液体吐出ヘッド
【課題】小液滴の吐出や高粘度液体の吐出が可能な、吐出能力の高い液体吐出ヘッド２１及び、それを備えた液体吐出装置Ａを提供する。
【解決手段】液体吐出ヘッド２１（ヘッド本体）は、圧力室１１、圧力室１１に連通するノズル１２、圧力室１１の少なくとも一部を区画する弾性区画部１８、弾性区画部１８を所定の変形方向に変形させることによって、圧力室１１内の液体に圧力を印加するアクチュエータ１９、及び、アクチュエータ１９の駆動によって圧力室１１内の液体に圧力を印加するときに、弾性区画部１８が圧力室１１の外方に向かって逃げ変形することを規制する規制部１８ａ、を備える。
【解決手段】液体吐出ヘッド２１（ヘッド本体）は、圧力室１１、圧力室１１に連通するノズル１２、圧力室１１の少なくとも一部を区画する弾性区画部１８、弾性区画部１８を所定の変形方向に変形させることによって、圧力室１１内の液体に圧力を印加するアクチュエータ１９、及び、アクチュエータ１９の駆動によって圧力室１１内の液体に圧力を印加するときに、弾性区画部１８が圧力室１１の外方に向かって逃げ変形することを規制する規制部１８ａ、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴を吐出する液体吐出ヘッド及び、それを備えた液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録紙に対してインク滴を吐出するインクジェット技術が、近年、各種のデバイス製造過程におけるパターンの形成や均一薄膜の形成等に応用されている。そうしたパターン形成等に用いられる液体吐出ヘッドには、さらなる小液滴の吐出や高粘度液体の吐出が要求される。それらの要求を満たす吐出能力の高いヘッドを実現するには、圧力室内の液体に、より高い圧力を加える必要がある。
【０００３】
例えば特許文献１に開示されている液体吐出ヘッドは、その圧力室の一部を弾性変形可能な弾性体によって区画し、アクチュエータの駆動によって、その弾性体を変形させて圧力室の体積を変化させる。この構成によって、アクチュエータの駆動により発生したエネルギーが、圧力室内の液体に印加する圧力へと効率的に変換されて、液体に高い圧力が印加される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２７２１１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、前記文献に記載された構造の液体吐出ヘッドでは、吐出能力を向上させるべく液体に印加する圧力をさらに高めようしても、圧力室内の圧力が高くなるほど、その圧力室を区画する弾性体が、圧力室の外方に向かって逃げ変形してしまう。その結果、液体に印加される圧力は、その逃げ変形の分だけ低下してしまう。つまり、従来構造の液体吐出ヘッドは吐出能力をさらに向上させることが難しい、という問題がある。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、吐出能力の高い液体吐出ヘッド及び、それを備えた液体吐出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面によると、液体吐出ヘッドは、液体を収容する圧力室、前記圧力室に連通しかつ、前記圧力室内の液体を吐出するノズル、前記圧力室の少なくとも一部を区画する弾性区画部、前記弾性区画部を所定の変形方向に変形させることによって、前記圧力室内の前記液体に圧力を印加するアクチュエータ、及び、前記アクチュエータの駆動によって前記圧力室内の前記液体に圧力を印加するときに、前記弾性区画部が前記圧力室の外方に向かって逃げ変形することを規制する規制部、を含むヘッド本体を備える。
【０００８】
この構成によると、圧力室の少なくとも一部は、アクチュエータの駆動によって変形する弾性区画部により区画される。弾性区画部の変形に伴い圧力室内の液体に圧力が印加されることで、液体がノズルから吐出される。
【０００９】
前記液体吐出ヘッドは規制部を備えているため、アクチュエータの駆動によって弾性区画部を変形させたときに、その弾性区画部が圧力室の外方に向かって逃げ変形することが規制される。これによって、圧力室内の体積が確実に減少して、液体に高い圧力が確実に印加されるようになる。その結果、液体吐出ヘッドの吐出能力が向上する。
【００１０】
前記ヘッド本体は、前記ノズルが形成されたノズル板、前記ノズル板に対向して配置されて前記弾性区画部に当接すると共に、前記アクチュエータの駆動に伴い前記弾性区画部に対し前記変形方向に相対変位することで、当該弾性区画部を伸縮変形させる加圧部、及び、前記加圧部が内挿される貫通孔を有し、それによって、当該加圧部を前記変形方向に変位可能に保持する保持部、を含んだ積層構造に構成されている、としてもよい。
【００１１】
こうすることでアクチュエータを駆動したときには、保持部に保持された加圧部が弾性区画部に対し変形方向に相対変位して、弾性区画部をその変形方向に伸縮変形させる。そうして、圧力室内の体積が変化して、液体に高い圧力が印加されるようになる。
【００１２】
このヘッド本体はまた、積層構造であるためその組立が比較的容易であり、低コストでの製造が実現する。
【００１３】
前記ヘッド本体は、前記ノズル板と前記保持部との間に介在して前記圧力室の一部を区画する圧力室壁部をさらに含み、前記弾性区画部は、前記圧力室壁部と前記保持部との間に介設されており、前記規制部は、前記弾性区画部の外周面を取り囲むと共に、前記圧力室壁部と前記保持部とを互いに接着する接着層によって構成されている、としてもよい。
【００１４】
こうすることで、圧力室壁部と保持部とを互いに接着する接着層が、弾性区画部の、圧力室の外方への変形を規制する規制部として機能する。こうした部材の兼用化は、部品点数の削減及びヘッド本体の小型化の点で有利である。
【００１５】
前記圧力室壁部における、前記保持部との接合面には窪みが形成されており、前記弾性区画部は、前記窪み内に配設されている、としてもよい。
【００１６】
こうすることで、ヘッド本体の製造の際に、弾性区画部のアライメント調整が容易になる。
【００１７】
前記ヘッド本体は、前記ノズル板に対し接合されて前記圧力室の一部を区画する圧力室壁部をさらに含み、前記圧力室壁部には、前記ノズル板の接合面とは逆側の面に、当該面から凹陥した凹部が形成され、前記弾性区画部は前記凹部内に配設されており、前記規制部は、前記凹部の内周壁によって構成されている、としてもよい。
【００１８】
この構成において、前記圧力室壁部と前記保持部とは一体形成され、それによって、前記圧力室壁部の凹部と前記保持部の貫通孔とは互いに連続している、としてもよい。
【００１９】
こうすることで部材点数が実質的に削減し、ヘッド本体の小型化の点で有利になる。
【００２０】
前記弾性区画部は、互いに積層された前記ノズル板と前記保持部との間に介設されており、前記規制部は、前記弾性区画部の外周面を取り囲むと共に、前記ノズル板と前記保持部とを互いに接着する接着層によって構成されている、としてもよい。
【００２１】
このヘッド本体は、前記の圧力室壁部材を省略した構造であるため、部材点数が低減する。また、圧力室壁部材を省略した分、圧力室の体積は小さくなり、圧力室の体積変化率（＝体積変化量／圧力室の体積）は相対的に大きくなる。その結果、液体吐出ヘッドの吐出能力がさらに高まる。
【００２２】
前記ノズル板における、前記保持部との接合面には窪みが形成されており、前記弾性区画部は、前記窪み内に配設されている、としてもよい。
【００２３】
また、前記ノズル板には、前記保持部側の面に、当該面から凹陥した凹部が形成され、前記弾性区画部は前記凹部内に配設され、前記規制部は、前記凹部の内周壁によって構成されている、としてもよい。
【００２４】
さらに、前記ノズル板と前記保持部とは一体形成され、それによって、前記ノズル板の凹部と前記保持部の貫通孔とは互いに連続している、としてもよい。
【００２５】
前記加圧部は、その内部に前記圧力室の一部を区画する貫通孔を有しており、前記ヘッド本体は、前記保持部を挟んで前記ノズル板とは逆側に配設されて前記圧力室の一部を区画する第２の圧力室壁部をさらに含み、前記弾性区画部は、前記第２の圧力室壁部と前記保持部との間に介設されており、前記規制部は、前記弾性区画部の外周面を取り囲むと共に、前記第２の圧力室壁部と前記保持部とを互いに接着する接着層によって構成されている、としてもよい。
【００２６】
つまり、弾性区画部は、加圧部とノズル板との間に配置するに限らず、加圧部を挟んだノズル板とは逆側に配置してもよい。
【００２７】
前記加圧部には、前記圧力室に連通しかつ当該圧力室に前記液体を供給する供給孔が形成されている、としてもよい。
【００２８】
こうすることで、圧力室に液体に供給する液体供給経路の構成が簡略化される。
【００２９】
前記保持部の貫通孔内には、当該貫通孔と前記加圧部との隙間を埋めると共に、弾性変形することによって前記加圧部が前記保持部に対し相対変位することを許容する充填剤が充填されている、としてもよい。
【００３０】
こうすることで、例えばヘッド本体の組立時に、加圧部を、保持部に対し固定することができるため、組立の容易化が図られる。
【００３１】
また、加圧部の変位によって弾性区画部が変形したときに、加圧部と保持部の貫通孔との隙間に前記弾性区画部が入り込むことが、前記充填剤によって防止される。その結果、圧力室内の液体に、高い圧力が確実に印可される。
【００３２】
前記ヘッド本体は、前記保持部を挟んで前記ノズル板とは逆側の位置に、当該保持部に対して所定の間隔を開けて配置されたヘッドプレートをさらに含み、前記加圧部は、前記ヘッドプレートに固定されており、前記アクチュエータは、前記保持部と前記ヘッドプレートとの間で、前記加圧部を囲むように配設されて、前記保持部及び前記ヘッドプレートの双方にそれぞれ接合されている、としてもよい。
【００３３】
また、これとは異なり、前記アクチュエータは、前記ノズル板に接着されると共に、前記加圧部を囲むように配設されることで当該加圧部を保持する保持部を兼用しており、前記ヘッド本体は、前記アクチュエータが接合されるヘッドプレートをさらに含み、前記加圧部は、前記ヘッドプレートに固定され、前記弾性区画部は、前記アクチュエータと前記ノズル板との間に介設されており、前記規制部は、前記弾性区画部の外周面を取り囲むと共に、前記アクチュエータと前記ノズル板とを互いに接着する接着層によって構成されている、としてもよい。これによって、部材点数の削減が図られ、ヘッド本体の構造がさらに簡略化される。
【００３４】
前記加圧部は、前記ヘッドプレートをその厚み方向に貫通しており、前記加圧部には、前記圧力室に連通しかつ当該圧力室に前記液体を供給する供給孔が形成されている、としてもよい。
【００３５】
こうすることで、液体供給経路の構成が簡略化され、圧力室への液体の供給がスムースになる。
【００３６】
前記アクチュエータは圧電アクチュエータであり、前記加圧部は電気絶縁体により形成されている、としてもよい。
【００３７】
こうすることで、アクチュエータと加圧部との間隔を小さくすることが可能になり、ヘッド本体の小型化が図られる。
【００３８】
前記アクチュエータは、圧電アクチュエータであって前記加圧部と一体形成されている、としてもよい。これによって、部材点数が実質的に低減する。
【００３９】
一体化された前記圧電アクチュエータと前記加圧部との間には、両者を隔てる溝が形成されている、としてもよい。
【００４０】
こうすることで、圧電アクチュエータと一体化された加圧部が、当該圧電アクチュエータの駆動によって変位し易くなり、液体吐出ヘッドの駆動効率が向上する。
【００４１】
前記ヘッド本体は、前記アクチュエータの駆動によって、前記ノズル板側と前記ヘッドプレート側との内、前記ノズル板側が変位するように構成されている、としてもよい。
【００４２】
つまり、アクチュエータの駆動により相対的に質量が小さい側を変位させることで、液体吐出ヘッドの駆動効率が向上する。
【００４３】
液体吐出ヘッドは、少なくとも２のヘッド本体と、前記ヘッド本体それぞれのノズルが所定の並びで配置されるように、前記各ヘッド本体のヘッドプレートが固定される基部と、をさらに備えている、としてもよい。
【００４４】
この構成により、アクチュエータの駆動によって、ノズル板側とヘッドプレート側との内、ノズル板側が変位する構成が実現する。
【００４５】
また、前記の基部を省略すべく、液体吐出ヘッドは、少なくとも２のヘッド本体を備え、前記各ヘッド本体のヘッドプレートは、当該ヘッド本体それぞれのノズルが所定の並びで配置されるように、共通化されている、としてもよい。
【００４６】
本発明の他の側面によると、液体吐出装置は、上述した液体吐出ヘッドを備える。このため、吐出能力の高い液体吐出装置が実現する。
【発明の効果】
【００４７】
以上説明したように、本発明によると、圧力室の少なくとも一部を区画する弾性区画部が圧力室の外方に向かって逃げ変形することを防止して、圧力室内の液体に対し高い圧力を確実に印加することができるため、吐出能力が高くなって小液滴の吐出や高粘度液体の吐出を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施形態に係る液体吐出装置を示す概略斜視図である。
【図２】実施形態１に係るヘッド本体を示す横断面図である。
【図３】前記ヘッド本体の弾性区画部材の近傍を拡大して示す横断面図である。
【図４】実施形態１の変形例に係るヘッド本体を示す横断面図である。
【図５】実施形態１のさらに別の変形例に係るヘッド本体を示す横断面図である。
【図６】実施形態２に係るヘッド本体を示す横断面図である。
【図７】実施形態３に係るヘッド本体を示す横断面図である。
【図８】実施形態４に係るヘッド本体を示す横断面図である。
【図９】実施形態５に係るヘッド本体を示す横断面図である。
【図１０】実施形態５の変形例に係るヘッド本体を示す横断面図である。
【図１１】実施形態５のさらに別の変形例に係るヘッド本体を示す横断面図である。
【図１２】実施形態６に係る液ヘッド本体を示す横断面図である。
【図１３】実施形態７に係るヘッド本体を示す横断面図である。
【図１４】実施形態７の変形例に係るヘッド本体を示す横断面図である。
【図１５】実施形態７のさらに別の変形例に係るヘッド本体を示す横断面図である。
【図１６】実施形態８に係るヘッド本体を示す横断面図である。
【図１７】実施形態９に係る液体吐出ヘッドを示す横断面図である。
【図１８】実施形態９の変形例に係る液体吐出ヘッドを示す横断面図である。
【図１９】実施形態１０に係る液体吐出ヘッドを示す横断面図である。
【図２０】実施形態１０の変形例に係る液体吐出ヘッドを示す横断面図である。
【図２１】実施形態１１に係る液体吐出ヘッドを示す横断面図である。
【図２２】実施形態１１に係る液体吐出ヘッドを示す平面図である。
【図２３】実施形態１１の変形例に係る液体吐出ヘッドを示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００５０】
（実施形態１）
図１は、液体吐出装置Ａの概略構成を示している。この液体吐出装置Ａは、一又は複数のヘッド本体（図２等参照）を備えた液体吐出ヘッド２１と、被記録物４を支持するステージ３１と、を備えている。
【００５１】
液体吐出ヘッド２１は、装置基台６に支持されたヘッド移動装置２によって主走査方向（図１に示すＸ方向）に往復移動し、ステージ３１は、同じく装置基台６に支持されたステージ移動装置３によって副走査方向（図１に示すＹ方向）に往復移動する。
【００５２】
ヘッド移動装置２は、液体吐出ヘッド２１を支持するキャリッジ２２を含む。キャリッジ２２は、主走査方向に延びるキャリッジ軸２３にガイドされ、図示を省略する駆動源（例えばモータ）によって、主走査方向に往復移動する。
【００５３】
ステージ移動装置３は、主走査方向に所定間隔を開けて配置されかつ、それぞれ副走査方向に延びる２つのステージ軸３２，３２を含む。ステージ３１はこれらのステージ軸３２，３２にガイドされ、図示を省略する駆動源（例えばモータ）によって、副走査方向に往復移動する。
【００５４】
液体吐出装置Ａはこの構成によって、液体吐出ヘッド２１とステージ３１上の被記録物４とを相対移動させながら、液体吐出ヘッド２１（ヘッド本体）から被記録物４に向かって液体材料を吐出し、被記録物４上に所望のパターンや均一薄膜等を形成する。
【００５５】
図２に示すように、ヘッド本体９１は、液体材料が収容される圧力室１１と、その圧力室１１に連通するノズル１２とを備えている。このヘッド本体９１は、ノズル１２が形成されたノズル板１３と、圧力室１１の側面を区画する圧力室壁部材１４と、後述する加圧部材１５を保持する保持部材１６と、アクチュエータ１９と、を上下方向に積層した積層構造を有している。
【００５６】
ノズル板１３は、例えば約０．３ｍｍ厚のステンレス鋼からなる板状の部材であり、その上面によって圧力室１１の底面が区画される。
【００５７】
ノズル１２は、ノズル板１３に対して、その板厚方向に貫通して形成されており、その径は、基端から先端に向かって小さくなるテーパ形状を有している。基端開口の径は、例えば約φ０．２ｍｍ、先端開口の径は、例えば約φ０．０３ｍｍとすればよい。
【００５８】
尚、このノズル板１３の下面は、図示は省略するが、液体材料の吐出安定性の観点から、撥水膜で被覆されていることが好ましい。この撥水膜は、公知の方法により形成することが可能である。
【００５９】
圧力室壁部材１４は、例えば約０．４ｍｍ厚のステンレス鋼からなる板状部材であり、前記ノズル板１３の上面に対して接着層を介して接着されている。圧力室壁部材１４には、その厚み方向に貫通する圧力室用孔１４ａが形成されている。圧力室用孔１４ａは、その内周面によって圧力室１１の側面を区画する孔であり、例えば横断面円形状に形成すればよい。また、圧力室用孔１４ａの直径は、例えば約φ０．２５ｍｍとしてもよい。
【００６０】
圧力室壁部材１４にはまた、その板厚方向の中間部を水平方向に延びて圧力室用孔１４ａに連通する供給口１４ｂが形成されている。供給口１４ｂは、図示は省略する液体材料の供給源から圧力室１１内に、液体材料を供給するための孔である。供給口１４ｂは、例えば一辺の長さが約０．０７ｍｍの横断面矩形状の孔としてもよい。
【００６１】
保持部材１６は、例えばその厚みが約０．３ｍｍの板状部材であり、前記圧力室壁部材１４の上面に対して接着層１８ａを介して接着されている。保持部材１６にはまた、板厚方向に貫通した貫通孔１６ａが形成されている。貫通孔１６ａは、後述する加圧部材１５が内挿される孔である。保持部材１６を圧力室壁部材１４の上面に接着した状態において、圧力室壁部材１４の圧力室用孔１４ａと、保持部材１６の貫通孔１６ａとは、互いに同軸にされる。貫通孔１６ａの直径は、加圧部材１５の径に応じて適宜設定すればよく、例えばφ０．８ｍｍ程度とすればよい。
【００６２】
この保持部材１６の上面は、図２においては図示しないヘッド本体９１の他の構成部材に固定されており、それによって保持部材１６は、アクチュエータ１９が駆動したときにも、変位しないようにされている。
【００６３】
保持部材１６と圧力室壁部材１４との間には、圧力室１１の側面の上端部を区画する弾性区画部材１８が介設されている。弾性区画部材１８は、後述するように、アクチュエータ１９の駆動に伴い加圧部材１５が積層方向に変位することで弾性的に伸縮変形して、圧力室１１の体積を変化させるための部材であり、例えば円環状に形成される。弾性区画部材１８は、例えばその外径は約φ０．９ｍｍ、その内径は約φ０．３ｍｍとすればよい。またその厚みは０．０２ｍｍ〜０．１ｍｍ程度、好適には０．０５ｍｍ程度とすればよい。弾性区画部材１８はまた、液体材料に対する耐食性を考慮して、例えば耐溶剤性のゴム、具体的にはフッ素ゴムやシリコンゴム等によって形成すればよい。
【００６４】
保持部材１６と圧力室壁部材１４とを互いに接合する接着層１８ａは、弾性区画部材１８の外周面を取り囲んでいる。これによって、接着層１８ａは、弾性区画部材１８が弾性変形するときに、その弾性区画部材１８が圧力室１１の外方に向かって逃げ変形することを規制するようになっている。
【００６５】
加圧部材１５は、保持部材１６の貫通孔１６ａに内挿されて保持されることで、弾性区画部材１８の上面に対して当接しており、この加圧部材１５の下面によって、圧力室１１の上面が区画される。加圧部材１５は、保持部材１６によって積層方向に変位可能に保持されており、アクチュエータ１９の駆動に伴い積層方向（上下方向）に変位することで、弾性区画部材１８を積層方向に伸縮変形させる。加圧部材１５は、例えばステンレス鋼やセラミック等の、比較的高剛性の材料によって構成された円盤状の部材であり、その外径は例えば約φ０．７ｍｍ、その高さは保持部材１６の高さと同じ約０．３ｍｍ程度とすればよい。
【００６６】
加圧部材１５と保持部材１６の貫通孔との隙間には充填剤１６ｂが充填されている。この充填剤１６ｂは、加圧部材１５が積層方向に変位可能となるように弾性変形するようになっている。尚、充填剤１６ｂは、省略することも可能である。
【００６７】
アクチュエータ１９は、例えば１ｍｍ厚の積層型圧電体からなり、積層方向の一端（下端）が加圧部材１５の上面に対して接合されていると共に、その他端（上端）が、図示は省略する他の構成部材に固定されている。アクチュエータ１９は、図２では図示を省略する電極に電圧が印可されることによって、図２における上下方向に伸縮変形する（図２の矢印参照）。アクチュエータ１９の駆動に伴い、加圧部材１５が図２における上下方向に変位し、それに伴い弾性区画部材１８が上下方向に伸縮変形することで、圧力室１１の体積が増減するようになっている。
【００６８】
次に、上記構成のヘッド本体９１の動作について説明する。供給口１４ｂ、圧力室１１、及びノズル１２内のそれぞれに液体材料が充填された状態でアクチュエータ１９に所定の電圧（例えば２０Ｖ）を印可する。このことによって、アクチュエータ１９を伸長変形させる（同図の矢印参照）。
【００６９】
アクチュエータ１９の伸長変形に伴い加圧部材１５は下方に変位するため、弾性区画部材１８が収縮変形し、圧力室１１内の液体材料に対して圧力が印加される。そうして液体材料がノズル１２から押し出されて被記録物４に向かって液滴として吐出される。液滴は被記録物４の上面にドット状に付着する。
【００７０】
アクチュエータ１９への電圧印加を解除することによって、伸長していたアクチュエータ１９が元に戻り、加圧部材１５が上方に変位して圧力室１１の体積が元に戻る。このときに、液体材料の供給源から供給口１４ｂを介して、液体材料が圧力室１１内に補充される。
【００７１】
このヘッド本体９１では、図３に示すように、アクチュエータ１９の駆動によって弾性区画部材１８を積層方向に圧縮したときに、圧力室１１の圧力が高まることでその弾性区画部材１８が圧力室１１の外方に向かって逃げ変形しようとするが、その弾性区画部材１８の逃げ変形は、接着層１８ａによって規制されることで（図３の矢印参照）、弾性区画部材１８は圧力室１１の内方に向かって変形する。これによって圧力室１１内の液体材料に、高い圧力が確実に印加される。
【００７２】
その結果、ヘッド本体９１の吐出能力が高くなり、小液滴の吐出や高粘度液体の吐出が実現する。前記構成のヘッド本体９１は、例えば粘度が５０ｃＰ（０．０５Ｐａ・ｓ）の高粘度液体を、約２０ｐｌ（ピコリットル）の小さい液滴量で吐出することが可能である。
【００７３】
また、保持部材１６の貫通孔１６ａ内に充填剤１６ｂを充填することによって、弾性区画部材１８が圧縮したときに、その弾性区画部材１８が、加圧部材１５と貫通孔１６ａとの隙間に入り込むことがなく、圧力室１１内の液体材料に対して、さらに高い圧力を印加することができるようになる。
【００７４】
ここで、アクチュエータ１９の駆動は、前記のようないわゆる押し引き駆動ではなくて、加圧部材１５を上方に変位させて液体材料を圧力室１１内に充填させた後に、その加圧部材１５を元に戻すことで、液体材料をノズル１２から吐出させる、いわゆる引き押し駆動としてもよい。
【００７５】
（変形例）
ヘッド本体における前記アクチュエータ１９の配設位置としては、種々の変形例が考えられる。例えば図４に示すヘッド本体９２のように、アクチュエータ１９の下端を保持部材１６の上面に対して接合してもよい。この場合は、アクチュエータ１９の上端及び加圧部材１５をそれぞれ、例えば、前述の他の構成部材に固定してもよい。そうすることによって、アクチュエータ１９を駆動させたときには、弾性区画部材１８が、積層方向に、加圧部材１５に対して相対変位し、それによって、弾性区画部材１８が伸縮変形するようになる。
【００７６】
また、図４に示すヘッド本体９２において、アクチュエータ１９の上端及び加圧部材１５を、連結部材等によって互いに連結してもよい。そうすることによって、アクチュエータ１９を駆動させたときには、連結部材を介して加圧部材１５が変位し、それによって、弾性区画部材１８が伸縮変形するようになる。
【００７７】
さらに、例えば図５に示すヘッド本体９３のように、アクチュエータ１９の上端をノズル板１３の下面に対して接合してもよい。この場合は、アクチュエータ１９の下端及び加圧部材１５をそれぞれ、他の構成部材に固定することになる。そうすることによって、アクチュエータ１９を駆動させたときには、弾性区画部材１８が、積層方向に、加圧部材１５に対して相対変位し、それによって、弾性区画部材１８が伸縮変形するようになる。
【００７８】
（実施形態２）
図６は、実施形態２に係るヘッド本体９４を示している。尚、実施形態２のヘッド本体９４において、図２に示すヘッド本体９１と同じ構成については、同じ符号を付すと共に、適宜その説明を省略する。
【００７９】
このヘッド本体９４では、圧力室壁部材１４の上面に、圧力室用孔１４ａと同軸に、窪み１４ｃが形成されており、弾性区画部材１８は、その窪み１４ｃ内に配設されている。ここで、窪み１４ｃは、例えばその内径が約１．０ｍｍ、深さが約０．０３ｍｍとしてもよい。
【００８０】
このように弾性区画部材１８を配置するための窪み１４ｃを形成することによって、ヘッド本体９４の組立の際に、その弾性区画部材１８の位置決めを容易に行い得るという利点がある。
【００８１】
（実施形態３）
図７は、実施形態３に係るヘッド本体９５を示している。尚、実施形態３のヘッド本体９５において、図６に示すヘッド本体９４と同じ構成については、同じ符号を付すと共に、適宜その説明を省略する。
【００８２】
このヘッド本体９５では、図６に示すヘッド本体９４における圧力室壁部材１４と保持部材１６とが、接着層１８ａを介して接合されるのではなく、互いに一体化されている（図６における一点鎖線参照、以下この一体化された部材を一体化部材４０と呼ぶ）。
【００８３】
この一体化部材４０においては、圧力室壁部材１４における窪み１４ｃと保持部材１６における貫通孔１６ａとが連続して、収容凹部４０ａが形成されており、この収容凹部４０ａの底面に弾性区画部材１８が配設されると共に、収容凹部４０ａに内挿された加圧部材１５がこの弾性区画部材１８に当接している。尚、加圧部材１５と収容凹部４０ａとの隙間は充填剤１６ｂによって埋められている。
【００８４】
この構造のヘッド本体９５では、弾性区画部材１８の外周面が、収容凹部４０ａの内周壁によって囲まれており、アクチュエータ１９の駆動によって弾性区画部材１８を積層方向に圧縮したときには、収容凹部４０ａの内周壁によって、弾性区画部材１８が圧力室１１の外方に向かって変形することが規制される。そうして、圧力室１１内の液体材料に、高い圧力が確実に印加される。
【００８５】
また、この構造のヘッド本体９５は、部材点数が実質的に低減するから、ヘッド本体９５の小型化の点で有利になる。
【００８６】
（実施形態４）
図８は、実施形態４に係るヘッド本体９６を示している。尚、実施形態４のヘッド本体９６において、図４に示すヘッド本体９２と同じ構成については、同じ符号を付すと共に、適宜その説明を省略する。
【００８７】
このヘッド本体９６は、図４に示すヘッド本体９２と比較して、圧力室壁部材１４が省略されている。すなわち、このヘッド本体９６では、保持部材１６が、ノズル板１３の上面に対して接着層１８ａを介して接着されており、弾性区画部材１８は、保持部材１６とノズル板１３との間に介設されている。尚、図例では、ノズル板１３の上面に、弾性区画部材１８を配置するための窪み１３ａが形成されているが、この窪み１３ａは省略することも可能である。
【００８８】
そうして、この構造のヘッド本体９６では、弾性区画部材１８の内周面によって、圧力室１１の側面が区画されると共に、その弾性区画部材１８の外周面は、保持部材１６とノズル板１３とを接合する接着層１８ａによって取り囲まれている。従って、アクチュエータ１９の駆動によって弾性区画部材１８を積層方向に圧縮したときには、その接着層１８ａによって、弾性区画部材１８の逃げ変形が規制されるようになる。
【００８９】
前記加圧部材１５は、図例では、保持部材１６の上面よりも上方に突出して配設されている。この加圧部材１５には、その中心軸に沿って貫通孔１５ａが形成されている。この貫通孔１５ａの下端開口は、圧力室１１に連通しており、貫通孔１５ａは、圧力室１１に液体材料を供給するための供給口として機能する。このように、加圧部材１５に供給口を形成することによって、液体材料の供給系の構成が簡略化するという利点がある。尚、この貫通孔１５ａ（供給口）の径は、例えば約φ０．０７ｍｍ程度とすればよい。
【００９０】
この構造のヘッド本体９６では、圧力室壁部材１４を省略することによって圧力室１１の体積は小さくなる。その結果、圧力室１１の体積変化率（＝体積変化量／圧力室の体積）は相対的に大きくなり、ヘッド本体９６の吐出能力はさらに高まる。
【００９１】
また、部品点数の削減により、製造工程数も削減されるため、製造コストの低減化が図られる。
【００９２】
（実施形態５）
図９は、実施形態５に係るヘッド本体９７を示している。尚、実施形態５のヘッド本体９７において、図８に示すヘッド本体９６と同じ構成については、同じ符号を付すと共に、適宜その説明を省略する。
【００９３】
このヘッド本体９７は、保持部材１６を挟んでノズル板１３とは逆側にヘッドプレート４１が配設されており、ヘッドプレート４１と保持部材１６との間には、後述するように、アクチュエータ１９の厚みに相当する間隔が空けられている。
【００９４】
ヘッドプレート４１は、例えば約２．０ｍｍ厚のステンレス鋼からなる板状の部材であり、厚み方向に貫通する貫通孔４１ａが形成されている。この貫通孔４１ａは、後述するように、液体材料の供給口の一部となる孔であり、その径は、例えばφ０．０６ｍｍ程度としてもよい。
【００９５】
加圧部材１５は、その上端がヘッドプレート４１の下面に対し固定されており、ヘッドプレート４１の貫通孔４１ａと加圧部材１５の貫通孔１５ａとが互いに連通することによって、圧力室１１に液体材料を供給する供給口が構成されている。
【００９６】
アクチュエータ１９は、厚み方向に貫通して形成された貫通孔１９ａ内に加圧部材１５が位置するよう、この加圧部材１５の外周囲を取り囲んで配設されている。アクチュエータ１９は、積層型圧電体からなり、その下端が保持部材１６の上面に対して接合されていると共に、その上端がヘッドプレート４１の下面に対して接合されている。アクチュエータ１９は、例えばその厚みを約１．０ｍｍ、その貫通孔１９ａの径を約φ０．９ｍｍとしてもよい。
【００９７】
この構造のヘッド本体９７では、加圧部材１５を、例えばアルミナやセラミック等の電気絶縁材料によって構成することが好ましい。こうすることで、加圧部材１５と積層型圧電体からなるアクチュエータ１９との隙間を小さくすることが可能になる。つまりヘッド本体９７を小型化する上で有利になる。
【００９８】
尚、図示は省略するが、加圧部材１５とアクチュエータ１９との隙間を、充填剤によって埋めるようにしてもよい。この場合に用いる充填剤は電気絶縁性を有する充填剤としてもよい。
【００９９】
また図示は省略するが、加圧部材１５に形成する貫通孔の形状を適宜変更することによって、その貫通孔の内周面が圧力室１１の側面の一部を区画するようにしてもよい。つまり、圧力室１１の一部を、加圧部材１５の内部に形成するようにしてもよい。
【０１００】
（変形例１）
図１０は変形例１を示しており、このヘッド本体９８は、加圧部材１５がヘッドプレート４１を貫通して配設されている。
【０１０１】
すなわち、ヘッドプレート４１には、加圧部材１５が内挿可能な、比較的大径の貫通孔が形成されている。加圧部材１５はこの貫通孔に内挿された状態で、その上端がヘッドプレート４１よりも上方に突出して配設されている。このヘッド本体９８では、加圧部材１５において、その中心軸に沿って貫通形成された貫通孔１５ａにより、圧力室１１に液体材料を供給するための供給口が構成されている。この貫通孔１５ａは、その径を約０．０８ｍｍ程度に設定すればよい。
【０１０２】
この構成では、液体材料の供給口が単一の部材（つまり、加圧部材１５）によって構成されるため、液体材料の圧力室１１への充填がスムースになると共に、ヘッド本体９８の組立の容易化も図られる。
【０１０３】
（変形例２）
図１１は変形例２を示しており、このヘッド本体９９は、加圧部材１５に形成した貫通孔からなる供給口の形状を工夫することによって流路抵抗を低減させ、それによって、圧力室１１への液体材料の供給をより一層スムースに行い得るようにしている。
【０１０４】
具体的に供給口４２は、その上端（上流側）から下端（下流側）に向かって順に、相対的に大径の大径部４２ａと、大径部４２ａと比較して径が縮小した首部４２ｂと、圧力室１１に向かって径が次第に拡大する拡径部４２ｃと、が連続することによって構成されている。
【０１０５】
この構成の供給口４２は、前記首部４２ｂを備えることで、アクチュエータ１９の駆動によって圧力室１１の圧力が上昇したときに液体材料の逆流を防止して、圧力室１１内の液体材料をノズル１２から吐出させることができる一方で、大径部４２ａを備えることで流路抵抗が低減し、圧力室１１への液体材料の供給が良好になる。また、その下端から上端に向かう方向において拡径部４２ｃ、首部４２ｂ、大径部４２ａの順に並べることで、供給口４２において径が急縮小しない、換言すれば段差が生じないため、その段差部分に気泡等が残留することがない。それによって、液体材料の吐出不良を防止して、液体材料の良好な吐出が実現する。
【０１０６】
尚、大径部４２ａの径は例えばφ０．２ｍｍ程度、首部４２ｂの径は例えばφ０．０８ｍｍ程度、拡径部４２ｃにおける下端開口の径は例えばφ０．２５ｍｍ程度とすればよい。
【０１０７】
（実施形態６）
図１２は、実施形態６に係るヘッド本体１００を示している。尚、実施形態６のヘッド本体１００において、図１１に示すヘッド本体９９と同じ構成については、同じ符号を付すと共に、適宜その説明を省略する。
【０１０８】
このヘッド本体１００では、図１１に示すヘッド本体９９における保持部材１６とノズル板１３とが、接着層１８ａを介して接合されるのではなく、互いに一体化されている（図１２における一点鎖線参照、以下この一体化された部材を一体化部材４３と呼ぶ）。
【０１０９】
この一体化部材４３においては、ノズル板１３における窪み１３ａと保持部材１６における貫通孔１６ａとが連続して、収容凹部４３ａが形成されており、実施形態３と同様に、この収容凹部４３ａの底面に弾性区画部材１８が配設されると共に、収容凹部４３ａに内挿された加圧部材１５がこの弾性区画部材１８に当接している。尚、加圧部材１５と収容凹部４３ａとの隙間は充填剤１６ｂによって埋められている。
【０１１０】
この構造のヘッド本体１００では、部材の点数がさらに減少し、製造コストがさらに削減される。
【０１１１】
（実施形態７）
図１３は、実施形態７に係るヘッド本体１０１を示している。尚、実施形態７のヘッド本体１０１において、図１０に示すヘッド本体９８と同じ構成については、同じ符号を付すと共に、適宜その説明を省略する。
【０１１２】
このヘッド本体１０１は、図１０に示すヘッド本体９８と比較して、保持部材１６が省略されており、その代わりにアクチュエータ１９が加圧部材１５を保持する保持部を兼用している。
【０１１３】
すなわち、このヘッド本体１０１では、積層型圧電体からなるアクチュエータ１９の下端がノズル板１３に対して接着層１８ａを介して接合されており、弾性区画部材１８は、アクチュエータ１９とノズル板１３との間に介設されている。
【０１１４】
そうして、この構造のヘッド本体１０１では、弾性区画部材１８の外周面は、アクチュエータ１９とノズル板１３とを接合する接着層１８ａによって取り囲まれており、アクチュエータ１９の駆動によって弾性区画部材１８を積層方向に圧縮したときには、その接着層１８ａによって、弾性区画部材１８の逃げ変形が規制されるようになる。
【０１１５】
尚、本構成のヘッド本体１０１では、加圧部材１５とアクチュエータ１９の貫通孔１９ａとの隙間には、充填剤１９ｂが充填されている。但し、この充填剤１９ｂは、適宜省略することが可能である。
【０１１６】
この構造のヘッド本体１０１では、部材の点数がさらに減少するため、製造コストの点で有利である。
【０１１７】
（変形例）
アクチュエータ１９が保持部を兼用する構成においては、例えば図１４にその一例を示すように、加圧部材とアクチュエータとを一体形成することも可能である。
【０１１８】
つまり、このヘッド本体１０２は、ノズル板１３とヘッドプレート４１との間に、加圧部材（加圧部）とアクチュエータ（積層圧電アクチュエータ）とを一体形成した一体化部材４４が介設されている。この一体化部材４４は、電極が形成されていない加圧部４４ａの周りを、電極４４ｄが形成されているアクチュエータ４４ｂが取り囲む構造を有する、全体として板状の部材である。一体化部材４４は、その上面が接着層を介してヘッドプレート４１に接合されると共に、その下面が接着層１８ａを介してノズル板１３に接合される。また、加圧部４４ａの中心には、板厚方向に貫通して圧力室１１に連通する貫通孔４４ｃが形成され、この貫通孔４４ｃは、液体材料の供給口として機能する。
【０１１９】
この一体化部材４４は、一例として、次のような手順で製造することができる。つまり、電極が非形成の中央部分を取り囲むような円環状の電極が形成された複数のグリーンシートを用意すると共に、それを積層することで所定厚みのグリーン積層体を作成する。そうして、そのグリーン積層体を焼成し、その後、レーザ加工等の適宜の加工手法を採用して、前記貫通孔４４ｃを電極非形成部分の中心に貫通形成する。
【０１２０】
こうすることで、一体化部材４４において、電極４４ｄが形成されている部分が、上下方向に伸縮変形する積層型圧電アクチュエータ４４ｂとして機能する一方、電極が形成されていない部分が、アクチュエータ４４ｂの変形駆動に伴い上下方向に変位する加圧部４４ａとして機能するようになる。
【０１２１】
尚、例えば図１５に示すヘッド本体１０３のように、前記グリーン積層体を焼成した後に、エッチングやレーザ加工等の、適宜の加工手法を採用して、弾性区画部材１８に当接する側の面から厚み方向に凹陥する溝４４ｅを形成してもよい。この溝４４ｅは、加圧部４４ａとアクチュエータ４４ｂとを隔てる溝であり、例えば外径がφ０．９ｍｍ程度、内径がφ０．７ｍｍ程度、深さが０．９ｍｍ程度の円環状としてもよい。
【０１２２】
こうした溝４４ｅを形成することによって、アクチュエータ４４ｂの変形駆動時に加圧部４４ａが上下方向に変位し易くなり、液体吐出ヘッドの駆動効率が向上する。尚、図示は省略するが、この溝４４ｅ内には、例えば電気絶縁性を有する充填剤を充填するようにしてもよい。こうすることで、アクチュエータ４４ｂのショートを防止することができる。
【０１２３】
（実施形態８）
図１６は、実施形態８に係るヘッド本体１０４を示している。尚、実施形態８のヘッド本体１０４において、図８に示すヘッド本体９６と同じ構成については、同じ符号を付すと共に、適宜その説明を省略する。
【０１２４】
このヘッド本体１０４において、加圧部材１５には、その中心軸に沿って比較的大径の貫通孔１５ａが形成されており、この貫通孔１５ａの内周面によって、圧力室の側面の一部が区画される。加圧部材１５の貫通孔１５ａの径は、例えばφ０．３ｍｍ程度に設定すればよい。
【０１２５】
この加圧部材１５は、保持部材１６の貫通孔１６ａに内挿されて保持されることにより、その下端が弾性区画部材１８の上面に対して当接すると共に、その上端が、後述する第２の弾性区画部材５２の下面に対して当接するようになっている。
【０１２６】
このヘッド本体１０４では、保持部材１６を挟んでノズル板１３とは逆側に、第２の圧力室壁部材５１が配設されている。この第２の圧力室壁部材５１は、保持部材１６に対して接着層５２ａを介して接合されている。
【０１２７】
第２の圧力室壁部材５１は、例えばステンレス鋼からなる板状の部材であり、圧力室１１の上面を区画する。この第２の圧力室壁部材５１には、厚み方向に貫通する貫通孔５１ａが形成されており、この貫通孔５１ａは、圧力室１１に連通して、その圧力室１１内に液体材料を供給するための供給口として機能する。貫通孔５１ａの径は、例えばφ０．０６ｍｍ程度とすればよい。
【０１２８】
保持部材１６と第２の圧力室壁部材５１との間には、第２の弾性区画部材５２が介設されている。第２の弾性区画部材５２は、その内周面によって圧力室１１の側面の上端部を区画する。また、その外周面は、保持部材１６と第２の圧力室壁部材５１とを互いに接合する接着層５２ａに取り囲まれており、これによって、アクチュエータ１９の駆動によって第２の弾性区画部材５２を積層方向に圧縮したときには、その接着層５２ａによって、第２の弾性区画部材５２の逃げ変形が規制されるようになる。
【０１２９】
尚、加圧部材１５の下端に当接する弾性区画部材１８は、圧力室の側面の下端部を区画することになる。
【０１３０】
このように圧力室１１の一部を区画する弾性区画部材は、加圧部材１５の下側に配置することに限定されるのではなく、加圧部材１５の上側に設けてもよい。尚、この構成のヘッド本体１０４において、加圧部材１５の下側に配置した弾性区画部材１８は省略することも可能である。
【０１３１】
（実施形態９）
図１７は、実施形態９に係る液体吐出ヘッド２１を示している。実施形態９の液体吐出ヘッド２１は、複数のヘッド本体を基材７１に対して固定して構成されている。
【０１３２】
基材７１は、ステンレス鋼又はセラミック製の板状部材であって、それぞれ板厚方向に貫通する複数の（図例では４つの）収容部７２が、長手方向に所定の間隔を空けて形成されている。
【０１３３】
各収容部７２には、ヘッド本体１０５が収容されると共に、そのヘッドプレート４１が基材に対して固定される。ヘッド本体１０５の構成は特に限定されるものではなく、例えば図９〜１５それぞれに示す構成のヘッド本体を適宜採用することができる。
【０１３４】
また、ヘッドプレート４１と基材７１との固定は、接着剤等を利用して接合してもよいし、ビス等の締結手段を利用した機械的な固定としてもよい。また、例えばばね力を利用するクランプ等の手段を用いた機械的な固定を採用してもよい。そうして、各ヘッド本体１０５のノズル板１３の下面を、各収容部７２の下端開口を通じて下方に露出させる。
【０１３５】
複数のヘッド本体１０５を基材７１に対し固定する本構成では、ヘッド本体１０５の配置を変えることで、液体吐出ヘッド２１のノズルピッチを自由に変更することができるという利点がある。
【０１３６】
また、ヘッドプレート４１を基材７１に対して固定することによって、各ヘッド本体１０５のアクチュエータが駆動したときに、ヘッドプレート４１とノズル板１３との内、ノズル板１３側が変位するようになり（例えば図９に示す一点鎖線の矢印参照）、それによって弾性区画部材１８が圧縮変形するようになる。このように、アクチュエータの駆動により相対的に質量が小さい側、ここではノズル板１３側を変位させることで、液体吐出ヘッド２１の駆動効率が向上する。
【０１３７】
尚、前記基材７１に固定するヘッド本体１０５の構成は、互いに同じものに限らず、例えば互いに異なる構成のヘッド本体を、同じ基材７１に対して固定するようにしてもよい。
【０１３８】
（変形例）
図１８は変形例に係る液体吐出ヘッド２１を示しており、この例では、ヘッド本体１０５のヘッドプレート７３を、複数のヘッド本体１０５間で共通化している。こうすることで前記基材７１を省略することができる。尚、ヘッドプレート７３は、ヘッド本体１０５の個数やその長さに応じてその厚みを変更すればよい。ヘッドプレート７３の厚みは、例えば３．０ｍｍ〜５．０ｍｍ程度としてもよい。
【０１３９】
（実施形態１０）
図１９は、実施形態１０に係るヘッド本体１０６を示している。尚、実施形態１０のヘッド本体１０６において、図６に示すヘッド本体９４と同じ構成については、同じ符号を付すと共に、適宜その説明を省略する。
【０１４０】
このヘッド本体１０６は、ノズルが貫通形成されたノズル板を備えておらず、ノズル１２は、圧力室壁部材１４の側面に開口している。すなわち、圧力室壁部材１４には、この圧力室壁部材１４を貫通しない圧力室用凹部１４ｄが、その上面に開口して形成されている。この圧力室用凹部１４ｄの側面に対し、前記供給口１４ｂが連通していると共に、圧力室用凹部１４ｄを挟んで供給口１４ｂとは逆側に、圧力室壁部材１４の板厚方向の中間部を水平方向に延びる吐出口１４ｅが形成されている。吐出口１４ｅは、圧力室用凹部１４ｄの側面に連通していると共に、その先端部が先細されることによってノズル１２を構成しており、このノズル１２が、前述したように、圧力室壁部材１４の側面に開口している。
【０１４１】
このように、ヘッド本体１０６としては、弾性区画部材１８の伸縮方向（つまり、上下方向）とは異なる方向（この実施形態では水平方向）に、液体材料を吐出するように構成してもよい。
【０１４２】
尚、図２０は変形例を示しており、このヘッド本体１０７は、圧力室１１に液体材料を供給するための供給口が、加圧部材１５に貫通形成された貫通孔１５ａによって構成されている。すなわち、供給口の配置は、適宜設定することが可能である。
【０１４３】
（実施形態１１）
図２１，２２は、実施形態１１に係るヘッド本体１０８を示している。尚、実施形態１１のヘッド本体１０８において、図１９に示すヘッド本体１０６と同じ構成については、同じ符号を付すと共に、適宜その説明を省略する。
【０１４４】
このヘッド本体１０８は、圧力室１１が横断面円形状ではなく、図２１，２２における左右方向に延びるように形成されている。すなわち、圧力室壁部材１４には、その上面において左右方向に延びて開口すると共に、その上面から凹陥した圧力室用凹部１４ｆが形成されていると共に、その上面に、窪み１４ｇが圧力室用凹部１４ｆの開口よりも一回り大きく形成されている。圧力室壁部材１４にはまた、その圧力室用凹部１４ｆにおける左右方向の一側（図例では左側）において、その底部に開口することで圧力室１１に連通する吐出口１４ｈが形成されており、この吐出口１４ｈの先端は先細のテーパ状にされて圧力室壁部材１４の下面に開口している。この吐出口１４ｈの先端がノズル１２として機能する。尚、図６等に示すように、ノズル１２が貫通形成されたノズル板１３を圧力室壁部材１４の下面に接着するようにしてもよい。
【０１４５】
前記圧力室壁部材１４の窪み１４ｇ内には、略矩形状の孔が貫通形成された弾性区画部材１８が配設されており、その圧力室壁部材１４の上面に対して保持部材１６が接着されている。従って、保持部材１６と圧力室壁部材１４とを互いに接合する接着層１８ａは、略矩形状の弾性区画部材１８の外周面を取り囲んでいる。
【０１４６】
保持部材１６には、横断面略矩形状の貫通孔１６ｃが形成されており、この貫通孔１６ｃ内に左右に細長い略矩形状の加圧部材１５が内挿されて、これが保持されている。
【０１４７】
そうして加圧部材１５の上面に対して、同じく左右に細長い略矩形状のアクチュエータ１５が接合されている。
【０１４８】
このように、圧力室１１の形状は、円形状に限らず、適宜設定することが可能である。
【０１４９】
尚、図２３は変形例を示しており、このヘッド本体１０９は、その吐出口１４ｅが圧力室壁部材１４の板厚方向の中間部を水平方向に延びて形成され、ノズル１２が、圧力室壁部材１４の側面に開口している。すなわち、圧力室１１の形状と、液体材料の吐出方向との組み合わせにおいて制限はない。
【０１５０】
（他の実施形態）
尚、前記の実施形態は、それらを適宜組み合わせることが可能である。
【０１５１】
また、本発明におけるアクチュエータは、圧電アクチュエータに限らない。エネルギーの供給を受けて変位することにより弾性区画部材を変形させるものであればよく、例えば磁歪素子等を利用することも可能である。
【０１５２】
本発明に係る液体吐出ヘッド及び液体吐出装置は、インクを記録紙等に吐出して画像を形成するインク吐出ヘッド及び画像記録装置に適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１５３】
以上説明したように、本発明は、小液滴の吐出や高粘度液体の吐出が実現するから、例えば液晶パネルや回路基板等の各種デバイスの製造のために、種々のパターンや均一薄膜を形成する液体材料吐出ヘッド及び液体材料吐出装置、またインクを吐出することによって例えば記録紙等の記録媒体上に画像を形成するインク吐出ヘッド及び画像形成装置として有用である。
【符号の説明】
【０１５４】
１１ 圧力室
１２ ノズル
１３ ノズル板
１３ａ，１４ｃ，１４ｇ 窪み
１４ 圧力室壁部材（圧力室壁部）
１５ 加圧部材（加圧部）
１５ａ 貫通孔（供給孔）
１６ 保持部材（保持部）
１６ａ，１６ｃ 貫通孔
１６ｂ 充填剤
１８ 弾性区画部材（弾性区画部）
１８ａ 接着層（規制部）
１９ アクチュエータ
２１ 液体吐出ヘッド
４０ａ，４３ａ 凹部
４１ ヘッドプレート
４４ｅ 溝
５１ 第２の圧力室壁部材（第２の圧力室壁部）
５２ 第２の弾性区画部材（弾性区画部）
５２ａ 接着層（規制部）
７１ 基材（基部）
９１〜１０９ ヘッド本体
Ａ 液体吐出装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴を吐出する液体吐出ヘッド及び、それを備えた液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録紙に対してインク滴を吐出するインクジェット技術が、近年、各種のデバイス製造過程におけるパターンの形成や均一薄膜の形成等に応用されている。そうしたパターン形成等に用いられる液体吐出ヘッドには、さらなる小液滴の吐出や高粘度液体の吐出が要求される。それらの要求を満たす吐出能力の高いヘッドを実現するには、圧力室内の液体に、より高い圧力を加える必要がある。
【０００３】
例えば特許文献１に開示されている液体吐出ヘッドは、その圧力室の一部を弾性変形可能な弾性体によって区画し、アクチュエータの駆動によって、その弾性体を変形させて圧力室の体積を変化させる。この構成によって、アクチュエータの駆動により発生したエネルギーが、圧力室内の液体に印加する圧力へと効率的に変換されて、液体に高い圧力が印加される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２７２１１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、前記文献に記載された構造の液体吐出ヘッドでは、吐出能力を向上させるべく液体に印加する圧力をさらに高めようしても、圧力室内の圧力が高くなるほど、その圧力室を区画する弾性体が、圧力室の外方に向かって逃げ変形してしまう。その結果、液体に印加される圧力は、その逃げ変形の分だけ低下してしまう。つまり、従来構造の液体吐出ヘッドは吐出能力をさらに向上させることが難しい、という問題がある。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、吐出能力の高い液体吐出ヘッド及び、それを備えた液体吐出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面によると、液体吐出ヘッドは、液体を収容する圧力室、前記圧力室に連通しかつ、前記圧力室内の液体を吐出するノズル、前記圧力室の少なくとも一部を区画する弾性区画部、前記弾性区画部を所定の変形方向に変形させることによって、前記圧力室内の前記液体に圧力を印加するアクチュエータ、及び、前記アクチュエータの駆動によって前記圧力室内の前記液体に圧力を印加するときに、前記弾性区画部が前記圧力室の外方に向かって逃げ変形することを規制する規制部、を含むヘッド本体を備える。
【０００８】
この構成によると、圧力室の少なくとも一部は、アクチュエータの駆動によって変形する弾性区画部により区画される。弾性区画部の変形に伴い圧力室内の液体に圧力が印加されることで、液体がノズルから吐出される。
【０００９】
前記液体吐出ヘッドは規制部を備えているため、アクチュエータの駆動によって弾性区画部を変形させたときに、その弾性区画部が圧力室の外方に向かって逃げ変形することが規制される。これによって、圧力室内の体積が確実に減少して、液体に高い圧力が確実に印加されるようになる。その結果、液体吐出ヘッドの吐出能力が向上する。
【００１０】
前記ヘッド本体は、前記ノズルが形成されたノズル板、前記ノズル板に対向して配置されて前記弾性区画部に当接すると共に、前記アクチュエータの駆動に伴い前記弾性区画部に対し前記変形方向に相対変位することで、当該弾性区画部を伸縮変形させる加圧部、及び、前記加圧部が内挿される貫通孔を有し、それによって、当該加圧部を前記変形方向に変位可能に保持する保持部、を含んだ積層構造に構成されている、としてもよい。
【００１１】
こうすることでアクチュエータを駆動したときには、保持部に保持された加圧部が弾性区画部に対し変形方向に相対変位して、弾性区画部をその変形方向に伸縮変形させる。そうして、圧力室内の体積が変化して、液体に高い圧力が印加されるようになる。
【００１２】
このヘッド本体はまた、積層構造であるためその組立が比較的容易であり、低コストでの製造が実現する。
【００１３】
前記ヘッド本体は、前記ノズル板と前記保持部との間に介在して前記圧力室の一部を区画する圧力室壁部をさらに含み、前記弾性区画部は、前記圧力室壁部と前記保持部との間に介設されており、前記規制部は、前記弾性区画部の外周面を取り囲むと共に、前記圧力室壁部と前記保持部とを互いに接着する接着層によって構成されている、としてもよい。
【００１４】
こうすることで、圧力室壁部と保持部とを互いに接着する接着層が、弾性区画部の、圧力室の外方への変形を規制する規制部として機能する。こうした部材の兼用化は、部品点数の削減及びヘッド本体の小型化の点で有利である。
【００１５】
前記圧力室壁部における、前記保持部との接合面には窪みが形成されており、前記弾性区画部は、前記窪み内に配設されている、としてもよい。
【００１６】
こうすることで、ヘッド本体の製造の際に、弾性区画部のアライメント調整が容易になる。
【００１７】
前記ヘッド本体は、前記ノズル板に対し接合されて前記圧力室の一部を区画する圧力室壁部をさらに含み、前記圧力室壁部には、前記ノズル板の接合面とは逆側の面に、当該面から凹陥した凹部が形成され、前記弾性区画部は前記凹部内に配設されており、前記規制部は、前記凹部の内周壁によって構成されている、としてもよい。
【００１８】
この構成において、前記圧力室壁部と前記保持部とは一体形成され、それによって、前記圧力室壁部の凹部と前記保持部の貫通孔とは互いに連続している、としてもよい。
【００１９】
こうすることで部材点数が実質的に削減し、ヘッド本体の小型化の点で有利になる。
【００２０】
前記弾性区画部は、互いに積層された前記ノズル板と前記保持部との間に介設されており、前記規制部は、前記弾性区画部の外周面を取り囲むと共に、前記ノズル板と前記保持部とを互いに接着する接着層によって構成されている、としてもよい。
【００２１】
このヘッド本体は、前記の圧力室壁部材を省略した構造であるため、部材点数が低減する。また、圧力室壁部材を省略した分、圧力室の体積は小さくなり、圧力室の体積変化率（＝体積変化量／圧力室の体積）は相対的に大きくなる。その結果、液体吐出ヘッドの吐出能力がさらに高まる。
【００２２】
前記ノズル板における、前記保持部との接合面には窪みが形成されており、前記弾性区画部は、前記窪み内に配設されている、としてもよい。
【００２３】
また、前記ノズル板には、前記保持部側の面に、当該面から凹陥した凹部が形成され、前記弾性区画部は前記凹部内に配設され、前記規制部は、前記凹部の内周壁によって構成されている、としてもよい。
【００２４】
さらに、前記ノズル板と前記保持部とは一体形成され、それによって、前記ノズル板の凹部と前記保持部の貫通孔とは互いに連続している、としてもよい。
【００２５】
前記加圧部は、その内部に前記圧力室の一部を区画する貫通孔を有しており、前記ヘッド本体は、前記保持部を挟んで前記ノズル板とは逆側に配設されて前記圧力室の一部を区画する第２の圧力室壁部をさらに含み、前記弾性区画部は、前記第２の圧力室壁部と前記保持部との間に介設されており、前記規制部は、前記弾性区画部の外周面を取り囲むと共に、前記第２の圧力室壁部と前記保持部とを互いに接着する接着層によって構成されている、としてもよい。
【００２６】
つまり、弾性区画部は、加圧部とノズル板との間に配置するに限らず、加圧部を挟んだノズル板とは逆側に配置してもよい。
【００２７】
前記加圧部には、前記圧力室に連通しかつ当該圧力室に前記液体を供給する供給孔が形成されている、としてもよい。
【００２８】
こうすることで、圧力室に液体に供給する液体供給経路の構成が簡略化される。
【００２９】
前記保持部の貫通孔内には、当該貫通孔と前記加圧部との隙間を埋めると共に、弾性変形することによって前記加圧部が前記保持部に対し相対変位することを許容する充填剤が充填されている、としてもよい。
【００３０】
こうすることで、例えばヘッド本体の組立時に、加圧部を、保持部に対し固定することができるため、組立の容易化が図られる。
【００３１】
また、加圧部の変位によって弾性区画部が変形したときに、加圧部と保持部の貫通孔との隙間に前記弾性区画部が入り込むことが、前記充填剤によって防止される。その結果、圧力室内の液体に、高い圧力が確実に印可される。
【００３２】
前記ヘッド本体は、前記保持部を挟んで前記ノズル板とは逆側の位置に、当該保持部に対して所定の間隔を開けて配置されたヘッドプレートをさらに含み、前記加圧部は、前記ヘッドプレートに固定されており、前記アクチュエータは、前記保持部と前記ヘッドプレートとの間で、前記加圧部を囲むように配設されて、前記保持部及び前記ヘッドプレートの双方にそれぞれ接合されている、としてもよい。
【００３３】
また、これとは異なり、前記アクチュエータは、前記ノズル板に接着されると共に、前記加圧部を囲むように配設されることで当該加圧部を保持する保持部を兼用しており、前記ヘッド本体は、前記アクチュエータが接合されるヘッドプレートをさらに含み、前記加圧部は、前記ヘッドプレートに固定され、前記弾性区画部は、前記アクチュエータと前記ノズル板との間に介設されており、前記規制部は、前記弾性区画部の外周面を取り囲むと共に、前記アクチュエータと前記ノズル板とを互いに接着する接着層によって構成されている、としてもよい。これによって、部材点数の削減が図られ、ヘッド本体の構造がさらに簡略化される。
【００３４】
前記加圧部は、前記ヘッドプレートをその厚み方向に貫通しており、前記加圧部には、前記圧力室に連通しかつ当該圧力室に前記液体を供給する供給孔が形成されている、としてもよい。
【００３５】
こうすることで、液体供給経路の構成が簡略化され、圧力室への液体の供給がスムースになる。
【００３６】
前記アクチュエータは圧電アクチュエータであり、前記加圧部は電気絶縁体により形成されている、としてもよい。
【００３７】
こうすることで、アクチュエータと加圧部との間隔を小さくすることが可能になり、ヘッド本体の小型化が図られる。
【００３８】
前記アクチュエータは、圧電アクチュエータであって前記加圧部と一体形成されている、としてもよい。これによって、部材点数が実質的に低減する。
【００３９】
一体化された前記圧電アクチュエータと前記加圧部との間には、両者を隔てる溝が形成されている、としてもよい。
【００４０】
こうすることで、圧電アクチュエータと一体化された加圧部が、当該圧電アクチュエータの駆動によって変位し易くなり、液体吐出ヘッドの駆動効率が向上する。
【００４１】
前記ヘッド本体は、前記アクチュエータの駆動によって、前記ノズル板側と前記ヘッドプレート側との内、前記ノズル板側が変位するように構成されている、としてもよい。
【００４２】
つまり、アクチュエータの駆動により相対的に質量が小さい側を変位させることで、液体吐出ヘッドの駆動効率が向上する。
【００４３】
液体吐出ヘッドは、少なくとも２のヘッド本体と、前記ヘッド本体それぞれのノズルが所定の並びで配置されるように、前記各ヘッド本体のヘッドプレートが固定される基部と、をさらに備えている、としてもよい。
【００４４】
この構成により、アクチュエータの駆動によって、ノズル板側とヘッドプレート側との内、ノズル板側が変位する構成が実現する。
【００４５】
また、前記の基部を省略すべく、液体吐出ヘッドは、少なくとも２のヘッド本体を備え、前記各ヘッド本体のヘッドプレートは、当該ヘッド本体それぞれのノズルが所定の並びで配置されるように、共通化されている、としてもよい。
【００４６】
本発明の他の側面によると、液体吐出装置は、上述した液体吐出ヘッドを備える。このため、吐出能力の高い液体吐出装置が実現する。
【発明の効果】
【００４７】
以上説明したように、本発明によると、圧力室の少なくとも一部を区画する弾性区画部が圧力室の外方に向かって逃げ変形することを防止して、圧力室内の液体に対し高い圧力を確実に印加することができるため、吐出能力が高くなって小液滴の吐出や高粘度液体の吐出を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施形態に係る液体吐出装置を示す概略斜視図である。
【図２】実施形態１に係るヘッド本体を示す横断面図である。
【図３】前記ヘッド本体の弾性区画部材の近傍を拡大して示す横断面図である。
【図４】実施形態１の変形例に係るヘッド本体を示す横断面図である。
【図５】実施形態１のさらに別の変形例に係るヘッド本体を示す横断面図である。
【図６】実施形態２に係るヘッド本体を示す横断面図である。
【図７】実施形態３に係るヘッド本体を示す横断面図である。
【図８】実施形態４に係るヘッド本体を示す横断面図である。
【図９】実施形態５に係るヘッド本体を示す横断面図である。
【図１０】実施形態５の変形例に係るヘッド本体を示す横断面図である。
【図１１】実施形態５のさらに別の変形例に係るヘッド本体を示す横断面図である。
【図１２】実施形態６に係る液ヘッド本体を示す横断面図である。
【図１３】実施形態７に係るヘッド本体を示す横断面図である。
【図１４】実施形態７の変形例に係るヘッド本体を示す横断面図である。
【図１５】実施形態７のさらに別の変形例に係るヘッド本体を示す横断面図である。
【図１６】実施形態８に係るヘッド本体を示す横断面図である。
【図１７】実施形態９に係る液体吐出ヘッドを示す横断面図である。
【図１８】実施形態９の変形例に係る液体吐出ヘッドを示す横断面図である。
【図１９】実施形態１０に係る液体吐出ヘッドを示す横断面図である。
【図２０】実施形態１０の変形例に係る液体吐出ヘッドを示す横断面図である。
【図２１】実施形態１１に係る液体吐出ヘッドを示す横断面図である。
【図２２】実施形態１１に係る液体吐出ヘッドを示す平面図である。
【図２３】実施形態１１の変形例に係る液体吐出ヘッドを示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００５０】
（実施形態１）
図１は、液体吐出装置Ａの概略構成を示している。この液体吐出装置Ａは、一又は複数のヘッド本体（図２等参照）を備えた液体吐出ヘッド２１と、被記録物４を支持するステージ３１と、を備えている。
【００５１】
液体吐出ヘッド２１は、装置基台６に支持されたヘッド移動装置２によって主走査方向（図１に示すＸ方向）に往復移動し、ステージ３１は、同じく装置基台６に支持されたステージ移動装置３によって副走査方向（図１に示すＹ方向）に往復移動する。
【００５２】
ヘッド移動装置２は、液体吐出ヘッド２１を支持するキャリッジ２２を含む。キャリッジ２２は、主走査方向に延びるキャリッジ軸２３にガイドされ、図示を省略する駆動源（例えばモータ）によって、主走査方向に往復移動する。
【００５３】
ステージ移動装置３は、主走査方向に所定間隔を開けて配置されかつ、それぞれ副走査方向に延びる２つのステージ軸３２，３２を含む。ステージ３１はこれらのステージ軸３２，３２にガイドされ、図示を省略する駆動源（例えばモータ）によって、副走査方向に往復移動する。
【００５４】
液体吐出装置Ａはこの構成によって、液体吐出ヘッド２１とステージ３１上の被記録物４とを相対移動させながら、液体吐出ヘッド２１（ヘッド本体）から被記録物４に向かって液体材料を吐出し、被記録物４上に所望のパターンや均一薄膜等を形成する。
【００５５】
図２に示すように、ヘッド本体９１は、液体材料が収容される圧力室１１と、その圧力室１１に連通するノズル１２とを備えている。このヘッド本体９１は、ノズル１２が形成されたノズル板１３と、圧力室１１の側面を区画する圧力室壁部材１４と、後述する加圧部材１５を保持する保持部材１６と、アクチュエータ１９と、を上下方向に積層した積層構造を有している。
【００５６】
ノズル板１３は、例えば約０．３ｍｍ厚のステンレス鋼からなる板状の部材であり、その上面によって圧力室１１の底面が区画される。
【００５７】
ノズル１２は、ノズル板１３に対して、その板厚方向に貫通して形成されており、その径は、基端から先端に向かって小さくなるテーパ形状を有している。基端開口の径は、例えば約φ０．２ｍｍ、先端開口の径は、例えば約φ０．０３ｍｍとすればよい。
【００５８】
尚、このノズル板１３の下面は、図示は省略するが、液体材料の吐出安定性の観点から、撥水膜で被覆されていることが好ましい。この撥水膜は、公知の方法により形成することが可能である。
【００５９】
圧力室壁部材１４は、例えば約０．４ｍｍ厚のステンレス鋼からなる板状部材であり、前記ノズル板１３の上面に対して接着層を介して接着されている。圧力室壁部材１４には、その厚み方向に貫通する圧力室用孔１４ａが形成されている。圧力室用孔１４ａは、その内周面によって圧力室１１の側面を区画する孔であり、例えば横断面円形状に形成すればよい。また、圧力室用孔１４ａの直径は、例えば約φ０．２５ｍｍとしてもよい。
【００６０】
圧力室壁部材１４にはまた、その板厚方向の中間部を水平方向に延びて圧力室用孔１４ａに連通する供給口１４ｂが形成されている。供給口１４ｂは、図示は省略する液体材料の供給源から圧力室１１内に、液体材料を供給するための孔である。供給口１４ｂは、例えば一辺の長さが約０．０７ｍｍの横断面矩形状の孔としてもよい。
【００６１】
保持部材１６は、例えばその厚みが約０．３ｍｍの板状部材であり、前記圧力室壁部材１４の上面に対して接着層１８ａを介して接着されている。保持部材１６にはまた、板厚方向に貫通した貫通孔１６ａが形成されている。貫通孔１６ａは、後述する加圧部材１５が内挿される孔である。保持部材１６を圧力室壁部材１４の上面に接着した状態において、圧力室壁部材１４の圧力室用孔１４ａと、保持部材１６の貫通孔１６ａとは、互いに同軸にされる。貫通孔１６ａの直径は、加圧部材１５の径に応じて適宜設定すればよく、例えばφ０．８ｍｍ程度とすればよい。
【００６２】
この保持部材１６の上面は、図２においては図示しないヘッド本体９１の他の構成部材に固定されており、それによって保持部材１６は、アクチュエータ１９が駆動したときにも、変位しないようにされている。
【００６３】
保持部材１６と圧力室壁部材１４との間には、圧力室１１の側面の上端部を区画する弾性区画部材１８が介設されている。弾性区画部材１８は、後述するように、アクチュエータ１９の駆動に伴い加圧部材１５が積層方向に変位することで弾性的に伸縮変形して、圧力室１１の体積を変化させるための部材であり、例えば円環状に形成される。弾性区画部材１８は、例えばその外径は約φ０．９ｍｍ、その内径は約φ０．３ｍｍとすればよい。またその厚みは０．０２ｍｍ〜０．１ｍｍ程度、好適には０．０５ｍｍ程度とすればよい。弾性区画部材１８はまた、液体材料に対する耐食性を考慮して、例えば耐溶剤性のゴム、具体的にはフッ素ゴムやシリコンゴム等によって形成すればよい。
【００６４】
保持部材１６と圧力室壁部材１４とを互いに接合する接着層１８ａは、弾性区画部材１８の外周面を取り囲んでいる。これによって、接着層１８ａは、弾性区画部材１８が弾性変形するときに、その弾性区画部材１８が圧力室１１の外方に向かって逃げ変形することを規制するようになっている。
【００６５】
加圧部材１５は、保持部材１６の貫通孔１６ａに内挿されて保持されることで、弾性区画部材１８の上面に対して当接しており、この加圧部材１５の下面によって、圧力室１１の上面が区画される。加圧部材１５は、保持部材１６によって積層方向に変位可能に保持されており、アクチュエータ１９の駆動に伴い積層方向（上下方向）に変位することで、弾性区画部材１８を積層方向に伸縮変形させる。加圧部材１５は、例えばステンレス鋼やセラミック等の、比較的高剛性の材料によって構成された円盤状の部材であり、その外径は例えば約φ０．７ｍｍ、その高さは保持部材１６の高さと同じ約０．３ｍｍ程度とすればよい。
【００６６】
加圧部材１５と保持部材１６の貫通孔との隙間には充填剤１６ｂが充填されている。この充填剤１６ｂは、加圧部材１５が積層方向に変位可能となるように弾性変形するようになっている。尚、充填剤１６ｂは、省略することも可能である。
【００６７】
アクチュエータ１９は、例えば１ｍｍ厚の積層型圧電体からなり、積層方向の一端（下端）が加圧部材１５の上面に対して接合されていると共に、その他端（上端）が、図示は省略する他の構成部材に固定されている。アクチュエータ１９は、図２では図示を省略する電極に電圧が印可されることによって、図２における上下方向に伸縮変形する（図２の矢印参照）。アクチュエータ１９の駆動に伴い、加圧部材１５が図２における上下方向に変位し、それに伴い弾性区画部材１８が上下方向に伸縮変形することで、圧力室１１の体積が増減するようになっている。
【００６８】
次に、上記構成のヘッド本体９１の動作について説明する。供給口１４ｂ、圧力室１１、及びノズル１２内のそれぞれに液体材料が充填された状態でアクチュエータ１９に所定の電圧（例えば２０Ｖ）を印可する。このことによって、アクチュエータ１９を伸長変形させる（同図の矢印参照）。
【００６９】
アクチュエータ１９の伸長変形に伴い加圧部材１５は下方に変位するため、弾性区画部材１８が収縮変形し、圧力室１１内の液体材料に対して圧力が印加される。そうして液体材料がノズル１２から押し出されて被記録物４に向かって液滴として吐出される。液滴は被記録物４の上面にドット状に付着する。
【００７０】
アクチュエータ１９への電圧印加を解除することによって、伸長していたアクチュエータ１９が元に戻り、加圧部材１５が上方に変位して圧力室１１の体積が元に戻る。このときに、液体材料の供給源から供給口１４ｂを介して、液体材料が圧力室１１内に補充される。
【００７１】
このヘッド本体９１では、図３に示すように、アクチュエータ１９の駆動によって弾性区画部材１８を積層方向に圧縮したときに、圧力室１１の圧力が高まることでその弾性区画部材１８が圧力室１１の外方に向かって逃げ変形しようとするが、その弾性区画部材１８の逃げ変形は、接着層１８ａによって規制されることで（図３の矢印参照）、弾性区画部材１８は圧力室１１の内方に向かって変形する。これによって圧力室１１内の液体材料に、高い圧力が確実に印加される。
【００７２】
その結果、ヘッド本体９１の吐出能力が高くなり、小液滴の吐出や高粘度液体の吐出が実現する。前記構成のヘッド本体９１は、例えば粘度が５０ｃＰ（０．０５Ｐａ・ｓ）の高粘度液体を、約２０ｐｌ（ピコリットル）の小さい液滴量で吐出することが可能である。
【００７３】
また、保持部材１６の貫通孔１６ａ内に充填剤１６ｂを充填することによって、弾性区画部材１８が圧縮したときに、その弾性区画部材１８が、加圧部材１５と貫通孔１６ａとの隙間に入り込むことがなく、圧力室１１内の液体材料に対して、さらに高い圧力を印加することができるようになる。
【００７４】
ここで、アクチュエータ１９の駆動は、前記のようないわゆる押し引き駆動ではなくて、加圧部材１５を上方に変位させて液体材料を圧力室１１内に充填させた後に、その加圧部材１５を元に戻すことで、液体材料をノズル１２から吐出させる、いわゆる引き押し駆動としてもよい。
【００７５】
（変形例）
ヘッド本体における前記アクチュエータ１９の配設位置としては、種々の変形例が考えられる。例えば図４に示すヘッド本体９２のように、アクチュエータ１９の下端を保持部材１６の上面に対して接合してもよい。この場合は、アクチュエータ１９の上端及び加圧部材１５をそれぞれ、例えば、前述の他の構成部材に固定してもよい。そうすることによって、アクチュエータ１９を駆動させたときには、弾性区画部材１８が、積層方向に、加圧部材１５に対して相対変位し、それによって、弾性区画部材１８が伸縮変形するようになる。
【００７６】
また、図４に示すヘッド本体９２において、アクチュエータ１９の上端及び加圧部材１５を、連結部材等によって互いに連結してもよい。そうすることによって、アクチュエータ１９を駆動させたときには、連結部材を介して加圧部材１５が変位し、それによって、弾性区画部材１８が伸縮変形するようになる。
【００７７】
さらに、例えば図５に示すヘッド本体９３のように、アクチュエータ１９の上端をノズル板１３の下面に対して接合してもよい。この場合は、アクチュエータ１９の下端及び加圧部材１５をそれぞれ、他の構成部材に固定することになる。そうすることによって、アクチュエータ１９を駆動させたときには、弾性区画部材１８が、積層方向に、加圧部材１５に対して相対変位し、それによって、弾性区画部材１８が伸縮変形するようになる。
【００７８】
（実施形態２）
図６は、実施形態２に係るヘッド本体９４を示している。尚、実施形態２のヘッド本体９４において、図２に示すヘッド本体９１と同じ構成については、同じ符号を付すと共に、適宜その説明を省略する。
【００７９】
このヘッド本体９４では、圧力室壁部材１４の上面に、圧力室用孔１４ａと同軸に、窪み１４ｃが形成されており、弾性区画部材１８は、その窪み１４ｃ内に配設されている。ここで、窪み１４ｃは、例えばその内径が約１．０ｍｍ、深さが約０．０３ｍｍとしてもよい。
【００８０】
このように弾性区画部材１８を配置するための窪み１４ｃを形成することによって、ヘッド本体９４の組立の際に、その弾性区画部材１８の位置決めを容易に行い得るという利点がある。
【００８１】
（実施形態３）
図７は、実施形態３に係るヘッド本体９５を示している。尚、実施形態３のヘッド本体９５において、図６に示すヘッド本体９４と同じ構成については、同じ符号を付すと共に、適宜その説明を省略する。
【００８２】
このヘッド本体９５では、図６に示すヘッド本体９４における圧力室壁部材１４と保持部材１６とが、接着層１８ａを介して接合されるのではなく、互いに一体化されている（図６における一点鎖線参照、以下この一体化された部材を一体化部材４０と呼ぶ）。
【００８３】
この一体化部材４０においては、圧力室壁部材１４における窪み１４ｃと保持部材１６における貫通孔１６ａとが連続して、収容凹部４０ａが形成されており、この収容凹部４０ａの底面に弾性区画部材１８が配設されると共に、収容凹部４０ａに内挿された加圧部材１５がこの弾性区画部材１８に当接している。尚、加圧部材１５と収容凹部４０ａとの隙間は充填剤１６ｂによって埋められている。
【００８４】
この構造のヘッド本体９５では、弾性区画部材１８の外周面が、収容凹部４０ａの内周壁によって囲まれており、アクチュエータ１９の駆動によって弾性区画部材１８を積層方向に圧縮したときには、収容凹部４０ａの内周壁によって、弾性区画部材１８が圧力室１１の外方に向かって変形することが規制される。そうして、圧力室１１内の液体材料に、高い圧力が確実に印加される。
【００８５】
また、この構造のヘッド本体９５は、部材点数が実質的に低減するから、ヘッド本体９５の小型化の点で有利になる。
【００８６】
（実施形態４）
図８は、実施形態４に係るヘッド本体９６を示している。尚、実施形態４のヘッド本体９６において、図４に示すヘッド本体９２と同じ構成については、同じ符号を付すと共に、適宜その説明を省略する。
【００８７】
このヘッド本体９６は、図４に示すヘッド本体９２と比較して、圧力室壁部材１４が省略されている。すなわち、このヘッド本体９６では、保持部材１６が、ノズル板１３の上面に対して接着層１８ａを介して接着されており、弾性区画部材１８は、保持部材１６とノズル板１３との間に介設されている。尚、図例では、ノズル板１３の上面に、弾性区画部材１８を配置するための窪み１３ａが形成されているが、この窪み１３ａは省略することも可能である。
【００８８】
そうして、この構造のヘッド本体９６では、弾性区画部材１８の内周面によって、圧力室１１の側面が区画されると共に、その弾性区画部材１８の外周面は、保持部材１６とノズル板１３とを接合する接着層１８ａによって取り囲まれている。従って、アクチュエータ１９の駆動によって弾性区画部材１８を積層方向に圧縮したときには、その接着層１８ａによって、弾性区画部材１８の逃げ変形が規制されるようになる。
【００８９】
前記加圧部材１５は、図例では、保持部材１６の上面よりも上方に突出して配設されている。この加圧部材１５には、その中心軸に沿って貫通孔１５ａが形成されている。この貫通孔１５ａの下端開口は、圧力室１１に連通しており、貫通孔１５ａは、圧力室１１に液体材料を供給するための供給口として機能する。このように、加圧部材１５に供給口を形成することによって、液体材料の供給系の構成が簡略化するという利点がある。尚、この貫通孔１５ａ（供給口）の径は、例えば約φ０．０７ｍｍ程度とすればよい。
【００９０】
この構造のヘッド本体９６では、圧力室壁部材１４を省略することによって圧力室１１の体積は小さくなる。その結果、圧力室１１の体積変化率（＝体積変化量／圧力室の体積）は相対的に大きくなり、ヘッド本体９６の吐出能力はさらに高まる。
【００９１】
また、部品点数の削減により、製造工程数も削減されるため、製造コストの低減化が図られる。
【００９２】
（実施形態５）
図９は、実施形態５に係るヘッド本体９７を示している。尚、実施形態５のヘッド本体９７において、図８に示すヘッド本体９６と同じ構成については、同じ符号を付すと共に、適宜その説明を省略する。
【００９３】
このヘッド本体９７は、保持部材１６を挟んでノズル板１３とは逆側にヘッドプレート４１が配設されており、ヘッドプレート４１と保持部材１６との間には、後述するように、アクチュエータ１９の厚みに相当する間隔が空けられている。
【００９４】
ヘッドプレート４１は、例えば約２．０ｍｍ厚のステンレス鋼からなる板状の部材であり、厚み方向に貫通する貫通孔４１ａが形成されている。この貫通孔４１ａは、後述するように、液体材料の供給口の一部となる孔であり、その径は、例えばφ０．０６ｍｍ程度としてもよい。
【００９５】
加圧部材１５は、その上端がヘッドプレート４１の下面に対し固定されており、ヘッドプレート４１の貫通孔４１ａと加圧部材１５の貫通孔１５ａとが互いに連通することによって、圧力室１１に液体材料を供給する供給口が構成されている。
【００９６】
アクチュエータ１９は、厚み方向に貫通して形成された貫通孔１９ａ内に加圧部材１５が位置するよう、この加圧部材１５の外周囲を取り囲んで配設されている。アクチュエータ１９は、積層型圧電体からなり、その下端が保持部材１６の上面に対して接合されていると共に、その上端がヘッドプレート４１の下面に対して接合されている。アクチュエータ１９は、例えばその厚みを約１．０ｍｍ、その貫通孔１９ａの径を約φ０．９ｍｍとしてもよい。
【００９７】
この構造のヘッド本体９７では、加圧部材１５を、例えばアルミナやセラミック等の電気絶縁材料によって構成することが好ましい。こうすることで、加圧部材１５と積層型圧電体からなるアクチュエータ１９との隙間を小さくすることが可能になる。つまりヘッド本体９７を小型化する上で有利になる。
【００９８】
尚、図示は省略するが、加圧部材１５とアクチュエータ１９との隙間を、充填剤によって埋めるようにしてもよい。この場合に用いる充填剤は電気絶縁性を有する充填剤としてもよい。
【００９９】
また図示は省略するが、加圧部材１５に形成する貫通孔の形状を適宜変更することによって、その貫通孔の内周面が圧力室１１の側面の一部を区画するようにしてもよい。つまり、圧力室１１の一部を、加圧部材１５の内部に形成するようにしてもよい。
【０１００】
（変形例１）
図１０は変形例１を示しており、このヘッド本体９８は、加圧部材１５がヘッドプレート４１を貫通して配設されている。
【０１０１】
すなわち、ヘッドプレート４１には、加圧部材１５が内挿可能な、比較的大径の貫通孔が形成されている。加圧部材１５はこの貫通孔に内挿された状態で、その上端がヘッドプレート４１よりも上方に突出して配設されている。このヘッド本体９８では、加圧部材１５において、その中心軸に沿って貫通形成された貫通孔１５ａにより、圧力室１１に液体材料を供給するための供給口が構成されている。この貫通孔１５ａは、その径を約０．０８ｍｍ程度に設定すればよい。
【０１０２】
この構成では、液体材料の供給口が単一の部材（つまり、加圧部材１５）によって構成されるため、液体材料の圧力室１１への充填がスムースになると共に、ヘッド本体９８の組立の容易化も図られる。
【０１０３】
（変形例２）
図１１は変形例２を示しており、このヘッド本体９９は、加圧部材１５に形成した貫通孔からなる供給口の形状を工夫することによって流路抵抗を低減させ、それによって、圧力室１１への液体材料の供給をより一層スムースに行い得るようにしている。
【０１０４】
具体的に供給口４２は、その上端（上流側）から下端（下流側）に向かって順に、相対的に大径の大径部４２ａと、大径部４２ａと比較して径が縮小した首部４２ｂと、圧力室１１に向かって径が次第に拡大する拡径部４２ｃと、が連続することによって構成されている。
【０１０５】
この構成の供給口４２は、前記首部４２ｂを備えることで、アクチュエータ１９の駆動によって圧力室１１の圧力が上昇したときに液体材料の逆流を防止して、圧力室１１内の液体材料をノズル１２から吐出させることができる一方で、大径部４２ａを備えることで流路抵抗が低減し、圧力室１１への液体材料の供給が良好になる。また、その下端から上端に向かう方向において拡径部４２ｃ、首部４２ｂ、大径部４２ａの順に並べることで、供給口４２において径が急縮小しない、換言すれば段差が生じないため、その段差部分に気泡等が残留することがない。それによって、液体材料の吐出不良を防止して、液体材料の良好な吐出が実現する。
【０１０６】
尚、大径部４２ａの径は例えばφ０．２ｍｍ程度、首部４２ｂの径は例えばφ０．０８ｍｍ程度、拡径部４２ｃにおける下端開口の径は例えばφ０．２５ｍｍ程度とすればよい。
【０１０７】
（実施形態６）
図１２は、実施形態６に係るヘッド本体１００を示している。尚、実施形態６のヘッド本体１００において、図１１に示すヘッド本体９９と同じ構成については、同じ符号を付すと共に、適宜その説明を省略する。
【０１０８】
このヘッド本体１００では、図１１に示すヘッド本体９９における保持部材１６とノズル板１３とが、接着層１８ａを介して接合されるのではなく、互いに一体化されている（図１２における一点鎖線参照、以下この一体化された部材を一体化部材４３と呼ぶ）。
【０１０９】
この一体化部材４３においては、ノズル板１３における窪み１３ａと保持部材１６における貫通孔１６ａとが連続して、収容凹部４３ａが形成されており、実施形態３と同様に、この収容凹部４３ａの底面に弾性区画部材１８が配設されると共に、収容凹部４３ａに内挿された加圧部材１５がこの弾性区画部材１８に当接している。尚、加圧部材１５と収容凹部４３ａとの隙間は充填剤１６ｂによって埋められている。
【０１１０】
この構造のヘッド本体１００では、部材の点数がさらに減少し、製造コストがさらに削減される。
【０１１１】
（実施形態７）
図１３は、実施形態７に係るヘッド本体１０１を示している。尚、実施形態７のヘッド本体１０１において、図１０に示すヘッド本体９８と同じ構成については、同じ符号を付すと共に、適宜その説明を省略する。
【０１１２】
このヘッド本体１０１は、図１０に示すヘッド本体９８と比較して、保持部材１６が省略されており、その代わりにアクチュエータ１９が加圧部材１５を保持する保持部を兼用している。
【０１１３】
すなわち、このヘッド本体１０１では、積層型圧電体からなるアクチュエータ１９の下端がノズル板１３に対して接着層１８ａを介して接合されており、弾性区画部材１８は、アクチュエータ１９とノズル板１３との間に介設されている。
【０１１４】
そうして、この構造のヘッド本体１０１では、弾性区画部材１８の外周面は、アクチュエータ１９とノズル板１３とを接合する接着層１８ａによって取り囲まれており、アクチュエータ１９の駆動によって弾性区画部材１８を積層方向に圧縮したときには、その接着層１８ａによって、弾性区画部材１８の逃げ変形が規制されるようになる。
【０１１５】
尚、本構成のヘッド本体１０１では、加圧部材１５とアクチュエータ１９の貫通孔１９ａとの隙間には、充填剤１９ｂが充填されている。但し、この充填剤１９ｂは、適宜省略することが可能である。
【０１１６】
この構造のヘッド本体１０１では、部材の点数がさらに減少するため、製造コストの点で有利である。
【０１１７】
（変形例）
アクチュエータ１９が保持部を兼用する構成においては、例えば図１４にその一例を示すように、加圧部材とアクチュエータとを一体形成することも可能である。
【０１１８】
つまり、このヘッド本体１０２は、ノズル板１３とヘッドプレート４１との間に、加圧部材（加圧部）とアクチュエータ（積層圧電アクチュエータ）とを一体形成した一体化部材４４が介設されている。この一体化部材４４は、電極が形成されていない加圧部４４ａの周りを、電極４４ｄが形成されているアクチュエータ４４ｂが取り囲む構造を有する、全体として板状の部材である。一体化部材４４は、その上面が接着層を介してヘッドプレート４１に接合されると共に、その下面が接着層１８ａを介してノズル板１３に接合される。また、加圧部４４ａの中心には、板厚方向に貫通して圧力室１１に連通する貫通孔４４ｃが形成され、この貫通孔４４ｃは、液体材料の供給口として機能する。
【０１１９】
この一体化部材４４は、一例として、次のような手順で製造することができる。つまり、電極が非形成の中央部分を取り囲むような円環状の電極が形成された複数のグリーンシートを用意すると共に、それを積層することで所定厚みのグリーン積層体を作成する。そうして、そのグリーン積層体を焼成し、その後、レーザ加工等の適宜の加工手法を採用して、前記貫通孔４４ｃを電極非形成部分の中心に貫通形成する。
【０１２０】
こうすることで、一体化部材４４において、電極４４ｄが形成されている部分が、上下方向に伸縮変形する積層型圧電アクチュエータ４４ｂとして機能する一方、電極が形成されていない部分が、アクチュエータ４４ｂの変形駆動に伴い上下方向に変位する加圧部４４ａとして機能するようになる。
【０１２１】
尚、例えば図１５に示すヘッド本体１０３のように、前記グリーン積層体を焼成した後に、エッチングやレーザ加工等の、適宜の加工手法を採用して、弾性区画部材１８に当接する側の面から厚み方向に凹陥する溝４４ｅを形成してもよい。この溝４４ｅは、加圧部４４ａとアクチュエータ４４ｂとを隔てる溝であり、例えば外径がφ０．９ｍｍ程度、内径がφ０．７ｍｍ程度、深さが０．９ｍｍ程度の円環状としてもよい。
【０１２２】
こうした溝４４ｅを形成することによって、アクチュエータ４４ｂの変形駆動時に加圧部４４ａが上下方向に変位し易くなり、液体吐出ヘッドの駆動効率が向上する。尚、図示は省略するが、この溝４４ｅ内には、例えば電気絶縁性を有する充填剤を充填するようにしてもよい。こうすることで、アクチュエータ４４ｂのショートを防止することができる。
【０１２３】
（実施形態８）
図１６は、実施形態８に係るヘッド本体１０４を示している。尚、実施形態８のヘッド本体１０４において、図８に示すヘッド本体９６と同じ構成については、同じ符号を付すと共に、適宜その説明を省略する。
【０１２４】
このヘッド本体１０４において、加圧部材１５には、その中心軸に沿って比較的大径の貫通孔１５ａが形成されており、この貫通孔１５ａの内周面によって、圧力室の側面の一部が区画される。加圧部材１５の貫通孔１５ａの径は、例えばφ０．３ｍｍ程度に設定すればよい。
【０１２５】
この加圧部材１５は、保持部材１６の貫通孔１６ａに内挿されて保持されることにより、その下端が弾性区画部材１８の上面に対して当接すると共に、その上端が、後述する第２の弾性区画部材５２の下面に対して当接するようになっている。
【０１２６】
このヘッド本体１０４では、保持部材１６を挟んでノズル板１３とは逆側に、第２の圧力室壁部材５１が配設されている。この第２の圧力室壁部材５１は、保持部材１６に対して接着層５２ａを介して接合されている。
【０１２７】
第２の圧力室壁部材５１は、例えばステンレス鋼からなる板状の部材であり、圧力室１１の上面を区画する。この第２の圧力室壁部材５１には、厚み方向に貫通する貫通孔５１ａが形成されており、この貫通孔５１ａは、圧力室１１に連通して、その圧力室１１内に液体材料を供給するための供給口として機能する。貫通孔５１ａの径は、例えばφ０．０６ｍｍ程度とすればよい。
【０１２８】
保持部材１６と第２の圧力室壁部材５１との間には、第２の弾性区画部材５２が介設されている。第２の弾性区画部材５２は、その内周面によって圧力室１１の側面の上端部を区画する。また、その外周面は、保持部材１６と第２の圧力室壁部材５１とを互いに接合する接着層５２ａに取り囲まれており、これによって、アクチュエータ１９の駆動によって第２の弾性区画部材５２を積層方向に圧縮したときには、その接着層５２ａによって、第２の弾性区画部材５２の逃げ変形が規制されるようになる。
【０１２９】
尚、加圧部材１５の下端に当接する弾性区画部材１８は、圧力室の側面の下端部を区画することになる。
【０１３０】
このように圧力室１１の一部を区画する弾性区画部材は、加圧部材１５の下側に配置することに限定されるのではなく、加圧部材１５の上側に設けてもよい。尚、この構成のヘッド本体１０４において、加圧部材１５の下側に配置した弾性区画部材１８は省略することも可能である。
【０１３１】
（実施形態９）
図１７は、実施形態９に係る液体吐出ヘッド２１を示している。実施形態９の液体吐出ヘッド２１は、複数のヘッド本体を基材７１に対して固定して構成されている。
【０１３２】
基材７１は、ステンレス鋼又はセラミック製の板状部材であって、それぞれ板厚方向に貫通する複数の（図例では４つの）収容部７２が、長手方向に所定の間隔を空けて形成されている。
【０１３３】
各収容部７２には、ヘッド本体１０５が収容されると共に、そのヘッドプレート４１が基材に対して固定される。ヘッド本体１０５の構成は特に限定されるものではなく、例えば図９〜１５それぞれに示す構成のヘッド本体を適宜採用することができる。
【０１３４】
また、ヘッドプレート４１と基材７１との固定は、接着剤等を利用して接合してもよいし、ビス等の締結手段を利用した機械的な固定としてもよい。また、例えばばね力を利用するクランプ等の手段を用いた機械的な固定を採用してもよい。そうして、各ヘッド本体１０５のノズル板１３の下面を、各収容部７２の下端開口を通じて下方に露出させる。
【０１３５】
複数のヘッド本体１０５を基材７１に対し固定する本構成では、ヘッド本体１０５の配置を変えることで、液体吐出ヘッド２１のノズルピッチを自由に変更することができるという利点がある。
【０１３６】
また、ヘッドプレート４１を基材７１に対して固定することによって、各ヘッド本体１０５のアクチュエータが駆動したときに、ヘッドプレート４１とノズル板１３との内、ノズル板１３側が変位するようになり（例えば図９に示す一点鎖線の矢印参照）、それによって弾性区画部材１８が圧縮変形するようになる。このように、アクチュエータの駆動により相対的に質量が小さい側、ここではノズル板１３側を変位させることで、液体吐出ヘッド２１の駆動効率が向上する。
【０１３７】
尚、前記基材７１に固定するヘッド本体１０５の構成は、互いに同じものに限らず、例えば互いに異なる構成のヘッド本体を、同じ基材７１に対して固定するようにしてもよい。
【０１３８】
（変形例）
図１８は変形例に係る液体吐出ヘッド２１を示しており、この例では、ヘッド本体１０５のヘッドプレート７３を、複数のヘッド本体１０５間で共通化している。こうすることで前記基材７１を省略することができる。尚、ヘッドプレート７３は、ヘッド本体１０５の個数やその長さに応じてその厚みを変更すればよい。ヘッドプレート７３の厚みは、例えば３．０ｍｍ〜５．０ｍｍ程度としてもよい。
【０１３９】
（実施形態１０）
図１９は、実施形態１０に係るヘッド本体１０６を示している。尚、実施形態１０のヘッド本体１０６において、図６に示すヘッド本体９４と同じ構成については、同じ符号を付すと共に、適宜その説明を省略する。
【０１４０】
このヘッド本体１０６は、ノズルが貫通形成されたノズル板を備えておらず、ノズル１２は、圧力室壁部材１４の側面に開口している。すなわち、圧力室壁部材１４には、この圧力室壁部材１４を貫通しない圧力室用凹部１４ｄが、その上面に開口して形成されている。この圧力室用凹部１４ｄの側面に対し、前記供給口１４ｂが連通していると共に、圧力室用凹部１４ｄを挟んで供給口１４ｂとは逆側に、圧力室壁部材１４の板厚方向の中間部を水平方向に延びる吐出口１４ｅが形成されている。吐出口１４ｅは、圧力室用凹部１４ｄの側面に連通していると共に、その先端部が先細されることによってノズル１２を構成しており、このノズル１２が、前述したように、圧力室壁部材１４の側面に開口している。
【０１４１】
このように、ヘッド本体１０６としては、弾性区画部材１８の伸縮方向（つまり、上下方向）とは異なる方向（この実施形態では水平方向）に、液体材料を吐出するように構成してもよい。
【０１４２】
尚、図２０は変形例を示しており、このヘッド本体１０７は、圧力室１１に液体材料を供給するための供給口が、加圧部材１５に貫通形成された貫通孔１５ａによって構成されている。すなわち、供給口の配置は、適宜設定することが可能である。
【０１４３】
（実施形態１１）
図２１，２２は、実施形態１１に係るヘッド本体１０８を示している。尚、実施形態１１のヘッド本体１０８において、図１９に示すヘッド本体１０６と同じ構成については、同じ符号を付すと共に、適宜その説明を省略する。
【０１４４】
このヘッド本体１０８は、圧力室１１が横断面円形状ではなく、図２１，２２における左右方向に延びるように形成されている。すなわち、圧力室壁部材１４には、その上面において左右方向に延びて開口すると共に、その上面から凹陥した圧力室用凹部１４ｆが形成されていると共に、その上面に、窪み１４ｇが圧力室用凹部１４ｆの開口よりも一回り大きく形成されている。圧力室壁部材１４にはまた、その圧力室用凹部１４ｆにおける左右方向の一側（図例では左側）において、その底部に開口することで圧力室１１に連通する吐出口１４ｈが形成されており、この吐出口１４ｈの先端は先細のテーパ状にされて圧力室壁部材１４の下面に開口している。この吐出口１４ｈの先端がノズル１２として機能する。尚、図６等に示すように、ノズル１２が貫通形成されたノズル板１３を圧力室壁部材１４の下面に接着するようにしてもよい。
【０１４５】
前記圧力室壁部材１４の窪み１４ｇ内には、略矩形状の孔が貫通形成された弾性区画部材１８が配設されており、その圧力室壁部材１４の上面に対して保持部材１６が接着されている。従って、保持部材１６と圧力室壁部材１４とを互いに接合する接着層１８ａは、略矩形状の弾性区画部材１８の外周面を取り囲んでいる。
【０１４６】
保持部材１６には、横断面略矩形状の貫通孔１６ｃが形成されており、この貫通孔１６ｃ内に左右に細長い略矩形状の加圧部材１５が内挿されて、これが保持されている。
【０１４７】
そうして加圧部材１５の上面に対して、同じく左右に細長い略矩形状のアクチュエータ１５が接合されている。
【０１４８】
このように、圧力室１１の形状は、円形状に限らず、適宜設定することが可能である。
【０１４９】
尚、図２３は変形例を示しており、このヘッド本体１０９は、その吐出口１４ｅが圧力室壁部材１４の板厚方向の中間部を水平方向に延びて形成され、ノズル１２が、圧力室壁部材１４の側面に開口している。すなわち、圧力室１１の形状と、液体材料の吐出方向との組み合わせにおいて制限はない。
【０１５０】
（他の実施形態）
尚、前記の実施形態は、それらを適宜組み合わせることが可能である。
【０１５１】
また、本発明におけるアクチュエータは、圧電アクチュエータに限らない。エネルギーの供給を受けて変位することにより弾性区画部材を変形させるものであればよく、例えば磁歪素子等を利用することも可能である。
【０１５２】
本発明に係る液体吐出ヘッド及び液体吐出装置は、インクを記録紙等に吐出して画像を形成するインク吐出ヘッド及び画像記録装置に適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１５３】
以上説明したように、本発明は、小液滴の吐出や高粘度液体の吐出が実現するから、例えば液晶パネルや回路基板等の各種デバイスの製造のために、種々のパターンや均一薄膜を形成する液体材料吐出ヘッド及び液体材料吐出装置、またインクを吐出することによって例えば記録紙等の記録媒体上に画像を形成するインク吐出ヘッド及び画像形成装置として有用である。
【符号の説明】
【０１５４】
１１ 圧力室
１２ ノズル
１３ ノズル板
１３ａ，１４ｃ，１４ｇ 窪み
１４ 圧力室壁部材（圧力室壁部）
１５ 加圧部材（加圧部）
１５ａ 貫通孔（供給孔）
１６ 保持部材（保持部）
１６ａ，１６ｃ 貫通孔
１６ｂ 充填剤
１８ 弾性区画部材（弾性区画部）
１８ａ 接着層（規制部）
１９ アクチュエータ
２１ 液体吐出ヘッド
４０ａ，４３ａ 凹部
４１ ヘッドプレート
４４ｅ 溝
５１ 第２の圧力室壁部材（第２の圧力室壁部）
５２ 第２の弾性区画部材（弾性区画部）
５２ａ 接着層（規制部）
７１ 基材（基部）
９１〜１０９ ヘッド本体
Ａ 液体吐出装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収容する圧力室、
前記圧力室に連通しかつ、前記圧力室内の液体を吐出するノズル、
前記圧力室の少なくとも一部を区画する弾性区画部、
前記弾性区画部を所定の変形方向に変形させることによって、前記圧力室内の前記液体に圧力を印加するアクチュエータ、及び、
前記アクチュエータの駆動によって前記圧力室内の前記液体に圧力を印加するときに、前記弾性区画部が前記圧力室の外方に向かって逃げ変形することを規制する規制部、
を含むヘッド本体を備え、
前記ヘッド本体は、
前記ノズルが形成されたノズル板、
前記ノズル板に対向して配置されて前記弾性区画部に当接すると共に、前記アクチュエータの駆動に伴い前記弾性区画部に対し前記変形方向に相対変位することで、当該弾性区画部を伸縮変形させる加圧部、及び、
前記加圧部が内挿される貫通孔を有し、それによって、当該加圧部を前記変形方向に変位可能に保持する保持部、を含んだ積層構造に構成され、
前記弾性区画部は、互いに積層された前記ノズル板と前記保持部との間に介設されており、
前記規制部は、前記弾性区画部の外周面を取り囲むと共に、前記ノズル板と前記保持部とを互いに接着する接着層によって構成されている液体吐出ヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
前記ノズル板における、前記保持部との接合面には窪みが形成されており、
前記弾性区画部は、前記窪み内に配設されている液体吐出ヘッド。
【請求項３】
液体を収容する圧力室、
前記圧力室に連通しかつ、前記圧力室内の液体を吐出するノズル、
前記圧力室の少なくとも一部を区画する弾性区画部、
前記弾性区画部を所定の変形方向に変形させることによって、前記圧力室内の前記液体に圧力を印加するアクチュエータ、及び、
前記アクチュエータの駆動によって前記圧力室内の前記液体に圧力を印加するときに、前記弾性区画部が前記圧力室の外方に向かって逃げ変形することを規制する規制部、
を含むヘッド本体を備え、
前記ヘッド本体は、
前記ノズルが形成されたノズル板、
前記ノズル板に対向して配置されて前記弾性区画部に当接すると共に、前記アクチュエータの駆動に伴い前記弾性区画部に対し前記変形方向に相対変位することで、当該弾性区画部を伸縮変形させる加圧部、及び、
前記加圧部が内挿される貫通孔を有し、それによって、当該加圧部を前記変形方向に変位可能に保持する保持部、を含んだ積層構造に構成され、
前記ノズル板には、前記保持部側の面に、当該面から凹陥した凹部が形成され、前記弾性区画部は前記凹部内に配設され、
前記規制部は、前記凹部の内周壁によって構成されている液体吐出ヘッド。
【請求項４】
請求項３に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
前記ノズル板と前記保持部とは一体形成され、それによって、前記ノズル板の凹部と前記保持部の貫通孔とは互いに連続している液体吐出ヘッド。
【請求項５】
請求項３に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
前記ヘッド本体は、前記保持部を挟んで前記ノズル板とは逆側の位置に、当該保持部に対して所定の間隔を開けて配置されたヘッドプレートをさらに含み、
前記加圧部は、前記ヘッドプレートに固定されており、
前記アクチュエータは、前記保持部と前記ヘッドプレートとの間で、前記加圧部を囲むように配設されて、前記保持部及び前記ヘッドプレートの双方にそれぞれ接合されている液体吐出ヘッド。
【請求項６】
請求項５に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
前記加圧部は、前記ヘッドプレートをその厚み方向に貫通しており、
前記加圧部には、前記圧力室に連通しかつ当該圧力室に前記液体を供給する供給孔が形成されている液体吐出ヘッド。
【請求項１】
液体を収容する圧力室、
前記圧力室に連通しかつ、前記圧力室内の液体を吐出するノズル、
前記圧力室の少なくとも一部を区画する弾性区画部、
前記弾性区画部を所定の変形方向に変形させることによって、前記圧力室内の前記液体に圧力を印加するアクチュエータ、及び、
前記アクチュエータの駆動によって前記圧力室内の前記液体に圧力を印加するときに、前記弾性区画部が前記圧力室の外方に向かって逃げ変形することを規制する規制部、
を含むヘッド本体を備え、
前記ヘッド本体は、
前記ノズルが形成されたノズル板、
前記ノズル板に対向して配置されて前記弾性区画部に当接すると共に、前記アクチュエータの駆動に伴い前記弾性区画部に対し前記変形方向に相対変位することで、当該弾性区画部を伸縮変形させる加圧部、及び、
前記加圧部が内挿される貫通孔を有し、それによって、当該加圧部を前記変形方向に変位可能に保持する保持部、を含んだ積層構造に構成され、
前記弾性区画部は、互いに積層された前記ノズル板と前記保持部との間に介設されており、
前記規制部は、前記弾性区画部の外周面を取り囲むと共に、前記ノズル板と前記保持部とを互いに接着する接着層によって構成されている液体吐出ヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
前記ノズル板における、前記保持部との接合面には窪みが形成されており、
前記弾性区画部は、前記窪み内に配設されている液体吐出ヘッド。
【請求項３】
液体を収容する圧力室、
前記圧力室に連通しかつ、前記圧力室内の液体を吐出するノズル、
前記圧力室の少なくとも一部を区画する弾性区画部、
前記弾性区画部を所定の変形方向に変形させることによって、前記圧力室内の前記液体に圧力を印加するアクチュエータ、及び、
前記アクチュエータの駆動によって前記圧力室内の前記液体に圧力を印加するときに、前記弾性区画部が前記圧力室の外方に向かって逃げ変形することを規制する規制部、
を含むヘッド本体を備え、
前記ヘッド本体は、
前記ノズルが形成されたノズル板、
前記ノズル板に対向して配置されて前記弾性区画部に当接すると共に、前記アクチュエータの駆動に伴い前記弾性区画部に対し前記変形方向に相対変位することで、当該弾性区画部を伸縮変形させる加圧部、及び、
前記加圧部が内挿される貫通孔を有し、それによって、当該加圧部を前記変形方向に変位可能に保持する保持部、を含んだ積層構造に構成され、
前記ノズル板には、前記保持部側の面に、当該面から凹陥した凹部が形成され、前記弾性区画部は前記凹部内に配設され、
前記規制部は、前記凹部の内周壁によって構成されている液体吐出ヘッド。
【請求項４】
請求項３に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
前記ノズル板と前記保持部とは一体形成され、それによって、前記ノズル板の凹部と前記保持部の貫通孔とは互いに連続している液体吐出ヘッド。
【請求項５】
請求項３に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
前記ヘッド本体は、前記保持部を挟んで前記ノズル板とは逆側の位置に、当該保持部に対して所定の間隔を開けて配置されたヘッドプレートをさらに含み、
前記加圧部は、前記ヘッドプレートに固定されており、
前記アクチュエータは、前記保持部と前記ヘッドプレートとの間で、前記加圧部を囲むように配設されて、前記保持部及び前記ヘッドプレートの双方にそれぞれ接合されている液体吐出ヘッド。
【請求項６】
請求項５に記載の液体吐出ヘッドにおいて、
前記加圧部は、前記ヘッドプレートをその厚み方向に貫通しており、
前記加圧部には、前記圧力室に連通しかつ当該圧力室に前記液体を供給する供給孔が形成されている液体吐出ヘッド。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１２−２５４６３６（Ｐ２０１２−２５４６３６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１７２６８９（Ｐ２０１２−１７２６８９）
【出願日】平成２４年８月３日（２０１２．８．３）
【分割の表示】特願２００７−１５７１５２（Ｐ２００７−１５７１５２）の分割
【原出願日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年８月３日（２０１２．８．３）
【分割の表示】特願２００７−１５７１５２（Ｐ２００７−１５７１５２）の分割
【原出願日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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