JP2016027961A - 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】保護膜の剥離を抑制して耐久性を向上すると共に、液体吐出不良や液体噴射特性の著しい低下を抑制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】液体を噴射するノズル開口２１に連通する圧力発生室１２と、前記圧力発生室１２の一方面を画成する振動板５０と、前記圧力発生室１２の内面に設けられて耐液体性を有する保護膜２００と、を具備し、前記振動板５０が振動することにより前記圧力発生室１２内の液体に圧力変化を生じさせて前記ノズル開口２１から液体を噴射する液体噴射ヘッドであって、前記圧力発生室１２内の前記振動板５０側の角部には、当該角部を覆うヤング率が１０ＧＰａ以下の樹脂材料で形成された樹脂部２３が凹状の円弧状で設けられ、前記圧力発生室１２の前記振動板５０に画成された側の幅ｗと、前記樹脂部２３の表面の半径ｒとの比率ｗ／ｒが、０．０１７以上、０．０８７以下である。【選択図】図３

Description

本発明は、ノズル開口から液体を噴射する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、例えば、一方面に開口する圧力発生室が形成された流路形成基板と、圧力発生室の一方面を画成する振動板を介して設けられた圧電アクチュエーターと、流路形成基板の圧力発生室が開口する一方面に接着剤を介して接着されて圧力発生室に連通するノズル開口が設けられたノズルプレートと、を具備し、流路形成基板の圧力発生室等の内面に耐インク性を有する保護膜を設けたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、流路形成基板とノズルプレートとを接着する接着剤が毛細管現象により圧力発生室の振動板上に流れ出し、流れ出した接着剤による振動板の変位低下が発生するため、振動板上に流れ出した接着剤を除去した液体噴射ヘッドが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００６−０８２５２９号公報 特開２００６−１７５６５４号公報

しかしながら、特許文献２のように、圧力発生室内の振動板上の接着剤を除去すると、振動板に変位を行わせた際に、振動板上の保護膜にクラックが発生し、クラックを介して流路形成基板がインクに浸食されて耐久性が低下するという問題がある。

また、保護膜がクラックによって剥離し、異物となってノズル開口の目詰まり（インク吐出不良）が発生する虞があるという問題がある。

さらに、振動板上への接着剤の流出量が多すぎると、振動板の変位を阻害して、変位低下が生じ、インク吐出特性が低下してしまうという問題がある。

なお、このような問題はインクジェット式記録ヘッドだけではなく、インク以外の液体を噴射する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、保護膜の剥離を抑制して耐久性を向上すると共に、液体吐出不良や液体噴射特性の著しい低下を抑制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する圧力発生室と、前記圧力発生室の一方面を画成する振動板と、前記圧力発生室の内面に設けられて耐液体性を有する保護膜と、を具備し、前記振動板が振動することにより前記圧力発生室内の液体に圧力変化を生じさせて前記ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッドであって、前記圧力発生室内の前記振動板側の角部には、当該角部を覆うヤング率が１０ＧＰａ以下の樹脂材料で形成された樹脂部が凹状の円弧状で設けられ、前記圧力発生室の前記振動板に画成された側の幅ｗと、前記樹脂部の表面の半径ｒとの比率ｗ／ｒが、０．０１７以上、０．０８７以下であ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、樹脂部を設けると共に、樹脂部の半径ｒの比率を規定することで、振動板の変位の著しい低下を抑制した状態で、保護膜の角部の応力を樹脂部によって緩和して、保護膜にクラックが発生したり、保護膜が剥離するなどの不具合を抑制することができる。

ここで、前記保護膜が酸化タンタルで形成されていることが好ましい。これによれば、酸化タンタルからなる保護膜によって、シリコン単結晶基板やガラスなどからなる流路形成基板を液体から保護することができる。

また、前記樹脂部が、前記ノズル開口が設けられたノズルプレートを前記流路形成基板に接着する際の接着剤で形成されていることが好ましい。これによれば、樹脂部を形成する工程を簡略化してコストを低減することができる。

また、前記樹脂部が、エポキシ系接着剤からなることが好ましい。これによれば、エポキシ系接着剤は、水蒸気のガスバリア性に優れているため、良好な気密封止が可能となる。

さらに、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、耐久性及び印刷品質を向上した液体噴射装置を提供することができる。

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平面図及び断面図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの要部を拡大した断面図である。 実施形態１に係る計算結果を示すグラフである。 一実施形態に係るインクジェット式記録装置の概略図である。

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分解斜視図であり、図２は、図１の平面図及びそのＡ−Ａ′線断面図であり、図３は、図２（ｂ）のＢ−Ｂ′線断面図である。

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、その一方の面には二酸化シリコンからなる厚さ０．５〜２μｍの弾性膜５０が形成されている。

流路形成基板１０には、他方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁１１によって区画された圧力発生室１２がその幅方向（短手方向）に並設されている。また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向の一端部側には、インク供給路１４と連通路１５とが隔壁１１によって区画されている。また、連通路１５の一端には、各圧力発生室１２の共通のインク室（液体室）となるマニホールド１００の一部を構成する連通部１３が形成されている。すなわち、流路形成基板１０には、圧力発生室１２、連通部１３、インク供給路１４及び連通路１５からなる液体流路が設けられている。

インク供給路１４は、圧力発生室１２の長手方向一端部側に連通し且つ圧力発生室１２より小さい断面積を有する。例えば、本実施形態では、インク供給路１４は、マニホールド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、このように、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１４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。さらに、各連通路１５は、インク供給路１４の圧力発生室１２とは反対側に連通し、インク供給路１４の幅方向（短手方向）より大きい断面積を有する。本実施形態では、連通路１５を圧力発生室１２と同じ断面積で形成した。

すなわち、流路形成基板１０には、圧力発生室１２と、インク供給路１４と、連通路１５とが複数の隔壁１１により区画されて設けられている。また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の一方面は、振動板を構成する弾性膜５０によって画成されている。

ここで、流路形成基板１０の圧力発生室１２、連通部１３、インク供給路１４及び連通路１５からなる液体流路の内壁表面（内面）には、耐インク性（耐液体性）を有する材料、例えば、酸化タンタル（ＴａＯ_x；アモルファス）からなる保護膜２００が設けられている。なお、このような保護膜２００の材料は、酸化タンタルに限定されず、使用するインクのｐＨ値によっては、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）等を用いてもよい。

保護膜２００の厚さとしては、流路形成基板１０がインクによって浸食されない程度の厚さであればよく、本実施形態では、約５０ｎｍの厚さで設けた。なお、ここでいう耐インク性とは、アルカリ性のインクに対する耐エッチング性のことである。このように、流路形成基板１０の液体流路の内面に保護膜２００を設けることにより、流路形成基板１０がインクにより侵食されるのを防止することができる。

一方、流路形成基板１０の圧力発生室１２等の液体流路が開口する一方面側には、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２２を介して接着されている。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、ステンレス鋼等からなる。また、接着剤２２としては、例えば、エポキシ系接着剤を用いることができる。なお、エポキシ系接着剤は、シリコンや酸化シリコンとの濡れ性に優れており、また、水蒸気のガスバリア性に優れているため、良好な気密封止が可能となる。

一方、このような流路形成基板１０のノズルプレート２０とは反対側の面には、上述したように、厚さが例えば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の酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜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の第１電極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の第２電極８０とが積層形成されて、圧電アクチュエーター３００を構成している。ここで、圧電アクチュエーター３００は、第１電極６０、圧電体層７０及び第２電極８０を含む部分をいう。一般的には、圧電アクチュエーター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、第１電極６０は圧電アクチュエーター３００の共通電極とし、第２電極８０を圧電アクチュエーター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。なお、上述した例では、弾性膜５０、絶縁体膜５５及び第１電極６０が振動板として作用するが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、弾性膜５０及び絶縁体膜５５を設けずに、第１電極６０のみが振動板として作用するようにしてもよい。また、圧電アクチュエーター３００自体が実質的に振動板を兼ねるようにしてもよい。

ここで、図３に示すように、圧力発生室１２の振動板（弾性膜５０）側の角部、すなわち、隔壁１１と弾性膜５０との境界であって、隔壁１１と弾性膜５０とで画成された角部には、この角部を覆うヤング率が１０ＧＰａ以下の樹脂材料からなる樹脂部２３が形成されている。ここで、樹脂部２３は、保護膜２００上に形成されたものであり、少なくとも圧力発生室１２の並設方向両側の角部に設けられていればよい。本実施形態では、流路形成基板１０の液体流路と弾性膜５０とで画成された角部に亘って連続して樹脂部２３を形成するようにした。

また、樹脂部２３は、表面が円弧状に凹んだ曲面となる形状を有する。すなわち、樹脂部は、隔壁１１と弾性膜５０とに跨って略三角形状の断面となり、この三角形状の圧力発生室１２側の表面（隔壁１１の表面と弾性膜５０の表面とを結ぶ面）が円弧凹面となっている。

また、樹脂部２３の材料は、ヤング率が１０ＧＰａ以下の樹脂材料であれば特に限定されないが、シリコンや酸化シリコンに対する濡れ性に優れたエポキシ系樹脂を用いるのが好適である。本実施形態では、樹脂部２３の形成方法として、ノズルプレート２０と流路形成基板１０とを接着する際の接着剤２２を圧力発生室１２の角部を毛細管現象によって伝わらせることで樹脂部２３を形成した。なお、樹脂部２３は、隔壁１１と弾性膜５０とで画成された角部に直接、樹脂材料を塗布や滴下することでも形成することができる。

そして、このような樹脂部２３は、圧力発生室１２の並設方向において、圧力発生室１２内の振動板（弾性膜５０）の保護膜２００が形成されていない領域である振動部の幅ｗと、樹脂部２３の表面の円弧凹面の半径ｒとの比率（ｗ／ｒ）が、０．０１７以上、０．０８７以下となっている。

このように振動板の振動部の幅ｗに対する樹脂部２３の半径ｒの比率（ｗ／ｒ）を０．０１７以上とすることにより、振動板の変位によって保護膜２００の特に隔壁１１と弾性膜５０とで画成された角部に相対向する領域でクラックが発生するのを抑制することができる。すなわち、保護膜２００には、隔壁１１と弾性膜５０とで画成された角部と同じ形状の角部が形成されるため、この角部に応力が発生することによって角部を基点としてクラックが発生してしまう。本実施形態では、この角部に樹脂部２３を設けることで、樹脂部２３が保護膜２００の角部に集中する応力を緩和して、保護膜２００にクラックが発生するのを低減することができる。

また、振動板の振動部の幅ｗに対する樹脂部２３の半径ｒの比率（ｗ／ｒ）を０．０８７以下とすることにより、樹脂部２３が振動板の変位を著しく低下させるのを抑制して、インク吐出特性の低下やばらつきが発生するのを抑制することができる。すなわち、樹脂部２３の半径ｒを規定するということは、振動板（弾性膜５０）上にはみ出した樹脂部２３のはみ出し量（幅）を規定しているということであり、このはみ出し量（幅）が大きすぎると、振動板の変位が著しく低下してしまうが、本実施形態では、樹脂部２３の半径ｒを規定することで、振動板の変位が著しく低下するのを抑制することができる。

なお、上述したように、ノズルプレート２０と流路形成基板１０とを接着する接着剤２２によって樹脂部２３を形成する場合には、接着剤２２の材料に対して、ノズルプレート２０と流路形成基板１０とを加圧する圧力や、加熱する温度、加熱時間等を調整することにより、制御することが可能である。本実施形態では、ノズルプレート２０と流路形成基板１０とを接着する接着剤として、エイブルボンド３４２−３７（商品名；日本エイブルスティック株式会社製）のエポキシ系低温硬化タイプ、粘度が１０００ｃｐ〜１４０００ｃｐを用いた。なお、この接着剤は、常温（２５℃）〜１５０℃の範囲で硬化が進み４８時間〜２時間で硬化が終了するものである。また、エイブルボンド３４２−３７は、硬化後のヤング率は１ＧＰａ以下となるものである。

ここで、樹脂部２３の半径を変えた場合と、ヤング率を変えた場合の振動板の変位量と、隔壁１１と弾性膜５０との角部（保護膜２００）の破壊の指標となる相当応力とを有限要素法によって計算した。これらの結果を図４に示す。なお、図４（ａ）は、樹脂部２３を設けていない角部の相当応力（１００％）に対して、振動板の振動部の幅ｗに対する樹脂部２３の半径ｒの比率を変化させて樹脂部２３を設けた場合の角部の相当応力を算出した結果を示すグラフである。また、図４（ｂ）は、樹脂部２３を設けていない場合の振動板の変位量（１００％）に対して、振動板の振動部の幅ｗに対する樹脂部２３の半径ｒの比率を変化させた際の結果を示すものである。

図４（ａ）に示すように、樹脂部２３を設けていない角部の相当応力（１００％）に対して、樹脂部２３を少しでも設けることで角部の相当応力を低下させることができる。この計算において、樹脂部２３を設けることによって、角部の相当応力を低下させることができる効果が実証された比率（ｒ／ｗ）の最小値が０．０１７となっている。なお、樹脂部２３のヤング率が１ＧＰａ、１０ＧＰａ、１００ＧＰａの何れであっても、樹脂部２３を設けることで、角部の相当応力は低下させることができる。

また、図４（ｂ）に示すように、樹脂部２３を設けていない場合の振動板の変位量（１００％）に対して、振動板の振動部の幅ｗに対する樹脂部２３の半径ｒの比率を増大させることで、振動板の変位量が低下する。このとき、ヤング率が１０ＧＰａの樹脂部２３では、振動板の変位量が９０％となるのが、比率（ｒ／ｗ）が０．０８７のときである。ちなみに、ヤング率が１００ＧＰａの樹脂部を設けた場合には、樹脂部を設けていない場合に対して振動板の変位量が９０％とするには、樹脂部の比率（ｒ／ｗ）をもっと小さく、すなわち、樹脂部のはみ出し量（半径ｒ）を小さくする必要があるが、一般的に接着剤２２として用いられる樹脂の硬化後のヤング率は１０ＧＰａ以下であるため、本実施形態では、ヤング率が１０ＧＰａ以下の樹脂に限定している。また、同様にヤング率が１ＧＰａの樹脂部では、振動板の変位量が９０％となるのは、樹脂部の比率（ｒ／ｗ）をもっと大きくしてもよい。

これらの結果から、本実施形態では、ヤング率が１０ＧＰａ以下の樹脂材料で形成された樹脂部２３であって、振動部の幅ｗに対する樹脂部２３の半径ｒの比率（ｒ／ｗ）が、０．０１７以上、０．０８７以下とすることで、保護膜２００の角部の相当応力を低減して、保護膜２００にクラック等の破壊が発生するのを抑制することができる。ちなみに、保護膜２００にクラックが発生すると、インクがクラック内に侵入し、流路形成基板１０がインクによって浸食されてしまう。また、保護膜２００はクラックによって剥離し、剥離した保護膜２００が異物となって、ノズル開口２１の目詰まり（インク吐出不良）を生じさせる。本実施形態では、保護膜２００のクラックを抑制することで、流路形成基板１０のインクによる浸食を抑制して耐久性を向上することができると共に、インク吐出不良等の不具合が発生するのを抑制することができる。

また、本実施形態では、振動板の振動部の幅ｗに対する樹脂部２３の半径ｒの比率（ｒ／ｗ）を規定することにより、樹脂部２３を設けることによる振動板の著しい変位量の低下（変位量が９０％よりも小さくなる）を抑制することができる。なお、振動板の変位量は、インクジェット式記録ヘッドＩの製造工程時の誤差等によって１０％程度前後するものであり、変位量の１０％以内の低下したものについては、製品化が可能なように駆動信号等の特性が設定されているものである。

このような各圧電アクチュエーター３００の第２電極８０には、流路形成基板１０のインク供給路１４とは反対側の端部近傍まで延設された金（Ａｕ）等のリード電極９０がそれぞれ接続されている。このリード電極９０を介して各圧電アクチュエーター３００に選択的に電圧が印加される。

このような圧電アクチュエーター３００が形成された流路形成基板１０上、すなわち、第１電極６０、弾性膜５０及びリード電極９０上には、マニホールド１００の少なくとも一部を構成するマニホールド部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。このマニホールド部３１は、本実施形態では、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の幅方向に亘って形成されており、上述のように流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるマニホールド１００を構成している。

また、保護基板３０の圧電アクチュエーター３００に対向する領域には、圧電アクチュエーター３００の運動を阻害しない程度の空間を有する圧電アクチュエーター保持部３２が設けられている。圧電アクチュエーター保持部３２は、圧電アクチュエーター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、保護基板３０には、保護基板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、各圧電アクチュエーター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、保護基板３０上には、並設された圧電アクチュエーター３００を駆動するための駆動回路１２０が固定されている。この駆動回路１２０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１２０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１２１を介して電気的に接続されている。

また、このような保護基板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、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によってマニホールド部３１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のマニホールド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、マニホールド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、マニホールド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１２０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第１電極６０と第２電極８０との間に電圧を印加し、弾性膜５０、絶縁体膜５５、第１電極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。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態１について説明したが、本発明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。上述した実施形態１では、振動板を構成する弾性膜５０が流路形成基板１０の圧力発生室１２の一方面を画成するようにしたが、特にこれに限定されず、隔壁１１が振動板として作用するインクジェット式記録ヘッドにも本発明を適用することが可能である。

また、例えば、上述した実施形態１では、ノズル開口２１からインク滴を吐出する圧力発生手段として、薄膜型の圧電アクチュエーター３００を用いて説明したが、特にこれに限定されるものではなく、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型の圧電アクチュエーターや、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型の圧電アクチュエーターを用いてもよい。

また、上述した実施形態１では、ノズル開口２１からインク滴を吐出する圧力発生手段として圧電アクチュエーター３００を用いて説明したが、特にこれに限定されず、例えば、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなどを使用することができる。

また、上述した実施形態１では、流路形成基板１０として、結晶面方位が（１１０）面のシリコン単結晶基板を例示したが、特にこれに限定されず、例えば、結晶面方位が（１００）面のシリコン単結晶基板を用いるようにしてもよく、また、ＳＯＩ基板、ガラス等の材料を用いるようにしてもよい。

また、これら各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５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５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に巻き掛けられて搬送されるようになっている。

また、上述したインクジェット式記録装置ＩＩでは、インクジェット式記録ヘッドＩ（ヘッドユニット１Ａ、１Ｂ）がキャリッジ３に搭載されて主走査方向に移動するものを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、インクジェット式記録ヘッドＩが固定されて、紙等の記録シートＳを副走査方向に移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装置にも本発明を適用することができる。

なお、上記実施の形態においては、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、また液体噴射装置の一例としてインクジェット式記録装置を挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド及び液体噴射装置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液体噴射ヘッドや液体噴射装置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、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）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、かかる液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置にも適用できる。

Ｉ インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、 ＩＩ インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、 １０ 流路形成基板、 １２ 圧力発生室、 １３ 連通部、 １４ インク供給路、 １５ 連通路、 ２０ ノズルプレート、 ２１ ノズル開口、 ２２ 接着剤、 ２３ 樹脂部、 ３０ マニホールド形成基板、 ４０ コンプライアンス基板、 ５０ 弾性膜、 ５５ 絶縁体膜、 ６０ 第１電極、 ７０ 圧電体層、 ８０ 第２電極、 ９０ リード電極、 １００ マニホールド、 １２０ 駆動回路、 ２００ 保護膜、 ３００ 圧電アクチュエーター。

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する圧力発生室と、前記圧力発生室の一方面を画成し、振動することにより前記圧力発生室内の液体に圧力変化を生じさせて前記ノズル開口から液体を噴射させる振動板と、前記圧力発生室の一方面とは交差する面を画成し、前記振動板と接触する隔壁と、前記圧力発生室の内面に設けられ、前記液体に対する耐液体性を有する保護膜と、前記振動板と前記隔壁との境界である前記圧力発生室の角部において、前記保護膜上に形成されて前記振動板および前記隔壁とともに前記保護膜を挟み、ヤング率が１０ＧＰａ以下の樹脂材料で形成された凹状の円弧状で設けられた樹脂部と、を備え、前記圧力発生室の前記振動板に画成された側の幅ｗと、前記樹脂部の表面の半径ｒとの比率ｒ／ｗが、０．０１７以上、０．０８７以下であ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、樹脂部を設けると共に、樹脂部の半径ｒの比率を規定することで、振動板の変位の著しい低下を抑制した状態で、保護膜の角部の応力を樹脂部によって緩和して、保護膜にクラックが発生したり、保護膜が剥離したりするなどの不具合を抑制することができる。
上記課題を解決する本発明は、液体噴射ヘッドの製造方法として、流路形成基板に、液体を噴射するノズル開口が設けられたノズルプレートを接着する工程と、前記ノズル開口に連通する圧力発生室を形成する工程と、前記圧力発生室の一方面を画成し、振動することにより前記圧力発生室内の液体に圧力変化を生じさせて前記ノズル開口から液体を噴射させる振動板を形成する工程と、前記圧力発生室の一方面とは交差する面を画成し、前記振動板と接触する隔壁を形成する工程と、前記圧力発生室の内面に設けられ、前記液体に対する耐液体性を有する保護膜を形成する工程と、前記振動板と前記隔壁との境界である前記圧力発生室の角部において、前記保護膜上に形成されて前記振動板および前記隔壁とともに前記保護膜を挟み、前記ノズルプレートを前記流路形成基板に接着する際の接着剤を毛細管現象により伝わらせて設ける樹脂部を形成する工程と、を備え、 前記圧力発生室の前記振動板に画成された側の幅ｗと、前記樹脂部の表面の半径ｒとの比率ｒ／ｗが、０．０１７以上、０．０８７以下であることを特徴とする。

Claims (5)

1. 液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室と、
   前記圧力発生室の一方面を画成する振動板と、
   前記圧力発生室の内面に設けられて耐液体性を有する保護膜と、を具備し、前記振動板が振動することにより前記圧力発生室内の液体に圧力変化を生じさせて前記ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッドであって、
   前記圧力発生室内の前記振動板側の角部には、当該角部を覆うヤング率が１０ＧＰａ以下の樹脂材料で形成された樹脂部が凹状の円弧状で設けられ、
   前記圧力発生室の前記振動板に画成された側の幅ｗと、前記樹脂部の表面の半径ｒとの比率ｗ／ｒが、０．０１７以上、０．０８７以下であることを特徴とする液体噴射ヘッド。
2. 前記保護膜が、酸化タンタルで形成されていることを特徴とする請求項１記載の液体噴射ヘッド。
3. 前記樹脂部が、前記ノズル開口が設けられたノズルプレートを前記流路形成基板に接着する際の接着剤で形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の液体噴射ヘッド。
4. 前記樹脂部が、エポキシ系接着剤からなることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載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。

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