特許 7306023 液体吐出ヘッド、及びそれを備えた液体吐出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-03

(45)【発行日】2023-07-11

(54)【発明の名称】液体吐出ヘッド、及びそれを備えた液体吐出装置

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/14 20060101AFI20230704BHJP

   B41J 2/18 20060101ALI20230704BHJP

   B41J 2/19 20060101ALI20230704BHJP

【ＦＩ】

B41J2/14

B41J2/18

B41J2/19

B41J2/14 305

B41J2/14 501

B41J2/14 601

B41J2/14 605

B41J2/14 607

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019069610

(22)【出願日】2019-04-01

(65)【公開番号】P2020168741

(43)【公開日】2020-10-15

【審査請求日】2022-03-04

(73)【特許権者】

【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】110001841

【氏名又は名称】弁理士法人ＡＴＥＮ

(72)【発明者】

【氏名】小出 祥平

(72)【発明者】

【氏名】平井 啓太

(72)【発明者】

【氏名】杉浦 啓太

(72)【発明者】

【氏名】片山 寛

【審査官】小野 郁磨

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－０６１６９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１０３４１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１３９８２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０１１６２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０８８５７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０６４９７２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ４１Ｊ ２／０１－２／２１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のノズルが形成されたノズルプレートと、
前記複数のノズルに対応する複数の個別流路、前記複数の個別流路の入口に接続され、前記複数の個別流路に液体を供給する供給流路、及び前記複数の個別流路の出口に接続され、前記複数の個別流路から液体を回収する回収流路が形成された流路形成体と、
を備え、
前記複数の個別流路それぞれは、
前記ノズルと接続され、鉛直方向と交差する第１方向に延びる連通路と、
前記連通路と前記供給流路との間に配置された上流側圧力室と、
前記連通路と前記回収流路との間に配置され、前記連通路よりも上方の位置にある下流側圧力室と、
前記上流側圧力室と前記連通路の一端とを接続する上流側ディセンダ流路と、
前記連通路の他端と前記下流側圧力室とを接続し、前記第１方向及び水平面と交差する第２方向に延びる下流側ディセンダ流路と、
を有しており、
前記上流側圧力室内の液体に圧力を付与する上流側アクチュエータと、
前記下流側圧力室内の液体に圧力を付与する下流側アクチュエータと、
をさらに備え、
前記連通路における、当該連通路の前記第１方向における中心位置よりも前記下流側ディセンダ流路側の位置に、前記ノズルが接続されており、
前記ノズルプレートは、前記連通路の下面を画定する壁部を有しており、
前記連通路における、前記ノズルが接続されるノズル接続部分に対して前記上流側ディセンダ流路側で隣接する隣接部分の流路断面積が、当該連通路における他の流路部分よりも流路断面積が小さく、前記連通路の前記隣接部分の上面には、下方に突出する突起部が形成されており、且つ、前記隣接部分における鉛直方向の中心位置は、当該連通路における他の流路部分の鉛直方向の中心位置よりも下方であることを特徴とする液体吐出ヘッド。

【請求項2】

前記連通路における、前記下流側ディセンダ流路の前記第２方向の投影領域内の位置に、前記ノズルが接続されていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項3】

前記連通路の流路断面積は、前記下流側ディセンダ流路の流路断面積よりも小さい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。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドと、
前記供給流路から、前記複数の個別流路を介して前記回収流路へと液体を移送させるポンプと、
を備えたことを特徴とする液体吐出装置。

【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】

特許文献１には、ノズル開口（ノズル）、連通路、第１圧力発生室（上流側圧力室）、第２圧力発生室（下流側圧力室）、供給路と連通するマニホールド（供給流路）、及び、流出路と連通するマニホールド（回収流路）を備えた液体噴射ヘッド（液体吐出ヘッド）が開示されている。この特許文献１では、連通路は、ノズル開口が形成されたノズルプレートとは異なる連通板により画定されている。また、特許文献１では、供給路と連通するマニホールドから、第１圧力発生室、連通路、及び第２圧力発生室をこの順に通って、流出路と連通するマニホールドに向けてインクが流れている。また、ノズル開口は、連通路における、第２圧力発生室側の端部に接続されている。そして、特許文献１では、第１圧力発生室内に圧力を発生させる第１圧電素子（上流側アクチュエータ）、及び、第２圧力発生室内に圧力を発生させる第２圧電素子（下流側アクチュエータ）を駆動することで、ノズル開口からインクを吐出させている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－１０３４１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、この種の液体吐出ヘッドでは、ノズルから連通路にエアが侵入する場合がある。このようなエアが、連通路のノズル近傍に留まると、ノズルの吐出特性に影響を与える。

【0005】

ここで、特許文献１のように、供給流路から回収流路に向けて液体が流れていると、この液体の流れにより、ノズルから侵入したエアを回収流路へと排出させることができる。一方で、この液体の流れにより、ノズルから進入したエアが、回収流路へ排出されずに、ノズル側に押し込まれて留まる虞もある。

【0006】

そこで、本発明の目的は、連通路のノズル近傍に留まるエアを回収流路へ効果的に排出させ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。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の液体吐出ヘッドは、複数のノズルが形成されたノズルプレートと、前記複数のノズルに対応する複数の個別流路、前記複数の個別流路の入口に接続され、前記複数の個別流路に液体を供給する供給流路、及び前記複数の個別流路の出口に接続され、前記複数の個別流路から液体を回収する回収流路が形成された流路形成体と、
を備え、前記複数の個別流路それぞれは、前記ノズルと接続され、鉛直方向と交差する第１方向に延びる連通路と、前記連通路と前記供給流路との間に配置された上流側圧力室と、前記連通路と前記回収流路との間に配置され、前記連通路よりも上方の位置にある下流側圧力室と、前記上流側圧力室と前記連通路の一端とを接続する上流側ディセンダ流路と、前記連通路の他端と前記下流側圧力室とを接続し、前記第１方向及び水平面と交差する第２方向に延びる下流側ディセンダ流路と、を有しており、前記上流側圧力室内の液体に圧力を付与する上流側アクチュエータと、前記下流側圧力室内の液体に圧力を付与する下流側アクチュエータと、をさらに備え、前記連通路における、当該連通路の前記第１方向における中心位置よりも前記下流側ディセンダ流路側の位置に、前記ノズルが接続されており、前記ノズルプレートは、前記連通路の下面を画定する壁部を有していることを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の第１実施形態に係るヘッド１を備えたプリンタ１００の平面図である。

【図2】図１のヘッド１の平面図である。

【図3】図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿ったヘッド１の断面図である。

【図4】プリンタ１００の電気的構成を示すブロック図である。

【図5】（ａ）は、ヘッド１における、ノズル２１近傍の断面図であり、（ｂ）は、鉛直方向から見たときの、下流側ディセンダ流路２４ｂと、ノズル２１との位置関係を示す図であり、（ｃ）は下流側ディセンダ流路２４ｂの隣接部分２２ｂの鉛直方向の中心位置ｈ１について説明する図である。

【図6】比較例のヘッド５０１における図５（ａ）相当の断面図である。

【図7】第２実施形態のヘッド２０１における図５（ａ）相当の断面図である。

【図8】（ａ）は、第３実施形態のヘッド３０１における図５（ａ）相当の断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩ－Ｉ線に沿ったヘッド３０１の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

（第１実施形態）
以下、本発明の好適な第１実施形態について説明する。

【0010】

図１に示すように、第１実施形態に係るプリンタ１００は、ヘッドユニット１Ｘ、プラテン３、搬送機構４及び制御装置５等を備えている。

【0011】

搬送機構４は、搬送方向に並んで配置された２つの搬送ローラ４ａ，４ｂを有する。２つの搬送ローラ４ａ，４ｂは、図示しないギヤ等を介して搬送モータ４ｍに接続されている。制御装置５により搬送モータ４ｍが駆動されると、搬送ローラ４ａ，４ｂが回転し、記録媒体である用紙Ｓを搬送方向に搬送する。

【0012】

プラテン３は、２つの搬送ローラ４ａ，４ｂに搬送方向に挟まれて配置されている。プラテン３は、搬送機構４により搬送される用紙Ｓを下方から支持する。用紙Ｓは、搬送機構４により搬送されることで、このプラテン３上を通過する。

【0013】

ヘッドユニット１Ｘは、プラテン３と鉛直方向に対向して配置され、紙幅方向に長尺である。ヘッドユニット１Ｘは、紙幅方向に千鳥状に配置された４つのヘッド１（「液体吐出ヘッド」に相当）を備えている。ヘッド１は、ドライバＩＣ１ｄ（図４参照）によって駆動され、複数のノズル２１（図２及び図３参照）からインクを吐出する。尚、紙幅方向は、搬送方向と直交する。紙幅方向及び搬送方向は、共に、水平面と平行な方向である。ヘッド１については、後ほど詳細に説明する。

【0014】

プリンタ１００では、搬送機構４により用紙Ｓを搬送方向に搬送させつつ、４つのヘッド１の複数のノズル２１からインクを吐出させることによって、用紙Ｓに画像を記録する。即ち、プリンタ１００は、ヘッド１が固定された状態で、ヘッド１のノズル２１から用紙Ｓに対してインクを吐出する、いわゆるライン式のインクジェットプリンタである。

【0015】

制御装置５は、図４に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６１、ＲＯＭ（Read Only Memory）６２、ＲＡＭ（Random Access Memory）６３、フラッシュメモリ６４、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）６５等からなり、搬送モータ４ｍ、ドライバＩＣ１ｄ、循環用ポンプ７ｐ等の動作を制御する。例えば、制御装置５は、ＰＣ等の外部装置から入力された記録指令（画像データを含む。）に基づき、各ヘッド１のドライバＩＣ１ｄ、及び搬送モータ４ｍを制御して、用紙Ｓ上に画像を記録する記録処理を実行する。

【0016】

次いで、図２及び図３を参照し、ヘッド１の構成について詳細に説明する。

【0017】

ヘッド１は、ノズルプレート１０、流路基板１１（「流路形成体」に相当）、及びアクチュエータユニット１２を有する。

【0018】

ノズルプレート１０は、複数のノズル２１が形成されたプレートである。ノズル２１は、ノズルプレート１０を鉛直方向に貫通する貫通孔である。ノズルプレート１０の下面は、複数のノズル２１の開口部が形成されたノズル開口面１ａ（図３参照）となっている。ノズル開口面１ａは、水平面と平行な面である。また、ノズル２１は、図５（ａ）に示すように、ノズル開口面１ａに向かうに従い先細るテーパ状に形成されている。複数のノズル２１は、ノズルプレート１０をエッチング等することで形成される。

【0019】

流路基板１１は、ノズルプレート１０の上面に配置され、図３に示すように、７枚のプレート１１ａ～１１ｇが上からこの順に積層されることによって形成されている。

【0020】

プレート１１ａ～１１ｇには、複数のノズル２１のそれぞれに対応する複数の個別流路２０が形成されている。また、プレート１１ｄ～１１ｆには、複数の個別流路２０に連通する共通流路３０が形成されている。複数の個別流路２０、及び共通流路３０は、流路基板１１をエッチング等することで形成される。

【0021】

共通流路３０は、図２に示すように、配列方向（搬送方向と平行な方向）に配列された回収流路３１，３２及び供給流路３３を含む。回収流路３１，３２及び供給流路３３は、それぞれ延在方向（紙幅方向と平行な方向）に延びている。配列方向において回収流路３１と回収流路３２との間に供給流路３３が配置されている。

【0022】

供給流路３３は、延在方向の一方（図２の上方）の端部において、プレート１１ａ～１１ｆにまたがって上下方向に延びており、その上端部に流入口３３ｘが設けられている。流入口３３ｘは、循環用ポンプ７ｐを介してインクタンク７に接続されている。回収流路３１，３２は、それぞれ、延在方向の他方（図２の下方）の端部において、プレート１１ａ～１１ｆにまたがって上下方向に延びており、その上端部に流出口３１ｙ，３２ｙが設けられている。流出口３１ｙ，３２ｙは、インクタンク７に接続されている。

【0023】

インクタンク７は、図示しないチューブ等を介して図示しないインクカートリッジに接続され、インクカートリッジからインクが供給される。

【0024】

個別流路２０は、回収流路３１と供給流路３３とを結ぶ複数の第１個別流路２０ａ、及び、回収流路３２と供給流路３３とを結ぶ複数の第２個別流路２０ｂを含む。第１個別流路２０ａは、配列方向において回収流路３１と供給流路３３とに跨っている。第２個別流路２０ｂは、配列方向において回収流路３２と供給流路３３とに跨っている。

【0025】

各個別流路２０は、連通路２２、上流側圧力室２３ａ、下流側圧力室２３ｂ、上流側ディセンダ流路２４ａ、下流側ディセンダ流路２４ｂ、上流側絞り流路２５ａ、及び下流側絞り流路２５ｂを含む。図３に示すように、連通路２２は、ノズル２１に接続される流路であり、プレート１１ｇに形成されている。連通路２２は、配列方向（「第１方向」に相当）に沿って延びている。

【0026】

また、連通路２２の下面は、ノズルプレート１０の上面により画定されている。換言すれば、ノズルプレート１０は、連通路２２の下面を画定する壁部１０ａを有している。このように、連通路２２は、ノズル２１の直上を通る流路であることから、その内部におけるインクの流れが、ノズル２１から吐出されるインクの吐出方向（飛翔方向）に影響を及ぼす。

【0027】

上流側圧力室２３ａは、連通路２２と供給流路３３との間に配置されている。下流側圧力室２３ｂは、連通路２２と回収流路３１，３２との間に配置されている。以下、上流側圧力室２３ａ及び下流側圧力室２３ｂを説明するに当たり、これらを区別しない場合は「圧力室２３」とする。

【0028】

圧力室２３は、プレート１１ａに形成された貫通孔である。従って、圧力室２３は、連通路２２よりも上方に位置する。また、圧力室２３は、配列方向を長手方向とする略矩形の平面形状を有している。すなわち、圧力室２３は、配列方向及び延在方向と平行な平面に沿って延びている。また、プレート１１ａには、４列の圧力室列２３Ｒ１～２３Ｒ４が形成されている。４列の圧力室列２３Ｒ１～２３Ｒ４は、それぞれ延在方向に延び、配列方向に並んでいる。４つの圧力室列２３Ｒ１～２３Ｒ４のうち、図２の左側２つの圧力室列２３Ｒ１，２３Ｒ２は、第１個別流路２０ａの上流側圧力室２３ａ及び下流側圧力室２３ｂから構成されている。４つの圧力室列２３Ｒ１～２３Ｒ４のうち、図２の右側２つの圧力室列２３Ｒ３，２３Ｒ４は、第２個別流路２０ｂの上流側圧力室２３ａ及び下流側圧力室２３ｂから構成されている。各圧力室列２３Ｒ１～２３Ｒ４において、圧力室２３は、配列方向に同じ位置で、かつ、延在方向に等間隔で配置されている。一方、圧力室列２３Ｒ１～２３Ｒ４間においては、圧力室２３の延在方向の位置がずれている。これにより、全ての圧力室２３において、延在方向の位置が、当該圧力室２３以外の圧力室２３と異なっている。尚、本実施形態では、圧力室２３の形状は全て同じであるが、これに限定されるものではない。

【0029】

上流側ディセンダ流路２４ａは、上流側圧力室２３ａと連通路２２の一方の端部とを接続する、鉛直方向に延びる流路である。下流側ディセンダ流路２４ｂは、下流側圧力室２３ｂと連通路２２の他方の端部とを接続する、鉛直方向（「第２方向」に相当）に延びる流路である。より詳細には、上流側ディセンダ流路２４ａは、プレート１１ｂ～１１ｆに形成された貫通孔４１～４５が鉛直方向に重なることによって形成されている。これら貫通孔４１～４５の中心位置は、鉛直方向から見たときに互いに重なっている。

【0030】

一方で、下流側ディセンダ流路２４ｂは、プレート１１ｂ～１１ｆに形成された貫通孔５１～５５が鉛直方向に重なることによって形成されている。これら貫通孔５１～５５の中心位置は、鉛直方向から見たときに互いに重なっている。上流側ディセンダ流路２４ａ、及び下流側ディセンダ流路２４ｂは、互いに流路の長さは同じである。

【0031】

上流側ディセンダ流路２４ａを形成する貫通孔４１～４５の貫通方向は、全て鉛直方向である。同様に、下流側ディセンダ流路２４ｂを形成する貫通孔５１～５５の貫通方向は、全て鉛直方向である。

【0032】

また、上流側ディセンダ流路２４ａの流路断面積、及び下流側ディセンダ流路２４ｂの流路断面積は、連通路２２の流路断面積よりも大きい。以下、上流側ディセンダ流路２４ａ及び下流側ディセンダ流路２４ｂを説明するに当たり、これらを区別しない場合は「ディセンダ流路２４」とする。

【0033】

上流側絞り流路２５ａは、供給流路３３と上流側圧力室２３ａとを接続する。下流側絞り流路２５ｂは、回収流路３１，３２と、下流側圧力室２３ｂとを接続する。以下、上流側絞り流路２５ａ及び下流側絞り流路２５ｂを説明するに当たり、これらを区別しない場合は「絞り流路２５」とする。

【0034】

絞り流路２５は、その流路断面積が、圧力室２３等の他の流路の流路断面積よりも小さくされることで、圧力室２３で発生した圧力波が供給流路３３や回収流路３１，３２に伝播し難くする絞りの機能を有する。この絞り流路２５は、プレート１１ｂ，１１ｃにまたがって形成されている。

【0035】

次に、連通路２２に対するノズル２１の接続位置について説明する。図５（ａ）に示すように、ノズル２１は、連通路２２における、当該連通路２２の配列方向における中心位置よりも下流側ディセンダ流路２４ｂ側の位置に接続されている。本実施形態では、ノズル２１は、連通路２２における、下流側ディセンダ流路２４ｂの鉛直方向の投影領域内の位置に接続されている。より詳細には、図５（ｂ）に示すように、鉛直方向から見たときに、下流側ディセンダ流路２４ｂを形成する、プレート１１ｆの貫通孔５５の縁よりも内側に、ノズル２１が配置されている。そして、鉛直方向から見たときに、貫通孔５５の中心位置が、ノズル２１の中心位置と重なるように配置されている。

【0036】

また、図５（ａ）に示すように、連通路２２における、ノズル２１が接続される接続部分であるノズル接続部分２２ａに対して、上流側ディセンダ流路２４ａ側で隣接する隣接部分２２ｂの上面には、下方に突出する突起部７１が形成されている。これにより、隣接部分２２ｂにおける流路断面積は、連通路２２における他の流路部分（ノズル接続部分２２ａ等）よりも流路断面積が小さくなっている。

【0037】

また、突起部７１の下面である先端面は、水平面と平行である。従って、隣接部分２２ｂにおける流路断面積は、当該隣接部分２２ｂの配列方向の一端から他端に亘り一定である。尚、本実施形態では、隣接部分２２ｂの配列方向における上流側ディセンダ流路２４ａ側の端部は、連通路２２における配列方向の中心位置よりも右側であるが、これに限定されるものではない。

【0038】

また、図５（ｃ）に示すように、隣接部分２２ｂの鉛直方向の中心位置ｈ１は、個別流路２０内にエアＡＲが存在するときに、当該エアＡＲの鉛直方向の中心位置ｈ２よりも下方となるように突起部７１の鉛直方向の高さが調整されている。尚、エアＡＲは、連通路２２のノズル接続部分２２ａにおける下面２２ａ１と、下流側ディセンダ流路２４ｂにおける配列方向に対向する２つの側面２４ｂ１，２４ｂ２との３点に接するエアである。鉛直方向から見たときに、２つの側面２４ｂ１，２４ｂ２を結ぶ線分の中心は、下流側ディセンダ流路２４ｂを形成する貫通孔５１～５５の中心位置と一致する。

【0039】

次に、循環用ポンプ７ｐを駆動させたときのインクの流れについて説明する。図２中の太矢印及び図３中の矢印は、インクの流れを示す。

【0040】

図２に示すように、制御装置５の制御により循環用ポンプ７ｐを駆動させると、インクタンク７内のインクは、流入口３３ｘから供給流路３３に流入される。そして、供給流路３３から、各個別流路２０（第１個別流路２０ａ及び第２個別流路２０ｂ）のそれぞれにインクが供給される。

【0041】

各個別流路２０に供給されたインクは、上流側絞り流路２５ａ及び上流側圧力室２３ａを通って略水平に移動し、さらに上流側ディセンダ流路２４ａを通って下方に移動して、連通路２２に流入する。当該インクは、連通路２２を通って水平に移動し、一部がノズル２１から吐出され、残りが下流側ディセンダ流路２４ｂを通って上方に移動し、下流側圧力室２３ｂ及び下流側絞り流路２５ｂを通って略水平に移動する。

【0042】

そして、第１個別流路２０ａに供給されたインクは、回収流路３１で回収される。当該インクは、流出口３１ｙを介して回収流路３１から流出して、インクタンク７に戻される。第２個別流路２０ｂに供給されたインクは、回収流路３２で回収される。当該インクは、流出口３２ｙを介して回収流路３２から流出して、インクタンク７に戻される。

【0043】

以上のようにヘッド１とインクタンク７との間でインクが循環する。その結果として、ノズル２１内のインクの増粘が抑えられる。また、個別流路２０のノズル２１近傍にあるエアを、回収流路３１，３２へ排出させることができる。尚、本実施形態では、ヘッド１とインクタンク７との間のインクの循環を常時行っている。即ち、記録処理の実行中もヘッド１とインクタンク７との間のインクの循環を行っている。

【0044】

アクチュエータユニット１２は、流路基板１１の上面に配置され、複数の圧力室２３を覆っている。

【0045】

アクチュエータユニット１２は、図３に示すように、下から順に、振動板１２ａ、共通電極１２ｂ、複数の圧電体１２ｃ及び複数の個別電極１２ｄを含む。振動板１２ａ及び共通電極１２ｂは、流路基板１１の上面の略全体に配置されており、複数の圧力室２３を覆っている。一方、圧電体１２ｃ及び個別電極１２ｄは、圧力室２３毎に設けられており、圧力室２３のそれぞれと対向している。共通電極１２ｂは、ドライバＩＣ１ｄに接続されて常にグランド電位に保持される。

【0046】

以上の構成において、１つの個別電極１２ｄ、共通電極１２ｂの１つの圧力室２３に対向する電極部分、及び、圧電体１２ｃの１つの圧力室２３と対向する部分によって、１つのアクチュエータ１３（図３参照）が構成されている。アクチュエータユニット１２には、このようなアクチュエータ１３が圧力室２３毎に作り込まれている。

【0047】

ドライバＩＣ１ｄは、制御装置５からの制御信号に基づいて、各アクチュエータ１３の個別電極１２ｄに対して所定の駆動パルス信号を付与して、個別電極１２ｄの電位を駆動電位と、グランド電位との間で切り替える。駆動パルス信号は、所定のパルス幅とパルス高さを有するパルス信号である。

【0048】

次に、アクチュエータ１３を駆動してノズル２１からインクを吐出させる方法について説明する。ノズル２１からインクを吐出させない待機状態では、全ての個別電極１２ｄが共通電極１２ｂと同じグランド電位に保持されている。或るノズル２１からインクを吐出させるときには、そのノズル２１に対応する個別流路２０の２つの圧力室２３に対応する２つの個別電極１２ｄの電位をグランド電位から駆動電位に切り換える。

【0049】

すると、上記２つの個別電極１２ｄのそれぞれと、グランド電位に保持されている共通電極１２ｂとの間に電位差が生じ、２つの個別電極１２ｄのそれぞれと共通電極１２ｂとの間に挟まれた２つの圧電体１２ｃは圧電変形する。これにより、振動板１２ａ及び圧電体１２ｃの上記２つの圧力室２３と上下方向に重なる部分が全体として圧力室２３側に凸となるように撓む。その結果として、２つの圧力室２３の容積が小さくなることで２つの圧力室２３内のインクの圧力が上昇し、２つの圧力室２３に連通するノズル２１からインクが吐出される。また、ノズル２１からインクが吐出された後には、上記２つの個別電極１２ｄの電位をグランド電位に戻す。これにより、振動板１２ａ及び圧電体１２ｃが変形前の状態に戻る。

【0050】

ところで、上述したように、ノズル２１は、連通路２２における、当該連通路２２の中心位置よりも下流側ディセンダ流路２４ｂ側の位置に接続されている。このため、下流側圧力室２３ｂからノズル２１までの流路の長さは、上流側圧力室２３ａからノズル２１までの流路の長さよりも短い。これにより、制御装置５が、ノズル２１からインクを吐出させる際に、上流側圧力室２３ａに対応するアクチュエータ１３（以下、上流側アクチュエータ１３ａ）の駆動タイミングと、下流側圧力室２３ｂに対応するアクチュエータ１３（以下、下流側アクチュエータ１３ｂ）の駆動タイミングとが同じになるようにドライバＩＣ１ｄを制御すると、下流側圧力室２３ｂで発生した圧力波がノズル２１に到達するタイミングが、上流側圧力室２３ａで発生した圧力波がノズル２１に到達するタイミングよりも早くなる。その結果として、ノズル２１から吐出されるインクの吐出方向は、鉛直方向（真下）とはならずに鉛直方向から大きくずれる虞がある。

【0051】

そこで、本実施形態では、制御装置５は、ノズル２１からインクを吐出させる際には、上流側圧力室２３ａ及び下流側圧力室２３ｂそれぞれで発生した圧力波がノズル２１に到達するタイミングが略同じとなるように、下流側アクチュエータ１３ｂの駆動タイミングが、上流側アクチュエータ１３ａの駆動タイミングよりも遅れるようドライバＩＣ１ｄを制御する。これにより、ノズル２１から吐出されるインクの吐出方向を、鉛直方向にすることができる。

【0052】

また、上流側アクチュエータ１３ａ及び下流側アクチュエータ１３ｂそれぞれの駆動タイミングをずらすことで、ドライバＩＣ１ｄの発熱を抑えることもできる。以下、詳細に説明する。

【0053】

ドライバＩＣ１ｄには、アクチュエータ１３を駆動する際に電流が流れる。とりわけ、アクチュエータ１３の個別電極１２ｄの電位を、駆動電位と、グランド電位との間で切り換える際に、ドライバＩＣ１ｄに大きな電流が流れる。このようにドライバＩＣ１ｄに電流が流れると、ドライバＩＣ１ｄが発熱する。そして、ドライバＩＣ１ｄの温度が高くなると、ドライバＩＣ１ｄの故障等の要因になる。また、本実施形態のように、１つのノズルからインクを吐出させる際に２つのアクチュエータを駆動させる構成の場合には、１つのノズルからインクを吐出させる際に１つのアクチュエータのみを駆動させる構成と比べて、ドライバＩＣに流れる電流量は多くなり、ドライバＩＣの発熱の問題がより顕著となる。

【0054】

ここで、本実施形態のように、１つのノズル２１からインクを吐出させる際に２つのアクチュエータ１３を駆動させる構成において、上流側アクチュエータ１３ａ及び下流側アクチュエータ１３ｂの駆動タイミングが互いに同じ場合には、アクチュエータ１３の個別電極１２ｄの電位を切り換えるタイミングが一致するため、ドライバＩＣ１ｄに過大な電流が集中して流れることになる。一方で、上流側アクチュエータ１３ａ及び下流側アクチュエータ１３ｂそれぞれの駆動タイミングがずれている場合には、アクチュエータ１３の個別電極１２ｄの電位を切り換えるタイミングがずれるため、ドライバＩＣ１ｄには過大な電流は流れない。従って、本実施形態のように、上流側アクチュエータ１３ａ及び下流側アクチュエータ１３ｂそれぞれの駆動タイミングをずらすことで、ドライバＩＣ１ｄに過大な電流が流れることを抑制することができ、その結果として、ドライバＩＣ１ｄの発熱を抑えることができる。

【0055】

ところで、ノズル２１等から個別流路２０内にエアが侵入する場合がある。そして、個別流路２０のノズル２１近傍にエアが留まると、ノズル２１の吐出特性に影響を与える。ここで、循環用ポンプ７ｐを駆動して、供給流路３３から個別流路２０を介して回収流路３１，３２に向けてインクが流れていると、このインクの流れにより、ノズル２１近傍に留まるエアを回収流路３１，３２へと排出させることは可能である。

【0056】

しかしながら、本実施形態と異なり、連通路の下面がノズルプレートの壁部により画定されていない場合（以下、「比較例」とする）、上記インクの流れにより、却って、ノズルから進入したエアを回収流路へ速やかに排出することができない虞がある。以下、比較例のヘッド５０１について、図６を参照して説明する。尚、比較例のヘッド５０１は、連通路の下面がノズルプレートの壁部により画定されていない点や連通路の隣接部分の上面に突起部が形成されていない点以外は、本実施形態のヘッド１と略同様の構成である。従って、ヘッド５０１における、ヘッド１に対応する構成については、ヘッド１の各構成に付した符号から、その数字に「５００」を加算した符号を付して、説明を適宜省略する。

【0057】

図６に示すように、比較例のヘッド５０１では、連通路５２２の上面は、水平面と平行である。また、ヘッド５０１は、流路基板５１１とノズルプレート５１０との間に挟まれた、１つのプレート５１５を有している。プレート５１５には、連通路５２２とノズル５２１とを繋ぐ、鉛直方向に貫通する貫通孔５１５ａが形成されている。従って、ノズル５２１は、貫通孔５１５ａを介して連通路５２２に接続されている。そして、ノズル５２１から侵入したエアは、貫通孔５１５ａを介して連通路５２２へと流出することになる。

【0058】

ここで、ヘッド５０１内に、ノズル５２１から進入した直後のエアＢＲが存在する場合について考える。エアＢＲは、連通路５２２へ完全に流出しておらず、その大部分が、貫通孔５１５ａ内に位置しているエアである。従って、エアＢＲの鉛直方向の中心位置ｈ３は、連通路５２２の鉛直方向の高さの中心位置ｈ４よりも下方となる。

【0059】

このようなエアＢＲが存在する状況下において、供給流路３３から回収流路３１，３２に向けたインクが流れていると、中心位置ｈ３が中心位置ｈ４よりも下方であるため、エアＢＲは、貫通孔５１５ａから下流側ディセンダ流路２４ｂへ排出されずに、ノズル５２１側に押し込まれる虞がある。その結果、エアＢＲがノズル５２１近傍の貫通孔５１５ａに留まることで、ノズル２１の吐出特性が悪化する虞がある。

【0060】

これに対して、本実施形態では、上述したように、連通路２２の下面がノズルプレート１０の壁部１０ａにより画定されており、ノズル２１の直上を連通路２２が通っている。従って、ノズル２１から進入したエアは、直ぐに連通路２２へ流出する。その結果、本実施形態では、比較例と比べて、ノズル２１から進入したエアの鉛直方向の中心位置が、連通路２２の隣接部分２２ｂの鉛直方向の中心位置ｈ１よりも下方となる可能性は著しく低い。このため、供給流路３３から回収流路３１，３２に向けて流れるインクの流れにより、エアがノズル２１側に押し込まれる可能性を低減することができる。

【0061】

また、本実施形態では、ノズル２１は、連通路２２における、下流側ディセンダ流路２４ｂの鉛直方向の投影領域内の位置に接続されている。これにより、ノズル２１から下流側ディセンダ流路２４ｂに至るまでのエアが流れる経路を短くすることができる。その結果として、ノズル２１から侵入したエアを速やかに下流側ディセンダ流路２４ｂに排出することができる。

【0062】

また、下流側ディセンダ流路２４ｂは、鉛直方向に延びているため、下流側ディセンダ流路２４ｂに流出されたエアを、供給流路３３から回収流路３１，３２に向けたインクの流れに加えて、当該エアの浮力によって、回収流路３１，３２へ速やかに排出することができる。

【0063】

また、本実施形態では、連通路２２の流路断面積は、下流側ディセンダ流路２４ｂの流路断面積よりも小さい。これにより、連通路２２におけるインクの流速を速くすることができるため、連通路２２に留まるエアを下流側ディセンダ流路２４ｂに速やかに排出することができる。

【0064】

また、本実施形態では、ノズル接続部分２２ａに隣接する隣接部分２２ｂの上面に、下方に突出する突起部７１が形成されることで、隣接部分２２ｂの流路断面積が、当該連通路２２における他の流路部分の流路断面積よりも小さくなっている。その結果として、連通路２２の流路抵抗が過剰に大きくなるのを抑制しつつ、ノズル２１近傍でのインクの流速を速くすることができる。その結果として、ノズル２１から侵入したエアを、下流側ディセンダ流路２４ｂへ速やかに排出することができる。

【0065】

加えて、隣接部分２２ｂに突起部７１が形成されることで、突起部７１が形成されていない場合と比べて、隣接部分２２ｂにおける鉛直方向の中心位置を下方にすることができる。その結果として、供給流路３３から回収流路３１，３２に向けたインクの流れにより、ノズル２１から侵入したエアがノズル２１側に押し込まれる可能性をより低減しつつ、当該エアを下側から掬い上げるようにして下流側ディセンダ流路２４ｂに排出することができる。

【0066】

また、本実施形態では、図５（ｃ）に示すように、隣接部分２２ｂの鉛直方向の中心位置ｈ１は、個別流路２０内に、連通路２２の下面２２ａ１、下流側ディセンダ流路２４ｂにおける配列方向に対向する２つの側面２４ｂ１，２４ｂ２の３点に接するエアＡＲが存在するときに、当該エアＡＲの鉛直方向の中心位置ｈ２よりも下方となるように突起部７１の鉛直方向の高さが調整されている。これにより、個別流路２０内にエアＡＲが存在する場合には、供給流路３３から回収流路３１，３２に向けたインクの流れにより、当該エアＡＲを下側から掬い上げるようにして下流側ディセンダ流路２４ｂに排出することができる。

【0067】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態は、主に、ヘッドにおける、連通路の構成が、第１実施形態と異なっている。以下、第１実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。

【0068】

図７に示すように、第２実施形態に係るヘッド２０１では、第１実施形態の連通路２２の代わりに、連通路２２２が設けられている。連通路２２２は、ノズル２１が接続されるノズル接続部分２２２ａに対して、上流側ディセンダ流路２４ａ側で隣接する隣接部分２２２ｂの流路断面積は、連通路２２２における他の流路部分よりも流路断面積が小さくなっている。

【0069】

また、隣接部分２２２ｂの上面２２２ｂＵは、ノズル接続部分２２２ａへ向かうに従いノズルプレート１０の壁部１０ａに近づくように水平面（配列方向）に対して傾斜している。即ち、上面２２２ｂＵは、ノズル接続部分２２２ａへ向かうに従い、隣接部分２２２ｂの下面に近づくように傾斜している。 従って、隣接部分２２２ｂでは、ノズル接続部分２２２ａへ向かうに従い流路断面積が小さくなっている。

【0070】

以上のように第２実施形態では、隣接部分２２２ｂにおいて、ノズル接続部分２２２ａへ向かうに従い流路断面積が小さくなるため、連通路２２２の流路抵抗が過剰に大きくなるのを抑制しつつ、ノズル２１近傍でのインクの流速を速くすることができる。その結果として、連通路２２２に留まるエアを下流側ディセンダ流路２４ｂに速やかに排出することができる。

【0071】

また、上述の第１実施形態のヘッド１では、連通路２２における流路断面積が、隣接部分２２ｂの突起部７１が形成された位置で急激に小さくなるため、突起部７１よりも上流側ディセンダ流路２４ａ側にあるエアを、下流側ディセンダ流路２４ｂに排出し難くなり連通路２２内にエアが留まる虞がある。加えて、連通路２２におけるインクの流れが、突起部７１により悪くなる虞がある。

【0072】

一方で、第２実施形態では、連通路２２２の流路断面積は、ノズル接続部分２２２ａへ向かうに従い徐々に小さくなる。これにより、第１実施形態と比べて、連通路２２２内でエアを留まり難くすることができ、且つ、連通路２２２でのインクの流れをスムーズにすることができる。また、隣接部分２２２ｂの上面２２２ｂＵは、ノズル接続部分２２２ａへ向かうに従い、隣接部分２２２ｂの下面に近づくように傾斜している。このため、隣接部分２２２ｂでは、インクは、上面２２２ｂＵに沿って斜め下方向に流れる。この斜め下方向に流れるインクの流れにより、ノズル２１から侵入したエアを下側から掬い上げるようにして下流側ディセンダ流路２４ｂに排出することができる。

【0073】

また、隣接部分２２２ｂの上面２２２ｂＵを、上記のように水平面に対して傾斜させることで、隣接部分２２２ｂのノズル接続部分２２２ａ側の端部２２２ｂＲにおける、鉛直方向の中心位置を、上面２２２ｂＵを水平面に対して傾斜させない構成と比べて、下方にすることができる。その結果として、供給流路３３から回収流路３１，３２に向けたインクの流れにより、ノズル２１から侵入したエアがノズル２１側に押し込まれる可能性を低減しつつ、当該エアを下側から掬い上げるようにして下流側ディセンダ流路２４ｂに排出することができる。

【0074】

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態は、主に、ヘッドにおける、連通路の構成が、第１実施形態と異なっている。以下、第１実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。

【0075】

図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、第３実施形態に係るヘッド３０１では、第１実施形態の連通路２２の代わりに、連通路３２２が設けられている。連通路３２２の上面３２２Ｕは、水平面と平行である。一方で、図８（ｂ）に示すように、連通路３２２における、ノズル２１が接続されるノズル接続部分３２２ａに対して、上流側ディセンダ流路２４ａ側で隣接する隣接部分３２２ｂでは、その延在方向（「第３方向」に相当）の流路幅が、ノズル接続部分３２２ａに向かうに従い小さくなっている。

【0076】

より詳細には、隣接部分３２２ｂにおける延在方向に対向する２つの側面３２２ｂＦ，３２２ｂＲのうち、側面３２２ｂＦは、配列方向に延びている。一方で、側面３２２ｂＲは、ノズル接続部分３２２ａに向かうに従い側面３２２ｂＦに近づくように配列方向に対して傾斜している。

【0077】

以上より、第３実施形態においても、隣接部分３２２ｂの流路断面積が、連通路３２２における他の流路部分の流路断面積よりも小さくなっている。これにより、連通路３２２の流路抵抗が過剰に大きくなるのを抑制しつつ、ノズル２１近傍でのインクの流速を速くすることができる。その結果として、連通路３２２に留まるエアを下流側ディセンダ流路２４ｂに速やかに排出することができる。

【0078】

また、第３実施形態では、第２実施形態と同じく、隣接部分３２２ｂでは、ノズル接続部分２２２ａへ向かうに従い流路断面積が小さくなっている。これにより、第１実施形態と比べて、連通路３２２でエアを留まり難くすることができ、且つ、連通路３２２でのインクの流れをスムーズにすることができる。

【0079】

また、第３実施形態では、隣接部分３２２ｂにおける２つの側面３２２ｂＦ，３２２ｂＲのうち、側面３２２ｂＦは、配列方向に延びている一方で、側面３２２ｂＲは、ノズル接続部分３２２ａに向かうに従い側面３２２ｂＦに近づくように配列方向に対して傾斜している。これにより、供給流路３３から回収流路３１，３２に向けたインクの流れが生じている際に、連通路３２２において、連通路３２２の側面３２２ｂＦ，３２２ｂＲ等を画定するプレート１１ｇの壁部に密着したエアの縁をなぞるようなインクの流れを発生させることができる。その結果として、インクの流れにより、プレート１１ｇの壁部に密着したエアを、当該壁部から剥がして、下流側ディセンダ流路２４ｂへ排出させ易くすることができる。

【0080】

尚、第３実施形態では、２つの側面３２２ｂＦ，３２２ｂＲのうち、側面３２２ｂＦは、配列方向に延びていたが、これに限定されるものではない。例えば、２つの側面３２２ｂＦ，３２２ｂＲの両方が、ノズル接続部分３２２ａに向かうに従い互いに近づくように配列方向に対して傾斜していてもよい。

【0081】

以上、本発明の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は限られず、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。例えば、ノズルの連通路との接続位置は上述の実施形態に限定されるものではなく、ノズルは、連通路における、当該連通路の配列方向における中心位置よりも下流側ディセンダ流路側の位置に接続されていればよい。この場合でも、ノズルが連通路の配列方向における中心位置や、中心位置よりも上流側ディセンダ流路側の位置に接続されている場合と比べて、ノズルから下流側ディセンダ流路に至るまでのエアが流れる経路を短くすることができる。その結果として、ノズルから侵入したエアを速やかに下流側ディセンダ流路に排出することができる。また、上述の実施形態では、連通路は水平面と平行な方向に延びていたが、これに限定されるものではなく、鉛直方向に対して交差する方向に延びていればよい。

【0082】

また、上述の実施形態では、連通路の流路断面積は、下流側ディセンダ流路の流路断面積よりも小さくされていたが、これに限定されるものではない。例えば、連通路の流路断面積と、下流側ディセンダ流路の流路断面積とが同じであってもよい。また、上述の実施形態では、隣接部分の流路断面積が、当該連通路における他の流路部分よりも流路断面積が小さくされていたが、これに限定されるものではない。例えば、連通路の各流路部分の流路断面積が同じであってもよい。

【0083】

また、上述の実施形態では、ヘッドとインクタンクとの間でインクを循環させていたが、供給流路から複数の個別流路を通って回収流路に向かうインクの流れが生じるのであれば、循環させていなくてもよい。この場合、個別流路から回収流路へ流出したエアの回収効率を高めるために、回収流路にエアを溜めるためのタンクが接続されていることが好ましい。

【0084】

また、以上では、いわゆるラインヘッドを備えたプリンタ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。走査方向に移動するキャリッジに搭載され、キャリッジとともに走査方向に移動しつつノズルからインクを吐出する、いわゆるシリアルヘッドを備えたプリンタに本発明を適用することも可能である。

【0085】

また、以上では、ノズルからインクを吐出して用紙に記録を行うプリンタ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、例えば、液体状にした樹脂や金属を吐出する液体吐出装置に本発明を適用することも可能である。

【符号の説明】

【0086】

１，２０１，３０１ ヘッド
２０ 個別流路
２１ ノズル
２２ 連通路
２３ａ 上流側圧力室
２３ｂ 下流側圧力室
２４ａ，２２４ａ，３２４ａ 上流側ディセンダ流路
２４ｂ 下流側ディセンダ流路
２５ａ 上流側絞り流路
２５ｂ 下流側絞り流路
３１，３２ 回収流路
３３ 供給流路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】