(57)【要約】【課題】  振動板が電極に当接及び離間する際の振動板変位を安定化することができ、応答性の良好な液滴吐出ヘッドを提供する。【解決手段】  開示される液滴吐出ヘッドは、振動板１２が電極１８の少なくとも一部に当接した際、振動板１２が形成された第１の基板１と電極１８が形成された第２の基板とで構成される振動室に連通している第２の空間を構成する切欠部１８ａを電極１８に設けている。【選択図】  図１
2005153453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が充填される吐出室の壁面を構成する振動板と前記振動板に対向する電極との間に電圧を印加して前記振動板を前記電極に当接離間させて前記吐出室に連通するノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドにおいて、
前記振動板が前記電極の少なくとも一部に当接した際、前記振動板が形成された第１の基板と前記電極が形成された第２の基板とで構成される第１の空間に連通している第２の空間を設けたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
前記第２の空間は、前記電極自体に設けられていることを特徴とする請求項１記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
前記第２の空間は、前記第２の基板に設けられていることを特徴とする請求項１記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
前記第２の空間は、溝からなり、前記振動板の前記電極への当接離間方向とは異なる方向に開口部を有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
前記第２の空間は、前記振動板の前記電極との当接部分又は前記電極の前記振動板との当接部分のいずれか一方若しくは両方が粗面で構成されていることにより設けられることを特徴とする請求項１記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドと、
前記液滴吐出ヘッドに液体を供給する液体供給手段と、
前記液滴吐出ヘッドを移動させる移動手段と、
液滴着弾対象と前記液滴吐出ヘッドとの相対位置を変化させる位置制御手段と
を備えていることを特徴とする液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体が充填される吐出室の壁面を構成する振動板と振動板に対向する電極との間に電圧を印加して振動板を電極に当接離間させて吐出室に連通するノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッド及びこの液滴吐出ヘッドを有する液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の液滴吐出ヘッドは、液体が充填される吐出室の壁面を構成する振動板が形成された第１の基板と、振動板に対向する電極が形成された第２の基板とが接合して構成されており、第２の基板の振動板に略対向する部分に開口を有し、振動板と電極との間のギャップ空間に連通する空気室が設けられている（例えば、特許文献１参照。）。以下、この技術を第１の従来例と呼ぶ。
【０００３】
また、従来の液滴吐出ヘッドは、第２の基板に、振動板に対向して第１凹部が形成されているとともに、この第１凹部の底面に複数の第２凹部が形成され、第１の基板に形成された振動板が第１凹部の底面のうちの第２凹部が形成されていない残存部分に当接することで変位が規制される、すなわち、第１凹部の残存部分は振動板が当接する電極より高い当接部となっているものもある。さらに、第２の基板には、振動板に対向する部分に、振動板と電極との間のギャップ空間に連通する複数の空気室が設けられている（例えば、特許文献１参照。）。以下、この技術を第２の従来例と呼ぶ。
【０００４】
さらに、従来の液滴吐出ヘッドには、第１の基板に形成された振動板と第２の基板に形成された電極との間のギャップ空間を含むアクチュエータを気密に構成し、かつ、アクチュエータの容積Ｖと、駆動時に振動板によって排除される容積ΔＶとの比が、２≦Ｖ／ΔＶ≦８の範囲に入るように、アクチュエータの容積Ｖを設定し、振動板が変位した際の圧力上昇を空気室で吸収しているものもある（例えば、特許文献２参照。）。以下、この技術を第３の従来例と呼ぶ。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２９３８６３号公報（請求項１，［００１５］〜［００３０］，［００３７］〜［００４５］、図２，図５）
【特許文献２】特開平７−２９９９０８号公報（請求項１，［０００７］〜［００３５］、図１〜図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記した第１の従来例では、振動板が電極に当接する際の振動板変位を安定化することはできるが、振動板が電極に当接した状態から離間する際の振動板変位を安定化することはできないという課題があった。これは以下に示す理由による。すなわち、振動板と電極との間に電圧を印加することにより、電極に電荷を供給してその表面を正に帯電させると、振動板の裏面は負に帯電し、振動板は静電気の吸引作用により電極に引き寄せられて下方に撓み、振動板が電極に当接する。この振動板が電極に当接する際に、振動板と電極との間に存在していたガスがギャップ空間側に押し出され略真空状態となることにより、振動板と電極との間に吸着力が発生する（吸盤の原理）。この結果、上記した振動板と電極との間に印加した電圧を解除した後でも、振動板は電極に当接したままであったり、振動板が電極に当接した状態から離間するのに時間を要することになり、応答性が良好でない。このような現象は、特に、高い駆動周波数で連続的に振動板を駆動した場合に発生する。例えば、液滴吐出ヘッドをプリンタに適用した場合には、適正なインク質量、インク速度が確保されないなどのために、印字が薄かったり、かすれたり、場合によっては、何も印字されなくなる。
【０００７】
一方、上記した第２の従来例では、当接部が設けられていることから振動板が十分に電極に当接することができず、十分な振動板変位が得られない。この結果、吐出室に十分な圧力を発生させることができず、所望質量の液滴を吐出させることができないか又は、所望質量の液滴を吐出させるために電圧の増加が必要となり低電圧化が困難となるという課題があった。また、上記した第３の従来例でも、上記した第１の従来例と同様の理由により振動板が電極に当接した状態から離間する際の振動板変位を安定化することはできないという課題があった。
【０００８】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、振動板が電極に当接及び離間する際の振動板変位を安定化することができ、応答性の良好な液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、液体が充填される吐出室の壁面を構成する振動板と振動板に対向する電極との間に電圧を印加して振動板を電極に当接離間させて吐出室に連通するノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドにおいて、振動板が電極の少なくとも一部に当接した際、振動板が形成された第１の基板と電極が形成された第２の基板とで構成される第１の空間に連通している第２の空間を設けたものである。本発明によれば、振動板が変位及び当接した際に、第１の空間のガスを第２の空間に格納することが可能であるため、エアーダンパー効果の発生を抑制することができ、振動板が電極に当接する際の振動板変位を安定化することができる。また、本発明によれば、振動板が電極に当接した際、振動板の第２の空間に対応した部分と第２の空間との間では略真空状態とならないため吸着力が発生せず、従来の液滴吐出ヘッドと比べて吸着力が小さいので、振動板が電極から離間する際の振動板変位を安定化することができる。この結果、応答性の良好な液滴吐出ヘッドを得ることができる。
【００１０】
また、上記の液滴吐出ヘッドにおいて、第２の空間は、電極自体に設けられているものである。これにより、様々な形状の溝を特別な工程を経ることなく容易に形成することができる。
また、上記の液滴吐出ヘッドにおいて、第２の空間は、第２の基板に設けられているものである。これにより、電極の平面積を確保することが容易であり、十分な吸引圧力を得ることができる。
また、上記の液滴吐出ヘッドにおいて、第２の空間は、溝からなり、振動板の電極への当接離間方向とは異なる方向に開口部を有しているものである。これにより、振動板が電極に当接した際、振動板の溝に対応した部分と溝との間では略真空状態とならないため吸着力が発生せず、従来の液滴吐出ヘッドと比べて吸着力が小さいので、振動板が電極から離間する際の振動板変位を安定化することができる。この結果、応答性の良好な液滴吐出ヘッドを得ることができる。
また、上記の液滴吐出ヘッドにおいて、第２の空間は、振動板の電極との当接部分又は電極の振動板との当接部分のいずれか一方若しくは両方が粗面で構成されていることにより設けられるものである。これにより、振動板及び電極のそれぞれの平面積を確保することが容易であり、十分な吸引圧力を得ることができる。
【００１１】
本発明に係る液滴吐出装置は、上記したいずれかの液滴吐出ヘッドと、液滴吐出ヘッドに液体を供給する液体供給手段と、液滴吐出ヘッドを移動させる移動手段と、液滴着弾対象と液滴吐出ヘッドとの相対位置を変化させる位置制御手段とを備えているものである。本発明によれば、振動板が電極に当接及び離間する際の振動板変位を安定化することができ、応答性の良好な液滴吐出装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る液滴吐出ヘッドの第３の基板を取り除いた状態での上面図、図２は図１のＡ−Ａ'断面図、図３は上記液滴吐出ヘッドを一部断面で示した分解斜視図、図４は液滴吐出ヘッドの概略断面図である。この実施の形態１の液滴吐出ヘッドは、液滴を基板の端部に設けたノズルから吐出させるエッジ型と呼ばれるものである。この液滴吐出ヘッドは、第１の基板１と、第２の基板２と、第３の基板３とを積層し接合して構成されている。
【００１３】
第１の基板１は、キャビティプレートとも呼ばれ、（１００）面方位の酸素濃度の低いシリコン単結晶基板（以下、単にシリコン基板というときは、（１００）面方位の酸素濃度の低いシリコン単結晶基板を意味する。）により構成されている。第１の基板１には、複数のノズル溝４と、複数の凹部５と、凹部６と、複数の細溝７と、凸部８と、複数の液体流入口９と、電極端子１０とが形成されている。各ノズル溝４は、複数のノズル孔１１を構成するために、第１の基板１の表面に一端より平行に等間隔で形成されている。各凹部５は、対応するノズル溝４に連通するとともに、その底壁が振動板１２となって吐出室１３を構成している。凹部６は、各吐出室１３に供給すべき液体が貯蔵されるリザーバ１４を構成している。各細溝７は、対応する凹部５の後部に設けられ、対応する吐出室１３に液体を流入するための入口となっている。なお、各細溝７は、第１の基板１と第３の基板３とが接合されるとオリフィス１５を構成することになる。
【００１４】
凸部８は、第１の基板１と第３の基板３とを接合するときに、リザーバ１４の凹部がつぶれないように所定の強度をもたせるために、リザーバ１４の内部に形成されている。各液体流入口９は、凹部６の後方に、ノズル孔１１よりも小さい寸法で形成されており、図示せぬ液体タンク内に存在する塵埃が液滴吐出ヘッドの内部に混入するのを防止するフィルタとしての機能も発揮している。電極端子１０は、図４に示す発振回路２３と接続されている。また、第１の基板１には、電極端子１０を除く全面に、図示しないが、厚さ約０．１μｍを有するシリコン酸化膜が、液滴吐出ヘッドを駆動させた時に振動板１２と後述する電極１８とが接触した場合に絶縁破壊及び短絡等を防止するために絶縁膜として形成されている。
【００１５】
第２の基板２は、例えば、厚さ約１ｍｍを有し、ホウ珪酸系の耐熱硬質ガラス（ＳｉＯ2，Ｂ2Ｏ3）基板（以下、単にガラス基板というときは、ホウ珪酸系の耐熱硬質ガラス（ＳｉＯ2，Ｂ2Ｏ3）基板を意味する。）又はシリコン基板により構成され、図３及び図４に示すように、第１の基板１の裏面に接合されている。第２の基板２には、第１の基板１に形成されている各吐出室１３に対向して、例えば、深さ約０．２５μｍの凹部１６が形成されている。凹部１６は、第１の基板１と第２の基板２とが接合されると振動室１７を構成することになる。凹部１６の内部には、例えば、厚さ約０．１μｍを有する電極１８が形成されている。また、電極１８は、リード部１９及び端子部２０と接続されている（以下、電極１８、リード部１９及び端子部２０を総称して電極部と呼ぶ。）。電極１８の形状は、図１に示すように、全体形状は矩形状であって、リード部１９と接続する第１の短辺と対向する第２の短辺の略中央から上記第１の短辺近傍までを切り欠いた切欠部１８ａを有した平面略コ字状である。
【００１６】
電極部の材料としては、例えば、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）や、金（Ａｕ）又はクロム（Ｃｒ）等の金属等がある。この実施の形態１では、第１の基板１に形成された振動板１２と、これに対向して配置され、第２の基板２に形成された電極１８との対向間隔、すなわち、ギャップ長は、凹部１６の深さ（約０．２５μｍ）から電極１８の厚さ（約０．１μｍ）を減算した、約０．１５μｍとなる。また、電極１８は、リード部１９及び端子部２０を介して図４に示す発振回路２３と接続されている。
【００１７】
第３の基板３は、例えば、厚さ約１８０μｍを有するシリコン基板又はガラス基板により構成され、図３及び図４に示すように、第１の基板１の表面に接合されている。この第３の基板３は、第１の基板に対し蓋として作用することにより、吐出室１３、リザーバ１４及びオリフィス１５を構成している。また、図４において、封止部２１は、電極１８の部分に異物等が混入しないようにするためのものである。なお、この封止部２１と、各振動板１２と、各電極１８とは、それぞれギャップ空間２２を構成している。発振回路２３は、例えば、２０ｋＨｚで発振し、電極１８と第１の基板１との間に、０Ｖから３０Ｖのパルス状の駆動電圧を印加する。なお、上記構成の液滴吐出ヘッドの製造については、周知の方法を用いれば良いので、その説明を省略する。
【００１８】
次に、本発明の実施の形態１に係る液滴吐出ヘッド（以下、本液滴吐出ヘッドと略す。）の動作（図５及び図７参照）について、電極１８のような切欠部１８ａを有しない平面略矩形状の電極２６を有する液滴吐出ヘッド（以下、従来液滴吐出ヘッドと略す。）の動作（図６及び図８参照）と比較しつつ、説明する。なお、後述する時刻と時刻との間隔は等しくない。第１に、本液滴吐出ヘッド及び従来液滴吐出ヘッドをそれぞれ構成する振動板１２の駆動電圧印加と電極当接との間の動作について、図５及び図６を参照して説明する。
【００１９】
まず、本液滴吐出ヘッド及び従来液滴吐出ヘッドにおいて、図５（ａ）及び図６（ａ）に示すように、振動板１２が電極１８及び２６から完全に離間している状態において、時刻ｔ11に、図示せぬ液体タンクより液体流入口９を経て第１の基板１の内部に液体が供給され、リザーバ１４、吐出室１３等に貯蔵される。次に、本液滴吐出ヘッド及び従来液滴吐出ヘッドにおいて、時刻ｔ12に、発振回路２３を駆動して電極１８及び２６と第１の基板１との間に０Ｖから３０Ｖの駆動電圧を印加して電位差を与えると、静電誘導が起こり、電極１８及び２６の表面に例えば、正の電荷が蓄積される一方、振動板１２の裏面近傍に例えば、負の電荷が蓄積される。これにより、電極１８又は２６と振動板１２との間にクーロン力が働くので、振動板１２は、電極１８又は２６に引き寄せられて、図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように、下方に撓む。これにより吐出室１３の容積はやや大きくなる。
【００２０】
次に、従来液滴吐出ヘッドにおいては、時刻ｔ13になると、図６（ｃ）に示すように、振動板１２は、上記したクーロン力の働きによりさらに電極２６に引き寄せられて下方に撓み、その略中央部が電極２６に当接するが、他の部分はいまだ離間したままである。これに対し、本液滴吐出ヘッドにおいては、時刻ｔ13になると、図５（ｃ）に示すように、振動板１２は、上記したクーロン力の働きによりさらに電極１８に引き寄せられて下方に撓み、その大部分が電極１８に当接するので、吐出室１３の容積が最大となる。
【００２１】
このように、本液滴吐出ヘッドが従来液滴吐出ヘッドに比べて速やかに吐出室１３の容積が最大となるのは以下に示す理由による。すなわち、本液滴吐出ヘッドは、従来液滴吐出ヘッドと比べて、第２の基板２の表面と、電極１８の切欠部１８ａと、振動板１２とが構成する空間（以下、小ギャップ空間２７と呼ぶ。）が存在する。これにより、振動板が変位及び当接した際に、ギャップ空間２２のガスを小ギャップ空間２７に格納することが可能である。この結果、振動板１２変形時に振動室１７の空気圧が上昇し、振動板１２の変形が阻害される、いわゆるエアーダンパー効果の発生を抑制することができる。これにより、振動板１２が電極１８に当接する際に、低電圧駆動で安定した振動板変位を得ることができ、振動板１２が電極１８に当接する際の応答性が良好となる。
【００２２】
次に、従来液滴吐出ヘッドにおいては、時刻ｔ14になると、図６（ｄ）に示すように、振動板１２は、上記したクーロン力の働きによりさらに電極２６に引き寄せられて下方に撓み、その大部分が電極２６に当接するので、吐出室１３の容積が最大となる。この振動板１２が電極２６に当接する際に、振動板１２と電極２６との間に存在していたガスがギャップ空間２２側に押し出され略真空状態となることにより、振動板１２と電極２６との間に吸着力が発生する（吸盤の原理）。
【００２３】
これに対し、本液滴吐出ヘッドにおいては、時刻ｔ13に振動板１２が電極１８に当接する際に、振動板１２と電極１８との間に存在していたガスがギャップ空間２２側に押し出されるが、電極１８が切欠部１８ａを有しているため、振動板１２の切欠部１８ａに対応した部分と切欠部１８ａとの間では略真空状態とならず、吸着力が発生しない。つまり、本液滴吐出ヘッドにおいては、従来液滴吐出ヘッドと比べて、吸着力が小さい。また、本液滴吐出ヘッドにおいては、切欠部１８ａに対応した部分、すなわち、小ギャップ空間２７は、振動室１７と連通したままである。
【００２４】
第２に、本液滴吐出ヘッド及び従来液滴吐出ヘッドをそれぞれ構成する振動板１２の駆動電圧印加停止と電極離間との間の動作について、図７及び図８を参照して説明する。まず、図７（ａ）は、時刻ｔ21における本液滴吐出ヘッドの状態であり、図５（ｃ）に示す、時刻ｔ13における本液滴吐出ヘッドの状態と同様である。一方、図８（ａ）は、時刻ｔ21における従来液滴吐出ヘッドの状態であり、図６（ｄ）に示す、時刻ｔ14における従来液滴吐出ヘッドの状態と同様である。この状態では、本液滴吐出ヘッドは、上記したように、従来液滴吐出ヘッドと比べて吸着力が小さい。
【００２５】
この時刻ｔ21に、発振回路２３からの電極１８及び２６と振動板１２との間への駆動電圧印加を停止すると、電極１８及び２６の表面に蓄積されていた例えば、正の電荷が減少する一方、振動板１２の裏面近傍に蓄積されていた例えば、負の電荷が減少する。これにより、電極１８又は２６と振動板１２との間に働いていたクーロン力が弱まるので、振動板１２はその弾性力により元の状態に戻ろうとしてその撓みを解消させようとする。
【００２６】
本液滴吐出ヘッドにおいては、時刻ｔ22になると、振動板１２は、上記した自己の弾性力によりさらに元の状態に戻ろうとしてその撓みを解消させるため、図７（ｂ）に示すように、振動板１２の裏面は電極１８から完全に離間し、これに応じて吐出室１３の容積が減少する。一方、従来液滴吐出ヘッドにおいても、時刻ｔ22になると、振動板１２は、上記した自己の弾性力によりさらに元の状態に戻ろうとしてその撓みを解消させようとする。しかし、上記したように、従来液滴吐出ヘッドを構成する振動板１２と電極２６との間に働く吸着力は、本液滴吐出ヘッドを構成する振動板１２と電極１８との間に働く吸着力に比べて大きいため、垂直方向の保持力が振動板１２の弾性力より大きく、振動板１２は、図８（ｂ）に示すように、その略中央部が電極２６に当接したままである。これに応じて吐出室１３の容積がわずかに減少する。
【００２７】
次に、本液滴吐出ヘッドにおいては、時刻ｔ23になると、振動板１２は、上記した自己の弾性力によりさらに元の状態に戻ろうとしてその撓みを解消させるため、図７（ｃ）に示すように、振動板１２は、駆動電圧を印加する前の状態まで戻り、これに応じて吐出室１３の容積が減少する。このため、吐出室１３の容積が元に戻る圧力により差分の液滴２３が吐出し、例えば、液滴着弾対象となる記録紙２５に着弾することによって記録が行われる（図４参照）。一方、従来液滴吐出ヘッドにおいても、時刻ｔ23になると、振動板１２は、上記した自己の弾性力によりさらに元の状態に戻ろうとしてその撓みを解消させようとするので、振動板１２の弾性力が垂直方向の保持力に勝り、振動板１２の裏面は、図８（ｃ）に示すように、電極１８から完全に離間し、これに応じて吐出室１３の容積が減少する。
【００２８】
次に、従来液滴吐出ヘッドにおいては、時刻ｔ24になると、振動板１２は、上記した自己の弾性力によりさらに元の状態に戻ろうとしてその撓みを解消させるため、図８（ｄ）に示すように、振動板１２は、駆動電圧を印加する前の状態まで戻り、これに応じて吐出室１３の容積が減少する。このため、吐出室１３の容積が元に戻る圧力により差分の液滴２３が吐出し、例えば、液滴着弾対象となる記録紙２５に着弾することによって記録が行われる（図４参照）。
【００２９】
このように、この実施の形態１によれば、電極１８の形状を、図１に示すように、全体形状は矩形状であって、リード部１９と接続する第１の短辺と対向する第２の短辺の略中央から上記第１の短辺近傍までを切り欠いた切欠部１８ａを有した平面略コ字状としている。このため、本液滴吐出ヘッドは、振動板が変位及び当接した際に、ギャップ空間２２のガスを小ギャップ空間２７に格納することが可能である。この結果、エアーダンパー効果の発生を抑制することができ、振動板１２が電極１８に当接する際に、低電圧駆動で安定した振動板変位が得られるので、振動板１２が電極１８に当接する際の応答性が良好となる。また、本液滴吐出ヘッドは、上記した第２の従来例のように当接部が設けられていないので、振動板１２が十分に電極１８に当接することができ、十分な振動板変位が得られる。この結果、吐出室１３に十分な圧力を発生させることができ、所望質量の液滴を吐出させることができるとともに、所望質量の液滴を吐出させるための低電圧化が容易となる。
【００３０】
また、本液滴吐出ヘッドは、振動板１２の切欠部１８ａに対応した部分と切欠部１８ａとの間では略真空状態とならず、従来液滴吐出ヘッドと比べて、吸着力が小さい。このため、本液滴吐出ヘッドは、従来液滴吐出ヘッドに比べて速やかに、振動板１２は駆動電圧を印加する前の状態まで戻る。この結果、上記した振動板１２と電極１８との間に印加した駆動電圧を解除すれば、振動板１２は電極１８から速やかに離間するので、応答性が良好である。したがって、高い駆動周波数で連続的に振動板１２を駆動した場合であっても、良好な応答性が得られる。また、電極１８自体に切欠部１８ａを形成しているため、様々な形状の切欠部１８ａを特別な工程を経ることなく容易に形成することができる。
【００３１】
実施の形態２．
図９は本発明の実施の形態２に係る液滴吐出ヘッドの第１の基板を取り除いた状態での上面図、図１０は図１のＢ−Ｂ'断面図、図１１は上記液滴吐出ヘッドを構成する第２の基板２を一部断面で示した斜視図である。図９〜図１１において、図１〜図３の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。図９〜図１１に示す液滴吐出ヘッドにおいては、図１〜図３に示す電極１８に換えて、厚さ約０．１μｍを有する電極３１が新たに設けられている。電極３１は、図９に示すように、全体形状は矩形状であって、第１の長辺の第１の短辺近傍から第２の長辺の略中央に向かって略平行四辺形状に切り欠いた切欠部３１ａと、第２の長辺の略中央から第１の長辺の第２の短辺近傍に向かって略平行四辺形状に切り欠いた切欠部３１ｂとを有している。電極部の材料としては、例えば、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）や、金（Ａｕ）又はクロム（Ｃｒ）等の金属等がある。なお、上記構成の液滴吐出ヘッドの動作については、振動板１２が電極３１に当接した際に２個の小ギャップ空間が形成される以外は、上記した実施の形態１の場合と同様であるので、その説明を省略する。ここで、２個の小ギャップ空間とは、第２の基板２の表面と、切欠部３１ａ及び３１ｂと、振動板１２とが構成する空間をいう。
【００３２】
このように、この実施の形態２によれば、全体形状は矩形状であって、第１の長辺の第１の短辺近傍から第２の長辺の略中央に向かって略平行四辺形状に切り欠いた切欠部３１ａと、第２の長辺の略中央から第１の長辺の第２の短辺近傍に向かって略平行四辺形状に切り欠いた切欠部３１ｂとを有する電極３１を設けている。したがって、上記した実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００３３】
実施の形態３．
上述した各実施の形態では、電極１８又は３１自体に切欠部１８ａ又は３１ａ及び３１ｂを形成する例を示したが、これに限定されない。例えば、電極自体の形状は、従来の電極２６（図６及び図８参照）と同様に矩形状とするが、第２の基板２の凹部１６内に、切欠部１８ａ又は切欠部３１ａ及び３１ｂに対応した形状の溝を形成しても良い。図１２は、第２の基板２の凹部１６内に、切欠部１８ａに対応した形状の溝１６ａを形成した例である。この実施の形態３によれば、上記した実施の形態１と同様の効果が得られる他、電極の平面積を確保することが容易であり、十分な吸引圧力を得ることができる。
【００３４】
実施の形態４．
上述した各実施の形態では、本発明をエッジ吐出型の液滴吐出ヘッドに適用する例を示したが、これに限定されず、本発明は、液滴を基板の面部に設けた設けたノズルから吐出させる、いわゆるフェイス吐出型の液滴吐出ヘッドにも適用することができる。
【００３５】
実施の形態５．
図１３は、本発明の実施の形態５に係る液滴吐出装置の要部の構成を示す概略図である。この実施の形態５の液滴吐出装置は、いわゆるシリアル型であり、上記した各実施の形態で製造した液滴吐出ヘッド４１と、ドラム４２と、制御部４３とから概略構成されている。液滴吐出ヘッド４１は、図示せぬ液体タンク（液体供給手段）から液体が供給されて、記録紙４４（液滴着弾対象）に液滴を吐出し、記録を行う。ドラム４２（位置制御手段）は、記録紙４４を支持するとともに、ベルト４５（位置制御手段）等を介してモータ４６（位置制御手段）により回転駆動される。記録紙４４は、ドラム４２の軸方向（図中Ｍ方向）に平行に設けられた紙圧着ローラ４８により、ドラム４２に圧着されて保持されている。また、送りネジ４７（移動手段）は、ドラム４２の軸方向（図中Ｍ方向）に平行に設けられ、液滴吐出ヘッド４１が保持されている。送りネジ４７は、制御部４３が制御することにより回転し、液滴吐出ヘッド４１をドラム４２の軸方向（図中Ｍ方向）に移動可能に構成されている。
【００３６】
制御部４３は、パーソナルコンピュータ等から供給される記録データ及び制御信号に基づいて、送りネジ４７を制御して液滴吐出ヘッド４１を図中Ｍ方向に移動させるとともに、モータ４６等を制御してベルト４５等を介してドラム４２を図中ｍ方向に回転駆動させることにより、記録紙４４と液滴吐出ヘッド４１との相対位置を変化させつつ、液滴吐出ヘッド４１を構成する発振回路２３（図４参照）を駆動させて振動板１２を振動させる制御をしながら記録を行わせる。このように、この実施の形態５によれば、上記した各実施の形態で製造した液滴吐出ヘッドを用いて液滴吐出装置を構成しているので、適正なインク質量及びインク速度が確保され、薄い印字、印字のかすれ、何も印字されない等の不具合が発生せず、高品質での印字が可能となる。
【００３７】
実施の形態６．
上述した実施の形態５では、本発明の液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置により記録する例を示したが、本発明はこれに限定するものではない。例えば、本発明の液滴吐出ヘッドを電界発光基板製造装置に設け、有機又は無機の電界発光素子となる材料を含んだ液体を基板上に吐出させ、定着させることにより電界発光基板を製造することができる。ここで、高分子の材料では蒸着法を用いることができないので、液滴吐出による製造が特に有効である。また、生体分子を含む溶液を吐出する装置に設けることにより、ＤＮＡ（Deoxyribo Nucleic Acids ：デオキシリボ核酸）、タンパク質等の生体分子のマイクロアレイを製造したり、生体に関する検査をしたりするための装置を得ることができる。また、液晶等を用いた表示装置に用いられるカラーフィルタの製造装置を得ることができる。また、染料の吐出等、他のあらゆる工業用途、家庭用途に、上述の各実施の形態の液滴吐出ヘッドを備えた装置を用いることができる。
【００３８】
以上、この実施の形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、上述の実施の形態１〜３においては、電極自体の形状を図１又は図９の形状にしたり、第２の基板２の凹部１６内に切欠部１８ａ又は切欠部３１ａ及び３１ｂに対応した形状の溝を形成する例を示したが、これに限定されない。要するに、振動板が電極の少なくとも一部に当接した際でも、振動板が形成された第１の基板と電極が形成された第２の基板とで構成される第１の空間に連通している第２の空間が形成されていれば良いので、その形状及び小ギャップ空間の数は任意である。また、振動板の電極との当接部分又は電極の振動板との当接部分のいずれか一方若しくは両方を粗面で構成し、振動板が電極に当接した際に、第２の空間が設けられるように構成しても良い。
また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る液滴吐出ヘッドの第３の基板を取り除いた状態での上面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ'断面図である。
【図３】本液滴吐出ヘッドを一部断面で示した分解斜視図である。
【図４】本液滴吐出ヘッドの概略断面図である。
【図５】本液滴吐出ヘッドを構成する振動板の駆動電圧印加と電極当接との間の動作を説明するための概略断面図である。
【図６】従来液滴吐出ヘッドを構成する振動板の駆動電圧印加と電極当接との間の動作を説明するための概略断面図である。
【図７】本液滴吐出ヘッドを構成する振動板の駆動電圧印加停止と電極離間との間の動作を説明するための概略断面図である。
【図８】従来液滴吐出ヘッドを構成する振動板の駆動電圧印加停止と電極離間との間の動作を説明するための概略断面図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る液滴吐出ヘッドの第１の基板を取り除いた状態での上面図である。
【図１０】図９のＢ−Ｂ'断面図である。
【図１１】本液滴吐出ヘッドを構成する第２の基板を一部断面で示した斜視図である。
【図１２】本発明の実施の形態３に係る液滴吐出ヘッドの第１及び第２の基板の部分断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態５に係る液滴吐出装置の要部の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  第１の基板、２  第２の基板、３  第３の基板、４  ノズル溝、５，６  凹部、７  細溝、８  凸部、９  液体流入口、１０  電極端子、１１  ノズル孔、１２  振動板、１３  吐出室、１４  リザーバ、１５  オリフィス、１６  凹部、１６ａ  溝、１７  振動室、１８，２６，３１  電極、１８ａ，３１ａ，３１ｂ  切欠部（溝）、１９  リード部、２０  端子部、２１  封止部、２２  ギャップ空間、２３  発振回路、２４  液滴、２５  記録紙、２７  小ギャップ空間、４１  液滴吐出ヘッド、４２  ドラム、４３  制御部、４４  記録紙、４５  ベルト、４６  モータ、４７  ネジ、４８  紙圧着ローラ。
【図１】
2005153453.tif 000003
【図２】
2005153453.tif 000004
【図３】
2005153453.tif 000005
【図４】
2005153453.tif 000006
【図５】
2005153453.tif 000007
【図６】
2005153453.tif 000008
【図７】
2005153453.tif 000009
【図８】
2005153453.tif 000010
【図９】
2005153453.tif 000011
【図１０】
2005153453.tif 000012
【図１１】
2005153453.tif 000013
【図１２】
2005153453.tif 000014
【図１３】
2005153453.tif 000015