JP4929755B2 - 液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、液滴を吐出するノズルと、ノズルと連通するとともに液体が充填される圧力室と、圧力室の一部を構成する振動板と、圧力室へ液体流路を介して供給する液体をプールする液体プール室と、振動板を変位させる圧電素子と、を有する液滴吐出ヘッドと、この液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置に関する。

従来から、主走査方向に往復移動するインクジェット記録ヘッド（以下、単に「記録ヘッド」という場合がある）の複数のノズルから選択的にインク滴を吐出し、副走査方向に搬送されて来る記録用紙等の記録媒体に文字や画像等を印刷するインクジェット記録装置は知られている。

このようなインクジェット記録装置において、その記録ヘッドには圧電方式やサーマル方式等がある。例えば圧電方式の場合には、図２８、図２９に示すように、インクタンクからインクプール室４０２を経てインク４００が供給される圧力室４０４に、圧電素子（電気エネルギーを機械エネルギーに変換するアクチュエーター）４０６が設けられ、その圧電素子４０６が圧力室４０４の体積を減少させるように凹状に撓み変形して中のインク４００を加圧し、圧力室４０４に連通するノズル４０８からインク滴４００Ａとして吐出させるように構成されている。

このような構成のインクジェット記録ヘッドにおいて、近年では、低コストで小型でありながら、高解像度な印刷が可能とされることが求められている。この要求に応えるためには、ノズルを高密度に配設することが必要となるが、現状の記録ヘッドでは、図示するように、ノズル４０８の隣に（ノズル４０８とノズル４０８の間に）インクプール室４０２が設けられているため、ノズル２０８を高密度に配設することにも限界があった。

また、インクジェット記録ヘッドには、所定の圧電素子に電圧を印加する駆動ＩＣを設けるが、従来は、図３０に示すように、ＦＰＣ（フレキシブルプリント配線基板）４１０で実装していた。つまり、圧電素子４０６の上面の金属電極表面に、ＦＰＣ４１０に形成したバンプ４１２を接合することによって接続していた。このＦＰＣ４１０には駆動ＩＣ（図示省略）が実装されているため、この段階で圧電素子４０６と駆動ＩＣが電気的に接続されることになる。

また、記録ヘッドの外部表面に設けられた電極端子と、駆動ＩＣが実装された実装基板上の電極端子をワイヤーボンディング法で接続するという方法がある（例えば、特許文献１参照）。更に、記録ヘッドの外部表面に設けられた電極端子に駆動ＩＣを接合して接続した後、その記録ヘッドに設けられた引き出し配線の電極端子にＦＰＣを接合して接続するという方式がある（例えば、特許文献２参照）。

何れの場合も、ピッチが微細（例えば、１０μｍピッチ以下）な配線を形成することができないため、ノズル密度が高くなると、実装基板やＦＰＣのサイズが大きくなり、小型化を阻害したり、コストをアップさせたりする問題がある。ノズルを高密度配置するためには、たとえば、圧電素子等をインクプール室に近接して配置する構成も考えられるが、このような構成では、圧電素子をインクから保護する必要が生じてしまう。
特開平２−３０１４４５号公報 特開平９−３２３４１４号公報

本発明は上記事実を考慮し、ノズルの高密度化と、それに伴う微細ピッチ配線の形成を実現可能にして高解像度化が図れるようにするとともに、圧電素子を液体から保護できるようにした液滴吐出ヘッドと、この液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置を得ることを目的とする。

請求項１に記載の発明では、液滴を吐出するノズルと、前記ノズルと連通し、液体が充填される圧力室と、前記圧力室へ供給する液体をプールする液体プール室と、前記圧力室の一部を構成すると共に圧力室と前記液体プール室の間に位置し、液体プール室から圧力室へと液体を供給可能とする液体供給路を構成する開口が形成された振動板と、前記振動板を変位させる圧電素子と、前記圧電素子に駆動信号を供給する配線を備えるとともに、前記振動板の開口と連通して前記液体供給路の一部を構成する貫通口が圧力室と一対一で対応して形成された天板部材と、前記貫通口の周囲に位置するように配設され、貫通口と連通し前記液体供給路を構成する開口が形成された隔壁部材と、前記天板部材の前記貫通口の断面積を前記圧力室に向かって漸減させることで内部の流路抵抗を調整する流路抵抗調整手段と、を有することを特徴とする。

この液滴吐出ヘッドでは、液体が、天板部材の貫通口から隔壁部材の開口及び振動板の開口（すなわち液体供給路）を経て、圧力室に供給され、充填される。このように、隔壁部材で構成された液体供給路によって液体を供給することで、圧電素子を隔壁部材で覆って液体から隔離できる。このため、液体による圧電素子の侵食を防止でき、圧電素子を保護し長寿命化できる。
液体供給路の一部を構成する貫通口は、圧力室と一対一で対応して形成されている。したがって、各圧力室への確実なインク供給が可能となる。
振動板は、圧力室と液体プール室との間に位置している。すなわち、液体プール室と圧力室とは振動板をはさんで反対側にあり、同一平面上に存在しないので、圧力室を近接配置することで、ノズルの高密度配置が可能となる。
また、天板部材の貫通口の断面積を圧力室に向かって漸減させることで内部の流路抵抗を調整する流路抵抗調整手段が設けられている。これにより、圧力室への液体供給をより適切に行うことができるので、ノズルから吐出される液滴の滴体積の最適化や、圧力室への速やかな液体供給を両立させることが可能となる。さらに、天板部材を薄くすることなく流路抵抗を調整することが可能である。

なお、請求項２に記載のように、圧電素子に駆動信号を供給する駆動ＩＣを、この液滴吐出ヘッドが備えるようにしてもよい。

請求項３に記載の発明では、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記液体供給路が、前記圧電素子と一対一で設けられていることを特徴とする。

これにより、圧電素子で容積を変化させる圧力室に対して、貫通口だけでなく液体供給路が一対一で構成され、確実な液体供給が可能となる。また、圧電素子のそれぞれを、液体供給路内の液体からより確実に隔離し、保護することも可能となる。

請求項４に記載の発明では、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記液体供給路の一部が、複数の前記圧電素子に共通で設けられていることを特徴とする。

これにより、液体供給路の構造を簡素化することができる。

流路抵抗調整手段としては、たとえば、請求項５に記載のように、前記天板部材の前記貫通口の少なくとも一部の断面積を、前記圧力室に向かって段階的に変化させることを含んで構成されているもの、さらに、請求項６に記載のように、前記天板部材の前記貫通口の内側に配置されて液体供給路の一部を所望の断面積及び長さに規定する流路抵抗調整部、を含んで構成されているもの、等を挙げることができ、これらを併用することも可能である。

請求項７に記載の発明では、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の発明において、前記天板部材の、前記圧電素子と反対側に、液体を貯留可能な液体プール室が備えられていることを特徴とする。

したがって、液体プール室に一時的に液体を貯留しておき、この液体を、液体供給路を介して圧力室に供給できるので、供給に要する時間が短くなる。液体プール室は、圧電素子と反対側で天板部材に備えられているので、この液体プール室内の液体も圧電素子から隔離される。

請求項８に記載の発明では、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の発明において、前記天板部材と前記圧電素子との間に空洞部が構成され、前記隔壁部材と前記天板部材の少なくとも一方に、前記空洞部を大気に連通させる大気連通部、が形成されていることを特徴とする。

このように、天板部材と圧電素子との間の空洞部を、大気連通部によって大気に連通させることで、圧電素子による振動板の変位に対する影響を少なくすることができる。

請求項９に記載の発明では、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする。

請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドを備えているので、圧電素子を液体から隔離し、保護できると共に、ノズルの高密度化に対応し、高解像度化を実現することができる。

本発明は上記構成としたので、ノズルの高密度化と、それに伴う微細ピッチ配線の形成を実現可能にして高解像度化が図れるとともに、圧電素子を液体から保護できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に示す実施例を基に詳細に説明する。なお、記録媒体は記録用紙Ｐとして説明をする。また、記録用紙Ｐのインクジェット記録装置１０における搬送方向を矢印ＰＦで表す。また、図において、矢印ＵＰ、矢印ＬＯ、矢印ＰＦが示されている場合は、それぞれ上方向、下方向、記録用紙搬送方向を示すものとし、上下の表現をした場合は、上記各矢印に対応しているものとする。

インクジェット記録装置１０は、図１に示すように、記録用紙を送り出す用紙供給部１２と、記録用紙の姿勢を制御するレジ調整部１４と、インク滴を吐出して記録用紙に画像形成する記録ヘッド部１６と、記録ヘッド部１６のメンテナンスを行なうメンテナンス部１８とを備える記録部２０と、記録部２０で画像形成された記録用紙を排出する排出部２２とから基本的に構成される。

用紙供給部１２は、記録用紙が積層されてストックされているストッカ２４と、ストッカ２４から１枚ずつ取り出してレジ調整部１４に搬送する搬送装置２６とから構成されている。

レジ調整部１４は、ループ形成部２８と記録用紙の姿勢を制御するガイド部材２９が備えられており、この部分を通過することによって記録用紙のコシを利用してスキューが矯正されると共に搬送タイミングが制御されて記録部２０に進入する。

排出部２２は、記録部２０で画像が形成された記録用紙を排紙ベルト２３を介してトレイ２５に収納するものである。

記録ヘッド部１６とメンテナンス部１８の間には、記録用紙Ｐが搬送される用紙搬送路２７が構成されている（搬送方向を矢印Ｈに示す）。スターホイール１７と搬送ロール１９とで記録用紙を挟持しつつ連続的に（停止することなく）搬送する。そして、この記録用紙Ｐに対して、記録ヘッド部１６からインク滴が吐出され、記録用紙Ｐに画像が形成される。

メンテナンス部１８は、インクジェット記録ユニット３０に対して対向配置されるメンテナンス装置２１で構成されており、インクジェット記録ヘッド３２に対するキャッピングや、ワイピング、さらにダミージェットやバキューム等の処理を行うことができる。

図２−１に示すように、インクジェット記録ユニット３０のそれぞれは、用紙搬送方向と直交する方向に配置された、支持部材３１を備えており、この支持部材３１に複数のインクジェット記録ヘッド３２が取り付けられている。インクジェット記録ヘッド３２には、マトリックス状に複数のノズル５６が形成されており、記録用紙Ｐの幅方向には、インクジェット記録ユニット３０全体として一定のピッチでノズル５６が並んでいる。そして、用紙搬送路２７を連続的に搬送される記録用紙Ｐに対し、ノズル５６からインク滴を吐出することで、記録用紙Ｐ上に画像が記録される。なお、インクジェット記録ユニット３０は、たとえば、いわゆるフルカラーの画像を記録するために、ＹＭＣＫの各色に対応して、少なくとも４つ配置されている。

図２−２に示すように、それぞれのインクジェット記録ユニット３０のノズル５６による印字領域幅は、このインクジェット記録装置１０での画像記録が想定される記録用紙Ｐの用紙最大幅ＰＷよりも長くされており、インクジェット記録ユニット３０を紙幅方向に移動させることなく記録用紙Ｐの全幅にわたる画像記録が可能とされている。ここで、印字領域とは、記録用紙Ｐの両端から印字しないマージンを引いた記録領域のうち最大のものが基本となるが、一般的には印字対象となる用紙最大幅ＰＷよりも大きくとっている。これは、記録用紙が搬送方向に対して所定角度傾斜して（スキューして）搬送されるおそれがあること、また縁無し印字の要請が高いためである。

以上のような構成のインクジェット記録装置１０において、次にインクジェット記録ヘッド３２について詳細に説明する。図３は第１参考例のインクジェット記録ヘッド３２の構成を示す概略平面図であり、図４−１はインクジェット記録ヘッド３２を部分的に取り出して主要部分が明確になるように示す概略縦断面図である。

このインクジェット記録ヘッド３２には、天板部材４０が配置されている。本実施形態では、天板部材４０を構成するガラス板製の天板４１はインクジェット記録ヘッド３２全体の天板となっている。なお、天板部材４０には、後述する駆動ＩＣ６０と、駆動ＩＣ６０に通電するための金属配線９０が設けられている。金属配線９０は、樹脂膜９２で被覆保護されている。

天板部材４０には、耐インク性を有する材料で構成されたプール室部材３９が貼着されており、天板４１との間に、所定の形状及び容積を有するインクプール室３８が構成されている。プール室部材３９には、インクタンクと連通するインク供給ポート（いずれも図示省略）が所定箇所に穿設されており、図示しないインク供給ポートから注入されたインク１１０は、インクプール室３８に貯留される。

図４−２にも示すように、天板４１には、後述する圧力室５０と一対一で対応する貫通口１１２が形成されており、その内部が第１インク供給路１１４Ａとなっている。また、貫通口１１２のそれぞれに対応して、少なくともその周囲から立設されるように、リブ隔壁４２が形成されている。リブ隔壁４２は、天板４１と後述する圧電素子基板７０の基板本体との間の空間を矩形状に仕切るとともに、貫通口１１２に連通しており、その内部が第２インク供給路１１４Ｂとなっている。第１インク供給路１１４Ａ及び第２インク供給路１１４Ｂは、同一の断面積Ｄ１を有する第１インク供給路１１４Ａが構成されている。

このように、リブ隔壁４２を設け、その内部をインク供給路としたことで、供給途中でのインク漏れが防止されている。なお、リブ隔壁４２には大気連通孔１１６が形成されており、インクジェット記録ヘッド３２の製造時や画像記録時における天板４１と圧電素子基板７０との空間の圧力変動を低減している。

流路基板７２には、インクプール室３８から供給されたインクが充填される圧力室５０が形成され、圧力室５０と連通するノズル５６からインク滴が吐出されるようになっている。そして、インクプール室３８と圧力室５０とが同一水平面上に存在しないように構成されている。したがって、圧力室５０を互いに接近させた状態に配置することが可能であり、ノズル５６をマトリックス状に高密度に配設することが可能となっている。

流路基板７２の、ノズル５６が形成された側と反対の面には、圧電素子基板７０が貼着されており、圧力室５０の１つの面を構成すると共に、天板部材４０との間に、所定の空間と構成している。圧電素子基板７０は振動板４８を有しており、振動板４８の振動によって圧力室５０の容積を増減させて圧力波を発生させることで、ノズル５６からのインク滴の吐出が可能になる。

圧電素子４６は、圧力室５０毎に振動板４８の上面に接着されている。振動板４８は、ＳＵＳ等の金属で成形され、少なくとも上下方向に弾性を有し、圧電素子４６に通電されると（電圧が印加されると）、上下方向に撓み変形する（変位する）構成になっている。なお、振動板４８は、ガラス等の絶縁性材料であっても差し支えはない。圧電素子４６の下面には一方の極性となる下部電極５２が配置され、圧電素子４６の上面には他方の極性となる上部電極５４が配置されている。

また、圧電素子４６は、低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０で被覆保護されている。圧電素子４６を被覆保護している低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０は、水分透過性が低くなる条件で着膜するため、水分が圧電素子４６の内部に侵入して信頼性不良となること（ＰＺＴ膜内の酸素を還元することにより生ずる圧電特性の劣化）を防止できる。なお、下部電極５２と接触する金属（ＳＵＳ等）製の振動板４８は、低抵抗なＧＮＤ配線としても機能するようになっている。

さらに、隔壁層１１８と、下部電極５２及び振動板４８には、第２インク供給路１１４Ｂと連通して第３インク供給路１１４Ｃとなる開口が形成されている。インクプール室３８のインクは、第１インク供給路１１４Ａから第２インク供給路１１４Ｂ及び第３インク供給路１１４Ｃを経て、圧力室５０に充填される。

このように、第１インク供給路１１４Ａ、第２インク供給路１１４Ｂ及び第３インク供給路１１４Ｃによって、圧力室５０と一対一で対応するインク供給路１１４が構成される。圧力室５０とインク供給路１１４とを一対一で対応させることで、各圧力室５０への確実なインク供給が可能となっている。また、第２インク供給路１１４Ｂを構成するリブ隔壁４２や第３インク供給路１１４Ｃを構成する隔壁層１１８によって、圧電素子４６が第２インク供給路１１４Ｂ内及び第３インク供給路１１４Ｃ内のインクから隔離されており、インクによる圧電素子４６の侵食が阻止されている
なお、圧力室５０へのインク供給が可能であれば、インク供給路１１４の一部（たとえば第１インク供給路１１４Ａ）を複数の圧力室５０で共通化して、構造を簡素化してもよい。

第３インク供給路１１４Ｃは、第１インク供給路１１４Ａ及び第２インク供給路１１４Ｂの断面積Ｄ１よりも小さい断面積Ｄ２を有しており、インク供給路１１４全体での流路抵抗が所定の値になるように調整されている。これに対し、第１インク供給路１１４Ａ及び第２インク供給路１１４Ｂの断面積Ｄ１はＤ２よりも十分に大きくされており、第３インク供給路１１４Ｃでの流路抵抗と比べて実質的に無視できる程度とされている。なお、図４−１からも分かるように、低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０の第３インク供給路１１４Ｃに対応する部分は、第３インク供給路１１４Ｃよりも広く開口されており、ここに隔壁層１１８の一部の樹脂が入り込むことで、全体として、断面積Ｄ２を有する第３インク供給路１１４Ｃが構成されている。

駆動ＩＣ６０は、天板４１の圧電素子基板７０と対向する面（図４−１では下面）で、且つ平面視にてインクプール室３８の外側に位置するように、天板４１に実装されている。

駆動ＩＣ６０の周囲は樹脂材５８で封止されている。この駆動ＩＣ６０を封止する樹脂材５８の注入口４０Ｂは、図５に示すように、製造段階における天板４１において、各インクジェット記録ヘッド３２を仕切るように格子状に複数個穿設されており、後述する圧電素子基板７０と流路基板７２とを結合（接合）後、樹脂材５８によって封止された（閉塞された）注入口４０Ｂに沿って天板４０を切断することにより、マトリックス状のノズル５６（図２−１参照）を有するインクジェット記録ヘッド３２が１度に複数個製造される構成になっている。

この駆動ＩＣ６０の下面には、図６に示すように、複数のバンプ６２がマトリックス状に所定高さ突設されており、天板４１の金属配線９０にフリップチップ実装されるようになっている。したがって、圧電素子４６に対する高密度配線と低抵抗化が容易に実現可能であり、これによって、インクジェット記録ヘッド３２の小型化が実現可能となっている。

また、天板４１の金属配線９０と上部電極５４の間にはバンプ６４がマトリックス状に所定高さで配設され、金属配線９０と上部電極５４とが電気的に接続されている。このため、圧電素子基板７０の個別配線が不要になっている。

したがって、そこから駆動ＩＣ６０からの信号が、天板部材４０の金属配線９０に通電され、さらに金属配線９０からバンプ６４を経て上部電極５４に通電される。そして、所定のタイミングで圧電素子４６に電圧が印加され、振動板４８が上下方向に撓み変形することにより、圧力室５０内に充填されたインク１１０が加圧されて、ノズル５６からインク滴が吐出する。

以上のような構成のインクジェット記録ヘッド３２において、次に、その製造工程について、図７〜図１３を基に詳細に説明する。

図７に示すように、このインクジェット記録ヘッド３２は、圧電素子基板７０と流路基板７２とを別々に作成し、両者を結合（接合）することによって製造される。そこで、まず、圧電素子基板７０の製造工程について説明するが、圧電素子基板７０には、流路基板７２よりも先に天板部材４０が結合（接合）される。

図８−１（Ａ）に示すように、まず、貫通孔７６Ａが複数穿設されたガラス製の第１支持基板７６を用意する。第１支持基板７６は撓まないものであれば何でもよく、ガラス製に限定されるものではないが、ガラスは硬い上に安価なので好ましい。この第１支持基板７６の作製方法としては、ガラス基板のブラスト加工及びフェムト秒レーザー加工や、感光性ガラス基板（例えば、ＨＯＹＡ株式会社製ＰＥＧ３Ｃ）を露光・現像する等が知られている。

そして、図８−１（Ｂ）に示すように、その第１支持基板７６の上面（表面）に接着剤７８を塗布し、図８−１（Ｃ）に示すように、その上面に金属（ＳＵＳ等）製の振動板４８を接着する。このとき、振動板４８の貫通孔４８Ａと第１支持基板７６の貫通孔７６Ａとは重ねない（オーバーラップさせない）ようにする。なお、振動板４８の材料として、ガラス等の絶縁性基板を用いても差し支えない。

ここで、振動板４８の貫通孔４８Ａは、第３インク供給路１１４Ｃの形成用とされる。また、第１支持基板７６に貫通孔７６Ａを設けるのは、後工程で薬液（溶剤）を第１支持基板７６と振動板４８との界面に流し込むためで、接着剤７８を溶解して、その第１支持基板７６を振動板４８から剥離するためである。更に、第１支持基板７６の貫通孔７６Ａと振動板４８の貫通孔４８Ａとを重ねないようにするのは、製造中に使用される各種材料が第１支持基板７６の下面（裏面）から漏出しないようにするためである。

次に、図８−１（Ｄ）に示すように、振動板４８の上面に積層された下部電極５２をパターニングする。具体的には、金属膜スパッタ（膜厚５００Å〜３０００Å）、ホトリソグラフィー法によるレジスト形成、パターニング（エッチング）、酸素プラズマによるレジスト剥離である。この下部電極５２が接地電位となる。次に、図８−１（Ｅ）に示すように、下部電極５２の上面に、圧電素子４６の材料であるＰＺＴ膜と上部電極５４を順にスパッタ法で積層し、図８−１（Ｆ）に示すように、圧電素子４６（ＰＺＴ膜）及び上部電極５４をパターニングする。

具体的には、ＰＺＴ膜スパッタ（膜厚３μｍ〜１５μｍ）、金属膜スパッタ（膜厚５００Å〜３０００Å）、ホトリソグラフィー法によるレジスト形成、パターニング（エッチング）、酸素プラズマによるレジスト剥離である。下部および上部の電極材料としては、例えば圧電素子であるＰＺＴ材料との親和性が高く、耐熱性がある、Ａｕ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｐｔ等が挙げられる。

その後、図８−２（Ｇ）に示すように、上面に露出している下部電極５２と上部電極５４の上面に低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０を積層し、上部電極５４とバンプ６４を接続するための開口８４（コンタクト孔）を形成する。

具体的には、Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＣＶＤ）法にてダングリングボンド密度が高い低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０を着膜し、ホトリソグラフィー法によるレジスト形成、パターニング（ＨＦエッチング）、酸素プラズマによるレジスト剥離を行う。なお、ここでは低透水性絶縁膜としてＳｉＯｘ膜を用いたが、ＳｉＮｘ膜、ＳｉＯｘＮｙ膜等であってもよい。

次いで、図８−２（Ｈ）に示すように、上部電極５４と低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０の上面に隔壁層１１８を積層し、パターニングする。具体的には、隔壁層１１８を構成する樹脂を塗布した後キュアを行い、その後、Ｓｉ含有レジストによりホトリソグラフィー法でレジストを形成する。そして、酸素ガスを用いたＲＩＥ法でエッチングし、レジスト膜を剥離する。このとき、隔壁層１１８にも開口８４を形成しておく。

そして次に、図８−２（Ｉ）に示すように、隔壁層１１８上に、感光性樹脂を積層して露光・現像によりパターニングする。この感光性樹脂９８がリブ隔壁４２となる。

なお、圧電素子４６の上方にはリブ隔壁４２がパターニングされていないが、これは、振動板４８（圧電素子４６）の変位（上下方向の撓み変形）が阻害されるのを防止するためである。

樹脂保護膜８８とリブ隔壁４２とは、同種の樹脂材料で構成することも可能であり、これによって、このリブ隔壁４２に対する接合力をより強固にすると共に、その界面からのインク１１０の侵入をより一層防止することが可能になる。また、このように、同種の樹脂材料で構成されると、それらの熱膨張率が略等しくなるので、熱応力の発生が少なくて済む利点もある。

こうして、圧電素子基板７０が製造され、この圧電素子基板７０に、例えばガラス板を支持体とする天板部材４０が結合（接合）される。なお、以下の図９−１及び図９−２では、説明の便宜上、配線形成面を下面として説明するが、実際の工程では上面になる。

天板部材４０の製造においては、図９−１（Ａ）に示すように、天板部材４０自体が支持体となる程度の強度を確保できる厚み（０．３ｍｍ〜１．５ｍｍ）の天板４１を含んでいるので、別途支持体を設ける必要がない。まず、図９−１（Ｂ）に示すように、天板４１の下面に金属配線９０を積層してパターニングする。具体的には、スパッタ法にてＡｌ膜（厚さ１μｍ）を着膜する、ホトリソグラフィー法でレジストを形成する、塩素系のガスを用いたＲＩＥ法にてＡｌ膜をエッチングする、酸素プラズマにてレジスト膜を剥離する、という加工である。

そして、図９−１（Ｃ）に示すように、金属配線９０が形成された面に樹脂膜９２（例えば、富士フイルムアーチ社製の感光性ポリイミド Ｄｕｒｉｍｉｄｅ７３２０）を積層してパターニングする。なお、このとき、一部の金属配線９０には、バンプ６４を接合するため、樹脂膜９２を積層しないようにする。

そして、図９−１（Ｄ）に示すように、樹脂膜９２が積層されていない金属配線９０にバンプ６４をメッキ法等で形成する。このバンプ６４は上部電極５４と電気的に接続するために必要な高さを有するように形成されている。

さらに、図９−１（Ｅ）に示すように、金属配線８６に駆動ＩＣ６０をフリップチップ実装する。このとき、駆動ＩＣ６０は、予め半導体ウエハプロセスの終りに実施されるグラインド工程にて、所定の厚さ（７０μｍ〜３００μｍ）に加工されている。

そして、図９−１（Ｆ）に示すように、駆動ＩＣ６０の周囲を樹脂材５８で封止し、駆動ＩＣ６０を水分等の外部環境から保護できるようにする。更には、後工程でのダメージ、例えば、できあがった圧電素子基板７０をダイシングによってインクジェット記録ヘッド３２に分割する際の水や研削片によるダメージを回避することができる。

次に、図９−１（Ｇ）に示すように、天板４１の金属配線９０が形成されていない面に、ホトリソグラフィー法でレジストをパターニングする。

次いで、図９−１（Ｈ）に示すように、天板４１にサンドブラスト処理を行って開口を形成した後、保護用レジスト９４を酸素プラズマにて剥離する。

こうして、天板部材４０の製造が終了したら、図１０（Ａ）に示すように、この天板部材４０を圧電素子基板７０に被せて、両者を熱圧着により結合（接合）する。すなわち、感光性樹脂９８（リブ隔壁４２）を隔壁層１１８に接合し、バンプ６４を上部電極５４に接合する。

このとき、バンプ６４には十分な高さが確保されており、感光性樹脂（リブ隔壁４２）を隔壁層１１８へ接合することにより、バンプ６４が上部電極５４に自動的に接合される。つまり、バンプ６４は高さ調整が容易なので（潰れやすいので）、感光性樹脂９８（リブ隔壁４２）と隔壁層１１８との接続が容易にできる。

次に、図１０（Ｂ）に示すように、第１支持基板７６の貫通孔７６Ａから接着剤剥離溶液を注入して接着剤７８を選択的に溶解させることで、その第１支持基板７６を圧電素子基板７０から剥離処理する。これにより、図１０（Ｃ）に示すように、天板部材４０が結合（接合）された圧電素子基板７０が完成する。そして、この状態から、天板部材４０の天板４１が圧電素子基板７０の支持体となる。

一方、流路基板７２は、図１１（Ａ）に示すように、まず、貫通孔１００Ａが複数穿設されたガラス製の第２支持基板１００を用意する。第２支持基板１００は第１支持基板７６と同様、撓まないものであれば何でもよく、ガラス製に限定されるものではないが、ガラスは硬い上に安価なので好ましい。この第２支持基板１００の作製方法としては、ガラス基板のブラスト加工およびフェムト秒レーザー加工や、感光性ガラス基板（例えば、ＨＯＹＡ株式会社製ＰＥＧ３Ｃ）を露光・現像する等が知られている。

そして、図１１（Ｂ）に示すように、その第２支持基板１００の上面（表面）に接着剤１０４を塗布し、図１１（Ｃ）に示すように、その上面（表面）に樹脂基板１０２（例えば、厚さ０．１ｍｍ〜０．５ｍｍのアミドイミド基板）を接着する。そして次に、図１１（Ｄ）に示すように、その樹脂基板１０２の上面を金型１０６に押し付け、加熱・加圧処理する。その後、図１１（Ｅ）に示すように、金型１０６を樹脂基板１０２から離型処理することにより、圧力室５０やノズル５６等が形成される流路基板７２が完成する。

こうして、流路基板７２が完成したら、図１２−１（Ａ）に示すように、圧電素子基板７０と流路基板７２とを熱圧着により結合（接合）する。そして次に、図１２−１（Ｂ）に示すように、第２支持基板１００の貫通孔１００Ａから有機エタノールアミン処理により接着剤剥離溶液を注入して接着剤１０４を選択的に溶解させることで、その第２支持基板１００を流路基板７２から剥離処理する。

その後、図１２−２（Ｃ）に示すように、第２支持基板１００が剥離された面を、アルミナを主成分とする研磨材を使用した研磨処理又は酸素プラズマを用いたＲＩＥ処理することにより、表面層が取り除かれ、ノズル５６が開口される。そして、図１２−２（Ｄ）に示すように、そのノズル５６が開口された下面に撥水剤としてのフッ素材１０８（例えば、旭ガラス社製のＣｙｔｏｐ）を塗布する。

そして、図１２−３（Ｅ）に示すように、天板部材４０（天板４１）の上面にプール室部材３９を装着して、これらの間にインクプール室３８を構成することにより、インクジェット記録ヘッド３２が完成し、図１２−３（Ｆ）に示すように、インクプール室３８や圧力室５０内にインク１１０が充填可能とされる。

以上のようにして製造されるインクジェット記録ヘッド３２を備えたインクジェット記録装置１０において、次に、その作用を説明する。まず、インクジェット記録装置１０に印刷を指令する電気信号が送られると、ストッカ２４から記録用紙Ｐが１枚ピックアップされ、搬送装置２６により搬送される。

一方、インクジェット記録ユニット３０では、すでにインクタンクからインク供給ポートを介してインクジェット記録ヘッド３２のインクプール室３８にインク１１０が注入（充填）され、インクプール室３８に充填されたインク１１０は、インク流路１１４を経て圧力室５０へ供給（充填）されている。そして、このとき、ノズル５６の先端（吐出口）では、インク１１０の表面が圧力室５０側に僅かに凹んだメニスカスが形成されている。

そして、記録用紙Ｐを搬送しながら、複数のノズル５６から選択的にインク滴を吐出することにより、記録用紙Ｐに、画像データに基づく画像の一部を記録する。すなわち、駆動ＩＣ６０により、所定のタイミングで、所定の圧電素子４６に電圧を印加し、振動板４８を上下方向に撓み変形させて（面外振動させて）、圧力室５０内のインク１１０を加圧し、所定のノズル５６からインク滴として吐出させる。

こうして、記録用紙Ｐに、画像データに基づく画像が完全に記録されたら、排紙ベルト２３により記録用紙Ｐをトレイ２５に排出する。これにより、記録用紙Ｐへの印刷処理（画像記録）が完了する。

ここで、このインクジェット記録ヘッド３２は、インクプール室３８と圧力室５０の間に振動板４８（圧電素子４６）が配置され、インクプール室３８と圧力室５０が同一水平面上に存在しないように構成されている。したがって、圧力室５０が互いに近接配置され、ノズル５６が高密度に配設されている。

また、圧電素子４６に電圧を印加する駆動ＩＣ６０は、振動板４８と天板４１との間に配設され、振動板４８や天板部材４０より外部へ露出しない（突出しない）構成とされている（インクジェット記録ヘッド３２内に内蔵されている）。したがって、インクジェット記録ヘッド３２の外部に駆動ＩＣ６０を実装する場合に比べて、圧電素子４６と駆動ＩＣ６０の間を接続する金属配線８６やバンプ６４の長さが短くて済み、これによって、駆動ＩＣ６０から圧電素子４６までの低抵抗化が実現されている。

つまり、実用的な配線抵抗値で、ノズル５６の高密度化、即ちノズル５６の高密度なマトリックス状配設が実現されており、これによって、高解像度化が実現可能になっている。しかも、その駆動ＩＣ６０は、天板４１にフリップチップ実装されているので、高密度の配線接続が容易にでき、更には駆動ＩＣ６０の高さの低減も図れる（薄くできる）。したがって、インクジェット記録ヘッド３２の小型化も実現される。

具体的には、従来のＦＰＣ方式による電気接続では、ノズル解像度は６００ｎｐｉ（ｎｏｚｚｌｅ ｐｅｒ ｐｉｔｃｈ）が限界であったが、本発明の方式では、容易に１２００ｎｐｉ配列が可能となった。また、サイズについては、６００ｎｐｉのノズル配列を例にとって比較した場合、ＦＰＣを用いなくて済むため、１／２以下にすることが可能となった。

また、この駆動ＩＣ６０の周囲は、樹脂材５８で埋められて封止されているので、水分等の外部環境から駆動ＩＣ６０を保護することができる。

また、インクプール室３８のインク１１０は、第１インク供給路１１４Ａ、第２インク供給路１１４Ｂ及び第３インク供給路１１４Ｃを経て圧力室５０に供給されるが、これらのインク供給路を構成する部材、特に第２インク供給路１１４Ｂを構成するリブ隔壁４２や第３インク供給路１１４Ｃを構成する隔壁層１１８によって、圧電素子４６が供給途中のインクから確実に隔離されている。これにより、インクによる圧電素子４６の侵食を阻止し、圧電素子４６をインク１１０から保護することができる。これに対し、圧電素子等がインク供給路の内面に露出しているとインクが接触するため、長期にわたる使用でインクにより侵食されるおそれがある。本発明では、圧電素子４６のインクによる侵食が阻止され、これを長寿命化できる。

また、天板４１の金属配線９０が、樹脂保護膜９２によって被覆されているので、インク１１０による金属配線８６の腐食を防止することができる。

以上、何れにしても、このインクジェット記録ヘッド３２を構成する圧電素子基板７０及び流路基板７２は、常に硬い支持基板７６、１００上でそれぞれ製造され、かつ、それらの製造工程において、支持基板７６、１００がそれぞれ不要となった時点で、各支持基板７６、１００が取り除かれるという製造方法が採用されているので、極めて製造しやすい構成となっている。なお、製造された（完成した）インクジェット記録ヘッド３２は、天板４１によって支持されるので（天板４１が支持体とされるので）、その剛性は確保される。

次に、以下において、本発明の第１実施形態〜第３参考例のインクジェット記録ヘッドを説明する。これらのインクジェット記録ヘッドにおいて、第１参考例と同一の構成要素、部材等は同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。

図１３には、本発明の第１実施形態のインクジェット記録ヘッド１３２が示されている。第１実施形態のインクジェット記録ヘッド１３２では、天板４１に形成された貫通口１３４の形状のみが、第１参考例と異なっている。

貫通口１３４は、インクプール室３８からリブ隔壁４２へ向かって断面漏斗状に形成されており、第１インク供給路１１４Ａもインクプール室３８からリブ隔壁４２へ向かって断面積Ｄ１が漸減されている。

図４−１に示す第１参考例での貫通口１１２の形状では、第１インク供給路１１４Ａの断面積Ｄ１が一定であるため、流路抵抗を下げるためには、断面積Ｄ１を大きくするか、もしくは天板４１を薄くして流路長を短くする必要がある。しかし、断面積Ｄ１を大きくする場合には、リブ隔壁４２の寸法から限界がある。すなわち、リブ隔壁４２で構成される第２インク供給路１１４Ｂよりも第１インク供給路１１４Ａが側方へはみ出すと、インクプール室３８のインクが、天板４１と圧電素子４６との間の空間へ漏れ出てしまうおそれがある。また、天板４１を薄くする場合にも、天板４１の強度確保の観点から限界がある。

これに対し、第１実施形態では、天板４１を薄くすることなく第１インク供給路１１４Ａの流路抵抗を小さくすることができ、インク漏出のおそれもない。しかも、第１インク供給路１１４Ａ内において、インク１１０が流れる方向に断面積Ｄ１が減少しているので、死水域がなく、インク１１０の流れが良好になる。さらに、第１インク供給路１１４Ａが上方に向かって広がっているので、内部の気泡が発生した場合でも、上方へ気泡がスムーズに移動し、いわゆる泡抜けが良好になる。

図１４には、本発明の第２実施形態のインクジェット記録ヘッド１４２が示されている。第２実施形態では、階段状に形成された貫通口１４４を備えており、第１インク供給路１１４Ａの断面積Ｄ１がインクプール室３８側において広くなっている。

この第２実施形態においても、天板４１を薄くすることなく第１インク供給路１１４Ａの流路抵抗を小さくすることができ、インク漏出のおそれもない。また、第１インク供給路１１４Ａ内インク１１０の流れが良好になると共に、いわゆる泡抜けも良好になる。

図１５には、本発明の第３実施形態のインクジェット記録ヘッド１５２が示されている。第３実施形態では、第１インク供給路１１４Ａの断面積Ｄ１が、圧電素子４６側において第１参考例よりも広くなっているが、さらに、インクプール室３８側において漏斗状に漸増している。このような形状の貫通口１５４であっても、天板４１を薄くすることなく第１インク供給路１１４Ａの流路抵抗を小さくすることができ、インク漏出のおそれもない。また、第１インク供給路１１４Ａ内のインク１１０の流れが良好になると共に、いわゆる泡抜けも良好になる。

図１６には、本発明の第２参考例のインクジェット記録ヘッド１６２が示されている。第２参考例では、駆動ＩＣ６０が圧電素子基板７０と同一平面に実装されている。そして、天板部材４０の金属配線９０から、バンプ６４、圧電素子基板７０上の金属配線９０を経て、駆動ＩＣ６０に電気信号が送られる。そして、駆動ＩＣ６０により、所定のタイミングで、所定の圧電素子４６に電圧を印加し、振動板４８を上下方向に撓み変形させて（面外振動させて）、圧力室５０内のインク１１０を加圧し、所定のノズル５６からインク滴として吐出させる。

したがって、第２参考例においても第１〜第３実施形態と同様にして、記録用紙Ｐに画像を記録することができる。

なお、第２参考例では、低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０上にさらに、樹脂層８２が形成されている。この樹脂層８２は、駆動ＩＣ６０と上部電極５４とを接続する個別配線の保護膜として機能する。

図１７には、本発明の第３参考例のインクジェット記録ヘッド１７２が示されている。第３参考例では、大気連通孔１１６がリブ隔壁４２ではなく、天板４１のプール室部材３９よりも側方に位置する部分に形成されている。このように、大気連通孔１１６の位置は特に限定されず、第３参考例のインクジェット記録ヘッド１７２であっても、第１参考例のインクジェット記録ヘッド３２と同様の作用を奏する。

図１８には、本発明の第４参考例のインクジェット記録ヘッド１８２が示されている。第４参考例では、駆動ＩＣ６０がインクジェット記録ヘッド１８２の外部に配置されている。また、第４参考例の金属配線９０は、天板４１の上面にも設けられており、その一部が天板４１を貫通して、下面側の金属配線９０と繋がっている。天板４１の上面側の金属配線９０には、バンプ１８６によってフレキシブルプリント配線板１８４が接合されており、このフレキシブルプリント配線板１８４が上方に折り曲げられて、その上部でバンプ６２を介して駆動ＩＣ６０が実装されている。したがって、駆動ＩＣ６０は、バンプ６２、フレキシブルプリント配線板１８４及びバンプ１８６を介して金属配線９０に接続されていることになる。

このように、本発明に係るインクジェット記録ヘッドとしては、駆動ＩＣ６０を含むことなく構成されている（駆動ＩＣ６０は外部に配置されている）ものでもよい。

また、以上説明した第１〜第４参考例のインクジェット記録ヘッドでは、インクプール室３８から圧力室５０までのインクの流路のうち、とくに第３インク供給路１１４Ｃにおいて流路抵抗を規定されるようにし、適正な径（ドロップサイズ）でのインク滴吐出や、圧力室５０へのインク供給時間の短縮を実現可能としている。すなわち、流路抵抗が大きすぎると、圧力室５０へのインク供給に時間がかかってしまい、結果的に、インク滴吐出の周波数が低くなって、画像記録にも長時間を要することになる。また、流路抵抗が小さすぎると、吐出されるインク滴の径（滴体積）が不安定になるおそれがある。本発明では、第３インク供給路１１４Ｃの断面積Ｄ３及び流路長を適切に設定することで、これらを両立している。

上記各実施形態では、第３インク供給路１１４Ｃの流路抵抗が調整されて、所望の流路抵抗となっているものを例に挙げたが、インクプール室３８から圧力室までのインク供給路１１４の流路抵抗を、さらに好ましい値とし、インク滴の吐出速度や圧力室５０へのリフィル特性がさらに望ましいものとなるようにしてもよい。以下では、上記第１〜第３参考例のいずれにも適用可能な、第３インク供給路１１４Ｃの構造の変形例を説明する。

まず、インク供給路１１４の流路抵抗の好ましい範囲について説明する。

一例として、表１に示す仕様のインクジェット記録ヘッドを考える。

この場合、図１９（Ａ）に示すように、圧電素子対応部３０４、圧力室対応部３０６、インク供給路対応部３０８及びノズル対応部３１０を備えた等価回路３０２を用いて、吐出特性を解析できる。一例として、図１９（Ｂ）に、圧電素子４６を振動させたときの、ノズル５６におけるメニスカスの挙動（振動速度）を示す。

同様に、図２０（Ａ）に示すように、ノズル対応部３１４及びインク供給路対応部３１６を備えた等価回路３１２を用いて、リフィル特性を解析できる。一例として、図２０（Ｂ）に、リフィル時のメニスカスの振動変位を示す。

また、表１に示す仕様を満たすインクジェット記録ヘッドのノズル５６、圧力室５０の寸法等は、表２に示す範囲とすることができる。

ここで、図２１（Ｂ）に示すようにインク供給路１１４の一部を円柱形状と考えた場合の、表１及び表２の仕様（特性）を満足させる直径Ｄと長さＬとの関係が図２１（Ａ）に示されている。一部が円柱構造とされたインク供給路１１４の場合、円柱部分の長さＬと直径Ｄの関係が、太線ＬＬよりも上で、且つ太線ＬＬに近いほうが好ましい。また、インクジェット記録ヘッドの製造プロセスを考慮すると、Ｌ／Ｄ（アスペクト比）ができるだけ＜１以下となるように設定するのが好ましい。

以上から、上記の例では、直径Ｄ＝１６μｍ、長さＬ＝２３μｍ程度がインク流路の望ましい寸法となる。このような所望の寸法を満たす各変形例を、以下で説明する。

図２２には、第１変形例の第３インク供給路２１４Ｃが拡大して示されている。第１変形例では、隔壁層１１８の下部が下部電極５２及び低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０の開口内に入り込む構造とされており、この隔壁層１１８の下部と振動板４８とで、所望の直径Ｄ及び長さＬを有する流路抵抗調整部２１６がインク供給路１１４（第３インク供給路１１４Ｃ）の一部に構成されている。なお、隔壁層１１８は、上方に向かって断面積が漸減する漏斗状に形成されており、上端はがリブ隔壁４２と同一の開口になっている。

図２３には、第２変形例の第３インク供給路２２４Ｃが示されている。第２変形例では、第１変形例と比較して、隔壁層１１８の下部が下部電極５２及び低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０の開口内に入り込むことなく流路抵抗調整部２２６が構成されており、実質的に流路抵抗を有してインク流れ（供給）を制御するのは、振動板４８に形成された開口のみとなっている。

図２４には、第３変形例の第３インク供給路２３４Ｃが示されている。第３変形例では、第１変形例と比較して、隔壁層１１８の下部が下部電極５２及び低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０の開口内からさらに、振動板４８の開口内にも入り込んで、流路抵抗調整部２３６が構成されている。このため、振動板４８のみではインク流路に十分な高さを確保できない場合であっても、下部電極５２、低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０及び振動板４８の３部材でインク流路の高さを確保できる。下部電極５２や低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０もインクから隔離する必要がある場合（使用するインクに対して下部電極材料や低透水性絶縁膜材料が著しく侵食される場合等）にも本構成が有効である。

図２５には、第４変形例の第３インク供給路２４４Ｃが示されている。第４変形例では、隔壁層１１８が、下部電極５２に対応する部分と、低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０に対応する部分の２層に分けられて、流路抵抗調整部２４６が構成されている。これにより、たとえば低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）８０が第１変形例等と比較して厚い場合でもこれに対応でき、インク流路の長さをより長く確保可能となる。

以上、第１〜第４変形例では、第３インク供給路を所望の構造とする例を挙げたが、これに代えて、以下に示すように、第１インク供給路を所望の形状としてもよい。

図２６には、第５変形例のインクジェット記録ヘッド２５２が示されている。第５変形例では、図２７（Ａ）にも示すように、基板４１に形成された第１インク供給路２１４Ａが二段階の開口断面積を有するように段状に形成されており、その下半分が、所定の直径Ｄ及び長さＬを有する流路抵抗調整部２５４とされている。そして、インクプール室３８から圧力室５０までのインク供給路１１４の流路抵抗が、実質的にこの流路抵抗調整部２５４で規定されるようになっている。また、第５変形例の第３インク供給路１１４Ｃは、第２インク供給路１１４Ｂと同様の開口断面積を有しており、インク供給路１１４全体の流路抵抗に影響を与えないようになっている。

また、天板４１がガラス製とされているので、高い加工精度で流路抵抗規定部２５４を形成することができる。

天板４１に形成する流路抵抗調整部２５４の形状は、図２６及び図２７（Ａ）に示したものに限定されない。たとえば、図２７（Ｂ）に示すように、流路抵抗調整部２５４を第３インク供給路１１４Ｃの上半分に形成してもよい。図２７（Ｃ）に示すように、第１インク供給路２１４Ａのうち、流路抵抗調整部２５４が形成されていない部分を漏斗状としてもよい。さらに、図２７（Ｄ）に示すように、第１インク供給路を多段階で開口断面積が漸減する形状として、流路抵抗調整部２５４を構成してもよい。

なお、上記では、本発明の液滴吐出ヘッドとして、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色のインク滴を吐出するインクジェット記録ヘッドを挙げ、液滴吐出装置としても、インクジェット記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置を挙げたが、本発明の液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置は、記録用紙Ｐ上へ画像（文字を含む）を記録するものに限定されない。すなわち、記録媒体は紙に限定されるものでなく、また、吐出する液体もインクに限定されるものではない。例えば、高分子フィルムやガラス上にインクを吐出してディスプレイ用カラーフィルターを作成したり、溶接状態の半田を基板上に吐出して部品実装用のバンプを形成したりする等、工業用に用いられる液滴吐出装置全般が広く含まれる。

また、これらの液滴吐出装置では、ＦＷＡに限らず、主走査機構と副走査機構を有するＰａｒｔｉａｌ Ｗｉｄｔｈ Ａｒｒａｙ（ＰＷＡ）に本発明を適用してもよい。

本発明のインクジェット記録装置を示す概略正面図である。 本発明のインクジェット記録装置におけるインクジェット記録ヘッドの配列を示す説明図である。 本発明のインクジェット記録装置における記録用紙の幅と印字領域の幅との関係を示す説明図である。 本発明の第１参考例のインクジェット記録ヘッドの構成を示す概略平面図である。 本発明の第１参考例のインクジェット記録ヘッドの構成を示す断面図である。 本発明の第１参考例のインクジェット記録ヘッドのインク供給路近傍を拡大して示す断面図である。 本発明の第１参考例のインクジェット記録ヘッドとして切断される前の天板を示す概略平面図である。 本発明のインクジェット記録ヘッドの駆動ＩＣのバンプを示す概略平面図である。 本発明の第１参考例のインクジェット記録ヘッドを製造する全体工程の説明図である。 本発明の第１参考例に係る圧電素子基板を製造する工程（Ａ）〜（Ｆ）を示す説明図である。 本発明の第１参考例に係る圧電素子基板を製造する工程（Ｇ）〜（Ｉ）を示す説明図である。 本発明の第１参考例に係る天板部材を製造する工程（Ａ）〜（Ｅ）を示す説明図である。 本発明の第１参考例に係る天板部材を製造する工程（Ｆ）〜（Ｈ）を示す説明図である。 本発明の第１参考例に係る圧電素子基板に天板部材を接合する工程（Ａ）〜（Ｃ）を示す説明図である。 本発明に係る流路基板を製造する工程（Ａ）〜（Ｅ）を示す説明図である。 本発明の第１参考例に係る圧電素子基板に流路基板を接合する工程（Ａ）〜（Ｂ）を示す説明図である。 本発明の第１参考例に係る圧電素子基板に流路基板を接合する工程（Ｃ）〜（Ｄ）を示す説明図である。 本発明の第１参考例に係る圧電素子基板に流路基板を接合した後工程において、（Ｅ）はプール室部材を接合する工程、（Ｆ）はインクを充填する工程を示す説明図である。 本発明の第１実施形態のインクジェット記録ヘッドを図４と同様の断面で示す断面図である。 本発明の第２実施形態のインクジェット記録ヘッドを図４と同様の断面で示す断面図である。 本発明の第３実施形態のインクジェット記録ヘッドを図４と同様の断面で示す断面図である。 本発明の第２参考例のインクジェット記録ヘッドを図４と同様の断面で示す断面図である。 本発明の第３参考例のインクジェット記録ヘッドを図４と同様の断面で示す断面図である。 本発明の第４参考例のインクジェット記録ヘッドを図４と同様の断面で示す断面図である。 （Ａ）はインクジェット記録ヘッドの吐出特性の解析に用いられる等価回路を示す回路図であり、（Ｂ）は圧電素子駆動時のインクメニスカスの振動速度を示すグラフである。 （Ａ）はインクジェット記録ヘッドのリフィル特性の解析に用いられる等価回路を示す回路図であり、（Ｂ）はインクメニスカスのリフィル振動の変位を示すグラフである。 （Ａ）インクジェット記録ヘッドのインク供給路の長さ及び直径と流路抵抗との関係を示すグラフであり、（Ｂ）はインク供給路の形状モデルを概略的に示す説明図である。 本発明の第１変形例のインクジェット記録ヘッドでのインク供給路の一部を拡大して示す断面図である。 本発明の第２変形例のインクジェット記録ヘッドでのインク供給路の一部を拡大して示す断面図である。 本発明の第３変形例のインクジェット記録ヘッドでのインク供給路の一部を拡大して示す断面図である。 本発明の第４変形例のインクジェット記録ヘッドでのインク供給路の一部を拡大して示す断面図である。 本発明の第５変形例のインクジェット記録ヘッドを図４と同様の断面で示す断面図である。 （Ａ）〜（Ｄ）はいずれも、本発明のインクジェット記録ヘッドのインク供給路の変形例を示す説明図である。 従来のインクジェット記録ヘッドの構造を示す概略断面図である。 従来のインクジェット記録ヘッドの構造を示す概略平面図である。 従来のインクジェット記録ヘッドの構造を示す概略斜視図である。

符号の説明

１０ インクジェット記録装置（液滴吐出装置）
１２ 用紙供給部
１４ レジ調整部
１６ 記録ヘッド部
１７ スターホイール
１８ メンテナンス部
１９ 搬送ロール
２０ 記録部
２１ メンテナンス装置
２２ 排出部
２３ 排紙ベルト
２４ ストッカ
２５ トレイ
２６ 搬送装置
２７ 用紙搬送路
２８ ループ形成部
２９ ガイド部材
３０ インクジェット記録ユニット
３２ インクジェット記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）
３８ インクプール室（液体プール室）
４０ 天板部材
４２ リブ隔壁
４４ 記録ヘッド
４６ 圧電素子
４８ 振動板
４８Ａ 貫通孔
５０ 圧力室
５２ 下部電極
５４ 上部電極
５６ ノズル
５８ 樹脂材
６０ 駆動ＩＣ
６２ バンプ
６４ バンプ
６６ インク流路
７０ 圧電素子基板
７２ 流路基板
７６ 支持基板
７６Ａ 貫通孔
７８ 接着剤
８０ 低透水性絶縁膜（ＳｉＯｘ膜）
８４ 開口
８６ 金属配線
８８ 樹脂保護膜
９０ 金属配線
９２ 樹脂膜
９４ 保護用レジスト
９８ 感光性ドライフィルム
１００ 支持基板
１００Ａ 貫通孔
１０２ 樹脂基板
１０４ 接着剤
１０６ 金型
１０８ フッ素材
１１０ 液体
１１８ 隔壁層（隔壁部材）
１３２ インクジェット記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）
１４２ インクジェット記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）
１５２ インクジェット記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）
１６２ インクジェット記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）
１７２ インクジェット記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）
１８２ インクジェット記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）
２００ 液体
２００Ａ 液滴滴
２０２ インクプール室
２０４ 圧力室
２０６ 圧電素子
２０８ ノズル
２１２ バンプ
２１４Ｃ 第３インク供給路
２２４Ｃ 第３インク供給路
２３４Ｃ 第３インク供給路
２４４Ｃ 第３インク供給路
２５２ インクジェット記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）
２５４ 流路抵抗調整部
Ｐ 記録用紙

Claims (9)

1. 液滴を吐出するノズルと、
   前記ノズルと連通し、液体が充填される圧力室と、
   前記圧力室へ供給する液体をプールする液体プール室と、
   前記圧力室の一部を構成すると共に圧力室と前記液体プール室の間に位置し、液体プール室から圧力室へと液体を供給可能とする液体供給路を構成する開口が形成された振動板と、
   前記振動板を変位させる圧電素子と、
   前記圧電素子に駆動信号を供給する配線を備えるとともに、前記振動板の開口と連通して前記液体供給路の一部を構成する貫通口が圧力室と一対一で対応して形成された天板部材と、
   前記貫通口の周囲に位置するように配設され、貫通口と連通し前記液体供給路を構成する開口が形成された隔壁部材と、
   前記天板部材の前記貫通口の断面積を前記圧力室に向かって漸減させることで内部の流路抵抗を調整する流路抵抗調整手段と、
   を有することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
2. 前記圧電素子に駆動信号を供給する駆動ＩＣ、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
3. 前記液体供給路が、前記圧電素子と一対一で設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液滴吐出ヘッド。
4. 前記液体供給路の一部が、複数の前記圧電素子に共通で設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液滴吐出ヘッド。
5. 前記流路抵抗調整手段が、前記天板部材の前記貫通口の少なくとも一部の断面積を、前記圧力室に向かって段階的に変化させることを含んで構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッド。
6. 前記流路抵抗調整手段が、前記天板部材の前記貫通口の内側に配置されて貫通口の一部を所望の断面積及び長さに規定する流路抵抗調整部、を含んで構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッド。
7. 前記天板部材の、前記圧電素子と反対側に、液体を貯留可能な液体プール室が備えられていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッド。
8. 前記天板部材と前記圧電素子との間に空洞部が構成され、
   前記隔壁部材と前記天板部材の少なくとも一方に、前記空洞部を大気に連通させる大気連通部、が形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッド。
9. 請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする液滴吐出装置。

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