(57)【要約】【課題】蒸発に伴う液体の増粘による記録画像の品質低下を抑制する液体吐出ヘッドを提供する。【解決手段】液体吐出ヘッド４３は、液体を吐出するための吐出口１１と、吐出口１１に連通し、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子１３を内部に備えた流路１２と、流路１２に形成され、流路１２に液体を供給するための供給路１５に連通する第１の開口３と、流路１２に形成され、流路１２から液体を回収するための回収路１６に連通する第２の開口４と、流路１２に形成され、吐出口１１から液体を吐出した後で流路１２に供給される液体を収容する液室２０に連通する第３の開口１４と、を有し、流路１２において、第３の開口１４から吐出口１１までの液体の流抵抗が、第１の開口３から吐出口１１までの液体の流抵抗よりも小さく、第２の開口４から吐出口１１までの液体の流抵抗よりも小さい。【選択図】図３
2017149019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出するための吐出口と、前記吐出口に連通し、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子を内部に備えた流路と、前記流路に形成され、前記流路に液体を供給するための供給路に連通する第１の開口と、前記流路に形成され、前記流路から液体を回収するための回収路に連通する第２の開口と、前記流路に形成され、前記吐出口から液体を吐出した後で前記流路に供給される液体を収容する液室に連通する第３の開口と、を有する液体吐出ヘッドであって、
前記流路において、前記第３の開口から前記吐出口までの液体の流抵抗が、前記第１の開口から前記吐出口までの液体の流抵抗よりも小さく、前記第２の開口から前記吐出口までの液体の流抵抗よりも小さい、液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記吐出口から液体が吐出される吐出方向から見たときに、前記第３の開口と前記吐出口との距離が、前記第１の開口と前記吐出口との距離よりも短く、前記第３の開口と前記吐出口との距離よりも短い、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記第３の開口が、前記吐出方向から見たときに、前記第１の開口から前記第２の開口に向かう方向と交差する方向において前記吐出口に隣接して配置されている、請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記第３の開口が、前記吐出口を挟んで両側に配置されている、請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記第３の開口が、前記吐出方向から見たときに、前記第１の開口から前記第２の開口に向かう方向において前記吐出口に隣接して配置されている、請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記第３の開口が、前記吐出口の一方の側に配置されている、請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記エネルギー発生素子でエネルギーが発生していない状態において、前記流路内の、前記第３の開口の位置での液体の圧力と、前記液室内の液体の圧力とが同程度である、請求項１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】
前記供給路内の液体の圧力をＰ１、前記回収路内の液体の圧力をＰ２、前記液室内の圧力をＰ３、前記流路の、前記第１の開口から前記第３の開口までの液体の流抵抗をＲ１、前記流路の、前記第３の開口から前記第２の開口までの液体の流抵抗をＲ２としたとき、
Ｐ１＞Ｐ３＞Ｐ２
および
Ｐ１−Ｐ３：Ｐ３−Ｐ２＝Ｒ１：Ｒ２
の関係を満たす、請求項７に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項９】
複数の前記吐出口が、前記吐出口から液体が吐出される吐出方向から見たときに、前記第１の開口から前記第２の開口に向かう方向と交差する方向に沿って配置されている、請求項１から８のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１０】
前記第１の開口が、前記吐出方向から見たときに、前記交差する方向に沿って複数配置されている、請求項９に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１１】
前記第２の開口が、前記吐出方向から見たときに、前記交差する方向に沿って複数配置されている、請求項９または１０に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１２】
前記吐出口に連通し、前記エネルギー発生素子を内部に備えた前記流路の一部である圧力室を有し、前記圧力室内の液体が、外部との間で循環される、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】
前記圧力室が、前記吐出口から液体が吐出される吐出方向から見たときに、前記第１の開口から前記第２の開口に向かう方向と交差する方向の前記吐出口の両側に形成された壁によって区画されている、請求項１２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドと、前記供給路から前記流路を通って前記回収路まで流れる液体の流れを生じさせる手段と、を有する液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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】
吐出口からのインク等の液体を吐出する液体吐出ヘッドには、吐出口から液体中の揮発成分が蒸発して吐出口付近で液体が増粘することで、液滴の吐出量や吐出速度が変化して着弾精度が悪化するという課題がある。また、吐出動作後の休止時間が長くなると、液体の粘度の増加が顕著になり、液体中の固形成分が吐出口付近に固着することがある。そのため、休止後１発目の液体吐出の際に、この固形成分により液体が吐出口を通過する際の流抵抗が増加して、吐出不良が生じる可能性もある。
このような液体の増粘現象に対する対策の１つとして、液体吐出ヘッドに供給する液体を循環経路に沿って循環させる方法が知られている。特許文献１には、吐出口が形成された部材と発熱抵抗体が形成された基板との間に形成された流路内の液体を循環させることで、吐出口からの液体蒸発に伴う吐出口の目詰まりを抑制する液体吐出ヘッドが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３５５９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の液体吐出ヘッドでは、吐出口から液体が吐出された後、吐出口付近の流路に対して液体が再充填されるが、このときの液体は、循環流の上流側からだけではなく、下流側からも供給されることがある。特に、液滴の繰り返し吐出周波数（以下、「駆動周波数」という）が高いなど、吐出される液体の量が多い場合、流路内では、再充填による液体の流れが支配的となり、吐出口に対して循環流の下流側において循環流とは逆向きの流れが生じることもある。その場合、吐出口付近の液体を効率的に循環させることができなくなってしまう。特に、吐出を休止している吐出口では、吐出動作中の他の吐出口に生じる再充填の液体の流れによって逆流が生じた場合、吐出口の液体を循環させることができなくなる。その結果、蒸発に伴う液体の増粘を液体の循環によって低減することが困難になり、吐出性能が低下して記録画像の品質が低下するおそれがある。
そこで、本発明の目的は、蒸発に伴う液体の増粘による記録画像の品質低下を抑制する液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した目的を達成するために、本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出するための吐出口と、吐出口に連通し、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子を内部に備えた流路と、流路に形成され、流路に液体を供給するための供給路に連通する第１の開口と、流路に形成され、流路から液体を回収するための回収路に連通する第２の開口と、流路に形成され、吐出口から液体を吐出した後で流路に供給される液体を収容する液室に連通する第３の開口と、を有し、流路において、第３の開口から吐出口までの液体の流抵抗が、第１の開口から吐出口までの液体の流抵抗よりも小さく、第２の開口から吐出口までの液体の流抵抗よりも小さい。
また、本発明の液体吐出装置は、上記に記載の液体吐出ヘッドと、供給路から流路を通って回収路まで流れる液体の流れを生じさせる手段と、を有している。
このような液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置では、液体吐出後に流路内に液体を再充填する際に、第１および第２の開口を通じて流路を流れる液体とは別に、主に液室からの液体を第３の開口を介して再充填することができる。これにより、再充填時に流路内を流れる液体の流れが受ける影響を低減して、その流れを効率的に吐出口付近まで到達させることができ、吐出口からの液体の蒸発を抑制することができる。
【発明の効果】
【０００６】
以上、本発明によれば、蒸発に伴う液体の増粘による記録画像の品質低下を抑制する液体吐出ヘッドおよび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】
【０００７】
【図１】本発明の液体吐出ヘッドを搭載可能な液体吐出装置の斜視図である。
【図２】図１の液体吐出装置の液体供給系の一例を示す概念図である。
【図３】第１の実施形態の液体吐出ヘッドを説明するための概略図である。
【図４】第２の実施形態の液体吐出ヘッドを説明するための概略図である。
【図５】第３の実施形態の液体吐出ヘッドを説明するための概略図である。
【図６】第３の実施形態の液体吐出ヘッドを説明するための概略図である。
【図７】第４の実施形態の液体吐出ヘッドを説明するための概略図である。
【図８】第５の実施形態の液体吐出ヘッドを説明するための概略図である。
【図９】第５の実施形態の液体吐出ヘッドを説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。本発明の液体吐出ヘッドは、プリンタ、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリンタ部を有するワードプロセッサなどの装置、さらには各種処理装置と複合的に組み合わせた産業記録装置に適用可能である。また、本発明の液体吐出ヘッドは、例えば、バイオチップ作製や電子回路印刷などの用途としても用いることができる。
【０００９】
［第１の実施形態］
まず、本発明の液体吐出ヘッドを搭載可能な液体吐出装置について説明する。図１は、本発明の液体吐出ヘッドを搭載可能な液体吐出装置の斜視図であり、図２は、図１の液体吐出装置の液体供給系の一例を示す概念図である。
図１を参照すると、液体吐出装置１０は、シャーシ４０、媒体給送部４１、媒体搬送部４２、および液体吐出ヘッド４３を有している。シャーシ４０は、所定の剛性を有する複数の板状金属部材により構成され、液体吐出装置１０の骨格をなす。媒体給送部４１、媒体搬送部４２、および液体吐出ヘッド４３は、シャーシ４０に組み付けられている。媒体給送部４１は、図示しないシート状の記録媒体を液体吐出装置１０の内部へと自動的に給送する。媒体搬送部４２は、この媒体給送部４１から１枚ずつ給送される記録媒体を矢印Ａの方向に沿って所望の記録位置へ導く。液体吐出ヘッド４３は、記録位置に搬送された記録媒体に所定の記録動作を行う。
【００１０】
また、液体吐出装置１０は、図２に示すように、それぞれ液体を収容して液体吐出ヘッド４３に流体的に接続された、第１のタンク４４、第２のタンク４５、および第３のタンク４６を有している。第１のタンク４４は、液体吐出ヘッド４３の後述する共通液室２０に液体を供給する。第２のタンク４５は、液体吐出ヘッド４３の後述する供給路１５へ液体を供給し、第３のタンク４６は、供給路１５に供給された液体を後述する回収路１６から回収する。第３のタンク４６に回収された液体を第１のタンク４４に送ることで、液体吐出ヘッド４３と外部との間で液体を循環させることができる。これにより、液体吐出ヘッド４３の後述する圧力室１２ａ内の液体を外部との間で循環させることができる構成となっている。また、第３のタンク４６に回収された液体を第２のタンク４５へ送り、回収された液体を再度利用することもできる。なお、図２に示す液体供給系は一例であり、本発明の範囲を限定するものではない。
【００１１】
次に、図３を参照して、本発明の第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドの構成について説明する。図３（ａ）は、本実施形態の液体吐出ヘッドの概略平面図、図３（ｂ）および図３（ｃ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ線に沿った概略断面図、図３（ｄ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ線における断面を示す概略斜視図である。なお、図３（ｂ）は、液体が循環している様子を示し、図３（ｃ）は、吐出後に液体を再充填している様子を示している。また、図３（ａ）および図３（ｄ）では、液体吐出ヘッドの内部構造を分かりやすくするために、吐出口形成部材の一部を省略している。
【００１２】
液体吐出ヘッド４３は、基板１９と、基板１９に接合された吐出口形成部材１８とを有している。基板１９には、供給路１５、回収路１６、および共通液室２０が形成され、吐出口形成部材１８には、液体を吐出するための吐出口１１が形成されている。基板１９と吐出口形成部材１８との間には、吐出口１１に連通する圧力室１２ａを含む液体流路１２が形成されている。圧力室１２ａの内部には、吐出口１１に対向する位置に、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子１３が形成されている。エネルギー発生素子１３を駆動することで、圧力室１２ａ内の液体中に気泡を発生させ、吐出口１１から液体を吐出することができる。ここで、圧力室１２ａとは、少なくとも、エネルギー発生素子１３上の、吐出口１１までの領域のことをいい、液体を吐出する際に液体に実質的に圧力がかかる領域のことをいう。例えば、エネルギー発生素子が発熱体である場合、少なくとも気泡が成長する領域が圧力室である。なお、図中に示す圧力室１２ａの領域は便宜的なものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
液体流路１２は、供給口（第１の開口）３を介して供給路１５に連通し、回収口（第２の開口）４を介して回収路１６に連通し、再充填口（第３の開口）１４を介して共通液室２０に連通している。本実施形態では、再充填口１４は、エネルギー発生素子１３に対して、供給口３から回収口４に向かう方向と交差する方向に隣接して設けられている。
【００１３】
液体吐出ヘッド４３には、供給路１５内の液体が、供給口３を介して液体流路１２（圧力室１２ａ）に流れ、そして回収口４を介して回収路１６に流れる循環流１７が生じている。この循環流１７によって、吐出を休止している吐出口１１付近において、吐出口１１からの蒸発によって生じる増粘した液体や、滞留する気泡・異物などを回収路１６へ回収することができ、吐出口１１付近の液体の増粘を抑制することができる。また、エネルギー発生素子１３で発生した熱による液体の温度上昇を低減することもできる。
循環流１７を生じさせる手段としては、第２のタンク４５と第３のタンク４６の水頭差を用いる方法や、第２のタンク４５と第３のタンク４６の圧力を制御し、第２のタンク４５と第３のタンク４６の圧力差を用いる方法が挙げられる。また、ポンプ等で流れを生じさせる方法を用いることもできる。なお、ここで述べた方法は一例であり、本発明の範囲を限定するものではない。
【００１４】
本実施形態では、圧力室１２ａ内の液体が吐出口１１から吐出された後、液体流路１２（圧力室１２ａ）には、主に共通液室２０から再充填口１４を介して液体が再充填されるようになっている。このために、再充填口（第３の開口）１４から吐出口１１までの液体の流抵抗が、供給口（第１の開口）３から吐出口１１までの液体の流抵抗よりも小さく、かつ回収口（第２の開口）４から吐出口１１までの液体の流抵抗よりも小さくなっている。ここで、液体の流抵抗とは、液体が流れる流路における液体の流れにくさを示すものであり、すなわち、流路の長さが長いほど流抵抗は大きくなり、また流路の断面積が小さいほど流抵抗は大きくなる。
すなわち、このような流抵抗の関係によって、液体の再充填時に圧力室１２ａに流れ込む液体の流れは、共通液室２０からの流れ２４が支配的になる。このため、液体の再充填時に、供給口３や回収口４から圧力室１２ａへの液体の供給量を低減することができ、例えば回収口４から圧力室１２ａへの、循環流１７とは逆方向の流れの発生を抑制することができる。その結果、液体の再充填時に循環流１７が受ける影響を低減し、循環流１７を効率的に吐出口１１付近まで到達させることで、吐出口１１付近の液体を交換することができる。したがって、吐出口１１からの液体の蒸発に伴う着弾精度の悪化や吐出不全の発生を低減することが可能となる。特に、吐出される液滴が大きい、または駆動周波数が高いなど、吐出される液体の量が多い場合にも、吐出口１１からの液体の蒸発に伴う着弾精度の悪化や吐出不全の発生を低減することが可能となる。
【００１５】
例えば、液体流路１２の高さ（吐出方向の長さ）が１４μｍの場合、吐出口１１と再充填口１４との距離が５０μｍ、吐出口１１と供給口３との距離および吐出口１１と回収口４との距離がそれぞれ５００μｍであることが好ましい。なお、ここでの吐出方向とは、吐出口１１から液体が吐出される方向であり、ここでの距離とは、液体吐出ヘッド４３を吐出方向から見たとき（図３（ａ）参照）の、吐出口１１と各開口３，４，１４との最短の長さである。また、ここで述べた数値は一例であり、本発明の範囲を限定するものではない。再充填口１４から吐出口１１までの液体の流抵抗が、供給口３から吐出口１１までの液体の流抵抗よりも小さく、かつ回収口４から吐出口１１までの液体の流抵抗よりも小さくなっていれば、いずれの値であってもよい。また、本実施形態では、吐出口１１と、供給口３、回収口４、再充填口１４との距離によって流抵抗を調節しているが、流路の断面積を変えることで流抵抗を調節することもできる。
なお、循環流１７に対する逆流を抑制するためには、再充填口１４から吐出口１１までの液体の流抵抗が、回収口４から吐出口１１までの液体の流抵抗よりも小さくなっていればよい。これに加えて、再充填口１４から吐出口１１までの液体の流抵抗が、供給口３から吐出口１１までの液体の流抵抗よりも小さいことは、以下の点で好ましい。すなわち、再充填時における供給口３からの液体の供給量を低減することができるため、供給口３から回収口４に向かって安定的に循環流１７を生じさせることが可能となる点で好ましい。
【００１６】
また、再充填口１４を通して液体流路１２と共通液室２０との間で液体の大きな流れが生じないように、液体流路１２内の再充填口１４の位置での液体の静的な圧力と、共通液室２０内の液体の静的な圧力とが以下のような関係になっていることが好ましい。すなわち、エネルギー発生素子１３から発生したエネルギーによる圧力変化が生じていない状態で、液体流路１２内の再充填口１４の位置での液体の静的な圧力と、共通液室２０内の液体の静的な圧力とが同程度となるように調整されていることが好ましい。例えば、吐出口１１近傍の大気の圧力を０ｍｍＡｑとした場合、液体流路１２内の再充填口１４の位置での液体の圧力が−１００ｍｍＡｑ、共通液室２０の液体の圧力が−１００ｍｍＡｑであることが好ましい。
【００１７】
さらに、再充填口１４を通して液体流路１２と共通液室２０との間に液体の流れが生じないように、供給路１５内の液体の圧力Ｐ１と回収路１６内の圧力Ｐ２と共通液室２０内の液体の圧力Ｐ３とが以下の関係を満たしていることが好ましい。すなわち、エネルギー発生素子１３から発生したエネルギーによる圧力変化が生じていない状態で、圧力Ｐ１、圧力Ｐ２、および圧力Ｐ３が以下の関係を満たしていることが好ましい。
Ｐ１＞Ｐ３＞Ｐ２      （１）
Ｐ１−Ｐ３：Ｐ３−Ｐ２＝Ｒ１：Ｒ２      （２）
ここで、Ｒ１は、供給口３から再充填口１４までの液体の流抵抗であり、Ｒ２は、再充填口１４から回収口４までの液体の流抵抗である。
例えば、Ｒ１＝Ｒ２である場合、吐出口１１近傍の大気の圧力を０ｍｍＡｑとすると、供給路１５内の液体の圧力が−５０ｍｍＡｑ、共通液室２０の液体の圧力が−１００ｍｍＡｑ、回収路１６内の液体の圧力が−１５０ｍｍＡｑであることが好ましい。このようにすることで、供給口３から回収口４に向かって流れる循環流１７を、再充填口１４に流入させることなく、効率的に吐出口１１付近まで到達させることができる。なお、ここで述べた圧力の数値は一例であり、本発明の範囲を限定するものではない。また、本説明における圧力精度は、従来用いられる圧力計測器において計測可能な精度である。
【００１８】
一方、本実施形態は、循環流１７が生じている状態でエネルギー発生素子１３を駆動することで、吐出口１１から液体を吐出させているが、このように、常に循環流１７を発生させ、その循環流１７が吐出口１１付近まで達しているため、以下の点で好ましい。つまり、吐出口１１近傍におけるメニスカス面の毛管力の働きだけでなく、循環流１７が吐出口１１付近まで到達するため、液体の供給能力を増加させ、したがって、液体の再充填速度（以下、「リフィル速度」という）を増加させることができる。
【００１９】
［第２の実施形態］
図４（ａ）および図４（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る液体吐出ヘッドの一構成例の概略平面図であり、図４（ａ）は、液体が循環している様子を示し、図４（ｂ）は、吐出後に液体を再充填している様子を示している。図４（ｃ）は、図４（ｂ）のＢ−Ｂ線に沿った概略断面図である。図４（ｄ）は、本実施形態の液体吐出ヘッドの他の構成例の概略平面図である。なお、以下に示す各実施形態では、上述の実施形態と同様の構成については同一の符号を付与し説明を省略する。
【００２０】
本実施形態では、複数の吐出口１１および複数のエネルギー発生素子１３が設けられている。複数の吐出口１１および複数のエネルギー発生素子１３は、供給口３から回収口４へ向かう循環流１７の方向と交差する方向に沿って配列されている。供給口３と回収口４は、エネルギー発生素子１３の列（吐出口１１の列）を挟むように、複数の吐出口１１に対してそれぞれ１つずつ設けられている。一方、再充填口１４は、図４（ａ）から図４（ｃ）に示すように、複数の吐出口１１に対して１つだけ設けられていてもよく、あるいは、図４（ｄ）に示すように、吐出口１１ごとにそれぞれ設けられていてもよい。いずれの場合も、再充填口１４は、供給口３とエネルギー発生素子１３の列との間に配置されている。ただし、再充填口１４の配置は、これに限定されるものではなく、例えば共通の回収口４とエネルギー発生素子１３の列との間に配置されていてもよい。
【００２１】
本実施形態においても、上述の実施形態と同様に、液体の再充填時に圧力室１２ａに流れる液体の流れは、共通液室２０からの流れ２４が支配的になる。したがって、連続吐出している吐出口１１ａへの液体の再充填時に、吐出を休止している吐出口１１ｂ付近に生じている循環流１７が受ける影響を低減することができ、循環流１７を効率的に各吐出口１１付近まで到達させることができる。特に、図４（ｄ）に示すような、吐出口１１ごとに再充填口１４が設けられた構成では、循環流１７をより効率的に各吐出口１１付近まで到達させることできる。このため、複数の吐出口１１を配置した場合でも、各吐出口１１からの液体の蒸発に伴う着弾精度の悪化や吐出不全の発生を低減することが可能となる。
【００２２】
なお、本実施形態では、基板１９上のエネルギー発生素子１３を駆動するための電気配線を、エネルギー発生素子１３から再充填口１４の反対側に向かって直線的に取り出すことが可能となる。これにより、電気配線の長さが短くすることができ、電気配線上で発生する熱抵抗を低減して消費電力を低減することができる。
【００２３】
［第３の実施形態］
図５（ａ）は、本発明の第３の実施形態に係る液体吐出ヘッドの一構成例の概略平面図である。また、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＣ−Ｃ線に沿った概略断面図、図５（ｃ）は、図５（ａ）のＤ−Ｄ線に沿った概略断面図である。
【００２４】
本実施形態では、１つの吐出口１１に対して、液体流路１２と共通液室２０とを連通する２つの再充填口５０，５１が設けられている。第１の再充填口５０および第２の再充填口５１は、供給口３から回収口４に向かう方向と交差する方向において、吐出口１１を挟んで互いに対向する位置に配置されている。このような構成により、液体の再充填時に、第１の再充填口５０と第２の再充填口５１の両方から液体を供給することができる。その結果、本実施形態では、第１の実施形態で得られる効果に加えて、リフィル速度の増加という効果を得ることができる。
また、本実施形態では、第１の再充填口５０および第２の再充填口５１が吐出口１１の両側に配置されていることで、これら再充填口５０，５１を通して液体流路１２と共通液室２０との間で大きな液体の流れが生じないようにすることができる。これは、循環流１７の方向に沿って吐出口１１の両側に第１の再充填口５０と第２の再充填口５１が配置されていると、循環流１７を吐出口１１付近に効率的に到達させることが困難な場合があるためである。すなわち、循環流１７の大部分が吐出口１１直下の液体流路１２を通らずに、例えば第１の再充填口５０から共通液室２０を通って第２の再充填口５１から再び液体流路１２を通ってしまう場合があるためである。
【００２５】
なお、図６に示すように、吐出口１１とエネルギー発生素子１３が複数配置されている場合にも、同様に、第１の実施形態で得られる効果に加えて、リフィル速度の増加という効果を得ることができる。なお、以下では、前述した第１の再充填口５０と第２の再充填口５１とを区別することなく再充填口１４と呼ぶこととする。図６に示す構成では、複数の再充填口１４が、エネルギー発生素子１３同士（吐出口１１同士）の間に、供給口３から回収口４に向かう方向と交差する方向に沿って設けられている。なお、吐出口１１とエネルギー発生素子１３が複数設けられている場合、再充填口１４の配置は、これに限定されるものではなく、例えば、吐出口１１同士の間に２つずつ設けられていてもよい。
【００２６】
［第４の実施形態］
図７（ａ）は、本発明の第４の実施形態に係る液体吐出ヘッドの概略平面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＥ−Ｅ線に沿った概略断面図である。
【００２７】
本実施形態では、供給口３から回収口４に向かう方向と交差する方向の吐出口１１の両側に流路壁２３が設けられ、この流路壁２３によって圧力室１２ａが区画されている。すなわち、流路壁２３は、吐出口１１の列の方向の、隣接する吐出口１１同士の間に設けられている。
本実施形態では、上述の実施形態で得られる効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。すなわち、エネルギー発生素子１３を駆動することで発生した気泡が、吐出口１１の配列方向に拡散することを抑制し、隣接する吐出口１１に与える影響を低減することができる。また、エネルギー発生素子１３で発生したエネルギーを、効率良く液体に伝えることができる。なお、流路壁２３の形状は、図示した例に限定されるものではなく、同様の効果を有する形状であれば、他の形状であってもよい。また、本実施形態の再充填口１４の配置は、第３の実施形態と同様であるが、第１の実施形態のように１つの吐出口１１に対して１つの再充填口１４を設けるなど、他の配置であってもよい。
【００２８】
［第５の実施形態］
図８（ａ）は、本発明の第５の実施形態に係る液体吐出ヘッドの概略平面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＦ−Ｆ線に沿った概略断面図である。
【００２９】
本実施形態では、供給口３から回収口４へ向かう方向と交差する方向に沿って、それぞれ吐出口１１が複数並んだ第１の吐出口列３０と第２の吐出口列３１とが設けられている。第１の吐出口列３０と第２の吐出口列３１は、供給口３と回収口４との間に並んで配置されている。つまり、循環流１７は、第１の吐出口列３０の直下を通った後、第２の吐出口列３１の直下を通るようになっている。再充填口１４は、エネルギー発生素子１３同士（吐出口１１同士）の間に配置されている。また、第１の吐出口列３０の吐出口１１同士の間の再充填口１４と第２の吐出口列３１の吐出口１１同士の間の再充填口１４は、それぞれ別の共通液室３２，３３に連通している。
【００３０】
本実施形態は、それぞれの吐出口列３０，３１において、再充填口１４を通して液体流路１２と２つの共通液室３２，３３との間に大きな液体の流れが生じないように、以下のように構成されていることが好ましい。
すなわち、２つの吐出口列３０，３１と供給口３と回収口４とは、循環流１７の方向に沿って同じ共通液室３２，３３に連通した再充填口１４が多くても１つだけ配置されるように配置されている。また、エネルギー発生素子１３による圧力変化が生じていない状態で、液体流路１２内の、それぞれの吐出口列３０，３１に対応した再充填口１４の位置での液体の圧力と、共通液室３２，３３内の液体の圧力とは同程度となるように調整されている。例えば、吐出口１１近傍の大気の圧力を０ｍｍＡｑとした場合、液体流路１２内の、第１の吐出口列３０に対応した再充填口１４の位置での液体の圧力が−１００ｍｍＡｑ、第１の共通液室３２内の液体の圧力が−１００ｍｍＡｑであることが好ましい。また、液体流路１２内の、第２の吐出口列３１に対応した再充填口１４の位置での液体の圧力が−１５０ｍｍＡｑ、第２の共通液室３３内の液体の圧力が−１５０ｍｍＡｑとあることが好ましい。
【００３１】
さらに、各再充填口１４を通して液体流路１２と各共通液室３２，３３との間に液体の流れが生じないように、エネルギー発生素子１３による圧力変化が生じていない状態で、以下の関係を満たしていることが好ましい。
Ｐ１−Ｐ４：Ｐ４−Ｐ２＝Ｒ３：Ｒ４      （３）
Ｐ１−Ｐ５：Ｐ５−Ｐ２＝Ｒ５：Ｒ６      （４）
ここで、Ｐ１は供給路１５内の液体の圧力、Ｐ２は回収路１６内の液体の圧力であり、Ｐ４は第１の共通液室３２内の液体の圧力、Ｐ５は第２の共通液室３３内の液体の圧力である。また、Ｒ３は、供給口３から第１の吐出口列３０における再充填口１４までの液体の流抵抗であり、Ｒ４は、第１の吐出口列３０における再充填口１４から回収口４まで液体の流抵抗である。また、Ｒ５は、供給口３から第２の吐出口列３１における再充填口１４までの液体の流抵抗であり、Ｒ６は、第２の吐出口列３１における再充填口１４から、回収口４までの液体の流抵抗である。
例えば、Ｒ３＝Ｒ６および｜Ｒ４−Ｒ６｜＝｜Ｒ５−Ｒ３｜である場合、吐出口１１近傍の大気の圧力を０ｍｍＡｑとすると、圧力Ｐ１が−５０ｍｍＡｑ、圧力Ｐ２が−２００ｍｍＡｑ、Ｐ４が−１００ｍｍＡｑ、Ｐ５が−１５０ｍｍＡｑであることが好ましい。このようにすることで、供給口３から回収口４に向かって流れる循環流１７を、全ての再充填口１４に流入させることなく、効率的に吐出口１１付近まで到達させることができる。なお、ここで述べた圧力の数値は一例であり、本発明の範囲を限定するものではない。
【００３２】
本実施形態は、上述の実施形態で得られた効果に加えて、基板１９上に吐出口１１を高密度に配置することができ、したがって、液体吐出装置のスループットを上げることができる点で有利である。なお、本実施形態の再充填口１４の配置は、第３の実施形態と同様であるが、第１の実施形態のように１つの吐出口１１に対して１つの再充填口１４を設けるなど、他の配置であってもよい。
【００３３】
［第６の実施形態］
図９（ａ）は、本発明の第５の実施形態に係る液体吐出ヘッドの概略平面図である。また、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＧ−Ｇ線に沿った概略断面図であり、図９（ｃ）は、図９（ａ）のＨ−Ｈ線に沿った概略断面図である。
【００３４】
本実施形態では、複数の吐出口１１が設けられ、その配列方向に沿って、複数の供給口３と複数の回収口４とがそれぞれ配置されている。複数の供給口３は、それぞれ共通の供給路２１に連通し、複数の回収口４は、それぞれ共通の回収路２２に連通している。
本実施形態は、第１から第３の実施形態で得られる効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。すなわち、基板１９上のエネルギー発生素子１３を駆動するための電気配線を、エネルギー発生素子１３から供給口３または回収口４の方向に直線的に取り出すことが可能となる。これにより、電気配線の長さが短くすることができ、電気配線上で発生する熱抵抗を低減して消費電力を低減することができる。
【００３５】
なお、本実施形態では、供給口３と回収口４がいずれも複数設けられているが、どちらか一方が複数設けられていてもよい。また、本実施形態の再充填口１４の配置は、第３の実施形態と同様であるが、第１の実施形態のように１つの吐出口１１に対して１つの再充填口１４を設けるなど、他の配置であってもよい。
【符号の説明】
【００３６】
３  供給口（第１の開口）
４  回収口（第２の開口）
１１  吐出口
１２  液体流路
１４  再充填口（第３の開口）
４３  液体吐出ヘッド
【図１】
2017149019.tif 000003
【図２】
2017149019.tif 000004
【図３】
2017149019.tif 000005
【図４】
2017149019.tif 000006
【図５】
2017149019.tif 000007
【図６】
2017149019.tif 000008
【図７】
2017149019.tif 000009
【図８】
2017149019.tif 000010
【図９】
2017149019.tif 000011