JP7434976B2 - 液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置 - Google Patents

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。

インクなどの液体を複数のノズルから吐出する液体吐出ヘッドが従来から提案されている。例えば、特許文献１に記載された液体吐出ヘッドは、圧力室空部が形成された圧力室形成基板と、圧電素子を有する振動板とを備える。振動板は圧力室空部と向かい合う。振動板には、底面と曲面からなる凹部が設けられる。圧力室は、振動板の凹部と圧力室空部とを含む。圧力室の側面は、凹部の曲面と圧力形成基板の壁面とを含む。壁面は底面と平行な水平面と、底面と垂直な垂直面とを有する。振動板と圧力室形成基板とは接している。圧力室における振動板と圧力室形成基板との境界は、水平面上に位置する。

特開２０１９－１１１７３８号公報

一般に応力は２つの部材の境界に集中する。従って、上述の液体吐出ヘッドにおいて、圧力室における振動板と圧力室形成基板との境界に応力が集中する。この応力の集中に起因して、境界の部分にクラックが発生することがある。このため、従来の液体吐出ヘッドは、耐久性が低いといった問題があった。

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吐出ヘッドは、圧力室内の液体に圧力を付与するためのエネルギーを生成するエネルギー生成素子と、前記エネルギーにより振動する振動板と、前記振動板の底面の一部と接する第１面と、前記第１面に連なる第１壁面とを有する圧力室基板と、を備え、前記振動板の底面には、底部と前記底部を囲む湾曲部を有する凹部が設けられており、前記湾曲部は、前記底部の端部と前記凹部の端部との間に渡って設けられ、曲面の形状をなし、前記圧力室の内壁を構成する複数の壁面は、前記凹部の面と、前記第１壁面とを含み、前記第１面と前記第１壁面とがなす角度は、９０度より大きく１８０度より小さい。

第１実施形態に係る液体吐出装置の部分的な構成例を示す模式図である。 液体吐出ヘッド内の流路構造を示す模式図である。 図２のａ－ａ線の断面図である。 図２のｂ－ｂ線の断面図である。 図３に示される圧力室Ｃａ１の部分を拡大した断面図である。 湾曲部６２の応力分布と湾曲部６２の曲率半径との関係についてのシミュレーション結果を示すグラフである。 角度θ１および角度θ２を変化させた場合の第１壁面３Ａａおよび第２壁面３Ａｂの配置を模式的に示す説明図である。 図６に示される湾曲部６２の拡大図である。 第２実施形態に係る液体吐出ヘッド内の流路構造を示す模式図である。 図９のａ－ａ線の断面である。 図９のｂ－ｂ線の断面図である。

Ａ：第１実施形態
以下の説明では、相互に直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を想定する。Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、以降の説明で例示される全図において共通である。図１に例示される通り、任意の地点からみてＸ軸に沿う一方向をＸ１方向と表記し、Ｘ１方向と反対の方向をＸ２方向と表記する。Ｘ１方向は、「第１方向」に相当する。同様に、任意の地点からＹ軸に沿って相互に反対の方向をＹ１方向およびＹ２方向と表記する。また、任意の地点からＺ軸に沿って相互に反対の方向をＺ１方向およびＺ２方向と表記する。Ｚ１方向は、「第２方向」に相当する。さらに、Ｘ軸とＹ軸とを含むＸ－Ｙ平面は水平面に相当する。Ｚ軸は鉛直方向に沿う軸線であり、Ｚ２方向は鉛直方向の下方向に相当する。

図１は、本実施形態に係る液体吐出装置１００の部分的な構成例を示す模式図である。液体吐出装置１００は、インクなどの液体の液滴を媒体１１に対して吐出するインクジェット方式の印刷装置である。媒体１１は、例えば、印刷用紙である。媒体１１は、例えば、樹脂フィルムまたは布帛等の任意の材質の印刷対象であってもよい。

液体吐出装置１００には、液体容器１２が設けられる。液体容器１２は、インクを貯留する。液体容器１２は、例えば、液体吐出装置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であってもよい。なお、液体容器１２に貯留されるインクの種類は任意である。

液体吐出装置１００は、図１に示すように、制御ユニット２１と、搬送機構２２と、移動機構２３と、液体吐出ヘッド２４とを有する。制御ユニット２１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ー等の記憶回路とを含み、液体吐出装置１００の各要素を制御する。

搬送機構２２は、制御ユニット２１の制御に基づき、媒体１１をＹ軸に沿って搬送する。移動機構２３は、制御ユニット２１の制御に基づき、液体吐出ヘッド２４をＸ軸に沿って往復させる。移動機構２３は、液体吐出ヘッド２４を収容する略箱型の搬送体２３１と、搬送体２３１が固定された無端の搬送ベルト２３２とを有する。なお、本実施形態では、複数の液体吐出ヘッド２４を搬送体２３１に搭載した構成、および、液体容器１２を液体吐出ヘッド２４と共に搬送体２３１に搭載した構成が採用され得る。

液体吐出ヘッド２４は、制御ユニット２１の制御に基づき、液体容器１２から供給されるインクを複数のノズルの各々から媒体１１に吐出する。搬送機構２２による媒体１１の搬送と搬送体２３１の反復的な往復とに並行して液体吐出ヘッド２４が媒体１１にインクを吐出することで、媒体１１の表面に画像が形成される。

図２は、液体吐出ヘッド２４をＺ軸に沿って見たときの液体吐出ヘッド２４内の流路構造を示す模式図である。液体吐出ヘッド２４の媒体１１に対向する表面には、図２に示すように、複数のノズルＮａと複数のノズルＮｂが形成される。複数のノズルＮａおよび複数のノズルＮｂは、Ｙ軸に沿って配列する。複数のノズルＮａおよび複数のノズルＮｂの各々は、Ｚ軸方向にインクを吐出する。従って、Ｚ軸は、複数のノズルＮａおよび複数のノズルＮｂの各々からインクが吐出される方向に相当する。

図２に示すように、複数のノズルＮａは第１ノズル列Ｌａを構成し、複数のノズルＮｂは第２ノズル列Ｌｂを構成する。第１ノズル列Ｌａは、Ｙ軸に沿って直線状の配列する複数のノズルＮａの各々の集合である。同様に、第２ノズル列Ｌｂは、Ｙ軸に沿って直線状に配列する複数のノズルＮｂの各々の集合である。第１ノズル列Ｌａと第２ノズル列Ｌｂは、図２に示すように、Ｘ軸方向に所定の間隔をあけて並設される。また、Ｙ軸方向における各ノズルＮａの位置と、Ｙ軸方向における各ノズルＮｂの位置とは相違する。図２に示すように、ノズルＮａとノズルＮｂとを含む複数のノズルＮはピッチθで配列する。ピッチθは、Ｙ軸方向におけるノズルＮａの中心とノズルＮｂの中心との距離である。以下の説明においては、第１ノズル列ＬａのノズルＮａに関連する要素の符号に添字ａを付加し、第２ノズル列ＬｂのノズルＮｂに関連する要素の符号に添字ｂを付加する。なお、第１ノズル列ＬａのノズルＮａと第２ノズル列ＬｂのノズルＮｂとを特に区別する必要がない場合には、単に「ノズルＮ」と表記する。なお、ノズルＮａとノズルＮｂがＺ軸方向において同じ位置に設けられて、第１ノズル列Ｌａと第２ノズル列Ｌｂが一直線上に並んでいても良い。

液体吐出ヘッド２４には、図２に示すように、個別流路列２５が設けられる。個別流路列２５は、複数の個別流路Ｐａおよび複数の個別流路Ｐｂの集合である。複数の個別流路Ｐａの各々はＸ１方向に延在し、相異なるノズルＮａに対応する。複数の個別流路Ｐａの各々は、ノズルＮａに連通する。同様に、複数の個別流路Ｐｂの各々はＸ１方向に延在し、相異なるノズルＮｂに対応する。複数の個別流路Ｐｂの各々は、ノズルＮｂに連通する。個別流路Ｐａおよび個別流路Ｐｂの詳細な構成については後述する。なお、以降の説明においては、個別流路Ｐａと個別流路Ｐｂとを特に区別する必要がない場合には、単に「個別流路Ｐ」と表記する。

Ｙ軸方向に互いに向い合う、すなわちＹ軸方向に隣接する個別流路Ｐａと個別流路Ｐｂは、互いにＺ軸を中心として反転させた関係となっている。具体的には、個別流路Ｐａは自身をＺ軸回りに１８０°回転すると個別流路Ｐｂと同じ配置となり、個別流路Ｐｂは自身をＺ軸回りに１８０°回転すると個別流路Ｐａと同じ配置となる。

図２に示すように、個別流路Ｐａは圧力室Ｃａ１と圧力室Ｃａ２とを有する。個別流路Ｐａ内の圧力室Ｃａ１および圧力室Ｃａ２はＸ１方向に延在する。圧力室Ｃａ１および圧力室Ｃａ２には、個別流路Ｐａに連通するノズルＮａから吐出されるインクが貯留される。圧力室Ｃａ１および圧力室Ｃａ２内の圧力が変化するとノズルＮａからインクが吐出される。

同様に、個別流路Ｐｂは圧力室Ｃｂ１と圧力室Ｃｂ２とを有する。個別流路Ｐｂの圧力室Ｃｂ１および圧力室Ｃｂ２はＸ１方向に延在する。圧力室Ｃｂ１および圧力室Ｃｂ２には、個別流路Ｐｂに連通するノズルＮｂから吐出されるインクが貯留される。圧力室Ｃｂ１および圧力室Ｃｂ２内の圧力が変化するとノズルＮｂからインクが吐出される。
なお、以降の説明では、第１ノズル列Ｌａに対応する圧力室Ｃａ１およびＣａ２と、第２ノズル列Ｌｂに対応する圧力室Ｃｂ１および圧力室Ｃｂ２とを特に区別する必要がない場合には、単に「圧力室Ｃ」と表記する。

液体吐出ヘッド２４には、図２に示すように、第１共通液室Ｒ１と第２共通液室Ｒ２とが設けられる。第１共通液室Ｒ１と第２共通液室Ｒ２との各々は、複数のノズルＮが分布する全範囲に亘ってＹ軸方向に延在する。Ｚ１方向から見た平面視において、第１共通液室Ｒ１と第２共通液室Ｒ２との間に個別流路列２５と複数のノズルＮが位置する。

複数の個別流路Ｐは、第１共通液室Ｒ１に共通に連通する。具体的には、各個別流路ＰのＸ２方向に位置する端部Ｅ１が第１共通液室Ｒ１に接続される。同様に、複数の個別流路Ｐは、第２共通液室Ｒ２に共通に連通する。具体的には、各個別流路ＰのＸ１方向に位置する端部Ｅ２が第２共通液室Ｒ２に接続される。液体吐出ヘッド２４においては、各個別流路Ｐが第１共通液室Ｒ１と第２共通液室Ｒ２とを相互に連通させる。これにより、第１共通液室Ｒ１から各個別流路Ｐに供給されるインクがノズルＮから吐出される。また、第１共通液室Ｒ１から各個別流路Ｐに供給されるインクのうち、ノズルＮから吐出されないインクは第２共通液室Ｒ２に排出される。

液体吐出ヘッド２４は、図２に示すように、循環機構２６を有する。循環機構２６は、各個別流路Ｐから第２共通液室Ｒ２に排出されるインクを第１共通液室Ｒ１に還流させる機構である。循環機構２６は、第１供給ポンプ２６１と、第２供給ポンプ２６２と、貯留容器２６３と、循環流路２６４と、供給流路２６５とを有する。

第１供給ポンプ２６１は、液体容器１２に貯留されたインクを貯留容器２６３に供給するポンプである。貯留容器２６３は、液体容器１２から供給されるインクを一時的に貯留するサブタンクである。

循環流路２６４は、第２共通液室Ｒ２と貯留容器２６３とを連通させる流路であり、第２共通液室Ｒ２を介して後述する排出流路Ｒａ２と排出流路Ｒｂ２とから共通にインクが排出される。

貯留容器２６３には、液体容器１２に貯留されたインクが第１供給ポンプ２６１から供給されるほか、各個別流路Ｐから第２共通液室Ｒ２に排出されたインクが循環流路２６４を介して供給される。

第２供給ポンプ２６２は、貯留容器２６３に貯留されたインクを送出するポンプである。第２供給ポンプ２６２から送出されたインクは、供給流路２６５を介して第１共通液室Ｒ１に供給される。

個別流路列２５の複数の個別流路Ｐは、複数の個別流路Ｐａと複数の個別流路Ｐｂとを有する。複数の個別流路Ｐａの各々は、第１ノズル列Ｌａの１個のノズルＮａに連通する個別流路Ｐである。複数の個別流路Ｐｂの各々は、第２ノズル列Ｌｂの１個のノズルＮｂに連通する個別流路Ｐである。個別流路Ｐａと個別流路Ｐｂとは、Ｙ軸に沿って交互に配列する。これにより、個別流路Ｐａと個別流路ＰｂとはＹ軸方向に相互に向い合う、すなわち、隣接する構成となる。

個別流路Ｐａは、図２に示すように、ノズル流路Ｎｆａを有する。ノズル流路ＮｆａはＸ１方向に延在し、同図に示すように、Ｚ１方向に見たとき、すなわちノズル流路ＮｆａをＺ１方向から見たとき、圧力室Ｃａ１と圧力室Ｃａ２との間に位置する。ノズル流路Ｎｆａは、圧力室Ｃａ１と圧力室Ｃａ２とに連通し、圧力室Ｃａ１から供給されたインクを吐出するノズルＮａが設けられる。

個別流路Ｐｂは、図２に示すように、ノズル流路Ｎｆｂを有する。ノズル流路ＮｆｂはＸ１方向に延在し、同図に示すように、Ｚ１方向に見たとき、すなわちノズル流路ＮｆｂをＺ１方向から見たとき、圧力室Ｃｂ１と圧力室Ｃｂ２との間に位置する。ノズル流路Ｎｆｂは、圧力室Ｃｂ１と圧力室Ｃｂ２とに連通し、圧力室Ｃｂ１から供給されたインクを吐出するノズルＮｂが設けられる。

ノズル流路Ｎｆａとノズル流路Ｎｆｂは、Ｙ軸方向に沿って直列状に配列する。ノズル流路Ｎｆａとノズル流路Ｎｆｂは、Ｙ軸方向に所定の間隔をあけて並設される。Ｙ軸方向に互いに向い合うノズル流路Ｎｆａとノズル流路Ｎｆｂは、互いにＺ軸を中心として反転させた関係となっている。

本実施形態の液体吐出ヘッド２４においては、図２に示すように、第１ノズル列Ｌａの相異なるノズルＮａに対応する複数の圧力室Ｃａ１と、第２ノズル列Ｌｂの相異なるノズルＮｂに対応する複数の圧力室Ｃｂ１は、Ｙ軸方向に沿って直列状に配列する。同様に、第１ノズル列Ｌａの相異なるノズルＮａに対応する複数の圧力室Ｃａ２と、第２ノズル列Ｌｂの相異なるノズルＮｂに対応する複数の圧力室Ｃｂ２は、Ｙ軸方向に沿って直列状に配列する。複数の圧力室Ｃａ１と複数の圧力室Ｃｂ１とから構成される配列と、複数の圧力室Ｃａ２と複数の圧力室Ｃｂ２とから構成される配列は、Ｘ軸方向に所定の間隔をあけて並設される。Ｙ軸方向における各圧力室Ｃａ１の位置と、Ｙ軸方向における各圧力室Ｃａ２との位置はここでは同一であるが、異なっていても良い。また、Ｙ軸方向における各圧力室Ｃｂ１の位置と、Ｙ軸方向における各圧力室Ｃｂ２との位置もここでは同一であるが、異なっていても良い。

液体吐出ヘッド２４は、インク吐出時にインクを循環させることで、ノズルＮａおよびノズルＮｂの近傍のインクの増粘や成分の沈殿を抑制してインクの吐出特性の悪化を防止することができる。これにより、インクの吐出特性をほぼ一定にそろえることができ、吐出特性のバラつきを抑制してインクの吐出品質を向上させることができる。なお、前述した「吐出特性」とは、例えば、インクの吐出量または吐出速度である。

次に、液体吐出ヘッド２４の詳細な構成について述べる。図３は、図２のａ－ａ線の断面図であり、図４は図２のｂ－ｂ線の断面図である。図３では個別流路Ｐａを通過する断面が示され、図４では個別流路Ｐｂを通過する断面が示される。

液体吐出ヘッド２４は、図３および図４に示すように、流路構造体３０と、複数の圧電素子４１と、筐体部４２と、保護基板４３と、配線基板４４とを有する。流路構造体３０は、第１共通液室Ｒ１と、第２共通液室Ｒ２と、複数の個別流路Ｐと、複数のノズルＮとを有する流路が形成された構造体である。

流路構造体３０は、Ｚ１方向に向かって、ノズルプレート３１と、流路基板３３と、圧力室基板３４と、振動板３５とが順に積層された構造体である。流路構造体３０を構成するこれらの要素は、例えば半導体を製造する一般的な加工方法によりシリコンの単結晶基板を加工することによって製造される。振動板３５はＸ１方向に延在する。

ノズルプレート３１には、複数のノズルＮが形成される。複数のノズルＮの各々は、インクを通過させる円筒状の貫通孔である。ノズルプレート３１は、図３および図４に示すように、Ｚ２方向を向く表面Ｆａ１とＺ１方向を向く表面Ｆａ２とを有する板状部材である。流路基板３３は、Ｚ２方向を向く表面Ｆｃ１とＺ１方向を向く表面Ｆｃ２とを有する板状部材である。

流路構造体３０を構成する各要素は、矩形状に形成され、例えば接着剤により相互に接合される。例えば、ノズルプレート３１の表面Ｆａ２は流路基板３３の表面Ｆｃ１に接合され、流路基板３３の表面Ｆｃ２は圧力室基板３４の表面Ｆｄ１に接合される。圧力室基板３４の表面Ｆｄ２は、振動板３５の表面Ｆｅ１に接合される。振動板３５の表面Ｆｅ１は、振動板の底面の一例である。

流路基板３３には、空間Ｏ１２と空間Ｏ２２とが形成される。空間Ｏ１２および空間Ｏ２２の各々は、Ｙ軸方向に長尺な開口である。流路基板３３の表面Ｆｃ１には、空間Ｏ１２を閉塞する吸振体３６１と空間Ｏ２２を閉塞する吸振体３６２とが設置される。吸振体３６１および吸振体３６２は、弾性材料で形成された層状部材である。

筐体部４２は、インクを貯留するためのケースである。流路基板３３の表面Ｆｃ２に筐体部４２が接合される。筐体部４２には、空間Ｏ１２に連通する空間Ｏ１３と、空間Ｏ２２に連通する空間Ｏ２３とが形成される。空間Ｏ１３および空間Ｏ２３の各々は、Ｙ軸方向に長尺な空間である。空間Ｏ１２と空間Ｏ１３とは、相互に連通することで第１共通液室Ｒ１を構成する。同様に、空間Ｏ２２と空間Ｏ２３とは、相互に連通することで第２共通液室Ｒ２を構成する。吸振体３６１は第１共通液室Ｒ１の壁面を構成し、第１共通液室Ｒ１内のインクの圧力変動を吸収する。吸振体３６２は第２共通液室Ｒ２の壁面を構成し、第２共通液室Ｒ２内のインクの圧力変動を吸収する。

筐体部４２には供給口４２１と排出口４２２とが形成される。供給口４２１は、第１共通液室Ｒ１に連通する管路であり、循環機構２６の供給流路２６５に連結される。第２供給ポンプ２６２から供給流路２６５に送出されたインクは、供給口４２１を経由して第１共通液室Ｒ１に供給される。他方、排出口４２２は、第２共通液室Ｒ２に連通する管路であり、循環機構２６の循環流路２６４に連結される。第２共通液室Ｒ２内のインクは排出口４２２を経由して循環流路２６４に供給される。

圧力室基板３４には、圧力室Ｃａ１および圧力室Ｃａ２と、圧力室Ｃｂ１および圧力室Ｃｂ２とが設けられる。各圧力室Ｃは、流路基板３３の表面Ｆｃ２と振動板３５との間隔である。各圧力室Ｃは、Ｚ１方向から見た平面視でＸ軸に沿う長尺状に形成され、Ｘ１方向に延在する。

振動板３５は、弾性的に振動可能な板状部材である。振動板３５は、例えば、すくなとも一部が酸化シリコン（ＳｉＯ_２）により形成される。より具体的には、弾性層として機能する酸化シリコン（ＳｉＯ_２）の第１層と、絶縁層として機能する酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）の第２層との積層で構成される。なお、所定厚の板状部材のうち圧力室Ｃに対応する領域について厚さ方向の一部を選択的に除去することで、振動板３５と圧力室基板３４とを一体に形成してもよい。また、振動板３５を単層で形成してもよい。

振動板３５の表面Ｆｅ２には、相異なる圧力室Ｃに対応する複数の圧電素子４１が設置される。各圧力室Ｃに対応する圧電素子４１は、Ｚ１方向から見た平面視で圧力室Ｃに重なる。具体的には、各圧電素子４１は、相互に対向する第１電極および第２電極と、両電極間に形成された圧電体層との積層により構成される。各圧電素子４１は、圧力室Ｃ内のインクに圧力を付与するためのエネルギーを生成するエネルギー生成素子である。また、振動板３５は圧電素子４１によって生成されたエネルギーにより振動する。具体的には、圧電素子４１は、駆動信号を受信することで自身を変形させることにより振動板３５を振動させる。振動板３５が振動すると圧力室Ｃが膨張および伸縮する。圧力室Ｃが膨張および伸縮することによって、圧力室Ｃからインクに圧力が付与される。これにより、ノズルＮからインクが吐出される。

保護基板４３は、振動板３５の表面Ｆｅ２に設置された板状部材であり、複数の圧電素子４１を保護するとともに振動板３５の機械的な強度を補強する。保護基板４３と振動板３５との間に複数の圧電素子４１が収容される。また、振動板３５の表面Ｆｅ２には配線基板４４が実装される。配線基板４４は、制御ユニット２１と液体吐出ヘッド２４とを電気的に接続するための実装部品である。例えばＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）またはＦＦＣ（Flexible Flat Cable）等の可撓性の配線基板４４が好適に利用される。配線基板４４には各圧電素子４１に駆動信号を供給するための駆動回路４５が実装される。駆動回路４５は液体吐出ヘッド２４からの吐出動作を制御する制御部として機能する。

次に、圧力室Ｃａ１の詳細な構成について説明する。なお、図３に示す圧力室Ｃａ２、図４に示す圧力室Ｃｂ１、および圧力室Ｃｂ２は、圧力室Ｃａ１と同様に構成されている。図５は、図３に示される圧力室Ｃａ１の部分を拡大した断面図である。図５に示されるように、振動板３５の表面Ｆｅ１には、凹部６０が設けられる。凹部６０は、底部６１と湾曲部６２とを備える。底部６１は、凹部６０の底である。従って、Ｙ１方向に凹部６０を見た場合、凹部６０において底部６１はＺ１方向に最も遠い位置に位置する。底部６１は、例えば、Ｘ－Ｙ平面に平行な平面である。湾曲部６２は底部６１を囲む。湾曲部６２は、底部６１の端部６１ａと凹部６０の端部６０ａとの間に渡って設けられる。以下の説明では、凹部６０の端部６０ａを第１端部６０ａと称し、底部６１の端部６１ａを第２端部６１ａと称する。湾曲部６２をＸ－Ｙ平面に平行な複数の平面で切断した場合、複数の切断面の断面積は、Ｚ２方向に向かって増加する。湾曲部６２は、曲面の形状をしている。湾曲部６２のＺ１方向の幅はＷｚであり、湾曲部６２のＸ１方向の幅はＷｘである。湾曲部６２の曲面は、例えば、円弧形状である。湾曲部６２の形状が円弧形状である場合、幅Ｗｘと幅Ｗｚとは等しい。湾曲部６２の曲面は、円弧形状に限定されない。

圧力室基板３４の表面Ｆｄ２は、振動板３５の底面である表面Ｆｅ１の一部と接する第１面３Ａ、および振動板３５の底面である表面Ｆｅ１の一部と接する第２面３Ｂを備える。圧力室基板３４は、第１面３Ａと連なる第１壁面３Ａａ、および第１壁面３Ａａと連なる第２壁面３Ａｂを有する。また、圧力室基板３４は、第２面３Ｂと連なる第３壁面３Ｂａ、および第３壁面３Ｂａと連なる第４壁面３Ｂｂを有する。圧力室Ｃａ１の内壁を構成する複数の壁面は、凹部６０の面と、第１壁面３Ａａと、第２壁面３Ａｂと、第３壁面３Ｂａと、第４壁面３Ｂｂとを含む。第３壁面３Ｂａは、Ｘ１方向において、第１壁面３Ａａと向かい合う。また、第４壁面３Ｂｂは、Ｘ１方向において、第２壁面３Ａｂと向かい合う。

この例では、Ｚ１方向に凹部６０を見た場合、Ｘ１方向における第２端部６１ａの位置ｘ１は、Ｘ１方向における第２壁面３Ａｂの位置ｘ２と略一致する。第２端部６１ａの位置ｘ１は、Ｘ１方向における底部６１と湾曲部６２との境界の位置である。

また、Ｚ１方向における第２面３Ｂの位置ｚ２は、Ｚ１方向における第１面３Ａの位置ｚ１と略一致する。

第１面３Ａと第１壁面３Ａａとのなす角度はθ１であり、第１壁面３Ａａと第２壁面３Ａｂとのなす角度はθ２である。また、第２面３Ｂと第３壁面３Ｂａとのなす角度はθ３であり、第３壁面３Ｂａと第４壁面３Ｂｂとのなす角度はθ４である。なお、以降の説明において、ある部材の１の面と他の面とのなす角度とは、当該部材の外部を回る角度でなく、当該部材の内部を回る角度を指す。
圧電素子４１に駆動信号を印加すると、振動板３５がＺ軸に沿って変位する。振動板３５の変位に起因して、応力が発生する。湾曲部６２の応力分布と湾曲部６２の曲率半径との関係についてシミュレーション結果を説明する。このシミュレーションでは、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）を厚さ３０ｎｍの酸化タンタル（ＴａＯ_Ｘ）で被膜した振動板３５を想定する。また、角度θ１は１８０度に設定される。この場合、第１面３Ａと第１壁面３Ａａとは、同一の平面に含まれる。加えて、湾曲部６２の曲面が理想的な円弧の形状である場合を想定する。図６にシミュレーション結果が示される。図６において、縦軸は最大主応力であり、横軸は曲率半径である。点Ｐ１は圧力室Ｃａ１に向かう面において主応力が最大となる箇所である。点Ｐ２は酸化タンタルの厚さ方向の中心において主応力が最大となる箇所である。点Ｐ３は酸化シリコンにおいて主応力が最大となる箇所である。

図６に示されるように、曲率半径が１５０ｎｍ以下の場合、第１端部６０ａに応力が集中する。また、曲率半径が１５０ｎｍを超えて増加すると、応力が集中する箇所が、第１端部６０ａから湾曲部６２の円弧中央へ移動することが分かる。
曲率半径を大きくすれば、第１端部６０ａの応力が低減される。曲率半径を大きくするためには、振動板３５の膜厚方向の厚み、換言すれば、振動板３５のＺ１方向の幅を大きくする必要がある。

振動板３５は各種の製造プロセスによって製造可能である。ある製造プロセスでは、振動板３５のＺ１方向の幅を大きくすると、振動板３５を構成する酸化シリコンの圧縮応力に起因して、ウエハが反る量が大きくなる。このため、製造プロセスの種類によっては、ウエハの反りに起因して、振動板３５の製造が困難になる。あるいは、製造プロセスの種類によっては、ウエハの反りを抑制するために工程を追加する必要がある。このため、製造プロセスの種類によっては、振動板３５の膜厚方向の厚みを小さくするために、曲率半径を１５０ｎｍ以下とすることが望まれる。この場合、第１端部６０ａの応力集中を抑制することが好ましい。

説明を図５に戻す。本実施形態では、第１面３Ａに対して傾斜する第１壁面３Ａａと、第２面３Ｂに対して傾斜する第３壁面３Ｂａとを有する。具体的には、第１面３Ａと第１壁面３Ａａとがなす角度θ１は、以下に示す式１で与えられる。
９０＜θ１＜１８０…式１
即ち、角度θ１は９０度より大きく１８０度より小さい。

θ２＝１８０-｛１８０-９０-（１８０-θ１）｝＝２７０－θ１…式２
即ち、第１壁面３Ａａと第２壁面３Ａｂとがなす角度θ２は、２７０度から第１面３Ａと第１壁面３Ａａとがなす角度θ１を減算した角度と略等しい。本明細書において「略等しい」とは、製造上の誤差を含む意味である。

式１および式２から、式３が導かれる。
９０＜θ２＜１８０…式３
即ち、角度θ２は９０度より大きく１８０度より小さい。

次に、第２面３Ｂと第３壁面３Ｂａとがなす角度θ３は、以下に示す式４で与えられる。
９０＜θ３＜１８０…式４
即ち、角度θ３は９０度より大きく１８０度より小さい。

また、第３壁面３Ｂａと第４壁面３Ｂｂとがなす角度θ４は、以下に示す式５で与えられる。
θ４＝１８０-｛１８０-９０-（１８０-θ３）｝＝２７０－θ３…式５
即ち、第３壁面３Ｂａと第４壁面３Ｂｂとがなす角度θ４は、２７０度から第２面３Ｂと第３壁面３Ｂａとがなす角度θ３を減算した角度と略等しい。

式４および式５から、式６が導かれる。
９０＜θ４＜１８０…式６
即ち、角度θ４は９０度より大きく１８０度より小さい。

このように角度θ１、角度θ２、角度θ３、および角度θ４を設定することによって、θ１＝θ３＝１８０である場合と比較して、第１端部６０ａにおける応力の大きさが減少する。

液体吐出ヘッド２４の動作状態では、ノズルＮａから気泡が流入することがある。気泡が圧力室Ｃａ１のインクに混入すると、気泡が圧力室Ｃａ１のインクに混入していない場合と比較して、コンプライアンスが増加する。このため、気泡が圧力室Ｃａ１のインクに混入していない場合と同じ駆動信号を圧電素子４１に印加しても振動板３５の変位が大きくなる。さらに、コンプライアンスの増加に伴い、圧電素子４１、振動板３５、圧力室Ｃａ１の形状、およびインクの粘性などで定まる固有振動数が変化する。固有振動数の変化によって、振動板３５が共振し、振動板３５の変位が大きくなることがある。振動板３５の変位が大きくなると、第１端部６０ａにおける応力が増加する。従って、圧力室Ｃａ１のインクに気泡が混入すると、第１端部６０ａにクラックが発生する可能性が高くなる。圧力室Ｃａ１に混入した気泡は、速やかに圧力室Ｃａ１から排出することが好ましい。しかしながら、角度θ１が１８０度である場合、湾曲部６２に気泡が入り込むと、気泡が湾曲部６２に滞留し易くなる。

上述したように、第１面３Ａに対して第１壁面３Ａａは傾斜しており、第２面３Ｂに対して第３壁面３Ｂａは傾斜している。仮に、湾曲部６２に気泡が入り込んだとしても、気泡が湾曲部６２から離脱し易くなる。そして、湾曲部６２から離脱した気泡はインクの循環に伴って圧力室Ｃａ１から排出される。よって、湾曲部６２に気泡を滞留させない観点からも、第１面３Ａに対して第１壁面３Ａａを傾斜させ、第２面３Ｂに対して第３壁面３Ｂａを傾斜させることによって、第１端部６０ａにおける応力の大きさを低減できる。

以上、説明したように、第１面３Ａに対して傾斜する第１壁面３Ａａと、第２面３Ｂに対して傾斜する第３壁面３Ｂａを設けることによって、第１端部６０ａにおける応力の大きさが減少する。この結果、第１端部６０ａにクラックが発生することを抑制でき、液体吐出ヘッド２４の耐久性が向上する。

また、第１端部６０ａにおける応力の大きさを低減できるので、湾曲部６２の曲面の曲率半径を１５０ｎｍ以下に設定してもよい。このように曲面の曲率半径を設定することによって、振動板３５の製造が容易になる。

次に、圧力室Ｃに関する構造クロストークの観点から、角度θ１および角度θ２について検討する。圧力室Ｃに関する構造クロストークとは、Ｙ軸に沿って隣り合う圧力室Ｃａ１と圧力室Ｃｂ１とにおいて、一方の圧力室Ｃの内圧変化に起因する振動が他方の圧力室Ｃに伝搬し、他方の圧力室Ｃに連通するノズルの吐出特性が低下する現象の意味である。
図７は、角度θ１および角度θ２を変化させた場合の第１壁面３Ａａおよび第２壁面３Ａｂの配置を模式的に示す説明図である。図７に示される圧力室Ｃａ１は、圧力室基板３４によって、圧力室Ｃａ１と隣り合う圧力室Ｃｂ１と隔てられている。換言すれば、圧力室基板３４は、圧力室Ｃａ１と圧力室Ｃｂ１とを隔てる側壁として機能する。

図７に示されるように、角度θ１を次第に小さくしていくと、第１壁面３Ａａの位置は、矢印Ｓの方向に変化する。角度θ１と角度θ２とは、式２の関係があるので、角度θ１が小さくなると、角度θ２は大きくなる。

また、角度θ１が小さくなると、圧力室基板３４の断面積が減少する。この結果、圧力室基板３４によって構成される圧力室Ｃａ１と圧力室Ｃｂ１との間の側壁の強度が低下する。側壁の強度が低下すると、振動が伝わり易くなるので、構造クロストークが増加する。一方、角度θ１が小さくなり、角度θ２が大きくなるほど、第１端部６０ａにおける応力は小さくなる。

従って、第１端部６０ａの応力と、構造クロストークとは、トレードオフの関係にある。
構造クロストークの影響が許容され、且つ、第１端部６０ａにおける応力に起因する液体吐出ヘッド２４の耐久性が許容される観点より、角度θ１は１８０度より小さく１５０度より大きいことが好ましい。また、角度θ２は９０度より大きく１２０度より小さいことが好ましい。

加えて、第１面３Ａの第１端部６０ａにおける応力の大きさと、第２面３Ｂの第１端部６０ａにおける応力の大きさは等しいことが好ましい。第１面３Ａの第１端部６０ａにおける応力の大きさと、第２面３Ｂの第１端部６０ａにおける応力の大きさが異なる場合は、応力の大きさが大きい方の第１端部６０ａにクラックが発生する可能性が高くなるからである。このため、角度θ１と角度θ３とは略等しいことが好ましい。また、角度θ２と角度θ４とは略等しいことが好ましい。

以下では、さらに、第１端部６０ａの応力を低減するのに好適な湾曲部６２の曲面形状について説明する。
図８は、図６に示される湾曲部６２の拡大図である。図８に示されるように、湾曲部６２のＺ１方向の幅Ｗｚは、湾曲部６２のＸ１方向の幅Ｗｘより大きいことが好ましい。図７に示されるように、湾曲部６２は、第１端部６０ａを含む第１部分６２１と、第２端部６１ａを含む第２部分６２２とを有する。即ち、第１部分６２１は、圧力室基板３４と湾曲部６２との境界を含む。また、第２部分６２２は、底部６１と湾曲部６２との境界を含む。この場合、第１部分６２１が曲がる程度は、第２部分６２２の曲がる程度よりも大きい。換言すれば、湾曲部６２の曲率半径は一律ではなく、第１部分６２１の曲率半径は第２部分６２２の曲率半径よりも大きい。このように第１部分６２１の曲率半径と第２部分６２２の曲率半径とを定めることによって、湾曲部６２のＺ１方向の幅Ｗｚは、湾曲部６２のＸ１方向の幅Ｗｘより大きくなる。

第１端部６０ａにおける応力は、第２部分６２２よりも第１部分６２１の影響を受ける。このため、第１部分６２１の曲率半径が小さい場合と比較して、第１部分６２１の曲率半径が大きい場合、第１端部６０ａにおける応力の大きさは小さくなる。従って、第１部分６２１の曲率半径を第２部分６２２の曲率半径よりも小さくすることによって、第１端部６０ａにおける応力を低減しつつ、湾曲部６２のＺ１方向の幅Ｗｚを小さくすることができる。よって、液体吐出ヘッド２４の耐久性を向上させ、且つ、ウエハの反りに起因する問題が生じる可能性を低減できる。

次に、湾曲部６２のＺ１方向の幅Ｗｚ、湾曲部６２のＸ１方向の幅Ｗｘ、および角度θ１との関係について説明する。本願の発明者は、実験によって、下記表１に示す関係であれば、第１端部６０ａの応力の大きさを低減できることを確認した。

上記実験によれば、幅Ｗｘおよび幅Ｗｚには、以下に示す式７の関係がある。
Ｗｚ＝4.8541Ｗｘ^-(-0.79)…式７
また、角度θ１と幅Ｗｘとには、以下に示す式８の関係がある。
θ１＝0.0042Ｗｘ+169.65…式８

Ｂ：第２実施形態
図９は、第２実施形態に係る液体吐出ヘッド２４をＺ軸方向に見たときの液体吐出ヘッド２４内の流路構造を示す模式図である。図９に例示される通り、液体吐出ヘッド２４のうち媒体１１に対向する表面には複数のノズルＮ（Ｎａ，Ｎｂ）が形成される。複数のノズルＮはＹ軸に沿って配列する。複数のノズルＮの各々からＺ軸方向にインクが吐出される。すなわち、Ｚ軸は、各ノズルＮからインクが吐出される方向に相当する。

第２実施形態における複数のノズルＮは、第１ノズル列Ｌａと第２ノズル列Ｌｂとに区分される。第１ノズル列Ｌａは、Ｙ軸に沿って直線状に配列する複数のノズルＮａの集合である。同様に、第２ノズル列Ｌｂは、Ｙ軸に沿って直線状に配列する複数のノズルＮｂの集合である。第１ノズル列Ｌａと第２ノズル列Ｌｂとは、Ｘ軸方向に所定の間隔をあけて並設される。また、Ｙ軸方向における各ノズルＮａの位置と、Ｙ軸方向における各ノズルＮｂの位置とは相違する。図１６に例示される通り、ノズルＮａとノズルＮｂとを含む複数のノズルＮがピッチ（周期）θで配列する。ピッチθは、Ｙ軸方向におけるノズルＮａとノズルＮｂとの中心間の距離である。

図９に例示される通り、液体吐出ヘッド２４には個別流路列２５が設置される。個別流路列２５は、相異なるノズルＮに対応する複数の個別流路Ｐ（Ｐａ，Ｐｂ）の集合である。複数の個別流路Ｐの各々は、当該個別流路Ｐに対応するノズルＮに連通する流路である。各個別流路Ｐは、Ｘ軸に沿って延在する。個別流路列２５は、Ｙ軸に沿って並設された複数の個別流路Ｐにより構成される。なお、図９においては各個別流路Ｐを便宜的に単純な直線として図示したが、各個別流路Ｐの実際の形状については後述する。

各個別流路Ｐは圧力室Ｃ（Ｃａ，Ｃｂ）を含む。各個別流路Ｐ内の圧力室Ｃは、当該個別流路Ｐに連通するノズルＮから吐出されるインクを貯留する空間である。すなわち、圧力室Ｃ内のインクの圧力が変化することでノズルＮからインクが吐出される。また、第２実施形態の圧力室Ｃは、図５から図８を参照して説明した第１実施形態の圧力室Ｃと同様に構成されている。従って、第２実施形態の液体吐出ヘッド２４は、第１実施形態の液体吐出ヘッド２４と同様に、第１端部６０ａにおける応力の大きさを減少させることができる。このため、第２実施形態の液体吐出ヘッド２４は、耐久性が向上する。

図９に例示される通り、液体吐出ヘッド２４には第１共通液室Ｒ１と第２共通液室Ｒ２とが設置される。第１共通液室Ｒ１および第２共通液室Ｒ２の各々は、複数のノズルＮが分布する範囲の全域にわたりＹ軸方向に延在する。Ｚ１方向から見た平面視において、第１共通液室Ｒ１と第２共通液室Ｒ２との間に個別流路列２５と複数のノズルＮとが位置する。

複数の個別流路Ｐは、第１共通液室Ｒ１に共通に連通する。具体的には、各個別流路ＰのうちＸ２方向に位置する端部Ｅ１が第１共通液室Ｒ１に連結される。また、複数の個別流路Ｐは、第２共通液室Ｒ２に共通に連通する。具体的には、各個別流路ＰのうちＸ１方向に位置する端部Ｅ２が第２共通液室Ｒ２に連結される。以上の説明から理解される通り、各個別流路Ｐは、第１共通液室Ｒ１と第２共通液室Ｒ２とを相互に連通させる。第１共通液室Ｒ１から各個別流路Ｐに供給されるインクが当該個別流路Ｐに対応するノズルＮから吐出される。また、第１共通液室Ｒ１から各個別流路Ｐに供給されるインクのうちノズルＮから吐出されない部分が第２共通液室Ｒ２に排出される。

図９に例示される通り、第２実施形態の液体吐出装置１００は、循環機構２６を具備する。循環機構２６は、各個別流路Ｐから第２共通液室Ｒ２に排出されるインクを第１共通液室Ｒ１に環流させる機構である。具体的には、循環機構２６は、第１供給ポンプ２６１と第２供給ポンプ２６２と貯留容器２６３と循環流路２６４と供給流路２６５とを具備する。

第１供給ポンプ２６１は、液体容器１２に貯留されたインクを貯留容器２６３に供給するポンプである。貯留容器２６３は、液体容器１２から供給されるインクを一時的に貯留するサブタンクである。循環流路２６４は、第２共通液室Ｒ２と貯留容器２６３とを連通させる流路である。貯留容器２６３には、液体容器１２に貯留されたインクが第１供給ポンプ２６１から供給されるほか、各個別流路Ｐから第２共通液室Ｒ２に排出されたインクが循環流路２６４を介して供給される。第２供給ポンプ２６２は、貯留容器２６３に貯留されたインクを送出するポンプである。第２供給ポンプ２６２から送出されたインクは、供給流路２６５を介して第１共通液室Ｒ１に供給される。

個別流路列２５の複数の個別流路Ｐは、複数の個別流路Ｐａと複数の個別流路Ｐｂとを含む。複数の個別流路Ｐａの各々は、第１ノズル列Ｌａの１個のノズルＮａに連通する個別流路Ｐである。複数の個別流路Ｐｂの各々は、第２ノズル列Ｌｂの１個のノズルＮｂに連通する個別流路Ｐである。個別流路Ｐａと個別流路Ｐｂとは、Ｙ軸に沿って交互に配列する。すなわち、個別流路Ｐａと個別流路ＰｂとはＹ軸方向に隣り合う。

以上の説明から理解される通り、第１ノズル列Ｌａの相異なるノズルＮａに対応する複数の圧力室Ｃａは、Ｙ軸に沿って直線状に配列する。同様に、第２ノズル列Ｌｂの相異なるノズルＮｂに対応する複数の圧力室Ｃｂは、Ｙ軸に沿って直線状に配列する。複数の圧力室Ｃａの配列と複数の圧力室Ｃｂの配列とは、Ｘ軸方向に所定の間隔をあけて並設される。Ｙ軸方向における各圧力室Ｃａの位置と、Ｙ軸方向における各圧力室Ｃｂの位置とは相違する。

液体吐出ヘッド２４の具体的な構成を以下に詳述する。図１０は、図９におけるａ－ａ線の断面図であり、図１１は、図９におけるｂ－ｂ線の断面図である。個別流路Ｐａを通過する断面が図１０に図示され、個別流路Ｐｂを通過する断面が図１１に図示される。

図１０および図１１に例示される通り、液体吐出ヘッド２４は、流路構造体３０と複数の圧電素子４１と筐体部４２と保護基板４３と配線基板４４とを具備する。流路構造体３０は、第１共通液室Ｒ１と第２共通液室Ｒ２と複数の個別流路Ｐと複数のノズルＮとを含む流路が内部に形成された構造体である。

流路構造体３０は、ノズルプレート３１と第１流路基板３２と第２流路基板３３１と圧力室基板３４と振動板３５とが、Ｚ１方向に以上の順番で積層された構造体である。流路構造体３０を構成する各部材は、例えば半導体製造技術を利用してシリコンの単結晶基板を加工することで製造される。

ノズルプレート３１には複数のノズルＮが形成される。複数のノズルＮの各々は、インクを通過させる円形状の貫通孔である。第１実施形態のノズルプレート３１は、Ｚ２方向に位置する表面Ｆａ１とＺ１方向に位置する表面Ｆａ２とを含む板状部材である。

図１０および図１１の第１流路基板３２は、Ｚ２方向に位置する表面Ｆｂ１とＺ１方向に位置する表面Ｆｂ２とを含む板状部材である。第２流路基板３３１は、Ｚ２方向に位置する表面Ｆｃ１とＺ１方向に位置する表面Ｆｃ２とを含む板状部材である。第２流路基板３３１は第１流路基板３２よりも厚い。

圧力室基板３４は、Ｚ２方向に位置する表面Ｆｄ１とＺ１方向に位置する表面Ｆｄ２とを含む板状部材である。振動板３５は、Ｚ２方向に位置する表面Ｆｅ１とＺ１方向に位置する表面Ｆｅ２とを含む板状部材である。

流路構造体３０を構成する各部材は、Ｙ軸方向に長尺な矩形状に成形され、例えば接着剤により相互に接合される。例えば、ノズルプレート３１の表面Ｆａ２は第１流路基板３２の表 面Ｆb1に接合され、第１流路基板３２の表面Ｆｂ２は第２流路基板３３１の表面Ｆｃ１に接合される。また、第２流路基板３３１の表面Ｆｃ２は圧力室基板３４の表面Ｆｄ１に接合され、圧力室基板３４の表面Ｆｄ２は振動板３５の表面Ｆｅ１に接合される。

第１流路基板３２には、空間Ｏ１１と空間Ｏ２１とが形成される。空間Ｏ１１および空間Ｏ２１の各々は、Ｙ軸方向に長尺な開口である。また、第２流路基板３３１には、空間Ｏ１２と空間Ｏ２２とが形成される。空間Ｏ１２および空間Ｏ２２の各々は、Ｙ軸方向に長尺な開口である。空間Ｏ１１と空間Ｏ１２とは相互に連通する。同様に、空間Ｏ２１と空間Ｏ２２とは相互に連通する。第１流路基板３２の表面Ｆｂ１には、空間Ｏ１１を閉塞する吸振体３６１と空間Ｏ２１を閉塞する吸振体３６２とが設置される。吸振体３６１および吸振体３６２は、弾性材料で形成された層状部材である。

筐体部４２は、インクを貯留するためのケースである。第２流路基板３３１の表面Ｆｃ２に筐体部４２が接合される。筐体部４２には、空間Ｏ１２に連通する空間Ｏ１３と、空間Ｏ２２に連通する空間Ｏ２３とが形成される。空間Ｏ１３および空間Ｏ２３の各々は、Ｙ軸方向に長尺な空間である。空間Ｏ１１と空間Ｏ１２と空間Ｏ１３とは、相互に連通することで第１共通液室Ｒ１を構成する。同様に、空間Ｏ２１と空間Ｏ２２と空間Ｏ２３とは、相互に連通することで第２共通液室Ｒ２を構成する。吸振体３６１は、第１共通液室Ｒ１の壁面を構成し、第１共通液室Ｒ1内のインクの圧力変動を吸収する。吸振体３６２は、第２共通液室Ｒ２の壁面を構成し、第２共通液室Ｒ２内のインクの圧力変動を吸収する。

筐体部４２には供給口４２１と排出口４２２とが形成される。供給口４２１は、第１共通液室Ｒ１に連通する管路であり、循環機構２６の供給流路２６５に連結される。第２供給ポンプ２６２から供給流路２６５に送出されたインクは、供給口４２１を経由して第１共通液室Ｒ１に供給される。他方、排出口４２２は、第２共通液室Ｒ2に連通する管路であり、循環機構２６の循環流路２６４に連結される。第２共通液室Ｒ２内のインクは排出口４２２を経由して循環流路２６４に供給される。

圧力室基板３４には複数の圧力室Ｃ（Ｃａ，Ｃｂ）が形成される。各圧力室Ｃは、第２流路基板３３１の表面Ｆｃ２と振動板３５の表面Ｆｅ１との間隙である。各圧力室Ｃは、Ｚ１方向から見た平面視でＸ軸に沿う長尺状に形成される。

振動板３５は、弾性的に振動可能な板状部材である。振動板３５は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）の第１層と、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）の第２層との積層で構成される。なお、所定厚の板状部材のうち圧力室Ｃに対応する領域について厚さ方向の一部を選択的に除去することで、振動板３５と圧力室基板３４とを一体に形成してもよい。また、振動板３５を単層で形成してもよい。

振動板３５の表面Ｆｅ２には、相異なる圧力室Ｃに対応する複数の圧電素子４１が設置される。各圧力室Ｃに対応する圧電素子４１は、Ｚ１方向から見た平面視で当該圧力室Ｃに重なる。具体的には、各圧電素子４１は、相互に対向する第１電極および第２電極と、両電極間に形成された圧電体層との積層により構成される。各圧電素子４１は、圧力室Ｃ内のインクの圧力を変動させることで当該圧力室Ｃ内のインクをノズルＮから吐出させるエネルギー生成素子である。すなわち、駆動信号の供給により圧電素子４１が変形することで振動板３５が振動し、振動板３５の振動により圧力室Ｃが膨張および収縮することでノズルＮからインクが吐出される。圧力室Ｃ（Ｃａ，Ｃｂ）は、個別流路Ｐのうち、圧電素子４１の変形により振動板３５が振動する範囲として画定される。

保護基板４３は、振動板３５の表面Ｆｅ２に設置された板状部材であり、複数の圧電素子４１を保護するとともに振動板３５の機械的な強度を補強する。保護基板４３と振動板３５との間に複数の圧電素子４１が収容される。また、振動板３５の表面Ｆｅ２には配線基板４４が実装される。配線基板４４は、制御ユニット２１と液体吐出ヘッド２４とを電気的に接続するための実装部品である。例えばＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）またはＦＦＣ（Flexible Flat Cable）等の可撓性の配線基板４４が好適に利用される。配線基板４４には、各圧電素子４１に駆動信号を供給するための駆動回路４５が実装される。

Ｃ：他の実施形態
液体吐出ヘッド２４は、前述の第１実施形態および第２実施形態で例示した構成に限定されない。液体吐出ヘッド２４は、第１実施形態および第２実施形態で例示された構成のうちから任意の選択された２以上の構成が相互に矛盾しない範囲で組み合わされた構成であってもよい。

Ｄ：変形例
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されるものではなく種々の変更を加え得る。前述の態様に付与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態様を、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合してもよい。

（１）前述の各形態においては、第２共通液室Ｒ２から第１共通液室Ｒ１にインクを循環させる構成を例示したが、インクを循環させる技術的思想は必要に応じて省略されてもよい。従って、第２共通液室Ｒ２と循環機構２６は必要に応じて省略されてもよい。

（２）圧力室Ｃ内のインクの圧力を変化させるエネルギー生成素子は、前述の形態で例示した圧電素子４１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ることでインクの圧力を変動させる発熱素子をエネルギー生成素子として利用してもよい。発熱素子をエネルギー生成素子として利用する構成においては、個別流路Ｐのうち、発熱素子による加熱で気泡が発生する範囲が圧力室Ｃとして画定される。

（３）前述の形態では、液体吐出ヘッド２４を搭載した搬送体２３１を往復させるシリアル方式の液体吐出装置１００を例示したが、複数のノズルＮが媒体１１の全幅にわたり分布するライン方式の液体吐出装置にも本発明は適用される。

（４）前述の形態では、湾曲部６２のＺ１方向の幅Ｗｚは、湾曲部６２のＸ１方向の幅Ｗｘより大きい場合がある。この場合、第１面３Ａに対して第１壁面３Ａａは傾斜しておらず、第１面３Ａと第１壁面３Ａａとが同一の平面に含まれてもよい。幅Ｗｚが幅Ｗｘより大きければ、第１端部６０ａにおける応力の大きさが減少する。

（５）前述の形態では、第１部分６２１の曲率半径は第２部分６２２の曲率半径よりも大きい場合がある。この場合、第１面３Ａに対して第１壁面３Ａａは傾斜しておらず、第１面３Ａと第１壁面３Ａａとが同一の平面に含まれてもよい。第１部分６２１の曲率半径は第２部分６２２の曲率半径よりも大きければ、第１端部６０ａにおける応力の大きさが減少する。

Ｅ：補足
液体吐出装置１００の構成は図１～図１１に示される構成に限定されず、例えば、これらの図に例示された構成以外のインクを循環する一般的な液体吐出装置であってもよい。さらに、前述の形態で例示した液体吐出装置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てもよく、本発明の用途は特に限定されない。もっとも、液体吐出装置の用途は印刷に限定されない。例えば、色材の溶液を吐出する液体吐出装置は、液晶表示パネル等の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出する液体吐出装置は、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。また、生体に関する有機物の溶液を噴出する液体噴出装置は、例えばバイオチップを製造する製造装置として利用される。

加えて、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本発明は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

Ｆ：付記
以上に例示した形態から、例えば以下の構成が把握される。

なお、本願において、要素Ａと要素Ｂとが特定の方向から見て「重なる」とは、当該方向に沿ってみた場合に、要素Ａの少なくとも一部と要素Ｂの少なくとも一部とが相互に重複することを意味する。要素Ａの全部と要素Ｂの全部とが相互に重なる必要はなく、要素Ａの少なくとも一部と要素Ｂの少なくとも一部とが重なれば、「要素Ａと要素Ｂとは重なる」と解釈される。

本開示のひとつの態様である態様１に係る液体吐出ヘッドは、圧力室内の液体に圧力を付与するためのエネルギーを生成するエネルギー生成素子と、前記エネルギーにより振動する振動板と、前記振動板の底面の一部と接する第１面と、前記第１面に連なる第１壁面とを有する圧力室基板と、を備え、前記振動板の底面には、底部と前記底部を囲む湾曲部を有する凹部が設けられており、前記湾曲部は、前記底部の端部と前記凹部の端部との間に渡って設けられ、曲面の形状をなし、前記圧力室の内壁を構成する複数の壁面は、前記凹部の面と、前記第１壁面とを含み、前記第１面と前記第１壁面とがなす角度は、９０度より大きく１８０度より小さい。この態様によれば、第１面と第１壁面との境界における応力の大きさを低減できるので、液体吐出ヘッドの耐久性が向上する。

態様１の具体例である態様２によれば、前記第１面と前記第１壁面がなす角度は、１５０度よりも大きく１８０度より小さい。この態様によれば、液体吐出ヘッドの耐久性を向上しつつ、構造クロストークを低減できる。

態様１または態様２の具体例である態様３によれば、前記振動板は第１方向に延在し、前記第１方向における前記湾曲部の幅は、前記振動板に対して垂直な第２方向における前記湾曲部の幅よりも大きい。

態様１から態様３までのうちいずれかの具体例である態様４によれば、前記湾曲部は、前記圧力室基板と前記湾曲部との境界を含む第１部分と、前記底部と前記湾曲部との境界を含む第２部分とを含み、前記第１部分の曲率半径は、前記第２部分の曲率半径よりも大きい。この態様によれば、第１面と第１壁面との境界における応力の大きさ低減しつつ、湾曲部の第２方向の幅を小さくできる。よって、液体吐出ヘッドの耐久性を向上させ、且つ、振動板の製造プロセスで生じる問題を抑制できる。

態様１から態様４までのうちいずれかの具体例である態様５によれば、前記曲面の曲率半径は１５０ｎｍ以下である。

態様１から態様５までのうちいずれかの具体例である態様６によれば、前記圧力室基板は、前記第１壁面と連なる第２壁面を備え、前記圧力室の内壁を構成する複数の壁面は、前記第２壁面を含み、前記第１壁面と前記第２壁面とがなす角度は、２７０度から前記第１面と前記第１壁面とがなす角度を減算した角度と略等しい。

態様６の具体例である態様７によれば、前記振動板は第１方向に延在し、前記振動板に対して垂直な第２方向に前記凹部を見た場合、前記第１方向における前記底部と前記湾曲部との境界の位置は、前記第１方向における前記第２壁面の位置と略一致する。

態様１から態様７の何れかの具体例である態様８によれば、前記振動板は第１方向に延在し、前記圧力室基板は、前記振動板の底面の一部と接する第２面と、前記第２面と連なる第３壁面とを備え、前記第２方向における前記第２面の位置は、前記第２方向における前記第１面の位置と略一致し、前記第３壁面は、前記第１方向において、前記第１壁面と向かい合い、前記第２面と前記第３壁面とがなす角度は、前記１面と前記第１壁面とがなす角度と略等しい。

態様８の具体例である態様９によれば、前記圧力室基板は、前記第１壁面と連なる第２壁面と、前記第３壁面と連なる第４壁面とを備え、前記圧力室の内壁を構成する複数の壁面は、前記第４壁面を含み、前記第３壁面と前記第４壁面とがなす角度は、前記第１壁面と前記第２壁面とがなす角度と略等しい。この態様によれば、第２面と第３壁面の角度と第１面と第１壁面の角度とが等しいので、第２面と第３壁面の境界に作用する応力と第１面と第２壁面の境界に作用する応力とが略等しくなる。このため、液体吐出ヘッドの耐久性が向上する。

態様１から態様９の何れかの具体例である態様１０によれば、前記圧力室基板は、シリコンにより形成され、前記振動板は、少なくとも一部が酸化シリコンにより形成される。

本開示のひとつの態様である態様１１に係る液体吐出装置は、態様１から態様１０のいずれかの液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドからの吐出動作を制御する制御部と、を具備する。

圧力室…Ｃ,Ｃａ,Ｃｂ,Ｃａ１,Ｃａ２,Ｃｂ１,Ｃｂ２、Ｎｆａ，Ｎｆｂ…ノズル流路、３５…振動板、４１…圧電素子、６０…凹部、６０ａ…第１端部、６１…底部、６１ａ…第２端部、６２…湾曲部、１００…液体吐出装置、６２１…第１部分、６２２…第２部分、第１面…３Ａ、第２面…３Ｂ、第１壁面…３Ａａ、第２壁面…３Ａｂ、第３壁面…３Ｂａ、第４壁面…３Ｂｂ。

Claims (11)

1. 圧力室内の液体に圧力を付与するためのエネルギーを生成するエネルギー生成素子と、
   前記エネルギーにより振動する振動板と、
   前記振動板の底面の一部と接する第１面と、前記第１面に連なる第１壁面とを有する圧
   力室基板と、を備え、
   前記振動板の底面には、底部と、前記底部を囲む湾曲部とを有する凹部が設けられてお
   り、
   前記湾曲部は、前記底部の端部と前記凹部の端部との間に渡って設けられ、曲面の形状
   をなし、
   前記圧力室の内壁を構成する複数の壁面は、前記凹部の面と、前記第１壁面とを含み、
   前記第１面と前記第１壁面とがなす角度は、９０度よりも大きく１８０度より小さい、
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記第１面と前記第１壁面がなす角度は、１５０度よりも大きく１８０度より小さいこ
   とを請求項１に記載の特徴する液体吐出ヘッド。
3. 前記振動板は第１方向に延在し、
   前記第１方向における前記湾曲部の幅は、前記振動板に対して垂直な第２方向における
   前記湾曲部の幅よりも小さい、ことを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出ヘッ
   ド。
4. 前記湾曲部は、前記圧力室基板と前記湾曲部との境界を含む第１部分と、前記底部と前
   記湾曲部との境界を含む第２部分とを含み、
   前記第１部分の曲率半径は、前記第２部分の曲率半径よりも大きい、
   ことを特徴とする請求項１から３までのうちいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記曲面の曲率半径は１５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１から３までのい
   ずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記圧力室基板は、前記第１壁面と連なる第２壁面を備え、
   前記圧力室の内壁を構成する複数の壁面は、前記第２壁面を含み、
   前記第１壁面と前記第２壁面とがなす角度は、２７０度から前記第１面と前記第１壁面
   とがなす角度を減算した角度と略等しい、
   ことを特徴とする請求項１から５までのうちいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記振動板は第１方向に延在し、
   前記振動板に対して垂直な第２方向に前記凹部を見た場合、前記第１方向における前記
   底部と前記湾曲部との境界の位置は、前記第１方向における前記第２壁面の位置と略一致
   する、ことを特徴とする請求項６に記載の液体吐出ヘッド。
8. 前記振動板は第１方向に延在し、
   前記圧力室基板は、前記振動板の底面の一部と接する第２面と、前記第２面と連なる第
   ３壁面とを備え、
   前記振動板に対して垂直な第２方向における前記第２面の位置は、前記第２方向におけ
   る前記第１面の位置と略一致し、
   前記第３壁面は、前記第１方向において、前記第１壁面と向かい合い、
   前記第２面と前記第３壁面とがなす角度は、前記第１面と前記第１壁面とがなす角度と
   略等しい、
   ことを特徴とする請求項１から７までのうちいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
9. 前記圧力室基板は、前記第１壁面と連なる第２壁面と、前記第３壁面と連なる第４壁面
   とを備え、
   前記圧力室の内壁を構成する複数の壁面は、前記第４壁面を含み、
   前記第３壁面と前記第４壁面とがなす角度は、前記第１壁面と前記第２壁面とがなす角
   度と略等しい、
   ことを特徴とする請求項８に記載の液体吐出ヘッド。
10. 前記圧力室基板は、シリコンにより形成され、
    前記振動板は、少なくとも一部が酸化シリコンにより形成されることを特徴とする請求
    項１から９のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
11. 請求項１から１０までのうちいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドと、
    前記液体吐出ヘッドからの吐出動作を制御する制御部と、を備えることを特徴とする液体
    吐出装置。

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