(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向に延伸している第１圧力室、第２圧力室、第３圧力室及び第４圧力室を有する基板と、
前記基板の下方に設けられ、前記第１圧力室に連続している第１ノズル孔、前記第２圧力室に連続している第２ノズル孔、前記第３圧力室に連続している第３ノズル孔及び前記第４圧力室に連続している第４ノズル孔を有するノズル板と、
前記基板の上方に設けられた振動板と、
前記振動板の上方であって、前記第１圧力室の上方に設けられた第１圧電素子と、
前記振動板の上方であって、前記第２圧力室の上方に設けられた第２圧電素子と、
前記振動板の上方であって、前記第３圧力室の上方に設けられた第３圧電素子と、
前記振動板の上方であって、前記第４圧力室の上方に設けられた第４圧電素子と、を含み、
前記第１方向に直交する第２方向から見て、前記第１ノズル孔は、前記第３ノズル孔と重なる位置に設けられ、且つ、前記第２ノズル孔及び前記第４ノズル孔と重ならない位置に設けられ、
前記第２方向から見て、前記第２ノズル孔は、前記第４ノズル孔と重なる位置に設けられ、且つ、前記前記第１ノズル孔及び前記第３ノズル孔と重ならない位置に設けられ、
前記第２方向から見て、前記第１圧電素子は、第３圧電素子と重なる位置に設けられ、且つ、前記第２圧電素子及び前記第４圧電素子と重ならない位置に設けられ、
前記第２方向から見て、前記第２圧電素子は、第４圧電素子と重なる位置に設けられ、且つ、前記第１圧電素子及び前記第３圧電素子と重ならない位置に設けられ、
平面視において、前記第２圧力室は長辺と短辺を有し、
平面視において、前記第１方向から見た前記第１圧電素子と前記第３圧電素子との距離は、前記第２圧力室の前記短辺の長さと同じであり、
平面視において、前記第３圧力室は長辺と短辺を有し、
平面視において、前記第１方向から見た前記第２圧電素子と前記第４圧電素子との距離は、前記第３圧力室の前記短辺の長さと同じである、液滴噴射装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第２方向から見て、前記第１ノズル孔は、前記第２圧電素子及び前記第４圧電素子と重ならない位置に設けられ、
前記第２方向から見て、前記第２ノズル孔は、前記第１圧電素子及び前記第３圧電素子と重ならない位置に設けられている、液滴噴射装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記基板は、さらに、
リザーバと、
前記第１圧力室内に設けられ、且つ、前記リザーバから該第１圧力室に液体が流入する流入部に設けられた第１せき止め部と、
前記第２圧力室内に設けられ、且つ、前記リザーバから該第２圧力室に液体が流入する流入部に設けられたれた第２せき止め部と、
前記第３圧力室内に設けられ、且つ、前記リザーバから該第３圧力室に液体が流入する流入部に設けられた第３せき止め部と、
前記第４圧力室内に設けられ、且つ、前記リザーバから該第４圧力室に液体が流入する流入部に設けられた第４せき止め部と、を含む、液体噴射装置。
【請求項４】
請求項１または２において、
前記基板は、さらに、
前記第１圧力室内に設けられた第１せき止め部と、
前記第２圧力室内に設けられた第２せき止め部と、
前記第３圧力室内に設けられた第３せき止め部と、
前記第４圧力室内に設けられた第４せき止め部と、を含み、
前記第２方向から見て、前記第１せき止め部、前記第２せき止め部、前記第３せき止め部及び前記第４せき止め部は、同じ位置に形成されている、液体噴射装置。
【請求項５】
請求項１において、
平面視において、前記第１圧力室は長辺と短辺とを有し、
平面視において、前記第２圧力室は長辺と短辺とを有し、
平面視において、前記第３圧力室は長辺と短辺とを有し、
平面視において、前記第４圧力室は長辺と短辺とを有し、
前記第１圧力室の前記長辺は、前記第３圧力室の前記長辺と同じ長さであり、
前記第２圧力室の前記長辺は、前記第４圧力室の前記長辺と同じ長さであり、
前記第１圧力室の前記長辺は、前記第２圧力室の前記長辺よりも長い、液体噴射装置。
【請求項６】
請求項５において、
平面視において、前記第１圧電素子は長辺と短辺とを有し、
平面視において、前記第２圧電素子は長辺と短辺とを有し、
平面視において、前記第３圧電素子は長辺と短辺とを有し、
平面視において、前記第４圧電素子は長辺と短辺とを有し、
前記第１圧電素子の前記短辺は、前記第１圧力室の前記短辺よりも長く、
前記第２圧電素子の前記短辺は、前記第２圧力室の前記短辺よりも長く、
前記第３圧電素子の前記短辺は、前記第３圧力室の前記短辺よりも長く、
前記第４圧電素子の前記短辺は、前記第４圧力室の前記短辺よりも長い、液体噴射装置。
【請求項７】
請求項６において、
さらに、前記振動板は、該振動板の上方であって、前記第１圧電素子の下方に位置する第１突起部と、前記第２圧電素子の下方に位置する第２突起部と、前記第３圧電素子の下方に位置する第３突起部と、前記第４圧電素子の下方に位置する第４突起部と、を含む、液体噴射装置。
【請求項８】
請求項７において、
平面視において、前記第１突起部は、前記第１圧電素子内に形成され、
平面視において、前記第２突起部は、前記第２圧電素子内に形成され、
平面視において、前記第３突起部は、前記第３圧電素子内に形成され、
平面視において、前記第４突起部は、前記第４圧電素子内に形成されている、液体噴射装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかにおいて、
前記第２方向から見て、前記第１圧電素子は、第３圧電素子と同じ位置に設けられ、
前記第２方向から見て、前記第２圧電素子は、第４圧電素子と同じ位置に設けられている、液滴噴射装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載の液滴噴射装置を含むプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴噴射装置およびそれを用いたプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
液体を吐出するための液滴噴射ヘッドとして、例えばインクジェット記録装置に搭載されるインクジェットヘッドが知られている。インクジェットヘッドは、ノズル孔と連通する圧力室を圧電素子により加圧して、ノズル孔からインク滴を吐出させる。圧電素子として圧電体層と電極層とを交互に積層した圧電素子を用いた技術が知られている（例えば特開平５−１９３１２９号公報）。このタイプの圧電素子を用いた液滴噴射装置では、圧電素子の小型化が難しく、ノズル孔の高密度化が課題となっている。
【特許文献１】特開平５−１９３１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、圧電素子を用いた場合であっても、ノズルの高密度化を達成できる液滴噴射装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、上記液滴噴射装置を用いた液滴噴射ヘッドおよびプリンタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明にかかる液滴噴射装置は、
第１方向に延伸している第１圧力室、第２圧力室、第３圧力室及び第４圧力室を有する基板と、
前記基板の下方に設けられ、前記第１圧力室に連続している第１ノズル孔、前記第２圧力室に連続している第２ノズル孔、前記第３圧力室に連続している第３ノズル孔及び前記第４圧力室に連続している第４ノズル孔を有するノズル板と、
前記基板の上方に設けられた振動板と、
前記振動板の上方であって、前記第１圧力室の上方に設けられた第１圧電素子と、
前記振動板の上方であって、前記第２圧力室の上方に設けられた第２圧電素子と、
前記振動板の上方であって、前記第３圧力室の上方に設けられた第３圧電素子と、
前記振動板の上方であって、前記第４圧力室の上方に設けられた第４圧電素子と、を含み、
前記第１方向に直交する第２方向から見て、前記第１ノズル孔は、前記第３ノズル孔と重なる位置に設けられ、且つ、前記第２ノズル孔及び前記第４ノズル孔と重ならない位置に設けられ、
前記第２方向から見て、前記第２ノズル孔は、前記第４ノズル孔と重なる位置に設けられ、且つ、前記前記第１ノズル孔及び前記第３ノズル孔と重ならない位置に設けられ、
前記第２方向から見て、前記第１圧電素子は、第３圧電素子と重なる位置に設けられ、且つ、前記第２圧電素子及び前記第４圧電素子と重ならない位置に設けられ、
前記第２方向から見て、前記第２圧電素子は、第４圧電素子と重なる位置に設けられ、且つ、前記第１圧電素子及び前記第３圧電素子と重ならない位置に設けられている。
【０００５】
本発明に係る液滴噴射装置によれば、効率的に液滴を噴射できる。
【０００６】
なお、本発明に係る記載では、「上方」という文言を、例えば、「特定のもの（以下「Ａ」という）の「上方」に他の特定のもの（以下「Ｂ」という）を形成する」などと用いている。本発明に係る記載では、この例のような場合に、Ａ上に直接Ｂを形成するような場合と、Ａ上に他のものを介してＢを形成するような場合とが含まれるものとして、「上方」という文言を用いている。同様に、「下方」という文言は、Ａ下に直接Ｂを形成するような場合と、Ａ下に他のものを介してＢを形成するような場合とが含まれるものとする。
【０００７】
本発明の液滴噴射装置において、前記第２方向から見て、前記第１ノズル孔は、前記第２圧電素子及び前記第４圧電素子と重ならない位置に設けられ、
前記第２方向から見て、前記第２ノズル孔は、前記第１圧電素子及び前記第３圧電素子と重ならない位置に設けられていることができる。
【０００８】
本発明の液体噴射装置において、平面視において、前記第２圧力室は長辺と短辺を有し
平面視において、前記第１方向から見た前記第１圧電素子と前記第３圧電素子との距離は、前記第２圧力室の前記短辺の長さと同じであり、
平面視において、前記第３圧力室は長辺と短辺を有し、
平面視において、前記第１方向から見た前記第２圧電素子と前記第４圧電素子との距離は、前記第３圧力室の前記短辺の長さと同じであることができる。
【０００９】
本発明の液体噴射装置において、前記基板は、さらに、
リザーバと、
前記第１圧力室内に設けられ、且つ、前記リザーバから該第１圧力室に液体が流入する流入部に設けられた第１せき止め部と、
前記第２圧力室内に設けられ、且つ、前記リザーバから該第２圧力室に液体が流入する流入部に設けられたれた第２せき止め部と、
前記第３圧力室内に設けられ、且つ、前記リザーバから該第３圧力室に液体が流入する流入部に設けられた第３せき止め部と、
前記第４圧力室内に設けられ、且つ、前記リザーバから該第４圧力室に液体が流入する流入部に設けられた第４せき止め部と、を含むことができる。
【００１０】
本発明の液体噴射装置において、前記基板は、さらに、
前記第１圧力室内に設けられた第１せき止め部と、
前記第２圧力室内に設けられた第２せき止め部と、
前記第３圧力室内に設けられた第３せき止め部と、
前記第４圧力室内に設けられた第４せき止め部と、を含み、
前記第２方向から見て、前記第１せき止め部、前記第２せき止め部、前記第３せき止め部及び前記第４せき止め部は、同じ位置に形成されていることができる。
【００１１】
本発明の液体噴射装置において、平面視において、前記第１圧力室は長辺と短辺とを有し、
平面視において、前記第２圧力室は長辺と短辺とを有し、
平面視において、前記第３圧力室は長辺と短辺とを有し、
平面視において、前記第４圧力室は長辺と短辺とを有し、
前記第１圧力室の前記長辺は、前記第３圧力室の前記長辺と同じ長さであり、
前記第２圧力室の前記長辺は、前記第４圧力室の前記長辺と同じ長さであり、
前記第１圧力室の前記長辺は、前記第２圧力室の前記長辺よりも長くすることができる。
【００１２】
本発明の液体噴射装置において、平面視において、前記第１圧電素子は長辺と短辺とを有し、
平面視において、前記第２圧電素子は長辺と短辺とを有し、
平面視において、前記第３圧電素子は長辺と短辺とを有し、
平面視において、前記第４圧電素子は長辺と短辺とを有し、
前記第１圧電素子の前記短辺は、前記第１圧力室の前記短辺よりも長く、
前記第２圧電素子の前記短辺は、前記第２圧力室の前記短辺よりも長く、
前記第３圧電素子の前記短辺は、前記第３圧力室の前記短辺よりも長く、
前記第４圧電素子の前記短辺は、前記第４圧力室の前記短辺よりも長くすることができる。
【００１３】
本発明の液体噴射装置において、さらに、前記振動板は、該振動板の上方であって、前記第１圧電素子の下方に位置する第１突起部と、前記第２圧電素子の下方に位置する第２突起部と、前記第１圧電素子の下方に位置する第３突起部と、前記第１圧電素子の下方に位置する第４突起部と、を含むことができる。
【００１４】
本発明の液体噴射装置において、平面視において、前記第１突起部は、前記第１圧電素子内に形成され、
平面視において、前記第２突起部は、前記第２圧電素子内に形成され、
平面視において、前記第３突起部は、前記第３圧電素子内に形成され、
平面視において、前記第４突起部は、前記第４圧電素子内に形成されることができる。
【００１５】
本発明の液滴噴射装置において、前記第２方向から見て、前記第１圧電素子は、第３圧電素子と同じ位置に設けられ、
前記第２方向から見て、前記第２圧電素子は、第４圧電素子と同じ位置に設けられていることができる。
【００１６】
本発明の液滴噴射装置において、第１方向に延伸している第１圧力室、第２圧力室、第３圧力室及び第４圧力室を有する基板と、
前記基板の下方に設けられ、前記第１圧力室に連続している第１ノズル孔、前記第２圧力室に連続している第２ノズル孔、前記第３圧力室に連続している第３ノズル孔及び前記第４圧力室に連続している第４ノズル孔を有するノズル板と、
前記基板の上方に設けられた振動板と、
前記振動板の上方であって、前記第１圧力室の上方に設けられた第１圧電素子と、
前記振動板の上方であって、前記第２圧力室の上方に設けられた第２圧電素子と、
前記振動板の上方であって、前記第３圧力室の上方に設けられた第３圧電素子と、
前記振動板の上方であって、前記第４圧力室の上方に設けられた第４圧電素子と、を含み、
前記第１方向に直交する第２方向から見て、前記第１圧電素子は、第３圧電素子と重なる位置に設けられ、
前記第２方向から見て、前記第２圧電素子は、第４圧電素子と重なる位置に設けられていることができる。
【００１７】
本発明の液滴噴射装置において、第１方向に延伸している第１圧力室、第２圧力室、第３圧力室及び第４圧力室を有する基板と、
前記基板の下方に設けられ、前記第１圧力室に連続している第１ノズル孔、前記第２圧力室に連続している第２ノズル孔、前記第３圧力室に連続している第３ノズル孔及び前記第４圧力室に連続している第４ノズル孔を有するノズル板と、
前記基板の上方に設けられた振動板と、
前記振動板の上方であって、前記第１圧力室の上方に設けられた第１圧電素子と、
前記振動板の上方であって、前記第２圧力室の上方に設けられた第２圧電素子と、
前記振動板の上方であって、前記第３圧力室の上方に設けられた第３圧電素子と、
前記振動板の上方であって、前記第４圧力室の上方に設けられた第４圧電素子と、を含み、
前記第１方向に直交する第２方向から見て、前記第１ノズル孔は、前記第３ノズル孔と重なる位置に設けられ、
前記第２方向から見て、前記第２ノズル孔は、前記第４ノズル孔と重なる位置に設けられていることができる。
【００１８】
本発明のプリンタは、上記液滴噴射装置を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
１．液滴噴射装置
図１ないし図５は、本実施形態にかかる液滴噴射装置１００を模式的に示す図である。図１は、液滴噴射装置１００の一部を示す平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿って切断した状態を示す斜視図である。図３は、図１のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。図４は、図１のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。図５は、圧電素子を示す斜視図である。なお、図１では、振動板を図示していない。
【００２１】
液滴噴射装置１００は、図１ないし図４に示すように、基板１０と、基板１０の下の設けられたノズル板２０と、基板１０の上に設けられた振動板５０と、振動板５０の上に設けられた圧電素子３０と、を有する。
【００２２】
基板１０は、圧力室１２と、圧力室１２と連続するリザーバ１４と、せき止め部１６と、を有することができる。圧力室１２およびリザーバ１４は、基板１０がノズル板２０と振動板５０との間の空間を区画することにより形成される。せき止め部１６が形成された領域は、リザーバ１４と圧力室１２とに連続する流路が狭くなる。この領域を流入部１３という。リザーバ１４は、外部から図示しない液体供給孔を通じて供給される液体を貯留することができる。液体は、リザーバ１４から、流入部１３を通って圧力室１２へ供給される。
【００２３】
圧力室１２は、第１方向（図１におけるＹ方向）に延伸している。また、圧力室１２は、長辺と短辺を有する細長い空間によって構成されることができる。図示の例では、第１の長辺を有する第１圧力室１２ａと、第１圧力室１２ａより長さの短い長辺を有する第２圧力室１２ｂとが交互に配置されている。圧力室１２の数は特に限定されない。
【００２４】
圧力室１２には、液体の流量を制御するための柱状のせき止め部１６を有することができる。せき止め部１６は、平面視において、圧電素子３０とリザーバ１４との間に設けることができる。図示の例では、せき止め部１６は、リザーバ１４に近接して設けられている。せき止め部１６は、圧力室１２への液体の供給速度、圧力室１２が変形したときの圧力室１２からリザーバ１４へ戻る液体の速度などを制御することができる。また、せき止め部１６の位置は、図示の例に限定されず、液体の流れを制御するために適宜変更できる。例えば、第１圧力室１２ａと第２圧力室１２ｂとで、せき止め部１６の位置を変えることができる。
【００２５】
基板１０としては、例えば、（１１０）単結晶シリコン基板を用いることができる。（１１０）単結晶シリコン基板は、水酸化カリウムなどによる異方性エッチングにより、精度良く加工することができる。本実施形態では、基板１０を加工することにより、圧力室１２，せき止め部１６およびリザーバ１４を精度良く形成することができる。
【００２６】
ノズル板２０は、図１，図３，図４に示すように、基板１０の圧力室１２に連続するノズル孔２２を有する。具体的には、ノズル孔２２は、第１圧力室１２ａに連続する第１ノズル孔２２ａと、第２圧力室１２ｂに連続する第２ノズル孔２２ｂとを有する。第１ノズル孔２２ａは、第２方向（図１におけるＸ方向）に等間隔で配置されている。この第１ノズル孔２２ａの列を第１ノズル列２４という。同様に、第２ノズル孔２２ｂは、Ｘ方向に等間隔で配置されている。この第２ノズル孔２２ｂの列を第２ノズル列２６という。
【００２７】
本実施形態では、Ｘ方向に配列する第１ノズル列２４と第２ノズル列２６とは、Ｙ方向に２列設けられている。そして、第１ノズル列２４の第１ノズル孔２２ａと、第２ノズル列２６の第２ノズル孔２２ｂとは、Ｘ方向において変位して設けられている。すなわち、第１ノズル孔２２ａと、第２ノズル孔２２ｂとはいわゆる千鳥状に配列されている。また、第１ノズル孔２２ａおよび第２ノズル孔２２ｂは、Ｘ方向およびＹ方向に垂直な方向（図１のＺ方向）でかつＸ方向に沿った面に投影したときに、等間隔に配置されている。したがって、本実施形態では、ノズル孔２２ａ，２２ｂのピッチを、ノズル列が１つの場合に比べて１／２にすることができ、高密度のノズル配列を得ることができる。
【００２８】
振動板５０は、図２ないし図４に示すように、突起部５２を有する。この突起部５２上に圧電素子３０が設けられている。突起部５２は、平面視において、圧電素子３０の外縁の内側に位置する。突起部５２を有することにより、圧電素子３０の変形による圧力を振動板５０により有効に伝達することができる。振動板５０の材質は、圧電素子３０によって変形できれば特に限定されず、プラスチック、金属などを用いることができる。また、突起部５２は、振動板５０の全体（振動板本体）を構成する材質と異なる材質の部材から構成することができる。例えば、振動板本体をプラスチックで構成し、突起部５２を金属で構成することができる。
【００２９】
圧電素子３０は、図示の例では、圧電体層を複数の電極間に積層したタイプのピエゾ素子であり、電圧を印加することにより変形する特性を有する。圧電素子３０は、例えば、図３ないし図５に示すように、圧電体層３２と、第１電極３４と、第２電極３６とを有する。第１電極３４と第２電極３６とは交互に配置されている。図示の例では、第１電極３４は、圧電素子３０の下端から中央部にわたって設けられ、第２電極３６は圧電素子３０の上端から下端付近にわたって設けられている。また、圧電素子３０の外周には、第１電極３２を接続する第１外部電極３８が設けられ、第２電極３４を接続する第２外部電極４０がそれぞれ設けられている。また、圧電素子３０の短辺は、圧力室１２の短辺より長い。
【００３０】
圧電素子３０は、図１に示すように、各ノズル孔２２に対応して配置されている。すなわち、第１ノズル列２４の第１ノズル孔２２ａに対応して第１圧電素子３０ａが配置され、第２ノズル列２６の第２ノズル孔２２ｂに対応して第２圧電素子３０ｂが配置されている。そのため、第１ノズル列２４に対応して第１圧電素子列４４が構成され、第２ノズル列２６に対応して第２圧電素子列４６が構成されている。図示の例では、Ｘ方向に配列する圧電素子列４４，４６は、Ｙ方向に２列設けられている。圧電素子３０の位置は、液滴の吐出条件などによってノズル孔２２の位置との関係で設定されることができる。
【００３１】
ノズル孔２２、圧電素子３０、およびノズル孔２２と圧電素子３０との配置関係をまとめると以下のようになる。
【００３２】
Ｘ方向から見て、第１ノズル孔２２ａは、隣り合う第１ノズル孔２２ａと重なる位置に設けられ、かつ、第２ノズル孔２２ｂと重ならない位置に設けられている。Ｘ方向から見て、第２ノズル孔２２ｂは、隣り合う第２ノズル孔２２ｂと重なる位置に設けられ、かつ、第１ノズル孔２２ｂと重ならない位置に設けられている。同様に、Ｘ方向から見て、第１圧電素子３０ａは、隣り合う第１圧電素子３０ａと重なる位置に設けられ、かつ、第２圧電素子３０ｂと重ならない位置に設けられている。Ｘ方向から見て、第２圧電素子３０ｂは、隣り合う第２圧電素子３０ｂと重なる位置に設けられ、かつ、第１圧電素子３０ａと重ならない位置に設けられている。
【００３３】
Ｘ方向から見て、第１ノズル孔２２ａは、第２圧電素子３０ａと重ならない位置に設けられている。また、Ｘ方向から見て、第２ノズル孔２２ｂは、第１圧電素子３０ａと重ならない位置に設けられている。
【００３４】
さらに、平面視において、Ｙ方向から見た、隣り合う第１圧電素子３０ｂの相互の距離は、第２圧力室１２の短辺の長さと同じである。また、平面視において、Ｙ方向から見た、隣り合う第２圧電素子３０ｂの相互の距離は、第１圧力室１２ａの短辺の長さと同じである。
【００３５】
振動板５０上には、圧電素子３０を保護するための保持部材７０が設けられている。そして、第１圧電素子列４４と第２圧電素子列４６との間、ならびに第２圧電素子列４６と保持部材７０との間には、それぞれスペーサ６０が設けられている。
【００３６】
圧電素子３０は、公知の方法、例えば特開平５−１９３１２９号公報に開示された方法によって形成することができる。圧電素子３０は、例えば、以下の方法によって形成できる。まず、第１圧電体シート上にスクリーン印刷法などで第１電極３４を形成する。ついで、第１圧電体シートおよび第１電極３４上に第２電極３６を形成する。この工程を複数回繰り返すことによって積層体を形成する。この積層体をワイヤソーなどによって切削することによって、圧電素子３０が所定のピッチで配列する圧電素子列を得ることができる。圧電体層３２の材質は特に限定されず、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛などのペロブスカイト型酸化物を用いることができる。圧電素子３０は、異なる種類の圧電体層を組み合わせることもできる。
【００３７】
本実施形態に係る液滴噴射装置１００においては、インクなどの液体は、リザーバ１４から圧力室１２へ供給される。圧力室１２は、振動板５０の変形により容積可変になっているので、圧電素子３０に電圧を印加することにより、圧力室１２の容積を変化させて、ノズル孔２２から液体を吐出することができる。
【００３８】
本実施形態にかかる液滴噴射装置１００の製造方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、液滴噴射装置１００は、以下の製造方法で得ることができる。
【００３９】
ノズル板２０，基板１０および振動板５０を接着剤などによって接合する。ついで、図２ないし図５に示すように、振動板５０上に、第２圧電素子３０ｂを形成するための第１積層体（図示せず）を第２圧力室１２ｂの上方に位置する振動板５０の突起部５２上に配置する。第１積層体は、例えば保持部材７０に固定されたスペーサ６０に接着などの手段により固定されることができる。第１積層体は、例えばワーヤーソーによって切断されて第２圧電素子列４６を形成する。同様にして、第１積層体と同様の第２積層体（図示せず）を第１圧力室１２ａの上方に位置する振動板５０の突起部５２上に配置する。第２積層体は接着などの手段により、第２圧電素子列４６に固定されたスペーサ６０に固定されることができる。第２積層体を例えばワーヤーソーによって切断して第１圧電素子列４４を形成する。ついで、外部電極３８，４０にフレキシブル配線基板などを接続する。第１圧電素子列４４および第２圧電素子列４６の形成方法は、上述した方法に限定されない。
【００４０】
本実施形態に係る液滴噴射装置１００によれば、以下の特徴を有する。
【００４１】
液滴噴射装置１００は、複数のノズル列、すなわち、図示の例ではＸ方向に配列する第１ノズル列２４および第２ノズル列２６をＹ方向に有し、第１ノズル孔２２ａと第２ノズル孔２２ｂとをＸ方向に変位して配置しているため、Ｘ方向における実質的なノズルピッチを小さくできる。そのため、ノズル孔を高密度で配置することができ、高速印刷および高解像度を達成することができる。
【００４２】
さらに、第１圧電素子列４４を構成する圧電素子３０ａの相互間はワイヤソーなどによって機械的に切削加工して分離される。そのため、隣り合う第１圧電素子３０ａは、不可避的にある幅を有して配置されることになる。本実施形態では、このようにして形成される第１圧電素子３０ａ相互の空間を利用して第２圧電素子列４６を配置している。そのため、従来のこの種の液滴噴射装置におけるノズルピッチを変えることなく、複数のノズル列を配置することができ、液滴噴射ヘッドのサイズを保持したままで、ノズルピッチを小さくし、ノズルを高密度化できる。
【００４３】
図示した実施形態では、圧電素子列が２列の場合について述べたが、本実施形態ではこれに限定されず、３列以上の圧電素子列を有していてもよい。そして、圧電素子列のノズル孔の配置をＸ方向にずらすことによって、実質的なノズルピッチをより小さくでき、高密度化を達成できる。
【００４４】
２．液滴噴射ヘッド
本実施形態の液滴噴射ヘッドは、本実施形態の液滴噴射装置を含むことができる。例えば、図６に示すように、複数の液滴噴射ヘッド１００をＹ方向に配列することにより、複数種類の液滴が吐出可能な液滴噴射ヘッド１０００を構成することができる。図示の例では、液滴噴射装置１００を８個並べた例を示したが、液滴噴射装置１００の数は適宜設定できる。もちろん、液滴噴射装置１００を単一で用いることもできる。
【００４５】
３．プリンタ
次に、本発明に係る液体噴射ヘッドを有する実施形態に係るプリンタについて説明する。ここでは、本実施形態に係るプリンタ３００がインクジェットプリンタである場合について説明する。
【００４６】
図７は、本実施形態に係るプリンタ３００を概略的に示す斜視図である。
【００４７】
プリンタ３００は、ヘッドユニット３３０と、駆動部３１０と、制御部３６０と、を含む。また、プリンタ３００は、装置本体３２０と、給紙部３５０と、記録用紙Ｐを設置するトレイ３２１と、記録用紙Ｐを排出する排出口３２２と、装置本体３２０の上面に配置された操作パネル３７０と、を含むことができる。
【００４８】
ヘッドユニット３３０は、例えば、上述した液体噴射ヘッド１０００から構成されるインクジェット式記録ヘッド（以下単に「ヘッド」ともいう）を有する。ヘッドユニット３３０は、さらに、ヘッドにインクを供給するインクカートリッジ３３１と、ヘッドおよびインクカートリッジ３３１を搭載した運搬部（キャリッジ）３３２と、を備える。
【００４９】
駆動部３１０は、ヘッドユニット３３０を往復動させることができる。駆動部３１０は、ヘッドユニット３３０の駆動源となるキャリッジモータ３４１と、キャリッジモータ３４１の回転を受けて、ヘッドユニット３３０を往復動させる往復動機構３４２と、を有する。
【００５０】
往復動機構３４２は、その両端がフレーム（図示せず）に支持されたキャリッジガイド軸３４４と、キャリッジガイド軸３４４と平行に延在するタイミングベルト３４３と、を備える。キャリッジガイド軸３４４は、キャリッジ３３２が自在に往復動できるようにしながら、キャリッジ３３２を支持している。さらに、キャリッジ３３２は、タイミングベルト３４３の一部に固定されている。キャリッジモータ３４１の作動により、タイミングベルト３４３を走行させると、キャリッジガイド軸３４４に導かれて、ヘッドユニット３３０が往復動する。この往復動の際に、ヘッドから適宜インクが吐出され、記録用紙Ｐへの印刷が行われる。
【００５１】
制御部３６０は、ヘッドユニット３３０、駆動部３１０および給紙部３５０を制御することができる。
【００５２】
給紙部３５０は、記録用紙Ｐをトレイ３２１からヘッドユニット３３０側へ送り込むことができる。給紙部３５０は、その駆動源となる給紙モータ３５１と、給紙モータ３５１の作動により回転する給紙ローラ３５２と、を備える。給紙ローラ３５２は、記録用紙Ｐの送り経路を挟んで上下に対向する従動ローラ３５２ａおよび駆動ローラ３５２ｂを備える。駆動ローラ３５２ｂは、給紙モータ３５１に連結されている。制御部３６０によって供紙部３５０が駆動されると、記録用紙Ｐは、ヘッドユニット３３０の下方を通過するように送られる。
【００５３】
ヘッドユニット３３０、駆動部３１０、制御部３６０および給紙部３５０は、装置本体３２０の内部に設けられている。
【００５４】
プリンタ３００は、例えば、以下のような特徴を有する。
【００５５】
プリンタ３００は、本発明に係る液体噴射ヘッドを有することができる。本発明に係る液体噴射ヘッドは、上述のように、高い信頼性を有し、安価かつ簡易なプロセスで形成されることができる。そのため、信頼性の高く、安価かつ簡易なプロセスで形成されるプリンタ３００を得ることができる。
【００５６】
なお、上述した例では、プリンタ３００がインクジェットプリンタである場合について説明したが、本発明のプリンタは、工業的な液体吐出装置として用いられることもできる。この場合に吐出される液体（液状材料）としては、各種の機能性材料を溶媒や分散媒によって適当な粘度に調整したものなどを用いることができる。
【００５７】
上記のように、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できよう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】実施形態に係る液滴噴射装置を模式的に示す平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿って切断した状態の斜視図。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿って切断した断面図。
【図４】図１のＣ−Ｃ線に沿って切断した断面図。
【図５】圧電素子の配列状態を示す斜視図。
【図６】実施形態に係る液滴噴射ヘッドを模式的に示す図。
【図７】実施形態に係るプリンタを模式的に示す斜視図。
【符号の説明】
【００５９】
１０  基板、１２，１２ａ，１２ｂ  圧力室、１４  リザーバ、１６  せき止め部、２０  ノズル板、２２，２２ａ，２２ｂ  ノズル孔、２４，２６  ノズル列、３０，３０ａ，３０ｂ  圧電素子、３２  圧電体層、３４  第１電極、３６  第２電極、４４，４６  圧電素子列、５０  振動板、５２  突起部、６０  スペーサ、１００  液滴噴射装置、
１０００  液滴噴射ヘッド
【図１】
0004513992.tif 000002
【図２】
0004513992.tif 000003
【図３】
0004513992.tif 000004
【図４】
0004513992.tif 000005
【図５】
0004513992.tif 000006
【図６】
0004513992.tif 000007
【図７】
0004513992.tif 000008