(57)【要約】      （修正有）【課題】隣接する複数のノズルから液体を同時に吐出する場合の各ノズルの吐出量よりも、１つのノズルから液体を吐出する場合の吐出量を少なくする液体吐出装置を提供する。【解決手段】複数の個別電極３６は、それぞれ、対応する圧力室２１と圧電層の面方向と直交する方向において重なる第１部分４１と、対応する圧力室２１に隣接する圧力室２１と前記直交する方向において重なる第２部分４２、４３と、を有する。圧電層は、複数の第１部分４１とそれぞれ前記直交する方向において重なる複数の第１活性部と、複数の第２部分４２、４３とそれぞれ前記直交する方向において重なる複数の第２活性部と、を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する複数のノズルと、前記複数のノズルにそれぞれ連通し、且つ、平面的に配置された複数の圧力室と、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た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、
前記複数の圧力室を覆うように配置され、且つ、前記複数の圧力室の配置平面に沿って延在する圧電層と、
前記圧電層に配置され、且つ、前記複数の圧力室とそれぞれ対応する複数の駆動電極と、
前記複数の駆動電極の電位を変化させる駆動装置と、を有し、
前記複数の駆動電極は、それぞれ、対応する前記圧力室と前記圧電層の面方向と直交する方向において重なる第１部分と、対応する前記圧力室に隣接する前記圧力室と前記直交する方向において重なる第２部分と、を有し、
前記圧電層は、複数の前記第１部分とそれぞれ前記直交する方向において重なる複数の第１活性部と、複数の前記第２部分とそれぞれ前記直交する方向において重なる複数の第２活性部と、を有することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
前記第１部分と前記第２部分とは、導通し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３】
前記第１部分と前記第２部分とは、前記圧電層の一表面において、接続部により導通していることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記接続部は、前記圧電層の、前記圧力室と前記直交する方向において重ならない領域に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の液体吐出装置。
【請求項５】
前記液体流路は、前記複数の圧力室が所定方向に配列されることによってそれぞれ形成され、前記所定方向と交差する方向に並んだ複数の圧力室列を有し、
前記第２部分は、対応する前記圧力室に前記所定方向において隣接する前記圧力室と前記直交する方向において重なることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項６】
前記圧力室は、前記所定方向と交差する方向に延在し、
前記第１部分は、前記所定方向における前記圧力室の中央と前記直交する方向において重なり、且つ、前記所定方向と交差する方向に延在している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】
前記第２部分は、前記所定方向と交差する方向に延在し、且つ、前記第１部分を挟んで配置されていることを特徴とする請求項６に記載の液体吐出装置。
【請求項８】
前記圧力室列の前記所定方向の端には、前記圧力室と同じ大きさの孔が形成されており、
前記圧電アクチュエータは、前記圧電層に配置され、且つ、前記孔と対応する孔用電極をさらに有し、
前記駆動装置は、さらに前記孔用電極の電位を変化させ、
前記孔用電極は、対応する前記孔と前記圧電層の面方向と直交する方向において重なる第３部分と、対応する前記孔に隣接する前記圧力室と前記直交する方向において重なる第４部分と、を有し、
前記圧電層は、前記第３部分と前記直交する方向において重なる第３活性部と、前記第４部分と前記直交する方向において重なる第４活性部と、をさらに有することを特徴とする請求項５又は６に記載の液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を吐出する液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、液体吐出装置として、ノズルからインクの液滴を吐出するインクジェットヘッドが開示されている。特許文献１に記載のインクジェットヘッドは、流路ユニットと圧電アクチュエータとを備えている。流路ユニットには、複数のノズルと、複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室と、を含むインク流路が形成されている。圧電アクチュエータは、複数の圧力室を覆う圧電層と、圧電層の上面において複数の圧力室にそれぞれ対応して配置された複数の個別電極と、圧電層の下面に配置された共通電極と、を有する。
【０００３】
個別電極と共通電極が同電位とされている状態から、個別電極と共通電極との間に電位差が生じると、個別電極と共通電極に挟まれた圧電層の活性部が面方向に収縮する。これに伴って、個別電極に対応する圧力室と対向する領域において、平坦な圧電層が圧力室側に凸となるように変形する。また、個別電極と共通電極との間に電位差が生じており、圧電層が圧力室側に凸となった状態から、個別電極と共通電極とが同電位となると、圧電層は凸となった状態から平坦な状態に変形する。このような圧電層の変形を利用してインクを吐出させる方式としては、いわゆる引き打ち方式と押し打ち方式がある。引き打ち方式は、圧力室の容積を一旦増大させ、その後、圧力室の容積を減少させることにより、容積増大時及び減少時に発生した圧力波を重畳し、重畳した圧力波により圧力室のインクに吐出エネルギーを付与する方式である。押し打ち方式は、圧力室の容積を減少させて発生した圧力波により圧力室のインクに吐出エネルギーを付与する方式である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２１２９０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されているようなインクジェットヘッドにおいて、隣接する複数のノズルから同時にインクを吐出したときの各ノズルの吐出量が、特定の１つのノズルからインクを吐出したときの吐出量よりも少なくなることが知られている。
【０００６】
例えば、インクジェットプリンタにおいて、高い濃度でベタ印字を行う場合に、各ノズルからのインクの吐出量を多くしたい。ベタ印字を行う場合、多数のノズルから同時にインクが吐出されるため、各ノズルからのインクの吐出量が少なくなる。一方、細い線などの微細なパターンを印字する場合に、各ノズルからのインクの吐出量を少なくしたい。しかしながら、微細なパターンを印字する場合は、隣接するノズルからはインクが吐出されない場合が多いため、各ノズルからのインクの吐出量が多くなる。
【０００７】
本発明の目的は、隣接する複数のノズルから同時に液体を吐出する場合の各ノズルの吐出量が、１つのノズルから液体を吐出する場合の吐出量よりも少なくなるという問題を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の液体吐出装置は、液体を吐出する複数のノズルと、前記複数のノズルにそれぞれ連通し、且つ、平面的に配置された複数の圧力室と、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た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、前記複数の圧力室を覆うように配置され、且つ、前記複数の圧力室の配置平面に沿って延在する圧電層と、前記圧電層に配置され、且つ、前記複数の圧力室とそれぞれ対応する複数の駆動電極と、前記複数の駆動電極の電位を変化させる駆動装置と、を有し、前記複数の駆動電極は、それぞれ、対応する前記圧力室と前記圧電層の面方向と直交する方向において重なる第１部分と、対応する前記圧力室に隣接する前記圧力室と前記直交する方向において重なる第２部分と、を有し、前記圧電層は、複数の前記第１部分とそれぞれ前記直交する方向において重なる複数の第１活性部と、複数の前記第２部分とそれぞれ前記直交する方向において重なる複数の第２活性部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、隣接する複数の圧力室のうち、１つの圧力室に対応するノズルから液体を吐出させる場合、１つの圧力室と前記直交する方向において重なる第１活性部は、変形するが、第２活性部は、そのままの状態である。隣接する複数の圧力室に対応するノズルから液体を吐出させる場合、圧力室と前記直交する方向において重なる第１活性部、第２活性部ともに変形する。第２活性部が変形する分、先の場合と比べて、各圧力室の容積の変化量が大きくなる。つまり、隣接する複数の圧力室に対応する複数のノズルから液体を同時に吐出する場合に比べて、１つの圧力室に対応するノズルから液体を吐出する場合の圧力室の容積の変化量が小さくなる。このため、隣接する複数のノズルから同時に液体を吐出する場合の各ノズルの吐出量が、１つのノズルから液体を吐出する場合の吐出量よりも少なくなるという問題を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の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】インクジェットヘッドの平面図である。
【図３】図２の一部拡大図である。
【図４】図３のIV-IV線断面図である。
【図５】図３のV-V線断面図である。
【図６】従来の引き打ち方式での圧電アクチュエータの動作説明図である。
【図７】引き打ち方式での圧電アクチュエータの動作説明図である。
【図８】従来の押し打ち方式での圧電アクチュエータの動作説明図である。
【図９】押し打ち方式での圧電アクチュエータの動作説明図である。
【図１０】変形例に係る圧電アクチュエータを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施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。インクジェットプリンタ１は、水平方向に沿って設置された場合、紙面垂直方向の手前側が上方となり、紙面垂直方向の奥側が下方となる。以下、水平方向に沿って設置された状態におけるインクジェットプリンタ１について説明する。左右方向、前後方向を図示の方向として説明し、左右方向、前後方向は、水平方向とそれぞれ平行である。図１に示すように、インクジェットプリンタ１は、記録用紙１００に画像等を記録するプリンタ部２、プリンタ部２の後述するインクジェットヘッド５のメンテナンスを行うメンテナンスユニット３等を備えている。
【００１２】
プリンタ部２は、所定の走査方向、ここでは、左右方向に往復移動可能なキャリッジ４、キャリッジ４に搭載されたインクジェットヘッド５、記録用紙１００を水平方向に沿って所定の走査方向に直交する搬送方向、すなわち、前方に搬送する搬送機構６等を有する。プリンタ筐体７内には、記録用紙１００を支持するプラテン８が水平方向に沿って設置されている。プラテン８の上方には、走査方向に平行に延びる２つのガイドレール９、１０が設けられている。キャリッジ４は、図示しないキャリッジ駆動モータにより駆動されることによって、プラテン８上の記録用紙１００と対向する領域において、２本のガイドレール９、１０に沿って走査方向に移動する。
【００１３】
インクジェットヘッド５は、プラテン８との間に隙間を有する状態でキャリッジ４の下部に水平方向に沿って取り付けられている。インクジェットヘッド５の下面は図２に示す複数のノズル２０が開口した液滴吐出面となっている。キャリッジ４に搭載されたインクジェットヘッド５は、インクカートリッジホルダ１１と図示しないチューブによって接続されている。インクカートリッジホルダ１１に装着された４つのインクカートリッジ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄにそれぞれ貯留されたブラック、マゼンタ、シアン、イエローの４色のインクが、チューブを介してインクジェットヘッド５にそれぞれ供給される。
【００１４】
インクジェットヘッド５は、キャリッジ４とともに、プラテン８上を搬送される記録用紙１００と対向する範囲だけでなく、対向する範囲から左右外側に外れた位置まで移動する。記録用紙１００と対向する範囲よりも右側の位置は、インクジェットヘッド５を使用しないときにキャリッジ４が待機する待機位置である。インクジェットヘッド５は、待機位置に到達したときに、下側に配置されている後述のメンテナンスユニット３と対向する。
【００１５】
搬送機構６は、プラテン８及びキャリッジ４を挟むように前後に配置された２つの搬送ローラ１３、１４を有する。搬送ローラ１３、１４は、図示しない搬送モータによってそれぞれ駆動され、インクジェットヘッド５とプラテン８の間において、記録用紙１００を搬送方向へ搬送する。
【００１６】
以上のとおり説明したプリンタ部２は、プラテン８上の記録用紙１００に対して、キャリッジ４を走査方向に移動させつつインクジェットヘッド５からインクを吐出させる一方で、２つの搬送ローラ１３、１４によって記録用紙１００を搬送方向に搬送することにより、記録用紙１００に所望の画像や文字などを記録するように構成されている。
【００１７】
メンテナンスユニット３は、プラテン８の右側の位置、すなわち、待機位置において待機しているインクジェットヘッド５と対向する位置に配置されている。メンテナンスユニット３は、ワイパー１５、キャップ１６、吸引ポンプ１７等を有する。
【００１８】
キャップ１５は、モータ等の駆動源とギヤ等の動力伝達機構によって構成された図示しないキャップ駆動部によって昇降駆動される。キャップ１５は、キャップ駆動部により上方へ移動し、インクジェットヘッド５の液滴吐出面に密着することによって複数のノズル２０の開口を覆うキャッピングを行う。吸引ポンプ１６は、キャップ１５に接続されている。吸引ポンプ１６は、キャップ１５のキャッピング状態で、キャップ１５内の空気を吸引して内部を減圧することで、複数のノズル２０からキャップ１５内へインクを強制的に排出する吸引パージを行う。吸引パージによって、インクに混入している気泡や塵、あるいは、増粘したインク等が排出される。これにより、ノズル２０の吐出異常の発生が防止され、吐出異常が発生した場合にはその吐出性能が回復される。ワイパー１７は、キャップ１５の左側に設けられている。ワイパー１７は、吸引パージ後にインクジェットヘッド５が待機位置からプラテン８側へ移動する際に、液滴吐出面に付着したインクを拭き取るワイピングを行う。
【００１９】
次に、インクジェットヘッド５について説明する。図２は、インクジェットヘッド５の平面図である。図３は、図２の一部拡大図である。図４は、図３のIV-IV線断面図である。図２〜図４に示すように、インクジェットヘッド５は、複数のノズル２０、複数の圧力室２１等のインク流路が形成された流路ユニット１８と、圧力室２１内のインクに圧力を付与する圧電アクチュエータ１９と、を備えている。
【００２０】
図４に示すように、流路ユニット１８は、それぞれ、インク流路の一部が形成された、キャビティプレート２２、ベースプレート２３、マニホールドプレート２４、ノズルプレート２５を有する。流路ユニット１８は、４枚のプレート２２〜２５が上下に積層された構造である。４枚のプレート２２〜２５は、接着剤によって互いに接合されている。最下層のノズルプレート２５を除く３枚のプレート２２〜２４は、それぞれ、ステンレス鋼やニッケル合金鋼等の金属材料で形成されている。最下層のノズルプレート２５は、ポリイミド等の合成樹脂材料で形成されている。
【００２１】
図２に示すように、４枚のプレート２２〜２５の積層体である流路ユニット１８は、それぞれ、インクカードリッジ１２ａ〜１２ｄとチューブで接続されるインク供給口２６と、インク供給口２６にそれぞれ連通し、所定方向、ここでは、搬送方向に延びるマニホールド２７と、マニホールド２７から圧力室２１を介してノズル２０に至る多数の個別インク流路２８と、を有する。インク供給口２６を介して、左側から、マニホールド２７に、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローのインクが供給される。ブラックインクは、顔料を含むインクである。マゼンタインク、シアンインク、イエローインクは、染料を含むインクである。
【００２２】
流路ユニット１８の最下層のノズルプレート２５には、複数のノズル２０が搬送方向に所定ピッチで形成されている。複数のノズル２０は、搬送方向と直交する走査方向に並んで４列のノズル列を構成している。最上層に位置するキャビティプレート２２には、ノズル２０と同様に所定ピッチで配列された複数の圧力室２１が形成されている。複数の圧力室２１は、４列の圧力室列３７を構成している。すなわち、インク流路は、複数の圧力室２１が搬送方向に配列されることによってそれぞれ形成され、搬送方向に直交する走査方向に並んだ複数の圧力室列３７を有する。ここで、「複数の圧力室２１が搬送方向に並ぶ」とは、一つの圧力室列３７を構成する複数の圧力室２１が、搬送方向において重なっていることを意味する。圧力室２１は、走査方向に延在している。
【００２３】
圧力室列３７の搬送方向の両端には、圧力室２１と同じ大きさの孔３８が形成されている。孔３８は、ノズル２０とは連通していないため、孔３８からノズル２０を介してインクは吐出されない。
【００２４】
図４に示すように、キャビティプレート２２とノズルプレート２５の間の２枚のプレート２３、２４には、圧力室２１とノズル２０とを連通させる連通流路２９が形成されている。図２に示すように、キャビティプレート２２の搬送方向における一端部、ここでは、後端部には、インクカートリッジ１２ａ〜１２ｄとチューブを介してそれぞれ接続される、インク供給口２６が形成されている。
【００２５】
図４に示すように、マニホールドプレート２４には、マニホールドプレート２４を厚み方向に貫通し、且つ、搬送方向に延びる長孔３０が形成されている。長孔３０が上側のベースプレート２３と下側のノズルプレート２４によって、プレート２２〜２５の厚み方向、すなわち、上下方向から塞がれることにより、マニホールド２７が構成される。
【００２６】
図２に示すように、マニホールド２７は、ノズル列に沿って搬送方向に延在しており、１列の圧力室列３７にそれぞれ属する圧力室２１と連通している。つまり、マニホールド２７は、１列の圧力室列３７、すなわち、１列のノズル列に対してインクを供給する。
【００２７】
図４に示すように、キャビティプレート２２とマニホールドプレート２４との間に位置するベースプレート２３には、マニホールド３０と、これに対応する１列の圧力室列３７に属する圧力室２１と、を連通させるための連通流路３１が形成されている。
【００２８】
以上説明した４枚のプレート２２〜２５が積層した状態で接合されることにより、図４に示すように、流路ユニット１８内に、インク供給口２６からマニホールド２７に至るインク流路と、マニホールド２７から圧力室２１を経由してノズル２０に至る、多数の個別インク流路２８と、が形成される。すなわち、流路ユニット１８には、インクの液滴を吐出する複数のノズル２０と、複数のノズル２０にそれぞれ連通する複数の圧力室２１と、を含むインク流路が形成されている。複数の圧力室２１は、板状のキャビティプレート２２に形成されることによって、平面的に配置されている。
【００２９】
次に、圧電アクチュエータ１９について説明する。図５（ａ）は、図３のIV-IV線断面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）の一部拡大図である。図２〜図５に示すように、圧電アクチュエータ１９は、流路ユニット１８に設けられている。具体的には、流路ユニット１８の一表面、ここでは、上面に加熱接着されている。圧電アクチュエータ１９は、振動板３２と、圧電層３３、３４と、共通電極３５と、個別電極３６と、孔用電極４９と、ドライバＩＣ４０と、を備えている。詳細は後述するが、圧電アクチュエータ１９は、個別電極３６により圧電層３３、３４を変形させることで、圧力室２１に対応するノズル２０からインクを吐出させる。
【００３０】
振動板３２は、流路ユニット１８を構成するキャビティプレート２２の上面に接着剤により接着されている。振動板３２は、平面視で略矩形状の金属板であり、例えば、ステンレス鋼等の鉄系合金、銅系合金、ニッケル系合金、あるいは、チタン系合金などからなる。振動板３２は、流路ユニット１８の上面に複数の圧力室２１を覆うように接着されている。
【００３１】
振動板３２の上面、すなわち、圧力室２１と反対側の面には、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体であり強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とする、圧電材料からなる圧電層３３が接着剤により接着されている。圧電層３３の上面には、後述する複数の第１活性部４４、複数の第２活性部４５、４６、第３活性部５３、第４活性部５４を有する圧電層３４が配置されている。圧電層３３、３４は、複数の圧力室２１を覆うように配置され、且つ、複数の圧力室２１の配置平面に沿って延在している。
【００３２】
共通電極３５は、圧電層３３と圧電層３４との間に、圧電層３３、３４の全面にわたって配置されている。共通電極３５は、図示は省略するが、ドライバＩＣ４０と接続されている。共通電極３５は、ドライバＩＣ４０により、常にグランド電位に保たれている。
【００３３】
複数の個別電極３６は、それぞれ、圧電層３４の上面に配置されている。複数の個別電極３６は、それぞれ、複数の圧力室２１と対応して、複数の圧力室２１と同数設けられている。ここで、「複数の個別電極３６は、それぞれ、複数の圧力室２１と対応する」とは、ある１の個別電極３６と、ある１の個別電極３６によりインクを吐出させる吐出対象の１の圧力室２１とが、１組となっていることを意味する。個別電極３６は、金、銅、銀、パラジウム、白金、あるいは、チタンなどの導電性材料からなる。
【００３４】
個別電極３６は、対応する圧力室２１と圧電層３４の面方向と直交する方向（以下、「厚み方向」ともいう。）において重なる第１部分４１と、対応する圧力室２１に隣接する圧力室２１と厚み方向において重なる第２部分４２、４３と、を有する。言い換えれば、第１部分４１は、振動板３２、圧電層３３、３４を挟んで、属する個別電極３６が対応する圧力室２１と対向している。第２部分４２、４３は、振動板３２、圧電層３３、３４を挟んで、属する個別電極３６が対応する圧力室２１に隣接する圧力室２１と対向している。第１部分４１が厚み方向において、搬送方向の中央Ｃと重なっている圧力室２１が、個別電極３６が対応する圧力室２１である。なお、図３において、圧電層３４の面方向と直交する厚み方向は、図３の紙面垂直方向である。
【００３５】
第１部分４１は、属する個別電極３６が対応する圧力室２１の搬送方向の中央Ｃと厚み方向において重なっている。第１部分４１は、搬送方向と直交する走査方向に延在している。第２部分４２は、属する個別電極３６が対応する圧力室２１と前方で隣接する圧力室２１と厚み方向において重なっている。第２部分４２は、搬送方向と直交する走査方向に延在している。第２部分４３は、属する個別電極３６が対応する圧力室２１と後方で隣接する圧力室２１と厚み方向において重なっている。第２部分４３は、搬送方向と直交する走査方向に延在している。１つの圧力室２１は、第１部分４１と、第２部分４２、４３と、厚み方向において重なっている。具体的には、圧力室２１は、対応する個別電極３６の第１部分４１と、前方で隣接する圧力室２１に対応する個別電極３６の第２部分４３と、後方で隣接する圧力室２１に対応する個別電極３６の第２部分４２と、厚み方向において重なっている。第１部分４１は、対応する圧力室２１と前方で隣接する圧力室２１に対応する個別電極３６の第２部分４３と、後方で隣接する圧力室２１に対応する個別電極３６の第２部分４２と、により搬送方向において挟まれている。
【００３６】
第１部分４１と前方の第２部分４２とは、これらの左端を接続する接続部４７により接続されている。第１部分４１と後方の第２部分４３とは、これらの右端を接続する接続部４８により接続されている。すなわち、第１部分４１と第２部分４２とは、圧電層３４の一表面、ここでは、上面において、接続部４７により接続されている。第１部分４１と第２部分４３とは、上面において、接続部４８により接続されている。接続部４７により接続されている第１部分４１と第２部分４２とは、導通している。接続部４８により接続されている第１部分４１と第２部分４３とは、導通している。ここで、「導通」とは、電気的に接続された状態をいう。個別電極３６は、第１部分４１、第２部分４２、４３、接続部４７、４８により、点対称な略Ｓ字状となっている。
【００３７】
複数の個別電極３６の第１部分４１の端部、すなわち、平面視でノズル２０と反対側の端部から、圧力室２１と対向しない領域までそれぞれ引き出された複数の接点部３９が設けられている。これら複数の接点部３９には、図示しないフレキシブルプリント配線板（Flexible Printed Circuit（ＦＰＣ））が接続される。
【００３８】
孔用電極４９は、圧力室列３７の搬送方向における両端に形成されている孔３８と対応するものである。孔用電極４９は、圧電層３４に配置されている。図３及び図５（ａ）では、圧力室列３７の搬送方向における後端に形成されている孔３８及び孔３８に対応する孔用電極４９が示されている。孔用電極４９は、対応する孔３８と圧電層３３、３４の厚みにおいて重なる第３部分５０と、対応する孔３８に隣接する圧力室２１と厚み方向において重なる第４部分５１と、を有している。
【００３９】
後端の孔３８に対応する孔用電極４９の第４部分５１は、前方で隣接する圧力室２１と厚み方向において重なっている。前端の孔３８に対応する孔用電極４９の第４部分５１は、後方で隣接する圧力室２１と厚み方向において重なっている。第３部分５０は、対応する孔３８の搬送方向の中央と厚み方向において重なっている。第３部分５０は、搬送方向と直交する走査方向に延在している。第４部分５１は、対応する孔３８と前方又は後方で隣接する圧力室２１と厚み方向において重なっている。第４部分５１は、搬送方向と直交する走査方向に延在している。第３部分５０と前方の第４部分５１とは、これらの左端を接続する接続部５２により接続されている。第３部分５０と後方の第４部分５１とは、これらの右端を接続する接続部５２により接続されている。すなわち、第３部分５０と第４部分５１とは、圧電層３４の一表面、ここでは、上面において、接続部５２により接続されている。接続部５２により接続されている第３部分５０と第４部分５１とは、導通している。
【００４０】
孔用電極４９の第３部分５０の端部、すなわち、平面視でノズル２０と反対側の端部から、圧力室２１と対向しない領域まで引き出された接点部３９が設けられている。接点部３９には、図示しないＦＰＣが接続される。
【００４１】
ドライバＩＣ４０は、ＦＰＣに実装されており、図示しない制御装置によって制御される。ドライバＩＣ４０は、接点部３９を介して、複数の個別電極３６、孔用電極４９の電位を変化させる。具体的には、ドライバＩＣ４０は、個別電極３６、孔用電極４９の電位をグランド電位と、グランド電位と所定の電位差の所定電位と、に変化させる。個別電極３６の第１部分４１と第２部分４２、４３とは導通しているため、ドライバＩＣ４０により、同じタイミングで電位が変化する。孔用電極４９の第３部分５０と第４部分５１とは導通しているため、ドライバＩＣ４０により、同じタイミングで電位が変化する。
【００４２】
図５に示すように、複数の個別電極３６と共通電極３５に挟まれた圧電層３４は、複数の第１活性部４４と、複数の第２活性部４５、４６と、第３活性部５３と、第４活性部５４と、を有する。「活性部」は、圧電変形が生じる部分を指す。複数の第１活性部４４は、それぞれ、複数の第１部分４１と厚み方向において重なっている。複数の第２活性部４５は、それぞれ、複数の第２部分４２とそれぞれ厚み方向において重なっている。複数の第２活性部４６は、それぞれ、複数の第３部分４３とそれぞれ厚み方向において重なっている。第３活性部５３は、第３部分５０と厚み方向において重なっている。第４活性部５４は、第４部分５１と厚み方向において重なっている。言い換えれば、第１活性部４４は、第１部分４１と対向している。第２活性部４５は、第２部分４２と対向している。第２活性部４６は、第２部分４３と対向している。第３活性部５３は、第３部分５０と対向している。第４活性部５４は、第４部分５１と対向している。第１活性部４４、第３活性部５３は、厚み方向に分極されている。
【００４３】
ドライバＩＣ４０は、複数の個別電極３６の電位を変化させることによって、第１活性部４４に圧電変形を生じさせる。ドライバＩＣ４０は、孔用電極４９の電位を変化させることによって、第３活性部５３に圧電変形を生じさせる。すなわち、ドライバＩＣ４０は、第１活性部４４を面方向に収縮した状態、又は、収縮してない状態とすることにより、第１活性部４４を圧力室２１側へ凸となった状態から平坦な状態に、又は、平坦な状態から圧力室２１側へ凸となった状態に変形させる。ドライバＩＣ４０は、第３活性部５３を面方向に収縮した状態、又は、収縮してない状態とすることにより、第３活性部５３を孔３８側へ凸となった状態から平坦な状態に、又は、平坦な状態から孔３８側へ凸となった状態に変形させる。
【００４４】
第１活性部４４は、吐出対象の圧力室２１と厚み方向において重なっている圧電層３３、３４を変形させるための主となる活性部である。第２活性部４５、４６は、吐出対象の圧力室２１と厚み方向において重なっている圧電層３３、３４の変形を補助するための活性部である。第２活性部４５、４６は、厚み方向に分極されている。第２活性部４５、４６は、第１部分４１の電位が変化されることにともなって、第２部分４２、４３により圧電変形を生じる。第４活性部５４も、第２活性部４５、４６同様、吐出対象の圧力室２１と厚み方向において重なっている圧電層３３、３４の変形を補助するための活性部である。第４活性部５４は、厚み方向に分極されている。第４活性部５４は、第３部分５０の電位が変化されるにともなって、第４部分５１により圧電変形を生じる。
【００４５】
従来のインクジェットプリンタにおいては、隣接する複数の圧力室に対応するノズルから同時にインクを吐出する場合の各ノズルの吐出量よりも、１つの圧力室に対応するノズルからインクを吐出する場合の吐出量が多いという問題がある。
【００４６】
図６は、従来の引き打ち方式の圧電アクチュエータの動作を説明するための図である。図６（ａ）は、平坦な圧電層１０３、１０４が、３つの圧力室１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと対向する部分においてそれぞれ凸となっている状態を示している。個別電極１０１は、圧電層１０３の上面に配置されている。共通電極１０５は、圧電層１０３と圧電層１０４との間に配置されている。共通電極１０５は、グランド電位に保たれている。活性部１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃは、個別電極１０１と共通電極１０５に挟まれた部分である。個別電極１０１がグランド電位と所定の電位差の所定電位とされることにより、活性部１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃは、圧力室１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ側に凸となる。図６（ａ）では、圧力室１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに対応する個別電極１０１の全てが所定電位とされている。従って、活性部１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃが圧力室１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ側へ凸となった状態であるため、圧力室１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと対向する部分の圧電層１０３、１０４は、圧力室１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ側へ凸となった状態である。図６（ｂ）では、１つの圧力室１０２ｂに対応する個別電極１０１のみがグランド電位とされている。従って、圧力室１０２ｂと対向する活性部１０６ｂが平坦な状態であるため、圧力室１０２ｂと対向する部分の圧電層１０３、１０４は、平坦な状態である。図６（ｃ）では、圧力室１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに対応する個別電極１０１の全てがグランド電位とされている。従って、圧力室１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに対向する活性部１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃが平坦な状態であるため、圧力室１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと対向する部分の圧電層１０３、１０４は、平坦な状態である。なお、図６における、符号の下の「Ｖ」の文字は、対応する個別電極１０１が所定電位であることを示している。符号の下の「ＧＮＤ」の文字は、対応する個別電極１０１がグランド電位であることを示している。
【００４７】
図６（ａ）に示すように、隣接する３つの圧力室１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに対向する圧電層１０３、１０４が凸となっている状態から、図６（ｃ）に示すように、圧力室１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに対応する個別電極１０１を所定電位からグランド電位に切り換えた場合について説明する。圧電層１０３、１０４の圧力室１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃと対向する部分は、平坦な状態に変形する。図６（ａ）に示すように、圧力室１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに対向する圧電層１０３、１０４が凸となっている状態から、図６（ｂ）に示すように、１つの圧力室１０２ｂに対応する個別電極１０１を所定電位からグランド電位に切り換えた場合について説明する。圧電層１０３、１０４の圧力室１０２ｂと対向する部分は、平坦な状態に変形しようとする。しかしながら、このとき、圧電層１０３、１０４の隣接する圧力室１０２ａ、１０２ｃと対向する部分は、圧力室１０２ａ、１０２ｃ側へ凸となっている。このため、圧電層１０３、１０４は、桁１０７、１０８近傍を支点として変形し、圧電層１０３、１０４の圧力室１０２ｂと対向する部分は、平坦な状態にならず、圧力室１０２ｂと反対側へ少し凸となった状態となる。従って、隣接する圧力室１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに対応するノズルからインクを同時に吐出させる場合と比べて、１つの圧力室１０２ｂに対応するノズルからインクを吐出させる場合の圧電層１０３、１０４の変形量、すなわち、圧力室１０２ｂの容積の変化量が大きくなる。つまり、隣接する圧力室１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに対応するノズルから同時にインクを吐出させる場合の各ノズルの吐出量が、１つの圧力室１０２ｂに対応するノズルからインクを吐出させる場合の吐出量よりも少なくなる。
【００４８】
以下、本実施形態において、ノズル２０からインクを吐出させる際の圧電アクチュエータ１９の作用について説明する。本実施形態では、引き打ち方式により、ノズル２０からインクが吐出される。
【００４９】
図７は、圧電アクチュエータ１９の動作を説明するための図である。図７（ａ）は、ノズル２０からインクを吐出しない待機状態を示す。待機状態では、個別電極３６が所定電位とされている。第１活性部４４、第２活性部４５、４６は、圧力室２１ａ、２１ｂ、２１ｃ側へ凸となっている。このため、圧電層３３、３４の、圧力室２１ａ、２１ｂ、２１ｃと厚み方向において重なっている部分は、圧力室２１ａ、２１ｂ、２１ｃ側へ凸となっている。図７（ｂ）は、１つの圧力室２１ｂに対応する個別電極３６がグランド電位とされている状態を示す。図７（ｃ）は、隣接する３つの圧力室２１ａ、２１ｂ、２１ｃに対応する３つの個別電極３６がグランド電位とされている状態を示す。なお、図７における、符号の下の「Ｖ」の文字は、対応する第１部分４１、第２部分４２、４３が所定電位であることを示している。符号の下の「ＧＮＤ」の文字は、対応する第１部分４１、第２部分４２、４３がグランド電位であることを示している。
【００５０】
圧力室２１ａ、２１ｂ、２１ｃに対応するノズル２０からインクを同時に吐出させる動作について説明する。図７（ａ）に示すように、個別電極３６が所定電位とされている状態から、図７（ｃ）に示すように、圧力室２１ａ、２１ｂ、２１ｃに対応する個別電極３６の電位を、ドライバＩＣ４０により、一旦、共通電極３５と同じグランド電位に切り換える。圧力室２１ｂに着目すると、隣接する圧力室２１ａ、２１ｃに対応する個別電極３６もグランド電位に切り換えられている。圧力室２１ｂと厚み方向において重なる第１活性部４４、第２活性部４５、４６は、圧力室２１ｂ側へ凸となった状態から圧力室２１ｂと反対側へ平坦な状態に変形する。このため、圧力室２１ｂと厚み方向において重なる部分の圧電層３３、３４は、圧力室２１ｂ側へ凸となった状態から圧力室２１ｂと反対側へ平坦な状態に変形する。このとき、待機状態と比べて圧力室２１ｂ内の容積が増大する。その後、再び、ドライバＩＣ４０により個別電極３６が所定電位とされると、図７（ａ）に示す状態に変形し、圧力室２１ｂの容積が減少する。圧力室２１ｂの容積増大と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２１ｂ内に大きな圧力波が発生し、圧力室２１ｂに連通するノズル２０からインクが押し出されて吐出される。圧力室２１ａ、２１ｃにおいても同様である。
【００５１】
圧力室２１ｂに対応するノズル２０からインクを吐出させる動作について説明する。図７（ａ）に示すように、個別電極３６が所定電位とされている状態から、図７（ｂ）に示すように、圧力室２１ｂに対応する個別電極３６の電位を、ドライバＩＣ４０により、一旦、共通電極３５と同じグランド電位に切り換える。圧力室２１ｂと厚み方向に重なる第１活性部４４は、圧力室２１ｂ側へ凸となった状態から圧力室２１ｂと反対側へ平坦な状態に変形する。このため、圧力室２１ｂと厚み方向において重なる部分の圧電層３３、３４は、圧力室２１ｂ側へ凸となった状態から圧力室２１ｂと反対側へ平坦な状態に変形しようとする。
【００５２】
圧力室２１ｂは、前後方向で隣接する圧力室２１ａ、２１ｃに対応する個別電極３６の第２部分４２、４３と厚み方向において重なっている。圧力室２１ｂに隣接する圧力室２１ａ、２１ｃに対応する個別電極３６は、所定電位とされているため、第２部分４２、４３は、所定電位とされたままである。従って、第１活性部４４は、圧力室２１ｂ側へ凸となった状態から圧力室２１ｂと反対側へ平坦な状態に変形するが、第２活性部４５、４６は、圧力室２１ｂ側へ凸となったままである。これにより、圧力室２１ｂ側に凸となっていた圧電層３３、３４が、圧力室２１ｂと反対側へ平坦な状態に変形しようとするときに、圧力室２１ｂ側に凸となっている第２活性部４５、４６により、圧力室２１ｂと反対側へ変形しようとする圧電層３３、３４の変形が抑制される。すなわち、待機状態からの圧力室２１内の容積の増大が抑制される。その後、再び、ドライバＩＣ４０により個別電極３６が所定電位とされると、図７（ａ）に示す状態に戻り、圧力室２１の容積が減少する。これにより、圧力室２１に連通するノズル２０からインクが押し出されて吐出される。
【００５３】
隣接する圧力室２１ａ、２１ｂ、２１ｃのうち、１つの圧力室２１ｂに対応する個別電極３６の電位を変化させて、圧力室２１ｂに対応するノズル２０からインクを吐出させる場合に、圧力室２１ｂに対応する個別電極３６の第１部分４１は電位が変化される。圧力室２１ｂに隣接する圧力室２１ａ、２１ｃに対応する個別電極３６の第２部分４２、４３は電位が変化されない。このため、圧力室２１ｂと厚み方向において重なる第１活性部４４は、圧力室２１ｂ側へ凸となった状態から圧力室２１ｂと反対側へ平坦な状態に、又は、平坦な状態から圧力室２１ｂ側へ凸となった状態に変形する。第２活性部４５、４６は、圧力室２１ｂ側へ凸となった状態のままである。
【００５４】
一方、隣接する圧力室２１ａ、２１ｂ、２１ｃに対応する個別電極３６の電位を変化させて、圧力室２１ａ、２１ｂ、２１ｃに対応するノズル２０からインクを吐出させる場合、圧力室２１ａ、２１ｂ、２１ｃと厚み方向において重なる第１部分４１、第２部分４２、４３の電位が変化される。このため、圧力室２１ａ、２１ｂ、２１ｃと厚み方向において重なる第１活性部４４、第２活性部４５、４６ともに変形する。言い換えれば、圧力室２１ａ、２１ｂ、２１ｃに対応するノズル２０からインクを吐出する場合に比べて、圧力室２１ｂに対応するノズル２０からインクを吐出する場合の、電位が変化される電極の面積が実質的に小さくなっている。このため、圧力室２１ａ、２１ｂ、２１ｃに対応するノズル２０からインクを吐出する場合に比べて、圧力室２１ｂに対応するノズル２０からインクを吐出する場合の、待機状態からの圧力室２１内の容積の減少が小さくなり、インクの吐出量が少なくなる。つまり、圧力室２１ａ、２１ｂ、２１ｃに対応するノズル２０からインクを同時に吐出する場合の各ノズル２０の吐出量よりも、圧力室２１ｂに対応するノズル２０からインクを吐出する場合の吐出量が少なくなる。
【００５５】
また、上述のように、１つの圧力室２１ｂに対応するノズル２０からインクを吐出させる場合、第２活性部４５、４６により、待機状態からの圧力室２１ｂ内の容積の増大が抑制されるため、さらに吐出量が少なくなる。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態では、隣接する複数の圧力室２１ａ、２１ｂ、２１ｃのうち、１つの圧力室２１ｂに対応するノズル２０からインクを吐出させる場合、圧力室２１ｂと厚み方向において重なる第１活性部４４は、変形するが、第２活性部４５、４６は、そのままの状態である。圧力室２１ａ、２１ｂ、２１ｃに対応するノズル２０からインクを吐出させる場合、圧力室２１ａ、２１ｂ、２１ｃと厚み方向において重なる第１活性部４４、第２活性部４５、４６ともに変形する。第２活性部４５、４６が変形する分、圧力室２１ｂに対応するノズル２０からインクを吐出させる場合と比べて、圧力室２１ａ、２１ｂ、２１ｃに対応するノズル２０からインクを吐出させる場合の各圧力室２１ａ、２１ｂ、２１ｃの容積の変化量が大きくなる。つまり、圧力室２１ａ、２１ｂ、２１ｃに対応するノズル２０からインクを同時に吐出する場合に比べて、圧力室２１ｂに対応するノズル２０からインクを吐出する場合の圧力室２１ｂの容積の変化量が小さくなる。このため、圧力室２１ａ、２１ｂ、２１ｃに対応するノズル２０から同時にインクを吐出する場合の各ノズル２０のインクの吐出量が、圧力室２１ｂに対応するノズル２０からインクを吐出する場合の吐出量よりも少なくなるという問題を改善することができる。
【００５７】
また、上述のように、本実施形態では、隣接する圧力室２１ａ、２１ｂ、２１ｃに対応するノズル２０からインクを吐出する場合に比べて、１つの圧力室２１ｂに対応するノズル２０からインクを吐出する場合の電位が変化される電極の面積を実質的に小さくしている。このため、圧力室２１ａ、２１ｂ、２１ｃに対応するノズル２０からインクを同時に吐出する場合の各ノズル２０の吐出量よりも、圧力室２１ｂに対応するノズル２０からインクを吐出する場合の吐出量が少なくなる。
【００５８】
なお、「活性部の変形」とは、活性部が平坦な状態から凸となった状態に変形すること、活性部が凸となった状態から平坦な状態に変形することをいう。また、「圧電層の変形」とは、圧電層が平坦な状態から凸となった状態に変形すること、圧電層が凸となった状態から平坦な状態に変形することをいう。
【００５９】
本実施形態では、圧力室２１の搬送方向の幅は、１６０μｍである。第１部分４１の搬送方向の幅は、１６０μｍである。第２部分４２、４３の搬送方向の幅は、それぞれ２０μｍである。第１部分４１と第２部分４２、４３との搬送方向の距離は、１０μｍである。この場合、１列の圧力室列３７に含まれるすべての圧力室２１に対応するノズル２０からインクを吐出する場合の圧電層３４の変形面積／１列の圧力室列３７に含まれる１の圧力室２１を介してノズル２０からインクを吐出する場合の圧電層３４の変形面積（以下、「列内クロストーク」という。）は、５〜１０％の範囲である。列内クロストークは、ベタ印字をする場合の濃度増加、微細なパターンを印字する場合のシャープエッジの観点から、差が大きい方がよい。しかしながら、インクの吐出安定性、インクの着弾精度から、大幅に変化することは望ましくない。このため、インクの吐出安定性やインクの着弾に影響が少ない５〜１０％以内が理想的である。第１部分４１の搬送方向の幅、第２部分４２、４３の搬送方向の幅、第１部分４１と第２部分４２、４３との搬送方向の距離を、圧力室２１の幅、圧電層３３、３４の厚み等によって変化させることにより、列内クロストークを変化させることが可能である。
【００６０】
圧力室列３７内の両端の圧力室２１は、圧力室列３７内で隣接する圧力室２１が前方又は後方の１つしかない。このため、前端の圧力室２１は、第２部分４２、４３のうち、後方で隣接する圧力室２１に対応する個別電極３６の第２部分４２のみと厚み方向で重なっている。後端の圧力室２１は、第２部分４２、４３のうち、前方で隣接する圧力室２１に対応する個別電極３６の第２部分４３のみと厚み方向で重なっている。すなわち、圧力室列３７において端に位置していない、他の圧力室２１と厚み方向で重なっている個別電極３６の第２部分４２、４３の数が異なり、他の圧力室２１と電極配置が異なっている。
【００６１】
本実施形態では、圧力室列３７の両端に隣接する孔３８に対応する孔用電極４９を設けている。孔用電極４９は、対応する孔３８に隣接する圧力室２１と厚み方向において重なる第４部分５１を有している。このため、圧力室列３７内の両端の圧力室２１は、厚み方向において第１部分４１、第２部分４２又は第２部分４３、第４部分５１と重なっている。従って、圧力室列３７内の両端の圧力室２１は、第１部分４１、第２部分４２、４３と厚み方向において重なっている他の圧力室２１と電極配置が同じとなり、他の圧力室２１とインクを吐出する条件が同じとなる。
【００６２】
圧力室列３７の端に位置する圧力室２１に対応するノズル２０のみからインクを吐出する場合、ドライバＩＣ４０は、孔３８に対応する孔用電極４９を所定電位としたままとする。従って、孔３８に隣接する圧力室列３７の端に位置する圧力室２１と厚み方向において重なる第４部分５１は、所定電位のままである。このため、他の１つの圧力室２１に対応するノズル２０からインクを吐出させる場合と同様に、第１活性部４４の変形により、ノズル２０からインクが吐出される。
【００６３】
圧力室列３７の端に位置する圧力室２１を含む、隣接する複数の圧力室２１に対応するノズル２０からインクを同時に吐出する場合、ドライバＩＣ４０は、これらの圧力室２１に対応する個別電極３６と同じタイミングで孔用電極４９の電位を変化させる。このため、他の圧力室２１を含む隣接する複数の圧力室２１に対応する複数のノズル２０からインクを吐出させる場合と同様に、第１活性部４４、第２活性部４５又は第２活性部４６、第４活性部５４の変形により、ノズル２０からインクが吐出される。なお、孔３８は、インクの吐出に用いられるものではないため、孔用電極４９は、孔３８からインクを吐出するために用いられるものではない。
【００６４】
本実施形態では、隣接する複数の圧力室２１に対応する複数のノズル２０から同時にインクを吐出させる場合、第１部分４１と第２部分４２、４３とにより、第１活性部４４、第２活性部４５、４６を同時に変形させる。このため、第１部分４１と第２部分４２、４３とは、同時に電位が変化する必要がある。上述のように、第１部分４１と第２部分４２、４３とを導通させておくことで、第１部分４１及び第２部分４２、４３の電位が等しい状態を保ったまま、第１部分４１及び第２部分４２、４３の電位を同時に変化させることができる。これにより、ドライバＩＣ４０から、第１部分４１と第２部分４２、４３のそれぞれに、電位を個別に変化させるための配線等を繋ぐ必要がなく、電気的な接続構成が単純になる。また、ドライバＩＣ４０の内部の回路も単純にできる。
【００６５】
上述のように、第１部分４１と第２部分４２、４３とは、圧電層３４の一表面にある。接続部４７、４８も、圧電層３４の一表面にある。第１部分４１と第２部分４２、４３とは、接続部４７、４８により導通している。従って、圧電層３４の一表面にある個別電極３６を、圧電層３４の一表面上に印刷で一度に形成できる。
【００６６】
本実施形態では、接続部４７、４８は、圧電層３４の、圧力室２１と厚み方向において重ならない領域に形成されている。従って、接続部４７、４８が圧力室２１と厚み方向と重なっていないため、個別電極３６の電位が変化したときの接続部４７、４８の電位変化が、インクの吐出に影響を与えることがない。
【００６７】
第２部分４２、４３は、対応する圧力室２１に搬送方向において隣接する圧力室２１と厚み方向において重なる。従って、圧力室列３７内の隣接する圧力室２１間において、隣接する複数の圧力室２１に対応する複数のノズル２０から同時にインクを吐出する場合の各ノズル２０の吐出量が、１つの圧力室２１に対応するノズル２０からインクを吐出する場合の吐出量よりも少なくなるという問題を改善することができる。
【００６８】
圧電層３３、３４を大きく変形させて圧力室２１の容積を効果的に変化させるためには、圧力室２１の中央に活性部を配置することがよい。上述のように、第１部分４１は、搬送方向における圧力室２１の中央Ｃと厚み方向において重なり、且つ、走査方向に延在している。このため、第１活性部４４により、圧電層３３、３４を大きく変形させて、圧力室２１の容積を効果的に変化させることができる。
【００６９】
１つの圧力室２１は、搬送方向において隣接する２つの圧力室２１に両側から挟まれている。第２部分４２、４３が、第１部分４１の一方側のみに配置されている場合、１列の圧力室列３７に対応するノズル２０からインクを同時に吐出した場合に、他方側で隣接する圧力室２１との間でクロストークの影響が残る。本実施形態では、両側の圧力室２１とのクロストークを考慮して、第１部分４１の両側に、第２部分４２、４３を配置している。
【００７０】
本実施形態では、「インク」が本発明の「液体」に相当する。「インク流路」が本発明の「液体流路」に相当する。「流路ユニット１８」が本発明の「流路構造体」に相当する。「個別電極３６」が本発明の「駆動電極」に相当する。「ドライバＩＣ４０」が本発明の「駆動装置」に相当する。「厚み方向」が本発明の「面方向と直交する方向」に相当する。「搬送方向」が本発明の「所定方向」に相当する。「走査方向」が本発明の「所定方向と交差する方向」に相当する。
【００７１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明を適用可能な形態は、上述の実施形態には限られるものではなく、以下に例示するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることが可能である。
【００７２】
上述の実施形態では、インクの吐出方式として、引き打ち方式を例に挙げた。押し打ち方式においても、隣接する複数の圧力室に対応するノズルからそれぞれインクを同時に吐出する場合の各ノズルのインクの吐出量よりも、１つの圧力室に対応するノズルからインクを吐出する場合の吐出量が多いという問題がある。
【００７３】
図８は、従来の押し打ち方式の圧電アクチュエータの動作を説明するための図である。なお、圧電アクチュエータの構造は、図６と同じである。図８（ａ）に示すように、隣接する３つの圧力室１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに対向する圧電層１０３、１０４が平坦な状態から、図８（ｃ）に示すように、圧力室１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに対応する個別電極１０１を所定電位とした場合について説明する。圧力室１０２ｂに隣接する圧力室１０２ａ、１０２ｃに対向する活性部１０６ａ、１０６ｃは、面方向に収縮している。このため、圧電層１０３の圧力室１０２ｂと対向する部分には、活性部１０６ａ、１０６ｃ側に引っ張られる向きの応力が作用する。この応力は、圧力室１０２ｂに対向する活性部１０６ｂの収縮を阻害する向きであるため、圧力室１０２ｂに対向する圧電層１０３、１０４の変形量が小さくなる。図８（ａ）に示すように、圧力室１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに対向する圧電層１０３、１０４が平坦な状態から、図８（ｂ）に示すように、１つの圧力室１０２ｂに対応する個別電極１０１を所定電位とした場合について説明する。圧力室１０２ｂと隣接する圧力室１０２ａ、１０２ｃと対向する活性部１０６ａ、１０６ｃは、面方向に収縮していない。このため、圧力室１０２ｂと対向する部分の圧電層１０３、１０４には、上記のような応力は生じない。従って、隣接する圧力室１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに対応するノズルから同時にインクを吐出させる場合と比べて、１つの圧力室１０２ｂに対応するノズルからインクを吐出させる場合の圧電層１０３、１０４の変形量、すなわち、圧力室１０２ｂの容積の変化量が大きくなる。つまり、隣接する圧力室１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに対応するノズルから同時にインクを吐出させる場合の各ノズルの吐出量が、１つの圧力室１０２ｂに対応するノズルからインクを吐出させる場合の吐出量よりも少なくなる。
【００７４】
本発明は、押し打ち方式にも適用可能である。図９は、圧電アクチュエータ１９の動作を説明するための図である。図９（ａ）は、ノズル２０からインクを吐出しない待機状態を示す。待機状態では、個別電極３６がグランド電位とされている。このため、圧電層３３、３４の、圧力室２１ａ、２１ｂ、２１ｃと厚み方向において重なっている部分が平坦な状態となっている。図９（ｂ）は、１つの圧力室２１ｂに対応する個別電極３６が所定電位とされている状態を示す。図９（ｃ）は、隣接する３つの圧力室２１ａ、２１ｂ、２１ｃに対応する３つの個別電極３６が所定電位とされている状態を示す。
【００７５】
圧力室２１ｂに対応するノズル２０からインクを吐出させる動作について説明する。図９（ａ）に示すように、個別電極３６がグランド電位とされている状態から、図９（ｂ）に示すように、圧力室２１ｂに対応する個別電極３６の電位を、ドライバＩＣ４０により、所定電位とする。圧力室２１ｂと厚み方向において重なる第１活性部４４は、平坦な状態から圧力室２１ｂ側へ凸となった状態に変形する。このため、圧電層３３、３４の、吐出対象の圧力室２１ｂと厚み方向において重なる部分は、平坦な状態から圧力室２１ｂ側へ凸となった状態に変形する。これにより、圧力室２１ｂ内に圧力が発生し、圧力室２１ｂに連通するノズル２０からインクが押し出されて吐出される。
【００７６】
圧力室２１ａ、２１ｂ、２１ｃに対応するノズル２０からインクを同時に吐出させる動作について説明する。図９（ａ）に示すように、個別電極３６がグランド電位とされている状態から、図９（ｃ）に示すように、隣接する圧力室２１ａ、２１ｂ、２１ｃに対応する個別電極３６の電位を、ドライバＩＣ４０により、所定電位とする。圧力室２１ｂに着目すると、隣接する圧力室２１ａ、２１ｃに対応する個別電極３６も所定電位とされている。第１活性部４４、第２活性部４５、４６は、平坦な状態から圧力室２１ｂ側へ凸となった状態に変形する。このため、圧電層３３、３４の圧力室２１ｂと厚み方向において重なる部分は、平坦な状態から圧力室２１ｂ側へ凸となった状態に変形する。このとき、待機状態と比べて圧力室２１ｂ内の容積が減少する。これにより、圧力室２１ｂ内に圧力が発生し、圧力室２１ｂに連通するノズル２０からインクが押し出されて吐出される。圧力室２１ａ、２１ｃにおいても同様である。
【００７７】
圧力室２１ａ、２１ｂ、２１ｃのうち、圧力室２１ｂに対応する個別電極３６の電位を変化させて、圧力室２１ｂに対応するノズル２０からインクを吐出させる場合に、圧力室２１ｂに対応する個別電極３６の第１部分４１は電位が変化される。圧力室２１ｂに隣接する圧力室２１ａ、２１ｃに対応する個別電極３６の第２部分４２、４３は電位が変化されない。このため、吐出対象の１つの圧力室２１ｂと厚み方向において重なる第１活性部４４は、平坦な状態から圧力室２１ｂ側へ凸となった状態に変形する。第２活性部４５、４６は、平坦な状態のままである。
【００７８】
一方、圧力室２１ａ、２１ｂ、２１ｃに対応する個別電極３６の電位を変化させて、圧力室２１ａ、２１ｂ、２１ｃに対応するノズル２０からインクを吐出させる場合、圧力室２１ａ、２１ｂ、２１ｃと厚み方向において重なる第１部分４１、第２部分４２、４３の電位が変化される。このため、圧力室２１ａ、２１ｂ、２１ｃと厚み方向において重なる第１活性部４４、第２活性部４５、４６ともに変形する。言い換えれば、隣接する圧力室２１ａ、２１ｂ、２１ｃに対応するノズル２０からインクを吐出する場合に比べて、１つの圧力室２１ｂに対応するノズル２０からインクを吐出する場合の、電位が変化される電極の面積が実質的に小さくなっている。このため、圧力室２１ａ、２１ｂ、２１ｃに対応するノズル２０からインクを吐出する場合に比べて、圧力室２１ｂに対応するノズル２０からインクを吐出する場合の、待機状態からの圧力室２１内の容積の減少が小さくなり、インクの吐出量が少なくなる。つまり、圧力室２１ａ、２１ｂ、２１ｃに対応するノズル２０からインクを同時に吐出する場合の各ノズル２０の吐出量よりも、圧力室２１ｂに対応するノズル２０からインクを吐出する場合の吐出量が少なくなる。
【００７９】
また、１つの圧力室２１ｂに対応するノズル２０からインクを吐出させる場合、圧力室２１ｂに対応する個別電極３６が所定電位とされる。このため、圧力室２１ｂに隣接する圧力室２１ａ、２１ｃと厚み方向において重なっている第２部分４２、４３は、第１部分４１と同様、所定電位となる。圧力室２１ａ、２１ｃと厚み方向において重なる第２活性部４５、４６は、平坦な状態から圧力室２１ａ、２１ｃ側へ凸となった状態に変形する。従って、圧力室２１ａ、２１ｃ側へ凸となるように変形する第２活性部４５、４６により、圧力室２１ｂに対向する部分の圧電層３４が引っ張られ、圧力室２１ｂに対向する部分の圧電層３３、３４の変形が抑制される。これにより、さらに圧力室２１ｂの容積の減少が小さくなり、吐出量が少なくなる。
【００８０】
上述の実施形態では、個別電極３６は、点対称な形状となっている。これに限らず、図１０（ａ）に示すように、第１部分４１に対して線対称な形状であってもよい。この場合、第２部分４２、４３とは、それぞれ、第１部分４１のいずれか一端と接続部４７、４８により接続されている。また、隣接する個別電極３６は、走査方向における向きが反対となるように配置されていてもよい。また、図１０（ｂ）に示すように、図１０（ａ）に示す個別電極３６に比べて、第１部分４１の走査方向における長さを短くし、第２部分４２、４３の長さを長くすることも可能である。
【００８１】
上述の実施形態では、個別電極３６は、２つの第２部分４２、４３を有している。これに限らず、第２部分は、１つであってもよい。例えば、図１０（ｃ）に示すように、個別電極３６は、個別電極３６が対応する圧力室２１の前方で隣接する圧力室２１と厚み方向において重なる第２部分４２を有するようになっていてもよい。また、図１０（ｄ）に示すように、第２部分４２を有する個別電極３６において、隣接する個別電極３６は、走査方向における向きが反対となるように配置されていてもよい。また、個別電極３６は、対応する圧力室２１の前方で隣接する圧力室２１と重なる第２部分４２を有する場合、後方で隣接する圧力室２１がない後端の圧力室２１を除いて、圧力室２１は、第１部分４１、第２部分４２と重なっている。このため、孔３８は、後端の圧力室２１に隣接するものだけでよい。孔用電極４９も、後端の圧力室２１に隣接する孔３８に対応するものだけでよい。
【００８２】
上述の実施形態では、圧電アクチュエータ１９は、２層の圧電層３３、３４を有している。これに限らず、３層以上の圧電層を有していてもよい。図１０（ｅ）は、３層の圧電層６１〜６３を有する圧電アクチュエータ１９の拡大平面図である。図１０（ｆ）は、図１０（ｅ）のVIII-VIII線断面図である。図１０（ｅ）及び図１０（ｆ）に示すように、上層の圧電層６３と中層の圧電層６２との間に個別電極３６が配置されている。上層の圧電層６３の上面には、第１共通電極６４が、複数の個別電極３６と厚み方向において重なるように配置されている。第１共通電極６４は、平面視櫛歯状である。中層の圧電層６２と下層の圧電層６１との間には、圧電層６１、６２全面にわたって、第２共通電極６５が配置されている。圧電層６２、６３の、第１部分４１と第１共通電極６４、第１部分４１と第２共通電極６５とに挟まれている部分が、第１活性部４４である。圧電層６２、６３の、第２部分４２と第１共通電極６４、第２部分４２と第２共通電極６５に挟まれている部分が、第２活性部４５である。圧電層６２、６３の、第２部分４３と第１共通電極６４、第２部分４３と第２共通電極６５に挟まれている部分が、第２活性部４６である。上層の圧電層６３には、個別電極３６をドライバＩＣ４０に接続するためのスルーホール６６が設けられている。
【００８３】
第２共通電極６５は、ドライバＩＣ４０により、常に、グランド電位に保たれている。第１共通電極６４は、ドライバＩＣ４０により、常に、グランド電位と所定の電位差の、所定電位に保たれている。個別電極３６は、ドライバＩＣ４０により、グランド電位と所定電位とに変化される。個別電極３６がグランド電位とされ、第１共通電極６４との電位差により、圧電層６１〜６３が、圧力室２１側へ凸となっている状態が待機状態である。待機状態から、個別電極３６が所定電位とされると、第２共通電極６５との電位差により、圧電層６１〜６３が、圧力室２１と反対側へ凸となった状態に変形する。この後、個別電極３６をグランド電位とし、圧電層６１〜６３が、圧力室２１側へ凸となっている待機状態とする。これにより、圧力室２１の容積が減少後、増大し、圧力室２１を介してノズル２０からインクが吐出される。
【００８４】
上述の実施形態では、個別電極３６は、ドライバＩＣ４０に接続され、個別電極３６の第１部分４１と第２部分４２、４３とは導通している。これに限らず、第１部分４１と第２部分４２、４３とが導通しておらず、第１部分４１、第２部分４２、４３が、それぞれ、ドライバＩＣ４０に接続されていてもよい。この場合、吐出対象の圧力室２１と対応する個別電極３６の第１部分４１と同じタイミングで、吐出対象の圧力室と隣接する圧力室２１と厚み方向で重なる第２部分４２、４３の電位を変化させるようにすればよい。
【００８５】
上述の実施形態では、第１部分４１と第２部分４２、４３とは、変化する電位の値が略同じである。これに限らず、例えば、第１部分４１と第２部分４２、４３との間に、接続部４７、４８以外の抵抗を設け、変化する電位の値が異なるようにしてもよい。
【００８６】
上述の実施形態では、個別電極３６の第１部分４１と第２部分４２、４３とは、圧電層３４の一表面において、導通している。これに限らず、一表面において接続を妨げるような部材等がある場合は、例えば、圧電層３３、３４との間で導通していてもよい。
【００８７】
上述の実施形態では、複数の個別電極３６は、複数の圧力室２１と同数である。これに限らず、複数の個別電極は、複数の圧力室と同数でなくてもよい。例えば、個別電極が１層ではなく、複数層にある場合である。個別電極が共通電極を挟んで２層にある場合は、複数の個別電極の数は、複数の圧力室の数の２倍となる。
【００８８】
上述の実施形態では、インクジェットプリンタ１の記録方式は、インクジェットヘッド５が移動するシリアル型のインクジェット記録方式である。これに限らず、インクジェットプリンタ１の記録方式は、インクジェットヘッドが移動しないライン型のインクジェット記録方式であってもよい。また、インクジェットプリンタ以外の液体吐出装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００８９】
１  インクジェットプリンタ
５  インクジェットヘッド
１８  流路ユニット
１９  圧電アクチュエータ
２０  ノズル
２１  圧力室
３３、３４、６１〜６３  圧電層
３５  共通電極
３６  個別電極
３７  圧力室列
３８  孔
４０  ドライバＩＣ
４１  第１部分
４２、４３  第２部分
４４  第１活性部
４５、４６  第２活性部
４７、４８、５２  接続部
４９  孔用電極
５０  第３部分
５１  第４部分
５３  第３活性部
５４  第４活性部
６４  第１共通電極
６５  第２共通電極
【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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