(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズル開口を有するノズルプレートと、
前記ノズルプレートに接合され、前記複数のノズル開口にそれぞれ連通する複数のノズル開口連通室及び前記複数のノズル開口連通室にそれぞれ連通すると共に前記ノズルプレートとは逆側にて開口する複数の圧力発生室を有する流路形成基板と、
前記流路形成基板の前記複数の圧力発生室の開口面を共通に封止する振動板と、
前記圧力発生室の内部の液体の圧力をそれぞれ変化させる複数の圧力発生手段と、
を備え、
前記複数のノズル開口は、一列に整列されており、
前記振動板は、前記複数の圧力発生室の各開口面に対応する各部分の少なくとも一部にそれぞれ形成された複数の薄肉部を有しており、
少なくとも１以上の端部近傍のノズル開口に連通する圧力発生室に対応する薄肉部は、中央部分のノズル開口に連通する圧力発生室に対応する薄肉部よりも小面積であり、
各圧力発生手段は、前記振動板の前記複数の圧力発生室の各開口面に対応する各部分の略中央に設けられ、共通した形状である複数の島部の各々に固定された圧電振動子を有し、
各薄肉部は、圧電振動子が固定された各島部の周囲を取り囲むように形成されており、
各圧力発生室は、ノズル開口の列に対して略垂直な方向に細長状に形成されており、
少なくとも１以上の端部近傍のノズル開口に連通する圧力発生室に対応する薄肉部は、中央部分のノズル開口に連通する圧力発生室に対応する薄肉部よりも、ノズル開口の列に対して略垂直な方向について、当該方向の両端において等しい長さずつ、短い
ことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載の液体噴射ヘッドと、
各圧力発生手段を制御するための制御部と、
を備えたことを特徴とする液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力発生手段により圧力発生室内を加圧してノズル開口から液体滴を噴射させる液体噴射ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット記録ヘッドでは、独立のノズル開口と共通のインク室とにそれぞれ連通する複数の圧力発生室が、同一基板に列状に形成されている。圧力発生室の容積を圧電振動子等によって変化させることによって、あるいは、発熱素子によって圧力発生室内のインクを気化させることによって、ノズル開口からインク滴が吐出されるようになっている。
【０００３】
このようなインクジェット記録ヘッドにおける圧力発生室は、記録密度に対応したピッチで規則的に形成される必要がある。このため、圧力発生室は、金属基板をエッチングしたり、高分子材料を射出成形することによって、形成されている。
【０００４】
エッチング精度を確保するためには、基板材料としてシリコン単結晶を用いて異方性エッチングを実施することが有効である。しかしながら、この場合、材料コストが上昇するという問題がある。
【０００５】
一方、高分子材料の射出成形を行う場合、圧力発生室が比較的容易に高い精度で形成され得る。しかしながら、高分子材料の剛性は低いため、圧電振動子の駆動や発熱素子の発熱による劣化が生じ易い。
【０００６】
本件出願人による特開２０００−２６３７９９号公報に記載された発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、耐久性及び製造コストにおいて優れるインクジェット記録ヘッドを提供する。
【０００７】
当該公報に記載された発明においては、図１０に示すように、複数のノズル開口１０２を穿設したノズルプレート１０３と、複数のノズル開口１０２に連通する複数の圧力発生室１０５及び複数の圧力発生室１０５に複数のインク供給口１０６を介してインクを供給するリザーバ１０７を有し、互いに対向する第１面１０８ａ及び第２面１０８ｂを含む流路形成基板１０８と、流路形成基板１０８の第１面１０８ａを封止する蓋材１１１と、を積層して流路ユニットを構成する。圧力発生室１０５の内部のインクを加圧する圧電振動子を設ける。第１面１０８ａ及び第２面１０８ｂを含む金属板材にリザーバ１０７となる貫通孔を第１面１０８ａから第２面１０８ｂまで貫通形成し、金属板材の第１面１０８ａに、複数の圧力発生室１０５となる複数の凹部をプレス加工により形成して流路形成基板１０８を構成する。
【０００８】
特開２０００−２６３７９９号公報に記載された発明によれば、例えば延展性に優れるニッケル等の金属板材をプレス加工することによって、流路形成基板１０８を構成することができる。このような加工方法は、簡単かつ安価である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図１は、インクジェット記録装置を等価電気回路に置き換えて表現したものである。ここで、ｍ［ｋｇ／ｍ４  ］はイナータンス、ｃ［ｍ５  ／Ｎ］は音響容量、ｒ［Ｎｓ／ｍ５  ］は音響抵抗、Ｕ［ｍ３  ／ｓ］は体積速度を示している。また、これらに関する添え字については、添え字０は圧電素子（積層ＰＺＴ）及びそれが接続する振動板を含む振動子系、添え字１はインク圧力室系、添え字２はインク供給流路系、添え字３はノズル流路系、をそれぞれ意味している。また、［］内はそれぞれの単位である。
【００１０】
この等価電気回路を分解すると、図２のような振動子系のみの回路が抽出され得る。この回路は、
【数１】
0004621510.tif 000002
で示される、振動子で決まる固有周期を持つ。
【００１１】
また、図１の等価電気回路を分解すると、図３のようなインク圧力室とノズル流路系とインク供給流路系とからなる回路が得られる。この回路は、インク圧力室から見ると、ノズル流路系とインク供給流路系とが並列に接続されており、
【数２】
0004621510.tif 000003
で示される、インク圧力室の音響容量に支配されるインク流路系の固有周期を持つ。
【００１２】
また、図１の等価電気回路を分解すると、図４のようなノズル流路系とインク供給流路系との直列回路が得られる。この回路は、
【数３】
0004621510.tif 000004
で示される、ノズル開口に形成されるインクメニスカスの表面張力による音響容量に支配されるインク流路系の固有周期を持つ。なお、前記の各固有周期は、互いに離れた値となっており、かつ、
【数４】
0004621510.tif 000005
の関係が成り立っているものとする。
【００１３】
ここで、インク流路系のイナータンスｍの計算は、インクの密度をρ、流れの方向に直交する流路の断面積をＳ、流れの方向に取った座標をｘとすると、
【数５】
0004621510.tif 000006
によって計算される。ここで、定数κは、流れの振動周波数に依存する係数で、例えば１．４である。
【００１４】
さて、インクジェット記録装置のインク滴吐出制御は、複数のノズル開口に対して共通の態様で実施されることが好ましい。そのためには、各ノズル開口についての特性、特に周波数応答特性、が一致していることが求められる。
【００１５】
一般に、複数のノズル開口にそれぞれ連通する複数の圧力発生室には、共通のインク室からインクが供給される。複数のノズル開口が列状に形成されている場合、共通のインク室から端部近傍のノズル開口に連通する圧力発生室へのインク流路の実質的な断面積Ｓは、当該インク室の端部壁の影響を受けるために、共通のインク室から中央部分のノズル開口に連通する圧力発生室へのインク流路の断面積Ｓに対して小さくなる。このことに起因して、列状に形成された複数のノズル開口の特性が、端部近傍のノズル開口と中央部分のノズル開口とで一致しない場合があり得る。
【００１６】
特に、共通のインク室は、端部壁近傍の領域において、インクの流速を高めてインク充填時やインク吸引（クリーニング）時の気泡の残留を防止するために、流路幅を積極的に絞って先細りの形状にすることが一般的である。この場合、共通のインク室から端部近傍のノズル開口に連通する圧力発生室へのインク流路の実質的な断面積Ｓは、共通のインク室から中央部分のノズル開口に連通する圧力発生室へのインク流路の断面積Ｓに対して更に小さくなる。このことに起因して、列状に形成された複数のノズル開口の特性が、端部近傍のノズル開口と中央部分のノズル開口とで一致しない可能性が大きくなる。
【００１７】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、複数のノズル開口が列状に形成されている場合において、各ノズル開口毎の周波数応答特性が略一致するインクジェット記録ヘッド、広くは液体噴射ヘッド、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】
【００１８】
本発明は、複数のノズル開口を有するノズルプレートと、前記ノズルプレートに接合され、前記複数のノズル開口にそれぞれ連通する複数のノズル開口連通室及び前記複数のノズル開口連通室にそれぞれ連通すると共に前記ノズルプレートとは逆側にて開口する複数の細長状の圧力発生室を有する流路形成基板と、前記流路形成基板の前記複数の圧力発生室の開口面を共通に封止する振動板と、前記圧力発生室の内部の液体の圧力をそれぞれ変化させる複数の圧力発生手段と、を備え、前記複数のノズル開口は、一列に整列されており、少なくとも１以上の端部近傍のノズル開口に連通する圧力発生室は、中央部分のノズル開口に連通する圧力発生室よりも短い長さで形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッドである。
【００１９】
本発明によれば、端部近傍のノズル開口に連通する圧力発生室が、中央部分のノズル開口に連通する圧力発生室よりも短い長さで形成されるため、より大きくなる傾向にある端部近傍のノズル開口に連通する液体流路系のイナータンスを、中央部分のノズル開口に連通する液体流路系のイナータンスに合致させることができる。
【００２０】
好ましくは、少なくとも２以上の端部近傍のノズル開口に連通する各圧力発生室の長さが、ノズル開口の列の端部側に向かって、徐々に短くなっている。
【００２１】
この場合、各流体流路系のイナータンスが大きくなる傾向の程度を考慮して、端部近傍のノズル開口に連通する液体流路系のイナータンスを、中央部分のノズル開口に連通する液体流路系のイナータンスに、より適切に合致させることができる。
【００２２】
一般には、各圧力発生室は、ノズル開口の列に対して略垂直な方向に形成され得る。
【００２３】
好ましくは、前記振動板は、前記複数の圧力発生室のそれぞれに連通する複数の供給口を有しており、各供給口は、連通するそれぞれの圧力発生室の長さに対応する位置、例えば各圧力発生室の長手方向の一側端から所定距離の位置、に配置されている。
【００２４】
この場合、好ましくは、前記複数の供給口には、共通液体室が共通に連通する。共通液体室は、共通液体室形成部材によって振動板の上方に形成され得る。
【００２５】
好ましくは、前記共通液体室は、ノズル開口の列の端部側に向かって、先細りの形状を有している。
【００２６】
この場合、液体供給の流速を高めて、液体充填時等に気泡が残留することをより効果的に防止することができる。
【００２７】
また、本発明は、複数のノズル開口を有するノズルプレートと、前記ノズルプレートに接合され、前記複数のノズル開口にそれぞれ連通する複数のノズル開口連通室及び前記複数のノズル開口連通室にそれぞれ連通すると共に前記ノズルプレートとは逆側にて開口する複数の圧力発生室を有する流路形成基板と、前記流路形成基板の前記複数の圧力発生室の開口面を共通に封止する振動板と、前記圧力発生室の内部の液体の圧力をそれぞれ変化させる複数の圧力発生手段と、を備え、前記複数のノズル開口は、一列に整列されており、前記振動板は、前記複数の圧力発生室のそれぞれに連通する複数の供給口を有しており、少なくとも１以上の端部近傍のノズル開口に連通する供給口の径は、中央部分のノズル開口に連通する供給口の径よりも大きく形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッドである。
【００２８】
本発明によれば、端部近傍のノズル開口に連通する供給口の径が、中央部分のノズル開口に連通する供給口の径よりも大きく形成されるため、より大きくなる傾向にある端部近傍のノズル開口に連通する液体流路系のイナータンスを、中央部分のノズル開口に連通する液体流路系のイナータンスに合致させることができる。
【００２９】
好ましくは、少なくとも２以上の端部近傍のノズル開口に連通する各供給口の径が、ノズル開口の列の端部側に向かって、徐々に大きくなっている。
【００３０】
この場合、各流体流路系のイナータンスが大きくなる傾向の程度を考慮して、端部近傍のノズル開口に連通する液体流路系のイナータンスを、中央部分のノズル開口に連通する液体流路系のイナータンスに、より適切に合致させることができる。
【００３１】
また、本発明は、複数のノズル開口を有するノズルプレートと、前記ノズルプレートに接合され、前記複数のノズル開口にそれぞれ連通する複数のノズル開口連通室及び前記複数のノズル開口連通室にそれぞれ連通すると共に前記ノズルプレートとは逆側にて開口する複数の圧力発生室を有する流路形成基板と、前記流路形成基板の前記複数の圧力発生室の開口面を共通に封止する振動板と、前記圧力発生室の内部の液体の圧力をそれぞれ変化させる複数の圧力発生手段と、を備え、前記複数のノズル開口は、一列に整列されており、前記振動板は、前記複数の圧力発生室の各開口面に対応する各部分の少なくとも一部にそれぞれ形成された複数の薄肉部を有しており、少なくとも１以上の端部近傍のノズル開口に連通する圧力発生室に対応する薄肉部は、中央部分のノズル開口に連通する圧力発生室に対応する薄肉部よりも小面積であることを特徴とする液体噴射ヘッドである。
【００３２】
本発明によれば、端部近傍のノズル開口に連通する圧力発生室に対応する薄肉部が、中央部分のノズル開口に連通する圧力発生室に対応する薄肉部よりも小面積であるため、圧力発生室の音響容量が調整されて、端部近傍のノズル開口に連通する液体流路系の固有周期Ｔｃを、中央部分のノズル開口に連通する液体流路系の固有周期Ｔｃに直接的に合致させることができる。
【００３３】
好ましくは、少なくとも２以上の端部近傍のノズル開口に連通する各圧力発生室に対応する各薄肉部の面積は、ノズル開口の列の端部側に向かって、徐々に小さくなっている。
【００３４】
この場合、端部近傍のノズル開口に連通する各液体流路系のイナータンスが大きくなる傾向の程度を考慮して、端部近傍のノズル開口に連通する液体流路系の固有周期Ｔｃを、中央部分のノズル開口に連通する液体流路系の固有周期Ｔｃに、より適切に合致させることができる。
【００３５】
一般には、各圧力発生手段は、前記振動板の前記複数の圧力発生室の各開口面に対応する各部分の略中央に固定された圧電振動子を有し、各薄肉部は、固定された各圧電振動子の周囲を取り囲むように形成されている。
【００３６】
好ましくは、各圧力発生室は、ノズル開口の列に対して略垂直な方向に細長状に形成されている。
【００３７】
そして、好ましくは、少なくとも１以上の端部近傍のノズル開口に連通する圧力発生室に対応する薄肉部は、中央部分のノズル開口に連通する圧力発生室に対応する薄肉部よりも、ノズル開口の列に対して略垂直な方向について、短い。
【００３８】
更に好ましくは、少なくとも２以上の端部近傍のノズル開口に連通する各圧力発生室に対応する各薄肉部は、ノズル開口の列に対して略垂直な方向について、ノズル開口の列の端部側に向かって、徐々に短くなっている。
【００３９】
以上において、流路形成基板は、プレス加工可能な金属板材から構成され得る。この場合、圧力発生室等が、流路形成基板にプレス加工によって容易に形成され得る。
【００４０】
また、本発明は、以上に説明された特徴のいずれかを有する液体噴射ヘッドと、各圧力発生手段を制御するための制御部と、を備えたことを特徴とする液体噴射装置である。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、複数のノズル開口が列状に形成されている場合において、各ノズル開口毎の周波数特性が略一致するインクジェット記録ヘッド、広くは液体噴射ヘッド、を提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００４３】
図５は、本発明の第１の実施の形態の液体噴射ヘッドしてのインクジェット記録ヘッドを示す概略平面図である。図６は、図５のＡ−Ａ線縦断面図である。図５及び図６に示すように、本実施の形態のインクジェット記録ヘッド１０は、複数のノズル開口１１ａが列状に穿設されたノズルプレート１１を備えている。
【００４４】
ノズルプレート１１には、流路形成基板１２が接合されている。流路形成基板１２には、複数のノズル開口１１ａにそれぞれ連通する複数のノズル開口連通室１２ａが形成されている。また、流路形成基板１２には、当該複数のノズル開口連通室１２ａにそれぞれ連通すると共に、ノズルプレート１１とは逆側にて開口する複数の圧力発生室１２ｂが形成されている。各圧力発生室１２ｂは、ノズル開口１１ａの列に対して、略垂直な方向に細長状に形成されている。細長状の各圧力発生室１２ｂの一方端側に、ノズル開口１１ａ及びノズル開口連通室１２ａが配置されている。
【００４５】
本実施の形態の流路形成基板１２は、プレス加工可能な金属板材であるニッケル板材から構成されている。また、複数のノズル開口連通室１２ａ及び複数の圧力発生室１２ｂは、プレス加工によって形成されている。流路形成基板１２の加工方法の詳細については後述する。
【００４６】
流路形成基板１２の複数の圧力発生室１２ｂの開口面は、振動板１３によって封止されている。振動板１３は、各開口面を共通に封止している。
【００４７】
より詳細には、振動板１３は、樹脂フィルムで構成された本体層１３ａと、本体層の上面に接着層を介して設けられた金属層１３ｃと、からなる２層構造を有している。そして、圧力発生室１２ｂの開口面の側に本体層１３ａが配置されている。
【００４８】
この場合、金属層１３ｃはＳＵＳである。一方、本体層１３ａは、ＰＰＳである。
【００４９】
金属層１３ｃには、圧力発生室１２ｂの各開口面とは反対の側において、圧力発生室１２ｂの各開口面の略中央部分に対応する位置において、島部１４が形成されている。この場合、島部１４の周囲は、金属層１３ｃを貫通して薄肉部１５となっている。島部１４（その周囲の薄肉部１５）は、エッチング加工によって形成されることが好ましい。図５に示すように、本実施の形態において、島部１４及び薄肉部１５の形状は、共通である。
【００５０】
島部１４の上面に、積層ＰＺＴ１６が接着されている。積層ＰＺＴ１６は、各圧力発生室１２ｂの内部の液体の圧力をそれぞれ変化させる圧力発生手段として機能する。
【００５１】
更に図６に示すように、振動板１３には、各圧力発生室１２ｂに対応して、各圧力発生室１２ｂにそれぞれ連通するインク供給口２１ａが形成されている。インク供給口２１ａは、細長状の各圧力発生室１２ｂの他方端側に配置されている（詳細は後述する）。
【００５２】
各インク供給口２１ａは、振動板１３の上方側に形成された共通インク室２２に、共通に連通している。共通インク室２２は、振動板１３の上面と当該振動板１３の上面に密着固定される共通インク室形成部材２３とによって区画されている。
【００５３】
共通インク室２２を区画する振動板１３の一部は、金属層１３ｃが除去（貫通）された薄肉部１７となっている。また、薄肉部１７の上下方向の変形を許容すべく、当該薄肉部１７に対応する流路形成基板１２部分には、空隙１２ｃが設けられている。空隙１２ｃも、プレス加工によって形成され得る。
【００５４】
さて、図５に示すように、本実施の形態の共通インク室２２は、ノズル開口１１ａの列の端部側に向かって、先細りの形状を有している。
【００５５】
このような共通インク室の先細りの形状は、供給されるインクの流速を高めて、インク充填時あるいはインク吸引時等に共通インク室２２等に気泡が残留することを防止するのに有効である。
【００５６】
しかしながら、先細りとなっている領域（端部側の領域）では、実質的なインク流路の断面積は小さい。従って、端部側のノズル開口１１ａに連通するインク流路系のイナータンスは大きい。これにより、ノズル開口１１ａの特性が、端部近傍のノズル開口と中央部分のノズル開口とで一致しない場合が生じ得る。
【００５７】
そこで、本実施の形態では、端部近傍のノズル開口１１ａに連通する圧力発生室１２ｂが、中央部分のノズル開口１１ａに連通する圧力発生室１２ｂよりも短い長さで形成されている。
【００５８】
特には、図５に示すように、端部近傍の４つのノズル開口１１ａに連通する各圧力発生室１２ｂの長さが、ノズル開口１１ａの列の端部側に向かって、徐々に短くなっている。
【００５９】
この時、各圧力発生室１２ｂのノズル開口１１ａ側の端部は、ノズル開口１１ａの列方向に揃えられている。すなわち、各圧力発生室１２ｂのインク供給口２１ａ側の端部が、ノズル開口１１ａの列の端部側に向かって、段々にずれている。
【００６０】
具体的には、中央部分のノズル開口１１ａに連通する圧力発生室の長さが約１．４ｍｍ、深さが約０．１ｍｍ、幅が約０．１１ｍｍである場合において、中央部分のノズル開口１１ａに連通する圧力発生室１２ｂの長さと比較して、最端部のノズル開口１１ａに連通する圧力発生室１２ｂの長さは０．２０ｍｍ短く、２番目のノズル開口１１ａに連通する圧力発生室１２ｂの長さは０．１５ｍｍ短く、３番目のノズル開口１１ａに連通する圧力発生室１２ｂの長さは０．１０ｍｍ短く、４番目のノズル開口１１ａに連通する圧力発生室１２ｂの長さは０．０５ｍｍ短くなっている。
【００６１】
そして、図５に示すように、各インク供給口２１ａは、連通するそれぞれの圧力発生室１２ｂの長さに対応する位置、この場合ノズル開口１１ａから遠い側の圧力発生室１２ｂの端から所定距離の位置、に配置されている。すなわち、端部近傍の４つのノズル開口１１ａに連通するインク供給口２１ａの位置は、ノズル開口１１ａの列の端部側に向かって、０．０５ｍｍずつ段状にずれている。
【００６２】
なお、本実施の形態の共通インク室２２は、ノズル開口１１ａの列の端部側において、ノズル開口１１ａ側に張り出している。更に、共通インク室２２の薄肉部１７も、ノズル開口１１ａの列の端部側において、ノズル開口１１ａ側に張り出している。このような形状は、供給されるインクの流速を高めて、インク充填時あるいはインク吸引時等に共通インク室２２等に気泡が残留することを防止するのに、より一層有効である。
【００６３】
本実施の形態では、前記のように張り出した共通インク室２２及び薄肉部１７に倣うように、端部近傍の４つのノズル開口１１ａに連通する各圧力発生室１２ｂのインク供給口２１ａ側の端壁が、傾斜直線に沿うように傾斜している。もっとも、当該条件は、本実施の形態において、必須のものでは無い。
【００６４】
以上のような本実施の形態においては、共通インク室２２の形状によって端部側のノズル開口１１ａに連通するインク流路系のイナータンスが大きくなる傾向を有する。しかしながら、端部近傍のノズル開口１１ａに連通する圧力発生室１２ｂが短く、インク供給口２１も圧力発生室１２ｂの長さに応じた位置に設けられているため、前記傾向が相殺されて、列状に形成された複数のノズル開口１１ａの周波数特性が、端部近傍のノズル開口１１ａと中央部分のノズル開口１１ａとで一致することができる。
【００６５】
次に、図７を用いて、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００６６】
図７に示す本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、共通インク室２２は、ノズル開口１１ａの列の端部側に向かって、先細りの形状を有している。
【００６７】
本実施の形態の共通インク室２２は、ノズル開口１１ａの列の端部側において、ノズル開口１１ａ側に張り出していない。また、共通インク室２２の薄肉部１７も、ノズル開口１１ａの列の端部側において、ノズル開口１１ａ側に張り出していない。しかし、それでもやはり、先細りとなっている共通インク室２２の領域では、実質的なインク流路の断面積は小さい。従って、端部側のノズル開口１１ａに連通するインク流路系のイナータンスは大きい。これにより、ノズル開口１１ａの特性が、端部近傍のノズル開口と中央部分のノズル開口とで一致しない場合が生じ得る。
【００６８】
しかしながら、本実施の形態においては、各圧力発生室１２ｂの長さは共通である。本実施の形態において、インク流路系のイナータンスを調整するのは、インク供給口の径である。
【００６９】
すなわち、本実施の形態においては、端部近傍のノズル開口１１ａに連通するインク供給口の径が、中央部分のノズル開口１１ａに連通するインク供給口の径よりも大きく形成されている。
【００７０】
特には、図７に示すように、端部近傍の４つのインク供給口２１ｂ〜２１ｅの径が、ノズル開口１１ａの列の端部側に向かって、徐々に大きくなっている。
【００７１】
具体的には、中央部分のノズル開口１１ａに連通する圧力発生室の長さが約１．４ｍｍ、深さが約０．１ｍｍ、幅が約０．１１ｍｍであって、中央部分のノズル開口１１ａに連通するインク供給口２１ａの径が２６．０μｍである場合、最端部のノズル開口１１ａに連通するインク供給口２１ｅの径が２９．０μｍ、２番目のノズル開口１１ａに連通するインク供給口２１ｄの径が２８．０μｍ、３番目のノズル開口１１ａに連通するインク供給口２１ｃの径が２７．４μｍ、４番目のノズル開口１１ａに連通するインク供給口２１ｂの径が２６．７μｍ、となっている。なお、各インク供給口２１ａ〜２１ｅの中心位置については、ノズル開口１１ａの列方向に揃えられている。
【００７２】
その他の構成は、図５及び図６を用いて説明した第１の実施の形態と略同様である。本実施の形態において、第１の実施の形態と同様の部材には同様の符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００７３】
以上のような本実施の形態においても、共通インク室２２の先細りの形状によって、端部側のノズル開口１１ａに連通するインク流路系のイナータンスが大きくなる傾向を有する。しかしながら、端部近傍のノズル開口１１ａに連通するインク供給口２１ｂ〜２１ｅの径が大きいため、前記傾向が相殺されて、列状に形成された複数のノズル開口１１ａの周波数特性が、端部近傍のノズル開口１１ａと中央部分のノズル開口１１ａとで一致することができる。
【００７４】
次に、図８を用いて、本発明の第３の実施の形態について説明する。
【００７５】
図８に示す本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、共通インク室２２は、ノズル開口１１ａの列の端部側に向かって、先細りの形状を有している。
【００７６】
本実施の形態の共通インク室２２は、ノズル開口１１ａの列の端部側において、ノズル開口１１ａ側に張り出していない。また、共通インク室２２の薄肉部１７も、ノズル開口１１ａの列の端部側において、ノズル開口１１ａ側に張り出していない。しかし、それでもやはり、先細りとなっている共通インク室２２の領域では、実質的なインク流路の断面積は小さい。従って、端部側のノズル開口１１ａに連通するインク流路系のイナータンスは大きい。これにより、ノズル開口１１ａの特性が、端部近傍のノズル開口と中央部分のノズル開口とで一致しない場合が生じ得る。
【００７７】
しかしながら、本実施の形態においては、各圧力発生室１２ｂの長さは共通である。本実施の形態において、インク流路系のイナータンスの相違（傾向）を相殺するのは、薄肉部１５の面積、特には薄肉部１５の長さである。
【００７８】
すなわち、本実施の形態においては、端部近傍のノズル開口１１ａに連通する圧力発生室１２ｂに対応する薄肉部１５の面積、この場合圧力発生室１２ｂの長手方向における薄肉部１５の長さが、中央部分のノズル開口１１ａに連通する圧力発生室１２ｂに対応する薄肉部１５の長さ（面積）よりも短く（小さく）形成されている。
【００７９】
特には、図８に示すように、端部近傍の４つのノズル開口１１ａに連通する各圧力発生室１２ｂに対応する薄肉部１５の長さが、ノズル開口１１ａの列の端部側に向かって、徐々に短くなっている。
【００８０】
この時、図８に示すように、端部近傍の４つのノズル開口１１ａに連通する各圧力発生室１２ｂに対応する薄肉部１５の長さは、ノズル開口１１ａ側の端部とインク供給口２１ａ側の端部との両方において、それぞれ傾斜する直線に沿うように短くなっている。この場合、前記２つの傾斜直線の傾斜は同一となっている。
【００８１】
具体的には、中央部分のノズル開口１１ａに連通する圧力発生室の長さが約１．４ｍｍ、深さが約０．１ｍｍ、幅が約０．１１ｍｍである場合において、中央部分のノズル開口１１ａに連通する圧力発生室に対応する薄肉部１５の長さが８５μｍである場合、最端部のノズル開口１１ａに連通する圧力発生室１２ｂに対応する薄肉部１５の長さは、両端で５μｍずつ短く（薄肉部１５の幅方向の中心において計測、以下同様）、２番目のノズル開口１１ａに連通する圧力発生室１２ｂに対応する薄肉部１５の長さは、両端で４μｍずつ短く、３番目のノズル開口１１ａに連通する圧力発生室１２ｂに対応する薄肉部１５の長さは、両端で３μｍずつ短く、４番目のノズル開口１１ａに連通する圧力発生室１２ｂに対応する薄肉部１５の長さは、両端で２μｍずつ短くなっている。
【００８２】
その他の構成は、図５及び図６を用いて説明した第１の実施の形態と略同様である。本実施の形態において、第１の実施の形態と同様の部材には同様の符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００８３】
以上のような本実施の形態においても、共通インク室２２の先細りの形状によって、端部側のノズル開口１１ａに連通するインク流路系のイナータンスが大きくなる傾向を有する。しかしながら、端部近傍のノズル開口１１ａに連通する圧力発生室に対応する薄肉部１５の長さが短い（面積が小さい）ため、圧力発生室の音響抵抗ｃ１  が直接的に調整されて前記傾向が相殺され、列状に形成された複数のノズル開口１１ａの周波数特性、特に固有周期Ｔｃが、端部近傍のノズル開口１１ａと中央部分のノズル開口１１ａとで一致することができる（（２）式参照）。
【００８４】
なお、本実施の形態では、薄肉部１５の長さの短縮は傾斜直線に沿うような態様でなされているが、他の態様も可能である。例えば、各薄肉部１５の端縁が圧力発生室１２ｂの長手方向に垂直な方向に形成される場合、これら端縁は段状に異なる位置に形成され得る。
【００８５】
ここで、前記の各流路形成基板１２の加工方法について説明する。
【００８６】
各実施の形態の流路形成基板１２は、先端が先細りしたＶ字状突条部を基板の板厚方向の途中まで押し込んで溝状窪部として圧力発生室１２ｂを形成する第１工程と、前記第１工程にて形成された溝状窪部の底面を貫通穿孔してノズル開口連通室１２ａを形成する第２工程と、窪部として空隙１２ｃを形成する第３工程と、によって形成される。これらの各工程は、いずれもプレス加工によって実施され得る。
【００８７】
詳細には、第１乃至第３工程の後に、流路形成基板１２の両表面が研磨されて平坦化される。更なる詳細は、本件出願人による特願２００１−３９６０６７号に開示されている。
【００８８】
流路形成基板１２がプレス加工によって金属板材から形成される場合、ヘッドの加工コストが抑えられると共に、ヘッドの耐久性においても優れる。
【００８９】
なお、図９に示すように、以上に説明されたインクジェット記録ヘッド１０は、圧力発生手段である積層ＰＺＴ１６を制御するための制御部３０と組み合わさって、インクジェット記録装置４０を構成し得る。図９の場合、ブラックインク用のインクジェット記録ヘッド１０ａとカラーインク用のインクジェット記録ヘッド１０ｂとが並列に配置されており、制御部３０は、各ノズルに対応する各積層ＰＺＴ１６を独立に制御するようになっている。
【００９０】
また、以上の説明はインクジェット記録ヘッドについてなされているが、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものである。液体の例としては、インクの他に、グルー、マニキュア、回路形成のための液体金属等が用いられ得る。更に、本発明は、液晶等の表示体におけるカラーフィルタの製造用ヘッドにも適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】インクジェット記録装置の等価電気回路を示す図である。
【図２】図１の等価電気回路から得られる、振動子系の回路を示す図である。
【図３】図１の等価電気回路から得られる、インク圧力室系とノズル流路系とインク供給流路系とからなる回路を示す図である。
【図４】図１の等価電気回路から得られる、ノズル流路系とインク供給流路系とからなる回路を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態の液体噴射ヘッドしてのインクジェット記録ヘッドを示す概略平面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態の液体噴射ヘッドしてのインクジェット記録ヘッドを示す概略平面図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態の液体噴射ヘッドしてのインクジェット記録ヘッドを示す概略平面図である。
【図９】インクジェット記録装置の概略図である。
【図１０】従来のインクジェット記録ヘッドの一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００９２】
１０  インクジェット記録ヘッド
１１  ノズルプレート
１１ａ  ノズル開口
１２  流路形成基板
１２ａ  ノズル開口連通室
１２ｂ  圧力発生室
１２ｃ  空隙部
１３  振動板
１３ａ  本体層
１３ｃ  金属層
１４  島部
１５  薄肉部
１６  積層ＰＺＴ
１７  薄肉部
２１ａ〜２１ｅ  インク供給口
２２  共通インク室
２３  共通インク室形成部材
３０  制御部
４０  インクジェット記録装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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