JP6324515B2 - 液体吐出ヘッド、およびそれを用いた記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体吐出ヘッド、およびそれを用いた記録装置に関する。

従来、印刷用ヘッドとして、例えば、液体を記録媒体上に吐出することによって、各種の印刷を行なう液体吐出ヘッドが知られている。液体吐出ヘッドは、例えば、液体を吐出する吐出孔と、吐出孔から液体が吐出されるように液体を加圧する加圧室と、加圧室に液体を供給する第１共通流路と、加圧室から液体を回収する第２共通流路とを備えたものが知られている。液体が滞留することで流路のつまり等が生じ難いように、吐出を行なわないときにも、液体は、第１共通流路から加圧室を通って第２共通流路に流れるようになっており、外部も含めて液体を循環させることが知られている。また、そのような液体吐出ヘッドにおいて、複数の第１共通流路および複数の第２共通流路を、液体吐出ヘッドの短手方向に伸びる形状にするとともに、液体吐出ヘッドの長手方向に交互に配置することが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。

特開２００９−１４３１６８号公報

特許文献１に記載されているような液体吐出ヘッドでは、液体吐出ヘッドの長手方向の端部に位置する第１共通流路あるいは第２共通流路と繋がっている加圧室は、液体吐出ヘッドの長手方向の中央部などに位置する加圧室と比較して、外部環境の温度の影響を受けやすくなってしまう。液体の特性（例えば、粘度）には、基本的に温度特性があるため、加圧室内の液体に温度差があると、加圧室から吐出される液体の吐出特性（吐出量や吐出速度）に差が生じるため、記録精度が悪くなるという問題があった。

したがって、本発明の目的は、液体吐出ヘッド内の温度差を小さくできる液体吐出ヘッド、およびそれを用いた記録装置を提供することにある。

本発明の液体吐出ヘッドは、複数の吐出孔、該複数の吐出孔とそれぞれ繋がっている複数の加圧室、および複数の共通流路を有する流路部材と、前記複数の加圧室をそれぞれ加圧する複数の加圧部とを含んでいる液体吐出ヘッドであって、前記複数の共通流路は、それぞれ第１方向に伸びているとともに、前記第１方向と交差する方向である第２方向に並んでいる共通流路群を構成しており、前記共通流路は、前記複数の加圧室のうちで当該共通流路に沿って配置されている複数の加圧室と繋がっており、前記流路部材は、前記共通流路群に対して前記第２方向の外側に配置されているとともに、前記第１方向に伸びている第１端部流路をさらに有しており、該第１端部流路は、前記共通流路よりも流路抵抗が低く、前記第１端部流路は、前記第１方向に直交する断面において前記共通流路よりも幅の広い幅広部を有しているとともに、該幅広部にダンパを有していることを特徴とする。
また、本発明の液体吐出ヘッドは、複数の吐出孔、該複数の吐出孔とそれぞれ繋がっている複数の加圧室、および複数の共通流路を有する流路部材と、前記複数の加圧室をそれぞれ加圧する複数の加圧部とを含んでいる液体吐出ヘッドであって、前記複数の共通流路は、それぞれ第１方向に伸びているとともに、前記第１方向と交差する方向である第２方向に並んでいる共通流路群を構成しており、前記共通流路は、前記複数の加圧室のうちで当該共通流路に沿って配置されている複数の加圧室と繋がっており、前記流路部材は、前記共通流路群に対して前記第２方向の外側に配置されているとともに、前記第１方向に伸びている第１端部流路をさらに有しており、該第１端部流路は、前記共通流路よりも流路抵抗が低く、前記第１端部流路は、前記第１方向に直交する断面において前記共通流路よりも幅の広い幅広部と、前記幅広部よりも断面積の小さい狭窄部とを有しており、前記流路部材は、前記複数の共通流路および前記第１端部流路に液体を供給する第１統合流路と、前記複数の共通流路および前記第１端部流路から液体を回収する第２統合流路とをさらに有していることを特徴とする。

また、本発明の記録装置は、前記液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記液体吐出ヘッドを制御する制御部を備えていることを特徴とする。

本発明の液体吐出ヘッドによれば、第１端部流路に流れる液体の量が多くなるため、外部の温度変動が、加圧室内の液体に伝わり難くなり、記録精度を高くできる。

（ａ）は、本発明の一実施形態に係る液体吐出ヘッドを含む記録装置の側面図であり、（ｂ）は平面図である。 （ａ）は、図１の液体吐出ヘッドの要部であるヘッド本体の平面図であり、（ｂ）は、（ａ）から第２流路部材を除いた平面図である。 図２（ｂ）の一部の拡大平面図である。 図２（ｂ）の一部の拡大平面図である。 （ａ）は、図４のＶ−Ｖ線に沿った部分縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）とは異なる位置の図４の部分縦断面図である。 図２（ａ）のヘッド本体の部分縦断面図ある。

図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る液体吐出ヘッド２を含む記録装置であるカラーインクジェットプリンタ１（以下で単にプリンタと言うことがある）の概略の側面図であり、図１（ｂ）は、概略の平面図である。プリンタ１は、記録媒体である印刷用紙Ｐをガイドローラ８２Ａから搬送ローラ８２Ｂへと搬送することにより、印刷用紙Ｐを液体吐出ヘッド２に対して相対的に移動させる。制御部８８は、画像や文字のデータに基づいて、液体吐出ヘッド２を制御して、記録媒体Ｐに向けて液体を吐出させ、印刷用紙Ｐに液滴を着弾させて、印刷用紙Ｐに印刷などの記録を行なう。

本実施形態では、液体吐出ヘッド２はプリンタ１に対して固定されており、プリンタ１はいわゆるラインプリンタとなっている。本発明の記録装置の他の実施形態としては、液体吐出ヘッド２を、印刷用紙Ｐの搬送方向に交差する方向、例えば、ほぼ直交する方向に往復させるなどして移動させる動作と、印刷用紙Ｐの搬送を交互に行なう、いわゆるシリアルプリンタが挙げられる。

プリンタ１には、印刷用紙Ｐとほぼ平行になるように平板状のヘッド搭載フレーム７０（以下で単にフレームと言うことがある）が固定されている。フレーム７０には図示しない２０個の孔が設けられており、２０個の液体吐出ヘッド２がそれぞれの孔の部分に搭載されていて、液体吐出ヘッド２の、液体を吐出する部位が印刷用紙Ｐに面するようになっている。液体吐出ヘッド２と印刷用紙Ｐとの間の距離は、例えば０．５〜２０ｍｍ程度とされる。５つの液体吐出ヘッド２は、１つのヘッド群７２を構成しており、プリンタ１は、４つのヘッド群７２を有している。

液体吐出ヘッド２は、図１（ａ）の手前から奥へ向かう方向、図１（ｂ）の上下方向に細長い長尺形状を有している。この長い方向を長手方向と呼ぶことがある。１つのヘッド群７２内において、３つの液体吐出ヘッド２は、印刷用紙Ｐの搬送方向に交差する方向、例えば、ほぼ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の間にそれぞれ一つずつ並んでいる。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、印刷用紙Ｐの幅方向に（印刷用紙Ｐの搬送方向に交差する方向に）繋がるように、あるいは端が重複するように配置されており、印刷用紙Ｐの幅方向に隙間のない印刷が可能になっている。

４つのヘッド群７２は、記録用紙Ｐの搬送方向に沿って配置されている。各液体吐出ヘッド２には、図示しない液体タンクから液体、例えば、インクが供給される。１つのヘッド群７２に属する液体吐出ヘッド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７２で４色のインクが印刷できる。各ヘッド群７２から吐出されるインクの色は、例えば、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）である。このようなインクを、制御部８８で制御して印刷すれば、カラー画像が印刷できる。

プリンタ１に搭載されている液体吐出ヘッド２の個数は、単色で、１つの液体吐出ヘッド２で印刷可能な範囲を印刷するのなら１つでもよい。ヘッド群７２に含まれる液体吐出ヘッド２の個数や、ヘッド群７２の個数は、印刷する対象や印刷条件により適宜変更できる。例えば、さらに多色の印刷をするためにヘッド群７２の個数を増やしてもよい。また、同色で印刷するヘッド群７２を複数配置して、搬送方向に交互に印刷すれば、同じ性能の液体吐出ヘッド２を使用しても搬送速度を速くできる。これにより、時間当たりの印刷面積を大きくすることができる。また、同色で印刷するヘッド群７２を複数準備して、搬送方向と交差する方向にずらして配置して、印刷用紙Ｐの幅方向の解像度を高くしてもよい。

さらに、色の付いたインクを印刷する以外に、印刷用紙Ｐの表面処理をするために、コーティング剤などの液体を印刷してもよい。

プリンタ１は、記録媒体である印刷用紙Ｐに印刷を行なう。印刷用紙Ｐは、給紙ローラ８０Ａに巻き取られた状態になっており、２つのガイドローラ８２Ａの間を通った後、フレーム７０に搭載されている液体吐出ヘッド２の下側を通り、その後２つの搬送ローラ８２Ｂの間を通り、最終的に回収ローラ８０Ｂに回収される。印刷する際には、搬送ローラ８２Ｂを回転させることで印刷用紙Ｐは、一定速度で搬送され、液体吐出ヘッド２によって印刷される。回収ローラ８０Ｂは、搬送ローラ８２Ｂから送り出された印刷用紙Ｐを巻き取る。搬送速度は、例えば、５０ｍ／分とされる。各ローラは、制御部８８によって制御されてもよいし、人によって手動で操作されてもよい。

記録媒体は、印刷用紙Ｐ以外に、ロール状の布などでもよい。また、プリンタ１は、印刷用紙Ｐを直接搬送する代わりに、搬送ベルトを直接搬送して、記録媒体を搬送ベルト上に置いて搬送してもよい。そのようにすれば、枚葉紙や裁断された布、木材、タイルなどを記録媒体にできる。さらに、液体吐出ヘッド２から導電性の粒子を含む液体を吐出するようにして、電子機器の配線パターンなどを印刷してもよい。またさらに、液体吐出ヘッド２から反応容器などに向けて所定量の液体の化学薬剤や化学薬剤を含んだ液体を吐出させて、反応させるなどして、化学薬品を作製してもよい。

また、プリンタ１に、位置センサ、速度センサ、温度センサなどを取り付けて、制御部８８が、各センサからの情報から分かるプリンタ１各部の状態に応じて、プリンタ１の各部を制御してもよい。例えば、液体吐出ヘッド２の温度や液体タンクの液体の温度、液体タンクの液体が液体吐出ヘッド２に加えている圧力などが、吐出される液体の吐出特性（吐出量や吐出速度など）に影響を与えている場合などに、それらの情報に応じて、液体を吐出させる駆動信号を変えるようにしてもよい。

次に、本発明の一実施形態の液体吐出ヘッド２について説明する。図２（ａ）は、図１に示された液体吐出ヘッド２の要部であるヘッド本体２ａを示す平面図である。図２（ｂ）は、ヘッド本体２ａから第２流路部材６を除いた状態の平面図である。図３および図４は、図２（ｂ）の拡大平面図である。図５（ａ）は、図４のＶ−Ｖ線に沿った部分縦断面図である。図５（ｂ）は、ヘッド本体２ａの、第１端部流路３０付近の部分縦断面図である。図示しないが、Ｖ−Ｖ線のように屈曲した線に沿った部分縦断面図である。図６は、ヘッド本体２ａの第１共通流路２０の開口２０ａ付近における、第１共通流路２０に沿った部分縦断面図である。

各図は、図面を分かり易くするために次のように描いている。図２〜４では、他のものの下方にあって破線で描くべき流路などを実線で描いている。図２（ａ）では、第１流路部材４内の流路については省略し、圧電アクチュエータ基板４０についてもその外形と個別電極本体４４ａの配置のみを示している。

液体吐出ヘッド２は、ヘッド本体２ａ以外に、金属製の筐体や、ドライバＩＣ、配線基板などを含んでいてもよい。また、ヘッド本体２ａは、第１流路部材４と、第１流路部材４に液体を供給する第２流路部材６と、加圧部である変位素子５０が作り込まれている圧電アクチュエータ基板４０とを含んでいる。ヘッド本体２ａは、一方方向に長い平板形状を有しており、その方向を長手方向と言うことがある。また、第２流路部材６は、支持部材の役割を果たしており、ヘッド本体２ａは、第２流路部材６の長手方向の両端部のそれぞれでフレーム７０に固定される。

ヘッド本体２ａを構成する第１流路部材４は、平板状の形状を有しており、その厚さは０．５〜２ｍｍ程度である。第１流路部材４の第１の主面である加圧室面４−１には、加圧室１０が平面方向に多数並んで配置されている。第１流路部材４の第２の主面であり、加圧室面４−１の反対側の面である吐出孔面４−２には、液体が吐出される吐出孔８が平面方向に多数並んで配置されている。吐出孔８は、それぞれ加圧室１０と繋がっている。以下において、加圧室面４−１は、吐出孔面４−２に対して、上方に位置しているものとして説明をする。

第１流路部材４には、複数の第１共通流路２０および複数の第２共通流路２４が、第１方向に沿って伸びるように配置されている。また、第１共通流路２０と第２共通流路２４とは、第１方向と交差する方向である第２方向に交互に並んでいる。なお、第２方向は、ヘッド本体２ａの長手方向と同じ方向である。

第１共通流路２０の両側に沿って加圧室１０が並んでおり、片側１列ずつ、合計２列の加圧室列１１Ａを構成している。第１共通流路２０とその両側に並んでいる加圧室１０とは、第１個別流路１２を介して繋がっている。なお、以下では、第１共通流路２０と第２共通流路２４とを合わせて、共通流路と言うことがある。また、複数の共通流路は、第２方向に並んで、共通流路群を構成している。

第２共通流路２４の両側に沿って加圧室１０が並んでおり、片側１列ずつ、合計２列の加圧室列１１Ａを構成している。第２共通流路２４とその両側に並んでいる加圧室１０とは、個別排出流路である第２個別流路１４を介して繋がっている。

別の表現をすれば、加圧室１０は仮想線上に並んで配置されており、仮想線の一方の側に沿って第１共通流路２０が伸びており、仮想線の他方の側に沿って第２共通流路２４が伸びている。本実施形態では、加圧室１０が並んでいる仮想線は直線状であるが、曲線状や折れ線状であってもよい。

以上のような構成により、第１流路部材４においては、第２共通流路２４に供給された液体は、第２共通流路２４に沿って並んでいる加圧室１０に流れ込み、一部の液体は吐出孔８から吐出され、他の一部の液体は、加圧室１０に対して第２共通流路２４と反対側に位置している第１共通流路２０に流れ込み、第１流路部材４の外に排出される。

第１共通流路２０の両側に第２共通流路２４が配置されており、第２共通流路２４の両側に第１共通流路２０が配置されていることにより、１つの加圧室列１１Ａに対して、１つの第１共通流路２０および１つの第２共通流路２４が繋がっており、別の加圧室列１１Ａに対して、別の第１共通流路２０および別の第２共通流路２４が繋がっている場合と比較して、第１共通流路２０および第２共通流路２４の数を約半分にできるので好ましい。第１共通流路２０および第２共通流路２４の数が少なくて済む分、加圧室１０の数を増やして高解像度化したり、第１共通流路２０や第２共通流路２４を太くして、吐出孔８からの吐出特性の差を小さくしたり、ヘッド本体２ａの平面方向の大きさを小さくすることができる。

第１共通流路２０に繋がっている第１個別流路１２の第１共通流路２０側の部分に加わる圧力は、圧力損失の影響で、第１共通流路２０に第１個別流路１２が繋がっている位置（主に第１方向における位置）により変わる。第２共通流路２４に繋がっている第２個別流路１４側の部分に加わる圧力は、圧力損失の影響で、第２共通流路２４に第２個別流路１４が繋がっている位置（主に第１方向における位置）により変わる。第１共通流路２０の外部への開口２０ａを第１方向の一方の端部に配置し、第２共通流路２４の外部への開口２４ａを第１方向の他方の端部に配置すれば、各第１個別流路１２および各第２個別流路１４の配置による圧力の差が打ち消されるように作用し、各吐出孔８に加わる圧力の差を小さくできる。なお、第１共通流路２０の開口２０ａ、および第２共通流路２４の開口２４ａはともに、加圧室面４−１に開口している。

吐出しない状態では、吐出孔８には液体のメニスカスが保持されている。吐出孔８において液体の圧力が負圧（液体を第１流路部材４に引き込もうとする状態）になっていることで、液体の表面張力とつり合ってメニスカスを保持できる。液体の表面張力は、液体の表面積を小さくしようとするので、正圧であっても圧力が小さければ、メニスカスを保持できる。正圧が大きくなれば、液体はあふれ出し、負圧が大きくなれば、液体が第１流路部材４内に引き込まれてしまい、液体が吐出可能な状態を維持できない。そのため、第２共通流路２４から第１共通流路２０に液体を流した際における、吐出孔８での液体の圧力の、吐出孔８毎の差が大きくなり過ぎないようにする必要がある。

第１共通流路２０の吐出孔面４−２側の壁面は、第１ダンパ２８Ａとなっている。第１ダンパ２８Ａの一方の面は、第１共通流路２０に面しており、他方の面はダンパ室２９に面している。ダンパ室２９があることにより、第１ダンパ２８Ａは変形可能になっており、変形することで第１共通流路２０の体積を変えることができる。液体を吐出させるために加圧室１０内の液体が加圧されると、その圧力の一部は、液体を通じて第１共通流路２０に伝わってくる。これにより、第１共通流路２０内の液体が振動し、その振動が、元の加圧室１０や、他の加圧室１０に伝わって、液体の吐出特性を変動させる流体クロストークが生じることがある。第１ダンパ２８Ａが存在すると、第１共通流路２０に伝わってきた液体の振動で第１ダンパ２８Ａが振動し、減衰することで、第１共通流路２０内の液体の振動は持続され難くなるので、流体クロストークの影響を小さくできる。また、第１ダンパ２８Ａは、液体の給排を安定化させる役目も果たす。

第２共通流路２４の加圧室面４−１側の壁面は、第２ダンパ２８Ｂとなっている。第２ダンパ２８Ｂの一方の面は、第２共通流路２４に面しており、他方の面はダンパ室２９に面している。第２ダンパ２８Ｂも、第１ダンパ２８Ａと同様に、流体クロストークの影響を小さくできる。また、第２ダンパ２８Ｂは、液体の給排を安定化させる役目も果たす。

加圧室１０は、加圧室面４−１に面して配置されており、変位素子５０からの圧力を受ける加圧室本体１０ａと、加圧室本体１０ａの下から吐出孔面４−２に開口している吐出孔８に繋がる部分流路であるディセンダ１０ｂとを含んだ中空の領域である。加圧室本体１０ａは、直円柱形状であり、平面形状は円形状である。平面形状が円形状であることにより変位素子５０が同じ力で変形させた場合の変位量、および変位により生じる加圧室１０の体積変化を大きくできる。ディセンダ１０ｂは、直径が加圧室本体１０ａより小さい、直円柱形状であり、断面形状は円形状である。また、ディセンダ１０ｂは、加圧室面４−１から見たときに、加圧室本体１０ａ内に納まる位置に配置されている。

複数ある加圧室１０は、加圧室面４−１において、千鳥状に配置されている。複数ある加圧室１０は、第１方向に沿った複数の加圧室列１１Ａを構成している。各加圧室列１１Ａでは、加圧室１０が、ほぼ等間隔で配置されている。隣り合っている加圧室列１１Ａに属する加圧室１０は、第１方向に前記間隔の約半分ずれて配置されている。別の表現をすれば、ある加圧室列１１Ａに属する加圧室１０は、その隣に位置する加圧室列１１Ａに属する、連続する２つの加圧室１０に対して、第１方向のほぼ中央に位置している。

これにより、１つ置きの加圧室列１１Ａに属している加圧室１０は、第２方向に沿って配置されることになり、加圧室行１１Ｂを構成している。

本実施形態では、第１共通流路２０は５１本、第２共通流路２４は５０本であり、加圧室列１１Ａは１００列である。なお、ここでは、後述のダミー加圧室１０Ｄのみで構成されているダミー加圧室列１１Ｄは、上述の加圧室列１１Ａの数に含めていない。また、直接的に繋がっているのがダミー加圧室１０Ｄだけである第２共通流路２４は、上述の第２共通流路２４の数に含めていない。また、各加圧室列１１Ａには１６個の加圧室１０が含まれている。ただし、第２方向の端に位置する加圧室列１１Ａには、８個の加圧室１０および８個のダミー加圧室１０Ｄが含まれている。上述のように、加圧室１０は千鳥状に配置されているため、加圧室行１１Ｂの行数は、３２行である。

複数ある加圧室１０は、吐出孔面４−２において、第１方向および第２方向に沿った格子状に配置されている。複数ある吐出孔８は、第１方向に沿った複数の吐出孔列９Ａを構成している。吐出孔列９Ａと加圧室列１１Ａとは、ほぼ同じ位置に配置されている。

加圧室１０の面積重心と、加圧室１０と繋がっている吐出孔８とは第１方向にずらされて配置されている。１つの加圧室列１１Ａ内では、ずらされる方向は同じ方向であり、隣り合う加圧室列１１Ａでは、ずらされる方向は逆方向になっている。これにより、２行の加圧室行１１Ｂに属する加圧室１０から繋がっている吐出孔８は、第２方向に沿って配置された１行の吐出孔行９Ｂを構成している。

したがって、本実施形態では、吐出孔列９Ａは１００列であり、吐出孔行９Ｂは１６行である。

加圧室本体１０ａの面積重心と、加圧室本体１０ａから繋がっている吐出孔８とは、ほぼ第１方向に位置がずれている。ディセンダ１０ｂは、加圧室本体１０ａに対して、吐出孔８の方向にずれた位置に配置されている。加圧室本体１０ａの側壁と、ディセンダ１０ｂの側壁とは接するように配置されており、これにより加圧室本体１０ａ内での液体の滞留を起き難くすることができる。

吐出孔８は、ディセンダ１０ｂの中央部に配置されている。ここで中央部とは、ディセンダ１０ｂの面積重心を中心とする、ディセンダ１０ｂの直径の半分の円内の領域のことである。

第１個別流路１２と加圧室本体１０ａとの接続部は、加圧室本体１０ａの面積重心に対して、ディセンダ１０ｂとは反対側に配置されている。これにより、ディセンダ１０ｂから流れ込んだ液体は、加圧室本体１０ａ全体に広がった後と、第１個別流路１２に向かうように流れるため、加圧室本体１０ａ内に液体の滞留が生じ難い。

第２個別流路１４は、ディセンダ１０ｂの吐出孔面４−２側の面から、平面方向に引き出されて第２共通流路２４と繋がっている。引き出される方向は、加圧室本体１０ａに対して、ディセンダ１０ｂがずらされる方向と同じである。

第１方向と第２方向とが成す角度は直角からずれている。このため、第１方向に沿って配置されている吐出孔列９Ａに属する吐出孔８同士は、その直角からのずれた角度の分、第２方向にずれて配置される。そして、吐出孔列９Ａが第２方向に並んで配置されるので、異なる吐出孔列９Ａに属する吐出孔８は、その分、第２方向にずれて配置される。これらが合わさって、第１流路部材４の吐出孔８は、第２方向に一定間隔で並んで配置されており、これにより、吐出した液体により形成される画素で所定の範囲を埋めるように印刷ができる。

１つの吐出孔列９Ａに属する吐出孔８の配置は、第１方向に沿って完全に一直線上に配置すれば、上述のように所定範囲を埋め尽くすように印刷が可能である。ただし、そのように配置した場合に、プリンタ１に液体吐出ヘッド２を設置する際に生じる第２方向に直交する方向と搬送方向とのずれが、印刷精度に与える影響が大きくなる。そのため、上述の一直線上の吐出孔８の配置から、隣り合う吐出孔列９Ａの間で、吐出孔８を入れ替えて配置するのが好ましい。

本実施形態では、吐出孔８の配置は次のようになっている。図３において、吐出孔８を第２方向と直交する方向に投影すると、仮想直線Ｒの範囲に３２個の吐出孔８が投影され、仮想直線Ｒ内で各吐出孔８は３６０ｄｐｉの間隔に並ぶ。これにより、仮想直線Ｒに直交する方向に印刷用紙Ｐを搬送して印刷すれば、３６０ｄｐｉの解像度で印刷できる。仮想直線Ｒ内に投影される吐出孔８は、１列の吐出孔列９Ａに属する吐出孔８すべて（１６個）と、その吐出孔列９Ａの両隣に位置する２つの吐出孔列９Ａに属する吐出孔８の半分（８個）ずつである。このような構成にするために、各吐出孔行９Ｂでは、吐出孔８は、２２．５ｄｐｉの間隔で並んでいる。これは、３６０／１６＝２２．５であるからである。

第１共通流路２０および第２共通流路２４は、吐出孔８が直線状に並んでいる範囲では、直線になっており、直線がずれる吐出孔８の間で平行にずれている。第１共通流路２０および第２共通流路２４において、このずれる箇所が少ないので、流路抵抗が小さくなっている。また、この平行にずれる部分は、加圧室１０と重ならない位置に配置されているので、加圧室１０毎に吐出特性の変動を小さくできる。

第２方向の両方の端の１列（すなわち合わせて２列）の加圧室列１１Ａには、通常の加圧室１０と第１ダミー加圧室１０Ｄ１とが含まれている（そのため、この加圧室列１１Ａをダミー加圧室列１１Ｄ１と言うことがある）。また、ダミー加圧室列１１Ｄ１のさらに外側には、第２ダミー加圧室１０Ｄ２が並んでいる１列（すなわち、両端で合わせて２列）の第２ダミー加圧室列１１Ｄ２が配置されている。第２方向の両方の端に１本ずつ（すなわち合わせて２本）ある流路は、第１共通流路２４と同じ形状をしているが、直接的には加圧室１０とは繋がっておらず、第２ダミー加圧室１０Ｄ２としか繋がっていないダミー第２共通流路２４Ｄである。本実施形態では、このようなダミー第２共通流路２４Ｄを、第２端部流路と称する。第１ダミー加圧室１０Ｄ１、第２ダミー加圧室１０Ｄ２および第２端部流路については後で詳述する。

第１流路部材４は、第１共通流路２０および第２共通流路２４からなる共通流路群の第２方向の外側に配置されているとともに、第１方向に伸びている、第１端部流路３０を有している。第１端部流路３０は、加圧室面４−１に並んでいる第１共通流路２０の開口２０ａのさらに外側に配置されている開口３０ｃと、加圧室面４−１に並んでいる第２共通流路２４の開口２４ａのさらに外側に配置されている開口３０ｄとを繋いでいる流路であり、第１端部流路３０の流路抵抗は、第１共通流路２０および第２共通流路２４の流路抵抗よりも小さくなっている。第１端部流路３０については後で詳述する。

第２流路部材６は、第１流路部材４の加圧室面４−１に接合されている。第２流路部材６は、第２共通流路２４に液体を供給する第２統合流路２６と、第１共通流路２０の液体を回収する第１統合流路２２とを有している。第２流路部材６の厚さは、第１流路部材４よりも厚く、５〜３０ｍｍ程度である。

第２流路部材６は、第１流路部材４の加圧室面４−１の圧電アクチュエータ基板４０が接続されていない領域で接合されている。より具体的には、圧電アクチュエータ基板４０を囲むように接合されている。このようにすることで、圧電アクチュエータ基板４０に、吐出した液体の一部がミストとなって付着するのを抑制できる。また、第１流路部材４を外周で固定することになるので、第１流路部材４が変位素子５０の駆動に伴って振動して、共振などが生じることを抑制できる。

また、第２流路部材６の中央部で、貫通孔６ｃが上下に貫通している。貫通孔６ｃは、圧電アクチュエータ基板４０を駆動する駆動信号を伝達するＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）などの配線部材が通される。なお、貫通孔６ｃの第１流路部材４側は、短手方向の幅が広くなっている拡幅部６ｃａとなっており、圧電アクチュエータ基板４０から短手方向の両側に伸びる配線部材は、拡幅部６ｃａで曲げられて上方に向かい、貫通孔６を抜ける。なお、拡幅部６ｃａに広がる部分の凸部は、配線部材を傷つけるおそれがあるので、Ｒ形状にしておくのが好ましい。

第１統合流路２２を、第１流路部材４とは別の、第１流路部材４より厚い第２流路部材６に配置することで、第１統合流路２２の断面積を大きくすることができ、それにより第１統合流路２２と第１共通流路２０とが繋がっている位置の差による圧力損失の差を小さくできる。第１統合流路２２の流路抵抗（より正確には第１統合流路２２のうちで、第１共通流路２０と繋がっている範囲の流路抵抗）は、第１共通流路２０の１／１００以下にするのが好ましい。

第２統合流路２６を、第１流路部材４とは別の、第１流路部材４より厚い第２流路部材６に配置することで、第２統合流路２６の断面積を大きくすることができ、それにより第２統合流路２６と第２共通流路２４とが繋がっている位置の差による圧力損失の差を小さくできる。第２統合流路２６の流路抵抗（より正確には第２統合流路２６のうちで、第１統合流路２２と繋がっている範囲の流路抵抗）は、第２共通流路２４の１／１００以下にするのが好ましい。

第１統合流路２２を第２流路部材６の短手方向の一方の端に配置し、第２統合流路２６を第２流路部材６の短手方向の他方の端に配置し、それぞれの流路を第１流路部材４側に向かわせて、それぞれ第１共通流路２０および第２共通流路２４と繋げる構造にする。このようにすることで、第１統合流路２２および第２統合流路２６の断面積を大きく（つまり流路抵抗を小さく）できるともに、第２流路部材６で、第１流路部材４の外周を固定して剛性を高くし、さらに、配線部材の通る貫通孔６ｃを設けることができる。

第２流路部材６は、第２流路部材のプレート６ａと６ｂとが積層されて構成されている。プレート６ｂの上面には、第１統合流路２２のうち第２方向に伸びている流路抵抗の低い部分である第１統合流路本体２２ａとなる溝と、第２統合流路２６のうち第２方向に伸びている流路抵抗の低い部分である第２統合流路本体２６ａとなる溝が配置されている。

第１統合流路本体２２ａとなる溝から、下方（第１流路部材４の方向）に向かって複数の第１接続流路２２ｂが伸びており、加圧室面４−１上に開口している第１共通流路の開口２０ａに繋がっている。各第１接続流路２２ｂの間は仕切り６ｂａで区切られている（つまり、第１接続流路２２ｂの第１共通流路２０側は分岐している）。これにより、第２流路部材６と第１流路部材４との接続の剛性を高くできる。さらに、第２方向において、仕切り６ｂａの長さは、第１接続流路２２ｂの長さより長くなっていることで、第２流路部材６と第１流路部材４との接続の剛性をより高くできる。

第２統合流路本体２６ａとなる溝から、下方（第１流路部材４の方向）に向かって複数の第２接続流路２６ｂが伸びており、加圧室面４−１上に開口している第２共通流路の開口２４ａに繋がっている。各第２接続流路２６ｂの間は仕切り６ｂｂで区切られている（つまり、第２接続流路２６ｂの第２共通流路２４側は分岐している）。これにより、第２流路部材６と第１流路部材４との接続の剛性を高くできる。さらに、第２方向において、仕切り６ｂｂの長さは、第２接続流路２６ｂの長さより長くなっていることで、第２流路部材６と第１流路部材４との接続の剛性をより高くできる。

プレート６ａには、第１統合流路２２の第２方向の両端それぞれに開口２２ｃ、２２ｄが設けられている。プレート６ａには、第２統合流路２６の第２方向の両端それぞれに開口２６ｃ、２６ｄが設けられている。液体の入っていない液体吐出ヘッド２に液体を供給するとき、第２統合流路２６内の液体が外部に排出され易いように、一方の開口（例えば開口２６ｃ）から液体を供給し、第１流路部材４に液体を供給するとともに、空気および溢れた液体を他の開口（例えば２６ｄ）から排出することで、第１流路部材４に気体が入り込み難くできる。第１統合流路２２についても同様に、一方の開口（例えば開口２２ｃ）から供給し、他方の開口（例えば開口２２ｄ）から排出するようにすればよい。

印刷をする場合の、液体の供給および回収にはいくつかの方法がある。一つは、第２統合流路２６に供給した液体のすべてが、第１流路部材４に入り、さらに第１統合流路２２入って外部に排出される。この際、第１統合流路２２へは、外部からの液体は供給されない。この場合さらに、２つの開口２６ｃ、２６ｄから液体を供給し、２つの開口２２ｃ、２２ｄから回収する方法と、開口２６ｃ、２６ｄのどちらか一方から液体を供給し、他方は閉じておき、開口２２ｃ、２２ｄのどちらか一方から液体を回収し、他方は閉じておく方法がある。どちらの開口を用いるかは組み合わせ可能なので、合計４通りの方法があることになる。圧力損失による圧力の差を小さくするには、２つの開口から供給し、２つの開口から回収するのが好ましいが、液体を給排するチューブの接続や、圧力の制御が煩雑になる。１つの開口から供給し、１つの開口から回収すると、接続や圧力の制御が簡単になる。その場合、供給と回収は、第２方向に関して反対側の位置にある開口を組にして行なえば、圧力損失の影響が相殺するようになるので好ましい。具体的には、開口２６ｃから供給し開口２２ｄから回収する、あるいは開口２６ｄから供給し開口２２ｃから回収するようにすればよい。

給排の他の方法は、第２統合流路２６の一方の開口（例えば２６ｃ）から液体を供給し、他方の開口（例えば２６ｄ）から回収し、第１統合流路２２の一方の開口（例えば２２ｄ）から液体を供給し、他方の開口（例えば２２ｃ）から回収する。それぞれの給排の圧力を調節して、第２統合流路２６の圧力が、第１統合流路２２の圧力より高くなるようにすれば、第１流路部材４に液体が流れるようになる。このようにすると、各吐出孔８のメニスカスに加わる圧力の差は、ここまで説明した方法の中ではもっとも小さくなる。

上述の方法を組み合わせて、第２統合流路２６に対して給排を行なって、第１統合流路２２からは回収だけにしてもよい。逆に、第２統合流路２６に対しては供給だけを行ない、第１統合流路２２には給排を行なってもよい。

またさらに、以上で説明した供給と回収の関係を逆にしてもよい。例えば、第１統合流路２２の開口２２ｄは閉じて、開口２２ｃから液体を供給し、第２統合流路２６の開口２２ｃは閉じて、開口２６ｄから液体を回収してもよい。

第１統合流路２２および第２統合流路２６には、ダンパを設けて、液体の吐出量の変動に対して液体の供給、あるいは排出が安定するようにしてもよい。また、第１統合流路２２および第２統合流路２６内に、フィルタを設けることにより、異物や気泡が、第１流路部材４に入り込み難くしてもよい。

第１流路部材４の上面である加圧室面４−１には、変位素子５０を含む圧電アクチュエータ基板４０が接合されており、各変位素子５０が加圧室１０上に位置するように配置されている。圧電アクチュエータ基板４０は、加圧室１０によって形成された加圧室群とほぼ同一の形状の領域を占有している。また、各加圧室１０の開口は、流路部材４の加圧室面４−１に圧電アクチュエータ基板４０が接合されることで閉塞される。圧電アクチュエータ基板４０は、ヘッド本体２ａと同じ方向に長い長方形状である。また、圧電アクチュエータ基板４０には、各変位素子５０に信号を供給するためのＦＰＣなどの信号伝達部が接続されている。第２流路部材６には、中央で、上下に貫通している貫通孔６ｃがあり、信号伝達部は貫通孔６ｃを通って制御部８８と電気的に繋がれる。信号伝達部は、圧電アクチュエータ基板４０の一方の長辺の端から他方の長辺の端に向かうように短手方向に伸びる形状にし、信号伝達部に配置される配線が短手方向に沿って伸び、長手方向に並ぶようにすれば、配線間の距離をとりやすくなり、好ましい。

圧電アクチュエータ基板４０の上面における各加圧室１０に対向する位置には個別電極４４がそれぞれ配置されている。

流路部材４は、複数のプレートが積層された積層構造を有している。流路部材４の加圧室面４−１側から順に、プレート４ａからプレート４ｌまでの１２枚のプレートが積層されている。これらのプレートには多数の孔や溝が形成されている。孔や溝は、例えば、各プレートを金属で作製し、エッチングで形成できる。各プレートの厚さは１０〜３００μｍ程度であることにより、形成する孔や溝の形成精度を高くできる。プレート４ｆ〜ｉは、同じ形状のプレートであり、それらは１枚のプレートで構成してもよいが、孔を精度よく形成するため、４枚のプレートで構成している。各プレートは、これらの孔が互いに連通して第１共通流路２０などの流路を構成するように、位置合わせして積層されている。

平板状の流路部材４の加圧室面４−１には、加圧室本体１０ａが開口しており、圧電アクチュエータ基板４０が接合されている。また、加圧室面４−１には、第２共通流路２４に液体を供給する開口２４ａ、および第１共通流路２０から液体を回収する開口２０ａが開口している。流路部材４の、加圧室面４−１と反対側の面である吐出孔面４−２には吐出孔８が開口している。なお、加圧室面４−１にさらにプレートを積層して、加圧室本体１０ａの開口を塞ぎ、その上に圧電アクチュエータ基板４０を接合してもよい。そのようにすれば、吐出する液体が圧電アクチュエータ基板４０に接する可能性を低減することができ、信頼性をより高くできる。

液体を吐出する構造としては、加圧室１０と吐出孔８とがある。加圧室１０は、変位素子５０に面している加圧室本体１０ａと、加圧室本体１０ａより断面積が小さいディセンダ１０ｂから成っている。加圧室本体１０ａは、プレート４ａに形成されており、ディセンダ１０ｂは、プレート４ｂ〜ｋに形成された孔が重ねられ、さらにノズルプレート４ｌで（吐出孔８以外の部分を）塞がれて成っている。

加圧室本体１０ａには、第１個別流路１２が繋がっており、第１個別流路１２は、第１共通流路２０に繋がっている。第１個別流路１２は、プレート４ｂを貫通する円形状の孔と、プレート４ｃにおいて平面方向に伸びている貫通溝と、プレート４ｄを貫通する円形状の孔とを含んでいる。第１共通流路２０はプレート４ｆ〜ｉに形成された孔が重ねられ、さらに上側をプレート４ｅで、下側をプレート４ｊで塞がれて成っている。

ディセンダ１０ｂには、第２個別流路１４が繋がっており、第２個別流路１４は、第２共通流路２４に繋がっている。第２個別流路１４は、プレート４ｊにおいて平面方向に伸びている貫通溝である。第２共通流路２４はプレート４ｆ〜ｉに形成された孔が重ねられ、さらに上側をプレート４ｅで、下側をプレート４ｊで塞がれて成っている。

液体の流れについて、まとめると、第２統合流路２６に供給された液体は、第２共通流路２４および第２個別流路１４を順に通って加圧室１０に入り、一部の液体は吐出孔８から吐出される。吐出されなかった液体は、第１個別流路１２を通って、第１共通流路２０に入った後、第１統合流路２２に入り、ヘッド本体２の外部に排出される。

圧電アクチュエータ基板４０は、圧電体である２枚の圧電セラミック層４０ａ、４０ｂからなる積層構造を有している。これらの圧電セラミック層４０ａ、４０ｂはそれぞれ２０μｍ程度の厚さを有している。すなわち、圧電アクチュエータ基板４０の圧電セラミック層４０ａの上面から圧電セラミック層４０ｂの下面までの厚さは４０μｍ程度である。圧電セラミック層４０ａと圧電セラミック層４０ｂの厚さの比は、３：７〜７：３、好ましく４：６〜６：４にされる。圧電セラミック層４０ａ、４０ｂのいずれの層も複数の加圧室１０を跨ぐように延在している。これらの圧電セラミック層４０ａ、４０ｂは、例えば、強誘電性を有する、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系、ＮａＮｂＯ_３系、ＢａＴｉＯ_３系、（ＢｉＮａ）ＮｂＯ_３系、ＢｉＮａＮｂ_５Ｏ_１５系などのセラミックス材料からなる。

圧電アクチュエータ基板４０は、Ａｇ−Ｐｄ系などの金属材料からなる共通電極４２およびＡｕ系などの金属材料からなる個別電極４４を有している。共通電極４２の厚さは２μｍ程度であり、個別電極４４の厚さは、１μｍ程度である。

個別電極４４は、圧電アクチュエータ基板４０の上面における各加圧室１０に対向する位置に、それぞれ配置されている。個別電極４４は、平面形状が加圧室本体１０ａより一回り小さく、加圧室本体１０ａとほぼ相似な形状を有している個別電極本体４４ａと、個別電極本体４４ａから引き出されている引出電極４４ｂとを含んでいる。引出電極４４ｂの一端の、加圧室１０と対向する領域外に引き出された部分には、接続電極４６が形成されている。接続電極４６は例えば銀粒子などの導電性粒子を含んだ導電性樹脂であり、５〜２００μｍ程度の厚さで形成されている。また、接続電極４６は、信号伝達部に設けられた電極と電気的に接合されている。

また、圧電アクチュエータ基板４０の上面には、共通電極用表面電極（不図示）が形成されている。共通電極用表面電極と共通電極４２とは、圧電セラミック層４０ａに配置された、図示しない貫通導体を通じて、電気的に接続されている。

詳細は後述するが、個別電極４４には、制御部８８から信号伝達部を通じて駆動信号が供給される。駆動信号は、印刷媒体Ｐの搬送速度と同期して一定の周期で供給される。

共通電極４２は、圧電セラミック層４０ａと圧電セラミック層４０ｂ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４２は、圧電アクチュエータ基板４０に対向する領域内のすべての加圧室１０を覆うように延在している。共通電極４２は、圧電セラミック層４０ａ上に個別電極４４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に、圧電セラミック層４０ａを貫通して形成されたビアホールを介して繋がっていて、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、複数の個別電極４４と同様に、制御部８８と直接あるいは間接的に接続されている。

圧電セラミック層４０ａの個別電極４４と共通電極４２とに挟まれている部分は、厚さ方向に分極されており、個別電極４４に電圧を印加すると変位する、ユニモルフ構造の変位素子５０となっている。より具体的には、個別電極４４を共通電極４２と異なる電位にして圧電セラミック層４０ａに対してその分極方向に電界を印加したとき、この電界が印加された部分が、圧電効果により歪む活性部として働く。この構成において、電界と分極とが同方向となるように、制御部８８により個別電極４４を共通電極４２に対して正または負の所定電位にすると、圧電セラミック層４０ａの電極に挟まれた部分（活性部）が、面方向に収縮する。一方、非活性層の圧電セラミック層４０ｂは電界の影響を受けないため、自発的には縮むことがなく活性部の変形を規制しようとする。この結果、圧電セラミック層４０ａと圧電セラミック層４０ｂとの間で分極方向への歪みに差が生じて、圧電セラミック層４０ｂは加圧室１０側へ凸となるように変形（ユニモルフ変形）する。

続いて、液体の吐出動作について、説明する。制御部８８からの制御でドライバＩＣなどを介して、個別電極４４に供給される駆動信号により、変位素子５０が駆動（変位）させられる。本実施形態では、様々な駆動信号で液体を吐出させることができるが、ここでは、いわゆる引き打ち駆動方法について説明する。

あらかじめ個別電極４４を共通電極４２より高い電位（以下、高電位と称す）にしておき、吐出要求がある毎に個別電極４４を共通電極４２と一旦同じ電位（以下、低電位と称す）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４４が低電位になるタイミングで、圧電セラミック層４０ａ、４０ｂが元の（平らな）形状に戻り（始め）、加圧室１０の容積が初期状態（両電極の電位が異なる状態）と比較して増加する。これにより、加圧室１０内の液体に負圧が与えられる。そうすると、加圧室１０内の液体が固有振動周期で振動し始める。具体的には、最初、加圧室１０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１０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１０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４４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、より大きい圧力が液体に加わる。この圧力がディセンダ内を伝搬し、吐出孔８から液体を吐出させる。

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４４に供給することで、液滴を吐出できる。このパルス幅は、加圧室１０の液体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、液体の吐出速度および吐出量を最大にできる。加圧室１０の液体の固有振動周期は、液体の物性、加圧室１０の形状の影響が大きいが、それ以外に、圧電アクチュエータ基板４０の物性や、加圧室１０に繋がっている流路の特性からの影響も受ける。

本実施形態では、第１共通流路２０および第２共通流路２４は、ヘッド本体２ａのほぼ短手方向である第１方向に沿って伸びているとともに、ヘッド本体２ａの長手方向である第２方向に並んでいる。共通流路は、全体で１つの共通流路群を構成している。ヘッド本体２ａは、第２方向に共通流路群の外側にまで伸びており、外部と液体の給排が行なわれる開口２２ｃ、２２ｄ、２６ｃ、２６ｄが設けられている。また、ヘッド本体２ａは、第２方向の両端でプリンタ１に固定される。

液体の吐出特性を安定させるために、ヘッド本体２ａは、温度を一定にするようコントロールされる。また、液体の粘度が低くなる方が、吐出や液体の循環が安定するため、温度は、基本的には常温以上にされる。そのため、基本的には加熱することになるが、環境温度が高い場合は、冷却することもある。以下では環境温度に対して加熱する場合について説明するが、冷却の場合も同様になる。

温度を一定に保つためには、液体吐出ヘッド２にヒータを設けたり、供給する液体を温度調節したものにする。いずれにしても、環境温度と、目標とする温度に差がある場合、ヘッド本体２ａの長手方向（第２方向）の端部からの放熱が多くなるため、共通流路群の中で、第２方向の端に位置する共通流路中の液体の温度が低くなりやすい。この影響で、第２方向の端に位置する加圧室１０からの吐出特性は、他の加圧室１０からの吐出特性と差が生じるため、印刷精度が低下することがあった。

そのため、本実施形態のヘッド本体２ａでは、流路部材（第１流路部材４と第２流路部材６とを合わせたもの）の、共通流路群の第２方向の外側に、第１端部流路３０が設けられている。第１端部流路３０は、共通流路よりも流路抵抗が低くなっている。第１端部流路３０の流路抵抗が低いため、第１端部流路３０に流れる液体の時間当たりの流量は、共通流路に流れる液体の時間当たりの流量よりも多くなる。このため、ヘッド本体２ａの第２方向の端部からの放熱が大きくても、第１端部流路３０を横切るように温度が伝わり難いので、共通流路群内の温度差を小さくできる。第１端部流路３０の流路抵抗は、共通流路の流路抵抗の２倍以上、特に３倍以上であるのが好ましい。

また、第１端部流路３０の流路の深さが、共通流路の深さ以上であることが好ましい。これにより、第１端部流路３０の上側、あるいは下側を通って、共通流路に熱が伝わり難くできる。また、第１端部流路３０の上側は、共通流路以上の位置に配置されているのが好ましく、第１端部流路３０の下側は、共通流路以下の位置に配置されているのが好ましい。さらに、第１端部流路３０の流路の深さは、共通流路の深さより深いことが好ましい。このような配置にすることは、第１流路部材４が、プレートを積層して構成されており、熱がプレートの面内で伝わり易い場合に、より効果的である。

また、第１端部流路３０の第１方向の長さは、共通流路の第１方向の長さ以上であることが好ましい。これにより、第１端部流路３０の第１方向における両端を通って、共通流路に熱が伝わり難くできる。

なお、共通流路の流路抵抗とは、１つの第２共通流路２４の開口２４ｂから、１つの第１共通流路２０の開口２０ａまでの流路抵抗のことである。本実施形態では、１本の第２共通流路２４に供給された液体は、２列の加圧室列１１Ａの加圧室に流れ込み、さらに２本の第１共通流路２０に流れ込む。逆に、１本の第１共通流路２０には、２本の第２共通流路２４からの液体が流れ込む。この関係から、共通流路の流路抵抗は、１本の第２共通流路２４に供給された液体が、２列の加圧室列１１Ａの加圧室に流れ込み、さらに第１共通流路２０の２倍の流路抵抗に流れ込んだ場合の流路抵抗と同じになる。すなわち、第１共通流路１０の流路抵抗をＲＡ、第２共通流路２４の流路抵抗をＲＢ、個別流路の流路抵抗をＲＩとすれば、共通流路の流路抵抗は、ＲＢ＋（ＲＩ／１６＋ＲＡ×２）／２と表せる。これは、計算すればＲＡ＋ＲＢ＋ＲＩ／３２となる。すなわち、共通流路の流路抵抗は、第１共通流路２０の流路抵抗、第２共通流路２４の流路抵抗、および２列の加圧室列１１Ａの個別流路が並列になっている場合の流路抵抗の合計になる。

本実施形態では、第１端部流路３０は、共通流路群の第２方向における両端の外側に、それぞれ設けられている。温度の安定化のためには両側に設ける方がよいが、片側だけであっても、その片側において温度を安定化することができる。

ヘッド本体２ａとプリンタ１との固定をヘッド本体２ａの第２方向の端部で行なう場合、ヘッド本体２ａの両端部からプリンタ１への熱伝導が大きくなるため、そのようなヘッド本体２ａでは、第１端部流路３０を設ける必要性が高くなる。

第１端部流路３０には、流路の幅が、共通流路の幅よりも広い幅広部３０ａが設けられている。ここで、流路の幅が広いとは、第１方向に直交する断面において、第１流路部材４の広がっている平面方向の幅が広いということである。また、流路の幅が広いとは、液体が流れる方向に直交する断面において、第１流路部材４の広がっている平面方向の幅が広いということでもある。これは、第１流路部材４を平面視したときに、液体が流れる方向に直交する方向の幅が広いということである。幅広部３０ａの加圧室側４−１には、第３ダンパ２８ｃが設けられている。第３ダンパ２８Ｃは、一方の面が幅広部３０ａに面しており、他方の面がダンパ室２９に面していて、変形可能になっている。ダンパのダンピング能力は、変形可能な領域の差し渡しが一番狭い部分の影響が大きい。共通流路の幅を広くするとヘッド本体２ａの大きさが大きくなってしまうため、共通流路の幅はあまり大きくできず、共通流路に設けられた第１ダンパ２８Ａおよび第２ダンパ２８Ｂだけでは、ダンピング能力が十分でないおそれがある。第３ダンパ２８Ｃのダンピング能力は、幅広部３０ａの幅を大きくすることで大きくすることができる。幅広部３０ａの幅は、共通流路の幅の２倍以上、特に３倍以上であるのが好ましい。

幅広部３０ａの吐出孔面４−２側にもダンパを設けて、さらにダンピング能力を大きくしてもよい。

第２統合流路２６においては、第１端部流路３０と繋がっている開口３０ｄは、第２統合流路２６が外部から液体の供給を受ける開口２６ｃと、第２共通流路２４と繋がっている開口２４ｂとの間に配置されている。なお、ここでの位置関係は、第２統合流路２６を流れる液体の流れに対して、どのような位置であるかを表している。

上述のような位置関係にあるため、外部からの液体の供給が変動した際に、外部からの液体の供給元からの位置が、共通流路に繋がる開口２４ａよりも近い位置にある第１端部流路３０の開口３０ｄに繋がっているダンピング能力の高い第３ダンパ２８ｃが変動を吸収するので、影響が共通流路に伝わり難くなる。逆に、吐出量が急激に変わった際にも、共通流路からの位置が、外部からの液体の供給元よりも近い第１端部流路３０の開口３０ｄに繋がっているダンピング能力の高い第３ダンパ２８ｃが変動を吸収するので、液体の供給を安定化することができる。

第１統合流路２２においては、第１端部流路３０と繋がっている開口３０ｃは、第１統合流路２２から外部に液体を排出する開口２２ｃと、第１共通流路２０と繋がっている開口２０ｂとの間に位置している。なお、ここでの位置関係は、第１統合流路２６を流れる液体の流れに対して、どのような位置であるかを表している。

このようにすることで、上述の供給側の場合と同様に、排出側においても液体の排出を安定化することができる。また、供給側および排出側のそれぞれで上述のような状態にすることで、１つの第１端部流路３０で供給側および排出側の両方で給排の安定性を高めることができる。

温度安定化のためには、第１端部流路３０の流路抵抗は低い方が好ましいが、極端に低いと、共通流路に供給される液体の量が不足するおそれがあり、第１端部流路３０の流路抵抗は、共通流路の流路抵抗の０．０５倍以上、特に０．１倍以上であるのが好ましい。幅広部３０ａを設けるとともに、流路抵抗を大きくするには、幅広部３０ａよりも断面積の小さい狭窄部３０ｂを設けるのが好ましい。また、幅広部３０ａを２つ設けて、その間に狭窄部３０ｂを配置すれば、供給側と排出側とで、それぞれダンピングによる安定化ができるとともに、供給側と排出側との間で液体の振動が伝わり難くなるので、供給側の変動が排出側に影響し難くでき、排出側の変動が供給側に影響し難くできる。

狭窄部３０ｂは、幅広部３０ａと流路の深さを同じにして、幅だけを狭くするのが好ましい。流路の深さを変えなければ、その部分に滞留が起り難くなり、気泡が溜まり難く、また液体中の固形分などが沈降し難くできる。

また、第１端部流路３０の流路抵抗は、共通流路全体の構成も考慮して、流路全体に流れる流量の８０％以上が共通流路に流れるようにするのが好ましい。具体的には、後述の第２端部流路も含めて、次のようにするのが好ましい。流路抵抗Ｒ０の共通流路がｎ０本、流路抵抗Ｒ１の第１端部流路３０がｎ１本、流路抵抗Ｒ２の第２端部流路がｎ２本、並列に繋がっており、全体の流路抵抗はＲであるとする。また、１本の共通流路に流れる液体の流量をＵ０、１本の第１端部流路３０に流れる液体の流量をＵ１、１本の第２端部流路に流れる液体の流量をＵ２とし、合計の流量はＵとする。第１統合流路２２および第１統合流路２６の流路抵抗は小さいので、無視すると、上述の関係から、１／Ｒ＝ｎ０／Ｒ０＋ｎ１／Ｒ１＋ｎ２／Ｒ２であり、Ｕ＝ｎ０×Ｕ０＋ｎ１×Ｕ１＋ｎ２×Ｕ２であり、Ｕ０×Ｒ０＝Ｕ１×Ｒ１＝Ｕ２×Ｒ２である。また、流路全体に流れる流量の８０％以上が共通流路に流れることは、ｎ０×Ｕ０≧０．８×Ｕと表される。以上の関係を整理すると、（ｎ０×Ｒ１×Ｒ２）／（ｎ０×Ｒ１×Ｒ２＋ｎ１×Ｒ２×Ｒ０＋ｎ２×Ｒ０×Ｒ１）≧０．８とするのが好ましいことが分かる。共通流路の本数が１０本以上と多い場合は、第１端部流路３０の流路抵抗は、共通流路の０．５〜０．９倍とするのが好ましい。

本実施形態では、液体を吐出できる加圧室１０の列である加圧室列１１Ａの、第２方向の外側に、第１ダミー加圧室１０Ｄ１と加圧室１０が並んでいる列である第１ダミー加圧室列１１ＡＤ１と、第２ダミー加圧室１０Ｄ２が並んでいる列である第２ダミー加圧室列１１ＡＤ２が配置されている。第１ダミー加圧室列１１ＡＤ１は、すべてが加圧室１０で構成されている加圧室列１１Ａの第２方向の外側に、１列ずつ配置されており、第２ダミー加圧室列１１ＡＤ２は、第１ダミー加圧室列１１ＡＤ１の第２方向の外側に、１列ずつ配置されている。

第１ダミー加圧室１０Ｄ１には、吐出孔８が繋がっていない。また、第１ダミー加圧室１０Ｄ１には、対応する個別電極４４が形成されていない。これ以外の点では、第１ダミー加圧室１０Ｄ１は、加圧室１０とほぼ同じである。第１ダミー加圧室列１１ＡＤ１には、第１共通流路２０の開口２０ａ側に８個の第１ダミー加圧室列１１ＡＤ１が並んでおり、第２共通流路２４の開口２４ａ側に８個の加圧室１０が並んでいる。

第２ダミー加圧室１０Ｄ２には、対応する吐出孔８が配置されていない。また、第２ダミー加圧室１０Ｄ２には、対応する個別電極４４が配置されていない。さらに、第２ダミー加圧室１０Ｄ２の第２ダミー加圧室本体１０ａＤ２は、加圧室本体１０ａの形成されているプレート４ａに対して、吐出孔面４−２面側に位置するプレート４ｂに配置されている。すなわち、第２ダミー加圧室本体１０ａＤ２は、加圧室本体１０ａよりも、プレート１枚分、吐出孔面４−２面側に配置されている。そして、第２ダミー加圧室１０Ｄ２の上側はプレート４ａで塞がれている。このような構造になっているため、第２ダミー加圧室１０Ｄ２は、圧電アクチュエータ基板４０よりも外側に配置することができる。そして、一部の第２ダミー加圧室１０Ｄ２を圧電アクチュエータ基板４０よりも外側に配置することで、圧電アクチュエータ基板４０の大きさを小さくできる。これ以外の点、例えば平面的な大きさは、第２ダミー加圧室１０Ｄ２は、加圧室１０とほぼ同じである。

本実施形態において、共通流路とは、液体を吐出可能な加圧室１０に直接的に液体を給排する流路である。本実施形態では、共通流路からなる共通流路群の第２方向の外側に、それぞれ１本のダミー第２共通流路２４Ｄが配置されており、第２端部流路と呼ぶ。第１端部流路３０は、第２端部流路のさらに外側に配置されている。

共通流路群の第２方向における一番端に位置する第１共通流路２０は、１列の加圧室列１１Ａ（第１ダミー加圧室列１１ＡＤ１）からしか液体の排出を受けていない。他の第１共通流路２０は、２列の加圧室列１１Ａから液体の排出を受けているため、一番端に位置する第１共通流路２０から液体の供給を受ける加圧室１０は、他の加圧室１０と液体の流れる条件が変わり、吐出特性が変わるおそれがある。また、第１ダミー加圧室列１１ＡＤ１に配置されている、液体の吐出を行なう加圧室１０は８個である。この個数は、他の加圧室列１１Ａよりも少なく、そのままでは液体の給排の状態が他の加圧室列１１Ａと大きく異なる。

そこで給排の状態の差を小さくするように、第１ダミー加圧室列１１ＡＤ１には８個の第１ダミー加圧室１０Ｄ１を配置している。これにより、第１ダミー加圧室列１１ＡＤ１に含まれる第１ダミー加圧室１０Ｄ１と加圧室１０と合計数は、他の加圧室列１１Ａの加圧室１０の数と同じになっている。さらに、一番端に位置する第１共通流路２０の外側にダミー第２共通流路２４Ｄを配置して、それらの間に第２ダミー加圧室１０Ｄ２を配置している。第１ダミー加圧室１０Ｄ１を含むダミー個別流路の流路特性および第２ダミー加圧室１０Ｄ２を含むダミー個別流路は、個別流路の流路特性とほぼ同じであり、一番端に位置する第１共通流路２０は、１列の第１ダミー加圧室列１１ＡＤ２と、第２ダミー加圧室列１１ＡＤ２からの液体の排出を受けることになるので、一番端に位置する第１ダミー加圧室列１１ＡＤ１に含まれる加圧室１０の吐出特性を他と同等にできる。

第１端部流路３０は、ヘッド本体２ａの第２方向の端部に生じる温度変動を共通流路に伝え難くする効果があるが、ヘッド本体２ａに供給される液体の温度が変動した場合、他の部分と比較して、第１端部流路３０の周囲の温度変化が速くなり、第２方向の端部の加圧室１０が温度変化の影響を受けやすくなる。第１共通流路２０の第２方向の外側に、ダミー第２共通流路（第２端部流路）２４Ｄが存在すると、共通流路に第１端部流路３０の温度変動を伝わり難くできる。

ダミー第２共通流路（第２端部流路）２４Ｄは、第２ダミー加圧室１０Ｄ２を介して、共通流路と繋がっているため、液体の流量のバランスがくずれないように、ダミー第２共通流路２４Ｄは、第２共通流路２４と流路抵抗をほぼ同じにするのが好ましい。ここで流路抵抗がほぼ同じとは、±３０％以内、さらに±２０％以内、特に±１０％以内のことである。

第２ダミー加圧室１０Ｄ２の位置に、第１ダミー加圧室１０Ｄ１と同じ構造のダミー加圧室を設けてもよいが、そのようにするには、圧電アクチュエータ基板４０が、第２ダミー加圧室列１１ＡＤ２まで覆う大きさにする必要がある。第２ダミー加圧室１０Ｄ２を含むダミー個別流路の流路抵抗は、第１ダミー加圧室１０Ｄ１を含むダミー個別流路の流路抵抗と比較すれば、加圧室１０を含む個別流路の流路抵抗に近い値にする必要性は低い。そこで、第２ダミー加圧室本体１０ａＤ２を一層下のプレート４ｂに配置し、圧電アクチュエータ基板４０で塞ぐ代わりにプレート４ａで塞ぐようにする。このようにすれば、圧電アクチュエータ基板４０の大きさを小さくすることができる。

なお、以上の実施形態では第１共通流路２０は、第２統合流路２６と直接繋がっておらず、第２共通流路２４は、第１統合流路２２と直接繋がっていないが、本発明は、このような形態に限定されない。すなわち、共通流路が、第１統合流路２２と第２統合流路２６とを直接繋いでもよい。

１・・・カラーインクジェットプリンタ
２・・・液体吐出ヘッド
２ａ・・・ヘッド本体
４・・・第１流路部材
４ａ〜４ｌ
４−１・・・加圧室面
４−２・・・吐出孔面
６・・・第２流路部材
６ａ、６ｂ・・・（第２流路部材の）プレート
６ｂａ、６ｂｂ・・・仕切り
６ｃ・・・（第２流路部材の）貫通孔
６ｃａ・・・貫通孔の拡幅部
８・・・吐出孔
９Ａ・・・吐出孔列
９Ｂ・・・吐出孔行
１０・・・加圧室
１０ａ・・・加圧室本体
１０ｂ・・・部分流路（ディセンダ）
１０Ｄ１・・・第１ダミー加圧室
１０Ｄ２・・・第２ダミー加圧室
１０Ｄ２ａ・・・第２ダミー加圧室本体
１０Ｄ２ｂ・・・第２ダミー部分流路（ダミーディセンダ）
１１Ａ・・・加圧室列
１１Ｂ・・・加圧室行
１２・・・第１個別流路
１２Ｄ・・・ダミー第１個別流路
１４・・・第２個別流路
１４Ｄ・・・ダミー第２個別流路
２０・・・第１共通流路
２０ａ・・・（第１共通流路の）開口
２２・・・第１統合流路
２２ａ・・・第１統合流路本体
２２ｂ・・・第１接続流路
２２ｃ、２２ｄ・・・（第１統合流路の）開口
２４・・・第２共通流路
２４ａ・・・（第２共通流路の）開口
２４Ｄ・・・ダミー第２共通流路（第２端部流路）
２６・・・第２統合流路
２６ａ・・・第２統合流路本体
２６ｂ・・・第２接続流路
２６ｃ、２６ｄ・・・（第２統合流路の）開口
２８Ａ・・・第１ダンパ
２８Ｂ・・・第２ダンパ
２８Ｃ・・・第３ダンパ
２９・・・ダンパ室
３０・・・第１端部流路
３０ａ・・・幅広部
３０ｂ・・・狭窄部
３０ｃ、３０ｄ・・・（第１端部流路の）開口
４０・・・圧電アクチュエータ基板
４０ａ・・・圧電セラミック層
４０ｂ・・・圧電セラミック層（振動板）
４２・・・共通電極
４４・・・個別電極
４４ａ・・・個別電極本体
４４ｂ・・・引出電極
４６・・・接続電極
５０・・・変位素子（加圧部）
６０・・・信号伝達部
７０・・・ヘッド搭載フレーム
７２・・・ヘッド群
８０Ａ・・・給紙ローラ
８０Ｂ・・・回収ローラ
８２Ａ・・・ガイドローラ
８２Ｂ・・・搬送ローラ
８８・・・制御部
Ｐ・・・印刷用紙

Claims (9)

1. 複数の吐出孔、該複数の吐出孔とそれぞれ繋がっている複数の加圧室、および複数の共通流路を有する流路部材と、前記複数の加圧室をそれぞれ加圧する複数の加圧部とを含んでいる液体吐出ヘッドであって、
   前記複数の共通流路は、それぞれ第１方向に伸びているとともに、前記第１方向と交差する方向である第２方向に並んでいる共通流路群を構成しており、
   前記共通流路は、前記複数の加圧室のうちで当該共通流路に沿って配置されている複数の加圧室と繋がっており、
   前記流路部材は、前記共通流路群に対して前記第２方向の外側に配置されているとともに、前記第１方向に伸びている第１端部流路をさらに有しており、該第１端部流路は、前記共通流路よりも流路抵抗が低く、
   前記第１端部流路は、前記第１方向に直交する断面において前記共通流路よりも幅の広い幅広部を有しているとともに、該幅広部にダンパを有していることを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記流路部材は、前記複数の共通流路および前記第１端部流路に液体を供給する第１統合流路と、前記複数の共通流路および前記第１端部流路から液体を回収する第２統合流路と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。
3. 前記第１端部流路は、前記幅広部よりも断面積の小さい狭窄部を有していることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 複数の吐出孔、該複数の吐出孔とそれぞれ繋がっている複数の加圧室、および複数の共通流路を有する流路部材と、前記複数の加圧室をそれぞれ加圧する複数の加圧部とを含んでいる液体吐出ヘッドであって、
   前記複数の共通流路は、それぞれ第１方向に伸びているとともに、前記第１方向と交差する方向である第２方向に並んでいる共通流路群を構成しており、
   前記共通流路は、前記複数の加圧室のうちで当該共通流路に沿って配置されている複数の加圧室と繋がっており、
   前記流路部材は、前記共通流路群に対して前記第２方向の外側に配置されているとともに、前記第１方向に伸びている第１端部流路をさらに有しており、該第１端部流路は、前記共通流路よりも流路抵抗が低く、
   前記第１端部流路は、前記第１方向に直交する断面において前記共通流路よりも幅の広い幅広部と、前記幅広部よりも断面積の小さい狭窄部とを有しており、
   前記流路部材は、前記複数の共通流路および前記第１端部流路に液体を供給する第１統合流路と、前記複数の共通流路および前記第１端部流路から液体を回収する第２統合流路とをさらに有していることを特徴とする液体吐出ヘッド。
5. 前記第１端部流路は、少なくとも２つの前記幅広部を有しており、前記狭窄部と前記第１統合流路との間に一つの前記幅広部を有するともに、前記狭窄部と前記第２統合流路との間に他の前記幅広部を有することを特徴とする請求項３または４に記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記第１統合流路は、前記第１端部流路と繋がっている部位が、前記第１統合流路が外部から液体の供給を受ける部位と、前記複数の共通流路と繋がっている部位との間に配置されていることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記第２統合流路は、前記第１端部流路と繋がっている部位が、前記第２統合流路から外部に液体を排出する部位と、前記複数の共通流路と繋がっている部位との間に配置されていることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
8. 前記流路部材は、前記共通流路群と前記第１端部流路との間に、前記第１方向に伸びているとともに、前記共通流路と流路抵抗がほぼ同じ第２端部流路を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記液体吐出ヘッドを制御する制御部を備えていることを特徴とする記録装置。

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