(57)【要約】【課題】複数の圧電素子の間における、配線抵抗の差に起因する、駆動信号の応答性ばらつきを抑制すること。【解決手段】複数の圧電素子３６の間で、圧電素子３６とドライバＩＣとの間の配線の全長が異なっている。前記配線の全長が長い一部の圧電素子３６については、この圧電素子３６にコンデンサ４９が直列的に接続されている。コンデンサ４９は、絶縁体３４と、この絶縁体３４を挟むように配置された下部コンデンサ電極４６と上部コンデンサ電極４７を有する。さらに、絶縁体３４は、圧電素子３６の活性体３２ａと同じ圧電材料で形成されている。【選択図】図５
2015193239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズル及び前記複数のノズルにそれぞれ連通した複数の圧力室を含む第１液体流路が形成された第１流路構造体と、
前記第１流路構造体に、前記複数の圧力室を覆うように設けられた圧電アクチュエータと、
前記圧電アクチュエータを駆動する駆動装置とを備え、
前記圧電アクチュエータは、
前記複数の圧力室を覆う振動板と、前記振動板に前記複数の圧力室に対応して配置された複数の圧電素子であってそれぞれ圧電材料で形成された活性体を含む複数の圧電素子と、前記振動板に設けられた複数の信号入力部であって前記駆動装置と接続されて前記複数の圧電素子を駆動するための駆動信号が前記駆動装置から入力される複数の信号入力部と、所定の基準電位が印加される基準電位部と、前記複数の圧電素子の各々と前記複数の信号入力部の各々と前記基準電位部とを結ぶ複数のアクチュエータ配線と、を有し、
前記複数の圧電素子は、第１圧電素子と第２圧電素子を含み、
前記第１圧電素子と前記駆動装置の間の前記アクチュエータ配線を含む配線の全長が、前記第２圧電素子と前記駆動装置の間の前記アクチュエータ配線を含む配線の全長よりも長く、
前記第１圧電素子と前記信号入力部とを接続する前記アクチュエータ配線、又は前記第１圧電素子と前記基準電位部とを接続する前記アクチュエータ配線に前記第１圧電素子と直列的に接続されるコンデンサが設けられており、
前記コンデンサは前記複数の圧電素子の前記活性体と同じ圧電材料で形成された絶縁体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液体流路と連通する第２液体流路が形成された第２流路構造体を備え、
前記第２流路構造体は、前記圧電アクチュエータに対して前記第１流路構造体と反対側に配置されており、且つ、前記圧電アクチュエータに接合されており、
前記圧電アクチュエータには、前記第１流路構造体の前記第１液体流路と前記第２流路構造体の前記第２液体流路とを連通させる連通孔が形成されており、
前記絶縁体は、前記圧電アクチュエータの前記連通孔の周囲領域に、前記連通孔を囲むように配置されており、
前記第２流路構造体は、前記絶縁体が設けられた前記周囲領域において前記圧電アクチュエータと接合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】
前記第１液体流路と連通する第２液体流路が形成された第２流路構造体を備え、
前記第２流路構造体は、前記圧電アクチュエータに対して前記第１流路構造体と反対側に配置されており、且つ、前記圧電アクチュエータに接合されており、
前記振動板には、前記第１流路構造体の前記第１液体流路と前記第２流路構造体の前記第２液体流路とを連通させる連通孔が形成されており、
前記第２流路構造体は、前記圧電アクチュエータの前記連通孔の周囲領域に、接着剤で接合され、
前記絶縁体は、前記第２流路構造体が接合された前記圧電アクチュエータの前記周囲領域と前記第１圧電素子との間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４】
前記第１液体流路と連通する第２液体流路が形成された第２流路構造体を備え、
前記第２流路構造体は、前記圧電アクチュエータに対して前記第１流路構造体と反対側に配置されており、且つ、前記圧電アクチュエータに接合されており、
前記圧電アクチュエータには、前記第１流路構造体の前記第１液体流路と前記第２流路構造体の前記第２液体流路とを連通させる連通孔が形成されており、
前記複数の圧電素子の各々は、前記活性体に対して前記振動板側に配置された第１素子電極と、前記活性体に対して前記振動板と反対側に配置された第２素子電極とを有し、
前記コンデンサは、前記絶縁体に対して前記振動板側に配置された第１コンデンサ電極と、前記絶縁体に対して前記振動板と反対側に配置された第２コンデンサ電極とを有し、
前記第１素子電極と前記第２コンデンサ電極、又は、前記第２素子電極と前記第１コンデンサ電極が、前記活性体又は前記絶縁体を含む圧電体に形成されたスルーホール内に配置された導電性材料を含む導通部によって接続されており、
前記第２流路構造体は、前記圧電アクチュエータの前記連通孔の周囲領域に接着剤で接合されており、
前記スルーホールが、前記第２流路構造体が接合された前記連通孔の周囲領域よりも外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５】
前記複数の信号入力部に接続される配線基板を備え、
前記配線基板には、前記駆動装置と、前記駆動装置と前記複数の信号入力部の各々とを接続する、複数の基板側配線とが設けられており、
前記駆動装置と前記第１圧電素子に対応する前記信号入力部とを接続する前記基板側配線が、前記駆動装置と前記第２圧電素子に対応する前記信号入力部とを接続する前記基板側配線よりも長いことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の液体吐出装置。
【請求項６】
前記複数の圧電素子は、第１方向に配列されることによって、前記第１方向と直交する第２方向に並ぶ、第１圧電素子列と第２圧電素子列とを構成し、
前記第２方向において、前記第２圧電素子列に対して前記第１圧電素子列と反対側に前記複数の信号入力部が配置されており、
前記第１圧電素子列が、前記コンデンサと接続された前記第１圧電素子を含むことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の液体吐出装置。
【請求項７】
前記第１圧電素子列は、それぞれ前記コンデンサが接続された複数の前記第１圧電素子を有し、
前記複数の第１圧電素子にそれぞれ接続された前記コンデンサは、前記第１圧電素子と前記駆動装置の間の配線の全長が長いものほど、その静電容量が小さい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】
複数の前記第１圧電素子列が前記第２方向において並んで配置されており、
前記複数の第１圧電素子列にそれぞれ対応する前記コンデンサは、対応する前記第１圧電素子列と前記信号入力部との前記第２方向における離間距離が大きいものほど、その静電容量が小さいことを特徴とする請求項６又は７に記載の液体吐出装置。
【請求項９】
前記複数の圧電素子は、第１方向に配列されることによって、前記第１方向と直交する第２方向に並ぶ３つの圧電素子列を構成し
前記第２方向において、前記３つの圧電素子列の一方側に、前記複数の信号入力部が配置されており、
前記３つの圧電素子列のうちの、最も前記一方側に配置されている前記圧電素子列に含まれる２つの前記圧電素子の間に、他の２つの圧電素子列にそれぞれ対応する２本の前記アクチュエータ配線が配置され、
前記２本のアクチュエータ配線の、前記振動板からの高さ位置が異なることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の液体吐出装置。
【請求項１０】
前記２本のアクチュエータ配線のうちの一方が第１絶縁層によって覆われ、
前記２本のアクチュエータ配線のうちの他方は、高さ方向から見た場合に前記一方のアクチュエータ配線とは重ならない部分において前記第１絶縁層に形成されており、且つ前記一方のアクチュエータ配線よりも前記振動板からの高さ位置が高くなっており、
前記他方のアクチュエータ配線は、第２絶縁層によって覆われており、
前記第１絶縁層の前記一方のアクチュエータ配線を覆う部分が、さらに、第３絶縁層で覆われていることを特徴とする請求項９に記載の液体吐出装置。
【請求項１１】
前記コンデンサの前記絶縁体は、前記圧電素子の前記活性体が形成される工程において、前記活性体と同時に形成されることを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載の液体吐出装置。
【請求項１２】
複数のノズル及び前記複数のノズルにそれぞれ連通した複数の圧力室を含む第１液体流路が形成された第１流路構造体と、
前記第１流路構造体に、前記複数の圧力室を覆うように設けられた圧電アクチュエータと、
前記圧電アクチュエータを駆動する駆動装置と、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振動板と、前記振動板に前記複数の圧力室に対応して配置された複数の圧電素子であってそれぞれ圧電材料で形成された活性体を含む複数の圧電素子と、前記振動板に設けられ、且つ、前記駆動装置と接続されて前記駆動装置から前記複数の圧電素子を駆動するための駆動信号が入力される複数の信号入力部と、所定の基準電位が印加される基準電位部と、前記複数の圧電素子の各々と前記複数の信号入力部の各々と前記基準電位部とを結ぶアクチュエータ配線と、を有し、
前記複数の圧電素子は、第１圧電素子と第２圧電素子を含み、
前記第１圧電素子と前記駆動装置の間の前記アクチュエータ配線を含む配線の全長が、前記第２圧電素子と前記駆動装置の間の前記アクチュエータ配線を含む配線の全長よりも長く、
前記第１圧電素子と前記信号入力部とを接続する前記アクチュエータ配線、又は、前記第１圧電素子と前記基準電位部とを接続する前記アクチュエータ配線に、前記第１圧電素子と直列的に接続される第１コンデンサが設けられ、
前記第２圧電素子と前記信号入力部とを接続する前記アクチュエータ配線、又は、前記第２圧電素子と前記基準電位部とを接続する前記アクチュエータ配線に、前記第２圧電素子と直列的に接続される第２コンデンサが設けられ、
前記第１コンデンサの静電容量が、前記第２コンデンサの静電容量よりも小さく、
前記第１コンデンサと前記第２コンデンサは、それぞれ、前記複数の圧電素子の前記活性体と同じ圧電材料で形成された絶縁体を有することを特徴とする液体吐出装置。
【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】
液体吐出装置として、特許文献１には、インクを吐出するインクジェットヘッドが開示されている。インクジェットヘッドは、複数のノズル、及び、複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室が形成された流路ユニットと、複数の圧力室を覆うように流路ユニットに設けられた圧電アクチュエータを備えている。圧電アクチュエータは、圧電層と、複数のノズルにそれぞれ対応して圧電層の表面に形成された複数の個別電極と、複数の個別電極と共通に対向する共通電極と有する。尚、このインクジェットヘッドでは、振動板の上面が、共通電極の役割を果たしている。
【０００３】
圧電アクチュエータの表面には、配線基板（ＣＯＦ）が接続されている。配線基板には、ドライバＩＣと、ドライバＩＣに接続された複数の配線が設けられている。圧電アクチュエータの各個別電極は、配線基板の配線を介して、ドライバＩＣと接続されている。ドライバＩＣからある個別電極に対して駆動信号が出力されると、その個別電極と共通電極（振動板）とに挟まれる圧電層の部分に電界が作用し、圧電層が変形する。この圧電層の変形により、圧力室内のインクに圧力が付与され、ノズルからインクが吐出される。尚、以下では、説明の便宜上、１つの個別電極、共通電極、及び、両電極に挟まれた圧電層の部分からなる１つの要素を、１つの圧電素子と称する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−６９５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のインクジェットヘッドにおいては、圧電アクチュエータの複数の個別電極が、配線部材の配線を介して、１つのドライバＩＣに接続されている。ここで、１つのドライバＩＣから複数の圧電素子の個別電極までの距離は同じではなく、複数の圧電素子の間で、個別電極とドライバＩＣとを繋ぐ配線の長さに差がある。ドライバＩＣからの距離が遠い圧電素子、即ち、ドライバＩＣとの間の配線が長い圧電素子では、配線抵抗が大きくなるために、ドライバＩＣから出力された駆動信号の応答性が悪くなる。そのため、複数の圧電素子の間で挙動にばらつきが生じ、吐出速度や吐出量といった、ノズルから吐出される液体の吐出特性もばらつくことになる。
【０００６】
本発明の目的は、複数の圧電素子の間における、配線抵抗の差に起因する駆動信号の応答性のばらつきを抑制することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００７】
本発明の液体吐出装置は、複数のノズル、及び、前記複数のノズルにそれぞれ連通した複数の圧力室を含む、第１液体流路が形成された第１流路構造体と、前記第１流路構造体に、前記複数の圧力室を覆うように設けられた圧電アクチュエータと、前記圧電アクチュエータを駆動する駆動装置とを備え、前記圧電アクチュエータは、前記複数の圧力室を覆う振動板と、前記振動板に前記複数の圧力室に対応して配置された複数の圧電素子であってそれぞれ活性体を含む複数の圧電素子と、前記振動板に設けられた複数の信号入力部であって前記駆動装置と接続されて前記複数の圧電素子を駆動するための駆動信号が前記駆動装置から入力される複数の信号入力部と、所定の基準電位が印加される基準電位部と、前記複数の圧電素子の各々と前記複数の信号入力部の各々と前記基準電位部とを結ぶ複数のアクチュエータ配線と、を有し、前記複数の圧電素子は、第１圧電素子と第２圧電素子を含み、前記第１圧電素子と前記駆動装置の間の配線であって前記アクチュエータ配線を含む配線の全長が、前記第２圧電素子と前記駆動装置の間の配線であって前記アクチュエータ配線を含む配線の全長よりも長く、前記第１圧電素子と前記信号入力部とを接続する前記アクチュエータ配線、又は、前記第１圧電素子と前記基準電位部とを接続する前記アクチュエータ配線に前記第１圧電素子と直列的に接続されるコンデンサが設けられており、前記コンデンサは、前記複数の圧電素子の前記活性体と同じ圧電材料で形成された、絶縁体を有することを特徴とするものである。
【０００８】
本発明では、圧電アクチュエータの各圧電素子は、駆動装置から駆動信号が入力される信号入力部、及び、所定の基準電位が印加される基準電位部と、それぞれアクチュエータ配線で接続されている。駆動信号が駆動装置から信号入力部を経由して圧電素子に供給されると、圧電素子の活性体に印加される電圧が変動して活性体の内部に電界が生じる。この電界によって圧電素子に変形が生じて振動板が変位するため、圧力室内の液体に吐出エネルギーが付与される。
【０００９】
また複数の圧電素子は、駆動装置からの配線の全長が互いに異なる第１圧電素子と第２圧電素子を含む。そのうち、前記配線の全長が長い第１圧電素子については、この第１圧電素子と信号入力部、又は、第１圧電素子と基準電位部とを繋ぐアクチュエータ配線に第１圧電素子と直列的に接続されたコンデンサが設けられている。従って、駆動装置から第１圧電素子を経て基準電位部に至る回路において、第１圧電素子と直列的に別のコンデンサが付加されることになり、前記回路全体の合成容量が小さくなる。つまり、回路の時定数が小さくなって、駆動信号が供給されたときの第１圧電素子の印加電圧の変化が速くなる。これにより、第１圧電素子について配線が長いことによる駆動信号の応答性低下が抑えられるため、第１圧電素子と第２圧電素子の間での配線抵抗の差に起因する駆動信号の応答性のばらつきが小さくなる。またコンデンサは、圧電素子の活性体と同じ圧電材料で形成された絶縁体を有する。そのため、圧電素子の活性体とコンデンサの絶縁体とを同じ工程で形成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係るプリンタの概略的な平面図である。
【図２】インクジェットヘッドのヘッドユニットの上面図である。
【図３】図２のＡ部拡大図である。
【図４】図３のヘッドユニットのＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図４の圧電アクチュエータの拡大断面図である。
【図６】図２において符号Ｃで示す線に沿った断面図である。
【図７】１つの圧電素子を駆動する１つの回路ループの等価回路である。
【図８】変更形態のヘッドユニットの、図３相当の一部拡大上面図である。
【図９】図８の圧電アクチュエータのＤ−Ｄ線断面図である。
【図１０】別の変更形態の圧電アクチュエータの断面図である。
【図１１】さらに別の変更形態のヘッドユニットの、図３相当の一部拡大上面図である。
【図１２】図１１のヘッドユニットのＥ−Ｅ線断面図である。
【図１３】さらに別の変更形態のヘッドユニットの、図６相当の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施形態に係るプリンタの概略的な平面図である。まず、図１を参照してインクジェットプリンタ１の概略構成について説明する。尚、図１に示す前後左右の各方向をプリンタ１の「前」「後」「左」「右」と定義する。また、紙面手前側をプリンタ１の「上」、紙面向こう側をプリンタ１の「下」とそれぞれ定義する。以下では、前後左右上下の各方向を適宜使用して説明する。
【００１２】
（プリンタの概略構成）
図１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。
【００１３】
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。キャリッジ３は、プラテン２と対向する領域において２本のガイドレール１０，１１に沿って走査方向に往復移動可能に構成されている。キャリッジ３には無端ベルト１４が連結され、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は走査方向に移動する。
【００１４】
インクジェットヘッド４は、キャリッジ３に取り付けられており、キャリッジ３とともに走査方向に移動する。インクジェットヘッド４は、４色（ブラック、イエロー、シアン、マゼンタ）のインクカートリッジ１７が装着されるカートリッジホルダ７と、図示しないチューブによって接続されている。インクジェットヘッド４は、走査方向に並ぶ２つのヘッドユニット１２，１３を備えている。各ヘッドユニット１２，１３の下面（図１の紙面向こう側の面）には、プラテン２に載置された記録用紙１００に向けてそれぞれインクを吐出する、複数のノズル２４（図２〜図４参照）が形成されている。２つのヘッドユニット１２，１３のうちの、一方のヘッドユニット１２は、ブラックとイエローのインクを吐出するものであり、他方のヘッドユニット１３は、シアンとマゼンタのインクを吐出するものである。
【００１５】
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。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。
【００１６】
制御装置６は、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。制御装置６は、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＡＳＩＣにより、記録用紙１００への印刷等の各種処理を実行する。例えば、印刷処理においては、制御装置６は、ＰＣ等の外部装置から入力された印刷指令に基づいて、インクジェットヘッド４のヘッドユニット１２，１３やキャリッジ駆動モータ１５等を制御して、記録用紙１００に画像等を印刷させる。具体的には、キャリッジ３とともにインクジェットヘッド４を走査方向に移動させながらインクを吐出させるインク吐出動作と、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搬送動作とを、交互に行わせる。
【００１７】
（インクジェットヘッドのヘッドユニットの詳細）
次に、インクジェットヘッド４のヘッドユニット１２，１３の詳細構成について説明する。尚、２つのヘッドユニット１２，１３は同一の構造を有するため、以下では、ブラックとイエローのインクを吐出するヘッドユニット１２で代表して説明する。図２は、インクジェットヘッド４のヘッドユニット１２の上面図である。図３は、図２のＡ部拡大図である。図４は、図３のＢ−Ｂ線断面図、図５は、図４の圧電アクチュエータ部分の拡大断面図である。図２〜図５に示すように、ヘッドユニット１２は、ノズルプレート２０、流路形成部材２１、圧電アクチュエータ２２、及び、リザーバ形成部材２３を備えている。尚、図２、図３では、図面の簡素化のため、流路形成部材２１及び圧電アクチュエータ２２の上方に位置するリザーバ形成部材２３は二点鎖線で外形のみ示されている。
【００１８】
（ノズルプレート）
ノズルプレート２０は、ステンレス鋼等の金属材料、シリコン、あるいはポリイミド等の合成樹脂材料などで形成されている。図４に示すように、ノズルプレート２０には、複数のノズル２４が形成されている。図２に示すように、複数のノズル２４は、搬送方向に配列されて、走査方向に並ぶ４列のノズル列２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄを構成している。右側の２列のノズル列２５ａ，２５ｂは、ブラックインクを吐出するノズル列である。２列のノズル列２５ａ，２５ｂの間で搬送方向におけるノズル２４の位置が、各ノズル列の配列ピッチＰの半分（Ｐ／２）だけずれている。左側の２列のノズル列２５ｃ，２５ｄは、イエローインクを吐出するノズル列である。イエローインク用の２列のノズル列２５ｃ，２５ｄも、ブラックインク用のノズル列２５ａ，２５ｂと同様に、２列のノズル列２５ｃ，２５ｄの間で搬送方向におけるノズル２４の位置がＰ／２ずれている。
【００１９】
（流路形成部材）
流路形成部材２１は、シリコンで形成されている。この流路形成部材２１の下面に、前述したノズルプレート２０が接合されている。流路形成部材２１には、複数のノズル２４とそれぞれ連通する複数の圧力室２６が形成されている。各圧力室２６は、走査方向に長い矩形の平面形状を有する。複数の圧力室２６は、複数のノズル２４に応じて搬送方向に配列されて、走査方向に並ぶ４列の圧力室列２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄを構成している。右側２列の圧力室列２７ａ，２７ｂがブラックインク用の圧力室列であり、左側２列の圧力室列２７ｃ，２７ｄがイエローインク用の圧力室列である。尚、同色のインクを吐出する２列の圧力室列のうち、左側の圧力室列２７ｂ（２７ｄ）においては、圧力室２６の左端部とノズル２４が重なり、右側の圧力室列２７ａ（２７ｃ）においては、圧力室２６の右端部とノズル２４が重なっている。また、ブラックインク用の２列の圧力室列２７ａ，２７ｂの間で、搬送方向における圧力室２６の位置がＰ／２ずれており、イエローインク用の２列の圧力室列２７ｃ，２７ｄの間でも、搬送方向における圧力室２６の位置がＰ／２ずれている。
【００２０】
（圧電アクチュエータ）
圧電アクチュエータ２２は、複数の圧力室２６内のインクにそれぞれ、ノズル２４から該インクを吐出させるための吐出エネルギーを付与するものである。圧電アクチュエータ２２は、流路形成部材２１の上面に、複数の圧力室２６を覆うように設けられている。図２〜図５に示すように、圧電アクチュエータ２２は、振動板３０、下部電極３１、下部コンデンサ電極４６、圧電体３２、上部電極３３、上部コンデンサ電極４７、及び、駆動配線３５等を備えている。尚、本実施形態の圧電アクチュエータ２２は、流路形成部材２１となるシリコン基板の上面に、公知の半導体プロセス技術によって各層を順に成膜することによって形成されている。
【００２１】
振動板３０は、流路形成部材２１の上面の全域に、複数の圧力室２６を覆うように配置されている。振動板３０は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ2）、あるいは、シリコン窒化膜（ＳｉＮ）等で形成されている。振動板３０の、圧力室２６のノズル２４とは反対側の端部には、連通孔４２が形成されている。尚、図３、図４に示すように、連通孔４２は、平面視で、圧力室２６内に収まるような大きさとなっている。
【００２２】
下部電極３１は、導電性材料からなる。この下部電極３１は、振動板３０の上面にほぼ全面的に形成され、下部電極３１は、複数の圧力室２６と共通に対向している。別の言い方をすれば、下部電極３１は、複数の圧力室２６とそれぞれ対向する複数の電極部分が互いに繋がって一体化された、共通電極となっている。尚、図２〜図５に示すように、振動板３０の上面の、複数の圧力室２６の内の一部の圧力室２６と重なる領域には、下部コンデンサ電極４６が配置されている。尚、下部コンデンサ電極４６は、下部電極３１とは分離されている。
【００２３】
圧電体３２は、下部電極３１が形成された振動板３０の上面に、４つの圧力室列２７ａ〜２７ｄにそれぞれ対応して４つ配置されている。各圧電体３２は、１つの圧力室列を構成する複数の圧力室２６に跨るように、搬送方向に延びている。圧電体３２は、例えば、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との混晶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。尚、ＰＺＴ等の圧電材料は、誘電率の高い、高誘電率材料である。
【００２４】
複数の上部電極３３は、圧電体３２の上面の、圧力室２６と重なる部分にそれぞれ形成されている。各上部電極３３は、走査方向に長い矩形の平面形状を有する。尚、圧電体３２の上面の、複数の圧力室２６の内の一部の圧力室２６と重なる領域には、圧電体３２を挟んで下部コンデンサ電極４６と対向する、上部コンデンサ電極４７が配置されている。上部コンデンサ電極４７は、上部電極３３の右側に配置され、且つ、上部電極３３とは分離されている。また、図３〜図５に示すように、前記一部の圧力室２６と重なる領域において、圧電体３２にスルーホール３２ｂが形成されている。そして、圧電体３２の上側に位置する上部電極３３と、圧電体３２の下側に位置する下部コンデンサ電極４６とが、スルーホール３２ｂ内に充填された導電性材料からなる導通部４８によって導通されている。
【００２５】
圧電体３２の、上部電極３３と下部電極３１に挟まれた部分は、厚み方向において下向き、即ち、上部電極３３から下部電極３１に向かう方向に分極されている。圧電体３２の、上記の分極処理が施された部分を、特に活性体３２ａという。また、圧電体３２の１つの活性体３２ａと、この活性体３２ａを挟む上部電極３３、及び、下部電極３１とが、振動板３０を挟んで１つの圧力室２６と対向して配置された、１つの圧電素子３６を構成している。複数の圧電素子３６は、複数の圧力室２６の配列に応じて搬送方向に配列され、走査方向に並ぶ４列の圧電素子列６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、６５ｄを構成している。
【００２６】
また、複数の圧力室２６の内の一部の圧力室２６と対向する部分において、圧電体３２の一部分３４が、上部コンデンサ電極４７と下部コンデンサ電極４６に挟まれている。そして、高誘電率材料で形成された圧電体３２の上記部分３４と、この部分を挟む上部コンデンサ電極４７、及び、下部コンデンサ電極４６によって、１つのコンデンサ４９が構成されている。即ち、圧電アクチュエータ２２の一部の圧電素子３６の右側に、これらの圧電素子３６の活性体３２ａと同じ圧電材料で形成された絶縁体３４を有する、コンデンサ４９が設けられている。先の説明からも明らかなように、絶縁体３４は、活性体３２ａと同一平面上に配置され、且つ、活性体３２ａと絶縁体３４とが一体化されて圧電体３２を構成している。絶縁体３４は、圧電体３２を形成する工程において同時に形成される。尚、一部の圧電素子３６にのみコンデンサ４９が設けられている理由については、後で説明する。
【００２７】
図４、図５に示すように、振動板３０の上面には、下部電極３１、圧電体３２、及び、上部電極３３を覆うように、２層の保護層３７，３８が形成されている。尚、図２、図３では、図面の簡単のため、保護層３７，３８の図示は省略されている。保護層３７は、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、あるいは、シリコン窒化膜等の絶縁体によって構成されている。また、保護層３８は、シリコン酸化膜等の絶縁体によって構成されている。尚、保護層３７，３８が２層である必要は特になく、例えば、シリコン酸化膜等からなる１層の保護層３８のみが形成されてもよい。
【００２８】
保護層３８の上面には、後述するドライバＩＣ５１から出力された駆動信号を、複数の圧電素子３６にそれぞれ供給するための、複数の駆動配線３５が設けられている。図２、図３に示すように、前記コンデンサ４９が設けられていない圧電素子３６については、駆動配線３５は、その圧電素子３６の上部電極３３に直接接続されている。一方、コンデンサ４９が設けられている圧電素子３６については、駆動配線３５は、上部コンデンサ電極４７に接続されている。
【００２９】
図２、図４、図５に示すように、各駆動配線３５は、上部電極３３又は上部コンデンサ電極４７の上面に接続され、上部電極３３又は上部コンデンサ電極４７から右方へ延びている。複数の駆動配線３５は、シリコン酸化膜等からなる保護層３９によって覆われている（図４、５）。尚、図２、図３では、保護層３９の図示は省略されている。図２、図３に示すように、圧電アクチュエータ２２の右端部の上面には、複数の駆動接点部４０が搬送方向に１列に配列されている。複数の駆動配線３５は、流路形成部材２１の右端部に位置する複数の駆動接点部４０とそれぞれ接続されている。また、複数の駆動接点部４０の、搬送方向における両側には、下部電極３１と接続されている２つのグランド接点部４１が配置されている。
【００３０】
尚、図２に示すように、各圧電素子３６から右方に引き出された駆動配線３５は、それよりも右側に位置する圧電素子列６５ａ、６５ｂ、６５ｃの２つの圧電素子３６の間を通って、駆動接点部４０に接続されている。そのため、４列の圧電素子列６５のうち、最も右側に位置する圧電素子列６５ａを構成する２つの圧電素子３６の間には、左側３列の圧電素子列６５ｂ〜６５ｄからそれぞれ引き出された３本の駆動配線３５を通す必要がある。これら３本の駆動配線を搬送方向に並べて配置してもよいが、２つの圧電素子３６の搬送方向における間隔が狭い場合は、３本の駆動配線３５の間隔がかなり狭くなるため、駆動配線３５の間でショートやマイグレーションが発生する虞がある。
【００３１】
図６は、図２において符号Ｃで示す線に沿った断面図である。本実施形態では、図６に示すように、３本の駆動配線３５ａ、３５ｂ、３５ｃが、振動板３０からの高さ位置（振動板と直交する上下方向の位置）が異なるように配置されている。具体的には、まず、保護層３８の上面に、２本の駆動配線３５ａ，３５ｂが配置されている。これら２本の駆動配線３５ａ，３５ｂは、保護層３９ａで覆われる。その保護層３９ａの上面の、２本の駆動配線３５ａ，３５ｂの間の領域に、もう１本の駆動配線３５ｃが配置されている。この中央の駆動配線３５ｃは、保護層３９ｂで覆われている。
【００３２】
このように、３本の駆動配線３５ａ〜３５ｃの間で、振動板３０からの高さ位置を異ならせる。つまり、限られた領域内で、３本の駆動配線３５ａ〜３５ｃを高さ方向に離して配置することで、隣接する駆動配線３５の間の距離を離すことができ、ショートやマイグレーションを防止できる。尚、右から２番目の圧電素子列６５ｂにおいて、２つの圧電素子３６の間を通過する、２本の駆動配線３５についても、上と同様に高さ位置が異なっていてもよい。
【００３３】
また、３本の駆動配線３５ａ〜３５ｃは、保護層３９ａ，３９ｂで覆われているが、中央の駆動配線３５ｃの高さ位置が高いために、保護層３９ｂの中央部分が周囲よりも突出した形状となっている。そのため、例えば、後述するリザーバ形成部材２３を圧電アクチュエータ２２に押し付けて接合する場合など保護層３９ｂに外力が作用したときに、上記突出部分に応力が集中して保護層３９ｂやこれによって保護される構造が破損しやすくなる。そこで、図６に示すように、保護層３９ａの、高さ位置が低い両側２本の駆動配線３５ａ，３５ｂを覆っている部分が、さらに、別の保護層３９ｃで覆われていることが好ましい。これにより、３本の駆動配線３５ａ〜３５ｃの高さ位置を異ならせつつ、保護層３９ｂ，３９ｃの上面をほぼ平らにして、応力集中を防止できる。
【００３４】
圧電アクチュエータ２２の右端部の上面には、配線部材であるＣＯＦ（Chip On Film）５０が接合されている（図２）。尚、図２では、図面を見やすくするために、ＣＯＦ５０は、圧電アクチュエータ２２に対して右側へ意図的にずらして示されているが、実際には、ＣＯＦ５０は、その左端部が、圧電アクチュエータ２２の右端部に重なるように配置される。ＣＯＦ５０は、ドライバＩＣ５１と、このドライバＩＣ５１に接続された、複数の入力配線５５、及び、複数の出力配線５６を有する。ＣＯＦ５０の一端部は、プリンタ１の制御装置６（図１参照）に接続され、ＣＯＦ５０の他端部は、圧電アクチュエータ２２の右端部の上面に接続されている。これにより、ドライバＩＣ５１は、複数の入力配線５５を介して、制御装置６と電気的に接続されている。また、複数の入力配線５５には、所定の駆動電位が印加された電源線５７が含まれており、電源線５７もドライバＩＣ５１に接続されている。一方で、複数の出力配線５６の先端部には、それぞれ、複数の出力端子６６が設けられ、これら複数の出力端子６６は、圧電アクチュエータ２２の複数の駆動接点部４０と接続される。つまり、ドライバＩＣ５１は、複数の出力配線５６を介して、圧電アクチュエータ２２の複数の駆動接点部４０と電気的に接続されている。
【００３５】
尚、ドライバＩＣ５１は、ＣＯＦ５０の幅方向における中央部に配置されている。そして、ドライバＩＣ５１の左側から引き出された複数の出力配線５６は、複数の駆動接点部４０に向けて、扇形状に広がって延びている。そのため、複数の出力配線５６の長さは一定ではない。即ち、前後両端側の出力配線５６の配線長が、中央側の出力配線５６の配線長よりも長くなっている。
【００３６】
ドライバＩＣ５１は、制御装置６から送られてきた制御信号に基づいて、圧電素子３６を駆動するための駆動信号を生成して出力する。ドライバＩＣ５１から出力された駆動信号は、ＣＯＦ５０の出力配線５６を介して駆動接点部４０に入力され、さらに、圧電アクチュエータ２２の駆動配線３５を介して各圧電素子３６に供給される。駆動信号が供給された上部電極３３の電位は、所定の駆動電位とグランド電位との間で変化する。
【００３７】
また、ＣＯＦ５０には、２本のグランド配線５８が形成されている。これら２本のグランド配線５８の先端部には、それぞれグランド端子６８が設けられ、これら２つのグランド端子６８は、圧電アクチュエータ２２の２つのグランド接点部４１と接続されている。また、２つのグランド接点部４１はグランド電位に維持されている。従って、２つのグランド接点部４１と接続されている下部電極３１の電位も、常にグランド電位に維持される。
【００３８】
ドライバＩＣ５１から駆動信号が供給されたときの、圧電素子３６の動作について説明する。駆動信号が供給されていない状態では、圧電素子３６の上部電極３３の電位はグランド電位となっており、下部電極３１と同電位である。この状態から、ある圧電素子３６の上部電極３３に駆動信号が供給されて、上部電極３３に駆動電位が印加されると、上部電極３３と下部電極３１との電位差により、圧電素子３６の活性体３２ａに、その厚み方向に平行な電界が作用する。ここで、活性体３２ａの分極方向と電界の方向とが一致するために、活性体３２ａはその分極方向である厚み方向に伸びて面方向に収縮する。この活性体３２ａの収縮変形に伴って、振動板３０が圧力室２６側に凸となるように撓む。これにより、圧力室２６の容積が減少して圧力室２６内に圧力波が発生することで、圧力室２６に連通するノズル２４からインクの液滴が吐出される。
【００３９】
上述した圧電アクチュエータ２２の製造工程について、図５を参照して簡単に説明しておく。まず、流路形成部材２１となるシリコン基板の一表面に、酸化又は窒化処理を行って振動板３０を形成する。この振動板３０の上面に、導電性材料の成膜とパターニングを行って、下部電極３１と下部コンデンサ電極４６を形成する。次に、圧電材料の成膜とパターニングを行って、下部電極３１と下部コンデンサ電極４６をそれぞれ覆うように、活性体３２ａ及び絶縁体３４を含む圧電体３２を形成する。尚、その際のパターニングによって、圧電体３２にスルーホール３２ｂも同時に形成する。
【００４０】
次に、圧電体３２の上面に、導電性材料の成膜とパターニングを行って、上部電極３３と上部コンデンサ電極４７を形成する。尚、上部電極３３等を形成するときに、導電部４８が、スルーホール３２ｂ内の側面及び底面に、上部電極３３から連続して形成されるように導電性材料を成膜する。この場合、上部電極３３等と導電部４８とは同時に形成される。その後、保護層３７、保護層３８、駆動配線３５、及び、保護層３９を、この順に積層させていく。尚、上部電極３３等の形成前に、スルーホール３２ｂ内に導電性材料を充填する工程を行って、導電部４８を先に形成してもよい。
【００４１】
（リザーバ形成部材）
リザーバ形成部材２３は、圧電アクチュエータ２２を挟んで、流路形成部材２１と反対側（上側）に配置され、圧電アクチュエータ２２の上面に接着剤４５で接合されている。リザーバ形成部材２３は、例えば、流路形成部材２１と同様、シリコンで形成されてもよいが、シリコン以外の材料、例えば、金属材料や合成樹脂材料で形成されていてもよい。
【００４２】
リザーバ形成部材２３の上半部には、それぞれ搬送方向に延び、且つ、走査方向に並ぶ２つのリザーバ５２が形成されている。２つのリザーバ５２は、インクカートリッジ１７が装着されるカートリッジホルダ７（図１参照）と、図示しないチューブでそれぞれ接続されている。２つのリザーバ５２のうち、一方のリザーバ５２にはブラックインクが供給され、他方のリザーバ５２にはイエローインクが供給される。
【００４３】
リザーバ形成部材２３の下半部には、各リザーバ５２から下方に延びる複数のインク供給流路５３が形成されている。リザーバ形成部材２３は、圧電アクチュエータ２２の連通孔４２の周囲領域に接合されている。これにより、リザーバ形成部材２３の各インク供給流路５３は、圧電アクチュエータ２２の連通孔４２に連通している。各リザーバ５２内のインクは、複数のインク供給流路５３、及び、複数の連通孔４２を介して、流路形成部材２１の複数の圧力室２６に供給される。また、リザーバ形成部材２３の下半部には、圧電アクチュエータ２２の４列の圧電素子列６５ａ〜６５ｄをそれぞれ覆う、４つの凹状の保護カバー部５４も形成されている。
【００４４】
（圧電素子３６に接続されるコンデンサ４９について）
次に、一部の圧電素子３６に直列的に接続されるコンデンサ４９について、その設けられている理由、及び、具体的な構成等について、以下説明する。
【００４５】
コンデンサ４９が設けられる前提として、まず、本実施形態では、以下の（１）、（２）に述べるように、圧電アクチュエータ２２の複数の圧電素子３６の間で、駆動信号を出力するドライバＩＣ５１と圧電素子３６とを接続する配線の全長が異なった構成となっている。
【００４６】
（１）圧電アクチュエータ２２の駆動配線３５の長さの違い
図２に示すように、圧電アクチュエータ２２の複数の圧電素子３６は、左右に並ぶ４列の圧電素子列６５ａ〜６５ｄを構成している。また、圧電アクチュエータ２２の右端部に、複数の駆動接点部４０が配置されている。従って、４列の圧電素子列６５ａ〜６５ｄの間で、複数の駆動接点部４０との距離が異なっている。そのため、駆動接点部４０から離れるほど、即ち、圧電素子列６５ａ、圧電素子列６５ｂ、圧電素子列６５ｃ、圧電素子列６５ｄの順に、圧電素子３６に接続される駆動配線３５の長さが長くなる。これにより、４列の圧電素子列６５ａ〜６５ｄの間で、圧電素子３６とドライバＩＣ５１の間の配線の全長が異なることになる。
【００４７】
（２）ＣＯＦ５０の出力配線５６の長さの違い
図２に示すように、ドライバＩＣ５１はＣＯＦ５０の幅方向（前後方向）における中央部に配置されているため、ＣＯＦ５０の複数の出力配線５６は、ドライバＩＣ５１から複数の駆動接点部４０に向けて、扇状に広がって延びている。つまり、１列の圧電素子列を構成する複数の圧電素子３６のうち、その配列方向の端に位置する圧電素子３６に対応するＣＯＦ５０の出力配線５６は、配列方向の中央側に位置する圧電素子３６に対応するＣＯＦ５０の出力配線５６よりも、配線長さが長い。これにより、１列の圧電素子列を構成する複数の圧電素子３６の間でも、圧電素子３６とドライバＩＣ５１との間の配線の全長が異なることになる。
【００４８】
複数の圧電素子３６の間で、圧電素子３６とドライバＩＣ５１とを繋ぐ配線の全長が異なっていると、配線長が長い圧電素子３６では、配線抵抗が大きくなるために、ドライバＩＣ５１から出力された駆動信号の波形が鈍る。つまり、駆動信号の応答性が悪くなる。複数の圧電素子３６の間で駆動信号の応答性が異なってしまうと、複数の圧電素子３６にそれぞれ対応する複数のノズル２４の間で、吐出速度が異なったり、あるいは、吐出量が異なったりしてしまい、印字品質が低下する。そこで、本実施形態では、前記配線長が長い圧電素子３６について、駆動信号の応答性改善のために、コンデンサ４９が接続されている。
【００４９】
図７は、１つの圧電素子３６を駆動する１つの回路ループの等価回路である。１つの圧電素子３６は、高誘電率材料である圧電体３２の活性体３２ａが、上部電極３３と下部電極３１とに挟まれた要素であり、ある容量Ｃを有する一種のコンデンサとみなすことができる。また、ドライバＩＣ５１から駆動接点部４０を経由して圧電素子３６に至る配線５６，３５、及び、圧電素子３６からグランド接点部４１を経てグランド（ＧＮＤ）に至る配線５９，５８の、総抵抗をＲとしている。
【００５０】
また、ドライバＩＣ５１は、圧電素子３６に対して駆動信号を供給することにより、圧電素子３６の上部電極３３の電位を駆動電位とグランド電位との間で切り換えるものであるが、これは、駆動電位が印加される電源線５７（ＶＤＤ）との接続／遮断を切り換えるスイッチＳＷと置き換えることができる。以上より、図７に示すように、１つの圧電素子３６を駆動する１つの回路ループは、電気抵抗Ｒの抵抗と容量Ｃのコンデンサとが直列接続されたＲＣ直列回路とみなすことができる。
【００５１】
ドライバＩＣ５１と等価のスイッチＳＷがＯＮになったときに、電源ＶＤＤから供給された電流が回路内を流れて圧電素子３６と等価のコンデンサが充電され、それにつれて、圧電素子３６の上部電極３３の電位が上昇していく。そして、充電が完了したときに、上部電極３３の電位が駆動電位に至る。この状態において、上部電極３３と下部電極３１とに挟まれる、圧電素子３６の活性体３２ａに電界が作用するため、圧電素子３６に変形が生じる。
【００５２】
ここで、ドライバＩＣ５１と圧電素子３６の間の配線の全長が長い場合は、図７の抵抗Ｒが大きくなる。また、ＲＣ直列回路の、回路の応答性を示す時定数は、ＲＣで示される。つまり、抵抗Ｒが大きい場合に、回路の応答性を高めるために時定数を小さくするには、回路全体の容量Ｃを小さくすればよい。そこで、本実施形態では、ドライバＩＣ５１までの配線の全長が長い一部の圧電素子３６について、この圧電素子３６と駆動接点部４０を繋ぐ駆動配線３５に、圧電素子３６と直列的に接続されたコンデンサ４９（静電容量Ｃａ）が設けられている。
【００５３】
先にも少し触れたが、コンデンサ４９は、具体的には、以下のような構成である。図４、図５に示すように、コンデンサ４９は、圧電体３２の一部である絶縁体３４と、絶縁体３４の振動板３０側に配置された下部コンデンサ電極４６と、絶縁体３４の振動板３０と反対側に配置された上部コンデンサ電極４７とを有する。下部コンデンサ電極４６は、圧電体３２のスルーホール３２ｂ内の導電性材料からなる導通部４８によって、隣接する圧電素子３６の上部電極３３と導通している。また、上部コンデンサ電極４７は、駆動配線３５に接続されている。
【００５４】
次に、このコンデンサ４９が設けられている具体的な位置について説明する。上記（１）で説明した、４つの圧電素子列６５ａ〜６５ｄの間での、圧電アクチュエータ２２の駆動配線３５の長さの違いと、上記（２）で説明した、１列の圧電素子列内の複数の圧電素子３６の間での、ＣＯＦ５０の出力配線５６の長さの違い、という２つの観点から、コンデンサ４９の位置が決められている。
【００５５】
先の（１）、（２）で述べたように、４列の圧電素子列６５ａ〜６５ｄの間では、左側に位置しており駆動接点部４０からの離間距離が大きいものほど、駆動配線３５の長さが長くなる。各圧電素子列の複数の圧電素子３６の間では、配列方向端側に位置するものほど、出力配線５６の長さが長くなる。
【００５６】
そこで、まず、４列の圧電素子列６５ａ〜６５ｄのうち、駆動接点部４０とは反対側（左側）に位置する３列の圧電素子列６５ｂ〜６５ｄについてのみ、コンデンサ４９が設けられている。最も左側に位置する圧電素子列６５ｄについては、この圧電素子列６５ｄを構成する全ての圧電素子３６に、それぞれ、コンデンサ４９が直列的に接続されている。左から２つ目の圧電素子列６５ｃについては、圧電素子列６５ｄよりは駆動配線３５の長さは短い。そこで、出力配線５６が長くなる、配列方向端側に位置する４つ、両側で合計８つの圧電素子３６にのみ、コンデンサ４９が接続されている。左から３つ目の圧電素子列６５ｂについては、さらに、駆動配線３５の長さは短いことから、配列方向端側の２つ、両側で合計４つの圧電素子３６にのみコンデンサ４９が接続されている。
【００５７】
以上のように、本実施形態では、圧電アクチュエータ２２の複数の圧電素子３６のうち、ドライバＩＣ５１から圧電素子３６までの配線の全長が長い一部の圧電素子３６については、圧電素子３６と駆動接点部４０を繋ぐ駆動配線３５に、圧電素子３６と直列的に接続されたコンデンサ４９が設けられている。つまり、ドライバＩＣ５１から、駆動接点部４０、圧電素子３６を経て、グランドに至る回路において、圧電素子３６と直列的に、別のコンデンサ４９が付加されることになり、この回路全体の合成容量が小さくなる。従って、回路の時定数が小さくなって、駆動信号が供給されたときの、圧電素子３６の圧電体に印加される電圧（電位差）の変化が速くなる。これにより、この圧電素子３６について、配線が長いことによる駆動信号の応答性低下が抑えられるため、複数の圧電素子３６の間で、配線抵抗の差に起因する、駆動信号の応答性のばらつきが小さくなる。また、コンデンサ４９は、圧電素子３６の活性体３２ａと同じ圧電材料で形成された絶縁体３４を有する。そのため、圧電素子３６の活性体３２ａと、コンデンサ４９の絶縁体３４とを同じ工程で形成することが可能である。
【００５８】
また、本実施形態では、複数のコンデンサ４９の容量は全て同じではなく、圧電素子３６とドライバＩＣ５１とを繋ぐ配線の長さに応じて、コンデンサ４９の静電容量が異なっている。これにより、複数の圧電素子３６の間での、駆動信号の応答性ばらつきがより小さくなる。尚、コンデンサ４９の静電容量に差を付けるために、本実施形態では、上部コンデンサ電極４７の電極面積を異ならせている。もちろん、下部コンデンサ電極４６の電極面積を大きくすることによって、コンデンサ４９の静電容量を大きくすることも可能である。
【００５９】
左側３つの圧電素子列６５ｂ〜６５ｄについては、少なくとも一部の圧電素子３６にコンデンサ４９が接続されている。しかし、これら３つの圧電素子列６５ｂ〜６５ｄは、左側に位置するものほど、配線の全長が長くなる。そこで、３つの圧電素子列６５ｂ〜６５ｄのうち、複数の駆動接点部４０からの、走査方向における離間距離が大きいものほど、コンデンサ４９の容量が小さくなっている。例えば、３つの圧電素子列６５ｂ〜６５ｄのそれぞれにおいて、配列方向における端に位置する圧電素子３６にコンデンサ４９が接続されているが、最も左に位置する圧電素子列６５ｄの、端位置の圧電素子３６に接続された、コンデンサ４９の静電容量（上部コンデンサ電極４７の電極面積）が最も小さく、圧電素子列６５ｃの端位置の圧電素子３６、圧電素子列６５ｂの端位置の圧電素子３６の順に、コンデンサ４９の静電容量が大きくなっている。
【００６０】
また、１列の圧電素子列内でも、ＣＯＦ５０の出力配線５６の長さが長いものほど、コンデンサ４９の容量が小さくなっている。即ち、１列の圧電素子列内の複数の圧電素子３６のうち、配列方向の端側に配置されているものほど、その圧電素子３６に接続されたコンデンサ４９の静電容量が小さくなっている。
【００６１】
本実施形態では、コンデンサ４９の下部コンデンサ電極４６と圧電素子３６の上部電極３３とが、活性体３２ａ及び絶縁体３４を含む圧電体３２の、スルーホール３２ｂ内の導通部４８によって接続されている。ところで、スルーホール３２ｂ内では、導電性材料がスルーホール３２ｂ内の空間を全て満たすように充填されるとは限られず、導電性材料がスルーホール３２ｂの内壁面を覆うように配置されているだけで、その内側には大きな空洞が生じていることもあり得る。この場合、リザーバ形成部材２３の接合時に、余剰の接着剤４５が前記空洞内に流入すると、スルーホール３２ｂ内の導通部４８の導通信頼性が低下する虞がある。この点、図２〜図４に示すように、本実施形態では、圧電体３２のスルーホール３２ｂは、リザーバ形成部材２３が接合される、圧電アクチュエータ２２の連通孔４２の周囲領域よりも、外側に配置されている。そのため、スルーホール３２ｂ内に、余剰の接着剤４５が流入するということが起こりにくい。
【００６２】
以上説明した実施形態において、インクジェットヘッド４が、本発明の液体吐出装置に相当する。流路形成部材２１とノズルプレート２０が、本発明の第１流路構造体に相当する。ノズルプレート２０に形成された複数のノズル２４、及び、流路形成部材２１に形成された複数の圧力室２６が、本発明の第１液体流路に相当する。リザーバ形成部材２３が、本発明の第２流路構造体に相当する。リザーバ形成部材２３のリザーバ５２とインク供給流路５３が、本発明の第２液体流路に相当する。下部電極３１が、本発明の第１素子電極に相当し、上部電極３３が、本発明の第２素子電極に相当する。駆動接点部４０が、本発明の信号入力部に相当する。グランド接点部４１が、本発明の基準電位部に相当する。
【００６３】
下部コンデンサ電極４６が、本発明の第１コンデンサ電極に相当し、上部コンデンサ電極４７が、本発明の第２コンデンサ電極に相当する。ＣＯＦ５０が、本発明の配線基板に相当し、ドライバＩＣ５１が、本発明の駆動装置に相当する。駆動接点部４０と圧電素子３６とを結ぶ駆動配線３５、及び、複数の圧電素子３６の下部電極３１とグランド接点部４１とを結ぶ導電経路５９（図７参照）が、本発明のアクチュエータ配線に相当する。ＣＯＦ５０の出力配線５６が、本発明の基板側配線に相当する。図６の保護層３９ａが、本発明の第１絶縁層に相当し、保護層３９ｂが、本発明の第２絶縁層に相当し、保護層３９ｃが、本発明の第３絶縁層に相当する。
【００６４】
また、特に、請求項１〜１１の発明に記載の圧電素子と本実施形態の構成との対応関係については、以下のようになる。コンデンサ４９が接続された圧電素子３６が、第１圧電素子の一例に相当し、コンデンサ４９が接続されていない圧電素子３６が、第２圧電素子の一例に相当する。また、コンデンサ４９が接続された圧電素子３６を含む圧電素子列６５ｂ〜６５ｄが、第１圧電素子列の一例に相当し、コンデンサ４９が接続された圧電素子３６を含まない圧電素子列６５ａが、第２圧電素子列の一例に相当する。
【００６５】
一方、請求項１２の発明に記載の圧電素子と本実施形態の構成との対応関係については、以下のようになる。コンデンサ４９が接続された圧電素子３６のうちの、ドライバＩＣ５１との間の配線の長さが長い圧電素子３６が、請求項１２の第１圧電素子の一例に相当し、この第１圧電素子に接続されたコンデンサ４９が、第１コンデンサの一例に相当する。一方、前記配線長が短い圧電素子３６が、請求項１２の第２圧電素子の一例に相当し、この第２圧電素子３６に接続されたコンデンサ４９が、第２コンデンサの一例に相当する。例えば、圧電素子列６５ｂ〜６５ｄのそれぞれに対して、容量の異なる複数種類のコンデンサ４９が存在するが、静電容量の小さいコンデンサ４９に接続された、端側の圧電素子３６が第１圧電素子に相当し、静電容量の大きいコンデンサ４９に接続された、中央側の圧電素子３６が第２圧電素子に相当する。
【００６６】
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。
【００６７】
１］前記実施形態では、コンデンサ４９は、駆動接点部４０と圧電素子３６とを繋ぐ駆動配線３５に設けられていたが、コンデンサ４９が、圧電素子３６とグランド接点部４１とを繋ぐ配線に設けられてもよい。図８では、左側の圧電素子列６５ｄについては、圧電素子３６の右側、即ち、圧電素子３６と駆動接点部４０とを接続する駆動配線３５側にコンデンサ４９が配置されているが、右側の圧電素子列６５ｃについては、圧電素子３６の左側、即ち、圧電素子３６とグランド接点部４１とを接続する配線側にコンデンサ４９が配置されている。
【００６８】
図９は、図８のＤ−Ｄ線断面図である。図９に示すように、この形態では、駆動接点部４０に接続されている駆動配線３５は、圧電素子３６の上部電極３３に直接接続されている。また、圧電素子３６の下部電極３１と、コンデンサ４９の上部コンデンサ電極４７とが、スルーホール３２ｂ内の導通部４８によって導通している。さらに、コンデンサ４９の下部コンデンサ電極４６は、グランド接点部４１に接続されている。ここで、図８に示すように、左側の圧電素子列６５ｄにおいては、前記実施形態の構成と同様に、複数の圧電素子３６の下部電極３１が互いに導通して共通電極となり、且つ、グランド接点部４１に接続されてグランド電位に保持されている。一方で、コンデンサ４９の下部コンデンサ電極４６は、周囲から分離して配置されている。これに対して、右側の圧電素子列６５ｃにおいては、逆に、複数のコンデンサ４９の下部コンデンサ電極４６が互いに導通し、グランド接点部４１に接続された構成となる。つまり、複数の圧電素子３６の下部電極３１の方が分離して配置されている。
【００６９】
尚、図８では、右側の圧電素子列６５ｃについては、左側の圧電素子列６５ｄと比べて、コンデンサ４９の上部コンデンサ電極４７の電極面積が格段に大きくなっている。これは、図９からわかるように、右側の圧電素子列６５ｃにおいては、上部コンデンサ電極４７が、圧電素子３６の下部電極３１とスルーホール３２ｂ内の導電部４８を介して接続されるために、右側へ張り出しているからである。つまり、右側の圧電素子列６５のコンデンサ４９は、上部コンデンサ電極４７の面積が格段に大きくなっているものの、絶縁体３４の、上部コンデンサ電極４７と下部コンデンサ電極４６とに挟まれる領域が格段に大きくなっているわけではない。
【００７０】
また、この変更形態では、図８に示すように、全てのコンデンサ４９の絶縁体３４が、圧電アクチュエータ２２の連通孔４２の周囲領域と、圧電素子３６との間に配置されている。そのため、圧電アクチュエータ２２の連通孔４２の周囲領域に、リザーバ形成部材２３が接着剤で接合される際に、連通孔４２の周囲領域を囲むように絶縁体３４が配置されていることから、余剰の接着剤が、連通孔４２の周囲領域から圧電素子３６側へ流れ出すことを防止できる。
【００７１】
２］図５に示すように、前記実施形態のコンデンサ４９では、上部コンデンサ電極４７が、駆動配線３５側にあって高い電位が印加される電極であり、下部コンデンサ電極４６がグランド接点部４１側にあって低い電位が印加される電極であったが、この関係が逆であってもよい。即ち、上部コンデンサ電極４７に低い電位が印加され、下部コンデンサ電極４６に高い電位が印加される構成であってもよい。
【００７２】
３］圧電素子３６の活性体３２ａと、コンデンサ４９の絶縁体３４は、同じ材料で形成されていれば必ずしも一体的に構成されている必要はない。例えば、図１０に示すように、コンデンサ４９の絶縁体３４が、圧電素子３６の活性体３２ａを含む圧電体３２から分離して配置されていてもよい。また、図１０では、コンデンサ４９の下部コンデンサ電極４６と圧電素子３６の上部電極３３とを接続する導通部４８が、活性体３２ａを含む圧電体３２の側面に形成されている。尚、図１０に示す構成において、前記実施形態と同様に、スルーホールを採用してもよい。この場合、活性体３２ａを含む圧電体３２に、スルーホールが形成されてもよいが、圧電体３２から離れた、絶縁体３４を含む別の圧電体６０の、絶縁体３４に連なる部分にスルーホールが形成されてもよい。また、圧電体３２と絶縁体３４とが同一面上にある必要もない。例えば、圧電体３２又は絶縁体３４の何れか一方の下側に、別の層が積層されるなどして、圧電体３２と絶縁体３４の、振動板３０からの高さ位置が多少異なっていてもよい。
【００７３】
また、上記に関連して、前記実施形態では、１列の圧電素子列を構成する複数の圧電素子３６の間で、圧電体３２が一体化されているが、複数の圧電素子３６の間で、圧電体３２が互いに分離された構成であってもよい。
【００７４】
４］図１１、図１２に示すように、圧電アクチュエータ２２の連通孔４２の周囲領域に、コンデンサ４９の絶縁体３４が配置されていてもよい。図１１、図１２では、圧電アクチュエータ２２（振動板３０）の連通孔４２の周囲領域に、コンデンサ４９の絶縁体３４、上部コンデンサ電極４７、下部コンデンサ電極４６が、それぞれ環状に形成され、連通孔４２を取り囲むように配置されている。この構成では、連通孔４２を囲むように絶縁体３４を含むコンデンサ４９が配置されることで、連通孔４２の周囲に環状の壁部が形成される。そのため、リザーバ形成部材２３を、圧電アクチュエータ２２の連通孔４２の周囲領域に接合する際に、リザーバ形成部材２３を、絶縁体３４を含む環状の壁部に押し付けて接合できるため、連通孔４２の周りのシール性が向上し、インクが漏れにくくなる。
【００７５】
５］２つの圧電素子３６の間に２本以上の駆動配線３５を通すときの、これら２本以上の駆動配線３５の配置は、前記実施形態の図６に示す形態には限られない。図１３は、４本の駆動配線３５を通す例であるが、この図１３に示すように、下側（振動板３０側）に配置される配線３５ａ，３５ｂと完全に重なるように、上側の配線３５ｃ，３５ｄが配置されてもよい。尚、この図１３の形態では、左右の２本の配線３５ａ，３５ｂの間の、配線３５が配置されていない領域に凹みができてしまうため、この凹みを覆うように保護層３９ｃを形成して、上面全体を平らにすることが好ましい。
【００７６】
６］前記実施形態では、一部の圧電素子３６に設けられている複数のコンデンサ４９の間で、圧電素子３６とドライバＩＣ５１との間の配線の全長に応じて、コンデンサ４９の静電容量を異ならせているが、全てのコンデンサ４９について、静電容量を等しくしてもよい。あるいは、圧電アクチュエータ２２の全ての圧電素子３６に対してそれぞれコンデンサ４９を設けた上で、配線の長さに応じて、コンデンサ４９の静電容量を異ならせた形態も採用できる。
【００７７】
７］前記実施形態では、圧電アクチュエータ２２の駆動接点部４０に、ＣＯＦ５０を介してドライバＩＣ５１が接続されているが、圧電アクチュエータ２２にドライバＩＣ５１が設けられて、駆動接点部４０にドライバＩＣ５１が直接接続されてもよい。
【００７８】
８］前記実施形態では、流路形成部材２１はシリコン基板で形成され、シリコン基板に公知の半導体プロセス技術によって、圧電アクチュエータを形成しているが、流路形成部材２１が、シリコン以外の材料、例えば、金属材料などで形成されていてもよい。流路形成部材２１が、シリコン以外の材質で形成されている場合は、別の工程で作製した圧電アクチュエータを、流路形成部材２１の上面に接着剤で接合すればよい。また、その場合の圧電アクチュエータの製造方法は特に限定されない。例えば、未焼成のグリーンシートの表面に電極を印刷等によって形成してから、このグリーンシートを焼成することによって製造されたものであってもよい。
【００７９】
９］前記実施形態では、圧電層３２に対して振動板３０側に位置する下部電極３１が、グランド接点部４１側の電極であり、圧電層３２に対して振動板３０と反対側に位置する上部電極３３が、駆動接点部４０側の電極となっているが、この関係が逆であってもよい。
【００８０】
以上説明した実施形態及びその変更形態は、本発明を、記録用紙にインクを吐出して画像等を印刷するインクジェットヘッドに適用したものであるが、画像等の印刷以外の様々な用途で使用される液体吐出装置においても本発明は適用されうる。例えば、基板に導電性の液体を吐出して、基板表面に導電パターンを形成する液体吐出装置にも、本発明を適用することは可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１  インクジェットプリンタ
４  インクジェットヘッド
２０  ノズルプレート
２１  流路形成部材
２２  圧電アクチュエータ
２３  リザーバ形成部材
２４  ノズル
２６  圧力室
３０  振動板
３１  下部電極
３２  圧電体
３２ａ  活性体
３２ｂ  スルーホール
３３  上部電極
３４  絶縁体
３５  駆動配線
３６  圧電素子
３９ａ  保護層
３９ｂ  保護層
３９ｃ  保護層
４０  駆動接点部
４１  グランド接点部
４２  連通孔
４５  接着剤
４６  下部コンデンサ電極
４７  上部コンデンサ電極
４８  導通部
４９  コンデンサ
５２  リザーバ
５３  インク供給流路
５６  出力配線
６５  圧電素子列
５１  ドライバＩＣ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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