JP2012139981A - 液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、及び印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加圧液室間における吐出特性のばらつきを抑制しつつ、且つ、簡易な構成で、加圧液室間における相互干渉を抑制する。
【解決手段】液滴吐出ヘッド１０は、ノズル基板１２、流路基板１５、振動板１６、補強膜２６、及び保護基板２８を含んで構成され、流路基板１５は、ノズル孔１２Ａの各々に連通する複数の加圧液室１８を形成する複数の流路隔壁１４を備えている。流路隔壁１４は、補強膜幅ＷＳ＞流路隔壁の振動板側幅ＷＣの関係を満たす構成であると共に、振動板１６との接合面１４Ａに連続し且つ該接合面１４Ａに向かって、加圧液室１８の配列方向の幅が小さい第１の部位１４Ｂを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、及び印刷装置に関する。

インクジェット記録装置等の液滴吐出装置は、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する。この中でも、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・デマンド方式を用いた液滴吐出装置が、記録に不要なインク液滴の回収を必要としないため、現在主流となってきている。

液滴吐出装置において使用する液滴吐出ヘッドとしては、インク滴等の液滴を吐出するノズル孔と、このノズル孔に連通する加圧液室（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ための圧力を発生する圧力発生手段とを備えた構成が知られている。このような構成の液滴吐出ヘッドでは、圧力発生手段により発生した圧力で加圧液室内のインクを加圧することによって、ノズル孔からインク滴を吐出させる。

液滴吐出ヘッドとしては、圧電素子などの電気機械変換素子を圧力発生手段として用いて、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液滴吐出ヘッドが知られている。ピエゾ型の液滴吐出ヘッドには、Ｄ３３方向の変位（電極面に対して垂直な方向（厚み方向）への変位）を利用した縦振動型や、Ｄ３１方向の変位（電極面に対して平行な方向への変位）を利用した横振動型（所謂、ベンドモード型）や、剪断変形を利用したシェアモード型等がある。

これらの中でも、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るパターニング加工技術の確立や、低コストであることから、Ｓｉ基板に、加圧液室や圧電素子を直接形成するアクチュエータ構成が提案されている。この技術を用いることで、リソグラフィ法といった精密で、且つ簡便な手法で圧電素子を設けることができるばかりでなく、圧電素子の厚みを薄くすることができ、高速駆動が可能になるという利点がある。

しかし、振動板上に、下電極、圧電素子、上電極を順次積層することで形成される、上記ベンドモード型のアクチュエータにおいては、振動板の剛性が、加圧液室を構成する部材の中で最も機械的コンプライアンス（伸縮性及び変形のしやすさ）に影響を与える。このため、この振動板における電極面に対して平行な方向の長さ（振動板幅）に、各加圧液室間でばらつきが生じると、各加圧液室に連通するインク孔から吐出されるインク滴の吐出特性が、加圧液室間でばらつくことになる。

そこで、このようなインク滴の吐出特性のばらつきを抑制する構成が提案されている（例えば、特許文献１、及び特許文献２参照）。

特許文献１には、振動板に接する加圧液室としての圧力室の開口寸法を、高精度に形成可能な液滴吐出ヘッドの製造方法が開示されている。具体的には、特許文献１では、流路基板に犠牲層を形成し、犠牲層の反対側から犠牲層の内側領域にエッチングにより圧力室を形成している。そして、犠牲層を除去することにより、圧力室の壁部と振動板とが接する領域に、犠牲層の外形に沿った凹状部を形成している。このように、特許文献１には、この犠牲層を用いた凹状部の形成によって、圧力室の振動板側の開口寸法を調整することが開示されている。

特許文献２には、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、該流路形成基板上に振動板を介して設けられた下電極、圧電体層、及び上電極からなる圧電素子と、を具備した構成が示されている。そして、特許文献２では、流路形成基板の圧電素子側の面に振動規制層を設け、この振動規制層を圧力発生室の内側に突出した構成とすることが提案されている。

一方、特許文献３には、静電型の液滴吐出ヘッドにおいて、振動板の、基板に形成した圧力発生室の壁面を構成する側の面における振動板短手方向の幅よりも、該振動板の変形可能領域の短辺長を短くすることによって、振動板の変形可能領域の短辺長のばらつきによる、噴射特性のばらつきを抑制することが提案されている。

しかしながら、特許文献１の構成では、加圧液室間の距離を狭めて高密度化するほど、振動板と隔壁との接合幅が狭くなり、隔壁を介して伝播した圧力で隣接した加圧液室への相互干渉を生じる。また、振動板の振動も伝播し易くなる。また、特許文献２の構成では、流路基板側に規制層が設けられているため、流路基板側に予め規制層を設ける必要があり、製造工程が複雑となる。また、特許文献２の構成では、規制層は、加圧液室内の液体に接して配置されるため、材料選択の幅が制限される。また、特許文献３の構成は、電極を兼ねた振動板、または電極設けられた振動板と、該振動板に対向して配置された液室外の個別電極と、に電圧を印加することで発生する静電力により振動板を変形させることでインク滴を吐出させる静電型の液滴吐出装置に特有の構成である。

このため、圧電素子を用いた液滴吐出ヘッドにおいて、加圧液室間における吐出特性のばらつきを抑制しつつ、且つ、簡易な構成で、加圧液室間における相互干渉を抑制することは困難であった。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、加圧液室間における吐出特性のばらつきを抑制しつつ、且つ、簡易な構成で、加圧液室間における相互干渉を抑制することができる、液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、及び印刷装置を提供することを課題とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、液滴を吐出する複数のノズル孔を有するノズル基板と、前記ノズル孔の各々に連通する複数の加圧液室間を仕切り且つ該加圧液室の配列方向に沿って配列された複数の流路隔壁を有する流路基板と、前記流路隔壁を介して前記ノズル基板に対向して配置された振動板と、前記振動板を介して前記加圧液室の各々に対向して配置され、該振動板の面に対して平行な方向への変位を該振動板に与える複数の圧電素子と、前記振動板を介して前記流路隔壁に対向して配置された補強膜と、を備え、前記流路隔壁の前記振動板との接合面における前記配列方向の幅が、前記補強膜の前記振動板側の端面における前記配列方向の幅より小さく、且つ前記流路隔壁は、前記振動板との接合面に連続し且つ該接合面に向かって前記配列方向の幅が小さい第１の部位を有する、液滴吐出ヘッドである。

本発明によれば、加圧液室間における吐出特性のばらつきを抑制しつつ、且つ、簡易な構成で、加圧液室間における相互干渉を抑制することができる、という効果を奏する。

図１は、第１の実施の形態の液滴吐出ヘッドの一の形態を模式的に示した断面図であり、図２のＡ−Ａ’断面図である。 図２は、第１の実施の形態の液滴吐出ヘッドの一の形態を模式的に示した平面図であり、液滴吐出ヘッドの保護基板を外した状態で圧電素子側から見た態様を模式的に示した平面図である。 図３は、第１の実施の形態における液滴吐出ヘッドの、ノズル基板及びノズル基板上に設けられた流路基板を模式的に示した平面図である。 図４は、第１の実施の形態における液滴吐出ヘッドの一部を拡大して示した模式図であり、図１に示す液滴吐出ヘッドの領域Ａを拡大して示した模式図である。 図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、第１の実施の形態の液滴吐出ヘッドの製造工程を示す模式図である。 図６（Ａ）〜図６（Ｂ）は、第１の実施の形態の液滴吐出ヘッドの製造工程を示す模式図である。 図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は、第１の実施の形態の液滴吐出ヘッドの製造工程を示す模式図である。 図８は、第１の実施の形態における液滴吐出ヘッドを搭載した液滴吐出装置の一の形態を模式的に示した斜視図である。 図９は、第１の実施の形態における液滴吐出ヘッドを搭載した液滴吐出装置の一の形態を模式的に示した断面図である。 図１０は、第２の実施の形態における液滴吐出ヘッドの一の形態を模式的に示した断面図である。 図１１は、第２の実施の形態における液滴吐出ヘッドの一の形態を模式的に示した断面図である。 図１２は、第３の実施の形態における液滴吐出ヘッドの一の形態を模式的に示した断面図である。 図１３は、第４の実施の形態における液滴吐出ヘッドの一の形態を模式的に示した断面図である。 図１４は、第５の実施の形態における液滴吐出ヘッドの一の形態を模式的に示した断面図である。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、及び印刷装置の一の実施形態を詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１〜図４に示すように、本実施の形態の液滴吐出ヘッド１０は、ノズル基板１２、流路基板１５、振動板１６、補強膜２６、及び保護基板２８を含んで構成されている。

ノズル基板１２は、液滴を吐出する複数のノズル孔１２Ａを有している。ノズル孔１２Ａは、ノズル基板１２の厚み方向に貫通した貫通孔であり、ノズル基板１２の面方向に沿って複数配列されている。ノズル基板１２の構成材料としては、例えば、樹脂、金属、ステンレス等が挙げられる。

ノズル基板１２上には、流路基板１５が設けられている。流路基板１５は、ノズル基板１２と、該ノズル基板１２に対向して配置された振動板１６と、の間に設けられ、該ノズル基板１２と振動板１６との対向方向の一端側がノズル基板１２に接合され、他端側が振動板１６に接合されている。

流路基板１５は、複数の流路隔壁１４、流路壁部１５Ａ、及び共通壁部１５Ｂを含んで構成されている（図２及び図３参照）。

流路隔壁１４は、ノズル孔１２Ａの配列方向に沿って配列されている。該配列方向に配列された複数の流路隔壁１４によって、流路基板１５には、ノズル孔１２Ａの各々に連通する複数の加圧液室１８が設けられる。すなわち、流路隔壁１４は、ノズル孔１２Ａの各々に連通する複数の加圧液室１８間を仕切り、且つ該複数の加圧液室１８の配列方向に沿って配列されている。

共通壁部１５Ｂは、複数の加圧液室１８の全てに連通する共通液室１８Ｂの壁面を構成する。流路壁部１５Ａは、流体抵抗部１８Ｃを構成する。

すなわち、これらの複数の流路隔壁１４、流路壁部１５Ａ、及び共通壁部１５Ｂによって、流路基板１５には、ノズル孔１２Ａの各々に連通し且つノズル孔１２Ａの配列方向に沿って配列された複数の加圧液室１８、共通液室１８Ｂ、及び流体抵抗部１８Ｃが設けられる。なお、以下では、「加圧液室１８の配列方向」（すなわち、流路隔壁１４やノズル孔１２Ａの配列方向）を、単に「上記配列方向」や「該配列方向」と称して説明する場合がある。

流路基板１５には、シリコン単結晶基板、ガラス基板、金属合金、またはこれらの積層体等が用いられる。これらの中でも、流路基板１５としては、品質安定性に優れ、低コストであるシリコン単結晶基板を用いることが好ましい。シリコン単結晶基板の面方位としては、＜１００＞、＜１１０＞、＜１１１＞と３種あり、流路基板１５として何れの面方位のシリコン単結晶基板を用いてもよいが、＜１００＞、＜１１１＞を用いることが好ましく、＜１００＞を用いることがより好ましい。

振動板１６は、流路基板１５を介してノズル基板１２に対向して配置されている。また、振動板１６は、流路基板１５の振動板１６側の端面に接合されている。このため、各流路隔壁１４は、振動板１６とノズル基板１２との対向方向の一端面がノズル基板１２に接合され、他端面が振動板１６に接合されている。

振動板１６は、本実施の形態では、ＳｉＯ_２層１６Ａ上に、Ｓｉ層１６Ｂ、及びＳｉＯ_２層１６Ｃを順に積層した積層体として構成されている（図４参照）。このように、振動板１６の流路基板１５（流路隔壁１４）に接する側の面をＳｉＯ_２層で構成すると、エッチングにより流路基板１５に加圧液室１８を形成するときに、該ＳｉＯ_２層１６Ａがエッチングストッパ層として機能することから好ましい。

振動板１６の厚みとしては、インク滴等の液滴を吐出するための振動や強度が実現される厚みであればよく、液滴吐出ヘッド１０の構成や構成材料によって選択される。具体的には、振動板１６の膜厚としては０．１μｍ以上１０μｍ以下が好ましく、０．５μｍ以上３μｍ以下がより好ましい。

なお、本実施の形態では、振動板１６は、ＳｉＯ_２層１６Ａ上に、Ｓｉ層１６Ｂ、及びＳｉＯ_２層１６Ｃを順に積層した積層体として構成されている場合を説明するが、振動板１６は、このような３層構成に限られず、１層、２層、または３層以上の構成であってもよい。また、本実施の形態では、振動板１６は、ＳｉＯ_２層１６Ａ上に、Ｓｉ層１６Ｂ、及びＳｉＯ_２層１６Ｃを順に積層した積層体として構成されている場合を説明するが、この振動板１６に用いられる材料としては、液滴の吐出のための振動に耐えうる程度の強度を有する材料を用いればよく、ＳｉやＳｉＯ_２に限られない。例えば、振動板１６には、Ｓｉ_３Ｎ_４による層を用いてもよい。

圧電素子３０は、振動板１６を介して各加圧液室１８の各々に対向して配置されている。圧電素子３０は、下部電極層２０上に、圧電層２２及び上部電極層２４を順に積層することによって構成され、振動板１６の面に対して平行な方向（Ｄ３１方向）への変位を該振動板１６に与える、横振動型（所謂、ベンドモード型）とされている。

圧電層２２の構成材料としては、圧電特性を示す層を構成しうる材料であればいかなる材料であってもよい。例えば、圧電層２２としては、ＰＺＴや、チタン酸バリウム等が挙げられる。ＰＺＴとは、ジルコン酸鉛(ＰｂＺｒＯ_３)とチタン酸鉛(ＰｂＴｉＯ_３)の固溶体であり、その比率により特性が異なる。一般的に優れた圧電特性を示す組成は、ＰｂＺｒＯ_３とＰｂＴｉＯ_３の比率が５３：４７の割合で、化学式で示すとＰｂ（Ｚｒ０．５３，Ｔｉ０．４７）Ｏ_３、一般にＰＺＴ（５３／４７）と示される。

なお、本実施の形態の液滴吐出ヘッド１０では、振動板１６上に、共通の下部電極層２０、圧電層２２、及び上部電極層２４が積層され、この下部電極層２０、圧電層２２、及び上部電極層２４の積層領域が、圧電素子３０を構成するものとして説明する。

しかし、本実施の形態の液滴吐出ヘッド１０は、このような形態に限られず、下部電極層２０は各圧電層２２に対応するように、圧電層２２の下では個別に分離されていてもよい。

下部電極層２０、及び上部電極層２４は、導電性を有する層であり、電極として機能する。これらの下部電極層２０及び上部電極層２４の構成材料としては、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ等の金属材料や、これらの合金が挙げられる。

上記圧電素子３０の側面には、図４に示すように、上部電極層２４の端部から、圧電層２２の側面を介して下部電極層２０に至る領域までを覆うように、絶縁膜２５が設けられている。

補強膜２６は、振動板１６及び下部電極層２０を介して流路隔壁１４に対向して配置されている。この補強膜２６の振動板１６側の端面２６Ａは、振動板１６側に隣接する層（本実施の形態では下部電極層２０）に接合して配置されている。なお、本実施の形態では、補強膜２６の厚みは、圧電層２２と上部電極層２４との厚みの合計より薄くされている場合を説明する。

補強膜２６は、吐出特性のばらつきを抑制するために振動板１６の可動範囲の幅を高精度に決める機能を有する膜である。該機能を実現するために、補強膜２６は、振動板１６よりヤング率の高い膜とされている。本実施の形態では、補強膜２６は、絶縁膜２６_１上に保護膜２６_２を積層した積層体として構成されている（図４参照）。

絶縁膜２６_１としては、補強膜２６としての上記特性を満たし且つ絶縁性を有する絶縁膜が挙げられる。保護膜２６_２としては、補強膜２６としての上記特性を満たす膜であれば絶縁性であっても導電性であってもよい。この保護膜２６_２としては、例えば、剛性の観点から、アルミナ、ＳｉＣ、Ｉｒ、及びＴａのうちの少なくとも１種を含む材料が用いられる。

なお、本実施の形態では、補強膜２６は、絶縁膜２６_１上に保護膜２６_２を積層した２層の積層体として構成されている場合を説明するが、補強膜２６は、１層で構成してもよく、また、３層以上の積層体としてもよい。なお、補強膜２６を１層で構成する場合には、該補強膜２６は、補強膜２６としての上記特性に加えて更に、絶縁性を有する層とすればよい。また、補強膜２６を３層以上の複数層の積層体とする場合には、少なくとも下部電極層２０に接する層を、補強膜２６としての上記特性に加えて更に絶縁性を有する層とすればよい。

なお、補強膜２６を、２層以上の積層体とする場合には、下部電極層２０に接しない層のうちの少なくとも１層（本実施の形態では保護膜２６_２）に、上記アルミナ、ＳｉＣ、Ｉｒ、及びＴａのうちの少なくとも１種を含む材料の層を用いれば、より剛性の高い（すなわち、ヤング率の高い）補強膜２６が得られることから好ましい。

保護基板２８は、圧電素子３０の各々を保護する基板であり、振動板１６の加圧液室１８とは反対側に設けられている。保護基板２８は、板状の本体部２８Ａと、本体部２８Ａから振動板１６に近づく方向に突出した突出部としての柱部２８Ｂとから構成されている。なお、これらの本体部２８Ａと柱部２８Ｂとは一体成型されている。この柱部２８は、本実施の形態では、加圧液室１８の配列方向の断面形状を矩形状とされている。この柱部２８Ｂの振動板１６側の端面は、補強膜２６に接合されている。

保護基板２８としては、例えば、シリコン単結晶基板、ガラス基板、金属合金等、作製する液滴吐出ヘッド１０に応じた基板が挙げられる。

上述のように構成された液滴吐出ヘッド１０では、共通液室１８Ｂ及び流体抵抗部１８Ｃを介して、複数の加圧液室１８の各々に液体が供給されて各液室が液体によって満たされた状態で、下部電極層２０と上部電極層２４に電圧を印可する。これにより、電圧を印可された圧電素子３０の圧電層２２が、振動板１６の面方向に沿って縮む。なお、この下部電極層２０及び上部電極層２４への電圧印可による圧電層２２の変形を、以下では、圧電素子３０の駆動、と称して説明する場合がある。

この圧電素子３０の駆動による圧電層２２の変形によって、振動板１６における、該圧電素子３０に対応する領域が、加圧液室１８側に向かって突出した凸状に変形する。この振動板１６の変形によって、加圧液室１８内の体積が減少して圧力が上昇し、該加圧液室１８に連通するノズル孔１２Ａから液滴が吐出される。

また、複数の加圧液室１８の各々に対応する圧電素子３０に、加圧液室１８内の圧力変動周期に合わせたパルス電圧を連続的に印可することで、対応するノズル孔１２Ａから液滴が連続的に吐出される。また、複数の加圧液室１８の各々に対応する圧電素子３０に、選択的に電圧を印可することによって、特定の圧電素子３０に対応する加圧液室１８に連通したノズル１２Ａから、選択的に液滴が吐出される。

ここで、補強膜２６を備えない構成の従来の液滴吐出ヘッドにおいては、各加圧液室１８の壁面を構成する振動板１６の上記配列方向の幅が、各加圧液室１８間でばらつくと、各加圧液室１８に連通するノズル孔１２Ａから吐出される液滴の吐出特性にばらつきが生じていた。

しかし、流路隔壁１４によって仕切られた複数の加圧液室１８を有する流路基板１５を作製するためには、各加圧液室１８に対応する５０μｍから１００μｍの深さの凹部を、板状の基板にエッチングする必要があり、高いエッチング精度の実現は難しく、加圧液室１８における上記配列方向の幅のばらつきを抑制することは難しかった。
このため、上記補強膜２６を備えない構成の従来の液滴吐出ヘッドでは、各加圧液室１８において、各加圧液室１８の壁面を構成する振動板１６の上記配列方向の長さで、振動板１６の液滴吐出のために有効な振動幅が規定されることとなり、各加圧液室１８の壁面を構成する振動板１６の上記配列方向の長さのばらつきによって、各加圧液室１８における振動板１６の剛性にばらつきが生じていた。

そこで、本実施の形態の液滴吐出ヘッド１０では、上述のように補強膜２６を備えると共に、該補強膜２６の振動板１６側の端面２６Ａにおける、加圧液室１８の配列方向（図１〜図４中、矢印Ｂ方向）の幅ＷＳが、流路隔壁１４の振動板１６との接合面１４Ａにおける該配列方向の幅ＷＣより大きい構成とされている。すなわち、本実施の形態の液滴吐出ヘッドでは、幅ＷＳ＞幅ＷＣの関係とされている（図１等参照）。
なお、以下では、補強膜２６の振動板１６側の端面２６Ａにおける、加圧液室１８の配列方向の幅ＷＳを、「補強膜幅ＷＳ」と称して説明する。また、流路隔壁１４の振動板１６との接合面１４Ａにおける該配列方向の幅ＷＣを、「流路隔壁の振動板側幅ＷＣ」と称して説明する。
なお、上述したように、補強膜２６は、本実施の形態では、下部電極層２０に接合されていることから、上記「補強膜２６の振動板１６側の端面２６Ａ」は、具体的には、補強膜２６の振動板１６への接合面に相当する。

このため、各加圧液室１８における、振動板１６の液滴吐出のために有効な振動幅は、各加圧液室１８の壁を構成する振動板１６の上記配列方向の長さではなく、各加圧液室１８の壁を構成する流路隔壁１４に対向して配置された一対の補強膜２６間の距離によって規定されることとなる。これは、上記補強膜幅ＷＳ＞流路隔壁の振動板側幅ＷＣの関係を満たす構成とすることで、上記配列方向に隣接する流路隔壁１４の接合面１４Ａ間の距離に比べて、上記配列方向に隣接する補強膜２６の上記端面２６Ａ間の距離の方が、短くなるためである。

また、補強膜２６は、上述したように、振動板１６の振動の伝播を防ぐ機能を有する。

そして、補強膜２６は、詳細な製法は後述するが、成膜された膜をパターニングすることによって形成される。圧電層２２側からのパターニングで加工深さが浅いので、基板のエッチングによって形成される流路隔壁１４に比べて、補強膜２６は、高精度に形成することができる。

従って、この補強膜２６によって、各加圧液室１８における振動板１６の液滴吐出のために有効な振動幅が規定されることで、各ノズル孔１２Ａの吐出特性のばらつきが容易に抑制される。

上記補強膜幅ＷＳは、流路隔壁１４の振動板側幅ＷＣのバラツキや、補強膜２６と流路隔壁１４のアライメントズレのバラツキを吸収するだけのマージンが必要である。逆に言えば、振動板側幅ＷＣの加工精度によって、隔壁幅を広げることができ、相互干渉を更に低減することができる。

ここで、上述のように、補強膜２６を、振動板１６を介して流路隔壁１４に対向する領域に設け、上記補強膜幅ＷＳ＞流路隔壁の振動板側幅ＷＣの関係を満たす構成とすることで、各加圧液室１８における振動板１６の剛性のばらつきが低減される。

しかしながら、各加圧液室１８間の距離を短くし、複数の加圧液室１８を、より高密度に配列した構成とするほど、液滴吐出時に加圧液室１８内に加わる圧力によって流路隔壁１４が変形し、隣接する加圧液室１８への圧力干渉が生じやすくなる場合がある。

そこで、本実施の形態の液滴吐出ヘッド１０では、流路隔壁１４は、上記構成（補強膜幅ＷＳ＞流路隔壁の振動板側幅ＷＣの関係を満たす構成）に加えてさらに、流路隔壁１４が、振動板１６との接合面１４Ａに連続し且つ該接合面１４Ａに向かって上記配列方向の幅が連続的に小さい第１の部位１４Ｂを備えている。

そして、この第１の部位１４Ｂは、本実施の形態では、流路隔壁１４の、ノズル基板１２と振動板１６との対向方向の一端側から他端側に至る部位とされている。

具体的には、流路隔壁１４は、図１及び図４に示すように、上記配列方向の断面形状が、上底側（平行な一対の辺の内の短辺側）を振動板１６側とし、下底側（平行な一対の辺の内の長辺側）をノズル基板１２側とした台形状とされている。

上記構成とすることで、流路隔壁１４における、上記振動板１６とノズル基板１２との対向方向の一端から他端に渡る領域の、上記配列方向の幅の積算値が、該流路隔壁１４を上記補強膜幅ＷＳ＞流路隔壁の振動板側幅ＷＣの関係を満たすのみの構成とした場合に比べて大きくなる。このため、各加圧液室１８から液滴が吐出されたときの、流路隔壁１４の撓みが抑制される。

従って、本実施の形態の液滴吐出ヘッド１０では、加圧液室１８間における吐出特性のばらつきを抑制しつつ、且つ、加圧液室１８を高密度化に配置した場合であっても、簡易な構成で、加圧液室１８間における相互干渉を抑制することができる。

また、流路隔壁１４が上記第１の部位１４Ｂを有することから、流路隔壁１４の強度を保ちつつ、且つ上記流路隔壁１４の振動板側幅ＷＣを、補強膜幅ＷＳに比べてより小さい幅とすることができる。

このため、流路隔壁１４が第１の部位１４Ｂを有さない構成である場合に比べて、各加圧液室１８に対向して設けられた圧電層２２の上記配列方向の長さを長くすることができる。このため、圧電素子３０の駆動効率の向上も図れる。

なお、本実施の形態では、図１、図４に示すように、流路隔壁１４の第１の部位１４Ｂは、流路隔壁１４の、ノズル基板１２と振動板１６との対向方向の一端側から他端側に至る部位であり、振動板１６との接合面１４Ａに連続し且つ該接合面１４Ａに向かって上記配列方向の幅が連続的に小さい部位であるものとして説明した。しかし、この第１の部位１４Ｂは、振動板１６との接合面１４Ａに連続し且つ該接合面１４Ａに向かって上記配列方向の幅が段階的に小さい部位であってもよい。

しかし、流路隔壁１４の第１の部位１４Ｂは、ノズル基板１２との接合面１４Ｃから振動板１６との接合面１４Ａに向かって、連続的に上記配列方向の幅が小さい形状である方が、段階的である場合に比べて、加圧液室１８内に生じた気泡が加圧液室１８内に留まりにくいことから好ましい。

なお、上述のように、本実施の形態の液滴吐出ヘッド１０では、保護基板２８の柱部２８Ｂの端面が、補強膜２６に接合されている。補強膜２６は、上述のように、振動板１６の振動を加圧液室１８ごとに独立させる機能を有する。このため、柱部２８Ｂの端面が補強膜２６に接合されていることで、相互干渉がさらに抑制される。

次に、本実施の形態の液滴吐出ヘッド１０の製造方法の一例を説明する。

まず、図５（Ａ）に示すように、シリコン基板１７上に、ＳｉＯ_２層１６Ａ、及びＳｉ層１６Ｂが順に積層されたＳＩＯ基板を用意する。このＳＩＯ基板としては、例えば、厚み４００μｍ、面方位＜１００＞のシリコン単結晶基板であるシリコン基板１７上に、厚み０．２μｍのＳｉＯ_２層１６Ａ、及び厚み２．０μｍのＳｉ層１６Ｂを順に張り合わせた基板が挙げられる。

そして、このＳＩＯ基板のＳｉ層１６Ｂ上に、パイロ酸化法によってシリコン酸化膜であるＳｉＯ_２層１６Ｃを形成する。これによって、シリコン基板１７上に、ＳｉＯ_２層１６Ａ、Ｓｉ層１６Ｂ、及びＳｉＯ_２層１６Ｃの積層体としての振動板１６を形成する。

次に、図５（Ｂ）に示すように、ＳｉＯ_２層１６Ｃ上に、公知の成膜方法により下部電極層２０を成膜する。例えば、この下部電極層２０として、白金（Ｐｔ）層をスパッタ法により０．２μｍの厚みに成膜する。

さらに、この下部電極層２０上に、圧電層２２の構成材料からなる圧電体膜２２Ａ、及び上部電極層２４の構成材料からなる上部電極膜２４Ａを、この順に、公知の成膜方法により成膜する（図５（Ｂ）参照）。例えば、下部電極層２０上に、圧電体膜２２Ａとして、ＰＺＴ膜をスパッタ法により２μｍの厚みに成膜する。そして、さらに、上部電極膜２４Ａとしての白金（Ｐｔ）層をスパッタ法により０．１μｍの厚みに成膜する。

そして、上記に成膜した上部電極膜２４Ａ及び圧電体膜２２Ａを、公知の方法を用いてパターニングすることによって、後工程でシリコン基板１７に形成する加圧液室１８の各々に対応する位置に、圧電素子３０を形成する（図５（Ｃ）参照）。例えば、リソエッチ法を用いて、上部電極膜２４Ａ及び圧電体膜２２Ａをパターニングする。これによって、振動板１６上に、下部電極層２０、加圧液室１８に対応する領域に設けられた複数の圧電層２２、該圧電層２２上に積層された上部電極層２４からなる、複数の圧電素子３０が形成される。

次に、図示は省略するが、上記圧電層２２及び上部電極層２４の設けられた下部電極層２０上に、プラズマＣＶＤ法（化学的気相成長法）を用いて絶縁膜（例えば、０．３μｍ）（図示省略）を形成する。そしてさらに、該絶縁膜に、配線コンタクトをとるためのビアホール（図示省略）をリソエッチ法により形成する。そして、該ビアホールを介して、アルミ材料によるアルミ配線（図示省略）を形成して、下部電極層２０と上部電極層２４とを電気的に接続する。そしてさらに、保護膜２６Ｂの形成材料による膜をプラズマＣＶＤ法により成膜する。この保護膜２６Ｂの形成材料による膜として、例えば、シリコン窒化膜を０．８μｍの厚みに成膜する。

さらに、パッド開口と同時に、振動板１６上の、圧電素子３０に相当する領域と、流路隔壁１４に対向する領域と、の間に成膜されている、該絶縁膜及び保護膜２６Ｂの形成材料による膜をリソエッチ法によりパターニングして除去する。これによって、下部電極層２０上の、後工程でシリコン基板１７に形成する流路隔壁１４の各々に対向する領域に、該絶縁膜２６_１及び該保護膜２６_２の形成材料による膜のパターニングにより形成された、補強膜２６が形成される（図６（Ａ）参照）。

次に、ガラス基板等にブラスト加工を行うことによって、本体部２８Ａと柱部２８Ｂとを有する保護基板２８を、柱部２８Ｂの先端が補強膜２６に接するように、接合する（図６（Ｂ）参照）。

なお、保護基板２８としては、シリコン基板にリソエッチ法を用いて凹部を加工することで、本体部２８Ａと柱部２８Ｂとを一体成型したものを用いてもよい。また、シリコン基板として、面方位＜１１０＞のシリコン基板を用い、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムヒドロキシド）や、ＫＯＨ（水酸化カリウム）等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る加工によって、本体部２８Ａと柱部２８Ｂとを形成したものをもちいてもよい。また、保護基板２８としては、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品を用いてもよい。

次に、シリコン基板１７の厚みが、形成対象の流路隔壁１４の厚みとなるまで、該シリコン基板１７の圧電素子３０とは反対側の面を研磨する（図７（Ａ）参照）。

次に、研磨されたシリコン基板１７について、圧電素子３０とは反対側の面からＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）ドライエッチング装置を用いて加工し、加圧液室１８、流体抵抗部１８Ｃ、及び共通液室１８Ｂとなる凹部を形成する。これによって、流路隔壁１４、流路壁部１５Ａ、及び共通壁部１５Ｂを有する流路基板１５が作製される（図７（Ｂ）、図３参照）。

なお、上記に説明したように、本実施の形態の液滴吐出ヘッド１０では、補強膜２６を流路隔壁１４に対向する領域に設け、流路隔壁１４は、補強膜幅ＷＳ＞流路隔壁の振動板側幅ＷＣの関係を満たす。また、流路隔壁１４は、振動板１６との接合面１４Ａに連続し且つ該接合面１４Ａに向かって上記配列方向の幅が連続的に小さい第１の部位１４Ｂを備えた構成である。

このため、研磨されたシリコン基板１７の加工によって加圧液室１８、すなわち流路隔壁１４を形成するときには、上記形状とするために、流路隔壁１４の振動板１６とノズル基板１２との対向方向における位置に応じて、シリコン基板１７のエッチング条件を変更する。

例えば、流路隔壁１４の形成領域においては、流路隔壁１４に近づくほど、流路隔壁１４の上記配列方向の幅が小さくなるように、エッチング条件を徐々に変更すればよい。

次に、別途、複数のノズル孔１２Ａの形成されたノズル基板１２を用意し、該ノズル基板１２を、上記工程で形成された複数の加圧液室１８の各々に連通して各ノズル孔１２Ａが配置されるように、流路隔壁１４（流路基板１５）の端面に接着させて接合する。このノズル基板１２としては、例えば、厚み３０μｍ以上５０μｍ以下のＳＵＳ基板を用意し、このＳＵＳ基板にブレス加工と研磨加工を施すことにより、ノズル孔１２Ａを形成したものが用いられる。

そして、さらに、下部電極層２０と上部電極層２４とを電気的に接続した上記アルミ配線（図示省略）を、液滴吐出ヘッド１０の各圧電素子３０を駆動する駆動回路（図示省略）に電気的に接続することによって、液滴吐出ヘッド１０が作製される（図７（Ｃ）参照）。

次に、本実施の形態の液滴吐出ヘッド１０を搭載した液滴吐出装置の一例について、図８及び図９を参照して説明する。

図８、及び図９に示すように、液滴吐出装置５０は、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９３、キャリッジ９３に搭載し、上述した液滴吐出ヘッド１０からなる記録ヘッド９４、記録ヘッド９４へインクを供給するインクカートリッジ９５等で構成される印字機構部８２等を収納する。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８４（或いは給紙トレイでもよい）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。

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、上述した薄膜形成で形成された液滴吐出ヘッドからなる記録ヘッド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には記録ヘッド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。

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記録ヘッド９４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９４としてここでは各色のヘッドを用いているが、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。

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、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。

一方、給紙カセット８４にセットした用紙８３を記録ヘッド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によってギヤ列を介して回転駆動される。

そして、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を記録ヘッド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１１４と、排紙経路を形成するガイド部材１１５とを配設している。

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記録ヘッド９４を駆動することにより、停止している用紙８３にインク滴を吐出して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。

また、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、記録ヘッド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記録ヘッド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。

吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段で記録ヘッド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（図示しない）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。

上述した液滴吐出装置５０においては、前述した液滴吐出ヘッド１０を用いた記録ヘッド９４を搭載しているので、加圧液室１８間における吐出特性のばらつきを抑制しつつ、且つ、簡易な構成で、加圧液室１８間における相互干渉を抑制することができる。このため、液滴吐出装置５０では、各ノズル孔１２Ａから吐出される液滴の用紙８３への着弾位置のずれによる画質劣化が抑制される。

また、液滴吐出装置５０を、各種印刷装置に搭載することができる。この液滴吐出装置５０を、各種印刷装置に搭載することによって、画像品質の向上した印刷装置を提供することができる。

（第２の実施の形態）
第１の実施の形態の液滴吐出ヘッド１０では、流路隔壁１４の第１の部位１４Ｂは、流路隔壁１４の、ノズル基板１２と振動板１６との対向方向の一端側から他端側に至る部位とされている場合を説明した。

すなわち、第１の実施の形態の液滴吐出ヘッド１０では、流路隔壁１４の、上記配列方向の断面形状が、上底側（平行な一対の辺のうちの短辺側）を振動板１６側とし下底側（平行な一対の辺の内の長辺側）をノズル基板１２側とした台形状である場合を説明した。

一方、本実施の形態では、第１の実施の形態における流路隔壁１４に変えて、該流路隔壁１４とは異なる形状の流路隔壁１９を用いた場合を説明する。

図１０に示すように、本実施の形態の液滴吐出ヘッド１０Ａは、ノズル基板１２、流路基板１７Ａ、振動板１６、補強膜２６、及び保護基板２８を含んで構成されている。流路基板１７Ａは、複数の流路隔壁１９、共通壁部１５Ｂ、及び流路壁部１５Ａを含んで構成されている（図３参照）。これらの複数の流路隔壁１９、共通壁部１５Ｂ、及び流路壁部１５Ａによって、流路基板１７Ａには、流路隔壁１９の配列方向に配列された複数の加圧液室１８、共通液室１８Ｂ、及び流体抵抗部１８Ｃが形成されている（図３参照）。

なお、本実施の形態の液滴吐出ヘッド１０Ａは、流路隔壁１４を備えた流路基板１５に変えて、流路隔壁１４とは異なる形状の流路隔壁１９を備えた流路基板１７Ａを用いた以外は、第１の実施の形態で説明した液滴吐出ヘッド１０と同じ構成である。このため、液滴吐出ヘッド１０と同じ機能及び構成である部分には、同じ符号を付与して詳細な説明を省略する。

図１０に示すように、流路隔壁１９は、第１の実施の形態の流路隔壁１４と同様に、補強膜幅ＷＳ＞流路隔壁の振動板側幅ＷＣの関係を満たす。また、流路隔壁１９は、振動板１６との接合面１４Ａに連続し且つ該接合面１４Ａに向かって上記配列方向の幅が連続的に小さい第１の部位１９Ａを備えている。

この第１の部位１９Ａは、本実施の形態では、流路隔壁１９の、ノズル基板１２と振動板１６との対向方向の振動板１６側端部とされている。

すなわち、本実施の形態においては、流路隔壁１９は、ノズル基板１２と振動板１６との対向方向の振動板１６側の端部のみに、振動板１６との接合面１４Ａに連続し且つ該接合面１４Ａに向かって上記配列方向の幅が連続的に小さい部位としての第１の部位１９Ａが設けられている。

そして、流路隔壁１９における、ノズル基板１２と振動板１６との対向方向の、該第１の部位１９Ａよりノズル基板１２側の部位１９Ｂは、該対向方向の一端側から他端側にわたって、上記配列方向の幅が一定とされている。

なお、流路隔壁１４における、上記第１の部位１９Ａの設けられている、「ノズル基板１２と振動板１６との対向方向の端部」とは、少なくとも振動板１６との接合面１４Ａに連続し、且つノズル基板１２との接合面には非連続な部位であればよい。

具体的には、第１の部位１９Ａとしては、流路隔壁１９における、ノズル基板１２と振動板１６との対向方向の長さの１／２の位置（中央部）より振動板１６側の部位や、振動板１６から該中央部の位置までの長さの１／２の位置より振動板１６側の部位が挙げられる。

なお、流路隔壁１９における、該第１の部位１９Ａよりノズル基板１２側の部位１９Ｂの、上記配列方向の幅ＷＡは、図１０に示すように、補強膜２６の補強膜幅ＷＳより小さくてもよいし（補強膜幅ＷＳ＞幅ＷＡ）、同じであってもよいし（補強膜幅ＷＳ＝幅ＷＡ）（図示省略）、補強膜２６の補強膜幅ＷＳより大きくてもよい（図１１参照）。

具体的には、図１１に示すように、流路隔壁１９における部位１９Ｂの上記配列方向の幅ＷＡが、補強膜２６の補強膜幅ＷＳより大きい以外は、流路隔壁１９と同じ構成の流路隔壁１９_１を備えた液滴吐出ヘッド１０Ｂとしてもよい。

なお、図１１に示す液滴吐出ヘッド１０Ｂは、流路隔壁１９に変えて流路隔壁１９_１を備えた（すなわち、流路隔壁１９を備えた流路基板１７Ａに変えて、流路隔壁１９_１を備えた流路基板１７Ａ_１を用いた）以外は、図１０に示す液滴吐出ヘッド１０Ａと同じ構成であるため、同一構成である部分には図１１に同じ符号を付与して詳細な説明を省略する。

このように、第１の実施の形態における流路隔壁１４に変えて、流路隔壁１４における第１の部位１４Ｂが振動板１６側の端部に設けられ流路隔壁１９を用いた本実施の形態の液滴吐出ヘッド１０Ａ及び液滴吐出ヘッド１０Ｂにおいても、液滴吐出ヘッド１０と同様に、加圧液室１８間における吐出特性のばらつきを抑制しつつ、且つ、簡易な構成で、加圧液室１８間における相互干渉を抑制することができる。

なお、上記形状の流路隔壁１９や流路隔壁１９_１は、第１の実施の形態における液滴吐出ヘッド１０の流路隔壁１４と同様に、シリコン基板１７のエッチング条件を調整することで形成すればよい。

具体的には、流路隔壁１９の形成領域においては、上記部位１９Ｂの領域においてはエッチング条件を一定とし、上記第１の部位１９Ａについては、エッチング条件を変更してオーバーエッチングするようにエッチング時間を調整することで、流路隔壁１９の振動板１６側の端部に掘り込みを作ることで形成すればよい。流路隔壁１９_１についても、同様にして形成すればよい。

なお、本実施の形態では、流路隔壁１９における、第１の部位１９Ａよりノズル基板１２側の部位１９Ｂは、該対向方向の一端側から他端側にわたって上記配列方向の幅が一定とされている場合を説明した。しかし、流路隔壁１９は、補強膜幅ＷＳ＞流路隔壁の振動板側幅ＷＣの関係を満たし、且つ振動板１６側の端部に第１の部位１９Ａを有する構成であればよく、部位１９Ｂの配列方向の幅は、該対向方向の一端側から多端側にわたって一定である形態に限られない。例えば、該部位１９Ｂの配列方向の幅は、ノズル基板１２と振動板１６との対向方向に向かって連続的または段階的に異なる幅であってもよい。

（第３の実施の形態）
第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、保護基板２８は、板状の本体部２８Ａと、本体部２８Ａから振動板１６に近づく方向に突出した突出部としての柱部２８Ｂとから構成されており、この柱部２８は、加圧液室１８の配列方向の断面形状が矩形状とされている場合を説明した。

本実施の形態では、上記実施の形態で説明した保護基板２８に変えて、柱部２８Ｂとは異なる形状の柱部２９Ａを備えた保護基板２９を用いた場合を説明する。

図１２に示すように、本実施の形態の液滴吐出ヘッド１０Ｃは、ノズル基板１２、流路基板１７Ａ_１、振動板１６、補強膜２６、及び保護基板２９を含んで構成されている。

なお、本実施の形態の液滴吐出ヘッド１０Ｃは、保護基板２８に変えて、保護基板２９を用いた以外は、第２の実施の形態で説明した液滴吐出ヘッド１０Ｂ（図１１参照）と同じ構成である。このため、液滴吐出ヘッド１０Ｃと同じ機能及び構成である部分には、同じ符号を付与して詳細な説明を省略する。

図１２に示すように、保護基板２９は、圧電素子３０の各々を保護する基板であり、振動板１６の加圧液室１８とは反対側に設けられている。保護基板２９は、板状の本体部２９Ａと、本体部２９Ａから振動板１６に近づく方向に向かって突出した突出部としての柱部２９Ｂとから構成されている。なお、これらの本体部２９Ａと柱部２９Ｂとは一体的に成形されている。

本実施の形態では、柱部２９Ｂは、加圧液室１８の配列方向の断面形状を、平行な一対の辺の内の短辺側を補強膜２６側とし、平行な一対の辺の内の長辺側を本体部２９Ｂ側とした台形状とされている。そして、この柱部２９Ｂの、振動板１６側の端面は、補強膜２６に接合されている。

なお、上記形状の保護基板２９としては、例えば、シリコン基板等の基板にリソエッチ法を用いて凹部を加工することで、本体部２９Ａと柱部２９Ｂとを形成したものを用いればよい。

このように、保護基板２９における柱部２９Ｂの形状が、上記配列方向の断面形状を矩形状ではなく、台形状とした場合であっても、液滴吐出ヘッド１０Ｃに補強膜２６を設けた構成とし、且つ上記第２の実施の形態で説明した流路隔壁１９_１を用いた構成であれば、保護基板２８の形状によらず、液滴吐出ヘッド１０Ｂと同様に、加圧液室１８間における吐出特性のばらつきを抑制しつつ、且つ、簡易な構成で、加圧液室１８間における相互干渉を抑制することができる。

なお、本実施の形態では、保護基板２９における柱部２９Ｂの形状が台形状である場合を説明したが、液滴吐出ヘッド１０Ｃに補強膜２６を設けた構成とし、且つ上記第２の実施の形態で説明した流路隔壁１９_１を用いた構成であれば、保護基板２８の形状によらず、上記効果が得られる。

また、本実施の形態では、第２の実施の形態で説明した流路隔壁１９を備えた構成である場合を説明したが、該流路隔壁１９_１に変えて、第２の実施の形態で説明した流路隔壁１９及び第１の実施の形態で説明した流路隔壁１４を用いた場合においても、同様に、保護基板２８の形状によらず、上記効果が得られる。

（第４の実施の形態）
第１の実施の形態の液滴吐出ヘッド１０では、保護基板２８は、板状の本体部２８Ａと、本体部２８Ａから振動板１６に近づく方向に突出した突出部としての柱部２８Ｂとから構成されている場合を説明した。

本実施の形態では、第１の実施の形態の液滴吐出ヘッド１０で用いた補強膜２６の厚みを圧電素子３０の厚みより厚くすることで、補強膜２６に柱部２８Ｂとしての機能を持たせた構成を説明する。

図１３に示すように、本実施の形態の液滴吐出ヘッド１０Ｄは、ノズル基板１２、流路基板１５、振動板１６、補強膜２７、及び保護基板２８としての本体部２８Ａを含んで構成されている。

なお、本実施の形態では、第１の実施の形態で説明した補強膜２６に変えて補強膜２７を用い、柱部２８Ｂを有さない本体部２８Ａのみを保護基板２８として用いた以外は、第１の実施の形態で説明した液滴吐出ヘッド１０と同じ構成であるため、同じ構成及び機能を有する部位には同じ符号を付与して詳細な説明を省略する。

第１の実施の形態では、補強膜２６は、圧電層２２と上部電極層２４との厚みの合計より薄い膜である場合を説明した。一方、本実施の形態の補強膜２７は、圧電層２２と上部電極層２４との厚みの合計より厚い膜とされている。そして、この補強膜２７の加圧液室１８とは反対側の端面は、本体部２８Ａに直接接合されている（図１３参照）。

なお、補強膜２７は、第１の実施の形態で説明した補強膜２６と厚みが異なる以外は、同じ構成であるため、層構成や構成材料についての詳細な説明は省略する。

補強膜２７の厚みとしては、具体的には、圧電層２２及び上部電極層２４の厚みの合計値に、圧電素子３０の駆動による振動板１６の厚み方向の振幅の最大値を加算した値より大きい厚みが挙げられる。例えば、圧電素子３０の駆動による振動板１６の厚み方向の振幅の最大値が０．２μｍ以上０．３μｍ以下であるとする。この場合には、補強膜２７の厚みは、圧電層２２及び上部電極層２４の厚みの合計値に、例えば０．５μｍを加算した厚みとすればよい。

このような厚みを有する補強膜２７は、補強膜２６と同様に、プラズマＣＶＤ法（化学的気相成長法）を用いて形成すればよい。なお、上述のような、圧電層２２及び上部電極層２４の厚みの合計値に、例えば０．５μｍを加算した厚みの補強膜２７は、プラズマＣＶＤ法等で充分に実現できる厚みである。

なお、補強膜２７としては、本実施の形態では、圧電層２２の設けられた層と同じ層である下部電極層２０上に設けられている。しかし、このような形態に限られず、補強膜２７を複数の層の積層体として構成し、この複数の層のうちの１層に、圧電素子３０を構成する圧電層２２と同じ構成材料からなる圧電体膜２２Ａ（図５（Ｂ）参照）を用いて構成してもよい（図示省略）。

この場合には、例えば、下部電極層２０上に圧電層２２の構成材料からなる圧電体膜２２Ａ（図５（Ｂ）参照）を成膜した後に、パターニングすることによって、加圧液室１８の各々に対応する位置と、流路隔壁１４に対向する位置と、にのみ圧電体膜２２Ａを残す（図示省略）。そして、この流路隔壁１４に対向する位置に形成された圧電体膜２２Ａに、補強膜２７としての機能を満たす層（例えば、第１の実施の形態で説明した絶縁膜２６_１や保護膜２６_２）を順に形成することで、補強膜２７を形成すればよい。

なお、積層体として構成された補強膜２７における、複数の層のうちの１層として、圧電体膜２２Ａを用いる場合には、上記補強膜幅ＷＳは、第１の実施の形態で説明した絶縁膜２６_１や保護膜２６_２（図４参照）によって規定することが好ましい。そして、補強膜２７を構成する圧電体膜２２Ａの上記配列方向の幅は、該補強膜幅ＷＳより小さい幅となるようにパターニングすることが好ましい。

以上説明したように、本実施の形態における液滴吐出ヘッド１０Ｄでは、補強膜２７の厚みを厚くして補強膜２７を柱部２８Ｂとして機能させ、柱部２８Ｂを含まない本体部２８Ａのみを保護基板２８として機能させる。このため、保護基板２８に微細なパターン(凹部)を設けるための加工の必要が無くなる。したがって、本体部２８Ａ（保護基板２８）と補強膜２７との高精度な位置合わせによる接合が不要となり、製造工程の簡略化が図れる。

また、補強膜２７が板状の本体部２８Ａとしての保護基板２８で固定されているので、第１の実施の形態で説明した液滴吐出ヘッド１０の効果に加えて、相互干渉が更に抑制される。

なお、本実施の形態では、補強膜２７の厚みが、圧電層２２と上部電極層２４との厚みの合計より厚く、補強膜２７の加圧液室１８とは反対側の端面が、柱部２８Ｂを介さずに、本体部２８Ａに直接接合されている場合を説明した。

このように、補強膜２７の厚みが、圧電層２２と上部電極層２４との厚みの合計より厚い構成である場合には、本体部２８Ａ（保護基板２８）を補強膜２７には接合しない構成であってもよい。すなわち、図１４に示すように、本体部２８Ａ（保護基板２８）と、補強膜２７とが、接合されていない構成の液滴吐出ヘッド１０Ｅであってもよい。なお、液滴吐出ヘッド１０Ｅの構成は、本体部２８Ａを補強膜２７には接合しない構成とした以外は、上記液滴吐出ヘッド１０Ｄと同じ構成であるため、同じ構成である部分には液滴吐出ヘッド１０Ｄと同一符号を付与して詳細な説明を省略する。

なお、このような構成の液滴吐出ヘッド１０Ｅとした場合には、本体部２８Ａ（保護基板２８）と補強膜２７とが接合された構成の液滴吐出ヘッド１０Ｄに比べて、振動板１６の振動による相互干渉の抑制には劣るものの、流路隔壁１４の形状が上記実施例で説明した形状であることから、従来技術に比べれば、加圧液室１８間における相互干渉を抑制することができる。

１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ 液滴吐出ヘッド
１２ ノズル基板
１２Ａ ノズル孔
１４、１９、１９_１ 流路隔壁
１６ 振動板
１８ 加圧液室
２８ 保護基板
３０ 圧電素子
５０ 液滴吐出装置

特開２００７−２１０１９８号公報 特開２００８−１４３１６０号公報 特開２００１−２５３０７３号公報

Claims (9)

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、
   前記ノズル孔の各々に連通する複数の加圧液室間を仕切り且つ該加圧液室の配列方向に沿って配列された複数の流路隔壁を有する流路基板と、
   前記流路隔壁を介して前記ノズル基板に対向して配置された振動板と、
   前記振動板を介して前記加圧液室の各々に対向して配置され、該振動板の面に対して平行な方向への変位を該振動板に与える複数の圧電素子と、
   前記振動板を介して前記流路隔壁に対向して配置された補強膜と、
   を備え、
   前記流路隔壁の前記振動板との接合面における前記配列方向の幅が、前記補強膜の前記振動板側の端面における前記配列方向の幅より小さく、且つ前記流路隔壁は、前記振動板との接合面に連続し且つ該接合面に向かって前記配列方向の幅が小さい第１の部位を有する、液滴吐出ヘッド。
2. 前記第１の部位は、前記流路隔壁における前記ノズル基板と前記振動板との対向方向の一端部から他端部に渡る部位である請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
3. 前記第１の部位は、前記流路隔壁における前記ノズル基板と前記振動板との対向方向の前記振動板側の端部に設けられている、請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
4. 前記流路隔壁は、前記ノズル基板と前記振動板との対向方向の、前記第１の部位より前記ノズル基板側の第２の部位における前記配列方向の幅が、前記補強膜の前記振動板側の端面における前記配列方向の幅より小さい、請求項３に記載の液滴吐出ヘッド。
5. 前記流路隔壁は、前記ノズル基板と前記振動板との対向方向の、前記第１の部位より前記ノズル基板側の第２の部位における前記配列方向の幅が、前記補強膜の前記振動板側の端面における前記配列方向の幅以上である、請求項３に記載の液滴吐出ヘッド。
6. 前記振動板の前記圧電素子側に設けられ、前記圧電素子を外部から保護する保護基板を更に備え、
   前記保護基板は、前記補強膜に向かって突出した柱部を備え、該柱部の該補強膜側の端面は該補強膜に接合されてなることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の液滴吐出ヘッド。
7. 前記流路隔壁は、前記圧電素子の設けられた基板を、該圧電素子の設けられた側とは反対側の面からエッチングすることによって形成される、請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の液滴吐出ヘッド。
8. 請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置。
9. 請求項８に記載の液滴吐出装置を備えた印刷装置。

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