(57)【要約】【課題】  フィルターが完全に塞がれることを防止した液体噴射ヘッド、並びにこれにより液体噴射特性の向上した当該液体噴射ヘッドを備えた液体噴射ユニット及び液体噴射装置を提供する。【解決手段】  液体噴射ヘッドは、液体を噴射する複数のノズル開口２１と、複数のノズル開口に連通し液体が流通する第１流路と、第１流路に外部からの液体を供給する供給路及び前記第１流路から液体を外部に回収する回収路１４０からなる循環流路と、供給路に、供給路を横断して設けられた複数の孔が形成されたフィルター１３１が設置され、供給路よりもその内径が拡幅されたフィルター室１３０と、フィルター室に設けられ、第１フィルターよりも上流側の供給路と回収路とを接続するバイパス流路１７０とを備え、バイパス流路は、その内径がフィルターの孔の孔径及びノズル開口の口径よりも大きく、かつ、その流路抵抗が、循環流路の、バイパス流路との分岐点から、バイパス流路との合流点までの流路抵抗よりも大きい。【選択図】図３
2011212896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射する複数のノズル開口と、複数の前記ノズル開口に連通し液体が流通する第１流路と、
前記第１流路に外部からの液体を供給する供給路及び前記第１流路から液体を外部に回収する回収路からなる循環流路と、
前記供給路に、該供給路を横断して設けられた複数の孔が形成されたフィルターが設置され、前記供給路よりもその内径が拡幅されたフィルター室と、
前記フィルター室に設けられ、前記第１フィルターよりも上流側の前記供給路と前記回収路とを接続するバイパス流路とを備え、
前記バイパス流路は、その内径が前記フィルターの前記孔の孔径及び前記ノズル開口の口径よりも大きく、かつ、その流路抵抗が、前記循環流路の、前記バイパス流路との分岐点から、前記バイパス流路との合流点までの流路抵抗よりも大きいことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記バイパス流路が、前記フィルター室のフィルターよりも上流側において、鉛直方向における半分よりも上側に設けられてい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】
前記供給路が、前記フィルター室に対して偏心するように設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の液体噴射ヘッドを複数備えたことを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の液体噴射ヘッドを備えたことを特徴とする液体噴射装置。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の液体噴射ヘッドを複数備えた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】
本発明は液体噴射ヘッド、液体噴射ユニット及び液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置では、インクタンクをインクジェット式記録ヘッドから離間して設け、このインクタンクとインクジェット式記録ヘッド間でインクを循環させる循環式のインクジェット式記録装置が知られている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載されたインクジェット式記録装置では、インクタンクに一つの往路管及び一つの復路管を設け、これらの往路管及び復路管を分岐させてそれぞれ各記録ヘッドにインクを供給させている。各記録ヘッドにおいては、循環路を備えることで、気泡の排出性を高めると共に、液体成分の沈降を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２３２８９号公報（図３等参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されたインクジェット式記録装置では、フィルターが設けられたフィルター室において気泡がトラップされて、フィルターの上面を完全に閉塞してしまい、これによりインクが循環されずにインクジェット式記録装置の印刷特性が低下してしまうという問題がある。なお、このような問題はインクジェット式記録ヘッドを用いた液体噴射装置だけではなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドを用いた液体噴射装置においても同様に存在する。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、フィルターが完全に塞がれることを防止した液体噴射ヘッド、並びにこれにより液体噴射特性の向上した当該液体噴射ヘッドを備えた液体噴射ユニット及び液体噴射装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の液体噴射ヘッドは、液体を噴射する複数のノズル開口と、複数の前記ノズル開口に連通し液体が流通する第１流路と、前記第１流路に外部からの液体を供給する供給路及び前記第１流路から液体を外部に回収する回収路からなる循環流路と、前記供給路に、該供給路を横断して設けられた複数の孔が形成されたフィルターが設置され、前記供給路よりもその内径が拡幅されたフィルター室と、前記フィルター室に設けられ、前記第１フィルターよりも上流側の前記供給路と前記回収路とを接続するバイパス流路とを備え、前記バイパス流路は、その内径が前記フィルターの前記孔の孔径及び前記ノズル開口の口径よりも大きく、かつ、その流路抵抗が、前記循環流路の、前記バイパス流路との分岐点から、前記バイパス流路との合流点までの流路抵抗よりも大きいことを特徴とする。このようなバイパス流路は、気泡がフィルターでトラップされていないときはインクが流れにくく、かつ、フィルターに気泡がトラップされフィルターに気泡が溜まった場合には、気泡がバイパス流路から回収路に流入でき、気泡を排出することができる。これにより、気泡がフィルターの上面を完全に閉塞してしまうことを防止でき、インクの循環が妨げられない。
【０００８】
前記バイパス流路が、前記フィルター室のフィルターよりも上流側において、鉛直方向における半分よりも上側に設けられていることが好ましい。この位置にバイパス流路が設けられていることで、気泡によりバイパス流路が閉塞されて、所定の場合にインクがバイパス流路に流入することを抑制できる。
【０００９】
前記供給路が、前記フィルター室に対して偏心するように設けられていることが好ましい。このように供給路が設けられていることで、フィルター室の供給路に対向しない位置に気泡が溜まりやすく、これにより、バイパス流路から気泡が抜けやすい。かつ、インクの流れが気泡により阻害されないため好ましい。
【００１０】
本発明の液体噴射ヘッドユニットは、上述したいずれかの液体噴射ヘッドを複数備えたことを特徴とする。かかる液体噴射ヘッドユニットを備えることで、本発明の液体噴射ヘッドユニットは、液体噴射装置に搭載した場合に液体噴射特性に優れる。
【００１１】
本発明の液体噴射装置は、上述したいずれかの液体噴射ヘッドを備えたこと、又は複数備えたことを特徴とする。かかる液体噴射ヘッドを備えることで、本発明の液体噴射装置は、液体噴射特性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】液体噴射装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】液体流路の構成を示す模式図である。
【図３】ヘッドの断面模式図である。
【図４】フィルター室を説明するためのヘッドの一部断面模式図である。
【図５】ヘッドの概略構成を示す分解斜視図である。
【図６】ヘッドの平面図及び断面図である。
【図７】別の実施形態にかかるヘッドの一部断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の液体噴射装置について、図１〜図６を用いて説明する。本実施形態のインクジェット式記録装置は、インクジェット式記録装置本体に液体噴射ヘッドを固定し、ノズル列方向に対して直交する方向に記録用紙等の記録媒体を搬送することで被記録媒体への印刷を行う、いわゆるライン式のインクジェット式記録装置である。図１に示すインクジェット式記録装置ＩＩＩは、ヘッドユニット１と、装置本体２、移動手段の一例である給紙ローラー３と、制御部４とを備えている。
【００１４】
ヘッドユニット１は、複数の液体噴射ヘッド（以下、ヘッドという）１００からなるヘッド群（なお、図１中では各ヘッド群を４つのヘッド１００により構成するようにしている）が保持されたベースプレート１８に取り付けられたフレーム部材１９を備えており、このフレーム部材１９を介してヘッドユニット１が装置本体２に固定されている。
【００１５】
また、装置本体２には給紙ローラー３が設けられている。給紙ローラー３は、装置本体２に給紙された紙等の記録シートＳ（被記録媒体）を第１の方向に搬送し、記録シートＳをヘッド１００のインクの吐出面側を通過させる。ここで、第１の方向とは、記録シートＳとヘッド１００との相対的な移動方向をいう。本実施形態では、ヘッドユニット１は装置本体２に固定されているので、給紙ローラー３により記録シートＳが搬送される。
【００１６】
制御部４は、記録シートＳに印字される画像を表した印刷データに基づいて、給紙ローラー３に信号を送信して記録シートＳの搬送をさせると共に、図示しない配線を介して各ヘッド１００に駆動信号を送信してインクを吐出させる。
【００１７】
また、装置本体２には、インクが貯留されたインク貯留手段５が設けられている。本実施形態では、詳しくは後述するが、インク貯留手段５には、インクをインク貯留手段５から各ヘッド１００に供給するための供給管６と、各ヘッド１００からインク貯留手段５へインクを回収するための回収管７とが設けられている。即ち、本実施形態においては、インク貯留手段５には、供給管６と回収管７とが設けられており、インクは、インク貯留手段５から供給管６を介して各ヘッド１００のインク流路（液体流路）に供給され、ノズル開口から噴射されなかったインクは回収管７を介してインク貯留手段５に回収される。インク貯留手段５には、貯留されているインクを加熱するための加熱手段（図示せず）が設けられている。このように、本実施形態においては、供給管６、回収管７及び各ヘッド１００のインク流路からなり、インク貯留手段５から加熱されたインクを循環させるインク循環路が設けられている。
【００１８】
このようなインクジェット式記録装置ＩＩＩでは、給紙ローラー３により第１の方向に記録シートＳが搬送されると共に、ヘッドユニット１のヘッド１００によってインクが吐出されて記録シートＳに画像等が印刷される。
【００１９】
以下、図２及び図３を用いてインク循環路について詳細に説明する。図２、図３中、インクの流れについては矢印で示してある。インク循環路は、上述したように、供給管６、各ヘッド１００に形成されたインク流路、回収管７により構成される。
【００２０】
供給管６は、インク貯留手段５に接続された一本の供給幹管６１と、供給幹管６１に設けられ、各ヘッド１００にインクを供給する供給枝管６２とからなる。回収管７は、インク貯留手段５に接続された一本の回収幹管７１と、回収幹管７１に設けられ、各ヘッド１００からのインクを回収する回収枝管７２とを備える。回収幹管７１とインク貯留手段５との間にはポンプＰが介設されており、このポンプＰによる負圧により、各ヘッド１００のインクがヘッド１００から回収管７を経てインク貯留手段５へ回収され、このインクが再度インク貯留手段５から供給管６を経てヘッド１００に供給されることでインクが循環する構成となっている。
【００２１】
各ヘッド１００は、図３に示すように、ノズル開口２１及びノズル開口２１に連通する第１流路であるリザーバー１０１が形成されたヘッド本体Ｉ（詳しくは後述する）と、ヘッド本体Ｉと供給枝管６２との間のインク流路、及びヘッド本体Ｉと回収枝管７２との間のインク流路が形成された流路部材ＩＩとからなる。流路部材ＩＩは、その上面に設けられた開口であるインク導入口１１０と、インク導入口１１０に連通する上部供給路１２０と、上部供給路１２０に設けられ、上部供給路１２０よりもその内径が拡幅されて形成されたフィルター室１３０と、フィルター室１３０の下流側に設けられた下部供給路１６０とを有する。フィルター室１３０には、フィルター１３１が設けられている。フィルター１３１は、気泡等によるドット抜けや、インク中のゴミによるノズル詰まり等の吐出不良を抑制すべく、インク内の気泡やゴミ等を除去するために設けてある。即ち、フィルター１３１を設けることで、インク内の気泡やゴミ等がフィルター１３１よりも下流側に流入することを抑制している。このフィルター１３１としては、フィルター孔１３２を有するシート状のものであればよく、例えば、金属を細かく編み込むことで複数の微細孔が形成されたシート状のものや、金属板に微細工を形成したものを用いることができる。このフィルター１３１によりトラップされた気泡は、フィルター室１３０内に留まって集成され成長する。すなわち、本実施形態では、フィルター室１３０は、上部供給路１２０よりもその内径が拡幅されて形成されており、フィルター室１３０の天井部分には浮力により鉛直方向上側に移動した気泡が溜まることができるように形成されている。
【００２２】
また、流路部材ＩＩは、その上面に別の開口であるインク排出口１５０と、インク排出口１５０に連通する回収路１４０とを備えており、フィルター室１３０のフィルター１３１よりも上流側に設けられたバイパス流路１７０が、回収路１４０に連通している。バイパス流路１７０については、詳しくは後述する。
【００２３】
下部供給路１６０は、ヘッド本体Ｉに接続してヘッド本体Ｉにインクを供給する。即ち、下部供給路１６０は、ヘッド本体Ｉの後述するコンプライアンス基板に設けられた第１開口４４を介してヘッド本体Ｉのリザーバー１０１に連通する。
【００２４】
リザーバー１０１は、ヘッド本体Ｉにおける液体流路の一部を構成する。リザーバー１０１は、圧力発生室１２、及び各圧力発生室１２に設けられ、インクを吐出するノズル開口２１に連通している。即ち、リザーバー１０１は、ノズル開口２１に連通する個別流路としての圧力発生室１２が共通して接続する共通流路である。また、リザーバー１０１を封止するコンプライアンス基板には第２開口４５が設けられており、回収路１４０が、この第２開口４５を介してリザーバー１０１に連通する。
【００２５】
本実施形態では、この上部供給路１２０及び下部供給路１６０から供給路が構成されている。この上部供給路１２０及び下部供給路１６０からなる供給路、リザーバー１０１及び回収路１４０により循環流路が構成されており、供給枝管６２から導入されたインクは、循環流路を通過して回収枝管７２に流入する。
【００２６】
バイパス流路１７０について以下説明する。バイパス流路１７０は、フィルター室１３０のフィルター１３１の上流側において、フィルター１３１よりも鉛直方向における半分よりも上側に設けられている。このバイパス流路１７０は、気泡がフィルター室１３０に溜まった場合に、このバイパス流路１７０から気泡が回収路１４０に抜けるために設けられたものである。即ち、図４に示すように、フィルター室１３０に気泡が溜まると、気泡は浮力によりフィルター室１３０の天井部に徐々に溜まっていき、次第にフィルター１３１の近くまで成長して、気泡によりフィルター１３１が閉塞され始める。このままの状態であると、フィルター１３１が気泡により完全に閉塞されてしまい、インクの循環が妨げられることになる。
【００２７】
しかしながら、本実施形態においては、フィルター室１３０にバイパス流路１７０を設けていることから、フィルター室１３０に溜まった気泡は、完全にフィルター１３１を閉塞する前にバイパス流路１７０に流入し通過して回収路１４０へ流入するので、フィルター１３１を完全に閉塞することがなく、インクの循環が完全に妨げられることを防止できる。また、気泡がバイパス流路１７０を通過して回収路１４０からインクと共に回収されるので、気泡を排出するためにノズル開口２１からクリーニングを行う必要がない。
【００２８】
ここで、バイパス流路１７０は、インクがなるべく流入せず、かつ、気泡が排出できるために以下のような条件を満たすものである。
【００２９】
即ち、バイパス流路１７０は、その内径がフィルター１３１のフィルター孔１３２の孔径及びノズル開口２１の口径よりも大きいという条件を満たす。これは、バイパス流路１７０の内径がフィルター１３１のフィルター孔１３２の孔径及びノズル開口２１の口径よりも小さいと、フィルター室１３０に滞留した気泡が、以下詳細に説明するように圧力損失が増大した場合に、バイパス流路１７０を通過せずにフィルター１３１を通過してしまい、リザーバー１０１側に流入することとなるからである。
【００３０】
また、バイパス流路１７０の流路抵抗が、気泡がない状態で、循環流路の、供給路におけるバイパス流路１７０との分岐点から、回収路におけるバイパス流路との合流点までの間の流路抵抗（以下、リザーバー側流路抵抗とする）よりも大きいという条件を満たす。即ち、バイパス流路が形成されている位置から下流側のフィルター室１３０と、下部供給路１６０と、リザーバー１０１と、回収路１４０のうち、リザーバー１０１からバイパス流路１７０の接合部までの部分との流路抵抗よりも大きいという条件を満たす。ここで、バイパス流路が形成されている位置から下流側のフィルター室１３０の流路抵抗には、フィルター１３１の流路抵抗も含まれる。
【００３１】
このように規定されるのは、リザーバー側流路抵抗よりもバイパス流路１７０の流路抵抗が小さいと、インクがバイパス流路１７０を通りやすいため、リザーバー１０１に流入するインク量が少なくなってしまい、所望のインク吐出特性が得られない場合が考えられるからである。なお、後述するようにフィルター室１３０内に気泡が溜まった場合に、リザーバー側流路抵抗が増大してバイパス流路抵抗よりもリザーバー側流路抵抗が大きくなり、インクがバイパス流路１７０に流入することも考えられる。しかし、リザーバー側流路抵抗が増大するような場合には、フィルター室１３０の半分より上流側に設けられているバイパス流路１７０は、集成され大きくなった気泡により閉塞されてインクはバイパス流路１７０には流入できなくなっているので、インクがバイパス流路１７０に流入する可能性はこの場合にも極めて低い。
【００３２】
また、バイパス流路１７０の流路抵抗がリザーバー側流路抵抗よりも大きいとしても、気泡はリザーバー１０１側に流入しない。これは、上述したように、ノズル開口の口径及びフィルター孔１３２の孔径よりもバイパス流路１７０の流路径の方が大きいからである。
【００３３】
このような条件を満たすバイパス流路１７０を設けることで、インクではなく、集積され成長してフィルター１３１の一部を閉塞するようになったフィルター室１３０に溜まった気泡が、バイパス流路１７０に流入し回収路１４０に流入してインクと共に回収されるので、本実施形態においては、フィルター１３１の目詰まりを防止することができる。即ち、気泡はフィルター室１３０で集積されて成長し、ある程度の大きさになると、フィルター１３１の一部を気泡が覆うようになり、これによりフィルター１３１のフィルター孔１３２が閉塞されてしまうので、リザーバー側流路抵抗が大きくなり、フィルター室１３０内の圧力損失（流路抵抗）が増大する。このようにフィルター室１３０内の圧力損失が増大すると、気泡は、より抵抗が低い方へ流れようとする。この場合に、気泡は、フィルター１３１の下流側に流れるよりもバイパス流路１７０を通過する方が抵抗が低く安定するので、圧力損失が、気泡がバイパス流路１７０を通過する時に必要な力よりも大きくなると、気泡はバイパス流路１７０に流入する。
【００３４】
このような条件を満たすバイパス流路は、インクの物性や、インクの流量によって、その長さや流路長が適宜決定される。例えば、リザーバー１０１を流れるインクの流量が０．１ｇ／ｓ、バイパス流路１７０を流れるインクの流量が０．００１ｇ／ｓであり、インクの粘度が３ｍＰａ・ｓ、接触角１°、表面張力２５ｍＮ／ｍである場合に、バイパス流路の流路長及び流路径は以下のようになる。
【００３５】
まず、バイパス流路の流路抵抗ΔＰは、
2011212896.tif 000003
ただし、ηは粘度［Ｐａ・Ｓ］、ｄは流路半径［ｍ］、Ｌは流路長［ｍ］、Ｕは流量［ｍ３／ｓ］を示す。
【００３６】
この場合において、バイパス流路１７０の流路抵抗及びリザーバ側流路抵抗をそれぞれ求め、さらにフィルター１３１における抵抗を２１０Ｐａと見積もった。
また、気泡がバイパス流路を通過するのに必要な力Ｐは、
2011212896.tif 000004
ただし、ｒはインクの表面張力［Ｎ／ｍ］、θは接触角［°］を示す。
【００３７】
そして、このΔＰ≒Ｐ≒２５０Ｐａ（なお、この２５０ＰａはΔＰ及びＰの値の例示であり、少なくとも１ｋＰａ程度以下であることが好ましい）であると仮定して、ΔＰ、Ｐからこれを満たす流路半径ｄ及び流路長Ｌを求めたところ、流路半径ｄは０．２ｍｍ、流路長Ｌは５２ｍｍであった。
【００３８】
即ち、上述したインク条件の場合では、バイパス流路１７０は、直径が０．４ｍｍであり、流路長Ｌは５２ｍｍであれば、上述した機能を果たすことができる。
【００３９】
このような本実施形態の液体噴射装置ＩＩＩにおけるインク噴射動作について説明する。まず、循環中においては、インク貯留手段５から供給されたインクは、供給幹管６１及び供給枝管６２を介してヘッド１００の流路部材ＩＩのインク導入口１１０からヘッド１００に導入される。導入されたインクは、上部供給路１２０に供給される。その後、インクはフィルター１３１により濾過されてから下部供給路１６０を通過してヘッド本体Ｉのリザーバー１０１から圧力発生室１２に導入される。
【００４０】
そして、ポンプＰによりリザーバー１０１内のインクはリザーバー１０１から回収路１４０を介して回収されると共に、バイパス流路１７０内の気泡も回収路１４０を介して回収される。同時に新しいインクが供給管６を経てヘッド１００に導入される。このようにして、インクがヘッド１００内を循環する。
【００４１】
以下、図５及び図６を用いて液体噴射ヘッド本体について説明する。図５は、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本体の概略構成を示す分解斜視図であり、図６は、インクジェット式記録ヘッド本体の平面図及びそのＡ−Ａ′線断面図である。
【００４２】
図示するように、流路形成基板１０は、シリコン単結晶基板からなり、その一方の面には例えば二酸化シリコンからなる弾性膜５０が形成されている。この流路形成基板１０には、その他方面側から異方性エッチングすることにより、流路形成基板１０には、複数の隔壁１１によって区画された複数の圧力発生室１２がその幅方向（短手方向）に並設されている。また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向一端部側には、インク供給路１４と連通路１５とが隔壁１１によって区画されている。また、連通路１５の一端には、各圧力発生室１２の共通のインク室（液体室）となるリザーバー１０１の一部を構成する連通部１３が形成されている。すなわち、流路形成基板１０には、圧力発生室１２、連通部１３、インク供給路１４及び連通路１５からなる液体流路が設けられている。
【００４３】
インク供給路１４は、圧力発生室１２の長手方向一端部側に連通し且つ圧力発生室１２より小さい断面積を有する。そして、各連通路１５は、インク供給路１４の圧力発生室１２とは反対側に連通し、インク供給路１４の幅方向（短手方向）より大きい断面積を有する。本実施形態では、連通路１５を圧力発生室１２と同じ断面積で形成した。すなわち、流路形成基板１０には、圧力発生室１２と、圧力発生室１２の短手方向の断面積より小さい断面積を有するインク供給路１４と、このインク供給路１４に連通すると共にインク供給路１４の短手方向の断面積よりも大きく圧力発生室１２と同等の断面積を有する連通路１５とが複数の隔壁１１により区画されて設けられている。
【００４４】
また、流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が接着剤や熱溶着フィルム等の接着剤層によって固着されている。なお、ノズルプレート２０は、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又はステンレス鋼などからなる。
【００４５】
一方、流路形成基板１０の開口面とは反対側には、上述したように、弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、例えば、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）等からなる絶縁体膜５５が積層形成されている。また、絶縁体膜５５上には、第１電極６０と、圧電体層７０と、第２電極８０とからなる圧電素子３００が形成されている。ここで、圧電素子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、圧電素子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を圧電素子３００の共通電極とし、第２電極８０を圧電素子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。何れの場合においても、圧力発生室１２毎に圧電体能動部が形成されていることになる。また、ここでは、圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振動板とを合わせてアクチュエーター装置と称する。なお、本実施形態では、第１電極６０を複数の圧電素子３００の並設方向に亘って設け、第１電極６０の圧力発生室１２の長手方向の端部を、圧力発生室１２に相対向する位置となるように設けた。また、上述した例では、弾性膜５０、絶縁体膜５５及び第１電極６０が振動板として作用するが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、弾性膜５０及び絶縁体膜５５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。
【００４６】
そして、このような各圧電素子３００の第２電極８０には、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０がそれぞれ接続され、このリード電極９０を介して各圧電素子３００に選択的に電圧が印加されるようになっている。
【００４７】
また、保護基板３０には、連通部１３に対向する領域にリザーバー部３１が設けられており、このリザーバー部３１は、上述したように、流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバー１０１を構成している。また、保護基板３０の圧電素子保持部３２とリザーバー部３１との間の領域には、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられ、この貫通孔３３内に第１電極６０の一部及びリード電極９０の先端部が露出され、これらの先端部に導電性ワイヤー１２１を介して圧電素子３００を駆動するための駆動回路２５０が電気的に接続されている。
【００４８】
保護基板３０としては、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラス、セラミック材料等を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料、すなわち、表面の結晶面方位が（１１０）面のシリコン単結晶基板を用いた。
【００４９】
保護基板３０上には、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。ここで、封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によってリザーバー部３１の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料（例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成される。この固定板４２のリザーバー１０１に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、リザーバー１０１の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。
【００５０】
このコンプライアンス基板４０には、第１開口４４及び第２開口４５（図３参照）が設けられており、上述したように、第１開口４４には下部供給路１６０（図３参照）が連通し、第２開口４５には回収路１４０（図３参照）が連通する。これにより、上述したようにリザーバー１０１にインク貯留手段５（図２参照）からのインクが供給されると共に、気泡排出動作時にはインク貯留手段５にインクを排出するように構成されている。
【００５１】
このような本実施形態のヘッド本体Ｉでは、図示しない外部インク供給手段からインクを取り込み、上述したインク充填動作によりリザーバー１０１からノズル開口２１に至るまで内部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、圧力発生室１２に対応するそれぞれの第１電極６０と第２電極８０との間に電圧を印加し、弾性膜５０、絶縁体膜５５、第１電極６０及び圧電体層７０をたわみ変形させることにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。
【００５２】
（他の実施形態）
さらに、本発明の実施形態としては上述した実施形態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、フィルター室１３０は供給路（上部供給路１２０及び下部供給路１６０）と中心が同一であったが、フィルター室を偏心して設けてもよい。即ち、図７に示す実施形態では、フィルター室１３０Ａは、上部供給路１２０が、その内径が上部供給路１２０よりも拡幅されたフィルター室１３０Ａの一方に偏心して設けられており、フィルター室１３０Ａの他方側にバイパス流路１７０が設けられている。
【００５３】
このように図７に示すようにフィルター室１３０Ａを設けることで、フィルター室１３０Ａの気泡が溜まる領域をバイパス流路１７０付近に設けることができ、インクの流れを妨げずに循環させると共に、気泡を溜めてからバイパス流路１７０を通過させて排出させることが可能である。また、バイパス流路１７０は、本実施形態に示すようにフィルター室１３０Ａの天井部に設けても良い。
【００５４】
また、上述した実施形態では、フィルター室１３０における供給路は、フィルター室１３０に対して鉛直方向に沿うように設けたが、これに限定されない。例えば、フィルター室１３０に対して水平方向に沿うように設けてもよい。また、本実施形態においてはインクは上部供給路１２０から下部供給路１６０へと流れているが、これに限定されず、例えば、ポンプなどでインクを引いてインクが下部供給路１６０側から上部供給路１２０側へと流れるような構成としてもよい。この場合、フィルター１３１の上流側である下部供給路１６０側にバイパス流路１７０を設ければよい。
【００５５】
また、上述した実施形態では、各ヘッドが固定されたライン式のインクジェット式記録装置を示したが、いわゆるシリアル式のインクジェット式記録装置に用いることも可能である。なお、シリアル式のインクジェット式記録装置とは、液体噴射ヘッドを被記録媒体の搬送方向とは交差する方向に移動させながら印刷を行うものをいう。また、上述した実施形態では、４つのヘッドを有するものを示したが、この数は限定されず、例えば一つのヘッドを有するものでもよい。
【００５６】
本実施形態では、インク貯留手段５からのインクをヘッド１００に供給する供給管６及びヘッド１００からのインクをインク貯留手段５に回収する回収管７を示したが、これらは管に限定されない。例えば、エッチングなどによりシリコン基板を一部除去して形成した流路であってもよい。
【００５７】
さらに、上述の実施形態では、インク滴を吐出するインクジェット式記録ヘッド１００を例示して本発明を説明したが、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る。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を挙げることができる。
【符号の説明】
【００５８】
５  インク貯留手段、  ６  供給管、  ７  回収管、  １０  流路形成基板、  １２  圧力発生室、  １３  連通部、  １４  インク供給路、  ２０  ノズルプレート、  ２１  ノズル開口、  ４１  封止膜、  ６１  供給幹管、  ６２  供給枝管、  ７１  回収幹管、  ７２  回収枝管、  １００  インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、  １０１  リザーバー、  １３０，１３０Ａ  フィルター室、  １３１  フィルター、  １６０  下部供給路、  １７０  バイパス流路、  ３００  圧電素子
【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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