液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
【課題】気泡が滞留するのを防止して液体供給特性及び液体噴射特性を向上することができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供する。
【解決手段】 保護基板３０には、複数の圧力発生室１２の共通の液体室となるリザーバ部３１が圧力発生室１２の並設方向に亘って設けられていると共に、リザーバ部３１が、保護基板３０を厚さ方向に貫通して設けられた第１のリザーバ部３３と、流路形成基板１０とは反対側の面であって保持部３２に相対向する領域側に第１のリザーバ部３３に連通して設けられた凹形状を有する第２のリザーバ部３４とを具備し、第２のリザーバ部３４が、導入口４６に相対向する領域に圧力発生室１２の長手方向に亘って第１のリザーバ部３３に達するまで設けられた深溝部３５と、深溝部３５の圧力発生室１２の並設方向両側に設けられて深溝部３５よりも深さの浅い浅溝部３６とで構成されている。
【解決手段】 保護基板３０には、複数の圧力発生室１２の共通の液体室となるリザーバ部３１が圧力発生室１２の並設方向に亘って設けられていると共に、リザーバ部３１が、保護基板３０を厚さ方向に貫通して設けられた第１のリザーバ部３３と、流路形成基板１０とは反対側の面であって保持部３２に相対向する領域側に第１のリザーバ部３３に連通して設けられた凹形状を有する第２のリザーバ部３４とを具備し、第２のリザーバ部３４が、導入口４６に相対向する領域に圧力発生室１２の長手方向に亘って第１のリザーバ部３３に達するまで設けられた深溝部３５と、深溝部３５の圧力発生室１２の並設方向両側に設けられて深溝部３５よりも深さの浅い浅溝部３６とで構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、特に液体としてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射ヘッドであるインクジェット式記録ヘッドとしては、例えば、ノズル開口に連通する圧力発生室とこの圧力発生室の長手方向一端部側に圧力発生室の短手方向に亘って設けられて各圧力発生室に連通する連通部とが形成される流路形成基板と、この流路形成基板の一方面側に形成される圧電素子と、流路形成基板の圧電素子側の面に接着剤を介して接合されて、連通部と共にリザーバの一部を構成するリザーバ部を有するリザーバ形成基板とを具備するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
そして、リザーバ形成基板の流路形成基板とは反対側の面には、リザーバ部に相対向する領域に可撓部を有するコンプライアンス基板が接合され、このコンプライアンス基板の可撓部によって、リザーバ内へのインクの導入時の圧力変動やインク吐出時の圧力変動を吸収するようになっている。
【０００４】
また、流路形成基板に接合されたリザーバ形成基板の圧電素子保持部に相対向する領域にリザーバを設けたものがある（例えば、特許文献２及び３参照）。
【０００５】
これによれば、インクジェット式記録ヘッドを圧力発生室の長手方向で小型化することができる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２１９２４３号公報（第３〜５図、第６〜８頁）
【特許文献２】特開２００１−１０５６１１号公報（第６〜８図、第８〜９頁）
【特許文献３】特開２００４−１０６３１６号公報（第１１図、第６頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の構成では、リザーバへのインク供給能力と圧力変動能力を向上するためにはリザーバ部の幅を広げるしかなく、ヘッドが大型化してしまうという問題がある。
【０００８】
また、特許文献２及び３の構成では、圧力変動を吸収することができず、優れたインク吐出特性を得ることができないという問題がある。さらに、リザーバ形成基板上に圧電素子を駆動するための駆動回路を実装すると、コンプライアンスを生じさせるコンプライアンス基板を配置することができないという問題がある。
【０００９】
また、リザーバ部に連通するインク導入口を介してリザーバ部内にインクを導入すると、インク導入口の両側、特にインク導入口から離れたリザーバ部の角部に気泡が滞留してしまい、滞留した気泡が成長してリザーバ部の容積を減少させて供給特性が劣化してしまうと共に、気泡を所望のタイミングで排出することができず、インクと共に気泡が吐出されるなどの不具合が生じてしまうという問題がある。
【００１０】
なお、このような問題はインクを吐出するインクジェット式記録ヘッドだけではなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。
【００１１】
本発明はこのような事情に鑑み、気泡が滞留するのを防止して液体供給特性及び液体噴射特性を向上することができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置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】
【００１２】
上記課題を解決する本発明の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室がその幅方向に並設された流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側の前記圧力発生室に相対向する領域に設けられた圧力発生素子と、前記流路形成基板の前記圧力発生素子側の面に接合されると共に、前記圧力発生素子を配置する保持部が一方面側に設けられた保護基板とを具備し、前記保護基板には、複数の圧力発生室の共通の液体室となるリザーバ部が前記圧力発生室の並設方向に亘って設けられていると共に、該リザーバ部が、前記保護基板を厚さ方向に貫通して設けられた第１のリザーバ部と、前記流路形成基板とは反対側の面であって前記保持部に相対向する領域側に前記第１のリザーバ部に連通して設けられた凹形状を有する第２のリザーバ部とを具備し、前記保護基板の前記流路形成基板とは反対側の面に前記リザーバ部に相対向する領域に可撓部が設けられたコンプライアンス基板が設けられていると共に、該コンプライアンス基板の前記第２のリザーバ部に相対向する領域には、前記リザーバ部に液体を導入する導入口が設けられ、前記第２のリザーバ部が、前記導入口に相対向する領域に前記圧力発生室の長手方向に亘って前記第１のリザーバ部に達するまで設けられた深溝部と、該深溝部の前記圧力発生室の並設方向両側に設けられて当該深溝部よりも深さの浅い浅溝部とで構成されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、リザーバ部として第２のリザーバ部を設けることで、液体室の容量を拡大することができ、ヘッドの小型化を図ることができると共に、広い面積の可撓部を設けることができ、圧力変動を確実に吸収させて液体供給特性及び液体噴射特性を向上することができる。また、第２のリザーバ部として、深溝部を設けることで、液体の流量を確保して液体の供給特性が劣化するのを防止することができると共に、浅溝部を設けることで、第２のリザーバ部内の液体の流速を早めて気泡が滞留するのを防止することができる。これにより、液体供給特性及び液体噴射特性を向上することができる。
【００１３】
ここで、前記流路形成基板には、複数の圧力発生室に連通して前記液体室の一部を構成する連通部が設けられていることが好ましい。これによれば、連通部によって液体室の容積をさらに確保することができ、優れた液体供給特性及び液体噴射特性を得ることができる。
【００１４】
また、前記圧力発生素子には、当該圧力発生素子を駆動する駆動回路が実装されたフレキシブルプリント基板が電気的に接続されていることが好ましい。これによれば、駆動回路を保護基板上に実装する必要がなく、第２のリザーバ部を広い面積で形成することができる。
【００１５】
本発明の他の態様は、上記態様の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。これによれば、液体噴射特性及び液体供給特性を向上した液体噴射装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの概略斜視図であり、図２は、図１の平面図及びそのＡ−Ａ′断面図である。図示するように、流路形成基板１０は、本実施形態では面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には予め熱酸化によって二酸化シリコンからなる厚さ０．５〜２μｍの弾性膜５０が形成されている。
【００１７】
流路形成基板１０には、他方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁１１によって区画された圧力発生室１２がその幅方向（短手方向）に並設されている。また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向一端部側には、インク供給路１４と連通路１５とが隔壁１１によって区画されている。また、連通路１５の一端には、各圧力発生室１２の共通のインク室（液体室）となるリザーバ１００の一部を構成する連通部１３が形成されている。すなわち、流路形成基板１０には、圧力発生室１２、連通部１３、インク供給路１４及び連通路１５からなる液体流路が設けられている。
【００１８】
インク供給路１４は、圧力発生室１２の長手方向一端部側に連通し且つ圧力発生室１２より小さい断面積を有する。例えば、本実施形態では、インク供給路１４は、リザーバ１００と各圧力発生室１２との間の圧力発生室１２側の流路を幅方向に絞ることで、圧力発生室１２の幅より小さい幅で形成されている。
【００１９】
すなわち、流路形成基板１０には、圧力発生室１２と、圧力発生室１２の短手方向の断面積より小さい断面積を有するインク供給路１４と、このインク供給路１４に連通すると共にインク供給路１４の短手方向の断面積よりも大きい断面積を有する連通路１５とが複数の隔壁１１により区画されて設けられている。
【００２０】
流路形成基板１０の圧力発生室１２が開口する面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口２１が穿設されたノズル形成部材の一例でノズルプレート２０が、接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。なお、ノズルプレート２０は、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板、ステンレス鋼等からなる。
【００２１】
一方、このような流路形成基板１０のノズルプレート２０とは反対側の面には、上述したように、厚さが例えば約１．０μｍの弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、厚さが例えば、約０．４μｍの絶縁体膜５５が形成されている。さらに、この絶縁体膜５５上には、厚さが例えば、約０．２μｍの下電極膜６０と、厚さが例えば、約１．０μｍの圧電体層７０と、厚さが例えば、約０．０５μｍの上電極膜８０とが、成膜及びリソグラフィ法により積層形成されて、圧電素子３００を構成している。ここで、圧電素子３００は、下電極膜６０、圧電体層７０及び上電極膜８０を含む部分をいう。一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。本実施形態では、下電極膜６０を圧電素子３００の共通電極とし、上電極膜８０を圧電素子３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。何れの場合においても、各圧力発生室１２毎に圧電体能動部３２０が形成されていることになる。また、ここでは、圧電素子３００を所定の基板上（流路形成基板１０上）に変位可能に設け、当該圧電素子３００を駆動させた装置をアクチュエータ装置と称する。なお、本実施形態では、圧力発生室１２内のインク（液体）に圧力変化を生じさせる圧力発生素子として、圧電素子３００が設けられている。また、上述した例では、弾性膜５０、絶縁体膜５５及び下電極膜６０が振動板として作用するが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、弾性膜５０及び絶縁体膜５５を設けずに、下電極膜６０のみが振動板として作用するようにしてもよい。また、圧電素子３００自体が実質的に振動板を兼ねるようにしてもよい。
【００２２】
圧電体層７０は、下電極膜６０上に形成される圧電材料からなる。圧電体層７０としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電体材料や、これに酸化ニオブ、酸化ニッケル又は酸化マグネシウム等の金属酸化物を添加したもの等が好適である。圧電体層７０の厚さについては、製造工程でクラックが発生しない程度に厚さを抑え、且つ十分な変位特性を呈する程度に厚く形成する。例えば、本実施形態では、圧電体層７０を１〜２μｍ前後の厚さで形成した。
【００２３】
また、このような各圧電素子３００の上電極膜８０には、流路形成基板１０のインク供給路１４とは反対側の端部近傍まで延設された金（Ａｕ）等のリード電極９０がそれぞれ接続されている。このリード電極９０を介して各圧電素子３００に選択的に電圧が印加される。具体的には、詳しくは後述する保護基板３０の圧電素子保持部３２の外側まで延設されたリード電極９０の端部に、圧電素子３００を駆動するための駆動回路１２０が実装されたフレキシブルプリント基板１２１が電気的に接続されており、駆動回路１２０からの駆動信号は、フレキシブルプリント基板１２１を介してリード電極９０に供給される。
【００２４】
なお、駆動回路１２０としては、例えば、回路基板や半導体集積回路（ＩＣ）等を用いることができる。また、フレキシブルプリント基板１２１としては、例えば、チップオンフィルム（ＣＯＦ）やテープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）などが挙げられる。
【００２５】
さらに、圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上には、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有する保持部である圧電素子保持部３２が設けられた保護基板３０が接着剤３９を介して接合されている。なお、圧電素子保持部３２は、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有していればよく、当該空間は密封されていても、密封されていなくてもよい。
【００２６】
また、保護基板３０には、圧力発生室１２の並設方向に亘ってリザーバ部３１が設けられている。リザーバ部３１は、連通部１３と連通されて複数の圧力発生室１２の共通のインク室（液体室）となるリザーバ１００を構成している。
【００２７】
ここで、リザーバ部３１は、保護基板３０を厚さ方向に貫通して設けられた第１のリザーバ部３３と、保護基板３０の流路形成基板１０とは反対側に凹形状に設けられた第２のリザーバ部３４とを具備する。
【００２８】
第１のリザーバ部３３は、流路形成基板１０の連通部１３に相対向する領域に、保護基板３０を厚さ方向に貫通して連通部１３に連通するように設けられている。
【００２９】
第２のリザーバ部３４は、保護基板３０の流路形成基板１０に接合される面とは反対側の面側に第１のリザーバ部３３に連通して設けられた凹形状を有する。また、第２のリザーバ部３４は、圧電素子保持部３２に相対向する領域側に設けられている。すなわち、リザーバ部３１は、保護基板３０を厚さ方向に貫通する第１のリザーバ部３３と、流路形成基板１０とは反対側で第１のリザーバ部３３を圧電素子保持部３２側に向かって拡幅する拡幅部としての第２のリザーバ部３４とで構成されている。そして、本実施形態の複数の圧力発生室１２の共通の液体室であるリザーバ１００は、第１のリザーバ部３３及び第２のリザーバ部３４からなるリザーバ部３１と、連通部１３とで構成されている。
【００３０】
このように、リザーバ部３１に圧電素子保持部３２側に向かって拡幅する第２のリザーバ部３４を設けることで、リザーバ１００の容量を拡大することができるため、リザーバ部３１及び連通部１３の圧力発生室１２とは反対側の壁の位置を圧力発生室１２側に配置することができ、インクジェット式記録ヘッドの圧力発生室１２の長手方向の幅方向を小型化することができる。
【００３１】
また、リザーバ部３１に第２のリザーバ部３４を設けることで、コンプライアンス基板４０の可撓部４４の面積を広げることができる。これにより、リザーバ１００にインクが供給された際のリザーバ１００内の圧力変動を可撓部４４によって確実に吸収させることができると共にインク吐出時の圧力変動を可撓部４４によって吸収させることができる。これにより、圧力変動の影響によるクロストークの発生を低減させて、インク吐出特性を向上することができる。
【００３２】
また、第２のリザーバ部３４は、深溝部３５と、深溝部３５よりも浅く形成された浅溝部３６とで構成されている。
【００３３】
深溝部３５は、詳しくは後述する保護基板３０上に接合されたコンプライアンス基板４０に設けられた導入口４６に相対向する領域、本実施形態では、複数の圧力発生室１２の並設方向の略中央部に設けられ、圧力発生室１２の長手方向に亘って第１のリザーバ部３３に達するまで設けられている。
【００３４】
浅溝部３６は、深溝部３５の圧力発生室の並設方向の両側に深溝部３５よりも深さが浅く設けられている。
【００３５】
なお、このような第１のリザーバ部３３及び第２のリザーバ部３４は、本実施形態では、図２（ａ）に示すように、圧電素子３００とは反対側に向かって幅が徐々に漸大するように設けられている。これは、詳しくは後述する導入口４６からリザーバ部３１内にインクが導入された際に、並設された複数の圧力発生室１２に亘って均等にインクを供給させるためである。
【００３６】
このような保護基板３０の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料であるシリコン単結晶基板を用いている。このように、保護基板３０を流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料を用いることで、インクジェット式記録ヘッドがインク吐出時や製造時などに加熱されても、熱膨張率の違いにより反りが生じてクラック等の破壊が発生するのを防止することができる。
【００３７】
また、このような保護基板３０上には、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。ここで、封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さが６μｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によって第１のリザーバ部３３及び第２のリザーバ部３４の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さが３０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成される。この固定板４２のリザーバ１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、リザーバ１００の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止された撓み変形可能な可撓部４４が設けられている。
【００３８】
さらに、コンプライアンス基板４０の固定板４２は、第２のリザーバ部３４に相対向する領域に突出した突出部４５を具備し、突出部４５にはリザーバ１００内にインクを導入するための導入口４６が設けられている。すなわち、導入口４６は、第２のリザーバ部３４に相対向する領域に設けられ、導入口４６から導入されたインクは、第２のリザーバ部３４から第１のリザーバ部３３及び連通部１３を介して圧力発生室１２に供給される。
【００３９】
このとき、保護基板３０の第２のリザーバ部３４には、導入口４６に相対向する領域に深溝部３５が設けられているため、深溝部３５によって導入口４６から供給されるインクの流量を確保することができ、インク供給特性が劣化することがない。すなわち、リザーバ部３１の流速を早めるために第２のリザーバ部３４の全体を浅く形成すると、流速は早くなるものの、流量を確保することができず、インク供給特性が劣化してしまうが、深溝部３５を設けることによって、流量を確保してインク供給特性が劣化するのを防止することができる。
【００４０】
また、導入口４６から導入されたインクは、浅溝部３６上を通過する際に、浅溝部３６によってインクの流速を早めて、浅溝部３６上、特に第２のリザーバ部３４の角部に気泡が滞留するのを防止することができる。すなわち、第２のリザーバ部３４に浅溝部３６を設けずに、第２のリザーバ部３４全体を深溝部３５と同じ深さで形成した場合、第２のリザーバ部３４の角部を流れるインクの流速が遅くなり、第２のリザーバ部３４の角部に気泡が滞留し、滞留した気泡が成長してリザーバ１００の容積を減少させて供給特性が劣化してしまうと共に、気泡を所望のタイミングで排出することができず、インクと共に気泡が吐出されるなどの不具合が生じてしまう。
【００４１】
したがって、第２のリザーバ部３４として導入口４６に相対向する深溝部３５と浅溝部３６とを設けることによって、インクの供給特性を劣化することなく、所望のタイミングで気泡を排出して、優れたインク吐出特性を得ることができる。
【００４２】
（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態１では、流路形成基板１０に圧力発生室１２の並設方向に亘ってリザーバ１００の一部を構成する連通部１３を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、流路形成基板１０の連通部１３を圧力発生室１２毎に複数に分割して、リザーバ部３１のみをリザーバとしてもよい。また、例えば、流路形成基板１０に圧力発生室１２のみを設け、流路形成基板１０と保護基板３０との間に介在する部材（例えば、弾性膜５０、絶縁体膜５５等）にリザーバ部３１と各圧力発生室１２とを連通するインク供給路１４を設けるようにしてもよい。これにより、インクジェット式記録ヘッドの更なる小型化を図ることができる。
【００４３】
また、上述した実施形態１では、第２のリザーバ部３４として、均一深さの浅溝部３６を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、浅溝部を、深溝部３５側から圧力発生室１２の並設方向の外側に向かって深さが徐々に漸小するように設けてもよい。すなわち、第２のリザーバ部３４の両外側に向かって深さが徐々に漸小するようにしてもよい。これにより、特に気泡の滞留し易い第２のリザーバ部３４の角部近傍の流速を早めることができ、さらに気泡の滞留を防止することができる。
【００４４】
さらに、例えば、上述した実施形態１では、駆動回路１２０が実装されたフレキシブルプリント基板１２１をリード電極９０に接続するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、保護基板３０上のコンプライアンス基板４０以外の領域に駆動回路１２０を実装する領域が確保できる場合には、駆動回路１２０を保護基板３０上に実装し、駆動回路１２０とリード電極９０とをボンディングワイヤ等の接続配線で接続するようにしてもよい。
【００４５】
また、上述した実施形態１では、コンプライアンス基板４０に１つの可撓部４４を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、固定板４２に複数の開口部４３を設けることで、複数の可撓部４４を設けるようにしてもよい。
【００４６】
また、上述した実施形態では、圧力発生室内の液体に圧力を付与する圧力発生素子として、薄膜型（撓み振動型）の圧電素子を例示したが、圧力発生素子は、特にこれに限定されず、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型の圧電素子や、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型の圧電素子などを使用することができる。また、圧力発生素子として、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるものなどを使用することができる。
【００４７】
また、これら各実施形態のインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図３は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。
【００４８】
図３に示すように、インクジェット式記録ヘッドＩを有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。
【００４９】
そして、駆動モータ６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８に巻き掛けられて搬送されるようになっている。
【００５０】
なお、上述した実施形態１では、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを挙げて説明したが、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り、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（電界放出ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施形態１に係る記録ヘッドの概略斜視図である。
【図２】実施形態１に係る記録ヘッドの平面図及び断面図である。
【図３】一実施形態に係るインクジェット式記録装置の概略図である。
【符号の説明】
【００５２】
Ｉ インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、 II インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、 １０ 流路形成基板、 １２ 圧力発生室、 １３ 連通部、 １４ インク供給路、 １５ 連通路、 ２０ ノズルプレート、 ２１ ノズル開口、 ３０ 保護基板、 ３１ リザーバ部、 ３２ 圧電素子保持部（保持部）、 ３３ 第１のリザーバ部、 ３４ 第２のリザーバ部、 ３５ 深溝部、 ３６ 浅溝部、 ４０ コンプライアンス基板、 ４１ 封止膜、 ４２ 固定板、 ４３ 開口部、 ４４ 可撓部、 ４５ 突出部、 ４６ 導入口、 ５０ 弾性膜、 ５５ 絶縁体膜、 ６０ 下電極膜、 ７０ 圧電体層、 ８０ 上電極膜、 ９０ リード電極、 １００ リザーバ、 １２０ 駆動回路、 １２１ フレキシブルプリント基板、 ３００ 圧電素子、 ３２０ 圧電体能動部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、特に液体としてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射ヘッドであるインクジェット式記録ヘッドとしては、例えば、ノズル開口に連通する圧力発生室とこの圧力発生室の長手方向一端部側に圧力発生室の短手方向に亘って設けられて各圧力発生室に連通する連通部とが形成される流路形成基板と、この流路形成基板の一方面側に形成される圧電素子と、流路形成基板の圧電素子側の面に接着剤を介して接合されて、連通部と共にリザーバの一部を構成するリザーバ部を有するリザーバ形成基板とを具備するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
そして、リザーバ形成基板の流路形成基板とは反対側の面には、リザーバ部に相対向する領域に可撓部を有するコンプライアンス基板が接合され、このコンプライアンス基板の可撓部によって、リザーバ内へのインクの導入時の圧力変動やインク吐出時の圧力変動を吸収するようになっている。
【０００４】
また、流路形成基板に接合されたリザーバ形成基板の圧電素子保持部に相対向する領域にリザーバを設けたものがある（例えば、特許文献２及び３参照）。
【０００５】
これによれば、インクジェット式記録ヘッドを圧力発生室の長手方向で小型化することができる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２１９２４３号公報（第３〜５図、第６〜８頁）
【特許文献２】特開２００１−１０５６１１号公報（第６〜８図、第８〜９頁）
【特許文献３】特開２００４−１０６３１６号公報（第１１図、第６頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の構成では、リザーバへのインク供給能力と圧力変動能力を向上するためにはリザーバ部の幅を広げるしかなく、ヘッドが大型化してしまうという問題がある。
【０００８】
また、特許文献２及び３の構成では、圧力変動を吸収することができず、優れたインク吐出特性を得ることができないという問題がある。さらに、リザーバ形成基板上に圧電素子を駆動するための駆動回路を実装すると、コンプライアンスを生じさせるコンプライアンス基板を配置することができないという問題がある。
【０００９】
また、リザーバ部に連通するインク導入口を介してリザーバ部内にインクを導入すると、インク導入口の両側、特にインク導入口から離れたリザーバ部の角部に気泡が滞留してしまい、滞留した気泡が成長してリザーバ部の容積を減少させて供給特性が劣化してしまうと共に、気泡を所望のタイミングで排出することができず、インクと共に気泡が吐出されるなどの不具合が生じてしまうという問題がある。
【００１０】
なお、このような問題はインクを吐出するインクジェット式記録ヘッドだけではなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。
【００１１】
本発明はこのような事情に鑑み、気泡が滞留するのを防止して液体供給特性及び液体噴射特性を向上することができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置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】
【００１２】
上記課題を解決する本発明の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室がその幅方向に並設された流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側の前記圧力発生室に相対向する領域に設けられた圧力発生素子と、前記流路形成基板の前記圧力発生素子側の面に接合されると共に、前記圧力発生素子を配置する保持部が一方面側に設けられた保護基板とを具備し、前記保護基板には、複数の圧力発生室の共通の液体室となるリザーバ部が前記圧力発生室の並設方向に亘って設けられていると共に、該リザーバ部が、前記保護基板を厚さ方向に貫通して設けられた第１のリザーバ部と、前記流路形成基板とは反対側の面であって前記保持部に相対向する領域側に前記第１のリザーバ部に連通して設けられた凹形状を有する第２のリザーバ部とを具備し、前記保護基板の前記流路形成基板とは反対側の面に前記リザーバ部に相対向する領域に可撓部が設けられたコンプライアンス基板が設けられていると共に、該コンプライアンス基板の前記第２のリザーバ部に相対向する領域には、前記リザーバ部に液体を導入する導入口が設けられ、前記第２のリザーバ部が、前記導入口に相対向する領域に前記圧力発生室の長手方向に亘って前記第１のリザーバ部に達するまで設けられた深溝部と、該深溝部の前記圧力発生室の並設方向両側に設けられて当該深溝部よりも深さの浅い浅溝部とで構成されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、リザーバ部として第２のリザーバ部を設けることで、液体室の容量を拡大することができ、ヘッドの小型化を図ることができると共に、広い面積の可撓部を設けることができ、圧力変動を確実に吸収させて液体供給特性及び液体噴射特性を向上することができる。また、第２のリザーバ部として、深溝部を設けることで、液体の流量を確保して液体の供給特性が劣化するのを防止することができると共に、浅溝部を設けることで、第２のリザーバ部内の液体の流速を早めて気泡が滞留するのを防止することができる。これにより、液体供給特性及び液体噴射特性を向上することができる。
【００１３】
ここで、前記流路形成基板には、複数の圧力発生室に連通して前記液体室の一部を構成する連通部が設けられていることが好ましい。これによれば、連通部によって液体室の容積をさらに確保することができ、優れた液体供給特性及び液体噴射特性を得ることができる。
【００１４】
また、前記圧力発生素子には、当該圧力発生素子を駆動する駆動回路が実装されたフレキシブルプリント基板が電気的に接続されていることが好ましい。これによれば、駆動回路を保護基板上に実装する必要がなく、第２のリザーバ部を広い面積で形成することができる。
【００１５】
本発明の他の態様は、上記態様の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。これによれば、液体噴射特性及び液体供給特性を向上した液体噴射装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの概略斜視図であり、図２は、図１の平面図及びそのＡ−Ａ′断面図である。図示するように、流路形成基板１０は、本実施形態では面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には予め熱酸化によって二酸化シリコンからなる厚さ０．５〜２μｍの弾性膜５０が形成されている。
【００１７】
流路形成基板１０には、他方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁１１によって区画された圧力発生室１２がその幅方向（短手方向）に並設されている。また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向一端部側には、インク供給路１４と連通路１５とが隔壁１１によって区画されている。また、連通路１５の一端には、各圧力発生室１２の共通のインク室（液体室）となるリザーバ１００の一部を構成する連通部１３が形成されている。すなわち、流路形成基板１０には、圧力発生室１２、連通部１３、インク供給路１４及び連通路１５からなる液体流路が設けられている。
【００１８】
インク供給路１４は、圧力発生室１２の長手方向一端部側に連通し且つ圧力発生室１２より小さい断面積を有する。例えば、本実施形態では、インク供給路１４は、リザーバ１００と各圧力発生室１２との間の圧力発生室１２側の流路を幅方向に絞ることで、圧力発生室１２の幅より小さい幅で形成されている。
【００１９】
すなわち、流路形成基板１０には、圧力発生室１２と、圧力発生室１２の短手方向の断面積より小さい断面積を有するインク供給路１４と、このインク供給路１４に連通すると共にインク供給路１４の短手方向の断面積よりも大きい断面積を有する連通路１５とが複数の隔壁１１により区画されて設けられている。
【００２０】
流路形成基板１０の圧力発生室１２が開口する面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口２１が穿設されたノズル形成部材の一例でノズルプレート２０が、接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。なお、ノズルプレート２０は、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板、ステンレス鋼等からなる。
【００２１】
一方、このような流路形成基板１０のノズルプレート２０とは反対側の面には、上述したように、厚さが例えば約１．０μｍの弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、厚さが例えば、約０．４μｍの絶縁体膜５５が形成されている。さらに、この絶縁体膜５５上には、厚さが例えば、約０．２μｍの下電極膜６０と、厚さが例えば、約１．０μｍの圧電体層７０と、厚さが例えば、約０．０５μｍの上電極膜８０とが、成膜及びリソグラフィ法により積層形成されて、圧電素子３００を構成している。ここで、圧電素子３００は、下電極膜６０、圧電体層７０及び上電極膜８０を含む部分をいう。一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。本実施形態では、下電極膜６０を圧電素子３００の共通電極とし、上電極膜８０を圧電素子３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。何れの場合においても、各圧力発生室１２毎に圧電体能動部３２０が形成されていることになる。また、ここでは、圧電素子３００を所定の基板上（流路形成基板１０上）に変位可能に設け、当該圧電素子３００を駆動させた装置をアクチュエータ装置と称する。なお、本実施形態では、圧力発生室１２内のインク（液体）に圧力変化を生じさせる圧力発生素子として、圧電素子３００が設けられている。また、上述した例では、弾性膜５０、絶縁体膜５５及び下電極膜６０が振動板として作用するが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、弾性膜５０及び絶縁体膜５５を設けずに、下電極膜６０のみが振動板として作用するようにしてもよい。また、圧電素子３００自体が実質的に振動板を兼ねるようにしてもよい。
【００２２】
圧電体層７０は、下電極膜６０上に形成される圧電材料からなる。圧電体層７０としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電体材料や、これに酸化ニオブ、酸化ニッケル又は酸化マグネシウム等の金属酸化物を添加したもの等が好適である。圧電体層７０の厚さについては、製造工程でクラックが発生しない程度に厚さを抑え、且つ十分な変位特性を呈する程度に厚く形成する。例えば、本実施形態では、圧電体層７０を１〜２μｍ前後の厚さで形成した。
【００２３】
また、このような各圧電素子３００の上電極膜８０には、流路形成基板１０のインク供給路１４とは反対側の端部近傍まで延設された金（Ａｕ）等のリード電極９０がそれぞれ接続されている。このリード電極９０を介して各圧電素子３００に選択的に電圧が印加される。具体的には、詳しくは後述する保護基板３０の圧電素子保持部３２の外側まで延設されたリード電極９０の端部に、圧電素子３００を駆動するための駆動回路１２０が実装されたフレキシブルプリント基板１２１が電気的に接続されており、駆動回路１２０からの駆動信号は、フレキシブルプリント基板１２１を介してリード電極９０に供給される。
【００２４】
なお、駆動回路１２０としては、例えば、回路基板や半導体集積回路（ＩＣ）等を用いることができる。また、フレキシブルプリント基板１２１としては、例えば、チップオンフィルム（ＣＯＦ）やテープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）などが挙げられる。
【００２５】
さらに、圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上には、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有する保持部である圧電素子保持部３２が設けられた保護基板３０が接着剤３９を介して接合されている。なお、圧電素子保持部３２は、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有していればよく、当該空間は密封されていても、密封されていなくてもよい。
【００２６】
また、保護基板３０には、圧力発生室１２の並設方向に亘ってリザーバ部３１が設けられている。リザーバ部３１は、連通部１３と連通されて複数の圧力発生室１２の共通のインク室（液体室）となるリザーバ１００を構成している。
【００２７】
ここで、リザーバ部３１は、保護基板３０を厚さ方向に貫通して設けられた第１のリザーバ部３３と、保護基板３０の流路形成基板１０とは反対側に凹形状に設けられた第２のリザーバ部３４とを具備する。
【００２８】
第１のリザーバ部３３は、流路形成基板１０の連通部１３に相対向する領域に、保護基板３０を厚さ方向に貫通して連通部１３に連通するように設けられている。
【００２９】
第２のリザーバ部３４は、保護基板３０の流路形成基板１０に接合される面とは反対側の面側に第１のリザーバ部３３に連通して設けられた凹形状を有する。また、第２のリザーバ部３４は、圧電素子保持部３２に相対向する領域側に設けられている。すなわち、リザーバ部３１は、保護基板３０を厚さ方向に貫通する第１のリザーバ部３３と、流路形成基板１０とは反対側で第１のリザーバ部３３を圧電素子保持部３２側に向かって拡幅する拡幅部としての第２のリザーバ部３４とで構成されている。そして、本実施形態の複数の圧力発生室１２の共通の液体室であるリザーバ１００は、第１のリザーバ部３３及び第２のリザーバ部３４からなるリザーバ部３１と、連通部１３とで構成されている。
【００３０】
このように、リザーバ部３１に圧電素子保持部３２側に向かって拡幅する第２のリザーバ部３４を設けることで、リザーバ１００の容量を拡大することができるため、リザーバ部３１及び連通部１３の圧力発生室１２とは反対側の壁の位置を圧力発生室１２側に配置することができ、インクジェット式記録ヘッドの圧力発生室１２の長手方向の幅方向を小型化することができる。
【００３１】
また、リザーバ部３１に第２のリザーバ部３４を設けることで、コンプライアンス基板４０の可撓部４４の面積を広げることができる。これにより、リザーバ１００にインクが供給された際のリザーバ１００内の圧力変動を可撓部４４によって確実に吸収させることができると共にインク吐出時の圧力変動を可撓部４４によって吸収させることができる。これにより、圧力変動の影響によるクロストークの発生を低減させて、インク吐出特性を向上することができる。
【００３２】
また、第２のリザーバ部３４は、深溝部３５と、深溝部３５よりも浅く形成された浅溝部３６とで構成されている。
【００３３】
深溝部３５は、詳しくは後述する保護基板３０上に接合されたコンプライアンス基板４０に設けられた導入口４６に相対向する領域、本実施形態では、複数の圧力発生室１２の並設方向の略中央部に設けられ、圧力発生室１２の長手方向に亘って第１のリザーバ部３３に達するまで設けられている。
【００３４】
浅溝部３６は、深溝部３５の圧力発生室の並設方向の両側に深溝部３５よりも深さが浅く設けられている。
【００３５】
なお、このような第１のリザーバ部３３及び第２のリザーバ部３４は、本実施形態では、図２（ａ）に示すように、圧電素子３００とは反対側に向かって幅が徐々に漸大するように設けられている。これは、詳しくは後述する導入口４６からリザーバ部３１内にインクが導入された際に、並設された複数の圧力発生室１２に亘って均等にインクを供給させるためである。
【００３６】
このような保護基板３０の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料であるシリコン単結晶基板を用いている。このように、保護基板３０を流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料を用いることで、インクジェット式記録ヘッドがインク吐出時や製造時などに加熱されても、熱膨張率の違いにより反りが生じてクラック等の破壊が発生するのを防止することができる。
【００３７】
また、このような保護基板３０上には、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。ここで、封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さが６μｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によって第１のリザーバ部３３及び第２のリザーバ部３４の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さが３０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成される。この固定板４２のリザーバ１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、リザーバ１００の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止された撓み変形可能な可撓部４４が設けられている。
【００３８】
さらに、コンプライアンス基板４０の固定板４２は、第２のリザーバ部３４に相対向する領域に突出した突出部４５を具備し、突出部４５にはリザーバ１００内にインクを導入するための導入口４６が設けられている。すなわち、導入口４６は、第２のリザーバ部３４に相対向する領域に設けられ、導入口４６から導入されたインクは、第２のリザーバ部３４から第１のリザーバ部３３及び連通部１３を介して圧力発生室１２に供給される。
【００３９】
このとき、保護基板３０の第２のリザーバ部３４には、導入口４６に相対向する領域に深溝部３５が設けられているため、深溝部３５によって導入口４６から供給されるインクの流量を確保することができ、インク供給特性が劣化することがない。すなわち、リザーバ部３１の流速を早めるために第２のリザーバ部３４の全体を浅く形成すると、流速は早くなるものの、流量を確保することができず、インク供給特性が劣化してしまうが、深溝部３５を設けることによって、流量を確保してインク供給特性が劣化するのを防止することができる。
【００４０】
また、導入口４６から導入されたインクは、浅溝部３６上を通過する際に、浅溝部３６によってインクの流速を早めて、浅溝部３６上、特に第２のリザーバ部３４の角部に気泡が滞留するのを防止することができる。すなわち、第２のリザーバ部３４に浅溝部３６を設けずに、第２のリザーバ部３４全体を深溝部３５と同じ深さで形成した場合、第２のリザーバ部３４の角部を流れるインクの流速が遅くなり、第２のリザーバ部３４の角部に気泡が滞留し、滞留した気泡が成長してリザーバ１００の容積を減少させて供給特性が劣化してしまうと共に、気泡を所望のタイミングで排出することができず、インクと共に気泡が吐出されるなどの不具合が生じてしまう。
【００４１】
したがって、第２のリザーバ部３４として導入口４６に相対向する深溝部３５と浅溝部３６とを設けることによって、インクの供給特性を劣化することなく、所望のタイミングで気泡を排出して、優れたインク吐出特性を得ることができる。
【００４２】
（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態１では、流路形成基板１０に圧力発生室１２の並設方向に亘ってリザーバ１００の一部を構成する連通部１３を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、流路形成基板１０の連通部１３を圧力発生室１２毎に複数に分割して、リザーバ部３１のみをリザーバとしてもよい。また、例えば、流路形成基板１０に圧力発生室１２のみを設け、流路形成基板１０と保護基板３０との間に介在する部材（例えば、弾性膜５０、絶縁体膜５５等）にリザーバ部３１と各圧力発生室１２とを連通するインク供給路１４を設けるようにしてもよい。これにより、インクジェット式記録ヘッドの更なる小型化を図ることができる。
【００４３】
また、上述した実施形態１では、第２のリザーバ部３４として、均一深さの浅溝部３６を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、浅溝部を、深溝部３５側から圧力発生室１２の並設方向の外側に向かって深さが徐々に漸小するように設けてもよい。すなわち、第２のリザーバ部３４の両外側に向かって深さが徐々に漸小するようにしてもよい。これにより、特に気泡の滞留し易い第２のリザーバ部３４の角部近傍の流速を早めることができ、さらに気泡の滞留を防止することができる。
【００４４】
さらに、例えば、上述した実施形態１では、駆動回路１２０が実装されたフレキシブルプリント基板１２１をリード電極９０に接続するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、保護基板３０上のコンプライアンス基板４０以外の領域に駆動回路１２０を実装する領域が確保できる場合には、駆動回路１２０を保護基板３０上に実装し、駆動回路１２０とリード電極９０とをボンディングワイヤ等の接続配線で接続するようにしてもよい。
【００４５】
また、上述した実施形態１では、コンプライアンス基板４０に１つの可撓部４４を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、固定板４２に複数の開口部４３を設けることで、複数の可撓部４４を設けるようにしてもよい。
【００４６】
また、上述した実施形態では、圧力発生室内の液体に圧力を付与する圧力発生素子として、薄膜型（撓み振動型）の圧電素子を例示したが、圧力発生素子は、特にこれに限定されず、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型の圧電素子や、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型の圧電素子などを使用することができる。また、圧力発生素子として、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるものなどを使用することができる。
【００４７】
また、これら各実施形態のインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図３は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。
【００４８】
図３に示すように、インクジェット式記録ヘッドＩを有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。
【００４９】
そして、駆動モータ６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８に巻き掛けられて搬送されるようになっている。
【００５０】
なお、上述した実施形態１では、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを挙げて説明したが、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り、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（電界放出ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施形態１に係る記録ヘッドの概略斜視図である。
【図２】実施形態１に係る記録ヘッドの平面図及び断面図である。
【図３】一実施形態に係るインクジェット式記録装置の概略図である。
【符号の説明】
【００５２】
Ｉ インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、 II インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、 １０ 流路形成基板、 １２ 圧力発生室、 １３ 連通部、 １４ インク供給路、 １５ 連通路、 ２０ ノズルプレート、 ２１ ノズル開口、 ３０ 保護基板、 ３１ リザーバ部、 ３２ 圧電素子保持部（保持部）、 ３３ 第１のリザーバ部、 ３４ 第２のリザーバ部、 ３５ 深溝部、 ３６ 浅溝部、 ４０ コンプライアンス基板、 ４１ 封止膜、 ４２ 固定板、 ４３ 開口部、 ４４ 可撓部、 ４５ 突出部、 ４６ 導入口、 ５０ 弾性膜、 ５５ 絶縁体膜、 ６０ 下電極膜、 ７０ 圧電体層、 ８０ 上電極膜、 ９０ リード電極、 １００ リザーバ、 １２０ 駆動回路、 １２１ フレキシブルプリント基板、 ３００ 圧電素子、 ３２０ 圧電体能動部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室がその幅方向に並設された流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側の前記圧力発生室に相対向する領域に設けられた圧力発生素子と、前記流路形成基板の前記圧力発生素子側の面に接合されると共に、前記圧力発生素子を配置する保持部が一方面側に設けられた保護基板とを具備し、
前記保護基板には、複数の圧力発生室の共通の液体室となるリザーバ部が前記圧力発生室の並設方向に亘って設けられていると共に、該リザーバ部が、前記保護基板を厚さ方向に貫通して設けられた第１のリザーバ部と、前記流路形成基板とは反対側の面であって前記保持部に相対向する領域側に前記第１のリザーバ部に連通して設けられた凹形状を有する第２のリザーバ部とを具備し、
前記保護基板の前記流路形成基板とは反対側の面に前記リザーバ部に相対向する領域に可撓部が設けられたコンプライアンス基板が設けられていると共に、該コンプライアンス基板の前記第２のリザーバ部に相対向する領域には、前記リザーバ部に液体を導入する導入口が設けられ、
前記第２のリザーバ部が、前記導入口に相対向する領域に前記圧力発生室の長手方向に亘って前記第１のリザーバ部に達するまで設けられた深溝部と、該深溝部の前記圧力発生室の並設方向両側に設けられて当該深溝部よりも深さの浅い浅溝部とで構成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記流路形成基板には、複数の圧力発生室に連通して前記液体室の一部を構成する連通部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
前記圧力発生素子には、当該圧力発生素子を駆動する駆動回路が実装されたフレキシブルプリント基板が電気的に接続されていることを特徴とする請求項１又は２記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。
【請求項１】
液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室がその幅方向に並設された流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側の前記圧力発生室に相対向する領域に設けられた圧力発生素子と、前記流路形成基板の前記圧力発生素子側の面に接合されると共に、前記圧力発生素子を配置する保持部が一方面側に設けられた保護基板とを具備し、
前記保護基板には、複数の圧力発生室の共通の液体室となるリザーバ部が前記圧力発生室の並設方向に亘って設けられていると共に、該リザーバ部が、前記保護基板を厚さ方向に貫通して設けられた第１のリザーバ部と、前記流路形成基板とは反対側の面であって前記保持部に相対向する領域側に前記第１のリザーバ部に連通して設けられた凹形状を有する第２のリザーバ部とを具備し、
前記保護基板の前記流路形成基板とは反対側の面に前記リザーバ部に相対向する領域に可撓部が設けられたコンプライアンス基板が設けられていると共に、該コンプライアンス基板の前記第２のリザーバ部に相対向する領域には、前記リザーバ部に液体を導入する導入口が設けられ、
前記第２のリザーバ部が、前記導入口に相対向する領域に前記圧力発生室の長手方向に亘って前記第１のリザーバ部に達するまで設けられた深溝部と、該深溝部の前記圧力発生室の並設方向両側に設けられて当該深溝部よりも深さの浅い浅溝部とで構成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記流路形成基板には、複数の圧力発生室に連通して前記液体室の一部を構成する連通部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
前記圧力発生素子には、当該圧力発生素子を駆動する駆動回路が実装されたフレキシブルプリント基板が電気的に接続されていることを特徴とする請求項１又は２記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−９６１２８（Ｐ２００９−９６１２８Ａ）
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２７１７５９（Ｐ２００７−２７１７５９）
【出願日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月７日（２００９．５．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月１８日（２００７．１０．１８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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