JP2020131581A - 液体吐出ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】気泡を効率良く排出することができる液体吐出ヘッドを提供する。【解決手段】液体吐出ヘッド２０は、液体をノズル３０から吐出させる吐出圧力が付与され、配列方向に配列された複数の圧力室３４と、マニホールド５０と、を備え、前記マニホールド５０は、前記圧力室３４よりも下側において前記配列方向に延び、複数の前記圧力室３４に連通して、外部から複数の圧力室３４に前記液体を供給する下側部分５１と、前記下側部分５１の端部に接続された下端、及び、前記下端よりも上側にある上端を有する折り返し部分２５３と、端部が前記上端に接続され、前記圧力室３４よりも上側において前記配列方向に延びている上側部分５２と、を有している。【選択図】図２

Description

本発明は、液体吐出ヘッドに関する。

従来の液体吐出ヘッドを有する装置として、特許文献１の液体吐出ヘッドでは、インクは、液体容器から導入口を介して流路ＲＢに流入する。このインクの一部は、流路ＲＢから流路ＲＡを通り圧力室に供給され、圧力室に連通するノズルから吐出される。そして、残るインクは、環状の流路ＲＡ内を循環している。

特開２０１８−１５８５３６号公報

上記特許文献１の液体吐出ヘッドでは、インクが循環する流路ＲＡは、同一のＸＹ平面に配置されている。このため、インクに混入した気泡は、排出されにくく、流路ＲＡから圧力室を介してノズルに侵入するおそれがある。この場合、気泡によってノズルが塞がり、インクがノズルから吐出されない不具合を招きかねない。

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、気泡を効率良く排出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。

本発明のある態様に係る吐出プレートは、液体をノズルから吐出させる吐出圧力が付与され、配列方向に配列された複数の圧力室と、マニホールドと、を備え、前記マニホールドは、前記圧力室よりも下側において前記配列方向に延び、複数の前記圧力室に連通して、外部から複数の前記圧力室に前記液体を供給する下側部分と、前記下側部分の端部に接続された下端、及び、前記下端よりも上側にある上端を有する折り返し部分と、端部が前記上端に接続され、前記圧力室よりも上側において前記配列方向に延びている上側部分と、を有している。

この構成によれば、液体は下側部分から複数の圧力室に供給され、ノズルから吐出される。この供給されなかった液体は、下側部分からその上方にある上側部分に折り返し部分を介して流入する。この際、上方へ流れる液体の流れによって、液体に含まれる気泡は押し上げられるため、気泡は効率良く下側部分から排出される。

本発明は、以上に説明した構成を有し、気泡を効率良く排出することができる液体吐出ヘッドを提供することができるという効果を奏する。

本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。

本発明の実施の形態１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１の液体吐出ヘッドを上側から視た概略図である。 図２のＡ−Ａ線に沿って切断したヘッドの断面図である。 図２のＢ−Ｂ線に沿って切断したヘッドの断面図である。 本発明の変形例１に係る液体吐出ヘッドの一部を示す断面図である。 本発明の変形例２に係る液体吐出ヘッドを上側から視た概略図である。 本発明の実施の形態２に係る液体吐出ヘッドを上側から視た概略図である。

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。

（実施の形態１）
＜液体吐出装置の構成＞
本発明の実施形態１に係る液体吐出ヘッド（以下、「ヘッド」と称する。）２０を備える液体吐出装置１０は、液体を吐出する装置である。以下では、液体吐出装置１０を、インク等の液体を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１０はこれに限定されない。

液体吐出装置１０は、図１に示すように、ラインヘッド方式が採用され、プラテン１１、搬送部、ヘッドユニット１６、貯留タンク１２及び制御部１３を備えている。但し、液体吐出装置１０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。

プラテン１１は、平板部材であり、上面に用紙１４が配置され、その用紙１４とヘッドユニット１６との距離を決める。なお、プラテン１１よりもヘッドユニット１６側を上側と称し、その反対側を下側と称するが、液体吐出装置１０の配置はこれに限定されない。

搬送部は、例えば、２つの搬送ローラ１５、及び、搬送モータ（図示せず）を有する。２つの搬送ローラ１５は、搬送方向にプラテン１１を互いの間に挟み、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１５が回転し、プラテン１１上の用紙１４が搬送方向に搬送される。

ヘッドユニット１６は、用紙１４が搬送される方向（搬送方向）に直交する方向（直交方向）における用紙１４の長さ以上の長さを有している。ヘッドユニット１６には、複数のヘッド２０が設けられている。

ヘッド２０は、流路形成体と容積変更部の積層体を有している。流路形成体は、内部に液体流路が形成され、下面(吐出面２１ａ)に複数のノズル孔３１が開口している。容積変更部は、駆動されて、液体流路の容積を変更する。このとき、ノズル孔３１では、メニスカスが振動し、液体が吐出される。なお、ヘッド２０の詳細に関しては後述する。

貯留タンク１２は、インクの種類ごとに設けられている。例えば、４つの貯留タンク１２には、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタのインクがそれぞれ貯留されている。この貯留タンク１２のインクは、対応するノズル孔３１に供給される。

制御部１３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１３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、搬送モータ及び容積変更部が駆動される。

例えば、制御部１３は、ヘッドユニット１６の吐出動作、及び、用紙１４の搬送動作等を実行する。吐出動作では、ヘッドユニット１６のノズル孔３１からインクが吐出される。また、搬送動作では、用紙１４が搬送方向に所定量毎搬送される。吐出動作と共に搬送動作が実行されて、印刷処理が進む。

＜ヘッドの構成＞
ヘッド２０は、上述のように、流路形成体及び容積変更部を有している。図２〜図４に示すように、流路形成体は複数のプレートの積層体であり、容積変更部は圧電素子４０及び振動板２８を有している。

複数のプレートは、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、第４流路プレート２５及び第５流路プレート２６を含んでいる。これらのプレートは、この順で積層方向に積層されている。

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積層体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３０、複数の個別流路及びマニホールド５０が液体流路として形成されている。マニホールド５０は、下側部分５１、上側部分５２及び折り返し部分５３を備え、下側部分５１は第１下側部分５１ａ及び第２下側部分５１ｂを有している。この各部の詳細については後述する。

ノズルプレート２１には、複数のノズル３０が積層方向に貫通し形成されている。ノズルプレート２１の吐出面２１ａには、複数のノズル３０の開口（ノズル孔３１）が配列方向に並んでノズル列を構成している。なお、配列方向は、積層方向に直交しており、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、積層方向及び配列方向に交差（例えば、直交）する方向を、幅方向と称する。

複数のノズル孔３１は、第１ノズル列に配列された複数の第１ノズル孔３１ａ、及び、第２ノズル列に配列された複数の第２ノズル孔３１ｂを有している。この第１ノズル列及び第２ノズル列は幅方向に間隔を空けて、互いに平行に配置されている。また、第１ノズル孔３１ａと第２ノズル孔３１ｂは、配列方向に互い違いに配列されていてもよいし、幅方向に並んで配置されていてもよい。

個別流路は、第１ノズル３０ａ及び第１下側部分５１ａに接続される第１個別流路、及び、第２ノズル３０ｂ及び第２下側部分５１ｂに接続される第２個別流路を有している。第１個別流路及び第２個別流路は、幅方向において、第１ノズル３０ａ及び第２ノズル３０ｂが互いに隣接し、第１下側部分５１ａ及び第２下側部分５１ｂがこれらを互いの間に挟むように配置されている。第１個別流路及び第２個別流路のそれぞれは、絞り流路３３、圧力室３４及び連通流路３５を有し、これらはこの順に配置されている。

第１流路プレート２２には、下側部分５１、複数の絞り流路３３及び複数の連通流路３５が設けられている。連通流路３５は、第１流路プレート２２を積層方向に貫通し、上端が圧力室３４に接続され、下端がノズル３０に接続されている。

下側部分５１は、第１流路プレート２２の下面から窪み、配列方向に延びている。下側部分５１は、配列方向に直交する断面が、例えば、Ｌ字形状であって、幅狭部及び、これよりも下方になる幅広部３２を有している。幅方向において幅広部３２が幅狭部よりも長く延びている。

下側部分５１の下側開口は、ダンパー膜２７により覆われている。ダンパー膜２７は、可撓性を有するフィルム状部材であって、変形することによって下側部分５１の液体の圧力変動を抑制している。

絞り流路３３は、幅広部３２から上方に延び第１流路プレート２２の上側部分を積層方向に貫通している。絞り流路３３は、下端が幅広部３２に接続され、上端が圧力室３４に接続されている。

第２流路プレート２３には、圧力室３４が設けられている。圧力室３４は、第２流路プレート２３の下面から窪んで、幅方向に延び、一端が絞り流路３３に接続され、他端が連通流路３５に接続されている。

第２流路プレート２３において圧力室３４の上方には、振動板２８が設けられる。なお、振動板２８は、第２流路プレート２３とは別のプレートにより形成されていてもよい。この場合、圧力室３４は積層方向に第２流路プレート２３を貫通し、振動板２８は第２プレート上に積層されて、圧力室３４の上側開口を覆っていてもよい。

第３流路プレート２４は、圧電素子４０を収容する第１収容空間３６が形成された第１プレートである。第１収容空間３６は、圧力室３４の上に重なるように配置されており、第３流路プレート２４の下面から窪んで、配列方向に延びている。

第４流路プレート２５は、第２収容空間３７及び上側部分５２が形成された第２プレートである。第２収容空間３７は、第１収容空間３６の上に重なるように形成されており、第４流路プレート２５の下面から窪んで、配列方向に延びている。上側部分５２は、第４流路プレート２５の上面から窪んで、配列方向に延びており、第２収容空間３７の上に重なるように配置されている。

上側部分５２と第２収容空間３７とは、第４流路プレート２５の隔壁によって積層方向に区切られている。この第２収容空間３７には電子回路４４が収容されており、電子回路４４は、基板４５、及び、基板４５に搭載されたドライバＩＣ４６を有している。

第５流路プレート２６は、第４流路プレート２５上に積層され、上側部分５２の上側開口を覆っている。

圧電素子４０は、共通電極４１、圧電層４２及び個別電極４３を含み、振動板２８上にこの順で配置されている。

個別電極４３は、圧力室３４毎に設けられ、圧力室３４上に配置されている。共通電極４１は、振動板２８の全面を覆っている。このとき、１つの個別電極４３、共通電極４１及び両電極で挟まれた部分の圧電層４２（活性部）により、１つの圧電素子４０が構成される。

個別電極４３は、ドライバＩＣ４６に電気的に接続されている。このドライバＩＣ４６は、制御部１３（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４３に印加する。これに対し、共通電極４１は、常にグランド電位に保持されている。

駆動信号に応じて、圧電層４２の活性部が、２つの電極４１、４３と共に面方向に伸縮する。これに応じて、振動板２８が協働して変形し、圧力室３４の容積を増減する方向に変化する。これにより、圧力室３４に、液体をノズル３０から吐出させる吐出圧力が付与される。

＜マニホールドの構成＞
マニホールド５０は、複数の個別流路に液体を供給する共通流路であって、複数の個別流路に分岐している。マニホールド５０は、下側部分５１、上側部分５２及び折り返し部分５３を有している。

下側部分５１は、第１個別流路に接続される第１下側部分５１ａ、及び、第２個別流路に接続される第２下側部分５１ｂを有している。第１下側部分５１ａ及び第２下側部分５１ｂは、幅方向において、互いの間に第１個別流路及び第２個別流路を挟むように配置されている。

なお、複数の圧力室３４は、第１列に配列された複数の第１圧力室３４ａ（第１個別流路の圧力室３４）と、第２列に配列された複数の第２圧力室３４ｂ（第２個別流路の圧力室３４）とを有している。これらは、互いの間に幅方向に間隔を空けて、配列領域Ｃにおいて配列方向に配列されている。

下側部分５１は、圧力室３４よりも下方に配置されており、その幅広部３２に絞り流路３３が接続され、絞り流路３３を介して圧力室３４に連通している。下側部分５１は、複数の圧力室３４に沿って配列方向に延び、複数の圧力室３４に連通し、外部から複数の圧力室３４に液体を供給する。下側部分５１は、配列方向において、圧力室３４の配列領域Ｃよりも長く延び、配列方向における一端部（上流側下側端部５１ｕ）及び他端部（下流側下側端部５１ｄ）は配列領域Ｃよりも外側へ至っている。

上流側下側端部５１ｕには、貫通孔を介して下側ポート５４が接続されている。貫通孔は、上流側下側端部５１ｕから上方へ第１流路プレート２２の上部を貫通している。下側ポート５４は、例えば、円筒形状であって、貫通孔の周囲を取り囲むように第１流路プレート２２の上面に取り付けられ、第１流路プレート２２の上面から上方へ突出している。これにより、上流側下側端部５１ｕは貫通孔により下側ポート５４の内部空間と連通している。なお、下側ポート５４は第１流路プレート２２と一体的に形成されていてもよい。

下流側下側端部５１ｄは、上端開口を介して折り返し部分５３に接続されている。上端開口は、下流側下側端部５１ｄから第１流路プレート２２の上部を貫通している。

折り返し部分５３は、第１下側部分５１ａの下流側下側端部５１ｄに接続される第１折り返し部分５３ａ、及び、第２下側部分５１ｂの下流側下側端部５１ｄに接続される第２折り返し部分５３ｂを有している。

折り返し部分５３は、第４流路プレート２５において、配列方向において下側ポート５４側の反対側の端に配置されている。第４流路プレート２５は、配列領域Ｃでは第３流路プレート２４上に積層されているが、配列領域Ｃの外側では第１流路プレート２２上に積層されている。この配列領域Ｃ外において折り返し部分５３と下側部分５１が接続されている。

折り返し部分５３は、幅方向に延び、その長手方向の両端（下端及び上端）が開口し、下端開口は下側部分５１の上端開口に接続されている。折り返し部分５３は、下端から上端に向かって、幅方向における中央に向かうように、直線状に傾斜している。このため、第１折り返し部分５３ａと第２折り返し部分５３ｂは、幅方向の中央に対して線対称にハの字（上下反対の略Ｖ字）状に配置されている。

上側部分５２は、幅方向において、第１下側部分５１ａと第２下側部分５１ｂとの間に配置されている。上側部分５２は、積層方向において、第２収容空間３７の上に積層されている。このため、上側部分５２は圧力室３４よりも上方に配置され、第２収容空間３７の電子回路４４は圧電素子４０と上側部分５２との間に配置される。

上側部分５２は、配列方向において圧力室３４の配列領域Ｃよりも長く延び、配列方向における一方端部（下流側上側端部５２ｄ）及び他方端部（上流側上側端部５２ｕ）は配列領域Ｃから外側へ至っている。例えば、配列方向において上側部分５２の長さは下側部分５１の長さと等しく、配列方向に直交する上側部分５２の断面積は下側部分５１の断面積よりも大きく、例えば、２倍に形成されている。

下流側上側端部５２ｄには、貫通孔を介して上側ポート５５が接続されている。貫通孔は、下流側上側端部５２ｄから上方へ第５流路プレート２６の上部を貫通している。上側ポート５５は、例えば、円筒形状であって、貫通孔の周囲を取り囲むように第５流路プレート２６の上面に取り付けられ、第５流路プレート２６の上面から上方へ突出している。これにより、下流側上側端部５２ｄは貫通孔により上側ポート５５の内部空間と連通している。なお、上側ポート５５は第５流路プレート２６と一体的に形成されていてもよい。

上流側上側端部５２ｕは、配列方向において上側ポート５５側の反対側の端に配置され、一対の側端開口を介して折り返し部分５３に接続されている。この一方の側端開口が第１折り返し部分５３ａの上端開口に接続され、他方の側端開口が第２折り返し部分５３ｂの上端開口に接続されている。この一対の側端開口は幅方向において互いに対向し、第１折り返し部分５３ａ、上流側上側端部５２ｕ及び第２折り返し部分５３ｂは幅方向において同一直線上に延びている。

上側部分５２は、第１折り返し部分５３ａを介して第１下側部分５１ａに連通し、第２折り返し部分５３ｂを介して第２下側部分５１ｂに連通している。そして、マニホールド５０は、配列方向の一方側に延びる第１下側部分５１ａが第１折り返し部分５３ａにより上方に折り返して上側部分５２により配列方向の他方側に延び、配列方向の一方側に延びる第２下側部分５１ｂが第２折り返し部分５３ｂにより上方に折り返して上側部分５２により配列方向の他方側に延びている。

＜マニホールドにおける液体の流れ＞
図２に示すように、下側ポート５４は供給配管７１によりサブタンク７０に接続され、供給配管７１には加圧ポンプ７３が設けられている。上側ポート５５は帰還配管７２によりサブタンク７０に接続され、帰還配管７２には負圧ポンプ７４が設けられている。このサブタンク７０は、例えば、ヘッド２０上に配置されており、貯留タンク１２（図１）に接続されている。

各ポンプ７３、７４が駆動されると、液体は、サブタンク７０から供給配管７１を通り下側ポート５４を介して上流側下側端部５１ｕに流入し、下側部分５１を配列方向の一方側へ流通する。そして、液体の一部は、個別流路に流入し、ここで、絞り流路３３、圧力室３４及び連通流路３５をこの順で流通し、ノズル３０に至り、このノズル孔３１から吐出される。残る液体は、下側部分５１を下流側下側端部５１ｄへ流れ、ここから折り返し部分５３へ流出する。

折り返し部分５３では、下側部分５１から幅方向において圧力室３４側に向かって上方へ傾斜する斜面に沿って、液体は流れる。そして、液体は、折り返し部分５３から上流側上側端部５２ｕに流入する。この際、第１下側部分５１ａから第１折り返し部分５３ａを通じて流入した液体と、第２下側部分５１ｂから第２折り返し部分５３ｂを通じて流入した液体とは、上流側上側端部５２ｕにおいて合流する。

そして、液体は、上側部分５２を配列方向の他方側へ流通する。そして、液体は下流側上側端部５２ｄから上側ポート５５を介して流出し、帰還配管７２を通りサブタンク７０へ戻る。このようにして、個別流路に流入しなかった液体は、サブタンク７０とマニホールド５０との間を循環する。

＜作用、効果＞
ヘッド２０では、液体をノズル３０から吐出させる吐出圧力が付与され、配列方向に配列された複数の圧力室３４と、マニホールド５０と、を備えている。このマニホールド５０は、下側部分５１、折り返し部分５３及び上側部分５２を有している。下側部分５１は、圧力室３４よりも下側において配列方向に延び、複数の圧力室３４に連通して、外部から複数の圧力室３４に液体を供給する。折り返し部分５３は、下側部分５１の端部（下流側下側端部５１ｄ）に接続された下端、及び、下端よりも上側にある上端を有する。下側部分５１は、端部（上流側上側端部５２ｕ）が上端に接続され、圧力室３４よりも上側において配列方向に延びている。

この構成によれば、圧力室３４に供給されなかった液体は、下側部分５１から上方へ延びる折り返し部分５３を流通し、上側部分５２に流入する。このように、上方へ流れる液体の流れによって、液体に含まれる気泡は押し上げられるため、気泡は、圧力室３４に液体を供給する下側部分５１から効率良く排出される。これにより、下側部分５１から圧力室３４を介してノズル３０に気泡が侵入し、気泡によってノズル３０が塞がり、液体がノズル３０から吐出されない不具合を防止することができる。

さらに、折り返し部分５３により液体は下側部分５１から上側部分５２に上方へ流れる。この流れにより、液体の沈降する含有物を拡散し、含有物の沈殿を防止することができる。これにより、ノズル孔３１から吐出される液体の濃度分布のムラを低減することができる。

また、ヘッド２０では、複数の圧力室３４は、第１列に配列された複数の第１圧力室３４ａと、第２列に配列された複数の第２圧力室３４ｂとを有している。また、下側部分５１は、複数の第１圧力室３４ａと連通している第１下側部分５１ａと、複数の第２圧力室３４ｂと連通している第２下側部分５１ｂとを有している。この第１下側部分５１ａ及び第２下側部分５１ｂは、配列方向に交差する方向（幅方向）において、互いの間に上側部分５２を挟むように配置されている。

この構成によれば、第１下側部分５１ａ及び第２下側部分５１ｂに対して１本の上側部分５２が設けられているため、ヘッド２０のコンパクト化が図られる。また、上側部分５２は、幅方向において、第１下側部分５１ａと第２下側部分５１ｂとの間に配置されており、液体を第１下側部分５１ａ及び第２下側部分５１ｂに均等に流通させることができる。

また、ヘッド２０では、折り返し部分５３は、第１下側部分５１ａに接続された第１折り返し部分５３ａと、第２下側部分５１ｂに接続された第２折り返し部分５３ｂと、を有している。この第１折り返し部分５３ａ及び第２折り返し部分５３は、同一直線上に延びて上側部分５２に接続されている。

この構成によれば、液体は、下側部分５１の端部から折り返し部分５３の下端に流入し、折り返し部分５３を流通し、折り返し部分５３の上端から上側部分５２の端部に流入する。これにより、各下側部分５１の端面、折り返し部分５３及び上側部分５２の端面に沿って液体が流れることにより、液体が淀みなく流れ、気泡の滞留、及び、液体の含有物の沈殿を防止することができる。

また、ヘッド２０では、マニホールド５０は、下側部分５１の長手方向の一端部（上流側下側端部５１ｕ）に接続した下側ポート５４と、上側部分５２の長手方向の一端部（下流側上側端部５２ｄ）に接続した上側ポート５５と、を有している。また、折り返し部分５３は、下側部分５１の他端部（下流側下側端部５１ｄ）及び上側部分５２（上流側上側端部５２ｕ）の他端部に接続されている。

この構成によれば、液体は、下側ポート５４から下側部分５１の一端部に流入して、下側部分５１を一端部から他端部へ流れる。そして、液体は、下側部分５１の他端部から上側部分５２の他端部へ折り返し部分５３を介して流入し、上側部分５２を他端部から一端部へ流れる。このように、各マニホールド５０において液体は長手方向に亘って一方向に流れるため、滞留を抑制し、気泡の滞留、及び、液体の含有物の沈殿を防止することができる。

また、ヘッド２０は、圧電素子４０、及び、圧電素子４０に駆動信号を出力する電子回路４４を備えている。圧電素子４０は、振動板２８を介して圧力室３４の上方に配置され、電子回路４４は圧電素子４０と上側部分５２との間に配置されている。

この構成によれば、電子回路４４は、その上方の上側部分５２を流通する液体によって冷却される。このため、電子回路４４の発熱による動作不良を抑制することができる。また、電子回路４４上に上側部分５２が重ねられる。このため、上下方向に交差する方向におけるヘッド２０の小型化が図られる。

＜変形例１＞
変形例１に係るヘッド２０では、図５に示すように、第４流路プレート２５には、連通孔３８が設けられていてもよい。これ以外の構成及び作用、効果は上記と同様であるため、その説明を省略する。

連通孔３８は、配列方向において上側部分５２よりも上側ポート５５側の反対側に配置されており、第４流路プレート２５の上面から下方に窪み、第２収容空間３７に連通している。

このため、連通孔３８は、第４流路プレート２５において、上側開口、下側開口及び内面を有している。上側開口は、第４流路プレート２５の上面に開口している。下側開口は、上側開口の下方に重なるように配置され、第２収容空間３７に接続されている。内面は、上側開口と下側開口の間において積層方向に延び、連通孔３８の周囲を取り囲み、連通孔３８を形成している。

第２収容空間３７の底面において、連通孔３８の下方であって、上下方向に上側開口及び下側開口と重なる範囲に、複数の接続部４７が配置されている。複数の接続部４７は、幅方向において互いに間隔を空けて配列されている。例えば、複数の接続部４７は電子回路４４の基板４５に搭載され、ドライバＩＣ４６と第１リード線４６ａによって接続されている。

ドライバＩＣ４６は、個別電極４３に第２リード線４３ａによって接続されている。この第２リード線４３ａは、第３流路プレート２４の貫通電極を介して、第１収容空間３６内の個別電極４３に接続される。

また、接続部４７は、外部配線６１に電気的に接続される。外部配線６１は、例えば、フィルム状基板６０の配線であり、一端は接続部４７に接続されており、他端は外部の制御部１３等に接続されている。フィルム状基板６０は、ポリイミド等から成り、薄く柔軟性のあるフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）である。

フィルム状基板６０は、外部から連通孔３８の上側開口を介して連通孔３８に挿入され、連通孔３８を下方へ延び、外部配線６１が接続部４７に接続されている。これにより、電子回路４４のドライバＩＣ４６は、制御部１３からの制御信号を圧電素子４０の駆動信号に変換して出力し、圧電素子４０の駆動を制御する。

このフィルム状基板６０を接続部４７に接続した際、フィルム状基板６０を、連通孔３８の内面に沿わせる。これにより、フィルム状基板６０は、連通孔３８の内面に支持されて、接続部４７から上方に延びて、連通孔３８の上側開口から上方へ突出する。この状態で、上側開口を塞ぐように、上側開口から連通孔３８にシール材３９を注入する。これにより、連通孔３８及びこれに連通する第２収容空間３７が密閉される。例えば、シール材３９には、エポキシ樹脂及びシリコーン樹脂等が用いられる。

このようなヘッド２０では、電子回路４４において外部配線６１が接続される接続部４７は、上側部分５２の長手方向において上側部分５２よりも上側ポート５５側の反対側に設けられている。この構成によれば、上側ポート５５及びそれと同じ側にある下側ポート５４が、外部配線６１の接続部４７への接続に支障にならず、接続を容易に行うことができる。

また、仮に長手方向において同じ側に上側ポート５５及び接続部４７を設けると、接続部４７が上側ポート５５を回避するように上側ポート５５よりも接続部４７を突出させることが考えられる。この場合、ヘッド２０の大型化を招くおそれがある。これに対し、上側ポート５５及び接続部４７を、長手方向において互いに反対側の端に設けることにより、接続部４７を上側ポート５５の位置に関係なく設けることができる。よって、ヘッド２０の大型化を抑制することができる。

また、ヘッド２０では、圧電素子４０を収容する第１収容空間３６が形成された第１プレート（第３流路プレート２４）と、第１プレートに積層され、電子回路４４を収容する第２収容空間３７、第２収容空間３７に連通する連通孔３８、及び、上側部分５２が形成された第２プレート（第４流路プレート２５）と、を備えている。この連通孔３８は、電子回路４４の接続部４７に接続された外部配線６１が挿通された状態で、シール材３９によりシールされている。

この構成によれば、電子回路４４に接続された外部配線６１は、第２収容空間３７から連通孔３８に挿通され、この状態で連通孔３８はシール材３９によりシールされている。このため、電子回路４４と外部配線６１との接続部４７は、第２プレート及びシール材３９により周囲が覆われるため、接続部４７に液体のミスト等が付着することを防止することができる。

ヘッド２０では、連通孔３８は第２プレート（第３流路プレート２４）の上面に開口している。この構成によれば、上方から連通孔３８にシール材３９を注入することができ、作業性に優れている。

ヘッド２０では、連通孔３８は第２プレート（第３流路プレート２４）の上面の開口から下方に延びている。この構成によれば、連通孔３８に挿通された外部配線６１は、貫通孔の内周面により支持される。よって、ヘッド２０の組み立て時に外部配線６１を支えておく必要がなく、作業性に優れている。

＜変形例２＞
変形例２に係るヘッド２０では、図６に示すように、下側ポート５４が帰還配管７２に接続され、上側ポート５５が供給配管７１に接続されていてもよい。この場合、下側部分５１の一端部が下流側下側端部１５１ｄであり、他端部が上流側下側端部１５１ｕである。上側部分５２の一端部が上流側上側端部１５２ｕであり、他端部が下流側上側端部１５２ｄである。なお、これ以外の構成及び作用、効果は上記と同様であるため、その説明を省略する。

具体的には、供給配管７１の加圧ポンプ７３及び帰還配管７２の負圧ポンプ７４が駆動されると、液体は、サブタンク７０から供給配管７１を通り上側ポート５５を介して上流側上側端部１５２ｕに流入し、上側部分５２を配列方向の一方側へ流通し、下流側上側端部１５２ｄから折り返し部分５３へ流出する。

折り返し部分５３では、上側部分５２から幅方向において圧力室３４から離れる側に向かって下方へ傾斜する斜面に沿って、液体は流れる。そして、液体は、折り返し部分５３から上流側下側端部１５１ｕに流入する。この際、上側部分５２から第１折り返し部分５３ａを通じて第１下側部分５１ａに流入する液体と、上側部分５２から第２折り返し部分５３ｂを通じて第２下側部分５１ｂに流入する液体とに分流する。

そして、液体は、下側部分５１を配列方向の他方側へ流通する。ここで、液体の一部は、圧力室３４を介してノズル３０に供給され、このノズル孔３１から吐出される。残る液体は、下流側下側端部１５１ｄへ流れ、下側ポート５４を介して流出し、帰還配管７２を通りサブタンク７０へ戻る。このようにして、ノズル３０に供給されなかった液体は、サブタンク７０とマニホールド５０との間を循環する。

この循環において、折り返し部分５３により液体は上側部分５２から下側部分５１に下方へ流れる。この流れにより、液体の沈降する含有物を拡散し、含有物の沈殿を防止することができる。

（実施の形態２）
実施の形態２に係るヘッド２０では、上側ポート２５５及び下側ポート２５４の位置、並びに、折り返し部分２５３の配置が上記と異なる。これ以外の構成及び作用、効果は上記と同様であるため、その説明を省略する。

具体的には、マニホールド５０は、下側部分５１の長手方向の中央に接続した下側ポート２５４と、上側部分５２の長手方向の中央に接続した上側ポート２５５と、を有している。

また、折り返し部分２５３は、配列方向における下側部分５１の一端及び上側部分５２の一端に接続される一方の折り返し部分２５３ｍと、下側部分５１の他端及び上側部分５２の他端に接続される他方の折り返し部分２５３ｎと、を有している。

一方の折り返し部分２５３ｍは、一方の第１折り返し部分２５３ａ及び一方の第２折り返し部分２５３ｂを有している。一方の第１折り返し部分２５３ａは、第１下側部分５１ａの一端部における上端開口と、上側部分５２の一端部における一方の側端開口とに接続される。一方の第２折り返し部分２５３ｂは、第２下側部分５１ｂの一端部における上端開口と、上側部分５２の一端部における他方の側端開口とに接続される。

他方の折り返し部分２５３ｎは、他方の第１折り返し部分２５３ａ及び他方の第２折り返し部分２５３ｂを有している。他方の第１折り返し部分２５３ａは、第１下側部分５１ａの他端部における上端開口と、上側部分５２の他端部における一方の側端開口とに接続される。第２折り返し部分２５３ｂは、第２下側部分５１ｂの他端部における上端開口と、上側部分５２の他端部における他方の側端開口とに接続される。

このため、第１下側部分５１ａは、一方の第１折り返し部分２５３ａ及び他方の第１折り返し部分２５３ａにより上側部分５２と連通し、配列方向においてこれらの間に下側ポート２５４を有している。第２下側部分５１ｂは、一方の第２折り返し部分２５３ｂ及び他方の第２折り返し部分２５３ｂにより上側部分５２と連通し、配列方向におけるこれらの間に下側ポート２５４を有している。

このようなヘッド２０において、例えば、下側ポート２５４が供給配管７１によりサブタンク７０に接続され、上側ポート２５５が帰還配管７２によりサブタンク７０に接続される。この場合、各配管のポンプが駆動されると、液体は、サブタンク７０から供給配管７１を通り下側ポート２５４を介して下側部分５１の中央に流入する。そして、液体は、下側ポート２５４から、下側部分５１において配列方向の一端部側及び他端部側へ分かれてそれぞれ流通していく。このうち、液体の一部は、圧力室３４を介してノズル３０に供給され、ノズル孔３１から吐出される。

残る液体のうち、下側部分５１において一端部側へ流れた液体は一方の折り返し部分２５３ｍにより上側部分５２に向かって上方へ傾斜する斜面に沿って流れ、上側部分５２の一端部側に流入する。また、下側部分５１において他端部側へ流れた液体は他方の折り返し部分２５３ｎにより上側部分５２に向かって上方へ傾斜する斜面に沿って流れ、上側部分５２の他端部側に流入する。

そして、液体は、上側部分５２の両端部のそれぞれから中央へ流れ、上側ポート２５５を介して流出し、帰還配管７２を通りサブタンク７０へ戻る。このようにして、ノズル３０に供給されなかった液体は、サブタンク７０とマニホールド５０との間を循環する。

このようなヘッド２０において、下側ポート２５４が下側部分５１の長手方向の中央に配置され、上側ポート２５５が上側部分５２の長手方向の中央に配置されている。このため、下側部分５１及び上側部分５２のそれぞれにおいて、長手方向における液体の流通経路が短くなることにより、下側部分５１及び上側部分５２における液体の圧力損失の低減化が図られる。

なお、実施の形態２に係るヘッド２０において、変形例１のように第４流路プレート２５に連通孔３８が設けられていてもよい。この場合、連通孔３８は、配列方向において上側部分５２の両端のいずれか一端から外側に配置されており、第４流路プレート２５の上面から下方に窪み、第２収容空間３７に連通している。

また、実施の形態２に係るヘッド２０において、変形例２のように下側ポート２５４が帰還配管７２に接続され、上側ポート２５５が供給配管７１に接続されていてもよい。この場合、液体は外部から上側ポート２５５を介して上側部分５２に供給され、下側部分５１から下側ポート２５４を介して外部へ排出される。

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。

本発明の液体吐出ヘッドは、気泡を効率良く排出することができる液体吐出ヘッド等として有用である。

２０ ：ヘッド（液体吐出ヘッド）
２４ ：第３流路プレート（第１プレート）
２５ ：第４流路プレート（第２プレート）
３０ ：ノズル
３０ａ ：第１ノズル（ノズル）
３０ｂ ：第２ノズル（ノズル）
３４ ：圧力室
３４ａ ：第１圧力室（圧力室）
３４ｂ ：第２圧力室（圧力室）
３６ ：第１収容空間
３７ ：第２収容空間
３８ ：連通孔
３９ ：シール材
４０ ：圧電素子
４４ ：電子回路
４７ ：接続部
５０ ：マニホールド
５１ ：下側部分
５１ａ ：第１下側部分（下側部分）
５１ｂ ：第２下側部分（下側部分）
５２ ：上側部分
５３ ：折り返し部分
５３ａ ：第１折り返し部分（折り返し部分）
５３ｂ ：第２折り返し部分（折り返し部分）
５４ ：下側ポート
５５ ：上側ポート
６１ ：外部配線
２５３ ：折り返し部分
２５３ａ ：第１折り返し部分（折り返し部分）
２５３ｂ ：第２折り返し部分（折り返し部分）
２５３ｍ ：一方の折り返し部分（折り返し部分）
２５３ｎ ：他方の折り返し部分（折り返し部分）
２５４ ：下側ポート
２５５ ：上側ポート

Claims (10)

1. 液体をノズルから吐出させる吐出圧力が付与され、配列方向に配列された複数の圧力室と、
   マニホールドと、を備え、
   前記マニホールドは、
   前記圧力室よりも下側において前記配列方向に延び、複数の前記圧力室に連通して、外部から複数の前記圧力室に前記液体を供給する下側部分と、
   前記下側部分の端部に接続された下端、及び、前記下端よりも上側にある上端を有する折り返し部分と、
   端部が前記上端に接続され、前記圧力室よりも上側において前記配列方向に延びている上側部分と、を有している、液体吐出ヘッド。
2. 複数の前記圧力室は、第１列に配列された複数の第１圧力室と第２列に配列された複数の第２圧力室とを有し、
   前記下側部分は、複数の前記第１圧力室と連通している第１下側部分と複数の前記第２圧力室と連通している第２下側部分とを有し、
   前記第１下側部分及び前記第２下側部分は、前記配列方向に交差する方向において、互いの間に前記上側部分を挟むように配置されている、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記折り返し部分は、前記第１下側部分に接続された第１折り返し部分と、前記第２下側部分に接続された第２折り返し部分と、を有し、
   前記第１折り返し部分及び前記第２折り返し部分は、同一直線上に延びて前記上側部分に接続されている、請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記マニホールドは、
   前記下側部分の長手方向の中央に接続した下側ポートと、
   前記上側部分の長手方向の中央に接続した上側ポートと、を有している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記マニホールドは、
   前記下側部分の長手方向の一端部に接続した下側ポートと、
   前記上側部分の長手方向の一端部に接続した上側ポートと、を有し、
   前記折り返し部分は、前記下側部分の他端部及び前記上側部分の他端部に接続されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
6. 振動板を介して前記圧力室の上方に配置された圧電素子と、
   前記圧電素子と前記上側部分との間に配置され、前記圧電素子に駆動信号を出力する電子回路を備えている、請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記電子回路において外部配線が接続される接続部は、前記上側部分の長手方向において前記上側部分よりも前記上側ポート側の反対側に設けられている、請求項６に記載の液体吐出ヘッド。
8. 前記圧電素子を収容する第１収容空間が形成された第１プレートと、
   前記第１プレートに積層され、前記電子回路を収容する第２収容空間、前記第２収容空間に連通する連通孔、及び、前記上側部分が形成された第２プレートと、を備え、
   前記連通孔は、前記接続部に接続された前記外部配線が挿通された状態で、シール材によりシールされている、請求項７に記載の液体吐出ヘッド。
9. 前記連通孔は前記第２プレートの上面に開口している、請求項８に記載の液体吐出ヘッド。
10. 前記連通孔は前記第２プレートの上面の開口から下方に延びている、請求項９に記載の液体吐出ヘッド。

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