JP7380096B2 - 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、圧力室がノズルの上方に位置し、ノズルと圧力室とが上下方向に延びた連通路によって接続されている。また、連通路の下端部は、循環路を介して循環液室に接続されている。また、ノズルの中心が、連通路の中心軸に対して循環路と反対側にずれて配置されている。また、特許文献１では、ノズル及び循環路が形成されたノズルプレートと、連通路などが形成された第１流路基板とが接合された構造となっている。

特開2018-103601号公報

特許文献１のように、ノズルの中心が、連通路の中心軸に対して循環路と反対側にずれて配置されている場合には、ノズルの中心と連通路の中心軸とが重なる場合と比較して、ノズルが連通路の循環路と反対側の内壁面に近づくことになる。そのため、ノズルプレートと第１流路基板との接合時に、これらが位置ずれすると、ノズルが第１流路基板の連通路の壁となる部分によって塞がれてしまう虞がある。

本発明の目的は、ノズルの中心をディセンダの中心に対してずらして配置する場合でも、プレートの接合時にノズルが塞がれることのな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、複数のプレートが第１方向に積層されることによって形成され、複数の個別流路と、前記複数の個別流路に連通する第１共通流路及び第２共通流路と、を有する流路ユニットを備え、各個別流路は、ノズルと、前記第１方向に前記ノズルと離れて配置され、前記ノズルと第１方向に重なる圧力室と、前記第１方向に延びて前記ノズルと前記圧力室とを接続するディセンダと、前記圧力室と前記第１共通流路とを接続する第１絞り流路と、前記第１方向と直交する第２方向に延び、前記ディセンダの前記第１方向における前記ノズル側の端部と前記第２共通流路とを接続する第２絞り流路と、を有し、前記複数のプレートは、前記ノズルが形成されたノズルプレートと、前記圧力室が形成された圧力室プレートと、前記ノズルプレートの前記第１方向における前記圧力室プレート側の面と接合され、前記ディセンダの一部を構成する第１貫通孔が形成された第１プレートと、前記第１プレートの前記第１方向における前記ノズルプレートと反対側の面に接合され、前記ディセンダの一部を構成する第２貫通孔が形成された第２プレートと、を含み、前記ノズルの中心が、前記第２方向において、前記ディセンダの中心よりも前記第２絞り流路と反対側に位置し、前記ディセンダが、前記第１プレートに形成された部分であって、前記第２方向において、前記第２絞り流路と反対側の端部に、前記ディセンダの他の部分よりも前記第２絞り流路と反対側に突出した突出流路部分を有し、前記突出流路部分が、前記第２プレートまでは延びていない。

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のインクジェットヘッド２の平面図である。 図２のIII部拡大図である。 （ａ）は図３のIVＡ－IVＡ線断面図であり、（ｂ）は（ａ）のIVＢ部拡大図である。 ノズル１０の中心とディセンダ５２の中心とが重なり、ディセンダに突出流路部分がない場合を説明するための図４（ｂ）相当の図である。 一変形例における図４（ｂ）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、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」）に並んで配置されている。各インクジェットヘッド２は、８つのヘッドユニット６（本発明の「液体吐出ヘッド」）と、支持部材７とを備えている。

各ヘッドユニット６は、複数のノズル１０を有する。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３方向」）に所定のノズル間隔で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６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、ノズル１０の位置が、紙幅方向に上記ノズル間隔の半分の長さだけずれている。

また、１つのインクジェットヘッド２の８つのヘッドユニット６のうち、４つずつが、それぞれ、紙幅方向に１列に並んでヘッドユニット６の列を形成しており、インクジェットヘッド２では、２列のヘッドユニット６の列が、搬送方向に並んでいる。また、搬送方向の上流側の列を構成するヘッドユニット６と、搬送方向の下流側の列を構成するヘッドユニット６とは、紙幅方向にずれて配置されている。そして、搬送方向における上流側の列を構成するヘッドユニット６の一部のノズル１０と、搬送方向における下流側の列を構成するヘッドユニット６の一部のノズル１０とが、搬送方向に重なっている。これにより、８つのヘッドユニット６の複数のノズル１０が、紙幅方向において、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。支持部材７は、紙幅方向を長手方向とする矩形の板状の部材であり、８つのヘッドユニット６を上述したような位置関係で保持している。

また、４つのインクジェットヘッド２は、搬送方向の上流側に配置されたものから順に、複数のノズル１０からブラック、イエロー、シアン、マゼンタのインクを吐出する。

プラテン３は、４つのインクジェットヘッド２の下方に位置している。プラテン３は、搬送方向において４つのインクジェットヘッド４にわたって延び、紙幅方向においてインクジェットヘッド２の全長にわたって延びている。そして、プラテン３は、記録中の記録用紙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の複数のノズル１０から記録用紙Ｐに向けてインクを吐出することによって、記録用紙Ｐに画像を記録することができる。

＜ヘッドユニット６＞
次に、ヘッドユニット６の構造について詳細に説明する。図２、図３、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ヘッドユニット６は、流路ユニット２１と、圧電アクチュエータ２２とを有する。

流路ユニット２１は、９枚のプレート３１～３９が下方からこの順に鉛直方向（本発明の「第１方向」）に積層されることによって形成されている。プレート３１～３９は、例えば、ＳＵＳ４３０等の金属材料からなる。また、プレート３１～３９の厚みは、例えば、５０～１５０μｍ等である。また、このうち、少なくともプレート３２については、厚みが１００μｍ以下である。なお、本実施形態では、プレート３１が本発明の「ノズルプレート」に相当し、プレート３２が本発明の「第１プレート」に相当し、プレート３３が本発明の「第２プレート」に相当し、プレート３９が本発明の「圧力室プレート」に相当する。

流路ユニット２１は、複数の個別流路４１と、２つの第１共通流路４２と２つの第２共通流路４３とを備えている。

各個別流路４１は、ノズル１０と、圧力室５１と、ディセンダ５２と、第１絞り流路５３と、第２絞り流路５４と、を有する。ノズル１０は、プレート３１に形成されている。複数の個別流路４１を構成する複数のノズル１０は、上述したように２列のノズル列９を形成している。また、ノズル１０は、上方に位置する部分ほど径が大きいテーパ状に形成されている。そして、ノズル１０は、下端における半径Ｒｎ１が例えば５μｍ程度（直径が１０μｍ程度）であり、上端における半径Ｒｎ２が例えば２５μｍ程度（直径が５０μｍ程度）である。

圧力室５１は、プレート３９に形成されている。圧力室５１は、搬送方向を長手方向とする矩形の平面形状を有し、搬送方向の一方側の端部が、対応するノズル１０と鉛直方向に重なっている。ここで、搬送方向の一方側とは、搬送方向の上流側のノズル列９に対応する個別流路４１については、搬送方向の下流側のことであり、搬送方向の下流側のノズル列９に対応する個別流路４１については、搬送方向の上流側のことである。なお、以下の説明においても、上記の意味で「搬送方向の一方側」とすることがある。また、以下の説明において、「搬送方向の一方側」と反対側のことを、「搬送方向の他方側」とすることがある。

ディセンダ５２は、プレート３２～３８に形成された貫通孔３２ａ～３８ａが鉛直方向に重なることで形成されている。ディセンダ５２は、鉛直方向に延びて、ノズル１０と圧力室５１とを接続する。また、ノズル１０の中心軸Ａｎは、ディセンダ５２の中心軸Ａｄから、搬送方向の一方側にずれている。なお、本実施形態では、貫通孔３２ａが本発明の「第１貫通孔」に相当し、貫通孔３３ａが本発明の「第２貫通孔」に相当する。

また、ディセンダ５２を形成する貫通孔３２ａ～３８ａのうち、貫通孔３３ａ～３８ａは、半径Ｒｄが７５μｍ程度（直径が１５０μｍ程度）の円形である。一方、貫通孔３２ａは、紙幅方向の長さが貫通孔３３ａ～３８ａとほぼ同じ（直径が１５０μｍ程度）であり、搬送方向の長さが貫通孔３３ａ～３８ａよりも長い、搬送方向を長手方向とする長円形状である。そして、貫通孔３２ａは、搬送方向の他方側の端部において貫通孔３３ａ～３８ａと鉛直方向に重なっており、貫通孔３３ａ～３８ａよりも搬送方向の一方側まで延びている。これにより、ディセンダ５２は、その下端部に、他の部分よりも搬送方向の一方側に突出した突出流路部分５２ａを有している。

また、図４（ｂ）に示すように、搬送方向において、突出流路部分５２ａの先端（搬送方向の一方側の端）と、ノズル１０の上端（ディセンダ５２との接続部分）の搬送方向の一方側の端との間の距離Ｄが、ディセンダ５２（貫通孔３３ａ～３８ａ）の半径Ｒｄから、ノズル１０の上端における半径Ｒｎ２を差し引いた長さ［Ｒｄ－Ｒｎ２］以上（例えば５０μｍ以上）となっている。

また、ディセンダ５２の貫通孔３４ａによって形成される部分の、搬送方向の一方側の内壁面には、搬送方向の他方側（第２絞り流路５４側）に突出した凸部５２ｂが形成されている。また、凸部５２ｂの先端は、ノズル１０の中心軸Ａｎよりも搬送方向の一方側（第２絞り流路５４と反対側）に位置している。

第１絞り流路５３は、プレート３７，３８にわたって形成されている。より詳細に説明すると、第１絞り流路５３の搬送方向の一方側の端部は、プレート３８とプレート３７の上側の部分とにわたって鉛直方向に延び、圧力室５１の搬送方向の他方側の端部と接続されている。さらに、第１絞り流路５３は、圧力室５１との接続部分から搬送方向の他方側に延び、搬送方向の他方側の端部において、プレート３８を貫通して延びている。

第２絞り流路５４は、プレート３２に形成されている。第２絞り流路５４は、ディセンダ５２の下端部における、搬送方向の他方側の端部に接続されており、ディセンダ５２との接続部分から搬送方向の他方側に延びている。これにより、本実施形態では、上述の突出流路部分５２ａが、ディセンダ５２の下端部の搬送方向における第２絞り流路５４と反対側の部分に形成され、ディセンダ５２の他の部分よりも搬送方向における第２絞り流路５４と反対側に突出している。また、上述の凸部３４ｂが、ディセンダ５２の搬送方向における第２絞り流路５４と反対側の内壁面に形成されている。

また、図３に示すように、紙幅方向における、ノズル１０の中心、及び、第２絞り流路５４の中心は、搬送方向と平行な直線Ｌ上に位置している。すなわち、紙幅方向において、ノズル１０の中心との位置と、第２絞り流路５４の中心の位置とが同じである。

そして、複数のノズル１０が上述したように２列のノズル列９を形成しているのに対応して、複数の個別流路４１は、紙幅方向に配列されることによって個別流路列２９を形成しており、流路ユニット２１は、搬送方向に並んだ２列の個別流路列２９を有する。

２つの第１共通流路４２は、プレート３６に形成されている。２つの第１共通流路４２は、２列の個別流路列２９に対応しており、紙幅方向に延びて、対応する個別流路列２９を構成する複数の圧力室５１の搬送方向の他方側の部分、及び、第１絞り流路５３と鉛直方向に重なっている。そして、第１共通流路４２は、対応する個別流路列２９を構成する複数の個別流路４１の第１絞り流路５３の、搬送方向の他方側の端部と接続されている。

２つの第２共通流路４３は、プレート３３に形成されている。２つの第２共通流路４３は、２列の個別流路列２９に対応しており、紙幅方向に延び、対応する第１共通流路４２と鉛直方向に重なっている。そして、第２共通流路２７は、対応する個別流路列２９を構成する複数の個別流路４１の第２絞り流路５４の、搬送方向の他方側の端部と接続されている。

また、プレート３４，３５の、第１共通流路４２及び第２共通流路４３と鉛直方向に重なる部分には、ダンパ室２８が形成されている。ダンパ室２８は、プレート３５の下面の第１共通流路４２と鉛直方向に重なる部分に形成された凹部と、プレート３５の上面の第２共通流路４３と鉛直方向に重なる部分に形成された凹部とが重なって形成されたものである。そして、プレート３５のダンパ室２８の上側に位置する部分が、弾性変形して第１共通流路４２内のインクの圧力変動を抑えるダンパ３５ｂとなっている。また、プレート３４のダンパ室２８の下側に位置する部分が、弾性変形して第２共通流路４３内のインクの圧力変動を抑えるダンパ３４ｂとなっている。

また、２つの第１共通流路４２は、それぞれ、紙幅方向の右側の端部において、鉛直方向に延び、流路ユニット３１（プレート３９）の上面に第１接続口４２ａを有している。２つの第１接続口４２ａは、図示しないチューブなどを介して、インクタンク５９に接続されている。また、２つの第１接続口４２ａとインクタンク５９との間の流路にはポンプ５８ａが設けられている。ポンプ５８ａは、インクタンク５９から第２接続口４３ａに向けてインクを送る。

また、２つの第２共通流路４３は、それぞれ、紙幅方向の左側の端部において、鉛直方向に延び、流路ユニット３１（プレート３９）の上面に第２接続口４３ａを有している。２つの第２接続口４３ａは、図示しないチューブなどを介して、インクタンク５９に接続されている。また、２つの第２接続口４３ａとインクタンク５９との間の流路にはポンプ５８ｂが設けられている。ポンプ５８ｂは、第２接続口４３ａからインクタンク５９に向けてインクを送る。

そして、ポンプ５８ａ，５８ｂを駆動させると、ポンプ５８ａ，５８ｂによってインクが送られることにより、インクタンク５９内のインクが、第１接続口４２ａから第１共通流路４２に流れ込む。さらに、第１共通流路４２内のインクが、第１絞り流路５３から複数の個別流路４１に流れ込む。さらに、複数の個別流路４１内のインクは、それぞれ、第２絞り流路５２から第２共通流路４３に流出する。さらに第２共通流路４３内のインクは、第２接続口４３ａから流出してインクタンク５９に戻る。これにより、ヘッドユニット６とインクタンク５９との間でインクが循環する。なお、ポンプ５８ａ，５８ｂのうち片方のポンプのみが設けられていてもよい。この場合でもポンプを駆動させることによって、インクタンク５９とヘッドユニット６との間でインクを循環させることができる。

圧電アクチュエータ２２は、振動板６１と、圧電層６２と、共通電極６３と、複数の個別電極６４とを有する。振動板６１は、チタン酸鉛とジルコン酸鉛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り、流路ユニット２１の上面（プレート３９の上面）に配置され、複数の圧力室５１を覆っている。圧電層６２は、上述の圧電材料からなり、振動板６１の上面に配置され、複数の圧力室５１にわたって連続的に延びている。なお、本実施形態では、振動板６１及び圧電層６２が圧電材料からなるが、振動板６１については、例えば合成樹脂材料など、圧電材料以外の絶縁性材料からなるものであってもよい。

共通電極６３は、振動板６１と圧電層６２との間に配置され、その全域にわたって延びている。共通電極６３は、図示しない電源に接続され、グランド電位に保持されている。複数の個別電極６４は、圧電層６２の上面に配置されている。複数の個別電極６４は、複数の圧力室５１に個別のものであり、対応する圧力室５１の中央部と鉛直方向に重なっている。複数の個別電極６４は、それぞれ、図示しないドライバＩＣに接続され、ドライバＩＣによりグランド電位、及び、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。また、共通電極６３及び複数の個別電極６４がこのように配置されているのに対応して、圧電層６２の共通電極６３と各個別電極６４とに挟まれた部分が、ぞれぞれ、厚み方向に分極されている。

ここで、圧電アクチュエータ２２を駆動して、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２２では、ノズル１０からインクを吐出しない待機状態において、全ての個別電極６４の電位が、共通電極６３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ときには、そのノズル１０に対応する個別電極６４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、個別電極６４と共通電極６３との電位差により、圧電層６２の個別電極６４と共通電極６３とに挟まれた部分に、分極方向と平行な厚み方向の電界が生じる。この電界により、圧電層６２のこの部分が分極方向と直交する紙幅方向及び搬送方向に収縮し、圧電層６２及び振動板６１の圧力室５１と鉛直方向に重なる部分が全体として圧力室５１側に凸となるように変形する。これにより、圧力室５１の容積が小さくなり、圧力室５１内のインクの圧力が上昇し、圧力室５１と連通するノズル１０からインクが吐出される。また、ノズル１０からインクが吐出された後、個別電極６４の電位が駆動電位からグランド電位に戻される。すると、圧電層６２及び振動板６１が変形前の状態に戻る。

＜効果＞
上述したように、インクタンク５９とヘッドユニット６との間でインクが循環するときは、鉛直方向に延びるディセンダ５２から、水平な搬送方向に延びる第２絞り流路５４にインクが流れる。このとき、ディセンダ５２内の気泡などを効率よく排出する観点からは、ディセンダ５２から第２絞り流路５４に流れるインクの流量を大きくすることが好ましい。ただし、この流量が大きいと、ディセンダ５２の下端部（ノズル１０近傍の部分）において搬送方向のインクの流れが強くなる。そして、この搬送方向のインクの流れによるベンチュリ効果により、ノズル１０内のインクがディセンダ５２内に引き込まれ、ノズル１０内のインクのメニスカスが破壊されてしまう虞がある。また、この搬送方向のインクの流れは、ディセンダ５２の搬送方向における中央部及びこれよりも第２絞り流路５４側の部分において大きくなる。

これに対して、本実施形態では、搬送方向において、ノズル１０の中心（中心軸Ａｎ）が、ディセンダ５２の中心（中心軸Ａｄ）よりも、第２絞り流路５４と反対側に位置している。そのため、ディセンサ５２から第２絞り流路５４に流れるインクの流量を大きくした場合でも、ディセンダ５２のノズ１０の真上における搬送方向のインクの流れを小さくすることができる。これにより、ベンチュリ効果によってノズル１０内のインクがディセンダ５２内に引き込まれてノズル１０内のインクのメニスカスが破壊されてしまう、ということが起こりにくい。

ただし、上記のように、ノズル１０の中心が、ディセンダ５２の中心よりも、第２絞り流路５４と反対側に位置している場合に、本実施形態と異なり、ディセンダ５２が突出流路部分５２ａを有していないと、搬送方向において、ノズル１０の上端（ディセンダ５２との接続部分）の第２絞り流路５４と反対側の端と、ディセンダ５２の第２絞り流路５４と反対側の端との間の距離が短くなる。そのため、プレート３１とプレート３２との接合時に、プレート３１がプレート３２に対して搬送方向の第２絞り流路５４と反対側に位置ずれしたときに、ノズル１０がプレート３２のディセンダ５２の壁となる部分によって塞がれやすい。

そこで、本実施形態では、ディセンダ５２の下端部の搬送方向における第２絞り流路５４と反対側の端部に、搬送方向において第２絞り流路５４と反対側に延びた突出流路部分５２ａを有する。したがって、プレート３１とプレート３２との接合時に、プレート３１がプレート３２に対して搬送方向の第２絞り流路５４と反対側に多少位置ずれしたとしても、ノズル１０がプレート３２のディセンダ５２の壁となる部分によって塞がれることがない。

ここで、本実施形態と異なり、図５に示すように、ノズル１０の中心（中心軸Ａｎ）とディセンダ５２の中心（中心軸Ａｄ）とが鉛直方向に重なる場合を考える。この場合、搬送方向において、ディセンダ５２の端と、ノズル１０の上端（ディセンダ５２との接続部分）との距離は、ディセンダ５２の半径Ｒｄから、ノズル１０の上端における半径Ｒｎ２を差し引いた長さ［Ｒｄ－Ｒｎ２］となる。したがって、プレート３１とプレート３２との接合時の搬送方向の位置ずれが［Ｒｄ－Ｒｎ２］以下であれば、ノズル１０がプレート３２のディセンダ５２の壁となる部分に塞がれない。

これに対して、本実施形態では、搬送方向において、突出流路部分５２ａの第２絞り流路５４と反対側の端と、ノズル１０の上端の第２絞り流路５４と反対側の端との距離Ｄが、ディセンダ５２（貫通孔３３ａ～３８ａ）の半径Ｒｄから、ノズル１０の上端における半径Ｒｎ２を差し引いた長さ［Ｒｄ－Ｒｎ２］以上の長さとなるように、突出流路部分５２ａを形成している。これにより、本実施形態では、突出流路部分５２ａがなく、ノズル１０の中心がディセンダ５２の中心と鉛直方向に重なる場合と同程度に、プレート３１とプレート３２との接合時の搬送方向のずれを許容することができる。

また、本実施形態では、ディセンダ５２を形成する貫通孔３２ａ～３８ａのうち、貫通孔３２ａによってのみ、突出流路部分５２ａが形成されている。すなわち、突出流路部分５２ａは、プレート３２に形成され、プレート３３までは延びていない。突出流路部分５２ａに気泡が流れ込んだ場合、気泡は突出流路部分５２ａの上端部に溜まるが、これにより、鉛直方向において、突出流路部分５２の上端部が、ノズル１０と近い位置に配置されることになる。したがって、突出流路部分５２ａに気泡がたまっている場合に、圧電アクチュエータを駆動させてノズル１０からインクを吐出させるときなどの、ノズル１０内のインクのメニスカスの振動によって、突出流路部分５２ａ内に溜まった気泡が排出されやすい。

また、本実施形態では、貫通孔３２ａ～３８ａの最小の長さ（貫通孔３３ａ～３８ａの直径、貫通孔３２ａの紙幅方向の長さ）が１５０μｍ程度であるのに対して、プレート３２～３８の厚みが１５０μｍ以下である。すなわち、プレート３２～３８の厚みが、貫通孔３２ａ～３８ａの最小の長さ以下である。これにより、プレート３２～３８にエッチングによって貫通孔３２ａ～３８ａを形成することができる。さらに、本実施形態では、プレート３２の厚みが１００μｍ以下であり、貫通孔３２ａの最小の長さが、プレート３２の厚みの１．５倍の長さよりも大きい。したがって、プレート３２には、エッチングにより、貫通孔３２ａを特に精度よく形成することができる。

また、本実施形態では、貫通孔３３ａ～３８ａを円形とし、貫通孔３２ａを、紙幅方向の長さが貫通孔３３ａ～３８ａと同じであり、搬送方向を長手方向とする長円形状とすることによって、貫通孔３２ａを、紙幅方向の長さが貫通孔３３ａ～３８ａと同じであり、搬送方向の長さが貫通孔３３ａ～３８ａよりも長いものとしている。これにより、突出流路部分５２ａを有するディセンダ５２を形成することができる。また、貫通孔３２ａの紙幅方向の長さを、貫通孔３３ａ～３８ａと同じとしているので、貫通孔３２ａの鉛直方向へ投影した面積を極力小さくしてインクの流速を速めることができる。

また、本実施形態と異なり、プレート３１とプレート３２とが異なる材料からなる場合、これらを接合する際に、線膨張係数の差によって、ノズル１０とディセンダ５２とに搬送方向及び紙幅方向のずれが生じやすい。これに対して、本実施形態では、プレート３１とプレート３２とが同じ材料からなるため、これらの接合時に、ノズル１０とディセンダ５２とに搬送方向のずれが生じにくい。また、ノズル１０が形成されるプレート３１をＳＵＳ４３０からなるものとしているので、記録用紙Ｐへの記録中等に記録用紙Ｐがプレート３１に接触してもプレート３１に傷がつきにくく、耐擦過性も高い。

また、本実施形態では、ノズル１０の中心と、第２絞り流路５４の中心とは、紙幅方向の位置が同じである。これにより、ディセンダ５２から第２絞り流路５４にインクが流れるときのノズル１０近傍の部分のインクの流速が速くなり、ノズル１０内の気泡を効率よく排出することができる。

また、ディセンダ５２から第２絞り流路５４にインクが流れるときには、ディセンダ５２において、インクの一部が下方に流れてノズル１０内のインクに衝突し、ノズル１０内のインクのメニスカスが破壊されてしまう虞がある。これに対して、本実施形態では、ディセンダ５２に凸部５２ｂが設けられている。したがって、凸部５２ｂにより、ディセンダ５２からノズル１０に向かうインクの流れが阻害され、ノズル１０内のインクのメニスカスが破壊されにくい。

ただし、凸部５２ｂの突出量が大きすぎると、圧電アクチュエータ２２を駆動してノズル１０からインクを吐出させるときに、凸部５２ｂによってディセンダ５２内のインクの流れが過剰に阻害されて、ノズル１０から正常にインク吐出させることができない虞がある。そこで、本実施形態では、凸部５２ｂの先端が、ノズル１０の中心軸Ａｎよりも搬送方向における第２絞り流路５４と反対側に位置している。これにより、ノズル１０からのインクの吐出時に、凸部５２によってインクの流れが過剰に阻害されないようすることができる。

＜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、搬送方向において、凸部５２ｂの先端が、ノズル１０の中心よりも第２絞り流路５４と反対側に位置していたが、これには限られない。搬送方向において、凸部５２ｂの先端が、ノズル１０の中心と同じ位置に位置していてもよいし、ノズル１０の中心よりも第２絞り流路５４側に位置していてもよい。あるいは、ディセンダ５２に凸部５２ｂがなくてもよい。

また、上述の実施形態では、紙幅方向において、ノズル１０の中心の位置と、第２絞り流路５４の位置とが同じであったが、これには限られない。紙幅方向において、ノズル１９の中心の位置と、第２絞り流路５４の中心の位置とがずれていてもよい。

また、上述の実施形態では、ノズル１０が形成されたプレート３１と接合されるプレート３２が、プレート３１と同じ材料からなるものであったが、これには限られない。例えば、プレート３１～３９のうち、プレート３１だけが合成樹脂材料からなるものであるなど、プレート３１とプレート３２とが異なる材料からなるものであってもよい。

また、上述の実施形態では、円形の貫通孔３３ａ～３８ａと、紙幅方向の長さが貫通孔３３ａ～３８ａと同じであり、搬送方向の長さが貫通孔３３ａ～３８ａよりも長い長円形状の貫通孔３２ａとによって、突出流路部分５２ａを有するディセンダ５２が形成されていたが、これには限られない。貫通孔３２ａは、貫通孔３３ａ～３８ａよりも搬送方向の長さが長い別の形状であってもよい。また、貫通孔３２ａは、貫通孔３３ａ～３８ａよりも、搬送方向及び紙幅方向の両方の長さが長い円形等であってもよい。

また、上述の実施形態では、貫通孔３２ａの最小の長さ（貫通孔３２ａの紙幅方向の長さ）が１５０μｍ程度であるのに対して、プレート３２の厚みが１００μｍ以下であったが、これには限られない。例えば、プレート３２の厚みは、プレート３３～３８と同様、１５０μｍ以下であれば、１００μｍよりも大きくてもよい。あるいは、貫通孔３２ａの最小の長さが１５０μｍよりも大きく、プレート３２の厚みが１００μｍよりも大きくてもよい。

また、上述の実施形態では、ディセンダ５２を形成する貫通孔３２ａ～３８ａのうち、貫通孔３２ａによってのみ突出流路部分が形成されていたが、これには限られない。

例えば、一変形例では、図６に示すように、プレート３３に貫通孔３３ａが形成されているのに加えて、プレート３３の下面に凹部３３ｂが形成されている。凹部３３ｂは、貫通孔３３ａの搬送方向における第２絞り流路５４と反対側に位置し、貫通孔３３ａと接続されているとともに、貫通孔３２ａの貫通孔３３ａよりも搬送方向における第２絞り流路５４と反対側に延びた部分と接続されている。また、凹部３３ｂの上面３３ｂ１は、搬送方向において第２絞り流路５４側に近づくほど上方に位置するように、搬送方向に対して傾いている。そして、本変形例では、貫通孔３２ａの貫通孔３３ａよりも搬送方向における第２絞り流路５４と反対側に位置する部分と、凹部３３ｂとによって、ディセンダ１０１の突出流路部分１０１ａが形成されている。

本変形例では、突出流路部分１０１ａの上面（凹部３３ｂの上面３３ｂ１）が、搬送方向において第２絞り流路５４側に向かうほど上方に位置するように、搬送方向に対して傾いている。これにより、突出流路部分１０１ａに流れ込んだ気泡が、上面３３ｂ１に案内されて排出されやすく、突出流路部分１０１ａに気泡がたまってしまうのを防止することができる。

また、上記変形例では、突出流路部分１０１ａの上面（凹部３３ｂの上面３３ｂ１）が搬送方向に対して傾斜した傾斜面となっていたが、これには限られない。上記変形例のように、突出流路部分が２枚以上のプレートにわたって延びている場合においても、突出流路部分の上面が搬送方向と平行な面であってもよい。

また、例えば、突出流路部分がプレート３２によってのみ形成される場合において、プレート３２にディセンダの一部となる円形の貫通孔を形成するとともに、プレート３２の下面の、搬送方向における第２絞り流路５４と反対側の部分に、この貫通孔と接続され、突出流路部分となる凹部を形成し、この凹部の上側の壁面を、搬送方向において第２絞り流路５４側に近づくほど上方に向かうように搬送方向に対して傾斜した傾斜面としてもよい。

また、上述の実施形態では、搬送方向において、突出流路部分５２ａの先端と、ノズル１０の上端の第２絞り流路５４と反対側の端との間の距離Ｄが、ディセンダ５２の半径Ｒｄから、ノズル１０の上端における半径Ｒｎ２を差し引いた長さ［Ｒｄ－Ｒｎ２］以上の長さとなっていたが、これには限られない。距離Ｄは、長さ［Ｒｄ－Ｒｎ２］未満であってもよい。この場合でも、ディセンダが突出流路部分を有していることにより、突出流路部分を有していない場合と比較すれば、プレート３１とプレート３２との接合時の位置ずれによってノズル１０が塞がれてしまうということは起こりにくい。

また、上述の実施形態では、インクタンク５９とヘッドユニット６との間でインクが循環するときに、第１絞り流路５３から個別流路４１にインクが流れ込み、第２絞り流路５４から個別流路４１内のインクが流れ出るようになっていたが、これには限られない。ポンプ５８ａ，５８ｂによってインクを送る方向を上述の実施形態と逆にすることで、インクタンク５９とヘッドユニット６との間でインクが循環するときのインクの流れを、上述の実施形態と逆にしてもよい。

また、上述の実施形態では、第１共通流路４２と第２共通流路４２とが鉛直方向に重なっていたが、これには限られない。第１共通流路と第２共通流路４２との位置関係は、例えば、搬送方向に並んでいる等、上述の実施形態と異なっていてもよい。

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。インク以外の液体を吐出する、インクジェットヘッド以外の液体吐出ヘッドに本発明を適用することも可能である。

６ ヘッドユニット
１０ ノズル
２１ 流路ユニット
３１～３９ プレート
３２ａ～３８ａ 貫通孔
３３ｂ１ 上面
４１ 個別流路
４２ 第１共通流路
４３ 第２共通流路
５１ 圧力室
５２ ディセンダ
５２ａ 突出流路部分
５２ｂ 凸部
５３ 第１絞り流路
５４ 第２絞り流路
５８ａ、５８ｂ ポンプ
１０１ ディセンダ
１０１ａ 突出流路部分

Claims (10)

1. 複数のプレートが第１方向に積層されることによって形成され、複数の個別流路と、前記複数の個別流路に連通する第１共通流路及び第２共通流路と、を有する流路ユニットを備え、
   各個別流路は、
   ノズルと、
   前記第１方向に前記ノズルと離れて配置され、前記ノズルと第１方向に重なる圧力室と、
   前記第１方向に延びて前記ノズルと前記圧力室とを接続するディセンダと、
   前記圧力室と前記第１共通流路とを接続する第１絞り流路と、
   前記第１方向と直交する第２方向に延び、前記ディセンダの前記第１方向における前記ノズル側の端部と前記第２共通流路とを接続する第２絞り流路と、を有し、
   前記複数のプレートは、
   前記ノズルが形成されたノズルプレートと、
   前記圧力室が形成された圧力室プレートと、
   前記ノズルプレートの前記第１方向における前記圧力室プレート側の面と接合され、前記ディセンダの一部を構成する第１貫通孔が形成された第１プレートと、
   前記第１プレートの前記第１方向における前記ノズルプレートと反対側の面に接合され、前記ディセンダの一部を構成する第２貫通孔が形成された第２プレートと、を含み、
   前記ノズルの中心が、前記第２方向において、前記ディセンダの中心よりも前記第２絞り流路と反対側に位置し、
   前記ディセンダが、前記第１プレートに形成された部分であって、前記第２方向において、前記第２絞り流路と反対側の端部に、前記ディセンダの他の部分よりも前記第２絞り流路と反対側に突出した突出流路部分を有し、
   前記突出流路部分が、前記第２プレートまでは延びていないことを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記第２方向において、突出流路部分の前記第２絞り流路と反対側の端と、前記ノズルの前記ディセンダとの接続部分の前記第２絞り流路と反対側の端との距離が、前記ディセンダの半径から、前記ノズルの前記ディセンダとの接続部分における半径を差し引いた長さ以上の長さ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. 前記第１方向が鉛直方向であり、
   前記突出流路部分の上側の内壁面は、前記第２方向において前記第２絞り流路に近づくほど、上方に位置するように、前記第２方向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. 前記第１貫通孔の最小の長さが１５０μｍ以下であり、
   前記第１プレートの厚みが１００μｍ以下であ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１貫通孔は、
   前記第２方向において、前記第２貫通孔よりも長く、前記第２貫通孔から前記第２絞り流路と反対側にはみ出しており、
   前記第２貫通孔から前記第２絞り流路と反対側にはみ出した部分が前記突出流路部分であり、
   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方向において、前記第２貫通孔と同じ長さであ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. 前記第２貫通孔が、円形であり、
   前記第１貫通孔が、第２方向を長手方向とする長円形状であることを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記ノズルプレートと前記第１プレートとが同じ材料からなるものである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. 前記ノズルの中心と、前記第２絞り流路の中心とは、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方向の位置が同じであ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. 前記第１絞り流路を介して前記第１共通流路から前記圧力室に液体が流れ、前記第２絞り流路を介してディセンダから前記第２共通流路に液体が流れる、ように液体を送るポンプ、を備え、
   前記ディセンダの前記第２方向における前記第２絞り流路と反対側の内壁面の、前記第１方向において前記突出流路部分と前記圧力室との間に位置する部分に、前記第２方向において前記第２絞り流路側に延びた凸部が形成されていることを特徴とする請求項１～８のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
10. 前記第２方向において、前記凸部の前記第２方向の先端が、前記ディセンダの中心軸よりも前記第２絞り流路と反対側に位置することを特徴とする請求項９に記載の液体吐出ヘッド。

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