(57)【要約】【課題】多数のインク導入出口を必要とせずにインク循環が可能であり、かつ組み立てが容易であって、さらに気泡除去性能の優れたインクジェットヘッドを提供する。【解決手段】共通インク室３を第１共通インク室３ａと第２共通インク室３ｂとに分割するようにノズルプレート２における複数のインク吐出口２ａの配列方向に沿って設けられると共に、第１共通インク室３ａと第２共通インク室３ｂとを連通し、かつインクを吐出するための圧力室１１となる複数の第１溝と、第１溝よりも側方にそれぞれ形成されて該第１溝よりも深い第２溝とを有する圧電体素子１０を備えている。ノズルプレート２は、第１溝及び第２溝を塞ぐように圧電体素子１０及びマニホールド部材２０に固着されている。マニホールド部材２０には、第１共通インク室３ａへの１個のインク供給口４と、第２共通インク室３ｂへの１個のインク排出口５とが設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のインク吐出口を有するノズルプレートとマニホールド部材とを備え、これらノズルプレート及びマニホールド部材に囲まれたインク室内にインクがインク供給口から導入されインク吐出口から下方に吐出されるインクジェットヘッドにおいて、
上記インク室を第１インク室と第２インク室とに分割するように上記ノズルプレートにおける複数のインク吐出口の配列方向に沿って設けられると共に、上記第１インク室と第２インク室とを連通し、かつ該ノズルプレートにおける複数のインク吐出口の配設位置に対応する位置にそれぞれ配設されてインクを吐出するための圧力室となる複数の第１溝と、上記第１インク室と第２インク室とを連通し、かつ上記複数の第１溝における両側端の第１溝よりも側方にそれぞれ形成されて該第１溝よりも深い第２溝とを有する圧電体素子を備えていると共に、
上記ノズルプレートは、上記第１溝及び第２溝を塞ぐように圧電体素子及びマニホールド部材に固着されており、
上記マニホールド部材には、第１インク室にインクを供給する１個の上記インク供給口と、上記第２インク室にインクを排出する１個のインク排出口とが設けられていることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記マニホールド部材は、前記圧電体素子における両側に形成された第２溝の外側部分でそれぞれ接着されて圧電体素子に固定されていることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記マニホールド部材と圧電体素子とは、線膨張係数が異なっていることを特徴とする請求項２記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記インク室におけるノズルプレートに対向する底面の位置が、前記圧電体素子における第２溝の底面の位置よりも深いことを特徴とする請求項１，２又は３記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記ノズルプレートは、前記圧電体素子とマニホールド部材との両方に固着されていると共に、
上記マニホールド部材は、上記圧電体素子を囲む略コの字型断面を有し、該略コの字型断面の中空部に前記第１溝及び第２溝の第１インク室及び第２インク室への開口を含むように該略コの字型断面における内壁の接着領域にて圧電体素子に固着されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記第１インク室及び第２インク室を形成する圧電体素子の側壁面と該側壁面に対向するマニホールド部材の対向壁面との距離は、圧電体素子に配設された複数の第１溝における配設方向の中央位置が最も大きく、かつ該中央位置から遠ざかるに伴って小さくなっていると共に、
前記インク供給口及びインク排出口は、上記マニホールド部材における、上記圧電体素子の側壁面と該側壁面に対向するマニホールド部材の対向壁面との距離が最も大きくなっている部分に設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記インクは、微粒子を含むと共に、
前記圧電体素子に形成された第２溝の流路抵抗は、該圧電体素子に形成された第１溝の流路抵抗よりも小さいことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項８】
前記圧電体素子における複数の第１溝の配設方向に沿う該圧電体素子の側壁面とマニホールド部材との間の接合面にはパッキンが設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小液滴を任意に吐出制御可能なインクジェットヘッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット技術は、近年、従来の紙メディアへのプリント用途だけでなく、電子機器等の生産技術として用いられつつある。産業用では特に、吐出されるインクはさらに高粘度で速乾性のものが用いられ、また、インク中に機能性微粒子を含有させる等が行われている。
【０００３】
そのような中で、インクジェットヘッドは、インクを吐出する圧力室内のインクが常に往来又は循環できる構造に形成することによって、インク温度を調整してインク粘度を制御可能にしたり、流路内でのインクが滞留して粘度増加することを防いだり、微粒子の凝集や局所滞留を防止したりするようにしている。
【０００４】
具体的には、インクを吐出する圧力室においてインクを往来させることが可能なヘッド構造のインクジェットヘッドでは、例えば特許文献１〜特許文献３に開示されているように、圧力室の両側に共通インク室が設けられていることが一般的であり、共通インク室及び圧力室にて気泡が残留しないような工夫がなされている。
【０００５】
例えば、上記特許文献１では、図２１に示すように、２つの共通インク室１１０・１２０の両端に各２個のインク導入口１１１・１１２及びインク導入口１２１・１２２をそれぞれ設け、計４個のインク導入口１１１・１１２・１２１・１２２に対してポンプ１３１・１３２又は電磁弁１４１・１４２を設置することによって、インクの流れを任意に制御し、気泡の噛みこみを防ぐ技術が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２では、特許文献１と同様に、図２２に示すように、２つの共通インク室２１０・２２０の両端にインク導入口２１１・２１２及びインク導入口２２１・２２２をそれぞれ設けると共に、共通インク室２１０・２２０を細長円錐台形状に形成することにより、共通インク室２１０・２２０における２つのインク導入口２１１・２１２及びインク導入口２２１・２２２の間で流路抵抗に差を持たせることによって、さらなる気泡の噛みこみを防止する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平６−１８３０２９号公報（１９９４年７月５日公開）
【特許文献２】特開平６−１４３６０１号公報（１９９４年５月２４日公開）
【特許文献３】特開平６−１４３６０２号公報（１９９４年５月２４日公開）
【特許文献４】特開２００８−２７９７１１号公報（２００８年１１月２０日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の特許文献１及び特許文献２に開示されている技術は、いずれも、２つの共通インク室の間を複数の圧力室だけで連結しており、共通インク室に導入するインクの流れを制御することによって気泡の噛みこみを低減しようとするものであるが、インク導入口数が多くなることにより、制御バルブ等が多数化し、装置が大型化・コストアップしてしまう課題があった。
【０００９】
そこで、特許文献３では、図２３（ａ）に示すように、２つの共通インク室３１０・３２０を一端で連結し他端のそれぞれにインク導入出口３１１・３２１を設けたり、図２３（ｂ）に示すように、２つの共通インク室３３０・３４０の両端を連結し各々の共通インク室３３０・３４０の略中央にインク導入出口３３１・３４１を設けたりすることによって、少ないインク導入出口にて気泡の噛みこみを抑えたヘッド構造が提案されている。
【００１０】
しかしながら、特許文献３に開示されたヘッド構造は、共通インク室を含む複雑な形状のフレームに、隔離版、スペーサ及びノズルプレートを積層した構造であり、各部材の間を接着又は封止する必要があることから、工程が複雑でありかつ接着剤又は封止剤が圧力室又はノズル孔を埋めてしまい、生産性に課題を有していた。また、各部材を高精度に加工しなければならず、コストアップにつながっていた。
【００１１】
一方、出願人らは、特許文献４において、内部でのインクの循環を行い易く、かつ微粒子含有インクの使用に適したインクジェットヘッドを安価に得るために、図２４に示すように、圧電体素子４１０にインク溝４０１…を形成し、インクを導入するためのマニホールド部材４２０を圧電体素子４１０の両側から接着するインクジェット構造を提案している。
【００１２】
しかしながら、この構造によって、ヘッド構造は簡素化されるが、インク充填を慎重に行わないと、共通インク室４３０・４３０内に気泡が残ってしまう場合があり、気泡排出性の観点から、さらなる改善が求められていた。
【００１３】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、多数のインク導入出口を必要とせずにインク循環が可能であり、かつ組み立てが容易であって、さらに気泡除去性能の優れたインクジェットヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のインクジェットヘッドは、上記課題を解決するために、複数のインク吐出口を有するノズルプレートとマニホールド部材とを備え、これらノズルプレート及びマニホールド部材に囲まれたインク室内にインクがインク供給口から導入されインク吐出口から下方に吐出されるインクジェットヘッドにおいて、上記インク室を第１インク室と第２インク室とに分割するように上記ノズルプレートにおける複数のインク吐出口の配列方向に沿って設けられると共に、上記第１インク室と第２インク室とを連通し、かつ該ノズルプレートにおける複数のインク吐出口の配設位置に対応する位置にそれぞれ配設されてインクを吐出するための圧力室となる複数の第１溝と、上記第１インク室と第２インク室とを連通し、かつ上記複数の第１溝における両側端の第１溝よりも側方にそれぞれ形成されて該第１溝よりも深い第２溝とを有する圧電体素子を備えていると共に、上記ノズルプレートは、上記第１溝及び第２溝を塞ぐように圧電体素子及びマニホールド部材に固着されており、上記マニホールド部材には、第１インク室にインクを供給する１個の上記インク供給口と、上記第２インク室にインクを排出する１個のインク排出口とが設けられていることを特徴としている。
【００１５】
上記の発明によれば、インクジェットヘッドは、複数のインク吐出口を有するノズルプレートとマニホールド部材とを備え、これらノズルプレート及びマニホールド部材に囲まれたインク室内にインクがインク供給口から導入されインク吐出口から下方に吐出される。そして、インクジェットヘッドは、インク室を第１インク室と第２インク室とに分割するように上記ノズルプレートにおける複数のインク吐出口の配列方向に沿って設けられると共に、上記第１インク室と第２インク室とを連通し、かつ該ノズルプレートにおける複数のインク吐出口の配設位置に対応する位置にそれぞれ配設されてインクを吐出するための圧力室となる複数の第１溝を有する圧電体素子を備えている。
【００１６】
また、ノズルプレートは、第１溝を塞ぐように圧電体素子及びマニホールド部材に固着されており、上記マニホールド部材には、第１インク室にインクを供給する１個の上記インク供給口と、上記第２インク室にインクを排出する１個のインク排出口とが設けられている。
【００１７】
これにより、多数のインク導入出口を必要とせずにインク循環が可能であり、かつ組み立てが容易で安価に製造することができ、装置の大型化を防止し得るインクジェットヘッドを構成することができる。
【００１８】
ところで、このような構成のインクジェットヘッドにおいては、気泡除去性能が不十分であるという問題が残っている。
【００１９】
すなわち、例えば、第１インク室に気泡が入った場合、この気泡は、圧力室である複数の第１溝を通る。このため、ノズルプレートのインク吐出口又は第２インク室のインク排出口から排出されることになるが、ノズルプレートのインク吐出口から排出される場合には、インク吐出が一時的に不吐出となるので好ましくない。
【００２０】
ここで、第１インク室に気泡が入った場合、浮力の影響により、第１インク室の上部かつインク供給口から遠い部分に気泡が溜まり易い。
【００２１】
そこで、本発明では、圧電体素子は、第１インク室と第２インク室とを連通し、かつ複数の第１溝における両側端の第１溝よりも側方にそれぞれ形成されて該第１溝よりも深い第２溝とを有している。
【００２２】
これにより、第１インク室の上部かつインク供給口から遠い部分に気泡が溜まった気泡は、複数の第１溝における両側端の第１溝よりも側方にそれぞれ形成されて該第１溝よりも深い第２溝を通って、第２インク室に移動し、インク排出口から排出される。すなわち、第２溝は圧力室である第１溝よりも深いので、気泡は浮力の影響により第１溝に導入されることなく、第２溝に導入される。このため、気泡を容易かつインク吐出に悪影響を及ぼすことなく排出することができる。
【００２３】
したがって、多数のインク導入出口を必要とせずにインク循環が可能であり、かつ組み立てが容易であって、さらに気泡除去性能の優れたインクジェットヘッドを提供することができる。
【００２４】
本発明のインクジェットヘッドでは、前記マニホールド部材は、前記圧電体素子における両側に形成された第２溝の外側部分でそれぞれ接着されて圧電体素子に固定されていることが好ましい。
【００２５】
これにより、マニホールド部材と圧電体素子とを接着する際の余剰な接着剤は、インクを吐出しない深い第２溝に留まり、圧力室となる第１溝まで到達することがなくなる。したがって、インクジェットヘッドの製造がさらに容易となり、歩留りが向上する。
【００２６】
本発明のインクジェットヘッドでは、前記マニホールド部材と圧電体素子とは、線膨張係数が異なっていることが可能である。
【００２７】
すなわち、本発明では、圧力室となる複数の第１溝の両脇に深い第２溝が形成されている。このため、互いに接着される圧電体素子とマニホールド部材との間に線膨張係数の違いがあっても、本発明では、その熱変形応力は圧電体素子に形成された深い第３溝が撓むことによって、吸収される。
【００２８】
この結果、圧力室となる複数の第１溝に応力を与える恐れが少なくなり、インク吐出性能が安定化する。また、マニホールド部材の構成材料を、圧電体素子の線膨張係数に合わせる必要がないため、複雑なインク流路を備えるマニホールド部材を成形や切削加工性の良い樹脂材料を用いて安価に製造することが可能となる。
【００２９】
本発明のインクジェットヘッドでは、前記インク室におけるノズルプレートに対向する底面の位置が、前記圧電体素子における第２溝の底面の位置よりも深いことが好ましい。
【００３０】
これにより、浮力を利用して、第２溝の底面で気泡は残存することなくインク室側に排出され易くなっている。この結果、インク流の主要流路である第２溝に気泡が溜まり難いため、第２溝に残った気泡がインク流に乗ってきた微小な気泡と結合して大きな気泡に成長し、インク吐出動作中に不意にインク室に排出されることを防ぐことができる。
【００３１】
また、インク流の主要流路である両脇の第２溝の片側に気泡が残ってしまい、第２溝のインク流動性に差異が生じることによるインク室の気泡除去性能を低下させることを防ぐことが可能となる。
【００３２】
本発明のインクジェットヘッドでは、前記ノズルプレートは、前記圧電体素子とマニホールド部材との両方に固着されていると共に、上記マニホールド部材は、上記圧電体素子を囲む略コの字型断面を有し、該略コの字型断面の中空部に前記第１溝及び第２溝の第１インク室及び第２インク室への開口を含むように該略コの字型断面における内壁の接着領域にて圧電体素子に固着されていることが好ましい。
【００３３】
これにより、圧電体素子、マニホールド部材及びノズルプレートを固着することによって、インク流路を構成することができ、パッキン等の中間部材を用いることがないので、部品点数が少ない安価で組み上げ性が容易なインクジェットヘッドを得ることが可能となる。
【００３４】
特に、マニホールド部材とノズルプレートとの隙間、及びマニホールド部材と圧電体素子との隙間に接着剤を用いて封止する場合に、第２溝を有することによって、まず第２溝に余剰な接着剤が入り込むため、圧力室である第１溝に接着剤が流れ込むことがなく、歩留り良くインクジェットヘッドを生産することが可能となる。
【００３５】
本発明のインクジェットヘッドでは、前記第１インク室及び第２インク室を形成する圧電体素子の側壁面と該側壁面に対向するマニホールド部材の対向壁面との距離は、圧電体素子に配設された複数の第１溝における配設方向の中央位置が最も大きく、かつ該中央位置から遠ざかるに伴って小さくなっていると共に、前記インク供給口及びインク排出口は、上記マニホールド部材における、上記圧電体素子の側壁面と該側壁面に対向するマニホールド部材の対向壁面との距離が最も大きくなっている部分に設けられていることが好ましい。
【００３６】
これにより、インク室内において、液体からなるインクに対して流動粘度の小さい気体である気泡は第２溝側の狭い領域側に優先的に移動し易くなると共に、インク室の両端側に移動した気泡は、第２溝を経由して排出され易くなる。この結果、インク室に気泡が残り難くなる。
【００３７】
ところで、インクが微粒子を含んでいる場合、インクに含まれる微粒子の中で、大きな粒径のものほど沈降し易く、また、インク吐出口を目詰まりさせる可能性が高い。そして、表面積が大きい大粒径の微粒子はインクとの動粘度性により流路抵抗の大きい部分を通過し難い。
【００３８】
そこで、本発明のインクジェットヘッドでは、前記インクは微粒子を含むと共に、前記圧電体素子に形成された第２溝の流路抵抗は、該圧電体素子に形成された第１溝の流路抵抗よりも小さいことが好ましい。
【００３９】
この結果、圧力室である第１溝の近傍におけるインク室に沈降した微粒子は、第１溝に導かれるよりも、インク室の両端側へのインクの流れに沿って移動し、流路抵抗の小さい第２溝に導かれ易くなる。
【００４０】
したがって、インク吐出口の目詰まりの原因となる大粒径の微粒子がインクを吐出する圧力室である第１溝に入り難くなり、目詰まりが発生し難くなる。
【００４１】
本発明のインクジェットヘッドでは、前記圧電体素子における複数の第１溝の配設方向に沿う該圧電体素子の側壁面とマニホールド部材との間の接合面にはパッキンが設けられていることが好ましい。
【００４２】
これにより、マニホールド部材と圧電体素子との固着においては、圧電体素子の第２溝の両外部だけを接着封止すれば良く、余剰な接着剤を圧力室である第１溝に充填させないようにすることができる。
【発明の効果】
【００４３】
本発明のインクジェットヘッドは、以上のように、インク室を第１インク室と第２インク室とに分割するように上記ノズルプレートにおける複数のインク吐出口の配列方向に沿って設けられると共に、上記第１インク室と第２インク室とを連通し、かつ該ノズルプレートにおける複数のインク吐出口の配設位置に対応する位置にそれぞれ配設されてインクを吐出するための圧力室となる複数の第１溝と、上記第１インク室と第２インク室とを連通し、かつ上記複数の第１溝における両側端の第１溝よりも側方にそれぞれ形成されて該第１溝よりも深い第２溝とを有する圧電体素子を備えていると共に、上記ノズルプレートは、上記第１溝及び第２溝を塞ぐように圧電体素子及びマニホールド部材に固着されており、上記マニホールド部材には、第１インク室にインクを供給する１個の上記インク供給口と、上記第２インク室にインクを排出する１個のインク排出口とが設けられているものである。
【００４４】
それゆえ、多数のインク導入出口を必要とせずにインク循環が可能であり、かつ組み立てが容易であって、さらに気泡除去性能の優れたインクジェットヘッドを提供するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明におけるインクジェットヘッドの実施の一形態を示す分解斜視図である。
【図２】上記インクジェットヘッドの構成を示す斜視図である。
【図３】上記インクジェットヘッドのインク供給系システムを示すブロック図である。
【図４】上記インクジェットヘッドにおける圧電基板の構成を示す斜視図である。
【図５】上記インクジェットヘッドにおける圧電体ブロックの構成を示す斜視図である。
【図６】上記インクジェットヘッドにおける圧電体素子の電極形成前の構成を示す斜視図である。
【図７】上記インクジェットヘッドにおける圧電体素子の電極形成後の構成を示す斜視図である。
【図８】上記インクジェットヘッドにおける圧電体素子の電極形成後にフレキシブル配線板を取り付けた構成を示す斜視図である。
【図９】上記インクジェットヘッドにおけるヘッド保持部材の構成を示す斜視図である。
【図１０】上記インクジェットヘッドにおける圧電体素子にヘッド保持部材を取り付けた構成を示す斜視図である。
【図１１】上記インクジェットヘッドにおける圧電体素子にヘッド保持部材を取り付けた後、ノズルプレートを取り付けた構成を示す斜視図である。
【図１２】上記インクジェットヘッドにおけるマニホールド部材の構成を示す斜視図である。
【図１３】上記インクジェットヘッドにおける圧電体素子にヘッド保持部材、ノズルプレート及びマニホールド部材を取り付けた構成を示す斜視図である。
【図１４】（ａ）〜（ｆ）は、上記気泡通過室を備えた本実施の形態のインクジェットヘッドにインクを充填する状況を示す模式図であり、左側は第１共通インク室側を示す一方、右側は第２共通インク室側を示している。
【図１５】（ａ）〜（ｆ）は、上記気泡通過室を備えない場合のインクジェットヘッドにインクを充填する状況を示す模式図であり、左側は第１共通インク室側を示す一方、右側は第２共通インク室側を示している。
【図１６】（ａ）は、上記気泡通過室を備えた本実施の形態のインクジェットヘッドにおける熱応力を示す模式図であり、（ｂ）は、上記気泡通過室を備えない場合のインクジェットヘッドにおける熱応力を示す模式図である。
【図１７】（ａ）は、気泡通過室の底面に対して共通インク室の底面が深い本実施の形態のインクジェットヘッドを示す断面図であり、（ｂ）は、気泡通過室の底面に対して共通インク室の底面が浅い場合のインクジェットヘッドを示す断面図である。
【図１８】（ａ）〜（ｄ）は、マニホールド部材の中央部が凹入りしている本実施の形態のインクジェットヘッドにおけるインク充填状況を示す平面図である。
【図１９】（ａ）〜（ｄ）は、マニホールド部材の中央部が凹入りしていない場合のインクジェットヘッドにおけるインク充填状況を示す平面図である。
【図２０】本発明におけるインクジェットヘッドの他の実施の形態を示す分解斜視図である。
【図２１】従来のインクジェットヘッドの構成を示すブロック図である。
【図２２】従来の他のインクジェットヘッドの構成を示すブロック図である。
【図２３】（ａ）（ｂ）は、従来のさらに他のインクジェットヘッドの構成を示すブロック図である。
【図２４】従来のさらに他のインクジェットヘッドの構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態について図１〜図１９に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
＜構造＞
本実施の形態のインクジェットヘッド１Ａの構造を、図１及び図２に基づいて説明する。図１は、上記インクジェットヘッド１Ａの全体構成を示す斜視図であり、図２はインクジェットヘッド１Ａの外観の形状を示す斜視図である。尚、図１及び図２においてはノズルプレート２が上側に記載されているが、使用に際しては、このインクジェットヘッド１Ａは、天地を逆にして使用される。
【００４７】
本実施の形態のインクジェットヘッド１Ａは、図１に示すように、複数のインク吐出口２ａ…を有するノズルプレート２と、第１マニホールド部材２０ａ及び第２マニホールド部材２０ｂからなるマニホールド部材２０とを備えている。これらノズルプレート２及びマニホールド部材２０に囲まれたインク室としての共通インク室３内にインクがインク供給口４から導入されインク吐出口２ａから吐出されるようになっており、余剰のインクは第２マニホールド部材２０ｂに形成されたインク排出口５から排出されるようになっている。
【００４８】
上記インクジェットヘッド１Ａには、共通インク室３を第１インク室としての第１共通インク室３ａと第２インク室としての第２共通インク室３ｂとに分割する位置に上記ノズルプレート２における複数のインク吐出口２ａ…の列に沿って設けられた圧電体素子１０が備えられている。この圧電体素子１０は、フレキシブル配線板６に接続されている。
【００４９】
上記圧電体素子１０の表面には、ノズルプレート２における複数のインク吐出口２ａ…の配設位置に対応する位置にそれぞれ配設されて第１共通インク室３ａと第２共通インク室３ｂとをそれぞれ連通する、複数の溝からなりインクを吐出するための第１溝としての圧力室１１…と、複数の圧力室１１…の両側端に形成されかつ該圧力室１１よりも深い凹部からなる第２溝としての気泡通過室１２・１２が形成されている。
【００５０】
上記ノズルプレート２は、圧力室１１…及び気泡通過室１２・１２における図１の上面を塞ぐように圧電体素子１０及びマニホールド部材２０に接着されている。
【００５１】
上記圧電体素子１０は、詳細には、図１において、紙面上下方向に分極処理がなされた後述する圧電基板１０Ａからなっていると共に、例えば深さ２００μｍ及び幅７０μｍの第１溝で構成された圧力室１１が略平行に複数配列されている。第１溝は、深さが均一であって、一方の第１共通インク室３ａに面する端部から他方の第２共通インク室３ｂに面する端部まで突っ切って形成されたものとなっている。また、複数配列した圧力室１１…群の両側には圧力室１１を構成する第１溝よりも深い第２溝で形成された気泡通過室１２・１２が形成されている。上記気泡通過室１２・１２を構成する第２溝は、例えば幅１００μｍ及び深さ９００μｍとなっている。
【００５２】
上記圧電体素子１０における圧力室１１を区画する後述する隔壁１３は、略中央の高さで分極方向が逆になるように貼り合わせられており、基体となる分極した圧電基板１０Ａに、溝深さの略半分の厚みの分極基板における分極方向を反転させて貼り合わせた後、ダイシング装置にて溝加工することによって得られるようになっている。
【００５３】
溝加工後に、銅又はアルミ等の金属性導電体をスパッタすることによって、溝側面及び底面に電極を形成し、上部を研磨して溝側面及び底面にのみそれぞれ独立した電極が残る。その後、溝側面及び底面の電極は、後述する電極引き出し構造により個別にフレキシブル配線板６に接続され、図示しない外部制御回路に導通し、隣接する溝側面の電位を任意に変えることが可能となる。圧電体で構成される壁間に電界を印加することによって、壁は変位振動しインクを吐出するためのエネルギーとなる。
【００５４】
尚、圧電体素子１０には、パラキシレン膜を蒸着法により全面に亘って成膜し、溝側面及び底面の電極、並びに後述する電極引き出し部１６の絶縁処理を施している。
【００５５】
上記第１マニホールド部材２０ａは、第１共通インク室３ａと、この第１共通インク室３ａへインクを導入するためのインク供給口４を有し、圧電体素子１０の一側面に接着されている。また、第２マニホールド部材２０ｂは、同様に、第２共通インク室３ｂとインク排出口５とを有し、圧電体素子１０の他側面に接続されている。第１共通インク室３ａ及び第２共通インク室３ｂは、いずれも複数の圧力室１１…及び２つの気泡通過室１２・１２の両方に流路として繋がっている。尚、第１共通インク室３ａ及び第２共通インク室３ｂは、深さが例えば１ｍｍの凹形状となっている。
【００５６】
上記ノズルプレート２には、例えば厚み５０μｍのポリイミドフィルムに圧力室１１と同ピッチで配列した直径２０μｍ程度のインク吐出口２ａが、エキシマレーザー加工を用いて形成されている。このノズルプレート２は、圧力室１１…、気泡通過室１２・１２、並びに第１共通インク室３ａ及び第２共通インク室３ｂを塞ぐような形で圧電体素子１０、及び第１マニホールド部材２０ａ及び第２マニホールド部材２０ｂの両方にエポキシ系接着剤を用いて接着される。これによって、図２に示すインクジェットヘッド１Ａが得られる。
【００５７】
次に、上記インクジェットヘッド１Ａにおけるインク流路及びインク供給系、メンテナンス系について、図３に基づいて説明する。図３は、インクジェットヘッド１Ａの流路、及びインク供給系、メンテナンス系を示す概略図である。
【００５８】
インクジェットヘッド１Ａは、通常、インクを下方向に吐出するために、図３に示すように、ノズルプレート２が下側になるように装置に取り付けられる。
【００５９】
図３において、インクタンク３１からインクジェットヘッド１Ａにインク充填する流れを簡単に説明すると、まず、イン側バルブ３２及びアウト側バルブ３３を開ける。このとき、回収タンク３４からインクタンク３１に送液するチューブポンプ３５は停止しておく。そして、回収タンク３４内を減圧させる回収タンク減圧ポンプ３６を動作させることによって、インクタンク３１内のインクは、第１マニホールド部材２０ａのインク供給口４を経由して、第１共通インク室３ａに入る。次いで、インクは、圧力室１１…及び図示しない気泡通過室１２・１２を通過して第２共通インク室３ｂ及びインク排出口５を経由して回収タンク３４に回収される。
【００６０】
次に、キャップ７を、インク吐出口２ａを覆うような形で当接させた上で、キャップ内吸引ポンプ３７を動作させて、圧力室１１からインク吐出口２ａを経由してインクを吸い出しながら、圧力室１１の微小な気泡を廃インクタンク３８に除去する。
【００６１】
インクが第１共通インク室３ａ、圧力室１１…、気泡通過室１２・１２、第２共通インク室３ｂに充填されると、インクはインクタンク３１からインクジェットヘッド１Ａを経由して回収タンク３４に常時流れる。そして、定期的にチューブポンプ３５を動作させることによって、回収タンク３４内のインクはインクタンク３１に戻される。このような構成をとることによって、インクは流路内の一箇所に留まることなく、常にインクの流れを形成することができる。
＜製造方法＞
次に、上記構成のインクジェットヘッド１Ａにおける製造方法について、図４〜図１３に基づいて説明する。図４はウエハ状態の圧電基板１０Ａを示す斜視図であり、図５は所定サイズに分断した圧電基板１０Ａが２つ分繋がった状態を示す斜視図である。また、図６は個別に分離した圧電体素子１０を示す斜視図であり、図７は電極引き出し部１６を形成した圧電体素子１０を示す斜視図であり、図８は圧電体素子１０にフレキシブル配線板６を接続した状態を示す斜視図である。さらに、図９はヘッド保持部材８の構成を示す斜視図であり、図１０は圧電体素子１０をヘッド保持部材８に固定した状態を示す斜視図であり、図１１は圧電体素子１０にノズルプレート２を接着した状態を示す斜視図であり、図１２はマニホールド部材２０の構成を示す斜視図であり、図１３は圧電体素子１０にノズルプレート２及びマニホールド部材２０が接着された状態を示す斜視図である。
【００６２】
（ウエハ状態の圧電基板を形成する工程）
まず、図４に示すように、圧電基板１０Ａを作製する。そのためには、図４に示すように、分極方向の異なる２枚のウエハ状態の所定分極圧電基板１０ａ・１０ｂを貼り合わせることにより、ウエハ状態の圧電基板１０Ａを得る。尚、この圧電基板１０Ａは他のセラミクス基板上に圧電基板１０Ａが貼り合わせられた基板でもよく、後述する溝加工により形成された隔壁１３が圧電体で構成されていればよい。
【００６３】
（複数のインク溝を形成する工程）
次に、上記圧電基板１０Ａに対して溝加工を行うことによって複数の圧力室１１…を形成する。この工程は、図４に示すように、一般的なダイシングマシンに使用されるダイシングブレード４１を繰返し走行させて第１溝を溝加工することによって行うことができる。１枚の圧電基板１０Ａは後に分割されて多数の圧電体素子１０となるものである。図４に示すように、第１溝の溝加工により形成される複数の圧力室１１…は、互いに平行に並んでおり、互いに平行に並ぶ複数の細長い隔壁１３によって隔てられている。圧力室１１は所定の幅と深さを有する細長い溝であればよく、溝加工は一直線状に行われる。
【００６４】
実際には、例えば、厚さ３ｍｍのウエハ状態の圧電基板１０Ａに対して幅７０μｍのダイシングブレード４１を用いて、１つの圧電体素子１０となるべき部分に深さ２００μｍの圧力室１１を１３４本加工する。
【００６５】
次に、ダイシングマシンによって、圧力室１１…群の両脇に、上記第１溝の溝加工と同様に、気泡通過室１２・１２となる例えば幅１００μｍ、深さ９００μｍの、第１溝よりも深い第２溝を加工する。
【００６６】
（電極を形成する工程）
次に、第１溝及び第２溝の溝加工を行ったウエハ状態の圧電基板１０Ａをダイシングブレード４１にて所定サイズに分割する。このときの所定サイズとは、図５に示すように、完成品の圧電体素子１０のサイズのものが２個繋がった圧電体ブロック１０Ｂのサイズとする。尚、図５において、Ｄ−Ｄ分割線が記載されているが、このＤ−Ｄ分割線は後ほど該Ｄ−Ｄ分割線にて切断することを意味しており、当初においては、該Ｄ−Ｄ分割線は存在していない。
【００６７】
続いて、圧電体ブロック１０Ｂにおける複数の圧力室１１…の内壁に導電体膜を形成することによって電極とする工程を行う。ここで形成する電極は、インクジェットヘッド１Ａの完成後に隔壁１３をシェアモードで駆動させるための電極である。尚、シェアモード駆動とは、圧電体素子１０を伸張や収縮変形ではなくせん断変形によってインクを射出する駆動方法をいう。
【００６８】
上記の電極は例えば銅の膜であり、図示しないＲＦ（Radio Frequency） マグネトロンスパッタ装置を用いて、スパッタリング法により成膜される。成膜により、電極は、隔壁１３の両側面のみならず、隔壁１３の上面、圧電体ブロック１０Ｂの側面及び上面も覆うように形成される。
【００６９】
次に、圧電体ブロック１０Ｂの上面に対して前記ダイシングブレード４１によって除去量が例えば１０μｍになるように研削することにより、圧電体ブロック１０Ｂの上面を覆う不要な電極を除去する。このとき、各隔壁１３における上面を覆っていた電極も同時に除去されるので、上から見た状態としては圧力室１１毎に電極が分離される。
【００７０】
圧電体ブロック１０Ｂの厚みは、以上の機械加工により、設定値±１０μｍ以下の厚み精度で加工することが可能である。
【００７１】
続いて、圧電体ブロック１０Ｂをダイシングブレード４１により、図５に示すＤ−Ｄ一点鎖線に示す位置で半分に切断し、図６に示すように、インクジェットヘッド１Ａにおける１つ分の圧電体素子１０のサイズにする。これにより、個別の圧電体素子１０が得られる。上記の切断により、圧電体素子１０の両端面のうち、切断によって生じた新たな端面には電極がないが、反対側の端面には電極がある状態となる。図６では、端面１４に電極があり、端面１５に電極がないものとする。この時点では、各圧力室１１内の電極同士は、この端面１４を覆う電極によって互いに導通した状態となっている。
【００７２】
ここで、上述したように、本実施の形態では、完成品における圧電体素子１０のサイズのものが２個繋がった圧電体ブロック１０Ｂ毎に電極成膜を行っているが、その理由は以下のとおりである。
【００７３】
すなわち、圧電体素子１０の側面に電極を形成するためには電極を形成したい圧電体素子１０の側面を露出させた状態で成膜する必要があるため、ウエハ状態の圧電基板１０Ａから、例えば圧電体素子１０の大きさに切断した状態で電極成膜を行うことが可能であるが、多数の圧電体素子１０の大きさに分断した状態での成膜は作業性が悪い。
【００７４】
ここで、圧電体素子１０の電極引き出し部は、圧電体素子１０の１側面に形成されていればよいため、上述したように、完成品における圧電体素子１０のサイズのものが２個繋がった圧電体ブロック１０Ｂの状態で電極成膜を実施し、後に中央部で分断することによって圧電体素子１０の１側面に電極が形成された状態を作り上げることが好ましい。これにより、個別の圧電体素子１０のサイズに分断した状態で電極成膜を行った場合に比較して１/２の作業量でよくなり、作業効率が向上する。
【００７５】
次に、図６において、端面１４が上向きになるように圧電体素子１０を固定し、前記ダイシングブレード４１によって、図７に示すように、端面１４における隔壁１３の中心線に対応する部分の電極をそれぞれ線状に研削除去する。こうすることによって、この時点で各圧力室１１内の電極は完全に個別に電気的に分離された状態となる。端面１４においては、圧力室１１に対応する部分では電極が研削除去されておらずに残っている。この残った電極が、電極引き出し部１６となる。尚、このような除去方法以外に、レーザにて端面１４の隔壁１３の中心線に対応する部分をそれぞれ線状にスキャンさせることによって、電極の除去加工を行うことも可能である。また、それ以外の方法として、例えば、フォトリソにより、エッチングを行う方法等が挙げられる。
【００７６】
続いて、図８に示すように、電極引き出し部１６に対して外部基板であるフレキシブル配線板６を図示しない異方性導電接着剤（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）を介して接続する。これにより、圧電体素子１０における各圧力室１１…の両側の隔壁１３に画像データに基づいた電圧を印加することが可能となり、外部からインクチャンネルを駆動することが可能となる。
【００７７】
ここで、圧電体素子１０の側面である端面１４・１５には、後述するヘッド保持部材８も接着固定されるため、電極引き出し部１６に対してフレキシブル配線板６は約１ｍｍ程度の接続幅で接続する必要がある。次に、フレキシブル配線板６と圧電体素子１０の端面１４とを接着剤にて接着補強する。
【００７８】
本実施の形態では、電極引き出し部１６が圧電体素子１０の端面１４に形成されており、インクジェットヘッドチップの投影面積を増加させない。この結果、圧電体素子１０は、インクを吐出させるために必要な駆動部分のみで構成することが可能となり、圧電体素子１０の取れ数を最大にすることが可能となり、コストダウンに貢献できる。尚、圧電体素子１０とフレキシブル配線板６との接続方法としては、上述の図示しない異方性導電接着剤（ＡＣＦ）を用いた接続方法以外にも、例えば、フレキシブル配線板６のリードを圧電体素子１０の電極引き出し部１６に直接接続する方法や、フレキシブル配線板６のリードを圧電体素子１０の電極引き出し部１６にワイヤボンディングする方法等がある。
【００７９】
次いで、圧電体素子１０の各圧力室１１…の内壁面に形成された電極を保護するために、図示しない電極保護膜を例えば約１０μｍの厚さで形成する。この電極保護膜は、その形成工程においては、圧電体素子１０及びフレキシブル配線板６の露出するあらゆる表面に付着するため、付着させる必要のないフレキシブル配線板６には予めマスキングテープ等でマスクすることによって、電極保護膜が付着しないようにしておく。
【００８０】
ここで、圧電体素子１０における有機保護膜の成膜に伴う洗浄工程、成膜工程等において、例えば、被成膜面を保持すると、ダストの付着や、汚染の問題が発生する。この問題を回避するために、被成膜面以外を保持して作業を行う必要があり、例えばフレキシブル配線板６を保持して作業を行う。しかしながら、フレキシブル配線板６における接続幅が狭く、かつ付着強度が弱いため、接続部分が剥離し、電気的な導通が得られなくなったり、接続抵抗のバラツキが生じたりする。
【００８１】
そこで、本実施の形態では、上述したように、フレキシブル配線板６と圧電体素子１０の端面１４とを接着剤にて接着補強することによって、有機保護膜の成膜に伴う洗浄工程、成膜工程等に耐え得る付着強度を得ることができる。また、フレキシブル配線板６を保持して作業を行うことによって、ダストの付着や汚染の問題を排除することができる。
【００８２】
さらに、電極引き出し部１６とフレキシブル配線板６との接続部分も有機保護膜が付着するため、仮にこの接続部分にインクが付着しても、有機保護膜により、接続部分のショートが発生せず、安全面でも有利である。
【００８３】
尚、有機保護膜は、圧電体素子１０の表面やフレキシブル配線板６の表面にも付着するため、フレキシブル配線板６の制御回路との接続電極部にはマスキングを行うことによって、有機保護膜の付着を防止することが望ましい。
【００８４】
（ヘッド保持部材を接着する工程）
次に、インクジェットヘッド１Ａを、図示しないプリンタや描画装置に搭載するための連結部材であるヘッド保持部材を圧電体素子１０に取り付ける方法について、図９及び図１０に基づいて説明する。図９はヘッド保持部材８を示す斜視図であり、図１０はヘッド保持部材８に圧電体素子１０を接着した状態を示す斜視図である。
【００８５】
図９及び図１０に示すように、ヘッド保持部材８は、インクジェットヘッド１Ａをプリンタや描画装置に搭載するための取り付け部８ａ・８ｂと、これら取り付け部８ａ・８ｂを圧電体素子１０に支持するための連結部８ｃとを有している。取り付け部８ａには、基準である位置決め用孔Ｈ１又はピンを形成することにより、ＸＹ方向の位置決めを行っている。尚、図９においては、位置決め用孔Ｈ１を記載している。
【００８６】
上記取り付け部８ｂには、図示しない取り付け用ネジが通る貫通穴Ｈ２が形成されており、取り付け用ネジをプリンタや描画装置にネジ止めすることによって、インクジェットヘッド１Ａを該プリンタや描画装置に搭載するようになっている。
【００８７】
インクジェットヘッド１ＡのＺ方向（高さ方向）の精度に関して説明すると、ヘッド保持部材８におけるプリンタや描画装置側の取り付け部への当接面であって、かつインクジェットヘッド１ＡのＺ方向の基準面である取り付け部８ａ・８ｂの表面から連結部８ｃにおける圧電体素子１０への当接上面までの距離は研削加工により±１０μｍ程度の精度で加工を行うことができるようになっている。
【００８８】
ヘッド保持部材８の連結部８ｃにおける圧電体素子１０の下面への当接幅は、図１０に示すように、上記圧電体素子１０における複数の圧力室１１…の配列方向の幅よりも短くする。これにより、圧電体素子１０の下面に対する連結部８ｃの未接着領域Ｅを設け、この未接着領域Ｅに後述するマニホールド部材２０の後述するチップ裏面当接部２３を当接させる。
【００８９】
（ノズルプレート接着工程）
次に、ノズルプレート２を圧電体素子１０に接着させる工程を、図１１に基づいて説明する。図１１はノズルプレート２の圧電体素子１０への接着状態を示す斜視図である。
【００９０】
ノズルプレート２は、例えばポリイミドにより形成されており、ノズルプレート２の表面には、予めインクに対して撥液性の薄膜をコーティングした状態で圧電体素子１０の圧力室１１の形成ピッチと同一になるようにエキシマレーザーによりインク吐出口２ａを加工する。
【００９１】
ノズルプレート２の外形サイズは、圧電体素子１０の長さと同等であり、幅方向については、圧電体素子１０とマニホールド部材２０における第１マニホールド部材２０ａ及び第２マニホールド部材２０ｂを足し合わせた長さ程度に切断加工を行う。
【００９２】
図１１に示すように、ヘッド保持部材８に接着された圧電体素子１０に対してノズルプレート２を接着するためには、まず、圧電体素子１０に対して接着剤を転写する。具体的には、図示しないガラス基板上に接着剤を滴下し、スピンコートにより均一な接着剤層を得る。このとき、スピンコートの回転数、時間により所望の接着剤厚を調整することが可能である。次に、ガラス基板にコーティングされた接着剤層に対して圧電体素子１０をスタンプすることによって、圧電体素子１０の表面に接着剤を転写する。このときに、ガラス基板にコーティングされた接着剤層の約半分が圧電体素子１０の表面に転写される。
【００９３】
次に、圧電体素子１０に形成された圧力室１１とノズルプレート２のインク吐出口２ａとの相対位置合わせを行った後、接着を行う。
【００９４】
以上の工程は、ＩＣチップを基板上に搭載するボンダーマシンを利用し、位置決め精度±５μｍ程度の精度にてノズルプレート２を接着することができる。
【００９５】
（マニホールド部材を圧電体素子に取り付ける工程）
次に、マニホールド部材２０を圧電体素子１０に取り付ける工程について、図１２に基づいて説明する。図１２は第１マニホールド部材２０ａ及び第２マニホールド部材２０ｂの構成を示す斜視図である。
【００９６】
図１２に示すように、第１共通インク室３ａ及び第２共通インク室３ｂとなるべき段差部２２・２２を設けた、第１マニホールド部材２０ａ及び第２マニホールド部材２０ｂを圧電体素子１０に取り付けるために、まず、図１２に示す第１マニホールド部材２０ａ及び第２マニホールド部材２０ｂを予め作製しておく。
【００９７】
上記第１マニホールド部材２０ａ及び第２マニホールド部材２０ｂを圧電体素子１０に対して接着して取り付ける場合、部品点数は少ないほど作業効率はよい。ここで、本実施の形態では、圧電体素子１０を介して相対するように第１共通インク室３ａと第２共通インク室３ｂとが配置されている。また、圧電体素子１０の投影面積を増加させないために、電極引き出し部１６が圧電体素子１０の端面１４に形成されていると共に、この電極引き出し部１６に対してフレキシブル配線板６を接続している。
【００９８】
このため、第１マニホールド部材２０ａ及び第２マニホールド部材２０ｂを接着するときには、フレキシブル配線板６が圧電体素子１０の端面１４に形成された状態となっている。したがって、フレキシブル配線板６を回避するように、第１マニホールド部材２０ａ及び第２マニホールド部材２０ｂを取り付ける必要がある。
【００９９】
そこで、本実施の形態では、マニホールド部材２０を第１マニホールド部材２０ａと第２マニホールド部材２０ｂとの２部品にて構成し、それぞれの第１マニホールド部材２０ａ及び第２マニホールド部材２０ｂに対応して、第１共通インク室３ａ及び第２共通インク室３ｂを備えた構成にしている。この構成によって、圧電体素子１０の１端面ずつ第１マニホールド部材２０ａ及び第２マニホールド部材２０ｂを圧電体素子１０の裏面基準にて位置合わせを行い、接着することによって、フレキシブル配線板６を回避しながら接着を行うことができる。
【０１００】
また、第１マニホールド部材２０ａ及び第２マニホールド部材２０ｂが２部品にて構成されていることによって、それぞれの第１マニホールド部材２０ａ及び第２マニホールド部材２０ｂを圧電体素子１０の端面１４・１５に密着させて接着することができる。この結果、接着剤の厚さを、可能な限り薄く接着することができる。
【０１０１】
具体的には、図１２に示すように、第１マニホールド部材２０ａ及び第２マニホールド部材２０ｂのノズルプレート接着面２１・２１に対して、共通インク室３の深さよりも深い１ｍｍの深さに、圧電体素子１０における全圧力室１１…の形成幅以上の幅を有する段差部２２・２２を設け、図３に示すように、第１共通インク室３ａと第２共通インク室３ｂとを形成する。これら第１共通インク室３ａ及び第２共通インク室３ｂは、それぞれ、第１マニホールド部材２０ａ及び第２マニホールド部材２０ｂが圧電体素子１０の端面１４・１５に接着されることによって、圧電体素子１０の両端に開口した複数の圧力室１１…と連通する。
【０１０２】
上記第１マニホールド部材２０ａ及び第２マニホールド部材２０ｂには、図３に示すように、インクを供給するためのインク供給口４、及びインクを排出するためのインク排出口５が形成されており、第１マニホールド部材２０ａ及び第２マニホールド部材２０ｂの裏面側においてこれらインク供給口４及びインク排出口５と接続された図示しないニップルを介してインクチューブと接続されている。
【０１０３】
また、図１２及び図３に示すように、第１マニホールド部材２０ａ及び第２マニホールド部材２０ｂのチップ裏面当接部２３が、図１０に示す圧電体素子１０の裏面とヘッド保持部材８の連結部８ｃとの未接着領域Ｅにおいて、圧電体素子１０の裏面と当接している。
【０１０４】
さらに、第１マニホールド部材２０ａにおける圧電体素子１０の端面１４への対向位置には、図１２に示すように、配線基板用凹部２４をザグリ加工により形成する。この配線基板用凹部２４は、第１マニホールド部材２０ａの側面から深さが例えば０．２５ｍｍであり、かつ幅がフレキシブル配線板６と同程度となっている。この配線基板用凹部２４によって、フレキシブル配線板６と第１マニホールド部材２０ａとの接続部分がインクと直接接触せず、インクによるフレキシブル配線板６の溶解及び溶出を防止することができる。
【０１０５】
ここで、第１マニホールド部材２０ａ及び第２マニホールド部材２０ｂは、例えば、厚さ５ｍｍのＰＥＥＫ（Poly Ether Ether Ketone） 材料にチタン酸カリウムからなる繊維を混入させた材料にて形成する。本材料を射出成形することにより、第１マニホールド部材２０ａ及び第２マニホールド部材２０ｂを形成することが可能である。尚、成形厚さのバラツキは設定値±１５μｍ程度である。
【０１０６】
上記チタン酸カリウムからなる繊維は、線径０．２〜０．６μｍ、長さ１０〜２０μｍの微細な繊維であり、これをＰＥＥＫに混入させることによって、熱膨張率を１９×１０−６／℃程度まで下げることが可能となり、熱膨張差による影響を抑えることが可能である。これにより、接着剤の剥離、部材のクラック等の問題を回避することができる。
【０１０７】
また、フィラーサイズ（フィラーの粒子径）が小さく、成型時にフィラーが動き易いため、フィラーが第１マニホールド部材２０ａ及び第２マニホールド部材２０ｂの形状から外側に突出することがなく、フィラーの脱落等の問題を生じない。そして、上記の材料で形成した第１マニホールド部材２０ａ及び第２マニホールド部材２０ｂは、インクに対して悪影響を及ぼさないことを確認している。
【０１０８】
さらに、本実施の形態では、第１マニホールド部材２０ａのチップ裏面当接部２３からノズルプレート接着面２１・２１までの距離を、圧電体素子１０の厚さよりも約３０μｍ程度小さく設定して成形している。成形厚さバラツキは、設定値±１５μｍ程度で成型可能である。
【０１０９】
第１マニホールド部材２０ａ及び第２マニホールド部材２０ｂの実際の組み立ては以下の通りである。
【０１１０】
図１３に示すように、まず、フレキシブル配線板６を接続した側の圧電体素子１０の端面１４に対向して第１マニホールド部材２０ａを配置すると共に、圧電体素子１０の他方の端面１５に対向して第２マニホールド部材２０ｂを配置させる。
【０１１１】
そして、第２マニホールド部材２０ｂのチップ裏面当接部２３を圧電体素子１０の裏面におけるヘッド保持部材８の連結部８ｃとの前記未接着領域Ｅに当接させる。これにより、圧電体素子１０と第２マニホールド部材２０ｂとの段差が、圧電体素子１０の高さバラツキが±１０μｍであって、成形厚さバラツキが±１５μｍであると共に、第２マニホールド部材２０ｂに対して５μｍから５５μｍ程度圧電体素子１０が突出した状態にすることができる。この状態で、圧電体素子１０の端面１４・１５に第１マニホールド部材２０ａ及び第２マニホールド部材２０ｂを押し当てるように加圧しながら接着剤を毛細管力により浸透させ、加熱、硬化させることによって、インクジェットヘッドチップ側面に対し第１マニホールド部材２０ａ及び第２マニホールド部材２０ｂの突き出しを高精度に規制しながら配置することができる。
【０１１２】
尚、必ずしもこれに限らず、例えば、第１マニホールド部材２０ａ及び第２マニホールド部材２０ｂにおける、圧電体素子１０と当接されるべき面に予めエポキシ系の接着剤をディスペンサー等により塗布した上で当接させてもよい。
【０１１３】
また、本実施の形態では、第１マニホールド部材２０ａ及び第２マニホールド部材２０ｂのノズルプレート接着面２１・２１は、圧電体素子１０を包囲しない構造となっている。
【０１１４】
上記圧電体素子１０と第１マニホールド部材２０ａ及び第２マニホールド部材２０ｂとの段差は、上述したように、５μｍから５５μｍ程度の段差となり、いずれも圧電体素子１０の方が、第１マニホールド部材２０ａ及び第２マニホールド部材２０ｂよりも僅かに突出した状態で位置決めすることができる。ここで、第１マニホールド部材２０ａ及び第２マニホールド部材２０ｂのノズルプレート接着面２１・２１は圧電体素子１０を包囲しない。このため、圧電体素子１０における共通インク室３の配列方向である長手方向側面には第１マニホールド部材２０ａ及び第２マニホールド部材２０ｂは接着されておらず、圧電体素子１０が露出した状態となっている。
【０１１５】
（マニホールド部材とノズルプレートとの接着工程）
上述した状態にて、図１３に示すように、圧電体素子１０と第１マニホールド部材２０ａ及び第２マニホールド部材２０ｂとに跨るように、ノズルプレート２を接着する。このとき、圧電体素子１０の圧力室１１の配列方向である長手方向の延長線上ではノズルプレート２は圧電体素子１０にしか接着されておらず、段差がない。
【０１１６】
また、第１マニホールド部材２０ａ及び第２マニホールド部材２０ｂとノズルプレート２との隙間は５μｍから５５μｍ程度になっており、この隙間に対して接着剤を毛細管力にて第１マニホールド部材２０ａ及び第２マニホールド部材２０ｂとノズルプレート２との隙間に浸透させる。これによって、ノズルプレート２と第１マニホールド部材２０ａ及び第２マニホールド部材２０ｂとの間に必要量の接着剤を供給することができる。これにより、インク漏れを防止することが可能となる。尚、例えば、ノズルプレート２を、ポリイミドにより作製することにより、毛細管力により浸透する接着剤をポリイミド越しに確認することができ、接着剤の供給状態を確認することが可能である。
【０１１７】
以上の工程により、インク吐出口２ａ直近のインクを積極的に循環可能なインクジェットヘッド１Ａであって、インク耐性のある部材で構成され、かつ熱膨張の影響を受けず、安価に大量生産可能なインクジェットヘッド１Ａを製造することが可能である。
【０１１８】
＜作用効果＞
次に、本実施の形態のインクジェットヘッド１Ａにおける作用効果について、以下に説明する。
【０１１９】
まず、本実施の形態のインクジェットヘッド１Ａは、複数の圧力室１１…となる略並行の両端が開口した第１溝群と２つの気泡通過室１２・１２となる該第１溝群の両脇に形成した該第１溝群よりも深い第２溝とを含む圧電体素子１０と、上記第１溝群及び上記深い第２溝の上面を塞ぐように固着されるノズルプレート２と、圧電体素子１０におけるノズルプレート２への接合面の直交面であって上記第１溝群及び上記深い第２溝の開口を含む両面に、上記圧力室１１…及び気泡通過室１２・１２の開口部を包含する位置にインクを導入出させる第１共通インク室３ａ及び第２共通インク室３ｂからなる共通インク室３を配したマニホールド部材２０が接続されている。それゆえ、安価で気泡排出性が良いインクジェットヘッド１Ａを得ることができる。
【０１２０】
ここで、本実施の形態のインクジェットヘッド１Ａの特徴である気泡の排出性について、図１４（ａ）〜（ｆ）を図１５（ａ）〜（ｆ）と比較しながら説明する。図１４（ａ）〜（ｆ）は、本実施の形態のインクジェットヘッド１Ａにインクを充填する際の模式図であり、図１５（ａ）〜（ｆ）は気泡通過室１２・１２を有しないインクジェットヘッドにインクを充填する場合の模式図である。尚、図１４（ａ）〜（ｆ）及び図１５（ａ）〜（ｆ）の左半分は第１共通インク室３ａ側から圧電体素子１０を見た図であり、右半分は第２共通インク室３ｂ側から圧電体素子１０を見た図である。また、図中の（ａ）〜（ｆ）は、各タイミングにおいて第１共通インク室３ａ、圧力室１１、気泡通過室１２・１２、第１共通インク室３ａ及び第２共通インク室３ｂへのインクの充填状況を例示的に示したものである。尚、図中の破線は第１共通インク室３ａ及び第２共通インク室３ｂの各開口部を表わしている。また、図中の灰色はインクを示している。
【０１２１】
本実施の形態のインクジェットヘッド１Ａにおけるインク充填状態の一例としては、図１４（ａ）に示すように、まず、第１マニホールド部材２０ａにおける上側のインク供給口４から入ったインクは、第１共通インク室３ａの上方に拡がる。インクは、インク供給口４を略中心として順次拡がり、中央付近の設けられている圧電体素子１０の圧力室１１…に到達すると、図１４（ｂ）に示すように、毛細管力により圧力室１１…内に充填されて、一部が第２共通インク室３ｂに滲み出す。
【０１２２】
次いで、インクは、図１４（ｃ）に示すように、第１共通インク室３ａ内で左右に拡がりながら圧力室１１内に順次充填され、第２共通インク室３ｂに一部にインクが滲み出す。第１共通インク室３ａ全体に行き渡ったインクは、図１４（ｄ）に示すように、圧力室１１…群の両脇にあり、かつ流路抵抗の小さい気泡通過室１２・１２を通過して反対側の第２共通インク室３ｂに速やかに拡がるため、第２共通インク室３ｂ内では一旦大きな気泡が発生する場合がある。この第２共通インク室３ｂ内の気泡は、インクの充填をさらに進めると、図１４（ｅ）に示すように、インク排出口５の方向に移動し、インク排出口５から排出される。共通インク室３、圧力室１１…、及び気泡通過室１２・１２にインクが充填されると、図１４（ｆ）に示すように、キャップ７を用いてノズルプレート２のインク吐出口２ａから吸引を行い、圧力室１１…内にある微小な気泡が排出される。
【０１２３】
浮力の影響により、共通インク室３の上部かつインク供給口４から遠い部分に気泡が溜まり易いことから、本実施の形態では、圧力室１１…の両端部に圧力室１１よりも深い第２溝からなる気泡通過室１２・１２を設けることによって、第１共通インク室３ａの上部にある気泡を確実に排出側の第２共通インク室３ｂに導く。
【０１２４】
一方、気泡通過室１２・１２を有しない場合には、図１５（ａ）〜（ｆ）に示すように、第１共通インク室３ａの両端部において気泡が残り易く、共通インク室３に気泡が残った状態でキャップ７から吸引を行うと、共通インク室３に残った気泡が一つの圧力室１１内の大部分に入り込んでしまい、インク吐出口２ａから除去困難となってしまう。また、共通インク室３に気泡が残ったままにすると、インクの吐出中に気泡が移動して圧力室１１…に到達し、不吐出を起してしまう恐れがある。
【０１２５】
次の特徴として、本実施の形態のインクジェットヘッド１Ａでは、マニホールド部材２０は、圧電体素子１０の両側に形成された深い第２溝である気泡通過室１２・１２のさらに両外側における接着領域Ｓにて接着することによって固定される構成となっている。
【０１２６】
このように、マニホールド部材２０を圧電体素子１０に接着する構成とすることによって、従来技術に比べて非常に容易な組み立てを可能にする。しかし、図１５（ａ）〜（ｆ）に示すように、気泡通過室１２・１２がない構成では、マニホールド部材２０と圧電体素子１０との接着の際に、接着剤が圧力室１１…内に入り込んでしまい、とりわけ両端に位置する圧力室１１…の一部に接着剤が充填され、吐出性能を悪化させる恐れがあった。
【０１２７】
本実施の形態のインクジェットヘッド１Ａでは、気泡通過室１２・１２が接着剤をせき止める役目を持つため、圧力室１１…に余剰の接着剤が入り込む恐れがなく、生産歩留りが向上する。
【０１２８】
また、次の特徴として、本実施の形態のインクジェットヘッド１Ａでは、マニホールド部材２０と圧電体素子１０とは、線膨張係数が異なるものを用いている。
【０１２９】
この構成において、本実施の形態では、例えば、圧電体素子１０としてはチタン酸ジルコン酸鉛（線膨張係数：２〜６×１０−６ｍ／℃）を用いる一方、マニホールド部材２０としては樹脂成形が可能で耐薬品性の高いＰＥＥＫ（Poly Ether Ether Ketone 、線膨張係数：１０〜４０６×１０−６ｍ／℃）を用いる。
【０１３０】
上記構成の作用効果について、図１６（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。図１６（ａ）は、気泡通過室１２・１２を有する本実施の形態のインクジェットヘッド１Ａを示す断面模式図であり、図１６（ｂ）は気泡通過室１２・１２を有しない場合のインクジェットヘッドを示す断面模式図である。
【０１３１】
まず、図１６（ａ）に示すように、圧電体素子１０とマニホールド部材２０とは接着領域Ｓおいて接着されている。一例として、圧電体素子１０とマニホールド部材２０との接着を室温よりも高い温度で硬化させた場合、又は両者の接着温度よりも低い雰囲気温度で使用する場合には、図１６（ａ）（ｂ）において白抜き矢印に示すように、圧力室１１…の両端部付近において、線膨張係数差に起因する熱変形応力が発生する。このとき、気泡通過室１２・１２を有しない図１６（ｂ）に示すインクジェットヘッドでは、発生した熱変形応力は両端の圧力室１１を変形させる。これにより、特に、圧電体素子１０のシェアモード変形にて液滴を吐出させるインクジェットヘッドでは、数〜数十個分の圧力室１１…に相当する応力を受けている部分と、それ以外の応力を受けていない部分との違いによって圧電体素子１０の駆動性が変動してしまい、例えば等しい液滴サイズで等しい飛翔速度を持ったインク滴を一定の電圧で吐出させることが困難であった。
【０１３２】
これに対して、図１６（ａ）に示すように、本実施の形態のインクジェットヘッド１Ａでは、圧力室１１…よりも深い第２溝からなる気泡通過室１２・１２を圧力室１１…の両脇に設けることによって、圧電体素子１０とマニホールド部材２０との熱膨張係数の違いに起因して発生した応力は、その殆どが吐出に直接影響しない気泡通過室１２・１２の変形により吸収される。したがって、圧力室１１…を変形させることがなく、インク吐出の安定したインクジェットヘッド１Ａを得ることができる。
【０１３３】
また、次の特徴として、本実施の形態のインクジェットヘッド１Ａでは、共通インク室３のノズルプレート２に対向する底面である段差部２２・２２の位置が、気泡通過室１２・１２の底面１２ａに対して深い構成としている。
【０１３４】
本構成の作用効果を、図１７（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。図１７（ａ）（ｂ）は、インク吐出口２ａ列の直交方向であって気泡通過室１２・１２を含む部分の断面図であり、図１７（ａ）は本実施の形態のインクジェットヘッド１Ａのように、気泡通過室１２・１２の底面１２ａに対して共通インク室３の底面である段差部２２・２２が深い場合であり、図１７（ｂ）はそうでない場合を示す図である。
【０１３５】
図１７（ａ）に示すように、本実施の形態では、気泡通過室１２・１２を有する圧電体素子１０と、共通インク室３を有する２つの第１マニホールド部材２０ａ及び第２マニホールド部材２０ｂとは別体で構成され、接着することによって、一体化している。
【０１３６】
前記図１４（ａ）〜（ｆ）、及び図１５（ａ）〜（ｆ）に示す気泡の抜け性の説明からも明らかなように、共通インク室３の底面である段差部２２・２２と気泡通過室１２・１２の底面１２ａとは、その高さが近いほど、共通インク室３に残る気泡を移動させ易い。
【０１３７】
しかし、本実施の形態のように、気泡通過室１２・１２を有する圧電体素子１０と、共通インク室３を有する２つの第１マニホールド部材２０ａ及び第２マニホールド部材２０ｂが別体で構成されている場合は、共通インク室３の底面である段差部２２・２２の位置と、気泡通過室１２・１２の底面１２ａの位置とが同一面になるように組み上げることは非常に困難である。仮に、同一深さで各部材を製造したとしても、例えば図１７（ｂ）に示すように、気泡通過室１２の底面１２ａが共通インク室３の底面である段差部２２・２２よりも深くなる場合がある。この場合、図１７（ｂ）に示すように、気泡通過室１２・１２の内部における共通インク室３の段差部２２・２２との段差部分に微小な気泡が残存する恐れがある。その結果、インクの初期充填が終わって、インク吐出を行っている最中に、インクの流れに乗って気泡通過室１２・１２を通過する気泡が、この気泡と順次連結して大きな気泡に成長し、不意に共通インク室３に排出される。
【０１３８】
一方、図１７（ａ）に示すように、本実施の形態のインクジェットヘッド１Ａの構成では、気泡通過室１２・１２の底面１２ａに対して共通インク室３の段差部２２・２２が深いために、例え気泡通過室１２・１２に微小な気泡が一時的に残ったとしても、浮力によって、気泡は共通インク室３の段差部２２・２２に引き上げられ、インクの流れから外れた共通インク室３の底面である段差部２２・２２に留まるために、インク流に乗って来る微小な気泡と結合する恐れが少ない。
【０１３９】
さらに、次の特徴として、本実施の形態のインクジェットヘッド１Ａでは、ノズルプレート２は略平面であり、かつ圧電体素子１０とマニホールド部材２０との両方に固着される。また、第１マニホールド部材２０ａ及び第２マニホールド部材２０ｂは、圧電体素子１０における両面の平行な断面において略コ型の断面であり、該断面の中空部に上記第１溝群である圧力室１１…及び深い第２溝の開口を含むように略コ型の接着領域Ｓにて固着されている。
【０１４０】
この構成により、前述のとおり、圧電体素子１０、マニホールド部材２０、及びノズルプレート２を固着することによって、インク流路を構成することができ、パッキン等の中間部材を用いず、部品点数が少ない安価で組み上げ性が容易なインクジェットヘッド１Ａを得ることが可能となる。特に、気泡通過室１２・１２を有することによって、マニホールド部材２０とノズルプレート２との間の隙間、マニホールド部材２０と圧電体素子１０との隙間に接着剤を用いて封止する際に、まず気泡通過室１２・１２に余剰な接着剤が入り込むため、圧力室１１…に接着剤が流れ込むことがなく、歩留り良くインクジェットヘッド１Ａを生産することが可能となる。
【０１４１】
次の特徴として、本実施の形態のインクジェットヘッド１Ａでは、圧電体素子１０のマニホールド部材２０との固着面から共通インク室３の側面までの垂線距離が、共通インク室３にインクを導入又は排出される流路が設けられた圧力室１１群の略中央において最も大きく、かつ該略中央から遠ざかるについて小さく、上記垂線距離が最大の部分の共通インク室３の側面又は底面にインクを導入又は排出させる流路であるインク供給口４及びインク排出口５が設けられている。
【０１４２】
この構成の作用効果について、図１８（ａ）〜（ｄ）及び図１９（ａ）〜（ｄ）に基づいて説明する。図１８（ａ）〜（ｄ）は、本実施の形態のインクジェットヘッド１Ａについてノズルプレート２側から見たインク充填の状況を示す平面図である。また、図１９（ａ）〜（ｄ）は、図１９（ａ）〜（ｄ）は、共通インク室３は、圧力室１１…群の略中央において最広となっておらず、圧力室１１…群の幅においてほぼ同じ幅を有する開口であり、共通インク室３の略中央部近傍にインクを導入出させる流路であるインク供給口４及びインク排出口５が設けられている場合を示している。
【０１４３】
まず、図１８（ａ）に示すように、インク供給口４からの導入されたインクは、インク供給口４を略中心として第１共通インク室３ａ内で拡がる。共通インク室３内で拡がったインクは、図１８（ｂ）に示すように、中央部付近の圧力室１１において圧力室１１…の開口部に至り、毛細管力により圧力室１１内に充填される。次いで、図１８（ｃ）に示すように、共通インク室３内でのインクの拡がりに合わせて、中央付近の圧力室１１…から順次、インクが充填されると共に、気泡通過室１２・１２に達したインクは、気泡通過室１２・１２を経由して第２共通インク室３ｂの端部から充填が進む。そして、図１８（ｄ）に示すように、第２共通インク室３ｂの両端からのインクが合流し、インク排出口５に排出される。
【０１４４】
一方、図１９（ａ）〜（ｄ）に示すように、共通インク室が、圧力室１１…群の略中央において最広となっておらず、圧力室１１…群の幅においてほぼ同じ幅を有する開口であり、共通インク室３の略中央部近傍にインクを導入出させる流路が設けられている場合では、インクの充填作業を慎重に行えば、共通インク室３内に気泡が残ることはない。
【０１４５】
しかし、インクの導入を迅速に行うべく単位時間当たりの充填量を増加させた場合は、気泡が残る恐れがある。気泡が残る一例として、インク供給口４から導入されたインクは、図１９（ａ）に示すように、図１８（ａ）の場合と同じように、インク供給口４を略中心として第１共通インク室３ａ内で拡がる。共通インク室３内で拡がったインクは、図１９（ｂ）に示すように、中央部付近の圧力室１１…において圧力室１１…の開口部に至り、毛細管力により圧力室１１内に充填される。次いで、図１９（ｃ）に示すように、共通インク室３内で拡がったインクは気泡通過室１２・１２に達し、ここで第１共通インク室３ａの端部において気泡溜まりが形成されてしまう。次に、図１９（ｄ）に示すように、インクは気泡通過室１２・１２を経由して第２共通インク室３ｂの両端部に導入され、第２共通インク室３ｂの両端からインクが合流し、インク排出口５に排出される。
【０１４６】
すなわち、図１８（ａ）〜（ｄ）に示すように、共通インク室３が、圧力室１１…群の略中央において最広であり、該最広部近傍に該共通インク室３にインクを導入出させる流路であるインク供給口４及びインク排出口５が設けられている構成では、図１９（ａ）〜（ｄ）に示す構成に比べて、共通インク室３における気泡の排出をさらに良好なものとして、インク充填作業をさらに容易化させることが可能となる。
【０１４７】
次の特徴として、本実施の形態のインクジェットヘッド１Ａでは、圧力室１１…の各々に対して気泡通過室１２・１２の流路抵抗が小さく、かつ粒度分布を有する微粒子を含むインクが気泡通過室１２・１２を通過してノズルプレート２のインク吐出口２ａから吐出可能となっている。具体的には、気泡通過室１２・１２となる第２溝の開口は、圧力室１１…となる第１溝の開口よりも大きく形成することによって、圧力室１１…の各々に対して気泡通過室１２・１２の流路抵抗が小さくなるようにしている。
【０１４８】
すなわち、インクに含まれる微粒子の中で、大きな粒径のものほど沈降し易く、かつインク吐出口２ａを目詰まりさせる可能性が高い。
【０１４９】
しかしながら、両端に気泡通過室１２・１２を有する構成では、表面積が大きい大粒径の微粒子はインクとの動粘度性により流路抵抗の大きい部分を通過し難いために、圧力室１１…近傍の共通インク室３に沈降し、圧力室１１…に導かれるよりも共通インク室３の両端側へのインクの流れに沿って移動し、流路抵抗の小さい気泡通過室１２・１２に導かれ易くなる。
【０１５０】
したがって、インク吐出口２ａの目詰まりの原因となる大粒径の微粒子がインクを吐出する圧力室１１…に入り難くなり、目詰まりが発生し難くなるとう特別な効果を発揮する。
【０１５１】
以上のように、本実施の形態のインクジェットヘッド１Ａは、複数のインク供給口４を有するノズルプレート２とマニホールド部材２０とを備え、これらノズルプレート２及びマニホールド部材２０に囲まれた共通インク室３内にインクがインク供給口４から導入されノズルプレート２のインク吐出口２ａから下方に吐出される。そして、共通インク室３を第１共通インク室３ａと第２共通インク室３ｂとに分割するようにノズルプレート２における複数のインク吐出口２ａ…の配列方向に沿って設けられると共に、第１共通インク室３ａと第２共通インク室３ｂとを連通し、かつ該ノズルプレート２における複数のインク吐出口２ａ…の配設位置に対応する位置にそれぞれ配設されてインクを吐出するための圧力室１１となる複数の第１溝を有する圧電体素子１０を備えている。また、ノズルプレート２は、上記第１溝を塞ぐように圧電体素子１０及びマニホールド部材２０に固着されており、マニホールド部材２０には、第１共通インク室３ａにインクを供給する１個のインク供給口４と、第２共通インク室３ｂにインクを排出する１個のインク排出口５とが設けられている。
【０１５２】
これにより、多数のインク導入出口を必要とせずにインク循環が可能であり、かつ組み立てが容易で安価に製造することができ、装置の大型化を防止し得るインクジェットヘッド１Ａを構成することができる。
【０１５３】
ところで、このような構成のインクジェットヘッド１Ａにおいては、気泡除去性能が不十分であるという問題が残っている。
【０１５４】
すなわち、例えば、第１共通インク室３ａに気泡が入った場合、この気泡は、圧力室１１…である複数の第１溝を通る。このため、ノズルプレート２のインク吐出口２ａ又は第２共通インク室３ｂのインク排出口５から排出されることになるが、ノズルプレート２のインク吐出口２ａから排出される場合には、インク吐出が一時的に不吐出となるので好ましくない。
【０１５５】
ここで、第１共通インク室３ａに気泡が入った場合、浮力の影響により、第１共通インク室３ａの上部かつインク供給口４から遠い部分に気泡が溜まり易い。
【０１５６】
そこで、本実施の形態では、圧電体素子１０は、第１共通インク室３ａと第２共通インク室３ｂとを連通し、かつ複数の第１溝における両側端の第１溝よりも側方にそれぞれ形成されて該第１溝よりも深い第２溝からなる気泡通過室１２・１２とを有している。
【０１５７】
これにより、第１共通インク室３ａの上部かつインク供給口４から遠い部分に気泡が溜まった気泡は、複数の第１溝である圧力室１１…における両側端の第１溝よりも側方にそれぞれ形成されて該第１溝よりも深い第２溝である気泡通過室１２・１２を通って、第２共通インク室３ｂに移動し、インク排出口５から排出される。すなわち、気泡通過室１２・１２からなる第２溝は圧力室１１である第１溝よりも深いので、気泡は浮力の影響により第１溝に導入されることなく、第２溝である気泡通過室１２・１２に導入される。このため、気泡を容易かつインク吐出に悪影響を及ぼすことなく排出することができる。
【０１５８】
したがって、多数のインク導入出口を必要とせずにインク循環が可能であり、かつ組み立てが容易であって、さらに気泡除去性能の優れたインクジェットヘッド１Ａを提供することができる。
【０１５９】
また、本実施の形態のインクジェットヘッド１Ａでは、マニホールド部材２０は、圧電体素子１０における両側に形成された第２溝である気泡通過室１２・１２の外側部分でそれぞれ接着されて圧電体素子１０に固定されている。
【０１６０】
これにより、マニホールド部材２０と圧電体素子１０とを接着する際の余剰な接着剤は、インクを吐出しない深い第２溝である気泡通過室１２・１２に留まり、圧力室１１…となる第１溝まで到達することがなくなる。したがって、インクジェットヘッド１Ａの製造がさらに容易となり、歩留りが向上する。
【０１６１】
また、本実施の形態のインクジェットヘッド１Ａでは、マニホールド部材２０と圧電体素子１０とは、線膨張係数が異なっていることが可能である。
【０１６２】
すなわち、本実施の形態では、圧力室１１となる複数の第１溝の両脇に深い第２溝である気泡通過室１２・１２が形成されている。このため、互いに接着される圧電体素子１０とマニホールド部材２０との間に線膨張係数の違いがあっても、本実施の形態では、その熱変形応力は圧電体素子１０に形成された深い第２溝である気泡通過室１２・１２が撓むことによって、吸収される。
【０１６３】
この結果、圧力室１１となる複数の第１溝に応力を与える恐れが少なくなり、インク吐出性能が安定化する。また、マニホールド部材２０の構成材料を、圧電体素子１０の線膨張係数に合わせる必要がないため、複雑なインク流路を備えるマニホールド部材２０を成形や切削加工性の良い樹脂材料を用いて安価に製造することが可能となる。
【０１６４】
また、本実施の形態のインクジェットヘッド１Ａでは、共通インク室３におけるノズルプレート２に対向する底面としての段差部２２・２２の位置が、圧電体素子１０における第２溝である気泡通過室１２・１２の底面１２ａの位置よりも深いことが好ましい。
【０１６５】
これにより、浮力を利用して、第２溝である気泡通過室１２・１２の底面１２ａで気泡は残存することなく共通インク室３側に排出され易くなっている。この結果、インク流の主要流路である第２溝である気泡通過室１２・１２に気泡が溜まり難いため、第２溝に残った気泡がインク流に乗ってきた微小な気泡と結合して大きな気泡に成長し、インク吐出動作中に不意に共通インク室３に排出されることを防ぐことができる。
【０１６６】
また、インク流の主要流路である両脇の第２溝である気泡通過室１２・１２の片側に気泡が残ってしまい、第２溝のインク流動性に差異が生じることによるインク室の気泡除去性能を低下させることを防ぐことが可能となる。
【０１６７】
また、本実施の形態のインクジェットヘッド１Ａでは、ノズルプレート２は、圧電体素子１０とマニホールド部材２０との両方に固着されていると共に、マニホールド部材２０は、図２に示すように、圧電体素子１０を囲む略コの字型断面を有し、該略コの字型断面の中空部に第１溝及び第２溝の第１共通インク室３ａ及び第２共通インク室３ｂへの開口を含むように該略コの字型断面における内壁の接着領域Ｓにて圧電体素子１０に固着されている。
【０１６８】
これにより、圧電体素子１０、マニホールド部材２０及びノズルプレート２を固着することによって、インク流路を構成することができ、パッキン等の中間部材を用いることがないので、部品点数が少ない安価で組み上げ性が容易なインクジェットヘッド１Ａを得ることが可能となる。
【０１６９】
特に、マニホールド部材２０とノズルプレート２との隙間、及びマニホールド部材２０と圧電体素子１０との隙間に接着剤を用いて封止する場合に、第２溝である気泡通過室１２・１２を有することによって、まず第２溝に余剰な接着剤が入り込むため、圧力室１１である第１溝に接着剤が流れ込むことがなく、歩留り良くインクジェットヘッド１Ａを生産することが可能となる。
【０１７０】
また、本実施の形態のインクジェットヘッド１Ａでは、第１共通インク室３ａ及び第２共通インク室３ｂを形成する圧電体素子１０の側壁面である端面１４・１５と該側壁面に対向するマニホールド部材２０の対向壁面との距離は、圧電体素子１０に配設された複数の第１溝である圧力室１１…における配設方向の中央位置が最も大きく、かつ該中央位置から遠ざかるに伴って小さくなっていると共に、インク供給口４及びインク排出口５は、マニホールド部材２０における、圧電体素子１０の側壁面である端面１４・１５と該側壁面に対向するマニホールド部材２０の対向壁面との距離が最も大きくなっている部分に設けられている。
【０１７１】
これにより、共通インク室３内において、液体からなるインクに対して流動粘度の小さい気体である気泡は第２溝である気泡通過室１２・１２側の狭い領域側に優先的に移動し易くなると共に、共通インク室３の両端側に移動した気泡は、第２溝である気泡通過室１２・１２を経由して排出され易くなる。この結果、共通インク室３に気泡が残り難くなる。
【０１７２】
ところで、インクが微粒子を含んでいる場合、インクに含まれる微粒子の中で、大きな粒径のものほど沈降し易く、また、インク吐出口２ａを目詰まりさせる可能性が高い。そして、表面積が大きい大粒径の微粒子はインクとの動粘度性により流路抵抗の大きい部分を通過し難い。
【０１７３】
そこで、本実施の形態のインクジェットヘッド１Ａでは、インクは微粒子を含むと共に、圧電体素子１０に形成された第２溝である気泡通過室１２・１２の流路抵抗は、該圧電体素子１０に形成された第１溝である圧力室１１…の流路抵抗よりも小さい。
【０１７４】
この結果、圧力室１１…である第１溝の近傍における第１共通インク室３ａに沈降した微粒子は、第１溝である圧力室１１…に導かれるよりも、第１共通インク室３ａの両端側へのインクの流れに沿って移動し、流路抵抗の小さい第２溝である気泡通過室１２・１２に導かれ易くなる。
【０１７５】
したがって、インク吐出口２ａの目詰まりの原因となる大粒径の微粒子がインクを吐出する圧力室１１…である第１溝に入り難くなり、目詰まりが発生し難くなる。
【０１７６】
〔実施の形態２〕
本発明の他の実施の形態について図２０に基づいて説明すれば、以下のとおりである。尚、本実施の形態において説明すること以外の構成は、上記実施の形態１と同じである。また、説明の便宜上、上記の実施の形態１の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【０１７７】
本実施の形態のインクジェットヘッド１Ｂについて、図２０に基づいて説明する。図２０は、インクジェットヘッド１Ｂの構成を示す分解斜視図である。
【０１７８】
本実施の形態のインクジェットヘッド１Ｂは、前記実施の形態１のインクジェットヘッド１Ａに対して、図２０に示すように、マニホールド部材２０における圧電体素子１０と当接される面である、接着領域Ｓに一文字状のパッキンとしてのゴム部材９を内蔵している点が異なっている。
【０１７９】
上記ゴム部材９は、例えば、アスカＣ硬度７０度のフッ素系のパーフロロゴムからなっており、マニホールド部材２０の圧電体素子１０への当接面である接着領域Ｓよりも０．１ｍｍ程度、突出している。接着領域Ｓは、例えばエポキシ系接着剤をディスペンサーにて塗布して圧電体素子１０に当接させることによって、圧電体素子１０とマニホールド部材２０とは各々接着される。
【０１８０】
上記構成のインクジェットヘッド１Ｂでは、圧電体素子１０の気泡通過室１２・１２の両外部分において、マニホールド部材２０の接着領域Ｓが密着して接着され、ゴム部材９は弾性変形することによってシールがされる。
【０１８１】
この構成では、特に圧力室１１…の数が増加する長尺ヘッドにおいて、ゴム部材９の弾性変形により一文字状にシールがなされている。このため、気泡通過室１２・１２の両外部だけを接着封止すれば良く、余剰な接着剤を圧力室１１…に充填させないための気泡通過室１２・１２が設けられているために、接着剤を十分に付与することが可能であり、該両外部での封止を確実に行うことが可能となる。
【０１８２】
以上のように、本実施の形態のインクジェットヘッド１Ｂでは、圧電体素子１０における複数の第１溝である圧力室１１…の配設方向に沿う該圧電体素子１０の側壁面である端面１５とマニホールド部材２０との間の接合面にはゴム部材８が設けられている。
【０１８３】
これにより、マニホールド部材２０と圧電体素子１０との固着においては、圧電体素子１０の第２溝である気泡通過室１２・１２の両外部だけを接着封止すれば良く、余剰な接着剤を圧力室１１…である第１溝に充填させないようにすることができる。
【０１８４】
尚、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１８５】
本発明のインクジェットヘッドは、紙メディアへのプリント用途だけでなく、電子機器等の生産技術としても適用が可能である。
【符号の説明】
【０１８６】
１Ａ      インクジェットヘッド
１Ｂ      インクジェットヘッド
２        ノズルプレート
２ａ      インク吐出口
３        共通インク室（インク室）
３ａ      第１共通インク室（第１インク室）
３ｂ      第２共通インク室（第２インク室）
４        インク供給口
５        インク排出口
６        フレキシブル配線板
７        キャップ
８        ヘッド保持部材
８ａ      取り付け部
８ｂ      取り付け部
８ｃ      連結部
９        ゴム部材（パッキン）
１０        圧電体素子
１０Ａ      圧電基板
１０Ｂ      圧電体ブロック
１０ａ      所定分極圧電基板
１０ｂ      所定分極圧電基板
１１        圧力室（第１溝）
１２        気泡通過室（第２溝）
１３        隔壁
１４        端面
１５        端面
１６        電極引き出し部
２０        マニホールド部材
２０ａ      第１マニホールド部材
２０ｂ      第２マニホールド部材
３１        インクタンク
３４        回収タンク
３８        廃インクタンク
Ｅ        未接着領域
Ｈ１      位置決め用孔
Ｈ２      貫通穴
Ｓ        接着領域
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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