特開 2024-100427 液体吐出ヘッド及び液体吐出装置

(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】P2024100427

(43)【公開日】2024-07-26

(54)【発明の名称】液体吐出ヘッド及び液体吐出装置

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/14 20060101AFI20240719BHJP

【ＦＩ】

B41J2/14 605

B41J2/14 301

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023004422

(22)【出願日】2023-01-16

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】000003562

【氏名又は名称】東芝テック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(72)【発明者】

【氏名】石原 治彦

(72)【発明者】

【氏名】添田 勝之

【テーマコード（参考）】

2C057

【Ｆターム（参考）】

2C057AG29

2C057AG30

2C057AG44

2C057AG68

2C057BA04

2C057BA14

(57)【要約】

【課題】液体の吐出性能を確保できる液体吐出ヘッドを提供する。
【解決手段】一実施形態にかかる液体吐出ヘッドは、流路部と、アクチュエータ部と、を備える。流路部は、複数の圧力室と、複数の前記圧力室の一次側に連通する上部共通室と、複数の前記圧力室の二次側に連通するとともに、重心が前記上部共通室の重心よりも下に位置する下部共通室と、を有する。アクチュエータ部は、前記圧力室を駆動する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の圧力室と、複数の前記圧力室の一次側に連通する上部共通室と、複数の前記圧力室の二次側に連通するとともに、重心が前記上部共通室の重心よりも下に位置する下部共通室と、を有する流路部と、
前記圧力室を駆動するアクチュエータ部と、
を備える、液体吐出ヘッド。

【請求項2】

前記上部共通室から前記圧力室までの流路抵抗は、前記圧力室から下部共通室までの流路抵抗よりも小さい、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項3】

前記圧力室は一方向に複数並列して配置され、
複数の圧力室の列に対して、前記一方向と交差する延出方向において一方側と、他方側にそれぞれ前記下部共通室が配置され、
一方側の前記下部共通室に連通する前記圧力室と、他方側の前記下部共通室に連通する前記圧力室とが、前記一方向において交互に配列される、
請求項１に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項4】

前記流路部は、複数の前記圧力室と、複数の前記圧力室のそれぞれに連通する複数の個別供給流路と、複数の前記個別供給流路に連通する前記上部共通室と、前記圧力室のそれぞれに連通する複数の個別排出流路と、複数の個別排出流路に連通する前記下部共通室と、を有する流路部材と、を備え、
前記アクチュエータ部は、電圧の印加により変形することで前記複数の圧力室の容積を変化させる複数の圧電素子を備える
請求項１に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項5】

前記流路部の排出側を負圧とする圧力調整部を備える、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項6】

請求項１に記載の液体吐出ヘッドと、
前記上部共通室の一次側に連通する上流タンクと、
前記下部共通室の二次側に連通する下流タンクと、
を備え、
前記上流タンクと前記下流タンクとの間の高低差により前記液体吐出ヘッドに液体を供給する、液体吐出装置。

【請求項7】

請求項１に記載の液体吐出ヘッドと、
前記上部共通室の一次側に連通する上流タンクと、
前記下部共通室の二次側に連通する下流タンクと、
を備え、
前記上流タンクと前記下流タンクの圧力差により前記液体吐出ヘッドに液体を供給する、液体吐出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、液体吐出ヘッド及び液体吐出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

インクジェットヘッドなどの液体吐出ヘッドにおいて、ＰＺＴ等の圧電体で構成されるアクチュエータを用いて圧力室を変形させ、圧力室に連通するノズルから液体を吐出させる方式が用いられている。例えば液体吐出ヘッドは、電圧印加により変形する複数のアクチュエータと、アクチュエータに当接配置される振動板と、所定の流路を形成する流路部と、を備える。例えば流路は各アクチュエータに対向する複数の圧力室と、複数の圧力室に連通する複数の個別流路と、複数の個別流路に連通する共通室と、を有する。

【0003】

このような液体吐出ヘッドにおいて、条件によっては液体が流れにくく、液適量を確保することが困難となる場合がある。例えば粘度の高い液体を、大液適量や高周波で吐出する場合に、共通室から個別流路に分岐する流路で液体が流れにくくなり、所定の液適量を確保することが困難な場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】２００８－２８９７３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、液体の吐出性能を確保できる液体吐出ヘッド及び液体吐出装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一実施形態にかかる液体吐出ヘッドは、流路部と、アクチュエータ部と、を備える。流路部は、複数の圧力室と、複数の前記圧力室の一次側に連通する上部共通室と、複数の前記圧力室の二次側に連通するとともに、重心が前記上部共通室の重心よりも下に位置する下部共通室と、を有する。アクチュエータ部は、前記圧力室を駆動する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１実施形態に係る液体吐出装置の構成を概略的に示す説明図。

【図2】同実施形態にかかる液体吐出ヘッドの流路構成を概略的に示す説明図。

【図3】同液体吐出ヘッドの一部を示す断面図。

【図4】他の実施形態にかかる液体吐出ヘッドの一部を示す断面図。

【図5】他の実施形態にかかる液体吐出ヘッドの一部を示す断面図。

【図6】他の実施形態にかかる液体吐出ヘッドの一部を示す断面図。

【図7】他の実施形態にかかる液体吐出ヘッドの一部を示す断面図。

【図8】他の実施形態にかかる液体吐出ヘッドの一部を示す断面図。

【図9】他の実施形態にかかる液体吐出ヘッドの一部を示す断面図。

【図10】他の実施形態にかかる液体吐出ヘッドの一部を示す断面図。

【図11】他の実施形態にかかる液体吐出ヘッドの流路基板の一例を示す断面図。

【図12】他の実施形態にかかる液体吐出ヘッドの流路基板の一例を示す断面図。

【図13】他の実施形態にかかる液体吐出ヘッドの流路基板の一例を示す断面図。

【図14】他の実施形態にかかる液体吐出ヘッドの構成を示す断面図。

【図15】他の実施形態にかかる液体吐出ヘッドの構成を示す断面図。

【図16】他の実施形態にかかる液体吐出ヘッドの構成を示す断面図。

【図17】他の実施形態にかかる液体吐出ヘッドの構成を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下に、第１実施形態に係る液体吐出ヘッド１及び液体吐出装置１００について、図１乃至図５を参照して説明する。図１は液体吐出装置１００の説明図である。図２は、液体吐出ヘッド１の概略構成を示す断面図である。図３は液体吐出ヘッドの一部を示す断面図である。図中矢印Ｘ、Ｙ、Ｚは互いに直交する３方向をそれぞれ示す。本実施形態においてＸはノズル５１や圧力室５２の並列方向、Ｙは延出方向、Ｚはノズルの軸方向に沿う姿勢を例示する。各図において説明のため、適宜構成を拡大、縮小または省略して示す。

【0009】

図１に示すように、液体吐出装置１００は、液体吐出ヘッド１と、液体吐出ヘッド１の一次側に接続された第１タンクとしての上流タンク２と、液体吐出ヘッド１の二次側に接続された第２タンクとしての下流タンク３と、液体吐出ヘッド１と上流タンク２、下流タンク３とを接続する接続流路４と、上流タンク２に接続される供給タンク５と、制御部６と、を備える。液体吐出装置１００はこの他、媒体を保持する媒体保持部や、送液ポンプや圧力調整装置などの負圧制御装置をさらに備えていてもよい。液体吐出装置１００は例えばインクジェット記録装置である。

【0010】

液体吐出ヘッド１は、アクチュエータ部２０と、振動板３０と、流路部４０と、を備える。

【0011】

アクチュエータ部２０は、例えば、ＰＺＴ等の圧電部材で構成される圧電素子２１を有する。例えば複数の圧電素子２１が一方向に並び、それぞれ複数の圧力室５２に対向して設けられている。圧電素子２１は、電極を有し、制御部６によって電極に電圧が印加されることで、変形する。一例として、複数の圧電素子２１は柱状に構成され、電界を印加することで、Ｚ方向である縦方向に変形し、Ｚ方向に対向配置される振動板３０を変形させる。各圧電素子２１に形成された電極は駆動回路２３を介して制御部６に接続され、制御部６によって駆動制御可能に構成される。

【0012】

振動板３０は、変形可能に構成される。振動板３０は、例えば金属板である。振動板３０は振動方向であるＺ方向と直交する面に沿って延びる。振動板３０は、複数の圧電素子２１に接合されるとともに流路部４０に支持される。例えば振動板３０は圧電素子２１の伸長と圧縮によって当該圧電素子２１に対向配置された振動部が変位することで、変形する。

【0013】

流路部４０は、所定のヘッド流路５０を形成する流路部材を備える。例えば流路部４０は流路部材として、ノズルプレート４１と、複数の流路基板４４、４５、４６を有する基板ユニット４２と、流路ブロック４３と、備える。例えば流路部４０はヘッド入口１１とヘッド出口１２とを有し、ヘッド入口１１が接続流路４を介して上流タンク２に、ヘッド出口１２が接続流路４を介して下流タンク３に、それぞれ接続される。

【0014】

ノズルプレート４１は貫通孔であるノズル５１が複数形成される板状部材である。例えばノズル５１は一方向に沿って複数並んで配置される。例えばノズルプレート４１と、複数の流路基板４４、４５、４６と、流路ブロック４３とが、ねじなどの締結部材によって一体に締結されることで、液体吐出ヘッド１内に所定形状のヘッド流路５０が形成される。

【0015】

各流路基板４４、４５、４６は、振動方向であるＺ方向と直交する面に沿って延びる板状部材である。例えば各流路基板４４、４５、４６は、流路を構成する開口や段差を有する、フィルタプレートやリストリクトプレートである。複数の流路基板４４、４５、４６が積層されることで、絞り部や段差やメッシュ部を有する所定のヘッド流路５０が形成される。

【0016】

流路ブロック４３は、ノズルプレート４１及び基板ユニット４２に重ねて組付けられる。流路ブロック４３は所定の凹みや開口を有し、並び方向に並列する複数の圧力室５２と、圧力室５２のそれぞれに連通する複数の個別排出流路５５と、複数の個別排出流路５５に連通する下部共通室５６と、を形成する。流路ブロック４３は複数の部材を組み合わせて構成されていてもよい。一例として流路ブロック４３は、ノズルプレート４１上に積層される下側の第１ブロック４３ａと、基板ユニット４２上に積層される上側の第２ブロック４３ｂと、を有し、一対のブロック４３ａ，４３ｂの間に、所定のヘッド流路５０を形成するとともに、振動板３０や基板ユニット４２を保持する。

【0017】

ヘッド流路５０は、複数のノズル５１と、複数の圧力室５２と、複数の個別供給流路５３と、複数の個別供給流路５３に連通する上部共通室５４と、複数の個別排出流路５５と、複数の個別排出流路５５に連通する下部共通室５６と、を有する。例えばヘッド流路５０は、ヘッド入口１１から、上部共通室５４、複数の個別供給流路５３、複数の圧力室５２を通って複数のノズル５１に至る供給側の流路と、複数の圧力室５２から複数の個別排出流路５５と、複数の個別排出流路５５とを経てヘッド出口１２に至る排出側の流路と、を有する。

【0018】

複数の圧力室５２は、複数のノズル５１に対向して配置される。各圧力室５２は、流路基板４６の振動領域の一方側に形成される空間である。圧力室５２は、供給側及び排出側にそれぞれ形成される個別供給流路５３、個別排出流路５５を介して供給側の共通室５４及び排出側の共通室５６にそれぞれ連通する。複数の圧力室５２は、流路部４０の壁部材によって隔てられる。各圧力室５２は、一方側に配されるノズル５１に連通する。圧力室５２は、振動板３０の振動によって変形することで、ノズル５１からインク等の液体を吐出する。

【0019】

複数の個別供給流路５３は、複数の圧力室５２の一次側に連通し、それぞれ並び方向に交差する延出方向（Ｙ方向）に沿って延びる。例えば個別供給流路５３は段差や絞り部などを備えていてもよい。例えば個別供給流路５３は、圧力室５２の上端部からＹ方向の一方に延出する。

【0020】

上部共通室５４は、複数の個別供給流路５３に連通する流路である。上部共通室５４は、並び方向であるＸ方向に延出し、複数の圧力室５２の一次側に連通する。上部共通室５４はヘッド入口１１に連通する。すなわち上部共通室５４の一次側は、ヘッド入口１１を介して接続流路４に接続され、上流タンク２を介してカートリッジ等の供給タンク５に接続される。

【0021】

複数の個別排出流路５５は、複数の圧力室５２の二次側に連通する。複数の個別排出流路５５は、それぞれＹ方向に沿って延出する。例えば個別排出流路５５は段差や絞り部などを備えていてもよい。個別排出流路５５は、圧力室５２の上端部からＹ方向の他方側に延出する。

【0022】

下部共通室５６は、複数の個別排出流路５５の圧力室５２とは反対側の端部に連通する流路である。下部共通室５６は、例えばＸ方向に延出して構成され、複数の圧力室５２に連通する。下部共通室５６はヘッド出口１２に至る。すなわち下部共通室５６の二次側は、ヘッド出口１２を介して接続流路４に接続される。

【0023】

ここで、下部共通室５６の重心Ｐ２は、上部共通室５４の重心Ｐ１よりも、低い位置に設けられる。すなわち上部共通室５４と下部共通室５６とはＺ方向の位置が異なり、高低差ｈ１による圧力差が生じる。本実施形態においては、一例として、上部共通室５４が、振動板３０上に配置され、振動板３０の下側において個別供給流路５３及び個別排出流路５５が一方向に沿って並んで配置されている。そして、下部共通室５６は個別排出流路５５の下方に拡大して形成される。すなわち、本実施形態の液体吐出ヘッド１の流路部４０は、上部共通室５４の下端部が下部共通室５６の上端部よりも上側に配置されている。

【0024】

駆動回路２３は、駆動ＩＣを備え、駆動ＩＣによって駆動電圧を圧電素子２１の電極に印加することで、圧電素子２１を駆動し、圧力室５２の容積を増減させて、ノズル５１から液滴を吐出させる。駆動回路２３は、液体吐出装置の制御部から入力された画像信号に従い、液体を吐出させるタイミング及び液体を吐出させる圧電素子２１を選択するなどの各圧電素子２１を制御するための制御信号及び駆動信号を生成する。圧電素子２１は、振動板３０を変位させて圧力室５２の容積を変化させるように駆動する。例えば、駆動ＩＣは、データバッファ、デコーダ、ドライバを備え、液体吐出装置１００の制御部６に接続される。

【0025】

上流タンク２は、チューブ等で構成される接続流路４を介して、ヘッド入口１１に接続される。すなわち上流タンク２は上部共通室５４の一次側に接続される。また、上流タンク２は供給タンク５に接続され、供給タンク５からの液体を貯留する。

【0026】

下流タンク３は、チューブ等で構成される接続流路４を介して、ヘッド出口１２に接続される。すなわち下流タンク３は下部共通室５６の二次側に接続される。例えば下流タンク３の二次側は接続流路を介して供給タンク５に接続される。

【0027】

例えば下流タンク３は、上流タンクよりも下位に配置される。すなわち、２つのタンク２、３には高低差ｈ２により差圧が生じる。

【0028】

制御部６は、コントローラであるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の制御回路と、各種のプログラムなどを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、各種の可変データや画像データなどを一時的に記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）と、外部からのデータの入力及び外部へのデータの出力をするインターフェイス部と、を備える。

【0029】

以上のように構成された液体吐出装置１００において、制御部６は、例えばインターフェイスにおいてユーザが操作入力部の操作による印刷指示を検出すると、所定のタイミングで印字信号を出力することで、液体吐出ヘッド１を駆動する。液体吐出ヘッド１は吐出動作として、画像データに応じた画像信号により、駆動ＩＣに駆動信号を送り、吐出対象の圧電素子２１を選択的に駆動して例えば所定の振動方向に振動させる。そして、圧電素子２１による、引張方向の変形と圧縮方向の変形を組み合わせて、振動板３０を変形させ、圧力室５２の容積を変化させることで、上部共通室５４から液体を導き、ノズル５１から吐出させ、用紙等の印刷媒体に画像を形成する。また、制御部６は、液体吐出ヘッド１に接続される供給ポンプ等を駆動することで、供給側の第１タンクに、所定のタイミングで液体を供給する。

【0030】

液体吐出装置１００において、液体は供給タンク５から上流タンク２を経てヘッド入口１１からヘッド内に送られ、上部共通室５４、個別供給流路５３、を経て圧力室５２に供給される。そして、圧力室５２に供給された液体の一部は圧電素子２１の駆動動作によってノズル５１から吐出される。また、圧力室５２に供給された液体の一部は、個別排出流路５５から下部共通室５６へ導かれ、ヘッド出口１２から排出される。このとき、上部共通室５４が下部共通室５６よりも上位に配置され、高低差があることにより、圧力室５２の一次側と二次側に水頭圧差が生じ、当該水頭圧差によって、液体の一次側から二次側への供給動作が促進される。そして、下部共通室５６から排出された液体は回収側の接続流路４を通って回収側の下流タンク３に送られ、循環流路によって循環する。

【0031】

実施形態に係る液体吐出ヘッド１及び液体吐出装置１００によれば液体吐出ヘッド１において、上部共通室５４を下部共通室５６よりも高い位置に配置したことで、液体の吐出性能を確保できる。すなわち、一次側の上部共通室５４と二次側の下部共通室５６の高低差による水頭圧で、一次側から二次側への液体の流れが発生するため、粘度が高い液体であっても液体の供給を促すことができ、所望の吐出量を確保しやすい。また、水頭差による供給は、ポンプによる供給と比べて脈動を抑えることができるため、体積変動による影響を抑えられる。

【0032】

さらに、上記実施形態においては、液体吐出ヘッド１の一次側に上流タンク２を接続し、液体吐出ヘッド１の二次側に下流タンク３を接続し、上流タンク２と下流タンク３にも高低差を持たせたことにより、液体の供給をより促進することができる。

【0033】

上述した実施形態によれば、上部共通室と下部共通室との重心に高低差を設けることで、
液体の吐出性能を確保できる。

【0034】

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。

【0035】

図４は他の実施形態にかかる液体吐出ヘッド１Ａの構成を示す説明図である。液体吐出ヘッド１Ａは、上部共通室５４から圧力室５２までの流路抵抗が、圧力室５２から下部共通室５６までの流路抵抗よりも小さく構成される。その他の構成については上記第１実施形態にかかる液体吐出ヘッド１と同様である。具体例として、液体吐出ヘッド１Ａは、圧力室５２の二次側に接続される個別排出流路５５の流路断面積が、圧力室５２の一次側に接続される個別供給流路５３の流路断面積よりも小さく構成されている。

【0036】

本実施形態にかかる液体吐出ヘッド１Ａによれば、二次側の流路抵抗を一次側の流路抵抗よりも大きくすることにより、液体の供給をより促進することができる。

【0037】

また、上記第１実施形態にかかる液体吐出ヘッド１において、流路部４０は、上部共通室５４の下端部が下部共通室５６の上端部よりも上側に配置される例を示したが、これに限られるものではない。例えば他の実施形態として図５に示す液体吐出ヘッド１Ｂのように、上部共通室５４と下部共通室５６とは、一部が同高さに並んで配置されていてもよい。すなわち、図５に示す液体吐出ヘッド１Ｂにおいて、下部共通室５６は個別排出流路５５の上側に拡大する流路形状であり、上部共通室５４の重心Ｐ１の位置よりも低い位置に重心Ｐ２を有している。すなわち、上部共通室５４の重心Ｐ１と下部共通室５６の重心Ｐ２は高低差ｈ１を有している。その他の構成については上記液体吐出ヘッド１Ａと同様である。本実施形態においても、上部共通室５４と下部共通室５６とに高低差が設けられていることにより、一次側から二次側への液体の供給が促進できる。

【0038】

また、上記第１実施形態にかかる液体吐出ヘッド１の流路部４０において、個別排出流路５５は圧力室５２の上端部から、Ｙ方向に延出する例を示したが、これに限られるものではない。例えば他の実施形態として図６に示す液体吐出ヘッド１Ｃのように、個別排出流路５５の位置を、圧力室５２の下部に設けてもよい。すなわち、図６に示す液体吐出ヘッド１Ｃは、個別排出流路５５が圧力室５２の下部領域から、Ｙ方向の他方側に延出する。その他の構成については上記液体吐出ヘッド１と同様である。本実施形態においても、上部共通室５４と下部共通室５６とに高低差が設けられていることにより、一次側から二次側への液体の供給が促進できる。

【0039】

また、上記第１実施形態にかかる液体吐出ヘッド１において、個別供給流路５３、上部共通室５４、個別排出流路５５、及び下部共通室５６をそれぞれ１つずつ備える例を示したが、これに限られるものではない。例えば個別供給流路５３、上部共通室５４、個別排出流路５５、及び下部共通室５６の少なくともいずれかを複数備える構成であってもよい。

【0040】

図７乃至９は他の実施形態にかかる液体吐出ヘッド１Ｄの構成を示す説明図である。本実施形態にかかる液体吐出ヘッド１Ｄにおいて、個別供給流路５３、上部共通室５４、個別排出流路５５、及び下部共通室５６はそれぞれ一対設けられる。例えば液体吐出ヘッド１Ｄは、並び方向に配列される複数の圧力室５２に対して、延出方向の一方側と、他方側に、それぞれ個別供給流路５３、上部共通室５４、個別排出流路５５、及び下部共通室５６が設けられる。そして、一方側の下部共通室５６に連通する圧力室５２と、他方側の下部共通室５６に連通する圧力室５２とが、並び方向において交互に配列される。言い換えると、圧力室５２のうち一個おきに配列された半数あるいは約半数の圧力室５２から一方側に個別供給流路５３が延び、当該複数の個別供給流路５３は一方側に連続する上部共通室５４に連通する。さらに当該一個おきに配列された半数あるいは約半数の圧力室５２から他方側に個別排出流路５５が延び、当該複数の個別排出流路５５は他方側に連続する下部共通室５６に連通する。

【0041】

そして、圧力室５２のうち一個おきに配列された残りの半数あるいは約半数の圧力室５２から他方に個別供給流路５３が延び、当該複数の個別供給流路５３は他方側に連続する上部共通室５４に連通する。さらに、当該残りの半数あるいは約半数の圧力室５２から一方側に個別排出流路５５が延び、当該複数の個別排出流路５５は一方側に連続する下部共通室５６に連通する。この場合、並列方向において隣接する圧力室５２の流路の延出方向は互いに反対の方向となる。本実施形態によれば、隣接する圧力室５２に帯する共通室５４、５６を分けて配置することで、隣接する圧力室５２間の干渉を低減できる。

【0042】

また、上記第１実施形態にかかる液体吐出ヘッド１の流路部４０において、圧力室５２から一本の個別排出流路５５が延出する例を示したが、これに限られるものではない。例えば他の実施形態として図１０に示す液体吐出ヘッド１Ｅのように、個別排出流路５５を複数本有する構成としてもよい。すなわち、図１０に示す液体吐出ヘッド１Ｅは、個別排出流路５５が圧力室５２の上下方向における３箇所から、それぞれＹ方向の他方側に延出する。その他の構成については上記液体吐出ヘッド１と同様である。本実施形態にかかる液体吐出ヘッド１Ｅによれば、流路を複数に分岐することで、吐出圧の漏れにくい構成とすることができる。すなわち、圧力室５２において、ノズル５１に近い位置において個別排出流路５５が設けられると、液体の流動時にノズル５１から個別排出流路５５に気泡が混入しやすく、また吐出圧が抜けて吐出量が減少する傾向があるが、個別排出流路５５を複数配置することで、ノズル近傍の液体流動を小さくすることができ、ノズルから気泡が混入することを抑制できる。また、流路の分岐により吐出圧が漏れにくくすることが可能である。

【0043】

また、流路部４０の構成も適宜変更可能である。例えば流路部４０は、上記ノズルプレート４１、基板ユニット４２、流路ブロック４３、の組み合わせに限らず、各種構造体を適用することができる。

【0044】

例えば他の実施形態として図１１に示す流路部１４０において、個別排出流路５５を構成する基板ユニット１４２は、複数の流路基板１４４、１４５、１４６、１４７、１４８備える。例えば一部の流路基板１４５、１４６、１４７には、それぞれ所定箇所に開口１４５ａ、１４６ａ、１４７ａが形成されている。これらの複数の流路基板１４４、１４５、１４６、１４７、１４８を積層することで、絞り部や段差やメッシュ部を有するヘッド流路５０を容易に形成できる。すなわち、複数の流路基板１４４、１４５、１４６、１４７、１４８の形状を組み合わせることで、流路の開口面積や流路長を調整することが可能である。

【0045】

例えば他の実施形態として図１２に示す流路部２４０において、個別排出流路５５を構成する基板ユニット２４２は、複数の流路基板２４４、２４５、２４６、２４７、２４８を備える。例えば一部の流路基板２４５、２４６、２４７には、それぞれ所定箇所に開口２４５ａ、２４６ａ、２４７ａが形成されている。これらの複数の流路基板２４４、２４５、２４６、２４７、２４８を積層することで、絞り部や段差やメッシュ部を有するヘッド流路５０を容易に形成できる。すなわち、複数の流路基板２４４、２４５、２４６、２４７、２４８の形状を組み合わせることで、流路の開口面積や流路長を調整することが可能である。
例えば他の実施形態として図１３に示す流路部３４０は個別排出流路５５の流路内に、抵抗体３４１を備える。例えば抵抗体３４１は、流路内に配された板バネ状の突起部であり逆止弁を構成する。本実施形態によれば、下部共通室５６からの液体の逆流を防止することができる。

【0046】

また、上記第１実施形態にかかる液体吐出ヘッド１の流路部４０において、上部共通室５４と下部共通室５６とは圧力室５２の延出方向の一方側と他方側にそれぞれ配置される例を示したが、これに限られるものではない。例えば他の実施形態として図１４及び図１５に示す液体吐出ヘッド１Ｆのように、上部共通室５４と下部共通室５６とは上下に並ぶ構成であってもよい。液体吐出ヘッド１Ｆにおいて、圧力室５２の上端部から延出方向の一方側に個別供給流路５３が延びるとともに、圧力室５２の下端部から延出方向の一方側に個別排出流路５５が延びる構成であって、下部共通室５６が基板ユニット４４２を挟んで上部共通室５４の下部に配置されている。また本実施形態にかかる液体吐出ヘッド１Ｆにおいて、流路部４０は、所定の並び方向に並列する複数のノズル５１を有するノズルプレート４１と、流路ブロック４３と、基板ユニット４４２と、と、を備える。

【0047】

流路ブロック４３は、例えば複数の部材で構成され、例えば下側の第１ブロック４３ａ及び上側の第２ブロック４３ｂを備える。
下側の第１ブロック４３ａは、基板ユニット４４２の下側に積層され、並び方向に並列する複数の圧力室５２と、圧力室５２のそれぞれに連通する複数の個別排出流路５５と、複数の個別排出流路５５に連通する下部共通室５６と、を形成する。

【0048】

上側の第２ブロック４３ｂは、第１ブロック４３ａ及び基板ユニット４４２上に接合される。第２ブロック４３ｂは、複数の圧力室５２のそれぞれに連通する複数の個別供給流路５３と、複数の個別供給流路５３に連通する上部共通室５４と、を形成する。例えば第２ブロック４３ｂは圧電素子２１を保持する
基板ユニット４４２は、第１ブロック４３ａ上に接合される流路基板４４４を備える。流路基板４４４は所定箇所に流路を連通する開口４４４ａを有する。

【0049】

その他の構成については上記液体吐出ヘッド１と同様である。本実施形態においても、上部共通室５４と下部共通室５６とに高低差ｈ１が設けられていることにより、一次側から二次側への液体の供給が促進できる。

【0050】

図１５及び図１６は、他の実施形態にかかる液体吐出ヘッド１Ｇを示す。液体吐出ヘッド１Ｇにおいて、上部共通室５４と下部共通室５６とは上下に並んで配置される。本実施形態にかかる液体吐出ヘッド１Ｇにおいて、流路部４０は、所定の並び方向に並列する複数のノズル５１を有するノズルプレート４１と、基板ユニット５４２と、流路ブロック４３と、を備える。

【0051】

液体吐出ヘッド１Ｇにおいて、圧力室５２の上端部から延出方向の一方側に個別供給流路５３が延びるとともに、圧力室５２の下端部から延出方向の一方側に個別排出流路５５が延びる。液体吐出ヘッド１Ｇは、下部共通室５６が基板ユニット５４２を挟んで上部共通室５４の下部に配置されている。
流路ブロック４３は、例えば第１ブロック４３ａ及び第２ブロック４３ｂを備える。例えば流路ブロック４３は、下側の第１ブロック４３ａと上側の第２ブロック４３ｂが対向配置され、内部に液室を構成する。

【0052】

第１ブロック４３ａは例えばノズルプレート４１上に接合される。第１ブロック４３ａは並び方向に並列する複数の圧力室５２と、圧力室５２のそれぞれに連通する複数の個別排出流路５５と、複数の個別排出流路５５に連通する下部共通室５６と、を形成する。なお、第１ブロック４３ａの、下部共通室５６の基板ユニット５４２に対向する開口縁には、開口縁に沿うシール部材６２が装着され、基板ユニット５４２と流路ブロック４３とが液密に装着される。シール部材６２はＯリングやパッキン部材であり、下部共通室５６の開口縁の外周を囲む環状に構成される。例えばシール部材６２は、締結部と、下部共通室の開口縁との間の所定箇所に設けられる。
第２ブロック４３ｂは、第１ブロック４３ａ及び基板ユニット５４２上に接合される。第２ブロック４３ｂは、複数の圧力室５２のそれぞれに連通する複数の個別供給流路５３と、複数の個別供給流路５３に連通する上部共通室５４と、を形成する。例えば第２ブロック４３ｂは圧電素子２１を保持する。

【0053】

基板ユニット５４２は、第１ブロック４３ａ上に接合される。基板ユニット５４２は、複数の流路基板５４４、５４５、５４６、５４７を備える。

【0054】

例えば一部の流路基板５４５、５４６、５４７には、それぞれ所定箇所に開口が形成されている。これらの複数の流路基板５４４、５４５、５４６、５４７を積層することで、絞り部や段差やメッシュ部を有するヘッド流路５０が形成される。すなわち、複数の流路基板５４４、５４５、５４６、５４７の形状を組み合わせることで、流路の開口面積や流路長を調整する。

【0055】

液体吐出ヘッド１Ｇにおいて、基板ユニット５４２を構成する複数の流路基板５４４、５４５、５４６、５４７と、流路ブロック４３の上下の流路ブロック４３ａ，４３ｂとが、ねじ等の締結部材６１により締結され、組付けられることで、所定のヘッド流路５０が構成される。このとき、流路ブロック４３ａの、下部共通室５６の基板ユニット５４２に対向する開口縁に設けられたシール部材６２により、基板ユニット５４２と流路ブロック４３ａとが液密に装着される。

【0056】

液体吐出ヘッド１Ｇは前記流路部の排出側を負圧とする圧力調整部６３を備える。具体例として、圧力調整部６３は、例えば下部共通室５６の排出側の下流タンク３に接続され、下流タンク３内を負圧とする真空ポンプである。一例として、圧力調整部６３は、インク循環状態における下部共通室５６を、－２０ｋＰａ～－４０ｋＰａの負圧状態に設定する。

【0057】

その他の構成については上記液体吐出ヘッド１や液体吐出ヘッド１Ｆ等と同様である。本実施形態においても、上部共通室５４と下部共通室５６とに高低差ｈ１が設けられていることにより、一次側から二次側への液体の供給が促進できる。

【0058】

また、液体吐出ヘッド１Ｇによれば、下部共通インク室の排出側に負圧を発生させて、インク流路の排出側を負圧とすることで、ヘッド内のインクの循環を促進できる。例えばインクの粘度が高い場合に、流入側から加圧送液すると、流路抵抗が小さいノズル孔からインクが排出され、インクが排出側の流路に流れなくなり循環効率が低下するが、本実施形態によれば、排出側から負圧を与えることにより、インクの粘度によらず、ヘッド内のインクの循環を促進できる。

【0059】

また、本実施形態にかかる液体吐出ヘッド１Ｇによれば、流路部において、互いに積層して締結される部材間を液密にシールするシール部材６２を備えることで、流路部の部材間の隙間から液漏れを防止できる。したがって、下部共通室５６を負圧にする場合にあっても、液漏れを抑制し、良好な圧力状態を確保することができる。

【0060】

なお、上記液体吐出ヘッド１Ｇにおいて、上部共通室の排出側の流路と下部共通室の排出側の流路を接続して合流させ、合流部の排出側で負圧を発生させる構成としてもよい。この場合、上部共通室５４と下部共通室５６とから、インクがともに排出され、さらに循環効率を改善できる。

【0061】

例えば上記実施形態において、上部共通室５４と下部共通室５６の高低差ｈ１による液体供給促進に加えて、上流タンク２と下流タンク３に高低差を持たせて液体の供給を促す例を示したが、これに限られない。したがって、例えば各タンク２、３は同高さに配置されていてもよい。上流タンク２と下流タンク３に対して外部から圧力を与えることにより、上流タンク２と下流タンク３タンクとの間にタンク内の圧力差を設けて液体の供給を促してもよい。すなわち、上流タンク２内の圧力が、下流タンク３内の圧力よりも高く設定されることにより、液体吐出ヘッド１への液体供給を促進することができる。あるいは上流タンク２と下流タンク３タンクが無い構成であってもよい。この場合においても、上記実施形態と同様に、上部共通室５４と下部共通室５６の高低差によって液体供給を促進できる。

【0062】

また、例えば吐出周波数に応じて水頭差を変えることができる構成とし、液体供給量を調整可能に構成してもよい。

【0063】

ノズル５１や圧力室５２の配列も上記実施形態に限られるものではない。たとえばノズル５１を２列以上配列してもよい。また複数の圧力室５２の間に、ダミー室となる空気室を形成してもよい。

【0064】

この他、アクチュエータ部２０、流路部４０の具体的な形状や各部品の構成や位置関係は上述した例に限られるものではなく、適宜変更可能である。

【0065】

また、吐出する液体は印字用の液体に限られるものではなく、例えばプリント配線基板の配線パターンを形成するための導電性粒子を含む液体を吐出する装置等であっても良い。

【0066】

また、上記実施形態において、液体吐出ヘッド１は、インクジェット記録装置等の液体吐出装置に用いられる例を示したが、これに限られるものではなく、例えば３Ｄプリンタ、産業用の製造機械、医療用途にも用いることが可能であり、小型軽量化及び低コスト化が可能である。

【0067】

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、上部共通室と下部共通室との重心に高低差を設けることで、液体の吐出性能を確保することができる。

【0068】

この他、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0069】

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ…液体吐出ヘッド、２…上流タンク、３…下流タンク、４…接続流路、５…供給タンク、６…制御部、１１…ヘッド入口、１２…ヘッド出口、２０…アクチュエータ部、２１…圧電素子、２３…駆動回路、４０…流路部、４１…ノズルプレート、４２、１４２，２４２、３４２、４４２…基板ユニット、４３…流路ブロック、４４～４６、１４４～１４８、２４４～２４８、４４４、５４４～５４７…流路基板、５０…ヘッド流路、５１…ノズル、５２…圧力室、５３…個別供給流路、５４…上部共通室、５５…個別排出流路、５６…下部共通室、１００…インクジェット記録装置（液体吐出装置）、１４０、２４０、３４０…流路部、３４４ａ…抵抗体、Ｐ１…重心、Ｐ２…重心、ｈ１…高低差。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】