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(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】P2024150709
(43)【公開日】2024-10-23
(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 20060101AFI20241016BHJP
B41J 2/18 20060101ALI20241016BHJP
【ＦＩ】
B41J2/14 605
B41J2/14 603
B41J2/14 607
B41J2/18
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024121043
(22)【出願日】2024-07-26
(62)【分割の表示】P 2024510391の分割
【原出願日】2023-11-17
(31)【優先権主張番号】P 2022193447
(32)【優先日】2022-12-02
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000006633
【氏名又は名称】京セラ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110004303
【氏名又は名称】弁理士法人三協国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】小林 直樹
(57)【要約】 （修正有）
【課題】吐出孔からの液体の吐出中において回収系の流路から個別流路への液体の逆流を抑制することが可能な液体吐出ヘッド及びそれを備えた液体吐出装置を提供する。
【解決手段】液体吐出ヘッドは、複数の個別流路３１、第１共通流路３２、第２共通流路３３、供給流路４１及び回収流路４２を備える。各個別流路は、加圧室３１３、一端部３１１と加圧室との間の第１絞り部３１６、他端部３１２と加圧室との間の第２絞り部３１７を有する。各個別流路において、一端部には第１共通流路が接続され、他端部には第２共通流路が接続される。供給流路は第１共通流路に接続され、回収流路は第２共通流路に接続される。第２共通流路と回収流路と第１絞り部との合成流路抵抗を、第１共通流路と供給流路と第２絞り部との合成流路抵抗よりも大きくすることでインクの逆流を抑制することができる。
【選択図】図５
【解決手段】液体吐出ヘッドは、複数の個別流路３１、第１共通流路３２、第２共通流路３３、供給流路４１及び回収流路４２を備える。各個別流路は、加圧室３１３、一端部３１１と加圧室との間の第１絞り部３１６、他端部３１２と加圧室との間の第２絞り部３１７を有する。各個別流路において、一端部には第１共通流路が接続され、他端部には第２共通流路が接続される。供給流路は第１共通流路に接続され、回収流路は第２共通流路に接続される。第２共通流路と回収流路と第１絞り部との合成流路抵抗を、第１共通流路と供給流路と第２絞り部との合成流路抵抗よりも大きくすることでインクの逆流を抑制することができる。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
液体が流れる流路であって、各々が、一端部と、他端部と、前記一端部と前記他端部との間に配置され液体を吐出する吐出孔と、を有する複数の個別流路と、
第１開口を有し、各前記個別流路の前記一端部に接続される第１共通流路と、
第２開口を有し、各前記個別流路の前記他端部に接続される第２共通流路と、
外部から液体が流入する流入口を有し、前記第１共通流路の前記第１開口に接続され、前記流入口から流入した液体を前記第１開口を通じて前記第１共通流路に供給する供給流路と、
外部へ液体が流出する流出口を有し、前記第２共通流路の前記第２開口に接続され、前記第２開口を通じて前記第２共通流路から回収された液体を前記流出口へ流す回収流路と、を備え、
各前記個別流路は、前記一端部と前記他端部との間において前記吐出孔に連通するように設けられ、圧力を加える加圧部が配置された加圧室と、前記一端部と前記加圧室との間に設けられ、前記加圧室よりも流路抵抗の大きい第１絞り部と、前記他端部と前記加圧室との間に設けられ、前記加圧室よりも流路抵抗の大きい第２絞り部と、を有しており、
前記第２共通流路と前記回収流路と前記第２絞り部との合成流路抵抗は、前記第１共通流路と前記供給流路と前記第１絞り部との合成流路抵抗よりも大きい、液体吐出ヘッド。
第１開口を有し、各前記個別流路の前記一端部に接続される第１共通流路と、
第２開口を有し、各前記個別流路の前記他端部に接続される第２共通流路と、
外部から液体が流入する流入口を有し、前記第１共通流路の前記第１開口に接続され、前記流入口から流入した液体を前記第１開口を通じて前記第１共通流路に供給する供給流路と、
外部へ液体が流出する流出口を有し、前記第２共通流路の前記第２開口に接続され、前記第２開口を通じて前記第２共通流路から回収された液体を前記流出口へ流す回収流路と、を備え、
各前記個別流路は、前記一端部と前記他端部との間において前記吐出孔に連通するように設けられ、圧力を加える加圧部が配置された加圧室と、前記一端部と前記加圧室との間に設けられ、前記加圧室よりも流路抵抗の大きい第１絞り部と、前記他端部と前記加圧室との間に設けられ、前記加圧室よりも流路抵抗の大きい第２絞り部と、を有しており、
前記第２共通流路と前記回収流路と前記第２絞り部との合成流路抵抗は、前記第１共通流路と前記供給流路と前記第１絞り部との合成流路抵抗よりも大きい、液体吐出ヘッド。
【請求項2】
前記第１絞り部及び前記第２絞り部のそれぞれの流路抵抗は、互いの流路抵抗の差が所定の許容範囲内に収まるように設定されている、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項3】
前記第２絞り部の流路抵抗は、前記第１絞り部の流路抵抗よりも１５％以内の範囲で小さい、請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項4】
前記第２共通流路の流路抵抗は、前記第１共通流路の流路抵抗よりも大きい、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項5】
前記回収流路の流路抵抗は、前記供給流路の流路抵抗よりも大きい、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項6】
前記第２共通流路の流路抵抗は、前記第１共通流路の流路抵抗よりも大きく、且つ、前記回収流路の流路抵抗は、前記供給流路の流路抵抗よりも大きい、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項7】
液体が流れる流路であって、各々が、一端部と、他端部と、前記一端部と前記他端部との間に配置され液体を吐出する吐出孔と、を有する複数の個別流路と、
第１開口を有し、各前記個別流路の前記一端部に接続される第１共通流路と、
第２開口を有し、各前記個別流路の前記他端部に接続される第２共通流路と、
外部から液体が流入する流入口を有し、前記第１共通流路の前記第１開口に接続され、前記流入口から流入した液体を前記第１開口を通じて前記第１共通流路に供給する供給流路と、
外部へ液体が流出する流出口を有し、前記第２共通流路の前記第２開口に接続され、前記第２開口を通じて前記第２共通流路から回収された液体を前記流出口へ流す回収流路と、を備え、
各前記個別流路は、前記一端部と前記他端部との間において前記吐出孔に連通するように設けられ、圧力を加える加圧部が配置された加圧室と、前記一端部と前記加圧室との間に設けられ、前記加圧室よりも流路抵抗の大きい第１絞り部と、前記他端部と前記加圧室との間に設けられ、前記加圧室よりも流路抵抗の大きい第２絞り部と、を有しており、
前記第２共通流路と前記回収流路と前記第２絞り部との合成流路抵抗は、前記第１共通流路と前記供給流路と前記第１絞り部との合成流路抵抗よりも大きく、
前記供給流路は、前記流入口に連通し、前記流入口から流入した液体を収容可能であって、前記外部に開口した供給外部開口を有する供給収容室を含み、
前記回収流路は、前記流出口に連通し、前記流出口から流出される液体を収容可能であって、前記外部に開口した回収外部開口を有する回収収容室を含み、
前記供給収容室の前記供給外部開口は、弾性変形可能な第１弾性フィルムで塞がれており、
前記回収収容室の前記回収外部開口は、弾性変形可能な第２弾性フィルムで塞がれており、
前記供給収容室における前記第１弾性フィルムの弾性変形に応じた単位圧力当たりの体積変位量を示すコンプライアンスは、前記回収収容室における前記第２弾性フィルムの弾性変形に応じた前記コンプライアンスよりも大きい、液体吐出ヘッド。
第１開口を有し、各前記個別流路の前記一端部に接続される第１共通流路と、
第２開口を有し、各前記個別流路の前記他端部に接続される第２共通流路と、
外部から液体が流入する流入口を有し、前記第１共通流路の前記第１開口に接続され、前記流入口から流入した液体を前記第１開口を通じて前記第１共通流路に供給する供給流路と、
外部へ液体が流出する流出口を有し、前記第２共通流路の前記第２開口に接続され、前記第２開口を通じて前記第２共通流路から回収された液体を前記流出口へ流す回収流路と、を備え、
各前記個別流路は、前記一端部と前記他端部との間において前記吐出孔に連通するように設けられ、圧力を加える加圧部が配置された加圧室と、前記一端部と前記加圧室との間に設けられ、前記加圧室よりも流路抵抗の大きい第１絞り部と、前記他端部と前記加圧室との間に設けられ、前記加圧室よりも流路抵抗の大きい第２絞り部と、を有しており、
前記第２共通流路と前記回収流路と前記第２絞り部との合成流路抵抗は、前記第１共通流路と前記供給流路と前記第１絞り部との合成流路抵抗よりも大きく、
前記供給流路は、前記流入口に連通し、前記流入口から流入した液体を収容可能であって、前記外部に開口した供給外部開口を有する供給収容室を含み、
前記回収流路は、前記流出口に連通し、前記流出口から流出される液体を収容可能であって、前記外部に開口した回収外部開口を有する回収収容室を含み、
前記供給収容室の前記供給外部開口は、弾性変形可能な第１弾性フィルムで塞がれており、
前記回収収容室の前記回収外部開口は、弾性変形可能な第２弾性フィルムで塞がれており、
前記供給収容室における前記第１弾性フィルムの弾性変形に応じた単位圧力当たりの体積変位量を示すコンプライアンスは、前記回収収容室における前記第２弾性フィルムの弾性変形に応じた前記コンプライアンスよりも大きい、液体吐出ヘッド。
【請求項8】
前記第１弾性フィルムと前記第２弾性フィルムとは、一体に形成されている、請求項７に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項9】
液体が流れる流路であって、各々が、一端部と、他端部と、前記一端部と前記他端部との間に配置され液体を吐出する吐出孔と、を有する複数の個別流路と、
第１開口を有し、各前記個別流路の前記一端部に接続される第１共通流路と、
第２開口を有し、各前記個別流路の前記他端部に接続される第２共通流路と、
外部から液体が流入する流入口を有し、前記第１共通流路の前記第１開口に接続され、前記流入口から流入した液体を前記第１開口を通じて前記第１共通流路に供給する供給流路と、
外部へ液体が流出する流出口を有し、前記第２共通流路の前記第２開口に接続され、前記第２開口を通じて前記第２共通流路から回収された液体を前記流出口へ流す回収流路と、を備え、
各前記個別流路は、前記一端部と前記他端部との間において前記吐出孔に連通するように設けられ、圧力を加える加圧部が配置された加圧室と、前記一端部と前記加圧室との間に設けられ、前記加圧室よりも流路抵抗の大きい第１絞り部と、前記他端部と前記加圧室との間に設けられ、前記加圧室よりも流路抵抗の大きい第２絞り部と、を有しており、
前記第２共通流路と前記回収流路と前記第２絞り部とのそれぞれの流路断面積の合計面積は、前記第１共通流路と前記供給流路と前記第１絞り部とのそれぞれの流路断面積の合計面積よりも小さい、液体吐出ヘッド。
第１開口を有し、各前記個別流路の前記一端部に接続される第１共通流路と、
第２開口を有し、各前記個別流路の前記他端部に接続される第２共通流路と、
外部から液体が流入する流入口を有し、前記第１共通流路の前記第１開口に接続され、前記流入口から流入した液体を前記第１開口を通じて前記第１共通流路に供給する供給流路と、
外部へ液体が流出する流出口を有し、前記第２共通流路の前記第２開口に接続され、前記第２開口を通じて前記第２共通流路から回収された液体を前記流出口へ流す回収流路と、を備え、
各前記個別流路は、前記一端部と前記他端部との間において前記吐出孔に連通するように設けられ、圧力を加える加圧部が配置された加圧室と、前記一端部と前記加圧室との間に設けられ、前記加圧室よりも流路抵抗の大きい第１絞り部と、前記他端部と前記加圧室との間に設けられ、前記加圧室よりも流路抵抗の大きい第２絞り部と、を有しており、
前記第２共通流路と前記回収流路と前記第２絞り部とのそれぞれの流路断面積の合計面積は、前記第１共通流路と前記供給流路と前記第１絞り部とのそれぞれの流路断面積の合計面積よりも小さい、液体吐出ヘッド。
【請求項10】
液体が流れる流路であって、各々が、一端部と、他端部と、前記一端部と前記他端部との間に配置され液体を吐出する吐出孔と、を有する複数の個別流路と、
第１開口を有し、各前記個別流路の前記一端部に接続される第１共通流路と、
第２開口を有し、各前記個別流路の前記他端部に接続される第２共通流路と、
外部から液体が流入する流入口を有し、前記第１共通流路の前記第１開口に接続され、前記流入口から流入した液体を前記第１開口を通じて前記第１共通流路に供給する供給流路と、
外部へ液体が流出する流出口を有し、前記第２共通流路の前記第２開口に接続され、前記第２開口を通じて前記第２共通流路から回収された液体を前記流出口へ流す回収流路と、を備え、
各前記個別流路は、前記一端部と前記他端部との間において前記吐出孔に連通するように設けられ、圧力を加える加圧部が配置された加圧室と、前記一端部と前記加圧室との間に設けられ、前記加圧室よりも流路抵抗の大きい第１絞り部と、前記他端部と前記加圧室との間に設けられ、前記加圧室よりも流路抵抗の大きい第２絞り部と、を有しており、
前記第２共通流路と前記回収流路と前記第２絞り部との合成流路抵抗は、前記第１共通流路と前記供給流路と前記第１絞り部との合成流路抵抗よりも大きく、
前記第２絞り部の流路抵抗は、前記第１絞り部の流路抵抗よりも小さい、液体吐出ヘッド。
第１開口を有し、各前記個別流路の前記一端部に接続される第１共通流路と、
第２開口を有し、各前記個別流路の前記他端部に接続される第２共通流路と、
外部から液体が流入する流入口を有し、前記第１共通流路の前記第１開口に接続され、前記流入口から流入した液体を前記第１開口を通じて前記第１共通流路に供給する供給流路と、
外部へ液体が流出する流出口を有し、前記第２共通流路の前記第２開口に接続され、前記第２開口を通じて前記第２共通流路から回収された液体を前記流出口へ流す回収流路と、を備え、
各前記個別流路は、前記一端部と前記他端部との間において前記吐出孔に連通するように設けられ、圧力を加える加圧部が配置された加圧室と、前記一端部と前記加圧室との間に設けられ、前記加圧室よりも流路抵抗の大きい第１絞り部と、前記他端部と前記加圧室との間に設けられ、前記加圧室よりも流路抵抗の大きい第２絞り部と、を有しており、
前記第２共通流路と前記回収流路と前記第２絞り部との合成流路抵抗は、前記第１共通流路と前記供給流路と前記第１絞り部との合成流路抵抗よりも大きく、
前記第２絞り部の流路抵抗は、前記第１絞り部の流路抵抗よりも小さい、液体吐出ヘッド。
【請求項11】
液体が流れる流路であって、各々が、一端部と、他端部と、前記一端部と前記他端部との間に配置され液体を吐出する吐出孔と、を有する複数の個別流路と、
各々が第１開口を有し、各前記個別流路の前記一端部に接続される複数の第１共通流路と、
各々が第２開口を有し、各前記個別流路の前記他端部に接続される複数の第２共通流路と、
外部から液体が流入する流入口を有し、各前記第１共通流路の前記第１開口に接続され、前記流入口から流入した液体を前記第１開口を通じて各前記第１共通流路に供給する供給流路と、
外部へ液体が流出する流出口を有し、各前記第２共通流路の前記第２開口に接続され、前記第２開口を通じて各前記第２共通流路から回収された液体を前記流出口へ流す回収流路と、を備え、
各前記個別流路は、前記一端部と前記他端部との間において前記吐出孔に連通するように設けられ、圧力を加える加圧部が配置された加圧室と、前記一端部と前記加圧室との間に設けられ、前記加圧室よりも流路抵抗の大きい第１絞り部と、前記他端部と前記加圧室との間に設けられ、前記加圧室よりも流路抵抗の大きい第２絞り部と、を有しており、
前記回収流路、前記回収流路に接続された各前記第２共通流路、及び各前記第２共通流路に接続された前記第２絞り部の合成流路抵抗は、前記供給流路、前記供給流路に接続された各前記第１共通流路、及び各前記第１共通流路に接続された前記第１絞り部の合成流路抵抗よりも大きい、液体吐出ヘッド。
各々が第１開口を有し、各前記個別流路の前記一端部に接続される複数の第１共通流路と、
各々が第２開口を有し、各前記個別流路の前記他端部に接続される複数の第２共通流路と、
外部から液体が流入する流入口を有し、各前記第１共通流路の前記第１開口に接続され、前記流入口から流入した液体を前記第１開口を通じて各前記第１共通流路に供給する供給流路と、
外部へ液体が流出する流出口を有し、各前記第２共通流路の前記第２開口に接続され、前記第２開口を通じて各前記第２共通流路から回収された液体を前記流出口へ流す回収流路と、を備え、
各前記個別流路は、前記一端部と前記他端部との間において前記吐出孔に連通するように設けられ、圧力を加える加圧部が配置された加圧室と、前記一端部と前記加圧室との間に設けられ、前記加圧室よりも流路抵抗の大きい第１絞り部と、前記他端部と前記加圧室との間に設けられ、前記加圧室よりも流路抵抗の大きい第２絞り部と、を有しており、
前記回収流路、前記回収流路に接続された各前記第２共通流路、及び各前記第２共通流路に接続された前記第２絞り部の合成流路抵抗は、前記供給流路、前記供給流路に接続された各前記第１共通流路、及び各前記第１共通流路に接続された前記第１絞り部の合成流路抵抗よりも大きい、液体吐出ヘッド。
【請求項12】
請求項１～１１のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドの前記流入口及び前記流出口に接続され、前記液体吐出ヘッドを介して液体を循環させる循環部と、を備える、液体吐出装置。
前記液体吐出ヘッドの前記流入口及び前記流出口に接続され、前記液体吐出ヘッドを介して液体を循環させる循環部と、を備える、液体吐出装置。
【請求項13】
前記循環部は、
前記液体吐出ヘッドの前記流入口へ供給される液体を貯留する供給貯留部と、
前記液体吐出ヘッドの前記流出口から流出された液体を貯留する回収貯留部と、
前記回収貯留部から前記供給貯留部へ液体を送出するポンプと、
前記供給貯留部と前記流入口との間を接続し、前記供給貯留部に貯留された液体を前記流入口へ流す流路を形成する外部供給流路部材と、
前記回収貯留部と前記流出口との間を接続し、前記流出口から流出された液体を前記回収貯留部へ流す流路を形成する外部回収流路部材と、を含み、
前記外部回収流路部材の流路抵抗は、前記外部供給流路部材の流路抵抗よりも大きい、請求項１２に記載の液体吐出装置。
前記液体吐出ヘッドの前記流入口へ供給される液体を貯留する供給貯留部と、
前記液体吐出ヘッドの前記流出口から流出された液体を貯留する回収貯留部と、
前記回収貯留部から前記供給貯留部へ液体を送出するポンプと、
前記供給貯留部と前記流入口との間を接続し、前記供給貯留部に貯留された液体を前記流入口へ流す流路を形成する外部供給流路部材と、
前記回収貯留部と前記流出口との間を接続し、前記流出口から流出された液体を前記回収貯留部へ流す流路を形成する外部回収流路部材と、を含み、
前記外部回収流路部材の流路抵抗は、前記外部供給流路部材の流路抵抗よりも大きい、請求項１２に記載の液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液体吐出ヘッド及びそれを備えた液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置が知られている（例えば特許文献１参照）。液体吐出ヘッドは、液体を吐出する吐出孔が形成されたノズルと圧力室とを有する複数の個別流路と、複数の個別流路の各々の第１接続部に接続される第１共通液室と、複数の個別流路の各々の第２接続部に接続される第２共通液室と、を含む。液体吐出ヘッドでは、第１共通液室は、複数の個別流路の各々に液体を供給する供給系の流路として機能し、第２共通液室は、複数の個別流路の各々において吐出孔から吐出されなかった液体を回収する回収系の流路として機能する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２０－１３８３７３号公報
【発明の概要】
【0004】
本発明の目的は、吐出孔からの液体の吐出中において回収系の流路から個別流路への液体の逆流を抑制することが可能な液体吐出ヘッド及びそれを備えた液体吐出装置を提供することである。
【0005】
本発明の一の局面に係る液体吐出ヘッドは、液体が流れる流路であって、各々が、一端部と、他端部と、前記一端部と前記他端部との間に配置され液体を吐出する吐出孔と、を有する複数の個別流路と、第１開口を有し、各前記個別流路の前記一端部に接続される第１共通流路と、第２開口を有し、各前記個別流路の前記他端部に接続される第２共通流路と、外部から液体が流入する流入口を有し、前記第１共通流路の前記第１開口に接続され、前記流入口から流入した液体を前記第１開口を通じて前記第１共通流路に供給する供給流路と、外部へ液体が流出する流出口を有し、前記第２共通流路の前記第２開口に接続され、前記第２開口を通じて前記第２共通流路から回収された液体を前記流出口へ流す回収流路と、を備える。各前記個別流路は、前記一端部と前記他端部との間において前記吐出孔に連通するように設けられ、圧力を加える加圧部が配置された加圧室と、前記一端部と前記加圧室との間に設けられ、前記加圧室よりも流路抵抗の大きい第１絞り部と、前記他端部と前記加圧室との間に設けられ、前記加圧室よりも流路抵抗の大きい第２絞り部と、を有している。前記第２共通流路と前記回収流路と前記第２絞り部との合成流路抵抗は、前記第１共通流路と前記供給流路と前記第１絞り部との合成流路抵抗よりも大きい。
【0006】
また、本発明の一の局面に係る液体吐出ヘッドは、液体が流れる流路であって、各々が、一端部と、他端部と、前記一端部と前記他端部との間に配置され液体を吐出する吐出孔と、を有する複数の個別流路と、第１開口を有し、各前記個別流路の前記一端部に接続される第１共通流路と、第２開口を有し、各前記個別流路の前記他端部に接続される第２共通流路と、外部から液体が流入する流入口を有し、前記第１共通流路の前記第１開口に接続され、前記流入口から流入した液体を前記第１開口を通じて前記第１共通流路に供給する供給流路と、外部へ液体が流出する流出口を有し、前記第２共通流路の前記第２開口に接続され、前記第２開口を通じて前記第２共通流路から回収された液体を前記流出口へ流す回収流路と、を備える。各前記個別流路は、前記一端部と前記他端部との間において前記吐出孔に連通するように設けられ、圧力を加える加圧部が配置された加圧室と、前記一端部と前記加圧室との間に設けられ、前記加圧室よりも流路抵抗の大きい第１絞り部と、前記他端部と前記加圧室との間に設けられ、前記加圧室よりも流路抵抗の大きい第２絞り部と、を有している。前記第２共通流路と前記回収流路と前記第２絞り部とのそれぞれの流路断面積の合計面積は、前記第１共通流路と前記供給流路と前記第１絞り部とのそれぞれの流路断面積の合計面積よりも小さい。
【0007】
本発明の他の局面に係る液体吐出装置は、上記の液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドの前記流入口及び前記流出口に接続され、前記液体吐出ヘッドを介して液体を循環させる循環部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態に係る液体吐出ヘッド及び液体吐出装置について説明する。液体吐出装置は、液体を吐出する液体吐出ヘッドを備えた装置である。液体吐出装置としては、液体吐出ヘッドから液体としてのインクを吐出させる記録装置、導電性の粒子を含む液体を液体吐出ヘッドから吐出させて電子機器の配線パターンを印刷する装置、化学薬剤などの液体を液体吐出ヘッドから反応容器に向けて吐出させて化学薬品を作製する装置、などが挙げられる。以下の実施形態では、液体吐出装置の具体例として、液体としてインクを吐出する液体吐出ヘッドを備えた記録装置であるインクジェット式のプリンタを例示する。インクジェット式のプリンタは、紙シート、樹脂シート、織物や編物等の生地などのワークに、文字や模様などの画像をインクジェット方式で印刷する記録装置である。
【0010】
［プリンタの全体構成］
図１及び図２に示されるように、プリンタ１は、インクを吐出する液体吐出ヘッド２と、液体吐出ヘッド２に対してワークＷを相対的に移動させる可動部７と、制御部９と、を備える。プリンタ１では、制御部９は、画像のデータである印刷データに基づき液体吐出ヘッド２を制御し、可動部７により移動されるワークＷに向けてインクを吐出させることでワークＷにインク滴を着弾させて、ワークＷに印刷などの記録を行う。
図１及び図２に示されるように、プリンタ１は、インクを吐出する液体吐出ヘッド２と、液体吐出ヘッド２に対してワークＷを相対的に移動させる可動部７と、制御部９と、を備える。プリンタ１では、制御部９は、画像のデータである印刷データに基づき液体吐出ヘッド２を制御し、可動部７により移動されるワークＷに向けてインクを吐出させることでワークＷにインク滴を着弾させて、ワークＷに印刷などの記録を行う。
【0011】
本実施形態では、プリンタ１は、ヘッド室１１内に配置されたヘッド搭載フレーム１２に対して液体吐出ヘッド２が固定された、いわゆるラインプリンタである。プリンタ１の他の実施形態としては、ワークＷの搬送方向と交差する方向に液体吐出ヘッド２を往復移動させ、液体吐出ヘッド２からインクを吐出する動作とワークＷの搬送動作とを交互に行う、いわゆるシリアルプリンタが挙げられる。
【0012】
プリンタ１において、ヘッド室１１内には、４つの平板状のヘッド搭載フレーム１２が配置されている。各ヘッド搭載フレーム１２には、５つの液体吐出ヘッド２を含むヘッド群２Ａが搭載されている。プリンタ１は、４つのヘッド群２Ａを有しており、合計２０個の液体吐出ヘッド２が搭載されている。
【0013】
液体吐出ヘッド２は、一方向に細長い長尺形状を有している。液体吐出ヘッド２は、インクを吐出する部位がワークＷの印刷面に上方から対向し、且つ、その長手方向がワークＷの搬送方向と直交する方向に平行となるように、ヘッド搭載フレーム１２に搭載される。１つのヘッド群２Ａ内において、３つの液体吐出ヘッド２は、ワークＷの搬送方向と直交する方向に沿って並んでおり、他の２つの液体吐出ヘッド２は、搬送方向に沿ってずれた位置で、３つの液体吐出ヘッド２の間にそれぞれ１つずつ並んでいる。換言すれば、１つのヘッド群２Ａにおいて、液体吐出ヘッド２は、千鳥状に配置されている。１つのヘッド群２Ａにおいて、液体吐出ヘッド２は、各液体吐出ヘッド２で印刷可能な範囲が、ワークＷの幅方向、すなわち、ワークＷの搬送方向と直交する方向に繋がるように配置されている。このようなヘッド群２Ａ内での各液体吐出ヘッド２の配置によって、各液体吐出ヘッド２からのインクの吐出に基づきワークＷの幅方向に隙間のない印刷が可能である。
【0014】
４つのヘッド群２Ａは、ワークＷの搬送方向に沿って配置されている。１つのヘッド群２Ａに属する各液体吐出ヘッド２には、同じ色のインクが供給されるようになっており、４つのヘッド群２Ａで４色のインクが印刷できる。インクの色は、例えば、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）及びブラック（ＢＫ）である。
【0015】
可動部７は、ヘッド室１１内においてヘッド搭載フレーム１２に搭載された液体吐出ヘッド２に対してワークＷを相対的に移動させる。可動部７は、ヘッド室１１に対してワークＷの搬送方向上流側に配置された供給ローラ７１及び供給調整ローラ７２と、ヘッド室１１内に配置された搬送ローラ７３と、ヘッド室１１に対してワークＷの搬送方向下流側に配置された第１回収調整ローラ７４、第２回収調整ローラ７５及び回収ローラ７６と、を含む。供給ローラ７１は、ワークＷを送り出すローラである。供給調整ローラ７２は、供給ローラ７１により送り出されたワークＷをヘッド室１１内に案内するローラである。搬送ローラ７３は、供給調整ローラ７２により案内されてヘッド室１１内に導入されたワークＷを、液体吐出ヘッド２の下側を通過するように搬送するローラである。第１回収調整ローラ７４及び第２回収調整ローラ７５は、搬送ローラ７３により搬送されたワークＷをヘッド室１１の外側へ導くローラである。回収ローラ７６は、第１回収調整ローラ７４及び第２回収調整ローラ７５によりヘッド室１１の外側に導かれたワークＷを巻き取ることにより回収するローラである。
【0016】
図１及び図２に示されるように、本実施形態に係るプリンタ１は、ワークＷの搬送方向において、供給調整ローラ７２とヘッド室１１との間に配置される塗布部８１と、第１回収調整ローラ７４と第２回収調整ローラ７５との間に配置される乾燥部８２と、第２回収調整ローラ７５と回収ローラ７６との間に配置される撮像部８３と、を備える。
【0017】
塗布部８１は、ヘッド室１１に導入される前のワークＷに、コーティング剤を塗布する。コーティング剤としては、例えば、ワークＷとしてインクが浸み込み難いものを用いる場合において、インクが定着し易いように、ワークＷにインク受容層を形成するものが使用できる。他に、コーティング剤としては、ワークＷとしてインクが浸み込み易いものを用いる場合において、インクのにじみが大きくなり過ぎず、隣に着弾した別のインクとあまり混じり合わないように、ワークＷにインク浸透抑制層を形成するものが使用できる。
【0018】
乾燥部８２は、回収ローラ７６に回収される前のワークＷに付着しているインクを乾燥させる。乾燥部８２に採用されるインクの乾燥方式としては、例えば、温風を吹き付ける方式、赤外線を照射する方式、加熱したローラを接触させる方式などが挙げられる。
【0019】
撮像部８３は、乾燥部８２による乾燥後のワークＷを撮像し、ワークＷにおけるインクの印刷状態を確認するための撮像データを取得する。撮像部８３により取得された撮像データは、制御部９に入力される。制御部９は、撮像データに基づいて、ワークＷにおけるインクの印刷状態を評価する。具体的には、制御部９は、液体吐出ヘッド２からインク滴が吐出されなかったために印刷されていない画素がないか、液体吐出ヘッド２から吐出されたインク滴の着弾位置がずれていないか、などを評価する。
【0020】
［液体吐出ヘッドの詳細構成］
次に、図３～図９を参照しながら、液体吐出ヘッド２を詳細に説明する。なお、以下の説明では、液体吐出ヘッド２の外側を外部と称する。液体吐出ヘッド２は、インクを吐出するためのインクの流路などが形成されたヘッド本体２１と、ヘッド本体２１に接続され、インクの吐出動作を制御するためのドライバＩＣや配線基板などを収容した筐体２２と、を含む。
次に、図３～図９を参照しながら、液体吐出ヘッド２を詳細に説明する。なお、以下の説明では、液体吐出ヘッド２の外側を外部と称する。液体吐出ヘッド２は、インクを吐出するためのインクの流路などが形成されたヘッド本体２１と、ヘッド本体２１に接続され、インクの吐出動作を制御するためのドライバＩＣや配線基板などを収容した筐体２２と、を含む。
【0021】
ヘッド本体２１は、一方向に長い平板形状を有している。以下では、方向関係については、ヘッド本体２１の長手方向Ｄ１において一方方向を第１方向Ｄ１１と称し、第１方向Ｄ１１の反対方向を第２方向Ｄ１２と称する。また、ヘッド本体２１の長手方向Ｄ１と直交する幅方向Ｄ２において一方方向を第３方向Ｄ２１と称し、第３方向Ｄ２１の反対方向を第４方向Ｄ２２と称する。また、ヘッド本体２１において長手方向Ｄ１及び幅方向Ｄ２と直交する方向を、ヘッド本体２１の厚み方向Ｄ３と称する。液体吐出ヘッド２がヘッド搭載フレーム１２に搭載された状態では、ヘッド本体２１の長手方向Ｄ１はワークＷの搬送方向と直交する方向に平行であり、ヘッド本体２１の幅方向Ｄ２はワークＷの搬送方向に平行であり、ヘッド本体２１の厚み方向Ｄ３はワークＷの印刷面に垂直な上下方向に平行である。
【0022】
図３に示されるように、ヘッド本体２１は、ヘッド本体２１の下方部分に配置される第１流路部材３と、ヘッド本体２１の上方部分に配置される第２流路部材４と、第１流路部材３と第２流路部材４との間に配置される圧電アクチュエータ基板５と、を含む。第１流路部材３は、圧電アクチュエータ基板５の駆動に応じてインクを吐出するための流路が形成された平板状の部材である。第２流路部材４は、外部からインクが流入する流入口４１１と、外部へインクが流出する流出口４２１と、を有した平板状の部材である。第２流路部材４は、流入口４１１から流入したインクを第１流路部材３に供給するための流路が形成されるとともに、第１流路部材３から回収されたインクを流出口４２１へ流すための流路が形成される。
【0023】
図３に示されるように、液体吐出ヘッド２の外部には循環部６が配置されている。循環部６は、ヘッド本体２１における流入口４１１及び流出口４２１に接続される。循環部６は、流出口４２１から流入口４１１へ向かうインクの流れを形成することで、ヘッド本体２１を介してインクを循環させる。
【0024】
循環部６は、供給貯留部６１と、回収貯留部６２と、ポンプ６３と、外部供給流路部材６４と、外部回収流路部材６５と、を含む。供給貯留部６１は、ヘッド本体２１の流入口４１１へ供給されるインクを貯留する。回収貯留部６２は、ヘッド本体２１の流出口４２１から流出されたインクを貯留する。ポンプ６３は、回収貯留部６２から供給貯留部６１へインクを送出する。外部供給流路部材６４は、供給貯留部６１とヘッド本体２１の流入口４１１との間を接続し、供給貯留部６１に貯留されたインクを流入口４１１へ流す流路を形成する。外部回収流路部材６５は、回収貯留部６２とヘッド本体２１の流出口４２１との間を接続し、流出口４２１から流出されたインクを回収貯留部６２へ流す流路を形成する。
【0025】
図４及び図５に示されるように、ヘッド本体２１の下方部分に配置される第１流路部材３は、複数の個別流路３１と、第１共通流路３２と、第２共通流路３３と、を有している。第１共通流路３２は、複数の個別流路３１の各々の流路の入口となる一端部３１１に接続される流路である。第２共通流路３３は、複数の個別流路３１の各々の流路の出口となる他端部３１２に接続される流路である。本実施形態では、第１流路部材３は、複数の個別流路３１の各々の一端部３１１に接続される第１共通流路３２を複数有するとともに、複数の個別流路３１の各々の他端部３１２に接続される第２共通流路３３を複数有している。例えば、第１流路部材３は、４本の第１共通流路３２を有するとともに、４本の第２共通流路３３を有している。
【0026】
複数の個別流路３１はそれぞれ、第１共通流路３２に接続される一端部３１１と、第２共通流路３３に接続される他端部３１２とを有し、一端部３１１から他端部３１２に向かってインクが流れる流路である。各個別流路３１において、一端部３１１は、インクの流れ方向の上流端であって流路の入口であり、他端部３１２は、インクの流れ方向の下流端であって流路の出口である。各個別流路３１におけるインクの流れ方向に垂直な流路断面の形状は、例えば矩形状である。各個別流路３１は、一端部３１１と他端部３１２との間において第１流路部材３の上面３Ａに配置された加圧室３１３と、一端部３１１と他端部３１２との間において第１流路部材３の下面３Ｂに配置された吐出孔３１５と、加圧室３１３と吐出孔３１５とを繋ぐディセンダ３１４と、を有している。
【0027】
加圧室３１３は、第１流路部材３の上面３Ａにおいて上方を向いて開口しており、ディセンダ３１４を通じて吐出孔３１５に連通している。第１流路部材３の上面３Ａには、加圧室３１３の開口を塞ぐように圧電アクチュエータ基板５が接合されている。これにより、加圧室３１３の上方には、圧電アクチュエータ基板５に組み込まれた変位素子５１が配置される。変位素子５１は、加圧室３１３に対して圧力を加える加圧部としての機能を有する。ディセンダ３１４は、第１流路部材３の厚み方向Ｄ３に沿って加圧室３１３から吐出孔３１５に至るまで下方に延びている。ディセンダ３１４の上端に加圧室３１３が接続され、ディセンダ３１４の下端に吐出孔３１５が接続される。吐出孔３１５は、第１流路部材３の下面３Ｂにおいて下方を向いて開口しており、変位素子５１の駆動に応じて加圧室３１３で加圧されてディセンダ３１４内を通過したインクを吐出する。
【0028】
複数の第１共通流路３２はそれぞれ、第１流路部材３の長手方向Ｄ１に沿って延びる流路である。各第１共通流路３２におけるインクの流れ方向は、第１流路部材３の長手方向Ｄ１に平行である。各第１共通流路３２は、複数の個別流路３１の各々の一端部３１１に接続されることにより、各個別流路３１にインクを供給する供給系の流路として機能する。各第１共通流路３２におけるインクの流れ方向に垂直な流路断面の形状は、例えば矩形状である。各第１共通流路３２における流路断面の面積を示す流路断面積は、長手方向Ｄ１の両端部間の全体に亘って同一である。すなわち、各第１共通流路３２の流路断面積は、インクの流れ方向において均一である。各第１共通流路３２は、第１流路部材３の幅方向Ｄ２に並んで配置される。各第１共通流路３２は、長手方向Ｄ１における第１方向Ｄ１１の端部及び第２方向Ｄ１２の端部の各々に、第２流路部材４から第１流路部材３に供給されるインクを受け入れる第１開口３２１を有している。各第１共通流路３２においては、第１方向Ｄ１１の端部に形成された第１開口３２１と、第２方向Ｄ１２の端部に形成された第１開口３２１とに、ほぼ同量のインクが第２流路部材４から供給される。第１共通流路３２における各端部の第１開口３２１に供給されたインクは、第１共通流路３２の長手方向Ｄ１の中央に向かって流れる。第１共通流路３２を流れたインクは、当該第１共通流路３２に一端部３１１が接続された各個別流路３１に供給される。
【0029】
第１共通流路３２と各個別流路３１の一端部３１１との間の接続部位には、第１フィルタ３１１Ａが設けられている。第１フィルタ３１１Ａは、第１共通流路３２内のインクが各個別流路３１へ通過することを許容するとともに、インク中の異物などが各個別流路３１へ通過することを規制する。
【0030】
第１流路部材３において第１共通流路３２の下側の面は、第１ダンパ３２２になっている。第１ダンパ３２２の第１共通流路３２に面している面と反対側の面は、空気などの気体が入った第１ダンパ室３２３に面している。第１ダンパ室３２３の体積は、第１共通流路３２から加わる圧力によって変化する。第１ダンパ３２２は、第１ダンパ室３２３の体積が変化することに応じて振動可能である。第１ダンパ３２２の振動が減衰することにより、第１共通流路３２に生じた圧力変動を減衰させることができる。このため、第１共通流路３２に対して第１ダンパ３２２を設けることで、第１共通流路３２内のインクの共振等の圧力変動を小さくすることができる。
【0031】
複数の第２共通流路３３はそれぞれ、第１流路部材３における第１共通流路３２の下方の位置で長手方向Ｄ１に沿って延びる流路である。各第２共通流路３３におけるインクの流れ方向は、第１流路部材３の長手方向Ｄ１に平行である。各第２共通流路３３は、複数の個別流路３１の各々の他端部３１２に接続されることにより、各個別流路３１において吐出孔３１５から吐出されなかったインクを回収する回収系の流路として機能する。各第２共通流路３３におけるインクの流れ方向に垂直な流路断面の形状は、例えば矩形状である。各第２共通流路３３における流路断面の面積を示す流路断面積は、長手方向Ｄ１の両端部間の全体に亘って同一である。すなわち、各第２共通流路３３の流路断面積は、インクの流れ方向において均一である。各第２共通流路３３は、第１流路部材３の幅方向Ｄ２に並んで配置される。各第２共通流路３３は、長手方向Ｄ１における第１方向Ｄ１１の端部及び第２方向Ｄ１２の端部の各々に、各個別流路３１において吐出孔３１５から吐出されずに第２共通流路３３に回収されたインクを第２流路部材４へ流す第２開口３３１を有している。第２共通流路３３に他端部３１２が接続された各個別流路３１から第２共通流路３３に回収されたインクは、第２共通流路３３における各端部の第２開口３３１に向かって流れて、当該第２開口３３１を通じて第２流路部材４に回収される。
【0032】
第１流路部材３において第２共通流路３３の下側の面は、第２ダンパ３３２になっている。第２ダンパ３３２の第２共通流路３３に面している面と反対側の面は、空気などの気体が入った第２ダンパ室３３３に面している。第２ダンパ室３３３の体積は、第２共通流路３３から加わる圧力によって変化する。第２ダンパ３３２は、第２ダンパ室３３３の体積が変化することに応じて振動可能である。第２ダンパ３３２の振動が減衰することにより、第２共通流路３３に生じた圧力変動を減衰させることができる。このため、第２共通流路３３に対して第２ダンパ３３２を設けることで、第２共通流路３３内のインクの共振等の圧力変動を小さくすることができる。
【0033】
第１共通流路３２と第２共通流路３３とは、第１流路部材３の厚み方向Ｄ３に見た平面視において、重なって配置されている。複数の個別流路３１は、一端部３１１が第１共通流路３２に接続されるとともに他端部３１２が第２共通流路３３に接続された状態で、第１共通流路３２及び第２共通流路３３の幅方向Ｄ２の両側の各々に、長手方向Ｄ１に並んで配置されている。
【0034】
また、複数の個別流路３１はそれぞれ、一端部３１１と加圧室３１３との間に配置された第１絞り部３１６と、他端部３１２と加圧室３１３との間において吐出孔３１５が設けられたディセンダ３１４の下端に接続された第２絞り部３１７と、を有している。
【0035】
第１絞り部３１６は、個別流路３１の一端部３１１と加圧室３１３との間において、第１流路部材３の幅方向Ｄ２に沿って延びる流路である。第１絞り部３１６は、個別流路３１の一端部３１１に接続された第１共通流路３２と、加圧室３１３とのそれぞれに連通している。第１絞り部３１６におけるインクの流れ方向は、第１流路部材３の幅方向Ｄ２に平行である。第１絞り部３１６におけるインクの流れ方向に垂直な流路断面の形状は、例えば矩形状である。第１絞り部３１６における流路断面の面積を示す流路断面積は、両端部間の全体に亘って同一である。すなわち、第１絞り部３１６の流路断面積は、インクの流れ方向において均一である。第１絞り部３１６の流路断面積は、第１共通流路３２の流路断面積よりも小さく、且つ、加圧室３１３及びディセンダ３１４の各々の流路断面積よりも小さい。これにより、第１絞り部３１６の流路抵抗は、第１共通流路３２の流路抵抗よりも大きく、且つ、加圧室３１３及びディセンダ３１４の各々の流路抵抗よりも大きい。
【0036】
第２絞り部３１７は、個別流路３１の他端部３１２とディセンダ３１４の下端との間において、第１流路部材３の幅方向Ｄ２に沿って延びる流路である。第２絞り部３１７は、個別流路３１の他端部３１２に接続された第２共通流路３３と連通するとともに、ディセンダ３１４を通じて加圧室３１３及び吐出孔３１５と連通している。第２絞り部３１７におけるインクの流れ方向は、第１流路部材３の幅方向Ｄ２に平行である。第２絞り部３１７におけるインクの流れ方向に垂直な流路断面の形状は、例えば矩形状である。第２絞り部３１７における流路断面の面積を示す流路断面積は、両端部間の全体に亘って同一である。すなわち、第２絞り部３１７の流路断面積は、インクの流れ方向において均一である。第２絞り部３１７の流路断面積は、第２共通流路３３の流路断面積よりも小さく、且つ、加圧室３１３及びディセンダ３１４の各々の流路断面積よりも小さい。これにより、第２絞り部３１７の流路抵抗は、第２共通流路３３の流路抵抗よりも大きく、且つ、加圧室３１３及びディセンダ３１４の各々の流路抵抗よりも大きい。
【0037】
複数の個別流路３１、第１共通流路３２及び第２共通流路３３の各流路が形成された第１流路部材３においては、第２流路部材４から第１流路部材３に供給されたインクは、第１開口３２１を通じて第１共通流路３２に流れ込む。第１共通流路３２に流れ込んだインクは、第１共通流路３２との接続部位となる一端部３１１を通じて各個別流路３１に流入する。一端部３１１を通じて各個別流路３１に流入したインクは、第１絞り部３１６を通過した後に、加圧室３１３に流れ込む。加圧室３１３に流れ込んだインクは、ディセンダ３１４を流れ、一部のインクは吐出孔３１５から吐出される。吐出孔３１５から吐出されなかったインクは、第２絞り部３１７を通過した後に、他端部３１２を通じて第２共通流路３３に流れ込む。第２共通流路３３に流れ込んだインクは、第２開口３３１を通じて第２流路部材４に向かって流れて回収される。
【0038】
図５に示されるように、第１流路部材３は、複数のプレートが厚み方向Ｄ３に積層された積層構造を有している。図５の例では、第１流路部材３は、第１～第１６プレート３ａ～３ｐの１６枚のプレートが上から順番に積層されている。
【0039】
各個別流路３１における一端部３１１は第４プレート３ｄに形成された孔によって区画され、各個別流路３１における他端部３１２は第１１プレート３ｋに形成された孔によって区画される。各個別流路３１における加圧室３１３は、最上層の第１プレート３ａに形成された孔によって区画される。各個別流路３１におけるディセンダ３１４は、加圧室３１３を区画する第１プレート３ａの孔に連通するように第２～第１５プレート３ｂ～３ｏの各々に形成された孔によって区画される。各個別流路３１における吐出孔３１５は、ディセンダ３１４を区画する第２～第１５プレート３ｂ～３ｏの各々の孔に連通するように最下層の第１６プレート３ｐに形成された孔によって区画される。各個別流路３１における第１絞り部３１６は、一端部３１１を区画する第４プレート３ｄの孔と、加圧室３１３を区画する第１プレート３ａの孔とに連通するように、第３プレート３ｃに形成された孔によって区画される。各個別流路３１における第２絞り部３１７は、他端部３１２を区画する第１１プレート３ｋの孔と、ディセンダ３１４の下端を区画する第１５プレート３ｏの孔と、吐出孔３１５を区画する第１６プレート３ｐの孔とに連通するように、第１５プレート３ｏに形成された孔によって区画される。
【0040】
各第１共通流路３２は、各個別流路３１における一端部３１１を区画する第４プレート３ｄの孔と連通するように第５～第８プレート３ｅ～３ｈの各々に形成された孔によって区画される。各第１共通流路３２に対応した第１ダンパ３２２は、第１共通流路３２の下端を区画する第８プレート３ｈの孔に面した第９プレート３ｉによって形成され、第１ダンパ３２２に対応した第１ダンパ室３２３は、第１０プレート３ｊに形成された溝によって区画される。
【0041】
各第２共通流路３３は、各個別流路３１における他端部３１２を区画する第１１プレート３ｋの孔と連通するように第１１～第１２プレート３ｋ～３ｌの各々に形成された孔によって区画される。各第２共通流路３３に対応した第２ダンパ３３２は、第２共通流路３３の下端を区画する第１２プレート３ｌの孔に面した第１３プレート３ｍによって形成され、第２ダンパ３３２に対応した第２ダンパ室３３３は、第１４プレート３ｎに形成された溝によって区画される。
【0042】
ヘッド本体２１の上方部分に配置される第２流路部材４は、第１流路部材３の上面３Ａにおける、圧電アクチュエータ基板５が接続されていない領域に接合されている。すなわち、第２流路部材４は、圧電アクチュエータ基板５を囲むように、第１流路部材３の上面３Ａに接合されている。図４及び図６～図９に示されるように、第２流路部材４は、供給流路４１と、回収流路４２とを有している。
【0043】
供給流路４１は、第１流路部材３における各第１共通流路３２に供給するインクが流れる流路である。供給流路４１は、液体吐出ヘッド２の外部においてヘッド本体２１に接続される循環部６の外部供給流路部材６４を流れるインクが流入する流入口４１１を有している。流入口４１１は、第２流路部材４の長手方向Ｄ１において第２方向Ｄ１２の端部領域に、上方を向いて外部に開口している。供給流路４１は、各第１共通流路３２の第１開口３２１に接続され、流入口４１１から流入したインクを第１開口３２１を通じて各第１共通流路３２に供給する。
【0044】
供給流路４１は、流入口４１１に接続される流入接続流路４１２Ａと、流入接続流路４１２Ａを通じて流入口４１１に連通する供給収容室４１２と、供給収容室４１２に接続される分岐接続流路４１３１と、分岐接続流路４１３１を通じて供給収容室４１２に連通する供給分岐流路４１３と、を有している。
【0045】
流入接続流路４１２Ａは、流入口４１１と供給収容室４１２とを接続する流路である。供給収容室４１２は、第２流路部材４の長手方向Ｄ１の中央部よりも第２方向Ｄ１２側の領域に配置され、第２流路部材４の長手方向Ｄ１に沿って延びる流路である。供給収容室４１２におけるインクの流れ方向は、第２流路部材４の長手方向Ｄ１に平行である。供給収容室４１２におけるインクの流れ方向に垂直な流路断面の形状は、例えば矩形状である。供給収容室４１２における流路断面の面積を示す流路断面積は、長手方向Ｄ１の両端部間の全体に亘って同一である。すなわち、供給収容室４１２の流路断面積は、インクの流れ方向において均一である。供給収容室４１２は、流入口４１１から流入したインクを収容可能であって、上方を向いて外部に開口した供給外部開口４１２Ｂを有している。
【0046】
供給収容室４１２の供給外部開口４１２Ｂは、弾性変形可能な弾性フィルム４３で塞がれている。供給収容室４１２の体積は、弾性フィルム４３における供給外部開口４１２Ｂに面した部分の弾性変形に応じて変化する。弾性フィルム４３は、供給収容室４１２の体積を変化させる弾性変形に応じて振動可能である。弾性フィルム４３の振動が減衰することにより、供給収容室４１２に生じた圧力変動を減衰させることができる。このため、供給収容室４１２の供給外部開口４１２Ｂが弾性フィルム４３で塞がれることで、供給収容室４１２内のインクの共振等の圧力変動を小さくすることができる。
【0047】
また、供給収容室４１２内には、第２フィルタ４１２Ｃが設けられている。第２フィルタ４１２Ｃは、供給収容室４１２内のインクが供給分岐流路４１３へ通過することを許容するとともに、インク中の異物などが供給分岐流路４１３へ通過することを規制する。
【0048】
分岐接続流路４１３１は、第２流路部材４の長手方向Ｄ１の中央部に配置され、供給収容室４１２と供給分岐流路４１３とを接続する流路である。
【0049】
供給分岐流路４１３は、分岐接続流路４１３１を通じて供給収容室４１２に連通するとともに、第１流路部材３における第１開口３２１に接続されることで第１共通流路３２に連通する流路である。供給分岐流路４１３は、第１供給分岐流路４１３Ａと、第２供給分岐流路４１３Ｂとを有している。
【0050】
第１供給分岐流路４１３Ａは、第２流路部材４の長手方向Ｄ１の中央部において分岐接続流路４１３１に接続されて、長手方向Ｄ１に沿って延びる流路である。第１供給分岐流路４１３Ａは、分岐接続流路４１３１に接続される部位から分岐して、第１方向Ｄ１１に向かって延びる流路と、第２方向Ｄ１２に向かって延びる流路とを含んでいる。第１供給分岐流路４１３Ａにおけるインクの流れ方向は、第２流路部材４の長手方向Ｄ１に平行である。第１供給分岐流路４１３Ａにおけるインクの流れ方向に垂直な流路断面の形状は、例えば矩形状である。第１供給分岐流路４１３Ａにおける流路断面の面積を示す流路断面積は、長手方向Ｄ１の両端部間の全体に亘って同一である。すなわち、第１供給分岐流路４１３Ａの流路断面積は、インクの流れ方向において均一である。
【0051】
第２供給分岐流路４１３Ｂは、第１供給分岐流路４１３Ａの長手方向Ｄ１における第１方向Ｄ１１の端部と第２方向Ｄ１２の端部とにそれぞれ接続されて幅方向Ｄ２に延びる流路であって、第１流路部材３における各第１共通流路３２の第１開口３２１に接続される。第２供給分岐流路４１３Ｂは、第１供給分岐流路４１３Ａに接続される部位から分岐して、幅方向Ｄ２における第３方向Ｄ２１に向かって延びる流路と、幅方向Ｄ２における第４方向Ｄ２２に向かって延びる流路とを含んでいる。第２供給分岐流路４１３Ｂにおけるインクの流れ方向は、第２流路部材４の幅方向Ｄ２に平行である。第２供給分岐流路４１３Ｂにおけるインクの流れ方向に垂直な流路断面の形状は、例えば矩形状である。第２供給分岐流路４１３Ｂにおける流路断面の面積を示す流路断面積は、両端部間の全体に亘って同一である。すなわち、第２供給分岐流路４１３Ｂの流路断面積は、インクの流れ方向において均一である。
【0052】
回収流路４２は、第１流路部材３における各第２共通流路３３から回収されたインクが流れる流路である。回収流路４２は、液体吐出ヘッド２の外部においてヘッド本体２１に接続される循環部６の外部回収流路部材６５へインクが流出する流出口４２１を有している。流出口４２１は、第２流路部材４の長手方向Ｄ１において第１方向Ｄ１１の端部領域に、上方を向いて外部に開口している。回収流路４２は、各第２共通流路３３の第２開口３３１に接続され、第２開口３３１を通じて各第２共通流路３３から回収されたインクを流出口４２１へ流す。
【0053】
回収流路４２は、流出口４２１に接続される流出接続流路４２２Ａと、流出接続流路４２２Ａを通じて流出口４２１に連通する回収収容室４２２と、回収収容室４２２に連通する回収分岐流路４２３と、を有している。
【0054】
流出接続流路４２２Ａは、流出口４２１と回収収容室４２２とを接続する流路である。回収収容室４２２は、第２流路部材４の長手方向Ｄ１の中央部よりも第１方向Ｄ１１側の領域に配置され、第２流路部材４の長手方向Ｄ１に沿って延びる流路である。回収収容室４２２におけるインクの流れ方向は、第２流路部材４の長手方向Ｄ１に平行である。回収収容室４２２におけるインクの流れ方向に垂直な流路断面の形状は、例えば矩形状である。回収収容室４２２における流路断面の面積を示す流路断面積は、長手方向Ｄ１の両端部間の全体に亘って同一である。すなわち、回収収容室４２２の流路断面積は、インクの流れ方向において均一である。回収収容室４２２は、流出口４２１から流出されるインクを収容可能であって、上方を向いて外部に開口した回収外部開口４２２Ｂを有している。
【0055】
回収収容室４２２は、第２流路部材４の長手方向Ｄ１において供給収容室４１２と互いに隣接するように配置される。回収収容室４２２の回収外部開口４２２Ｂは、供給収容室４１２の供給外部開口４１２Ｂと共通の弾性フィルム４３で塞がれている。回収収容室４２２の体積は、弾性フィルム４３における回収外部開口４２２Ｂに面した部分の弾性変形に応じて変化する。弾性フィルム４３は、回収収容室４２２の体積を変化させる弾性変形に応じて振動可能である。弾性フィルム４３の振動が減衰することにより、回収収容室４２２に生じた圧力変動を減衰させることができる。このため、回収収容室４２２の回収外部開口４２２Ｂが弾性フィルム４３で塞がれることで、回収収容室４２２内のインクの共振等の圧力変動を小さくすることができる。
【0056】
なお、供給収容室４１２の供給外部開口４１２Ｂと回収収容室４２２の回収外部開口４２２Ｂとが、別個独立の弾性フィルムで塞がれていてもよい。すなわち、供給収容室４１２の供給外部開口４１２Ｂが第１弾性フィルムで塞がれ、一方で、回収収容室４２２の回収外部開口４２２Ｂが第２弾性フィルムで塞がれていてもよい。供給収容室４１２の供給外部開口４１２Ｂと回収収容室４２２の回収外部開口４２２Ｂとが共通の弾性フィルム４３で塞がれる場合には、当該弾性フィルム４３は、供給外部開口４１２Ｂを塞ぐ第１弾性フィルムと回収外部開口４２２Ｂを塞ぐ第２弾性フィルムとが一体に形成されたフィルムとなる。
【0057】
回収分岐流路４２３は、回収収容室４２２に連通するとともに、第１流路部材３における第２開口３３１に接続されることで第２共通流路３３に連通する流路である。回収分岐流路４２３は、第１回収分岐流路４２３Ａと、第２回収分岐流路４２３Ｂとを有している。
【0058】
第１回収分岐流路４２３Ａは、第２流路部材４の長手方向Ｄ１の中央部において回収収容室４２２に接続されて、長手方向Ｄ１に沿って延びる流路である。第１回収分岐流路４２３Ａは、回収収容室４２２に接続される部位から分岐して、第１方向Ｄ１１に向かって延びる流路と、第２方向Ｄ１２に向かって延びる流路とを含んでいる。第１回収分岐流路４２３Ａは、第２流路部材４において第１供給分岐流路４１３Ａの上方の位置に配置されている。第２流路部材４の厚み方向Ｄ３に見た平面視において、第１供給分岐流路４１３Ａと第１回収分岐流路４２３Ａとは、少なくとも一部が互いに重なるように配置されている。第１回収分岐流路４２３Ａにおけるインクの流れ方向は、第２流路部材４の長手方向Ｄ１に平行である。第１回収分岐流路４２３Ａにおけるインクの流れ方向に垂直な流路断面の形状は、例えば矩形状である。第１回収分岐流路４２３Ａにおける流路断面の面積を示す流路断面積は、長手方向Ｄ１の両端部間の全体に亘って同一である。すなわち、第１回収分岐流路４２３Ａの流路断面積は、インクの流れ方向において均一である。
【0059】
第２回収分岐流路４２３Ｂは、第１回収分岐流路４２３Ａの長手方向Ｄ１における第１方向Ｄ１１の端部と第２方向Ｄ１２の端部とにそれぞれ接続されて幅方向Ｄ２に延びる流路であって、第１流路部材３における各第２共通流路３３の第２開口３３１に接続される。第２回収分岐流路４２３Ｂは、第１回収分岐流路４２３Ａに接続される部位から分岐して、幅方向Ｄ２における第３方向Ｄ２１に向かって延びる流路と、幅方向Ｄ２における第４方向Ｄ２２に向かって延びる流路とを含んでいる。第２回収分岐流路４２３Ｂにおけるインクの流れ方向は、第２流路部材４の幅方向Ｄ２に平行である。第２回収分岐流路４２３Ｂにおけるインクの流れ方向に垂直な流路断面の形状は、例えば矩形状である。第２回収分岐流路４２３Ｂにおける流路断面の面積を示す流路断面積は、両端部間の全体に亘って同一である。すなわち、第２回収分岐流路４２３Ｂの流路断面積は、インクの流れ方向において均一である。
【0060】
供給流路４１及び回収流路４２の各流路が形成された第２流路部材４においては、ヘッド本体２１に接続される循環部６の供給貯留部６１に貯留されたインクが、外部供給流路部材６４を通じて第２流路部材４に供給される。外部供給流路部材６４を通じて第２流路部材４に供給されたインクは、流入口４１１及び流入接続流路４１２Ａを通じて供給収容室４１２に流れ込む。供給収容室４１２に流れ込んだインクは、分岐接続流路４１３１を通じて第１供給分岐流路４１３Ａに流入する。第１供給分岐流路４１３Ａに流入したインクは、第１供給分岐流路４１３Ａを流れた後に、第２供給分岐流路４１３Ｂに流入する。第２供給分岐流路４１３Ｂに流入したインクは、当該第２供給分岐流路４１３Ｂに接続された第１開口３２１を通じて第１流路部材３の各第１共通流路３２に供給される。一方、第２流路部材４において、第１流路部材３における各第２共通流路３３の第２開口３３１に接続された第２回収分岐流路４２３Ｂには、各第２共通流路３３から回収されたインクが流入する。第２回収分岐流路４２３Ｂに流入したインクは、第１回収分岐流路４２３Ａに流入し、当該第１回収分岐流路４２３Ａを流れた後に、回収収容室４２２に流れ込む。回収収容室４２２に流れ込んだインクは、流出接続流路４２２Ａを通じて流出口４２１から流出する。流出口４２１から流出したインクは、当該流出口４２１に接続された外部回収流路部材６５を通じて回収貯留部６２に流れ込む。回収貯留部６２に流れ込むことで貯留されたインクは、ポンプ６３によって回収貯留部６２から供給貯留部６１へ送出される。これにより、第１流路部材３及び第２流路部材４を含むヘッド本体２１を介してインクが循環する。
【0061】
また、図６に示されるように、第２流路部材４の下面には、圧電アクチュエータ基板５の収容空間４４が設けられている。収容空間４４は、第２流路部材４の幅方向Ｄ２における第３方向Ｄ２１及び第４方向Ｄ２２の各端部に、第２流路部材４の上面にまで貫通している貫通孔４４１を有している。貫通孔４４１には、圧電アクチュエータ基板５を駆動する駆動信号を伝達するＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などの信号伝達部４４２が通されている。
【0062】
図６～図９に示されるように、第２流路部材４は、複数のプレートが厚み方向Ｄ３に積層された積層構造を有している。図６の例では、第２流路部材４は、第１～第７プレート４ａ～４ｇの７枚のプレートが上から順番に積層されている。
【0063】
供給流路４１における流入口４１１及び回収流路４２における流出口４２１は、第１及び第２プレート４ａ，４ｂに形成された孔によって区画される。供給流路４１における供給収容室４１２及び回収流路４２における回収収容室４２２は、第２及び第３プレート４ｂ，４ｃに形成された孔によって区画される。供給収容室４１２の供給外部開口４１２Ｂと回収収容室４２２の回収外部開口４２２Ｂとを共通に塞ぐ弾性フィルム４３は、第１プレート４ａと第２プレート４ｂとの間に挟まれて配置される。供給流路４１における流入接続流路４１２Ａ及び回収流路４２における流出接続流路４２２Ａは、第３プレート４ｃに形成された孔によって区画される。供給流路４１における分岐接続流路４１３１は、第４プレート４ｄに形成された孔によって区画される。供給流路４１における第１供給分岐流路４１３Ａは、第５プレート４ｅに形成された孔によって区画される。回収流路４２における第１回収分岐流路４２３Ａは、第３プレート４ｃに形成された溝によって区画される。供給流路４１における第２供給分岐流路４１３Ｂは、第５及び第６プレート４ｅ，４ｆに形成された孔によって区画される。回収流路４２における第２回収分岐流路４２３Ｂは、第４～第６プレート４ｄ～４ｆに形成された孔によって区画される。
【0064】
圧電アクチュエータ基板５を収容する収容空間４４は、第７プレート４ｇに形成された孔によって区画される。信号伝達部４４２が通される貫通孔４４１は、第１～第７プレート４ａ～４ｇに形成された孔によって区画される。
【0065】
第２流路部材４の下面における収容空間４４に収容された圧電アクチュエータ基板５は、第１流路部材３の上面３Ａに接合されている。圧電アクチュエータ基板５は、変位素子５１が各個別流路３１の加圧室３１３の各々の上方に位置するように配置される。各個別流路３１の加圧室３１３の各々の開口は、第１流路部材３の上面３Ａに圧電アクチュエータ基板５が接合されることで塞がれる。圧電アクチュエータ基板５には、変位素子５１に信号を供給するためのＦＰＣなどの信号伝達部４４２が接続されている。
【0066】
図５に示されるように、圧電アクチュエータ基板５は、圧電体である２枚の第１圧電セラミック層５Ａ及び第２圧電セラミック層５Ｂからなる積層構造を有している。第１圧電セラミック層５Ａ及び第２圧電セラミック層５Ｂのいずれの層も複数の加圧室３１３を跨ぐように延在している。第１圧電セラミック層５Ａ及び第２圧電セラミック層５Ｂは、例えば、強誘電性を有する、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系、ＮａＮｂＯ３系、ＢａＴｉＯ３系、（ＢｉＮａ）ＮｂＯ３系、ＢｉＮａＮｂ５Ｏ１５系などのセラミックス材料からなる。
【0067】
圧電アクチュエータ基板５は、Ａｇ－Ｐｄ系などの金属材料からなる共通電極５２と、Ａｕ系などの金属材料からなる個別電極５３と、を有している。個別電極５３は、圧電アクチュエータ基板５の上面における各加圧室３１３に対向する位置に、それぞれ配置されている。個別電極５３には、制御部９から信号伝達部４４２を通じて駆動信号が供給される。駆動信号は、ワークＷの搬送と同期して一定の周期で供給される。共通電極５２は、第１圧電セラミック層５Ａと第２圧電セラミック層５Ｂとの間の領域に面方向のほぼ全面にわたって形成されている。すなわち、共通電極５２は、圧電アクチュエータ基板５に対向する領域内のすべての加圧室３１３を覆うように延在している。共通電極５２は、第１圧電セラミック層５Ａ上に個別電極５３からなる電極群を避ける位置に形成されている共通電極用表面電極（不図示）に、第１圧電セラミック層５Ａを貫通して形成された貫通導体を介して繋がっている。また、共通電極５２は、共通電極用表面電極を介して接地され、グランド電位に保持されている。共通電極用表面電極は、個別電極５３と同様に、制御部９と直接的あるいは間接的に接続されている。
【0068】
第１圧電セラミック層５Ａの個別電極５３と共通電極５２とに挟まれている部分は、厚み方向Ｄ３に分極されており、ユニモルフ構造の変位素子５１となっている。制御部９からの制御でドライバＩＣなどを介して、個別電極５３に供給される駆動信号により、変位素子５１が駆動（変位）させられる。様々な駆動信号で吐出孔３１５からインクを吐出させることができるが、例えば、高電位を基準として、一定期間低電位とするパルスの駆動信号を個別電極５３に供給することで、吐出孔３１５からインクを吐出させることが可能である。
【0069】
具体的には、予め個別電極５３を共通電極５２より高い電位（高電位）にしておき、吐出要求があるごとに個別電極５３を共通電極５２と一旦同じ電位（低電位）とし、その後所定のタイミングで再び高電位とする。これにより、個別電極５３が低電位になるタイミングで、第１圧電セラミック層５Ａ及び第２圧電セラミック層５Ｂが元の平らな形状に戻り始め、加圧室３１３の体積が初期状態と比較して増加する。これにより、加圧室３１３内のインクに負圧が与えられる。そうすると、加圧室３１３内のインクが固有振動周期で振動し始める。具体的には、最初、加圧室３１３の体積が増加し始め、負圧は徐々に小さくなっていく。次いで加圧室３１３の体積は最大になり、圧力はほぼゼロとなる。次いで加圧室３１３の体積は減少し始め、圧力は高くなっていく。その後、圧力がほぼ最大になるタイミングで、個別電極５３を高電位にする。そうすると最初に加えた振動と、次に加えた振動とが重なり、より大きい圧力がインクに加わる。この圧力がディセンダ３１４内を伝搬し、吐出孔３１５からインクが吐出される。
【0070】
つまり、高電位を基準として、一定期間低電位とするパルスの駆動信号を個別電極５３に供給することで、吐出孔３１５からインクを吐出させることができる。このパルス幅は、加圧室３１３のインクの固有振動周期の半分の時間であるＡＬ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｌｅｎｇｔｈ）とすると、原理的には、インクの吐出速度及び吐出量を最大にできる。
【0071】
本実施形態に係る液体吐出ヘッド２では、各個別流路３１において、第１絞り部３１６は、第１共通流路３２と加圧室３１３とを繋いでいる流路であり、第２絞り部３１７は、第２共通流路３３と加圧室３１３とを繋いでいる流路である。このため、各個別流路３１における吐出孔３１５からのインクの適切な吐出特性を確保するためには、第１絞り部３１６の流路抵抗は、第１共通流路３２、加圧室３１３及びディセンダ３１４の各々の流路抵抗よりも大きい値に精度良く設定されることが求められる。同様に、第２絞り部３１７の流路抵抗は、第２共通流路３３、加圧室３１３及びディセンダ３１４の各々の流路抵抗よりも大きい値に精度良く設定されることが求められる。
【0072】
第１絞り部３１６及び第２絞り部３１７の流路抵抗が小さすぎる場合、１つの個別流路３１の加圧室３１３で発生した圧力波が、第１共通流路３２及び第２共通流路３３を介して他の個別流路３１に伝達されて、各個別流路３１の吐出孔３１５から吐出されるインクの吐出量が不安定になるクロストークが発生し得る。このようにクロストークが発生した場合、各個別流路３１における吐出孔３１５からのインクの適切な吐出特性を確保することが難しくなる。一方、第１絞り部３１６及び第２絞り部３１７の流路抵抗が大きすぎる場合、第１共通流路３２から各個別流路３１へのインクの供給量が低下するとともに、各個別流路３１から第２共通流路３３へのインクの回収量が低下する。この場合にも、各個別流路３１における吐出孔３１５からのインクの適切な吐出特性を確保することが難しくなる。各個別流路３１における吐出孔３１５からのインクの適切な吐出特性を確保するためには、第１絞り部３１６及び第２絞り部３１７の各々の流路抵抗を、比較的大きい値に精度良く設定する必要がある。
【0073】
そこで、本実施形態に係る液体吐出ヘッド２では、各個別流路３１において、第１絞り部３１６及び第２絞り部３１７のそれぞれの流路抵抗は、互いの流路抵抗の差が所定の許容範囲内に収まるように設定されている。これにより、加圧室３１３を挟んで両側に配置される第１絞り部３１６と第２絞り部３１７との流路抵抗に許容範囲を超えた差のある場合と比較して、第１絞り部３１６及び第２絞り部３１７の各々の流路抵抗を、比較的大きい値に精度良く設定することができる。このため、各個別流路３１における吐出孔３１５からのインクの適切な吐出特性を確保することが可能となる。
【0074】
本実施形態では、第２絞り部３１７の流路抵抗は、第１絞り部３１６の流路抵抗よりも１５％以内の範囲で小さいことが好ましい。すなわち、第１絞り部３１６の流路抵抗をＲ１とし、第２絞り部３１７の流路抵抗をＲ２とした場合、０．８５Ｒ１≦Ｒ２＜Ｒ１を満たすようにＲ１及びＲ２が設定される。これにより、吐出孔３１５からのインクの適切な吐出特性を確保しつつ、吐出孔３１５から吐出されなかったインクを第２絞り部３１７を通じて第２共通流路３３へ流し易くすることができる。この場合、第２絞り部３１７の流路断面積を第１絞り部３１６の流路断面積よりも大きくすることにより、第２絞り部３１７の流路抵抗を第１絞り部３１６の流路抵抗よりも小さくすることができる。
【0075】
また、循環部６のポンプ６３の駆動に応じてヘッド本体２１を介してインクが循環しているときに、各個別流路３１の加圧室３１３の上方に配置された変位素子５１が駆動されると、供給流路４１及び第１共通流路３２を含む供給系の流路から第１絞り部３１６を通じて加圧室３１３に供給されたインクの一部が吐出孔３１５から吐出される。この際、各個別流路３１の吐出孔３１５から吐出されるインクの流量が所定値を超えて大きい場合、第２共通流路３３及び回収流路４２を含む回収系の流路から第２絞り部３１７を通じて各個別流路３１にインクが逆流する場合がある。このような各個別流路３１へのインクの逆流について、図１０に示される流量変化のグラフを参照しながら説明する。
【0076】
循環部６のポンプ６３が駆動されると、ヘッド本体２１においては、供給系の流路となる供給流路４１及び第１共通流路３２と、各個別流路３１と、回収系の流路となる第２共通流路３３及び回収流路４２と、を通じて、予め設定された循環流量ＱＡでインクが循環する。循環流量ＱＡでインクが循環しているときに変位素子５１が駆動されると、供給系の供給流路４１及び第１共通流路３２から各個別流路３１の第１絞り部３１６を通じて加圧室３１３に供給されたインクが印刷データに基づく吐出流量で吐出孔３１５から吐出され、吐出孔３１５から吐出されなかったインクが第２絞り部３１７を通じて回収系の第２共通流路３３及び回収流路４２に流れて回収される。
【0077】
変位素子５１の駆動に応じて吐出孔３１５からのインクの吐出が開始されると、供給流路４１の流入口４１１から流入するインクの流入流量は、供給流路４１、第１共通流路３２及び第１絞り部３１６の順に流れるインクの飽和流量を示す供給系飽和流量ＱＳ１に至るまで循環流量ＱＡから徐々に上昇する。供給流路４１の流入口４１１から流入するインクの流入流量は、印刷データに基づく吐出流量での吐出孔３１５からのインクの吐出中においては、供給系飽和流量ＱＳ１で一定に保持される。吐出孔３１５からのインクの吐出が終了されると、供給流路４１の流入口４１１から流入するインクの流入流量は、循環流量ＱＡに戻るまで供給系飽和流量ＱＳ１から徐々に下降する。
【0078】
一方、回収流路４２の流出口４２１から流出するインクの流出流量は、変位素子５１の駆動に応じて吐出孔３１５からのインクの吐出が開始されると、第２絞り部３１７、第２共通流路３３及び回収流路４２の順に流れるインクの飽和流量を示す回収系飽和流量ＱＳ２に至るまで循環流量ＱＡから徐々に下降する。回収流路４２の流出口４２１から流出するインクの流出流量は、印刷データに基づく吐出流量での吐出孔３１５からのインクの吐出中においては、回収系飽和流量ＱＳ２で一定に保持される。吐出孔３１５からのインクの吐出が終了されると、回収流路４２の流出口４２１から流出するインクの流出流量は、循環流量ＱＡに戻るまで回収系飽和流量ＱＳ２から徐々に上昇する。
【0079】
ここで、ヘッド本体２１を介してインクが循環するときの循環流量ＱＡは、インク中の揮発成分の蒸発に伴うインクの粘度上昇を抑制するために、ヘッド本体２１において外部に開口した吐出孔３１５付近でのインクの滞留を規制可能となるように、予め設定される。また、ヘッド本体２１においては、吐出孔３１５からインクを吐出するときの吐出流量の最大許容値を示す最大吐出流量ＱＢが、予め設定されている。最大吐出流量ＱＢは、例えば、循環流量ＱＡの２倍よりも大きい値に設定される。
【0080】
また、供給系の供給流路４１及び第１共通流路３２と、各個別流路３１における第１絞り部３１６及び第２絞り部３１７と、回収系の第２共通流路３３及び回収流路４２との各々の流路抵抗Ｒについて、流路断面形状が矩形状の場合の流路抵抗Ｒは、下記式（１）に従って算出される。
【0081】
【数1】
【0082】
式（１）中、「ａ」は矩形の流路断面の長辺の長さを表し、「ｂ」は矩形の流路断面の短辺の長さを表し、「Ｌ」はインクの流れ方向に沿った流路の長さを示す流路長を表し、「ｖ」はインクの粘度を表す。なお、式（１）中の「Ｘ」は、下記式（２）に従って算出される。
【0083】
【数2】
【0084】
式（２）中、「ａ」及び「ｂ」は式（１）と同じであり、「π」は円周率を表し、「ｈ」は減衰定数を表す。
【0085】
式（１）から明らかなように、供給系の供給流路４１及び第１共通流路３２と、各個別流路３１における第１絞り部３１６及び第２絞り部３１７と、回収系の第２共通流路３３及び回収流路４２との各々の流路抵抗Ｒは、流路断面積と流路長とによって調整することができる。本実施形態では、各流路の流路抵抗Ｒは、各流路の流路断面積によって調整する。
【0086】
吐出孔３１５から最大吐出流量ＱＢでインクが吐出されるインクの吐出中における供給系飽和流量ＱＳ１は、循環流量ＱＡ及び最大吐出流量ＱＢを用いた下記式（３）に従って算出される。
【0087】
【数3】
【0088】
式（３）中、「ＲＳ１」は第１共通流路３２と供給流路４１と第１絞り部３１６との合成流路抵抗を示す供給系合成流路抵抗を表し、「ＲＳ２」は第２共通流路３３と回収流路４２と第２絞り部３１７との合成流路抵抗を示す回収系合成流路抵抗を表す。
【0089】
式（３）から明らかなように、供給系飽和流量ＱＳ１は、予め設定された循環流量ＱＡ及び最大吐出流量ＱＢと、供給系合成流路抵抗ＲＳ１と、回収系合成流路抵抗ＲＳ２と、によって決まる。
【0090】
吐出孔３１５から最大吐出流量ＱＢでインクが吐出されるインクの吐出中における回収系飽和流量ＱＳ２は、供給系飽和流量ＱＳ１及び最大吐出流量ＱＢに基づいて、下記式（４）に従って算出される。
【0091】
【数4】
【0092】
回収系飽和流量ＱＳ２は、供給系飽和流量ＱＳ１及び最大吐出流量ＱＢに基づくのであるから、供給系飽和流量ＱＳ１と同様に、予め設定された循環流量ＱＡ及び最大吐出流量ＱＢと、供給系合成流路抵抗ＲＳ１と、回収系合成流路抵抗ＲＳ２と、によって決まる。
【0093】
最大吐出流量ＱＢが循環流量ＱＡの２倍よりも大きい値に設定されている場合において、供給系合成流路抵抗ＲＳ１と回収系合成流路抵抗ＲＳ２とが同一の場合を想定する。この場合、式（３）及び式（４）より、回収系飽和流量ＱＳ２は、０（ゼロ）を下回る。例えば、循環流量ＱＡを２０ｍｌ／ｍｉｎ、最大吐出流量ＱＢを１００ｍｌ／ｍｉｎとした場合において、供給系合成流路抵抗ＲＳ１と回収系合成流路抵抗ＲＳ２とが同一の場合には、式（３）より供給系飽和流量ＱＳ１は７０ｍｌ／ｍｉｎとなり、式（４）より回収系飽和流量ＱＳ２は－３０ｍｌ／ｍｉｎとなって、回収系飽和流量ＱＳ２が０（ゼロ）を下回る。回収系飽和流量ＱＳ２が０（ゼロ）を下回る場合には、吐出孔３１５からのインクの吐出中において、第２共通流路３３及び回収流路４２を含む回収系の流路から第２絞り部３１７を通じて各個別流路３１にインクが逆流することになる。
【0094】
第２共通流路３３及び回収流路４２を含む回収系の流路から第２絞り部３１７を通じて各個別流路３１にインクが逆流すると、各個別流路３１に逆流したインクが吐出孔３１５から吐出されるため、吐出されたインクが着弾することでワークＷに形成される画像の品質が低下する虞がある。例えば、第１共通流路３２及び供給流路４１を含む供給系の流路に第１フィルタ３１１Ａと第２フィルタ４１２Ｃとが設けられているのに対し、回収系の流路にフィルタが設けられていない場合には、異物などを含むインクが回収系の流路から第２絞り部３１７を通じて各個別流路３１に逆流することになる。この場合、異物などを含むインクが吐出孔３１５から吐出されるので、異物などに起因してワークＷの画像の品質が低下する。
【0095】
吐出孔３１５からのインクの吐出中における、第２共通流路３３及び回収流路４２を含む回収系の流路から第２絞り部３１７を通じて各個別流路３１にインクが逆流するのを抑制するためには、下記式（５）に示されるように、吐出孔３１５からのインクの吐出中において、供給系飽和流量ＱＳ１及び最大吐出流量ＱＢに基づく回収系飽和流量ＱＳ２が０（ゼロ）を下回らないようにする必要がある。
【0096】
【数5】
【0097】
そこで、本実施形態に係る液体吐出ヘッド２においては、第２共通流路３３と回収流路４２と第２絞り部３１７との合成流路抵抗を示す回収系合成流路抵抗ＲＳ２は、第１共通流路３２と供給流路４１と第１絞り部３１６との合成流路抵抗を示す供給系合成流路抵抗ＲＳ１よりも大きい。すなわち、回収流路４２、当該回収流路４２に接続された第２共通流路３３、当該第２共通流路３３に接続された第２絞り部３１７の合成流路抵抗を示す回収系合成流路抵抗ＲＳ２は、供給流路４１、当該供給流路４１に接続された第１共通流路３２、当該第１共通流路３２に接続された第１絞り部３１６の合成流路抵抗を示す供給系合成流路抵抗ＲＳ１よりも大きい。例えば、循環流量ＱＡを２０ｍｌ／ｍｉｎ、最大吐出流量ＱＢを１００ｍｌ／ｍｉｎとした場合において、供給系合成流路抵抗ＲＳ１と回収系合成流路抵抗ＲＳ２との比を１：１０とした場合を想定する。この場合、式（３）より供給系飽和流量ＱＳ１は１１０．９ｍｌ／ｍｉｎとなり、式（４）より回収系飽和流量ＱＳ２は１０．９ｍｌ／ｍｉｎとなって、回収系飽和流量ＱＳ２が式（５）を満たして０（ゼロ）を下回らない。
【0098】
供給系合成流路抵抗ＲＳ１と回収系合成流路抵抗ＲＳ２とが同一の場合と比較して、回収系合成流路抵抗ＲＳ２を供給系合成流路抵抗ＲＳ１よりも大きくすることによって、回収流路４２の流出口４２１から流出するインクの流出流量について、循環流量ＱＡと回収系飽和流量ＱＳ２との間の流量変化を小さくすることができる。これにより、流出口４２１からのインクの流出流量について、回収系飽和流量ＱＳ２が０（ゼロ）を下回ることを抑制することが可能となって、第２共通流路３３及び回収流路４２を含む回収系の流路から第２絞り部３１７を通じて各個別流路３１にインクが逆流するのを抑制することが可能となる。
【0099】
回収系の流路から第２絞り部３１７を通じて各個別流路３１にインクが逆流するのを確実に抑制するためには、回収系合成流路抵抗ＲＳ２は、式（３）及び式（５）から導かれる、循環流量ＱＡ及び最大吐出流量ＱＢを用いた下記式（６）を満たすように、供給系合成流路抵抗ＲＳ１よりも大きい値に設定すればよい。
【0100】
【数6】
【0101】
既述の通り、式（１）から明らかなように、供給系の供給流路４１及び第１共通流路３２と、各個別流路３１における第１絞り部３１６及び第２絞り部３１７と、回収系の第２共通流路３３及び回収流路４２との各々の流路抵抗Ｒは、各流路の流路断面積によって調整することができる。このため、本実施形態では、第２共通流路３３と回収流路４２と第２絞り部３１７とのそれぞれの流路断面積の合計面積は、第１共通流路３２と供給流路４１と第１絞り部３１６とのそれぞれの流路断面積の合計面積よりも小さい。これにより、回収系合成流路抵抗ＲＳ２を供給系合成流路抵抗ＲＳ１よりも大きくすることができる。
【0102】
本実施形態では、第２共通流路３３の流路抵抗Ｒは、第１共通流路３２の流路抵抗Ｒよりも大きい。例えば、第２共通流路３３の流路断面積を第１共通流路３２の流路断面積よりも小さくすることにより、第２共通流路３３の流路抵抗Ｒを第１共通流路３２の流路抵抗Ｒよりも大きくすることができる。これにより、回収系合成流路抵抗ＲＳ２が供給系合成流路抵抗ＲＳ１よりも大きくなるように、回収系合成流路抵抗ＲＳ２及び供給系合成流路抵抗ＲＳ１を設定することができる。このため、第２共通流路３３及び回収流路４２を含む回収系の流路から第２絞り部３１７を通じて各個別流路３１にインクが逆流することを、より確実に抑制することが可能となる。
【0103】
また、本実施形態では、回収流路４２の流路抵抗Ｒは、供給流路４１の流路抵抗Ｒよりも大きい。具体的には、回収流路４２の回収分岐流路４２３における第１回収分岐流路４２３Ａの流路抵抗Ｒは、供給流路４１の供給分岐流路４１３における第１供給分岐流路４１３Ａの流路抵抗Ｒよりも大きい。例えば、第１回収分岐流路４２３Ａの流路断面積を第１供給分岐流路４１３Ａの流路断面積よりも小さくすることにより、第１回収分岐流路４２３Ａの流路抵抗Ｒを第１供給分岐流路４１３Ａの流路抵抗Ｒよりも大きくすることができる。これにより、回収系合成流路抵抗ＲＳ２が供給系合成流路抵抗ＲＳ１よりも大きくなるように、回収系合成流路抵抗ＲＳ２及び供給系合成流路抵抗ＲＳ１を設定することができる。このため、第２共通流路３３及び回収流路４２を含む回収系の流路から第２絞り部３１７を通じて各個別流路３１にインクが逆流することを、より確実に抑制することが可能となる。
【0104】
また、本実施形態では、第２共通流路３３の流路抵抗Ｒは、第１共通流路３２の流路抵抗Ｒよりも大きく、且つ、回収流路４２の流路抵抗Ｒは、供給流路４１の流路抵抗Ｒよりも大きい。これにより、回収系合成流路抵抗ＲＳ２が供給系合成流路抵抗ＲＳ１よりも大きくなるように、回収系合成流路抵抗ＲＳ２及び供給系合成流路抵抗ＲＳ１を設定することができる。このため、第２共通流路３３及び回収流路４２を含む回収系の流路から第２絞り部３１７を通じて各個別流路３１にインクが逆流することを、より確実に抑制することが可能となる。
【0105】
また、液体吐出ヘッド２の外部に配置される循環部６において、回収流路４２の流出口４２１に接続される外部回収流路部材６５の流路抵抗を、供給流路４１の流入口４１１に接続される外部供給流路部材６４の流路抵抗よりも大きい値に設定してもよい。この場合にも、第２共通流路３３及び回収流路４２を含む回収系の流路から第２絞り部３１７を通じて各個別流路３１にインクが逆流することを抑制することが可能となる。
【0106】
供給流路４１の流入口４１１から流入するインクの流入流量と、回収流路４２の流出口４２１から流出するインクの流出流量とについて、吐出孔３１５からのインクの吐出開始時における流量変化の挙動は、下記式（７）で示される圧力損失Ｐと、下記式（８）で示される減衰比ｄとによって決まる。
【0107】
【数7】
【0108】
式（７）中、「Ｒ」は供給系及び回収系の各流路の流路抵抗を表し、「Ｕ」は流入流量及び流出流量の流量変化を表す。
【0109】
【数8】
【0110】
式（８）中、「Ｃ」は供給収容室４１２及び回収収容室４２２の各々におけるコンプライアンスを表し、「Ｒ」は供給系及び回収系の各流路の流路抵抗を表し、「Ｍ」は供給収容室４１２及び回収収容室４２２の各々におけるイナータンスを表す。
【0111】
供給収容室４１２及び回収収容室４２２の各々におけるコンプライアンスＣは、供給収容室４１２の供給外部開口４１２Ｂと回収収容室４２２の回収外部開口４２２Ｂとを塞ぐ弾性フィルム４３の弾性変形に応じた単位圧力当たりの体積変位量を示す。コンプライアンスＣは、流路内のインクの体積をＶとし、流路内でインクに加わる圧力をｐとすると、Ｃ＝ΔＶ／Δｐで定義される。供給収容室４１２及び回収収容室４２２の各々におけるイナータンスＭは、インクの密度をρとし、インクの流れ方向に沿った流路長をＬとし、流路断面積をＳとすると、Ｍ＝ρＬ／Ｓで定義される。
【0112】
本実施形態では、回収系合成流路抵抗ＲＳ２が供給系合成流路抵抗ＲＳ１よりも大きいため、式（８）より、供給系の供給収容室４１２よりも回収系の回収収容室４２２が減衰し易い。このため、吐出孔３１５からのインクの吐出開始時において、回収系の回収収容室４２２よりも供給系の供給収容室４１２内のインクが大きく圧力振動することになる。
【0113】
そこで、回収系合成流路抵抗ＲＳ２が供給系合成流路抵抗ＲＳ１よりも大きい状態において、供給収容室４１２における減衰比ｄと回収収容室４２２における減衰比ｄとが同じになるように、供給収容室４１２のコンプライアンスＣは、回収収容室４２２のコンプライアンスＣよりも大きい。この場合、供給収容室４１２のイナータンスＭと回収収容室４２２のイナータンスＭとを同一にする。
【0114】
供給収容室４１２のコンプライアンスＣは、例えば、供給収容室４１２において弾性フィルム４３で塞がれる供給外部開口４１２Ｂの開口面積によって調整することができる。同様に、回収収容室４２２のコンプライアンスＣは、例えば、回収収容室４２２において弾性フィルム４３で塞がれる回収外部開口４２２Ｂの開口面積によって調整することができる。なお、弾性フィルム４３として、供給収容室４１２の供給外部開口４１２Ｂを塞ぐ第１弾性フィルムと、回収収容室４２２の回収外部開口４２２Ｂを塞ぐ第２弾性フィルムとが配置されている場合には、第１弾性フィルム及び第２弾性フィルムの各々の弾性変形に関するヤング率や弾性フィルム４３の厚さによって、供給収容室４１２及び回収収容室４２２の各々のコンプライアンスＣを調整してもよい。
【0115】
供給収容室４１２及び回収収容室４２２の各々の減衰比ｄが同一となるように、供給収容室４１２のコンプライアンスＣを回収収容室４２２のコンプライアンスＣよりも大きくすることで、吐出孔３１５からのインクの吐出開始時において、供給収容室４１２及び回収収容室４２２の各々におけるインクの圧力振動を同一にすることができる。
【符号の説明】
【0116】
１ プリンタ（液体吐出装置）
２ 液体吐出ヘッド
３ 第１流路部材
３１ 個別流路
３１１ 一端部
３１２ 他端部
３１３ 加圧室
３１５ 吐出孔
３１６ 第１絞り部
３１７ 第２絞り部
３２ 第１共通流路
３２１ 第１開口
３３ 第２共通流路
３３１ 第２開口
４ 第２流路部材
４１ 供給流路
４１１ 流入口
４１２ 供給収容室
４２ 回収流路
４２１ 流出口
４２２ 回収収容室
４３ 弾性フィルム
５ 圧電アクチュエータ基板
５１ 変位素子（加圧部）
６ 循環部
６１ 供給貯留部
６２ 回収貯留部
６３ ポンプ
６４ 外部供給流路部材
６５ 外部回収流路部材
２ 液体吐出ヘッド
３ 第１流路部材
３１ 個別流路
３１１ 一端部
３１２ 他端部
３１３ 加圧室
３１５ 吐出孔
３１６ 第１絞り部
３１７ 第２絞り部
３２ 第１共通流路
３２１ 第１開口
３３ 第２共通流路
３３１ 第２開口
４ 第２流路部材
４１ 供給流路
４１１ 流入口
４１２ 供給収容室
４２ 回収流路
４２１ 流出口
４２２ 回収収容室
４３ 弾性フィルム
５ 圧電アクチュエータ基板
５１ 変位素子（加圧部）
６ 循環部
６１ 供給貯留部
６２ 回収貯留部
６３ ポンプ
６４ 外部供給流路部材
６５ 外部回収流路部材
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
