(57)【要約】【課題】複数のノズル列が互いに近接して配置された液体噴射ヘッドを提供すること。【解決手段】本発明にかかる液体噴射ヘッド１０００は、複数の圧力室１２を区画する複数の側壁部材１０と、側壁部材１０の上方に設けられた振動板２０と、振動板２０の上方に、各圧力室１２に対応して設けられた圧電素子３０と、圧電素子３０の上方に設けられた封止板４０と、を有する複数の駆動ユニット１００と、支持基板５０と、を有し、複数の駆動ユニット１００は、支持基板５０の上に積層され、圧力室１２は、第１開口部および第２開口部を有し、第１開口部から圧力室１２に導入された液体が第２開口部を介して排出され、液体が排出される方向は、駆動ユニット１００の積層方向と直交する方向である。【選択図】図４
2009214370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の圧力室を区画する複数の側壁部材と、
前記側壁部材の上方に設けられた振動板と、
前記振動板の上方に、各前記圧力室に対応して設けられた圧電素子と、
前記圧電素子の上方に設けられた封止板と、
を有する複数の駆動ユニットと、
支持基板と、
を有し、
前記複数の駆動ユニットは、前記支持基板の上に積層され、
前記圧力室は、第１開口部および第２開口部を有し、
前記第１開口部から前記圧力室に導入された液体が前記第２開口部を介して排出され、
前記液体が排出される方向は、前記駆動ユニットの積層方向と直交する方向である、液体噴射ヘッド。
【請求項２】
請求項１において、
前記封止板および前記支持基板は、上方に隣接する前記駆動ユニットの前記圧力室の底面を構成する、液体噴射ヘッド。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記複数の駆動ユニットは、各前記駆動ユニットの前記第２開口部が前記第２開口部が配列する方向に互いにずれるように積層されている、液体噴射ヘッド。
【請求項４】
請求項３において、
前記駆動ユニットの個数は、ｍ（ｍは、２以上の自然数）であり、
前記ｍ個の駆動ユニットは、各前記駆動ユニットの前記第２開口部の間の間隔のｎ／ｍ（ｎは、ｍ未満の自然数）だけずれるように積層されている、液体噴射ヘッド。
【請求項５】
請求項１または請求項２において、
前記複数の駆動ユニットは、前記第２開口部が前記駆動ユニットの積層方向に整列するように積層されている、液体噴射ヘッド。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかにおいて、
各前記第２開口部から同一種類の前記液体が排出される、液体噴射ヘッド。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６において、
前記圧力室の前記２つの開口部の開口面積は、前記圧力室の断面積よりも小さい、液体噴射ヘッド。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７において、
さらに、前記支持基板に直交して設けられたノズルプレートを有し、
前記ノズルプレートは、前記圧力室の前記第２開口部に連通するノズル孔を有し、
前記ノズル孔を介して前記液体が排出される、液体噴射ヘッド。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の液体噴射ヘッドを有するプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射ヘッドおよびプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射ヘッドは、印刷以外にも半導体装置にパターンを形成するときなどに利用されている。このような装置は、媒体と液体噴射ヘッドとの相対的な位置を変化させながら目標位置でノズルから液体を噴射させる機構を有している。液体噴射ヘッドに要求される性能の一つとして、液体を媒体に塗布するときの塗布位置の精度がある。液体を媒体に高い位置精度で塗布するためには、精密な動作機構や組み付け精度が要求される。また、このような装置には、塗布の高速化等のために、一般に、複数の配列されたノズルの列を有する液体噴射ヘッドが備えられている。
【０００３】
このような複数のノズル列は、互いに近接して配置させれば動作機構や組み付けに要求される精度を緩和することができる。そのため、たとえば、特開平０６−２３４２１８号公報には、ノズル列を近接して配置させたインクジェット記録ヘッドが開示されている。
【特許文献１】特開平０６−２３４２１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的の１つは、複数のノズル列が互いに近接して配置された液体噴射ヘッド、およびこれを有するプリンタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明にかかる液体噴射ヘッドは、
複数の圧力室を区画する複数の側壁部材と、
前記側壁部材の上方に設けられた振動板と、
前記振動板の上方に、各前記圧力室に対応して設けられた圧電素子と、
前記圧電素子の上方に設けられた封止板と、
を有する複数の駆動ユニットと、
支持基板と、
を有し、
前記複数の駆動ユニットは、前記支持基板の上に積層され、
前記圧力室は、第１開口部および第２開口部を有し、
前記第１開口部から前記圧力室に導入された液体が前記第２開口部を介して排出され、
前記液体が排出される方向は、前記駆動ユニットの積層方向と直交する方向である。
【０００６】
このような液体噴射ヘッドは、液体噴射ノズルの列が互いに近接して配置され、液体を塗布するときの位置ずれを抑制することができる。
【０００７】
なお、本発明において、特定のＡ部材（以下、「Ａ部材」という。）の上方に設けられた特定のＢ部材（以下、「Ｂ部材」という。）というとき、Ａ部材の上に直接Ｂ部材が設けられた場合と、Ａ部材の上に他の部材を介してＢ部材が設けられた場合とを含むことを意味する。
【０００８】
本発明にかかる液体噴射ヘッドにおいて、
前記封止板および前記支持基板は、上方に隣接する前記駆動ユニットの前記圧力室の底面を構成することができる。
【０００９】
本発明にかかる液体噴射ヘッドにおいて、
前記複数の駆動ユニットは、各前記駆動ユニットの前記第２開口部が前記第２開口部が配列する方向に互いにずれるように積層されることができる。
【００１０】
本発明にかかる液体噴射ヘッドにおいて、
前記駆動ユニットの個数は、ｍ（ｍは、２以上の自然数）であり、
前記ｍ個の駆動ユニットは、各前記駆動ユニットの前記第２開口部の間の間隔のｎ／ｍ（ｎは、ｍ未満の自然数）だけずれるように積層されることができる。
【００１１】
本発明にかかる液体噴射ヘッドにおいて、
前記複数の駆動ユニットは、前記第２開口部が前記駆動ユニットの積層方向に整列するように積層されることができる。
【００１２】
本発明にかかる液体噴射ヘッドにおいて、
各前記第２開口部から同一種類の前記液体が排出されることができる。
【００１３】
本発明にかかる液体噴射ヘッドにおいて、
前記圧力室の前記２つの開口部の開口面積は、前記圧力室の断面積よりも小さくすることができる。
【００１４】
本発明にかかる液体噴射ヘッドにおいて、
さらに、前記支持基板に直交して設けられたノズルプレートを有し、
前記ノズルプレートは、前記圧力室の前記第２開口部に連通するノズル孔を有し、
前記ノズル孔を介して前記液体が排出されることができる。
【００１５】
本発明にかかるプリンタは、上述のいずれかの液体噴射ヘッドを有する。
【００１６】
このようなプリンタは、複数のノズル列が互いに近接して配置された液体噴射ヘッドを有するため、液体を塗布するときの位置ずれを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の一例を説明するものである。
【００１８】
１．液体噴射ヘッド
図１は、本実施形態の一例である液体噴射ヘッド１０００を模式的に示す斜視図である。図２は、液体噴射ヘッド１０００を模式的に示す平面図である。図３および図４は、液体噴射ヘッド１０００を模式的に示す断面図である。図１のＡ面、図２および図４のＡ−Ａ線の断面は、図３に相当し、図１のＢ面および図２のＢ−Ｂ線の断面は、図４に相当する。図５は、本実施形態の一例である液体噴射ヘッド２０００を模式的に示す斜視図である。図６は、液体噴射ヘッド１０００にノズルプレート２００を設けた例を模式的に示す斜視図である。図７は、液体噴射ヘッド１０００にリザーバ部材３００を設けた例を模式的に示す斜視図である。
【００１９】
本実施形態の液体噴射ヘッド１０００は、液体を媒体に噴射して塗布するものである。液体噴射ヘッド１０００は、複数の圧力室１２の側壁を構成する複数の側壁部材１０と、振動板２０と、各圧力室１２に対応して設けられた圧電素子３０と、封止板４０と、を有する複数の駆動ユニット１００と、支持基板５０と、を有する。そして、液体噴射ヘッド１００は、支持基板５０の上に、複数の駆動ユニット１００を積層したものである。
【００２０】
図１ないし図４に示した液体噴射ヘッド１０００は、駆動ユニット１００を３個有している。駆動ユニット１００の個数は、任意である。まず、各駆動ユニット１００の各構成を順に説明する。
【００２１】
側壁部材１０は、図２および図４に示すように、複数の圧力室１２を区画するために複数設けられる。側壁部材１０は、圧力室１２の側壁となる。側壁部材１０の上面および下面は、互いに平行となっている。図示の例では、１２個の側壁部材１０によって、１１個の圧力室が形成されているが、側壁部材１０の数および圧力室１２の数は、任意である。側壁部材１０は、各圧力室１２に液体を導入する第１開口部１４と、各圧力室１２から液体を排出する第２開口部１６とを有するように形成される。側壁部材１０の材質としては、特に限定されないが、フォトリソグラフィ等でパターニングが容易であるなどの理由で、シリコンを用いるのが好適である。
【００２２】
圧力室１２は、第１開口部１４および第２開口部１６を有する。圧力室１２は、振動板２０と、側壁部材１０と、封止板４０または支持基板５０と、によって囲まれた空間である。圧力室１２には、第１開口部１４から液体が供給される。圧力室１２に導入された液体は、圧力室１２の第２開口部１６を介して排出される。圧力室１２は、振動板２０の変形によって体積が変化する。圧力室１２の体積が大きくなれば、圧力室１２内部の圧力が小さくなり、第１開口部１４から液体が圧力室１２に導入される。液体が充填された圧力室１２の体積が小さくなれば、圧力室１２内部の圧力が大きくなり、第２開口部１６から液体が排出される。このように、液体は、振動板２０の動作に応じて、圧力室１２を通過して流動することができる。
【００２３】
第１開口部１４は、圧力室１２に液体を供給するために形成される。第１開口部１４は、図２のように、平面的に見て、液体噴射ヘッド１０００の１つの辺に整列して設けられることができる。図２は、液体噴射ヘッド１０００を上方から見た図であり、封止板４０を省略して描いてある。第１開口部１４の開口面積（液体噴射ヘッド１００を外部から見たときの開口部の面積）は、図２に示したように、圧力室１２の断面積よりも小さく形成されることができる。第１開口部１４の開口面積を小さくすれば、圧力室１２への液体の導入経路が狭窄された形状となる。このようにすれば、第１開口部１４から圧力室１２内に充填された液体の流動状態を制御することができる。第１開口部１４は、たとえば、液体の流路等（図７参照）に接続されることができる。複数の第１開口部１４は、同一、または別々の流路等に接続されることができる。
【００２４】
第２開口部１６は、圧力室１２に充填された液体を排出するために設けられる。第２開口部１６は、図２の例のように、平面的に見て、液体噴射ヘッド１００の１つの辺に整列して設けられることができる。第２開口部１６は、駆動ユニット１００の積層する方向に直交する方向に向かって開口している。したがって、圧力室１２から液体が排出される方向は、駆動ユニット１００の積層する方向に直交する方向となる。第２開口部１６の開口面積は、図２に例示したように、圧力室１２の断面積よりも小さく形成される。そのため、圧力室１２から液体が排出される経路が狭窄された形状となる。これにより、第２開口部１６は、液体を噴射するノズルとして機能することができる。複数の第２開口部１６は、側壁部材１０の配列する方向に沿って整列している。第２開口部１６がノズルとして機能しうるため、液体噴射ヘッド１０００は、並列した３つのノズルの列を有している。
【００２５】
振動板２０は、図３および図４に示すように、側壁部材１０の上方に設けられる。振動板２０は、圧力室１２の上面を構成し、当該部位において、上下方向にたわみ振動をおこなうための弾性を有する板状の部材である。振動板２０は、複数の層が積層した構造を有してもよい。振動板２０は、圧電素子３０の動作によって変形し、圧力室１２の体積を変化させる機能を有する。振動板２０の材質は、特に限定されないが、適度な機械的強度のある物質を用いることが望ましい。強度のない材料で形成した場合には、破損したり、高い駆動周波数で液体噴射ヘッド１０００を駆動できなくなることがある。また硬すぎる材料を用いた場合は、ヘッドの駆動時の振動板２０のたわみ量が減少し、噴射できる液体の滴が小さくなることがある。振動板２０の厚さは、ヤング率等の振動板２０の特性、圧電素子３０の変形能力、圧力室１２の体積の変化量などの特性が要求を満たせるよう、最適に選ばれる。振動板２０の材質としては、たとえば、酸化ジルコニウム、窒化シリコン、酸化シリコンまたは、酸化アルミニウムなどが好適である。
【００２６】
圧電素子３０は、図２ないし図４に示すように、振動板２０の上方に、各圧力室１２に対応して複数設けられる。圧電素子３０は、下部電極３２と、圧電体層３４と、上部電極３６とを積層して構成される。
【００２７】
下部電極３２は、振動板２０の上方に形成される。下部電極３２の厚みは、振動板２０に圧電体層３４の変形が伝達できる範囲であれば任意である。下部電極３２の厚みは、たとえば２０ｎｍ〜４００ｎｍとすることができる。下部電極３２は、上部電極３６と対になり、圧電体層３４を挟み圧電素子３０の一方の電極としての機能を有する。下部電極３２は、外部から電気的な接続がとれるように形成される。下部電極３２は、図示の例のように、複数の圧電素子３０の共通電極として用いられてもよい。下部電極３２の材質は、導電性を有する物質である限り、特に限定されない。下部電極３２の材質は、ニッケル、イリジウム、白金などの各種の金属、それらの導電性酸化物（たとえば酸化イリジウムなど）、ストロンチウムとルテニウムの複合酸化物などを用いることができる。また、下部電極３２は、前記例示した材料の単層でもよいし、複数の材料を積層した構造であってもよい。
【００２８】
圧電体層３４は、下部電極３２の上に形成される。圧電体層３４の厚みは、機械的な信頼性を確保するために３００ｎｍ〜１５００ｎｍとすることができる。圧電体層３４は、下部電極３２および、上部電極３６によって電界が印加されると伸縮変形し、これにより振動板２０をたわみ変形させたり振動させたりする機能を有する。圧電体層３４には、圧電性を有する材料が用いられる。圧電体層３４の材質は、たとえば、鉛、ジルコニウム、チタンを構成元素として含む酸化物とすることができる。圧電体層３４の材質は、さらに、ニオブなどの添加物を含んでいてもよい。圧電体層３４の材質として、チタン酸ジルコン酸鉛は、圧電性能が良好なため好適に用いることができる。
【００２９】
上部電極３６は、圧電体層３４の上に形成される。上部電極３６の厚みは、圧電素子３０の動作に悪影響を与えない範囲であれば限定されない。上部電極３６の厚みは、たとえば１０ｎｍ〜４００ｎｍとすることができる。上部電極３６は、下部電極３２と対になり、圧電体層３４を挟み圧電素子３０の一方の電極としての機能を有する。上部電極３２は、外部から電気的な接続がとれるように形成される。上部電極３６の材質は、導電性を有する物質である限り特に限定されない。上部電極３６の材質としては、下部電極３２と同様のものを挙げることができる。
【００３０】
封止板４０は、圧電素子３０の上方に、圧電素子３０を空間４２を介して覆うように設けられる。封止板４０は、圧電素子３０と接しない。封止板４０は、複数の圧電素子３０を覆ってもよく、各圧電素子３０を１つずつ覆うように設けてもよい。また、封止板４０には、圧電素子３０と接しないようにするための柱（ピラー）などが設けられていてもよい（図示せず）。封止板４０は、上方に隣り合う駆動ユニット１００を有する場合は、該上方の駆動ユニット１００の圧力室１２の底面を構成することができる。したがって、駆動ユニット１００の上に他の駆動ユニット１００を積層するときは、後述する支持基板５０のような圧力室１２の底面を構成する部材を省略することができる。封止板４０は、圧電素子３０が他の部材に接触しないようにする機能を有する。また、封止板４０は、その内側の空間４２を気密に保つ機能を有してもよい。また、封止板４０によって形成される空間４２は、減圧状態となっていてもよい。これにより、封止板４０によって、圧電素子３０が大気と接触しないようにすることができるため、たとえば、圧電体層３４の劣化を抑制することができる。また、封止板４０を有することにより、圧電素子３０が機械的に保護され、液体噴射ヘッド１０００の取り扱いが容易になる。封止板４０の厚みは、機械的な強度を有せば限定されない。封止板４０の材質は、たとえば、ポリイミドなどの樹脂、窒化シリコン、酸化シリコンまたは、酸化アルミニウムなどの無機物とすることができる。
【００３１】
次に、支持基板５０について説明する。支持基板５０は、液体噴射ヘッド１０００の基体となる板状の部材である。支持基板５０は、隣り合って積層された駆動ユニット１００の複数の圧力室１２の底面を構成する。支持基板５０は、圧力室１２の振動板２０側と対向する底面を構成する。支持基板５０の厚みは、液体噴射ヘッド１０００が変形しない程度の強度を有する限り任意である。支持基板５０の厚みは、たとえば、１０μｍないし１０００μｍであることができる。支持基板５０の材質としては、厚みおよび強度を考慮すれば、金属、樹脂、半導体など任意のものを用いることができる。また、支持基板５０の材質として、隔壁部材１０の線膨張係数と近い線膨張係数を有する材質を選ぶと、液体噴射ヘッド１０００の変形を抑制することができる。たとえば、隔壁部材１０がシリコンで構成される場合には、支持基板５０の材質をシリコンとすると、液体噴射ヘッド１０００の反りなどを抑制する効果が得られる。
【００３２】
本実施形態の液体噴射ヘッド１０００は、上述の支持基板５０の上に、上述の駆動ユニット１００が３個積層した構造を有する。図１ないし図４の例では、各駆動ユニット１００の第２開口部１６が、互いに第２開口部１６が配列する方向にずれながら積層している。そのため、液体噴射ヘッド１０００を駆動ユニット１００が積層する方向から見たときに、１つの駆動ユニット１００の２つの第２開口部１６の間に他の駆動ユニット１００の第２開口部１６が配置される。このように配置することにより、媒体を相対的に駆動ユニット１００の積層する方向に移動させて液体を塗布する際に、各駆動ユニット１００が有する第２開口部１６の間の間隔ｄよりも小さい間隔で媒体に液体を塗布することができる（図１参照）。すなわち、各駆動ユニット１００から同一の種類の液体が排出される場合には、媒体に液体を塗布する解像度を高めることができる。図１に示す液体噴射ヘッド１０００の例では、３つの駆動ユニット１００を有しており、互いに第２開口部１６が配列する方向に、第２開口部１６の間の間隔ｄの１／３だけずれるように積層されている。このようにすると、特定の駆動ユニット１００の第２開口部１６の間隔ｄの１／３の間隔を有して媒体に液体を塗布することができる。すなわち、液体噴射ヘッド１０００は、駆動ユニット１００単独で有する解像度（第２開口部１６の配列方向の密度）の３倍の解像度（密度）で媒体に液体を塗布することができる。このことを一般化していうと、ｍ個の駆動ユニット１００を有する液体噴射ヘッドは、１つの駆動ユニット１００が有する第２開口部１６間の間隔ｄのｎ／ｍ（ｎは、ｍ未満の自然数）だけ各駆動ユニット１００を第２開口部１６の延びる方向にずらして配置することにより、駆動ユニット１００の解像度のｍ倍の解像度で液体を媒体に塗布することができるということになる。
【００３３】
一方、図５に示した液体噴射ヘッド２０００においては、支持基板５０の上に、駆動ユニット１００が３個積層した構造を有する点で液体噴射ヘッド１０００と同様であるが、各駆動ユニット１００の第２開口部１６が、駆動ユニット１００の積層方向に整列するように積層されている。このように積層すると、媒体を相対的に駆動ユニット１００の積層する方向に移動させて液体を塗布する際に、１つの駆動ユニット１００の第２開口部１６によって液体が塗布された媒体上の位置と同じ位置に隣の駆動ユニット１００の対応する第２開口部によって液体が塗布されるため、当該位置に塗布された液体の濃度に変化を付けることができる。すなわち、各駆動ユニット１００から同一の種類の液体が排出される場合には、塗布された液体のスポットの大きさや、塗布結果の濃度を調節することができる。また、各駆動ユニット１００から異なる種類の液体が排出される場合には、塗布された液体のスポットに他の液体を重ねて塗布できるため、たとえば、液体の濃度の調節、コントラストの向上、媒体上での液体の改質等を行うことができる。
【００３４】
本実施形態の液体噴射ヘッド１０００および液体噴射ヘッド２０００は、複数の駆動ユニット１００を厚み方向に積層した結果、液体を排出する第２開口部１６の列が互いに近接して配置される。そのため、第２開口部１６の各列の間の間隔が小さい。よって、液体を塗布する媒体および液体噴射ヘッドの相対位置を、駆動ユニット１００の積層方向に変化させながら、媒体の目標の位置に液体を塗布するときの位置精度が高くなる。すなわち、本実施形態の液体噴射ヘッドによれば、媒体の目標位置に特定の第２開口部１６からの液体が塗布された後、目標位置に他の対応する第２開口部１６が到達するように、媒体および液体噴射ヘッドの相対位置を変化させる場合、機械的な精度の不足により後者の第２開口部１６が到達する位置が目標の位置からずれることを抑制することができる。したがって、液体噴射ヘッドおよび媒体の少なくとも一方の移動機構に要求される機械的精度や組み付け精度を軽減することができる。また、本実施形態の液体噴射ヘッドは、液体を塗布する媒体および液体噴射ヘッドの相対位置を、駆動ユニット１００の積層方向に変化させながら、媒体の目標の位置に各第２開口部１６からの液体を塗布するとき、特定の第２開口部１６からの液体が塗布された後、他の第２開口部１６が目標位置の到達するまでの時間を短くすることができる。そのため、前者の液体が塗布された後に生じる媒体の変形等によって、後者の第２開口部１６が到達する位置が目標の位置からずれることを抑制することができる。
【００３５】
また、本実施形態の液体噴射ヘッド１０００が有する３つの第２開口部１６の列は、互いに同一の液体を排出することができる。このようにすれば、液体噴射ヘッド１０００は、高解像度に液体を媒体に塗布することができる。また、液体噴射ヘッド１０００の３つの第２開口部１６の列は、互いに異なる液体を噴射するようにすることもできる。たとえば、液体噴射ヘッド１０００をインクジェットヘッドとして用いる場合、１つの第２開口部１６の列から濃色の液体を噴射させ、他の第２開口部１６の列から淡色の液体を噴射させるようにすることができる。このようにすれば、色の表現力のよい塗布結果を得ることができる。また、本実施形態の液体噴射ヘッド２０００が有する３つの第２開口部１６の列は、互いに同一の液体を排出することができる。このようにすれば、液体噴射ヘッド１０００は、液体を媒体に塗布するときの濃度を変化させることができる。また、液体噴射ヘッド２０００の３つの第２開口部１６の列は、互いに異なる液体を噴射するようにすることもできる。たとえば、液体噴射ヘッド２０００をインクジェットヘッドとして用いる場合、１つの第２開口部１６の列から濃色の液体を噴射させ、他の第２開口部１６の列から淡色の液体を噴射させるようにすることができる。このようにすれば、色の表現力のよい塗布結果を得ることができる。
【００３６】
本実施形態の液体噴射ヘッドは、適宜、他の部材を組み合わせて構成することができる。図６は、上述の液体噴射ヘッド１０００にノズルプレート２００を設けた例である。ノズルプレート２００は、支持基板５０に直交して設けられている。ノズルプレート２００は、各第２開口部１６に連通するように複数のノズル孔２０２を有する。ノズル孔２０２は、ノズルプレート２００の法線方向に中心線が一致するように形成されている。また、ノズル孔２０２の形成される位置は、第２開口部１６を介して圧力室１２と連続することができる限り任意である。ノズルプレート２００の材質は、限定されず、たとえばシリコンや、ステンレスなどを好適に用いることができる。このようなノズルプレート２００を設けることにより、たとえば、液体噴射ヘッド１０００が排出する液体の飛行精度（飛行方向や飛行速度）を向上させることができる。
【００３７】
図７は、上述の液体噴射ヘッド１０００にリザーバ部材３００を設けた例である。リザーバ部材３００は、液体噴射ヘッド１０００の第１開口部１４に、外部から液体を導入できるように設けられる。図示の例のリザーバ部材３００は、３つの駆動ユニット１００の全ての圧力室１２に同一の液体を供給することができるものである。リザーバ部材３００の形状は任意であり、各駆動ユニット１００毎に異なる液体を供給できるように形成したり、各圧力室１２に異なる種類の液体を供給できるように形成したりしてもよい。リザーバ部材３００は、内側に空洞部３０２を形成することができる。空洞部３０２は、図示のように開口３０４を有し、開口３０４を介して、たとえば、液体タンク（図示せず）に接続される。空洞部３０２には、所望の液体が導入される。駆動部３０２に導入された液体は、液体噴射ヘッド１０００の第１開口部１４を通って、各圧力室１２に供給される。リザーバ部材３００の材質は、任意であり、各種の樹脂や、金属を用いることができる。このようなリザーバ部材３００を設けることにより、たとえば液体噴射ヘッド１０００の圧力室１２の設計形状に自由度を持たせることができる。また、リザーバ部材３００を設けると、リザーバ部材３００の上に駆動ＩＣを設置することも可能になる。この場合、駆動ＩＣの発熱による熱を、液体噴射ヘッド１０００に伝導しにくくすることができる。さらにこの場合、空洞部３０２に液体が充填されるため、駆動ＩＣを冷却する効果も期待できる。
【００３８】
さらに、本実施形態の液体噴射ヘッドは、これを複数、第２開口部１６が配列する方向に並べて、ライン型の液体噴射ヘッドとすることができる。ライン型の液体噴射ヘッドとすれば、たとえば、媒体に液体を塗布する際に、媒体とヘッドとの相対的な位置を変化させる回数や時間を少なくすることができる。たとえば、逐次走査によって媒体に液体を塗布する場合には、走査回数を少なくすることができる。ライン型の液体噴射ヘッドの第２開口部１６の連続する長さが、液体を塗布すべき媒体の幅よりも大きければ、媒体およびライン型の液体噴射ヘッドのいずれかを走査するだけで媒体の所望の位置に液体を塗布することができる。このようなライン型の液体噴射ヘッドは、たとえば、ライン型のプリンタに好適に用いることができる。
【００３９】
本実施形態の液体噴射ヘッドは、各種の液体を各種の媒体に塗布するために適用することができる。本実施形態の液体噴射ヘッドで塗布できる液体としては、各種のインク、各種金属の前駆体、各種誘電体の前駆体などを挙げることができる。本実施形態の液体噴射ヘッドを用いて塗布されうる媒体としては、紙、シリコンウエハ、半導体装置などが挙げられる。
【００４０】
２．液体噴射ヘッドの製造方法
本実施形態の液体噴射ヘッドの製造方法の一例として、液体噴射ヘッド１０００の製造方法を以下に述べる。本実施形態の液体噴射ヘッドは、上述のような駆動ユニット１００を所望の個数、支持部材５０の上に積層することによって製造されることができる。
【００４１】
駆動ユニット１００は、たとえば、側壁部材１０となる基板の上に、順に振動板２０、圧電素子３０、封止板４０を形成した後、下方から基板をエッチングして側壁部材１０を形成する方法によって製造することができる。
【００４２】
まず、側壁部材１０となるシリコン基板を準備する。シリコン基板の上方に、振動板２０を形成する。振動板２０は、蒸着法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などにより形成することができる。次に、振動板２０の上方に下部電極３２を形成する。下部電極３２は、蒸着法、ＣＶＤ法、スピンコート法などにより形成した膜を、フォトリソグラフィ法等によりパターニングして形成することができる。次に、下部電極３２の上方に圧電体層３４を形成する。圧電体層３４は、蒸着法、ＣＶＤ法、スピンコート法、ゾルゲル法などにより形成した膜を、フォトリソグラフィ法等によりパターニングして形成することができる。次に、上部電極３６を形成する。上部電極３６は、蒸着法、ＣＶＤ法、スピンコート法などにより形成した膜を、フォトリソグラフィ法等によりパターニングして形成することができる。次に、上方から封止板４０を適宜位置あわせ手段を用いて接着する。最後にシリコン基板の下方から、シリコン基板をフォトリソグラフィ法等によりエッチングして、圧力室１２および側壁部材１０を形成する。以上の工程を経て、駆動ユニット１００を製造することができる。
【００４３】
次に、支持基板５０を準備する。支持基板５０の上に上述の駆動ユニット１００を適当な位置あわせ手段を用いて、側壁部材１０側を下にして接触するように接着する。さらに、接着した駆動ユニット１００の封止板４０の上に、別の駆動ユニット１００を、側壁部材１０側を下にして接触するように接着する。このような積層工程を必要なだけ繰り返して、液体噴射ヘッド１０００が製造される。さらにノズルプレート２００を設ける場合は、たとえば、液体噴射ヘッド１０００の第２開口部１６が形成されている面に、適当な位置あわせ手段を用いて、あらかじめノズル孔２０２が形成されたノズルプレート２００を接着して設けることができる。ノズルプレート１０にノズル孔１２を形成する方法としては、機械的にパンチによる方法や、イオンエッチング法またはドライエッチング法をフォトリソグラフィ法などと組み合わせる方法を用いることができる。また、さらにリザーバ部材３００を設ける場合には、たとえば、液体噴射ヘッド１０００の第１開口部１４が形成されている面に、適当な位置あわせ手段を用いて、あらかじめ形成されたリザーバ部材３００を接着して設けることができる。リザーバ部材３００は、材質が樹脂であれば射出成形等により、材質が金属であればプレス加工等により、形成することができる。
【００４４】
３．プリンタ
次に、本実施形態の液体噴射ヘッドを有するプリンタについて説明する。ここでは、本実施形態に係るプリンタがインクジェットプリンタである場合について説明する。なお、本実施形態では、媒体Ｐは、記録用紙である。
【００４５】
図８は、本実施形態に係るプリンタ３０００を概略的に示す斜視図である。プリンタ３０００は、ヘッドユニット６３０と、駆動部６１０と、制御部６６０と、を含む。また、プリンタ３０００は、装置本体６２０と、給紙部６５０と、媒体Ｐ（記録用紙）を設置するトレイ６２１と、媒体Ｐを排出する排出口６２２と、装置本体６２０の上面に配置された操作パネル６７０と、を含むことができる。
【００４６】
ヘッドユニット６３０は、本実施形態の液体噴射ヘッド（たとえば、液体噴射ヘッド１０００，２０００）から構成されるインクジェット式記録ヘッド（以下単に「ヘッド」ともいう）を有する。ヘッドユニット６３０は、さらに、ヘッドにインクを供給するインクカートリッジ６３１と、ヘッドおよびインクカートリッジ６３１を搭載した運搬部（キャリッジ）６３２と、を備える。
【００４７】
駆動部６１０は、ヘッドユニット６３０を往復動させることができる。駆動部６１０は、ヘッドユニット６３０の駆動源となるキャリッジモータ６４１と、キャリッジモータ６４１の回転を受けて、ヘッドユニット６３０を往復動させる往復動機構６４２と、を有する。液体噴射ヘッド（図中符号１０００，２０００）は、ヘッドユニット６３０の往復動の方向と、該ヘッドの各駆動ユニット１００の積層する方向とが一致するようにヘッドユニット６３０に取り付けられている。
【００４８】
往復動機構６４２は、その両端がフレーム（図示せず）に支持されたキャリッジガイド軸６４４と、キャリッジガイド軸６４４と平行に延在するタイミングベルト６４３と、を備える。キャリッジガイド軸６４４は、キャリッジ６３２が自在に往復動できるようにしながら、キャリッジ６３２を支持している。さらに、キャリッジ６３２は、タイミングベルト６４３の一部に固定されている。キャリッジモータ６４１の作動により、タイミングベルト６４３を走行させると、キャリッジガイド軸６４４に導かれて、ヘッドユニット６３０が往復動する。この往復動の際に、ヘッドから適宜インクが吐出され、媒体Ｐへの印刷が行われる。
【００４９】
制御部６６０は、ヘッドユニット６３０、駆動部６１０、および給紙部６５０を制御することができる。
【００５０】
給紙部６５０は、媒体Ｐをトレイ６２１からヘッドユニット６３０側へ送り込むことができる。給紙部６５０は、その駆動源となる給紙モータ６５１と、給紙モータ６５１の作動により回転する給紙ローラ６５２とを備える。給紙ローラ６５２は、媒体Ｐの送り経路を挟んで上下に対向する従動ローラ６５２ａおよび駆動ローラ６５２ｂを備える。駆動ローラ６５２ｂは、給紙モータ６５１に連結されている。制御部６６０によって給紙部６５０が駆動されると、媒体Ｐは、ヘッドユニット６３０の下方を通過するように送られる。
【００５１】
ヘッドユニット６３０、駆動部６１０、制御部６６０、および給紙部６５０は、装置本体６２０の内部に設けられている。
【００５２】
なお、上述した例では、プリンタ３０００がインクジェットプリンタである場合について説明したが、本実施形態のプリンタは、工業的な液滴吐出装置として用いられることもできる。この場合に吐出される液体（液状材料）としては、各種の機能性材料を溶媒や分散媒によって適当な粘度に調整したものなどを用いることができる。
【００５３】
本実施形態のプリンタ３０００は、その記録ヘッド部位に本実施形態の液体噴射ヘッドを有するため、印刷対象への液滴の塗工精度が優れている。すなわち、印刷時において、液滴の位置ずれが抑制されるため、印刷結果物において、塗工位置の精度が高い。
【００５４】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。たとえば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（たとえば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】実施形態にかかる液体噴射ヘッド１０００を模式的に示す斜視図。
【図２】実施形態にかかる液体噴射ヘッド１０００を模式的に示す平面図。
【図３】実施形態の液体噴射ヘッド１０００を模式的に示す断面図。
【図４】実施形態の液体噴射ヘッド１０００を模式的に示す断面図。
【図５】実施形態にかかる液体噴射ヘッド２０００を模式的に示す斜視図。
【図６】実施形態にかかる液体噴射ヘッド１０００の構成例を模式的に示す斜視図。
【図７】実施形態にかかる液体噴射ヘッド１０００の構成例を模式的に示す斜視図。
【図８】実施形態のプリンタ３０００を模式的に示す斜視図。
【符号の説明】
【００５６】
１０  側壁部材、１２  圧力室、１４  第１開口部、１６  第２開口部、
１８  第２開口部の列（ノズル列）、２０  振動板、３０  圧電素子、３２  下部電極、
３４  圧電体層、３６  上部電極、４０  封止板、４２  空間、５０  支持基板、
１００  駆動ユニット、２００  ノズルプレート、２０２  ノズル孔、
３００  リザーバ部材、３０２  空洞部、３０４  開口、６１０  駆動部、
６２０  装置本体、６２１  トレイ、６２２  排出口、６３０  ヘッドユニット、
６３１  インクカートリッジ、６３２  キャリッジ、６４１  キャリッジモータ、
６４２  往復動機構、６４３  タイミングベルト、６４４  キャリッジガイド軸、
６５０  給紙部、６５１  給紙モータ、６５２  給紙ローラ、６６０  制御部、
６７０  操作パネル、１０００，２０００  液体噴射ヘッド、３０００  プリンタ
【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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