(57)【要約】      （修正有）【課題】位置の測定精度を高くできる位置測定部を有する積層体、それを用いた液体吐出ヘッドおよび記録装置を提供する。【解決手段】積層体（流路部材４）は、少なくとも３枚以上のプレートが積層されており、位置測定部を有する積層体であって、前記位置測定部は、連続して積層されている２枚の前記プレートを、第１のプレート４ｊおよび第２のプレート４ｋとしたとき、第１のプレート４ｋを貫通している、位置を測定するための第１の開口部７０ａと、第２のプレート４ｊを貫通している、第１の開口部７０ａと重なっており、第１の開口部７０ａよりも平面形状が大きい第２の開口部７０ｂと、第２の開口部７０ｂの、第１の開口部７０ａの反対側を塞ぐように積層されている他のプレート４ｌの一部とを有する。【選択図】図４
2014019073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも３枚以上のプレートが積層されており、位置測定部を有する積層体であって、
前記位置測定部は、連続して積層されている２枚の前記プレートを、第１のプレートおよび第２のプレートとしたとき、
前記第１のプレートを貫通している、位置を測定するための第１の開口部と、
前記第２のプレートを貫通している、前記第１の開口部と重なっており、前記第１の開口部よりも平面形状が大きい第２の開口部と、
前記第２の開口部の、前記第１の開口部の反対側を塞ぐように積層されている他の前記プレートの一部とを有することを特徴とする積層体。
【請求項２】
少なくとも２枚以上のプレートが積層されており、位置測定部を有する積層体であって、
前記位置測定部は、連続して積層されている２枚の前記プレートを、第１のプレートおよび第２のプレートとしたとき、
前記第１のプレートを貫通している、位置を測定するための第１の開口部と、
前記第２のプレートの前記第１のプレート側に設けられている、前記第１の開口部と重なっており、前記第１の開口部よりも平面形状が大きい凹部とを有することを特徴とする積層体。
【請求項３】
少なくとも２枚以上のプレートが積層されており、位置測定部を有する積層体であって、
前記位置測定部は、
１枚の前記プレートを貫通している貫通孔の、当該プレートの一方の面に開口している、位置を測定するための第１の開口部と、
前記貫通孔の、前記第１の開口部と反対側の開口であり、前記第１の開口部と重なっていて、前記第１の開口部よりも平面形状が大きい第２の開口部と、
前記第２の開口部を塞ぐように積層されている他の前記プレートの一部とを有することを特徴とする積層体。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の積層体と、複数の加圧部とを有する液体吐出ヘッドであって、
前記積層体は、積層方向の端の前記プレートに複数の吐出孔を有するとともに、内部に該複数の吐出孔とそれぞれ繋がっている複数の加圧室を有し、
前記複数の加圧部は、前記複数の加圧室をそれぞれ加圧可能であり、
前記位置測定部は、前記第１の開口部を、前記複数の吐出孔を有する前記プレートと反対側の積層方向に向けて配置されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記位置合わせ部の前記第１の開口が複数個開口している前記プレートが２枚以上積層されており、当該２枚以上のプレートの前記第１の開口の平面方向の重心の位置が一致していることを特徴とする請求項４に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記位置測定部の前記第１の開口部から、前記複数の吐出孔を有する前記プレートと反対側の積層方向にある前記プレートに、前記第１の開口部が見えるように孔が開口していることを特徴とする請求項４または５に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれかに記載の液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、液体吐出ヘッド制御する制御部とを備えていることを特徴とする記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置の測定精度を高くできる位置測定部を有する積層体に関し、それを用いた液体吐出ヘッドおよび記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、インクジェットプリンタやインクジェットプロッタなどの、インクジェット記録方式を利用した印刷装置が、一般消費者向けのプリンタだけでなく、例えば電子回路の形成や液晶ディスプレイ用のカラーフィルタの製造、有機ＥＬディスプレイの製造といった工業用途にも広く利用されている。
【０００３】
このようなインクジェット方式の印刷装置には、液体を吐出させるための液体吐出ヘッドが印刷ヘッドとして搭載されている。この種の印刷ヘッドには、インクが充填されたインク流路内に加圧手段としてのヒータを備え、ヒータによりインクを加熱、沸騰させ、インク流路内に発生する気泡によってインクを加圧し、インク吐出孔より、液滴として吐出させるサーマルヘッド方式と、インクが充填されるインク流路の一部の壁を変位素子によって屈曲変位させ、機械的にインク流路内のインクを加圧し、インク吐出孔より液滴として吐出させる圧電方式が一般的に知られている。
【０００４】
また、このような液体吐出ヘッドには、記録媒体の搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に液体吐出ヘッドを移動させつつ記録を行なうシリアル式、および記録媒体より主走査方向に長い液体吐出ヘッドを固定した状態で、副走査方向に搬送されてくる記録媒体に記録を行なうライン式がある。ライン式は、シリアル式のように液体吐出ヘッドを移動させる必要がないので、高速記録が可能であるという利点を有する。
【０００５】
シリアル式、ライン式のいずれの方式の液体吐出ヘッドであっても、液滴を高い密度で印刷するには、液体吐出ヘッドに形成されている、液滴を吐出する吐出孔の密度を高くする必要がある。
【０００６】
そこでヘッド本体を、マニホールド（共通流路）およびマニホールドから複数の加圧室をそれぞれ介して繋がる吐出孔を有した流路部材と、前記加圧室をそれぞれ覆うように設けられた複数の変位素子を有するアクチュエータユニットとを積層して構成したが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。この流路部材は、マニホールドや加圧室となる複数の孔を開けたプレートを複数積層した積層体で構成されている。このような積層体を作製するために、プレートに位置合わせ用の孔が開けられたり、作製した後に積層精度を測定できるように、位置測定用の孔が開けられたりする。このような孔としては、積層方向に直径が徐々に大きくなる孔が同心円状に積み重なって、すり鉢状になっているものが知られている（例えば、特許文献２を参照。）。また、積層体を貫通する孔を設け、貫通する孔のうちの１枚のプレートの孔の径を小さくし、透過する光で、そのプレートの位置を測定するものが知られている（例えば、特許文献２を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−５２２５６２号公報
【特許文献２】特開２００８−２６５３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、すり鉢状の測定孔は、原理的には、多数のプレートの測定を１カ所で行なえるものではあるが、実際には、測定する部位のコントラストが十分でなく、孔のエッジ部分を測定するのが難しかった。また、積層体を貫通する測定孔を設けると、吐出孔の形成されたプレートにも多数の孔が開口した状態になるので、印刷時に、ミストとして漂っていたインクなどが、その孔に溜まることで、印刷に影響を与えるおそれがあった。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、位置の測定精度を高くできる位置測定部を有する積層体、それを用いた液体吐出ヘッドおよび記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の積層体は、少なくとも３枚以上のプレートが積層されており、位置測定部を有する積層体であって、前記位置測定部は、連続して積層されている２枚の前記プレートを、第１のプレートおよび第２のプレートとしたとき、前記第１のプレートを貫通している、位置を測定するための第１の開口部と、前記第２のプレートを貫通している、前記第１の開口部と重なっており、前記第１の開口部よりも平面形状が大きい第２の開口部と、前記第２の開口部の、前記第１の開口部と反対側を塞ぐように積層されている他の前記プレートの一部とを有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の積層体は、少なくとも２枚以上のプレートが積層されており、位置測定部を有する積層体であって、前記位置測定部は、連続して積層されている２枚の前記プレートを、第１のプレートおよび第２のプレートとしたとき、前記第１のプレートを貫通している、位置を測定するための第１の開口部と、前記第２のプレートの前記第１のプレート側に設けられている、前記第１の開口部と重なっており、前記第１の開口部よりも平面形状が大きい凹部とを有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の積層体は、少なくとも２枚以上のプレートが積層されており、位置測定部を有する積層体であって、前記位置測定部は、１枚の前記プレートを貫通している貫通孔の、当該プレートの一方の面に開口している、位置を測定するための第１の開口部と、前記貫通孔の、前記第１の開口部と反対側の開口であり、前記第１の開口部と重なっており、前記第１の開口部よりも平面形状が大きい第２の開口部と、前記第２の開口部を塞ぐように積層されている他の前記プレートの一部とを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の液体吐出ヘッドは、前記積層体と、複数の加圧部とを有する液体吐出ヘッドであって、前記積層体は、積層方向の端の前記プレートに複数の吐出孔を有するとともに、内部に該複数の吐出孔とそれぞれ繋がっている複数の加圧室を有し、前記複数の加圧部は、前記複数の加圧室をそれぞれ加圧可能であり、前記位置測定部は、前記第１の開口部を、前記複数の吐出孔を有する前記プレートと反対側の積層方向に向けて配置されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の記録装置は、前記液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、液体吐出ヘッド制御する制御部とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の積層体によれば、第１の開口部の下側に、第１の開口部よりも平面方向に広い空間が広がっているので、第１の開口部のエッジ部と第１の開口部の中とのコントラストが高くなり、第１の開口部の位置測定が容易になる。また、位置測定部に貫通孔を設ける必要がなくなるので、積層体の一方の主面に必要用の低い孔を開けなくてもよくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る液体吐出ヘッドを含む記録装置であるカラーインクジェットプリンタの概略構成図である。
【図２】図１の液体吐出ヘッドを構成する吐出ヘッド本体の平面図である。
【図３】図１の液体吐出ヘッドの部分縦断面図である。
【図４】（ａ）は、図１の液体吐出ヘッドに含まれている流路部材の部分縦断面図であり、（ｂ）および（ｃ）は、本発明の他の実施形態における流路部材の部分縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態による液体吐出ヘッドを含む記録装置であるカラーインクジェットプリンタの概略構成図である。このカラーインクジェットプリンタ１（以下、プリンタ１とする）は、４つの液体吐出ヘッド２を有している。これらの液体吐出ヘッド２は、印刷用紙Ｐの搬送方向に沿って並べられ、プリンタ１に固定されている液体吐出ヘッド２は、図１の手前から奥へ向かう方向に細長い長尺形状を有している。この長い方向を長手方向と呼ぶことがある。
【００１８】
プリンタ１には、印刷用紙Ｐの搬送経路に沿って、給紙ユニット１１４、搬送ユニット１２０および紙受け部１１６が順に設けられている。また、プリンタ１には、液体吐出ヘッド２や給紙ユニット１１４などのプリンタ１の各部における動作を制御するための制御部１００が設けられている。
【００１９】
給紙ユニット１１４は、複数枚の印刷用紙Ｐを収容することができる用紙収容ケース１１５と、給紙ローラ１４５とを有している。給紙ローラ１４５は、用紙収容ケース１１５に積層して収容された印刷用紙Ｐのうち、最も上にある印刷用紙Ｐを１枚ずつ送り出すことができる。
【００２０】
給紙ユニット１１４と搬送ユニット１２０との間には、印刷用紙Ｐの搬送経路に沿って、二対の送りローラ１１８ａおよび１１８ｂ、ならびに、１１９ａおよび１１９ｂが配置されている。給紙ユニット１１４から送り出された印刷用紙Ｐは、これらの送りローラによってガイドされて、さらに搬送ユニット１２０へと送り出される。
【００２１】
搬送ユニット１２０は、エンドレスの搬送ベルト１１１と２つのベルトローラ１０６および１０７を有している。搬送ベルト１１１は、ベルトローラ１０６および１０７に巻き掛けられている。搬送ベルト１１１は、２つのベルトローラに巻き掛けられたとき所定の張力で張られるような長さに調整されている。これによって、搬送ベルト１１１は、２つのベルトローラの共通接線をそれぞれ含む互いに平行な２つの平面に沿って、弛むことなく張られている。これら２つの平面のうち、液体吐出ヘッド２に近い方の平面が、印刷用紙Ｐを搬送する搬送面１２７である。
【００２２】
ベルトローラ１０６には、図１に示されるように、搬送モータ１７４が接続されている。搬送モータ１７４は、ベルトローラ１０６を矢印Ａの方向に回転させることができる。また、ベルトローラ１０７は、搬送ベルト１１１に連動して回転することができる。したがって、搬送モータ１７４を駆動してベルトローラ１０６を回転させることにより、搬送ベルト１１１は、矢印Ａの方向に沿って移動する。
【００２３】
ベルトローラ１０７の近傍には、ニップローラ１３８とニップ受けローラ１３９とが、搬送ベルト１１１を挟むように配置されている。ニップローラ１３８は、図示しないバネによって下方に付勢されている。ニップローラ１３８の下方のニップ受けローラ１３９は、下方に付勢されたニップローラ１３８を、搬送ベルト１１１を介して受け止めている。２つのニップローラは回転可能に設置されており、搬送ベルト１１１に連動して回転する。
【００２４】
給紙ユニット１１４から搬送ユニット１２０へと送り出された印刷用紙Ｐは、ニップローラ１３８と搬送ベルト１１１との間に挟み込まれる。これによって、印刷用紙Ｐは、搬送ベルト１１１の搬送面１２７に押し付けられ、搬送面１２７上に固着する。そして、印刷用紙Ｐは、搬送ベルト１１１の回転に従って、液体吐出ヘッド２が設置されている方向へと搬送される。なお、搬送ベルト１１１の外周面１１３に粘着性のシリコンゴムによる処理を施してもよい。これにより、印刷用紙Ｐを搬送面１２７に確実に固着させることができる。
【００２５】
液体吐出ヘッド２は、下端にヘッド本体２ａを有している。ヘッド本体２ａの下面は、液体を吐出する多数の吐出孔が設けられている吐出孔面４−１となっている。
【００２６】
１つの液体吐出ヘッド２に設けられた液体吐出孔８からは、同じ色の液滴（インク）が吐出されるようになっている。各液体吐出ヘッド２には図示しない外部液体タンクから液体が供給される。各液体吐出ヘッド２の液体吐出孔８は、液体吐出孔面に開口しており、一方方向（印刷用紙Ｐと平行で印刷用紙Ｐの搬送方向に直交する方向であり、液体吐出ヘッド２の長手方向）に等間隔で配置されているため、一方方向に隙間なく印刷することができる。各液体吐出ヘッド２から吐出される液体の色は、例えば、それぞれ、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）である。各液体吐出ヘッド２は、液体吐出ヘッド本体１３の下面と搬送ベルト１１１の搬送面１２７との間にわずかな隙間をおいて配置されている。
【００２７】
搬送ベルト１１１によって搬送された印刷用紙Ｐは、液体吐出ヘッド２と搬送ベルト１１１との間の隙間を通過する。その際に、液体吐出ヘッド２を構成するヘッド本体２ａから印刷用紙Ｐの上面に向けて液滴が吐出される。これによって、印刷用紙Ｐの上面には、制御部１００によって記憶された画像データに基づくカラー画像が形成される。
【００２８】
搬送ユニット１２０と紙受け部１１６との間には、剥離プレート１４０と二対の送りローラ１２１ａおよび１２１ｂならびに１２２ａおよび１２２ｂとが配置されている。カラー画像が印刷された印刷用紙Ｐは、搬送ベルト１１１によって剥離プレート１４０へと搬送される。このとき、印刷用紙Ｐは、剥離プレート１４０の右端によって、搬送面１２７から剥離される。そして、印刷用紙Ｐは、送りローラ１２１ａ〜１２２ｂによって、紙受け部１１６に送り出される。このように、印刷済みの印刷用紙Ｐが順次紙受け部１１６に送られ、紙受け部１１６に重ねられる。
【００２９】
なお、印刷用紙Ｐの搬送方向について最も上流側にある液体吐出ヘッド２とニップローラ１３８との間には、紙面センサ１３３が設置されている。紙面センサ１３３は、発光素子および受光素子によって構成され、搬送経路上の印刷用紙Ｐの先端位置を検出することができる。紙面センサ１３３による検出結果は制御部１００に送られる。制御部１００は、紙面センサ１３３から送られた検出結果により、印刷用紙Ｐの搬送と画像の印刷とが同期するように、液体吐出ヘッド２や搬送モータ１７４等を制御することができる。
【００３０】
次に、本発明の液体吐出ヘッド２について説明する。図２は、ヘッド本体２ａの平面図である。図３は、図２の吐出ヘッド２に含まれている、一つの液体吐出素子を含む部分縦断面図である。図４（ａ）は、図２の吐出ヘッド２に含まれている流路部材４の位置測定部７の部分縦断面図である。
【００３１】
液体吐出ヘッド２は、ヘッド本体２ａ以外にリザーバや、金属製の筐体を含んでいる。また。ヘッド本体２ａは、流路部材４と、変位素子（加圧部）３０が作り込まれている圧電アクチュエータ基板２１とを含んでいる。
【００３２】
ヘッド本体２ａを構成する流路部材４は、共通流路であるマニホールド５と、マニホールド５と繋がっている複数の加圧室１０と、複数の加圧室１０とそれぞれ繋がっている複数の吐出孔８とを備えている。加圧室１０は流路部材４の上面に開口しており、流路部材４の上面が加圧室面４−２となっている。また、流路部材４の上面にはマニホールド５と繋がる開口５ａを有し、この開口５ａより液体が供給されるようになっている。さらに、流路部材４には、加圧室面４−２の方向から位置が測定できるように位置測定部７０が設けられている。
【００３３】
また、流路部材４の上面には、変位素子３０を含む圧電アクチュエータ基板２１が接合されており、各変位素子３０が加圧室１０上に位置するように設けられている。また、圧電アクチュエータ基板２１には、各変位素子３０に信号を供給するためのＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）などの信号伝達部９２が接続されている。図２には、２つの信号伝達部９２が圧電アクチュエータ基板２１に繋がる状態が分かるように、信号伝達部９２の圧電アクチュエータ２１に接続される付近の外形を点線で示した。圧電アクチュエータ２１に電気的に接続されている、信号伝達部９２に形成されている電極は、信号伝達部９２の端部に、矩形状に配置されている。２つの信号伝達部９２は、圧電アクチュエータ基板２１の短手方向の中央部にそれぞれの端がくるように接続されている。２つの信号伝達部９２は、中央部から圧電アクチュエータ基板２１の長辺に向かって伸びている。
【００３４】
また、信号伝達部９２にはドライバＩＣが実装されている。ドライバＩＣは金属製の筐体に押し付けられるように実装されており、ドライバＩＣの熱は、金属製の筐体に伝わり、外部に放散される。圧電アクチュエータ基板２１上の変位素子３０を駆動する駆動信号は、ドライバＩＣ内で生成される。駆動信号の生成を制御する信号は、制御部１００で生成され、信号伝達部９２の圧電アクチュエータ基板２１と接続された側と反対側の端から入力される。制御部１００と信号伝達部９２との間には、必要に応じて、液体吐出ヘッド２内に回路基板などが設けられる。
【００３５】
ヘッド本体２ａは、平板状の流路部材４と、流路部材４上に接続された変位素子３０を含む圧電アクチュエータ基板２１を１つ有している。圧電アクチュエータ基板２１の平面形状は長方形状であり、その長方形の長辺が流路部材４の長手方向に沿うように流路部材４の上面に配置されている。
【００３６】
流路部材４の内部には２つのマニホールド５が形成されている。マニホールド５は流路部材４の長手方向の一端部側から、他端部側に延びる細長い形状を有しており、その両端部において、流路部材４の上面に開口しているマニホールドの開口５ａが形成されている。マニホールド５の両端部から流路部材４へ液体を供給することにより、液体の供給不足が起り難くできる。また、マニホールド５の一端から供給する場合と比較して、マニホールド５を液体が流れる際に生じる圧力損失の差を約半分にできるため、液体吐出特性のばらつきを少なくできる。さらに、圧力損失の差を少なくするために、マニホールド５の中央付近で供給したり、マニホールド５の途中の数か所から供給することも考えられるが、そのような構造では液体吐出ヘッド２の幅が大きくなり、吐出孔８の配置の液体吐出ヘッド２の幅方向への広がりも大きくなってしまう。そのような配置は、液体吐出ヘッド２をプリンタ１に取り付ける角度のずれが印刷結果に与える影響が大きくなるので好ましくない。複数の液体吐出ヘッド２を用いて印刷する場合においても、複数の液体吐出ヘッド２の全体の吐出孔８が配置されている面積が広がるので、複数の液体吐出ヘッド２の相対的な位置の精度が印刷結果に与える影響が大きくなるので好ましくない。そのため、液体吐出ヘッド２の幅を小さくしつつ、圧力損失の差を少なくするためには、マニホールド５の両端から供給するのが好ましい。
【００３７】
また、マニホールド５は、少なくとも加圧室１０に繋がっている領域である長さ方向の中央部分が、幅方向に間隔を開けて設けられた隔壁１５で仕切られている。隔壁１５は、加圧室１０に繋がっている領域である長さ方向の中央部分では、マニホールド５と同じ高さを有し、マニホールド５を複数の副マニホールド５ｂに完全に仕切っている。このようにすることで、平面視したときに、隔壁１５と重なるように、吐出孔８および吐出孔８から加圧室１０に繋がっているディセンダを設けることができる。
【００３８】
図２では、マニホールド５の両端部を除く全体が隔壁１５で仕切られている。このようにする以外に、両端部のうちのどちらかの一端部以外が隔壁１５で仕切られているようにしてもよい。また、流路部材４の上面に開口している開口５ａ付近のみが仕切られておらず、開口５ａから流路部材４の深さ方向に向かう間に隔壁が設けられるようにしてもよい。いずれにしても、仕切られていない部分があることにより、流路抵抗が小さくなり、液体の供給量を多くできるので、マニホールド５の両端部が隔壁１５で仕切られていないのが好ましい。
【００３９】
複数に分けられた部分のマニホールド５を副マニホールド５ｂと呼ぶことがある。本実施例においては、マニホールド５は独立して２本設けられており、それぞれの両端部に開口５ａが設けられている。また、１つのマニホールド５には、７つの隔壁１５が設けられており、８つの副マニホールド５ｂに分けられている。副マニホールド５ｂの幅は、隔壁１５の幅より大きくなっており、これにより副マニホールド５ｂに多くの液体を流すことができる。また、７つの隔壁１５は、幅方向の中央に近いほど、長さが長くなっており、マニホールド５の両端において、幅方向の中央に近い隔壁１５ほど、隔壁１５の端がマニホールド５の端に近くなっている。これにより、マニホールド５の外側の壁により生じる流路抵抗と、隔壁１５により生じる流路抵抗との間のバランスがとれ、各副マニホールド５ｂのうち、加圧室１０に繋がる部分である個別供給流路１４が形成されている領域の端における液体の圧力差を少なくできる。この個別供給流路１４での圧力差は、加圧室１０内の液体に加わる圧力差につながるため、個別供給流路１４での圧力差を少なくすれば、吐出ばらつきを低減できる。
【００４０】
副マニホールド５ｂの中には、幅方向に横切るように支持体が設けられている。支持体は、隣接する隔壁１５同士を繋ぐか、最も端の隔壁１５とマニホールド５の壁とを繋いでいる。流路部材４は、平板状のプレート４ａ〜ｌが積層された構造をしており、製造工程において、支持体は、隔壁１５となる仕切り部を支えている。このような構造をしていることにより、プレート４ａ〜ｌを積層するだけで、各流路が作り込まれた流路部材４を作製することができる。本実施形態においては、仕切り部は、支持体がないとプレートから脱落してしまう。また、仕切り部の長さ方向の端部がプレートに繋がっている構造にすれば、仕切り部が脱落することはないが、一方方向に長い副マニホールド５ｂを仕切る隔壁１５となる仕切り部は、支持体１７がないと、副マニホールド５ｂの幅方向に積層ずれを生じ易い。そのため。副マニホールド５ｂを幅方向に横切るように支持体を設けることで、流路の製造精度を高くすることができる。
【００４１】
流路部材４は、複数の加圧室１０が２次元的に広がって形成されている。加圧室１０は、角部にアールが施されたほぼ菱形の平面形状を有する中空の領域である。
【００４２】
加圧室１０は１つの副マニホールド５ｂと個別供給流路１４を介して繋がっている。１つの副マニホールド５ｂに沿うようにして、この副マニホールド５ｂに繋がっている加圧室１０の列である加圧室列が、副マニホールド５ｂの両側に１列ずつ、合計２列設けられている。したがって、１つのマニホールド５に対して、１６列の加圧室が設けられており、ヘッド本体２ａ全体では３２列の加圧室列が設けられている。各加圧室列における加圧室１０の長手方向の間隔は同じであり、例えば、３７．５ｄｐｉの間隔となっている。
【００４３】
１つのマニホールド５に繋がっている加圧室１０は、矩形状の圧電アクチュエータ基板２１の各外辺に沿った行および列をなす格子上に配置されている。これにより、圧電アクチュエータ基板２１の外辺から、加圧室１０の上に形成されている個別電極２５が等距離に配置されることになるので、個別電極２５を形成する際に、圧電アクチュエータ基板２１に変形が生じ難くできる。圧電アクチュエータ基板２１と流路部材４とを接合する際に、この変形が大きいと外辺に近い変位素子３０に応力が加わり、変位特性にばらつきが生じるおそれがあるが、変形を少なくすることで、そのばらつきを低減できる。また、最も外辺に近い加圧室列の外側にダミー加圧室１６のダミー加圧室列が設けられているために、変形の影響をより受け難くできる。加圧室列に属する加圧室１０は等間隔で配置されており、加圧室列に対応する個別電極２５も等間隔で配置されている。加圧室列は短手方向に等間隔で配置されており、加圧室列に対応する個別電極２５の列も短手方向に等間隔で配置されている。これにより、特にクロストークの影響が大きくなる部位をなくすことができる。
【００４４】
本実施例では、加圧室１０は格子状に配置したが、隣接する圧室列１１に属する加圧室１０の間に角部が位置するように千鳥状に配置してもよい。このようにすると、隣接加圧室列に属する加圧室１０の間の距離がより長くなるので、よりクロストークを抑制できる。
【００４５】
加圧室列をどのように並べるかによらず、流路部材４を平面視したとき、１つの加圧室列に属する加圧室１０が、隣接する加圧室列に属する加圧室１０と、液体吐出ヘッド２の長手方向において、重ならないように配置することにより、クロストークを抑制できる。一方、加圧室列の間の距離を離すと、液体吐出ヘッド２の幅が大きくなるので、プリンタ１に対する液体吐出ヘッド２の設置角度の精度や、複数の液体吐出ヘッド２を使用する際の、液体吐出ヘッド２の相対位置の精度が印刷結果に与える影響が大きくなる。そこで、隔壁１５の幅を副マニホールド５ｂよりも小さくすることで、それらの精度が印刷結果に与える影響を少なくできる。
【００４６】
１つの副マニホールド５ｂに繋がっている加圧室１０は、２列の加圧室列をなしており、１つの加圧室列に属する加圧室１０から繋がっている吐出孔８は、１つの吐出孔列をなしている。２列の加圧室列に属する加圧室１０に繋がっている吐出孔８はそれぞれ、副マニホールド５ｂの異なる側に開口している。隔壁１５には、２列の吐出孔列が設けられているが、それぞれの吐出孔列に属する吐出孔８は、吐出孔８に近い側の副マニホールド５ｂに加圧室１０を介して繋がっている。隣接する副マニホールド５ｂに加圧室列を介して繋がっている吐出孔８と液体吐出ヘッド２の長手方向において重ならないように配置されていると、加圧室１０と吐出孔８とを繋ぐ流路間のクロストークが抑制できるので、さらにクロストークを少なくすることができる。加圧室１０と吐出孔８とを繋ぐ流路全体が、液体吐出ヘッド２の長手方向において重ならないように配置されていると、さらにクロストークを少なくすることができる。
【００４７】
また、平面視において、加圧室１０と副マニホールド５ｂとが重なるように配置することにより、液体吐出ヘッド２の幅を小さくできる。加圧室１０の面積に対する、重なっている面積の割合が８０％以上、さらに９０％以上にすることで、液体吐出ヘッド２の幅をより小さくできる。また、加圧室１０と副マニホールド５ｂとが重なっている部分の加圧室１０の底面は、副マニホールド５ｂと重なっていない場合と比較して剛性が低くなっており、その差により吐出特性がばらつくおそれがある。加圧室１０全体の面積に対する、副マニホールド５ｂと重なっている加圧室１０の面積の割合を、各加圧室１０で略同じにすることで、加圧室１０を構成する底面の剛性が変わることによる吐出特性のばらつきを少なくすることができる。ここで略同じとは、面積の割合の差が、１０％以下、特に５％
以下であることを言う。
【００４８】
１つのマニホールド５に繋がっている複数の加圧室１０により加圧室群が構成されており、マニホールド５が２つあるため、加圧室群は２つある。各加圧室群内における吐出に関わる加圧室１０の配置は同じで、短手方向に平行移動させた配置されている。これらの加圧室１０は、流路部材４の上面における圧電アクチュエータ基板２１に対向する領域に、加圧室群間などの少し間隔が広くなった部分があるものの、ほぼ全面にわたって配列されている。つまり、これらの加圧室１０によって形成された加圧室群は圧電アクチュエータ基板２１とほぼ同一の大きさおよび形状の領域を占有している。また、各加圧室１０の開口は、流路部材４の上面に圧電アクチュエータ基板２１が接合されることで閉塞されている。
【００４９】
加圧室１０の個別供給流路１４が繋がっている角部と対向する角部からは、流路部材４の下面の吐出孔面４−１に開口している吐出孔８に繋がるディセンダが伸びている。ディセンダは、平面視において、加圧室１０から離れる方向に伸びている。より具体的には、加圧室１０の長い対角線に沿う方向に離れつつ、その方向に対して左右にずれながら伸びている。これにより、加圧室１０は各加圧室列内での間隔が３７．５ｄｐｉになっている格子状の配置にしつつ、吐出孔８は、全体で１２００ｄｐｉの間隔で配置することができる。
【００５０】
これは別の言い方をすると、流路部材４の長手方向に平行な仮想直線に対して直交するように吐出孔８を投影すると、仮想直線のある範囲に、各マニホールド５に繋がっている１６個の吐出孔８、全部で３２個の吐出孔８が、１２００ｄｐｉの等間隔となっているということである。これにより、全てのマニホールド５に同じ色のインクを供給することで、全体として長手方向に１２００ｄｐｉの解像度で画像が形成可能となる。また、１つのマニホールド５に繋がっている１個の吐出孔８は、上述の仮想直線の範囲で６００ｄｐｉの等間隔になっている。これにより、各マニホールド５に異なる色のインクを供給することで、全体として長手方向に６００ｄｐｉの解像度で２色の画像が形成可能となる。この場合、２つの液体吐出ヘッド２を用いれば、６００ｄｐｉの解像度で４色の画像が形成可能となり、６００ｄｐｉで印刷可能な液体吐出ヘッドを用いるよりも、印刷精度が高くなり、印刷のセッティングも簡単にできる。
【００５１】
さらに、液体吐出ヘッド２には、マニホールドの開口５ａからの液体の供給を安定させるように流路部材４に、リザーバを接合してもよい。リザーバには、外部から供給された液体を分岐させて、２つの開口５ａに繋がる流路が設けられることにより、２つの開口に液体を安定して供給できる。分岐してからの流路長をほぼ等しくすることで、外部から供給される液体の温度変動や圧力変動が、マニホールド５の両端の開口５ａに、少ない時間差で伝わるため、液体吐出ヘッド２内の液滴の吐出特性のばらつきをより少なくできる。リザーバにダンパを設けることで、さらに液体の供給が安定化できる。さらに、液体中の異物などが流路部材４に向かうのを抑制するように、フィルタを設けてもよい。またさらに、流路部材４に向かう液体の温度を安定化させるようにヒータを設けてもよい。
【００５２】
圧電アクチュエータ基板２１の上面における各加圧室１０に対向する位置には個別電極２５がそれぞれ形成されている。個別電極２５は、加圧室１０より一回り小さく、加圧室１０とほぼ相似な形状を有している個別電極本体２５ａと、個別電極本体２５ａから引き出されている引出電極２５ｂとを含んでおり、個別電極２５は、加圧室１０と同じように、個別電極列および個別電極群を構成している。また、圧電アクチュエータ基板２１の上面には、共通電極２４とビアホールを介して電気的に接続されている共通電極用表面電極が形成されている。共通電極用表面電極は、圧電アクチュエータ基板２１の短手方向の中央部に、長手方向に沿うように２列形成され、また、長手方向の端近くで短手方向に沿っ
て１列形成されている。図示した、共通電極用表面電極は直線上に断続的に形成されたものであるが、直線上に連続的に形成してもよい。
【００５３】
圧電アクチュエータ基板２１は、後述のようにビアホールを形成した圧電セラミック層２１ａ、共通電極２４、圧電セラミック層２１ｂを積層し、焼成した後、個別電極２５および共通電極用表面電極を同一工程で形成するのが好ましい。個別電極２５と加圧室１０との位置ばらつきは吐出特性に大きく影響を与えこと、個別電極２５を形成した後、焼成すると圧電アクチュエータ基板２１に反りが生じるおそれがあり、反りが生じた圧電アクチュエータ基板２１を流路部材４に接合すると、圧電アクチュエータ基板２１に応力が加わった状態になり、その影響で変位がばらつくおそれがあることから、個別電極２５は、焼成後に形成される。共通電極用表面電極も同様に反りを生じされるおそれがあることと、個別電極２５と同時に形成した方が、位置精度が高くなり、工程も簡略化できるので、個別電極２５と共通電極用表面電極は同一工程で形成される。
【００５４】
このような圧電アクチュエータ基板２１を焼成する際に生じるおそれのある、焼成収縮によるビアホールの位置ばらつきは、主に圧電アクチュエータ基板２１の長手方向に生じるので、共通電極用表面電極が偶数個あるマニホールド５の中央、別の言い方をすれば、圧電アクチュエータ基板２１の短手方向の中央に設けられており、共通電極用表面電極が圧電アクチュエータ基板２１の長手方向に長い形状をしていることにより、ビアホールと共通電極用表面電極とが位置ずれにより電気的に接続されなくなることを抑制できる。
【００５５】
圧電アクチュエータ基板２１には、２枚の信号伝達部９２が、圧電アクチュエータ基板２１の２つの長辺側から、それぞれ中央に向かうように配置され、接合される。その際、圧電アクチュエータ基板２１ａの引出電極２５ｂおよび共通電極用表面電極の上に、それぞれ、接続電極２６および共通電極用接続電極を形成して接続することで、接続が容易になる。また、その際、共通電極用表面電極および共通電極用接続電極の面積を接続電極２６の面積よりも大きくすれば、信号伝達部９２の端部（先端および圧電アクチュエータ基板２１の長手方向の端）にける接続が、共通電極用表面電極上の接続により強くできるので、信号伝達部９２が端からはがれ難くできる。
【００５６】
また、吐出孔８は、流路部材４の下面側に配置されたマニホールド５と対向する領域を避けた位置に配置されている。さらに、吐出孔８は、流路部材４の下面側における圧電アクチュエータ基板２１と対向する領域内に配置されている。これらの吐出孔８は、１つの群として圧電アクチュエータ基板２１とほぼ同一の大きさおよび形状の領域を占有しており、対応する圧電アクチュエータ基板２１の変位素子３０を変位させることにより吐出孔８から液滴が吐出できる。
【００５７】
ヘッド本体２ａに含まれる流路部材４は、複数のプレートが積層された積層構造を有している。これらのプレートは、流路部材４の上面から順に、キャビティプレート４ａ、ベースプレート４ｂ、アパーチャ（しぼり）プレート４ｃ、サプライプレート４ｄ、マニホールドプレート４ｅ〜ｊ、カバープレート４ｋおよびノズルプレート４ｌである。これらのプレートには多数の孔が形成されている。各プレートの厚さは１０〜３００μｍ程度であることにより、形成する孔の形成精度を高くできる。各プレートは、これらの孔が互いに連通して個別流路１２およびマニホールド５を構成するように、位置合わせして積層されている。ヘッド本体２ａは、加圧室１０は流路部材４の上面に、マニホールド５は内部の下面側に、吐出孔８は下面にと、個別流路１２を構成する各部分が異なる位置に互いに近接して配設され、加圧室１０を介してマニホールド５と吐出孔８とが繋がる構成を有している。
【００５８】
各プレートに形成された、吐出に関わる孔について説明する。これらの孔には、次のよ
うなものがある。第１に、キャビティプレート４ａに形成された加圧室１０である。第２に、加圧室１０の一端からマニホールド５へと繋がる個別供給流路１４を構成する連通孔である。この連通孔は、ベースプレート４ｂ（詳細には加圧室１０の入り口）からサプライプレート４ｃ（詳細にはマニホールド５の出口）までの各プレートに形成されている。なお、この個別供給流路１４には、アパーチャプレート４ｃに形成されている、流路の断面積が小さくなっている部位であるしぼり６が含まれている。
【００５９】
第３に、加圧室１０の他端から吐出孔８へと連通する流路を構成する連通孔であり、この連通孔は、以下の記載においてディセンダ（部分流路）と呼称される。ディセンダは、ベースプレート４ｂ（詳細には加圧室１０の出口）からノズルプレート４ｌ（詳細には吐出孔８）までの各プレートに形成されている。ノズルプレート４ｌの孔は、吐出孔８として、流路部材４の外部に開口している径が、例えば１０〜４０μｍのもので、内部に向かって径が大きくなっていくものが開けられている。第４に、マニホールド５を構成する連通孔である。この連通孔は、マニホールドプレート４ｅ〜ｊに形成されている。マニホールドプレート４ｅ〜ｊには、副マニホールド５ｂを構成するように隔壁１５となる仕切り部が残るように孔が形成されている。各マニホールドプレート４ｅ〜ｊにおける仕切り部は、ハーフエッチングした支持部で各マニホールドプレート４ｅ〜ｊと繋がった状態にされる。
【００６０】
第１〜４の連通孔が相互に繋がり、マニホールド５からの液体の流入口（マニホールド５の出口）から吐出孔８に至る個別流路１２を構成している。マニホールド５に供給された液体は、以下の経路で吐出孔８から吐出される。まず、マニホールド５から上方向に向かって、個別供給流路１４に入り、しぼり６の一端部に至る。次に、しぼり６の延在方向に沿って水平に進み、しぼり６の他端部に至る。そこから上方に向かって、加圧室１０の一端部に至る。さらに、加圧室１０の延在方向に沿って水平に進み、加圧室１０の他端部に至る。そこから少しずつ水平方向に移動しながら、主に下方に向かい、下面に開口した吐出孔８へと進む。
【００６１】
次に各プレートの積層精度を測定することのできる位置測定部７０について説明する。位置測定部７０は、積層精度を測定する以外に、製造工程における位置決めや、ヘッド本体２ａの位置決めなどの他の位置測定に用いてもよい。
【００６２】
位置測定部７０は、基本的には、すべてのプレートの位置がそれぞれ測定できるように設けるのが好ましいが、本実施形態の位置測定部７０は、下から３枚目のプレート４ｊより上のプレートしか測定できないので、プレート４ｋ、４ｌについては別の形態の位置測定部７０設けられている。
【００６３】
流路部材４には、位置測定部７０は、本発明の実施形態のものとそうでないものとを合わせて、各プレートを測定するもの２個ずつ、合計で２４個設けられている。１つのプレートを測定する位置測定部７０は、加圧室１０が設けられている領域を長手方向に延長した範囲の両端に１個ずつ設けられている。長手方向の両端に設けられていることにより、プレートの全体を代表となる位置が測定できる。測定精度を高くするためには、２つの位置測定部７０の間隔は、２．５ｃｍ以上、好ましくは５ｃｍ以上に、特に１０ｃｍ以上にするのがよい。図２の上側にある位置測定部７０は、右から順に、プレート４ａ、プレート４ｂ・・・プレート４ｌを測定するためのものであり、図２の下側にある位置測定部７０は、左から順に、プレート４ａ、プレート４ｂ・・・プレート４ｌを測定するためのものである。したがって、プレート４ａを測定する２個の位置測定部７０（の測定する部分）の平面方向の重心は、流路部材の中央になる。プレート４ｂ〜４４ｌを測定する２個の位置測定部７０（の測定する部分）の平面方向の重心も同様に、流路部材の中央になり、これらに位置は一致する。これにより、位置測定部７０の位置を測定して平均すれば、プ
レート４ａ〜４ｌの相対的な位置精度が測定できる。位置測定部として、孔を同心円状に配置して、積層方向に徐々に径を大きくしたものを配置して、すり鉢状のものを用いれば、１カ所の位置測定部で測定が可能であり、一見好ましいように思えるが、実際には、位置測定におけるエッジの判定などが難しく、精度が十分でないことがある。
【００６４】
本発明の実施形態の位置測定部７０を図４（ａ）の縦断面図を用いて説明する。図４（ａ）の位置測定部７０は、プレート４ｊを測定するためのものである、プレート４ｊには位置を測定するための貫通孔である第１の開口部７０ａが開けられている。その下のプレート４ｋには、第１の開口部７０ａと重なる位置に、第１の開口部７０ａよりも平面形状が大きい貫通孔である第２の開口部７０ｂが開けられている。第２の開口部７０ｂの、第１の開口部７０ａとは反対側は、プレート４ｌにより塞がれている。また、第１の開口部７０ａよりも上のプレート４ａ〜４ｉには、第３の開口部７０ｃが開いており、流路部材４の上方から、第１の開口部７０ａが視認できるようになっている。なお、製造工程中のみで使用する場合などは、第３の開口部７０ｃは開いていなくてもよい。
【００６５】
位置測定部７０はこのように積層された状態では、流路部材４の上方から視認され、第１の開口部の位置が測定される。第１の開口部７０ａが直下のプレート４ｋですぐに塞がれていたとすると、プレート４ｊの上面、第１の開口部７０ａの内壁、プレート４ｋの上面が連続的な面となるので、これらの境界が視認にし難くなる。これは、各プレートの材質が同じであったり近似していることにより色調の差が少ない場合に顕著になる。また、プレート４ｊの厚さに対して、開口部７０ａの直径が同程度以上、特に２倍以上であると、あたかもプレート４ｊの上面とプレート４ｋの上面が連続的であるかのように見えて、間に第１の開口部７０ａの内壁があることが光学的に視認し難くなる。これに対して、上述の構造にすれば、第１の開口部７０ａの下に、第２の開口部７０ｂによって、第１の開口部７０ａよりも広がった空間が設けられていることにより、プレート４ｊの上面とプレート４ｋの上面の境界が視認し易く、測定の精度も高くできる。このとき、外部からの影響を受け難いように、塞ぐプレートは光を透過しない方がよい。
【００６６】
また、このような構造にすれば、接着積層する場合に、開口部７０ａの下に、層間からあふれた接着剤が出てくることにより、測定精度が低下することが抑制できる。
【００６７】
測定し易さや位置精度のみを考えた場合、位置測定部７０の下側をプレートで塞がずに下からの透過光で測定することも考えられるが、液体吐出ヘッド２では、吐出孔面４−１に凹凸が多いと、印刷中にミストとなった液体が溜まって、記録媒体に落ちたり、吐出孔面４−１をワイピングした後も凹凸内に液体が残ったりするので、好ましくない。
【００６８】
このような位置測定部７０は、プレート４ａ〜４ｊの位置が測定できるように、第１の開口部７０ａがプレート４ａ〜４ｊに開口したものが設けられる。プレート４ａ〜４ｉに設けるものは、図４（ａ）に示したものを積層方向にずらしたもの（すなわち位置測定部７０の下には、孔の開いていないプレートが配置される）でもよいし、第１の開口部７０ａの下に第２の開口部７０ｂが開口した複数のプレートが配置されて、その下のプレートで第２の開口部７０ｂが塞がれてもよい。
【００６９】
プレートの積層を接着で行なう場合、接着剤が流路にはみ出るのを抑制するために、プレートに接着剤を逃がす逃がし溝を形成するとよい。この逃がし溝を位置測定部７０の孔に繋げば、余分な空気や接着剤が逃がし溝を伝わって位置測定部７０に出てくるようにできる。余分な空気や接着剤が逃げるようにすれば、プレート間に残存する空気や余分な接着剤が少なくなり、安定して積層ができる。接着剤の一部が、位置測定部７０に入り込んでも、実際に測定する第１の開口部７０ａまでに距離があるので、測定に影響を与えなくできる。
【００７０】
各プレートの厚さにもよるが、測定条件をできるだけ揃えるために、第１の開口部７０ａの直下のプレートのみに第１の開口部７０ｂを設けて、その下のプレートで塞ぐようにするのが好ましい。また、各プレートの厚さが異なる場合には、第２の開口部７０ｂの合計の高さの差が少なくなるのに第２の開口部７０ｂを設けるプレートを決めてもよい。
【００７１】
第１の開口部７０ａは、測定し易いように円形状にするのが好ましい。直径は、例えば、１００〜１ｍｍとされる。第２の開口部７０ｂは、特に形状に定めがないが、第１の開口部７０ａの中心を中心とし、第１の開口部７０ａの直径のより大きく、より好ましくは２倍以上、特に５倍以上の大きさにするのがよい。そうすれば、第２の開口部７０ｂの内壁の影響で第１の開口部７０ａが視認し難くなることが抑制でき、接着剤が第１の開口部７０ａの直下にまで広がってくることが抑制できる。なお、第２の開口部７０ｂは、完全に塞ぐ必要はなく、第１の開口部７０ａの中心を中心とし、第１の開口部７０ａの直径の５倍の範囲を塞ぐようにすれば、測定状態が安定化できる。しかし、吐出孔面４−１からのミストの侵入の抑制や、より測定状態を安定化させるためには、完全に塞いだ方がよい。
【００７２】
プレート４ｋの位置測定部７０は、プレート４ｋに小さい孔を開け、プレート４ｌにそれより大きな孔を開けてもよいし、プレート４ｌでその孔を塞いでもよい。プレート４ｌの位置測定部７０は、プレート４ｌに小さい孔を開ければよい。なお、これらの位置測定部７０は、本発明の範囲内ではない。
【００７３】
圧電アクチュエータ基板２１は、圧電体である２枚の圧電セラミック層２１ａ、２１ｂからなる積層構造を有している。これらの圧電セラミック層２１ａ、２１ｂはそれぞれ２０μｍ程度の厚さを有している。圧電アクチュエータ基板２１の圧電セラミック層２１ａの下面から圧電セラミック層２１ｂの上面までの厚さは４０μｍ程度である。圧電セラミック層２１ａ、２１ｂのいずれの層も複数の加圧室１０を跨ぐように延在している。これらの圧電セラミック層２１ａ、２１ｂは、例えば、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなる。
【００７４】
圧電アクチュエータ基板２１は、Ａｇ−Ｐｄ系などの金属材料からなる共通電極２４およびとＡｕ系などの金属材料からなる個別電極２５を有している。個別電極２５は上述のように圧電アクチュエータ基板２１の上面における加圧室１０と対向する位置に配置されている個別電極本体２５ａと、そこから引き出された引出電極２５ｂとを含んでいる。引出電極２５ｂの一端の、加圧室１０と対向する領域外に引き出された部分には、接続電極２６が形成されている。接続電極２６は例えばガラスフリットを含む銀−パラジウムからなり、厚さが１５μｍ程度で凸状に形成されている。また、接続電極２６は、信号伝達部９２に設けられた電極と電気的に接合されている。詳細は後述するが、個別電極２５には、制御部１００から信号伝達部９２を通じて駆動信号が供給される。駆動信号は、印刷媒体Ｐの搬送速度と同期して一定の周期で供給される。
【００７５】
共通電極２４は、圧電セラミック層２１ａと圧電セラミック層２１ｂとの間の領域に面方向のほぼ全面にわたって形成されている。すなわち、共通電極２４は、圧電アクチュエータ基板２１に対向する領域内の全ての加圧室１０を覆うように延在している。共通電極２４の厚さは２μｍ程度である。共通電極２４は、圧電セラミック層２１ｂ上に個別電極２５からなる電極群を避ける位置に形成されている共通電極用表面電極に、圧電セラミック層２１ｂに形成されたビアホールを介して繋がっていて、接地され、グランド電位に保持されている。共通電極用表面電極は、多数の個別電極２５と同様に、信号伝達部９２上の別の電極と接続されている。
【００７６】
なお、後述のように、個別電極２５に選択的に所定の駆動信号が供給されることにより、この個別電極２５に対応する加圧室１０の体積が変わり、加圧室１０内の液体に圧力が加えられる。これによって、個別流路１２を通じて、対応する液体吐出口８から液滴が吐出される。すなわち、圧電アクチュエータ基板２１における各加圧室１０に対向する部分は、各加圧室１０および液体吐出口８に対応する個別の変位素子３０に相当する。つまり、２枚の圧電セラミック層２１ａ、２１ｂからなる積層体中には、図５に示されているような構造を単位構造とする圧電アクチュエータである変位素子３０が加圧室１０毎に、加圧室１０の直上に位置する振動板２１ａ、共通電極２４、圧電セラミック層２１ｂ、個別電極２５により作り込まれており、圧電アクチュエータ基板２１には加圧部である変位素子３０が複数含まれている。なお、本実施形態において１回の吐出動作によって液体吐出口８から吐出される液体の量は１．５〜４．５ｐｌ（ピコリットル）程度である。
【００７７】
多数の個別電極２５は、個別に電位を制御することができるように、それぞれが信号伝達部９２および配線を介して、個別に制御部１００に電気的に接続されている。個別電極２５を共通電極２４と異なる電位にして圧電セラミック層２１ｂに対してその分極方向に電界を印加したとき、この電界が印加された部分が、圧電効果により歪む活性部として働く。この構成において、電界と分極とが同方向となるように、制御部１００により個別電極２５を共通電極２４に対して正または負の所定電位にすると、圧電セラミック層２１ｂの電極に挟まれた部分（活性部）が、面方向に収縮する。一方、非活性層の圧電セラミック層２１ａは電界の影響を受けないため、自発的には縮むことがなく活性部の変形を規制しようとする。この結果、圧電セラミック層２１ｂと圧電セラミック層２１ａとの間で分極方向への歪みに差が生じて、圧電セラミック層２１ｂは加圧室１０側へ凸となるように変形（ユニモルフ変形）する。
【００７８】
本実施の形態における実際の駆動手順は、あらかじめ個別電極２５を共通電極２４より高い電位（以下高電位と称す）にしておき、吐出要求がある毎に個別電極２５を共通電極２４と一旦同じ電位（以下低電位と称す）とし、その後所定のタイミングで再び高電位とする。これにより、個別電極２５が低電位になるタイミングで、圧電セラミック層２１ａ、２１ｂが元の形状に戻り、加圧室１０の容積が初期状態（両電極の電位が異なる状態）と比較して増加する。このとき、加圧室１０内に負圧が与えられ、液体がマニホールド５側から加圧室１０内に吸い込まれる。その後再び個別電極２５を高電位にしたタイミングで、圧電セラミック層２１ａ、２１ｂが加圧室１０側へ凸となるように変形し、加圧室１０の容積減少により加圧室１０内の圧力が正圧となり液体への圧力が上昇し、液滴が吐出される。つまり、液滴を吐出させるため、高電位を基準とするパルスを含む駆動信号を個別電極２５に供給することになる。このパルス幅は、圧力波がしぼり６から吐出孔８まで伝播する時間長さであるＡＬ（Acoustic Length）が理想的である。これによると、加圧
室１０内部が負圧状態から正圧状態に反転するときに両者の圧力が合わさり、より強い圧力で液滴を吐出させることができる。
【００７９】
また、階調印刷においては、吐出孔８から連続して吐出される液滴の数、つまり液滴吐出回数で調整される液滴量（体積）で階調表現が行われる。このため、指定された階調表現に対応する回数の液滴吐出を、指定されたドット領域に対応する吐出孔８から連続して行なう。一般に、液体吐出を連続して行なう場合は、液滴を吐出させるために供給するパルスとパルスとの間隔をＡＬとすることが好ましい。これにより、先に吐出された液滴を吐出させるときに発生した圧力の残余圧力波と、後に吐出させる液滴を吐出させるときに発生する圧力の圧力波との周期が一致し、これらが重畳して液滴を吐出するための圧力を増幅させることができる。なお、この場合後から吐出される液滴の速度が速くなると考えられるが、その方が複数の液滴の着弾点が近くなり、好ましい。
【００８０】
なお、本実施形態では、積層体として、液体吐出ヘッド２の流路部材４として用いられ
るものを説明したが、位置測定をすることのある、他のプレート積層体にも、同様に有用である。また、本実施形態では、加圧部として圧電変形を用いた変位素子３０を示したが、これに限られるものでなく、加圧室１０の体積を変化させることができるもの、すなわち、加圧室１０中の液体を加圧できるものなら他のものでよく、例えば、加圧室１０中の液体を加熱して沸騰させて圧力を生じさせるものや、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）を用いたものでもよい。
【００８１】
続いて、本発明の他の実施形態について説明する。図４（ｂ）（ｃ）は、流路部材４の部分縦断面図であり、流路部材４や、それを用いて作製される液体吐出ヘッド２は、上述したものと基本的に同じである。
【００８２】
図４（ｂ）では、プレート４ｊの位置を測定するための貫通孔である第１の開口部１７０ａが設けられており、プレート４ｋには、第１の開口部１７０ａと重なる位置に、第１の開口部１７０ａよりも平面形状が大きい凹部１７０ｄが設けられている。凹部１７０ｄにより、第１の開口部１７０ａの下に空間が広がった構造になるので、上述の位置測定部７０と同様に、第１の開口部１７０ａが測定し易く、測定精度も高くできる。
【００８３】
このような構造にすると第１の開口部１７０ａを、下から２番目のプレート４ｋにまで形成できるので、位置測定部７０よりも下の層に位置測定部を形成できるようになる。凹部１７０ｄは、例えば、ハーフエッチングや研削で作製することができるが、各位置測定部で深さを同じにすれば、測定条件を均一化でき、測定精度を高くできる。
【００８４】
図４（ｂ）では、プレート４ｊには貫通孔が開けられており、その上側が位置を測定するための第１の開口部２７０ａとなっており下側が、第１の開口部２７０ａと重なる位置で、第１の開口部１７０ａよりも平面形状が大きい第２の開口部２７０ｂとなっている。第２の開口部２７０ｂにより、第１の開口部２７０ａの下に空間が広がった構造になるので、上述の位置測定部７０と同様に、第１の開口部２７０ａが測定し易く、測定精度も高くできる。
【００８５】
このような構造にすると第１の開口部２７０ａを、下から２番目のプレート４ｋにまで形成できるので、位置測定部７０よりも下の層に位置測定部を形成できるようになる。測定精度を高くするためには、孔径のばらつきがない方が好ましく、そのためには、貫通孔は単にすり鉢状で、貫通孔のおもてと裏で径が異なっているよりも、第１の開口部２７０ａと第２の開口部２７０ｂとが段差が付いた状態になっており、第１の開口部２７０ａ側の貫通孔は孔形がほぼ一定になっている方が好ましい。またそのようにすれば、第１の開口部２７０ａと第２の開口部２７０ｂとの平面形状の差を大きくできる。このような貫通孔は、例えば、ハーフエッチングや研削で作製することができる。
【００８６】
このような２つの実施形態と比較して、最初の実施形態では、第１の開口部７０ａおよび第２の開口部７０ｂが単なる貫通孔（径が略一定）であるので加工が簡単であるとメリットがある。このメリットを生かすために、下から２番目以外のプレートに最初の実施形態のものを設け、下から２番目のプレートには、図４（ｂ）または（ｃ）の実施形態のものを設けてもよい。
【００８７】
液体吐出ヘッド２は、例えば、以下のようにして作製する。ロールコータ法、スリットコーター法などの一般的なテープ成形法により、圧電性セラミック粉末と有機組成物からなるテープの成形を行ない、焼成後に圧電セラミック層２１ａ、２１ｂとなる複数のグリーンシートを作製する。グリーンシートの一部には、その表面に共通電極２４となる電極ペーストを印刷法等により形成する。また、必要に応じてグリーンシートの一部にビアホールを形成し、その内部にビア導体を充填する。
【００８８】
ついで、各グリーンシートを積層して積層体を作製し、加圧密着を行なう。加圧密着後の積層体を高濃度酸素雰囲気下で焼成し、その後有機金ペーストを用いて焼成体表面に個別電極２５を印刷して、焼成した後、Ａｇペーストを用いて接続電極２６を印刷し、焼成することにより、圧電アクチュエータ基板２１を作製する。
【００８９】
次に、流路部材４を、圧延法等により得られプレート４ａ〜ｌを接着層を介して積層して作製する。プレート４ａ〜ｌに、マニホールド５、個別供給流路１４、加圧室１０およびディセンダなどとなる孔を、エッチングにより所定の形状に加工する。
【００９０】
これらプレート４ａ〜ｌは、Ｆｅ―Ｃｒ系、Ｆｅ−Ｎｉ系、ＷＣ−ＴｉＣ系の群から選ばれる少なくとも１種の金属によって形成されていることが望ましく、特に液体としてインクを使用する場合にはインクに対する耐食性の優れた材質からなることが望ましため、Ｆｅ−Ｃｒ系がより好ましい。
【００９１】
圧電アクチュエータ基板２１と流路部材４とは、例えば接着層を介して積層接着することができる。接着層としては、周知のものを使用することができるが、圧電アクチュエータ基板２１や流路部材４への影響をおよぼさないために、熱硬化温度が１００〜１５０℃のエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂の群から選ばれる少なくとも１種の熱硬化性樹脂系の接着剤を用いるのがよい。このような接着層を用いて熱硬化温度にまで加熱することによって、圧電アクチュエータ基板２１と流路部材４とを加熱接合することができる。接合した後、共通電極２４と個別電極２５との間に電圧を加え、圧電セラミック層２１ｂを厚み方向に分極する。
【００９２】
次に圧電アクチュエータ基板２１と制御回路１００とを電気的に接続するために、接続電極２６に銀ペーストを供給し、あらかじめドライバＩＣを実装した信号伝達部９２であるＦＰＣを載置し、熱を加えて銀ペーストを硬化させて電気的に接続させる。なお、ドライバＩＣの実装は、ＦＰＣに半田で電気的にフリップチップ接続した後、半田周囲に保護樹脂を供給して硬化させた。
【００９３】
続いて、必要に応じて、開口５ａから液体を供給できるようにリザーバを接着し、金属の筐体を、ねじ止めした後、接合部を封止剤で封止することで液体吐出ヘッド２を作製することができる。
【符号の説明】
【００９４】
１・・・プリンタ
２・・・液体吐出ヘッド
２ａ・・・ヘッド本体
４・・・流路部材
４ａ〜ｌ・・・（流路部材の）プレート
４−１・・・吐出孔面
４−２・・・加圧室面
５・・・マニホールド
５ａ・・・（マニホールドの）開口
５ｂ・・・副マニホールド
６・・・しぼり
８・・・吐出孔
１０・・・加圧室
１２・・・個別流路
１４・・・個別供給流路
１５・・・隔壁
２１・・・圧電アクチュエータ基板
２１ａ・・・圧電セラミック層（振動板）
２１ｂ・・・圧電セラミック層
２４・・・共通電極
２５・・・個別電極
２５ａ・・・個別電極本体
２５ｂ・・・引出電極
２６・・・接続電極
３０・・・変位素子（加圧部）
７０・・・位置測定部
７０ａ、１７０a、２７０ａ・・・第１の開口部
７０ｂ、２７０ｂ・・・第２の開口部
７０ｃ、１７０ｃ、２７０ｃ・・・第３の開口部
１７０ｄ・・・凹部
９２・・・信号伝達部
【図１】
2014019073.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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