JP2010143098A - 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各圧力発生室を区画する隔壁の端部近傍の破壊や当該端部近傍の振動板の破壊を防止し得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】ノズル開口２１に連通し隔壁１１によって区画された圧力発生室１２が並設された流路形成基板１０と、この流路形成基板１０に接合された振動板５０と、圧力発生室１２の共通の液体室となるリザーバ１００と、隔壁１１のリザーバ１００の先端と振動板５０とが形成する第１の角部に接着された接着剤１７とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、特に、液体としてインクを吐出す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。

液体噴射ヘッドであるインクジェット式記録ヘッドとしては、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撓み振動モードの圧電素子を有するアクチュエーター装置を使用したものが知られている。

このようなインクジェット式記録ヘッドとしては、ノズル開口に連通し、隔壁によって区画された複数の圧力発生室が並設された流路形成基板と、流路形成基板の圧力発生室に相対向する領域に振動板となる絶縁膜を介して下電極膜、圧電体層及び上電極膜を積層形成した圧電素子と、流路形成基板に接合されて圧力発生室の共通のインク室となるリザーバーの一部を構成するリザーバー部が設けられたリザーバー形成基板とを備えている（例えば、特許文献１参照）。

また、流路形成基板には、リザーバー部からのインクを各圧力発生室に供給するためのインク供給経路が圧力発生室毎に設けられている。これら各インク供給経路は、圧力発生室の幅方向両側の隔壁を延設することで圧力発生室毎に区画されている。さらに、各隔壁の上面が振動板を介してリザーバー形成基板に接合されると共に、各隔壁の下面がノズルプレートに接合されている。

特開２００７−２６１２５号公報（第２図等）

しかしながら、このような構造のインクジェット式記録ヘッドにおいては、例えば、流路形成基板とノズルプレートとの線膨張係数の差から全体に反り応力が発生し、流路形成基板の強度が比較的弱い部分、具体的には、インク供給経路の幅方向両側の隔壁の端部近傍に応力が加わり、その隔壁の端部近傍が破壊されるという問題がある。

そして、上述した接合体に反り応力、詳細には、ノズルプレートの表面が凹面となる反り応力が発生し、隔壁がノズルプレートに引っ張られると共に、この隔壁の上面が接合された振動板が引っ張られ、その結果、振動板がクラック（割れ）等で破壊されるという問題がある。

このように、各圧力発生室を区画する隔壁の端部近傍で、反り応力に起因する破壊が生じる虞があり、インクジェット式記録ヘッドの品質及び性能が低下する虞があるという問題がある。なお、このような問題は、インクを吐出するインクジェット式記録ヘッドだけでなく、勿論、インク以外の液体を噴射する他の液体噴射ヘッドにおいても、同様に存在する。

本発明はこのような事情に鑑み、各圧力発生室を区画する隔壁の端部近傍の破壊や当該端部近傍の振動板の破壊を防止し得る液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通し隔壁によって区画された複数の圧力発生室が並設された第１の基材と、前記第１の基材の一方面に設けられた第２の基材と、前記圧力発生室の共通の液体室となるリザーバーと、前記隔壁の前記リザーバー側の先端と前記第２の基材とが形成する第１の角部に接着された接着剤とを備えることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、接着剤が隔壁の第１の角部に設けられることで、第１の角部に加わる応力が緩和され、隔壁の幅が狭い部分となり応力破壊に弱い隔壁の先端を接着剤で保護することができる。これにより、隔壁の先端に応力が加わっても、当該応力を緩和して先端の破壊を防止することができる。また、この接着剤により、反りに伴い隔壁が引っ張られ、更に第２の基材が引っ張られても、第２の基材にクラックが生じることが防止される。

ここで、前記リザーバーと前記圧力発生室とを連通し、前記隔壁により区画された流路を備え、前記隔壁の前記流路を区画する領域と前記第２の基材とが形成する第２の角部に接着剤が接着されていることが好ましい。これによれば、第２の角部に接着剤が設けられるので、隔壁の前記流路を区画する領域やその領域の近傍の第２の基材にクラックが生じることが防止される。

また、前記第１の角部から前記第２の角部に前記接着剤が連続して設けられていることが好ましい。これによれば、接着剤が第２の基材により強固に接着されるので、隔壁の先端や隔壁の流路を区画する領域をより確実に保護することができる。

また、本発明の他の態様は、上記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。
かかる態様では、耐久性に優れた液体噴射装置を実現できる。

以下本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
〈実施形態１〉
図１は、本実施形態に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図、図２（ａ）は図１の平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ′線断面図、図３は図２（ｂ）のＤ−Ｄ′線断面図、図４（ａ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ′線断面図、図４（ｂ）は図２（ａ）のＣ−Ｃ′線断面図である。

図示するように、第１の基材の一例である流路形成基板１０は、本実施形態では結晶面方位が（１１０）であるシリコン単結晶基板からなり、その一方面には酸化膜からなる弾性膜５１が形成されている。流路形成基板１０には、隔壁１１によって区画され一方側の面が弾性膜５１で構成される複数の圧力発生室１２がその幅方向に並設されている。

流路形成基板１０には、圧力発生室１２の長手方向一端部側に、隔壁１１によって区画され各圧力発生室１２に連通するインク供給路１３と連通路１４とが設けられている。連通路１４の外側には、各連通路１４と連通する連通部１５が設けられている。この連通部１５は、後述するリザーバー形成基板３０のリザーバー部３２と連通して、各圧力発生室１２の共通のインク室（液体室）となるリザーバー１００の一部を構成する。

ここで、インク供給路１３は、圧力発生室１２よりも狭い断面積となるように形成されており、連通部１５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。例えば、インク供給路１３は、リザーバー１００と各圧力発生室１２との間の圧力発生室１２側の流路を幅方向に絞ることで、圧力発生室１２の幅より小さい幅で形成されている。なお、本実施形態では、流路の幅を片側から絞ることでインク供給路を形成したが、流路の幅を両側から絞ることでインク供給路を形成してもよい。また、流路の幅を絞るのではなく、厚さ方向から絞ることでインク供給路を形成してもよい。また、各連通路１４は、隔壁１１により区画された流路であり、圧力発生室１２の幅方向両側の隔壁１１を連通部１５側に延設してインク供給路１３と連通部１５との間の空間を区画することで形成されている。

なお、流路形成基板１０の材料として、本実施形態ではシリコン単結晶基板を用いているが、勿論これに限定されず、例えば、ガラスセラミックス等を用いてもよい。

流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１３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１７によって固着されている。なお、ノズルプレート２０は、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板、ステンレス鋼などからなる。

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、振動板５０を介して圧電素子３００が形成されている。そして、ここでは、この圧電素子３００と圧電素子３００の駆動により変位が生じる振動板５０とを合わせてアクチュエーターと称する。本実施形態では、流路形成基板１０上に、上述したように弾性膜５１が形成され、この弾性膜５１上には、弾性膜５１とは異なる酸化膜、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ_ｘ）からなる絶縁体膜５２が形成され、これら弾性膜５１と絶縁体膜５２とで振動板５０が構成されている。また、振動板５０は流路形成基板１０と一体的に形成されており、接着剤により接合されていない。

隔壁１１は、圧力発生室１２の並設方向の幅がリザーバー１００側に向かい漸減するように形成された先端１１ａを有している。隔壁１１の先端１１ａと振動板５０とが第１の角部１８を形成し、隔壁１１の連通路１４を区画している領域１１ｂと振動板５０とが第２の角部１９を形成している。なお、隔壁１１の先端１１ａは、本実施形態のように鋭角な場合に限定されず、リザーバー１００側に臨む端部をいう。

これらの第１の角部１８から第２の角部１９には、接着剤１７が連続して設けられている。接着剤１７が第１の角部１８に設けられることで、第１の角部１８に接着剤１７でフィレットを形成したことと同等の効果が得られ、第１の角部１８に加わる応力が緩和される。これにより、隔壁１１の幅が狭い部分となり応力破壊に弱い隔壁１１の先端１１ａが接着剤１７で保護される。したがって、ノズルプレート２０に反り応力が生じたこと等により隔壁１１の先端１１ａに応力が加わっても、当該応力を緩和して先端１１ａの破壊を防止することができる。また、接着剤１７による応力の緩和で、ノズルプレート２０の反りに伴い隔壁１１が引っ張られ、更に振動板５０が引っ張られても、振動板５０にクラックが生じることが防止される。

また、第２の角部１９にも接着剤１７が設けられているので、隔壁１１の連通路１４を区画する領域１１ｂや、この領域１１ｂ近傍の振動板５０にクラックが生じることが防止される。なお、本実施形態では、隣り合う隔壁１１により区画された流路は、連通路１４であるが、インク供給路１３を含んでもよい。この場合、第２の角部１９はさらに確実に接着剤１７により接着され、クラックが生じることをより一層防止できる。

更に、接着剤１７は、第１の角部１８から第２の角部１９に連続して設けられているので、第１の角部１８及び第２の角部１９は接着剤１７でより強固に接着され、隔壁１１の先端１１ａや領域１１ｂをより確実に保護できる。また、仮に振動板５０の第１の角部１８、第２の角部１９近傍でクラックが生じても、接着剤１７で第１の角部１８、第２の角部１９が覆われているので、リザーバー１００等のインクが振動板５０のクラックに侵入してしまうことを防止できる。

このように、隔壁１１の先端１１ａ及び領域１１ｂ並びにこれらの近傍の振動板５０にクラックが生じることが防止されるため、耐久性の高いインクジェット式記録ヘッドが提供される。

また、本実施形態では、接着剤１７は、例えばエポキシ樹脂などからなり、ノズルプレート２０の一方面に塗布され、そのノズルプレート２０が流路形成基板１０に接合されたときに、毛細管現象によりインク供給路１３と連通路１４との境界部１１ｃを経由し、反対側の振動板５０に達し、更に第２の角部１９及び第１の角部１８にまで至り硬化したものである。すなわち、接着剤１７は、境界部１１ｃから第１の角部１８にまで連続して設けられていることになる。このため、第１の角部１８のみ、又は第１の角部１８から第２の角部１９のみに接着剤１７を設けた場合よりも振動板５０から剥がれにくくなっている。このため、角部１８を接着剤１７で更に確実に保護できるようになっている。また、ノズルプレート２０を流路形成基板１０に接着すれば、接着剤１７が毛細管現象で第１の角部１８にまで達するので、当該接着の工程と、境界部１１ｃから第１の角部１８に至る接着剤１７を設ける工程とを個別に行う必要が無く、合理的に液体噴射ヘッドが製造され、これにより低コスト化した液体噴射ヘッドが提供される。

なお、隔壁１１の先端１１ａや領域１１ｂに厚さ方向に沿って溝を延設してもよい。この溝により、ノズルプレート２０に塗布された接着剤１７が、毛細管現象により振動板５０側により流動し易くなるからである。

振動板５０（第２の基材）上には、下電極膜６０と圧電体層７０と上電極膜８０とからなる圧電素子３００が形成されている。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を有する部分をいう。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、他方の電極を圧電体層７０と共に圧力発生室１２毎にパターニングして個別電極とする。

本実施形態では、下電極膜６０を圧電素子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。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５０とを合わせてアクチュエーター装置と称する。なお、上述した例では、弾性膜５１、絶縁体膜５２が振動板５０として作用するが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、弾性膜５１及び絶縁体膜５２を設けずに、下電極膜６０のみが振動板として作用するようにしてもよいし、弾性膜５１、絶縁体膜５２及び下電極膜６０が振動板として作用するようにしてもよい。また、圧電素子３００自体が実質的に振動板を兼ねるようにしてもよい。

圧電体層７０は、下電極膜６０上に形成される電気機械変換作用を示す圧電材料、特に圧電材料の中でもペロブスカイト構造の強誘電体材料からなる。圧電体層７０としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電体材料や、これに酸化ニオブ、酸化ニッケル又は酸化マグネシウム等の金属酸化物を添加したもの等が好適である。具体的には、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ）、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ）、ジルコニウム酸鉛（ＰｂＺｒＯ）、チタン酸鉛ランタン（（Ｐｂ，Ｌａ），ＴｉＯ）、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン（（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ）又は、マグネシウムニオブ酸ジルコニウムチタン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）（Ｍｇ，Ｎｂ）Ｏ）等を用いることができる。

また、圧電素子３００の個別電極である各上電極膜８０には、インク供給路１３側の端部近傍から引き出され、絶縁体膜５２上にまで延設される、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０が接続されている。

このような圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上、すなわち、下電極膜６０、絶縁体膜５２及びリード電極９０上には、リザーバー１００の少なくとも一部を構成するリザーバー部３２を有するリザーバー形成基板３０が接着剤３５を介して接合されている。このリザーバー部３２は、本実施形態では、リザーバー形成基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の幅方向に亘って形成されており、上述のように流路形成基板１０の連通部１５と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバー１００を構成している。

また、リザーバー形成基板３０の圧電素子３００に対向する領域には、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有する圧電素子保持部３１が設けられている。圧電素子保持部３１は、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有していればよく、当該空間は密封されていても、密封されていなくてもよい。

このようなリザーバー形成基板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、リザーバー形成基板３０には、リザーバー形成基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられている。そして、各圧電素子３００から引き出されたリード電極９０の端部近傍は、貫通孔３３内に露出するように設けられている。

また、リザーバー形成基板３０上には、並設された圧電素子３００を駆動するための駆動回路２００が固定されている。この駆動回路２００としては、例えば、回路基板や半導体集積回路（ＩＣ）等を用いることができる。そして、駆動回路２００とリード電極９０とは、ボンディングワイヤー等の導電性ワイヤーからなる接続配線２１０を介して電気的に接続されている。

また、このようなリザーバー形成基板３０上には、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、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によってリザーバー部３２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、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成される。この固定板４２のリザーバー１００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、リザーバー１００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。

このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドでは、図示しない外部インク供給手段と接続したインク導入口からインクを取り込み、リザーバー１００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、駆動回路２００からの記録信号に従い、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との間に電圧を印加し、弾性膜５１、絶縁体膜５２、下電極膜６０及び圧電体層７０をたわみ変形させることにより、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。

〈実施形態２〉
実施形態１では、たわみ変形する圧電素子３００を有するインクジェット式記録ヘッドについて説明したが、勿論これに限定されず、例えば、縦振動型のインクジェット式記録ヘッドに適用することができる。図５は、実施形態２に係るインクジェット式記録ヘッドの断面図、図６は、図５のＡ−Ａ′線断面図である。

図５及び図６に示すように、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドは、複数の圧力発生室１１１を有する流路形成基板１１２と、各圧力発生室１１１に連通する複数のノズル開口１１３が穿設されたノズルプレート１１４と、流路形成基板１１２のノズルプレート１１４とは反対側の面に設けられる振動板１１５と、該振動板１１５上の各圧力発生室１１１に対応する領域に設けられる圧電素子１１６を有する圧電素子ユニット１１７と、振動板１１５上に固定されて圧電素子ユニット１１７が収容される収容部１１８を有するヘッドケース１１９とを有する。

第１の基材である流路形成基板１１２には、その一方面側の表層部分に、圧力発生室１１１が隔壁１５０によって区画されてその幅方向で複数並設されている。例えば、本実施形態では、流路形成基板１１２には、複数の圧力発生室１１１が並設され、各圧力発生室１１１の列の外側には、各圧力発生室１１１にインクを供給するためのリザーバー１２１が、流路形成基板１１２を厚さ方向に貫通して設けられている。そして、各圧力発生室１１１とリザーバー１２１とは、インク供給路１２２を介して連通している。インク供給路１２２は、本実施形態では、圧力発生室１１１よりも狭い幅で形成されており、リザーバー１２１から圧力発生室１１１に流入するインクの流路抵抗を一定に保持する役割を果たしている。

また、流路形成基板１１２の各インク供給路１２２には、島状壁部１５１がインク供給路１２２におけるインクの流れに沿って延設されている。島状壁部１５１により、インク供給路１２２におけるインクの流路の面積は狭まるため、圧力発生室１１１の減圧を未然に防ぐことができる構成となっている。

さらに、圧力発生室１１１のリザーバー１２１とは反対の端部側には、流路形成基板１１２を貫通するノズル連通孔１２３が形成されている。また、リザーバー１２１は、ヘッドケース１１９の厚さ方向に貫通して形成されたインク導入路１４１と連通している。インク導入路１４１は、インクカートリッジ（図示せず）からのインクをリザーバー１２１に導く流路である。すなわち、リザーバー１２１、インク供給路１２２、圧力発生室１１１及びノズル連通孔１２３から構成される液体流路が流路形成基板１１２に形成されている。

このような流路形成基板１１２は、本実施形態では、シリコン単結晶基板からなり、流路形成基板１１２に設けられる上記圧力発生室１１１等は、流路形成基板１１２をエッチングすることによって形成されている。

この流路形成基板１１２の一方面側には、ノズル開口１１３が穿設されたノズルプレート１１４が接着剤を介して接着され、各ノズル開口１１３は、流路形成基板１１２に設けられたノズル連通孔１２３を介して各圧力発生室１１１と連通している。

また、流路形成基板１１２の他方面側、すなわち、圧力発生室１１１の開口面側には振動板１１５が接合されて、各圧力発生室１１１はこの振動板１１５によって封止されている。

この振動板１１５は、例えば、樹脂フィルム等の弾性部材からなる弾性膜１２４と、この弾性膜１２４を支持する、例えば、金属材料等からなる支持板１２５との複合板で形成されており、弾性膜１２４側が流路形成基板１１２に接合されている。例えば、本実施形態では、弾性膜１２４は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）フィルムからなり、支持板１２５は、ステンレス鋼板（ＳＵＳ）からなる。また、振動板１１５の各圧力発生室１１１に対向する領域内には、圧電素子１１６の先端部が当接する島部１２６が設けられている。すなわち、振動板１１５の各圧力発生室１１１の周縁部に対向する領域に他の領域よりも厚さの薄い薄肉部１２７が形成されて、この薄肉部１２７の内側にそれぞれ島部１２６が設けられている。また、本実施形態では、振動板１１５のリザーバー１２１に対向する領域に、薄肉部１２７と同様に、支持板１２５がエッチングにより除去されて実質的に弾性膜のみで構成されるコンプライアンス部１２８が設けられている。なお、このコンプライアンス部１２８は、リザーバー１２１内の圧力変化が生じた時に、このコンプライアンス部１２８の弾性膜１２４が変形することによって圧力変化を吸収し、リザーバー１２１内の圧力を常に一定に保持する役割を果たす。

隔壁１５０のリザーバー１２１側の先端１５０ａと、振動板１１５とが第１の角部１８Ａを形成し、隔壁１５０のインク供給路１２２を区画している領域１５０ｂと振動板１１５とが第２の角部１９Ａを形成している。

これらの第１の角部１８Ａから第２の角部１９Ａには、接着剤１７Ａが連続して設けられている。接着剤１７Ａが第１の角部１８Ａに設けられることで、第１の角部１８Ａに接着剤１７Ａでフィレットを形成したことと同等の効果が得られ、第１の角部１８Ａに加わる応力が緩和される。これにより、隔壁１５０の幅が狭い部分となり応力破壊に弱い隔壁１５０の先端１５０ａが接着剤１７Ａで保護される。したがって、ノズルプレート１１４に反り応力が生じたこと等により隔壁１５０の先端１５０ａに応力が加わっても、当該応力を緩和して先端１５０ａの破壊を防止することができる。また、接着剤１７Ａによる応力の緩和で、ノズルプレート１１４の反りに伴い隔壁１５０が引っ張られ、更に振動板１１５が引っ張られても、振動板１１５にクラックが生じることが防止される。

また、第２の角部１９Ａにも接着剤１７Ａが設けられているので、隔壁１５０のインク供給路１２２を区画する領域１５０ｂや、この領域１５０ｂ近傍の振動板１１５にクラックが生じることが防止される。

更に、接着剤１７Ａは、第１の角部１８Ａから第２の角部１９Ａに連続して設けられているので、第１の角部１８Ａ及び第２の角部１９Ａは接着剤１７Ａでより強固に接着され、隔壁１５０の先端１５０ａや領域１５０ｂをより確実に保護できる。また、仮に振動板１１５の第１の角部１８Ａ、第２の角部１９Ａ近傍でクラックが生じても、接着剤１７Ａで第１の角部１８Ａ、第２の角部１９Ａが覆われているので、リザーバー１２１等のインクが振動板１１５のクラックに侵入してしまうことを防止できる。

また、本実施形態では、島状壁部１５１と振動板１１５とが形成する角部１５２にも接着剤１７Ａが設けられている。このため、島状壁部１５１の先端１５１ａや、島状壁部１５１の隔壁１５０に臨む側の領域１５１ｂにクラックが生じることが防止され、また、これらの先端１５１ａ及び領域１５１ｂ近傍の振動板１１５にクラックが生じることが防止される。

このように、隔壁１５０の先端１５０ａ及び領域１５０ｂ並びにこれらの近傍の振動板１１５にクラックが生じることが防止されるため、耐久性の高いインクジェット式記録ヘッドが提供される。

なお、本実施形態では、接着剤１７Ａは、例えばエポキシ樹脂などからなり、ノズルプレート１１４の一方面に塗布され、そのノズルプレート１１４が流路形成基板１１２接合されたときに、毛細管現象により、隔壁１５０の先端側の端部１５０ｃを経由し、反対側の振動板１１５に達し、更に第１の角部１８Ａ及び第２の角部１９Ａにまで至り硬化したものである。すなわち、接着剤１７Ａは、端部１５０ｃから第２の角部１９にまで連続して設けられていることになる。このため、第１の角部１８Ａのみ、又は第１の角部１８Ａから第２の角部１９Ａのみに接着剤１７Ａを設けた場合よりも振動板１１５から剥がれにくくなっている。このため、第１の角部１８Ａ及び第２の角部１９Ａを接着剤１７Ａでより確実に保護できるようになっている。また、ノズルプレート１１４を流路形成基板１１２に接着すれば、接着剤１７Ａが毛細管現象で第１の角部１８Ａにまで達するので、当該接着の工程と、端部１５０ｃから第１の角部１８Ａに至る接着剤１７Ａを設ける工程とを個別に行う必要が無く、合理的に液体噴射ヘッドが製造され、これにより低コスト化した液体噴射ヘッドが提供される。

なお、隔壁１５０の先端１５０ａに厚さ方向に沿って溝を延設してもよい。この溝により、ノズルプレート１１４に塗布された接着剤１７Ａが、毛細管現象により振動板１１５側により流動し易くなるからである。

そして、圧電素子ユニット１１７を構成する各圧電素子１１６は、その活性領域の先端が振動板１１５の島部１２６に当接した状態で固定されている。

ここで、圧力発生室１１１内にインク滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生手段である圧電素子１１６は、本実施形態では、一つの圧電素子ユニット１１７において一体的に形成されている。すなわち、圧電材料１２９と電極形成材料１３０，１３１とを縦に交互にサンドイッチ状に挟んで積層した圧電素子形成部材１３２を形成し、この圧電素子形成部材１３２を各圧力発生室１１１に対応して櫛歯上に切り分けることによって各圧電素子１１６が形成されている。すなわち、本実施形態では、複数の圧電素子１１６が一体的に形成されている。そして、この圧電素子１１６（圧電素子形成部材１３２）の振動に寄与しない不活性領域、すなわち、圧電素子１１６の基端部側が固定基板１３３に固着されている。そして、圧電素子１１６の基端部近傍には、固定基板１３３とは反対側の面に、各圧電素子１１６を駆動するための信号を供給する配線１３４を有する回路基板１３５が接続され、本実施形態では、これら圧電素子１１６（圧電素子形成部材１３２）と固定基板１３３と回路基板１３５とで圧電素子ユニット１１７が構成されている。

そして、このような圧電素子ユニット１１７は、圧電素子１１６の先端部が上述した振動板１１５の島部１２６に当接された状態で固定されている。例えば、本実施形態では、上述したように振動板１１５上にヘッドケース１１９が固定されており、圧電素子ユニット１１７は、このヘッドケース１１９の収容部１１８内に収容されて、圧電素子１１６が固定された固定基板１３３が、圧電素子１１６とは反対側の面でヘッドケース１１９に固定されている。

ヘッドケース１１９には、圧電素子ユニット１１７が収容される収容部１１８が複数設けられ（図５には一つ図示してある。）、１つの収容部１１８に１つの圧電素子ユニット１１７が配置されている。

また、ヘッドケース１１９上には、回路基板１３５の各配線１３４がそれぞれ接続される複数の導電パッド１３６が設けられた配線基板１３７が固定されており、ヘッドケース１１９の収容部１１８は、この配線基板１３７によって実質的に塞がれている。配線基板１３７には、ヘッドケース１１９の収容部１１８に対向する領域にスリット状の開口部１３８が形成されており、回路基板１３５はこの配線基板１３７の開口部１３８から収容部１１８の外側に引き出されている。

圧電素子ユニット１１７を構成する回路基板１３５は、本実施形態では、圧電素子１１６を駆動するための駆動ＩＣ（図示なし）が搭載されたフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）、例えば、テープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）やチップオンフィルム（ＣＯＦ）やフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）などからなる。そして、回路基板１３５の各配線１３４は、その基端部側では、例えば、半田、異方性導電材等によって圧電素子１１６を構成する電極形成材料１３０，１３１に接続されている。一方、先端部側では、各配線１３４は配線基板１３７の各導電パッド１３６に接合されている。具体的には、配線基板１３７の開口部１３８から収容部１１８の外側に引き出された回路基板１３５の先端部が配線基板１３７の表面に沿って折り曲げられた状態で、各配線１３４は配線基板１３７の各導電パッド１３６に半田（図示せず）を介して接合されている。

このようなインクジェット式記録ヘッドは、インク滴を吐出する際に、圧電素子１１６及び振動板１１５の変形によって各圧力発生室１１１の容積を変化させて所定のノズル開口１１３からインク滴を吐出させるようになっている。具体的には、図示しないインクカートリッジからリザーバー１２１にインクが供給されると、インク供給路１２２を介して各圧力発生室１１１にインクが分配される。実際には、圧電素子１１６に電圧を印加することにより圧電素子１１６を収縮させる。これにより、振動板１１５が圧電素子１１６と共に変形されて圧力発生室１１１の容積が広げられ、圧力発生室１１１内にインクが引き込まれる。そして、ノズル開口１１３に至るまで内部にインクを満たした後、配線基板１３７を介して供給される記録信号に従い、圧電素子１１６の電極形成材料１３０及び１３１に印加していた電圧を解除する。これにより、圧電素子１１６が伸張されて元の状態に戻ると共に振動板１１５も変位して元の状態に戻る。結果として圧力発生室１１１の容積が収縮して圧力発生室１１１内の圧力が高まりノズル開口１１３からインク滴が吐出される。

〈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、上述した実施形態に限定されるものではない。

実施形態１及び実施形態２では、接着剤１７、１７Ａは、ノズルプレート２０、１１４と流路形成基板１０、１１２とを接着する接着剤１７、１７Ａが延設されたものであったが、別であってもよい。すなわち、第１の角部１８、１８Ａ、及び第２の角部１９、１９Ａに接着剤１７、１７Ａを設け、その後、ノズルプレート２０、１１４を流路形成基板１０、１１２に接合してもよい。この場合でも、第１の角部１８、１８Ａ、第２の角部１９、１９Ａに接着剤１７、１７Ａが設けられていることで、隔壁１１、１５０の先端１１ａ、１５０ａや領域１１ｂ、１５０ｂにかかる応力を緩和し、クラックの発生を防止できる。

また上述した実施形態の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７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。図示するように、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、駆動モーター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ー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上を搬送されるようになっている。

なお、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、プリンター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（電界放出ディスプレー）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に係るインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図である。 実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの平面図及び断面図である。 実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの断面図である。 実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの断面図である。 実施形態２に係るインクジェット式記録ヘッドの断面図である。 実施形態２に係るインクジェット式記録ヘッドの断面図である。 本発明の他の実施形態に係る記録装置の一例を示す概略図である。

符号の説明

１０、１１２ 流路形成基板、 １１、１５０ 隔壁、 １１ａ、１５０ａ 先端、 １２、１１１ 圧力発生室、 １３、１２２ インク供給路、 １４ 連通路、 １７、１７Ａ 接着剤、 １８、１８Ａ 第１の角部、 １９、１９Ａ 第２の角部、 ２０、１１４ ノズルプレート、 ２１、１１３ ノズル開口、 ５０、１１５ 振動板、 ６０ 下電極膜、 ７０ 圧電体層、 ８０ 上電極膜、 ９０ リード電極、 １００、１２１ リザーバー、 ２００ 駆動回路、 ２１０ 接続配線、 １１６、３００ 圧電素子

Claims (4)

1. 液体を噴射するノズル開口に連通し隔壁によって区画された複数の圧力発生室が並設された第１の基材と、
   前記第１の基材の一方面に設けられた第２の基材と、
   前記圧力発生室の共通の液体室となるリザーバーと、
   前記隔壁の前記リザーバー側の先端と前記第２の基材とが形成する第１の角部に接着された接着剤とを備える
   ことを特徴とする液体噴射ヘッド。
2. 請求項１に記載する液体噴射ヘッドにおいて、
   前記リザーバーと前記圧力発生室とを連通し、前記隔壁により区画された流路を備え、
   前記隔壁の前記流路を区画する領域と前記第２の基材とが形成する第２の角部に接着剤が接着されている
   ことを特徴とする液体噴射ヘッド。
3. 請求項２に記載する液体噴射ヘッドにおいて、
   前記第１の角部から前記第２の角部に前記接着剤が連続して設けられている
   ことを特徴とする液体噴射ヘッド。
4. 請求項１〜請求項３の何れか一項に記載する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。

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