(57)【要約】【課題】ノズルを高密度配置しても、相互干渉の発生を抑えることができる液滴噴射ヘッドを容易かつ低コストで提供する。【解決手段】液滴噴射ヘッド１は、複数のノズル３１が形成されたノズル形成部材３０と、各ノズル３１に連通する複数の加圧液室１１が設けられた加圧液室基板１０とが接合され、加圧液室１１の壁面の一部を構成する振動板２０を介して圧力変換手段４０が接合されている。圧力変換手段４０を駆動して振動板２０を振動させることで加圧液室１１の内部の圧力を変化させてノズル３１から液滴を吐出する。圧力変換手段４０は、圧電材料と電極４１，４２を交互に積層した積層型圧電素子であり、活性領域４０ａと、該活性領域４０ａの加圧液室長手方向の両端に位置する不活性領域４０ｂ１，４０ｂ２とからなり、不活性領域４０ｂ２は、振動板２０を介して加圧液室基板１０に接続され、加圧液室基板１０の変動を抑えている。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する複数のノズルが形成されたノズル形成部材と、前記各ノズルに連通する複数の加圧液室が設けられた加圧液室基板と、前記加圧液室の壁面の一部を構成する振動板と、該振動板を介して前記加圧液室内部の圧力を変化させる圧力変換手段とを有し、前記圧力変換手段を駆動して前記振動板を振動させることで前記加圧液室内部の圧力を変化させて前記ノズルから液滴を吐出する液滴噴射ヘッドにおいて、前記圧力変換手段は、圧電材料と電極を交互に積層した積層型圧電素子であり、該積層型圧電素子は、電界が印加されて圧電作用によって変位が発生する活性領域と、該活性領域のノズル配列方向に直交する加圧液室長手方向の両端に位置し、電界が印加されない不活性領域とからなり、該不活性領域は、前記振動板を介して前記加圧液室基板に接続されていることを特徴とする液滴噴射ヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載の液滴噴射ヘッドにおいて、前記加圧液室基板の短手方向には、２つの前記加圧液室が、該２つの加圧液室の壁面を構成する隔壁を介して対向配置されており、該隔壁は、前記振動板を介して前記積層型圧電素子の不活性領域に接続されていることを特徴とする液滴噴射ヘッド。
【請求項３】
請求項１または２に記載の液滴噴射ヘッドにおいて、前記加圧液室基板の長手方向に隣接する複数の加圧液室を隔てる隔壁は、前記振動板を介して前記積層型圧電素子の不活性領域に接続されていないことを特徴とする液滴噴射ヘッド。
【請求項４】
請求項２または３に記載の液滴噴射ヘッドにおいて、前記積層型圧電素子の活性領域の両端に位置する不活性領域のうち、前記振動板を介して、前記加圧液室基板の短手方向に設けられている前記２つの加圧液室の壁面を構成する隔壁に接続されている側の前記不活性領域の長さは、他方の側の不活性領域の長さより長いことを特徴とする液滴噴射ヘッド。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれかに記載の液滴噴射ヘッドにおいて、前記積層型圧電素子の活性領域の両端に位置する不活性領域は、それぞれ前記振動板を介して前記加圧液室基板に接続されていることを特徴とする液滴噴射ヘッド。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の液滴噴射ヘッドにおいて、加圧液室基板短手方向に対向配置されている２つの加圧液室の壁面を構成する隔壁側の前記不活性領域は、該不活性領域のノズル配列方向に直交する加圧液室長手方向の長さが、５００μｍ以上であることを特徴とする液滴噴射ヘッド。
【請求項７】
記録信号に応じて駆動される駆動素子の発生する駆動エネルギーにより、ノズルからインク滴を吐出するインクジェット記録ヘッドを搭載し、該インクジェット記録ヘッドにより噴射された前記インク滴により記録媒体上に画像を記録するインクジェット記録装置であって、前記インクジェット記録ヘッドが請求項１乃至６のいずれかに記載の液滴噴射ヘッドであることを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液滴噴射ヘッド、及び、インクジェット記録装置に関し、より詳細には、高速印字，高画質出力が可能であり、しかも、容易、かつ、低コストで製造可能なものであって、インクジェットプリンタのような印刷装置等に用いて好適な液滴噴射ヘッド、及び、該インクジェット記録ヘッドを搭載したインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ノズルから微小なインク滴を吐出し、紙などの記録媒体にインク滴を付着させて文字や画像等の画像情報を形成するインクジェット記録装置は、複数のインク加圧液室と、該加圧液室に連通してインク滴を吐出するためのノズルと、各加圧液室に対応して設けた電気機械変換素子や電気熱変換体などのアクチュエータとを備えたインクジェット記録ヘッドを用いて、記録信号に応じて加圧液室内部の圧力を変化させてノズルからインク滴を吐出することによって、高速，高密度，高品質の記録を行うものである。
【０００３】
上述のインクジェット記録装置に用いられるアクチュエータとしては、加圧液室の一部である弾性変形可能な振動板に当接した圧電素子を用いるものがよく知られている。このアクチュエータは、圧電素子を充放電することで変形させ、圧電素子に当接した振動板を変位させるもので、振動板を加圧液室の容積を収縮するように変位させて加圧液室内部の圧力を上昇させ、インク滴をノズルから吐出させるものである。なお、インク滴を吐出した後は、加圧液室の容積を膨張させるように振動板に変位を与えるべく圧電素子を変形させる。
【０００４】
図１３は、従来のインクジェット記録ヘッドの一例を示す図で、図１３（Ａ）は、従来のインクジェット記録ヘッドの振動板長手方向に沿う要部断面図、図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）のＢ−Ｂ線方向断面図で、図中、インクジェット記録ヘッド１０１は、ノズル１３１が形成されたノズルプレート１３０と、ノズル１３１に連通する加圧液室１１１、及び、該加圧液室１１１の壁面の一部を形成する振動板１１５が形成された加圧液室基板１１０と、圧電素子１４０と、該圧電素子１４０を支持するベース基板１５０とが接合されて形成されている加圧液室１１１の壁面の一部を形成する振動板１１５には、ベース基板１５０の上に設けた圧電素子１４０と、支持部材１６０とが接合されている。
【０００５】
加圧液室基板１１０には、更に、加圧液室１１１の壁面の一部を形成し、隣接する加圧液室１１１を隔てる隔壁１１２と、加圧液室１１１にインクを供給する共通液室１１３とが形成されており、加圧液室１１１と共通液室１１３の間には、流体抵抗となる連通部１１４が形成されている。共通液室１１３は、インクタンク（図示していない）に接続されており、共通液室１１３と加圧液室１１１には、インクが充填されている。圧電素子１４０は、駆動回路（図示していない）から電圧が印加されることで変形を生じ、振動板１１５を加圧液室１１１の容積が増加または減少するように変形させる。振動板１１５は、圧電素子１４０の変形に伴い弾性変形するものであり、圧電素子１４０の変位を効率よく加圧液室１１１の容積変化とするために、振動板１１５は、通常、加圧液室１１１を構成する他の面よりも剛性が小さく、即ち、コンプライアンスが大きくなるように形成されている。加圧液室１１１の容積を増加させた場合は、加圧液室１１１の内部圧力は減少するので、インクが共通液室１１３から連通部１１４を通って加圧液室１１１に補充される。その後、記録信号に応じて加圧液室１１１の内部圧力を増加させる駆動を行う場合、即ち、加圧液室１１１の容積を減少させるように圧電素子１４０を駆動させて加圧液室１１１の内部圧力が増加した場合には、ノズル１３１からインクが押し出されてインク滴Ｄとなって飛翔し、例えば、紙等の記録媒体（図示していない）にインク滴Ｄが付着することにより記録を行う。
【０００６】
ところで、インクジェット記録ヘッドにおいては、更なる高速化、高画質化のため、ノズル１３１をより高密度に配置することが求められている。即ち、図１３（Ａ）にて紙面垂直方向、図１３（Ｂ）にて紙面左右方向に並ぶノズル１３１の間隔を、狭めていく必要がある。
【０００７】
そこで、図１３においては、ベース基板１５０の上に支持部材１６０が設けられており、支持部材１６０が加圧液室基板１１０に接合して、該加圧液室基板１１０を支持して振動を抑えている。圧電素子１４０及び支持部材１６０は、ともに同じ圧電素子から形成されるもので、該圧電素子を切断して複数の領域に分断することにより形成されているものである。圧電素子１４０は、加圧液室１１１への圧力印加を担当するもので、該圧電素子１４０には電気的な接続が行なわれ、外部からの波形信号に応じて変形する。支持部材１６０は、加圧液室基板１１０を支持して振動を抑える役割を果たすもので、該支持部材１６０には電気的接続は行わなわず、加圧液室基板１１０に圧電作用による変形は発生しない。
【０００８】
しかしながら、ノズル間隔を縮めていく際に、上述のような圧電素子１４０及び支持部材１６０の高密度配置を行なうと、構造的に相互干渉が起こりやすくなる。圧電素子１４０及び支持部材１６０の高密度配置を行うためには、圧電素子１４０，支持部材１６０ともに、図１３（Ｂ）における紙面左右方向の幅を狭める必要があるが、あまり狭くすると、ベース基板１５０に固定される面積が狭くなり、ベース基板１５０から圧電素子１４０や支持部材１６０が脱落しやすくなる。更に、振動板１１５のへの接着固定，位置精度出し等の加工が全般的に難しくなる。
【０００９】
図１４は、上述の問題を解決した従来のインクジェット記録ヘッドの一例を示した図で、図１４（Ａ）は、インクジェット記録ヘッドの振動板長手方向に沿う要部断面図、図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）のＢ−Ｂ線方向断面図である。インクジェット記録ヘッド１０１は、図１３に示したインクジェット記録ヘッド１０１と同様に、ノズル１３１が形成されたノズルプレート１３０と、ノズル１３１に連通する加圧液室１１１、該加圧液室１１１へ連通部１１４を通して連通する共通液室１１３、該加圧液室１１１の壁面の一部を形成する振動板１１５が形成された加圧液室基板１１０と、圧電素子１４０と、該圧電素子１４０を支持するベース基板１５０とが接合されて形成されている。特に、図１４においては、圧電素子及び支持部材を高密度配置することで、圧電素子及び支持部材がベース基板から脱落しやすくなるという問題や、振動板１１５への接着固定，位置精度出し等の加工が全般的に難しくなるという問題を解決するため、図１４に示した支持部材１６０を廃し、全ての圧電柱を圧電素子１４０として使用する構造のインクジェット記録ヘッドを示している。この構造のインクジェット記録ヘッドでは、必要となる圧電柱の数が１／２となるため、圧電素子１４０柱列のピッチを変更することなく、ノズルピッチを２倍高密度化することができるので、ノズル１３１の高密度化には、非常に有効である。
【００１０】
しかしながら、支持部材が無くなることにより、加圧液室基板１１０の支えが不十分になる。複数並んだノズル列の中で、吐出するノズル１３１が１つだけのシングル駆動の場合であれば、圧電素子１４０が加圧液室基板１１０を持ち上げる力は弱く、また、非駆動となる加圧液室１１１に接続される圧電素子１４０が支持柱の役割を果たすので、あまり特性に影響は出ないが、複数のノズル１３１で滴を飛ばすマルチ駆動の場合、圧電素子１４０が加圧液室基板１１０を持ち上げる効果が強くなり、また、支持柱となる圧電素子１４０も減る。このため、加圧液室基板１１０及びノズルプレート１３０が大きく振動し、インク吐出に深刻な影響を与えるようになる。即ち、相互干渉が発生する。
【００１１】
上述ようなノズルの高密度化による相互干渉の増大に対して、この相互干渉の増大を抑制する手段として、特開２００１−６３０３８号公報（特許文献１参照）には、支持基板上に設けられ、かつ、中央部に不活性領域を有する積層圧電素子を、不活性領域を分断する溝により２分割するとともに、これと直角方向のノズル配列方向に複数の溝で分断することにより、個別の圧電素子としたことでノズルの密度を向上させるとともに相互干渉のほとんどないインクジェット記録ヘッドが開示されている。しかし、このインクジェット記録ヘッド場合、加圧液室列が２列必要となるため、ヘッドの寸法が大きくなってしまうという問題がある。ヘッドの大型化は、プリンタ自体の大型化、コストの上昇等の問題があり、好ましくない。
【００１２】
また、特開平０７−２６６５５２号公報（特許文献２参照）には、加圧液室内にフィンを設け、該フィンにより液室共振周波数を変化させているインクジェットヘッドが開示されている。相互干渉が起こる場合、特に、共振周波数ではその振動が劇的に増大するため、この共振周波数を変化させて駆動周波数外にずらすことは、相互干渉による影響を抑えるという意味では効果がある。しかし、このインクジェットヘッドの場合、液室構造が非常に精巧になり、特に、高密度化によって加圧液室寸法が小さくなった場合には、製造が難しくなり、製造コストの上昇につながってしまう。
【００１３】
また、特開平０７−３１４６６８号公報（特許文献３参照）には、加圧液室形状を屈曲させ、相互干渉の発生を抑えているインクジェット式記録ヘッドが開示されている。しかし、このインクジェット式記録ヘッドは、加圧液室形状を屈曲させる加工が難しいため、安定した加圧液室を形成することが難しく、特性ばらつきにつながりやすい。
【００１４】
更に、特開平０９−１４１８６４号公報（特許文献４参照）には、共通液室に圧力吸収体を配置することで、圧力を緩和し、これによって相互干渉を抑えるインクジェットヘッドが開示されている。しかし、このインクジェットヘッドは、加圧液室が振動した際に、加圧液室から共通液室にインクが逆流したことによる相互干渉を抑えるもので、構造的要因による相互干渉、即ち、駆動源である圧電素子による、直接的な加圧液室基板の突き上げを抑えることはできない。
【００１５】
【特許文献１】
特開２００１−６３０３８号公報
【特許文献２】
特開平０７−２６６５５２号公報
【特許文献３】
特開平０７−３１４６６８号公報
【特許文献４】
特開平０９−１４１８６４号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の実情に鑑みてなされたもので、ノズルを高密度配置しても、相互干渉の発生を抑えることができる液滴噴射ヘッド、及び該液滴噴射ヘッドを搭載したインクジェット記録装置を、容易かつ低コストで提供することを目的としてなされたものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するため、請求項１の発明は、液滴を吐出する複数のノズルが形成されたノズル形成部材と、前記各ノズルに連通する複数の加圧液室が設けられた加圧液室基板と、前記加圧液室の壁面の一部を構成する振動板と、該振動板を介して前記加圧液室内部の圧力を変化させる圧力変換手段とを有し、前記圧力変換手段を駆動して前記振動板を振動させることで前記加圧液室内部の圧力を変化させて前記ノズルから液滴を吐出する液滴噴射ヘッドにおいて、前記圧力変換手段は、圧電材料と電極を交互に積層した積層型圧電素子であり、該積層型圧電素子は、電界が印加されて圧電作用によって変位が発生する活性領域と、該活性領域のノズル配列方向に直交する加圧液室長手方向の両端に位置し、電界が印加されない不活性領域とからなり、該不活性領域は、前記振動板を介して前記加圧液室基板に接続されていることを特徴としたものである。
【００１８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記加圧液室基板の短手方向には、２つの前記加圧液室が、該２つの加圧液室の壁面を構成する隔壁を介して対向配置されており、該隔壁は、前記振動板を介して前記積層型圧電素子の不活性領域に接続されていることを特徴としたものである。
【００１９】
請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記加圧液室基板の長手方向に隣接する複数の加圧液室を隔てる隔壁は、前記振動板を介して前記積層型圧電素子の不活性領域に接続されていないことを特徴としたものである。
【００２０】
請求項４の発明は、請求項２または３の発明において、前記積層型圧電素子の活性領域の両端に位置する不活性領域のうち、前記振動板を介して、前記加圧液室基板の短手方向に設けられている前記２つの加圧液室の壁面を構成する隔壁に接続されている側の前記不活性領域の長さは、他方の側の不活性領域の長さより長いことを特徴としたものである。
【００２１】
請求項５の発明は、請求項１乃至３のいずれかの発明において、前記積層型圧電素子の活性領域の両端に位置する不活性領域は、それぞれ前記振動板を介して前記加圧液室基板に接続されていることを特徴としたものである。
【００２２】
請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかの発明において、圧液室基板短手方向に対向配置されている２つの加圧液室の壁面を構成する隔壁側の前記不活性領域は、該不活性領域のノズル配列方向に直交する加圧液室長手方向の長さが、５００μｍ以上であることを特徴としたものである。
【００２３】
請求項７の発明は、記録信号に応じて駆動される駆動素子の発生する駆動エネルギーにより、ノズルからインク滴を吐出するインクジェット記録ヘッドを搭載し、該インクジェット記録ヘッドにより噴射された前記インク滴により記録媒体上に画像を記録するインクジェット記録装置であって、前記インクジェット記録ヘッドが請求項１乃至６のいずれかに記載の液滴噴射ヘッドであることを特徴としたものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。なお、全図を通して、同様の作用を示す部分には同一の符号を付してある。
図１は、本発明が適用される一例としてのインクジェット記録ヘッドを示す分解斜視図で、インクジェット記録ヘッド１は、図示のように、複数の加圧液室１１が形成された加圧液室基板１０と、振動板２０と、各加圧液室１１に対応してノズル３１が設けられているノズルプレート３０とが積層され、振動板２０には、圧力変換器である圧電素子４０が接合されている。圧電素子４０には、ドライバＩＣ７０を接合したＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）ケーブル６０が電気的な接続を伴って接合されている。また、圧電素子４０は、ベース基板５０と接合されており、ベース基板５０はさらにフレーム（図示していない）と接合されている。インクジェット記録ヘッド１は、画像形成信号に基づいた駆動信号がドライバＩＣ７０からＦＰＣケーブル６０を通って圧電素子４０に供給され、圧電素子４０が伸縮し、その変位が振動板２０に伝えられ、それぞれ必要とする加圧液室１１の内部圧力を適切に制御することで、ノズル３１からインク滴を吐出する。
【００２５】
図１にて説明したインクジェット記録ヘッド１をインクジェットプリンタ本体へ搭載する際には、インクジェット記録ヘッド１をキャリッジ（図示していない）にフレームを接合して搭載し、電気回路（図示していない）にＦＰＣケーブル６０を接続し、さらにインクカートリッジからインクを加圧液室１１に供給するが、このようなインクジェット記録装置の実施例については、図１２において後述する。
【００２６】
図２は、図１に示したインクジェット記録ヘッド１を加圧液室長手方向（ノズル列に対して直交方向）から見たときの断面図で、該インクジェット記録ヘッド１は、複数の加圧液室１１が形成された加圧液室基板と、振動板２０と、加圧液室１１に対応して連通したノズル３１が設けられているノズルプレート３０とが積層され、２つの加圧液室１１が、隔壁１２によって分離され、該隔壁１２を挟んで対向配置された構成となっている。圧電素子４０には、ドライバＩＣ７０を接合したＦＰＣケーブル６０が電気的な接続を伴って接合されている。ベース基板５０がフレーム８０に接合され、同様に、加圧液室基板１０もフレーム８０に接合されている。なお、ここでは、フレーム８０は２つの部品に分かれているが、１つの部品で構成しても構わない。また、１つのベース基板５０に二つの圧電素子４０が形成されているが、ベース基板５０は２つに分割されている場合もあり得る。
【００２７】
図３は、本発明の液滴噴射ヘッドに適用される振動板の一例を説明するための図で、同図は、ノズルプレート３０と加圧液室基板１０と振動板２０とを積層したものを加圧液室短手方向で切断して振動板２０を上にして示した要部断面斜視図である。振動板２０は、厚肉部２１、薄肉部２２とからなり、加圧液室１１の略中央部に対応して設けられた島状凸部（厚肉部）２１ａと、該島状凸部２１ａの周囲を囲むように設けられた凹状の薄肉部２２と、該凹状の薄肉部２２の周囲を囲む周辺厚肉部２１ｂとから構成される。圧電素子（図示していない）は、島状凸部２１ａに接合されて使用される。
【００２８】
図４は、本発明の液滴噴射ヘッドに適用される振動板の他の例について説明するための図で、ノズルプレート３０と加圧液室基板１０と振動板２０とを積層した積層体と、ベース基板５０上に設けられた圧電素子４０とを、これら積層体と圧電素子とを接合する前の様子を示した要部斜視図である。振動板２０は、厚肉部２１と薄肉部２２から構成されているが、図３と異なり、厚肉部２１ｃの周囲は薄肉部２２で囲まれてはおらず、逆に、厚肉部２１ｃで薄肉部２２の領域を分離している。厚肉部２１ｃは加圧液室長手方向に沿って設けられており、薄肉部２２は中央の厚肉部２１ｃに対して対称な位置に、加圧液室長手方向に沿って細長く設けられている。厚肉部２１ｄは加圧液室を１つずつ区画している周辺肉厚部であり、支持部材を介してベース基板５０に接続されている。
【００２９】
図４に示した振動板は、図３に示した振動板に比べ、圧電素子に接続される厚肉部２１ｃの長さが長いため圧電素子と振動板との接続面積が増え、より効率良く振動板が駆動される。このため、図４に示した振動板を用いた液滴噴射ヘッドは、図３に示した振動板を用いた液滴噴射ヘッドに比べて、同じ液室圧力を発生させるのであれば、より低い駆動電圧ですむというメリットがある。
【００３０】
図５は、本発明の液滴噴射ヘッドの第１の実施の形態を説明するための要部断面図で、図３に示した加圧液室１１とノズル３１が連通するように、加圧液室基板１０にノズルプレート３０を接合し、圧電素子４０を振動板２０と接合して形成した液滴噴射ヘッドの加圧液室長手方向に沿う要部断面拡大図である。
図６は、図５に示す液滴噴射ヘッドと従来の液滴噴射ヘッドを比較するための図で、従来技術による液滴噴射ヘッドの加圧液室長手方向に沿う要部断面拡大図であり、図５と同様に、図３に示した加圧液室１１とノズル３１が連通するように、加圧液室基板１０にノズルプレート３０を接合し、圧電素子４０を振動板２０と接合して形成した液滴噴射ヘッドを示している。
【００３１】
圧電素子４０は、圧電材料に＋電極４１，−電極４２を交互に挟んだ積層構造となっており、電界が印加されて変位の発生する圧電素子活性領域４０ａと、該圧電素子活性領域４０ａの両端に位置する圧電素子不活性領域４０ｂ１，４０ｂ２とに分けられる。圧電素子活性領域４０ａは、島状凸部２１ａを介して振動板２０を押し上げ、加圧液室１１内の圧力を上昇させる。図５においては、隔壁１２側の圧電素子不活性領域４０ｂ２は、厚肉部２１ｂを介して加圧液室基板１０に接続されている。圧電素子不活性領域４０ｂ２は、変位が発生しないため、加圧液室基板１０の変位を抑える効果がある。よって、特に、マルチ駆動時において、ノズルプレート３０の変位を抑え、相互干渉を抑制することができる。
【００３２】
これに対し、図６に示した従来構造の液滴噴射ヘッドにおいては、圧電素子不活性領域４０ｂ２は、加圧液室基板１０に接続されておらず、従って、この圧電素子不活性領域４０ｂ２によって、加圧液室基板１０の変位を抑えることができず、相互干渉を抑制することはできない。
【００３３】
図７は、図４に示した振動板を本発明の液滴噴射ヘッドに適用した場合の例を示す図で、図４に示した加圧液室１１とノズル３１が連通するように、加圧液室基板１０にノズルプレート３０を接合し、圧電材料に＋電極４１，−電極４２を交互に挟んだ積層構造の圧電素子４０を振動板２０と接合して形成した液滴噴射ヘッドの加圧液室長手方向に沿う要部断面拡大図である。振動板２０は、厚肉部２１と薄肉部２２から構成されており、厚肉部２１ｃで薄肉部２２の領域を分離している。厚肉部２１ｃは加圧液室長手方向に沿って設けられており、薄肉部２２は中央の厚肉部２１ｃに対して対称な位置に、加圧液室長手方向に沿って細長く設けられている。圧電素子活性領域４０ａの両端に位置する圧電素子不活性領域のうち、隔壁１２側の圧電素子不活性領域４０ｂ２は、厚肉部２１ｃを介して加圧液室基板１０に接続されている。このように、圧電素子不活性領域４０ｂ２により加圧液室基板１０の厚肉部２１ｃを支えることができ、相互干渉を抑制することができる。
【００３４】
図８は、本発明の液滴噴射ヘッドの他の実施の形態を説明するための要部断面図で、図４に示した振動板を本発明の液滴噴射ヘッドに適用した場合の他の例を示す図であり、図４に示した加圧液室１１とノズル３１が連通するように、加圧液室基板１０にノズルプレート３０を接合し、圧電材料に＋電極４１，−電極４２を交互に挟んだ積層構造の圧電素子４０を振動板２０と接合して形成した液滴噴射ヘッドの加圧液室長手方向に沿う要部断面拡大図である。振動板２０は、厚肉部２１と薄肉部２２から構成されており、厚肉部２１ｃで薄肉部２２の領域を分離している。厚肉部２１ｃは加圧液室長手方向に沿って設けられており、薄肉部２２は中央の厚肉部２１ｃに対して対称な位置に、加圧液室長手方向に沿って細長く設けられている。隔壁１２と圧電素子活性領域４０ａの両端に位置する圧電素子不活性領域のうち、隔壁１２側の圧電素子不活性領域４０ｂ２とが、振動板２０を介して接続しているので、加圧液室基板１０を構成する柱（隔壁）１２を直接支えることができることから、相互干渉をより抑えることができる。なお、図８においては、図４に示した振動板を液滴噴射ヘッドに対して適用した場合の図となっているが、同様に図３に示した振動板を液滴噴射ヘッド対して適用する場合もありうる。また、隔壁１２は、圧電素子不活性領域４０ｂ２に対し、部分的にオーバーラップしている個所があればよく、隔壁１２の全体が圧電素子不活性領域４０ｂ２の上方に位置していなくても良い。
【００３５】
なお、図５，７，８においては、隔壁１２側の圧電素子不活性領域４０ｂ２にて、加圧液室基板１０を支える構造としているが、この場合、圧電素子不活性領域４０ｂ２による支持効果を十分に出すためには、図５，７，８に示されている通り、支持側、即ち、隔壁１２側の圧電素子不活性領域４０ｂ２の長さを、圧電素子不活性領域４０ｂ１よりも長くした方が良い。これによって、支える部分の長さが長くなるという効果が得られる。更に、圧電素子不活性領域４０ｂ２の端部は、圧電素子活性領域４０ａから、十分な距離離れるため、変位が完全に発生しない領域となる。即ち、圧電素子不活性領域４０ｂ２内でも、活性領域４０ａとの境界付近では、圧電素子活性領域４０ａが変位するため、圧電素子不活性領域４０ｂ２であっても若干の変形が発生するが、圧電素子活性領域４０ａから十分に離れれば、変形がなくなる。よって、加圧液室基板支持の効果がより高まる。
【００３６】
以上に説明したような本発明の液滴噴射ヘッドであれば、図１４に示したような、ノズル高密度化のため、支持部材を廃し、全ての圧電柱を圧電素子４０として使用する構造であっても、支持部材に変わって、圧電素子不活性領域４０ｂ２にて加圧液室基板１０を支えることができるため、相互干渉の発生を抑えることができる。
【００３７】
図９は、本発明の液滴噴射ヘッドの更に他の実施の形態を説明するための要部断面図で、図４に示した加圧液室１１とノズル３１が連通するように、加圧液室基板１０にノズルプレート３０を接合し、かつ、圧電材料に＋電極４１，−電極４２を交互に挟んだ積層構造の圧電素子４０を振動板２０と接合して形成した液滴噴射ヘッドの加圧液室長手方向に沿う要部断面拡大図であり、図１０は、図９に示した液滴噴射ヘッドを上方から見たときの要部断面図である。振動板２０は、厚肉部２１と薄肉部２２から構成されており、圧電素子活性領域４０ａが、厚肉部２１を介して振動板２０を押し上げ、加圧液室１１内の圧力を上昇させる。図５，図７，図８に示した本発明の液滴噴射ヘッドの実施の形態においては、隔壁１２側の圧電素子不活性領域４０ｂ２を用いて、加圧液室基板１０を支持する場合について述べてきたが、図９に示す通り、反対側の圧電素子不活性領域４０ｂ１も支持領域として用いれば、更に相互干渉抑制効果は高まる。ここで、圧電素子不活性領域４０ｂ１の上部に、流体抵抗部１３が位置しており、流路１３ａの寸法を調整してインク滴の吐出量が最適の値になるように調整されている。流体抵抗部１３は必ずしもこの位置に無くても良いが、この位置に流体抵抗部１３を配置した場合、加圧液室基板１０の上面図（図９の上方から下方を見た図）が図１０の形状となるようにすれば、流体抵抗部１３で圧電素子不活性領域４０ｂ１に接続される部分の面積が広くなり、支持効果を更に高めることができる。
【００３８】
図１１は、圧電素子不活性領域の寸法を変えた場合の液滴噴射ヘッドの特性差を比較するための異なる形状の液滴噴射ヘッドにおける圧電素子不活性領域の長さと圧電素子変位に対する加圧液室基板変位の比と関係を示した図である。圧電素子不活性領域の長さは、長くすればより効果が高いと考えられるが、必要以上に長くすれば、ヘッド寸法が大きくなってしまうという問題がある。そこで、圧電素子不活性領域の寸法を変えた場合の特性差を比較した。ここでは、図８に示したような加圧液室の略中央部に対応して設けられた厚肉部が加圧液室長手方向に長く形成されている振動板を適応した液滴噴射ヘッドを用いており、圧電素子の活性領域と不活性領域の加圧液室長手方向の長さを以下のように３種類設定している。
【００３９】
形状Ａ  活性領域長；１０００μｍ，不活性領域（非隔壁側）長；５００μｍ
形状Ｂ  活性領域長；１６００μｍ，不活性領域（非隔壁側）長；５００μｍ
形状Ｃ  活性領域長；１０００μｍ，不活性領域（非隔壁側）長；１５０μｍ
【００４０】
それぞれについて、圧電素子の不活性領域の右側、即ち、隔壁側の不活性領域の長さを、１５０，３００，５００，７００，９００μｍと変えて、それぞれについて、圧電素子の変位量に対する、加圧液室基板の変位量の比を取って、変位量評価を行った（加圧液室基板変位量／圧電素子変位量）。
【００４１】
図１１に示した結果を見ると、加圧液室長手方向の活性領域の長さの違いに関係なく、いずれも加圧液室長手方向の不活性領域長が５００μｍよりも小さいと、加圧液室基板の変位量は大きいが、５００μｍを超えると余り変わらなくなる。これから、隔壁側（図８において右側）の不活性領域の長さは、５００μｍ以上とすることが望ましい。特に、５００μｍとすれば、圧電素子の大型化を最小限に抑えることができることがわかる。
【００４２】
図１２は、本発明によるインクジェット記録ヘッドを用いたインクジェット記録装置の機構部の概略斜視図で、このインクジェット記録装置は、記録装置本体の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ１００、該キャリッジ１００に搭載したインクジェット記録ヘッド１０１、インクジェット記録ヘッドへのインクを供給するインクカートリッジ１０２等で構成される印字機構部１０３等を収納し、給紙カセット或いは手差しトレイから給送される用紙を取り込み、印字機構部１０３によって所要の画像を記録した後、排紙トレイに排紙する。
【００４３】
印字機構部１０３は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド１０４と従ガイドロッド１０５とでキャリッジ１００を主走査方向（矢印方向）に摺動自在に保持し、このキャリッジ１００にはイエロー（Ｙ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出するインクジェット記録ヘッド１０１からなる複数のインクジェット記録ヘッドをインク滴吐出方向を下方に向けて装着し、キャリッジ１００の上側にはインクジェット記録ヘッド１０１に各色のインクを供給するための各インクタンク（インクカートリッジ）１０２を交換可能に装着している。
【００４４】
上述の構造の相互干渉を抑制することができるインクジェット記録ヘッドをキャリッジに搭載し、インクジェットプリンタ等のインクジェット記録装置の機構部とすれば、印字特性にばらつきの出にくいインクジェットプリンタ等のインクジェット記録装置とすることができる。
【００４５】
（実施例１）
本発明の第１実施例として、図８に示す加圧液室の略中央部に対応して設けられた厚肉部が加圧液室長手方向に長く形成されている振動板を適応した液滴噴射ヘッドを用いた場合について説明する。
Ｓｉを壁面構成部材として高さ８０μｍ、長手方向の長さ３０００μｍ、短手方向の幅７０μｍの加圧液室１１に、厚さ３μｍのＮｉ振動板２０を配置し、これにチタン酸ジルコン酸鉛による圧電素子４０を取り付ける。振動板２０は、厚肉部２１ｃが幅１５μｍ、長手方向長さ１３００μｍとなっている。また、圧電素子４０は、銀・パラジュームによる電極を交互に挟んだ１８層積層配置構造とする。各層は２５μｍの厚さとし、１８層の上部に８０μｍ、下部に２２０μｍの不活性部を配置し、全体として圧電素子４０の高さは７５０μｍとし、長手方向の長さは１９５０μｍ、短手方向の幅は５０μｍとする。活性領域４０ａの加圧液室長手方向の長さは１３００μｍ、不活性領域の加圧液室長手方向の長さは、隔壁１２側の不活性領域４０ｂ２が５００μｍ、反対側の不活性領域４０ｂ１は１５０μｍとした。また、圧電素子４０は、図１３に示したような、全ての素子が加圧液室１１の駆動に用いられる構造としている。また、従来技術として、圧電素子の寸法を、活性領域４０ａの加圧液室長手方向の長さ１３００μｍ、不活性領域の加圧液室長手方向の長さを両側４０ｂ１，４０ｂ２とも１５０μｍとした液滴噴射ヘッドを作成し、比較を行った。
【００４６】
両者のノズルプレートの変位量を調べたところ、本発明の液滴噴射ヘッドでは０．１０μｍであったのに対し、従来技術による液滴噴射ヘッドでは０．１６μｍと大きなものとなった。また、両液滴噴射ヘッドをプリンタに搭載して印字試験を行ったところ、本発明の液滴噴射ヘッドを搭載したプリンタにおいては、全ノズルからインクを吐出して印字した場合でも、不良画質を発生することのない、良好な結果を得た。これに対し、従来技術による液滴噴射ヘッドにて印字試験を行った場合は、不良画質が発生しており、本発明による特性改善効果が確認された。
【００４７】
（実施例２）
本発明の第２実施例として、図９に示す加圧液室の略中央部に対応して設けられた厚肉部が加圧液室長手方向に長く形成されている振動板を適応した液滴噴射ヘッドであって、流体抵抗部１３が形成された液滴噴射ヘッド用いた場合に付いて説明する。
Ｓｉを壁面構成部材として高さ８０μｍ、長手方向の長さ３０００μｍ、短手方向の幅７０μｍの加圧液室１１に、厚さ３μｍのＮｉ振動板２０を配置し、これにチタン酸ジルコン酸鉛による圧電素子４０を取り付ける。振動板２０は、厚肉部２１ｃが幅１５μｍ、長手方向長さ１３００μｍとなっている。また、圧電素子４０は、銀・パラジュームによる電極を交互に挟んだ１８層積層配置構造とする。各層は２５μｍの厚さとし、１８層の上部に８０μｍ、下部に２２０μｍの不活性部を配置し、全体として圧電素子の高さは７５０μｍとし、長手方向長さは２０００μｍ、短手方向の幅は５０μｍとする。活性領域４０ａの加圧液室長手方向の長さは１０００μｍ、不活性領域の加圧液室長手方向の長さは、両側４０ｂ１，４０ｂ２とも５００μｍとした。また、圧電素子４０は、図１４に示したような、全ての圧電素子が加圧液室１１の駆動に用いられる構造としている。また、従来技術として、圧電素子４０の寸法を、活性領域４０ａの長さを１０００μｍ、不活性領域の長さを両側４０ｂ１，４０ｂ２とも１５０μｍとした構造で液滴噴射ヘッドを作成し、比較を行った。
【００４８】
両者のノズルプレートの変位量を調べたところ、本発明の液滴噴射ヘッドでは０．０８μｍであったのに対し、従来技術による液滴噴射ヘッドでは０．１４μｍと大きなものとなった。また、両液滴噴射ヘッドをプリンタに搭載して印字試験を行ったところ、本発明の液滴ヘッドを搭載したプリンタにおいては、全ノズルからインクを吐出して印字した場合でも、不良画質を発生することのない、良好な結果を得た。これに対し、従来技術による液滴噴射ヘッドにて印字試験を行った場合は、不良画質が発生しており、本発明による特性改善効果が確認された。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によると、圧電素子の不活性領域によって、加圧液室基板を支持することにより、加圧液室基板の変位を抑え、更には、ノズルプレートの変位を抑え、マルチ駆動時の相互干渉を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される一例としてのインクジェット記録ヘッドを示す分解斜視図である。
【図２】図１に示したインクジェット記録ヘッドを加圧液室長手方向（ノズル列に対して直交方向）から見たときの断面図である。
【図３】本発明の液滴噴射ヘッドに適用される振動板の一例について説明するための図である。
【図４】本発明の液滴噴射ヘッドに適用される振動板の他の例について説明するための図である。
【図５】本発明の液滴噴射ヘッドの第１の実施の形態を説明するための要部断面図である。
【図６】図５に示す液滴噴射ヘッドと従来の液滴噴射ヘッドを比較するための図である。
【図７】図４に示した振動板を本発明の液滴噴射ヘッドに適用した場合の例を示す図である。
【図８】本発明の液滴噴射ヘッドの他の実施の形態を説明するための要部断面図である。
【図９】本発明の液滴噴射ヘッドの更に他の実施の形態を説明するための要部断面図である。
【図１０】図９に示した液滴噴射ヘッドを上方から見たときの要部断面図である。
【図１１】不活性領域の寸法を変えた場合の液滴噴射ヘッドの特性差を比較するための異なる形状の液滴噴射ヘッドの不活性領域の長さと圧電素子変位に対する加圧液室基板変位の比と関係を示した図である。
【図１２】本発明のインクジェット記録装置の一実施例を説明するためのインクジェット記録装置の機構部の概略斜視図である。
【図１３】従来のインクジェット記録ヘッドの一例を示す図である。
【図１４】従来のインクジェット記録ヘッドの他の例を示した図である。
【符号の説明】
１…インクジェット記録ヘッド、１０…加圧液室基板、１１…加圧液室、１２…隔壁、１３…流体抵抗部、１３ａ…流路、２０…振動板、２１，２１ｃ…厚肉部、２１ａ…厚肉部（島状凸部）、２１ｂ，２１ｄ…厚肉部（周辺厚肉部）、２２…薄肉部、３０…ノズルプレート、３１…ノズル、４０…圧電素子、４０ａ…圧電素子活性領域、４０ｂ１，４０ｂ２…圧電素子不活性領域、４１…＋電極、４２…−電極、５０…ベース基板、６０…ＦＰＣケーブル、７０…ドライバＩＣ、８０…フレーム、１００…キャリッジ、１０１…インクジェット記録ヘッド、１０２…インクタンク（インクカートリッジ）、１０３…印字機構部、１０４…主ガイドロッド、１０５…従ガイドロッド。
【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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【図１４】
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