特開 2022-170490 液体吐出ヘッド

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022170490

(43)【公開日】2022-11-10

(54)【発明の名称】液体吐出ヘッド

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/14 20060101AFI20221102BHJP

   B41J 2/18 20060101ALI20221102BHJP

【ＦＩ】

B41J2/14 605

B41J2/14 607

B41J2/18

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021076644

(22)【出願日】2021-04-28

(71)【出願人】

【識別番号】000005267

【氏名又は名称】ブラザー工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】特許業務法人 有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】神▲崎▼ 章太郎

(72)【発明者】

【氏名】三十日 陸斗

【テーマコード（参考）】

2C056

2C057

【Ｆターム（参考）】

2C056EA15

2C056KB15

2C056KB16

2C057AF80

2C057AG29

2C057AG44

2C057AN05

2C057BA04

2C057BA14

(57)【要約】

【課題】液体の吐出不良を抑制できる液体吐出ヘッドを提供する。
【解決手段】液体吐出ヘッドは、第１圧力室から延伸方向に延びる第１延伸部分と第１延伸部分から延伸方向に交差する第１方向に延びる第１突出部分とを有する第１ディセンダ、第１ディセンダに接続された第１帰還絞り、第２圧力室から延伸方向に延びる第２延伸部分と第２延伸部分から延伸方向に交差する第２方向に延びる第２突出部分とを有する第２ディセンダ、第２ディセンダに接続された第２帰還絞り、第１帰還絞り及び第２帰還絞りに接続された結合路、及び、結合路と帰還マニホールドとの間を結ぶ連結路を備え、第１突出部分は第１ノズルに接続され延伸方向において第１ノズルに対向する対向面が第１帰還絞りよりも第１ノズルから離れて位置し、第２突出部分は第２ノズルに接続され延伸方向において第２ノズルに対向する対向面が第２帰還絞りよりも第２ノズルから離れて位置する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体に吐出圧力が付与される第１圧力室と、
前記第１圧力室から延伸方向に延びる第１延伸部分、及び、前記第１延伸部分から前記延伸方向に交差する第１方向に延びる第１突出部分を有する第１ディセンダと、
前記第１突出部分に接続された第１帰還絞りと、
前記第１方向において前記第１延伸部分と前記第１帰還絞りとの間の前記第１突出部分に接続された第１ノズルと、
液体に吐出圧力が付与される第２圧力室と、
前記第２圧力室から前記延伸方向に延びる第２延伸部分、及び、前記第２延伸部分から前記延伸方向に交差する第２方向に延びる第２突出部分を有する第２ディセンダと、
前記第２突出部分に接続された第２帰還絞りと、
前記第２方向において前記第２延伸部分と前記第２帰還絞りとの間の前記第２突出部分に接続された第２ノズルと、
前記第１帰還絞り及び前記第２帰還絞りに接続された結合路と、
前記結合路と帰還マニホールドとの間を結ぶ連結路と、を備え、
前記第１突出部分は、前記延伸方向において前記第１ノズルに対向する対向面が前記第１帰還絞りよりも前記第１ノズルから離れて位置し、
前記第２突出部分は、前記延伸方向において前記第２ノズルに対向する対向面が前記第２帰還絞りよりも前記第２ノズルから離れて位置している、液体吐出ヘッド。

【請求項2】

前記第１ディセンダのうち、前記第１延伸部分及び前記第１突出部分を有する部分は、前記第１方向における幅が前記延伸方向及び前記第１方向に直交する方向における長さよりも長く、
前記第２ディセンダのうち、前記第２延伸部分及び前記第２突出部分は、前記第２方向における幅が前記延伸方向及び前記第２方向に直交する方向における長さよりも長い、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項3】

前記結合路は、前記第１帰還絞りと前記第２帰還絞りとの間において前記延伸方向に交差する方向に延び、
前記結合路が延びる方向と前記第１方向との成す角のうち小さい方の角は、４５度以下であり、
前記結合路が延びる方向と前記第２方向との成す角のうち小さい方の角は、４５度以下である、請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項4】

前記第１延伸部分から前記第１突出部分が延びる前記第１方向と、前記第２延伸部分から前記第２突出部分が延びる前記第２方向とは、互いに同じ方向である、請求項１～３のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項5】

前記第１突出部分は、前記第１延伸部分から前記帰還マニホールド側とは反対側に延び、
前記第２突出部分は、前記第２延伸部分から前記帰還マニホールド側とは反対側に延びている、請求項４に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項6】

前記第１延伸部分から前記第１突出部分が延びる前記第１方向と、前記第２延伸部分から前記第２突出部分が延びる前記第２方向とは、互いに反対方向である、請求項１～３のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項7】

前記帰還マニホールドが延びる方向に直交する方向と前記第１方向との成す角のうち小さい方の角は、４５度以下であり、
前記帰還マニホールドが延びる方向に直交する方向と前記第２方向との成す角のうち小さい方の角は、４５度以下である、請求項１～６のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項8】

前記結合路は、前記第１帰還絞りと前記第２帰還絞りとの間において前記延伸方向に交差する方向に延び、
前記結合路が延びる方向に対して直交する断面積は、前記第１方向に対して直交する前記第１突出部分の断面積、及び、前記第１方向に対して直交する前記第２突出部分の断面積のいずれよりも大きい、請求項１～７のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項9】

前記結合路が延びる方向に対して直交する断面積は、前記第１方向に対して直交する前記第１突出部分の断面積の２倍、及び、前記第２方向に対して直交する前記第２突出部分の断面積の２倍いずれよりも大きい、請求項８に記載の液体吐出ヘッド。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液体吐出ヘッドに関する。

【背景技術】

【0002】

従来の液体吐出ヘッドとして、特許文献１の液体吐出ヘッドは、吐出孔、部分流路を介して吐出孔に接続された加圧室、第１流路により部分流路を介して加圧室に接続された第１共通流路、及び、第２流路により加圧室に接続された第２共通流路を有している。また、近傍に位置する２つの吐出孔に対応する２つの第１流路は、それぞれ部分流路から延びた後に合流し、１本になった状態で第１共通流路に接続されている。従って、この第１流路は、複数の部分流路に連通している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１９／０６６０１９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１の液体吐出ヘッドでは、液体は、第２共通流路から第２流路を介して加圧室に流入し、その一部の液体が部分流路を介して吐出孔から吐出される。吐出されなかった液体は、第１流路から第１共通流路に流れて、ヘッドの外部に排出されている。

【0005】

ここで、上述したように複数の部分流路（例えば、第１部分流路及び第２部分流路）が第１流路に接続されている。このため、例えば、第２部分流路に対応する吐出孔が詰まったり、第２部分流路に対応する吐出孔からの吐出率が第１部分流路に対応する吐出孔からの吐出率よりも少なかったりする場合、第２部分流路内の液体が第１流路を通って第１部分流路へ逆流することがある。この場合、仮に逆流した液体に気泡が混入していると、気泡が第１部分流路に流入して、第１部分流路に対応する吐出孔を塞ぐおそれがある。

【0006】

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、気泡による液体の吐出不良を抑制することができる液体吐出ヘッドを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明のある態様に係る液体吐出ヘッドは、液体に吐出圧力が付与される第１圧力室と、前記第１圧力室から延伸方向に延びる第１延伸部分、及び、前記第１延伸部分から前記延伸方向に交差する第１方向に延びる第１突出部分を有する第１ディセンダと、前記第１突出部分に接続された第１帰還絞りと、前記第１方向において前記第１延伸部分と前記第１帰還絞りとの間の前記第１突出部分に接続された第１ノズルと、液体に吐出圧力が付与される第２圧力室と、前記第２圧力室から前記延伸方向に延びる第２延伸部分、及び、前記第２延伸部分から前記延伸方向に交差する第２方向に延びる第２突出部分を有する第２ディセンダと、前記第２突出部分に接続された第２帰還絞りと、前記第２方向において前記第２延伸部分と前記第２帰還絞りとの間の前記第２突出部分に接続された第２ノズルと、前記第１帰還絞り及び前記第２帰還絞りに接続された結合路と、前記結合路と帰還マニホールドとの間を結ぶ連結路と、を備え、前記第１突出部分は、前記延伸方向において前記第１ノズルに対向する対向面が前記第１帰還絞りよりも前記第１ノズルから離れて位置し、前記第２突出部分は、前記延伸方向において前記第２ノズルに対向する対向面が前記第２帰還絞りよりも前記第２ノズルから離れて位置している。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施の形態に係る液体吐出ヘッドを備える液体吐出装置を概略的に示す図である。

【図2】液体吐出ヘッドを概略的に示す断面図である。

【図3】図２の液体吐出ヘッドを上側から視た図である。

【図4】図２の液体吐出ヘッドを概略的に示す断面図である。

【図5】図３の部分拡大図である。

【図6】図２の部分拡大図である。

【図7】変形例に係る液体吐出ヘッドを上側から視た図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下では全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。

【0010】

（実施の形態）
＜液体吐出装置＞
本発明の実施の形態に係る液体吐出ヘッド（以下、「ヘッド１０」と称する。）を備える液体吐出装置１１は、図１に示すように、インク等の液体を吐出する装置である。以下では、液体吐出装置１１を、液体をヘッド１０から被記録媒体Ａに吐出して画像を形成するインクジェットプリンタに適用した例について説明するが、液体吐出装置１１はこれに限定されない。また、被記録媒体Ａには、紙及び布等のシート材を用いることができる。

【0011】

液体吐出装置１１は、ラインヘッド方式が採用され、プラテン１２、搬送部１３、ヘッドユニット１４、貯留タンク１５及び制御部１６を備えている。なお、ヘッドユニット１４のヘッド１０側よりもプラテン側を下と称し、その反対側を上と称する。この上下方向に交差（例えば、直交）し且つ互いに交差（例えば、直交）する方向を左右方向及び前後方向と称する。但し、液体吐出装置１１の配置はこれに限定されない。

【0012】

プラテン１２は、例えば、矩形状の平板形状であり、被記録媒体Ａが載置される平坦な上面を有しており、その被記録媒体Ａとヘッドユニット１４との間の距離を決める。

【0013】

搬送部１３は、例えば、一対の搬送ローラ１３ａ、及び、搬送モータを有する。一対の搬送ローラ１３ａは、前後方向においてプラテン１２を互いの間に挟み、互いに平行に配置されている。搬送ローラ１３ａは、その中心軸が、左右方向に延びている。一対の搬送ローラ１３ａのうちのいずれかの一方の搬送ローラ１３ａは搬送モータに連結されている。この搬送モータが駆動されると、搬送ローラ１３ａが回転し、プラテン１２上の被記録媒体Ａが前後方向に搬送される。

【0014】

ヘッドユニット１４は、左右方向に長く延び、左右方向においてその長さが被記録媒体Ａの長さ以上である。ヘッドユニット１４には、複数のヘッド１０が設けられている。ヘッド１０には、プラテン１２の上面に対向する吐出面４０ａ（図２）、及び、吐出面４０ａに開口する複数のノズル２１が設けられている。なお、ヘッド１０の詳細に関しては後述する。

【0015】

貯留タンク１５は、液体の種類ごとに設けられている。例えば、４つの貯留タンク１５には、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの液体がそれぞれ貯留されている。貯留タンク１５は、対応するヘッド１０のノズル２１に液体を供給する。後述の駆動素子６０により液体に圧力が付与されると、ノズル２１から液体が吐出される。

【0016】

制御部１６は、ＣＰＵ等の演算部、ＲＡＭ及びＲＯＭ等の記憶部、及び、ＡＳＩＣ等のドライバＩＣを備えている。制御部１６では、演算部が、記憶部に記憶されたプログラムに基づいて各種の実行指令を各部のドライバＩＣに出力する。これにより、制御部１６は、搬送部１３の搬送モータ及びヘッド１０の駆動素子６０の動作を制御する。例えば、制御部１６は、ヘッド１０から液体を吐出させる吐出動作と共に、搬送部１３により被記録媒体Ａを搬送させる搬送動作を実行する。これにより、液体によって被記録媒体Ａに画像を形成する印刷処理が進む。

【0017】

＜ヘッド＞
ヘッド１０は、図２～図４に示すように、液体流路２０が設けられ複数のプレートの積層体により形成された流路形成体４０、及び、液体流路２０の液体に圧力を付与する駆動素子６０を備えている。なお、図２では液体流路２０の各部どうしの繋がり関係、及び、液体流路２０の各部と流路形成体４０のプレートとの位置関係をわかりやすいように表している。このため、図２の紙面の左右方向と液体流路２０の各部の位置とは対応しないことがある。

【0018】

流路形成体４０は、例えば、ノズルプレート４１、複数（例えば、１０枚）の流路プレート及び振動板５２を有している。これらのプレートは、矩形平板形状であって、この順で積層されており、互いに接着剤等で接着されている。なお、流路形成体４０においてプレートが積層されている積層方向を上下方向と称する。また、この上下方向に交差（例えば、直交）し且つ互いに交差（例えば、直交）する方向を左右方向及び前後方向と称する。但し、ヘッド１０の配置は、この方向に限定されない。

【0019】

流路形成体４０において、第１流路プレート４２の下面はノズルプレート４１の上面に接着され、第１０流路プレート５１の上面は振動板５２の下面に接着されている。なお、振動板５２は、第１０流路プレート５１と一体的に形成されていてもよい。この場合、後述の圧力室３２は第１０流路プレート５１の下面から上方に窪んだ凹部により形成される。この第１０流路プレート５１において圧力室３２よりも上側部分が振動板５２として機能する。

【0020】

各プレートには、プレートを貫通する貫通孔、及び、プレートの下面又は上面から窪む凹部が形成されている。各プレートが積層された流路形成体４０の内部では貫通孔及び凹部が組み合わされて、例えば、複数のノズル２１、複数の個別流路３０、供給マニホールド２２及び帰還マニホールド２３が液体流路２０として形成されている。例えば、プレートは、樹脂又は金属から成り、貫通孔及び凹部はエッチングにより形成される。

【0021】

供給マニホールド２２及び帰還マニホールド２３のそれぞれは、左右方向に長く延び、複数の個別流路３０に接続されている。また、供給マニホールド２２の上流端及び帰還マニホールド２３の下流端は、ヘッド１０に設けられたサブタンク１７に接続されている。このサブタンク１７は、対応する貯留タンク１５（図１）に接続されており、液体が貯留タンク１５から供給されている。

【0022】

このため、サブタンク１７、供給マニホールド２２、個別流路３０、帰還マニホールド２３及びサブタンク１７は、この順で接続され、液体がこの順で循環する第１循環経路を構成している。なお、サブタンク１７又は供給マニホールド２２の上流端にはフィルタが設けられていてもよい。これにより、供給マニホールド２２に流入する液体に含まれる不純物が除去されてもよい。

【0023】

供給マニホールド２２の下流端と帰還マニホールド２３の上流端とは互いにバイパス２４により接続されている。バイパス２４は、ヘッド１０において駆動素子６０が配置されている駆動範囲外に配置されている。これにより、サブタンク１７、供給マニホールド２２、バイパス２４、帰還マニホールド２３及びサブタンク１７は、この順で接続され、液体がこの順で循環する第２循環経路を構成する。

【0024】

供給マニホールド２２は、第６流路プレート４７及び第７流路プレート４８を上下方向に貫通する貫通孔により形成され、その上端開口が第８流路プレート４９により覆われ、その下側開口が第５流路プレート４６により覆われている。

【0025】

帰還マニホールド２３は、第２流路プレート４３及び第３流路プレート４４を上下方向に貫通する貫通孔により形成され、その上端開口が第４流路プレート４５により覆われ、その下側開口が第１流路プレート４２により覆われている。

【0026】

供給マニホールド２２は、上側から視て帰還マニホールド２３に重なるように、帰還マニホールド２３よりも上側に配置されている。供給マニホールド２２の左右方向に対して直交する断面積、及び、帰還マニホールド２３の左右方向に対して直交する断面積は、互いに等しい。供給マニホールド２２と帰還マニホールド２３とは互いに等しい形状及びサイズを有していてもよい。

【0027】

上下方向において供給マニホールド２２と帰還マニホールド２３との間に、ダンパ１８が設けられている。ダンパ１８は、第５流路プレート４６の下面から上方に窪む凹部により形成されており、凹部の下端開口が第４流路プレート４５により覆われた空間である。ダンパ１８は、供給マニホールド２２から加わる圧力によって第５流路プレート４６の上側部分が変形し、その体積が変化することにより、供給マニホールド２２における液体の圧力変動を減衰する。なお、ダンパは、帰還マニホールド２３よりも下側に配置されていてもよい。この場合、ダンパは、帰還マニホールド２３における液体の圧力変動を減衰する。

【0028】

複数のノズル２１は、ノズルプレート４１を上下方向に貫通し形成されている。ノズル２１は、その中心軸に対して直交する断面積が下方に向かって連続的に小さくなるテーパ形状であって、例えば、切頭円錐形等の錐形状を有している。但し、ノズル２１は円柱形状等の柱形状であってもよい。ノズルプレート４１の下面である吐出面４０ａには、複数のノズル２１が左右方向に配列されてノズル列を形成し、複数のノズル列が前後方向に並べられている。

【0029】

図３の例では、ノズル２１は、第１ノズル２１ｆ及び第２ノズル２１ｓを有している。複数の第１ノズル２１ｆは第１ノズル列を構成し、複数の第２ノズル２１ｓは第２ノズル列を構成している。第１ノズル列は、前後方向において、第２ノズル列よりも後方であって、第２ノズル列と帰還マニホールド２３との間に配置されている。

【0030】

個別流路３０は、その上流端が供給マニホールド２２に接続され、下流端が帰還マニホールド２３に接続されており、この間においてノズル２１が接続されている。個別流路３０は、供給絞り３１、圧力室３２、ディセンダ３３、帰還絞り３４、結合路３５及び連結路３６を有し、これらはこの順で接続されている。なお、ディセンダ３３、帰還絞り３４、結合路３５及び連結路３６の詳細については後述する。

【0031】

個別流路３０は、第１ノズル２１ｆに接続された第１個別流路３０ｆ、及び、第２ノズル２１ｓに接続された第２個別流路３０ｓを有している。第１個別流路３０ｆ及び第２個別流路３０ｓは、互いに同じ供給マニホールド２２に接続され、互いに同じ帰還マニホールド２３に接続されている。このため、第１ノズル２１ｆ及び第２ノズル２１ｓは、互いに同じ供給マニホールド２２から供給された液体を吐出可能である。

【0032】

第１個別流路３０ｆは、供給絞り３１である第１供給絞り３１ｆ、第１供給絞り３１ｆに接続された圧力室３２である第１圧力室３２ｆ、第１圧力室３２ｆに接続されたディセンダ３３である第１ディセンダ３３ｆ、及び、第１ディセンダ３３ｆに接続された帰還絞り３４である第１帰還絞り３４ｆ、第１帰還絞り３４ｆに接続された結合路３５、及び、結合路３５に接続された連結路３６を有している。

【0033】

第２個別流路３０ｓは、供給絞り３１である第２供給絞り３１ｓ、第２供給絞り３１ｓに接続された圧力室３２である第２圧力室３２ｓ、第２圧力室３２ｓに接続されたディセンダ３３である第２ディセンダ３３ｓ、及び、第２ディセンダ３３ｓに接続された帰還絞り３４である第２帰還絞り３４ｓ、第２帰還絞り３４ｓに接続された結合路３５、及び、結合路３５に接続された連結路３６を有している。

【0034】

供給絞り３１は、第９流路プレート５０の下面から上方に窪む凹部により形成され、その下端開口が第８流路プレート４９により覆われている。供給絞り３１の上流端は、第８流路プレート４９を上下方向に貫通して、供給マニホールド２２の上端に接続されている。供給絞り３１の下流端は、第９流路プレート５０の上部を上下方向に貫通して、圧力室３２の下端に接続されている。供給絞り３１は、供給マニホールド２２から前方右側に延びて、その延伸方向に対して直交する断面積が供給マニホールド２２の断面積よりも小さい。

【0035】

圧力室３２は、第１０流路プレート５１を上下方向に貫通する貫通孔により形成され、その上側開口が振動板５２により覆われ、その下側開口が第９流路プレート５０により覆われている。圧力室３２は、ノズル列に対して直交するように、供給絞り３１から前方に延びている。圧力室３２は、その延伸方向に対して直交する断面積が供給絞り３１の断面積よりも大きい。

【0036】

駆動素子６０は、圧力室３２の液体に吐出圧力を付与する素子であって、例えば、圧電素子である。駆動素子６０は共通電極６１、圧電層６２及び個別電極６３を含み、これらはこの順で配置されている。共通電極６１は絶縁膜６４を介して振動板５２の全面を覆い、圧電層６２は共通電極６１の全面を覆っている。個別電極６３は、圧力室３２毎に設けられ、上側から視て圧力室３２に重なるように圧電層６２上に配置されている。

【0037】

個別電極６３は、ドライバＩＣに電気的に接続されている。このドライバＩＣは、制御部１６（図１）から制御信号を受けて、駆動信号(電圧信号)を生成し、個別電極６３に印加する。これに対し、共通電極６１は、常にグランド電位に保持されている。このため、圧電層６２は、共通電極６１と個別電極６３との間において駆動信号に応じ伸縮する。これにより、振動板５２が協働して変形し、圧力室３２の容積を増減する方向に変化する。よって、圧力室３２に、液体をノズル２１から吐出させる吐出圧力が付与される。

【0038】

＜ディセンダ、帰還絞り、結合路及び連結路＞
ディセンダ３３は、第１ディセンダ３３ｆ及び第２ディセンダ３３ｓを有している。第１ディセンダ３３ｆは、第１圧力室３２ｆから延伸方向に延びる第１延伸部分３３ａｆと、第１延伸部分３３ａｆから延伸方向に交差する第１方向に延びる第１突出部分３３ｂｆとを有している。第２ディセンダ３３ｓは、第２圧力室３２ｓから上下方向に延びる第２延伸部分３３ａｓと、第２延伸部分３３ａｓから上下方向に交差する第２方向に延びる第２突出部分３３ｂｓとを有している。

【0039】

以下の説明では、延伸方向を上下方向とし、第１方向を前後方向の前方とし、第２方向を前後方向の前方として説明するが、第１ディセンダ３３ｆの配置及び第２ディセンダ３３ｓの配置はこれに限定されない。また、以下の説明において、第１延伸部分３３ａｆ及び第２延伸部分３３ａｓについて延伸部分３３ａと称し、第１突出部分３３ｂｆ及び第２突出部分３３ｂｓについて突出部分３３ｂと称することがある。

【0040】

ディセンダ３３は、その突出部分３３ｂが延伸部分３３ａの下部から前方に延びることにより、Ｌ字形状を有している。このため、ディセンダ３３において、突出部分３３ｂよりも上方では、延伸部分３３ａは、その中心軸が上下方向に延びる円柱形等の柱形状を有している。一方、上下方向において突出部分３３ｂが設けられている部分では、延伸部分３３ａ及び突出部分３３ｂが一体的になって、上側から視て左右方向の幅よりも前後方向の長さが長い長円形状又は角が丸い矩形状を有している。左右方向において延伸部分３３ａの長さは突出部分３３ｂの長さに等しい。

【0041】

延伸部分３３ａは、第１流路プレート４２～第９流路プレート５０を上下方向に貫通する貫通孔により形成され、その上端が圧力室３２の下流端に接続され、圧力室３２から下方へ延びて、その下端開口がノズルプレート４１に覆われている。突出部分３３ｂは、第１流路プレート４２を上下方向に貫通した貫通孔により形成され、その上端が第２流路プレート４３により覆われ、その下端がノズルプレート４１により覆われている。

【0042】

突出部分３３ｂは、その下端が延伸部分３３ａの下端に接続されるように、その後端が延伸部分３３ａの下部の前端に接続され、延伸部分３３ａから前方へ延びている。前後方向に対して直交する突出部分３３ｂの断面積は、延伸部分３３ａの上下方向に対して直交する断面積以下である。

【0043】

突出部分３３ｂの下端にノズル２１が接続され、ノズル２１は突出部分３３ｂから下方に延びている。ノズル２１は、前後方向において延伸部分３３ａと帰還絞り３４との間の突出部分３３ｂに接続されており、例えば、ノズル２１は突出部分３３ｂの左右方向及び前後方向の中心に配置されている。

【0044】

突出部分３３ｂは、その後端が延伸部分３３ａに接続され、その前端が帰還絞り３４に接続されている。突出部分３３ｂでは、延伸部分３３ａとの接続口と帰還絞り３４との接続口とは、前後方向において互いに対向している。この突出部分３３ｂと延伸部分３３ａとの接続口は、突出部分３３ｂと帰還絞り３４との接続口よりも大きい。

【0045】

突出部分３３ｂは、上下方向において、その下端に接続されたノズル２１に対向する対向面３３ｃである上面は、帰還絞り３４のノズル２１に対向する上面３４ｃよりも上方に配置されている。この突出部分３３ｂの上面は第２流路プレート４３の下面により形成され、帰還絞り３４の上面３４ｃは第１流路プレート４２の上部の下面により形成されている。突出部分３３ｂの下端が帰還絞り３４の下端に接続されており、上下方向において突出部分３３ｂの高さＨ１は帰還絞り３４の高さＨ２よりも高い。

【0046】

第１ディセンダ３３ｆは、左右方向において第２ディセンダ３３ｓよりも右側に配置されており、前後方向において第２ディセンダ３３ｓよりも後方であって帰還マニホールド２３の近くに配置されている。第１ディセンダ３３ｆにおいて第１延伸部分３３ａｆから第１突出部分３３ｂｆが延びる第１方向、及び、第２ディセンダ３３ｓにおいて第２延伸部分３３ａｓから第２突出部分３３ｂｓが延びる第２方向は、互いに同じ方向であって、図３の例では、前後方向の前方である。第１方向及び第２方向は、互いに平行であって、第１ノズル列及び第２ノズル列に対して直交する。

【0047】

帰還絞り３４は、第１流路プレート４２の下面から上方に窪む凹部により形成され、その下側開口がノズルプレート４１により覆われている。帰還絞り３４は、その上流端が左右方向における突出部分３３ｂの中心の前端に接続され、突出部分３３ｂから前方右側又は前方左側へ湾曲しながら延びている。帰還絞り３４はその延伸方向に対して直交する断面積は、突出部分３３ｂの前後方向に対して直交する断面積よりも小さい。また、帰還絞り３４の下流端は、第１流路プレート４２を上下方向に貫通して結合路３５の下端に接続されている。

【0048】

第１帰還絞り３４ｆは、第１突出部分３３ｂｆから第１延伸部分３３ａｆ側とは反対側である前方へ延びた後、左側に延び、さらに後方左側に延びるように湾曲している。また、第２帰還絞り３４ｓは、第２突出部分３３ｂｓから第２延伸部分３３ａｓ側とは反対側である前方へ延びた後、右側に延び、さらに後方右側に延びるように湾曲している。第１帰還絞り３４ｆ及び第２帰還絞り３４ｓは、互いに同じ形状及びサイズを有しており、左右方向において互いに対称に配置されている。

【0049】

結合路３５は、第２流路プレート４３を上下方向に貫通した貫通孔により形成され、その上端開口が第３流路プレート４４に覆われ、その下端開口が第１流路プレート４２により覆われている。結合路３５は、その後端が第１帰還絞り３４ｆの下流端に接続され、その前端が第２帰還絞り３４ｓの下流端に接続されている。

【0050】

結合路３５は、左側から視てその後端が第１ディセンダ３３ｆに重なってその前端が第２ディセンダ３３ｓに重なるように、前後方向に直線状に延びている。また、結合路３５は、左右方向において第１ディセンダ３３ｆと第２ディセンダ３３ｓとの間に配置されており、前端が後端よりも右側になるように前後方向及び左右方向に対して傾斜している。この結合路３５が延びる方向と、第１突出部分３３ｂｆが延びる第１方向との成す角のうち、小さい方の角θ１は、４５°以下である。また、結合路３５が延びる方向と、第２突出部分３３ｂｓが延びる第２方向との成す角のうち、小さい方の角θ２は、４５°以下である。

【0051】

結合路３５の延伸方向に対して直交する断面積は、第１帰還絞り３４ｆの延伸方向に対して直交する断面積及び第２帰還絞り３４ｓの延伸方向に対して直交する断面積よりも大きい。また、結合路３５の延伸方向に対して直交する断面積は、第１突出部分３３ｂｆの第１方向に対して直交する断面積及び第２突出部分３３ｂｓの第２方向に対して直交する断面積よりも大きい。好ましくは、結合路３５の延伸方向に対して直交する断面積は、第１突出部分３３ｂｆの第１方向に対して直交する断面積の２倍及び第２突出部分３３ｂｓの第２方向に対して直交する断面積の２倍よりも大きい。

【0052】

連結路３６は、第３流路プレート４４を上下方向に貫通した貫通孔により形成され、その上端開口が第４流路プレート４５に覆われ、その下端開口が第２流路プレート４３により覆われている。連結路３６は、結合路３５よりも右側に配置されており、その上流端が、結合路３５の延伸方向における中心に接続され、その下流端が帰還マニホールド２３に接続されている。

【0053】

連結路３６は、結合路３５から後方右側へ直線状に延びる上流部分、上流部分から後方へ湾曲する湾曲部分、及び、湾曲部分から後方へ直線状に延びる下流部分を有している。この上流部分は結合路３５に対して垂直に延び、下流部分は帰還マニホールド２３に対して垂直に延びている。

【0054】

この上流部分、湾曲部分及び下流部分の各部分における延伸方向に対して直交する断面積は、互いに同じである。このため、連結路３６の延伸方向に対して直交する断面積は、連結路３６の上流端と下流端との間において一定であって、結合路３５の延伸方向に対して直交する断面積と同じであってもよく、結合路３５の断面積よりも大きくてもよい。

【0055】

＜液体の流れ＞
液体は、貯留タンク１５からサブタンク１７を介して供給マニホールド２２に供給され、供給マニホールド２２を左側へ流れながら、供給マニホールド２２に接続された各個別流路３０に流入する。この供給マニホールド２２から個別流路３０に流入しなかった液体は、バイパス２４を介して帰還マニホールド２３に流入し、サブタンク１７へ戻るため、第２循環経路を循環する。

【0056】

個別流路３０に流入した液体は、供給絞り３１、圧力室３２及びディセンダ３３をこの順で流れて、液体の一部はノズル２１に供給される。ここで、駆動素子６０によって圧力室３２に吐出圧力が付与されると、圧力が圧力室３２からディセンダ３３を介してノズル２１に伝播されて、液体がノズル２１から吐出される。

【0057】

ノズル２１から吐出されなかった液体は、帰還絞り３４、結合路３５及び連結路３６をこの順で流れて、帰還マニホールド２３に流入する。帰還マニホールド２３に流入した液体はサブタンク１７へ戻るため、ノズル２１から吐出されなかった液体は第１循環経路を循環する。

【0058】

ここで、第１帰還絞り３４ｆからの液体は結合路３５の後端に流入して前方へ流れ、第２帰還絞り３４ｓからの液体は結合路３５の前端に流入して後方へ流れる。そして、これらの液体は、結合路３５において合流し、互いに同じ連結路３６に流入して帰還マニホールド２３へ流れる。

【0059】

＜作用、効果＞
液体吐出ヘッド１０は、液体に吐出圧力が付与される第１圧力室３２ｆと、第１圧力室３２ｆから延伸方向に延びる第１延伸部分３３ａｆ、及び、第１延伸部分３３ａｆから延伸方向に交差する第１方向に延びる第１突出部分３３ｂｆを有する第１ディセンダ３３ｆと、第１突出部分３３ｂｆに接続された第１帰還絞り３４ｆと、第１方向において第１延伸部分３３ａｆと第１帰還絞り３４ｆとの間の第１突出部分３３ｂｆに接続された第１ノズル２１ｆと、液体に吐出圧力が付与される第２圧力室３２ｓと、第２圧力室３２ｓから延伸方向に延びる第２延伸部分３３ａｓ、及び、第２延伸部分３３ａｓから延伸方向に交差する第２方向に延びる第２突出部分３３ｂｓを有する第２ディセンダ３３ｓと、第２突出部分３３ｂｓに接続された第２帰還絞り３４ｓと、第２方向において第２延伸部分３３ａｓと第２帰還絞り３４ｓとの間の第２突出部分３３ｂｓに接続された第２ノズル２１ｓと、第１帰還絞り３４ｆ及び第２帰還絞り３４ｓに接続された結合路３５と、結合路３５と帰還マニホールド２３との間を結ぶ連結路３６と、を備えている。第１突出部分３３ｂｆは、延伸方向において第１ノズル２１ｆに対向する対向面３３ｃが第１帰還絞り３４ｆよりも第１ノズル２１ｆから離れて位置している。第２突出部分３３ｂｓは、延伸方向において第２ノズル２１ｓに対向する対向面３３ｃが第２帰還絞り３４ｓよりも第２ノズル２１ｓから離れて位置している。

【0060】

例えば、第２ノズル２１ｓの吐出率よりも高い吐出率で第１ノズル２１ｆから液体が吐出されることがある。この場合、図５に示すように、第１ノズル２１ｆからの液体の吐出に対して供給マニホールド２２から第１ノズル２１ｆへの液体の供給が間に合わず、第２ディセンダ３３ｓから第２帰還絞り３４ｓ、結合路３５及び第１帰還絞り３４ｆを介して、第１ノズル２１ｆが接続された第１突出部分３３ｂｆに液体が逆流することがある。この場合、図６に示すように、逆流液体に気泡Ｂが混入していても、延伸方向（例えば、上下方向）において第１突出部分３３ｂｆの対向面３３ｃが第１帰還絞り３４ｆの上面よりも第１ノズル２１ｆから離れているため、気泡Ｂは対向面３３ｃ側へ流れる。よって、第１ノズル２１ｆが気泡で塞がれることが低減され、気泡に起因する第１ノズル２１ｆ孔からの液体の吐出不良を抑制することができる。

【0061】

また、図５に示すように、第１突出部分３３ｂｆには、第１延伸部分３３ａｆから第１方向（例えば、前方）に流れる液体に加えて、第１帰還絞り３４ｆから第１方向とは反対側（例えば、後方）に流れる液体が流入する。これにより、第１突出部分３３ｂｆでは、第１延伸部分３３ａｆとの接続口と第１帰還絞り３４ｆとの接続口との間において、前後方向に直交する左右方向への液体の流れが生じる。このため、逆流する液体に気泡が混入していても、気泡が左右方向に流されるため、第１突出部分３３ｂｆの下端に接続された第１ノズル２１ｆに流入し難く、気泡に起因する第１ノズル２１ｆ孔からの液体の吐出不良を抑制することができる。

【0062】

液体吐出ヘッド１０は、第１ディセンダ３３ｆのうち、第１延伸部分３３ａｆ及び第１突出部分３３ｂｆを有する部分は、第１方向における幅Ｗ１が延伸方向及び第１方向に直交する方向における長さＬ１よりも長い。第２ディセンダ３３ｓのうち、第２延伸部分３３ａｓ及び第２突出部分３３ｂｓは、第２方向における幅Ｗ２が延伸方向及び第２方向に直交する方向における長さＬ２よりも長い。

【0063】

仮に第１突出部分３３ｂｆの長さＬ１が幅Ｗ１よりも長いと、延伸方向及び第１方向に直交する方向（例えば、左右方向）において第１突出部分３３ｂｆが第１帰還絞り３４ｆよりも長く突出する。このため、第１帰還絞り３４ｆから第１突出部分３３ｂｆに侵入した気泡が左右方向に流れると、第１帰還絞り３４ｆよりも突出した部分に滞留し易い。この場合、第１突出部分３３ｂｆから第１ノズル２１ｆに気泡が侵入し易くなり、気泡に起因する第１ノズル２１ｆにおける液体の吐出不良が生じ易くなる。これに対し、第１突出部分３３ｂｆの長さＬ１を幅Ｗ１よりも短くすることにより、このような気泡に起因した液体の吐出不良を低減することができる。

【0064】

液体吐出ヘッド１０は、結合路３５は、第１帰還絞り３４ｆと第２帰還絞り３４ｓとの間において延伸方向に交差する方向に延びている。結合路３５が延びる方向と第１方向との成す角のうち小さい方の角θ１は、４５度以下であり、結合路３５が延びる方向と第２方向との成す角のうち小さい方の角θ２は、４５度以下である。

【0065】

これによれば、ノズル２１から液体が吐出される方向は、ノズル２１に接続されるディセンダ３３等を流れる液体の流れ方向に依存する。このため、結合路３５が延びる方向に対する第１方向の成す角θ１及び第２方向の成す角θ２を４５度以下にすることにより、第１ノズル２１ｆから液体が吐出される方向と、第２ノズル２１ｓから液体が吐出される方向とが揃えられる。このため、第１ノズル２１ｆからの液体の着弾位置（ドット位置）と第２ノズル２１ｓからの液体の着弾位置（ドット位置）との間隔が、第１ノズル２１ｆと第２ノズル２１ｓとの間隔よりも広がったり狭まったりすることを低減し、不均一なドット間隔による画質の低下を抑制することができる。

【0066】

液体吐出ヘッド１０では、第１延伸部分３３ａｆから第１突出部分３３ｂｆが延びる第１方向と、第２延伸部分３３ａｓから第２突出部分３３ｂｓが延びる第２方向とは、互いに同じ方向である。

【0067】

これによれば、図３の例では、第１突出部分３３ｂｆは第１延伸部分３３ａｆから前方へ延び、第２突出部分３３ｂｓは第２延伸部分３３ａｓから前方へ延びている。このように、第１突出部分３３ｂｆの延びる第１方向及び第２突出部分３３ｂｓの延びる第２方向を互いに揃えられる。これにより、第１突出部分３３ｂｆに接続された第１ノズル２１ｆから液体が吐出される方向、及び、第２突出部分３３ｂｓに接続された第２ノズル２１ｓから液体が吐出される方向を互いに揃えられる。よって、吐出された液体の着弾位置の均一化が図られ、不均一な間隔に起因する画質の低下を抑制することができる。

【0068】

液体吐出ヘッド１０では、第１突出部分３３ｂｆは、第１延伸部分３３ａｆから帰還マニホールド２３側とは反対側に延び、第２突出部分３３ｂｓは、第２延伸部分３３ａｓから帰還マニホールド２３側とは反対側に延びている。

【0069】

これによれば、第１突出部分３３ｂｆ及び第２突出部分３３ｂｓに接続された結合路３５は、帰還マニホールド２３側から離れて配置される。このため、結合路３５と帰還マニホールド２３とを連結した連結路３６が長くなり、帰還マニホールド２３から結合路３５を介して第１突出部分３３ｂｆ及び第２突出部分３３ｂｓに液体が逆流し難くなる。よって、仮に帰還マニホールド２３からの逆流液体に気泡が混じっているような場合であっても、この気泡に起因する液体の吐出不良を低減することができる。

【0070】

液体吐出ヘッド１０では、帰還マニホールド２３が延びる方向に直交する方向と第１方向との成す角のうち小さい方の角は、４５度以下であり、帰還マニホールド２３が延びる方向に直交する方向と第２方向との成す角のうち小さい方の角は、４５度以下である。これによれば、帰還マニホールド２３に沿って延びるノズル列に対してノズル２１からの液体の吐出方向を揃え、液体の着弾位置の不均一な間隔に起因する画質の低下を抑制することができる。

【0071】

液体吐出ヘッド１０では、結合路３５は、第１帰還絞り３４ｆと第２帰還絞り３４ｓとの間において延伸方向に交差する方向に延びている。結合路３５が延びる方向に対して直交する断面積は、第１方向に対して直交する第１突出部分３３ｂｆの断面積、及び、第１方向に対して直交する第２突出部分３３ｂｓの断面積のいずれよりも大きい。

【0072】

これによれば、第１突出部分３３ｂｆの断面積及び第２突出部分３３ｂｓの断面積が小さいことにより、第１突出部分３３ｂｆ及び第２突出部分３３ｂｓを流れる液体の流速が増し、気泡が第１突出部分３３ｂｆ及び第２突出部分３３ｂｓから排出され易くなる。これにより、第１突出部分３３ｂｆに接続された第１ノズル２１ｆ及び第２突出部分３３ｂｓに接続された第２ノズル２１ｓにおいて気泡に起因した吐出不良を低減することができる。

【0073】

また、結合路３５の断面積が大きいことにより、結合路３５を流れる液体の流速が低下し、気泡が結合路３５から第１帰還絞り３４ｆを介して第１突出部分３３ｂｆに逆流したり、気泡が結合路３５から第２帰還絞り３４ｓを介して第２突出部分３３ｂｓに逆流したりすることが低減される。これにより、第１突出部分３３ｂｆに接続された第１ノズル２１ｆ及び第２突出部分３３ｂｓに接続された第２ノズル２１ｓにおいて気泡に起因した吐出不良を低減することができる。

【0074】

液体吐出ヘッド１０では、結合路３５が延びる方向に対して直交する断面積は、第１方向に対して直交する第１突出部分３３ｂｆの断面積の２倍、及び、第２方向に対して直交する第２突出部分３３ｂｓの断面積の２倍のいずれよりも大きい。これによれば、第１突出部分３３ｂｆに接続された第１ノズル２１ｆ及び第２突出部分３３ｂｓに接続された第２ノズル２１ｓにおいて気泡に起因した吐出不良を、より一層低減することができる。

【0075】

＜変形例＞
変形例に係る液体吐出ヘッド１０は、上記実施の形態において、図７に示すように、第１延伸部分１３３ａｆから第１突出部分１３３ｂｆが延びる第１方向と、第２延伸部分１３３ａｓから第２突出部分１３３ｂｓが延びる第２方向とは、互いに反対方向である。

【0076】

図７の例では、第１ディセンダ１３３ｆの第１突出部分１３３ｂｆは、その前端が第１延伸部分１３３ａｆに接続され、その後端が第１帰還絞り１３４ｆが接続されている。第１突出部分１３３ｂｆでは、前後方向において、第１延伸部分１３３ａｆとの接続口と第１帰還絞り１３４ｆとの接続口とは互いに対向している。

【0077】

第２ディセンダ１３３ｓの第２突出部分１３３ｂｓは、その後端が第２延伸部分１３３ａｓに接続され、その前端が第２帰還絞り１３４ｓが接続されている。第２突出部分１３３ｂｓでは、前後方向において、第２延伸部分１３３ａｓとの接続口と第２帰還絞り１３４ｓとの接続口とは互いに対向している。

【0078】

第１帰還絞り１３４ｆは、第１突出部分１３３ｂｆから第１延伸部分１３３ａｆ側とは反対側である後方であって、前後方向において帰還マニホールド２３側へ延びている。第１帰還絞り１３４ｆは、それから左側に延び、さらに前方左側に延びるように湾曲している。また、第２帰還絞り１３４ｓは、第２突出部分１３３ｂｓから第２延伸部分１３３ａｓ側とは反対側である前方であって、前後方向において帰還マニホールド２３側とは反対側へ延びている。第２帰還絞り１３４ｓは、それから右側に延び、さらに後方右側に延びるように湾曲している。第１帰還絞り１３４ｆ及び第２帰還絞り１３４ｓは、互いに同じ形状及びサイズを有しており、前後方向及び左右方向において互いに対称に配置されている。

【0079】

これによれば、第１突出部分１３３ｂｆに接続された第１帰還絞り１３４ｆと、第２突出部分１３３ｂｓに接続された第２帰還絞り１３４ｂｓとを、結合路３５に対して互いに対称に形成することができる。これにより、第１帰還絞り１３４ｆ及び第２帰還絞り１３４ｓにおける液体の流れを互いに等しく、第１ノズル２１ｆ及び第２ノズル２１ｓの吐出性能を揃えることができる。

【0080】

＜その他の変形例＞
上記実施の形態及び変形例において、液体吐出装置１１はラインヘッド方式を採用したが、この方式に限定されず、例えば、シリアルヘッド方式等の他の方式も採用し得る。このシリアルヘッド方式では、液体吐出装置１１は、ヘッド１０を搭載してヘッド１０を左右方向に移動させるキャリッジを備える。液体吐出装置１１は、キャリッジを左右方向に移動させながらヘッド１０から液体を吐出する記録動作と、搬送部１３により被記録媒体Ａを前後方向に搬送させる搬送動作を交互に実行して、被記録媒体Ａに画像を印刷する印刷処理を実行する。

【0081】

上記実施の形態及び変形例において、ヘッド１０は、圧電素子を用いた方式（ピエゾ方式）を採用したが、この方式に限定されない。例えば、ヘッド１０は、発熱体を用いたサーマル方式、又は、導電性振動板及び電極を用いた静電方式を採用し得る。

【0082】

上記実施の形態及び変形例において、個別流路３０、供給マニホールド２２及び帰還マニホールド２３等の液体流路２０は、プレートを貫通する貫通孔により形成された。但し、液体流路２０はこれに限定されない。液体流路２０は、１枚又は複数のプレートを貫通する貫通孔、及び、プレートの下面又は上面から窪む凹部の少なくともいずれか一方により形成されていてもよい。

【0083】

上記実施の形態及び各変形例は、互いに相手を排除しない限り、互いに組み合わせてもよい。また、上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施の形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

【産業上の利用可能性】

【0084】

本発明の液体吐出ヘッドは、気泡による液体の吐出不良を抑制することができる液体吐出ヘッド等として有用である。

【符号の説明】

【0085】

１０ ：液体吐出ヘッド（ヘッド）
２１ ：ノズル
２１ｆ ：第１ノズル
２１ｓ ：第２ノズル
２３ ：帰還マニホールド
３２ ：圧力室
３２ｆ ：第１圧力室
３２ｓ ：第２圧力室
３３ ：ディセンダ
３３ａ ：延伸部分
３３ａｆ ：第１延伸部分
３３ａｓ ：第２延伸部分
３３ｂｆ ：第１突出部分
３３ｂｓ ：第２突出部分
３３ｆ ：第１ディセンダ
３３ｓ ：第２ディセンダ
３４ ：帰還絞り
３４ｆ ：第１帰還絞り
３４ｓ ：第２帰還絞り
３５ ：結合路
３６ ：連結路
１３３ａｆ ：第１延伸部分
１３３ａｓ ：第２延伸部分
１３３ｂｆ ：第１突出部分
１３３ｂｓ ：第２突出部分
１３３ｆ ：第１ディセンダ
１３３ｓ ：第２ディセンダ
１３４ｆ ：第１帰還絞り
１３４ｓ ：第２帰還絞り

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】