JP4569866B2 - 液体吐出ヘッド及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は液体吐出ヘッド及び画像形成装置に係り、特に液体を吐出する吐出口の配置を高密度にすることが可能な液体吐出ヘッド及び画像形成装置に関する。

画像形成装置として、多数のノズル（吐出口）を配列させたインクジェットヘッド（液体吐出ヘッド）を有し、このインクジェットヘッドと被記録媒体を相対的に移動させながら、ノズルから被記録媒体に向けてインクを吐出することにより、被記録媒体上に画像を記録するインクジェットプリンタ（インクジェット記録装置）が知られている。

このようなインクジェットプリンタは、一般に、インクタンクからインク供給路を介して圧力室にインクを供給し、画像データに応じた電気信号を圧電素子に付与して圧電素子を駆動することにより、圧力室の一部を構成する振動板を変形させて、圧力室の容積を減少させ、圧力室内のインクをノズルから液滴として吐出するようになっている。

近年、インクジェットプリンタにおいても写真プリント並みの高画質な画像を形成することが望まれている。これに対して、ノズルの径を小さくしてノズルから吐出されるインク液滴を小さくするとともに、ノズルを高密度に配列して単位面積あたりの画素数を多くすることによって、高画質を実現することが考えられている。

従来、振動板中にインク供給路を設けるとともに、複数の圧力室のそれぞれに液体を供給する共通液室（リザーバ等）を振動板の裏側（すなわち振動板を挟んで複数の圧力室が設けられた側とは反対側）に設けたものが知られている（例えば特許文献１、２、３を参照）。

ところで、ノズルの高密度化に伴って、ノズル間の相互干渉の問題が顕著になってくる。すなわち、圧力室を変形させてノズルからインクを吐出させる際に圧力室同士で結合状態が発生してインクの吐出に影響を及ぼすという、いわゆるクロストークの問題が、ノズル間の距離が小さくなって圧力室の密度が高くなるほどに顕著になる。

このようなクロストークの問題に対して、本発明者は、インク液路の中にインク液の流れに対して容量性を有する流体制御手段を設けたものを先に提案している（特許文献４を参照）。このような流体制御手段の具体的な態様としては、個別インク通路同士を仕切る隔壁の内部に気体封止空間や袋状凹部空間を設けたもの、個別インク通路同士を仕切る隔壁の末端面に粗面化処理を施したもの、及び、共通インク通路（あるいは個別インク通路）の壁面となっている部分に穿孔された外気と連通する孔（ダミーノズル）を形成したもの等を例示している。

また、複数の圧力室が設けられたプレートと複数の圧力室にそれぞれインクを補充する共通液室（マニホールド室）が設けられたプレートとの間に介装されたプレート（スペーサプレート）に、マニホールド室側に開放された凹溝を複数の圧力室にまたがるように形成したものも提案されている（特許文献５を参照）。

また、ノズルを１ライン配列したインクジェットヘッドにおいて、複数の圧力室にインクを供給するインク供給タンクの側壁に、複数の圧力室の圧力変動を吸収する薄肉部を設けたものも提案されている（特許文献３を参照）。
特開平９−２２６１１４号公報 特開２０００−１２７３７９号公報 特開２００１−１７９９７３号公報（特に図１及び図２） 特開２００３−３９６６５号公報（特に図６） 特開２００２−２３４１５５号公報（特に図６及び図７）

従来のインクジェットヘッドのように、振動板を挟んで共通液室を圧力室が設けられた側と反対側に設けたとしても、ノズル配列の密度を上げていくにつれて、圧電素子に駆動信号を供給する駆動配線等の電気配線の実装面積が狭くなって電気配線の高密度化が困難となり、結局、ノズル配列の高密度化に限界を生じるという問題がある。

具体的には、ノズルを１ラインだけ配列したインクジェットヘッド（例えば特許文献３を参照）であれば、共通液室よりも外側に駆動配線を１ライン分だけ配設すればよいが、ノズルを格子状又は千鳥状に２次元配列したフルライン型のインクジェットヘッドでは、共通液室の下側に２次元配列された多数の圧電素子のそれぞれから共通液室の外側に向けて引き出すようにして多数の駆動配線を配設しなければならず、実装上の問題から駆動配線の高密度化がどうしても困難になり、ノズル配列の高密度化も困難になる。

次に、ノズル配列の高密度化に対して障害となるノズル間の相互干渉（いわゆるクロストーク）について考察しておく。

例えば特許文献１〜３に記載されたインクジェットヘッドは、ノズル長Ｌと供給路高さＨとを互いに独立に設計できる構造であり、ノズル長Ｌを小さくしつつ、供給路高さＨを大きくすることにより、ノズルの吐出応答特性を悪化させることなく、ノズルへのインクの再充填特性を高めることができる。

ここで、供給路高さＨを大きくしていくと、供給路のインピーダンスの粘性抵抗分が下がる効果があり、各ノズルのランダムなインク消費（吐出パターンの違いによりインク消費量は変わる）による供給路の圧力変化（吐出外乱となる）を低下させることができる一方で、供給路の慣性を増してしまうという弊害もある。すなわち、大きな流路を背負うと、外部振動などによる流路中の液体の慣性の影響（いわゆるスロッシング）がどうしても大きくなってしまう。

また、容量性を有した、いわゆるダンパを設けて容量Ｃを大きくする対策も考えられる。ダンパとしては、例えば、特許文献３に記載の共通液室の側壁に形成した薄肉部、特許文献４に記載の流体制御手段、特許文献５に記載の複数の圧力室をまたがるように配設された凹溝等がある。

前述のノズル長さＬと供給路高さＨを独立に設定して最適化するという対策や、ダンパを実装するという対策は、いわゆる受動素子（Ｒ、Ｌ、Ｃ）の最適化を行うという対策であって、その受動素子の最適値は、出力する絵柄や印字率などのランダムに変化する画像形成の条件により異なり、圧力室同士で影響を及ぼし合う圧力をある程度緩和する効果までは期待できるが、圧力室同士で影響を及ぼし合う圧力をリセットする効果までは期待できない点に留意する必要がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、圧電素子に駆動信号を供給する駆動配線等の電気配線を容易に高密度化できるとともにノズル間の相互干渉を防止することができ、もってノズルを高密度化する際の困難性を取り除くことができる液体吐出ヘッド及び画像形成装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、複数のノズルが配置されたノズル面と、複数の圧電素子が配置された振動板と、前記ノズル面及び前記振動板の間に形成されて、前記複数のノズルのそれぞれから吐出される液体に対して圧力を付与する複数の圧力室と、前記振動板を挟んで前記複数の圧力室が形成された側とは反対側に形成されて、前記複数の圧力室のそれぞれに供給口を介して連通する共通液室と、を備え、前記圧電素子は、前記振動板の前記圧力室が形成された側とは反対側の面に配置され、前記共通液室は、少なくとも一部が該共通液室内を貫通するように、前記圧電素子が配置された面に対して垂直方向に形成された複数の電気配線を有するとともに、隣接する前記複数の電気配線同士を結んだ形状の梁部と前記供給口に対向して配置された薄膜とで構成された天井プレートを有し、前記薄膜は前記梁部よりも薄い形状で形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッドを提供する。

この構成によって、電気配線は、その少なくとも一部が共通液室内を貫通するように、圧電素子が配置された面に対して略垂直方向に形成され、その共通液室の液体と接する面の少なくとも一部が薄膜で形成されているので、共通液室の外側や下側に多数の電気配線を配設することなく高密度化することができ、しかも、ノズル間の相互干渉（いわゆるクロストーク）を防止することができるので、ノズルを高密度化する際の困難性を取り除くことができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記薄膜が、前記供給口の軸線に対して垂直に形成されている構成となっている。

この構成によって、圧力室から共通液室に対して逆流する方向に伝播する圧力を、供給口の軸線に対して略垂直に形成された薄膜によって容易にリセットすることができ、更なるクロストークの防止が可能になる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記薄膜を介して前記共通液室に接するとともに大気と連通する気体室を備えた構成となっている。

この構成によって、圧力室から共通液室に逆流する方向に伝播する圧力を、気体室内の大気圧により薄膜を介して容易にリセットすることができ、更なるクロストークの防止が可能になる。

また、本発明は、複数のノズルが配置されたノズル面と、複数の圧電素子が配置された振動板と、前記ノズル面及び前記振動板の間に形成されて、前記複数のノズルのそれぞれから吐出される液体に対して圧力を付与する複数の圧力室と、前記振動板を挟んで前記複数の圧力室が形成された側とは反対側に形成されて、前記複数の圧力室のそれぞれに連通する共通液室と、を備え、前記圧電素子は、前記振動板の前記圧力室が形成された側とは反対側の面に配置され、前記共通液室は、少なくとも一部が該共通液室内を貫通するように、前記圧電素子が配置された面に対して垂直方向に形成された複数の電気配線を有するとともに、大気と連通する大気連通孔が前記ノズルの径よりも小さい径で壁面に形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッドを提供する。

この構成によって、電気配線は、その少なくとも一部が共通液室内を貫通するように、圧電素子が配置された面に対して略垂直方向に形成され、その共通液室の壁面には大気と連通する大気連通孔が前記ノズルの径よりも小さい径で形成されているので、共通液室の外側や下側に多数の電気配線を配設することなく高密度化することができるともに、ノズル間の相互干渉（いわゆるクロストーク）を防止することができるので、ノズルを高密度化する際の困難性を取り除くことができる。しかも、簡便な構成で共通液室内の圧力を規定することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを備えた構成になっている。

この構成によって、高密度化されたノズルにより、高密度で画像を形成することができる。

本発明によれば、圧電素子に駆動信号を供給する駆動配線等の電気配線を容易に高密度化することができるとともに、ノズル間の相互干渉を防止することができ、もってノズルを高密度化する際の困難性を取り除くことができる。

以下、添付した図面を参照して、本発明に係る液体吐出ヘッド及びこれを備えた画像形成装置について詳細に説明する。

図１は、本発明に係る液体吐出ヘッドを有する画像形成装置としてのインクジェット記録装置の例の概略を示す全体構成図である。

図１に示すように、このインクジェット記録装置１０は、インクの色毎に設けられた複数の印字ヘッド（液体吐出ヘッド）１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙを有する印字部１２と、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１４と、記録紙１６を供給する給紙部１８と、記録紙１６のカールを除去するデカール処理部２０と、前記印字部１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１６の平面性を保持しながら記録紙１６を搬送する吸着ベルト搬送部２２と、印画済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部２６とを備えている。

図１では、給紙部１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。

ロール紙を使用する装置構成の場合、図１のように、裁断用のカッター２８が設けられており、該カッター２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター２８は、記録紙１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃２８Ａと、該固定刃２８Ａに沿って移動する丸刃２８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃２８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃２８Ｂが配置されている。なお、カット紙を使用する場合には、カッター２８は不要である。

複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコードあるいは無線タグ等の情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。

給紙部１８から送り出される記録紙１６はマガジンに装填されていたことによる巻き癖が残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部２０においてマガジンの巻き癖方向と逆方向に加熱ドラム３０で記録紙１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。

デカール処理後、カットされた記録紙１６は、吸着ベルト搬送部２２へと送られる。吸着ベルト搬送部２２は、ローラー３１、３２間に無端状のベルト３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１２のノズル面に対向する部分が平面（フラット面）をなすように構成されている。

ベルト３３は、記録紙１６幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引孔（図示省略）が形成されている。図１に示したとおり、ローラー３１、３２間に掛け渡されたベルト３３の内側において印字部１２のノズル面に対向する位置には吸着チャンバー３４が設けられており、この吸着チャンバー３４をファン３５で吸引して負圧にすることによってベルト３３上の記録紙１６が吸着保持される。ベルト３３が巻かれているローラー３１、３２の少なくとも一方にモータ（図示省略）の動力が伝達されることにより、ベルト３３は図１において、時計回り方向に駆動され、ベルト３３上に保持された記録紙１６は、図１の左から右へと搬送される。

縁無しプリント等を印字するとベルト３３上にもインクが付着するので、ベルト３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部３６が設けられている。ベルト清掃部３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、あるいはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラー線速度を変えると清掃効果が大きい。

なお、吸着ベルト搬送部２２に代えて、ローラー・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラー・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面にローラーが接触するので、画像が滲み易いという問題がある。したがって、本例のように、印字領域では画像面と接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。

吸着ベルト搬送部２２により形成される用紙搬送路上において印字部１２の上流側には、加熱ファン４０が設けられている。加熱ファン４０は、印字前の記録紙１６に加熱空気を吹きつけ、記録紙１６を加熱する。印字直前に記録紙１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。

印字部１２は、最大紙幅に対応する長さを有するライン型ヘッドを紙搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に配置した、いわゆるフルライン型の印字ヘッドとなっている（図２参照）。

図２に示すように、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙは、本インクジェット記録装置１０が対象とする最大サイズの記録紙１６の少なくとも一辺を超える長さにわたってインク吐出口（ノズル）が複数配列された印字ヘッドで構成されている。

記録紙１６の搬送方向（紙搬送方向）に沿って上流側（図１の左側）から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に各色インクに対応した印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙが配置されている。記録紙１６を搬送しつつ各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙからそれぞれ色インクを吐出することにより記録紙１６上にカラー画像を形成し得る。

このように、紙幅の全域をカバーするフルラインヘッドがインク色毎に設けられてなる印字部１２によれば、紙搬送方向（副走査方向）について記録紙１６と印字部１２を相対的に移動させる動作を一回行うだけで（すなわち、一回の副走査で）記録紙１６の全面に画像を記録することができる。これにより、印字ヘッドが紙搬送方向と直交する方向（主走査方向）に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。

また本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態には限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタ等のライト系インクを吐出する印字ヘッドを追加する構成も可能である。

図１に示したように、インク貯蔵／装填部１４は、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するタンクを有し、各タンクは図示を省略した管路を介して各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段等）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。

印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙの後段には、後乾燥部４２が設けられている。後乾燥部４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹きつける方式が好ましい。

多孔質のペーパに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。

後乾燥部４２の後段には、加熱・加圧部４４が設けられている。加熱・加圧部４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラー４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。

このようにして生成されたプリント物は、排紙部２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部２６Ａ、２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える選別手段（図示省略）が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）４８によってテスト印字の部分を切り離す。カッター４８は、排紙部２６の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に、本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター４８の構造は前述した第１のカッター２８と同様であり、固定刃４８Ａと丸刃４８Ｂとから構成されている。

また、図示を省略したが、本画像の排出部２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられている。

次に、印字ヘッド（液体吐出ヘッド）のノズル（液体吐出口）の配置について説明する。インク色毎に設けられている各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号５０によって印字ヘッドを表すものとし、図３に印字ヘッド５０の平面透視図を示す。

図３において、印字ヘッド５０は、インクを液滴として吐出するノズル５１、インクを吐出する際にインクに圧力を付与する圧力室５２、及び、図３では図示を省略した共通液室から圧力室５２に対してインクを供給するインク供給口５３を含んで構成される圧力室ユニット５４が、２次元マトリクス状に配列されて構成されている。

図３に示す例においては、各圧力室５２を上方から見た場合に、その平面形状は略正方形状をしている。圧力室ユニット５４は、その対角線の一方の端にノズル５１が形成され、他方の端にインク供給口５３が設けられている。なお、図３に示すように各圧力室５２を上方から見た場合における平面形状が略正方形状である場合を例に説明したが、本発明において圧力室５２の平面形状はこのような正方形に限定されるものではない。

また、図４は他の印字ヘッドの構造例を示す平面透視図である。図４に示すように、複数の短尺ヘッド５０’を２次元の千鳥状に配列して繋ぎ合わせて、これらの複数の短尺ヘッド５０’全体で印字媒体の全幅に対応する長さとなるようにして１つの長尺のフルラインヘッドを構成するようにしてもよい。

印字ヘッド５０の基本的な構成を説明するために、図５に印字ヘッド５０の一部を簡略化した斜視透視図を示す。

図５に簡略化して示す印字ヘッド５０は、インクを吐出する際にインクに圧力を付与する圧力室５２の上に振動板５６が配置され、振動板５６の上にはピエゾ等の圧電体で構成される圧力発生手段としての圧電素子５８が配置されている。振動板５６は、圧電素子５８によって発生された圧力を圧力室５２に伝達する。また、振動板５６は、圧電素子５８を挟む一方の電極（共通電極）を構成しており、圧電素子５８の直上に配置された個別電極５７は、振動板５６に対応する他方の電極を構成する。

個別電極５７の端面から外側への電極接続部として電極パッド５９が引き出されて形成され、電極パッド５９の上には、圧電素子５８の配置された面（図５に示す印字ヘッド５０では振動板５６の上面）に対して略垂直方向に立ち上がるように、柱状の電気配線９０が形成されている。この柱のように立ち上がった電気配線９０は、その形状からエレキ柱とも呼ぶこととする。電気配線９０の上には多層のフレキシブルケーブル９２が配置されており、フレキシブルケーブル９２から電気配線９０及び個別電極５７を介して圧電素子５８に駆動信号が供給されるようになっている。

また、振動板５６とフレキシブルケーブル９２との間の電気配線９０が立ち並んだ空間は、各インク供給口５３を介して各圧力室５２にインクを供給するための共通液室５５となっている。このように電気配線９０は、フレキシブルケーブル９２を下から支え、共通液室５５となる空間を形成している。逆に言うと、電気配線９０（エレキ柱）は、共通液室５５内を立ち上がって共通液室５５を貫通するように形成されている。

なお、ここに示した柱状の電気配線９０は、多層のフレキシブルケーブル９２を下から支えるようになっているが、多層のフレキシブルケーブル９２を配設する代わりに、圧電素子５８を駆動するＩＣ（Integrated Circuit）チップを柱状の電気配線９０に直接的に接続するようにしてもよい。なお、図示を簡略化しているが、共通液室５５の天井は絶縁性の保護膜（天井プレート）で構成されている。

また、ここに示した電気配線９０は、各圧電素子５８に対して１つずつ形成され、一対一に対応しているが、配線数（エレキ柱の数）を削減するために、いくつかの圧電素子５８に対する配線をまとめて１つの電気配線９０とするように複数の圧電素子５８に対して１つの電気配線９０が対応するようにしてもよい。さらに、個別電極５７ばかりでなく、共通電極（振動板５６）に対する配線も柱状の電気配線９０として形成するようにしてもよい。不吐出を検出するための圧力センサ（図示を省略）から出力されるセンサ信号を伝送する配線も柱状の電気配線として構成してもよい。

また、ここに示した共通液室５５は、図３に示した全ての圧力室５２にインクを供給するように、圧力室５２が形成された全領域に渡って形成される１つの大きな空間となっているが、共通液室５５は、このように一つの空間として形成されるものには限定されず、いくつかの領域に分かれて複数に形成されていてもよい。

図５に示すように圧力室５２は、ノズル５１が底面に形成され、この底面のノズル５１と対角をなす上面側の部分に、共通液室５５と連通するインク供給口５３が設けられている。インク供給口５３は振動板５６を貫いており、共通液室５５と圧力室５２とはインク供給口５３を介して真っ直ぐに連通している。これにより、共通液室５５と圧力室５２を流体的に直接繋ぐことが出来る。

振動板５６は、各圧力室５２に共通のものとし１枚のプレートで形成されている。そして、振動板５６の各圧力室５２に対応する部分に、圧力室５２を変形させるための圧電素子５８が配置されている。圧電素子５８に電圧を印加して駆動するための電極（共通電極と個別電極）が圧電素子５８を挟むようにその上下面に形成されている。

また、図５では図示を省略したが、共通液室５５はインクで満たされるため、共通電極としての振動板５６、個別電極５７、電気配線９０及びフレキシブルケーブル９２のインクと接触する面はそれぞれ絶縁性の保護膜で覆われている。

また、図５では図示を省略したが、振動板５６と電極パッド５９との間にも絶縁膜が形成されている。

なお、上述したような印字ヘッド５０の各サイズは、特に限定されるものではないが、一例を示すと、圧力室５２は平面形状が３００μｍ×３００μｍの略正方形（インク流れのよどみ点を排除する目的で角は面取りされている。）で、高さが１５０μｍ、振動板５６及び圧電素子５８はそれぞれ厚さが１０μｍ、電気配線９０（エレキ柱）は電極パッド５９との接続部の直径が１００μｍ、高さは５００μｍ等のように形成される。

なお、電気配線９０(エレキ柱)は、実際には、電気配線９０を構成する導電体の外側に、インクと絶縁するための絶縁体が設けられる。

図６は、電気配線９０の一例を示す斜視図である。なお、電気配線９０を導電体として図示している。

図６において、円柱状の導電体９０の周囲に、導電体９０と同一の軸線を有し、導電体９０の径よりも大きな外径の絶縁体６０（「周囲部」ともいう）を設けている。このような絶縁体６０によって液体から絶縁される電気配線９０が、共通液室５５を貫通するように配設されている。

図７は、電気配線９０の他の例を示す斜視図である。なお、図７でも図６と同様に、電気配線９０を導電体として図示している。

図７の例では、図６の例と異なり、帯状の形状を有する絶縁体からなる第１の配線プレート６１（６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ）と第２の配線プレート６２ｄ（６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ）とが、交互に積層されて、互いに段違いで交差し、これらの第１の配線プレート６１と第２の配線プレート６２とが段違いで交差する部分６３に、導電体としての電気配線９０が形成されている。

なお、図７では、ひとつの圧電素子５８（又はひとつの圧力室５２）に対して、４条の第１の配線プレート６１（６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ）と、４条の第２の配線プレート６２（６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ）とが、共通液室５５内で交互に積層された部分を示しており、ひとつの圧電素子５８（又はひとつの圧力室５２）に対して配線プレート６１、６２は段違いの井桁を構成するように積層されている。

圧電素子５８の配設面（図７では振動板５６の上面）と垂直な方向において、第１の配線プレート６１同士の隙間（図７では、符号６１ａを付した配線プレートと符号６１ｂを付した配線プレートとの隙間、及び、符号６１ｃを付した配線プレートと符号６１ｄを付した配線プレートとの隙間）、第２の配線プレート６２同士の隙間（図７では、符号６２ａを付した配線プレートと符号６２ｂを付した配線プレートとの隙間、及び、符号６２ｃを付した配線プレートと符号６２ｄを付した配線プレートとの隙間）、及び、配線プレート６１、６２と共通液室５５の底面又は天井との隙間が共通液室５５内に形成されている。すなわち、その開口断面が長方形状である複数の流路が共通液室５５内に形成されている。なお、共通液室５５自体をひとつの流路（共通流路）として見た場合には、配線プレート６１、６２の積層構造によって形成された前述の複数の流路は、共通流路の一部を構成するともいえる。

このような段違いで井桁状の積層構造（印字ヘッド５０全体では、段違いで格子状の積層構造になっている）により、印字ヘッド５０に剛性を持たせるとともに、共通液室５５内におけるインクの流動を可能にしている。

なお、共通液室５５内に配設された電気配線９０の配設態様は、図６や図７に示す例に特に限定されるものではないが、電気配線９０が、共通液室５５内を立ち上がって共通液室５５を貫通するようにして圧電素子５８の配設面に対して略垂直に形成することにより、ノズル５１を高密度化することができる。例えば、図６に示すような同一断面積の円柱ではなく、下から上に向かって徐々に断面積が大きくなるように形成された、いわゆるテーパ状であってもよい。

以下、図６に示すように、導電体９０（電気配線）の周囲に導電体９０と同一軸を有する絶縁体６０（周囲部）を設けた場合を例に説明することにする。これは、説明を簡略に行うためにそうするのであって、図７に示すような構造を用いて印字ヘッド５０に剛性を与えてもよいことは言うまでもない。

図５乃至図７を用いて説明したように共通液室５５内を略垂直に立ち上がって共通液室５５を略垂直方向に貫通するように配設された複数の電気配線９０を有する印字ヘッドにおいて、ノズル５１間の相互干渉（いわゆるクロストーク）を防止するための各種の態様について、以下、第１から第５までの実施形態に分けて詳説する。

図８は、本発明に係る液体吐出ヘッドとしての第１実施形態の印字ヘッド５０の一部を示す斜視図である。図８では、本発明の理解を容易にするため、印字ヘッド５０の共通液室５５より上の部分のみの構造を示しており、実際には、図５を用いて説明したように、２次元配列された複数の圧電素子５８の下側には振動板５６を介して２次元配列された複数の圧力室５２が圧電素子５８とは一対一で配置されている。また、印字ヘッド５０の平面図を図９に示しておく。

図８に示されるように、天井プレート７０は、共通液室５５の上面を構成する。この天井プレート７０の上面には、共通液室５５内を略垂直に立ち上がった複数の電気配線９０の端部１９０が露出し、圧電素子５８に対して駆動信号をフレキシブルケーブル等の外部から供給するための外部側電極１９０を構成している。これらの複数の外部側電極１９０は、天井プレート７０上で２次元配列されている。

その一方で、天井プレート７０には、薄膜７１及び側壁７２からなる複数の凹部７３が２次元配列されている。言い換えると、共通液室５５内のインクと接する共通液室５５の上面に２次元配列された複数の薄膜７１が形成されている。

複数の凹部７３は、隣接する電気配線９０同士の端部１９０を結んで構成される格子状の梁部７４を天井プレート７０に形成するようにして天井プレート７０に配置されている。すなわち、天井プレート７０の上面から略垂直に又は傾斜をもって下るように形成された側壁７２を境界として、格子状の梁部７４と複数の薄膜７１とが天井プレート７０に区画形成されている。その一方である梁部７４は、印字ヘッド５０の剛性を確保し、他方である複数の薄膜７１は、後に詳述するように圧力室５２から共通液室５５に向かって逆流するように伝播する圧力をリセットする。

図９のＡ−Ａ線に沿った断面図を図１０に示す。

図１０に示す印字ヘッド５０は、図１１に示す上部構造体１０１と、図１２に示す中部構造体１０２と、図１３に示す下部構造体１０３とを接合することにより形成される。

上部構造体１０１は、主として、薄膜７１及び側壁７２からなる複数の凹部７３と、隣接する電気配線９０同士の端部１９０を結んで構成される梁部７４と、複数の圧力室５２のそれぞれにインク供給口５３を介して連通する共通液室５５と、圧電素子５８に駆動信号を供給する複数の電気配線９０を有する。この上部構造体１０１は、後に詳述するようにガラスエポキシ樹脂からなる基板１１０に対して感光性の樹脂層１１１乃至１１７を積層し、フォトリソグラフィーを用いて形成されている。

中部構造体１０２は、主として、振動板５６（共通電極を兼ねる）と、振動板５６上に配置された複数の圧電素子５８と、複数の個別電極５７と、複数の個別電極５７からそれぞれ延びた複数の電極パッド５９（内部側電極）を有する。なお、振動板５６と電極パッド５９との間には絶縁膜５６９を形成してある。

下部構造体１０３は、主として、複数の圧力室５２と複数のノズル５１を有する。この下部構造体１０３は、上部構造体１０１と同様に、所定の基板に感光性の樹脂層を積層し、フォトリソグラフィーを用いて形成されている。

なお、図１０では、印字ヘッド５０の構造の詳細について図示するため、ノズル５１、圧力室５２、個別電極５７、圧電素子５８、電極パッド５９、凹部７３、及び、電気配線９０をそれぞれひとつずつしか図示していないが、実際には、前述のように印字ヘッド５０に複数配置されている。

複数の圧力室５２は、複数のノズル５１が形成されたノズル面５１２を下面とし、振動板５６を上面として、両面５１２、５６に挟まれるようにして形成されている。

共通液室５５は、振動板５６を挟んで複数の圧力室５２が形成された側とは反対側に形成されている。

複数の電気配線９０は、基板１１０に感光性樹脂層１１１乃至１１７を積層してなる上部構造体１０１の内部に垂直方向に導電材が埋め込まれて、振動板５６、基板１１０及び感光性樹脂層１１１乃至１１７の水平面に対して略垂直方向に形成されている。

複数の薄膜７１のそれぞれは、共通液室５５から各圧力室５２に対してインクを供給する各インク供給口５３の軸線５３０に対して直交するように（複数の圧電素子５８が配置された面に対しては略平行に）形成されている。言い換えると、各薄膜７１は、各インク供給口５３の開口断面に対向する面を構成している。

また、薄膜７１の上面（接液面とは反対側の面である）は、大気と接し、大気圧がそのままインク供給口５３にかかるように構成されている。

なお、大気圧であれば、共通液室５５内のインクの圧力よりも十分に圧力が小さく、また、容易に利用できる点で好ましいが、大気圧よりも低い圧力に設定する方が圧力をリセットする性能上は好ましい。

なお、薄膜７１は、もしもダンパとして機能させる場合には張力をインクに対して作用させるように形成されている必要があるが、本実施形態ではダンパとして機能させるものではなく、圧力室５２からインク供給口５３を介して共通液室５５に逆流するように伝播する圧力をリセットするためのものであるため、張力をインクに対して作用させない状態となっている。本実施形態では、第１に、薄膜７１を供給口５３の軸線５３０に対して略垂直に（圧電素子５８が配置された面に対しては略平行に）形成し、共通液室５５内のインクの重力（図中で上方から下方に向けてかかる圧力である）が薄膜７１にかからないようにしている。第２に、大気圧がそのままインク供給口５３にかかるよう薄膜７１が形成されている。第３に、樹脂からなる１層の樹脂層１１２で薄膜７１が形成されている。このような構成により、張力をインクに対して作用させない状態となっている。ここで、張力がインクに対して作用しない状態とは、張力が不均一な状態や、接液面がたるんでいる状態を含む。

このような張力がインクに対して作用しない状態の薄膜７１により、圧力室５２からインク供給口５３を介して共通液室５５に対して逆流するように伝播する圧力が、インク供給口５３に最も近い対向面で、効率良く吸収される。すなわち、圧力がほぼリセットされることになる。

なお、各樹脂層１１１乃至１１７を同一の厚さにした場合を例に図示しているが、薄膜７１を構成する樹脂層１１２の厚さを、破断に対する耐性と圧力リセットの機能性とを考慮して適宜設定し、他の樹脂層１１１、１１３乃至１１７と異なる厚さとしてもよい。

次に、図８乃至図１０に示す第１実施形態の印字ヘッド５０の製造方法の一例について説明する。

図１４、図１５、図１６は、図１１に示す印字ヘッド５０の上部構造体１０１の製造プロセスを示す説明図である。なお、図１４は主として凹部７３及び梁部７４を有する天井プレート７０を形成する製造プロセスを示し、図１５は主として共通液室５５を形成する製造プロセスを示し、図１６は主として圧電素子５８を保護する圧電素子保護部５８１を形成する製造プロセスを示す。なお、電気配線９０は、図１４乃至図１６に示される製造プロセスを通じて徐々に形成されていく。

まず、図１４（ａ）に示すように、ガラスエポキシ樹脂からなる基板１１０を用意する。

次に、図１４（ｂ）に示すように、基板１１０に対して、電気配線９０用の開口部１２０と、凹部７３の側壁７２の一部を構成する開口部１３０とを形成する。両開口部１２０、１３０の形成は、例えば、レーザ加工、プレス、ドリル、サンドブラスト法等により行う。電気配線９０用の開口部１２０には、メッキ加工や導電性ペーストの充填等により、導電性の充填材を埋めて電気配線９０の外部側電極１９０を形成する。

次に、図１４（ｃ）に示すように、基板１１０の一方の面（図中の上側の面）には、後に除去する保護層１０９を形成しておく。例えば、紫外線を照射すると接着力が失活する接着剤を用いる。

次に、図１４（ｄ）に示すように、基板１１０の他方の面（図中の下側の面）には、感光性樹脂をスピンコート法などにより薄くコーティングし、第１樹脂層１１１を形成する。

次に、図１４（ｅ）に示すように、第１樹脂層１１１に対してマスクを介して露光することにより、現像液不溶部１１１０と現像液可溶部１２１、１３１とを区分して形成する。詳細には、現像液に溶解することなく梁部７４として残る現像液不溶部１１１０と、後に現像液に溶解して導電材が充填される電気配線９０用の現像液可溶部１２１と、後に現像液に溶解する凹部７３用の現像液可溶部１３１とが形成される。

なお、凹部７３の開口（すなわち、基板１１０の凹部７３用の開口部１３０、及び、第１樹脂層１１１の凹部７３用の現像液可溶部１３１）の水平面における形成範囲は、後に形成されるインク供給口５３の水平面における位置を含むようにして設定される。また、凹部７３の開口の断面積と梁部７４の面積との比は、印字ヘッド５０に与える剛性と圧力のリセットの程度とを考慮して、適当な比に設定する。

次に、図１４（ｆ）に示すように、第１樹脂層１１１に対して感光性樹脂を薄くコーティングし、第２樹脂層１１２を形成する。

次に、図１４（ｇ）に示すように、第２樹脂層１１２に対してマスクを介して露光することにより、薄膜７１として残る現像液不溶部１１２０と、電気配線９０用の現像液可溶部１２２とを形成する。

なお、薄膜７１の厚さ（すなわち第２樹脂層１１２の厚さ）は、共通液室５５内のインクに対して張力が作用しない程度の厚さであって、破断に対する耐性も考慮して適当な厚さを設定する。このような薄膜７１の厚さの適当な数値は、樹脂の成分等によっても異なる。

次に、図１５（ａ）に示すように、第２樹脂層１１２に露光保護膜１１３１（薄膜７１を構成する部分を露光から保護する膜である）を形成した後、第２樹脂層１１２に対して感光性樹脂を薄くコーティングして第３樹脂層１１３を形成し、図１５（ｂ）に示すように、マスクを介して露光することにより、電気配線９０用の現像液可溶部１２３と、その周囲部６０を構成する絶縁体として残る現像液不溶部１１３０と、共通液室５５用の現像液可溶部１４３とを区分して形成する。同様に、図１５（ｃ）に示すように、第４樹脂層１１４を形成し、現像液不溶部１１４０と、現像液可溶部１２４、１４４とを区分して形成する。

次に、図１５（ｄ）に示すように、感光性樹脂を薄くコーティングして第５樹脂層１１５を形成し、電気配線９０用の現像液可溶部１２５と、インク供給口５３用の現像液可溶部１５５と、現像液不溶部１１５０とを区分して形成する。なお、薄膜７１とインク供給口５３の軸線とが相対的に直交するように形成される。

第５樹脂層１１５と同じように、図１５（ｅ）に示すように、第６樹脂層１１６を形成し、現像液可溶部１２６、１５６と現像液不溶部１１６０とを区分して形成する。

次に、図１６（ａ）に示すように、露光保護膜１１７１（圧電素子５８の上側を露光から保護する膜である）を形成した後、第６樹脂層１１６に対して感光性樹脂を薄くコーティングして第７樹脂層１１７を形成し、図１６（ｂ）に示すように、マスクを介して露光することにより、電気配線９０用の現像液可溶部１２７と、圧電素子５８用の現像液可溶部１６７と、インク供給用の現像液可溶部１５７と、現像液不溶部１１７０とを区分して形成する。

次に、図１６（ｃ）に示すように、第３樹脂層１１３乃至第７樹脂層１１７の現像液可溶部を現像液を用いて溶解する。

次に、基板１１０の上面に形成した保護層１０９を取り外して、残りの現像液可溶部１３１を現像液により溶解する。そうすると、図１６（ｄ）に示すように上部構造体１０１が形成される。

図１２に示す中部構造体１０２は、例えば、グリーンシート膜上にパターン形成し、焼成後に、圧電素子５８をＡＤ（エアロゾルデポジション）法やスパッタ法で形成し、さらにアニール等を施すことにより形成される。

図１３に示す下部構造体１０３は、所定の基板２１０に感光性の樹脂層２１１乃至２１６を積層し、フォトリソグラフィーを用いて圧力室５２を形成する。また、樹脂層２１１乃至２１６を積層した側と反対側には、ノズルプレート５１０を基板２１０に付加する。ノズルプレート５１０は基板２１０に樹脂層２１１乃至２１６が積層された後に貼り付けてもよいし、樹脂層２１１乃至２１６の積層前に基板２１０にラミネート保護膜を基板２１０に貼り合わせておき、樹脂層２１１乃至２１６の積層後にラミネート保護膜を剥がして、代わりにノズルプレート５１０を基板２１０に貼り付けるようにしてもよい。ノズルプレート５１０にはノズル５１を所定の位置に高精度に形成する。

そして、図１１に示す上部構造体１０１と、図１２に示す中部構造体１０２と、図１３に示す下部構造体１０３とを接合すると、図１０に示す印字ヘッド５０が得られる。

図１７は、本発明に係る液体吐出ヘッドとしての第２実施形態の印字ヘッド５０２の一部を示す斜視図である。この印字ヘッド５０２の平面図を図１８に示し、図１８のＢ−Ｂ線に沿った断面図を図１９に示す。なお、図１７乃至図１９において、図８乃至図１０に示した第１実施形態の印字ヘッド５０の構成要素と同じ構成要素には、同じ符号を付してあり、第１実施形態において既に説明したので詳細な説明を省略する。

図１７では、本発明の理解を容易にするため、印字ヘッド５０２の共通液室５５より上の部分のみの構造を示しており、実際には、図５を用いて既に説明したように、２次元配列された複数の圧電素子５８の下側には振動板５６を挟んで複数の圧力室５２が圧電素子５８とは１対１で配置されている。

第２実施形態の印字ヘッド５０２は、第１実施形態の印字ヘッド５０のように薄膜７１を天井プレート７０に配置する代わりに、大気と連通する複数の大気連通孔８０を天井プレート７０に２次元配列で配置してある。言い換えると、共通液室５５内のインクと接する共通液室５５の上面に複数の大気連通孔８０が形成されている。

複数の大気連通孔８０は、図１７及び図１９に示すように、天井プレート７０の下面（接液面）側に形成された小口径部８１（絞り部）と、天井プレート７０の上面（大気面）側に形成された大口径部８２からなる。

大気連通孔８０の小口径部８１は、ノズル５１の径よりも小さく、圧力室５２の変形によりノズル５１からインク滴が吐出されるときに大気連通孔８０からは共通液室５５内のインク滴が吐出しない程度の径を有する。また、大気連通孔８０の大口径部８２は、小口径部８１よりも大きい径を有する。

図１９に示すように、本実施形態の印字ヘッド５０２は、上部構造体１０１２と、中部構造体１０２と、下部構造体１０３とを接合することにより形成されている。

上部構造体１０１は、主として、大気連通孔８０と共通液室５５と電気配線９０を有する。中部構造体１０２及び下部構造体１０３は、第１実施形態と同一であり、第１実施形態において既に説明したので、詳細な説明を省略する。

図１９に示すように、複数の大気連通孔８０のそれぞれは、共通液室５５から各圧力室５２に対してインクを供給するための各インク供給口５３の軸線５３０上に形成されている。言い換えると、共通液室５５内で各インク供給口５３と対向する最も近い位置に大気連通孔８０が配設されている。

この大気連通孔８０は、その軸線が供給口５３の軸線と略平行に（複数の圧電素子５８が配置された面に対しては略垂直に）形成され、共通液室５５内のインクの重力（図１９の上方から下方に向かってかかる圧力である）が大気連通孔８０に対してかかることなく、しかも、大気圧がそのままインク供給口５３にかかるように構成されている。このような大気連通孔８０により、圧力室５２からインク供給口５３を介して共通液室５５に対して逆流するように伝播する圧力が、インク供給口５３に最も近い地点で、しかも効率良く、吸収される。すなわち、圧力がほぼリセットされることになる。

また、図１９に示すように、大気連通孔８０の小口径部８１を、ひとつの樹脂層１１２のみに形成することにより微細加工を容易にしている。すなわち、樹脂層１１１乃至１１７を積層して共通液室５５を略垂直に貫く電気配線９０を形成していく過程で、圧力リセット用の大気連通孔８０も容易に形成することができる。詳細には、柱状の電気配線９０の形成を樹脂層の積層（いわゆる樹脂ビルドアップ）により行って製造を容易化できる一方で、ノズル５１よりも径の小さい微細な大気連通孔８０を圧力のリセットが可能なように加工精度よく形成しようとすると、複数の樹脂層にまたがらせて微細孔同士の軸をあわせながら形成したり、ガラスエポキシ樹脂からなるリジッドで樹脂層よりも厚い基板１１０の中に微細孔を形成するよりも、微細で精度が必要な小口径部８１をひとつの樹脂層１１２に形成する一方で基板１１０や他の樹脂層１１１には大口径部８２を形成する方が、電気配線９０の加工と大気連通孔８０の加工とを共に容易にすることができる。

第２実施形態の印字ヘッド５０２の製造方法は、図１４乃至図１６を用いて説明した第１実施形態の印字ヘッド５０の製造方法と比較して、天井プレート７０を形成するプロセスが異なる。詳細には、第１実施形態の印字ヘッド５０では、図１４に示す天井プレート７０を形成する製造プロセスにおいて、基板１１０及び樹脂層１１１、１１２に対して薄膜７１を形成しているが、第２実施形態の印字ヘッドでは、天井プレート７０を形成する製造プロセスにおいて、基板１１０と第１樹脂層１１１に大気連通孔８０の大口径部８２を形成する一方で、第２樹脂層１１２に大気連通孔８０の小口径部８１を形成する。その後の製造プロセスは、図１５、図１６等を用いて説明した第１実施形態における製造プロセスとほぼ同様であり、説明を省略する。

なお、図１９では、各樹脂層１１１乃至１１７を略同一の厚さにした場合を例に示しているが、大気連通孔８０の小口径部８１を形成する樹脂層１１２の厚さを適宜設定し、他の樹脂層１１１、１１３乃至１１７とは異なる厚さとしてよい。

また、図１７乃至図１９に示す印字ヘッド５０２は、ひとつの圧力室５２に対してひとつの大気連通孔８０を形成した場合（すなわち、ひとつのインク供給口５３に対してひとつの大気連通孔８０を形成した場合）を例に示したが、図２０に示す印字ヘッド５０２´のように、例えば４つの大気連通孔８０２を一組として形成するようにしてもよい。図２０の印字ヘッド５０２´では、一組で４つの大気連通孔８０２のそれぞれをインク供給口５３の軸線上の近傍に形成してある。

図２１は、本発明に係る液体吐出ヘッドとしての第３実施形態の印字ヘッド５０３の一部を示す斜視図である。この印字ヘッド５０３の平面図を図２２に示し、図２２のＣ−Ｃ線に沿った断面図を図２３に示す。なお、図２１乃至図２３において、図８乃至図１０に示した第１実施形態の印字ヘッド５０の構成要素と同じ構成要素には、同じ符号を付してあり、第１実施形態において既に説明したので詳細な説明を省略する。

図２１では、本発明の理解を容易にするため、印字ヘッド５０３の共通液室５５より上の部分のみの構造を示しており、実際には、図５を用いて既に説明したように、２次元配列された複数の圧電素子５８の下側には振動板５６を挟んで複数の圧力室５２が圧電素子５８とは１対１で配置されている。

天井プレート７０には、第１実施形態と同様に、薄膜７１が２次元配列されている。言い換えると、共通液室５５内のインクと接する共通液室５５の上面に２次元配列された複数の薄膜７１が形成されている。

気体室１８０は、薄膜７１を介して共通液室５５と接するとともに、図示を省略した開口部を介して大気と連通するものである。

気体室１８０の天井プレート７０２の上面には、共通液室５５及び気体室１８０を貫通して立ち上がった複数の電気配線９０の端部１９０（外部側電極ともいう）が露出している。

図２３に示すように、本実施形態の印字ヘッド５０３は、上部構造体１０１３と、中部構造体１０２と、下部構造体１０３とを接合することにより形成されている。

上部構造体１０１３は、主として、気体室１８０と、薄膜７１及び側壁７２を有する凹部７３と、共通液室５５と、電気配線９０とその周辺部６０を有する。中部構造体１０２及び下部構造体１０３は、第１実施形態と同一であり、第１実施形態において既に説明したので、詳細な説明を省略する。

複数の薄膜７１のそれぞれは、共通液室５５から各圧力室５２に対してインクを供給する各インク供給口５３の軸線５３０に対して直交するように（複数の圧電素子５８が配置された面に対しては略平行に）形成されている。すなわち、各薄膜７１は、各インク供給口５３の開口断面に対向する面を構成している。

また、薄膜７１の上面（接液面とは反対側の面である）は、大気と接し、大気圧がそのままインク供給口５３にかかるように構成されている。なお、大気であれば、共通液室５５内のインクの圧力よりも十分に圧力が小さく、また、容易に利用できる点で好ましいが、大気圧よりも低い圧力に設定する方が圧力をリセットする性能上は好ましい。

なお、薄膜７１は、ダンパとして機能させるものではなく、圧力室５２からインク供給口５３を介して共通液室５５に逆流するように伝播する圧力をリセットするためのものであるため、張力がインクに対して作用していない状態（張力が不均一な状態や、接液面がたるんでいる状態を含む）で形成している。

次に、図２３に示す第３実施形態の印字ヘッド５０３の製造方法の一例について説明する。

上部構造体１０１３の製造プロセスについて図２４を用いて説明する。

まず、図２４（ａ）に示すように、ガラスエポキシ樹脂からなる基板１１０を用意する。

次に、図２４（ｂ）に示すように、基板１１０に対して、電気配線９０用の開口部１２０を形成し、この開口部１２０に導電性の充填材を埋めて電気配線９０の外部側電極１９０を形成する。

次に、図２４（ｃ）に示すように、基板１１０の下側に、感光性樹脂をコーティングし、第１樹脂層１１１を形成する。

次に、図２４（ｄ）に示すように、第１樹脂層１１１に対してマスクを介して露光することにより、後に現像液に溶解して気体室１８０の一部になる現像液可溶部１８１と、後に現像液に溶解して導電材が充填される電気配線９０用の現像液可溶部１２１と、電気配線９０の周囲部６０を形成する絶縁体として残る現像液不溶部１１１０とを区分して形成する。

図２４（ｅ）に示すように、第２樹脂層１１２を形成し、第１樹脂層１１１と同様に、現像液可溶部１８２、１２２と現像液不溶部１１２０とを区分して形成する。

次に、図２４（ｆ）に示すように、第３樹脂層１１３を形成し、第３樹脂層１１３に対してマスクを介して露光することにより、梁部７４として残る現像液不溶部１１３０と、電気配線９０用の現像液可溶部１２３と、凹部７３の開口となる現像液可溶部１８３とを区分して形成する。

次に、図２４（ｇ）に示すように、第４樹脂層１１４を形成し、第４樹脂層１１４に対してマスクを介して露光することにより、薄膜７１を有する現像液不溶部１１４０と、電気配線９０用の現像液可溶部１２４とを区分して形成する。

その後の共通液室５５を形成する製造プロセスと、圧電素子５８を保護する圧電素子保護部５８１を形成する製造プロセスは、第１実施形態と同様であり、説明を省略する。なお、気体室１８０の天井プレート７０２は取り除かれずに残される一方で、気体室１８０内の現像液可溶部は図示を省略した開口部を介して注入された現像液に溶解して取り除かれることは言うまでもない。

図２５は、本発明に係る液体吐出ヘッドとしての第４実施形態の印字ヘッド５０４の一部を示す断面図である。

図２５において、図２３に示した第３実施形態の印字ヘッド５０３の構成要素と同じ構成要素には、同じ符号を付してあり、詳細な説明を省略する。

第４実施形態の印字ヘッド５０４は、大気と連通する複数の大気連通孔８０４を共通液室５５の天井プレート７０に２次元配列で配置してある。これらの大気連通孔８０４は、気体室１８０に連通している。複数の大気連通孔８０のそれぞれは、共通液室５５から各圧力室５２に対してインクを供給するための各インク供給口５３の軸線５３０上に形成されている。言い換えると、共通液室５５内で各インク供給口５３と対向する最も近い位置に大気連通孔８０が配設されている。

図２６は、本発明に係る本発明に係る液体吐出ヘッドとしての第５実施形態の印字ヘッド５０５の一部を示す断面図である。

図２６において、図１０に示した第１実施形態の印字ヘッド５０の構成要素と同じ構成要素には、同じ符号を付してあり、詳細な説明を省略する。

第５実施形態の印字ヘッド５０５において、電気配線９０５は、圧電素子５８に駆動信号を供給するものではなく、圧力を検知するセンサ層９９及び対向電極９９１、９９２を有する下部構造体１０３５からのセンサ信号を伝送するものである。例えば、不吐出を検出するための圧力センサとしてセンサ層９９を形成する。電気配線９０５は、共通液室５５内を立ち上がって共通液室５５を貫通し、その端部１９０５が外部側電極として天井プレート７０に露出している。

第５実施形態の印字ヘッド５０５の上部構造体１０１、中部構造体１０２及び下部構造体１０３５の接合について説明するための分解断面図を図２７に示す。

図２７において、電気配線９０５の上部構造体１０１に属する上部９０５１の最下端９０５３、及び、電気配線９０５の下部構造体１０３５に属する下部９０５２の最上端９０５４は、それぞれ樹脂層から突出した凸部を構成し、構造体同士を接合するときに、中部構造体１０２に形成された貫通孔９０５５（凹部を形成してもよい）に嵌合されるようになっている。

以上、第１乃至第５実施形態において、共通液室５５内を立ち上がって貫通する柱状の電気配線９０は、図６に示すように、その電気配線９０の周囲に同軸の絶縁体からなる周囲部６０を形成した場合を例に説明したが、図７に示すように段違いで格子状の構造としてもよいことは言うまでもない。

また、薄膜７１や大気連通孔８０、８０２、８０４は図示した形状に限定されるものではない。例えば、薄膜７１の形状は、図９や図２２等に示されるような略正方形に限らず、円状である場合を含む。また、大気連通孔８０は、図１９に示されるように２段（小口径部８１と大口径部８２）に限らず、３段以上や１段である場合を含む。

また、薄膜７１や大気連通孔８０、８０２、８０４を配置する位置は、インク供給口５３の軸線上に限定されるものではない。例えば、インク供給口５３の軸線上の近傍に配置した場合を含む。

また、電気配線９０、９０５は、圧電素子５８に与える駆動信号や、圧力センサのセンサ信号を伝送する場合に限るものではない。例えば、温度センサのセンサ信号を伝送する電気配線や、発熱体（あるいは冷却体）に供給する信号を伝送する電気配線を圧電素子の配置面に対して略垂直に形成してもよい。

その他、本発明は、実施形態において説明した例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の設計変更や改良を行ってもよいのはもちろんである。

本発明に係る液体吐出ヘッドを有する画像形成装置としてのインクジェット記録装置の例の概略を示す全体構成図である。 図１に示したインクジェット記録装置の印字部周辺の要部平面図である。 印字ヘッドの構造例を示す平面透視図である。 印字ヘッドの他の構造例を示す平面透視図である。 印字ヘッドの一部を簡略化して示す斜視透視図である。 電気配線の構造例を示す斜視図である。 電気配線の他の構造例を示す斜視図である。 第１実施形態の印字ヘッドの要部を示す斜視図である。 第１実施形態の印字ヘッドの要部を示す平面図である。 図８中のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 第１実施形態の印字ヘッドの上部構造体を示す断面図である。 印字ヘッドの中部構造体を示す断面図である。 印字ヘッドの下部構造体を示す断面図である。 第１実施形態の印字ヘッドの製造プロセスの説明に用いる第１の説明図である。 第１実施形態の印字ヘッドの製造プロセスの説明に用いる第２の説明図である。 第１実施形態の印字ヘッドの製造プロセスの説明に用いる第３の説明図である。 第２実施形態の印字ヘッドの要部を示す斜視図である。 第２実施形態の印字ヘッドの要部を示す平面図である。 図１８中のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 第２実施形態の印字ヘッドの他の例の要部を示す斜視図である。 第３実施形態の印字ヘッドの要部を示す斜視図である。 第３実施形態の印字ヘッドの要部を示す平面図である。 図２２中のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。 第３実施形態の印字ヘッドの製造プロセスの説明に用いる説明図である。 第４実施形態の印字ヘッドの要部を示す断面図である。 第５実施形態の印字ヘッドの要部を示す断面図である。 第５実施形態の印字ヘッドを構成する上部構造体、中部構造体および下部構造体の接合の説明に用いる分解断面図である。

符号の説明

１０…インクジェット記録装置（画像形成装置）、１２…印字部、１４…インク貯蔵／装填部、１６…記録紙、５０、５０２、５０２´、５０３、５０４、５０５…印字ヘッド（液体吐出ヘッド）、５１…ノズル、５２…圧力室、５３…インク供給口（供給口）、５４…圧力室ユニット、５５…共通液室、５６…振動板（共通電極）、５７…個別電極、５８…圧電素子、５９…電極パッド（内部側電極）、６０…周囲部（絶縁体）、６１、６２…配線プレート（絶縁体）、７０…共通液室の天井プレート、７１…薄膜、７２…凹部の側壁、７３…凹部、７４…梁部、１８０…気体室、８０、８０２、８０４…大気連通孔、９０、９０５…電気配線（エレキ柱）、９９…センサ層（センサ）、９９１、９９２…センサの対向電極、１０１、１０１２、１０１３、１０１４…上部構造体、１０２…中部構造体、１０３、１０３５…下部構造体、１１１乃至１１９…樹脂層、１９０、１９０５…電気配線の端部（外部側電極）

Claims (5)

1. 複数のノズルが配置されたノズル面と、
   複数の圧電素子が配置された振動板と、
   前記ノズル面及び前記振動板の間に形成されて、前記複数のノズルのそれぞれから吐出される液体に対して圧力を付与する複数の圧力室と、
   前記振動板を挟んで前記複数の圧力室が形成された側とは反対側に形成されて、前記複数の圧力室のそれぞれに供給口を介して連通する共通液室と、を備え、
   前記圧電素子は、前記振動板の前記圧力室が形成された側とは反対側の面に配置され、
   前記共通液室は、少なくとも一部が該共通液室内を貫通するように、前記圧電素子が配置された面に対して垂直方向に形成された複数の電気配線を有するとともに、隣接する前記複数の電気配線同士を結んだ形状の梁部と前記供給口に対向して配置された薄膜とで構成された天井プレートを有し、前記薄膜は前記梁部よりも薄い形状で形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記薄膜が、前記供給口の軸線に対して垂直に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記薄膜を介して前記共通液室に接するとともに大気と連通する気体室を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 複数のノズルが配置されたノズル面と、
   複数の圧電素子が配置された振動板と、
   前記ノズル面及び前記振動板の間に形成されて、前記複数のノズルのそれぞれから吐出される液体に対して圧力を付与する複数の圧力室と、
   前記振動板を挟んで前記複数の圧力室が形成された側とは反対側に形成されて、前記複数の圧力室のそれぞれに連通する共通液室と、を備え、
   前記圧電素子は、前記振動板の前記圧力室が形成された側とは反対側の面に配置され、
   前記共通液室は、少なくとも一部が該共通液室内を貫通するように、前記圧電素子が配置された面に対して垂直方向に形成された複数の電気配線を有するとともに、大気と連通する大気連通孔が前記ノズルの径よりも小さい径で壁面に形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置。

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