(57)【要約】【課題】液体の凍結時の液体の膨張による破壊の発生を抑制することができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供する。【解決手段】液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室１２する流路形成基板１０と、前記流路形成基板１０の一方の面側に設けられて前記圧力発生室１２に圧力変化を生じさせる駆動素子３００と、前記流路形成基板１０の前記一方面側に設けられて前記駆動素子３００を内包する空間である駆動素子保持部３１を有する保護基板３０と、前記保護基板３０の前記流路形成基板１０とは反対面側に設けられたケース４０と、を具備し、前記保護基板３０は、少なくとも前記ケース４０側が前記ケース４０よりも熱伝導率が低い材料で形成される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室を有する流路形成基板と、
前記流路形成基板の一方の面側に設けられて前記圧力発生室に圧力変化を生じさせる駆動素子と、
前記流路形成基板の前記一方面側に設けられて前記駆動素子を内包する空間である駆動素子保持部を有する保護基板と、
前記保護基板の前記流路形成基板とは反対面側に設けられたケースと、
を具備し、
前記保護基板は、少なくとも前記ケース側が前記ケースよりも熱伝導率が低い材料で形成されることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記保護基板は、前記流路形成基板と前記保護基板とが積層された積層方向において基板が積層された多層構造を有し、
各前記基板との間に空間部を有す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】
前記保護基板の最下層の前記基板は、他の基板よりも熱伝導率が高い材料で形成されることを特徴とする請求項２記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
前記保護基板の最下層の前記基板には、前記駆動素子保持部が設けられており、前記積層方向において、前記駆動素子保持部は他の基板の前記空間部の厚みよりも薄いことを特徴とする請求項２又は３に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５】
前記保護基板を構成する前記基板は、前記流路形成基板側に開口して設けられて、前記空間部を形成する第１凹部と、前記第１凹部の周囲の前記流路形成基板側に接着される接着領域の少なくとも一部に設けられて、前記第１凹部と独立した第２の空間部を形成する第２凹部と、を有することを特徴とする請求項２〜４の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項６】
前記保護基板の前記駆動素子保持部内には、前記流路形成基板の前記一方面側と当接する壁部が設けられていることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項７】
前記流路形成基板には、前記駆動素子が第１の方向に並設されており、
前記壁部は、前記第１の方向で互いに隣り合う前記駆動素子の間に設けられており、
前記壁部は、前記第１の方向と交差する第２の方向において前記駆動素子保持部よりも短い長さを有することを特徴とする請求項６記載の液体噴射ヘッド。
【請求項８】
請求項１〜７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】
被噴射媒体に液体を噴射する液体噴射装置には、例えば、液体としてインクを噴射させて紙や記録シートなどの被記録媒体、すなわち、被噴射媒体に印刷を行うインクジェット式記録装置が知られている。
【０００３】
このようなインクジェット式記録装置に搭載されるインクジェット式記録ヘッドは、圧力発生室内のインクが凍結して膨張した場合に、圧力発生室のインクの逃げ場がないと、圧力発生室内、特に振動板のクラックを引き起こすという問題がある。
【０００４】
そこで、液体噴射面を覆うキャップの外部につながる熱伝導部材をノズルプレートに接続し、ノズル開口を局所的に冷却して、ノズル開口から順に圧力発生室、供給口とインクを凍結させて、凍結膨張の逃げ場を用意することで凍結膨張による振動板のクラックを抑制したインクジェット式記録ヘッドが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、コンプライアンス部に断熱性を持たせることで、供給口のインクの冷却を遅らせて、ノズル開口から順に圧力発生室、供給口とインクを凍結させて、凍結膨張の逃げ場を用意することで凍結膨張による振動板のクラックを抑制したインクジェット式記録ヘッドが提案されている（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】特開２０１６−１７２３３５号公報
【特許文献２】特開２０１７−５２２５３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、振動板よりもノズルプレートとは反対側に、樹脂等の熱を蓄えやすい材料で形成された部材が配置されている場合、インクジェット式記録ヘッドを温度の高い場所から低い場所に移動させた際に、蓄熱し易い部材に蓄えられた熱が圧力発生室に供給されるため、ノズル開口や供給口と比較して圧力発生室内のインクは温められる。したがって、圧力発生室内のインクがノズル開口や供給口よりも後に凍結することになり、凍結膨張の逃げ場がなく、圧力発生室内、特に、振動板にクラック等の破壊が発生するという問題がある。
【０００８】
なお、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。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑み、液体の凍結時の液体の膨張による破壊の発生を抑制することができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する本発明の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室を有する流路形成基板と、前記流路形成基板の一方の面側に設けられて前記圧力発生室に圧力変化を生じさせる駆動素子と、前記流路形成基板の前記一方面側に設けられて前記駆動素子を内包する空間である駆動素子保持部を有する保護基板と、前記保護基板の前記流路形成基板とは反対面側に設けられたケースと、を具備し、前記保護基板は、少なくとも前記ケース側が前記ケースよりも熱伝導率が低い材料で形成され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、液体が凍結する温度環境となった際に、ケースからの熱を保護基板によって断熱して、流路形成基板の圧力発生室に伝わるのを抑制することができる。これにより、ノズル開口や供給側の液体と圧力発生室内の液体とを同時期に凍結することができ、圧力発生室内の液体が遅れて凍結することによる振動板等の破壊を抑制することができる。
【００１１】
ここで、前記保護基板は、前記流路形成基板と前記保護基板とが積層された積層方向において基板が積層された多層構造を有し、各前記基板との間に空間部を有することが好ましい。これによれば、空間部によって保護基板のケース側の熱伝導率をケースよりも低くすることができる。また、複数の基板として同じ材料を用いることができるためコストを低減することができる。
【００１２】
また、前記保護基板の最下層の前記基板は、他の基板よりも熱伝導率が高い材料で形成されることが好ましい。これによれば、流路形成基板と保護基板の最下層の基板とを同じ温度に変化させ易くすることができ、圧力発生室内の液体の温度をノズル開口側の液体の温度と同じ温度に変化させ易い。
【００１３】
また、前記保護基板の最下層の前記基板には、前記駆動素子保持部が設けられており、前記積層方向において、前記駆動素子保持部は他の基板の前記空間部の厚みよりも薄いことが好ましい。これによれば、保護基板の最下層の基板の温度変化を、駆動素子保持部を介して圧力発生室内の液体に伝え易く、圧力発生室内の液体の温度をノズル開口側の液体の温度と同じ温度に変化させ易い。
【００１４】
また、前記保護基板を構成する前記基板は、前記流路形成基板側に開口して設けられて、前記空間部を形成する第１凹部と、前記第１凹部の周囲の前記流路形成基板側に接着される接着領域の少なくとも一部に設けられて、前記第１凹部と独立した第２の空間部を形成する第２凹部と、を有することが好ましい。これによれば、積層された基板の接触面積を低減して、断熱効果を向上することができる。また、積層された基板の接合界面の断熱効果も向上することができる。
【００１５】
また、前記保護基板の前記駆動素子保持部内には、前記流路形成基板の前記一方面側と当接する壁部が設けられていることが好ましい。これによれば、壁部によって流路形成基板と保護基板との接触面積を増大させて、流路形成基板の温度変化を保護基板に伝わり易くすることができ、圧力発生室内の液体の温度をノズル開口側の液体の温度と同じ温度に変化させ易い。
【００１６】
また、前記流路形成基板には、前記駆動素子が第１の方向に並設されており、前記壁部は、前記第１の方向で互いに隣り合う前記駆動素子の間に設けられており、前記壁部は、前記第１の方向と交差する第２の方向において前記駆動素子保持部よりも短い長さを有することが好ましい。これによれば、壁部によって駆動素子毎に密封された空間が形成されるのを抑制して、密封された空間によって駆動素子の変位が阻害されるのを抑制することができる。
【００１７】
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、凍結による破壊を抑制した液体噴射装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの要部平面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの要部を拡大した断面図である。
【図５】本発明の比較例の凍結の進行を説明する図である。
【図６】本発明の実施形態１に係る凍結の進行を説明する図である。
【図７】本発明の実施形態２に係る記録ヘッドの要部断面図である。
【図８】本発明の実施形態３に係る記録ヘッドの要部断面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る記録装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図であり、図２は、インクジェット式記録ヘッドの流路部材の平面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ′線断面図であり、図４は、図３の要部を拡大した断面図である。
【００２０】
図示するように、本実施形態の記録ヘッド１を構成する流路形成基板１０には、第３の方向Ｚの一方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁によって区画された流路の一部を構成する圧力発生室１２がインクを吐出する複数のノズル開口２１が並設される方向に沿って並設されている。以降、この方向を圧力発生室１２の並設方向、又は第１の方向Ｘと称する。また、流路形成基板１０には、圧力発生室１２が第１の方向Ｘに並設された列が複数列、本実施形態では、２列設けられている。この圧力発生室１２が第１の方向Ｘに沿って形成された圧力発生室１２の列が複数列設された列設方向を、以降、第２の方向Ｙと称する。さらに、第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙの双方に交差する方向を本実施形態では、第３の方向Ｚと称する。なお、本実施形態では、各方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の関係を直交とするが、各構成の配置関係が必ずしも直交するものに限定されるものではない。
【００２１】
このような流路形成基板１０の第３の方向Ｚの一方面側には、連通板１５と、ノズルプレート２０とが順次積層されている。
【００２２】
連通板１５には、圧力発生室１２とノズル開口２１とを連通するノズル連通路１６が設けられている。連通板１５は、流路形成基板１０よりも大きな面積を有し、ノズルプレート２０は流路形成基板１０よりも小さい面積を有する。このように連通板１５を設けることによってノズルプレート２０のノズル開口２１と圧力発生室１２とを離せるため、圧力発生室１２の中にあるインクは、ノズル開口２１付近のインクで生じるインク中の水分の蒸発による増粘の影響を受け難くなる。また、ノズルプレート２０は圧力発生室１２とノズル開口２１とを連通するノズル連通路１６の開口を覆うだけで良いので、ノズルプレート２０の面積を比較的小さくすることができ、コストの削減を図ることができる。なお、本実施形態では、ノズルプレート２０のノズル開口２１が開口されて、インク滴が吐出される面を液体噴射面２０ａと称する。
【００２３】
また、連通板１５には、マニホールド１００の一部を構成する第１マニホールド部１７と、第２マニホールド部１８とが設けられている。
【００２４】
第１マニホールド部１７は、連通板１５を第３の方向Ｚに貫通して設けられている。
【００２５】
また、第２マニホールド部１８は、連通板１５を第３の方向Ｚに貫通することなく、連通板１５のノズルプレート２０側に開口して設けられている。
【００２６】
さらに、連通板１５には、圧力発生室１２の第２の方向Ｙの一端部に連通する供給連通路１９が、圧力発生室１２の各々に対して独立して設けられている。この供給連通路１９は、第２マニホールド部１８と圧力発生室１２とを連通する。すなわち、供給連通路１９は、マニホールド１００に対して、第１の方向Ｘに並設されている。
【００２７】
ノズルプレート２０には、各圧力発生室１２とノズル連通路１６を介して連通するノズル開口２１が形成されている。ノズル開口２１は、同じ種類のインク（液体）を噴射するものが第１の方向Ｘに並設されてノズル列を構成している。この第１の方向Ｘに並設されたノズル開口２１で構成されたノズル列が、第２の方向Ｙに２列形成されている。
【００２８】
このようなノズルプレート２０としては、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属、ポリイミド樹脂のような有機物、または、シリコン単結晶基板等を用いることができる。なお、ノズルプレート２０としてシリコン単結晶基板を用いることで、ノズルプレート２０と連通板１５との線膨張係数を同等として、加熱や冷却されることによる反りや熱によるクラック、剥離等の発生を抑制することができる。
【００２９】
一方、流路形成基板１０の連通板１５とは反対面側には、振動板５０が形成されている。本実施形態では、振動板５０として、流路形成基板１０側に設けられた酸化シリコンからなる弾性膜５１と、弾性膜５１上に設けられた酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５２と、を設けるようにした。なお、圧力発生室１２等の液体流路は、流路形成基板１０をノズルプレート２０が接合された面側から異方性エッチングすることにより形成されており、圧力発生室１２の他方面は、弾性膜５１によって画成されている。
【００３０】
また、流路形成基板１０の振動板５０上には、第１電極６０と圧電体層７０と第２電極８０とを有する圧電アクチュエーター３００が設けられている。本実施形態では、圧電アクチュエーター３００が、圧力発生室１２内のインクに圧力変化を生じさせる駆動素子となっている。ここで、本実施形態では、第１電極６０は、圧力発生室１２毎に切り分けてあり、詳しくは後述する能動部毎に独立する個別電極を構成する。この第１電極６０は、圧力発生室１２の第１の方向Ｘにおいては、圧力発生室１２の幅よりも狭い幅で形成されている。すなわち、圧力発生室１２の第１の方向Ｘにおいて、第１電極６０の端部は、圧力発生室１２に対抗する領域の内側に位置している。また、第２の方向Ｙにおいて、第１電極６０の両端部は、それぞれ圧力発生室１２の外側まで延設されている。
【００３１】
圧電体層７０は、第２の方向Ｙが所定の幅となるように、第１の方向Ｘに亘って連続して設けられている。圧電体層７０の第２の方向Ｙの幅は、圧力発生室１２の第２の方向Ｙの長さよりも広い。このため、圧力発生室１２の第２の方向Ｙでは、圧電体層７０は圧力発生室１２の外側まで設けられている。
【００３２】
圧力発生室１２の第２の方向Ｙにおいて、圧電体層７０のインク供給路側の端部は、第１電極６０の端部よりも外側に位置している。すなわち、第１電極６０の端部は圧電体層７０によって覆われている。また、圧電体層７０のノズル開口２１側の端部は、第１電極６０の端部よりも内側（圧力発生室１２側）に位置しており、第１電極６０のノズル開口２１側の端部は、圧電体層７０に覆われていない。
【００３３】
圧電体層７０は、第１電極６０上に形成される分極構造を有する酸化物の圧電材料からなり、例えば、一般式ＡＢＯ３で示されるペロブスカイト型酸化物からなることができ、鉛を含む鉛系圧電材料や鉛を含まない非鉛系圧電材料などを用いることができる。
【００３４】
このような圧電体層７０には、各隔壁に対応する凹部７１が形成されている。この凹部７１の第１の方向Ｘの幅は、各隔壁の第１の方向の幅と略同一、もしくはそれよりも広くなっている。これにより、振動板５０の圧力発生室１２の第２の方向Ｙの端部に対抗する部分、いわゆる振動板５０の腕部の剛性が押さえられるため、圧電アクチュエーター３００を良好に変位させることができる。
【００３５】
第２電極８０は、圧電体層７０の第１電極６０とは反対面側に設けられており、複数の能動部に共通する共通電極を構成する。また、第２電極８０は、凹部７１の内面、すなわち、圧電体層７０の凹部７１の側面内に設けるようにしても良く、設けないようにしてもよい。
【００３６】
このような第１電極６０、圧電体層７０及び第２電極８０で構成される圧電アクチュエーター３００は、第１電極６０と第２電極８０との間に電圧を印加することで変位が生じる。すなわち両電極の間に電圧を印加することで、第１電極６０と第２電極８０とで挟まれている圧電体層７０に圧電歪みが生じる。そして、両電極に電圧を印加した際に、圧電体層７０に圧電歪みが生じる部分を能動部と称する。これに対して、圧電体層７０に圧電歪みが生じない部分を非能動部と称する。また、圧電体層７０に圧電歪みが生じる能動部において、圧力発生室１２に対向する部分を可撓部と称し、圧力発生室１２の外側の部分を非可撓部と称する。
【００３７】
本実施形態では、第２の方向Ｙにおいて、第１電極６０、圧電体層７０及び第２電極８０の全てが圧力発生室１２の外側まで連続的に設けられている。すなわち能動部が圧力発生室１２の外側まで連続的に設けられている。このため、能動部のうち圧電アクチュエーター３００の圧力発生室１２に対向する部分が可撓部となり、圧力発生室１２の外側の部分が非可撓部となっている。
【００３８】
また、圧電アクチュエーター３００の第１電極６０からは、引き出し配線である個別配線９１が引き出されている。また、第２電極８０からは、引き出し配線である共通配線９２が引き出されている。そして、これら個別配線９１及び共通配線９２には、フレキシブルケーブル１２０が接続されている。フレキシブルケーブル１２０は、可撓性を有する配線基板であって、本実施形態では、半導体素子である駆動回路１２１が実装されている。
【００３９】
このような流路形成基板１０の圧電アクチュエーター３００側の面には、流路形成基板１０と略同じ大きさを有する保護基板３０が接合されている。保護基板３０は、駆動素子である圧電アクチュエーター３００を保護するための空間である駆動素子保持部である保持部３１を有する。保持部３１は、第１の方向Ｘに並設された圧電アクチュエーター３００の列毎にそれぞれ１つずつ、合計２つが第２の方向Ｙに並設されている。
【００４０】
このような保護基板３０は、少なくともケース４０側がケース４０よりも熱伝導率が低くなっている。ここで、保護基板３０の少なくともケース４０側がケース４０よりも熱伝導率が低いとは、保護基板３０のケース４０とは反対側、すなわち、流路形成基板１０側が、保護基板３０のケース４０側がケース４０よりも熱伝導率が低く、ケース４０とは反対側、すなわち、流路形成基板１０側がケース４０よりも熱伝導率が高い構成を含む。また、保護基板３０の少なくともケース４０側がケース４０よりも熱伝導率が低いとは、保護基板３０の全体がケース４０よりも熱伝導率が低い構成を含むものである。また、ここで言う保護基板３０の熱伝導率とは、駆動素子保持部である保持部３１を除く部分における熱伝導率のことである。
【００４１】
本実施形態では、保護基板３０は、流路形成基板１０と保護基板３０とが積層された積層方向である第３の方向Ｚにおいて基板が積層された多層構造を有する。具体的には、本実施形態の保護基板３０は、流路形成基板１０側から第３の方向Ｚに積層された第１の基板３１０と第２の基板３２０と第３の基板３３０とを有する。
【００４２】
第１の基板３１０は、板状部材からなる。第１の基板３１０には、第３の方向Ｚに貫通することなく流路形成基板１０側に開口して設けられた凹形状を有する保持部用凹部３１１が設けられている。このような第１の基板３１０は、流路形成基板１０側の面であって保持部用凹部３１１の周囲が、流路形成基板１０の保護基板３０側の上方に接合されている。本実施形態では、流路形成基板１０の保護基板３０側には振動板５０が設けられているため、第１の基板３１０は振動板５０に接合されている。これにより、第１の基板３１０の保持部用凹部３１１の開口は、流路形成基板１０、本実施形態では、振動板５０によって塞がれることで、流路形成基板１０の圧電アクチュエーター３００が設けられた一方面側には、圧電アクチュエーター３００を内包する空間である駆動素子保持部である保持部３１が形成される。
【００４３】
なお、第１の基板３１０と流路形成基板１０の上方との接合方法は特に限定されず、例えば、接着剤を用いて接合することができる。また、流路形成基板１０の第１の基板３１０が接合される領域に振動板５０、又は、振動板５０の一部を設けないようにしてもよい。すなわち、第１の基板３１０と流路形成基板１０とが直接、接合されていてもよい。ちなみに、第１の基板３１０と流路形成基板１０とを直接、接合する場合には、接着剤を用いた接着であってもよく、接着剤を用いずにシリコン同士を接合する直接接合等であってもよい。つまり、ここで言う上方とは、直上も、間に他の部材が介在した状態も含むものである。
【００４４】
第２の基板３２０は、板状部材からなる。第２の基板３２０には、凹形状を有する第１凹部３２１が第１の基板３１０側の面に開口して設けられている。第１凹部３２１は、第２の基板３２０の外周から内側に離れた位置に開口して設けられており、第２の基板３２０は、第１の基板３１０側の面であって第１凹部３２１の周囲が、周方向に亘って連続して第１の基板３１０に接合されている。すなわち、第２の基板３２０は、第１凹部３２１の周囲に亘って連続して設けられて流路形成基板１０側、本実施形態では、第１の基板３１０に接合される接着領域３２３を有する。このように第１の基板３１０と第２の基板３２０とが接合されることで、第２の基板３２０の第１凹部３２１の開口は第１の基板３１０によって塞がれて、第１の基板３１０と第２の基板３２０との間に外部に連通することなく密封された第１の空間部３２２が形成されている。
【００４５】
第３の基板３３０は、板状部材からなる。第３の基板３３０には、凹形状を有する第１凹部３３１が第２の基板３２０側の面に開口して設けられている。第１凹部３３１は、第３の基板３３０の外周から内側に離れた位置に開口して設けられており、第３の基板３３０は、第２の基板３２０側の面であって第１凹部３３１の周囲が、周方向に亘って連続して第２の基板３２０に接合されている。すなわち、第３の基板３３０は、第１凹部３３１の周囲に亘って連続して設けられて流路形成基板１０側、本実施形態では、第２の基板３２０に接合される接着領域３３３を有する。このように第２の基板３２０と第３の基板３３０とが接合されることで、第３の基板３３０の第１凹部３３１の開口は第２の基板３２０によって塞がれて、第２の基板３２０と第３の基板３３０との間に外部に連通することなく密封された第１の空間部３３２が形成されている。
【００４６】
このような第１の基板３１０と第２の基板３２０と第３の基板３３０との材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられる。なお、保護基板３０は、流路形成基板１０と線膨張係数の略同一の材料で形成されていることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。また、保護基板３０を構成する第１の基板３１０と第２の基板３２０と第３の基板３３０とは、本実施形態では、同じ材料、すなわち、シリコン単結晶基板を用いて形成した。ちなみに、シリコン単結晶基板からなる保護基板３０は、ＫＯＨ等のアルカリ溶液を用いたウェットエッチングによって高精度な加工をバッチ処理によって同時に複数処理することができ、コストを低減することができる。また、本実施形態では、第１の基板３１０と第２の基板３２０と第３の基板３３０とを同じ材料で形成するようにしたが、特にこれに限定されず、異なる材料で形成するようにしてもよい。なお、保護基板３０の熱伝導率については詳しくは後述する。
【００４７】
また、保護基板３０の第１の空間部３２２及び３３２の内部には、流体が充填されている。第１の空間部３２２及び３３２内に充填される流体としては特に限定されず、例えば、空気、窒素やアルゴン等の不活性ガスなどの気体や、液体などが挙げられる。また、第１の空間部３２２及び３３２に充填される流体は、第１の基板３１０、第２の基板３２０及び第３の基板３３０よりも熱伝導率が低い材料である。これにより、詳しくは後述するが、第３の方向Ｚにおいて保護基板３０の第１の基板３１０よりもケース４０側の部分の熱伝導率を効果的に低下させることができる。
【００４８】
なお、保持部３１は、密封されていても、また、密封されていなくてもよい。また、第１の空間部３２２及び３３２は、密封されていても、また、密封されていなくてもよい。保持部３１と第１の空間部３２２及び３３２とは、互いに連通して大気開放されていてもよく、互いに連通することなくそれぞれが独立して大気開放されていてもよい。さらに、保持部３１と第１の空間部３２２及び３３２は、密封されることなく何れか一方のみが大気開放していてもよい。ちなみに、例えば、第１の空間部３２２及び３３２が密封されている場合には、第１の空間部３２２及び３３２には、気体や液体などの流体を充填することが可能である。また、第１の空間部３２２及び３３２が密封されていない場合には、第１の空間部３２２及び３３２には、気体である空気が充填される。
【００４９】
また、第１の空間部３２２及び３３２は、密封されていると共に、内部の圧力を大気圧よりも低い圧力とするのが好ましい。これにより、第１の空間部３２２及び３３２によってさらに断熱効果を向上することができる。
【００５０】
このような保護基板３０には、第２の方向Ｙで並設された２つの保持部３１の間に第３の方向Ｚに貫通する貫通孔３２が設けられている。すなわち、貫通孔３２は、第１の基板３１０と第２の基板３２０と第３の基板３３０とを第３の方向Ｚに連続して貫通して設けられている。そして、圧電アクチュエーター３００の第１電極６０から引き出された個別配線９１と第２電極８０から引き出された共通配線９２の端部は、この貫通孔３２内に露出するように延設されており、貫通孔３２内でフレキシブルケーブル１２０と電気的に接続されている。
【００５１】
また、保護基板３０上には、複数の圧力発生室１２に連通するマニホールド１００を流路形成基板１０と共に画成するケース４０が固定されている。ケース４０は、平面視において上述した連通板１５と略同一形状を有し、保護基板３０に接合されると共に、上述した連通板１５にも接合されている。具体的には、ケース４０は、保護基板３０側に流路形成基板１０及び保護基板３０が収容される深さの凹部４１を有する。この凹部４１は、保護基板３０の流路形成基板１０に接合された面よりも広い開口面積を有する。そして、凹部４１に流路形成基板１０等が収容された状態で凹部４１のノズルプレート２０側の開口面が連通板１５によって封止されている。これにより、流路形成基板１０の外周部には、ケース４０と流路形成基板１０とによって第３マニホールド部４２が画成されている。そして、連通板１５に設けられた第１マニホールド部１７及び第２マニホールド部１８と、ケース４０と流路形成基板１０とによって画成された第３マニホールド部４２と、によって本実施形態のマニホールド１００が構成されている。マニホールド１００は、圧力発生室１２の並設方向である第１の方向Ｘに亘って連続して設けられており、各圧力発生室１２とマニホールド１００とを連通する供給連通路１９は、第１の方向Ｘに並設されている。
【００５２】
なお、ケース４０としては、例えば、ＡＢＳ、ポリプロピレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、変性ポリフェニレンエーテル（変性ＰＰＥ）等の樹脂材料を用いることができる。特に、ケース４０として、樹脂材料を成形することにより低コストで量産することができる。
【００５３】
また、連通板１５の第１マニホールド部１７及び第２マニホールド部１８が開口する面には、コンプライアンス基板４５が設けられている。このコンプライアンス基板４５が、第１マニホールド部１７と第２マニホールド部１８の液体噴射面２０ａ側の開口を封止している。このようなコンプライアンス基板４５は、本実施形態では、可撓性を有する薄膜からなる封止膜４６と、金属等の硬質の材料からなる固定基板４７と、を具備する。固定基板４７のマニホールド１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４８となっているため、マニホールド１００の一方面は可撓性を有する封止膜４６のみで封止された可撓部であるコンプライアンス部４９となっている。
【００５４】
また、記録ヘッド１の液体噴射面２０ａ側には、固定板であるカバーヘッド１３０が設けられている。
【００５５】
カバーヘッド１３０には、ノズル開口２１を露出する露出開口部１３１が設けられている。露出開口部１３１は、ノズルプレート２０を露出する大きさを有する。
【００５６】
また、カバーヘッド１３０は、本実施形態では、記録ヘッド１の側面（液体噴射面２０ａとは交差する面）を覆うように、液体噴射面２０ａ側から端部が屈曲して設けられている。
【００５７】
このようなカバーヘッド１３０は、コンプライアンス基板４５の連通板１５とは反対面側に接合されている。これにより、カバーヘッド１３０は、コンプライアンス部４９を覆い、コンプライアンス部４９に紙等の媒体が接触して破壊されるのを抑制することができる。また、カバーヘッド１３０によってコンプライアンス部４９にインクが付着するのを抑制して、カバーヘッド１３０の表面に付着したインクを例えばワイパーブレード等で払拭することができ、媒体をカバーヘッド１３０に付着したインクで汚すのを抑制することができる。
【００５８】
なお、カバーヘッド１３０としては、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属を用いることができる。
【００５９】
なお、ケース４０には、マニホールド１００に連通して各マニホールド１００にインクを供給するための導入路４４が設けられている。また、ケース４０には、保護基板３０の貫通孔３２に連通してフレキシブルケーブル１２０が挿通される接続口４３が設けられている。
【００６０】
このような記録ヘッド１では、インクを噴射する際に、インクを導入路４４から取り込み、マニホールド１００からノズル開口２１に至るまで流路内部をインクで満たす。その後、駆動回路１２１からの信号に従い、圧力発生室１２に対応する各圧電アクチュエーター３００に電圧を印加することにより、圧電アクチュエーター３００と共に振動板５０をたわみ変形させる。これにより、圧力発生室１２内の圧力が高まり所定のノズル開口２１からインク滴が噴射される。
【００６１】
ここで、上述したように保護基板３０は、第１の基板３１０よりもケース４０側に第１の空間部３２２と第２の基板３２０と第１の空間部３３２と第３の基板３３０とが設けられている。したがって、第１の基板３１０よりもケース４０側の熱伝導率は、第１の空間部３２２と第２の基板３２０と第１の空間部３３２と第３の基板３３０との熱伝導率によって決定される。
【００６２】
ここで、空気は、約８割が窒素（Ｎ２）であるため、本実施形態では、空気の熱伝導率として、窒素の熱伝導率を用いて算出した。空気（窒素）の熱伝導率は、室温付近で０．０２５７Ｗ／ｍ・ｋである。また、単結晶シリコンの熱伝導率は、室温付近で１６８Ｗ／ｍ・ｋである。
【００６３】
そして、平板を積層した伝熱層について、熱伝導率の合成は下記式（１）から算出することができる。なお、ｔは合成した伝熱層の見かけ上の厚さであり、ｔ１、ｔ２、ｔ３は各伝熱層の厚さであり、λは合成した伝熱層の見かけ上の熱伝導率であり、λ１、λ２、λ３は各伝熱層の見かけ上の熱伝導率である。
【００６４】
【数１】
2019025766.tif 000003
【００６５】
（実施例１）
ここで、保護基板３０として、シリコン単結晶基板からなり厚さが０．２０ｍｍの第１の基板３１０と、第１の基板３１０上にシリコン単結晶基板からなり厚さが０．２０ｍｍの第２の基板３２０とを設け、第１の基板３１０と第２の基板３２０との間に厚さが０．０４ｍｍの第１の空間部３２２を設けた。このときの第１の基板３１０よりも上側、すなわち、第１の空間部３２２と第２の基板３２０との合成した熱伝導率は、上記式（１）より０．１２８Ｗ／ｍ・ｋとなった。なお、空気の熱伝導率は０．０２５７Ｗ／ｍ、シリコン単結晶基板の熱伝導率は１６８Ｗ／ｍ・ｋで算出している。
【００６６】
（実施例２）
保護基板３０として、シリコン単結晶基板からなり厚さが０．２０ｍｍの第１の基板３１０と、ジルコニアからなり厚さが０．２０ｍｍの第２の基板３２０とを設け、第１の基板３１０と第２の基板３２０との間に厚さが０．０４ｍｍの第１の空間部３２２を設けた。このとき、第１の基板３１０よりも上側、すなわち、第１の空間部３２２と第２の基板３２０との合成した熱伝導率は、上記式（１）より０．１２４Ｗ／ｍ・ｋとなった。なお、空気の熱伝導率は０．０２５７Ｗ／ｍ、シリコン単結晶基板の熱伝導率は１６８Ｗ／ｍ・ｋで算出している。
【００６７】
（実施例３）
保護基板３０として、シリコン単結晶基板からなり厚さが０．２０ｍｍの第１の基板３１０と、シリコン単結晶基板からなり厚さが０．２０ｍｍの第２の基板３２０とを設け、第１の基板３１０と第２の基板３２０との間に厚さが０．０８ｍｍの第１の空間部３２２を設けた。このとき、第１の基板３１０よりも上側、すなわち、第１の空間部３２２と第２の基板３２０との合成した熱伝導率は、上記式（１）より０．０６４Ｗ／ｍ・ｋとなった。なお、空気の熱伝導率は０．０２５７Ｗ／ｍ、シリコン単結晶基板の熱伝導率は１６８Ｗ／ｍ・ｋで算出している。
【００６８】
（実施例４）
保護基板３０として、シリコン単結晶基板からなり厚さが０．１４ｍｍの第１の基板３１０と、シリコン単結晶基板からなり厚さが０．１３ｍｍの第２の基板３２０と、シリコン単結晶基板からなり厚さが０．１３ｍｍの第３の基板３３０とを設け、第１の基板３１０と第２の基板３２０との間に厚さが０．０４ｍｍの第１の空間部３２２を設け、第２の基板３２０と第３の基板３３０との間に厚さが０．０４ｍｍの第１の空間部３３２を設けた。このとき、第１の基板３１０よりも上側、すなわち、第１の空間部３２２と第２の基板３２０と第１の空間部３３２と第３の基板３３０との合成した熱伝導率は、上記式（１）より０．０８３Ｗ／ｍ・ｋとなった。なお、空気の熱伝導率は０．０２５７Ｗ／ｍ、シリコン単結晶基板の熱伝導率は１６８Ｗ／ｍ・ｋで算出している。
【００６９】
（比較例）
保護基板３０として、シリコン単結晶基板からなり厚さが０．２０ｍｍの第１の基板３１０と、第１の基板３１０上に第１の空間部３２２が設けられていない基板を設けた。第１の基板３１０上に設けられた基板として、厚さが０．２０ｍｍのシリコン単結晶基板を用いた。このとき、第１の基板３１０よりも上の基板の熱伝導率は、シリコン単結晶基板の熱伝導率であり、１６８Ｗ／ｍ・ｋである。
【００７０】
上記実施例１〜４と比較例との熱伝導率を下記表１に示す。
【００７１】
【表１】
2019025766.tif 000004
【００７２】
したがって、実施例１〜４の保護基板３０は、第３の方向Ｚにおいて第１の基板３１０よりもケース４０側は、空間部である第１の空間部３２２、または、第１の空間部３２２、３３２を含むため、この第１の基板３１０よりもケース４０側の熱伝導率は、第１の基板３１０の熱伝導率に比べて低い。すなわち、実施例１〜３では、第１の空間部３２２と第２の基板３２０との合成の熱伝導率は、第１の基板３１０の熱伝導率（１６８Ｗ／ｍ・ｋ）よりも低くなる。また、実施例４では、第１の空間部３２２と第２の基板３２０と第１の空間部３３２と第３の基板３３０との合成の熱伝導率（０．０８３Ｗ／ｍ・ｋ）は、第１の基板３１０の熱伝導率（１６８Ｗ／ｍ・ｋ）よりも低くなる。
【００７３】
ここで、保護基板３０に用いられる代表的な材料、空気、ケース４０に用いられる代表的な材料、カバーヘッド１３０に用いられる代表的な材料の熱伝導率を下記表２に示す。
【００７４】
【表２】
2019025766.tif 000005
【００７５】
例えば、ケース４０として、変性ＰＰＥを用いた場合、上記表１に示すように熱伝導率は０．２Ｗ／ｍ・ｋ程度である。これに対して、上述した実施例１〜４の何れの保護基板３０であっても、第１の基板３１０よりもケース４０側の熱伝導率は、ケース４０の熱伝導率よりも低くすることができる。ただし、実施例１〜４の第１の基板３１０は、シリコン単結晶基板からなるため、第１の基板３１０の熱伝導率（１６８Ｗ／ｍ・ｋ）は、ケース４０の熱伝導率（０．２Ｗ／ｍ・ｋ）よりも高い。
【００７６】
したがって、保護基板３０は、第３の方向Ｚにおいて、第１の基板３１０よりもケース４０側が、ケース４０よりも熱伝導率が低くなっている。
【００７７】
したがって、記録ヘッド１の外部環境が低温になった場合に、ケース４０からの熱を保護基板３０の第１の基板３１０よりもケース４０側によって断熱することができる。
【００７８】
ここで、記録ヘッド１の外部環境が低温になると、ケース４０は、ノズルプレート２０、カバーヘッド１３０、連通板１５及び流路形成基板１０等に比べて熱伝導率が低い材料、具体的には樹脂材料で形成されているため、ケース４０は、ノズルプレート２０、カバーヘッド１３０、連通板１５及び流路形成基板１０等に比べて外部の温度変化に対する単位時間当たりの温度変化が遅い。このため、図５に示すように、記録ヘッド１がインクの凍結する低温に置かれた際に、ケース４０の熱が保護基板３０を介して圧力発生室１２内のインクに伝わり、圧力発生室１２内のインクが温められる。したがって、圧力発生室１２内のインクの凍結が開始するよりも先にノズル開口２１内のインクの凍結とマニホールド１００内の下部のインクの凍結とがほぼ同時に始まり、圧力発生室１２のノズル開口２１に連通する側のノズル連通路１６とマニホールド１００に連通する側の供給連通路１９とが圧力発生室１２よりも先に凍結してしまう。その後、圧力発生室１２内の液体が凍結する際には膨張の圧力の逃げ場がない状態となり、振動板５０（図４参照）等の破壊が生じてしまうことになる。
【００７９】
これに対して、本実施形態では、保護基板３０の少なくともケース４０側、すなわち、第３の基板３３０と第１の空間部３３２と第２の基板３２０と第１の空間部３２２とが、ケース４０よりも熱伝導率が低いため、ケース４０の熱は、この保護基板３０のケース４０側の熱伝導率の低い部分によって断熱される。したがって、ケース４０の熱が保護基板３０を介して圧力発生室１２内のインクに伝わり難く、圧力発生室１２内のインクがケース４０の熱によって温められるのを抑制することができる。このため、図６に示すように、記録ヘッド１がインクの凍結する低温に置かれても、圧力発生室１２内のインクをノズル開口２１及びノズル連通路１６や供給連通路１９と同時期に凍結することができる。よって、圧力発生室１２内のインクが凍結による膨張した際の圧力の逃げ場がなくなるのを抑制して、凍結膨張による振動板５０のクラック等の破壊を抑制することができる。
【００８０】
また、本実施形態では、保護基板３０全体の熱伝導率を低くするのではなく、保護基板３０のケース４０側の熱伝導率を低くし、流路形成基板１０側、すなわち、第１の基板３１０の熱伝導率は、ケース４０側に比べて高くなっている。このため、第１の基板３１０の温度を、第１の基板３１０に接する流路形成基板１０、連通板１５、ノズルプレート２０等を介して、これらノズルプレート２０、カバーヘッド１３０、連通板１５及び流路形成基板１０と近い温度に変化させることができる。したがって、保護基板３０の流路形成基板１０側に設けられた第１の基板３１０によって圧力発生室１２内のインクをノズルプレート２０のノズル開口２１内のインクの温度に近づけることができ、圧力発生室１２内のインクをノズル開口２１及びノズル連通路１６や供給連通路１９と同時期に凍結することができ、凍結膨張によって振動板５０にクラック等の破壊が発生するのを抑制することができる。
【００８１】
なお、本実施形態では、第１の基板３１０と第２の基板３２０と第３の基板３３０とを同じ材料で形成するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、第１の基板３１０を第２の基板３２０又は第３の基板３３０よりも熱伝導率が高い材料で形成してもよい。例えば、第１の基板３１０をシリコン単結晶基板で形成し、第２の基板３２０及び第３の基板３３０をジルコニアの基板で形成すればよい。このように保護基板３０の流路形成基板１０側となる最下層の第１の基板３１０の熱伝導率を、他の基板、すなわち第２の基板３２０又は第３の基板３３０の熱伝導率よりも高くすることで、第１の基板３１０の温度を、さらにノズルプレート２０、カバーヘッド１３０、連通板１５及び流路形成基板１０と近い温度に熱伝達によって変化させることができ、圧力発生室１２内のインクをノズル開口２１及びノズル連通路１６や供給連通路１９側のインクと同時に凍結させることができる。
【００８２】
また、第３の方向Ｚにおいて保持部３１の厚さを、第１の空間部３２２及び３３２の厚みよりも薄くするのが好ましい。これにより、流路形成基板１０等から伝わった第１の基板３１０の温度が、保持部３１によって断熱されるのを抑制して、圧力発生室１２内のインクを効果的に冷却することができる。また、第１の基板３１０よりもケース４０側において、第１の空間部３２２及び３３２の厚さを厚くすることで、ケース４０からの熱を効果的に断熱することができる。
【００８３】
以上説明したように、液体であるインクを噴射するノズル開口２１に連通する圧力発生室１２を有する流路形成基板１０と、流路形成基板１０の一方面側に設けられて圧力発生室１２に圧力変化を生じさせる駆動素子である圧電アクチュエーター３００と、流路形成基板１０の一方面側に設けられて圧電アクチュエーター３００を内包する空間である駆動素子保持部である保持部３１を有する保護基板３０と、保護基板３０の流路形成基板１０とは反対面側に設けられたケース４０と、を具備し、保護基板３０は、少なくともケース４０側がケース４０よりも熱伝導率が低い材料で形成される。このように、保護基板３０の少なくともケース４０側を、ケース４０の熱伝導率よりも低い熱伝導率とすることで、記録ヘッド１がインクの凍結する温度環境下に置かれた際に、ケース４０の熱が保護基板３０によって断熱されて、圧力発生室１２内のインクが温められるのを抑制することができる。したがって、圧力発生室１２内のインクをノズル開口２１側及び供給連通路１９側のインクと同時期に凍結することができ、圧力発生室１２内のインクの凍結膨張によって振動板５０にクラック等の破壊が発生するのを抑制することができる。
【００８４】
また、本実施形態では、保護基板３０は、流路形成基板１０と保護基板３０とが積層された積層方向である第３の方向Ｚにおいて基板である第１の基板３１０と第２の基板３２０と第３の基板３３０とが積層された多層構造を有し、各基板３１０、３２０、３３０との間に第１の空間部３２２及び３３２を有することが好ましい。このように、保護基板３０を第１の基板３１０と第２の基板３２０と第３の基板３３０とを積層して構成し、第１の基板３１０と第２の基板３２０との間に第１の空間部３２２を設けると共に、第２の基板３２０と第３の基板３３０との間に第１の空間部３３２を設けることで、第１の空間部３２２及び３３２とによって、保護基板３０は、積層方向である第３の方向Ｚにおいて少なくとも第１の基板３１０よりもケース４０側の熱伝導率を効率的に低くすることができる。また、第１の基板３１０を含めた保護基板３０全体においても、熱伝導率をケース４０よりも低くすることもできる。
【００８５】
なお、本実施形態では、第１の基板３１０と第２の基板３２０と第３の基板３３０との３枚の基板を第３の方向Ｚに積層して保護基板３０を形成したが、保護基板３０を構成する基板の枚数は、特にこれに限定されず、２枚であってもよく、４枚以上であってもよい。また、第１の空間部３２２及び３３２を設けるようにしたが、第１の空間部３２２及び３３２の何れか一方のみを設けるようにしてもよい。
【００８６】
また、保護基板３０の最下層の基板である第１の基板３１０は、他の基板である第２の基板３２０又は第３の基板３３０よりも熱伝導率が高い材料で形成されることが好ましい。これによれば、第１の基板３１０の温度をノズルプレート２０、カバーヘッド１３０、連通板１５及び流路形成基板１０と近い温度に熱伝達によって変化させることができ、第１の基板３１０を介して圧力発生室１２内のインクを外部の温度に近い温度に変化させることができ、圧力発生室１２内のインクをノズル開口２１及びノズル連通路１６や供給連通路１９側のインクと同時期に凍結させることができる。
【００８７】
また、保護基板３０の最下層の基板である第１の基板３１０には、駆動素子保持部である保持部３１が設けられており、積層方向である第３の方向Ｚにおいて、保持部３１は他の基板である第２の基板３２０又は第３の基板３３０の第１の空間部３２２又は３３２の厚みよりも薄いことが好ましい。これによれば、流路形成基板１０等から伝わった第１の基板３１０の温度が、保持部３１によって断熱されるのを抑制して、圧力発生室１２内のインクを効果的に冷却することができる。また、第１の基板３１０よりもケース４０側において、第１の空間部３２２及び３３２の厚さを厚くすることで、ケース４０からの熱を効果的に断熱することができる。
【００８８】
（実施形態２）
図７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要部を拡大した断面図であって、圧力発生室の並設方向の断面図である。なお、上述した実施形態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。
【００８９】
図７に示すように、本実施形態の保護基板３０は、上述した実施形態１と同様に、第１の基板３１０と第２の基板３２０と第３の基板３３０とを具備し、これら第１の基板３１０と第２の基板３２０と第３の基板３３０とは、流路形成基板１０側から第３の方向Ｚに順次積層されている。
【００９０】
また、第１の基板３１０と第２の基板３２０との間には、第２の基板３２０の第１凹部３２１によって形成された第１の空間部３２２が形成されている。同様に、第２の基板３２０と第３の基板３３０との間には、第３の基板３３０の第１凹部３２１によって形成された第１の空間部３３２が形成されている。
【００９１】
また、第１の基板３１０の保持部３１を形成する保持部用凹部３１１内には、壁部３１２が設けられている。
【００９２】
壁部３１２は、流路形成基板１０の圧電アクチュエーター３００の並設方向である第１の方向Ｘにおいて互いに隣り合う圧電アクチュエーター３００の間に設けられている。すなわち、壁部３１２は、第１の方向Ｘで互いに隣り合う圧電アクチュエーター３００の間の凹部７１内に挿入されて設けられている。このような壁部３１２は、第１の方向Ｘと交差する第２の方向Ｙにおいて、保持部３１よりも短い長さを有する。本実施形態では、凹部７１は、圧力発生室１２の第２の方向Ｙの長さよりも短いため、壁部３１２は、凹部７１よりも短い長さで、すなわち、圧力発生室１２よりも短い長さを有する。つまり、本実施形態では、保持部３１は、壁部３１２によって圧電アクチュエーター３００毎に区分けされた封止空間が形成されておらず、圧電アクチュエーター３００を内包する空間は、全て連通して設けられている。
【００９３】
このような壁部３１２は、凹部７１内において流路形成基板１０の上方、本実施形態では、振動板５０と接着剤等を介して接合されている。なお、凹部７１内に第２電極８０が設けられている場合には、壁部３１２は、第２電極８０と接合されていればよい。
【００９４】
このように壁部３１２を設けることで、保護基板３０の第１の基板３１０と流路形成基板１０との接触面積が増大する。このため、外部環境の温度は、ノズルプレート２０、連通板１５及び流路形成基板１０を介して第１の基板３１０に伝わりやすく、第１の基板３１０及び保持部３１内の温度を外部温度に近い温度に短時間で変化させることができる。したがって、圧力発生室１２内のインクをノズル開口２１側及び供給連通路１９側のインクと同時期に凍結することができ、圧力発生室１２内のインクの凍結膨張によって振動板５０にクラック等の破壊が発生するのを抑制することができる。
【００９５】
以上説明したように、保護基板３０の駆動素子保持部である保持部３１内には、流路形成基板１０の一方面側と当接する壁部３１２が設けられている。これにより、流路形成基板１０と保護基板３０との接触面積を増大させて、保護基板３０の流路形成基板１０側の温度を流路形成基板１０に近い温度に変化させることができる。したがって、圧力発生室１２内のインクをノズル開口２１側及び供給連通路１９側のインクと同時期に凍結することができ、圧力発生室１２内のインクの凍結膨張によって振動板５０にクラック等の破壊が発生するのを抑制することができる。
【００９６】
また、流路形成基板１０には、駆動素子である圧電アクチュエーター３００が第１の方向Ｘに並設されており、壁部３１２は、第１の方向Ｘで互いに隣り合う圧電アクチュエーター３００間に設けられており、壁部３１２は、第１の方向Ｘと交差する第２の方向Ｙにおいて保持部３１よりも短い長さを有することが好ましい。これによれば、壁部３１２によって圧電アクチュエーター３００毎に区分けされた封止空間が形成されることがなく、圧電アクチュエーター３００を内包する空間を全て連通して設けることで、圧電アクチュエーター３００を内包する空間が密封されることによって圧電アクチュエーター３００の変位を阻害するのを抑制することができる。
【００９７】
なお、本実施形態では、第１の方向Ｘで互いに隣り合う圧電アクチュエーター３００の間のそれぞれに壁部３１２を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、互いに隣り合う圧電アクチュエーター３００の間が２つ以上の複数毎に壁部３１２を設けるようにしてもよい。また、壁部３１２の第２の方向Ｙの長さを保持部３１と同じ長さとして、壁部３１２によって区分けされた空間同士を連通する貫通孔を壁部３１２に設けるようにしてもよい。
【００９８】
（実施形態３）
図８は、本発明の実施形態３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要部を拡大した断面図である。なお、上述した実施形態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。
【００９９】
本実施形態の保護基板３０は、上述した実施形態１と同様に、第１の基板３１０と第２の基板３２０と第３の基板３３０とを具備し、これら第１の基板３１０と第２の基板３２０と第３の基板３３０とは、流路形成基板１０側から第３の方向Ｚに順次積層されている。
【０１００】
第１の基板３１０には、保持部用凹部３１１が設けられており、保持部用凹部３１１の開口を流路形成基板１０で覆うことで、保持部３１が形成されている。
【０１０１】
第２の基板３２０には、第１凹部３２１と、第１凹部３２１の周囲の接着領域３２３に設けられた第２凹部３２４と、を具備する。第２凹部３２４は、本実施形態では、第１凹部３２１の周囲に亘って連続して設けられている。もちろん、第２凹部３２４は、第１凹部３２１の周囲に不連続となるように設けられていてもよい。また、第２凹部３２４は、本実施形態では、２つ、すなわち、第１凹部３２１の周囲を２重に囲むように設けられている。このような第２の基板３２０を第１の基板３１０に接合することで、第２の基板３２０と第１の基板３１０との間には、第１凹部３２１によって形成された第１の空間部３２２と、第２凹部３２４によって形成された第２の空間部３２５とが形成されている。すなわち、第２の空間部３２５は、第１の空間部３２２とは独立して設けられている。
【０１０２】
第３の基板３３０には、第２の基板３２０と同様に、第１凹部３３１と、第１凹部３３１の周囲の接着領域３３３に設けられた第２凹部３３４と、を具備する。第２凹部３３４は、本実施形態では、第１凹部３３１の周囲に亘って連続して設けられている。もちろん、第２凹部３３４は、第１凹部３３１の周囲に不連続となるように設けられていてもよい。また、第２凹部３３４は、本実施形態では、２つ、すなわち、第１凹部３３１の周囲を２重に囲むように設けられている。このような第３の基板３３０を第２の基板３２０に接合することで、第３の基板３３０と第２の基板３２０との間には、第１凹部３３１によって形成された第１の空間部３３２と、第２凹部３３４によって形成された第２の空間部３３５とが形成されている。すなわち、第２の空間部３３５は、第１の空間部３３２とは独立して設けられている。
【０１０３】
このように、第１の基板３１０と第２の基板３２０との接着領域３２３に、第２の空間部３２５を設けることで、第１の基板３１０と第２の基板３２０との接着領域３２３の面積を減少させることができる。
【０１０４】
また、第２の基板３２０と第３の基板３３０との接着領域３３３に、第２の空間部３３５を設けることで、第２の基板３２０と第３の基板３３０との接着領域３３３の面積を減少させることができる。したがって、第３の基板３３０及び第２の基板３２０によってケース４０の熱の断熱効果を向上することができ、ケース４０の熱が第１の基板３１０に伝わって第１の基板３１０が熱せられるのをさらに抑制することができる。
【０１０５】
また、第２の空間部３２５、３３５を設けることで、第１の基板３１０と第２の基板３２０との接着界面、および、第２の基板３２０と第３の基板３３０との接着界面における断熱効果を向上することができ、保護基板３０の側面方向からの断熱を向上することができる。
【０１０６】
以上説明したように、保護基板３０を構成する基板である第２の基板３２０、第３の基板３３０は、流路形成基板１０側に開口して設けられて、空間部である第１の空間部３２２、３３２を形成する第１凹部３２１、３３１と、第１凹部３２１、３３１の周囲に亘って連続して設けられて流路形成基板１０側に接着される接着領域３２３、３３３の少なくとも一部に設けられて、第１凹部３２１、３３１と独立した第２の空間部３２５、３３５を形成する第２凹部３２４、３３４と、を有する。このように、第２の基板３２０と第３の基板３３０との接着領域３３３に、第２の空間部３３５を設けることで、第２の基板３２０と第３の基板３３０との接着領域３３３の面積を減少させることができ、第３の基板３３０及び第２の基板３２０によってケース４０の熱の断熱効果をさらに向上することができる。
【０１０７】
また、第２の空間部３２５、３３５を設けることで、第１の基板３１０と第２の基板３２０との接着界面、および、第２の基板３２０と第３の基板３３０との接着界面における断熱効果を向上することができ、保護基板３０の側面方向からの断熱を向上することができる。
【０１０８】
（他の実施形態）
以上、本発明の基本的な構成を説明したが、本発明の構成は上述したものに限定されるものではない。
【０１０９】
例えば、上述した各実施形態では、保護基板３０として、第１の基板３１０と第２の基板３２０と第３の基板３３０とを設けるようにしたが、保護基板３０は、２枚の基板が積層されたものであってもよく、また、４枚以上の基板が積層されたものであってもよい。また、保護基板３０は、１枚の基板で形成してもよい。
【０１１０】
また、上述した各実施形態では、保護基板３０に第１の空間部３２２、３３２を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、第２の基板３２０及び第３の基板３３０をケース４０よりも熱伝導率が低い材料で形成すれば、第１の空間部３２２及び３３２の何れか一方又は両方を設けないようにしてもよい。
【０１１１】
さらに、上述した各実施形態では、流路形成基板１０とノズルプレート２０との間に連通板１５を具備する構成の記録ヘッド１を例示したが、特にこれに限定されず、連通板１５を具備しない構成、すなわち、流路形成基板１０とノズルプレート２０とが直接接合された構成であってもよい。
【０１１２】
さらに、上述した各実施形態では、圧力発生室１２に圧力変化を生じさせる駆動素子として、薄膜型の圧電アクチュエーターを用いて説明したが、特にこれに限定されず、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型の圧電アクチュエーターや、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型の圧電アクチュエーターなどを使用することができる。また、駆動素子として、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や、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなどを使用することができる。
【０１１３】
また、これら各実施形態の記録ヘッド１は、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。
【０１１４】
図９に示すインクジェット式記録装置Ｉにおいて、記録ヘッド１は、インク供給手段を構成するインクカートリッジ２が着脱可能に設けられる。このような記録ヘッド１は、キャリッジ３に搭載される。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。
【０１１５】
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、記録ヘッド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には搬送手段としての搬送ローラー８が設けられており、紙等の記録媒体である記録シートＳが搬送ローラー８により搬送されるようになっている。なお、記録シートＳを搬送する搬送手段は、搬送ローラーに限られずベルトやドラム等であってもよい。
【０１１６】
なお、上述した例では、インクジェット式記録装置Ｉは、液体貯留手段であるインクカートリッジ２がキャリッジ３に搭載された構成であるが、特にこれに限定されず、例えば、インクタンク等の液体貯留手段を装置本体４に固定して、貯留手段と記録ヘッド１とをチューブ等の供給管を介して接続してもよい。また、液体貯留手段がインクジェット式記録装置に搭載されていなくてもよい。
【０１１７】
また、上記実施の形態においては、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを、また液体噴射装置の一例としてインクジェット式記録装置を挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド及び液体噴射装置全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドや液体噴射装置にも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられ、かかる液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置にも適用できる。
【符号の説明】
【０１１８】
Ｉ…インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、１…インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、２…インクカートリッジ、３…キャリッジ、４…装置本体、５…キャリッジ軸、６…駆動モーター、７…タイミングベルト、８…搬送ローラー、１０…流路形成基板、１２…圧力発生室、１５…連通板、１６…ノズル連通路、１７…第１マニホールド部、１８…第２マニホールド部、１９…供給連通路、２０…ノズルプレート、２０ａ…液体噴射面、２１…ノズル開口、３０…保護基板、３１…保持部（駆動素子保持部）、３２…貫通孔、４０…ケース、４１…凹部、４２…第３マニホールド部、４３…接続口、４４…導入路、４５…コンプライアンス基板、４６…封止膜、４７…固定基板、４８…開口部、４９…コンプライアンス部、５０…振動板、５１…弾性膜、５２…絶縁体膜、６０…第１電極、７０…圧電体層、７１…凹部、８０…第２電極、９１…個別配線、９２…共通配線、１００…マニホールド、１２０…フレキシブルケーブル、１２１…駆動回路、１３０…カバーヘッド、１３１…露出開口部、３００…圧電アクチュエーター（駆動素子）、３１０…第１の基板、３１１…保持部用凹部、３１２…壁部、３２０…第２の基板、３２１…第１凹部、３２２…第１の空間部、３２３…接着領域、３２４…第２凹部、３２５…第２の空間部、３３０…第３の基板、３３１…第１凹部、３３２…第１の空間部、３３３…接着領域、３３４…第２凹部、３３５…第２の空間部、Ｓ…記録シート（記録媒体）、Ｘ…第１の方向、Ｙ…第２の方向、Ｚ…第３の方向
【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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