JP6268713B2 - 流路ユニットおよび流路ユニットの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、流路ユニットおよび流路ユニットの製造方法に関する。

液体噴射ヘッドを構成する流路ユニットは、供給された液体に対して圧力を与える圧力室や、圧力室と連通して液体が通過する流路や、この流路と連通し液体を外部に噴射するノズル等（まとめて「各種流路」とも呼ぶ。）を有する。このような流路ユニットは、各種流路を有する複数の部材を互いに位置決めした状態で積層し、接合することにより構成される。

また、圧力室が形成された圧力室形成板と、圧力室の開口を塞ぐ振動板と、圧力室に連通する連通孔が形成された連通孔形成板とを積層し、振動板の圧力室に対応する位置にインクジェット式記録ヘッドによって圧電材料の分散液を印刷することにより、振動板上に圧電振動子を形成させる圧電型アクチュエーターの製造方法が知られている（特許文献１参照）。

特開２００１‐１８７４４８号公報

上述の流路ユニットを構成する複数の部材を互いに位置決めする際は、連通すべき各種流路が精度良く繋がるように位置決めする必要がある。しかしながら、各部材における圧力室の形成間隔やその他の流路の形成間隔等が必ずしも一致しない場合があり、そのような場合、複数の部材間の位置決めが非常に難しいという課題があった。特に、所定の素材を焼成（焼結）して各部材（あるいは各部材の一部）を生成する場合、焼成による素材の収縮率がばらつくことに起因して、上記形成間隔もばらつくことがあった。このような場合、各種流路が精度良く連通して正常に機能する流路ユニットを実現することが難しかった。また、上記文献１は、圧力室と圧電素子とを相対的に精度良く配置することを可能にするが、各種流路の相対的な配置精度を向上させる点においては課題を残していた。

本発明は少なくとも上記課題を解決するためになされたものであり、各種流路が互いに正確に連通した流路ユニット、およびそのような流路ユニットを実現する製造方法を提供する。

本発明の態様の一つは、流路ユニットは、基板表面における第一方向の幅が第一方向に直交する第二方向の幅よりも長い形状（長穴状）の第一開口を有する複数の圧力室が並設された第一流路基板と、上記第一開口と一対一で上記第一開口内に開口する複数の第一流路が並設され、上記第一流路基板と接合された第二流路基板とを備え、上記圧力室の並び方向と上記第一流路の並び方向とは交差している構成としてある。第一開口および圧力室が第二方向に並設されて、第二方向と第一流路の並び方向とが交差する。つまり、上記第一開口の並び方向と上記第一流路の並び方向とが交差する。

当該構成によれば、圧力室の第一開口が長穴状であり、かつ、圧力室の並び方向と第一流路の並び方向とが交差していることにより、各圧力室の第一開口と各第一流路とが一対一で正確に連通した状態が実現される。

本発明の態様の一つは、上記圧力室の並び方向における圧力室の間隔と上記第一流路の並び方向における第一流路の間隔とは異なる。
つまり、圧力室の並び方向における圧力室の間隔と第一流路の並び方向における第一流路の間隔とが一致していなくても、圧力室の第一開口が長穴状であり、かつ、圧力室の並び方向と第一流路の並び方向とが交差していることにより、各圧力室の第一開口と各第一流路とが一対一で正確に連通した状態が実現される。

本発明の態様の一つは、上記第二流路基板は、上記圧力室に液体を供給する第二流路を有し、かつ上記第一流路を上記圧力室の下流側に有し、上記第一流路基板は、上記圧力室の上流側に位置し流路の断面積が圧力室の断面積よりも狭いくびれ部と、くびれ部の上流側に位置し流路の断面積がくびれ部の流路の断面積よりも広い上流室とを有し、上記くびれ部の流路の断面積は、上記第二流路の断面積よりも狭く、かつ、上記第二流路と上記上流室との接続領域の面積よりも狭い、としてもよい。
当該構成によれば、圧力室から上流側に逆流する液体に対する抵抗が安定し、その結果、圧力室から第一流路側へ排出される液体量が安定する。

本発明の態様の一つは、上記第一流路基板に垂直な視点から第一流路基板を射影したときの第一流路基板のサイズは、上記第二流路基板のサイズに包含されるとしてもよい。
当該構成によれば、圧力室の並び方向と第一流路の並び方向との交差の状態によって第一流路基板、第二流路基板それぞれの一部が他方の基板よりもはみ出したりはみ出さなかったりする、といった状態が解消されるため高品質な製品を提供することができる。

本発明にかかる技術的思想は流路ユニット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、流路ユニットを含む液体噴射ヘッドや、さらに液体噴射ヘッドを搭載した装置（液体噴射装置）を一つの発明として捉えることが可能である。また、上述した流路ユニットを製造する製造方法の発明を捉えることも可能であり、一例として、流路ユニットの製造方法であって、基板表面における第一方向の幅が第一方向に直交する第二方向の幅よりも長い形状の第一開口を有する複数の圧力室が並設された第一流路基板と、上記第一開口側に開口する複数の第一流路が並設された第二流路基板との少なくとも一方の位置を変化させて、圧力室の並び方向と第一流路の並び方向とを交差させることにより、第一流路が第一開口と一対一で第一開口内に開口した状態とする位置調整工程と、上記位置調整工程の後において上記第一流路基板の上記第一開口側の面と上記第二流路基板の上記第一流路が開口する側の面とを接合する接合工程と、を備える方法が考えられる。

液体噴射ヘッドの主要構成の一部を例示する分解斜視図である。 ノズルを通過する断面を示す断面図である。 流路プレートの流路と封止プレート等の流路との位置関係を例示する図である。 流路プレートの流路と封止プレート等の流路との位置関係を例示するとともに、位置調整工程を例示する図である。 位置調整工程後における第一流路基板の一部と第二流路基板の一部とを例示する図である。 積層された第一流路基板と第二流路基板との外形を例示する図である。 インクジェットプリンターの一例を示す概略図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
図１は、本実施形態にかかる液体噴射ヘッド１０の主要構成の一部を、分解斜視図により例示している。液体噴射ヘッド１０は、本発明にかかる流路ユニットを含んで構成される。ここでは、液体噴射ヘッド１０は、インクを噴射（吐出）するインクジェット式記録ヘッドであるとして説明を行う。液体噴射ヘッド１０は、振動板２０、流路プレート３０、封止プレート４０、リザーバープレート５０、ノズルプレート６０、といった各部材を含む。これら各部材は、それぞれが個別に生成されて積層等されるものであってもよいし、それらの一部が一体的に生成されるものであってもよい。

振動板２０、流路プレート３０、封止プレート４０、リザーバープレート５０、ノズルプレート６０といった液体噴射ヘッド１０を構成する各部材は、略矩形の板状部材であり、それぞれの矩形の一辺に沿った第一方向と、それぞれの第一方向に対して直交する第二方向とを有する。また、液体噴射ヘッド１０において理想的には、各部材それぞれの第一方向は互いに平行であり、各部材それぞれの第二方向は互いに平行である。図１（および図２）では、このような理想的な状態を例示しているが、現実には部材毎の第一方向、第二方向が部材間で平行でない（後述する「誤差」を超えて平行でない）場合もある。

振動板２０は、流路プレート３０の一方の面を封止する。振動板２０や流路プレート３０は、例えば、セラミックスやシリコン単結晶基板等で生成されるが、本実施形態では、振動板２０および流路プレート３０は、ジルコニアを焼成することにより一体生成されているものとする。そのため、振動板２０および流路プレート３０は、それらの第一方向は互いに平行であり、かつ、それらの第二方向は互いに平行であるとする。以下では、振動板２０および流路プレート３０の第一方向を第一方向Ｄ１ａと表記し、振動板２０および流路プレート３０の第二方向を第二方向Ｄ２ａと表記する。

流路プレート３０は、液体の流路３１を複数有する。流路３１は、その長手方向を第一方向Ｄ１ａと平行とした状態で、第一方向Ｄ１ａに直交する第二方向Ｄ２ａに並設されている。流路３１と流路３１との間には、隔壁３７が設けられている。
本明細書において、液体噴射ヘッド１０の各構成の方向や位置や距離等について、平行、直交あるいは同一、等と表現した場合であっても、それらは厳密な平行、直交あるいは同一のみを意味するのではなく、少なくとも製品製造上「誤差」と言える程度の違いを含んだ意味である。

それぞれの流路３１は、供給孔３２と、上流室３３と、くびれ部３４と、圧力室３５と、連通孔３６とを含んで構成される。上流室３３、くびれ部３４および圧力室３５は、流路プレート３０の上記一方の面において開口した状態で、この順序で流路３１の長手方向に連通している。供給孔３２および連通孔３６は、流路プレート３０の他方の面において開口している。供給孔３２は、上流室３３と連通し、連通孔３６は、圧力室３５と連通している。振動板２０は、流路プレート３０側と逆側の面に、圧電素子８０（図２参照）を搭載する。圧電素子８０は、後述するように、第一電極、一方側において第一電極と接する圧電体層および圧電体層の他方側と接する第二電極を有して構成される圧力発生手段である。図１では、圧電素子８０を構成する圧電体層８１を例示しており、圧電体層８１は、各流路３１の圧力室３５に対応して配置されている。

ノズルプレート６０は、インクを噴射するための貫通孔としてのノズル６１を複数有する。流路３１毎の各連通孔３６は、各圧力室３５と各ノズル６１とを一対一で連通させる。ただし図１の例では、流路プレート３０の上記他方の面と、ノズルプレート６０との間には、封止プレート４０とリザーバープレート５０とが介在する。封止プレート４０は、一方の面を、流路プレート３０の上記他方の面に対して接する。リザーバープレート５０は、一方の面を、封止プレート４０の他方の面に対して接する。また、リザーバープレート５０は、他方の面を、ノズルプレート６０の外部に露出する面（ノズル開口面）と逆側の面に対して接する。

封止プレート４０やリザーバープレート５０やノズルプレート６０は、例えば、セラミックスやシリコン単結晶基板等で生成されてもよいが、本実施形態では、封止プレート４０、リザーバープレート５０およびノズルプレート６０はステンレス鋼により生成されているものとする。ここでは、封止プレート４０、リザーバープレート５０およびノズルプレート６０は、それらの第一方向は互いに平行であり、かつ、それらの第二方向は互いに平行であるとする。以下では、封止プレート４０、リザーバープレート５０およびノズルプレート６０の第一方向を第一方向Ｄ１ｂと表記し、封止プレート４０、リザーバープレート５０およびノズルプレート６０の第二方向を第二方向Ｄ２ｂと表記する。

図１の例では、ノズルプレート６０は、ノズル６１が第二方向Ｄ２ｂに沿って所定の間隔（ノズルピッチ）で複数形成されたノズル列６２を有している。なお、ノズルプレート６０は、複数のノズル６１が第二方向Ｄ２ｂに沿って形成された複数のノズル列を第一方向Ｄ１ｂに並設し、一方のノズル列と他方のノズル列とを第二方向Ｄ２ｂ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。

リザーバープレート５０は、複数の第二連通孔５１と、リザーバー５２とを有する。リザーバー５２は、共通インク室とも呼ぶ。第二連通孔５１とリザーバー５２とは、いずれもリザーバープレート５０を貫通する。各第二連通孔５１は、各ノズル６１に一対一で対応する位置に配置されている。リザーバー５２は、ノズル列６２の第二方向Ｄ２ｂにおける長さに略対応して、第二方向Ｄ２ｂにおける長さが確保されている。封止プレート４０は、複数の第一連通孔４１と、共通供給孔４２とを有する。第一連通孔４１と共通供給孔４２とは、いずれも封止プレート４０を貫通する。

各第一連通孔４１は、各第二連通孔５１と同様に各ノズル６１に一対一で対応する位置に配置されている。また、各第一連通孔４１は、各連通孔３６とも一対一で連通する。共通供給孔４２は、リザーバー５２と同様にノズル列６２の第二方向Ｄ２ｂにおける長さに略対応して、第二方向Ｄ２ｂにおける長さが確保されている。また、共通供給孔４２は、各供給孔３２と連通する。リザーバー５２は、（後述する外部からのインク供給経路を除いて、）ノズルプレート６０と接する側でノズルプレート６０により封止され、封止プレート４０と接する側で共通供給孔４２と相対する箇所を除いて封止プレート４０により封止されている。

このような構成において、少なくとも流路プレート３０は、特許請求の範囲における第一流路基板の一例に該当する。あるいは、一体生成された振動板２０および流路プレート３０を第一流路基板と呼ぶ。以下では、第一流路基板を、符号「１１」により示す。また、圧電素子８０を搭載する第一流路基板１１を、アクチュエーター基板と呼ぶこともできる。圧力室３５と連通する連通孔３６の、ノズル６１側（封止プレート４０側）の開口は、特許請求の範囲における第一開口の一例に該当する。

封止プレート４０、リザーバープレート５０およびノズルプレート６０は、特許請求の範囲における第二流路基板の一例に該当する。以下では、第二流路基板を、符号「１３」により示す。第一流路基板１１の連通孔３６と連通する、第二流路基板１３の第一連通孔４１や第二連通孔５１やノズル６１は、特許請求の範囲における第一流路の一例に該当する。また、第二流路基板１３のリザーバー５２や共通供給孔４２は、特許請求の範囲における、圧力室３５に液体を供給する第二流路の一例に該当する。なお、液体噴射ヘッド１０は、図１に図示した部材の一部を有さない構成であってもよいし、図１に図示した部材以外の部材を含む構成であってもよい。例えば、第二流路基板１３は、封止プレート４０、リザーバープレート５０およびノズルプレート６０の全てを含むものでなくても良く、また、封止プレート４０、リザーバープレート５０およびノズルプレート６０以外の部材（層）を含むものであってもよい。また、各プレートは１枚のプレート（層）からなるものに限られず、複数のプレート（層）を積層したものが上述の各プレートとなってもよい。また、上述の複数のプレートを１のプレート（層）によって実現していてもよい。

図２は、液体噴射ヘッド１０の断面であって、第二方向Ｄ２ａ，Ｄ２ｂに垂直（第一方向Ｄ１ａ，Ｄ１ｂに平行）な面を例示している。当該断面は、ノズル６１を通過する断面である。図２に示すように、圧力室３５は、連通孔３６、第一連通孔４１および第二連通孔５１を介して、ノズル６１に連通している。図２では、連通孔３６の、ノズル６１側（封止プレート４０側）に連通する開口３６ａ（第一開口）も示している。また、振動板２０の流路プレート３０と接する面と逆側の面には、圧電素子８０が圧力室３５に対応する位置に接合している。圧電素子８０は、第一電極８２、圧電体層８１および第二電極８３が順に積層されて構成される。例えば、第一電極８２は、複数の圧電素子８０に共通して設けられた（複数の圧電素子８０が共有する）共通電極である。一方、第二電極８３は、圧力室３５に対応する圧電素子８０毎に設けられた個別電極である。

第二電極８３には、パターンやケーブル類（フレキシブル基板等）９０を介して制御回路基板１００が接続され、制御回路基板１００から駆動電圧が印加される。一方、第一電極８２は電位が所定レベル（例えばグラウンドレベル）に保持される。かかる構成により、圧電素子８０が駆動電圧に応じて変形する。リザーバー５２へは、図示しないインク供給経路を介して、外部からインクが供給される。リザーバー５２へ供給されたインクは、共通供給孔４２を通過して、各供給孔３２から各上流室３３へ供給される。上流室３３のインクは、くびれ部３４を通過して圧力室３５へ供給される。上述のような圧電素子８０の変形に伴い振動板２０が撓むことにより、圧力室３５内で圧力が高まり、かかる圧力の高まりに応じて圧力室３５内のインクがノズル６１から噴射される。このようなリザーバー５２からノズル６１に亘る流路は、リザーバー５２が最も上流側であり、ノズル６１が最も下流側である。

図３は、第一流路基板１１（流路プレート３０）に形成された各流路３１と、第二流路基板１３（主に封止プレート４０）に形成された各第一流路および第二流路との位置関係を、振動板２０側からの視点により例示している。図３でも、第一方向Ｄ１ａと第一方向Ｄ１ｂとは平行であり、第二方向Ｄ２ａと第二方向Ｄ２ｂとは平行である。図３（および図４）では、流路３１を実線で示し、第一流路としての第一連通孔４１（あるいは第二連通孔５１やノズル６１）や第二流路としての共通供給孔４２は鎖線で示している。このような図３では、第一流路基板１１の第二方向Ｄ２ａにおける流路３１の間隔（圧力室３５の間隔、連通孔３６の間隔、等とも表現できる。）Ｐ１と、第二流路基板１３の第二方向Ｄ２ｂにおける第一流路の間隔（ノズルピッチとも表現できる。）Ｐ２とが同一である。そのため、第一流路基板１１と第二流路基板１３とを、それらの方向を一致させて積層したとき、第一流路が連通孔３６と一対一で正確に位置決めされ、第一流路が連通孔３６の開口３６ａ内に開口した状態となる。また図３に示すように、流路３１毎の供給孔３２はいずれも共通供給孔４２と重なっている。つまり図３の例では、リザーバー５２から各ノズル６１に到る流路が理想的に実現されている。

図４の上段は、図３と同様に、第一流路基板１１に形成された各流路３１と、第二流路基板１３に形成された各第一流路および第二流路との位置関係を例示している。図４の上段に示した例でも、第一方向Ｄ１ａと第一方向Ｄ１ｂとが平行であり、第二方向Ｄ２ａと第二方向Ｄ２ｂとが平行である。ただし図４の例では、第一流路基板１１の第二方向Ｄ２ａにおける流路３１の間隔Ｐ１と、第二流路基板１３の第二方向Ｄ２ｂにおける第一流路の間隔Ｐ２とが異なっている（一例として、Ｐ１＞Ｐ２）。間隔Ｐ１と間隔Ｐ２は同一であることが理想的である。しかし現実には、間隔Ｐ１と間隔Ｐ２とを同一とすることは決して容易ではない。これは、第一流路基板１１と第二流路基板１３とを異なる素材で生成することや、上述のように第一流路基板１１をジルコニアを焼成して生成する際の素材の収縮率がばらつくことに起因して間隔Ｐ１が理想とする値とならないこと、等が理由である。そのため、図４の上段のように、単純に第一流路基板１１と第二流路基板１３とを、それらの方向を一致させて積層すると、第一流路と連通孔３６との位置がずれてしまい、第一流路が一部、連通孔３６の開口３６ａ内に開口した状態とならないことがある。

本実施形態の特徴の一つは、図４の上段に例示したような第一流路基板１１の第二方向Ｄ２ａ（圧力室３５の並び方向）における間隔Ｐ１と、第二流路基板１３の第二方向Ｄ２ｂ（第一流路の並び方向）における間隔Ｐ２とが異なる場合であっても、適切な流路を実現することにある。
本実施形態では、各プレートを製造するプレート製造工程と、出来上がったプレートを積層して互いの位置を調整する位置調整工程と、位置の調整ができたプレートを接合する接合工程とを含む工程を行うことによって、流路ユニットを含む液体噴射ヘッド１０を製造している。
図４の下段は、流路ユニットを含む液体噴射ヘッド１０の製造方法の一部工程である位置調整工程を、図４の上段と同様の視点により例示している。位置調整工程では、第一流路基板１１と第二流路基板１３との少なくとも一方の位置を変化させて第二方向Ｄ２ａと第二方向Ｄ２ｂとを交差させることにより、第一流路を連通孔３６と一対一で位置決めし、第一流路が連通孔３６の開口３６ａ内に開口した状態とする。図４の下段では、図４の上段の状態から第一流路基板１１を回転させることにより、各連通孔３６の内側に第一流路が開口するように調整した例を示している。

図３，４から判るように、本実施形態では、連通孔３６の開口３６ａの形状を第一方向Ｄ１ａの幅が第二方向Ｄ２ａの幅よりも長い長穴状としている。そのため、図４の下段に示すように第一流路基板１１と第二流路基板１３との相対的な傾きをある程度変化させても（上記調整を行っても）、流路３１毎の連通孔３６の開口３６ａが第一流路の開口を内側に含んだ状態を確保し易い。なお、位置調整工程における自由度（ノズル列６２の両端のノズル６１が各々対応する連通孔３６の開口３６ａ内に収まった状態を維持しつつ、第二方向Ｄ２ａと第二方向Ｄ２ｂとが交差する角度が取り得る最大値）は、主に、開口３６ａの長さ（第一方向Ｄ１ａにおける開口３６ａの幅）に依存する。つまり、開口３６ａが長い程、第二方向Ｄ２ａと第二方向Ｄ２ｂとが交差する角度を大きくしてもより多くの開口３６ａにおいて各々第一流路の開口を収めることができ、間隔Ｐ１≠間隔Ｐ２である場合に、より長いノズル列６２に関して圧力室３５との連通を図ることができる。また、図１，３，４から判るように、第二流路としての共通供給孔４２は、第二方向Ｄ２ｂに沿って連通する長穴である。そのため、間隔Ｐ１が間隔Ｐ２と同一であるか否かにかかわらず、また、位置調整工程が行われた場合であっても、流路３１毎の供給孔３２が共通供給孔４２と連通した状態を確保し易い。ただし、間隔Ｐ１と間隔Ｐ２との差が大きすぎる場合には、連通した状態を確保できなくなるため、プレート製造工程において予め間隔Ｐ１や間隔Ｐ２に基づいて間隔Ｐ１と間隔Ｐ２との差が大きすぎないですむ良品と差が大きすぎることになる不良品の判別を行っている。なお、この判別では、第一流路基板１１と第二流路基板１３との相対的な傾きを変化させない場合に比べると、良品と判断できる許容範囲を広くできる。

図５は、位置調整工程後における第一流路基板１１の一部と第二流路基板１３の一部とを、第一流路基板１１の圧電素子８０が搭載される面側から示している。位置調整工程の後には、第一流路基板１１と第二流路基板１３とを接合する接合工程を実行する。接合工程では、先ず、位置調整工程後における第一流路基板１１と第二流路基板１３との位置関係を保持するための位置決め処理を行なう。位置決め処理では、例えば、位置調整工程後における第一流路基板１１と第二流路基板１３とを基板の積層方向に貫通する位置決め穴７０を、２箇所以上形成する。位置決め穴７０は、インクの流路に干渉しない位置に形成される。そして、各位置決め穴７０に不図示の杭を通すことにより、第一流路基板１１と第二流路基板１３との位置関係が変らないようにする（位置決め処理完了）。このような位置決めがされた状態で、第一流路基板１１の開口３６ａ側の面と第二流路基板１３の第一流路基板１１側の面との間に挟まるように塗布或いは付着された接着剤に熱と圧力が加えられ、第一流路基板１１と第二流路基板１３とが接合（熱圧着）される。その後、接着剤の硬化を待って、位置決め穴７０から杭が抜かれる。さらに、圧電素子８０の形成や、制御回路基板１００との接続等を行うことにより、液体噴射ヘッド１０の製造が終了する。

このように本実施形態によれば、流路ユニットは、基板表面における第一方向Ｄ１ａの幅が第一方向Ｄ１ａに直交する第二方向Ｄ２ａの幅よりも長い形状の開口３６ａを有する複数の圧力室３５が並設された第一流路基板１１と、開口３６ａと一対一で開口３６ａ内に開口する複数の第一流路（４１，５１，６１）が並設され第一流路基板１１と接合された第二流路基板１３とを備え、圧力室３５の並び方向と第一流路の並び方向とは交差している。すなわち、本実施形態では、圧力室３５の並び方向における圧力室３５の間隔Ｐ１と第一流路の並び方向における第一流路の間隔Ｐ２とが一致していなくても、開口３６ａが長穴状であり、かつ、圧力室３５の並び方向と第一流路の並び方向とを交差させることにより、各開口３６ａと各第一流路とを一対一で正確に連通させることができる。

また、圧力室３５の並び方向における圧力室３５の間隔Ｐ１と第一流路の並び方向における第一流路の間隔Ｐ２とが一致していなくても、即不良品扱いとなるのではなく、位置調整工程により各連通孔３６の内側に第一流路が開口するように調整できる限り、不良品とならない。そのため、製造時における材料や部材のロスが減り、製品の製造コストが低下する。上記では主に間隔Ｐ１＞間隔Ｐ２である場合について説明したが、間隔Ｐ１＜間隔Ｐ２であっても、第一流路基板１１と第二流路基板１３との少なくとも一方の位置を変化させて第二方向Ｄ２ａと第二方向Ｄ２ｂとを交差させることにより、各連通孔３６の内側に第一流路が開口するように調整できる。

また、図３，４から判るように、流路３１におけるくびれ部３４は、その断面積（第一方向Ｄ１ａに対して垂直な断面積）が、圧力室３５の断面積（第一方向Ｄ１ａに対して垂直な断面積）や上流室３３の断面積（第一方向Ｄ１ａに対して垂直な断面積）よりも狭く形成されている。また、くびれ部３４の当該断面積は、共通供給孔４２の断面積（第二方向Ｄ２ｂに垂直な断面積）よりも狭く、かつ、共通供給孔４２と上流室３３との接続領域の面積（供給孔３２の開口面積）よりも狭く形成されている。すなわち、くびれ部３４よりも上流側の流路の抵抗をくびれ部３４における抵抗よりも格段に小さくすることにより、くびれ部３４よりも上流側の流路の抵抗の影響を極力無くすようにしている。かかる構成により、圧力室３５から上流側に逆流するインクに対する抵抗が殆どくびれ部３４の存在に依存して安定し、その結果、振動板２０が撓む度に圧力室３５からノズル６１側へ排出されるインク量が安定する。

他の実施形態：
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、例えば以下のような実施形態も可能である。これまでに述べた実施形態と以下に述べる実施形態と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。

図６は、積層された第一流路基板１１と第二流路基板１３との外形を、第一流路基板１１の圧電素子８０が搭載される面側から示している。図６に示すように、液体噴射ヘッド１０では、第二流路基板１３の外形の方が、第一流路基板１１の外形よりも大きい。具体的には、積層された基板面に垂直な視点から第一流路基板１１を射影したときの第一流路基板１１のサイズが、第二流路基板１３のサイズに包含されるように構成されている。仮に、第一流路基板１１と第二流路基板１３との外形を同一サイズとすると、上述のように第一流路基板１１と第二流路基板１３とのいずか一方を他方に対して回転させた場合に、それぞれの基板の角が相手側の基板の外形の外側にはみ出てしまい、全体としていびつな形状となることがある。

そのため当該実施形態では、第一流路基板１１と第二流路基板１３とのいずれかを他方に対して回転させて第二方向Ｄ２ａと第二方向Ｄ２ｂとが交差する角度が上記最大値となった場合にも必ず一つの基板の外形がもう一つの基板の外形範囲に収まるように、第一流路基板１１と第二流路基板１３とのサイズを設定する。なお、第一流路基板１１と第二流路基板１３のいずれを大きく形成しておくかは、例えば、それぞれの基板の生成に用いられる素材のコストに依存する。上述したように第一流路基板１１をジルコニアで生成し、第二流路基板１３をステンレス鋼で生成する場合は、後者の方が安価であるため、図６に示したように安価な後者のサイズを大きく確保すればよい。

第二流路基板１３は、必ずしも封止プレート４０およびリザーバープレート５０を備える必要は無い。例えば、第二流路基板１３は、ノズルプレート６０のみであったり、いわゆるコンプライアンスプレートとノズルプレート６０とを積層したものであったりしてもよく、ノズルプレート６０やコンプライアンスプレートが第一流路基板１１へ接合されるとしてもよい。例えば、第二流路基板１３としてのノズルプレート６０を第一流路基板１１に接合する構成においては、流路プレート３０が、各圧力室３５にインクを供給するためのリザーバーの一部を包含するような構成を採用すればよい。

また、液体噴射ヘッド１０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は液体噴射装置の一例である。

図７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、複数の液体噴射ヘッド１０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、液体噴射ヘッド１０のノズル６１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、液体噴射ヘッド１０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。

また本発明は、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドや液体噴射装置にも適用することができる。例えば、液体噴射ヘッドとしては、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、かかる液体噴射ヘッドを搭載した液体噴射装置にも本発明を適用することができる。

１０…液体噴射ヘッド、１１…第一流路基板、１３…第二流路基板、２０…振動板、３０…流路プレート、３１…流路、３２…供給孔、３３…上流室、３４…くびれ部、３５…圧力室、３６…連通孔、３６ａ…開口、４０…封止プレート、４１…第一連通孔、４２…共通供給孔、５０…リザーバープレート、５１…第二連通孔、５２…リザーバー、６０…ノズルプレート、６１…ノズル、６２…ノズル列、７０…位置決め穴、８０…圧電素子、８１…圧電体層、８２…第一電極、８３…第二電極、９０…ケーブル類（フレキシブル基板）、１００…制御回路基板、２００…インクジェットプリンター

Claims (5)

1. 基板表面における第一方向の幅が第一方向に直交する第二方向の幅よりも長い形状の第一開口および前記第一開口を有する複数の圧力室が前記第二方向に並設された第一流路基板と、
   前記第一開口と一対一で前記第一開口内に開口する複数の第一流路が並設され、前記第一流路基板と接合された第二流路基板と、を備え、
   前記第二方向と前記第一流路の並び方向とは交差していることを特徴とする流路ユニット。
2. 前記圧力室の並び方向における圧力室の間隔と前記第一流路の並び方向における第一流路の間隔とは異なることを特徴とする請求項１に記載の流路ユニット。
3. 前記第二流路基板は、前記圧力室に液体を供給する第二流路を有し、かつ前記第一流路を前記圧力室の下流側に有し、
   前記第一流路基板は、前記圧力室の上流側に位置し流路の断面積が圧力室の断面積よりも狭いくびれ部と、くびれ部の上流側に位置し流路の断面積がくびれ部の流路の断面積よりも広い上流室とを有し、
   前記くびれ部の流路の断面積は、前記第二流路の断面積よりも狭く、かつ、前記第二流路と前記上流室との接続領域の面積よりも狭い、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の流路ユニット。
4. 前記第一流路基板に垂直な視点から第一流路基板を射影したときの第一流路基板のサイズは、前記第二流路基板のサイズに包含されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の流路ユニット。
5. 流路ユニットの製造方法であって、
   基板表面における第一方向の幅が第一方向に直交する第二方向の幅よりも長い形状の第一開口を有する複数の圧力室が並設された第一流路基板と、前記第一開口側に開口する複数の第一流路が並設された第二流路基板との少なくとも一方の位置を変化させて、圧力室の並び方向と第一流路の並び方向とを交差させることにより、第一流路が第一開口と一対一で第一開口内に開口した状態とする位置調整工程と、
   前記位置調整工程の後において、前記第一流路基板の前記第一開口側の面と前記第二流路基板の前記第一流路が開口する側の面とを接合する接合工程と、
   を備えることを特徴とする流路ユニットの製造方法。

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