JP2014193448A - 液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】少なくとも所定の部位に関して従来と遜色ない機能を有しつつ、コストを抑制する。
【解決手段】液体流路を流れる液体をノズル孔から吐出する液体吐出ヘッドであって、前記ノズル孔が形成されたノズルプレートと、前記液体流路の一部であって、圧力変化が生じる圧力室と、前記圧力室に流入する液体の量を制限する第１流路とが形成された流路部材と、を有し、前記流路部材の前記圧力室と前記第１流路とは、セラミックスで一体形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置に関する。

ノズルプレートと複数枚の金属のプレートとが積層された流路ユニットと、当該流路ユニットに重ねて接着される圧電式のアクチュエーターと、を備えるインクジェットヘッドが知られている。このアクチュエーターには、圧力変化が生じる圧力室が設けられており、圧力室の圧力変化により液体が吐出される（特許文献１参照）。

特開２０１２‐１０６５１３号公報

上述のインクジェットヘッドにおいては、流路ユニットはノズルプレートを除く全ての部分が、積層された複数枚の金属板で形成されている。しかしながら、このような構成とした場合、流路ユニットにおける、微細かつ高精度な精度を要求される部位の形成に関して、プレート間の寸法を揃える必要がある。特に、液体の吐出量は圧力室とこの圧力室に繋がる流路との流路抵抗の関係に応じて決定される。そのため、圧力室周辺の流路を高精度に加工する場合、コストが高くなるといった問題があった。

本発明は上述の課題の少なくとも一つを解決するためになされたものであり、好適にコストを抑制することが可能な液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置を提供する。

本発明の態様の一つは、液体流路を流れる液体をノズル孔から吐出する液体吐出ヘッドに関し、ノズル孔が形成されたノズルプレートと、このノズルプレートともに液体流路を構成する流路部材とを有する。また、流路部材には、液体流路の一部であって、圧力変化が生じる圧力室と、液体流路の圧力室と比べて上流側であって、圧力室とノズルプレートとの間に位置し、圧力室に流入する液体の量を制限する第１流路とが形成されている。さらに、流路部材の圧力室と第１流路とは、セラミックスで一体に形成されている。

また、本発明の態様の一つは、液体流路を流れる液体をノズル孔から吐出する液体吐出ヘッドであって、前記液体流路の一部であって圧力変化が生じる圧力室と、前記液体流路の前記圧力室と比べて上流側の第１流路とが形成された流路部材と、複数の前記圧力室に液体を供給する共通液室と、を有し、前記第１流路は、前記共通液室と前記圧力室とを繋ぐ流路のうち最も断面積が小さい部分であり、前記流路部材の前記圧力室と前記第１流路とは、セラミックスで一体に形成されている。

ここで、一体に形成されているとは、流路部材をセラミックスの部材と金属の部材とを積層させて圧力室と第１流路とを形成するのではなく、結果的にセラミックスのみで圧力室と第１流路とが形成されていることを意味する。例えば、圧力室を含む流路部材と第１流路を含む流路部材とを接合して一体焼成することで１つの部材として形成した場合を含む。

上記のように構成された発明では、圧力室を含む流路をセラミックスで一体に形成することで、別々の部材を積層して形成する場合に比べて、コストを抑制することができる。例えば、金属のプレートを積層して流路を形成する場合、プレート間の合いや、寸法誤差を合わせる必要がある。しかし、セラミックスにより一体焼成することで、部材間の合いを考慮する必要がない。また、セラミックス製の圧力室と第１流路とが一体で形成されているため、焼成による収縮度合いを圧力室と第１流路とで同じにすることができる。例えば、ノズル孔から吐出される液体の量に影響を与える圧力室の断面積と、第１流路の断面積との関係が、収縮度合いに係わらず近い値を取るため、ノズル孔から吐出される液体の量を均一にすることができる。

また、本発明の態様の一つは、前記第１流路の長手方向は、前記ノズルプレートの面と平行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、第１流路の長手方向はノズルプレートの面と平行であるため、第１流路の引き回しが容易であり、圧力室や第１流路によって圧力室と繋がる共通液室の位置等の設計の自由度が向上する。

また、本発明の態様の一つは、前記第１流路は、複数の前記圧力室に液体を供給する共通液室と前記圧力室とを繋ぐ構成としてもよい。
上記のように構成された発明では、共通液室から圧力室へ供給する液体の量を正確に制限するための第１流路に関して、機能を保持したまま、コストを抑制することができる。

さらに、本発明の態様の一つは、前記流路部材は、少なくとも前記共通液室の一部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、共通液室の容積を十分に確保しつつ、液体吐出ヘッド１の大きさを小さくすることができる。

本発明にかかる技術的思想は液体吐出ヘッドという形態のみで実現されるものではなく、他の物によって具現化されてもよい。例えば、上述の液体吐出ヘッドを搭載した装置（液体吐出装置）を一つの発明として捉えることが可能である。

流路の断面積と収縮率との関係を説明する図である。 液体吐出ヘッドの主要構成の一部を例示する分解斜視図である。 液体吐出ヘッドの断面を例示する断面図である。 インクジェットプリンターの一例を示す概略図である。 液体吐出ヘッドの製造方法を説明する工程図である。 液体吐出ヘッドの製造方法を説明する工程図である。 液体吐出ヘッドの断面の他の例を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら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、流路の断面積と収縮率との関係を説明する図である。また、図２は、液体吐出ヘッド１の主要構成の一つである流路ユニット２の一部を、分解斜視図により例示している。図３は、液体吐出ヘッド１の断面図であって、流路ユニット２の図２に示した断面を含む断面図である。

本実施形態では、液体吐出ヘッド１は、インクを噴射（吐出）するインクジェット式記録ヘッドの一部として説明を行う。
図１（ａ）に示すように、液体吐出ヘッド１は、内部にインク（液体）が流れる液体流路４と、この液体流路４に流れる液体を吐出するノズル孔８１と、を有している。また、液体流路４には圧力室１１と、圧力室１１とノズル孔８１との間に位置する供給路３２とをその一部に有している。

圧力室１１は、液体流路４の一部であって圧力変化が生じる部位である。また、供給路（第１流路）３２は、流路の断面積が圧力室の上流で後述するリザーバーとの間において最も狭くなっている部分であり、圧力室１１に流入する液体の量を制限する機能を有する。これは、供給路（第１流路）３２は、圧力室１１から逆流する液体の量を制限する機能を有するということでもある。そして、この液体吐出ヘッド１では、圧力室１１で生じる圧力変化により圧力室１１から排出方向（図中、Ｄ１で付した矢印の方向）の液体の量と、逆流方向（図中、Ｄ２で付した矢印の方向）との流量の差に応じた液体がノズル孔８１から排出される。

上記機能を備える液体吐出ヘッド１は、図２に示すように、流路ユニット２、圧力発生素子（圧電素子５）と、を備える。
流路ユニット２は、積層方向の一方側から他方側に向けて順に、アクチュエーターユニット（流路部材）３、第１リザーバープレート４０、第２リザーバープレート５０、コンプライアンスプレート６０、カバープレート７０、ノズルプレート８０を有する。また、アクチュエーターユニット３は、圧力室層１０、第１接続層２０、第２接続層３０と、を含んで構成されている。

図２、図３では、これら各プレート３、４０，５０，６０，７０，８０を便宜上区別して記載しているが、全てが個別の部材である必要はなく、少なくとも、それらの一部が一体的に構成されていてもよい。また、流路ユニット２は、これら各プレート３，４０，５０，６０，７０，８０の一部を有さない構成であってもよいし、不図示の他の部材（プレート）を有する構成であってもよい。以下では、前記積層方向をＺ方向とも呼ぶ。また以下では、Ｚ方向における圧力室層側を「上側」、ノズルプレート側を「下側」として説明を行う。

アクチュエーターユニット３の一部である圧力室層１０には、圧力室１１が複数形成されている。圧力室１１は、長尺状に形成されており、長手方向をＸ方向と平行とした状態で、Ｘ方向に直交するＹ方向に並設されている。Ｘ，Ｙ方向はいずれもＺ方向に対して交差する。圧力室１１と圧力室１１との間は、隔壁１２により隔てられている。本願において、液体吐出ヘッド１の各構成の方向や位置や形状等について、平行、直交、垂直あるいは同一、等と表現した場合であっても、それらは厳密な平行、直交、垂直あるいは同一のみを意味するのではなく、製品性能上許容される程度の誤差や製品製造時に生じ得る程度の誤差なども含む意味である。また、本願において、物と物とが「接する」とは、物と物との間に接着剤等が介在する状態と、介在する物が無い状態とのどちらをも含む意味である。

圧力室層１０の下側には、第１接続層２０が位置している。第１接続層２０には、圧力室１１の長手方向の一端側において各圧力室１１と一対一で連通する複数の第１連通孔２１と、当該長手方向の他端側において各圧力室１１と一対一で連通する複数の第２供給孔２２とが形成されている。

第１接続層２０の下側には、第２接続層３０が位置している。第２接続層３０には、圧力室１１の長手方向の一端側において各第１連通孔２１と一対一で連通する複数の第２連通孔３１と、当該長手方向の他端側において各第２供給孔２２と一対一で連通する複数の供給路３２とが形成されている。供給路３２は、第２接続層３０を貫通する第１供給孔３２ａと、長尺状の接続流路３２ｂとからなる。接続流路３２ｂは、第２接続層３０の上側に開口する凹部であり、長手方向をＸ方向と平行としている。接続流路３２ｂは、その長手方向の一端側において第１供給孔３２ａと連通し、他端側において第２供給孔２２と連通する。

第２接続層３０の下側の面には、第１リザーバープレート４０が接している。第１リザーバープレート４０は、各第２連通孔３１と一対一で連通する複数の第３連通孔４１と、リザーバー４２とを有する。第３連通孔４１およびリザーバー４２は、いずれも第１リザーバープレート４０を貫通している。

第１リザーバープレート４０の下側の面には、第２リザーバープレート５０が接している。第２リザーバープレート５０は、各第３連通孔４１と一対一で連通する複数の第４連通孔５１と、リザーバー５２とを有する。第４連通孔５１およびリザーバー５２は、いずれも第２リザーバープレート５０を貫通している。

リザーバー４２，５２は、それらで一つの大きな空洞を形成しており、以下では単に「リザーバー」と表現した場合には、リザーバー４２およびリザーバー５２からなる空洞を指すものとする。リザーバーは、Ｙ方向において後述のノズル列８２の長さと同程度の長さが確保された形状となっている。またリザーバーは、上側において各第１供給孔３２ａと連通している。言い換えると、リザーバーは、上側が各第１供給孔３２ａと相対する範囲を除いて第２接続層３０によって封止されている。リザーバーは、共通液室あるいは共通インク室等と呼ぶこともできる。

第２リザーバープレート５０の下側の面には、コンプライアンスプレート６０が接している。コンプライアンスプレート６０は、各第４連通孔５１と一対一で連通する複数の第５連通孔６１を有する。第５連通孔６１は、コンプライアンスプレート６０を貫通している。コンプライアンスプレート６０は、上側の面によってリザーバーの下側を封止している。

また、コンプライアンスプレート６０の下側の面には、カバープレート７０が接している。カバープレート７０は、各第５連通孔６１と一対一で連通する複数の第６連通孔７１を有する。第６連通孔７１は、カバープレート７０を貫通している。

コンプライアンスプレート６０のリザーバーを封止する範囲は、他の範囲よりも板厚が薄く形成されており、薄膜部６２と表記する。薄膜部６２は弾性を有する。薄膜部６２とカバープレート７０との間には空間が確保されている。薄膜部６２は、リザーバー内の圧力変動に応じてカバープレート７０側に撓むことにより、リザーバー内の圧力変動を和らげる役割を果たす。

カバープレート７０の下側の面には、ノズルプレート８０が接している。ノズルプレート８０は、インクを噴射するための貫通孔としてのノズル８１を複数有する。従って図２、図３の例では、ノズル８１は、第６連通孔７１と一対一で連通する。ただし、流路ユニット２は、カバープレート７０を有さず、ノズルプレート８０とコンプライアンスプレート６０とが接するように構成してもよい。
ノズルプレート８０は、図２に例示したように、ノズル８１がＹ方向に沿って所定の間隔で並ぶノズル列８２を有している。ただし、ノズルプレート８０は、複数のノズル８１がＹ方向に沿って形成された複数のノズル列をＸ方向に並設し、一方のノズル列と他方のノズル列とをＹ方向においてずらして配置する（いわゆる千鳥配置とする）構成を採用してもよい。

図３に示すように、一つの圧力室１１は、連通孔２１，３１，４１，５１，６１，７１を介して、一つのノズル８１に連通する。そのため、各連通孔２１，３１，４１，５１，６１，７１は、各圧力室１１と各ノズル８１とを一対一で連通させるための液体流路４の一部となる。

また、圧力室層１０の第１接続層２０と接する面と逆側の面には、圧電式の圧力発生素子（圧電素子５）が設けられている。圧電素子５は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等のセラミックス材料からなる複数枚の圧電シート６が積層されて構成されている。各圧電シート６のうち最下層の圧電シート６から上方へ数えて奇数番目の圧電シート６の上面には、複数の圧力室１１に対応して連続して配置された共通電極７が形成されている。最下層の圧電シート６から上方へ数えて偶数番目の圧電シート６の上面には、個々の圧力室１１に対応して位置するように配置された複数の個別電極８が形成されている。また、共通電極７及び個別電極８は、各圧電シート６の側端面またはスルーホール（図示せず）に設けた中継配線（図示せず）や、ケーブル類（図示せず）等を介して、制御回路基板（図示せず）に接続されている。

制御回路基板によって、圧電素子５の個別電極８に選択的に電圧が印加されて共通電極７との間に電位差が生じることで、圧電シート６の各電極７，８間に位置する活性部に電界が作用して、圧電シート６の積層方向の歪み変形が発生する。リザーバーへは、図示しないインク供給経路を介して外部よりインクが供給される。リザーバーへ供給されたインクは、各供給路３２（第１供給孔３２ａ、接続流路３２ｂ）および各第２供給孔２２を介して各圧力室１１へ供給される。上記歪み変形に伴い圧力室１１内に圧力変化が生じ、かかる圧力変化に応じて圧力室１１内のインクがノズル孔８１から噴射される。このような、リザーバーからノズル８１に亘る流路は、リザーバー側が上流側であり、ノズル孔８１側が下流側である。

このような構成において、上記のように、リザーバーと圧力室１１とを繋ぐ流路の一部である供給路３２は、圧力室１１に流入する液体の量を制限し、圧力室１１とノズル孔８１との間に位置する第１流路の一例に該当する。また、供給路３２の一部である接続流路３２ｂは、リザーバーと圧力室１１とを繋ぐ流路のうち最も流路の断面積が小さい部分である。ここで、接続流路３２ｂの断面積Ｓ２とは、Ｘ方向に垂直な断面の面積である（図１（ａ））。

図１（ａ）に示すように、圧力室１１から排出される液体の流量は、圧力室１１の流路抵抗Ｒ１と、下流側の流路抵抗Ｒ２との差により決定される。ここで、圧力室１１の流路抵抗Ｒ１は圧力室の断面積Ｓ１に応じて規定される。また、下流側の流路抵抗Ｒ２は供給路３２（接続流路３２ｂ）の断面積Ｓ２に応じて規定される。そのため、液体流路４では、供給路３２の断面積Ｓ２を圧力室Ｓ１と比べて小さくし、逆流方向Ｄ２の流れに対する抵抗を、排出方向Ｄ１の抵抗と比べて大きくすることにより、リザーバーから圧力室１１に流入するインク量を一定に制限する。また、上記構造により、圧電素子５の歪み変形に伴い圧力室１１からリザーバー側へ逆流するインク量を一定量以下に抑えている。

また、この第１の実施形態では、アクチュエーターユニット３を、セラミックスを焼成することにより形成している。セラミックスには、例えば部分安定化ジルコニアや、一部安定化ジルコニアが含まれる。セラミックスで流路部材を構成する場合、焼成による収縮率のばらつきが問題となる。しかしながら、圧力室１１と供給路３２とを一体焼成することで、収縮率のばらつきによる弊害を低減している。

図１（ｂ）は、液体流路４をアクチュエーターユニット３の上方から見た図であり、圧力室１１と供給路３２との設計寸法を実線で記載し、収縮により設計寸法と比べて大きく（小さく）なった各流路を点線で記載している。アクチュエーターユニット３の収縮率が意図したものと比べて大きい場合、圧力室１１の断面積Ｓ１と供給路３２の断面積Ｓ２とが設計寸法と比べて小さくなる。そのため、供給路３２の断面積Ｓ２が小さくなることで、圧力室１１の逆流方向Ｄ２に向うインクに対する抵抗が大きくなる。その結果、逆流方向Ｄ２のインク量は少なくなり、排出方向Ｄ１のインクの量が設計値に近い値となる。
一方、アクチュエーターユニット３の収縮率が意図したものと比べて小さい場合、圧力室１１の断面積Ｓ１と接続流路３２ｂの断面積Ｓ２とが設計寸法と比べて大きくなる。そのため、接続流路３２ｂの断面積Ｓ２が大きくなることで、逆流方向Ｄに向うインクに対する抵抗も低くなる。その結果、逆流方向Ｄ２のインク量は多くなり、排出方向Ｄ１のインクの量が設計値に近い値となる。即ち、圧力室１１と供給路３２とを一体焼成することで、収縮率のばらつきによる影響が低減される。

また、圧力室層１０をセラミックス製とすることにより、金属を用いる場合よりも加工コストを低くすることができる。例えば、金属のプレートを積層して流路を形成する場合、プレート間の合いや、寸法誤差を合わせる必要がある。しかし、セラミックスにより一体焼成することで、部材間の合いを考慮する必要がない。また、上述のように、圧力室１１と供給路３２とが一体となって収縮することで、吐出量のばらつきを抑えることができる。
そのため、本実施形態によれば、圧力室を含む流路をセラミックスの焼成により構成することで、その機能を保持しつつ、金属の部材を加工する場合に比べて、コストを抑制することができる。

さらに、アクチュエーターユニット３が少なくともリザーバーの一部を有する構成としてもよい。つまり、第２接続層３０の第１供給孔が、複数の圧力室１１及び接続流路３２ｂの共通の流路となることでリザーバーの一部が形成される。
かかる構成とすれば、リザーバーの容積を十分に確保しつつ、第１リザーバープレート４０、又は第２リザーバープレート５０を抹消することができ、液体吐出ヘッド１の大きさを小さくすることができる。
なお、コンプライアンスプレート６０、カバープレート７０、ノズルプレート８０については、金属、セラミックス、樹脂等、種々の素材で形成することができる。

また、図２，３から判るように、供給路３２（接続流路３２ｂ）の長手方向は、ノズルプレート８０の面と平行である。このように接続流路３２ｂの長手方向を、ノズルプレート８０その他各プレートの面と平行とすることにより、リザーバーと圧力室１１とを繋ぐ流路の引き回しが容易となり、圧力室１１やリザーバーの位置等の設計の自由度が向上する。

また、液体吐出ヘッド１は、インクカートリッジ等と連通するインク供給経路を具備するインクジェット式記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェットプリンター２００に搭載される。インクジェットプリンター２００は液体吐出装置の一例である。

図４は、インクジェットプリンター２００の一例を示す概略図である。インクジェットプリンター２００において、複数の液体吐出ヘッド１を有するインクジェット式記録ヘッドユニット（以下、ヘッドユニット２０２）には、例えば、インクカートリッジ２０２Ａ，２０２Ｂ等が着脱可能に設けられる。ヘッドユニット２０２を搭載したキャリッジ２０３は、装置本体２０４に取り付けられたキャリッジ軸２０５に軸方向移動自在に設けられている。そして、駆動モーター２０６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２０７を介してキャリッジ２０３に伝達されることで、キャリッジ２０３はキャリッジ軸２０５に沿って移動する。

装置本体２０４にはキャリッジ軸２０５に沿ってプラテン２０８が設けられており、図示しないローラー等により供給された印刷媒体Ｓがプラテン２０８上を搬送される。そして、搬送される印刷媒体Ｓに対して、液体吐出ヘッド１のノズル８１，１７１からインクが噴射され任意の画像が印刷媒体Ｓに印刷される。なお、インクジェットプリンター２００は、ヘッドユニット２０２が上記のように移動するものだけでなく、例えば、液体吐出ヘッド１が固定されて、印刷媒体Ｓを移動させるだけで印刷を行ういわゆるラインヘッド型のプリンターであってもよい。

次に、このような液体吐出ヘッドの製造方法の例を説明する。図５、図６は、液体吐出ヘッドの製造方法を説明する工程図である。

まず、図５（ａ）に示すように、アクチュエーターユニット３を焼成する。具体的には、圧力室層１０と、第１接続層２０と、第２接続層３０とに対応するセラミックスシートを積層し、これを加熱することで一体焼成する。なお、もととなるセラミックスシートには、打ち抜き加工を施し、圧力室１１等の液体流路４の一部に相当する貫通孔が形成されている。焼成温度としては、例えば、１０００度から１４００度とすることができる。

次に、図５（ｂ）に示すように、アクチュエーターユニット３の上面側に、スラリー９１を塗布し、この状態で、圧電シート６の最下層側がアクチュエーターユニット３と面するよう圧電素子５を配置する。ここで、スラリー９１は、セラミックス材料と水等の液体を混合させたペースト状の接着材である。スラリーに含まれるセラミックス材料は、好ましくは、アクチュエーターユニット３と同じ材質（部分安定化ジルコニア、又は安定化ジルコニア）であることが望ましい。また、スラリーには、セラミックス材料を分散させる周知のバインダーが含有されていてもよい。

そして、図５（ｃ）に示すように、アクチュエーターユニット３と、圧電素子５とを加熱し、溶着させる。スラリーの加熱温度としては、含有されるセラミック材料が焼成する温度であることが望ましい。

また、この実施形態では、圧力室１１の内壁に被覆膜９２が形成される。被覆膜９２の材料としてパラキシレン系樹脂を使用する場合、例えば、周知のパリレン（登録商標）を用いることができる。パラキシレン系樹脂を材料に使用する場合、まず、アクチュエーターユニット３の第１供給路３２ａを除いてフィルム状のマスク膜を成膜する。次に、パラキシレン系固体ダイマーを気化、熱分解し、パラキシレン系モノマーを発生させる。そして、第１供給路３２ａから、パラキシレン系モノマーを供給し、圧力室１１の内壁にパラキシレン系モノマーを反応させて成膜する。具体的には、被覆膜９２の成膜方法は、化学気相堆積（Chemical Vapor Deposition：ＣＶＤ）法を用いることができる。被覆膜９２の成膜方法としてはこれ以外にも、スパッタリング法、真空蒸着法等を用いることもできる。

そして、図６（ａ）に示すように、アクチュエーターユニット３の下方に、ＳＵＳ等の金属で形成された第１リザーバープレート４０を接着する。同様に、第１リザーバープレート４０の下方に金属で形成された第２リザーバープレート５０を接着する。第１リザーバープレート４０と第２リザーバープレート５０とは接着剤を用いて接着される。例えば、接着剤としてはエポキシのペースト状のものやフィルム状のものを用いることができる。

そして、図６（ｂ）に示すように、第２リザーバープレート５０の下方に、コンプライアンスプレート６０、カバープレート７０、ノズルプレート８０をそれぞれ接着する。コンプライアンスプレート６０、ノズルプレート８０の接着には、接着剤を用いることができる。

以下、図示しないケースヘッド、中継配線、ケーブル類（図示せず）等を接続する。以上のような工程を経て、第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドが製造される。

２．第２の実施形態：
図７は、第２の実施形態に係る液体吐出ヘッド１の腰部を示す断面図である。
まず、第１の実施形態と異なる点を中心に、第２の実施形態の構成について説明する。図７に示した液体吐出ヘッド１において、流路ユニット２は、圧力室１２１を有する圧力室層１２０の上方（第１接続層１３０が位置する側と逆側）を、振動板１１０が封止している。また、振動板１１０の圧力室１２１と逆側には、圧力室１２１の位置に略対応して圧電素子５００が設けられている。圧電素子５００は、振動板１１０側から順に下電極５０３、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等のセラミックス材料からなる圧電体層５０２、上電極５０１が積層されて構成されている。例えば、上電極５０１は、圧力室１２１に対応する圧電素子５００毎に設けられた個別電極であり、下電極５０３は、複数の圧電素子５に共通して設けられた共通電極である。
無論、圧電素子５の構成はこれに限定されない。

この第２の実施形態では、アクチュエーターユニット３は、上側から順に、圧力室層１２０、第１接続層１３０、第２接続層１４０として構成されている。また、アクチュエーターユニット３の下方には、上から順に、リザーバープレート１５０、コンプライアンスプレート１６０が配設されている。第１接続層１３０が、圧力室１２１の長手方向の一端側において圧力室１２１と連通する第１連通孔１３１と、当該長手方向の他端側において圧力室１２１と連通する第２供給孔１３２とを有する点は、図３の第１接続層２０と同様である。第２接続層１４０が、圧力室１２１の長手方向の一端側において第１連通孔１３１と連通する第２連通孔１４１を有する点も、図３の第２接続層３０と同様である。

この第２の実施形態では、第２接続層１４０には、図３に示した供給路３２とは異なる形状の、第１供給孔１４２が形成されている。第１供給孔１４２は、上側から下側に向かって流路の断面積（Ｚ方向に垂直な断面の面積）が狭くなるテーパー状の貫通孔であり、下側でリザーバー１５２と連通している。つまり、第１供給孔１４２の最も断面積が狭い部分が第１流路の一例に該当する。

リザーバープレート１５０は、第２連通孔１４１と一対一で連通する第３連通孔１５１と、リザーバー１５２とを有する。リザーバー１５２は、上側が各第１供給孔１４２と相対する範囲を除いてアクチュエーターユニット３によって封止されている。

コンプライアンスプレート１６０は、上側において第３連通孔１５１と連通し下側においてノズルプレート１７０のノズル１７１と連通する第４連通孔１６１と、リザーバー１５２の下側を封止する薄膜部１６２を有する。

かかる構成において、制御回路基板によって、個別電極（上電極５０１）に選択的に電圧が印加されて共通電極（下電極５０３）との間に電位差が生じることで、圧電素子５００が変形し、当該変形に伴って振動板１１０が圧力室１２１側へ撓む。リザーバー１５２へは、図示しないインク供給経路を介して外部よりインクが供給される。リザーバー１５２へ供給されたインクは、第１供給孔１４２および第２供給孔１３２を介して圧力室１１へ供給される。上記振動板１１０の撓みに伴い圧力室１２１内に圧力変化が生じ、かかる圧力変化に応じて圧力室１２１内のインクが、連通孔１３１，１４１，１５１，１６１を介してノズル１７１から吐出される。

このような図４に示した構成においても、アクチュエーターユニット３を、セラミックスを焼成することにより一体で形成する。リザーバープレート１５０、コンプライアンスプレート１６０、ノズルプレート１７０を形成する素材の選択については、上述したように第１・第２リザーバープレート４０，５０、コンプライアンスプレート６０、ノズルプレート８０と同様の扱いとすることができる。また、振動板１１０についても、金属、セラミックス、樹脂等、種々の素材で形成することができる。

３．その他の実施形態：
アクチュエーターユニット３の内、第２接続層３０を金属製の別部材とするものであってもよい。この場合は、供給路３２は、第１接続層２０により形成された流路のみを示すこととなる。
また、圧力発生素子は、圧電式のものに限定されない。例えば、サーマル式の発熱体を含む構成としてもよい。
そして、液体吐出ヘッドは、インク以外の液体を吐出（噴射）する液体吐出ヘッドや液体吐出装置にも適用することができる。例えば、液体吐出ヘッドとしては、液晶ディスプレー等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレーやＦＥＤ（電解放出ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられ、かかる液体吐出ヘッドを搭載した液体吐出装置にも本発明を適用することができる。

本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、これまでに述べた実施形態や以下に述べる実施形態を適宜組み合わせた内容も、本発明の開示範囲に含まれる。

１…液体吐出ヘッド、２…流路ユニット、３…アクチュエーターユニット、４…液体流路、５…圧電素子、６…圧電シート、７…共通電極、８…個別電極、１０…圧力室層、１１…圧力室、２０…第１接続層、２１…第１連通孔、２２…第２供給孔、３０…第２接続層、３１…第２連通孔、３２…供給路、３２ａ…第１供給孔、３２ｂ…接続流路、４０…第１リザーバープレート、４１…第３連通孔、４２…リザーバー、５０…第２リザーバープレート、５１…第４連通孔、５２…リザーバー、６０…コンプライアンスプレート、６１…第５連通孔、６２…薄膜部、７０…カバープレート、７１…第６連通孔、８０…ノズルプレート、８１…ノズル孔、９１…スラリー、９２…被覆膜、１１０…振動板、１２０…圧力室層、１２１…圧力室、１３０…第１接続層、１４０…第２接続層、１５０…リザーバープレート、１６０…コンプライアンスプレート、１７０…ノズルプレート、２００…インクジェットプリンター、５００…圧電素子

Claims (6)

1. 液体流路を流れる液体をノズル孔から吐出する液体吐出ヘッドであって、
   前記液体流路の一部であって圧力変化が生じる圧力室と、前記液体流路の前記圧力室と比べて上流側であって、前記圧力室に流入する液体の量を制限する第１流路とが形成された流路部材と、有し、
   前記流路部材の前記圧力室と前記第１流路とは、セラミックスで一体に形成されている、液体吐出ヘッド。
2. 液体流路を流れる液体をノズル孔から吐出する液体吐出ヘッドであって、
   前記液体流路の一部であって圧力変化が生じる圧力室と、前記液体流路の前記圧力室と比べて上流側の第１流路とが形成された流路部材と、
   複数の前記圧力室に液体を供給する共通液室と、を有し、
   前記第１流路は、前記共通液室と前記圧力室とを繋ぐ流路のうち最も断面積が小さい部分であり、
   前記流路部材の前記圧力室と前記第１流路とは、セラミックスで一体に形成されている、液体吐出ヘッド。
3. 前記第１流路は、複数の前記圧力室に液体を供給する共通液室と前記圧力室とを繋いでいる、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記第１流路の長手方向は、前記ノズルプレートの面と平行である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記流路部材は、少なくとも前記共通液室の一部を有する、請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドを搭載した液体吐出装置。

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