JP2020104364A - 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 - Google Patents

液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 Download PDF

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Abstract

【課題】ノズル近傍の増粘した液体及び気泡を除去して吐出不良を抑制することができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供する。【解決手段】ノズルプレート２０を含み、流路が形成された流路基板と、を備え、前記流路は、第１共通液室１０１と、第２共通液室１０２と、第１共通液室１０１と第２共通液室１０２とを繋ぐ個別流路２００と、を含み、個別流路２００は、ノズル２１と、ノズル２１が途中に配置されて、ノズル面の面内方向である第１の方向に延設された第１流路２０１と、第１流路２０１と接続され第１の方向以外の第２の方向に延設された第２流路２０２と、第２流路２０２と接続され第２の方向以外に延設された第３流路と、第３流路に配置される圧力室１２と、を備え、第１流路２０１は、ノズル２１より第２流路２０２側に、第１の断面積の部分と、第２流路２０２とは反対側に、第１の断面積よりも小さな断面積の第２の断面積の部分、を含む。【選択図】図２

Description

本発明は、ノズルから液体を噴射する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、特に液体としてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置に関する。
液体を噴射する液体噴射ヘッドとして、被印刷媒体に液体としてインクを吐出して印刷を行うインクジェット式記録ヘッドが知られている。
インクジェット式記録ヘッドは、ノズルに連通する圧力室を有する個別流路と、複数の個別流路に共通して連通する共通液室と、圧力室内のインクに圧力変化を生じさせる圧電アクチュエーター等のエネルギー発生素子と、を具備し、エネルギー発生素子が圧力室内のインクに圧力変化を生じさせることで、ノズルからインク滴を吐出する。
このようなインクジェット式記録ヘッドでは、圧力室内に気泡が滞留すると、エネルギー発生素子による圧力変化を気泡が吸収し、ノズルからインク滴を正常に吐出することができなくなってしまう。
このため個別流路に共通する共通液室として第１共通液室と第２共通液室とを設け、第１共通液室から個別流路を通って第２共通液室にインクを流す、いわゆる循環するようにした構成のインクジェット式記録ヘッドが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１２−１４３９４８号公報
しかしながら、ノズル近傍で増粘したインクや、ノズルから侵入した気泡によってノズルの目詰まりや、インク滴の飛翔方向のずれなどの吐出不良が発生するという問題がある。
このような問題はインクジェット式記録ヘッドだけではなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。
本発明はこのような事情に鑑み、ノズル近傍の増粘した液体及び気泡を除去して吐出不良を抑制することができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決する本発明の態様は、ノズルプレートを含み、流路が形成された流路基板と、前記流路の液体に圧力変化を生じさせるエネルギー発生素子と、を備え、前記流路は、第１共通液室と、第２共通液室と、前記第１共通液室および前記第２共通液室に連通して前記第１共通液室から前記第２共通液室に向かって液体が流れる複数の個別流路と、を含み、前記個別流路は、外部と連通するノズルと、前記ノズルが途中に配置されて、前記ノズルプレートの前記ノズルが開口するノズル面の面内方向である第１の方向に延設された第１流路と、前記第１流路と接続され前記第１の方向以外の第２の方向に延設された第２流路と、前記第２流路と接続され前記第２の方向以外の第３の方向に延設された第３流路と、前記第３流路に配置され前記エネルギー発生素子により圧力変化が生じる圧力室と、を備え、前記第１流路は、前記ノズルより前記第２流路側に、第１の断面積の部分と、前記ノズルより前記第２流路とは反対側に、前記第１の断面積よりも小さな断面積である第２の断面積の部分と、を含むことを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
また、他の態様は、上記態様に記載の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの平面図である。 本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。 本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。 本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。 本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。 本発明の実施形態２に係る記録ヘッドの断面図である。 本発明の実施形態２に係る記録ヘッドの断面図である。 本発明の実施形態２に係る記録ヘッドの断面図である。 本発明の実施形態２に係る記録ヘッドの比較例を示す断面図である。 本発明の実施形態３に係る記録ヘッドの平面図である。 本発明の実施形態３に係る記録ヘッドの断面図である。 本発明の実施形態３に係る記録ヘッドの断面図である。 本発明の実施形態３に係る流路を模式的に表した図である。 本発明の一実施形態に係る記録ヘッドを示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る記録ヘッドを示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る記録ヘッドを示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る記録ヘッドを示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る記録ヘッドを示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る記録ヘッドを示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る流路を模式的に表した図である。 本発明の一実施形態に係る記録装置の概略構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係るインクシステムを説明するブロック図である。
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。ただし、以下の説明は、本発明の一態様を示すものであって、本発明の範囲内で任意に変更可能である。各図において同じ符号を付したものは、同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。また、各図においてＸ、Ｙ、Ｚは、互いに直交する３つの空間軸を表している。本明細書では、これらの軸に沿った方向をＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向とする。各図の矢印が向かう方向を正（＋）方向、矢印の反対方向を負（−）方向として説明する。また、Ｚ方向は、鉛直方向を示し、＋Ｚ方向は鉛直下向き、−Ｚ方向は鉛直上向きを示す。
（実施形態１）
本実施形態の液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドについて図１〜図５を参照して説明する。なお、図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドのノズル面側から見た平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ′線断面図である。図３は、図２の要部を拡大した図である。
図示するように、本実施形態の液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッド１（以下、単に記録ヘッド１とも言う）は、流路基板として流路形成基板１０、連通板１５、ノズルプレート２０、保護基板３０、ケース部材４０及びコンプライアンス基板４９等の複数の部材を備える。
流路形成基板１０は、シリコン単結晶基板からなり、その一方の面には振動板５０が形成されている。振動板５０は、二酸化シリコン層や酸化ジルコニウム層から選択される単一層又は積層であってもよい。
流路形成基板１０には、個別流路２００を構成する圧力室１２が、複数の隔壁によって区画されて複数設けられている。複数の圧力室１２は、インクを吐出する複数のノズル２１が並設されるＸ方向に沿って所定のピッチで並設されている。Ｘ方向また、圧力室１２がＸ方向に並設された列が、本実施形態では１列設けられている。また、流路形成基板１０は面内方向がＸ方向及びＹ方向を含む方向となるように配置されている。なお、本実施形態では、流路形成基板１０のＸ方向に並設された圧力室１２の間の部分を隔壁と称する。この隔壁は、Ｙ方向に沿って形成されている。すなわち、隔壁は、流路形成基板１０のＹ方向における圧力室１２に重なる部分のことをいう。
なお、本実施形態では、流路形成基板１０に圧力室１２のみを設けるようにしたが、圧力室１２に供給されるインクに流路抵抗を付与するように圧力室１２よりも流路を横断する断面積を絞った流路抵抗付与部を設けるようにしてもよい。
このような流路形成基板１０の−Ｚ方向の一方面側には、振動板５０が形成され、この振動板５０上には、第１電極６０と圧電体層７０と第２電極８０とが成膜及びリソグラフィー法によって積層されて圧電アクチュエーター３００を構成している。本実施形態では、圧電アクチュエーター３００が、圧力室１２内のインクに圧力変化を生じさせるエネルギー発生素子となっている。ここで、圧電アクチュエーター３００は、圧電素子とも言い、第１電極６０、圧電体層７０及び第２電極８０を含む部分を言う。一般的には、圧電アクチュエーター３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を圧力室１２毎にパターニングして構成する。本実施形態では、第１電極６０を圧電アクチュエーター３００の共通電極とし、第２電極８０を圧電アクチュエーター３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。なお、上述した例では、振動板５０、第１電極６０が、振動板として作用するが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、振動板５０を設けずに、第１電極６０のみが振動板として作用するようにしてもよい。また、圧電アクチュエーター３００自体が実質的に振動板を兼ねるようにしてもよい。
また、このような各圧電アクチュエーター３００の第２電極８０には、リード電極９０がそれぞれ接続され、このリード電極９０を介して各圧電アクチュエーター３００に選択的に電圧が印加されるようになっている。
また、流路形成基板１０の圧電アクチュエーター３００側の面には、保護基板３０が接合されている。
保護基板３０の圧電アクチュエーター３００に対向する領域には、圧電アクチュエーター３００の運動を阻害しない程度の空間を有する圧電アクチュエーター保持部３１が設けられている。圧電アクチュエーター保持部３１は、圧電アクチュエーター３００の運動を阻害しない程度の空間を有していればよく、当該空間は密封されていても、密封されていなくてもよい。また、圧電アクチュエーター保持部３１は、第１の方向Ｘに並設された複数の圧電アクチュエーター３００の列を一体的に覆う大きさで形成されている。もちろん、圧電アクチュエーター保持部３１は、特にこれに限定されず、圧電アクチュエーター３００を個別に覆うものであってもよく、第１の方向Ｘで並設された２以上の圧電アクチュエーター３００で構成される群毎に覆うものであってもよい。
このような保護基板３０としては、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラス、セラミック材料等を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。
また、保護基板３０には、保護基板３０をＺ方向に貫通する貫通孔３２が設けられている。そして、各圧電アクチュエーター３００から引き出されたリード電極９０の端部近傍は、貫通孔３２内に露出するよう延設されており、貫通孔３２内でフレキシブルケーブル１２０と電気的に接続されている。フレキシブルケーブル１２０は、可撓性を有する配線基板であって、本実施形態では、半導体素子である駆動回路１２１が実装されている。なお、フレキシブルケーブル１２０を介さずに、リード電極９０と駆動回路１２１とを電気的に接続してもよい。また、保護基板３０に流路を設けてもよい。
また、保護基板３０上には、複数の圧力室１２に連通する供給側供給流路を保護基板３０と共に画成するケース部材４０が固定されている。ケース部材４０は、保護基板３０の流路形成基板１０とは反対面側が接合されると共に、後述する連通板１５にも接合して設けられている。
このようなケース部材４０には、第１共通液室１０１の一部を構成する第１液室部４１と、第２共通液室１０２の一部を構成する第２液室部４２とが設けられている。第１液室部４１と第２液室部４２とは、Ｙ方向において、１列の圧力室１２を挟んだ両側にそれぞれ設けられている。
第１液室部４１及び第２液室部４２のそれぞれは、ケース部材４０の−Ｚ側の面に開口する凹形状を有し、Ｘ方向に並設された複数の圧力室１２に亘って連続して設けられている。
また、ケース部材４０には、第１液室部４１に連通して第１液室部４１にインクを導入する導入口４３と、第２液室部４２に連通して第２液室部４２からのインクを排出する排出口４４とが設けられている。
さらに、ケース部材４０には、保護基板３０の貫通孔３２に連通して、フレキシブルケーブル１２０が挿通される接続口４５が設けられている。
一方、流路形成基板１０の保護基板３０とは反対面側である＋Ｚ側には、連通板１５とノズルプレート２０とコンプライアンス基板４９とが設けられている。
ノズルプレート２０には、外部に連通すると共に圧力室１２に連通するノズル２１が複数形成されている。本実施形態では、図１に示すように、複数のノズル２１はＸ方向に沿った直線上に配置されることで、１列のノズル列２２が形成されている。
ノズル２１は、内径の異なる第１穴２１ａと第２穴２１ｂとを有し、第１穴２１ａと第２穴２１ｂとがノズルプレート２０の板厚方向であるＺ方向に並んで配置されている。第１穴２１ａは、第２穴２１ｂよりも内径が小さい。そして、ノズル２１の第１穴２１ａはノズルプレート２０の外部側、すなわち＋Ｚ側に配置され、第２穴２１ｂはノズルプレート２０の詳しくは後述する第１流路２０１側である−Ｚ側に配置されている。
このようにノズル２１に比較的内径が小さな第１穴２１ａを設けることでインクの流速を向上して、吐出されるインク滴の吐出速度を向上することができる。また、ノズル２１に比較的内径が大きな第２穴２１ｂを設けることで、詳しくは後述する第１共通液室１０１から第２共通液室１０２に向かって個別流路２００内のインクを流す、所謂、循環が行われた際に循環の流れの影響を受けない部分を少なくすることができる。これにより、速度勾配が大きくなり、ノズル２１によって増粘したインクを除去し易くすることができる。
なお、本実施形態では、ノズル２１は、第１穴２１ａと第２穴２１ｂとによって段階的に内径が変化するようにしたが、これに限定されず、ノズル２１の内径が連続的に変化することで、ノズル２１の内面がＺ方向に対して傾斜した傾斜面となるようにしてもよい。また、ノズル２１をＺ方向から平面視した際の形状は、特に限定されず、円形、楕円形、矩形、多角形状、だるま形等であってもよい。
このようなノズルプレート２０は、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属、ポリイミド樹脂のような有機物、又は、シリコン等の平板材で形成することができる。また、ノズルプレート２０の板厚は、６０μｍ以上、１００μｍ以下であることが好ましい。このような板厚のノズルプレート２０を用いることで、ノズルプレート２０のハンドリング性を向上して、記録ヘッド１の組み立て性を向上することができる。
連通板１５は、本実施形態では、第１連通板１５１と第２連通板１５２とを有する。第１連通板１５１と第２連通板１５２とは、Ｚ方向において流路形成基板１０側が第１連通板１５１、ノズルプレート２０側が第２連通板１５２となるようにＺ方向に積層されている。
このような連通板１５を構成する第１連通板１５１及び第２連通板１５２は、ステンレス鋼等の金属、ガラス、セラミック材料等によって製造することができる。なお、連通板１５は、流路形成基板１０と熱膨張率が略同一の材料を用いるのが好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。
連通板１５には、ケース部材４０の第１液室部４１と連通して第１共通液室１０１の一部を構成する第１連通部１６と、ケース部材４０の第２液室部４２と連通して第２共通液室１０２の一部を構成する第２連通部１７及び第３連通部１８とが設けられている。また、連通板１５には、詳しくは後述するが、第１共通液室１０１と圧力室１２とを連通する流路と、圧力室１２とノズル２１とを連通する流路と、ノズル２１と第２共通液室１０２とを連通する流路と、が設けられている。連通板１５に設けられたこれらの流路は、個別流路２００の一部を構成する。
第１連通部１６は、Ｚ方向において、ケース部材４０の第１液室部４１に重なる位置に設けられており、連通板１５の＋Ｚ側の面及び−Ｚ側の面の両方に開口して、つまり、連通板１５をＺ方向に貫通して設けられている。第１連通部１６は、−Ｚ側において第１液室部４１と連通することで第１共通液室１０１を構成する。すなわち、第１共通液室１０１は、ケース部材４０の第１液室部４１と連通板１５の第１連通部１６とによって構成されている。また、第１連通部１６は、＋Ｚ側において圧力室１２にＺ方向で重なる位置までＹ方向に延設されている。なお、連通板１５に第１連通部１６を設けずに、第１共通液室１０１をケース部材４０の第１液室部４１によって構成してもよい。
第２連通部１７は、Ｚ方向において、ケース部材４０の第２液室部４２に重なる位置に設けられており、第１連通板１５１の−Ｚ側の面に開口して設けられている。また、第２連通部１７は、＋Ｚ側において＋Ｙ方向のノズル２１に向かって拡幅されて設けられている。
第３連通部１８は、第２連通部１７の＋Ｚ側において＋Ｙ方向のノズル２１に向かって拡幅された部分に連通する位置に、第２連通板１５２をＺ方向に貫通して設けられている。第３連通部１８の＋Ｚ側の開口は、ノズルプレート２０によって蓋をされている。
このような連通板１５に設けられた第２連通部１７及び第３連通部１８とケース部材４０に設けられた第２液室部４２とによって第２共通液室１０２が構成されている。なお、連通板１５に第２連通部１７及び第３連通部１８を設けずに、第２共通液室１０２をケース部材４０の第２液室部４２によって構成してもよい。
連通板１５の第１連通部１６が開口する＋Ｚ側の面には、コンプライアンス部４９４を有するコンプライアンス基板４９が設けられている。このコンプライアンス基板４９が、第１共通液室１０１のノズル面２０ａ側の開口を封止している。
このようなコンプライアンス基板４９は、本実施形態では、可撓性を有する薄膜からなる封止膜４９１と、金属等の硬質の材料からなる固定基板４９２と、を具備する。固定基板４９２の第１共通液室１０１に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４９３となっているため、第１共通液室１０１の壁面の一部は可撓性を有する封止膜４９１のみで封止された可撓部であるコンプライアンス部４９４となっている。このように第１共通液室１０１の壁面の一部にコンプライアンス部４９４を設けることで、第１共通液室１０１内のインクの圧力変動をコンプライアンス部４９４が変形することによって吸収することができる。
また、本実施形態では、第１共通液室１０１をノズル２１が開口する＋Ｚ側に開口するように設けることで、ノズルプレート２０とコンプライアンス部４９４とは、ノズル面２０ａの垂線方向であるＺ方向において圧力室１２及びノズル２１を有する個別流路２００に対して同じ側である＋Ｚ側に配置されている。このように、コンプライアンス部４９４を個別流路２００に対してノズル２１と同じ側に配置することで、ノズル２１が設けられていない領域にコンプライアンス部４９４を設けることができ、コンプライアンス部４９４を比較的広い面積で設けることができる。また、コンプライアンス部４９４とノズル２１とを個別流路２００に対して同じ側に配置することで、コンプライアンス部４９４を個別流路２００に近い位置に配置して、個別流路２００内のインクの圧力変動をコンプライアンス部４９４によって効果的に吸収させることができる。
また、流路基板を構成する流路形成基板１０、連通板１５、ノズルプレート２０、コンプライアンス基板４９等には、第１共通液室１０１と第２共通液室１０２とに連通して、第１共通液室１０１のインクを第２共通液室１０２に送る複数の個別流路２００が設けられている。ここで、本実施形態の個別流路２００は、第１共通液室１０１と第２共通液室１０２とに連通して、ノズル２１毎に設けられたものであり、ノズル２１を含むものである。このようなノズル２１の並設方向であるＸ方向において隣接する３つの個別流路２００は、それぞれ第１共通液室１０１及び第２共通液室１０２に連通して設けられている。すなわち、ノズル２１毎に設けられた複数の個別流路２００は、それぞれ第１共通液室１０１及び第２共通液室１０２のみで連通して設けられており、複数の個別流路２００は、第１共通液室１０１及び第２共通液室１０２以外で互いに連通することがない。つまり、本実施形態では、１つのノズル２１及び１つの圧力室１２が設けられた流路を個別流路２００と称し、各個別流路２００同士は、第１共通液室１０１及び第２共通液室１０２のみで連通するように設けられている。
また、本実施形態では、個別流路２００のノズル２１よりも第１共通液室１０１側の流路を上流流路と称し、個別流路２００のノズル２１よりも第２共通液室１０２側の流路を下流流路と称する。
図２に示すように、個別流路２００は、ノズル２１と第３流路を構成する圧力室１２と第１流路２０１と第２流路２０２と供給路２０３とを具備する。
圧力室１２は、上述のように流路形成基板１０に設けられたものであり、第３の方向であるＹ方向に延設されている。すなわち、圧力室１２は、Ｙ方向の一端部に供給路２０３が接続され、Ｙ方向の他端部に第２流路２０２が接続されており、圧力室１２内をインクがＹ方向に流れるように設けられている。つまり、圧力室１２の延設方向とは、圧力室１２内をインクが流れる方向のことである。
本実施形他院お圧力室１２は、上述のようにＹ方向に延設されているため、詳しくは後述する第２流路２０２が延設された第２の方向であるＺ方向以外の方向に延設されていると言える。
また、圧力室１２は、Ｚ方向以外の方向に延設された流路である第３流路を構成する。本実施形態の第３流路は、圧力室１２のみで構成されている。もちろん、これに限定されず、上述のように、圧力室１２の端部に流路抵抗を付与するように圧力室１２よりも断面積を絞った流路抵抗付与部を設けた場合には、圧力室１２と流路抵抗付与部とが第３流路を構成する。また、本実施形態の圧力室１２は、Ｙ方向に延設されたものであるが、第２の方向であるＺ方向とは異なる方向に延設されたものであればよく、Ｘ方向に延設されていてもよい。
供給路２０３は、圧力室１２と第１共通液室１０１とを接続するものであり、第１連通板１５１をＺ方向に貫通して設けられている。すなわち、供給路２０３は、＋Ｚ側の一端部が第１共通液室１０１と連通し、−Ｚ側の他端部が圧力室１２と連通する。このような供給路２０３は、Ｚ方向に延設されている。ここで、供給路２０３が延設された方向とは、供給路２０３内をインクが流れる方向のことである。
第１流路２０１は、ノズルプレート２０の面内方向、すなわち、ノズル面２０ａの面内方向に延設されている。本実施形態では、第１流路２０１は、ノズル面２０ａの面内方向であるＸ方向及びＹ方向を含む方向のうち、Ｙ方向に延設されている。つまり、本実施形態の第１の方向はＹ方向である。
また、第１流路２０１が延設された方向とは、第１流路２０１内をインクが流れる方向のことである。本実施形態では、第１流路２０１は、Ｙ方向の一端で第２流路２０２と連通し、Ｙ方向の他端で第２共通液室１０２と連通しているため、第１流路２０１内をＹ方向にインクが流れる。したがって、第１流路２０１が延設された方向はＹ方向である。
このような第１流路２０１は、第２連通板１５２とノズルプレート２０との間に、Ｙ方向に沿って設けられている。具体的には、第１流路２０１は、第２連通板１５２に凹部を設け、この凹部の開口をノズルプレート２０で蓋をすることで形成されている。なお、第１流路２０１は特にこれに限定されず、ノズルプレート２０に凹部を設け、ノズルプレート２０の凹部を第２連通板１５２によって蓋をするようにしてもよく、第２連通板１５２とノズルプレート２０との両方に凹部を設けるようにしてもよい。
ここで、本実施形態の第１流路２０１は、断面積が第１の断面積となる部分である第１部分２０１ａと、断面積が第１部分２０１ａの第１の断面積よりも小さな第２の断面積となる部分である第２部分２０１ｂと、を有する。
ここで、流路の断面積とは、当該流路内のインクが流れる方向を横断する断面における面積のことである。したがって、第１流路２０１の断面積とは、インクの流れる方向であるＹ方向を横断する断面における面積のことである。つまり、第１流路２０１のＹ方向を横断する方向とは、Ｘ方向及びＺ方向を含む方向であり、第１流路２０１のＸ方向及びＹ方向を含む方向における断面の面積である。
本実施形態では、第１部分２０１ａと第２部分２０１ｂとは、Ｘ方向に同じ幅で形成されており、ノズル面２０ａの垂線方向であるＺ方向の高さを変更することで、第１部分２０１ａの第１の断面積に比べて、第２部分２０１ｂの第２の断面積の方が小さくなるようにした。具体的には、図３に示すように、第２部分２０１ｂの高さｈ２は、第１部分２０１ａの高さｈ１よりも小さい。本実施形態では、第１部分２０１ａと第２部分２０１ｂとの高さの違いは、Ｚ方向において、第２部分２０１ｂのノズル２１とは反対側の天井を第１部分２０１ａよりもノズルプレート２０に近づけた位置とすることで、第２部分２０１ｂの高さｈ２が、第１部分２０１ａの高さｈ１よりも小さくなるようにした。
このような第１部分２０１ａと第２部分２０１ｂとが、インクが流れる方向であるＹ方向に並んで配置されている。本実施形態では、第１部分２０１ａが第２流路２０２側に設けられ、第２部分２０１ｂが第２共通液室１０２側に配置されている。
第２流路２０２は、第１流路２０１と接続されて、第１流路２０１の延設された第１の方向であるＹ方向以外の第２の方向、本実施形態では、Ｚ方向に延設されている。ここで第２流路２０２が延設された方向とは、第２流路２０２内をインクが流れる方向のことである。第２流路２０２は、本実施形態では、連通板１５をＺ方向に貫通して設けられており、Ｚ方向の一端で圧力室１２と連通し、Ｚ方向の他端で第１流路２０１と連通することで、圧力室１２と第１流路２０１とを連通している。したがって、第２流路２０２内ではＹ方向にインクが流れる。
ノズル２１は、第１流路２０１の途中に連通する位置に配置されている。すなわち、ノズル２１は、一端が第１流路２０１の途中に連通し、他端がノズルプレート２０の＋Ｚ側のノズル面２０ａに開口することで外部と連通して設けられている。
ここで、ノズル２１が第１流路２０１の途中に連通するように設けられているとは、Ｚ方向から平面視した際に、ノズル２１が第１流路２０１と重なる位置に配置されていることを言う。ちなみに、Ｚ方向から平面視した際に、ノズル２１が第２流路２０２と重なる位置に配置されているものは、第１流路２０１の途中に連通するように設けられているとは言わない。つまり、本実施形態の第１流路２０１は、Ｚ方向において第２流路２０２に重ならない部分である。
また、ノズル２１は、第１流路２０１の第１部分２０１ａに連通する位置に設けられている。すなわち、第１流路２０１は、ノズル２１よりも第２流路２０２側に第１部分２０１ａと、ノズル２１よりも第２流路２０２とは反対側である第２共通液室１０２側に第２部分２０１ｂと、を具備する。ここで、第１流路２０１は、ノズル２１よりも第２流路２０２側に第１の断面積を有する第１部分２０１ａを具備するとは、ノズル２１が連通する部分も含めて第１部分２０１ａとなっていることを言う。つまり、ノズル２１が第２部分２０１ｂに連通する位置に設けられているものは含まれない。また、本実施形態では、ノズル２１は、第１部分２０１ａにおいて第２部分２０１ｂ側に連通して設けられている。すなわち、ノズル２１の下流側には、第２部分２０１ｂが近接して設けられている。
なお、ノズル２１が連通する第１流路２０１の断面積は、第２流路２０２の断面積よりも小さいことが好ましい。すなわち、第１流路２０１の第１部分２０１ａの第１の断面積は、第２流路２０２の断面積よりも小さいことが好ましい。本実施形態では、第１部分２０１ａと第２流路２０２とは、ノズル２１の並設方向であるＸ方向に同じ幅で形成し、第１流路２０１の第１部分２０１ａのＺ方向の高さｈ１を、第２流路２０２のＹ方向の高さｈ３よりも低くすることで、第１部分２０１ａの断面積を第２流路２０２の断面積よりも小さくなるようにした。
このような個別流路２００は、第１共通液室１０１に連通する上流側から第２共通液室１０２に連通する下流側に向かって順に供給路２０３、圧力室１２、第２流路２０２、第１流路２０１を有する。つまり、本実施形態では、個別流路２００は、第１共通液室１０１から第２共通液室１０２に向かうインクの流れに対して、上流側から下流側に向かって圧力室１２とノズル２１とがこの順番に配置されている。
そして、このような個別流路２００では、第１共通液室１０１から個別流路２００を通り第２共通液室１０２にインクが流れる、所謂、循環が行われる。また、圧電アクチュエーター３００を駆動することによって圧力室１２内のインクに圧力変化を生じさせて、ノズル２１内のインクの圧力を上昇させることでノズル２１から外部にインク滴が吐出される。第１共通液室１０１から個別流路２００を通り第２共通液室１０２にインクが流れる時に、圧電アクチュエーター３００を駆動してもよいし、第１共通液室１０１から個別流路２００を通り第２共通液室１０２にインクが流れない時に、圧電アクチュエーター３００を駆動してもよい。また、圧電アクチュエーター３００の駆動による圧力変化により、第２共通液室１０２から第１共通液室１０１へのインクの流れが一時的に生じてもよい。
また、本実施形態の記録ヘッド１では、第１流路２０１の途中にノズル２１を連通させることで、ノズル２１によって乾燥することで増粘したインクを、第１流路２０１を流れるインクによって下流側の第２共通液室１０２に流すことができる。したがって、増粘したインクがノズル２１及びその近傍に滞留するのを抑制して、増粘したインクによってノズル２１の目詰まりや、ノズル２１から吐出されるインク滴の飛翔方向のずれなどの吐出不良が発生するのを抑制することができる。
これに対して、例えば、ノズル２１を第２流路２０２に連通する位置に配置した場合、すなわち、Ｚ方向から平面視した際に、ノズル２１を第２流路２０２に重なる位置に配置した場合、ノズル２１によって乾燥することで増粘したインクが、第２流路２０２とノズルプレート２０との角部、特に、Ｙ方向において第１流路２０１とは反対側の角部に滞留し易い。そして、増粘したインクがノズル２１の近傍に滞留することで、増粘したインクによるノズル２１の目詰まりや、吐出されるインク滴の飛翔方向のずれなどの吐出不良が発生し易い。
本実施形態では、Ｙ方向の延設された第１流路２０１にノズル２１を連通させることで、インクの滞留が生じ易い第２流路２０２とノズルプレート２０との角部からノズル２１を離して配置することができ、ノズル２１によって増粘したインクが、ノズル２１近傍に滞留し難く、増粘したインクを除去し易い。
また、ノズル２１をＹ方向に延設された第１流路２０１の途中に連通させることで、ノズル２１から侵入した気泡を、第１流路２０１を流れるインクによって下流側である第２共通液室１０２側に流すことができる。したがって、ノズル２１から侵入した気泡が、圧力室１２や第１共通液室１０１側に入り込むのを抑制して、圧力室１２に侵入した気泡によって圧力室１２内のインクの圧力変動が吸収されることによるインク滴の吐出不良を抑制することができる。ちなみに、ノズル２１を第２流路２０２に連通する位置に設けた場合、ノズル２１から侵入した気泡が、浮力によってインクの流れに逆らって圧力室１２側に移動し易い。そして、ノズル２１から圧力室１２に気泡が侵入すると、圧力室１２に侵入した気泡が、圧力室１２内のインクの圧力変動を吸収し、インク滴の吐出不良が発生する虞がある。
また、ノズル２１よりも第２流路２０２側に第１の断面積を有する第１部分２０１ａを設けることで、圧力室１２からノズル２１までの流路抵抗が大きくなるのを抑制して、圧力室１２からノズル２１までの圧力損失を低減することができ、ノズル２１から吐出されるインク滴の重量が低下するのを抑制することができる。ちなみに、第１流路２０１を第２部分２０１ｂのみで構成した場合、圧力室１２からノズル２１までの流路抵抗が大きく、圧力損失が大きくなるため、ノズル２１から吐出するインク滴の重量が小さくなる。このため、圧電アクチュエーター３００をより高い駆動電圧で駆動しなくてはならず、吐出効率が低下する。本実施形態では、第１部分２０１ａにノズル２１を連通させることで、インク滴の重量が低下するのを抑制することができるため、圧電アクチュエーター３００をより低い駆動電圧で駆動することができ吐出効率を向上することができる。また、ノズル２１を第１部分２０１ａに連通させることで、第１流路２０１の途中に連通するノズル２１の位置が制限されることがない。つまり、第１流路２０１が第２部分２０１ｂのみで構成されている場合、圧力室１２からノズル２１までの圧力損失を低減するためには、ノズル２１を第２流路２０２に近い位置に設ける必要があるが、本実施形態では、ノズル２１を含みノズル２１よりも第２流路２０２側に第１部分２０１ａを設けることで、圧力損失を低減することができるため、ノズル２１を第２流路２０２に近い位置に配置する必要がなく、ノズル２１の配置の自由度を上げることができる。
また、ノズル２１よりも下流側に第２部分２０１ｂを設けることで、第２部分２０１ｂを流れるインクの流速を速くすることができ、ノズル２１によって増粘したインクや、ノズル２１から侵入した気泡を、第２部分２０１ｂ内を比較的速い流速で流れるインクによって除去することができる。すなわち、ノズル２１によって増粘したインクやノズル２１から侵入した気泡は、下流側である第２部分２０１ｂに向かって流れ易いと共に、第２部分２０１ｂに流れ込んだ気泡は、速い流速で下流側に流れるため、上流側で第２流路２０２側に向かって逆流し難い。したがって、増粘したインクや気泡がノズル２１近傍に滞留し難く、また、上流側に逆流し難い。
また、本実施形態では、ノズル２１を第２流路２０２よりも断面積の小さな第１流路２０１の第１部分２０１ａに連通させることで、循環時にノズル２１直上の第１流路２０１を流れるインクの流速を、第２流路２０２を流れるインクに比べて速くすることができるため、ノズル２１によって増粘したインクやノズル２１から侵入した気泡を、第１流路２０１内を流れるインクによって下流側である第２共通液室１０２側に容易に流すことができる。したがって、増粘したインクや侵入した気泡がノズル２１近傍に滞留するのを低減して、インク滴の吐出不良が発生するのを抑制することができる。
ちなみに例えば、ノズル２１を第２流路２０２に連通する位置に設け、第２流路２０２のノズル２１側の断面積を圧力室１２側の断面積よりも小さくして、第２流路２０２のノズル２１側の流速を速くして増粘したインクを下流に流す構成も考えられるものの、このような構成であっても、ノズル２１から侵入した気泡が、浮力によってインクの流れに逆らって圧力室１２に侵入してしまう虞がある。本実施形態では、ノズル２１が途中で連通する第１流路２０１の延設された方向が、鉛直方向であるＺ方向と交差する方向であるため、気泡が圧力室１２に侵入するのを抑制することができる。
なお、本実施形態では、個別流路２００の第１流路２０１と第２共通液室１０２とを直接、接続するようにしたが、特にこれに限定されず、第１流路２０１と第２共通液室１０２との間に他の流路が設けられていてもよい。例えば、第１流路２０１と第２共通液室１０２との間に他の流路が設けられている場合には、第１流路２０１のノズル２１から第２流路２０２までの距離が、第１流路２０１のノズル２１から他の流路までの距離よりも短くなるのが好ましい。
なお、ノズル２１から圧力室１２までの流路抵抗は、ノズル２１から第２共通液室１０２までの流路抵抗よりも小さいことが好ましい。すなわち、第１流路２０１のノズル２１に連通する位置から上流側と第２流路２０２との流路抵抗は、第１流路２０１のノズル２１に連通する位置から下流側の流路抵抗よりも小さいことが好ましい。これにより、圧力室１２からノズル２１までの圧力損失を低減して、ノズル２１から吐出されるインク滴の重量が低下するのを抑制することができると共に、吐出効率を向上することができる。
また、個別流路２００において、ノズル２１から第２共通液室１０２までの流路抵抗は、ノズル２１から第１共通液室１０１までの流路抵抗に対して、−５０％以上、＋５０％以下であるのが好ましい。
すなわち、ノズル２１から第１共通液室１０１までの流路抵抗とは、第１流路２０１のノズル２１が連通する位置から第２流路２０２側の部分と、第２流路２０２と、供給路２０３との流路抵抗である。また、ノズル２１から第２共通液室１０２までの流路抵抗とは、第１流路２０１のノズル２１が連通する位置から第２共通液室１０２までの部分の流路抵抗である。そして、個別流路２００のノズル２１から第２共通液室１０２までの流路抵抗を、ノズル２１から第１共通液室１０１までの流路抵抗に対して、−５０％以上、＋５０％以下とすることで、ノズル２１のインクのメニスカスの位置を管理し易い。例えば、第１共通液室１０１から第２共通液室１０２に向かうインクの流れに対して、循環の向きが反転した場合、すなわち、第２共通液室１０２から第１共通液室１０１に向かうインクの流れとなった場合であっても、上記の流路抵抗とすることで、ノズル２１内のインクのメニスカスの位置が揃い易い。ちなみに、ノズル２１から第１共通液室１０１までの流路抵抗と、ノズル２１から第２共通液室１０２までの流路抵抗とを同じにするのが好適である。これにより、さらにノズル２１のインクのメニスカスの位置を揃え易い。
以上説明したように、本実施形態の液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッド１では、ノズルプレート２０を含み、流路が形成された流路基板と、流路の液体であるインクに圧力変化を生じさせるエネルギー発生素子である圧電アクチュエーター３００と、を備え、流路は、第１共通液室１０１と、第２共通液室１０２と、第１共通液室１０１および第２共通液室１０２に連通して第１共通液室１０１から第２共通液室１０２に向かってインクが流れる複数の個別流路２００と、を含み、個別流路２００は、外部と連通するノズル２１と、ノズル２１が途中に配置されて、ノズルプレート２０のノズル２１が開口するノズル面２０ａの面内方向である第１の方向であるＹ方向に延設された第１流路２０１と、第１流路２０１と接続されＹ方向以外の第２の方向であるＺ方向に延設された第２流路２０２と、第２流路２０２と接続されＺ方向以外の第３の方向であるＹ方向に延設された第３流路と、第３流路に配置され圧電アクチュエーター３００により圧力変化が生じる圧力室１２と、を備え、第１流路２０１は、ノズル２１より第２流路２０２側に、第１の断面積の部分である第１部分２０１ａと、ノズル２１より第２流路２０２とは反対側に、第１の断面積よりも小さな断面積である第２の断面積の部分である第２部分２０１ｂと、を備える。
このように、Ｙ方向に延設された第１流路２０１の途中にノズル２１を連通させることで、ノズル２１によって乾燥することで増粘したインクを、第１流路２０１を流れるインクによって下流側の第２共通液室１０２に流すことができる。したがって、第２流路２０２とノズルプレート２０との角部などのインクが滞留する部分からノズル２１を離して配置することができ、ノズル２１によって増粘したインクが第２流路２０２とノズルプレート２０との角部に滞留するのを抑制して、増粘したインクや気泡によってノズル２１の目詰まりや、ノズル２１から吐出されるインク滴の飛翔方向のずれなどの吐出不良が発生するのを抑制することができる。また、ノズル２１から侵入した気泡が、第２流路２０２とノズルプレート２０との角部に滞留するのを抑制することができると共に、ノズル２１から侵入した気泡が圧力室１２側に移動するのを抑制して、インク滴の吐出不良を抑制することができる。
また、ノズル２１よりも第２流路側の第１の断面積である第１部分２０１ａを設けることで、圧力室１２からノズル２１までの圧力損失を低減して、ノズル２１から吐出されるインク滴の重量が低下するのを抑制することができる。
さらに、ノズル２１よりも第２共通液室１０２側に第２の断面積である第２部分２０１ｂを設けることで、第２部分２０１ｂを流れるインクの流速を速くすることができ、ノズル２１によって増粘したインクや、ノズル２１から侵入した気泡を、第２部分２０１ｂ内を比較的速い流速で流れるインクによって除去することができ、増粘したインクや気泡が上流側に逆流し難い。
また、本実施形態の記録ヘッド１では、第１流路２０１の断面積は、第２流路２０２の断面積よりも小さいことが好ましい。すなわち、第１流路２０１の断面積のうち、小さい第１部分２０１ａの第１の断面積は、第２流路２０２のインクの流れを横断する断面積よりも小さいことが好ましい。このように、ノズル２１を第２流路２０２よりも断面積の小さな第１流路２０１の第１部分２０１ａに連通させることで、循環時にノズル２１直上の第１流路２０１を流れるインクの流速を、第２流路２０２を流れるインクに比べて速くすることができるため、ノズル２１によって増粘したインクやノズル２１から侵入した気泡を、第１流路２０１内を流れるインクによって下流側である第２共通液室１０２側に容易に流すことができる。したがって、増粘したインクや侵入した気泡がノズル２１近傍に滞留するのを低減して、インク滴の吐出不良が発生するのを抑制することができる。
また、本実施形態の記録ヘッド１では、第２の断面積の部分である第２部分２０１ｂは、第１の断面積の部分である第１部分２０１ａに対して、ノズル２１が開口するノズル面２０ａの垂線方向であるＺ方向の高さを絞ることで、第１部分２０１ａよりも小さな断面積で形成されている。このように第２部分２０１ｂを、ノズル２１の並設方向であるＸ方向ではなく、Ｚ方向の高さを絞って形成することで、第１部分２０１ａをＸ方向に幅広に形成することなく、第１流路２０１をＸ方向に高密度に配置することができると共に、Ｘ方向で隣接する第１流路２０１の間の壁の剛性を向上して、流路内のインクの圧力によって壁が変形することによるインク滴の吐出特性にばらつきが生じるのを抑制することができる。つまり、インク滴を吐出するノズル２１の両側のノズル２１からインク滴を同時に吐出する場合に、隣接する第１流路２０１の間の壁には両側から同じタイミングで圧力が印加される。この場合には、壁の剛性にかかわらず壁の両側から圧力が印加されるため、壁は変形し難い。これに対して、インク滴を吐出するノズル２１の両側のノズル２１からインク滴を吐出しない場合には、隣接する第１流路２０１の間の壁には片側のみに圧力が印加される。このとき、壁の剛性が低いと、壁が変形して圧力変動が吸収され、インク滴の吐出特性が低下する。このため、複数のノズル２１の何れかからインク滴を吐出させるかの条件の違いによって、インク滴の吐出特性にばらつきが生じてしまう。本実施形態では、第１流路２０１の第２部分２０１ｂは、第１部分２０１ａに対してＸ方向の幅を変更することなく、Ｚ方向の高さを絞ることで形成しているため、Ｘ方向で隣接する第２部分２０１ｂの間の壁の剛性が低下するのを抑制することができるため、インク滴の吐出特性にばらつきが生じるのを抑制することができる。
また、本実施形態の記録ヘッド１では、個別流路２００において、ノズル２１よりも上流側の流路抵抗に対して、下流側の流路抵抗は−５０％以上、＋５０％以下であることが好ましい。このように個別流路２００のノズル２１よりも上流側の流路抵抗に対して下流側の流路抵抗を−５０％以上、＋５０％以下とすることで、個別流路２００を流れるインクの向きに関わらずノズル２１のインクのメニスカスの位置を管理し易い。
なお、本実施形態では、第１流路２０１のＺ方向の高さであって、ノズル２１とは反対側の一方の高さを絞ることで、第１部分２０１ａを形成すると共に、第１部分２０１ａと第２部分２０１ｂとのＺ方向の高さが異なる部分にＺ方向に沿った面となる段差面が形成されるようにしたが、特にこれに限定されない。ここで、本実施形態の第１流路２０１の変形例を図４に示す。なお、図４は、本発明の実施形態１に係る第１流路の変形例を示す要部を拡大した断面図であって、図１のＡ−Ａ′線に準じた要部断面図である。
図４に示すように、第２部分２０１ｂは、第１部分２０１ａに比べてＺ方向のノズル２１とは反対側の天井を絞ることで形成されている。また、第１部分２０１ａと第２部分２０１ｂとの高さを絞った接続部分は、ノズル面２０ａの垂線方向に対して傾斜した傾斜面２０１ｃとなっている。すなわち、Ｙ方向において第１部分２０１ａから第２部分２０１ｂに向かってＺ方向の高さが徐々に低くなるように、天井に傾斜面２０１ｃが形成されている。
このように、第１部分２０１ａと第２部分２０１ｂとの接続部分の天井に傾斜面２０１ｃを設けることで、第２部分２０１ｂからの気泡２１０が浮力によって天井付近に上昇しても、第１流路２０１を流れるインクによって傾斜面２０１ｃに沿って下流側に移動することができ、ノズル２１近傍に気泡２１０が滞留するのを抑制することができる。ちなみに、上述した図３に示す構成では、第１部分２０１ａと第２部分２０１ｂとを接続する天井部分には、Ｚ方向に沿った面を有する段差が設けられているため、気泡が浮力によって天井側に移動し、段差に引っかかることで下流側に流れない虞がある。
また、第２部分２０１ｂは、Ｚ方向においてノズル２１とは反対側の天井を絞ることで形成するようにしたが、特にこれに限定されない。ここで、第１流路２０１の変形例を図５に示す。なお、図５は、本発明の実施形態１に係る第１流路の変形例を示す要部を拡大した断面図であって、図１のＡ−Ａ′線に準じた要部断面図である。
図５に示すように、第１流路２０１の第１部分２０１ａは、ノズル面２０ａの垂線方向であって、ノズル２１側の底面を絞ることで形成されている。すなわち、第１部分２０１ａと第２部分２０１ｂとの接続部分の天井部分は、面一となっている。このような第１流路２０１では、ノズル２１から侵入した気泡が浮力によって−Ｚ方向に移動しても、第１部分２０１ａと第２部分２０１ｂとの接続部分に気泡が滞留するのを抑制して、ノズル２１近傍の気泡の滞留による吐出不良を抑制することができる。
また、本実施形態では、ノズルプレート２０とコンプライアンス基板４９とを別体で設けた構成としたが、特にこれに限定されない。例えば、ノズルプレート２０を第１共通液室１０１の開口を覆う大きさで設け、ノズルプレート２０の一部にコンプライアンス部４９４を設けるようにしてもよい。このようなコンプライアンス部４９４が設けられたノズルプレート２０は、ポリイミド等の樹脂フィルムや、ステンレス鋼等の金属材料で製造することができる。
（実施形態２）
図６は、本発明の実施形態２に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの断面図であって、図１のＡ−Ａ′線に準じた断面図である。図７は、図６のＢ−Ｂ′線の要部断面図である。なお、上述した実施形態と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
図６及び図７に示すように、第１流路２０１は、ノズル２１よりも第２流路２０２側に第１の断面積を有する第１部分２０１ａと、ノズル２１よりも第２共通液室１０２側に第１の断面積よりも小さな第２の断面積を有する第２部分２０１ｂと、を有する。
図７に示すように、第２部分２０１ｂは、第１部分２０１ａに対して、ノズル２１の並設方向であるＸ方向の幅を絞ることで形成されている。すなわち、第２部分２０１ｂのＸ方向の幅ｗ２は、第１部分２０１ａのＸ方向の幅ｗ１よりも狭い。また、本実施形態では、第２部分２０１ｂのＸ方向の幅は、第１部分２０１ａをＸ方向の両側から絞ることで形成されている。
なお、第１部分２０１ａと第２部分２０１ｂとは、Ｚ方向の高さが同じ高さで設けられている。
以上説明したように、本実施形態の液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッド１では、ノズルプレート２０を含み、流路が形成された流路基板と、流路の液体であるインクに圧力変化を生じさせるエネルギー発生素子である圧電アクチュエーター３００と、を備え、流路は、第１共通液室１０１と、第２共通液室１０２と、第１共通液室１０１および第２共通液室１０２に連通して第１共通液室１０１から第２共通液室１０２に向かってインクが流れる複数の個別流路２００と、を含み、個別流路２００は、外部と連通するノズル２１と、ノズル２１が途中に配置されて、ノズルプレート２０のノズル２１が開口するノズル面２０ａの面内方向である第１の方向であるＹ方向に延設された第１流路２０１と、第１流路２０１と接続されＹ方向以外の第２の方向であるＺ方向に延設された第２流路２０２と、第２流路２０２と接続されＺ方向以外の第３の方向であるＹ方向に延設された第３流路と、第３流路に配置され圧電アクチュエーター３００により圧力変化が生じる圧力室１２と、を備え、第１流路２０１は、ノズル２１より第２流路２０２側に、第１の断面積の部分である第１部分２０１ａと、ノズル２１より第２流路２０２とは反対側に、第１の断面積よりも小さな断面積である第２の断面積の部分である第２部分２０１ｂと、を備える。
このように、Ｙ方向に延設された第１流路２０１の途中にノズル２１を連通させることで、ノズル２１によって乾燥することで増粘したインクを、第１流路２０１を流れるインクによって下流側の第２共通液室１０２に流すことができる。したがって、第２流路２０２とノズルプレート２０との角部などのインクが滞留する部分からノズル２１を離して配置することができ、ノズル２１によって増粘したインクが第２流路２０２とノズルプレート２０との角部に滞留するのを抑制して、増粘したインクや気泡によってノズル２１の目詰まりや、ノズル２１から吐出されるインク滴の飛翔方向のずれなどの吐出不良が発生するのを抑制することができる。また、ノズル２１から侵入した気泡が、第２流路２０２とノズルプレート２０との角部に滞留するのを抑制することができると共に、ノズル２１から侵入した気泡が圧力室１２側に移動するのを抑制して、インク滴の吐出不良を抑制することができる。
また、ノズル２１よりも第２流路側の第１の断面積である第１部分２０１ａを設けることで、圧力室１２からノズル２１までの圧力損失を低減して、ノズル２１から吐出されるインク滴の重量が低下するのを抑制することができる。
さらに、ノズル２１よりも第２共通液室１０２側に第２の断面積である第２部分２０１ｂを設けることで、第２部分２０１ｂを流れるインクの流速を速くすることができ、ノズル２１によって増粘したインクや、ノズル２１から侵入した気泡を、第２部分２０１ｂ内を比較的速い流速で流れるインクによって除去することができ、増粘したインクや気泡が上流側に逆流し難い。
また、本実施形態の記録ヘッド１では、第２の断面積の部分である第２部分２０１ｂは、第１の断面積の部分である第１部分２０１ａに対して、ノズル２１の並設方向であるＸ方向の幅を絞ることで、第１部分２０１ａの第１の断面積よりも小さな断面積で形成されている。このように、Ｘ方向の幅を絞ることで、第２部分２０１ｂを設けることで、第１部分２０１ａがＺ方向に高くなるのを抑制することができる。したがって、連通板１５のＺ方向の厚さを比較的薄くすることができる。これにより、第２流路２０２の流路長を比較的短くして、圧力室１２からノズル２１までの圧力損失を低減して、ノズル２１から吐出されるインク滴の重量が低下するのを抑制することができる。
また、第２部分２０１ｂをＸ方向の幅を絞ることで、第１部分２０１ａと第２部分２０１ｂとの接続部分には、Ｚ方向においてノズル２１とは反対側の天井に段差が形成されない。したがって、気泡が段差によってノズル２１近傍に滞留するのを抑制して、気泡による吐出不良が生じるのを抑制することができる。
なお、本実施形態では、第２部分２０１ｂは、第１部分２０１ａのＸ方向の幅を両側から絞ることで形成するようにしたが、特にこれに限定されず、Ｘ方向の幅を片側から絞ることで形成してもよい。ここで連通板１５として、表面の面方位が（１００）面に優先配向したシリコン単結晶基板を用いた場合の、第１流路２０１について図８を参照して説明する。なお、図８は、第１流路の変形例を示す断面図であって、図６のＢ−Ｂ′線に準じた断面図である。
図８に示すように、連通板１５は、表面の面方位が（１１０）面に優先配向したシリコン単結晶基板からなる。そして、第１流路２０１の第１部分２０１ａと第２部分２０１ｂとは、連通板１５をアルカリ溶液を用いた異方性エッチング（ウェットエッチングとも称する）することで高精度に形成することができる。
ここで、異方性エッチングは、シリコン単結晶基板のエッチングレートの違いを利用して行われる。すなわち、表面の面方位が（１１０）面のシリコン単結晶基板は、（１１０）面のエッチングレートと比較して（１１１）面のエッチングレートが約１／１８０であるという性質を利用して行われる。すなわち、表面の面方位が（１１０）面に優先配向したシリコン単結晶基板を水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨ）や、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）等のアルカリ溶液に浸漬すると、徐々に浸食されて（１１０）面に垂直な第１の（１１１）面と、この第１の（１１１）面と７０．５３度の角度をなし、且つ（１１０）面と３７．５度の角度をなす第２の（１１１）面とが出現する。かかる異方性エッチングにより、二つの平行する面である第１の（１１１）面と、二つの平行する面である第２の（１１１）面とで形成される平行四辺形を基本として精密加工を行うことができる。本実施形態では、第１流路２０１の第１部分２０１ａと第２部分２０１ｂとの接続部分において、鋭角となる角部が形成されないように、第１部分２０１ａのＸ方向の幅の片側から絞ることで第２部分２０１ｂが形成されている。すなわち、第２部分２０１ｂは、Ｘ方向から平面視した際に、第１部分２０１ａと重なるように形成されていない。これにより、第１部分２０１ａと第２部分２０１ｂとの接続部分には、鈍角となる角部が形成されることとなり、気泡２１０が第１部分２０１ａと第２部分２０１ｂとの角部に引っかかるのを抑制して、第１部分２０１ａ内に気泡２１０が滞留するのを抑制して、気泡の排出性を向上することができる。これに対して、例えば、図９に示すように、第１部分２０１ａと第２部分２０１ｂとの接続部分に鋭角となる角部が形成されている場合、第１部分２０１ａから気泡２１０が鋭角となる角部を越えて第２部分２０１ｂに移動することが困難となる。したがって、ノズル２１近傍に気泡２１０が滞留し、気泡２１０によってインク滴の吐出不良が生じる虞がある。
（実施形態３）
図１０は、本発明の実施形態３に係る記録ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの平面図である。図１１は、図１０のＣ−Ｃ′線断面図である。図１２は、図１０のＤ−Ｄ′線断面図である。図１３は、実施形態３に係る流路構成を模式的に示す図である。なお、上述した実施形態と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
図１１及び図１２に示すように、流路基板である流路形成基板１０、連通板１５、ノズルプレート２０、コンプライアンス基板４９、ケース部材４０等には、第１共通液室１０１と、第２共通液室１０２と、第１共通液室１０１からのインクを第２共通液室１０２に流す複数の個別流路２００と、が設けられている。
流路形成基板１０には、圧力室１２がＸ方向に並設された列が、Ｙ方向に２列並んで設けられている。また、２列の圧力室１２において、一方の列の圧力室１２を第１圧力室１２Ａと称し、他方の列の圧力室１２を第２圧力室１２Ｂと称する。第１圧力室１２Ａと第２圧力室１２Ｂとは、Ｘ方向からの平面視において互いに重ならない位置に配置されている。また、第１圧力室１２Ａと第２圧力室１２Ｂとは、Ｘ方向にずらした、いわゆる千鳥配置となっている。本実施形態では、第１圧力室１２ＡがＸ方向に並設された列と、第２圧力室１２ＢがＸ方向に並設された列とは、Ｘ方向に互いに半ピッチずれた位置に配置されている。なお、第１圧力室１２Ａの一部と第２圧力室１２Ｂの一部とが、第１の方向Ｘからの平面視において、互いに重なる位置に配置されていてもよい。
また、本実施形態では、第１圧力室１２Ａに連通するノズル２１を第１ノズル２１Ａと称し、第２圧力室１２Ｂに連通するノズル２１を第２ノズル２１Ｂと称する。本実施形態では、図１０に示すように、ノズル列２２は、第１ノズル２１Ａと第２ノズル２１ＢとがＸ方向に交互に配置されている。また、本実施形態では、第１ノズル２１Ａと第２ノズル２１Ｂとは、Ｙ方向において同じ位置に配置されている。すなわち、ノズル２１は、Ｘ方向に沿った直線上に配置されている。なお、第１ノズル２１Ａと第２ノズル２１Ｂとが、第２の方向Ｙで同じ位置とならないように配置されていてもよい。すなわち、第１ノズル２１Ａが並設されたノズル列と、第２ノズル２１Ｂが並設されたノズル列との２列のノズル列が設けられていてもよい。
また、図１１及び図１２に示すように、連通板１５には、第１共通液室１０１を構成する第１連通部１６と、第２共通液室１０２を構成する第４連通部１９とが設けられている。
第１連通部１６は、上述した実施形態１と同様であるため重複する説明は省略する。
第４連通部１９は、Ｚ方向において、ケース部材４０の第２液室部４２に重なる位置に設けられており、連通板１５の＋Ｚ側の面及び−Ｚ側の面の両方に開口して、すなわち、連通板１５をＺ方向に貫通して設けられている。第４連通部１９は、−Ｚ側において第２液室部４２と連通することで第２共通液室１０２を構成する。すなわち、第２共通液室１０２は、ケース部材４０の第２液室部４２と連通板１５の第４連通部１９とによって構成されている。また、第４連通部１９は、＋Ｚ側において第２圧力室１２ＢにＺ方向で重なる位置までＹ方向に延設されている。
また、第２共通液室１０２の＋Ｚ側の開口する面には、コンプライアンス基板４９が設けられており、第２共通液室１０２の壁面の一部はコンプライアンス部４９４となっている。本実施形態では、第１共通液室１０１に設けられたコンプライアンス部４９４を第１コンプライアンス部４９４Ａと称し、第２共通液室１０２に設けられたコンプライアンス部４９４を第２コンプライアンス部４９４Ｂと称する。このように第１共通液室１０１と第２共通液室１０２とのそれぞれの壁面の一部にコンプライアンス部４９４を設けることで、第１共通液室１０１及び第２共通液室１０２内のインクの圧力変動をコンプライアンス部４９４が変形することによって吸収することができる。
ちなみに、第２コンプライアンス部４９４Ｂを設けずに第１コンプライアンス部４９４Ａのみを設けた場合、圧力室１２とノズル２１が設けられた個別流路においてインク滴を吐出させた際の圧力変動が、第２共通液室１０２を介して他の個別流路に伝わり、他の個別流路から吐出されるインク滴の吐出特性が安定せず、複数のノズル２１から吐出されるインク滴の吐出特性にばらつきが生じてしまう虞がある。同様に、第１コンプライアンス部４９４Ａを設けずに、第２コンプライアンス部４９４Ｂのみを設けた場合、第１共通液室１０１を介して個別流路の圧力変動が伝わり、インク滴の吐出特性にばらつきが生じてしまう虞がある。本実施形態では、第１共通液室１０１及び第２共通液室１０２の両方にコンプライアンス部を設けることで、個別流路の圧力変動が第１共通液室１０１及び第２共通液室１０２を介して他の個別流路に伝わり難く、インク滴の吐出特性にばらつきが生じるのを抑制することができる。
また、第２コンプライアンス部４９４Ｂを設けずに、第１コンプライアンス部４９４Ａのみを設けた場合、少数のノズル２１からインク滴を吐出させた場合には、第１コンプライアンス部４９４Ａの変形によって圧力室１２へのインクの供給が十分に間に合うものの、多数のノズル２１から同時にインク滴を吐出させた際に第１コンプライアンス部４９４Ａの変形だけでは圧力室１２へのインクの供給が十分に行われず、同時に吐出するノズル２１の数によってインク滴の吐出特性、特にインク滴の重量にばらつきが生じてしまう虞がある。本実施形態では、第１コンプライアンス部４９４Ａと第２コンプライアンス部４９４Ｂとの両方を設けることで、同時にインク滴を吐出するノズル２１の数によって圧力室１２へのインクの供給不足が生じるのを抑制して、インク滴の吐出特性にばらつきが生じるのを抑制することができる。
また、このように第１共通液室１０１及び第２共通液室１０２の両方にコンプライアンス部４９４を設ける場合、本実施形態では、第１共通液室１０１及び第２共通液室１０２をノズル２１が開口するＺ２側に開口するように設けることで、ノズルプレート２０とコンプライアンス部４９４とは、ノズル面２０ａの垂線方向であるＺ方向において圧力室１２及びノズル２１を有する個別流路２００に対して同じ側であるＺ２側に配置されている。このように、コンプライアンス部４９４を個別流路２００に対してノズル２１と同じ側に配置することで、ノズル２１が設けられていない領域にコンプライアンス部４９４を設けることができ、コンプライアンス部４９４を比較的広い面積で設けることができる。また、コンプライアンス部４９４とノズル２１とを個別流路２００に対して同じ側に配置することで、コンプライアンス部４９４を個別流路２００に近い位置に配置して、個別流路２００内のインクの圧力変動をコンプライアンス部４９４によって効果的に吸収させることができる。
なお、コンプライアンス部４９４の位置は、特にこれに限定されず、Ｚ方向において個別流路２００に対してノズル２１とは反対側に配置するようにしてもよい。すなわち、コンプライアンス部４９４をケース部材４０のＺ１側の面や、ケース部材４０及び連通板１５の側面等に設けることも可能である。ただし、上述のように、コンプライアンス部４９４をノズル２１と同じＺ２側に配置した方が、コンプライアンス部４９４を個別流路２００に近い位置に配置して、個別流路２００内のインクの圧力変動をコンプライアンス部４９４によって効果的に吸収することができると共に、コンプライアンス部４９４を比較的広い面積で形成することができる。
また、本実施形態の２つのコンプライアンス部４９４は、図１０に示すように、１つのコンプライアンス基板４９に設けられている。もちろん、コンプライアンス基板４９は、これに限定されず、コンプライアンス部４９４毎に独立したコンプライアンス基板４９を設けるようにしてもよい。
また、本実施形態の個別流路２００は、第１ノズル２１Ａを有する第１個別流路２００Ａと、第２ノズル２１Ｂを有する第２個別流路２００Ｂとを具備する。そして、第１個別流路２００Ａと第２個別流路２００ＢとがＸ方向に交互に配置されている。
ここで、第１個別流路２００Ａは、図１１に示すように、第１ノズル２１Ａと第１圧力室１２Ａと第１流路２０１Ａと第２流路２０２Ａと第１供給路２０３Ａと第４流路２０４Ａと第５流路２０５Ａとを具備する。
第１供給路２０３Ａは、第１圧力室１２Ａと第１共通液室１０１とを連通するものであり、第１連通板１５１をＺ方向に貫通して、すなわち、Ｚ方向に沿って延設されている。
第１圧力室１２Ａは、Ｚ方向以外の方向に延設された第３流路を構成する。本実施形態の第１個別流路２００Ａの第３流路は第１圧力室１２Ａのみで構成されている。この第１圧力室１２Ａは、上述のように流路形成基板１０に設けられたものである。また、第１圧力室１２Ａは、流路の並ぶ方向であるＸ方向に第１の解像度で形成されている。なお、第１圧力室１２Ａと第２圧力室１２Ｂとは、Ｙ方向に異なる位置に配置されているため、第１の解像度とは、第１圧力室１２Ａ及び第２圧力室１２Ｂのそれぞれの解像度のことである。また、第１の解像度とは、流路が並ぶ方向であるＸ方向における流路のピッチのことである。
第１流路２０１Ａは、上述した実施形態１と同様に、ノズルプレート２０と連通板１５との間に、第１の方向であるＹ方向に延設されている。本実施形態の第１流路２０１Ａは、第２連通板１５２に凹部を設け、この凹部の開口をノズルプレート２０で蓋をすることで形成されている。なお、第１流路２０１Ａは特にこれに限定されず、ノズルプレート２０に凹部を設け、ノズルプレート２０の凹部を第２連通板１５２によって蓋をするようにしてもよく、第２連通板１５２とノズルプレート２０との両方に凹部を設けるようにしてもよい。
そして、第１流路２０１Ａの途中に第１ノズル２１Ａが連通するように配置されている。
また、第１流路２０１Ａは、第１ノズル２１Ａよりも第２流路２０２側に第１の断面積となる第１部分２０１ａと、第１ノズル２１Ａよりも第２共通液室１０２側に第１の断面積よりも小さな第２の断面積の第２部分２０１ｂとを有する。本実施形態では、第１部分２０１ａは、上述した実施形態１と同様に、第２部分２０１ｂに対してＺ方向の高さを絞ることで形成されている。もちろん、第１部分２０１ａはこれに限定されず、実施形態２と同様に第１部分２０１ａを第２部分２０１ｂのＸ方向の幅を絞ることで形成してもよい。
第２流路２０２Ａは、上述した実施形態１と同様に、第１流路２０１Ａと接続されて、第１流路２０１Ａの延設された第１の方向であるＹ方向以外の第２の方向、本実施形態では、Ｚ方向に延設されている。第２流路２０２Ｂは、連通板１５をＺ方向に貫通して設けられており、Ｚ方向の一端で第１圧力室１２Ａと連通し、Ｚ方向の他端で第１流路２０１Ａと連通して設けられている。
第４流路２０４Ａは、一端が第１流路２０１Ａに連通すると共に、他端が第５流路２０５Ａに連通するように、第２連通板１５２を第３の方向に貫通して設けられている。すなわち、第４流路２０４Ｂは、第１流路２０１Ａの延設された第１の方向であるＹ方向とは異なるＺ方向に延設されている。
第５流路２０５Ａは、第１連通板１５１と第２連通板１５２との間に、一端が第４流路２０４Ａに連通し、他端が第２共通液室１０２に連通するようにノズル面２０ａの面内方向においてＹ方向に沿って延設されている。本実施形態の第５流路２０５Ａは、第２連通板１５２に凹部を設け、凹部を第１連通板１５１によって蓋をすることで形成されている。もちろん、第５流路２０５Ａは、第１連通板１５１に凹部を設け、第２連通板１５２によって蓋をすることで形成してもよく、第１連通板１５１と第２連通板１５２との両方に凹部を設けるようにしてもよい。
このように第１個別流路２００Ａは、第１共通液室１０１に連通する上流側から第２共通液室１０２に連通する下流側に向かって順に第１供給路２０３Ａ、第１圧力室１２Ａ、第２流路２０２、第１流路２０１Ａ、第１ノズル２１Ａ、第４流路２０４Ａ及び第５流路２０５Ａを有する。つまり、本実施形態では、図１３に示すように、第１個別流路２００Ａは、第１共通液室１０１から第２共通液室１０２に向かうインクの流れに対して、上流側から下流側に向かって第１圧力室１２Ａと第１ノズル２１Ａとがこの順番に配置されている。
そして、このような第１個別流路２００Ａでは、第１共通液室１０１から第１個別流路２００Ａを通り第２共通液室１０２にインクが流れる。また、圧電アクチュエーター３００を駆動することによって第１圧力室１２Ａ内のインクに圧力変化を生じさせて、第１ノズル２１Ａ内のインクの圧力を上昇させることで第１ノズル２１Ａから外部にインク滴が吐出される。第１共通液室１０１から第１個別流路２００Ａを通り第２共通液室１０２にインクが流れる時に、圧電アクチュエーター３００を駆動してもよいし、第１共通液室１０１から第１個別流路２００Ａを通り第２共通液室１０２にインクが流れない時に、圧電アクチュエーター３００を駆動してもよい。また、圧電アクチュエーター３００の駆動による圧力変化により、第２共通液室１０２から第１共通液室１０１へのインクの流れが一時的に生じてもよい。
なお、本実施形態では、第１個別流路２００Ａのうち、第１ノズル２１Ａよりも上流側、すなわち、第１流路２０１Ａの第１ノズル２１Ａよりも第２流路２０２Ａ側と、第２流路２０２Ａと、第１圧力室１２Ａと、第１供給路２０３Ａとを第１上流流路と称する。また、第１個別流路２００Ａのうち、第１ノズル２１Ａよりも下流側、すなわち、第１流路２０１Ａの第１ノズル２１Ａよりも第４流路２０４Ａ側と、第４流路２０４Ａと、第５流路２０５Ａとを第１下流流路と称する。
第２個別流路２００Ｂは、図１２に示すように、第２ノズル２１Ｂと第２圧力室１２Ｂと第１流路２０１Ｂと第２流路２０２Ｂと第２供給路２０３Ｂと第４流路２０４Ｂと第５流路２０５Ｂとを具備する。
第２供給路２０３Ｂは、第２圧力室１２Ｂと第２共通液室１０２とを連通するものであり、Ｚ方向に沿って、第１連通板１５１をＺ方向に貫通して、すなわち、Ｚ方向に沿って延設されている。
第２圧力室１２Ｂは、Ｚ方向以外の方向に延設された第３流路を構成する。本実施形態の第２個別流路２００Ｂの第３流路は第２圧力室１２Ｂのみで構成されている。この第２圧力室１２Ｂは、上述のように流路形成基板１０に設けられたものである。また、第２圧力室１２Ｂは、第１個別流路２００Ａの第１圧力室１２ＡとはＹ方向に異なる位置に配置されており、Ｘ方向から平面視した際に、第１圧力室１２Ａと第２圧力室１２Ｂとは互いに重ならない位置に設けられている。このような第２圧力室１２Ｂは、第１圧力室１２Ａと同様にＸ方向に第１の解像度で形成されている。
また、第２圧力室１２Ｂと第１個別流路２００Ａの第５流路２０５Ａとは、ノズル面２０ａの垂線方向であるＺ方向において異なる位置に配置されている。具体的には、第２圧力室１２Ｂは、第１連通板１５１の−Ｚ側に設けられ、第５流路２０５Ａは、第１連通板１５１の＋Ｚ側に設けられており、第２圧力室１２Ｂと第５流路２０５Ａとは、Ｚ方向に異なる位置に配置されている。このため、第２圧力室１２Ｂと第５流路２０５ＢとをＸ方向に近接して配置したとしても、第２圧力室１２Ｂと第５流路２０５Ａとは、Ｚ方向に異なる位置に配置されているので、第２圧力室１２Ｂを隔てる隔壁の厚さが薄くなるのを抑制して、第２圧力室１２Ｂの隔壁が変形して圧力吸収することによる吐出特性にばらつきが生じるのを抑制することができる。また、第２圧力室１２Ｂと第５流路２０５ＢとをＺ方向からの平面視において少なくとも一部が重なるように配置しても、第２圧力室１２Ｂと第５流路２０５Ｂとが連通することがない。
第１流路２０１Ｂは、上述した実施形態１と同様に、ノズルプレート２０と連通板１５との間に、第１の方向であるＹ方向に延設されている。本実施形態の第１流路２０１Ｂは、第２連通板１５２に凹部を設け、この凹部の開口をノズルプレート２０で蓋をすることで形成されている。なお、第１流路２０１Ｂは特にこれに限定されず、ノズルプレート２０に凹部を設け、ノズルプレート２０の凹部を第２連通板１５２によって蓋をするようにしてもよく、第２連通板１５２とノズルプレート２０との両方に凹部を設けるようにしてもよい。
そして、連通板１５とノズルプレート２０との間には、第１個別流路２００Ａの第１流路２０１Ａと第２個別流路２００Ｂの第１流路２０１ＢとがＸ方向に交互に配置されている。この第１流路２０１Ａ、２０１ＢがＸ方向に交互に配置された解像度を第２の解像度と称する。そして、第１流路２０１Ａ、２０１Ｂの第２の解像度は、第１圧力室１２Ａ又は第２圧力室１２Ｂの第１の解像度よりも大きい。例えば、第１圧力室１２Ａが３００ｄｐｉ、第２圧力室１２Ｂが３００ｄｐｉの第１の解像度で形成されていると、第１流路２０１Ａ、２０１Ｂとは、６００ｄｐｉの第２の解像度で形成されることになる。したがって、第１圧力室１２Ａ及び第２圧力室１２Ｂのそれぞれの第１の解像度を、第１流路２０１Ａ、２０１Ｂの第２の解像度よりも小さくして、第１圧力室１２Ａ及び第２圧力室１２ＢのＸ方向の開口幅を広げることができ、圧力室１２の排除体積を増大させることができる。
このような第１流路２０１Ｂの途中に第２ノズル２１Ｂが連通するように配置されている。本実施形態では、第２ノズル２１Ｂは、Ｙ方向において第１ノズル２１Ａと同じ位置、すなわち、Ｘ方向から平面視した際に第１ノズル２１Ａと第２ノズル２１Ｂとが互いに重なる位置に配置されている。
また、本実施形態では、第１流路２０１Ｂは、第２ノズル２１Ｂよりも第２流路２０２側に第１の断面積を有する第３部分２０１ｄと、第２ノズル２１Ｂよりも第２共通液室１０２側に第１の断面積よりも小さな第２の断面積を有する第４部分２０１ｅとを具備する。
第４部分２０１ｅは、第２部分２０１ｂと同様に、第３部分２０１ｄのＺ方向の高さ、具体的には、ノズル２１とは反対側の天井を絞ることで形成されている。
第２流路２０２Ｂは、上述した実施形態１と同様に、第１流路２０１Ｂと接続されて、第１流路２０１Ｂの延設された第１の方向であるＹ方向以外の第２の方向、本実施形態では、Ｚ方向に延設されている。第２流路２０２Ｂは、連通板１５をＺ方向に貫通して設けられており、Ｚ方向の一端で第２圧力室１２Ｂと連通し、Ｚ方向の他端で第１流路２０１Ｂと連通して設けられている。
第４流路２０４Ｂは、一端が第１流路２０１Ｂに連通すると共に、他端が第５流路２０５Ｂに連通するように、第２連通板１５２を第３の方向に貫通して設けられている。すなわち、第４流路２０４Ｂは、第１流路２０１Ｂの延設された第１の方向であるＹ方向とは異なるＺ方向に延設されている。
第５流路２０５Ｂは、第１連通板１５１と第２連通板１５２との間に、一端が第４流路２０４Ｂに連通し、他端が第２共通液室１０２に連通するようにノズル面２０ａの面内方向においてＹ方向に沿って延設されている。本実施形態の第５流路２０５Ｂは、第２連通板１５２に凹部を設け、凹部を第１連通板１５１によって蓋をすることで形成されている。もちろん、第５流路２０５Ｂは、第１連通板１５１に凹部を設け、第２連通板１５２によって蓋をすることで形成してもよく、第１連通板１５１と第２連通板１５２との両方に凹部を設けるようにしてもよい。
このような第２個別流路２００Ｂの第５流路２０５Ｂと第１個別流路２００Ａの第１圧力室１２Ａとは、ノズル面２０ａの垂線方向であるＺ方向において異なる位置に配置されている。具体的には、第１圧力室１２Ａは、第１連通板１５１の−Ｚ側に設けられ、第５流路２０５Ｂは、第１連通板１５１の＋Ｚ側に設けられており、第１圧力室１２Ａと第５流路２０５Ｂとは、Ｚ方向に異なる位置に配置されている。このため、第１圧力室１２Ａと第５流路２０５ＢとをＸ方向に近接して配置したとしても、第１圧力室１２Ａと第５流路２０５ＢとがＺ方向に異なる位置に配置されているので、第１圧力室１２Ａを隔てる隔壁の厚さが薄くなるのを抑制して、第１圧力室１２Ａの隔壁が変形することで第１圧力室１２Ａ内のインクの圧力を吸収するのを抑制し、吐出特性にばらつきが生じるのを抑制することができる。また、第１圧力室１２Ａと第５流路２０５ＢとをＺ方向からの平面視において少なくとも一部が重なるように配置したとしても、第１圧力室１２Ａと第５流路２０５ＢとがＺ方向に異なる位置に配置されているので、第１圧力室１２Ａと第５流路２０５Ｂとが連通することがない。
このように第２個別流路２００Ｂは、第１共通液室１０１に連通する上流側から第２共通液室１０２に連通する下流側に向かって順に第５流路２０５Ｂ、第４流路２０４Ｂ、第１流路２０１Ｂ、第２ノズル２１Ｂ、第２流路２０２Ｂ、第２圧力室１２Ｂ、第２供給路２０３Ｂを具備する。つまり、本実施形態では、図１３に示すように、第２個別流路２００Ｂは、第１共通液室１０１から第２共通液室１０２に向かうインクの流れに対して、上流側から下流側に向かって第２ノズル２１Ｂと第２圧力室１２Ｂとがこの順番に配置されている。すなわち、第１個別流路２００Ａと第２個別流路２００Ｂとでは、第１共通液室１０１から第２共通液室１０２に向かうインクの流れに対して圧力室１２とノズル２１との順番が異なるように配置されている。本実施形態では、各個別流路２００に圧力室１２とノズル２１とが１つずつ設けられているため、第１個別流路２００Ａと第２個別流路２００Ｂとは、圧力室１２とノズル２１との順番が、逆転して配置されている。
そして、このような第２個別流路２００Ｂでは、第１共通液室１０１から第２個別流路２００Ｂを通り第２共通液室１０２にインクが流れる。また、圧電アクチュエーター３００を駆動することによって第２圧力室１２Ｂ内のインクに圧力変化を生じさせて、第２ノズル２１Ｂ内の圧力を上昇させることで第２ノズル２１Ｂから外部にインク滴が吐出される。第１共通液室１０１から第２個別流路２００Ｂを通り第２共通液室１０２にインクが流れる時に、圧電アクチュエーター３００を駆動してもよいし、第１共通液室１０１から第２個別流路２００Ｂを通り第２共通液室１０２にインクが流れない時に、圧電アクチュエーター３００を駆動してもよい。また、圧電アクチュエーター３００の駆動による圧力変化により、第２共通液室１０２から第１共通液室１０１へのインクの流れが一時的に生じてもよい。ちなみに、第２ノズル２１Ｂからのインク滴の吐出は、第２ノズル２１Ｂ内のインクの圧力によって決定される。第２ノズル２１Ｂ内のインクの圧力は、第１共通液室１０１から第２共通液室１０２に向かって流れるインクの圧力、所謂、循環の圧力と、圧電アクチュエーター３００の駆動によって第２圧力室１２Ｂから第２ノズル２１Ｂに向かう圧力とによって決定される。
例えば、第１共通液室１０１から第２共通液室１０２に向かうインクの流れに対して、第２圧力室１２Ｂ内のインクの圧力変動によって第２圧力室１２Ｂから第２ノズル２１Ｂに向かってインクが逆流して第２ノズル２１Ｂからインク滴が吐出されてもよい。このように、第２圧力室１２Ｂから第２ノズル２１Ｂに向かってインクが逆流するということは、第１共通液室１０１から第２共通液室１０２に向かう循環の圧力が小さいことになるため、循環の圧力を比較的小さくすることで、個別流路２００の圧力損失を小さくすることができる。そして、個別流路２００の圧力損失を小さくすることで、各個別流路２００間での圧力損失の差を減少させることができるため、各ノズル２１から吐出されるインク滴の吐出特性のばらつきを低減することができる。
また、例えば、第１共通液室１０１から第２共通液室１０２に向かうインクの流れに対して、第２圧力室１２Ｂ内のインクの圧力変動によって第２圧力室１２Ｂから第２ノズル２１Ｂに向かってインクが逆流することなく第２ノズル２１Ｂからインクが吐出されてもよい。この場合、第２圧力室１２Ｂから第２ノズル２１Ｂに向かうインクの流れが発生しないため、第２圧力室１２Ｂから第２ノズル２１Ｂに向かって気泡が逆流し難く、気泡によって第２ノズル２１Ｂからのインク滴の吐出不良が生じ難い。
なお、本実施形態では、第２個別流路２００Ｂのうち、第２ノズル２１Ｂよりも上流側、すなわち、第１流路２０１Ｂの第２ノズル２１Ｂよりも第４流路２０４Ｂ側と、第４流路２０４Ｂと第５流路２０５Ｂとを第２上流流路と称する。また、第２個別流路２００Ｂのうち、第２ノズル２１Ｂよりも下流側、すなわち、第１流路２０１Ｂの第２ノズル２１Ｂよりも第２流路２０２Ｂ側と、第２流路２０２Ｂと、第２圧力室１２Ｂと、第２供給路２０３Ｂとを第２下流流路と称する。
このような第１個別流路２００Ａと第２個別流路２００Ｂとが、図１３に示すように、Ｘ方向に交互に配設されている。すなわち、第１共通液室１０１から第２共通液室１０２に向かうインクの流れに対して、圧力室１２とノズル２１との位置に関係なく、圧力室１２内の圧力変動によってノズル２１からインク滴を吐出することができる。つまり、第１個別流路２００Ａのように第１圧力室１２Ａが上流、第１ノズル２１Ａが下流に配置されていても、また、第２個別流路２００Ｂのように第２ノズル２１Ｂが上流、第２圧力室１２Ｂが下流に配置されていても、圧力室１２内のインクの圧力変動によって第１ノズル２１Ａ及び第２ノズル２１Ｂの両者から選択的にインク滴を吐出することができる。このため、上述のように第１共通液室１０１から第２共通液室１０２に向かうインクの流れに対して、圧力室１２とノズル２１との順番が異なる第１個別流路２００Ａと第２個別流路２００ＢとをＸ方向に交互に配置することで、第１個別流路２００Ａと第２個別流路２００Ｂとで圧力室１２の位置を変更、すなわち、第１圧力室１２Ａと第２圧力室１２ＢとをＹ方向に異なる位置に配置することができる。したがって、各個別流路２００の圧力室１２をＸ方向に幅広に形成することや、圧力室１２をＸ方向に高密度に配置することができる。つまり、第１圧力室１２Ａと第２圧力室１２ＢとをＹ方向に異なる位置に配置することで、Ｘ方向に並設された第１圧力室１２Ａの間の隔壁を厚くすることができると共に、Ｘ方向に並設された第２圧力室１２Ｂの隔壁を厚くすることができる。したがって、第１圧力室１２Ａ及び第２圧力室１２ＢをＸ方向に幅広に形成しても、隔壁の剛性が低下するのを抑制することができ、排除体積を向上してインク滴の吐出特性、すなわち、インク滴の重量を増大させることができると共に、隔壁の剛性が低下することによるクロストークの発生を抑制することができる。また、第１圧力室１２Ａ及び第２圧力室１２ＢのそれぞれをＸ方向に高密度に配置しても、隔壁の剛性が低下するのを抑制することができ、隔壁の剛性が低下することによるクロストークの発生を抑制することができる。
ちなみに、例えば、第２個別流路２００Ｂを設けずに、第１個別流路２００ＡのみをＸ方向に並設した場合、Ｘ方向に第１圧力室１２Ａを高密度に配置すると、隣接する第１圧力室１２Ａの間の隔壁の厚さが薄くなり、隔壁の剛性が低下する。このように隔壁の剛性が低下すると、隔壁の変形によるクロストークが発生する。すなわち、インク滴を吐出するノズル２１の両側のノズル２１からインク滴を同時に吐出する場合には、隣接する第１圧力室１２Ａの間の隔壁には両側から同じタイミングで圧力が印加される。この場合には、隔壁の剛性にかかわらず隔壁には両側から圧力が印加されるため、隔壁は変形し難い。これに対して、インク滴を吐出するノズル２１の両側のノズル２１からインク滴を吐出しない場合には、隣接する第１圧力室１２Ａの間の隔壁には片側のみに圧力が印加される。このとき、隔壁の剛性が低いと、隔壁が変形して圧力変動が吸収され、インク滴の吐出特性が低下する。このため、複数のノズル２１の何れかからインク滴を吐出させるかの条件の違いによって、インク滴の吐出特性にばらつきが生じてしまう。したがって、第１圧力室１２Ａのみを設けた場合には、第１圧力室１２ＡをＸ方向に幅広に形成することができず、また、第１圧力室１２ＡをＸ方向に高密度に配置することができない。
本実施形態では、第１圧力室１２Ａと第２圧力室１２Ｂとは、Ｙ方向に異なる位置に配置されているため、Ｘ方向で隣接する第１圧力室１２Ａの間の隔壁の厚さを比較的厚くすると共に、Ｘ方向で隣接する第２圧力室１２Ｂの間の隔壁の厚さを比較的厚くすることができる。このため第１圧力室１２Ａ及び第２圧力室１２ＢをそれぞれＸ方向に幅広に形成しても、第１圧力室１２Ａの間の隔壁及び第２圧力室１２Ｂの間の隔壁の剛性が低下するのを抑制することができる。したがって、流路基板がＸ方向に大型化するのを抑制して、第１圧力室１２Ａ及び第２圧力室１２Ｂの容積を大きくすることができ、圧電アクチュエーター３００の駆動による排除体積を大きくして、インク滴の吐出特性、特にインク滴の重量を向上することができると共に、隔壁の剛性が低下することによるクロストークの発生を抑制することができる。
また、Ｘ方向において第１圧力室１２Ａと第２圧力室１２Ｂとの間隔を短くしても、第１圧力室１２Ａの間の隔壁及び第２圧力室１２Ｂの間の隔壁の剛性が低下するのを抑制することができるため、第１圧力室１２Ａ及び第２圧力室１２ＢをＸ方向に高密度に配置することが可能である。したがって、流路基板のＸ方向の小型化を図ると共に圧力室１２の排除体積を向上してインク滴吐出特性を向上することや、圧力室１２をＸ方向に高密度に配置してノズル２１を高密度に配置することができると共に、隔壁の剛性が低下することによるクロストークの発生を抑制することができる。
また、第１圧力室１２Ａ又は第２圧力室１２Ｂの第１の解像度に比べて、第１流路２０１Ａ、２０１Ｂの第２解像度を小さくすることができるため、第１ノズル２１Ａと第２ノズル２１Ｂとを近づけて配置することができる。すなわち、ノズル２１をノズル面２０ａの面内方向に延設された第１流路２０１Ａ、２０１Ｂの途中に連通する位置に配置することで、第１圧力室１２Ａと第２圧力室１２ＢとがＹ方向に異なる位置に配置されていても、ノズル２１の位置をＹ方向に容易に調整することができるため、複数のノズル２１をＹ方向に近づけて配置することができ、複数のノズル２１をＸ方向に沿った直線上に１列に容易に配置することができる。
このような構成では、ノズル２１の並設方向であるＸ方向から平面視した際に、Ｘ方向で隣接する２つの個別流路、すなわち、第１個別流路２００Ａと第２個別流路２００Ｂとにおいて、ノズル２１の間隔、すなわち、第１ノズル２１Ａと第２ノズル２１Ｂとの間隔は、圧力室１２の間隔、すなわち第１圧力室１２Ａと第２圧力室１２Ｂとの間隔よりも小さくなっている。
このように、Ｙ方向において、第１ノズル２１Ａと第２ノズル２１Ｂとの間隔を第１圧力室１２Ａ及び第２圧力室１２Ｂとの間隔よりも小さくすることで、複数のノズル２１を近接させて高密度に配置することができると共に、第１圧力室１２Ａ及び第２圧力室１２ＢをＹ方向の離れた位置に配置することができ、第１圧力室１２Ａの列、及び、第２圧力室１２Ｂの列のそれぞれをノズル２１に比べて低密度に配置することができる。したがって、各圧力室１２の排除体積を大きくすることや高密度に配置して流路基板の小型化を図ることができる。
また、Ｙ方向で複数のノズル２１を同じ位置に配置することで、各ノズル２１からインク滴を吐出させるタイミングをずらすように調整する必要がなく、圧電アクチュエーター３００の駆動制御を簡略化することができる。ちなみに、記録ヘッド１をＹ方向に移動させてインク滴を吐出させる際に、Ｙ方向に異なる位置に配置されたノズル２１から同じタイミングでインク滴を吐出させると、被噴射媒体へのインク滴の着弾位置がＹ方向にずれてしまうため、Ｙ方向で同じ位置にインク滴が着弾するように、圧電アクチュエーター３００の駆動タイミングを調整する必要があるからである。
また、第１ノズル２１Ａと第２ノズル２１ＢとがＹ方向の比較的離れた位置に配置されていると、第１ノズル２１Ａ及び第２ノズル２１Ｂのそれぞれから吐出されたインク滴により発生した乱流が互いに影響し、インク滴の飛翔方向にずれが生じる虞がある。本実施形態のように、第１ノズル２１Ａと第２ノズル２１Ｂとを比較的近い位置に配置することで、互いのノズル２１から吐出されるインク滴の乱流による影響を抑制して、インク滴の飛翔方向のばらつきを抑制し、インク滴の被噴射媒体への着弾位置ずれを抑制することができる。
また、本実施形態では、第１ノズル２１Ａと第２ノズル２１ＢとがＸ方向に沿った直線上に配置されるようにしたが、特にこれに限定されない。例えば、第１ノズル２１Ａ、第２ノズル２１Ｂが、それぞれ第１流路２０１Ａ、２０１Ｂの途中に連通していれば、第１ノズル２１Ａと第２ノズル２１ＢとがＹ方向で互いにずれた位置に配置されていてもよい。
以上説明したように、本実施形態の液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッド１では、ノズルプレート２０を含み、流路が形成された流路基板と、流路の液体であるインクに圧力変化を生じさせるエネルギー発生素子である圧電アクチュエーター３００と、を備え、流路は、第１共通液室１０１と、第２共通液室１０２と、第１共通液室１０１および第２共通液室１０２に連通して第１共通液室１０１から第２共通液室１０２に向かってインクが流れる複数の個別流路２００と、を含み、個別流路２００は、外部と連通するノズル２１と、ノズル２１が途中に配置されて、ノズルプレート２０のノズル２１が開口するノズル面２０ａの面内方向である第１の方向であるＹ方向に延設された第１流路２０１と、第１流路２０１と接続されＹ方向以外の第２の方向であるＺ方向に延設された第２流路２０２と、第２流路２０２と接続されＺ方向以外の第３の方向であるＹ方向に延設された第３流路と、第３流路に配置され圧電アクチュエーター３００により圧力変化が生じる圧力室１２と、を備え、第１流路２０１は、ノズル２１より第２流路２０２側に、第１の断面積の部分である第１部分２０１ａと、ノズル２１より第２流路２０２とは反対側に、第１の断面積よりも小さな断面積である第２の断面積の部分である第２部分２０１ｂと、を備える。
このように、Ｙ方向に延設された第１流路２０１の途中にノズル２１を連通させることで、ノズル２１によって乾燥することで増粘したインクを、第１流路２０１を流れるインクによって下流側の第２共通液室１０２に流すことができる。したがって、第２流路２０２とノズルプレート２０との角部などのインクが滞留する部分からノズル２１を離して配置することができ、ノズル２１によって増粘したインクが第２流路２０２とノズルプレート２０との角部に滞留するのを抑制して、増粘したインクや気泡によってノズル２１の目詰まりや、ノズル２１から吐出されるインク滴の飛翔方向のずれなどの吐出不良が発生するのを抑制することができる。また、ノズル２１から侵入した気泡が、第２流路２０２とノズルプレート２０との角部に滞留するのを抑制することができると共に、ノズル２１から侵入した気泡が圧力室１２側に移動するのを抑制して、インク滴の吐出不良を抑制することができる。
また、ノズル２１よりも第２流路側の第１の断面積である第１部分２０１ａを設けることで、圧力室１２からノズル２１までの圧力損失を低減して、ノズル２１から吐出されるインク滴の重量が低下するのを抑制することができる。
さらに、ノズル２１よりも第２共通液室１０２側に第２の断面積である第２部分２０１ｂを設けることで、第２部分２０１ｂを流れるインクの流速を速くすることができ、ノズル２１によって増粘したインクや、ノズル２１から侵入した気泡を、第２部分２０１ｂ内を比較的速い流速で流れるインクによって除去することができ、増粘したインクや気泡が上流側に逆流し難い。
また、本実施形態の記録ヘッド１では、個別流路２００のうち、ノズル２１の並設方向であるＸ方向において隣接する３つの個別流路２００は、それぞれ第１共通液室１０１および第２共通液室１０２に連通し、Ｘ方向において隣接する第１個別流路２００Ａ、第２個別流路２００Ｂは、第１共通液室１０１から第２共通液室１０２に向かう液体であるインクの流れる方向において、圧力室１２とノズル２１との並び順が異なる。
このように、圧力室１２とノズル２１との並び順が異なる個別流路２００である第１個別流路２００Ａと第２個別流路２００ＢとをＸ方向に隣接するように配置することで、隣接する個別流路２００の圧力室１２をＹ方向で異なる位置に配置することができる。したがって、圧力室１２とノズル２１との順番が同じ個別流路２００を並設する場合に比べて、圧力室１２の並設方向の幅を広く設けて、圧力室１２の圧電アクチュエーター３００による排除体積を大きくして、インク滴の吐出重量を大きくすることや、圧力室１２をＸ方向に高密度に並設して、流路基板を小型化することができる。また、隣接する個別流路２００の圧力室１２をＹ方向にずらした位置に配置することができるため、Ｘ方向で隣接する個別流路２００の圧力室１２の配設密度を向上して、ノズル２１を高密度に配置することができる。
また、個別流路２００同士を途中で合流させることなく、個別流路２００をそれぞれ独立して第１共通液室１０１及び第２共通液室１０２に連通させることで、各個別流路２００の間での圧力変動の影響によるクロストークの発生を抑制することができる。つまり、個別流路２００同士を第１共通液室１０１及び第２共通液室１０２に連通する前に合流してしまうと、一方の個別流路２００内のインクの圧力変化が他方の個別流路２００に大きく影響し、インク吐出特性にばらつきが生じてしまう。本実施形態では、複数の個別流路２００は、比較的大きな容積を有する第１共通液室１０１及び第２共通液室１０２のみに連通しているため、複数の個別流路２００の間で互いに圧力変動の影響を小さくすることができ、インク吐出特性のばらつきを抑制することができる。
さらに、第１共通液室１０１と第２共通液室１０２とが個別流路２００だけで連通しているため、第１共通液室１０１内をインクが個別流路２００の並設方向であるＸ方向に流れることがなく、複数の個別流路２００に供給するインクの圧力差が生じ難く、ノズル２１から吐出されるインクの吐出特性にばらつきが生じ難い。ちなみに、第１共通液室１０１をインクがＸ方向に流れると、第１共通液室１０１の上流側に連通する個別流路２００へ供給するインクの圧力に比べて、下流側に連通する個別流路２００へ供給するインクの圧力が低下し、各個別流路２００へ供給するインクの圧力のばらつきによってインク吐出特性のばらつきが生じ易くなってしまう。
なお、本実施形態では、個別流路２００のノズル２１よりも第１共通液室１０１側の上流流路の流路抵抗に対して、ノズル２１よりも第２共通液室１０２側の下流流路の流路抵抗は、−５０％以上、＋５０％以下であることが好ましい。このように個別流路２００のノズル２１から第２共通液室１０２までの流路抵抗を、ノズル２１から第１共通液室１０１までの流路抵抗に対して、−５０％以上、＋５０％以下とすることで、第１個別流路２００Ａと第２個別流路２００Ｂとを、第１共通液室１０１から第２共通液室１０２に向かうインクの流れる方向に対して互いに反転させた形状とした際に、第１ノズル２１Ａ及び第２ノズル２１Ｂ内の圧力を揃え易くして、インク滴の吐出特性にばらつきが生じるのを抑制することができる。
また、個別流路２００のノズル２１よりも第１共通液室１０１側の上流流路と、ノズル２１よりも第２共通液室１０２側の下流流路とは、同じ流路抵抗となるように設けられているのがより好適である。これにより、第１個別流路２００Ａと第２個別流路２００Ｂとを、第１共通液室１０１から第２共通液室１０２に向かうインクの流れる方向に対して互いに反転させた形状とした際に、第１個別流路２００Ａと第２個別流路２００Ｂとで流路抵抗を揃えることができ、インク滴の吐出特性のばらつきをさらに低減することができる。
また、個別流路２００の上流流路及び下流流路の流路抵抗は、上述したものに限定されるものではない。例えば、上流流路と下流流路との流路抵抗が異なっていてもよい。このような場合には、ノズル２１の並設方向で隣接する個別流路２００のそれぞれの圧電アクチュエーター３００に印加する電圧を異ならせるようにすればよい。
例えば、第１個別流路２００Ａと第２個別流路２００Ｂとが反転した構造の場合において、第１上流流路の流路抵抗が第１下流流路よりも大きい場合には、第１ノズル２１Ａ内のインクの圧力が小さくなり、第１ノズル２１Ａから吐出されるインク滴の重量は小さくなる。これに対して、第１個別流路２００Ａと第２個別流路２００Ｂとが反転した構造の場合には、第２上流流路の流路抵抗が第２下流流路の流路抵抗よりも小さくなり、第２ノズル２１Ｂ内のインクの圧力は小さくなる。したがって、第２ノズル２１Ｂから吐出されるインク滴の重量は大きくなる。したがって、第１個別流路２００Ａに対応する圧電アクチュエーター３００に印加する電圧を、第２個別流路２００Ｂに対応する圧電アクチュエーター３００に印加する電圧よりも相対的に大きくする。なお、第１個別流路２００Ａに対応する圧電アクチュエーター３００に印加する電圧を、第２個別流路２００Ｂに対応する圧電アクチュエーター３００に印加する電圧よりも相対的に大きくするには、例えば、第１個別流路２００Ａに対応する圧電アクチュエーター３００に印加する電圧を大きくするようにしてもよく、第２個別流路２００Ｂに対応する圧電アクチュエーター３００に印加する電圧を小さくするようにしてもよく、これらの両方を基準となる電圧に対して行うようにしてもよい。これにより、第１ノズル２１Ａ内のインクの圧力と第２ノズル２１Ｂ内のインクの圧力とに比較的大きな差が生じたとしても、圧電アクチュエーター３００に印加する電圧を調整することで、第１ノズル２１Ａ及び第２ノズル２１Ｂから吐出されるインク滴の重量のばらつきを低減して、印刷品質を向上することができる。
（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。
例えば、上述した各実施形態では、連通板１５として第１連通板１５１と第２連通板１５２とをＺ方向に積層したものとしたが、特にこれに限定されず、連通板１５は、１枚の基板によって形成されていてもよく、３枚以上の基板を積層することで形成されていてもよい。
また、例えば、上述した各実施形態では、１つの流路基板に第１共通液室１０１と第２共通液室１０２とが１つずつ設けられた構成を例示したが、特にこれに限定されるものではない。
ここで、記録ヘッド１の変形例について図１４及び図１５を参照して説明する。なお、図１４は、流路構成を説明する概略断面図であって図１０のＣ−Ｃ′線に準じた概略断面図である。図１５は、流路構成を説明する概略断面図であって図１０のＤ−Ｄ′線に準じた概略断面図である。
図１４及び図１５に示すように、流路基板４００には、第１共通液室１０１と第２共通液室１０２とがＹ方向に交互に繰り返し配置されている。また、第１共通液室１０１からのインクを第２共通液室１０２に供給する複数の個別流路２００が設けられている。個別流路２００は、１つの第１共通液室１０１と１つの第２共通液室１０２とで構成される１組に対して、Ｘ方向に沿って複数設けられている。Ｙ方向において、個別流路２００は、第１共通液室１０１と第２共通液室１０２との間に位置している。
個別流路２００は、第１ノズル２１Ａを有する第１個別流路２００Ａと、第２ノズル２１Ｂを有する第２個別流路２００Ｂとを有する。
図１４に示すように、第１個別流路２００Ａは、第１ノズル２１Ａと第１圧力室１２Ａと第１流路２０１Ａと第２流路２０２Ａと第１供給路２０３Ａとを具備し、第１流路２０１Ａの途中に第１ノズル２１Ａが連通して設けられている。
このように第１個別流路２００Ａは、第１共通液室１０１に連通する上流側から第２共通液室１０２に連通する下流側に向かって順に第１供給路２０３Ａ、第１圧力室１２Ａ、第２流路２０２Ａ、第１流路２０１Ａ、第１ノズル２１Ａを有する。すなわち、本実施形態では、第１個別流路２００Ａは、第１共通液室１０１から第２共通液室１０２に向かうインクの流れに対して、上流側から下流側に向かって第１圧力室１２Ａと第１ノズル２１Ａとがこの順番に配置されている。
図１５に示すように、第２個別流路２００Ｂは、第２ノズル２１Ｂと第２圧力室１２Ｂと第１流路２０１Ｂと第２流路２０２Ｂと第２供給路２０３Ｂとを具備し、第１流路２０１Ｂの途中に第２ノズル２１Ｂが連通して設けられている。
このように第２個別流路２００Ｂは、第１共通液室１０１に連通する上流側から第２共通液室１０２に連通する下流側に向かって順に第１流路２０１Ｂ、第２ノズル２１Ｂ、第２流路２０２Ｂ、第２供給路２０３Ｂを具備する。つまり、本実施形態では、第２個別流路２００Ｂは、第１共通液室１０１から第２共通液室１０２に向かうインクの流れに対して、上流側から下流側に向かって第２ノズル２１Ｂと第２圧力室１２Ｂとがこの順番に配置されている。すなわち、第１個別流路２００Ａと第２個別流路２００Ｂとでは、第１共通液室１０１から第２共通液室１０２に向かうインクの流れに対して圧力室１２とノズル２１との順番が異なるように配置されている。本実施形態では、各個別流路２００に圧力室１２とノズル２１とが１つずつ設けられているため、第１個別流路２００Ａと第２個別流路２００Ｂとは、圧力室１２とノズル２１との順番が、逆転して配置されている。
そして、本実施形態では、Ｘ方向の一直線上に第１ノズル２１Ａと第２ノズル２１Ｂとが並んでいる。ちなみに、Ｘ方向の一直線上に第１ノズル２１Ａと第２ノズル２１Ｂとが並んでいなくてもよい。また、図１４及び図１５には、第１共通液室１０１と第２共通液室１０２との組を２組のみ示したが、Ｙ方向に３組以上設けられていてもよく、いわゆるマトリックス状に配置されていてもよい。また、３組以上の第１共通液室１０１と第２共通液室１０２との組に対応する圧電アクチュエーター３００に対して、共通のフレキシブルケーブル１２０を接続してもよい。
また、図１４及び図１５の記録ヘッド１の変形例を図１６及び図１７に示す。なお、図１６は、流路構成を説明する概略断面図であって図１０のＣ−Ｃ′線に準じた概略断面図である。図１７は、流路構成を説明する概略断面図であって図１０のＤ−Ｄ′線に準じた概略断面図である。
図１６及び図１７に示すように、第１共通液室１０１と第２共通液室１０２とは、Ｙ方向に交互に配置されている。
また、１つの第１共通液室１０１からは、２列の個別流路２００によってＹ方向の両側の第２共通液室１０２にインクが送られる。また、１つの第２共通液室１０２には、２列の個別流路２００によってＹ方向の両側の第１共通液室１０１からインクが送られる。すなわち、第１共通液室１０１と２列の個別流路２００とを連通し、１つの第２共通液室１０２と２列の個別流路２００とを連通するようにした。このように、第１共通液室１０１及び第２共通液室１０２を個別流路２００の２列に対して兼用させることで、ノズル２１を高密度に配置して流路基板４００の小型化を図ることができる。
また、上述した各実施形態では、Ｙ方向において、第１共通液室１０１と第２共通液室１０２との間に個別流路２００が設けられた構成を例示したが、特にこれに限定されない。ここで、記録ヘッド１の変形例を図１８〜図２０を参照して説明する。なお、図１８は、流路構成を説明する概略断面図であって図１０のＣ−Ｃ′線に準じた概略断面図である。図１９は、流路構成を説明する概略断面図であって図１０のＤ−Ｄ′線に準じた概略断面図である。図２０は、流路を模式的に表した図である。
図１８及び図１９に示すように、第１共通液室１０１と第２共通液室１０２とがＹ方向に並設されている。また、第１共通液室１０１から第２共通液室１０２にインクを送る個別流路２００の各ノズル２１は、Ｙ方向において、第１共通液室１０１の第２共通液室１０２とは反対側に配置されている。
具体的には、個別流路２００は、第１ノズル２１Ａを有する第１個別流路２００Ａと第２ノズル２１Ｂを有する第２個別流路２００Ｂとを具備する。
図１８に示すように、第１個別流路２００Ａは、第１ノズル２１Ａと第１圧力室１２Ａと第１流路２０１Ａと第２流路２０２Ａと第１供給路２０３Ａとを具備する。
第１供給路２０３Ａは、第１共通液室１０１からＹ方向の第２共通液室１０２とは反対側に向かってＹ方向に沿って延設されている。
第１圧力室１２Ａは、流路基板４００の−Ｚ側に配置されている。
第２流路２０２Ａは、Ｚ方向に沿って延設されており、第１圧力室１２Ａと第１流路２０１Ａとを連通する。
第１流路２０１Ａは、Ｙ方向に沿って延設されており、第２流路２０２Ａと第２共通液室１０２とを連通する。
すなわち、第１個別流路２００Ａは、第１共通液室１０１からＹ方向の第２共通液室１０２とは反対側に向かって延設されて、第２共通液室１０２と連通して設けられている。
このような第１個別流路２００Ａには、第１共通液室１０１から第２共通液室１０２に向かうインクの流れる方向に対して第１圧力室１２Ａと第１ノズル２１Ａとがこの順番に配置されている。
図１９に示すように、第２個別流路２００Ｂは、第２ノズル２１Ｂと第２圧力室１２Ｂと第１流路２０１Ｂと第２流路２０２Ｂと第２供給路２０３Ｂと第６流路２０６とを具備する。
第２供給路２０３Ｂは、Ｙ方向に沿って延設されており、第２圧力室１２Ｂと第２共通液室１０２とを連通する。
第２圧力室１２Ｂは、流路基板４００の−Ｚ側に配置されている。また、第２圧力室１２Ｂは、第１圧力室１２ＡとはＹ方向の異なる位置に配置されている。
第２流路２０２Ｂは、Ｚ方向に沿って延設されており、第２圧力室１２Ｂと第１流路２０１Ｂとを連通する。
第１流路２０１Ｂは、Ｙ方向に沿って延設されており、第２流路２０２Ｂと第６流路２０６とを連通する。
第６流路２０６は、Ｚ方向に沿って延設されており、第１流路２０１Ｂと第１共通液室１０１とを連通する。
すなわち、第２個別流路２００Ｂは、第１共通液室１０１からＹ方向の第２共通液室１０２とは反対側に向かって延設されて、第２共通液室１０２と連通して設けられている。
このような第２個別流路２００Ｂには、第１共通液室１０１から第２共通液室１０２に向かうインクの流れる方向に対して第２ノズル２１Ｂと第２圧力室１２Ｂとがこの順番に配置されている。すなわち、図２０に示すように、第１個別流路２００Ａと第２個別流路２００Ｂとでは、第１共通液室１０１から第２共通液室１０２に向かうインクの流れに対して圧力室１２とノズル２１との順番が異なるように配置されている。本実施形態では、各個別流路２００に圧力室１２とノズル２１とが１つずつ設けられているため、第１個別流路２００Ａと第２個別流路２００Ｂとは、圧力室１２とノズル２１との順番が、逆転して配置されている。
このような構成では、第１個別流路２００Ａと第２個別流路２００Ｂとで、圧力室１２とノズル２１との順番を異ならせることで、第１圧力室１２Ａと第２圧力室１２ＢとをＹ方向で異なる位置に配置することができ、圧力室１２の並設方向であるＸ方向の幅を広げて、排除体積を大きくすることや、圧力室１２を高密度に配置することができる。
また、図１８及び図１９の記録ヘッド１では、Ｙ方向において、第１共通液室１０１と第２共通液室１０２とに対して、第１ノズル２１Ａと第２ノズル２１Ｂとを一方側に配置したが、両側に配置してもよい。すなわち、１つの第１共通液室１０１に対して、Ｙ方向における両側に個別流路２００を設け、１つの第２共通液室１０２に対して、Ｙ方向における両側に個別流路２００を設けてもよい。
また、第１流路２０１Ａ、２０１Ｂのそれぞれの途中に第１ノズル２１Ａ、第２ノズル２１Ｂを連通させることで、第１ノズル２１Ａ、第２ノズル２１Ｂによって増粘したインクや、侵入した気泡を第１流路２０１Ａ、２０１Ｂを流れる流速の速いインクによって下流に向かって流すことができる。したがって、増粘したインクや気泡によって吐出不良が発生するのを抑制することができる。
なお、上述した図１８及び図１９に示すノズル面２０ａの垂線方向であるＺ方向からの平面視において第１共通液室１０１と第２共通液室１０２との間にノズル２１が設けられていない構成に比べて、上述した各実施形態のようにＺ方向からの平面視において第１共通液室１０１と第２共通液室１０２との間にノズル２１が設けられている構成では、個別流路２００の構成を簡略化することができ、連通板１５の多層化を抑制することができる。
また、上述した各実施形態では、各個別流路２００にノズル２１と圧力室１２とが１つずつ設けられた構成を例示したが、ノズル２１と圧力室１２との数は特に限定されず、１つの圧力室１２に対して２以上の複数のノズル２１が設けられていてもよく、また、１つのノズル２１に対して２以上の圧力室１２が設けられていてもよい。ただし、１つの個別流路２００に設けられたノズル２１からは、１吐出周期で同時にインク滴が吐出されるものである。つまり、１つの個別流路２００に複数のノズル２１が設けられていても、複数のノズル２１からは同時にインク滴を吐出するか、同時にインク滴を吐出しない非吐出かの何れかのみが行われればよい。すなわち、１つの個別流路２００に複数のノズル２１を設けた構成では、複数のノズル２１からのインク滴の吐出、非吐出が同時に行われればよい。
また、上述した各実施形態では、流路基板は、流路形成基板１０、連通板１５、ノズルプレート２０、コンプライアンス基板４９、ケース部材４０等を有するものとしたが、特にこれに限定されるものではなく、流路基板は１枚の基板であっても、また、２枚以上の複数の基板が積層されたものであってもよい。例えば、流路基板は、流路形成基板１０、と、ノズルプレート２０とを含んでいてもよく、連通板１５と、コンプライアンス基板４９と、ケース部材４０とを含んでいなくてもよい。また、複数の流路形成基板１０により１つの圧力室１２を形成してもよいし、流路形成基板１０に圧力室１２と第１共通液室１０１と第２共通液室１０２とを形成してもよい。
また、上述した各実施形態では、圧力室１２に圧力変化を生じさせるエネルギー発生素子として、薄膜型の圧電アクチュエーター３００を用いて説明したが、特にこれに限定されず、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型の圧電アクチュエーターや、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型の圧電アクチュエーターなどを使用することができる。また、エネルギー発生素子として、圧力室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズルから液滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなどを使用することができる。
ここで、本実施形態の液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置の一例について図２１を参照して説明する。なお、図２１は、本発明のインクジェット式記録装置の概略構成を示す図である。
図２１に示すように、液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置Ｉでは、複数の記録ヘッド１がキャリッジ３に搭載されている。記録ヘッド１を搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。本実施形態では、キャリッジ３の移動方向がＹ方向となっている。
また、装置本体４には、液体としてインクが貯留された貯留手段であるタンク２が設けられている。タンク２は、チューブ等の供給管２ａを介して記録ヘッド１と接続されており、タンク２からのインクは供給管２ａを介して記録ヘッド１に供給される。また、記録ヘッド１とタンク２とはチューブ等の排出管２ｂを介して接続されており、記録ヘッド１から排出されたインクは排出管２ｂを介してタンク２に戻される、所謂、循環が行われる。なお、タンク２は、複数で構成されていてもよい。
そして、駆動モーター７の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７ａを介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッド１を搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４には搬送手段としての搬送ローラー８が設けられており、紙等の被噴射媒体である記録シートＳが搬送ローラー８により搬送されるようになっている。なお、記録シートＳを搬送する搬送手段は、搬送ローラー８に限られずベルトやドラム等であってもよい。本実施形態では、記録シートＳの搬送方向がＸ方向となっている。
なお、上述したインクジェット式記録装置Ｉでは、記録ヘッド１がキャリッジ３に搭載されて主走査方向に移動するものを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、記録ヘッド１が固定されて、紙等の記録シートＳを副走査方向に移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装置にも本発明を適用することができる。
なお、各実施形態では、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを、また液体噴射装置の一例としてインクジェット式記録装置を挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド及び液体噴射装置全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドや液体噴射装置にも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられ、かかる液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置にも適用できる。
ここで、本実施形態の液体循環システムの一例について図２２を参照して説明する。なお、図２２は、本発明の液体噴射装置であるインクジェット式記録装置の液体循環システムを説明するブロック図である。
図２２に示すように、液体循環システムは、メインタンク５００と、上述した各実施形態の記録ヘッド１と、第１タンク５０１と、第２タンク５０２と、コンプレッサー５０３と、真空ポンプ５０４と、第１送液ポンプ５０５と、第２送液ポンプ５０６と、を具備する。
第１タンク５０１には、記録ヘッド１及びコンプレッサー５０３が接続されており、コンプレッサー５０３によって第１タンク５０１のインクは所定の正圧で記録ヘッド１に供給される。
第２タンク５０２は、第１送液ポンプ５０５を介して第１タンク５０１と接続されており、第１送液ポンプ５０５によって第２タンク５０２のインクが第１タンク５０１に送液される。
また、第２タンク５０２には、記録ヘッド１と真空ポンプ５０４とが接続されており、真空ポンプ５０４によって記録ヘッド１のインクは所定の負圧で第２タンク５０２に排出される。
すなわち、第１タンク５０１から記録ヘッド１にインクが供給され、記録ヘッド１から第２タンク５０２にインクが排出される。そして、第１送液ポンプ５０５によって第２タンク５０２から第１タンク５０１へインクが送液されることでインクが循環する。
また、第２タンク５０２には、第２送液ポンプ５０６を介してメインタンク５００が接続されており、記録ヘッド１によって消費された分のインクが、メインタンク５００から第２タンク５０２に補充される。なお、メインタンク５００から第２タンク５０２へのインクの補充は、例えば、第２タンク５０２内のインクの液面が所定の高さよりも低くなった場合などのタイミングで行えばよい。
Ｉ…インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、１…インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、２…タンク、２ａ…供給管、２ｂ…排出管、３…キャリッジ、４…装置本体、５…キャリッジ軸、７…駆動モーター、７ａ…タイミングベルト、８…搬送ローラー、１０…流路形成基板、１２…圧力室、１２Ａ…第１圧力室、１２Ｂ…第２圧力室、１５…連通板、１５１…第１連通板、１５２…第２連通板、１６…第１連通部、１７…第２連通部、１８…第３連通部、１９…第４連通部、２０…ノズルプレート、２０ａ…ノズル面、２１…ノズル、２１ａ…第１穴、２１ｂ…第２穴、２１Ａ…第１ノズル、２１Ｂ…第２ノズル、３０…保護基板、３１…圧電アクチュエーター保持部、３２…貫通孔、４０…ケース部材、４１…第１液室部、４２…第２液室部、４３…導入口、４４…排出口、４５…接続口、４９…コンプライアンス基板、５０…振動板、６０…第１電極、７０…圧電体層、８０…第２電極、９０…リード電極、１０１…第１共通液室、１０２…第２共通液室、１２０…フレキシブルケーブル、１２１…駆動回路、２００…個別流路、２００Ａ…第１個別流路、２００Ｂ…第２個別流路、２０１、２０１Ａ、２０１Ｂ…第１流路、２０１ａ…第１部分、２０１ｂ…第２部分、２０１ｃ…傾斜面、２０１ｄ…第３部分、２０１ｅ…第４部分、２０２、２０２Ａ、２０２Ｂ…第２流路、２０３…供給路、２０３Ａ…第１供給路、２０３Ｂ…第２供給路、２０４Ａ、２０４Ｂ…第４流路、２０５Ａ、２０５Ｂ…第５流路、２０６…第６流路、２１０…気泡、３００…圧電アクチュエーター（エネルギー発生素子）、４００…流路基板、４９１…封止膜、４９２…固定基板、４９３…開口部、４９４…コンプライアンス部、４９４Ａ…第１コンプライアンス部、４９４Ｂ…第２コンプライアンス部、５００…メインタンク、５０１…第１タンク、５０２…第２タンク、５０３…コンプレッサー、５０４…真空ポンプ、５０５…第１送液ポンプ、５０６…第２送液ポンプ、Ｓ…記録シート

Claims (9)

  1. ノズルプレートを含み、流路が形成された流路基板と、
    前記流路の液体に圧力変化を生じさせるエネルギー発生素子と、を備え、
    前記流路は、
    第１共通液室と、
    第２共通液室と、
    前記第１共通液室および前記第２共通液室に連通して前記第１共通液室から前記第２共通液室に向かって液体が流れる複数の個別流路と、
    を含み、
    前記個別流路は、
    外部と連通するノズルと、
    前記ノズルが途中に配置されて、前記ノズルプレートの前記ノズルが開口するノズル面の面内方向である第１の方向に延設された第１流路と、
    前記第１流路と接続され前記第１の方向以外の第２の方向に延設された第２流路と、
    前記第２流路と接続され前記第２の方向以外の第３の方向に延設された第３流路と、
    前記第３流路に配置され前記エネルギー発生素子により圧力変化が生じる圧力室と、
    を備え、
    前記第１流路は、
    前記ノズルより前記第２流路側に、第１の断面積の部分と、
    前記ノズルより前記第２流路とは反対側に、前記第１の断面積よりも小さな断面積である第２の断面積の部分と、
    を含むことを特徴とする液体噴射ヘッド。
  2. 前記第１流路の断面積は、前記第２流路の断面積よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の液体噴射ヘッド。
  3. 前記第２の断面積の部分は、前記第１の断面積の部分に対して、前記ノズルの並設方向の幅を絞ることで、前記第１の断面積の部分よりも小さな断面積で形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の液体噴射ヘッド。
  4. 前記第２の断面積の部分は、前記第１の断面積の部分に対して、前記並設方向の一方の幅を絞ることで、前記第２の断面積の部分と前記第１の断面積の部分との接続部分に鋭角となる角部が形成されていないことを特徴とする請求項３記載の液体噴射ヘッド。
  5. 前記第２の断面積の部分は、前記第１の断面積の部分に対して、前記ノズルが開口するノズル面の垂線方向の高さを絞ることで、前記第１の断面積の部分よりも小さな断面積で形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
  6. 前記第２の断面積の部分は、前記第１の断面積の部分に対して、前記垂線方向において前記ノズルとは反対側の一方の高さを絞ると共に、前記第１の断面積の部分と前記第２の断面積の部分との高さを絞った接続部分は、前記ノズル面の前記垂線方向に対して傾斜した傾斜面となっていることを特徴とする請求項５記載の液体噴射ヘッド。
  7. 前記個別流路において、前記ノズルよりも上流側の流路抵抗に対して、下流側の流路抵抗は−５０％以上、＋５０％以下であることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
  8. 前記個別流路のうち、前記ノズルの前記並設方向において隣接する３つの前記個別流路は、それぞれ、前記第１共通液室および前記第２共通液室に連通し、
    前記並設方向において隣接する２つの前記個別流路は、前記第１共通液室から前記第２共通液室に向かう液体の流れる方向において、前記圧力室と前記ノズルとの並び順が異なることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
  9. 請求項１〜８の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。
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