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特開2024-142908液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット及び液体を吐出する装置
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024142908
(43)【公開日】2024-10-11
(54)【発明の名称】液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット及び液体を吐出する装置
(51)【国際特許分類】
B41J 2/14 20060101AFI20241003BHJP
B41J 2/01 20060101ALI20241003BHJP
【ＦＩ】
B41J2/14 605
B41J2/14 603
B41J2/14 607
B41J2/01 303
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023055305
(22)【出願日】2023-03-30
(71)【出願人】
【識別番号】000006747
【氏名又は名称】株式会社リコー
(74)【代理人】
【識別番号】100090527
【弁理士】
【氏名又は名称】舘野 千惠子
(72)【発明者】
【氏名】八田 周子
(72)【発明者】
【氏名】秋山 幸太
【テーマコード（参考）】
2C056
2C057
【Ｆターム（参考）】
2C056EA04
2C056FA04
2C056FA10
2C056HA05
2C057AF07
2C057AG29
2C057AG31
2C057AG44
2C057AG68
2C057AG72
2C057AN01
2C057BA04
2C057BA14
(57)【要約】
【課題】固有振動周期Ｔｃを短くでき、印刷速度を向上させた液体吐出ヘッドを提供する。
【解決手段】液体を吐出するノズルを有するノズル板１と、圧力室６、流体抵抗部７及び個別供給室８を有し、前記ノズル板と積層する流路部材２と、を備える。前記圧力室は、前記ノズルに連通し、前記個別供給室は、前記流体抵抗部を介して前記圧力室に連通し、前記流体抵抗部は、前記圧力室と前記個別供給室の間に形成された液体の流路であって、前記流路部材の面方向における流路の幅が狭くなっている部分であり、前記ノズル板と前記流路部材の積層方向を高さ方向としたとき、前記個別供給室の高さｈ１と前記流体抵抗部の高さｈ２は、
０．３≦ｈ２／ｈ１≦０．６
を満たす。
【選択図】図５
【解決手段】液体を吐出するノズルを有するノズル板１と、圧力室６、流体抵抗部７及び個別供給室８を有し、前記ノズル板と積層する流路部材２と、を備える。前記圧力室は、前記ノズルに連通し、前記個別供給室は、前記流体抵抗部を介して前記圧力室に連通し、前記流体抵抗部は、前記圧力室と前記個別供給室の間に形成された液体の流路であって、前記流路部材の面方向における流路の幅が狭くなっている部分であり、前記ノズル板と前記流路部材の積層方向を高さ方向としたとき、前記個別供給室の高さｈ１と前記流体抵抗部の高さｈ２は、
０．３≦ｈ２／ｈ１≦０．６
を満たす。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
液体を吐出するノズルを有するノズル板と、
圧力室、流体抵抗部及び個別供給室を有し、前記ノズル板と積層する流路部材と、を備え、
前記圧力室は、前記ノズルに連通し、
前記個別供給室は、前記流体抵抗部を介して前記圧力室に連通し、
前記流体抵抗部は、前記圧力室と前記個別供給室の間に形成された液体の流路であって、前記流路部材の面方向における流路の幅が狭くなっている部分であり、
前記ノズル板と前記流路部材の積層方向を高さ方向としたとき、前記個別供給室の高さｈ１と前記流体抵抗部の高さｈ２は、
０．３≦ｈ２／ｈ１≦０．６
を満たす
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
圧力室、流体抵抗部及び個別供給室を有し、前記ノズル板と積層する流路部材と、を備え、
前記圧力室は、前記ノズルに連通し、
前記個別供給室は、前記流体抵抗部を介して前記圧力室に連通し、
前記流体抵抗部は、前記圧力室と前記個別供給室の間に形成された液体の流路であって、前記流路部材の面方向における流路の幅が狭くなっている部分であり、
前記ノズル板と前記流路部材の積層方向を高さ方向としたとき、前記個別供給室の高さｈ１と前記流体抵抗部の高さｈ２は、
０．３≦ｈ２／ｈ１≦０．６
を満たす
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項2】
前記個別供給室の高さｈ１は、５０μｍ以上２００μｍ以下である
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
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】
前記個別供給室の体積は、６ｎＬ以上２０ｎＬ以下である
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
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4】
前記流路部材は、複数の流路板を積層してなり、
前記複数の流路板は、それぞれ１つ以上の開口部を有し、前記複数の流路板が積層されて前記開口部により前記圧力室と前記個別供給室が形成され、
前記複数の流路板のうちの１つは、前記流体抵抗部が形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
前記複数の流路板は、それぞれ１つ以上の開口部を有し、前記複数の流路板が積層されて前記開口部により前記圧力室と前記個別供給室が形成され、
前記複数の流路板のうちの１つは、前記流体抵抗部が形成されている
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5】
前記個別供給室を形成する前記開口部の大きさは、前記複数の流路板同士を比較したとき、前記ノズル板に近づくほど小さくなる
ことを特徴とする請求項４に記載の液体吐出ヘッド。
ことを特徴とする請求項４に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項6】
前記個別供給室を形成する前記開口部は、前記流路部材の面方向に対して長辺と短辺を有し、
前記開口部の長辺及び短辺は、前記複数の流路板同士を比較したとき、前記ノズル板に近づくほど小さくなる
ことを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
前記開口部の長辺及び短辺は、前記複数の流路板同士を比較したとき、前記ノズル板に近づくほど小さくなる
ことを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項7】
前記積層方向に沿った断面であり、前記個別供給室から前記圧力室に向かう方向に沿った断面を第１断面とし、前記積層方向に沿った断面であり、前記個別供給室から前記圧力室に向かう方向と垂直な方向の断面を第２断面としたとき、
前記個別供給室は、前記第１断面及び前記第２断面において、前記複数の流路板の開口部によって形成される壁面が階段形状となる
ことを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
前記個別供給室は、前記第１断面及び前記第２断面において、前記複数の流路板の開口部によって形成される壁面が階段形状となる
ことを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項8】
前記圧力室を形成する前記開口部の大きさは、前記複数の流路板同士を比較したとき、前記ノズル板に近づくほど小さくなる
ことを特徴とする請求項４に記載の液体吐出ヘッド。
ことを特徴とする請求項４に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項9】
前記圧力室を形成する前記開口部は、前記流路部材の面方向に対して長辺と短辺を有し、
前記開口部の長辺及び短辺は、前記複数の流路板同士を比較したとき、前記ノズル板に近づくほど小さくなる
ことを特徴とする請求項８に記載の液体吐出ヘッド。
前記開口部の長辺及び短辺は、前記複数の流路板同士を比較したとき、前記ノズル板に近づくほど小さくなる
ことを特徴とする請求項８に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項10】
前記積層方向に沿った断面であり、前記個別供給室から前記圧力室に向かう方向に沿った断面を第１断面とし、前記積層方向に沿った断面であり、前記個別供給室から前記圧力室に向かう方向と垂直な方向の断面を第２断面としたとき、
前記圧力室は、前記第１断面及び前記第２断面において、前記複数の流路板の開口部によって形成される壁面が階段形状となる
ことを特徴とする請求項８に記載の液体吐出ヘッド。
前記圧力室は、前記第１断面及び前記第２断面において、前記複数の流路板の開口部によって形成される壁面が階段形状となる
ことを特徴とする請求項８に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項11】
前記ノズル板と反対側で前記流路部材に積層する振動板を有し、
前記個別供給室は、上面と下面が前記振動板と前記ノズル板とで形成され、前記振動板と前記ノズル板との間に他の部材が設けられていない領域を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
前記個別供給室は、上面と下面が前記振動板と前記ノズル板とで形成され、前記振動板と前記ノズル板との間に他の部材が設けられていない領域を有する
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12】
液体を循環させない非循環型である
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
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13】
請求項１～１２のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを含む
ことを特徴とする液体吐出ユニット。
ことを特徴とする液体吐出ユニット。
【請求項14】
前記液体吐出ヘッドに供給する液体を貯留するヘッドタンク、前記液体吐出ヘッドを搭載するキャリッジ、前記液体吐出ヘッドに液体を供給する供給機構、前記液体吐出ヘッドの維持回復を行う維持回復機構、前記液体吐出ヘッドを主走査方向に移動させる主走査移動機構の少なくともいずれか一つと前記液体吐出ヘッドとを一体化した
ことを特徴とする請求項１３に記載の液体吐出ユニット。
ことを特徴とする請求項１３に記載の液体吐出ユニット。
【請求項15】
請求項１～１２のいずれかに記載の液体吐出ヘッド、又は、請求項１３若しくは１４に記載の液体吐出ユニットを備えている
ことを特徴とする液体を吐出する装置。
ことを特徴とする液体を吐出する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット及び液体を吐出する装置に関する。
【背景技術】
【0002】
インクジェット式の画像形成装置に設けられる液体吐出ヘッドでは、ノズルから液体が吐出されて画像が形成される。このような液体吐出ヘッドでは、ノズルに通じる個別液室に共通液室から液体が供給され、個別液室内の液体は圧力が印加されて吐出される。
【0003】
従来、印刷速度を速くする目的で、また安定した吐出を行う目的で、固有振動周期Ｔｃが短くする試みがなされている。従来技術では、固有振動周期Ｔｃを短縮するために、コンプライアンスやノズルの形状を調整する技術が提案されている。
【0004】
特許文献１では、循環流路の壁面に窪みを作り、コンプライアンスを大きくした流路を持つ循環型ヘッドが開示されている。特許文献１は、ヘッドの流路体積が増加して固有振動周期Ｔｃが長くなり、高周波駆動が阻害されるという問題を指摘している。特許文献１によれば、このような問題を解決でき、高周波駆動ができるとしている。
【0005】
特許文献２では、圧力室のノズル開口が臨む吐出端空部の幅を、弾性板の変位によって容積が変化する中央圧力発生空部の幅よりも狭くすることが開示されている。特許文献２によれば、固有振動周期を小さくでき、高周波吐出ができるとしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
昨今の商用印刷分野では、より高い生産性が求められている。しかしながら、従来技術の液体吐出ヘッドにおける固有振動周期Ｔｃでは十分な印刷速度を実現できず、求められる生産性を達成できていない。
【0007】
そこで本発明は、固有振動周期Ｔｃを短くでき、印刷速度を向上させた液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するために、本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出するノズルを有するノズル板と、圧力室、流体抵抗部及び個別供給室を有し、前記ノズル板と積層する流路部材と、を備え、前記圧力室は、前記ノズルに連通し、前記個別供給室は、前記流体抵抗部を介して前記圧力室に連通し、前記流体抵抗部は、前記圧力室と前記個別供給室の間に形成された液体の流路であって、前記流路部材の面方向における流路の幅が狭くなっている部分であり、前記ノズル板と前記流路部材の積層方向を高さ方向としたとき、前記個別供給室の高さｈ１と前記流体抵抗部の高さｈ２は、
０．３≦ｈ２／ｈ１≦０．６
を満たすことを特徴とする。
０．３≦ｈ２／ｈ１≦０．６
を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、固有振動周期Ｔｃを短くでき、印刷速度を向上させた液体吐出ヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明に係る液体吐出ヘッドの一例を示す外観斜視概略図である。
【図2】ノズル板の一例を示す平面概略図（ａ）及び（ｂ）である。
【図3】本発明に係る液体吐出ヘッドの一例を示す断面概略図である。
【図4】本発明に係る液体吐出ヘッドの一例を示す断面概略図である。
【図5】本発明に係る液体吐出ヘッドの一例を示す断面概略図（Ａ）及びその拡大図（Ｂ）である。
【図6A】ｈ２／ｈ１を変えて求めたときの固有振動周期Ｔｃの一例（実施例１及び比較例１）である。
【図7】実施例２を説明するための断面概略図（Ａ）及び（Ｂ）並びに平面概略図（Ｃ）である。
【図9】実施例３～６を説明するための断面概略図（Ａ）～（Ｄ）である。
【図10】液体を吐出する装置の一例における概略図である。
【図11】液体を吐出する装置の他の例における概略図である。
【図12】液体吐出ユニットの一例における概略図である。
【図13】液体吐出ユニットの他の例における概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明に係る液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット及び液体を吐出する装置について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【0012】
本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出するノズルを有するノズル板と、圧力室、流体抵抗部及び個別供給室を有し、前記ノズル板と積層する流路部材と、を備え、前記圧力室は、前記ノズルに連通し、前記個別供給室は、前記流体抵抗部を介して前記圧力室に連通し、前記流体抵抗部は、前記圧力室と前記個別供給室の間に形成された液体の流路であって、前記流路部材の面方向における流路の幅が狭くなっている部分であり、前記ノズル板と前記流路部材の積層方向を高さ方向としたとき、前記個別供給室の高さｈ１と前記流体抵抗部の高さｈ２は、
０．３≦ｈ２／ｈ１≦０．６
を満たすことを特徴とする。
０．３≦ｈ２／ｈ１≦０．６
を満たすことを特徴とする。
【0013】
本発明によれば、固有振動周期Ｔｃを短くでき、印刷速度を向上させることができ、生産性を高くすることができる。また、従来技術では、ノズルの孔付近を狭くして固有振動周期Ｔｃを短くしているものがある。この場合、ノズルの耐乾燥性が損なわれることがある。一方、本発明では、ノズルの孔付近を狭くすることなく固有振動周期Ｔｃを短縮させることができるため、ノズルの耐乾燥性を保ちながら固有振動周期Ｔｃを短くすることができ、ノズル抜けの発生を抑制することができる。
【0014】
図１は、本発明の液体吐出ヘッドの一例を示す外観斜視図である。
本例の液体吐出ヘッドは、例えばノズル板１、個別流路部材４０、共通液室部材２０を有し、保護等の目的でカバー２９を有する。底面にノズル板１が設けられており、ノズル板１、個別流路部材４０、共通液室部材２０が積層されている。ノズル板１は、ノズル（ノズル孔などとも称する）を有しており、ノズルから液体を吐出する。吐出された液体を液滴などとも称する。
本例の液体吐出ヘッドは、例えばノズル板１、個別流路部材４０、共通液室部材２０を有し、保護等の目的でカバー２９を有する。底面にノズル板１が設けられており、ノズル板１、個別流路部材４０、共通液室部材２０が積層されている。ノズル板１は、ノズル（ノズル孔などとも称する）を有しており、ノズルから液体を吐出する。吐出された液体を液滴などとも称する。
【0015】
ノズルが吐出する液体は、供給ポート７１から供給される。供給ポート７１から供給された液体は、共通液室部材２０、個別流路部材４０の順に流れ、ノズルから吐出される。
【0016】
図２は、図１の液体吐出ヘッドを下から見た場合のノズル板１の平面概略図である。
ノズル板１には、ノズル１ａが設けられている。ノズル板１は、例えば（ａ）に示すように、複数のノズル１ａを配列させたノズル列を有していてもよい。またノズル板１は、（ｂ）に示すように、２つのノズル列を有していてもよいし、その他にも複数のノズル列を有していてもよい。ノズル列を複数備える場合には、複数のノズル列を千鳥配列にしてもよい。図中、ノズル配列方向はＹ方向である。
ノズル板１には、ノズル１ａが設けられている。ノズル板１は、例えば（ａ）に示すように、複数のノズル１ａを配列させたノズル列を有していてもよい。またノズル板１は、（ｂ）に示すように、２つのノズル列を有していてもよいし、その他にも複数のノズル列を有していてもよい。ノズル列を複数備える場合には、複数のノズル列を千鳥配列にしてもよい。図中、ノズル配列方向はＹ方向である。
【0017】
【0018】
図示するように、ノズル板１、個別流路部材４０が積層されており、本例では、ノズル板１と個別流路部材４０が接合されている。個別流路部材４０は、例えば、流路部材２と振動板３を有する。流路部材２は、ノズル４に連通する圧力室６を有する。圧力室６は、加圧液室などと称してもよい。
【0019】
ノズル４の上部には、ノズル４に通じる圧力室６が設けられている。圧力室６は、各ノズル４にそれぞれ設けられている。圧力室６の上部には、圧電アクチュエータ１２が設けられている。圧電アクチュエータ１２に電圧を印加すると、圧力室６の上面３０が変形し、圧力室６に圧力が印加される。圧力室６に圧力が印加されると、圧力室６内の液体に圧力が印加され、ノズル４から液滴が吐出される。圧電アクチュエータ１２が駆動することで、ノズル４から液滴が吐出される。
【0020】
振動板３は、ノズル板１と反対側で流路部材２に積層する。上面３０は、振動板３の一部である。また、凸部３０ａと凸部３０ｂは、振動板３の一部である。凸部３０ａは、圧力室６の上部に位置し、凸部３０ｂは、隔壁の上部に位置する。凸部３０ａを支持部などと称してもよい。圧電アクチュエータ１２のうち、圧力室６の上部に位置する部分を符号１２Ａで表し、隔壁の上部に位置する部分を符号１２Ｂで表している。
【0021】
【0022】
本例では、ノズル板１、流路部材２、振動板３、共通液室部材２０が積層している。積層方向は、Ｚ方向である。流路部材２には、圧力室６、流体抵抗部７、個別供給室８が形成されている。圧力室６は、ノズル４に連通し、個別供給室８は、流体抵抗部７を介して圧力室６に連通する。液体は、共通液室１０、振動板３の開口した箇所である液導入部９、個別供給室８、流体抵抗部７、圧力室６の順に流れる。個別供給室８は、個別インク供給室などと称してもよい。
【0023】
本例における流体抵抗部７は、図面の奥行方向の幅が、圧力室６の同方向の幅よりも小さくなっている（後述の図７（Ｃ）の平面図等参照）。また、本例における流体抵抗部７は、圧力室６と個別供給室８の間に形成された液体の流路であって、流路部材２の面方向における流路の幅が狭くなっている部分である。ここでいう流路部材２の面方向における流路の幅は、個別供給室８から圧力室６に向かう方向と垂直な方向における流路の長さである。
【0024】
本例において、共通液室１０内の液体は、個別供給室８に流れ、流路が絞られた流体抵抗部７を通り、圧力室６に流れる。このように、流体抵抗部７で液体の流路が狭く絞られることにより、コンプライアンスが抑えられ、固有振動周期Ｔｃが短く抑えられる。
【0025】
【0026】
ノズル板１と流路部材２の積層方向を高さ方向とし、積層方向と高さ方向は、Ｚ方向である。本実施形態では、個別供給室８の高さｈ１と流体抵抗部７の高さｈ２は、
０．３≦ｈ２／ｈ１≦０．６
を満たす。ｈ２／ｈ１が０．３以上０．６以下であることにより、液体が流体抵抗部７を流れることができるとともに、イナータンスを十分に小さくすることができ、固有振動周期Ｔｃを小さくすることができる。これにより、印刷速度を速くすることができ、生産性を向上させることができる。
０．３≦ｈ２／ｈ１≦０．６
を満たす。ｈ２／ｈ１が０．３以上０．６以下であることにより、液体が流体抵抗部７を流れることができるとともに、イナータンスを十分に小さくすることができ、固有振動周期Ｔｃを小さくすることができる。これにより、印刷速度を速くすることができ、生産性を向上させることができる。
【0027】
流体抵抗部７は、圧力室６と個別供給室８の間に形成された液体の流路であって、前記流路部材の面方向における流路の幅が狭くなっている部分であり、流体抵抗部７の高さｈ２は、幅が狭くなっている部分の流路の高さである。ここでいう流路の幅は、個別供給室８から圧力室６へ向かう方向とは垂直の方向の長さ（Ｙ方向の長さ）になる。
【0028】
ｈ２／ｈ１が０．３未満である場合、流体抵抗部７の高さｈ２が個別供給室８の高さｈ１に対して小さくなり、流体抵抗部７の効果が過剰になる。そのため、液体が流体抵抗部７を流れることができず、圧力室６への液体の供給不足が生じてしまう。
ｈ２／ｈ１が０．６より大きい場合、個別供給室８の高さｈ１が流体抵抗部７の高さｈ２に対して小さくなり、イナータンスが十分に小さくならない。流体抵抗部７が設けられていたとしても、固有振動周期Ｔｃの短縮効果が得られず、固有振動周期Ｔｃが小さくならない。そのため、印刷速度を速くすることができず、生産性を向上させることができない。
ｈ２／ｈ１が０．６より大きい場合、個別供給室８の高さｈ１が流体抵抗部７の高さｈ２に対して小さくなり、イナータンスが十分に小さくならない。流体抵抗部７が設けられていたとしても、固有振動周期Ｔｃの短縮効果が得られず、固有振動周期Ｔｃが小さくならない。そのため、印刷速度を速くすることができず、生産性を向上させることができない。
【0029】
イナータンスと固有振動周期Ｔｃについて説明する。
固有振動周期Ｔｃは、Ｔｃ＝２π（ＭＣ）１／２で定義される。Ｍはイナータンス、Ｃはコンプライアンスである。これまでの知見では、液体吐出ヘッドにおける固有振動周期Ｔｃは、流体抵抗部よりノズルに近い側のイナータンスＭ、コンプライアンスＣ（例えば圧力室のイナータンス、コンプライアンス）に影響されると考えられていた。そのため、従来では、ノズルに近い部分の構成について検討がなされていた。
固有振動周期Ｔｃは、Ｔｃ＝２π（ＭＣ）１／２で定義される。Ｍはイナータンス、Ｃはコンプライアンスである。これまでの知見では、液体吐出ヘッドにおける固有振動周期Ｔｃは、流体抵抗部よりノズルに近い側のイナータンスＭ、コンプライアンスＣ（例えば圧力室のイナータンス、コンプライアンス）に影響されると考えられていた。そのため、従来では、ノズルに近い部分の構成について検討がなされていた。
【0030】
本発明者らの鋭意検討により、液体吐出ヘッドにおける固有振動周期Ｔｃは、流体抵抗部７よりも上流側の個別供給室８にも影響されることがわかった。個別供給室８においても、イナータンスＭの成分を低減することで、固有振動周波数を高める効果があることがわかった。個別供給室８の構成を検討することで、固有振動周期Ｔｃを短くできるという知見を得て本発明に至った。
【0031】
円柱流路に近似して考えた場合、イナータンスＭは、
Ｍ＝ｋ×ρ×ｌ／（π×ｒ２）
と表すことができる。ｋは補正係数であり、ρは液体の密度、ｌは流路の長さ、ｒは流路の半径である。なお、分母は流路の断面積であるともいえる。
このような式も考慮し、個別供給室８の高さｈ１を大きくし、イナータンスＭを小さくする。一方で、個別供給室８の高さｈ１を大きくしすぎると、流体抵抗部７の効果が過剰になってしまうため、上記のように、個別供給室８の高さｈ１と流体抵抗部７の高さｈ２の比を規定している。
Ｍ＝ｋ×ρ×ｌ／（π×ｒ２）
と表すことができる。ｋは補正係数であり、ρは液体の密度、ｌは流路の長さ、ｒは流路の半径である。なお、分母は流路の断面積であるともいえる。
このような式も考慮し、個別供給室８の高さｈ１を大きくし、イナータンスＭを小さくする。一方で、個別供給室８の高さｈ１を大きくしすぎると、流体抵抗部７の効果が過剰になってしまうため、上記のように、個別供給室８の高さｈ１と流体抵抗部７の高さｈ２の比を規定している。
【0032】
印刷波形では、固有振動周期Ｔｃによるメニスカスの振動を利用した波形設計が行われている。このため、固有振動周期Ｔｃが短くなると、印刷波形における波形長を短縮することができ、駆動周波数を上げることができる。このため、固有振動周期Ｔｃを短くすることで、印刷速度を上げることができる。
【0033】
図６Ａは、ｈ２／ｈ１を変更して固有振動周期Ｔｃを求めた場合の例を示す図である。図中、ａの点は実施例１をプロットしたものであり、ｂの点は比較例１をプロットしたものである。実施例１は、図５に示す構成とし、ｈ２／ｈ１＝０．５である。比較例１は、図５に示す構成とし、ｈ２／ｈ１＝１．０である。図６Ａ中、一番下の流路板の液室長Ｌとあるのは、図５（Ａ）に示すＬに相当し、一番下の流路板の圧力室６側の液室長に相当する。実施例１と比較例１のそれぞれでＬを変えて固有振動周期Ｔｃを求めた。Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３である。
【0034】
実施例１は、ｈ２／ｈ１＝０．５であり、本発明の範囲内である。比較例１は、ｈ２／ｈ１＝１．０であり、本発明の上限値を越えている。図示するように、実施例１のａの点に示す固有振動周期Ｔｃは、Ｌ１～Ｌ３のすべてにおいて、比較例１のｂの点に示す固有振動周期Ｔｃよりも低くなっている。比較例１は、ｈ２／ｈ１が上限値である０．６よりも大きくなっており、イナータンスが十分に小さくならず、固有振動周期Ｔｃが十分に小さくならない。
【0035】
実施例１及び比較例１において、固有振動周期Ｔｃは以下のようにして求めた。図６Ｂに示す波形のパルス幅が０．８μｓの時に、滴速度が８．７ｍ／ｓとなるように電圧を調整し、パルス幅を徐々に長くしながら滴速度を測定すると、滴速度が周期的に変化する。滴速度が最初にピークになった時のパルス幅と、二回目にピークになった時のパルス幅との差が固有振動周期Ｔｃである。
【0036】
なお、ｈ２／ｈ１が小さくなるにつれて固有振動周期Ｔｃは小さくなるが、ある時点で吐出不良になる。上述したように、ｈ２／ｈ１が０．３未満になると、流体抵抗部７の効果が過剰になり、圧力室６への液体の供給不足が生じ、吐出不良になる。ｈ２／ｈ１が０．３である場合、ｈ２／ｈ１が０．５である場合に比べて吐出性は若干の低下があるが、合格レベルであり、固有振動周期Ｔｃをより短縮できる。
【0037】
個別供給室８の高さｈ１は、５０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。この範囲にすることで、イナータンスを低減でき、固有振動周期Ｔｃを短くできるとともに、流体抵抗部７の流体抵抗の効果を確保しやすくなる。
【0038】
個別供給室８の体積は、６ｎＬ以上２０ｎＬ以下であることが好ましい。この範囲にすることで、イナータンスを低減でき、固有振動周期Ｔｃを短くできるとともに、流体抵抗部７の流体抵抗の効果を確保しやすくなる。
【0039】
図４及び図５に示すように、流路部材２は、複数の流路板を積層してなることが好ましい。この場合、流体抵抗部７を形成しやすい。図示する例では、第１流路板２ａと第２流路板２ｂを積層して流路部材２を構成している。複数の流路板は、例えば第１流路板、第２流路板などと称する。
【0040】
本実施形態の液体吐出ヘッドは、液体を循環させない非循環型の液体吐出ヘッドである。本発明では非循環型の液体吐出ヘッドにすることが好ましい。非循環型とは、液体を循環させない方式であり、例えば、圧力室６に供給された液体が共通液室に戻らない方式である。
【0041】
従来技術では、固有振動周期Ｔｃを短くするためにノズルの孔付近を狭くするものがあり、この場合、ノズルの耐乾燥性が低下する。本実施形態では、ノズルの孔付近を狭くすることなく固有振動周期Ｔｃを短縮させることができるため、ノズルの耐乾燥性を損なわない方法で固有振動周期Ｔｃを短縮できている。循環型の場合、ノズルの耐乾燥性が向上するが、本実施形態では、循環型にせずともノズルの耐乾燥性を確保できる。そして、本実施形態のように非循環型にすることで、装置を小型化することができ、また、製造コストの増加を防止できる。
【0042】
次に、本実施形態の他の例である実施例２について説明する。
図７は、実施例２を説明するための図である。図７（Ａ）は、図５（Ａ）と同様の断面概略図である。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のＦＦ断面概略図であり、ノズル配列方向（Ｙ方向）に沿った断面図である。図７（Ｂ）では、隣接する２つの個別供給室８のみを図示している。図７（Ｃ）は、図７（Ａ）の流路部材２における第１流路板２ａの平面概略図である。図７（Ｃ）のＥＥ断面は、図７（Ａ）に相当し、図７（Ｃ）のＦＦ断面は、図７（Ｂ）に相当する。
図７は、実施例２を説明するための図である。図７（Ａ）は、図５（Ａ）と同様の断面概略図である。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のＦＦ断面概略図であり、ノズル配列方向（Ｙ方向）に沿った断面図である。図７（Ｂ）では、隣接する２つの個別供給室８のみを図示している。図７（Ｃ）は、図７（Ａ）の流路部材２における第１流路板２ａの平面概略図である。図７（Ｃ）のＥＥ断面は、図７（Ａ）に相当し、図７（Ｃ）のＦＦ断面は、図７（Ｂ）に相当する。
【0043】
なお、図７（Ａ）では、説明のために流体抵抗部７を破線で図示している。図７（Ｃ）を考慮すると、本来、図７（Ａ）における流体抵抗部７の部分は、液体の流路になるため、部材が存在しない空間になる。しかし、図７（Ａ）で流体抵抗部７を図示しない場合、説明しにくくなるため、流体抵抗部７を図示している。同様の理由から図４でもそのようにしている。
【0044】
図８は、流路部材２を構成する各部材の平面概略図である。流路部材２の分解平面概略図であるともいえる。本実施例２では、第１流路板２ａ、第２流路板２ｂ及び第３流路板２ｃが積層して流路部材２を構成している。第１流路板２ａ、第２流路板２ｂ及び第３流路板２ｃは、それぞれ１つ以上の開口部を有しており、これらの開口部は、圧力室６と個別供給室８を形成する。
【0045】
第１流路板２ａは、１つの開口部を有しており、この開口部において、圧力室６となる部分を符号１６ａで表し、個別供給室８となる部分を符号１８ａで表している。また、第１流路板ａは、流体抵抗部７となる部分を有している。
【0046】
第２流路板２ｂ及び第３流路板２ｃは、それぞれ２つの開口部を有している。第２流路板２ｂは、開口部１６ｂと開口部１８ｂを有し、第３流路板２ｃは、開口部１６ｃと開口部１８ｃを有している。第１流路板２ａ、第２流路板２ｂ及び第３流路板２ｃが積層されて流路部材２を構成したときに、例えば図７（Ｂ）に示すように、開口部１８ａ、１８ｂ、１８ｃにより個別供給室８が形成される。なお、本例では、個別供給室８の上面が振動板３で形成され、個別供給室８の下面がノズル板１で形成される。
【0047】
また、第１流路板２ａ、第２流路板２ｂ及び第３流路板２ｃが積層されて流路部材２を構成したときに、開口部１６ａ、１６ｂ、１６ｃにより圧力室６が形成される。本例では、圧力室６の上面が振動板３で形成され、圧力室６の下面がノズル板１で形成される。
【0048】
本例の構成を再度記載する。本例において、流路部材２は、複数の流路板を積層してなり、前記複数の流路板は、それぞれ１つ以上の開口部を有し、前記複数の流路板が積層されて前記開口部により圧力室６と個別供給室８が形成され、前記複数の流路板のうちの１つは、流体抵抗部７が形成されている。このような構成である場合、流路部材２を作製しやすくなる。
【0049】
【0050】
第１流路板２ａ等が有する開口部の大きさは、適宜選択することができる。本実施形態において、個別供給室８を形成する前記開口部の大きさは、前記複数の流路板同士を比較したとき、ノズル板１に近づくほど小さくなっていることが好ましい。このようにすることで、液体中に気泡が混入した場合にスムーズに気泡を排出することができる。本例はこの構成に該当している。
【0051】
図７及び図８に示すように、個別供給室８を形成する開口部１８ａ、１８ｂ、１８ｃの大きさは、第１流路板２ａ、第２流路板２ｂ、第３流路板２ｃ同士を比較したとき、ノズル板１に近づくほど小さくなっている。すなわち、開口部１８ａ、開口部１８ｂ、開口部１８ｃの順に小さくなっていく。ここでいう開口部の大きさは、平面図における開口部の面積をいう。図中、開口部１８ａ、開口部１８ｂ、開口部１８ｃの面積をｓ１、ｓ２、ｓ３で表している。これらの大きさの関係は、ｓ１＞ｓ２＞ｓ３である。なお、ｓ１については、開口部１８ａと流体抵抗部７の部分との境界に破線を表示しており、この破線までの開口部１８ａの面積としている。
【0052】
更に本実施形態において、個別供給室８を形成する前記開口部は、流路部材２の面方向に対して長辺と短辺を有し、前記開口部の長辺及び短辺は、前記複数の流路板同士を比較したとき、ノズル板１に近づくほど小さくなることがより好ましい。このようにすることで、液体中に気泡が混入した場合に、よりスムーズに気泡を排出することができる。本例はこの構成に該当している。
【0053】
図８に示すように、個別供給室８を形成する開口部１８ａ、開口部１８ｂ及び開口部１８ｃは、流路部材２の面方向に対して長辺と短辺を有している。長辺の方向はＸ方向であり、短辺の方向はＹ方向である。第１流路板２ａにおいては、開口部１８ａが流体抵抗部７の部分と連結しているが、このような形状でも長辺と短辺を有しているものとする。
【0054】
図示するように、開口部１８ａ、開口部１８ｂ、開口部１８ｃの長辺の長さをｃ１、ｃ２、ｃ３で表しており、短辺の長さをｄ１、ｄ２、ｄ３で表している。これらの大きさの関係は、ｃ１＞ｃ２＞ｃ３であり、かつ、ｄ１＞ｄ２＞ｄ３である。
【0055】
更に本実施形態において、個別供給室８の壁面が階段形状となっていることが好ましい。この階段形状は、図示するように、ノズル板１側にいくにつれて対向する壁面の距離が狭くなる形状であることが好ましい。この場合、液体中に気泡が混入した場合に、より確実に気泡を排出することができる。本例はこの構成に該当している。
【0056】
複数の流路板における開口部をノズル板１に近づくほど小さくすると規定する場合、開口部の位置がずれた場合も含まれることがある。そのため、階段形状の規定を入れることで、個別供給室８を所望の形状にすることができ、より確実に気泡を排出することができる。
【0057】
本例における階段形状について再度記載する。
本例において、前記積層方向に沿った断面であり、前記個別供給室から前記圧力室に向かう方向に沿った断面を第１断面とする。第１断面は、例えば図７（Ａ）に示す断面である。また本例において、前記積層方向に沿った断面であり、前記個別供給室から前記圧力室に向かう方向と垂直な方向の断面を第２断面とする。第２断面は、例えば図７（Ｂ）に示す断面である。そして、本例の個別供給室８は、前記第１断面及び前記第２断面において、前記複数の流路板の開口部によって形成される壁面が階段形状となる。
本例において、前記積層方向に沿った断面であり、前記個別供給室から前記圧力室に向かう方向に沿った断面を第１断面とする。第１断面は、例えば図７（Ａ）に示す断面である。また本例において、前記積層方向に沿った断面であり、前記個別供給室から前記圧力室に向かう方向と垂直な方向の断面を第２断面とする。第２断面は、例えば図７（Ｂ）に示す断面である。そして、本例の個別供給室８は、前記第１断面及び前記第２断面において、前記複数の流路板の開口部によって形成される壁面が階段形状となる。
【0058】
更に本実施形態において、個別供給室８は、振動板３とノズル板１との間に他の部材が設けられていない領域を有することが好ましい。このような領域は、図中の符号Ｅｍで表している。すなわち、個別供給室８は、上面と下面が振動板３とノズル板１とで形成され、振動板３とノズル板１との間に他の部材が設けられていない領域Ｅｍを有することが好ましい。このような領域Ｅｍを有することで、イナータンスを低減できる効果がより向上し、固有振動周期Ｔｃを低減できる効果がより向上する。
【0059】
次に、実施例２における圧力室６について説明する。本実施形態において、圧力室６は個別供給室８と同様に階段形状になっていることがより好ましく、実施例２ではそのようにしている。
【0060】
【0061】
本実施形態において、圧力室６を形成する前記開口部の大きさは、前記複数の流路板同士を比較したとき、ノズル板１に近づくほど小さくなっていることが好ましい。このようにすることで、液体中に気泡が混入した場合にスムーズに気泡を排出することができる。本例はこの構成に該当している。
【0062】
図７及び図８に示すように、圧力室６を形成する開口部１６ａ、１６ｂ、１６ｃの大きさは、第１流路板２ａ、第２流路板２ｂ、第３流路板２ｃ同士を比較したとき、ノズル板１に近づくほど小さくなっている。すなわち、開口部１６ａ、開口部１６ｂ、開口部１６ｃの順に小さくなっていく。ここでいう開口部の大きさは、平面図における開口部の面積をいう。図中、開口部１６ａ、開口部１６ｂ、開口部１６ｃの面積をｓ４、ｓ５、ｓ６で表している。これらの大きさの関係は、ｓ４＞ｓ５＞ｓ６である。なお、ｓ４については、開口部１６ａと流体抵抗部７の部分との境界に破線を表示しており、この破線までの開口部１６ａの面積としている。
【0063】
更に本実施形態において、圧力室６を形成する前記開口部は、流路部材２の面方向に対して長辺と短辺を有し、前記開口部の長辺及び短辺は、前記複数の流路板同士を比較したとき、ノズル板１に近づくほど小さくなることがより好ましい。このようにすることで、液体中に気泡が混入した場合に、よりスムーズに気泡を排出することができる。本例はこの構成に該当している。
【0064】
図８に示すように、圧力室６を形成する開口部１６ａ、開口部１６ｂ及び開口部１６ｃは、流路部材２の面方向に対して長辺と短辺を有している。長辺の方向はＸ方向であり、短辺の方向はＹ方向である。第１流路板２ａにおいては、開口部１６ａが流体抵抗部７の部分と連結しているが、このような形状でも長辺と短辺を有しているものとする。
【0065】
図示するように、開口部１６ａ、開口部１６ｂ、開口部１６ｃの長辺の長さをｃ４、ｃ５、ｃ６で表しており、短辺の長さをｄ４、ｄ５、ｄ６で表している。これらの大きさの関係は、ｃ４＞ｃ５＞ｃ６であり、かつ、ｄ４＞ｄ５＞ｄ６である。
【0066】
更に本実施形態において、圧力室６の壁面が階段形状となっていることが好ましい。この階段形状は、図示するように、ノズル板１側にいくにつれて対向する壁面の距離が狭くなる形状であることが好ましい。この場合、液体中に気泡が混入した場合に、より確実に気泡を排出することができる。本例はこの構成に該当している。
【0067】
複数の流路板における開口部をノズル板１に近づくほど小さくすると規定する場合、開口部の位置がずれた場合も含まれることがある。そのため、階段形状の規定を入れることで、圧力室６を所望の形状にすることができ、より確実に気泡を排出することができる。
【0068】
本例における階段形状について再度記載する。
本例において、前記積層方向に沿った断面であり、前記個別供給室から前記圧力室に向かう方向に沿った断面を第１断面とする。第１断面は、例えば図７（Ａ）に示す断面である。また本例において、前記積層方向に沿った断面であり、前記個別供給室から前記圧力室に向かう方向と垂直な方向の断面を第２断面とする。第２断面は、例えば図７（Ｄ）に示す断面である。そして、本例の圧力室６は、前記第１断面及び前記第２断面において、前記複数の流路板の開口部によって形成される壁面が階段形状となる。
本例において、前記積層方向に沿った断面であり、前記個別供給室から前記圧力室に向かう方向に沿った断面を第１断面とする。第１断面は、例えば図７（Ａ）に示す断面である。また本例において、前記積層方向に沿った断面であり、前記個別供給室から前記圧力室に向かう方向と垂直な方向の断面を第２断面とする。第２断面は、例えば図７（Ｄ）に示す断面である。そして、本例の圧力室６は、前記第１断面及び前記第２断面において、前記複数の流路板の開口部によって形成される壁面が階段形状となる。
【0069】
個別供給室８及び圧力室６がともに上記の階段形状を有していることがより好ましく、この場合、気泡排出性が更に向上する。なお、重なり合っていない開口部同士の関係は、特に制限されない。例えば、Ｓ６＞Ｓ１であってもよいし、Ｓ４＜Ｓ３であってもよい。
【0070】
【0071】
本実施形態では、実施例３（図９（Ａ））のように、流路部材２を構成する複数の流路板の厚みを適宜変更してもよい。例えば図示するように、第２流路板２ｂの厚みを厚くしてもよい。第１流路板２ａ、第２流路板２ｂ等の厚みを適宜変更することで、ｈ２／ｈ１を調整できる。ここでいう厚みの方向は、個別供給室８の高さ方向であり、図のＺ方向である。
【0072】
実施例４（図９（Ｂ））では、第１流路板２ａと第２流路板２ｂが有する開口部により個別供給室８が形成され、個別供給室８を形成する開口部の大きさは、ノズル板１に近づくほど小さくなっている。上記の実施例２では、第１流路板２ａ、第２流路板２ｂ、第３流路板２ｃを用いた例としたが、実施例４では、第１流路板２ａと第２流路板２ｂを用いた例としている。図８も参考にして説明すると、本実施例４において、第２流路板２ｂの開口部１８ｂは、第１流路板２ａの開口部１８ａよりも小さくなっている。ｓ１＞ｓ２である。
【0073】
また、実施例４は、実施例２と同様に、個別供給室８の壁面が階段形状になっており、更にノズル板１側にいくにつれて対向する壁面の距離が狭くなっている。
【0074】
本実施形態では、実施例２（図７等）及び実施例５（図９（Ｃ））のように、流路部材２が３つの部材、すなわち第１流路板２ａ、第２流路板２ｂ、第３流路板２ｃにより構成されていてもよい。また、流路部材２は４つ以上の部材によって構成されていてもよい。
【0075】
本実施形態では、実施例６（図９（Ｄ））のように、流体抵抗部７の位置を変更してもよい。その他の実施例のように、流体抵抗部７を有する部材を流路部材２中の一番上にしてもよいし、実施例６のように、流体抵抗部７を有する部材を流路部材２中の一番上にしなくてもよい。
【0076】
【0077】
この装置は、シリアル型装置であり、主走査移動機構４９３によって、キャリッジ４０３は主走査方向に往復移動する。主走査移動機構４９３は、ガイド部材４０１、主走査モータ４０５、タイミングベルト４０８等を含む。ガイド部材４０１は、左右の側板４９１Ａ、４９１Ｂに架け渡されてキャリッジ４０３を移動可能に保持している。そして、主走査モータ４０５によって、駆動プーリ４０６と従動プーリ４０７間に架け渡したタイミングベルト４０８を介して、キャリッジ４０３は主走査方向に往復移動される。
【0078】
このキャリッジ４０３には、本発明に係る液体吐出ヘッド４０４及びヘッドタンク４４１を一体にした液体吐出ユニット４４０を搭載している。液体吐出ユニット４４０の液体吐出ヘッド４０４は、例えば、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色の液体を吐出する。また、液体吐出ヘッド４０４は、複数のノズル４からなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配置し、吐出方向を下方に向けて装着している。液体吐出ヘッド４０４は、例えば上述のヘッド１０１を用いることができる。
【0079】
液体吐出ヘッド４０４の外部に貯留されている液体を液体吐出ヘッド４０４に供給するための供給機構４９４により、ヘッドタンク４４１には、液体カートリッジ４５０に貯留されている液体が供給される。
【0080】
供給機構４９４は、液体カートリッジ４５０を装着する充填部であるカートリッジホルダ４５１、チューブ４５６、送液ポンプを含む送液ユニット４５２等で構成される。液体カートリッジ４５０はカートリッジホルダ４５１に着脱可能に装着される。ヘッドタンク４４１には、チューブ４５６を介して送液ユニット４５２によって、液体カートリッジ４５０から液体が送液される。
【0081】
この装置は、用紙４１０を搬送するための搬送機構４９５を備えている。搬送機構４９５は、搬送手段である搬送ベルト４１２、搬送ベルト４１２を駆動するための副走査モータ４１６を含む。
【0082】
搬送ベルト４１２は用紙４１０を吸着して液体吐出ヘッド４０４に対向する位置で搬送する。この搬送ベルト４１２は、無端状ベルトであり、搬送ローラ４１３と、テンションローラ４１４との間に掛け渡されている。吸着は静電吸着、あるいは、エアー吸引などで行うことができる。
【0083】
そして、搬送ベルト４１２は、副走査モータ４１６によってタイミングベルト４１７及びタイミングプーリ４１８を介して搬送ローラ４１３が回転駆動されることによって、副走査方向に周回移動する。
【0084】
さらに、キャリッジ４０３の主走査方向の一方側には搬送ベルト４１２の側方に液体吐出ヘッド４０４の維持回復を行う維持回復機構４２０が配置されている。
【0085】
維持回復機構４２０は、例えば液体吐出ヘッド４０４のノズル面（ノズル４が形成された面）をキャッピングするキャップ部材４２１、ノズル面を払拭するワイパ部材４２２などで構成されている。
【0086】
主走査移動機構４９３、供給機構４９４、維持回復機構４２０、搬送機構４９５は、側板４９１Ａ，４９１Ｂ、背板４９１Ｃを含む筐体に取り付けられている。
【0087】
このように構成したこの装置においては、用紙４１０が搬送ベルト４１２上に給紙されて吸着され、搬送ベルト４１２の周回移動によって用紙４１０が副走査方向に搬送される。
【0088】
そこで、キャリッジ４０３を主走査方向に移動させながら画像信号に応じて液体吐出ヘッド４０４を駆動することにより、停止している用紙４１０に液体を吐出して画像を形成する。
【0089】
このように、この装置では、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えているので、高画質画像を安定して形成することができる。
【0090】
【0091】
この液体吐出ユニットは、前記液体を吐出する装置を構成している部材のうち、側板４９１Ａ、４９１Ｂ及び背板４９１Ｃで構成される筐体部分と、主走査移動機構４９３と、キャリッジ４０３と、液体吐出ヘッド４０４で構成されている。
【0092】
なお、この液体吐出ユニットの例えば側板４９１Ｂに、前述した維持回復機構４２０、及び供給機構４９４の少なくともいずれかを更に取り付けた液体吐出ユニットを構成することもできる。
【0093】
【0094】
この液体吐出ユニットは、流路部品４４４が取付けられた液体吐出ヘッド４０４と、流路部品４４４に接続されたチューブ４５６で構成されている。
【0095】
なお、流路部品４４４はカバー４４２の内部に配置されている。流路部品４４４に代えてヘッドタンク４４１を含むこともできる。また、流路部品４４４の上部には液体吐出ヘッド４０４と電気的接続を行うコネクタ４４３が設けられている。
【0096】
本願において、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて、液体を吐出させる装置である。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。
【0097】
この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。
【0098】
例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。
【0099】
また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。
【0100】
上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。
【0101】
上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス、壁紙や床材などの建材、衣料用のテキスタイルなど液体が一時的でも付着可能であればよい。
【0102】
また、「液体」は、インク、処理液、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、結着剤、造形液、又は、アミノ酸、たんぱく質、カルシウムを含む溶液及び分散液なども含まれる。
【0103】
また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。
【0104】
また、「液体を吐出する装置」としては他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液をノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。
【0105】
「液体吐出ユニット」とは、液体吐出ヘッドに機能部品、機構が一体化したものであり、液体の吐出に関連する部品の集合体である。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたものなどが含まれる。
【0106】
ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合などで互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。
【0107】
例えば、液体吐出ユニットとして、図１１で示した液体吐出ユニット４４０のように、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。また、チューブなどで互いに接続されて、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。ここで、これらの液体吐出ユニットのヘッドタンクと液体吐出ヘッドとの間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。
【0108】
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジが一体化されているものがある。
【0109】
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドを走査移動機構の一部を構成するガイド部材に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッドと走査移動機構が一体化されているものがある。また、図１２で示したように、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジと主走査移動機構が一体化されているものがある。
【0110】
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドが取り付けられたキャリッジに、維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させて、液体吐出ヘッドとキャリッジと維持回復機構が一体化されているものがある。
【0111】
また、液体吐出ユニットとして、図１３で示したように、ヘッドタンク若しくは流路部品が取付けられた液体吐出ヘッドにチューブが接続されて、液体吐出ヘッドと供給機構が一体化されているものがある。
【0112】
主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。
【0113】
また、「液体吐出ヘッド」は、使用する圧力発生手段が限定されるものではない。例えば、上記実施形態で説明したような圧電アクチュエータ（積層型圧電素子を使用するものでもよい。）以外にも、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものでもよい。
【0114】
また、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。
【0115】
本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
＜１＞
液体を吐出するノズルを有するノズル板と、
圧力室、流体抵抗部及び個別供給室を有し、前記ノズル板と積層する流路部材と、を備え、
前記圧力室は、前記ノズルに連通し、
前記個別供給室は、前記流体抵抗部を介して前記圧力室に連通し、
前記流体抵抗部は、前記圧力室と前記個別供給室の間に形成された液体の流路であって、前記流路部材の面方向における流路の幅が狭くなっている部分であり、
前記ノズル板と前記流路部材の積層方向を高さ方向としたとき、前記個別供給室の高さｈ１と前記流体抵抗部の高さｈ２は、
０．３≦ｈ２／ｈ１≦０．６
を満たす
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
＜２＞
前記個別供給室の高さｈ１は、５０μｍ以上２００μｍ以下である
ことを特徴とする＜１＞に記載の液体吐出ヘッド。
＜３＞
前記個別供給室の体積は、６ｎＬ以上２０ｎＬ以下である
ことを特徴とする＜１＞又は＜２＞に記載の液体吐出ヘッド。
＜４＞
前記流路部材は、複数の流路板を積層してなり、
前記複数の流路板は、それぞれ１つ以上の開口部を有し、前記複数の流路板が積層されて前記開口部により前記圧力室と前記個別供給室が形成され、
前記複数の流路板のうちの１つは、前記流体抵抗部が形成されている
ことを特徴とする＜１＞に記載の液体吐出ヘッド。
＜５＞
前記個別供給室を形成する前記開口部の大きさは、前記複数の流路板同士を比較したとき、前記ノズル板に近づくほど小さくなる
ことを特徴とする＜４＞に記載の液体吐出ヘッド。
＜６＞
前記個別供給室を形成する前記開口部は、前記流路部材の面方向に対して長辺と短辺を有し、
前記開口部の長辺及び短辺は、前記複数の流路板同士を比較したとき、前記ノズル板に近づくほど小さくなる
ことを特徴とする＜５＞に記載の液体吐出ヘッド。
＜７＞
前記積層方向に沿った断面であり、前記個別供給室から前記圧力室に向かう方向に沿った断面を第１断面とし、前記積層方向に沿った断面であり、前記個別供給室から前記圧力室に向かう方向と垂直な方向の断面を第２断面としたとき、
前記個別供給室は、前記第１断面及び前記第２断面において、前記複数の流路板の開口部によって形成される壁面が階段形状となる
ことを特徴とする＜５＞又は＜６＞に記載の液体吐出ヘッド。
＜８＞
前記圧力室を形成する前記開口部の大きさは、前記複数の流路板同士を比較したとき、前記ノズル板に近づくほど小さくなる
ことを特徴とする＜４＞から＜７＞のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
＜９＞
前記圧力室を形成する前記開口部は、前記流路部材の面方向に対して長辺と短辺を有し、
前記開口部の長辺及び短辺は、前記複数の流路板同士を比較したとき、前記ノズル板に近づくほど小さくなる
ことを特徴とする＜８＞に記載の液体吐出ヘッド。
＜１０＞
前記積層方向に沿った断面であり、前記個別供給室から前記圧力室に向かう方向に沿った断面を第１断面とし、前記積層方向に沿った断面であり、前記個別供給室から前記圧力室に向かう方向と垂直な方向の断面を第２断面としたとき、
前記圧力室は、前記第１断面及び前記第２断面において、前記複数の流路板の開口部によって形成される壁面が階段形状となる
ことを特徴とする＜８＞又は＜９＞に記載の液体吐出ヘッド。
＜１１＞
前記ノズル板と反対側で前記流路部材に積層する振動板を有し、
前記個別供給室は、上面と下面が前記振動板と前記ノズル板とで形成され、前記振動板と前記ノズル板との間に他の部材が設けられていない領域を有する
ことを特徴とする＜１＞から＜１０＞のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
＜１２＞
液体を循環させない非循環型である
ことを特徴とする＜１＞から＜１１＞のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
＜１３＞
＜１＞から＜１２＞のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを含む
ことを特徴とする液体吐出ユニット。
＜１４＞
前記液体吐出ヘッドに供給する液体を貯留するヘッドタンク、前記液体吐出ヘッドを搭載するキャリッジ、前記液体吐出ヘッドに液体を供給する供給機構、前記液体吐出ヘッドの維持回復を行う維持回復機構、前記液体吐出ヘッドを主走査方向に移動させる主走査移動機構の少なくともいずれか一つと前記液体吐出ヘッドとを一体化した
ことを特徴とする＜１３＞に記載の液体吐出ユニット。
＜１５＞
＜１＞から＜１２＞のいずれかに記載の液体吐出ヘッド、又は、＜１３＞若しくは＜１４＞に記載の液体吐出ユニットを備えている
ことを特徴とする液体を吐出する装置。
＜１＞
液体を吐出するノズルを有するノズル板と、
圧力室、流体抵抗部及び個別供給室を有し、前記ノズル板と積層する流路部材と、を備え、
前記圧力室は、前記ノズルに連通し、
前記個別供給室は、前記流体抵抗部を介して前記圧力室に連通し、
前記流体抵抗部は、前記圧力室と前記個別供給室の間に形成された液体の流路であって、前記流路部材の面方向における流路の幅が狭くなっている部分であり、
前記ノズル板と前記流路部材の積層方向を高さ方向としたとき、前記個別供給室の高さｈ１と前記流体抵抗部の高さｈ２は、
０．３≦ｈ２／ｈ１≦０．６
を満たす
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
＜２＞
前記個別供給室の高さｈ１は、５０μｍ以上２００μｍ以下である
ことを特徴とする＜１＞に記載の液体吐出ヘッド。
＜３＞
前記個別供給室の体積は、６ｎＬ以上２０ｎＬ以下である
ことを特徴とする＜１＞又は＜２＞に記載の液体吐出ヘッド。
＜４＞
前記流路部材は、複数の流路板を積層してなり、
前記複数の流路板は、それぞれ１つ以上の開口部を有し、前記複数の流路板が積層されて前記開口部により前記圧力室と前記個別供給室が形成され、
前記複数の流路板のうちの１つは、前記流体抵抗部が形成されている
ことを特徴とする＜１＞に記載の液体吐出ヘッド。
＜５＞
前記個別供給室を形成する前記開口部の大きさは、前記複数の流路板同士を比較したとき、前記ノズル板に近づくほど小さくなる
ことを特徴とする＜４＞に記載の液体吐出ヘッド。
＜６＞
前記個別供給室を形成する前記開口部は、前記流路部材の面方向に対して長辺と短辺を有し、
前記開口部の長辺及び短辺は、前記複数の流路板同士を比較したとき、前記ノズル板に近づくほど小さくなる
ことを特徴とする＜５＞に記載の液体吐出ヘッド。
＜７＞
前記積層方向に沿った断面であり、前記個別供給室から前記圧力室に向かう方向に沿った断面を第１断面とし、前記積層方向に沿った断面であり、前記個別供給室から前記圧力室に向かう方向と垂直な方向の断面を第２断面としたとき、
前記個別供給室は、前記第１断面及び前記第２断面において、前記複数の流路板の開口部によって形成される壁面が階段形状となる
ことを特徴とする＜５＞又は＜６＞に記載の液体吐出ヘッド。
＜８＞
前記圧力室を形成する前記開口部の大きさは、前記複数の流路板同士を比較したとき、前記ノズル板に近づくほど小さくなる
ことを特徴とする＜４＞から＜７＞のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
＜９＞
前記圧力室を形成する前記開口部は、前記流路部材の面方向に対して長辺と短辺を有し、
前記開口部の長辺及び短辺は、前記複数の流路板同士を比較したとき、前記ノズル板に近づくほど小さくなる
ことを特徴とする＜８＞に記載の液体吐出ヘッド。
＜１０＞
前記積層方向に沿った断面であり、前記個別供給室から前記圧力室に向かう方向に沿った断面を第１断面とし、前記積層方向に沿った断面であり、前記個別供給室から前記圧力室に向かう方向と垂直な方向の断面を第２断面としたとき、
前記圧力室は、前記第１断面及び前記第２断面において、前記複数の流路板の開口部によって形成される壁面が階段形状となる
ことを特徴とする＜８＞又は＜９＞に記載の液体吐出ヘッド。
＜１１＞
前記ノズル板と反対側で前記流路部材に積層する振動板を有し、
前記個別供給室は、上面と下面が前記振動板と前記ノズル板とで形成され、前記振動板と前記ノズル板との間に他の部材が設けられていない領域を有する
ことを特徴とする＜１＞から＜１０＞のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
＜１２＞
液体を循環させない非循環型である
ことを特徴とする＜１＞から＜１１＞のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
＜１３＞
＜１＞から＜１２＞のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを含む
ことを特徴とする液体吐出ユニット。
＜１４＞
前記液体吐出ヘッドに供給する液体を貯留するヘッドタンク、前記液体吐出ヘッドを搭載するキャリッジ、前記液体吐出ヘッドに液体を供給する供給機構、前記液体吐出ヘッドの維持回復を行う維持回復機構、前記液体吐出ヘッドを主走査方向に移動させる主走査移動機構の少なくともいずれか一つと前記液体吐出ヘッドとを一体化した
ことを特徴とする＜１３＞に記載の液体吐出ユニット。
＜１５＞
＜１＞から＜１２＞のいずれかに記載の液体吐出ヘッド、又は、＜１３＞若しくは＜１４＞に記載の液体吐出ユニットを備えている
ことを特徴とする液体を吐出する装置。
【符号の説明】
【0116】
１ ノズル板
１ａ ノズル
２ 流路部材
２ａ、２ｂ、２ｃ 第１流路板、第２流路板、第３流路板
３ 振動板
６ 圧力室
７ 流体抵抗部
８ 個別供給室
９ 液導入部
１０ 共通液室
１２ 圧電アクチュエータ
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ 開口部（圧力室側）
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ 開口部（個別供給室側）
２０ 共通液室部材
２９ カバー
４０ 個別流路部材
７１ 供給ポート
１ａ ノズル
２ 流路部材
２ａ、２ｂ、２ｃ 第１流路板、第２流路板、第３流路板
３ 振動板
６ 圧力室
７ 流体抵抗部
８ 個別供給室
９ 液導入部
１０ 共通液室
１２ 圧電アクチュエータ
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ 開口部（圧力室側）
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ 開口部（個別供給室側）
２０ 共通液室部材
２９ カバー
４０ 個別流路部材
７１ 供給ポート
【先行技術文献】
【特許文献】
【0117】
【特許文献1】特開２０１７－２０９８２１号公報
【特許文献2】特開２００４－１９５７１９号公報
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】