(57)【要約】【課題】隣接する２つの圧力室に対応する２つの圧電素子をそれぞれ駆動したときの各ノズルの吐出量を、何れか一方の圧電素子のみを駆動した場合のノズルの吐出量よりも大きくすること。【解決手段】インクジェットヘッドは、圧電アクチュエータ４４の一方の面側に配置された複数の第１圧力室５３ａと、圧電アクチュエータ４４の他方の面側に配置された複数の第２圧力室５３ｂを有する。複数の第１圧力室５３ａと複数の第２圧力室５３ｂは、圧電アクチュエータ４４によって共通に覆われている。ドライバＩＣ４５により、隣接する第１圧力室５３ａと第２圧力室５３ｂにそれぞれ対応する２つの圧電素子６５が駆動されたときの、圧電アクチュエータ４４の、前記隣接する２つの圧力室５３をそれぞれ覆う２つの部分が、互いに逆方向に変位する。【選択図】図６
2014144596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ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する複数の圧力室とを有する流路構造体と、
前記流路構造体に、所定の一平面に沿って平面的に設けられ、且つ、前記複数の圧力室にそれぞれ対応する複数の圧電素子を有する圧電アクチュエータと、
前記複数の圧電素子を個別に駆動する駆動装置と、を備え、
前記複数の圧力室は、前記圧電アクチュエータの一方の面側に配置された複数の第１圧力室と、前記圧電アクチュエータの他方の面側に配置された複数の第２圧力室と、を含み、
前記複数の第１圧力室と前記複数の第２圧力室とが、前記所定の一平面に平行な配列方向に沿って、所定のピッチで交互に配列され、
前記複数の第１圧力室と前記複数の第２圧力室が、前記圧電アクチュエータによって共通に覆われており、
前記駆動装置により、前記配列方向において隣接する前記第１圧力室と前記第２圧力室にそれぞれ対応する、２つの前記圧電素子が駆動されたときの、前記圧電アクチュエータの、前記隣接する２つの圧力室をそれぞれ覆う２つの部分が、前記所定の一平面と直交する方向において互いに逆方向に変位することを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
前記圧電アクチュエータは、
圧電材料で形成された少なくとも２層の圧電層を有する圧電体と、
前記圧電体に、前記複数の圧力室とそれぞれ対向するように設けられた複数の個別電極と、
前記２層の圧電層の間において、前記複数の個別電極と共通に対向するように設けられた共通電極と、を備え、
１つの前記個別電極と前記共通電極とに挟まれる前記圧電体の部分が、１つの前記圧電素子を構成し、
前記隣接する２つの圧力室にそれぞれ対応する２つの前記個別電極は、前記共通電極を挟んで互いに反対側に配置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３】
前記流路構造体の、前記配列方向において隣接する２つの前記第１圧力室の間には、前記第２圧力室と前記圧電アクチュエータを挟んで対向する第１空洞部が形成され、
前記流路構造体の、前記配列方向において隣接する２つの前記第２圧力室の間には、前記第１圧力室と前記圧電アクチュエータを挟んで対向する第２空洞部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記第１圧力室と前記第１空洞部とを隔てる第１隔壁部と、前記第２圧力室と前記第２空洞部とを隔てる第２隔壁部とが、前記配列方向においてずれて配置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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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。こ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を備えている。流路ユニットには、複数のノズル、及び、これら複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室を含む、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２層の圧電層と、上層の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、２層の圧電層の間に配置された共通電極とを有する。
【０００３】
ある１つの個別電極と共通電極の間に所定の電圧が印加されると、この個別電極と共通電極に挟まれた、上層の圧電層の活性部（以下、圧電素子ともいう）が面方向に収縮する。これに伴って、この個別電極に対応する圧力室と対向する領域において、２層の圧電層が圧力室側に凸となるように撓む。このときの圧力室の容積変化によって圧力室内のインク圧力が上昇し、圧力室に連通するノズルからインクの液滴が吐出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２１２９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に開示されているような圧電アクチュエータにおいて、隣接する２つの圧力室のそれぞれにおいて圧電アクチュエータが変位したときに、２つの圧力室間でクロストークと呼ばれる現象が生じることが知られている。図１０は、隣接する２つの圧力室間のクロストークを説明する図である。図１０（ａ）は、２つの圧力室１０２に対応する２つの圧電素子１０１の両方に電圧が印加されていない状態を示しており、圧電アクチュエータ１００（圧電層１０３，１０４）は、２つの圧力室１０２と対向する部分においてそれぞれ変位が生じていない。図１０（ｂ）は、一方の圧力室１０２に対応する圧電素子１０１にのみ電圧が印加されている状態を示し、圧電アクチュエータ１００は、前記一方の圧力室１０２と対向する部分において圧力室１０２側に変位している。図１０（ｃ）は、２つの圧力室１０２に対応する２つの圧電素子１０１の両方に電圧が印加されている状態を示し、圧電アクチュエータ１００は、２つの圧力室１０２と対向する２つの部分においてそれぞれ圧力室１０２側に変位している。
【０００６】
図１０（ｃ）のように、２つの圧力室１０２に対応する２つの圧電素子１０１を同時に駆動した場合、圧電アクチュエータ１００の一方の圧力室１０２と対向する部分が圧力室１０２側に凸となるように変位することによって、他方の圧力室１０２においては、圧電アクチュエータ１００に圧力室１０２とは反対側に変位しようとする力が生じる。そのため、図１０（ｂ）のように一方の圧電素子１０１のみを駆動した場合と比べて、図１０（ｃ）では、各圧力室１０２における圧電アクチュエータ１００の変位量が小さくなる。つまり、隣接する２つの圧力室１０２について圧電素子１０１を同時に駆動した場合は、１つの圧力室１０２に対応する圧電素子１０１のみを駆動した場合と比べて、各圧力室１０２に連通するノズルから吐出される液体の量が少なくなる。
【０００７】
一方で、インクジェットプリンタなどの一般的な液体吐出装置において、複数のノズルから液体を同時に吐出させるのは、短時間に多量の液体を吐出する場合であることが多い。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、多数のノズルから同時にインクを吐出させて多量のインクを記録用紙に着弾させる。この場合、各ノズルのインク吐出量も多い方が当然好ましい。逆に、１つのノズルからインクを吐出させて細い線を形成する場合には、そのノズルのインク吐出量が多いと線が太くなってしまうことから、そのノズルの吐出量は少ない方が好ましい。しかしながら、実際には、複数のノズルから同時に液体を吐出させる場合は、前述した隣接する圧力室間のクロストークの影響によって、１つのノズルから液体を吐出させる場合よりも、各ノズルの吐出量は少なくなるという、本来望ましい形態とは逆となっていた。
【０００８】
本発明の目的は、隣接する２つの圧力室に対応する２つの圧電素子をそれぞれ駆動したときの各ノズルの吐出量を、何れか一方の圧電素子のみを駆動した場合のノズルの吐出量よりも大きくすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明の液体吐出装置は、それぞれ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する複数の圧力室とを有する流路構造体と、前記流路構造体に、所定の一平面に沿って平面的に設けられ、且つ、前記複数の圧力室にそれぞれ対応する複数の圧電素子を有する圧電アクチュエータと、前記複数の圧電素子を個別に駆動する駆動装置と、を備え、
前記複数の圧力室は、前記圧電アクチュエータの一方の面側に配置された複数の第１圧力室と、前記圧電アクチュエータの他方の面側に配置された複数の第２圧力室と、を含み、前記複数の第１圧力室と前記複数の第２圧力室とが、前記所定の一平面に平行な配列方向に沿って、所定のピッチで交互に配列され、
前記複数の第１圧力室と前記複数の第２圧力室が、前記圧電アクチュエータによって共通に覆われており、前記駆動装置により、前記配列方向において隣接する前記第１圧力室と前記第２圧力室にそれぞれ対応する、２つの前記圧電素子が駆動されたときの、前記圧電アクチュエータの、前記隣接する２つの圧力室をそれぞれ覆う２つの部分が、前記所定の一平面と直交する方向において互いに逆方向に変位することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明において、「圧電素子を駆動する」とは、対応するノズルからインクを吐出させるために圧電素子に印加する電圧を変化させることを言う。また、電圧が印加されていない状態から所定の電圧を印加して圧電変形を生じさせる場合だけでなく、既に所定の電圧が印加されている状態から、その電圧印加を解除して変形を戻す場合も含む。
【００１１】
本発明では、配列方向において隣接する第１圧力室と第２圧力室とが、圧電アクチュエータを挟んで互いに反対側に配置されている。また、圧電アクチュエータは、隣接する２つの圧力室の間で、それぞれに対応する圧電素子を駆動したときの変位が逆方向となる。そのため、２つの圧力室に対応する２つの圧電素子を同時に駆動した場合に、２つの圧力室の間で生じるクロストークによって、各圧力室における圧電アクチュエータの変位を増大させることができる。あるいは、一方の圧力室に対応する圧電素子のみを駆動した場合に、前記クロストークによって、前記一方の圧力室における圧電アクチュエータの変位を抑制することができる。これにより、隣接する２つの圧力室に対応する２つの圧電素子をそれぞれ駆動したときの各ノズルの吐出量を、何れか一方の圧電素子のみを駆動した場合のノズルの吐出量よりも大きくすることが可能である。
【００１２】
第２の発明の液体吐出装置は、前記第１の発明において、前記圧電アクチュエータは、圧電材料で形成された少なくとも２層の圧電層を有する圧電体と、前記圧電体に、前記複数の圧力室とそれぞれ対向するように設けられた複数の個別電極と、前記２層の圧電層の間において、前記複数の個別電極と共通に対向するように設けられた共通電極と、を備え、
１つの前記個別電極と前記共通電極とに挟まれる前記圧電体の部分が、１つの前記圧電素子を構成し、前記隣接する２つの圧力室にそれぞれ対応する２つの前記個別電極は、前記共通電極を挟んで互いに反対側に配置されていることを特徴とするものである。
【００１３】
２層の圧電層の間に共通電極が配置された上で、隣接する第１圧力室と第２圧力室にそれぞれ対応する２つの個別電極が、共通電極を挟んで反対側に配置されている。つまり、隣接する２つの圧力室に対応する２つの圧電素子が、共通電極を挟んで反対側に配置される。この構成では、個別電極と共通電極とに挟まれる圧電素子に電圧が印加されたときに、圧電体の変形が２つの圧力室の間で逆になり、圧電アクチュエータの変位も逆方向となる。
【００１４】
第３の発明の液体吐出装置は、前記第１又は第２の発明において、前記流路構造体の、前記配列方向において隣接する２つの前記第１圧力室の間には、前記第２圧力室と前記圧電アクチュエータを挟んで対向する第１空洞部が形成され、前記流路構造体の、前記配列方向において隣接する２つの前記第２圧力室の間には、前記第１圧力室と前記圧電アクチュエータを挟んで対向する第２空洞部が形成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
本発明では、流路構造体の、隣接する第１圧力室の間の位置に第２圧力室と対向する第１空洞部が設けられている。つまり、圧電アクチュエータを挟んで、第２圧力室と反対側に第１空洞部が存在する。従って、第２圧力室に対応する圧電素子の変形が、流路構造体によって阻害されない。同様に、圧電アクチュエータを挟んで、第１圧力室と反対側に第２空洞部が存在するため、第１圧力室に対応する圧電素子の変形が、流路構造体によって阻害されない。
【００１６】
第４の発明の液体吐出装置は、前記第３の発明において、前記第１圧力室と前記第１空洞部とを隔てる第１隔壁部と、前記第２圧力室と前記第２空洞部とを隔てる第２隔壁部とが、前記配列方向においてずれて配置されていることを特徴とするものである。
【００１７】
圧電アクチュエータは、第１隔壁部と第２隔壁部との間では、これら２つの隔壁部によって挟まれるために変形が拘束される。この挟まれる幅が大きいほど圧電アクチュエータを拘束する力が強くなり、第１圧力室と第２圧力室の間のクロストークは抑制される。本発明では、第１隔壁部と第２隔壁部の位置が、圧力室の配列方向にずれていることで、圧電アクチュエータの、第１隔壁部及び第２隔壁部によって挟まれる幅が小さくなって、２つの隔壁部による変形拘束力が弱まる。従って、隣接する２つの圧力室間におけるクロストークを積極的に生じさせて、各圧力室における圧電アクチュエータの変位に及ぼす影響を大きくすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、隣接する２つの圧力室に対応する２つの圧電素子をそれぞれ駆動したときの各ノズルの吐出量を、何れか一方の圧電素子のみを駆動した場合のノズルの吐出量よりも大きくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【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、走査方向から見た側面図である。
【図４】インクジェットヘッドの分解斜視図である。
【図５】図３のV-V線断面図である。
【図６】圧電アクチュエータの動作説明図である。
【図７】変更形態に係る圧電アクチュエータの動作説明図である。
【図８】別の変更形態に係るインクジェットヘッドの、図５相当の断面図である。
【図９】さらに別の変更形態に係るインクジェットヘッドの、図５相当の断面図である。
【図１０】従来構成における、隣接する２つの圧力室間のクロストークを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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、以下の説明では、図１の紙面手前側を上方、図１の紙面向こう側を下方と定義し、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。
【００２１】
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。
【００２２】
キャリッジ３には、走査方向に並ぶ４つのインクジェットヘッド４が搭載されている。４つのインクジェットヘッド４は、キャリッジ３とともに走査方向に移動する。各インクジェットヘッド４の下面（図１における紙面向こう側の面）には、搬送方向に沿って千鳥状に配列された複数のノズル５７が形成されている。
【００２３】
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４つのインクジェットヘッド４と、カートリッジホルダ９の４つのインクカートリッジ１７とは、図示しないチューブによってそれぞれ接続されている。各インクジェットヘッド４は、対応するインクカートリッジ１７から供給されるインクを、複数のノズル５７から、プラテン２に載置された記録用紙１００に向けて吐出する。
【００２４】
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。
【００２５】
図２に示す制御装置６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及び、各種制御回路を含むＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）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ＩＣ４５、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。
【００２６】
制御装置６は、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＣＰＵ及びＡＳＩＣ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４つのインクジェットヘッド４から４色のインクをそれぞれ吐出させる。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、ＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭとＡＳＩＣ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。
【００２７】
次に、インクジェットヘッド４について詳細に説明する。尚、４つのインクジェットヘッド４の構成は同じであるので、以下では、そのうちの１つの構成について説明する。図３は、図１のインクジェットヘッドの走査方向から見た側面図、図４は、インクジェットヘッドの分解斜視図、図５は、図３のV-V線断面図である。図３〜図５に示すように、インクジェットヘッド４は、第１流路部材４１と、第２流路部材４２と、ノズルプレート４３と、圧電アクチュエータ４４と、ドライバＩＣ４５等を備えている。
【００２８】
第１流路部材４１と第２流路部材４２は、共に、矩形板状の部材である。２つの流路部材４１，４２の間に、圧電アクチュエータ４４が挟まれるように配置されている。
【００２９】
第１流路部材４１の、圧電アクチュエータ４４と反対側の面には、第１インク供給口５１ａが形成されている。第１流路部材４１の内部には搬送方向に延びる第１マニホールド５２ａが形成されており、第１マニホールド５２ａは第１インク供給口５１ａに接続されている。また、第１流路部材４１の圧電アクチュエータ４４側の面には、搬送方向に並ぶ複数の第１圧力室５３ａが形成されている。尚、第１流路部材４１の、隣接する第１圧力室５３ａの間の部分には、第１ダミー圧力室５４ａ（第１空洞部）が形成されている。図５に示すように、第１圧力室５３ａと第１ダミー圧力室５４ａは、第１隔壁部５５ａで隔てられている。また、第１圧力室５３ａと第１ダミー圧力室５４ａは、共に、長円の平面形状を有する。つまり、同じ形状を有する第１圧力室５３ａと第１ダミー圧力室５４ａとが、搬送方向に沿って交互に所定のピッチＰで配列されている。
【００３０】
複数の第１圧力室５３ａは第１マニホールド５２ａとそれぞれ連通している。一方、複数の第１ダミー圧力室５４ａは第１マニホールド５２ａとは連通しておらず、これら第１ダミー圧力室５４ａにはインクは供給されない。また、第１流路部材４１の長手方向に沿う端面には、複数の第１圧力室５３ａにそれぞれ連通する複数の開口５６ａが形成されている。
【００３１】
第２流路部材４２は、圧電アクチュエータ４４を挟んで、第１流路部材４１の流路構造とほぼ対称となる流路構造を有する。即ち、第２流路部材４２の、圧電アクチュエータ４４と反対側の面には第２インク供給口５１ｂが形成されている。第２流路部材４２の内部においては、第２インク供給口５１ｂに接続された第２マニホールド５２ｂが搬送方向に沿って延びている。また、第２流路部材４２の圧電アクチュエータ４４側の面には、第２マニホールド５２ｂにそれぞれ連通する複数の第２圧力室５３ｂと、第２マニホールド５２ｂに連通しない複数の第２ダミー圧力室５４ｂとが、搬送方向に沿って、第１圧力室５３ａと第２ダミー圧力室５４ａの配列ピッチと同じピッチＰで交互に配列されている。図５に示すように、第２圧力室５３ｂと第２ダミー圧力室５４ｂは第２隔壁部５５ｂで隔てられている。尚、第１流路部材４１の第１隔壁部と第２流路部材４２の第２隔壁部５５ｂとが相対向しており、両隔壁部５５ａ，５５ｂの間に圧電アクチュエータ４４が挟まれている。また、第２流路部材４２の長手方向に沿う端面には、複数の第１圧力室５３ａにそれぞれ連通する複数の開口５６ｂが形成されている。
【００３２】
但し、第１流路部材４１の第１圧力室５３ａと第２流路部材４２の第２圧力室５３ｂは、搬送方向にピッチＰだけずれている。つまり、複数の第１圧力室５３ａと複数の第２圧力室５３ｂは、搬送方向に沿ってピッチＰで配列されている。また、別の言い方をすれば、第１流路部材４１の第１圧力室５３ａは、圧電アクチュエータ４４を挟んで、第２流路部材４２の第２ダミー圧力室５４ｂと対向している。また、第２流路部材４２の第２圧力室５３ｂは、圧電アクチュエータ４４を挟んで、第１流路部材４１の第１ダミー圧力室５４ａと対向している。また、第１流路部材４１の複数の開口５６ａと、第２流路部材４２の複数の開口５６ｂも、対応する第１圧力室５３ａと第２圧力室５３ｂの配置関係に応じて搬送方向にピッチＰだけずれており、これらの開口５６ａ，５６ｂは、搬送方向に沿って千鳥状に配列されている。
【００３３】
図３、図４に示すように、ノズルプレート４３には、搬送方向に沿って千鳥状に２列に配列された複数のノズル５７が形成されている。ノズル５７の搬送方向における配列ピッチは、第１圧力室５３ａと第２圧力室５３ｂの配列ピッチＰに等しい。ノズルプレート４３は、第１流路部材４１の複数の開口５６ａ及び第２流路部材４２の複数の開口５６ｂと、ノズルプレート４３の複数のノズル５７とが連通するように、第１流路部材４１の端面と第２流路部材４２の端面に接合される。
【００３４】
尚、本実施形態の第１流路部材４１、第２流路部材４２、及び、ノズルプレート４３が、本発明の「流路構造体」に相当する。
【００３５】
圧電アクチュエータ４４は、２層の圧電層６１，６２からなる圧電体６０と、複数の第１個別電極６３ａと、複数の第２個別電極６３ｂと、共通電極６４を有する。圧電アクチュエータ４４は全体的に平板状の形状を有する。この圧電アクチュエータ４４は、複数の第１圧力室５３ａが配置された第１流路部材４１の一表面、及び、複数の第２圧力室５３ｂが配置された第２流路部材４２の一表面とそれぞれ平行となるように、第１流路部材４１と第２流路部材４２の間において平面的に配置されている。
【００３６】
圧電体６０の２層の圧電層６１，６２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。一方の圧電層６１は、第１流路部材４１に、複数の第１圧力室５３ａ及び複数の第１ダミー圧力室５４ａを共通に覆うように接合されている。他方の圧電層６２は、第２流路部材４２に、複数の第２圧力室５３ｂ及び複数の第２ダミー圧力室５４ｂを共通に覆うように接合されている。つまり、２層の圧電層６１，６２が、その両側に分けて配置された複数の第１圧力室５３ａと複数の第２圧力室５３ｂを共通に覆った構造となっている。
【００３７】
圧電層６２の、圧電層６１とは反対側の面（第２流路部材４２側の面）には、複数の第１圧力室５３ａとそれぞれ対向する複数の第１個別電極６３ａが形成されている。また、圧電層６１の、圧電層６２とは反対側の面（第１流路部材４１側の面）には、複数の第２圧力室５３ｂとそれぞれ対向する複数の第２個別電極６３ｂが形成されている。図５に示すように、第１圧力室５３ａの、圧電アクチュエータ４４を挟んで反対側には第２ダミー圧力室５４ｂが存在するために、第１圧力室５３ａと対向する第１個別電極６３ａは第２流路部材４２とは接触しない。また同様に、第２圧力室５３ｂの、圧電アクチュエータ４４を挟んで反対側に第１ダミー圧力室５４ａが存在するために、第２圧力室５３ｂと対向する第２個別電極６３ｂは第１流路部材４１とは接触しない。
【００３８】
共通電極６４は、２層の圧電層６１，６２の間においてほぼ全面的に形成されている。これにより、共通電極６４は、圧電層６２に形成された複数の第１個別電極６３ａと、圧電層６１に形成された複数の第２個別電極６３ｂの、両方と共通に対向している。別の言い方をすれば、第１個別電極６３ａと第２個別電極６３ｂとが、共通電極６４を挟んで反対側に配置された構成となっている。尚、共通電極６４の電位は、常に、グランド電位に保持されている。
【００３９】
圧電層６１，６２のうちの、個別電極６３ａ，６３ｂと共通電極６４に挟まれる部分は、後述するドライバＩＣ４５によって個別電極６３ａ，６３ｂに所定の電圧が印加されたときに、圧電変形が生じる部分である。以下、圧電層６１，６２のうちの上記部分を圧電素子６５と称する。さらに、第１個別電極６３ａと共通電極６４に挟まれた、圧電層６２の圧電素子６５を、特に第１圧電素子６５ａと称する。また、第２個別電極６３ｂと共通電極６４に挟まれた、圧電層６１の圧電素子６５を、特に第２圧電素子６５ｂと称する。尚、複数の圧力室５３ａ，５３ｂに対応する複数の圧電素子６５ａ，６５ｂは、それぞれ厚み方向に分極されている。
【００４０】
ドライバＩＣ４５（駆動装置）は、多数の配線が形成された配線部材であるＣＯＦ６６（Chip On Film）に実装されている。ＣＯＦ６６は、圧電アクチュエータ４４の一方の面に接合され、複数の個別電極６３ａ，６３ｂとそれぞれ電気的に接続されている。また、ＣＯＦ６６は、図２に示す制御装置６にも接続されている。このＣＯＦ６６により、ドライバＩＣ４５は、制御装置６と圧電アクチュエータ４４の両方と電気的に接続される。ドライバＩＣ４５は、制御装置６から送られた制御信号に基づいて、複数の圧電素子６５ａ，６５ｂを個別に駆動する。より詳細には、ドライバＩＣ４５は、圧電素子６５に設けられた個別電極６３に所定の電圧を印加することによって、圧電素子６５に圧電変形を生じさせる。
【００４１】
ドライバＩＣ４５によって圧電素子６５が駆動されるときの圧電アクチュエータ４４の動作について説明する。ドライバＩＣ４５から、ある圧電素子６５の個別電極６３に所定の電圧が印加されると、圧電素子６５に厚み方向の電界が作用する。この電界の方向は、圧電素子６５の分極方向に一致することから、圧電素子６５は面方向に収縮する。この圧電素子６５の収縮により、圧電アクチュエータ４４（圧電体６０）の、圧力室５３と対向する部分が圧力室５３側に凸となるように撓む。このとき、圧力室５３内の容積が変化することによって、圧力室５３内のインクに圧力（吐出エネルギー）が付与されるため、圧力室５３に連通するノズル５７からインクが吐出される。
【００４２】
ここで、図５ｒに示すように、圧電アクチュエータ４４を挟んで、第１圧力室５３ａと反対側に第２ダミー圧力室５４ｂが配置され、また、第２圧力室５３ｂと反対側に第１ダミー圧力室５４ａが配置されている。そのため、第１圧力室５３ａに対応する第１圧電素子６５ａの変形が、第２流路部材４２によって阻害されることはなく、また、第２圧力室５３ｂに対応する第２圧電素子６５ｂの変形が、第１流路部材４１によって阻害されることもない。
【００４３】
尚、上記の圧電アクチュエータ４４の駆動方式では、圧電素子６５が変形していない待機状態から、圧電素子６５に電圧を印加して圧力室５３側に圧電アクチュエータ４４を変位させ、圧力室５３の容積を減少させることにより、ノズル５７からインクを吐出させている。上記方式は、一般に「押し打ち」とも称される。尚、この押し打ちに対して、引き打ちと呼ばれる駆動方式も知られているが、引き打ち駆動への適用については、本実施形態とは別の実施形態として後で説明する。
【００４４】
ところで、本実施形態では、搬送方向に沿ってピッチＰで配列された、第１流路部材４１の複数の第１圧力室５３ａと、第２流路部材４２の複数の第２圧力室５３ｂとが、圧電アクチュエータ４４を挟んで互いに反対側に配置されている。そのため、電圧が印加されたときに第１圧電素子６５ａと第２圧電素子６５ｂの変形が逆となる。従って、圧電アクチュエータ４４の、２つの圧力室５３ａ，５３ｂをそれぞれ覆う２つの部分が変位する方向も逆方向となる。
【００４５】
図６は、圧電アクチュエータの動作説明図である。図６（ａ）は、第１圧電素子６５ａと第２圧電素子６５ｂの両方が駆動されていない（電圧が印加されていない）状態を示す。このとき、第１圧力室５３ａと第２圧力室５３ｂの両方において、圧電アクチュエータ４４は変形していない。
【００４６】
図６（ｂ）は、第２圧電素子６５ｂのみ駆動されている状態を示す。図６（ｃ）は、第１圧電素子６５ａと第２圧電素子６５ｂの両方が駆動されている状態を示す。図６（ｃ）に示すように、第１圧電素子６５ａが駆動された場合は、圧電アクチュエータ４４（２層の圧電層６１，６２）の第１圧力室５３ａと対向する部分が、図中上下方向（圧力室５３の配置平面と直交する方向）において、上方に凸となるように変形する。また、図６（ｂ），（ｃ）に示すように、第２圧電素子６５ｂが駆動された場合は、圧電アクチュエータ４４の第２圧力室５３ｂと対向する部分が、下方に凸となるように変形する。
【００４７】
ここで、図６（ｃ）のように、第１圧電素子６５ａと第２圧電素子６５ｂの両方が同時に駆動されたときには、一方の圧力室５３において圧電アクチュエータ４４が一方向に変位したときに、クロストークの作用で、他方の圧力室５３における圧電アクチュエータ４４に、前記一方向とは逆方向に変位しようとする力が働く。このとき、本実施形態の構成では、このクロストークによって変位が促進される方向は、何れの圧力室５３においても圧力室５３側に凸となる方向（容積減少方向）となり、２つの圧力室５３ａ，５３ｂ内における圧電アクチュエータ４４の変位が共に増大する。圧力室５３内の圧電アクチュエータ４４の変位が大きくなれば、圧力室５３内のインクに大きなエネルギーが付与される。従って、２つの圧電素子６５ａ，６５ｂを同時に駆動したときに、隣接する２つの圧力室５３ａ，５３ｂ間のクロストークによって各ノズル５７の吐出量は減少せず、逆に、図６（ｂ）の一方の圧電素子６５のみが駆動された場合と比べて吐出量を多くすることが可能となる。
【００４８】
従って、記録用紙１００に多量のインクを着弾させてベタ印字を行う場合のように、複数のノズル５７の全てから同時にインクを吐出させるときの各ノズル５７の吐出量を、記録用紙１００に細い線を形成する場合のように、１つのノズル５７のみからインクを吐出させる場合と比べて、大きくすることができる。
【００４９】
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。
【００５０】
１］前記実施形態では、圧電アクチュエータ４４の駆動方式として、押し打ち駆動を例に挙げた（図６参照）。しかし、圧電アクチュエータ４４の駆動方式としては、上記の押し打ち駆動の他にも、圧力室５３の容積が増大する方向に圧電アクチュエータ４４を一旦変位させてから、次に、圧力室５３の容積が減少する方向に変位させる、いわゆる、引き打ちという方式も知られている。本発明は、引き打ち駆動に対しても適用することができる。
【００５１】
図７に、引き打ちで駆動した場合の圧電アクチュエータの動作を示す。図７（ａ）は、ノズル５７からインクを吐出しない待機状態を示す。待機状態では、第１個別電極６３ａと第２個別電極６３ｂの両方に所定電圧が印加されている。そのため、圧電アクチュエータ４４の、第１圧力室５３ａと対向する部分と第２圧力室５３ｂと対向する部分が、それぞれ、圧力室５３側へ凸となるように変位した状態となっている。図７（ｂ）は、第２圧電素子６５ｂのみ駆動されている状態を示す。図７（ｃ）は、第１圧電素子６５ａと第２圧電素子６５ｂの両方が駆動されている状態を示す。ノズル５７からインクを吐出させる際のドライバＩＣ４５による圧電素子６５の駆動は、次のようになる。
【００５２】
図７（ａ）のように個別電極６３に電圧が印加されている状態から、ドライバＩＣ４５により、個別電極６３の電位を、一旦、共通電極６４と同じグランド電位に切り換える。すると、圧電素子６５の変形が解消されて、圧力室５３側に凸となるように変位していた圧電アクチュエータ４４が平坦な形状となり、図７（ｂ）、（ｃ）のように、待機状態と比べて圧力室５３内の容積が増大する。その後、再び、ドライバＩＣ４５により個別電極６３に電圧を印加すると、図７（ａ）の状態に戻り圧力室５３の容積が減少する。ここで、圧力室５３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５３内に大きな圧力波が発生し、圧力室５３に連通するノズル５７からインクが押し出されて吐出される。尚、この変更形態においても、圧電素子６５の駆動（電圧印加／電圧印加解除）の際の、圧電アクチュエータの変位の方向は、２つの圧力室５３ａ，５３ｂの間で逆方向となる。
【００５３】
ところで、図７（ｂ）のように、一方の圧力室５３（ここでは第２圧力室５３ｂ）に対応する第２圧電素子６５ｂのみが駆動される場合、第２圧電素子６５ｂへの電圧印加が一旦解除されたときに、圧電アクチュエータ４４の、第２圧力室５３ｂと対向する部分が、下方（第２圧力室５３ｂ側）に凸となった状態から平坦な状態になろうとする。ここで、第１圧力室５３ａと第２圧力室５３ｂは、圧電アクチュエータ４４を挟んで反対側に配置されているために、圧電アクチュエータ４４の変位の方向は逆方向となる。また、圧電アクチュエータ４４の第１圧力室５３ａと対向する部分は、上方に凸となったままである。その影響で、圧電アクチュエータ４４の、第２圧力室５３ｂと対向する部分には下向きに変位しようとする力が働くため、完全に平坦な状態まで戻りきることができない。一方、図７（ｃ）のように、隣接する２つの圧力室５３ａ，５３ｂにそれぞれ対応する２つの圧電素子６５ａ，６５ｂの両方について同時に電圧印加が解除される場合には、上とは違い、第１圧力室５３ａと第２圧力室５３ｂのそれぞれで圧電アクチュエータ４４が平坦な状態まで戻りきる。従って、一方の圧電素子６５のみを駆動した場合のノズル５７の吐出量が抑えられ、両方の圧電素子６５ａ，６５ｂを同時に駆動した場合の各ノズル５７の吐出量よりも少なくなる。
【００５４】
２］前記実施形態の図５に示すように、圧電アクチュエータ４４は、第１圧力室５３ａと第１ダミー圧力室５４ａとを隔てる第１隔壁部５５ａと、第２圧力室５３ｂと第２ダミー圧力室５４ｂとを隔てる第２隔壁部５５ｂとに挟まれている。つまり、圧電アクチュエータ４４の第１圧力室５３ａと第２圧力室５３ｂとの間の部分は、第１隔壁部５５ａと第２隔壁部５５ｂとの間で挟まれることで、その変形が拘束される。この挟まれる幅が大きいほど、第１圧力室５３ａと第２圧力室５３ｂの間で圧電アクチュエータ４４の変形を拘束する力が強くなり、第１圧力室５３ａと第２圧力室５３ｂの間のクロストークが抑制される。言い換えれば、第１隔壁部５５ａと第２隔壁部５５ｂによって挟まれる幅を調整することにより、第１圧力室５３ａと第２圧力室５３ｂとの間のクロストークの程度を変えることが可能である。
【００５５】
例えば、図８（ａ）に示すように、第１隔壁部５５ａと第２隔壁部５５ｂとが、圧力室５３の配列方向において位置がずれていてもよい。これにより、圧電アクチュエータ４４の、第１隔壁部５５ａ及び第２隔壁部５５ｂによって挟まれる幅が小さくなって、２つの隔壁部５５ａ，５５ｂによる変形拘束力が弱まる。従って、隣接する２つの圧力室５３ａ，５３ｂの間でクロストークを積極的に生じさせて、各圧力室５３における圧電アクチュエータ４４の変位に及ぼす影響を大きくすることができる。また、図８（ｂ）に示すように、第１隔壁部５５ａの幅と第２隔壁部５５ｂの幅が異なっていてもよい。
【００５６】
また、第１隔壁部５５ａの幅と第２隔壁部５５ｂの幅をそれぞれ大きくし、且つ、両者が対向する幅（圧電アクチュエータ４４が挟まれる幅）を大きくすることにより、クロストークをほとんど生じさせないようにすることも可能である。これにより、２つの圧電素子６５ａ，６５ｂを同時に駆動した場合と、一方の圧電素子６５のみを駆動した場合とで、ノズル５７の吐出量をほぼ等しくすることが可能となる。
【００５７】
３］圧電アクチュエータ４４の構成は、前記実施形態のものには限られない。例えば、圧電体６０が２層の圧電層からなる構成には限られず、３層以上の圧電層によって構成されていてもよい。
【００５８】
また、圧電体６０が、複数の圧力室５３を共通に覆うように配置されていることは必須ではない。例えば、図９の構成では、複数の第１圧力室５３ａと複数の第２圧力室５３ｂを共通に覆うように、非圧電材料（例えば、金属材料や金属酸化物等）からなる振動板７０が設けられている。そして、この振動板７０の両面に、複数の第１圧力室５３ａに対応した複数の第１圧電素子７５ａと、複数の第２圧力室５３ｂに対応した複数の第２圧電素子７５ｂとが、分けて配置された構成であってもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１  インクジェットプリンタ
４  インクジェットヘッド
４１  第１流路部材
４２  第２流路部材
４３  ノズルプレート
４４  圧電アクチュエータ
４５  ドライバＩＣ
５３ａ  第１圧力室
５３ｂ  第２圧力室
５４ａ  第１ダミー圧力室
５４ｂ  第２ダミー圧力室
５５ａ  第１隔壁部
５５ｂ  第２隔壁部
５７  ノズル
６０  圧電体
６１，６２  圧電層
６３  個別電極
６４  共通電極
６５  圧電素子
７５  圧電素子
【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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