JP2023034649A - 液体噴射ヘッド、および液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧電素子の近傍の弾性膜に付着する接着剤を均一化し、負荷の集中による弾性膜の破損を抑制することができる液体噴射ヘッド、および液体噴射装置を提供する。【解決手段】記録ヘッドは、圧力室１９の壁面部が形成された圧力室基板２０と、圧力室１９の天面部を形成する弾性膜２１と、弾性膜２１上に設けられた圧電素子２２と、圧力室１９の底面部を形成する連通板と、を備える液体噴射ヘッドであって、連通板の上面は、圧力室基板２０の下面と接着剤により接合され、連通板の上面には、圧力室１９へ液体を供給する供給開口４３と圧力室１９の液体をノズル４５へと導く排出開口４４とが設けられ、圧力室１９は、Ｘ方向に長手であり、圧力室１９の底面部のＸ方向の両端には、互いに鋭角をなす壁面部によって鋭角部３０Ａ，３０Ｂが形成され、鋭角部３０Ａおよび鋭角部３０Ｂは、積層方向に見て供給開口４３と排出開口４４とに重ならない。【選択図】図３Ｂ

Description

本発明は、液体噴射ヘッド、および液体噴射装置に関する。

特許文献１には、圧力室内の圧力変化によってノズルから液体を噴射する液体噴射ヘッドが記載されている。この液体噴射ヘッドは、圧力室基板と連通板とを備え、圧力室はこれらの基板を積層することにより形成されている。また、圧力室の天面には、圧電素子の変動に応じて変位する弾性膜が設けられている。圧力室基板は、例えば、表面を（１１０）面としたシリコン単結晶基板をウェットエッチングすることにより作製される。このため、圧力室の形状は、積層方向から見て平行四辺形状となり、平行四辺形の対角線上の隅には、２つの鋭角部が形成される。連通板には、圧力室に液体を供給する個別連通孔と、圧力室からノズルに向けて液体を排出するノズル連通孔とが形成されている。圧力室基板と連通板とは、液状の接着剤を用いて接合される。

特開２０１５－４２４８２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の液体噴射ヘッドでは、接着剤に起因して、弾性膜が破損してしまうおそれがあった。具体的には、圧力室基板と連通板とを接着する工程において、接着剤の一部は、接合面から漏れ出し、圧力室に形成された２つの鋭角部を起点に圧力室内に侵入し、毛細管力により、圧力室を構成する各面の境界に沿って流動する。また、漏れ出した接着剤の一部は、個別連通孔やノズル連通孔から連通板側に流動する。このように接着剤の流動経路が多岐にわたるため、圧電素子の近傍の弾性膜に付着する接着剤の量に偏りが生じやすい。このため、圧電素子を駆動した際に弾性膜の一部に負荷が集中し、弾性膜が破損してしまう場合があった。

液体噴射ヘッドは、ノズルに連通する圧力室の壁面部が形成された圧力室基板と、積層方向における前記圧力室基板の第１面側に設けられ、前記圧力室の天面部を形成する弾性膜と、前記弾性膜上に設けられた圧電素子と、前記積層方向における前記圧力室基板の前記第１面とは反対の第２面側に設けられ、前記圧力室の底面部を形成する連通板と、を備える液体噴射ヘッドであって、前記連通板の第３面は、前記圧力室基板の前記第２面と接着剤により接合されて、前記底面部を形成し、前記第３面には、前記圧力室へ液体を供給する供給開口と前記圧力室の液体を前記ノズルへと導く排出開口とが設けられ、前記圧力室は、前記積層方向に見て第１方向に長手であり、前記底面部の前記第１方向の一端には、互いに鋭角をなす前記壁面部によって第１鋭角部が形成され、前記底面部の前記第１方向の他端には、互いに鋭角をなす前記壁面部によって第２鋭角部が形成され、前記第１鋭角部は、前記積層方向に見て前記供給開口と前記排出開口とに重ならず、前記第２鋭角部は、前記積層方向に見て前記供給開口と前記排出開口とに重ならない。

液体噴射装置は、上記の液体噴射ヘッドを備える。

プリンターの構成を説明する斜視図。 記録ヘッドの断面図。 記録ヘッドの要部を拡大した断面図。 圧力室基板の要部を拡大した底面図。 記録ヘッドの製造過程を説明する断面図。 記録ヘッドの製造過程を説明する断面図。 第２実施形態における圧力室基板の要部を拡大した底面図。 第３実施形態における記録ヘッドの要部を拡大した断面図。 第３実施形態における圧力室基板の要部を拡大した底面図。 第３実施形態における記録ヘッドの製造過程を説明する断面図。

以下、第１実施形態について、添付図面を参照して説明する。以下に述べる実施形態では、好適な具体例として種々の限定がされているが、以下の説明において特に限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下の説明は、液体噴射装置として、インクジェット式の液体噴射ヘッドを搭載したプリンターを例に挙げて行う。

プリンター１の構成について、図１を参照して説明する。プリンター１は、記録紙等の記録媒体２の表面に対して、液体であるインクを噴射して画像等の記録を行う装置である。このプリンター１は、インクを噴射する液体噴射ヘッドとしての記録ヘッド３、この記録ヘッド３が取り付けられるキャリッジ４、キャリッジ４を主走査方向に移動させるキャリッジ移動機構５、記録媒体２を副走査方向に移送するプラテンローラー６等を備えている。上記のインクは、液体供給源としてのインクカートリッジ７に貯留されている。このインクカートリッジ７は、キャリッジ４に対して着脱可能に装着される。なお、インクカートリッジ７がプリンター１の本体側、すなわちキャリッジ４から離れた位置に配置され、インクカートリッジ７からインク供給チューブを通じて記録ヘッド３にインクが供給される構成を採用することもできる。

上記のキャリッジ移動機構５はタイミングベルト８を備えている。そして、このタイミングベルト８はＤＣモーター等のパルスモーター９により駆動される。従ってパルスモーター９が作動すると、キャリッジ４は、プリンター１に架設されたガイドロッド１０に案内されて、主走査方向に往復移動する。

次に記録ヘッド３について説明する。図２は、記録ヘッド３の断面図である。また、図３Ａは、記録ヘッド３の要部を拡大した断面図であり、図３Ｂは、記録ヘッド３を構成する圧力室基板２０の要部を拡大した底面図である。なお、記録ヘッド３は、図２における中心線１２に対して左右対称な構成であるため、図２では、中心線１２の右側の構成が省略されている。これ以降、図２における左右方向をＸ方向と呼び、奥行方向をＹ方向と呼び、上下方向をＺ方向とする。これらは互いに交差する関係にあり、本実施形態では直交する関係である。なお、Ｘ方向は第１方向に相当し、Ｙ方向は第２方向に相当し、Ｚ方向は、積層方向に相当する。また、Ｚ方向に見ることを「平面視」とも呼ぶ。また、図３Ｂでは、圧力室１９とＺ方向に重なる個別連通孔４０、ノズル連通孔４１およびノズル４５を二点鎖線で表している。

本実施形態における記録ヘッド３は、図２に示すように、圧力発生ユニット１３および流路ユニット１４を備え、これらの部材がＺ方向に積層された状態でケース１８に取り付けて構成されている。流路ユニット１４は、ノズルプレート１５、および連通板１６を有している。また、圧力発生ユニット１３は、圧力室１９が形成された圧力室基板２０、弾性膜２１、圧電素子２２、および保護基板２３が積層されてユニット化されている。

ケース１８は、圧力発生ユニット１３が接合された連通板１６が底面側に固定される合成樹脂製の箱体状部材である。このケース１８の平面視における中心部分には、Ｙ方向に沿って長尺な矩形状の開口を有する貫通空部２５が、ケース１８のＺ方向を貫通する状態で形成されている。この貫通空部２５には、図示しないヘッドケーブルの一端部が収容される。また、ケース１８の下面側には、当該下面からケース１８のＺ方向の途中まで直方体状に窪んだ収容空部２７が形成されている。この収容空部２７には、圧力発生ユニット１３が収容される。さらに、ケース１８には、インク導入路２８が形成されている。このインク導入路２８は、その下端が後述する連通板１６の共通液室３９と連通して、インクカートリッジ７からのインクを共通液室３９に導入する流路である。後述するように、本実施形態におけるノズルプレート１５には、インクを噴射する複数のノズル４５からなるノズル列がＹ方向に沿って２列形成され、インク導入路２８はインク列毎に設けられる。

圧力発生ユニット１３の構成部材である圧力室基板２０は、シリコン単結晶基板から作製されている。この圧力室基板２０には、ノズル４５と連通する圧力室１９が、ノズルプレート１５の各ノズル４５に対応して複数形成されている。本実施形態では、２列のノズル列に対応して圧力室１９の列がＹ方向に沿って２列形成されている。圧力室基板２０が後述する連通板１６に対して位置決めされた状態で接合されると、圧力室１９のＸ方向の一端部は、後述する連通板１６の個別連通孔４０と連通する。また、圧力室１９のＸ方向の他端部は、連通板１６のノズル連通孔４１と連通する。

圧力室基板２０の上面２０Ａ、すなわち連通板１６との接合面となる下面２０Ｂの反対側の面には、圧力室１９の上端側開口を封止する状態で、振動板として機能する弾性膜２１が形成されている。つまり、弾性膜２１は、圧力室１９の天面部を形成する。この弾性膜２１は、例えば厚さが約１μｍの二酸化シリコンから構成される。圧力室基板２０の上面２０Ａは第１面に相当し、圧力室基板２０の下面２０Ｂは第２面に相当する。

また、弾性膜２１上には、図示しない絶縁膜を介して圧電素子２２が形成されている。本実施形態の圧電素子２２は、所謂撓みモードの圧電素子２２であり、第１電極としての個別電極、圧電体層、および第２電極としての共通電極膜（何れも図示せず）が順次積層された後に、圧力室１９毎にパターニングされて構成されている。また、図３Ｂに示すように、圧電素子２２のうち、圧電体層が個別電極と共通電極膜とに挟まれた部位である活性部３５は、平面視において、圧力室基板２０の上端側開口よりも一回り小さく形成されている。そして、この圧力室基板２０の上端側開口と重なる領域に形成された弾性膜２１等が、圧電素子２２の駆動時に変位する能動部３７として機能する。なお、各圧電素子２２の個別電極からは、図示しない電極配線部が絶縁膜上にそれぞれ延出されており、これらの電極配線部の電極端子に相当する部分に、ヘッドケーブルの一端側の端子が接続される。そして、各圧電素子２２は、図示しない制御部からの制御信号がヘッドケーブルを通じて個別電極および共通電極膜間に印加されることにより、撓み変形する。また、圧電素子２２が形成された圧力室基板２０の上面２０Ａには、図２に示すように、保護基板２３が配置されている。この保護基板２３は下面側が開口した中空箱体状の部材であり、シリコン単結晶基板、金属、合成樹脂等から作製される。この保護基板２３の内部に、圧電素子２２が収容されている。

圧力室１９は、表面を（１１０）面としたシリコン単結晶基板からなる圧力室基板２０を、連通板１６との接合面である下面２０Ｂ側からエッチングすることにより板厚を貫通して作成される。圧力室基板２０において、圧力室１９を区画する壁面部は、（１１１）面からなる結晶方位面によって形成される。本実施形態では、図３Ｂに示すように、平面視において、圧力室１９の外縁がＸ方向を長手方向とする平行四辺形状に形成されている。つまり、圧力室１９の底面部、すなわち圧力室基板２０の下面２０Ｂ側において、Ｘ方向における一端部に、平面視において圧力室１９の外縁を形成する辺が互いに鋭角をなす鋭角部３０Ａが形成され、圧力室１９の外縁を形成する辺が互いに鈍角をなす鈍角部３１Ｂが形成されている。また、圧力室１９の底面部において、Ｘ方向における他端部には、平面視において圧力室１９の外縁を形成する辺が互いに鋭角をなす鋭角部３０Ｂが形成され、圧力室１９の外縁を形成する辺が互いに鈍角をなす鈍角部３１Ａが形成されている。鋭角部３０Ａは、第１鋭角部に相当し、鋭角部３０Ｂは、第２鋭角部に相当する。ここで、鋭角部３０Ａ、鋭角部３０Ｂ、鈍角部３１Ａ、鈍角部３１Ｂは、いずれも平面視において圧力室１９の外縁が形成する平行四辺形の頂点である。

圧力室１９は、図３Ｂに示すように、Ｘ方向における位置が活性部３５と同じである能動区間６２を有し、さらに能動区間６２のＸ方向における一端に隣接し、鋭角部３０Ａを含む区間である供給区間６１と、能動区間６２のＸ方向における他端に隣接し、鋭角部３０Ｂを含む区間である排出区間６３とを有している。また、圧力室１９は、Ｘ方向とＺ方向とに平行な壁面部と、（１１１）面からなる傾斜面３３との間に形成される境界部、および、Ｘ方向とＺ方向とに平行な壁面部と、弾性膜２１との間に形成される境界部を有している。いずれの境界部も平面視においてＸ方向に延在する。具体的には、圧力室１９は、鋭角部３０Ａを起点として鈍角部３１Ａを終点とする境界部３４Ａと、鋭角部３０Ｂを起点として鈍角部３１Ｂを終点とする境界部３４Ｂとを有している。境界部３４Ａは、第１境界部に相当し、境界部３４Ｂは、第２境界部に相当する。

さらに、能動区間６２のＹ方向における中心を通過し、Ｘ方向に延在する仮想直線を中心線６０としたとき、境界部３４Ａと中心線６０とのＹ方向における間隔は、供給区間６１から能動区間６２にかけて、すなわち鋭角部３０Ａから排出区間６３に至る範囲内において減少しておらず略一定である。同様に、境界部３４Ｂと中心線６０とのＹ方向における間隔も、排出区間６３から能動区間６２にかけて、すなわち鋭角部３０Ｂから供給区間６１に至る範囲内において減少しておらず略一定である。また、鋭角部３０Ａと鋭角部３０Ｂとは、平面視において、圧力室１９の外縁によって形成される平行四辺形の対角線上に位置しており、中心線６０に対して互いに反対側に設けられている。

流路ユニット１４の構成部材である連通板１６は、圧力室基板２０とノズルプレート１５との間に挟まれた基板である。すなわち連通板１６の上面１６Ａ側に圧力室基板２０が接合され、連通板１６の下面１６Ｂ側にノズルプレート１５が接合されている。このように、連通板１６は、圧力室基板２０の下面２０Ｂ側に設けられ、圧力室１９の底面部を形成する。これらの基板同士の接合には、液体状の接着剤が用いられる。なお、圧力室基板２０の下面２０Ｂと接合される連通板１６の上面１６Ａは第３面に相当する。本実施形態の連通板１６は、表面が（１１０）面からなるシリコン単結晶基板をエッチングすることにより作成される。そして、この連通板１６には、共通液室３９、個別連通孔４０、およびノズル連通孔４１が形成されている。また、個別連通孔４０はノズル４５からインクを噴射する際の効率を高めるための流路抵抗部としての機能も有し、その開口面積とＺ方向の長さとによって流路抵抗値が調整されている。

図２に示すように、個別連通孔４０およびノズル連通孔４１は、連通板１６の板厚方向であるＺ方向に貫通した流路であり、圧力室１９のＸ方向の両端部に連通している。個別連通孔４０の上端は、圧力室１９におけるＸ方向の一端側、具体的には中心線１２から遠い側の端部に接続されている。個別連通孔４０の下端は、共通液室３９に接続されている。共通液室３９は、ノズル列方向に沿って一連に形成された空部であり、連通板１６のＸ方向の外縁側に、ノズル列毎に形成されている。この共通液室３９は、Ｘ方向の外縁側から中心線１２側に向かって延出している。具体的には、共通液室３９は、連通板１６を下面１６ＢからＺ方向の途中まで凹ませて上面１６Ａ側に肉薄部４２を残した状態で圧力室１９の下方まで延出している。そして、この連通板１６の肉薄部４２に、Ｚ方向に貫通する個別連通孔４０が開口している。この個別連通孔４０により、共通液室３９のインクが圧力室１９に供給される。

また、ノズル連通孔４１の上端は、圧力室１９におけるＸ方向の他端側、具体的には中心線１２側の端部に接続されている。ノズル連通孔４１の下端は、ノズル４５に接続されている。つまり、ノズル連通孔４１は、ノズル４５に連通し、圧力室１９内のインクをノズル４５へと導く。なお、図３Ｂに示すように、これ以降、個別連通孔４０の上端側の開口を供給開口４３と呼び、ノズル連通孔４１の上端側の開口を排出開口４４と呼ぶ。つまり、連通板１６の上面１６Ａには、供給開口４３と排出開口４４とが設けられている。平面視において、供給開口４３は供給区間６１の一部に重なり、排出開口４４は排出区間６３の一部に重なる。

本実施形態では、連通板１６は表面が（１１０）面のシリコン単結晶基板をエッチングすることにより形成されるため、この個別連通孔４０およびノズル連通孔４１を区画する壁面部は、（１１１）面からなる結晶方位面によって形成される。すなわち供給開口４３および排出開口４４は、平面視において平行四辺形状に形成される。また、本実施形態の供給開口４３および排出開口４４は、圧力室基板２０の下面２０Ｂにおける圧力室１９の外縁よりもＹ方向の幅が狭くなるように形成され、平面視においてＹ方向の両端部は圧力室１９の外縁よりも内側に配置されている。つまり、供給開口４３および排出開口４４は、平面視で、圧力室基板２０の下面２０Ｂにおける圧力室１９の外縁に重ならない。

さらに、連通板１６の上面１６Ａ側において、供給開口４３および排出開口４４は、圧力室１９のＸ方向の両端に形成されている鋭角部３０Ａ，３０Ｂに平面視で重ならないように配置されている。具体的には、図３Ｂに示すように、平面視において、個別連通孔４０の供給開口４３は圧力室１９のＸ方向一端側の鋭角部３０Ａと重ならない位置に配置されている。また、ノズル連通孔４１の排出開口４４は圧力室１９のＸ方向他端側の鋭角部３０Ｂにと重ならない位置に配置されている。言い換えれば、鋭角部３０Ａおよび鋭角部３０Ｂの各々は、平面視で供給開口４３にも排出開口４４にも重ならない。

ノズルプレート１５は、ドット形成密度に対応したピッチで複数のノズル４５を列状に開設した、シリコン単結晶基板等から作成される板材である。本実施形態では、３６０ｄｐｉに対応するピッチで３６０個のノズル４５を列設することでノズル列が構成されている。また、本実施形態においては、ノズルプレート１５にはＹ方向に沿って２列のノズル列が形成されている。

このような構成の記録ヘッド３では、インクカートリッジ７からのインクを、インク導入路２８を通じて取り込むことで、記録ヘッド３内の共通液室３９や圧力室１９等の流路をインクで満たす。そして、制御部からの制御信号を、圧電素子２２に供給することで、圧電素子２２を撓ませる。これにより、弾性膜２１の能動部３７が変位し、圧力室１９内のインクに圧力変化が生じる。この圧力変化により、圧力室１９内のインクが、ノズル連通孔４１を介してノズル４５から噴射される。

次に、記録ヘッド３の製造方法について説明する。特に圧力室基板２０と連通板１６との接着工程について詳しく説明する。図４Ａおよび図４Ｂは、記録ヘッド３の製造過程を説明する断面図である。

圧力室基板２０、連通板１６、ノズルプレート１５等は、シリコンウェハーを所定のマスクパターンを用いてエッチングし、個々の基板に分断することで作製される。また、図４Ａに示すように、上記のようにして形成された圧力室基板２０の上面２０Ａに、弾性膜２１、圧電素子２２、および保護基板２３が積層され、圧力発生ユニット１３が作製される。

次に、ノズルプレート１５、連通板１６、および圧力発生ユニット１３を液体状の接着剤を用いて接合する。なお、接着剤としては、瞬間接着剤やＵＶ接着剤等が用いられる。まず、連通板１６の上面１６Ａのうち圧力発生ユニット１３に対応する部分に、転写等の塗布方法により、接着剤が略均一に塗布される。この状態で、図４Ａに示すように、圧力発生ユニット１３の下面、すなわち圧力室基板２０の下面２０Ｂが、連通板１６の上面１６Ａに押し当てられて接着される。このとき、連通板１６と圧力室基板２０との接合面から漏れ出た接着剤が圧力室１９の鋭角部３０Ａ，３０Ｂを起点として、毛細管力により境界部３４Ａ，３４Ｂにそれぞれ沿って、圧力室基板２０の上面２０Ａ側へ進行する。具体的には、図３Ｂに示すように、供給区間６１の鋭角部３０Ａからは、境界部３４Ａに沿って能動区間６２および排出区間６３に向けて接着剤が進行し、排出区間６３の鋭角部３０Ｂからは、境界部３４Ｂに沿って能動区間６２および供給区間６１に向かって接着剤が進行する。

次に、連通板１６の下面１６Ｂの全面に接着剤が略均一に塗布される。この状態で、図４Ｂに示すように、ノズルプレート１５が、連通板１６の下面１６Ｂに押し当てられて接着される。

最後に、図２に示すように、圧力発生ユニット１３が収容空部２７に収容されるようにケース１８が接着剤等を用いて連通板１６の上面１６Ａに接合される。このようにして、上記した記録ヘッド３を作成することができる。

以上説明したように、本実施形態では、平面視において、個別連通孔４０の供給開口４３およびノズル連通孔４１の排出開口４４を、圧力室１９の鋭角部３０Ａ，３０Ｂとそれぞれ重ならないように形成したので、鋭角部３０Ａ，３０Ｂを起点に漏れ出た接着剤は、境界部３４Ａ，３４Ｂに沿って流動する。つまり、漏れ出た接着剤が個別連通孔４０やノズル連通孔４１へ流動することが抑制され、流動経路が圧力室１９内に限定される。これにより、境界部３４Ａ，３４Ｂを流動する接着剤の量が安定し、能動区間６２の周囲に付着する接着剤の量がＹ方向の両側で均一化される。その結果、圧電素子２２の撓み変形に伴い、能動区間６２の境界部３４Ａ，３４Ｂに応力が加わった場合においても、接着剤の量が均一であるため、能動区間６２の境界部３４Ａ，３４Ｂにおける負荷が分散される。つまり、圧電素子２２を駆動した際に弾性膜２１の一部に負荷が集中しにくく、弾性膜２１の破壊を抑制することができる。一方で、平面視において、個別連通孔４０の供給開口４３およびノズル連通孔４１の排出開口４４を、圧力室１９の鋭角部３０Ａ，３０Ｂとそれぞれが重なるように形成した場合 においては、鋭角部３０Ａ，３０Ｂを起点に漏れ出た接着剤は、境界部３４Ａ，３４Ｂに沿って流動したり、個別連通孔４０やノズル連通孔４１へ流動したりする。つまり、境界部３４Ａ，３４Ｂを流動する接着剤の量が不安定になり、能動区間６２の周囲に付着する接着剤の量がＹ方向の両側で不均一になりやすい。こうした場合においては、本実施形態に比べて、圧電素子２２を駆動した際に弾性膜２１の一部に負荷が集中しやすく、弾性膜２１の破壊を抑制できない場合がある。

また、供給開口４３および排出開口４４を、平面視で圧力室１９の外縁と重ならないように形成したので、供給開口４３および排出開口４４の全体が、圧力室１９の開口部内に位置する。つまり、供給開口４３および排出開口４４は、連通板１６の上面１６Ａのうち、圧力室基板２０の下面２０Ｂと接着される領域に隣接しないこととなる。このため、供給開口４３および排出開口４４に形成されている鋭角部は、接着剤の侵入の起点にはならないため、個別連通孔４０や、ノズル連通孔４１への接着剤の流動がさらに抑制される。その結果、境界部３４Ａ，３４Ｂを流動する接着剤の量を一層安定化させることができる。

また、毛細管力の起点である２つの鋭角部３０Ａ，３０Ｂが、平面視で中心線６０に対して互いに反対側に形成されているので、能動部３７のＹ方向の両側に付着する接着剤の量をさらに均一化することができる。これは、鈍角部３１Ａ，３１Ｂにおいては、鋭角部３０Ａ，３０Ｂに比べて毛細管力が働きにくく、 鈍角部３１Ａ，３１Ｂを起点として、毛細管力により境界部３４Ａ，３４Ｂにそれぞれ沿って、圧力室基板２０の上面２０Ａ側へ進行する接着剤の量は、鋭角部３０Ａ，３０Ｂを起点として進行する接着剤の量に比べて少ない場合があるためである。

また、境界部３４Ａと中心線６０とのＹ方向における間隔が鋭角部３０Ａから能動区間６２にかけて減少せず、境界部３４Ｂと中心線６０とのＹ方向における間隔が鋭角部３０Ｂから能動区間６２にかけて減少しないため、接着剤の流動経路が複雑化せず、経路の途中での接着剤の滞留を抑制することが出来る。

また、鋭角部３０Ａが形成されている供給区間６１と、鋭角部３０Ｂが形成されている排出区間６３には、圧電素子２２の活性部３５が配置されていないため、鋭角部３０Ａ，３０Ｂに接着剤が滞留したとしても、この接着剤が能動部３７の振動に与える影響を抑制することができる。

上記した実施形態は、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。

例えば、上記した実施形態では、個別連通孔４０を、その開口面積とＺ方向の長さとを調節することにより、流路抵抗部として機能させていたが、流路抵抗部の構成はこれには限られない。図５に示す第２実施形態では、供給区間６１と排出区間６３の端部のそれぞれに、能動区間６２に比べてＹ方向の幅が狭い狭窄部５７Ａ、５７Ｂが形成されている。つまり、境界部３４Ａと中心線６０とのＹ方向における間隔は、供給区間６１において、鋭角部３０Ａから能動区間６２へ接近するにつれて増加して、能動区間６２における間隔と等しくなる。また、境界部３４Ｂと中心線６０とのＹ方向における間隔は、排出区間６３において、鋭角部３０Ｂから能動区間６２へ接近するにつれて増加して、能動区間６２における間隔と等しくなる。

また、狭窄部５７Ａの境界部３４Ａと中心線６０とのＹ方向における間隔は、狭窄部５７Ｂの境界部３４Ｂと中心線６０とのＹ方向における間隔と等しい。つまり、供給区間６１における境界部３４Ａと中心線６０とのＹ方向における間隔の増加幅は、排出区間６３における境界部３４Ｂと中心線６０とのＹ方向における間隔の増加幅と等しい。このようにすることで、境界部３４Ａ，３４Ｂの形状をさほど複雑化することなく、狭窄部５７ＡのＸ方向の長さで流路抵抗値を調整することができる。その結果、能動区間６２に付着する接着剤を均一化し、第１実施形態においても説明したように、圧電素子２２の撓み変形に伴う、能動区間６２の境界部３４Ａ，３４Ｂにおける負荷が分散され、弾性膜２１の破壊を抑制することができる。さらにそのうえで、より大きな流路抵抗を備えることができる。

なお、図５では、狭窄部５７Ａにおける境界部３４Ｂと中心線６０とのＹ方向の間隔を、能動区間６２に比べて減少させた例を示しているが、その限りではない。狭窄部５７Ａにおける境界部３４Ｂと中心線６０とのＹ方向の間隔は、任意の間隔となるよう減少させてもよいし、減少させなくてもよい。また、狭窄部５７Ｂにおける境界部３４Ａと中心線６０とのＹ方向の間隔についても同様である。その他の構成は、上記した実施形態と同じであるため、説明を省略する。

また、上記した実施形態では、個別連通孔４０や狭窄部５７Ａに流路抵抗部の機能を持たせていたが、これには限られない。図６Ａ～図６Ｃに示す第３実施形態では、連通板１６の上面１６Ａに突出部７０が設けられており、この突出部７０は、圧力室１９の一部をＺ方向に狭めて流路抵抗部７１を形成する。突出部７０および流路抵抗部７１は、平面視で供給開口４３と能動区間６２との間に配置される。突出部７０は、連通板１６の形成後に、上面１６Ａに塗布したフォトレジストをエッチングすることにより形成される。

その後、図６Ｃに示すように、圧力室基板２０の下面２０Ｂが、連通板１６の上面１６Ａに押し当てられて接着される。このとき、圧力室１９内に漏れ出た接着剤が毛細管力によって、圧力室１９の両端の鋭角部３０Ａ，３０Ｂを起点として境界部３４Ａ，３４Ｂのそれぞれに沿って、圧力室基板２０の上面２０Ａ側へ進行するが、突出部７０は境界部３４Ａ，３４Ｂに干渉しないため、接着剤の流動を阻害しない。このため、能動区間６２の周囲に付着する接着剤の量が均一化される。その結果、第１実施形態においても説明したように、圧電素子２２の撓み変形に伴う、能動区間６２の境界部３４Ａ，３４Ｂにおける負荷が分散され、弾性膜２１の破壊を抑制することができる。さらに、流路抵抗部７１の流路抵抗値の大部分は突出部７０のＺ方向の高さにより決まるため、上述のフォトレジストの塗布厚みを変えることにより、突出部７０の高さを変更し、簡便に流路抵抗部７１の抵抗値を変更することが可能となる。言い換えると、連通板１６に突出部７０を形成するための工程を追加し、塗布するフォトレジストの厚みを変更するだけで、多様な流路抵抗値を実現することが可能となる。なお、本実施形態においては、突出部７０の材料をフォトレジストとしたが、他の感光性樹脂材料を用いてもよい。あるいは、連通板１６の基材と同じ材料を用いてもよいし、連通板１６の基材とは異なる材料を用いて形成してもよい。

また、以上では、液体噴射ヘッドの一種であるインクジェット式の記録ヘッド３を例に挙げて説明したが、インク以外の液体を噴射するものにも適用することができる。例えば、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（Electro Luminescence）ディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ（生物化学素子）の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等にも本発明を適用することができる。

１…プリンター、２…記録媒体、３…記録ヘッド、４…キャリッジ、５…キャリッジ移動機構、６…プラテンローラー、７…インクカートリッジ、８…タイミングベルト、９…パルスモーター、１０…ガイドロッド、１２…中心線、１３…圧力発生ユニット、１４…流路ユニット、１５…ノズルプレート、１６…連通板、１６Ａ…上面、１６Ｂ…下面、１８…ケース、１９…圧力室、２０…圧力室基板、２０Ａ…上面、２０Ｂ…下面、２１…弾性膜、２２…圧電素子、２３…保護基板、２５…貫通空部、２７…収容空部、２８…インク導入路、３０Ａ，３０Ｂ…鋭角部、３１Ａ，３１Ｂ…鈍角部、３３…傾斜面、３４Ａ，３４Ｂ…境界部、３５…活性部、３７…能動部、３９…共通液室、４０…個別連通孔、４１…ノズル連通孔、４２…肉薄部、４３…供給開口、４４…排出開口、４５…ノズル、５７Ａ，５７Ｂ…狭窄部、６０…中心線、６１…供給区間、６２…能動区間、６３…排出区間、７０…突出部、７１…流路抵抗部。

Claims (11)

1. ノズルに連通する圧力室の壁面部が形成された圧力室基板と、
   積層方向における前記圧力室基板の第１面側に設けられ、前記圧力室の天面部を形成する弾性膜と、
   前記弾性膜上に設けられた圧電素子と、
   前記積層方向における前記圧力室基板の前記第１面とは反対の第２面側に設けられ、前記圧力室の底面部を形成する連通板と、
   を備える液体噴射ヘッドであって、
   前記連通板の第３面は、前記圧力室基板の前記第２面と接着剤により接合されて、前記底面部を形成し、
   前記第３面には、前記圧力室へ液体を供給する供給開口と前記圧力室の液体を前記ノズルへと導く排出開口とが設けられ、
   前記圧力室は、前記積層方向に見て第１方向に長手であり、
   前記底面部の前記第１方向の一端には、互いに鋭角をなす前記壁面部によって第１鋭角部が形成され、
   前記底面部の前記第１方向の他端には、互いに鋭角をなす前記壁面部によって第２鋭角部が形成され、
   前記第１鋭角部は、前記積層方向に見て前記供給開口と前記排出開口とに重ならず、
   前記第２鋭角部は、前記積層方向に見て前記供給開口と前記排出開口とに重ならない
   ことを特徴とする液体噴射ヘッド。
2. 前記積層方向に見たとき、前記圧力室基板の前記第２面における前記圧力室の外縁は、前記供給開口と前記排出開口とに重ならない
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
3. 前記圧電素子は、圧電体層が第１電極と第２電極に挟まれた活性部を有し、
   前記圧力室のうち、前記第１方向における位置が前記活性部と同じである区間を能動区間とし、
   前記積層方向と前記第１方向とに交差する方向を第２方向とし、
   前記能動区間の前記第２方向における中心を通過し、前記第１方向に延在する仮想直線を中心線としたとき、
   前記第１鋭角部と前記第２鋭角部とは、前記積層方向に見て前記中心線に対して互いに反対側に設けられている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の液体噴射ヘッド。
4. 前記圧力室は、前記能動区間と供給区間と排出区間とを有し、
   前記供給区間は、前記第１鋭角部を含み、前記能動区間の前記第１方向における一端に隣接した区間であり、前記供給区間の一部は、前記積層方向に見て前記供給開口に重なり、
   前記排出区間は、前記第２鋭角部を含み、前記能動区間の前記第１方向における他端に隣接した区間であり、前記排出区間の一部は、前記積層方向に見て前記排出開口に重なる
   ことを特徴とする請求項３に記載の液体噴射ヘッド。
5. 前記圧力室は、
   前記第１鋭角部を起点とし、前記壁面部と前記天面部との境界に沿って前記第１方向に延在する第１境界部と、
   前記第２鋭角部を起点とし、前記壁面部と前記天面部との境界に沿って前記第１方向に延在する第２境界部と、
   を有し、
   前記積層方向に見たとき、
   前記中心線と前記第１境界部との前記第２方向における間隔は、前記供給区間から前記能動区間かけて減少せず、
   前記中心線と前記第２境界部との前記第２方向における間隔は、前記排出区間から前記能動区間にかけて減少しない
   ことを特徴とする請求項４に記載の液体噴射ヘッド。
6. 前記積層方向に見たとき、
   前記中心線と前記第１境界部との前記第２方向における間隔は、前記供給区間において、前記第１鋭角部から前記能動区間へと接近するにつれて増加し、
   前記中心線と前記第２境界部との前記第２方向における間隔は、前記排出区間において、前記第２鋭角部から前記能動区間へと接近するにつれて増加する
   ことを特徴とする請求項５に記載の液体噴射ヘッド。
7. 前記積層方向に見たとき、
   前記供給区間における前記中心線と前記第１境界部との前記第２方向における間隔の増加幅は、
   前記排出区間における前記中心線と前記第２境界部との前記第２方向における間隔の増加幅と等しい
   ことを特徴とする請求項６に記載の液体噴射ヘッド。
8. 前記積層方向に見たとき、
   前記供給開口と前記能動区間との間には、前記圧力室が前記積層方向に狭められた流路抵抗部が形成されている
   ことを特徴とする請求項３から７のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
9. 前記流路抵抗部は、前記連通板に突出部を設けることで形成されている
   ことを特徴とする請求項８に記載の液体噴射ヘッド。
10. 前記突出部は、フォトレジストによって形成されている
    ことを特徴とする請求項９に記載の液体噴射ヘッド。
11. 請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドを備えたことを特徴とする
    液体噴射装置。

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