JP2002067310A

JP2002067310A - 液体噴射装置

Info

Publication number: JP2002067310A
Application number: JP2000254363A
Authority: JP
Inventors: Munehide Kanetani; 宗秀金谷
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-08-24
Filing date: 2000-08-24
Publication date: 2002-03-05

Abstract

(57)【要約】【課題】セラミックス製の記録ヘッドにおいて、厚み
のあるプレートの反りを防止ししうる液体噴射装置を提
供する。【解決手段】ノズルプレート１７と、複数のプレート
部材が積層されて構成され圧力発生室２ならびにインク
貯留室４が形成されて上記ノズルプレート１７に積層さ
れた流路形成部３０と、上記流路形成部３０に積層され
た振動板１１と、圧電素子６とを備え、上記流路形成部
３０を構成するプレート部材のうち比較的厚みを有する
インク貯留室形成板１６に肉抜き部を設けたことによ
り、インク貯留室形成板１６の肉厚を均一に近づけるこ
とができ、焼成時の反りの発生を小さく抑え、記録ヘッ
ドの精度低下を防止して画質の低下を防止し、ケース部
材２３との接着面の平坦度を確保して記録ヘッドとケー
ス部材２３との十分な接合強度を確保できるようにな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電振動子の振動
等によりノズル開口から液体を噴射させる液体噴射装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】圧電振動子を用いた液体噴射装置（以下
の説明では、インクジェット式記録ヘッドに適用した例
を示し、「記録ヘッド」という）は、一般に、図２３に
示すように、上面に圧電素子６が貼着され、上記圧電素
子６に対応する圧力発生室２が形成されたアクチュエー
タユニット１と、ノズル開口３およびインク貯留室４が
形成され上記アクチュエータユニット１の下面に貼着さ
れた流路ユニット５とを備え、上記圧電素子６の振動に
より圧力発生室２に圧力を発生させ、ノズル開口３から
インク滴を吐出させるようになっている。

【０００３】上記アクチュエータユニット１は、圧力発
生室２を形成する空間が形成された圧力発生室形成板１
０と、この圧力発生室形成板１０の上面に位置して上記
空間の上面開口を塞ぐ振動板１１と、上記圧力発生室形
成板１０の下面に位置する連通穴形成板１４とを備えて
いる。この連通穴形成板１４には、インク貯留室４と圧
力発生室２を連通させる連通穴１２と、圧力発生室２と
ノズル開口３を連通させるノズル連通路８とが形成され
ている。

【０００４】上記アクチュエータユニット１には、その
振動板１１の上面に、共通の下部電極１９が形成されて
いる。そして、上記下部電極１９の上面に、平板状の圧
電素子６が形成され、上記圧電素子６の上面には、個別
の上部電極２０が形成されている。そして、上記下部電
極１９および上部電極２０を介して圧電素子６に駆動信
号を入力するようになっている。

【０００５】一方、上記流路ユニット５は、インク貯留
室４を形成する空間が形成されたインク貯留室形成板１
６と、ノズル開口３が穿設され、上記インク貯留室形成
板１６の下面に位置するノズルプレート１７と、上記イ
ンク貯留室形成板１６の上面に位置する供給口形成板１
８とから構成されている。上記インク貯留室形成板１６
には、圧力発生室２とノズル開口３を連通させるノズル
連通路８が形成されている。また、上記供給口形成板１
８には、インク貯留室４から連通穴１２を介して圧力発
生室２にインクを供給するインク供給口９が穿設される
とともに、圧力発生室２とノズル開口３を連通させるノ
ズル連通路８が形成されている。

【０００６】また、上記供給口形成板１８には、そのイ
ンク貯留室４に対応する部分に、インク貯留室４内の圧
力変動を緩和するダンパ室７となる空間が形成されてい
る。そして、上記供給口形成板１８とインク貯留室形成
板１６との間には、上記ダンパ室７の開口を塞ぐダンパ
板１３が挟まれている。

【０００７】上記アクチュエータユニット１は、セラミ
ックスから形成された振動板１１，圧力発生室形成板１
０，連通穴形成板１４が積層され、一体的に焼成されて
形成されている。一方、上記流路ユニット５は、ステン
レス鋼から形成された供給口形成板１８，ダンパ板１
３，インク貯留室形成板１６，ノズルプレート１７が、
接着剤層１５を介して積層されている。そして、アクチ
ュエータユニット１と流路ユニット５とは、接着剤層１
５を介して接合されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記記録ヘ
ッドでは、圧力発生室２はアクチュエータユニット１に
設けられ、圧力発生室２にインクを供給するインク貯留
室４と、圧力発生室２のインクを吐出するノズル開口３
が流路ユニット５に設けられている。しかも、アクチュ
エータユニット１はセラミックス製で流路ユニット５は
ステンレス鋼製である。このため、圧力発生室２とイン
ク貯留室４ならびにノズル開口３を連通させるために複
数のパーツを接着剤で貼り合わせて積層する必要があ
り、構造や製造工程が複雑化してコストアップの要因に
なっている。また、貼り合わせ部の熱収縮率や線膨張係
数の相違により歪や剥離が発生するおそれがある。さら
に、インクがステンレス鋼や接着剤と直接接触するた
め、例えば、ステンレス鋼に対してエッチング作用のあ
るインクや、接着剤を溶出させるようなインクを用いる
ことができず、使用するインクの特性や、適用分野に制
限がある。

【０００９】そこで、最近では、すべての部材をセラミ
ックスで形成したインクジェット式記録ヘッドも検討さ
れている。このようなセラミックス製の記録ヘッドで
は、図２４に示すように、振動板１１，圧力発生室形成
板１０，連通穴形成板１４だけでなく、供給口形成板１
８，ダンパ板１３，インク貯留室形成板１６，ノズルプ
レート１７もセラミックスで形成されると考えられる。
上記セラミックス製の記録ヘッドを製造する際には、振
動板１１，圧力発生室形成板１０，連通穴形成板１４，
供給口形成板１８，ダンパ板１３，インク貯留室形成板
１６，ノズルプレート１７に対応するセラミックス材料
のグリーンシートを積層して焼成することにより、接着
剤層１５を介さずに各プレートを接合することができる
と考えられる。

【００１０】一般に、記録ヘッドは、振動板１１の上面
に、四角筒状のケースが貼着され、上記ケースを介して
インクカートリッジのインクをインク貯留室４に供給等
することが行なわれる。そして、上記記録ヘッドでは、
インク貯留室形成板１６や圧力発生室形成板１０のよう
に、比較的厚みがあるうえにインク貯留室４やダンパ室
７のような大きな空間を有するプレートが存在する。し
かしながら、上記セラミックス製の記録ヘッドは、グリ
ーンシートの積層体を焼成することにより製造されるこ
とから、上記のような大きな空間が存在するプレート
は、全体として肉厚が不均一であるため、インク貯留室
形成板１６や圧力発生室形成板１０が焼成時に反りやす
い。このような厚みのあるプレートに反りが生じると、
その反りが記録ヘッド全体に及び、ケースとの貼着面の
平坦度が確保できず、接合が不十分になったり、記録ヘ
ッド自体の精度が低下して画質の低下につながる。

【００１１】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、セラミックス製の記録ヘッドにおいて、厚みの
あるプレートの反りを防止し、記録ヘッドの精度低下や
ケースとの接合不良の発生を防止しうる液体噴射装置の
提供を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の液体噴射装置は、ノズル開口が穿設された
セラミックス製のノズルプレートと、複数のプレート部
材が積層されて構成され上記ノズル開口に連通する圧力
発生室ならびに上記圧力発生室に供給する液体を貯留す
る液体貯留室が形成されて上記ノズルプレートに積層さ
れたセラミックス製の流路形成部と、上記流路形成部に
積層されて圧力発生室の開口を封止するセラミックス製
の封止板と、上記圧力発生室に圧力を発生させる圧力発
生素子とを備え、上記流路形成部を構成するプレート部
材のうち比較的厚みを有するプレート部材に、肉抜き部
が設けられていることを要旨とする。

【００１３】すなわち、本発明の液体噴射装置は、流路
形成部を構成するプレート部材のうち比較的厚みを有す
るプレート部材に、肉抜き部が設けられている。このよ
うに、比較的厚みのあるプレート部材に肉抜き部を設け
ることにより、プレート部材の肉厚を均一に近づけるこ
とができ、焼成時の反りの発生を小さく抑えることがで
きる。したがって、厚みのあるプレートの反りが防止さ
れて記録ヘッドの精度低下が防止され、画質の低下も防
止できる。また、ケースとの接着面の平坦度が確保さ
れ、記録ヘッドとケースとの十分な接合強度を確保でき
るようになる。

【００１４】本発明の液体噴射装置において、封止板の
厚みの２倍以上の厚みを有するプレート部材に肉抜き部
を設けた場合には、プレート部材の反りを防止する効果
が顕著で、記録ヘッドの精度低下や記録ヘッドとケース
との接合強度の確保等が効果的である。

【００１５】本発明の液体噴射装置において、上記流路
形成部が、圧力発生室が形成された圧力発生室形成板
と、上記圧力発生室とノズル開口を連通させるノズル連
通路ならびに液体貯留室が形成された液体貯留室形成板
と、上記液体貯留室から圧力発生室に液体を供給する供
給口ならびにノズル開口と圧力発生室を連通させるノズ
ル連通路が形成された供給口形成板を含む場合には、積
層構造により、グリーンシートの積層体を焼成するセラ
ミックス製の記録ヘッドを容易に作ることができる。

【００１６】本発明の液体噴射装置において、肉抜き部
が設けられたプレート部材が、液体貯留室形成板である
場合や、肉抜き部が設けられたプレート部材が、圧力発
生室形成板である場合には、液体貯留室や圧力発生室等
の空間部の存在により肉厚が不均一になりやすい液体貯
留室形成板や圧力発生室形成板の反りを有効に防止し、
記録ヘッドの精度低下や記録ヘッドとケースとの接合強
度の確保等の効果が顕著である。

【００１７】本発明の液体噴射装置において、上記流路
形成部が、液体貯留室内の圧力変動を吸収するダンパ室
が形成されたダンパ室形成板と、上記ダンパ室と液体貯
留室との間に挟まれるダンパ板とを含む場合には、積層
構造により、グリーンシートの積層体を焼成するセラミ
ックス製の記録ヘッドを容易に作ることができる。

【００１８】本発明の液体噴射装置において、肉抜き部
が設けられたプレート部材が、ダンパ室形成板である場
合には、ダンパ室等の空間部の存在により肉厚が不均一
になりやすいダンパ室形成板の反りを有効に防止し、記
録ヘッドの精度低下や記録ヘッドとケースとの接合強度
の確保等の効果が顕著である。

【００１９】本発明の液体噴射装置において、供給口形
成板がダンパ板を兼ねている場合や、圧力発生室形成板
にダンパ室が形成され、この圧力発生室形成板がダンパ
室形成板を兼ねている場合には、構造がシンプルになる
とともに、記録ヘッドを構成するプレート数も少なくて
すみ、コスト面で有利であり、記録ヘッドの小型化の面
でも有利である。

【００２０】本発明の液体噴射装置において、流路形成
部が、圧力発生室ならびに液体貯留室が形成された流路
形成板と、圧力発生室とノズル開口を連通させるノズル
連通路ならびに液体貯留室の液体を圧力発生室に供給す
る供給口が形成された供給口形成板とを含む場合には、
１枚の流路形成板に圧力発生室と液体貯留室とが形成さ
れていることから、構造がシンプルになるとともに、記
録ヘッドを構成するプレート数も少なくてすみ、コスト
面で有利であり、記録ヘッドの小型化の面でも有利であ
る。

【００２１】本発明の液体噴射装置において、振動板上
部の液体貯留室に対応する部分に空間が形成され、上記
空間が液体貯留室内の圧力変動を吸収するようになって
いる場合には、上記空間がダンパ室として機能すること
から、ダンパ室形成板やダンパ板を積層する必要がな
く、構造がシンプルになるとともに、記録ヘッドを構成
するプレート数も少なくてすみ、コスト面で有利であ
り、記録ヘッドの小型化の面でも有利である。

【００２２】本発明の液体噴射装置において、上記肉抜
き部を外部に連通させる外部連通孔が形成されている場
合には、肉抜き部のようなインク流路ではない独立空間
が存在したとしても、上記独立空間は、外部連通孔を介
して大気開放されるため、グリーンシートを積層する段
階で独立空間内の空気が十分逃げ、積層体を焼成する段
階で独立空間内に閉じ込められた空気が膨張しても上記
外部連通孔から空気が排出される。したがって、独立空
間周辺のプレートの接合部に歪が生じたり、プレート同
士の接合が不十分になるようなことがほとんどなくな
る。

【００２３】本発明の液体噴射装置において、上記外部
連通孔がノズルプレートと反対側に開口している場合に
は、肉抜き部内に液体が進入しにくくなる。

【００２４】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を詳
しく説明する。

【００２５】図１および図２は、本発明の液体噴射装置
の基本構造を示す図である。この実施の形態では、本発
明の液体噴射装置をインクジェット式記録ヘッドに適用
した例を示している。この記録ヘッドは、ノズル開口３
が穿設されたノズルプレート１７と、上記ノズル開口３
から吐出されるインクの流路が形成されて上記ノズルプ
レート１７の上に積層された流路形成部３０と、上記流
路形成部３０の上に積層された振動板（封止板）１１と
を備えている。

【００２６】上記流路形成部３０は、上記ノズル開口３
に連通する圧力発生室２が形成された圧力発生室形成板
１０と、上記圧力発生室２に供給するインクが貯留され
るインク貯留室４が形成されたインク貯留室形成板１６
と、上記インク貯留室４の上部開口を塞ぐとともに、イ
ンク貯留室４に貯留されたインクを圧力発生室２に供給
するインク供給口９が穿設された供給口形成板１８とを
備えている。

【００２７】上記圧力発生室形成板１０には、そのイン
ク貯留室４に対応する部分に、上記インク貯留室４内の
圧力変動を吸収するダンパ室７が形成され、上記供給口
形成板１８は、ダンパ室７とインク貯留室４に挟まれて
ダンパ室７の下部開口を塞ぎ、インク貯留室４内の圧力
変動によって弾性変形することにより、上記圧力変動を
ダンパ室７に逃がすダンパ板としても機能する。

【００２８】そして、上記流路形成部３０は、ノズルプ
レート１７側から、インク貯留室形成板１６，供給口形
成板１８，圧力発生室形成板１０の順に積層されて構成
されている。ここで、上記インク貯留室形成板１６，供
給口形成板１８には、それぞれ、ノズル開口３と圧力発
生室２とを連通させるノズル連通路８が穿設されてい
る。

【００２９】一方、上記振動板１１の上面には、櫛歯状
の下部電極１９が形成されている。この下部電極１９の
各櫛歯部１９Ａは、それぞれ圧力発生室２の上部を覆う
部分に形成されている。また、上記下部電極１９の各櫛
歯部１９Ａ上面に、それぞれ平板状の圧電素子６が形成
され、上記圧電素子６の上面には、個別の上部電極２０
が形成されている。上記上部電極２０および下部電極１
９を介して各圧電素子６に駆動信号を印加するようにな
っている。

【００３０】そして、ノズルプレート１７上に流路形成
部３０が積層され、この流路形成部３０上に、圧電素子
６，下部電極１９および上部電極２０が形成された振動
板１１が積層されている。さらに、ノズルプレート１
７，流路形成部３０，振動板１１の積層体の上面周縁部
に、四角筒状のケース部材２３の端面が貼着されてい
る。図において、２６はインクカートリッジ（図示せ
ず）等からインク貯留室４にインクを補給するインク補
給口、３９は上記インク補給口２６に連通するインク補
給路である。

【００３１】上記記録ヘッドにおいて、圧電素子６に駆
動信号が印加されると、圧電素子６が横方向に収縮す
る。このとき、圧電素子６の振動板１１に固定された下
面側は収縮せず、上面側だけが収縮するため、圧電素子
６および振動板１１が下方にたわみ、圧力発生室２を圧
縮する。そして、圧力発生室２内の圧力上昇により、圧
力発生室２内のインクがノズル開口３からインク滴とし
て吐出され、記録紙等にドットが形成されて印刷が行わ
れる。ついで、圧電素子６が放電されて元の状態に戻る
と、圧力発生室２内が減圧され、インク貯留室４からイ
ンク供給口９を通して圧力発生室２へ新しいインクが供
給される。

【００３２】ここで、図３〜図１１に、各プレートの平
面図を示す。図３は、ノズルプレート１７であり、図４
は、上記ノズルプレート１７にインク貯留室形成板１６
が積層された状態、図５は、さらに供給口形成板１８が
積層された状態、図６は、さらに圧力発生室形成板１０
が積層された状態、図７は、さらに振動板１１が積層さ
れた状態、図８は、さらに下部電極１９が積層された状
態、図９は、さらに圧電素子６が積層された状態（下部
電極１９は示していない）、図１０は、さらに上部電極
２０が積層された状態（下部電極１９と圧電素子６は示
していない）、図１１は、さらに端子３１が積層された
状態である（下部電極１９，圧電素子６および上部電極
２０は示していない）。また、図１２は、上記各プレー
トの積層体の透視図である。図１２において、斜線部３
２は、ケース部材２３が貼着される領域を示している。

【００３３】ここで、上記記録ヘッドでは、ノズルプレ
ート１７、流路形成部３０（インク貯留室形成板１６，
供給口形成板１８，圧力発生室形成板１０）、振動板１
１がすべてセラミックスから形成されている。

【００３４】上記のような記録ヘッドは、例えば、つぎ
のようにしてつくられる。すなわち、まず、セラミック
スのグリーンシートを準備し、上記グリーンシートを打
ち抜いて、ノズルプレート１７，インク貯留室形成板１
６，供給口形成板１８，圧力発生室形成板１０，振動板
１１にそれぞれ対応するプレートを形成する。このと
き、インク貯留室４，ダンパ室７，インク供給口９，圧
力発生室２，ノズル連通路８にそれぞれ対応する空間を
打ち抜き等で形成しておく。

【００３５】そして、上記ノズルプレート１７，インク
貯留室形成板１６，供給口形成板１８，圧力発生室形成
板１０，振動板１１に対応するグリーンシートを所定の
順序で積層したのち焼成することにより、接着剤を介す
ることなくセラミックスで一体的に形成された記録ヘッ
ドを得ることができる。

【００３６】ここで、上記記録ヘッドでは、インク貯留
室形成板１６のインク貯留室４周辺部分に、インク貯留
室形成板１６を上下に貫通する肉抜き部３３が形成され
ている（図４参照）。このように、流路形成部３０を構
成するプレート部材のうち比較的厚みを有するプレート
部材であるインク貯留室形成板１６に肉抜き部３３が形
成されることにより、インク貯留室形成板１６の肉厚が
全体に均一に近くなり、焼成時の反りを防止でき、記録
ヘッドの精度低下や記録ヘッドとケース部材２３との接
合強度を確保できる。

【００３７】なお、上記肉抜き部３３を形成するプレー
ト部材は、インク貯留室形成板１６だけでなく、圧力発
生室形成板１０や、ダンパ室７が形成されたダンパ室形
成板（この例では有していない）等の比較的厚みのある
プレート部材であれば特に限定するものではない。上記
肉抜き部３３は、振動板１１の厚みの２倍以上の厚みを
有するプレート部材に設けるのが好ましい。プレート部
材の反りを防止する効果が顕著だからである。そして、
振動板１１は、圧電素子６の駆動によって変形する部材
であるため、比較的薄いプレートが用いられている。こ
のため、他のプレートの反りにより振動板１１に反りが
生じると、圧電素子６の変形が阻害されて吐出特性に悪
影響を及ぼすおそれがあるからである。

【００３８】また、この記録ヘッドでは、圧力発生室２
が１列の列をなすように列設されている。そして、下部
電極１９の各櫛歯部１９Ａ先端は、端子嵩上げ部材２７
の上に配置されるとともに、圧力発生室２の列の両端部
を除く各櫛歯部１９Ａ先端は、絶縁部２９によって絶縁
されている。そして、圧力発生室２の列の両端部に位置
する櫛歯部１９Ａ先端は、下部電極１９に駆動信号を入
力する際の共通端子２８に対応している。したがって、
各共通端子２８に対応する列両端部の圧力発生室２Ａは
駆動されることがなく、インク滴を吐出しないようにな
っている。

【００３９】そして、供給口形成板１８，インク貯留室
形成板１６それぞれの、列両端部の圧力発生室２Ａに対
応する部分には、それぞれノズル連通路８が形成されて
いない。また、供給口形成板１８の、列両端部の圧力発
生室２Ａに対応する部分にはインク供給口９および連通
穴１２が形成されておらず、ノズルプレート１７の、列
両端部の圧力発生室２Ａに対応する部分にはノズル開口
３が形成されていない。

【００４０】これにより、列両端部の圧力発生室２Ａ
は、ノズル開口３およびインク貯留室４と連通せず、イ
ンク流路以外の独立空間となっている。一方、各肉抜き
部３３およびダンパ室７も、インク流路と連通しない流
路以外の独立空間となっている。

【００４１】そして、上記記録ヘッドでは、列両端部の
圧力発生室２Ａ，肉抜き部３３およびダンパ室７が、イ
ンク流路と連通しない流路以外の独立空間となっている
ため、これらの独立空間を閉塞状態で存在させると、グ
リーンシートを積層する工程で上記独立空間内の空気が
十分逃げない。そして、積層体を焼成する工程では、上
記独立空間内に閉じ込められた空気が膨張し、独立空間
周辺のプレートの接合部に歪が生じ、プレート同士が十
分接合されなかったり接合部が剥離しやすい。

【００４２】そこで、上記記録ヘッドでは、供給口形成
板１８より上側に積層されるプレート部材に、独立空間
である肉抜き部３３を外部と連通させる第１外部連通孔
３４が穿設され、振動板１１より上側に積層されるプレ
ート部材に、独立空間であるダンパ室７を外部と連通さ
せる第２外部連通孔２５が穿設され、上記肉抜き部３３
およびダンパ室７をノズルプレート１７と反対側に大気
開放させるようになっている。また、供給口形成板１８
には、肉抜き部３３と独立空間である圧力発生室２Ａを
外部と連通させる長孔２４が穿設され、上記圧力発生室
２Ａをノズルプレート１７と反対側に大気開放させるよ
うになっている。

【００４３】このようにすることにより、肉抜き部３
３，列両端部の圧力発生室２Ａおよびダンパ室７のよう
なインク流路ではない独立空間が存在したとしても、上
記独立空間は、第１および第２外部連通孔３４，２５、
長孔２４を介して大気開放されるため、グリーンシート
を積層する段階で独立空間内の空気が十分逃げ、積層体
を焼成する段階で独立空間内に閉じ込められた空気が膨
張しても上記第１および第２外部連通孔３４，２５、長
孔２４から空気が排出される。したがって、独立空間周
辺のプレートの接合部に歪が生じたり、プレート同士の
接合が不十分になるようなことがほとんどなくなる。

【００４４】また、上記第１および第２外部連通孔３
４，２５をノズルプレート１７と反対側に開口させてい
るため、第１および第２外部連通孔３４，２５からダン
パ室７等にインクが進入してダンパ効果に支障をきたす
等の不具合が生じない。しかも、列設された圧力発生室
２の列の両端部に位置する圧力発生室２Ａをノズル開口
３と連通させず、インク滴を吐出しないようにしたこと
により、インク滴が吐出される圧力発生室２が必ず両側
を他の圧力発生室２，２Ａで挟まれることとなり、イン
ク滴を吐出する圧力発生室２が製造上安定して得られ、
吐出特性も安定する。

【００４５】さらに、上記記録ヘッドを製造する場合の
インク貯留室形成板１６と供給口形成板１８と圧力発生
室形成板１０の積層順序として、まず、供給口形成板１
８の上に圧力発生室形成板１０を積層して上下に圧力を
加えて圧着したのち、供給口形成板１８の下面にインク
貯留室形成板１６を積層して上下に圧力を加えて圧着す
るのが好ましい。このようにすることにより、供給口形
成板１８とダンパ室形成板２１とがあらかじめ密着され
ることから、インク貯留室４や肉抜き部３３に対応する
空間部における供給口形成板１８と圧力発生室形成板１
０の密着不良が生じない。

【００４６】なお、上記記録ヘッドを構成するセラミッ
クス材料としては、特に限定するものではなく、各種の
材料を用いることができる。例えば、炭化珪素，炭化チ
タン，炭化クロム，炭化ニオブ，炭化バナジウム，炭化
ジルコニウム，炭化モリブデン，炭化ボロン等の各種炭
化物、酸化ジルコニウム（ジルコニア），酸化アルミニ
ウム，酸化マグネシウム，酸化珪素，酸化チタン，酸化
ベリリウム等の各種酸化物、窒化アルミニウム，，窒化
珪素，窒化ベリリウム，窒化ボロン等の各種窒化物，ほ
う化ジルコニウム，ほう化クロム，ほう化チタン等の各
種ほう化物、サイアロン等のような複合化合物等をあげ
ることができる。これらは、単独でもしくは併せて用い
られる。これらのなかでも、ジルコニアは、機械的強度
や靭性に優れるうえ耐食性にも優れ、液体噴射装置を構
成する材料として好適である。

【００４７】上記記録ヘッドでは、比較的厚みのあるプ
レート部材であるインク貯留室形成板１６に肉抜き部３
３を設けることにより、プレート部材の肉厚を均一に近
づけることができ、焼成時の反りの発生を小さく抑える
ことができる。したがって、インク貯留室形成板１６の
反りが防止されて記録ヘッドの精度低下が防止され、画
質の低下も防止できる。また、ケースとの接着面の平坦
度が確保され、記録ヘッドとケースとの十分な接合強度
を確保できるようになる。さらに、１枚の圧力発生室形
成板１０に圧力発生室２とダンパ室７とが形成されて圧
力発生室形成板１０がダンパ室形成板を兼ねているう
え、供給口形成板１８がダンパ板として機能することか
ら、構造的に無駄がなくシンプルになるとともに、記録
ヘッドを構成するプレート数も少なくてすみ、コスト面
で有利であり、記録ヘッド小型化の面でも有利である。

【００４８】また、上記記録ヘッドでは、流路形成部３
０，振動板１１，ノズルプレート１７がそれぞれセラミ
ックスから形成されているため、インクと接触する流路
がすべてセラミックスから形成されることとなり、流路
の耐インク性が飛躍的に向上する。したがって、使用す
るインクの種類に制限を受けず、例えば、ステンレス鋼
に対してエッチング作用のあるインクや、接着剤を溶出
させるようなインクも使用でき、使用するインクの特性
に制限がほとんどなくなる。また、流路の化学的安定性
が向上して有機物の溶出等がなくなるため、例えば、食
品分野や医療分野等にも使用できるようになり、適用分
野の制限もほとんどなくなる。

【００４９】さらに、上記記録ヘッドでは、上記流路形
成部３０，振動板１１，ノズルプレート１７の積層体
が、接着層を介さずに一体的に形成されているため、貼
り合わせの作業が不要になるうえ、熱収縮率や線膨張係
数の相違による歪の発生や剥離のおそれがない。さら
に、積層構造であるため、セラミックスのグリーンシー
トからの製造に適している。

【００５０】図１３は、本発明の第２の実施の形態の液
体噴射装置を示す。ここで、図１４〜図２１に、各プレ
ートの平面図を示す。図１４は、ノズルプレート１７で
あり、図１５は、上記ノズルプレート１７に供給口形成
板１８が積層された状態、図１６は、さらに流路形成板
３５が積層された状態、図１７は、さらに振動板１１お
よび接着部基板３６が積層された状態、図１８は、さら
に下部電極１９が積層された状態、図１９は、さらに圧
電素子６が積層された状態（下部電極１９は示していな
い）、図２０は、さらに上部電極２０が積層された状態
（下部電極１９と圧電素子６は示していない）、図２１
は、さらに端子３１が積層された状態である（下部電極
１９，圧電素子６および上部電極２０は示していな
い）。また、図２２は、上記各プレートの積層体の透視
図である。図２２において、斜線部３２は、ケース部材
２３が貼着される領域を示している。

【００５１】この記録ヘッドでは、流路形成部３０が、
圧力発生室２ならびにインク貯留室４が形成された流路
形成板３５と、圧力発生室２とノズル開口３を連通させ
るノズル連通路８ならびにインク貯留室４のインクを圧
力発生室２に供給する供給口９が形成された供給口形成
板１８とが積層されてなる。また、振動板１１の板面
に、厚みを有するプレート部材として接着部基板３６が
積層されている。この接着部基板３６は、ケース部材２
３が貼着される領域に対応する枠状を呈している。さら
に、振動板１１上部のインク貯留室４に対応する部分に
空間３７が形成され、インク貯留室４内の圧力変動によ
り振動板１１が弾性変形して上記空間３７が上記圧力変
動を吸収するようになっている。それ以外は、上記第１
の実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を
付している。

【００５２】上記記録ヘッドでは、１枚の流路形成板３
５に圧力発生室２とインク貯留室４とが形成されている
とともに、振動板１１上部の空間３７がダンパ室として
機能することから、ダンパ室形成板やダンパ板を積層す
る必要がなく、構造がシンプルになるとともに、記録ヘ
ッドを構成するプレート数も少なくてすみ、コスト面で
有利であり、記録ヘッドの小型化の面でも有利である。
また、接着部基板３６を積層していることから、接着部
基板３６により確実にケース部材２３との接着面の平坦
度を確保するとともに、ケース部材２３との接着におい
て十分な接着圧力を加えることができる。また、振動板
１１がダンパ板として機能するため、ダンパ効果に優れ
る。それ以外は、上記第１の実施の形態と同様の作用効
果を奏する。

【００５３】なお、上記各実施の形態では、本発明を撓
み振動モードの圧電振動子が用いられたインクジェット
式記録ヘッドに適用した例を示したが、これに限定する
ものではなく、縦振動モードの圧電振動子が用いられた
インクジェット式記録ヘッドに適用することもできる
し、圧力発生素子として流路内のインクを加熱する加熱
素子が用いられた記録ヘッドに適用することも可能であ
る。

【００５４】また、上記各実施の形態では、本発明の液
体噴射装置を、インクジェット式記録ヘッドに適用した
例を示したが、これに限定するものではなく、例えば、
吐出する液体をガソリン等の燃料とし、内燃機関の燃料
噴射装置として用いることもできる。さらに、透明基板
上にマトリックス状に形成された透明電極の上に有機発
光層を形成する表示体の、有機発光層の形成等にも応用
することができる。このように、本発明の液体噴射装置
では、噴射する液体として各種の液体を適用することが
でき、各種の産業分野に応用することが可能である。

【００５５】

【発明の効果】以上のように、本発明の液体噴射装置に
よれば、比較的厚みのあるプレート部材に肉抜き部を設
けることにより、プレート部材の肉厚を均一に近づける
ことができ、焼成時の反りの発生を小さく抑えることが
できる。したがって、厚みのあるプレートの反りが防止
されて記録ヘッドの精度低下が防止され、画質の低下も
防止できる。また、ケースとの接着面の平坦度が確保さ
れ、記録ヘッドとケースとの十分な接合強度を確保でき
るようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の液体噴射装置の基
本構造を示す分解斜視図である。

【図２】上記液体噴射装置のＡ−Ａ断面図である。

【図３】上記記録ヘッドを構成するノズルプレートを示
す平面図である。

【図４】上記ノズルプレートにインク貯留室形成板が積
層された状態を示す平面図である。

【図５】さらに供給口形成板が積層された状態を示す平
面図である。

【図６】さらに圧力発生室形成板が積層された状態を示
す平面図である。

【図７】さらに振動板が積層された状態を示す平面図で
ある。

【図８】さらに下部電極が積層された状態を示す平面図
である。

【図９】さらに圧電素子が積層された状態を示す平面図
である。

【図１０】さらに上部電極が積層された状態を示す平面
図である。

【図１１】さらに端子が積層された状態を示す平面図で
ある。

【図１２】上記各プレートの積層体の透視図である。

【図１３】本発明の第２の実施の形態の液体噴射装置の
Ａ−Ａ断面図である。

【図１４】上記記録ヘッドを構成するノズルプレートを
示す平面図である。

【図１５】上記ノズルプレートに供給口形成板が積層さ
れた状態を示す平面図である。

【図１６】さらに流路形成板が積層された状態を示す平
面図である。

【図１７】さらに振動板および接着部基板が積層された
状態を示す平面図である。

【図１８】さらに下部電極が積層された状態を示す平面
図である。

【図１９】さらに圧電素子が積層された状態を示す平面
図である。

【図２０】さらに上部電極が積層された状態を示す平面
図である。

【図２１】さらに端子が積層された状態を示す平面図で
ある。

【図２２】上記各プレートの積層体の透視図である。

【図２３】従来例の液体噴射装置を示す断面図である。

【図２４】他の従来例の液体噴射装置を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

２圧力発生室４インク貯留室６圧電素子１１振動板１６インク貯留室形成板１７ノズルプレート３０流路形成部２３ケース部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ノズル開口が穿設されたセラミックス製
のノズルプレートと、複数のプレート部材が積層されて
構成され上記ノズル開口に連通する圧力発生室ならびに
上記圧力発生室に供給する液体を貯留する液体貯留室が
形成されて上記ノズルプレートに積層されたセラミック
ス製の流路形成部と、上記流路形成部に積層されて圧力
発生室の開口を封止するセラミックス製の封止板と、上
記圧力発生室に圧力を発生させる圧力発生素子とを備
え、上記流路形成部を構成するプレート部材のうち比較
的厚みを有するプレート部材に、肉抜き部が設けられて
いることを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】封止板の厚みの２倍以上の厚みを有する
プレート部材に肉抜き部を設けた請求項１記載の液体噴
射装置。
【請求項３】上記流路形成部が、圧力発生室が形成さ
れた圧力発生室形成板と、上記圧力発生室とノズル開口
を連通させるノズル連通路ならびに液体貯留室が形成さ
れた液体貯留室形成板と、上記液体貯留室から圧力発生
室に液体を供給する供給口ならびにノズル開口と圧力発
生室を連通させるノズル連通路が形成された供給口形成
板を含む請求項１または２記載の液体噴射装置。
【請求項４】肉抜き部が設けられたプレート部材が、
液体貯留室形成板である請求項３記載の液体噴射装置。
【請求項５】肉抜き部が設けられたプレート部材が、
圧力発生室形成板である請求項３または４記載の液体噴
射装置。
【請求項６】上記流路形成部が、液体貯留室内の圧力
変動を吸収するダンパ室が形成されたダンパ室形成板
と、上記ダンパ室と液体貯留室との間に挟まれるダンパ
板とを含む請求項３〜５のいずれか一項に記載の液体噴
射装置。
【請求項７】肉抜き部が設けられたプレート部材が、
ダンパ室形成板である請求項６記載の液体噴射装置。
【請求項８】供給口形成板がダンパ板を兼ねている請
求項６または７記載の液体噴射装置。
【請求項９】圧力発生室形成板にダンパ室が形成さ
れ、この圧力発生室形成板がダンパ室形成板を兼ねてい
る請求項６〜８のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項１０】流路形成部が、圧力発生室ならびに液
体貯留室が形成された流路形成板と、圧力発生室とノズ
ル開口を連通させるノズル連通路ならびに液体貯留室の
液体を圧力発生室に供給する供給口が形成された供給口
形成板とを含む請求項１または２記載の液体噴射装置。
【請求項１１】振動板上部の液体貯留室に対応する部
分に空間が形成され、上記空間が液体貯留室内の圧力変
動を吸収するようになっている請求項１０記載の液体噴
射装置。
【請求項１２】上記肉抜き部を外部に連通させる外部
連通孔が形成されている請求項１〜１１のいずれか一項
に記載の液体噴射装置。
【請求項１３】上記外部連通孔がノズルプレートと反
対側に開口している請求項１２記載の液体噴射装置。