(57)【要約】  【課題】  本発明の目的は、隣接する変位素子の間でのクロストークが少ない液体吐出ヘッドおよびそれを用いた記録装置を提供することにある。  【解決手段】  液体吐出ヘッドが、主面に開口するとともにマトリクス状に配置された同一形状の複数の液体加圧室、複数の液体吐出孔、複数の個別供給路を備える平板状の流路部材と、振動板上に、共通電極、圧電体層、複数の個別電極が積層されている平板状の圧電アクチュエータとが、前記振動板および前記圧電体層が前記複数の液体加圧室を覆うように積層されている液体吐出ヘッドであって、前記液体吐出ヘッドを平面視したとき、前記液体加圧室の開口が少なくとも１つの鋭角状の角を有する多角形状であるとともに、前記液体加圧室および前記個別電極のうち前記液体加圧室の外側に引き出されている接続電極は、前記液体加圧室の鋭角状の角を挟む２つの辺と当該角に隣り合う２つの角を含む平行四辺形状の領域の中に配置されている。  【選択図】  図６
2010150876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面に開口するとともにマトリクス状に配置された同一形状の複数の液体加圧室、該複数の液体加圧室にそれぞれ繋がる複数の液体吐出孔、および前記複数の液体加圧室にそれぞれ繋がる複数の個別供給路を備える平板状の流路部材と、振動板上に、共通電極、圧電体層および複数の個別電極がこの順で積層されている平板状の圧電アクチュエータとが、前記振動板および前記圧電体層が前記複数の液体加圧室を覆うように積層されている液体吐出ヘッドであって、前記液体吐出ヘッドを平面視したとき、前記液体加圧室の開口が少なくとも１つの鋭角状の角を有する多角形状であるとともに、前記個別電極は、前記液体加圧室と重なっている個別電極本体と該個別電極本体から前記液体加圧室の外側に引き出されている接続電極とを含んでおり、前記液体加圧室および前記個別電極は、前記液体加圧室の鋭角状の角を挟む２つの辺と当該角に隣り合う２つの角を結ぶ直線とからなる第１の三角形状の領域と、該第１の三角形状の領域を平面内で半回転させた第２の三角形状の領域とで形成される平行四辺形状の領域の中に配置されており、かつ、前記液体吐出孔と前記液体加圧室とが、前記第1の三角形状の領域で繋がっており、前記個別供給路と前記液体加圧室とが前記第1の三角形状の領域以外の領域で繋がっていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記流路部材が、前記複数の個別供給路にそれぞれ設けられた複数のしぼりを介して繋がる直線状のマニホールドを備えており、前記複数の個別供給路は全て同一形状であり、かつ、前記液体吐出ヘッドを平面視したとき、前記複数の個別供給路は直線状であるとともに、前記マニホールドとの成す角度が全て同じであり、前記複数の個別供給路の中を流れる液体の方向と、前記複数の液体加圧室内を前記複数の個別供給路から前記複数の液体吐出孔に流れる液体の方向との成す角度が９０度以内であることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
請求項１または２に記載の液体吐出ヘッドと、記録媒体を液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記液体吐出ヘッドの駆動を制御する制御部とを備え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、インクジェット記録ヘッドなどの液体吐出ヘッドおよびそれを用いた記録装置に関する。
【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と直交する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、もしくは、複数の液体吐出ヘッドを記録範囲が記録媒体より広くなるように複数並べて固定した状態で、副走査方向に搬送され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、液滴を吐出する液体吐出孔の密度を高くする必要がある。【０００６】
そこで、液体吐出ヘッドを、マニホールドと、マニホールドから順に、しぼり、液体加圧室および連通路を介して液体吐出孔まで繋がる個別流路を有した平板状の流路部材と、液体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ものが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。この液体吐出ヘッドでは、液体加圧室を覆うように設けられたアクチュエータユニットの変位素子５５０を変位させることで、各液体加圧室に繋がっている各液体吐出孔から液滴を吐出させ、主走査方向に６００ｄｐｉの解像度で印刷が可能とされている。この液体吐出ヘッドでは、液体吐出ヘッドを平面視すると、菱形状の液体加圧室がマトリクス状に配置されている。また、変位素子を駆動する個別電極は、液体加圧室と重なっている個別電極本体と、個別電極本体から液体加圧室の外側に引き出されている接続電極からなっている。【０００７】
なお、流路部材は金属製の複数のプレートを積層したものであり、圧電アクチュエータは流路部材側から順に圧電セラミック層、共通電極、圧電セラミック層および個別電極を積層したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−３０５８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載されているような液体吐出ヘッドでは、個別電極と共通電極との間の圧電体層は分極されており、変位素子を駆動させるために、接続電極に電圧が加えられると、個別電極本体と共通電極とに挟まれた圧電体層が電位差により変形するとともに、接続電極と共通電極とに挟まれた圧電体層も電位差により変形する。そして、接続電極と共通電極とに挟まれた圧電体層の変形により生じる振動は、隣接する液体加圧室およびその液体加圧室を覆う圧電体層に伝わる。このクロストークがあるため、変位素子の変位特性が、隣接する変位素子が駆動されていない場合と駆動されている場合との間で差が生じるという問題があった。【００１０】
したがって、本発明の目的は、隣接する変位素子の間でのクロストークが少ない液体吐出ヘッドおよびそれを用いた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】
【００１１】
本発明の液体吐出ヘッドは、主面に開口するとともにマトリクス状に配置された同一形状の複数の液体加圧室、該複数の液体加圧室にそれぞれ繋がる複数の液体吐出孔、前記複数の液体加圧室にそれぞれ繋がる複数の個別供給路を備える平板状の流路部材と、振動板上に、共通電極、圧電体層および複数の個別電極がこの順で積層されている平板状の圧電アクチュエータとが、前記振動板および前記圧電体層が前記複数の液体加圧室を覆うように積層されている液体吐出ヘッドであって、前記液体吐出ヘッドを平面視したとき、前記液体加圧室の開口が少なくとも１つの鋭角状の角を有する多角形状であるとともに、前記個別電極は、前記液体加圧室と重なっている個別電極本体と該個別電極本体から前記液体加圧室の外側に引き出されている接続電極とを含んでおり、前記液体加圧室および前記個別電極は、前記液体加圧室の鋭角状の角を挟む２つの辺と当該角に隣り合う２つの角を結ぶ直線とからなる第１の三角形状の領域と、該第１の三角形状の領域を平面内で半回転させた第２の三角形状の領域とで形成される平行四辺形状の領域の中に配置されており、かつ、前記液体吐出孔と前記液体加圧室とが、前記第1の三角形状の領域で繋がっており、前記個別供給路と前記液体加圧室とが前記第1の三角形状の領域以外の領域で繋がっていることを特徴とする。【００１２】
また、前記流路部材が、前記複数の個別供給路にそれぞれ設けられた複数のしぼりを介して繋がる直線状のマニホールドを備えており、前記複数の個別供給路は全て同一形状であり、かつ、前記液体吐出ヘッドを平面視したとき、前記複数の個別供給路は直線状であるとともに、前記マニホールドとの成す角度が全て同じであり、前記複数の個別供給路の中を流れる液体の方向と、前記複数の液体加圧室内を前記複数の個別供給路から前記複数の液体吐出孔に流れる液体の方向との成す角度が９０度以内であることが好ましい。【００１３】
本発明の記録装置は、前記液体吐出ヘッドと、記録媒体を液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記液体吐出ヘッドの駆動を制御する制御部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の液体吐出ヘッドによれば、前記個別電極と前記共通電極に挟まれた前記圧電体層を変形させて駆動させる際に、前記接続電極と前記共通電極とに挟まれた前記圧電体層が変形することにより生じるクロストークを少なくすることができる。【００１５】
本発明の記録装置によれば、前記液体吐出ヘッドと、記録媒体を液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記液体吐出ヘッドの駆動を制御する制御部とを備えることにより、良好な画像が記録できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】記録装置の一例であるプリンタを示す概略構成図である。
【図２】図１の液体吐出ヘッドを構成するヘッド本体を示す平面図である。
【図３】図２の一点鎖線に囲まれた領域の拡大図である。
【図４】図２の一点鎖線に囲まれた領域の拡大図であり、説明のため一部の流路を省略した図である。
【図５】（ａ）は図３のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）の平面図である。
【図６】他の液体吐出ヘッドの平面図である。
【図７】他の液体吐出ヘッドの平面図である。
【図８】（ａ）は他の液体吐出ヘッドの平面図であり、（ｂ）はその一部の拡大図であり、（ｃ）は（ａ）の液体吐出ヘッドの一部を変えた他の液体吐出ヘッドである。
【図９】他の液体吐出ヘッドの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、記録装置の一例であるカラーインクジェットプリンタを示す概略構成図である。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、記録媒体である記録用紙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形状を有している。
【００１８】
プリンタ１には、記録用紙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、複数枚の記録用紙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記録用紙Ｐのうち、最も上にある記録用紙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、記録用紙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から送り出された記録用紙Ｐは、これらの送りローラ１１８ａ、１１８ｂ、１１９ａおよび１１９ｂ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１０６および１０７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１０６および１０７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、記録用紙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へと送り出された記録用紙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、記録用紙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、記録用紙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、記録用紙Ｐを搬送面１２７に確実に固着させることができる。
【００２５】
４つの液体吐出ヘッド２は、搬送ベルト１１１による搬送方向に沿って互いに近接して配置されている。各液体吐出ヘッド２は、下端にヘッド本体１３を有している。ヘッド本体１３の下面には、液体を吐出する多数の液体吐出孔８が設けられている（図３参照）。
【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の液体吐出孔８は一方方向（記録用紙Ｐと平行で記録用紙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）に等間隔に等間隔で配置されているため、一方方向に隙間なく記録することができる。各液体吐出ヘッド２から吐出される液体の色は、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、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記録用紙Ｐは、液体吐出ヘッド２の下面側で、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１３から記録用紙Ｐの上面に向けて液滴が吐出される。これによって、記録用紙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。カラー画像が記録された記録用紙Ｐは、搬送ベルト１１１から剥離プレート１４０へと搬送される。このとき、記録用紙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、記録用紙Ｐは、送りローラ１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａおよび１２２ｂによって、紙受け部１１６に送り出される。このように、記録済みの記録用紙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、記録用紙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、搬送経路上の記録用紙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、記録用紙Ｐの搬送と画像の記録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】
次に液体吐出ヘッド２を構成するヘッド本体１３について説明する。図２は、図１に示されたヘッド本体１３を示す平面図である。図３は、図２の一点鎖線で囲まれた領域の拡大図であり、ヘッド本体１３の一部である。図４は、図３と同じ位置の拡大透視図で、液体吐出孔８の位置が分かりやすいように、一部の流路を省略して描いている。なお、図３および図４において、図面を分かりやすくするために、圧電アクチュエータユニット２１の下方にあって破線で描くべき液体加圧室１０（液体加圧室群９）、しぼり１２および液体吐出孔８を実線で描いている。図５（ａ）は図３のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図であり、図５（ｂ）は、平面図である。
【００３１】
ヘッド本体１３は、平板状の流路部材４と、流路部材４上に配置された、アクチュエータユニットである圧電アクチュエータユニット２１とを有している。圧電アクチュエータユニット２１は台形形状を有しており、その台形形状の１対の平行対向辺が流路部材４の長手方向と平行になるように流路部材４の上面に配置されている。また、流路部材４の長手方向と平行な２本の仮想直線のそれぞれに沿って２つずつ、つまり合計４つの圧電アクチュエータユニット２１が、全体として千鳥状に流路部材４上に配列されている。流路部材４上で隣り合う圧電アクチュエータユニット２１の斜辺同士は、流路部材４の短手方向を見たときに部分的にオーバーラップしている。このオーバーラップしている部分の圧電アクチェータユニット２１を駆動することにより記録される領域では、２つの圧電アクチュエータユニット２１により吐出された液滴が混在して着弾することになる。
【００３２】
流路部材４の内部には液体流路の一部であるマニホールド５が形成されている。マニホールド５は流路部材４の長手方向に沿って延び細長い形状を有しており、流路部材４の上面にはマニホールド５の開口５ｂが形成されている。開口５ｂは、流路部材４の長手方向と平行な２本の直線（仮想線）のそれぞれに沿って５個ずつ、合計１０個形成されている。開口５ｂは、４つの圧電アクチュエータユニット２１が配置された領域を避ける位置に形成されている。マニホールド５には開口５ｂを通じて図示されていない液体タンクから液体が供給されるようになっている。
【００３３】
流路部材４内に形成されたマニホールド５は、複数本に分岐している（分岐した部分のマニホールド５を副マニホールド５ａということがある）。開口５ｂに繋がるマニホールド５は、圧電アクチュエータユニット２１の斜辺に沿うように延在しており、流路部材４の長手方向と交差して配置されている。２つの圧電アクチュエータユニット２１に挟まれた領域では、１つのマニホールド５が、隣接する圧電アクチュエータユニット２１に共有されており、副マニホールド５ａがマニホールド５の両側から分岐している。これらの副マニホールド５ａは、流路部材４の内部の各圧電アクチュエータユニット２１に対向する領域に互いに隣接して、ヘッド本体１３の長手方向に延在している。
【００３４】
流路部材４は、複数の液体加圧室１０が複数形成されている。流路部材４を平面視した場合、流路部材４の液体加圧室１０の配置は、液体加圧室１０と後述の個別電極３５を合わせた駆動領域１４がマトリクス状（すなわち、２次元的かつ規則的）になるように形成されている４つの液体加圧室群９を形成するようになっている。液体加圧室１０は、角部にアールが施された多角形状の平面形状を有する中空の領域である。液体加圧室１０の平面形状は、より詳しくは、ほぼ菱形の四角形の角部にアールが施されたもので、特にもとの菱形の鋭角の１つに施すアールの程度を大きくしてあるものであり、その角部付近に後述の接続電極３５ｂが配置される。
【００３５】
液体加圧室１０は流路部材４の上面に開口するように形成されている。これらの液体加圧室１０は、流路部材４の上面における圧電アクチュエータユニット２１に対向する領域のほぼ全面にわたって配列されている。したがって、これらの液体加圧室１０によって形成された各液体加圧室群９は圧電アクチュエータユニット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、各液体加圧室１０の開口は、流路部材４の上面に圧電アクチュエータユニット２１が接着されることで閉塞されている。
【００３６】
本実施形態では、図３に示されているように、マニホールド５は、流路部材４の短手方向に互いに平行に並んだ４列のＥ１〜Ｅ４の副マニホールド５ａに分岐し、各副マニホールド５ａに繋がった液体加圧室１０は、等間隔に流路部材４の長手方向に並ぶ液体加圧室１０の列を構成し、その列は、短手方向に互いに平行に４列配列されている。副マニホールド５ａに繋がった液体加圧室１０の並ぶ列は副マニホールド５ａの両側に２列ずつ配列されている。
【００３７】
全体では、マニホールド５から繋がる液体加圧室１０は、等間隔に流路部材４の長手方向に並ぶ液体加圧室１０の列を構成し、その列は、短手方向に互いに平行に１６列配列されている。各液体加圧室列に含まれる液体加圧室１０の数は、アクチュエータである変位素子５０の外形形状に対応して、その長辺側から短辺側に向かって次第に少なくなるように配置されている。液体吐出孔８もこれと同様に配置されている。これによって、全体として長手方向に６００ｄｐｉの解像度で画像形成が可能となっている。
【００３８】
つまり、流路部材４の長手方向に平行な仮想直線に、仮想直線に対して直交するように液体吐出孔８を投影すると、図４に示した仮想直線のＲの範囲に、４つの副マニホールド５ａ繋がっている４つの液体吐出孔８、つまり全部で１６個の液体吐出孔８が６００ｄｐｉの等間隔になっている。また、各副マニホールド５ａには平均すれば１５０ｄｐｉに相当する間隔で個別流路３２が接続されている。これは、６００ｄｐｉ分の液体吐出孔８を４つ列の副マニホールド５ａに分けて繋ぐ設計をする際に、各副マニホールド５ａに繋がる個別流路３２が等しい間隔で繋がるとは限らないため、マニホールド５ａの延在方向、すなわち主走査方向に平均１７０μｍ（１５０ｄｐｉならば２５．４ｍｍ／１５０＝１６９μｍ間隔である）以下の間隔で個別流路３２が形成されているということである。
【００３９】
圧電アクチュエータユニット２１の上面の各液体加圧室１０に対向する位置には後述する個別電極３５がそれぞれ形成されている。個別電極３５の液体加圧室１０と重なる部分である個別電極本体３５ａは液体加圧室１０より一回り小さく、液体加圧室１０とほぼ相似な形状を有している。
【００４０】
流路部材４の下面の液体吐出面には多数の液体吐出孔８が形成されている。これらの液体吐出孔８は、流路部材４の下面側に配置された副マニホールド５ａと対向する領域を避けた位置に配置されている。また、これらの液体吐出孔８は、流路部材４の下面側における圧電アクチュエータユニット２１と対向する領域内に配置されている。これらの液体吐出孔群７は圧電アクチュエータユニット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ユニット２１の変位素子５０を変位させることにより液体吐出孔８から液滴が吐出できる。液体吐出孔８の配置については後で詳述する。そして、それぞれの領域内の液体吐出孔８は、流路部材４の長手方向と平行な複数の直線に沿って等間隔に配列されている。
【００４１】
ヘッド本体１３を構成する流路部材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２２、ベースプレート２３、アパーチャ（しぼり）プレート２４、サプライプレート２５、マニホールドプレート２６、２７、２８、２９、カバープレート３０およびノズルプレート３１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。各プレートは、これらの孔が互いに連通して個別流路３２および副マニホールド５ａ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１３は、図５（ａ）に示されているように、液体加圧室１０は流路部材４の上面に、副マニホールド５ａは内部の下面側に、液体吐出孔８は下面にと、個別流路３２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、液体加圧室１０を介して副マニホールド５ａと液体吐出孔８とが繋がる構成を有している。
【００４２】
各プレートに形成された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２２に形成された液体加圧室１０である。第２に、液体加圧室１０の一端から副マニホールド５ａへと繋がる流路を構成する連通孔である個別供給流路６である。個別供給流路６は、ベースプレート２３（詳細には液体加圧室１０の入り口）からサプライプレート２５（詳細には副マニホールド５ａの出口）までの各プレートに形成されている。なお、個別供給流路６には、アパーチャプレート２４に形成されたしぼり１２が含まれている。
【００４３】
第３に、液体加圧室１０の他端から液体吐出孔８へと連通する連通路を構成する連通孔であり、この連通路は、液体吐出孔８および以下の記載においてディセンダ（部分流路）７と呼称される部分からなる。ディセンダ７は、ベースプレート２３（詳細には液体加圧室１０の出口）からカバープレート３０（詳細には液体吐出孔８との接続端）までの各プレートに形成されている。第４に、副マニホールド５ａ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２５〜２９に形成されている。
【００４４】
このような連通孔が相互に繋がり、副マニホールド５ａからの液体の流入口（副マニホールド５ａの出口）から液体吐出孔８に至る個別流路３２を構成している。副マニホールド５ａに供給された液体は、以下の経路で液体吐出孔８から吐出される。まず、副マニホールド５ａから上方向に向かって、個別供給流路６を通り、個別供給流路６の一部であるしぼり１２の一端部に至る。次に、しぼり１２の延在方向に沿って水平に進み、しぼり１２の他端部に至る。そこから上方に向かって、液体加圧室１０の一端部に至る。さらに、液体加圧室１０の延在方向に沿って水平に進み、液体加圧室１０の他端部に至る。そこからディセンダ７の中を少しずつ平面方向に移動しながら、主に下方に向かい、下面に開口した液体吐出孔８へと進む。なお、ディセンダ７は少しずつ平面方向にずれるように形成されているので、液体加圧室１０に対する液体吐出孔８の平面方向の位置が変えられ、その結果、図４に示したような液体吐出孔８の配置が得られる。
【００４５】
圧電アクチュエータユニット２１は、図５（ａ）に示されるように、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ユニット２１全体の厚さは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液体加圧室１０を跨ぐように延在している（図３参照）。これらの圧電セラミック層２１ａ、２１ｂは、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。
【００４６】
圧電アクチュエータユニット２１と流路部材４との接着は、例えば接着層を介して行なう。接着層としては、圧電アクチュエータユニット２１や流路部材４への影響を及ぼさないために、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種の熱硬化性樹脂の接着剤が用いられる。熱硬化性樹脂の接着剤を用いるのは、常温硬化の接着剤では、耐インク性が十分確保されないおそれがあるためである。このため、圧電アクチュエータユニット２１には、熱硬化温度から室温まで冷却されることにより、流路部材４と圧電アクチュエータユニット２１との熱膨張係数の差により発生する応力が加わった状態になる。応力が大きい場合、圧電アクチュエータユニット２１が壊れてしまうおそれがあり、また、応力が圧電アクチュエータユニット２１を壊してしまうほど高くなくても、加わっている応力により圧電アクチュエータユニット２１の特性が変動する。具体的には、圧縮応力が加わった状態では、圧電定数が低くなるが、駆動を非常に長い時間にわたって繰り返した際に変位量が低下する駆動劣化という現象の影響は小さくなる。逆に、引張り応力が加わった状態では、圧電定数が高くなるが、駆動劣化の影響は大きくなる。いずれにしても、流路部材４と圧電アクチュエータユニット２１との熱膨張係数の差は、少なくする必要があり、長期間使用しても吐出特性の変動が大きくならないように、駆動劣化の影響の小さい圧縮応力が弱く加わった状態にするのが好ましい。そこで、圧電アクチュエータユニット２１にＰＺＴ系のセラミックスを用いる場合には、流路部材４の材料としては４２アロイを用いるのが好ましい。
【００４７】
圧電アクチュエータユニット２１は、Ａｇ−Ｐｄ系などの金属材料からなる共通電極３４およびとＡｕ系などの金属材料からなる個別電極３５を有している。個別電極３５は上述のように圧電アクチュエータユニット２１の上面における液体加圧室１０と対向する位置に配置されている。より詳細には、図５（ｂ）に示すように、個別電極３５は、液体加圧室１０と重なっている個別電極本体３５ａと、個別電極本体３５ａから液体加圧室１０の外側に引き出されている接続電極３５ａを含んでいる。接続電極３５ｂの上には、例えばガラスフリットを含む金からなり、厚さが１５μｍ程度で凸状にランドが形成されている。また、接続電極３５ｂ上のランドには、図示されていないＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）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３５には、制御部１００からＦＰＣを通じて駆動信号が供給される。駆動信号は、記録用紙Ｐの搬送速度と同期して一定の周期で供給される。
【００４８】
共通電極３４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３４は、圧電アクチュエータユニット２１に対向する領域内の全ての液体加圧室１０を覆うように延在している。共通電極３４の厚さは２μｍ程度である。共通電極３４は図示しない領域において接地され、グランド電位に保持されている。本実施形態では、圧電セラミック層２１ｂ上において、個別電極３５からなる電極群を避ける位置に個別電極３５とは異なる表面電極（不図示）が形成されている。表面電極は、圧電セラミック層２１ｂの内部に形成されたスルーホールを介して共通電極３４と電気的に接続されているとともに、多数の個別電極３５と同様に、ＦＰＣ上の別の電極と接続されている。
【００４９】
図５（ａ）に示されるように、共通電極３４と個別電極３５とは、最上層の圧電セラミック層２１ｂのみを挟むように配置されている。圧電セラミック層２１ｂにおける個別電極３５と共通電極３４とに挟まれた領域は活性部と呼称され、その部分の圧電セラミックスには分極が施されている。本実施形態の圧電アクチュエータユニット２１においては、最上層の圧電セラミック層２１ｂのみが活性部を含んでおり、圧電セラミック２１層ａは活性部を含んでおらず、振動板として働く。この圧電アクチュエータユニット２１はいわゆるユニモルフタイプの構成を有している。
【００５０】
なお、後述のように、個別電極３５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３５に対応する液体加圧室１０内の液体に圧力が加えられる。これによって、個別流路３２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ユニット２１における各液体加圧室１０に対向する部分は、各液体加圧室１０および液体吐出口８に対応する個別の変位素子５０（アクチュエータ、加圧部）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変位素子５０が液体加圧室１０毎に、液体加圧室１０の直上に位置する圧電セラミック層（振動板）２１ａ、共通電極３４、圧電セラミック層２１ｂ、個別電極３５により作り込まれており、圧電アクチュエータユニット２１には変位素子５０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５〜７ｐＬ（ピコリットル）程度である。
【００５１】
多数の個別電極３５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ＦＰＣ上のコンタクトおよび配線を介して、個別にアクチュエータ制御手段に電気的に接続されている。
【００５２】
本実施形態における圧電アクチュエータユニット２１においては、個別電極３５を共通電極３４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。この時圧電セラミック層２１ｂは、その厚み方向すなわち積層方向に伸長または収縮し、圧電横効果により積層方向に直交する方向すなわち面方向には収縮または伸長しようとする。一方、残りの圧電セラミック層２１ａは、個別電極３５と共通電極３４とに挟まれた領域を持たない非活性層であるので、自発的に変形しない。つまり、圧電アクチュエータユニット２１は、上側（つまり、液体加圧室１０とは離れた側）の圧電セラミック層２１ｂを、活性部を含む層とし、かつ下側（つまり、液体加圧室１０に近い側）の圧電セラミック層２１ａを非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプの構成となっている。
【００５３】
この構成において、電界と分極とが同方向となるように、アクチュエータ制御部により個別電極３５を共通電極３４に対して正または負の所定電位とすると、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は液体加圧室１０側へ凸となるように変形（ユニモルフ変形）する。
【００５４】
本実施形態における実際の駆動手順は、あらかじめ個別電極３５を共通電極３４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３５を共通電極３４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３５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、液体加圧室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、液体加圧室１０内に負圧が与えられ、液体がマニホールド５側から液体加圧室１０内に吸い込まれる。その後再び個別電極３５を高電位にしたタイミングで、圧電セラミック層２１ａ、２１ｂが液体加圧室１０側へ凸となるように変形し、液体加圧室１０の容積減少により液体加圧室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３５に供給することになる。このパルス幅は、液体加圧室１０内において圧力波がマニホールド５から液体吐出孔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、液体加圧室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。
【００５５】
また、階調をつけて記録する場合においては、液体吐出孔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）で階調表現が行なわれる。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液体吐出孔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。
【００５６】
このようなプリンタ１では、記録用紙Ｐの搬送速度および駆動信号に周期を調整することにより、解像度が長手方向に６００ｄｐｉ、搬送方向に６００ｄｐｉの画像を記録することができる。例えば、駆動信号を周波数２０ｋＨｚとし搬送速度を０．８５ｍ／ｓとすれば、吐出した液滴を記録用紙Ｐに搬送方向に約４２μｍ毎に着弾させることができ、搬送方向の解像度は６００ｄｐｉとなる。
【００５７】
ここでさらに、連通孔、特に液体加圧室１０および個別電極３５について詳述する。一つの変位素子５０を駆動すると、その振動は隣接する変位素子５０に伝わり、その影響で隣接する変位素子５０の変位特性が変わることがある。この現象はクロストークと呼ばれるものであり、高密度に配置した変位素子５０を駆動する際には、その影響を少なくする必要がある。
【００５８】
一方、個別電極３５に外部から電圧を加える接続部との接続を液体加圧室１０の上で行なうと、その接続部は、変位素子５０の変位を著しく阻害するので、個別電極３５と外部との接続は、液体加圧室１０の外に個別電極を引き出して、接続電極３５ｂを形成する。しかし、上述のように変位素子５０を駆動させる際には、個別電極本体３５ａと共通電極３４とに挟まれた圧電セラミック層２１ｂが変形するとともに、接続電極３５ｂと共通電極３４とに挟まれた圧電セラミック層２１ｂが変形する。クロストークを低減させつつ、変位素子５０を配置させるには、接続電極３５ｂと共通電極３４とに挟まれた圧電セラミック層２１ｂが変形により生じるクロストークの影響を考慮する必要がある。
【００５９】
そこで、液体加圧室１０の平面形状を１つの鋭角状の角部Ａを有する多角形状とする。そして、角部Ａを挟む２つ辺ＡＣと、辺ＡＢと、角部Ａの隣の角部Ｂ、Ｃを結ぶ辺ＢＣとからなる第１の三角形状の領域ＡＢＣ、および、第１の三角形状の領域ＡＢＣを半回転させて辺ＢＣで繋げるように移動させた第２の三角形状の領域ＢＣＤからなる平行四辺形状の領域ＡＢＤＣ（領域１４）の中に、液体加圧室１０が収まるとともに、個別電極３５が収まるようにする。別の言い方をすれば、液体加圧室１０の平面形状は、平行四辺形の角にＲを付けた形状であり、４つの角のうちで鋭角（平行四辺形が長方形である場合は直角も含む）である角（角部Ｅ）の一つに付けるＲの程度を大きくし、その空いたスペースに接続電極３５ｂを設けることにより、平行四辺形状の領域ＡＢＤＣ（領域１４）の中に液体加圧室１０が配置されるとともに、個別電極３５が配置される。
【００６０】
このように、平行四辺形状の領域１４の中に液体加圧室１０が収まるとともに、個別電極３５が収まるようにすることによって、変位素子５０の変位量および液体加圧室１０の変形する体積をあまり小さくすることなく、個別電極３５の一部である接続電極３５ｂと隣接する液体加圧室１０および接続電極３５ｂとの距離を大きく取ることが可能となり、クロストークの影響を受けにくくできる。これは、別の表現をすると、電圧を加えることにより変形する圧電セラミック層２１ｂの形状を平行四辺形状にし、この平行四辺形状の領域をマトリックス状に配置することにより、平行四辺形状の領域同士の距離を大きくするとともに、平行四辺形状の領域を平面上に高い密度で配置することができるということである。
【００６１】
また、接続電極３５ｂと隣接する接続電極３５ｂとの距離を大きく取ることもできるため、外部との接続も容易になる。
【００６２】
なお、角Ａが鋭角状であるとは、辺ＡＢおよび辺ＡＣの直線部を延長したし際に交わる角度が鋭角であるということである。辺ＡＢあるいは辺ＡＣに直線部分がない場合は、曲率のもっと小さい点での接線とする。
【００６３】
また、角部のＲの付け方は、キャビティの長さＣＬを、キャビティの幅ＣＷ、ＣＷ１およびＣＷ２のうちのいずれかのもっとも小さいものと同じ長さ以上にすることにより、変位量、および変形体積の低下を少なくすることができる。また、平行四辺形状の領域１４はＣＷ１とＣＷ２の長さの差が１０％以下のひし形状のであると、より変形量、および変形体積の低下を少なくできる。
【００６４】
接続電極３５ｂを設ける際に、Ｒの程度を大きくする角部の、Ｒの程度を大きくする前の角が鋭角であるため、液体加圧室の１０の面積は減るものの、変位量に与える影響の大きい、開口の狭い部分であるＢＣの距離は変わらず、さらに液体加圧室１０の幅ＣＷ１およびＣＷ２も変わらないため、変位量の低下を少なくできる。
【００６５】
そして、液体吐出ヘッド２上に平行四辺形状の領域１４をマトリクス状に配置することにより、液体加圧室１０を覆っている部分の圧電アクチュエータユニット２１の振動が隣接する液体加圧室１０に与えるクロストークの影響を少なくするとともに、接続電極３５ｂと共通電極３４とに挟まれた圧電セラミック層２１ｂの変形が隣接する液体加圧室１０に与えるクロストークの影響を少なくすることができる。
【００６６】
このようなクロストークの影響の低減は、変位素子５０の高密度に配置されている場合に特に効果がある。具体的には、マトリクス状の配置の列および行がそれぞれ３つ以上であり、１つの平行四辺形状の領域１４のそれぞれの角部が、その平行四辺形状の領域１４に隣接している、互いに隣り合っている２つの平行四辺形状の領域１４を結んだ領域にくい込むようにまで距離が近い場合に特に有効である。
【００６７】
また、液体加圧室１０の中の液体の動きは、個別供給流路６の繋がっている角部Ｅからディセンダ７の繋がっている鋭角状のＡに向かうようになるためスムーズになり、エアの滞留を未然に防止できるとともに、接続電極３５ｂが個別供給流路６側に設けられているため、ディセンダ７の内部の液体に、接続電極３５ｂと共通電極３４とに挟まれた圧電セラミック層２１ｂの変形の影響が及びにくくなるため、吐出特性が安定する。
【００６８】
図６は他の液体吐出ヘッドの平面図である。液体吐出ヘッドの基本的な構成は図１〜５に示したものと同様であり、図６ではマニホールド１０５から個別供給路（しぼり１１２を含む）を通って液体加圧室１１０に至り、さらにディセンダ７、液体吐出孔（図示せず）に繋がる流路のについて詳細に説明する。
【００６９】
個別電極（個別電極全体は図示していないが図５（ｂ）に示すものと同じ形状である）は、液体加圧室１１０と重なっている個別電極本体とその個別電極本体から液体加圧室１１０の外側に引き出されている接続電極１３５ｂを含んでいる。図６に示した液体吐出ヘッドを平面視した場合、液体加圧室１１０と個別電極からなる駆動領域は、液体加圧室１１０の鋭角状の角を挟む液体加圧室１１０の２つの辺とその角の隣の２つの角を結ぶ直線からなる第１の三角形状の領域に、第１の三角形状の領域を平面内で半回転させた第２の三角形状の領域を、第１の三角形状の領域の前記直線とその直線に対応する第２の三角形状の領域の直線を繋げてできる平行四辺形状の領域１１４の中に配置されているとともに、平行四辺形状の領域１１４が液体吐出ヘッドにマトリクス状に配置されている。さらに液体吐出孔に繋がるディセンダ１０７と液体加圧室１１０とが、第1の三角形状の領域で繋がっており、個別供給路１０６と液体加圧室１１０とが前記第1の三角形状の領域以外の領域で繋がっている。
【００７０】
さらに、直線状のマニホールド１０５には、複数の液体加圧室１１０が複数の個別供給路１０６にそれぞれ設けられた複数のしぼり１１２を介して繋がっている。そして、複数の個別供給路１０６は全て同一形状であり、かつ、液体吐出ヘッドを平面視した場合、複数の個別供給路１０６は直線状であるとともに、マニホールド１０５との成す角度が全て同じであり、複数の個別供給路１０６の中を流れる液体の方向と、複数の液体加圧室１１０内を前記複数の個別供給路１０６から複数の液体吐出孔に繋がるディセンダ１０７へ流れる液体の方向との成す角度が９０度以内となっている。これにより、各液体吐出素子の各部形状が同じであることにより、吐出特性の差が少なくなるとともに、液体の流れがスムーズになり、吐出特性が安定する。また、液体吐出ヘッド２に液体を入れる際には、最初に入っている空気が液体中に残らないようにしないと、空気の影響で、吐出特性が変動することがあるが、液体の流れがスムーズであるため、空気の滞留が生じ難い。平行四辺形状の領域１１４をマトリクス状に配置した場合の液体加圧室１１０に対するディセンダ１０７の配置をマニホールド１０５と反対側にすることにより同じ液体吐出孔の配置をする際に、マニホール１０５の幅を大きくでき、各液体吐出素子への液体の供給が足りなくなるおそれを少なくできる。逆に言えば、同じ幅のマニホールド１０５に対して、より狭い範囲で、平行四辺形状の領域１１４を配置できるようになり、液体吐出ヘッドの平面方向の大きさを小さくすることができる。あるいは、より高密度にマトリクス配置が可能となる。
【００７１】
図７は他の液体吐出ヘッドの平面図である。液体吐出ヘッドの基本的な構成は図１〜５に示したものと同様であり、図７では液体加圧室２１０、個別電極２３５（個別電極本体２３５ａおよび接続電極２３５ｂ）および平行四辺形状の領域２１４のみを示した。液体加圧室２１０の平面形状は、接続電極２３５ｂが外部と安定して接続できる面積を確保するため、接続電極２３５ｂが引き出される部分を凹んだ形状にしてもよい。このようにすると変位量の低下をより少なくすることができる
図８（ａ）は他の液体吐出ヘッドの平面図であり、図８（ｂ）はその一部で、１つの液体吐出素子の拡大図である。液体吐出ヘッドの基本的な構成は図１〜５に示したものと同様であり、図８（ａ）には、マニホールド３０５、ディセンダ３０７、液体加圧室３１０、平行四辺形状の領域３１４、個別電極本体３３５ａおよび接続電極３３５ａのみを示した。個別電極本体３３５ａは、液体加圧室３１０と略同形で、わずかに小さく形状をしている。図８（ｂ）では、図を分かりやすくするため、平行四辺形状の領域３１４を液体加圧室３１０よりも少し大きくして示しているが、実際は、液体加圧室３１０の３辺は平行四辺形状の領域３１４の辺と重なっている。平行四辺形状の領域３１４は液体加圧室３１０の形状のＣＷ１とＣＷ２の差が大きく、ひし形から遠い平行四辺形状となっている。
【００７２】
ＣＷ１とＣＷ２とを変えることにより、隣接する平行四辺形状の領域３１４間の距離を調節することができる。平行四辺形状の領域３１４間の距離ｄ１は、平行四辺形状の領域３１４の長辺間の長辺に直角な距離であり、平行四辺形状の領域３１４間の距離ｄ２は、平行四辺形状の領域３１４の短辺間の短辺に直角な距離である。主走査方向に直交する方向に隣接する液体加圧室３１０の間のクロストークについては、液体を吐出するタイミングをずらすことでもクロストークの低減が可能である。しかし、主走査方向に平行な方向に隣接する液体加圧室３１０の間のクロストークについては、液体を吐出するタイミングをずらすと、液滴の着弾位置が副走査方向にずれるため、主走査方向の画素でできる直線の直線性が悪くなるので、タイミングをずらすことは難しい。そこで、主走査方向に平行な方向に隣接する液体加圧室３１０の距離ｄ１を、主走査方向に直交する方向に隣接する液体加圧室３１０の距離ｄ２よりも、大きくすることで、クロストークを少なくすることができる。
【００７３】
図８（ｃ）は、図８（ａ）に示した液体吐出ヘッドの一部を変更したものである。隣接している平行四辺形状の領域３１４の平行四辺形状の領域３１４の長辺の対向している部位の何に圧電セラミックス層２１ｂの存在しない、空間である振動伝達阻害部３６０を設けてもよい。長辺の対向している部位に設けられているために、圧電セラミックス層２１ｂを伝わって直線的に振動が伝達され難くなるので、クロストークをより少なくできる。このような振動伝達阻害部３６０は、圧電アクチュエータ２１を焼成した後、レーザーによって、その部位を溶かして飛散させたることで作製できる。また、圧電セラミックス層２１ｂとなるグリーンシートにパンチングなどで孔を開けて作製してもよい。
【００７４】
また、振動伝達阻害部３６０は、圧電セラミック層２１ａに達していたり、圧電セラミック層２１ａを貫通していることにより、より振動の伝達を阻害できる。また、振動伝達阻害部３６０の深さが共通電極に達する深さではなく、共通電極が露出していなければ、電気的信頼性が向上する。
【００７５】
さらに、振動伝達阻害部隣接している平行四辺形状の領域３１４の平行四辺形状の領域３１４の短辺の対向している部位に設けてもよい。
【実施例】
【００７６】
液体加圧室１０および個別電極の３５の形状を変えた液体吐出ヘッド２を作製し、クロストークの影響を確認した。【００７７】
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と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した。グリーンシートの一部には、その表面に共通電極３４となる電極ペーストを印刷法等により形成した。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挿入した。【００７８】
ついで、各グリーンシートを積層して積層体を作製し、加圧密着を行なった。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３５を印刷して、焼成した後、Ａｇペーストを用いて接続電極３５ｂの上にランドを印刷し、焼成することにより、厚さ４０μｍの圧電アクチュエータユニット２１を作製した。【００７９】
次に、流路部材４を、圧延法等により得られたプレート２２〜３１を積層して作製した。プレート２２〜３１に、マニホールド５、個別供給流路６、液体加圧室１０およびディセンダ７などとなる孔を、エッチングにより所定の形状に加工した。液体加圧室の寸法は表１に示したものとした。なお、試料Ｎｏ．１〜７の液体加圧室および個別電極の形状は図９に示したものとし、試料Ｎｏ．８〜１５の液体加圧室および個別電極の形状は図５（ｂ）に示したもとした。図９に示した液体吐出ヘッドの内部構造は、図５（ａ）に示したものと同じである。また、液体加圧室５１０は、マトリクス状に配置されている。個別電極５３５は、液体加圧室５１０上の個別電極本体５３５ａと、個別電極本体５３５ａから液体加圧室５１０外に引き出されていて、外部との接続が行なわれる接続導体５３５ｂとからなっている。【００８０】
これらのプレート２２〜３１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。また、熱硬化性樹脂で流路部材４と圧電アクチュエータユニット２１とを接着する場合には、熱膨張係数の差を小さくできるＦｅ−Ｎｉ系がより好ましく、圧電アクチュエータユニット２１に弱い圧縮応力が加わった状態にできる点で４２アロイが特に好ましい。【００８１】
圧電アクチュエータユニット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ユニット２１や流路部材４への影響を及ぼさないために、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接着し、液体吐出ヘッド２を得ることができる。接着を行なった後、個別電極３５と共通電極３４との間に電圧を加え、圧電セラミック層２１ｂを分極した。【００８２】
以上のようにして、縦断面の形状が図５（ａ）および図５（ｂ）である液体吐出ヘッド、および縦断面の形状が図５（ａ）および図９である液体吐出ヘッドを作製した。【００８３】
実際の試験は、上述した液体吐出ヘッドとは別に、液体加圧室の下がそのまま液体吐出ヘッドの下面に開口している試験用の液体吐出ヘッドを作製し、これを用いて各変位素子に同一の電圧の駆動信号を与え、変位素子の変位量をレーザー変位計で測定した。【００８４】
結果を表１に示す。なお、液体加圧室面積、変位量および変位による液体加圧室の体積変化量は、試料Ｎｏ．１の液体吐出ヘッドの値を１とした相対値である。また、クロストークによる変位量低下率とは、１つの変位素子を単独で駆動した際の変位量に対して、全ての変位素子を一緒に駆動した場合に変位量が低下した割合である。これは、実質的には、１つの変位素子に対して、周囲の６つの変位素子からのクロストークがある場合の変位量の低下である。【００８５】
【表１】
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【００８６】
本発明の範囲外の試料Ｎｏ．２〜７の液体吐出ヘッドは、本発明の範囲外の試試料Ｎｏ．１の液体吐出ヘッドと比較すると、液体加圧室の中心間の距離は変えずに、変位素子の全体の寸法を小さくしている。これに対して、本発明の範囲内の試料Ｎｏ．８〜１５の液体吐出ヘッドは、本発明の範囲外の試試料Ｎｏ．１の液体吐出ヘッドと比較すると、液体加圧室の鋭角状の角部のＲの程度を大きくして、液体加圧室の幅ＣＷ、ＣＷ１、ＣＷ２は変えずに、液体加圧室の長さＣＬを短くし、その空いたスペースに接続電極を設け、液体加圧室と個別電極が、平行四辺形状の領域に収まるようにしてある。【００８７】
なお、個別電極本体の中心から接続電極のランドの中心までの距離とは、接続電極の端の一部である直径０．１６ｍｍのランドの中心から個別電極本体の中心までのことである。個別電極本体の中心とは、試料Ｎｏ．１〜７においては、個別電極本体と液体加圧室とが略相似形状であるので、液体加圧室の中心（面積重心）と同じであり、試料Ｎｏ．８〜１５においては平行四辺形状の領域の中心（面積重心）と同じである。別の言い方をすれば、試料Ｎｏ．８〜１５において、個別電極本体の中心は、線分ＢＣの中央である。【００８８】
試料Ｎｏ．８〜１５では、試料Ｎｏ．２〜７と比較して、液体加圧室の面積は少なくなる量に対して変位量の低下が少なくなっている。例えば、試料Ｎｏ．１１では、液体加圧室の面積が試料Ｎｏ．１の０．９０５倍と小さくなっているのに対して、変位量の低下は０．９８１倍になっているだけである。試料Ｎｏ．２では、液体加圧室の面積が試料Ｎｏ．１の０．９１６倍と小さくなっており、変位量の低下は０．９１７倍と大きい。【００８９】
また、クロストークによる変位量低下率を見ると、いずれも試料Ｎｏ．１よりも小さくなっている。これは液体加圧室および個別電極が小さくなったことにより、もともと変位素子で発生する振動が小さくなったためであるので、変位による液体加圧室の体積変化量の値で割って規格化して比較する。つまり、同じ変位量を得ようとする際に生じるクロストークによる変位量低下率を比較する。【００９０】
クロストークによる変位量低下率（Ｂ）／変位による液体加圧室の体積変化量（Ａ）の値を比較すると、試料Ｎｏ．２〜７では、液体加圧室を小さくしてもクロストークの影響は、逆に大きくなる。これは接続電極と共通電極に挟まれた圧電体層の変形の影響が大きくなったものと考えられる。これに対して試料Ｎｏ．８〜１５では、Ｂ／Ａの値は試料Ｎｏ．１よりも小さくなっている。これは、例えば駆動電圧を上げて、試料Ｎｏ．８〜１５の変位による液体加圧室の体積変化量を試料Ｎｏ．１と同じにした場合には、クロストークにより変位の低下の影響を減らせることを意味している。
【符号の説明】
【００９１】
１・・・プリンタ
２・・・液体吐出ヘッド
４・・・流路部材
５・・・マニホールド
５ａ・・・副マニホールド
５ｂ・・・開口
６・・・個別供給流路
７・・・ディセンダ
８・・・液体吐出孔
９・・・液体加圧室群
１０・・・液体加圧室
１２・・・しぼり
１４・・・領域（駆動領域）
１４ａ、ｂ、ｃ、ｄ・・・駆動領域列
１５ａ、ｂ、ｃ、ｄ・・・液体吐出孔列
２１・・・圧電アクチュエータユニット
２１ａ・・・圧電セラミック層（振動板）
２１ｂ・・・圧電セラミック層
２２〜３１・・・プレート
３２・・・個別流路
３４・・・共通電極
３５・・・個別電極
３５ａ・・・個別電極本体
３５ｂ・・・接続電極
５０・・・変位素子
【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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【手続補正書】
【提出日】平成24年7月26日(2012.7.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面に開口するとともにマトリクス状に配置された同一形状の複数の液体加圧室、該複数の液体加圧室にそれぞれ繋がる複数の液体吐出孔、および前記複数の液体加圧室にそれぞれ繋がる複数の個別供給路を備える平板状の流路部材と、振動板上に、共通電極、圧電体層および複数の個別電極がこの順で積層されている平板状の圧電アクチュエータとが、前記振動板および前記圧電体層が前記複数の液体加圧室を覆うように積層されている液体吐出ヘッドであって、前記液体吐出ヘッドを平面視したとき、前記液体加圧室の開口が少なくとも１つの鋭角状の角を有する多角形状であるとともに、前記個別電極は、前記液体加圧室と重なっている個別電極本体と該個別電極本体から前記液体加圧室の外側に引き出されている接続電極とを含んでおり、前記液体加圧室および前記個別電極は、前記液体加圧室の鋭角状の角を挟む２つの辺と当該角に隣り合う２つの角を結ぶ直線とからなる第１の三角形状の領域と、該第１の三角形状の領域を平面内で半回転させた第２の三角形状の領域とで形成される平行四辺形状の領域に収まるように配置されており、かつ、前記液体吐出孔と前記液体加圧室とが、前記第１の三角形状の領域で繋がっており、前記個別供給路と前記液体加圧室とが前記第１の三角形状の領域以外の領域で繋がっていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記流路部材が、前記複数の個別供給路にそれぞれ設けられた複数のしぼりを介して繋がる直線状のマニホールドを備えており、前記複数の個別供給路は全て同一形状であり、かつ、前記液体吐出ヘッドを平面視したとき、前記複数の個別供給路は直線状であるとともに、前記マニホールドとの成す角度が全て同じであり、前記複数の個別供給路の中を流れる液体の方向と、前記複数の液体加圧室内を前記複数の個別供給路から前記複数の液体吐出孔に流れる液体の方向との成す角度が９０度以内であることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
請求項１または２に記載の液体吐出ヘッドと、記録媒体を液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記液体吐出ヘッドの駆動を制御する制御部とを備えることを特徴とする記録装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の液体吐出ヘッドは、主面に開口するとともにマトリクス状に配置された同一形状の複数の液体加圧室、該複数の液体加圧室にそれぞれ繋がる複数の液体吐出孔、前記複数の液体加圧室にそれぞれ繋がる複数の個別供給路を備える平板状の流路部材と、振動板上に、共通電極、圧電体層および複数の個別電極がこの順で積層されている平板状の圧電アクチュエータとが、前記振動板および前記圧電体層が前記複数の液体加圧室を覆うように積層されている液体吐出ヘッドであって、前記液体吐出ヘッドを平面視したとき、前記液体加圧室の開口が少なくとも１つの鋭角状の角を有する多角形状であるとともに、前記個別電極は、前記液体加圧室と重なっている個別電極本体と該個別電極本体から前記液体加圧室の外側に引き出されている接続電極とを含んでおり、前記液体加圧室および前記個別電極は、前記液体加圧室の鋭角状の角を挟む２つの辺と当該角に隣り合う２つの角を結ぶ直線とからなる第１の三角形状の領域と、該第１の三角形状の領域を平面内で半回転させた第２の三角形状の領域とで形成される平行四辺形状の領域に収まるように配置されており、かつ、前記液体吐出孔と前記液体加圧室とが、前記第１の三角形状の領域で繋がっており、前記個別供給路と前記液体加圧室とが前記第１の三角形状の領域以外の領域で繋がっていることを特徴とする。
【国際調査報告】
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