JP6312507B2 - 液体吐出装置および液体吐出ヘッド - Google Patents

Description

本発明は、記録素子基板を支持する支持部材に液体収容部を設けた液体吐出ヘッドが搭載された液体吐出装置、および液体吐出装置に取り外し可能に搭載される液体吐出ヘッドに関する。

記録素子基板を支持する支持部材に複数の液体収容部を設けた液体吐出ヘッドが提案されている（特許文献１）。サーマル方式の記録素子基板を備えた液体吐出ヘッドが搭載された液体吐出装置について説明する。
記録素子基板は、記録素子基板の一方の面に形成された吐出口と、吐出口に連通する発泡室と、発泡室の壁に設けられた吐出エネルギ発生素子としての発熱抵抗体と、発泡室に連通する複数の液室と、を有する。複数の液室の各々は記録素子基板の他方の面に形成された開口を有する。
支持部材は当該他方の面を支持している。また、支持部材は、液体収容部から液室の開口まで延びる連通路を有する。記録素子基板および支持部材を備える液体吐出ヘッドは、吐出口を下方に向けた状態で液体吐出装置に搭載される。
液体は、液体収容部から連通路、液室をこの順に流れ、発泡室へ供給される。発熱抵抗体に駆動エネルギが加えられることで、発泡室内の液体に沸騰膜が生じる。沸騰膜による圧力を用いて吐出口から液体が吐出される。

ところで、記録素子基板は比較的高価な部材を含む。液体吐出ヘッドや液体吐出装置のコストを抑制するために、記録素子基板の小型化が求められている。
例えば、サーマル方式の記録素子基板は、発熱抵抗体や、当該発熱抵抗体と電気的に接続された電気配線を形成するための半導体基板を含む。半導体基板はシリコンウエハをいくつかに切断することで得られる。シリコンウエハは、シリコンといった半導体素材の種結晶を円柱状に成長させたインゴットを所定の厚さでスライスした円盤状の板であり、比較的高価な部材である。
記録素子基板を小型化することで半導体基板が小型化される。その結果、１つのシリコンウエハからより多くの半導体基板が得られる。言い換えれば、記録素子基板を小型化することで１つのシリコンウエハからより多くの記録素子基板が製造され、液体吐出ヘッドや液体吐出装置のコストが抑制される。

複数の液室を含む記録素子基板を小型化するには、隣り合う液室同士の間の間隔を狭めることが有効である。複数の連通路を有する液体吐出ヘッドでは、隣り合う液室同士の間の間隔の狭小化に伴い、隣り合う連通路同士の間の間隔も狭める必要がある。隣り合う連通路同士の間の間隔を狭めるには、隣り合う連通路同士の間の連通路壁を薄くすることが考えられる。
しかし、液体収容部を有する支持部材は記録素子基板よりも大きい。そのため、支持部材のコストを抑制するために、例えば樹脂材料といった、記録素子基板の素材よりも安価で強度の弱い素材を用いて支持部材を成形することが望ましい。樹脂材料からなる支持部材の場合、連通路壁を薄くすると、連通路壁の強度が不足して液体吐出ヘッドの製造時や使用時に連通路壁が破損する可能性がある。
このような理由から、特許文献２に開示の液体吐出ヘッドでは、連通路の横断面積（ある物を水平面に沿って切ったときの切り口の面積をいう。以下、同じ。）が液室の開口の面積や液体収容部の横断面積よりも小さくされている。連通路の横断面積が小さくなることで連通路壁の厚みが厚くなり、連通路壁の強度が確保される。

米国特許第７２６７４３１号明細書 特開２００８−２３８５１８号公報

複数の液体収容部を有する液体吐出ヘッドでは、液体収容部を比較的自由な位置に設けることができるように、複数の連通路が異なる長さ（液体の流れ方向に関する寸法を言う。以下、同じ。）を有することが望ましい。複数の連通路が異なる長さを有することで、複数の液体収容部を鉛直方向に関して異なる位置に設けることができる。
しかしながら、特許文献１に開示の液体吐出ヘッドにおいて複数の連通路が異なる長さを有する場合、相対的に長い連通路に連通する吐出口から液体が良好に吐出されない虞がある。この理由について、図１４を用いて説明する。図１４は、長さの異なる複数の連通路を有する液体吐出ヘッドの断面図である。

液体吐出ヘッドの液体収容部１ａ，１ｂ，１ｃ、連通路２ａ，２ｂ，２ｃ、液室３ａ，３ｂ，３ｃからなる空間内では気泡が成長する。この気泡は、液体中に残留している気体や、液体収容部１ａ，１ｂ，１ｃに液体を注入する際に液体とともに流入する外気、液体の吐出時に吐出口から流入する外気、記録素子基板４と支持部材５との間の隙間から流入する外気、などが原因と考えられている。
気泡には浮力および表面張力が作用する。浮力は、気泡上部と気泡下部の水頭差により生じる、上向きの力である。表面張力は、気泡の上部に作用する下向きの力（以下、「上部表面張力」と称する）と、気泡の下部に作用する上向きの力（以下、「下部表面張力」と称する。）に分けられる。また、表面張力の大きさは、気泡の表面積に依存し、気泡の表面積が小さいほど表面張力が大きいことが知られている。
図１４に示される液体吐出ヘッドでは、連通路２ａの横断面積Ｗａが液室３ａの開口の面積よりも小さい。そのため、気泡６ａが液室３ａ内で成長して気泡６ａの横断面積が連通路２ａの横断面積Ｗａよりも大きくなった場合、気泡６ａの上部だけが連通路２ａに入る。
この段階では、気泡６ａの上部の表面積は気泡６ａの下部の表面積よりも小さいので、上部表面張力Ｔｕａが下部表面張力Ｔｌａよりも大きい。上部表面張力Ｔｕａが下部表面張力Ｔｌａと浮力Ｂａとの合力と等しくなると、気泡６ａは上昇しなくなり、気泡６ａの下部は液室３ａに留まる（図１４（ａ）参照）。
連通路２ｂの横断面積Ｗｂは液室３ｂの開口の面積よりも小さい。したがって、気泡６ｂが液室３ｂ内で成長して気泡６ｂの横断面積が連通路２ｂの横断面積Ｗｂよりも大きくなった場合、気泡６ａと同様に、気泡６ｂの下部は液室３ｂに留まる。

図１４（ｂ）は、図１４（ａ）に示される状態から気泡６ａ，６ｂがさらに成長したときの図である。図１４（ｂ）に示される状態では、連通路２ｂおよび液室３ｂに溜まった気泡６ｂの上部が液体収容部１ｂに達している。液体収容部１ｂの横断面積は連通路２ｂの横断面積Ｗｂよりも大きいので、気泡６ｂの上部の表面積は図１４（ａ）に示される状態よりも大きくなる。その結果、上部表面張力Ｔｕｂが下部表面張力Ｔｌｂと浮力Ｂｂとの合力よりも小さくなり、気泡６ｂは上昇して液室３ｂから抜ける。
連通路２ａの長さＬａは連通路２ｂの長さＬｂよりも長いので、気泡６ａが気泡６ｂと同じ程度に成長しても気泡６ａの上部は液体収容部１ａに達していない。そのため、上部表面張力Ｔｕａが下部表面張力Ｙｌａと浮力Ｂａとの合力よりも大きいままであり、気泡６ａの下部は液室３ａに留まり続ける。
成長した気泡６ａは、液体収容部１ａから液室３ａへの液体の流れを阻害し、液室３ａ内のへ液体の供給不足を招く。その結果、液室３ａに連通する吐出口から液体が良好に吐出されなくなる。

以上のような理由により、相対的に長い連通路２ａに連通する吐出口から液体が良好に吐出されなくなる。
液室３ａ内の気泡６ａを取り除くために、液室３ａ内の液体とともに気泡６ａを吐出口から吸引する吸引機構を液体吐出装置に設けることが提案されている（例えば、特許文献２）。しかしながら、吸引機構を液体吐出装置に設けると、液体吐出装置のコストが増加してしまう。
そこで、本発明は上述したような課題を解決するものである。すなわち、本発明は、比較的自由な位置に複数の液体収容部を設けることができるとともに、コストおよび液体の吐出不良を抑制することができる液体吐出装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため本発明は、記録素子基板と支持部材とを備えた液体吐出ヘッドが搭載された液体吐出装置に係る。記録素子基板は、一方の面に形成された吐出口並びに該吐出口に連通する第１および第２の液室を有する。支持部材は、記録素子基板の他方の面を支持する支持部材。第１および第２の液室の各々は他方の面に形成された開口を有する。支持部材は、第１および第２の液体収容部と、第１の液体収容部から第１の液室の開口まで延びる第１の連通路と、第２の液体収容部から第２の液室の開口まで延びる第２の連通路と、を有する。第１および第２の連通路は、それぞれ、第１および第２の液室の開口の面積よりも小さい横断面積を有する流路部分を含む。流路部分が、第１および第２の液体収容部それぞれに該液体収容部内の空間を絞るように連続している。この態様において、本発明は、第１の連通路の流路部分の長さが第２の連通路の流路部分の長さよりも長く、第１の液体収容部が第２の液体収容部よりも記録素子基板から離れており、第１の連通路の流路部分の横断面積が第２の連通路の流路部分の横断面積よりも大きいことを特徴とする。

本発明によれば、第１の連通路の流路部分が第２の連通路の流路部分よりも長い、すなわち第１および第２の連通路の長さが異なっているので、第１および第２の液体収容部を比較的自由な位置に設けることができる。
また、第１の連通路の流路部分の横断面積が第２の連通路の流路部分の横断面積よりも大きいので、第１の連通路および第１の液室内の第１の気泡の上部表面張力は、第２の連通路および第２の液室内の第２の気泡の上部表面張力に比べて小さい。したがって、第１の気泡は、第１の液体収容部に達しなくても上昇することができ、液体の吐出不良が抑制される。
第２の連通路の流路部分は第１の連通路の流路部分よりも短いので、第２の連通路および第２の液室内の第２の気泡は第２の液体収容部に達しやすい。したがって、第２の気泡は第２の液室に溜まりにくく、液体の吐出不良が抑制される。
さらに、本発明によれば、吸引機構が不要なので、液体吐出装置のコストが抑えられる。

本実施形態に係る液体吐出ヘッドを下側から見たときの斜視図。 液体吐出ヘッドを搭載した液体吐出装置の斜視図。 本実施形態に係る液体吐出ヘッドを上側から見たときの斜視図。 記録素子基板の平面図。 記録素子基板のＤ−Ｄ断面図。 液体吐出ヘッドの分解斜視図。 液体吐出ヘッドのＡ−Ａ断面図。 液体吐出ヘッドのＢ−Ｂ断面図。 液体吐出ヘッドのＣ−Ｃ断面図。 気泡に作用する力を説明するためのＡ−Ａ断面図。 支持部材９の製造方法を説明するためのＡ−Ａ断面図。 支持部材９の製造方法を説明するためのＢ−Ｂ断面図。 支持部材９の製造方法を説明するためのＣ−Ｃ断面図。 長さの異なる複数の連通路を有する液体吐出ヘッドの断面図。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は本実施形態に係る液体吐出ヘッドを下側から見たときの斜視図であり、図２は液体吐出ヘッドが搭載された液体吐出装置の斜視図である。
図１に示すように、本実施形態に係る液体吐出ヘッド７は、記録素子基板８と、記録素子基板８を支持する支持部材９と、支持部材９の側面に配されたコンタクト部１０と、を備える。コンタクト部１０と記録素子基板８とは電気配線部材（電気配線テープ）１１を用いて電気的に接続されている。
液体吐出装置１２（図２参照）は、液体吐出ヘッド７を取り外し可能に保持するキャリッジ（不図示）を備えている。液体吐出ヘッド７が液体吐出装置１２に搭載されると、液体吐出装置１２のコンタクトピン（不図示）とコンタクト部１０とが接する。液体吐出装置１２が発する駆動信号は、コンタクト部１０および電気配線部材１１を介して記録素子基板８へ伝えられる。
また、液体吐出ヘッド７は、支持部材９の上端に取り付けられた蓋部材１３を備える。図３は、支持部材９から蓋部材１３を取り外した状態の液体吐出ヘッド７を上側から見たときの斜視図である。

図３に示すように、支持部材９は、複数の液体貯留部３３ａ、３３ｂ、３３ｃを有する。
本実施形態では、複数の液体貯留部３３ａ、３３ｂ、３３ｃは、１つの収容空間が壁を用いて分割されることで形成されている。また、液体貯留部３３ａ、３３ｂ、３３ｃは液体を保持する液体吸収体１５ａ，１５ｂ，１５ｃを収容しており、シアン、マジェンタ、イエローのインクが、それぞれ、液体吸収体１５ａ，１５ｂ，１５ｃに内包されている。
もちろん、液体貯留部３３ａ、３３ｂ、３３ｃに収容される液体はインクに限られず、同種類の液体が液体貯留部３３ａ、３３ｂ、３３ｃに収容されていてもよい。また、液体貯留部３３ａ、３３ｂ、３３ｃは、液体吸収体１５ａ，１５ｂ，１５ｃを用いずに液体を収容していてもよい。

図４は記録素子基板８の平面図である。図４に示すように、本実施形態では、記録素子基板８は、記録素子基板８の一方の面（表面）に形成された３種類の吐出口１６ａ，１６ｂ，１６ｃを有し、３種類の吐出口１６ａ，１６ｂ，１６ｃが、それぞれ、シアン、マジェンタ、イエローのインクを吐出する。吐出口１６ａは複数形成されており、２つの吐出口列１７ａを形成している。吐出口１６ｂ，１６ｃも、吐出口１６ａと同様に、それぞれ、２つの吐出口列１７ｂおよび２つの吐出口列１７ｃを形成している。
図５は、記録素子基板８を図４に示されるＤ−Ｄ面で切断したときの断面図である。なお、図５ではマジェンタのインクを吐出する吐出口１６ａの周辺のみが示されているが、シアンやイエローのインクを吐出する吐出口１６ｂ，１６ｃの周辺も、吐出口１６ａの周辺と同じような構造になっている。
図５に示すように、記録素子基板８は液体を吐出するために利用されるエネルギを発生する吐出エネルギ発生素子としての発熱抵抗体１８を備える。発熱抵抗体１８は、吐出口１６ａに対向する位置に配されており、かつ、発熱抵抗体１８を保護する保護膜１９と絶縁膜２０との間に挟まれている。
また、記録素子基板８は、流路２１を介して吐出口１６ａに連通する液室２２ａを有する。液室２２ａは記録素子基板８の他方の面（裏面）に形成された開口である供給口を有する。供給口は、記録素子基板８の一方の面とその裏面の他方の面とを貫通している。

図６は、液体吐出ヘッド７の分解斜視図である。図７ないし９は、それぞれ、図１に示されるＡ−Ａ面、Ｂ−Ｂ面、Ｃ−Ｃ面で液体吐出ヘッド７を切断したときの断面図である。図９は液体貯留部３３ｂから液体収容部１４ｂを介して液室２２ｂまで流れる液体の経路を示しているが、液体貯留部３３ｃから液体収容部１４ｃを介して液室２２ｃまで流れる液体の経路も図９に示される経路と同じであり、ここでは省略する。
図７ないし９に示すように、支持部材９は記録素子基板８の他方の面を支持している。具体的には、接着剤２３を用いて記録素子基板８の他方の面が支持部材９の下面に接着されている。そして、液体を収容可能な液体収容部１４ａは液室２２ａよりも上方に位置し、そのさらに上方に液体貯留部３３ａが位置している。液体収容部１４ａと同様に、液体を収容可能な液体収容部１４ｂは液室２２ｂの上方に位置しており、液体を収容可能な液体収容部１４ｃは液室２２ｃの上方に位置している。

また、支持部材９は、液体収容部１４ａの横断面積よりも小さい横断面積を有する連通路２４ａを有する。連通路２４ａは液体収容部１４ａから液室２２ａの開口まで鉛直方向に沿って延び、液体収容部１４ａと液室２２ａとを連通している。したがって、液体収容部１４ａ内の液体は、連通路２４ａおよび液室２２ａの順に流れて吐出口１６ａ（図４，５参照）へ供給される。
つまり液体貯留部３３ａに保持されている液体は、液体収容部１４ａ、連通路２４ａをこの順に介して液室２２ａに供給される。図７に示すように、液体収容部１４ａの内壁はテーパー形状となっており、第１の連通路２４ａとの接続部に向かって、断面積が徐々に小さくなる部分を有している。後述するように、このような形状により連通路２４ａ内の泡が液体収容部１４ａに抜け易くなる。
同様に、支持部材９は、液体収容部１４ｂと液室２２ｂとを連通する連通路２４ｂ、および液体収容部１４ｃと液室２２ｃとを連通する連通路２４ｃを有する。液体収容部１４ｂ内の液体は連通路２４ｂおよび液室２２ｂの順に流れて吐出口１６ｂ（図４参照）へ供給され、液体収容部１４ｃ内の液体は連通路２４ｃおよび液室２２ｃの順に流れて吐出口１６ｃ（図４参照）へ供給される。
なお、本書の説明において、液体収容部１４ａ、液室２２ａおよび連通路２４ａを、それぞれ、第１の液体収容部、第１の液室および第１の連通路と称することがある。液体収容部１４ｂ，１４ｃ、液室２２ｂ，２２ｃおよび連通路２４ｂ，２４ｃを、それぞれ、第２の液体収容部、第２の液室および第２の連通路と称することがある。

本実施形態では、図６および９に示すように、支持部材９は、互いに接合された第１および第２の部材２５，２６を含む。液体収容部１４ａおよび連通路２４ａ，２４ｂ，２４ｃは第１の部材２５のみで形成されており、液体収容部１４ｂ，１５ｃは第１の部材２５と第２の部材２６とで形成されている。
連通路２４ａ，２４ｂ，２４ｃの横断面積は、それぞれ、液室２２ａ，２２ｂ，２２ｃの開口の面積よりも小さい。そのため、液室２２ａ，２２ｂの間の間隔や液室２２ａ，２２ｃの間の間隔を狭めても、連通路２４ａと連通路２４ｂとの間の連通路壁の厚み、および連通路２４ａおよび２５ｃとの間の連通路壁の厚みを十分に確保することができる。したがって、当該連通路壁の強度を損なうことなく記録素子基板８を小型化することができ、液体吐出ヘッド７および液体吐出装置１２（図２参照）のコストを低減することが可能になる。
連通路２４ａの長さは、連通路２４ｂ，２４ｃの長さよりも長い。そのため、液体収容部１４ａ，１４ｂ，１４ｃを比較的自由な位置に設けることができる。
例えば、連通路２４ａの長さＬａと連通路２４ｂの長さＬｂとを同じにすると、液体収容部１４ａの壁面Ｓａを、図７に示す点線の位置としなければならない。この場合、壁面Ｓａと、液体収容部１４ｂの壁面Ｓｂと、の間の間隔ＧがＧｍｉｎまで狭くなる。その結果、液体収容部１４ａと液体収容部１４ｂとの間の収容部壁の強度が低下してしまう。金型に成形材料を充填して支持部材９を成形する場合には、金型内の、収容部壁となる空間への成形材料の充填が困難になる。
本実施形態では、連通路２４ａの長さが連通路２４ｂ，２５ｃの長さよりも長いので、液体収容部１４ａを液体収容部１４ｂ，１５ｃよりも記録素子基板８から離すことができる。その結果、壁面Ｓａと壁面Ｓｂとの間の間隔Ｇを広げることができ、前記収容部壁の強度を十分に確保することが可能になる。金型に成形材料を充填して支持部材９を成形する場合であっても、金型内の、収容部壁となる空間への成形材料の充填が容易になる。

また、液体の供給方向と直交方向に関して、連通路２４ａの横断面積は、連通路２４ｂ，２４ｃの横断面積よりも大きい。そのため、連通路２４ａ内の気泡は連通路２４ｂ，２４ｃ内の気泡よりも上方へ移動しやすい。この理由を、図１０を用いて説明する。図１０は、図１に示されるＡ−Ａ面で液体吐出ヘッド７を切断したときの断面図であり、気泡に作用する力を説明するための図である。
連通路２４ｂの横断面積Ｗｂは液室２２ｂの開口の面積よりも小さい。そのため、気泡２７ｂが液室２２ｂ内で成長して気泡２７ｂの横断面積が連通路２４ｂの横断面積Ｗｂよりも大きくなった気泡２７ｂは、浮力Ｂｂにより上昇して気泡２７ｂの上部だけが連通路２４ａに入り、気泡２７ｂの下部が液室２２ｂ内に残る。
この段階では、気泡２７ｂの上部の表面積は気泡２７ｂの下部の表面積よりも小さいので、上部表面張力Ｔｕｂが下部表面張力Ｔｌｂよりも大きい。上部表面張力Ｔｕｂが下部表面張力Ｔｌｂと浮力Ｂｂとの合力と等しいと、気泡２７ｂは上昇せず、気泡２７ｂの下部は液室３ａに留まる（図１０（ａ）参照）。
気泡２７ｂがさらに成長すると、図１０（ｂ）に示すように、気泡２７ｂの上部は液体収容部１４ｂへ達する。液体収容部１４ｂの横断面積は連通路２４ｂの横断面積Ｗｂよりも大きいので、気泡２７ｂの上部の表面積は図１０（ａ）に示される状態よりも大きくなる。その結果、上部表面張力Ｔｕｂが下部表面張力Ｔｌｂと浮力Ｂｂとの合力よりも小さくなり、気泡２７ｂは上昇して液室２２ｂから抜ける。

図１０（ａ）に示すように、液室２２ａ内でも、気泡２７ｂと同様に気泡２７ａが成長する。連通路２４ａの長さＬａが連通路２４ｂの長さＬｂよりも長いので、気泡２７ａが気泡６ｂと同じ程度に成長しても気泡２７ａの上部は液体収容部１ａに達しない。
しかし、液体の供給方向と直交方向に関して、連通路２４ａの横断面積Ｗａが連通路２４ｂの横断面積Ｗｂよりも大きいので、気泡２７ａの上部表面張力Ｔｕａは気泡２７ｂの上部表面張力Ｔｕｂよりも小さい。したがって、上部表面張力Ｔｕａは下部表面張力Ｔｌａと浮力Ｂａとの合力よりも小さくなりやすく、気泡２７ａの上部が液体収容部１４ａに達しなくても気泡２７ａは上昇する。その結果、液室２２ａから気泡２７ａが抜ける。
成長した気泡２７ａ，２７ｂが液室２２ａ，２２ｂに溜まらないので、液体は液体収容部１４ａ，１４ｂから液室２２ａ，２２ｂに十分に供給される。その結果、液室２２ａ，２２ｂに連通する吐出口１６ａ，１６ｂ（図４，５参照）から液体を良好に吐出することができる。
連通路２４ｃの長さおよび横断面積は連通路２４ｂの長さおよび横断面積と同じであり、液室２２ｃ内に成長した気泡が留まりにくい。
なお、本実施形態では、図８や図９に示す連通路２４ａと連通路２４ｂとの幅を等しくし、図７に示す連通路２４ａの幅を連通路２４ｂの幅よりも大きくすることで、連通路２４ａの横断面積を連通路２４ｂの横断面積よりも大きくしている。説明の便宜のため、図７や図１０では横断面積Ｗａ、Ｗｂを一次元的に図示している。
なお、本実施形態に係る液体吐出ヘッド７は、相対的に短い第２の連通路として連通路２４ｂ，２４ｃを有し相対的に長い第１の連通路として連通路２４ｂ，２４ｃの間に配された連通路２４ａを有しているが、本発明はこの態様に限られない。例えば、第２の連通路は１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。また、第１の連通路は２つの第２の連通路の間に位置していなくてもよい。

また、本実施形態では、液室２２ａは、水平方向に関して互いに対向する内側面同士の間の間隔が下方へ向かうにつれて狭くなるように形成されている。液室２２ｂ，２２ｃも、液室２２ａと同様の形状を有する。液室２２ａ，２２ｂ，２２ｃをこのような形状にすることで、液室２２ａ，２２ｂ，２２ｃ内の液体が吐出口１６ａ，１６ｂ，１６ｃ（図４，５参照）へ供給されやすくなる。その結果、吐出口１６ａ，１６ｂ，１６ｃから液体を良好に吐出することができる。
水平方向に関して互いに対向する内側面同士の間の間隔が下方へ向かうにつれて狭くなるように液室２２ａが形成されている場合、連通路２４ａの横断面積Ｗａは、液室２２ａに内接する仮想球の横断面積以上であることがより望ましい。なお、ここで、「液室２２ａに内接する仮想球」は、液室２２ａの２つの内側面および液室２２ａの開口を塞いだときに形成される仮想面に接する仮想球を意味する。また、「仮想球の横断面積」は、仮想球の中心を通る仮想面で切ったときの切り口の面積を意味する。
このようにすることで、上部表面張力Ｔｕａは常に気泡２７ｂの上部表面張力Ｔｕｂ以下になる。したがって、上部表面張力Ｔｕａは下部表面張力Ｔｌａと浮力Ｂａとの合力よりも常に小さくなり、気泡２７ａは液室２２内に留まることなく上昇する。その結果、吐出不良がより抑制される。

再び図７ないし９を参照する。液体吐出ヘッド７は、液体収容部１４ａ，１４ｂ，１４ｃに収容されたフィルタ２８ａ，２８ｂ，２８ｃを備えていてもよい。フィルタ２８ａ，２８ｂ，２８ｃを設けることで、フィルタ２８ａ，２８ｂ，２８ｃから記録素子基板８へのゴミの流入を防ぐことができる。
フィルタ２８ａについて具体的に説明すると、液体収容部１４ａの一部のみに液体吸収体１５ａが収容されており、液体吸収体１５ａと連通路２４ａとの間にフィルタ２８ａが配されている。液体吸収体１５ａに内包された液体はフィルタ２８ａを通って連通路２４ａへ流れるので、ごみは液体吸収体１５ａから連通路２４ａへ流れなくなる。

本実施形態に係る支持部材９は、金型を用いた第１および第２の部材２５ａ，２６ｂの成形および超音波溶着法を用いた第１および第２の部材２５ａ，２６ｂの接合により製造可能である。図１１ないし１３を用いて、支持部材９の製造方法を説明する。
図１１ないし１３は、第１の部材２５を成形する方法の一例を示すための図である。なお、図１１ないし１３は、それぞれ、図１に示されるＡ−Ａ面、Ｂ−Ｂ面、Ｃ−Ｃ面で第１の部材２５を切断したときの断面図である。図１３は液体収容部１４ｂの周辺を示しているが、液体収容部１４ｃの周辺も液体収容部１４ｂと同じ構造を有する。
図１１ないし１３に示すように、第１の部材２５は、コア駒２９ａ，２９ｂ，２９ｃ、キャビ駒３０，スライド駒３１を含む金型を用いて成形される。金型に成形材料を充填することで、液体収容部１４ａおよび連通路２４ａ，２４ｂ，２４ｃが形作られ、液体収容部１４ｂ，１５ｃの一部が形作られる。
具体的には、図１１および１２に示すように、金型に成形材料を充填した後にコア駒２９ａおよびキャビ駒３０を図中の白抜き矢印の方向へ移動させることで液体収容部１４ａおよび連通路２４ａ，２４ｂ，２４ｃが形作られる。図１１および１３に示すように、金型に成形材料を充填した後にコア駒２９ｂおよびスライド駒３１を図中の白抜き矢印方向へ移動させることで液体収容部１４ｂが形作られる。液体収容部１４ｃは、液体収容部１４ｂと同様に、コア駒２９ｃおよびスライド駒３１を用いて成形される。

再び図６および９を参照する。第２の部材２６は、第１の部材２５に接合されて第１の部材２５とともに液体収容部１４ｂ，１５ｃを形成する。ここで、第２の部材２６を第１の部材２５に接合する方法について説明する。
第２の部材２６を第１の部材２５に接合する方法として、接着剤接合法や超音波溶着法が挙げられる。
接着剤接合法は、第１および第２の部材２５，２６の少なくとも一方に接着剤を塗布し、当該接着剤を介して他方の部材を一方の部材に当てた状態で接着剤を固めることで第１および第２の部材２５，２６を互いに接合する方法である。接着剤接合法では、接合面が比較的狭くてもよいが、接着剤を用意したり接着剤を固めたりする必要があるので比較的コストがかかる。
超音波溶着法は、第１および第２の部材２５，２６を互いに擦り合せることで生じる摩擦熱を用いて第１および第２の部材２５，２６を互いに溶着させる方法である。超音波溶着法では、接着剤を準備したり接着剤を固めたりする必要がないので接着剤接合法に比べてコストが低いが、接合の際に第１および第２の部材２５，２６を互いに擦り合せなければならいので、より広い接合面が必要とされる。

本実施形態では、第２の部材２６は第１の部材２５とともに液体収容部１４ｂ，１５ｃを形成する部材である。すなわち、第１の部材２５と第２の部材２６との間の接合部は液体収容部１４ｂ，１５ｃの壁を形成する。
そして、液体収容部１４ｂ，１４ｃの壁の厚みは記録素子基板８の大きさに影響を与えないので、液体収容部１４ｂ，１５ｃの壁を比較的厚くてもよい。したがって、第１の部材２５と第２の部材２６との間の接合面３２を比較的広くすることができ、第１の部材２５と第２の部材２６との接合に超音波溶着法を用いることができる。その結果、第２の部材２６を第１の部材２５に接合するのに必要なコストがより抑えられ、液体吐出ヘッド７のコストが抑えられる。
なお、図７，１０に示される例では、連通路２４ａは、液体収容部１４ａから液室２２ａまでの全域にわたって液室２２ａの開口の面積よりも小さい横断面積Ｗａを有するが、本発明はこの形態に限られない。
例えば、連通路２４ａが、液室２２ａの開口の面積よりも小さい横断面積を有する細流路部分と、連通路２４ａの他の部分が液室２２ａの開口の面積以上の横断面積を有する太流路部分と、からなっていてもよい。そして、連通路２４ｂ，２４ｃも、連通路２４ａと同様の構造を有していてもよい。この場合には、連通路２４ａの細流路部分の長さを連通路２４ｂ，２２ｃの細流路部分の長さよりも長く、連通路２４ａの細流路部分の横断面積を連通路２４ｂ，２２ｃの細流路部分の横断面積よりも大きくしておけばよい。
ただし、連通路２４ａ，２４ｂ，２４ｃが太流路部分を含む場合、連通路壁が薄肉化されて連通路壁の強度が不足する虞がある。連通路壁の強度を確保するため、連通路２４ａ，２４ｂ，２４ｃの少なくとも１つが細流路部分のみからなっていることがより好ましい。連通路２４ａ，２４ｂ，２４ｃの全てが細流路部分のみからなっていることがさらに好ましい。
また、液体収容部１４ａの横断面積は、液体収容部１４ａの全体において連通路２４ａの横断面積よりも大きくなくてもよい。具体的には、液体収容部１４ａのうち、連通路２４ａに接続される部分（下部）の横断面積が連通路２４ａの横断面積よりも大きくなっていればよい。言い換えれば、連通路２４ａの前記流路部分は、液体収容部１４ａの内部空間を絞るように液体収容部１４ａに連続していればよい。連通路２４ｂ，２４ｃも、連通路２４ａと同様の構造であってもよい。

７ 液体吐出ヘッド
８ 記録素子基板
９ 支持部材
１４ａ 第１の液体収容部
１４ｂ 第２の液体収容部
１４ｃ 第２の液体収容部
１６ 吐出口
２２ａ 第１の液室
２２ｂ 第２の液室
２２ｃ 第２の液室
２４ａ 第１の連通路
２４ｂ 第２の連通路
２４ｃ 第２の連通路
Ｌａ 連通路の長さ
Ｌｂ 連通路の長さ
Ｗａ 連通路の横幅
Ｗｂ 連通路の横幅

Claims (12)

1. 一方の面に形成された吐出口並びに該吐出口に連通する第１および第２の液室を有する記録素子基板と、該記録素子基板の他方の面を支持する支持部材と、を備えた液体吐出ヘッドが、前記吐出口を下方に向けた状態で搭載された液体吐出装置であって、前記第１および第２の液室の各々が前記他方の面に形成された開口を有し、前記支持部材が、第１および第２の液体収容部と、前記第１の液体収容部から前記第１の液室の前記開口まで延びる第１の連通路と、前記第２の液体収容部から前記第２の液室の前記開口まで延びる第２の連通路と、を有し、前記第１および第２の連通路は、それぞれ、前記第１および第２の液室の前記開口の面積よりも小さい横断面積を有する流路部分を含む、液体吐出装置において、
   前記第１の連通路の前記流路部分の長さが前記第２の連通路の前記流路部分の長さよりも長く、前記第１の液体収容部が前記第２の液体収容部よりも前記記録素子基板から離れており、
   前記第１の連通路の前記流路部分の横断面積が前記第２の連通路の前記流路部分の横断面積よりも大きく、
   前記第１の液室内の気泡は、当該気泡の一部が前記第１の液室内に残存した状態で前記第１の連通路の内部まで成長し、かつ、当該気泡が前記第１の液体収容部に達する前に、前記第１の液室から離脱し前記第１の液体収容部に移動し、
   前記第２の液室内の気泡は、当該気泡の一部が前記第２の液室内に残存した状態で前記第２の連通路を介して前記第２の液体収容部の内部まで成長した後に、前記第２の液室から離脱し前記第２の液体収容部に移動する、ことを特徴とする、液体吐出装置。
2. 前記支持部材は、２つの前記第２の連通路を有し、
   前記第１の連通路は前記２つの第２の連通路の間に位置することを特徴とする、請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記第１の液室は、水平方向に関して互いに対向する内側面同士の間の間隔が下方に向かって狭くなるように形成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の液体吐出装置。
4. 前記第１の連通路の前記流路部分の横断面積が、前記第１の液室に内接する仮想球を該仮想球の中心を通る仮想面で切ったときの切り口の面積以上であることを特徴とする、請求項３に記載の液体吐出装置。
5. 前記支持部材は、互いに接合された第１および第２の部材を含み、
   前記第１の液体収容部並びに前記第１および第２の連通路は前記第１の部材のみで形成されており、前記第２の液体収容部は前記第１の部材と前記第２の部材とで形成されていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
6. 前記第１および第２の連通路の少なくとも一方は、前記流路部分のみからなる、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の液体吐出装置の液体吐出ヘッドであって、該液体吐出装置に取り外し可能に搭載される液体吐出ヘッド。
8. 一方の面に形成された液体を吐出するために利用されるエネルギを発生する素子と、前記一方の面とその裏面の他方の面とを貫通する、前記素子に液体を供給するための第１及び第２の供給口と、を備える記録素子基板と、
   液体を収容可能な第１及び第２の液体収容部と、前記第１の供給口と前記第１の液体収容部とを連通する第１の連通路と、前記第２の供給口と前記第２の液体収容部とを連通する第２の連通路と、を備え、前記記録素子基板の前記他方の面を支持する支持部材と、
   を備える液体吐出ヘッドであって、
   前記第１の連通路の長さは前記第２の連通路の長さよりも長く、
   液体の供給方向と直交方向に関して、前記第１の連通路の断面積は、前記第２の連通路の断面積より大きく、
   前記第１の供給口内の気泡は、当該気泡の一部が前記第１の供給口内に残存した状態で前記第１の連通路の内部まで成長し、かつ、当該気泡が前記第１の液体収容部に達する前に、前記第１の供給口から離脱し前記第１の液体収容部に移動し、
   前記第２の供給口内の気泡は、当該気泡の一部が前記第２の供給口内に残存した状態で前記第２の連通路を介して前記第２の液体収容部の内部まで成長した後に、前記第２の供給口から離脱し前記第２の液体収容部に移動する、ことを特徴とする、液体吐出ヘッド。
9. 前記支持部材は、２つの前記第２の連通路を有し、前記第１の連通路は前記２つの第２の連通路の間に位置することを特徴とする、請求項８に記載の液体吐出ヘッド。
10. 前記第１の液体収容部と連通する第１の液体貯留部と、前記第２の液体収容部と連通する第２の液体貯留部と、を有することを特徴とする、請求項８または９に記載の液体吐
    出ヘッド。
11. 前記第１の液体収容部と前記第１の液体貯留部との間、及び前記第２の液体収容部と前記第２液体貯留部との間にはフィルタが配されていることを特徴とする、請求項１０に記載の液体吐出ヘッド。
12. 前記第１の液体収容部は、前記第１の連通路との接続部に向かって断面積が狭くなる部分を備えることを特徴とする、請求項８ないし１１のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。

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