つの方向Ｄ１～Ｄ４のノズル間隔ｄ１～ｄ４が、ｄ２＜ｄ１＜ｄ３＜ｄ４の関係になるように、複数のノズル１１を配置している。

上記のノズル配置とした場合、隣接するすべてのノズル１１の座標は、２種類のベクトルの整数倍の和で求めることができる。一つ目のベクトルは第１の方向Ｄ１の向きで長さｌ１のベクトル（ベクトルｌ１）であり、２つ目のベクトルは第２の方向Ｄ２の向きで長さｌ２のベクトル（ベクトルｌ２）である。本実施形態において、第３の方向Ｄ３は、（ベクトルｌ１－ベクトルｌ２）の方向に相当する。また、第４の方向Ｄ４は、（ベクトルｌ１＋ベクトルｌ２）の方向に相当する。

なお、本実施形態では、第１の方向Ｄ１にノズル列を４列構成しているため、主走査方向Ｅに走査しつつドットを等間隔に配置するためには、ベクトルｌ１の第２の方向Ｄ２の投影した長さｄ０を、ｄ２／４とする必要がある。

例えば、ノズル間隔ｄ１を５００μｍ以上とすることが好ましく、ノズル間隔ｄ２を１６９μｍ以上とすることが好ましい。これにより、吐出による気流密度を低減することができ、搬送気流との干渉による乱流現象による着弾不良を低減することができる。

例えば、ノズル間隔ｄ２＝３３８．６μｍ、ノズル間隔ｄ１＝６７７．２μｍ，ｄ０＝８４．７μｍとすることで、ノズル面から被付与部材（媒体）までの距離３ｍｍでの印写画像で気流干渉による画像不良が発生しないことを確認できた。

そして、本実施形態において、共通供給流路支流５２及び共通回収流路支流５３の長手方向は第３の方向Ｄ３としている。なお、支流の長手方向とは、第２の方向Ｄ２に沿う方向を短手方向とするとき、短手方向の長さよりも長い部分の方向であり、図９に示すように、壁面に折れ曲がり部分がある場合の折曲がり部分を除く部分の方向である。

また、共通供給流路支流５２と共通回収流路支流５３とは第２の方向Ｄ２に交互に配置されている。

共通供給流路支流５２及び共通回収流路支流５３の長手方向を第３の方向Ｄ３とし、共通供給流路支流５２と共通回収流路支流５３とは第２の方向Ｄ２に交互に配置することで、吐出特性のばらつきによる画像不良を抑制できる。

この本実施形態の作用効果について図１１及び図１２を参照して説明する。図１１は本実施形態の流路配置構成と吐出ドットの説明に供する平面説明図である。図１２は比較例１の流路配置構成と吐出ドットの説明に供する平面説明図である。

まず、比較例１は、図１２（ａ）に示すように、共通供給流路支流５２及び共通回収流路支流５３の長手方向を第１の方向Ｄ１としたものである。

図１２（ｂ）は、この比較例１の構成で、それぞれのノズル１１で形成されたドットを一列に並べた状態を示している。各ドットａのうち、第２の方向Ｄ２で隣り合う共通供給流路支流５２と共通回収流路支流５３に接続されているノズル１１によるドットａは、黒丸で示すように、連続する８ドットとなる。

ここで、第２の方向Ｄ２で隣り合う共通供給流路支流５２と共通回収流路支流５３の圧力状態によって吐出滴の滴速度や滴体積が変動する場合を想定する。

例えば、共通供給流路支流５２及び共通回収流路支流５３の各圧力状態が負圧側に大きくなった場合は、ノズル１１に形成されるメニスカスは圧力室２１側に引き込まれた状態になる。その結果、ノズル１１内のインク体積が小さくなることに対応し、滴体積が小さくなることとなる。その場合、図１２（ｂ）に示す連続する８ドット分全体の吐出滴体積が小さくなってしまい、画像上の不具合として顕在化しやすくなる。

逆に、共通供給流路支流５２及び共通回収流路支流５３の各圧力状態が正圧側になった場合は、逆の現象となり、吐出滴体積が大きくなり、連続する８ドット分全体の滴体積が大きくなる。これらの吐出滴体積の変動が人間の目で視認しやすい幅と対応してしまうと画像不良として認識されやすくなる。

前述したように、ｄ０＝８４．７μｍとした場合、８ドット分では約７００μｍとなり、人間の目でスジ状の画像として認識されやすくなり、画像不良となる。

これに対し、本実施形態では、共通供給流路支流５２及び共通回収流路支流５３の長手方向を第３の方向Ｄ３としている。

したがって、図１１に示すように、第２の方向Ｄ２で隣り合う共通供給流路支流５２と共通回収流路支流５３に通じるノズル１１で形成されるドットａは最大でも２つ並ぶだけで、かつ、広い領域にわたって分散配置されることになる。

これにより、画像上でスジ状のコントラストとして認識しづらくなり、画像不良となりづらくなる。

つまり、共通供給流路支流５２及び共通回収流路支流５３の長手方向を第３の方向Ｄ３、すなわち、隣り合う２つのノズル間隔ｄ３が３番目に短い（近い）方向にして配置する。これにより、第２の方向Ｄ２で隣り合う共通供給流路支流５２及び共通回収流路支流５３の圧力状態によって滴体積や滴速度が変動しても（吐出特性がばらついても）、その影響（例えば画像不良として視認されること）を抑制することができる。

また、図１１に示すように、圧力室２１内における液体の流れの方向（圧力室２１の長手方向）を第４の方向Ｄ４としている。

共通供給流路支流５２及び共通回収流路支流５３の長手方向を第３の方向Ｄ３とし、圧力室２１の流れの方向を第４の方向Ｄ４とすることにより、第２の方向Ｄ２における共通供給流路支流５２と共通回収流路支流５３の配置間隔ｄ５を、ノズル間隔ｄ２の２倍とすることができる、

これにより、共通供給流路支流５２及び共通回収流路支流５３の幅を広くすることができ、流体抵抗を低減して流量を多くすることができる。

この結果、第１に、供給ポートと回収ポートの間に印加する圧力が低くても、異物や気泡を流すための流量を確保できる。また、吐出動作によって共通供給流路支流５２及び共通回収流路支流５３に大量の液体が流れた場合でも、共通供給流路支流５２及び共通回収流路支流５３での圧力損失を低減することができ、ノズルの場所による吐出特性（滴速度や滴体積）の変動を抑制することが可能である。

第２に、共通供給流路支流５２及び共通回収流路支流５３の幅が広くなることで、ダンパ部材６０によるダンパ領域が広くなり、共通供給流路支流５２及び共通回収流路支流５３内の圧力変動を緩和することができる。ダンパの幅を２倍とすることは、コンプライアンスとしては２の５乗の効果、つまり３２倍の圧力変動の低減効果が期待できる。ダンパのコンプライアンスを高くすることにより、圧力室２１で発生した圧力が共通供給流路支流５２及び共通回収流路支流５３に伝搬した時点で圧力変動を緩和できるので、他の圧力室２１に回り込みで発生するクロストーク現象を抑制することができる。それにより、多数のノズル１１を高速で駆動した場合でも支流内の圧力変動によるクロストークが発生しづらく、高速かつ高画質での画像形成が可能となる。

次に、本発明に係るヘッドモジュールの一例について図１３及び図１４を参照して説明する。図１３は同ヘッドモジュールの分解斜視説明図、図１４は同ヘッドモジュールのノズル面側から見た分解斜視説明図である。

ヘッドモジュール１００は、液体を吐出する液体吐出ヘッドである複数のヘッド１と、複数のヘッド１を保持するベース部材１０３と、複数のヘッド１のノズルカバーとなるカバー部材１１３とを備えている。

また、ヘッドモジュール１００は、放熱部材１０４と、複数のヘッドに対して液体を供給する流路を形成しているマニホールド１０５と、フレキシブル配線部材１０１と接続するプリント基板（ＰＣＢ）１０６と、モジュールケース１０７とを備えている。

次に、本発明に係る液体を吐出する装置の一例について図１５及び図１６を参照して説明する。図１５は同装置の概略説明図、図１６は同装置のヘッドユニットの一例の平面説明図である。

この液体を吐出する装置である印刷装置５００は、連続体５１０を搬入する搬入手段５０１と、搬入手段５０１から搬入された連続体５１０を印刷手段５０５に案内搬送する案内搬送手段５０３と、連続体５１０に対して液体を吐出して画像を形成する印刷を行う印刷手段５０５と、連続体５１０を乾燥する乾燥手段５０７と、連続体５１０を搬出する搬出手段５０９などを備えている。

連続体５１０は搬入手段５０１の元巻きローラ５１１から送り出され、搬入手段５０１、案内搬送手段５０３、乾燥手段５０７、搬出手段５０９の各ローラによって案内、搬送されて、搬出手段５０９の巻取りローラ５９１にて巻き取られる。

この連続体５１０は、印刷手段５０５において、搬送ガイド部材５５９上をヘッドユニット５５０に対向して搬送され、ヘッドユニット５５０から吐出される液体によって画像が印刷される。

ここで、ヘッドユニット５５０には、本発明に係る２つのヘッドモジュール１００Ａ、１００Ｂを共通ベース部材５５２に備えている。

そして、ヘッドモジュール１００の搬送方向と直交する方向におけるヘッド１の並び方向をヘッド配列方向とするとき、ヘッドモジュール１００Ａのヘッド列１Ａ１，１Ａ２で同じ色の液体を吐出する。同様に、ヘッドモジュール１００Ａのヘッド列１Ｂ１、１Ｂ２を組とし、ヘッドモジュール１００Ｂのヘッド列１Ｃ１、１Ｃ２を組とし、ヘッド列１Ｄ１、１Ｄ２を組として、それぞれ所要の色の液体を吐出する。

次に、液体循環装置の一例について図１７を参照して説明する。図１７は同循環装置のブロック説明図である。なお、ここでは１つのヘッドのみ図示しているが、複数のヘッドを配列する場合には、マニホールドなどを介して複数のヘッドの供給側、回収側にそれぞれ供給側液体経路、回収側液体経路を接続することになる。

液体循環装置６００は、供給タンク６０１、回収タンク６０２、メインタンク６０３、第１送液ポンプ６０４、第２送液ポンプ６０５、コンプレッサ６１１、レギュレータ６１２、真空ポンプ６２１、レギュレータ６２２、供給側圧力センサ６３１、回収側圧力センサ６３２などで構成されている。

ここで、コンプレッサ６１１及び真空ポンプ６２１は、供給タンク６０１内の圧力と回収タンク６０２内の圧力とに差圧を生じさせる手段を構成している。

供給側圧力センサ６３１は、供給タンク６０１とヘッド１との間であって、ヘッド１の供給ポート８１に繋がった供給側液体経路に接続されている。回収側圧力センサ６３２は、ヘッド１と回収タンク６０２との間であって、ヘッド１の回収ポート８２に繋がった回収側液体経路に接続されている。

回収タンク６０２の一方は、第１送液ポンプ６０４を介して供給タンク６０１と接続されており、回収タンク６０２の他方は第２送液ポンプ６０５を介してメインタンク６０３と接続されている。

これにより、供給タンク６０１から供給ポート８１を通ってヘッド１内に液体が流入し、回収ポート８２から回収タンク６０２へ回収され、第１送液ポンプ６０４によって回収タンク６０２から供給タンク６０１へ液体が送られることによって、液体が循環する循環経路が構成される。

ここで、供給タンク６０１にはコンプレッサ６１１がつなげられており、供給側圧力センサ６３１で所定の正圧が検知されるように制御される。一方、回収タンク６０２には真空ポンプ６２１がつなげられており、回収側圧力センサ６３２で所定の負圧が検知されるよう制御される。

これにより、ヘッド１内を通って液体を循環させつつ、メニスカスの負圧を一定に保つことができる。

また、ヘッド１のノズル１１から液体を吐出すると、供給タンク６０１及び回収タンク６０２内の液体量が減少していく。そのため、適宜、第２送液ポンプ６０５を用いて、メインタンク６０３から回収タンク６０２に液体を補充する。

なお、メインタンク６０３から回収タンク６０２への液体補充のタイミングは、回収タンク６０２内の液体の液面高さが所定高さよりも下がったときに液体補充を行うなど、回収タンク６０２内に設けた液面センサなどの検知結果によって制御することができる。

次に、本発明に係る液体を吐出する装置としての印刷装置の他の例について図１８及び図１９を参照して説明する。図１８は同装置の要部平面説明図、図１９は同装置の要部側面説明図である。

この印刷装置５００は、シリアル型装置であり、主走査移動機構４９３によって、キャリッジ４０３は主走査方向に往復移動する。主走査移動機構４９３は、ガイド部材４０１、主走査モータ４０５、タイミングベルト４０８等を含む。ガイド部材４０１は、左右の側板４９１Ａ、４９１Ｂに架け渡されてキャリッジ４０３を移動可能に保持している。そして、主走査モータ４０５によって、駆動プーリ４０６と従動プーリ４０７間に架け渡したタイミングベルト４０８を介して、キャリッジ４０３は主走査方向に往復移動される。

このキャリッジ４０３には、本発明に係る液滴吐出ヘッドであるヘッド１及びヘッドタンク４４１を一体にした液体吐出ユニット４４０を搭載している。液体吐出ユニット４４０のヘッド１は、例えば、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色の液体を吐出する。また、液体吐出ヘッド１は、複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配置し、吐出方向を下方に向けて装着している。

液体吐出ヘッド１は、前述した液体循環装置６００と接続されて、所要の色の液体が循環供給される。

この印刷装置５００は、用紙４１０を搬送するための搬送機構４９５を備えている。搬送機構４９５は、搬送手段である搬送ベルト４１２、搬送ベルト４１２を駆動するための副走査モータ４１６を含む。

搬送ベルト４１２は用紙４１０を吸着してヘッド１に対向する位置で搬送する。この搬送ベルト４１２は、無端状ベルトであり、搬送ローラ４１３と、テンションローラ４１４との間に掛け渡されている。吸着は静電吸着、あるいは、エアー吸引などで行うことができる。

そして、搬送ベルト４１２は、副走査モータ４１６によってタイミングベルト４１７及びタイミングプーリ４１８を介して搬送ローラ４１３が回転駆動されることによって、副走査方向に周回移動する。

さらに、キャリッジ４０３の主走査方向の一方側には搬送ベルト４１２の側方に液体吐出ヘッド１の維持回復を行う維持回復機構４２０が配置されている。

維持回復機構４２０は、例えばヘッド１のノズル面をキャッピングするキャップ部材４２１、ノズル面を払拭するワイパ部材４２２などで構成されている。

主走査移動機構４９３、維持回復機構４２０、搬送機構４９５は、側板４９１Ａ，４９１Ｂ、背板４９１Ｃを含む筐体に取り付けられている。

このように構成したこの印刷装置５００においては、用紙４１０が搬送ベルト４１２上に給紙されて吸着され、搬送ベルト４１２の周回移動によって用紙４１０が副走査方向に搬送される。

そこで、キャリッジ４０３を主走査方向に移動させながら画像信号に応じてヘッド１を駆動することにより、停止している用紙４１０に液体を吐出して画像を形成
する。

次に、本発明に係る液体吐出ユニットの他の例について図２０を参照して説明する。図２０は同ユニットの要部平面説明図である。

この液体吐出ユニット４４０、前記液体を吐出する装置を構成している部材のうち、側板４９１Ａ、４９１Ｂ及び背板４９１Ｃで構成される筐体部分と、主走査移動機構４９３と、キャリッジ４０３と、ヘッド１で構成されている。

なお、この液体吐出ユニット４４０の例えば側板４９１Ｂに、前述した維持回復機構４２０を更に取り付けた液体吐出ユニットを構成することもできる。

次に、本発明に係る液体吐出ユニットの更に他の例について図２１を参照して説明する。図２１は同ユニットの正面説明図である。

この液体吐出ユニット４４０は、流路部品４４４が取付けられたヘッド１と、流路部品４４４に接続されたチューブ４５６で構成されている。

なお、流路部品４４４はカバー４４２の内部に配置されている。流路部品４４４に代えてヘッドタンク４４１を含むこともできる。また、流路部品４４４の上部には液体吐出ヘッド１と電気的接続を行うコネクタ４４３が設けられている。

本願において、吐出される液体は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。

液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ（積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子）、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものが含まれる。

「液体吐出ユニット」は、液体吐出ヘッドに機能部品、機構が一体化したものであり、液体の吐出に関連する部品の集合体が含まれる。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構、液体循環装置の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたものなどが含まれる。

ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合などで互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。

例えば、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。また、チューブなどで互いに接続されて、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。ここで、これらの液体吐出ユニットのヘッドタンクと液体吐出ヘッドとの間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジが一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドを走査移動機構の一部を構成するガイド部材に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッドと走査移動機構が一体化されているものがある。また、液体吐出ヘッドとキャリッジと主走査移動機構が一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドが取り付けられたキャリッジに、維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させて、液体吐出ヘッドとキャリッジと維持回復機構が一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、ヘッドタンク若しくは流路部品が取付けられた液体吐出ヘッドにチューブが接続されて、液体吐出ヘッドと供給機構が一体化されているものがある。このチューブを介して、液体貯留源の液体が液体吐出ヘッドに供給される。

主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。

なお、ここでは、「液体吐出ユニット」について、液体吐出ヘッドとの組み合わせで説明しているが、「液体吐出ユニット」には上述した液体吐出ヘッドを含むヘッドモジュールやヘッドユニットと上述したような機能部品、機構が一体化したものも含まれる。

「液体を吐出する装置」には、液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、ヘッドモジュール、ヘッドユニットなどを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて液体を吐出させる装置が含まれる。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を 気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。

この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。

例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。

また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。

また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。

また、「液体を吐出する装置」としては、他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液を、ノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。

なお、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。

１ 液体吐出ヘッド
１０ ノズル板
１１ ノズル
２０ 個別流路部材
２１ 圧力室
２２ 個別供給流路
２３ 個別回収流路
３０ 振動板部材
４０ 圧電素子
５０ 共通流路部材
５２ 共通供給流路支流
５３ 共通回収流路支流
５４ 供給口
５５ 回収口
５６ 共通供給流路本流
５７ 共通回収流路本流
７１ バイパス供給口
７２ バイパス回収口
７３ バイパス流路
１００ ヘッドモジュール
４０３ キャリッジ
４４０ 液体吐出ユニット
５００ 印刷装置（液体を吐出する装置）
５５０ ヘッドユニット
６００ 液体循環装置

Claims (10)

1. 液体を吐出する複数のノズルと、
   前記複数のノズルに各々連通する複数の圧力室と、
   ２以上の前記圧力室に通じる複数の共通供給流路支流と、
   前記複数の共通供給流路支流に連通する共通供給流路本流と、
   ２以上の前記圧力室に通じる複数の共通回収流路支流と、
   前記複数の共通回収流路支流に連通する共通回収流路本流と、を備え、
   前記複数のノズルは、第１の方向と、前記第１の方向と交差する第２の方向に配列されて、二次元にマトリクス配置され、
   前記共通供給流路支流と前記共通回収流路支流とは、前記第２の方向に交互に配置されて、
   隣り合う前記ノズルの間隔は、前記第２の方向が最も小さく、前記第１の方向が２番目に小さく、前記第１の方向及び前記第２の方向と異なる方向であって、隣り合う前記ノズルの間隔が３番目に小さい方向を第３方向とするとき、前記共通供給流路支流及び前記共通回収流路支流の長手方向が前記第３の方向であり、
   前記第３の方向で互いに隣接する前記ノズルは、同じ前記共通供給流路支流と、同じ前記共通回収流路支流とにそれぞれ連通する
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記圧力室の長手方向を第４の方向とするとき、前記第４の方向は、隣り合う前記ノズルの間隔が４番目に小さい方向である
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記共通供給流路支流と前記共通回収流路支流の前記第２の方向における配置間隔が前記第２の方向における前記ノズルの間隔の２倍以上である
   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. 前記共通供給流路支流及び前記共通回収流路支流の少なくともいずれかは変形可能な壁面を有している
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の液体吐出ヘッドが複数配列されている
   ことを特徴とするヘッドモジュール。
6. 請求項５に記載のヘッドモジュールが並べて配置されている
   ことを特徴とするヘッドユニット。
7. 請求項１ないし４のいずれかに記載の液体吐出ヘッド、請求項５に記載のヘッドモジュール、又は、請求項６に記載のヘッドユニットを含む
   ことを特徴とする液体吐出ユニット。
8. 前記液体吐出ヘッドに供給する液体を貯留するヘッドタンク、前記液体吐出ヘッドを搭載するキャリッジ、前記液体吐出ヘッドに液体を供給する供給機構、前記液体吐出ヘッドの維持回復を行う維持回復機構、前記液体吐出ヘッドを主走査方向に移動させる主走査移動機構の少なくともいずれか一つと前記液体吐出ヘッドとを一体化した
   ことを特徴とする請求項７に記載の液体吐出ユニット。
9. 請求項１ないし４のいずれかに記載の液体吐出ヘッド、請求項５に記載のヘッドモジュール、請求項６に記載のヘッドユニット、請求項７又は請求項８に記載の液体吐出ユニット、の少なくともいずれかを備えている
   ことを特徴とする液体を吐出する装置。
10. 前記第２の方向は、吐出された前記液体が付与される被付与部材の搬送方向と直交する方向、又は、前記液体吐出ヘッドの走査方向と直交する方向である
    ことを特徴とする請求項９に記載の液体を吐出する装置。

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