JP6314264B2

JP6314264B2 - 液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置

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Publication number: JP6314264B2
Application number: JP2017026345A
Authority: JP
Inventors: 悟史堀口
Original assignee: SII Printek Inc
Current assignee: SII Printek Inc
Priority date: 2017-02-15
Filing date: 2017-02-15
Publication date: 2018-04-18
Anticipated expiration: 2032-09-24
Also published as: JP2017105202A

Description

本発明は、ノズルから液体を吐出して被記録媒体に図形や文字を記録する、あるいは機能性薄膜を形成する液体噴射ヘッド、これを用いた液体噴射装置、及び液体噴射ヘッドの製造方法に関する。

近年、記録紙等にインク滴を吐出して文字、図形を記録する、或いは素子基板の表面に液体材料を吐出して機能性薄膜を形成するインクジェット方式の液体噴射ヘッドが利用されている。この方式は、インクや液体材料を液体タンクから供給管を介して液体噴射ヘッドに供給し、チャンネルに充填したインクや液体材料をチャンネルに連通するノズルから吐出させる。インクの吐出の際には、液体噴射ヘッドや噴射した液体を記録する被記録媒体を移動させて、文字や図形を記録する、或いは所定形状の機能性薄膜を形成する。

図９，１０は、特許文献１に記載されたこの種のインクジェットヘッド１００の模式的な断面図である。インクジェットヘッド１００は吐出穴１０３ａ、１０３ｂを有するカバー１０２、圧電体からなるＰＺＴ板１０４、カバー板１０８、流路部材１１１の積層構造を備えている。ＰＺＴ板１０４はその一方面に細長い深溝１０５ａと、これに隣接し、細長い方向に直交して配列する浅溝１０５ｂを備えている。深溝１０５ａの長手方向及び深さ方向の断面は深さ方向に凸形状を有している。それぞれの溝１０５の上部側壁には図示しない電極１１６が形成されている。カバー板１０８は、深溝１０５ａの長手方向の中央開口部に対応する液体供給ダクト１０９と、深溝１０５ａの長手方向の両端の開口部に対応する２つの液体排出ダクト１１０ａ、１１０ｂを備えている。

このインクジェットヘッド１００は次のように動作する。液体供給ダクト１０９から供給された液体は、深溝１０５ａ、１０５ｃに流れる。さらに深溝１０５ａ、１０５ｃから流れた液体は液体排出ダクト１１０ａ、１１０ｂから排出され、液体は淀みなく循環している。深溝１０５ｃ及び浅溝１０５ｂを区画する側壁の壁面の形成した駆動電極１１６は、深溝１０５ｃ及び浅溝１０５ｂの長手方向の中央部において電気的に分離している。吐出穴１０３ａから液体を噴射させる場合は、吐出穴１０３ａ側の駆動電極に駆動電圧を与えて吐出穴１０３ａ側の側壁を変形させ、吐出穴１０３ｂから液体を噴射させる場合は、吐出穴１０３ｂ側の駆動電極に駆動電圧を与えて吐出穴１０３ｂ側の側壁を変形させる。また、深溝１０５ａを挟んで浅溝１０５ｂを形成し、浅溝１０５ｂには液体が侵入しないようにカバープレート８により閉塞したので、導電性液体を使用することができ、かつ各深溝１０５ａの側壁を隣接する深溝の駆動から独立して制御することができる。即ち、２つのノズルから独立して液体を噴射することができるとともに、隣接する深溝を駆動する駆動電圧の影響を受けないので、記録密度や記録速度を向上させることができる。

特開２０１１−１０４７９１号公報

しかしながら、上記図９，１０の従来例では、高分解能にするため深溝１０５ａに２つの吐出穴１０３を備えているので、一方吐出穴１０３ａから吐出した際、他方の吐出穴１０３ｂからも吐出する可能性があった。

また、一方の吐出穴の吐出のために側壁に電圧を印加し駆動させる際に生じる圧力波によって、他方の吐出穴から吐出してしまう、または他方の吐出穴から吐出しようと駆動させた際に起こる圧力波に影響して波が重なり、安定した吐出ができないため、高度な駆動電圧の制御を要した。

本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、液体の淀みや滞留を減少でき、かつ高分解能にしても高度な駆動電圧の制御を要せず安定して吐出することができる構造の液体噴射ヘッド、またはこれを用いた液体噴射記録装置および液体噴射ヘッドを提供するものである。

本発明における液体噴射ヘッドは、複数のノズルからなる第一ノズル列と第二ノズル列を有するノズルプレートを備えた液体噴射ヘッドにおいて、前記第一ノズル列の前記複数のノズルに連通する複数の第一吐出溝と、前記第二ノズル列の前記複数のノズルに連通する複数の第二吐出溝とを有する圧電プレートを備え、前記第一吐出溝と前記第二吐出溝は、前記第一吐出溝と前記第二吐出溝の間に位置する隔壁によって分離されていることを特徴とする液体噴射ヘッドとした。

また、前記第一ノズル列と前記第二ノズル列の配列方向と、前記第一吐出溝と前記第二吐出溝の長手方向が直交していることを特徴とする液体噴射ヘッドとした。
また、前記第一ノズル列と前記第二ノズル列の配列方向に対し、前記第一吐出溝と前記第二吐出溝の長手方向が所定角度傾斜していることを特徴とする液体噴射ヘッドとした。

また、前記第一ノズル列の配列方向において前記第一吐出溝と交互に形成された複数の第一非吐出溝と、前記第二ノズル列の配列方向において前記第二吐出溝と交互に形成された複数の第二非吐出溝とを有することを特徴とする液体噴射ヘッドとした。
また、前記第一吐出溝と前記第二非吐出溝および前記第二吐出溝と前記第一非吐出溝は、前記隔壁を介して隣り合うことを特徴とする液体噴射ヘッドとした。

また、前記第一吐出溝と前記第二吐出溝および前記第一非吐出溝と前記第二非吐出溝は、前記隔壁を介して隣り合うことを特徴とする液体噴射ヘッドとした。
また、前記複数のノズルは、ノズルの列方向において前記第一ノズル列のノズルが前記第二ノズル列のノズル間に位置する千鳥配列であることを特徴とする液体噴射ヘッドとした。

また、前記第一吐出溝に連通し前記第一吐出溝に液体を供給する第一供給インク室、前記第一吐出溝から液体を排出する第一排出インク室、前記第二吐出溝に連通し前記第二吐出溝に液体を供給する第二供給インク室および前記第二吐出溝から液体を排出する第二排出インク室を有するカバープレートを備えたことを特徴とする液体噴射ヘッドとした。
また、前記第一供給インク室と前記第二供給インク室へ液体を供給する供給ポートおよび前記第一排出インク室と前記第二排出インク室から液体を排出する排出ポートを有する流路部材を備えたことを特徴とする液体噴射ヘッドとした。

また、前記ノズルプレートと前記圧電プレートの間に接合された補強板を有し、前記補強板は前記複数のノズルと前記第一吐出溝および前記第二吐出溝とをそれぞれ連通する複数の貫通穴を有することを特徴とする特徴とする液体噴射ヘッドとした。
また、上記いずれかの液体噴射ヘッドを有する液体噴射装置とした。

本発明によれば、吐出溝には液体が一方面の側から流入し、同じ一方面の側から流出す
るが、この吐出溝に隣接する非吐出溝には液体が供給されない。そのため、吐出溝内部領域においては液体が滞留し難くなり、気泡や塵埃からなる液体内の異物を溝内部領域から速やかに除去することができる。また、非吐出溝内部領域には液体が供給されず、形成する電極の高電圧側と低電圧側を電気的に分離することができるので導電性液体を使用することが可能となり、かつノズルの目詰まりが減少する。

さらに、非吐出溝と吐出溝を長手方向に交互に隣接して配列し、半ピッチずらして長手方向の垂直方向に２列配列しているため、高分解能でありながら、他の吐出ノズルから吐出することなく吐出でき、高度な駆動電圧の制御を要せず安定して吐出することができる液体噴射ヘッドを提供する。

本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッドの模式的な縦断面図である。本発明の第一実施形態に係る圧電プレートの上面図である。本発明の第二実施形態に係る圧電プレートの上面図である。本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッドの模式的な縦断面図である。本発明の第三実施形態に係る圧電プレートの上面図である。本発明の第四実施形態に係る圧電プレートの上面図である。本発明の第五実施形態に係る液体噴射ヘッドの模式的な縦断面図である。本発明の第六実施形態に係る流路部材の正面図および断面図である。従来公知のインクジェットヘッドの断面模式図である。従来公知のインクジェットヘッドの断面模式図である。

（第一実施形態）
図１は本発明の第一実施形態である液体噴射ヘッド１の模式的な縦断面図であり、図２は圧電プレートに溝を形成した後の上面図である。図２は図面右側を省略して記載している。なお、図１（ａ）は図２のＡＡ断面における液体噴射ヘッド１の模式的な縦断面図であり、図１（ｂ）は図２のＢＢ断面における液体噴射ヘッド１の模式的な縦断面図である。

図１と図２を参照して、液体噴射ヘッド１を説明する。液体噴射ヘッド１は、図１の図面下側からノズルプレート２、圧電プレート６、カバープレート９、及び流路部材１１（１１ａ、１１ｂおよび１１ｃ）が積層した構造を備えている。圧電プレート６として、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等から成る圧電セラミックスを使用することができる。圧電プレート６は一方面に複数の吐出溝７（７ａ、７ｂ）と非吐出溝８（８ａ、８ｂ）を有している。各吐出溝７と非吐出溝８は、長手方向をＸ方向とし、溝の深さ方向をＺ方向とし、これらＸ方向およびＺ方向に直交する方向であるＹ方向に交互に配列している。

吐出溝７は、カバープレート９が圧電プレート６に接合している表面からＺ方向に向かって徐々に深くなる傾斜部をＸ方向の両端に有している。吐出溝７は、Ｚ方向の深さが最も深い位置で後に説明するノズル３に連通する。ここで説明する傾斜部の傾斜形状は、例えば円形のダイシングソーなどで吐出溝７を形成した場合にダイシングソーの刃の痕跡として形成される。

非吐出溝８は、カバープレート９が圧電プレート６に接合している表面からＺ方向に向かって徐々に深くなる傾斜部を有しているが、吐出溝７と異なり、一端にのみ傾斜部を有している。なお、図１に示すように他端はＺ方向に最も深い深さのまま、圧電プレート６のＸ方向端部まで溝が形成されている。

また、圧電プレート６は図２における図面上側と図面下側の２列の溝の配列を有しており、図面上側と図面下側のそれぞれの配列においても、吐出溝７と非吐出溝８は、Ｙ方向に交互に配列している。さらに、図面上側の吐出溝７と図面下側の非吐出溝８はＸ方向において対向しており、図面上側の非吐出溝８と図面下側の吐出溝７はＸ方向において対向している。つまり、図面上側と図面下側の吐出溝７と非吐出溝８は図２のようにＹ方向に同様の形態で半ピッチずれて配列している。言い換えれば、吐出溝７ａが連通するノズル３ａと吐出溝７ｂが連通するノズル３ｂはＸＹ平面において千鳥配列となって配置されている。各溝のＹ方向の幅は、例えば５０μｍ〜１００μｍに、各溝７、８を仕切る側壁の幅も５０μｍ〜１００μｍとすることができる。なお、吐出溝７ａと吐出溝７ｂのＸ方向のチャネル長は、同一の長さである。

圧電プレート６の一方面にはカバープレート９が接合されている。カバープレート９は非吐出溝を閉塞するように構成していて、液体の浸入を防いでいる。なお、カバープレート９はＸ方向の両端において、圧電プレート６の表面（カバープレート９が接合される表面）が所定の面積だけ露出するように圧電プレート６と接合されている。この圧電プレート６の露出した表面には、フレキシブル基板１３が表面を覆うように圧着されている。

フレキシブル基板１３には、図示しない配線電極がパターニングされている。この配線電極は、図２に示す圧電プレート６の露出した表面に備わる表面電極１４と接合している。表面電極１４は、吐出溝７と非吐出溝８のそれぞれに対応して形成されている。なお、非吐出溝８の表面電極１４は、吐出溝７に対応する両隣の非吐出溝８の表面電極１４同士が圧電プレート６の端面で共通化されている。これらの表面電極１４は圧電プレート６に備わる吐出溝７と非吐出溝８のそれぞれの側壁に形成されている駆動電極１５と電気的に接続されている。駆動電極１５は、側壁の＋Ｚ方向（フレキシブル基板１３が接合している圧電プレート６の表面側）からＺ方向において吐出溝７の上側の略半分に形成されている。駆動電極１５は、公知の斜め蒸着法によって形成することが可能である。

なお、本発明における実施形態はシェブロン方式と呼ばれる駆動方式を採用することができる。シェブロン方式においては、２層の圧電基板によって圧電プレートを形成し、駆動電極１５は＋Ｚ方向から−Ｚ方向まで側壁の全面に形成される。この場合は、公知のメッキ法などによって側壁の全面に駆動電極１５を形成すればよい。

このような液体噴射ヘッド１において、図１（ａ）および図１（ｂ）を参照して、液体をノズル３（３ａ、３ｂ）まで供給するための順路と、液体がノズル３の近傍を通過し排出するための順路を説明する。

まず、液体（インク）は、流路部材１１ａおよび流路部材１１ｃの図面Ｚ側から第一液室１２ａおよび第三液室１２ｃに送液される。図示しない液体タンクから第一液室１２ａおよび第三液室１２ｃに液体を送液するには、所定の経口を有するチューブと所定の送液力を備えたポンプ装置を用いれば良い。そして第一液室１２ａおよび第三液室１２ｃを通過した液体は、供給側の第一共通インク室１０ａおよび第三共通インク室１０ｃを介して吐出溝７に到達し、第二共通インク室１０ｂを通過し、第二液室１２ｂに送液され流路部材１１ｂから排出される。つまり、上列と下列に配置されている吐出溝７の排出経路が流路部材１１ｂの内部で共通化されている。これにより、連通するノズル列の異なる複数の吐出溝の排出経路を共通化し、ヘッドチップをより小型にすることができる。ただし、流路部材１１ａを供給口、流路部材１１ｂを排出口としたが、流路部材１１ｂを供給口、流路部材１１ａおよび流路部材１１ｃを排出口にしても構わない。

（第二実施形態）
図３は本発明の第二実施形態である液体噴射ヘッド１の圧電プレートに溝を形成した後の上面図であり、図４は本発明の第二実施形態である液体噴射ヘッド１の模式的な縦断面図である。図３は図面右側を省略して記載している。なお、図４（ａ）は図３のＡＡ断面における液体噴射ヘッド１の模式的な縦断面図であり、図４（ｂ）は図３のＢＢ断面における液体噴射ヘッド１の模式的な縦断面図である。

第二実施形態が第一実施形態と異なる部分は吐出溝７と非吐出溝８の形状であり、その他の構成は第一実施形態と同様である。従って、以下、主に第一実施形態と異なる構成について説明する。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付した。

まず、図３を用いて液体噴射ヘッド１の圧電プレート６を説明する。
図面上側と図面下側の２列の溝の配列を有しており、図面上側と図面下側のそれぞれの配列においても、吐出溝７と非吐出溝８は、Ｙ方向に交互に配列している。第二実施形態が第一実施形態と異なる部分は吐出溝７と非吐出溝８がＸ軸に対して所定角度傾斜を有していることである。所定角度とは、本実施形態では例えば１５°であるが、何°でも構わない。さらに、ＡＡ断面で、図面上側と図面下側の吐出溝７同士が対向しており、ＢＢ断面で図面上側と図面下側の非吐出溝８同士が対向している。つまり、図面上側と図面下側の吐出溝７と非吐出溝８は図３のようにＹ方向に同様の形態で半ピッチずれて配列している。言い換えれば、吐出溝７ａが連通するノズル３ａと吐出溝７ｂが連通するノズル３ｂはＸＹ平面において千鳥配列となって配置されている。各溝の幅は、例えば５０μｍ〜１００μｍに、各溝７、８を仕切る側壁の幅も５０μｍ〜１００μｍとすることができる。

次に、図４を用いて液体噴射ヘッド１を説明する。
液体噴射ヘッド１は、図４より図面下側からノズルプレート２、圧電プレート６、カバープレート９、及び流路部材１１（１１ａ、１１ｂおよび１１ｃ）が積層した構造を備えている。圧電プレート６は一方面に複数の吐出溝７（７ａ、７ｂ）と非吐出溝８（８ａ、８ｂ）を有している。各吐出溝７と非吐出溝８は、長手方向をＸ方向とし、溝の深さ方向をＺ方向とし、これらＸ方向およびＺ方向に直交する方向であるＹ方向に交互に配列している。ノズル３は、図４ａより、ＡＡ断面でノズルプレート２に形成され、ノズル３に連通する吐出溝７がＡＡ断面で互いに対向し、それに対応するように流路が１２ｂで共通化している。図４ｂより、非吐出溝８はＢＢ断面で互いに対向している。非吐出溝８には第一〜第三液室１２ａ〜１２ｃは連通していない。

このような液体噴射ヘッド１において、図４（ａ）を参照して、液体をノズル３（３ａ、３ｂ）まで供給するための順路と、液体がノズル３の近傍を通過し排出するための順路を説明する。

このような構成をしていることにより、第一実施形態に比べノズルピッチを短くするこ
とができる。第一実施形態の液体噴射ヘッド１のノズルピッチは側壁の厚さと溝幅の厚さに支配されてしまう。しかし、この第二実施形態の液体噴射ヘッド１のノズルピッチはチャネルの角度や、吐出溝７のＸＹ平面での長手方向の長さを調整することにより、千鳥配列のノズルピッチが短くすることが可能である。

（第三実施形態）
図５は本発明の第三実施形態である液体噴射ヘッド１の圧電プレートに溝を形成した後の上面図である。図５は図面右側を省略して記載している。
第二実施形態が第一実施形態と異なる部分は吐出溝７と非吐出溝８の形状であり、その他の構成は第一実施形態または第二実施形態と同様である。従って、以下、主に第一実施形態または第二実施形態と異なる構成について説明する。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付した。

図５を用いて液体噴射ヘッド１の圧電プレート６を説明する。
圧電プレート６は図５における図面上側と図面下側の２列の溝の配列を有しており、図面上側と図面下側のそれぞれの配列においても、吐出溝７と非吐出溝８は、Ｙ方向に交互に配列している。さらに、図面上側と図面下側の吐出溝７、非吐出溝８はＸ方向において互いに対向している。つまり、第一、二実施形態と違い、図面上側と図面下側の吐出溝７と非吐出溝８は図５のようにＹ方向に同様の形態で配列している。言い換えれば、吐出溝７ａが連通するノズル３ａと吐出溝７ｂが連通するノズル３ｂはＸＹ平面において千鳥配列にならずに、Ｘ方向には上列と下列のノズルの位置が重複し、Ｙ方向には上列どうしおよび下列どうしのノズルの位置が重複するように配置されている。

液体噴射ヘッド１は、ＡＡ断面とＢＢ断面図は直交断面であるが、第２実施形態の斜め断面図、図４（ａ）（ｂ）と同様になるため省略する。

ノズル３は、図４ａより、ＡＡ断面でノズルプレート２に形成され、ノズル３に連通する吐出溝７がＡＡ断面で互いに対向し、それに対応するように流路が１２ｂで共通化している。図４ｂより、非吐出溝８はＢＢ断面で互いに対向している。非吐出溝８には第一〜第三液室１２ａ〜１２ｃは連通していない。

このような液体噴射ヘッド１において、液体をノズル３（３ａ、３ｂ）まで供給するための順路と、液体がノズル３の近傍を通過し排出するための順路を説明する。

まず、液体（インク）は、流路部材１１ａおよび流路部材１１ｃの図面Ｚ側から第一液室１２ａおよび第三液室１２ｃに送液される。図示しない液体タンクから第一液室１２ａおよび第三液室１２ｃに液体を送液するには、所定の経口を有するチューブと所定の送液力を備えたポンプ装置を用いれば良い。そして第一液室１２ａおよび第三液室１２ｃを通過した液体は、供給側の第一共通インク室１０ａおよび第三共通インク室１０ｃを介して吐出溝７に到達し、第二共通インク室１０ｂを通過し、第二液室１２ｂに送液され流路部材１１ｂから排出される。ただし、流路部材１１ａを供給口、流路部材１１ｂを排出口としたが、流路部材１１ｂを供給口、流路部材１１ａおよび流路部材１１ｃを排出口にしても構わない。

このような構成にすることによって、上列と下列に配置されている吐出溝７の排出経路が流路部材１１ｂの内部で共通化されている。これにより、連通するノズル列の異なる複数の吐出溝の排出経路を共通化し、ヘッドチップをより小型にすることができる。

（第四実施形態）
図６は本発明の第四実施形態である液体噴射ヘッド１の圧電プレートに溝を形成した後
の上面図である。図６は図面右側を省略して記載している。
第二実施形態が第一実施形態と異なる部分は吐出溝７と非吐出溝８の形状であり、その他の構成は第一実施形態または第二実施形態と同様である。従って、以下、主に第一実施形態または第二実施形態と異なる構成について説明する。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付した。

図６を用いて液体噴射ヘッド１の圧電プレート６を説明する。
圧電プレート６は図６における図面上側と図面下側の２列の配列を有しており、図面上側と図面下側のそれぞれの配列においても、吐出溝７と非吐出溝８は、Ｙ方向に交互に配列している。さらに、図面上側と図面下側の吐出溝７、非吐出溝８はＸ方向の所定角度において互いに対向している。つまり、図面上側と図面下側の吐出溝７と非吐出溝８は図６のようにＹ方向に半ピッチずれて配列している。しかし、第一、二実施形態と違い、吐出溝７と非吐出溝８はＸ方向に対して所定角度傾斜しているので、吐出溝７ａが連通するノズル３ａと吐出溝７ｂが連通するノズル３ｂはＸＹ平面において千鳥配列にならずに配置されている。各溝の幅は、例えば５０μｍ〜１００μｍに、各溝７、８を仕切る側壁の幅も５０μｍ〜１００μｍとすることができる。

液体噴射ヘッド１は、ＡＡ断面とＢＢ断面図は斜め断面であるが、第１実施形態の直交断面図、図２（ａ）（ｂ）と同様になるため省略する。

（第五実施形態）
図７は本発明の第五実施形態である液体噴射ヘッド１の模式的な縦断面図である。なお、図７（ａ）は図１（ａ）に対応するＡＡ断面における液体噴射ヘッド１の模式的な縦断面図であり、図７（ｂ）は図１（ｂ）に対応するＢＢ断面における液体噴射ヘッド１の模式的な縦断面図である。

第五実施形態が第一実施形態と異なる部分は、圧電プレート６とノズルプレート２の間に、補強板４を形成した点、流路部材１１を一体ものとして形成した点および第二共通イ
ンク室１０ｂをカバープレート９の内部で共通化した点にあり、その他の構成は第一実施形態と同様である。従って、以下、主に第一実施形態と異なる構成について説明する。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付した。

図７を用いて液体噴射ヘッド１を説明する。
液体噴射ヘッド１は、図７より図面下側からノズルプレート２、補強板４、圧電プレート６、カバープレート９、及び流路部材１１（１１ａ、１１ｂおよび１１ｃ）が積層した構造を備えている。圧電プレート６は一方面に複数の吐出溝７（７ａ、７ｂ）と非吐出溝８（８ａ、８ｂ）を有している。各吐出溝７と非吐出溝８は、長手方向をＸ方向とし、溝の深さ方向をＺ方向とし、これらＸ方向およびＺ方向に直交する方向であるＹ方向に交互に配列している。
補強板４は図７に示すように、吐出溝７と各ノズル３に連通する貫通穴５を備えている。

このような液体噴射ヘッド１において、図７（ａ）および図７（ｂ）を参照して、液体をノズル３（３ａ、３ｂ）まで供給するための順路と、液体がノズル３の近傍を通過し排出するための順路を説明する。

まず、液体（インク）は、一体化した流路部材１１のうち流路部材１１ａおよび流路部材１１ｃの図面Ｚ側から第一液室１２ａおよび第三液室１２ｃに送液される。図示しない液体タンクから第一液室１２ａおよび第三液室１２ｃに液体を送液するには、所定の経口を有するチューブと所定の送液力を備えたポンプ装置を用いれば良い。そして第一液室１２ａおよび第三液室１２ｃを通過した液体は、供給側の第一共通インク室１０ａおよび第三共通インク室１０ｃを介して吐出溝７に到達し、カバープレート９の内部で共通化した第二共通インク室１０ｂを通過し、第二液室１２ｂに送液され流路部材１１ｂから排出される。これにより、連通するノズル列の異なる複数の吐出溝の排出経路を共通化し、ヘッドチップをより小型にすることができる。ただし、流路部材１１ａを供給口、流路部材１１ｂを排出口としたが、流路部材１１ｂを供給口、流路部材１１ａおよび流路部材１１ｃを排出口にしても構わない。

本実施形態は、第一実施形態と比べるとＰＺＴ基板である圧電プレート６の図面Ｚ方向下側に、ポリイミドであるノズルプレート２ではなく、セラミックである補強板４が配置されている。このような構成をしていることにより、圧電素子のひずみ変形が生じ易くなる。よって、側壁に電圧を印加した際に側壁はＺ方向の略中心を頂点として大きく「くの字」に屈曲することができる。これにより、吐出溝７の体積変化率が大きくなるので、インク滴の速度を高めることができるし、高周波の駆動速度に対応することができる。

（第六実施形態）
図８は本発明の第六実施形態である流路部材１１の正面図および断面図である。なお、図８（ａ）は流路部材１１の正面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のＤＤ断面における流路部材１１の断面図である。

第六実施形態の流路部材１１が第五実施形態と異なる部分は、流路部材１１の第一液室１２ａおよび第三液室１２ｃに連通する流出口ポート１５ａと、第二液室１２ｂに連通する流入口ポート１５ｂとを有する点にあり、その他の構成は第一実施形態と同様である。従って、以下、主に第五実施形態と異なる構成について説明する。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付した。

図８に示す流路部材１１は、Ｙ方向（流路部材１１の長手方向）の一端側（図面右側）に第二液室１２ｂに連通する流入口ポート１５ｂを有している。流入口ポート１５ｂはＺ
方向に開口する円形の開口であって、液体（インク）を第二液室１２ｂの内部に流入させることができる。第二液室１２ｂは、Ｙ方向の一端側から他端側に長手方向を有するように形成された液室であって、不図示のカバープレート９の２つの、あるいは１つに共通化された（第五実施形態を参照）、第二共通インク室１０ｂに連通するとともに、第二共通インク室１０ｂを覆うように形成されている。これにより、第二液室１２ｂに流入した液体（インク）は、第二共通インク室１０ｂへ流入する。

また、流路部材１１は、Ｙ方向の他端側（図面左側）に第一液室１２ａおよび第三液室１２ｃに連通する流出口ポート１５ａを有している。流出口ポート１５ａは、Ｚ方向に開口する円形の開口であって、第一液室１２ａおよび第三液室１２ｃから液体（インク）を流路部材１１の外部へ流出させることができる。第一液室１２ａおよび第三液室１２ｃは、それぞれＹ方向の他端側から一端側に長手方向を有するように形成された個別の液室であって、略コの字型に形成されている。また、第一液室１２ａおよび第三液室１２ｃは、不図示のカバープレート９の第一共通インク室１０ａおよび第三共通インク室１０ｃにそれぞれ連通するとともに、第一共通インク室１０ａおよび第三共通インク室１０ｃを覆うように形成されている。これにより、第一液室１２ａおよび第三液室１２ｃが第一共通インク室１０ａおよび第三共通インク室１０ｃに流出した液体（インク）を受け取ることができる。

なお、圧電プレート６の複数の吐出溝７（７ａ、７ｂ）は、図８に示す幅Ｗの範囲に収まるように配置されている。言い換えれば、流出口ポート１５ａおよび流入口ポート１５ｂは、幅Ｗの外側に位置するように形成されている。これは各ポート１５からの液体（インク）の流れが直接的に吐出溝７（７ａ、７ｂ）へ流入することを防止するためである。これによって、直接的な流れが吐出溝７（７ａ、７ｂ）の液体（インク）吐出に悪影響を及ぼすことを防止している。なお、幅Ｗの外側はカバープレート９の上面によって封止されている。

（製造工程）
以下、本発明における液体噴射ヘッド１の製造工程を説明する。
まず、圧電プレート６となる圧電セラミックス基板を用意する。この圧電セラミックス基板は、ＸＹ平面について、単一の圧電プレート６と同じ大きさの基板であっても良いし、圧電プレート６を複数個取りできるように、複数の圧電プレート６が形成できる程の大きさのものでも良い。

この圧電セラミックス基板の表面に、深さ方向にダイシングソーを挿入する。吐出溝７となる領域には、Ｘ方向に吐出溝７の所定長さを形成するようにダイシングソーを挿入する。非吐出溝８となる領域には、所定位置からダイシングソーを挿入し、圧電プレート６の一端となる位置までダイシングソーを移動させ、非吐出溝８を形成する。

圧電プレート６の溝を形成した面にカバープレート９を貼り合せ接合する。カバープレート８は、Z方向の一方面から他方面に貫通する第一共通インク室１０ａ、第二共通イン
ク室１０ｂ、第三共通インク室１０ｃ、第四共通インク室１０ｄを備えている。第一、第二共通インク室１０は圧電プレート６の吐出溝７ａに、第三、第四共通インク室１０は圧電プレート６の吐出溝７ｂに連通している。Y方向に並んだ共通インク室１０の中間領域
によって非吐出溝８は閉鎖されインクが侵入しないよう構成されている。

カバープレート９の他方面に流路部材１１を接合する。流路部材１１はそれぞれ液室１２と共通インク室１０が一致するように構成されている。また、第二共通インク室１０ｂと第三共通インク室１０ｃを共通して覆うように第二液室１２ｂを接合することにより、流路部材を効率的に配置できるようにした。今回流路部材を３つにわけて配置したが、液
室１２ｂと液室１２ａ,１２ｃを共通化した液室を備えた流路部材でカバープレート８を
覆うように接合しても構わない。

補強板４を圧電プレート６の他方面をグラインダーで表面研削し、ダイシングで形成した溝を析出させた面に接合する。補強板４はZ方向に貫通穴５が備えてある。貫通穴５が
吐出溝７と連通するような構成になっている。貫通穴５のX方向の長さは析出した吐出溝
７の長さ程度が望ましい。Y方向に並んだ貫通穴の中間領域によって非吐出溝８が閉鎖さ
れている。
ノズルプレート２を補強板４の他方面に貼り合せる。ノズル穴３の中心が貫通穴５のX
方向の長さの中心と一致するように接合している。

１液体噴射ヘッド
２ノズルプレート
３ノズル
４補強板
５貫通孔
６圧電プレート
９カバープレート
１１流路部材
１３フレキシブル基板
１４表面電極
１５駆動電極

Claims

複数のノズルからなる第一ノズル列と第二ノズル列を有するノズルプレートを備えた液体噴射ヘッドにおいて、
前記第一ノズル列の前記複数のノズルに連通する複数の第一吐出溝と、前記第二ノズル列の前記複数のノズルに連通する複数の第二吐出溝とを有する圧電プレートを備え、
前記第一吐出溝と前記第二吐出溝は、前記第一吐出溝と前記第二吐出溝の間に位置する隔壁によって分離されており、
前記第一ノズル列の配列方向において前記第一吐出溝と交互に形成された複数の第一非吐出溝と、前記第二ノズル列の配列方向において前記第二吐出溝と交互に形成された複数の第二非吐出溝とを有し、
前記第一吐出溝および前記第二吐出溝の供給経路が共通化されている、
液体噴射ヘッドであって、
前記第一吐出溝に連通し前記第一吐出溝に液体を供給する第一供給インク室、前記第一吐出溝から液体を排出する第一排出インク室、前記第二吐出溝に連通し前記第二吐出溝に液体を供給する第二供給インク室および前記第二吐出溝から液体を排出する第二排出インク室を有するカバープレートを備え、かつ
前記第一供給インク室と前記第二供給インク室への供給経路を内部で共通化する、前記カバープレートに付設された流路部材を備えることを特徴とする液体噴射ヘッド。
前記第一ノズル列と前記第二ノズル列の配列方向と、前記第一吐出溝と前記第二吐出溝の長手方向が直交していることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
前記第一ノズル列と前記第二ノズル列の配列方向に対し、前記第一吐出溝と前記第二吐出溝の長手方向が所定角度傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
前記第一吐出溝と前記第二非吐出溝および前記第二吐出溝と前記第一非吐出溝は、前記隔壁を介して隣り合うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
前記第一吐出溝と前記第二吐出溝および前記第一非吐出溝と前記第二非吐出溝は、前記隔壁を介して隣り合うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
前記複数のノズルは、ノズルの配列方向において前記第一ノズル列のノズルが前記第二ノズル列のノズル間に位置する千鳥配列であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
前記流路部材は、前記第一供給インク室と前記第二供給インク室へ液体を供給する供給ポートおよび前記第一排出インク室と前記第二排出インク室から液体を排出する排出ポートを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
前記ノズルプレートと前記圧電プレートの間に接合された補強板を有し、前記補強板は前記複数のノズルと前記第一吐出溝および前記第二吐出溝とをそれぞれ連通する複数の貫通穴を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドを有する液体噴射装置。