(57)【要約】【課題】液滴の吐出不良及び振動特性の低下を抑制すると共に、振動板の破壊を抑制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】液体を噴射するノズル開口２１に連通する圧力発生室１２が設けられた流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられた圧力発生手段と、を具備し、前記圧力発生室１２は、前記ノズル開口２１の並設方向である第１の方向Ｘに直交する第２の方向Ｙにおいて、前記ノズル開口２１に連通する一端部側に設けられた幅狭部１２１と、他端部側に設けられて前記第１の方向Ｘの幅が前記幅狭部１２１よりも広い幅広部１２２と、を具備し、前記圧力発生室１２の前記第２の方向の前記ノズル開口２１と連通する側の端面によって規定される前記振動板の前記圧力発生室１２と前記流路形成基板との境界１２４ｄは、前記幅狭部１２１の内壁面と前記幅広部１２２の内壁面とで形成される角部１２３ａ、１２３ｂを避けた位置に配置されている。【選択図】  図５
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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開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、
該流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられた圧力発生手段と、を具備し、
前記圧力発生室は、前記ノズル開口の並設方向である第１の方向に直交する第２の方向において、前記ノズル開口に連通する一端部側に設けられた幅狭部と、他端部側に設けられて前記第１の方向の幅が前記幅狭部よりも広い幅広部と、を具備し、
前記圧力発生室の前記第２の方向の前記ノズル開口と連通する側の端面によって規定される前記振動板の前記圧力発生室と前記流路形成基板との境界は、前記幅狭部の内壁面と前記幅広部の内壁面とで形成される角部を避けた位置に配置されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記流路形成基板と前記ノズルプレートとの間には、前記圧力発生室の前記幅狭部と前記ノズル開口とを連通するノズル連通路が設けられた連通板が設けられており、
前記第１の方向において、前記ノズル連通路の幅は、前記幅狭部の幅よりも幅広であ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】
前記圧力発生室の前記第２の方向の前記ノズル開口と連通する側の前記端面は、前記圧力発生室を前記振動板側から前記ノズルプレート側に向かって拡開するように傾斜する傾斜面となっ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】
前記傾斜面は、前記振動板側に設けられた第１傾斜面と、前記ノズルプレート側に設けられた第２傾斜面と、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面との間に設けられて、前記第１傾斜面の面方向及び前記第２傾斜面の面方向と交差する面方向を有する段差面と、を具備することを特徴とする請求項３記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５】
前記流路形成基板は、前記圧力発生室の前記第２の方向の前記幅狭部とは反対側の端部に連通し、前記第１の方向の幅が前記圧力発生室の前記幅広部よりも狭い供給路と、
該供給路の前記圧力発生室とは反対側に設けられて当該供給路より前記第１の方向の幅が広い連通路と、をさらに具備し、
前記連通路の前記供給路とは反対側の端面によって規定される前記振動板と前記流路形成基板との境界は、前記供給路の内壁面と前記連通路の内壁面とで形成される角部を避けた位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項６】
請求項１〜５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。
【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】
液滴を吐出する液体噴射ヘッドの代表例としては、インク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドが挙げられる。このインクジェット式記録ヘッドとしては、例えば、圧力発生室を有する流路形成基板と、流路形成基板の一方面側にノズル開口が設けられたノズルプレートと、流路形成基板の他方面側に振動板を介して設けられた圧電アクチュエーター等の圧力発生手段と、を具備し、圧力発生手段の駆動によって振動板を変形させて、圧力発生室内に圧力変化を生じさせることにより、ノズル開口からインク滴を吐出させるものが提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１７２８７８号公報
【特許文献２】特開２０１２−１４３９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、流路形成基板にノズルプレートを接着剤で接着した際に、接着剤が圧力発生室に流入し、ノズル開口が塞がれ、インク滴の吐出不良が発生するという問題がある。また、圧力発生室内に流入した接着剤が振動板に付着し、振動板の変位特性が低下してしまうという問題もある。特に、圧力発生室の幅よりも、ノズル開口やノズル開口に連通するノズル連通路の幅が狭い場合、流入した接着剤が圧力発生室の底面（ノズルプレート等の接合された基板の表面）に付着し、付着した接着剤が圧力発生室内を通るインクによって脱落して異物となり、ノズル開口の目詰まり等が生じるのである。
【０００５】
また、振動板は、流路形成基板上の固定された領域と圧力発生室等の変形する領域との境界に応力が集中しやすく、この境界に圧力発生室の壁面の角部が一致すると、角部を起点として振動板にクラックが入りやすく、振動板にクラックが生じると、振動特性にばらつきが生じると共にインクの漏出等が発生する。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑み、液滴の吐出不良及び振動特性の低下を抑制すると共に、振動板の破壊を抑制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】
【０００７】
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設けられた流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられた圧力発生手段と、を具備し、前記圧力発生室は、前記ノズル開口の並設方向である第１の方向に直交する第２の方向において、前記ノズル開口に連通する一端部側に設けられた幅狭部と、他端部側に設けられて前記第１の方向の幅が前記幅狭部よりも広い幅広部と、を具備し、前記圧力発生室の前記第２の方向の前記ノズル開口と連通する側の端面によって規定される前記振動板の前記圧力発生室と前記流路形成基板との境界は、前記幅狭部の内壁面と前記幅広部の内壁面とで形成される角部を避けた位置に配置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、幅狭部を設けることで、流路形成基板にノズル開口が設けられたノズルプレートや連通板等の部材を接着剤を介して接着した際に、接着剤が圧力発生室内に流入し難く、余分な接着剤によるノズル開口の目詰まりや振動板の変形の阻害を抑制することができる。また、振動板の圧力発生室と流路形成基板との境界が、角部を避けた位置に配置されることで、振動板の応力が集中する境界において角部を起点として振動板にクラック等の破壊が発生するのを抑制することができる。
【０００８】
ここで、前記流路形成基板と前記ノズルプレートとの間には、前記圧力発生室の前記幅狭部と前記ノズル開口とを連通するノズル連通路が設けられた連通板が設けられており、前記第１の方向において、前記ノズル連通路の幅は、前記幅狭部の幅よりも幅広であることが好ましい。これによれば、接着剤が連通板のノズル連通路を介して圧力発生室内に流入し難く、接着剤の剥離が発生し難い。
【０００９】
また、前記圧力発生室の前記第２の方向の前記ノズル開口と連通する側の前記端面は、前記圧力発生室を前記振動板側から前記ノズルプレート側に向かって拡開するように傾斜する傾斜面となっていることが好ましい。これによれば、傾斜面によって液体の流れを円滑にし、液滴の流速を上げることができる。
【００１０】
また、前記傾斜面は、前記振動板側に設けられた第１傾斜面と、前記ノズルプレート側に設けられた第２傾斜面と、前記第１傾斜面と前記第２傾斜面との間に設けられて、前記第１傾斜面の面方向及び前記第２傾斜面の面方向と交差する面方向を有する段差面と、を具備することが好ましい。これによれば、段差面を設けることで、圧力発生室内に接着剤が流入したとしても、接着剤を段差面に留まらせて、振動板に接着剤が付着するのをさらに抑制することができる。
【００１１】
また、前記流路形成基板は、前記圧力発生室の前記第２の方向の前記幅狭部とは反対側の端部に連通し、前記第１の方向の幅が前記圧力発生室の前記幅広部よりも狭い供給路と、該供給路の前記圧力発生室とは反対側に設けられて当該供給路より前記第１の方向の幅が広い連通路と、をさらに具備し、前記連通路の前記供給路とは反対側の端面によって規定される前記振動板と前記流路形成基板との境界は、前記供給路の内壁面と前記連通路の内壁面とで形成される角部を避けた位置に配置されていることが好ましい。これによれば、振動板の連通路と流路形成基板との境界が、角部を避けた位置に配置されることで、振動板の応力が集中する境界において角部を起点として振動板にクラック等の破壊が発生するのを抑制することができる。
【００１２】
さらに、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。
かかる態様では、液体の吐出不良、吐出特性の低下を抑制して、振動板の破壊を抑制した液体噴射装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの要部を拡大した断面図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの要部を拡大した断面図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る流路の平面図である。
【図６】本発明の実施形態１に係る流路の概略斜視図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係るヘッドの要部を拡大した断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る流路の概略斜視図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る記録装置の概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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分解斜視図であり、図２はインクジェット式記録ヘッドの断面図であり、図３は、図２の要部を拡大した断面図であり、図４は、図３のＡ−Ａ′線断面図である。
【００１５】
図示するように、本実施形態の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Ｉは、ヘッド本体１１、ケース部材４０等の複数の部材を備え、これら複数の部材が接着剤等によって接合されている。本実施形態では、ヘッド本体１１は、流路形成基板１０と、連通板１５と、ノズルプレート２０と、保護基板３０と、コンプライアンス基板４５と、を具備する。
【００１６】
ヘッド本体１１を構成する流路形成基板１０は、本実施形態では、結晶面方位が（１１０）のシリコン単結晶基板からなる。この流路形成基板１０には、一方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁によって区画された圧力発生室１２が同じ色のインクを吐出する複数のノズル開口２１が並設される方向に沿って並設されている。以降、この方向を圧力発生室１２の並設方向、又は第１の方向Ｘと称する。また、流路形成基板１０には、圧力発生室１２が第１の方向Ｘに並設された列が複数列、本実施形態では、２列設けられている。この圧力発生室１２が第１の方向Ｘに沿って形成された圧力発生室１２の列が複数列設された列設方向を、以降、第２の方向Ｙと称する。
【００１７】
また、流路形成基板１０には、圧力発生室１２の第２の方向の一端部側（ノズル開口２１に連通する側とは反対側）で連通する供給路１３と、供給路１３に圧力発生室１２とは反対側で連通する連通路１４と、が設けられている。
【００１８】
供給路１３は、第１の方向Ｘにおいて、圧力発生室１２を両側から狭めることで、圧力発生室１２の幅よりも幅狭に設けられており、連通路１４から圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。
【００１９】
また、連通路１４は、第１の方向Ｘにおいて、供給路１３よりも幅広に設けられている。
【００２０】
すなわち、本実施形態の流路形成基板１０には、各ノズル開口２１に連通する個別流路として、圧力発生室１２、供給路１３及び連通路１４が隔壁によって区画されて第１の方向Ｘに並設されている。なお、圧力発生室１２については、詳細は後述する。
【００２１】
また、このような流路形成基板１０の一方面側には、振動板５０が設けられており、圧力発生室１２等の流路は、振動板５０によって封止されている。
【００２２】
また、流路形成基板１０の他方面側（振動板５０とは反対側）には、連通板１５が接合されている。また、連通板１５には、各圧力発生室１２に連通する複数のノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が接着剤２００を介して接着されている。
【００２３】
連通板１５には、圧力発生室１２とノズル開口２１とを繋ぐノズル連通路１６が設けられている。連通板１５は、流路形成基板１０よりも大きな面積を有し、ノズルプレート２０は流路形成基板１０よりも小さい面積を有する。このようにノズルプレート２０の面積を比較的小さくすることでコストの削減を図ることができる。なお、本実施形態では、ノズルプレート２０のノズル開口２１が開口されて、インク滴が吐出される面を液体噴射面と称する。
【００２４】
また、連通板１５には、マニホールド１００の一部を構成する第１マニホールド部１７と、第２マニホールド部１８とが設けられている。
【００２５】
第１マニホールド部１７は、連通板１５を厚さ方向（連通板１５と流路形成基板１０との積層方向）に貫通して設けられている。
【００２６】
また、第２マニホールド部１８は、連通板１５を厚さ方向に貫通することなく、連通板１５のノズルプレート２０側に開口して設けられている。
【００２７】
さらに、連通板１５には、圧力発生室１２の第２の方向Ｙの一端部に連通する供給連通路１９が、各圧力発生室１２毎に独立して設けられている。この供給連通路１９は、第２マニホールド部１８と連通路１４とを連通する。
【００２８】
このような連通板１５としては、流路形成基板１０と線膨張係数が同等の材料が好ましい。すなわち、連通板１５として流路形成基板１０と線膨張係数が大きく異なる材料を用いた場合、加熱や冷却されることで、流路形成基板１０と連通板１５との線膨張係数の違いにより反りが生じてしまう。本実施形態では、連通板１５として流路形成基板１０と同じ材料、すなわち、シリコン単結晶基板を用いることで、熱による反りを抑制することができる。
【００２９】
また、ノズルプレート２０には、各圧力発生室１２とノズル連通路１６を介して連通するノズル開口２１が形成されている。すなわち、ノズル開口２１は、第１の方向Ｘに並設された列が、第２の方向Ｙに複数列、本実施形態では、２列形成されている。
【００３０】
このようなノズルプレート２０としては、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属、又はシリコン単結晶基板等を用いることができる。なお、ノズルプレート２０としてシリコン単結晶基板を用いることで、ノズルプレート２０と連通板１５との線膨張係数を同等として、加熱や冷却されることによる反りの発生を抑制することができる。
【００３１】
ここで、このような流路形成基板１０に設けられた圧力発生室１２についてさらに図５及び図６を参照して詳細に説明する。なお、図５は、圧力発生室等のノズル開口側からの平面図であり、図６は、圧力発生室等のノズル開口側からの斜視図である。
【００３２】
図５及び図６に示すように、圧力発生室１２は、第２の方向Ｙにおいて、ノズル開口２１と連通する側、すなわち、供給路１３とは反対側の端部に、第１の方向Ｘの幅が狭い幅狭部１２１を有する。すなわち、圧力発生室１２は、第２の方向Ｙのノズル開口２１側に設けられた幅狭部１２１と、第２の方向Ｙの供給路１３側に幅狭部１２１よりも第１の方向Ｘが幅広に設けられた幅広部１２２と、幅狭部１２１と幅広部１２２との間に設けられた第１接続部１２３と、を具備する。
【００３３】
幅狭部１２１は、図４（ａ）に示すように、第１の方向Ｘの幅が、ノズル連通路１６よりも狭い幅で形成されている。
【００３４】
また、幅広部１２２は、第１の方向Ｘの幅が、ノズル連通路１６よりも広い幅で形成されている。
【００３５】
第１接続部１２３は、本実施形態では、幅広部１２２から幅狭部１２１に向かって側面が傾斜した傾斜面で形成されている。
【００３６】
このように、圧力発生室１２のノズル連通路１６に連通する領域の幅（第１の方向Ｘ）を狭くした幅狭部１２１を設けることで、ノズルプレート２０を連通板１５に接着した際の接着剤２００が、ノズル連通路１６の角部等を介して圧力発生室１２側に這い上がったとしても、這い上がった接着剤２００が圧力発生室１２内に侵入するのを抑制することができる。
【００３７】
これに対して、図４（ｂ）に示すように、圧力発生室１２のノズル連通路１６と連通する領域の幅を幅広部１２２と同じ幅に形成すると、圧力発生室１２の幅がノズル連通路１６よりも幅広となることから、ノズルプレート２０と連通板１５とを接着した接着剤２００がノズル連通路１６の角部等を介して這い上がり、這い上がった接着剤２００が圧力発生室１２内に侵入してしまう。このように、圧力発生室１２内に接着剤２００が侵入すると、固化した接着剤２００が圧力発生室１２内を流れるインクによって剥離し、ゴミとなって、ノズル開口２１の目詰まりやインク滴を着弾させる被記録媒体を汚してしまうという問題が発生する。本実施形態では、図４（ａ）に示すように、圧力発生室１２に幅狭部１２１を設け、幅狭部１２１の幅（第１の方向Ｘ）をノズル連通路１６の幅よりも狭くすることで、接着剤２００が圧力発生室１２内に侵入するのを抑制すると共に、ノズル連通路１６内に侵入した接着剤２００は、インクの流れが弱い領域（滞留する領域）に保持されるため、インクの流れによって接着剤２００が剥離し難く、ノズル開口２１の目詰まり、被記録媒体の汚染等の発生を抑制することができる。
【００３８】
また、圧力発生室１２の第２の方向Ｙのノズル開口２１と連通する側の端面、すなわち、圧力発生室１２の長手方向の一端部側の短辺は、傾斜面１２４となっている。
【００３９】
具体的には、圧力発生室１２のノズル開口２１に連通する側の端面は、本実施形態では、振動板５０側に設けられた第１傾斜面１２４ａと、ノズルプレート２０側に設けられた第２傾斜面１２４ｂと、第１傾斜面１２４ａと第２傾斜面１２４ｂとの間に設けられた段差面１２４ｃと、を具備する。
【００４０】
第１傾斜面１２４ａは、圧力発生室１２を振動板５０側からノズルプレート２０側に向かって拡開するように傾斜して形成されている。すなわち、第１傾斜面１２４ａは、振動板５０が形成された表面に垂直な方向に対して傾斜して形成されている。
【００４１】
また、第２傾斜面１２４ｂは第１傾斜面１２４ａと同様に、圧力発生室１２を振動板５０側からノズルプレート２０側に向かって拡開するように傾斜して形成されている。
【００４２】
そして、第１傾斜面１２４ａと第２傾斜面１２４ｂとの間の段差面１２４ｃは、第１傾斜面１２４ａ及び第２傾斜面１２４ｂの面方向と交差する方向で形成されている。本実施形態では、段差面１２４ｃは、振動板５０が形成された表面と同じ面方向で形成されている。
【００４３】
このように、傾斜面１２４を形成し、且つ傾斜面１２４に段差面１２４ｃを設けることで、ノズルプレート２０を連通板１５に接着した際の接着剤２００や、連通板１５と流路形成基板１０とを接着した際の接着剤などが圧力発生室１２内に流入したとしても、第２傾斜面１２４ｂを伝って流入した接着剤２００等を段差面１２４ｃで留まらせることができ、流入した接着剤２００等が振動板５０まで達するのを抑制することができる。このため、圧力発生室１２内に流入した接着剤２００等が振動板５０に付着することがなく、接着剤２００等により振動板５０の変位特性が低下するのを抑制して、インク吐出特性が低下するのを抑制することができる。
【００４４】
また、圧力発生室１２には、ノズル連通路１６近傍に第２傾斜面１２４ｂと段差面１２４ｃとで圧力発生室１２よりも浅い空間が画成されているため、圧力発生室１２内のインクをノズル開口２１から吐出させる際に、この空間によってインクの流れ出しの衝撃を緩衝することができる。これにより安定したインク吐出特性を得ることができる。
【００４５】
また、連通路１４の第２の方向Ｙの圧力発生室１２とは反対側の端部、すなわち、圧力発生室１２の長手方向における連通路１４の短辺には、傾斜面１２５が形成されている。
【００４６】
傾斜面１２５は、振動板５０側から連通板１５側に向かって連通路１４を拡開する方向に傾斜して設けられている。すなわち、傾斜面１２５は、流路形成基板１０の振動板５０が形成された面とは直交する方向に対して傾斜して設けられている。
【００４７】
ここで、このような圧力発生室１２等の流路は、本実施形態では、流路形成基板１０を一方面側から異方性エッチングすることにより形成されている。異方性エッチングは、シリコン単結晶基板のエッチングレートの違いを利用して行われる。本実施形態では、流路形成基板１０が面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなるため、シリコン単結晶基板の（１１０）面のエッチングレートと比較して（１１１）面のエッチングレートが約１／１８０であるという性質を利用して行われる。すなわち、シリコン単結晶基板をＫＯＨ等のアルカリ溶液に浸漬すると、徐々に侵食されて（１１０）面に垂直な第１の（１１１）面と、この第１の（１１１）面と７０．５３度の角度をなし且つ上記（１１０）面に垂直な第２の（１１１）面とが出現する。かかる異方性エッチングにより、二つの平行する面である第１の（１１１）面と二つの平行する面である第２の（１１１）面とで形成される平行四辺形状を基本として精密加工を行うことができ、圧力発生室１２を高密度に配列することができる。すなわち、本実施形態の圧力発生室１２等を画成する隔壁は、その表面が第１の（１１１）面となるように形成されている。
【００４８】
また、シリコン単結晶基板を異方性エッチングすると、表面の（１１０）面に対して３５．２６度の角度をなす結晶面方位が（１１１）面の傾斜面が形成される。
【００４９】
この（１１１）面の傾斜面によって、本実施形態の傾斜面１２４、１２５は形成されている。すなわち、本実施形態の傾斜面１２４、１２５は、流路形成基板１０を異方性エッチングすることにより、圧力発生室１２等と共に形成することができる。
【００５０】
具体的には、傾斜面１２４の第１傾斜面１２４ａ及び第２傾斜面１２４ｂと、傾斜面１２５とは、流路形成基板１０の表面である（１１０）面に対して３５．２６度の角度を有する（１１１）面で形成されている。また、段差面１２４ｃは、流路形成基板１０の表面の（１１０）面と平行な面、すなわち、（１１０）面で形成されている。
【００５１】
このような傾斜面１２４（第１傾斜面１２４ａ）によって規定される振動板５０の圧力発生室１２と流路形成基板１０（周壁）との境界１２４ｄは、図５に示すように、幅狭部１２１と第１接続部１２３との境界となる角部１２３ａと、幅広部１２２と第１接続部１２３との境界となる角部１２３ｂとを避けた位置となるように配置されている。
【００５２】
すなわち、幅狭部１２１の側面（第１の方向Ｘの両側の面）は、平行な第１の（１１１）面で形成されており、第１接続部１２３の側面は、幅広部１２２から幅狭部１２１に向かって幅が徐々に漸小する傾斜した面となっている。このため、幅狭部１２１の側面と、第１接続部１２３の側面とは、異なる角度で形成されていることから、幅狭部１２１の側面と第１接続部１２３の側面との境界に角部１２３ａが形成されている。同様に、第１接続部１２３の側面と幅広部１２２の側面との境界に角部１２３ｂが形成されている。
【００５３】
そして、傾斜面１２４の振動板５０側の端部である境界１２４ｄは、これらの角部１２３ａ、１２３ｂを避けた位置に配置されている。つまり、傾斜面１２４（第１傾斜面１２４ａ）の振動板５０側の端部である境界１２４ｄは、第１の方向Ｘの一端が幅狭部１２１内に配置され、他端が幅広部１２２内に配置されている。すなわち、第１傾斜面１２４ａの振動板５０側の端部である境界１２４ｄは、幅狭部１２１から第１接続部１２３を通って幅広部１２２に跨って形成されている。
【００５４】
連通路１４側の傾斜面１２５も同様に、傾斜面１２５によって規定される振動板５０の連通路１４（供給路１３等も含む）と流路形成基板１０（周壁）との境界１２５ａは、圧力発生室１２、供給路１３及び連通路１４の側面で形成された角部を避けた位置となるように配置されている。
【００５５】
具体的には、圧力発生室１２と供給路１３とは、第２接続部１３１を介して接続されている。第２接続部１３１は、圧力発生室１２の第１の方向Ｘの幅を、供給路１３に向かって漸小させるように側面が傾斜した面で形成されている。このため、圧力発生室１２の側面と第２接続部１３１の側面との境界には角部１３１ａが形成されており、第２接続部１３１の側面と供給路１３の側面との境界には角部１３１ｂが形成されている。
【００５６】
また、供給路１３と連通路１４とは、第３接続部１４１を介して接続されている。第３接続部１４１は、供給路１３の第１の方向Ｘの幅を連通路１４に向かって漸大させるように側面が傾斜して形成されている。このため、供給路１３の側面と第３接続部１４１の側面との境界には角部１４１ａが形成され、第３接続部１４１の側面と連通路１４の側面との境界には角部１４１ｂが形成されている。
【００５７】
そして、傾斜面１２５は、当該傾斜面１２５によって規定される振動板５０の連通路１４と流路形成基板１０との境界１２５ａは、圧力発生室１２と第２接続部１３１との側面によって形成された角部１３１ａ、第２接続部１３１と供給路１３との側面によって形成された角部１３１ｂ、供給路１３と第３接続部１４１との側面によって形成された角部１４１ａ、及び第３接続部１４１と連通路１４との側面によって画成された角部１４１ｂを避けた位置に配置されている。
【００５８】
本実施形態では、傾斜面１２５の振動板５０側の端部である境界１２５ａは、第１の方向Ｘの一端が第３接続部１４１内に配置され、他端が連通路１４内に配置されている。すなわち、傾斜面１２５による境界１２５ａは、第３接続部１４１から連通路１４に跨って形成されている。
【００５９】
このように傾斜面１２４、１２５によって規定される振動板５０の流路空間（圧力発生室１２や連通路１４）と流路形成基板１０との境界１２４ｄ、１２５ａを、角部１２３ａ、１２３ｂ、１３１ａ、１３１ｂ、１４１ａ、１４１ｂ（以下、単に角部とも言う）を避けた位置に配置することで、角部を起点として振動板５０にクラックが発生するのを抑制することができる。
【００６０】
すなわち、圧電アクチュエーター３００の駆動によって振動板５０が変形すると、振動板５０の圧力発生室１２等の空間内で変形する領域と、振動板５０の流路形成基板１０上で固定された領域との境界、すなわち、傾斜面１２４、１２５によって規定される境界１２４ｄ、１２５ａに大きな応力が印加される。このため、境界１２４ｄ、１２５ａを角部と同じ位置に配置すると、振動板５０の変形する応力が角部に集中することになり、振動板５０に角部を起点としてクラック等の破損が生じてしまう虞がある。
【００６１】
本実施形態では、傾斜面１２４、１２５によって規定される境界１２４ｄ、１２５ａを、角部を避けた位置に配置することで、角部に応力が集中するのを抑制して、角部を起点として振動板５０にクラックが発生するのを抑制することができる。
【００６２】
なお、傾斜面１２４、１２５は、上述のように、流路形成基板１０を異方性エッチングすることによって形成することができるが、傾斜面１２４、１２５の位置、すなわち、境界１２４ｄ、１２５ａの位置は、例えば、異方性エッチングする際のマスクの開口形状を調整することにより、所望の位置に配置することができる。
【００６３】
ちなみに、傾斜面１２４、１２５は、流路形成基板１０をエッチングする時間（エッチング時間）により角度を制御して形成する必要がなく、常に同一の角度で形成することができるため、安定した形状とすることができる。すなわち、エッチング時間の調整により傾斜面１２４、１２５の角度を調整しようとすると、エッチング特性のばらつき（エッチング液の温度や成分）などによってエッチングレートが変化してしまうため、常に同一形状の傾斜面１２４、１２５を形成するのが困難であるが、シリコン単結晶基板をエッチングすることにより出現する（１１１）面で傾斜面１２４、１２５を形成することで、エッチング時間に関わらず常に同一形状の傾斜面１２４、１２５を形成することができる。
【００６４】
このように傾斜面１２４、１２５を設けることで、インクの流れを円滑にして、インク滴の流速を上げることができる。
【００６５】
一方、図２に示すように、流路形成基板１０の連通板１５とは反対面側には、振動板５０が形成されている。本実施形態に係る振動板５０は、流路形成基板１０上に形成された弾性膜５１と、弾性膜５１上に形成された絶縁体膜５２とで構成されている。なお、圧力発生室１２は、流路形成基板１０を一方面から異方性エッチングにより形成されており、圧力発生室１２の他方面は、振動板（弾性膜５１）で構成されている。
【００６６】
振動板５０上には、本実施形態の圧力発生手段として、第１電極６０と圧電体層７０と第２電極８０とからなる圧電アクチュエーター３００が設けられている。ここで、圧電アクチュエーター３００は、第１電極６０、圧電体層７０及び第２電極８０を含む部分をいう。一般的には、圧電アクチュエーター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。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部という。本実施形態では、第１電極６０を圧電アクチュエーター３００の共通電極とし、第２電極８０を圧電アクチュエーター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。なお、上述した例では、振動板５０が弾性膜５１及び絶縁体膜５２で構成されたものを例示したが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、振動板５０として弾性膜５１及び絶縁体膜５２の何れか一方を設けたものであってもよく、また、振動板５０として弾性膜５１及び絶縁体膜５２を設けずに、第１電極６０のみが振動板として作用するようにしてもよい。また、圧電アクチュエーター３００自体が実質的に振動板を兼ねるようにしてもよい。ただし、流路形成基板１０上に直接第１電極６０を設ける場合には、第１電極６０とインクとが導通しないように第１電極６０を絶縁性の膜で保護する必要がある。
【００６７】
圧電体層７０は、第１電極６０上に形成される分極構造を有する酸化物の圧電材料からなり、例えば、一般式ＡＢＯ３で示されるペロブスカイト型酸化物からなることができ、Ａは、鉛を含み、Ｂは、ジルコニウムおよびチタンのうちの少なくとも一方を含むことができる。前記Ｂは、例えば、さらに、ニオブを含むことができる。具体的には、圧電体層７０としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３：ＰＺＴ）、シリコンを含むニオブ酸チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ，Ｎｂ）Ｏ３：ＰＺＴＮＳ）などを用いることができる。
【００６８】
また、圧電体層７０は、鉛を含まない非鉛系圧電材料、例えば、鉄酸ビスマスや鉄酸マンガン酸ビスマスと、チタン酸バリウムやチタン酸ビスマスカリウムとを含むペロブスカイト構造を有する複合酸化物などとしてもよい。
【００６９】
また、第２電極８０には、リード電極９０の一端がそれぞれ接続されている。リード電極９０の他端には、駆動回路２１０が設けられた配線基板２１１、例えば、ＣＯＦ等が接続されている。
【００７０】
流路形成基板１０の圧電アクチュエーター３００側の面には、流路形成基板１０と略同じ大きさを有する保護基板３０が固定されている。保護基板３０は、圧電アクチュエーター３００を保護するための空間である保持部３１を有する。また、保護基板３０には貫通孔３２が設けられている。リード電極９０の他端側は、この貫通孔３２内に露出するように延設され、リード電極９０と配線基板２１１とが貫通孔３２内で電気的に接続されている。
【００７１】
また、このような構成のヘッド本体１１には、複数の圧力発生室１２に連通するマニホールド１００をヘッド本体１１と共に画成するケース部材４０が固定されている。ケース部材４０は、平面視において上述した連通板１５と略同一形状を有し、保護基板３０に接着剤によって固定されると共に、上述した連通板１５にも接着剤によって固定されている。具体的には、ケース部材４０は、保護基板３０側に流路形成基板１０及び保護基板３０が収容される深さの凹部４１を有する。この凹部４１は、保護基板３０の流路形成基板１０に接合された面よりも広い開口面積を有する。そして、凹部４１に流路形成基板１０等が収容された状態で凹部４１のノズルプレート２０側の開口面が連通板１５によって封止されている。これにより、流路形成基板１０の外周部には、ケース部材４０とヘッド本体１１とによって第３マニホールド部４２が画成されている。そして、連通板１５に設けられた第１マニホールド部１７及び第２マニホールド部１８と、ケース部材４０と流路形成基板１０とによって画成された第３マニホールド部４２とによって本実施形態のマニホールド１００が構成されている。
【００７２】
なお、ケース部材４０の材料としては、例えば、樹脂や金属等を用いることができる。また、保護基板３０の材料は、保護基板３０が固定される流路形成基板１０と線膨張係数が同等の材料が好ましく、本実施形態では、シリコン単結晶基板を用いた。
【００７３】
また、連通板１５の第１マニホールド部１７及び第２マニホールド部１８が開口する面には、コンプライアンス基板４５が設けられている。このコンプライアンス基板４５が、第１マニホールド部１７と第２マニホールド部１８の開口を封止している。
【００７４】
このようなコンプライアンス基板４５は、本実施形態では、封止膜４６と、固定基板４７と、を具備する。封止膜４６は、可撓性を有する薄膜（例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）やステンレス鋼（ＳＵＳ）等により形成された厚さが２０μｍ以下の薄膜）からなり、固定基板４７は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属等の硬質の材料で形成される。この固定基板４７のマニホールド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４８となっているため、マニホールド１００の一方面は可撓性を有する封止膜４６のみで封止された可撓部であるコンプライアンス部となっている。
【００７５】
なお、ケース部材４０には、マニホールド１００に連通して各マニホールド１００にインクを供給するための導入路４４が設けられている。また、ケース部材４０には、保護基板３０の貫通孔３２に連通して配線基板２１１が挿通される接続口４３が設けられている。
【００７６】
このような構成のインクジェット式記録ヘッドＩでは、インクを噴射する際に、カートリッジ等のインク貯留手段から導入路４４を介してインクを取り込み、マニホールド１００からノズル開口２１に至るまで流路内部をインクで満たす。その後、駆動回路２１０からの信号に従い、圧力発生室１２に対応する各圧電アクチュエーター３００に電圧を印加することにより、圧電アクチュエーター３００と共に弾性膜５１及び絶縁体膜５２をたわみ変形させる。これにより、圧力発生室１２内の圧力が高まり所定のノズル開口２１からインク滴が噴射される。
【００７７】
（他の実施形態）
以上、本発明の基本的な構成について説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。
【００７８】
例えば、上述した実施形態１では、傾斜面１２４を第１傾斜面１２４ａと、第２傾斜面１２４ｂと、段差面１２４ｃとで構成するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、段差面１２４ｃを設けずに、第１傾斜面１２４ａと第２傾斜面１２４ｂとが連続するようにしてもよい。このような例を図７及び図８に示す。なお、図７は、本発明の他の実施形態に係る記録ヘッドの要部を拡大した断面図であり、図８は、圧力発生室等のノズル開口側からの平面図である。
【００７９】
図示するように、圧力発生室１２の第２の方向Ｙの端面は、傾斜面１２４Ａとなっている。傾斜面１２４Ａは、単一の平坦面で形成されており、途中に上述した実施形態１の段差面１２４ｃが形成されていない。このような構成であっても上述した実施形態１と同様に、傾斜面１２４Ａによって規定される振動板５０の流路形成基板１０と圧力発生室１２との境界１２４ｄを角部１２３ａ、１２３ｂを避けた位置となるように配置すればよい。
【００８０】
また、上述した実施形態１では、連通路１４の圧力発生室１２とは反対側の端面を傾斜面１２５としたが、少なくとも圧力発生室１２の第２の方向Ｙにおけるノズル開口２１と連通する側の端面が傾斜面１２４となっていればよく、連通路１４の圧力発生室１２とは反対側の端面は表面に対して垂直な垂直面であってもよい。
【００８１】
さらに、例えば、上述した実施形態１では、流路形成基板１０とノズルプレート２０とを連通板１５を介して接合するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、流路形成基板１０とノズルプレート２０とを直接接合するようにしてもよい。また、ノズルプレート２０と流路形成基板１０との間には連通板１５以外の他の基板を介在させてもよい。
【００８２】
また、上述した実施形態１では、ノズル開口２１からインク滴を吐出する圧力発生手段として、薄膜型の圧電アクチュエーター３００を用いて説明したが、特にこれに限定されるものではなく、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アクチュエーターや、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アクチュエーターなどを使用することができる。
【００８３】
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、カートリッジ等と連通するインク流路を具備するインクジェット式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９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。
【００８４】
図９に示すインクジェット式記録装置ＩＩにおいて、複数のインクジェット式記録ヘッドＩを有するインクジェット式記録ヘッドユニット１Ａ、１Ｂ（以下、ヘッドユニット１Ａ、１Ｂとも言う）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、このヘッドユニット１Ａ、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。
【００８５】
そして、駆動モーター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、ヘッドユニット１Ａ、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ー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。
【００８６】
なお、上述したインクジェット式記録装置ＩＩでは、インクジェット式記録ヘッドＩ（ヘッドユニット１Ａ、１Ｂ）がキャリッジ３に搭載されて主走査方向に移動するものを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、インクジェット式記録ヘッドＩが固定されて、紙等の記録シートＳを副走査方向に移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装置にも本発明を適用することができる。
【００８７】
また、上述した例では、インクジェット式記録装置ＩＩは、液体貯留手段であるカートリッジ２Ａ、２Ｂがキャリッジ３に搭載された構成であるが、特にこれに限定されず、例えば、インクタンク等の液体貯留手段を装置本体４に固定して、貯留手段とインクジェット式記録ヘッドＩとをチューブ等の供給管を介して接続してもよい。また、液体貯留手段がインクジェット式記録装置ＩＩに搭載されていなくてもよい。
【００８８】
なお、上記実施の形態においては、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、また液体噴射装置の一例としてインクジェット式記録装置を挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド及び液体噴射装置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や液体噴射装置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、プリンター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ディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）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、かかる液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置にも適用できる。
【符号の説明】
【００８９】
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）、  １Ａ、１Ｂ  ヘッドユニット、  ２Ａ、２Ｂ  カートリッジ、  ３  キャリッジ、  ４  装置本体、  ５  キャリッジ軸、  ６  駆動モーター、  ７  タイミングベルト、  ８  プラテン、  １０  流路形成基板、  １２  圧力発生室、  １３  供給路、  １４  連通路、  １５  連通板、  １６  ノズル連通路、  ２０  ノズルプレート、  ２１  ノズル開口、  ３０  保護基板、  ４０  ケース部材、  ４５  コンプライアンス基板、  １００  マニホールド、  １２１  幅狭部、  １２２  幅広部、  １２３  第１接続部、  １２４、１２５  傾斜面、  １３１  第２接続部、  １４１  第３接続部、  ２１０  駆動回路、  ２１１  配線基板、  ３００  圧電アクチュエーター（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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【図８】
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【図９】
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