專利名稱：：液體噴出裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種液體噴出裝置。
背景技術(shù)：
：液體噴出裝置在噴墨打印機(jī)或噴墨繪圖機(jī)等利用噴墨記錄方式的記錄裝置中作為壓電噴墨頭被廣泛應(yīng)用，所述液體噴出裝置在基板的一面上，沿面方向排列并形成有多個填充有液體的壓力室，且在所述基板的相反面形成與各壓力室分別對應(yīng)的用于使所述液體形成為液滴而噴出的噴嘴，并且各壓力室和噴嘴分別由填充有液體的連通路連接，進(jìn)而，在基板的形成有壓力室的一面?zhèn)?，配設(shè)有含有壓電元件的壓電執(zhí)行器。在所述液體噴出裝置中，在壓力室和連通路中填充有液體的狀態(tài)下，對壓電元件施加規(guī)定的驅(qū)動電壓脈沖，當(dāng)使壓電執(zhí)行器振動，使其反復(fù)處于在厚度方向上彎曲變形的狀態(tài)和解除所述彎曲變形的狀態(tài)時，伴隨于此壓力室的容積增減，從而所述壓力室內(nèi)的液體振動，所述振動通過連通路內(nèi)的液體被傳遞到噴嘴，在所述噴嘴內(nèi)形成的液體的彎液面(meniscus)振動，伴隨該振動，形成彎液面的液體的一部分形成為液滴被分離，由噴嘴被噴出。并且，在壓電噴墨頭的情況下，從噴嘴被噴出的液滴(ink滴)，飛翔到與所述噴嘴對置配設(shè)的紙面，到達(dá)紙面，從而在所述紙面上形成字點(diǎn)。迄今考慮到將壓力室內(nèi)的液體的振動盡可能順利地傳遞到噴嘴內(nèi)的彎液面，從而一般地將在所述各部分中的連通路形成為大致一定的開口面積。例如在專利文獻(xiàn)l中記載了一種液體噴出裝置，其連通路從壓力室側(cè)的開口到與噴嘴的連接位置，形成為一定的開口面積，并且，噴嘴從與流通路的連接位置朝向前端以開口面積逐漸變小的方式形成為錐狀。但是，通過發(fā)明人的研究發(fā)現(xiàn)，如在所述專利文獻(xiàn)1中記載的技術(shù)，在連通路的開口面積大致形成為一定的現(xiàn)有的液體噴出裝置中，使壓電執(zhí)行器驅(qū)動，通過之前說明了的機(jī)械原理，在使液滴從噴嘴噴出時，在連通路內(nèi)的液體上產(chǎn)生微小振動，所述微小振動，通過重合在壓力室內(nèi)的液體的振動上，形成的液滴的體積或飛翔速度發(fā)生變動，因此產(chǎn)生不能使具有預(yù)先設(shè)計的體積或飛翔速度的液滴從噴嘴噴出的問題。作為其原因，發(fā)明人認(rèn)為是因?yàn)椋捎谶B通路的開口面積比噴嘴的開口面積大，被傳遞到所述連通路內(nèi)的液體的振動的一部分，如之前說明的那樣，被傳遞到噴嘴內(nèi)的液體的彎液面，剩余部在噴嘴的入口附近被反射向壓力室的方向。g口，在噴嘴的入口附近被反射的振動的剩余部，在壓力室的內(nèi)壁面中，在與連通路的入口相對的面之間反復(fù)被反射而產(chǎn)生駐波，從而使連通路內(nèi)的液體微小振動。微小振動的周期主要由將振動反復(fù)反射的相對的面之間的距離等決定，且與通過壓電執(zhí)行器的驅(qū)動產(chǎn)生的液體的振動的周期相比，是幾十分之一到幾分之一這樣的小的值。但是，所述微小振動當(dāng)與通過壓電執(zhí)行器的驅(qū)動而產(chǎn)生的液體的振動重合時，對應(yīng)于兩振動的位相的錯位量，被施加給噴嘴內(nèi)的液體的彎液面的、噴出用的壓力變得過多，或相反變得過少，因此如之前說明的那樣，形成的液滴的體積或飛翔速度變動。例如，在通過壓電執(zhí)行器的驅(qū)動產(chǎn)生的液體的振動上重合微小振動，由此施加到噴嘴內(nèi)的液體的彎液面上的噴出用的壓力比正常值過多的情況下，若使壓電執(zhí)行器驅(qū)動，且使液滴從噴嘴噴出，則容易噴出比規(guī)定的液滴微小且飛翔速度高的，所謂排頭高速小滴。因壓電執(zhí)行器的驅(qū)動產(chǎn)生的液體的振動和微小振動的位相的錯位量主要由連通路的長度等決定，因此從一個噴嘴噴出的液滴的體積或飛翔速度，不會在液體噴出裝置的使用途中急劇變動。但是，因加工精度的差異等，液體噴出裝置的從在一個基板上形成的多個噴嘴噴出的液滴的體積或飛翔速度，在各噴嘴上容易產(chǎn)生差異。并且，在壓電噴墨頭的情況下，由于產(chǎn)生所述排頭高速小滴，或從多個噴嘴噴出的液滴的體積或飛翔速度有差異，從而產(chǎn)生形成畫像的畫質(zhì)下降的問題。專利文獻(xiàn)日本特開2005-144917號公報(段落，圖1，圖2)
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種液體噴出裝置，該液體噴出裝置使在連通路內(nèi)的液體產(chǎn)生的微小振動衰減，從而能夠使具有預(yù)先設(shè)計的體積或飛翔速度的液滴從基板上的全部噴嘴噴出。本發(fā)明的液體噴出裝置，其特征在于，其包括(A)填充有液體的壓力室；(B)用于使液體作為液滴噴出的噴嘴；(C)連接壓力室和噴嘴，并填充有液體的連通路；以及(D)壓電執(zhí)行器，其含有壓電元件，通過所述壓電元件的變形而振動來使壓力室的容積增減，由此使所述壓力室內(nèi)的液體振動，并將所述振動通過連通路內(nèi)的液體傳遞給噴嘴，使液滴從所述噴嘴噴出，并且，連通路的從與壓力室的邊界位置朝向噴嘴方向的一定長度的區(qū)域?yàn)楠M隘部，所述狹隘部的開口面積小于比所述區(qū)域更靠噴嘴側(cè)的區(qū)域的開口面積。根據(jù)所述本發(fā)明，在連通路的與壓力室的邊界位置上設(shè)置開口面積小、流路阻力大的狹隘部，使液體的振動通過所述狹隘部，在壓力室和連通路之間傳遞，由此尤其能夠?qū)⒃谶B通路內(nèi)發(fā)生的液體的微小振動衰減。因此，如之前說明的那樣，在基板的全部的連通路上通過設(shè)置所述狹隘部，可以使具有預(yù)先設(shè)計的體積或飛翔速度的液滴從與所述連通路連通的全部噴嘴噴出。而且，根據(jù)本發(fā)明，在壓力室中，由于不需要設(shè)置成為流路阻礙的阻礙部分，因此，在例如層疊形成了作為壓力室等的開口的板材、形成了作為連通路的開口的板材以及形成了噴嘴的板材來形成構(gòu)成液體噴出裝置的基板時，即使以現(xiàn)有的加工精度加工各板材，進(jìn)行對位層疊，也能夠確保足夠的尺寸精度，尤其，能夠防止在壓力室和連通路的連接部分的開口面積變動。因此，可以防止因所述開口面積的變動，在使微小振動衰減的效果上產(chǎn)生差別，從而使得液體噴出裝置的從在一個基板上形成的多個噴嘴噴出的液滴的體積或飛翔速度在各噴嘴上產(chǎn)生差異。并且，在考慮到將基于狹隘部的使微小振動衰減的效果維持在良好的水平上，同時使通過驅(qū)動壓電執(zhí)行器而產(chǎn)生的壓力室內(nèi)的液體的振動通過所述狹隘部，盡可能高效地傳遞給連通路內(nèi)的液體時，所述狹溢部的開口面積優(yōu)選為比狹隘部更靠噴嘴側(cè)的區(qū)域的開口面積的2060%。另外，基于相同的理由，狹隘部的在連通路的長度方向上的長度優(yōu)選為連通路的全長的1020%。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種液體噴出裝置，該液體噴出裝置將在連通路內(nèi)產(chǎn)生的微小振動進(jìn)行衰減，從而能夠使具有預(yù)先設(shè)計的體積或飛翔速度的液滴從基板上的全部噴嘴噴出。圖1是將本發(fā)明的液體噴出裝置的實(shí)施方式一例的一部分放大表示的剖面圖2是進(jìn)一步將所述例的液體噴出裝置的主要部分即連通路的局部放大的剖面圖3是進(jìn)一步將所述連通路的局部放大的俯視圖；圖4是表示噴嘴的整體形狀的立體圖；圖5是將由比較例1形成的連通部放大的剖面圖；圖6是將由比較例2形成的連通部放大的剖面圖；圖7是將由比較例3形成的連通部放大的剖面圖；圖8是表示為了解析實(shí)施例、比較例的壓電噴墨頭而使用的解析模型的電路圖9是表示使實(shí)施例1的壓電噴墨頭驅(qū)動時，在連通路和噴嘴的邊界位置上的液體的壓力和流速的變化的曲線圖IO是表示使比較例1的壓電噴墨頭驅(qū)動時，在連通路和噴嘴的邊界位置上的液體的壓力和流速的變化的曲線圖U是表示使比較例2的壓電噴墨頭驅(qū)動時，在連通路和噴嘴的邊界位置上的液體的壓力和流速的變化的曲線圖12是表示使比較例3的壓電噴墨頭驅(qū)動時，在連通路和噴嘴的邊界位置上的液體的壓力和流速的變化的曲線圖中l(wèi)一液體噴出裝置；2—基板；3—壓力室；4一噴嘴；5—連通路；6—壓電元件；7—壓電執(zhí)行器；8—邊界位置；9一狹隘部；10—供應(yīng)部；11—縮窄部；12—連接部；13—第一板材；14一連接部；15—第二板材；16—第三板材；17—連接部；18—第四板材；19一第五板材；20—第六板材；21—第七板材；22—振動板；23—共同電極；24—分立電極；25—圓錐錐面部；26—筆直部。具體實(shí)施例方式圖1是將本發(fā)明的液體噴出裝置的實(shí)施方式一例的一部分放大表示的剖面圖。圖2是進(jìn)一步將所述例的液體噴出裝置的主要部分即連通路的局部放大的剖面圖。參照圖1、圖2，該例的液體噴出裝置1在基板2的圖中上面形成壓力室3，在下面使其與所述壓力室3對應(yīng)，形成噴嘴4，并且所述壓力室3和噴嘴4由貫通基板2形成的連通路5連接，進(jìn)而，在基板2的形成了壓力室3的上面層疊了壓電執(zhí)行器7，壓電執(zhí)行器7包括橫振動模式的薄板狀的壓電元件6。在所述各部分中，壓力室3、噴嘴4以及連通路5，雖然未圖示，但在一個基板2上沿面方向排列形成有多個。從連通路5的與壓力室3的邊界位置8朝向噴嘴4的方向的一定長度L,的區(qū)域?yàn)楠M隘部9，狹隘部9與所述區(qū)域相比相對于噴嘴4側(cè)的區(qū)域減小開口面積且增大流路阻力，液體的振動必然通過所述狹隘部9，在壓力室3和連通路5之間傳遞。因此，尤其能夠使在連通路5內(nèi)產(chǎn)生的液體的微小振動衰減，從而可以使除去了所述微小振動的具有預(yù)先設(shè)計的體積或飛翔速度的液滴從噴嘴4噴出。艮口，壓力室3和連通路5的邊界位置8相當(dāng)于通常壓力室3內(nèi)的液體的振動和連通路5內(nèi)的液體的振動的振動波形的節(jié)，在所述邊界位置8上設(shè)有在所述連通路5的長度方向上具有一定長度且開口面積小的狹隘部9的情況下，所述狹隘部9的內(nèi)壁面因?yàn)槠鸬揭种莆⑿≌駝拥牟ㄐ蔚牟ǜ沟淖饔?，所以尤其能夠使微小振動衰減。狹隘部9的開口面積Si優(yōu)選是連通路5的、與所述狹隘部9相比更靠噴嘴側(cè)的區(qū)域的開口面積S。的2060%，尤其優(yōu)選是3050%。在開口面積S,不足所述范圍的下限時，雖然能夠更有效地衰減微小振動，但通過壓電執(zhí)行器7的驅(qū)動而產(chǎn)生且從壓力室3內(nèi)的液體傳遞到連通路5內(nèi)的液體的用于噴出液滴的振動的衰減量也增加，反而，有可能使得從噴嘴4噴出的液滴的體積變小，或飛翔速度下降。此外，在超過所述范圍的上限的情況下，存在著狹隘部9對液體的微小振動進(jìn)行衰減的效果變得不充分的顧慮。狹隘部9的在連通路5的長度方向上的長度優(yōu)選是連通路5的全長u的1020%，尤其優(yōu)選為1218%。在長度L,不足所述范圍的下限時，狹隘部9對液體的微小振動進(jìn)行衰減的效果有可能變得不充分。此外，在超過所述范圍的上限的情況下，雖然能夠更有效地使微小振動衰減，但通過壓電執(zhí)行器7的驅(qū)動而產(chǎn)生且從壓力室3內(nèi)的液體傳遞給連通路5內(nèi)的液體的用于噴出液滴的振動的衰減量也增加，反而，有可能使得從噴嘴4噴出的液滴的體積變小，或飛翔速度下降。并且，如之前說明的那樣當(dāng)考慮更加有效地發(fā)揮設(shè)置狹隘部9帶來的效果時，在連通路5的與所述狹隘部9相比更靠噴嘴側(cè)的區(qū)域的開口面積S。為0.007850.0490625mm2(開口徑100um250um)，尤其在0.0113040.0314mm2(開口徑120um200um)的范圍內(nèi)，且連通路5的全長Lo為4001400um，尤其為5001200ym的范圍內(nèi)的情況下，特別適合采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)。即，在開口面積So在所述范圍內(nèi)，且狹隘部9的開口面積S,為所述開口面積Sq的2060%時，或者，在連通路5的全長L。在所述范圍內(nèi)，且狹隘部的長度L,為所述全長Lo的1020%時，可以更加有效地對微小振動進(jìn)行衰減。在圖中符號10是用于從未圖示的供應(yīng)源(箱等)向排列在基板2上的多個壓力室3供應(yīng)液體的供應(yīng)路。供應(yīng)路10和壓力室3通過極薄的縮窄部11連接，用于防止所述壓力室3內(nèi)的液體的振動經(jīng)由供應(yīng)路10被傳遞給另外的壓力室3內(nèi)的液體。此外，連通路5的噴嘴4側(cè)的端部形成連接部12，為了通過使從壓力室3內(nèi)的液體傳遞的振動從開口面積大的連通路5內(nèi)的液體集中并傳遞給開口面積小的噴嘴4內(nèi)的液體的彎液面，降低在不傳遞給所述彎液面上時在兩者的連接部反射的振動的比例，連接部12的開口面積，小于連通路5的開口面積且大于噴嘴4的開口面積。具有所述各部分的基板2是將如下部分順次在對位的同時進(jìn)行層疊而一體化形成的，即第一板材13，其形成了作為壓力室3的通孔；第二板材15，其形成了連通路5中作為狹隘部9的通孔及作為連接壓力室3和縮窄部11的連接部14的通孔；第三板材16，其形成了連通路5中作為與狹隘部9連接的區(qū)域的上端部的通孔以及作為縮窄部11的通孔；第四板材18,其形成了連通路5中作為與所述上端部連接的部分的通孔以及作為連接縮窄部11和供應(yīng)路10的連接部17的通孔；第五板材19，其形成了作為連通路5的剩余部的通孔以及作為供應(yīng)路10的通孔；第六板材20，其形成了作為連接部12的通孔；第七板材21，其形成了噴嘴4。作為各板材，可以使用如下這樣的板材，分別由金屬或陶瓷、樹脂等形成為厚度一定的平板狀，并且，例如通過利用了光刻法的蝕刻等，在規(guī)定的位置上形成作為所述各部分的具有規(guī)定的平面形狀的通孔。對于連通路5的全長LQ、狹隘部9的長度L,，通過改變所述各板材的厚度，能夠在之前說明的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。因此，能夠使連通路5的全長L。、狹隘部9的長度在一個壓電執(zhí)行器7上的全部的連通路5中高精度且均一化。此外，對于連通路5的開口面積S。、狹隘部9的開口面積Sp通過改變由蝕刻等在板材上形成的通孔的開口面積，能夠在之前說明的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。在由金屬形成板材的情況下，作為所述金屬，可列舉出Fe—Cr系合金、Fe—Ni系合金、WC—TiC系合金等，尤其當(dāng)考慮相對于油墨等液體的耐蝕性和加工性時，優(yōu)選Fe—Ni系合金、Fe—Cr系合金(例如SUS430、SUS316、SUS—316L等)。在考慮將通過狹隘部9被傳遞到連通路5內(nèi)的液體的振動，通過連接部12高效地傳遞到噴嘴4內(nèi)的液體的彎液面上時，對于連通路5、狹隘部9、連接部12的在與所述連通路5的長度方向正交的基板2的面方向的截面形狀來說，由于所述噴嘴4的該方向的截面形狀如圖3、圖4所示通常形成為圓形，所以上述連通路5、狹隘部9、連接部12來說，如該圖所示，優(yōu)選都形成為圓形。此外，雖未圖示，但各板材還可以通過分別在更厚的薄板材上形成規(guī)定的通孔之后將多片進(jìn)行層疊來構(gòu)成。壓電執(zhí)行器7包括薄板狀的振動板22、層狀的共同電極23、橫振動模式的薄板狀的壓電元件6和層狀的分立電極24，薄板狀的振動板22、層狀的共同電極23、橫振動模式的薄板狀的壓電元件6在基板2上順次層疊，且分別具有覆蓋所述基板2上的多個壓力室3的大小，層狀的分立電極24在所述壓電元件6上與各壓力室3對應(yīng)地分別形成規(guī)定的平面形狀的圖案。其中，壓電元件6例如可以由鋯酸鈦酸鉛(PZT)或在所述PZT中添加鑭、鋇、鈮、鋅、鎳、錳等的氧化物的一種或者兩種以上的、PLZT等的PZT系壓電陶瓷形成為薄板狀。此外，壓電元件6也可以由以鎂鈮酸鉛(PMN)、鎳鈮酸鉛(PNN)、鋅鈮酸鉛、錳鈮酸鉛、銻錫酸鉛、鈦酸鉛、鈦酸鋇等為主成分的壓電陶瓷來形成。振動板22例如可以由鉬、鎢、鉭、鈦、鉑、鐵、鎳等金屬，或所述金屬的合金，或者不銹鋼等，形成為具有規(guī)定的厚度的板狀，此外，還可以由與壓電元件6相同的壓電陶瓷來形成。此外，由金、銀、鉑、銅、鋁等的導(dǎo)電性優(yōu)良的金屬形成振動板22，還可以省略共同電極23。共同電極23及分立電極24分別可以通過由金、銀、鈾、銅、鋁等導(dǎo)電性優(yōu)良的金屬形成的箔、鍍被膜、真空蒸鍍被膜等來形成，此外，也可以涂敷含有所述各金屬的微粒子的導(dǎo)電性糊，使其干燥后，進(jìn)而可根據(jù)需要相應(yīng)地?zé)贫纬?。為了將分立電極24形成圖案，例如能列舉出如下方法在鍍被膜或真空蒸鍍被膜的情況下，僅選擇性地使壓電元件6表面的形成分立電極24的區(qū)域露出，在由鍍敷掩模覆蓋了除此之外的區(qū)域的狀態(tài)下，對所述露出的區(qū)域選擇性地形成被膜的方法；或者在壓電元件6的表面的整個面上形成被膜之后，由蝕刻掩模只將所述被膜的與分立電極24對應(yīng)的區(qū)域覆蓋，在使除此之外的區(qū)域露出的狀態(tài)下，將所述露出的區(qū)域的被膜選擇性地蝕刻除去的方法。此外，在是由導(dǎo)電性糊形成的涂膜的情況下，還可以通過絲網(wǎng)印刷法等印刷方法，在壓電元件的表面將所述導(dǎo)電性糊直接形成圖案。由壓電陶瓷形成的壓電元件6或振動板22，在通過燒制將含有作為之前說明的壓電陶瓷的化合物的生片形成為規(guī)定的平面形狀之后，可以燒制形成。尤其，在壓電元件6和振動板22都由壓電陶瓷形成的情況下，在成為各自的層的基礎(chǔ)的生片之間，通過燒制制作隔著作為共同電極23的導(dǎo)電性糊的層的層疊體，通過對所述層疊體進(jìn)行一次燒制，能夠得到將壓電元件6、共同電極23、振動板22層疊了的層疊體。在所述層疊體的壓電元件6的表面，通過之前說明的方法，如果圖案形成分立電極24，則形成壓電執(zhí)行器7。并且，通過使用粘接劑將所述壓電執(zhí)行器7粘接并固定在之前說明的基板2的形成了壓力室3的一側(cè)的面上，由此構(gòu)成液體噴出裝置l。作為粘接劑，當(dāng)考慮到液體噴出裝置l所要求的耐熱性或相對于油墨等液體的耐性等時，優(yōu)選熱硬化溫度為10025(TC的環(huán)氧樹脂系、酚醛樹脂系、聚苯醚樹脂系等的熱硬化性樹脂系的粘接劑。為了將薄板狀的壓電元件6制成橫振動模式，使壓電陶瓷的分極方向朝向所述壓電元件6的厚度方向，例如，從分立電極24朝向共同電極23的方向配向。因此，例如，采用高溫分極法、室溫分極法、交流電場重疊法、電場冷卻法等的分極方法。使壓電陶瓷的分極方向向所述方向配向的橫振動模式的壓電元件6，例如在將共同電極23接地的狀態(tài)下，當(dāng)對任意的分立電極24施加正的驅(qū)動電壓時，壓電元件6的由兩電極23、24夾著的區(qū)域(為"驅(qū)動區(qū)域")在與分極方向正交的面內(nèi)收縮。但是，因?yàn)閴弘娫?通過共同電極23被固定在振動板22上，結(jié)果是壓電執(zhí)行器7的與所述驅(qū)動區(qū)域?qū)?yīng)的區(qū)域以向壓力室3的方向突出的方式彎曲，成為對所述壓力室3內(nèi)的液體施加壓力的狀態(tài)。因此，從兩電極23、24對壓電元件6的驅(qū)動區(qū)域施加規(guī)定的驅(qū)動電壓脈沖，且通過使所述狀態(tài)和不施加電壓而解除了壓電執(zhí)行器7的彎曲變形的狀態(tài)在規(guī)定的時刻進(jìn)行反復(fù)，使所述壓電執(zhí)行器7振動時，伴隨于此壓力室3的容積增減，所述壓力室3內(nèi)的液體振動，所述振動通過連通路5內(nèi)的液體被傳遞到噴嘴4，在所述噴嘴4內(nèi)形成的液體的彎液面振動，伴隨于該振動，形成彎液面的液體的一部分形成液滴并分離，從噴嘴4噴出。實(shí)施例《實(shí)施例1》〈基板2〉如之前說明的那樣，將由SUS316形成的多個板材順次層疊，通過使其一體化而形成基板2，基板2包括多個具有圖1所示的截面形狀的各部分，且各部分的尺寸為如下述所示的值。(壓力室3)基板2的面方向的面積0.273mm2厚度方向的深度lOOpm(噴嘴4)噴嘴4如圖4所示為立體形狀，具有從壓力室3側(cè)(圖中上側(cè))朝向噴出側(cè)(下側(cè))內(nèi)徑逐漸變小的圓錐錐面部25;以及設(shè)置在所述圓錐錐面部25的噴出側(cè)的前端，截面形狀為圓形且內(nèi)徑為一定的筆直部26。各部分的尺寸如下所述。噴嘴4的全長L產(chǎn)50pm圓錐錐面部25的錐度角度8°筆直部26的長度L4=5|am筆直部26的開口直徑d產(chǎn)20nm(開口面積0.00031mm2)(連通路5)如圖3所示，狹隘部9、連通路5的比所述狹隘部9更靠噴嘴4側(cè)的區(qū)域、以及連接部12的與連通路5的長度方向正交的基板2的面方向的截面形狀，都是圓形。各部分的尺寸如下所述。狹隘部9的內(nèi)徑120,(開口面積S尸0.01131mm2)連通路5的比狹隘部9更靠噴嘴4側(cè)的區(qū)域的內(nèi)徑180pm(開口面積S0=0.02545mm2)連接部12的內(nèi)徑150pm(開口面積:0.01767mm2)連通路5的全長Lf830pm狹隘部9的長度L產(chǎn)100^m連接部12的長度L2=60pm(縮窄部11)縮窄部11在液體從供應(yīng)路10向壓力室3流通的流通方向上的長度為302pm，與所述流通方向正交的基板的面方向的寬度為39.5pm，基板的厚度方向的高度為20nm?！磯弘妶?zhí)行器7〉準(zhǔn)備了壓電執(zhí)行器7，其具有按圖1所示的順序?qū)盈B、且包括橫振動模式的薄板狀的壓電元件6的下述各層，整體的厚度為41.5pm。所述壓電執(zhí)行器7的特性如下所述，對共同電極23和分立電極24之間施加20V驅(qū)動電壓時，與壓電元件6的驅(qū)動區(qū)域相對應(yīng)的區(qū)域的在厚度方向的變位量為84.3nm。壓電常數(shù)d3尸177pm/V柔度(compliance):26.324Xl(T21m5/N產(chǎn)生壓力常數(shù)17.925kPa/V(振動板22)振動板22由PZT形成為薄板狀，具有將基板2上的多個壓力室3覆蓋的大小。厚度14jam(共同電極23)共同電極23由作為導(dǎo)電材料的Ag—Pd形成為膜狀，具有與振動板22大致相同的大小。厚度10nm(壓電元件6)壓電元件6由作為壓電陶瓷的PZT形成為薄板狀，具有與振動板22及共同電極23大致相同的大小。厚度14pm(分立電極24)分立電極24由作為導(dǎo)電材料的Au在各壓力室3分別個別地形成圖案為具有與各壓力室3的平面形狀相對應(yīng)的形狀的膜狀。厚度3.5pm〈液體噴出裝置1〉在之前說明的基板2的形成了壓力室3的面上，通過環(huán)氧樹脂系粘接劑對壓電執(zhí)行器7進(jìn)行層疊，并在加壓下加熱，從而使環(huán)氧樹脂固化，由此制造作為液體噴出裝置1的壓電噴墨頭?！秾?shí)施例27》將狹隘部9的內(nèi)徑制成70pm(開口面積S產(chǎn)0.00385mm2，實(shí)施例2)、80|im(開口面積S尸0.00503mm2，實(shí)施例3)、90pm(開口面積S產(chǎn)0.00636mm2，實(shí)施例4)、100pm(開口面積S尸0.00785mm2，實(shí)施例5)、140pm(開口面積S尸0.01539mm2，實(shí)施例6)、及160pm(開口面積S產(chǎn)0.02011mm2，實(shí)施例7)，除此之外，與實(shí)施例1相同制造作為液體噴出裝置1的壓電噴墨頭?！秾?shí)施例815》將狹隘部9的內(nèi)徑制成100pm(開口面積S尸0.00785mm2)，并且將所述狹隘部9的長度L,制成40|im(實(shí)施例8)、80pm(實(shí)施例9)、90|iim(實(shí)施例10)、110,(實(shí)施例11)、130,(實(shí)施例12)、150,(實(shí)施例13)、17(^m(實(shí)施例14)、及190pm(實(shí)施例15)，除此之外，與實(shí)施例1相同制造作為液體噴出裝置1的壓電噴墨頭。《比較例1》如圖5所示，在連通路5上不設(shè)置狹隘部9，除此之外，與實(shí)施例1相同制造作為液體噴出裝置l的壓電噴墨頭。各部分的尺寸如下所述。連通路5的內(nèi)徑18(Him(開口面積S『0.0254mm2)連接部12的內(nèi)徑150pm(開口面積0.0177mm2)連通路5的全長L。=830|am連接部12的長度L2=60pm《比較例2》如圖6所示，不在連通路5的與壓力室3的邊界位置8上設(shè)置狹隘部9，而在所述連通路5的中間的位置設(shè)置狹隘部9，除此之外，與實(shí)施例l相同制造作為液體噴出裝置l的壓電噴墨頭。各部分的尺寸如下所述。狹隘部9的內(nèi)徑12(Him(開口面積S產(chǎn)0.0113mm2)連通路5的比狹隘部9更靠壓力室3側(cè)及噴嘴4側(cè)的區(qū)域的內(nèi)徑-180nm(開口面積So=0.0254mm2)連接部12的內(nèi)徑150jim(開口面積0.0177mm2)連通路5的全長L『830pm狹隘部9的長度L產(chǎn)100nm從邊界位置8到狹隘部9的上端為止的長度L5=340|im連接部12的長度L2=60fim《比較例3》如圖7所示，在連通路5的噴嘴4側(cè)的與連接部12相接的位置上設(shè)置狹隘部9，除此之外，與實(shí)施例1相同制造作為液體噴出裝置1的壓電噴墨頭。各部分的尺寸如下所述。狹隘部9的內(nèi)徑120|im(開口面積S尸0.0113mm2)連通路5的比狹隘部9更靠壓力室3側(cè)的區(qū)域的內(nèi)徑180jim(開口面積S『0.0254mm2)連接部12的內(nèi)徑150pm(開口面積0.0177mm2)連通路5的全長L。=830pm狹隘部9的長度L產(chǎn)100pm連接部12的長度L2=60pm《比較例4》在狹隘部9的位置上，相反地，設(shè)置內(nèi)徑大于連通路5的擴(kuò)大部[內(nèi)徑200,(開口面積S產(chǎn)0.03142mm2)，長度L產(chǎn)10(Him]，除此之外，與實(shí)施例1相同制造作為液體噴出裝置1的壓電噴墨頭?！读黧w解析I》對實(shí)施例1、比較例13的壓電噴墨頭，在待機(jī)時，對壓電元件6的驅(qū)動區(qū)域持續(xù)施加驅(qū)動電壓，維持使壓電執(zhí)行器7的與所述驅(qū)動區(qū)域相對的區(qū)域以向壓力室3的方向突出的方式彎曲的狀態(tài)，在噴出液滴時通過暫時將驅(qū)動電壓置零，在解除彎曲之后，再次施加驅(qū)動電壓并返回待機(jī)狀態(tài)的，所謂擊打式(引含打6式)的驅(qū)動方法使其驅(qū)動，此時，在連通路5和噴嘴4的邊界位置產(chǎn)生液體的壓力和流速的變化，使用圖8的解析模型，通過疑似壓縮法對所述變化進(jìn)行流體解析。對于解析模型的計算格子寬度，噴嘴4的部分為0.7pmX0.7)im，含有狹隘部9及連接部12的連通路5的部分為2pmX2nm。此外，對于在擊打式的驅(qū)動方法中使用的驅(qū)動電壓脈沖的波形，將待機(jī)時的電壓值設(shè)為15V,將驅(qū)動電壓置零的脈沖的脈沖寬度設(shè)為6.2psec。實(shí)施例1的結(jié)果如圖9所示，比較例1的結(jié)果如圖IO所示，比較例2的結(jié)果如圖11所示，且比較例3的結(jié)果如圖12所示。通過各圖確認(rèn)到，僅在連通路5的與壓力室3的邊界位置8上形成狹隘部9時，能夠?qū)υ谒鲞B通路5內(nèi)產(chǎn)生的微小振動進(jìn)行有效衰減。《流體解析II》在對實(shí)施例115、比較例14的壓電噴墨頭施加與之前說明的相同波形的驅(qū)動電壓脈沖而使其驅(qū)動時，使用所述解析模型對從噴嘴4噴出的液滴的個數(shù)、體積及飛翔速度進(jìn)行解析，可得到如表l、2所示的結(jié)果。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>通過兩表判明了，在連通路5內(nèi)不設(shè)置狹隘部9的比較例1中，在微小振動的影響下，在第一滴上，噴出比規(guī)定的液滴微小且飛翔速度快的成為畫像不良原因的排頭高速小滴。此外，在將狹隘部9設(shè)置在與壓力室3的邊界位置8之外的位置上的比較例2、3中，在微小振動的影響下，判明了在規(guī)定的液滴之后，從噴嘴4噴出微小且飛翔速度慢的多個成為畫像不良原因的液滴。進(jìn)而，在所述狹隘部9的位置上，相反地，設(shè)置內(nèi)徑大于連通路5的擴(kuò)大部的比較例4中，判明了仍是在微小振動的影響下，在規(guī)定的液滴之后，在噴嘴4噴出微小且飛翔速度慢的多個成為畫像不良原因的液滴。相對于此，在實(shí)施例115中，確認(rèn)了僅能夠噴出具有規(guī)定的體積和飛翔速度，且不存在產(chǎn)生畫像不良的顧慮的2滴液滴。此外，在對各實(shí)施例進(jìn)行比較時，根據(jù)實(shí)施例17的結(jié)果，確認(rèn)了狹隘部9的開口面積優(yōu)選為比狹隘部9更靠噴嘴4側(cè)的區(qū)域的開口面積的2060%，且根據(jù)實(shí)施例1、815的結(jié)果，確認(rèn)了狹隘部9的在連通路5的長度方向上的長度優(yōu)選為所述連通路5的全長的1020%。權(quán)利要求1.一種液體噴出裝置，其特征在于，其包括(A)填充有液體的壓力室；(B)用于使液體作為液滴噴出的噴嘴；(C)連接壓力室和噴嘴，并填充有液體的連通路；以及(D)壓電執(zhí)行器，其含有壓電元件，通過所述壓電元件的變形而振動來使壓力室的容積增減，由此使所述壓力室內(nèi)的液體振動，并將所述振動通過連通路內(nèi)的液體傳遞給噴嘴，使液滴從所述噴嘴噴出，并且，連通路的從與壓力室的邊界位置朝向噴嘴方向的一定長度的區(qū)域?yàn)楠M隘部，所述狹隘部的開口面積小于比所述區(qū)域更靠噴嘴側(cè)的區(qū)域的開口面積。2.如權(quán)利要求l所述的液體噴出裝置，其中，狹隘部的開口面積為比所述狹隘部更靠噴嘴側(cè)的區(qū)域的開口面積的2060%。3.如權(quán)利要求1所述的液體噴出裝置，其中，狹隘部的在連通路的長度方向上的長度為連通路的全長的1020%。全文摘要提供一種液體噴出裝置(1)，其將連接壓力室(3)和噴嘴(4)的連通路(5)的從與壓力室(3)的邊界位置(8)朝向噴嘴(4)的方向的一定長度(L₁)的區(qū)域設(shè)為狹隘部(9)，狹隘部(9)的開口面積S₁小于比所述區(qū)域更靠噴嘴(4)側(cè)的區(qū)域的開口面積(S₀)，根據(jù)所述液體噴出裝置(1)，通過所述狹隘部(9)的功能，使在連通路(5)內(nèi)的液體產(chǎn)生的微小振動衰減，從而能夠使具有預(yù)先設(shè)計的體積或飛翔速度的液滴從基板(2)上的全部噴嘴(4)噴出。文檔編號B41J2/045GK101415560SQ2007800113公開日2009年4月22日申請日期2007年3月26日優(yōu)先權(quán)日2006年3月29日發(fā)明者日比學(xué),松元步申請人:京瓷株式會社;兄弟工業(yè)株式會社