特許 6189614 液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6189614

(24)【登録日】2017年8月10日

(45)【発行日】2017年8月30日

(54)【発明の名称】液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/14 20060101AFI20170821BHJP

【ＦＩ】

   B41J2/14

   B41J2/14 605

   B41J2/14 201

   B41J2/14 613

【請求項の数】9

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-64859(P2013-64859)

(22)【出願日】2013年3月26日

(65)【公開番号】特開2014-188755(P2014-188755A)

(43)【公開日】2014年10月6日

【審査請求日】2016年3月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】000208743

【氏名又は名称】キヤノンファインテックニスカ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001243

【氏名又は名称】特許業務法人 谷・阿部特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤原 祐紀

【審査官】 村田 顕一郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−１６９７５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１０−５１２２６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２５５５１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０４４３７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／０００８２４２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−１９０３７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０７６４５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３１２５０６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ４１Ｊ ２／０１−２／２１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の吐出口から液体を吐出する液体吐出ヘッドにおいて、
前記複数の吐出口に供給される液体が通過するフィルタを、第１の柱と、前記第１の柱よりも前記液体の供給方向の下流側及び前記供給方向に直交する直交方向にずれて位置する第２の柱と、前記供給方向及び前記直交方向において、前記第１の柱と前記第２の柱との間に位置する第３の柱と、を含む複数の柱によって構成し、
前記吐出口は、前記直交方向に配列されるノズル壁によって形成され、
前記複数の柱は、隣接する前記ノズル壁の間のそれぞれに対応する領域に、同一形態または該同一形態に対して前記供給方向を軸として対称的な形態で配列されることを特徴とする液体吐出ヘッド。

【請求項2】

互いに隣接する前記柱の間隔は等しいことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項3】

互いに隣接する前記柱の間隔は、前記供給方向の上流側に位置する柱の間隔よりも前記供給方向の下流側に位置する柱の間隔の方が小さいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項4】

互いに隣接する前記柱の間を通過可能な最大の仮想球体の直径は、前記吐出口を通過可能な最大の仮想球体の直径よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項5】

前記吐出口は、前記直交方向に沿って配列されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項6】

前記柱の形成材料は、前記吐出口に供給される液体の液流路を形成する側壁の形成材料と同じであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘ
ッド。

【請求項7】

前記柱および前記側壁の形成材料は、感光性樹脂材料であることを特徴とする請求項６に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項8】

前記吐出口から液体を吐出させるために液体を加熱発泡させるヒータを有することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。

【請求項9】

請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドを用いることを特徴とする液体吐出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、インクを吐出可能なインクジェット記録ヘッド、および、それを備えるインクジェット記録装置などとして、広く適用可能な液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

この種の液体吐出ヘッドには、一般に、液体の供給方向の上流側から吐出口に向う液流路が設けられており、その液流路には、電気熱変換体（ヒータ）やピエゾ素子などの吐出エネルギー発生素子が備えられている。電気熱変換体を備えた場合には、その発熱により液流路内の液体を発泡させ、その発泡エネルギーを利用して吐出口から液体を吐出することができる。

【0003】

このような液体吐出ヘッドは、液体を吐出口へ安定して供給するために、液流路の断面積が吐出口の断面積よりも大きくなっている。そのため、液体中に不純物粒子等のゴミが存在した場合には、そのゴミが液流路を通過して吐出口の近傍に達するおそれがある。吐出口近傍にゴミが達した場合には、液体を吐出する際に、その吐出方向がずれたり、吐出量が変化したりして、正常な吐出が行われなくなるおそれがある。また、吐出口がゴミによって塞がれた場合には、液体が吐出できなくなるおそれがある。

【0004】

特許文献１には、液流路に対する液体の供給方向と直交する方向に沿って、複数の柱を直列的に配列したフィルタ構造が記載されている。この引用文献１においては、液体の供給方向の上流側の位置に、液体の供給方向と直交する方向に沿って複数の柱が直列的に配列され、同様に、液体の供給方向の下流側の位置に、液体の供給方向と直交する方向に沿って複数の柱が直列的に配列されている。そして、後者の下流側に配列される柱間の距離は、前者の上流側に配列される柱間の距離よりも小さく設定されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９−１９０３７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、特許文献１に記載のフィルタ構造においては、液流路に対する液体の供給方向と直交する方向に沿って複数の柱が直列的に配列されているため、それらの柱の間を通過するときの液体の流抵抗が大きく、液体のスムーズな供給が阻害されるおそれがある。

【0007】

本発明の目的は、液体のスムーズな供給を確保しつつ、ゴミなどの異物を補足して、液体の良好な吐出性能を維持することができる液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の液体吐出ヘッドは、複数の吐出口から液体を吐出する液体吐出ヘッドにおいて、前記複数の吐出口に供給される液体が通過するフィルタを、第１の柱と、前記第１の柱よりも前記液体の供給方向の下流側及び前記供給方向に直交する直交方向にずれて位置する第２の柱と、前記供給方向及び前記直交方向において、前記第１の柱と前記第２の柱との間に位置する第３の柱と、を含む複数の柱によって構成し、前記吐出口は、前記直交方向に配列されるノズル壁によって形成され、前記複数の柱は、隣接する前記ノズル壁の間のそれぞれに対応する領域に、同一形態または該同一形態に対して前記供給方向を軸として対称的な形態で配列されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、フィルタを構成する柱の間を通過する液体の流抵抗を小さくして、液体のスムーズな供給を確保しつつゴミなどの異物を補足することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の第１の実施形態の液体吐出ヘッドとしての記録ヘッドを備えた記録装置の概略正面図である。

【図2】図１における記録ヘッドの分解斜視図である。

【図3】図２における記録ヘッドのノズル部分の一部切欠き斜視図である。

【図4】図２の記録ヘッドにおけるノズル部分の説明図である。

【図5】図２の記録ヘッドにおけるノズル部分の説明図である。

【図6】図４の記録ヘッド内におけるインクの流れの説明図である。

【図7】本発明の第２の実施形態における記録ヘッド内の柱の配列形態の説明図である。

【図8】本発明の第３の実施形態における記録ヘッド内の柱の配列形態の説明図である。

【図9】本発明の第４の実施形態における記録ヘッド内の柱の配列形態の説明図である。

【図10】本発明の第５の実施形態における記録ヘッド内の柱の配列形態の説明図である。

【図11】本発明の第６の実施形態における記録ヘッドのノズル部分の説明図である。

【図12】本発明の第７の実施形態における記録ヘッドのノズル部分の説明図である。

【図13】図２における吐出エレメントの製造工程を説明するための断面図である。

【図14】図２における吐出エレメントの製造工程を説明するための断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明を適用可能なインクジェット記録装置（液体吐出装置）２００の内部構造の概略を示す正面図であり、本発明の液体吐出ヘッドの一実施形態としてのインクジェット記録ヘッド１００が備えられている。記録装置２００には、液体としてのインクを吐出する複数の記録ヘッド１００が交換可能に備えられている。２０１は、それぞれの記録ヘッド１００に個別に対応する回復ユニットであり、２０２は、インクを収納するカートリッジ形態のインクタンクであり、２０３は、オペレーションパネル部である。２０４は記録媒体の搬送部、２０５は、記録媒体を記録装置本体に送給する給紙部である。

【0012】

本例の記録装置２００は、いわゆるフルラインタイプのインクジェット記録装置であり、記録媒体を図１中の右方から左方に連続的に搬送しつつ、記録ヘッド１００の吐出口からインクを吐出することにより、記録媒体に画像を記録することができる。本例の場合には、インクタンク２０２から供給されたイエロー（Ｙ），ライトマゼンタ（ＬＭ），マゼンタ（Ｍ），ライトシアン（ＬＣ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）のインクが対応する記録ヘッド１００から吐出される。これにより、カラー画像を記録することができる。回復ユニット２０１は、記録ヘッド１００におけるインクの吐出状態を良好に維持するための回復処理に用いられる。その回復処理としては、記録ヘッドとインクタンクとの間においてインクを循環させて、その循環経路においてインク中のゴミや気泡を除去する循環回復動作を含むことができる。さらに、画像の記録に寄与しないインクを吐出口からキャップ内に吐出する予備吐出動作、および、記録ヘッド内のインクを加圧して、それを吐出口からキャップ内に強制的に排出させる加圧回復動作などを含むことができる。さらに、吐出口からキャップ内にインクを吸引排出させる吸引回復動作、吐出口が形成される記録ヘッド１００の吐出口面をワイピングするワイピング動作などを含むこともできる。

【0013】

図２は、記録ヘッド１００の分解斜視図である。

【0014】

１０１は、記録ヘッド１００の主要部をなす吐出エレメントであり、その一側面がセラミック製のベースプレート１０２に支持されている。吐出エレメント１０１には、後述するように、共通液室と、共通流路と、複数の吐出口と、共通流路内と吐出口との間を連通する複数のインク流路（液流路）と、吐出エネルギー発生素子と、が備えられている。本例の場合、吐出エネルギー発生素子として、インクを加熱発泡させる電気熱変換体（ヒータ）が備えられている。吐出エレメント１０１の他側面には配線基板１０３が配されており、その配線基板１０３は、吐出エレメント１０１上に設けられる配線（吐出エネルギー発生素子やその駆動素子用などの配線）の電極部に対して、ワイヤボンディングにより電気的に接続される。１０４は、吐出エレメント１０１に対するインクの供給経路を形成するためのインク流路形成部材であり、配線基板１０３に設けた開口を通して、吐出エレメント１０１内に設けられる後述の共通液室に接続される。

【0015】

本例におけるインクの供給経路は、記録ヘッド１００とインクタンク２０２との間においてインクを循環可能な循環経路を形成している。すなわち、インクタンク２０２内のインクは、インク流路形成部材１０４を介して吐出エレメント１０１内の共通液室に移送され、その移送されたインクが共通液室から、それぞれのインク流路に分配される。また、共通液室内のインクは、インク流路形成部材１０４を介してインクタンク２０２に還流させることができる。

【0016】

図３は、吐出エレメント１０１のノズル近傍を示す一部破断の斜視図である。第１の板部材としてのヒータボード（基板）１には、複数のインク流路３のそれぞれに対応する位置に、吐出エネルギー発生素子としての電気熱変換体（ヒータ）２が配置されている。ヒータ２の発熱によってインク流路３内のインクが発泡され、その発泡エネルギーを利用して、吐出口７からインクを吐出させることができる。以下においては、インク流路３と吐出口７とをまとめて「ノズル」ともいう。ヒータ２としては、チッ化タンタル等の抵抗体が用いられ、その厚さは０．０１〜０．５μｍ、そのシート抵抗は単位正方形当たり１０〜３５０Ωである。ヒータ２は、チッ化タンタル以外の材料、例えばホウ化ハフニウムなどで形成されたものでもよく、その厚さやシート抵抗についても特に限定されるものではない。

【0017】

ヒータ２の両端部には、通電を行うためのアルミニウム等からなる一対の電極配線（不図示）が接続されており、一方の電極配線には、通電をオン／オフするためのスイッチングトランジスタ（不図示）が接続されている。ゲート素子等を含む回路からなる制御用ＩＣ（不図示）は、記録ヘッドの外部から入力される記録信号に応じてスイッチングトランジスタを制御する。

【0018】

ヒータボード１上において、互いに隣接するヒータ２の間にはノズル側壁（壁部）４が設置されている。そのノズル側壁４の上面には、厚さ２μｍ程度の天板接着層（図示せず）を介して、Ｓｉ等で形成された、第２の板部材としての天板５が配置される。これにより、ヒータボード１、ノズル側壁４、および天板接着層によって囲まれた管状のインク流路３が形成される。天板５には、異方性エッチング等の方法によって開口５Ａが形成されており、この開口５Ａにインク流路形成部材１０４が接続されることによって、共通液室６へのインクの導入等が可能となる。ヒータボード１および天板５との間には、後述する共通流路１２、共通流路入口１５、およびノズル入口１４が形成されている。共通流路１２には複数の柱１１が設けられており、それらの柱１１は基板１と天板５に挟まれている。複数の柱１１は、ゴミや気泡などの異物を捕捉するためのフィルタとして機能するものであり、後述するように配列されている。

【0019】

ヒータボード１において、ノズルが形成される側の反対側には、記録信号をヒータ２に伝達するための電気パッド９が形成されている。その電気パッド９は、電気配線板８のパッド部１０とワイヤー１３により電気的に接続されている。

【0020】

以上の構成において、記録ヘッドの外部から入力される記録信号に応じて、制御用ＩＣがスイッチングトランジスタを駆動制御することによって、ヒータ２の通電がオン／オフされる。共通液室６から各インク流路３に供給されたインクは、ヒータ２上において加熱されて発泡する。そして、その発泡による圧力により、ヒータ２よりもインクの供給方向下流側のインクが吐出口７から吐出される。そのインクはインク滴が飛翔し、記録媒体に着弾することによりドットを形成する。

【0021】

図４（ａ）は、ノズルおよび柱１１の部分を天板５側から視た平面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＩＶｂ−ＩＶｂ線に沿う断面図である。

【0022】

本実施形態における柱１１は円柱形状であり、前述したように、共通流路１２内に配備されていて、ヒータボード１と天板５の間に挟まれている。本発明において、柱とは、両端部がヒータボード１と天板５とに接触している形態に限らず、柱の一方の端部がヒータボード１や天板５に接触しない形態も含むものとする。図４（ａ），（ｂ）において、Ｐ１は、ノズル側壁４の端部の位置であり、この位置Ｐ１と吐出口７との間の範囲Ａ０にノズルのインク流路３が形成されため、以下、このノズル内の位置Ｐ１をノズル入口１４ともいう。Ｐ２は、ヒータボード１から離れる方向（図４（ｂ）中の右斜め上方）に天板５が傾斜し始める位置であり、この位置Ｐ２から図４（ａ），（ｂ）中の右方の範囲Ａ２に共通液室６が形成される。位置Ｐ１は、位置Ｐ２よりも吐出口７側にずれており、それらの位置Ｐ１，Ｐ２の間の範囲Ａ１には共通流路１２が形成されている。以下、この位置Ｐ２を共通流路入口１５ともいう。共通流路１２は、ノズル側壁４が形成されていないため、複数のノズルに対して共通する通路である。したがって、共通液室６内に供給されたインクは、共通流路１２を通ってから、複数のインク流路３のそれぞれに導入されることになる。

【0023】

天板５の内面がノズル入口１４の位置Ｐ２から図４（ｂ）中の右斜め上方に傾斜するため、ヒータボード１と天板５と間において共通液室６が形成される範囲Ａ２は、それらのヒータボード１と天板５との対向間隔が比較的大きい領域となる。一方、吐出口７から共通流路入口１５の位置Ｐ２までの範囲Ａ０，Ａ１は、ヒータボード１と天板５との対向間隔が比較的小さい領域となる。

【0024】

図５（ａ）は、図４（ａ）中の範囲Ａ１の部分の拡大図である。複数の柱１１は、共通流路１２からインク流路３へのインクの供給方向の上流側（図５（ａ）中の右側）および下流側（図５（ａ）中の左側）に偏在するように配列されている。本例の場合は、図５（ａ）のような蛇行ラインに沿って配列されている。その蛇行ラインは、共通流路１２からインク流路３へのインクの供給方向に沿う図５（ａ）中の左右方向をノズル方向とし、そのノズル方向と直交する直交方向をノズルの配列方向とした場合、ノズル方向に蛇行しつつ、ノズルの配列方向に延在する。したがって蛇行ラインは、ノズルの配列方向に対して交差する方向に延在する部分を含むことになる。インク流路３は、ノズル方向と直交する方向に沿って並ぶように複数備えられている。

【0025】

図５（ａ）において、このような蛇行ラインに沿って配列される柱１１ａから１１ｇは、互いに隣接するもの同士の間隔が一定の距離Ｄ１に設定されている。柱１１ａは、共通流路入口１５に最も近い側、つまりインクの供給方向（図５（ａ）中の左方向）において最も上流側に位置する。柱１１ａに隣接する柱１１ｂは、柱１１ａよりもインクの供給方向の下流側に位置する。この柱１１ｂは、柱１１ａの中心を通るノズル方向の直線Ｌ１に対して、柱１１ａの中心から所定の角度θ１を成す位置にある。これらの柱１１ａ，１１ｂは距離Ｄ１だけ離れている。柱１１ｂに隣接する柱１１ｃは、柱１１ｂから直線Ｌ２に沿ってインクの供給方向に距離Ｄ１ずれた位置にある。柱１１ｃに隣接する柱１１ｄは、柱１１ｃよりもインクの供給方向の下流側に位置する。この柱１１ｃは、柱１１ｃの中心を通るノズル方向の直線Ｌ２に対して、柱１１ｃの中心から所定の角度θ２を成す位置にある。これらの柱１１ｃ，１１ｄも距離Ｄ１だけ離れている。柱１１ｄは、インク流路３に最も近い側、つまりインクの供給方向において最も下流側に位置する。

【0026】

柱１１ｄに隣接する柱１１ｅは、柱１１ｄよりもインクの供給方向の上流側に位置する。この柱１１ｅは、柱１１ｄの中心を通るノズル方向の直線Ｌ３に対して、柱１１ｄの中心から所定の角度θ３を成す位置にある。これらの柱１１ｄ，１１ｅも距離Ｄ１だけ離れている。柱１１ｅに隣接する柱１１ｆは、柱１１ｅの中心を通るノズル方向の直線Ｌ４に沿って、インクの供給方向の上流側に距離Ｄ１ずれた位置にある。これらの柱１１ｅ，１１ｆも距離Ｄ１だけ離れている。柱１１ｆに隣接する柱１１ｇは、柱１１ｆよりもインクの供給方向の上流側に位置する。この柱１１ｇは、直線Ｌ４に対して、柱１１ｆの中心から所定の角度θ４を成す位置にある。これらの柱１１ｆ，１１ｇも距離Ｄ１だけ離れている。

【0027】

本例の場合、角度θ１からθ４は同一角度であり、直線Ｌ１，Ｌ２，ｌ３，Ｌ４，Ｌ５は、ノズルの配列方向において一定の間隔で位置する。また、柱１１ａ，１１ｇは、ノズルの配列方向に延在する同一の直線Ｌ１１上に位置し、柱１１ｂ，１１ｆは、ノズルの配列方向に延在する同一の直線Ｌ１２上に位置し、柱１１ｃ，１１ｅは、ノズルの配列方向に延在する同一の直線Ｌ１３上に位置する。

【0028】

複数の柱１１は、これらの柱１１ａから１１ｇのような配列を繰り返すように、蛇行ラインに沿って等間隔に配列されている。

【0029】

また、本発明のフィルタは、最も中心間距離が短い柱同士の中心間距離の、前記複数の柱における総和が、中心間距離が最も長い２本の柱の中心間距離よりも長いことを特徴とする。本例においては、柱同士の距離関係がＤ１である柱同士の中心間距離の合計と、インクの供給方向と直交する方向において互いの中心間距離が最も長い２本の柱同士の中心間距離と、を比較した場合、前者が後者よりも長くなるように複数の柱が構成されている。より具体的には、図５（ａ）のようにノズルが３つ構成されているとすれば、前者は、１２箇所における中心間距離の合計であり、後者は、図５（ａ）において最も上に記載されている柱と、図５（ａ）において最も下に記載されている柱と、の中心間距離である。この場合、図５（ａ）において最も上に記載されている柱、および図５（ａ）において最も下に記載されている柱は、中心間距離が最も長い２本の柱である。

【0030】

図５（ｂ）は、図５（ａ）のＶｂ−Ｖｂ線に沿う断面図である。互いに隣接する２つの柱１１ａ，１１ｂ、ヒータボード１、および天板５によって形成される空間を通して、インクが供給される。円ＣＡは、それらの柱１１ａ，１１ｂの間隔Ｄ１を直径とする仮想円である。間隔Ｄ１を超える直径の仮想の球体は、互いに隣接する柱１１間を通過することができない。つまり、柱１１は、最も近い柱同士の距離が流路の最小幅部より短く構成されている。 図５（ｃ）は、図４（ｂ）のＶｃ矢視図である。図５（ｃ）中の仮想円ＣＢは、吐出口７を通過可能な最大の仮想球体の外周であり、その直径をＤ２とする。共通流路入口１５から吐出口７までの間の流路においては、吐出口７の幅が最も小さい。したがって、直径がＤ２以下の球体は、共通流路入口１５から吐出口７を通過可能であり、直径がＤ２を超える球体は通過することができない。Ｄ１とＤ２は、Ｄ１＜Ｄ２の関係となっている。

【0031】

図６（ａ），（ｂ）の左側は、共通流路１２内のインクの流れ、および共通流路１２内のインクがノズル内に流入する際の異物の挙動の説明図である。図６（ａ），（ｂ）中の矢印は、柱１１間の隙間を通過可能な最大の異物の通過方向を示す。

【0032】

共通流路１２内のインクは、隣接する柱１１間の間隔Ｄ１の隙間を通ってインク流路３内に流入する。図６（ｂ）中の左側に示すように、ノズルの配列方向における所定の範囲ＤＡ内には、７つの柱１１ａから１１ｇによって間隔Ｄ１の隙間が計６つ形成される。間隔Ｄ１の１つの隙間を通過する際のインクの流抵抗をＲとした場合、範囲ＤＡ内の６つの隙間による総流抵抗ＲＡは、下式（１）によりＲ／６となる。
ＲＡ＝１／{（１／Ｒ）＋（１／Ｒ）＋（１／Ｒ）＋（１／Ｒ）＋（１／Ｒ）＋（１／Ｒ）}
＝Ｒ／６ ・・・（１）

【0033】

このように、ノズルの配列方向における所定の範囲内に柱間の隙間を多く形成するように、複数の柱を配列することにより、インクの流抵抗を小さく抑えることができる。そのためには、角度θを小さくして、直線Ｌ１，Ｌ２，ｌ３，Ｌ４，Ｌ５の間隔を小さくすること、柱を配列する直線（Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ１４）の数を多くすることが有効となる。また、それらの線Ｌ１，Ｌ２，ｌ３，Ｌ４，Ｌ５、および線Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ１４は、必ずしも直線でなくてもよく、例えば、湾曲または傾斜する線であってもよい。

【0034】

このように、ノズルの配列方向における所定の範囲内に柱間の隙間の数を多く形成することにより、共通流路１２からインク流路３内に流動するインクの流抵抗を小さくして、共通流路１２内のインクをインク流路３内にスムーズに供給することができる。したがって、柱間の隙間のいくつかに異物が捕捉された場合にもインクをインク流路３内にスムーズに供給することができる。

【0035】

仮に、図６（ｂ）の右側に示すように、柱１１をノズルの配列方向に沿って直列的に配列させた場合には、範囲ＤＡ内に形成される柱間の隙間の数が少なくなる。なお、図６（ｂ）の右側は、本実施形態の柱とはことなる柱の配列であり、本実施形態に対する比較例として記載しているものである。例えば、範囲ＤＡ内に３つの隙間が形成された場合、その３つの隙間による総流抵抗ＲＢは、下式（２）により、総流抵抗ＲＡよりも大きいＲ／３となる。
ＲＢ＝１／{（１／Ｒ）＋（１／Ｒ）＋（１／Ｒ）}
＝Ｒ／３ ・・・（２）

【0036】

図６（ａ）のように、共通流路１２内に直径がＤ１よりも大きい異物１６が流入した場合、その異物１６は、互いに隣接する柱１１と、ヒータボード１と天板５で形成される断面間を通過できず、それらの間において捕捉される。したがって、その異物１６は、インク流路３内への進入が阻止される。一方、直径がＤ１よりも小さい異物１７が混入した場合、その異物１７は、共通流路入口１５から吐出口７に至る流路内において引っかかることなく導入され、最終的には、インク滴１８と共に外部に排出される。

【0037】

（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態の記録ヘッドにおけるノズルと柱１１の部分を天板５側から視た平面図である。

【0038】

本実施形態においては、１つのインク流路に対応するノズルの配列方向の範囲ＤＢに、５つの柱１１によって４つの隙間を形成するように、ノズル方向に蛇行しつつノズルの配列方向に延在する蛇行ラインに沿って柱１１が配列されている。前述した実施形態と同様に、互いに隣接する柱１１間は距離Ｄ１だけ離れている。

【0039】

（第３の実施形態）
図８は、本発明の第３の実施形態の記録ヘッドにおけるノズルと柱１１の部分を天板５側から視た平面図である。

【0040】

本実施形態においては、１つのインク流路に対応するノズルの配列方向の範囲ＤＢに９つの柱１１によって８つの隙間を形成するように、ノズル方向に蛇行しつつノズルの配列方向に延在する蛇行ラインに沿って柱１１が配列されている。前述した実施形態と同様に、互いに隣接する柱１１間は距離Ｄ１だけ離れている。

【0041】

（第４の実施形態）
図９は、本発明の第４の実施形態の記録ヘッドにおけるノズルと柱１１の部分を天板５側から視た平面図である。

【0042】

本実施形態においては、前述した第２の実施形態と同様に、１つのインク流路に対応するノズルの配列方向の範囲ＤＢに５つの柱１１によって４つの隙間を形成するように、蛇行ラインに沿って柱１１が配列されている。ただし本実施形態においては、インクの供給方向（図８中の左方）に向かうにしたがって、互いに隣接する柱１１間の距離Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ１３，Ｄ１４は小さく設定されている（Ｄ１１＞Ｄ１２＞Ｄ１３＞Ｄ１４）。このように柱１１間の距離を設定することにより、比較的大きな異物は、インクの供給方向の上流側に位置する柱１１間において補足することができる。このように異物の大きさに応じて、その補足位置を異ならせることにより、共通液室からインク流路内の供給を確保しつつ異物を補足することができる。Ｄ１１の部分の柱１１間で捕捉された異物が、柱１１間は通過せずに、さらに下流に流れていった場合、Ｄ１２、Ｄ１３、または、Ｄ１４の柱１１間で捕捉される場合がある。つまり、異物はより下流側の柱１１間で捕捉される場合が多いので、捕捉された異物が後に流れてきた異物に押されて柱１１間を通過しないように、下流側の柱１１間ほど距離を小さく設定するとよい。

【0043】

（第５の実施形態）
図１０は、本発明の第５の実施形態の記録ヘッドにおけるノズルと柱１１の部分を天板５側から視た平面図である。

【0044】

本実施形態においては、ノズルの配列方向に沿って配列される柱１１と、ノズルの配列方向に対して斜めに配列される柱１１と、が形成されている。互いに隣接する柱１１間は距離Ｄ１だけ離れている。

【0045】

（第６の実施形態）
図１１は、本発明の第６の実施形態の説明図である。図１１（ａ）は、記録ヘッドにおけるノズルと柱１１の部分を天板５側から視た平面図、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＸＩｂ−ＸＩｂ線に沿う断面図、図１１（ｃ）は、図１１（ａ）のＸＩｃ−ＸＩｃ線に沿う断面図である。

【0046】

本実施形態においては、前述した第１の実施形態と同様に柱１１が配列された上、ノズル入口１４からヒータ２までの間の範囲Ａ３内に位置するノズル側壁４に、その幅方向（ノズルの配列方向）に膨出する膨出部分４Ａが形成されている。その膨出部分４Ａの幅は、ノズル入口１４側から吐出口７側に向かうにしたがって徐々に大きくなるように設定されている。共通流路入口１５から吐出口７に至るまでの間の流路においては、その流路を形成するノズル側壁４，４の膨出部分４Ａ，４Ａ間の幅が最も小さい。したがって、図１１（ｃ）のようにノズル側壁４，４の膨出部分４Ａ，４Ａに内接する直径Ｄ３の仮想円ＣＣは、共通流路入口１５から吐出口７に至るまでの間の流路を通過可能な仮想の最大球体の外周となる。距離Ｄ１、直径Ｄ３、および吐出口７を通過可能な仮想の最大球体の直径Ｄ２は、Ｄ１＜Ｄ３＜Ｄ２の関係となっている。

【0047】

（第７の実施形態）
図１２は、本発明の第７の実施形態の記録ヘッドにおけるノズルと柱１１の部分を天板５側から視た平面図である。

【0048】

本実施形態においては、第６の実施形態と同様にノズル側壁４に膨出部分４Ａが形成された上、前述した第２の実施形態のように、１つのインク流路に対応する範囲ＤＢに，５つの柱１１によって４つの隙間が形成されている。

【0049】

（吐出エレメント１０１の製造方法）
次に、記録ヘッド１００における吐出エレメント１０１の製造方法について説明する（図１３および図１４参照）。

【0050】

図１３（ａ）から（ｅ）は、製造段階における吐出エレメント１０１を吐出口７側から見るように断面した図である。図１４（ａ）から（ｅ）は、それぞれ、対応する図１３（ａ）から（ｅ）のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う断面図であり、製造段階における吐出エレメント１０１をノズルの長手方向に沿って断面した図である。本実施形態では、２つの吐出エレメント１０１を一体的に製造する段階を経てから、図１４（ｄ）中の切断線ＣＬに沿って切断されることにより、図１４（ｅ）のような吐出エレメント１０１が２つ製造され、切断線ＣＬに沿う切断面に吐出口７が形成される。吐出エレメントの製造方法は、本例の方法に限定されるものではなく、それを単体で製造する方法であってもよい。

【0051】

まずは、図１３（ａ）および図１４（ａ）のように、シリコンウエハからなるヒータボード１上に、半導体製造工程において用いる製造装置と同様の装置を用いて、ホウ化ハフニウムやチッ化タンタル等からなるヒータ２を形成する。ヒータボード１には、ヒータ２を選択的に駆動するためのスイッチングトランジスタ等の半導体素子を含む駆動回路を予め作り込んでおくことができる。その後、次の工程におけるヒータボード１と感光性樹脂フィルムとの密着性を向上させるために、ヒータボード１の表面を処理する。すなわち、ヒータボード１の表面を洗浄してから、紫外線−オゾン等による表面改質を行い、その後、その改質表面上に、例えばシランカップリング剤をエチルアルコールで１重量％に希釈した液をスピンコートする。

【0052】

次に、ヒータボード１の表面洗浄を行ってから、図１３（ｂ）および図１４（ｂ）のように、密着性が向上されたヒータボード１上に感光性樹脂フィルムＤＦをラミネートする。そして、フォトマスクを介して、ノズル側壁４および柱１１として残す感光性樹脂フィルムＤＦの部分に、紫外線を照射する。

【0053】

次に、感光性樹脂フィルムＤＦをキシレンとブチルセルソルブアセテートとの混合液からなる現像液によって現像し、感光性樹脂フィルムＤＦの未露光部分を融解させる。これにより、図１３（ｃ）および図１４（ｃ）のように、ヒータボード１上に所望の形状のノズル側壁４と柱１１が形成される。

【0054】

次に、図１３（ｄ）および図１４（ｄ）のように、ノズル側壁４の上に、感光性樹脂フィルムを材料とした天板接着層が予めラミネートされた天板５を溶着する。このとき、２００℃程度のキュアを要する。

【0055】

以上の工程を経て２つの吐出エレメント１０１を一体的に製造した後に、図１３（ｅ）および図１４（ｅ）のように、それらの吐出エレメント１０１の吐出口７の突合せ面に対応する切断線ＣＬに沿って切断する。これにより、それら２つの吐出エレメント１０１を分離する。例えば、厚さ０．０５ｍｍのダイヤモンドブレードを取り付けたダイシングマシンを用いて切断することにより、２つの吐出エレメント１０１を切り離す。その後、それらの切断面を平滑化するための研磨を行うことによって、吐出エレメント１０１が完成する。

【0056】

（他の実施形態）
複数の柱は、共通流路からインク流路（液流路）へのインクの供給方向の上流側および下流側に偏在するように配列することができればよく、そのインクの供給方向と直交する直交方向に対して交差する直線および曲線のラインに沿って配列することができる。そのラインは、インクの供給方向と直交する直交方向に対して異なる角度で交差する複数の部分を含んでもよい。

【0057】

本発明は、フルラインタイプの記録装置の他、記録ヘッドの移動と、記録媒体の搬送動作と、を伴って画像を記録するシリアルスキャンタイプの記録装置等、種々の記録方式の記録装置に対して適用することができる。

【0058】

また、本発明の液体吐出ヘッドは、インクを吐出可能なインクジェット記録ヘッドの他、種々の液体を吐出するためのヘッドとして広く適用することができる。例えば、液流路内に供給される種々の処理液や薬剤などを吐出するためのヘッドとして用いることもできる。また、本発明の液体吐出装置は、インクジェット記録ヘッドを用いるインクジェット記録装置の他、種々の処理液や薬剤などを処理部材に付与するための装置として、広く適用することができる。

【0059】

また、柱の形状は、円柱形状および三角柱形状のみに特定されず任意である。また柱の形成材料は、液流路と同じ形成材料（感光性樹脂材料など）とすることが好ましい。

【符号の説明】

【0060】

３ インク流路（液流路）
４ ノズル側壁（側壁）
７ 吐出口
１１ 柱
１２ 共通流路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】