JP5590321B2 - 液体噴射ヘッド及びこれを有する液体噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は液体噴射ヘッド及びこれを有する液体噴射装置に関し、特に圧力発生室から排出されノズル開口を介して吐出される液体の一部を分流させて循環させる場合に適用して有用なものである。

液体噴射装置としては、例えば圧電素子からなる圧力発生手段によりインク滴吐出のための圧力を発生させる複数の圧力発生室と、共通のリザーバーから各圧力発生室に個別にインクを供給するインク供給路と、各圧力発生室に形成されてインク滴を吐出するノズル開口とを備えたインクジェット式記録ヘッドを具備するインクジェット式記録装置がある（例えば特許文献１参照）。

かかるインクジェット式記録装置では、印字信号に対応するノズルと連通した圧力発生室内のインクに吐出エネルギーを付与してインク滴をノズル開口から外部に吐出させ、紙等のメディアの所定位置に着弾させている。したがって、この種のインクジェット式記録装置では、ノズル開口が大気に臨むこととなる。このため、ノズル開口を介した蒸発によりインクが増粘する。この結果、増粘したインクに起因してインク滴の吐出特性に悪影響を及ぼす場合が発生する。すなわち、増粘したインクが一部でも存在するとノズル開口を介するインク滴の吐出量および吐出速度が変化し、着弾のばらつきを生起するという不都合が発生する。

このため、従来技術に係る汎用的なインクジェット式記録装置では、１）インクが増粘される前に、インクジェット式記録ヘッドをメディア以外の部分に移動させて適宜インクを吐き捨てることによりノズル開口近傍のインクを常に新鮮な状態に維持するか、２）インク滴を吐出させない場合には、圧力発生手段であるＰＺＴ等により圧力発生室に振動を発生させていくらかでも増粘を抑制する工夫をしている。

ところが、前者の場合には、インクを無駄に廃棄することになり、後者の場合には、インクが振動はしていてもノズル開口近傍ではインクの蒸発による増粘を充分には防止することができないという問題を有していた。

そこで、圧力発生室から排出されてノズル開口に向うインクの一部を循環用流通路を介して分流させて循環させることによりノズル開口近傍に常に新鮮なインクが供給されるように工夫したインクジェット式記録ヘッドも提案されている（特許文献２参照）。かかる循環方式を採用するインクジェット式記録ヘッドでは、インクを循環させているので、インクを廃棄することなくノズル開口近傍のインクを常に新鮮に維持することができ、上述の如き１）、２）の問題を同時に解決し得る。

特開２００２−３５５９６１号公報 特許第３０９７７１８号公報

一方、上述の如き循環方式を採用するインクジェット式記録ヘッドでは、ノズル開口に向うインクの一部を循環用流通路を介して分流させているので、その分ノズル開口を介して吐出されるインク量が減少し、圧力発生室におけるインクの排除体積に対するインクの吐出効率を悪化させる原因となる。すなわち、上述の如き循環方式のインクジェット式記録ヘッドでは、循環方式を採用しない従来の汎用型のインクジェット式記録ヘッドと同等の吐出特性を得ることが肝要であるが、このための工夫はなされていないのが現状である。

なお、このような問題は、インクを噴射するインクジェット式記録ヘッドだけではなく、他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、上記従来技術に鑑み、無駄な液体の吐出廃棄を伴うことなく、吐出特性を従来の汎用の液体噴射ヘッドと同等に維持しつつ吐出液体の増粘を抑制し得る液体噴射ヘッド及びこれを有する液体噴射装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の態様は、液体供給路を介して液体が供給される圧力発生室と、この圧力発生室内に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、前記圧力変化に伴い前記圧力発生室から排出された液体を外部に吐出させるノズル開口と、前記圧力発生室よりも前記ノズル開口側に形成されて前記圧力発生室から排出された前記液体の一部を分流させる循環用流通路とを具備し、前記液体供給路、ノズル開口および循環用流通路の各イナータンスをＭｓ，Ｍｎ，Ｍｃとするとき、Ｍｓ≧（１／Ｍｎ＋１／Ｍｃ） ^−１ の関係が成立するように構成し、さらに前記ノズル開口および循環用流通路の各流路抵抗をＲｎ，Ｒｃとするとき、Ｍｎ／Ｒｎ＜Ｍｃ／Ｒｃの関係が成立するように構成したことを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
本態様によれば、上式の条件を充足するように構成されているので、印字等の際に圧力発生室から排出されるインクはそのほとんどがノズル開口を介して吐出される。したがって、この場合の吐出特性は、循環用流通路を有しない従来のインクジェット式記録ヘッドと同等なものとすることができる。一方、圧力発生室から排出される液体は循環用流通路を介してインク供給路、圧力発生室へと至る経路を循環されるので、ノズル開口の近傍部分には常に新鮮なインクを供給することができ、その増粘を可及的に抑制することができる。この結果、インクを無駄に廃棄することなく有効に増粘による吐出特性の悪化を防止することができる。
さらに、Ｍｎ／Ｒｎ＜Ｍｃ／Ｒｃとなっているので、ノズルメニスカスにおける液体の振動をより効果的に減衰させることができる。したがって、圧力発生手段の駆動により圧力発生室に圧力を発生させてインク供給路を通過する液体を循環させる自己循環方式のものに適用しても特に有用な条件となる。
ここで、前記循環用流通路は、前記ノズル開口と並列に形成されているのが望ましい。この場合には、上記作用・効果が容易且つ良好に発揮されるからである。
さらに、上記液体噴射ヘッドにおいて、Ｍｃ＞Ｍｎの関係が成立するように構成するのが望ましい。この場合には、ノズル開口のイナータンスＭｎが循環用流通路のイナータンスＭｃよりも小さいので、圧力発生室から排出された液体をより効率的にノズル開口を介して吐出させることができるからである。
本発明の他の態様は、上記液体噴射ヘッドの何れか一つを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
本態様によれば、吐出特性を良好に維持しつつ、無駄に廃棄する液体をなくしてノズル開口近傍の液体を常に新鮮に維持することで、長期に亘り安定した吐出特性および着弾性能を有する装置とすることができる。
本発明の他の態様は、液体供給路を介して液体が供給される圧力発生室と、この圧力発生室内に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、前記圧力変化に伴い前記圧力発生室から排出された液体を外部に吐出させるノズル開口と、前記圧力発生室よりも前記ノズル開口側に形成されて前記圧力発生室から排出された前記液体の一部を分流させる循環用流通路とを具備し、前記液体供給路、ノズル開口および循環用流通路の各イナータンスをＭｓ，Ｍｎ，Ｍｃとするとき、Ｍｓ≧（１／Ｍｎ＋１／Ｍｃ）^−１の関係が成立するように構成したことを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
本態様によれば、上式の条件を充足するように構成されているので、印字等の際に圧力
発生室から排出されるインクはそのほとんどがノズル開口を介して吐出される。したがっ
て、この場合の吐出特性は、循環用流通路を有しない従来のインクジェット式記録ヘッド
と同等なものとすることができる。一方、圧力発生室から排出される液体は循環用流通路
を介してインク供給路、圧力発生室へと至る経路を循環されるので、ノズル開口の近傍部
分には常に新鮮なインクを供給することができ、その増粘を可及的に抑制することができ
る。この結果、インクを無駄に廃棄することなく有効に増粘による吐出特性の悪化を防止
することができる。

ここで、前記循環用流通路は、前記ノズル開口と並列に形成するのが好ましい。この場合には、上記作用・効果が容易且つ良好に発揮されるからである。

さらに、上記液体噴射ヘッドにおいて、Ｍｃ＞Ｍｎの関係が成立するように構成するのが望ましい。この場合には、ノズル開口のイナータンスＭｎが循環用流通路のイナータンスＭｃよりも小さいので、圧力発生室から排出された液体をより効率的にノズル開口を介して吐出させることができるからである。

また、上記液体噴射ヘッドにおいて、前記ノズル開口および循環用流通路の各流路抵抗をＲｎ，Ｒｃとするとき、Ｍｎ／Ｒｎ＜Ｍｃ／Ｒｃの関係が成立するように構成するのが望ましい。この場合にはノズルメニスカスにおける液体の振動をより効果的に減衰させることができるからである。したがって、圧力発生手段の駆動により圧力発生室に圧力を発生させてインク供給路を通過する液体を循環させる自己循環方式のものに適用しても特に有用な条件となる。

本発明の他の態様は、上記液体噴射ヘッドの何れか一つを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
本態様によれば、吐出特性を良好に維持しつつ、無駄に廃棄する液体をなくしてノズル開口近傍の液体を常に新鮮に維持することで、長期に亘り安定した吐出特性および着弾性能を有する装置とすることができる。

第１の実施の形態に係る記録ヘッドの断面図である。 図１における圧電素子ユニットの斜視図である。 図１における圧電素子ユニットの平面図及び断面図である。 流路のイナータンスを説明するための説明図である。 流路の等価回路を示す回路図である。 第２の実施の形態に係る記録ヘッドの断面図である。 実施の形態に係る記録装置を示す概略図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態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圧力発生室の短手方向の断面図であり、図１（ｂ）は、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圧力発生室の長手方向断面図である。両図に示すように、流路形成基板５０はシリコン単結晶基板で形成されている。流路形成基板５０の一方面側の表層部分には、複数の隔壁５１によって画成された圧力発生室５２がこの圧力発生室５２の幅方向（短手方向）に並設されている。各圧力発生室５２の長手方向一端部側には、各圧力発生室５２に液体の一種であるインクを供給するためのリザーバー５３が液体供給路の一種であるインク供給路５４を介して連通されている。リザーバー５３にはヘッドケース５８に形成したインク供給路６２を介してインクカートリッジ（図示せず）からインクが供給される。

流路形成基板５０の圧力発生室５２の開口面側は振動板５５で封止され、他方面側にはノズル開口５６が穿設されたノズルプレート５７が接着剤や熱溶着フィルムを介して接着されている。

ここで、本形態における流路形成基板５０には、循環用流通路６３が形成されている。循環用流通路６３は圧力発生室５２よりもノズルプレート５７側で圧力発生室５２と平行に形成されている。すなわち、循環用流通路６３は圧力発生室５２よりもノズル開口側に形成されたノズル開口５６に並列な流路であり、圧力発生室５２から排出され、ノズル開口５６を介して外部に吐出されるインクの一部を分流させてリザーバー５３に戻すように構成してある。かくして、リザーバー５３、インク供給路５４、圧力発生室５２、循環用流通路６３の経路でインクを循環させることが可能な構造となっている。かかる循環構造に関しては後でさらに説明する。

振動板５５上には、図示しない複数のインクカートリッジに接続されるインク供給路を有するヘッドケース５８が固定されており、且つこのヘッドケース５８には、圧電素子ユニット１０が高精度に位置決めされて固定されている。すなわち、ヘッドケース５８には、貫通した収容部５８ａが設けられており、この収容部５８ａの一方の内面に圧電素子ユニット１０が、各圧電素子１１の先端が振動板５５上の各圧力発生室５２に対応する領域に設けられた各アイランド部５９に当接させて固定されている。

ここで、圧電素子ユニット１０について、図２および図３を追加してさらに詳細に説明しておく。図２は圧電素子ユニットを抽出して示す斜視図、図３は、図２の平面図およびそのＡ−Ａ線断面図である。

図２および図３に示すように、当該圧電素子ユニット１０は、複数の圧電素子１１がその幅方向に並設された列１２を有する圧電素子形成部材１３と、圧電素子形成部材１３の先端部（一端部）側が自由端となるようにその基端部（他端部）側が接合される固定基板１４とを有する。ここで、圧電素子形成部材１３は、圧電材料層１５と、圧電素子１１の２つの極を構成する内部電極、すなわち隣接する圧電素子１１と電気的に独立する個別電極を構成する個別内部電極１６と、隣接する圧電素子１１と電気的に共通する共通電極を構成する共通内部電極１７とを交互に挟んで積層することにより形成されている。

また、圧電素子形成部材１３には、例えばワイヤソー等によって複数のスリット１８が形成され、その先端部側が櫛歯状に切り分けられて圧電素子１１の列１２が形成されている。なお、圧電素子１１の列１２の両外側には、各圧電素子１１よりも広い幅を有する位置決め部１９が設けられている。この位置決め部１９は、圧電素子ユニット１０をインクジェット式記録ヘッドに組み込む際に、圧電素子ユニット１０を高精度に位置決めするためのものである。

ここで、各圧電素子１１の個別電極となる個別内部電極１６は、基本的には圧電素子形成部材１３の略全面に亘って設けられているが、固定基板１４の端面近傍に対向する領域で先端部側と基端部側とに分離してある。一方、共通電極となる共通内部電極１７も基本的に圧電素子形成部材１３の略全面に亘って設けられているが、個別内部電極１６と同様に、圧電素子１１の先端部近傍で分離してある。すなわち、圧電素子１１の固定基板１４に接合される領域は、振動に寄与しない不活性領域となっており、圧電素子１１を構成する個別内部電極１６及び共通内部電極１７間に電圧を印加すると、固定基板１４に接合されていない先端部側の領域のみが振動する。

また、圧電素子形成部材１３の外表面には、個別内部電極１６及び共通内部電極１７と接続される外部電極２０が形成されている。また、圧電素子形成部材１３の少なくとも圧電素子１１の列１２に対応する領域の基端部側には、外部電極２０が存在しない電極非形成部２１が存在する。

そして、複数のスリット１８は、この電極非形成部２１に対向する領域に達する長さで
形成され、外部電極２０が、このスリット１８及び電極非形成部２１によって分離され、
隣接する圧電素子１１と電気的に独立する個別外部電極２２と、隣接する圧電素子と電気
的に共通する共通外部電極２３とを構成している。具体的には、外部電極２０は、各圧電素子１１に対向する部分と位置決め部１９に対向する部分とに分離され、各圧電素子１１に対向する領域の外部電極２０が、圧電素子形成部材１３の先端部で圧電素子１１の個別電極を構成する個別内部電極１６と電気的に接続される個別外部電極２２を構成している。

一方、圧電素子１１の列１２の両側に設けられた位置決め部１９上の外部電極２０が、圧電素子形成部材１３の基端部側の端面で各圧電素子１１の共通電極を構成する共通内部電極１７と接続される共通外部電極２３を構成している。すなわち、圧電素子ユニット１０では、圧電素子形成部材１３の固定基板１４に接合された部分の反対側の面に、個別外部電極２２が並設されると共に、個別外部電極２２の並設方向両側で位置決め部１９に対向する領域に共通外部電極２３が存在する。これにより、圧電素子ユニット１０と後述する配線基板とを比較的容易に接続することができ、且つ圧電素子ユニット１０の小型化を図ることができる。

このような圧電素子ユニット１０は、図１に示すように、固定基板１４が、圧電素子１１が固定された面とは反対側の面がヘッドケース５８の収容部５８ａに固定される。そして圧電素子ユニット１０には、各圧電素子１１を駆動するための信号を供給するフィルム状の配線基板３０が接続されている。

配線基板３０は、圧電素子１１の個別外部電極２２と共通外部電極２３とに接続される接続配線３３を有している。各圧電素子１１を駆動する駆動信号を供給する駆動ＩＣ３１は、配線基板３０上に実装されている。配線基板３０としては、例えばＴＡＢテープなどのテープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）などを好適に適用し得る。すなわち、配線基板３０は、ポリイミド等のベースフィルム３２の表面に銅箔等で所定パターンの導電層を形成し、導電層をメッキすることで接続配線３３を形成した後、接続配線３３の圧電素子１１及び後述する端子部と接続される領域及び駆動ＩＣ３１の端子が接続される領域以外をレジスト等の絶縁膜３４で覆ったものとして構成することができる。ここで、駆動ＩＣ３１は、配線基板３０に実装された後、接続配線３３を覆う絶縁膜３４で覆われている。

かかる配線基板３０は、駆動ＩＣ３１が固定基板１４に相対向する面側となり、且つ駆動ＩＣ３１が配線基板３０の幅方向の中央領域となるように配置されている。そして、接続配線３３の一端部と、圧電素子１１の固定基板１４が固定された端部側の個別外部電極２２及び共通外部電極２３とは、例えば接続配線３３の表面及び個別外部電極２２及び共通外部電極２３の表面にスズ（Ｓｎ）−ビスマス（Ｂｉ）合金等の金属を形成後、両者を当接させた状態で加熱することで形成された金属層３５を介して電気的に接続されている。

また、配線基板３０の接続配線３３の圧電素子１１と接続された一端部とは反対側の他端部は、ヘッドケース５８の振動板５５とは反対側の面に設けられた入力配線基板６０の入力配線６１の端子部６１ａに屈曲されて接続されている。

ここで、ヘッドケース５８に設けられた入力配線基板６０は、外部から駆動ＩＣ３１および圧電素子１１に駆動電圧及び印刷信号等を供給するためのものである。そして、このような入力配線基板６０は、ヘッドケース５８の振動板５５とは反対側の面に設けられているため、収容部５８ａに固定された圧電素子１１に接続された配線基板３０は、入力配線基板６０の入力配線６１の端子部６１ａと接続される部分が約９０度に屈曲されて、接続配線３３の端部が端子部６１ａと接続されている。そして、接続配線３３と端子部６１ａとは、例えば、入力配線６１の端子部６１ａの表面にスズ−リン銅合金等の金属を形成後、両者を当接させた状態で加熱することで形成された金属層３６を介して電気的に接続されている。また、配線基板３０は、固定基板１４に紫外線硬化型接着剤（ＵＶ接着剤）４０，４１，４２を介して接着されている。

かかるインクジェット式記録ヘッドでは、インクカートリッジに連通されるインク供給路６２を介してリザーバー５３にインクが供給され、インク供給路５４を介して各圧力発生室５２に分配される。このとき圧電素子１１に電圧を印加することにより圧電素子１１を収縮させると、振動板５５が圧電素子１１と共に引き上げられて圧力発生室５２の容積が広げられる。この結果、圧力発生室５２内にインクが引き込まれる。そして、ノズル開口５６に至るまで内部をインクで満たした後、駆動ＩＣ３１からの記録信号に従い、圧電素子１１に印加していた電圧を解除すると、圧電素子１１が伸張されて元の状態に戻る。これにより、振動板５５も変位して元の状態に戻るため圧力発生室５２が収縮され、内部圧力が圧力発生室５２内に充填されているインクが排出される。この結果、ノズル開口５６からインクが吐出されると同時に、その一部が循環用流通路６３を介してリザーバー５３に戻る。このときのインクの吐出特性は、インク供給路５４、ノズル開口５６および循環用流通路６３のイナータンスおよび流路抵抗により規定される。

なお、イナータンスＭは流路が図４に示すような中空円筒体で近似できる場合には、
Ｍ＝ρ（Ｌ／Ｓ） ただし、Ｌ：流れ方向の長さ，Ｓ：垂直面積、ρ：流体密度
で求めることができる。

本形態では、インク供給路５４、ノズル開口５６および循環用流通路６３の各イナータンスをＭｓ，Ｍｎ，Ｍｃとするとき、次式（１）、（２）が成立するように構成している。

Ｍｓ≧（１／Ｍｎ＋１／Ｍｃ）^−１ ・・・・・（１）
Ｍｃ＞Ｍｎ ・・・・・（２）

同時に、ノズル開口５６および循環用流通路６３の各流路抵抗をＲｎ，Ｒｃとするとき次式（３）が成立するように構成している。

Ｍｎ／Ｒｎ＜Ｍｃ／Ｒｃ ・・・・・（３）

この場合の等価回路は、図５のように表すことができる。同図に示すように、ノズル開口５６および循環用流通路６３はインク供給路５４に対し並列に接続された構造となっている。なお、図５中、Ｃ_ＡＣＴは圧電素子１１のコンプライアンス、Ｃ_ｃは圧力発生室５２のコンプライアンス、Ｃ_ｎはノズル開口５６におけるメニスカスのコンプライアンスをそれぞれ示している。

図５を参照すれば明らかな通り、上式（１）はノズル開口５６と循環用流通路６３との並列合成イナータンスがインク供給路５４のイナータンスＭｓよりも小さいか、または等しいことを表している。したがって、式（１）に示す条件を充足させることにより圧力発生室５２から排出されたインクがより効率的にノズル開口５６および循環用流通路６３側に供給される。

また、上式（２）はノズル開口５６のイナータンスＭｎが循環用流通路６３のイナータンスＭｃよりも小さいことを表している。したがって、式（２）に示す条件を充足させることにより圧力発生室５２から排出されたインクがより効率的にノズル開口５６を介して吐出され、吐出効率を、循環用流通路６３を有しない従来のインクジェット式記録ヘッドの吐出効率と同等なものとすることが可能となる。

上式（３）はノズル開口５６におけるイナータンスＭｎと流路抵抗Ｒｎとの比が循環用流通路６３におけるイナータンスＭｃと流路抵抗Ｒｃとの比よりも小さいことを表している。式（３）はノズル開口５６および循環用流通路６３で構成する各流路におけるインクの振動の減衰の程度を表す指標であり、循環用流通路６３における振動に較べノズル開口５６における振動が速やかに減衰することを表している。このことにより自己循環を良好に行わせ、印字特性に影響を受けることを最小限にすることができる。ここで、自己循環とは、外部の駆動源によることなく圧電素子１１の駆動力を利用して圧力発生室５２から排出されたインクを循環用流通路６３、リザーバー５３、インク供給路５４、圧力発生室５２を介して循環させる方式をいう。かかる自己循環を行わせる場合（本形態の場合）に上式（３）の条件は特に有用な条件となる。ノズル開口５６におけるインクの振動は速やかに減衰するのが望ましいからである。

本形態に係るインクジェット式記録ヘッドでは、上式（１）および（２）の条件を充足するように構成されているので、印字等の際に圧力発生室５２から排出されるインクはそのほとんどがノズル開口５６を介して吐出される。したがって、この場合の吐出特性は、循環用流通路６３を有しない従来のインクジェット式記録ヘッドと同等なものとすることができる。一方、圧力発生室５２から排出されるインクは循環用流通路６３を介してリザーバー５３、インク供給路５４、圧力発生室５２へと至る経路を循環されるので、ノズル開口５６の近傍部分には常に新鮮なインクを供給することができ、その増粘を可及的に抑制することができる。この結果、インクを無駄に廃棄することなく有効に増粘による吐出特性の悪化を防止することができる。

ここで、印字等の通常動作時には、圧電素子１１を高周波数（例えば３０ｋＨｚ）で駆動させ、自己循環時には低周波数（例えば２ｋＨｚ）で駆動させるのが望ましい。

＜第２の実施の形態＞
図６は本発明の第２の実施の形態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を示す図で、（ａ）はその圧力発生室の短手方向の断面図であり、（ｂ）は、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圧力発生室の長手方向断面図である。なお、図６中、図１と同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。

図６に示すように、本形態は外部の駆動源であるポンプ６８を利用してインクを循環させる強制循環方式である。この場合の循環は、インクを貯留しているインクカートリッジ６９からインク供給路６２を介してリザーバー５３に至り、インク供給路５４、圧力発生室５２、循環用流通路６４、リザーバー６５、インク供給路６６、ポンプ６８を介してインクカートリッジ６９に戻る経路で行われる。ここで、循環用流通路６４は、第１の実施の形態と同様に、圧力発生室５２よりもノズル開口側にノズル開口５６と並列に形成されて圧力発生室５２から排出されたインクの一部を分流させるようになっているが、第１の実施の形態のようにリザーバー５３に戻ることなく、別のリザーバー６５に直接連通するように形成されている。リザーバー６５は流路形成基板５０のリザーバー５３とは反対側の端部に形成されており、ヘッドケース５８のインク供給路６２とは反対側の端部に形成されたインク供給路６６に連通されている。ポンプ６８は流路６７を介してインク供給路６６の上端開口に接続されている。

本形態においても、インク供給路５４、ノズル開口５６および循環用流通路６４の各イナータンスをＭｓ，Ｍｎ，Ｍｃとし、ノズル開口５６および循環用流通路６４の各流路抵抗をＲｎ，Ｒｃとするとき、上式（１）、（２）、（３）が成立するように構成している。

したがって、本形態は第１の実施の形態が自己循環方式であるのに対し強制循環方式を採用した点が異なるだけで、循環方式という点では第１の実施の形態と同様であるので、この場合の作用・効果は第１の実施の形態と全く同様に発揮させることができる。

なお、本形態に係るインクジェット式記録ヘッドは強制循環方式を採用しているので，上式（３）の条件は必ずしも充足する必要はない。式（３）は自己循環方式を採用した場合に特に有用な条件を与えるものであるからである。

＜液体噴射ヘッドに関する他の実施の形態＞
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれに限るものでは勿論ない。例えば、上記実施の形態に係るインクジェット式記録ヘッドは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アクチュエーターを有するヘッドであるが、圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段として薄膜型のアクチュエーターである圧電素子を有するヘッド、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アクチュエーターである圧電素子を有するヘッド等にも同様に適用できる。さらに、圧力発生手段として、圧力発生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開口から液滴を吐出させるいわゆるバブル式アクチュエーターや、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にも適用することもできる。要するに、圧力発生室よりもノズル開口側にノズル開口と並列に形成されて圧力発生室から排出されたインクの一部を分流させる循環用流通路を具備し、圧力発生室を流通するインクを循環させるような構成を採用するインクジェット式記録ヘッドであれば制限なく適用でき、適用した場合には、上記実施の形態と同様の作用・効果を発揮させることができる。

さらに、本発明は、広く液体噴射ヘッド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る。

＜上記実施の形態に係る液体噴射ヘッドを有する液体ジェット式記録装置＞
上記実施の形態に係るインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通す
るインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装
置に搭載される。図７は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。同図に示すように、上記実施の形態に係るインクジェット式記録ヘッドを有する記録ヘッドユニット１Ａ、１Ｂは、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ、２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂ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。この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。

そして、駆動モーター６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７を介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂ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にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラーなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８に巻き掛けられて搬送されるようになっている。

１０ 圧電素子ユニット、 １１ 圧電素子、 １３ 圧電素子形成部材、 １４ 固定基板、 １５ 圧電材料層、 １６ 個別内部電極、 １７ 共通内部電極、 ２０ 外部電極、 ２１ 電極非形成部、 ２２ 個別外部電極、 ２３ 共通外部電極、 ３４ 絶縁膜、 ３５，３６ 金属層、 ５０ 流路形成基板、 ５２ 圧力発生室、 ５３ リザーバー、 ５４ インク供給路、 ５６ ノズル開口、 ６３，６４ 循環用流通路、 ６８ ポンプ、 ６９ インクカートリッジ

Claims (4)

1. 液体供給路を介して液体が供給される圧力発生室と、この圧力発生室内に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、前記圧力変化に伴い前記圧力発生室から排出された液体を外部に吐出させるノズル開口と、前記圧力発生室よりも前記ノズル開口側に形成されて前記圧力発生室から排出された前記液体の一部を分流させる循環用流通路とを具備し、
   前記液体供給路、ノズル開口および循環用流通路の各イナータンスをＭｓ，Ｍｎ，Ｍｃとするとき、
   Ｍｓ≧（１／Ｍｎ＋１／Ｍｃ）^−１
   の関係が成立するように構成し、
   さらに前記ノズル開口および循環用流通路の各流路抵抗をＲｎ，Ｒｃとするとき、
   Ｍｎ／Ｒｎ＜Ｍｃ／Ｒｃ
   の関係が成立するように構成したことを特徴とする液体噴射ヘッド。
2. 請求項１に記載する液体噴射ヘッドにおいて、
   前記循環用流通路は、前記ノズル開口と並列に形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
3. 請求項１または請求項２に記載する液体噴射ヘッドにおいて、
   Ｍｃ＞Ｍｎ
   の関係が成立するように構成したことを特徴とする液体噴射ヘッド。
4. 請求項１〜請求項３の何れか一項に記載する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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