JP2005131888A

JP2005131888A - 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置

Info

Publication number: JP2005131888A
Application number: JP2003369304A
Authority: JP
Inventors: Hironari Owaki; 寛成大脇; Yoshinao Miyata; 佳直宮田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-10-29
Filing date: 2003-10-29
Publication date: 2005-05-26

Abstract

【課題】圧電素子の破壊を長期間に亘って確実に防止することができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供する。
【解決手段】液滴を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室１２が形成される流路形成基板１０と、流路形成基板１０の一方面側に振動板を介して設けられる下電極６０、圧電体層７０及び上電極８０からなる圧電素子３００と、流路形成基板１０の圧電素子３００側の面に接合されて圧電素子３００を保護する圧電素子保持部３１を有する保護基板３０とを具備する液体噴射ヘッドであって、保護基板３０に圧電素子保持部３１と外部とを連通する連通孔３２を設け、圧電素子保持部３１が少なくとも連通孔３２を介して大気開放されているようにする。
【選択図】図２

Description

本発明は、被噴射液を吐出する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、特に、インク滴を吐出するノズル開口と連通する圧力発生室に供給されたインクを圧電素子によって加圧することにより、ノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置に関する。

インク滴を吐出するノズル開口と連通する圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板を圧電素子により変形させて圧力発生室のインクを加圧してノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッドには、圧電素子の軸方向に伸長、収縮する縦振動モードの圧電アクチュエータを使用したものと、たわみ振動モードの圧電アクチュエータを使用したものの２種類が実用化されている。

そして、たわみ振動モードのアクチュエータを使用したものとしては、例えば、振動板の表面全体に亙って成膜技術により均一な圧電材料層を形成し、この圧電材料層をリソグラフィ法により圧力発生室に対応する形状に切り分けて各圧力発生室毎に独立するように圧電素子を形成したものが知られている。

また、このような圧電素子は、例えば、塵や湿気等の外部環境に起因して破壊され易いという問題がある。この問題を解決するために、圧力発生室が形成される流路形成基板に、圧電素子保持部を有する封止基板（リザーバ形成基板）を接合し、この圧電素子保持部内に圧電素子を密封するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、このように圧電素子を密封しても、例えば、封止基板と流路形成基板との接着部分から圧電素子保持部内に水分が入り込むこと等により、圧電素子保持部内の湿気が徐々に上昇し、最終的にはこの湿気が結露したものが圧電素子に付着して当該圧電素子が破壊されてしまうという問題がある。

特開２００３−１３６７３４号公報（第１図、第２図、第５頁）

本発明は、このような事情に鑑み、圧電素子の破壊を長期間に亘って確実に防止することができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、液滴を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室が形成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられる下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子と、前記流路形成基板の前記圧電素子側の面に接合されて当該圧電素子を保護する圧電素子保持部を有する保護基板とを具備する液体噴射ヘッドであって、前記保護基板に前記圧電素子保持部と外部とを連通する連通孔が設けられて、前記圧電素子保持部が少なくとも前記連通孔を介して大気開放されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第１の態様では、圧電素子保持部内の湿度が上がることによる結露の発生を抑えることができ、結露による水滴が圧電素子に付着することで惹起される圧電体層の破壊が防止される。

本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記保護基板には、前記圧電素子保持部が前記圧電素子の列毎に設けられ、前記連通孔が各圧電素子保持部毎に独立して設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第２の態様では、各圧電素子保持部が確実に大気開放され、圧電素子保持部内の湿度が過剰に上がることがないので、圧電素子保持部内で結露の発生を抑えることができ、結露による圧電素子の破壊を防止できる。

本発明の第３の態様は、第１の態様において、前記保護基板には、前記圧電素子保持部が前記圧電素子の列毎に複数設けられ、前記連通孔が各圧電素子保持部に連通していることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第３の態様では、一つの連通孔を介して各圧電素子保持部が大気開放されるため、連通孔を形成するスペースを小さく抑えてヘッドの小型化を図ることができる。

本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記保護基板上に、前記圧電素子を駆動するための駆動ＩＣを有すると共に該駆動ＩＣを囲む空間であるＩＣ保持部が厚さ方向に貫通して設けられたケースヘッドが接合され、該ケースヘッドが、前記連通孔に接続されて当該ケースヘッドの少なくとも一方の端面に開口する通気孔を有し、前記圧電素子保持部が前記連通孔及び前記通気孔を介して大気開放されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第４の態様では、保護基板の表面が、駆動ＩＣ、ケースヘッド等によって覆われてしまうが、ケースヘッドに通気孔を設けて圧電素子保持部を大気開放させることで、圧電素子保持部内の水分が結露することを防止できる。

本発明の第５の態様は、第４の態様において、前記ケースヘッドに設けられる前記通気孔が、前記ノズル開口の穿設方向とは反対側の面に開口していることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第５の態様では、ノズル開口から液体を吐出した際に、通気孔から圧電素子保持部内に水分が侵入するのを防止できる。

本発明の第６の態様は、第４の態様において、前記通気孔が前記ノズル開口の穿設方向と直交する方向に形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第６の態様では、ノズル開口から液体を吐出した際に、通気孔から圧電素子保持部内に水分が侵入するのを防止できる。

本発明の第７の態様は、第６の態様において、前記通気孔が前記ケースヘッドの相対向する側端面間に亘って連続的に設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第７の態様では、圧電素子保持部内の湿気がより確実に外部に排出される。

本発明の第８の態様は、第１〜７の何れかの態様の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる第８の態様では、信頼性及び耐久性を向上した液体噴射装置を実現することができる。

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドを示す分解斜視図であり、図２は、図１の断面図である。図示するように、流路形成基板１０は、本実施形態では面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には予め熱酸化により形成した二酸化シリコンからなる、厚さ１〜２μｍの弾性膜５０が形成されている。流路形成基板１０には、複数の圧力発生室１２がその幅方向に並設された列が２列設けられている。また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向外側の領域には各圧力発生室１２の列毎に連通部１３が形成され、連通部１３と圧力発生室１２とがインク供給路１４を介して連通されている。なお、連通部１３は、後述する保護基板のリザーバ部と連通して各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバの一部を構成する。インク供給路１４は、圧力発生室１２よりも狭い幅で形成されており、連通部１３から圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。

また、流路形成基板１０の開口面側には、圧力発生室１２を形成する際のマスクとして用いられた絶縁膜５１を介して、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が接着剤や熱溶着フィルム等を介して固着されている。なお、ノズルプレート２０は、厚さが例えば、０．０１〜１ｍｍで、線膨張係数が３００℃以下で、例えば２．５〜４．５［×１０^-6／℃］であるガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又は不錆鋼などからなる。

一方、このような流路形成基板１０の開口面とは反対側には、上述したように、厚さが例えば約１．０μｍの弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、厚さが例えば、約０．４μｍの絶縁体膜５５が形成されている。さらに、この絶縁体膜５５上には、厚さが例えば、約０．２μｍの下電極膜６０と、厚さが例えば、約１．０μｍの圧電体層７０と、厚さが例えば、約０．０５μｍの上電極膜８０とが、後述するプロセスで積層形成されて、圧電素子３００を構成している。ここで、圧電素子３００は、下電極膜６０、圧電体層７０及び上電極膜８０を含む部分をいう。一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部という。本実施形態では、下電極膜６０は圧電素子３００の共通電極とし、上電極膜８０を圧電素子３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。何れの場合においても、各圧力発生室毎に圧電体能動部が形成されていることになる。また、ここでは、圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振動板とを合わせて圧電アクチュエータと称する。

また、各圧電素子３００の上電極膜８０の一端部近傍にはリード電極９０が接続されている。このリード電極９０は、流路形成基板１０の中央部近傍まで延設され、後述する保護基板３０上に実装された駆動ＩＣと接続される。さらに、本実施形態では、圧電素子３００を構成する各層及びリード電極９０が、駆動ＩＣとの接続部を除いて、例えば、無機絶縁材料からなる絶縁膜１００によって覆われている。この絶縁膜１００の材料としては、無機絶縁材料であれば、特に限定されず、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、五酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）等が挙げられるが、特に、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）を用いるのが好ましい。
このような無機絶縁材料からなる絶縁膜１００は、薄膜でも水分の透過性が極めて低いため、この絶縁膜１００によって、下電極膜６０、圧電体層７０、上電極膜８０及びリード電極９０の表面を覆うことにより、圧電体層７０の水分（湿気）に起因する破壊を防止することができる。

また、このような圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上には、圧電素子３００に対向する領域にその運動を阻害しない程度の空間を確保可能な圧電素子保持部３１を有する保護基板３０が接着剤３５を介して接合されている。圧電素子３００は、この圧電素子保持部３１内に形成されているため、外部環境の影響を殆ど受けない状態で保護されている。なお、この圧電素子保持部３１は、本実施形態では、並設された圧電素子３００の列毎に設けられている。

また、保護基板３０には、各圧電素子保持部３１に連通して保護基板３０の上面に開口する連通孔３２が設けられており、詳しくは後述するが、圧電素子保持部３１は、少なくともこの連通孔３２を介して外部と連通されている。さらに、保護基板３０の各圧電素子保持部３１の外側には、リザーバ１１０の少なくとも一部を構成するリザーバ部３３が、圧電素子保持部３１に隣接して設けられている。これらのリザーバ部３３は、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の幅方向に亘って設けられており、流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の列毎の共通のインク室となるリザーバ１１０をそれぞれ構成している。また、本実施形態では、保護基板３０の圧電素子保持部３１の間の領域には、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３４が、各圧電素子３００の列に対応して設けられている。そして、各圧電素子３００から引き出されたリード電極９０は、その端部近傍が貫通孔３４内で露出されている。なお、このような保護基板３０としては、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラス、セラミック材料等を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。

また、この保護基板３０の表面、すなわち、流路形成基板１０との接合面とは反対側の面には、圧電素子３００を駆動するための駆動ＩＣ（半導体集積回路）１２０が各圧電素子３００の列毎に実装されている。そして、各駆動ＩＣ１２０と各圧電素子３００から引き出されたリード電極９０とは、保護基板３０の貫通孔３４内にワイヤボンディングによって形成される接続配線１３０によって接続されている。

さらに、保護基板３０上には、リザーバ部３３に対応する領域を含む周縁部を囲むように、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。ここで、封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さが６μｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によってリザーバ部３３の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さが３０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成される。この固定板４２のリザーバ１１０に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、リザーバ１１０の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。

さらに保護基板３０上には、駆動ＩＣ１２０を囲む空間であるＩＣ保持部１４１を有するケースヘッド１４０が接合されている。本実施形態では、ケースヘッド１４０は、保護基板３０上に設けられたコンプライアンス基板４０に接合されている。このケースヘッド１４０は、例えば、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を射出成形することにより形成され、ＩＣ保持部１４１はケースヘッド１４０を厚さ方向に貫通して設けられている。なお、ケースヘッド１４０の材料は、樹脂材料に限定されず、例えば、ニッケル、アルミニウム等の金属材料を用いてもよい。このような金属材料を用いることにより、寸法精度を向上でき、また、その応力による部材の剥離を防止することができる。
そして、このＩＣ保持部１４１内には、例えば、シリコーン樹脂又はウレタン樹脂等の低応力性樹脂材料からなるポッティング剤１５０が充填され、保護基板３０上に設けられた駆動ＩＣ１２０及び接続配線１３０が、ＩＣ保持部１４１に充填されたポッティング剤１５０で完全に覆われている。

また、ケースヘッド１４０には、その一方の端部に開口すると共に、コンプライアンス基板４０に設けられた接続孔４３を介して保護基板３０の連通孔３２に接続される通気孔１４２が設けられている。本実施形態では、この通気孔１４２は、ケースヘッド１４０の厚さ方向に貫通して設けられ、ケースヘッド１４０の上面に開口している。そして、上述したように保護基板３０の表面はケースヘッド１４０及びポッティング剤１５０が設けられ、これらによって完全に覆われているが、保護基板３０の圧電素子保持部３１は、保護基板３０の連通孔３２及びケースヘッド１４０の通気孔１４２を介して外部と連通して大気開放されている。なお、この通気孔１４２の内径は、特に限定されないが、例えば、異物、あるいは水滴等が入り込まない程度に比較的小径であることが好ましい。

このようにケースヘッド１４０の通気孔１４２等を介して圧電素子保持部３１を大気開放させることにより、水分に起因する圧電体層７０の破壊を確実に防止することができる。具体的に説明すると、上述したように圧電素子３００は絶縁膜１００で覆われているため、圧電素子保持部３１内の湿気に起因する圧電体層の破壊は基本的には防止されている。しかし、圧電素子保持部３１はインクの流路であるリザーバ１１０に隣接して設けられているため、リザーバ１１０内の液体、例えばインクが流路形成基板１０と保護基板３０とを接合している接着剤３５を介して侵入してしまう。このため、圧電素子保持部３１が密封されていると、圧電素子保持部３１内の湿度が徐々に上昇してしまい、圧電素子保持部３１内の湿度が外部よりも高くなると、外部の温度変化によってその湿気が結露する虞がある。そして、結露により生じた水滴によって圧電体層７０が破壊されてしまう虞がある。すなわち、圧電素子保持部３１内が低湿度下であれば絶縁膜１００によって圧電体層７０の破壊を防ぐことができるが、高湿度下では結露が発生し、この結露による圧電体層７０の破壊は絶縁膜１００をもってしても完全には防ぐことができない。

これに対し、本実施形態では、保護基板３０に連通孔３２を設けると共に、この連通孔３２に接続される通気孔１４２をケースヘッド１４０に設け、これら連通孔３２及び通気孔１４２を介して圧電素子保持部３１を大気開放させている。このため、圧電素子保持部３１内の湿度が外気よりも高くなっても、連通孔３２及び通気孔１４２を介して湿気が外部に排出されるため、圧電素子保持部３１内は常に外気と同程度の湿度に維持されるため、圧電素子保持部３１内で結露が発生する程の高湿度になることがない。したがって、圧電素子保持部３１内で結露が発生することがなく、圧電体層７０の水滴に起因する破壊を確実に防止することができる。
また、本実施形態では、通気孔１４２が、ケースヘッド１４０の表面、すなわち、ノズル開口２１とは反対側の面に開口しているため、印刷時にインクの水分が通気孔１４２を介して圧電素子保持部３１内に侵入するのを防止することができる。

なお、本実施形態では、保護基板３０上にケースヘッド１４０が設けられ、保護基板３０に設けられた連通孔３２とケースヘッド１４０に設けられた通気孔１４２とで圧電素子保持部３１が大気開放されるようにしたが、これに限定されず、例えば、ケースヘッド１４０は設けなくてもよく、この場合には、保護基板３０に設けられた連通孔３２のみを介して圧電素子保持部３１が大気開放されるようにすればよい。

また、このようなインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等の外部インク供給手段が、ケースヘッド１４０、コンプライアンス基板４０及び保護基板３０に設けられたインク導入口１６０（図１参照）に接続され、インク供給手段からインク導入口１６０を介してインクを取り込む。そして、リザーバ１１０からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動ＩＣ１２０からの駆動信号に従い、圧力発生室１２に対応するそれぞれの下電極膜６０と上電極膜８０との間に駆動電圧を印加し、弾性膜５０、下電極膜６０及び圧電体層７０とにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。

また、このようなインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図３は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。図３に示すように、インクジェット式記録ヘッドを有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。そして、駆動モータ６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８上に搬送されるようになっている。

（実施形態２）
図４は、実施形態２に係るインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図であり、図５は、その断面図である。本実施形態は、連通孔３２及び通気孔１４２の変形例である。詳細には、図４及び図５に示すように、本実施形態では、保護基板３０Ａの中央部に、連通部３２Ａが２つの各圧電素子保持部３１に連通するように設けられている。すなわち、連通部３２Ａは、保護基板３０Ａの流路形成基板１０との接合面側に、並設された圧電素子保持部３１間に亘って設けられる凹部３２ａと、保護基板３０Ａを厚さ方向に貫通する貫通部３２ｂとで構成されている。また、ケースヘッド１４０Ａには、保護基板３０Ａとは反対側の表面に幅方向に亘って梁部１４３が設けられ、この梁部１４３の中央部にケースヘッド１４０Ａの周縁部と同じ厚さの支柱部１４４が設けられている。そして、この支柱部１４４に、連通孔３２Ａに接続される通気孔１４２Ａが設けられている以外、実施形態１と同様である。
このような構成としても、実施形態１と同様に、圧電素子保持部３１は外部と同等の湿度に維持されるため、圧電素子保持部３１内で結露が生じることがなく、圧電体層３２の水分に起因する破壊が確実に防止される。

なお、本実施形態では、ケースヘッド１４０Ａの通気孔１４２Ａが一定の内径で設けられているが、この通気孔１４２Ａの内径は、その一部が比較的小径に形成されていれば、特に限定されない。例えば、図６に示すように、連通孔３２Ａ側に設けられる小径部１４２ａと、この小径部１４２ａよりも大径の大径部１４２ｂで構成される通気孔１４２Ｂを有するケースヘッド１４０Ｂとしてもよい。このような構成では、ケースヘッド１４０Ｂを成型によって形成した場合でも、通気孔１４２Ｂを比較的容易に形成することができ、製造コストを削減することができる。
また、本実施形態では、通気孔１４２Ａが設けられる支柱部１４４が、梁部１４３を介してケースヘッド１４０Ａに一体的に設けられているが、これに限定されず、この支柱部は、ケースヘッド１４０Ａとは別部材であってもよい。

（実施形態３）
図７は、実施形態３に係るケースヘッドの斜視図であり、図８は、実施形態３に係るインクジェット式記録ヘッドの断面図である。本実施形態は、ケースヘッド１４０Ｃの側端面に開口する通気孔１４２Ｃを設けるようにした例であり、ケースヘッド１４０Ｃ以外の構成は、実施形態２と同様である。すなわち、図７及び図８に示すように、本実施形態では、ケースヘッド１４０Ｃの保護基板３０Ａとの接合面側に、ケースヘッド１４０Ｃの長手方向に亘って梁部１４５が設けられ、この梁部１４５の保護基板３０側には、長手方向に亘って溝部１４６が設けられている。そして、このような溝部１４６を有するケースヘッド１４０Ｃを保護基板３０Ａに接合することで、溝部１４６が保護基板３０Ａの上面で封止され、保護基板３０Ａの表面にケースヘッド１４０Ｃの相対向する両側端面に開口する通気孔１４２Ｃが形成されると共に、通気孔１４２Ｃ（溝部１４６）と連通孔３２Ａとが接続されて圧電素子保持部３１が大気開放される。

このような構成においても、上述の実施形態と同様に、圧電素子保持部３１内の湿度を常に外気と同等に維持することができ、水分に起因する圧電体層７０の破壊を確実に防止することができる。
また、本実施形態では、通気孔１４２Ｃがケースヘッド１４０Ｃの側端面、すなわち、ノズル開口２１の穿設方向とは略直交する方向に開口しているため、印刷時にインクの水分が通気孔を介して圧電素子保持部３１内に侵入するのを防止することができる。

なお、本実施形態のように、通気孔１４２Ｃが、ノズル開口２１の穿設方向とは直交する方向に設けられている場合、インクジェット式記録ヘッドは、通気孔１４２Ｃの延設方向がキャリッジの走査方向と略直交する方向となるように、キャリッジに搭載されていることが好ましい。これにより、キャリッジを移動させたときに発生する、例えば、風切音等の騒音を防止することができる。また、本実施形態では、通気孔１４２Ｃがケースヘッド１４０Ｃの相対向する側端面にそれぞれ開口するようにしているが、勿論、通気孔１４２Ｃは、ケースヘッド１４０Ｃの一方の側端面に開口していてもよい。

（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態では、通気孔１４２は、一方向に直線的に延設されているが、これに限定されず、例えば、Ｌ字状等、２方向以上に延びるように形成してもよい。また、上述の実施形態では、圧電素子３００を絶縁膜１００で覆うようにしたが、これに限定されず、絶縁膜１００は設けられていなくてもよい。すなわち、圧電体層７０の膜厚が薄い場合には厚膜に比べ水分の影響を受けやすいので絶縁膜１００の必要性が高いが、例えば膜厚が１０μｍ程度の比較的厚いものであれば絶縁膜１００を設けるまでもなく、圧電素子保持部３１内の一部が大気開放されるのみで圧電体層７０の破壊は防止される。

また、上述した実施形態においては、本発明の液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを説明したが、液体噴射ヘッドの基本的構成は上述したものに限定されるものではない。本発明は、広く液体噴射ヘッドの全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射するものにも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。

実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。実施形態１に係る記録装置の概略図である。実施形態２に係るヘッドケースの斜視図である。実施形態２に係る記録ヘッドの断面図である。実施形態２に係る記録ヘッドの変形例を示す断面図である。実施形態３に係るヘッドケースの斜視図である。実施形態３に係る記録ヘッドの断面図である。

符号の説明

１０流路形成基板、１２圧力発生室、１３連通部、１４インク供給路、２０ノズルプレート、２１ノズル開口、３０保護基板、３１圧電素子保持部、３２連通孔、３３リザーバ部、３４貫通孔、４０コンプライアンス基板、５０弾性膜、６０下電極膜、７０圧電体層、８０上電極膜、１００絶縁膜、１１０リザーバ、１２０駆動ＩＣ、１３０接続配線、１４０ケースヘッド、１４１ＩＣ保持部、１４２通気孔、１５０ポッティング剤、３００圧電素子

Claims

液滴を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室が形成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられる下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子と、前記流路形成基板の前記圧電素子側の面に接合されて当該圧電素子を保護する圧電素子保持部を有する保護基板とを具備する液体噴射ヘッドであって、
前記保護基板に前記圧電素子保持部と外部とを連通する連通孔が設けられて、前記圧電素子保持部が少なくとも前記連通孔を介して大気開放されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
請求項１において、前記保護基板には、前記圧電素子保持部が前記圧電素子の列毎に設けられ、前記連通孔が各圧電素子保持部毎に独立して設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
請求項１において、前記保護基板には、前記圧電素子保持部が前記圧電素子の列毎に複数設けられ、前記連通孔が各圧電素子保持部に連通していることを特徴とする液体噴射ヘッド。
請求項１〜３の何れかにおいて、前記保護基板上に、前記圧電素子を駆動するための駆動ＩＣを有すると共に該駆動ＩＣを囲む空間であるＩＣ保持部が厚さ方向に貫通して設けられたケースヘッドが接合され、該ケースヘッドが、前記連通孔に接続されて当該ケースヘッドの少なくとも一方の端面に開口する通気孔を有し、前記圧電素子保持部が前記連通孔及び前記通気孔を介して大気開放されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
請求項４において、前記ケースヘッドに設けられる前記通気孔が、前記ノズル開口の穿設方向とは反対側の面に開口していることを特徴とする液体噴射ヘッド。
請求項４において、前記通気孔が前記ノズル開口の穿設方向と直交する方向に形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
請求項６において、前記通気孔が前記ケースヘッドの相対向する側端面間に亘って連続的に設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
請求項１〜７の何れかの液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。