JP7283116B2 - 液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置に関する。

液体が流れる流路および液体を貯留するための空間が形成された液体吐出ヘッドが従来から提案されている。特許文献１には、ノズルに連通する液体室と、当該液体室に供給される液体を貯留する共通液室と、共通液室に液体を供給する供給流路と、共通液室から液体を排出する排出流路とを具備する液体噴射装置が開示されている。共通液室から排出流路に排出された液体は、循環ポンプにより供給流路を介して共通液室に還流される。

特開２０１５－１４７３６５号公報

特許文献１のように液体を循環させる構成では、共通液室の形状によっては、共通液室から液体室に向かう液体の流れが妨げられるという問題、または、液体に混入した気泡が液体の流れに乗って液体室に流入するという問題がある。

以上の課題を解決するために、本発明の好適な態様に係る液体吐出ヘッドは、液体を貯留する液室と、前記液室に液体を供給する供給流路と、前記供給流路から水平方向に離間した位置に設けられ、前記液室から液体を排出する排出流路と、前記液室と前記供給流路とを連通する第１接続流路と、前記液室から液体が供給され、当該液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生室とを具備する液体吐出ヘッドであって、前記第１接続流路の底面は、前記供給流路から前記液室に向かって水平面に対して下方に第１角度をなす第１供給底面と、前記第１供給底面よりも前記液室側に位置し、前記第１供給底面から前記液室に向かって前記水平面に対して下方に第２角度をなす第２供給底面とを有し、前記第１角度は、０度以上であり９０度よりも小さい角度であり、前記第２角度は、前記第１角度よりも大きく９０度よりも小さい角度であることを特徴とする。

本発明の好適な態様に係る液体吐出装置は、液体を吐出する液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドを制御する制御部とを具備する液体吐出装置であって、前記液体吐出ヘッドは、液体を貯留する液室と、前記液室に液体を供給する供給流路と、前記供給流路から水平方向に離間した位置に設けられ、前記液室から液体を排出する排出流路と、前記液室と前記供給流路とを連通する第１接続流路と、前記液室から液体が供給され、当該液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生室とを具備し、前記第１接続流路の底面は、前記供給流路から前記液室に向かって水平面に対して下方に第１角度をなす第１供給底面と、前記第１供給底面よりも前記液室側に位置し、前記第１供給底面から前記液室に向かって前記水平面に対して下方に第２角度をなす第２供給底面とを有し、前記第１角度は、０度以上であり９０度よりも小さい角度であり、前記第２角度は、前記第１角度よりも大きく９０度よりも小さい角度であることを特徴とする。

第１実施形態に係る液体吐出装置の構成図である。 液体吐出ヘッドの分解斜視図である。 液体吐出ヘッドの断面図（図２のIII-III線の断面図）である。 図２におけるIV-IV線の断面図である。 第１接続流路の断面図である。 第２接続流路の断面図である。 比較例１に係る第１接続流路の断面図である。 比較例２に係る第１接続流路の断面図である。 第２実施形態に係る第１接続流路の断面図である。 変形例に係る第１接続流路の断面図である。 変形例に係る第１接続流路の断面図である。 変形例に係る第１接続流路の断面図である。 変形例に係る第１接続流路の断面図である。 変形例に係る第１接続流路の断面図である。

Ａ.第１実施形態
図１は、第１実施形態に係る液体吐出装置１００を例示する構成図である。第１実施形態の液体吐出装置１００は、液体の例示であるインクを媒体１２に噴射するインクジェット方式の印刷装置である。媒体１２は、典型的には印刷用紙であるが、樹脂フィルムまたは布帛等の任意の材質の印刷対象が媒体１２として利用される。図１に例示される通り、液体吐出装置１００には、インクを貯留する液体容器１４が設置される。例えば液体吐出装置１００に着脱可能なカートリッジ、可撓性のフィルムで形成された袋状のインクパック、またはインクを補充可能なインクタンクが液体容器１４として利用される。

図１に例示される通り、液体吐出装置１００は、制御ユニット２０と搬送機構２２と移動機構２４と液体吐出ヘッド２６とを具備する。制御ユニット２０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の処理回路と半導体メモリー等の記憶回路とを含み、液体吐出装置１００の各要素を統括的に制御する。制御部の一例が制御ユニット２０である。搬送機構２２は、制御ユニット２０による制御のもとで媒体１２をＹ軸に搬送する。

移動機構２４は、制御ユニット２０による制御のもとで液体吐出ヘッド２６をＸ軸に沿って往復させる。Ｘ軸は、媒体１２が搬送されるＹ軸に交差する。典型的には、Ｘ軸とＹ軸とは直交する。第１実施形態の移動機構２４は、液体吐出ヘッド２６を収容する略箱型の搬送体２４２と、搬送体２４２が固定された搬送ベルト２４４とを具備する。搬送体２４２は、例えばキャリッジである。なお、複数の液体吐出ヘッド２６を搬送体２４２に搭載した構成、または、液体容器１４を液体吐出ヘッド２６とともに搬送体２４２に搭載した構成も採用され得る。

液体吐出ヘッド２６は、液体容器１４から供給されるインクを制御ユニット２０による制御のもとで複数のノズルから媒体１２に噴射する。搬送機構２２による媒体１２の搬送と搬送体２４２の反復的な往復とに並行して各液体吐出ヘッド２６が媒体１２にインクを噴射することで、媒体１２の表面に所望の画像が形成される。

図２は、液体吐出ヘッド２６の分解斜視図であり、図３は、図２におけるIII-III線の断面図である。図２に例示される通り、Ｘ-Ｙ平面に垂直な軸を以下ではＺ軸と表記する。Ｚ軸は、典型的には鉛直方向に平行な軸線である。

図２および図３に例示される通り、液体吐出ヘッド２６は、Ｙ軸に沿って長尺な略矩形状の流路基板３２を具備する。流路基板３２のうちＺ軸における負方向の面上には、圧力室基板３４と振動板３６と複数の圧電素子３８と筐体部４２と封止体４４とが設置される。他方、流路基板３２のうちＺ軸における正方向の面上には、ノズル板４６と吸振体４８とが設置される。液体吐出ヘッド２６の各要素は、概略的には流路基板３２と同様にＹ軸に沿って長尺な板状部材であり、例えば接着剤を利用して相互に接合される。

図２に例示される通り、ノズル板４６は、Ｙ軸に沿って配列する複数のノズルＮが形成された板状部材である。各ノズルＮは、インクが通過する貫通孔である。なお、流路基板３２と圧力室基板３４とノズル板４６とは、例えばシリコン（Ｓi）の単結晶基板をエッチング等の半導体製造技術により加工することで形成される。ただし、液体吐出ヘッド２６の各要素の材料や製法は任意である。Ｙ軸は、複数のノズルＮの配列に沿った軸とも換言され得る。

流路基板３２は、インクの流路を形成するための板状部材である。図２および図３に例示される通り、流路基板３２には、第１液室３２２と第１連通流路３２４と第２連通流路３２６とが形成される。第１液室３２２は、複数のノズルＮにわたり連続するようにＺ軸からの平面視でＹ軸に沿う長尺状に形成された貫通孔である。他方、第１連通流路３２４および第２連通流路３２６は、ノズルＮ毎に個別に形成された貫通孔である。また、図３に例示される通り、流路基板３２のうちＺ軸における正方向の表面には、複数の第１連通流路３２４にわたる中継流路３２８が形成される。中継流路３２８は、第１液室３２２と複数の第１連通流路３２４とを連通させる流路である。

図４は、図２の筐体部４２におけるIV-IV線の断面図である。筐体部４２は、例えば樹脂材料の射出成形で製造された構造体であり、流路基板３２のうちＺ軸における負方向の表面に固定される。図４に例示される通り、筐体部４２には、第２液室４２２と供給流路４２４と排出流路４２６と第１接続流路４２５と第２接続流路４２７とが形成される。図３および図４に例示される通り、第２液室４２２は、流路基板３２の第１液室３２２に対応した外形の凹部であり、Ｙ軸に沿って延在する。図３から理解される通り、流路基板３２の第１液室３２２と筐体部４２の第２液室４２２とを相互に連通させた空間が液体貯留室Ｒとして機能する。

図４の第２液室４２２の内部には、複数の梁部ＢがＹ軸に沿って相互に間隔をあけて形成される。各梁部Ｂは、筐体部４２と一体に形成される。各梁部Ｂは、第２液室４２２においてＸ軸の方向に相対向する内周面２２１の間にわたるようにＸ軸に沿って延在する部分である。複数の梁部Ｂを形成することで筐体部４２の機械的な強度が向上する。

供給流路４２４は、第２液室４２２にインクを供給する流路であり、排出流路４２６は、第２液室４２２から液体を排出する流路である。供給流路４２４および排出流路４２６は、筐体部４２のうち流路基板３２とは反対側の表面からＺ軸の正方向に向かって直線状に形成される流路である。図２に例示される通り、供給流路４２４と排出流路４２６とは水平方向に離間した位置に形成される。例えば、筐体部４２におけるＹ軸の負方向の端部の近傍に供給流路４２４が形成され、筐体部４２におけるＹ軸の正方向の端部の近傍に排出流路４２６が形成される。Ｚ軸の方向からの平面視において、供給流路４２４と排出流路４２６との間に第２液室４２２が位置する。

第１接続流路４２５は、第２液室４２２と供給流路４２４とを連通させる流路である。すなわち、第１接続流路４２５は、供給流路４２４から第２液室４２２にかけて形成される。供給流路４２４におけるＺ軸の正方向の端部と、第２液室４２２におけるＹ軸の負方向の端部とが第１接続流路４２５により連結される。液体容器１４から供給されて供給流路４２４と第１接続流路４２５とを通過したインクが液体貯留室Ｒに貯留される。

他方、第２接続流路４２７は、第２液室４２２と排出流路４２６とを連通させる流路である。すなわち、第２接続流路４２７は、第２液室４２２から排出流路４２６にかけて形成される。排出流路４２６におけるＺ軸の正方向の端部と、第２液室４２２におけるＹ軸の正方向の端部とが第２接続流路４２７により連結される。

図４に例示される通り、液体吐出装置１００は、液体貯留室Ｒ内のインクを循環するための循環機構９２を具備する。循環機構９２は、液体貯留室Ｒから排出されるインクを当該液体貯留室Ｒに循環させる。循環機構９２は、例えば第１流路９２１と第２流路９２２と循環ポンプ９２３とを具備する。

第１流路９２１は、供給流路４２４にインクを供給するための流路であり、供給流路４２４に連結される。第１流路９２１から供給流路４２４に供給されたインクは、第１接続流路４２５を介して第２液室４２２に貯留される。他方、第２流路９２２は、排出流路４２６からインクを排出するための流路であり、排出流路４２６に連結される。第２液室４２２から第２接続流路４２７に流入したインクは、排出流路４２６から第２流路９２２に排出される。循環ポンプ９２３は、第２流路９２２から供給されるインクを第１流路９２１に送出する圧送機構である。すなわち、液体貯留室Ｒから排出されたインクが第２流路９２２と循環ポンプ９２３と第１流路９２１とを経由して供給流路４２４に環流される。

以上の説明から理解される通り、第１流路９２１から液体貯留室Ｒに供給されるインクのうちノズルＮから噴射されないインクが第２流路９２２に排出され、循環ポンプ９２３により第１流路９２１に環流される。すなわち、液体吐出ヘッド２６の内部のインクが循環する。

図２および図３の吸振体４８は、液体貯留室Ｒ内の圧力変動を吸収するための要素であり、例えば弾性変形が可能な可撓性のシート部材を含んで構成される。具体的には、流路基板３２の第１液室３２２と中継流路３２８と複数の第１連通流路３２４とを閉塞して液体貯留室Ｒの底面を構成するように、流路基板３２のうちＺ軸における正方向の表面に吸振体４８が設置される。

図２および図３に例示される通り、圧力室基板３４は、相異なるノズルＮに対応する複数の圧力室Ｃが形成された板状部材である。複数の圧力室Ｃは、Ｙ軸に沿って配列する。各圧力室Ｃは、平面視でＸ軸に沿う長尺状の開口である。Ｘ軸の正方向における圧力室Ｃの端部は平面視で流路基板３２の１個の第１連通流路３２４に重なり、Ｘ軸の負方向における圧力室Ｃの端部は平面視で流路基板３２の１個の第２連通流路３２６に重なる。

圧力室基板３４のうち流路基板３２とは反対側の表面には振動板３６が設置される。振動板３６は、弾性的に変形可能な板状部材である。図３に例示される通り、第１実施形態の振動板３６は、第１層３６１と第２層３６２との積層で構成される。第２層３６２は、第１層３６１に対して圧力室基板３４とは反対側に位置する。第１層３６１は、酸化シリコン（ＳiＯ_２）等の弾性材料で形成された弾性膜であり、第２層３６２は、酸化ジルコニウム（ＺrＯ_２）等の絶縁材料で形成された絶縁膜である。なお、所定の板厚の板状部材のうち圧力室Ｃに対応する領域について板厚方向の一部を選択的に除去することで、圧力室基板３４と振動板３６の一部または全部とを一体に形成することも可能である。

図３から理解される通り、流路基板３２と振動板３６とは、各圧力室Ｃの内側で相互に間隔をあけて対向する。圧力室Ｃは、流路基板３２と振動板３６との間に位置し、当該圧力室Ｃ内に充填されたインクに圧力を付与するための空間である。液体貯留室Ｒに貯留されたインクは、中継流路３２８から各第１連通流路３２４に分岐して複数の圧力室Ｃに並列に供給および充填される。

図２および図３に例示される通り、振動板３６のうち圧力室Ｃとは反対側の表面には、相異なるノズルＮに対応する複数の圧電素子３８が設置される。各圧電素子３８は、駆動信号の供給により変形するアクチュエーターであり、平面視でＸ軸に沿う長尺状に形成される。複数の圧電素子３８は、複数の圧力室Ｃに対応するようにＹ軸に配列する。圧電素子３８の変形に連動して振動板３６が振動すると、圧力室Ｃ内の圧力が変動することで、圧力室Ｃに充填されたインクが第２連通流路３２６とノズルＮとを通過して噴射される。すなわち、圧力室Ｃは、インクを吐出するための圧力を発生する。圧力室Ｃは、エネルギー発生室の例示である。

図２および図３の封止体４４は、複数の圧電素子３８を保護するとともに圧力室基板３４および振動板３６の機械的な強度を補強する構造体であり、振動板３６の表面に例えば接着剤で固定される。封止体４４のうち振動板３６との対向面に形成された凹部の内側に複数の圧電素子３８が収容される。

図３に例示される通り、振動板３６の表面には、例えば配線基板５０が接合される。配線基板５０は、制御ユニット２０と液体吐出ヘッド２６とを電気的に接続するための複数の配線（図示略）が形成された実装部品である。例えばＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）やＦＦＣ（Flexible Flat Cable）等の可撓性の配線基板５０が好適に採用される。圧電素子３８を駆動するための駆動信号が配線基板５０から各圧電素子３８に供給される。

以下、第１接続流路４２５の形状について説明する。図５は、図４における第１接続流路４２５を拡大した断面図である。図４および図５に例示される通り、第１接続流路４２５は側壁面２５１と底面２５３と上面２５５とを含む。第１接続流路４２５において、鉛直方向の下方に底面２５３が位置し、鉛直方向の上方に上面２５５が位置する。すなわち、第１接続流路４２５のうちＺ軸の正方向に位置する面が底面２５３であり、Ｚ軸の負方向に位置する面が上面２５５である。

第１接続流路４２５の側壁面２５１は、供給流路４２４の内周面２４１に連続して形成される面である。第１実施形態の側壁面２５１は、Ｚ軸に沿って形成される。側壁面２５１のうちＺ軸の負方向の周縁は、供給流路４２４の内周面２４１うち鉛直方向の下方の周縁に連結され、Ｚ軸の正側の周縁は、底面２５３に連結される。

具体的には、第１接続流路４２５の上面２５５は、供給流路４２４の内周面２４１から第２液室４２２の上面２２３に向かって形成される。第１接続流路４２５の上面２５５におけるＹ軸の負方向の周縁は、供給流路４２４の内周面２４１うち鉛直方向の下方の周縁に連結される。他方、上面２５５におけるＹ軸の正方向の周縁は、第２液室４２２の上面２２３におけるＹ軸の負方向の周縁に連結される。第１実施系形態の上面２５５は、水平面に対して下方に傾斜する。具体的には、上面２５５は、Ｙ軸における負方向の周縁よりも正方向の周縁が低い位置にある傾斜面である。水平面は、鉛直方向に垂直な平面、すなわちＸ-Ｙ平面に平行な平面である。

第１接続流路４２５の底面２５３は、側壁面２５１から第２液室４２２の内周面２２１に向かって形成される。底面２５３におけるＹ軸の負方向の周縁は、側壁面２５１におけるＺ軸の正方向の周縁に連結される。他方、底面２５３におけるＹ軸の正方向の周縁は、第２液室４２２の内周面２２１におけるＹ軸の負方向の周縁に連結される。第１実施形態の底面２５３は、第１供給底面５３１と第２供給底面５３２と第３供給底面５３３とを含む。Ｙ軸の負方向から正方向にかけて第１供給底面５３１と第２供給底面５３２と第３供給底面５３３とがこの順番で位置する。インクの流れにおける上流から下流に向かって、第１供給底面５３１と第２供給底面５３２と第３供給底面５３３とがこの順番で位置するとも換言される。すなわち、第１供給底面５３１が供給流路４２４に最も近く、第３供給底面５３３が第２液室４２２に最も近く、第２供給底面５３２が第１供給底面５３１と第３供給底面５３３との間に位置する。第２供給底面５３２は第１供給底面５３１よりも第２液室４２２側に位置し、第３供給底面５３３は第２供給底面５３２よりも第２液室４２２側に位置するとも換言される。

第１実施形態では、第１供給底面５３１と第２供給底面５３２とが連続し、第２供給底面５３２と第３供給底面５３３とが連続する。具体的には、第１供給底面５３１におけるＹ軸の正方向の周縁と第２供給底面５３２におけるＹ軸の負方向の周縁とが連結され、第２供給底面５３２におけるＹ軸の正方向の周縁と第３供給底面５３３におけるＹ軸の負方向の周縁とが連結される。第３供給底面５３３におけるＹ軸の正方向の周縁は、第２液室４２２におけるＹ軸の負方向の内周面２２１に連結される。

図５に例示される通り、第１供給底面５３１は、供給流路４２４に対して鉛直方向の下方に位置する。すなわち、供給流路４２４の中心軸の延長線上に第１供給底面５３１が位置する。供給流路４２４における第１接続流路４２５側の端部に位置する開口Ｏに第１供給底面５３１が対向するとも換言できる。Ｘ軸の方向からみた断面視において、第１供給底面５３１の幅は、開口Ｏの幅よりも大きい。例えば第１供給底面５３１におけるＹ軸の方向の幅は開口Ｏの幅の約２倍である。

以下の説明では、第１供給底面５３１と水平面とがなす角度を「第１角度θ1」といい、第２供給底面５３２と水平面とがなす角度を「第２角度θ2」という。具体的には、第１角度θ1は、１供給底面５３１と、当該第１供給底面５３１のうち側壁面２５１側の周縁を通る水平面とがなす角度である。第１実施形態の第１角度θ1は、０度以上であり２０度よりも小さい角度である。第１実施形態では、第１角度θ1は０度である。同様に、第３供給底面５３３と水平面とがなす角度も０度である。具体的には、第３供給底面５３３と、当該第３供給底面５３３のうち第２供給底面５３２側の周縁を通る水平面とがなす角度が０度である。以上の説明から理解される通り、第１供給底面５３１と第３供給底面５３３とは、水平面に平行な平面である。第１供給底面５３１と第３供給底面５３３とは、供給流路４２４から第２液室４２２に向かって水平面に対して下方に０度をなす面であるとも換言できる。第１供給底面５３１と第３供給底面５３３とは、インクの流れにおける上流側から下流側に向かって０度に傾斜するとも換言できる。すなわち、Ｙ軸の正方向に向かって下方に０度に傾斜する面が、第１供給底面５３１および第３供給底面５３３である。

他方、第２角度θ2は、供給流路４２４から第２液室４２２に向かって水平面に対して下方において第１角度θ1よりも大きい角度である。具体的には、第２角度θ2は、第２供給底面５３２のうち第１供給底面５３１側の周縁を通る水平面に対して下方に傾斜する傾斜面である。第２供給底面５３２は、第１供給底面５３１に対して下方に傾斜する傾斜面、または、第３供給底面５３３に対して上方に傾斜する傾斜面とも換言できる。すなわち、第２供給底面５３２は、Ｙ軸の正方向の周縁が負方向の周縁よりも低い位置にある傾斜面である。Ｙ軸の正方向に向かって下方に傾斜する面が第２供給底面５３２であるとも換言できる。第１実施形態の第２角度θ2は、９０度よりも小さい。図５では、第２角度θ2が約４５度である場合を図示した。Ｙ軸の方向からみて、鉛直方向に沿って第１供給底面５３１と第２供給底面５３２と第３供給底面５３３とがこの順番で上方から下方に位置する。鉛直方向における底面２５３の高さは、Ｙ軸の負方向における周縁から正方向における周縁にかけて低下する。

図５に例示される通り、第２供給底面５３２のうち第２液室４２２側の周縁は、第１供給底面５３１のうち第２液室４２２側の周縁から距離Ｄだけ鉛直方向の下方に位置する。距離Ｄが短すぎると液体貯留室Ｒにインクが流入しにくくなる。他方、距離Ｄが長すぎると液体貯留室Ｒにインクが過剰に流入するため、インク内の気泡も液体貯留室Ｒに流入しやすくなる。したがって、距離Ｄは、０．６ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であることが好ましい。さらに好適には、距離Ｄは、０．８ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。なお、距離Ｄは、以上の例示に限定されない。

図６は、図４における第２接続流路４２７を拡大した断面図である。図６に例示される通り、第２接続流路４２７は、第１接続流路４２５とは形状が相違する。具体的には、第２接続流路４２７は、側壁面２７１と底面２７３と上面２７５とを含む。

第２接続流路４２７の側壁面２７１は、排出流路４２６の内周面２６１に連続して形成される。第１実施形態の側壁面２７１は、鉛直方向に沿って形成される。側壁面２７１のうちＺ軸の負方向の周縁は、排出流路４２６の内周面２６１うち鉛直方向の下方の周縁に連結され、Ｚ軸の正方向の周縁は、底面２７３に連結される。

第２接続流路４２７の上面２７５は、第２液室４２２の上面２２３から排出流路４２６の内周面２６１にかけて形成される。上面２７５のうち第２液室４２２側の周縁は、当該第２液室４２２の上面２２３におけるＹ軸の正方向の周縁に連結され、上面２７５のうち排出流路４２６側の周縁は、当該排出流路４２６の内周面２６１におけるＺ軸の正方向の周縁に連結される。具体的には、第２接続流路４２７の上面２７５は、第１排出上面７５１と第２排出上面７５２とを含む。第１排出上面７５１と第２排出上面７５２とは相互に連続して形成される。インクの流れにおける上流側に第１排出上面７５１が位置し、下流側に第２排出上面７５２が位置する。

第１排出上面７５１は、排出流路４２６側の周縁が第２液室４２２側の周縁よりも高い位置にある傾斜面である。すなわち、第１排出上面７５１は、当該第１排出上面７５１のうち第２液室４２２側の周縁を通る水平面に対して上方に傾斜する。同様に、第２排出上面７５２は、排出流路４２６側の周縁が第２液室４２２側の周縁よりも高い位置にある傾斜面である。すなわち、第２排出上面７５２は、当該第２排出上面７５２のうち第２液室４２２側の周縁を通る水平面に対して上方に傾斜する。第１実施形態では、第２排出上面７５２が水平面に対して傾斜する角度は、第１排出上面７５１が水平面に対して傾斜する角度よりも大きい。

第２接続流路４２７の底面２７３は、第２液室４２２の内周面２２１から側壁面２７１に向かって形成される。底面２７３における第２液室４２２側の周縁は、当該第２液室４２２におけるＹ軸の正方向の内周面２２１に連結される。他方、底面２７３における排出流路４２６側の周縁は、側壁面２７１におけるＺ軸の正方向の周縁に連結される。第１実施形態の底面２７３は、第１排出底面７３１と第２排出底面７３２とを含む。インクの流れにおける上流から下流に向かって、第１排出底面７３１と第２排出底面７３２とこの順番で位置する。すなわち、第１排出底面７３１は、第２排出底面７３２よりも第２液室４２２側に位置する。

第１排出底面７３１は、第２液室４２２の内周面２２１と第２排出底面７３２に連結する。第２排出底面７３２は、第１排出底面７３１と側壁面２７１とに連結する。すなわち、第１実施形態では、第１排出底面７３１と第２排出底面７３２とは連続する。具体的には、第１排出底面７３１における第２液室４２２とは反対側の周縁と、第２排出底面７３２における第２液室４２２側の周縁とが連結する。側壁面２７１は、第２排出底面７３２と排出流路４２６の内周面２６１とに連結する。

図６に例示される通り、第１排出底面７３１は、第２液室４２２から排出流路４２６に向かって水平面に対して上方に第３角度θ3をなす。第３角度θ3は、第１排出底面７３１のうち第２液室４２２側の周縁を通る水平面に対して上方になす角度である。具体的には、第３角度θ3は０度である。すなわち、第１排出底面７３１は、水平面に平行な平面である。ただし、第３角度θ3は０度に限定されない。０度以上であれば第３角度θ3は任意である。

第２排出底面７３２は、第１排出底面７３１から排出流路４２６に向かって水平面に対して上方に第４角度θ4をなす。第４角度θ4は、第２排出底面７３２のうち第１排出底面７３１側の周縁を通る水平面に対して上方になす角度である。具体的には、第４角度θ4は、第３角度θ3以上であり９０度よりも小さい角度である。例えば、第４角度θ4は、第１排出上面７５１が傾斜する角度と等しい。すなわち、第２排出底面７３２は、第１排出底面７３１に対して上方に傾斜する傾斜面である。なお、第３角度θ3と第４角度θ4とが等しい場合は、第２排出底面７３２と側壁面２７１とが連続した単一の平面を構成する。

側壁面２７１は、水平面に対して上方に第５角度θ5をなす。第５角度θ5は、側壁面２７１のうち第２排出底面７３２側の周縁を通る水平面に対して上方になす角度である。具体的には、第５角度θ5は、第４角度θ4以上である。第１実施形態の第５角度θ5は、９０度である。すなわち、側壁面２７１は、水平面に垂直な平面である。なお、第４角度θ4と第５角度θ5とが等しい場合は、第２排出底面７３２と側壁面２７１とが連続した単一の平面を構成する。

図４に例示される通り、第２液室４２２の上面２２３は、Ｙ軸の負方向において第１接続流路４２５に連結し、Ｙ軸の正方向において第２接続流路４２７に連結する。第１実施形態における第２液室４２２の上面２２３は、第１面２３１と第２面２３２と第３面２３３とを含む。Ｙ軸の正方向から負方向に向かって第１面２３１と第２面２３２と第３面２３３とがこの順番で位置する。すなわち、第１面２３１が第１接続流路４２５に最も近く、第３面２３３が第２接続流路４２７に最も近く、第１面２３１と第３面２３３との間に第２面２３２が位置する。

第１面２３１と第２面２３２とが連続し、第２面２３２と第３面２３３とが連続する。具体的には、第１面２３１におけるＹ軸の負方向の周縁が第１接続流路４２５における上面２５５に連結し、Ｙ軸の正方向の周縁が第２面２３２におけるＹ軸の負方向の周縁に連結する。また、第３面２３３におけるＹ軸の負方向の周縁が第２面２３２におけるＹ軸の正方向の周縁に連結し、Ｙ軸の正方向の周縁が第２接続流路４２７における上面２７５に連結する。

第１面２３１は、Ｙ軸の正方向の周縁が負方向の周縁よりも高い位置にあるように傾斜する傾斜面である。第１面２３１におけるＹ軸の負方向の周縁を通る水平面に対して当該第１面２３１が上方に傾斜するとも換言できる。第１面２３１が傾斜することで、供給流路４２４を通過したインクに混入する気泡が、当該第１面２３１に沿って排出流路４２６の付近まで移動する。第２面２３２は、Ｙ軸の正方向の周縁が負方向の周縁よりも低い位置にあるように傾斜する傾斜面である。第２面２３２におけるＹ軸の負方向の周縁を通る水平面に対して当該第２面２３２が上方に傾斜するとも換言できる。第３面２３３は、水平面である。なお、第２液室４２２における上面２２３の形状は以上の例示に限定されない。例えばＹ軸の正方向の周縁が負方向の周縁よりも高い位置にあるように傾斜する傾斜面だけで上面２２３を構成してもよいし、水平面に平行な平面のみで上面２２３を構成してもよい。

図７は、比較例１における第１接続流路４２５の断面図である。比較例１は、第１接続流路４２５の底面２５３が側壁面２５１から第２液室４２２にかけて傾斜する傾斜面である。すなわち、第１実施形態における第２供給底面５３２のみで第１接続流路４２５の底面２５３が形成される構成が比較例１である。比較例１の構成では、実線の矢印で示すように、第１接続流路４２５を通過したインクが底面２５３に沿って液体貯留室Ｒに円滑に流入するが、点線の矢印で示すように、インクの流れに乗って気泡も液体貯留室Ｒを介して圧力室Ｃに流入しやすいという問題がある。

図８は、比較例２における第１接続流路４２５の断面図である。比較例２は、第１接続流路４２５の底面２５３が側壁面２５１から第２液室４２２まで水平面で形成される。すなわち、第１実施形態における第１供給底面５３１のみで第１接続流路４２５の底面２５３が形成される構成が比較例２である。比較例２の構成では、点線の矢印で示すように、供給流路４２４を通過した気泡は、第１接続流路４２５の底面２５３に衝突することで第２液室４２２の上面２２３に向かい浮上する。したがって、気泡は、圧力室Ｃには流入し難くなる。しかし、実線の矢印で示すように、供給流路４２４を通過したインクは、第１接続流路４２５の底面２５３に衝突することで流速が低減して液体貯留室Ｒに流入し難くなり、圧力室Ｃに円滑にインクが供給されないという問題がある。

それに対して、第１実施形態では、第１接続流路４２５の底面２５３が、水平面に平行である第１供給底面５３１と、水平面に対して下方において第１角度θ1よりも大きく９０度よりも小さい第２角度θ2をなす第２供給底面５３２とを有する。したがって、図５に破線の矢印で示すように、供給流路４２４を通過して第１供給底面５３１に衝突した気泡は、第１接続流路４２５の上面２５５に向かい浮上する。浮上した気泡は、第２液室４２２の上面２２３に沿って移動し、最終的には排出流路４２６から外部に排出される。すなわち、気泡は圧力室Ｃに流入し難くなる。一方で、図５に実線の矢印で示すように、供給流路４２４から第１供給底面５３１に衝突したインクは、第１供給底面５３１の下方に位置する第２供給底面５３２に沿って円滑に圧力室Ｃに流入する。以上の説明から理解される通り、第１実施形態の構成によれば、供給流路４２４から圧力室Ｃに向かうインクの流れを阻害することなく、インクに混入した気泡が圧力室Ｃに流入することを抑制できる。

第１実施形態では特に、供給流路４２４に対して鉛直方向の下方に第１供給底面５３１が位置するから、気泡が圧力室Ｃに流入することを効果的に抑制することができる。また、第１供給底面５３１と第２供給底面５３２とが連続する第１実施形態の構成によれば、供給流路４２４を通過したインクが第１供給底面５３１から第２供給底面５３２に沿って円滑に圧力室Ｃに流入するという利点がある。

Ｂ．第２実施形態
第２実施形態について説明する。なお、以下の各例示において機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。

図９は、第２実施形態に係る第１接続流路４２５の断面図である。第２実施形態では、第１接続流路４２５における底面２５３の形状が第１実施形態とは相違する。具体的には、第１実施形態の第１供給底面５３１は水平面と平行な面であるのに対して、第２実施形態の第１供給底面５３１は供給流路４２４から第２液室４２２に向かって水平面に対して下方に傾斜する傾斜面である。具体的には、第１供給底面５３１は、側壁面２５１におけるＺ軸の正方向の周縁を通る水平面に対して下方に傾斜する。第２実施形態の第１角度θ1は、０度より大きく９０度よりも小さい角度である。具体的には、第１角度θ1は、０度よりも大きく２０度よりも小さい角度である。好適には、第１角度θ1は１２度よりも小さい角度である。図９では、第１角度θ1が約１０度である場合を例示する。第２実施形態の第２供給底面５３２における第２角度θ2は、第１角度θ1の２倍よりも大きい角度である。第１実施形態と同様に、例えば第２角度θ2は約４５度である。

第２実施形態においても第１実施形態と同様の効果が実現される。水平面に対して下方において０度よりも大きく９０度よりも小さい角度で傾斜する傾斜面を第１供給底面５３１する第２実施形態の構成によれば、例えば水平面に平行な平面を第１供給底面５３１とする構成と比較して、供給流路４２４を通過して第１供給底面５３１に衝突したインクが、当該第１供給底面５３１と側壁面２５１との連結部分において淀むことを抑制できる。

Ｃ．変形例
以上に例示した各形態は多様に変形され得る。前述の各形態に適用され得る具体的な変形の態様を以下に例示する。なお、以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。

（１）第１供給底面５３１における第１角度θ1と、第２供給底面５３２における第２角度θ2とは、前述の各形態の例示に限定されない。第１角度θ1は、０度以上であり９０度よりも小さい角度であれば任意である。また、第２角度θ2は、第１角度θ1よりも大きく９０度よりも小さい角度であれば任意である。

（２）前述の各形態では、第１接続流路４２５の底面２５３が、第１供給底面５３１と第２供給底面５３２と第３供給底面５３３を含む構成を例示したが、第１接続流路４２５の底面２５３の形状は以上の例示に限定されない。例えば、図１０に示すように、第１接続流路４２５の底面２５３において第３供給底面５３３を省略してもよい。また、第１供給底面５３１と第１供給底面５３１と第２供給底面５３２と第３供給底面５３３とに加えて、インクの流れを妨げないような面を底面２５３が含んでもよい。インクの流れを妨げない面とは、例えば水平面に平行な面、供給流路４２４から第２液室４２２に向かって水平面に対して下方に傾斜する傾斜面、または、曲面等である。以上の説明から理解される通り、第１供給底面５３１と第２供給底面５３２との間に他の面が介在してもよい。すなわち、第１供給底面５３１と第２供給底面５３２とは連続しなくてもよい。

（３）前述の各形態では、鉛直方向に沿った平面を第１接続流路４２５の側壁面２５１として例示したが、例えば図１１に示す通り、側壁面２５１を傾斜面をとしてもよい。例えばＺ軸の正方向の周縁が第２液室４２２から離れるように傾斜する傾斜面を側壁面２５１としてもよい。

（４）前述の各形態では、供給流路４２４の内周面２４１から連続して第１接続流路４２５の側壁面２５１を形成したが、側壁面２５１を供給流路４２４の内周面２４１から連続して形成しなくてもよい。例えば図１２に示す通り、第１接続流路４２５の側壁面２５１と、供給流路４２４の内周面２４１とのＹ軸の方向における位置を相違させてもよい。

（５）図１１および図１２に例示される通り、供給流路４２４の開口ＯよりもＹ軸の負方向に位置する部分を第１接続流路４２５が含んでもよい。すなわち、第１供給底面５３１におけるＹ軸の負方向の周縁が、開口Ｏの周縁よりも供給流路４２４の中心軸Ｐから離れた位置にあってもよい。なお、第１供給底面５３１におけるＸ軸の負方向および正方向における周縁が、開口Ｏの周縁よりも供給流路４２４の中心軸Ｐから離れた位置にあってもよい。以上の説明から理解される通り、Ｚ軸の方向からみて、開口Ｏよりも広範囲に第１供給底面５３１を形成してもよい。

（６）前述の各形態では、第１供給底面５３１部におけるＹ軸の方向の幅を開口Ｏの幅の約２倍としたが、第１供給底面５３１におけるＹ軸の方向の幅は以上の例示に限定されない。例えば、図１３に示すように、第１供給底面５３１におけるＹ軸の方向の幅が開口Ｏの幅と同等でもよい。また、図１４に示すように、開口Ｏの幅よりも小さくてもよい。ただし、インクに混入した気泡が圧力室Ｃに流入することを抑制する観点からは、Ｘ-Ｙ平面内において、少なくとも開口Ｏに対向する部分において第１供給底面５３１が形成される構成が好適である。

（７）前述の各形態では、第１接続流路４２５の上面２５５は傾斜面であったが、第１接続流路４２５の形状は任意である。例えば、水平面に平行な面を上面２５５としてもよいし、傾斜が異なる複数の面で上面２５５を構成してもよい。

（８）第２接続流路４２７の形状は、前述の各形態の例示に限定されない。例えば、第２接続流路４２７の底面２７３を傾斜が異なる複数の面で形成する構成、また、傾斜面を第２接続流路４２７の側壁面２７１として利用してもよい。

（９）前述の各形態において、供給流路４２４は鉛直方向にそって直線状に形成したが、供給流路４２４の形状は任意である。例えば供給流路４２４が鉛直方向に対して傾斜する部分を含む構成、または、供給流路４２４が水平方向に沿って直線状に延在する部分を含む構成も採用される。同様に、排出流路４２６の形状も任意である。なお、供給流路４２４を通過して第１接続流路４２５内に流入した気泡が、再び供給流路４２４に戻ることを防止するための部材を供給流路４２４の開口Ｏの近傍に設けてもよい。

（１０）前述の各形態において、筐体部４２とは異なる部材に供給流路４２４と排出流路４２６とを形成してもよい。例えば第２液室４２２と第１接続流路４２５と第２接続流路４２７とが形成された筐体部４２に、供給流路４２４と排出流路４２６とが形成された部材を接続する。

（１１）圧力室Ｃ内の液体をノズルＮから噴射させる駆動素子は、前述の各形態で例示した圧電素子３８に限定されない。例えば、加熱により膜沸騰を生じさせ圧力室Ｃの内部に気泡を発生させて圧力を変動させる発熱素子を駆動素子として利用することも可能である。以上の例示から理解される通り、駆動素子は、圧力室Ｃ内の液体をノズルＮから噴射させる要素として包括的に表現され、圧電方式および熱方式等の動作方式や具体的な構成の如何は不問である。以上の説明から理解される通り、圧力室Ｃは、液体貯留室Ｒから供給されるインクを吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生室の例示である。

（１２）前述の各形態では、液体吐出ヘッド２６を搭載した搬送体２４２を往復させるシリアル方式の液体吐出装置１００を例示したが、複数のノズルＮが媒体１２の全幅にわたり分布するライン方式の液体吐出装置にも本発明を適用することが可能である。

（１３）前述の各形態で例示した液体吐出装置１００は、印刷に専用される機器のほか、ファクシミリ装置やコピー機等の各種の機器に採用され得る。もっとも、本発明の液体吐出装置の用途は印刷に限定されない。例えば、色材の溶液を噴射する液体吐出装置は、液晶表示装置のカラーフィルターを形成する製造装置として利用される。また、導電材料の溶液を噴射する液体吐出装置は、配線基板の配線や電極を形成する製造装置として利用される。

１００…液体吐出装置、１２…媒体、１４…液体容器、２０…制御ユニット、２２…搬送機構、２４…移動機構、２４２…搬送体、２４４…搬送ベルト、２６…液体吐出ヘッド、
３２…流路基板、３２２…第１液室、３２４…第１連通流路、３２６…第２連通流路、３２８…中継流路、３４…圧力室基板、３６…振動板、３８…圧電素子、４２…筐体部、４２２…第２液室、２２１…第２液室の内周面、２２３…第２液室の上面、２３１…第１面、２３２…第２面、２３３…第３面、４２４…供給流路、２４１…供給流路の内周面、４２５…第１接続流路、２５１…第１接続流路の側壁面、２５３…第１接続流路の底面、２５５…第１接続流路の上面、５３１…第１供給底面、５３２…第２供給底面、５３３…第３供給底面、４２６…排出流路、２６１…排出流路の内周面、４２７…第２接続流路、２７１…第２接続流路の側壁面、２７３…第２接続流路の底面、２７５…第２接続流路の上面、７３１…第１排出底面、７３２…第２排出底面、７５１…第１排出上面、７５２…第２排出上面、４４…封止体、４６…ノズル板、４８…吸振体、５０…配線基板、９２…循環機構、９２１…第１流路、９２２…第２流路、９２３…循環ポンプ。

Claims (15)

1. 液体を噴射する複数のノズルに連通し、水平方向である第１方向に延在するとともに液体を貯留する液室と、
   前記液室に液体を供給する供給流路と、
   前記供給流路から前記第１方向に離間した位置に設けられ、前記液室から液体を排出する排出流路と、
   前記液室と前記供給流路とを連通させる第１接続流路と、
   前記液室から液体が供給され、当該液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生室とを具備する液体吐出ヘッドであって、
   前記第１接続流路の底面は、前記供給流路から前記液室に向かって水平面に対して下方に第１角度をなす第１供給底面と、前記第１供給底面よりも前記液室側に位置し、前記第１供給底面から前記液室に向かって前記水平面に対して下方に第２角度をなす第２供給底面とを有し、
   前記液室の上面は、前記第１接続流路の前記底面に対して鉛直方向の上方に位置し、
   前記第１供給底面は、前記供給流路に対して鉛直方向の下方に位置し、
   前記第１接続流路は、前記第１方向に関して、前記液室よりも短く、
   前記第２供給底面と前記水平面との交線の延在方向は、前記第１方向に直交する方向であり、
   前記第１角度は、０度以上であり９０度よりも小さい角度であり、
   前記第２角度は、前記第１角度よりも大きく９０度よりも小さい角度である
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記供給流路における前記第１接続流路側の端部に位置する開口は、前記第１供給底面に対向する
   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供給底面の前記第１方向の幅は、前記供給流路の前記開口の前記第１方向の幅よりも小さい、
   ことを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記供給流路の前記開口は、前記第１供給底面及び前記第２供給底面の双方に亘って開口する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記第１供給底面の前記第１方向の幅は、前記供給流路の前記開口の前記第１方向の幅と同等である、
   ことを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記液室は、鉛直方向に見て、前記供給流路と前記排出流路との間に位置する、
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記第１供給底面と前記第２供給底面とは連続する
   ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
8. 前記第１角度は、０度以上であり２０度よりも小さい角度である
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
9. 前記第１角度は、０度である
   ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
10. 前記第１角度は、０度よりも大きく、
    前記第２角度は、前記第１角度の２倍よりも大きい角度である
    ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
11. 液体を貯留する液室と、
    前記液室に液体を供給する供給流路と、
    前記供給流路から水平方向に離間した位置に設けられ、前記液室から液体を排出する排出流路と、
    前記液室と前記供給流路とを連通させる第１接続流路と、
    前記液室から液体が供給され、当該液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生室とを具備する液体吐出ヘッドであって、
    前記第１接続流路の底面は、前記供給流路から前記液室に向かって水平面に対して下方に第１角度をなす第１供給底面と、前記第１供給底面よりも前記液室側に位置し、前記第１供給底面から前記液室に向かって前記水平面に対して下方に第２角度をなす第２供給底面とを有し、
    前記第１角度は、０度よりも大きく９０度よりも小さい角度であり、
    前記第２角度は、前記第１角度の２倍よりも大きく９０度よりも小さい角度である
    ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
12. 前記第２供給底面のうち前記液室側の周縁は、前記第１供給底面のうち前記液室側の周縁から０．６ｍｍ以上１．２ｍｍ以下の距離だけ鉛直方向の下方に位置する
    ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
13. 液体を貯留する液室と、
    前記液室に液体を供給する供給流路と、
    前記供給流路から水平方向に離間した位置に設けられ、前記液室から液体を排出する排出流路と、
    前記液室と前記供給流路とを連通させる第１接続流路と、
    前記液室から液体が供給され、当該液体を吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生室とを具備する液体吐出ヘッドであって、
    前記第１接続流路の底面は、前記供給流路から前記液室に向かって水平面に対して下方に第１角度をなす第１供給底面と、前記第１供給底面よりも前記液室側に位置し、前記第１供給底面から前記液室に向かって前記水平面に対して下方に第２角度をなす第２供給底面とを有し、
    前記第１角度は、０度以上であり９０度よりも小さい角度であり、
    前記第２角度は、前記第１角度よりも大きく９０度よりも小さい角度であり、
    前記第２供給底面のうち前記液室側の周縁は、前記第１供給底面のうち前記液室側の周縁から０．６ｍｍ以上１．２ｍｍ以下の距離だけ鉛直方向の下方に位置する
    ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
14. 前記液室と前記排出流路とを連通させる第２接続流路を具備し、
    前記第２接続流路の底面は、
    前記液室の内周面に連結し、前記液室から前記排出流路に向かって前記水平面に対して上方に第３角度をなす第１排出底面と、
    前記第１排出底面に連結し、前記第１排出底面から前記排出流路に向かって前記水平面に対して上方に第４角度をなす第２排出底面とを含み、
    前記第３角度は、０度以上であり、
    前記第４角度は、前記第３角度以上であり９０度よりも小さい角度であり、
    前記第２接続流路の側壁面は、前記第２排出底面と前記排出流路の内周面とに連結し、前記水平面に対して上方に前記第４角度以上である第５角度をなす
    ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
15. 請求項１から１４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドと、
    前記液体吐出ヘッドを制御する制御部とを具備することを特徴とする液体吐出装置。
    

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