JP6859639B2 - 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。

インク等の液体を複数のノズルから噴射する液体噴射ヘッドが従来から提案されている。例えば特許文献１には、共通液室に貯留された液体を複数の圧力室に供給し、圧電素子等の圧力発生素子により各圧力室内の圧力を変動させることで液体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。特許文献１の技術では、共通液室を構成するユニットケースに貫通空部が形成され、圧力発生素子を駆動する駆動ＩＣ（Integrated Circuit）を実装したフレキシブルケーブルが貫通空部の内側に実装される。

特開２０１３−１２９１９１号公報

しかし、特許文献１の技術では、フレキシブルケーブルを設置するための貫通空部をユニットケースに形成する必要があるから、共通液室の容量を充分に確保することが困難であるという問題がある。以上の事情を考慮して、本発明は、液体を貯留する空間の容量の確保を目的とする。

以上の課題を解決するために、本発明の好適な態様に係る液体噴射ヘッドは、圧力室内の液体をノズルから噴射させる駆動素子と、圧力室に供給される液体を貯留する液体貯留室と、駆動素子を駆動する駆動ＩＣとを具備し、液体貯留室の少なくとも一部は、駆動素子と駆動ＩＣとの双方に平面視で重なる。以上の態様では、液体貯留室の少なくとも一部が駆動素子と駆動ＩＣとの双方に平面視で重なるから、共通液室が圧電素子および駆動ＩＣに重複しない特許文献１の構成と比較して、液体貯留室の容量を確保し易いという利点がある。

本発明の好適な態様において、駆動ＩＣは、駆動素子と液体貯留室との間に位置する。以上の態様では、例えば駆動ＩＣと駆動素子との間に液体貯留室が位置する構成と比較して、駆動素子に近い位置に駆動ＩＣが設置される。したがって、駆動ＩＣと駆動素子との電気的な接続が容易であるという利点がある。

本発明の好適な態様において、液体貯留室は、駆動ＩＣからみて駆動素子とは反対側に位置する第１空間と、駆動ＩＣおよび駆動素子の側方に位置する第２空間とを含み、第１空間の少なくとも一部が、駆動素子と駆動ＩＣとに平面視で重なる。以上の態様では、液体貯留室が、駆動ＩＣからみて駆動素子とは反対側で駆動素子と駆動ＩＣとに重なる第１空間と、駆動ＩＣおよび駆動素子の側方に位置する第２空間とを含むから、液体貯留室の容量を確保し易い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係る液体噴射ヘッドは、駆動素子を収容する収容空間が形成された保護部材を具備し、駆動ＩＣは、保護部材のうち収容空間とは反対側の表面に設置される。以上の態様では、駆動素子を収容する収容空間が形成された保護部材の表面に駆動ＩＣが設置される。すなわち、駆動素子の近くに駆動ＩＣが設置される。したがって、例えば保護部材に設置された配線基板に駆動ＩＣを実装する構成と比較して、駆動ＩＣから駆動素子までの電気的な経路長が短縮され、当該経路の抵抗成分や容量成分に起因した信号歪を低減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ヘッドは、複数の駆動素子を含み、保護部材のうち複数の駆動素子が配列する方向の端部に設置されて駆動ＩＣに電気的に接続された配線部材とを具備する。以上の態様では、保護部材のうち複数の駆動素子が配列する方向の端部に配線部材が設置されるから、複数の駆動素子の配列における途中の位置に配線部材のためのスペースを確保する必要がない。したがって、液体貯留室の容量を確保し易い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係る液体噴射ヘッドは、駆動ＩＣからみて駆動素子側の第１面に設置されて液体貯留室の壁面を構成する可撓性の第１吸振体を具備する。以上の態様では、駆動ＩＣからみて駆動素子側の第１面に設置された第１吸振体により液体貯留室内の圧力変動が吸収される。したがって、液体貯留室内の圧力変動が圧力室に伝播して液体の噴射特性（例えば噴射量，噴射速度，噴射方向）に影響する可能性が低減される。

本発明の好適な態様に係る液体噴射ヘッドは、駆動ＩＣからみて駆動素子とは反対側の第２面に設置されて液体貯留室の壁面を構成する可撓性の第２吸振体を具備する。以上の態様では、駆動ＩＣからみて駆動素子とは反対側の第２面に設置された第２吸振体により液体貯留室内の圧力変動が吸収される。したがって、液体貯留室内の圧力変動が圧力室に伝播して液体の噴射特性に影響する可能性が低減される。第１吸振体および第２吸振体の双方を設置した構成によれば、液体貯留室内の圧力変動を抑制できるという効果は格別に顕著である。

本発明の好適な態様に係る液体噴射ヘッドは、圧力室内の液体をノズルから噴射させる駆動素子と、圧力室に供給される液体を貯留する液体貯留室と、駆動素子を駆動する駆動ＩＣとを具備し、液体貯留室の少なくとも一部は、ノズルと駆動ＩＣとの双方に平面視で重なる。以上の態様では、液体貯留室の少なくとも一部がノズルと駆動ＩＣとの双方に平面視で重なるから、特許文献１の構成と比較して、液体貯留室の容量を確保し易いという利点がある。

本発明の好適な態様に係る液体噴射ヘッドは、圧力室内の液体をノズルから噴射させる駆動素子と、圧力室に供給される液体を貯留する液体貯留室と、駆動素子を駆動する駆動ＩＣとを具備し、液体貯留室の少なくとも一部は、圧力室と駆動ＩＣとの双方に平面視で重なる。以上の態様では、液体貯留室の少なくとも一部が圧力室と駆動ＩＣとの双方に平面視で重なるから、特許文献１の構成と比較して、液体貯留室の容量を確保し易いという利点がある。

本発明の好適な態様に係る液体噴射装置は、以上に例示した各態様に係る液体噴射ヘッドを具備する。液体噴射装置の好例は、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実施形態における液体噴射装置の構成図である。 液体噴射ヘッドの分解斜視図である。 液体噴射ヘッドの断面図（図２のIII-III線の断面図）である。 圧電素子の近傍を拡大した断面図である。 液体噴射ヘッドの中線と各要素との位置関係の説明図である。 液体噴射ヘッドの中線と各要素との位置関係の説明図である。 液体噴射ヘッドの中線と各要素との位置関係の説明図である。 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３実施形態における液体噴射ヘッドの分解斜視図である。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る液体噴射装置１００を例示する構成図である。第１実施形態の液体噴射装置１００は、液体の例示であるインクを媒体１２に噴射するインクジェット方式の印刷装置である。媒体１２は、典型的には印刷用紙であるが、樹脂フィルムまたは布帛等の任意の印刷対象が媒体１２として利用され得る。図１に例示される通り、液体噴射装置１００には、インクを貯留する液体容器１４が固定される。例えば液体噴射装置１００に着脱可能なカートリッジ、可撓性のフィルムで形成された袋状のインクパック、またはインクを補充可能なインクタンクが液体容器１４として利用される。色彩が相違する複数種のインクが液体容器１４には貯留される。

図１に例示される通り、液体噴射装置１００は、制御装置２０と搬送機構２２と移動機構２４と複数の液体噴射ヘッド２６とを具備する。制御装置２０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の処理回路と半導体メモリ等の記憶回路とを包含し、液体噴射装置１００の各要素を統括的に制御する。搬送機構２２は、制御装置２０による制御のもとで媒体１２をＹ方向に搬送する。

移動機構２４は、制御装置２０による制御のもとで複数の液体噴射ヘッド２６をＸ方向に往復させる。Ｘ方向は、媒体１２が搬送されるＹ方向に交差（典型的には直交）する方向である。第１実施形態の移動機構２４は、複数の液体噴射ヘッド２６を収容する略箱型の搬送体（キャリッジ）２４２と、搬送体２４２が固定された無端ベルト２４４とを具備する。なお、液体容器１４を液体噴射ヘッド２６とともに搬送体２４２に搭載することも可能である。

複数の液体噴射ヘッド２６の各々は、液体容器１４から供給されるインクを制御装置２０による制御のもとで複数のノズル（噴射孔）から媒体１２に噴射する。搬送機構２２による媒体１２の搬送と搬送体２４２の反復的な往復とに並行して各液体噴射ヘッド２６が媒体１２にインクを噴射することで媒体１２の表面に所望の画像が形成される。なお、Ｘ-Ｙ平面（例えば媒体１２の表面に平行な平面）に垂直な方向を以下ではＺ方向と表記する。各液体噴射ヘッド２６によるインクの噴射方向（典型的には鉛直方向）がＺ方向に相当する。

図２は、任意の１個の液体噴射ヘッド２６の分解斜視図であり、図３は、図２におけるIII−III線の断面図である。図２に例示される通り、液体噴射ヘッド２６は、Ｙ方向に配列された複数のノズルＮを具備する。第１実施形態の複数のノズルＮは、第１列Ｌ1と第２列Ｌ2とに区分される。第１列Ｌ1と第２列Ｌ2との間でノズルＮのＹ方向の位置を相違させること（すなわち千鳥配置またはスタガ配置）も可能であるが、第１列Ｌ1と第２列Ｌ2とでノズルＮのＹ方向の位置を一致させた構成が図３では便宜的に例示されている。図２から理解される通り、第１実施形態の液体噴射ヘッド２６は、第１列Ｌ1の複数のノズルＮに関連する要素と第２列Ｌ2の複数のノズルＮに関連する要素とが略線対称に配置された構造である。

図２および図３に例示される通り、第１実施形態の液体噴射ヘッド２６は流路基板３２を具備する。流路基板３２は、第１面Ｆ1と接合面ＦAとを含む板状部材である。第１面Ｆ1はＺ方向の正側の表面（媒体１２側の表面）であり、接合面ＦAは第１面Ｆ1とは反対側（Ｚ方向の負側）の表面である。流路基板３２の接合面ＦAの面上には、圧力室基板３４と振動部３６と複数の圧電素子３７と保護部材３８と筐体部４０とが設置され、第１面Ｆ1の面上にはノズル板５２と吸振体５４とが設置される。液体噴射ヘッド２６の各要素は、概略的には流路基板３２と同様にＹ方向に長尺な板状部材であり、例えば接着剤を利用して相互に接合される。流路基板３２と圧力室基板３４と保護部材３８とノズル板５２とが積層される方向をＺ方向として把握することも可能である。

ノズル板５２は、複数のノズルＮが形成された板状部材であり、例えば接着剤を利用して流路基板３２の第１面Ｆ1に設置される。各ノズルＮはインクが通過する貫通孔である。第１実施形態のノズル板５２は、半導体製造技術（例えばエッチング）を利用してシリコン（Ｓi）の単結晶基板を加工することで製造される。ただし、ノズル板５２の製造には公知の材料や製法が任意に採用され得る。

流路基板３２は、インクの流路を形成するための板状部材である。図２および図３に例示される通り、第１実施形態の流路基板３２には、第１列Ｌ1および第２列Ｌ2の各々について、空間ＲAと複数の供給流路３２２と複数の連通流路３２４とが形成される。空間ＲAは、平面視で（すなわちＺ方向からみて）Ｙ方向に沿う長尺状に形成された開口であり、供給流路３２２および連通流路３２４は、ノズルＮ毎に形成された貫通孔である。複数の供給流路３２２はＹ方向に配列され、複数の連通流路３２４も同様にＹ方向に配列される。また、図３に例示される通り、流路基板３２の第１面Ｆ1には、複数の供給流路３２２にわたる中間流路３２６が形成される。中間流路３２６は、空間ＲAと複数の供給流路３２２とを連結する流路である。他方、連通流路３２４はノズルＮに連通する。

図２および図３に例示される通り、圧力室基板３４は、Ｙ方向に配列された複数の開口３４２が第１列Ｌ1および第２列Ｌ2の各々について形成された板状部材であり、例えば接着剤を利用して流路基板３２の接合面ＦAに設置される。開口３４２は、ノズルＮ毎に形成されて平面視でＸ方向に沿う長尺状の貫通孔である。流路基板３２および圧力室基板３４は、前述のノズル板５２と同様に、例えば半導体製造技術を利用してシリコン（Ｓi）の単結晶基板を加工することで製造される。ただし、流路基板３２および圧力室基板３４の製造には公知の材料や製法が任意に採用され得る。

図２および図３に例示される通り、圧力室基板３４のうち流路基板３２とは反対側の表面には振動部３６が設置される。第１実施形態の振動部３６は、弾性的に振動可能な板状部材（振動板）である。なお、所定の板厚の板状部材のうち開口３４２に対応する領域について板厚方向の一部を選択的に除去することで、圧力室基板３４と振動部３６とを一体に形成することも可能である。

図３から理解される通り、流路基板３２の接合面ＦAと振動部３６とは、各開口３４２の内側で相互に間隔をあけて対向する。開口３４２の内側で流路基板３２の接合面ＦAと振動部３６との間に位置する空間は、当該空間に充填されたインクに圧力を付与するための圧力室Ｃとして機能する。圧力室Ｃは、例えばＸ方向を長手方向としてＹ方向を短手方向とする空間である。圧力室ＣはノズルＮ毎に個別に形成される。第１列Ｌ1および第２列Ｌ2の各々について複数の圧力室ＣがＹ方向に配列される。図３から理解される通り、任意の１個の圧力室Ｃは、供給流路３２２と中間流路３２６とを介して空間ＲAに連通するとともに、連通流路３２４を介してノズルＮに連通する。なお、流路幅が狭窄された絞り流路を開口３４２に形成することで所定の流路抵抗を付加することも可能である。

図２および図３に例示される通り、振動部３６のうち圧力室Ｃとは反対側の面上には、相異なるノズルＮに対応する複数の圧電素子３７が第１列Ｌ1および第２列Ｌ2の各々について設置される。圧電素子３７は、駆動信号の供給により変形する受動素子である。複数の圧電素子３７は、各圧力室Ｃに対応するようにＹ方向に配列する。

図４は、圧電素子３７の近傍を拡大した断面図である。図４に例示される通り、圧電素子３７は、相互に対向する第１電極３７１と第２電極３７２との間に圧電体層３７３を介在させた積層体である。圧電素子３７の変形に連動して振動部３６が振動すると、圧力室Ｃ内の圧力が変動することで、圧力室Ｃに充填されたインクが連通流路３２４とノズルＮとを通過して噴射される。圧電素子３７は、第１電極３７１と第２電極３７２と圧電体層３７３とが平面視で重なる部分として画定される。また、駆動信号の供給により変形する部分（すなわち、振動部３６を振動させる能動部）を圧電素子３７として画定することも可能である。

図２および図３の保護部材３８は、複数の圧電素子３７を保護するための板状部材であり、振動部３６の表面（または圧力室基板３４の表面）に設置される。保護部材３８の材料や製法は任意であるが、流路基板３２や圧力室基板３４と同様に、例えばシリコン（Ｓi）の単結晶基板を半導体製造技術により加工することで保護部材３８は形成され得る。

図４に例示される通り、保護部材３８のうち振動部３６側の表面（以下「接合面」という）Ｇ1には、複数の圧電素子３７を収容する収容空間３８２が第１列Ｌ1および第２列Ｌ2の各々について形成される。収容空間３８２は、接合面Ｇ1に対して窪んだ空間であり、複数の圧電素子３７の配列に沿うＹ方向に長尺な形状に形成される。保護部材３８のうち収容空間３８２とは反対側の表面（以下「実装面」という）Ｇ2には駆動ＩＣ６２が設置される。駆動ＩＣ６２は、制御装置２０による制御のもとで駆動信号を生成および供給することで各圧電素子３７を駆動する駆動回路が搭載された略矩形状のＩＣチップである。図３および図４から理解される通り、液体噴射ヘッド２６の少なくとも一部の圧電素子３７は平面視で駆動ＩＣ６２に重なる。また、図３および図４に例示される通り、第１列Ｌ1のノズルＮに対応する圧電素子３７と第２列Ｌ2のノズルＮに対応する圧電素子３７との双方に駆動ＩＣ６２が平面視で重なる。すなわち、駆動ＩＣ６２は、Ｘ方向において、第１列Ｌ1のノズルＮと第２列Ｌ2のノズルＮとの双方にわたるように設置される。

保護部材３８の実装面Ｇ2には、駆動ＩＣ６２の出力端子に接続された配線３８４が圧電素子３７毎に形成される。各配線３８４は、保護部材３８を貫通する導通孔（コンタクトホール）Ｈを介して接合面Ｇ1の接続端子３８６に電気的に接続される。接合面Ｇ1に形成された接続端子３８６は、圧電素子３７の第２電極３７２に電気的に接続される。例えば、樹脂材料で接合面Ｇ1に形成された突起を導電材料で被覆した公知の樹脂コアバンプが接続端子３８６として好適である。駆動ＩＣ６２の出力端子から出力された駆動信号は、配線３８４と導通孔Ｈと接続端子３８６とを介して圧電素子３７に供給される。

また、図２に例示される通り、保護部材３８の実装面Ｇ2には、駆動ＩＣ６２の入力端子に接続された複数の配線３８８が形成される。複数の配線３８８は、保護部材３８の実装面Ｇ2のうちＹ方向（すなわち複数の圧電素子３７が配列する方向）の端部に位置する領域Ｅまで延在する。実装面Ｇ2の領域Ｅには配線部材６４が接合される。配線部材６４は、制御装置２０と駆動ＩＣ６２とを電気的に接続する複数の配線（図示略）が形成された実装部品である。例えばＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）やＦＦＣ（Flexible Flat Cable）等の可撓性の配線基板が配線部材６４として好適に採用される。以上の説明から理解される通り、第１実施形態の保護部材３８は、駆動信号を伝送する配線（３８４，３８８）が形成された配線基板としても機能する。ただし、駆動ＩＣ６２の実装や配線の形成に使用される配線基板を保護部材３８とは別個に設置することも可能である。

図２および図３に例示された筐体部４０は、複数の圧力室Ｃ（さらには複数のノズルＮ）に供給されるインクを貯留するためのケースである。筐体部４０のうちＺ方向の正側の表面（以下「接合面」という）ＦBが例えば接着剤で流路基板３２の接合面ＦAに固定される。図２および図３に例示される通り、筐体部４０の接合面ＦBにはＹ方向に延在する溝状の凹部４２が形成される。保護部材３８および駆動ＩＣ６２は凹部４２の内側に収容される。保護部材３８の領域Ｅに接合された配線部材６４は、凹部４２の内側を通過するようにＹ方向に延在する。図２から理解される通り、配線部材６４の幅Ｗ1（Ｘ方向の寸法の最大値）は、筐体部４０の幅Ｗ2を下回る（Ｗ1＜Ｗ2）。

第１実施形態の筐体部４０は、流路基板３２や圧力室基板３４とは別個の材料で形成される。例えば樹脂材料の射出成形で筐体部４０を製造することが可能である。ただし、筐体部４０の製造には公知の材料や製法が任意に採用され得る。筐体部４０の材料としては、例えばポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ザイロン［登録商標］）等の合成繊維や液晶ポリマー等の樹脂材料が好適である。

図３に例示される通り、第１実施形態の筐体部４０には、第１列Ｌ1および第２列Ｌ2の各々について空間ＲBが形成される。筐体部４０の空間ＲBと流路基板３２の空間ＲAとは相互に連通する。空間ＲAと空間ＲBとで構成される空間は、複数の圧力室Ｃに供給されるインクを貯留する液体貯留室（リザーバー）Ｒとして機能する。液体貯留室Ｒは、複数のノズルＮにわたる共通液室である。筐体部４０のうち流路基板３２とは反対側の表面（以下「第２面」という）Ｆ2には、液体容器１４から供給されるインクを液体貯留室Ｒに導入するための導入口４３が第１列Ｌ1および第２列Ｌ2の各々について形成される。

図３に例示される通り、筐体部４０の空間ＲBは、第１空間ＲB1と第２空間ＲB2とを包含する。第１空間ＲB1および第２空間ＲB2は、Ｙ方向に長尺な空間である。第１空間ＲB1は、導入口４３に連通する。第２空間ＲB2は、第１空間ＲB1の下流側に位置し、流路基板３２の空間ＲAに連通する。Ｚ方向の正側からみると、第１列Ｌ1に対応する第２空間ＲB2と第２列Ｌ2に対応する第２空間ＲB2との間に、保護部材３８および駆動ＩＣ６２を収容する凹部４２が位置する。したがって、第２空間ＲB2は、圧電素子３７と保護部材３８と駆動ＩＣ６２との側方（Ｘ方向の正側または負側）に位置する。以上の例示の通り、第１実施形態では、液体貯留室Ｒ（筐体部４０の空間ＲB）が第１空間ＲB1と第２空間ＲB2とを包含する。したがって、第１空間ＲB1および第２空間ＲB2の一方のみで空間ＲBを形成した構成と比較して、液体貯留室Ｒを大容量化することが可能である。

液体容器１４からＺ方向の正側に沿って導入口４３に供給されたインクは、図３に破線の矢印で図示した通り、液体貯留室Ｒの第１空間ＲB1内でＸ-Ｙ平面に略平行な方向（例えば水平方向，Ｘ方向）に流動して第２空間ＲB2に流入し、第２空間ＲB2内ではＺ方向の正側（例えば鉛直方向の下方）に流動して流路基板３２の空間ＲAに到達する。液体貯留室Ｒに貯留されたインクは、中間流路３２６内においてＸ方向に流動し、中間流路３２６から複数の供給流路３２２に分岐してＺ方向の負側に流動して、各圧力室Ｃに並列に供給および充填される。圧力室Ｃに充填されたインクは、連通流路３２４内においてＺ方向に流動し、ノズルＮを通過して噴射される。

以上に例示した通り、第１実施形態の液体噴射ヘッド２６は第１面Ｆ1と第２面Ｆ2とを包含する。各圧電素子３７と保護部材３８と駆動ＩＣ６２とは、第１面Ｆ1と第２面Ｆ2との間に配置される。第１面Ｆ1は、駆動ＩＣ６２からみて圧電素子３７側に位置し、第２面Ｆ2は、駆動ＩＣ６２からみて圧電素子３７とは反対側に位置する。第２面Ｆ2には、前述の導入口４３が形成されるほか、空間ＲB（第１空間ＲB1および第２空間ＲB2）に対応する開口４４が形成される。

図２に例示される通り、第１面Ｆ1には吸振体５４（第１吸振体の例示）が設置される。吸振体５４は、液体貯留室Ｒ内のインクの圧力変動を吸収する可撓性のフィルム（コンプライアンス基板）である。図３に例示される通り、吸振体５４は、流路基板３２の空間ＲAと中間流路３２６と複数の供給流路３２２とを閉塞するように流路基板３２の第１面Ｆ1に設置されて液体貯留室Ｒの壁面（具体的には底面）を構成する。

筐体部４０の第２面Ｆ2には吸振体４６（第２吸振体の例示）が設置される。吸振体４６は、吸振体５４と同様に、液体貯留室Ｒ内のインクの圧力変動を吸収する可撓性のフィルムであり、開口４４を閉塞するように第２面Ｆ2に設置されて液体貯留室Ｒの壁面（具体的には天井面）を構成する。第２面Ｆ2には充分な面積を確保し易いから、第２面Ｆ2に吸振体４６を設置した第１実施形態によれば、吸振体５４のみを設置した構成と比較して、液体貯留室Ｒ内の圧力変動を効果的に吸収できるという利点がある。

図３に例示される通り、第１実施形態の液体貯留室Ｒの少なくとも一部は、圧電素子３７と駆動ＩＣ６２との双方に平面視で重なる。具体的には、液体貯留室Ｒのうち駆動ＩＣ６２からみて圧電素子３７とは反対側に位置する第１空間ＲB1の一部が、圧電素子３７と駆動ＩＣ６２とに平面視で重なる。すなわち、液体貯留室Ｒのうち圧電素子３７に平面視で重なる部分が、駆動ＩＣ６２にも平面視で重なる。第１空間ＲB1が、圧電素子３７と駆動ＩＣ６２とに重なるように第２空間ＲB2からＸ方向に張り出した構成とも換言され得る。

図３に例示された構成は、液体貯留室Ｒの少なくとも一部が、駆動ＩＣ６２とノズルＮとの双方に平面視で重なる構成とも換言され得る。すなわち、液体貯留室Ｒのうち駆動ＩＣ６２に平面視で重なる部分がノズルＮにも平面視で重なる。図３から理解される通り、Ｚ方向に沿った各要素の位置関係に着目すると、液体貯留室ＲとノズルＮとの間に駆動ＩＣ６２が位置する。また、図３に例示された構成は、液体貯留室Ｒの少なくとも一部が、駆動ＩＣ６２と圧力室Ｃとの双方に平面視で重なる構成とも換言され得る。すなわち、液体貯留室Ｒのうち駆動ＩＣ６２に平面視で重なる部分が圧力室Ｃにも平面視で重なる。図３から理解される通り、Ｚ方向に沿った各要素の位置関係に着目すると、液体貯留室Ｒと圧力室Ｃとの間に駆動ＩＣ６２が位置する。

図５は、Ｘ方向における液体噴射ヘッド２６の中点からＺ方向に沿って延在する中線ＸC（液体噴射ヘッド２６の中央には必ずしも限定されず、略線対称の構造における中央線でもよい）と各要素のＸ方向の位置（Ｐ1−Ｐ5）との関係に着目した断面図である。図５の位置Ｐ1は、液体貯留室Ｒのうち中線ＸC側の端部の位置であり、位置Ｐ5は、液体貯留室Ｒのうち中線ＸCとは反対側の端部の位置である。位置Ｐ2は、Ｘ方向におけるノズルＮの中心軸の位置であり、位置Ｐ3は、Ｘ方向における導入孔４３の中心軸の位置である。また、位置Ｐ4は、駆動ＩＣ６２の端部の位置である。図５から理解される通り、第１実施形態では、中線ＸCに近い方から、液体貯留室Ｒのうち中線ＸC側の端部Ｐ1→ノズルＮの中心軸Ｐ2→導入孔４３の中心軸Ｐ3→駆動ＩＣ６２の端部Ｐ4→液体貯留室Ｒのうち中線ＸCとは反対側の端部Ｐ5、という順番でＸ方向に配列する。

以上に説明した通り、第１実施形態では、液体貯留室Ｒの少なくとも一部が圧電素子３７と駆動ＩＣ６２とに平面視で重なる。したがって、共通液室が圧電素子および駆動ＩＣに重複しない特許文献１の構成と比較して、液体噴射ヘッド２６を小型化しながら、液体貯留室Ｒの容量を容易に確保できるという利点がある。第１実施形態では特に、液体貯留室Ｒが、駆動ＩＣ６２からみて圧電素子３７とは反対側で圧電素子３７と駆動ＩＣ６２とに重なる第１空間ＲB1と、駆動ＩＣ６２および圧電素子３７の側方に位置する第２空間ＲB2とを含む。したがって、液体貯留室Ｒの容量を確保し易いという前述の効果は格別に顕著である。

また、圧電素子３７を収容する収容空間３８２が形成された保護部材３８の実装面Ｇ2に駆動ＩＣ６２が設置される。すなわち、圧電素子３７の近くに駆動ＩＣ６２が設置される。したがって、例えば保護部材３８に固定された配線基板に駆動ＩＣ６２を実装する構成と比較して、駆動ＩＣ６２から圧電素子３７までの経路長が短縮され、当該経路の抵抗成分や容量成分に起因した信号歪を低減することが可能である。

第１実施形態では、保護部材３８のうち複数の圧電素子３７が配列するＹ方向の端部の領域Ｅに配線部材６４が設置されるから、複数の圧電素子３７の配列における途中の位置に配線部材６４のためのスペースを確保する必要がない。したがって、液体貯留室Ｒの容量を確保し易いという前述の効果は格別に顕著である。

また、第１実施形態では、吸振体５４および吸振体４６により液体貯留室Ｒ内の圧力変動が吸収されるから、液体貯留室Ｒ内の圧力変動が圧力室Ｃに伝播してインクの噴射特性（例えば噴射量，噴射速度，噴射方向）に影響する可能性が低減される。第１実施形態では特に、吸振体５４が第１面Ｆ1に設置されるとともに吸振体４６が第２面Ｆ2に設置されるから、液体貯留室Ｒ内の圧力変動を抑制できるという効果は格別に顕著である。なお、筐体部４０の側面に開口を形成して吸振体を設置することも可能である。

なお、液体噴射ヘッド２６の各要素の位置（Ｐ1〜Ｐ5）は図５の例示に限定されない。例えば、図６に例示される通り、図５の構成と比較して、導入孔４３の中心軸Ｐ3と駆動ＩＣ６２の端部Ｐ4との関係を反転することも可能である。すなわち、図６の構成では、中線ＸCに近い方から、液体貯留室Ｒのうち中線ＸC側の端部Ｐ1→ノズルＮの中心軸Ｐ2→駆動ＩＣ６２の端部Ｐ4→導入孔４３の中心軸Ｐ3→液体貯留室Ｒのうち中線ＸCとは反対側の端部Ｐ5、という順番でＸ方向に配列する。

また、図７に例示される通り、図６の構成と比較して、液体貯留室Ｒのうち中線ＸC側の端部Ｐ1とノズルＮの中心軸Ｐ2との関係を反転することも可能である。すなわち、図７の構成では、中線ＸCに近い方から、ノズルＮの中心軸Ｐ2→液体貯留室Ｒのうち中線ＸC側の端部Ｐ1→駆動ＩＣ６２の端部Ｐ4→導入孔４３の中心軸Ｐ3→液体貯留室Ｒのうち中線ＸCとは反対側の端部Ｐ5、という順番でＸ方向に配列する。なお、図７の構成において、図５の構成と同様に、駆動ＩＣ６２の端部Ｐ4からみて中線ＸC側に、導入孔４３の中心軸Ｐ3を位置させることも可能である。すなわち、中線ＸCに近い側から、ノズルＮの中心軸Ｐ2→液体貯留室Ｒのうち中線ＸC側の端部Ｐ1→導入孔４３の中心軸Ｐ3→駆動ＩＣ６２の端部Ｐ4→液体貯留室Ｒのうち中線ＸCとは反対側の端部Ｐ5、という順番でＸ方向に配列することも可能である。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態を説明する。なお、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実施形態の説明で使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２６の断面図（図３と同様の断面）である。図８に例示される通り、第２実施形態の筐体部４０には梁状部４８が設置される。梁状部４８は、液体貯留室Ｒにおいて相互に対向する内壁面間にわたる梁状の部分である。液体貯留室Ｒの第２空間ＲB2に梁状部４８を形成した構成が図８では例示されている。具体的には、筐体部４０のうちＸ方向に間隔をあけて相互に対向する内壁面４１１および内壁面４１２に着目すると、第２実施形態の梁状部４８は、内壁面４１１および内壁面４１２の一方からＸ方向に突出して他方に到達する。内壁面４１１と内壁面４１２との間隔が第２空間ＲB2に相当する。例えば筐体部４０とは別体に形成された梁状部４８を筐体部４０に固定する構成や、梁状部４８を筐体部４０と一体に形成した構成が採用され得る。なお、図８では１個の梁状部４８を図示したが、相互に間隔をあけて複数の梁状部４８をＹ方向に配列した構成も好適である。

図８に例示される通り、流路基板３２の空間ＲAにも単数または複数の梁状部３２８が形成される。梁状部３２８は、空間ＲAのうちＸ方向に間隔をあけて相互に対向する内壁面間にわたる梁状の部分である。梁状部３２８は、例えばシリコンの単結晶基板の加工で流路基板３２と一体に形成される。

第２実施形態においても第１実施形態と同様の効果が実現される。また、第２実施形態では、筐体部４０に梁状部４８が設置されるから、例えば液体噴射ヘッド２６の小型化のために筐体部４０の各部の板厚を削減した構成でも、筐体部４０の機械的な強度を維持できるという利点がある。第２実施形態では、筐体部４０の梁状部４８に加えて流路基板３２にも梁状部３２８が設置されるから、流路基板３２の機械的な強度（ひいては液体噴射ヘッド２６の全体的な強度）を維持できるという利点もある。

＜第３実施形態＞
図９は、第３実施形態に係る液体噴射ヘッド２６の分解斜視図である。図９に例示される通り、第３実施形態の液体噴射ヘッド２６は、第１実施形態の配線部材６４に代えて配線部材６４Aと配線部材６４Bとを具備する。

配線部材６４Aおよび配線部材６４Bの各々は、制御装置２０と駆動ＩＣ６２とを電気的に接続する複数の配線（図示略）が形成された実装部品（例えばＦＰＣまたはＦＦＣ）である。配線部材６４Aは、保護部材３８の実装面Ｇ2のうちＹ方向の正側の端部に位置する領域ＥAに接合される。配線部材６４Bは、実装面Ｇ2のうちＹ方向の負側（すなわち配線部材６４Aとは反対側）の端部に位置する領域ＥBに接合される。配線部材６４Aおよび配線部材６４Bの各々の幅Ｗ1は筐体部４０の幅Ｗ2を下回る。

図９に例示される通り、保護部材３８の実装面Ｇ2には、複数の配線３８８Aと複数の配線３８８Bとが形成される。各配線３８８Aおよび各配線３８８Bは、駆動ＩＣ６２に電気的に接続される。各配線３８８Aは、実装面Ｇ2の領域ＥAまで延在し、配線部材６４Aの各配線に電気的に接続される。各配線３８８Bは、実装面Ｇ2の領域ＥBまで延在し、配線部材６４Bの各配線に電気的に接続される。以上の説明から理解される通り、駆動ＩＣ６２は、配線部材６４Aおよび配線部材６４Bを介して制御装置２０に電気的に接続される。

以上の構成において、各圧電素子３７の駆動に使用される制御信号および電源電圧が、配線部材６４Aおよび配線部材６４Bの各々を介して制御装置２０から駆動ＩＣ６２に供給される。具体的には、複数の圧電素子３７のうちＹ方向の正側に位置する各圧電素子３７を駆動するための制御信号と電源電圧とが、配線部材６４Aと各配線３８８Aとを介して駆動ＩＣ６２に供給される。また、複数の圧電素子３７のうちＹ方向の負側に位置する各圧電素子３７を駆動するための制御信号と電源電圧とが、配線部材６４Bと各配線３８８Bとを介して駆動ＩＣ６２に供給される。

第３実施形態においても第１実施形態と同様の効果が実現される。ところで、駆動ＩＣ６２からみてＹ方向の正側のみに配線部材６４を設置した第１実施形態の構成では、配線部材６４を介して供給される制御信号または電源電圧を駆動ＩＣ６２の内部でＹ方向の正側の端部から負側の端部まで伝送する必要がある。したがって、駆動ＩＣ６２の内部配線における電圧降下が顕著となる可能性がある。第１実施形態とは対照的に、第３実施形態では、駆動ＩＣ６２の一方側に配線部材６４Aが設置され、他方側に配線部材６４Bが設置される。すなわち、駆動ＩＣ６２におけるＹ方向の両側から制御信号や電源電圧が供給される。したがって、第１実施形態と比較して、駆動ＩＣ６２の内部配線における電圧降下を低減できるという利点がある。

なお、以上の説明では、配線部材６４Aおよび配線部材６４Bの双方を制御信号および電源電圧の伝送に使用したが、配線部材６４Aおよび配線部材６４Bの用途は以上の例示に限定されない。例えば、配線部材６４Aを制御信号の供給に使用するとともに配線部材６４Bを電源電圧の供給に使用することも可能である。また、配線部材６４Aに接続された駆動ＩＣと配線部材６４bに接続された駆動ＩＣとを別個に保護部材３８に実装することも可能である。例えば、Ｙ方向の正側に位置する駆動ＩＣは、配線部材６４Aから供給される制御信号および電源電圧を使用してＹ方向の正側の各圧電素子３７を駆動する。他方、Ｙ方向の負側に位置する駆動ＩＣは、配線部材６４Bから供給される制御信号および電源電圧を使用してＹ方向の負側の各圧電素子３７を駆動する。なお、梁状部４８および梁状部３２８を具備する第２実施形態に第３実施形態を適用することも可能である。

＜変形例＞
以上に例示した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）前述の各形態では、吸振体４６および吸振体５４の双方を設置した構成を例示したが、例えば液体貯留室Ｒ内の圧力変動が特段の問題とならない場合には、吸振体４６および吸振体５４の一方または双方を省略することも可能である。吸振体４６および吸振体５４の一方または双方を省略した構成によれば、双方を設置した構成と比較して製造コストが削減されるという利点がある。

（２）圧力室Ｃの内部に圧力を付与する要素（駆動素子）は、前述の各形態で例示した圧電素子３７に限定されない。例えば、加熱により圧力室Ｃの内部に気泡を発生させて圧力を変動させる発熱素子を駆動素子として利用することも可能である。発熱素子は、駆動信号の供給により発熱体が発熱する部分（具体的には圧力室Ｃ内に気泡を発生させる領域）である。以上の例示から理解される通り、駆動素子は、圧力室Ｃ内の液体をノズルＮから噴射させる要素（典型的には圧力室Ｃの内部に圧力を付与する要素）として包括的に表現され、動作方式（圧電方式／熱方式）や具体的な構成の如何は不問である。

（３）前述の各形態では、液体噴射ヘッド２６を搭載した搬送体２４２を往復させるシリアル方式の液体噴射装置１００を例示したが、複数のノズルＮが媒体１２の全幅にわたり分布するライン方式の液体噴射装置にも本発明を適用することが可能である。

（４）前述の各形態で例示した液体噴射装置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…液体噴射装置、１２…媒体、１４…液体容器、２０…制御装置、２２…搬送機構、２４…移動機構、２４２…搬送体、２４４…無端ベルト、２６…液体噴射ヘッド、３２…流路基板、ＲA……空間、３２２…供給流路、３２４…連通流路、３２６…中間流路、３２８……梁状部、３４…圧力室基板、３６…振動部、３７…圧電素子、３８…保護部材、３８２……収容空間、３８４，３８８……配線、３８６……接続端子、４０…筐体部、４３…導入口、４６…吸振体、４８…梁状部、５２…ノズル板、５４…吸振体、６２……駆動ＩＣ、６４……配線部材、Ｒ…液体貯留室、Ｃ…圧力室、Ｎ…ノズル。

Claims (10)

1. 圧力室内の液体をノズルから噴射させる駆動素子と、
   前記圧力室に供給される液体を貯留する液体貯留室と、
   前記駆動素子を駆動する駆動ＩＣと、
   前記駆動素子を収容する収容空間が形成された保護部材とを具備し、
   前記液体貯留室の少なくとも一部は、前記駆動素子と前記駆動ＩＣとの双方に平面視で重なり、当該少なくとも一部の液体貯留室と前記保護部材との間の空間に前記駆動ＩＣが位置する
   液体噴射ヘッド。
   
2. 前記駆動ＩＣは、前記駆動素子と前記液体貯留室との間に位置する
   請求項１の液体噴射ヘッド。
   
3. 前記液体貯留室は、
   前記駆動ＩＣからみて前記駆動素子とは反対側に位置する第１空間と、
   前記駆動ＩＣおよび前記駆動素子の側方に位置する第２空間とを含み、
   前記第１空間の少なくとも一部が、前記駆動素子と前記駆動ＩＣとに平面視で重なる
   請求項１または請求項２の液体噴射ヘッド。
   
4. 前記駆動素子を収容する収容空間が形成された保護部材を具備し、
   前記駆動ＩＣは、前記保護部材のうち前記収容空間とは反対側の表面に設置される
   請求項１から請求項３の何れかの液体噴射ヘッド。
   
5. 複数の前記駆動素子を含み、
   前記保護部材のうち前記複数の駆動素子が配列する方向の端部に設置されて前記駆動ＩＣに電気的に接続された配線部材と
   を具備する請求項１から請求項４の何れかの液体噴射ヘッド。
   
6. 前記駆動ＩＣからみて前記駆動素子側の第１面に設置されて前記液体貯留室の壁面を構成する可撓性の第１吸振体
   を具備する請求項１から請求項５の何れかの液体噴射ヘッド。
   
7. 前記駆動ＩＣからみて前記駆動素子とは反対側の第２面に設置されて前記液体貯留室の壁面を構成する可撓性の第２吸振体
   を具備する請求項１から請求項６の何れかの液体噴射ヘッド。
   
8. 圧力室内の液体をノズルから噴射させる駆動素子と、
   前記圧力室に供給される液体を貯留する液体貯留室と、
   前記駆動素子を駆動する駆動ＩＣと、
   前記駆動素子を収容する収容空間が形成された保護部材とを具備し、
   前記液体貯留室の少なくとも一部は、前記ノズルと前記駆動ＩＣとの双方に平面視で重なり、当該少なくとも一部の液体貯留室と前記保護部材との間の空間に前記駆動ＩＣが位置する
   液体噴射ヘッド。
   
9. 圧力室内の液体をノズルから噴射させる駆動素子と、
   前記圧力室に供給される液体を貯留する液体貯留室と、
   前記駆動素子を駆動する駆動ＩＣと、
   前記駆動素子を収容する収容空間が形成された保護部材とを具備し、
   前記液体貯留室の少なくとも一部は、前記圧力室と前記駆動ＩＣとの双方に平面視で重な、当該少なくとも一部の液体貯留室と前記保護部材との間の空間に前記駆動ＩＣが位置する
   液体噴射ヘッド。
   
10. 請求項１から請求項９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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