(57)【要約】【課題】２つ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。【解決手段】本発明にかかる液体噴射ヘッド１００は、振動板１０と、振動板１０の上方に設けられた圧電素子２０と、振動板１０の下方に設けられ、複数の圧力室３２を区画するための複数の側壁部材３０と、を有する駆動ユニット４０と、セパレータ基板５０と、を有し、セパレータ基板５０は、側壁部材３０側を内側にして対向する一対の駆動ユニット４０に挟まれており、各圧力室３２は、該圧力室３２に液体を供給する第１開口部３４と、該圧力室３２から前記液体を排出する第２開口部３６とを有する。【選択図】図３
2009196240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板と、
前記振動板の上方に設けられた圧電素子と、
前記振動板の下方に設けられ、複数の圧力室を区画するための複数の側壁部材と、
を有する駆動ユニットと、
セパレータ基板と、
を有し、
前記セパレータ基板は、前記側壁部材側を内側にして対向する一対の前記駆動ユニットに挟まれており、
前記各圧力室は、該圧力室に液体を供給する第１開口部と、該圧力室から前記液体を排出する第２開口部とを有する、液体噴射ヘッド。
【請求項２】
請求項１において、
前記各圧力室の前記第２開口部の開口面積は、該圧力室の断面積よりも小さい、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、
さらに、前記セパレータ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、前記各圧力室の前記第２開口部に連通する複数のノズル孔を有し、
前記液体は、前記ノズル孔を介して排出される、液体噴射ヘッド。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、
前記液体の排出方向は、前記振動板の変位の方向に直交する方向である、液体噴射ヘッド。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかにおいて、
一方の前記駆動ユニットの第２開口部、および他方の前記駆動ユニットの第２開口部は、前記セパレータ基板を挟んで互いに対称的に配置された、液体噴射ヘッド。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のいずれかにおいて、
一方の前記駆動ユニットの第２開口部、および他方の前記駆動ユニットの第２開口部は、前記セパレータ基板を挟んで互いにずらして配置された、液体噴射ヘッド。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかにおいて、
さらに、前記駆動ユニットの前記圧電素子側に、前記圧電素子を空間を介して覆うように設けられた封止板を有する、液体噴射ヘッド。
【請求項８】
請求項７に記載の液体噴射ヘッドを複数有するライン型液体噴射ヘッド。
【請求項９】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の液体噴射ヘッドを有するプリンタ。
【請求項１０】
請求項８に記載のライン型液体噴射ヘッドを有するライン型プリンタ。
【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、高速化のために、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。このような理由から、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。ところが同公報のヘッドは、２つのノズル列を近接させることができても、圧力発生室等の配置が平面的であり、３つ以上のノズル列を近接させることが難しかった。
【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、２つ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、
振動板と、
前記振動板の上方に設けられた圧電素子と、
前記振動板の下方に設けられ、複数の圧力室を区画するための複数の側壁部材と、
を有する駆動ユニットと、
セパレータ基板と、
を有し、
前記セパレータ基板は、前記側壁部材側を内側にして対向する一対の前記駆動ユニットに挟まれており、
前記各圧力室は、該圧力室に液体を供給する第１開口部と、該圧力室から前記液体を排出する第２開口部とを有する。
【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、
前記各圧力室の前記第２開口部の開口面積は、該圧力室の断面積よりも小さくすることができる。
【０００９】
本発明にかかる液体噴射ヘッドにおいて、
前記圧力室の前記２つの開口部のうちの一方から液体が噴射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、
さらに、前記セパレータ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、前記各圧力室の前記第２開口部に連通する複数のノズル孔を有し、
前記液体は、前記ノズル孔を介して排出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、
前記液体の排出方向は、前記振動板の変位の方向に直交する方向であることができる。
【００１２】
本発明にかかる液体噴射ヘッドにおいて、
一方の前記駆動ユニットの第２開口部、および他方の前記駆動ユニットの第２開口部は、前記セパレータ基板を挟んで互いに対称的に配置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、
一方の前記駆動ユニットの第２開口部、および他方の前記駆動ユニットの第２開口部は、前記セパレータ基板を挟んで互いにずらして配置されることができる。
【００１４】
本発明にかかる液体噴射ヘッドにおいて、
さらに、前記駆動ユニットの前記圧電素子側に、前記圧電素子を空間を介して覆うように設けられた封止板を有することができる。
【００１５】
本発明にかかるライン型液体噴射ヘッドは、上述の封止板を有する液体噴射ヘッドを複数有する。
【００１６】
このようなライン型液体噴射ヘッドは、複数の液体噴射ヘッドの複数のノズル列が互いに近接して配置されるため、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。
【００１７】
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。
【００１８】
このようなプリンタは、２つ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。
【００１９】
本発明にかかるライン型プリンタは、上述のライン型液体噴射ヘッドを有する。
【００２０】
このようなライン型プリンタは、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】
【００２１】
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、本発明の例を説明するものである。
【００２２】
１．第１実施形態
１．１．液体噴射ヘッド
図１は、本実施形態の液体噴射ヘッド１００を模式的に示す平面図である。図２は、本実施形態の液体噴射ヘッド１００を模式的に示す断面図である。図３は、本実施形態の液体噴射ヘッド１００を模式的に示す断面図である。図２は、図１に示したＡ−Ａ線の断面に対応する。図３は、図１に示したＢ−Ｂ線の断面に対応する。
【００２３】
本実施形態の液体噴射ヘッドは、振動板１０と、振動板１０の上方に設けられた圧電素子２０と、振動板１０の下方に設けられ、複数の圧力室３２を区画するための複数の側壁部材３０と、を有する駆動ユニット４０と、セパレータ基板５０と、を有し、セパレータ基板５０は、側壁部材３０側を内側にして対向する一対の駆動ユニット４０に挟まれており、各圧力室３２は、該圧力室３２に液体を供給する第１開口部３４と、該圧力室３２から前記液体を排出する第２開口部３６とを有する。
【００２４】
駆動ユニット４０は、少なくとも振動板１０、圧電素子２０、および側壁部材３０によって構成される。
【００２５】
振動板１０は、図２および図３に示すように、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１０は、複数の層が積層した構造を有してもよい。振動板１０は、圧電素子２０の動作によって変形し、圧力室３２の体積を変化させる機能を有する。振動板１０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１００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１０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１０の厚さは、ヤング率等の振動板１０の特性、圧電素子２０の変形能力、圧力室３２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１０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２０は、図１ないし図３に示すように、振動板１０の上方に、圧力室３２に対応して複数設けられる。圧電素子２０は、下部電極２２と、圧電体層２４と、上部電極２６とを積層して構成される。
【００２７】
下部電極２２は、振動板１０の上方に形成される。下部電極２２の厚みは、振動板１０に圧電体層２４の変形が伝達できる範囲であれば任意である。下部電極２２の厚みは、たとえば２０ｎｍ〜４００ｎｍとすることができる。下部電極２２は、上部電極２６と対になり、圧電体層２４を挟み圧電素子２０の一方の電極としての機能を有する。下部電極２２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２２は、複数の圧電素子２０の共通電極として用いられてもよい。下部電極２２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２２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２２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２４は、下部電極２２の上に形成される。圧電体層２４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２４は、下部電極２２および、上部電極２６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１０を振動させる機能を有する。圧電体層２４には、圧電性を有する材料が用いられる。圧電体層２４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２４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２４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２６は、圧電体層２４の上に形成される。上部電極２６の厚みは、圧電素子２０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２６の厚みは、たとえば１０ｎｍ〜４００ｎｍとすることができる。上部電極２６は、下部電極２２と対になり、圧電体層２４を挟み圧電素子２０の一方の電極としての機能を有する。下部電極２２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２６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２６の材質としては、下部電極２２と同様のものを挙げることができる。
【００３０】
側壁部材３０は、振動板１０の下方に設けられる。側壁部材３０は、図１に示すように、複数の圧力室３２を区画するために複数設けられる。側壁部材３０は、圧力室３２の側壁となる。側壁部材３０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３０によって、１１個の圧力室が形成されているが、側壁部材３０の数および圧力室３２の数は、任意である。側壁部材３０は、各圧力室３２に液体を導入する第１開口部３４と、各圧力室３２から液体を排出する第２開口部３６とを有するように形成される。側壁部材３０の材質としては、特に限定されないが、水酸化カリウム（ＫＯＨ）を用いた異方性ウェットエッチングにより高い加工精度が得られるシリコンを用いるのが好適である。
【００３１】
セパレータ基板５０は、一対の駆動ユニット４０によって挟まれる板状の部材である。セパレータ基板５０は、側壁部材３０側を内側にして対向する一対の駆動ユニット４０に挟まれている。このように配置されたセパレータ基板５０および一対の駆動ユニット４０によって、セパレータ基板５０の両面にそれぞれ複数の圧力室３２が形成される。セパレータ基板５０は、圧力室３２の振動板１０側と対向する壁面を構成する。セパレータ基板５０の厚みは、液体噴射ヘッド１００が変形しない程度の強度を有する限り任意である。ただしノズル列間を縮小させるためにも、組み立て、加工上の制約、強度の制約を回避できる範囲で薄くすることが望ましい。セパレータ基板５０の厚みは、たとえば、１０μｍないし１０００μｍであることができる。セパレータ基板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、セパレータ基板５０の材質として、側壁部材３０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１００の変形を抑制することができる。たとえば、側壁部材３０がシリコンで構成される場合には、セパレータ基板５０の材質をシリコンとすると、側壁部材３０とセパレータ基板５０の接着、接合時や、それ以降の組み立て工程時にこれら部材が加熱される場合でも、同じ熱膨張係数のため、部材間の線膨張係数差に伴う熱応力による破損を回避することができる。
【００３２】
圧力室３２は、第１開口部３４および第２開口部３６を有する。圧力室３２は、振動板１０、側壁部材３０、およびセパレータ基板５０によって囲まれた空間である。圧力室３０には、第１開口部３４から液体が供給される。圧力室３２に導入された液体は、圧力室３２の第２開口部３６を介して排出される。圧力室３２は、振動板１０の変形によって体積が変化する。圧力室３２の体積が大きくなれば、圧力室３２内部の圧力が小さくなり、第１開口部３４から液体が圧力室３２に導入される。液体が充填された圧力室３２の体積が小さくなれば、圧力室３２内部の圧力が大きくなり、第２開口部３６から液体が排出される。このように、液体は、振動板１０の動作に応じて、圧力室３２を通過して流動することができる。
【００３３】
第１開口部３４は、圧力室３２に液体を供給するために形成される。第１開口部３４は、図１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１開口部３４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１に例示したように、圧力室３２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３４の開口面積を小さくすれば、圧力室３２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３４から圧力室３２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３４は、たとえば、液体のリザーバ（図示せず）に接続されることができる。複数の第１開口部３４は、同一、或いは別々のリザーバに接続されることができる。
【００３４】
第２開口部３６は、圧力室３２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３６は、図１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３６は、振動板１０の変位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３２から液体が排出される方向は、振動板１０の変位方向に直交する方向となる。第２開口部３６の開口面積は、図１に例示したように、圧力室３２の断面積よりも小さく形成される。そのため、圧力室３２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３６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３６は、セパレータ基板５０に沿って整列している。第２開口部３６がノズルとして機能しうるため、液体噴射ヘッド１００において、２つのノズル列がセパレータ基板５０を挟んで並列した配置となる。液体噴射ヘッド１００に形成される２つの第２開口部３６の列（以下、ノズル列という場合がある。）は、セパレータ基板５０を挟んで各第２開口部３６が互いに対称的に配置されることができる（図５参照）。また、液体噴射ヘッド１００に形成される２つの第２開口部３６の列は、セパレータ基板５０を挟んで各第２開口部３６が互いにずらして配置されることができる（図７参照）。
【００３５】
以上のような液体噴射ヘッド１００は、液体を排出する第２開口部３６の列が、セパレータ基板５０を挟んで、互いに近接して配置される。そのため、第２開口部３６の列の間の間隔が小さい。本実施形態の液体噴射ヘッド１００は、液体を塗布する媒体および液体噴射ヘッド１００の相対位置を、第２開口部３６の列に交差する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３６からの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１００によれば、媒体の目標位置にセパレータ基板５０の一方の側の第２開口部３６からの液体が塗布された後、同じ位置に他方の側の第２開口部３６が到達するように、媒体および液体噴射ヘッド１００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３６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１００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１００は、液体を塗布する媒体および液体噴射ヘッド１００の相対位置を、第２開口部３６の列に交差する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３６からの液体を塗布するとき、セパレータ基板５０の一方の側の第２開口部３６からの液体が塗布された後、同じ位置に他方の側の第２開口部３６が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３６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。
【００３６】
また、液体噴射ヘッド１００が有する２つの第２開口部３６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１００は、高密度に液体を媒体に塗布することができ、高解像度または高濃度な塗布結果を得ることができる。また、液体噴射ヘッド１００の２つの第２開口部３６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１００をインクジェットヘッドとして用いる場合、一方の第２開口部３６の列から濃色の液体を噴射させ、他方の第２開口部３６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。
【００３７】
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。
【００３８】
１．２．変形例
図４は、本実施形態の変形例の液体噴射ヘッド２００を模式的に示す断面図である。図５は、液体噴射ヘッド２００を模式的に示す斜視図である。図６は、他の変形例の液体噴射ヘッド３００を模式的に示す斜視図である。図７は、他の変形例の液体噴射ヘッド４００を模式的に示す斜視図である。図８は、他の変形例の液体噴射ヘッド５００を模式的に示す斜視図である。
【００３９】
本実施形態の液体噴射ヘッドは、多くの変形実施が可能である。以下の説明において、液体噴射ヘッド１００と実質的に同様の部材については、同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００４０】
図４および図５に示す液体噴射ヘッド２００は、上述の液体噴射ヘッド１００に一対の封止板６０を設けた例である。図示のように、封止板６０は、駆動ユニット４０の圧電素子２０側に、圧電素子２０を空間を介して覆うように設けられる。封止板６０は、圧電素子２０と接しない。封止板６０は、複数の圧電素子３０を覆ってもよく、各圧電素子２０を１つずつ覆うように設けてもよい。また、封止板６０には、圧電素子２０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６０は、たとえば、液体噴射ヘッド１００が積層したときに、圧電素子２０並びに振動板１０が駆動するための空間を確保する機能を有する。また、封止板６０は、その内側の空間２２を気密に保つ機能を有してもよい。また、封止板６０によって形成される空間は、減圧状態となっていてもよい。これにより、封止板６０によって、圧電素子２０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２４の劣化を抑制することができる。また、封止板６０を有することにより、圧電素子２０が機械的に保護され、液体噴射ヘッド２００の取り扱いが容易になる。封止板６０の厚みは、機械的な強度を有せば限定されない。封止板６０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。
【００４１】
このような封止板６０を有する液体噴射ヘッド２００は、圧電素子２０が外部に露出していない。そのため、たとえば、図６に示すように、液体噴射ヘッド２００を厚み方向に積層することが容易である。図６に示した液体噴射ヘッド３００は、液体噴射ヘッド２００を複数有し、各液体噴射ヘッド２００は、封止板６０が重なるように積層している。このような積層構造は、圧力室３２の長手方向（図６の奥行方向）と、液体の排出方向とが一致していることにより可能である。これにより、複数の液体噴射ヘッド２００が積層した場合において、特定の液体噴射ヘッド２００が有するノズル列と、他の液体噴射ヘッド２００が有するノズル列との間の間隔を小さくすることができる。そのため、液体噴射ヘッド４００は、液体を媒体に、より高密度かつ高精度に塗布することができる。
【００４２】
図５に示す液体噴射ヘッド２００は、各第２開口部３６が、セパレータ基板５０を挟んで互いに対称的に配置されている。一方、図７に示す液体噴射ヘッド４００は、第２開口部３６が、セパレータ基板５０を挟んで互いにずらして配置されている。液体噴射ヘッド４００は、セパレータ基板５０の一方の面側に形成されている第２開口部３６の列が、他方の面側に形成されている第２開口部３６の列とピッチ方向にずらして配置されている。
【００４３】
図７に示す液体噴射ヘッド４００のように、第２開口部３６が互いにピッチの方向へずれると、セパレータ基板５０の法線方向から見たときに、一方の第２開口部３６の列に属する２つの第２開口部３６の間に、他方の第２開口部３６が補完されるように配置される。このように配置することにより、液体噴射ヘッド４００をセパレータ基板５０に垂直な方向に移動させて媒体に液体を塗布する際に、セパレータ基板５０の一方の面の第２開口部３６の間の間隔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。すなわち、液体噴射ヘッド４００は、セパレータ基板５０の片面の第２開口部３６による解像度（第２開口部３６の配列方向における密度）よりも高い解像度（塗布密度）で媒体に液体を塗布することができる。
【００４４】
また、図５に示した液体噴射ヘッド２００のように、各第２開口部３６が、セパレータ基板５０を挟んで互いに対称的に配置されている場合は、たとえば、セパレータ基板５０の両側の第２開口部３６からそれぞれ異なる種類の液体を排出させるようにすれば、それぞれの液体を解像度高く媒体に塗布することができ、かつ２種類の液体を一度の走査で位置精度高く塗布することができる。また、液体噴射ヘッド２００をインクジェット用ヘッドとして用いるとき、２種類の液体が、たとえば同系色のインクであれば、媒体（紙等）に塗布される色の表現力を高めることができる。
【００４５】
図８に示した液体噴射ヘッド５００は、上述の液体噴射ヘッド３００にノズルプレート７０を設けたものである。ノズルプレート７０は、セパレータ基板５０に直交して設けられている。ノズルプレート７０は、各第２開口部３６に対応するように複数のノズル孔７２を有する。ノズル孔７２は、ノズルプレート７０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７２の形成される位置は、第２開口部３６を介して圧力室３２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７０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。液体噴射ヘッド４００は、ノズルプレート７０を有するため、たとえば、吐出する液体の飛行精度を向上することができる。
【００４６】
１．３．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１００の製造方法を以下に述べる。
【００４７】
まず、側壁部材３０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１０を形成する。振動板１０は、シリコン基板の熱酸化による熱酸化膜や、蒸着法、スパッタ法、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１０の上方に下部電極２２を形成する。下部電極２２は、スパッタ法、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２２の上方に圧電体層２４をを形成する。圧電体層２４は、スパッタ法、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、上部電極２６を形成する。上部電極２６は、スパッタ法、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、振動板１０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３２および側壁部材３０を形成する。以上の工程を経て、駆動ユニット４０を製造することができる。なお、封止板６０を設けたい場合には、たとえばシリコン基板をエッチングする前に、封止板６０を適当な位置あわせ手段を用いて接着して設けることができる。
【００４８】
次に、セパレータ基板５０を準備する。セパレータ基板５０の両面にそれぞれ上述の駆動ユニット４０を適当な位置あわせ手段を用いて、シリコン基板側がセパレータ基板５０と接触するように接着する。このようにして液体噴射ヘッド１００が製造される。さらにノズルプレート７０を設ける場合は、たとえば、液体噴射ヘッド１００の第２開口部３６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７２が形成されたノズルプレート７０を接着して設けることができる。
【００４９】
１．４．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。
【００５０】
図９は、本実施形態に係るプリンタ１０００を概略的に示す斜視図である。プリンタ１０００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８０００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。
【００５１】
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１００〜５００）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。
【００５２】
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１００〜５００）は、ヘッドユニット６３０の往復動の方向と、ヘッドのセパレータ基板５０の法線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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
なお、上述した例では、プリンタ１０００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。
【００５８】
本実施形態のプリンタ１０００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。これに加えて、上述した液体噴射ヘッド３００のように、第２開口部３６がずらして配置された場合には、本実施形態のプリンタ１０００は、インクを紙等の媒体に印刷した際の印刷結果の解像度を高くすることができる。
【００５９】
２．第２実施形態
２．１．ライン型液体噴射ヘッド
本実施形態のライン型液体噴射ヘッドは、第１実施形態の液体噴射ヘッドのうち、封止板６０を有するものを複数有している。封止板６０を有する第１実施形態の液体噴射ヘッドは、上述したとおりであり、詳細な説明を省略する。
【００６０】
図１０は、本実施形態にかかるライン型液体噴射ヘッド６００を模式的に示す斜視図である。本実施形態のライン型液体噴射ヘッド６００は、第１実施形態の液体噴射ヘッド４００を複数有している。図１０のライン型液体噴射ヘッド６００において、複数の液体噴射ヘッド４００は、第２開口部３６の列の方向に沿って千鳥状に並んでいる。そして、各液体噴射ヘッド４００の第２開口部３６は、互いに列方向に連続するように配置されている。
【００６１】
図１０のライン型液体噴射ヘッド６００の例では、液体噴射ヘッド４００が４個、液体の排出方向を揃えて、それぞれの第２開口部３６の列が隣接するように並べられ、かつ、第２開口部３６の列の延びる方向に沿って千鳥状に並べられている。このような千鳥状の配列は、各液体噴射ヘッド４００間で重複する領域を有してもよい。ライン型液体噴射ヘッド６００は、液体噴射ヘッド４００が単数の場合に比べて、４倍の面積に対して液体を塗布することができる。これにより、ライン型液体噴射ヘッド６００と媒体との相対的な位置を変化させるとき、ライン型液体噴射ヘッド６００または媒体の移動に要する操作を減少させることができる。また、たとえば、逐次走査（ラスタースキャン）によって液体を塗布する場合、走査（スキャン）回数を減少させることができる。
【００６２】
本実施形態のライン型液体噴射ヘッド６００が有する液体噴射ヘッド４００の個数は、任意である。そのため、たとえば、ライン型液体噴射ヘッド６００の第２開口部３６の連続する方向の長さが、媒体の幅以上の大きさとなるように、液体噴射ヘッド４００の数を増せば、媒体およびライン型液体噴射ヘッド６００のいずれかを、第２開口部３６の連続する方向に垂直な方向に走査することのみによって、媒体の目標位置に液体を塗布することができる。そのため、このようなライン型液体噴射ヘッド６００によれば、ラスタースキャンが不要になり、ラスタースキャンのための機構や制御装置等を省略することができる。
【００６３】
本実施形態のライン型液体噴射ヘッド６００は、第１実施形態の封止板を有する液体噴射ヘッド４００を複数有している。そのため、第１実施形態の液体噴射ヘッド４００と同様な効果を奏することができるとともに、大面積の媒体に対して、位置精度高く、かつ高速に液体を塗布することができる。
【００６４】
２．２．ライン型プリンタ
次に、本実施形態のライン型液体噴射ヘッド６００を有するライン型プリンタ２０００について説明する。ここでは、ライン型プリンタ２０００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。
【００６５】
図１１は、本実施形態に係るライン型プリンタ２０００を概略的に示す斜視図である。ライン型プリンタ２０００は、ヘッドユニット６３０と、制御部６６０と、を含む。ライン型プリンタ２０００は、第１実施形態のプリンタ１０００における駆動部６１０を有さない。また、ライン型プリンタ２０００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。ライン型プリンタ２０００のヘッドユニット６３０以外の部材は、プリンタ１０００と同様であるため、当該部材についての詳細な説明を省略する。
【００６６】
ヘッドユニット６３０は、上述した本実施形態のライン型液体噴射ヘッド６００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。本実施形態では、ライン型液体噴射ヘッド６００は、媒体Ｐの幅よりも大きい第２開口部３６の列が延びる方向の大きさを有している。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を備える。
【００６７】
ライン型液体噴射ヘッド５００は、ヘッドユニット６３０に、媒体Ｐの移動方向と、該ヘッドの第２開口部３６の列が延びる方向に垂直な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。
【００６８】
制御部６６０によって、給紙部６５０が駆動され、ライン型液体噴射ヘッド６００と媒体Ｐとの相対的な位置を変化させながらインクが媒体Ｐの所望の位置に塗布され、媒体Ｐへの印刷が行われる。
【００６９】
なお、上述した例では、ライン型プリンタ２０００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、本実施形態のライン型プリンタは、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。
【００７０】
本実施形態のライン型プリンタ２０００は、その記録ヘッド部位にライン型液体噴射ヘッド６００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。
【００７１】
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】
【００７２】
【図１】実施形態にかかる液体噴射ヘッド１００を模式的に示す平面図。
【図２】実施形態にかかる液体噴射ヘッド１００を模式的に示す断面図。
【図３】実施形態にかかる液体噴射ヘッド１００を模式的に示す断面図。
【図４】実施形態にかかる液体噴射ヘッド２００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２００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３００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４００を模式的に示す斜視図。
【図８】実施形態にかかる液体噴射ヘッド５００を模式的に示す斜視図。
【図９】実施形態のプリンタ１０００を模式的に示す斜視図。
【図１０】実施形態のライン型液体噴射ヘッド６００を示す斜視図。
【図１１】実施形態のライン型プリンタ２０００を模式的に示す斜視図。
【符号の説明】
【００７３】
１０  振動板、２０  圧電素子、２２  下部電極、２４  圧電体層、２６  上部電極、
３０  側壁部材、３２  圧力室、３４  第１開口部、３６  第２開口部、
４０  駆動ユニット、５０  セパレータ基板、６０  封止板、７０  ノズルプレート、
７２  ノズル孔、１００，２００，３００，４００，５００  液体噴射ヘッド、
６００  ライン型液体噴射ヘッド、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  プリンタ、２０００  ライン型プリンタ
【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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【図９】
2009196240.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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