(57)【要約】【課題】薄膜圧電体を用いてノズル密度を上げるとともに、高粘度インク吐出に必要な発生圧力及び高い耐久性を確保する。【解決手段】薄膜圧電素子の、圧力室の縁の周囲に対応する部分に対し、前記部分に前記薄膜圧電素子が存在しない形状にまたは前記部分に切れ込みを入れる、または前記部分に溝を加工すること、あるいは、前記部分に対し補強部材を設けること、あるいは、前記部分において歪みが緩和する方向に電圧印加する、または電界がかからないように、電極を配置するか分極を形成すること、のいずれか、あるいはこれらを任意に組み合わせた処理を行うことにより、前記部分における歪みを緩和する。【選択図】      図１
2005104040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出するノズルが形成されたノズルプレートと、これと所定間隔を有して対向する振動板と、前記ノズルプレート及び前記振動板の間に形成される圧力室と、前記振動板の前記圧力室と反対側に設けられた薄膜圧電素子を有して構成されるインクジェットヘッドであって、
前記薄膜圧電素子の、前記圧力室の縁の周囲に対応する部分に対し、前記部分に前記薄膜圧電素子が存在しない形状にまたは前記部分に切れ込みを入れる、または前記部分に溝を加工すること、あるいは、前記部分に対し補強部材を設けること、あるいは、前記部分において歪みが緩和する方向に電圧印加する、または電界がかからないように、電極を配置するか分極を形成すること、のいずれか、あるいはこれらを任意に組み合わせた処理を行うことにより、前記部分における歪みを緩和したことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
インクを吐出するノズルが形成されたノズルプレートと、これと所定間隔を有して対向する振動板と、前記ノズルプレート及び前記振動板の間に形成される圧力室と、前記振動板の前記圧力室と反対側に設けられた薄膜圧電素子を有して構成されるインクジェットヘッドであって、
前記薄膜圧電素子の、前記圧力室の各頂点における頂角の２等分線の各頂点から所定長の線分に対応する部分に対して、前記部分に前記薄膜圧電素子が存在しない形状にまたは前記部分に切れ込みを入れる、または前記部分に溝を加工すること、あるいは、前記部分に対し補強部材を設けること、あるいは、前記部分において歪みが緩和する方向に電圧印加する、または電界がかからないように、電極を配置するか分極を形成すること、のいずれか、あるいはこれらを任意に組み合わせた処理を行うことにより、前記部分における歪みを緩和したことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項３】
インクを吐出するノズルが形成されたノズルプレートと、これと所定間隔を有して対向する振動板と、前記ノズルプレート及び前記振動板の間に形成される圧力室と、前記振動板の前記圧力室と反対側に設けられた薄膜圧電素子を有して構成されるインクジェットヘッドであって、
前記薄膜圧電素子の、前記圧力室の縁の周囲に対応する部分、及び前記圧力室の各頂点における頂角の２等分線の各頂点から所定長の線分に対応する部分に対して、前記部分に前記薄膜圧電素子が存在しない形状にまたは前記部分に切れ込みを入れる、または前記部分に溝を加工すること、あるいは、前記部分に対し補強部材を設けること、あるいは、前記部分において歪みが緩和する方向に電圧印加する、または電界がかからないように、電極を配置するか分極を形成すること、のいずれか、あるいはこれらを任意に組み合わせた処理を行うことにより、前記部分における歪みを緩和したことを特徴とするインクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッドに係り、特に、圧力室の一部を振動板で構成し、振動板に設けられた圧電素子により振動板を変形させて、圧力室の容積を変化させることによりインク滴を吐出するインクジェットヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットヘッドのノズルからインク（インク液滴）を吐出、飛翔させて、記録用紙等に付着させて画像を記録する、いわゆるインクジェット方式の画像記録を行うインクジェットプリンタが知られている。インクジェット方式の記録ヘッド（インクジェットヘッド）におけるインク吐出方式には、様々なものがある。例えば、圧電素子（圧電セラミックス）の変形によって圧力室の一部を構成する振動板を変形させて圧力室の容積を変化させ、圧力室の容積増大時にインク供給路から圧力室内にインクを導入し、圧力室の容積減少時に圧力室内のインクをノズルから液滴として吐出する圧電方式や、インクを加熱して気泡を発生させ、この気泡が成長する際の膨張エネルギーでインクを吐出させるサーマルインクジェット方式などが知られている。
【０００３】
インクジェットヘッドにおいても、写真プリントと同様の高画質の画像記録を行うことが望まれており、そのためには、ノズルから吐出するインク滴をより小さくし、ノズルを高密度化（高集積化）する必要がある。しかし、特にシングルパスヘッドの場合には、従来のバルク圧電体を用いていては、ノズルの高密度化を達成することはできず、どうしても薄膜圧電体を用いることが不可欠とされている。
【０００４】
それは、従来のバルク圧電体では、変位量が小さいため、十分な速度で十分な量のインクを吐出させようとすると、インクを吐出させるために圧力室からインクを排除する体積及び発生圧力を大きくしなければならず、各圧力室の面積（サイズ）が大きくなってしまうからである。そのため、従来のバルク圧電体を用いて、高画質、高速記録を行うために、ヘッド上に多くのノズルを形成しようとすると、サイズの大きな圧力室を並べなければならず、ノズル密度を上げることができずにヘッドサイズが大きくなり、ノズルメンテナンス系が大きくなり、最終的に装置サイズが大型化してしまう。
【０００５】
その結果、ヘッドを小型化するためには、薄膜圧電体を用いることが不可欠とされる。これに対して、圧電方式のインクジェットヘッドにおいて、薄膜圧電体を用いることにより、全体の厚み寸法や外径寸法を小型化し、ノズルを高密度化したものが知られている（例えば、特許文献１等参照）。
【０００６】
また、ここで全体を小型化してノズルを高密度化するとき、振動板や圧電素子等を単に薄膜化するだけでは、インクジェットヘッドの製造時において、振動板や圧電素子等にクラックが生じたり、膜剥離が発生したりするため、振動板や圧電素子等を薄膜化してインクジェットヘッドを小型化しつつ、振動板の圧力室に対応する部分を圧力室と反対側へ凸状に湾曲させることによって、振動板や圧電素子等にクラックが発生するのを抑制して生産性を向上させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献２等参照）。
【０００７】
さらに、ノズルの高密度化を図るために全体を小型化すると、圧電素子等の変位量が小さくなり、インクの吐出量が少なくなってしまうため、薄膜圧電体の電極を複数に分割するか、あるいは圧電体の分極の向きが中央と周辺とで逆向きに分極するように形成することによって圧電素子等の変位量を大きくするようにしたものが知られている（例えば、特許文献３等参照）。
【特許文献１】特開平９−１０４１０９号公報
【特許文献２】特開２０００−１４１６４３号公報
【特許文献３】特開２００３−８０９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、圧電体を薄膜化した場合、圧電体にかかる応力にその薄膜が耐えられず、ヘッド寿命が短いという問題があった。さらに、高速記録を行うために定着性の良い機能性インクを用いる場合には、従来のインク以上にインク粘度が高い場合が多く、吐出のための大きな発生圧力が必要となり、前記従来の薄膜圧電素子を用いたインクジェットヘッドでは、圧電体の耐久性が確保できず、やはりヘッド寿命が短いという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、薄膜圧電体を用いてノズル密度を上げるとともに、高粘度インク吐出に必要な発生圧力を確保し、高い耐久性を有するインクジェット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】
【００１０】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、インクを吐出するノズルが形成されたノズルプレートと、これと所定間隔を有して対向する振動板と、前記ノズルプレート及び前記振動板の間に形成される圧力室と、前記振動板の前記圧力室と反対側に設けられた薄膜圧電素子を有して構成されるインクジェットヘッドであって、前記薄膜圧電素子の、前記圧力室の縁の周囲に対応する部分に対し、前記部分に前記薄膜圧電素子が存在しない形状にまたは前記部分に切れ込みを入れる、または前記部分に溝を加工すること、あるいは、前記部分に対し補強部材を設けること、あるいは、前記部分において歪みが緩和する方向に電圧印加する、または電界がかからないように、電極を配置するか分極を形成すること、のいずれか、あるいはこれらを任意に組み合わせた処理を行うことにより、前記部分における歪みを緩和したことを特徴とするインクジェットヘッドを提供する。
【００１１】
これにより、薄膜圧電素子が変形する際、応力が集中する部分である圧力室の縁に対応する部分おける薄膜圧電素子の歪みを緩和することができ、薄膜圧電素子を用いてノズル密度を上げるとともに、高粘度インク吐出に必要な発生圧力を確保し、耐久性を向上させることができる。
【００１２】
また同様に前記目的を達成するために、本発明の請求項２に記載の発明は、インクを吐出するノズルが形成されたノズルプレートと、これと所定間隔を有して対向する振動板と、前記ノズルプレート及び前記振動板の間に形成される圧力室と、前記振動板の前記圧力室と反対側に設けられた薄膜圧電素子を有して構成されるインクジェットヘッドであって、前記薄膜圧電素子の、前記圧力室の各頂点における頂角の２等分線の各頂点から所定長の線分に対応する部分に対して、前記部分に前記薄膜圧電素子が存在しない形状にまたは前記部分に切れ込みを入れる、または前記部分に溝を加工すること、あるいは、前記部分に対し補強部材を設けること、あるいは、前記部分において歪みが緩和する方向に電圧印加する、または電界がかからないように、電極を配置するか分極を形成すること、のいずれか、あるいはこれらを任意に組み合わせた処理を行うことにより、前記部分における歪みを緩和したことを特徴とするインクジェットヘッドを提供する。
【００１３】
これにより、薄膜圧電素子が変形する際、応力が集中するもう一方の部分である圧力室の各頂点からその頂角の２等分線に沿った部分における歪みが緩和され、薄膜圧電素子を用いてノズル密度を上げるとともに、高粘度インク吐出に必要な発生圧力を確保し、耐久性を向上させることができる。
【００１４】
また、同様に前記目的を達成するために、本発明の請求項３に記載の発明は、インクを吐出するノズルが形成されたノズルプレートと、これと所定間隔を有して対向する振動板と、前記ノズルプレート及び前記振動板の間に形成される圧力室と、前記振動板の前記圧力室と反対側に設けられた薄膜圧電素子を有して構成されるインクジェットヘッドであって、前記薄膜圧電素子の、前記圧力室の縁の周囲に対応する部分、及び前記圧力室の各頂点における頂角の２等分線の各頂点から所定長の線分に対応する部分に対して、前記部分に前記薄膜圧電素子が存在しない形状にまたは前記部分に切れ込みを入れる、または前記部分に溝を加工すること、あるいは、前記部分に対し補強部材を設けること、あるいは、前記部分において歪みが緩和する方向に電圧印加する、または電界がかからないように、電極を配置するか分極を形成すること、のいずれか、あるいはこれらを任意に組み合わせた処理を行うことにより、前記部分における歪みを緩和したことを特徴とするインクジェットヘッドを提供する。
【００１５】
これにより、薄膜圧電素子が変形する際の、応力集中部分における歪みを緩和し、薄膜圧電素子を用いてノズル密度を上げるとともに、高粘度インク吐出に必要な発生圧力を確保し、耐久性を向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明に係るインクジェットヘッドは、薄膜圧電素子を用いたインクジェットヘッドにおいてノズル密度を上げつつ、高粘度インク吐出に必要な発生圧力を確保し、薄膜圧電素子の応力集中を緩和することで耐久性を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面に従って本発明に係るインクジェットヘッドについて詳細に説明する。      
【００１８】
図１は、本発明のインクジェットヘッドの一実施形態の概略を示す平面図であり、図２は、図１のII−II線に沿った断面図である。これらの図に示すように、本実施形態のイン
クジェットヘッド１０は、ノズルプレート１２と、これと所定間隔を隔てて略平行に配置される振動板１４と、これらノズルプレート１２及び振動板１４によって上下面が形成され、インク流路プレート１６によって側壁１８が形成された圧力室２０と、振動板１４の圧力室２０と反対側に形成され、振動板１４を変形させてインクを吐出する圧力を発生させる薄膜の圧電素子２２とを有して構成される。
【００１９】
また、圧電素子２２を駆動するために、振動板１４の圧電素子２２側に下部共通電極２４が、また圧電素子２２の振動板１４とは反対側に上部個別電極２６が形成されている。さらに、図示を省略するが、インクを吐出するためのノズルがノズルプレート１２に設けられるとともに、インクを圧力室２０に供給するためのインク供給路がインク流路プレート１６に設けられている。なお、図１にその平面図を示すように、圧力室２０は略正方形をなしている。
【００２０】
圧力室２０には図示しないインク供給路を通じてインクが充填されており、下部共通電極２４及び上部個別電極２６に電圧を印加すると、図２の圧電素子２２中に矢印で示すように、圧電素子２２の面方向（横方向）に圧縮応力が生じ、これにより、図３に示すように、圧電素子２２は圧力室２０側に湾曲し、これによって振動板１４も圧電素子２２と同様に圧力室２０側に湾曲する。その結果、圧力室２０内の容積が減少し、圧力室２０内のインクがノズルを介して外へ吐出される。
【００２１】
下部共通電極２４及び上部個別電極２６への電圧印加をやめると圧電素子２２及び振動板１４は元の位置に戻り、圧力室２０内の容積は増加し、その分インク供給路から圧力室２０内にインクが補充される。
【００２２】
インクジェットヘッド１０は、圧電素子２２がこのような動作を繰り返すことによって画像記録を行う。そのため、図３に符号２０ａで示すとともに図１に同じ符号の破線２０ａで示す、固定部分と駆動部分との境界である圧力室２０の縁２０ａに沿った部分に対応する部分に圧電素子２２が存在すると、応力が集中する。また、図３のように圧電素子２２及び振動板１４が圧力室２０側に湾曲しているとき、図１からわかるように圧電素子２２及び振動板１４は、圧力室２０の中心部分が凹んでいる。そのため、上記の他に、圧力室２０の各頂点２０ｂにおける各頂角の２等分線２０ｃに沿った部分に対応する部分においても圧電素子２２が存在すると、応力が集中する。本実施形態の圧電素子２２は薄膜で形成されており、特にその応力集中部における耐久性が問題となる。
【００２３】
そこで、本実施形態のインクジェットヘッド１０においては、図１に示すように、圧電素子２２が変形する際応力が集中する部分である、圧力室２０の縁２０ａに対応する部分及び各頂点２０ｂの頂角の２等分線２０ｃに対応する部分について圧電素子２２を除去または、その部分に圧電素子が形成されないようにしている。図２では、圧電素子２２の圧力室２０の縁２０ａに対応する部分２３が除去されている様子が示されている。このとき、図１に示すように、２等分線２０ｃに対応する部分については、隣の頂点における頂角の２等分線との交点２０ｄまでの４分の１好ましくは半分程度の長さまで切れ込み２２ａを入れるようにしている。
【００２４】
なお、このように圧力室２０の直上に形成された薄膜圧電素子２２の応力集中部分を除去加工するには、例えばサンドブラストやエッチング、あるいはイオンミリング等の方法で加工すればよい。
【００２５】
このように、本実施形態では、変形時に圧電素子２２に応力が集中する部分を除去し、切れ込みを入れるようにしたため、その部分における歪みが緩和され、圧電素子２２の耐久性の向上を図ることが可能となる。
【００２６】
図４に、他の形状の圧力室の例を示す。図４の圧力室１２０は、細長い長方形状をしている。この場合においても、振動板１４４上に形成される圧電素子１２２を、圧力室１２０の縁１２０ａに沿った部分に対応する部分を除去するとともに、圧力室１２０の各頂点１２０ｂの頂角の２等分線１２０ｃの、隣の頂点の頂角の２等分線との交点１２０ｄまでの４分の１好ましくは半分程度までに対応する部分に切れ込み１２２ａを入れることにより、応力集中部分を回避し、その部分における歪みを緩和するようにする。
【００２７】
また、圧電素子２２の応力集中部分の回避する際の形状はこれに限定されるものではなく、例えば、図５はまた図１と同じ正方形状の圧力室２０であるが、図５に示すように、圧力室２０の縁２０ａに対応する部分の圧電素子２２を除去するとともに、各頂点２０ｂの頂角の２等分線２０ｃ（この場合には、圧力室２０は正方形なので、２等分線は対角線となる）に沿って反対側の頂点まで切れ込みを入れ、２等分線２０ｃ上を完全に除去してしまい、圧電素子２２を三角形状の４つの部分に分割してしまってもよい。
【００２８】
以上述べたように応力集中部分を回避するような形状に圧電素子２２を形成する場合、その上に形成される上部個別電極２６も圧電素子２２と同じ形状に形成される。なお、このとき、圧電素子２２の形状は圧力室２０と略同じにして、上部個別電極２６のみを、図１、図４あるいは図５に示したような形状に形成するようにしてもよい。このようにしても圧電素子２２上に上部個別電極２６が存在する部分のみが変形するため、上述したように応力集中を回避することができる。
【００２９】
今まで述べた例では、圧電素子２２（１２２）の応力集中部分を除去あるいは切れ込み２２ａ（１２２ａ）を加工していたが、必ずしも応力集中部分を完全に取り去る必要はなく、例えば、図６に示すように、応力集中部分を削って溝２２ｂを設けるようにしてもよい。図６は、図２に対応する断面図であり、図２では、圧力室２０の縁２０ａに対応する部分２３は完全に除去されていたが、図６では、一部を削り取り溝２２ｂを形成して一部は残すようにしている。
【００３０】
今まで説明した例における圧電素子２２（１２２）は、各圧力室２０（１２０）に対してそれぞれ個別に振動板１４（１４４）上に形成されていたが、圧電素子２２（１２２）を形成する方法は、このようなものに限定されるものではない。
【００３１】
ここで圧力室（ノズル）を２次元的に配置したマトリクス・ヘッドについて説明する。
【００３２】
図７（ａ）は、圧力室を２次元的に配置したインクジェットヘッド５０（詳しくは、各インク色毎に設けられている各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙによって構成されるが、その構造は共通なので符号５０で代表させることとする。）の構造例を示す平面図であり、図７（ｂ）は、その一部の拡大図である。記録紙面上に印字されるドットピッチを高密度化するためには、インクジェットヘッド５０におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例のインクジェットヘッド５０は、図７（ａ）に示すように、インク滴が吐出するノズル５１と、各ノズル５１に対応する圧力室５２等からなる複数のインク室ユニット５３を千鳥で２次元的（マトリクス状）に配置させた構造を有し、これにより見かけ上のノズルピッチの高密度化を達成している。
【００３３】
各ノズル５１に対応して設けられている圧力室５２は、その平面形状が概略正方形となっており、対角線上の両隅部にノズル５１と供給口５４が設けられている。各圧力室５２は供給口５４を介して図示しない共通流路と連通されている。
【００３４】
図示は省略するが、圧力室５２の天面を構成している振動板（加圧板）には上部（個別）電極を備えた圧電素子（圧電アクチュエータ）が接合されており、上部電極に駆動電圧を印加することによって圧電素子が変形してノズル５１からインクが吐出される。インクが吐出されると、共通流路から供給口５４を通って新しいインクが圧力室５２に供給される。
【００３５】
このような構造を有する多数のインク室ユニット５３を図８に示すように、主走査方向（用紙搬送方向に直交する方向、すなわち用紙の幅方向）に沿う行方向、及び主走査方向に対して直交しない一定の角度θを有する斜めの列方向とに沿って一定の配列パターンで格子状に配列させた構造になっている。主走査方向に対してある角度θの方向に沿ってインク室ユニット５３を一定のピッチｄで複数配列する構造により、主走査方向に並ぶように投影されたノズルのピッチＰはｄ×cos θとなる。
【００３６】
すなわち、主走査方向については、各ノズル５１（５１−11、５１−12、５１−13、５１−14、５１−15、５１−16、・・・) が一定のピッチＰで単一直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。このような構成により、主走査方向に並ぶように投影されるノズル列が１インチ当たり２４００個（２４００ノズル／インチ）におよぶ高密度の単ラインノズル配列を実現することが可能になる。以下、説明の便宜上、ヘッドの長手方向（主走査方向）に沿って各ノズル５１が一定の間隔（ピッチＰ）で直線状に配列されているものとして説明する。
【００３７】
なお、用紙の全幅に対応したノズル列を有するフルラインヘッドで、ノズルを駆動する時には、（１）全ノズルを同時に駆動する、（２）ノズルを片方から他方に向かって順次駆動する、（３）ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動する等が行われ、用紙の幅方向（用紙の搬送方向と直交する方向、前述したように図８に示す主走査方向）に１ライン又は１個の帯状を印字するようなノズルの駆動を主走査と定義する。
【００３８】
特に、図８に示すような２次元（マトリクス）状に配置されたノズル５１を駆動する場合は、上記（３）のような主走査が好ましい。すなわち、ノズル５１−11  、５１−12  、５１−13  、５１−14  、５１−15  、５１−16  を１つのブロックとし（他にはノズル５１−21  、・・・、５１−26  を１つのブロック、ノズル５１−31  、・・・、５１−36  を１つのブロック、・・・として）用紙の搬送速度に応じてノズル５１−11  、５１−12  、・・・  、５１−16  を順次駆動することで用紙の幅方向に１ラインを印字する。
【００３９】
一方、上述したフルラインヘッドと用紙とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された１ライン又は１個の帯状の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。
【００４０】
次に、圧電素子を、各圧力室に対してそれぞれ形成するのではなく、１枚のプレートから形成する方法につて説明する。
【００４１】
例えば、図９に示すように、振動板３０上に圧電素子３２を１枚のプレートとして形成し、千鳥状にマトリクス状に配置された各圧力室３４の位置に合わせて上部個別電極３６を形成するようにしてもよい。このとき、Ｘ−Ｘ線に沿った断面図を図１０に示す。
【００４２】
図１０に示すように、圧電素子３２は１枚のプレートでつながっており、各圧力室３４に対応して圧電素子３２の上側に上部個別電極３６が形成され、これによって各個別の圧力室３４に対して圧電素子３２が加圧するようになっている。このとき、変形する圧電素子３２の応力集中部分である、圧力室３４の縁３４ａに対応する部分に溝３２ａを形成するようにする。
【００４３】
これにより、応力集中部における圧電素子３２の歪みを低減し、圧電素子３２の耐久性を向上させることができる。なお、このとき形成される溝３２ａの深さは特に限定されるものではなく、例えば、図１１に示すように、完全に振動板３０（下部電極）まで貫通した貫通孔３２ｂとしてもよい。また、必ずしも貫通せずとも、圧力室３４の縁３４ａに対応する部分に溝３２ａを形成することで、隣の圧力室３４に対応する圧電素子３２への影響を抑え、クロストークを防止することもできる。さらに、溝３２ａを形成することで圧電素子３２の変位量を増大させることもできる。
【００４４】
なお、このように１枚のプレートから圧電素子３２に対し、圧力室３４の縁３４ａの周囲に対応する部分を切り取る方法としては様々な方法が存在する。例えば、圧電体を焼成してバルク圧電体の塊を得て、これを所望の厚みに研磨した後、電極をスパッタリング等で密着取り付けした後に、振動板に接合し貼り付ける方法や、薄いグリーンシートを焼成して、その両面に電極を取り付けた後に、振動板に貼り付ける方法等がある。
【００４５】
あるいは、薄い圧電体膜を基板上にスパッタリングやゾルゲル法、エアロゾルデポジション法により形成するなどの方法を用いれば、ヘッド全体に渡って各圧力室にまたがって圧電体を取り付けることができる。この状態からマスクを使用して化学的または物理的なエッチング方法により圧力室の位置に個別アクチュエータを形成することが可能である。
【００４６】
なお、振動板上に圧電体を形成する前に圧力室の形状に従ってマスキングを行い、圧電体が形成される領域を規定しておく方法もある。いずれの場合にも、最終的に圧力室毎に圧電体が形成されることに変わりはない。
【００４７】
また、圧力室毎に取り付けられる圧電体の応力が集中すると想定される箇所を削る方法としては、例えば、圧力室の周囲を削る場合は、上記圧電体形成方法のマスキング工程を用いてその箇所を含めて削り取る加工を施せばよい。従って、圧力室の縁（全周）を削る場合は圧力室のサイズよりも小さい領域に圧電体が形成されるように圧力室の縁よりも圧力室中央側に圧電体の縁または溝の縁が形成されることになる。溝部分はハーフエッチングを施すことで実現可能である。
【００４８】
また、圧力室の頂点（角）から頂角の２等分線に沿って切り込みや溝を入れる場合は、さらに角を回避するように圧電体の縁または溝の縁が形成されることになる。
【００４９】
以上説明した例では、圧電素子の応力集中部分を除去したり溝を加工したりしたが、耐久性を向上させるには、この他、応力集中部分の歪みを緩和するために圧電素子あるいはその上に形成された上部電極上にダミーの圧電体あるいは樹脂層を設けて補強するようにしてもよい。
【００５０】
例えば、図１２（ａ）に示すように、応力集中部分の形状に合わせてその部分を補強するように、補強用セラミックスあるいは樹脂等で形成された補強板４０を、図１２（ｂ）に示すように、圧電素子２２上に貼り付けるようにしてもよい。これにより、応力集中部分における歪みが緩和され耐久性の向上を図ることができる。
【００５１】
また、応力集中部分を除去し、あるいは応力集中部分に溝を形成したり、応力集中部分を補強したりすることの他に、薄膜圧電素子に生じる応力を直接緩和する方法を施してもよい。例えば、薄膜圧電素子に対して、応力集中部分において、応力を緩和する方向に電圧が印加されるように、あるいは電界がかからないように、電極を配置したり、分極を予め形成するようにしてもよい。
【００５２】
このようにすれば、応力集中部分で発生する応力を直接緩和できるため耐久性を向上させることが可能となる。
【００５３】
また、以上説明した、応力集中部分の除去、溝加工、補強材の貼り付け、電極配置による応力緩和等の方法のいずれかを単独で行うのではなく、これらを任意に組み合わせて行うことにより、いっそうの耐久性向上の効果を上げることができる。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態によれば、圧電アクチュエータの応力集中が緩和され、その部分での歪みが減少されるため、この部分から圧電素子にクラックが生じて故障する心配がなく、薄膜圧電素子を大振幅または大発生圧力で使用してもその耐久性が損なわれることはなく、シングルパスヘッドに対する適性及び機能性インクの使用に対する適性も十分に有するとともに、耐久性を大いに向上させることが可能となる。
【００５５】
以上、本発明のインクジェットヘッドについて詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明のインクジェットヘッドの一実施形態の概略を示す平面図である。
【図２】図１のII−II線に沿った断面図である。
【図３】図２において圧電素子及び振動板が変形した様子を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態の他の形状の圧力室を有するインクジェットヘッドを示す平面図である。
【図５】図１に対し他の形状の圧電素子を示す平面図である。
【図６】図２に対し、他の形状の圧電素子を示す断面図である。
【図７】（ａ）は、印字ヘッド（インクジェットヘッド）の構造例を示す平面図であり、（ｂ）は、その一部の拡大図である。
【図８】図７に示した印字ヘッドのノズル配列を示す拡大図である。
【図９】本発明の実施形態の他のインクジェットヘッドを示す平面図である。
【図１０】図９のX −X 線に沿った断面図である。
【図１１】図１０と同様の他の圧電素子の様子を示す断面図である。
【図１２】（ａ）は応力集中部分の補強部材を示す平面図であり、（ｂ）はその補強部材を圧電素子上に貼り付けた様子を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０…インクジェットヘッド、１２…ノズルプレート、１４…振動板、１６…インク流路プレート、１８…側壁、２０…圧力室、２０ａ…縁、２０ｂ…頂点、２０ｃ…頂角の２等分線、２０ｄ…交点、２２…圧電素子、２２ａ…切れ込み、２２ｂ…溝、２４…下部共通電極、２６…上部個別電極
【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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