特許 7596712 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】2024-12-02

(45)【発行日】2024-12-10

(54)【発明の名称】液体吐出ヘッド

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/14 20060101AFI20241203BHJP

   B41J 2/18 20060101ALN20241203BHJP

   B41J 2/19 20060101ALN20241203BHJP

【ＦＩ】

B41J2/14 605

B41J2/14 305

B41J2/14 607

B41J2/18

B41J2/19

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2020180720

(22)【出願日】2020-10-28

(65)【公開番号】P2022071651

(43)【公開日】2022-05-16

【審査請求日】2023-10-03

(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】垣内 徹

【審査官】長田 守夫

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１０３６０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－４０２９２（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】

ノズルプレートに形成され、第１方向に配列された複数のノズルと、
前記ノズルプレートの、前記第１方向と直交する第２方向における一方側に配置された圧力室プレートに形成され、複数のノズルに対して個別に設けられ、前記第１方向に配列された複数の圧力室と、
前記第２方向における前記ノズルプレートと前記圧力室プレートとの間に配置された流路基板に形成され、前記第１方向に配列され、前記第２方向に延びて対応する前記ノズルと前記圧力室とを接続する複数のディセンダと、
前記複数の圧力室と接続される第１共通流路と、
前記流路基板に形成され、前記第１方向及び前記第２方向のいずれとも直交する第３方向に前記複数のディセンダと重なり、前記流路基板によって形成される隔壁で前記複数のディセンダと隔てられた第２共通流路と、
前記複数のディセンダと、前記第２共通流路とを接続する接続流路と、を備え、
前記接続流路は、
前記ノズルプレートに形成され、前記複数のディセンダに対して個別に設けられ、対応する前記ディセンダと接続された複数の第１流路部分と、
前記流路基板に形成され、前記第１流路部分及び前記第２共通流路に接続され、前記第２共通流路よりも前記第２方向の長さが短い第２流路部分と、を有し、
前記第２方向が鉛直方向であって、
前記第２流路部分が、前記第２共通流路の前記第３方向における端面に接続され、
前記第２流路部分の上側の内壁面である天井面が、前記第２流路部分の長さ方向において前記第２共通流路に近づくほど上方に向かうように、前記第２流路部分の長さ方向に対して傾斜した傾斜面を有し、
前記天井面は、
前記傾斜面の、前記第３方向における前記第２共通流路側の端に接続された接続面、を有し、
前記傾斜面と前記接続面とのなす角度が鈍角であることを特徴とする液体吐出ヘッド。

【請求項2】

ノズルプレートに形成され、第１方向に配列された複数のノズルと、
前記ノズルプレートの、前記第１方向と直交する第２方向における一方側に配置された圧力室プレートに形成され、複数のノズルに対して個別に設けられ、前記第１方向に配列された複数の圧力室と、
前記第２方向における前記ノズルプレートと前記圧力室プレートとの間に配置された流路基板に形成され、前記第１方向に配列され、前記第２方向に延びて対応する前記ノズルと前記圧力室とを接続する複数のディセンダと、
前記複数の圧力室と接続される第１共通流路と、
前記流路基板に形成され、前記第１方向及び前記第２方向のいずれとも直交する第３方向に前記複数のディセンダと重なり、前記流路基板によって形成される隔壁で前記複数のディセンダと隔てられた第２共通流路と、
前記複数のディセンダと、前記第２共通流路とを接続する接続流路と、を備え、
前記接続流路は、
前記ノズルプレートに形成され、前記複数のディセンダに対して個別に設けられ、対応する前記ディセンダと接続された複数の第１流路部分と、
前記流路基板に形成され、複数の前記第１流路部分のうち、隣接する２以上の前記第１流路部分にわたって前記第１方向に延び、当該２以上の前記第１流路部分及び前記第２共通流路に接続され、前記第２共通流路よりも前記第２方向の長さが短い第２流路部分と、を有することを特徴とする液体吐出ヘッド。

【請求項3】

前記第２方向が鉛直方向であって、
前記第２流路部分が、前記第２共通流路の前記第３方向における端面に接続され、
前記第２流路部分の上側の内壁面である天井面が、前記第２流路部分の長さ方向において前記第２共通流路に近づくほど上方に向かうように、前記第２流路部分の長さ方向に対して傾斜した傾斜面を有することを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項4】

前記天井面は、
前記傾斜面の、前記第３方向における前記第２共通流路側の端に接続された接続面、を有し、
前記傾斜面と前記接続面とのなす角度が鈍角であることを特徴とする請求項３に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項5】

前記接続流路が、
複数の前記第１流路部分に対して個別に設けられた複数の前記第２流路部分を有す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6】

１つの前記第１流路部分と、当該第１流路部分に対応する前記第２流路部分とによって形成される流路の流路抵抗が、前記ノズルの流路抵抗よりも小さいことを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項7】

前記接続流路が、
複数の前記第１流路部分のうち、隣接する２以上の前記第１流路部分にわたって前記第１方向に延び、当該２以上の前記第１流路部分に接続された前記第２流路部分を有す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8】

前記第２流路部分が、
前記第１方向に並ぶ全ての前記第１流路部分にわたって前記第１方向に延び、当該全ての第１流路部分に接続されていることを特徴とする請求項２又は７に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項9】

前記流路基板が、シリコンによって形成されていることを特徴とする請求項１～８のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。

【請求項10】

前記ディセンダが、
前記流路基板を前記第２方向に貫通し、
前記第３方向と平行な内壁面を有し、
前記第２流路部分が、前記第３方向に対して傾斜した方向に延びていることを特徴とする請求項９に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項11】

前記流路基板の結晶方位の（１１０）面の法線ベクトルの方向が、前記第２方向と平行であり、
前記第２流路部分は、前記第３方向に対して５０～６０°傾斜した方向に延びていることを特徴とする請求項１０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、ノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドに関する。

【背景技術】

【0002】

ノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドの一例として、特許文献１には、ノズルから液体を噴射する液体噴射ヘッドが記載されている。特許文献１に記載の液体噴射ヘッドでは、供給流路と連通する複数の圧力室が、それぞれ、連通路を介してノズルと接続されている。また、複数の連通路は、それぞれ、回収路を介して回収液室に接続されている。また、ノズルが形成されたノズルプレートに回収路が形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開2019-166705号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の液体噴射ヘッドでは、圧力室に液体とともに流入した空気を連通路のノズル近傍の部分に接続された回収路を介して回収液室に排出することができる。ただし、回収路の長さが長いと、回収路の流路抵抗が大きくなり、液体が、連通路から回収路を介してスムーズに回収液室に流れなくなってしまう。この場合、上記の空気の排出がスムーズに行われない。

【0005】

一方で、回収路の流路抵抗を小さくするために、回収路の長さを短くした場合には、連通路と回収液室とを隔てる隔壁が薄くなってしまい、ある圧力室内の液体に圧力を付与してノズルから液体を吐出させるときに、当該圧力室に対応する連通路内の液体の圧力変化が、この隔壁が変形することによって他の連通路内の液体に伝達してしまう、いわゆるクロストークが生じてしまう虞がある。

【0006】

また、特許文献１の液体噴射ヘッドでは、回収路は、厚みの薄いノズルプレートに形成されており、複数の回収路が並んで配置されているため、回収路の、ノズルプレートの厚み方向の長さ、及び、複数の回収路が並ぶ方向の長さのいずれかを長くして、回収路の長さ方向と直交する断面の断面積を大きくすることによって回収路の流路抵抗を小さくすることも難しい。

【0007】

本発明の目的は、流路に流れ込んだ空気をスムーズに排出することができるようにしつつも、クロストークが生じにくい液体吐出ヘッドを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の液体吐出ヘッドは、ノズルプレートに形成され、第１方向に配列された複数のノズルと、前記ノズルプレートの、前記第１方向と直交する第２方向における一方側に配置された圧力室プレートに形成され、複数のノズルに対して個別に設けられ、前記第１方向に配列された複数の圧力室と、前記第２方向における前記ノズルプレートと前記圧力室プレートとの間に配置された流路基板に形成され、前記第１方向に配列され、前記第２方向に延びて対応する前記ノズルと前記圧力室とを接続する複数のディセンダと、前記複数の圧力室と接続される第１共通流路と、前記流路基板に形成され、前記第１方向及び前記第２方向のいずれとも直交する第３方向に前記複数のディセンダと重なり、前記流路基板によって形成される隔壁で前記複数のディセンダと隔てられた第２共通流路と、前記複数のディセンダと、前記第２共通流路とを接続する接続流路と、を備え、前記接続流路は、前記ノズルプレートに形成され、前記複数のディセンダに対して個別に設けられ、対応する前記ディセンダと接続された複数の第１流路部分と、前記流路基板に形成され、前記第１流路部分及び前記第２共通流路に接続され、前記第２共通流路よりも前記第２方向の長さが短い第２流路部分と、を有し、前記第２方向が鉛直方向であって、前記第２流路部分が、前記第２共通流路の前記第３方向における端面に接続され、前記第２流路部分の上側の内壁面である天井面が、前記第２流路部分の長さ方向において前記第２共通流路に近づくほど上方に向かうように、前記第２流路部分の長さ方向に対して傾斜した傾斜面を有し、前記天井面は、前記傾斜面の、前記第３方向における前記第２共通流路側の端に接続された接続面、を有し、前記傾斜面と前記接続面とのなす角度が鈍角である。
また、本発明の液体吐出ヘッドは、ノズルプレートに形成され、第１方向に配列された複数のノズルと、前記ノズルプレートの、前記第１方向と直交する第２方向における一方側に配置された圧力室プレートに形成され、複数のノズルに対して個別に設けられ、前記第１方向に配列された複数の圧力室と、前記第２方向における前記ノズルプレートと前記圧力室プレートとの間に配置された流路基板に形成され、前記第１方向に配列され、前記第２方向に延びて対応する前記ノズルと前記圧力室とを接続する複数のディセンダと、前記複数の圧力室と接続される第１共通流路と、前記流路基板に形成され、前記第１方向及び前記第２方向のいずれとも直交する第３方向に前記複数のディセンダと重なり、前記流路基板によって形成される隔壁で前記複数のディセンダと隔てられた第２共通流路と、前記複数のディセンダと、前記第２共通流路とを接続する接続流路と、を備え、前記接続流路は、前記ノズルプレートに形成され、前記複数のディセンダに対して個別に設けられ、対応する前記ディセンダと接続された複数の第１流路部分と、前記流路基板に形成され、複数の前記第１流路部分のうち、隣接する２以上の前記第１流路部分にわたって前記第１方向に延び、当該２以上の前記第１流路部分及び前記第２共通流路に接続され、前記第２共通流路よりも前記第２方向の長さが短い第２流路部分と、を有する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施形態に係るプリンタ１の概略構成図である。

【図2】ヘッド１１の平面図である。

【図3】（ａ）は図２のIIIＡ－IIIＡ線断面図であり、（ｂ）は（ａ）のIIIＢ部の拡大図である。

【図4】図３（ｂ）のIV－IV線断面図である。

【図5】変形例１の図４に対応する図である。

【図6】変形例２の図４に対応する図である。

【図7】（ａ）は変形例３の図３（ａ）に対応する図であり、（ｂ）は（ａ）のVIIＢ部の拡大図である。

【図8】図７（ｂ）のVIII－VIII線断面図である。

【図9】変形例４の図４に対応する図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。

【0011】

＜プリンタ１の全体構成＞
図１に示すように、本実施形態に係るプリンタ１は、４つのヘッドユニット２と、プラテン３と、搬送ローラ対４，５とを備えている。４つのヘッドユニット２は、後述するように搬送ローラ対４，５によって記録用紙Ｐが搬送される水平な搬送方向（本発明の「第３方向」）に並んで配置されている。各ヘッドユニット２は、８つのヘッド１１（本発明の「液体吐出ヘッド」）とヘッド保持部材１２とを備えている。

【0012】

ヘッド１１は、その下面に形成された複数のノズル１０からインクを吐出する。複数のノズル１０は、水平で且つ搬送方向と直交する紙幅方向（本発明の「第１方向」）に配列されることによってノズル列９を形成している。また、ヘッド１１は、搬送方向に並んだ２列のノズル列９を有している。搬送方向の上流側のノズル列９を構成する複数のノズル１０と、搬送方向の上流側のノズル列９を構成する複数のノズル１０とは、各ノズル列９におけるノズル１０同士の間隔の半分の長さだけ、紙幅方向にずれている。

【0013】

また、８つのヘッド１１のうち、４つのヘッド１１は、紙幅方向に間隔をあけて並んでいる。また、上記４つのヘッド１１から搬送方向の下流側にずれた位置に、８つのヘッド１１のうち残り４つのヘッド１１が、紙幅方向に間隔をあけて並んでいる。また、搬送方向の上流側の４つのヘッド１１と下流側の４つのヘッド１１とは、紙幅方向の位置がずれている。これにより、１つのヘッドユニット２を構成する８つのヘッド１１の複数のノズル１０が、記録用紙Ｐの紙幅方向の全長にわたって配置されている。

【0014】

ヘッド保持部材１２は、紙幅方向を長手方向とする長方形の板状の部材である。ヘッド保持部材１２は、８つのヘッド１１を上記位置関係で保持している。

【0015】

また、４つのヘッドユニット２を構成するヘッド１１の複数のノズル１０からは、搬送方向の上流側のヘッドユニット２を構成するものから順に、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタのインクが吐出される。

【0016】

プラテン３は４つのヘッドユニット２の下方に配置されており、４つのヘッドユニット２の複数のノズル１０と鉛直方向（本発明の「第２方向」）に対向している。プラテン３は、紙幅方向において記録用紙Ｐの全長にわたって延び、搬送方向において４つのヘッドユニット２にわたって延び、記録用紙Ｐを下方から支持する。

【0017】

搬送ローラ対４は、４つのヘッドユニット２よりも搬送方向の上流側に配置されている。搬送ローラ対５は、４つのヘッドユニット２よりも搬送方向の下流側に配置されている。搬送ローラ対４，５は、それぞれ、鉛直方向に並んだ２つのローラによって構成され、これら２つのローラによって記録用紙Ｐを挟んだ状態で回転することで、記録用紙Ｐを搬送方向に搬送する。

【0018】

そして、プリンタ１では、搬送ローラ対４，５により記録用紙Ｐを搬送方向に搬送させながら、各ヘッドユニット２を構成する８つのヘッド１１の複数のノズル１０からインクを吐出させることによって、記録用紙Ｐに記録を行うことができる。

【0019】

＜ヘッド１１の構成＞
次にヘッド１１の構成について説明する。図２、図３（ａ），（ｂ）、図４に示すようにヘッド１１は、流路基板２１、ノズルプレート２２、２枚のダンパプレート２３、及び、圧力室プレート２４を備えている。

【0020】

流路基板２１は、シリコンによって形成された直方体形状の部材である。ノズルプレート２２は、シリコンによって形成され、流路基板２１の下面の搬送方向における中央部に配置され、紙幅方向において流路基板２１のほぼ全長にわたって延びている。

【0021】

２枚のダンパプレート２３は、合成樹脂材料などによって形成され、流路基板２１の下面の、搬送方向における上流側及び下流側の端部に配置され、紙幅方向において流路基板２１のほぼ全長にわたって延びている。ダンパプレート２３は、ノズルプレート２２等よりも薄く、弾性変形することによって、後述する第１共通流路３６内のインクの圧力変動を抑える。

【0022】

圧力室プレート２４は、シリコンによって形成され、流路基板２１の上面に配置されている。これにより、圧力室プレート２４は、ノズルプレート２２の上側（本発明の「第２方向の一方側」）に配置され、流路基板２１がノズルプレート２２と圧力室プレート２４との間に配置される。

【0023】

流路基板２１とノズルプレート２２とダンパプレート２３と圧力室プレート２４との積層体には、複数のノズル１０、複数の圧力室３１、複数のディセンダ３２、複数の第１絞り３３、複数の第２絞り３４が形成されている。

【0024】

複数のノズル１０は、ノズルプレート２２に形成されており、上述の２列のノズル列９を形成している。複数の圧力室３１は、圧力室プレート２４に形成されている。複数の圧力室３１は、複数のノズル１０に対して個別に設けられており、搬送方向における内側の端部が、対応するノズル１０と鉛直方向に重なっている。また、圧力室３１は、鉛直方向に投影した形状が、搬送方向を長手方向とし、搬送方向と平行な１組の対向辺を有する平行四辺形である。また、複数の圧力室３１は、圧力室プレート２４の上端部を除いた部分に形成されており、圧力室プレート２４の上端部の、複数の圧力室３１にわたって延びた部分が、複数の圧力室３１を覆う振動板２４ａとなっている。

【0025】

複数のディセンダ３２は、流路基板２１に形成されている。ディセンダ３２は、互いに対応するノズル１０と圧力室３１との組毎に設けられている。ディセンダ３２は、流路基板２１を鉛直方向に貫通して延びて、対応するノズル１０と圧力室３１の搬送方向における内側の端部とを接続する。

【0026】

また、ディセンダ３２は、鉛直方向に投影した形状が、平行四辺形であり、上記平行四辺形の１組の対向辺を形成する、紙幅方向の両側の内壁面３２ａが、搬送方向と平行である。

【0027】

複数の第１絞り３３は、複数の圧力室３１に対して個別に設けられている。第１絞り３３は、流路基板２１の上側の部分において鉛直方向に延び、その上端において、対応する圧力室３１の搬送方向における外側の端部と接続されている。また、第１絞り３３は、鉛直方向に投影した形状が、搬送方向と平行な１組の対向辺を有する平行四辺形である。

【0028】

複数の第２絞り３４は、複数のディセンダ３２に対して個別に設けられている。第２絞り３４は、第１流路部分３４ａと第２流路部分３４ｂとを有する。

【0029】

第１流路部分３４ａは、ノズルプレート２２の上側の部分に形成されている。第１流路部分３４ａは、搬送方向と平行に延び、搬送方向における外側の端が、対応するディセンダ３２の下端に接続されている。

【0030】

第２流路部分３４ｂは、流路基板２１の下側の部分に形成されている。第２流路部分３４ｂは、搬送方向に延びている。第２流路部分３４ｂの搬送方向の外側の端は、第１流路部分３４ａの搬送方向の内側の端と接続されている。

【0031】

第２流路部分３４ｂは、流路基板２１の下側の部分に形成されている。第２流路部分３４ｂの天井面３４ｂ１は、紙幅方向と直交する断面において、傾斜面３４ｂ２と接続面３４ｂ３とを有する。傾斜面３４ｂ２は、搬送方向の内側に向かう（後述する第２共通流路３７に近づく）ほど上側に向かうように搬送方向に対して傾斜している。接続面３４ｂ３は、傾斜面３４ｂ２の搬送方向の内側の端に接続されている。また、傾斜面３４ｂ２と接続面３４ｂ３とのなす角度Ｋ２は、鈍角（例えば１１０～１８０°程度）である。ここで、接続面３４ｂ３は、例えば、搬送方向と平行な面であってもよい。あるいは、接続面３４３ｂは、搬送方向の内側に向かうほど上側に向かうように搬送方向に対して傾斜しており、且つ、搬送方向に対する傾斜角度が傾斜面よりも小さい面であってもよい。

【0032】

また、本実施形態では、第２絞り３４が上記のような構造となっていることにより、第１流路部分３４ａと第２流路部分３４ｂとによって形成される第２絞り３４の流路抵抗が、ノズル１０の流路抵抗よりも小さくなっている。例えば、ノズル１０の流路抵抗が、４×１０¹³Ｐａ・ｓ／ｍ³程度であるのに対して、第２絞り３４の流路抵抗が２×１０¹³Ｐａ・ｓ／ｍ³程度である。

【0033】

そして、ヘッド１１では、対応するノズル１０と圧力室３１とディセンダ３２と第１絞り３３と第２絞り３４とによって、個別流路２０が形成されている。また、ヘッド１１では、複数のノズル１０が２列のノズル列９を形成しているのに対応して、複数の個別流路２０が、紙幅方向に配列されることによってそれぞれ形成され、搬送方向に並んだ２列の個別流路列１９を形成している。なお、本実施形態では、各個別流路列１９を構成する複数の個別流路２０の第２絞り３４を合わせたものが、本発明の「接続流路」に相当する。

【0034】

また、流路基板２１とノズルプレート２２とダンパプレート２３と圧力室プレート２４との積層体には、上述したような複数の個別流路２０のほかに、２つの第１共通流路３６の下側の部分である２つの下側流路部分３６ａと、１つの第２共通流路３７の下側の部分である１つの下側流路部分３７ａとが形成されている。

【0035】

２つの下側流路部分３６ａは、２列の個別流路列１９に対応して設けられている。下側流路部分３６ａは、搬送方向において、対応する個別流路列１９の外側に位置している。下側流路部分３６ａは、対応する個別流路列１９を構成する複数の個別流路２０にわたって紙幅方向に延びている。また、下側流路部分３６ａは、搬送方向の外側の端部を除いた部分が、流路基板２１の下側の部分に形成されており、各個別流路列１９を構成する複数の個別流路２０の第１絞り３３の下端が、下側流路部分３６ａに接続されている。

【0036】

また、下側流路部分３６ａは、搬送方向における外側の端部において、流路基板２１及び圧力室プレート２４を鉛直方向に貫通して延びている。また、上述のダンパプレート２３は、下側流路部分３６ａの下側の壁を形成しており、ダンパプレート２３が弾性変形することによって、下側流路部分３６ａ内のインクの圧力変動が抑えられる。

【0037】

下側流路部分３７ａは、搬送方向における２列の個別流路列１９の間に配置されており、流路基板２１及び圧力室プレート２４を鉛直方向に貫通して延びている。これにより、第２流路部分３４ｂの鉛直方向の長さが、第２共通流路３７の鉛直方向の長さよりも短い。そして、このように配置された下側流路部分３７ａは、複数のディセンダ３２と搬送方向に重なっており、流路基板２１の下側流路部分３７ａと複数のディセンダ３２との間に位置する部分が、下側流路部分３７ａと複数のディセンダ３２とを隔てる隔壁２１ａとなっている。また、２列の個別流路列１９を構成する複数の個別流路２０における、第２流路部分３４ｂの搬送方向の内側の端が、下側流路部分３７ａに接続されている。

【0038】

また、ヘッド１１は、流路基板２１、ノズルプレート２２、ダンパプレート２３及び圧力室プレート２４のほかに、２つの圧電アクチュエータ２５、保護基板２６及びカバー部材２７を備えている。

【0039】

２つの圧電アクチュエータ２５は、２列の個別流路列１９に対応している。各圧電アクチュエータ２５は、圧電層４１、共通電極４２及び複数の個別電極４３を備えている。

【0040】

圧電層４１は、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との混晶であるチタン酸ジルコン酸鉛を主成分とする圧電材料によって形成され、圧力室プレート２４（振動板２４ａ）の上面に配置され、対応する個別流路列１９を構成する複数の圧力室３１にわたって紙幅方向に延びている。

【0041】

共通電極４２は、圧力室プレート２４（振動板２４ａ）と圧電層４１との間に、その全域にわたって延びている。共通電極４２は、図示しない配線部材などを介して図示しない電源に接続され、グランド電位に保持されている。複数の個別電極４３は、圧電層４１の上面に配置されている。各個別電極４３は、１つの圧力室３１に対応しており、対応する圧力室３１の中央部と鉛直方向に重なっている。複数の個別電極４３は、図示しない配線部材などを介して図示しないドライバＩＣに接続されている。複数の個別電極４３には、ドライバＩＣにより個別に、グランド電位及び所定の駆動電位（例えば２０～３０Ｖ程度）のいずれかが選択的に付与される。

【0042】

また、共通電極４２及び複数の個別電極４３がこのように配置されているのに対応して、圧電層４１の各個別電極４３と共通電極４２とに挟まれた部分が、それぞれ、鉛直方向に分極されている。

【0043】

ここで、圧電アクチュエータ２５によりノズル１０からインクを吐出させる方法について説明する。圧電アクチュエータ２５では、複数のノズル１０からインクを吐出させないときには、全ての個別電極４３にグランド電位が付与されている。あるノズル１０からインクを吐出させるときには、そのノズル１０に対応する個別電極４３の電位をグランド電位から駆動電位に切り換える。すると、圧電層４１のこの個別電極４３と共通電極４２とに挟まれた部分に、分極方向と平行な鉛直方向の電界が発生し、この電界によって、圧電層４１のこの部分が分極方向と直交する水平方向（紙幅方向及び搬送方向）に収縮する。これにより、振動板２４ａ及び圧電層４１の圧力室３１と鉛直方向に重なる部分が圧力室３１側に凸となるように変形する。その結果、圧力室３１の容積が小さくなることで、圧力室３１内のインクの圧力が上昇し、圧力室３１に連通するノズル１０からインクが吐出される。また、ノズル１０からのインクの吐出後、個別電極４３の電位が駆動電位からグランド電位に戻される。これにより、振動板２４ａ及び圧電層４１が変形前の状態に戻る。

【0044】

保護基板２６は、シリコンによって形成され、２つの圧電アクチュエータ２５が配置された圧力室プレート２４の上面に配置され、２つの圧電アクチュエータ２５を覆っている。より詳細には、保護基板２６の下面の、２つの圧電アクチュエータ２５と鉛直方向に重なる部分に凹部２６ａが形成されている。そして、凹部２６ａ内に圧電アクチュエータ２５が収容されている。

【0045】

カバー部材２７は、２つの圧電アクチュエータ２５及び保護基板２６が配置された圧力室プレート２４の上面に配置され、２つの圧電アクチュエータ２５及び保護基板２６を覆っている。

【0046】

また、カバー部材２７には、２つの第１共通流路３６の上側の部分を構成する２つの上側流路部分３６ｂが形成されている。上側流路部分３６ｂは、下側流路部分３６ａと鉛直方向に重なっており、下側流路部分３６ａの全長にわたって紙幅方向に延びている。また、上側流路部分３６ｂは、カバー部材２７の上端部を除いた部分にわたって鉛直方向に延びている。また、上側流路部分３６ｂの紙幅方向における中央部には、カバー部材２７の上端まで延びた接続口３６ｃが形成されている。

【0047】

そして、２つの第１共通流路３６に設けられた２つの接続口３６ｃは、図示しないチューブなどを介して、ポンプ５１ａに接続されている。また、ポンプ５１ａは、インクタンク５２に接続されている。ポンプ５１ａは、インクタンク５２から接続口３６ｃに向けてインクを送る。

【0048】

また、保護基板２６及びカバー部材２７には、第２共通流路３７の上側の部分である上側流路部分３７ｂが形成されている。上側流路部分３７ｂは、下側流路部分３７ａと鉛直方向に重なっており、下側流路部分３７ａの全長にわたって紙幅方向に延びている。また、上側流路部分３７ｂは、カバー部材２７の上端部を除いた部分と保護基板２６とにわたって鉛直方向に延びている。また、上側流路部分３７ｂの紙幅方向における中央部には、カバー部材２７の上端まで延びた接続口３７ｃが形成されている。

【0049】

接続口３７ｃは、図示しないチューブなどを介して、ポンプ５１ｂに接続されている。また、ポンプ５１ｂは、インクタンク５２に接続されている。ポンプ５１ｂは、接続口３７ｃからインクタンク５２に向けてインクを送る。

【0050】

そして、本実施形態では、ポンプ５１ａ，５１ｂを駆動させると、インクタンク５２内のインクが、図示しないチューブなどを介して２つの接続口３６ｃから２つの第１共通流路３６に流れ込む。さらに、第１共通流路３６に流れ込んだインクは、第１絞り３３から複数の個別流路２０に流れ込む。複数の個別流路２０に流れ込んだインクは、第２絞り３４から第２共通流路３７に流れ出る。第２共通流路３７に流れ出たインクは、接続口３７ｃから流れ出て、図示しないチューブを介してインクタンク５２に戻る。このように、本実施形態では、ヘッド１１とインクタンク５２との間でインクを循環させることができる。

【0051】

なお、ポンプ５１ａ，５１ｂのうち、片方のポンプはなくてもよい。この場合でも、当該片方のポンプを駆動させることにより、上述したのと同様に、ヘッド１１とインクタンク５２との間でインクを循環させることができる。

【0052】

＜効果＞
本実施形態では、第２絞り３４を、ノズルプレート２２に形成された第１流路部分３４ａと、流路基板２１に形成された第２流路部分３４ｂとを有するものとすることにより、第２絞り３４の長さを長くしつつも、第２絞り全体をノズルプレート２２に形成する場合と比較して第２絞りの流路抵抗を小さくすることができる。これにより、ディセンダ３２から第２共通流路３７にスムーズにインク中の空気を排出させることができるようにしつつ、ディセンダ３２と第２共通流路３７との間の隔壁２１ａの厚み（搬送方向の長さ）を確保してクロストークを発生しにくくすることができる。

【0053】

また、第２流路部分３４ｂの鉛直方向の長さが、第２共通流路３７の鉛直方向の長さよりも短いため、ディセンダ３２と第２共通流路３７との間の隔壁２１ａの厚みを確保したまま、第１流路部分３４ａの長さを短くすることができ、不必要に第２絞り３４の流路抵抗を大きくなることを抑制できる。

【0054】

また、本実施形態では、第２流路部分３４ｂの天井面３４ｂ１が、搬送方向において第２共通流路３７に近づくほど上方に向かうように搬送方向に対して傾斜して延びた傾斜面３４ｂ２を有している。これにより、第２流路部分３４ｂ内の気泡を、傾斜面３４ｂ２に沿ってスムーズに第２共通流路３７に向けて流すことができる。

【0055】

また、本実施形態では、第２流路部分３４ｂの天井面３４ｂ１が、上記のように搬送方向に対して傾斜した傾斜面３４ｂ２と、傾斜面３４ｂ２の搬送方向における第２共通流路３７側の端に接続された接続面３４ｂ３を有し、傾斜面３４ｂ２と接続面３４ｂ３との為す角度Ｋ２が鈍角となっている。これにより、傾斜面３４ｂ２と接続面３４ｂ３との接続部分に気泡を溜まりにくくすることができる。

【0056】

また、本実施形態では、複数の第２絞り３４が、複数のディセンダ３２に対して個別に設けられている。これにより、ディセンダ３２同士は、第２共通流路３７を介してのみ連通する構成となる。したがって、圧電アクチュエータ２５によってある圧力室３１内のインクに付与され、対応する第２絞り３４内のインクに伝達した圧力が、他の第２絞り３４を介して、他の圧力室３１内のインクに伝達してしまう、いわゆる流体クロストークを生じにくくすることができる。

【0057】

また、本実施形態では、第２絞り３４の流路抵抗が、ノズル１０の流路抵抗よりも小さい。これにより、ヘッド１１とインクタンク５２との間でインクが循環する際に、ディセンダ３２から第２共通流路３７にインクが流れやすくなり、ノズル１０からインクが漏れ出しにくくすることができる。

【0058】

＜変形例＞
以上、本発明の好適な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。

【0059】

上述の実施形態では、第２絞り３４の流路抵抗が、ノズル１０の流路抵抗よりも小さくなっていたが、これには限られない。例えば、上述したようにヘッド１１とインクタンク５２との間でインクが循環するときに、ノズル１０からインクが漏れ出さない範囲であれば、第２絞り３４の流路抵抗が、ノズル１０の流路抵抗以上であってもよい。

【0060】

また、上述の実施形態では、第２流路部分３４ｂの天井面３４ｂ１が、搬送方向（第２流路部分３４ｂの長さ方向）において第２共通流路３７に近づくほど上方に向かうように搬送方向に対して傾斜した傾斜面３４ｂ２と、傾斜面３４ｂ２の搬送方向における第２共通流路３７側の端に接続された接続面３４ｂ３とを有し、傾斜面３４ｂ２と接続面３４ｂ３とのなす角度が鈍角であったが、これには限られない。

【0061】

例えば、天井面３４ｂ１は、接続面３４ｂ３を有しておらず、傾斜面３４ｂ２が、第２流路部分３４ｂの搬送方向における第２共通流路３７側の端まで延びていてもよい。

【0062】

あるいは、例えば、天井面３４ｂ１は、第２流路部分３４ｂの搬送方向における全長にわたって、搬送方向と平行に延びていてもよい。

【0063】

また、上述の実施形態では、複数の第１流路部分３４ａに対して個別に第２流路部分３４ｂが設けられていたが、これには限られない。

【0064】

変形例１では、図５に示すように、第２流路部分１０１が、紙幅方向に隣接する２つの第１流路部分３４ａ毎に設けられている。そして、各第２流路部分１０１が、対応する２つの第１流路部分３４ａにわたって紙幅方向に延び、これら２つの第１流路部分３４ａと第２共通流路３７とを接続している。なお、変形例１では、各個別流路列１９に対応する複数の第１流路部分３４ａと複数の第２流路部分１０１とを合わせたものが、それぞれ、本発明の「接続流路」に相当する。

【0065】

変形例１では、上述の実施形態の場合と比較して、接続流路の流路抵抗を小さくすることができる。これにより、ヘッド１１とインクタンク５２との間でインクが循環する際に、ディセンダ３２から第２共通流路３７に、インクをスムーズに流れさせることができる。

【0066】

また、変形例１では、第２流路部分１０１が、紙幅方向に隣接する２つの第１流路部分３４ａ毎に設けられていたが、第２流路部分は、紙幅方向に隣接する３つ以上の一部の第１流路部分３４ａ毎に設けられていてもよい。

【0067】

変形例２では、図６に示すように、第２流路部分１１１が、各個別流路列１９を構成する複数の個別流路２０の全ての第１流路部分３４ａに対して、それぞれ１つずつ設けられており、第２流路部分１１１が、対応する個別流路列１９を構成する複数の個別流路２０の全ての第１流路部分３４ａにわたって紙幅方向に延び、これらの第１流路部分３４ａと第２共通流路３７とを接続している。なお、変形例２では、各個別流路列１９に対応する複数の第１流路部分３４ａと１つの第２流路部分１１１とを合わせたものが、それぞれ、本発明の「接続流路」に相当する。

【0068】

変形例２では、変形例１の場合よりもさらに、接続流路の流路抵抗を小さくすることができる。これにより、ヘッド１１とインクタンク５２との間でインクが循環する際に、ディセンダ３２から第２共通流路３７に、インクをスムーズに流れさせることができる。

【0069】

また、上述の実施形態、変形例１及び変形例２では、ノズルプレート２２に形成される第１流路部分３４ａをディセンダ３２に接続されるものとし、流路基板２１に形成される第２流路部分３４ｂ，１０１、１１１を第２共通流路３７に接続されるものとしている。これにより、第２流路部分を、上述の実施形態のように各ディセンダ３２に対して個別のものとしたり、変形例１及び変形例２のように２以上のディセンダ３２に対して共通のものとしたりすることができる。これにより、後述する変形例３のように、第２流路部分をディセンダ３２に接続されるものとする場合と比較して、第２流路部分の設計の自由度を高くすることができる。

【0070】

また、以上の例では、ノズルプレート２２に形成された第１流路部分がディセンダ３２に接続され、流路基板２１に形成された第２流路部分が第２共通流路３７に接続されていたが、これには限られない。

【0071】

変形例３では、図７（ａ），（ｂ）、図８に示すように、複数の第２絞り１２１が、複数のディセンダ３２に対して個別に設けられている。なお、変形例３では、各個別流路列１９に対応する複数の第２絞り１２１が、それぞれ、本発明の「接続流路」に相当する。各第２絞り１２１は、第１流路部分１２１ａと、第２流路部分１２１ｂとを有する。

【0072】

第１流路部分１２１ａは、ノズルプレート２２の上側の部分に形成されている。第１流路部分１２１ａは、搬送方向と平行に延び、搬送方向における内側の端が、第２共通流路３７に接続されている。

【0073】

第２流路部分１２１ｂは、流路基板２１の下側の部分に形成されている。第２流路部分１２１ｂは、搬送方向に延びている。第２流路部分１２１ｂの搬送方向の内側の端は、第１流路部分１２１ａの搬送方向の外側の端と接続されている。また、第２流路部分１２１ｂの搬送方向の外側の端は、対応するディセンダ３２の下端部の、搬送方向における内側の端に接続されている。

【0074】

そして、変形例３でも、ディセンダ３２と第２共通流路３７との間の隔壁２１ａの厚みを確保してクロストークを発生しにくくしつつ、第２絞り１２１の流路抵抗を小さくすることができる。

【0075】

また、上述の実施形態では、第１絞り３３が流路基板２１に形成され、第１共通流路３６が、流路基板２１、圧力室プレート２４及びカバー部材２７にわたって形成されていたが、これには限られない。例えば、第１絞り３３が圧力室プレート２４に形成され、第１共通流路３６が、圧力室プレート２４及びカバー部材２７にわたってのみ形成されていてもよい。

【0076】

また、上述の実施形態では、流路基板２１に形成される第２流路部分３４ｂが、搬送方向と平行に延びていたが、これには限られない。

【0077】

変形例４では、シリコンによって形成された流路基板２１の結晶方位の（１１０）面の法線ベクトルの方向が鉛直方向と平行である。そして、変形例４では、図９に示すように、第２絞り１３１が、第１流路部分１３１ａと第２流路部分１３１ｂとを有する。第１流路部分１３１ａは、上述の実施形態の第１流路部分３４ａと同様のものである。第２流路部分１３１ｂは、搬送方向の上流側に向かうほど、紙幅方向の右側に向かうように、搬送方向に対して角度Ｋ１傾いた傾斜方向に延びている。角度Ｋ１は、例えば５５°程度である。第２流路部分１３１ｂの傾斜方向の外側の端は、第１流路部分１３１ａの搬送方向の内側の端と接続されている。第２流路部分１３１ｂの傾斜方向の内側の端は、第２共通流路３７に接続されている。

【0078】

変形例４では、流路基板２１がシリコンによって形成され、流路基板２１の結晶方位の（１１０）面の法線ベクトルの方向が鉛直方向と平行である。一方で、流路基板２１を鉛直方向に貫通するディセンダ３２が搬送方向と平行な内壁面３２ａを有しているのに対して、流路基板２１に形成される第２流路部分３４ｂが、搬送方向に対して角度Ｋ１傾斜した傾斜方向に延びている。角度Ｋ１は５５°程度である。これにより、ウェットエッチングによって、ディセンダ３２及び第２流路部分１３１ｂを形成することができ、さらに、ウェットエッチングによって第２流路部分１３１ｂを形成したときに、流路基板２１の結晶方位の（１１１）面がウェットエッチングのストッパー面となる。これにより、低コストで簡便に第２流路部分１３１ｂを作ることができる。

【0079】

また、変形例４ではでは、シリコンによって形成された流路基板２１の結晶方位の（１１０）面の法線ベクトルの方向が、鉛直方向と平行であり、第２絞り１３１の第２流路部分１３１ｂが、搬送方向に対して５５°傾斜して延びていたが、これには限られない。

【0080】

例えば、第２流路部分１３１ｂは、搬送方向に対して５０～６０°の範囲の別の角度傾斜して延びていてもよい。

【0081】

あるいは、流路基板２１が、結晶方位の（１１０）面の法線ベクトルの方向が、鉛直方向と平行となる向きとは異なる向きで配置されていてもよい。この場合でも、流路基板２１を鉛直方向に貫通するディセンダ３２を、搬送方向と平行な内壁面を有するものとし、流路基板２１の結晶方位の各面の向き、及び、第２流路部分１３１ｂの搬送方向に対する傾斜角度を適宜設定することにより、流路基板２１の結晶方位に応じて精度よく第２流路部分１３１ｂを形成することができる。

【0082】

また、以上では、ノズルからインクを吐出するヘッド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。インク以外の液体を吐出液体吐出ヘッドに本発明を適用することも可能である。

【符号の説明】

【0083】

１０ ノズル
１１ ヘッド
２１ 流路基板
２１ａ 隔壁
２２ ノズルプレート
２４ 圧力室プレート
３１ 圧力室
３２ ディセンダ
３４ 第２絞り
３４ａ 第１流路部分
３４ｂ 第２流路部分
３４ｂ１ 天井面
３４ｂ２ 傾斜面
３４ｂ３ 接続面
３６ 第１共通流路
３７ 第２共通流路
１０１ 第２流路部分
１１１ 第２流路部分
１２１ 第２絞り
１２１ａ 第１流路部分
１２１ｂ 第２流路部分
１３１ 第２絞り
１３１ａ 第１流路部分
１３２ｂ 第２流路部分

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】