(57)【要約】【課題】液滴吐出装置の構造を最適化して吐出性能のバラツキを抑え、高画質化する。【解決手段】液滴吐出装置は、液滴を吐出するノズル孔２０を有するノズル基板２と、複数の流路隔壁４により仕切られ、前記ノズル孔２０に連通する加圧液室１４を有する液室基板１と、前記加圧液室１４の一方の壁を構成する振動板（５〜７）と、前記振動板上に設け互いに積層された下電極８、圧電材層９、上電極１０とを備え、前記振動板（５〜７）上の前記流路隔壁部１４に対応する位置に補強層１２を設け、前記補強層１２の振動板側の下面の幅を補強層上部の幅より広く形成した。【選択図】      図１
2012183713.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する複数のノズル孔を有するノズル基板と、複数の流路隔壁により仕切られ、前記ノズル孔のそれぞれに連通する加圧液室を有する液室基板と、前記加圧液室の少なくとも一方の壁を構成する振動板と、前記振動板上に設けた下電極と、前記下電極に積層した圧電層と、前記圧電層に積層した上電極と、を備えた液滴吐出装置であって、
前記振動板上の前記流路隔壁に対応する位置に補強層を設け、前記補強層の振動板側の下面の幅は補強層上部の幅より広く形成されていることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
前記補強層に対応した位置に柱を形成した支持基板を有し、
前記補強層は前記柱と接合され、前記ノズル基板は前記流路隔壁に接合されていることを特徴とする請求項１に記載された液滴吐出装置。
【請求項３】
前記加圧液室と前記ノズル孔を連通する連通管と、共通液室を構成する空間を有する共通液室構成部材を、前記ノズル基板と前記液室基板の間に積層したことを特徴とする請求項１に記載された液滴吐出装置。
【請求項４】
前記補強層の傾斜面の傾斜角は振動板面に対して４５°以上９０°未満あることを特徴とする請求項１に記載された液滴吐出装置。
【請求項５】
加圧液室幅が前記補強層の傾斜面の前記下面間の幅よりも広く形成されていることを特徴とする請求項１に記載された液滴吐出装置。
【請求項６】
前記支持基板の前記柱は、前記流路隔壁幅の内側において前記補強層を支持していることを特徴とする請求項２に記載された液滴吐出装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載された液滴吐出装置を備えたインクジェット記録装置。
【請求項８】
振動板の振動によりノズルから液滴を吐出する液滴吐出装置の製造方法であって、
基板に振動板材料及び圧電素子材料を成膜してアクチュエータを作成する工程と、
前記基板のアクチュエータ側と反対側をエッチングして複数の流路隔壁で区画された複数の加圧液室を形成する工程と、
前記振動板上の前記流路隔壁に対応する位置に補強層を形成する工程と、を有し、
前記補強層を形成する工程において、前記補強層の振動板側の下面の幅を補強層上部の幅より広く形成することを特徴とする液滴吐出装置の製造方法。
【請求項９】
加圧液室幅が前記補強層の振動板側の下面の幅よりも広く形成されることを特徴とする請求項８に記載された液滴吐出装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出装置、液滴吐出装置を備えたインクジェット記録装置及び液滴吐出装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、記録時の騒音が極めて小さいこと、高速印字が可能であること、インクの自由度が高く安価な普通紙を使用できることなど多くの利点を有している。その中でも記録が必要な時にのみインク液滴を吐出する、いわゆるインク・オン・デマンド方式は、記録に不要なインク液滴の回収を必要としないため現在主流になってきている。
【０００３】
液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドは、インク滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する加圧液室（吐出室、圧力室、インク流路等とも称される。）と、加圧液室内のインクを加圧する圧力を発生する圧力発生手段とを備えており、圧力発生手段で発生した圧力で加圧液室のインクを加圧し、それによってノズルからインク滴を吐出させる。
このインクジェットヘッドは、プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の画像記録装置或いは画像形成装置として用いるインクジェット記録装置において使用されている。
【０００４】
このインクジェットヘッドの圧力発生手段としては、圧電素子などの電気機械変換素子を用いて、加圧液室の壁面を形成している振動板を変形変位させることでインク滴を吐出させるピエゾ型のもの、或いは加圧液室内に配設した発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて、インクの膜沸騰でバブルを発生させてインク滴を吐出させるバブル型（サーマル型）のものなどがある。
【０００５】
ピエゾ型のものには、電界方向の変位であるＤ３３方向の変形を利用した縦振動型、電界方向とは垂直方向の変位であるＤ３１方向の変形を利用した横振動（ベンドモード）型、更には剪断変形を利用したシェアモード型等がある。
他方、近年、半導体プロセスやマイクロマシニング技術の進歩により、パターニング加工技術が確立されており、また、コストの面から、コストの安いＳｉ基板に加圧液室及びピエゾ素子を直接形成するアクチュエータ構造が出現している。
【０００６】
このアクチュエータ構造は、圧電素子を振動板に貼付ける作業が不要であり、リソグラフィ法という精密で、かつ簡便な手法で圧電素子を作り付けることができ、加えて、圧電素子の厚みを薄くでき高速駆動が可能である。
【０００７】
しかし、振動板上に下電極、圧電層、上電極を順次積層することで形成する前記ベンドモード型のアクチュエータの構成は、振動板剛性が液室構成部材の中で最も構造コンプライアンス（外力が加えられたときの物質の弾力性やたわみ強度）が大きく、図９に示すように、振動板幅のバラツキによりヘッドとしての吐出特性が非常に大きくばらつくことが知られている。つまり、振動板幅を液室幅で規定している従来技術では、液室加工は深い加工が必要で精度が悪い為、液室幅のバラツキがそのまま振動板幅のバラツキになり、ヘッド特性のバラツキが大きいという問題がある。
【０００８】
特に、振動板の固有周期Ｔｃがばらつくと、液滴を吐出した際の残留圧力の周期が変わるので、複数液滴を連続して吐出して階調制御するヘッドの場合、吐出安定性の確保が非常に難しくなる。
これに対して、特許文献１には、犠牲層により振動板幅を規定する液体吐出装置が、特許文献２には、圧力発生室の内側に突出して設けた振動規制層により振動を規制して出力安定性を確保する液体吐出装置がそれぞれ開示されている。
【０００９】
しかし、どちらの構成も加圧液室側に振動板幅を規制する部材を設けているため、液室基板に予め作り込む必要があり、プロセスが複雑でコストアップになっている。
更に、特許文献１の犠牲層の場合には、犠牲層の構造上、加圧液室内に窪みが形成され、気泡が溜まり易い構造になっており、気泡排出に問題が生じる虞がある。
また、特許文献２の振動規制層の材料について、同文献では、酸化シリコン（ＳｉＯ2）等の酸化物や窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）等の窒化物などを挙げているが、その構造上インクに接液するため材料の制約があり、コストアップと使用インクを制約するなどの問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この問題を解決するため、振動板に対してアクチュエータ側に積層膜（補強層）を設けることで、インク接液や気泡排出性に問題なく、高精度に振動板幅を規定し、ヘッドの吐出特性を安定化させる液滴吐出装置が提案されている。
【００１１】
図１０は、その要部の構造を示す断面図である。
その基本構造は、後述する本発明の実施形態と同じであり、振動板は、ＳＯＩ基板（５、６）のＳｉ層表面にパイロ酸化法を適用し、シリコン酸化（ＳｉＯ２）膜７を形成し、その上に下電極８、圧電材（ＰＺＴ）層９、上電極１０の多層構成からなるアクチュエータが、シリコンをエッチングすることで形成した加圧液室１４に対向する領域に形成されている。
【００１２】
上下電極８、１０と配線材料との層間に配置する層間絶縁膜１１、及び配線材料を保護する為の補強層１２がアクチュエータ（８〜１０）の上面及び側面を覆う様に配置され、また流路隔壁４に対向する領域にも流路隔壁４の幅より広い幅で前記層間絶縁膜１１、及び補強層１２が配置されている。
【００１３】
ところが、実際に補強層１２を構成したヘッドを製作して吐出特性のバラツキを評価したところ、構造計算によるシミュレーション結果から予測したバラツキよりも評価結果のバラツキが大きいことが分かった。
評価方法としては、加圧液室１４の幅を故意にばらつかせて吐出特性（特に、固有周期Ｔｃ）の差を見てその原因を解析したところ、図示のように、補強層１２の端部がオーバーエッチングされ振動板（５〜７）の幅が設計通り規定されていないことが分かった。また、補強層１２の端部がオーバーハングした形状（オーバーハング量をｄ０で示す）になっていると、通常の顕微鏡検査ではオーバーハングしているか否かの判定が難しいことも分かった。
【００１４】
補強層１２の端部がオーバーハングしたテーパ状となっている場合、振動板（５〜７）を拘束する補強層１２の厚みが薄くなるので、補強層１２の効果が小さくなる（吐出特性がばらつく）ことが懸念されたが、図１１の液滴吐出ヘッドにおけるテーパ角θと固有周期バラツキ幅ΔＴｃとの関係を示すグラフから明らかなように、テーパ角θが４５°までは、液室幅のバラツキによる固有周期Ｔｃのバラツキ幅ΔＴｃがほぼ同じであることが分かった。
【００１５】
また、テーパ角θを持たせた場合、補強層１２の振動板（５〜７）との界面が確認できる形状にすることで、補強層１２の幅の管理が容易にできることも分かった。
したがって、本発明の目的は、前記知見に基づき液滴吐出装置における構造を最適化することで、その吐出性能のバラツキを抑えて高画質化することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１の発明は、液滴を吐出する複数のノズル孔を有するノズル基板と、複数の流路隔壁により仕切られ、前記ノズル孔のそれぞれに連通する加圧液室を有する液室基板と、前記加圧液室の少なくとも一方の壁を構成する振動板と、前記振動板上に設けた下電極と、前記下電極に積層した圧電層と、前記圧電層に積層した上電極と、を備えた液滴吐出装置であって、前記振動板上の前記流路隔壁に対応する位置に補強層を設け、前記補強層の振動板側の下面の幅は補強層上部の幅より広く形成されていることを特徴とする液滴吐出装置である。
請求項２の発明は、前記補強層に対応した位置に柱を形成した支持基板を有し、前記補強層は前記柱と接合され、前記ノズル基板は前記流路隔壁に接合されていることを特徴とする請求項１に記載された液滴吐出装置である。
請求項３の発明は、前記加圧液室と前記ノズル孔を連通する連通管と、共通液室を構成する空間を有する共通液室構成部材を、前記ノズル基板と前記液室基板の間に積層したことを特徴とする請求項１に記載された液滴吐出装置である。
請求項４の発明は、前記補強層の傾斜面の傾斜角は振動板面に対して４５°以上９０°未満あることを特徴とする請求項１に記載された液滴吐出装置である。
請求項５の発明は、加圧液室幅が前記補強層の傾斜面の前記下面間の幅よりも広く形成されていることを特徴とする請求項１に記載された液滴吐出装置である。
請求項６の発明は、前記支持基板の前記柱は、前記流路隔壁幅の内側において前記補強層を支持していることを特徴とする請求項２に記載された液滴吐出装置である。
請求項７の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載された液滴吐出装置を備えたインクジェット記録装置である。
請求項８の発明は、振動板の振動によりノズルから液滴を吐出する液滴吐出装置の製造方法であって、基板に振動板材料及び圧電素子材料を成膜してアクチュエータを作成する工程と、前記基板のアクチュエータ側と反対側をエッチングして複数の流路隔壁で区画された複数の加圧液室を形成する工程と、前記振動板上の前記流路隔壁に対応する位置に補強層を形成する工程と、を有し、前記補強層を形成する工程において、前記補強層の振動板側の下面の幅を補強層上部の幅より広く形成することを特徴とする液滴吐出装置の製造方法である。
請求項９の発明は、加圧液室幅が前記補強層の振動板側の下面の幅よりも広く形成されることを特徴とする請求項８に記載された液滴吐出装置の製造方法である。
【発明の効果】
【００１７】
インクジェット記録装置において、吐出性能のバラツキを抑えて、高画質化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１Ａは、本発明の第１の実施形態における液滴吐出ヘッドの断面図、図１Ｂは図１Ａの円内を示した要部拡大断面図である。
【図２ＡＢＣ】本実施形態のインクジェットヘッドの作製方法の手順を示す図である。
【図２ＤＥ】本実施形態のインクジェットヘッドの作製方法の手順を示す図である。
【図２ＦＧＨ】本実施形態のインクジェットヘッドの作製方法の手順を示す図である。
【図３】補強層（窒化膜）の異なる構成を示す図１Ｂと同様の図である。
【図４】図４Ａ、Ｂは、本発明の第２実施形態における液滴吐出ヘッドの断面図である。
【図５】別の実施形態に係る液滴吐出ヘッドの要部拡大断面図である。
【図６】さらに別の実施形態に係る液滴吐出ヘッドの要部拡大断面図である。
【図７】本発明の吐出ヘッドを備えたインクジェット記録装置の斜視図である。
【図８】図７に示すインクジェット記録装置の機構部の側面説明図である。
【図９】それぞれ固有周期Ｔｃの異なる従来の液滴吐出ヘッドの特性を縦軸に滴速度、横軸にＰｗ幅をとって示したグラフである。
【図１０】従来の液滴吐出ヘッドの要部拡大断面図である。
【図１１】端部がオーバーハングしたテーパ状の補強層を備えた従来の液滴吐出ヘッドにおけるテーパ角θと固有周期Ｔｃとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照して説明する。
図１Ａは、本発明の第１の実施形態における液滴吐出ヘッドの断面図である。
本実施形態は、一例として、アクチュエータを用いてインク液滴を基板の面部に設けたノズル孔から吐出させるサイドシューター方式の液滴吐出ヘッドを示すものである。
第１の実施形態の液滴吐出ヘッドは、図１に示すように、インクを吐出するノズル孔２０を有するノズル基板２と、加圧液室１４、振動板（５〜７）、圧電素子９ａを形成した液室基板１と、圧電素子９ａの保護空間２２を配した支持基板（サブフレーム）３の３枚の基板を重ねた積層構造となっており、それぞれを複数備えた構造である。
【００２０】
図１Ｂは図１Ａの円内を示した要部拡大断面図である。
液室基板１は、シリコン基板上にシリコン酸化（ＳｉＯ２）膜５を介してシリコン（Ｓｉ）６が張り合わされたＳＯＩ基板を用いている。本実施形態における振動板は、ＳＯＩ基板（５、６）のＳｉ層表面にパイロ酸化法を適用し、シリコン酸化（ＳｉＯ２）膜７を形成し、その上に下電極となる白金膜８、圧電材（ＰＺＴ）層９、上電極となる白金膜１０の多層構成からなるアクチュエータが、シリコンをエッチングすることで形成した加圧液室１４に対向する領域に形成されている。
【００２１】
さらに、上下電極８、１０と配線材料との層間に配置する層間絶縁膜１１、及び配線材料を保護する為にパッシベーション膜を兼ねる補強層１２がアクチュエータ（８〜１０）の上面及び側面を覆う様に配置され、また流路隔壁４に対向する領域にも流路隔壁４の幅より広い幅で前記層間絶縁膜１１、及び補強層１２が配置されている。
ノズル基板２は、厚さ３０〜５０ミクロンのＳＵＳ基板にプレス加工と研磨加工によりノズル孔２０を形成している。
ノズル孔２０は流路隔壁４間の溝（図１の加圧液室１４として示されている空間）に対応する位置に形成されると共に、加圧液室１４はノズル基板２を流路隔壁４面上で接合することで構成されている。つまり、ノズル基板２が加圧液室１４の一面を形成し、ノズル孔２０は加圧液室１４に直接連通している。
【００２２】
支持基板（サブフレーム）３は、上下電極８、１０と圧電材層９で構成された圧電素子９ａの保護及び変位を妨げないための保護空間２２及び流路隔壁４の剛性を高め、加圧液室１４全体を支えるための柱２３が形成されている。
【００２３】
次に、上記のように構成された液滴吐出ヘッドの動作を説明する。
動作時には、インクがインク供給孔（図示せず）から共通液室を経由して各加圧液室１４内に供給される。加圧液室１４がインクで満たされた状態で圧電素子９ａの上電極１０及び下電極８間に電圧を印加し、これにより横振動モードで変形する圧電素子９ａが縮み、圧電素子９ａと密着している振動板（５〜７）全体が加圧液室１４側に凸形状に変形する。これにより加圧液室１４の体積が減少し、したがって加圧液室１４内の圧力が急激に上昇するため、ノズル孔２０よりインク液滴を記録紙（図示せず）に向けて吐出する。ここで、加圧液室１４内の圧力変動周期に合せたパルス電圧の連続的な印加を繰り返すことにより、インクを連続的に吐出することが出来る。
【００２４】
次に、本実施形態のインクジェットヘッドの作製方法の手順について図２を参照して説明する。
本実施形態では、まず、図２Ａに示すように、シリコン基板１ａに振動板材料及び圧電素子材料を成膜していくことでアクチュエータを作製していく。
即ち、ここでは、厚み４００ｕｍの＜１００＞シリコン基板１ａの表面にシリコン酸化膜５を０．２ｕｍ及びシリコン６を２．０ｕｍを張り合わせたＳＯＩ基板を用いる。ＳＯＩ基板表面にパイロ（Ｗｅｔ）酸化法によりシリコン酸化膜７を０．３ｕｍ形成し（図２Ａ参照）これを振動板（５〜７）とする。
その後、圧電素子９ａの下電極８となる白金（Ｐｔ）層をスパッタ法により０．２ｕｍ成膜し、更にスパッタ法により圧電材層９を２μｍ成膜し、さらに、上電極１０となる白金（Ｐｔ）層を０．１ｕｍ成膜する（図２Ｂ参照）。
【００２５】
その後、リソエッチ法により前記上電極１０及び圧電材層９をパターニングする（図２Ｃ参照）。その後、プラズマＣＶＤ法により層間絶縁膜１１を０．３ｕｍ成膜し、更に図示していないがリソエッチ法により配線コンタクトを取るためのビアホール（例えば、図４Ｂに示すものと同じ）を形成する。
【００２６】
更に図示していないが、アルミ材料による配線パターンを形成後、アルミ配線保護の為のパッシベーション膜としてプラズマＣＶＤ法によるシリコン窒化膜１２を２ｕｍ成膜し、パッド開口と同時に、アクチュエータ部と流路隔壁４となる部分の間に成膜された部分のシリコン窒化膜１２をリソエッチ法により除去する（図２Ｄ参照）。
その後、別途ガラス基板にブラスト加工で柱２３を形成した支持基板（サブフレーム）３を、液室基板１に接合し（図２Ｅ参照）、支持基板（サブフレーム）３の接合面とは反対面を、所望の厚さまで研磨する（図２Ｆ参照）。
【００２７】
支持基板３は、シリコン基板にリソエッチ法で凹部を加工したものでもよいし、＜１１０＞シリコン基板をＴＭＡＨ、ＫＯＨなどのアルカリエッチング液を用いたウェットエッチングにより加工したものでもよい。また樹脂モールドやメタルインジェクションモールドなどの成型部品でもよい。その後シリコン基板１ａの反対面にＩＣＰドライエッチングにより加圧液室１４、流体抵抗部（図４の「１５」参照）となる凹部を形成する（図２Ｇ参照）。
【００２８】
なお、先にパターニングした補強層（シリコン窒化膜）１２の振動板（５〜７）を挟んで流路隔壁４と対向する部分は流路隔壁４の幅よりも幅が広く形成されている（図２Ｄ参照）。
その理由は、加圧液室１４は、シリコン基板１ａを５０〜１００ｕｍの深さにエッチングして形成するため、寸法のバラツキが非常に大きく加圧液室１４の幅で振動板（５〜７）の幅が規定される構造では、振動板剛性のバラツキが大きい構造になってしまうため、本実施形態では、振動板（５〜７）の端部に寸法制御性の高い薄膜のリソエッチによるシリコン窒化膜（補強層）１２を加圧液室１４の幅よりもせり出した形で（つまり、補強層１２間の間隔が加圧液室１４の幅よりも狭くなるように）形成することで、加圧液室１４の幅がばらついても振動板剛性が変化し難い構造になっている。
【００２９】
加えて、本実施形態では、上述のように、補強層（シリコン窒化膜）１２端部形状がテーパを持ち、補強層１２の振動板（５〜７）界面の幅が補強層１２上部の幅よりも広くなるようにしたことで、補強層幅を管理し易く、また、ヘッド吐出特性のバラツキを抑えることができるという利点もある。
具体的には、本実施形態では補強層（シリコン窒化膜）１２のテーパ角θは、４５°以上９０°未満、好ましくは６０°〜７０°の間になるようにしている。
【００３０】
最後に、別途厚さ３０〜５０ミクロンのＳＵＳ基板にプレス加工と研磨加工により複数のノズル孔２０を形成したノズル基板２を、液室基板１の複数の流路隔壁形成面に接着し、さらに図示していないが、圧電素子９ａの上電極１０及び下電極８と接続されたアルミ配線部を駆動回路に接続することで、本実施形態の液滴吐出ヘッドが完成する（図２Ｈ参照）。本実施形態では、補強層１２を設けて剛性を高くしているため、製造工程でのハンドリンク性を向上させ、吐出時の振動抑制にも効果がある。
【００３１】
ところで、加圧液室１４を形成する工程では、シリコン基板１ａのエッチングを５０〜１００μｍ程度の深さで行なう必要があるため、パターン幅のバラツキが非常に大きい。しかし、本実施形態では、エッチング深さの浅い前記シリコン窒化膜のパターニングで振動板（５〜７）の低剛性部分の幅を決定することができるため（図２Ｄ参照）、従来の加圧液室１４の幅で振動板幅を規定していた構成と比べて、振動板剛性が加圧液室１４の幅のバラツキの影響を受け難く、吐出特性の安定化を図ることができる。
【００３２】
図３は補強層（シリコン窒化膜）１２の異なる構成を示す図１Ｂと同様の図である。
図３Ａに示すように、補強層（シリコン窒化膜）１２のテーパ角θが小さくなると、支持基板（サブフレーム）３の柱２３が補強層１２の接合面よりも大きくなり、接着剤のはみ出し量管理が難しくなる。
また、図３Ｂに示すように、補強層１２の幅に合せて、支持基板（サブフレーム）３の柱２３を細くすると、接合自体が難しくなると共に、支持基板（サブフレーム）３による液室基板１を支持する効果が弱くなり、ヘッド全体の振動が問題になる。
ヘッド全体の振動も吐出特性に影響を与えるので、テーパ角θが小さいことは、好ましくない。
【００３３】
本実施形態では、補強層１２をプラズマＣＶＤ法によりシリコン窒化膜を２ｕｍ成膜で成膜しているが、補強層１２としては振動板（５〜７）材料よりも剛性の高い膜を成膜すればよくこれに限ったものではない。
【００３４】
本発明の別の実施形態を、図４を参照して説明する。
図４Ａ、Ｂは、本発明の第２実施形態における液滴吐出ヘッドの断面図である。図４Ａは図４ＢのＡ−Ａ’断面である（なお、図中、第１の実施形態と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する）。
本実施形態の液滴吐出ヘッドは、ノズル孔２０を有するノズル基板２と、ノズル孔２０に連通する連通孔１７ａと、共通液室１８を構成する空間と、共通液室１８の一面に構成されたダンパ１６と、流体抵抗部１５を有する共通液室構成部材１７と、第１実施形態同様のアクチュエータを形成した液室基板（アクチュエータ基板）１と、液室基板１の補強層１２部分に結合して液室基板１を支持する柱２３を有する支持基板（サブフレーム）３から構成される。
つまり、実施形態１のノズル基板２と液室基板１の間に共通液室構成部材１７を配置している。
【００３５】
インク供給不足による過負圧を発生させないために、共通液室１８は断面積を広く取る必要があるため、共通液室構成部材１７は、プレス加工したＳＵＳ板を積層して作製している。
また、共通液室１８の圧力を平坦化するために、ポリイミドとＳＵＳの積層板を加工して、ダンパ１６を形成している。中空部分のポリイミド層が変形することで共通液室１８の圧力を緩和することができる。
【００３６】
本実施形態では、共通液室１８を加圧液室１４とノズル孔２０の間に配置する構造としたため、積層数は増えるが、アクチュエータへの電気配線経路（引出配線１１ｂ）と、インク供給経路を分離し易いため、インク漏れなどの問題が発生し難い利点がある。
また、本実施形態では、図４Ｂに示すように、層間絶縁膜１１のビアホール１１ａを介して上電極１０と接続した引出配線１１ｂを連通孔１７ａ側（ノズル孔２０側）から引き出しているが、インク供給経路が電気配線経路と分離しているため流体抵抗部１５側から引き出すことも可能である。つまり、電気配線の引き出し方向にインク流路の制約がなくなるので、加圧液室の列を並列化すること（ノズル列を並列化すること）が容易である。
【００３７】
本実施形態のヘッド構成においても補強層１２の構造は有効である。即ち、連通管１５ａなどインク流路の違いはあるが、各ノズル孔２０からのインク吐出特性は、各加圧液室１４のコンプライアンスが大きく影響し、加圧液室１４のコンプライアンスでは振動板幅のバラツキの影響が大きい。
本実施形態により、補強層１２により高精度に振動板幅を規定することで、各ノズル孔２０からのインク吐出特性を揃えることができる。これにより、液滴速度および液滴体積が均一化できるので、インク滴の着弾位置のバラツキ、濃度バラツキを抑えて、高画質化が可能である。
【００３８】
別の実施形態を、液滴吐出ヘッドの要部拡大断面図である図５を用いて説明する。
本実施形態においては、加圧液室１４の幅を、補強層１２の傾斜面間の幅よりも広くしている（流路隔壁４が、補強層１２の上面幅ｄ１内に入るようにしている）。流路隔壁４が補強層１２の傾斜面１２ａからはみ出すと、流路隔壁４と傾斜面１２ａの位置関係で吐出特性に差が発生するので、これにより吐出特性のバラツキをより抑えることができる。
加圧液室形成における位置ズレも吸収できるマージン（差）を付けて、補強層１２の傾斜面１２ａを形成することが好ましい。
【００３９】
また別の実施形態を、液滴吐出ヘッドの要部拡大断面図である図６を用いて説明する。
本実施形態においては、支持基板（サブフレーム）３の柱２３を、流路隔壁４幅の内部に接合している。
これにより、流路隔壁４の端部で補強層１２を支持するので、支持基板（サブフレーム）３の柱２３の接合位置により、補強層１２を支持する支持点が変わることを防ぎ、吐出特性のバラツキを抑える。
【００４０】
流路隔壁４が補強層１２の傾斜面１２ａに掛からない状態で、更に、支持基板（サブフレーム）３の柱２３が流路隔壁４の幅の内部に位置する関係が好ましい。この関係にすると、傾斜面１２ａから支持基板（サブフレーム）３の柱２３までに所定の距離を確保できるので、補強層１２と柱２３を接着する接着剤のはみ出し管理が容易になり、接着剤流れ出しによるヘッド吐出特性の低下を防ぐことが出来る。
【００４１】
（実施形態５）
次に、本発明に係るインクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置の一例について図７及び図８を参照して説明する。なお、図７は同記録装置の斜視図、図８は同記録装置の機構部の側面説明図である。
このインクジェット記録装置は、図７で示すように、記録装置本体８１の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ、キャリッジに搭載した本発明を実施したインクジェットヘッドからなる記録ヘッド、記録ヘッドへインクを供給するインクカートリッジ等で構成される印字機構部８２等を収納し、図８で示すように、記録装置本体８１の下方部には前方側から多数枚の用紙８３を積載可能な給紙カセット（或いは給紙トレイでもよい。）８４を抜き差し自在に装着することができ、また、用紙８３を手差しで給紙するための手差しトレイ８５を開倒することができ、給紙カセット８４或いは手差しトレイ８５から給送される用紙８３を取り込み、印字機構部８２によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ８６に排紙する。
【００４２】
印字機構部８２は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド９１と従ガイドロッド９２とでキャリッジ９３を主走査方向に摺動自在に保持し、このキャリッジ９３にはイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する本発明に係るインクジェットヘッドからなるヘッド９４を複数のインク吐出口（ノズル）を主走査方向と交差する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。またキャリッジ９３にはヘッド９４に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ９５を交換可能に装着している。
【００４３】
インクカートリッジ９５は上方に大気と連通する大気口、下方にはインクジェットヘッドへインクを供給する供給口を、内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力によりインクジェットヘッドへ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。また、記録ヘッドとしてここでは各色のヘッド９４を用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する１個のヘッドでもよい。
【００４４】
ここで、キャリッジ９３は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド９１に摺動自在に嵌装し、前方側（用紙搬送方向上流側）を従ガイドロッド９２に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ９３を主走査方向に移動走査するため、図７に示すように、主走査モータ９７で回転駆動される駆動プーリ９８と従動プーリ９９との間にタイミングベルト１００を張装し、このタイミングベルト１００をキャリッジ９３に固定しており、主走査モータ９７の正逆回転によりキャリッジ９３が往復駆動される。
【００４５】
一方、図８に示すように、給紙カセット８４にセットした用紙８３をヘッド９４の下方側に搬送するために、給紙カセット８４から用紙８３を分離給装する給紙ローラ１０１及びフリクションパッド１０２と、用紙８３を案内するガイド部材１０３と、給紙された用紙８３を反転させて搬送する搬送ローラ１０４と、この搬送ローラ１０４の周面に押し付けられる搬送コロ１０５及び搬送ローラ１０４からの用紙８３の送り出し角度を規定する先端コロ１０６とを設けている。搬送ローラ１０４は副走査モータ１０７（図７）によってギヤ列を介して回転駆動される。
【００４６】
キャリッジ９３の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ１０４から送り出された用紙８３をヘッド９４の下方側で案内する用紙ガイド部材である印写受け部材１０９を設けている。この印写受け部材１０９の用紙搬送方向下流側には、用紙８３を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ１１１、拍車１１２を設け、さらに用紙８３を排紙トレイ８６に送り出す排紙ローラ１１３及び拍車１１４と、排紙経路を形成するガイド部材１１５，１１６とを配設している。
【００４７】
記録時には、キャリッジ９３を移動させながら画像信号に応じてヘッド９４を駆動することにより、停止している用紙８３にインクを吐出して１行分を記録し、用紙８３を所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号または、用紙８３の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ用紙８３を排紙する。
【００４８】
また、図７に示すように、キャリッジ９３の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、ヘッド９４の吐出不良を回復するための回復装置１１７を配置している。回復装置１１７はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有している。キャリッジ９３は印字待機中にはこの回復装置１１７側に移動されてキャッピング手段でヘッド９４をキャッピングされ、吐出口部を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。
【００４９】
吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段でヘッド９４の吐出口（ノズル）を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸い出し、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜（不図示）に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。
【００５０】
このように、このインクジェット記録装置においては本発明を実施したインクジェットヘッドを搭載しているので、振動板駆動不良によるインク滴吐出不良がなく、安定したインク滴吐出特性が得られて、画像品質が向上する。
また上記実施形態中に記載した膜厚等の数値や材料はこれに限ったものではない。
【符号の説明】
【００５１】
１・・・液室基板、１ａ・・・シリコン基板、２・・・ノズル基板、３・・・支持基板（サブフレーム）、４・・・流路隔壁、５・・・シリコン酸化膜、６・・・シリコン、７・・・シリコン酸化膜、８・・・下電極（白金膜）、９・・・圧電材層、９ａ・・・圧電素子、１０・・・上電極（白金膜）、１１・・・層間絶縁膜、１２・・・補強層（シリコン窒化膜又はパッシベーション膜）、１４・・・加圧液室、１５・・・流体抵抗部、１５ａ・・・連通孔、１６・・・ダンパ、１７・・・共通液室構成部材、１８・・・共通液室、２０・・・ノズル孔、２２・・・保護空間、２３・・・柱、８１・・・記録装置本体、８２・・・印字機構部、８３・・・用紙、８４・・・給紙カセット、８５・・・手差しトレイ、８６・・・排紙トレイ、９１・・・主ガイドロッド、９２・・・従ガイドロッド、９４・・・ヘッド、９５・・・インクカートリッジ、９７・・・主走査モータ、９８・・・駆動プーリ、９９・・・従動プーリ、１００・・・タイミングベルト、１０１・・・給紙ローラ、１０３・・・ガイド部材、１０４・・・搬送ローラ、１０５・・・搬送コロ、１０９・・・印写受け部材、１１１・・・搬送コロ、１１５、１１６・・・ガイド部材、１１７・・・回復装置。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５２】
【特許文献１】特開２００７−２１０１９８号公報
【特許文献２】特開２００８−１４３１６０号公報
【図１】
2012183713.tif 000003
【図２ＡＢＣ】
2012183713.tif 000004
【図２ＤＥ】
2012183713.tif 000005
【図２ＦＧＨ】
2012183713.tif 000006
【図３】
2012183713.tif 000007
【図４】
2012183713.tif 000008
【図５】
2012183713.tif 000009
【図６】
2012183713.tif 000010
【図７】
2012183713.tif 000011
【図８】
2012183713.tif 000012
【図９】
2012183713.tif 000013
【図１０】
2012183713.tif 000014
【図１１】
2012183713.tif 000015