(57)【要約】【課題】液体噴射装置の使用中に振動板からの液の染み出しを抑制することが可能な技術を提供する。【解決手段】液体噴射装置２００は、変形可能な振動板１１と、壁の一部である振動板１１の変形により液体Ｆに圧力が加わる圧力室２１と、該圧力室２１に連通するノズル６２と、を備える。振動板１１は、透光性を有する。液体噴射装置２００は、液体Ｆを硬化させる光を振動板１１に照射する照射部Ｌ１を備える。照射部Ｌ１は、光源Ｌ２と、光源Ｌ２からの光を誘導する誘導部Ｌ３と、の少なくとも一方を有してもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
変形可能な振動板と、
壁の一部である前記振動板の変形により液体に圧力が加わる圧力室と、
該圧力室に連通するノズルと、
を備えた液体噴射装置であって、
前記振動板は、透光性を有し、
液体を硬化させる光を前記振動板に照射する照射部を備える、液体噴射装置。
【請求項２】
前記照射部は、前記振動板の前記圧力室とは反対側から光を照射する、請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記照射部は、光源と、光源からの光を誘導する誘導部と、の少なくとも一方を有する、請求項１又は請求項２に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記振動板の電気的状態を検出する検出部と、
該検出される電気的状態が所定の許容範囲から外れたときに前記照射部から光を照射させる制御部と、をさらに備える、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記検出部は、前記振動板の電気抵抗に応じた電気的状態を検出し、
前記制御部は、前記電気抵抗が所定の抵抗値を下回ったときに前記照射部から光を照射させる、請求項４に記載の液体噴射装置。
【請求項６】
前記検出部は、前記ノズルから液体を噴射するための前記駆動信号の供給後に生じる前記振動板の残留振動に基づく前記圧力の発生部からの起電力状態を検出し、
前記制御部は、前記検出される起電力状態が所定の許容範囲から外れたときに前記照射部から光を照射させる、請求項４又は請求項５に記載の液体噴射装置。
【請求項７】
前記駆動信号を供給して前記ノズルから液体を噴射する動作を実行しているときに前記照射部から光を照射させる制御部をさらに備える、請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項８】
前記圧力室から第一の液体を排除し、前記圧力室に光硬化性の第二の液体を導入した後に光を前記照射部に照射させる制御部をさらに備える、請求項１〜請求項７のいずれか一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、液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンター等の液体噴射装置を構成する流路ユニットとして、例えば、液体流路用の空所を形成したグリーンシートと振動板用のグリーンシートとを一体焼成したものが知られている（特許文献１参照。）。液体流路には、例えば、壁の一部である振動板の変形によりインク等の液体に圧力が加わる圧力室、この圧力室への液体の供給路、及び、圧力室からノズルに連通する連通路が含まれる。インクジェットヘッド等の液体噴射ヘッドは、前述の流路基板とノズルプレート等の接合基板とを接合することにより形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３１４４９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年のノズルは、印刷物等の出力物の高画質化及び高速化に向けて高密度化が進んでいる。また、この高密度化と相反する低コスト化も要求されている。ノズルを高密度化するには、ノズルのピッチを狭くする必要がある。ノズルピッチを狭くするには、圧力室の幅を狭くする必要がある。圧力室の幅が狭くなると、インク滴を吐出するための振動板の変位量が低下する。この変位量の低下を抑えるためには、振動板を薄くする必要がある。しかし、セラミック製の振動板を薄くすると、液体噴射ヘッドの使用中に薄い振動板から液の染み出しが発生することが判った。
【０００５】
上述した液漏れの問題は、種々の液体噴射装置に同様に存在する。
【０００６】
以上を鑑み、本発明の目的の一つは、振動板からの液の染み出しを抑制することが可能な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の態様の一つとして、本発明は、変形可能な振動板と、壁の一部である前記振動板の変形により液体に圧力が加わる圧力室と、該圧力室に連通するノズルと、を備えた液体噴射装置であって、前記振動板は、透光性を有し、液体を硬化させる光を前記振動板に照射する照射部を備える、態様を有する。
【０００８】
上述した態様において、液体噴射装置使用中に圧力室から振動板に液体が浸入したとき、液体を硬化させる光が透光性の振動板に照射されると、振動板に浸入した液体の成分が硬化する。その結果、圧力室内の液体に由来する液の振動板を通る染み出しが抑制される。従って、本態様は、液体噴射装置使用中に振動板からの液の染み出しを抑制することが可能な技術を提供することができる。
【０００９】
なお、染み出る液は、圧力室内の液体そのものに限られず、溶媒など液体の成分の一部を含む。
液体は、照射部から照射される光（可視光以外の電磁波も含む）に含まれる特定の波長の光により硬化する液体であればよく、ＵＶ（紫外線）硬化型インクといった液状光硬化性物質等が含まれる。
透光性とは、照射部から照射される光のうち液体を硬化させることができる特定の波長の光を透過させることができるという性質であり、そのほかの波長の光を透過するかどうかは関係ない。透過させるというのも、１００％透過させる必要はなく、一部を透過させ、残りを吸収や反射することも含む。
照射部は、振動板のみ光を照射してもよいが、振動板以外にも光を照射してもよい。また、照射部には、振動板に光を直接照射する以外にも、他の部位を透過した光を振動板に照射するものも含まれる。
本発明は、液体の振動板通過を完全に防止することに限定されず、照射部の無い場合と比べて液体の振動板通過が遅くなることも含まれる。
【００１０】
振動板に対する光の照射位置は、様々な位置にすることができる。液体が供給される圧力室の壁の一部が振動板であるので、照射部は、振動板の圧力室とは反対側の面に光を照射してもよい。この態様は、光の照射位置が振動板の圧力室から遠い側の面であるので、圧力室内の液体の硬化を抑制しながら振動板に浸入した液体の成分を硬化させることが可能になり、振動板からの液の染み出しを抑制することが可能な好適な例を提供することができる。むろん、照射部が振動板面に沿った方向等に光を照射しても、振動板からの液漏れ抑制の効果が得られる。
【００１１】
照射部は、光源でもよいし、光源からの光を誘導する誘導部でもよいし、該誘導部と光源との組合せでもよい。これらの態様は、振動板からの液の染み出しを抑制することが可能な好適な例を提供することができる。
【００１２】
液体噴射装置は、振動板の電気的状態を検出する検出部をさらに備えてもよい。また、液体噴射装置は、検出される電気的状態が所定の許容範囲から外れたときに前記照射部から光を照射させる制御部と、をさらに備えてもよい。この態様は、振動板からの液の染み出しを抑制することが可能な好適な例を提供することができる。
例えば、検出部は、振動板の電気抵抗に応じた電気的状態を検出してもよい。この場合、制御部は、電気抵抗が所定の抵抗値を下回ったときに照射部から光を照射させてもよい。液体が導電性を有する場合、振動板から液が染み出す状態は振動板の電気抵抗が小さい状態である。この状態で振動板に光が照射されると、振動板に浸入した液体の成分が硬化し、液の振動板を通る染み出しが抑制される。なお、電気抵抗に応じた電気的状態は、電気抵抗そのものでもよいし、電気抵抗に応じて変わる電圧等でもよい。
【００１３】
また、検出部は、ノズルから液体を噴射するための駆動信号の供給後に生じる振動板の残留振動に基づく圧力発生部からの起電力状態を電気的状態として検出してもよい。この場合、制御部は、検出される起電力状態が所定の許容範囲から外れたときに照射部から光を照射させてもよい。振動板から液が染み出す状態は振動板の残留振動に基づく圧力発生部からの起電力状態が通常とは異なる状態である。この状態で振動板に光が照射されると、振動板に浸入した液体の成分が硬化し、液の振動板を通る染み出しが抑制される。
【００１４】
更に、液体噴射装置は、駆動信号を供給してノズルから液体を噴射する動作を実行しているときに照射部から光を照射させる制御部をさらに備えてもよい。駆動信号を供給してノズルから液体を噴射する動作を実行しているとき、振動板が繰り返し撓む。すると、染み出す液の通り道となる振動板の隙間が拡がったり狭まったりするので、隙間に液体の成分が入り込み易くなり、この液体の成分が硬化する。従って、本態様は、振動板からの液の染み出しを抑制することが可能な好適な例を提供することができる。
【００１５】
更に、液体噴射装置は、圧力室から第一の液体を排除し、圧力室に光硬化性の第二の液体を導入した後に光を照射部に照射させる制御部をさらに備えてもよい。この態様は、第一の液体が排除された圧力室に光硬化性の第二の液体が導入された後に光が振動板に照射されるので、振動板に浸入した第二の液体の成分が硬化する。従って、振動板からの液の染み出しを抑制することが可能な好適な例を提供することができる。
ここで、圧力室に第二の液体を導入した後に光を照射させることには、圧力室に第二の液体が有る状態で光を照射させることと、圧力室から第二の液体を排除した後に光を照射させることとの両方が含まれる。
【００１６】
なお、本発明は、変形可能な透光性の振動板と、壁の一部である前記振動板の変形により液体に圧力が加わる圧力室と、該圧力室に連通するノズルと、を備えた液体噴射ヘッドの製造方法であって、
前記圧力室に光硬化性の液体を導入する工程と、
光を前記振動板に照射して該振動板に含まれる光硬化性の液体を硬化させる工程と、
を含む、態様も有する。
【００１７】
更に、本発明は、液体噴射装置の製造方法等の態様も有する。
【００１８】
上述した態様において、振動板に光が照射されると、圧力室から振動板に浸入した液体の成分が硬化する。その結果、圧力室内の液体に由来する液の振動板を通る染み出しが抑制される。従って、本態様は、振動板からの液の染み出しを抑制することが可能な技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】光照射前後の液体噴射装置２００の要部を模式的に例示する断面図。
【図２】液体噴射ヘッド１の構成を模式的に例示する分解斜視図。
【図３】（ａ）は図２のＡ１−Ａ１の位置における液体噴射ヘッド１の断面図、（ｂ）は図２のＡ２−Ａ２の位置における液体噴射ヘッド１の断面図。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は液体噴射ヘッド１の製造工程を模式的に例示するための断面図。
【図５】（ａ），（ｂ）は液体噴射装置２００の構成の概略を例示する図。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は照射部Ｌ１から光を振動板１１に照射している様子を模式的に例示する断面図。
【図７】照射部Ｌ１から光を振動板１１に照射している様子を模式的に例示する断面図。
【図８】（ａ），（ｂ）は照射部Ｌ１の変形例を模式的に示す図。
【図９】（ａ）は検出部ＤＥ１を設けた液体噴射装置２００を模式的に例示する図、（ｂ）は電気的状態の例を説明するための模式的な図、（ｃ）は検出部ＤＥ１の具体例を模式的に例示する図、（ｄ）は制御部２０１の処理を例示するフローチャート。
【図１０】（ａ）は別の液体噴射装置２００を模式的に例示する図、（ｂ）は振動板１１の残留振動に基づく起電力曲線ＶＲを模式的に例示する図、（ｃ）は制御部２０１の処理を例示するフローチャート。
【図１１】振動板１１が振動しているときの様子を模式的に例示する断面図。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は制御部２０１の処理を例示するフローチャート。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）は圧力室２１内の光硬化性液体Ｆ０を排出してから光照射を行う様子を模式的に例示する図。
【図１４】（ａ）は補修処理を例示するフローチャート、（ｂ）は流路切替部ＳＷ１を設けた液体噴射装置２００を模式的に例示する図。
【図１５】（ａ），（ｂ）は振動板１１における光硬化物質の濃度分布を例示する図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を説明する。むろん、以下の実施形態は本発明を例示するものに過ぎず、実施形態に示す特徴の全てが発明の解決手段に必須になるとは限らない。
【００２１】
（１）液体噴射装置の概要の例示：
まず、液体噴射ヘッドを搭載した液体噴射装置の例を説明する。図１は、液体噴射装置２００の要部を模式的に例示する断面図であり、光照射前後のそれぞれについて振動板１１の要部を拡大して示している。分かり易く示すため、照射部Ｌ１と比べて液体噴射ヘッド１を大きくし、セラミック結晶粒子１３を振動板１１の厚みと比べて大きくし、隙間ＣＬ１を粒子１３と比べて大きくしている。むろん、照射部Ｌ１の大きさは特に限定されず、振動板の厚みに対するセラミック結晶粒子の大きさは特に限定されず、粒子に対する隙間の大きさも特に限定されず、粒子の形状も特に限定されない。図１の上段では粒子１３にハッチングを付し、中段では液体Ｆにハッチングを付し、下段では硬化状態である光硬化物質を含む充填剤１５にハッチングを付している。図２は、流路ユニットＵ０を含む液体噴射ヘッド１の構成の概略を例示している。図３（ａ）は、液体噴射ヘッド１を図２のＡ１−Ａ１の位置での断面図を示している。図３（ｂ）は、液体噴射ヘッド１を図２のＡ２−Ａ２の位置での断面図を示している。
【００２２】
上述した図中、符号Ｄ１は振動板１１及び流路ユニットＵ０の厚み方向を示している。符号Ｄ３は、流路ユニットＵ０の長手方向を示し、例えば、長尺状の圧力室２１の併設方向であり、圧力室２１の幅方向とされる。符号Ｄ４は、流路ユニットＵ０の短手方向を示し、例えば、圧力室２１の長手方向とされる。各方向Ｄ１，Ｄ３，Ｄ４は、互いに直交するものとするが、互いに交わっていれば直交していなくてもよい。分かり易く示すため、各方向Ｄ１，Ｄ３，Ｄ４の拡大率は異なることがあり、圧電素子３の面積率も異なることがあり、各図は整合していないことがある。
【００２３】
なお、本明細書で説明する位置関係は、発明を説明するための例示に過ぎず、発明を限定するものではない。従って、圧力室の上以外の位置、例えば、下、左、右、等に振動板が配置されることも、本発明に含まれる。また、方向や位置等の同一、直交、等は、厳密な同一、直交、等のみを意味するのではなく、製造時等に生じる誤差も含む意味である。更に、接すること、及び、接合することは、間に接着剤等の介在するものが有ることと、間に介在するものが無いこととの両方を含む。
【００２４】
図１等に示す液体噴射装置２００は、変形可能な透光性の振動板１１と、壁の一部である振動板１１の変形により液体Ｆに圧力が加わる圧力室２１と、該圧力室２１に連通するノズル６２と、液体Ｆを硬化させる光を振動板１１に照射する照射部Ｌ１を備える。図１の中段に示すようにセラミック製の基材１２の内部１２ｃにある隙間ＣＬ１に液体Ｆが入り込んだとき、照射部Ｌ１から光を照射すると隙間ＣＬ１の液体Ｆが硬化して光硬化物質を含む充填剤１５に変化する。硬化状態の充填剤１５は、基材内部の隙間ＣＬ１に充填され、液体Ｆの通過を抑制する。
【００２５】
ここで、圧力室２１内に液体Ｆが満たされていることを前提として、隙間ＣＬ１に硬化状態の充填剤１５が無い場合に振動板１１の圧力室２１とは反対側の第二の面（表面１１ａ）から染み出る液の流量（単位時間当たりの液の重量）をＱｃ（Ｑｃ＞０）、隙間ＣＬ１に充填剤１５が形成された場合に振動板１１の第二の面（表面１１ａ）から染み出る液の流量をＱｓ（Ｑｓ≧０）とする。液体Ｆの通過を抑制するとは、Ｑｓ＜Ｑｃであることを意味する。むろん、Ｑｓ＝０が理想である。また、基材の内部１２ｃにある隙間ＣＬ１の全てが充填剤１５で充填されることが理想であるが、隙間ＣＬ１の一部のみ充填剤１５で充填されてもよい。振動板１１の圧力室２１側の第一の面（裏面１１ｂ）と反対の第二の面（表面１１ａ）との厚み方向Ｄ１における中間位置１１ｍの隙間ＣＬ１に充填剤１５が充填されていると、充填剤１５が長期間残り易いので好ましい。
【００２６】
図１に示す基材１２は、グリーンシート、スラリー、といったセラミック前駆体から焼成されて形成され、多数のセラミック結晶粒子１３が含まれている。粒子１３同士の間には、僅かな隙間ＣＬ１が形成されている。基材１２は、振動板１１から隙間ＣＬ１を除いた部分を指すものとする。すなわち、基材の内部１２ｃには、厚み方向Ｄ１へ繋がるような隙間ＣＬ１が形成されている。この隙間ＣＬ１が閉塞されていない場合、圧力室内のインク等の少なくとも一部の成分が裏面（第一の面）１１ｂから隙間ＣＬ１を通って表面（第二の面）１１ａに染み出してしまう。特に、圧電素子の駆動により基材が振動すると、液が染み出し易くなる。
【００２７】
図３（ｂ）等を参照して、高画質化及び高速化に向けたノズルの高密度化と低コスト化との両立と液漏れについて説明する。ノズル６２を高密度化するには、ノズル６２のピッチＰを狭くする必要がある。ノズルピッチＰを狭くするには、圧力室２１の幅Ｗを狭くする必要がある。圧力室の幅Ｗが狭くなると、液滴を吐出するための振動板の変位量が低下する。この変位量の低下を抑えるためには、振動板厚Ｔを例えば１〜３μｍ程度と薄くしなければならない。しかし、セラミック製の振動板を薄くすると、振動板から液の染み出しが発生する。隙間ＣＬ１は非常に狭いため、多くの場合、圧力室内の溶液のうち溶媒といった一部の成分が染み出す。グリーンシート、スラリー、といったセラミック製の振動板の前駆体は、粉体の形状を留めるためにバインダーが多く含まれている。また、粉体の焼成であるために焼成後の結晶粒界部に隙間ＣＬ１が発生し易い。このような隙間ＣＬ１による「液漏れ」は振動板が厚い場合には、途中で液が止まり、顕在化していなかったので、液漏れは振動板の厚みについて薄く極限を追求するようになって顕在化した問題と言える。
【００２８】
また、振動板を薄くしても液漏れが生じないようにするためＳｉウエハーを使うと、高価な半導体製造装置を用いる必要があり、液体噴射ヘッドのコストアップとなる。また、圧力室に面した振動板の表面をパラキシリレン系のポリマーでコーティングする方法は、使用中にコーティングが剥がれるという耐久性の問題と、パラキシリレン系のポリマーの付着により接合基板との接着強度が低下するという問題とがある。
更に、染み出る液は、原液インクと染料又は顔料濃度が大きく異なる場合がある。これは、インク中の粒子がフィルタリングされるためである。故に、液漏れを生む隙間ＣＬ１は微小な隙間であり抑制が難しく、液漏れを一部抑制できてもばらつきにより液体噴射ヘッドの歩留まりの低下を招く。
【００２９】
そこで、本液体噴射装置２００は、透光性を有する振動板１１を用い、上述した照射部Ｌ１を設けている。液体噴射装置使用中に圧力室２１から振動板１１に液体Ｆが浸入したとき、液体Ｆを硬化させる光を照射部Ｌ１から振動板１１に照射すると、振動板１１に浸入した液体Ｆが照射光によって硬化する。液体Ｆ中の粒子がフィルタリングされる場合、液体Ｆの分散媒など振動板１１に浸入する成分が照射光によって硬化すればよい。基材内部１２ｃに隙間ＣＬ１がある場合、硬化状態である光硬化物質を含む充填剤１５が隙間ＣＬ１に充填される。その結果、液体噴射装置使用中に圧力室２１内の液体Ｆに由来する液の振動板１１を通る染み出しが抑制されると考えられる。従って、本技術は、液体噴射装置使用中に圧力室２１内の液体Ｆに由来する液の振動板１１からの染み出しを抑制することが可能である。
なお、振動板の断面方向に分布する物質は、断面ＥＤＸ（Energy Dispersive X-ray Spectroscopy）マッピング分析、ＸＰＳ（X-ray Photoelectron Spectroscopy）、ＦＴ−ＩＲ（Fourier Transform Infrared）法、等により確認することができる。
【００３０】
図２に例示する液体噴射ヘッド１は、符号１０，２０，３０の各部を有する流路ユニットＵ０と、圧力室２１に連通するノズル６２と、を備え、インク（液体）を噴射（吐出）するインクジェット式記録ヘッドである。図５（ａ）に例示する液体噴射装置２００は、前述のような液体噴射ヘッドを搭載したインクジェットプリンター（記録装置）である。
なお、液体噴射ヘッド１は、封止プレート４０やリザーバープレート５０を必ずしも備える必要は無い。例えば、封止プレートが無い場合にはリザーバープレートを接合基板にすることができ、リザーバープレートも無い場合にはノズルプレートを接合基板にすることができる。また、液体噴射ヘッドはいわゆるコンプライアンスプレート等の他のプレートを備えていてもよく、例えば、コンプライアンスプレートがリザーバープレートとノズルプレートとの間に配置されてもよい。更に、これらのプレートが複数のプレートで構成されてもよいし、複数のプレートの機能を一枚のプレートが備えていてもよい。
【００３１】
振動板部１０は、振動板１１、圧電素子３、リード電極８４、等を有する圧電アクチュエーターである。振動板部１０は、駆動信号ＳＧ１に応じて変形して圧力室２１内の液体に圧力を加える。
振動板１１は、スペーサー部２０の一方の面（表面２０ａ）を封止し、該スペーサー部２０と接する裏面１１ｂとは反対側の表面１１ａに圧電素子３、リード電極８４、等が設けられている。振動板の裏面１１ｂは、圧力室２１の壁面の一部を構成する。すなわち、圧力室２１の壁の一部である振動板１１は、圧電素子３により駆動信号ＳＧ１に応じた変形をする。振動板１１は、矩形板状でもよいし、矩形板状でなくてもよい。
【００３２】
圧電素子３は、圧電体層８２と、該圧電体層の圧力室２１側に設けられた下電極（第一電極）８１と、圧電体層８２の他方側に設けられた上電極（第二電極）８３とを有する圧力発生部である。図２に示す各圧電素子３は、各圧力室２１に対応した位置にある。圧電素子３を駆動制御するための制御回路基板９１は、例えば、上電極８３に対してフレキシブル基板等といったケーブル類９２を介して接続される。電極８１，８３の一方は、共通電極にされてもよい。上下電極の構成金属には、例えば、Ｐｔ（白金）、Ａｕ（金）、Ｉｒ（イリジウム）、Ｔｉ（チタン）、等の一種以上を用いることができる。圧電体層８２には、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛、Ｐｂ（Ｚｒx，Ｔｉ1-x）Ｏ3）といった強誘電体、非鉛系ペロブスカイト型酸化物、といったペロブスカイト構造を有する材料等を用いることができる。リード電極８４は、下電極８１に接続されてもよいし、上電極８３に接続されてもよい。リード電極の構成金属には、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｌ（アルミニウム）、Ｃｕ（銅）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｒ（クロム）、Ｔｉ、等の一種以上を用いることができる。
【００３３】
スペーサー部２０には、厚み方向Ｄ１へ貫通した圧力室２１が形成されている。このスペーサー部２０が振動板１１と接続部３０とに挟まれることにより、圧力室２１が流路ユニットＵ０の内部に設けられる。スペーサー部２０は、矩形板状でもよいし、矩形板状でなくてもよい。
各圧力室２１は、長手方向を流路基板の短手方向Ｄ４に向けた長尺状に形成され、流路基板の長手方向Ｄ３へ複数並べられている。圧力室２１同士の間は、隔壁２２とされる。圧力室２１内の液体には、壁の一部である振動板１１の変形により圧力が加わる。圧力室２１の幅や長さは、裏面２０ｂ側の長さが表面２０ａ側の長さよりも短くされてもよい。流路基板の長手方向Ｄ３へ並んだ圧力室２１の列は、流路基板の短手方向Ｄ４へ複数並べられてもよい。
【００３４】
接続部３０には、各圧力室２１に連通する位置で厚み方向Ｄ１へ貫通した液体の供給孔３１及びノズル連通孔３２が形成されている。すなわち、接続部３０は、孔３１，３２を除いてスペーサー部２０における表面２０ａとは反対側の他方の面（裏面２０ｂ）を封止する。接続部３０は、矩形板状でもよいし、矩形板状でなくてもよい。各供給孔３１は各圧力室２１の長手方向（Ｄ４）の一端に対応する位置に設けられ、各ノズル連通孔３２は各圧力室２１の長手方向（Ｄ４）の他端に対応する位置に設けられている。孔３１，３２及び圧力室２１は、流路ユニットＵ０の液体流路Ｆ１となる。
【００３５】
なお、振動板１１、スペーサー部２０及び接続部３０には、例えば、ジルコニア（ＺｒＯx）、酸化イットリウム（ＹＯx）、アルミナ（ＡｌＯx）、といったセラミックス等の一種以上の透光性を有する絶縁性材料を用いることができる。スペーサー部や接続部を振動板とは別に形成する場合、スペーサー部や接続部は透光性を有していなくてもよい。
【００３６】
接続部３０の裏面３０ｂに接合される封止プレート４０には、厚み方向Ｄ１へ貫通した液体の共通供給孔４１、ノズル連通孔４２、及び、リザーバー５１への液体導入孔４３（図３（ａ）参照）が形成されている。共通供給孔４１は、長手方向を封止プレート４０の長手方向Ｄ３に向けた長尺状に形成され、接続部の複数の供給孔３１に連通する位置に設けられている。各ノズル連通孔４２は、接続部の各ノズル連通孔３２に連通する位置に設けられている。液体導入孔４３は、流路ユニットＵ０に接しない位置に設けられている。封止プレートの裏面４０ｂは、リザーバー５１の壁面の一部を構成する。
リザーバープレート５０には、厚み方向Ｄ１へ貫通したリザーバー５１及びノズル連通孔５２が形成されている。リザーバー５１は、共通供給孔４１と液体導入孔４３とに連通した共通インク室である。各ノズル連通孔５２は、封止プレートの各ノズル連通孔４２に連通する位置に設けられている。
【００３７】
ノズルプレート６０には、各ノズル連通孔５２に連通する位置で厚み方向Ｄ１へ貫通したノズル６２が形成されている。ノズルプレート６０の裏面は、ノズル６２から液滴を噴射するノズル面６０ｂとされる。図２に示すノズルプレート６０は、各圧力室２１に連通するノズル６２が所定方向（Ｄ３）へ所定間隔で並べられたノズル列を有している。複数のノズルは、千鳥状に配置されてもよい。
なお、上記プレート４０，５０，６０を含む種々のプレートの材料には、例えば、ステンレスやニッケルといった金属、合成樹脂、セラミックス、等の一種以上を用いることができる。
【００３８】
上述した液体噴射ヘッド１において、インク等の液体は、液体導入孔４３から導入されてリザーバー５１内を満たし、共通供給孔４１及び個別の供給孔３１を通って圧力室２１内を満たす。制御回路基板９１からの駆動電圧（駆動信号ＳＧ１）に応じて振動板１１を圧力室２１側へ膨らませるように圧電素子３が変形すると、それに応じて振動板１１も変形し、振動板１１の変形により圧力室２１内の液体の圧力が高まり、ノズル連通孔３２，４２，５２を介してノズル６２から液滴が噴射される。
【００３９】
本液体噴射装置２００に好適な液体Ｆは、ＵＶインク（紫外線硬化型インク）といった光硬化型インクである。ＵＶインクは、顔料といった着色材の他、例えば、アクリル酸プレポリマーやアクリル酸オリゴマーといった液状光硬化性樹脂、光重合開始剤、消泡剤や調整剤といった補助剤、等を含む。波長０．１〜０．４μｍ程度の紫外線がインクに照射されると、光重合開始剤が活性化されて反応開始点となり、この反応開始点がオリゴマーの二重結合を活性化させ、オリゴマー同士が網目状に架橋して硬化する。ＵＶインクに使用可能な液状光硬化性樹脂には、エポキシアクリレートやウレタンアクリレートやポリエステルアクリレートといったアクリレート系樹脂、メタクリレート系樹脂、等が含まれる。光重合開始剤には、ベンゾフェノン系開始剤、ベンゾイン系開始剤、アセトフェノン系開始剤、チオキサントン系開始剤、等が含まれる。なお、一般的に液体Ｆは、振動板１１を透過する光（可視光であってもよいし、そのほかの電磁波であってもよい）によって硬化する液体を含むようにする。
【００４０】
（２）液体噴射ヘッド製造方法の概要の例示：
次に、図１〜３とともに図４を参照して、液体噴射ヘッドの製造方法を例示する。図４は、流路基板の短手方向Ｄ４に沿った垂直断面図である。
【００４１】
まず、例えばジルコニア等といったセラミック粉体とバインダーと溶媒を含むペーストから所望の厚みのグリーンシートを成形する。この成形には、ドクターブレード装置やリバースロールコーター装置等といった一般的な装置を用いることができる。スペーサー部２０用のグリーンシート、及び、接続部３０用のグリーンシートには、切断や切削や打ち抜き等といった機械加工やレーザー加工を施す。これにより、圧力室２１を有するシート状のスペーサー部前駆体１２０が得られ、孔３１，３２を有するシート状の接続部前駆体１３０が得られる。振動板１１用のグリーンシートは、必要無ければ加工は不要である。得られる振動板前駆体１１１とスペーサー部前駆体１２０と接続部前駆体１３０とを積層すると、図４（ａ）に示すような前駆体１００となる。
以上が、振動板１１のセラミック製の基材１２となる部分を少なくとも含む前駆体１００を形成する前駆体形成工程Ｓ１である。
【００４２】
次いで、上記前駆体１００を一体焼成し、図４（ｂ）に示すようにセラミック製の基材１２を含む流路ユニット本体１０１を形成する（加熱工程Ｓ２）。焼成温度は、一体化されたセラミック製流路ユニット本体が形成される温度であれば特に限定されず、例えば、１３００〜１５００℃程度とすることができる。焼成前に、焼成温度よりも低い脱脂温度で加熱して前駆体１００を脱脂してもよい。更に、脱脂前に、脱脂温度よりも低い乾燥温度で加熱して前駆体を乾燥させてもよい。得られる流路ユニット本体１０１は、特別な接着処理等を加える必要が無く、各部１２，２０，３０の重ね合わせ面のシール性が得られる。
なお、流路ユニット本体は、セラミック粉体とバインダーと溶媒を含むスラリーを用いるゲルキャスト法等により形成してもよい。
【００４３】
振動板１１を含む流路ユニットＵ０を形成した後、図４（ｃ）に示すように、振動板１１上に下電極８１、リード電極８４（図３（ａ）参照）、圧電体層８２、及び、上電極８３を形成する（圧電素子形成工程Ｓ３）。電極８１，８３，８４は、スパッタ法等といった気相法で形成してもよいし、スピンコート法等といった液相法で形成した塗布膜を加熱する方法等で形成してもよい。スピンコート法等といった液相法によって圧電体層を形成する場合、例えば、ＰＺＴを構成する金属の有機物を分散媒に分散した前駆体溶液の塗布工程、例えば１７０〜１８０℃程度の乾燥工程、例えば３００〜４００℃程度の脱脂工程、及び、例えば５５０〜８００℃程度の焼成工程の組合せを複数回行えばよい。不要箇所の電極や圧電体層は、パターニングにより除去してもよい。また、レジストパターンを振動板上に形成し、振動板全面上に電極や圧電体層を形成した後にレジストパターンとともに電極や圧電体層を除去してもよい。
【００４４】
その後、流路ユニットＵ０、封止プレート４０、リザーバープレート５０、及び、ノズルプレート６０を接合し、制御回路基板９１をケーブル類９２で圧電素子３に接続する（ヘッド形成工程）。部材Ｕ０，４０，５０，６０間の接合は、プレートと略同じ孔を形成した熱圧着用接着シートを部材間に挟んだ状態で部材同士を熱圧着する方法、液状の接着剤を部材間に塗布する方法、熱圧着性（自己圧着性）を有する部材を用いて部材同士を熱圧着する方法、等が可能である。制御回路基板９１の接続は、部材Ｕ０，４０，５０，６０間の一部又は全部を接合する前に行ってもよい。
以上により、図３（ａ），（ｂ）で示したような液体噴射ヘッド１が製造される。
【００４５】
前駆体１００を焼成すると、多数のセラミック結晶粒子１３が形成される。これらの粒子１３同士の間には、隙間ＣＬ１が形成されることがある。ノズル６２を高密度化するため振動板１１を薄くすると、液体噴射ヘッド使用中に振動板１１の基材１２の内部１２ｃに形成される隙間ＣＬ１を通った圧力室２１内の液体Ｆが圧電素子３側に染み出す現象が生じる。そこで、本液体噴射装置２００には、上述した照射部Ｌ１を設けている。
【００４６】
（３）液体噴射装置の例：
図５（ａ）は、上述した液体噴射ヘッド１を記録ヘッドとして有するインクジェット式の記録装置である液体噴射装置２００の外観を示している。液体噴射ヘッド１を記録ヘッドユニット２１０，２１０に組み込むと、液体噴射装置２００を製造することができる。図５（ａ）に示す液体噴射装置２００は、記録ヘッドユニット２１０，２１０のそれぞれに、液体噴射ヘッド１が設けられ、外部インク供給手段であるインクカートリッジ２２０，２２０が着脱可能に設けられている。記録ヘッドユニット２１０，２１０を搭載したキャリッジ２０３は、装置本体２０４に取り付けられたキャリッジ軸２０５に沿って往復移動可能に設けられている。キャリッジモーター２０６の駆動力が図示しない複数の歯車及びタイミングベルト２０７を介してキャリッジ２０３に伝達されると、キャリッジ２０３がキャリッジ軸２０５に沿って移動する。図示しない給紙ローラー等により給紙される記録シート２９０は、プラテン２０８上に搬送され、インクカートリッジ２２０，２２０から供給され液体噴射ヘッド１から噴射されるインク滴により印刷がなされる。
【００４７】
図５（ｂ）は、液体噴射装置２００の構成を模式的に示すブロック図である。この液体噴射装置２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、Ｉ／Ｆ（インターフェイス）、不揮発性メモリー、等を有する制御部２０１を備えるとともに、照射部Ｌ１を備えている。液体噴射装置２００には、設定入力用の操作パネル等が設けられてもよい。制御部２０１は、ホスト装置３００からもたらされる印刷データに基づいて、液滴の噴射駆動信号、キャリッジ２０３の主走査駆動信号、及び、紙送り機構２０９の副走査駆動信号を生成し、噴射駆動信号を制御回路基板９１に送り、主走査駆動信号をキャリッジモーター２０６に送り、副走査駆動信号を紙送り機構２０９に送る。また、制御部２０１は、振動板１１に光を照射するときに照射指令信号を照射部Ｌ１に送る。
【００４８】
図５（ｂ）に示す照射部Ｌ１は、記録ヘッドユニット２１０内に設けられた光源Ｌ２であり、振動板１１の圧力室２１とは反対側の表面（第二の面）１１ａに光を照射するようにされている。この例は、光の照射位置が振動板１１の圧力室２１から遠い側の表面１１ａであるので、圧力室２１内の液体Ｆの硬化を抑制しながら振動板１１に浸入した液体Ｆを硬化させることが可能な好適な例である。
むろん、記録ヘッドユニット外に設置された光源の近傍に記録ヘッドユニットを近付けて記録ヘッドユニット２１０の採光窓から誘導して振動板に光を照射してもよいし、記録ヘッドユニット外又は記録ヘッドユニット内の光源からの光を図８（ａ），（ｂ）に例示するような光ファイバーや鏡等を用いて誘導して振動板に光を照射してもよい。これら採光窓・光ファイバー・鏡等が誘導部に相当し、誘導部と光源とは照射部に相当する。また、後述するように、振動板１１に対する照射部Ｌ１の位置も、表面１１ａ側に限定されない。特に、ノズル６２から吐出した液体を被吐出媒体上で固化させるための光を発光する光源から光を誘導する誘導部を照射部とした場合、光源の数を減らし製造費用を下げることができる。
【００４９】
光源には、高圧水銀灯、メタルハライドランプ、低圧水銀灯、紫外線を発光する発光ダイオード（ＵＶ−ＬＥＤ）、等のＵＶランプを用いることができる。一般に、高圧水銀灯及びメタルハライドランプは、２５０〜４５０ｎｍの波長域に幅広い輝線スペクトルを有し、光量の強いＵＶランプとして使うことができる。低圧水銀灯は、高圧水銀灯と比べて光量が弱い一方で寿命が長いＵＶランプとして使うことができる。また、可視光で硬化する液体を用いる場合には、可視光を発光する光源を用いることができる。
【００５０】
次に、照射部Ｌ１から振動板１１に光を照射したときの液体噴射ヘッド１の様子を説明する。
図６（ａ）は、振動板１１の表面１１ａ側に配置した光源Ｌ２（照射部Ｌ１）から振動板表面１１ａに光を照射している様子を模式的に示している。振動板１１とスペーサー部２０と接続部３０には、一体焼成された透光性の流路ユニットを用いている。圧電素子３が透光性を有していない場合、光源Ｌ２からの光は、圧電素子３の無い部分の表面１１ａから振動板１１内に入る。入射光の一部は、圧力室２１との界面（裏面１１ｂ）と、圧電素子３との界面（表面１１ａ）と、の間で反射を繰り返し、振動板１１に浸入した液体Ｆを硬化させる。従って、液体噴射ヘッド使用中に振動板からの液の染み出しが抑制される。
【００５１】
なお、下電極８１や上電極８３にＩＴＯ（酸化インジウムスズ）といった透明導電膜を用いるなどして圧電素子３を透光性にすれば、振動板１１に浸入した液体Ｆがより効果的に硬化する。従って、この例は、液漏れを抑制することが可能な好適な例となる。
【００５２】
図６（ａ）の例では、スペーサー部２０や接続部３０にも光が透過する。圧力室２１内や連通孔内の液体の硬化を抑制するため、例えば、図６（ｂ）に示すように、透光性を有しないスペーサー部２０や接続部３０を使用してもよい。この場合、光源Ｌ２からの入射光の多くが裏面１１ｂと表面１１ａとの間で反射を繰り返すので、振動板１１に浸入した液体Ｆをより選択的に硬化させることができる。従って、この例は、液漏れを抑制可能な好適な例となる。
【００５３】
図６（ｃ）は、振動板１１の端面１１ｃの近傍に配置した光源Ｌ２から端面１１ｃに光を照射している様子を模式的に示している。図６（ｃ）の例では振動板１１の短手方向Ｄ４の両側にそれぞれ光源Ｌ２を設けているが、片側だけに光源を設けてもよいし、振動板１１の長手方向Ｄ３の端面に光を照射するように光源を配置してもよい。この場合、光源Ｌ２からの光は、端面１１ｃから振動板１１内に入り、一部が表面１１ａと裏面１１ｂとで反射しながら振動板の面１１ａ，１１ｂに沿って進み、振動板１１に浸入した液体Ｆを硬化させる。従って、液体噴射ヘッド使用中に振動板からの液の染み出しが抑制される。
更に、照射部Ｌ１からの光が指向性を有していれば、振動板１１の裏面１１ｂ側から光を照射することも可能である。
また、図７は、圧電素子３の幅を圧力室２１の幅Ｗよりも狭くし、圧力室２１直上の振動板表面１１ａの一部に光源Ｌ２（照射部Ｌ１）から直接、光を照射している様子を模式的に示している。なお、図７の下段には、液体噴射ヘッド１の要部を拡大して示している。このように圧電素子３を圧力室２１よりも小さくした場合、光源Ｌ２からの直接の光により圧力室２１直上、且つ、圧電素子３直下でない部分の振動板１１に浸入した液体Ｆが速やかに硬化し、圧電素子３直下の部分の振動板１１に浸入した液体Ｆは反射光により硬化する。従って、この例は、液漏れを抑制することが可能な好適な例となる。
【００５４】
図８（ａ），（ｂ）は、光源Ｌ２からの光を誘導する誘導部Ｌ３を用いた照射部Ｌ１の例を模式的に示している。図８（ａ）に示す光源Ｌ２は、直接には振動板表面１１ａに光を照射する位置とされていないが、誘導部Ｌ３である光ファイバーで光が誘導されて振動板表面１１ａに照射される。図８（ｂ）に示す光源Ｌ２も、直接には振動板表面１１ａに光を照射する位置とされていないが、誘導部Ｌ３であるミラーＬＭ１〜ＬＭ３で光が誘導されて振動板表面１１ａに照射される。ここで、ミラーＬＭ１，ＬＭ１は光源Ｌ２から出た光を振動板１１の表面１１ａ側に誘導する非透過ミラーであり、ミラーＬＭ２は誘導光を振動板表面１１ａに反射させる非透過ミラーであり、ミラーＬＭ３は誘導光の一部を振動板表面１１ａに反射させる透過ミラーである。いずれの例も、液漏れを抑制可能な好適な例となる。
【００５５】
なお、誘導部Ｌ３で誘導された光の照射位置は、振動板１１の端面１１ｃでもよいし、光が指向性を有していれば振動板１１の裏面１１ｂ側でもよい。
また、誘導部は、レンズ等でもよく、光ファイバー、ミラー、レンズ、等の少なくとも一部を組み合わせた光学系でもよい。
更に、照射部は、誘導部があれば光源が無くてもよい。例えば、外部の光源からの光を誘導部に入射すれば、誘導光を振動板に照射することが可能である。
【００５６】
図１の上段及び中段に示したように、セラミック前駆体から焼成されて形成される振動板１１は、セラミック結晶粒子１３同士の間に僅かな隙間ＣＬ１が形成される。このため、液体噴射装置２００の使用を開始して圧力室２１内にインク等の液体Ｆを供給すると、液体Ｆの少なくとも一部の成分が裏面１１ｂから隙間ＣＬ１に入り込む。そこで、液体Ｆを硬化させる光を照射部Ｌ１から透光性の振動板１１に照射すると、隙間ＣＬ１にある液体Ｆの成分が硬化する。これにより、図１の下段に示すように、硬化状態である光硬化物質を含む充填剤１５が隙間ＣＬ１に充填される。
以上説明したように、本技術は、液体噴射装置使用中に圧力室２１内の液体Ｆに由来する液の薄い振動板１１からの染み出しを抑制することが可能である。
【００５７】
また、薄い振動板からの液漏れが抑制されることにより、ノズルの高密度化、ひいては印刷物等の出力物の高画質化及び高速化を図ることができる。また、シンプルなプロセスで液体噴射ヘッドを製造することができるので、相反する要素である低コストとノズル高密度化の両立を図ることができる。
更に、流路ユニットの他部品との接合面に変性剤が付着しても、パラキシリレン系のポリマーのような接着力の低下は生じ難い。従って、液体噴射ヘッドの歩留まり向上を図ることができる。
【００５８】
なお、主目的である液漏れの抑制により耐久性や信頼性の向上を図ることができるので、民生のプリンターだけでなく、商業用や工業用の液体噴射装置への発展が期待される。
【００５９】
ところで、照射部から弱い光を常時、振動板に照射することも考えられるが、振動板の液の染み出し状態に応じて照射を行ってもよい。液体Ｆが導電性を有する場合、液の染み出し状態は、例えば、振動板１１の電気的状態に基づいて把握することができる。導電性を有する液体Ｆには、例えば、水系ラジカルＵＶインク等を用いることができる。水系ラジカルＵＶインクは、ラジカル重合反応系を用いた水性インクであり、例えば、顔料といった着色材、液状光硬化性樹脂、光重合開始剤、及び、水を少なくとも含有する。この水に電解質が含まれるため、水系ラジカルＵＶインクは導電性を有する。
【００６０】
図９（ａ）は、振動板１１の電気的状態を検出する検出部ＤＥ１を設けた液体噴射装置２００を模式的に例示するブロック図である。この検出部ＤＥ１の一端は振動板表面１１ａ上にある下電極８１とリード電極８４を介して電気的に接続され、検出部ＤＥ１の他端は流路ユニットＵ０の裏面３０ｂに接した導電性の封止プレート４０を介して導電性の液体Ｆと電気的に接続されている。むろん、検出部ＤＥ１の一端は直接、下電極８１に接続されてもよいし、リザーバープレート５０やノズルプレート６０が導電性であれば検出部ＤＥ１の他端をこれらのプレート５０，６０に接続してもよい。検出部ＤＥ１を接続した制御部２０１は、検出される電気的状態が所定の許容範囲から外れたときに照射部Ｌ１から光を照射させる。
【００６１】
圧力室２１内の液体Ｆに由来する液の振動板１１への入り込みが少なければ、振動板１１の電気抵抗が大きくなる。一方、図９（ｂ）に示すように圧力室２１内の液体Ｆに由来する液が隙間ＣＬ１に多く入り込むと、振動板１１の電気抵抗が小さくなる。そこで、電気抵抗に応じた電気的状態を検出部ＤＥ１で検出することにより、電気抵抗に基づいて光照射タイミングを決めることができる。
【００６２】
図９（ｃ）は、下電極８１と封止プレート４０との間の電気抵抗（Ｒとする。）に応じた電気的状態を検出する検出部ＤＥ１の電気回路例を示している。電気抵抗Ｒは、ほぼ振動板１１と液体Ｆの合成抵抗となるが、液体Ｆの電気抵抗を一定とみなすことができるので振動板１１の電気抵抗に応じた抵抗値になる。下電極８１に繋がるリード電極８４には、参照抵抗Ｒrefを介して一定電圧Ｖsが印加される。電圧検出部で電圧Ｖcを検出すると、振動板１１及び液体Ｆの電気抵抗Ｒは、Ｖs，Ｖc，Ｒrefから求めることができる。
Ｒ＝｛Ｖc／（Ｖs−Ｖc）｝×Ｒref
すなわち、検出電圧Ｖcは、振動板１１の電気抵抗に応じた電気的状態となる。
【００６３】
図９（ｄ）は、振動板１１の電気抵抗に応じた電気的状態に基づいたタイミングで照射部Ｌ１から光を振動板１１に照射する処理を例示している。この処理は、液体噴射装置２００の電源がオンにされているときに制御部２０１で繰り返し行われる。図１０（ｃ）及び図１２（ａ）〜（ｃ）の処理も、同様である。
【００６４】
処理が開始されると、制御部２０１は、検出部ＤＥ１に電圧Ｖsを印加させ、電圧検出部で検出される電圧Ｖcから電気抵抗値Ｒを取得する（ステップＳ１０２。以下、「ステップ」の記載を省略）。Ｓ１０４では、電気抵抗値Ｒが所定値を下回ったか否かを判断する。液体Ｆの電気抵抗を一定とみなすと、Ｓ１０４の処理は振動板１１の電気抵抗が所定の抵抗値を下回っているか否かを判断していることになる。電気抵抗値Ｒと比較する所定値は、例えば、振動板１１の液の染み出し状態が設定重量内の液滴が噴射される許容範囲内であるか否かの境界値とすることができる。許容範囲は、振動板１１の電気抵抗が所定の抵抗値を上回る範囲である。条件不成立時は、振動板１１からの液の染み出しが許容範囲内であるような電気抵抗の大きい状態であるので、光照射を行わない。一方、条件成立時は、振動板１１からの液の染み出しが許容範囲外であるような電気抵抗の小さい状態であるので、照射部Ｌ１から光を照射する（Ｓ１０６）。これにより、振動板１１に浸入した液体Ｆの成分が硬化し、液の振動板１１を通る染み出しが抑制される。
なお、電気抵抗に応じた電気的状態の代わりに誘電損失等に応じた電気的状態を検出し、この電気的状態に基づいたタイミングで光照射の処理を行ってもよい。
【００６５】
ところで、圧力の発生部である圧電素子３を駆動し振動板１１を振動させてノズル６２から液体Ｆを噴射した後には、振動板１１の振動が残留し、この残留振動に基づいた起電力が圧電素子３で生成される。図９（ｂ）に示したように液体Ｆに由来する液が隙間ＣＬ１に入り込むと、振動板１１の残留振動が変わってくる。そこで、振動板１１の残留振動に基づく圧電素子３からの起電力状態を電気的状態として検出部ＤＥ１で検出することにより、起電力状態に基づいて光照射タイミングを決めることができる。この場合、液体Ｆは導電性である必要は無い。
【００６６】
図１０（ａ）は、振動板１１の残留振動に基づく圧電素子３からの起電力状態を検出する検出部ＤＥ１を設けた液体噴射装置２００を模式的に例示するブロック図である。この検出部ＤＥ１の一端は上電極８３に対して電気的に接続され、検出部ＤＥ１の他端は下電極８１とリード電極８４を介して電気的に接続されている。
図１０（ｂ）は、ノズル６２から液体Ｆを噴射するための駆動信号ＳＧ１である評価パルスＳＧ２の供給後に生じる振動板１１の残留振動に基づく圧電素子３の起電力曲線（起電力状態）ＶＲを例示している。ここで、横軸は時間ｔ、縦軸は起電力Ｖfである。起電力曲線ＶＲは、圧力室２１内の液体Ｆに由来する液の振動板１１への入り込みが少ない場合を示している。液体Ｆに由来する液が隙間ＣＬ１に多く入り込むと、起電力曲線がＶＲからずれる。そこで、振動板１１の液の染み出し状態が設定重量内の液滴が噴射される許容範囲内であるか否かの上限曲線ＶＵ及び下限曲線ＶＬを設定すれば、上限曲線ＶＵと下限曲線ＶＬとの間を所定の許容範囲ＡＲ１にすることができる。
【００６７】
図１０（ｃ）は、振動板１１の残留振動に基づく圧電素子３の起電力状態に基づいたタイミングで照射部Ｌ１から光を振動板１１に照射する処理を例示している。処理が開始されると、制御部２０１は、ノズル６２から液体Ｆを噴射するための評価パルスＳＧ２を制御回路基板９１から圧電素子３に供給させ、この評価パルスＳＧ２の供給後に生じる振動板１１の残留振動に基づく圧電素子３の検出部ＤＥ１による検出起電力の経時変化（起電力曲線）を取得する（Ｓ１１２）。Ｓ１１４では、検出起電力の経時変化が許容範囲ＡＲ１から外れたか否かを判断する。条件不成立時は、液漏れが許容範囲内であるので、光照射を行わない。一方、条件成立時は、液漏れが許容範囲外であるので、照射部Ｌ１から光を照射する（Ｓ１１６）。これにより、振動板１１に浸入した液体Ｆの成分が硬化し、液の振動板１１を通る染み出しが抑制される。
なお、振動板の残留振動に基づく圧電素子の起電力状態の代わりに振動板の固有振動周期に基づく圧電素子の起電力状態を検出し、この起電力状態に基づいたタイミングで光を照射する処理を行ってもよい。
【００６８】
以上説明したように、検出部ＤＥ１を用いる種々の液体噴射装置は、振動板１１からの液の染み出しを抑制することが可能な好適な例となる。
【００６９】
ところで、光照射は、ノズル６２から液体Ｆを噴射する動作をしていないときに行ってもよいが、駆動信号ＳＧ１を供給し振動板１１を振動させてノズル６２から液体Ｆを噴射する動作を実行しているときに行ってもよい。
【００７０】
図１１は、振動板１１が振動しているときの様子を模式的に例示している。この例の圧電素子３は、制御回路基板９１からの駆動電圧が”Ｌ”（ロー）である場合に撓みの少ない状態となり、前記駆動電圧が”Ｈ”（ハイ）である場合に撓みの多い状態となっている。この圧電素子３の変形により基材１２が圧力室２１側に撓むと、裏面１１ｂ側の隙間ＣＬ１が若干拡がる。駆動電圧”Ｈ”を繰り返し供給して基材１２を繰り返し撓ませると、隙間ＣＬ１が拡がったり狭まったりするので、液体Ｆに由来する液が隙間ＣＬ１に入り込み易くなる。また、繰り返しの撓みは圧力室２１に繰り返しの加圧と減圧も生じさせる。従って、振動板１１を振動させながら光を照射する例は、硬化状態である光硬化物質を含む充填剤１５を隙間ＣＬ１に充填する好適な例となる。圧電素子３の駆動信号は、液体を噴射するために行われる液体噴射ヘッド使用時の液体噴射用の駆動波形の信号でもよいし、該液体噴射用の駆動波形よりも低周波の波形信号など液体噴射ヘッド使用時の液体噴射用の駆動波形とは異なる専用の信号でもよい。
また、直流電圧”Ｈ”の印加を維持して図１１の下段に示す状態を保っても、隙間ＣＬ１が拡がっているため、液体Ｆに由来する液が隙間ＣＬ１に入り込み易くなる。
【００７１】
図１２（ａ）は、振動板１１を振動させているときに照射部Ｌ１から光を振動板１１に照射する処理を例示している。処理が開始されると、制御部２０１は、検出部ＤＥ１で検出された振動板１１の電気的状態を取得する（Ｓ１２２）。Ｓ１２４では、この電気的状態が許容範囲外であるか否かを判断する。条件不成立時は、光照射を行わない。一方、条件成立時は、ノズル６２から液体Ｆを噴射するための駆動信号ＳＧ１を制御回路基板９１から圧電素子３に供給させ（Ｓ１２６）、照射部Ｌ１から光を照射する（Ｓ１２８）。これにより、振動板１１が振動している間に振動板１１に浸入した液体Ｆの成分が硬化し、液の振動板１１を通る染み出しが好適に抑制される。
【００７２】
図１２（ｂ）は、振動板１１が振動する状態になったときに光を照射する処理を例示している。Ｓ１２２，Ｓ１２４，Ｓ１２８は、図１２（ａ）と同様である。Ｓ１２４で条件不成立時、制御部２０１は、制御回路基板９１から圧電素子３に駆動信号ＳＧ１を供給している状態であるか否かを判断する（Ｓ１３２）。駆動信号ＳＧ１を供給している状態でない場合、Ｓ１３２の処理を繰り返す。駆動信号ＳＧ１を供給している状態である場合、制御部２０１は、照射部Ｌ１から光を照射する（Ｓ１２８）。この例も、液漏れが抑制される好適な例となる。
【００７３】
なお、光照射を行うと、振動板に浸入した液体の成分の硬化により振動板の硬さ等が変化する。そこで、Ｓ１２６，Ｓ１３２等の処理時に駆動信号を供給するとき、浸入した液体の成分の硬化状況に応じて駆動信号を調整してもよい。この処理は、例えば、硬化回数、硬化時間、振動板の電気抵抗や残留振動や固有振動周期といった電気的状態、等に基づいて駆動信号の電圧や周波数等を調整することにより行うことができる。硬化状況に応じて駆動信号を調整する例も、液漏れが抑制される好適な例となる。
【００７４】
一方、図１２（ｃ）に示すように、振動板１１の電気的状態と関係無く光照射を行ってもよい。処理が開始されると、制御部２０１は、光を照射するタイミングであるか否かを判断する（Ｓ１４２）。光照射タイミングは、定期的でもよいし、液体噴射ヘッドの温度に応じて変わる期間毎などでもよい。条件不成立時は、光照射を行わない。一方、条件成立時は、照射部Ｌ１から光を照射する（Ｓ１４４）。この例も、液漏れが抑制される好適な例となる。
【００７５】
ところで、図１３（ａ）〜（ｃ）に示すように、圧力室２１の光硬化性液体Ｆ０を排出してから光照射を行ってもよい。この光硬化性液体Ｆ０は、ノズルから噴射するインク等の液体Ｆでもよいし、この液体Ｆとは異なる液状光硬化性樹脂等の液体でもよい。液状光硬化性樹脂には、ＵＶ硬化性イミド樹脂やＵＶ硬化性シリコーン樹脂やＵＶ硬化性アクリル樹脂といったＵＶ照射により硬化するＵＶ硬化性樹脂、可視光線照射により硬化する光硬化性樹脂、等の一種以上を用いることができる。
【００７６】
光照射前には、図１３（ａ）に示すように、圧力室２１に光硬化性液体Ｆ０が導入されている状態にしておく。むろん、光硬化性液体Ｆ０がノズルから噴射するインク等の液体Ｆであれば光硬化性液体Ｆ０を導入するための特別な処理は必要とせず、光硬化性液体Ｆ０が液体Ｆでなければ後述する図１４（ａ）のＳ２０２の光硬化性液体供給処理等を行って光硬化性液体Ｆ０を導入すればよい。次に、図１３（ｂ）に示すように、圧力室２１から光硬化性液体Ｆ０を排除する。この処理には、後述する図１４（ａ）のＳ２０６の通常時液体供給処理、ノズルから噴射するインク等の液体Ｆとは異なる液体を圧力室２１に導入する処理、空気を圧力室２１に導入する処理、等が含まれる。その後、図１３（ｃ）に示すように、照射部Ｌ１から振動板１１に光を照射する。
【００７７】
圧力室２１内の光硬化性液体が排除された後に光照射が行われることにより、圧力室２１内で液体が硬化することが抑制される。従って、上記の例は、液漏れが抑制される好適な例となる。
【００７８】
例えば、ノズルから噴射するインク等の液体Ｆ（第一の液体）が光硬化性でない場合、圧力室２１内を液体Ｆから液状光硬化性樹脂等の光硬化性液体（第二の液体）に入れ替えて光硬化性液体を振動板１１に含浸させた後に照射部Ｌ１から光を照射してもよい。
【００７９】
図１４（ａ）は、図９（ｄ）のＳ１０６や図１０（ｃ）のＳ１１６や図１２（ｃ）のＳ１４４の代わりに実行可能な補修処理を例示している。光照射を行う条件が成立すると、制御部２０１は、圧力室２１内の液体Ｆを光硬化性液体に入れ替える光硬化性液体供給処理を行う（Ｓ２０２）。例えば、ユーザーが記録ヘッドユニット２１０からインクカートリッジ（液体カートリッジ）２２０を取り外して光硬化性液体のカートリッジを記録ヘッドユニット２１０に取り付けた後、液体を噴射させる駆動信号ＳＧ１を繰り返し圧電素子３に供給する処理を行えばよい。Ｓ２０２の実行部は、圧力室２１から第一の液体（Ｆ）を排除する排除制御部である。
Ｓ２０４では、圧力室２１内の光硬化性液体を振動板１１に含浸させる処理を行う。この処理は、Ｓ２０２の処理の後に時間をおく処理でもよいし、液体噴射装置に設けた負圧機構で振動板表面１１ａを負圧にする処理や振動板１１を振動させる処理でもよい。
【００８０】
Ｓ２０６では、圧力室２１内の光硬化性液体を液体Ｆに入れ替える通常時液体供給処理を行う。例えば、ユーザーが記録ヘッドユニット２１０から光硬化性液体のカートリッジを取り外してカートリッジ２２０を記録ヘッドユニット２１０に取り付けた後、液体を噴射させる駆動信号ＳＧ１を繰り返し圧電素子３に供給する処理を行えばよい。Ｓ２０６の実行部は、光照射前に第一の液体（Ｆ）を圧力室２１に導入する導入制御部である。
Ｓ２０８では、照射部Ｌ１から光を照射する。Ｓ２０４，Ｓ２０８の実行部は、圧力室２１に光硬化性の第二の液体を導入した後に光を照射部Ｌ１に照射させる照射制御部である。
【００８１】
以上の処理により、振動板１１に含浸した光硬化性液体が照射部Ｌ１からの照射光で硬化する。また、Ｓ２０６で圧力室２１内の光硬化性液体が排除された後に光照射が行われるので、圧力室２１内の液体が硬化することが抑制される。従って、上記の例は、液漏れが抑制される好適な例となる。
なお、Ｓ２０６の処理とＳ２０８の処理を入れ替えると、圧力室２１内に光硬化性液体が残るものの、振動板１１に含浸した光硬化性液体が硬化して液漏れを抑制する効果が得られる。この場合、Ｓ２０６の実行部は、光照射後に第一の液体（Ｆ）を圧力室２１に導入する導入制御部となる。
【００８２】
更に、インク等の液体Ｆの流路と光硬化性液体の流路とを切り替える部位を液体噴射装置２００に設けてもよい。
図１４（ｂ）は、圧力室２１に第一の液体（Ｆ）を導入するか光硬化性の第二の液体を導入するかを切り替えるための流路切替部ＳＷ１を設けた液体噴射装置２００を模式的に例示するブロック図である。この液体噴射装置２００は、共通流路Ｆ２を介して封止プレート４０の液体導入孔４３に流路切替部ＳＷ１が接続され、この流路切替部ＳＷ１の一方の流入部に流路Ｆ３を介してカートリッジ２２０が接続され、流路切替部ＳＷ１の他方の流入部に流路Ｆ４を介して光硬化性液体のカートリッジＦ１１が接続されている。
【００８３】
図１４（ｂ）に示す液体噴射装置２００で行われる補修処理は、例えば、図１４（ａ）で示したフローチャートに従って行うことができる。光照射を行う条件が成立すると、制御部２０１は、流路切替部ＳＷ１を光硬化性液体のカートリッジの流路Ｆ４側に切り替える制御を行い、圧力室２１内の液体Ｆを光硬化性液体に入れ替える光硬化性液体供給処理を行う（Ｓ２０２）。Ｓ２０２の実行部は、流路切替部ＳＷ１を第二の液体側にして該第二の液体を圧力室２１に導入するとともに圧力室２１から第一の液体（Ｆ）を排除する排除制御部である。Ｓ２０４では、圧力室２１内の光硬化性液体を振動板１１に含浸させる処理を行う。Ｓ２０６では、流路切替部ＳＷ１をインクカートリッジの流路Ｆ３側に切り替える制御を行い、圧力室２１内の光硬化性液体を液体Ｆに入れ替える通常時液体供給処理を行う。Ｓ２０６の実行部は、流路切替部ＳＷ１を第一の液体（Ｆ）側にして該第一の液体（Ｆ）を圧力室２１に導入するとともに圧力室２１から第二の液体を排除する導入制御部である。Ｓ２０８では、照射部Ｌ１から光を照射する。
以上の処理により、振動板１１に含浸した光硬化性液体が照射部Ｌ１からの照射光で硬化する。また、カートリッジの交換作業が不要になるので、上記の例は、液漏れが抑制される好適な例となる。
【００８４】
なお、振動板の表面１１ａ側から光を照射する場合、振動板の裏面１１ｂ側における光硬化性液体が硬化していない一方、振動板の表面１１ａ側における光硬化性液体が硬化していることがある。この場合、図１５（ａ）に例示するように光硬化物質の濃度分布が表面１１ａ側に偏ることがある。なお、図１５（ａ），（ｂ）において、横軸は振動板の厚み方向Ｄ１における位置を表し、縦軸は前記位置による光硬化物質の濃度を表す。濃度分布はあくまでも例示であり、必ずしもこのような特性になるとは限らない。例えば、振動板の裏面１１ｂ側が硬化できておらず、振動板の途中（１１ｂと１１ａの間）で光硬化物質の濃度が０になる可能性もある。
【００８５】
光硬化物質の濃度は、振動板の単位体積当たりの光硬化物質の重量等で表される。ここで、表面１１ａと裏面１１ｂとの中点から裏面（第一の面）１１ｂまでの光硬化物質濃度の相加平均を平均濃度Ｃｂ、中点から表面（第二の面）１１ａまでの光硬化物質濃度の相加平均を平均濃度Ｃａとする。第一の面（１１ｂ）側における光硬化物質の存在比Ｒ１は、Ｒ１＝Ｃｂ／（Ｃａ＋Ｃｂ）となる。第二の面（１１ａ）側における光硬化物質の存在比Ｒ２は、Ｒ２＝Ｃａ／（Ｃａ＋Ｃｂ）となる。なお、中点よりも裏面１１ｂ寄りの位置から裏面１１ｂまでの光硬化物質濃度の相加平均を平均濃度Ｃｂとし、中点よりも表面１１ａ寄りの位置から表面１１ａまでの光硬化物質濃度の相加平均を平均濃度Ｃａとしてもよい。
これらの場合、Ｒ１＜Ｒ２となる。このような光硬化物質濃度分布の振動板を有する液体噴射ヘッドは、液漏れを抑制可能な好適な例である。
【００８６】
一方、振動板１１の裏面１１ｂ側から光硬化性液体を含浸させて光を照射すると、図１５（ｂ）に例示するように、光硬化物質の濃度分布が振動板の裏面１１ｂ側に偏ることがある。むろん、濃度分布はあくまでも例示であり、直線状の特性になるとは限らない。
上記の場合、Ｒ１＞Ｒ２となる。このような光硬化物質濃度分布の振動板を有する液体噴射ヘッドも、液漏れを抑制可能な好適な例である。
【００８７】
なお、上述した処理は、液体噴射装置の製造工程で行うことも可能である。従って、本技術は、圧力室２１に光硬化性の液体を導入する光硬化性液体導入工程と、光を振動板１１に照射して振動板１１に含まれる光硬化性の液体を硬化させる照射工程と、を含む、液体噴射ヘッド等の製造方法の態様を有する。例えば、光硬化性液体導入工程は図１４（ａ）のＳ２０２に対応し、照射工程は図１４（ａ）のＳ２０８に対応する。照射工程には液体噴射装置外の照射部を使用することができるので、液体噴射装置に照射部Ｌ１は無くてもよい。光硬化性の液体は、通常時にノズル６２から噴射される液体でもよい。従って、製造工程において、圧力室２１に液体Ｆを導入し（光硬化性液体導入工程）、図９，９，１１のＳ１０６，Ｓ１１６，Ｓ１２８，Ｓ１４４等で液体Ｆを硬化させる光を振動板１１に照射して振動板１１に含まれる光硬化性の液体を硬化させてもよい（照射工程）。
上記態様は、振動板からの液の染み出しを抑制することが可能な液体噴射ヘッド等を提供することができる。
【００８８】
（４）応用、その他：
本発明は、種々の変形例が考えられる。
例えば、記録装置は、印刷中に液体噴射ヘッドが移動しないように固定されて、記録シートを移動させるだけで印刷を行ういわゆるラインヘッド型のプリンターでもよい。
流体噴射ヘッドから吐出される液体は、液体噴射ヘッドから吐出可能な材料であればよく、染料等が溶媒に溶解した溶液、顔料や金属粒子といった固形粒子が分散媒に分散したゾル、等の流体が含まれる。このような流体には、インク、液晶、等が含まれる。液体噴射ヘッドは、プリンターといった画像記録装置の他、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造装置、有機ＥＬディスプレーやＦＥＤ（電解放出ディスプレー）等の電極の製造装置、バイオチップ製造装置、等に搭載可能である。
圧力室に圧力を与えるための圧電素子は、図３（ａ），（ｂ）で示したような薄膜型に限定されず、圧電材料と電極材料とを交互に積層させた積層型、縦振動させて各圧力室に圧力変化を与える縦振動型、等でもよい。また、圧電アクチュエーターは、発熱素子の発熱で生じる気泡によってノズルから液滴を噴射させるアクチュエーター、振動板と電極との間に発生させた静電気によって振動板を変形させてノズルから液滴を噴射させるいわゆる静電式アクチュエーター、等でもよい。更には、そのほかの様々な流路ユニットに適用することができる。
【００８９】
振動板は、液体流路を形成するスペーサー部や接続部とは別に焼成されて形成されてからスペーサー部に接合されてもよい。スペーサー部や接続部は、金属、合成樹脂、等、セラミック製でなくてもよい。また、振動板がセラミック製でなくても、本発明を適用可能である。
【００９０】
（５）結び：
以上説明したように、本発明によると、種々の態様により、振動板からの液の染み出しを抑制することが可能な技術等を提供することができる。むろん、従属請求項に係る構成要件を有しておらず独立請求項に係る構成要件のみからなる技術等でも、上述した基本的な作用、効果が得られる。
また、上述した実施形態及び変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術並びに上述した実施形態及び変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も実施可能である。本発明は、これらの構成等も含まれる。
【符号の説明】
【００９１】
１…液体噴射ヘッド、３…圧電素子（圧力発生部）、１０…振動板部、１１…振動板、１１ａ…表面（第二の面）、１１ｂ…裏面（第一の面）、１２…基材、１２ｃ…内部、１３…粒子、１５…光硬化物質を含む充填剤、２０…スペーサー部、２１…圧力室、３０…接続部、３１…供給孔、３２…ノズル連通孔、４０…封止プレート、５０…リザーバープレート、５１…リザーバー、６０…ノズルプレート、６２…ノズル、１００…前駆体、１０１…流路ユニット本体、２００…液体噴射装置、２０１…制御部、ＡＲ１…許容範囲、ＣＬ１…隙間、Ｄ１…厚み方向、ＤＥ１…検出部、Ｆ…液体、Ｆ０…光硬化性液体、Ｆ１…液体流路、Ｆ１１…光硬化性液体（第二の液体）のカートリッジ、Ｌ１…照射部、Ｌ２…光源、Ｌ３…誘導部、ＬＭ１〜ＬＭ３…ミラー、ＳＧ１…駆動信号、ＳＧ２…評価パルス、ＳＷ１…流路切替部、Ｕ０…流路ユニット。
【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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