(57)【要約】【課題】使用される環境や移動の際に晒される温度変化に対してカバープレートの剥離や吐出不良を無くした高信頼性の液体噴射ヘッドを提供する。【解決手段】液体噴射ヘッド１は、表面に溝１３から成る複数のチャンネル１１を有し、この複数のチャンネル１１が一方向に配列しているアクチュエータ基板３と、チャンネル１１に液体を供給するための複数の液体供給孔７ａ、７ｂを有し、この複数の液体供給孔７ａ、７ｂが一方向に離隔して配列し、アクチュエータ基板３の表面に接合するカバープレート２と、を備え、カバープレート２の複数の液体供給孔７ａ、７ｂが離隔する離隔領域ＳＲの表面に第一の凹部Ｍ１を設置した。【選択図】図１
2012056121.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に溝から成る複数のチャンネルを有し、前記複数のチャンネルが一方向に配列しているアクチュエータ基板と、
前記チャンネルに液体を供給するための複数の液体供給孔を有し、前記複数の液体供給孔が前記一方向に離隔して配列し、前記アクチュエータ基板の表面に接合するカバープレートと、を備え、
前記カバープレートの前記複数の液体供給孔を離隔する離隔領域の表面に第一の凹部が設置されている液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記第一の凹部は、一方向に対して交差する方向に細長い形状を有する請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
前記第一の凹部は、一方向に対して所定角度傾斜する方向に細長い形状を有する請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
前記第一の凹部は前記カバープレートの前記アクチュエータ基板とは反対側の表面に設置されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５】
前記第一の凹部は前記カバープレートの前記アクチュエータ基板の側の表面に設置されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項６】
前記カバープレートは前記一方向に長い長尺形状を有し、前記第一の凹部は前記カバープレートの短手方向を横切って形成されている請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項７】
前記第一の凹部は複数形成されている請求項１〜６のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項８】
前記第一の凹部は、前記一方向に等間隔で形成されている請求項７に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項９】
前記第一の凹部は、前記カバープレートの表面の全面に亘って形成されている請求項１〜８のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１０】
前記第一の凹部は、前記一方向に千鳥状に配置されている請求項７に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１１】
前記第一の凹部の深さは、前記カバープレートの厚さの略１／２〜略１／５である請求項１〜１０のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１２】
前記第一の凹部の底面は、前記一方向において深さ方向に凸形状を有する請求項１〜１１のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１３】
前記複数の液体供給孔に供給される液体は互いに異なる請求項１〜１２のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１４】
前記カバープレートの前記液体供給孔と前記カバープレートの前記一方向の端部との間の端部領域の表面に第二の凹部が設置されている請求項１〜１３のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１５】
前記複数の液体供給孔に液体を供給するための複数の液体供給室を有し、前記カバープレートの表面に接合する流路部材を更に備え、
前記離隔領域に接合する前記流路部材の接合側の表面に、第三の凹部が設置されている請求項１〜１４のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１６】
前記離隔領域に接合する前記アクチュエータ基板の接合側の表面に、第四の凹部が設置されている請求項１〜１５のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１７】
前記請求項１〜１６のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドを往復移動させる移動機構と、
前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、
前記液体供給管に前記液体を供給する液体タンクと、を備える液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相対的に移動する被記録媒体に液体を吐出して記録する液体噴射ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、記録紙等にインク滴を吐出し、文字、図形を描画する、あるいは素子基板の表面に液体材料を吐出して機能性薄膜のパターンを形成するインクジェット方式の液体噴射ヘッドが利用されている。この方式は、インクや液体材料を液体タンクから供給管を介して液体噴射ヘッドに供給し、液体噴射ヘッドに形成した微小空間にこのインクを充填し、駆動信号に応じて微小空間の容積を瞬間的に縮小しこの微小空間に連通するノズルから液滴を吐出させる（例えば特許文献１を参照）。
【０００３】
図１４（ａ）は、アクチュエータとして圧電体を使用した液体噴射ヘッドの一例を表す模式的な分解斜視図であり、図１４（ｂ）はアクチュエータウエハ１０４の分解斜視図である。液体噴射ヘッド１００は、アクチュエータ基板１０３の上にカバープレート１０２を接合したアクチュエータウエハ１０４と、カバープレート１０２の上に接合され、インク等の液体を供給する流路部材１０５と、Ｙ方向に配列した多数のノズル１０８を有するノズルプレート１０６から構成されている。
【０００４】
アクチュエータ基板１０３の表面にはＸ方向を長手方向とする溝１１３がＹ方向に並列して形成されている。各溝１１３はカバープレート１０２により閉塞され、チャンネルを構成している。隣接する溝１１３間の側壁の壁面には側壁を変形駆動するための図示しない駆動電極が形成されている。ノズルプレート１０６の各ノズル１０８はアクチュエータ基板１０３に形成される各溝１１３に連通している。カバープレート１０２は、Ｙ方向に細長く、中央で分離する二つの第一及び第二液体供給孔１０７ａ、１０７ｂを備えている。第一及び第二液体供給孔１０７ａ、１０７ｂは、カバープレート１０２をアクチュエータ基板１０３に接合したときに対応する溝１１３に連通する。第一液体供給孔１０７ａに連通する溝１１３により構成されるチャンネルを第一チャンネル群１１１ａとし、第二液体供給孔１０７ｂに連通する溝１１３により構成されるチャンネルを第二チャンネル群１１１ｂとする。ノズルプレート１０６に形成されるノズル１０８は、第一チャンネル群１１１ａの各チャンネルに連通するノズル１０８から成る第一ノズル群１０８ａと、第二チャンネル群１１１ｂに連通するノズル１０８から成る第二ノズル群１０８ｂを備えている。流路部材１０５には、第一液体供給孔１０７ａに連通する図示しない第一液体供給室と第二液体供給孔１０７ｂに連通する図示しない第二液体供給室が形成されている。そして、第一液体供給室は外部から液体を流入するための第一接続部１０９ａに連通し、第二液体供給室は外部から液体を流入するための第二接続部１０９ｂに連通する。
【０００５】
例えば、インク等の第一の液体が第一接続部１０９ａに流入すると、第一液体供給室から第一液体供給孔１０７ａに流入し、対応する第一チャンネル群の各チャンネルに充填される。他の色のインク等の第二の液体が第二接続部１０９ｂに流入すると、第二液体供給室から第二液体供給孔１０７ｂに流入し、対応する第二チャンネル群１１１ｂの各チャンネルに充填される。そして、駆動信号に応じて各溝１１３の側壁を変形駆動することにより、第一チャンネル群１１１ａの各チャンネルに対応する第一ノズル群１０８ａの各ノズルから第一の液体を吐出し、第二チャンネル群１１１ｂの各チャンネルに対応する第二ノズル群１０８ｂの各ノズルから第二の液体を吐出する。即ち、一つの液体噴射ヘッド１００により第一の液体を第一ノズル群から、第二の液体を第二ノズル群から同時に吐出させることができる。
【０００６】
ここで、カバープレート１０２の第一液体供給孔１０７ａと第二液体供給孔１０７ｂを分離する分離領域ＳＲの流路部材１０５側の表面と、アクチュエータ基板１０３側の表面は平坦な面である。上記分離領域ＳＲに接合する流路部材１０５の表面も平坦な面である。更に、上記分離領域ＳＲであり、カバープレート１０２のノズルプレート１０６側とは反対側の端部近傍に接合するアクチュエータ基板１０３の表面は平坦な面である。また、アクチュエータ基板１０３とカバープレート１０２はいずれもＰＺＴセラミックスを使用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２０７４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
液体噴射ヘッド１００は、使用される環境に応じて温度が変化する。また、移動する際に温度変化に晒される。そこで、液体噴射ヘッド１００を熱サイクルに晒して耐久試験を行った。図１５は、熱サイクルによる耐久試験後のアクチュエータウエハ１０４の部分側面模式図であり、ノズルプレート１０６とは反対側の分離領域ＳＲの側面（以下、後側面という。）を表す。後側面のカバープレート１０２には基板表面に平行な方向にクラックＣＲが入っている。更に、この分離領域ＳＲ近傍の第一及び第二チャンネル群１１１ａ、１１１ｂのチャンネルに吐出不良が発生した。なお、後側面から見て第一及び第二液体供給孔１０７ａ、１０７ｂはアクチュエータ基板１０３側に拡張部１０７ｘ、１０７ｙを有し、開口面積が広い。また、第一及び第二液体供給口１０７ａ、１０７ｂの間の離隔領域ＳＲの下部にも溝１１３が形成されている。そこで、この原因を鋭意検討した結果、カバープレート１０２の分離領域ＳＲと、第一及び第二液体供給孔１０７ａ、１０７ｂの離隔領域ＳＲ側であり、第一又は第二液体供給孔１０７ａ、１０７ｂに近接するカバープレート１０２に、カバープレート１０２とアクチュエータ基板１０３の間の熱膨張差によると考えられる応力が集中することが判明した。カバープレート１０２とアクチュエータ基板１０３を同じ材料を使用しても、カバープレート１０２とアクチュエータ基板１０３は接合面において非対称の構造を有しているためと考えられる。
【０００９】
本発明は、上記応力集中を簡便な方法で分散させて、熱サイクルに対して信頼性の高い液体噴射ヘッドを提供する目的でなされた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による液体噴射ヘッドは、表面に溝から成る複数のチャンネルを有し、前記複数のチャンネルが一方向に配列しているアクチュエータ基板と、前記チャンネルに液体を供給するための複数の液体供給孔を有し、前記複数の液体供給孔が前記一方向に離隔して配列し、前記アクチュエータ基板の表面に接合するカバープレートと、を備え、前記カバープレートの前記複数の液体供給孔を離隔する離隔領域の表面に第一の凹部が設置されている。
【００１１】
また、前記第一の凹部は、一方向に対して交差する方向に細長い形状を有することとした。
【００１２】
また、前記第一の凹部は、一方向に対して所定角度傾斜する方向に細長い形状を有することとした。
【００１３】
また、前記第一の凹部は前記カバープレートの前記アクチュエータ基板とは反対側の表面に設置されることとした。
【００１４】
また、前記第一の凹部は前記カバープレートの前記アクチュエータ基板の側の表面に設置されることとした。
【００１５】
また、前記カバープレートは前記一方向に長い長尺形状を有し、前記第一の凹部は前記カバープレートの短手方向を横切って形成されることとした。
【００１６】
また、前記第一の凹部は複数形成されることとした。
【００１７】
また、前記第一の凹部は、前記一方向に等間隔で形成されることとした。
【００１８】
また、前記第一の凹部は、前記カバープレートの表面の全面に亘って形成されることとした。
【００１９】
また、前記第一の凹部は、前記一方向に千鳥状に配置されることとした。
【００２０】
また、前記第一の溝の深さは、前記カバープレートの厚さの略１／２〜略１／５であることとした。
【００２１】
また、  前記第一の凹部の底面は、前記一方向において深さ方向に凸形状を有することとした。
【００２２】
また、前記複数の液体供給孔に供給される液体は互いに異なることとした。
【００２３】
また、前記カバープレートの前記液体供給孔と前記カバープレートの前記一方向の端部との間の端部領域の表面に第二の凹部が設置されることとした。
【００２４】
また、前記複数の液体供給孔に液体を供給するための複数の液体供給室を有し、前記カバープレートの表面に接合する流路部材を更に備え、前記離隔領域に接合する前記流路部材の接合側の表面に、第三の凹部が設置されることとした。
【００２５】
また、前記離隔領域に接合する前記アクチュエータ基板の接合側の表面に、第四の凹部が設置されることとした。
【００２６】
本発明による液体噴射装置は、上記いずれか一の液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドを往復移動させる移動機構と、前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、前記液体供給管に前記液体を供給する液体タンクと、を備える。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の液体噴射ヘッドは、表面に溝から成る複数のチャンネルを有し、この複数のチャンネルが一方向に配列しているアクチュエータ基板と、チャンネルに液体を供給するための複数の液体供給孔を有し、この複数の液体供給孔が一方向に離隔して配列し、アクチュエータ基板の表面に接合するカバープレートと、を備え、カバープレートの複数の液体供給孔を離隔する離隔領域の表面に第一の凹部を設置した。これにより、使用される環境や移動の際に晒される温度変化によってカバープレートが剥離し、吐出不良が発生することを防止する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッドを説明するための図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッドの部分ＡＡの縦断面模式図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッドの部分分解斜視図である。
【図４】本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッドのアクチュエータウエハの模式的な斜視図である。
【図５】本発明の第三実施形態に係る液体噴射ヘッドのアクチュエータウエハの模式的な斜視図である。
【図６】本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッドのアクチュエータウエハの模式的な斜視図である。
【図７】本発明の第五実施形態に係る液体噴射ヘッドのアクチュエータウエハの部分上面模式図である。
【図８】本発明の第六実施形態に係る液体噴射ヘッドのアクチュエータウエハの部分断面模式図である。
【図９】本発明の第七実施形態に係る液体噴射ヘッドのアクチュエータウエハの模式的な斜視図である。
【図１０】本発明の第八実施形態に係る液体噴射ヘッドのアクチュエータウエハの模式的な斜視図である。
【図１１】本発明の第九実施形態に係る液体噴射ヘッドの模式的な分解斜視図である。
【図１２】本発明の第十実施形態に係る液体噴射ヘッドのアクチュエータウエハの模式的な分解斜視図である。
【図１３】本発明の第十一実施形態に係る液体噴射装置の模式的な斜視図である。
【図１４】従来公知の液体噴射ヘッドの模式的な分解斜視図である。
【図１５】熱サイクル試験による耐久試験後のアクチュエータウエハの部分側面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の液体噴射ヘッドは、基板の表面に溝から成る複数のチャンネルが一方向に配列しているアクチュエータ基板と、上記チャンネルに液体を供給するための複数の液体供給孔を有し、この複数の液体供給孔が上記一方向に離隔して配列し、アクチュエータ基板の表面に接合するカバープレートを備えている。そして、カバープレートの上記複数の液体供給孔が離隔する離隔領域の表面に第一の凹部を設置した。この第一の凹部を設置することにより、周囲の温度が変化しても離隔領域、或いは液体供給孔の離隔領域側の近接領域に集中する応力が緩和される。その結果、カバープレートやアクチュエータ基板にクラックが入ってカバープレートがアクチュエータ基板から剥離する、或いはアクチュエータ基板自体が割れてチャンネルの吐出不良となることを防止することができる。
【００３０】
離隔領域の第一の凹部として、チャンネルが配列する一方向に交差する他方向に細長い形状とすることができる。例えば、一方向に直交する方向に細長い溝を形成してもよいし、一方向に対して傾斜する方向に細長い溝を形成してもよい。カバープレートの厚さが薄くなる領域の面積を少なくできるのでカバープレートの強度低下を防止し、かつ応力集中を緩和させることができる。また、第一の凹部を、カバープレートのアクチュエータ基板とは反対側の表面やアクチュエータ側の表面に形成することができる。表面に形成すればよいので、容易に加工することができる。また、カバープレートが一方向に長い長尺形状を有する場合は、第一の凹部をカバープレートの短手方向を横切るように形成することができる。短手方向を横切るように形成することができるのでカバープレートを多数個同時に形成する際の第一の凹部の形成が容易となる。また、カバープレートの大きさや形状に従って、複数の第一の凹部を形成することができる。
【００３１】
また、カバープレートの液体供給孔とカバープレートの一方向の端部との間の端部領域の表面に第二の凹部を設置することができる。これにより、液体供給孔の離隔領域だけでなく端部領域の応力集中を緩和させるので、環境の温度変化に対する信頼性を一層向上させることができる。また、カバープレートの複数の液体供給孔のそれぞれに液体を供給するための複数の液体供給室を有し、カバープレートの表面に接合する流路部材を更に備える場合において、カバープレートの離隔領域に接合する流路部材の接合面に、第三の凹部を設置することができる。流路部材にも応力緩和用の第三の凹部を形成することにより、カバープレートに加えられる流路部材側からの応力を緩和させ、環境の温度変化に対して一層信頼性を向上させることができる。また、カバープレートの離隔領域に接合するアクチュエータ基板の接合側の表面に、第四の凹部を設置することができる。離隔領域における応力集中をカバープレート側とアクチュエータ側の両側から緩和させるので、カバープレートやアクチュエータ基板に対するクラックの発生を低減し、温度変化に対する信頼性の高い液体噴射ヘッドを提供することができる。以下、図面を用いて具体的に説明する。
【００３２】
（第一実施形態）
図１は本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッド１を説明するための図であり、図１（ａ）が液体噴射ヘッド１の分解斜視図であり、（ｂ）がアクチュエータウエハ４の分解斜視図である。図２は、図１（ｂ）に示す部分ＡＡの縦断面模式図である。図３は、図１（ａ）に示す部分ＢＢの縦断面を表す部分分解斜視図である。
【００３３】
図１に示すように、液体噴射ヘッド１は、アクチュエータ基板３に接合したカバープレート２から成るアクチュエータウエハ４と、アクチュエータウエハ４の前端部に設置したノズルプレート６と、カバープレート２の表面に接合した流路部材５を備えている。アクチュエータ基板３は、Ｙ方向に長い長尺形状を有し、その表面にＹ方向に配列した多数の溝１３からなるチャンネル１１を備えている。カバープレート２はＹ方向に長い長尺形状を有し、Ｙ方向に配列する第一液体供給孔７ａと第二液体供給孔７ｂを備えている。カバープレート２は、アクチュエータ基板３の表面に前端部を一致させて接合し、アクチュエータ基板３の表面に形成した多数の溝１３の上端開口部を塞いで多数のチャンネル１１を構成する。第一及び第二液体供給孔７ａ、７ｂはそれぞれ複数のチャンネル１１の後端部と連通する。カバープレート２の第一液体供給孔７ａと第二液体供給孔７ｂの間が離隔領域ＳＲであり、この離隔領域ＳＲのアクチュエータ基板３とは反対側の表面の前方端ＦＥから後方端ＲＥにかけて第一の凹部Ｍ１を形成した。
【００３４】
このように、離隔領域ＳＲに第一の凹部Ｍ１を形成したことにより、周囲の温度が変化しても離隔領域ＳＲや離隔領域ＳＲ側の第一及び第二液体供給孔７ａ、７ｂに近接する領域に集中する応力が緩和され、アクチュエータ基板３からカバープレート２が剥離したり、アクチュエータ基板３自体が割れたりすることを防止することができる。その結果、上記剥離に伴う吐出不良が発生せず、信頼性の高い液体噴射ヘッド１を提供することができる。なお、第一実施形態では第一の凹部Ｍ１を離隔領域ＳＲの中央部（第一液体供給孔７ａと第二液体供給孔７ｂの間の中間の位置）に形成したが、本発明はこれに限定されない。第一の凹部Ｍ１は離隔領域ＳＲの第一液体供給孔７ａ側に設置してもよいし、第二液体供給孔７ｂに設置しても応力集中を緩和することができる。なお、本発明はカバープレート２とアクチュエータ基板３を同じ材質の基板を使用することに限定するものではないが、同じ材質の基板を使用すれば熱膨張係数が等しくなるのでアクチュエータウエハ４の反りや剥離を低減させることができる。本第一実施形態においては、アクチュエータ基板３とカバープレート２はＰＺＴセラミックスを使用している。また、カバープレート２とアクチュエータ基板３とは合成樹脂により接合した。
【００３５】
図３及び図２を用いて詳しく説明する。流路部材５は、その後端部に第一の液体を流入するための第一接続部９ａと第二の液体を流入するための第二接続部９ｂを備えている。第一接続部９ａは、内部に形成した第一液体供給室１０ａに連通し、更にカバープレート２に形成した第一液体供給孔７ａに連通する。第二接続部９ｂは、内部に形成した図示しない第二液体供給室１０ｂに連通し、更にカバープレート２の第二液体供給孔７ｂに連通する。アクチュエータ基板３はその表面に多数の溝１３を備えている。各溝１３は短手方向のＸ方向に細長く、長手方向のＹ方向に配列している。カバープレート２はアクチュエータ基板３の溝１３が形成された表面に接合し、溝１３の開口端を覆ってチャンネル１１を構成している。チャンネル１１の後端部は第一又は第二液体供給孔７ａ、７ｂに連通する。第一液体供給孔７ａに連通する複数のチャンネル１１が第一チャンネル群１１ａを構成し、第二液体供給孔７ｂに連通する複数のチャンネル１１が第二チャンネル群１１ｂを構成している。即ち、第一接続部９ａに流入した液体は第一液体供給室１０ａ、第一液体供給孔７ａを介して第一チャンネル群１１ａに充填され、第二接続部９ｂに流入した液体は第二液体供給室１０ｂ、第二液体供給孔７ｂを介して第二チャンネル群１１ｂに充填される。
【００３６】
ノズルプレート６は、多数のノズルがＹ方向に配列した第一ノズル群８ａと第二ノズル群８ｂを備えている。第一ノズル群８ａの各ノズル８は第一チャンネル群１１ａの各チャンネル１１に連通し、第二ノズル群８ｂの各ノズル８は第二チャンネル群１１ｂの各チャンネル１１に連通している。アクチュエータ基板３の各溝１３は隔壁１４により分離されている。隔壁１４はＰＺＴからなる圧電体から形成され、予めＺ方向に分極処理が施されている。隔壁１４は、その側面の上側（＋Ｚ方向側）半分に図示しない駆動電極を備え、この駆動電極に与えられる駆動信号に応じて変形駆動し、チャンネル１１の容積が変化する。これにより、チャンネル１１内に充填された液体がノズル８から吐出される。本発明の液体噴射ヘッド１は、単一のアクチュエータ基板３と単一のカバープレート２を接合して形成したアクチュエータウエハ４を用いて異なる液体を同時に吐出することができる。
【００３７】
図１及び図２に示すように、離隔領域ＳＲは第一液体供給孔７ａと第二液体供給孔７ｂの間のカバープレート２の領域である。第一液体供給孔７ａはアクチュエータ基板３側に拡張部７ｘを有し、第二液体供給孔７ｂ側に拡張している。同様に第二液体供給孔７ｂはアクチュエータ基板３側に拡張部７ｙを有し、第一液体供給孔７ａ側に拡張している。従って、第一及び第二液体供給孔７ａ、７ｂは流路部材５側の開口面積よりもアクチュエータ基板３側の開口面積が大きい。また、図１（ｂ）に示すように、アクチュエータ基板３の溝１３は離隔領域ＳＲの下部にも形成したが、図２に示すように、拡張部７ｘと７ｙの間、即ち離隔領域ＳＲ直下の溝１３は第一及び第二液体供給孔７ａ、７ｂとは連通せず、吐出機能を有していない。従って、離隔領域ＳＲ直下の溝１３は必要に応じて省略することができる。
【００３８】
第一の凹部Ｍ１は、離隔領域ＳＲの流路部材５側の表面であり、第一液体供給孔７ａと第二液体供給孔７ｂの間の略中央に形成した。第一の凹部Ｍ１は短手方向（Ｘ方向）に細長く長手方向（Ｙ方向）に直交し、カバープレート２の後方端ＲＥから前方端ＦＥにかけてカバープレート２の短手方向を横切るように形成した。このように、第一の凹部Ｍ１を前方端ＦＥから後方端ＲＥまで延在するので、カバープレート２の長手方向に加わる応力集中を緩和させることができる。更に、カバープレート２の多数個取りの際に、ダイシングブレードにより多数の第一の凹部Ｍ１を同時に形成が容易となる。
【００３９】
ここで、第一の凹部Ｍ１の深さをｄとし、カバープレート２の厚さをｔとして、第一の凹部Ｍ１の深さｄはｔ／５≦ｄ≦ｔ/２とするのが好ましい。第一の凹部Ｍ１の深さｄをｔ／５より薄くすると、温度変化による応力集中を緩和させる効果が低下し、ｔ／２よりも深くするカバープレート２が加工工程の途中で第一の凹部Ｍ１から割れやすくなる。例えば、カバープレート２の厚さが０．８ｍｍの場合は第一の凹部Ｍ１の深さを０．１６ｍｍ〜０．４ｍｍとするのが好ましく、より好ましくは略０．３ｍｍとする。第一の凹部Ｍ１の幅ｗは、０．０５ｍｍから第一液体供給孔７ａと第二液体供給孔７ｂの間の距離、即ち概ね離隔領域ＳＲの離隔距離とすることができる。通常、離隔領域ＳＲのＹ方向の幅は１０ｍｍを超えない。第一及び第二液体供給孔７ａ、７ｂの間の流路部材５側の離隔距離を、例えば略６ｍｍとする。なお、短手方向に細長い形状はダイシングブレード等により容易に形成することができるので好適である。
【００４０】
（第二実施形態）
図４は本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッド１のアクチュエータウエハ４の模式的な斜視図である。第一実施形態と異なる部分は、第一の凹部Ｍ１をカバープレート２の短手方向の幅の約１／２の長さに形成した点であり、その他の構成は第一実施形態と同様である。以下、主に第一実施形態と異なる部分について説明する。同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
【００４１】
図４に示すように、アクチュエータウエハ４は、多数の溝１３を形成したアクチュエータ基板３とその表面に接合したカバープレート２を備えている。カバープレート２は第一液体供給孔７ａと第二液体供給孔７ｂを有し、その間の離隔領域ＳＲの表面に第一の凹部Ｍ１を設置した。第一の凹部Ｍ１は離隔領域ＳＲの後方端ＲＥからカバープレート２の短手方向の幅の約１／２の長さに形成した。第一の凹部Ｍ１の幅ｗ、深さｄは第一実施形態と同様なので、説明を省略する。このように、第一の凹部Ｍ１をカバープレート２の後方端ＲＥからカバープレート２の短手方向の幅の約１／２の長さにしたので、カバープレート２が薄くなる領域の面積を少なくしてカバープレート２の強度が低下することを防止し、かつ、第一及び第二液体供給孔７ａ、７ｂの離隔領域ＳＲ側の近傍に発生する応力集中を効果的に緩和させて、応力集中による剥離や吐出不良を防止した。
【００４２】
（第三実施形態）
図５は、本発明の第三実施形態に係る液体噴射ヘッド1のアクチュエータウエハ４を説明するための図である。図５（ａ）がアクチュエータウエハ４の模式的な斜視図であり、図５（ｂ）が部分ＣＣの縦断面模式図である。第一又は第二実施形態と異なる部分は、第一の凹部Ｍ１をカバープレート２のアクチュエータ基板３側の表面に形成した点であり、その他の構成は第一又は第二実施形態と同様である。以下、主に第一実施形態と異なる部分について説明する。
【００４３】
図５に示すように、アクチュエータウエハ４は、多数の溝１３を形成したアクチュエータ基板３とその表面に接合したカバープレート２を備えている。カバープレート２は、第一液体供給孔７ａと第二液体供給孔７ｂを有し、その間の離隔領域ＳＲのアクチュエータ基板３側の表面（即ち、拡張部７ｘと７ｙの間の表面）に第一の凹部Ｍ１を設置した。第一の凹部Ｍ１は、カバープレート２の短手方向に細長い形状を有し、後方端ＲＥから前方端ＦＥに向けて短手方向の幅の約１／２の長さに形成した。短手方向に細長く、短手方向の約１／２の長さとしたことにより、カバープレート２の薄くなる領域の面積を少なくし、カバープレート２の強度低下を防止し、かつ、応力集中による剥離を防止した。第一の凹部Ｍ１の幅ｗ、深さｄは第一実施形態と同様なので、説明を省略する。なお、カバープレート２とアクチュエータ基板３とは合成樹脂から成る接着材により接合している。そのため、接着材の硬度はカバープレート２やアクチュエータ基板３よりも小さく、第一の凹部Ｍ１が接着材で埋められても応力集中を緩和させることができる。
【００４４】
なお、第一の凹部Ｍ１を離隔領域ＳＲの後方端ＲＥから前方端ＦＥに亘って形成してもよいし、第一の凹部Ｍ１を離隔領域ＳＲの中央部に形成することに代えて、第一又は第二液体供給孔７ａ、７ｂの側に接近させて設置しても同様の効果を得ることができる。また、離隔領域ＳＲのアクチュエータ基板３側の表面に加えて第一実施形態のようにアクチュエータ基板３とは反対側の表面に更に設置することができ、応力集中をより一層緩和させることができる。
【００４５】
（第四実施形態）
図６は本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッド1のアクチュエータウエハ４の模式的な斜視図である。第一又は第二実施形態と異なる部分は、第一の凹部Ｍ１が離隔領域ＳＲの領域にカバープレート２の長手方向に３本並列に形成した点であり、その他の構成は第一又は第二実施形態と同様である。以下、主に第一又は第二実施形態と異なる部分について説明する。同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
【００４６】
図６に示すように、アクチュエータウエハ４は、多数の溝１３を形成したアクチュエータ基板３とその表面に接合したカバープレート２を備えている。カバープレート２は、第一液体供給孔７ａと第二液体供給孔７ｂを有し、その間の離隔領域ＳＲの表面に３本の第一の凹部Ｍ１１、Ｍ１２、Ｍ１３を備えている。３本の第一の凹部Ｍ１１、Ｍ１２、Ｍ１３は、いずれもカバープレート２の短手方向に細長い形状を有し、後方端ＲＥから前方端ＦＥに向けて短手方向の幅の約１／２の長さを有し、カバープレート２の長手方向に等間隔で配列している。各第一の凹部Ｍ１の幅や深さは第一実施形態と同様なので説明を省略する。
【００４７】
このように、離隔領域ＳＲのカバープレート２の長手方向に複数本形成したことにより、カバープレート２の離隔領域ＳＲや第一及び第二液体供給孔７ａ、７ｂに近接し離隔領域ＳＲ側の領域に集中する応力を一層緩和させることができる。なお、第一の凹部Ｍ１は３本に限定されず、２本或いは４本以上形成してもよい。また、複数の第一の凹部Ｍ１を後方端ＲＥから前方端ＦＥに亘って短手方向を横切るように形成しても、同様の効果を得ることができる。また、第三実施形態のように、複数の第一の凹部Ｍ１１、Ｍ１２、Ｍ１３を離隔領域ＳＲのアクチュエータ基板３側の表面に形成してもよい。
【００４８】
（第五実施形態）
図７は本発明の第五実施形態に係る液体噴射ヘッド１のアクチュエータウエハ４の部分上面模式図であり、離隔領域ＳＲを示している。第一〜第四実施形態と異なる部分は、離隔領域ＳＲにカバープレート２の短手方向（Ｘ方向）に細長い複数本の第一の凹部Ｍ１を長手方向（Ｙ方向）に千鳥状に配置した点であり、その他の構成は第一実施形態と同様である。以下、主に上記実施形態と異なる部分について説明する。同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
【００４９】
図７に示すように、アクチュエータウエハ４は、多数の溝１３を形成したアクチュエータ基板３とその表面に接合したカバープレート２を備えている。カバープレート２は、第一液体供給孔７ａと第二液体供給孔７ｂを有し、その間の離隔領域ＳＲの表面に７本の第一の凹部Ｍ１１〜Ｍ１７を備えている。７本の第一の凹部Ｍ１１〜Ｍ１７は、いずれもＸ方向に細長く、第一又は第二液体供給孔７ａ、７ｂのＸ方向の幅よりも長くカバープレート２のＸ方向の幅の略１／２の長さよりも短い長さを有し、第一液体供給孔７ａと第二液体供給孔７ｂの間のＹ方向に千鳥状に設置した。第一の凹部Ｍ１１、Ｍ１３、Ｍ１５、Ｍ１７はカバープレート２の後方端ＲＥから、第一の凹部Ｍ１２、１４、１６は第一及び第二液体供給孔７ａ、７ｂのＸ方向の略中心からＸ方向に向けて延在している。カバープレート２は第一液体供給孔７ａ及び第二液体供給孔７ｂを備え、これらの液体供給孔からアクチュエータ基板３の表面に形成した複数の溝１３が見えている。
【００５０】
これにより、離隔領域ＳＲや離隔領域ＳＲ側の第一及び第二液体供給孔７ａ、７ｂに近接する領域に集中する応力が緩和され、アクチュエータ基板３からカバープレート２が剥離したり、アクチュエータ基板３自体が割れたりすることを防止することができる。更に、カバープレート２のＺ方向への曲げ応力に対する強度を確保し、カバープレート２が加工時に破損することを低減させることができる。なお、千鳥状に形成した複数の第一の凹部Ｍ１は更に多数形成することができる。また、千鳥状の第一の凹部Ｍ１を離隔領域ＳＲのアクチュエータ基板３側の表面に形成してもよい。
【００５１】
（第六実施形態）
図８は本発明の第六実施形態に係る液体噴射ヘッド１のアクチュエータウエハ４の部分縦断面模式図である。図１（ｂ）の部分ＡＡに相当する。第一実施形態と異なる部分は、第一の凹部Ｍ1の底面ＢＡが深さ方向に凸形状を有している点であり、その他の部分は第一実施形態と同様である。従って、以下、異なる部分について説明する。同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付した。
【００５２】
図８に示すように、離隔領域ＳＲに形成した第一の凹部Ｍ１はその底面が深さ方向に凸形状を有している。これにより、離隔領域ＳＲや離隔領域ＳＲ側の第一及び第二液体供給孔７ａ、７ｂに近接する領域に集中する応力をより一層緩和させることができる。第一の凹部Ｍ１はダイシングブレード等により容易に形成することができる。なお、第一の凹部Ｍ１を離隔領域ＳＲのアクチュエータ基板３側の表面に形成する場合も同様に、深さ方向に凸形状とすれば同様の効果を得ることができる。また、離隔領域ＳＲに多数の第一の凹部Ｍ１を形成した場合も、それぞれの第一の凹部Ｍ１の底面ＢＡを深さ方向の凸形状として応力集中を一層緩和させることができる。
【００５３】
（第七実施形態）
図９は本発明の第七実施形態に係る液体噴射ヘッド１のアクチュエータウエハ４の模式的な斜視図である。第一〜第六実施形態と異なる部分は、カバープレート２の表面全体に第一の凹部Ｍ１を形成した点であり、その他の部分は第一実施形態と同様である。従って、以下、異なる部分について説明する。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
【００５４】
図９に示すように、アクチュエータウエハ４は、多数の溝を形成したアクチュエータ基板３とその表面に接合したカバープレート２を備えている。カバープレート２は、第一液体供給孔７ａと第二液体供給孔７ｂを有し、その間の離隔領域ＳＲを含めてカバープレート２の表面全体に亘って第一の凹部Ｍ１を形成した。図９において多数の第一の凹部Ｍ１をカバープレート２の短手方向に平行に設置したがこれに限定されない。多数の第一の凹部Ｍ１を格子状に形成してもよいし、カバープレート２の短手方向に傾斜させて表面全面に亘って形成してもよい。これにより、カバープレート２とアクチュエータ基板３との間の応力集中がカバープレート２のどの部分に発生しても、その応力集中を緩和させることができる。これにより、温度衝撃に対する信頼性の高い液体噴射ヘッド１を提供することができる。なお、カバープレート２のアクチュエータ基板３側の表面全面に亘って第一の凹部Ｍ１を形成してもよいし、両表面全面に亘って形成すれば一層信頼性の高い液体噴射ヘッド１を提供することができる。
【００５５】
（第八実施形態）
図１０は、本発明の第八実施形態に係る液体噴射ヘッド１のアクチュエータウエハ４の模式的な斜視図である。第一実施形態と異なる部分は、第一の凹部Ｍ１に加えてカバープレート２のＹ方向の端部と第一及び第二液体供給孔７ａ、７ｂとの間の端部領域ＴＲ１、ＴＲ２に第二の凹部Ｍ２１、Ｍ２２を設置した点であり、その他の構成は第一実施形態と同様である。従って、以下、異なる部分について主に説明する。同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
【００５６】
図１０に示すように、アクチュエータウエハ４は、多数の溝１３を形成したアクチュエータ基板３とその表面に接合したカバープレート２を備え、カバープレート２は、Ｙ方向に第一及び第二液体供給孔７ａ、７ｂを有している。第一液体供給孔７ａと第二液体供給孔７ｂの間の離隔領域ＳＲにはカバープレート２の後方端ＲＥから前方端ＦＥの途中まで延在するＸ方向に細長い第一の凹部Ｍ１を設置した。更に、カバープレート２のＹ方向の端部と第一液体供給孔７ａとの間の端部領域ＴＲ１の表面に第二の凹部Ｍ２１を、及びＹ方向の端部と第二液体供給孔７ｂとの間の端部領域ＴＲ２の表面に第二の凹部Ｍ２２を設置した。各第二の凹部Ｍ２１、Ｍ２２はＸ方向に向けて細長い形状を有し、後方端ＲＥから前方端ＦＥに向けて途中まで延在する。
【００５７】
これにより、離隔領域ＳＲや離隔領域ＳＲ側の第一及び第二液体供給孔７ａ、７ｂに近接する領域に集中する応力に加えて、両端部と第一及び第二液体供給孔７ａ、７ｂとの間や、第一及び第二液体供給孔７ａ、７ｂの両端部側に近接領域に集中する応力をも緩和させることができる。そのため、温度変化に対する信頼性を更に向上させることができる。なお、第二の凹部Ｍ２１、Ｍ２２を離隔領域ＳＲの後方端ＲＥから前方端ＦＥに亘って形成してもよいし、カバープレート２の端部領域ＴＲ１、ＴＲ２のアクチュエータ基板３側の表面に第二の凹部Ｍ２を形成しても同様の効果を得ることができる。
【００５８】
（第九実施形態）
図１１は、本発明の第九実施形態に係る液体噴射ヘッド１の模式的な分解斜視図であり、アクチュエータウエハ４のアクチュエータ基板３側から流路部材５を見た斜視図である。
【００５９】
液体噴射ヘッド１は、多数の溝１３から成るチャンネル１１を形成したアクチュエータ基板３と、その上に接合したカバープレート２と、その上に接合する流路部材５を備えている。流路部材５は第一液体供給室１０ａ及び第二液体供給室１０ｂを備え、第一接続部９ａ及び第二接続部９ｂから流入した液体をカバープレート２の第一液体供給孔７ａ及び第二液体供給孔７ｂのそれぞれに供給する。カバープレート２の離隔領域ＳＲの表面に後方端から前方端に向けて細長い第一の凹部Ｍ１を設置した。第一及び第二液体供給室１０ａ、１０ｂはＹ方向に配列し、第一液体供給室１０ａと第二液体供給室１０ｂの間のカバープレート２の離隔領域ＳＲに接合する表面に第三の凹部Ｍ３を設置した。
【００６０】
このように、カバープレート２の離隔領域ＳＲに形成した第一の凹部Ｍ１に加えて離隔領域ＳＲに接合する流路部材５の接合側の表面にも第三の凹部Ｍ３を設置したことにより、カバープレート２とアクチュエータ基板３との間、及びカバープレート２と流路部材５との間の熱膨張差による応力集中を緩和させ、カバープレート２の剥離、これに伴う吐出不良の発生を防止することができる。なお、第三の凹部Ｍ３は、カバープレート２の離隔領域ＳＲに接合する流路部材５の接合面に複数本形成してもよいし、流路部材５の短手方向を横切るように形成してもよい。また、第三の凹部Ｍ３は細長い形状に限定されず、第一液体供給室１０ａと第二液体供給室１０ｂの間の領域に形成した凹部であればよい。
【００６１】
（第十実施形態）
図１２は本発明の第十実施形態に係る液体噴射ヘッド1を構成するアクチュエータウエハ4の模式的な分解斜視図である。第一実施形態と異なる部分はカバープレート２の離隔領域ＳＲに接合するアクチュエータ基板３の表面に第四の凹部Ｍ４を設置した点であり、その他の部分は第一実施形態と同様である。従って、以下、主に異なる部分について説明する。同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
【００６２】
図１２に示すように、カバープレート２の離隔領域ＳＲに形成した第一の凹部Ｍ１に加えて、カバープレート２をアクチュエータ基板３に接合したときに離隔領域ＳＲに接合するアクチュエータ基板３の表面に第四の凹部Ｍ４を設置した。第四の凹部Ｍ４はアクチュエータ基板３の短手方向（Ｘ方向）に細長く、溝１３が形成されていない後方端から溝１３の形成される領域まで形成した。
【００６３】
これにより、カバープレート２の離隔領域ＳＲや離隔領域ＳＲ側の第一及び第二液体供給孔７ａ、７ｂの近接領域に生ずる応力集中を一層緩和させることができる。なお、第四の凹部Ｍ４はＸ方向に細長い形状としたが本発明はこれに限定されず、Ｙ方向に広い幅広の凹部であってもよい。また、アクチュエータ基板３の溝１３が形成される表面の反対側の表面であり、離隔領域ＳＲに対応する領域に形成してもよい。また、第四の凹部Ｍ４を複数形成してもよい。
【００６４】
以上、第一実施形態から第十実施形態について説明してきたが、カバープレート２に形成する第一の凹部Ｍ１は常にカバープレート２の後方端ＲＥから前方端ＦＥに向けて設置する必要はなく、例えば第一及び第二液体供給孔７ａ、７ｂがカバープレート２の短手方向において中央部に形成されている場合は、第一の凹部Ｍ１もその短手方向において中央部に少なくとも第一又は第二液体供給孔７ａ、７ｂの短手方向の幅よりも長く形成すればよい。また、凹部Ｍは、平面視四角形であることに限定されず、他の多角形であっても楕円形であってもよい。また、カバープレート２に２つの液体供給孔７を設置した場合につて説明してきたが、本発明はこれに限定されず、２つ以上の液体供給孔を有する場合も含まれる。その場合に、液体供給孔の間のすべての離隔領域に第一の凹部Ｍ１を設置すればよいし、必要に応じて離隔領域に対応する流路部材５の接合面やアクチュエータ基板３の接合面に第三の凹部Ｍ３や第四の凹部Ｍ４を設置すれば、温度変化に対するカバープレート２の剥離やアクチュエータ基板３の割れ、駆動不良の発生を低減させ、信頼性の高い液体噴射ヘッド１を提供することができる。
【００６５】
さらに、第一実施形態から第十実施形態では、凹部Ｍとして溝１３に沿った方向に形成する形態を示した。しかし、凹部Ｍが形成される方向は、これらに限定されるものではない。つまり、溝１３が形成される方向（Ｘ方向）に対して、所定角度傾斜して形成しても良い。図６、図７において示す、凹部Ｍを複数形成する場合は、全ての凹部Ｍを略平行に形成しても良いし、略ハの字型に形成しても良い。
【００６６】
（第十一実施形態）
図１３は本発明の第十一実施形態に係る液体噴射装置３０の模式的な斜視図である。
液体噴射装置３０は、上記本発明に係る液体噴射ヘッド１、１’を往復移動させる移動機構４３と、液体噴射ヘッド１、１’に液体を供給する液体供給管３３、３３’と、液体供給管３３、３３’に液体を供給する液体タンク３１、３１’を備えている。各液体噴射ヘッド１、１’は本発明に係る第一〜第十実施形態のいずれかに示したものであり、カバープレート２に複数の液体供給孔を備え、液体供給孔の間の離隔領域には第一の凹部が設置されている。
【００６７】
具体的に説明する。液体噴射装置３０は、紙等の被記録媒体３４を主走査方向に搬送する一対の搬送手段４１、４２と、被記録媒体３４に液体を吐出する液体噴射ヘッド１、１’と、液体タンク３１、３１’に貯留した液体を液体供給管３３、３３’に押圧して供給するポンプ３２、３２’と、液体噴射ヘッド１を主走査方向と直交する副走査方向に走査する移動機構４３等を備えている。
【００６８】
一対の搬送手段４１、４２は副走査方向に延び、ローラ面を接触しながら回転するグリッドローラとピンチローラを備えている。図示しないモータによりグリッドローラとピンチローラを軸周りに移転させてローラ間に挟み込んだ被記録媒体３４を主走査方向に搬送する。移動機構４３は、副走査方向に延びた一対のガイドレール３６、３７と、一対のガイドレール３６、３７に沿って摺動可能なキャリッジユニット３８と、キャリッジユニット３８を連結し副走査方向に移動させる無端ベルト３９と、この無端ベルト３９を図示しないプーリを介して周回させるモータ４０を備えている。
【００６９】
キャリッジユニット３８は、複数の液体噴射ヘッド１、１’を載置し、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックを含む６種類の液滴を吐出する。液体タンク３１、３１’は対応する色の液体を貯留し、ポンプ３２、３２’、液体供給管３３、３３’を介して液体噴射ヘッド１、１’に供給する。各液体噴射ヘッド１、１’は駆動信号に応じて複数色の液滴を吐出する。液体噴射ヘッド１、１’から液体を吐出させるタイミング、キャリッジユニット３８を駆動するモータ４０の回転及び被記録媒体３４の搬送速度を制御することにより、被記録媒体３４上に任意のパターンを記録することできる。この構成により、液体噴射ヘッド１の信頼性を向上させた液体噴射装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１  液体噴射ヘッド
２  カバープレート
３  アクチュエータ基板
４  アクチュエータウエハ
５  流路部材
６  ノズルプレート６
７ａ  第一液体供給孔、７ｂ  第二液体供給孔
８  ノズル
９ａ  第一接続部９ａ、９ｂ  第二接続部
１０ａ  第一液体供給室、１０ｂ  第二液体供給室
１１  チャンネル
１３  溝
Ｍ１  第一の凹部、Ｍ２  第二の凹部Ｍ２、Ｍ３  第三の凹部、Ｍ４  第四の凹部
ＳＲ  離隔領域
３０  液体噴射装置
【図１】
2012056121.tif 000003
【図２】
2012056121.tif 000004
【図３】
2012056121.tif 000005
【図４】
2012056121.tif 000006
【図５】
2012056121.tif 000007
【図６】
2012056121.tif 000008
【図７】
2012056121.tif 000009
【図８】
2012056121.tif 000010
【図９】
2012056121.tif 000011
【図１０】
2012056121.tif 000012
【図１１】
2012056121.tif 000013
【図１２】
2012056121.tif 000014
【図１３】
2012056121.tif 000015
【図１４】
2012056121.tif 000016
【図１５】
2012056121.tif 000017