(57)【要約】【課題】複数の圧力室の間のクロストークを抑えられ、液体吐出状態の変動の小さい液体吐出ヘッドと、その液体吐出ヘッドを含む液体吐出装置を提供する。【解決手段】液体吐出ヘッド７が、液体を吐出する複数の吐出口１６と、圧力発生手段２１を含み吐出口１６に接続された複数の圧力室１１と、共通液室１２ａ，１２ｂと、各圧力室１１を共通液室１２ａ，１２ｂにそれぞれ接続している複数の液体流路１５ａ，１５ｂを含む。さらに、液体流路１５ａ，１５ｂの内部に複数のダンパ１７がそれぞれ設けられている。【選択図】図３
2016049677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する複数の吐出口と、圧力発生手段を含み前記吐出口に接続された複数の圧力室と、共通液室と、各々の前記圧力室を前記共通液室にそれぞれ接続している複数の液体流路と、前記液体流路の内部にそれぞれ設けられた複数のダンパと、を含む液体吐出ヘッド。
【請求項２】
１つの前記圧力室に、流入用の前記液体流路と流出用の前記液体流路とが接続されており、前記ダンパは、流入用の前記液体流路と流出用の前記液体流路とのうちの少なくとも一方に設けられている、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記吐出口および前記圧力室は素子基板の一方の面に形成されており、前記共通液室は前記素子基板の他方の面に形成されており、前記液体流路は、前記素子基板を貫通して前記一方の面と前記他方の面の間を延びる貫通孔部と、前記貫通孔部と前記圧力室とを接続する個別流路部とを含む、請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
１つの前記貫通孔部に１つの前記圧力室が接続されている、請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
１つの前記貫通孔部に複数の前記圧力室が接続されている、請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
流入用の前記貫通孔部と流出用の前記貫通孔部とを有し、各々の前記圧力室に、流入用の前記貫通孔部と流出用の前記貫通孔部がそれぞれ接続されており、流入用の前記貫通孔部に接続されている複数の前記圧力室の組み合わせと、流出用の前記貫通孔部に接続されている複数の前記圧力室の組み合わせとが異なっている、請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記ダンパは前記貫通孔部の内部に設けられている、請求項３から６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
前記ダンパは、前記液体流路の内部に設けられた枠部材によって部分的に囲まれている空洞部と、前記枠部材とともに前記空洞部の一部を覆うメンブレンとを含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項９】
前記空洞部の一部を囲む前記枠部材は、前記圧力室の内壁の一部と同じ部材によって形成されている、請求項８に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１０】
前記メンブレンは、前記圧力発生手段を構成する振動板と同じ部材によって形成されている、請求項８または９に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１１】
前記振動板を振動可能に保持する空隙部材を含み、前記メンブレンは前記空隙部材と同じ部材を含む、請求項１０に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１２】
前記圧力発生手段はピエゾ素子を含む、請求項１から１１のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドと、前記圧力発生手段を電気的に駆動する駆動手段と、を含む液体吐出装置。
【請求項１４】
前記駆動手段は、１つの前記貫通孔部に接続された複数の前記圧力室の各々の前記圧力発生手段に対して、それぞれ異なるタイミングで駆動信号を供給する、請求項１３に記載の液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被記録体に液体インクを吐出して記録を行うインクジェット記録では、より高精細かつより高速度の記録が望まれるため、液体を吐出する複数の吐出口が２次元的に配列された液体吐出ヘッドが広く用いられている。液体吐出ヘッドには、複数の吐出口にそれぞれ連通する複数の圧力室が設けられ、各圧力室にはピエゾ素子等を含む圧力発生手段が配置されている。
【０００３】
特許文献１には、２次元的に配列された複数の吐出口と、各吐出口にそれぞれ連通する複数の圧力室と、複数の圧力室に連通する共通液室とを含む液体吐出ヘッドが記載されている。この液体吐出ヘッドでは、共通液室と圧力室との境界に振動板が配置されており、振動板の一部が、圧力変動を吸収する薄いダンパ部として機能する。
【０００４】
特許文献２にも、２次元的に配列された複数の吐出口と、各吐出口にそれぞれ連通する複数の圧力室と、共通液室とを含む液体吐出ヘッドが記載されている。この液体吐出ヘッドでは、共通液室が吐出口と圧力室との間に位置し、ダンパが、共通液室が設けられた部分と吐出口が形成された部分との間に設けられている。圧力室は複数の列をなすように配置されており、互いに隣接する列の圧力室の圧力発生手段を異なるタイミングで駆動するように、各圧力室の駆動手段が制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３０７７７４号公報
【特許文献２】特開２０１３−９１２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
複数の圧力室が高密度に配置された液体吐出ヘッドでは、圧力室の圧力発生手段を駆動した時に発生する圧力変動が近接する圧力室に干渉する相互干渉（クロストーク）が生じる。その結果、液体吐出状態が変化し、記録品質が劣化する。また、多数の圧力発生手段を同時に駆動すると、駆動電力のピーク値が大きくなり、それに伴う電圧降下等により液体吐出状態が変化して記録品質が劣化する。
【０００７】
特許文献１に記載された液体吐出ヘッドでは、圧力室と共通液室との境界となる壁を構成する振動板の一部をダンパ部にしている。このダンパ部により、圧力変動をある程度抑制することができる。しかし、このダンパ部は、複数の圧力室に連通する共通液室の壁面を構成しているので、隣り合う圧力室間のクロストークを低減する効果は小さい。特に、圧力室間の圧力波の伝搬によるクロストークに加えて発生する液体の逆流によるクロストークは、特許文献１のダンパ部ではあまり抑制できない。
具体的には、圧力発生手段により圧力室内の液体を加圧して吐出口から吐出させる際に、液体が逆流して圧力室から液体流路を介して共通液室に流れる。この逆流による液体流路付近の圧力上昇の程度は、同時に駆動される圧力発生手段の数に応じて異なる。すなわち、同時に駆動される圧力発生手段の数によって、吐出口からの液体の吐出状態が変動するとともに、駆動されなかった圧力発生手段に対応する吐出口における液体のメニスカスが変動して次回の液体吐出状態に影響が及ぶ。また、液体吐出の直後には、液体を吐出した吐出口に向けて液体が供給されるため、液体流路内に液体の流れが生じて、圧力が低下する。このような液体の流れに起因する圧力変動と、その結果発生する吐出状態の変動は、圧力波の直接的伝搬を抑えるだけでは防止できない。
【０００８】
特許文献２の液体吐出ヘッドでは、多数の吐出口を複数（例えば４つ）の列をなすように配列し、各列ごとにタイミングをずらして駆動するので、駆動電力のピーク値が低く抑えられ、さらに、圧力発生手段の駆動に伴って発生する圧力変動が緩和される。しかしながら、同一の列内では、複数の圧力室が同一の共通液室に接続された状態でそれらの圧力室の圧力発生手段が同時に駆動されるので、クロストークは避けられない。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、複数の圧力室の間のクロストークを抑えられ、液体吐出状態の変動の小さい液体吐出ヘッドと、その液体吐出ヘッドを含む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】
【００１０】
本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出する複数の吐出口と、圧力発生手段を含み吐出口に接続された複数の圧力室と、共通液室と、各々の圧力室を共通液室にそれぞれ接続している複数の液体流路と、液体流路の内部にそれぞれ設けられた複数のダンパを含む。
【００１１】
本発明によると、圧力室と共通液室の間の液体流路の内部にダンパを設けているため、効率的な液体吐出と、隣接する圧力室の間のクロストークの抑制とが両立できる。圧力室にダンパを設けた構成のように効率的な液体吐出が不可能になることや、共通液室にダンパを設けた構成のように隣接する圧力室の間のクロストークをあまり抑制できないということはない。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、複数の圧力室の間のクロストークを抑えられ、液体吐出状態の変動の小さい液体吐出ヘッドと、その液体吐出ヘッドを含む液体吐出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態の液体吐出装置を示す模式図である。
【図２】図１に示す液体吐出装置の液体吐出ヘッドユニットを吐出口側から見た模式図である。
【図３】図２に示す液体吐出ヘッドの吐出口側から見た透視図、断面図、変形例の断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の液体吐出ヘッドの吐出口側から見た透視図と断面図である。
【図５】図４に示す液体吐出ヘッドへ供給する駆動信号を示す波形図である。
【図６】第２の実施形態の液体吐出ヘッドの変形例の断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態の液体吐出ヘッドの吐出口側から見た透視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の液体吐出装置の一例を模式的に示している。この液体吐出装置によると、被記録体である記録紙１が、搬送手段である紙送りローラー２によって矢印方向に送られる。記録紙１の搬送経路中に、記録紙１を支持するプラテン３が設けられている。プラテン３に対向する位置には、記録紙１に液体を吐出して記録を行う記録部が設けられている。本実施形態の記録部には、４つの液体吐出ヘッドユニット４が設けられている。それぞれの液体吐出ヘッドユニット４は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの液体インクをプラテン３上の記録紙１に向かって吐出してインクジェット記録を行う。液体吐出ヘッドユニット４はピエゾ素子または発熱素子などを含む圧力発生手段を有し、圧力発生手段を電気的に駆動する駆動手段５が接続されている。各駆動手段５は、コントローラー６から送られる画像信号等に基づいて圧力発生手段を電気的に駆動する。
【００１５】
図２は、１つの液体吐出ヘッドユニット４を吐出口側から見た図を示している。液体吐出ヘッドユニット４は、複数の液体吐出ヘッド７が千鳥状に配置された構成である。個々の液体吐出ヘッド７は２０００個の吐出口を備えており、１２００ｄｐｉ（１インチ（約２．５４ｃｍ）あたり１２００ドット）の記録が可能である。
【００１６】
図３（ａ）は、液体吐出ヘッド７の主要部の、吐出口側から見た透視図を示し、図３（ｂ）はそのＳ−Ｓ線断面図を示している。この液体吐出ヘッド７では、素子基板８の一方の面に、吐出口１６を有する吐出口プレート９が積層されている。素子基板８の他方の面には、共通液室プレート１０が積層されている。素子基板８の一方の面において、素子基板８と吐出口プレート９とにより圧力室１１が構成されている。素子基板８の他方の面では、素子基板８と共通液室プレート１０とにより共通液室１２ａ，１２ｂが構成されている。そして、素子基板８を厚さ方向に貫通して一方の面と他方の面の間を延び、一端が共通液室１２ａ，１２ｂに連通する貫通孔部１３ａ，１３ｂが形成されている。素子基板８の一方の面には、貫通孔部１３ａ，１３ｂの他端と圧力室１１とに連通する個別流路部１４ａ，１４ｂがさらに形成されている。この貫通孔部１３ａ，１３ｂと個別流路部１４ａ，１４ｂが、共通液室１２ａ，１２ｂと圧力室１１とを繋ぐ液体流路１５ａ，１５ｂを構成している。本実施形態では、１つの圧力室１１に対して２つの液体流路（貫通孔部と個別流路部の組）が接続されており、そのうちの一方が流入用液体流路１５ａであって、他方が流出用液体流路１５ｂである。すなわち、１つの圧力室１１に対して液体流入用と液体流出用の２つの経路が形成されている。後述するが、本実施形態の素子基板８は、主に、支持基板２４と、流路壁基板２５とが積層された構成であり、内部に形成基板から形成された圧力発生手段２１が構成されている。図３（ａ）では、吐出口プレート９を省略し、吐出口１６のみを想像線で記載して、見やすくしている。
【００１７】
図３（ａ）には４列の吐出口１６および圧力室１１のみが示されているが、液体吐出ヘッド７全体では、多数（一例では４０列）の吐出口１６および圧力室１１が設けられている。本実施形態の圧力室１１の内壁のうちの１つは、圧力発生手段２１によって構成されている。圧力発生手段２１は、振動板にピエゾ素子と電極が貼り付けられたものである。各圧力発生手段２１の電極には電気配線２２が接続されている。
【００１８】
本実施形態の液体流路１５ａ，１５ｂの内部にはそれぞれダンパ１７が設けられている。具体的には、素子基板８の、液体流路１５ａ，１５ｂの貫通孔１３ａ，１３ｂの内壁を構成する部分に、略コ字状の枠部材１８が設けられている。この枠部材１８の一端部が、柔軟なメンブレン１９によって塞がれている。さらに、素子基板８に吐出口プレート９が積層されることにより、枠部材１８の他端部が吐出口プレート９によって塞がれる。こうして、液体流路１５ａ，１５ｂの内壁と、枠部材１８と、メンブレン１９と、吐出口プレート９によって、液体が浸入しないように隔離された空洞部２０が形成されている。主にこの空洞部２０と柔軟なメンブレン１９とによってダンパ１７が構成されている。すなわち、空洞部２０の内部に封入された空気が膨張および収縮することにより、メンブレン１９は、空洞部２０の内部に入り込むように弾性変形することも、空洞部２０の外側へ向かって弾性変形することもできる。従って、例えば圧力室１１に生じた圧力変動は、柔軟なメンブレン１９が空洞部２０の内部の空気を収縮または膨張させるように弾性変形することによって吸収され、液体流路１５ａ，１５ｂから共通液室１２ａ，１２ｂに伝わることはない。
【００１９】
図３（ｂ）に示すように、液体流路１５ａ，１５ｂの貫通孔部１３ａ，１３ｂは素子基板８に設けられている。このうち、流入用液体流路１５ａの貫通孔部１３ａは、内径が２段階に形成されており、共通液室１２ａにつながる部分が大径で、個別流路部１４ａにつながる部分が小径である。これにより、共通液室１２ａから流入用液体流路１５ａを介して圧力室１１へ流れる気体に対する流抵抗が小さくなっている。流出用液体流路１５ｂの貫通孔部１３ｂは、一定の径で共通液室１２ｂから個別流路部１４ｂにつながっている。貫通孔部１３ａ，１３ｂと個別流路部１４ａ，１４ｂとは互いに実質的に垂直に交わっているため、流入用液体流路１５ａ，流出用液体流路１５ｂは一部が直角に屈曲した形状である。
【００２０】
この液体吐出ヘッド７では、流入用の共通液室１２ａに収容されている液体（例えば液体インク）が、流入用液体流路１５ａ（貫通孔部１３ａおよび個別流路１３ｂ）を介して、圧力室１１に流入する。コントローラー６および駆動手段５から電気配線２２を介して圧力発生手段２１のピエゾ素子に電気信号が供給されると、圧力発生手段２１が圧力室１１内の液体に圧力を加える。すなわち、圧力発生手段２１を構成するピエゾ素子の圧電変形により圧力発生手段２１が圧力室１１の容積を縮小させるように変形して、圧力室１１内の液体に加圧する。加圧された液体は、圧力室１１内から吐出口１６を介して外部に吐出し、例えば記録紙１に付着して画像を形成する。このように、圧力室１１に面して設けられている圧力発生手段２１のピエゾ素子は、駆動手段５が発生する駆動波形信号が印加されて駆動される。記録すべき画像に応じて、ピエゾ素子が実際に駆動される場合と、信号が供給されず駆動されない場合とが存在することは言うまでもない。
【００２１】
液体吐出の後には、圧力発生手段２１のピエゾ素子に電気信号が供給されなくなり、振動板は変形状態から初期状態に復帰し、それに伴って圧力室１１が拡大して変形前の容積に復帰する。このように振動板が初期状態に復帰する過程で、圧力室１１内の液体に振動や圧力変動が生じる。仮に、この振動や圧力変動が、共通液室１２ａ，１２ｂを介して、隣接する圧力室１１内の液体に伝わると、その液体の良好な吐出が阻害されるおそれがある。
そこで、本実施形態では、液体流路１５ａ，１５ｂの内部にダンパ１７を設けている。液体吐出後に圧力室１１の内部で発生した振動や圧力変動が、液体流路１５ａ，１５ｂ内のダンパ１７によって、具体的にはメンブレン１９の弾性変形と空洞部２０の容積の縮小または拡大によって吸収される。そのため、共通液室１２ａ，１２ｂには振動や圧力変動が伝わりにくく、共通液室１２ａ，１２ｂを介して隣接する圧力室１１の液体吐出に影響が及ぶことはない。このように、ある圧力室１１の液体吐出による影響が隣接する圧力室１１に及ぶ相互作用（クロストーク）が抑えられる。それにより、本実施形態の液体吐出ヘッド７をインクジェット記録に用いる場合に、記録画像に対するクロストークの影響を小さくできる。
【００２２】
仮に、圧力室１１自体の内部にダンパを設けると、液体を吐出しようとして加圧しても圧力はダンパに吸収されるため、効率的な液体吐出ができず、液体吐出ヘッド７としての良好な性能が得られない。一方、共通液室１２ａ，１２ｂにダンパを設けると、隣接する圧力室１１につながる液体流路１５ａ，１５ｂと合流する部分にまで振動や圧力変動が伝わることが防止できず、クロストークの低減にあまり寄与しない。
それに対し、本実施形態では、圧力室１１と共通液室１２ａ，１２ｂの間の液体流路１５の内部にダンパ１７を設けているため、効率の良い液体吐出を阻害することなく、かつクロストークの低減が可能である。
【００２３】
本実施形態では、流入用共通液室１２ａから流入用液体流路１５ａを介して圧力室１１に液体が連続的に流入し、圧力室１１内の液体は流出用液体流路１５ｂを介して流出用共通液室１２ｂに連続的に流出する循環構造が構成されている。具体的には、図示しないインク供給装置により、流入用共通液室１２ａ内の液体が−３００Ｐａ程度の弱い負圧に保たれ、流出用共通液室１２ｂ内の液体は、さらにそれよりも数百Ｐａ程度低い圧力に保たれている。それにより、ピエゾ素子が駆動されていないときにも、液体は、流入用共通液室１２ａから、流入用液体流路１５ａ、圧力室１１、および流出用液体流路１５ｂを介して、流出用共通液室１２ｂに向かってゆっくりと流れている。従って、液体吐出を行っていない時に吐出口１６からの蒸発などにより液体が増粘することによる吐出不良や、液体の連続吐出等によって圧力室１１内に気泡が溜ることによる吐出不良などの問題が発生するのを抑えることができる。
ただし、流入用共通液室１２ａと流出用共通液室１２ｂを同程度の圧力に保って、両共通液室を流入用と流出用とに区別せずに使用することも可能である。
【００２４】
本実施形態の液体吐出ヘッド７の製造方法について説明する。
本実施形態の素子基板８は複数の基板の積層体であり、まず、素子基板８を構成する一部材である支持基板２４（例えばＳｉ基板）の一方の面に、ピエゾ素子に電力を供給するための電気配線２２を形成する。また、支持基板２４を厚さ方向に貫通する穴をあけることにより、貫通孔部１３ａ，１３ｂを形成する。
【００２５】
次に、振動板を形成するための形成基板に、スパッタリングによってＳｉＮ膜を形成する。このＳｉＮ膜の上に、ピエゾ素子と電極（例えばＴｉ、Ｐｔ、Ａｕ等からなる電極）を成膜し、パターニングすることで、圧力発生手段２１を形成する。さらに、ピエゾ素子およびＳｉＮ膜を振動可能な間隔をおいて保持するための空隙部材２３となるドライフィルムを積層形成してパターニングする。
【００２６】
それから、形成基板上にパターニングしたドライフィルム２３に支持基板２４を貼り付ける。この時、バンプ接続によって、圧力発生手段２１の電極と電気配線２２とを接続する。支持基板２４に形成基板を貼り付けてから、形成基板を、ピエゾ素子が形成された面と反対側から化学的に切削する。例えば、ドライエッチングにより、形成基板を溶かして振動板であるＳｉＮ膜だけ残す。こうして、振動板（ＳｉＮ膜）と、ピエゾ素子と、電極とからなる圧力発生手段２１を形成する。
振動板の形成と同時に、支持基板２４の一方の面において隣り合う個別流路部１４ａ，１４ｂとなる凹部同士の間の隔壁部分に、振動板と同様に形成基板をドライエッチングすることによってメンブレン１９を形成する。
【００２７】
続いて、形成基板からなる圧力発生手段２１およびメンブレン１９と支持基板２４との積層体に、圧力室１１および個別流路部１４ａ，１４ｂの側壁となる流路壁基板２５をさらに積層してパターニングする。流路壁基板２５をパターニングすることによって形成された側壁と振動板とによって、圧力室１１となる凹部を形成し、同様に形成された側壁と支持基板２４の表面とによって、個別流路部１４ａ，１４ｂとなる凹部を形成する。個別流路部１４ａ，１４ｂとなる凹部は、貫通孔部１３ａ，１３ｂの一端部に連通する位置に形成する。また、この流路壁基板２５を切削することによって、形成基板からなるメンブレン１９に対向する位置に略コ字状の枠部材１８を形成し、略コ字状の枠部材１８の一端にメンブレン１９が密着するようにする。こうして、主に支持基板２４と流路壁基板２５の積層体であって内部に圧力発生手段２１を備えた素子基板８が作製される。
【００２８】
その後、各圧力室１１と対向する位置にそれぞれ吐出口１６を有する吐出口プレート９を、素子基板８の、振動板が形成された面側に貼り付ける。このとき、吐出口プレート９が、素子基板８の一方の面に形成された凹部を塞いで圧力室１１および個別流路部１４ａ，１４ｂを形成するとともに、素子基板８に取り付けられた枠部材１８の他端部を塞ぐ。これにより、枠部材１８と、メンブレン１９と、吐出口プレート９とで囲まれた空洞部２０が形成される。この空洞部２０およびメンブレン１９がダンパ１７を構成する。
【００２９】
このようにして形成された液体吐出ヘッド７は、前述したように圧力室１１内に発生した振動や圧力変動をダンパ１７によって吸収することができ、隣接する圧力室１１同士のクロストークを抑えることができる。そして、この液体吐出ヘッド７を複数個組み込んで、図１に示すような液体吐出装置を構成すると、記録紙１に高精細かつ高速で良好な画像を形成することができる。
この液体吐出ヘッド７では、ダンパ１７のメンブレン１９を、振動板と同様に形成基板によって形成する。また、ダンパ１７の空洞部２０の側壁となって空洞部２０を部分的に囲む枠部材１８を、圧力室１１および個別流路部１４ａ，１４ｂの内壁と同様に流路壁基板２５によって形成する。それにより、ダンパ１７を容易に製作できる。ダンパ１７には気孔が設けられていてもよい。
【００３０】
素子基板８が、主に支持基板２４と形成基板と流路壁基板２５の積層体である構成について説明したが、このような構成に限定されるわけではない。例えば、流路壁基板２５の代わりに、吐出口プレート９に圧力室１１および個別流路部１４ａ，１４ｂの内壁を形成してもよい。その場合、流路壁基板２５は不要になる。
前述した実施形態では、ドライエッチングによって振動板を形成している。しかし、予め所望の厚さおよび形状に形成された振動板を支持基板２４に貼り付ける構成であってもよい。その場合には形成基板は必要でない。さらに、圧力室１１および個別流路部１４ａ，１４ｂの内壁を支持基板２４に形成することも可能になるので、流路壁基板２５も不要になる。
【００３１】
また、本発明は、液体流路１５ａ，１５ｂの少なくとも一方にダンパ１７が設けられていればよい。液体流路１５ａ，１５ｂのいずれか一方のみにダンパ１７が設けられた構成であっても、隣接する圧力室１１の間のクロストークの抑制にある程度の効果が得られる。さらに、前述した液体の循環構造を採用せずに、流出用共通液室１２ｂおよび流出用液体流路１５ｂを持たない構成にすることもできる。その場合、１つの共通液室１２ａと１つの圧力室１１との間の液体の流入および流出は液体流室１５ａを介してのみ行われる。その構成においても、液体流路１５ａ内にダンパ１７を形成することにより、隣接する圧力室１１の間のクロストークを抑えることができる。
【００３２】
本実施形態の圧力発生手段は、圧力室１１の容積を縮小させることができ、振動板とピエゾ素子を有している。ただし、この構成に限られず、例えば、液体を加熱して発泡させることにより発泡圧によって圧力室１１内の圧力を高めることができる発熱素子が、圧力発生手段として設けられていてもよい。その場合、発熱素子を支持する部材があれば、圧力室１１の容積を縮小させる振動板は必要ではない。
【００３３】
図３（ｃ）は、本実施形態の変形例を示している。この変形例では、ダンパ１７のメンブレン１９が、空隙部材２３を構成するドライフィルムによって形成されている。すなわち、ドライフィルムのパターニングを行う際に、空隙部材２３の位置と同時にメンブレン１９の位置にもドライフィルムを残すようにパターニングする。そして、ドライフィルムを薄膜状に加工することにより、メンブレン１９を形成する。このようにすることで、製造工程を複雑にすることなくダンパ１７を容易に製作できる。
【００３４】
図４（ａ）は、本発明の第２の実施形態の液体吐出ヘッド７の要部の、吐出口側から見た透視図を示し、図４（ｂ）はそのＳ−Ｓ線断面図を示している。第１の実施形態の液体吐出ヘッド７と実質的に同じ部分については説明を省略する。
図４（ａ）に示すように、本実施形態の液体吐出ヘッド７では、４つの圧力室１１が、流入用個別流路部１４ａを介して１つの流入用貫通孔部１３ａに接続されている。同様に、４つの圧力室１１が、流出用個別流路部１４ｂを介して１つの流出用貫通孔部１３ｂに接続されている。すなわち、本実施形態では、４つの圧力室１１がまとめられて、１つの流入用液体流路１５ａまたは流出用液体流路１５ｂに接続されている。ただし、流入用貫通孔部１３ａに接続されている４つの圧力室１１の組み合わせと、流出用貫通孔部１３ｂに接続されている４つの圧力室１１の組み合わせとは異なっている。すなわち、いずれの圧力室１１も、流入用液体流路１５ａを介してつながっている他の３つの圧力室１１と、流出用液体流路１５ｂを介してつながっている他の３つの圧力室１１とが、すべて異なっている。このようにすることで、各圧力室１１の間の相互作用（クロストーク）の影響を分散させ、液体吐出により形成される画像等に対する影響を小さくしている。その上で、流入用貫通孔部１３ａと流出用貫通孔部１３ｂにそれぞれダンパ１７が設けられている。
【００３５】
本実施形態では、４つの圧力室１１が１つの流入用貫通孔部１３ａに接続されているため、小さな流入用貫通孔部が多数設けられるのではなく、大きな流入用貫通孔部１３ａが少数設けられており、流抵抗が小さく、高い周波数での駆動が容易に実現する。本実施形態の構成は、多数の圧力室１１を２次元的に（Ｘ方向およびＹ方向に）規則的に配列して高密度に配置するために、特に効果的である。流出用貫通孔部１３ｂについても同様である。
【００３６】
図４（ｂ）に示すように、流入用貫通孔部１３ａおよび流出用貫通孔部１３ｂは、素子基板８に設けられている。流入用貫通孔部１３ａは、内径が２段階に形成されており、流入用共通液室１２ａにつながる部分が大径で、個別流路部１４ａにつながる部分が小径である。これにより、共通液室１２ａから流入用液体流路１５ａを介して圧力室１１へ流れる気体に対する流抵抗が小さくなっている。流出用液体流路１５ｂの貫通孔部１３ｂは、一定の径で共通液室１２ｂから個別流路部１４ｂにつながっている。貫通孔部１３ａ，１３ｂと個別流路部１４ａ，１４ｂとは互いに実質的に垂直に交わっているため、流入用液体流路１５ａ，流出用液体流路１５ｂは一部が直角に屈曲した形状である。
本実施形態の液体流路１５ａ，１５ｂの内部に設けられたダンパ１７は、液体流路１５ａ，１５ｂの内壁と枠部材１８とメンブレン１９と吐出口プレート９とによって形成された空洞部２０と、柔軟なメンブレン１９とによって構成されている。メンブレン１９は、圧力発生手段２１を構成する振動板と同様に形成基板から形成されている。
【００３７】
各圧力室１１に設けられた圧力発生手段２１のピエゾ素子は、駆動手段５が発生する駆動波形信号が印加されて駆動される。１つの貫通孔１３ａに接続されている４つの圧力室１１に面しているそれぞれの圧力発生手段２１のピエゾ素子は、タイミングをずらして駆動される。一例としては、図４（ａ）に示す吐出口１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄにそれぞれ対応する圧力発生手段２１のピエゾ素子が、前述した順番に駆動される。ここでは、便宜上、ピエゾ素子を駆動する順番を、各ピエゾ素子に対応する吐出口の符号を参照して説明する。図５に駆動手段５による駆動信号の発生状態の一例を示している。図５に示す例では、駆動信号は負電圧により構成されており、信号ａ，ｂ，ｃ，ｄが、吐出口１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄに対応するピエゾ素子にそれぞれ印加される。なお、記録すべき画像に応じて、実際に駆動する場合と信号を停止して駆動しない場合が有ることは言うまでもない。
【００３８】
本実施形態の具体的な一例を挙げると、正方形の１画素の１辺の長さをＡとすると、図面左右方向（Ｘ方向）に互いに隣接する吐出口１６ａと吐出口１６ｂのＸ方向の間隔は４０Ａ、図面上下方向（Ｙ方向）の間隔は０．２５Ａである。解像度が１２００ｄｐｉの場合には、Ａ＝２１．１６７μｍである。そして、Ｙ方向に互いに隣接する吐出口１６ａと吐出口１６ｃのＸ方向の間隔はＡ、Ｙ方向の間隔は（５＋０．５）Ａである。図面斜め方向に対向する吐出口１６ａと吐出口１６ｄのＸ方向の間隔は４１Ａ、図面上下方向（Ｙ方向）の間隔は（５＋０．７５）Ａである。この構成において、記録紙１を液体吐出ヘッド７に対してＹ方向に相対移動させながら液体を吐出して記録を行うときに、記録紙１が距離Ａだけ進む時間をＴとする。その場合、およそ（１／４）Ｔだけタイミングをずらして、吐出口１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄにそれぞれ対応するピエゾ素子を、この順番に駆動する。そうすると、時分割駆動することに因る着弾誤差等を生じることなく、精度良く液体吐出することができる。また、Ｙ方向に隣接する吐出口１６ａと１６ｃの間、吐出口１６ｂと１６ｄの間の間隔は、すべての場所で５．５Ａであり、無駄なスペースを生じることなく吐出口は規則的に配置される。このような規則的配列は、前述したように、ピエゾ素子を駆動する順序を、流入用貫通孔部１３ａを挟んでＸ方向に交互になるように定めることにより実現する。
【００３９】
図６は本実施形態の変形例を示している。この変形例は、図３（ｃ）に示す構成と同様に、ダンパ１７のメンブレン１９を、空隙部材２３を構成するドライフィルムによって形成している。すなわち、空隙部材２３と同時にメンブレン１９をパターニングしている。従って、製造工程をあまり複雑にすることなくダンパ１７を容易に製作できる。
【００４０】
図７は、本発明の第３の実施形態の液体吐出ヘッド７の主要部を示す。第１の実施形態の液体吐出ヘッド７と実質的に同じ部分については説明を省略する。
本実施形態の液体吐出ヘッド７では、２つの圧力室１１が、流入用個別流路部１４ａを介して１つの流入用貫通孔部１３ａに接続されている。同様に、２つの圧力室１１が、流出用個別流路部１４ｂを介して１つの流出用貫通孔部１３ｂに接続されている。そして、流入用貫通孔部１３ａと流出用貫通孔部１３ｂにそれぞれダンパ１７が設けられている。
本実施形態では、駆動手段５が、吐出口１６ａに対応するピエゾ素子と吐出口１６ｂに対応するピエゾ素子とを、ほぼ等間隔で交互に駆動する。正方形の１画素の１辺の長さをＡとすると、同じピエゾ素子は、少なくとも記録紙１が距離Ａだけ進む時間を置いて駆動される。Ｙ方向に隣接する吐出口１６ａ同士のＹ方向の間隔は６Ａ、Ｘ方向の間隔はＡである。吐出口１６ｂ同士の間隔も、吐出口１６ａ同士の間隔と同じである。そして、同じ流入用貫通孔部１３ａに接続された圧力室１１に対応する吐出口１６ａと吐出口１６ｂの間のＸ方向の間隔は４０Ａ、Ｙ方向の間隔は０．５Ａである。この構成によると、時分割駆動することに因る着弾誤差等を生じることなく、精度良く液体吐出が行える。そして、本実施例においても、同じ流入用貫通孔部１３ａおよび流出用貫通孔部１３ｂに接続された圧力室１１のうちの複数が同時に駆動されことはないので、クロストークの悪影響を十分に小さくすることができる。
【００４１】
第２および第３の実施形態のように１つの貫通孔部に複数の圧力室が接続されている場合には、同じ貫通孔部に接続されている複数の圧力室に対応する圧力発生手段が同時に駆動されることはなく、タイミングをずらして駆動される。
第２および第３の実施形態においても、圧力室１１に流入用液体流路１５ａと流出用液体流路１５ｂが接続されて循環構造が形成できるようになっている。しかし、流出用共通液室１２ｂおよび流出用液体流路１５ｂを持たず、共通液室１２ａと圧力室１１との間の液体の流入および流出は液体流路１５ａを介してのみ行われる構成にすることもできる。その構成であっても、液体流路１５ａ内にダンパ１７を形成することにより、隣接する圧力室１１の間のクロストークを抑えることができる。
【００４２】
以上説明したように、本発明の液体吐出ヘッドとそれを用いた液体吐出装置によると、複数の吐出口が高密度に配列されていても、圧力室間のクロストークの影響が小さく、精度良く液体吐出が行える。それにより、記録紙１などの被記録体に液体インクを吐出して高精細で美しい画像を高速度で形成することができる。特に、カラーの画像を形成する液体吐出装置の場合には、圧力室間のクロストークを抑えることにより、色ムラ等が無く高精細な画像を形成することができる。また、この液体吐出装置は、樹脂基板などの被記録体に導電性の液体インクを精度良く吐出して配線パターンを形成する、高性能の生産装置等としても幅広く用いることができる。
【符号の説明】
【００４３】
７      液体吐出ヘッド
１１    圧力室
１２ａ，１２ｂ      共通液室
１３ａ，１３ｂ      貫通孔部
１４ａ，１４ｂ      個別流路部
１５ａ，１５ｂ      液体流路
１６    吐出口
１７    ダンパ
１８    枠部材
１９    メンブレン
２０    空洞部
２１    圧力発生手段
【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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