特開 2022-170491 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】P2022170491

(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 2/18 20060101AFI20221102BHJP

   B41J 2/14 20060101ALI20221102BHJP

   B41J 2/175 20060101ALI20221102BHJP

【ＦＩ】

B41J2/18

B41J2/14 607

B41J2/14 605

B41J2/14 603

B41J2/175 501

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021076645

(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】三十日 陸斗

【テーマコード（参考）】

2C056

2C057

【Ｆターム（参考）】

2C056HA05

2C056KB15

2C056KB16

2C056KB35

2C057AG29

2C057AG33

(57)【要約】

【課題】帰還マニホールドからの液体の逆流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１０は、液体に吐出圧力が付与される第１圧力室３２ａと、第１圧力室から延伸方向に延びた第１ディセンダ３３ａと、第１ディセンダから、延伸方向に交差した方向に延びた第１帰還絞り３４ａと、第１ディセンダに接続された第１ノズル２１ａと、液体に吐出圧力が付与される第２圧力室３２ｂと、第２圧力室から延伸方向に延びた第２ディセンダ３３ｂと、第２ディセンダから、延伸方向に交差した方向に延びた第２帰還絞り３４ｂと、第２ディセンダに接続された第２ノズルと、第１帰還絞り及び第２帰還絞りに接続された結合路３５と、第１帰還絞りと第２帰還絞りとの間における結合路、及び、帰還マニホールドに接続された連結路３６と、を備え、連結路を液体が流れるときの流路抵抗は、結合路を液体が流れるときの流路抵抗よりも大きい。
【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た第１ディセンダと、
前記第１ディセンダから、前記延伸方向に交差した方向に延びた第１帰還絞りと、
前記第１ディセンダに接続された第１ノズルと、
前記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た第２ディセンダと、
前記第２ディセンダから、前記延伸方向に交差した方向に延びた第２帰還絞りと、
前記第２ディセンダに接続された第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、
前記第１帰還絞りと前記第２帰還絞りとの間における前記結合路、及び、帰還マニホールドに接続された連結路と、を備え、
前記連結路を前記液体が流れるときの流路抵抗は、前記結合路を前記液体が流れるときの流路抵抗よりも大きい、液体吐出ヘッド。

【請求項2】

前記連結路が延びる方向に対して直交する断面積が、前記結合路が延びる方向に対して直交する断面積よりも小さい、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項3】

前記結合路及び前記連結路が設けられ、複数のプレートが積層方向に積層された積層体を備え、
前記連結路が延びる方向に対して直交する面において前記積層方向に直交する方向の前記連結路の幅が、前記結合路が延びる方向に対して直交する面において前記積層方向に直交する方向の前記結合路の幅よりも小さい、請求項２に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項4】

前記連結路の幅が前記結合路の幅の２分の１以下である、請求項３に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項5】

前記第１ディセンダ及び前記帰還マニホールドが設けられ、複数のプレートが積層方向に積層された積層体と、
前記第１圧力室に接続された第１供給絞りと、
前記第２圧力室に接続された第２供給絞りと、
前記第１供給絞り及び前記第２供給絞りに接続され、前記積層方向において前記帰還マニホールド上に配置された供給マニホールドと、
前記供給マニホールド及び前記帰還マニホールドに接続されたバイパスと、を備え、
前記第１ディセンダは、前記積層方向において前記第１圧力室側から離れるほど、前記帰還マニホールドが延びる方向に直交する方向において前記帰還マニホールド側から離れるように傾斜している、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6】

前記帰還マニホールドが延びる方向に対して直交する断面積は、前記供給マニホールドが延びる方向に対して直交する断面積よりも大きい、請求項５に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項7】

前記積層方向において前記帰還マニホールドよりも前記供給マニホールド側又は前記供給マニホールド側とは反対側に配置されたダンパを備えている、請求項５又は６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の液体吐出ヘッドがある。この液体吐出ヘッドは、吐出孔、吐出孔にディセンダにより接続された加圧室、第１個別流路により加圧室に接続された第１共通流路、第２個別流路によりディセンダに接続された第２共通流路を有している。この第２個別流路は、ディセンダに接続された第１部位、及び、第１部位及び第２共通流路に接続された第２部位を有している。第１部位は、ディセンダに接続された個別部分、及び、個別部分及び第２部位に接続された統合部分を有している。この統合部分には複数の個別部分が接続されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１９／０１０８８０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１共通流路から第１個別流路を介して加圧室に流入してからディセンダを流れ、その一部の液体が吐出孔から吐出される。吐出されなかった液体は、第２個別流路の個別部分、統合部分及び第２部位を通ってから第２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、高い吐出率で吐出孔から液体が吐出されると、吐出孔と第１共通流路との間が長いため、第１共通流路から吐出孔への液体の供給量が吐出孔からの液体の吐出量に足りず、第２共通流路から吐出孔へ液体が逆流するおそれがある。この場合、仮に逆流した液体に不純物が含まれていると、不純物により吐出孔が塞がれて、吐出不良を招くおそれがある。

【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、帰還マニホールドからの液体の逆流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た第１ディセンダと、前記第１ディセンダから、前記延伸方向に交差した方向に延びた第１帰還絞りと、前記第１ディセンダに接続された第１ノズルと、前記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た第２ディセンダと、前記第２ディセンダから、前記延伸方向に交差した方向に延びた第２帰還絞りと、前記第２ディセンダに接続された第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、前記第１帰還絞りと前記第２帰還絞りとの間における前記結合路、及び、帰還マニホールドに接続された連結路と、を備え、前記連結路を前記液体が流れるときの流路抵抗は、前記結合路を前記液体が流れるときの流路抵抗よりも大きい。

【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】変形例に係る液体吐出ヘッドを概略的に示す断面図である。

【図6】図５の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】

複数の流路プレートは、第１流路プレート４２～第１０流路プレート５１を有し、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の下方に第１ダンパ１８が設けられ、帰還マニホールド２３の下方に第２ダンパ１９が設けられている。第１ダンパ１８は、前後方向において、その後端が供給マニホールド２２の後端と同じ位置又はそれよりも後方に配置され、その前端が供給マニホールド２２の前端と同じ位置又はそれよりも前方に配置されている。第２ダンパ１９は、前後方向において、その後端が帰還マニホールド２３の後端と同じ位置又はそれよりも後方に配置され、その前端が帰還マニホールド２３の前端と同じ位置又はそれよりも前方に配置されている。また、第１ダンパ１８及び第２ダンパ１９は、左右方向において、その左端が駆動範囲の左端と同じ位置又はそれよりも左側に配置し、その右端が駆動範囲の右端と同じ位置又はそれよりも右側に配置されている。

【0028】

第１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。供給マニホールド２２から加わる圧力によって、供給マニホールド２２と第１ダンパ１８との間の第５流路プレート４６の上部分が変形する。これにより、第１ダンパ１８の体積が変化し、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。

【0029】

第２ダンパ１９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ており、凹部の下端開口がノズルプレート４１により覆われた空間である。帰還マニホールド２３から加わる圧力によって、帰還マニホールド２３と第２ダンパ１９との間の第１流路プレート４２の上部分が変形する。これにより、第２ダンパ１９の体積が変化し、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。なお、第１ダンパ１８は、帰還マニホールド２３よりも下側ではなく、帰還マニホールド２３よりも上側に配置されていてもよい。

【0030】

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。

【0031】

図３の例では、ノズル２１は、第１ノズル２１ａ及び第２ノズル２１ｂを有している。複数の第１ノズル２１ａは第１ノズル列を構成し、複数の第２ノズル２１ｂ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。

【0032】

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、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。

【0033】

個別流路３０は、第１ノズル２１ａに接続された第１個別流路３０ａ、及び、第２ノズル２１ｂに接続された第２個別流路３０ｂを有している。第１個別流路３０ａ及び第２個別流路３０ｂ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２１ａ及び第２ノズル２１ｂ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。

【0034】

第１個別流路３０ａは、供給絞り３１である第１供給絞り３１ａ、第１供給絞り３１ａに接続された圧力室３２である第１圧力室３２ａ、第１圧力室３２ａに接続されたディセンダ３３である第１ディセンダ３３ａ、及び、第１ディセンダ３３ａに接続された帰還絞り３４である第１帰還絞り３４ａ、第１帰還絞り３４ａ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。

【0035】

第２個別流路３０ｂは、供給絞り３１である第２供給絞り３１ｂ、第２供給絞り３１ｂに接続された圧力室３２である第２圧力室３２ｂ、第２圧力室３２ｂに接続されたディセンダ３３である第２ディセンダ３３ｂ、及び、第２ディセンダ３３ｂに接続された帰還絞り３４である第２帰還絞り３４ｂ、第２帰還絞り３４ｂ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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

ディセンダ３３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。ディセンダ３３は、その上端の中心及び下端の中心を通る中心軸が上下方向に延び、円柱形等の柱形状を有している。ディセンダ３３の下端の中心にノズル２１が接続され、ノズル２１はディセンダ３３から下方に延びている。第１ディセンダ３３ａは、左右方向において第２ディセンダ３３ｂ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３３ｂよりも後方に配置されている。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

＜帰還絞り、結合路及び連結路＞
帰還絞り３４は、第１流路プレート４２の下面から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、その下端がディセンダ３３の下端に接続されるように、その上流端がディセンダ３３の下部の前端に接続され、ディセンダ３３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、ディセンダ３３の上下方向に対して直交する断面積よりも小さい。

【0042】

第１帰還絞り３４ａは、第１ディセンダ３３ａから第１圧力室３２ａ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３４ｂは、第２ディセンダ３３ｂから第２圧力室３２ｂ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３４ａ及び第２帰還絞り３４ｂ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。

【0043】

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３４ａの下流端に接続され、その前端が第２帰還絞り３４ｂの下流端に接続されている。

【0044】

結合路３５は、左側から視てその後端が第１ディセンダ３３ａに重なってその前端が第２ディセンダ３３ｂ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３３ａと第２ディセンダ３３ｂ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の延伸方向に対して直交する断面積は、第１帰還絞り３４ａの延伸方向に対して直交する断面積及び第２帰還絞り３４ｂの延伸方向に対して直交する断面積よりも大きい。

【0045】

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。この第３流路プレート４４、及び、結合路３５が設けられた第２流路プレート４３は、その上下方向の厚みが互いに等しいため、結合路３５及び連結路３６の上下方向の高さは互いに等しい。なお、帰還絞り３４、結合路３５及び連結路３６は、１又は複数のプレートを貫通した貫通孔、又は、プレートの上面又は下面から窪む凹部、又は、貫通孔と凹部との組み合わせにより形成されていてもよい。

【0046】

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。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。

【0047】

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よりも小さい。例えば、連結路３６の延伸方向に対して直交する断面における上下方向に直交する幅Ｗ２は、結合路３５の延伸方向に対して直交する断面における上下方向に直交する幅Ｗ１よりも小さく、好ましくは、結合路３５の幅Ｗ１の２分の１以下である。

【0048】

＜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。

【0049】

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。

【0050】

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。

【0051】

ここで、第１帰還絞り３４ａ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３４ｂ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。この連結路３６の断面積は結合路３５の断面積よりも小さいため、連結路３６を流れるときの連結路３６の流路抵抗は結合路３５を液体が流れるときの流路抵抗よりも大きい。

【0052】

＜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３２ａと、第１圧力室３２ａから延伸方向に延びた第１ディセンダ３３ａと、第１ディセンダ３３ａから、延伸方向に交差した方向に延びた第１帰還絞り３４ａと、第１ディセンダ３３ａに接続された第１ノズル２１ａと、液体に吐出圧力が付与される第２圧力室３２ｂと、第２圧力室３２ｂから延伸方向に延びた第２ディセンダ３３ｂと、第２ディセンダ３３ｂから、延伸方向に交差した方向に延びた第２帰還絞り３４ｂと、第２ディセンダ３３ｂに接続された第２ノズル２１ｂと、第１帰還絞り３４ａ及び第２帰還絞り３４ｂに接続された結合路３５と、第１帰還絞り３４ａと第２帰還絞り３４ｂとの間における結合路３５、及び、帰還マニホールド２３に接続された連結路３６と、を備え、連結路３６を液体が流れるときの流路抵抗は、結合路３５を液体が流れるときの流路抵抗よりも大きい。

【0053】

これによれば、連結路３６の流路抵抗が大きい。このため、仮に高い吐出率で第１ノズル２１ａから液体が吐出される場合であっても、帰還マニホールド２３から連結路３６、結合路３５及び第１帰還絞り３４ａを介して第１ディセンダ３３ａに液体が逆流することが低減される。これにより、逆流液体に含まれた不純物によって第１ディセンダ３３ａに接続された第１ノズル２１ａが塞がれることが低減され、不純物に起因した第１ノズル２１ａからの液体の吐出不良を抑制することができる。

【0054】

また、結合路３５の流路抵抗が小さい。このため、仮に高い吐出率で第１ノズル２１ａから液体が吐出される場合であっても、第２ディセンダ３３ｂから第２帰還絞り３４ｂ、結合路３５及び第１帰還絞り３４ａを介して第１ディセンダ３３ａの第１ノズル２１ａに液体が供給される。よって、帰還マニホールド２３から第１ディセンダ３３ａへの逆流を低減し、第１ノズル２１ａからの液体の吐出不良を抑制することができる。

【0055】

液体吐出ヘッド１０は、連結路３６が延びる方向に対して直交する断面積が、結合路３５が延びる方向に対して直交する断面積よりも小さい。これにより、連結路３６の流路抵抗が、結合路３５の流路抵抗よりも大きくなる。よって、帰還マニホールド２３から第１ディセンダ３３ａへの逆流を低減し、ノズル２１からの液体の吐出不良を抑制することができる。

【0056】

液体吐出ヘッド１０は、結合路３５及び連結路３６が設けられ、複数のプレートが積層方向に積層された積層体を備えている。連結路３６が延びる方向に対して直交する面において積層方向に直交する方向の連結路３６の幅がＷ２、結合路３５が延びる方向に対して直交する面において積層方向に直交する方向の結合路３５の幅Ｗ１よりも小さい。

【0057】

例えば、連結路３６及び結合路３５は、プレートを積層方向に貫通した貫通孔により形成されている場合、積層方向における連結路３６の高さ及び結合路３５の高さは積層方向におけるプレートの厚みに応じて決まる。この場合、連結路３６の高さ及び結合路３５の高さを流路抵抗に応じて変更する場合には、プレートの厚みを変更しなければならず、コスト上昇を招いてしまう。このような場合であっても、連結路３６の幅Ｗ２及び結合路３５の幅Ｗ１を調整することにより、コスト上昇を低減しながら、連結路３６の流路抵抗を結合路３５の流路抵抗よりも大きくし、ノズル２１からの液体の吐出不良を抑制することができる。

【0058】

また、結合路３５の長さを短くすることにより流路抵抗を低減すると、例えば、結合路３５が形成されている第２流路プレート４３と、第２流路プレート４３に接着されている第１流路プレート４２及び第３流路プレート４４との接着面積が広がる。これに伴い接着剤の量が増えることにより、コストが上昇したり、余剰の接着剤により液体流路２０が塞がれ易くなったりする。これに対して、連結路３６の幅Ｗ２及び結合路３５の幅Ｗ１を調整することにより、コスト上昇の低減及び液体流路２０の閉塞を抑制しながら、連結路３６の流路抵抗を結合路３５の流路抵抗よりも大きくし、ノズル２１からの液体の吐出不良を抑制することができる。

【0059】

液体吐出ヘッド１０は、連結路３６の幅Ｗ２が結合路３５の幅Ｗ１の２分の１以下である。これによれば、さらに確実に帰還マニホールド２３から第１ディセンダ３３ａへの逆流を低減し、ノズル２１からの液体の吐出不良を抑制することができる。

【0060】

＜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、第１ディセンダ１３３ａ及び帰還マニホールド２３が設けられ、複数のプレートが積層方向に積層された積層体と、第１圧力室３２ａに接続された第１供給絞り３１ａと、第２圧力室３２ｂに接続された第２供給絞り３１ｂと、第１供給絞り３１ａ及び第２供給絞り３１ｂに接続され、積層方向において帰還マニホールド２３上に配置された供給マニホールド２２と、供給マニホールド２２及び帰還マニホールド２３に接続されたバイパス２４と、を備えている。第１ディセンダ１３３ａは、積層方向において第１圧力室３２ａ側から離れるほど、帰還マニホールド２３が延びる方向に直交する方向において帰還マニホールド２３から離れるように傾斜している。

【0061】

具体的には、図５及び図６の例では、ディセンダ１３３は、第１個別流路３０ａの第１ディセンダ１３３ａ、及び、第２個別流路３０ｂの第２ディセンダ１３３ｂを有している。第１ディセンダ１３３ａは、その上端が第１圧力室３２ａに接続され、その下端が第１ノズル２１ａに接続されている。第１ディセンダ１３３ａは、下方ほど前方になるように上下方向に対して傾斜している。このため、第１ディセンダ１３３ａは、上下方向において第１圧力室３２ａから離れるほど、前後方向において帰還マニホールド２３から離れるように、上下方向に対して傾斜している。なお、第２ディセンダ１３３ｂも第１ディセンダ１３３ａと同様に傾斜していてもよい。また、第２ディセンダ１３３ｂは傾斜せず、第２ディセンダ１３３ｂよりも帰還マニホールド２３に近い第１ディセンダ１３３ａが傾斜していてもよい。

【0062】

前後方向において、帰還マニホールド２３の幅は供給マニホールド２２の幅よりも広い。上側から視て、帰還マニホールド２３の後端は供給マニホールド２２の後端に重なり、帰還マニホールド２３に前端は供給マニホールド２２の前端よりも前方に配置されている。例えば、上下方向において、帰還マニホールド２３の高さと供給マニホールド２２の高さとは互いに等しい。

【0063】

このように、左右方向に延びる供給マニホールド２２及び帰還マニホールド２３において、左右方向に対して直交する帰還マニホールド２３の断面積は、左右方向に対して直交する供給マニホールド２２の断面積よりも大きい。これにより、帰還マニホールド２３を液体が流れるときの流路抵抗が供給マニホールド２２を液体が流れるときの流路抵抗よりも小さくなる。これにより、第１循環経路及び第２循環経路において、小さな圧力でも大きな流量の液体が流れる。よって、帰還マニホールド２３から第１帰還絞り３４ａへの逆流を低減し、ノズル２１からの液体の吐出不良を抑制することができる。

【0064】

また、帰還マニホールド２３の断面積が大きい。これにより、帰還マニホールド２３の周囲を取り囲むプレートにおいて、互いに接着される接着面積を小さくし、接着剤の量を低減することができる。

【0065】

さらに、前後方向において帰還マニホールド２３の幅が広がることにより、帰還マニホールド２３に重なられて配置されている第２ダンパ１９の前後方向の幅も広がる。これにより、第２ダンパ１９が形成されている第５流路プレート４６と、第５流路プレート４６に接着されている第４流路プレート４５との接着面積が狭まる。これに伴い接着剤の量を低減し、コスト上昇を抑制することができる。

【0066】

＜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。

【0067】

上記実施の形態及び変形例において、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。

【0068】

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。

【0069】

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】

【0070】

本発明の液体吐出ヘッドは、帰還マニホールドからの液体の逆流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】

【0071】

１０ ：ヘッド
１０ ：液体吐出ヘッド
１９ ：第２ダンパ
２１ ：ノズル
２１ａ ：第１ノズル
２１ｂ ：第２ノズル
２２ ：供給マニホールド
２３ ：帰還マニホールド
２４ ：バイパス
３１ ：供給絞り
３１ａ ：第１供給絞り
３１ｂ ：第２供給絞り
３２ ：圧力室
３２ａ ：第１圧力室
３２ｂ ：第２圧力室
３３ ：ディセンダ
３３ａ ：第１ディセンダ
３３ｂ ：第２ディセンダ
３４ ：帰還絞り
３４ａ ：第１帰還絞り
３４ｂ ：第２帰還絞り
３５ ：結合路
３６ ：連結路
１３３ ：ディセンダ
１３３ａ ：第１ディセンダ
１３３ｂ ：第２ディセンダ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】