特許 7363391 液体吐出ヘッド

(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】2023-10-10

(45)【発行日】2023-10-18

(54)【発明の名称】液体吐出ヘッド

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/14 20060101AFI20231011BHJP

   B41J 2/045 20060101ALI20231011BHJP

   B41J 2/18 20060101ALI20231011BHJP

【ＦＩ】

B41J2/14 605

B41J2/045

B41J2/18

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2019204188

(22)【出願日】2019-11-11

(65)【公開番号】P2021074987

(43)【公開日】2021-05-20

【審査請求日】2022-11-01

(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】110000556

【氏名又は名称】弁理士法人有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】杉浦 啓太

(72)【発明者】

【氏名】山本 次郎

(72)【発明者】

【氏名】神▲崎▼ 章太郎

(72)【発明者】

【氏名】水野 泰介

(72)【発明者】

【氏名】片山 寛

【審査官】牧島 元

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１７１７５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１５１０２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１１－５２０６７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０６５２４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０７４７５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０２７５８０２（ＵＳ，Ａ１）

(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】

液体に吐出圧力が付与される圧力室と、
前記圧力室から第１方向に延びたディセンダと、
前記ディセンダから、前記第１方向に交差する第２方向に延びた連通路と、
前記連通路と帰還マニホールドとの間を結ぶ第１帰還路及び第２帰還路と、
前記連通路に接続されたノズルと、を備え、
前記第１帰還路及び前記第２帰還路は、前記連通路に対し、前記第２方向に直交する方向の対向位置に接続され、
前記ノズルは、前記連通路において、前記ディセンダの軸心からオフセットした位置であって、かつ、前記第１帰還路の前記連通路との接続箇所と前記第２帰還路の前記連通路との接続箇所との間に挟まれる位置に設けられている、液体吐出ヘッド。

【請求項2】

前記連通路は、前記ディセンダに接続された一方端と、前記一方端と反対側の他方端を有し、
前記第１帰還路及び前記第２帰還路は、前記連通路の他方端に接続されている、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項3】

前記連通路は、前記第１帰還路に接続された第１接続口、前記第２帰還路に接続された第２接続口、及び、前記ノズルに接続された第３接続口を有し、
前記第３接続口は、前記第１接続口の中心と前記第２接続口の中心とを結ぶ線分上に配置されている、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３接続口の中心は前記線分上に配置されている、請求項３に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項5】

前記第１帰還路の流路抵抗と、前記第２帰還路の流路抵抗とは互いに等しい、請求項１～４のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項6】

前記第１帰還路及び前記第２帰還路は、前記第２方向に延びた前記連通路の軸心に対して対称な形状を有している、請求項１～５のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項7】

前記第１帰還路及び前記第２帰還路のそれぞれは、前記第１方向に直交する方向において曲がっている、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】

前記第１帰還路及び前記第２帰還路のそれぞれは直線的に延びている、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9】

前記ノズルは、前記連通路に接続された基端、及び、前記基端と反対側の先端を有し、前記ノズルの軸心方向に直交する断面積が前記基端から前記先端に向かって小さくなるテーパ形状を有している、請求項１～８のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項10】

前記ノズルの軸心方向において、前記連通路の寸法が前記第１帰還路の寸法と等しく、且つ、前記第２帰還路の寸法と等しい、請求項１～９のいずれか一項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、ノズル、圧力室、これらに接続されたノズル連通路、及び、ノズル連通路と循環共通流路に接続された複数の循環個別流路を備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１４－１８８８３７号公報

【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、ノズル連通路から循環共通流路に液体が流れる際、液体は複数の循環個別流路を介して流れる。このため、ノズル連通路及びノズルにおいて液体の流れが均一化することにより、ノズルから吐出される液体の経路が所望の方向からずれることを低減している。

【0005】

しかしながら、上記液体吐出ヘッドでは、仮に気泡がノズル開口からノズルに侵入した状態で、圧力室に圧力が付与されると、圧力が圧力室からノズル連通路を介してノズルに与えられる。このため、このような圧力により気泡がノズルに押し留められてしまう。これにより、気泡がノズル開口を塞いだり、ノズルの壁面に付着して圧力を吸収したりし、液体がノズルから吐出されないという不具合を招きかねない。

【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、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圧力室と、前記圧力室から第１方向に延びたディセンダと、前記ディセンダから、前記第１方向に交差する第２方向に延びた連通路と、前記連通路と帰還マニホールドとの間を結ぶ第１帰還路及び第２帰還路と、前記連通路に接続されたノズルと、を備え、前記第１帰還路及び前記第２帰還路は、前記連通路に対し、前記第２方向に直交する方向の対向位置に接続され、前記ノズルは、前記連通路において、前記ディセンダの軸心からオフセットした位置であって、かつ、前記第１帰還路の前記連通路との接続箇所と前記第２帰還路の前記連通路との接続箇所との間に挟まれる位置に設けられている。

【0008】

これによれば、液体が第１帰還路及び第２帰還路を流れることにより、連通路から帰還マニホールドへの流れが分散する。このため、第１帰還路との接続箇所と第２帰還路との接続箇所との間に挟まれた位置に設けられたノズルでは、液体の流れが均一化し、所望の方向に対し液体の吐出方向がずれることを低減することができる。

【0009】

また、圧力室に付与された圧力は、ディセンダを介して連通路に伝播する際に、第１方向から第２方向側へ向きを変える。これにより、仮にノズルに気泡が侵入していても、気泡をノズルへ押し込む力が減少し、ノズルにおける気泡の滞留が低減され、気泡による不吐出等の吐出不良を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【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】図１の液体吐出ヘッドを第３方向に直交する断面で切断した断面図である。

【図3】図２のＡ－Ａ線に沿って切断した液体吐出ヘッドの一部の断面図である。

【図4】図４（ａ）は、変形例１に係る液体吐出ヘッドの一部の断面図である。図４（ｂ）は、変形例２に係る液体吐出ヘッドの一部の断面図である。

【図5】変形例３に係る液体吐出ヘッドの一部の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

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。

【0012】

（実施の形態）
＜液体吐出装置の構成＞
本発明の実施形態に係る液体吐出ヘッド（以下、「ヘッド」と称する。）１０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、液体を被記録媒体Ｐ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Ｐには、紙及び布等のシート材を用いることができる。

【0013】

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。但し、液体吐出装置１１はラインヘッド方式に限定されず、例えば、シリアルヘッド方式等の他の方式も採用し得る。

【0014】

プラテン１２は、平板部材であり、その上面に被記録媒体Ｐが配置され、その被記録媒体Ｐとヘッドユニット１４との距離を決める。

【0015】

搬送部１３は、例えば、２つの搬送ローラ１３ａ、及び、搬送モータを有する。２つの搬送ローラ１３ａは、搬送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おり、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Ｐが搬送方向に搬送される。

【0016】

ヘッドユニット１４は、搬送方向に直交する方向（直交方向）に長く延び、直交方向における長さは被記録媒体Ｐ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２１ａ、及び、吐出面２１ａに開口する複数のノズル孔２１ｂ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。

【0017】

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のノズル孔２１ｂに液体を供給する。後述の圧電素子により液体に圧力が付与されると、ノズル孔２１ｂから液体が吐出される。

【0018】

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、ＣＰＵが、各種要求及びセンサの検出信号を受けて、ＲＡＭに各種データを記憶させると共に、ＲＯＭに記憶されたプログラムに基づいて各種の実行指令をＡＳＩＣへ出力する。ＡＳＩＣは、この指令に基づいて、各ドライバＩＣを制御し対応する動作を実行する。これにより、搬送部１３の搬送モータ及びヘッド１０の圧電素子が駆動される。

【0019】

例えば、制御部１６は、ヘッド１０の吐出動作、及び、搬送部１３の搬送動作を実行する。これにより、ノズル孔２１ｂから液体が吐出され、また、被記録媒体Ｐが搬送方向に所定量毎搬送されて、液体によって被記録媒体Ｐに画像を形成する印刷処理が進む。

【0020】

＜ヘッドの構成＞
ヘッド１０は、図２及び図３に示すように、流路形成体２０及び容積変更部３０を備えている。流路形成体２０は、内部に液体流路が設けられており、例えば、複数のプレートの積層体により構成されており、ノズルプレート２１、第１流路プレート２２、第２流路プレート２３、第３流路プレート２４及び第４流路プレート２５を有している。これらのプレートは、この順で第１方向に積層されており、互いに接着剤等で接着されている。

【0021】

なお、プレートの数はこれに限定されず、これよりも多くてもよく、又は、少なくてもよい。また、第１方向において、第１流路プレート２２に対してノズルプレート２１側を下側と称し、その反対側を上側と称するが、ヘッド１０の配置はこれに限定されない。

【0022】

各プレートは平板形状であって、各プレートには、大小様々な孔及び溝が形成されている。各プレートが積層された流路形成体２０の内部では孔及び溝が組み合わされて、例えば、複数のノズル２６、複数の個別流路４０、供給マニホールド２７及び帰還マニホールド２８が液体流路として形成されている。

【0023】

複数のノズル２６は、ノズルプレート２１を第１方向に貫通し形成されている。ノズルプレート２１の下面（吐出面２１ａ）には、複数のノズル孔２１ｂが第３方向に配列されてノズル孔列を形成し、複数のノズル孔列が第２方向に並べられている。

【0024】

なお、第２方向は、第１方向に交差（例えば、直交）する方向であり、第３方向は第１方向及び第２方向に交差（例えば、直交する）方向である。また、複数のノズル孔２１ｂの配列方向は、図１の直交方向に沿っていてもよいし、直交方向に傾斜していてもよい。また、複数のノズル孔列が並ぶ方向は、搬送方向に沿っていてもよいし、搬送方向に傾斜していてもよい。

【0025】

ノズル２６は、第１方向において基端２６ａ及び、基端２６ａと反対側の先端２６ｂを有し、この先端２６ｂにより吐出面２１ａにノズル孔２１ｂが開口する。ノズル２６の軸心ａ１は、基端２６ａの中心及び先端２６ｂの中心を通り、第１方向に延びている。ノズル２６は、その軸心方向（第１方向）に直交する断面積が基端２６ａから先端２６ｂ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。

【0026】

供給マニホールド２７及び帰還マニホールド２８のそれぞれは、第３方向に長く延び、複数の個別流路４０に接続されている。第２方向において、個別流路４０、帰還マニホールド２８及び供給マニホールド２７の順で配置されている。なお、第２方向において、帰還マニホールド２８に対して供給マニホールド２７側を第１側と称し、その反対側を第２側と称する。また、帰還マニホールド２８及び供給マニホールド２７の配置はこれに限定されない。例えば、第２方向において供給マニホールド２７及び帰還マニホールド２８の間に個別流路４０が配置されていてもよい。また、第１方向において供給マニホールド２７が帰還マニホールド２８上に積層されていてもよい。

【0027】

供給マニホールド２７には、その長手方向の一端に供給口が設けられ、帰還マニホールド２８には、その長手方向の一端に帰還口が設けられている。供給口及び帰還口は、ヘッド１０に設けられたサブタンクに接続されている。このサブタンクには、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。

【0028】

供給マニホールド２７の第３方向に直交する断面積（第３断面積）、及び、帰還マニホールド２８の第３方向に直交する断面積（第３断面積）は、互いに等しい。例えば、各マニホールド２７、２８の第１方向に直交する断面積（第１断面積）は、０．００１ｍｍ²以上であって、０．００５ｍｍ²以下である。各マニホールド２７、２８の第２方向に直交する断面積（第２断面積）は、０．０１ｍｍ²以上であって、０．０５ｍｍ²である。各マニホールド２７、２８の第３断面積は、０．１ｍｍ²以上であって、０．５ｍｍ²である。各マニホールド２７、２８は、第１流路プレート２２及び第２流路プレート２３を第１方向に貫通した貫通孔により形成されている。このため、各マニホールド２７、２８の下端はノズルプレート２１に覆われ、上端は第３流路プレート２４に覆われている。

【0029】

複数の個別流路４０は、供給マニホールド２７から分岐し、帰還マニホールド２８に統合されている。これにより、サブタンク、供給マニホールド２７、個別流路４０、帰還マニホールド２８及びサブタンクは、この順で接続されており、循環経路を構成している。なお、供給マニホールド２７と帰還マニホールド２８とは互いに接続路により接続されていてもよい。この場合、サブタンク、供給マニホールド２７、接続路、帰還マニホールド２８及びサブタンクは、この順で接続され、循環経路を構成する。

【0030】

個別流路４０は、その上流端が供給マニホールド２７に接続され、下流端が帰還マニホールド２８に接続されており、この間においてノズル２６の基端２６ａに接続されている。個別流路４０は、供給路４１、供給絞り４７、圧力室４２、ディセンダ４３、連通路４４及び複数の帰還路（例えば、第１帰還路４５及び第２帰還路４６）を有し、これらはこの順に配置されている。

【0031】

供給路４１は、第３流路プレート２４を第１方向に貫通して形成され、その下端が供給マニホールド２７の上端に接続し、供給マニホールド２７から第１方向の上方に延びている。供給路４１は、第２方向における供給マニホールド２７の中央よりも第１側に配置されている。第１方向に直交する供給路４１の断面積（第１断面積）は、供給マニホールド２７の第３断面積よりも小さい。

【0032】

供給絞り４７は、第４流路プレート２５の下面から窪んだ溝により形成され、その下端が第３流路プレート２４に覆われている。供給絞り４７は、第２方向に延び、その第１側の端の下端が供給路４１の上端に接続されている。第２方向に直交する供給絞り４７の断面積（第２断面積）は、供給マニホールド２７の第３断面積よりも小さく、供給路４１の第１断面積以下であってもよい。

【0033】

圧力室４２は、第４流路プレート２５を第１方向に貫通して形成され、その下端が第３流路プレート２４に覆われている。圧力室４２は、第２方向に延び、その第１側の端が供給絞り４７の第２側の端に接続されている。第２方向に直交する圧力室４２の断面積（第２断面積）は、供給絞り４７の第２断面積よりも大きい。

【0034】

ディセンダ４３は、第１流路プレート２２～第３流路プレート２４を第１方向に貫通して形成されている。ディセンダ４３は、その上端が圧力室４２の第２側の下端に接続され、圧力室４２から第１方向の下方へ延び、その下端がノズルプレート２１に覆われている。ディセンダ４３は、その上端の中心及び下端の中心を通る中心軸（軸心ａ２）が第１方向に延び、円柱形等の柱形状を有している。ディセンダ４３は、第２方向において帰還マニホールド２８を挟んで供給マニホールド２７側の反対側に配置されている。

【0035】

連通路４４は、第１流路プレート２２を第１方向に貫通して形成され、その上端が第２流路プレート２３に覆われ、下端がノズルプレート２１に覆われている。連通路４４は、第２方向において、その一方端（第２側端４４ａ）、及び、第２側端４４ａと反対側の他方端（第１側端４４ｂ）を有している。連通路４４は、その第２側端４４ａがディセンダ４３の第１側に接続され、ディセンダ４３から第１側へ延びている。第２方向に直交する連通路４４の断面積（第２断面積）は、ディセンダ４３の第１断面積以下である。

【0036】

連通路４４は、第１方向において、その下端がディセンダ４３の下端に接続され、また、この下端にノズル２６の基端２６ａが接続されている。よって、第１方向に沿って視てディセンダ４３の下端とノズル２６の基端２６ａとは重ならず、ノズル２６は連通路４４においてディセンダ４３の軸心ａ２からオフセットした位置に設けられている。

【0037】

連通路４４は、第３方向において、その中心がノズル２６の基端２６ａの中心に配置されている。連通路４４の第２側端４４ａの中心及び第１側端４４ｂの中心を通る中心軸（軸心ａ３）上にノズル２６の中心が配置されており、連通路４４の軸心ａ３とノズル２６の軸心ａ１は交差している。ノズル２６は連通路４４から第１方向の下側へ延びており、第１方向に直交するノズル２６の断面積（第１断面積）は、連通路４４の第２断面積よりも小さい。

【0038】

第１帰還路４５及び第２帰還路４６は、第１流路プレート２２を第１方向に貫通して形成され、上端が第２流路プレート２３に覆われ、下端がノズルプレート２１に覆われている。第１帰還路４５及び第２帰還路４６は、連通路４４と帰還マニホールド２８との間を結んでいる。なお、第１帰還路４５及び第２帰還路４６の詳細については後述する。

【0039】

容積変更部３０は、振動板３１及び圧電素子３２を有しており、流路形成体２０の液体流路の容積を変更する。なお、容積変更部３０は、圧電素子３２を用いた方式（ピエゾ方式）に限定されず、例えば、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。

【0040】

振動板３１は、第４流路プレート２５の上に積層されており、圧力室４２の上端を覆っている。なお、振動板３１は、第４流路プレート２５と一体的に形成されていてもよい。この場合、圧力室４２は第１方向に第４流路プレート２５の下面から窪んで形成される。この第４流路プレート２５において圧力室４２よりも上側部分が振動板３１として機能する。

【0041】

圧電素子３２は共通電極３２ａ、圧電層３２ｂ及び個別電極３２ｃを含み、これらはこの順で配置されている。共通電極３２ａは、絶縁膜を介して振動板３１の全面を覆っている。圧電層３２ｂは、圧力室４２毎に設けられ、共通電極３２ａ上に配置されている。個別電極３２ｃは、圧力室４２毎に設けられ、圧力室４２に重なるように圧電層３２ｂ上に配置されている。このとき、１つの個別電極３２ｃ、共通電極３２ａ及び両電極で挟まれた部分の圧電層３２ｂ（活性部）により、１つの圧電素子３２が構成される。

【0042】

個別電極３２ｃ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３２ｃに印加する。これに対し、共通電極３２ａは、常にグランド電位に保持されている。

【0043】

駆動信号に応じて、圧電層３２ｂの活性部が、２つの電極３２ａ、３２ｃと共に面方向に伸縮する。これに応じて、振動板３１が協働して変形し、圧力室４２の容積を増減する方向に変化する。これにより、圧力室４２に、液体をノズル２６から吐出させる吐出圧力が付与される。

【0044】

＜液体の流れ＞
例えば、供給マニホールド２７の供給口とサブタンクとが供給配管により接続され、帰還マニホールド２８の帰還口とサブタンクとが帰還配管により接続される。この供給配管の加圧ポンプ及び帰還配管の負圧ポンプが駆動すると、液体は、サブタンクから供給配管を通り供給マニホールド２７に流入し、第３方向に供給マニホールド２７を流れる。

【0045】

この間に液体の一部は個別流路４０に流入する。ここで、液体は、供給マニホールド２７から個別流路４０の供給路４１に流入し、供給路４１を第１方向に流れ、供給絞り４７を第２方向に流れ、さらに圧力室４２を第２方向に流れる。そして、液体は、圧力室４２からディセンダ４３を第１方向に流れ、ディセンダ４３から連通路４４を第２方向に流れる。そして、連通路４４における液体の一部はノズル２６に流入し、基端２６ａから先端２６ｂへ第１方向に流れる。ここで、圧電素子３２によって圧力室４２に吐出圧力が付与されると、圧力が圧力室４２からディセンダ４３及び連通路４４を介してノズル２６に伝播されて、液体がノズル孔２１ｂから吐出される。

【0046】

また、連通路４４における残る液体は、連通路４４から第１帰還路４５及び第２帰還路４６へ流入し、各帰還路４５、４６を第２方向に流れ、帰還マニホールド２８に流入する。そして、液体は帰還マニホールド２８を第３方向に流れて、帰還配管を通りサブタンクへ戻る。これにより、ノズル２６から吐出されなかった液体は、サブタンクと個別流路４０との間を循環する。

【0047】

＜第１帰還路及び第２帰還路の構成＞
第１帰還路４５及び第２帰還路４６は、第１方向において、その下端が連通路４４の下端に接続され、その上端が連通路４４の上端に接続されている。このため、各帰還路４５、４６の寸法（高さｈ２）は、連通路４４の寸法（高さｈ１）と等しく、例えば、高さｈ１、ｈ２は、０．０１μｍ以上且つ０．０５μｍ以下である。このように、ノズル２６の軸心方向（第１方向）において、ノズル２６よりも圧力室４２側の流路（連通路４４）の高さｈ１を大きく採ることができる。これにより、圧力室４２からディセンダ４３を介して連通路４４に伝播した圧力は、第１方向の成分の減少を低減できる。このため、この圧力は、連通路４４から第１方向に延びるノズル２６に付与され、液体がノズル２６から吐出される。よって、圧力不足による液体の不吐出、及び、吐出量の減少を防止し、吐出不良を抑制することができる。

【0048】

また、各帰還路４５、４６は、その軸心及び長手方向に直交する断面積が、連通路４４の第２断面積及び帰還マニホールド２８の第３断面積よりも小さい。これによれば、圧力室４２に付与された圧力は、連通路４４から各帰還路４５、４６を介して帰還マニホールド２８へ抜けてしまうことを低減され、ノズル２６に付与される。よって、吐出不良を抑制することができる。

【0049】

第１帰還路４５は、その長手方向において第１上流端４５ａ及びその反対側の第１下流端４５ｂをそれぞれ有し、第１上流端４５ａが連通路４４の第１側に接続され、第１下流端４５ｂが帰還マニホールド２８の第２側に接続されている。第２帰還路４６は、その長手方向において第２上流端４６ａ及びその反対側の第２下流端４６ｂをそれぞれ有し、第２上流端４６ａが連通路４４の第１側に接続され、第２下流端４６ｂが帰還マニホールド２８の第２側に接続されている。

【0050】

第３方向において、第１帰還路４５の第１上流端４５ａが連通路４４の一方側に接続され、第２帰還路４６の第２上流端４６ａが連通路４４の他方側に接続されている。第２方向において、ディセンダ４３から第１上流端４５ａまでの長さとディセンダ４３から第２上流端４６ａまでの長さとは等しい。このため、第３方向において、第１上流端４５ａと第２上流端４６ａとは連通路４４を挟んで互いに対向し、第１帰還路４５及び第２帰還路４６は連通路４４に対し第３方向の対向位置に接続されている。

【0051】

ノズル２６は、第１帰還路４５の連通路４４との接続箇所と第２帰還路４６の連通路４４との接続箇所との間に挟まれる位置に設けられている。この接続箇所において各帰還路４５、４６の上流端４５ａ、４６ａが連通路４４に接続しているため、ノズル２６は第１帰還路４５の第１上流端４５ａと第２帰還路４６の第２上流端４６ａとの間に配置されている。これにより、第２方向において、ノズル２６の第１側の端は各上流端４５ａ、４６ａの第１側の端、第２側の端、又はこれらの間にある、あるいは、ノズル２６の第２側の端は各上流端４５ａ、４６ａの第１側の端、第２側の端、又はこれらの間にある。また、ノズル２６は、連通路４４において、ディセンダ４３の軸心ａ２からオフセットした位置に設けられる。

【0052】

これによれば、液体が連通路４４から第１帰還路４５及び第２帰還路４６を流れることにより、連通路４４から帰還マニホールド２８への流れが分散する。このため、ノズル２６における液体の流れが均一化し、所望の方向に対し液体の吐出方向がずれることを低減することができる。さらに、圧力室４２に付与された圧力は、圧力室４２からディセンダ４３を介して連通路４４に伝播する際に、第１方向から第２方向側へ向きを変える。これにより、仮にノズル２６に気泡が侵入していても、気泡をノズル２６へ押し込む力が減少し、ノズル２６における気泡の滞留が低減され、気泡による吐出不良を抑制することができる。

【0053】

ここで、ノズル２６は、そのノズル２６の軸心方向に直交する断面積が基端２６ａから先端２６ｂに向かって小さくなるテーパ形状を有している。このような縮径するテーパ形状のノズル２６では気泡が滞留し易いが、このような場合であってもノズル２６を連通路４４に接続したことにより、ノズル２６における気泡の滞留を低減することができる。

【0054】

第１帰還路４５及び第２帰還路４６は、第２方向において、その上流端４５ａ、４６ａが連通路４４の第１側端４４ｂに接続され、連通路４４から第２方向の第１側へ延び、その第２側端４４ａが帰還マニホールド２８の第２側に接続されている。ここで、各上流端４５ａ、４６ａの第１側の端と、連通路４４の第１側端４４ｂとが接合されており、連通路４４の第１側端４４ｂから各帰還路４５、４６へ段差なく連続的に延びている。

【0055】

これによれば、液体は連通路４４の第２側端４４ａから第１側端４４ｂへ第２方向に流れ、液体の流れは第１側端４４ｂに当たり第２方向の成分が減少する。しかも、この第１側端４４ｂにおいて液体の流れが第１帰還路４５及び第２帰還路４６に分岐するため、液体の流れは、第１帰還路４５側（第３方向の一方側）への成分と第２帰還路４６側（第３方向の他方側）への成分とが相殺される。これにより、第１帰還路４５及び第２帰還路４６に挟まれたノズル２６において液体の流れの均一性が向上し、所望方向に対する吐出方向のずれを低減することができる。

【0056】

連通路４４は、第１帰還路４５との接続箇所（第１接続口４４ｃ）、第２帰還路４６との接続箇所（第２接続口４４ｄ）、及び、ノズル２６との接続箇所（第３接続口４４ｅ）を有している。この第１接続口４４ｃに上流端４５ａが接続され、連通路４４は第１帰還路４５と連通している。第２接続口４４ｄに上流端４６ａが接続され、連通路４４は第２帰還路４６と連通している。第３接続口４４ｅに基端２６ａが接続され、連通路４４はノズル２６と連通している。この第３接続口４４ｅの中心４４ｅｃは、ノズル２６の軸心ａ１上であって、第１接続口４４ｃの中心４４ｃｃと第２接続口４４ｄの中心４４ｄｃとを結ぶ線分Ｌ上に配置されている。

【0057】

これによれば、この線分Ｌ上において、液体の流れは連通路４４から第３方向の一方側への成分と他方側への成分とが相殺される。このような位置に、ノズル２６の中心が配置されていることにより、ノズル２６の流れが更に均一化され、ノズル２６からの液体の吐出方向のずれを一層、低減することができる。

【0058】

第１帰還路４５及び第２帰還路４６のそれぞれは、第１方向に直交する方向に曲がっている。例えば、第１帰還路４５は、その第１上流端４５ａから第３方向の一方側へ直線状に延びる第１上流部４５ｃ、第１上流部４５ｃから第２方向に曲がる第１曲がり部４５ｄ、及び、第１曲がり部４５ｄから第２方向の第１側へ直線状に延びる第１下流部４５ｅを有し、第３方向から第２方向へ曲がっている。第２帰還路４６は、その第２上流端４６ａから第３方向の他方側へ直線状に延びる第２上流部４６ｃ、第２上流部４６ｃから第２方向に曲がる第２曲がり部４６ｄ、及び、第２曲がり部４６ｄから第２方向の第１側へ直線状に延びる第２下流部４６ｅを有し、第３方向から第２方向へ曲がっている。

【0059】

これによれば、第１帰還路４５及び第２帰還路４６の長さを短くすることなく、第２方向及び第３方向における各帰還路４５、４６の広がりを抑えることができる。これにより、圧力室４２に付与された圧力が各帰還路４５、４６を介して抜けることを低減し、吐出不良を抑制しつつ、ヘッド１０の大型化を抑制することができる。また、各曲がり部４５ｄ、４６ｄの角度が９０度であるため、各帰還路４５、４６を形成し易い。

【0060】

第１帰還路４５及び第２帰還路４６は、第２方向に延びた連通路４４の軸心ａ３に対して対称な形状を有している。例えば、第１上流部４５ｃ及び第２上流部４６ｃは、第３方向において連通路４４から互いに反対側に延び、第３方向に延びる長さ及び第３方向に直交する断面積が互いに等しい。第１下流部４５ｅ及び第２下流部４６ｅは、連通路４４を互いの間に挟み、互いに平行に第２方向に延び、第２方向に延びる長さ及び第２方向に直交する断面積が互いに等しい。これによれば、連通路４４から第１帰還路４５への流量と第２帰還路４６への流量が均等化する。これにより、ノズル２６における流れが均一化し、吐出方向のずれを低減することができる。

【0061】

第１帰還路４５の流路抵抗と第２帰還路４６の流路抵抗とは等しい。例えば、第１帰還路４５の断面積及び長さと、第２帰還路４６の断面積及び長さとはそれぞれ等しい。この場合、第１帰還路４５及び第２帰還路４６は、連通路４４に対する上流部４５ｃ、４６ｃの角度が互いに等しく、帰還マニホールド２８に対する下流部４５ｅ、４６ｅが９０度である。これによれば、連通路４４から第１帰還路４５への流量と第２帰還路４６への流量が均等化することにより、ノズル２６における流れが均一化し、吐出方向のずれを低減することができる。なお、第１帰還路４５の流路抵抗と第２帰還路４６の流路抵抗とが等しければ、第１帰還路４５の断面積、長さ及び角度と第２帰還路４６の断面積、長さ及び角度とがそれぞれ互いに異なっていてもよい。

【0062】

＜変形例１＞
変形例１に係るヘッド１０では、図４（ａ）に示すように、第３接続口１４４ｅは、第１接続口４４ｃの中心４４ｃｃと第２接続口４４ｄの中心４４ｄｃとを結ぶ線分Ｌ上に配置されている。これにより、第２方向において、第３接続口１４４ｅの中心１４４ｅｃと線分Ｌとがずれており、中心１４４ｅｃと線分Ｌとの間に間隔が空けられている。なお、これ以外については、第３接続口１４４ｅは第３接続口４４ｅと同様である。

【0063】

第２方向において第３接続口１４４ｅの中心１４４ｅｃと第２側端との間、又は、中心１４４ｅｃと第１側端との間に線分Ｌが配置される。また、第２方向において、第３接続口１４４ｅの中心１４４ｅｃは、線分Ｌよりも第１側であってもよく、又は、線分Ｌよりも第２側であってもよい。この場合であっても、第３方向において液体の流れは連通路４４から第１帰還路４５側への成分と第２帰還路４６側への成分とが相殺される。これにより、ノズル２６における流れが均一化し、吐出方向のずれを低減することができる。

【0064】

＜変形例２＞
変形例２に係るヘッド１０では、図４（ｂ）に示すように、第１帰還路１４５及び第２帰還路１４６は、第２方向において第１側端４４ｂよりも第２側の連通路４４に接続されている。なお、これ以外については、第１帰還路１４５及び第２帰還路１４６は、第１帰還路４５及び第２帰還路４６とそれぞれ同様である。

【0065】

第１帰還路１４５及び第２帰還路１４６は、第２方向において連通路４４の第１側端４４ｂと第２側端４４ａとの間に接続されている。各帰還路１４５、１４６の各上流端１４５ａ、１４６ａにおいて、第２方向の第２側の端が連通路４４の第２側端４４ａよりも第１側にあり、第１側の端が連通路４４の第１側端４４ｂよりも第２側にある。このため、連通路４４は、各上流端１４５ａ、１４６ａから第２方向の第２側及び第１側のそれぞれに延びている。この場合であっても、ノズル２６は連通路４４において第１上流端１４５ａと第２上流端１４６ａとの間に挟まれる位置に設けられていることにより、気泡の滞留を防止しながら、ノズル２６における流れの均一化が図られるため、吐出不良を低減することができる。

【0066】

＜変形例３＞
変形例３に係るヘッド１０では、図５に示すように、第１帰還路２４５及び第２帰還路２４６のそれぞれは直線的に延びている。なお、これ以外については、第１帰還路２４５及び第２帰還路２４６は、第１帰還路４５及び第２帰還路４６とそれぞれ同様である。

【0067】

例えば、各帰還路２４５、２４６は、第１方向に直交する方向において、連通路４４及び帰還マニホールド２８に対して傾斜するように配置されている。各帰還路２４５、２４６は、各上流端２４５ａ、２４６ａから各下流端２４５ｂ、２４６ｂへ、第３方向における互いの間隔が広がるように、第２方向及び第３方向に斜めに直線状に延びる。

【0068】

これによれば、仮に屈曲する各帰還路２４５、２４６であれば、窪む角部等において気泡が引っかかる可能性がある。これに対して、直線的に延びる各帰還路２４５、２４６では、気泡が連通路４４から各帰還路２４５、２４６を通ってスムーズに流れて排出されるため、連通路４４からノズル２６への気泡の侵入を低減することができる。よって、気泡による吐出不良を低減することができる。

【0069】

なお、第１帰還路２４５及び第２帰還路２４６は、連通路４４に対する角度が互いに等しいが、帰還マニホールド２８に対する角度が互いに異なる。このため、第１帰還路２４５における液体の流れ方向と帰還マニホールド２８における液体の流れ方向とのなす角と、第２帰還路２４６における液体の流れ方向と帰還マニホールド２８における液体の流れ方向とのなす角とは、互いに異なる。よって、第１帰還路２４５の流路抵抗と第２帰還路２４６の流路抵抗とが互いに等しくなるように、第１帰還路２４５の形状と第２帰還路２４６の形状とが互いに異なっていてもよい。

【0070】

＜その他の変形例＞
上記実施の形態及び変形例１、２において、各帰還路は、各上流端から各下流端に向かって第３方向から第２方向に９０度に屈曲していたが、この角度はこれに限定されない。例えば、各帰還路の曲がり角度は９０度より大きくてもよい。この場合、各帰還路において窪む角が広くなるため、気泡が滞留し難い。よって、ヘッド１０の大型化を抑制しつつ、気泡による吐出不良を低減することができる。

【0071】

上記実施の形態及び変形例１、２において、各帰還路は、第２方向及び第３方向において屈曲していたが、各帰還路の曲がる形状はこれに限定されない。例えば、各帰還路は湾曲していてもよい。この場合、帰還路は、その一部又は全部が曲がっていてもよい。これにより、各帰還路において窪む角が形成されないため、気泡が円滑に流れて排出される。よって、ヘッド１０の大型化を抑制しつつ、気泡による吐出不良を低減することができる。

【0072】

上記実施の形態及び各変形例において、ノズル２６はテーパ形状を有していたが、ノズル２６の形状はこれに限定されない。例えば、ノズル２６は、その基端２６ａの面積と先端２６ｂの面積とが等しい円柱等の柱形状であってもよい。

【0073】

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。例えば、変形例２、３及びその他の変形例において、変形例１のように第３接続口が線分Ｌ上に配置されていてもよい。変形例３及びその他の変形例において、変形例２のように各帰還路は第２方向において連通路の第１端よりも第２側に接続されていてもよい。

【0074】

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】

【0075】

本発明の液体吐出ヘッドは、気泡による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】

【0076】

１０ ：液体吐出ヘッド
２６ ：ノズル
２６ａ ：基端
２６ｂ ：先端
２８ ：帰還マニホールド
４２ ：圧力室
４３ ：ディセンダ
４４ ：連通路
４４ｃ ：第１接続口
４４ｄ ：第２接続口
４４ｅ ：第３接続口
４５ ：第１帰還路
４６ ：第２帰還路
１４４ｅ ：第３接続口
１４５ ：第１帰還路
１４６ ：第２帰還路
２４５ ：第１帰還路
２４６ ：第２帰還路
Ｌ ：線分

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】