(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電ブロック体と、前記圧電ブロック体の一面に接合されているノズルプレートと、前記ノズルプレートに形成された複数の吐出口と、を有し、
前記圧電ブロック体は第１の溝と第２の溝を交互に複数備える第１の圧電基板と第３の溝を複数備える第２の圧電基板とを交互に複数枚積層した積層体であり、前記第１の圧電基板と前記第２の圧電基板は圧電部材により形成されており、前記第１の溝及び前記第２の溝は前記第２の圧電基板に覆われることによりそれぞれ圧力室及び第１の空洞を形成し、前記第３の溝は前記第１の圧電基板に覆われることにより第２の空洞を形成し、前記圧力室と前記第２の空洞は前記圧電部材で形成される隔壁で隔てられて積層方向に沿って配列しており、前記圧力室の内壁には第１の電極が形成されており、前記第１の空洞及び前記第２の空洞の内壁の一部には第２の電極が形成されており、前記第１の圧電基板の前記第１の溝の開口部側から前記第１の溝を覆う前記第２の圧電基板への方向を前記積層方向の正方向としたときに、前記隔壁における電界方向及び分極方向が前記隔壁に面する前記第１の電極の中心線から隣接する前記第１の空洞の方向へ離れるにつれて前記積層方向の前記正方向から隣接する前記第１の空洞の方向へ傾くように第３の電極が形成されている、液体吐出ヘッド。
【請求項２】
圧電ブロック体と、前記圧電ブロック体の一面に接合されているノズルプレートと、前記ノズルプレートに形成された複数の吐出口と、を有し、
前記圧電ブロック体は第１の溝と第２の溝を交互に複数備える第１の圧電基板と第３の溝を複数備える第２の圧電基板とを交互に複数枚積層した積層体であり、前記第１の圧電基板と前記第２の圧電基板は圧電部材により形成されており、前記第１の溝及び前記第２の溝は前記第２の圧電基板に覆われることによりそれぞれ圧力室及び第１の空洞を形成し、前記第３の溝は前記第１の圧電基板に覆われることにより第２の空洞を形成し、前記圧力室と前記第２の空洞は前記圧電部材で形成される隔壁で隔てられて積層方向に沿って配列しており、前記圧力室の内壁には第１の電極が形成されており、前記第１の空洞及び前記第２の空洞の内壁の一部には第２の電極が形成されており、前記第１の圧電基板の前記第１の溝の開口部側から前記第１の溝を覆う前記第２の圧電基板への方向の逆方向を前記積層方向の負方向としたときに、前記隔壁における電界方向及び分極方向が前記隔壁に面する前記第１の電極の中心線から隣接する前記第１の空洞の方向へ離れるにつれて前記積層方向の前記負方向から前記第１の電極の前記中心線の方向へ傾くように第３の電極が形成されている、液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記圧力室は前記圧電ブロック体の一端面から他端面まで延びており、前記第１の空洞及び前記第２の空洞は前記圧電ブロック体の前記一端面から延び前記他端面の手前で終端している、請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記第３の電極は前記第１の空洞の内壁の一部に形成される、請求項１から３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記第２の圧電基板は第４の溝を複数備え、前記第４の溝は前記第１の圧電基板に覆われることにより第３の空洞を形成し、前記第３の電極は前記第３の空洞の内壁に形成される、請求項１から３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
圧電ブロック体と、前記圧電ブロック体の一面に接合されているノズルプレートと、前記ノズルプレートに形成された複数の吐出口と、を有し、
前記圧電ブロック体は第１の溝と第２の溝を交互に複数備える第１の圧電基板と溝を備えない第２の圧電基板と第３の溝を複数備える第３の圧電基板とを交互に複数枚積層した積層体であり、前記第１の圧電基板、前記第２の圧電基板、及び前記第３の圧電基板は圧電部材により形成されており、前記第１の溝及び前記第２の溝は前記第２の圧電基板に覆われることによりそれぞれ圧力室及び第１の空洞を形成し、前記第３の溝は前記第１の圧電基板に覆われることにより第２の空洞を形成し、前記圧力室と前記第２の空洞は前記圧電部材で形成される隔壁で隔てられて積層方向に沿って配列しており、前記圧力室の内壁には第１の電極が形成されており、前記第１の空洞及び前記第２の空洞の内壁の一部には第２の電極が形成されており、前記第１の圧電基板の前記第１の溝の開口部側から前記第１の溝を覆う前記第２の圧電基板への方向を前記積層方向の正方向としたときに、前記隔壁における電界方向及び分極方向が前記隔壁に面する前記第１の電極の中心線から隣接する前記第１の空洞の方向へ離れるにつれて前記積層方向の前記正方向から隣接する前記第１の空洞の方向へ傾くように第３の電極が形成されている、液体吐出ヘッド。
【請求項７】
圧電ブロック体と、前記圧電ブロック体の一面に接合されているノズルプレートと、前記ノズルプレートに形成された複数の吐出口と、を有し、
前記圧電ブロック体は第１の溝と第２の溝を交互に複数備える第１の圧電基板と溝を備えない第２の圧電基板と第３の溝を複数備える第３の圧電基板とを交互に複数枚積層した積層体であり、前記第１の圧電基板、前記第２の圧電基板、及び前記第３の圧電基板は圧電部材により形成されており、前記第１の溝及び前記第２の溝は前記第２の圧電基板に覆われることによりそれぞれ圧力室及び第１の空洞を形成し、前記第３の溝は前記第１の圧電基板に覆われることにより第２の空洞を形成し、前記圧力室と前記第２の空洞は前記圧電部材で形成される隔壁で隔てられて積層方向に沿って配列しており、前記圧力室の内壁には第１の電極が形成されており、前記第１の空洞及び前記第２の空洞の内壁の一部には第２の電極が形成されており、前記第１の圧電基板の前記第１の溝の開口部側から前記第１の溝を覆う前記第２の圧電基板への方向の逆方向を前記積層方向の負方向としたときに、前記隔壁における電界方向及び分極方向が前記隔壁に面する前記第１の電極の中心線から隣接する前記第１の空洞の方向へ離れるにつれて前記積層方向の前記負方向から前記第１の電極の前記中心線の方向へ傾くように第３の電極が形成されている、液体吐出ヘッド。
【請求項８】
前記圧力室は前記圧電ブロック体の一端面から他端面まで延びており、前記第１の空洞及び前記第２の空洞は前記圧電ブロック体の前記一端面から延び前記他端面の手前で終端している、請求項６または７に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項９】
前記第２の圧電基板によって前記第１の空洞を構成する面の裏面に前記第３の電極が形成される、請求項６から８のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項１０】
前記圧電部材はチタン酸ジルコン酸鉛から形成されている、請求項１から９のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子の変形を利用した液体吐出ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクを吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置には、一般的に、インクを吐出する液体吐出ヘッドが搭載されている。液体吐出ヘッドがインクを吐出する機構として、圧電素子によって容積が収縮可能な圧力室を用いる機構が知られている。この機構では、電圧が印加された圧電素子の変形により圧力室が収縮することによって、圧力室内のインクが、圧力室の一端に形成された吐出口から吐出する。このような機構を有する液体吐出ヘッドの一つとして、圧力室の１つまたは２つの内壁面が圧電素子で構成され、その圧電素子を電圧の印加によりせん断変形させることによって、圧力室を収縮させるシェアモードタイプが知られている。
【０００３】
一方、断面形状が円形や矩形の筒形状の圧電部材で圧力室を形成したグールドタイプと呼ばれる液体吐出ヘッドが提案されている。グールドタイプの液体吐出ヘッドでは、圧電部材が圧力室の中心に対して内外方向（径方向）に一様に変形することにより圧力室を膨張または収縮させる。グールドタイプの液体吐出ヘッドは、圧力室の壁面が全て変形し、その変形がインクの吐出力に寄与するので、１つまたは２つの壁面を圧電素子で形成したシェアモードタイプと比較して大きな液体吐出力を得ることが出来る。
【０００４】
特許文献１は、多数の空隙がアレイ状に連続する圧電材料を型成形し、外面に共通電極を設けると共に空隙の内面に個別電極と共通電極とを交互に設けることにより、生産性が良好で高密度化が容易なグールドタイプの液体吐出ヘッドの製造方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０５−２５４１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイや液晶パネルなどの電子デバイスの製造用に工業用途の液体吐出ヘッドの開発が期待されている。そのためには有機発光材料などを含む粘度の高い液体を吐出できる必要がある。高粘度の液体を吐出するためには、液体吐出ヘッドに大きな吐出力が求められる。特許文献１では大きな吐出力が得られるグールドタイプの液体吐出ヘッドが開示されているが、粘度の高い液体を吐出するためにはより大きな吐出力を持つ液体吐出ヘッドが求められる。
【０００７】
本発明では、粘度の高い液体も吐出することのできる吐出力を有する液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の液体吐出ヘッドは、圧電ブロック体と、前記圧電ブロック体の一面に接合されているノズルプレートと、前記ノズルプレートに形成された複数の吐出口と、を有し、前記圧電ブロック体は第１の溝と第２の溝を交互に複数備える第１の圧電基板と第３の溝を複数備える第２の圧電基板とを交互に複数枚積層した積層体であり、前記第１の圧電基板と前記第２の圧電基板は圧電部材により形成されており、前記第１の溝及び前記第２の溝は前記第２の圧電基板に覆われることによりそれぞれ圧力室及び第１の空洞を形成し、前記第３の溝は前記第１の圧電基板に覆われることにより第２の空洞を形成し、前記圧力室と前記第２の空洞は前記圧電部材で形成される隔壁で隔てられて積層方向に沿って配列しており、前記圧力室の内壁には第１の電極が形成されており、前記第１の空洞及び前記第２の空洞の内壁の一部には第２の電極が形成されており、前記第１の圧電基板の前記第１の溝の開口部側から前記第１の溝を覆う前記第２の圧電基板への方向を前記積層方向の正方向としたときに、前記隔壁における電界方向及び分極方向が前記隔壁に面する前記第１の電極の中心線から隣接する前記第１の空洞の方向へ離れるにつれて前記積層方向の前記正方向から隣接する前記第１の空洞の方向へ傾くように第３の電極が形成されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の液体吐出ヘッドでは、圧電部材で形成される隔壁における電界方向及び分極方向が、隔壁に面する第１の電極の中心線から隣接する第１の空洞の方向へ離れるにつれて、積層方向の正方向から隣接する第１の空洞の方向へ傾くように電極が配置されている。このように配置された電極に電圧を印加すると圧力室が大きく収縮するように圧電部材が撓み、圧力室が大きく収縮することにより吐出力が増大する。
【００１０】
本発明では、粘度の高い液体も吐出することのできる吐出力を有する液体吐出ヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドの斜視図である。
【図２】第１の実施形態に係る圧電ブロック体の分解斜視図である。
【図３】第１の実施形態に係る圧電基板の製法を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係る圧電ブロック体を作製する過程を示す図である。
【図５】第２の圧電基板の電界方向、分極方向、及び変形の関係を示す図である。
【図６】第１の実施形態に係る第２の圧電基板の電界方向を示す図である。
【図７】第２の実施形態に係る圧電ブロック体の分解斜視図である。
【図８】第２の実施形態に係る第２の圧電基板の電界方向を示す図である。
【図９】第３の実施形態に係る圧電ブロック体の分解斜視図である。
【図１０】第３の実施形態に係る第２及び第３の圧電基板の電界方向を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の第１の実施形態に係る液体吐出ヘッド１５の斜視図である。液体吐出ヘッド１５は、後方絞りプレート６と、圧電ブロック体５と、ノズルプレート８とを有する。圧電ブロック体５の前面に、ノズルプレート８が接合されている。なお、図１では、圧電ブロック体５の構造をわかりやすくするために、圧電ブロック体５とノズルプレート８を分解して示している。ノズルプレート８にはたとえば円形貫通孔からなる複数の吐出口７が形成されており、これらの吐出口７は所定の間隔で二次元に配置されている。圧電ブロック体５の背面に後方絞りプレート６が接合されている。
【００１４】
共通液室（不図示）から供給されたインクは、後方絞りプレート６内に形成された後方絞り孔（不図示）を通り、圧力室３を通過して、さらに吐出口７まで満たされている。インクは、共通液室（不図示）の上流において負圧にコントロールされており、気液界面は毛管力により吐出口７で保持される。電極に駆動電圧を印加して圧力室３の内壁を変形させて圧力室断面積を変化させることにより、圧力室３内のインクに圧力が付与されて吐出口７からインクが吐出する。
【００１５】
図２は圧電ブロック体５の分解斜視図である。圧電ブロック体５は、あらかじめ分極処理された第１の圧電基板１と第２の圧電基板２とを接着層を介して交互に複数枚積層した積層体である。第１の圧電基板１と第２の圧電基板２は圧電部材により形成されている。圧電部材は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を用いることが望ましいが、圧電効果を得られる材料であればこれに限定されるものではない。第１の圧電基板１は第１の溝１６と第２の溝１７を交互に複数備える。第２の圧電基板２は第３の溝１８を複数備える。第１の圧電基板１の第１の溝１６の開口部１０１側から第１の溝１６を覆う第２の圧電基板２への方向を積層方向１１０の正方向１９とする。上記の方向とは逆方向を積層方向１１０の負方向２１９とする。第２の溝１７と第３の溝１８は積層方向１１０の正方向１９に開口部１０２、１０３を有する。第１の溝１６及び第２の溝１７は第２の圧電基板２に覆われることによりそれぞれインクを内包する圧力室３及びインクを内包しない第１の空洞９を形成する。第３の溝１８は第１の圧電基板１に覆われることによりインクを内包しない第２の空洞４を形成する。圧力室３と第２の空洞４は圧電部材で形成される隔壁１０４で隔てられて積層方向１１０に沿って配列している。
【００１６】
圧力室３は、圧電ブロック体５の前面に貼り合わされるノズルプレート８に形成されている吐出口７と連通している。圧力室３の断面積は、吐出口７の断面積よりも大きい。
【００１７】
圧力室３は第１の圧電基板１と第２の圧電基板２との境界面と平行な方向に圧電ブロック体５の一端面１０５から他端面１０６まで延びている。第１の空洞９及び第２の空洞４は、圧力室３と平行な方向に、圧電ブロック体５の一端面１０５から延び他端面１０６の手前１０７で終端している。
【００１８】
圧力室３の内壁の４面には、第１の電極１２が形成されている。第１の電極１２は、圧力室３を構成する４面のうちの、第１の圧電基板１で構成される３面に形成された電極１２ａ、および、第２の圧電基板２によって圧力室３を構成する１面に形成された電極１２ｂからなる。またこの第１の電極１２は、圧電ブロック体５背面に形成された電極に接続される。第１の圧電基板１に形成された第１の空洞９の内壁の３面には、第２の電極１３ａが形成されている。また、第２の圧電基板２に形成された第１の空洞９の内壁の１面には、第３の電極１３ｂが形成されている。第２の空洞４の内壁２面には、第２の電極１４が形成されている。この第２の電極１４は、第２の空洞４に形成された電極１４ａと、第１の圧電基板１に形成された電極１４ｂからなる。
【００１９】
圧電ブロック体５背面の電極は、個々の圧力室３に応じた個別の配線がなされ、圧電ブロック体５前面の電極は、圧力室３以外の第１の空洞９および第２の空洞４に共通の電極として配線される。これにより、圧力室３の内壁に形成されている第１の電極１２ａ，１２ｂと、それ以外の電極である第２の電極１３ａ、１４ａ、１４ｂおよび第３の電極１３ｂと、の間で、駆動電圧を印加することが出来る。
【００２０】
図３は圧電基板の作製方法を示す図である。図３（ａ）は第１の圧電基板１、図３（ｂ）は第２の圧電基板２の表面、図３（ｃ）は第２の圧電基板２の裏面の作製方法を示している。
【００２１】
第１の溝１６と第２の溝１７は、第１の圧電基板１にダイシングにより複数交互に形成される。第３の溝１８は第２の圧電基板２にダイシングにより複数形成される。
【００２２】
第１の圧電基板１には、第１の溝１６及び第２の溝１７に選択めっきを施し、第１の電極１２ａおよび第２の電極１３ａを形成する（図３（ａ））。さらに第１の圧電基板１の裏面一面にめっきを施し、第２の電極１４ｂを形成する（図３（ａ））。また、第２の圧電基板２には、第３の溝１８に選択めっきを施し、第２の電極１４ａを形成する（図３（ｂ））。さらに第２の圧電基板２の裏面には、圧力室３の内壁面を構成する面に選択めっきを施し、第１の電極１２ｂを形成し、第１の空洞９の内壁面を構成する面に選択めっきを施し、第３の電極１３ｂを形成する（図３（ｃ））。
【００２３】
電極形成した圧電基板は、分極処理が施される。分極処理工程は、圧電基板をシリコンオイルなどの絶縁体液体に浸し、２００℃の温度に加熱し、形成した電極間に２ｋＶ／ｍｍ程度の電界を印加することで行われる。
【００２４】
図４は圧電ブロック体５を作製する過程を示す図である。図４（ａ）は圧電基板を積層した状態を示し、図４（ｂ）はダイシングブレード１０によってダイシングを施しているときの様子を示す。分極処理まで終了した複数の第１の圧電基板１および第２の圧電基板２は、接着層を介して交互に積層接合する（図４（ａ））。積層後に前面をダイシングにより切断することで、圧力室３の開口、第１の空洞９の開口、および第２の空洞４の開口が形成される。また、背面をダイシングすることにより、後方絞り孔に連通する圧力室３の開口が形成され、これにより圧電ブロック体５が完成する（図４（ｂ））。完成した圧電ブロック体５の前面にはノズルプレート８が接合され、背面には後方絞りプレート６が接合され、液体吐出ヘッド１５が完成する。
【００２５】
上述した製造工程は、積層工程の前に分極処理工程を実施している。これは、積層工程の後に分極処理工程が実施される場合、接着層に使用される接着材に耐熱性、耐電界性が必要とされ、使用可能な接着剤が制限されるからである。本実施形態では、積層工程の前に分極処理工程を実施しているので、接着層に使用可能な接着剤を広範囲に選択することが可能となる。また、積層工程の前に分極処理工程を実施すると、一つの大基板から複数の圧電基板を取り出す場合に、分極処理を大基板の段階で実施できるので量産性に優れる。
【００２６】
このようにして作製された液体吐出ヘッド１５は、圧力室３および各空洞の間を圧電部材が連続的に存在することにより、圧力室３が長い場合でも剛性を保つことが出来る。
【００２７】
ここで、本発明に従って電極を配置した場合の、電界方向と圧電体の分極方向、及び圧力室３の変形状態について説明する。なお、電界方向の正方向は電位が高い場所から電位が低い場所へ向かう方向であり、分極方向の正方向は負に帯電している部位から正に帯電している部位へ向かう方向である。
【００２８】
図５は第２の圧電基板２の電界方向、分極方向、及び変形の関係を示す図である。ここで電界とは、液体吐出ヘッド作動時にかけられる電界、すなわち圧電体が積層された後の電極配置に対して電圧を印加した時に生ずる電界のことである。
【００２９】
第２の圧電基板２の下面は圧力室３を構成する４つの内壁のうちの１つの面である。図中の白抜きの太い矢印は分極方向または電界方向を示している。今の場合、分極方向と電界方向は一致している。
【００３０】
まず、第２の圧電基板２に対して図５（ａ）中の白抜きの太い矢印の方向に事前に分極処理を施している場合を考える。この場合、電圧を印加して分極方向と一致した方向に電界をかけると、第２の圧電基板２の中央部は膨張するが、端部が拘束されていることにより左右方向にほとんど収縮できない。そのため、上下方向に均等に変形するため、結果として下面が圧力室３を収縮させる方向の変位量は少ない（図５（ｂ））。
【００３１】
一方、図５（ｃ）に示すように、第２の圧電基板２の中央部から横方向へ離れるにつれて分極方向が上向き方向から外側に傾くように事前に分極処理を施している場合を考える。この場合、電圧を印加して分極方向と一致した方向に電界をかけると、分極方向には膨張し、これに直交する方向には収縮する。両者の変形が合成されて第２の圧電基板２の下面が圧力室３を収縮させる方向へ大きく撓むように変形する（図５（ｄ））。第２の圧電基板２が図５（ｃ）とは逆向きに分極している場合でも、電圧を逆向きに印加すれば第２の圧電基板２は図５（ｄ）と同様に変形するので、圧力室３を収縮させることができる。
【００３２】
図６は本実施形態にしたがって電極を配置した場合の積層前の第２の圧電基板２の電界方向のシミュレーション結果を示す図である。第２の圧電基板２は積層前に分極処理が行われるため、この図に示す電界方向に分極される。また、積層後の圧力室３および第１の空洞９の位置を破線で示す。積層前と積層後では第２の圧電基板２における電界方向はほとんど変わらない。第３の電極１３ｂを配置した構成では、第１の電極１２ｂから第３の電極１３ｂへと向かう電界成分が形成できることがわかる。すなわち、隔壁１０４に面する第１の電極１２ｂの中心線から隣接する第１の空洞９の方向へ離れるにつれて電界方向が積層方向１１０の正方向１９から隣接する第１の空洞９の方向へ傾く。このような電極構成により、簡便な製造方法で所望の電界成分を得ることが出来る。また印加する電圧を逆にすることにより、図６とは逆向きの電界が得られる。すなわち、隔壁１０４に面する第１の電極１２ｂの中心線から隣接する第１の空洞９の方向へ離れるにつれて電界方向が積層方向１１０の負方向２１９から第１の電極１２ｂの中心線の方向へ傾く。逆向きの電界で分極処理されて逆向きの分極を得るに至っても、図５の説明で述べたように逆向きの電圧を印加することによって圧力室３を収縮させるという目的は達せられる。
【００３３】
以上説明したように、第１の電極１２ｂおよび第２の電極１４ａに加えて、第３の電極１３ｂを形成した圧電基板に対して事前に分極処理を施しておく。このように分極処理を施した第２の圧電基板２を使用して積層した液体吐出ヘッドは、大きな変位量を有し、その結果として大きな吐出力を有する。
【００３４】
図７に本発明の第２の実施形態に係る液体吐出ヘッドの圧電ブロック体４５の分解斜視図を示す。圧電ブロック体４５は、第１の圧電基板４１と第２の圧電基板４２とを接着層を介して交互に複数積層した積層体である。第１の圧電基板４１と第２の圧電基板４２は圧電部材により形成されている。第１の圧電基板４１は第１の溝１１１と第２の溝１１２を交互に複数備える。第２の圧電基板４２は第３の溝１１３と第４の溝１１４を複数備える。第１の圧電基板４１の第１の溝１１１の開口部１１５側から第１の溝１１１を覆う第２の圧電基板４２への方向を積層方向１１９の正方向１２０とする。第２の溝１１２と第３の溝１１３は積層方向１１９の正方向１２０に開口部１１６、１１７を有する。一方、第４の溝１１４は積層方向１１９の正方向１２０とは逆方向に開口部１１８を有する。第１の溝１１１及び第２の溝１１２は第２の圧電基板４２に覆われることによりそれぞれインクを内包する圧力室４３及びインクを内包しない第１の空洞４９を形成する。第３の溝１１３及び第４の溝１１４は第１の圧電基板４１に覆われることによりインクを内包しない第２の空洞４４及び第３の空洞５１を形成する。圧力室４３と第２の空洞４４は圧電部材で形成される隔壁１２１で隔てられて積層方向１１９に沿って配列している。
【００３５】
圧力室４３の内壁の４面には、第１の電極５２が形成されている。第１の電極５２は、圧力室４３を構成する４面のうちの、第１の圧電基板４１で構成される３面に形成された電極５２ａ、および、第２の圧電基板４２によって圧力室４３を構成する１面に形成された電極５２ｂからなる。またこの第１の電極５２は、圧電ブロック体４５背面に形成された電極に接続される。第１の圧電基板４１に形成された第１の空洞４９の内壁の３面には、第２の電極５３ａが形成されている。また、第１の空洞４９と対向する位置にある第３の空洞５１の内壁の６面には第３の電極５３ｂが形成されている。また第２の空洞４４の内壁２面には、第２の電極５４が形成されている。第２の電極５４は、第２の空洞４４に形成された電極５４ａと、第１の圧電基板４１に形成された電極５４ｂからなる。
【００３６】
圧電ブロック体４５背面の電極は、個々の圧力室４３に応じた個別の配線がなされ、圧電ブロック体４５前面の電極は、圧力室４３以外の第１の空洞４９、第２の空洞４４および第３の空洞５１に共通の電極として配線される。これにより、圧力室４３の内壁に形成されている第１の電極５２ａ、５２ｂと、それ以外の電極である第２の電極５３ａ、５４ａ、５４ｂおよび第３の電極５３ｂと、の間で、駆動電圧を印加することが出来る。
【００３７】
図８は本実施形態にしたがって電極を配置した場合の積層前の第２の圧電基板４２の電界方向のシミュレーション結果を示す図である。第２の圧電基板４２は積層前に分極処理が行われるため、この図に示す電界方向に分極される。また、積層後の圧力室４３および第１の空洞４９の位置を破線で示す。積層前と積層後では第２の圧電基板４２における電界方向はほとんど変わらない。第３の電極５３ｂを配置した構成では、第１の電極５２ｂから第３の電極５３ｂへと向かう電界成分が形成できることがわかる。すなわち、圧力室４３の長手軸から隣接する第１の空洞４９の方向へ離れるにつれて電界方向が積層方向１１９の正方向１２０から隣接する第１の空洞４９の方向へ傾く。このような電極構成により、簡便な製造方法で所望の電界成分を得ることが出来る。また印加する電圧を逆にすることにより、図８とは逆向きの電界が得られるが、逆向きの電界で分極処理されて逆向きの分極を得るに至っても、逆向きの電圧を印加することによって圧力室４３を収縮させるという目的は達せられる。
【００３８】
以上説明したように、第１の電極５２ｂおよび第２の電極５４ａに加えて、第３の電極５３ｂを形成した圧電基板に対して事前に分極処理を施しておく。このように分極処理を施した第２の圧電基板４２を使用して積層した液体吐出ヘッドは、大きな変位量を有し、その結果として大きな吐出力を有する。
【００３９】
図９に本発明の第３の実施形態に係る液体吐出ヘッドの圧電ブロック体２５の分解斜視図を示す。圧電ブロック体２５は、第１の圧電基板２１と第２の圧電基板３６と第３の圧電基板３７とを接着層を介して交互に複数積層した積層体である。第１の圧電基板２１、第２の圧電基板３６、及び第３の圧電基板３７は圧電部材により形成されている。第１の圧電基板２１は第１の溝１３１と第２の溝１３２を交互に複数備える。第２の圧電基板３６は第３の溝１３３を複数備える。第１の圧電基板２１の第１の溝１３１の開口部１３４側から第１の溝１３１を覆う第２の圧電基板３６への方向を積層方向１３７の正方向１３８とする。第２の溝１３２と第３の溝１３３は積層方向１３７の正方向１３８に開口部１３５、１３６を有する。第１の溝１３１及び第２の溝１３２は第２の圧電基板３６に覆われることによりそれぞれインクを内包する圧力室２３及びインクを内包しない第１の空洞２９を形成する。第３の溝１３３は第１の圧電基板２１に覆われることによりインクを内包しない第２の空洞２４を形成する。圧力室２３と第２の空洞２４は圧電部材で形成される隔壁１３９で隔てられて積層方向１３７に沿って配列している。
【００４０】
圧力室２３の内壁の４面には、第１の電極３２が形成されている。第１の電極３２は、圧力室２３を構成する４面のうちの、第１の圧電基板２１で構成する３面に形成された電極３２ａ、および、第２の圧電基板３６によって圧力室２３を構成する１面に形成された電極３２ｂからなる。またこの第１の電極３２は、圧電ブロック体２５背面に形成された電極に接続される。第１の圧電基板２１に形成された第１の空洞２９の内壁の３面には、第２の電極３３が形成されている。第２の空洞２４の内壁２面には、第２の電極３４が形成されている。第２の電極３４は、第３の圧電基板３７によって第２の空洞２４を構成する１面に形成された電極３４ａと、第１の圧電基板２１によって第２の空洞２４を構成する１面に形成された電極３４ｂからなる。また、第２の圧電基板３６には、第２の圧電基板３６によって第１の空洞２９を構成する面の裏面に、第３の電極３８が形成されている。第３の電極３８は第２の圧電基板３６と第３の圧電基板３７との間に形成されれば良く、第３の圧電基板３７に形成してもよい。
【００４１】
圧電ブロック体２５背面の電極は、個々の圧力室２３に応じた個別の配線がなされ、圧電ブロック体２５前面の電極は、圧力室２３以外の第１の空洞２９、第２の空洞２４、および第３の電極３８に共通の電極として配線される。これにより、圧力室２３の内壁に形成されている第１の電極３２ａ、３２ｂと、それ以外の電極である第２の電極３３、３４ａ、３４ｂ、および第三の電極３８と、の間で、駆動電圧を印加することが出来る。
【００４２】
それぞれの圧電基板は積層する前に分極処理が行われるが、第１の圧電基板２１は単体で行い、第２の圧電基板３６と第３の圧電基板３７は２枚積層した状態で分極処理を行う。
【００４３】
図１０は本実施形態にしたがって電極を配置した場合の第２の圧電基板３６及び第３の圧電基板３７の電界方向のシミュレーション結果を示す図である。第２の圧電基板３６及び第３の圧電基板３７は、第１の圧電基板２１と積層する前に分極処理が行われるため、この図に示す電界方向に分極される。また、積層後の圧力室２３および第１の空洞２９の位置を破線で示す。積層前と積層後では第２の圧電基板３６及び第３の圧電基板３７における電界方向はほとんど変わらない。第３の電極３８を配置した構成では、第１の電極３２ｂから第３の電極３８へと向かう電界成分が形成できることが分かる。すなわち、圧力室２３の長手軸から隣接する第１の空洞２９の方向へ離れるにつれて電界方向が積層方向１３７の正方向１３８から隣接する第１の空洞２９の方向へ傾く。このような電極構成により、簡便な製造方法で所望の電界成分を得ることが出来る。また印加する電圧を逆にすることにより、図１０とは逆向きの電界が得られるが、逆向きの電界で分極処理されて逆向きの分極を得るに至っても、逆向きの電圧を印加することによって圧力室２３を収縮させるという目的は達せられる。
【００４４】
以上説明したように、第１の電極３２ｂおよび第２の電極３４ａに加えて、第３の電極３８を形成した圧電基板に対して事前に分極処理を施しておく。このように分極処理を施した第２の圧電基板３６及び第３の圧電基板３７を使用して積層した液体吐出ヘッドは、大きな変位量を有し、その結果として大きな吐出力を有する。
【符号の説明】
【００４５】
１５                液体吐出ヘッド
５、２５、４５      圧電ブロック体
１、２１、４１      第一の圧電基板
２、３６、４２      第二の圧電基板
３７                第三の圧電基板
【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７】
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【図９】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図１０】
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