(57)【要約】【課題】キャップによるノズル形成面の封止時の液体噴射ヘッドの構成部材の損傷を抑制して、取り扱いやすさが向上した液体噴射装置、及び、液体噴射ヘッド提供する。【解決手段】液体を噴射するノズル（４０）が形成されたノズル基板（３０）、ノズルに供給する液体を貯留する液室（３３）が１０個形成された液室形成基板（２９）、及び、ノズル基板及び液室形成基板を保持するケース（４０）を有する液体噴射ヘッド（１０）と、液体噴射ヘッドのノズルが形成されたノズル形成面に当接して１０個の液室に対応する複数のノズルを封止するキャップ（１４）と、を備え、液室形成基板は、ケースとノズル基板との間に設けられ、ケース側が開口し、ノズル基板側に底部（３６）を有する凹部（３３ａ）が形成され、凹部により液室が画成されたことを特徴とする。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射するノズルが形成されたノズル基板、前記ノズルに供給する液体を貯留する液室が１０個形成された液室形成基板、及び、前記ノズル基板及び前記液室形成基板を保持するケースを有する液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドの前記ノズルが形成されたノズル形成面に当接して前記１０個の液室に対応する複数の前記ノズルを封止するキャップと、
を備え、
前記液室形成基板は、
前記ケースと前記ノズル基板との間に設けられ、
前記ケース側が開口し、前記ノズル基板側に底部を有する凹部が形成され、
前記凹部により前記液室が画成されたことを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記液室形成基板及び前記ノズル基板は、それぞれシリコン基板から形成されたことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記液室形成基板の厚さ方向において、前記底部は、前記液室形成基板の厚さの半分未満であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記キャップは、吸液材と、当該吸液材を前記キャップ内に保持する保持部材と、を備え、
前記液室形成基板の厚さ方向からの平面視において、前記保持部材が前記液室と重なることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記キャップと接続され、当該キャップ内を吸引可能な吸引手段を備えることを特徴とする請求項４に記載の液体噴射装置。
【請求項６】
前記液室形成基板と前記ノズル基板との間に、接着剤を保持する窪み部が複数形成され、
前記液室形成基板の厚さ方向からの平面視において、前記液室が形成された領域における前記窪み部の形成密度は、前記液室が形成された領域から外れた領域における前記窪み部の形成密度よりも低いことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項７】
前記液室形成基板の厚さ方向からの平面視において、前記保持部材は、前記窪み部と重なることを特徴とする請求項４又は請求項５を引用する請求項６に記載の液体噴射装置。
【請求項８】
液体を噴射するノズルが形成されたノズル基板と、
前記ノズルに供給する液体を貯留する液室が１０個形成された液室形成基板と
前記ノズル基板及び前記液室形成基板を保持するケースと、
を備え、
前記液室形成基板は、
前記ケースと前記ノズル基板との間に設けられ、
前記ケース側が開口し、前記ノズル基板側に底部を有する凹部が形成され、
前記凹部により前記液室が画成されたことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項９】
前記液室形成基板及び前記ノズル基板は、それぞれシリコン基板から形成されたことを特徴とする請求項８に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１０】
前記液室形成基板の厚さ方向において、前記底部は、前記液室形成基板の厚さの半分未満であることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１１】
前記液室形成基板と前記ノズル基板との間に、接着剤を保持する窪み部が複数形成され、
前記液室形成基板の厚さ方向からの平面視において、前記液室が形成された領域における前記窪み部の形成密度は、前記液室が形成された領域から外れた領域における前記窪み部の形成密度よりも低いことを特徴とする請求項８から請求項１０の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット式記録ヘッドなどの液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置、及び、液体噴射ヘッドに関し、特に、複数のノズル列及びこれに対応する複数の共通液室を備えた液体噴射装置、及び、液体噴射ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射装置は液体噴射ヘッドを備え、この液体噴射ヘッドから各種の液体を液滴として噴射（吐出）する装置である。この液体噴射装置としては、例えば、インクジェット式プリンターやインクジェット式プロッター等の画像記録装置があるが、最近ではごく少量の液体を所定位置に正確に着弾させることができるという特長を生かして各種の製造装置にも応用されている。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターを製造するディスプレイ製造装置，有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイやＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極を形成する電極形成装置，バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置に応用されている。そして、画像記録装置用の記録ヘッドでは色材を含む液体を噴射し、ディスプレイ製造装置用の色材噴射ヘッドではＲ（Red）・Ｇ（Green）・Ｂ（Blue）などの各色材を含む液体を噴射する。また、電極形成装置用の電極材噴射ヘッドでは電極材料を含む液体を噴射し、チップ製造装置用の生体有機物噴射ヘッドでは生体有機物を含む液体を噴射する。
【０００３】
上記の液体噴射ヘッドとしては、ノズルが複数開設された基板（以下、ノズル基板と言う）、複数のノズルに個別に連通する圧力室（若しくは圧力発生室又はキャビティとも呼ばれる）や各圧力室に共通な共通液室（若しくは共通液室又はマニホールドとも呼ばれる）等の流路が形成された基板（以下、流路基板と言う）、圧力室内の液体に圧力振動を生じさせる圧電素子等の圧力発生手段（若しくは駆動素子又はアクチュエーターとも呼ばれる）を備えたものがある。特許文献１には、複数のノズルが列設されてなるノズル列が８列だけノズル基板に形成され、流路基板には各ノズル列に対応して共通液室も８つ設けられた液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置が開示されている。この特許文献１の構成では、ノズル列の数に応じた種類のインク等の液体を記録ヘッドから噴射させることができるので、種々の用途に対応することができる。また、例えば特許文献２に開示されているように、より多くの種類に対応できるようにノズル列が合計１０列設けられた液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置も提案されている。この特許文献２では、例えば、２列のノズル列が形成されたノズル形成面やそれに対応する流路が形成された流路基板等のヘッド構成部材を備えた単位ヘッドと呼ばれる小型のヘッドを５つ設けることで液体噴射ヘッド全体として合計１０列のノズル列を備えた構成となっている。この構成では、特許文献１の構成と比較して、単位ヘッドを複数並べる分、単位ヘッド間で隙間生じたりするため、液体噴射ヘッドが大型し、また、コストも増加する。このため、複数のノズル列を備える構成において液体噴射ヘッドや液体噴射装置の大型化を抑制する観点では、特許文献１のように、単一のノズル基板にノズル列が形成され、これに対応して単一の流路基板に流路等が形成される構成を採用することが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−０１０８６２号公報
【特許文献２】特開２０１１−０２５４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような液体噴射装置では、液体噴射ヘッドのノズルから液体の溶媒が蒸発することを防いだり、ノズルに負圧を与えて当該ノズルから増粘した液体や気泡を強制的に排出する吸引動作（例えば、初期充填動作やメンテナンス動作）を行ったりするため、液体噴射ヘッドのノズルが形成されたノズル形成面を封止（換言すると、キャッピング）するキャップが設けられている。キャップはノズル形成面側が開口したトレイ状の部材であり、キャップの側壁の頂部を液体噴射ヘッドのノズル形成面に当接させることでノズル形成面を封止空部内に密閉する。このようなキャップを、上記特許文献２の構成のように単位ヘッド毎に対応させて複数設ける構成では、その分、キャップの配置スペースを要するため、液体噴射ヘッドが大型化し、また、構造も複雑化してしまい、液体噴射ヘッドを液体噴射装置に搭載した際の取り扱いが困難となる場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の液体噴射ヘッドは、上記目的を達成するために提案されたものであり、液体を噴射するノズルが形成されたノズル基板、前記ノズルに供給する液体を貯留する液室が１０個形成された液室形成基板、及び、前記ノズル基板及び前記液室形成基板を保持するケースを有する液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドの前記ノズルが形成されたノズル形成面に当接して前記１０個の液室に対応する複数の前記ノズルを封止するキャップと、
を備え、
前記液室形成基板は、
前記ケースと前記ノズル基板との間に設けられ、
前記ケース側が開口し、前記ノズル基板側に底部を有する凹部が形成され、
前記凹部により前記液室が画成されたことを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、液体噴射装置において液体噴射ヘッドの取り扱い性が向上する。
【０００８】
また、上記構成において、前記液室形成基板及び前記ノズル基板は、それぞれシリコン基板から形成された構成を採用することが望ましい。
【０００９】
この構成によれば、ノズルや液室等の流路を精度よく形成することができる。
【００１０】
また、上記構成において、前記液室形成基板の厚さ方向において、前記底部は、前記液室形成基板の厚さの半分未満である構成を採用することが望ましい。
【００１１】
この構成によれば、液室の必要な容積を確保することができる。
【００１２】
さらに、上記構成において、前記キャップは、吸液材と、当該吸液材を前記キャップ内に保持する保持部材と、を備え、
前記液室形成基板の厚さ方向からの平面視において、前記保持部材が前記液室と重なる構成を採用することが望ましい。
【００１３】
この構成によれば、キャップ内に吸液材を偏りなく保持することができる。
【００１４】
また、上記構成において、前記キャップと接続され、当該キャップ内を吸引可能な吸引手段を備える構成を採用することが望ましい。
【００１５】
この構成によれば、ノズルからキャップ内に液体を吸引・排出することができる。
【００１６】
また、上記構成において、前記液室形成基板と前記ノズル基板との間に、接着剤を保持する窪み部が複数形成され、
前記液室形成基板の厚さ方向からの平面視において、前記液室が形成された領域における前記窪み部の形成密度は、前記液室が形成された領域から外れた領域における前記窪み部の形成密度よりも低い構成を採用することが望ましい。
【００１７】
この構成によれば、ノズル基板と液室形成基板の剥離を抑制しつつ、液室に対応する部分の強度を高めることができる。
【００１８】
さらに、上記構成において、前記液室形成基板の厚さ方向からの平面視において、前記保持部材は、前記窪み部と重なる構成を採用することが望ましい。
【００１９】
この構成によれば、キャップ内に吸液材をより偏りなく保持することができる。
【００２０】
また、本発明に係る液体噴射ヘッドは、液体を噴射するノズルが形成されたノズル基板と、
前記ノズルに供給する液体を貯留する液室が１０個形成された液室形成基板と
前記ノズル基板及び前記液室形成基板を保持するケースと、
を備え、
前記液室形成基板は、
前記ケースと前記ノズル基板との間に設けられ、
前記ケース側が開口し、前記ノズル基板側に底部を有する凹部が形成され、
前記凹部により前記液室が画成されたことを特徴とする。
【００２１】
上記構成において、前記液室形成基板及び前記ノズル基板は、それぞれシリコン基板から形成された構成を採用することが望ましい。
【００２２】
また、上記構成において、前記液室形成基板の厚さ方向において、前記底部は、前記液室形成基板の厚さの半分未満である構成を採用することが望ましい。
【００２３】
さらに、上記構成において、前記液室形成基板と前記ノズル基板との間に、接着剤を保持する窪み部が複数形成され、
前記液室形成基板の厚さ方向からの平面視において、前記液室が形成された領域における前記窪み部の形成密度は、前記液室が形成された領域から外れた領域における前記窪み部の形成密度よりも低い構成を採用することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】液体噴射装置の一形態の構成を説明する模式図である。
【図２】液体噴射ヘッドの一形態の構成を説明する斜視図である。
【図３】液体噴射ヘッドの一形態の構成を説明する断面図である。
【図４】流路基板の構成を説明する平面図である。
【図５】キャップの一形態の構成を説明する斜視図である。
【図６】キャッピング状態を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下の説明は、本発明の液体噴射装置として、液体噴射ヘッドの一種であるインクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッド）１０を搭載したインクジェット式記録装置（以下、プリンター）１を例に挙げて行う。
【００２６】
図１は、プリンター１の一形態の構成を例示した面図である。本実施形態におけるプリンター１は、フレーム２と、このフレーム２内に配設されたプラテン３とを備えており、このプラテン３上に記録用紙、布帛、あるいは、樹脂シート等の媒体が搬送される。また、フレーム２内には、プラテン３と平行にガイドロッド５が設けられており、このガイドロッド５には、記録ヘッド１０を搭載したキャリッジ６が摺動可能に支持されている。即ち、このキャリッジ６は、ガイドロッド５に沿って媒体の搬送方向に交差する主走査方向に往復移動するように構成されている。そして、プリンター１は、プラテン３上の媒体に対してキャリッジ６を主走査方向に相対移動させながら記録ヘッド１０のノズル４０（図３等参照）からインク（本発明における液体の一種）をインク滴として噴射させて、媒体上に当該インク滴を着弾させることにより文字や画像等の着弾パターンを形成（換言すると記録又は印刷）する。以下においては、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向のうち、記録ヘッド１０の移動方向（換言すると、主走査方向）をＸ方向とし、当該主走査方向と直交した媒体の搬送方向（換言すると、副走査方向）をＹ方向とし、ＸＹ平面に直交する方向をＺ方向とする。
【００２７】
キャリッジ６には、インクを貯留したインクカートリッジ８が着脱可能に複数装着されている。インクとしては、例えば、水系の染料インクもしくは顔料インクや、これらの水系のインクよりも耐候性が高められた有機溶剤系インクや、紫外線の照射による硬化する光硬化型インク等、周知の種々の組成のものを用いることができる。本実施形態における記録ヘッド１０は、後述するように合計１０列のノズル列４１を備えているため、各ノズル列４１にそれぞれ異なる種類のインクを対応させることができ、より多くの種類のインクを使用することが可能となる。このため、記録ヘッド１０を搭載したプリンター１によれば、より多様な用途に対応でき、取り扱い性が向上する。なお、本実施形態においては、インクカートリッジ８がキャリッジ６に搭載される構成を例示したが、これには限られず、インクを貯留したカートリッジやタンク等の貯留部材がプリンター１の本体側に配置され、供給チューブを介して記録ヘッド１０に供給される構成を採用することも可能である。
【００２８】
フレーム２内におけるプラテン３から外れた領域には、記録ヘッド１０のノズル４０の開口が形成された面であるノズル形成面を払拭するワイピング機構１１が配設されている。このワイピング機構１１は、ワイパー１２を有している。このワイパー１２としては、例えばゴムやエラストマー等の弾性・可撓性を有する部材により構成される。このワイピング機構１１は、ワイピング動作においてワイパー１２の先端部が記録ヘッド１０のノズル形成面に接触可能な位置に当該ワイパー１２を配置する。そして、ワイパー１２の先端部がノズル形成面に接触した状態で両者を相対移動させることにより当該ワイパー１２によってノズル形成面が払拭される。なお、ノズル形成面を払拭する機構としては、例えば、不織布等のシート状のワイパーにより払拭する構成のもの等、周知の種々の構成のものを採用することができる。
【００２９】
フレーム２内におけるキャリッジ６の待機位置であるホームポジションには、上記ワイピング機構１１に隣接してキャッピング機構１３が配設されている。キャッピング機構１３は、記録ヘッド１０のノズル形成面に当接し得るトレイ状のキャップ１４（換言すると、封止部材）を有する。このキャッピング機構１３では、キャップ１４内の空間が封止空部４７（図６参照）として機能し、この封止空部４７内に記録ヘッド１０のノズル４０を臨ませた状態でノズル形成面に密着可能に構成されている。また、このキャップ１４には、図示しない廃液チューブを介してポンプ１５（本発明における吸引手段の一種）が接続されており、このポンプ１５の駆動によって廃液チューブを介してキャップ１４の封止空部内を負圧化することができる。そして、プリンター１にインクカートリッジ８が装着された際に当該インクカートリッジ８内のインクを記録ヘッド１０内の流路に充填する初期充填動作や、記録ヘッド１０のノズル４０や流路の詰まりを解消するためのクリーニング動作においては、ノズル形成面への密着状態で封止空部４７がポンプ１５の駆動により負圧化されてノズル４０から記録ヘッド１０内のインクや気泡が吸引されてキャップ１４の封止空部内に排出される。なお、キャップ１４の詳細については後述する。
【００３０】
図２は、記録ヘッド１０をノズル形成面側から見た斜視図である。本実施形態における記録ヘッド１０は、ホルダー１８を備えている。このホルダー１８は、キャリッジ６に取り付けるためのフランジ部１９と、フランジ部１９から下方へ突出する直方体状のケース部２０とを備えている。そして、ケース部２０の下面、即ち、記録動作における媒体側の面には、後述する流路ユニット２４が接合されている。また、ケース部２０の内部には、キャリッジ６に装着されたインクカートリッジ８からのインクを流路ユニット２４側に供給する流路や、後述する圧電素子２８を駆動する駆動信号等を扱う回路基板等が設けられている。そして、本実施形態における記録ヘッド１０には、複数のノズル４０がＹ方向に列設されてなるノズル列４１が合計１０列設けられている。即ち、ノズル形成面には、合計１０列のノズル列４１ａ〜４１ｊがＸ方向に並設されている。
【００３１】
また、記録ヘッド１０の下面、即ち、後述するノズル基板３０には、カバー部材２２が取り付けられている。このカバー部材２２は、例えばステンレス鋼等の金属製の板材より作成されており、ノズル基板３０における各ノズル列４１ａ〜４１ｊが形成された領域（以下、適宜、ノズル形成領域と言う）を開口部２１から露出させた状態で、ノズル基板３０の周縁部を覆っている。そして、ノズル基板３０のノズル形成領域とこれを囲むカバー部材２２とからなる記録ヘッド１０の下面全体が、キャッピング機構１３のキャップ１４によるキャッピングの対象となるノズル形成面となっている。
【００３２】
図３は、記録ヘッド１０の構成の一例を説明する断面図である。なお、図３においては１つのノズル列４１に対応する構成が示されているが、他のノズル列４１に対応する構成も同様、又は、同図に示す構成とは左右対称の構成となっている。本実施形態における記録ヘッド１０は、ケース部２０と、流路ユニット２４と、振動子ユニット２５と、を備えている。ケース部２０は、高さ方向であるＺ方向に沿って収容空部２７が形成された合成樹脂製のブロック状部材であり、振動子ユニット２５や流路ユニット２４を保持する部材である。このケース部２０の下面には流路ユニット２４が接合されている。また、収容空部２７内には、後述する各圧電素子２８の先端をケース部２０の下面側の開口に臨ませた状態で振動子ユニット２５が収容されている。さらに、ケース部２０において収容空部２７のＸ方向における外側に外れた位置には、インクカートリッジ８側からのインクを流路ユニット２４側へ供給するインク供給路２６がＺ方向に沿って形成されている。
【００３３】
流路ユニット２４は、Ｚ方向における下側（換言すると、記録動作時のプラテン３側）からノズル基板３０と流路基板２９と振動板３１とを順に積層して備えている。ノズル基板３０は、ドット形成密度に対応したピッチで複数のノズル４０がＹ方向に沿って複数並設されてノズル列４１が形成された板状部材である。本実施形態におけるノズル基板３０には、図２に示されるように、ノズル列４１がＸ方向に合計１０列並設されている。ノズル４０の噴射側（換言すると、記録動作時のプラテン３側）の開口径は、例えば２０μｍとなっている。また、ノズル４０の軸方向（Ｚ方向）における寸法は、例えば４０μｍ以上、８０μｍ以下の範囲に設定されている。本実施形態におけるノズル基板３０は、後述する流路基板２９と同様にシリコン基板によって作製されている。ノズル基板３０の厚さは、ノズル４０の軸方向の寸法に応じて定められている。
【００３４】
本実施形態における流路基板２９（本発明における液室形成基板に対応）は、シリコン基板から作成された板状の部材である。この流路基板２９には、インク供給路２６からのインクが流入する共通液室３３となる凹部３３ａ、インクを噴射させるために必要な圧力を発生させる圧力室３４となる溝部、これらの共通液室３３と圧力室３４を個別に連通させる個別連通路３５となる溝部、及び、圧力室３４とノズル４０とを連通させるノズル連通路３８となる貫通口等が、例えば、異方性エッチングにより形成されている。これにより、流路を構成する各部の微細な形状が高い精度で形成されている。そして、本実施形態における流路基板２９には、上記ノズル基板３０に形成された合計１０列のノズル列４１ａ〜４１ｊに対応させて、１０列分に対応する共通液室３３やこれと連通する圧力室３４等の流路が流路基板２９に形成されている。このように、流路基板２９及びノズル基板３０に関し、シリコン基板に対して異方性エッチングによってノズル４０や共通液室３３等の流路等の形状が形成されていることにより、寸法公差が小さくて済むため、微細な形状を高密度に形成することができる。その結果、流路基板２９の小型化が可能となり、延いては記録ヘッド１０の小型化に寄与する。また、流路基板２９とノズル基板３０とがシリコン基板で作製されていることにより、両者の線膨張率を揃えることができる。これにより、温度変化による流路基板２９及びノズル基板３０の歪みや剥離を抑制することが可能となる。
【００３５】
圧力室３４は、ノズル列方向であるＹ方向に交差するＸ方向に長尺な流路であり、同一のノズル列４１を構成する複数のノズル４０に対応する数だけＹ方向に複数並設されている。個別連通路３５は、各圧力室３４に対応して複数形成され、当該圧力室３４と共通液室３３とを個別に連通させる流路である。この個別連通路３５の流路断面積は、圧力室３４の流路断面積よりも小さく設定され、当該個別連通路３５を通過するインクに対して流路抵抗を付与する。ノズル連通路３８は、流路基板２９を貫通した状態で各圧力室３４に対応して複数形成されており、圧力室３４における個別連通路３５側とはＸ方向において反対側の端部に連通している。また、ノズル連通路３８は、流路基板２９の下面において、ノズル基板３０に形成されたノズル４０と連通する。
【００３６】
共通液室３３（本発明における液室に相当）は、ノズル列設方向であるＹ方向に沿って延在し、複数の圧力室３４に連通する液室である。換言すると、共通液室３３は、複数のノズル４０に対するインクの供給に共用される液室である。この共通液室３３は、流路基板２９に形成された凹部３３ａの上部開口が、当該流路基板２９の上面、即ち、ケース部２０側の面に接合された振動板３１により塞がれることで画成される。流路基板２９において共通液室３３を区画するための凹部３３ａは、流路基板２９の上面側、即ち、ケース部２０側から下面、即ち、ノズル基板３０側に向けて流路基板２９の厚さ方向（即ち、Ｚ方向）の途中まで形成されている。このため、ノズル基板３０と共通液室３３との間には、底部３６が設けられている。即ち、凹部３３ａは、ケース部２０側が開口し、ノズル基板３０側に底部３６を有する。本実施形態における底部３６の厚さは、流路基板２９の厚さに対して、例えば、３６％以上、５０％未満に設定されている。つまり、底部３６の厚さは、流路基板２９の厚さの半分未満となっている。これにより、共通液室３３に対応する部分におけるノズル基板３０及び流路基板２９の強度を確保しつつ、共通液室３３として必要な容積を確保することができる。
【００３７】
そして、流路基板２９の上面、即ち、ケース部２０側の面に振動板３１が接合されると共に、流路基板２９の下面にノズル基板３０が接合されることにより、共通液室３３から個別連通路３５、圧力室３４、ノズル連通路３８、及びノズル４０に至るまでの流路が画成される。
【００３８】
上記振動板３１は、比較的剛性の高い支持板３１ａに、可撓性を有する可撓膜３１ｂを積層した二重構造である。本実施形態では、金属板の一種であるステンレス板により支持板３１ａが作成され、この支持板３１ａの表面に樹脂フィルムが可撓膜３１ｂとして接合されて振動板３１が構成されている。この振動板３１において、圧力室３４の上部開口に対応する位置には、当該圧力室３４の容積を変化させる駆動面としてダイヤフラム部３２が設けられている。また、この振動板３１には、共通液室３３の一部を封止するコンプライアンス部３９が設けられている。
【００３９】
上記のダイヤフラム部３２は、エッチング加工等によって支持板３１ａを部分的に除去することで作製される。即ち、このダイヤフラム部３２は、圧電素子２８の先端面が接続される部分が、支持板３１ａの他の部分から独立した島状に残された状態でその周囲の支持板３１ａがエッチング処理によって除去されている。このため、島状の部分（以下、島部）の周囲は可撓膜３１ｂによって囲まれている。この島部と周囲の可撓膜３１ｂが、ダイヤフラム部３２として機能する。そして、駆動信号によって圧電素子２８が駆動されることでダイヤフラム部３２における島部がＺ方向に変位し、これにより、圧力室３４の容積が変動する。コンプライアンス部３９は、共通液室３３の開口面に対向する領域の支持板３１ａが、ダイヤフラム部３２と同様にエッチング加工等によって除去されることにより作製され、共通液室３３に貯留されたインクの圧力変動を吸収するダンパーとして機能する。
【００４０】
上記の振動子ユニット２５は、櫛歯状に形成された複数の圧電素子２８からなる振動子群と、この振動子群の基端部分が接合される固定板３７等により構成されている。この振動子群を構成する各圧電素子２８は、例えば、５０μｍ乃至１００μｍ程度の幅に切り分けられている。また、各圧電素子２８は、自由端部が固定板３７の縁よりも外側に位置しており、片持ち梁の状態で固定板３７に接合されている。そして、圧電素子２８の自由端部を素子長手方向に伸縮させると、振動板３１のダイヤフラム部３２が圧力室３４側に押されたり、圧力室３４から離隔する側に引っ張られたりする。これにより、圧力室３４の容積が変動し、圧力室３４内のインク圧力が変化する。このインク圧力を利用してノズル４０からインクをインク滴として噴射させることができる。
【００４１】
図４は、流路基板２９の下面、即ち、ノズル基板３０との接合面の構成を説明する平面図である。上記流路基板２９とノズル基板３０とは接着剤によって互いに接合されている。これらの流路基板２９とノズル基板３０との間、即ち、各基板の接合面には、微小な窪みからなるディンプル４３（本発明における窪み部に相当）が、それぞれ複数形成されている。ディンプル４３は、流路基板２９とノズル基板３０とを接合するための接着剤が導入される窪みである。本実施形態において、ディンプル４３は、流路基板２９のノズル基板３０側の接合面と、ノズル基板３０の流路基板２９側の接合面とのそれぞれに形成されている。そして、流路基板２９の接合面におけるディンプル４３の形成位置と、ノズル基板３０の接合面におけるディンプル４３の形成位置とは対応しており、流路基板２９とノズル基板３０とが接着剤を介在させた状態で接合されると、両者のディンプル４３が互いに連通して接着剤を収容する空間を画成する。なお、ディンプル４３は、流路基板２９の接合面又はノズル基板３０の接合面のうち、少なくとも何れか一方に形成されていればよい。以下においては、流路基板２９におけるディンプル４３に着目して説明する。
【００４２】
ディンプル４３は、共通液室３３の凹部３３ａと同様に異方性エッチングにより、上記接合面から流路基板２９の厚さ方向（即ち、Ｚ方向）の途中まで形成されており、圧力室３４や共通液室３３等のインク流路から独立した空間である。このディンプル４３の深さ（即ち、Ｚ方向における寸法）は、圧力室３４や共通液室３３の深さと比較して十分に浅くなっている。このように、流路基板２９とノズル基板３０との接合面にディンプル４３が設けられていることにより、当該ディンプル４３に流入する接着剤のアンカー効果により両基板をより強固に接合することができる。また、余剰な接着剤が流路側にはみ出すことが抑制される。本実施形態においては、共通液室３３に対応する部分にもディンプル４３が設けられているので、流路基板２９とノズル基板３０との接合強度を高めることができ、剥離等を抑制することができる。
【００４３】
ここで、図４に示されるように、ディンプル４３は、流路基板２９の接合面の全体に分布しているが、共通液室３３に対応する部分とそれ以外の部分（即ち、共通液室３３が形成された領域から外れた領域）とでは、ディンプル４３の形成密度が異なっている。具体的には、共通液室３３に対応する部分のディンプル４３の形成密度は、それ以外の部分におけるディンプル４３の形成密度よりも低くなっている。即ち、ディンプル４３が設けられている部分では、その分だけ流路基板２９の厚さが薄くなるので、ディンプル４３が設けられていない部分と比較して強度が多少低下することになるが、共通液室３３に対応する部分のディンプル４３の形成密度が他の部分と比較して低くなっているので、共通液室３３に対応する部分におけるノズル基板３０及び流路基板２９の強度を高めることができる。なお、ノズル基板３０におけるディンプル４３の形成密度も同様となっている。
【００４４】
図５は、キャッピング機構１３が備えるキャップ１４の構成の一例を説明する斜視図である。また、図６は、キャップ１４により記録ヘッド１０のノズル形成面が封止（換言すると、キャッピング）された状態（以下、キャッピング状態と称する）を説明する断面図である。キャップ１４は、記録ヘッド１０のノズル形成面、より詳しくは、ノズル形成面の一部であるカバー部材２２に当接することにより、ノズル形成面においてノズル４０が形成された領域を密封する部材である。本実施形態におけるキャップ１４は、底板４５と、この底板４５の四方の周縁からそれぞれＺ方向に起立した側壁部４６とを有し、上面側（即ち、ノズル形成面側）が開口したトレイ状の基部４８を備えている。また、側壁部４６の頂部には、エラストマー等の弾性材からなる当接部４９が設けられている。このキャップ１４において、キャッピング状態で底板４５と側壁部４６とノズル形成面とで囲まれた空間が封止空部４７となる。そして、このキャップ１４の内部、即ち、底板４５と側壁部４６とで囲まれた空間には、ノズル４０から排出されたインクを吸収する吸液材４４が敷設されている。吸液材４４は、スポンジ等の多孔質部材から構成されている。さらに、キャップ１４の内部には、吸液材４４をキャップ１４内に保持するための保持部材５０が設けられている。なお、本実施形態においては、キャッピング時にキャップ１４の当接部４９がノズル形成面のカバー部材２２に当接する構成を示したが、これには限られず、当接部４９がノズル基板３０に当接する構成であっても良い。
【００４５】
基部４８は、比較的硬質の合成樹脂、本実施形態においては、変成ポリフェニレンエーテル（即ち、変性ＰＰＥ）から作製されている。基部４８の底板４５には、ノズル４０から封止空部４７内に排出されたインクを排出する図示しない排出口が形成されている。この排出口には図示しない排液チューブが接続され、キャッピング状態で上記ポンプ１５が駆動されると、排液チューブを介してキャップ内の封止空部４７が負圧化され、これによりノズル４０から記録ヘッド１０内のインクが吸引・排出される。
【００４６】
側壁部４６の上端面（頂部）に設けられた当接部４９は、断面視で先端側（キャッピング状態におけるノズル形成面側）に向かって細くなっている。本実施形態における当接部４９は、撥液性および弾性を有する樹脂、具体的には、シリコーン樹脂により作製されている。シリコーン樹脂は、撥液性および弾性を有する他、耐熱性や化学的安定性を有し、長期にわたって性能が維持されるので、当接部４９として好適である。
【００４７】
保持部材５０は、キャップ１４内において吸液材４４の上面を覆う状態で配置されており、ノズル形成面と吸液材４４との距離を一定に維持する。本実施形態における保持部材５０は、例えば、薄手の金属製の板材から作製されている。この保持部材５０は、Ｚ方向からの平面視で吸液材４４の外形に倣った形状の枠材５１と、枠材５１の内側において格子状に組み合わされた複数の線材５２とを有し、これらの枠材５１及び線材５２によりメッシュ状に形成されている。図６に示されるように、保持部材５０は、キャッピング状態におけるノズル形成面と吸液材４４の上面（即ち、ノズル形成面と対向する側の面）との間に配置されている。そして、保持部材５０は、キャップ１４の開口面、即ち、当接部４９の頂部で規定される面よりも底板４５側に位置している。また、保持部材５０の複数の線材５２は、Ｘ方向及びＹ方向においてそれぞれ均等な間隔で配置されている。即ち、保持部材５０は、吸液材４４の上面に対して偏りなく均等に分布している。そして、本実施形態においては、Ｚ方向からの平面視において共通液室３３と重なる位置にも保持部材５０（より詳しくは、線材５２）が配置されている。さらに、流路基板２９とノズル基板３０との間のディンプル４３に平面視で重なる位置にも保持部材５０が配置されている。このように、保持部材５０が偏りなく配置されていることにより、吸液材４４をより均等に保持することができる。
【００４８】
上記構成のキャップ１４を有するキャッピング機構１３では、キャッピングの際、ホームポジションに位置する記録ヘッド１０に向けてキャップ１４が上昇してノズル形成面に当接部４９が弾性により密着し、これにより画成される封止空部４７内に各ノズル列４１のノズル４０が密封される。本実施形態におけるプリンター１では、記録ヘッド１０のノズル形成面に形成された１０列のノズル列４１ａ〜４１ｊが、１つのキャップ１４により一括してキャッピングされる。このキャッピング状態でポンプ１５を作動させると、封止空部４７内が減圧されるので、ノズル４０を通じて記録ヘッド１０内のインクが吸引されて、ヘッド外部に排出される。このような吸引動作は、インクカートリッジ８がプリンター１に新たに装着された際にこのインクカートリッジ８内のインクを記録ヘッド１０に充填する初期充填や、記録ヘッド１０の流路内の増粘インクや気泡を除去するためのクリーニング動作理等において行われる。
【００４９】
本発明に係るプリンター１では、流路基板２９において共通液室３３を区画している凹部３３ａがノズル基板３０側に底部３６を有するので、共通液室３３に対応する部分におけるノズル基板３０及び流路基板２９の強度が向上する。これにより、プリンター１において記録ヘッド１０の取り扱い性が向上する。例えば、キャップ１４内の保持部材５０の一部、具体的には、枠材５１や線材５２が、Ｚ方向からの平面視において共通液室３３に重なっても良いので、記録ヘッド１０とノズル形成面とキャップ１４との相対位置のばらつきをある程度許容することができる。換言すると、キャッピング時のノズル形成面とキャップ１４との相対位置を高い精度でガイドしなくても良い。また、保持部材５０の枠材５１や線材５２が、Ｚ方向からの平面視においてディンプル４３に重なっても良い。このように、保持部材５０の枠材５１や線材５２の配置位置が、記録ヘッド１０の共通液室３３やディンプル４３の位置との関係で制限されないので、キャップ１４内に吸液材４４をより偏りなく保持することができる。勿論、枠材５１や線材５２が、吸液材４４の上面に対して偏りなく均等に配置されていれば、Ｚ方向からの平面視において共通液室３３やディンプル４３と重なっていなくても良い。
【００５０】
また、ノズル形成面に形成された１０列のノズル列４１ａ〜４１ｊを一括してキャッピングするキャップ１４を採用することができる。つまり、記録ヘッド１０に対して複数のキャップ１４を設ける必要が無い。そして、このように１０列ものノズル列４１ａ〜４１ｊを一括してキャッピングする構成のキャップ１４は、その分、大型化し、それ自体に反りや歪みが生じやすいが、ノズル形成面をキャッピングした際に保持部材５０がノズル形成面に万一接触したとしても、ノズル基板３０や流路基板２９の破損を抑制することができる。同様に、１０列ものノズル列４１ａ〜４１ｊに対応して強力な吸引動作がキャッピング状態で行われた際に、キャップ１４内の保持部材５０がノズル形成面に万一接触したとしても、ノズル基板３０や流路基板２９の破損を抑制することが可能となる。
【００５１】
さらに、凹部３３ａがノズル基板３０側に底部３６を有するので、キャップ１４からの荷重を流路基板２９におけるより広い範囲で受けることができる。これにより、キャッピング時にノズル形成面に対するキャップ１４の押圧力を高めることができ、ノズル形成面の各ノズル４０をより確実に密封することができる。その結果、吸引動作時における吸引効率を高めることができる。また、凹部３３ａがノズル基板３０側に底部３６を有するので、その分、ノズル基板３０と流路基板２９との接着面積を広くすることができる。このため、流路基板２９とノズル基板３０との接着強度を高めることができ、両基板の剥離を抑制することが可能となる。
【００５２】
また、本実施形態においては、単一（換言すると、一枚）のノズル基板３０に合計１０列のノズル列４１ａ〜４１ｊが形成され、また、単一の流路基板２９に１０列のノズル列４１に対応する共通液室３３等の流路が形成されているので、複数の単位ヘッドを並べて記録ヘッド全体として合計１０列のノズル列を備えた構成と比較して、記録ヘッド１０の構造の単純化、及び、省スペース化が可能となる。その結果、記録ヘッド１０の小型化が可能となる。
【００５３】
この他、本発明は、複数のノズル列、特に１０列以上のノズル列が単一のノズル基板に形成され、これに対応する液室等の流路が単一の流路基板（即ち、液室形成基板）に形成された液体噴射ヘッドを備える液体噴射装置にも適用することができる。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ（生物化学素子）の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等を複数備える液体噴射ヘッド、及び、これを備える液体噴射装置にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１…プリンター，２…フレーム，３…プラテン，５…ガイドロッド，６…キャリッジ，８…インクカートリッジ，１０…記録ヘッド，１１…ワイピング機構，１２…ワイパー，１３…キャッピング機構，１４…キャップ，１５…ポンプ，１７…ヘッドユニット，１８…ホルダー，１９…フランジ部，２０…ケース部，２１…開口部，２２…カバー部材，２４…流路ユニット，２５…振動子ユニット，２６…インク供給路，２７…収容空部，２８…圧電素子，２９…流路基板，３０…ノズル基板，３１…振動板，３２…ダイヤフラム部，３３…共通液室，３３ａ…凹部，３４…圧力室，３５…個別連通路，３６…底部，３７…固定板，３８…ノズル連通路，３９…コンプライアンス部，４０…ノズル，４１…ノズル列，４３…ディンプル，４４…吸液材，４５…底部，４６…側壁部，４７…封止空部，４８…基部，４９…当接部，５０…保持部材，５１…枠材，５２…線材
【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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