JP7452223B2 - 液体吐出ヘッド - Google Patents

Description

本発明は、ノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドに関する。

ノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドとして、特許文献１には、ノズルからインクを噴射する記録ヘッドが記載されている。特許文献１の記録ヘッドでは、１列に並んだ複数の圧力室が形成された圧力室形成基板の上面に、複数の圧力室を覆う弾性膜が配置され、弾性膜の上面の、各圧力室と上下方向に重なる部分に、圧力室内の液体に、圧力室に連通するノズルからインクを吐出させるための吐出エネルギーを付与する圧電素子が配置されている。また、弾性膜の上面には、複数の圧電素子を覆う保護基板が配置され、複数の圧電素子は、保護基板によって形成された１つの空間内に収容されている。

特開2018-167576号公報

ここで、インクの粘度が高い場合、ノズルからの吐出のために必要な吐出エネルギーが大きくなる。一方で、液体吐出ヘッドでは、ノズルの高密度配置や装置の小型化の観点から、圧力室のサイズを小さくすることが要求されることがある。圧力室のサイズが小さい場合、特許文献１のように１つのノズルが１つの圧力室と連通している構成では、インクに十分な吐出エネルギーを付与することができないことがある。そこで、本願の発明者は、１つのノズルを、隣接する２つの圧力室と連通させ、これら２つの圧力室に対応する２つの圧電素子を同時に駆動させることによって付与する吐出エネルギーを大きくすることを考えた。

しかしながら、この場合には、２つの圧電素子を同時に駆動するため、弾性膜の、これら２つの圧電素子と重なる部分が同時に変形することになり、クロストークの影響が大きくなる。ここで、クロストークとは、振動膜のある圧力室と重なる部分の変形が、振動膜の他の圧力室と重なる部分に伝わり、当該他の圧力室に連通するノズルにおける液体の吐出特性が変わってしまうことである。

本発明の目的は、液体に十分な吐出エネルギーを付与することができるとともに、クロストークの影響を極力抑えることが可能な液体吐出ヘッドを提供することである。

本発明の液体吐出ヘッドは、複数の圧力室を含む液体流路を有する流路ユニットと、前記流路ユニットの第１方向における一方側に配置され、前記複数の圧力室を覆う振動膜と、前記振動膜の前記第１方向における前記一方側に配置され、前記複数の圧力室と前記第１方向に重なる複数の圧電素子と、を有する圧電アクチュエータと、前記圧電アクチュエータの前記第１方向における前記一方側の面に接合され、前記複数の圧電素子が収容される複数の収容空間を形成する保護部材と、を備え、前記液体流路は、前記複数の圧力室としての、前記第１方向と直交する第２方向に交互に配列された複数の第１圧力室及び複数の第２圧力室と、各第１圧力室と、当該第１圧力室の前記第２方向における前記一方側に隣接する前記第２圧力室との組毎に設けられた複数のノズルと、前記組毎に設けられ、前記第１圧力室と前記第２圧力室と前記ノズルとを連通させる連通流路と、を有し、前記保護部材は、前記圧電アクチュエータの前記第１方向における前記一方側の面に接合され、前記収容空間同士を仕切る複数の第１隔壁部、を有し、前記第１隔壁部は、前記保護部材の、前記第２方向において、隣接する前記圧力室の間に位置する部分のうち、各第１圧力室と当該第１圧力室の前記第２方向における他方側に隣接する前記第２圧力室との間にのみ設けられている。

インクジェットヘッド１を備えたプリンタ１００の平面図である。 インクジェットヘッド１の平面図である。 図２のIII－III線に沿ったインクジェットヘッド１の断面図である。 図２のIV－IV線に沿ったインクジェットヘッド１の断面図である。 図２のＶ－Ｖ線に沿ったインクジェットヘッド１の断面図である。 図２に示す領域VIの拡大図である。 インクジェットヘッド１１０の図４に対応する断面図である。 インクジェットヘッド１２０の図３に対応する断面図である。

以下、本発明の好適な実施形態について説明する。

＜プリンタ１００の全体構成＞
図１に示すように、本実施形態に係るプリンタ１００は、４つのインクジェットヘッド１（本発明の「液体吐出ヘッド」）を含むヘッドユニット１ｘ、プラテン３及び搬送機構４を備えている。

ヘッドユニット１ｘは、水平な紙幅方向（本発明の「第２方向」）に長尺であり、位置が固定された状態で複数のノズル２２（図２～図４参照）から用紙９に対してインクを吐出する、いわゆるラインヘッドである。４つのインクジェットヘッド１は、それぞれ紙幅方向に長尺である。また、４つのインクジェットヘッド１のうち、２つのインクジェットヘッド１が紙幅方向に並んでいる。また、これら２つのインクジェットヘッド１から、水平で且つ紙幅方向と直交する搬送方向にずれた位置に、４つのインクジェットヘッド１のうち残り２つのインクジェットヘッド１が紙幅方向に並んで配置されている。また、４つのインクジェットヘッド１のうち、紙幅方向に並んだ２つのインクジェットヘッド１と、残り２つの紙幅方向に並んだインクジェットヘッド１とは、紙幅方向にずれて配置されている。

なお、以下では、図１に示すように、紙幅方向の右側及び左側を定義して説明を行う。また、以下では、図１に示すように、搬送方向の前側及び後側を定義して説明を行う。

プラテン３は、ヘッドユニット１ｘの下方に配置されて、４つのインクジェットヘッド１の複数のノズル２２と対向している。プラテン３の上面に、用紙９が載置される。

搬送機構４は、搬送方向にプラテン３を挟んで配置された２つのローラ対４ａ，４ｂを有する。ローラ対４ａ，４ｂは、用紙９を挟持した状態で回転して、用紙９を搬送方向に搬送する。

＜インクジェットヘッド１の構成＞
次に、インクジェットヘッド１の構成について説明する。図２～図５に示すように、インクジェットヘッド１は、流路ユニット１１、圧電アクチュエータ１２、保護部材１３、共通流路基板１４、及び配線基板１８を有する。

流路ユニット１１は、鉛直方向（本発明の「第１方向」）に積層され、接着剤によって互いに接着された３枚のプレート１１ａ～１１ｃで構成されている。プレート１１ａ～１１ｃは、例えば樹脂や、ステンレス鋼などの金属で構成され、複数の個別流路２０が形成されている。なお、本実施形態では、鉛直方向の上側が本発明の「第１方向の一方側」に相当する。

複数の個別流路２０は、図２に示すように、個別流路列２０Ａ及び個別流路列２０Ｂを構成している。各個別流路列２０Ａ，２０Ｂは、紙幅方向に並ぶ複数の個別流路２０で構成されている。個別流路列２０Ａと個別流路列２０Ｂとは、搬送方向に間隔をあけて並んでおり、個別流路列２０Ｂが、個別流路列２０Ａよりも、搬送方向の前側に位置している。また、個別流路列２０Ａを構成する複数の個別流路２０と、個別流路列２０Ｂを構成する複数の個別流路２０とは、個別流路列２０Ａ，２０Ｂにおける個別流路２０同士の間隔の半分の長さだけ、紙幅方向にずれている。

各個別流路２０は、図２に示すように、２つの圧力室２１（第１圧力室２１ａ及び第２圧力室２１ｂ）と、１つのノズル２２と、１つの連通流路２３と、２つの幅狭流路２４と、２つの幅広流路２５とを含む。

圧力室２１は、鉛直方向に投影した形状が、搬送方向に長尺な略矩形であり、第２圧力室２１ｂが、第１圧力室２１ａの紙幅方向における一方側に隣接して並んでいる。ここで、紙幅方向における一方側とは、個別流路列２０Ａを構成する個別流路２０については右側のことであり、個別流路列２０Ｂを構成する個別流路２０については左側のことである。また、以下では、個別流路列２０Ａを構成する個別流路２０についての左側、及び、個別流路列２０Ｂを構成する個別流路２０についての右側のことを、それぞれ、紙幅方向における他方側とする。

また、個別流路列２０Ａに対応する複数の第１圧力室２１ａ及び複数の第２圧力室２１ｂが、紙幅方向に交互に配列されることによって圧力室列１９Ａを形成している。また、個別流路列２０Ｂに対応する複数の第１圧力室２１ａ及び複数の第２圧力室２１ｂが、紙幅方向に交互に配列されることによって圧力室列１９Ｂを形成している。

各圧力室２１に対し、搬送方向における一方側の端に連通流路２３が接続し、搬送方向における他方側の端に幅狭流路２４が接続している。ここで、搬送方向における一方側とは、個別流路列２０Ａについては搬送方向における前側のことであり、個別流路列２０Ｂについては搬送方向における後側のことである。また、搬送方向における他方側とは、個別流路列２０Ａについては搬送方向における後側のことであり、個別流路列２０Ｂについては搬送方向における前側のことである。

幅狭流路２４は、図２に示すように、圧力室２１よりも幅が狭く（紙幅方向の長さが短く）、絞りとして機能する。幅狭流路２４の紙幅方向の中心線Ｏは、対応する圧力室２１の紙幅方向の中心線Ｏ’に対して紙幅方向の右側に位置している。

幅狭流路２４の搬送方向における他方側の端には、幅広流路２５が接続している。幅広流路２５の幅（紙幅方向の長さ）は、圧力室２１の幅とほぼ同じである。幅広流路２５の紙幅方向の中心線は、対応する圧力室２１の紙幅方向の中心線Ｏ’と一致している。

また、図３に示すように、圧力室２１と、幅狭流路２４と、幅広流路２５とは、プレート１１ａ（本発明の「圧力室部材」）に形成され、プレート１１ａの下面に開口した凹部で構成されている。

また、プレート１１ａは、各第１圧力室２１ａと、当該第１圧力室２１ａの紙幅方向の一方側に隣接する第２圧力室２１ｂとの間の部分、及び、各第１圧力室２１ａと、当該第１圧力室２１ａの紙幅方向の他方側に隣接する第２圧力室２１ｂとの間の部分が、それぞれ、第１圧力室２１ａと第２圧力室２１ｂとを仕切る第２隔壁部１１ａ１，１１ａ２となっている。

ノズル２２は、プレート１１ｃに形成された貫通孔で構成されている。ノズル２２は、紙幅方向において第１圧力室２１ａと第２圧力室２１ｂとの中央に位置し、第２隔壁部１１ａ１と鉛直方向に重なっている。

連通流路２３は、図３、図４に示すように、プレート１１ｂに形成された貫通孔で構成されている。連通流路２３は、鉛直方向に延びているとともに、下方に向かうほど紙幅方向の長さが短くなるようなテーパ状に形成されている。そして、連通流路２３は、上端において第１圧力室２１ａ及び第２圧力室２１ｂに接続され、下端においてノズル２２に接続されている。これにより、各個別流路２０において、第１圧力室２１ａと第２圧力室２１ｂとノズル２２とが、連通流路２３を介して連通している。

圧電アクチュエータ１２は、図３に示すように、プレート１１ａの上面に配置されており、下から順に、振動膜１２ａ、共通電極１２ｂ、圧電層１２ｃ及び複数の個別電極１２ｄ１，１２ｄ２を含む。また、圧電アクチュエータ１２は、鉛直方向に投影した外形がプレート１１ａと同じであり、プレート１１ａの外形と圧電アクチュエータ１２の外形とが、鉛直方向に完全に重なっている。

振動膜１２ａは、プレート１１ａの上端部によって構成されており、全ての圧力室２１ａ，２１ｂを覆っている。共通電極１２ｂは、プレート１１ａの上面の全域に配置され、プレート１１ａに形成された全ての圧力室２１ａ，２１ｂを覆っている。振動膜１２ａの厚みは例えば１０μｍ程度であり、共通電極１２ｂの厚みは、例えば０．２μｍ程度である。

圧電層１２ｃは、振動膜１２ａ及び共通電極１２ｂよりも上方に配置されている。圧電層１２ｃの厚みは、例えば、１μｍ程度である。圧電層１２ｃには、第２隔壁部１１ａ１，１１ａ２と鉛直方向に重なる部分、及び、搬送方向において、個別流路列２０Ａと個別流路列２０Ｂとの間に位置する部分などにスリット１２ｃ１が形成されている。これにより、圧電層１２ｃは、各圧力室２１に個別の複数の圧電体１２ｃ２に分割され、各圧電体１２ｃ２が、対応する圧力室２１と鉛直方向に重なっている。

個別電極１２ｄ１は、第１圧力室２１ａと鉛直方向に重なっている。個別電極１２ｄ２は、第２圧力室２１ｂと鉛直方向に重なっている。個別電極１２ｄ１，１２ｄ２の厚みは、例えば、０．２μｍ程度である。

圧電アクチュエータ１２は、さらに、絶縁膜１２ｉ及び複数の配線１２ｅを含む。

絶縁膜１２ｉは、二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）等からなり、共通電極１２ｂの上面において圧電体１２ｃ２が設けられていない部分、圧電体１２ｃ２の側面、及び、個別電極１２ｄ１，１２ｄ２の上面を覆っている。絶縁膜１２ｉにおいて、個別電極１２ｄ１，１２ｄ２と鉛直方向に重なる部分には、貫通孔が設けられている。また、絶縁膜１２ｉの厚みは、例えば、０．１μｍ程度である。

複数の配線１２ｅは、絶縁膜１２ｉ上に形成されている。配線１２ｅの厚みは、例えば、０．２μｍ程度である。複数の配線１２ｅは、図６に示すように、個別流路２０毎に設けられており、それぞれ、個別電極１２ｄ１に接続するＬ字状の第１部分１２ｅ１と、個別電極１２ｄ２に接続しかつ第１部分１２ｅ１に繋がるＬ字状の第２部分１２ｅ２と、第１部分１２ｅ１と第２部分１２ｅ２との接続部分１２ｅ’から搬送方向に延びる第３部分１２ｅ３とを有する。第１部分１２ｅ１及び第２部分１２ｅ２は、図３に示すように、絶縁膜１２ｉの上記貫通孔に先端が入り込むことで、個別電極１２ｄ１，１２ｄ２のそれぞれと電気的に接続されている。第３部分１２ｅ３は、搬送方向において、圧電アクチュエータ１２の、個別流路列２０Ａと個別流路列２０Ｂとの間（圧力室列１９Ａと圧力室列１９Ｂとの間）の部分まで搬送方向に引き出され、その先端部が接点部１２ｆとなっている。

そして、圧電アクチュエータ１２は、振動膜１１の上面に配置されている部分のうち、各第１圧力室２１ａ及び各第２圧力室２１ｂと鉛直方向に重なる部分が、それぞれ、圧電素子１２ｘ１，１２ｘ２となっている。

また、本実施形態では、個別流路２０毎に設けられた２つの個別電極１２ｄ１，１２ｄ２が互いに電気的に接続されているため、各個別流路２０に対応する２つの個別電極１２ｄ１，１２ｄ２の電位は同様に変化する。つまり、圧電素子１２ｘ１と圧電素子１２ｘ２とに対して同じ駆動信号が付与される。

保護部材１３は、図３に示すように、圧電アクチュエータ１２の上面に接着されている。保護部材１３は、プレート１１ａ及び圧電アクチュエータ１２と、鉛直方向に投影した外形が同じであり、プレート１１ａの外形及び圧電アクチュエータ１２の外形と鉛直方向に完全に重なっている。保護部材１３には、複数の凹部１３ｘと、貫通孔１３ｙとが形成されている。

複数の凹部１３ｘは、複数の個別流路２０に対して個別に設けられている。そして、個別流路列２０Ａに対応する複数の凹部１３ｘ、及び、個別流路列２０Ｂに対応する複数の凹部１３ｘが、それぞれ、紙幅方向に並んでいる。各凹部１３ｘによって形成される空間である収容空間１３ａには、１つの個別流路２０に対応する２つの圧電素子１２ｘ１，１２ｘ２が収容されている。また、保護部材１３の隣接する凹部１３ｘの間の部分は、収容空間１３ａ同士を仕切る第１隔壁部１３ｂとなっている。また、第１隔壁部１３ｂの幅Ｗ１（紙幅方向の長さ）は、第２隔壁部１１ａ１，１１ａ２の幅Ｗ２よりも短い。例えば、Ｗ１は１０μｍ程度であり、Ｗ２は１４μｍ程度である。また、第１隔壁部１３ｂの高さＨは１０μｍ以上３０μｍ以下である。

また、第１隔壁部１３ｂは、圧電アクチュエータ１２の上面の、各圧電素子１２ｘ１と、当該圧電素子１２ｘ２との間の部分に接着されている。また、圧電アクチュエータ１２の上面の、各圧電素子１２ｘ１と当該圧電素子１２ｘ２との間に位置する複数の部分（第１隔壁部１３ｂと接着される複数の部分）は平坦になっている。

貫通孔１３ｙは、保護部材１３の搬送方向における中央部に形成され、複数の接点部１２ｆにわたって紙幅方向に延び、複数の接点部１２ｆと鉛直方向に重なっている。

共通流路基板１４は、流路ユニット１１と圧電アクチュエータ１２と保護部材１３との積層体の上面に配置されている。共通流路基板１４の下面には凹部１４ａが形成されている。凹部１４ａは、共通流路基板１４のほぼ全域にわたって紙幅方向及び搬送方向に延びている。ここで、プレート１１ｂは、搬送方向の両側に、プレート１１ａよりも外側まで延びている。そして、共通流路基板１４の凹部１４ａの搬送方向の両端を画定する壁部１４ｂは、プレート１１ｂの上面の、搬送方向における両端部に接着されている。また、凹部１４ａ内にプレート１１ａ、圧電アクチュエータ１２及び保護部材１３が収容され、保護部材１３の上面が、凹部１４ａの天井面１４ａ１に接合されている。

また、共通流路基板１４が、流路ユニット１１と圧電アクチュエータ１２と保護部材１３との積層体の上面に配置されることによって。共通流路３１，３２が形成されている。共通流路３１は、プレート１１ａ、圧電アクチュエータ１２及び保護部材１３の搬送方向の後側の端面と、プレート１１ｂの上面と、天井面１４ａ１と、凹部１４ａの搬送方向における後側の端面と、凹部１４ａの紙幅方向における両端面とによって画定されており、紙幅方向に延びている。そして、共通流路３１は、個別流路列２０Ａを構成する複数の幅広流路２５と接続されている。

共通流路３２は、プレート１１ａ、圧電アクチュエータ１２及び保護部材１３の搬送方向の前側の端面と、プレート１１ｂの上面と、天井面１４ａ１と、凹部１４ａの搬送方向における前側の端面と、凹部１４ａの紙幅方向における両側の端面とによって画定されており、紙幅方向に延びている。そして、共通流路３１は、個別流路列２０Ｂを構成する複数の幅広流路２５と接続されている。

また、共通流路３１，３２は、それぞれ、共通流路基板１４の上端部に形成された供給口３１ｘ，３２ｘを介して図示しないサブタンクに連通している。サブタンクは、インクを貯留するメインタンクに連通し、メインタンクから供給されたインクを貯留する。サブタンク内のインクは、供給口３１ｘ，３２ｘから共通流路３１，３２に流入する。共通流路３１に流入したインクは、個別流路列２０Ａを構成する各個別流路２０に供給される。共通流路３２に流入したインクは、個別流路列２０Ｂを構成する各個別流路２０に供給される。

また、共通流路基板１４の、保護部材１３の貫通孔１３ｙと鉛直方向に重なる部分には、貫通孔１４ｙが形成されている。そして、複数の接点部１２ｆが、貫通孔１３ｙと貫通孔１４ｙを通して露出している。

配線基板１８は、ＣＯＦ（Chip On Film）等からなり、圧電アクチュエータ１２の上面の搬送方向における中央部に、その下端部が接合されている。配線基板１８の下端部は、圧電アクチュエータ１２の上面において紙幅方向に延び（図２及び図６参照）、複数の接点部１２ｆのそれぞれと電気的に接続される複数の個別配線１８ｅ（図３参照）と、共通配線（図示略）とを有する。個別配線１８ｅは、個別流路２０毎に設けられている。共通配線は、絶縁膜１２ｉに設けられた貫通孔を介して、共通電極１２ｂと電気的に接続されている。共通電極１２ｂは、共通配線を介して図示しない電源に接続され、グランド電位に保持されている。

配線基板１８は、図３に示すように、圧電アクチュエータ１２の上面から、貫通孔１３ｙと貫通孔１４ｙとを通って上方に延び、上端部が図示しない制御基板に接続されている。また、配線基板１８には、ドライバＩＣ１９が実装されている。

ドライバＩＣ１９は、個別配線１８ｅを介して個別電極１２ｄ１，１２ｄ２と電気的に接続されている。ドライバＩＣ１９は、図示しない制御基板からの制御信号に基づいて駆動信号を生成し、当該駆動信号を個別電極１２ｄ１，１２ｄ２に付与することで、個別電極１２ｄ１，１２ｄ２の電位を所定の駆動電位とグランド電位との間で切り換える。これにより、振動膜１２ａ及び圧電体１２ｃ２の圧力室２１ａ，２１ｂと鉛直方向に重なる部分が変形して、圧力室２１ａ，２１ｂの容積が変化する。これにより、圧力室２１ａ，２１ｂ内のインクに圧力が付与され、ノズル２２からインクが吐出される。

なお、図６では、保護部材１３の図示を省略している。

＜効果＞
本実施形態では、ノズル２２からのインクの吐出時に、同じノズル２２に連通する第１圧力室２１ａ及び第２圧力室２１ｂに対応する２つの圧電素子１２ｘ１，１２ｘ２を同時に駆動させることによって、インクに十分な吐出エネルギーを付与することができる。

また、圧電アクチュエータ１２の、各第１圧力室２１ａと、当該第１圧力室２１ａの紙幅方向の他方側に隣接する第２圧力室２１ｂ（同じノズル２２と連通しない第２圧力室２１ｂ）との間に位置する部分に、保護部材１３の第１隔壁部１３ｂが接合されている。そのため、圧電アクチュエータ１２の第１隔壁部１３ｂと鉛直方向に重なる部分は、第２隔壁部１１ａ２と第１隔壁部１３ｂとに挟まれており、変形しにくい。したがって、第１隔壁部が、圧電アクチュエータ１２の、各個別流路２０を構成する圧力室と鉛直方向に重なる部分の変形が、別の個別流路２０を構成する圧力室２１と鉛直方向に重なる部分に伝わりにくくなる。すなわち、圧電アクチュエータ１２の、各個別流路２０を構成する圧力室２１と鉛直方向に重なる部分の変形が、別の個別流路２０を構成する圧力室２１と鉛直方向に重なる部分に伝わってしまう、いわゆるクロストークを抑えることができる。

一方、圧電アクチュエータの、各第１圧力室２１ａと、当該第１圧力室２１ａの紙幅方向の一方側に隣接する第２圧力室２１ｂ（同じノズル２２と連通する第２圧力室２１ｂ）との間に位置する部分は、第１隔壁部１３ｂと接合されていない。そのため、同じノズル２２に連通する第１圧力室２１ａ及び第２圧力室２１ｂに対応する２つの圧電素子１２ｘ１，１２ｘ２を同時に駆動させる際に、振動膜１２ａのこれらの第１圧力室２１ａ及び第２圧力室２１ｂと重なる部分の変形が第１隔壁部１３ｂによって阻害されることがない。

また、本実施形態では、第１隔壁部１３ｂの幅Ｗ１が、第２隔壁部１１ａ２の幅Ｗ２よりも狭いため、圧電アクチュエータ１２の上面に保護部材１３を接合する際に、流路ユニット１１及び圧電アクチュエータ１２と、保護部材１３とが紙幅方向に多少位置ずれした場合でも、第１隔壁部１３ｂが、第２隔壁部１１ａ２を超えて圧力室２１と鉛直方向に重なる位置にはみ出すといったことが生じにくい。これにより、上記位置ずれによって、圧電素子１２ｘ１，１２ｘ２を駆動させたときのノズル２０からのインクの吐出特性が変わってしまうのを防止することができる。

また、本実施形態では、第１隔壁部１３ｂの高さＨが１０μｍ以上であるため、収容空間１３ａの高さも１０μｍ以上となる。これにより、圧電素子１２ｘ１，１２ｘ２の駆動により圧電アクチュエータ１２の圧力室２１と鉛直方向に重なる部分が変形したときに、圧電素子１２ｘ１，１２ｘ２が保護部材１３に干渉しないようにすることができる。また、第１隔壁部１３ｂの高さＨが３０μｍ以下であるので、幅Ｗ１の短い第１隔壁部１３ｂの剛性を確保することができ、保護部材１３を圧電アクチュエータ１２に接合する際等に第１隔壁部１３ｂが破損しにくい。

また、本実施形態では、プレート１１ａと、圧電アクチュエータ１２と、保護部材１３とで、鉛直方向に投影した外形が同じであり、これらの外形が鉛直方向に完全に重なっている。したがって、複数のプレート１１ａとなる部分を有する部材と、複数の圧電アクチュエータ１２となる部分を有する部材と、複数の保護部材１３となる部分を有する部材とを接合してから、形成された接合体を切断して、プレート１１ａと圧電アクチュエータ１２と保護部材１３との積層体を複数製造することができる。これにより、インクジェットヘッド１の製造コストを抑えることができる。

また、本実施形態では、複数の配線１２ｅが、圧電アクチュエータ１２の、複数の圧電素子１２ｘ１，１２ｘ２から、搬送方向における個別流路列２０Ａと個別流路列２０Ｂとの間の部分に引き出され、その先端部が接点部１２ｆとなっている。また、保護部材１３の、搬送方向における個別流路列２０Ａと個別流路列２０Ｂとの間に位置する部分に、複数の接点部１２ｆにわたって延びた貫通孔１３ｙが形成されている。これにより、配線基板１８を、貫通孔１３ｙを通して比較的容易に接点部１２ｆに接続することができる。

また、本実施形態では、圧電アクチュエータ１２の上面の、隣接する圧電素子１２ｘ１と圧電素子１２ｘ２との間の複数の部分（第１隔壁部１３ｂが接着される部分）が平坦になっている。したがって、保護部材１３の第１隔壁部１３ｂを、圧電アクチュエータ１２の上面の第２隔壁部１１ａ２と鉛直方向に重なる部分に接合する際に、複数の第１隔壁部１３ｂに均等に荷重を加えることができる。

＜変形例＞
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載の限りにおいて様々な変更が可能である。

上述の実施形態では、圧電層１２ｃの、第２隔壁部１１ａ１と鉛直方向に重なる部分、及び、第２隔壁部１１ａ２と鉛直方向に重なる部分の両方にスリット１２ｃ１が形成されていることによって、圧電層１２ｃが、複数の圧力室２１に個別の複数の圧電体１２ｃ２に分割されていたが、これには限られない。

例えば、変形例１では、図７に示すように、圧電層１２ｃの、第２隔壁部１１ａ１と鉛直方向に重なる部分にはスリット１２ｃ１が形成されているが、第２隔壁部１１ａ２と鉛直方向に重なる部分にはスリットが形成されていない。これにより、圧電層１２ｃは、各第１圧力室２１ａと、当該第１圧力室２１ａの紙幅方向における他方側に隣接する第２圧力室２１ｂとにわたって紙幅方向に延びた複数の圧電体１２ｃ３に分割されている。また、圧電層１２ｃの、第２隔壁部１１ａ２と鉛直方向に重なる部分にスリットが形成されていないため、圧電層１２ｃの上面の、各第１圧力室２１ａと、当該第１圧力室２１ａの紙幅方向の他方側に隣接する第２圧力室２１ｂとの間の部分、すなわち、圧電層１２ｃの上面の、複数の第１隔壁部１３ｂが接合される複数の部分が、平坦になっている。

変形例１では、インクジェットヘッド１１０の圧電アクチュエータ１１において、圧電層１２ｃの、紙幅方向において、各第１圧力室２１ａと当該第１圧力室２１ａの一方側に隣接する第２圧力室２１ｂ（同じノズル２２に連通する第２圧力室２１ｂ）との間に位置する部分にスリット１２ｃ１が形成されている。したがって、これらの２つの圧力室２１の対応する２つの圧電素子１２ｘ１，１２ｘ２を駆動したときに、振動膜１１のこれらの圧力室２１と鉛直方向に重なる部分の変形が、圧電層１２ｃによって阻害されにくい。

一方で、紙幅方向において、各第１圧力室２１ａと当該第１圧力室２１ａの他方側に隣接する第２圧力室２１ｂ（同じノズル２２に連通しない第２圧力室２１ｂ）との間に位置する部分にスリット１２ｃ１が形成されていない。したがって、圧電アクチュエータ１１１の、これらの２つの圧力室２１の間に位置する部分の厚みが大きくなり、当該部分の剛性が高くなる。これにより、圧電アクチュエータ１１１の各個別流路２０を構成する第１圧力室２１ａ及び第２圧力室２１ｂと鉛直方向に重なる部分の変形が、圧電アクチュエータ１１１の他の個別流路２０を構成する第１圧力室２１ａ及び第２圧力室２１ｂと鉛直方向に重なる部分に伝わりにくい。その結果、クロストークを効果的に抑えることができる。

また、変形例１でも、圧電アクチュエータ１２の上面の、隣接する圧電素子１２ｘ１と圧電素子１２ｘ２との間の複数の部分（第１隔壁部１３ｂと接着される複数の部分）が平坦になっている。したがって、保護部材１３の第１隔壁部１３ｂを、圧電アクチュエータ１２の上面の第２隔壁部１１ａ２と鉛直方向に重なる部分に接合する際に、複数の第１隔壁部１３ｂに均等に荷重を加えることができる。

また、上述の実施形態や変形例１では、圧電層１２ｃにスリット１２ｃ１が形成されていたが、これには限られない。圧電層１２ｃは、スリットが形成されておらず、その全域において上面が平坦になっていてもよい。

また、上述の実施形態や変形例１では、圧電アクチュエータ１２の上面の、隔壁部１３ｂが接合される複数の部分が平坦になっていたが、これには限られない。圧電アクチュエータ１２の上面の上記部分に、多少の凹凸があってもよい。

また、上述の実施形態では、個別流路列２０Ａに対応する複数の圧電素子１２ｘ１に接続された配線１２ｅ、及び、個別流路列２０Ｂに対応する複数の圧電素子１２ｘ２に接続された配線１２ｅが、搬送方向において、圧電アクチュエータ１２の、個別流路列２０Ａと個別流路列２０Ｂとの間の部分まで引き出され、その先端部が接点部１２ｆとなっている。また、保護部材１３の、個別流路列２０Ａと個別流路列２０Ｂとの間の部分に、複数の接点部１２ｆにわたって連続的に延びた貫通孔１３ｙが形成されている。そして、配線基板１８が、貫通孔１３ｙを通して接点部１２ｆに接続されている。しかしながら、これには限られない。

例えば、変形例２では、図８に示すように、インクジェットヘッド１２０において、個別流路列２０Ａに対応する複数の配線１２ｇ１が、個別流路列２０Ａよりも、搬送方向における後側まで引き出され、その先端部が接点部１２ｈ１となっている。また、保護部材１３の、搬送方向における後側の端部に、複数の接点部１２ｈ１にわたって連続的に延びた貫通孔１３ｄ１が形成されている。また、共通流路基板１４には、貫通孔１３ｄ１と鉛直方向に重なる部分に貫通孔１４ｃ１が形成されている。そして、配線部材１２１ａが、貫通孔１３ｄ１，１４ｃ１を通して、接点部１２ｈ１に接続されている。

また、個別流路列２０Ｂに対応する複数の配線１２ｇ２が、個別流路列２０Ｂよりも、搬送方向における前側まで引き出され、その先端部が接点部１２ｈ２となっている。また、保護部材１３の、搬送方向における前側の端部に、複数の接点部１２ｈ２にわたって連続的に延びた貫通孔１３ｄ２が形成されている。また、共通流路基板１４には、貫通孔１３ｄ２と鉛直方向に重なる部分に貫通孔１４ｃ２が形成されている。そして、配線部材１２１ｂが、貫通孔１３ｄ２，１４ｃ２を通して、接点部１２ｈ２に接続されている。

また、上述の実施形態では、プレート１１ａと、圧電アクチュエータ１２と、保護部材１３とで、鉛直方向に投影した外形が同じであったが、これには限られない。これらの外形のうち一部のみが同じであってもよい。あるいは、これらの外形が全て異なっていてもよい。

また、上述の実施形態では、第１隔壁部１３ｂの高さＨが１０μｍ以上３０μｍ以下であったが、これには限られない。第１隔壁部１３ｂの高さＨは、１０μｍ未満であってもよいし、３０μｍよりも長くてもよい。

また、上述の実施形態では、第１隔壁部１３ｂの幅Ｗ１が、第２隔壁部１１ａ１、１１ａ２の幅Ｗ２よりも狭くなっていたが、これには限られない。第１隔壁部１３ｂの幅Ｗ１は、第２隔壁部１１ａ１、１１ａ２の幅Ｗ２と同じであってもよいし、第２隔壁部１１ａ１、１１ａ２の幅Ｗ２以上であってもよい。

また、以上では、ラインヘッドに本発明を適用した例について説明したが、これには限られない。キャリッジに搭載され、キャリッジとともに移動しながら複数のノズルからインクを吐出する、いわゆるシリアルヘッドに本発明を適用することも可能である。

さらには、ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドに本発明を適用することにも限られない。インク以外の液体を吐出する、インクジェットヘッド以外の液体吐出ヘッドに本発明を適用することも可能である。

１ インクジェットヘッド
１１ 流路ユニット
１１ａ プレート
１１ａ１，１１ａ２ 隔壁部
１２ 圧電アクチュエータ
１２ｃ 圧電層
１２ｃ１ スリット
１２ｃ２ 圧電体
１２ｅ 配線
１２ｆ 接点部
１２ｘ１，１２ｘ２ 圧電素子
１２ｃ３ 圧電体
１３ 保護部材
１３ａ 収容空間
１３ｂ 隔壁部
１３ｃ 貫通孔
１３ｙ 貫通孔
１９Ａ，１９Ｂ 圧力室列
２１ａ 第１圧力室
２１ｂ 第２圧力室
２２ ノズル
２３ 連通流路
１００ プリンタ
１１０ インクジェットヘッド
１２０ インクジェットヘッド
１２１ａ，１２１ｂ 配線基板

Claims (7)

1. 複数の圧力室を含む液体流路を有する流路ユニットと、
   前記流路ユニットの第１方向における一方側に配置され、前記複数の圧力室を覆う振動膜と、前記振動膜の前記第１方向における前記一方側に配置され、前記複数の圧力室と前記第１方向に重なる複数の圧電素子と、を有する圧電アクチュエータと、
   前記圧電アクチュエータの前記第１方向における前記一方側の面に接合され、前記複数の圧電素子が収容される複数の収容空間を形成する保護部材と、を備え、
   前記液体流路は、
   前記複数の圧力室としての、前記第１方向と直交する第２方向に交互に配列された複数の第１圧力室及び複数の第２圧力室と、
   各第１圧力室と、当該第１圧力室の前記第２方向における前記一方側に隣接する前記第２圧力室との組毎に設けられた複数のノズルと、
   前記組毎に設けられ、前記第１圧力室と前記第２圧力室と前記ノズルとを連通させる連通流路と、を有し、
   前記保護部材は、
   前記圧電アクチュエータの前記第１方向における前記一方側の面に接合され、前記収容空間同士を仕切る複数の第１隔壁部、を有し、
   前記第１隔壁部は、前記保護部材の、前記第２方向において、隣接する前記圧力室の間に位置する部分のうち、各第１圧力室と当該第１圧力室の前記第２方向における他方側に隣接する前記第２圧力室との間にのみ設けられていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記流路ユニットが、前記第２方向において隣接する前記圧力室の間に位置し、前記圧力室同士を仕切る複数の第２隔壁部、を有し、
   前記第１隔壁部の前記第２方向の長さが、前記第２隔壁部の前記第２方向の長さよりも短いことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記第１隔壁部の前記第１方向の長さが１０μｍ以上３０μｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記流路ユニットは、
   前記複数の圧力室を有する圧力室部材、を有し、
   前記圧力室部材と前記圧電アクチュエータと前記保護部材とは、前記第１方向に投影した外形が同じであることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記流路ユニットが、
   複数の前記第１圧力室と複数の前記第２圧力室とが前記第２方向に交互に配列されることによってそれぞれ形成され、前記第１方向及び前記第２方向のいずれとも直交する第３方向に間隔をあけて配置された２列の圧力室列、を有し、
   前記圧電アクチュエータは、
   前記複数の圧電素子から、前記第３方向における前記２列の圧力室列の間の位置する部分まで引き出された複数の配線、を備え、
   前記複数の配線の、前記振動膜の前記第３方向における前記２列の圧力室列の間に位置する部分が、外部との電気的接続を行うための複数の接点部となっており、
   前記保護部材の、前記複数の接点部と前記第１方向に重なる部分に、前記複数の接点部にわたって延び、前記保護部材を前記第１方向に貫通する貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記圧電アクチュエータは、前記複数の第１隔壁部と前記第１方向に重なる複数の部分の、前記第１方向における前記一方側の面が平坦であることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記圧電アクチュエータは、
   前記振動膜の前記第１方向における前記一方側に配置され、前記複数の圧力室にまたがって延び、各圧力室と前記第１方向に重なる部分が前記圧電素子を構成する圧電層、を有し、
   前記圧電層の、前記第２方向において、隣接する前記圧力室の間に位置する部分のうち、各第１圧力室と、当該第１圧力室の前記第２方向の前記一方側に隣接する前記第２圧力室との間に位置する部分にのみ、スリットが形成されていることを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。

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