(57)【要約】【課題】振動板の振動領域の全体に必要な変形量を確保しつつ、振動領域が圧力室内の液体からの反力により損傷することを低減できる液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置を提供する。【解決手段】液体を収容する圧力室の壁面の一部を構成する振動板と、前記振動板を振動させる圧電素子と、を有し、前記振動板の領域であって前記圧電素子により振動する振動領域は、前記振動板の厚さ方向から見る平面視で、第１方向に沿って延びる形状であり、前記振動領域は、前記平面視で、前記第１方向に交差する第２方向に沿う幅が第１幅である第１領域と、前記第１領域よりも前記振動領域の前記第１方向での中央に近い位置にあり、前記第２方向に沿う幅が前記第１幅より小さい第２幅である第２領域と、を含む、液体噴射ヘッド。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収容する圧力室の壁面の一部を構成する振動板と、
前記振動板を振動させる圧電素子と、を有し、
前記振動板の領域であって前記圧電素子により振動する振動領域は、前記振動板の厚さ方向から見る平面視で、第１方向に沿って延びる形状であり、
前記振動領域は、前記平面視で、前記第１方向に交差する第２方向に沿う幅が第１幅である第１領域と、前記第１領域よりも前記振動領域の前記第１方向での中央に近い位置にあり、前記第２方向に沿う幅が前記第１幅より小さい第２幅である第２領域と、を含む、液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記圧電素子は、
前記振動板の面上に配置される第１電極と、
前記振動板との間に前記第１電極を挟んで配置される第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に配置される圧電体層と、を含む、請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
前記振動板が配置され、前記圧力室を構成する孔が設けられる圧力室基板を有し、
前記振動領域の前記圧力室側の面には、前記第１方向に沿って延びる凹部が設けられ、
前記第２方向に沿う前記凹部の幅は、前記第２方向に沿う前記孔の幅よりも大きい、請求項１または２に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
前記第２領域における前記第２方向に沿う前記凹部の幅は、前記第１領域における前記第２方向に沿う前記凹部の幅よりも小さい、請求項３に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５】
前記第２方向に沿う前記振動領域の幅は、前記第２領域から前記第１領域に向かうに従い、連続的に小さくなる、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項６】
前記第２領域は、前記振動領域の前記第１方向での中央を含む、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項７】
前記第２領域は、前記振動領域の１次、２次または３次のいずれかの固有振動モードの腹の位置を含む、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項８】
前記第２領域の厚さは、前記第１領域の厚さよりも厚い、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項９】
前記振動板に対して前記圧電素子側に配置される保護基板と、
前記振動板と前記保護基板とを接続して前記保護基板を支持する支持部と、を具備し、
前記圧力室が前記第２方向に並んで複数配置され、
前記支持部は、前記平面視で、前記複数の圧力室の間を隔てる隔壁部に重なって配置される、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１０】
前記平面視で、前記第２方向に沿う前記支持部の幅が前記第２方向に沿う前記隔壁部の幅よりも小さい、請求項９に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッドを有する、液体噴射装置。
【請求項１２】
前記圧力室内の前記液体を前記液体噴射ヘッドの内外で循環させる循環機構を具備する、請求項１１に記載の液体噴射装置。
【請求項１３】
前記液体は、粒子と、前記粒子を分散させる分散媒と、を含み、前記粒子は、前記分散媒よりも比重の大きい材料で構成される、請求項１２に記載の液体噴射装置。
【請求項１４】
前記液体噴射ヘッドから前記液体を噴射させてメンテナンスを実行するモードを有する、請求項１１ないし１３のいずれか１項に記載の液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に開示されるように、圧力室の壁面の一部を構成する振動板を圧電素子により振動させることで圧力室内の液体をノズルから噴射する液体噴射ヘッドが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−８０９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
液体噴射ヘッドにおいて、一般に、ノズルから液体を効率的に噴射する観点から、圧電素子による圧力室内の圧力は、圧力室の長手方向での中央に向かうに従い高くなる。このため、振動板が圧力室内の液体から受ける反力は、振動板の長手方向での中央に向かうに従い大きくなる。特許文献１に記載の液体噴射ヘッドは、振動板が前述の反力を受ける影響について何ら考慮がないため、振動板の長手方向での中央部が前述の反力により過大に変形して損傷する可能性がある。近年、ノズルの狭ピッチ化に伴って振動板の幅が狭くなり、これに伴い、振動板の薄膜化が要求されるため、前述の可能性が高くなる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するために、本発明の好適な態様に係る液体噴射ヘッドは、液体を収容する圧力室の壁面の一部を構成する振動板と、前記振動板を振動させる圧電素子と、を有し、前記振動板の領域であって前記圧電素子により振動する振動領域は、前記振動板の厚さ方向から見る平面視で、第１方向に沿って延びる形状であり、前記振動領域は、前記平面視で、前記第１方向に交差する第２方向に沿う幅が第１幅である第１領域と、前記第１領域よりも前記振動領域の前記第１方向での中央に近い位置にあり、前記第２方向に沿う幅が前記第１幅より小さい第２幅である第２領域と、を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１実施形態に係る液体噴射装置を模式的に示す構成図である。
【図２】第１実施形態に係る液体噴射ヘッドの分解斜視図である。
【図３】図２のIII-III線の断面図である。
【図４】第１実施形態における液体噴射ヘッドの振動板を示す平面図である。
【図５】図４のVI-VI線の断面図である。
【図６】図４のVII-VII線の断面図である。
【図７】第１実施形態における振動板の振動領域の幅と１次の固有振動モードとの関係を示す図である。
【図８】圧力室の製造工程の流れを例示するフローチャートである。
【図９】図８のマスク形成工程を示す断面図である。
【図１０】図８のエッチング工程を示す断面図である。
【図１１】図８のマスク除去工程を示す断面図である。
【図１２】第１実施形態のマスク形成工程で用いるマスクを示す平面図である。
【図１３】第２実施形態における振動板を示す断面図である。
【図１４】第２実施形態のマスク形成工程で用いるマスクを示す平面図である。
【図１５】第３実施形態における振動板の振動領域の幅と３次の固有振動モードとの関係を示す図である。
【図１６】第３実施形態のマスク形成工程で用いるマスクを示す平面図である。
【図１７】第４実施形態に係る液体噴射ヘッドの断面図である。
【図１８】第５実施形態に係る液体噴射ヘッドの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
１．第１実施形態
１−１．液体噴射装置の全体構成
図１は、第１実施形態に係る液体噴射装置１００を模式的に示す構成図である。第１実施形態の液体噴射装置１００は、液体の例示であるインクを媒体１２に噴射するインクジェット方式の印刷装置である。媒体１２は、典型的には印刷用紙であるが、樹脂フィルムまたは布帛等の任意の材質の印刷対象が媒体１２として利用される。図１に例示される通り、液体噴射装置１００には、インクを貯留する液体容器１４が設置される。例えば液体噴射装置１００に着脱可能なカートリッジ、可撓性のフィルムで形成される袋状のインクパック、またはインクを補充可能なインクタンクが液体容器１４として利用される。
【０００８】
図１に例示される通り、液体噴射装置１００は、制御ユニット２０と搬送機構２２と移動機構２４と液体噴射ヘッド２６とを具備する。制御ユニット２０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の処理回路と半導体メモリー等の記憶回路とを含み、液体噴射装置１００の各要素を統括的に制御する。搬送機構２２は、制御ユニット２０による制御のもとで媒体１２をＹ方向に搬送する。
【０００９】
移動機構２４は、制御ユニット２０による制御のもとで液体噴射ヘッド２６をＸ方向に往復させる。Ｘ方向は、媒体１２が搬送されるＹ方向に交差する方向であり、典型的にはＹ方向に直交する。第１実施形態の移動機構２４は、液体噴射ヘッド２６を収容する略箱型の搬送体であるキャリッジ２４２と、キャリッジ２４２が固定される搬送ベルト２４４とを具備する。なお、複数の液体噴射ヘッド２６をキャリッジ２４２に搭載する構成、または、液体容器１４を液体噴射ヘッド２６とともにキャリッジ２４２に搭載する構成も採用され得る。
【００１０】
液体噴射ヘッド２６は、液体容器１４から供給されるインクを制御ユニット２０による制御のもとで複数のノズルから媒体１２に噴射する。搬送機構２２による媒体１２の搬送とキャリッジ２４２の反復的な往復とに並行して各液体噴射ヘッド２６が媒体１２にインクを噴射することで、媒体１２の表面に所望の画像が形成される。
【００１１】
１−２．液体噴射ヘッドの全体構成
図２は、第１実施形態に係る液体噴射ヘッド２６の分解斜視図である。図３は、図２のIII-III線の断面図、すなわちＸ-Ｚ平面に平行な断面図である。図２に例示される通り、Ｘ-Ｙ平面に垂直な方向を以下ではＺ方向と表記する。各液体噴射ヘッド２６によるインクの噴射方向、典型的には鉛直方向がＺ方向に相当する。
【００１２】
図２および図３に例示される通り、液体噴射ヘッド２６は、Ｙ方向に長尺な略矩形状の流路基板３２を具備する。流路基板３２のうちＺ方向における負側の面上には、圧力室基板３４と振動板３６と複数の圧電素子３８と筐体部４２と封止体４４とが設置される。他方、流路基板３２のうちＺ方向における正側の面上には、ノズル板４６と吸振体４８とが設置される。液体噴射ヘッド２６の各要素は、概略的には流路基板３２と同様にＹ方向に長尺な板状部材であり、例えば接着剤を利用して相互に接合される。
【００１３】
図２に例示される通り、ノズル板４６は、Ｙ方向に配列する複数のノズルＮが形成される板状部材である。各ノズルＮは、インクが通過する貫通孔である。なお、流路基板３２と圧力室基板３４とノズル板４６とは、例えばシリコン（Ｓi）の単結晶基板をエッチング等の半導体製造技術により加工することで形成される。ただし、液体噴射ヘッド２６の各要素の材料や製法は任意である。Ｙ方向は、複数のノズルＮが配列する方向とも換言され得る。
【００１４】
流路基板３２は、インクの流路を形成するための板状部材である。図２および図３に例示される通り、流路基板３２には、開口部３２２と供給流路３２４と連通流路３２６とが形成される。開口部３２２は、複数のノズルＮにわたり連続するように、Ｚ方向からの平面視でＹ方向に沿う長尺状をなす貫通孔である。他方、供給流路３２４および連通流路３２６は、ノズルＮ毎に個別に形成される貫通孔である。また、図３に例示される通り、流路基板３２のうちＺ方向における正側の表面には、複数の供給流路３２４にわたる中継流路３２８が形成される。中継流路３２８は、開口部３２２と複数の供給流路３２４とを連通させる流路である。なお、以下では、Ｚ方向からの平面視を単に「平面視」とも言う。
【００１５】
筐体部４２は、例えば樹脂材料の射出成形で製造される構造体であり、流路基板３２のうちＺ方向における負側の表面に固定される。図３に例示される通り、筐体部４２には収容部４２２と導入口４２４とが形成される。収容部４２２は、流路基板３２の開口部３２２に対応する外形の凹部であり、導入口４２４は、収容部４２２に連通する貫通孔である。図３から理解される通り、流路基板３２の開口部３２２と筐体部４２の収容部４２２とを相互に連通させる空間がリザーバーである液体貯留室Ｒとして機能する。液体容器１４から供給されて導入口４２４を通過するインクが液体貯留室Ｒに貯留される。
【００１６】
吸振体４８は、液体貯留室Ｒ内の圧力変動を吸収するための要素であり、例えば弾性変形が可能な可撓性のシート部材であるコンプライアンス基板を含んで構成される。具体的には、流路基板３２の開口部３２２と中継流路３２８と複数の供給流路３２４とを閉塞して液体貯留室Ｒの底面を構成するように、流路基板３２のうちＺ方向における正側の表面に吸振体４８が設置される。
【００１７】
図２および図３に例示される通り、圧力室基板３４は、相異なるノズルＮに対応する複数の圧力室Ｃが形成される板状部材である。複数の圧力室Ｃは、Ｙ方向に沿って配列する。各圧力室Ｃは、圧力室基板３４の両面に開口する孔３４１を用いて構成されるキャビティであり、平面視でＸ方向に沿う長尺状をなす。Ｘ方向の正側における圧力室Ｃの端部は平面視で流路基板３２の１個の供給流路３２４に重なり、Ｘ方向の負側における圧力室Ｃの端部は平面視で流路基板３２の１個の連通流路３２６に重なる。
【００１８】
圧力室基板３４のうち流路基板３２とは反対側の表面には振動板３６が設置される。振動板３６は、弾性的に変形可能な板状部材である。図３に例示される通り、第１実施形態の振動板３６は、第１層３６１と第２層３６２との積層で構成される。第２層３６２は、第１層３６１からみて圧力室基板３４とは反対側に位置する。第１層３６１は、酸化シリコン（ＳiＯ２）等の弾性材料で形成される弾性膜であり、第２層３６２は、酸化ジルコニウム（ＺrＯ２）等の絶縁材料で形成される絶縁膜である。なお、所定の板厚の板状部材のうち圧力室Ｃに対応する領域について板厚方向の一部を選択的に除去することで、圧力室基板３４と振動板３６の一部または全部とを一体に形成することも可能である。
【００１９】
図３から理解される通り、流路基板３２と振動板３６とは、各圧力室Ｃの内側で相互に間隔をあけて対向する。圧力室Ｃは、流路基板３２と振動板３６との間に位置し、当該圧力室Ｃ内に充填されるインクに圧力を付与するための空間である。液体貯留室Ｒに貯留されるインクは、中継流路３２８から各供給流路３２４に分岐して複数の圧力室Ｃに並列に供給および充填される。以上の説明から理解される通り、振動板３６は、圧力室Ｃの壁面の一部、具体的には、圧力室Ｃの一面である上面を構成する。
【００２０】
図２および図３に例示される通り、振動板３６のうち圧力室Ｃとは反対側の表面、すなわち第２層３６２の表面には、相異なるノズルＮまたは圧力室Ｃに対応する複数の圧電素子３８が設置される。各圧電素子３８は、駆動信号の供給により変形するアクチュエーターであり、平面視でＸ方向に沿う長尺状をなす。複数の圧電素子３８は、複数の圧力室Ｃに対応するようにＹ方向に配列する。圧電素子３８の変形に連動して振動板３６が振動すると、圧力室Ｃ内の圧力が変動することで、インクがノズルＮから噴射される。
【００２１】
図２および図３の封止体４４は、複数の圧電素子３８を保護するとともに圧力室基板３４および振動板３６の機械的な強度を補強する構造体であり、振動板３６の表面に例えば接着剤で固定される。封止体４４のうち振動板３６との対向面に形成される凹部の内側に複数の圧電素子３８が収容される。
【００２２】
図３に例示される通り、振動板３６の表面または圧力室基板３４の表面には、例えば配線基板５０が接合される。配線基板５０は、制御ユニット２０と液体噴射ヘッド２６とを電気的に接続するための複数の配線が形成される実装部品である。例えばＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）やＦＦＣ（Flexible Flat Cable）等の可撓性の配線基板が配線基板５０として好適に採用される。圧電素子３８を駆動するための駆動信号が配線基板５０から各圧電素子３８に供給される。
【００２３】
１−３．圧力室および振動板の詳細
図４は、第１実施形態における液体噴射ヘッド２６の振動板３６を示す平面図である。図５は、図４のVI-VI線の断面図である。図６は、図４のVII-VII線の断面図である。図４に示すように、振動板３６は、平面視で複数の圧力室Ｃにそれぞれ対応する形状の複数の振動領域Ｖを有する。振動領域Ｖは、振動板３６の領域であって圧電素子３８により振動する振動領域である。換言すると、振動領域Ｖは、振動板３６の領域のうち圧力室基板３４に接触せずに振動可能な領域である。
【００２４】
ここで、前述のように、各圧力室Ｃは、平面視で第１方向であるＸ方向に沿う長尺状をなす。したがって、各振動領域Ｖは、平面視でＸ方向に沿って延びる形状をなす。また、各圧力室Ｃは、後述するように、例えば、板面が（１１０）面であるシリコン単結晶基板を異方性エッチングすることで形成される。このため、各圧力室Ｃまたは各振動領域Ｖの平面視形状は、当該単結晶基板の（１１１）面に沿う形状である。なお、各圧力室Ｃまたは各振動領域Ｖの平面視形状は、図示の形状に限定されない。
【００２５】
振動領域Ｖは、２つの第１領域Ｖ１と、２つの第１領域Ｖ１間に位置する第２領域Ｖ２と、を含む。各第１領域Ｖ１は、平面視で、Ｘ方向に交差する第２方向であるＹ方向に沿う幅が第１幅Ｗ１である領域である。第１幅Ｗ１は、平面視でＹ方向に沿う振動領域Ｖの幅Ｗの最大幅または極大幅である。一方、第２領域Ｖ２は、平面視で、第１領域Ｖ１よりも振動領域ＶのＸ方向での中央に近い位置にあり、Ｙ方向に沿う幅が第１幅Ｗ１より小さい第２幅Ｗ２である領域である。第２幅Ｗ２は、第１領域Ｖ１よりも振動領域ＶのＸ方向での中央に近い領域における振動領域Ｖの幅Ｗの最小幅または極小幅である。
【００２６】
前述のように、液体噴射ヘッド２６は、振動板３６が配置される基板である圧力室基板３４を有する。図５および図６に示すように、圧力室基板３４は、圧力室Ｃを構成する孔３４１が設けられる。圧力室基板３４の隣り合う２つの圧力室Ｃの間には、Ｘ方向に沿って延びる壁状の隔壁部３４２が設けられる。振動板３６の振動領域Ｖの圧力室Ｃ側の面には、Ｘ方向に沿って延びる凹部３６３が設けられる。Ｙ方向に沿う凹部３６３の幅、すなわち第１幅Ｗ１または第２幅Ｗ２は、Ｙ方向に沿う孔３４１の幅Ｗ０よりも大きい。このような孔３４１および凹部３６３は、後述するように、シリコン単結晶基板の一方の面に形成される振動板３６をエッチングの停止層として用いて当該シリコン単結晶基板を他方の面側から異方性エッチングすることにより形成できる。ここで、当該異方性エッチングのとき、当該シリコン単結晶基板の他方の面上にはマスクが配置される。凹部３６３は、後述するように、当該異方性エッチングの後に当該マスクを除去する除去液によって振動板３６が等方性エッチングされることで形成される。
【００２７】
振動領域Ｖは、凹部３６３の形成領域に対応する。したがって、第２領域Ｖ２におけるＹ方向に沿う凹部３６３の幅は、第１領域Ｖ１におけるＹ方向に沿う凹部３６３の幅よりも小さい。このため、第２幅Ｗ２を第１幅Ｗ１よりも小さくできる。
【００２８】
凹部３６３の深さＤは、前述の孔３４１を形成する際に用いる異方性エッチングにおける面内方向でのエッチング量のばらつき等を考慮して決められ、例えば、０．０１μｍ以上５μｍ以下の範囲内であることが好ましい。本実施形態では、凹部３６３の深さＤがＹ方向での全域にわたって一定である。したがって、第１領域Ｖ１における凹部３６３の深さＤ１と、第２領域Ｖ２における凹部３６３の深さＤ２とが互いに等しい。このため、第１領域Ｖ１の厚さＴ１と、第２領域Ｖ２の厚さＴ２とが互いに等しい。
【００２９】
以上の振動板３６の圧力室Ｃとは反対側の面上には、圧電素子３８が配置される。図５および図６に例示される通り、圧電素子３８は、概略的には、第１電極３８１と圧電体層３８３と第２電極３８２との積層で構成される。なお、この積層の層間および圧電素子３８と振動板３６との間のそれぞれには、密着性を高める層等の他の層が適宜介在してもよい。
【００３０】
第１電極３８１は、振動板３６の面上、具体的には第２層３６２の第１層３６１とは反対側の面上に配置される。第１電極３８１は、圧電素子３８毎に相互に離間して配置される個別電極である。具体的には、Ｘ方向に延びる複数の第１電極３８１が、相互に間隔をあけてＹ方向に配列される。各圧電素子３８の第１電極３８１には、当該圧電素子３８に対応するノズルＮからインクを噴射するための駆動信号が配線基板５０を介して印加される。
【００３１】
圧電体層３８３は、第１電極３８１の面上に配置される。圧電体層３８３は、複数の圧電素子３８にわたり連続するようにＹ方向に延びる帯状をなす。図示しないが、圧電体層３８３のうち相互に隣合う各圧力室Ｃの間隙に平面視で対応する領域には、圧電体層３８３を貫通する貫通孔がＸ方向に延びて設けられる。圧電体層３８３の構成材料は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛等の圧電材料である。
【００３２】
第２電極３８２は、圧電体層３８３の面上に配置される。具体的には、第２電極３８２は、複数の圧電素子３８にわたり連続するようにＹ方向に延在する帯状の共通電極である。第２電極３８２には所定の基準電圧が印加される。
【００３３】
以上のように、圧電素子３８は、振動板３６の面上に配置される第１電極３８１と、振動板３６との間に第１電極３８１を挟んで配置される第２電極３８２と、第１電極３８１と第２電極３８２との間に配置される圧電体層３８３と、を含む。このように、圧電素子３８が振動板３６に直接的に配置される。このため、圧電素子３８が他の部材を介して振動板３６に配置される場合に比べて、圧電素子３８からの駆動力を振動板３６に効率的に伝達できる。
【００３４】
以上の液体噴射ヘッド２６は、前述のように、液体の一例であるインクを収容する圧力室Ｃの壁面の一部を構成する振動板３６と、振動板３６を振動させる圧電素子３８と、を有する。ここで、振動板３６の領域であって圧電素子３８により振動する振動領域Ｖは、振動板３６の厚さ方向から見る平面視で、第１方向であるＸ方向に沿って延びる形状である。振動領域Ｖは、平面視で、Ｘ方向に交差する第２方向であるＹ方向に沿う幅が第１幅Ｗ１である第１領域Ｖ１と、第１領域Ｖ１よりも振動領域ＶのＸ方向での中央に近い位置にあり、Ｙ方向に沿う幅が第１幅Ｗ１より小さい第２幅Ｗ２である第２領域Ｖ２と、を含む。
【００３５】
このような第１領域Ｖ１および第２領域Ｖ２という互いに幅の異なる２つの領域を振動領域Ｖが含むことにより、振動領域Ｖの全体に必要な変形量を確保しつつ、振動領域ＶのＸ方向での中央が圧力室Ｃ内のインクからの反力により損傷することを低減できる。
【００３６】
より具体的に説明すると、第２領域Ｖ２の第２幅Ｗ２が第１領域Ｖ１の第１幅Ｗ１よりも小さいため、第２領域Ｖ２が第１領域Ｖ１に比べて変形し難い。このため、仮に振動領域Ｖの幅がＸ方向での全域にわたって一定で第１幅Ｗ１と同等の幅である場合に比べて、振動領域ＶのＸ方向での中央が圧力室Ｃ内のインクからの反力により変形することを低減できる。一方、第１領域Ｖ１が第２領域Ｖ２に比べて変形しやすいため、振動領域Ｖが第２領域Ｖ２だけでなく第１領域Ｖ１を含むことで、振動領域Ｖの全体の振動に必要な変形量を確保できる。
【００３７】
しかも、第２領域Ｖ２が第１領域Ｖ１よりも振動領域ＶのＸ方向での中央に近い位置にある。このため、第２領域Ｖ２が第１領域Ｖ１よりも振動領域ＶのＸ方向での中央に遠い位置にある場合に比べて、振動領域Ｖの全体に必要な変形量を確保しつつ、振動領域ＶのＸ方向での中央が圧力室Ｃ内のインクからの反力により変形することを低減しやすい。
【００３８】
前述の複数のノズルＮが３００ｄｐｉ以上の高密度で配置される場合、振動領域Ｖの幅Ｗが極めて小さくなる。この場合、振動領域Ｖの必要な変形量を確保するには、振動領域Ｖの厚さを薄くする必要があり、振動領域Ｖのクラック等の損傷が生じやすくなる。本実施形態では、この場合においても、振動領域Ｖの全体に必要な変形量を確保しつつ、振動領域ＶのＸ方向での中央が圧力室Ｃ内のインクからの反力により損傷することを低減できる。
【００３９】
また、このような効果を奏する液体噴射ヘッド２６を有する液体噴射装置１００は、高精細な液体噴射を長期にわたり安定して実現できる。また、複数のノズルＮを高密度に配置することで、液体噴射ヘッド２６の小型化を図り、これに伴って、液体噴射ヘッド２６を有する液体噴射装置１００の小型化を図ることもできる。
【００４０】
液体噴射ヘッド２６の前述の効果を容易に得る観点から、Ｘ方向に沿う振動領域Ｖの長さをＬとし、Ｘ方向に沿う第２領域Ｖ２の長さをＬ２とするとき、Ｌ２／Ｌは、０．１以上０．５以下の範囲内であることが好ましく、０．１以上０．３以下の範囲内であることがより好ましい。また、第１幅Ｗ１および第２幅Ｗ２の比であるＷ２／Ｗ１は、０．９０以上０．９９以下の範囲内であることが好ましく、０．９５以上０．９９以下であることがより好ましい。
【００４１】
図７は、第１実施形態における振動板３６の振動領域の幅と１次の固有振動モードとの関係を示す図である。振動領域Ｖは、複数の固有振動モードを有する。この複数の固有振動モードのうち、振動領域Ｖの長手方向での両端ＶRおよびＶLを固定端とする１次〜３次の固有振動モードは、他の固有振動モードに比べて振幅が大きく、振動領域Ｖの損傷の原因になりやすい。特に、１次の固有振動モードは、他の固有振動モードに比べて振幅が大きい。そこで、図７に示すように、第２領域Ｖ２は、１次の固有振動モードの腹の位置、すなわち振動領域ＶのＹ方向での中央ＶCを含む。このため、第２領域Ｖ２が振動領域Ｖの中央ＶCを含まない場合に比べて、振動領域Ｖの損傷を効果的に低減できる。
【００４２】
図７に示すように、Ｙ方向に沿う振動領域Ｖの幅Ｗは、第２領域Ｖ２から第１領域Ｖ１に向かうに従い、連続的に小さくなる。このため、振動領域Ｖの幅Ｗが第１領域Ｖ１と第２領域Ｖ２との間で急激に変化する場合に比べて、第１領域Ｖ１と第２領域Ｖ２との間に生じる応力集中を低減することができる。なお、Ｙ方向に沿う振動領域Ｖの幅Ｗの変化は、図７に示す変化に限定されず、例えば、第２領域Ｖ２から第１領域Ｖ１に向かうに従い、段階的に小さくなってもよい。
【００４３】
１−４．圧力室の製造方法
図８は、圧力室Ｃの製造工程の流れを例示するフローチャートである。図８に示すように、圧力室Ｃの製造工程は、マスク形成工程Ｓ１と、エッチング工程Ｓ２と、マスク除去工程Ｓ３と、を含む。以下、各工程の概略を順次説明する。
【００４４】
図９は、図８のマスク形成工程Ｓ１を示す断面図である。図９に示すマスク形成工程Ｓ１において、まず、板面が（１１０）面となるシリコン単結晶基板である基板３４０が準備される。基板３４０は、前述の圧力室基板３４となる基板である。基板３４０の図９中上側の面上には、開口Ｍ１１を有するマスクＭ１が形成される。ここで、基板３４０の図９中下側の面上には、振動板３６が形成される。図９に示す例では、振動板３６上には、圧電素子３８が形成される。
【００４５】
より具体的に説明すると、まず、基板３４０の図９中下側の面上に、第１層３６１および第２層３６２がこの順で順次形成される。これにより、振動板３６が形成される。第１層３６１は、例えば、酸化シリコンで構成される場合、基板３４０の図９中下側の面の熱酸化により形成される。第２層３６２は、例えば、酸化ジルコニウムで構成される場合、第１層３６１上にスパッタリング等の公知の成膜技術によりジルコニウムの層を形成し、当該層を熱酸化することで形成される。
【００４６】
振動板３６の形成後、振動板３６上に、第１電極３８１、圧電体層３８３および第２電極３８２がこの順で形成される。これにより、圧電素子３８が形成される。第１電極３８１、圧電体層３８３および第２電極３８２は、それぞれ、例えば、スパッタリング等の公知の成膜技術、およびフォトリソグラフィおよびエッチング等を用いる公知の加工技術により形成される。圧電素子３８の形成後、必要に応じて、基板３４０の図９中上側の面がＣＭＰ（chemical mechanical polishing）等により研削され、当該面の平坦化または基板３４０の厚さ調整が行われる。
【００４７】
圧電素子３８の形成後、基板３４０の図９中上側面に、開口Ｍ１１を有するマスクＭ１が形成される。マスクＭ１は、例えば、スパッタリング等の公知の成膜技術、およびフォトリソグラフィおよびエッチング等を用いる公知の加工技術により形成される。ここで、マスクＭ１は、後述のエッチング工程Ｓ２に用いるエッチング液に対する耐性を有する材料、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）で構成される。また、マスクＭ１の開口Ｍ１１は、後述するように、前述の第１領域Ｖ１および第２領域Ｖ２を含む振動領域Ｖが形成されるように形状が設計される。
【００４８】
図１０は、図８のエッチング工程Ｓ２を示す断面図である。図１０に示すエッチング工程Ｓ２において、基板３４０がマスクＭ１の開口Ｍ１１を介して異方性エッチングされる。当該異方性エッチングにより、圧力室Ｃが形成される。当該異方性エッチングのエッチング液には、例えば、水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨ）等が用いられる。
【００４９】
当該異方性エッチングでは、基板３４０の（１１０）面に対するエッチングレートに比べて、基板３４０の（１１１）面に対するエッチングレートが極めて小さい。このため、基板３４０の厚さ方向にエッチングが進み、（１１１）面を壁面とする圧力室Ｃが形成される。ここで、振動板３６は、当該異方性エッチングを停止させる停止層として機能する。ただし、振動板３６は、当該異方性エッチングの停止後、当該エッチング液に晒され、若干量、当該エッチング液により等方性エッチングされる。このため、エッチング工程Ｓ２において、振動板３６には、凹部３６３の一部が形成される。なお、以下では、エッチング工程Ｓ２における振動板３６の等方性エッチングを「第１オーバーエッチング」とも言う。
【００５０】
図１１は、図８のマスク除去工程Ｓ３を示す断面図である。図１１に示すマスク除去工程Ｓ３において、マスクＭ１が除去される。マスクＭ１の除去には、マスクＭ１を溶解可能な液体、例えば、マスクＭ１が窒化シリコンで構成される場合、フッ化水素酸（ＨＦ）が除去液として用いられる。
【００５１】
マスク除去工程Ｓ３において、振動板３６の第１層３６１は、圧力室Ｃ内に露出するため、除去液に晒される。ここで、第１層３６１の圧力室Ｃ側の面は、基板３４０をマスクとして除去液により等方性エッチングされる。当該等方性エッチングは、マスクＭ１の除去が完了するまでの時間長さにわたって行われる。当該等方性エッチングにより振動板３６に凹部３６３が形成される。なお、以下では、マスク除去工程Ｓ３における振動板３６の等方性エッチングを「第２オーバーエッチング」とも言う。
【００５２】
以上が圧力室Ｃの製造工程の概略である。ここで、振動板３６に前述の第１領域Ｖ１および第２領域Ｖ２を含む振動領域Ｖを形成するには、前述の第１オーバーエッチングおよび第２オーバーエッチングのエッチング量の長手方向における分布を調整する必要がある。以下、前述のマスク形成工程Ｓ１で形成されるマスクＭ１の開口Ｍ１１の形状について説明する。
【００５３】
図１２は、第１実施形態のマスク形成工程Ｓ１で用いるマスクＭ１を示す平面図である。図１２に示すように、マスクＭ１の開口Ｍ１１は、その長手方向での中央を含む領域Ｍ１３の幅が他の領域Ｍ１２の幅よりも狭い。このため、エッチング工程Ｓ２において、基板３４０の領域Ｍ１３に対応する部分では、基板３４０の領域Ｍ１２に対応する部分よりも遅れて（１１１）面が露出する。このため、基板３４０の領域Ｍ１３に対応する部分における第１オーバーエッチングのエッチング量は、基板３４０の領域Ｍ１２に対応する部分における第１オーバーエッチングのエッチング量よりも少なくなる。この結果、第２オーバーエッチング後に前述の凹部３６３が形成され、第１領域Ｖ１および第２領域Ｖ２を含む振動領域Ｖが得られる。
【００５４】
２．第２実施形態
本発明の第２実施形態について説明する。なお、以下の各例示において機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
【００５５】
図１３は、第２実施形態における振動板３６を示す断面図である。図１３に示すように、本実施形態では、第２領域Ｖ２における凹部３６３の深さＤ２が、第１領域Ｖ１における凹部３６３の深さＤ１よりも浅い。このため、第２領域Ｖ２の厚さＴ２は、第１領域Ｖ１の厚さＴ１よりも厚い。この厚さＴ１およびＴ２の関係により、前述の第１実施形態に比べて、第２領域Ｖ２が変形し難くなり、振動領域Ｖの損傷を低減する効果がさらに高められる。また、本実施形態によっても、前述の第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００５６】
図１４は、第２実施形態のマスク形成工程Ｓ１で用いるマスクＭ２を示す平面図である。図１４に示すように、マスクＭ２は、長手方向での中央を含む領域Ｍ１４で分割される開口Ｍ２１を有する。このため、エッチング工程Ｓ２において、基板３４０の厚さ方向でのエッチングは、領域Ｍ１４に対応する部分では、領域Ｍ１２に対応する部分よりも遅れて進行する。このため、基板３４０の領域Ｍ１４に対応する部分における第１オーバーエッチングのエッチング量は、前述の第１実施形態よりも少なくなる。この結果、前述の深さＤ１およびＤ２の凹部３６３が形成される。
【００５７】
３．第３実施形態
本発明の第３実施形態について説明する。なお、以下の各例示において機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
【００５８】
図１５は、第３実施形態における振動板の振動領域の幅Ｗと３次の固有振動モードとの関係を示す図である。本実施形態では、図１５に示すように、振動領域Ｖが３つの第２領域Ｖ２を含む。３つの第２領域Ｖ２は、振動領域Ｖの３次の固有振動モードの腹の位置を含む。このため、本実施形態は、前述の第１実施形態に比べて、振動領域Ｖの損傷を低減する効果がさらに高められる。また、本実施形態によっても、前述の第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００５９】
図１６は、第３実施形態のマスク形成工程Ｓ１で用いるマスクＭ３を示す平面図である。図１６に示すように、マスクＭ３の開口Ｍ３１は、前述の３次の固有振動モードの３つの腹の位置に対応する３つの領域Ｍ１３の幅が他の領域Ｍ１２の幅よりも狭い。このマスクＭ３を用いることで、前述の３つの第２領域Ｖ２を含む振動領域Ｖが得られる。
【００６０】
４．第４実施形態
本発明の第４実施形態について説明する。なお、以下の各例示において機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
【００６１】
図１７は、第４実施形態に係る液体噴射ヘッド２６Ａの断面図である。図１７に示す液体噴射ヘッド２６Ａは、前述の第１実施形態の封止体４４に代えて、保護基板４４Ａと支持部６０とを具備し、それ以外は、前述の第１実施形態の液体噴射ヘッド２６と同様である。液体噴射ヘッド２６Ａにおいて、ノズル板４６、流路基板３２、圧力室基板３４および振動板３６は、流路構造体４０を構成する。流路構造体４０における振動板３６側の面には、支持部６０を介して保護基板４４Ａが接合される。保護基板４４Ａは、振動板３６に対して圧電素子３８側に配置され、複数の圧電素子３８を保護するとともに圧力室基板３４および振動板３６の機械的な強度を補強する板状部材である。ここで、保護基板４４Ａと振動板３６との間には、複数の圧電素子３８が設置される。保護基板４４Ａは、例えばシリコン（Ｓi）で形成される。本実施形態では、保護基板４４Ａと振動板３６との間隔Ｄは、振動板３６の全域にわたり一定である。なお、間隔Ｄは、一定でなくともよく、例えば、支持部６０に向かうに従って連続的または段階的に小さくなってもよい。
【００６２】
支持部６０は、振動板３６と保護基板４４Ａとを接続して保護基板４４Ａを支持する構造体である。ここで、支持部６０は、振動板３６に対して例えば接着剤により接合される。本実施形態では、支持部６０は、保護基板４４Ａとは同一材料で一体に形成される。なお、支持部６０は、保護基板４４Ａとは別体でもよい。この場合、支持部６０は、保護基板４４Ａに対して例えば接着剤により接合される。また、この場合、支持部６０は、保護基板４４Ａとは異なる材料で構成されてもよい。ここで、支持部６０を保護基板４４Ａよりも硬質な金属またはセラミックス等の材料を用いて構成すると、支持部６０を保護基板４４Ａと同等または軟質な材料を用いて構成する場合に比べて、後述の支持部６０の機能を高めることができる。
【００６３】
支持部６０は、平面視で、複数の圧力室Ｃの間を隔てる隔壁部３４２に重なって配置される。本実施形態の支持部６０は、平面視で、相互に隣り合う圧電素子３８間に配置され、Ｘ方向に延びる形状をなす。このように平面視で隔壁部３４２に重なって配置される支持部６０は、Ｙ方向に隣接する２つの圧力室Ｃ間での振動の伝達を遮断または低減する機能を有する。このため、当該振動に起因する２つの圧力室Ｃ間でのクロストークを低減することができる。また、図１７では図示しないが、振動板３６には、前述の第１実施形態の凹部３６３が設けられる。振動板３６に凹部３６３が設けられる構成では、振動板３６に凹部３６３が設けられない構成に比べて、隔壁部３４２と振動板３６との接続部の幅が狭くなるため、相互に隣り合う２つの圧力室Ｃ間で振動が伝達しやすいといえる。このため、振動板３６に凹部３６３が設けられる構成において、支持部６０を隔壁部３４２に重ねて配置することは、前述のクロストークを低減する上で特に有用である。
【００６４】
また、平面視で、Ｙ方向に沿う支持部６０の幅ＷａがＹ方向に沿う隔壁部３４２の幅Ｗｂよりも小さい。このため、支持部６０を平面視で振動板３６の振動領域Ｖと重ならないように配置することができる。この結果、振動領域Ｖの実質的な幅を広くして、振動板３６の変位量を大きくすることができる。特に、振動板３６に凹部３６３が設けられる構成では、振動板３６の振動領域Ｖの幅Ｗを大きくできるという利点があるが、前述のように幅Ｗａを幅Ｗｂよりも小さくすることで、この利点が支持部６０により阻害されずに好適に得られる。なお、幅Ｗａは、支持部６０と振動板３６との接合領域におけるＹ方向に沿う長さである。幅Ｗｂは、隔壁部３４２と振動板３６との接合領域におけるＹ方向に沿う長さである。
【００６５】
本実施形態では、支持部６０の幅Ｗａは、Ｚ方向およびＸ方向のそれぞれの方向での全域にわたり一定である。また、支持部６０は、平面視で隔壁部３４２のＹ方向での一方側の壁面と他方側の壁面との間に位置する。なお、幅Ｗａは、一定でなくてもよい。また、幅Ｗａが幅Ｗｂ以上であってもよい。ただし、幅Ｗａが幅Ｗｂに等しい場合であっても、支持部６０および隔壁部３４２の寸法または位置の誤差等を考慮すると、前述のように幅Ｗａが幅Ｗｂよりも小さいことが好ましい。
【００６６】
また、流路基板３２は、相互に隣り合う連通流路３２６間を隔てる壁部３２１を具備する。壁部３２１は、平面視で隔壁部３４２に重なるように形成される。ここで、壁部３２１は、隔壁部３４２およびノズル板４６のそれぞれに例えば接着剤等により接合され、隔壁部３４２とノズル板４６とを接続する。本実施形態では、Ｙ方向に沿う壁部３２１の幅Ｗｃは、Ｚ方向およびＸ方向のそれぞれの方向での全域にわたり一定である。また、壁部３２１の幅Ｗｃは、隔壁部３４２の幅Ｗｂよりも大きい。ここで、隔壁部３４２は、平面視で壁部３２１のＹ方向での一方側の壁面と他方側の壁面との間に位置する。幅Ｗｃが幅Ｗｂよりも大きいことにより、幅Ｗｃが幅Ｗｂ以下である場合に比べて、壁部３２１の剛性を高め、隔壁部３４２の変形を低減することができる。この結果、この点でも、前述のクロストークを低減することができる。なお、壁部３２１の構成材料等によっては、幅Ｗｃが幅Ｗｂ以下であってもよい。
【００６７】
５．第５実施形態
本発明の第５実施形態について説明する。なお、以下の各例示において機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態または第４実施形態の符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
【００６８】
図１８は、第５実施形態に係る液体噴射ヘッド２６Ｂの断面図である。図１８に示す液体噴射ヘッド２６Ｂは、流路構造体４０と複数の圧電素子３８と配線基板５１と駆動回路５２と筐体部７０とを具備する。ここで、液体噴射ヘッド２６Ｂは、Ｙ-Ｚ平面に平行な基準面Ｏを境界として便宜的に区分される第１部分Ｐ1および第２部分Ｐ2を有する。第１部分Ｐ1と第２部分Ｐ2とは、基準面Ｏを挟んで略面対称の関係にある。基準面Ｏに対してＸ方向の正側に位置する第１部分Ｐ1の構造は、筐体部４２、封止体４４および配線基板５０に代えて、配線基板５１、駆動回路５２および筐体部７０を具備する以外は、第１実施形態と同様である。第２部分Ｐ2は、第１部分Ｐ1の構成からノズルＮと圧電素子３８とを省略した構造である。ただし、流路基板３２におけるＺ方向の正側の表面には、ノズル板４６のほか、吸振体６４が設置される。また、流路基板３２の流路の形状は、前述の第１実施形態とは適宜に異なる。
【００６９】
配線基板５１は、複数の圧電素子３８が形成された振動板３６の表面に間隔をあけて対向する板状部材である。配線基板５１は、樹脂材料で形成された接着剤を介して流路構造体４０に接合される。配線基板５１は、駆動回路５２と圧電素子３８とを電気的に接続する配線を含む。配線基板５１は、例えば半導体製造技術を利用してシリコンの単結晶基板を加工することで製造される。
【００７０】
配線基板５１の一方の表面（以下「第１面」という）Ｆ1は、複数の圧電素子３８が形成された振動板３６の表面に間隔をあけて対向する。配線基板５１における第１面Ｆ1とは反対側の表面（以下「第２面」という）Ｆ2には、駆動回路５２と不図示の外部配線基板とが実装される。当該外部配線基板は、制御ユニット２０と駆動回路５２とを電気的に接続するための配線であり、例えばＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）またはＦＦＣ（Flexible Flat Cable）等の可撓性の接続部品で構成される。
【００７１】
駆動回路５２は、各圧電素子３８を駆動するための駆動信号および基準電圧を出力する。駆動回路５２は、配線基板５１の長手方向に沿う長尺状のＩＣチップである。各圧電素子３８は、配線基板５１の第１面Ｆ1に形成された接続端子Ｔを介して駆動回路５２に電気的に接続される。接続端子Ｔは、例えば、樹脂材料で形成された突起の表面に接続用の電極を形成した樹脂コアバンプである。
【００７２】
筐体部７０は、複数の圧力室Ｃに供給されるインクを貯留するためのケースであり、例えば樹脂材料の射出成形で形成される。筐体部７０のうちＺ方向の正側の表面が例えば接着剤で流路基板３２に接合される。筐体部７０には、複数の圧力室Ｃに供給されるインクを貯留する液体貯留室（リザーバー）Ｒとして機能する。吸振体６４は、液体貯留室Ｒの壁面を構成する可撓性のフィルムであり、液体貯留室Ｒ内のインクの圧力変動を吸収する。
【００７３】
筐体部７０において流路構造体４０とは反対側の表面には、第１列Ｌ1および第２列Ｌ2の各々について導入口７１と開口部７２とが形成される。導入口７１は、インクの流入または流出のための管路である。筐体部７０において流路構造体４０とは反対側の表面には、開口部７２を閉塞する吸振体７３が設置される。吸振体７３は、吸振体６４と同様に、液体貯留室Ｒ内のインクの圧力変動を吸収する可撓性のフィルムであり、液体貯留室Ｒの壁面を構成する。
【００７４】
筐体部７０には、液体貯留室Ｒから分岐した空間（以下「液体滞留室」という）Ｓが形成される。液体滞留室Ｓは、Ｚ方向の負側、すなわち鉛直方向の上方に向けて開口する空間である。
【００７５】
筐体部７０における収容部７４の内壁面には壁面部材８１が設置される。壁面部材８１は、筐体部７０において液体滞留室Ｓに対応する開口を閉塞することで当該液体滞留室Ｓの壁面を構成する。例えば樹脂材料で形成されたフィルム状または平板状の部材が壁面部材８１として好適である。なお、壁面部材８１を筐体部７０と一体に形成してもよい。
【００７６】
壁面部材８１は、駆動回路５２の表面に対向する。壁面部材８１と駆動回路５２との間には充填材８２が介在する。充填材８２は、壁面部材８１と駆動回路５２との間隙に充填された熱伝導性の材料である。具体的には、熱伝導グリスまたは熱伝導接着材が充填材８２として好適に利用される。
【００７７】
第５実施形態の流路基板３２には、第１部分Ｐ1のノズルＮ毎に循環流路３２９が形成される。循環流路３２９は、流路基板３２におけるノズル板４６との対向面に形成された溝部と当該表面とで包囲された空間である。第１部分Ｐ1の連通流路３２６と第２部分Ｐ2の連通流路３２６とは、循環流路３２９を介して相互に連通する。
【００７８】
第１部分Ｐ1の導入口７１に供給されるインクは、図１８に破線の矢印で図示される通り、第１部分Ｐ1内において、液体貯留室Ｒ→中継流路３２８→供給流路３２４→圧力室Ｃ、という経路を介して連通流路３２６に供給される。連通流路３２６に供給されるインクのうちノズルＮから噴射されないインクは、循環流路３２９を介して第２部分Ｐ2の連通流路３２６に供給され、第２部分Ｐ2内において、連通流路３２６→圧力室Ｃ→供給流路３２４→中継流路３２８→液体貯留室Ｒ→導入口７１、という経路で当該導入口７１から排出される。
【００７９】
なお、液体噴射ヘッド２６Ｂ内における第１部分Ｐ1と第２部分Ｐ2との間のインクの流通は、前述の循環流路３２９を通じた流通に限定されず、例えば、第１部分Ｐ1の液体滞留室Ｓと第２部分Ｐ2の液体滞留室Ｓとを相互に連通する流路を用いてもよい。この場合、循環流路３２９を省略してもよい。
【００８０】
図１８に例示される通り、第５実施形態の液体噴射装置１００Ｂは循環機構９２を具備する。循環機構９２は、圧力室Ｃ内のインクを液体噴射ヘッド２６Ｂの内外で循環させる機構である。循環機構９２は、例えば供給流路９２１と排出流路９２２と循環ポンプ９２３とを具備する。
【００８１】
供給流路９２１は、第１部分Ｐ1の導入口７１に接続される。排出流路９２２は、第２部分Ｐ2の導入口７１に接続される。供給流路９２１は、第１部分Ｐ1の導入口７１にインクを供給するための流路であり、排出流路９２２は、第２部分Ｐ2の導入口７１からインクを排出するための流路である。循環ポンプ９２３は、排出流路９２２から供給されるインクを供給流路９２１に送出する圧送機構である。すなわち、第２部分Ｐ2の導入口７１から排出されたインクが排出流路９２２と循環ポンプ９２３と供給流路９２１とを経由して第１部分Ｐ1の導入口７１に環流される。
【００８２】
以上の説明から理解される通り、第５実施形態においては、供給流路９２１から第１部分Ｐ1に供給されるインクのうちノズルＮから噴射されないインクが、第２部分Ｐ2から排出流路９２２に排出され、循環ポンプ９２３により供給流路９２１に環流される。すなわち、液体噴射ヘッド２６Ｂの内部のインクが循環する。
【００８３】
以上に説明した通り、第５実施形態によれば、液体噴射装置１００Ｂが循環機構９２を具備するため、液体噴射ヘッド２６Ｂにおけるインクの流路内に気泡または異物等が滞留することを低減できる。特に、第１実施形態のように振動板３６に凹部３６３が設けられる場合、凹部３６３の外周に沿って小さな隙間が形成されるため、当該隙間において気泡または異物等が滞留しやすい。したがって、この場合、循環機構９２を用いることにより得られる効果が顕著となる。また、第１実施形態で説明したように、凹部３６３が互いに異なる幅Ｗ１およびＷ２を有する場合、循環機構９２により凹部３６３に沿ってインクの流れが形成されると、凹部３６３の幅の狭い部分でインクの流速を加速させて、気泡または異物等を滞留し難くしたり、滞留した気泡または異物等を除去したりすることができる。このため、凹部３６３が互いに異なる幅Ｗ１およびＷ２を有する場合、循環機構９２を用いることにより得られる効果が顕著となる。
【００８４】
また、循環機構９２を用いて循環させる液体としては、特に限定されず、各種インクが挙げられるが、粒子と、当該粒子を分散させる分散媒と、を含む液体、すなわち分散液を用いることもできる。循環機構９２で分散液を循環させる場合、分散質の種類によっては、分散質が前述の気泡または異物等と同様に液体噴射ヘッド２６Ｂにおける流路内に滞留しやすくなる場合がある。具体的には、分散媒よりも比重の大きい材料で構成される粒子を分散質として用いる場合、当該粒子が液体噴射ヘッド２６Ｂにおける流路内に滞留しやすくなる。したがって、この場合、循環機構９２を用いることにより得られる効果が顕著となる。また、凹部３６３が互いに異なる幅Ｗ１およびＷ２を有する場合、前述の気泡または異物等に関する効果と同様に、循環機構９２を用いることにより得られる効果が顕著となる。また、分散媒よりも比重の大きい材料で構成される粒子は、圧力室Ｃ内の流路で滞留すると、当該流路の共振周波数の変動により液体の噴射状態が変化する等の悪影響を及ぼす。したがって、当該流路での当該粒子の滞留を低減することにより、当該悪影響の発生を防止することができる。ここで、分散媒よりも比重の大きい材料で構成される粒子としては、例えば、白インクに用いられる粒子、具体的には、酸化チタン、酸化ジルコニウムまたは酸化アルミニウムで構成される粒子、陶磁器等のセラミックの焼結前の着色に使われる各種無機顔料等が挙げられる。
【００８５】
さらに、液体噴射装置１００Ｂは、液体噴射ヘッド２６Ｂからインクを噴射させてメンテナンスを実行するモードを有することが好ましい。当該モードは、インクを捨て打ちする、いわゆるフラッシングを実行するモードである。当該モードでは、液体噴射ヘッド２６Ｂが媒体１２のない領域または印刷に利用しない媒体１２上でインクを噴射する。当該モードを実行することによっても、液体噴射ヘッド２６における流路にインクの流れを生じさせて気泡または異物等の滞留を低減することもできる。また、当該モードを循環機構９２によるインクの循環と併せて用いることにより、これらのいずれか一方を用いる場合に比べて、気泡または異物等の滞留を低減する効果を格段に高めることができる。
【００８６】
＜変形例＞
以上の例示における各形態は多様に変形され得る。前述の各形態に適用され得る具体的な変形の態様を以下に例示する。なお、以下の例示から任意に選択される２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。
【００８７】
（１）前述の各形態では、第２領域Ｖ２を振動領域Ｖの１次または３次の固有振動モードの腹の位置に配置する構成を例示するが、第２領域Ｖ２を振動領域Ｖの２次の固有振動モード等の他の固有振動モードの腹の位置に配置してもよい。
【００８８】
（２）前述の各形態では、第１電極３８１が個別電極であり第２電極３８２が共通電極である構成を例示するが、第１電極３８１を、複数の圧電素子３８にわたり連続する共通電極とし、第２電極３８２を圧電素子３８毎に個別の個別電極としてもよい。また、第１電極３８１および第２電極３８２の双方を個別電極としてもよい。
【００８９】
（３）前述の各形態では、液体噴射ヘッド２６を搭載するキャリッジ２４２を往復させるシリアル方式の液体噴射装置１００を例示するが、複数のノズルＮが媒体１２の全幅にわたり分布するライン方式の液体噴射装置にも本発明を適用することが可能である。
【００９０】
（４）前述の各形態で例示する液体噴射装置１００は、印刷に専用される機器のほか、ファクシミリ装置やコピー機等の各種の機器に採用され得る。もっとも、本発明の液体噴射装置の用途は印刷に限定されない。例えば、色材の溶液を噴射する液体噴射装置は、液晶表示装置のカラーフィルターを形成する製造装置として利用される。また、導電材料の溶液を噴射する液体噴射装置は、配線基板の配線や電極を形成する製造装置として利用される。
【符号の説明】
【００９１】
１２…媒体、２６…液体噴射ヘッド、３４…圧力室基板、３６…振動板、３８…圧電素子、４４Ａ…保護基板、６０…支持部、３４２…隔壁部、３８１…第１電極、３８２…第２電極、３８３…圧電体層、１００…液体噴射装置、３４１…孔、３６３…凹部、Ｃ…圧力室、Ｖ…振動領域、Ｖ１…第１領域、Ｖ２…第２領域、ＶC…中央、Ｗ１…第１幅、Ｗ２…第２幅。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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