(57)【要約】【課題】流路形成基板、圧電アクチュエーター及び振動板等の破壊を抑制した液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供する。【解決手段】流路部材は、液体を噴射するノズル開口２１に連通する圧力発生室１２を有する個別流路と、複数の前記個別流路に共通して連通するマニホールドと、を具備し、前記圧力発生室１２が、前記流路部材の前記ノズル開口２１とは反対側の一方面側に形成されており、前記個別流路と前記マニホールドとは連通路１４を介して連通されており、互いに隣り合う２つの個別流路は前記連通路１４を介して連通されており、前記個別流路の並設方向において前記連通路１４の間には、当該連通路１４を画成する補強壁１５が設けられている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路部材は、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室を有する個別流路と、複数の前記個別流路に共通して連通するマニホールドと、を具備し、
前記圧力発生室が、前記流路部材の前記ノズル開口とは反対側の一方面側に形成されており、
前記個別流路と前記マニホールドとは連通路を介して連通されており、互いに隣り合う２つの個別流路は前記連通路を介して連通されており、
前記個別流路の並設方向において前記連通路の間には、当該連通路を画成する補強壁が設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記圧力発生室及び前記連通路が、前記流路部材の前記一方面側に開口して設けられていると共に、前記圧力発生室及び前記連通路の開口が振動板によって封止されており、
前記流路部材の前記振動板側には、接合基板が固定され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】
前記圧力発生室及び前記連通路が、前記流路部材の前記一方面側に開口して設けられていると共に、前記圧力発生室及び前記連通路の開口が振動板によって封止されており、
前記流路部材の前記振動板と反対側には、接合基板が固定され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４】
前記振動板が、前記マニホールドを封止すると共に、当該振動板の前記マニホールドを封止する領域には、前記圧力発生室内の液体に圧力変化を生じさせる圧電アクチュエーターの少なくとも一部が延設されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５】
請求項１〜４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】
液体噴射ヘッドの代表例としては、例えば、ノズル開口から液体としてインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッドが知られている。具体的には、ノズル開口に連通する圧力発生室を設け、圧電アクチュエーター等の圧力発生手段によって圧力発生室内に圧力変化を生じさせることで、ノズル開口からインク滴を吐出させる。
【０００３】
また、このようなインクジェット式記録ヘッドでは、圧力発生室と、複数の圧力発生室に共通して設けられたマニホールドとを設け、マニホールドと圧力発生室とを流路抵抗を生じさせるインク供給路や連通路等によって接続することで、圧力発生室内の圧力変化をノズル開口側に向かわせるようにしている。
【０００４】
ここで、インク供給路は、流路形成基板と流路形成基板に接合される他の部材である接合基板との積層方向の深さを圧力発生室よりも浅くすることで流路抵抗を生じさせるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、インク供給路の幅（圧力発生室の並設方向）を圧力発生室よりも狭めることで流路抵抗を生じさせるものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３４２２３６４号公報
【特許文献２】特開２００５−５３０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、流路形成基板に外部からの圧力が印加されると、インク供給路や連通路を画成する隔壁の剛性が低く、隔壁が破壊されてしまう虞があると共に、振動板や圧電アクチュエーター等が撓み変形して振動板にクラック等の破壊が発生してしまうという問題がある。なお、流路形成基板への外部からの圧力は、例えば、当該流路形成基板にリザーバー形成基板（マニホールド形成基板）や封止基板などの接合基板を接合することや、流路形成基板やインクジェット式記録ヘッドの状態でのハンドリング時や取り付け時などに生じる。
【０００８】
特に、ノズル開口を高密度に配設したいという要望が高まるにしたがって、圧力発生室の並設方向の間隔が短くなっているため、インク供給路や連通路の並設方向の両側の隔壁の剛性が低下してしまう。また、流路形成基板の薄型化による隔壁の剛性の低下も生じる。
【０００９】
なお、特許文献２のように、インク供給路の幅（並設方向）を圧力発生室よりも幅狭とした場合には、インク供給路を画成する隔壁の厚さが特許文献１よりも厚くなるものの、圧力発生室（インク供給路）の高密度な配置に伴い外部からの圧力による破壊が発生する虞がある。このため、インク供給路の有無に拘わらず、連通路を画成する隔壁の剛性不足による上記問題が発生するものである。
【００１０】
また、このような問題は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、流路形成基板、圧電アクチュエーター及び振動板等の破壊を抑制した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、流路部材は、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室を有する個別流路と、複数の前記個別流路に共通して連通するマニホールドと、を具備し、前記圧力発生室が、前記流路部材の前記ノズル開口とは反対側の一方面側に形成されており、前記個別流路と前記マニホールドとは連通路を介して連通されており、互いに隣り合う２つの個別流路は前記連通路を介して連通されており、前記個別流路の並設方向において前記連通路の間には、当該連通路を画成する補強壁が設けら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、２つの個別流路に連通する連通路を設けることで、連通路の断面積を小さくすることができ、補強壁の剛性を向上することができる。
【００１３】
ここで、前記圧力発生室及び前記連通路が、前記流路部材の前記一方面側に開口して設けられていると共に、前記圧力発生室及び前記連通路の開口が振動板によって封止されており、前記流路部材の前記振動板側には、接合基板が固定されることが好ましい。これによれば、流路部材に対して接合基板は一種の補強基板の役割を果たし、流路部材及び振動板の剛性を向上して流路部材及び振動板が破壊されるのを抑制することができる。
【００１４】
また、前記圧力発生室及び前記連通路が、前記流路部材の前記一方面側に開口して設けられていると共に、前記圧力発生室及び前記連通路の開口が振動板によって封止されており、前記流路部材の前記振動板と反対側には、接合基板が固定されていてもよい。
【００１５】
また、前記振動板が、前記マニホールドを封止すると共に、当該振動板の前記マニホールドを封止する領域には、前記圧力発生室内の液体に圧力変化を生じさせる圧電アクチュエーターの少なくとも一部が延設されていることが好ましい。これによれば、圧電アクチュエーターの少なくとも一部が延設されることで、連通路及びマニホールドに対向する領域の振動板の剛性を向上することができる。
【００１６】
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、破壊を抑制して信頼性を向上した液体噴射装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。
【図２】実施形態１に係る記録ヘッドの平面図である。
【図３】実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。
【図４】実施形態１に係る流路形成基板の平面図及び断面図である。
【図５】実施形態１に係る比較例の流路形成基板の平面図及び断面図である。
【図６】実施形態２に係る記録ヘッドの断面図である。
【図７】他の実施形態に係る記録ヘッドの断面図である。
【図８】他の実施形態に係る記録ヘッドの断面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る記録装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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を示す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平面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ′線断面図である。
【００１９】
図示するように、インクジェット式記録ヘッドＩを構成する本実施形態の流路部材である流路形成基板１０は、本実施形態では、第１流路形成基板１０ａと第２流路形成基板１０ｂとが積層されて構成されている。なお、本実施形態では、流路形成基板１０を第１流路形成基板１０ａと第２流路形成基板１０ｂとして図示してあるが、これらは一体的に形成された１つの基板であってもよい。また、流路部材は、流路形成基板１０で構成されたものに限定されず、流路形成基板１０と他の基板とを積層したものを流路部材としてもよい。
【００２０】
このような流路形成基板１０（第１流路形成基板１０ａ及び第２流路形成基板１０ｂ）は、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）や、ジルコニア（ＺｒＯ２）等のセラミックス板、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、等の薄板からなりからなる。
【００２１】
このような流路形成基板１０（第１流路形成基板１０ａ）には、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（第１流路形成基板１０ａ）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の列が列設された方向を、以降、第２の方向Ｙと称する。なお、本実施形態では、第１の方向Ｘに並設された一列の圧力発生室１２において、交互に第２の方向Ｙに若干ずらした位置に配置されている。なお、圧力発生室１２は、流路形成基板１０の一方面側（本実施形態では、ノズル開口２１とは反対面側）に開口して設けられている。
【００２２】
また、流路形成基板１０（第１流路形成基板１０ａ）の圧力発生室１２の第２の方向Ｙの一端側にはインク供給路１３と連通路１４とが設けられている。ここで、インク供給路１３及び連通路１４について、図４を参照してさらに詳細に説明する。なお、図４は、流路形成基板の平面図及びそのＢ−Ｂ′線断面図である。
【００２３】
図４に示すように、インク供給路１３は、圧力発生室１２の第２の方向Ｙの一端部側（ノズル開口２１と連通するのとは反対側）に、流路形成基板１０の一方面側（ノズル開口２１とは反対面側）に開口して設けられている。また、インク供給路１３は、圧力発生室１２よりも第１の方向Ｘの幅が幅狭となるように設けられており、一定の流路抵抗を生じさせるものである。なお、本実施形態では、インク供給路１３の第１の方向Ｘの幅を両側から狭めるようにしたが、特にこれに限定されず、一方側から狭めるようにしてもよい。また、インク供給路１３を深さ方向（流路形成基板１０とノズルプレート２０との積層方向）を狭めて形成してもよいが、インク供給路１３の第１の方向Ｘの側面を画成する隔壁の剛性が低下してしまうため好ましくない。また、１つの圧力発生室１２に対して複数のインク供給路１３を設けることで、その開口の断面積を減少させるようにしてもよい。
【００２４】
連通路１４は、インク供給路１３の第２の方向Ｙの一端部（圧力発生室１２とは反対側）に、流路形成基板１０の一方面側（ノズル開口２１とは反対面側）に開口して設けられている。
【００２５】
また、連通路１４は、第１の方向Ｘで互いに隣り合う個別流路（圧力発生室１２、インク供給路１３等を含む）同士を連通している。本実施形態の個別流路は、圧力発生室１２及びインク供給路１３と、詳しくは後述するノズル連通孔１８とを具備するものである。すなわち、連通路１４は、２つの個別流路（本実施形態では、インク供給路１３）の端部同士を連通するものである。
【００２６】
また、連通路１４は、詳しくは後述するマニホールド１００（第１マニホールド部１６）と、個別流路（本実施形態では、インク供給路１３）とを連通する。
【００２７】
このような連通路１４は、第１の方向Ｘの側面が補強壁１５によって画成されている。すなわち、第１の方向Ｘで隣り合う連通路１４の間には補強壁１５が設けられている。つまり、言い換えると、連通路１４は、互いに隣り合う個別流路同士を連通して２つの個別流路で構成される１ペアを形成しており、各ペアの連通路１４の間には補強壁１５が配置されている。
【００２８】
本実施形態では、連通路１４の第１の方向Ｘの内側面を画成する補強壁１５は、インク供給路１３の間に延設されて、インク供給路１３の第１の方向Ｘの一方の内側面を画成する。すなわち、補強壁１５の連通路１４を画成する側面とインク供給路１３の第１の方向Ｘの側面とは、面一となるように形成されている。
【００２９】
ここで、比較のため、連通路を各個別流路毎に設けた例を図５に示す。なお、図５は、連通路の比較例を示す流路形成基板の平面図及びそのＣ−Ｃ′線断面図である。
【００３０】
図５に示すように、連通路１１４を各個別流路毎に区分けして設けた場合には、流路抵抗を小さくするために連通路１１４として比較的大きな開口面積が必要となり、第１の方向Ｘで隣り合う連通路１１４の間の隔壁１１５の幅Ｗ１は狭くなる。
【００３１】
これに対して、図４に示すように、連通路１４を２つの個別流路に連通して設けた場合、連通路１４として比較的大きな開口面積が確保されていることから、連通路１４の第１の方向Ｘの幅を狭くして、補強壁１５の第１の方向Ｘの幅を広くすることができる。なお、図４には、図５の隔壁１１５を点線で示している。
【００３２】
ここで、図４に示すように、補強壁１５は、図５に示す隔壁１１５の数の約半分の数になるが、１つの補強壁１５の第１の方向Ｘの幅は、１つの隔壁１１５に比べて、隔壁１１５よりも幅Ｗ２×２だけ広くなる。なお、幅Ｗ２は、第１の方向Ｘにおいて補強壁１５の幅が隔壁１１５よりも広がった片側の幅である。つまり、図４の１つの補強壁１５と、これに相当する図５の２つの隔壁１１５とを比べると、補強壁１５の第１の方向Ｘの幅は、隔壁１１５よりも幅Ｗ２×２だけ広くなり、隔壁１１５の幅Ｗ１の分だけ狭くなる。すなわち、補強壁１５の幅は、Ｗ１＋（２×Ｗ２）で表されるのに対し、２つの隔壁１１５の幅は、（２×Ｗ１）で表される。したがって、隔壁１１５に対して補強壁１５が広がった幅Ｗ２×２が、狭まった幅Ｗ１よりも大きければ、すなわち、（Ｗ２×２）＞Ｗ１となれば、補強壁１５はこれに相当する２つの隔壁１１５よりも剛性が高くなる。そして、近年では、隔壁１１５の幅Ｗ１は、ノズル開口２１の高密度化及びインクジェット式記録ヘッドＩの小型化を目的として狭くなってきているため、一般的な構造の隔壁１１５を有するインクジェット式記録ヘッドＩであれば、２つの個別流路に連通する連通路１４を補強壁１５によって画成することで、（Ｗ２×２）＞Ｗ１という条件となる。
【００３３】
このように連通路１４を画成する隔壁として補強壁１５を設けることで、補強壁１５の剛性を強度を向上することができる。このため、流路形成基板１０に外部から圧力が印加された際に、補強壁１５が変形するのを抑制して、補強壁１５の変形による圧電アクチュエーター３００や振動板５０の破壊を抑制することができる。すなわち、図５に示すような隔壁１１５の場合、隔壁１１５の剛性が低く、流路形成基板１０に外部からの圧力が印加されると、隔壁１１５が破壊される虞があると共に、圧電アクチュエーター３００や振動板５０が大きく変形し、クラック等の破壊が発生してしまう。本実施形態では、補強壁１５の剛性を向上することができるため、流路形成基板１０に外部からの圧力が印加された際に補強壁１５が変形するのを抑制して、補強壁１５が破壊されるのを抑制することができると共に、圧電アクチュエーター３００や振動板５０の変形を抑制して、圧電アクチュエーター３００や振動板５０の破壊を抑制することができる。なお、流路形成基板１０に印加される外部からの圧力とは、例えば、流路形成基板１０に詳しくは後述する接合基板（マニホールドプレート３０）やコンプライアンスプレート４０などの他の部材を接合する際の圧力、流路形成基板１０のハンドリング時の圧力、流路形成基板１０を製造する際に１枚の大判基板から切り出すときの圧力、インクジェット式記録ヘッドＩを搬送時、或いは他の部材に取り付ける際の圧力など、多種多様な要因によって印加されるものである。ただし、流路形成基板１０の振動板５０側に接合基板であるマニホールドプレート３０を接合する際に、特に振動板５０に圧力が印加されるため、接合基板の接合時に補強壁１５が有効に作用し、補強壁１５及び振動板５０の破壊が抑制される。
【００３４】
また、流路形成基板１０には、圧力発生室１２とインク供給路１３及び連通路１４を介して連通する第１マニホールド部１６及び第２マニホールド部１７が設けられている。
【００３５】
第１マニホールド部１６は、第２流路形成基板１０ｂを厚さ方向（第１流路形成基板１０ａと第２流路形成基板１０ｂとの積層方向）に貫通して設けられており、連通路１４と連通する。
【００３６】
また、第２マニホールド部１７は、第１流路形成基板１０ａを厚さ方向に貫通して設けられており、第１マニホールド部１６に連通して設けられている。この第２マニホールド部１７と連通路１４とは、本実施形態では、これらの間に設けられた壁部によって区画されている。このため、第２マニホールド部１７は、連通路１４に直接連通することなく、第１マニホールド部１６を介して連通路１４に連通している。
【００３７】
これら第１マニホールド部１６及び第２マニホールド部１７は、第１の方向Ｘに並設された複数の圧力発生室１２に亘って第１の方向Ｘに連続して設けられており、複数の圧力発生室１２に共通して連通するマニホールド１００の一部を構成する。
【００３８】
さらに、流路形成基板１０の圧力発生室１２の第２の方向Ｙのインク供給路１３とは反対側には、流路形成基板１０（第２流路形成基板１０ｂ）を厚さ方向に貫通するノズル連通孔１８が設けられている。このノズル連通孔１８は、圧力発生室１２と詳しくは後述するノズル開口２１とを連通する。
【００３９】
このように、本実施形態の流路形成基板１０には、圧力発生室１２、インク供給路１３及びノズル連通孔１８を具備する個別流路が設けられている。
【００４０】
このような流路形成基板１０の第１マニホールド部１６側の面には、コンプライアンスプレート４０が設けられている。コンプライアンスプレート４０は、流路形成基板１０に設けられた第１マニホールド部１６の底面を封止している。また、コンプライアンスプレート４０の第１マニホールド部１６に相対向する領域は、他の領域に比べて厚さが薄く形成されることで、マニホールド１００内の液体の圧力変化によって変形するコンプライアンス部４１となっている。
【００４１】
なお、このようなコンプライアンスプレート４０としては、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属材料を用いることができる。また、コンプライアンスプレート４０は、可撓性を有する膜、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルムと、金属等の硬質の材料、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の板状部材とを積層した複合材料を用いてもよい。このように複合材料を用いた場合には、コンプライアンス部４１を可撓性を有する膜のみで構成すればよい。
【００４２】
また、コンプライアンスプレート４０の流路形成基板１０とは反対面側には、ノズル開口２１が設けられたノズルプレート２０が接合されている。ノズルプレート２０は、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属材料や、シリコン等のセラミックス材料で形成された板状部材からなる。ノズルプレート２０には、圧力発生室１２と同一の配列ピッチでノズル開口２１が形成されている。すなわち、ノズルプレート２０には、ノズル開口２１が第１の方向Ｘに並設された列が、第２の方向Ｙに４列設けられている。すなわち、第１の方向Ｘに並設された圧力発生室１２の一列に対して、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２列並設されている。この第２の方向Ｙに並設された２列のノズル開口２１は、第１の方向Ｘに互いにノズル開口２１のピッチの半ピッチだけずらした位置に配置されている。このようなノズル開口２１と圧力発生室１２とは、流路形成基板１０及びコンプライアンスプレート４０に設けられたノズル連通孔１８を介して連通されている。
【００４３】
また、流路形成基板１０のノズルプレート２０とは反対側には、振動板５０と、圧電アクチュエーター３００とが設けられている。
【００４４】
振動板５０は、例えば、ジルコニア（ＺｒＯ２）やアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等のセラミックス、酸化シリコン、等の無機膜、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、等の薄板からなり、圧力発生室１２、インク供給路１３及び連通路１４の一方面はこの振動板５０により封止されている。
【００４５】
そして、振動板５０上の各圧力発生室１２に対向する領域のそれぞれには、圧電アクチュエーター３００が設けられている。
【００４６】
圧電アクチュエーター３００は、振動板５０上に設けられた第１電極６０と、各圧力発生室１２毎に独立して設けられた圧電体層７０と、各圧電体層７０上に設けられた第２電極８０と、を具備する。このような圧電体層７０は、例えば、圧電材料からなるグリーンシートを貼付することや、印刷することで形成されている。また、第１電極６０は、並設された圧電体層７０に亘って設けられて各圧電アクチュエーター３００に共通する共通電極となっており、振動板の一部として機能する。一方、第２電極８０は、各圧電体層７０毎に設けられており、各圧電アクチュエーター３００の個別電極として機能する。もちろん、第１電極６０を各圧電体層７０毎に設けて個別電極とし、第２電極８０を複数の圧電体層７０に共通して設けて共通電極としてもよい。
【００４７】
また、本実施形態では、圧電アクチュエーター３００の個別電極である各第２電極８０には、ノズル連通孔１８側から引き出され、振動板５０上まで延設された、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０が設けられている。
【００４８】
このような圧電アクチュエーター３００が形成された流路形成基板１０上（振動板５０上を含む）には、接合基板であるマニホールドプレート３０が接合されている。マニホールドプレート３０には、流路形成基板１０の第２マニホールド部１７と連通してマニホールド１００の一部を構成する第３マニホールド部３１が設けられている。すなわち、本実施形態のマニホールド１００は、流路形成基板１０に設けられた第１マニホールド部１６及び第２マニホールド部１７とマニホールドプレート３０に設けられた第３マニホールド部３１とで構成されている。
【００４９】
このようなインクジェット式記録ヘッドＩを構成する流路形成基板１０は、粘土状のセラミックス材料、いわゆるグリーンシートを所定の厚さに成形した２つの第１流路形成基板１０ａ及び第２流路形成基板１０ｂを用いて、第１流路形成基板１０ａに圧力発生室１２等を穿設すると共に、第２流路形成基板１０ｂに第１マニホールド部１６、ノズル連通孔１８等を穿設した後、第１流路形成基板１０ａ、第２流路形成基板１０ｂ及び振動板５０を積層して焼成することにより接着剤を必要とすることなく一体化される。なお、振動板５０は、その材料によって流路形成基板１０を焼成した後に接合するようにしてもよい。その後、振動板５０上に圧電アクチュエーター３００等が形成される。その後、流路形成基板１０の圧電アクチュエーター３００側に、接合基板であるマニホールドプレート３０が接合されると共に、流路形成基板１０の圧電アクチュエーター３００とは反対側の面にコンプライアンスプレート４０及びノズルプレート２０が接合されることで、インクジェット式記録ヘッドＩが製造される。
【００５０】
そして、このような構成のインクジェット式記録ヘッドＩでは、図示しないインクカートリッジ（貯留手段）からマニホールド１００内にインクを取り込み、マニホールド１００からノズル開口２１に至るまでの流路内をインクで満たした後、図示しない駆動回路からの記録信号に従い、各圧力発生室１２に対応する各圧電アクチュエーター３００に電圧を印加して圧電アクチュエーター３００と共に振動板５０をたわみ変形させることにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まり各ノズル開口２１からインク滴が噴射される。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態では、２つの個別流路を連通する連通路１４を設け、連通路１４が補強壁１５によって画成されるようにしたため、補強壁１５の剛性を向上して、流路形成基板１０に外部からの圧力が印加された際に補強壁１５が破壊されるのを抑制することができると共に、振動板５０及び圧電アクチュエーター３００が破壊されるのを抑制することができる。
【００５２】
（実施形態２）
図６は、本発明の実施形態２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断面図である。なお、上述した実施形態１と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００５３】
図６に示すように、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドＩは、流路形成基板１０、ノズルプレート２０、コンプライアンスプレート４０及び接合基板であるインク導入プレート２００を具備する。
【００５４】
流路形成基板１０には、第１マニホールド部１６と第２マニホールド部１７とが形成されており、流路形成基板１０の圧電アクチュエーター３００側には、インク導入プレート２００が接合されている。
【００５５】
インク導入プレート２００には、第２マニホールド部１７に相対向する領域に厚さ方向に貫通したインク導入口２０１が設けられている。このため、本実施形態では、振動板５０は、第２マニホールド部１７の圧電アクチュエーター３００側の開口上まで延設されて、振動板５０によって第２マニホールド部１７が画成されている。したがって、本実施形態のマニホールド１００は、第１マニホールド部１６と第２マニホールド部１７とで構成されている。
【００５６】
さらに、圧電アクチュエーター３００は、第１電極６０Ａ、圧電体層７０及び第２電極８０を具備する。第１電極６０Ａは、圧力発生室１２に相対向する領域から、インク供給路１３及び連通路１４（補強壁１５）上を介して第２マニホールド部１７に相対向する領域まで延設されている。
【００５７】
このような構成のインクジェット式記録ヘッドＩでは、上述した実施形態１と同様に２つの個別流路に連通する連通路１４を設けることで、この連通路１４を画成する補強壁１５の剛性を向上することができる。また、圧電アクチュエーター３００の一部である第１電極６０Ａを連通路１４上及び補強壁１５上に設けると共に、第２マニホールド部１７上に延設することで、連通路１４、補強壁１５及び第２マニホールド部１７上を上述した実施形態１のように振動板５０のみで構成していた場合に比べて、振動板５０と第１電極６０Ａとで構成することができ、剛性を向上することができる。したがって、流路形成基板１０に外部からの圧力が印加されることによって、補強壁１５や振動板５０が破壊されるのをさらに抑制することができる。特に、流路形成基板１０に接合基板であるインク導入プレート２００を接合する際に補強壁１５が有効に作用し、補強壁１５及び振動板５０の破壊が抑制される。
【００５８】
なお、本実施形態では、上述した実施形態１のマニホールドプレート３０に代わってインク導入プレート２００を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、マニホールドプレート３０を設けた場合であっても、第３マニホールド部３１の周囲にまで第１電極６０Ａを延設することで、第３マニホールド部３１の周囲の剛性を向上することができる。
【００５９】
また、本実施形態では、第１電極６０Ａのみを第２マニホールド部１７に相対向する領域まで延設するようにしたが、特にこれに限定されず、圧電アクチュエーター３００を構成する部材及びリード電極９０等の何れを設けるようにしてもよい。すなわち、本実施形態では、圧電アクチュエーター３００等を構成する部材を他の領域にも設けることで、他の材料を別工程で設ける場合に比べて、材料コスト及び工程数の増加によるコストを低減することができる。
【００６０】
（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態を説明したが、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、上述した実施形態では、連通路が圧力発生室と同じ深さで設けられたインクジェット式記録ヘッドについて説明したが、マニホールドの形状及び連通路の深さ等は特にこれに限定されるものではない。ここで、インクジェット式記録ヘッドの他の例について図７を参照して説明する。なお、図７は、本発明の他の実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドの断面図である。
【００６１】
図７に示すように、インクジェット式記録ヘッドＩは、流路部材である流路形成基板１０Ａと、ノズルプレート２０と、マニホールドプレート３０と、振動板５０と、圧電アクチュエーター３００と、を具備する。
【００６２】
流路形成基板１０Ａは、第１流路形成基板１０ａ、第２流路形成基板１０ｂ及び第３流路形成基板１０ｃを具備する。第１流路形成基板１０ａは、圧電アクチュエーター３００側に設けられており、圧力発生室１２、インク供給路１３及び連通路１４が形成されている。
【００６３】
また、第２流路形成基板１０ｂは、ノズルプレート２０側に設けられており、第１マニホールド部１６、ノズル連通孔１８等が形成されている。また、第３流路形成基板１０ｃは、第１流路形成基板１０ａと第２流路形成基板１０ｂとの間に配置されており、第１マニホールド部１６と連通路１４とを連通する接続路１１０と、第１マニホールド部１６と第２マニホールド部１７とを連通する第４マニホールド部１１１と、が設けられている。
【００６４】
接続路１１０は、連通路１４と同様に、個別流路の一部を構成するようにしてもよく、また、マニホールド１００Ａの一部を構成するように、第１の方向Ｘに亘って連続して形成されていてもよい。本実施形態では、接続路１１０は、連通路１４と同様に、２つの個別流路（２つの圧力発生室１２）毎に設けられている。
【００６５】
また、第４マニホールド部１１１は、本実施形態では、第２マニホールド部１７と同様の開口を設けた。
【００６６】
そして、図７に示すインクジェット式記録ヘッドＩでは、マニホールド１００Ａは、第１マニホールド部１６、第２マニホールド部１７、第３マニホールド部３１及び第４マニホールド部１１１で構成されている。
【００６７】
このような流路形成基板１０Ａは、粘土状のセラミックス材料、いわゆるグリーンシートを所定の厚さに成形した３つの第１流路形成基板１０ａ、第２流路形成基板１０ｂ及び第３流路形成基板１０ｃを用いて形成することができる。具体的には、第１流路形成基板１０ａに圧力発生室１２、第２マニホールド部１７等を穿設し、第２流路形成基板１０ｂに第１マニホールド部１６及びノズル連通孔１８等を穿設し、第３流路形成基板１０ｃに接続路１１０及び第４マニホールド部１１１等を穿設した後、第１流路形成基板１０ａ、第２流路形成基板１０ｂ、第３流路形成基板１０ｃ及び振動板５０を積層して焼成することにより接着剤を必要とすることなく一体化することができる。すなわち、図７中では、流路形成基板１０Ａを構成する第１流路形成基板１０ａ、第２流路形成基板１０ｂ及び第３流路形成基板１０ｃを別部材で図示しているが、実際には、同時に焼成することでこれらは一体化された一枚の基板となる。もちろん、第１流路形成基板１０ａ、第２流路形成基板１０ｂ及び第３流路形成基板１０ｃをそれぞれ焼成した後、積層すれば、図７に示すような３層を積層した流路形成基板１０Ａとなる。
【００６８】
このような構成であれば、補強壁１５の積層方向の高さが高くなるため、補強壁１５の剛性をさらに向上することができ、接合基板であるマニホールドプレート３０の接合時の応力による補強壁１５、振動板５０及び圧電アクチュエーター３００の破壊を抑制することができる。
【００６９】
また、上述した例では、接合基板（マニホールドプレート３０）は流路形成基板１０の振動板５０側に設けているが、接合基板は特にこれに限定されず、流路形成基板１０の振動板５０と反対側に設けてもよい。ここでその例を図８に示す。なお、図８は、本発明の他の実施形態に係るインクジェット式記録ヘッドの断面図である。
【００７０】
図８に示すように、流路部材は、流路形成基板１０Ｂと、液体供給口形成基板１２０と、マニホールドプレート１２１と、を具備する。流路形成基板１０Ｂの振動板と反対側に接合基板であるマニホールドプレート１２１が接合されている。
【００７１】
流路形成基板１０Ｂは、第４流路形成基板１０ｄと第５流路形成基板１０ｅとを具備する。
【００７２】
流路形成基板１０Ｂには、圧力発生室１２が第１の方向Ｘに並設されている。また、流路形成基板１０Ｂの圧力発生室１２の第２の方向Ｙの一端側にはインク供給路１３と連通路１４とが設けられている。
【００７３】
インク供給路１３は、第４流路形成基板１０ｄを厚さ方向（積層方向）に貫通して設けられている。また、連通路１４は、第４流路形成基板１０ｄ及び第５流路形成基板１０ｅを積層方向に貫通して設けられている。この連通路１４は、上述した各実施形態と同様に、第１の方向Ｘで互いに隣り合う個別流路（圧力発生室１２、インク供給路１３等を含む）同士を連通しており、連通路１４は、第１の方向Ｘの側面が補強壁（図示なし）によって画成されている。
【００７４】
このような流路形成基板１０Ｂには、一方面側に振動板５０を介して圧電アクチュエーター３００が設けられている。また、流路形成基板１０Ｂの圧電アクチュエーター３００とは反対面側には、液体供給口形成基板１２０と、マニホールド１００が形成されたマニホールド形成基板１２１と、が接合されており、マニホールド形成基板１２１の流路形成基板１０Ｂとは反対側に、ノズル開口２１が形成されたノズルプレート２０が接合されている。すなわち、流路部材のノズル開口２１側にマニホールド１００が形成されている。
【００７５】
また、流路形成基板１０Ｂには、圧力発生室１２のインク供給路１３とは反対側に連通するノズル連通孔１８が形成されている。
【００７６】
液体供給口形成基板１２０は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属材料、ジルコニア（ＺｒＯ２）やアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等のセラミックス材料或いはシリコン材料で形成された板状部材からなる。液体供給口形成基板１２０には、ノズル開口２１と圧力発生室１２（ノズル連通孔１８）とを連通する第１ノズル接続路１２２と、マニホールド１００と連通路１４とを連通する液体供給口１２３とが形成されている。また、液体供給口形成基板１２０には、マニホールド１００に連通し、外部のインクタンク等の液体貯留手段からのインクをマニホールド１００に供給する液体導入口１２４が形成されている。すなわち、本実施形態のマニホールド１００と圧力発生室１２等を有する個別流路とは、連通路１４と液体供給口１２３とを介して連通されている。つまり、マニホールド１００と圧力発生室１２を有する個別流路とを連通する連通路１４とは、マニホールド１００と個別流路とを直接連通するものも、間に液体供給口１２３等の他の流路を介在させて連通するものも含むものである。
【００７７】
また、マニホールド形成基板１２１には、第１ノズル接続路１２２に連通して、圧力発生室１２とノズル開口２１とを連通する第２ノズル接続路１２５が形成されている。
【００７８】
このようなマニホールド形成基板１２１は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属材料、ジルコニア（ＺｒＯ２）やアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等のセラミックス材料あるいはシリコン材料で形成された板状部材からなる。
【００７９】
このような例では、圧力発生室１２と、個別流路１３と、を有する流路部材は、流路形成基板１０Ｂと、液体供給口１２３が形成されている液体供給口形成基板１２０と、マニホールド１００が形成されているマニホールドプレート１２１と、で構成されている。なお、図示していないが、コンプライアンス部としては、マニホールド１００と対面するノズルプレート２０あるいは液体供給口形成基板１２０の一部を用いることも可能である。この場合は、独立のコンプライアンス基板を設ける必要がなくなり、液体噴射ヘッドの製造コストを削減できる。
【００８０】
このような構成であっても、第１の方向Ｘで互いに隣り合う２つの個別流路を連通路１４で連通し、第１の方向Ｘで連通路１４の間に補強壁を設けることで、上述した実施形態１と同様の効果を奏することができる。
【００８１】
さらに、上述した各実施形態では、圧力発生室１２、インク供給路１３、ノズル連通孔１８で構成される個別流路を例示したが、個別流路は、インク供給路１３が設けられていなくてもよく、また、上述した流路以外の流路が設けられていてもよい。すなわち、圧電アクチュエーター３００毎に設けられたものが個別流路であって、連通路１４は、２つの個別流路を連通するものであればよい。
【００８２】
また、上述した実施形態１では、圧電アクチュエーター３００を有するインクジェット式記録ヘッドＩを例示したが、圧力発生室１２に圧力変化を生じさせる圧力発生手段としては、特にこれに限定されず、例えば、ゾル−ゲル法、ＭＯＤ法、スパッタリング法等により形成される圧電材料を有する薄膜型の圧電アクチュエーター、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、振動板と電極を所定の隙間を開けて配置し、静電気力で振動板の振動を制御する、いわゆる静電アクチュエーター、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などを有するインクジェット式記録ヘッドであっても同様の効果を奏するものである。
【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、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１（以下、ヘッドユニット１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１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。
【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１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、上述した実施形態においては、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る。
【符号の説明】
【００８７】
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、１０Ａ  流路形成基板、  １２  圧力発生室、  １３  インク供給路、  １４  連通路、  １６  第１マニホールド部、  １７  第２マニホールド部、  １８  ノズル連通孔、  ２０  ノズルプレート、  ２１  ノズル開口、  ３０  マニホールドプレート、  ３１  第３マニホールド部、  ４０  コンプライアンスプレート、  ４１  コンプライアンス部、  ５０  振動板、  ６０  第１電極、  ７０  圧電体層、  ８０  第２電極、  １００  マニホールド、  １１０  接続路、  １１１  第４マニホールド部、  ２００  インク導入プレート、  ３００  圧電アクチュエーター
【図３】
2014193543.tif 000003
【図４】
2014193543.tif 000004
【図５】
2014193543.tif 000005
【図６】
2014193543.tif 000006
【図７】
2014193543.tif 000007
【図８】
2014193543.tif 000008
【図９】
2014193543.tif 000009
【図１】
2014193543.tif 000010
【図２】
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