JP6648459B2 - 液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、インク等の液体を噴射する技術に関する。

圧力室に充填されたインク等の液体をノズルから噴射する液体噴射ヘッドが従来から提案されている。例えば特許文献１には、連通基板に形成された液室空部と、連通基板に固定されるユニットケースの液室形成空部とを相互に連通させた共通液室から圧力室に液体を供給する構造が開示されている。

特開２０１３−１２９１９１号公報

液体噴射ヘッドの小型化のためにはユニットケースの壁厚の低減が要求される。しかし、壁厚の低減により液体噴射ヘッドの機械的な強度の確保が困難になるという問題がある。以上の事情を考慮して、本発明は、液体を貯留する空間を形成する要素の機械的な強度を向上させることを目的とする。

以上の課題を解決するために、本発明の液体噴射ヘッドは、液体を噴射する複数のノズルが第１方向に沿って配列されるヘッド本体と、ヘッド本体に固定される筐体部と、筐体部内に形成された空間を含み、ノズルに供給される液体を貯留する液体貯留室と、液体貯留室に連通する液体の導入口と、筐体部における空間の内壁面にわたる複数の梁状部と、を具備し、複数の梁状部は、導入口から第１方向に複数の流路が配列されるように相互に間隔をあけて設置され、複数の流路のうち、第１方向において導入口から遠い第１流路の方が、導入口から近い第２流路よりも、第１方向の流路幅が小さい。以上の構成では、筐体部に梁状部が設置されるから、梁状部を設置しない構成と比較して筐体部の機械的な強度を向上させることが可能である。また、複数の流路のうち導入口から遠い第１流路のほうが第２流路よりも第１方向の流路幅が小さいから、第１流路での流速が高まるとともに第１流路の内壁面と気泡との隙間が低減される。したがって、第１流路を介して気泡が排出され易くすることができる。他方、導入口に近い第２流路では第１流路よりも第１方向の流路幅が大きいから、液体の流量を確保することが可能である。

本発明の好適な態様において、液体貯留室は、複数の梁状部よりも上流側の第１空間と、複数の梁状部よりも下流側の第２空間とを含み、第１方向に交差する第２方向における第１流路の流路幅は、第１方向と第２方向との両方に垂直な第３方向における第１空間の高さよりも小さい。以上の態様では、第２方向における第１流路の流路幅が第１空間の高さよりも大きい構成と比較して第１流路の流路面積が縮小されるから、第１流路を通過する液体の流速を高めることができる。したがって、第１流路を介した気泡の排出を促進することが可能である。また、第１空間について第１流路幅を上回る高さが確保されるから、梁状部よりも上流側の空間を流動する液体の流量を確保し易いという利点もある。

本発明の好適な態様において、第１方向における第１流路の流路幅は、第３方向における第１空間の高さよりも小さい。以上の態様では、導入口から遠い第１流路については、第１方向の流路幅と第２方向の流路幅との両方が縮小され、第１流路の流路面積を縮小できる。したがって、気泡と第１流路の内壁面との隙間の抑制と液体の流速の増加とにより気泡の排出を促進できるという前述の効果は格別に顕著である。

本発明の好適な態様において、液体貯留室は、導入口から第１方向と第２方向を含む平面に平行な部分と当該平面に垂直な部分とを包含し、梁状部は、液体貯留室のうち垂直な部分に形成される。以上の態様では、液体貯留室のうち平行な部分から垂直な部分に液体が流動するときに、梁状部により形成される流路を通るので、そのときに液体の流量を確保しながら、導入口から遠い第１流路では気泡を排出し易くすることができる。

本発明の好適な態様に係る液体噴射装置は、以上に例示した各態様に係る液体噴射ヘッドを具備する。液体噴射装置の好例は、インクを噴射する印刷装置であるが、本発明に係る液体噴射装置の用途は印刷に限定されない。

本発明の実施形態に係る印刷装置の構成図である。 液体噴射ヘッドの分解斜視図である。 液体噴射ヘッドの断面図（図２のIII−III線の断面図）である。 筐体部の断面図である。 梁状部の拡大斜視図である。 本実施形態に係る液体噴射ヘッドの作用の説明図である。 比較例に係る液体噴射ヘッドの作用の説明図である。

図１は、本発明の実施形態に係るインクジェット方式の印刷装置１０の部分的な構成図である。本実施形態の印刷装置１０は、液体の例示であるインクを印刷用紙等の媒体（噴射対象）１２に噴射する液体噴射装置の好適な例示であり、図１に例示される通り、制御装置２２と搬送機構２４とキャリッジ２６と複数の液体噴射ヘッド１００とを具備する。印刷装置１０にはインクを貯留する液体容器（カートリッジ）１４が装着される。

制御装置２２は、印刷装置１０の各要素を統括的に制御する。搬送機構２４は、制御装置２２による制御のもとで媒体１２をＹ方向（第１方向の例示）に搬送する。各液体噴射ヘッド１００は、制御装置２２による制御のもとで複数のノズルからインクを媒体１２に噴射する。複数の液体噴射ヘッド１００はキャリッジ２６に搭載される。制御装置２２は、Ｙ方向に交差するＸ方向（第２方向の例示）にキャリッジ２６を往復させる。搬送機構２４による媒体１２の搬送とキャリッジ２６の反復的な往復とに並行して各液体噴射ヘッド１００が媒体１２にインクを噴射することで媒体１２の表面に所望の画像が形成される。なお、Ｘ-Ｙ平面（例えば媒体１２の表面に平行な平面）に垂直な方向を以下ではＺ方向と表記する。各液体噴射ヘッド１００によるインクの噴射方向（典型的には鉛直方向）がＺ方向（第３方向の例示）に相当する。

図２は、任意の１個の液体噴射ヘッド１００の分解斜視図であり、図３は、図２におけるIII−III線の断面図である。図２に例示される通り、本実施形態の液体噴射ヘッド１００は、インクを噴射するノズルＮが形成されたヘッド本体３０と、ヘッド本体３０に固定された筐体部４０とを具備する。

図２に例示される通り、ヘッド本体３０は、複数のノズルＮが形成されたノズル板５２を具備する。複数のノズルＮは、Ｙ方向に沿って配列された第１列Ｌ1と第２列Ｌ2とに区分される。第１列Ｌ1と第２列Ｌ2は、Ｘ方向に相互に離間し、第１列Ｌ1と第２列Ｌ2との間でノズルＮのＹ方向の位置は相違する。すなわち、複数のノズルＮが千鳥配列（スタガ配列）される。図２から理解される通り、本実施形態の液体噴射ヘッド１００は、第１列Ｌ1の複数のノズルＮに関連する要素と第２列Ｌ2の複数のノズルＮに関連する要素とが略線対称に配置された構造である。そこで、以下の説明では、第１列Ｌ1の各ノズルＮに関連する要素に便宜的に着目し、第２列Ｌ2の各ノズルＮに関連する要素については説明を適宜に省略する。

図２および図３に例示される通り、第１実施形態の液体噴射ヘッド１００は流路基板３２を具備する。流路基板３２は、第１面Ｆ1と第２面Ｆ2とを包含する板状部材である。第１面Ｆ1はＺ方向の負側の表面であり、第２面Ｆ2は第１面Ｆ1とは反対側（Ｚ方向の正側）の表面である。流路基板３２の第１面Ｆ1の面上には、圧力室基板３４と振動部３６と複数の圧電素子３７と保護部材３８と筐体部４０とが設置され、第２面Ｆ2の面上にはノズル板５２とコンプライアンス部５４とが設置される。液体噴射ヘッド１００の各要素は、概略的には流路基板３２と同様にＹ方向に長尺な板状部材であり、例えば接着剤を利用して相互に接合される。

ノズル板５２は、複数のノズルＮが形成された板状部材であり、例えば接着剤を利用して流路基板３２の第２面Ｆ2に設置される。各ノズルＮはインクが通過する貫通孔である。ノズル板５２は、半導体製造技術（例えばエッチング）を利用してシリコン（Ｓi）の単結晶基板を加工することで製造される。ただし、ノズル板５２の製造には公知の材料や製法が任意に採用され得る。

流路基板３２は、インクの流路を形成するための板状部材である。流路基板３２には、空間Ｒ1と複数の供給孔３２２と複数の連通孔３２４とが形成される。空間Ｒ1は、平面視で（すなわちＺ方向からみて）Ｙ方向に沿う長尺状に形成された開口であり、供給孔３２２および連通孔３２４は、ノズルＮ毎に形成された貫通孔（すなわち第１面Ｆ1と第２面Ｆ2とにわたる開口）である。複数の供給孔３２２はＹ方向に配列され、複数の連通孔３２４も同様にＹ方向に配列される。複数の供給孔３２２の配列は複数の連通孔３２４の配列と空間Ｒ1との間に位置する。また、図３および図４に例示される通り、流路基板３２の第２面Ｆ2には、相異なる供給孔３２２に対応する複数の分岐路３２６が形成される。各分岐路３２６は、空間Ｒ1と供給孔３２２とを連結するようにＸ方向に沿って延在する溝状の流路である。他方、任意の１個の連通孔３２４は平面視で１個のノズルＮに重なる。すなわち、ノズルＮは連通孔３２４に連通する。

図２および図３に例示される通り、圧力室基板３４は、複数の圧力室空間３４２がＹ方向に沿って配列された板状部材であり、例えば接着剤を利用して流路基板３２の第１面Ｆ1に設置される。圧力室空間３４２は、ノズルＮ毎に形成されて平面視でＸ方向に沿う長尺状の貫通孔である。図３に例示される通り、任意の１個の圧力室空間３４２のうちＸ方向の正側の端部は、流路基板３２の１個の連通孔３２４に平面視で重なる。したがって、圧力室空間３４２とノズルＮとは連通孔３２４を介して相互に連通する。

他方、圧力室空間３４２のうちＸ方向の正側の端部は、流路基板３２の１個の供給孔３２２に平面視で重なる。以上の説明から理解される通り、供給孔３２２は、空間Ｒ1と圧力室空間３４２とを所定の流路抵抗で連通させる絞り流路として機能するから、圧力室基板３４に絞り流路を形成する必要はない。そこで、本実施形態の圧力室基板３４には、Ｘ方向の全長にわたり所定の流路幅に維持された単純な矩形状の圧力室空間３４２が形成される。すなわち、流路面積が部分的に狭窄された絞り流路は圧力室基板３４には形成されない。したがって、圧力室基板３４に絞り流路を形成する構成と比較して圧力室基板３４に必要なサイズが低減され、ひいては液体噴射ヘッド１００の小型化を実現することが可能である。

流路基板３２および圧力室基板３４は、前述のノズル板５２と同様に、例えば半導体製造技術を利用してシリコン（Ｓi）の単結晶基板を加工することで製造される。ただし、流路基板３２および圧力室基板３４の製造には公知の材料や製法が任意に採用され得る。

図２および図３に例示される通り、圧力室基板３４のうち流路基板３２とは反対側の表面には振動部３６が設置される。振動部３６は、弾性的に振動可能な板状部材（振動板）である。なお、図２および図３では、圧力室基板３４とは別体の振動部３６を圧力室基板３４に固定した構成を例示したが、所定の板厚の板状部材のうち圧力室空間３４２に対応する領域について板厚方向の一部を選択的に除去することで、圧力室基板３４と振動部３６とを一体に形成することも可能である。

図３から理解される通り、流路基板３２の第１面Ｆ1と振動部３６とは、圧力室基板３４の各圧力室空間３４２の内側で相互に間隔をあけて対向する。圧力室空間３４２の内側で流路基板３２の第１面Ｆ1と振動部３６との間に位置する空間は、当該空間に充填されたインクに圧力を付与するための圧力室ＳCとして機能する。圧力室ＳCはノズルＮ毎に個別に形成される。以上の説明から理解される通り、圧力室基板３４に形成された圧力室空間３４２は、圧力室ＳCとなるべき空間である。

図２および図３に例示される通り、振動部３６のうち圧力室ＳCとは反対側の面上には、相異なるノズルＮに対応する複数の圧電素子３７が設置される。圧電素子３７は、駆動信号の供給により振動する受動素子である。複数の圧電素子３７は、各圧力室ＳCに対応するようにＹ方向に配列する。圧電素子３７は、相互に対向する一対の電極と電極間に積層された圧電体層とで構成される。図２および図３の保護部材３８は、複数の圧電素子３７を保護するための構造体であり、振動部３６の表面に例えば接着剤で固定される。保護部材３８のうち振動部３６との対向面に形成された空間（凹部）の内側に複数の圧電素子３７が収容される。

筐体部４０は、複数の圧力室ＳCに供給されるインクを貯留するためのケースである。筐体部４０のうちＺ方向の正側の表面（以下「接合面」という）が例えば接着剤で流路基板３２の第１面Ｆ1に固定される。筐体部４０は、流路基板３２や圧力室基板３４とは相違する材料で形成される。例えば樹脂材料の射出成形で筐体部４０を製造することが可能である。ただし、筐体部４０の製造には公知の材料や製法が任意に採用され得る。

図５は、流路基板３２側（Ｚ方向の正側）からみた筐体部４０の平面図である。図３および図５に例示される通り、筐体部４０は、空間Ｒ2が形成された構造体である。空間Ｒ2は、流路基板３２側が開口した凹部であり、Ｙ方向に長尺な形状に形成される。図３に例示される通り、空間Ｒ2は、第１部分ｒ1と第２部分ｒ2とを含む。第１部分ｒ1と第２部分ｒ2は、互いに異なる方向に交差する。具体的には、第１部分ｒ1は、Ｘ-Ｙ平面に平行な方向に延び、第２部分ｒ2は、Ｘ-Ｙ平面に垂直な方向に延びる。インクは、第１部分ｒ1から第２部分ｒ2に向けて流れるので、第２部分ｒ2は第１部分ｒ1からみてインクの流動の下流側（流路基板３２側）の空間である。また、第１列Ｌ1に対応する空間Ｒ2と第２列Ｌ2に対応する空間Ｒ2との間には、保護部材３８および圧力室基板３４を収容する収容空間４５が形成される。

図２および図３に例示される通り、筐体部４０は頂面部４２と側面部４４とを包含する。側面部４４は、流路基板３２の周縁に沿って第１面Ｆ1からＺ方向の負側に突出するように当該第１面Ｆ1に固定された部分である。側面部４４の底面が接合面として流路基板３２の第１面Ｆ1に接合される。図３から理解される通り、側面部４４の外壁面（空間Ｒ2側の内壁面とは反対側の表面）と流路基板３２の側端面とは略同一面内（いわゆる面一）に位置する。すなわち、Ｚ方向からみた流路基板３２の外形と筐体部４０の外形とは実質的に一致し、筐体部４０の外形は流路基板３２の外周縁の外側には突出しない。したがって、筐体部４０が流路基板３２と比較して大型である構成と比較して液体噴射ヘッド１００の小型化が実現されるという利点がある。

筐体部４０の頂面部４２は、空間Ｒ2を挟んで流路基板３２とは反対側に位置する部分である。側面部４４および頂面部４２で包囲された空間が空間Ｒ2に相当する。図２および図３に例示される通り、頂面部４２には導入口４３が形成される。導入口４３は、筐体部４０の空間Ｒ2と筐体部４０の外側とを連通させる管状部分である。図３から理解される通り、導入口４３は、平面視で空間Ｒ2の第２部分ｒ2を挟んで側面部４４とは反対側（Ｘ方向の負側）に位置し、空間Ｒ2のうちの第１部分ｒ1に連通する。

図３に例示される通り、流路基板３２の空間Ｒ1と筐体部４０の空間Ｒ2とは相互に連通する。空間Ｒ1と空間Ｒ2とで構成される空間は液体貯留室（リザーバー）ＳRとして機能する。液体貯留室ＳRは、複数のノズルＮにわたる共通液室であり、液体容器１４から導入口４３に供給されたインクを貯留する。前述の通り、第２部分ｒ2に対してＸ方向の負側に導入口４３は位置する。したがって、液体容器１４から導入口４３に供給されたインクは、図３に破線の矢印で図示した通り、空間Ｒ2の第１部分ｒ1内で側面部４４側（Ｘ方向の正側）に流動するとともに第２部分ｒ2に到達し、第２部分ｒ2内ではＺ方向の正側に流動する。すなわち、導入口４３から側面部４４側に向かう流路が筐体部４０の内部には形成される。そして、液体貯留室ＳRに貯留されたインクは、複数の分岐路３２６に分岐したうえで供給孔３２２を通過して各圧力室ＳCに並列に供給および充填され、振動部３６の振動に応じた圧力変動により圧力室ＳCから連通孔３２４とノズルＮとを通過して外部に噴射される。すなわち、圧力室ＳCは、インクをノズルＮから噴射するための圧力を発生させる空間として機能し、液体貯留室ＳRは、複数の圧力室ＳCに供給されるインクを貯留する空間（共通液室）として機能する。

図２および図３に例示される通り、流路基板３２の第２面Ｆ2にはコンプライアンス部５４が設置される。コンプライアンス部５４は、可撓性のフィルムであり、液体貯留室ＳR（空間Ｒ1）内のインクの圧力変動を吸収する吸振体として機能する。図３に例示される通り、コンプライアンス部５４は、流路基板３２の空間Ｒ1と複数の分岐路３２６と複数の連通孔３２４とを封止するように流路基板３２の第２面Ｆ2に設置されて液体貯留室ＳRの底面を構成する。すなわち、圧力室ＳCは連通孔３２４を介してコンプライアンス部５４に対向する。なお、図２の例示では第１列Ｌ1に対応する空間Ｒ1と第２列Ｌ2に対応する空間Ｒ1とを別個のコンプライアンス部５４で封止したが、双方の空間Ｒ1にわたり１個のコンプライアンス部５４を連続させることも可能である。

他方、図２および図３に例示される通り、筐体部４０の頂面部４２には開口部４２２が形成される。具体的には、導入口４３を挟んでＹ方向の正側および負側に開口部４２２が形成される。開口部４２２は、筐体部４０の空間Ｒ2と筐体部４０の外部の空間とを連通させる開口である。図２に例示される通り、頂面部４２の表面にはコンプライアンス部４６が設置される。コンプライアンス部４６は、液体貯留室ＳR（空間Ｒ2）内のインクの圧力変動を吸収する吸振体として機能する可撓性のフィルムであり、開口部４２２を封止するように頂面部４２の外壁面に設置されて液体貯留室ＳRの壁面（具体的には天面）を構成する。コンプライアンス部４６は、液体貯留室ＳR内でコンプライアンス部５４の上流側に位置し、流路基板３２の第１面Ｆ1やコンプライアンス部５４に対して平行に配置される。なお、図２の例示では開口部４２２毎に別個のコンプライアンス部４６を設置したが、１個のコンプライアンス部４６が複数の開口部４２２にわたり連続する構成も採用され得る。以上の説明から理解される通り、コンプライアンス部５４およびコンプライアンス部４６が、液体貯留室ＳR内の圧力変動を抑制するために設置される。

図３に例示される通り、筐体部４０の空間Ｒ2の第２部分ｒ2には複数の梁状部４８が設置される。図４および図５は、梁状部４８の説明図である。図４の上段は図２に示す筐体部４０をIV−IV線で切断してＺ方向から見た断面図であり、図４の下段は、図４の上段に示すV−V線で筐体部４０を切断してＸ方向の正側から見た断面図である。図５は、梁状部４８の拡大斜視図であり、図４に示す筐体部４０の１つの角隅部Ｑを拡大したものである。図４および図５に例示される通り、梁状部４８は、空間Ｒ2の第２部分ｒ2において、対向する一対の内壁面４７２にわたる複数の梁状の部分である。すなわち、梁状部４８は、空間Ｒ2の内壁面４７のうち第２部分ｒ2においてＹ-Ｚ平面に平行な一対の内壁面４７２の一方からＸ方向に突出して他方に到達する形状に形成される。Ｙ方向に相互に間隔をあけて複数の梁状部４８が空間Ｒ2の第２部分ｒ2に設置される。梁状部４８は、例えば樹脂材料の射出成形で筐体部４０と一体に形成することが可能であるが、筐体部４０とは別体で構成して筐体部４０に固定することも可能である。

梁状部４８のうち流路基板３２側の表面は、流路基板３２の第１面Ｆ1（Ｘ-Ｙ平面）に対して傾斜した傾斜面である。具体的には、梁状部４８の流路基板３２側の表面は、Ｘ方向に沿った稜線４８１を境界として、そのＹ方向の正側および負側に位置する一対の傾斜面（平面または曲面）４８２を包含する。すなわち、梁状部４８の横幅（Ｙ方向の寸法）は、Ｚ方向の負側から正側にかけて漸減する。

複数の梁状部４８は、流路基板３２の第１面Ｆ1からＺ方向の負側（流路基板３２とは反対側）に離間した位置に設置され、複数の梁状部４８のＺ方向の負側の表面（上面）は、空間Ｒ2の第１部分ｒ1の内壁面（コンプライアンス部４６とは反対側の表面）と略同一面内（いわゆる面一）に位置する。したがって、筐体部４０の空間Ｒ2は、複数の梁状部４８によって、複数の梁状部４８よりも上流側の空間（第１部分ｒ1）と、複数の梁状部４８よりも下流側の空間（第２部分ｒ2のうち梁状部４８よりも下流側の空間）に分けられる。また、複数の梁状部４８は、導入口４３からＹ方向の負側と正側とにかけて、Ｚ方向を流路方向の複数の流路Ｐが配列されるように相互に間隔をあけて設置される。したがって、図４に矢印で図示した通り、導入口４３から導入されたインクは、第１部分ｒ1から梁状部４８の間の流路Ｐを通って、第２部分ｒ2に流動する。なお、梁状部４８の個数と複数の流路Ｐの個数は、図面の例示に限られない。

以上の例示の通り、本実施形態では、筐体部４０の空間Ｒ2に梁状部４８が設置されるから、筐体部４０の機械的な強度を向上させることができる。他方、梁状部４８で流路Ｐを分けると、気泡の排気性が低下する可能性がある。そこで、本実施形態では、梁状部４８によって形成される各流路Ｐの寸法を以下のようにしている。すなわち、梁状部４８によって形成される複数の流路Ｐのうち、Ｙ方向（第１方向）において導入口４３から遠い方の流路Ｐを第１流路とし、導入口４３から近い方の流路Ｐを第２流路とすると、第２流路よりも第１流路の方が、Ｙ方向の流路幅Ｗが小さくなるように、各流路Ｐの流路幅Ｗが選定されている。流路幅Ｗは、Ｙ方向に相互に隣合う２個の梁状部４８の間隔に相当する。

具体的には、図４に例示される通り、本実施形態では、導入口４３から近い流路Ｐから遠い流路Ｐまでの流路幅をＷ1〜Ｗ5とすると、導入口４３から最も遠い流路Ｐ（すなわちＹ方向の端部に位置する流路Ｐ）の流路幅Ｗ5が、それよりも導入口４３から近い流路Ｐの流路幅Ｗ1〜Ｗ4よりも小さい。なお、図４では流路幅Ｗ1〜Ｗ4をすべて同じにしているが、流路幅Ｗ1〜Ｗ4についても、導入口４３から遠い流路Ｐの方が、導入口４３から近い流路Ｐよりも、Ｙ方向の流路幅が小さくなるようにしてもよい。

また、本実施形態では、各流路ＰのＸ方向の流路幅ＷとＹ方向の流路幅Ｄの両方が、梁状部４８よりも上流側の第１部分ｒ1のＺ方向（第３方向）の高さＨよりも小さい。流路幅Ｄは、空間Ｒ2にて相互に対向する一対の内壁面４７２間の間隔に相当し、Ｘ方向における梁状部４８の長さとも換言され得る。

図６は、本実施形態に係る液体噴射ヘッド１００の作用の説明図であり、図４の下段の断面図の一部である。図７は比較例に係る液体噴射ヘッド１００’の作用の説明図である。図７の比較例では、図６の流路Ｐの流路幅のすべてが同じ寸法Ｗ’である。したがって、導入口４３から最も遠い流路Ｐにおいて、比較例の流路幅Ｗ’は、本実施形態の流路幅Ｗ5よりも大きい。図７の比較例においても、図６の本実施形態と同様に、導入口４３から導入されたインクは、空間Ｒ2の第１部分ｒ1内をＹ方向の正側と負側に流動し、各梁状部４８により形成される各流路Ｐを通って、空間Ｒ2の第２部分ｒ2に流動する。図６および図７に例示される通り、インクに混入した気泡Ｂはインクの流動とともに移動して空間Ｒ2の角隅部Ｑに到達する。

図７の比較例のように流路ＰのＹ方向の流路幅Ｗ'が大きい構成では、角隅部Ｑに移動した気泡Ｂと梁状部４８の表面（流路Ｐの内壁面）との間に隙間が発生し、この隙間をインクが通過（リーク）する。したがって、図７から理解される通り、隙間を通過するインクにより気泡Ｂは角隅部Ｑ側に押しやられて停留し、空間Ｒ2から排出され難い状態となる。導入口４３から遠い流路Ｐほど、インクの流速が小さくなるから、気泡Ｂが排出され難くなるという傾向は顕著である。

他方、図６に示す本実施形態では、流路幅Ｗ5が、図７に示す比較例の流路幅Ｗ’より小さいから、気泡Ｂと梁状部４８の表面（流路Ｐの内壁面）との間に隙間が発生し難くすることができる。すなわち、図６から理解される通り、角隅部Ｑの近傍に到達した気泡Ｂにより流路Ｐが一時的に閉塞される。したがって、当該流路Ｐの上流側（第１部分ｒ1）と下流側（第２部分ｒ2）との間に圧力差が発生し、結果的に流路Ｐを介して気泡Ｂが排出され易くなる。しかも、導入口４３からインクの速度が低下し易い位置にある流路Ｐの流路幅Ｗ5を小さくすることでインクの流速が高まるから、より一層、気泡Ｂが排出され易くなる。

なお、隙間の形成を抑制して気泡Ｂの排出を促進するという前述の観点のみからすれば、複数の流路Ｐの全部にわたり流路幅Ｗを小さくする構成も想定され得る。しかし、流路幅Ｗが小さい構成では、空間Ｒ1から空間Ｒ2へのインクの流量が制限され、結果的に各圧力室ＳCに対するインクの供給が不足する可能性がある。以上の事情を考慮して、本実施形態では、導入口４３から遠い側の流路Ｐよりも導入口４３に近い側の流路Ｐのほうが流路幅Ｗが大きい構成を採用する。すなわち、気泡Ｂの停留が発生し易い下流側（Ｙ方向の端部側）の流路Ｐの流路幅Ｗを縮小しつつ、導入口４３に近い側（すなわち気泡Ｂの停留が発生し難い位置）の流路Ｐの流路幅Ｗは充分に確保される。したがって、導入口４３に近い流路Ｐではインクの流量を確保しながら、導入口４３から遠い流路Ｐでは気泡を排出し易くすることができる。

また、本実施形態では、流路ＰのＹ方向の流路幅Ｄが、梁状部４８よりも上流側の第１部分ｒ1のＺ方向（第３方向）の高さＨよりも小さい。以上の構成によれば、流路幅Ｄが高さＨよりも大きい構成と比較して流路Ｐの流路面積が縮小されるから、流路Ｐを通過するインクの流速を高めることができる。したがって、流路Ｐを介した気泡Ｂの排出を促進することが可能である。また、第１部分ｒ1について流路幅Ｄを上回る高さＨが確保されるから、梁状部４８よりも上流側の空間（第１部分ｒ1）を流動するインクの流量を確保し易いという利点もある。

本実施形態では、Ｙ方向における流路Ｐの流路幅Ｄだけでなく、Ｘ方向における流路Ｐの流路幅Ｗ5についても、第１部分ｒ1のＺ方向の高さＨよりも小さい。すなわち、導入口４３から遠い流路Ｐについては、Ｙ方向の流路幅ＤとＸ方向の流路幅Ｗ5との両方が縮小され、流路Ｐの流路面積を縮小できる。したがって、気泡Ｂと流路Ｐの内壁面との隙間の抑制とインクの流速の増加とにより気泡Ｂの排出を促進できるという前述の効果は格別に顕著である。

なお、流路ＰのＸ方向の流路幅Ｗ5を第１部分ｒ1の高さＨよりも小さくする一方、Ｙ方向の流路幅Ｄについては高さＨよりも大きくしてもよい。以上の構成でも、第１部分ｒ1を流動するインクの流量を確保しながら、流路Ｐを流動するインクの流速を高めることで気泡Ｂの排出を促進することができる。また、本実施形態では、梁状部４８よりも上流側の第１部分ｒ1のＺ方向（第３方向）の高さＨがすべての流路Ｐで同じ場合を例示したが、流路Ｐの位置によって第１部分ｒ1の高さＨが異なっていてもよい。例えば導入口４３から最も遠い流路Ｐに対応する第１部分ｒ1の高さＨを、他の流路Ｐの高さよりも小さくしてもよい。具体的には、流路ＰのＹ方向の流路幅Ｄと流路ＰのＸ方向の流路幅Ｗ5とを、導入口４３から最も遠い流路Ｐの高さＨよりも小さくした構成が好適である。

また、本実施形態では、液体貯留室ＳRの空間Ｒ2は、導入口４３からＸ-Ｙ平面に平行な第１部分ｒ1と当該平面に垂直な第２部分ｒ2とを包含し、梁状部４８は、当該平面に垂直な第２部分ｒ2に形成される。以上の構成によれば、液体貯留室ＳRの空間Ｒ2のうち第１部分ｒ1から第２部分ｒ2にインクが流動するときに、梁状部４８により形成される流路Ｐを通るので、そのときに液体の流量を確保しながら、導入口４３から遠い流路Ｐでは気泡を排出し易くすることができる。

また、本実施形態では、流路基板３２に形成された供給孔３２２（絞り流路）を介して液体貯留室ＳRと圧力室ＳCとが連通されるから、圧力室空間３４２に絞り流路を形成する構成と比較して圧力室基板３４に必要なサイズが低減される。したがって、液体噴射ヘッド１００の小型化を実現することが可能である。また、連通孔３２４を挟んで圧力室ＳCに対向するように圧力室ＳCに近い位置にコンプライアンス部５４が設置されるから、各圧力室ＳCから連通孔３２４を介して液体貯留室ＳRに伝播する圧力変動をコンプライアンス部５４で効率的に吸収できるという利点もある。他方、液体噴射ヘッド１００の小型化のために流路基板３２を縮小した構成では、コンプライアンス部５４の面積を充分に確保することが困難であり、コンプライアンス部５４だけでは液体貯留室ＳR内の圧力変動を充分に抑制できない可能性も想定される。本実施形態では、流路基板３２のコンプライアンス部５４に加えて筐体部４０にコンプライアンス部４６が設置されるから、コンプライアンス部４６が設置されない構成と比較して、流路基板３２が小型化された場合でも液体貯留室ＳR内の圧力変動を有効に抑制できるという利点もある。

他方、液体噴射ヘッド１００の小型化のためには筐体部４０も小型化する必要があるが、筐体部４０の小型化のために側面部４４や頂面部４２の板厚を削減した場合には、筐体部４０の機械的な強度が不足する可能性がある。本実施形態では、筐体部４０に梁状部４８が設置されるから、筐体部４０の小型化のために各部の板厚を削減した構成でも、筐体部４０の機械的な強度を維持できるという利点がある。

＜変形例＞
以上に例示した各形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。

（１）前述の各形態では、梁状部４８が設置される液体貯留室ＳRの空間Ｒ2は、互いに異なる方向に交差する第１部分ｒ1と第２部分ｒ2に分けて構成される場合を例示したが、第１部分ｒ1と第２部分ｒ2は交差せず同じ方向に連通し、一体で構成されていてもよい。

（２）前述の各形態では、１個の流路基板３２に対して１個の筐体部４０を設置したが、複数の流路基板３２に対して１個の筐体部を設置することも可能である。

（３）前述の各形態では、筐体部４０の頂面部４２にコンプライアンス部４６を設置したが、筐体部４０の側面部４４にコンプライアンス部を設置することも可能である。この場合、筐体部４０の頂面部４２および側面部４４の双方にコンプライアンス部４６を設置することも可能である。

（４）圧力室ＳCの内部に圧力を付与する要素（駆動素子）は、前述の各形態で例示した圧電素子３７に限定されない。例えば、加熱により圧力室ＳCの内部に気泡を発生させて圧力を変動させる発熱素子を駆動素子として利用することも可能である。以上の例示から理解される通り、駆動素子は、液体を噴射するための要素（典型的には圧力室ＳCの内部に圧力を付与する要素）として包括的に表現され、動作方式（圧電方式／熱方式）や具体的な構成の如何は不問である。

（５）前述の各形態では、複数の液体噴射ヘッド１００を搭載したキャリッジ２６がＸ方向に移動するシリアルヘッドを例示したが、複数の液体噴射ヘッド１００をＸ方向に配列したラインヘッドにも本発明を適用することが可能である。

（６）以上の各形態で例示した印刷装置１０は、印刷に専用される機器のほか、ファクシミリ装置やコピー機等の各種の機器に採用され得る。もっとも、本発明の液体噴射装置の用途は印刷に限定されない。例えば、色材の溶液を噴射する液体噴射装置は、液晶表示装置のカラーフィルターを形成する製造装置として利用される。また、導電材料の溶液を噴射する液体噴射装置は、配線基板の配線や電極を形成する製造装置として利用される。

１０…印刷装置（液体噴射装置）、１００…液体噴射ヘッド、１２…媒体、１４…液体容器、２２…制御装置、２４…搬送機構、２６…キャリッジ、３０…ヘッド本体、３２…流路基板、３２２…供給孔、３２４…連通孔、３２６…分岐路、３４…圧力室基板、３４２…圧力室空間、３６…振動部、３７…圧電素子、３８…保護部材、４０…筐体部、４２…頂面部、４２２…開口部、４３…導入口、４４…側面部、４５…収容空間、４６…コンプライアンス部、４７…内壁面、４７２…内壁面、４８…梁状部、４８１…稜線、４８２…傾斜面、５２…ノズル板、５４…コンプライアンス部、Ｂ…気泡、Ｄ…流路幅、Ｈ…高さ、Ｎ…ノズル、Ｑ…角隅部、Ｒ1…空間、Ｒ2…空間、ｒ1…第１部分、ｒ2…第２部分、ＳC…圧力室、ＳR…液体貯留室、Ｐ…流路、Ｗ1〜Ｗ5…流路幅。

Claims (5)

1. 液体を噴射する複数のノズルが第１方向に沿って配列されるヘッド本体と、
   前記ヘッド本体に固定される筐体部と、
   前記筐体部内に形成された空間を含み、前記ノズルに供給される前記液体を貯留する液体貯留室と、
   前記液体貯留室に連通する前記液体の導入口と、
   前記筐体部における前記空間の内壁面にわたる複数の梁状部とを具備し、
   前記複数の梁状部は、前記導入口から前記第１方向に複数の流路が配列されるように相互に間隔をあけて設置され、
   前記複数の流路は、第１流路と、前記第１方向において前記第１流路よりも前記導入口から近い第２流路と、前記第１方向において前記第２流路よりも前記導入口から近い第３流路と、を含み、
   前記第１方向における前記第１流路の流路幅は、前記第１方向における前記第２流路の流路幅よりも小さく、
   前記第１方向における前記第２流路の流路幅は、前記第１方向における前記第３流路の流路幅よりも小さく、
   前記複数の流路の流路幅は、前記流路の前記第１方向における位置が前記導入口側から遠くなるにしたがって、大きくはならない
   液体噴射ヘッド。
2. 液体を噴射する複数のノズルが第１方向に沿って配列されるヘッド本体と、
   前記ヘッド本体に固定される筐体部と、
   前記筐体部内に形成された空間を含み、前記ノズルに供給される前記液体を貯留する液体貯留室と、
   前記液体貯留室に連通する前記液体の導入口と、
   前記筐体部における前記空間の内壁面にわたる複数の梁状部とを具備し、
   前記複数の梁状部は、前記導入口から前記第１方向に複数の流路が配列されるように相互に間隔をあけて設置され、
   前記複数の流路は、第１流路と、前記第１方向において前記第１流路よりも前記導入口から近い第２流路と、を含み、
   前記第１方向における前記第１流路の流路幅は、前記第１方向における前記第２流路の流路幅よりも小さく、
   前記複数の流路の流路幅は、前記流路の前記第１方向における位置が前記導入口側から遠くなるにしたがって、大きくはならず、
   前記液体貯留室は、前記複数の梁状部よりも上流側の第１空間と、前記複数の梁状部よりも下流側の第２空間とを含み、
   前記第１方向に交差する第２方向における前記第１流路の流路幅は、前記第１方向と前記第２方向との両方に垂直な第３方向における前記第１空間の高さよりも小さい
   液体噴射ヘッド。
3. 前記第１方向における前記第１流路の流路幅は、前記第３方向における前記第１空間の
   高さよりも小さい
   請求項２の液体噴射ヘッド。
4. 前記液体貯留室は、前記導入口から前記第１方向と前記第２方向を含む平面に平行な部
   分と当該平面に垂直な部分とを包含し、
   前記梁状部は、前記液体貯留室のうち前記垂直な部分に形成される
   請求項２または請求項３の液体噴射ヘッド。
5. 媒体を搬送する搬送機構と、
   前記媒体に液体を噴射する請求項１から請求項４の何れかの液体噴射ヘッドと
   を具備する液体噴射装置。

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