(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルに連通する圧力室、該圧力室の一部を区画するダイヤフラム部、および、該ダイヤフラム部を変位させる圧電振動子を備える液体噴射ヘッドであって、
前記ダイヤフラム部は、前記圧力室の開口部を封止する弾性膜部と、該弾性膜部上に設けられ、前記圧電振動子の先端部が接合される島部と、を有し、
前記島部の長手方向の中央部は、該島部の長手方向両端部よりも幅が狭く且つ一定の幅に設定され、
前記島部の中央部の長手方向の寸法は、前記圧電振動子の同方向の寸法よりも短いことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
ノズルに連通する圧力室、該圧力室の一部を区画するダイヤフラム部、および、該ダイヤフラム部を変位させる圧電振動子を備える液体噴射ヘッドであって、
前記ダイヤフラム部は、前記圧力室の開口部を封止する弾性膜部と、該弾性膜部上に設けられ、前記圧電振動子の先端部が接合される島部と、を有し、
前記島部の前記圧電振動子との接合面における中央部に、該接合面側から反対面側に向けて窪んだ凹部が形成され、
前記凹部の島部長手方向における内寸は、圧電振動子の同方向の寸法よりも小さく、前記凹部の島部短手方向における内寸は、当該島部の同方向の寸法よりも小さいことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項３】
前記凹部は、前記島部の厚さ方向を貫通していることを特徴とする請求項２に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
ノズルに連通する圧力室、該圧力室の一部を区画するダイヤフラム部、および、該ダイヤフラム部を変位させる圧電振動子を備える液体噴射ヘッドであって、
前記ダイヤフラム部は、前記圧力室の開口部を封止する弾性膜部と、該弾性膜部上に設けられ、前記圧電振動子の先端部が接合される島部と、を有し、
前記島部の前記圧電振動子との接合面における中央部に、該接合面側から反対面側に向けて窪んだ凹部が形成され、
前記凹部は、前記島部の厚さ方向を貫通していることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項５】
請求項１から請求項４までの何れか一項に記載の液体噴射ヘッドを備えることを特徴とする液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット式記録ヘッドなどの液体噴射ヘッド、および、これを備えた液体噴射装置に関し、特に、圧力室の一部を区画するダイヤフラム部の島部を圧電振動子によって変位させることでノズルから液体を噴射させる液体噴射ヘッド、および、液体噴射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射装置は液体を液滴として噴射可能な液体噴射ヘッドを備え、この液体噴射ヘッドから各種の液体を噴射する装置である。この液体噴射装置の代表的なものとして、例えば、インクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッドという）を備え、この記録ヘッドから液体状のインクをインク滴として噴射させて記録を行うインクジェット式記録装置（プリンター）等の画像記録装置を挙げることができる。また、近年においては、この画像記録装置に限らず、ディスプレイ製造装置などの各種の製造装置にも応用されている。
【０００３】
上記の液体噴射装置の一種であるインクジェット式プリンター（以下、単にプリンターという）としては、圧力室の一部（開口面）を区画するダイヤフラム部を圧電振動子によって変位させることで圧力室の容積を変動させ、これにより圧力室内のインクに圧力変動を生じさせてノズルからインクを噴射させる構成を採用するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ダイヤフラム部は、圧力室の開口面を封止する可撓性フィルムと、この可撓性フィルム上に設けられた島部（アイランド部ともいう）と、から構成される。この島部は、一般的に、略直方体状に形成された金属等の剛体から成り、圧電振動子の先端部が接合される部分である。この島部の周りの可撓性フィルムが弾性膜部として機能する。そして、圧電振動子が伸縮変位すると、これに伴って島部が圧力室から離隔する側に変位し、或いは、島部が圧力室内に近接する側に変位することで、圧力室の容積が変動する。この圧力室の容積の変動により圧力室内のインクに圧力変動が生じ、この圧力変動を利用してノズルからインクが噴射されるように構成されている。圧電振動子の変位量は、ごく微小（例えば、数十ｎｍ）であるため、この圧電振動子の変位を圧力室の容積変動に効率良く変換することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０７−１９５６８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、この種のプリンターでは、記録画像の画質向上に対応するべく、複数のノズルを高密度に配設している。これにより、各ノズルに連通している圧力室も高い密度で形成されている。その結果、圧電振動子の寸法、特にノズル列設方向の寸法が小さくなる傾向となり、これに伴って圧電振動子の剛性は低下する。剛性の低い圧電振動子は、島部を変位させる際の反力を受けて変形しやすくなり、その結果、インクの噴射に支障を来す可能性があった。具体的には、圧電振動子が変形しやすいと、圧力室の容積変動が十分に行えず、ノズルから噴射されるインクの噴射特性（インクの量や飛翔速度など）が変動する可能性があった。また、圧電振動子が変形しやすいと、その分、コンプライアンス（単位面積当たりの変形しやすさ、或いは柔らかさ）の増大を招く。コンプライアンスが増大するとインク噴射後のメニスカス振動を増大させる虞があり、この振動が噴射特性に悪影響を及ぼす可能性があった。
【０００７】
なお、このような問題は、インク滴を噴射するインクジェット式記録ヘッドを搭載したインクジェット式記録装置だけではなく、インク以外の液滴を噴射する他の液体噴射ヘッドを搭載した液体噴射装置においても同様に存在する。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、圧電振動子の駆動時に当該圧電振動子が島部から受ける反力を低減し、圧電振動子の変形を防止することが可能な液体噴射ヘッド、および、液体噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の液体噴射ヘッドは、上記目的を達成するために提案されたものであり、ノズルに連通する圧力室、該圧力室の一部を区画するダイヤフラム部、および、該ダイヤフラム部を変位させる圧電振動子を備える液体噴射ヘッドであって、
前記ダイヤフラム部は、前記圧力室の開口部を封止する弾性膜部と、該弾性膜部上に設けられ、前記圧電振動子の先端部が接合される島部と、を有し、
前記島部の長手方向の中央部の幅は、該島部の長手方向両端部の幅よりも狭く設定され、
前記島部の中央部の長手方向の寸法は、前記圧電振動子の同方向の寸法よりも短いことを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、島部の長手方向の中央部の幅が、該島部の長手方向両端部の幅よりも狭く設定されたので、圧電振動子が伸縮する際に島部から受ける反力、特に、中央部における反力を低減することができる。すなわち、当該構成を採用することにより、島部の中央部の幅を狭くした分、弾性膜部の面積が広くなり、圧電振動子が伸縮する際の反力が、この弾性膜部の弾性変形によって吸収されやすくなる。これにより、圧電振動子に対する反力を低減することが可能となる。その結果、反力による圧電振動子の変形が防止され、当該圧電振動子の変形による液体噴射への悪影響を抑制することが可能となる。一方、島部の両端部の幅が、中央部の幅よりも広いので、圧電振動子の伸縮変位を圧力室の容積変動に効率良く変換することができる。このため、ノズルから所望量の液体を噴射させることができる。
【００１１】
また、島部の中央部の長手方向の寸法は、圧電振動子の同方向の寸法よりも短く設定されたので、製造誤差あるいは部品寸法誤差等により島部に対して圧電振動子の位置が島部長手方向に多少位置ずれした場合においても、島部の両端部に圧電振動子がより確実に接合される。これにより、島部に対して圧電振動子の伸縮変位をより確実に伝達することができ、圧力室の容積変動をより確実にすることができる。
【００１２】
また、本発明の液体噴射ヘッドは、ノズルに連通する圧力室、該圧力室の一部を区画するダイヤフラム部、および、該ダイヤフラム部を変位させる圧電振動子を備える液体噴射ヘッドであって、
前記ダイヤフラム部は、前記圧力室の開口部を封止する弾性膜部と、該弾性膜部上に設けられ、前記圧電振動子の先端部が接合される島部と、を有し、
前記島部の前記圧電振動子との接合面における中央部に、該接合面側から反対面側に向けて窪んだ凹部が形成されたことを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、島部の圧電振動子との接合面における中央部に、該接合面側から反対面側に向けて窪んだ凹部が形成されたので、島部の凹部に対応する部分が、圧電振動子の先端部と接合されない。このため、圧電振動子が伸縮する際に島部から受ける反力を低減することができる。その結果、反力による圧電振動子の変形が防止され、当該圧電振動子の変形による液体噴射への悪影響を抑制することが可能となる。一方、島部の両端部の幅が、中央部の幅よりも広いので、圧電振動子の伸縮変位を圧力室の容積変動に効率良く変換することができる。このため、ノズルから所望量の液体を噴射させることができる。
【００１４】
また、本発明の液体噴射装置は、上記の何れかの液体噴射ヘッドを備えることを特徴とする。
また、上記目的を達成するために提案される本発明の液体噴射装置は、以下の構成を備えたものであってもよい。
すなわち、ノズルに連通する圧力室、該圧力室の一部を区画するダイヤフラム部、および、該ダイヤフラム部を変位させる圧電振動子を備える液体噴射ヘッドであって、
前記ダイヤフラム部は、前記圧力室の開口部を封止する弾性膜部と、該弾性膜部上に設けられ、前記圧電振動子の先端部が接合される島部と、を有し、
前記島部の長手方向の中央部は、該島部の長手方向両端部よりも幅が狭く且つ一定の幅に設定され、
前記島部の中央部の長手方向の寸法は、前記圧電振動子の同方向の寸法よりも短いことを特徴とする。
本発明によれば、島部の長手方向の中央部は、該島部の長手方向両端部よりも幅が狭く且つ一定の幅に設定されたので、圧電振動子が伸縮する際に島部から受ける反力、特に、中央部における反力を低減することができる。すなわち、当該構成を採用することにより、島部の中央部の幅を狭くした分、弾性膜部の面積が広くなり、圧電振動子が伸縮する際の反力が、この弾性膜部の弾性変形によって吸収されやすくなる。これにより、圧電振動子に対する反力を低減することが可能となる。その結果、反力による圧電振動子の変形が防止され、当該圧電振動子の変形による液体噴射への悪影響を抑制することが可能となる。一方、島部の両端部の幅が中央部の幅よりも広く、また、中央部の幅が一定であるので、圧電振動子の伸縮変位を圧力室の容積変動に効率良く変換することができる。このため、ノズルから所望量の液体を噴射させることができる。
また、島部の中央部の長手方向の寸法は、圧電振動子の同方向の寸法よりも短く設定されたので、製造誤差あるいは部品寸法誤差等により島部に対して圧電振動子の位置が島部長手方向に多少位置ずれした場合においても、島部の両端部に圧電振動子がより確実に接合される。これにより、島部に対して圧電振動子の伸縮変位をより確実に伝達することができ、圧力室の容積変動をより確実にすることができる。
また、本発明の液体噴射ヘッドは、ノズルに連通する圧力室、該圧力室の一部を区画するダイヤフラム部、および、該ダイヤフラム部を変位させる圧電振動子を備える液体噴射ヘッドであって、
前記ダイヤフラム部は、前記圧力室の開口部を封止する弾性膜部と、該弾性膜部上に設けられ、前記圧電振動子の先端部が接合される島部と、を有し、
前記島部の前記圧電振動子との接合面における中央部に、該接合面側から反対面側に向けて窪んだ凹部が形成され、
前記凹部の島部長手方向における内寸は、圧電振動子の同方向の寸法よりも小さく、前記凹部の島部短手方向における内寸は、当該島部の同方向の寸法よりも小さいことを特徴とする。
上記構成によれば、島部の圧電振動子との接合面における中央部に、該接合面側から反対面側に向けて窪んだ凹部が形成されたので、島部の凹部に対応する部分が、圧電振動子の先端部と接合されない。このため、圧電振動子が伸縮する際に島部から受ける反力を低減することができる。その結果、反力による圧電振動子の変形が防止され、当該圧電振動子の変形による液体噴射への悪影響を抑制することが可能となる。一方、島部の両端部の幅が、中央部の幅よりも広く、また、凹部の島部長手方向における内寸が、圧電振動子の同方向の寸法よりも小さいので、圧電振動子の伸縮変位を圧力室の容積変動に効率良く変換することができる。このため、ノズルから所望量の液体を噴射させることができる。
上記構成において、前記凹部は、前記島部の厚さ方向を貫通している構成を採用することが望ましい。
さらに、本発明の液体噴射ヘッドは、ノズルに連通する圧力室、該圧力室の一部を区画するダイヤフラム部、および、該ダイヤフラム部を変位させる圧電振動子を備える液体噴射ヘッドであって、
前記ダイヤフラム部は、前記圧力室の開口部を封止する弾性膜部と、該弾性膜部上に設けられ、前記圧電振動子の先端部が接合される島部と、を有し、
前記島部の前記圧電振動子との接合面における中央部に、該接合面側から反対面側に向けて窪んだ凹部が形成され、
前記凹部は、前記島部の厚さ方向を貫通していることを特徴とする。
また、本発明の液体噴射装置は、上記の何れかの液体噴射ヘッドを備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】プリンターの内部構成を説明する斜視図である。
【図２】記録ヘッドの要部断面図である。
【図３】圧力室近傍の要部断面図である。
【図４】ダイヤフラム部の近傍の拡大平面図である。
【図５】島部の構成を説明する平面図である。
【図６】噴射駆動パルスの構成を説明する波形図である。
【図７】圧力室の長手方向中央部におけるノズル列方向の要部断面図である。
【図８】第２実施形態における島部の構成を説明する平面図である。
【図９】第３実施形態における圧力室近傍の要部断面図である。
【図１０】第３実施形態における島部の構成を説明する平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、本発明の液体噴射装置として、インクジェット式記録装置（以下、プリンター）を例に挙げて説明する。
【００１７】
図１はプリンター１の構成を示す斜視図である。このプリンター１は、液体噴射ヘッドの一種である記録ヘッド２が取り付けられると共に、液体供給源の一種であるインクカートリッジ３が着脱可能に取り付けられるキャリッジ４と、記録動作時の記録ヘッド２の下方に配設されたプラテン５と、キャリッジ４を記録紙６（記録媒体および液体着弾対象の一種）の紙幅方向、即ち、主走査方向に往復移動させるキャリッジ移動機構７と、主走査方向に直交する副走査方向に記録紙６を搬送する搬送機構８と、を備えている。
【００１８】
キャリッジ４は、主走査方向に架設されたガイドロッド９に軸支された状態で取り付けられており、キャリッジ移動機構７の作動により、ガイドロッド９に沿って主走査方向に移動するように構成されている。キャリッジ４の主走査方向の位置は、リニアエンコーダー１０によって検出される。キャリッジ４の移動範囲内における記録領域よりも外側の端部領域には、キャリッジの走査の基点となるホームポジションが設定されている。本実施形態におけるホームポジションには、記録ヘッド２のノズル形成面（ノズルプレート２４：図２等参照）を封止するキャッピング部材１１と、ノズル形成面を払拭するためのワイパー部材１２とが配置されている。そして、プリンター１は、このホームポジションから反対側の端部へ向けてキャリッジ４が移動する往動時と、反対側の端部からホームポジション側にキャリッジ４が戻る復動時との双方向で記録紙６上に文字や画像等を記録する所謂双方向記録を行う。
【００１９】
プラテン５は、主走査方向に長尺な板状の部材であり、その表面には長手方向に沿って所定の間隔で複数の支持突起５ａが突設されている。各支持突起５ａはプラテン面よりも上方（記録動作時における記録ヘッド２側）へ突出している。各支持突起５ａの上面は、記録紙６を支える当接面として、記録紙６の背面（インクが着弾する記録面とは反対側の面）を部分的に支える。また、プラテン５の表面であって、各支持突起５ａから外れた部分には、インク吸収材５ｂが配設されている。このインク吸収材５ｂは、例えばフェルトやスポンジ等で作製された吸液性を有する多孔質部材から成る。
【００２０】
図２は、記録ヘッド２の構成を説明する要部断面図、図３は、図２における圧力室２８近傍の拡大断面図である。また、図４は、振動板２５のダイヤフラム部３３近傍の拡大平面図である。この記録ヘッド２は、ケース１５と、このケース１５内に収納される振動子ユニット１６と、ケース１５の底面（先端面）に接合される流路ユニット１７と、を備えている。上記のケース１５は、例えば、エポキシ系樹脂により作製され、その内部には振動子ユニット１６を収納するための収納空部１８が形成されている。振動子ユニット１６は、圧力発生手段の一種として機能する複数の圧電振動子２０と、この圧電振動子２０が接合される固定板２１と、圧電振動子２０に駆動信号を供給するフレキシブルケーブル２２とを備えている。圧電振動子２０は、電極部材により圧電体を挟んで交互に積層して形成された振動子基材を複数に切り分けられて形成された、所謂縦振動型の圧電振動子である。
【００２１】
流路ユニット１７は、流路形成基板２３の一方の面にノズルプレート２４が接合されると共に、流路形成基板２３の他方の面に、振動板２５が接合されて構成されている。この流路ユニット１７には、リザーバー２６（共通液室）と、インク供給口２７と、圧力室２８と、ノズル連通口２９と、ノズル３０とが設けられている。そして、インク供給口２７から圧力室２８及びノズル連通口２９を経てノズル３０に至る一連のインク流路（液体流路）が、各ノズル３０に対応して形成されている。圧力室２８は、後述するノズル列方向に直交する方向に細長い空部となっており、その上面（振動板２５が接合される側の面）は開口している。圧力室２８の長手方向一端部は、流路形成基板２３の厚さ方向を貫通するノズル連通口２９を通じてノズル３０と連通する一方、長手方向他端部は、インク供給口２７を通じてリザーバー２６と連通している。この圧力室２８の上部開口は、振動板２５によって封止される。そして、この封止状態における圧力室２８の上部開口には、後述するダイヤフラム部３３が配置される。
【００２２】
上記ノズルプレート２４は、ドット形成密度に対応したピッチ（例えば１８０ｄｐｉ）で複数のノズル３０が列状に穿設されたステンレス等の金属製の薄いプレートである。このノズルプレート２４には、ノズル３０を列設してノズル列（ノズル群）が複数設けられており、１つのノズル列は、例えば１８０個のノズル３０によって構成される。なお、ノズルプレート２４は、シリコン単結晶基板等の他の素材によって作製される場合もある。
【００２３】
上記振動板２５は、支持板３１の表面に可撓性フィルム３２が積層された二重構造となっている。本実施形態においては、ステンレス鋼等の金属板から成る支持板３１の表面に樹脂フィルムが可撓性フィルム３２としてラミネートされた複合板材によって振動板２５が構成されている。支持板３１の厚さは、例えば約３０μｍであり、可撓性フィルム３２の厚さは、例えば、接着剤の厚さも含んで６〜８μｍ程度となっている。この振動板２５において、流路形成基板２３の各圧力室２８に対応する部分には、圧力室２８の容積を変化させるダイヤフラム部３３が形成されている。また、この振動板２５において、流路形成基板２３のリザーバー２６に対応する部分には、当該リザーバー２６を封止するコンプライアンス部３４が設けられている。このコンプライアンス部３４は、リザーバー２６の開口面に対向する領域の支持板３１を、エッチング加工等によって除去して当該部分を可撓性フィルム３２のみとすることにより作製される。そして、コンプライアンス部３４は、リザーバー２６に貯留された液体の圧力変動を吸収するダンパーとして機能する。
【００２４】
上記のダイヤフラム部３３は、コンプライアンス部３４と同様に、エッチング加工によって支持板３１を部分的に除去することで作製される。即ち、このダイヤフラム部３３は、圧電振動子２０の先端面が接合される島部３５と、この島部３５の周囲を囲む可撓性フィルム３２のみから成る弾性膜部３６と、からなる。弾性膜部３６は、圧力室２８の形成範囲に渡って島部３５となる部分を残した状態で支持板３１が除去された部分である。
【００２５】
図５は、島部３５の構成を説明する平面図である。本実施形態における島部３５は、圧力室２８の開口形状よりも小さい長尺なブロック状に形成されている。この島部３５は、長手方向の両端部にそれぞれ形成された幅広部４０と、両幅広部４０の間に形成された幅狭部４１と、から構成されている。両幅広部４０の幅（ノズル列方向の寸法）は、幅狭部４１とは反対側の端部の最大幅Ｗ１から幅狭部４１側の最小幅Ｗ２まで次第に狭くなっている。また、幅狭部４１の幅はＷ２で一定となっている。島部３５の全長Ｌ１は、圧電振動子２０のノズル列に直交する方向の寸法Ｌ３よりも長く設定されており、幅狭部４１の同方向の長さＬ２は、Ｌ３よりも短く設定されている。さらに、両幅広部４０の最大幅Ｗ１は、圧電振動子２０のノズル列方向の寸法Ｗ３よりも小さく設定されている。また、幅広部４０の最大幅Ｗ１は、従来のこの種の記録ヘッドにおける島部の幅と同程度または少し大きくなっており、本実施形態においては、例えば４１μｍである。さらに、幅狭部４１の幅Ｗ２は、従来のこの種の記録ヘッドにおける島部の幅よりも狭くなっており、本実施形態においては、例えば３８μｍである。なお、本実施形態における圧電振動子２０の寸法Ｗ３は、例えば、５０μｍである。
【００２６】
島部３５に対して圧電振動子２０が位置決めされた状態では、島部の両端部のそれぞれに圧電振動子２０の少なくとも一部が重なる。この状態で、当該圧電振動子２０の先端部が島部３５に接合される。ここで、上記のように、幅狭部４１の長さＬ２が、圧電振動子の寸法Ｌ３よりも十分に短く設定されているので、製造誤差あるいは部品寸法誤差等により島部３５に対して圧電振動子２０の位置がノズル列に直交する方向に多少位置ずれした場合においても、両側の幅広部４０に圧電振動子２０がより確実に接合される。これにより、島部３５に対して圧電振動子２０の伸縮変位をより確実に伝達することができ、圧力室２８の容積変動をより確実にすることができる。
【００２７】
図６は、ノズル３０からインクを噴射させるべく圧電振動子２０を駆動させる噴射駆動パルスＤＰの構成の一例を示す波形図である。なお、図６において、縦軸は電位であり、横軸は時間である。また、噴射駆動パルスＤＰは、基準電位（中間電位）Ｖｂから最大電位（最大電圧）Ｖｍａｘまでプラス側に電位が変化して圧力室２８を膨張させる膨張要素ｐ１と、最大電位Ｖｍａｘを一定時間維持する膨張維持要素ｐ２と、最大電位Ｖｍａｘから最小電位（最小電圧）Ｖｍｉｎまでマイナス側に電位が変化して圧力室２８を急激に収縮させる収縮要素ｐ３と、最小電位Ｖｍｉｎを一定時間維持する収縮維持（制振ホールド）要素ｐ４と、最小電位Ｖｍｉｎから基準電位Ｖｂまで電位が復帰する復帰要素ｐ５と、を含んでいる。ここで、圧電振動子２０の印加電位が基準電位Ｖｂであるとき、島部３５の位置は、圧力室２８の開口部近傍に位置する。
【００２８】
噴射駆動パルスＤＰが圧電振動子２０に印加されると次のように作用する。まず、膨張要素ｐ１により圧電振動子２０が収縮する。島部３５の周囲は弾性膜部３６であるため、この弾性膜部３６の変形により圧電振動子２０の伸縮に伴う島部３５の変位が許容される。すなわち、圧電振動子２０が収縮すると、これに伴って島部３５が圧力室２８から離隔する側（ノズルプレート２４とは反対側）に向けて変位する。これにより、圧力室２８が基準電位Ｖｂに対応する基準容積から最大電位Ｖｍａｘに対応する最大容積まで膨張する。この圧力室２８の膨張により、ノズル３０に露出しているメニスカスが圧力室側に向けて引き込まれる。この圧力室２８の膨張状態は、膨張維持要素ｐ２の印加期間中に亘って一定に維持される。この間、圧電振動子２０は収縮状態を維持するので、島部３５もその場に留まる。膨張維持要素ｐ２の後に続いて収縮要素ｐ３が圧電振動子２０に印加されると、当該圧電振動子２０が最大限あるいは最大限近くまで伸長する。これに伴い、島部３５は、圧力室２８に近接する側（ノズルプレート２４側）に向けて急激に変位する。これにより、圧力室２８が上記最大容積から最小電位Ｖｍｉｎに対応する最小容積まで急激に収縮する。この圧力室２８の急激な収縮によって圧力室２８内のインクが加圧され、これにより、ノズル３０からは数ｐｌ〜数十ｐｌのインクが噴射される。この圧力室２８の収縮状態は、収縮維持要素ｐ４の印加期間に亘って短時間維持される。この間、圧電振動子２０は伸長状態を維持するので、島部３５もその場に留まる。その後、制振要素ｐ５が圧電振動子２０に印加されて、当該圧電振動子２０が収縮する。これに伴い、島部３５は、基準電位Ｖｂに対応する定常位置まで変位する。これにより、圧力室２８が基準容積まで復帰する。
【００２９】
図７は、圧力室２８の長手方向中央部におけるノズル列方向の要部断面図であり、（ａ）は定常状態（圧電振動子２０の印加電位が基準電位Ｖｂである状態）、（ｂ）は圧電振動子２０が伸長した状態をそれぞれ示している。ここで、圧電振動子２０が伸縮する際、特に、伸長する際、島部３５から受ける反力は、圧電振動子２０と島部３５との接合面における中央部に集中しやすい。従来のこの種の記録ヘッドでは、圧電振動子が島部から受ける反力によって変形し、インクの正常な噴射に支障来す場合があった。これに対し、本発明に係る記録ヘッド２では、島部３５の長手方向の中央部にある幅狭部４１の幅が、該島部の長手方向両端部にある幅広部４０の幅よりも狭く設定されているので、島部３５の中央部における圧電振動子２０との接合面積が従来よりも小さくなり、圧電振動子２０が伸縮する際に島部３５から受ける反力を低減することができる。すなわち、当該構成を採用することにより、図７（ａ）に示すように、圧力室２８を区画している隔壁４２から幅広部４０までの距離Ｄ１（或いは、従来の記録ヘッドにおける圧力室隔壁から島部までの距離）に対し、隔壁４２から幅狭部４１までの距離Ｄ２が長くなる。その分、その間の弾性膜部３６の範囲が広くなり、圧電振動子２０が伸縮する際の反力（図７における黒矢印）が、この弾性膜部３６の弾性変形によって吸収されやすくなる。これにより、圧電振動子２０に対する反力を低減することが可能となる。その結果、反力による圧電振動子２０の変形が防止され、当該圧電振動子２０の変形によるインク噴射への悪影響を抑制することが可能となる。一方、島部３５の両端部の幅広部４０の幅が、中央部の幅狭部４１の幅よりも広いので、圧電振動子２０の伸縮変位を圧力室２８の容積変動に効率良く変換することができる。このため、ノズル３０から所望量のインクを噴射させることができる。
そして、上記記録ヘッド２を搭載するプリンター１では、ノズル３０の高密度化が可能となるので、記録画像等の高解像度化が可能となる。また、圧電振動子２０の基材の厚さを従来よりも薄くすることが可能であるため、コスト削減にも寄与する。
【００３０】
なお、本発明は、上記した各実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。
【００３１】
例えば、島部３５の形状に関し、図５に例示したものには限られない。
図８は、第２実施形態における島部３５′の構成を説明する平面図である。本実施形態における島部３５′は、長尺方向両端部に位置し、幅がＷ１で一定の幅広部４０′と、長尺方向中央部に位置し、幅がＷ２（Ｗ２＜Ｗ１）で一定の幅狭部４１と、幅広部４０′と幅狭部４１との間に位置し、幅広部４０′側から幅狭部４１側に向けて幅がＷ１からＷ２まで次第に狭くなる接続部４４と、から構成されている。そして、圧電振動子２０は、両側の幅広部４０′に少なくとも一部が重なる状態で当該島部３５′に接続される。なお、その他の構成については、第１実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。当該構成においても、上記第１実施形態と同様の作用効果が得られる。要は、島部の長手方向の中央部の幅が、該島部の長手方向両端部の幅よりも狭く設定された構成であれば、任意の形状の島部を採用することができる。
【００３２】
図９は、第３実施形態における圧力室２８近傍の拡大断面図であり、図１０は、第３実施形態における島部３５″の構成を説明する平面図である。本実施形態における島部３５″は、従来の記録ヘッドに採用される島部と同様に、幅がほぼ一定の直方体状の形状を呈するが、圧電振動子２０との接合面の中央部に接合面側から反対面側（圧力室２８側）に向けて窪んだ凹部４６が形成されている点で、従来の島部や上記各実施形態の島部と相違している。凹部４６の開口形状は矩形を呈し、その深さは、島部３５の厚さより少し浅くなっている。或いは、凹部４６は、島部３５の厚さ方向を貫通しても良い。また、凹部４６の長尺方向の内寸Ｌ４は、圧電振動子２０の寸法Ｌ３よりも小さくなっている。この構成によれば、島部３５の凹部４６に対応する部分が、圧電振動子２０の先端部と接合されないので、圧電振動子２０が伸縮する際に島部３５から受ける反力を低減することができる。このときの反力は、凹部４６が島部３５を貫通していない場合、凹部４６の底部の薄肉の部分と当該薄肉部分に対応する弾性膜部３６の弾性変形により吸収される。また、凹部４６が島部３５を貫通している場合、凹部４６に対応する弾性膜部３６の弾性変形により反力が吸収される。したがって、当該構成によっても、上記各実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００３３】
そして、以上では、液体噴射装置の一種であるインクジェット式プリンター１を例に挙げて説明したが、本発明は、圧電振動子によって島部を変位させることで圧力室の容積を変動させてノズルから液体を噴射する他の液体噴射装置にも適用することができる。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターを製造するディスプレイ製造装置，有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイやＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極を形成する電極製造装置，バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置，ごく少量の試料溶液を正確な量供給するマイクロピペットにも適用することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１…プリンター，２…記録ヘッド，２０…圧電振動子，２５…振動板，２８…圧力室，３０…ノズル，３１…支持板，３２…可撓性フィルム，３３…ダイヤフラム部，３５…島部，３６…弾性膜部，４０…幅広部，４１…幅狭部，４２…隔壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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