JP6322980B2 - 液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、インク等の液体を噴射する技術に関する。

印刷用紙等の印刷媒体にインク等の液体を噴射する各種の技術が従来から提案されている。例えば特許文献１には、液体貯留室（マニホールド）からインクが供給される圧力室の圧力を圧電素子により変動させてインクをノズルから噴射する液体噴射ヘッドが開示されている。各圧電素子を駆動する駆動信号は、可撓性の配線基板を介して駆動回路から各圧電素子に供給される。

特開２０１２−０２０４５１号公報

しかし、特許文献１の技術では、インクの噴射方向からみて液体貯留室に重ならない位置に配線基板が実装されるから、液体噴射ヘッドの小型化が制約されるという問題がある。他方、液体貯留室に重なるように配線基板を実装した構成も想定され得るが、配線基板の実装時に押圧されることで液体貯留室が変形する可能性がある。以上の事情を考慮して、本発明は、液体噴射ヘッドの小型化と液体貯留室の変形の抑制とを両立することを目的とする。

以上の課題を解決するために、本発明の液体噴射ヘッドは、液体を貯留する液体貯留室を形成する基板と、液体貯留室から液体が供給される圧力室と、圧力室に連通するノズルと、基板の平面視で液体貯留室に重なる位置に形成されて信号配線が接続される接続端子と、信号配線から接続端子に供給される信号に応じて圧力室内の圧力を変動させる圧力発生素子とを具備し、基板は、当該基板の平面視で液体貯留室に重なる位置に補強部を有する。以上の構成では、平面視で液体貯留室に重なる位置に接続端子が形成されるから、接続端子が液体貯留室と重ならない構成と比較して液体噴射ヘッドを小型化することが可能である。また、基板の平面視で液体貯留室に重なる位置に補強部が設置されるから、外力に起因した液体貯留室の変形を抑制することが可能である。

本発明の好適な態様において、補強部は、液体貯留室の内面のうち基板に垂直な第１方向に沿って相互に対向する第１面と第２面との間に位置し、第１方向における寸法が第１面と第２面との距離以下に設定された支持部を含む。以上の態様では、液体貯留室の内面のうち相互に対向する第１面と第２面との間に支持部が設置されるから、液体貯留室の変形を抑制できるという前述の効果は格別に顕著である。

本発明の好適な態様において、補強部は、基板の平面視で相互に間隔をあけて配置され、所定の方向に沿って延在する複数の支持部を含む。以上の態様では、複数の支持部が設置されるから、１個の支持部のみが設置された構成と比較して液体貯留室の変形を有効に抑制することが可能である。また、複数の支持部が相互に間隔をあけて所定の方向に延在するから、相互に隣合う各支持部の間隙を液体の流路として利用できるという利点もある。

本発明の好適な態様において、基板の平面視で第２方向に延在する複数の接続端子が相互に間隔をあけて配置され、支持部は、基板の平面視で、第２方向に対して傾斜した方向に延在して複数の接続端子に重なる。以上の態様では、複数の接続端子に重なるように支持部が設置されるから、液体貯留室の変形を抑制できるという前述の効果は格別に顕著である

本発明の好適な態様において、補強部は、基板のうち、当該基板が設置される設置面に対して間隔をあけて対向することで液体貯留室を形成する空間形成部を含む。以上の態様では、設置面に対して間隔をあけて対向することで液体貯留室を形成する空間形成部が設置されるから、空間形成部が設置されない構成と比較して液体貯留室の変形を有効に抑制することが可能である。

本発明の好適な態様に係る液体噴射装置は、以上の各態様に係る液体噴射ヘッドを具備する。液体噴射ヘッドの好例は、インクを噴射する印刷装置であるが、本発明に係る液体噴射装置の用途は印刷に限定されない。

本発明の第１実施形態に係る印刷装置の構成図である。 印刷装置における液体噴射ヘッドの斜視図および拡大図である。 液体噴射ヘッドの液体噴射部の分解斜視図である。 液体噴射ヘッド（液体噴射部）の断面図である。 連通板の平面図および拡大図である。 圧力室形成基板の平面図および拡大図である。 接続端子と配線基板と支持部との関係を示す平面図である。 第２実施形態における液体噴射ヘッドの断面図である。 第２実施形態の対比例における液体噴射ヘッドの断面図である。 第３実施形態における液体噴射ヘッドの断面図である。 変形例における接続端子と配線基板と支持部との関係を示す平面図である。 変形例における液体噴射ヘッドの断面図である。 変形例に係る印刷装置の構成図である。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るインクジェット方式の印刷装置１００の部分的な構成図である。第１実施形態の印刷装置１００は、液体の例示であるインクを印刷用紙等の印刷媒体２００に噴射する液体噴射装置であり、制御装置１２と搬送機構１４とヘッドモジュール１６とを具備する。制御装置１２は、印刷装置１００の各要素を統括的に制御する。搬送機構１４は、制御装置１２による制御のもとで印刷媒体２００を所定の方向Ａ1に搬送する。

印刷装置１００には、インクが充填されたインクカートリッジ３００が装着される。図１のヘッドモジュール１６は、インクカートリッジ３００から供給されるインクを制御装置１２による制御のもとで印刷媒体２００に噴射する。図１に例示される通り、第１実施形態のヘッドモジュール１６は、印刷媒体２００の搬送方向Ａ1に交差する方向Ａ2に沿って複数の液体噴射ヘッド２０が配列されたラインヘッドである。具体的には、複数の液体噴射ヘッド２０を配列した第１列と複数の液体噴射ヘッド２０を配列した第２列とで方向Ａ2における各液体噴射ヘッド２０の位置が相違するように複数の液体噴射ヘッド２０は配置（いわゆるスタガ配置ないし千鳥配置）される。なお、複数のヘッドモジュール１６を印刷媒体２００の搬送方向Ａ1に沿って並列することも可能である。

図２は、ヘッドモジュール１６の任意の１個の液体噴射ヘッド２０の斜視図である。図２に例示される通り、液体噴射ヘッド２０は、液体噴射部２２と筐体２４と配線基板２６とを具備する。液体噴射部２２は、直線状に配列する複数のノズルＮから印刷媒体２００に対してインクを噴射するヘッドチップである。筐体２４は、液体噴射部２２を収容および支持する中空のケースであり、内部の空間にインクカートリッジ３００からインクが供給される。

配線基板２６は、可撓性の基材２６２の表面に複数の信号配線２６４が形成された電子部品であり、例えば接着剤を利用して端部が液体噴射部２２に固定される。例えばＦＦＣ（Flexible Flat Cable）やＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）が配線基板２６として好適に利用される。液体噴射部２２には、配線基板２６の信号配線２６４を介して駆動回路（図示略）から駆動信号が供給される。なお、駆動回路のＩＣチップを配線基板２６の基材２６２に実装することも可能である。

図２に例示される通り、液体噴射部２２の各ノズルＮから液体が噴射される方向をＺ方向と表記し、Ｚ方向に直交するＸ-Ｙ平面を想定する。液体噴射ヘッド２０は、Ｚ方向が鉛直方向の下側（印刷媒体２００側）を向く姿勢で配置される。したがって、Ｘ-Ｙ平面は、印刷媒体２００に略平行な平面（水平面）に相当する。Ｘ方向は、複数のノズルＮが配列する方向（液体噴射ヘッド２０の長手方向Ａ2）であり、Ｙ方向は、Ｘ方向およびＺ方向に交差（典型的には直交）する方向である。Ｙ方向は第１方向の例示であり、Ｚ方向は第２方向の例示である。

図２に拡大して図示される通り、１個の液体噴射ヘッド２０の複数のノズルＮは、ノズル列ＧAとノズル列ＧBとに区分される。ノズル列ＧAおよびノズル列ＧBの各々は、Ｘ方向に沿って配列された複数のノズルＮの集合である。Ｘ方向における各ノズルＮの位置はノズル列ＧAとノズル列ＧBとで相違する。図１から理解される通り、印刷媒体２００の横幅（搬送方向Ａ1に直交する方向Ａ2の寸法）を上回る範囲にわたり複数の液体噴射ヘッド２０のノズルＮが分布する。搬送機構１４による印刷媒体２００の搬送に並行してヘッドモジュール１６の各液体噴射ヘッド２０のノズルＮから印刷媒体２００にインクを噴射することで印刷媒体２００には任意の画像が印刷される。

図３は、液体噴射部２２の分解斜視図であり、図４は、液体噴射部２２の断面図（図２の拡大図におけるIV-IV線の断面図）である。図４は、Ｘ方向に直交する断面（Ｙ-Ｚ平面）での液体噴射部２２の断面図に相当する。図３および図４に例示される通り、液体噴射部２２は、Ｘ方向に長尺な平板状の基体４２を具備する。基体４２の各表面（以下「設置面」という）４２０には、連通板４４と圧力室形成基板５２と振動板５４と保護板５８とが、設置面４２０側から以上の順番で積層される。すなわち、基体４２の設置面４２０と圧力室形成基板５２との間に連通板４４が設置され、圧力室形成基板５２と保護板５８との間に振動板５４が設置される。連通板４４と圧力室形成基板５２と振動板５４と保護板５８とは、基体４２と同様にＸ方向に長尺な平板状の部材である。

図２および図３から理解される通り、基体４２の一方の設置面４２０の面上の要素はノズル列ＧAに対応し、基体４２の他方の設置面４２０の面上の要素はノズル列ＧBに対応する。すなわち、ノズル列ＧAの各ノズルＮとノズル列ＧBの各ノズルＮとは基体４２を挟んで相互に反対側に位置する。したがって、第１実施形態の基体４２は、ノズル列ＧAとノズル列ＧBとの間隔を規定するスペーサーとして機能する。なお、基体４２の双方の設置面４２０の面上の要素（連通板４４，圧力室形成基板５２，振動板５４，保護板５８）は、基体４２を挟んで対称の関係にあり、具体的な構成は実質的に共通するから、以下の説明ではノズル列ＧAに対応する要素に着目し、ノズル列ＧBに対応する要素の説明を便宜的に省略する。

基体４２の設置面４２０には連通板４４が設置される。図５は、基体４２側（図４における下側）からみた連通板４４の平面図である。図４および図５から理解される通り、第１実施形態の連通板４４は、基礎部７１と空間形成部７２と側壁部７３とを包含する。空間形成部７２は、基礎部７１からみてＺ方向の負側（インクの噴射側とは反対側）に位置し、基礎部７１と比較して薄い板状の部分である。したがって、基礎部７１のうち基体４２側の表面７１０と空間形成部７２のうち基体４２側の表面７２０との段差に相当する空間（凹部）が空間形成部７２の基体４２側には形成される。側壁部７３は、空間形成部７２のうちＸ方向の両端部に形成されて基礎部７１に連続する。

基礎部７１のうち基体４２側の表面７１０と各側壁部７３の表面とが、例えば接着剤を利用して基体４２の設置面４２０に接合されることで、連通板４４は基体４２に固定される。連通板４４が基体４２に固定された状態で、空間形成部７２は、基体４２の設置面４２０に対して間隔をあけて対向する。図４から理解される通り、基体４２の設置面４２０と空間形成部７２の表面７２０との間隙の空間が、複数のノズルＮにわたり共通する液体貯留室（リザーバー）６２として機能する。すなわち、設置面４２０と連通板４４（空間形成部７２）の表面７２０とは、Ｙ方向（連通板４４に垂直な方向）に沿って相互に間隔をあけて対向することで液体貯留室６２の内面を構成する。

図４および図５に例示される通り、連通板４４のうち空間形成部７２の表面７２０には複数の支持部７７が形成される。すなわち、各支持部７７は、連通板４４の平面視で（すなわち連通板４４に垂直なＹ方向からみて）、液体貯留室６２に重なる位置に形成される。各支持部７７は、空間形成部７２の表面７２０からＹ方向に突起した部分（リブ状の部分）であり、連通板４４の空間形成部７２と一体に形成される。図５（拡大図）に例示される通り、複数の支持部７７は、連通板４４の平面視で相互に間隔をあけて所定の方向Ｗに沿って延在する。方向Ｗは、Ｘ-Ｚ平面内でＸ方向およびＺ方向の双方に対して傾斜した方向である。すなわち、方向Ｗは、Ｘ方向およびＺ方向に対して垂直または平行の関係にない。

図４から理解される通り、Ｙ方向における各支持部７７の寸法（空間形成部７２の表面７２０と支持部７７の頂面との間の距離）は、表面７２０と設置面４２０との距離（すなわち液体貯留室６２のＹ方向の寸法）Ｄ以下に設定される。図４では、Ｙ方向における各支持部７７の寸法が液体貯留室６２のＹ方向の寸法Ｄと略同等である構成が例示されている。したがって、各支持部７７の頂面は、基体４２の設置面４２０に当接する。以上の説明から理解される通り、第１実施形態の支持部７７は、基体４２の設置面４２０と空間形成部７２の表面７２０との間隔（寸法Ｄ）を維持するためのスペーサー（支柱）として機能する。連通板４４の材料や製法は任意であるが、例えばシリコン（Ｓi）の単結晶基板をフォトリソグラフィやエッチング等の半導体製造技術により選択的に除去することで、以上に例示した形状の連通板４４を簡便かつ高精度に形成することが可能である。

液体貯留室６２は筐体２４の内部の空間に連通する。したがって、インクカートリッジ３００から筐体２４の内部に到達したインクが液体貯留室６２に供給される。液体貯留室６２に供給されたインクは、図５に例示される通り、各支持部７７が延在する方向Ｗに沿って各支持部７７の相互間の流路を進行して液体貯留室６２の内部に貯留される。

図４に例示される通り、連通板４４のうち基体４２とは反対側の表面には圧力室形成基板５２が設置される。圧力室形成基板５２は、連通板４４の基礎部７１と空間形成部７２とにわたる平板状の部材であり、例えば接着剤を利用して連通板４４に固定される。図６は、圧力室形成基板５２の平面図である。図４および図６から理解される通り、圧力室形成基板５２には、相異なるノズルＮに対応する複数の開口部５２２が形成される。複数の開口部５２２はＸ方向に沿って配列する。各開口部５２２は、平面視でＺ方向に長尺な貫通孔である。圧力室形成基板５２の材料や製法は任意であるが、例えば連通板４４と同様に、シリコンの単結晶基板を半導体製造技術により選択的に除去することで簡便かつ高精度に圧力室形成基板５２を形成することが可能である。

なお、連通板４４の板厚（基礎部７１の厚さ）は、例えば２００μｍ以上かつ８００μｍ以下の寸法（好適には４００μｍ程度）に設定され、圧力室形成基板５２の板厚は、例えば５０μｍ以上かつ２００μｍ以下の寸法（好適には７０μｍ程度）に設定される。以上の構成によれば、液体噴射部２２の組立時の各部品の取扱いが容易であり、かつ、圧力室６６の容量（例えばインクの増粘の抑制に必要な容量）を充分に確保できるという利点がある。

図４に例示される通り、圧力室形成基板５２のうち連通板４４とは反対側の表面には振動板５４が設置される。振動板５４は、弾性的に振動可能な平板状の部材であり、例えば酸化シリコン等の弾性材料で形成された弾性膜と、酸化ジルコニウム等の絶縁材料で弾性膜の表面に積層された絶縁膜とを含んで構成される。図４から理解される通り、振動板５４と連通板４４（基礎部７１）とは、圧力室形成基板５２に形成された各開口部５２２の内側で、圧力室形成基板５２の板厚に相当する間隔をあけて相互に対向する。圧力室形成基板５２の開口部５２２の内側で連通板４４と振動板５４とに挟まれた空間は、インクに圧力を付与する圧力室（キャビティ）６６として機能する。以上の説明から理解される通り、圧力室形成基板５２は、圧力室６６を形成する基板として機能する。図６から理解される通り、第１実施形態の各圧力室６６は、Ｚ方向（すなわちインクの噴射方向）に長尺な空間である。

図４および図５（特に拡大図）から理解される通り、連通板４４の空間形成部７２には、相異なるノズルＮ（圧力室６６）に対応する複数の供給流路６４が形成される。複数の供給流路６４は平面視でＸ方向に沿って配列し、空間形成部７２の基体４２側の表面７２０のうち相互に隣合う各供給流路６４の間には隔壁７５が形成される。各供給流路６４は、空間形成部７２をＹ方向に貫通する流路であり、図４および図６から理解される通り液体貯留室６２と圧力室６６とを連通する。したがって、液体貯留室６２に貯留されたインクは複数の供給流路６４に分岐して各圧力室６６に並列に供給される。すなわち、各圧力室６６にはインクが充填される。図５から理解される通り、複数の支持部７７は、供給流路６４および隔壁７５に対してＺ方向に所定の間隔をあけて形成される。

図４および図５に例示される通り、連通板４４の基礎部７１には、相異なるノズルＮ（圧力室６６）に対応する複数の第１流路Ｑ1が形成される。複数の第１流路Ｑ1は、平面視でＸ方向に沿って配列する。各第１流路Ｑ1は、連通板４４の基礎部７１をＹ方向に貫通する流路（貫通孔）であり、当該第１流路Ｑ1に対応する圧力室６６に連通する。

また、図４および図５に例示される通り、連通板４４の基礎部７１のうち基体４２側の表面７１０には、第１流路Ｑ1から基礎部７１の周縁（液体貯留室６２とは反対側の周縁）までＺ方向に直線状に延在する溝部（切欠）７４がノズルＮ毎に形成される。連通板４４の溝部７４の内周面と基体４２の設置面４２０とで包囲された管状の空間がインクの流路（以下「第２流路Ｑ2」という）として機能する。第２流路Ｑ2の一方の端部は第１流路Ｑ1に連通し、第２流路Ｑ2のうち第１流路Ｑ1とは反対側の端部がノズルＮとして機能する。以上の説明から理解される通り、Ｙ方向に沿う第１流路Ｑ1とＺ方向に沿う第２流路Ｑ2とを含む連通流路６８を介して圧力室６６とノズルＮとが連通する。すなわち、液体貯留室６２から供給流路６４と圧力室６６と連通流路６８（第１流路Ｑ1および第２流路Ｑ2）とを経由してノズルＮから外部に到達するインクの流路が形成される。

図４に例示される通り、振動板５４のうち圧力室形成基板５２とは反対側の表面には、相異なるノズルＮ（圧力室６６）に対応する複数の圧電素子５６が形成される。各圧電素子５６は、相互に対向する電極間に圧電体を介在させた積層体である。なお、圧電素子５６の圧電体を複数の圧電素子５６にわたり連続させることも可能である。保護板５８は、各圧電素子５６を保護する要素であり、圧力室形成基板５２（振動板５４）の表面に例えば接着剤で固定される。保護板５８のうち基体４２側の表面に形成された凹部５８２に各圧電素子５６が収容される。

図４に例示される通り、振動板５４の表面には、相異なる圧電素子５６に電気的に接続された複数の接続端子５７が形成される。図７は、複数の接続端子５７を拡大した平面図である。図７に例示される通り、複数の接続端子５７は、連通板４４の平面視で相互に間隔（典型的には等間隔）をあけてＸ方向に配列される。各接続端子５７は、振動板５４の周縁から圧電素子５６までＺ方向に直線状に延在する導体パターンである。図４および図７から理解される通り、複数の接続端子５７は、連通板４４の平面視で液体貯留室６２（空間形成部７２）に重なる位置に形成される。すなわち、各接続端子５７の下方（Ｙ方向の正側）に液体貯留室６２が位置する。

以上に説明した通り、各接続端子５７がＸ方向に間隔をあけてＺ方向に延在するのに対し、平面視で各接続端子５７に重なる液体貯留室６２内の各支持部７７は、Ｘ方向およびＺ方向に対して傾斜した方向Ｗに延在する。したがって、図７から理解される通り、連通板４４の平面視で各支持部７７と各接続端子５７とは重なる。具体的には、１個の支持部７７は、連通板４４の平面視で、Ｘ方向に配列する複数の接続端子５７に重なる。

図７に例示される通り、複数の接続端子５７が形成された振動板５４の表面には、配線基板２６の基材２６２の端部が例えば接着剤で固定される。具体的には、配線基板２６と振動板５４との間に接着剤を介在させた状態で、図４に図示される通り、振動板５４の表面のうち各接続端子５７が形成された領域に対して配線基板２６の端部を外力Ｆにより押付けることで、配線基板２６は振動板５４に固定される。配線基板２６が振動板５４に接合された状態では、相互に対応する信号配線２６４と接続端子５７とが電気的に接続される。

以上の構成のもと、駆動回路から配線基板２６の各信号配線２６４に供給された駆動信号は、信号配線２６４と接続端子５７とを経由して各圧電素子５６の電極に供給される。各圧電素子５６は駆動信号に応じて個別に振動する。圧電素子５６に連動して振動板５４が振動することで圧力室６６内のインクの圧力（圧力室６６の容積）が変動し、圧力室６６内の圧力の増加によりノズルＮからインクが噴射される。以上の説明から理解される通り、圧電素子５６は、信号配線２６４から接続端子５７に供給される駆動信号に応じて圧力室６６内の圧力を変動させて圧力室６６内のインクをノズルＮから噴射させる圧力発生素子として機能する。

以上に説明した通り、第１実施形態では、平面視で液体貯留室６２に重なるように複数の接続端子５７が形成されて配線基板２６の各信号配線２６４に接続されるから、液体貯留室６２と各接続端子５７とが平面視で重ならない構成と比較して、液体噴射ヘッド２０が小型化されるという利点がある。他方、各接続端子５７が平面視で液体貯留室６２に重なる構成では、振動板５４のうち接続端子５７が形成された領域に配線基板２６を押付けた場合に、各接続端子５７の下方の液体貯留室６２が外力Ｆの作用で変形する可能性がある。第１実施形態では、平面視で液体貯留室６２に重なるように支持部７７が形成されるから、配線基板２６の実装時の外力Ｆに起因した液体貯留室６２の変形を抑制することが可能である。すなわち、第１実施形態によれば、液体噴射ヘッド２０の小型化と液体貯留室６２の変形の抑制とを両立できるという利点がある。以上の説明から理解される通り、第１実施形態の複数の支持部７７は、液体貯留室６２の機械的な強度を補強する要素（補強部）として機能する。

第１実施形態では、各接続端子５７が延在するＺ方向や複数の接続端子５７が配列するＸ方向に対して傾斜する方向Ｗに支持部７７が延在して複数の接続端子５７に重なるから、例えば、Ｚ方向に延在する支持部７７が１個の接続端子５７のみに重なる構成と比較して液体貯留室６２の変形を抑制できるという効果は格別に顕著である。また、複数の支持部７７が液体貯留室６２に形成されるから、１個の支持部７７のみを形成した構成と比較して液体貯留室６２の変形を有効に抑制できる。複数の支持部７７が相互に間隔をあけて方向Ｗに延在する構成によれば、図５を参照して前述した通り、相互に隣合う各支持部７７の間隔をインクの流路として利用できるという利点もある。

また、第１実施形態では、圧力室形成基板５２に沿うＺ方向にインクが噴射されるから、圧力室形成基板５２がインクの噴射方向に直交する構成（例えば後掲の図１１の構成）と比較して、インクの噴射方向（Ｚ方向）からみた液体噴射ヘッド２０（液体噴射部２２）の面積を削減することが可能である。したがって、高密度にノズルを配置できるという利点がある。また、圧力室６６とノズルＮとを連通する連通流路６８が、インクの噴射方向（Ｚ方向）に交差するＹ方向に沿う第１流路Ｑ1を含むから、インクの噴射方向に沿う流路のみで圧力室６６とノズルＮとが連通する構成と比較して、圧力室６６とノズルＮとの間の流路長が長く確保される。したがって、ノズルＮの内側でインクに発生した増粘の影響が圧力室６６内まで到達する可能性を低減できる（ノズルＮの内側で増粘したインクが圧力室６６内に到達し難い）という利点がある。以上のようにノズルＮの内側での増粘の影響が圧力室６６内に到達する可能性が低減されるから、例えば、圧力室６６内のインクの増粘を解消するために排出（フラッシング）する必要があるインクの量を削減することが可能である。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態を以下に説明する。以下に例示する各形態において作用や機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で利用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。

図８は、第２実施形態における液体噴射ヘッド２０（液体噴射部２２）の断面図であり、第１実施形態の説明で参照した図４に対応する。図８から理解される通り、基体４２のうち連通板４４の空間形成部７２に対向する位置には、設置面４２０と比較して窪んだ凹部４２４が形成される。第２実施形態では、基体４２の凹部４２４と連通板４４の空間形成部７２との間の空間が液体貯留室６２として利用される。他方、第２実施形態の連通板４４は、第１実施形態と同様に、平面視で液体貯留室６２に重なる空間形成部７２を包含する。ただし、第１実施形態で例示した複数の支持部７７は、第２実施形態の空間形成部７２には形成されない。配線基板２６の各信号配線２６４に接続される複数の接続端子５７が平面視で液体貯留室６２に重なる構成は第１実施形態と同様である。したがって、第２実施形態においても第１実施形態と同様に、液体貯留室６２と各接続端子５７とが平面視で重ならない構成と比較して液体噴射ヘッド２０が小型化されるという利点がある。なお、液体貯留室６２に所期の容量が確保できるならば凹部４２４を省略することも可能である。

図８に例示される通り、第２実施形態における基体４２の設置面４２０には、基体４２の周縁までＺ方向に直線状に延在する溝部（切欠）４２２がノズルＮ毎に形成される。連通板４４の表面（基礎部７１の表面７１０）に形成された溝部７４の内周面と基体４２の設置面４２０に形成された溝部４２２の内周面とで包囲された管状の空間が第２流路Ｑ2として機能する。以上の構成によれば、連通板４４の溝部７４で第２流路Ｑ2を形成する第１実施形態と比較して第２流路Ｑ2の断面積が増加するから、圧力室６６内に対する増粘の影響を低減するために必要な容量を連通流路６８に確保し易いという利点がある。

図８に例示される通り、第２実施形態では、基体４２および連通板４４におけるＺ方向の側面（印刷媒体２００との対向面）にノズルプレート４０が設置される。ノズルプレート４０は、基体４２や連通板４４と同様にＸ方向に長尺な平板状の部材であり、例えば接着剤を利用して基体４２および連通板４４に固定される。ノズルプレート４０には、Ｘ方向に配列する複数のノズルＮが形成される。第２流路Ｑ2の一方の端部は第１流路Ｑ1に連通し、第１流路Ｑ1とは反対側の端部はノズルプレート４０の１個のノズルＮに連通する。すなわち、第２実施形態においても第１実施形態と同様に、Ｙ方向に沿う第１流路Ｑ1とＺ方向に沿う第２流路Ｑ2とを含む連通流路６８を介して圧力室６６とノズルＮとが連通する。

ところで、液体貯留室６２の容量の確保という観点のみからすると、図９に例示されるように連通板４４の空間形成部７２を省略した構成（以下「対比例」という）も想定され得る。対比例では、基体４２の凹部４２４と圧力室形成基板５２とが直接的に対向し、両者間の空間が液体貯留室６２として機能する。しかし、対比例のもとでは、振動板５４の表面に配線基板２６を実装する段階で、配線基板２６を押圧する外力Ｆの作用により液体貯留室６２が変形する可能性がある。他方、第２実施形態では、平面視で液体貯留室６２に重なる空間形成部７２が連通板４４に形成されるから、配線基板２６の実装時の外力Ｆに起因した液体貯留室６２の変形を図９の対比例と比較して抑制できるという利点がある。すなわち、第２実施形態においても、液体噴射ヘッド２０の小型化と液体貯留室６２の変形の抑制との両立が実現される。

以上の説明から理解される通り、第２実施形態の空間形成部７２は、液体貯留室６２の機械的な強度を補強する要素（補強部）として機能する。なお、第１実施形態における空間形成部７２も同様に、液体貯留室６２の機械的な強度を補強する要素として機能する。すなわち、前述の第１実施形態は、空間形成部７２と複数の支持部７７との双方を液体貯留室６２の補強に利用した形態である。第１実施形態では、液体貯留室６２の内面のうち相互に対向する表面７２０と設置面４２０との間隙内に支持部７７が設置されるから、支持部７７が設置されない構成（例えば第２実施形態）と比較して、液体貯留室６２の変形を抑制できるという効果は格別に顕著である。他方、第２実施形態では、液体貯留室６２に複数の支持部７７が形成されないから、複数の支持部７７を具備する第１実施形態と比較して液体貯留室６２の容量を確保し易いという利点がある。

＜第３実施形態＞
図１０は、第３実施形態における液体噴射ヘッド２０（液体噴射部２２）の断面図である。第１実施形態および第２実施形態では、各圧電素子５６を駆動するための駆動信号を、駆動回路から配線基板２６を介して各接続端子５７に供給した。第３実施形態では、駆動信号を生成する駆動回路２８２と、駆動信号を駆動回路２８２から各接続端子５７に供給する信号配線２８４とが、保護板５８に設置される。したがって、第１実施形態の配線基板２６は第３実施形態では省略される。なお、保護板５８以外の要素の構成は第２実施形態と同様である。例えば、平面視で液体貯留室６２に重なる空間形成部７２が連通板４４に形成される。また、複数の接続端子５７が平面視で液体貯留室６２に重なるから、第１実施形態や第２実施形態と同様に液体噴射ヘッド２０の小型化が実現される。

図１０に例示される通り、第３実施形態の保護板５８は、実装面５８４と傾斜面５８６とを包含する平板状の部材である。保護板５８の実装面５８４には、駆動回路２８２を搭載したＩＣチップが実装される。傾斜面５８６は、保護板５８が設置される振動板５４の表面（あるいは圧力室形成基板５２や連通板４４の表面）に対して傾斜した平坦面である。図１０に例示される通り、相異なる接続端子５７に対応する複数の信号配線２８４が保護板５８に形成される。各信号配線２８４は、実装面５８４における駆動回路２８２の出力端子から傾斜面５８６の下端部にかけて延在する。保護板５８が振動板５４の表面に実装された状態で、各信号配線２８４は接続端子５７に電気的に接続される。

保護板５８は、例えば接着剤で振動板５４の表面に固定される。具体的には、駆動回路２８２および複数の信号配線２８４が設置された保護板５８と振動板５４との間に接着剤を介在させた状態で、図１０に図示される通り、振動板５４の表面のうち各接続端子５７が形成された領域に対して保護板５８を外力Ｆにより押付けることで、各信号配線２８４と各接続端子５７とが相互に導通した状態で保護板５８が振動板５４に固定される。なお、振動板５４のうち平面視で各圧力室６６に重なる領域から延在して形成された圧電素子５６の圧電体や電極の表面に保護板５８を固定することも可能である。

以上に説明したように保護板５８を振動板５４に対して押圧する構成では、各接続端子５７の下方に位置する液体貯留室６２が外力Ｆの作用で変形する可能性がある。第３実施形態では、第２実施形態と同様に、平面視で液体貯留室６２に重なる空間形成部７２が連通板４４に形成されるから、保護板５８の設置時の外力Ｆに起因した液体貯留室６２の変形を抑制できるという利点がある。以上の説明から理解される通り、第１実施形態や第２実施形態のように配線基板２６が固定される構成のほか、第３実施形態の例示のように保護板５８が固定される構成でも、空間形成部７２により液体貯留室６２の変形を抑制する構成は有効である。

なお、以上の説明では、第２実施形態（複数の支持部７７が形成されない構成）における保護板５８を変形した構成を第３実施形態として例示したが、駆動回路２８２と複数の信号配線２８４とが設置された保護板５８を振動板５４に固定する構成は、空間形成部７２と複数の支持部７７との双方を具備する第１実施形態にも同様に適用され得る。

＜変形例＞
以上の各形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。

（１）第１実施形態では、Ｙ方向における各支持部７７の寸法を液体貯留室６２のＹ方向の寸法Ｄと略同等に設定した構成を例示したが、Ｙ方向における各支持部７７の寸法が液体貯留室６２の寸法Ｄを下回る構成も採用され得る。すなわち、各支持部７７の頂面と基体４２の設置面４２０とが間隔をあけて対向する。以上の構成では、配線基板２６の実装時の外力Ｆの作用により連通板４４（空間形成部７２）が変形することで各支持部７７の頂面と基体４２の設置面４２０とが相互に接触し、それ以上の変形が支持部７７により阻止されるから、液体貯留室６２の変形を抑制できるという前述の効果は実現される。

（２）前述の各形態では、接続端子５７が形成される領域まで振動板５４がＺ方向に延在する構成を例示したが、振動板５４が形成される範囲は以上の例示に限定されない。例えば、図１１に例示される通り、接続端子５７の端部（圧電素子５６とは反対側の端部）までは振動板５４を形成しない構成も採用され得る。図１１の構成では、振動板５４の表面から圧力室形成基板５２の表面に到達するように複数の接続端子５７がＺ方向に延在し、圧力室形成基板５２のうち振動板５４から張出した領域に配線基板２６（または第３実施形態の保護板５８）が設置される。以上の説明から理解される通り、接続端子５７が形成される下地となる要素の種類は任意である。

（３）支持部７７の形態は第１実施形態の例示に限定されない。例えば、第１実施形態では方向Ｗに延在する複数の支持部７７を相互に間隔をあけて設置したが、例えば、柱状（円柱状や角柱状）の支持部７７を液体貯留室６２に設置した構成や、Ｚ方向に平行な複数の支持部７７を相互に間隔をあけてＸ方向に配列した構成も採用され得る。液体貯留室６２に１個の支持部７７のみを設置することも可能である。また、第１実施形態では連通板４４の空間形成部７２の表面７２０から各支持部７７が突起する構成を例示したが、支持部７７が形成される位置は適宜に変更される。例えば、連通板４４のうち基礎部７１の側面（基礎部７１と空間形成部７２との段差の部分）から液体貯留室６２に突起するように支持部７７を形成することも可能である。

（４）前述の各形態では、圧力室形成基板５２に沿うＺ方向にインクが噴射される構成を例示したが、液体噴射部２２の各要素とインクの噴射方向との関係は以上の例示に限定されない。例えば、図１２に例示されるように、圧力室形成基板５２に沿うＹ方向にインクが噴射される構成も採用される。図１２の構成では、第１実施形態で例示した基体４２が、Ｘ-Ｚ平面に平行なノズルプレート４１に置換される。ノズルプレート４１には複数のノズルＮが形成され、連通板４４（基礎部７１）に形成された第１流路Ｑ1を介して各ノズルＮが圧力室６６に連通する。以上の構成では、圧力室形成基板５２や連通板４４に垂直なＹ方向に各ノズルＮからインクが噴射される。

（５）前述の各形態では、印刷媒体２００の搬送方向Ａ1に直交する方向Ａ2に複数の液体噴射ヘッド２０を配列したラインヘッドをヘッドモジュール１６として例示したが、シリアルヘッドにも本発明を適用することが可能である。例えば図１３のヘッドモジュール１８は、前述の各形態に係る複数の液体噴射ヘッド２０をキャリッジに搭載したシリアルヘッドであり、印刷媒体２００の搬送方向Ａ1に直交する方向Ａ2に沿って往復しながら各ノズルＮからインクを噴射する。

（６）圧力室６６内の圧力を変化させる要素（圧力発生素子）は圧電素子５６に限定されない。例えば、静電アクチュエータ等の振動体を圧力発生素子として利用することも可能である。また、圧力発生素子は、圧力室６６に機械的な振動を付与する要素に限定されない。例えば、加熱により圧力室６６の内部に気泡を発生させて圧力室６６内の圧力を変化させる発熱素子（ヒーター）を圧力発生素子として利用することも可能である。すなわち、圧力発生素子は、圧力室６６の内部の圧力を変化させる要素として包括され、圧力を変化させる方式（ピエゾ方式／サーマル方式）や具体的な構成の如何は不問である。

（７）以上の各形態で例示した印刷装置１００は、印刷に専用される機器のほか、ファクシミリ装置やコピー機等の各種の機器に採用され得る。もっとも、本発明の液体噴射装置の用途は印刷に限定されない。例えば、色材の溶液を噴射する液体噴射装置は、液晶表示装置のカラーフィルターを形成する製造装置として利用される。また、導電材料の溶液を噴射する液体噴射装置は、配線基板の配線や電極を形成する製造装置として利用される。

１００……印刷装置（液体噴射装置）、２００……印刷媒体、３００……インクカートリッジ、１２……制御装置、１４……搬送機構、１６……ヘッドモジュール、２０……液体噴射ヘッド、２２……液体噴射部、２４……筐体、２６……配線基板、２６２……基材、２６４……信号配線、４０……ノズルプレート、４２……基体、４４……連通板、５２……圧力室形成基板、５２２……開口部、５４……振動板、５６……圧電素子、５７……接続端子、５８……保護板、６２……液体貯留室、６４……供給流路、６６……圧力室、６８……連通流路、７１，８１……基礎部、７２，８２……空間形成部、７３，８３……側壁部、７７……支持部、Ｎ……ノズル、Ｑ1……第１流路、Ｑ2……第２流路。

Claims (4)

1. 液体を貯留する液体貯留室を形成する基板と、
   前記液体貯留室から前記液体が供給される圧力室と、
   前記圧力室に連通するノズルと、
   前記基板の平面視で前記液体貯留室に重なる位置に形成された接続端子と、
   前記接続端子に駆動信号を供給する実装部品と、
   前記接続端子に供給される駆動信号に応じて前記圧力室内の圧力を変動させる圧力発生素子と、
   前記液体貯留室の内面のうち前記基板に垂直な第１方向に沿って相互に対向する第１面と第２面との間に位置し、前記第１方向における寸法が前記第１面と前記第２面との距離以下に設定された支持部とを具備し、
   前記支持部は、前記基板の平面視で前記実装部品に重なる位置に形成される
   液体噴射ヘッド。
2. 液体を貯留する液体貯留室を形成する基板と、
   前記液体貯留室から前記液体が供給される圧力室と、
   前記圧力室に連通するノズルと、
   前記液体貯留室の内面のうち前記基板に垂直な第１方向に沿って相互に対向する第１面と第２面との間に位置し、前記第１方向における寸法が前記第１面と前記第２面との距離以下に設定された支持部と、
   前記基板の平面視で前記液体貯留室に重なる位置に形成され、相互に間隔をあけて第２方向に延在する複数の接続端子と、
   前記接続端子に供給される駆動信号に応じて前記圧力室内の圧力を変動させる圧力発生素子とを具備し、
   前記支持部は、前記基板の平面視で、前記第２方向に対して傾斜した方向に延在して前記複数の接続端子に重なる
   液体噴射ヘッド。
3. 前記基板の平面視で相互に間隔をあけて配置され、所定の方向に沿って延在する複数の前記支持部を含む
   請求項１または請求項２の液体噴射ヘッド。
4. 請求項１から請求項３の何れかの液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置。
   
   
   
   
   
   
   

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