JP6750843B2 - 液体吐出ヘッド - Google Patents

Description

本発明は、液体を吐出する液体吐出ヘッドに関する。

特許文献１には、液体を吐出する液体吐出ヘッドとして、２つの供給口から液体が供給され、その供給された液体に記録素子を用いて熱エネルギーを与えることで、吐出口から液体を吐出する液体吐出ヘッドが開示されている。この液体吐出ヘッドでは、吐出口に異物が詰まることを抑制するために、２つの供給口のそれぞれの開口面積が吐出口の開口面積よりも小さい。この場合、吐出口に詰まる恐れのある異物が供給口を通過することができなくなるため、吐出口に異物が詰まることを抑制することができる。このため、吐出不良の発生を抑制することが可能になる。

特開２００１−７１５０２号公報

近年、記録媒体に画像を形成する記録装置などの液体吐出装置では、画像形成の高速化や画像の高精細化が要求されている。画像形成の高速化や画像の高精細化の実現のためには、液体を吐出口から吐出する吐出周波数を高く設定し、また、各吐出口の開口面積を小さくして、より多くの吐出口を液体吐出ヘッドに形成することが重要となる。
しかしながら、特許文献１に開示された発明では、供給口の開口面積が小さいために、圧力室に流れ込む液体の量が少なく、圧力室に液体を充填する時間が長くなってしまう。その結果、液体を吐出した後に圧力室内へ液体を再充填（リフィル）する時間も長くなってしまうため、液体を吐出する間隔を短くすることができない。したがって、吐出周波数を高く設定することが困難であった。
また、液体の吐出が終了してから一定時間が経過すると、圧力室内に残存している液体の揮発成分が蒸発し、圧力室内の液体の粘度が増加する増粘が発生することがある。圧力室内の液体に増粘が発生すると、液体を吐出口から吐出するために必要なエネルギーが増加するため、液体を吐出する際に、液体の吐出速度が低下したり、液体が吐出されない不吐出が発生したりする恐れがある。このため、液体の吐出が終了してから一定時間が経過した後に、液体が再度吐出される際に、吐出速度の低下によって記録媒体上の液体の着弾位置が乱れたり、不吐出によって記録媒体上に液体が着弾しない現象が発生したりする恐れがある。この場合、形成される画像の画質が低下してしまう。さらには、揮発成分が蒸発した液体では、液体内の色材の濃度が変化してしまうため、形成される画像の色味が変化し、画像の画質が低下するという課題もある。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、吐出周波数を高く設定しつつ、液体の増粘による画質の低下を抑制することが可能な液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。

本発明による液体吐出ヘッドは、液体を吐出する複数の吐出口と、各吐出口と対向し、当該対向する吐出口から液体を吐出するためのエネルギーを発生させる複数の記録素子と、各吐出口と各記録素子の間に形成され、各吐出口から吐出する液体を貯留する複数の圧力室と、各圧力室に液体を供給する複数の供給口と、各圧力室に供給された液体を排出する排出口とを備え、前記複数の供給口は、前記記録素子と交互に並ぶ供給口列を形成し、前記排出口は、前記供給口列の側方に配置され、前記供給口は、前記記録素子と交互に並ぶ第１の領域と、前記第１の領域の前記排出口とは反対側に設けられた第２の領域とを有し、前記第２の領域の前記供給口列と平行な方向の長さは、前記第１の領域の前記供給口列と平行な方向の長さよりも長いことを特徴とする。

本発明によれば、圧力室に供給された液体を排出する排出口が備わっていることにより、増粘した液体を圧力室から流出させることが可能なるため、液体の増粘による画質の低下を抑制することが可能になる。また、記録素子と供給口とが交互に配置されているため、記録素子と吐出口の間に形成された圧力室と供給口との間の距離を短くすること可能になり、その結果、液体が圧力室へ到達する時間を短縮することが可能になる。このため、圧力室に液体を再充填するリフィル速度を向上させることが可能になり、その結果、吐出周波数を高く設定することが可能になる。したがって、吐出周波数を高く設定しつつ、液体の増粘による画質の低下を抑制することが可能になる。

本発明の第１の実施形態の液体吐出ヘッドの構成を示す平面図である。 本発明の第１の実施形態の液体吐出ヘッドの断面図である。 本発明の第１の実施形態の液体吐出ヘッドの構成および液体の流れを示す平面拡大図である。 本発明の第２の実施形態の液体吐出ヘッドの構成および液体の流れを示す平面拡大図である。 本発明の第３の実施形態の液体吐出ヘッドの構成および液体の流れを示す平面拡大図である。 本発明の第４の実施形態の液体吐出ヘッドの構成および液体の流れを示す平面拡大図である。 本発明の第５の実施形態の液体吐出ヘッドの構成および液体の流れを示す平面拡大図である。 本発明の第５の実施形態の液体吐出ヘッドの第１の変形例を示す平面拡大図である。 本発明の第５の実施形態の液体吐出ヘッドの第２の変形例を示す平面拡大図である。 本発明の第６の実施形態の液体吐出ヘッドの構成および液体の流れを示す平面拡大図である。 本発明の第７の実施形態の液体吐出ヘッドの構成および液体の流れを示す平面拡大図である。 本発明の第８の実施形態の液体吐出ヘッドの構成および液体の流れを示す平面拡大図である。 本発明の第９の実施形態の液体吐出ヘッドの構成を示す平面図である。 本発明の第９の実施形態の液体吐出ヘッドの断面図である。 本発明の第９の実施形態の液体吐出ヘッドの変形例を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同じ機能を有するものには同じ符号を付け、その説明を省略する場合がある。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の液体吐出ヘッドの平面図である。図２は、本発明の第１の実施形態の液体吐出ヘッドの断面図である。具体的には、図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図２（ｂ）は、図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
図２に示すように液体吐出ヘッド１００では、支持部材１に基板２が積層されている。基板２には、液体を貯留するタンク（不図示）から支持部材１を介して液体が供給される複数の共通液室４と、液体吐出ヘッド１００から排出される液体が流れる複数の排出路１２とが形成されている。基板２における支持部材１とは反対側の面には、図２（ａ）に示すように複数の記録素子６が設けられている。記録素子６は、入力された電気信号に応じて、液体を吐出するためのエネルギーを発生させる。記録素子６の種類は特に限定されないが、ここでは、記録素子６は熱エネルギーを発生する電気熱変換素子である。
基板２における支持部材１とは反対側の面には、図２（ｂ）に示すように、複数の共通液室４のそれぞれと連通する複数の供給口２ａと、複数の排出路１２のそれぞれと連通する排出口９が設けられている。排出口９は、図１および図２では複数設けられているが、実際には少なくとも一つ設けられていればよい。
また、基板２における支持部材１とは反対側の面上には吐出口形成部材３が積層されている。吐出口形成部材３における基板２とは反対側の面は平坦であり、その平坦な面には、図２（ａ）に示すように、複数の吐出口７が設けられている。図の例では、基板２に形成されている記録素子６と吐出口７とが互いに対向するように、吐出口形成部材３が基板２と接着されている。吐出口７の開口面積は、供給口２ａの開口面積よりも小さい。
吐出口形成部材３における基板２との接着面には、複数の圧力室５と共通流路１０とを構成する凹部が設けられ、基板２に形成されている供給口２ａおよび排出口９は、吐出口形成部材３の凹部と対向している。このため、供給口２ａおよび排出口９が吐出口形成部材３によって塞がれることはない。各圧力室５は、記録素子６と吐出口７との間に設けられ、吐出口７から吐出する液体を貯留する。共通流路１０は、各供給口２ａを、圧力室５を介して排出口９と連通させる。供給口２ａは、液体を共通液室４から圧力室５に供給し、排出口９は、圧力室５に供給された液体を、排出路１２を介して液体吐出ヘッド１００の外部に排出する。
図１に示すように平面的に見た場合、供給口２ａは圧力室５と交互に並ぶ列である供給口列２１を複数形成する。このとき、記録素子６および吐出口７は圧力室５を挟んで上下に配置されているため、供給口列２１では、供給口２ａが記録素子６および吐出口７のそれぞれと交互に並んでいる。排出口９は、供給口列２１との側方において、共通流路１０を挟んで供給口列２１と隣接するように配置される。図１の例では、２つの供給口列２１に１つの排出口９が対応しており、１つの排出口９はその２つの供給口列２１の間に配置され、供給口列２１に沿って（本実施形態では、供給口列２１と平行に）延在している。

次に液体吐出ヘッド１００において液体を吐出する方法について説明する。
図３は、本発明の第１の実施形態の液体吐出ヘッドの構成および液体の流れを示す平面拡大図である。
記録媒体に形成する画像を示す記録データが液体吐出ヘッド１００に入力されると、その記録データに応じて、液体が不図示のタンクから支持部材１を通過して基板２の各共通液室４に供給される。その後、共通液室４に供給された液体は供給口２ａを介して吐出口形成部材３の凹部に流入する。凹部に流入した液体は、圧力室５を満たして吐出口７にメニスカスを形成すると共に、供給口２ａから共通流路１０を通過して排出口９に流れ、さらに排出口９から、排出路１２を介して外部に排出される。これにより、吐出口形成部材３の凹部内で、図３の矢印で示すような、供給口２ａから排出口９への液体の流れが発生する。なお、排出された液体は、不図示のフィルタによって異物が取り除かれて、不図示のポンプなどにより基板２の共通液室４を介して供給口２ａへ再び供給されてもよい。この場合、圧力室５の中の液体は、排出口９と供給口２ａとを介して圧力室５と外部との間で循環されることとなる。
供給口２ａから排出口９への液体の流れが発生している状態で、記録素子６が記録データに基づいた電気信号に応じて、圧力室５内の液体にエネルギーを伝達させる。これにより、圧力室５内において記録素子６の周辺の液体が加熱されて膜沸騰し、気泡が形成される。この気泡の発泡圧によって、圧力室５内の液体に運動エネルギーが付与され、その液体が吐出口７から液体吐出ヘッド１００の外部へと吐出される。圧力室５内の液体が吐出されると、供給口２ａから液体が圧力室５に供給される。これにより、圧力室５に液体が再充填されると共に、共通流路１０にも液体が流れ、供給口２ａから排出口９への液体の流れが維持される。その後、次の電気信号に応じて記録素子６が再び駆動し、圧力室５内の液体が吐出される。
以上の動作が繰り返されて液体が間欠的に吐出され、記録媒体に所望の画像が形成される。画像の形成が完了すると、液体吐出ヘッド１００の供給口２ａへの液体の供給が停止され、液体の流れが止まる。そして、次の記録データが液体吐出ヘッド１００に入力されると、供給口２ａへ液体が供給され、液体の流れが再び発生し、上述のように吐出口７から液体が吐出されて、記録媒体に画像が形成される。

記録媒体に対する画像の形成が終了すると、次の画像を形成するための記録データが液体吐出ヘッドに入力されるまで、液体吐出ヘッド１００に対して液体が供給されないため、液体吐出ヘッド１００内の液体の流れは止まっている。したがって、圧力室５内の液体は、次の記録が開始されるまで圧力室５内に留まるため、液体中の揮発成分が吐出口７から蒸発しやすい。液体中の揮発成分が蒸発してしまうと、液体の粘度が増加してしまう。
これに対して本実施形態の液体吐出ヘッド１００では、排出口９が存在するため、圧力室５内の増粘した液体を排出することができる。したがって、例えば、次の記録データが入力された場合、供給口２ａから圧力室５に液体が供給され、圧力室５内の増粘した液体が共通流路１０を介して排出口９へと流された後に、記録素子６により圧力室５内の液体へエネルギーが与えられる。この場合、エネルギーが与えられた時点では、圧力室５には供給口２ａから供給された増粘してない液体が充填されているため、液体は、与えられたエネルギーによって所望の速度で吐出口７から吐出される。このため、液体の吐出速度の低下や不吐出を抑制することが可能になるため、記録される画像の画質の低下を抑制することが可能になる。また、揮発成分が蒸発した液体の吐出も抑制できるため、この観点からも画質の低下を抑制することが可能になる。

以上説明したように本実施形態では、液体吐出ヘッド１００が排出口９を有していることにより、液体吐出ヘッド１００内で供給口２ａから排出口９への液体の流れが発生する。このため、増粘した液体が圧力室５内に残存している状態であっても、液体を吐出する直前に、増粘した液体を圧力室から流出させることが可能になる。したがって、液体の吐出速度の低下や不吐出を抑制することが可能になり、その結果、記録される画像の画質の低下を抑制することが可能になる。
また、記録素子６と供給口２ａとが交互に配置されているため、記録素子６上の圧力室５と供給口２ａとの間の距離が短くなり、液体が圧力室５へ到達する時間を短縮することが可能になる。このため、供給口２ａから圧力室５へ液体を再充填するリフィル速度を向上させることが可能になり、その結果、吐出周波数を高く設定することが可能になる。
したがって、本実施形態では、吐出周波数を高く設定しつつ、液体の増粘による画質の低下を抑制することが可能になる。
また、本実施形態では、供給口２ａの開口面積が吐出口７の開口面積よりも大きいため、吐出される液体の量より供給される液体の量を多くすることが可能になる。したがって、供給口２ａから圧力室５へ液体を再充填するリフィル速度を向上させることが可能になり、その結果、この観点からも、吐出周波数を高く設定することが可能になる。なお、液体内の異物は、例えば、タンクと液体吐出ヘッド１００の間の流路に設けられたフィルタ（図示せず）などで除去することができる。
また、本実施形態では、供給口２ａから圧力室５へ流入した液体を、共通流路１０および排出口９を介して排出することが可能である。このため、圧力室５内の液体が圧力室５の外部との間で循環することが可能になる。

（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態の液体吐出ヘッドの構成と液体の流れを示す平面拡大図である。
図１および図２で示した第１の実施形態では、供給口列２１に対して１つの排出口９が対応していたが、図４に示す本実施形態の液体吐出ヘッド１００では、供給口列２１に対して複数の排出口９が対応している。それらの排出口９は、供給口列２１に沿って（本実施形態では、供給口列２１と平行に）１列に並んで配置されている。また、図４に示す本実施形態の液体吐出ヘッド１００では、供給口２ａは、記録素子６と交互に並ぶ第１の領域２ａ１と、第１の領域２ａ１の排出口９とは反対側に設けられた第２の領域２ａ２とを有する。第１の領域２ａ１の供給口列２１と平行な方向の長さは、第２の領域２ａ２の供給口列２１と平行な方向の長さよりも短い。
また、記録素子６上の圧力室５は、供給口列２１と垂直な方向において、供給口２ａの第２の領域２ａ２と並んで配置される。このとき、圧力室５の一部と第２の領域２の一部とが供給口列２１と垂直な方向において重なっていればよい。なお、他の構成は、第１の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
以上のように本実施形態では、供給口２ａが記録素子６と交互に並ぶ第１の領域２ａ１と、第１の領域２ａ１の排出口９とは反対側に設けられた第２の領域２ａ２とを有している。このため、第２の領域２ａ２の分だけ、供給口２ａの開口面積を大きくすることができる。したがって、吐出される液体の量より供給される液体の量を多くすることが可能になり、その結果、吐出周波数を高く設定することが可能になる。
また、供給口列２１とは垂直な方向において、圧力室５が第２の領域２ａ２と並んでいるため、供給口２ａの第２の領域２ａ２から供給される液体が圧力室５を通過しやすくなる。したがって、液体を圧力室５内へ効率的に供給させることが可能になるため、圧力室５内への液体を再充填するリフィル速度を向上させることが可能になり、その結果、吐出周波数をより高く設定することが可能になる。また、圧力室５内の増粘した液体を効率的に流出させることができるため、液体の吐出速度の低下や不吐出を抑制することが可能になり、その結果、記録される画像の画質の低下を抑制することが可能になる。

（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態の液体吐出ヘッドの構成と液体の流れを示す平面拡大図である。
図５に示す本実施形態の液体吐出ヘッド１００では、供給口列２１に対して複数の排出口９が対応している。それらの排出口９は、供給口列２１に沿って（本実施形態では、供給口列２１とは平行に）１列に並んで配置されている。また、図５に示す液体吐出ヘッド１００は、供給口列２１とその列に対応する排出口９との間に、液体を供給口２ａから圧力室５に導くためのガイド部材８を備える。ガイド部材８は、供給口列２１と排出口９との間を供給口列２１に沿って（本実施形態では、供給口列２１とは平行に）延在し、記録素子６の側方に開口部１１を有する。本実施形態では、開口部１１は、圧力室５と排出口９との間に設けられることになる。開口部１１により、圧力室５から共通流路１０へ液体を流出させることができる。なお、他の構成は、第１の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
以上のように本実施形態では、上記のような開口部１１を備えるガイド部材８を有するため、供給口２ａから供給された液体が開口部１１から排出口９へ向かって流れる。このため、液体が圧力室５を経由しやすくなり、開口部１１に隣接している圧力室５内に液体を効率的に流入させることが可能になる。このため、供給口２ａから圧力室５へ液体を再充填するリフィル速度を向上させることが可能になり、その結果、吐出周波数を高く設定することが可能になる。また、圧力室５内の増粘した液体を効率的に流出させることができるため、液体の吐出速度の低下や不吐出を抑制することが可能になり、その結果、記録される画像の画質の低下を抑制することが可能になる。

（第４の実施形態）
図６は、本発明の第４の実施形態の液体吐出ヘッドの構成と液体の流れを示す平面拡大図である。
図６に示す液体吐出ヘッド１００は、第３の実施形態と同様に、開口部１１が形成されたガイド部材８が設けられている。また、記録素子６および吐出口７は、供給口列２１内の供給口のそれぞれの中心を結ぶ中心軸Ｘよりも開口部１１に近い位置に設けられている。なお、他の構成は、第３の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
以上のように本実施形態でも、第３の実施形態と同様に、開口部１１を備えるガイド部材８を有するため、圧力室５内に液体を効率的に流入させることが可能になる。また、記録素子６が供給口列２１の中心軸Ｘよりも開口部１１に近い位置に形成されているため、圧力室５内の記録素子６の表面を流れる液体の量を多くすることができる。このため、効率的に圧力室５内を吐出可能な状態にすることができるため、吐出周波数を高く設定することが可能になる。また、圧力室５内の増粘した液体を効率的に流出させることができるため、液体の吐出速度の低下や不吐出を抑制することが可能になり、その結果、記録される画像の画質の低下を抑制することが可能になる。

（第５の実施形態）
図７は、本発明の第５の実施形態の液体吐出ヘッドの構成と液体の流れを示す平面拡大図である。なお、図７では、互いに異なる排出口９に対応する２つの供給口列２１が隣接した箇所が示されている。
図７に示す液体吐出ヘッド１００は、第３の実施形態と同様に、開口部１１が形成されたガイド部材８が設けられている。また、供給口列２１におけるガイド部材８とは反対側の側方には、供給口列２１に沿って（本実施形態では、供給口列２１とは平行に）延在する圧力室壁５ａが備わっている。図７の例では、圧力室壁５ａは、圧力室５の側方に配置されているが、供給口２ａの側方には配置されていない。また、２つの供給口列２１に対する圧力室壁５ａが共有化されている。なお、他の構成は、第３の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
以上のように本実施形態でも、第３の実施形態と同様に、開口部１１を備えるガイド部材８を有するため、圧力室５内に液体を効率的に流入させることが可能になる。また、圧力室５の排出口９とは反対側の側方には、供給口列２１に沿って（本実施形態では、供給口列２１とは平行に）延在する圧力室壁５ａが設けられている。このため、２つの供給口列２１が互いに沿って（本実施形態では、互いに平行に）隣接していても、それらの２つの供給口列２１を跨いで互いに隣接する吐出口７の間で振動などを伝達しにくくすることができる。したがって、互いに隣接する吐出口７間の干渉を抑制することが可能になる。

図８は、本発明の第５の実施形態の液体吐出ヘッドの第１の変形例を示す平面拡大図である。
図８に示す液体吐出ヘッドでは、図７の例と比べて、圧力室壁５ａの代わりに流路壁５ｂが設けられている。流路壁５ｂは、ガイド部材８から供給口２ａに向けて、ガイド部材８とは垂直に延在する。また、流路壁５ｂは、複数あり、複数の流路壁５ｂのそれぞれは、各供給口２ａの直上を通っている。この場合、流路壁５ｂによって、同じ供給口列２１内で互いに隣接する吐出口７の間で振動などを伝達しにくくすることができるため、互いに隣接する吐出口７間の干渉を抑制することが可能になる。
図９は、本発明の第５の実施形態の液体吐出ヘッドの第２の変形例を示す平面拡大図である。
図９に示す液体吐出ヘッドは、図８で示した第１の変形例の構成に加えて、供給口列２１におけるガイド部材８とは反対側の側方は、供給口列２１に沿って（本実施形態では、供給口列２１とは平行に）延在する圧力室壁５ａをさらに有する。図９の例では、圧力室壁５ａは、圧力室５の側方だけでなく、供給口２ａの側方にも配置されている。この場合、供給口列２１が互いに沿って（本実施形態では、互いに平行に）隣接していても、それらの供給口列２１を跨いで互いに隣接する吐出口７の間で振動などを伝達しにくくすることができる。さらには同じ供給口列２１内で互いに隣接する吐出口７の間で振動などを伝達しにくくすることができる。したがって、互いに隣接する吐出口７間の干渉を抑制することが可能になる。

（第６の実施形態）
図１０は、本発明の第６の実施形態の液体吐出ヘッドの構成と液体の流れを示す平面拡大図である。
図１０に示す液体吐出ヘッド１００では、排出口９は、少なくとも一対あり、供給口列９はその一対の排出口で挟まれている。本実施形態では、複数の排出口９が供給口列２１を挟むよう一対の列を形成する。供給口列２１の両側のそれぞれにガイド部材８が設けられている。各ガイド部材８は、供給口列２１に沿って（本実施形態では、供給口列２１とは平行に）延在し、記録素子６の側方に開口部１１を有する。
各ガイド部材８の開口部１１（供給口列２１の一方の側に設けられるガイド部材８の開口部１１と供給口列２１の他方の側に設けられるガイド部材８の開口部１１）は、互いに異なる流体抵抗値を有している。具体的には、ガイド部材８の供給口列２１に垂直な方向の長さをガイド部材８の厚さとすると、各ガイド部材８の厚さが互いに異なる。この場合、厚い方のガイド部材８の開口部１１で形成される流路が、薄い方のガイド部材８の開口部１１で形成される流路と比べて長くなるため、厚い方のガイド部材８の開口部１１の方が薄い方のガイド部材８の開口部１１よりも流体抵抗値が高くなる。なお、各ガイド部材８の開口部１１の大きさが互いに異なることで、互いに異なる流体抵抗値を有する開口部１１を実現してもよい。なお、他の構成は、第１の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
以上のように本実施形態では、上記のような開口部１１を備えるガイド部材を有するため、供給口２ａから供給された液体が開口部１１から排出口９へ向かって流れる。このため、液体が圧力室５を経由しやすくなり、開口部１１に隣接している圧力室５内に液体を効率的に流入させることが可能になる。このため、供給口２ａから圧力室５へ液体を再充填するリフィル速度を向上させることが可能になり、その結果、吐出周波数を高く設定することが可能になる。また、圧力室５内の増粘した液体を効率的に流出させることができるため、液体の吐出速度の低下や不吐出を抑制することが可能になり、その結果、記録される画像の画質の低下を抑制することが可能になる。
また、各ガイド部材８が互いに異なる流体抵抗値を有しているため、各ガイド部材８の開口部１１のそれぞれから流出される液体の量が変わる。このため、供給口２ａから供給される液体の圧力室５内での速度がゼロになるよどみ点が、記録素子６が設けられている圧力室５の中心から、流体抵抗値の小さいガイド部材８側にずれて現れる。この結果、記録素子６上に増粘した液体等が留まることがないため、液体を吐出口から安定して吐出することが可能になる。

（第７の実施形態）
図１１は、本発明の第７の実施形態の液体吐出ヘッドの構成と液体の流れを示す平面拡大図である。
図１１に示す液体吐出ヘッド１００は、第６の実施形態と同様に、排出口９は、少なくとも一対あり、供給口列９はその一対の排出口で挟まれている。本実施形態では、複数の排出口９が供給口列２１を挟むよう一対の列を形成する。また、供給口列２１の両側のそれぞれにガイド部材８が設けられている。各ガイド部材８は、供給口列２１に沿って（本実施形態では、供給口列２１とは平行に）延在し、記録素子６の側方に開口部１１を有する。本実施形態では、各ガイド部材８の開口部１１の流体抵抗値は等しい。排出口列９のそれぞれは、互いに異なる負圧で圧力室５に供給された液体を排出する。ここで、互いに異なる負圧は、不図示のポンプなどによって発生される。なお、他の構成は、第１の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
以上のように本実施形態では、第３の実施形態と同様に、開口部１１を備えるガイド部材８を有するため、圧力室５内に液体を効率的に流入させることが可能になる。また、圧力室５内の増粘した液体を効率的に流出させることができるため、液体の吐出速度の低下や不吐出を抑制することが可能になり、その結果、記録される画像の画質の低下を抑制することが可能になる。
さらに供給口列２１の両側に設けられている排出口９は、互いに異なる負圧によって液体を排出するため、負圧の大きい排出口列に近い側の開口部１１から流出される液体の量が多くなる。このため、供給口２ａから供給される液体の圧力室５内での速度がゼロになるよどみ点が、記録素子６が設けられている圧力室５の中心から負圧の大きい排出口列に近い側の開口部１１の方にずれて現れる。この結果、記録素子６上に増粘した液体等が留まることがないため、液体を吐出口から安定して吐出することが可能になる。

（第８の実施形態）
図１２は、本発明の第８の実施形態の液体吐出ヘッドの構成と液体の流れを示す平面拡大図である。
図１２に示す液体吐出ヘッド１００は、第７の実施形態と同様に、開口部１１が形成されたガイド部材８が供給口列２１の両側に設けられている。複数の供給口２ａは、開口面積の大きい第１の供給口２ｂと開口面積の小さい第２の供給口２ｃとを有する。供給口列２１において、第１の供給口２ｂと第２の供給口２ｃとが交互に配置されている。第１の供給口２ｂと第２の供給口２ｃとの間には、圧力室５が設けられている。なお、他の構成は、第７の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
以上のように本実施形態では、第７の実施形態と同様に、開口部１１を備えるガイド部材を有するため、圧力室５内に液体を効率的に流入させることが可能になる。また、圧力室５内の増粘した液体を効率的に流出させることができるため、液体の吐出速度の低下や不吐出を抑制することが可能になり、その結果、記録される画像の画質の低下を抑制することが可能になる。
また、開口面積の異なる第１の供給口２ｂと第２の供給口２ｃとから液体が供給されることによって、開口面積の大きい第１の供給口２ｂから、第２の供給口２ｃに比べて多量の液体が圧力室５内に流れ込む。このため、供給される液体の圧力室５内での速度がゼロになるよどみ点が、記録素子６が設けられている圧力室５の中心から開口面積の小さい供給口２ｃ側にずれて現れる。この結果として、記録素子６上に増粘した液体等が留まることがないため、液体を吐出口から安定して吐出することができる。

（第９の実施形態）
図１３は、本発明の第１の実施形態の液体吐出ヘッドの平面図であり、供給口、吐出口、圧力室および排出口の位置関係を示す。図１４は、液体吐出ヘッドの断面図である。具体的には、図１４（ａ）は、図１３のＣ−Ｃ線に沿った断面図であり、図１４（ｂ）は、図１３のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。
図１４に示すように、液体吐出ヘッド１００では、支持部材１に基板２が積層されている。基板２には、複数の共通液室４と複数の排出路１２とが形成されている。基板２における支持部材１とは反対側の面には、図１４（ａ）に示すように、複数の記録素子６が設けられている。また、基板２における支持部材１とは反対側の面には、図１４（ｂ）に示すように、複数の供給口２ａと複数の排出口９が設けられている。
基板２における支持部材１とは反対側の面上には吐出口形成部材３が積層されている。吐出口形成部材３における基板２とは反対側の面は平坦であり、その平坦な表面には、図１４（ａ）に示すように、複数の吐出口７が設けられている。図の例では、基板２に形成されている記録素子６と吐出口７とが互いに対向するように、吐出口形成部材３が基板２と接着されている。吐出口７の開口面積は、供給口２ａの開口面積よりも小さい。
吐出口形成部材３における基板２との接着面には、複数の圧力室５と共通流路１０とを構成する凹部が設けられ、基板２の表面に形成されている供給口２ａおよび排出口９は、吐出口形成部材３の凹部と対向している。このため、供給口２ａおよび排出口９は吐出口形成部材３によって塞がれてはいない。各圧力室５は、記録素子６と吐出口７との間に設けられ、吐出口７から吐出する液体を貯留する。共通流路１０は、各供給口２ａを、圧力室５を介して排出口９と連通する。供給口２ａは、液体を共通液室４から圧力室５に供給し、排出口９は、圧力室５に供給された液体を、排出路１２を介して液体吐出ヘッド１００の外部に排出する。
図１３に示すように平面的に見た場合、供給口２ａは圧力室５と交互に並ぶ列である供給口列２１を複数形成する。このとき、記録素子６および吐出口７は圧力室５を挟んで上下に配置されているため、供給口列２１では、供給口２ａが記録素子６および吐出口のそれぞれと交互に並んでいる。また、排出口９は圧力室５と交互に並ぶ列である排出口列９１を複数形成する。このとき、記録素子６および吐出口７は圧力室５を挟んで上下に配置されているため、排出口列９１では、排出口９が記録素子６および吐出口７のそれぞれと交互に並んでいる。供給口列２１および排出口列９１は、それらの列に垂直な方向に並んでおり、互いに隣接する供給口列２１および排出口列９１の間には、共通流路１０が設けられている。なお、供給口２ａと排出口９とは同じ形状で構成されているため、供給口２ａと排出口９とは機能的に入れ替わってもよい。
以下、互いに共通流路１０で連通された供給口列２１および排出口列９１に着目して説明する。供給口列２１と排出口列９１との間には、供給口列２１に沿って（本実施形態では、供給口列２１とは平行に）延在するガイド部材（以下、第１のガイド部材８ａと称する）が設けられている。第１のガイド部材８ａは、供給口列２１内の記録素子６の側方に開口部１１ａを有する。また、排出口列９１と供給口列２１との間には、排出口列９１に沿って（本実施形態では、排出口列９１とは平行に）延在する排出側ガイド部材（以下、第２のガイド部材８ｂと称する）が設けられている。第２のガイド部材８ｂは、排出口列９１内の記録素子６の側方に開口部１１ｂを有する。
供給口列２１の第１のガイド部材８ａとは反対側の側方には、供給口列２１に沿う（本実施形態では、供給口列２１と平行に）圧力室壁５ａ１が設けられる。また、第１のガイド部材８ａから供給口２ａに向けて、第１のガイド部材８ａと垂直な方向に延在する流路壁５ｂ１が設けられる。流路壁５ｂ１は、複数あり、複数の流路壁５ｂ１のそれぞれは、各供給口２ａの直上を通っている。
また、排出口列９１の第２のガイド部材８ｂとは反対側の側方に、それらの列に沿う（本実施形態では、それらの列に平行な）排出側圧力室壁５ａ２が設けられている。また、第２のガイド部材８ｂから排出口列９に向けて、第２のガイド部材８ｂと垂直な方向に延在する排出側流路壁５ｂ２が設けられる。また、排出側流路壁５ｂ２は、複数あり、複数の排出側流路壁５ｂ２のそれぞれは、各排出口９の直上を通っている。

以上のように本実施形態では、第１の実施形態と同様に、液体吐出ヘッド１００が排出口９を有しているため、増粘した液体を圧力室から流出させることが可能になる。したがって、液体の吐出速度の低下や不吐出を抑制することが可能になり、その結果、記録される画像の画質の低下を抑制することが可能になる。また、圧力室５と供給口２ａとが供給口列２１内で交互に配置されているため、圧力室５と供給口２ａとの間の距離が短くなり、液体が圧力室５へ到達する時間を短縮することが可能になる。したがって、吐出周波数を高く設定しつつ、液体の増粘による画質の低下を抑制することが可能になる。
また、第１のガイド部材８ａおよび第２のガイド部材８ｂが設けられているため、供給口２ａから供給された液体が開口部１１から排出口９へ向かって流れる。このため、液体が圧力室５を経由しやすくなり、開口部１１に隣接している圧力室５内に液体を効率的に流入させることが可能になる。このため、供給口２ａから圧力室５へ液体を再充填するリフィル速度を向上させることが可能になり、その結果、吐出周波数を高く設定することが可能になる。また、圧力室５内の増粘した液体を効率的に流出させることができるため、液体の吐出速度の低下や不吐出を抑制することが可能になり、その結果、記録される画像の画質の低下を抑制することが可能になる。
また、供給口列２１および排出口列９１のそれぞれに圧力室５が備わっているため、吐出口形成部材３に形成される吐出口７の数を増やすことができる。このため、吐出口７から多数の液体を一斉に吐出することが可能になるため、高精細な画像を形成することが可能になる。
また、圧力室壁５ａ１、排出側圧力室壁５ａ２、流路壁５ｂ１および排出側流路壁５ｂ２が設けられているため、互いに隣接する吐出口７の間で振動などを伝達しにくくすることができる。このため、互いに隣接する吐出口７間の干渉を抑制することが可能になる。
図１５は、本発明の第９の実施形態の液体吐出ヘッドの変形例を示す平面図である。
図１５に示す変形例では、吐出口７は、一定間隔で配置された列を複数形成する。互いに隣接する吐出口列は、その吐出口列と平行な方向に、互いに一定間隔の少なくとも１／４ずれて配置される。この場合、吐出口７の列のずれ幅に応じた解像度を実現することができる。

以上説明した各実施形態において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。
例えば、各実施形態や変形例の構成を、互いに矛盾しない範囲で組み合わせて使用することができる。一例を挙げると、図１５で示したような吐出口列がずれて配置される構成を、図１で示した液体吐出ヘッド１００に適用してもよい。

２ａ 供給口
５ 圧力室
５ａ、５ａ１ 圧力室壁
５ａ２ 排出側圧力室壁
５ｂ、５ｂ１ 流路壁
５ｂ２ 排出側流路壁
６ 記録素子
７ 吐出口
８ ガイド部材
８ａ 第１のガイド部材
８ｂ 第２のガイド部材
９ 排出口
１１ 開口部
２１ 供給口列
９１ 排出口列

Claims (18)

1. 液体を吐出する複数の吐出口と、各吐出口と対向し、当該対向する吐出口から液体を吐出するためのエネルギーを発生させる複数の記録素子と、各吐出口と各記録素子の間に形成され、各吐出口から吐出する液体を貯留する複数の圧力室と、各圧力室に液体を供給する複数の供給口と、各圧力室に供給された液体を排出する排出口とを備え、
   前記複数の供給口は、前記記録素子と交互に並ぶ供給口列を形成し、前記排出口は、前記供給口列の側方に配置され、
   前記供給口は、前記記録素子と交互に並ぶ第１の領域と、前記第１の領域の前記排出口とは反対側に設けられた第２の領域とを有し、前記第２の領域の前記供給口列と平行な方向の長さは、前記第１の領域の前記供給口列と平行な方向の長さよりも長いことを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記圧力室は、前記供給口列とは垂直な方向において、前記第２の領域と並ぶことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 液体を吐出する複数の吐出口と、各吐出口と対向し、当該対向する吐出口から液体を吐出するためのエネルギーを発生させる複数の記録素子と、各吐出口と各記録素子の間に形成され、各吐出口から吐出する液体を貯留する複数の圧力室と、各圧力室に液体を供給する複数の供給口と、各圧力室に供給された液体を排出する排出口とを備え、
   前記複数の供給口は、前記記録素子と交互に並ぶ供給口列を形成し、前記排出口は、前記供給口列の側方に配置され、
   前記複数の供給口は、開口面積が互いに異なる第１の供給口および第２の供給口を含み、
   前記第１の供給口および前記第２の供給口が交互に配置されることを特徴とする液体吐出ヘッド。
4. 前記供給口列と前記排出口との間に前記供給口列に沿って延在し、前記記録素子の側方に開口部を有するガイド部材を備えることを特徴とする請求項１ないし３に記載の液体吐出ヘッド。
5. 液体を吐出する複数の吐出口と、各吐出口と対向し、当該対向する吐出口から液体を吐出するためのエネルギーを発生させる複数の記録素子と、各吐出口と各記録素子の間に形成され、各吐出口から吐出する液体を貯留する複数の圧力室と、各圧力室に液体を供給する複数の供給口と、各圧力室に供給された液体を排出する排出口とを備え、
   前記複数の供給口は、前記記録素子と交互に並ぶ供給口列を形成し、前記排出口は、前記供給口列の側方に配置され、
   前記供給口列と前記排出口との間に前記供給口列に沿って延在し、前記記録素子の側方に開口部を有するガイド部材を備え、
   前記供給口列の前記ガイド部材とは反対側の側方に前記供給口列に沿って延在する圧力室壁を備えることを特徴とする液体吐出ヘッド。
6. 前記記録素子は、前記供給口列における各供給口の中心を結ぶ中心軸よりも前記開口部に近い位置に設けられることを特徴とする請求項４または５に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記供給口列は、一対の前記排出口で挟まれ、
   前記ガイド部材は、前記供給口列の両側のそれぞれに設けられる請求項４に記載の液体吐出ヘッド。
8. 液体を吐出する複数の吐出口と、各吐出口と対向し、当該対向する吐出口から液体を吐出するためのエネルギーを発生させる複数の記録素子と、各吐出口と各記録素子の間に形成され、各吐出口から吐出する液体を貯留する複数の圧力室と、各圧力室に液体を供給する複数の供給口と、各圧力室に供給された液体を排出する排出口とを備え、
   前記複数の供給口は、前記記録素子と交互に並ぶ供給口列を形成し、前記排出口は、前記供給口列の側方に配置され、
   前記供給口列と前記排出口との間に前記供給口列に沿って延在し、前記記録素子の側方に開口部を有するガイド部材を備え、
   前記供給口列は、一対の前記排出口で挟まれ、
   前記ガイド部材は、前記供給口列の両側のそれぞれに設けられ、
   前記供給口列の一方の側に設けられる前記ガイド部材の前記開口部と、前記供給口列の他方の側に設けられる前記ガイド部材の前記開口部は、流体抵抗が互いに異なることを特徴とする液体吐出ヘッド。
9. 前記供給口列の一方の側に設けられる前記ガイド部材と、前記供給口列の他方の側に設けられる前記ガイド部材とは、前記供給口列とは垂直な方向の厚さが互いに異な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. 液体を吐出する複数の吐出口と、各吐出口と対向し、当該対向する吐出口から液体を吐出するためのエネルギーを発生させる複数の記録素子と、各吐出口と各記録素子の間に形成され、各吐出口から吐出する液体を貯留する複数の圧力室と、各圧力室に液体を供給する複数の供給口と、各圧力室に供給された液体を排出する排出口とを備え、
    前記複数の供給口は、前記記録素子と交互に並ぶ供給口列を形成し、前記排出口は、前記供給口列の側方に配置され、
    前記供給口列と前記排出口との間に前記供給口列に沿って延在し、前記記録素子の側方に開口部を有するガイド部材を備え、
    前記供給口列は、一対の前記排出口で挟まれ、
    前記ガイド部材は、前記供給口列の両側のそれぞれに設けられ、
    前記一対の排出口のそれぞれは、互いに異なる負圧で前記圧力室に供給された液体を排出することを特徴とする液体吐出ヘッド。
11. 前記ガイド部材から前記供給口に向けて延在する流路壁を備えることを特徴とする請求項４から１０のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
12. 前記排出口は、一対の前記供給口列で挟まれ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ヘッド。
13. 液体を吐出する複数の吐出口と、各吐出口と対向し、当該対向する吐出口から液体を吐出するためのエネルギーを発生させる複数の記録素子と、各吐出口と各記録素子の間に形成され、各吐出口から吐出する液体を貯留する複数の圧力室と、各圧力室に液体を供給する複数の供給口と、各圧力室に供給された液体を排出する排出口とを備え、
    前記複数の供給口は、前記記録素子と交互に並ぶ供給口列を形成し、前記排出口は、前記供給口列の側方に配置され、
    複数の前記排出口が他の前記記録素子と交互に並ぶ排出口列を形成し、前記排出口列と前記供給口列とは互いに沿って設けられることを特徴とする記載の液体吐出ヘッド。
14. 前記排出口列と前記供給口列との間に前記排出口列に沿って延在し、前記記録素子の側方に開口部を有する排出側ガイド部材を備えることを特徴とする請求項１３に記載の液体吐出ヘッド。
15. 前記排出側ガイド部材から前記排出口に向けて延在する排出側流路壁を備えることを特徴とする請求項１４に記載の液体吐出ヘッド。
16. 前記排出口列の前記排出側ガイド部材とは反対側の側方に前記排出口列に沿って延在する圧力室壁を備えることを特徴とする請求項１４または１５に記載の液体吐出ヘッド。
17. 前記複数の吐出口は、各吐出口が一定間隔で配置された吐出口列を複数形成し、互いに隣接する前記吐出口列のそれぞれは、当該吐出口列と平行な方向に、互いに前記一定間隔の少なくとも１／４ずれて配置されることを特徴とする請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
18. 前記圧力室の中の液体は、前記排出口と前記供給口とを介して前記圧力室と外部との間で循環されることを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。

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