(57)【要約】  インクジェットヘッド（２１）は、圧力室（１１ａ）を有する支持基板（１１）を振動板（１２）とノズル板（１３）とで挟み込み、駆動素子（１４）によって振動板（１２）を振動させることにより、圧力室（１１ａ）内のインクをノズル板（１３）のノズル孔（１３ａ）を介して外部に吐出させる。支持基板（１１）は、圧力室（１１ａ）を複数有しているとともに、振動板（１２）およびノズル板（１３）に沿った面内で各圧力室（１１ａ）を略一定の厚みで囲む壁部（１１ｂ）を有している。壁部（１１ｂ）は、圧力室（１１ａ）ごとに独立して、かつ、外形が同一の形状で設けられている。
2015163069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力室を有する支持基板を振動板とノズル板とで挟み込み、駆動素子によって前記振動板を振動させることにより、前記圧力室内のインクを前記ノズル板のノズル孔を介して外部に吐出させるインクジェットヘッドであって、
前記支持基板は、前記圧力室を複数有しているとともに、前記振動板および前記ノズル板に沿った面内で各圧力室を略一定の厚みで囲む壁部を有しており、
前記壁部は、前記圧力室ごとに独立して、かつ、外形が同一の形状で設けられている、インクジェットヘッド。
【請求項２】
前記支持基板において、前記壁部の周囲の少なくとも一部には、基板厚さ方向に該支持基板の一部が除去された穴部が形成されている、請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記穴部は、各圧力室にインクを供給するためのインク流路を構成している、請求項２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記支持基板において、各圧力室を囲む壁部は、該壁部が囲む圧力室と該壁部の周囲の前記インク流路とを連通するための連通路を有している、請求項３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記連通路は、各圧力室を囲む壁部１つあたり、複数設けられている、請求項４に記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記壁部が有する複数の前記連通路は、前記振動板および前記ノズル板に沿った面内で、前記壁部が囲む圧力室に対して互いに反対側の位置に設けられている、請求項５に記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
各圧力室を構成する各壁部は、各壁部の前記連通路が一方向に沿って並ぶように、前記支持基板に設けられている、請求項６に記載のインクジェットヘッド。
【請求項８】
前記支持基板は、インク収容部から前記インク流路にインクを供給するためのインク供給口と、前記インク流路から前記インク収容部にインクを排出するためのインク排出口とを有しており、
前記支持基板において、
各圧力室を構成する各壁部は、前記振動板および前記ノズル板に沿った面内で、前記インク供給口と前記インク排出口との間に位置しており、
前記インク供給口は、前記連通路が並ぶ前記一方向の一方の側に設けられており、
前記インク排出口は、前記一方向の他方の側に設けられている、請求項７に記載のインクジェットヘッド。
【請求項９】
前記支持基板は、インク収容部から前記インク流路にインクを供給するためのインク供給口と、前記インク流路から前記インク収容部にインクを排出するためのインク排出口と、各壁部の外側で前記インク流路を仕切るための仕切り板とを有しており、
前記支持基板において、
各圧力室を構成する各壁部は、前記振動板および前記ノズル板に沿った面内で、前記インク供給口と前記インク排出口との間に位置しており、
前記インク供給口は、前記連通路が並ぶ前記一方向に垂直な方向の一方の側に設けられており、
前記インク排出口は、前記一方向に垂直な方向の他方の側に設けられており、
前記インク流路は、前記仕切り板によって、各壁部の一方の連通路と連通する第１のインク流路と、他方の連通路と連通する第２のインク流路とに仕切られており、
前記インク供給口は、前記第１のインク流路と連通しており、
前記インク排出口は、前記第２のインク流路と連通している、請求項７に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１０】
同じ壁部に設けられた前記複数の連通部の少なくとも１つは、前記支持基板の基板厚さと同じ深さを有している、請求項８または９に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１１】
同じ壁部に設けられた前記複数の連通路のうち、前記インク供給口から前記圧力室を介して前記インク排出口に向かってインクが流れる方向の最も下流側に位置する連通路が、前記支持基板の基板厚さと同じ深さを有している、請求項８から１０のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項１２】
前記穴部は、空間である、請求項２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１３】
前記各壁部は、前記振動板および前記ノズル板に沿った面内で、縦横比が同じ形状である、請求項１から１２のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項１４】
前記各壁部は、前記振動板および前記ノズル板に沿った面内で、縦横比が異なる形状である、請求項１から１２のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項１５】
前記支持基板において、
複数の壁部が一方向に並ぶ列を少なくとも１列有するグループが複数並列に形成されており、
隣り合うグループ同士で、各壁部は、前記一方向に所定ピッチずつずれて位置している、請求項１から１４のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項１６】
各グループは、複数の壁部が一方向に並ぶ列を複数並列に有しており、
同じグループ内の隣り合う列同士で、各壁部は、前記一方向に所定ピッチずつずれて位置している、請求項１５に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１７】
前記駆動素子は、圧電薄膜を含んでいる、請求項１から１６のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項１８】
前記圧電薄膜の厚さは、１μｍ〜１０μｍである、請求項１７に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１９】
請求項１から１８のいずれかに記載のインクジェットヘッドを備え、前記インクジェットヘッドから記録媒体に向けてインクを吐出させる、インクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力室内のインクを外部に吐出するインクジェットヘッドと、そのインクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタとに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、インクを吐出する複数のチャネル（インク吐出部）を有するインクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタが知られている。用紙や布などの記録メディアに対してインクジェットヘッドを相対的に移動させながら、インクの吐出を制御することにより、記録メディアに対して二次元の画像を出力することができる。インクの吐出は、アクチュエータ（圧電式、静電式、熱変形など）を利用したり、熱によって管内のインクに気泡を発生させることで行うことができる。中でも、圧電式のアクチュエータは、出力が大きい、変調が可能、応答性が高い、インクを選ばない、などの利点を有しており、近年よく利用されている。【０００３】
また、圧電式のアクチュエータには、バルク状の圧電体を用いたものと、薄膜の圧電体（圧電薄膜）を用いたものとがある。前者は出力が大きいため、大きな液滴を吐出することができるが、大型でコストが高い。これに対して、後者は出力が小さいため、液滴量は大きくできないが、小型でコストが低い。高解像度（小液滴で良い）で小型、低コストのプリンタを実現するには、圧電薄膜を用いてアクチュエータを構成することが適していると言える。なお、圧電式のアクチュエータにおいて、圧電薄膜を用いるか、バルク状の圧電体を用いるかは、用途に応じて選択すればよい。【０００４】
図１４は、圧電式のアクチュエータを利用した従来のインクジェットヘッド１００の概略の構成を示す平面図と、その平面図におけるＡ−Ａ’線矢視断面図と、その断面図におけるＢ−Ｂ’ 線矢視断面図とを併せて示したものである。ただし、便宜上、平面図では、後述する駆動素子１０４の下部電極２０１および上部電極２０３の図示を省略している。このインクジェットヘッド１００は、複数の圧力室１０１ａを有する支持基板１０１を振動板１０２とノズル板１０３とで挟み込み、各圧力室１０１ａの上方の振動板１０２上に、圧電体を含む駆動素子１０４を形成して構成されている。ノズル板１０３には、各圧力室１０１ａ内のインクを外部に吐出するためのノズル孔１０３ａが形成されている。【０００５】
支持基板１０１には、複数の圧力室１０１ａのほかに、２本のインク流路１０１ｂが並列に形成されている。複数の圧力室１０１ａは、２本のインク流路１０１ｂ・１０１ｂの間で、千鳥状に２列形成されている。そして、一方の列の圧力室１０１ａは、一方のインク流路１０１ｂと連通路１０１ｃを介して連通しており、他方の列の圧力室１０１ａは、他方のインク流路１０１ｂと連通路１０１ｃを介して連通している。また、各インク流路１０１ｂの一端は、インク供給口１０５を介して図示しないインク収容部（インク貯留タンク）と連通しており、他端は、インク排出口１０６を介してインク収容部と連通している。【０００６】
図１５は、インクジェットヘッド１００の１つのチャネルの概略の構成を示す断面図である。振動板１０２上には、絶縁層１０７を介して駆動素子１０４が形成されている。駆動素子１０４は、振動板１０２側から順に下部電極２０１、圧電体２０２、上部電極２０３を積層して構成されている。駆動回路１０８から下部電極２０１および上部電極２０３に電圧を印加すると、圧電体２０２が厚さ方向に垂直な方向に伸縮する。すると、圧電体２０２と振動板１０２との長さの違いにより、振動板１０２に曲率が生じ、振動板１０２が厚さ方向に変位（湾曲）する。このような振動板１０２の変位によって圧力室１０１ａ内に圧力が付与されることにより、圧力室１０１ａ内のインクがノズル孔１０３ａを介して外部に液滴として吐出される。【０００７】
駆動素子１０４に用いられる圧電体２０２には、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）やＰＺＴと呼ばれるチタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｔｉ／Ｚｒ）Ｏ3）など、ペロブスカイト型の金属酸化物が広く用いられている。圧電体を圧電薄膜で構成する場合、基板上に例えばＰＺＴを成膜によって形成する。ＰＺＴの成膜は、スパッタ法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、ゾルゲル法など、種々の方法を用いて行うことが可能である。なお、圧電材料の結晶化には高温が必要となるため、基板にはシリコン（Ｓｉ）が良く用いられる。【０００８】
ところで、図１６は、図１４のＣ−Ｃ’線矢視断面図を示すとともに、駆動素子１０４の伸縮によって変形する振動板１０２の変形形状を示している。支持基板１００において振動板１０２を支持する剛性（支持剛性）は、チャネルの周囲の支持基板１００の構造によって変化する。例えば図１６において、圧力室１０１ａの左側では、支持基板１０１に掘り込み部が無いため、振動板１０２の支持剛性が高いが、圧力室１０１ａの右側では、支持基板１０１に掘り込み部であるインク流路１０１ｂが形成されているため、振動板１０２の支持剛性が低い。【０００９】
このように圧力室１０１ａの左右で支持剛性に差があると、駆動素子１０４が面内で一様に伸縮しても、振動板１０２の変形形状が、圧力室１０１ａの左右方向で非対称となる。その結果、圧力室１０１ａ内のインクに加わる圧力の分布が非対称となり、これによって、インクの吐出速度の低下や吐出角度の倒れなどが発生する。また、振動板１０２の支持剛性が変化すると、アクチュエータの共振周波数が変化するため、応答性も変化する。【００１０】
また、インクの吐出速度、吐出角度および応答性は、隣り合うチャネルの駆動の有無によっても変化する。図１７は、インクジェットヘッド１００において、チャネルが３つ並んで形成されている場合の、中央のチャネルの振動板１０２の変形形状を示している。パターン１のように、中央のチャネルに対して左右両側のチャネルが駆動されない場合、中央のチャネルが駆動されると、そのチャネルの振動板１０２は左右方向に対称に変形し、かつ、その変形量も十分に得られる。【００１１】
しかし、あるチャネルが駆動されると、支持基板１０１やノズル板１０３などを介して、振動板１０２の変形や振動が周辺のチャネルにも伝わる。このため、パターン２のように、中央のチャネルの駆動時に左側のチャネルも駆動され、右側のチャネルは駆動されない場合、中央のチャネルの振動板１０２は左側に引っ張られるため、振動板１０２の変形形状が左右方向で非対称となる。その結果、中央のチャネルから吐出されるインクの吐出速度や吐出角度が変化する。また、パターン３のように、中央のチャネルに加えて左右両側のチャネルも駆動されると、中央のチャネルの振動板１０２は左側および右側の両方に引っ張られるため、振動板１０２の変形形状は左右方向で対称とはなるが、その変形量がパターン１に比べて減少する。その結果、インクの吐出速度が低下する。【００１２】
また、振動板１０２が引っ張られると、隣り合うチャネルに応力が働くため、共振周波数が増大し、応答性が変化する。隣り合うチャネルの影響の仕方や程度は、振動板１０２の変形度合い、隣り合うチャネルとの距離、支持基板１０１の剛性や振動板１０２の支持の仕方などにより変化する。【００１３】
上記のように、チャネルの周囲の形状や、隣り合うチャネルの影響により、インクの吐出速度、吐出角度、応答性が変化すると、各チャネルから吐出されるインクを記録媒体上の所望の位置に着弾させることができないため、画像品質が劣化する。特に、複数の圧力室１０１ａを高密度に配置した場合は、吐出速度、吐出角度および応答性の変化の影響がより大きくなり、画像品質がより劣化する。【００１４】
そこで、従来、各チャネルのインクの吐出特性を均一にする手法が提案されている。例えば、特許文献１では、マトリクス状に配置される複数のチャネルのうち、外縁部に位置するチャネルの構造（例えば圧力室の形状や圧電素子の形状）を、その内側に位置するチャネルの構造と異ならせることにより、インクの吐出特性を各チャネルで均一にするようにしている。また、特許文献２および３では、インクを吐出する複数のチャネルをマトリクス状に配置するとともに、その周囲（外周部分）にインクを吐出しないダミーチャネルを配置することにより、インクの吐出特性を各チャネルで均一にするようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００５−１６９６３８号公報（請求項１、４〜６、段落〔００１３〕、〔００３６〕、図４、図７等参照）
【特許文献２】特開２００５−４１１３９号公報（請求項１、２、段落〔００１１〕、〔００３２〕、〔００４０〕、〔００４２〕、図１、図２、図４等参照）
【特許文献３】特開２００４−３５８８７２号公報（請求項１、３、段落〔００１７〕〜〔００２３〕、図２、図４、図５等参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ところが、特許文献１の方法では、外縁部のチャネルとその内側のチャネルとで構造を変えるため、設計や製作にコストが掛かる。また、特許文献２および３の方法では、ダミーチャネルを設けるスペースが必要となるため、ヘッドの小型化およびチャネルの高密度配置を実現することが困難となる。【００１７】
なお、上記の問題は、各チャネルを駆動する圧電体がバルクであっても薄膜であっても生ずる。【００１８】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、低コストで、各チャネルにおけるインクの吐出特性の均一化を図りながら、ヘッドの小型化およびチャネルの高密度配置も実現することができるインクジェットヘッドと、そのインクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタとを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の一側面に係るインクジェットヘッドは、圧力室を有する支持基板を振動板とノズル板とで挟み込み、駆動素子によって前記振動板を振動させることにより、前記圧力室内のインクを前記ノズル板のノズル孔を介して外部に吐出させるインクジェットヘッドであって、前記支持基板は、前記圧力室を複数有しているとともに、前記振動板および前記ノズル板に沿った面内で各圧力室を略一定の厚みで囲む壁部を有しており、前記壁部は、前記圧力室ごとに独立して、かつ、外形が同一の形状で設けられている。
【発明の効果】
【００２０】
低コストの構成で、インクの吐出特性を各チャネルで均一にすることができ、画像品質を向上させることができるとともに、ヘッドの小型化およびチャネルの高密度配置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の一形態に係るインクジェットプリンタの概略の構成を示す説明図である。
【図２】上記インクジェットプリンタが備えるインクジェットヘッドの概略の構成を示す平面図、Ａ−Ａ’線矢視断面図およびＢ−Ｂ’ 線矢視断面図である。
【図３】上記インクジェットヘッドにおける１つのチャネルを拡大して示す断面図である。
【図４】上記インクジェットヘッドにおいて、インク循環時のインクの流れを模式的に示す断面図である。
【図５】１個のチャネルにおけるインクの流れを示す断面図である。
【図６】上記チャネルの他の構成を模式的に示す断面図である。
【図７】上記インクジェットヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図８】上記インクジェットヘッドにおける、インクの循環工程を含む動作の流れを示すフローチャートである。
【図９】上記インクジェットヘッドの他の構成を示す垂直断面図および水平断面図である。
【図１０】壁部の外形形状のバリエーションを示す水平断面図である。
【図１１】上記インクジェットヘッドのさらに他の構成を示す水平断面図である。
【図１２】上記インクジェットヘッドのさらに他の構成を示す水平断面図である。
【図１３】上記インクジェットヘッドのさらに他の構成を示す水平断面図である。
【図１４】従来のインクジェットヘッドの概略の構成を示す平面図、Ａ−Ａ’線矢視断面図およびＢ−Ｂ’ 線矢視断面図である。
【図１５】上記インクジェットヘッドの１つのチャネルの概略の構成を示す断面図である。
【図１６】図１４のＣ−Ｃ’線矢視断面図、および振動板の変形形状を示す説明図である。
【図１７】チャネルが３つ並んで形成されている従来のインクジェットヘッドの断面図、および中央のチャネルの振動板の変形形状を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００２３】
〔インクジェットプリンタの構成〕
図１は、本実施形態のインクジェットプリンタ１の概略の構成を示す説明図である。インクジェットプリンタ１は、インクジェットヘッド部２において、インクジェットヘッド２１が記録媒体の幅方向にライン状に設けられた、いわゆるラインヘッド方式のインクジェット記録装置である。
【００２４】
インクジェットプリンタ１は、上記のインクジェットヘッド部２と、繰り出しロール３と、巻き取りロール４と、２つのバックロール５・５と、中間タンク６と、送液ポンプ７と、貯留タンク８と、定着機構９とを備えている。
【００２５】
インクジェットヘッド部２は、インクジェットヘッド２１から記録媒体Ｐに向けてインクを吐出させ、画像データに基づく画像形成（描画）を行うものであり、一方のバックロール５の近傍に配置されている。なお、インクジェットヘッド２１の構成については後述する。
【００２６】
繰り出しロール３、巻き取りロール４および各バックロール５は、軸回りに回転可能な円柱形状からなる部材である。繰り出しロール３は、周面に幾重にも亘って巻回された長尺状の記録媒体Ｐを、インクジェットヘッド部２との対向位置に向けて繰り出すロールである。この繰り出しロール３は、モータ等の図示しない駆動手段によって回転することで、記録媒体Ｐを図１のＸ方向へ繰り出して搬送する。
【００２７】
巻き取りロール４は、繰り出しロール３より繰り出されて、インクジェットヘッド部２によってインクが吐出された記録媒体Ｐを周面に巻き取る。
【００２８】
各バックロール５は、繰り出しロール３と巻き取りロール４との間に配設されている。記録媒体Ｐの搬送方向上流側に位置する一方のバックロール５は、繰り出しロール３によって繰り出された記録媒体Ｐを、周面の一部に巻き付けて支持しながら、インクジェットヘッド部２との対向位置に向けて搬送する。他方のバックロール５は、インクジェットヘッド部２との対向位置から巻き取りロール４に向けて、記録媒体Ｐを周面の一部に巻き付けて支持しながら搬送する。
【００２９】
中間タンク６は、貯留タンク８より供給されるインクを一時的に貯留する。また、中間タンク６は、インクチューブ１０と接続され、各インクジェットヘッド２１におけるインクの背圧を調整して、各インクジェットヘッド２１にインクを供給する。
【００３０】
送液ポンプ７は、貯留タンク８に貯留されたインクを中間タンク６に供給するものであり、供給管１１の途中に配設されている。貯留タンク８に貯留されたインクは、送液ポンプ７によって汲み上げられ、供給管１１を介して中間タンク６に供給される。
【００３１】
定着機構９は、インクジェットヘッド部２によって記録媒体Ｐに吐出されたインクを当該記録媒体Ｐに定着させる。この定着機構９は、吐出されたインクを記録媒体Ｐに加熱定着するためのヒータや、吐出されたインクにＵＶ（紫外線）を照射することによりインクを硬化させるためのＵＶランプ等で構成されている。
【００３２】
上記の構成において、繰り出しロール３から繰り出される記録媒体Ｐは、バックロール５により、インクジェットヘッド部２との対向位置に搬送され、インクジェットヘッド部２から記録媒体Ｐに対してインクが吐出される。その後、記録媒体Ｐに吐出されたインクは定着機構９によって定着され、インク定着後の記録媒体Ｐが巻き取りロール４によって巻き取られる。このようにラインヘッド方式のインクジェットプリンタ１では、インクジェットヘッド部２を静止させた状態で、記録媒体Ｐを搬送しながらインクが吐出され、記録媒体Ｐに画像が形成される。
【００３３】
なお、インクジェットプリンタ１は、シリアルヘッド方式で記録媒体に画像を形成する構成であってもよい。シリアルヘッド方式とは、記録媒体を搬送しながら、その搬送方向と直交する方向（幅方向）にインクジェットヘッドを移動させてインクを吐出し、画像を形成する方式である。この場合、インクジェットヘッドは、キャリッジ等の構造体に支持された状態で、記録媒体の幅方向に移動する。
【００３４】
〔インクジェットヘッドの構成〕
次に、インクジェットヘッド２１の構成について説明する。図２は、上述したインクジェットヘッド２１の概略の構成を示す平面図と、その平面図におけるＡ−Ａ’線矢視断面図と、その断面図におけるＢ−Ｂ’ 線矢視断面図とを併せて示したものである。ただし、便宜上、平面図では、後述する駆動素子１４の下部電極および上部電極の図示を省略している。
【００３５】
本実施形態のインクジェットヘッド２１は、複数の圧力室１１ａを有する支持基板１１を、厚さ一定の振動板１２とノズル板１３とで挟み込み、各圧力室１１ａの上方の振動板１２上に、駆動素子１４を形成して構成されている。駆動素子１４は、振動板１２側から、下部電極、圧電薄膜、上部電極をこの順で積層して構成されている。下部電極および上部電極は、図示しない駆動回路と接続されている。圧電薄膜の厚さは、１μｍ〜１０μｍであり、薄膜の圧電体となっている。ノズル板１３には、各圧力室１１ａに対応してノズル孔１３ａが形成されている。
【００３６】
支持基板１１には、複数の圧力室１０１ａと、壁部１１ｂとが形成されている。各圧力室１０１ａは、支持基板１１において千鳥状に２列形成されている。壁部１１ｂは、支持基板１１において（振動板１２とノズル板１３との間で）圧力室１１ａの周囲の壁を構成する、いわゆる側壁であり、振動板１２およびノズル板１３に沿った面内（支持基板１１の厚さ方向に垂直な面内）で各圧力室１１ａを略一定の厚みで囲むように設けられている。なお、壁部１１ｂの厚みが略一定であるとは、壁部１１ｂの厚みの変動幅が、基準厚みの±２０％以内（より望ましくは±１０％以内）に収まっていることを意味する。
【００３７】
各壁部１１ｂは、圧力室１１ａごとに独立して（各圧力室１１ａと１対１に対応して）設けられている。「独立している」とは、隣りの圧力室１１ａの壁部１１ｂを兼ねていないことが望ましいが、図１２のように、壁部１１ｂと壁部１１ｂの一部が接続されているものも本願でいう「独立」に含まれるものとする。このとき、「一部」とは、壁部１１ｂの表面積の１０％以内、望ましくは５％以内である。
【００３８】
また、各壁部１１ｂは全て、外形が同一形状となっており、本実施形態では、振動板１２およびノズル板１３に沿った面内で例えば円形である。なお、振動板１２およびノズル板１３に沿った面内のことを、以下では「水平断面内」とも称する。
【００３９】
また、図２に示すような例の場合、支持基板１１は、１枚の板ではなく、複数の円筒（壁部１１ｂ）を備えたものである。本願では、このようなものも「支持基板」と称する。
【００４０】
支持基板１１において、各壁部１１ｂの周囲（圧力室１１ａとは反対側）には、基板厚さ方向に支持基板１１の一部が除去された穴部（支持基板１１を基板厚さ方向に掘り込んだ掘り込み部）１８が形成されている。この穴部１８により、各壁部１１ｂを、穴部１８を介して互いに離れて（つながらないように）位置させることができ、各壁部１１ｂを各圧力室１１ａに対応するように独立して配置することが可能となる。また、各壁部１１ｂと周囲の構造体（例えばヘッドを支持するキャリッジ）とを離れて位置させることも可能となる。本実施形態では、穴部１８は、支持基板１１をその厚さ方向に貫通する貫通口であり、各圧力室１１ａにインクを供給するためのインク流路１８ａを構成している。
【００４１】
上記した各壁部１１ｂは、該壁部１１ｂが囲む圧力室１１ａと該壁部１１ｂの周囲のインク流路１８ａとを連通するための連通路１１ｃを有している。連通路１１ｃは、各圧力室１１ａを囲む壁部１１ｂの１つにつき、複数設けられており、本実施形態では２個設けられている。これら２個の連通部１１ｃは、水平断面内で、壁部１１ｂが囲む圧力室１１ａに対して互いに反対側の位置に（水平断面内で圧力室１１ａの中心に対して点対称となる位置に）設けられている。また、各壁部１１ｂは、複数の連通路１１ｃが一方向（図２の水平断面図では左右方向）に沿って並ぶように、支持基板１１に設けられている。
【００４２】
また、支持基板１１は、インク供給口１１ｄおよびインク排出口１１ｅをさらに有している。インク供給口１１ｄは、インク収容部としての貯留タンク８（図１参照）からインク流路１８ａにインクを供給するための供給口であり、インク供給部１９の内部の通路１９ａを介して貯留タンク８と連通している。インク排出口１１ｅは、インク流路１８ａから貯留タンク８にインクを排出するための排出口であり、インク排出部２０の内部の通路２０ａを介して貯留タンク８と連通している。
【００４３】
上記した各壁部１１ｂは、水平断面内で、インク供給口１１ｄとインク排出口１１ｅとの間に位置している。そして、インク供給口１１ｄは、連通路１１ｃが並ぶ上記一方向における一方の側（図２の水平断面図では左側）に設けられており、インク排出口１１ｅは、上記一方向における他方の側（図２の水平断面図では右側）に設けられている。
【００４４】
インク供給口１１ｄからインク流路１８ａにインクが導入されると、上記インクは各壁部１１ｂの連通路１１ｃを介して各圧力室１１ａの内部に供給される。そして、駆動素子１４によって振動板１２を振動させることにより、各圧力室１１ａ内のインクがノズル孔１３ａを介して外部に吐出される。より詳しくは、図示しない駆動回路により、駆動素子１４の下部電極および上部電極に電圧を印加すると、圧電薄膜が伸縮して振動板１２が変形（振動）し、これによって圧力室１１ａ内のインクに圧力が加わり、ノズル孔１３ａからインク滴が吐出される。インクの吐出後、振動板１２が元の位置に戻ると、圧力室１１ａ内が負圧となり、連通路１１ｃを介してインクが圧力室１１ａ内に流れ込む。以降、このような工程が繰り返される。
【００４５】
図３は、図２のＤ部、すなわち、１つのチャネル（インク吐出部）を拡大して示す断面図である。支持基板１１において、各壁部１１ｂの厚みは略一定であるので、各壁部１１ｂで支持される振動板１２の支持剛性は、水平断面内で圧力室１１ａの周囲のどの位置でもほぼ同じとなる。これにより、駆動素子１４によって振動板１２が振動するときに、振動板１２に垂直などの面内でも、振動板１２の変形形状を左右対称な形状とすることができ、これによって、圧力室１１ａ内のインクに加わる圧力の分布を左右対称にすることができる。
【００４６】
しかも、各壁部１１ｂは、圧力室１１ａごとに独立して設けられているので、各壁部１１ｂで支持される振動板１２は、隣り合う圧力室１１ａの駆動の影響をほとんど受けることなく振動（変形）することが可能となる。また、各壁部１１ｂは、外形が同一の形状で設けられているので、異なる形状で形成する場合のように、設計や製作にコストが掛かることもない。
【００４７】
したがって、低コストの構成で、吐出速度、吐出角度、応答性などのインクの吐出特性を複数のチャネル間で均一にできるとともに、振動板１２の変形量や共振周波数も各チャネル間で均一にでき、画像品質を向上させることができる。また、従来のようにダミーチャネルを設けることなく、インクの吐出特性を各チャネルで均一にできるので、ヘッドの小型化およびチャネルの高密度配置を実現することも可能となる。
【００４８】
なお、上記効果を得るためのヘッドの寸法の一例は、以下の通りである。つまり、下記の寸法でヘッドを構成した場合に、上記の効果が得られることが実験により確認されている。
圧力室の直径（水平断面内）：５００μｍ
振動板厚さ                ：１０μｍ
圧電薄膜直径（水平断面内）：４００μｍ
圧電薄膜厚さ              ：１０μｍ
壁部厚さ（水平断面内）    ：５０μｍ
支持基板厚さ              ：３００μｍ
【００４９】
また、支持基板１１には、穴部１８が形成されているので、隣り合う壁部１１ｂ・１１ｂ同士を穴部１８を介して互いに離して位置させることができる。これにより、各壁部１１ｂで支持されて各圧力室１１ａを駆動する振動板１２の変形が、隣り合う圧力室１１ａの駆動の影響を受けて乱れるのを確実に抑えることができる。
【００５０】
また、支持基板１１に穴部１８が形成されておらず、各壁部１１ｂが各圧力室１１ａに対応して独立して形成されていない場合、振動板１２の支持剛性は、隣り合うチャネルの個数や位置、インク供給口１１ｄおよびインク排出口１１ｅなどの周辺部分と圧力室１１ａとの距離、ヘッドを支持するキャリッジなどの構造体（図示せず）と圧力室１１ａとの距離、などによっても変化する。しかし、上記した穴部１８の形成により、壁部１１ｂとその周囲の構造体等とが直接つながらないようにできるため、これらの影響も確実に排除しながら、振動板１２の支持剛性を各チャネル間で確実に均一にすることができる。
【００５１】
また、穴部１８はインク流路１８ａを構成しているので、穴部１８によって形成された空間を有効活用することができ、インク流路を支持基板１１の別の位置に形成する構成に比べて、ヘッドをさらに小型化することが可能となる。
【００５２】
また、各壁部１１ｂは連通路１１ｃを有しているので、インク流路１８ａを流れるインクを、連通路１１ｃを介して圧力室１１ａに確実に供給することが可能となる。特に、本実施形態のように、連通路１１ｃは、圧力室１１ａを囲む壁部１１ｂの１個あたり、複数（例えば２つ）設けられているので、圧力室１１ａ内のインクを外部との間で循環させることが可能となる。
【００５３】
図４は、インクジェットヘッド２１において、インク循環時のインクの流れを模式的に示す断面図であり、図５は、１個のチャネルにおけるインクの流れを示す断面図である。１個の壁部１１ｂに、連通路１１ｃとして２個の連通路１１ｃ1・１１ｃ2を設けた場合、インク流路１８ａを流れるインクは、一方の連通路１１ｃ1を介して圧力室１１ａ内に供給され、他方の連通路ｃ2を介して圧力室１１ａから排出されて、インク流路１８ａに戻る。
【００５４】
このように、一方の連通路１１ｃ1を圧力室１１ａへのインク供給用として用い、他方の連通路１１ｃ2を圧力室１１ａからのインク排出用として用いることができるので、圧力室１１ａの内部と外部とでインクを循環させて、圧力室１１ａ内に溜まった気泡や異物（沈殿物を含む）を除去することが可能となり、気泡等に起因してインクの吐出異常（吐出速度や吐出角度の不良、インクの不吐出など）が生じるの確実に低減することができる。
【００５５】
特に、２個の連通路１１ｃ（１１ｃ1・１１ｃ2）が水平断面内で圧力室１１ａに対して互いに反対側の位置に設けられていることで、圧力室１１ａ内のインクが、２個の連通路１１ｃを通る一方向に流れやすくなるため、インクの循環効率を向上させることができる。
【００５６】
また、図２の水平断面図で示すように、各壁部１１ｂは、各壁部１１ｂの連通路１１ｃが一方向に沿って並ぶように、支持基板１１に設けられている。これにより、各圧力室１１ａを直列に流れるようにインクを循環させることが可能となり、複数の圧力室１１ａ内のインクを同時に循環させることが可能となる。
【００５７】
また、支持基板１１において、インク供給口１１ｄは、複数の連通路１１ｃが並ぶ一方向の一方の側に設けられており、インク排出口１１ｅは、上記一方向の他方の側に設けられているので、インク供給口１１ｄからインク流路１８ａに供給されるインクは、各圧力室１１ａを、連通路１１ｃを介して直列に流れてインク排出口１１ｅに向かう。したがって、インク供給口１１ｄおよびインク排出口１１ｅを介して、複数の圧力室１１ａ内のインクを貯留タンク８との間で効率よく循環させることができる。
【００５８】
ところで、図６は、インクジェットヘッド２１の１個のチャネルの他の構成を模式的に示す断面図である。同図に示すように、同じ壁部１１ｂに設けられた複数の連通部１１ｃの少なくとも１つ（例えば連通路１１ｃ2）は、支持基板１１の基板厚さと同じ深さを有していてもよい。この場合、圧力室１１ａの上部に溜まった気泡や異物を連通路１１ｃ2を介して効率よく排出することができる。特に、同じ壁部１１ｂに設けられた複数の連通路１１ｃのうち、インク循環時に、インク供給口１１ｄから圧力室１１ａを介してインク排出口１１ｅに向かってインクが流れる方向の最も下流側に位置する連通路１１ｃ2の深さを、支持基板１１の基板厚さと同じにすることにより、インク循環時に連通路１１ｃ2がインク排出用の連通路となるため、圧力室１１ａの上部に溜まった気泡や異物を排出する上記の効果を確実に得ることができる。
【００５９】
〔インクジェットヘッドの製造方法〕
次に、本実施形態のインクジェットヘッド２１の製造方法について以下に説明する。図７は、インクジェットヘッド２１の製造工程を示す断面図である。
【００６０】
まず、基板３１を用意する。基板３１としては、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）に多く利用されている結晶シリコン（Ｓｉ）を用いることができ、ここでは、酸化膜３１ｂを介して２枚のＳｉ基板３１ａ・３１ｃが接合されたＳＯＩ構造のものを用いている。基板３１の厚みは規格等で決められており、例えば６インチサイズの場合、基板３１の厚さは６００μｍ程度である。
【００６１】
基板３１を加熱炉に入れ、１５００℃程度に所定時間保持して、Ｓｉ基板３１ａ・３１ｃの表面にＳｉＯ2からなる熱酸化膜３２ａ・３２ｂをそれぞれ形成する。次に、一方の熱酸化膜３２ｂ上に、チタンおよび白金の各層をスパッタ法で順に成膜し、下部電極３３を形成する。
【００６２】
続いて、基板３１を６００℃程度に再加熱し、例えばＰＺＴからなる層３４ａをスパッタ法で成膜する。次に、基板３１に感光性樹脂４１をスピンコート法で塗布し、マスクを介して露光、エッチングすることによって感光性樹脂４１の不要な部分を除去し、形成する圧電薄膜３４の形状を転写する。その後、感光性樹脂４１をマスクとして、反応性イオンエッチング法を用いて層３４ａの形状を加工し、圧電薄膜３４とする。
【００６３】
次に、圧電薄膜３４を覆うように下部電極３３上に、チタン、白金層をスパッタ法で順に成膜し、層３５ａを形成する。続いて、層３５ａ上に感光性樹脂４２をスピンコート法で塗布し、マスクを介して露光、エッチングすることによって感光性樹脂４２の不要な部分を除去し、形成する上部電極３５の形状を転写する。その後、感光性樹脂４２をマスクとして、反応性イオンエッチング法を用いて層３５ａの形状を加工し、上部電極３５を形成する。
【００６４】
次に、基板３１の裏面（熱酸化膜３２ａ側）に感光性樹脂４３をスピンコート法で塗布し、マスクを介して露光、エッチングすることによって、感光性樹脂４３の不要な部分を除去し、形成しようとする圧力室５１ａ、壁部５１ｂ、穴部５２（インク流路５２ａ）、連通路（図示せず）などの形状を転写する。そして、感光性樹脂４３をマスクとして、反応性イオンエッチング法を用いて基板３１の除去加工を行い、圧力室５１ａなどを形成する。
【００６５】
その後、基板３１と、ノズル孔３６ａを有するノズル板３６とを、接着剤等を用いて接合する。これにより、インクジェットヘッド２１が完成する。なお、ノズル孔３６ａに対応する位置に貫通孔を有する中間ガラスを用い、熱酸化膜３２ａを除去して、基板３１と中間ガラス、および中間ガラスとノズル板３６とをそれぞれ陽極接合するようにしてもよい。この場合は、接着剤を用いずに３者（基板３１、中間ガラス、ノズル板３６）を接合することができる。
【００６６】
なお、図７のＳｉ基板３１ａおよび酸化膜３１ｂは、図１等の支持基板１１に対応し、Ｓｉ基板３１ｃが振動板１２に対応し、ノズル板３６がノズル板１３に対応し、下部電極３３、圧電薄膜３４、上部電極３５が、駆動素子１４に対応している。また、圧力室５１ａ、壁部５１ｂ、穴部５２（インク流路５２ａ）は、それぞれ圧力室１１ａ、壁部１１ｂ、穴部１８（インク流路１８ａ）に対応している。
【００６７】
〔インク循環のタイミングについて〕
上述したインクの循環は、例えば以下のタイミングで行うことができる。図８は、本実施形態のインクジェットヘッド２１における、インクの循環工程を含む動作の流れを示すフローチャートである。
【００６８】
まず、インクジェットプリンタ１の電源をＯＮにすると（Ｓ１）、図示しないポンプ等により、インクの循環動作が行われ（Ｓ２）、続いて、印字枚数ＮをＮ＝１とし（Ｓ３）、インクの吐出動作が行われる（Ｓ４）。その後、Ｎ＝Ｎ＋１とし（Ｓ５）、印字が最後のページまで終了したかどうかが制御部（図示せず）により判断される（Ｓ６）。Ｓ６にて、印字が終了している場合は、インク循環動作を再度行って（Ｓ７）、一連の動作を終了させる。
【００６９】
一方、Ｓ６にて、印字が終了していない場合は、ｎを自然数とし、Ａを所定枚数（例えば５０枚）として、印字枚数ＮがＮ＝ｎ・Ａであるか否かが判断される（Ｓ８）。Ｓ８にて、Ｎ＝ｎ・Ａでなければ（印字枚数が所定枚数に到達していなければ）、インク循環を行う必要はないとして、Ｓ４以降の動作を繰り返す。一方、Ｓ８にて、Ｎ＝ｎ・Ａである場合（印字枚数が所定枚数に到達した場合）、所定枚数の印字によって気泡や異物を取り除く必要であるとして、インク循環動作を行い（Ｓ９）、その後、Ｓ４以降の動作を繰り返す。
【００７０】
なお、印刷画像やノズル近傍をカメラで観察し、吐出異常が発生していればインク循環を実施するようにしてもよい。
【００７１】
〔インクジェットヘッドの他の構成〕
図９は、インクジェットヘッド２１の他の構成を示す垂直断面図および水平断面図を併せて示したものである。なお、図９の垂直断面図は、水平断面図におけるＡ−Ａ’線矢視断面図に対応しており、水平断面図は、垂直断面図におけるＢ−Ｂ’線矢視断面図に対応している。各壁部１１ｂは、水平断面内で、縦横比が異なる形状であってもよい。ここで、縦横比が異なるとは、縦の長さをａ（μｍ）とし、横の長さをｂ（μｍ）とした場合に、ａ≠ｂであることを指す。図９では、壁部１１ｂの外形が、水平断面内で縦横比の異なる楕円形となっている。そして、連通路１１ｃは、壁部１１ｂの長径方向に２か所設けられている。なお、楕円形状の壁部１１ｂの短径方向の長さは、図２等で示した断面円形の壁部１１ｂの直径と同じとする。
【００７２】
この構成では、振動板１２に垂直な面内での振動板１２の変形形状は、振動板１２に垂直な面の選択の仕方によって変わってくる。例えば、振動板１２に垂直な面であって、壁部１１ｂの長径方向に沿った面内と、壁部１１ｂの短径方向に沿った面内とでは、振動板１２の変形形状は異なる。しかし、上記２つの面内のいずれにおいても、振動板１２の変形形状を左右対称にできることに変わりはない。したがって、このような構成であっても、各チャネル間でインクの吐出特性を均一にすることができる。
【００７３】
また、図９の構成では、図２等で示した構成（壁部１１ｂの外形が円形）よりも、壁部１１ｂが長径方向に長い分だけ、振動板１２の変位体積が増えることになるため、インクの吐出量を増加することができる。また、壁部１１ｂの短径は図２等の構成と変わらないため、共振周波数の変化は少なく、インクを高速に吐出することが可能となる。また、連通路１１ｃは、壁部１１ｂの長径方向に並んで形成されているので、インク循環時に圧力室１１ａ内の気泡や異物が抜けやすくなる。
【００７４】
図１０は、壁部１１ｂの外形形状のバリエーションを示す水平断面図である。同図のように、壁部１１ｂの水平断面内での形状は、正方形、長方形、菱形などの形状であってもよい。壁部１１ｂの外形が正方形の場合は、円形の場合と同様に、水平面内での縦横比が同じであり、外形が長方形や菱形の場合は、水平面内での縦横比が異なることになる。
【００７５】
特に、水平面内での壁部１１ｂの縦横比が同じ場合（円形、正方形）、振動板１２に垂直などの面内でも、振動板１２の変形形状を同じまたはほぼ同じにすることができるため、各チャネル間でインクの吐出特性をより均一にすることが可能となる。
【００７６】
〔インクジェットヘッドのさらに他の構成〕
図１１は、インクジェットヘッド２１のさらに他の構成を示す水平断面図である。同図のように、支持基板１１において、複数の壁部１１ｂが一方向（図１１では左右方向）に並ぶ列を少なくとも１列有するグループＧが複数並列に形成されていてもよい。そして、隣り合うグループ同士で、各壁部１１ｂは、上記一方向に所定ピッチＰ（μｍ）ずつずれて位置していてもよい。この場合、支持基板１１において、各壁部１１ｂおよび各圧力室１１ａが高密度で配置されることにより、より高解像度の画像形成（インク吐出）が可能となる。
【００７７】
特に、図１１のように、各グループＧは、複数の壁部１１ｂが一方向に並ぶ列を複数並列に有しており、同じグループＧ内の隣り合う列同士で、各壁部１１ｂは、上記一方向に所定ピッチＱ（μｍ）ずつずれて位置している場合は、各グループＧ内でも圧力室１１ａの高密度配置が実現されるため、より高解像度の画像を形成することが可能となる。なお、図１１では、支持基板１１におけるグループＧの数が４つであるため、所定ピッチＱ＝４Ｐに設定されているが、このピッチに限定されるわけではない。
【００７８】
また、図１１において、太線の矢印は、インク循環時のインクの流れを示している。同図のように、各インク供給口１１ｄからインク流路１８ａに供給されるインクは、各圧力室１１ａを、連通路１１ｃを介して直列に流れてインク排出口１１ｅに向かうため、インクを効率よく循環させることができる。
【００７９】
図１２は、インクジェットヘッド２１のさらに他の構成を示す水平断面図である。支持基板１１は、各壁部１１ｂの外側でインク流路１８ａを仕切るための仕切り板２２をさらに有していてもよい。この構成について、より具体的に説明すると以下の通りである。なお、支持基板１１における各壁部１１ｂの配置ピッチについては、図１１の構成と同様であるため、その説明を省略する。
【００８０】
支持基板１１において、各壁部１１ｂは、水平断面内で、複数のインク供給口１１ｄと複数のインク排出口１１ｅとの間に位置している。各インク供給口１１ｄは、連通路１１ｃが並ぶ一方向（図１２では上下方向）に垂直な方向（図１２では左右方向）の一方の側（図１２では左側）に設けられており、各インク排出口１１ｅは他方の側（図１２では右側）に設けられている。そして、支持基板１１に形成されるインク流路１８ａは、仕切り板２２によって、各壁部１１ｂの一方の連通路１１ｃ1と連通する第１のインク流路１８ａ1と、他方の連通路１１ｃ2と連通する第２のインク流路１８ａ2とに仕切られている。インク供給口１１ｄは、第１のインク流路１８ａ1と連通しており、インク排出口１１ｅは、第２のインク流路１８ａ2と連通している。なお、上記の仕切り板２２は、支持基板１１において、各壁部１１ｂの周囲の一部を基板厚さ方向に掘り込む（除去する）ことによって形成される。したがって、図１２では、穴部１８は、各壁部１１ｂの周囲全体を囲むように形成されるわけではない。
【００８１】
この構成では、インク供給口１１ｄから第１のインク流路１８ａ1に供給されるインクは、各圧力室１１ａを並列に流れて、第２のインク流路１８ａ2を介してインク排出口１１ｅに向かう。より詳しくは、奇数行に位置する第１のインク流路１８ａ1からのインクは、連通路１１ｃ1を介して圧力室１１ａ内に入り、連通路１１ｃ2を介して偶数行に位置する第２のインク流路１８ａ2に流れ、排出される。したがって、この構成でも、各圧力室１１ａ内のインクを外部との間で循環させることができる。
【００８２】
なお、図１２の構成では、例えば第３行目の第１のインク流路１８ａ1を流れるインクは、第２行目の流路と第３行目の流路との間の各圧力室１１ａを通って、第２行目に位置する第２のインク流路１８ａ2を通ることもできるし、第３行目の流路と第４行目の流路との間の各圧力室１１ａを通って、第４行目に位置する第２のインク流路１８ａ2を通ることもできる。
【００８３】
また、第１のインク流路１８ａ1と第２のインク流路１８ａ2とは、各壁部１１ｂの外側で仕切り板２２によって仕切られているため、第１のインク流路１８ａ1と第２のインク流路１８ａ2との間でのインクの行き来は、必ずいずれかの圧力室１１ａを介して行われることになる。これにより、インク供給口１１ｄから供給されるインクを、各圧力室１１ａ内のインクの循環に全て利用することができる。また、上記のように仕切り板２２を設けることにより、連通路１１ｃ1・１１ｃ2間に差圧が生じるため、圧力室１１ａ内をインクが流れやすくなり、圧力室１１ａ内の気泡や異物を排出しやすくなる効果もある。
【００８４】
図１３は、インクジェットヘッド２１のさらに他の構成を示す断面図である。支持基板１１に形成される穴部１８は、インク流路１８ａを構成せずに単なる空間であってもよい。この場合でも、隣り合う壁部１１ｂ同士を、空間を介して互いに離して位置させることができるため、各圧力室１１ａを駆動する振動板１２の変形が、隣り合う圧力室１１ａの駆動の影響を受けて乱れるのを確実に抑えることができる。
【００８５】
ただし、この場合、圧力室１１ａ内にインクを供給するためのインク流路をヘッドのどこかに別途設けるとともに、上記インク流路と連通するインク供給口およびインク排出口を、各圧力室１１ａに設ける必要がある。例えば、圧力室１１ａの上方の振動板１２にインク供給口およびインク排出口を形成したり、インク流路を有する基板を支持基板１１とノズル板１３との間に設けるなどの工夫が必要となる。
【００８６】
〔その他〕
本実施形態では、駆動素子１４の圧電体を圧電薄膜３４（図７参照）で構成する場合について説明したが、圧電体はバルクであってもよい。この場合でも、本実施形態の構成を採用することにより、各チャネル間でインクの吐出特性を均一にすることができる。
【００８７】
本実施形態で説明した構成を適宜組み合わせてインクジェットヘッド２１を構成することも可能である。例えば、連通路１１ｃ2の深さを支持基板１１の厚さと同じにする図６の構成を、図９〜図１２の構成と組み合わせたり、図９および図１０で示した壁部１１ｂの形状を、図１１や図１２の壁部１１ｂの配置に適用したり、図１３に適用してインクジェットヘッド２１を構成することも勿論可能である。
【００８８】
以上で説明した本実施形態のインクジェットヘッドおよびインクジェットプリンタは、以下のように表現することができ、これによって以下の作用効果を奏する。
【００８９】
本実施形態のインクジェットヘッドは、圧力室を有する支持基板を振動板とノズル板とで挟み込み、駆動素子によって前記振動板を振動させることにより、前記圧力室内のインクを前記ノズル板のノズル孔を介して外部に吐出させるインクジェットヘッドであって、前記支持基板は、前記圧力室を複数有しているとともに、前記振動板および前記ノズル板に沿った面内で各圧力室を略一定の厚みで囲む壁部を有しており、前記壁部は、前記圧力室ごとに独立して、かつ、外形が同一の形状で設けられている。
【００９０】
支持基板において、振動板およびノズル板に沿った面内で各圧力室を囲む壁部の厚みは略一定であるので、支持基板の壁部で支持される振動板の支持剛性は、圧力室の周囲のどの位置でも（壁部の周方向のどの位置でも）ほぼ同じとなる。これにより、駆動素子によって振動板が振動するときに、振動板に垂直などの面内でも、振動板の変形形状を左右対称な形状として、圧力室内のインクに加わる圧力の分布を左右対称にすることができる。
【００９１】
しかも、各圧力室を囲む壁部は、圧力室ごとに独立して設けられているので（複数の圧力室で共通の壁部を持たないので）、各圧力室の壁部で支持される振動板は、隣り合う圧力室の駆動の影響をほとんど受けることなく振動（変形）することが可能となる。また、各圧力室の壁部は全て、外形が同一の形状（断面円形、断面楕円形など）で設けられているので、異なる形状で形成する場合のように、設計や製作にコストが掛かることもない。
【００９２】
したがって、上記構成によれば、低コストで、インクの吐出特性（吐出速度、吐出角度、応答性など）を各圧力室間で、つまり、インクを吐出する複数のチャネル間で均一にすることができ、画像品質を向上させることができる。
【００９３】
また、インクの吐出特性を各圧力室で均一にするにあたって、従来のように、インクを吐出しないダミーチャネルをヘッドに設ける必要もないので、ヘッドの小型化および圧力室（チャネル）の高密度配置（インク吐出により形成される画像の高解像度化）を実現することも可能となる。
【００９４】
前記支持基板において、前記壁部の周囲の少なくとも一部には、基板厚さ方向に該支持基板の一部が除去された穴部が形成されていてもよい。この場合、隣り合う壁部同士を穴部を介して互いに離して位置させることができるため、各圧力室を駆動する振動板の変形が、隣り合う圧力室の駆動の影響を受けて乱れるのを確実に抑えることができる。
【００９５】
前記穴部は、各圧力室にインクを供給するためのインク流路を構成していてもよい。この場合、穴部によって形成された空間をインク流路として有効利用することができる。また、インク流路を支持基板の別の位置に形成する構成に比べて、ヘッドをさらに小型化することが可能となる。
【００９６】
前記支持基板において、各圧力室を囲む壁部は、該壁部が囲む圧力室と該壁部の周囲の前記インク流路とを連通するための連通路を有していてもよい。この場合、インク流路を流れるインクを、連通路を介して圧力室に確実に供給することが可能となる。
【００９７】
前記連通路は、各圧力室を囲む壁部１つあたり、複数設けられていてもよい。この場合、複数の連通路の一部を、圧力室へのインク供給用として用い、残りを圧力室からのインク排出用として用いることができる。これにより、圧力室の内部と外部とでインクを循環させて、圧力室内に溜まった気泡や異物を除去することが可能となる。
【００９８】
前記壁部が有する複数の前記連通路は、前記振動板および前記ノズル板に沿った面内で、前記壁部が囲む圧力室に対して互いに反対側の位置に設けられていてもよい。この場合、圧力室内のインクが、複数の連通路を通る一方向に流れやすくなり、インクの循環効率が向上する。
【００９９】
各圧力室を構成する各壁部は、各壁部の前記連通路が一方向に沿って並ぶように、前記支持基板に設けられていてもよい。この場合、各圧力室を直列に流れるようにインクを循環させたり、各圧力室を並列に流れるようにインクを循環させることが可能となる。
【０１００】
前記支持基板は、インク収容部から前記インク流路にインクを供給するためのインク供給口と、前記インク流路から前記インク収容部にインクを排出するためのインク排出口とを有しており、前記支持基板において、各圧力室を構成する各壁部は、前記振動板および前記ノズル板に沿った面内で、前記インク供給口と前記インク排出口との間に位置しており、前記インク供給口は、前記連通路が並ぶ前記一方向の一方の側に設けられており、前記インク排出口は、前記一方向の他方の側に設けられていてもよい。
【０１０１】
インク供給口からインク流路に供給されるインクは、各圧力室を連通路を介して直列に流れてインク排出口に向かう。したがって、インク収容部と各圧力室との間で、インク供給口およびインク排出口を介して、インクを効率よく循環させることができる。
【０１０２】
前記支持基板は、インク収容部から前記インク流路にインクを供給するためのインク供給口と、前記インク流路から前記インク収容部にインクを排出するためのインク排出口と、各壁部の外側で前記インク流路を仕切るための仕切り板とを有しており、前記支持基板において、各圧力室を構成する各壁部は、前記振動板および前記ノズル板に沿った面内で、前記インク供給口と前記インク排出口との間に位置しており、前記インク供給口は、前記連通路が並ぶ前記一方向に垂直な方向の一方の側に設けられており、前記インク排出口は、前記一方向に垂直な方向の他方の側に設けられており、前記インク流路は、前記仕切り板によって、各壁部の一方の連通路と連通する第１のインク流路と、他方の連通路と連通する第２のインク流路とに仕切られており、前記インク供給口は、前記第１のインク流路と連通しており、前記インク排出口は、前記第２のインク流路と連通していてもよい。
【０１０３】
インク供給口から第１のインク流路に供給されるインクは、各圧力室を連通路を介して並列に流れ、第２のインク流路を介してインク排出口に向かう。したがって、この構成でも、インク収容部と各圧力室との間で、インク供給口およびインク排出口を介して、インクを循環させることができる。また、第１のインク流路と第２のインク流路とは、各壁部の外側で仕切り板によって仕切られているため、第１のインク流路と第２のインク流路との間でのインクの行き来は、必ずいずれかの圧力室を介して行われることになる（圧力室以外でのインクの行き来を無くすことができる）。これにより、インク供給口から供給されるインクを、各圧力室内のインクの循環に全て利用することができる。
【０１０４】
同じ壁部に設けられた前記複数の連通部の少なくとも１つは、前記支持基板の基板厚さと同じ深さを有していてもよい。この場合、圧力室の上部に溜まった気泡や異物を、支持基板の基板厚さと同じ深さの連通路を介して効率よく排出することができる。
【０１０５】
同じ壁部に設けられた前記複数の連通路のうち、前記インク供給口から前記圧力室を介して前記インク排出口に向かってインクが流れる方向の最も下流側に位置する連通路が、前記支持基板の基板厚さと同じ深さを有していてもよい。この場合、インク循環時に、最も下流側に位置する連通路がインク排出用の連通路となるため、圧力室の上部に溜まった気泡や異物を、上記連通路を介して効率よく、かつ、確実に排出することができる。
【０１０６】
前記穴部は、空間であってもよい。この場合でも、隣り合う壁部同士を空間（穴部）を介して互いに離して位置させることができるため、各圧力室を駆動する振動板の変形が、隣り合う圧力室の駆動の影響を受けて乱れるのを確実に抑えることができる。
【０１０７】
前記各壁部は、前記振動板および前記ノズル板に沿った面内で、縦横比が同じ形状（例えば円形、正方形）であってもよい。この場合、振動板に垂直などの面内でも、振動板の変形形状を同じまたはほぼ同じにすることができ、各チャネル間でインクの吐出特性をより均一にすることが可能となる。
【０１０８】
前記各壁部は、前記振動板および前記ノズル板に沿った面内で、縦横比が異なる形状（例えば楕円形、長方形、菱形）であってもよい。この場合、振動板に垂直な面内での振動板の変形形状は、振動板に垂直な面の選択の仕方によって変わってくるが、振動板に垂直な面内で振動板の変形形状を左右対称にできることに変わりはない。したがって、このような構成であっても、各チャネル間でインクの吐出特性を均一にすることができる。
【０１０９】
前記支持基板において、複数の壁部が一方向に並ぶ列を少なくとも１列有するグループが複数並列に形成されており、隣り合うグループ同士で、各壁部は、前記一方向に所定ピッチずつずれて位置していてもよい。この場合、各壁部および各圧力室の高密度配置により、より高解像度の画像形成が可能となる。特に、各グループは、複数の壁部が一方向に並ぶ列を複数並列に有しており、同じグループ内の隣り合う列同士で、各壁部は、前記一方向に所定ピッチずつずれて位置している場合、各グループ内でも各圧力室が高密度で配置されるため、上記の効果がより高くなる。
【０１１０】
前記駆動素子は、圧電薄膜を含んでいてもよい。この場合、駆動素子の薄型の構成で、上述の効果を得ることができる。
【０１１１】
前記圧電薄膜の厚さは、１μｍ〜１０μｍであってもよい。この場合、薄膜の圧電体（圧電薄膜）を用いた構成で、上述の効果を得ることができる。
【０１１２】
本実施形態のインクジェットプリンタは、上述したインクジェットヘッドを備え、前記インクジェットヘッドから記録媒体に向けてインクを吐出させる。この構成では、小型、低コストでありながら、高品位、かつ、高解像度の画像を記録媒体上に形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明のインクジェットヘッドは、インクジェットプリンタに利用可能である。
【符号の説明】
【０１１４】
１      インクジェットプリンタ
８      貯留タンク（インク収容部）
１１      支持基板
１１ａ    圧力室
１１ｂ    壁部
１１ｃ    連通路
１１ｃ1  連通路
１１ｃ2  連通路
１１ｄ    インク供給口
１１ｅ    インク排出口
１２      振動板
１３      ノズル板
１３      ノズル孔
１４      駆動素子
１８      穴部
１８ａ    インク流路
１８ａ1  第１のインク流路
１８ａ2  第２のインク流路
２１      インクジェットヘッド
２２      仕切り板
３４      圧電薄膜
【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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【国際調査報告】
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