【事件の表示】
　特許第３０２４４６６号「液滴噴射装置」の請求項１ないし４に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３０２４４６６号の請求項１ないし４に係る特許を取り消す。
【理　由】
１．手続の経緯
　本件特許第３０２４４６６号の請求項１ないし請求項５に係る発明は、平成５年１２月２日（優先権主張　平成５年２月２５日）に特許出願され、平成１２年１月２１日にその特許の設定登録がなされ、その後、請求項１ないし請求項４に係る発明の特許について木村昭子、シャープ株式会社より特許異議の申立てがなされ、取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成１３年５月２９日に訂正請求がなされ、その後当審より審尋がなされ、両異議申立人より平成１３年１１月１日に回答書が提出されたものである。
　
２．訂正の適否についての判断
　ア．特許権者が求めている訂正の内容は、次のとおりである。
　訂正事項ａ：特許請求の範囲の請求項１を、
　「【請求項１】複数の溝が形成された圧電セラミックスプレートと、インク流路を構成するために前記溝の側面をなす側壁の上面に接着剤により接着されるカバープレートとを有し、前記側壁の変形により前記インク流路の容積を変化させ、そのインク流路内に充填されたインクを噴射する液滴噴射装置において、前記接着剤のヤング率を、その接着剤の接着層の厚さで割った値が、５×１０３ｋｇ／ｍｍ３以上であることを特徴とする液滴噴射装置。」から、
　「【請求項１】複数の溝が形成された圧電セラミックスプレートと、インク流路を構成するために前記溝の側面をなす側壁の上面に接着剤により
剛性をもって
前記インク流路の深さ方向の中央側を前記インク流路の容積を変化させる方向に
すること
　訂正事項ｂ：特許明細書の段落【００１４】を、
　「【課題を解決するための手段】この目的を達成するために本発明では、複数の溝が形成された圧電セラミックスプレートと、インク流路を構成するために前記溝の側面をなす側壁の上面に接着剤により
剛性をもって
前記インク流路の深さ方向の中央側を前記インク流路の容積を変化させる方向に
すること
　訂正事項ｃ：特許明細書の段落【００１９】を、
　「【作用】上記の構成を有する本発明の
、複数の溝が形成された圧電セラミックスプレートと、インク流路を構成するために前記溝の側面をなす側壁の上面に接着剤により剛性をもって接着されるカバープレートとを有し、前記側壁の前記インク流路の深さ方向の中央側を前記インク流路の容積を変化させる方向に変形することにより、そのインク流路内に充填されたインクを噴射する
　訂正事項ｄ：特許明細書の段落【００３９】を、
　「【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本発明の
、複数の溝が形成された圧電セラミックスプレートと、インク流路を構成するために前記溝の側面をなす側壁の上面に接着剤により剛性をもって接着されるカバープレートとを有し、前記側壁の前記インク流路の深さ方向の中央側を前記インク流路の容積を変化させる方向に変形することにより、そのインク流路内に充填されたインクを噴射する
　イ．訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　訂正事項ａは、本件特許の願書に添付した明細書のうち、特許掲載公報第３頁６欄第３０〜３７行「圧電セラミックスプレート２の側壁１１の上面とカバープレート３とを接着する接着剤４について説明する。上述したように、接着剤４のヤング率が小さかったり、接着剤４の接着層が厚かったりして、接着剤４の接着層の弾性が大きい、つまり剛性が小さいと、図９に示すように、側壁１１が変形する方向と反対方向に接着剤４が変形するので十分なインク流路１２の体積変化が得らない。」（段落【００２２】参照）、第４頁７欄第４０〜４２行「ここで、上記の結果から接着層の厚さは、薄いほど剛性が増し好ましいが、」（段落【００２８】参照）の記載に基づいて、カバープレートが側壁の上面に接着剤により剛性をもって接着されることに、技術的に限定するとともに、同じく特許掲載公報第４頁８欄３〜５行「圧電厚みすべり効果による側壁１１の変形によって、十分なインク流路１２の体積変化が得られ、安定したインク滴の噴射が行われる。」（段落【００２９】参照）、および図７、図８、図９に基づいて、側壁がインク流路の深さ方向の中央側をインク流路の容積を変化させる方向に変形することに限定しようとするものである。
　したがって、この訂正は、特許請求の範囲の減縮に相当するものである。
　また、訂正事項ｂ〜訂正事項ｄは、訂正事項ａに伴い、発明の詳細な説明の記載を、請求項１の記載との整合を図るべく訂正するものであり、明瞭でない記載の釈明に相当する。
　そして、上記訂正は、いずれも新規事項の追加に該当せず、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
　ウ．むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正は、特許法等の一部を改正する法律（平成６年法律第１１６号）附則第６条第１項の規定によりなお従前の例によるとされる、平成６年改正前特許法第１２６条第１項ないし第３項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
３．特許異議の申立てについての判断
　ア．本件の請求項１ないし請求項４に係る発明
　上記２．で示したように上記訂正が認められるから、本件の請求項１ないし請求項４に係る発明は、上記訂正請求に係る訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１ないし請求項４に記載された次のとおりのものである。
　「【請求項１】複数の溝が形成された圧電セラミックスプレートと、インク流路を構成するために前記溝の側面をなす側壁の上面に接着剤により剛性をもって接着されるカバープレートとを有し、前記側壁の前記インク流路の深さ方向の中央側を前記インク流路の容積を変化させる方向に変形することにより、そのインク流路内に充填されたインクを噴射する液滴噴射装置において、前記接着剤のヤング率を、その接着剤の接着層の厚さで割った値が、５×１０３ｋｇ／ｍｍ３以上であることを特徴とする液滴噴射装置。
　【請求項２】前記接着剤のヤング率を、前記接着層の厚さで割った値が、５×１０４ｋｇ／ｍｍ３以上であることを特徴とする請求項１記載の液滴噴射装置。
　【請求項３】前記接着剤のヤング率を、前記接着層の厚さで割った値が、１．２×１０５ｋｇ／ｍｍ３以上であることを特徴とする請求項２記載の液滴噴射装置。
　【請求項４】前記側壁は、分極方向と直交する方向に駆動電界を発生するための電極を側面に有し、その駆動電界の印加により圧電厚みすべり効果により変形するものであることを特徴とする請求項１記載の液滴噴射装置。」（以下、それぞれ「本件発明１」ないし「本件発明４」という。）
　
　イ．引用例等
　当審が通知した取消理由に引用した、本件の出願の日前の他の特許出願であって、本件特許出願後に出願公開された特願平４−１８０６０４号（特開平５−３４５４１７号公報参照）の願書に最初に添付した明細書又は図面（以下、「先願明細書」という。）には、下記の事項が記載されている。
　［先願明細書］
　ａ．「圧電セラミックスに電気信号を加えて圧電セラミックスを変形させ、インク室の体積変化を励起して、インク滴を選択的に吐出して記録媒体に記録を行うドロップ・オン・デマンド型インクジェットヘッドには、図１（ｃ）に示すシェアモード方式がある。図１（ｃ）に示す通り、矢印方向に分極処理をした圧電セラミックス１にインク室５の加工を行ない、インク室５内部の側面１ｂ及び底面１ｃに駆動電極２を設ける。次に、圧電セラミックス１の壁１ａの上部に均一に薄く接着剤３を塗布して、上蓋としてガラス板４を貼り合わせて接着する。図２に示す通り、圧電セラミックス１に、矢印方向の分極処理方向に対して直角に設けた駆動電極２に電気信号を加えることによって、圧電セラミックス１がすべり振動を起こし、点線方向に変位する。この変位でインク室５の体積変化が起こり、インクが吐出され印字される。従来、図１、図２に示す接着層３の材料として、シール性（インク室からの圧力損失を防ぐ）、耐インク性（インクの流路になる）、接着力などを考慮して、液晶パネルの液晶封止用シール材として用いる熱硬化性エポキシ樹脂系接着剤Ａが良く使用される。この接着層の特性としては比較的硬くて脆いものである。」（第２頁第１欄２０〜４０行）。
　ｂ．「従来、接着層３とし用いているエポキシ樹脂系接着剤Ａの硬化物の物性は、引っ張り弾性率（ヤング率） ２．０×１０９Ｎ／ｍ２、動的粘弾性率 ８．０×１０８Ｎ／ｍ２、硬度は９０度（Ｄスケール）、比較的剛性で脆いものである。接着層３により抑制される壁１ａの変位量は、壁１ａの高さＸ（１００〜２００μｍ）及び剛性率Ｇｐ、接着層３の厚みＹ（１０μｍ）及び剛性率Ｇｓ（動的粘弾性率）の比から近似的に見積もることができる。壁１ａが満足に作動するには、ＧｐＹ／ＧｓＸは１未満であるべきであり、好ましくは０．１ 未満である。エポキシ樹脂系接着剤Ａを用いると、圧電セラミックス１の壁１ａの変位量は、接着層３により約３割程度抑制され、壁１ａが接着層３に固定されず自由に変位する場合と比較して、約７割程度しか変位しなくなる。これは変位測定の実験結果とかなり良く一致する。圧電セラミックス１の壁１ａの変位の接着層３による抑制量が大きくなると、インク室５の体積変化率が小さくなり、吐出されるインク滴の吐出速度が減少する。また、駆動電圧値のバラツキも大きくなり、印字の乱れが発生してしまい、効率よく、より安定にインクを吐出させることが難しくなる。」（第２頁第１欄４６行〜２欄１５行）。
　ｃ．「図１（ａ）に示すように、あらかじめ矢印方向に分極処理した圧電セラミックス１にダイシングソーなどで機械的に溝加工して、壁１ａを形成し、壁１ａの側面１ｂ及び溝の底面１ｃに駆動電極２として金膜を形成する。次に、図１（ｂ）に示すように、壁１ａの上部に１０μｍ程度のスペーサを混入した接着剤３を均一に薄く塗布する。最後に、図１（ｃ）に示すように、圧電セラミックス１の上に接着剤３を介してガラス板４を貼り合わせ、インク室５を形成する。図２にその動作原理を示す。図２に示すように、圧電セラミックス１の壁１ａの駆動電極２に電気信号を加えると、壁１ａが点線方向に変位（圧電体のすべり振動が起こる）し、インク室５の体積変化が励起され、電気信号に応じてインク室５内のインクが吐出する。このとき壁１ａの変位により接着層３にはせん断力が働く。」（第２頁第２欄４１行〜第３頁３欄６行）。
　ｄ．「図３は、接着層３に各種エポキシ系接着剤を用いて弾性率（ヤング率）を変化させた場合のインク滴の吐出速度の相対的変化を示している。」（第３頁３欄１０〜１２行）
　
　ウ．対比・判断
　（１）まず、上記記載ｂには、接着剤Ａの引っ張り弾性率（ヤング率） が２．０×１０９Ｎ／ｍ２（０．２０４×１０３ｋｇ／ｍｍ２）、接着層３の厚みが１０μｍ（０．０１ｍｍ）であることが記載されている。したがって、接着剤Ａのヤング率を、その接着剤Ａの接着層３の厚さで割ると、２０．４×１０３ｋｇ／ｍｍ３になる。
　そうすると、上記記載ａ〜ｄを含む明細書及び図面によると、先願明細書には、下記の発明が記載されている。
　「複数の溝が形成された圧電セラミックス１と、インク室５を構成するために前記溝の側面１ｂをなす壁１ａの上面に接着剤Ａにより接着されるガラス板４とを有し、前記壁１ａの変位により前記インク室５の体積を変化させ、そのインク室５内のインクを噴射する液滴噴射装置において、前記接着剤Ａのヤング率を、その接着剤Ａの接着層３の厚さで割った値が、２０．４×１０３ｋｇ／ｍｍ３以上であることを特徴とする液滴噴射装置。」（以下、「先願発明１」という。）
　
　そこで、本件発明１と先願発明１とを対比する。
　先願発明１の「圧電セラミックス１」、「インク室５」、「側面１ｂ」、「壁１ａ」、「接着剤Ａ」、「ガラス板４」、「変位」、「体積」は、それぞれ、本件発明１の「圧電セラミックスプレート」、「インク流路」、「側面」、「側壁」、「接着剤」、「カバープレート」、「変形」、「容積」に相当する。
　してみると、本件発明１と先願発明１とは、
　「複数の溝が形成された圧電セラミックスプレートと、インク流路を構成するために前記溝の側面をなす側壁の上面に接着剤により接着されるカバープレートとを有し、前記側壁を前記インク流路の容積を変化させる方向に変形することにより、そのインク流路内に充填されたインクを噴射する液滴噴射装置において、前記接着剤のヤング率を、その接着剤の接着層の厚さで割った値が、２０．４×１０３ｋｇ／ｍｍ３以上であることを特徴とする液滴噴射装置。」である点で一致し、次の点で相違する。
　相違点１：側壁の上面とカバープレートとの接着の態様について、本件発明１では、「接着剤により剛性をもって接着される」としているのに対して、先願発明１では、剛性をもって接着されていると明記されていない点。
　相違点２：インク流路の容積を変化させるための側壁の変形に関して、本件発明１では、「前記側壁の前記インク流路の深さ方向の中央側を前記インク流路の容積を変化させる方向に変形する」としているのに対して、先願発明１では、その点が明確でない点。
　
　上記相違点について検討する。
　まず、相違点１について。
　本件明細書の「圧電セラミックスプレート２の側壁１１の上面とカバープレート３とを接着する接着剤４について説明する。上述したように、接着剤４のヤング率が小さかったり、接着剤４の接着層が厚かったりして、接着剤４の接着層の弾性が大きい、つまり剛性が小さいと、図９に示すように、側壁１１が変形する方向と反対方向に接着剤４が変形するので十分なインク流路１２の体積変化が得らない。」（特許掲載公報第３頁６欄第３０〜３７行）、及び「図１からわかるように、・・・前記直線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の傾きは、接着剤４のヤング率を接着剤４の厚さで割った値であり、・・・ここで、上記の結果から接着層の厚さは、薄いほど剛性が増し好ましいが、カバープレート３と側壁１１の上面とを完全に接合させるだけの厚さは必要であり、また接着層を薄くするための技術的限界も存在する。従って、接着層の厚さをある程度厚くする場合は、要求される噴射速度に応じてヤング率の大きい接着剤を用いればよい。」（特許掲載公報第４頁７欄第２４〜４６行）の記載を参酌すると、本件発明１における、「側壁の上面に接着剤により剛性をもって接着されるカバープレート」において、側壁の上面とカバープレートが、接着剤により剛性をもって接着されているか否かの問題は、側壁上面とカバープレートそれぞれの接着剤に接する部位の相対的変位量、つまり、両者の間の接着剤のヤング率を、その接着剤の接着層の厚さで割った値がどうなっているかの問題である。
　そうすると、当該値が、上述したように、先願発明１と本件発明１との間で格別差異がないものであるから、この点は実質的な相違点でない。
　次に、相違点２について。
　インク流路の容積を変化させるための側壁の変形に関して、本件明細書には、側壁のインク流路の深さ方向の中央側がインク流路の容積を変化させる方向に変形させるための具体的構成について明記されていない。そこで、本件明細書の「圧電セラミックスプレート２の側壁１１の上面とカバープレート３とを接着する接着剤４について説明する。上述したように、接着剤４のヤング率が小さかったり、接着剤４の接着層が厚かったりして、接着剤４の接着層の弾性が大きい、つまり剛性が小さいと、図９に示すように、側壁１１が変形する方向と反対方向に接着剤４が変形するので十分なインク流路１２の体積変化が得らない。」（特許掲載公報第３頁６欄第３０〜３７行）、「圧電厚みすべり効果による側壁１１の変形によって、十分なインク流路１２の体積変化が得られ、安定したインク滴の噴射が行われる。」（特許掲載公報第４頁８欄３〜５行）、「その溝の側面となる側壁１１は矢印５の方向に分極されている。」（特許掲載公報第２頁３欄３０〜３１行）、及び「駆動電界方向１４ｂおよび１４ｃは分極方向５とが直交しているため、側壁１１ｂ及び１１ｃは、圧電厚みすべり効果により、この場合、インク流路１２ｂの内部方向に急速に変形する。」（特許掲載公報第２頁４欄３０〜３１行）の各記載を参酌すると、側壁の上部をカバープレートに接合してあるため拘束され、側壁がせん断モード変形により変形すると、自ずから側壁のインク流路の深さ方向の中央側がインク流路の容積を変化させる方向に変形するものであると解される。
　一方、先願明細書には、上記記載ｂの「エポキシ樹脂系接着剤Ａを用いると、圧電セラミックス１の壁１ａの変位量は、接着層３により約３割程度抑制され、壁１ａが接着層３に固定されず自由に変位する場合と比較して、約７割程度しか変位しなくなる。」の記載からみて、壁１ａ（側壁）の接着層に接する部分が固定されること、また、壁１ａ（側壁）の下部が圧電セラミックス１の、壁１ａ（側壁）が形成されていない部分と一体であることからみて、先願発明１の壁１ａ（側壁）は、接着層に接する部分と下部の間で変形すること、即ち、壁１ａ（側壁）のインク室５（インク流路）の深さ方向の中央側を前記インク室５（インク流路）の容積を変化させる方向に変形することが明示されているといえるから、この点も、実質的な相違点であるといえない。
　
　したがって、本件発明１は、先願明細書に記載された先願発明１と同一である。
　
　（２）次に、本件発明２について検討する。
　本件発明２は本件発明１において、接着剤のヤング率を、接着層の厚さで割った値が、５×１０４ｋｇ／ｍｍ３以上であるとしたものである。
　先願明細書の上記記載ｄからして、図３において、接着剤Ａとして弾性率（ヤング率）が１×１０１０Ｎ／ｍ２（０．１０２×１０４ｋｇ／ｍｍ２）であるものを用いた場合、接着層３の厚み１０μｍ（０．０１ｍｍ）で割ると、１０．２×１０４ｋｇ／ｍｍ３になることから、５×１０４ｋｇ／ｍｍ３以上であることが開示されている。
　したがって、本件発明１についての上記検討を勘案すると、本件発明２は先願明細書に記載された発明と同一である。
　
　（３）次に、本件発明３について検討する。
　本件発明３は本件発明１において、接着剤のヤング率を、接着層の厚さで割った値が、１．２×１０５ｋｇ／ｍｍ３以上であるとしたものである。
　先願明細書の上記記載ｄからして、図３において、接着剤Ａの直線を右へ伸ばすとともに、インク滴の吐出速度（５ｍ／ｓ）における横軸を右へ伸ばして、その交点をみると、弾性率が約２×１０１０Ｎ／ｍ２（０．２０４×１０４ｋｇ／ｍｍ２）の位置にある。そこで、接着剤Ａとして弾性率（ヤング率）が約２×１０１０Ｎ／ｍ２（０．２０４×１０４ｋｇ／ｍｍ２）であるものを用いた場合、接着層３の厚み１０μｍ（０．０１ｍｍ）で割ると、２．０４×１０５ｋｇ／ｍｍ３になることから、１．２×１０５ｋｇ／ｍｍ３以上であることが開示されている。
　したがって、本件発明１についての上記検討を勘案すると、本件発明３は先願明細書に記載された発明と同一である。
　
　（４）次に、本件発明４について検討する。
　本件発明４は本件発明１において、側壁は、分極方向と直交する方向に駆動電界を発生するための電極を側面に有し、その駆動電界の印加により圧電厚みすべり効果により変形するものであることに限定したものである。
　先願明細書には、上記記載ａにみるように、「図２に示す通り、圧電セラミックス１に、矢印方向の分極処理方向に対して直角に設けた駆動電極２に電気信号を加えることによって、圧電セラミックス１がすべり振動を起こし、点線方向に変位する。この変位でインク室５の体積変化が起こり、インクが吐出され印字される。」 と記載されている。
　してみると、本件発明４の上記特徴点は、実質的に先願明細書に開示されている。
　したがって、本件発明１についての上記検討を勘案すると、本件発明４は先願明細書に記載された発明と同一である。
　
　（５）したがって、本件発明１ないし本件発明４は、先願明細書に記載された発明と同一であると認められ、しかも本件発明１ないし本件発明４の発明者が上記先願明細書に記載された発明の発明者と同一であるとも、また本願の出願の時に、その出願人が上記他の出願の出願人と同一であるとも認められないので、本件発明１ないし本件発明４は、特許法第２９条の２第１項の規定により特許を受けることができない。
　
　エ．むすび
　以上のとおりであるから、本件発明１ないし本件発明４の特許は拒絶の査定をしなければならない特許出願に対してなされたものと認める。
　したがって、特許法等の一部を改正する法律（平成６年法律第１１６号）附則第１４条の規定に基づく、特許法等の一部を改正する法律の施行に伴う経過措置を定める政令（平成７年政令第２０５号）第４条第１項及び第２項の規定により、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１４年８月７日（２００２．８．７）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
　特許権者が求める特許明細書の訂正は、次の訂正からなる。
　訂正事項ａ：特許請求の範囲の請求項１を、特許請求の範囲の減縮を目的として、
　「【請求項１】複数の溝が形成された圧電セラミックスプレートと、インク流路を構成するために前記溝の側面をなす側壁の上面に接着剤により接着されるカバープレートとを有し、前記側壁の変形により前記インク流路の容積を変化させ、そのインク流路内に充填されたインクを噴射する液滴噴射装置において、前記接着剤のヤング率を、その接着剤の接着層の厚さで割った値が、５×１０３ｋｇ／ｍｍ３以上であることを特徴とする液滴噴射装置。」から、
　「【請求項１】複数の溝が形成された圧電セラミックスプレートと、インク流路を構成するために前記溝の側面をなす側壁の上面に接着剤により
剛性をもって
前記インク流路の深さ方向の中央側を前記インク流路の容積を変化させる方向に
すること
　訂正事項ｂ：特許明細書の段落【００１４】を、明瞭でない記載の釈明を目的として、
　「【課題を解決するための手段】この目的を達成するために本発明では、複数の溝が形成された圧電セラミックスプレートと、インク流路を構成するために前記溝の側面をなす側壁の上面に接着剤により
剛性をもって
前記インク流路の深さ方向の中央側を前記インク流路の容積を変化させる方向に
すること
　訂正事項ｃ：特許明細書の段落【００１９】を、明瞭でない記載の釈明を目的として、
　「【作用】上記の構成を有する本発明の
、複数の溝が形成された圧電セラミックスプレートと、インク流路を構成するために前記溝の側面をなす側壁の上面に接着剤により剛性をもって接着されるカバープレートとを有し、前記側壁の前記インク流路の深さ方向の中央側を前記インク流路の容積を変化させる方向に変形することにより、そのインク流路内に充填されたインクを噴射する
　訂正事項ｄ：特許明細書の段落【００３９】を、明瞭でない記載の釈明を目的として、
　「【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本発明の
、複数の溝が形成された圧電セラミックスプレートと、インク流路を構成するために前記溝の側面をなす側壁の上面に接着剤により剛性をもって接着されるカバープレートとを有し、前記側壁の前記インク流路の深さ方向の中央側を前記インク流路の容積を変化させる方向に変形することにより、そのインク流路内に充填されたインクを噴射する
（５４）【発明の名称】
液滴噴射装置
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　複数の溝が形成された圧電セラミックスプレートと、インク流路を構成するために前記溝の側面をなす側壁の上面に接着剤により
剛性をもって
前記インク流路の深さ方向の中央側を前記インク流路の容積を変化させる方向に
すること
　【請求項２】　前記接着剤のヤング率を、前記接着層の厚さで割った値が、５×１０４ｋｇ／ｍｍ３以上であることを特徴とする請求項１記載の液滴噴射装置。
　【請求項３】　前記接着剤のヤング率を、前記接着層の厚さで割った値が、１．２×１０５ｋｇ／ｍｍ３以上であることを特徴とする請求項２記載の液滴噴射装置。
　【請求項４】　前記側壁は、分極方向と直交する方向に駆動電界を発生するための電極を側面に有し、その駆動電界の印加により圧電厚みすべり効果により変形するものであることを特徴とする請求項１記載の液滴噴射装置。
　【請求項５】　複数の溝が形成された圧電セラミックスプレートと、インク流路を構成するために前記溝の側面をなす側壁の上面に接着剤により接着されるカバープレートと、前記側壁の端面に接着剤により接着されインク流路と対応するノズルを有するノズルプレートとを有し、前記側壁の変形により前記インク流路の容積を変化させ、そのインク流路内に充填されたインクを前記ノズルから噴射する液滴噴射装置において、前記側壁の上面とカバープレートとを接着する接着剤、および前記側壁の端面とノズルプレートとを接着する接着剤のヤング率を、その接着剤の接着層の厚さで割った値が、１．２×１０５ｋｇ／ｍｍ３以上、３×１０５ｋｇ／ｍｍ３以下であることを特徴とする液滴噴射装置。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【産業上の利用分野】
　本発明は、液滴噴射装置に関するものである。
　【０００２】
　【従来の技術】
　従来、圧電セラミックス素子を用いた液滴噴射装置では、例えば、ドロップオンデマンド方式の液滴噴射装置が提案されている。これは、インク流路内の容積を変化させ、その容積減少時にインク流路内のインクをノズルから噴射し、その容積増大時にインク供給口よりインク流路内にインクを導入するようにしたものである。そして、印字データに従って所定の位置の噴射装置からインクを噴射させることにより、所望する文字や画像を形成するのである。
　【０００３】
　このような液滴噴射装置としては、例えば特開昭６３−２４７０５１号公報、特開昭６３−２５２７５０号公報および特開平２−１５０３５５号公報に記載されているものがある。以下、その液滴噴射装置の概略構成を説明する。
　【０００４】
　図３に示すように、インクジェットプリンタヘッド１は、圧電セラミックスプレート２とカバープレート３とノズルプレート３１と基板４１とから構成されている。
　【０００５】
　その圧電セラミックスプレート２には、薄い円板状のダイヤモンドブレード等により切断された複数の溝８が形成されている。また、その溝８の側面となる側壁１１は矢印５の方向に分極されている。それらの溝８は同じ深さであり、かつ平行である。それら溝８の深さは圧電セラミックスプレート２の一端面１５に近づくにつれて徐々に浅くなっており、一端面１５付近には浅溝１６が形成されている。そして、溝８の内面には、その両側面の上半分に金属電極１３がスパッタリング等によって形成されている。また、浅溝１６の内面には、その側面及び底面に金属電極９がスパッタリング等によって形成されている。これにより、溝８の両側面に形成された金属電極１３は浅溝１６に形成された金属電極９によって連結されている。
　【０００６】
　次に、カバープレート３は、セラミックス材料または樹脂材料等から形成されている。そして、カバープレート３には、研削または切削加工等によって、インク導入口２１及びマニホールド２２が形成されている。そして、圧電セラミックスプレート２の溝８加工側の面とカバープレート３のマニホールド２２加工側の面とがエポキシ系等の接着剤４（図６参照）によって接着される。従って、インクジェットプリンタヘッド１には、溝８の上面が覆われて横方向に互いに間隔を有する複数のインク流路１２（図６）が構成される。図６に示すように、そのインク流路１２は長方形断面の細長い形状であり、全てのインク流路１２内には、インクが充填される。
　【０００７】
　図３に示すように、圧電セラミックスプレート２及びカバープレート３の端面に、各インク流路１２の位置に対応した位置にノズル３２が設けられたノズルプレート３１がエポキシ系等の接着剤３３（図４参照）によって接着されている。このノズルプレート３１は、ポリアルキレン（例えばエチレン）テレフタレート、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネイト、酢酸セルロース等のプラスチックによって形成されている。
　【０００８】
　そして、圧電セラミックスプレート２の溝８の加工側に対して反対側の面には、基板４１が、エポキシ系等の接着剤（図示せず）によって接着されている。その基板４１には各インク流路１２の位置に対応した位置に導電層のパターン４２が形成されている。その導電層のパターン４２と浅溝１６の底面の金属電極９とは、周知のワイヤボンディング等によって導線４３で接続されている。
　【０００９】
　次に、制御部のブロック図を示す図５によって、制御部の構成を説明する。基板４１に形成された導電層のパターン４２は各々個々にＬＳＩチップ５１に接続されている。また、クロックライン５２、データライン５３、電圧ライン５４及びアースライン５５もＬＳＩチップ５１に接続されている。ＬＳＩチップ５１は、クロックライン５２から供給される連続したクロックパルスに基づいて、データライン５３上に現れるデータに応じて、どのノズル３２からインク滴の噴射を行うべきかを判断する。そして、駆動するインク流路１２内の金属電極１３に導通する導電層のパターン４２に、電圧ライン５４の電圧Ｖを印加する。また、駆動するインク流路１２以外の金属電極１３に導通する導電層のパターン４２にはアースライン５５の電圧０Ｖを印加する。
　【００１０】
　次に、図５，図６によって、インクジェットプリンタヘッド１の動作を説明する。ＬＳＩチップ５１が、所要のデータに従って、インクジェットプリンタヘッド１のインク流路１２ｂからインクの噴出を行なうと判断する。すると、金属電極１３ｅと１３ｆとに正の駆動電圧Ｖが印加され、金属電極１３ｄと１３ｇとが接地される。図６に示すように、側壁１１ｂには矢印１４ｂの方向の駆動電界が発生し、側壁１１ｃには矢印１４ｃの方向の駆動電界が発生する。すると、駆動電界方向１４ｂ及び１４ｃは分極方向５とが直交しているため、側壁１１ｂ及び１１ｃは、圧電厚みすべり効果により、この場合、インク流路１２ｂの内部方向に急速に変形する。この変形によってインク流路１２ｂの容積が減少してインク圧力が急速に増大し、圧力波が発生して、インク流路１２ｂに連通するノズル３２（図３）からインク滴が噴射される。
　【００１１】
　また、駆動電圧Ｖの印加が停止されると、側壁１１ｂ及び１１ｃが変形前の位置（図５参照）に徐々に戻るためインク流路１２ｂ内のインク圧力が徐々に低下する。すると、インク供給口２１（図６）からマニホールド２２（図６）を通してインク流路１２ｂ内にインクが供給される。
　【００１２】
　【発明が解決しようとする課題】
　しかしながら、上記従来の液滴噴射装置では、圧電厚みすべり効果による側壁１１の変形によって、インク流路１２の容積を変化させてインク滴を噴射しているので、十分なインク流路１２の体積変化を必要とする。このためには、図８に示すように側壁１１の上面とカバープレート３とが接着剤４によって、完全に接着されていなければならない。つまり、接着剤４のヤング率が小さかったり、接着剤４の接着層が厚かったりして、接着剤４の接着層の弾性が大きい、つまり剛性が小さいと、図９に示すように、側壁１１が変形する方向と反対方向に接着剤４が変形するので十分なインク流路１２の体積変化が得られず、所望するインク滴の噴射速度が得られなかったり、インク滴が噴射しなかったりするといった問題があった。
　【００１３】
　本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、常時安定したインク滴の噴射が行える液滴噴射装置を提供することを目的とする。
　【００１４】
　【課題を解決するための手段】
　この目的を達成するために本発明では、複数の溝が形成された圧電セラミックスプレートと、インク流路を構成するために前記溝の側面をなす側壁の上面に接着剤により
剛性をもって
前記インク流路の深さ方向の中央側を前記インク流路の容積を変化させる方向に
すること
　【００１５】
　また、請求項２においては、前記接着剤のヤング率を、前記接着層の厚さで割った値が、５×１０４ｋｇ／ｍｍ３以上であることを特徴とする。
　【００１６】
　さらに、請求項３では、前記接着剤のヤング率を、前記接着層の厚さで割った値が、１．２×１０５ｋｇ／ｍｍ３以上であることを特徴とする。
　【００１７】
　また、請求項４では、前記側壁は、分極方向と直交する方向に駆動電界を発生するための電極を側面に有し、その駆動電界の印加により圧電厚みすべり効果により変形するものであることを特徴とする。
　【００１８】
　また、請求項５では、複数の溝が形成された圧電セラミックスプレートと、インク流路を構成するために前記溝の側面をなす側壁の上面に接着剤により接着されるカバープレートと、前記側壁の端面に接着剤により接着されインク流路と対応するノズルを有するノズルプレートとを有し、前記側壁の変形により前記インク流路の容積を変化させ、そのインク流路内に充填されたインクを前記ノズルから噴射する液滴噴射装置において、前記側壁の上面とカバープレートとを接着する接着剤、および前記側壁の端面とノズルプレートとを接着する接着剤のヤング率を、その接着剤の接着層の厚さで割った値が、１．２×１０５ｋｇ／ｍｍ３以上、３×１０５ｋｇ／ｍｍ３以下であることを特徴とする。
　【００１９】
　【作用】
　上記の構成を有する本発明の
、複数の溝が形成された圧電セラミックスプレートと、インク流路を構成するために前記溝の側面をなす側壁の上面に接着剤により剛性をもって接着されるカバープレートとを有し、前記側壁の前記インク流路の深さ方向の中央側を前記インク流路の容積を変化させる方向に変形することより、そのインク流路内に充填されたインクを噴射する
　【００２０】
　また、側壁の端面とノズルプレートとを接着する接着剤は、圧電セラミックスプレートの線膨張係数とノズルプレートの線膨張係数との差を緩衝するため、および側壁の変形を妨げないように、ある程度の弾性が必要であるが、前記値を、１．２×１０５ｋｇ／ｍｍ３以上、３×１０５ｋｇ／ｍｍ３以下にすることで、前記側壁の上面とカバープレートとを接着する接着剤と前記側壁の端面とノズルプレートとを接着する接着剤とに同じ材料の使用を可能にする。
　【００２１】
　【実施例】
　以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。なお都合上、従来例と同一部位、及び均等部位には同一符合をつけるとともに、その詳細な説明は省略する。
　【００２２】
　圧電セラミックスプレート２の側壁１１の上面とカバープレート３とを接着する接着剤４について説明する。上述したように、接着剤４のヤング率が小さかったり、接着剤４の接着層が厚かったりして、接着剤４の接着層の弾性が大きい、つまり剛性が小さいと、図９に示すように、側壁１１が変形する方向と反対方向に接着剤４が変形するので十分なインク流路１２の体積変化が得らない。
　【００２３】
　そこで、ヤング率（硬化後）の異なるエポキシ系の接着剤４を複数用いて、接着層の厚みを変化させて、それぞれについてインクジェットプリンタヘッド１のインク滴噴射実験を行った。尚、実験に用いた接着剤４は、硬化後のヤング率が重要であり、他の性質は今回の実験においては考慮しなくてもよい。その実験の結果を図１に示す。実験における接着剤４の接着層の厚さは顕微鏡で測定した。インクジェットプリンタヘッド１の評価は、インク滴の噴射速度がインク流路１２の体積変化に比例するので、インク滴の噴射速度を測定して評価した。
　【００２４】
　ここで、インク滴の噴射速度とインク噴射の安定性について、実験による経験に基づいて説明する。まず、噴射速度が１ｍ／ｓ未満の場合は、インクが噴射されない（インク滴が分離されない）か、されたとしても、ノズル３２と用紙との間における空気流等の影響により所望の位置にインク滴が付着しなく、印字品質が悪化する。従って、液滴噴射装置を製品化するにあたっては、噴射速度は少なくとも１ｍ／ｓ以上は必要である。
　【００２５】
　更に、インク噴射速度が液滴噴射装置に与える影響として、以下のことがあげられる。まず、ノズル形状が不均一であったりノズル付近にゴミやインクが付着してしまった場合、噴射速度が小さいとインクの直進性に影響が出る。また、キャリッジ走査型の液滴噴射装置においては、キャリッジ移動によりノズル３２と用紙との間における空気流が激しくなり、噴射速度が小さいとインクの着弾点にずれが生じやすく、更にこのずれは、高速印字のためにキャリッジ移動速度を高速化する場合や、厚紙に印字できるようノズルとプラテンの距離を大きくする場合に、より顕著に現われる。
　【００２６】
　従って、上記のいくつかの条件を考慮する場合、安定した噴射を実現するためには、噴射速度は好ましくは３ｍ／ｓ以上必要であり、噴射速度が５ｍ／ｓ以上であれば上記のすべての条件を考慮しても、安定した噴射を実現することができる。
　【００２７】
　これらのことを踏まえて、図１におけるインクジェットプリンタヘッド１の評価は、インク滴の噴射速度を、５ｍ／ｓ以上、３〜５ｍ／ｓ、１〜３ｍ／ｓ、及び１ｍ／ｓ未満にわけて評価した。
　【００２８】
　図１からわかるように、直線Ｌ３の上方領域ではインク滴の噴射速度が５ｍ／ｓ以上となり、直線Ｌ３とＬ２の間の領域では噴射速度が３〜５ｍ／ｓ、直線Ｌ２とＬ１の間の領域ではの噴射速度が１〜３ｍ／ｓ、直線Ｌ１の下方領域では噴射速度が１ｍ／ｓ未満となる。ここで、前記直線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の傾きは、接着剤４のヤング率を接着剤４の厚さで割った値であり、この値は順に５×１０３ｋｇ／ｍｍ３、５×１０４ｋｇ／ｍｍ３、１．２×１０５ｋｇ／ｍｍ３である。従って、接着剤４のヤング率を接着剤４の厚さで割った値が５×１０３ｋｇ／ｍｍ３以上、好ましくは５×１０４ｋｇ／ｍｍ３以上、より好ましくは１．２×１０５ｋｇ／ｍｍ３以上であれば、安定したインク滴の噴射が行える。ここで、上記の結果から接着層の厚さは、薄いほど剛性が増し好ましいが、カバープレート３と側壁１１の上面とを完全に接合させるだけの厚さは必要であり、また接着層を薄くするための技術的限界も存在する。従って、接着層の厚さをある程度厚くする場合は、要求される噴射速度に応じてヤング率の大きい接着剤を用いればよい。
　【００２９】
　以上説明したように、圧電セラミックスプレート２の側壁１１の上面とカバープレート３とを接着する接着剤４のヤング率を接着剤４の厚さで割った値が５×１０３ｋｇ／ｍｍ３以上、好ましくは５×１０４ｋｇ／ｍｍ３以上、より好ましくは１．２×１０５ｋｇ／ｍｍ３以上となるように接着剤の材質及び厚さを選定すれば、圧電厚みすべり効果による側壁１１の変形によって、十分なインク流路１２の体積変化が得られ、安定したインク滴の噴射が行われる。
　【００３０】
　次に、圧電セラミックスプレート２及びカバープレート３の端面に、ノズルプレート３１を接着する接着剤３３（図４参照）について説明する。
　【００３１】
　図４に示すように、接着剤３３は側壁１１を含む圧電セラミックスプレート２の端面とノズルプレート３１との間に形成されており、前記ノズル３２が連通するインク流路１２（図６）とノズルプレート３１との間には接着剤３３は形成されていない。一般にノズルプレート３１はノズル３２の形成等を考慮して、樹脂または金属材料が用いられ、セラミックス材料を用いる圧電セラミックスプレート２とは線膨張係数が異なる。そこで、圧電セラミックスプレート２とノズルプレート３１とを接着する接着剤３３は、圧電セラミックスプレート２の線膨張係数とノズルプレート３１の線膨張係数との差を
緩衝
　【００３２】
　そこで、ヤング率（硬化後）の異なるエポキシ系の接着剤３３を複数用いて接着層の厚みを変化させて、それぞれについてインクジェットプリンタヘッド１のインク滴噴射実験を行った。尚、実験に用いた接着剤３３は、硬化後のヤング率が重要であり、他の性質は今回の実験においては考慮しなくてもよい。また、インクジェットプリンタヘッド１の評価はインク滴の噴射速度を測定して評価した。インク滴の噴射速度は、上述した理由から５ｍ／ｓ以上、３〜５ｍ／ｓ、１〜３ｍ／ｓ、及び１ｍ／ｓ未満にわけて評価した。また、接着剤３３の厚さは、噴射実験後にインクジェットプリンタヘッド１をインク流路１２方向に切断して顕微鏡で測定した。その実験の結果を図２に示す。
　【００３３】
　図２からわかるように、直線Ｍ３の下方領域ではインク滴の噴射速度が５ｍ／ｓ以上となり、直線Ｍ３とＭ２の間の領域では噴射速度が３〜５ｍ／ｓ、直線Ｍ２とＭ１の間の領域ではの噴射速度が１〜３ｍ／ｓ、直線Ｍ１の上方領域では噴射速度が１ｍ／ｓ未満となる。ここで、前記直線Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３の傾きは、接着剤３３のヤング率を接着剤３３の厚さで割った値であり、この値は順に１×１０６ｋｇ／ｍｍ３、５×１０５ｋｇ／ｍｍ３、３×１０５ｋｇ／ｍｍ３である。従って、接着剤３３のヤング率を接着剤３３の厚さで割った値が１×１０６ｋｇ／ｍｍ３以下、好ましくは５×１０５ｋｇ／ｍｍ３以下、より好ましくは３×１０５ｋｇ／ｍｍ３以下であれば、安定したインク滴の噴射が行える。
　【００３４】
　以上説明したように、圧電セラミックスプレート２及びカバープレート３の端面に、ノズルプレート３１を接着する接着剤３３のヤング率を接着剤３３の厚さで割った値が１×１０６ｋｇ／ｍｍ３以下、好ましくは５×１０５ｋｇ／ｍｍ３以下、より好ましくは３×１０５ｋｇ／ｍｍ３以下となるように接着剤の材質及び厚さを選定すれば、圧電厚みすべり効果による側壁１１の変形によって、十分なインク流路１２の体積変化が得られ、安定したインク滴の噴射が行われる。
　【００３５】
　以上の実験結果に基づいて、本実施例のインクジェットプリンタヘッド１を作成し、キャリッジ走査型の液滴噴射装置として印字を試みることにした。尚、液滴噴射装置の仕様としてキャリッジ移動速度は０．６３５ｍ／ｓ、ノズルと用紙の紙面との距離は１．５ｍｍとした。
　【００３６】
　ところで、このインクジェットプリンタヘッド１を作成する際に、圧電セラミックスプレート２に対し、カバープレート３を接着する接着剤４と、ノズルプレート３１を接着する接着剤３３の材質や接着工程を異ならせることは、製造コストや製造時間の浪費につながるため、本実施例においては同じ材質の接着剤を用い同じ接着工程にて接着することにした。従って、接着剤のヤング率と厚さも等しくなるため、上記の２つの実験結果をともに満足するようにヤング率と厚さを設定する必要がある。そして、上記の実験結果から最も好ましいヤング率と厚さの関係は、ヤング率を厚さで割った値が１．２×１０５ｋｇ／ｍｍ３以上、３×１０５ｋｇ／ｍｍ３以下である。従って本実施例では、ヤング率が７３０ｋｇ／ｍｍ２の接着剤を用い、接着剤の厚さを３μｍとした。この場合のヤング率を厚さで割った値は、２．４３×１０５ｋｇ／ｍｍ３となるため、両者の条件を満たし得るものである。
　【００３７】
　このようにして作成されたインクジェットプリンタヘッド１により、液滴噴射装置として印字させた場合の印字サンプルを、インクの着弾点のずれを中心に評価した結果、ほとんどずれの無い良好な印字が行われたことが確認できた。
　【００３８】
　尚、本実施例では、エポキシ系の接着剤を用いたが、アクリル系、フェノール系等の接着剤を用いてもよい。
　【００３９】
　【発明の効果】
　以上説明したことから明かなように、本発明の
、複数の溝が形成された圧電セラミックスプレートと、インク流路を構成するために前記溝の側面をなす側壁の上面に接着剤により剛性をもって接着されるカバープレートとを有し、前記側壁の前記インク流路の深さ方向の中央側を前記インク流路の容積を変化させる方向に変形することより、そのインク流路内に充填されたインクを噴射する
　【００４０】
　また、前記値を、１．２×１０５ｋｇ／ｍｍ３以上、３×１０５ｋｇ／ｍｍ３以下にすることで、前記側壁の上面とカバープレートとを、上記のようにインク流路の十分な容積変化が得られるように剛性をもって接着できるとともに、側壁の端面とノズルプレートとを、その両者の線膨張係数との差を緩衝し、また側壁の変形を妨げることなく接着できる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　本発明の一実施例における圧電セラミックスプレートとカバープレートとを接着する接着剤のヤング率と接着層の厚さとの関係を示すグラフである。
　【図２】
　前記実施例における圧電セラミックスプレートとノズルプレートとを接着する接着剤のヤング率と接着層の厚さとの関係を示すグラフである。
　【図３】
　前記実施例及び従来技術のインクジェットプリンタヘッドの構成を示す斜視図である。
　【図４】
　前記実施例及び従来技術のインクジェットプリンタヘッドをインク流路の流路方向に切断した断面図である。
　【図５】
　前記実施例及び従来技術のインクジェットプリンタヘッドの制御部を示す説明図である。
　【図６】
　前記実施例及び従来技術のインクジェットプリンタヘッドの構成を示す断面図である。
　【図７】
　前記実施例及び従来技術のインクジェットプリンタヘッドの作動状態を示す説明図である。
　【図８】
　インクジェットプリンタヘッドの側壁の圧電厚みすべり効果時における側壁とカバープレートとの接着層の状態を示す説明図である。
　【図９】
　インクジェットプリンタヘッドの側壁とカバープレートとの接着層の弾性が大きい場合における側壁の圧電厚みすべり効果時の接着層の状態を示す説明図である。
　【符号の説明】
　２　　圧電セラミックスプレート
　３　　カバープレート
　４　　接着剤
　１１　側壁
　１２　インク流路