JP6127491B2 - 液体噴射ヘッド、液体噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体をノズルから噴射する液体噴射ヘッドに関し、特に、液体が流れる流路を複数の基板を接合して構成する液体噴射ヘッドに関する。

従来、インク等の液体をノズルから噴射する液体噴射ヘッドが知られている。液体噴射ヘッドは、印加される電圧により変形を生じる圧電素子と、液体が流れる流路と、この流路と連通して液体が噴射されるノズルを備える。そのため、圧電素子の変形により流路内部に圧力が生じると、流路を流れる液体はこの圧力によってノズル開口から吐出される。このような液体噴射ヘッドは、例えば、印刷装置等の一部として用いられる。

また、液体噴射ヘッドにおいて、液体が流れる流路を複数の基板を積層状に接合することで形成するものが知られている。例えば、ノズルが形成されたノズルプレートと、圧電素子とこの圧電素子により圧力が生じる圧力室とが形成された流路形成基板と、ノズルと圧力室とを連通する連通孔が形成された連通板と、をそれぞれ積層状に接着剤を用いて接合し、接合後の基板間の内部に液体の流路を形成する。

複数の基板を、接着剤を用いて接合して流路を形成する場合、基板の間から接着剤がはみ出し、はみ出した接着剤が流路内部で硬化する場合がある。そして、液体噴射ヘッドを駆動させた際に、流路内部で接着剤が剥がれ落ち、ノズルを詰まらせる場合がある。ノズルの詰まりは液体噴射ヘッドの吐出不良を生じさせる。そのため、従来では、流路内部の接着剤を、溶剤等を用いて洗浄することで、ノズルの詰まりを抑制していた（例えば、特許文献１参照）。

出願２００４−１１４５５６号公報

流路内部の接着剤を、溶剤を用いて洗浄する場合、接着剤を完全に除去することが難しかった。
また、流路内部の壁面に接着剤の這い上がりを防止する形状を設ける方法も考えられるが、使用する接着剤の粘性や塗布量に応じて形状の寸法を厳格に設計する必要がある。しかしながら、寸法を厳格に設計することは、流路の設計の自由度を制約する場合があった。

本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、その目的の１つとして、ノズルの詰まりに起因する吐出不良を低減することができる液体噴射ヘッド、液体噴射装置を提供する。

上記課題を解決するために、本発明では、液体を吐出するノズルを複数備えるノズルプレートと、底面に第１の開口を有し、第１方向に複数併設した圧力室と、該圧力室に隣接した圧電素子と、を有する流路形成基板と、前記ノズルプレートと前記流路形成基板との間に位置し、前記各ノズルと前記圧力室の前記第１の開口とを連通させる連通孔を備えた連通板と、が接合されて構成される液体噴射ヘッドであって、前記流路形成基板の前記第１の開口は、前記第１方向と交差する第２方向が長手方向となり、インク供給側から前記連通孔側にかけて形成されており、前記長手方向にそって、前記圧力室の前記第１方向の内幅は、前記連通孔に近い側が、前記インク供給側よりも狭くなる狭窄部を有し、前記連通板の前記連通孔は、貫通方向に伸びた少なくとも３つ以上の稜線を有して形成され、前記連通板は、前記流路形成基板側の前記稜線の端部が、前記狭窄部を区画する前記流路形成基板の該連通板側の面で塞がれるよう、前記流路形成基板と接合されている。

上記のように構成された発明では、ノズルプレートと連通板とを接合する接着剤が基板の間からはみ出し、連通孔内部の各稜線を伝って這い上がる場合がある。しかし、連通孔の各稜線の流路形成基板側は、流路形成基板の圧力室の狭窄部を区画する底面によって覆われており、稜線を伝って流路形成基板側まで這い上がった接着剤は、流路形成基板の連通板側の面で堰き止められる。そして、堰き止められた接着剤は、流路形成基板と連通板とを接合する接着剤と合流し、一体となって硬化する。
ここで、硬化した接着剤はその端部を基点として剥離し易くなることがわかっている。そのため、本発明では、接着剤を流路内部で一体となるよう硬化させることで接着剤の端部を生じ難くさせている。端部が生じなければ、接着剤が流路内部で剥離する可能性は低くなり、剥離した接着剤により生じるノズル詰まりを抑制することができる。
また、接着剤の這い上がりを抑制するという思想を伴わないため、接着剤の塗布量に応じて流路形状の設計を厳格に行う必要がなくなる。

また、前記連通孔は、前記流路形成基板側に開いた第２の開口と前記ノズルプレート側に開いた第３の開口を有し、前記連通孔の前記第２の開口と前記第３の開口との間に、少なくとも前記第２の開口及び前記第３の開口のいずれかよりも前記第１方向の内幅が狭くなる狭流路部を備える構成としてもよい。
上記のように構成された発明は、流路形成基板の狭窄部との関係で連通孔の内幅を第１方向に広げると、隣接する連通孔との壁が薄くなり、クロストークが問題となる場合がある。クロストークとは、隣接する連通孔の１つが変形することで、他方の連通孔まで変形させてしまい、液体の吐出タイミングに影響を与えることである。そのため、連通孔に狭流路部を設けることで、この連通孔が延びる方向において連通孔を区画する壁の第１方向の厚みが変化し、壁の変形を妨げるよう作用する。そのため、クロストークを抑制することができる。また、クロストークを抑制することで、連通孔の併設距離を狭くすることができるため、ノズルを高密度化することができる。

そして、前記連通孔は、前記ノズルプレート側の流路において、前記第１方向と交差する前記第２方向の内幅が、前記第２の開口の前記第２方向の内幅と比べて広くなる抵抗調整部を備える、構成としてもよい。
上記のように構成された発明は、連通孔内部に狭流路部を設けることで、圧力室から連通孔へ向う流路において流路抵抗が強くなる場合がある。そのため、連通孔のノズルプレート側の流路において、第２方向の内幅が広くなる抵抗調整部を設けることで、流路抵抗を低減することができる。

そして、前記連通孔は、４つの稜線を有する矩形状である、構成としてもよい。
上記のように構成された発明では、本発明の連通孔をエッチング処理等により形成し易くすることができる。

さらに、本発明の液体噴射ヘッドを備える液体噴射装置であってもよい。

また、本発明は、液体を吐出するノズルを複数備えるノズルプレートと、底面に第１の開口を有し、第１方向に複数併設した圧力室と、該圧力室に隣接した圧電素子と、を有する流路形成基板と、前記ノズルプレートと前記流路形成基板との間に位置し、前記各ノズルと前記圧力室の前記第１の開口とを連通させ鈍角または鋭角で交差する壁面を有する連通孔を備えた連通板と、が接合されて構成される液体噴射ヘッドであって、前記流路形成基板の第１の開口は、前記第１方向と交差する第２方向が長手方向となり、インク供給側から前記連通孔側にかけて形成されており、前記連通板の前記連通孔は、貫通方向に伸び前記壁面の交差部からなる稜線を少なくとも3つ有するよう形成され、前記流路形成基板側の面に第２の開口を有し、前記連通板は、前記第２の開口側の少なくとも２以上の前記稜線の端部が、前記第１の開口を区画する前記流路形成基板の該連通板側の面で塞がれるよう、前記流路形成基板と接合されており、前記連通孔は、前記壁面が鈍角で交差する稜線において、該稜線が不連続となる段差を有する構成としてもよい。

上記のように構成された発明では、連通孔の流路形成基板の連通板側の面で塞がれない稜線において、該稜線が不連続となる段差を有する。そのため、この段差により接着剤が流路形成基板側に這い上がらず、剥離した接着剤により生じるノズル詰まりを抑制することができる。

本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッド１を示す分解斜視図である。 圧力室と連通孔との位置関係を示す図である。 連通孔２１の構成を示す図である。 連通孔２１の構成を示す図である。 インクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。 流路内部での接着剤の動きを説明する図である。 第２の実施形態に係る連通孔と圧力室１２の構成を示す図である。

以下、下記の順序に従って本発明の実施形態を説明する。
１．第１の実施形態：
２．第２の実施形態：
３．その他の実施形態：

１．第１の実施形態：
図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッド１を示す分解斜視図である。また、図２は、圧力室と連通孔との位置関係を示す図である。

本実施形態に示す液体噴射ヘッド１は、インク等の液体を吐出する液体噴射装置の一部として用いられる。図１に示すように、液体噴射ヘッド１は、ノズルプレート２５、連通板２０、流路形成基板１０、封止基板３０を、備える。なお、図では、流路形成基板１０の構造が理解され易いよう、流路形成基板１０を２つに分けて示している。

この液体噴射ヘッド１では、少なくとも、流路形成基板１０と、連通板２０と、ノズルプレート２５とは接着剤を用いて接合される。そして、この接着剤を用いた各基板の接合により、流路形成基板１０の内部に形成された圧力室１２と、連通板２０に形成された連通孔２１と、ノズルプレート２５に形成されたノズル２６とが連通し、インクの流路が構成される。
以下、この実施形態中では、圧力室１２が併設する方向を第１方向Ｄ１とし、この第１の方向と直交する方向を第２方向Ｄ２とする。そして、連通孔２１が延びる方向を第３方向Ｄ３とする。

流路形成基板１０は、例えば、面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には予め熱酸化により形成した二酸化シリコンからなる、厚さ１〜２μｍの弾性膜５０が形成されている。流路形成基板１０には、複数の圧力室１２がその幅方向（第１方向Ｄ１）に併設されている。また、流路形成基板１０の圧力室１２の第１方向Ｄ１と交差する第２方向Ｄ２外側の領域にはリザーバ部１３が形成され、リザーバ部１３と各圧力室１２とが、圧力室１２毎に設けられたインク供給路１４を介して連通されている。なお、圧力室１２、リザーバ部１３及びインク供給路１４は、流路形成基板１０を厚さ方向に貫通して設けられている。また、インク供給路１４は、圧力室１２よりも狭い幅で形成されており、リザーバ部１３から圧力室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。

図２（ａ）は、流路形成基板１０の内部を示す斜視図である。圧力室１２の底面側開口（以下、第１の開口１２１とも記載する）は、第１方向Ｄ１と交差する第２方向Ｄ２に延びるよう流路形成基板１０に形成されている。即ち、第１の開口１２１は、第２方向Ｄ２が長手方向となり、リザーバ部１３（インク供給）側から連通孔２１側にかけて形成されている。そのため、第１の開口１２１の図中左側の端部の位置は、連通孔２１の直上付近まで位置する。また、第１の開口１２１の連通孔２１の上部に位置する箇所には、第１方向Ｄ１の内幅が後述する第２の開口２１ｅの第１方向Ｄ１の幅に比べて狭くなる（図中ｗ１）狭窄部１２２が形成されている。本実施形態では、第１の開口１２１の端部側の内幅ｗ１を狭くすることで狭窄部１２２を構成しているが、第１の開口１２１の第１方向Ｄ１の内幅の全てが、連通孔２１の第１方向Ｄ１の内幅と比べて狭いものであってもよい。

図１、図２（ｂ）に示すように、流路形成基板１０の底面側には、連通板２０が接着剤を用いて接合されている。この連通板２０は、該連通板２０を貫通する連通孔２１が第１方向Ｄ１に併設されている。また、連通板２０には、流路形成基板１０のリザーバ部１３に対向する領域に、第３方向Ｄ３に貫通する連通部２２が形成され、この連通部２２は流路形成基板１０のリザーバ部１３と連通している。そして、これらリザーバ部１３と連通部２２とが、各圧力室１２の共通のインク室であるリザーバ１００を構成している。なお、この連通板２０の材料は、特に限定されないが、本実施形態では、シリコン単結晶基板を用いた。

図３、図４は、連通孔２１の構成を示す図である。
図３（ａ）に示すように、連通孔２１は、貫通方向（第３方向Ｄ３）に伸びた４つの壁面で覆われた矩形状の孔により構成される。また、壁面の交差部には、４つの稜線２１ａ〜２１ｄが形成されている。この連通孔２１は連通板２０を貫通するため、連通板２０のそれぞれの面には、第２の開口２１ｅと第３の開口２１ｆとが位置している。ここで、第２の開口２１ｅは、連通板２０の流路形成基板１０と接合される側の面に位置する開口であり、流路形成基板１０の第１の開口１２１と連通する。また、第３の開口２１ｆは、連通板２０のノズルプレート２５と接合される側の面に位置する開口であり、ノズルプレート２５のノズル２６と連通する。本実施形態では、連通孔２１の第３方向Ｄ３の長さを３００μｍとした。

連通孔２１の第２の開口２１ｅを含む流路には、第１方向Ｄ１の内幅がｗ２となる広流路部２１１が設けられている。そして、広流路部２１１の直下には第１方向Ｄ１の内幅ｗ３が広流路部２１１の第１方向の内幅ｗ２と比べて狭くなる狭流路部２１２が設けられている。本実施形態では、連通孔２１の第２の開口２１ｅから第３方向Ｄ３に１００μｍの長さにおいて、広流路部２１１が設けられ、それ以外の部位で狭流路部２１２が設けれている。そのため、図４に示すように、連通板２０の内部を第２方向Ｄ２から見た場合、広流路部２１１に該当する部位において各連通孔２１を区画する連通板２０の壁の厚みが狭くなり、狭流路部２１２に該当する部位において各連通孔２１を区画する連通板２０の壁の厚みが広くなる。即ち、連通孔２１を区画する第１方向Ｄ１の壁の厚みが第３方向Ｄ３において変化することとなる。

また、連通孔２１の第３の開口２１ｆ側には、第２方向Ｄ２の内幅ｗ４が連通孔２１の他の部位の第２方向Ｄ２の内幅に比べて広くなる抵抗調整部２１３が設けられている。本実施形態では、抵抗調整部２１３は、連通孔２１の第３の開口２１ｆから第３方向Ｄ３に１００μｍの長さにおいて設けられている。

説明を省略するが、連通板２０に設けられた全ての連通孔２１において図３、４に示す同様の形状となっている。
また、上記した連通孔２１の形成方法としては、連通板２０に対してマスクパターンを用いたウエットエッチングを用いて作成するが、これに限定されない。

図３（ｂ）は、連通板２０の連通孔２１と流路形成基板１０の第１の開口１２１とが当接する境界を、流路形成基板１０側から見た図である。連通板２０の連通孔２１と流路形成基板１０の第１の開口１２１とが当接する境界において、連通孔２１における第２の開口２１ｅ側の４つの稜線２１ａ〜２１ｄの端部が、それぞれ流路形成基板１０の狭窄部１２２を区画する底面１０１によって塞がれている。即ち、狭窄部１２２の第１方向Ｄ１の内幅ｗ１が第２の開口２１ｅの内幅ｗ２に比べて狭くなっているため、連通板２０と流路形成基板１０とを狭窄部１２２と第２の開口２１ｅを連通させるよう接合すると、稜線２１ａ〜２１ｄの端部が第１の開口１２１の外周付近（底面１０１）と当接するからである。

図１、図２に戻り、この連通板２０の流路形成基板１０と接合されない側の面には、ノズルプレート２５が接着剤を用いて接合されている。このノズルプレート２５には、各圧力室１２に対応するノズル２６が穿設されている。なお、ノズルプレート２５は、厚さが例えば、０．０５〜１ｍｍで、線膨張係数が３００℃以下で、例えば２．５〜４．５［×１０-6／℃］であるガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又は不錆鋼などからなる。

そして、流路形成基板１０上には、各圧力室１２に対応する圧電素子３が形成されている。この圧電素子３は、厚さが例えば、約０．２μｍの下電極膜と、厚さが例えば、約１．０μｍの圧電体層と、厚さが例えば、約０．０５μｍの上電極膜とが、積層形成されて、構成されている。一般的には、圧電素子３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を圧力室１２毎にパターニングして構成する。そのため、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。また、ここでは、圧電素子３と当該圧電素子３の駆動により変位が生じる振動板とを合わせて圧電アクチュエータと称する。

また、このような各圧電素子３を構成する圧電素子３上には、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０が接続されており、このリード電極９０は、圧力室１２に対向する領域からその外側の領域まで延設され、その先端部が後述する封止基板３０の貫通孔内に露出されている。
また、流路形成基板１０のリザーバ部１３に対応する領域には、コンプライアンス部材３３が設けられて、リザーバ部１３の一方の開口はこのコンプライアンス部材３３によって封止されている。

なお、流路形成基板１０の圧電素子３側の面には、封止基板３０が、接着剤を用いて接合されている。この封止基板３０は、圧電素子３に対向する領域に、圧電素子３の運動を阻害しない程度の空間を確保した状態で、その空間を密封可能な圧電素子保持部３１を有する。また、この封止基板３０には、リザーバ部１３に対向する領域に、コンプライアンス部材３３の変形を妨げない程度の深さを有する凹部３２が設けられている。このような封止基板３０の材料としては、例えば、ガラス、セラミック材料、金属、プラスチック等で形成されていることが好ましく、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料、例えば、シリコン単結晶基板を用いて形成することがより好ましい。

封止基板３０上には、例えば、二酸化シリコンからなる絶縁膜を介して例えば、金（Ａｕ）の配線膜からなる配線パターンが形成され、この配線パターン上に圧電素子３を駆動するための駆動ＩＣが実装されている。

このような本実施形態の液体噴射ヘッドでは、図示しない外部インク供給手段からインクを取り込み、リザーバからノズル２６に至るまで内部をインクで満たした後、駆動ＩＣからの記録信号に従い、圧力室１２に対応するそれぞれの圧電素子３を駆動させ、各圧力室１２内の圧力が高まりノズル２６からインク滴が吐出する。

また、これら各実施形態の液体噴射ヘッドは、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、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５Ａは、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５Ｂ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５Ａ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５Ａはキャリッジ軸５Ｂに沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５Ｂ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。

図６は、流路内部での接着剤の動きを説明する図である。
以下、上記構成の液体噴射ヘッド１において、ノズルプレート２５、連通板２０、流路形成基板１０を接着剤を用いて接合する際に、各構造が接着剤に対して作用する効果を説明する。

まず、連通板２０の第３の開口２１ｆが形成されている側の面にノズルプレート２５を接着剤３００を用いて接合し、連通孔２１の第２の開口２１ｅが形成されている側の面に流路形成基板１０の底面１０１を接着剤３０１を用いて接合する。ここで、接着剤としては、例えば、熱硬下型エポキシ系接着剤が好適に用いられる。
なお、実際には、流路形成基板１０、連通板２０、ノズルプレート２５、封止板３０は、各部位が複数併設したウェハー基板を、接着剤を用いて接合した後、液体噴射ヘッド１単位で切り分けられる。

この状態で、ノズルプレート２５と連通板２０との間から接着剤３００が連通孔２１側にあふれ出る場合がある。そして、あふれ出た接着剤３００は、連通孔２１内部に設けられた各稜線２１ａ〜２１ｄを伝って流路形成基板１０側に這い上がる（説明を容易にするため、図６では、２１ａのみを記載する。）。

しかし、連通孔２１の第２の開口２１ｅは、流路形成基板１０の圧力室１２の第１の開口１２１を区画する底面１０１によって覆われており、稜線２１ａを伝って流路形成基板１０側まで這い上がった接着剤３００は、底面１０１で堰き止められる。そして、堰き止められた接着剤３００は、流路形成基板１０と連通板との間からもれ出る接着剤３０１と合流する。この状態で、接着剤３００は、ノズルプレート２５と流路形成基板１０の底面１０１を繋ぐ連通孔２１の稜線２１ａに沿って硬化する。即ち、ノズルプレート２５と連通板２０とを接合する接着剤３００と、連通板２０と流路形成基板１０とを接合する接着剤３０１とが一体となって硬化するため、接着剤３００、３０１に端部が生じない。

ここで、従来技術との対比において、接着剤３００、３０１の端部が与える影響について説明する。従来のように、稜線２１ａ〜２１ｄが存在せず、接着剤３００の這い上がりが連通孔２１の内部で停止する場合は、接着剤３００の端部が生じることとなる。そのため、この硬化した端部が、流路内を流れるインクに侵食されると、端部を基点として接着剤３００が剥離する場合がある。
そのため、接着剤３００の端部が生じなければ、接着剤３００が流路内部で剥離する可能性は低くなり、剥離した接着剤により生じるノズル詰まりを抑制することができる。
また、接着剤３００の流路内での這い上がりを抑制するという思想を伴わないため、接着剤の塗布量に応じて段差等の設計を厳格に行う必要がなく、流路の設計をより自由に行うことができる。

また、図４に示すように、連通孔２１の断面を第２方向Ｄ２から見た場合、各連通孔２１に狭流路部２１２が設けられているため、この連通孔２１を区画する壁の第１方向Ｄ１の厚みが第３方向Ｄ３において変化する。壁の厚みを変化させることで、壁の変形を生じにくくさせることが可能となる。そのため、隣接する圧力室１２の変位により生じ、連通孔２１に伝達された力を、この圧力室１２と連通しない他の圧力室に伝え難くすることができ、クロストークを抑制することができる。
また、連通孔同士のクロストークを抑制することで、連通孔の併設距離を狭くすることができるため、液体噴射ヘッド１においてノズルを高密度化することができる。

さらに、連通孔２１において、第３の開口２１ｆ側に、第２方向Ｄ２の幅を他の部位における第２方向Ｄ２の幅と比べて広くした抵抗調整部２１３を設けることで、狭流路部２１２を備えることで生じる連通孔２１内部の流路抵抗を下げることができる。即ち、連通孔２１の体積が小さくなると、圧力室１２との間の流路抵抗の差によってインクが連通孔２１を流れ難くなる場合がある。そこで、連通孔２１に抵抗調整部２１３を設けることで連通孔２１内部の流路抵抗を下げインクを流れ易くすることができる。また、抵抗調整部２１３は、連通孔２１の第２方向Ｄ２の幅を広くして構成されているため、各連通孔２１を区画する壁の第１方向Ｄ１の厚みが変化せず、クロストークに影響を与えない。

２．第２の実施形態：
図７は、第２の実施形態に係る連通孔と圧力室１２の構成を示す図である。
この第２の実施形態では、第２の開口２１ｅ側の稜線の端部の全てを流路形成基板１０の底面１０１で塞ぐのではなく、その一部のみを塞ぐ。そして、流路形成基板１０で塞がれなかった稜線の端部に対しては、連通孔２１の第２の開口２１ｅと第３の開口２１ｆとの間に、同稜線が不連続となる段差を設けることで、接着剤の這い上がりを抑制している。

図７（ａ）に示すように、連通孔２１は、壁面が鋭角又は鈍角で交差する矩形状の孔が第３方向Ｄ３に伸びて構成される。また、壁面の交差部には、稜線２１ａ〜２１ｄが形成されている。また、連通板２０のそれぞれの面には、第２の開口２１ｅと第３の開口２１ｆとが位置している。

連通孔２１は、第３の開口２１ｆ側に広流路部２１１が設けられている。そして、第２の開口２１ｅを含む部位が狭流路部２１２となっている。図７（ａ）では、連通孔２１の第３の開口２１ｆから第３方向Ｄ３に所定長の位置で、流路幅が第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に共に広がる広流路部２１１が設けられている。そのため、この広流路部２１１は、抵抗調整室としての機能も備える。

そして、連通孔２１は、広流路部２１１から直上に、第２の開口２１ｅを含む狭流路部２１２を備えている。そのため、第１の実施形態と同様、第２方向Ｄ２において、広流路部２１１に該当する部位において各連通孔２１を区画する連通板２０の壁の厚みは狭くなり、狭流路部２１２に該当する部位において各連通孔２１を区画する連通板２０の壁の厚みは広くなる。即ち、第１の実施形態同様、連通孔２１を区画する第１方向Ｄ１の壁の厚みが第３方向Ｄ３において変化することとなり、流路間でのクロストークを低減させることができる。

また、連通孔２１が上記構成となることで、狭流路部２１２と広流路部２１１とが合流する合流部において、稜線２１ａ、２１ｂ、２１ｄの連続は維持されるが、壁面が鈍角で交差して形成された稜線２１ｃは不連続となる。具体的には、稜線２１ｄの第３の開口２１ｆ側においては、広流路部２１１の上面２１１ａで形成された段差２１４により稜線２１ｃが不連続となっている。ここで、上面２１１ａを区画する辺２１１ｂ、２１１ｃは、稜線２１ｂ、２１ｄと連続している。
なお、説明を省略するが、連通板２０に設けられた全ての連通孔２１において図７に示す同様の形状となっている。

図７（ｂ）は、連通板２０の連通孔２１と流路形成基板１０の第１の開口１２１とが当接する境界を、流路形成基板１０側から見た図である。第１の開口１２１には、第１方向Ｄ１の内幅が第１の開口１２１の他の部位に比べて狭くなる狭窄部１２２が形成されている。この本実施形態では、第１の開口１２１の長手方向の辺の一部を変形させて狭窄部１２１を形成しているが、狭窄部１２１の第１方向Ｄ１の内幅は、第２の開口２１ｅの第１方向Ｄ１の内幅と比べて必ずしも狭くならなくともよい。

そして、連通板２０の連通孔２１と流路形成基板１０の第１の開口１２１とが連結する境界において、第２の開口２１ｅ側の３つの稜線２１ａ、２１ｂ、２１ｄの端部はそれぞれ、流路形成基板１０の狭窄部１２２を区画する底面１０１によって塞がれている。一方、第２の開口２１ｅ側の稜線２１ｃの端部は、第１の開口１２１の開口内に位置し端部が開放状態となっている。この、第１の開口１２１内部に位置する稜線２１ｃは、上記のように連通孔２１の狭流路部２１２と広流路部２１１との合流部に形成された段差２１４により不連続となっている。

以下、上記第２の実施形態に係る構成の液体噴射ヘッドにおいて、ノズルプレート２５、連通板２０、流路形成基板１０を接着剤を用いて接合する際に、各構造が接着剤に対して作用する効果を説明する。

第１の実施形態同様、稜線２１ａ、２１ｂ、２１ｄに沿って這い上がった接着剤は、流路形成基板１０の底面１０１で堰き止められる。そして、堰き止められた接着剤は、流路形成基板１０と連通板との間からもれ出る接着剤と合流する。この状態で、接着剤は、ノズルプレート２５と流路形成基板１０の底面１０１を繋ぐ連通孔２１の各稜線に沿って硬化する。

一方、ノズルプレート２５と連通板２０との間からはみ出し、稜線２１ｃに沿って這い上がった接着剤は広流路部２１１の上面２１１ａまで到達する。しかし、広流路部２１１と狭流路部２１２との合流部において稜線が不連続となる段差２１４が設けられているため、これ以上第２の開口２１ｅ側に這い上がらない。また、稜線２１ｃは鈍角であるため、この稜線２１ｃを這い上がる接着剤の厚みも薄くなる。更には、場合によって接着剤は広流路部２１１の上面２１１ａを区画する辺２１１ｂ、２１１ｃを経由して稜線２１ｂ、２１ｄに伝わり、この稜線２１ｂ、２１ｄを這い上がる接着剤と合流する。合流した接着剤は上面２１１ａの辺２１１ｂ、２１１ｃ、及び稜線２１ｂ、２１ｄで一体となって硬化する。
そのため、接着剤が流路内部で剥離する可能性は低くなり、剥離した接着剤により生じるノズル詰まりを抑制することができる。

また、この第２の実施形態では、第２の開口２１ｅの稜線の全てを流路形成基板１０の底面１０１で覆う必要がなない。そのため、第１の開口１２１と第２の開口２１ｅとの位置及び開口の大きさを第１の実施形態に比べてより自由に設計することができ、流路設計の自由度を高めることができる。

３．その他の実施形態：
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
例えば、連通孔２１は、少なくとも３つの稜線を含んだ３角形で構成されるものであってもよいし、矩形以上の多角形で構成されてもよい。
また、上述の各実施形態では、成膜及びリソグラフィプロセスを応用して製造される薄膜型の液体噴射ヘッドを例にしたが、勿論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液体噴射ヘッドにも本発明を採用することができる。

なお、上述した実施形態においては、本発明の液体噴射ヘッドの一例として液体噴射ヘッドを説明したが、液体噴射ヘッド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。本発明は、広く液体噴射ヘッドの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もの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、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）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る。

１…液体噴射ヘッド、１０…流路形成基板、１２…圧力室、１３…リザーバ部、１４…インク供給路、２０…連通板、２１…連通孔、２２…連通部、２５…ノズルプレート、２６…ノズル、３０…封止基板、５０…弾性膜、１２１…第１の開口、１２２…狭窄部、２１１…広流路部、２１２…狭流路部、２１３…抵抗調整部、３００、３０１…接着剤

Claims (6)

1. 液体を吐出するノズルを複数備えるノズルプレートと、
   底面に第１の開口を有し、第１方向に複数併設した圧力室と、該圧力室に隣接した圧電素子と、を有する流路形成基板と、
   前記ノズルプレートと前記流路形成基板との間に位置し、前記各ノズルと前記圧力室の前記第１の開口とを連通させる連通孔を備えた連通板と、が接合されて構成される液体噴射ヘッドであって、
   前記流路形成基板の前記第１の開口は、前記第１方向と交差する第２方向が長手方向となり、インク供給側から前記連通孔側にかけて形成されており、前記長手方向にそって、
   前記圧力室の前記第１方向の内幅は、前記連通孔に近い側が、前記インク供給側よりも狭くなる狭窄部を有し、
   前記連通板の前記連通孔は、貫通方向に伸びた少なくとも４つ以上の稜線を有して形成され、
   前記連通板は、前記流路形成基板側の前記稜線の全ての端部が、前記狭窄部を区画する前記流路形成基板の該連通板側の面で塞がれるよう、前記流路形成基板と接合されている、液体噴射ヘッド。
2. 液体を吐出するノズルを複数備えるノズルプレートと、
   底面に第１の開口を有し、第１方向に複数併設した圧力室と、該圧力室に隣接した圧電素子と、を有する流路形成基板と、
   前記ノズルプレートと前記流路形成基板との間に位置し、前記各ノズルと前記圧力室の前記第１の開口とを連通させる連通孔を備えた連通板と、が接合されて構成される液体噴射ヘッドであって、
   前記流路形成基板の前記第１の開口は、前記第１方向と交差する第２方向が長手方向となり、インク供給側から前記連通孔側にかけて形成されており、前記長手方向にそって、
   前記圧力室の前記第１方向の内幅は、前記連通孔に近い側が、前記インク供給側よりも狭くなる狭窄部を有し、
   前記連通板の前記連通孔は、貫通方向に伸びた少なくとも４つ以上の壁面を有して形成され、
   前記連通板は、前記壁面のうち少なくとも３つの壁面の前記流路形成基板側の端部の全てが、前記狭窄部を区画する前記流路形成基板の該連通板側の面で塞がれるよう、前記流路形成基板と接合されている、液体噴射ヘッド。
3. 前記連通孔は、前記流路形成基板側に開いた第２の開口と前記ノズルプレート側に開いた第３の開口を有し、
   前記連通孔の前記第２の開口と前記第３の開口との間に、少なくとも前記第２の開口及び前記第３の開口のいずれかよりも前記第１方向の内幅が狭くなる狭流路部を備える、請求項１及び請求項２に記載の液体噴射ヘッド。
4. 前記連通孔は、前記ノズルプレート側の流路において、前記第１方向と交差する前記第２方向の内幅が、前記第２の開口の前記第２方向の内幅と比べて広くなる抵抗調整部を備える、請求項３に記載の液体噴射ヘッド。
5. 前記連通孔は、４つの稜線を有する矩形状である、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
6. 上記請求項１及び請求項２に記載の液体噴射ヘッドを備える液体噴射装置。

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