(57)【要約】【課題】インクを吐出させるための圧電素子を用いて液体を加熱する際に、ノズル内のメニスカス振動を抑えて液体の漏れ出しを防止すること。【解決手段】圧電アクチュエータ３４は、圧力室４７を覆う振動板５０と、この振動板５０に、圧力室４７の中央部と対向するように配置された圧電素子５９と、圧電素子５９に設けられた駆動電極５２を有する。インクを加熱する際には、ドライバＩＣ５３は、振動板５０が、圧力室４７の中央部と対向する部分のうちの特定部位５０ａにおいて節となる二次以上の振動モードで共振するように圧電素子５９を駆動する駆動信号を生成する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル及び前記ノズルに連通する圧力室を含む液体流路が形成された流路構造体と、
前記流路構造体に設けられ、前記圧力室内の液体を前記ノズルから吐出させるための圧電アクチュエータと、を備え、
前記圧電アクチュエータは、前記圧力室を覆う振動板と、前記振動板に、前記圧力室の中央部と対向するように配置された圧電素子と、前記圧電素子に設けられた駆動電極と、を有し、
前記駆動電極に駆動信号を供給して前記圧電素子を駆動する駆動装置と、前記駆動装置を制御する制御部と、をさらに備え、
前記制御部は、前記振動板が、前記圧力室の中央部と対向する部分のうちの特定部位において節となる二次以上の振動モードで共振するように、前記圧電素子を駆動する前記駆動信号を、前記駆動装置に生成させることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
前記駆動電極は、前記圧電素子の、前記振動板の面方向に沿って延びる面に配置され、
前記駆動電極は、前記振動板の面方向に沿った所定方向において前記振動板の前記特定部位を挟むように配置された２つの電極部分と、前記２つの電極部分の間に配置されて前記特定部位と対向し、且つ、前記２つの電極部分を接続する接続電極部とを有し、
前記接続電極部の幅が前記電極部分の幅よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記駆動電極は、前記圧電素子の、前記振動板の面方向に沿って延びる面に配置され、
前記駆動電極は、前記振動板の面方向に沿った所定方向において前記振動板の前記特定部位を挟むように配置された２つの電極部分を有し、
前記２つの電極部分が、分断されていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記圧力室は、前記振動板の面方向に沿った所定方向において前記振動板の前記特定部位を挟むように配置された２つの圧力室部分と、前記２つの圧力室部分との間に配置されて前記特定部位と対向し、且つ、前記２つの圧力室部分を接続する接続流路部とを有し、
前記接続流路部の幅が前記圧力室部分の幅よりも小さいことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の液体吐出装置。
【請求項５】
前記２つの圧力室部分のうちの一方の圧力室部分が前記ノズルに接続され、
前記ノズルに接続された前記一方の圧力室部分の、前記振動板の面方向に沿った平面積が、他方の圧力室部分よりも大きいことを特徴とする請求項４に記載の液体吐出装置。
【請求項６】
前記駆動電極は、前記圧電素子の、前記振動板の面方向に沿って延びる面に配置され、
前記駆動電極は、前記所定方向において前記振動板の前記特定部位を挟むように配置された２つの電極部分と、前記２つの電極部分の間に配置されて前記特定部位と対向し、且つ、前記２つの電極部分を接続する接続電極部とを有し、
前記接続電極部の幅が前記電極部分の幅よりも小さく、
前記圧力室部分の幅に対する前記接続流路部の幅の比率が、前記電極部分の幅に対する前記接続電極部の幅の比率よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載の液体吐出装置。
【請求項７】
前記圧電素子の、前記振動板の前記特定部位と対向する部分に、局部的に剛性が高くなった高剛性部が設けられていることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の液体吐出装置。
【請求項８】
前記圧電素子の前記圧力室と反対側の面に前記駆動電極が配置され、
前記駆動電極の、前記振動板の前記特定部位と対向する部分に、前記駆動電極に前記駆動信号を供給する配線部材を接続するための、金属製バンプが配置されていることを特徴とする請求項７に記載の液体吐出装置。
【請求項９】
前記圧電素子の、前記振動板の前記特定部位と対向する部分に、局部的に厚みの大きい厚肉部が設けられていることを特徴とする請求項７又は８に記載の液体吐出装置。
【請求項１０】
前記振動板の前記特定部位が１箇所であることを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の液体吐出装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記ノズルから液体を吐出させるために前記圧電素子を駆動する第１駆動モードと、前記ノズル内の液体を加熱するために前記圧電素子を駆動する第２駆動モードとで、それぞれのモードに対応した前記駆動信号を駆動装置に生成させ、
さらに、前記制御部は、
前記第１駆動モードにおいては、前記振動板が前記特定部位においても変位するように、前記圧電素子を駆動する第１駆動信号を、前記駆動装置に生成させ、
前記第２駆動モードにおいては、前記振動板の前記特定部位が節となるような、二次以上の振動モードで前記振動板が共振するように、前記圧電素子を駆動する第２駆動信号を、前記駆動装置に生成させることを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載の液体吐出装置。
【請求項１２】
ノズル及び前記ノズルに連通する圧力室を含む液体流路が形成された流路構造体と、
前記流路構造体に設けられ、前記圧力室内の液体を前記ノズルから吐出させるための圧電アクチュエータと、を備え、
前記圧電アクチュエータは、
前記圧力室を覆う振動板と、
前記振動板に、前記圧力室の中央部と対向するように配置された圧電素子と、
前記圧電素子に設けられた駆動電極と、を有し、
前記駆動電極は、前記圧電素子の、前記振動板の面方向に沿って延びる面に配置され、
前記駆動電極は、前記振動板の面方向に沿った所定方向において、前記振動板の前記圧力室の中央部と対向する部分のうちの特定部位を挟むように配置された２つの電極部分と、前記２つの電極部分の間に配置されて前記特定部位と対向し、且つ、前記２つの電極部分を接続する接続電極部とを有し、
前記接続電極部の幅が前記電極部分の幅よりも小さいことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項１３】
ノズル及び前記ノズルに連通する圧力室を含む液体流路が形成された流路構造体と、
前記流路構造体に設けられ、前記圧力室内の液体を前記ノズルから吐出させるための圧電アクチュエータと、を備え、
前記圧電アクチュエータは、
前記圧力室を覆う振動板と、
前記振動板に、前記圧力室の中央部と対向するように配置された圧電素子と、
前記圧電素子に設けられた駆動電極と、を有し、
前記圧力室は、前記振動板の面方向に沿った所定方向において、前記振動板の前記圧力室の中央部と対向する部分のうちの特定部位を挟むように配置された２つの圧力室部分と、前記２つの圧力室部分との間に配置されて前記特定部位と対向し、且つ、前記２つの圧力室部分を接続する接続流路部とを有し、
前記接続流路部の幅が前記圧力室部分の幅よりも小さいことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項１４】
ノズル及びこのノズルに連通する圧力室を含む液体流路が形成された流路構造体と、前記流路構造体に設けられ、前記圧力室内の液体を前記ノズルから吐出させるための圧電アクチュエータと、を備えた液体吐出装置において、液体の粘度を低下させるために前記圧電アクチュエータを用いて前記液体を加熱する方法であって、
前記圧電アクチュエータは、前記圧力室を覆う振動板と、前記振動板に前記圧力室の中央部と対向するように配置された圧電素子と、前記圧電素子に設けられた駆動電極と、を有するものであり、
前記振動板が、前記圧力室の中央部と対向する部分のうちの特定部位で節となるような、二次以上の振動モードで共振するように、前記圧電素子を駆動することを特徴とする液体吐出装置における液体加熱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出装置、及び、液体吐出装置における液体加熱方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液体吐出装置の分野において、液体の温度変化に起因する液体吐出特性の変動を抑える等の理由から、ノズルから吐出される前の液体を事前に加熱する技術が知られている。
【０００３】
特許文献１には、液体吐出装置として、ノズルからインクを吐出するインクジェットプリンタが開示されている。このインクジェットプリンタは、インクを収容するインク溜室と、このインク溜室内に配置された圧電素子とを有する。圧電素子に駆動電圧が印加されると、インク溜室に連通するノズルからインクが吐出される。また、特許文献１には、圧電素子を、ノズルからインクが吐出しない程度に微小に振動させて発熱させることにより、インクを加熱することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−８３９２８号公報（特に、段落００３５，００３６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１では、ノズルからインクを吐出させるための圧電素子を微小に振動させることで、インクの加熱を行っているが、その際、圧電素子の振動によってインク溜室内のインクも振動する。そのため、インク溜室に連通するノズルのメニスカスも振動して不安定な状態となり、場合によってはメニスカスが破壊されてインクが漏れ出す虞がある。
【０００６】
本発明の目的は、インクを吐出させるための圧電素子を用いて液体を加熱する際に、ノズル内のメニスカス振動を抑えて液体の漏れ出しを防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明の液体吐出装置は、ノズル及び前記ノズルに連通する圧力室を含む液体流路が形成された流路構造体と、前記流路構造体に設けられ、前記圧力室内の液体に前記ノズルから吐出させるための圧電アクチュエータと、を備え、
前記圧電アクチュエータは、前記圧力室を覆う振動板と、前記振動板に、前記圧力室の中央部と対向するように配置された圧電素子と、前記圧電素子に設けられた駆動電極と、を有し、前記駆動電極に駆動信号を供給して前記圧電素子を駆動する駆動装置と、前記駆動装置を制御する制御部と、をさらに備え、前記制御部は、前記振動板が、前記圧力室の中央部と対向する部分のうちの特定部位において節となる二次以上の振動モードで共振するように、前記圧電素子を駆動する前記駆動信号を、前記駆動装置に生成させることを特徴とするものである。
【０００８】
制御部は、ノズルから液体を吐出させる場合には、駆動装置を制御して圧電素子を駆動させ、振動板を変形させることによって圧力室内の液体に吐出エネルギーを付与する。一方、液体を加熱する場合にも、制御部は、駆動装置を制御して圧電素子を駆動させ、その駆動時に発生する熱エネルギーによって圧力室内の液体を加熱する。
【０００９】
ここで、液体を加熱する場合には、制御部は、振動板が、圧力室の中央部と対向する特定部位において節となる二次以上の振動モードで共振するような、駆動信号を駆動装置に生成させる。そのため、液体の加熱時には、振動板の前記特定部位では変位が生じず、且つ、この特定部位を境にして両側で振動板の変位が逆方向となることから、圧力室内の容積変化が小さくなる。従って、この圧力室に連通するノズル内のメニスカスの振動が抑えられ、メニスカスが破壊されてノズルから液体が漏れ出すことが防止される。
【００１０】
第２の発明の液体吐出装置は、前記第１の発明において、前記駆動電極は、前記圧電素子の、前記振動板の面方向に沿って延びる面に配置され、前記駆動電極は、前記振動板の面方向に沿った所定方向において前記振動板の前記特定部位を挟むように配置された２つの電極部分と、前記２つの電極部分の間に配置されて前記特定部位と対向し、且つ、前記２つの電極部分を接続する接続電極部とを有し、前記接続電極部の幅が前記電極部分の幅よりも小さいことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明では、駆動電極の、前記特定部位と対向する部分の幅が局所的に狭くなっている。それ故、圧電素子の前記特定部位と対向する部分の圧電変形が小さくなり、振動板の前記特定部位に節が生じやすくなる。
【００１２】
第３の発明の液体吐出装置は、前記第１の発明において、前記駆動電極は、前記圧電素子の、前記振動板の面方向に沿って延びる面に配置され、前記駆動電極は、前記振動板の面方向に沿った所定方向において前記振動板の前記特定部位を挟むように配置された２つの電極部分を有し、前記２つの電極部分が、分断されていることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明では、振動板の前記特定部位を挟むように配置される２つの電極部分が完全に分断されている。そのため、圧電素子の前記特定部位と対向する部分に圧電変形が生じず、振動板の前記特定部位に節が生じやすくなる。また、前記第２の発明と比べると、振動板の特定部位の上において圧電素子に圧電変形が全く生じないため、一層、振動板の特定部位に変位が生じにくくなる。但し、分断された２つの電極部分に、駆動信号を供給するための配線を個別に接続する必要があり、配線構造が若干複雑になる。
【００１４】
第４の発明の液体吐出装置は、前記第１〜第３の何れかの発明において、前記圧力室は、前記振動板の面方向に沿った所定方向において前記振動板の前記特定部位を挟むように配置された２つの圧力室部分と、前記２つの圧力室部分との間に配置されて前記特定部位と対向し、且つ、前記２つの圧力室部分を接続する接続流路部とを有し、前記接続流路部の幅が前記圧力室部分の幅よりも小さいことを特徴とするものである。
【００１５】
本発明では、振動板の前記特定部位と対向する部分において、圧力室の流路幅が局所的に狭くなっているため、振動板の前記特定部位が変位しにくくなり、ここに節が生じやすくなる。
【００１６】
第５の発明の液体吐出装置は、前記第４の発明において、前記２つの圧力室部分のうちの一方の圧力室部分が前記ノズルに接続され、前記ノズルに接続された前記一方の圧力室部分の、前記振動板の面方向に沿った平面積が、他方の圧力室部分よりも大きいことを特徴とするものである。
【００１７】
ノズルから液体を吐出させる場合に、振動板を変形させると圧力室内に圧力波が発生する。この圧力波の一部が、圧力室の幅の狭い接続流路部において反射すると、反射圧力波による干渉、圧力波の減衰等が生じて、ノズルからの液体の吐出に悪影響が出る。本発明では、ノズルに接続された一方の圧力室部分を、他方の圧力室部分よりも大きくすることで、接続流路部での圧力波の反射の、ノズルからの液体吐出に及ぼす影響を小さく抑えることができる。
【００１８】
第６の発明の液体吐出装置は、前記第５の発明において、前記駆動電極は、前記圧電素子の、前記振動板の面方向に沿って延びる面に配置され、前記駆動電極は、前記所定方向において前記振動板の前記特定部位を挟むように配置された２つの電極部分と、前記２つの電極部分の間に配置されて前記特定部位と対向し、且つ、前記２つの電極部分を接続する接続電極部とを有し、前記接続電極部の幅が前記電極部分の幅よりも小さく、前記圧力室部分の幅に対する前記接続流路部の幅の比率が、前記電極部分の幅に対する前記接続電極部の幅の比率よりも大きいことを特徴とするものである。
【００１９】
本発明では、駆動電極の、振動板の前記特定部位と対向する部分の幅が局所的に狭くなっており、且つ、圧力室も、振動板の前記特定部位と対向する部分の幅が局所的に狭くなっている。そのため、振動板の前記特定部位がさらに変位しにくくなり、前記特定部位に節が生じやすくなる。また、圧力室の、圧力室部分の幅に対する接続流路部の幅の比率が、駆動電極の、電極部分の幅に対する接続電極部の幅の比率よりも大きくなっている。別の言い方をすれば、圧力室の接続流路部における流路幅の絞り程度は、駆動電極の接続電極部における電極幅の絞り程度と比べて小さくなっている。このように、圧力室における流路幅の絞り程度を小さくすることで、液体を吐出させる際に圧力室内に発生する圧力波の、接続流路部での反射を小さく抑えることができる。
【００２０】
第７の発明の液体吐出装置は、前記第１〜第６の何れかの発明において、前記圧電素子の、前記振動板の前記特定部位と対向する部分に、局部的に剛性が高くなった高剛性部が設けられていることを特徴とするものである。
【００２１】
本発明では、圧電素子の高剛性部が設けられた部分では、この高剛性部によりその変形が抑制されるため、振動板の前記特定部位が変位しにくくなる。
【００２２】
第８の発明の液体吐出装置は、前記第７の発明において、前記圧電素子の前記圧力室と反対側の面に前記駆動電極が配置され、前記駆動電極の、前記振動板の前記特定部位と対向する部分に、前記駆動電極に前記駆動信号を供給する配線部材を接続するための、金属製バンプが配置されていることを特徴とするものである。
【００２３】
本発明では、駆動電極に配線部材を接続するための金属製バンプが、振動板の前記特定部位と対向して配置されているため、この金属製バンプが配置された部分において、圧電素子の剛性が局所的に高くなる。
【００２４】
第９の発明の液体吐出装置は、前記第７又は第８の発明において、前記圧電素子の、前記振動板の前記特定部位と対向する部分に、局部的に厚みの大きい厚肉部が設けられていることを特徴とするものである。
【００２５】
本発明では、圧電素子の、振動板の前記特定部位と対向する部分に厚肉部が設けられることで、この部分において圧電素子の剛性が局所的に高くなる。
【００２６】
第１０の発明の液体吐出装置は、前記第１〜第９の何れかの発明において、前記振動板の前記特定部位が１箇所であることを特徴とするものである。
【００２７】
液体の加熱時に節となる振動板の特定部位が１箇所であると、振動板は、両端固定、且つ、途中部の節の数が１つという、二次の振動モードで共振する。この二次振動モードで共振する場合、１つの節を挟んで両側における振動板の変形が逆方向になるため、圧力室の容積変化がほとんどない。従って、液体の加熱時にノズル内のメニスカス振動が生じにくくなる。
【００２８】
第１１の発明の液体吐出装置は、前記第１〜第１０の何れかの発明において、前記制御部は、前記ノズルから液体を吐出させるために前記圧電素子を駆動する第１駆動モードと、前記ノズル内の液体を加熱するために前記圧電素子を駆動する第２駆動モードとで、それぞれのモードに対応した前記駆動信号を駆動装置に生成させ、
さらに、前記制御部は、前記第１駆動モードにおいては、前記振動板が前記特定部位においても変位するように、前記圧電素子を駆動する第１駆動信号を、前記駆動装置に生成させ、前記第２駆動モードにおいては、前記振動板の前記特定部位が節となるような、二次以上の振動モードで前記振動板が共振するように、前記圧電素子を駆動する第２駆動信号を、前記駆動装置に生成させることを特徴とするものである。
【００２９】
本発明では、第１駆動モードにおいては、振動板が前記特定部位においても変位するため、圧力室の容積が変化し、この圧力室に連通するノズルから液体が吐出される。一方、第２駆動モードにおいては、振動板が前記特定部位が節となるような振動モードで共振するため、圧力室の容積変化が小さく抑えられ、ノズルのメニスカスに振動が生じにくくなる。
【００３０】
第１２の発明の液体吐出装置は、ノズル及び前記ノズルに連通する圧力室を含む液体流路が形成された流路構造体と、前記流路構造体に設けられ、前記圧力室内の液体を前記ノズルから吐出させるための圧電アクチュエータと、を備え、
前記圧電アクチュエータは、前記圧力室を覆う振動板と、前記振動板に、前記圧力室の中央部と対向するように配置された圧電素子と、前記圧電素子に設けられた駆動電極と、を有し、
前記駆動電極は、前記圧電素子の、前記振動板の面方向に沿って延びる面に配置され、前記駆動電極は、前記振動板の面方向に沿った所定方向において、前記振動板の前記圧力室の中央部と対向する部分のうちの特定部位を挟むように配置された２つの電極部分と、前記２つの電極部分の間に配置されて前記特定部位と対向し、且つ、前記２つの電極部分を接続する接続電極部とを有し、前記接続電極部の幅が前記電極部分の幅よりも小さいことを特徴とするものである。
【００３１】
本発明では、駆動電極の、前記特定部位と対向する部分の幅が局所的に狭くなっている。それ故、圧電素子の前記特定部位と対向する部分の圧電変形が小さくなり、振動板を、前記特定部位が節となる二次以上の振動モードで共振させやすくなる。
【００３２】
第１３の発明の液体吐出装置は、ノズル及び前記ノズルに連通する圧力室を含む液体流路が形成された流路構造体と、前記流路構造体に設けられ、前記圧力室内の液体を前記ノズルから吐出させるための圧電アクチュエータと、を備え、
前記圧電アクチュエータは、前記圧力室を覆う振動板と、前記振動板に、前記圧力室の中央部と対向するように配置された圧電素子と、前記圧電素子に設けられた駆動電極と、を有し、
前記圧力室は、前記振動板の面方向に沿った所定方向において、前記振動板の前記圧力室の中央部と対向する部分のうちの特定部位を挟むように配置された２つの圧力室部分と、前記２つの圧力室部分との間に配置されて前記特定部位と対向し、且つ、前記２つの圧力室部分を接続する接続流路部とを有し、前記接続流路部の幅が前記圧力室部分の幅よりも小さいことを特徴とするものである。
【００３３】
本発明では、振動板の前記特定部位と対向する部分において、圧力室の流路幅が局所的に狭くなっているため、振動板の前記特定部位が変位しにくくなる。従って、振動板を、前記特定部位が節となる二次以上の振動モードで共振させやすくなる。
【００３４】
第１４の発明の液体吐出装置における液体加熱方法は、ノズル及びこのノズルに連通する圧力室を含む液体流路が形成された流路構造体と、前記流路構造体に設けられ、前記圧力室内の液体を前記ノズルから吐出させるための圧電アクチュエータと、を備えた液体吐出装置において、液体の粘度を低下させるために前記圧電アクチュエータを用いて前記液体を加熱する方法であって、
前記圧電アクチュエータは、前記圧力室を覆う振動板と、前記振動板に前記圧力室の中央部と対向するように配置された圧電素子と、前記圧電素子に設けられた駆動電極と、を有するものであり、前記振動板が、前記圧力室の中央部と対向する部分のうちの特定部位で節となるような、二次以上の振動モードで共振するように、前記圧電素子を駆動することを特徴とするものである。
【００３５】
本発明の液体加熱方法においては、振動板が、圧力室の中央部と対向する特定部位において節となる二次以上の振動モードで共振するように圧電素子を駆動する。そのため、振動板の前記特定部位では変位が生じず、且つ、この特定部位を境にして両側で振動板の変位が逆方向となるため、圧力室内の容積変化が小さくなる。従って、この圧力室に連通するノズル内のメニスカスの振動が抑えられ、ノズルから液体が漏れ出すことが防止される。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、液体の加熱時に、振動板が、圧力室の中央部と対向する特定部位において節となる二次以上の振動モードで共振する。そのため、振動板の前記特定部位では変位が生じず、且つ、この特定部位を境にして両側で振動板の変位が逆方向となるため、圧力室内の容積変化が小さくなる。従って、この圧力室に連通するノズル内のメニスカスの振動が抑えられ、ノズルから液体が漏れ出すことが防止される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施形態に係るインクジェットプリンタの概略平面図である。
【図２】インクジェットプリンタの電気的構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】インクジェットヘッドの平面図である。
【図４】（ａ）は図３のＡ部拡大図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】（ａ）はインク吐出用の第１駆動信号の波形図、（ｂ）は第１駆動信号が供給されたときの圧電アクチュエータの動作を示す図である。
【図６】（ａ）はインク加熱用の第２駆動信号の波形図、（ｂ）は第２駆動信号が供給されたときの圧電アクチュエータの動作を示す図である。
【図７】ドライバＩＣの駆動制御のフローチャートである。
【図８】駆動電極形状に関する変更形態を示す図である。
【図９】圧力室形状に関する変更形態を示す図である。
【図１０】駆動電極形状及び圧力室形状に関する変更形態を示す図である。
【図１１】圧電素子に高剛性部が設けられた変更形態を示す図である。
【図１２】図１１の高剛性部の具体例を示す図である。
【図１３】別の変更形態に係るインクジェットヘッドの図４相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
次に、本発明の実施の形態について説明する。本実施形態は、液体吐出装置としてのインクジェットプリンタに本発明を適用した一例である。図１は、本実施形態に係るインクジェットプリンタの概略平面図である。図２は、インクジェットプリンタの電気的構成を概略的に示すブロック図である。尚、以下では、図１の紙面手前側を上方、紙面向こう側を下方と定義して、適宜、「上」「下」の方向語を使用して説明する。図１、図２に示すように、インクジェットプリンタ１は、プラテン２と、キャリッジ３と、インクジェットヘッド４と、搬送機構５と、制御装置６等を備えている。
【００３９】
プラテン２の上面には、被記録媒体である記録用紙１００が載置される。プラテン２の上方には、図１に示す走査方向に沿って平行に延びる２本のガイドレール１０，１１が設けられている。キャリッジ３は、２本のガイドレール１０，１１に取り付けられている。また、キャリッジ３には無端ベルト１４が連結されている。キャリッジ駆動モータ１５によって無端ベルト１４が駆動されることで、キャリッジ３は２本のガイドレール１０，１１にガイドされながら走査方向に往復移動する。
【００４０】
インクジェットヘッド４はキャリッジ３に搭載されており、キャリッジ３とともに走査方向に移動する。インクジェットヘッド４の、図１における紙面向こう側の面である下面には、搬送方向に沿って４列に配列された複数のノズル４４が形成されている。尚、インクジェットヘッド４の構成の詳細については後述する。
【００４１】
プリンタ１のプリンタ本体１ａにはカートリッジホルダ９が設けられている。カートリッジホルダ９には、ブラック、イエロー、シアン及びマゼンタの、４色のインクがそれぞれ貯留された４つのインクカートリッジ１７が装着される。キャリッジ３に搭載されたインクジェットヘッド４とカートリッジホルダ９は、図示しないチューブによって接続されている。４つのインクカートリッジ１７にそれぞれ貯留された４色のインクは、チューブを介してインクジェットヘッド４に供給される。インクジェットヘッド４は、複数のノズル４４から、プラテン２に載置された記録用紙１００に対して４色のインクを吐出する。
【００４２】
搬送機構５は、搬送方向にプラテン２を挟むように配置された２つの搬送ローラ１８，１９を有する。２つの搬送ローラ１８は、図２に示す搬送モータ２０により同期して駆動される。搬送機構５は、２つの搬送ローラ１８，１９によって、プラテン２に載置された記録用紙１００を搬送方向に搬送する。
【００４３】
図２に示す制御装置６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４０、ＲＯＭ（Read Only Memory）４１、ＲＡＭ（Random Access Memory）４２、及び、各種制御回路を含むＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）４３等を備える。図２に示すように、制御装置６には、後述するインクジェットヘッド４のドライバＩＣ５３、キャリッジ駆動モータ１５、搬送モータ２０等、プリンタ１の様々な装置あるいは駆動部と接続されている。また、制御装置６は、操作パネル３０、及び、外部機器であるＰＣ３１と接続されている。
【００４４】
制御装置６は、ＲＯＭ４１に格納されたプログラムに従い、ＣＰＵ４０及びＡＳＩＣ４３により下記の印刷処理を実行する。即ち、制御装置６は、ＰＣ３１から送信された印刷指令に基づいて、インクジェットヘッド４、キャリッジ駆動モータ１５、及び、搬送モータ２０等を制御して、記録用紙１００に画像や文字等を印刷させる。より詳細には、プラテン２上に載置された記録用紙１００に対して、キャリッジ３を走査方向に移動させつつ、キャリッジ３に搭載されたインクジェットヘッド４の複数のノズル４４からインクを吐出させる。また、２つの搬送ローラ１８，１９によって記録用紙１００を搬送方向に所定量搬送する。上記の、インクジェットヘッド４によるインク吐出動作と搬送機構５による記録用紙１００の搬送動作とを、交互に繰り返して実行させることによって、記録用紙１００に画像等を印刷する。尚、上述の説明では、制御装置６は、ＣＰＵ４０とＲＯＭ４１とＲＡＭ４２とＡＳＩＣ４３とを備えたものとして説明したが、本発明はこれに限るものではなく、制御装置６はいかなるハードウェア構成で実現してもよい。例えば、２以上のＣＰＵや、２以上のＡＳＩＣに機能を分担して実現してもよい。
【００４５】
次に、インクジェットヘッド４について説明する。図３は、インクジェットヘッドの平面図である。図４（ａ）は図３のＡ部拡大図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。図３、図４に示すように、インクジェットヘッド４は、流路ユニット３３と、圧電アクチュエータ３４とを備えている。
【００４６】
図４（ｂ）に示すように、流路ユニット３３は、５枚のプレート３５〜３９が積層された構造を有する。５枚のプレート３５〜３９のうちの最下層のプレート３９は、複数のノズル４４が形成されたノズルプレートである。上側の残り４枚のプレート３５〜３８には、複数のノズル４４に連通するマニホールド４６や圧力室４７等の流路が形成されている。
【００４７】
図３に示すように、流路ユニット３３の上面には、４つのインク供給孔４５が走査方向に並んで形成されている。４つのインク供給孔４５には、図１に示す４つのインクカートリッジから４色のインクがそれぞれ供給される。流路ユニット３３は、その内部に、それぞれ搬送方向に延在する４本のマニホールド４６を有する。４本のマニホールド４６は、４つのインク供給孔４５に接続されている。
【００４８】
さらに、流路ユニット３３は、その下面に開口した複数のノズル４４と、これら複数のノズル４４にそれぞれ連通する複数の圧力室４７とを有する。図３に示すように、平面視で、複数のノズル４４は、４本のマニホールド４６にそれぞれ対応して４列に配列されている。複数の圧力室４７も、複数のノズル４４と同様に、４本のマニホールド４６に対応して４列に配列されている。各圧力室４７は、ほぼ楕円形の平面形状を有し、その長軸Ｌ１が走査方向と平行となるように配置されている。以下、圧力室４７の長軸Ｌ１に沿った方向を「長手方向」、短軸Ｌ２に沿った方向を「短手方向」と称す。
【００４９】
図４（ｂ）に示すように、各圧力室４７は、その長手方向一端部において対応するマニホールド４６に連通する一方、長手方向他端部においてノズル４４に連通している。これにより、流路ユニット３３内には、各マニホールド４６から分岐して、圧力室４７を経てノズル４４に至る個別流路が複数形成されている。
【００５０】
図３、図４に示すように、圧電アクチュエータ３４は、振動板５０と、圧電層５４，５５と、複数の駆動電極５２と、共通電極５６を備えている。
【００５１】
振動板５０は、複数の圧力室４７を覆った状態で流路ユニット３３の上面に接合されている。この振動板５０の材質は特に限定はされないが、例えば、ステンレス鋼等の金属材料やセラミックス材料などで形成することができる。尚、本実施形態では、振動板５０は、圧力室４７内のインクが圧電層５４，５５に浸透することを抑制するインク透過防止膜としても機能する。この観点からは、振動板５０の材質としては、緻密なインク透過防止膜を実現できる、金属材料が好適である。
【００５２】
２枚の圧電層５４，５５は、それぞれ、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体である、強誘電性のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とする圧電材料からなる。図２に示すように、２枚の圧電層５４，５５は、振動板５０の上面に、複数の圧力室４７と共通に対向するように積層されている。
【００５３】
複数の駆動電極５２は、振動板５０の面方向に沿って延在する、上側の圧電層５５の上面において、複数の圧力室４７の中央部とそれぞれ対向するように配置されている。図４（ａ）に示すように、駆動電極５２は、２つの電極部分５２ａ，５２ｂと、接続電極部５２ｃを有する。
【００５４】
２つの電極部分５２ａ，５２ｂはそれぞれ楕円の平面形状を有する。これら２つの電極部分５２ａ，５２ｂは、振動板５０の面方向に沿った圧力室４７の長手方向において、圧力室４７の短軸Ｌ２を挟んで両側にそれぞれ配置されている。接続電極部５２ｃは２つの電極部分５２ａ，５２ｂの間に配置されて、これら２つの電極部分５２ａ，５２ｂを接続している。また、接続電極部５２ｃの電極幅は、２つの電極部分５２ａ，５２ｂの電極幅よりも狭くなっている。尚、電極部分５２ａ，５２ｂや接続電極部５２ｃの「電極幅」とは、２つの電極部分５２ａ，５２ｂが並ぶ方向と直交する方向における長さのことであり、特に、本実施形態では、圧力室４７の短手方向の長さである。このように、駆動電極５２は、圧力室４７の長手方向における中点の位置において、局所的に電極幅が絞られた形状となっている。
【００５５】
電極部分５２ｂからは、引出電極部５７が、圧力室４７の長手方向に沿って圧力室４７の外側まで引き出されている。図示は省略するが、引出電極部５７には、ドライバＩＣ５３が実装されたフレキシブル配線基板（ＣＯＦ）が接続される。このフレキシブル基板に形成された配線により、ドライバＩＣ５３と複数の駆動電極５２が電気的に接続される。
【００５６】
共通電極５６は、２枚の圧電層５４，５５の間において、複数の圧力室４７に跨って配置されている。これも図示は省略するが、共通電極５６も前記のフレキシブル配線基板と接続されている。そして、共通電極５６は、フレキシブル配線基板のグランド配線と接続されることによって、常にグランド電位に保持される。
【００５７】
上層の圧電層５５のうちの、１つの圧力室４７の中央部と対向し、且つ、駆動電極５２が設けられている部分は、駆動電極５２にドライバＩＣ５３から駆動信号が供給されることによって圧電変形が生じる部分である。以下、圧電層５５のうちの上記部分を圧電素子５９と称する。複数の圧力室４７に対応して設けられた複数の圧電素子５９は、それぞれ厚み方向に分極されている。
【００５８】
次に、ドライバＩＣ５３について説明する。ドライバＩＣ５３は、図２に示す制御装置６からの指令を受けて、圧電アクチュエータ３４の複数の駆動電極５２に対してそれぞれ駆動信号を供給することにより、複数の圧電素子５９を個別に駆動する。また、本実施形態では、ドライバＩＣ５３による圧電素子５９の駆動モードは、大きく分けて２つ存在する。
【００５９】
ドライバＩＣ５３は、ノズル４４からインクを吐出させる場合に、このノズル４４に対応した圧電素子５９を駆動する。また、このインクの吐出時とは別に、ドライバＩＣ５３は、ノズル４４内のインクを加熱してインクの粘度を低下させるために、このノズル４４に対応した圧電素子５９を駆動する。以下、ドライバＩＣ５３による、インク吐出時における圧電素子５９の駆動を第１駆動モードと呼び、インク加熱時における圧電素子５９の駆動を第２駆動モードと呼ぶ。
【００６０】
（第１駆動モード：インク吐出）
インクを吐出させる第１駆動モードでは、制御装置６は、ドライバＩＣ５３に、インク吐出用の第１駆動信号を生成させる。図５（ａ）は、インク吐出用の第１駆動信号の波形図である。図５（ａ）に示すように、第１駆動信号は、印字周期Ｔ１の間に、１つの駆動パルスＰ１を有する。印字周期Ｔ１は、１つのノズル４４が記録用紙１００に１つのドットを形成する時間である。印字周期Ｔ１の逆数（ｆ１＝１／Ｔ１）は一般に駆動周波数とも呼ばれ、キャリッジ３の移動速度等から決定される。一般的に、駆動周波数ｆ１は、数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚである。また、図５（ａ）では、駆動パルスＰ１が１つであり、印字周期Ｔ１の間にノズル４４から１つの液滴が吐出される例を示している。尚、印字周期Ｔ１の間に１つのドットを形成するために２以上のインクの液滴を吐出させて、ドットの濃度を調整する、いわゆる濃度階調制御が従来から知られている。その場合の第１駆動信号は、印字周期Ｔ１の間に２以上の駆動パルスＰ１を有する波形となる。
【００６１】
本実施形態の圧電アクチュエータ３４は、圧電素子５９の圧電横効果、即ち、厚み方向の電界が作用したときの面方向における収縮を利用して、振動板５０に撓み変形を生じさせるものであり、一般に、ユニモルフ型と呼ばれる。また、本実施形態では、まず、圧力室４７の容積が増大する方向に振動板５０を変形させてから、次に、圧力室４７の容積が減少する方向に振動板５０を変形させる、いわゆる、引き打ちによって圧力室４７内のインクに吐出エネルギーを付与する。詳細は以下の通りである。
【００６２】
図５（ｂ）は、第１駆動信号が供給されたときの圧電アクチュエータの動作を示す図である。駆動パルスＰ１印加前の待機状態においては、駆動電極５２に所定の駆動電位Ｖ１が付与されている。この状態では、圧電素子５９をその厚み方向に挟む駆動電極５２と共通電極５６との間に電位差が生じる。このとき、圧電素子５９に作用する電界の方向と分極方向とが一致することから、圧電素子５９は、圧電層５５の厚み方向に伸びて面方向に収縮する。この圧電素子５９の収縮により、図５（ｂ）に二点鎖線で示すように、振動板５０と圧電層５４，５５を含む積層体６０が圧力室４７側に凸となるように撓む。従って、待機状態では、振動板５０は圧力室４７の中央部と対向する部分において圧力室４７側へ大きく変位した状態となっている。
【００６３】
この待機状態において、駆動電極５２に駆動パルスＰ１が印加されると、まず、駆動電極５２の電位がグランド電位（ＧＮＤ）となる。このとき、圧電素子５９の収縮が一旦解消されることから、図５（ｂ）に実線で示す、振動板５０及び圧電層５４，５５を含む積層体６０が撓みのない水平な状態となり、先の待機状態と比べて圧力室４７内の容積が増大する。その後、再び、駆動電極５２の電位がＶ１となって圧力室４７の容積が減少する。ここで、駆動パルスＰ１のパルス幅、つまり、圧力室４７の容積増大→容積減少の切り換えのタイミングを適切に設定することによって、容積増大時に発生する圧力波と容積減少時に発生する圧力波とを重畳させる。これにより、圧力室４７内に大きな圧力波が発生し、圧力室４７に連通するノズル４４からインクが押し出されて吐出される。
【００６４】
（第２駆動モード：インク加熱）
ノズル４４内のインクが乾燥して粘度が高くなると、吐出される液滴量や液滴の吐出速度が小さくなるなど吐出特性が変化する。さらには、不吐出などの吐出不良の原因ともなる。また、元々粘度が高いインクを使用する場合には、環境温度が低いと正常な吐出ができないという問題も起こり得る。そこで、これらの問題を防止するために、制御装置６は、ドライバＩＣ５３によって各圧電素子５９を高い周波数で駆動して振動させ、その駆動時に、圧電素子５９で発生する熱により個別流路内のインクを加熱する。
【００６５】
尚、インクの加熱を行うタイミングは特に限定されない。例えば、適宜の温度検出手段によって、インクジェットヘッド４に供給されるインクの温度が一定温度以下であることが検出されたときに、インクの加熱を行うようにしてもよい。あるいは、供給されるインクの温度に関わらずインクの加熱を行って、吐出されるインクの温度を常に一定範囲内に制御してもよい。
【００６６】
インクを加熱する第２駆動モードでは、制御装置６は、前記第１駆動信号とは異なる、インク加熱用の第２駆動信号をドライバＩＣ５３に生成させる。図６（ａ）は、インク加熱用の第２駆動信号の波形図である。図６（ａ）に示すように、第２駆動信号は、時間間隔Ｔ２で印加される多数の振動パルスＰ２を有する。また、振動パルスＰ２の周波数ｆ２（＝１／Ｔ２）は、圧電素子５９の振動によって変形する積層体６０の、二次振動モードの共振周波数（固有振動数ともいう）と等しくなるように設定されている。尚、積層体６０の二次振動モードの共振周波数は、振動板５０及び圧電層５４，５５の厚み、弾性係数、圧力室４７の寸法等によって定まる。個々の条件にもよるが、積層体６０の二次の共振周波数は、例えば、数ＭＨｚであり、先に述べた駆動周波数ｆ１と比べるとかなり高い周波数である。
【００６７】
短い時間間隔Ｔ２で振動パルスＰ２が駆動電極５２に印加されると、駆動電極５２の電位が、駆動電位Ｖ２とグランド電位（ＧＮＤ）との間で、短い時間で交互に切り換えられる。すると、圧電素子５９は周波数ｆ２で伸縮を繰り返して振動する。このとき、圧電素子５９の振動によって振動板５０を含む積層体６０も振動するが、圧電素子５９が、積層体６０の二次振動モードの共振周波数に等しい周波数ｆ２で振動することから、積層体６０は、二次振動モードで共振することになる。即ち、図６（ｂ）に二点鎖線で示すように、圧力室４７に面してインクと接する振動板５０は、長手方向両端が固定され、且つ、圧力室４７の長手方向における中点の直上に位置する部位５０ａにおいて全く変位しない節となる。尚、振動板５０の、圧力室４７の長手方向における中点の直上に位置する部位５０ａが、本発明の「特定部位」に相当する。振動板５０は、上記部位５０ａを挟む両側では上下逆方向に変形するため、圧力室４７内の容積変化は小さくなる。そのため、圧力室４７内のインクの振動が抑制されて、圧力室４７に連通するノズル４４内のメニスカスの振動も抑えられる。従って、ノズル４４のメニスカスが破壊されてノズル４４からインクが漏れ出すことが防止される。
【００６８】
尚、積層体６０の二次振動モードの共振周波数は、材質、寸法等の設計条件に基づいてシミュレーションや実験によって求められる。しかし、実際には積層体６０の材質、寸法等は、製造上個体毎でばらつくため、予め決められた共振周波数で圧電素子５９を駆動しても、積層体６０に二次振動モードが励起されない場合がある。例えば、二次振動モードと他の三次以上の振動モードの共振周波数が近い場合、第２駆動信号の周波数を二次振動モードの周波数に設定しても、実際には他の振動モードの共振が励起されてしまうことがある。
【００６９】
そこで、本実施形態では、第２駆動モードで圧電素子５９を駆動したときに、振動板５０を含む積層体６０が確実に二次振動モードで共振するように、振動板５０の特定部位５０ａに節が生じやすくなる構造的な工夫が採用されている。具体的には、図３、図４に示すように、駆動電極５２は、圧力室４７の短軸Ｌ２を挟んで配置された２つの電極部分５２ａ，５２ｂと、これら２つの電極部分５２ａ，５２ｂを接続する、幅の狭い接続電極部５２ｃを有する。つまり、駆動電極５２は、圧力室４７の長手方向における中点と対向する部分において、電極幅が局所的に狭くなっている。駆動電極５２に駆動電位Ｖ２が印加されて共通電極５６との間に電位差が生じたときに、圧電素子５９の２つの電極部分５２ａ，５２ｂが形成された部分ではそれぞれ面方向の収縮が生じるが、接続電極部５２ｃが形成された部分においては電極幅が小さいため収縮量が小さい。それ故、振動板５０の、接続電極部５２ｃの直下に位置する部位５０ａが変位しにくくなり、この部位５０ａに節が生じやすくなる。
【００７０】
但し、この構成では、インクを吐出させる際の第１駆動モードにおいても、振動板５０の、前記圧力室４７の中点と対向する部位５０ａの変位が抑制される。そのため、上記構成を採用しない場合と比べて、第１駆動モードにおける振動板５０全体の変位量が小さくなるということが予想される。
【００７１】
図７は、ドライバＩＣの駆動制御のフローチャートである。尚、図７において、Ｓｉ（ｉ＝１０１〜１０４）はステップ番号である。図７の処理は、プリンタ１の電源投入後に、制御装置６が実行する。まず、制御装置６は、インク加熱を行うか否かを判断する（Ｓ１０１）。インク加熱を行うと判断した場合は（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）、制御装置６は、第２駆動信号をドライバＩＣ５３に出力させる（Ｓ１０２）。これにより、圧電アクチュエータ３４が二次振動モードで共振し、圧力室４７内のインクが加熱される。また、インク加熱を行わないと判断した場合は（Ｓ１０１：Ｎｏ）、上述の印刷処理を行うか否かを判断する（Ｓ１０３）。印刷処理を行うと判断した場合は（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）、制御装置６は、上述の印刷処理を行う。この際、制御装置６は、ドライバＩＣ５３に第１駆動信号を出力させる（Ｓ１０４）。これにより、ノズル４４からインクが吐出されて記録用紙１００に画像が印刷される。尚、上述のＳ１０１の判断としては様々な形態が考えられる。例えば、前回の印刷処理の実行から一定時間経過したか否か、プリンタ１の電源が投入された直後か否か、インクの温度を測定する温度センサの出力がある閾値以上か否かなど、を挙げることができる。また、Ｓ１０３の判断も様々な形態が考えられるが、一例としては、ＰＣ３１から印刷指令を受信したか否か、という判断を挙げることができる。
【００７２】
以上説明した実施形態において、流路ユニット３３が本発明の「流路構造体」に相当する。また、ドライバＩＣ５３が本発明の「駆動装置」に相当する。さらに、制御装置６が本発明の「制御部」に相当する。
【００７３】
次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
【００７４】
１］振動板５０の特定部位に節が生じやすくするための構成は、前記実施形態のものには限られない。以下、そのような構成についていくつか例示する。
【００７５】
（ａ）駆動電極５２の形状の工夫
駆動電極５２の形状によって、振動板５０の特定部位に節を生じさせやすくするには、前記実施形態の他にも、例えば、図８のような構成を採用することが可能である。図８（ａ）では、駆動電極５２の中央部に穴６１が形成されることによって、穴６１の両側に幅の狭い２つの接続電極部５２ｃが形成されている。図８（ｂ）では、駆動電極５２の中央部に切り欠き６２が形成されることによって幅の狭い接続電極部５２ｃが形成されている。また、図８（ｃ）のように、２つの電極部分５２ａ，５２ｂの、振動板５０の面方向に沿った大きさ（以下、平面積ともいう）が異なっていてもよい。尚、図８（ｃ）では、２つの電極部分５２ａ，５２ｂを接続する接続電極部５２ｃの位置が、圧力室４７の長手方向における中点からずれている。従って、振動板５０の、前記圧力室４７の中点からずれた部位に節が生じる。このように節の位置が圧力室４７の中点からずれると、節の両側での振動板５０の変位量に差が出るため、その分、圧力室４７内に容積変化が生じる。従って、ノズル４４のメニスカスの振動を抑制する点ではやや不利となる。
【００７６】
また、図８（ｄ）のように、２つの電極部分５２ａ，５２ｂが完全に分断されていてもよい。この場合でも、振動板５０の、２つの電極部分５２ａ，５２ｂの間の領域と対向する部位において振動板５０に節が生じやすくなる。また、図４（ａ）や図８（ａ）〜（ｃ）のように、２つの電極部分５２ａ，５２ｂが連結されている構造と比べると、圧電素子５９は、２つの電極部分５２ａ，５２ｂの間では収縮しないため、２つの電極部分５２ａ，５２ｂの間の領域と対向する部位において、一層振動板５０に変位が生じにくくなる。但し、２つの電極部分５２ａ，５２ｂが完全に分断されていると、２つの電極部分５２ａ，５２ｂのそれぞれにおいてフレキシブル配線基板を接続するなど、ドライバＩＣ５３から駆動信号を供給するための配線を個別に接続する必要があり、配線構造が若干複雑になる。
【００７７】
尚、駆動電極５２は、スクリーン印刷や蒸着等の公知の製造方法によって形成できるが、このような製造方法において、電極を所望の形状にパターニングすることは特段難しいことではない。従って、前記実施形態の図４（ａ）や図８で例示したような駆動電極５２の形状の工夫は、製造面からも採用しやすいと言える。
【００７８】
（ｂ）圧力室４７の形状の工夫
振動板５０の特定部位に節を生じやすくするために、圧力室４７の形状に工夫を施してもよい。例えば、図９のような構成を採用することができる。図９（ａ）、（ｂ）では、圧力室４７が、その長手方向の中点を挟むように配置された２つの圧力室部分４７ａ，４７ｂと、２つの圧力室部分４７ａ，４７ｂを接続する接続流路部４７ｃを有する。接続流路部４７ｃの幅は、２つの圧力室部分４７ａ，４７ｂの幅よりも小さくなっている。即ち、圧力室４７の流路幅が、圧力室４７の長手方向の中点において局所的に狭くなっている。尚、ここでの流路の「幅」とは、２つの圧力室部分４７ａ，４７ｂが並ぶ方向である圧力室４７の長手方向と直交する、短手方向における長さのことである。この構成により、振動板５０の、接続流路部４７ｃの直上に位置する特定部位が変位しにくくなり、この部位に節が生じやすくなる。
【００７９】
また、図９（ｃ）に示すように、接続流路部４７ｃで接続される２つの圧力室部分４７ａ，４７ｂの平面積が異なっていてもよい。その場合、ノズル４４に接続された圧力室部分４７ａの平面積が、他の圧力室部分４７ｂの平面積よりも大きいことが好ましい。ノズル４４からインクを吐出させる第１駆動モードでは、振動板５０を変形させることによって圧力室４７内に圧力波が発生する。この圧力波の一部が幅の狭い接続流路部４７ｃにおいて反射すると、反射圧力波による干渉、圧力波の減衰等が生じて、ノズル４４からのインクの吐出に悪影響が出る。この点、ノズル４４に接続された圧力室部分４７ａを、他の圧力室部分４７ｂよりも大きくすることで、接続流路部４７ｃでの圧力波の反射が、ノズル４４に及ぼす影響を小さく抑えることができる。
【００８０】
また、図１０（ａ）に示すように、圧力室４７と駆動電極５２の両方について、振動板５０の特定部位と対向する部分において局所的に幅が狭くなった構成であってもよい。これにより、振動板５０の前記特定部位が一層変位しにくくなり、この部位に節が生じやすくなる。また、図１０（ｂ）に示すように、圧力室４７の、圧力室部分４７ａ，４７ｂの幅Ｗａに対する接続流路部４７ｃの幅Ｗｂの比率（Ｗｂ／Ｗａ）が、駆動電極５２の、電極部分５２ａ，５２ｂの幅Ｗ１に対する接続電極部５２ｃの幅Ｗ２の比率（Ｗ２／Ｗ１）よりも大きくなっていてもよい。別の言い方をすれば、圧力室４７の接続流路部４７ｃにおける流路幅の絞り程度は、駆動電極５２の接続電極部５２ｃにおける電極幅の絞り程度と比べて小さくなっている。このように、圧力室４７における流路幅の絞り程度を小さくすることで、ノズル４４からインクを吐出させる際に、圧力室４７内に発生した圧力波の、接続流路部４７ｃでの反射を小さく抑えることができる。
【００８１】
（ｃ）圧電素子５９の工夫
振動板５０の特定部位に節を生じさせやすくするために、図１１に示すように、圧電素子５９の、前記特定部位と対向する部分に、局部的に剛性が高くなった高剛性部６３が設けられてもよい。尚、「剛性」とは、部材の弾性係数Ｅと、部材の厚みから定まる断面二次モーメントＩとの積である、曲げ剛性ＥＩのことである。この構成では、圧電素子５９の高剛性部６３が設けられた部分では、この高剛性部６３により圧電素子５９の変形が抑制されるため、振動板５０の特定部位が変位しにくくなる。
【００８２】
高剛性部６３は、圧電素子５９に別の部材が設けられることによって実現されてもよい。例えば、図１２（ａ）に示すように、高剛性部６３が、圧電素子５９の上面に形成された駆動電極５２に配置され、駆動電極５２に駆動信号を供給するフレキシブル配線基板６４を接続するための、金属製バンプ６５であってもよい。あるいは、図１２（ｂ）に示すように、高剛性部６３が、圧電素子５９の局部的に厚みの大きい厚肉部６６であってもよい。尚、この厚肉部６６において圧電収縮が生じないようにするために、厚肉部６６の上面には駆動電極５２が形成されていないことが好ましい。また、前述の図１０（ａ）、（ｂ）のように、圧力室４７と駆動電極５２が、振動板５０の特定部位と対向する部分において局所的に幅が狭くなった構成において、さらに、図１１に示す高剛性部６３が設けられてもよい。
【００８３】
２］前記実施形態の駆動電極５２の形状、あるいは、上記１］で例示したような構成など、振動板５０の特定部位に節が生じやすくなるような構造上の工夫がなされていることは必須ではない。例えば、楕円形の圧力室４７の中央部に、一回り小さな楕円形の駆動電極５２が配置されただけの構成であっても、第２駆動信号の周波数ｆ２を、振動板５０を含む積層体６０の二次振動モードの共振周波数に設定することで、振動板５０を二次振動モードで共振させることは十分可能である。
【００８４】
３］インクを加熱する際に、振動板５０の２箇所以上の特定部位に節を生じさせ、振動板５０を三次以上の振動モードで共振させてもよい。但し、三次振動モードなどの奇数次の振動モードでは、節となる前記特定部位が偶数個存在する。従って、偶数個の節の両側でそれぞれ振動板５０が逆方向に変位したときに、相殺されない容積変化が発生するため、圧力室４７の容積が多少変化する。それ故、共振時の圧力室４７の容積変化をできるだけ小さく抑えるには、節の数が奇数個となる、二次や四次などの偶数次の振動モードで振動板５０を共振させることが好ましい。
【００８５】
４］圧電アクチュエータの構成は、前記実施形態のものには限られない。例えば、前記実施形態では、圧電素子５９の上面に駆動電極５２、下面に共通電極５６が配置されているが、駆動電極５２と共通電極５６の配置が上下逆であってもよい。また、前記実施形態では、２層の圧電層５４，５５の下に、金属材料等からなる振動板５０が設けられているが、振動板５０は省略されてもよい。この場合は、２層の圧電層５４，５５のうちの、下層の圧電層５４が、圧力室４７内のインクと接し、インク吐出時にインクを振動させる振動板として機能することになる。
【００８６】
また、前記実施形態では、図３、図４に示すように、振動板５０の上面に、複数の圧力室４７にわたって２層の圧電層５４，５５が形成されており、複数の圧力室４７にそれぞれ対応した複数の圧電素子５９が一体化された構成であった。これに対して、図１３に示すように、振動板５０の上面において、１つの圧力室４７に対応する１つの圧電素子５９が、隣接する他の圧力室４７に対応する圧電素子５９とは分断されていてもよい。例えば、シリコン単結晶で形成された流路ユニットに、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）の振動板５０が設けられ、この振動板５０に、ゾルゲル法等で圧力室４７毎に圧電素子５９がパターニングされた構成であってもよい。
【００８７】
また、前記実施形態の圧電アクチュエータ３４は、ユニモルフ型のアクチュエータであったが、他の圧電アクチュエータであっても本発明を適用することは可能である。
【００８８】
５］圧力室の平面形状は、楕円形状には限られない。円形や矩形、正方形など、様々な形状の圧力室に対しても本発明を適用できる。尚、前記実施形態の楕円形や矩形など、一方向に長い平面形状を有する場合には、長手方向に沿った振動板の変位が圧力室の容積変化に大きく影響する。そのため、インクを加熱する際に、振動板が、圧力室の長手方向において二次以上の振動モードで共振することが好ましい。
【００８９】
以上説明した前記実施形態及びその変更形態は、本発明を、記録用紙にインクを吐出して画像等を印刷するインクジェットプリンタに適用したものであるが、画像等の印刷以外の様々な用途で使用される液体吐出装置においても本発明は適用されうる。例えば、基板に導電性の液体を噴射して、基板表面に導電パターンを形成する液体吐出装置にも、本発明を適用することは可能である。
【符号の説明】
【００９０】
１  インクジェットプリンタ
４  インクジェットヘッド
６  制御装置
３３  流路ユニット
３４  圧電アクチュエータ
４４  ノズル
４７  圧力室
４７ａ，４７ｂ  圧力室部分
４７ｃ  接続流路部
５０  振動板
５０ａ  特定部位
５２  駆動電極
５２ａ，５２ｂ  電極部分
５２ｃ  接続電極部
５９  圧電素子
６３  高剛性部
６４  フレキシブル配線基板
６５  金属製バンプ
６６  厚肉部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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