JP2020138372A - 液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体吐出ヘッドにおいて、接続口での気泡の引っかかりの発生を抑制する。【解決手段】液体吐出ヘッド２６は、ノズルプレート６０に積層された流路形成基板４０であって、複数の個別流路３６と、第１共通液室３２と、個別流路を介して第１共通液室に接続された第２共通液室３４と、を有する流路形成基板と、圧力発生素子と、を備え、複数の個別流路のそれぞれは、第２共通液室に接続された面内方向に延びる出口流路３６９と、出口流路に接続された接続口を有する接続流路３６７を有し、出口流路は、第２共通液室に液体を流入させる、面内方向を向く出口部３４４を有し、第２共通液室は、出口部に接続された、面内方向に沿って液体を流通させる導入流路を有し、流路形成基板は、隣り合う２つの出口流路の間に配置された区画壁であって、出口流路を区画する区画壁を有する。【選択図】図３

Description

本開示は、液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置に関する。

従来、液体吐出ヘッドを備えるインクジェット記録装置が知られている（例えば特許文献１）。このインクジェット記録装置において、液体吐出ヘッドは、圧力発生室を有する複数の連通路と、複数の連通路に共通して連通する、共通液室としての共通液体室および循環流路と、連通路毎に連通路と循環流路とを連通させる循環連通路と、を有する。

特開２０１２−１４３９４８号公報

従来の液体吐出ヘッドにおいて、循環連通路と循環流路との接続口をノズルプレートと交差する方向を向くように変更した場合に、循環連通路から循環流路へ向かう気泡が浮力により交差する方向へ移動しようとするので、循環連通路と循環流路との接続部において気泡がひっかかる可能性がある。接続部において気泡がひっかかった場合には、接続部に気泡が滞留する可能性がある。

本開示の一形態によれば、液体吐出ヘッドが提供される。この液体吐出ヘッドは、液体を吐出するためのノズルが設けられたノズルプレートと、前記ノズルプレートに積層された流路形成基板であって、前記ノズルと連通する圧力室を含み、前記ノズルプレートの面内方向のうちの一方向である配列方向に配列された複数の個別流路と、前記複数の個別流路に接続された第１共通液室と、前記複数の個別流路に接続され、前記複数の個別流路を介して前記第１共通液室に接続された第２共通液室と、を有する流路形成基板と、前記圧力室内の前記液体に圧力変化を生じさせるための圧力発生素子と、を備え、前記面内方向に直交する垂直方向において、前記ノズルプレートに対する前記流路形成基板の側を一側とし、前記流路形成基板に対する前記ノズルプレートの側を他側とした場合に、前記複数の個別流路のそれぞれは、前記第２共通液室に接続された出口流路であって、前記面内方向に延びる前記出口流路と、前記出口流路に接続された接続口を有する接続流路と、を有し、前記接続流路は、前記接続口に向って前記一側から前記他側へ延び、前記出口流路は、前記第２共通液室に前記液体を流入させる出口部であって、前記面内方向を向く前記出口部を有し、前記第２共通液室は、前記出口部に接続された導入流路であって、前記面内方向に沿って前記液体を流通させる前記導入流路を有し、前記流路形成基板は、隣り合う２つの前記出口流路の間に配置された区画壁であって、前記出口流路を区画する前記区画壁を有する。

本発明の実施形態の液体吐出装置の構成を模式的に示す説明図。 液体吐出ヘッドのＸＹ平面における模式断面図。 図２の３−３断面における液体吐出ヘッドの模式断面図。 図３において一点鎖線によって示された領域の拡大図。 図３の５−５断面の一部を示す模式図。 第２実施形態に係る液体吐出ヘッドの模式断面図。 第３実施形態に係る液体吐出ヘッドの模式断面図。 第１の他の実施形態における個別流路の一例を示す図。 第２の他の実施形態における液体吐出ヘッドの一例を示す模式図。

Ａ．第１実施形態：
図１は、本発明の実施形態の液体吐出装置１００の構成を模式的に示す説明図である。液体吐出装置１００は、液体の一例であるインクを媒体１２に吐出するインクジェット方式の印刷装置である。液体吐出装置１００は、印刷用紙の他、樹脂フィルムや布等の任意の材質の印刷対象を媒体１２とし、これらの各種の媒体１２に対して印刷を行う。互いに直交するＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向について、図１以降の各図においては、一例として、後述する液体吐出ヘッド２６の移動方向である主走査方向をＸ方向とし、主走査方向と直交した媒体送り方向である副走査方向をＹ方向とし、インク吐出方向をＺ方向として説明する。また、向きを特定する場合には、正の方向を「＋」、負の方向を「−」として、方向表記に正負の符合を併用する。なお、液体吐出ヘッド２６がＸ方向に移動しなくてもよいし、液体吐出ヘッド２６が媒体１２に対してＹ方向に相対的に移動してもよい。

液体吐出装置１００は、液体収容容器１４と、媒体１２を送り出す搬送機構２２と、制御ユニット２０と、ヘッド移動機構２４と、液体吐出ヘッド２６とを備える。液体収容容器１４は、液体吐出ヘッド２６に供給される液体を収容する。液体収容容器１４としては、可撓性フィルムで形成された袋状のインクパックや、インク補充が可能なインクタンクなどが利用可能である。制御ユニット２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の処理回路と半導体メモリー等の記憶回路とを含み、搬送機構２２やヘッド移動機構２４、液体吐出ヘッド２６等を統括制御する。搬送機構２２は、制御ユニット２０の制御下で動作し、媒体１２を＋Ｙ方向に送り出す。

ヘッド移動機構２４は、媒体１２の印刷範囲に亘ってＸ方向に掛け渡された搬送ベルト２３と、液体吐出ヘッド２６を収容して搬送ベルト２３に固定するキャリッジ２５とを備える。ヘッド移動機構２４は、制御ユニット２０の制御下で動作し、液体吐出ヘッド２６を主走査方向であるＸ方向においてキャリッジ２５を往復移動させる。キャリッジ２５の往復移動の際、キャリッジ２５は図示しないガイドレールにより案内される。液体吐出ヘッド２６は、副走査方向であるＹ方向に配列された複数のノズル１２６を有する。なお、複数の液体吐出ヘッド２６をキャリッジ２５に搭載したヘッド構成や、液体収容容器１４を液体吐出ヘッド２６と共にキャリッジ２５に搭載したヘッド構成としてもよい。

図２は、液体吐出ヘッド２６のＸＹ平面における模式断面図である。液体吐出ヘッド２６は、複数の個別流路３６と、１個の第１共通液室３２と、１個の第２共通液室３４と、を形成する流路形成基板を備える。第１共通液室３２と第２共通液室３４とは、互いに複数の個別流路３６を介して連通可能に接続されている。

液体収容容器１４と液体吐出ヘッド２６は、供給流路１４２と、回収流路１４４とを介して液体の循環が可能な状態で接続されている。供給流路１４２は、液体吐出ヘッド２６の第１共通液室３２に形成された供給口３２２に接続されている。回収流路１４４は、液体吐出ヘッド２６の第２共通液室３４に形成された排出口３４２に接続されている。回収流路１４４には、ポンプ１４６が設けられている。ポンプ１４６は、液体吐出ヘッド２６側から液体収容容器１４側に液体を送り出し、液体吐出ヘッド２６と液体収容容器１４との間で液体を循環させる。なお、供給流路１４２にポンプを設けてもよい。また、第１共通液室３２と第２共通液室３４とのそれぞれの数は、１つに限定されない。例えば、第１共通液室３２と第２共通液室３４との少なくとも一方が、２つ以上設けられていてもよい。

液体吐出ヘッド２６の液体は、以下の経路を通って循環する。供給流路１４２を介して液体収容容器１４から供給される液体は、まず第１共通液室３２へと流入する。第１共通液室３２に流入した液体は、第１共通液室３２に接続された複数の個別流路３６のそれぞれに流入する。複数の個別流路３６に流入した液体は、複数の個別流路３６に共通して接続されている第２共通液室３４に流入する。第２共通液室３４の液体は、回収流路１４４を介して液体収容容器１４に回収される。液体収容容器１４に回収された液体は、再び供給流路１４２を介して液体吐出ヘッド２６に供給される。

図３は、図２の３−３断面における液体吐出ヘッド２６の模式断面図である。上述のように、液体吐出ヘッド２６は、流路構造として、第１共通液室３２と、第２共通液室３４と、個別流路３６と、を備える。図３において、個別流路３６は、１個のみが図示されているが、紙面奥行き方向であるＹ方向において複数配列されている。また、第１共通液室３２および第２共通液室３４は、複数の個別流路３６に共通で接続されている。このため、第１共通液室３２および第２共通液室３４の奥行き、図３においてＹ方向における寸法は、各個別流路３６の奥行きより大きい。

第１共通液室３２は、個別流路３６と比べて、ノズル面６１に対して垂直な方向であるＺ方向における寸法が大きい。ノズル面６１は、液体吐出ヘッド２６の外壁面のうちノズル１２６が形成された壁面である。第１共通液室３２は、第１共通液室３２から個別流路３６に液体を流入させる入口部３２４を有している。入口部３２４は、第１共通液室３２の底面と対向する位置に設けられている。入口部３２４は、Ｙ方向を配列方向として複数設けられている。複数の入口部３２４のそれぞれは、−Ｚ方向を向いた開口を有している。なお、本実施形態において、第１共通液室３２の図示しない天面には、図２に示した供給流路１４２に接続された供給口３２２が形成されている。また、個別流路３６が、第１共通液室３２と比べて、Ｚ方向における寸法が大きくてもよい。

複数の個別流路３６のそれぞれは、圧力室３６４と、第１流路３６２と、第２流路３６５と、第３流路３６６と、接続流路３６７と、出口流路３６９と、を有する。複数の個別流路３６は、圧力室３６４より下流の流路において、液体を吐出するための開口を有するノズル１２６に連通されている。圧力室３６４は、個別流路３６内の液体に圧力を付与するための空間を有する。圧力が付与された液体の一部は、ノズル１２６から吐出される。また、ノズル１２６から吐出されなかった液体の一部は、個別流路３６に接続された第１共通液室３２と第２共通液室３４とに移動しうる。この際に、圧力が付与される際に圧力室３６４において発生した振動は、液体の流入とともに第１共通液室３２と第２共通液室３４とに残留振動として伝播する。これにより、個別流路３６内に自身によって発生された振動が残留することが低減される。

第１流路３６２は、第１共通液室３２に設けられた入口部３２４と圧力室３６４とを接続する流路であり、入口部３２４から圧力室３６４に向って＋Ｚ方向に延びる流路である。第２流路３６５は、圧力室３６４からノズル１２６に至る流路であり、圧力室３６４から−Ｚ方向に延びる流路と、圧力室３６４から−Ｚ方向に延びる流路の下流端からノズル１２６に向って−Ｘ方向に延びる流路と、を有する。第３流路３６６は、ノズル１２６から接続流路３６７に至る流路である。第３流路３６６は、ノズル１２６から−Ｘ方向に延びる流路と、この−Ｘ方向に延びる流路の下流端から＋Ｚ方向に延びる流路と、この＋Ｚ方向に延びる流路の下流端から接続流路３６７に向って−Ｘ方向に延びる流路と、を有する。

接続流路３６７は、第３流路３６６の下流端から出口流路３６９に向って−Ｚ方向に延びる流路である。接続流路３６７は、出口流路３６９に接続された接続口３６８であって、接続流路３６７内の液体を出口流路３６９へと流入させる接続口３６８を有する。接続口３６８の開口は、ノズルプレート６０の面内方向に垂直に交差する方向である−Ｚ方向を向いている。

出口流路３６９は、第２共通液室３４に接続され、接続口３６８から第２共通液室３４に向って−Ｘ方向に延びる流路である。出口流路３６９は、出口流路３６９内の液体を第２共通液室３４に流入させる出口部３４４を有する。

出口部３４４は、第２共通液室３４の側面のうち第１共通液室３２が設けられている側の側面４３８に形成されている。出口部３４４は、Ｙ方向に複数設けられている。出口部３４４の開口は、ノズル面６１の面内方向に沿った方向であり、個別流路３６の配列方向であるＹ方向に垂直に交差する−Ｘ方向を向いている。

第２共通液室３４は、第１共通液室３２と同様に、個別流路３６と比べて、ノズル面６１に対して垂直な方向であるＺ方向における寸法が大きい。なお、本実施形態において、第２共通液室３４の図示しない天面には、図２に示した回収流路１４４に接続された排出口３４２が形成されている。また、個別流路３６が、第２共通液室３４と比べて、Ｚ方向における寸法が大きくてもよい。

以下では、液体吐出ヘッド２６を構成する部材の説明を行う。液体吐出ヘッド２６は、流路構造を形成する部材として、流路形成基板４０と、ノズルプレート６０と、第１フィルム６２と、第２フィルム６４と、を備える。流路形成基板４０は、第１連通板４２と、第２連通板４４と、圧力室形成基板４６と、封止部材４７と、ケース５２と、によって形成されている。第１連通板４２と、第２連通板４４と、圧力室形成基板４６と、封止部材４７と、ノズルプレート６０は、それぞれシリコン単結晶板によって形成されている。一方、ケース５２は、プラスチックなどの樹脂成形品によって形成されている。液体吐出ヘッド２６では、ノズルプレート６０と、第１連通板４２と、第２連通板４４と、ケース５２と、がこの順番で−Ｚ方向から＋Ｚ方向に積層されている。また、ノズルプレート６０と、第１連通板４２と、第２連通板４４と、圧力室形成基板４６と、がこの順番で−Ｚ方向から＋Ｚ方向に積層されている。つまり、ノズルプレート６０から流路形成基板４０に向う方向は＋Ｚ方向であり、流路形成基板４０からノズルプレート６０に向う方向は−Ｚ方向である。第１連通板４２および第２連通板４４は、それぞれＸＹ平面に延びる板状部材である。なお、流路形成基板４０やノズルプレート６０は、シリコン単結晶板や樹脂以外の材質、例えば金属やガラス等の種々の材質によって形成されていてもよい。

流路形成基板４０は、第１共通液室３２と第２共通液室３４と複数の個別流路３６とを形成する。具体的には、流路形成基板４０のうち第１連通板４２と第２連通板４４とケース５２とによって形成された第１開口部４３２が、第１共通液室３２を形成している。また、流路形成基板４０のうち第１連通板４２と第２連通板４４とケース５２とによって形成された第２開口部４３４が、第２共通液室３４を形成している。第１開口部４３２と第２開口部４３４のそれぞれは、−Ｚ方向に向って開口している。第１開口部４３２と第２開口部４３４とは、個別流路３６を形成する領域を挟んで、Ｘ方向に並んで形成されている。個別流路３６は、流路形成基板４０のうち第１連通板４２と第２連通板４４と圧力室形成基板４６と封止部材４７とによって形成されている。流路形成基板４０のうち第１連通板４２は、複数の出口流路３６９を区画する区画壁４２８を有する。個別流路３６のうち圧力室３６４は、圧力室形成基板４６によって形成されている。

第１フィルム６２は、第１共通液室３２を形成する第１開口部４３２を覆うように、−Ｚ方向側から流路形成基板４０に貼り付けられている。第１フィルム６２は、第１開口部４３２とともに第１共通液室３２の内部空間を規定する。第１フィルム６２は、可撓性を有する樹脂によって形成されたフィルム部材である。なお、第１フィルム６２は、樹脂以外の材質、例えば薄膜状の金属等の種々の材質によって形成されていてもよい。

第２フィルム６４は、第２共通液室３４を形成する第２開口部４３４を覆うように、−Ｚ方向側から流路形成基板４０に貼り付けられている。第２フィルム６４は、第２開口部４３４とともに第２共通液室３４の内部空間を規定する。第２フィルム６４は、第１フィルム６２と同様に、可撓性を有する樹脂によって形成されたフィルム部材である。なお、第２フィルム６４は、樹脂以外の材質、例えば薄膜状の金属等の種々の材質によって形成されていてもよい。

第１共通液室３２の底面は、第１フィルム６２によって規定されている。また、第２共通液室３４の底面は、第２フィルム６４によって規定されている。第１フィルム６２および第２フィルム６４の有する可撓性により、第１共通液室３２および第２共通液室３４のコンプライアンス能力が向上される。このため、一の圧力室３６４内で発生した圧力変動が第１共通液室３２または第２共通液室３４を介して他の圧力室３６４に伝播するクロストークの発生が抑制される。

第１フィルム６２および第２フィルム６４は、接着剤を用いて、流路形成基板４０に接着されることによって固定されている。第１フィルム６２は、第１連通板４２のうち、第１開口部４３２の外縁に位置する−Ｚ側の端面に接着されている。また、第２フィルム６４は、第１連通板４２のうち第２開口部４３４の外縁に位置する−Ｚ側の端面に接着されている。本実施形態において、第２フィルム６４は、第１流路３６２のうち区画壁４２８には接着されていない。

ノズルプレート６０は、Ｚ方向から見た場合に、流路形成基板４０のうち個別流路３６を形成する領域と重なる位置において、−Ｚ方向側から流路形成基板４０に貼り付けられている。ノズルプレート６０は、ノズル１２６を形成するノズル開口を有する。ノズルプレート６０は、液体吐出ヘッド２６のノズル面６１を規定する。本実施形態において、ノズル面６１は、Ｚ方向に垂直な方向、つまりＸＹ平面に沿って延びている。なお、ノズルプレート６０は、シリコン単結晶板以外の材質、例えば金属や樹脂等の種々の材質によって形成されていてもよい。例えば、ノズルプレート６０は、可撓性を有する樹脂によって形成されていてもよい。

圧力室形成基板４６の＋Ｚ方向側には、圧力室３６４内の液体に圧力変化を生じさせるための圧力発生素子７０が、保護基板４８によって覆われた状態で配置されている。本実施形態において、圧力発生素子７０には、圧電素子が用いられている。圧力発生素子７０は、個別流路３６とＺ方向において重なる位置に配置された電極７２に電気的に接続されている。なお、本実施形態において、液体吐出装置１００は、圧力発生素子として圧電素子を採用したピエゾ式のインクジェットプリンターであるが、これに限定されない。例えば、液体吐出装置１００は、圧電素子に代えて、圧力室３６４内の液体を加熱することによって圧力室３６４内の圧力を変化させる圧力発生素子を備える、サーマル式のインクジェットプリンターであってもよい。

流路形成基板４０は、第１開口部４３２と第２開口部４３４との開口に加えて、第１貫通孔４１２と第２貫通孔４１４とを有している。第１貫通孔４１２は、個別流路３６のうち圧力室３６４よりも第１共通液室３２側の流路である第１流路３６２を形成する開口である。第２貫通孔４１４は、個別流路３６のうち圧力室３６４よりも第２共通液室３４側の流路である第３流路３６６の一部を形成する開口である。具体的には、第２貫通孔４１４は、第３流路３６６のうちＺ方向に延びる流路を形成する。

第１貫通孔４１２の断面積は、第２貫通孔４１４の断面積より小さい。このため、第１貫通孔４１２によって形成されている第１流路３６２では、第２貫通孔４１４によって形成されている第３流路３６６より液体が流れにくい。これにより、圧力室３６４の圧力変動は、圧力室３６４と第３流路３６６との間において個別流路３６と接続されているノズル１２６に効率よく伝播する。したがって、ノズル１２６から効率的に液体を吐出させることができる。なお、第１貫通孔４１２の断面積は、第２貫通孔４１４の断面積より小さいが、これに限定されない。第１貫通孔４１２の断面積は、第２貫通孔４１４の断面積以上であってもよい。また、第２貫通孔４１４は、接続流路３６７のうち−Ｚ方向に延びる流路を形成してもよい。

個別流路３６において、ノズル１２６より第１共通液室３２側の流路の流路抵抗は、ノズル１２６より第２共通液室３４側の流路の流路抵抗と同一である。ノズル１２６より第１共通液室３２側の流路は、具体的には、第１流路３６２と圧力室３６４と第２流路３６５との一連の流路である。ノズル１２６より第２共通液室３４側の流路は、具体的には、第３流路３６６と接続流路３６７と出口流路３６９との一連の流路である。この場合には、第１共通液室３２と第２共通液室３４との圧力差を低減できる。これにより、ノズル１２６におけるメニスカスの位置の調整が容易になる。なお、流路抵抗が同一とは、厳密に同一である場合のみでなく、設計上同一とみなすことができる場合も含む。具体的には、差異が５０％以内であれば好ましく、１０％以内であればなお好ましい。

以下では、液体吐出ヘッド２６における気泡の流通経路について説明する。気泡は、例えば、液体吐出ヘッド２６に液体を初期充填する場合や、液体収容容器１４内に存在する気泡が流入する場合や、ノズル１２６から気泡が流入する場合に、気泡が液体吐出ヘッド２６に気泡が流入する可能性がある。第１共通液室３２に流入した液体は、個別流路３６へと流入する。個別流路３６は図２に示したポンプによる吸引により、個別流路３６内の圧力は第１共通液室３２内の圧力より小さいため、気泡は容易に個別流路３６へと流入する。このため、第１共通液室３２内の気泡は入口部３２４の近傍で留まることが抑制される。これにより、気泡による第１共通液室３２から個別流路３６への液体の流入の阻害が抑制される。

第１共通液室３２から個別流路３６に流入した気泡は、第２共通液室３４へと流入する。個別流路３６は、第１共通液室３２や第２共通液室３４と比べて流路断面積が小さい。このため、個別流路３６、特に入口部３２４から接続口３６８までの区間では、液体の流速が速いので、気泡は円滑に移動する。第２共通液室３４に流入した気泡は、導入流路３４１を通り、図２に示した回収流路１４４へと移動する。導入流路３４１は、第２共通液室３４のうち出口部３４４に接続され、−Ｘ方向に液体を流通させる流路である。回収流路１４４へと移動した気泡は、液体収容容器１４へと流出する。なお、液体吐出ヘッド２６は、液体吐出ヘッド２６内に流入した気泡を液体収容容器１４へと流出させなくてもよい。例えば、液体吐出ヘッド２６は、気泡を除去するための構成、例えば気泡を捕らえるフィルターや第１共通液室３２等の流路内の脱気を行う脱気機構を備えることによって、気泡を液体収容容器１４に流入させることなく、液体吐出ヘッド２６内から取り除いてもよい。

図４は、図３において一点鎖線４によって示された領域の拡大図である。接続流路３６７を通り接続口３６８から出口流路３６９に気泡が流入する際において、気泡の移動方向は、接続口３６８の開口方向である−Ｚ方向である。接続口３６８から出口流路３６９に流入した気泡には、＋Ｚ方向に向う浮力と、出口流路３６９を流通する液体から受ける−Ｘ方向に向う力と、が加えられる。これにより、矢印で示す様に、出口流路３６９における気泡の移動方向は、接続口３６８の開口方向である−Ｚ方向から、液体の流通方向である−Ｘ方向へと変化する。

図５は、図３の５−５断面の一部を示す模式図である。複数の区画壁４２８は、隣り合う２つの接続口３６８の間の全てに設けられている。これにより、出口流路３６９は、接続口３６８毎に設けられ、１つの接続口３６８につき１つの出口流路３６９が設けられている。このため、２つの隣接する区画壁４２８のＹ方向における間隔は、第２共通液室３４のＹ方向における幅より小さい。このため、出口流路３６９での液体の流速は、第２共通液室３４での液体の流速より大きい。また、複数の区画壁４２８のそれぞれは、接続口３６８から第２共通液室３４に向って、−Ｘ方向に延びている。

気泡は、接続流路３６７を＋Ｚ方向から−Ｚ方向に流れた後に、出口流路３６９を＋Ｘ方向から−Ｘ方向に流れる。つまり、出口流路３６９において、接続流路３６７から第２共通液室３４に向かう気泡は、Ｚ方向の流れからＸ方向の流れへと移動方向を変化させる。出口流路３６９では、流路断面積が区画壁４２８によって小さくされているため、流速が大きい。このため、図４に示した出口流路３６９において気泡に加えられる−Ｘ方向への力が大きい。これにより、上述の気泡の移動方向の変化が円滑に行われる。これにより、出口流路３６９に流入した気泡の移動方向が変化する際に、接続口３６８付近に留まることを抑制できる。

また、図５に示すように、出口流路３６９によって規定される出口流路３６９の流路方向および出口部３４４の開口方向は、第２共通液室３４の導入流路３４１における液体の流通方向と一致している。このため、出口部３４４から第２共通液室３４に移動した気泡は大きく移動方向を変更することなく液体とともに−Ｘ方向に移動する。このため、出口部３４４から第２共通液室３４に流入した気泡の移動が円滑である。

以上説明した第１実施形態によれば、第２共通液室３４での液体の流れる向きと出口部３４４の向きとの差を小さくできる。また、出口流路３６９を区画する区画壁４２８を有することにより、区画壁４２８を有さない場合と比べて、出口流路３６９の流路断面積が小さくなる。これにより、出口流路３６９での液体の流速が大きくなる。このため、個別流路３６と第２共通液室３４との間で液体とともに気泡が流入する場合において、接続口３６８から出口流路３６９に流入した気泡の移動が円滑になる。したがって、接続口３６８において、気泡の引っかかりが発生することを抑制できる。これにより、接続口３６８に気泡が引っかかることにより個別流路３６における液体の流通が阻害されることによる、ノズル１２６における吐出不良が抑制される。

Ｂ．第２実施形態
図６は、第２実施形態に係る液体吐出ヘッド２２６の模式断面図である。第２実施形態に係る液体吐出ヘッド２２６は、出口流路３６９を形成する区画壁６２８の構造において第１実施形態に係る液体吐出ヘッド２６と異なる。以下において、第１実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、詳細な説明を省略する。

複数の区画壁６２８と第２フィルム６４ムとは、互いに離間している。具体的には、Ｚ方向において、区画壁６２８の壁面のうち−Ｚ側の底面６２９と第２フィルム６４との間に隙間が形成されている。これにより、流路形成基板４０と第２フィルム６４とを接着剤を用いて接着する場合において、接着剤が区画壁６２８側に流動することが抑制される。したがって、区画壁６２８と第２フィルム６４とが接着されることが抑制される。これにより、区画壁６２８と第２フィルム６４とが接着されることによって第２フィルム６４の可動範囲が低減することが抑制される。したがって、第２共通液室３４のコンプライアンス能力の低減が抑制される。このため、一の圧力室３６４内で発生した圧力変動が第２共通液室３４を介して他の圧力室３６４に伝播するクロストークの発生がより抑制される。

Ｃ．第３実施形態
図７は、第３実施形態に係る液体吐出ヘッド５２６の模式断面図である。第３実施形態に係る液体吐出ヘッド５２６は、出口流路３６９を形成する区画壁７２８の構造において第１実施形態に係る液体吐出ヘッド２６および第２実施形態に係る液体吐出ヘッド２２６と異なる。以下において、第１実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、詳細な説明を省略する。

液体吐出ヘッド５２６では、第２実施形態と同様に複数の区画壁７２８と第２フィルム６４ムとが、互いに離間している。これにより、区画壁７２８と第２フィルム６４とが接着されることが抑制される。このため、区画壁７２８と第２フィルム６４とが接着されることによって第２フィルム６４の可動範囲が低減することが抑制される。したがって、第２共通液室３４のコンプライアンス能力の低減が抑制される。

区画壁７２８は、−Ｚ方向側の底面７２９と出口部３４４を形成し第２共通液室３４の側面４３８を規定する面とが交差する角部７３０に、Ｒ形状を有している。これにより、角部７３０が尖ることを抑制できる。ここで、第２フィルム６４は、図７に示した撓み方向ｄｍに撓む場合がある。第２フィルム６４が撓み方向ｄｍに撓んだ場合には、区画壁７２８の角部７３０が第２フィルム６４と接触しうる。区画壁７２８では、角部７３０が尖っていないため、角部７３０と第２フィルム６４とが接触した場合であっても、区画壁７２８との接触によって第２フィルム６４が損傷することを抑制できる。なお、角部７３０の形状は、Ｒ形状に限定されず、テーパー形状を有することによって尖っていない形状となっていてもよい。

Ｄ．他の実施形態
Ｄ１．第１の他の実施形態
上記実施形態において、出口流路３６９は、接続口３６８毎に設けられているが、これに限定されない。例えば、複数の接続口３６８につき１つの出口流路３６９が設けられていてもよい。この場合には、複数の区画壁４２８、５２８、７２８は、隣り合う２つの接続口３６８の間の全てに設けられていなくてもよい。複数の接続口３６８に対して１つの出口流路３６９が設けられている場合には、１つの個別流路３６は、１つの出口流路３６９に接続された複数の流路、具体的には第１流路３６２から接続流路３６７までの一連の流路を含む。また、区画壁４２８、５２８、７２８は、複数である必要は無く、１つのみであってもよい。この場合であっても、出口流路３６９の流路断面積は、区画壁４２８、５２８、７２８を有さない場合より小さくできる。

図８は、第１の他の実施形態における個別流路３６Ａの一例を示す図である。個別流路３６Ａは、１つの出口流路３６９と、１つの出口流路３６９に接続された２つの接続口３６８を有している。この場合には、個別流路３６Ａには、２つの接続口３６８を介して接続されている、第１流路３６２から接続流路３６７までの２つの流路が含まれる。つまり、個別流路３６Ａは、２つの圧力室３６４を有している。この２つの圧力室３６４はそれぞれ異なるノズル１２６と連通している。

Ｄ２．第２の他の実施形態
図９は、第２の他の実施形態における液体吐出ヘッド２６Ｂの一例を示す模式図である。個別流路３６、３６Ａの流路構造は、上記実施形態に限定されない。例えば、図９に示すように、個別流路３６Ｂでは、圧力室３６４がノズル１２６の下流側に設けられていてもよい。この場合において、第１流路３６２Ｂを形成する第１貫通孔４１２Ｂの断面積は、接続流路３６７を形成する第３貫通孔４１５の断面積より小さいことが好ましい。この場合には、第１貫通孔４１２Ｂによって形成されている第１流路３６２Ｂでは、第３貫通孔４１５によって形成されている接続流路３６７より液体が流れにくくできる。これにより、圧力室３６４の圧力変動は、圧力室３６４と第１流路３６２との間において個別流路３６Ｂと接続されているノズル１２６に効率よく伝播する。したがって、ノズル１２６から効率的に液体を吐出させることができる。

Ｄ３．第３の他の実施形態
上記実施形態において、個別流路３６のうち、ノズル１２６より第１共通液室３２側の流路の流路抵抗は、ノズル１２６より第２共通液室３４側の流路の流路抵抗と同一であるが、これに限定されない。例えば、ノズル１２６より第１共通液室３２側の流路の流路抵抗は、ノズル１２６より第２共通液室３４側の流路の流路抵抗より小さくてもよく、また大きくてもよい。

Ｄ４．第４の他の実施形態
上記実施形態において、接続流路３６７は、ノズル面６１に垂直に延びているが、これに限定されない。例えば、接続流路３６７は、ノズル面６１に交差する垂直以外の方向に延びていてもよい。

Ｄ５．第５の他の実施形態
上記実施形態において、出口部３４４の開口は、ノズル面６１のうち個別流路３６の配列方向であるＹ方向に垂直な方向である−Ｘ方向に向いているが、これに限定されない。出口部３４４の開口は、ノズル面６１のうち個別流路３６の配列方向であるＹ方向に交差する垂直以外の方向に延びていてもよい。

Ｄ６．第６の他の実施形態
上記実施形態において、第１共通液室３２は、複数の入口部３２４との間を区画する壁を有さないが、これに限定されない。例えば、第１共通液室３２は、複数の入口部３２４との間を区画する入口壁を有していてもよい。この場合において、複数の入口部３２４との間を区画する入口壁のノズル面６１に垂直な方向であるＺ方向における寸法は、区画壁４２８、５２８、７２８のＺ方向における寸法より小さいことが好ましい。この場合には、入口部３２４を気泡が塞ぎやすく、入口部３２４を塞いだ気泡は抗力により入口部３２４への流入が円滑になる。なお、上記実施形態においては、複数の入口部３２４との間を区画する壁のＺ方向における寸法は０である。このため、複数の入口部３２４との間を区画する壁のノズル面６１に垂直な方向であるＺ方向における寸法は、区画壁４２８、５２８、７２８のＺ方向における寸法より小さい。なお、入口壁のＺ方向における寸法が、区隔壁４２８、５２８、７２８のＺ方向における寸法よりも小さい場合であっても、第１流路３６２の貫通孔４１２の断面積が接続流路３６７の第２貫通孔４１４の断面積よりも小さい場合には、個別流路３６において、ノズル１２６より第１共通液室３２側の流路の流路抵抗と、ノズル１２６より第２共通液室３４側の流路の流路抵抗とを同一に揃えやすい。

Ｄ７．第７の他の実施形態
上記実施形態において、第２共通液室３４の底面を規定する部材として第２フィルム６４が用いられているが、これに限定されない。例えば、第２共通液室３４の底面を規定する部材は、可撓性を有さない部材であってもよい。この場合には、第２共通液室３４のコンプライアンス能力は、第２共通液室３４の底面の可撓性以外によって向上されていてもよい。例えば、第２共通液室３４に設けられた開口、具体的には例えば排出口３４２の大きさや位置によってコンプライアンス能力が向上されてもよい。また、第２共通液室３４の底面以外の位置に可撓性を有する部材が用いられていてもよい。

以上説明した第１から第７の他の実施形態においても、第１から第３実施形態と同様の構成を有する点で同様の効果を有する。

Ｄ８．第８の他の実施形態
本開示は、インクジェットプリンター、及び、インクジェットプリンターにインクを供給するためのインクタンクに限らず、インクを含む種々の液体を吐出する任意の液体吐出装置及びその液体を収容するための液体タンクにも適用することができる。例えば、以下のような各種の液体吐出装置及びその液体収容容器に適用可能である。
（１）ファクシミリ装置等の画像記録装置
（２）液晶ディスプレイ等の画像表示装置用のカラーフィルターの製造に用いられる色材吐出装置
（３）有機ＥＬ(Electro Luminescence)ディスプレイや、面発光ディスプレイ (Field Emission Display、ＦＥＤ)等の電極形成に用いられる電極材吐出装置
（４）バイオチップ製造に用いられる生体有機物を含む液体を吐出する液体吐出装置
（５）精密ピペットとしての試料吐出装置
（６）潤滑油の吐出装置
（７）樹脂液の吐出装置
（８）時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を吐出する液体吐出装置
（９）光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂液等の透明樹脂液を基板上に吐出する液体吐出装置
（１０）基板などをエッチングするために酸性又はアルカリ性のエッチング液を吐出する液体吐出装置
（１１）他の任意の微小量の液滴を吐出させる液体吐出ヘッドを備える液体吐出装置。

なお、「液滴」とは、液体吐出装置から吐出される液体の状態をいい、粒状、涙状、糸状に尾を引くものも含むものとする。また、ここでいう「液体」とは、液体吐出装置が吐出させることができるような材料であれば良い。例えば、「液体」は、物質が液相であるときの状態の材料であれば良く、粘性の高い又は低い液状態の材料、及び、ゾル、ゲル水、その他の無機溶剤、有機溶剤、溶液、液状樹脂、液状金属（金属融液）のような液状態の材料も「液体」に含まれる。また、物質の一状態としての液体のみならず、顔料や金属粒子などの固形物からなる機能材料の粒子が溶媒に溶解、分散または混合されたものなども「液体」に含まれる。また、液体の代表的な例としては上記実施形態で説明したようなインクや液晶等が挙げられる。ここで、インクとは一般的な水性インクおよび油性インク並びにジェルインク等の各種の液体状組成物を包含するものとする。

本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

（１）本開示の一形態によれば、液体吐出ヘッドが提供される。この液体吐出ヘッドは、液体を吐出するためのノズルが設けられたノズルプレートと、前記ノズルプレートに積層された流路形成基板であって、前記ノズルと連通する圧力室を含み、前記ノズルプレートの面内方向のうちの一方向である配列方向に配列された複数の個別流路と、前記複数の個別流路に接続された第１共通液室と、前記複数の個別流路に接続され、前記複数の個別流路を介して前記第１共通液室に接続された第２共通液室と、を有する流路形成基板と、前記圧力室内の前記液体に圧力変化を生じさせるための圧力発生素子と、を備え、前記面内方向に直交する垂直方向において、前記ノズルプレートに対する前記流路形成基板の側を一側とし、前記流路形成基板に対する前記ノズルプレートの側を他側とした場合に、前記複数の個別流路のそれぞれは、前記第２共通液室に接続された出口流路であって、前記面内方向に延びる前記出口流路と、前記出口流路に接続された接続口を有する接続流路と、を有し、前記接続流路は、前記接続口に向って前記一側から前記他側へ延び、前記出口流路は、前記第２共通液室に前記液体を流入させる出口部であって、前記面内方向を向く前記出口部を有し、前記第２共通液室は、前記出口部に接続された導入流路であって、前記面内方向に沿って前記液体を流通させる前記導入流路を有し、前記流路形成基板は、隣り合う２つの前記出口流路の間に配置された区画壁であって、前記出口流路を区画する前記区画壁を有する。この形態の液体吐出ヘッドによれば、第２共通液室での液体の流れる向きと出口部の向きとの差を小さくできる。また、出口流路を区画する壁を有することにより、壁を有さない場合と比べて、流路断面積が小さくなる。これにより、出口流路での液体の流速が大きくなる。このため、個別流路に液体とともに気泡が流入した場合において、接続口から出口流路に流入した気泡の移動が円滑になる。したがって、接続口において、気泡の引っかかりが発生することを抑制できる。

（２）上記形態の液体吐出ヘッドにおいて、前記第２共通液室は、前記流路形成基板に形成された開口部であって、前記他側に向って開口する開口部と、前記流路形成基板の前記他側において前記流路形成基板に固定された可撓部材であって、前記開口部を覆う可撓部材と、によって形成されていてもよい。この形態の液体吐出ヘッドによれば、第２共通液室を形成する部材に可撓部材が含まれるため、第２共通液室のコンプライアンス能力が高い。このため、一の圧力室内で発生した圧力変動が第２共通液室を介して他の圧力室に伝播するクロストークの発生が抑制される。

（３）上記形態の液体吐出ヘッドにおいて、前記区画壁と前記可撓部材とは、互いに離間していてもよい。この形態の液体吐出ヘッドによれば、流路形成基板と可撓部材とを接着剤を用いて接着する場合において、接着剤が区画壁側に流動して壁に接着することを抑制できる。したがって、区画壁と可撓部材とが接着されることを抑制できる。

（４）上記形態の液体吐出ヘッドにおいて、前記区画壁は、前記他側の面と前記出口部側の面とが交差する角部に、テーパー形状またはＲ形状を有してもよい。この形態の液体吐出ヘッドによれば、区画壁と可撓部材が接触する場合であっても、区画壁との接触によって可撓部材が損傷することを抑制できる。

（５）上記形態の液体吐出ヘッドにおいて、前記流路形成基板は、前記個別流路のうち、前記圧力室よりも前記第１共通液室側の流路を形成する第１貫通孔と、前記個別流路のうち、前記圧力室よりも前記第２共通液室側の流路を形成する第２貫通孔と、を有し、前記ノズルは、前記個別流路の流路方向において、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔との間に設けられ、前記第１貫通孔の流路断面積は、前記第２貫通孔の流路断面積より小さくてもよい。この形態の液体吐出ヘッドによれば、圧力室の圧力変動によってノズルから効率的に液体を吐出させることができる。

（６）上記形態の液体吐出ヘッドにおいて、前記個別流路において、前記ノズルより前記第１共通液室側の流路抵抗と、前記ノズルより前記第２共通液室側の流路抵抗と、は同一であってもよい。この形態の液体吐出ヘッドによれば、第１共通液室と第２共通液室との圧力差を低減できる。これにより、ノズルにおけるメニスカス位置の調整が容易になる。

（７）上記形態の液体吐出ヘッドにおいて、前記区画壁の前記垂直方向における大きさは、前記複数の個別流路と前記第１共通液室とを接続する複数の入口部の間に設けられた入口壁の前記垂直方向における大きさよりも小さくてもよい。この形態の液体吐出ヘッドによれば、個別流路と第１共通液室とを接続する入口部に気泡が引っかかることを抑制できる。

本開示は、液体吐出ヘッド以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、上記形態の液体吐出ヘッドを備える液体吐出装置や、液体吐出ヘッドまたは液体吐出装置の製造方法等の形態で実現することができる。

１２…媒体、１４…液体収容容器、２０…制御ユニット、２２…搬送機構、２３…搬送ベルト、２４…ヘッド移動機構、２５…キャリッジ、２６…液体吐出ヘッド、２６Ｂ…液体吐出ヘッド、３２…第１共通液室、３４…第２共通液室、３６…個別流路、３６Ａ…個別流路、３６Ｂ…個別流路、４０…流路形成基板、４２…第１連通板、４４…第２連通板、４６…圧力室形成基板、４７…封止部材、４８…保護基板、５２…ケース、６０…ノズルプレート、６１…ノズル面、６２…第１フィルム、６４…第２フィルム、７０…圧力発生素子、７２…電極、１００…液体吐出装置、１２６…ノズル、１４２…供給流路、１４４…回収流路、１４６…ポンプ、２２６…液体吐出ヘッド、３２２…供給口、３２４…入口部、３４１…導入流路、３４２…排出口、３４４…出口部、３６２…第１流路、３６２Ｂ…第１流路、３６４…圧力室、３６５…第２流路、３６６…第３流路、３６７…接続流路、３６８…接続口、３６９…出口流路、４１２…第１貫通孔、４１２Ａ…第１貫通孔、４１４…第２貫通孔、４１５…第３貫通孔、４２８…区画壁、４３２…第１開口部、４３４…第２開口部、４３８…側面、５２６…液体吐出ヘッド、６２８…区画壁、６２９…底面、７２８…区画壁、７２９…底面、７３０…角部

Claims (8)

1. 液体を吐出するためのノズルが設けられたノズルプレートと、
   前記ノズルプレートに積層された流路形成基板であって、前記ノズルと連通する圧力室を含み、前記ノズルプレートの面内方向のうちの一方向である配列方向に配列された複数の個別流路と、前記複数の個別流路に接続された第１共通液室と、前記複数の個別流路に接続され、前記複数の個別流路を介して前記第１共通液室に接続された第２共通液室と、を有する流路形成基板と、
   前記圧力室内の前記液体に圧力変化を生じさせるための圧力発生素子と、を備え、
   前記面内方向に直交する垂直方向において、前記ノズルプレートに対する前記流路形成基板の側を一側とし、前記流路形成基板に対する前記ノズルプレートの側を他側とした場合に、
   前記複数の個別流路のそれぞれは、前記第２共通液室に接続された出口流路であって、前記面内方向に延びる前記出口流路と、前記出口流路に接続された接続口を有する接続流路と、を有し、
   前記接続流路は、前記接続口に向って前記一側から前記他側へ延び、
   前記出口流路は、前記第２共通液室に前記液体を流入させる出口部であって、前記面内方向を向く前記出口部を有し、
   前記第２共通液室は、前記出口部に接続された導入流路であって、前記面内方向に沿って前記液体を流通させる前記導入流路を有し、
   前記流路形成基板は、隣り合う２つの前記出口流路の間に配置された区画壁であって、前記出口流路を区画する前記区画壁を有する、液体吐出ヘッド。
2. 請求項１に記載の液体吐出ヘッドであって、
   前記第２共通液室は、前記流路形成基板に形成された開口部であって、前記他側に向って開口する開口部と、前記流路形成基板の前記他側において前記流路形成基板に固定された可撓部材であって、前記開口部を覆う可撓部材と、によって形成されている、液体吐出ヘッド。
3. 請求項２に記載の液体吐出ヘッドであって、
   前記区画壁と前記可撓部材とは、互いに離間している、液体吐出ヘッド。
4. 請求項２または請求項３に記載の液体吐出ヘッドであって、
   前記区画壁は、前記他側の面と前記出口部側の面とが交差する角部に、テーパー形状またはＲ形状を有する、液体吐出ヘッド。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドであって、
   前記流路形成基板は、前記個別流路のうち、前記圧力室よりも前記第１共通液室側の流路を形成する第１貫通孔と、前記個別流路のうち、前記圧力室よりも前記第２共通液室側の流路を形成する第２貫通孔と、を有し、
   前記ノズルは、前記個別流路の流路方向において、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔との間に設けられ、
   前記第１貫通孔の流路断面積は、前記第２貫通孔の流路断面積より小さい、液体吐出ヘッド。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドであって、
   前記個別流路において、前記ノズルより前記第１共通液室側の流路抵抗と、前記ノズルより前記第２共通液室側の流路抵抗と、は同一である、液体吐出ヘッド。
7. 請求項６に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
   前記区画壁の前記垂直方向における大きさは、前記複数の個別流路と前記第１共通液室とを接続する複数の入口部の間に設けられた入口壁の前記垂直方向における大きさよりも小さい、液体吐出ヘッド。
8. 液体吐出装置であって、
   請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドと、
   前記液体吐出ヘッドに供給される液体を収容する液体収容容器と、
   前記液体吐出ヘッドと前記液体収容容器との間で前記液体を循環させるポンプと、を備える、液体吐出装置。

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