JP2021003863A - 液体噴射ヘッド及び液体噴射システム - Google Patents

Abstract

【課題】ノズル近傍の液体をより効率よく回収できる液体噴射ヘッド及び液体噴射システムを提供する。【解決手段】ノズル２１から液体を吐出する液体噴射ヘッドであって、ノズル２１と連通する第１共通液室１０１及び第２共通液室と、第１共通液室１０１とノズル２１との間に設けられた加圧チャンバー１２と、加圧チャンバー１２とノズル２１との間において、ノズル２１に向かう第１方向である＋Ｚ方向に向かって延伸する第１流路２０１と、第１流路２０１から分岐して第２共通液室へとつながる第２流路２０２と、第１共通液室１０１から加圧チャンバー１２をバイパスして第１流路２０１へとつながる第３流路２０３と、を備え、第３流路２０３と第１流路２０１との接続口である第１開口２０３ａと、第２流路２０２と第１流路２０１との接続口である第２開口２０２ａとは、第１流路２０１の第１方向である＋Ｚ方向寄りの位置にある。【選択図】図３

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システムに関し、特に液体としてインクを噴射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システムに関する。

液体を噴射する液体噴射ヘッドでは、例えば、液体に含まれる気泡を排出するため、液体の増粘を抑制するため、及び、液体に含まれる成分が沈降するのを抑制するために、液体噴射ヘッド内の液体を循環するようにした液体噴射システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１の液体噴射ヘッドでは、ノズル近傍に設けた分岐流路を通じて液体噴射ヘッド内の液体を循環させることで、ノズルから噴射されない液体の乾燥による増粘を抑制している。

特開２０１８−１０３６０２号公報

しかしながら、ノズル近傍の液体をより効率よく回収できる液体噴射ヘッドが求められている。

なお、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、ノズル近傍の液体をより効率よく回収できる液体噴射ヘッド及び液体噴射システム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、ノズルから液体を吐出する液体噴射ヘッドであって、前記ノズルと連通する第１共通液室及び第２共通液室と、前記第１共通液室とノズルとの間に設けられた加圧チャンバーと、前記加圧チャンバーと前記ノズルとの間において、前記ノズルに向かう第１方向に向かって延伸する第１流路と、前記第１流路から分岐して前記第２共通液室へとつながる第２流路と、前記第１共通液室から前記加圧チャンバーをバイパスして前記第１流路へとつながる第３流路と、を備え、前記第３流路と前記第１流路との接続口である第１開口と、前記第２流路と前記第１流路との接続口である第２開口とは、前記第１流路の前記第１方向寄りの位置にある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、上記の液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドに液体を供給すると共に前記液体噴射ヘッドから液体を回収して液体を循環させる機構と、を備えることを特徴とする液体噴射システムにある。

実施形態１に係る記録ヘッドの平面図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの流線を説明する断面図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの比較例の流線を説明する断面図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの変形例を示す断面図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの流束帯を説明する断面図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの流束帯の変形例を説明する断面図である。 実施形態２に係る記録ヘッドの断面図である。 実施形態３に係る記録ヘッドの断面図である。 他の実施形態に係る記録ヘッドの断面図である。 一実施形態に係る記録装置の概略構成を示す図である。 一実施形態に係る液体噴射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４は、図３の流路内の流線を説明する図である。図５は、比較例の流路内の流線を説明する図である。

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及びケース部材４０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を構成する加圧チャンバーである圧力室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。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−Ｚ方向の面には、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、Ｘ方向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、Ｘ方向で並設された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にインクを供給する供給口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とが設けられている。

ノズルプレート２０には、＋Ｚ方向に向かってインクを噴射するノズル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、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た内径の異なる第１ノズル２１ａと第２ノズル２１ｂとを有する。第１ノズル２１ａは、第２ノズル２１ｂよりも内径が小さい。そして、第１ノズル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１ノズル２１ａから＋Ｚ方向に向かってインクがインク滴として外部に噴射される。すなわち、本実施形態のインクが吐出される第２軸方向は、本実施形態では、Ｚ方向となっている。

また、第２ノズル２１ｂは、ノズルプレート２０の−Ｚ側に配置され、詳しくは後述するＹ方向に延伸する第１流路２０１に連通する。すなわち、第１流路２０１の延伸方向である第１軸方向は、本実施形態では、Ｙ方向となっている。これら第１軸方向であるＹ方向と第２軸方向であるＺ方向とは互いに直交する。

このようにノズル２１に比較的内径が小さな第１ノズル２１ａを設けることでインクの流速を向上して、当該ノズル２１から噴射されるインク滴の飛翔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ノズル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、循環を行った際に、ノズル２１内で循環の流れの影響を受けない部分を減少させることができる。すなわち、循環時に第２ノズル２１ｂ内でインクの流れを生じさせることができ、ノズル２１内の速度勾配を大きくして、ノズル２１内のインクを上流から供給された新しいインクで置換することができる。ただし、第２ノズル２１ｂの内径を第１ノズル２１ａに比べて大きくし過ぎると、第２ノズル２１ｂと第１ノズル２１ａとのイナータンスの比が大きくなり、インク滴を連続して吐出させた際のノズル２１内でのインクのメニスカスの位置が安定しない。すなわち、第２ノズル２１ｂと第１ノズル２１ａとのイナータンスの比が大きくなると、インクのメニスカスが第１ノズル２１ａ内に留まらずに第２ノズル２１ｂ内に移動し、安定したインク滴の吐出を連続して行うことができなくなってしまう。

また、第２ノズル２１ｂの内径を小さくしすぎると、循環時に第２ノズル２１ｂ内にインクの流れが生じ難くなる。また、第２ノズル２１ｂの内径を小さくしすぎると、圧力室１２からノズル２１までの流路抵抗が大きくなり、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。したがって、第１ノズル２１ａ及び第２ノズル２１ｂの大きさは、循環時のインクの置換性能、吐出安定性、吐出効率、及び、インク滴の飛翔速度等を考慮して適宜決定される。

このような第１ノズル２１ａ及び第２ノズル２１ｂは、それぞれ開口形状がＺ方向に亘って略同じ形状となるように設けられている。これにより、第１ノズル２１ａと第２ノズル２１ｂとの間には段差が形成されている。もちろん、第１ノズル２１ａと第２ノズル２１ｂの形状はこれに限定されず、例えば、第２ノズル２１ｂ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。つまり、第２ノズル２１ｂの内径は、第１ノズル２１ａに向かって徐々に漸小するように設けられていてもよい。これにより、例えば、第１ノズル２１ａと第２ノズル２１ｂとの間に段差が形成されておらず、連続した内面となっていてもよい。このように第１ノズル２１ａと第２ノズル２１ｂとの内面が連続している場合には、第１ノズル２１ａとは、開口形状がＺ方向に亘って略同じ形状である部分を言う。

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、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。ちなみに、ノズル２１のＺ方向の長さを短くすることで、インクを循環させた際に、ノズル２１内で循環の流れの影響を受けない部分を小さくすることができるが、ノズル２１のＺ方向の長さを短くするには、ノズルプレート２０のＺ方向の厚みを薄くする必要がある。このようにノズルプレート２０の厚みを薄くすると、ノズルプレート２０の剛性が低下し、ノズルプレート２０の変形によってインク滴の吐出方向にばらつきが生じることや、ノズルプレート２０のハンドリング性の低下による組み立て性の低下が生じ易い。つまり、上記のようにある程度の厚みのあるノズルプレート２０を用いることで、ノズルプレート２０の剛性の低下を抑制して、ノズルプレート２０の変形による吐出方向にばらつきが生じることや、ハンドリング性の低下による組み立て性の低下を抑制することができる。

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側が第１連通板１５１、＋Ｚ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するように、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。

また、第１連通部１６の＋Ｚ側の開口は、ノズルプレート２０で塞がれている。ノズルプレート２０の第１連通部１６の＋Ｚ側の開口を塞ぐ部分に、＋Ｚ方向に開口する凹部２３が設けられている。このように、ノズルプレート２０に凹部２３を設けることで、ノズルプレート２０の第１連通部１６を塞ぐ部分は、他の部分よりもＺ方向の厚さの薄い可撓部であるコンプライアンス部２４となっている。このように第１共通液室１０１を形成する壁にコンプライアンス部２４を設けることで、第１共通液室１０１内の圧力変動をコンプライアンス部２４の変形によって吸収することができる。なお、本実施形態では、ノズルプレート２０にコンプライアンス部２４となる凹部２３を、＋Ｚ側に開口するように設けるようにしたが、特にこれに限定されず、凹部２３を−Ｚ側に開口するように、すなわち、第１共通液室１０１内に開口するように設けるようにしてもよい。また、ノズルプレート２０にコンプライアンス部を設けずに、ノズルプレート２０に第１連通部１６に連通する貫通孔を設け、ノズルプレート２０の＋Ｚ側の面に、ノズルプレート２０とは別部材のコンプライアンス部を有するコンプライアンス基板を設けるようにしてもよい。もちろん、コンプライアンス部は、第１共通液室１０１の＋Ｚ側の壁に形成するものに限定されず、第１共通液室１０１の＋Ｙ方向の壁面に形成してもよく、ケース部材４０の−Ｚ側の面に形成するようにしてもよい。

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、一端が、第２連通部１７の＋Ｙ方向に向かって拡幅された部分に連通するように、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。すなわち、第２連通部１７を第１連通板１５１に設けることで、第３連通部１８の＋Ｚ側の開口のみをノズルプレート２０で蓋をすることができるため、ノズルプレート２０を比較的狭い面積で設けることができ、コストを低減することができる。

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。

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、本実施形態の各個別流路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。このような複数の個別流路２００は、ノズル２１の並設方向であるＸ方向に沿って複数並設されている。そして、ノズル２１の並設方向であるＸ方向において隣接する２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。

図２及び図３に示すように、個別流路２００は、ノズル２１と圧力室１２と第１流路２０１と第２流路２０２と第３流路２０３と供給路２０４とを具備する。

圧力室１２は、上述のように流路形成基板１０に設けられた凹部と連通板１５との間に設けられたものであり、Ｙ方向に延伸している。すなわち、圧力室１２は、Ｙ方向の一端部に供給路２０４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の延伸する方向とは、圧力室１２内をインクが流れる方向のことである。

なお、本実施形態では、流路形成基板１０に圧力室１２のみを形成するようにしたが、特にこれに限定されず、圧力室１２の上流側の端部、すなわち、＋Ｙ方向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るようにしてもよい。

供給路２０４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。供給路２０４は、＋Ｚ側の端部で第１共通液室１０１と連通し、−Ｚ側の端部で圧力室１２と連通する。つまり、供給路２０４は、Ｚ方向に延伸している。ここで、供給路２０４が延伸する方向とは、供給路２０４内をインクが流れる方向のことである。

第１流路２０１は、圧力室１２とノズル２１との間に、ノズル２１に向かう＋Ｚ方向に向かって延伸して設けられている。なお、第１流路２０１が延伸する方向とは、第１流路２０１内をインクが流れる方向のことである。すなわち、第１流路２０１が延伸する第１方向とは、本実施形態では、＋Ｚ方向のことである。このような第１流路２０１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方向の端部で圧力室１２と連通し、＋Ｚ方向の端部で第２流路２０２と連通している。

また、第１流路２０１は、本実施形態では、流路を流れるインクを横断する断面積、すなわち、Ｘ方向及びＹ方向を含む面方向の断面積がＺ方向に亘って同じ面積となるように設けられている。なお、第１流路２０１は、横断する断面積がＺ方向で異なる面積となるように設けられていてもよい。ちなみに、第１流路２０１を横断する面積が異なるとは、Ｚ方向に沿ってＸ方向の幅が異なる場合も、Ｚ方向に沿ってＹ方向の幅が異なる場合も、その両方が異なる場合も含むものである。

また、第１流路２０１の流路を横断する断面形状、すなわち、Ｘ方向及びＹ方向を含む面方向の断面形状は、矩形となっている。なお、第２流路２０２の流路を横断する断面形状は、特に限定されず、多角形状、円形状、楕円形状、だるま形状等であってもよい。

また、第１流路２０１は、連通板１５に形成された部分を言う。すなわち、第１流路２０１は、圧力室１２の＋Ｚ方向の底面からノズルプレート２０で蓋をされている部分までである。

ノズル２１は、第１流路２０１の端部に連通する位置に配置されている。すなわち、ノズル２１は、Ｚ方向から平面視した際に、第１流路２０１に重なる位置に配置されている。これにより、ノズル２１から＋Ｚ方向に向かってインク滴が吐出される。

第２流路２０２は、第１流路２０１から分岐して第２共通液室１０２へとつながるものである。本実施形態では、第１流路２０１と第２共通液室１０２との間にＹ方向に延伸して設けられている。なお、第２流路２０２が延伸する方向とは、第２流路２０２内をインクが流れる方向のことである。このような第２流路２０２は、＋Ｙ方向の端部で第１流路２０１と連通し、−Ｙ方向の端部で第２共通液室１０２の第３連通部１８と連通している。

また、本実施形態の第２流路２０２は、第２連通板１５２とノズルプレート２０との間に設けられている。具体的には、第２流路２０２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２流路２０２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て形成してもよい。

第２流路２０２は、本実施形態では、流路を流れるインクを横断する断面積、すなわち、Ｘ方向及びＺ方向を含む面方向の断面積がＹ方向に亘って同じ面積となるように設けられている。なお、第２流路２０２は、横断する断面積がＹ方向で異なる面積となるように設けられていてもよい。ちなみに、第２流路２０２を横断する面積が異なるとは、Ｙ方向に沿ってＺ方向の高さが異なる場合も、Ｙ方向に沿ってＸ方向の幅が異なる場合も、その両方が異なる場合も含むものである。

また、第２流路２０２の流路を横断する断面形状、すなわち、Ｘ方向及びＺ方向を含む面方向の断面形状は、矩形状となっている。なお、第２流路２０２の流路を横断する断面形状は、特に限定されず、台形、半円形、半楕円形等であってもよい。

また、ノズル２１が連通する第１流路２０１を流れるインクを横断する断面積は、第２流路２０２を流れるインクを横断する断面積よりも大きいことが好ましい。第１流路２０１を横断する断面積とは、Ｘ方向及びＹ方向を含む面方向の断面の面積である。また、第２流路２０２を横断する断面積とは、Ｘ方向及びＺ方向を含む面方向の断面の面積である。このように第１流路２０１の断面積を比較的大きくすることで、圧力室１２からノズル２１までの流路抵抗が小さくなるのを抑制して、インクの吐出特性、特に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。特に第１流路２０１をＹ方向に広げて、第１流路２０１の断面積を大きくすることで、第１流路２０１の流路抵抗を低減することができると共に第１流路２０１がＸ方向に幅広に設けられることで、個別流路２００がＸ方向に低密度に配置されるのを抑制して、個別流路２００をＸ方向に高密度に配置することができる。また、第２流路２０２のイナータンスは、第１流路２０１のイナータンスよりも大きいことが好ましい。これにより、圧力室１２内のインクに圧力変化を生じさせた際に、ノズル２１よりも下流である第２流路２０２に流れるインクを少なくして、ノズル２１からインク滴を効率よく吐出させることができる。

第３流路２０３は、第１共通液室１０１から加圧チャンバーである圧力室１２をバイパスして第１流路２０１へとインクを導くものである。ここで、第３流路２０３が、第１共通液室１０１から圧力室１２をバイパスして第１流路２０１へとインクを導くとは、第１共通液室１０１から第１流路２０１に圧力室１２を通らずにインクを導くことを言う。すなわち、第３流路２０３は、直接、圧力室１２に接続されておらず、圧力室１２よりも上流である第１共通液室１０１と、圧力室１２よりも下流の第１流路２０１とに接続されている。

本実施形態では、第３流路２０３は、Ｙ方向に延伸して設けられている。ここで、第３流路２０３が延伸する方向とは、第３流路２０３内をインクが流れる方向のことである。そして、第３流路２０３は、−Ｙ方向の端部で第１流路２０１と連通し、＋Ｙ方向の端部で第１共通液室１０１と連通する。本実施形態では、第３流路２０３の第１流路２０１との接続口を第１開口２０３ａと称し、第３流路２０３の第１共通液室１０１との接続口を第３開口２０３ｂと称する。

また、本実施形態の第３流路２０３は、第２連通板１５２とノズルプレート２０との間に設けられている。具体的には、第３流路２０３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３流路２０３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て形成してもよい。このように第３流路２０３をＹ方向に延伸することで、第３流路２０３の第１開口２０３ａと第３開口２０３ｂとは、＋Ｚ方向において同じ位置に配置されている。

第３流路２０３は、本実施形態では、流路を流れるインクを横断する断面積、すなわち、Ｘ方向及びＺ方向を含む面方向の断面積がＹ方向に亘って同じ面積となるように設けられている。なお、第２流路２０２は、横断する断面積がＹ方向で異なる面積となるように設けられていてもよい。ちなみに、第３流路２０３を横断する面積が異なるとは、Ｙ方向に沿ってＺ方向の高さが異なる場合も、Ｙ方向に沿ってＸ方向の幅が異なる場合も、その両方が異なる場合も含むものである。

また、第３流路２０３の流路を横断する断面形状、すなわち、Ｘ方向及びＺ方向を含む面方向の断面形状は、矩形となっている。なお、第３流路２０３の流路を横断する断面形状は、特に限定されず、台形、半円形、半楕円形等であってもよい。

このような第３流路２０３と第１流路２０１との接続口である第１開口２０３ａと、第２流路２０２の第１流路２０１側との接続口である第２開口２０２ａとは、第１流路２０１の第１方向である＋Ｘ方向寄りの位置に配置されている。ここで、第１開口２０３ａと第２開口２０２ａとが、第１流路２０１の＋Ｘ方向寄りに配置されているとは、第１開口２０３ａと第２開口２０２ａとが、第１流路２０１のＺ方向の流路長Ｈにおいて中心Ｃよりもノズル２１に近い位置、すなわち、＋Ｚ側に配置されていることを言う。本実施形態では、第１開口２０３ａと第２開口２０２ａとは、第１流路２０１の＋Ｚ方向の端部に設けられている。これにより、第１開口２０３ａと第２開口２０２ａとは、第１流路２０１の最もノズル２１に近い位置に配置されている。

このように、第３流路２０３を設けることで、第１共通液室１０１から第２共通液室１０２にインクを循環させた際に、インクの滞留が生じる領域、本実施形態では、第１流路２０１のノズルプレート２０によって形成された端部において、Ｙ方向の第２開口２０２ａとは反対側の角部にインクが滞留する領域が形成されるのを抑制することができる。

すなわち、図４に示すように、第１流路２０１のノズル２１側である＋Ｚ側の端部には、第１共通液室１０１から供給路２０４及び圧力室１２を介して第１流路２０１を通るインクの流れと、第１共通液室１０１から第３流路２０３を通るインクの流れとが生じる。このため、第１流路２０１のノズルプレート２０によって形成された角部等にインクを流して、インクが滞留する部分が生じるのを低減することができる。

これに対して、図５に示すように、第３流路２０３を設けていない場合、＋Ｚ方向に延伸する第１流路２０１から−Ｙ方向に延伸する第２流路２０２にインクが流れるため、第１流路２０１のノズル２１側である＋Ｚ側の端部であって、第２流路２０２とは反対側の＋Ｙ側の角部Ｄにインクの流れが滞留した部分が形成されてしまう。このようにノズル２１に近い角部Ｄにインクが滞留すると、この角部Ｄに高粘度化したインクや、成分が沈降したインク、気泡などが滞留し、角部Ｄに滞留したインクや気泡が予期せぬタイミングでノズル２１内に侵入し、ノズル２１から吐出されるインクの成分濃度のばらつき、高粘度化したインクによる飛翔方向のばらつき、高粘度化したインクや気泡による吐出不良などが発生してしまう。また、角部Ｄに滞留した気泡が成長し、浮力によって圧力室１２内に侵入することで、圧力室１２内の圧力変化を気泡が吸収して、インク滴の吐出不良が発生するなどの不具合が生じる虞がある。

本実施形態では、第３流路２０３を設けることで、角部Ｄなどのインクが滞留する部分を低減することができるため、第１流路２０１の端部に連通する位置にノズル２１を設けても、滞留したインクや気泡がノズル２１内に入り込み難く、インク滴の吐出不良を抑制することができる。

また、第３流路２０３を設けることで、ノズル２１の−Ｚ側の直上において第１開口２０３ａから第２開口２０２ａに向かって流れる比較的速いインクの流れを形成することができる。したがって、ノズル２１内にインクを入り込ませて、ノズル２１内にインクの流れを生じさせることができる。このようにノズル２１内にインクの流れを生じさせることで、ノズル２１内のインクの速度勾配を大きくして、ノズル２１内のインクを上流から供給された新しいインクで置換することができる。したがって、ノズル２１内のインクが乾燥によって増粘し難く、ノズル２１内のインクが増粘したとしても、増粘したインクは下流に流れるため、ノズル２１内に増粘したインクが残留することによるインク滴の吐出方向にばらつきが生じるのを抑制して、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。

このような第３流路２０３は、第１流路２０１に比べて横断面積が小さいことが好ましい。これにより、第３流路２０３を通過するインクの流速を速めて、ノズル２１の直上のインクの流速を速めることができる。

なお、本実施形態では、第３流路２０３の第１流路２０１との接続口である第１開口２０３ａと、第２流路２０２の第１流路２０１との接続口である第２開口２０２ａとは、Ｚ方向に同じ位置となるように配置したが、特にこれに限定されない。例えば、第１開口２０３ａと第２開口２０２ａとは、Ｚ方向において異なる位置に設けられていてもよい。このような例を図６に示す。図６に示すように、第３流路２０３の第１開口２０３ａ及び第２流路２０２の第２開口２０２ａは、それぞれノズルプレート２０よりも−Ｚ側の位置に位置する。また、第１開口２０３ａは、第２開口２０２ａよりも−Ｚ側に位置する。このような構成であっても、上述したように、第１開口２０３ａ及び第２開口２０２ａが、第１流路２０１の＋Ｚ方向寄りに配置されていればよい。

ここで、第１開口２０３ａと第２開口２０２ａとの深度の差は、第２開口２０２ａの径の５倍以下が好ましく、さらに好ましくは２倍以下が好適である。第１開口２０３ａと第２開口２０２ａとの深度の差とは、第１開口２０３ａの中心のノズル２１からのＺ方向の高さＨ１と、第２開口２０２ａの中心のノズル２１からのＺ方向の高さＨ２との差ΔＨのことである。なお、第１開口２０３ａ及び第２開口２０２ａの中心とは、第１開口２０３ａ及び第２開口２０２ａが円形の開口の場合における中心である。例えば、第１開口２０３ａ及び第２開口２０２ａの開口が円形以外の場合には、第１開口２０３ａ及び第２開口２０２ａの中心とは面積重心のことである。

また、第２開口２０２ａの径とは、第２開口２０２ａのＺ方向における最大の開口幅のことである。つまり、第２開口２０２ａが円形状を有する場合には、第２開口２０２ａの直径ｒのことである。

そして、第１開口２０３ａと第２開口２０２ａとの深度の差ΔＨは、第２開口２０２ａの径である直径ｒの５倍以下が好ましく、さらに好ましくは２倍以下が好適である。すなわち、ΔＨ≦５ｒが好ましく、さらに好ましくはΔＨ≦２ｒが好適である。

このように第１開口２０３ａと第２開口２０２ａとの深度の差ΔＨを、第２開口２０２ａの直径ｒの５倍以下、さらに好ましくは２倍以下とすることで、インクの滞留し易い部分、本実施形態では、第１開口２０３ａのノズルプレート２０との角部にインクが滞留するのを抑制することができる。ちなみに、第１開口２０３ａと第２開口２０２ａとの深度の差ΔＨを、第２開口２０２ａの直径ｒの５倍よりも大きくすると、第１流路２０１のノズルプレート２０との角部にインクの滞留が生じ易くなってしまう。

なお、第１開口２０３ａは、第２開口２０２ａに比べて＋Ｚ側に配置されていてもよく、また、−Ｚ側に配置されていてもよい。

また、図７に示すように、本実施形態では、第１開口２０３ａと第２開口２０２ａとはＹ方向で互いに相対向する位置に配置し、ノズル２１を第１開口２０３ａと第２開口２０２ａとの間に配置するようにしたが、特にこれに限定されない。

例えば、図８に示すように、第１開口２０３ａと第２開口２０２ａとは、互いにＸ方向にずれた位置に配置されていてもよい。この場合、＋Ｚ方向から見たときに、ノズル２１は、第１開口２０３ａと第２開口２０２ａとを結ぶ流束帯Ｅと重なる位置に配置されているのが好ましい。ここで、流束帯Ｅとは、第１開口２０３ａから第２開口２０２ａに向かうインクの流れる範囲を規定したものであり、＋Ｚ方向からの平面視において、第１開口２０３ａの開口縁部と第２開口２０２ａの開口縁部とを結ぶ直線で囲まれた範囲のことである。図７及び図８に示すように、この流束帯Ｅに＋Ｚ方向から見てノズル２１が重なるように配置することで、ノズル２１の−Ｚ側の直上に第１開口２０３ａから第２開口２０２ａに向かうインクの流れを形成することができ、ノズル２１内にインクの流れを形成して、ノズル２１内のインクを常に新しいインクに置換することができる。ちなみに、流束帯Ｅから離れた位置にノズル２１が配置されると、ノズル２１の直上でインクの流れが形成され難く、ノズル２１内にインクの流れが形成され難くなってしまう。

なお、図７及び図８に示す例では、第１開口２０３ａと第２開口２０２ａとは、第１流路２０１のＹ方向で互いに相対向する側面に開口するようにしたが、もちろんこれに限定されず、第１開口２０３ａ及び第２開口２０２ａの何れか一方、又は両方が、Ｘ方向で相対向する側面に開口するように設けられていてもよい。このような場合であっても流束帯Ｅに重なる位置にノズル２１が配置されていれば、ノズル２１の直上でインクの流れを形成して、ノズル２１内にインクの流れを形成することができる。

なお、第３流路２０３のイナータンスは、第２流路２０２のイナータンスよりも大きいことが好ましい。ここで、第３流路２０３は、上述したように、−Ｙ方向の一端が、第１流路２０１に接続された第１開口２０３ａとなっており、＋Ｙ方向の他端が、第１連通部１６に連通する端部であって第１連通部１６の−Ｙ方向の端部となっている。また、第２流路２０２は、＋Ｙ方向の一端が、第１流路２０１と接続された第２開口２０２ａとなっており、−Ｙ方向の他端は、第２共通液室１０２に連通する端部であって第３連通部１８の＋Ｙ方向の端部である。

また、第２流路２０２のイナータンスは、第１流路２０１のイナータンスよりも大きい。つまり、第３流路２０３のイナータンス＞第２流路２０２のイナータンス＞第１流路２０１のイナータンスという関係を満たす。

このように、第３流路２０３のイナータンスを、第２流路２０２のイナータンスよりも大きくすることで、より多くのインクが第１流路２０１を介してノズル２１に流れるため、インクの吐出特性、特にインクの重量が低下し難い。

なお、インクの流れは、第１共通液室１０１から圧力室１２、第１流路２０１、第２流路２０２を経て第２共通液室１０２へと向かう前提で説明を行ってきたが、逆向きの流れが生じるように、すなわち、第２共通液室１０２から第２流路２０２、第１流路２０１、圧力室１２、第１共通液室１０１へとインクが順次流れるようにインクジェット式記録ヘッドを使用することもできる。このような使用の場合であっても、第２流路２０２から第３流路２０３へと向かうインクの流線がノズル２１の直上で生じることになるため、ノズル近傍のインクを効率的に回収させることができる。

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２１と連通する第１共通液室１０１及び第２共通液室１０２と、第１共通液室１０１とノズルとの間に設けられた加圧チャンバーである圧力室１２と、圧力室１２とノズル２１との間において、ノズル２１に向かう第１方向である＋Ｚ方向に向かって延伸する第１流路２０１と、第１流路２０１から分岐して第２共通液室１０２へとつながる第２流路２０２と、第１共通液室１０１から圧力室１２をバイパスして第１流路２０１へとつながる第３流路２０３と、を備え、第３流路２０３と第１流路２０１との接続口である第１開口２０３ａと、第２流路２０２と第１流路２０１との接続口である第２開口２０２ａとは、第１流路２０１の＋Ｚ方向寄りの位置にある。

このように、第３流路２０３を設けることで、第１流路２０１の＋Ｚ方向寄りの位置で、第１開口２０３ａから第２開口２０２ａの流れ成分を生じさせることができるため、インクが滞留する部分を抑制することができる。これにより、ノズル２１近傍でインクや気泡が滞留するのを抑制して、予期せぬタイミングで濃度や成分の異なるインクがノズル２１から吐出されることや、気泡がノズル２１や圧力室１２内に侵入してインクの吐出不良が生じるのを抑制することができる。

また、ノズル２１に向かう＋Ｚ方向寄りで第１開口２０３ａから第２開口２０２ａへインクの流れを生じさせることで、ノズル２１の−Ｚ側の直上におけるインクの流速を速めることができる。したがって、ノズル２１内のインクに流れを生じさせて、ノズル２１内のインクを上流から供給された新しいインクに置換することができる。したがって、ノズル２１内のインクが滞留するのを抑制して、滞留したインクが増粘することによるノズル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を＋Ｚ方向に延伸する第１流路２０１に連通させることで、ノズル２１を第２流路２０２に連通させる場合に比べて、圧力室１２からノズル２１までの流路抵抗が増大するのを抑制して、インク滴の吐出特性、すなわち、吐出されるインク滴の重量が小さくなるのを抑制し、圧電アクチュエーター３００を比較的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、本実施形態の記録ヘッド１では、第１開口２０３ａと第２開口２０２ａとは、第１流路２０１の第１方向である＋Ｚ方向の端部に設けられていることが好ましい。これによれば、第１開口２０３ａ及び第２開口２０２ａをよりノズル２１に近い位置に設けることができ、ノズル２１の−Ｚ側の直上におけるインクの流れを生じさせて、ノズル２１内にインクの流れを生じさせることができる。

また、本実施形態の記録ヘッド１では、第１開口２０３ａと第２開口２０２ａとの第１方向である＋Ｚ方向に対する深度の差ΔＨは、第２開口２０２ａの直径ｒの５倍以下が好ましく、２倍以下が好適である。このように、第１開口２０３ａと第２開口２０２ａとの深度の差ΔＨを、第２開口２０２ａの直径ｒの５倍以下、さらに好ましくは２倍以下とすることで、インクの滞留し易い部分にインクが滞留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１方向である＋Ｚ方向に見たとき、ノズル２１は、第１開口２０３ａと第２開口２０２ａとを結ぶ流束帯Ｅと重なる範囲に配置されていることが好ましい。これによれば、＋Ｚ方向に見たとき、ノズル２１を流束帯Ｅに重なる位置に配置することで、ノズル２１の−Ｚ側の直上に第１開口２０３ａから第２開口２０２ａに向かうインクの流れを形成することができ、ノズル２１内にインクの流れを生じさせて、ノズル２１内のインクを常に新しいインクに置換することができる。

また、本実施形態の記録ヘッド１では、第３流路２０３のイナータンスは、第２流路２０２のイナータンスよりも大きいことが好ましい。このように、第３流路２０３のイナータンスを、第２流路２０２のイナータンスよりも大きくすることで、より多くのインクが第１流路２０１を介してノズル２１に流れるため、インクの吐出特性、特にインクの重量が低下し難い。

（実施形態２）
図９は、本発明の実施形態２に係る液体噴射ヘッドであるインクジェット式記録ヘッドの要部を拡大した断面図である。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。

第３流路２０３は、第１部分２０３１と第２部分２０３２と第３部分２０３３とを具備する。

第１部分２０３１は、第１連通板１５１と第２連通板１５２との間にＹ方向に延伸して設けられている。本実施形態の第１部分２０３１は、第２連通板１５２の＋Ｚ側の面に開口する凹部を設け、この凹部を第１連通板１５１で蓋をすることで形成されている。もちろん、これに限定されず、第１部分２０３１は、第１連通板１５１に凹部を設け、第１連通板１５１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１連通板１５１と第２連通板１５２との両方に凹部を設けて形成してもよい。
このような第１部分２０３１は、＋Ｙ方向の端部が第１共通液室１０１に連通する。

第２部分２０３２は、第１部分２０３１の−Ｙ方向の端部に連通し、第２連通板１５２をＺ方向に貫通して設けられている。

第３部分２０３３は、第２連通板１５２とノズルプレート２０との間にＹ方向に延伸して設けられている。第３部分２０３３は、＋Ｙ方向の端部で第２部分２０３２の＋Ｚ側の端部と連通し、−Ｙ方向の端部で第１流路２０１と接続されている。

このような第３流路２０３では、連通板１５とノズルプレート２０との間に、第３部分２０３３のみが設けられているため、ノズルプレート２０は、第３部分２０３３を塞ぐ面積で設けられている。

また、第１連通部１６の＋Ｚ側の開口は、ノズルプレート２０とは別体のコンプライアンス基板４９が設けられている。コンプライアンス基板４９が第１共通液室１０１の＋Ｚ側の開口を封止している。

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。

このように第３流路２０３を第１部分２０３１、第２部分２０３２及び第３部分２０３３で構成することにより、ノズルプレート２０を比較的狭い面積で形成することができ、コストを低減することができる。

（実施形態３）
図１０は、本発明の実施形態３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要部を拡大した断面図である。

図１０に示すように、本実施形態の第３流路２０３は、ノズルプレート２０から−Ｚ方向に離れた位置に、Ｙ方向に延伸して設けられている。

本実施形態では、第３流路２０３は、第１連通板１５１と第２連通板１５２との間に設けられている。具体的には、第３流路２０３は、第２連通板１５２に−Ｚ方向に開口する凹部を設け、この凹部の開口を第１連通板１５１で蓋をすることで形成されている。もちろん、第３流路２０３は、これに限定されず、第１連通板１５１に＋Ｚ方向に開口する凹部を設け、この凹部の開口を第２連通板１５２で蓋をして形成してもよく、第１連通板１５１と第２連通板１５２との両方に凹部を設けて形成してもよい。

このような第３流路２０３の第１流路２０１との接続口である第１開口２０３ａは、第１流路２０１の＋Ｚ方向寄りの位置に配置されている。すなわち、第３流路２０３の第１開口２０３ａは、第１流路２０１のＺ方向の中心よりも＋Ｚ側に配置されている。

ここで、第３流路２０３を第１流路２０１の＋Ｚ方向寄りの位置に配置するには、例えば、第２連通板１５２のＺ方向の厚さを、第１連通板１５１のＺ方向の厚さよりも薄くすることで実現することができる。

また、第１連通板１５１と第２連通板１５２との厚さを同じ厚さとした場合であっても、本実施形態のように、第２連通板１５２に凹部を設け、この凹部を第１連通板１５１で蓋をして第３流路２０３を形成することで、第３流路２０３の第１開口２０３ａを第１流路２０１の＋Ｚ方向寄りに配置することができる。

このように第３流路２０３をノズルプレート２０よりも−Ｚ側に配置することで、第３流路２０３の＋Ｚ側の面は、連通板１５で形成されているため、ノズルプレート２０を第３流路２０３の＋Ｚ側に対向する位置まで延設する必要がない。このため、本実施形態のノズルプレート２０は、＋Ｙ方向において、第１流路２０１の開口を塞ぐ位置まで設けられている。

また、連通板１５の＋Ｚ側の面には、コンプライアンス基板４９が設けられており、第１共通液室１０１の＋Ｚ側の開口はコンプライアンス基板４９によって封止されている。

このように第３流路２０３をノズルプレート２０よりも−Ｚ側の位置に配置することで、ノズルプレート２０を比較的狭い面積で形成してコストを低減することができる。

また、第３流路２０３をノズルプレート２０よりも−Ｚ側に配置した場合であっても、上述した実施形態と同様に、第３流路２０３の第１開口２０３ａと第２流路２０２の第２開口２０２ａの＋Ｚ方向に対する深度の差、すなわち、第１開口２０３ａの中心のノズル２１からのＺ方向の高さＨ１と、第２開口２０２ａの中心のノズル２１からのＺ方向の高さＨ２との差ΔＨは、第２開口２０２ａの径ｒの５倍以下であることが好ましく、２倍以下であることが好適である。

なお、本実施形態では、第３流路２０３は、第１共通液室１０１に接続された構成を例示したが、特にこれに限定されず、第３流路２０３は、第１共通液室１０１から圧力室１２をバイパスして第１流路２０１へとインクを導くものであれば良いため、例えば、第３流路２０３は、供給路２０４に接続されていてもよい。つまり、第３流路２０３の第３開口２０３ｂは、供給路２０４の側面に開口していてもよい。

（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、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。

例えば、上述した実施形態１では、第３流路２０３は、連通板１５に凹部を設け、この凹部をノズルプレート２０によって蓋をすることで、連通板１５とノズルプレート２０との間に形成するようにしたが、特にこれに限定されず、第３流路２０３とノズル２１とが、一つの基板であるノズルプレート２０に設けられていてもよい。このような例を図１１に示す。図１１に示すように、第３流路２０３は、ノズルプレート２０に−Ｚ側に開口する凹部２５を設け、この凹部２５の開口を連通板１５によって蓋をすることで形成されている。これにより、第３流路２０３は、連通板１５とノズルプレート２０との間にＹ方向に延伸して設けられている。このような構成であっても、第３流路２０３を設けることで、インクの滞留する領域を減少させると共に、ノズル２１の直上のインクの流速を速めて、ノズル２１内にインクの流れを生じさせることとができる。

例えば、上述した各実施形態では、第１軸方向をＹ方向、第２軸方向をＺ方向として、Ｙ方向及びＺ方向の両方に直交するＸ方向にノズル２１が並設された構成を例示したが、特にこれに限定されず、例えば、ノズル２１や圧力室１２等は、ノズル面２０ａの面内方向においてＸ方向に対して傾斜した方向に並設されていてもよい。

また、上述した各実施形態では、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との間に第２軸方向であるＺ方向に延伸する他の流路が設けられていてもよい。

また、上述した各実施形態では、ノズル２１を第１流路２０１の端部に連通する位置に配置するようにしたが、特にこれに限定されず、ノズル２１を第２流路２０２の途中に連通する位置に配置するようにしてもよい。すなわち、ノズル２１は、Ｙ方向に延伸する第２流路２０２から＋Ｚ方向に分岐して設けるようにしてもよい。これにより、ノズル２１から＋Ｚ方向に向かってインク滴を噴射する。つまり、ノズル２１は、−Ｚ方向の端部が第２流路２０２の途中に連通し、＋Ｚ方向の端部がノズルプレート２０のノズル面２０ａに開口するようにノズルプレート２０をＺ方向に貫通して設けられていればよい。このようにノズル２１を第２流路２０２に連通する位置に配置することで、ノズル２１の配置の自由度を向上することができる。

ここで、ノズル２１が第１流路２０１から分岐して設けられているとは、ノズル２１が第１流路２０１の途中に連通していることを言う。そして、ノズル２１が第１流路２０１の途中に連通しているとは、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方向から平面視した際に第２流路２０２に重ならない部分である。

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１２を参照して説明する。なお、図１２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１２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の移動方向が第１軸方向である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。

また、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、本実施形態の液体噴射システムの一例について図１３を参照して説明する。なお、図１３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噴射システムを説明するブロック図である。

図１３に示すように、液体噴射システムは、上述した記録ヘッド１と、供給口４３に液体としてインクを供給すると共に排出口４４からインクを回収してインクを循環させる機構として、メインタンク５００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のインクは所定の圧力で記録ヘッド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（加圧チャンバー）、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、２０…ノズルプレート、２０ａ…ノズル面、２１…ノズル、２１ａ…第１ノズル、２１ｂ…第２ノズル、２２…ノズル列、２３…凹部、２４…コンプライアンス部、２５…凹部、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…供給口、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、２０１…第１流路、２０２…第２流路、２０２ａ…第２開口、２０３…第３流路、２０３ａ…第１開口、２０３ｂ…第３開口、２０３１…第１部分、２０３２…第２部分、２０３３…第３部分、２０４…供給路、３００…圧電アクチュエーター、４９１…封止膜、４９２…固定基板、４９３…開口部、４９４…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

Claims (9)

1. ノズルから液体を吐出する液体噴射ヘッドであって、
   前記ノズルと連通する第１共通液室及び第２共通液室と、
   前記第１共通液室とノズルとの間に設けられた加圧チャンバーと、
   前記加圧チャンバーと前記ノズルとの間において、前記ノズルに向かう第１方向に向かって延伸する第１流路と、
   前記第１流路から分岐して前記第２共通液室へとつながる第２流路と、
   前記第１共通液室から前記加圧チャンバーをバイパスして前記第１流路へとつながる第３流路と、を備え、
   前記第３流路と前記第１流路との接続口である第１開口と、前記第２流路と前記第１流路との接続口である第２開口とは、前記第１流路の前記第１方向寄りの位置にあることを特徴とする液体噴射ヘッド。
2. 前記第１開口と前記第２開口とは、前記第１流路の前記第１方向の端部に設けられている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１開口と前記第２開口との前記第１方向に対する深度の差は、前記第２開口の径の５倍以下となっ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１開口と前記第２開口との前記第１方向に対する深度の差は、前記第２開口の径の２倍以下となっている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１方向に見たとき、前記ノズルは、前記第１開口と前記第２開口とを結ぶ流束帯と重なる範囲に配置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３流路と前記ノズルとが、一つの基板に設けられていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
7. 前記第１開口は、前記第３流路と前記第１共通液室との接続口である第３開口よりも前記第１方向寄りに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. 前記第３流路のイナータンスは、前記第２流路のイナータンスよりも大きい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と、前記液体噴射ヘッドに液体を供給すると共に前記液体噴射ヘッドから液体を回収して液体を循環させる機構と、を備えることを特徴とする液体噴射システム。

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