(57)【要約】【課題】  液滴吐出ヘッドから吐出する液滴のサイズを変更するドロップ変調を効率よく行う。【解決手段】  振動板１８の上面に設ける縦振動型の圧電素子２０を、中心部に空洞部２６が形成された略正方形環状（帯状）の内部圧電素子２０Ａと、内部圧電素子２０Ａの外側に、周状の貫通溝２８を介して同心的に配置された略正方形環状（帯状）の外部圧電素子２０Ｂとに２分割して構成し、この分割された圧電素子の各部の個別駆動及び同時駆動を切り替えることにより、吐出する液滴のサイズ変更を行う。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板上に設けられた圧電素子によって圧力室内の液体を加圧することにより、前記圧力室と連通されたノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドにおいて、
前記圧力素子が前記振動板の面方向に沿って帯状に分割されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
振動板上に設けられた縦振動型の圧電素子によって圧力室内の液体を加圧することにより、前記圧力室と連通されたノズルから液滴を吐出するルーフシューター式の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記圧力素子が前記振動板の面方向に沿って帯状に分割されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
分割された前記圧電素子は、略中心部が固形部とされその略中心部を除く分割領域が帯状とされていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
分割された前記圧電素子の各部の個別駆動及び同時駆動を切り替えることにより、前記ノズルから吐出する液滴のサイズ変更を行うことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
分割された前記圧電素子の各部の２つ以上を同時駆動する際に、少なくとも１つには所定の極性の駆動信号を印加し、他の少なくとも１つには前記所定の極性とは逆極性の駆動信号を印加することを特徴とする請求項４記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
分割された前記圧電素子の各部に駆動信号を供給するための複数の配線を備え、その複数の配線が圧電素子に重ならない構造とされていることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項７】
前記圧電素子の分割数が３以上とされていることを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか１項記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項８】
分割された前記圧電素子の各部が、圧電素子の外周形状にほぼ添った帯状に形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項７の何れか１項記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項９】
前記圧電素子が半導体プロセスにより形成されて分割構造とされていることを特徴とする請求項１〜請求項８の何れか１項記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項１０】
前記振動板の下面における少なくとも前記圧電素子の分割部と対応する部位に凹溝が形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項９の何れか１項記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項１１】
請求項１〜請求項１０の何れか１項記載の液滴吐出ヘッドを備えることを特徴とする液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置に係り、詳細には、縦振動型の圧電素子を用いてインク滴を吐出し記録媒体に画像を記録するルーフシューター式のインクジェット記録ヘッド等に適用される液滴吐出ヘッド、及び、そのインクジェット記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置等に用いられる液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録ヘッドのノズルからインク滴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では、インク滴のサイズを変える所謂「ドロップ変調」によって、高画質化と高速化を両立させているものがある。例えば、圧電型（ピエゾ型）の記録ヘッドの場合は、圧電素子に対する駆動電圧や駆動周波数を変えることによってドロップ変調が可能になり、その他に、一つの圧電素子に設ける電極を複数に分割して各電極への印加電圧を変えることによりドロップ変調を行うもの（例えば、特許文献１〜５参照）、あるいは、サイドシューター式の記録ヘッドにおいて、一つの圧力室に対しブロック状の複数の圧電素子を一列に配列して各圧電素子を個別に駆動することにより行うものや（例えば、特許文献６及び７参照）、一つのインク流路に設ける積層型の圧電素子を複数に分割しその分割構成の圧電素子各部を個別に駆動することにより行うもの（例えば、特許文献８参照）などがある。
【特許文献１】実開昭５７−１１３９４３号公報
【特許文献２】特開昭５８−０５９８５４号公報
【特許文献３】特開平０６−０００９５６号公報
【特許文献４】特開平０６−０２３９８１号公報
【特許文献５】特開２００３−００８０９１号公報
【特許文献６】特開昭５９−１９０８６１号公報
【特許文献７】特開昭６３−１７９７５３号公報
【特許文献８】特開平６−３２０７６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１〜５のように、一つの圧電素子に対して電極を複数に分割した構成では、圧電素子が連続体であるため、各電極に対応する圧電素子各部のそれぞれの変形性が悪くなり、吐出エネルギーの伝達効率が低下してドロップ変調を効率よく行うことができない。
【０００４】
また、特許文献６〜８のように、複数の圧電素子や、分割構成の圧電素子の各部を個別に駆動する構成は、サイドシューター式に用いた技術であるため、各圧電素子あるいは圧電素子各部が一列に配列されており、この構成を例えばルーフシューター式の記録ヘッドに適用した場合には、やはり、圧力室内のインクに対して吐出エネルギーを効率よく伝達することができず、また、ドロップ量の階調幅を広くとることができない。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮して、縦振動型の圧電素子を用いたルーフシューター式のインクジェット記録ヘッド等に適用される液滴吐出ヘッドにおいて、吐出する液滴のサイズを変更するドロップ変調を効率よく行うことができる液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、振動板上に設けられた圧電素子によって圧力室内の液体を加圧することにより、前記圧力室と連通されたノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッドにおいて、前記圧力素子が前記振動板の面方向に沿って帯状に分割されていることを特徴としている。
【０００７】
請求項１に記載の発明では、振動板の面方向に沿って帯状に分割した構成の圧力素子であれば、例えばその分割構成の圧電素子各部を個別又は同時に駆動して、ノズルから吐出する液滴のサイズを変更するドロップ変調を行う際に、従来の一つの圧電素子に対して電極を複数に分割した構成よりも、圧電素子各部のそれぞれの変形性が良好となるため、振動板から圧力室内の液体に伝達される吐出エネルギーの伝達効率が向上する。また、この帯状に分割された圧力素子では、個別又は同時駆動において、所定の部位に変位を集中させることができるため、上記のように電極を複数に分割した構成や、従来の一つの圧力室に対して複数の圧電素子を一列に配列した構成に比べて、圧力室内の液体に対して吐出エネルギーをより効率よく伝達することができる。これにより、ドロップ変調を効率よく行うことができる。さらに、圧電素子各部を個別に駆動したときの排除体積の差も大きくなるため、ドロップ量の階調幅を広くとることができるようになる。また、このように圧力素子を帯状に分割した構成であれば、例えば圧電素子をブロック状等に分割する場合に比べ、圧電素子の高密度化及び小型化が可能となり、これに伴い液滴吐出ヘッドのサイズを小さくすることができる。また、圧電素子を小型に構成できることにより、圧電素子の静電容量が低減されて駆動回路のコストを低減することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、振動板上に設けられた縦振動型の圧電素子によって圧力室内の液体を加圧することにより、前記圧力室と連通されたノズルから液滴を吐出するルーフシューター式の液滴吐出ヘッドにおいて、前記圧力素子が前記振動板の面方向に沿って帯状に分割されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、振動板上に縦振動型の圧電素子を設けたルーフシューター式の液滴吐出ヘッドにおいて、圧電素子を振動板の面方向に沿って帯状に分割することにより、例えばその分割構成の圧電素子各部を個別に駆動してドロップ変調を行う際に、振動板から圧力室内の液体に伝達される吐出エネルギーの伝達効率が向上して、ドロップ変調を効率よく行うことができるようになり、さらに、ドロップ量の階調幅を広くとることができるようになる。また、圧電素子の高密度化及び小型化が可能となり、これに伴い液滴吐出ヘッドのサイズを小さくすることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の液滴吐出ヘッドにおいて、分割された前記圧電素子は、略中心部が固形部とされその略中心部を除く分割領域が帯状とされていることを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、圧電素子の略中心部を固形部とし、その略中心部を除く分割領域を帯状とすることにより、例えば略中心部に空洞部を設けるような構成に比べて、圧電素子の更なる高密度化及び小型化が可能となる。また、ドロップ変調においてこの圧電素子各部を個別又は同時駆動する際には、略中心部に変位が集中することになるため、特にルーフシューター式の液滴吐出ヘッド等に適用した場合に、吐出エネルギーの伝達効率向上の点で好適である。また、圧電素子を更に小型化できるため、圧電素子の静電容量の更なる低減と、駆動回路の更なるコスト低減を図ることができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項記載の液滴吐出ヘッドにおいて、分割された前記圧電素子の各部の個別駆動及び同時駆動を切り替えることにより、前記ノズルから吐出する液滴のサイズ変更を行うことを特徴としている。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、例えば内外方向に帯状に２分割された圧電素子では、ノズルから吐出する液滴のサイズを変更（ドロップ変調）する際に、内側に配置された圧電素子部（内部圧電素子）を駆動すると、振動板が小さく変形してノズルから吐出される液滴は小さくなる（小ドロップの吐出）。また、外側に配置された圧電素子部（外部圧電素子）を駆動すると、振動板が上記よりも大きく変形してノズルから吐出される液滴は上記よりも大きくなる（中ドロップの吐出）。また、内側と外側の各圧電素子部を同時に駆動すると、振動板が更に大きく変形してノズルから吐出される液滴は更に大きくなる（大ドロップの吐出）。このように、帯状に分割された圧電素子では、圧電素子各部の個別駆動及び同時駆動を切り替えることにより、ノズルから吐出する液滴のサイズ変更が可能となる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項４記載の液滴吐出ヘッドにおいて、分割された前記圧電素子の各部の２つ以上を同時駆動する際に、少なくとも１つには所定の極性の駆動信号を印加し、他の少なくとも１つには前記所定の極性とは逆極性の駆動信号を印加することを特徴としている。
【００１５】
請求項５に記載の発明では、所定の極性の駆動信号が印加された圧電素子部に対して、逆極性の駆動信号が印加された圧電素子部は逆方向へ変位するため、圧電素子及び振動板では高次振動モードが励振されるようになり、これによって、圧力室内の圧力波振動の周波数が高くなり、ノズル付近での液体のメニスカスの振動速度が速くなる。
【００１６】
このように、メニスカスの引き込みと押し出しの繰り返しが高速で行われることで、ノズルから吐出される液滴は更に小さくなり（微小ドロップの吐出）、したがって、更なる高画質化が可能となる。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５の何れか１項記載の液滴吐出ヘッドにおいて、分割された前記圧電素子の各部に駆動信号を供給するための複数の配線を備え、その複数の配線が圧電素子に重ならない構造とされていることを特徴としている。
【００１８】
請求項６に記載の発明では、分割された圧電素子の各部に駆動信号を供給するための複数の配線を、圧電素子に重ならないよう配置することにより、圧電素子各部の個別駆動が可能となり、ドロップ変調が可能となる。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項６の何れか１項記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記圧電素子の分割数が３以上とされていることを特徴としている。
【００２０】
請求項７に記載の発明では、例えば圧電素子を２分割した場合には、ドロップ変調において、液滴のサイズを３段階に調整する３変調が可能であるが、圧電素子を３分割した場合には、液滴のサイズを最大７段階に調整する７変調が可能となり、圧電素子の分割数を更に増加することにより、更に高次の変調が可能となる。このように、圧電素子の分割数を３以上とすることにより、液滴サイズの階調数を大きくすることができる。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜請求項７の何れか１項記載の液滴吐出ヘッドにおいて、分割された前記圧電素子の各部が、圧電素子の外周形状にほぼ添った帯状に形成されていることを特徴としている。
【００２２】
請求項８に記載の発明では、分割した圧電素子の各部を、圧電素子の外周形状にほぼ添った帯状に形成することにより、ドロップ変調でこの圧電素子の各部を個別又は同時駆動する際には、中央部付近や略中心部を中心とする所定領域に変位が集中して変位量の分布がほぼ均一になる。これにより、特にルーフシューター式の液滴吐出ヘッド等に適用した場合に、吐出エネルギーの伝達効率向上の点で好適である。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜請求項８の何れか１項記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記圧電素子が半導体プロセスにより形成されて分割構造とされていることを特徴としている。
【００２４】
請求項９に記載の発明では、例えば薄膜、エッチング等の半導体プロセスにより圧電素子を形成して帯状の分割構造とすることにより、簡単な製造方法によって、高密度及び小型でドロップ変調を効率よく行うことができる圧電素子が作製できる。
【００２５】
請求項１０に記載の発明は、請求項１〜請求項９の何れか１項記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記振動板の下面における少なくとも前記圧電素子の分割部と対応する部位に凹溝が形成されていることを特徴としている。
【００２６】
請求項１０に記載の発明では、振動板における圧電素子の分割部と対応する部位は、凹溝によって他の部位よりも薄肉となり、低剛性となる。これにより、圧電素子の変位に伴う振動板の変形性が良好となって、吐出エネルギーの伝達効率が更に向上する。
【００２７】
請求項１１に記載の発明は、液滴吐出装置に、請求項１〜請求項１０の何れか１項記載の液滴吐出ヘッドを備えることを特徴としている。
【００２８】
請求項１１に記載の発明では、上記の液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置であれば、ドロップ変調を効率よく行いつつ、高画質化と高速化の両立を図ることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置は上記構成としたので、縦振動型の圧電素子を用いたルーフシューター式のインクジェット記録ヘッド等に適用する場合に、吐出する液滴のサイズを変更するドロップ変調を効率よく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係るインクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置について説明する。
【００３１】
（第１の実施形態）
まず、図１６を用いてインクジェット記録装置３００の概要を説明する。なお、記録媒体は記録紙Ｐとして説明する。また図１６では、インクジェット記録装置３００における記録紙Ｐの搬送方向を副走査方向として矢印Ｓで表し、その搬送方向と直交する方向を主走査方向として矢印Ｍで表す。
【００３２】
図１６に示されるように、本実施形態のインクジェット記録装置３００は、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各インクジェット記録ユニット３３０（インクジェット記録ヘッド１０）を搭載するキャリッジ３１２を備えている。キャリッジ３１２は、記録紙Ｐの搬送方向上流側に一対のブラケット３１４が突設されており（図では片側のブラケット３１４のみを示している）、この一対のブラケット３１４にそれぞれ形成された円形孔には、主走査方向に架設されたシャフト３２０が挿通されている。
【００３３】
キャリッジ３１２に対し主走査方向の両端側には、主走査機構３１６を構成する駆動プーリー（図示省略）と従動プーリー（図示省略）が配設されている。これらの駆動プーリーと従動プーリーとに巻回されて、主走査方向に走行するタイミングベルト３２２の一部がキャリッジ３１２に固定されている。これにより、キャリッジ３１２は、駆動プーリーの回転駆動によってタイミングベルト３２２が主走査方向に走行すると、一対のブラケット３１４がシャフト３２０にガイドされて主走査方向に往復移動する。
【００３４】
インクジェット記録装置３００の前側下部には、画像印刷前の記録紙Ｐを束状にして収納しておく給紙トレイ３２６が設けられている。この給紙トレイ３２６の上方には、上記各色のインクジェット記録ユニット３３０によって画像が印刷された記録紙Ｐが排出される排紙トレイ３２８が設けられている。また、キャリッジ３１２及びシャフト３２０の下方には、給紙トレイ３２６から１枚ずつ給紙された記録紙Ｐを所定のピッチで副走査方向へ搬送する搬送ローラー及び排出ローラーからなる副走査機構３１８が設けられている。
【００３５】
その他、このインクジェット記録装置３００には、印刷時において各種設定を行うコントロールパネル３２４や、メンテナンスステーション（図示省略）等が設けられている。メンテナンスステーションは、キャップ部材、吸引ポンプ、ダミージェット受け、クリーニング機構等を含んで構成されており、吸引回復動作、ダミージェット動作、クリーニング動作等のメンテナンス動作を行うようになっている。
【００３６】
また、各色のインクジェット記録ユニット３３０は、図２に示されるインクジェット記録ヘッド１０と、それにインクを供給するインクタンク（図示省略）とが一体に構成されたものであり、インクジェット記録ヘッド１０の下面（インク吐出面）に形成された複数のノズル１２（図２参照）が、記録紙Ｐと対向するようにキャリッジ３１２上に搭載されている。これにより、インクジェット記録ヘッド１０が主走査機構３１６によって主走査方向に移動しながら、記録紙Ｐに対してノズル１２から選択的にインク滴を吐出することにより、所定のバンド領域に対して画像データに基づく画像の一部が記録される。
【００３７】
そして、主走査方向への１回の移動が終了すると、記録紙Ｐは、副走査機構３１８によって副走査方向に所定ピッチ搬送され、再びインクジェット記録ヘッド１０（インクジェット記録ユニット３３０）が主走査方向（前述とは反対方向）に移動しながら、次のバンド領域に対して画像データに基づく画像の一部が記録されるようになっており、このような動作を複数回繰り返すことによって、記録紙Ｐに画像データに基づく全体画像がフルカラーで記録される。
【００３８】
インクジェット記録装置３００は以上の構成とされており、次に、このインクジェット記録装置３００に搭載されたインクジェット記録ヘッド１０について詳細に説明する。
【００３９】
図１には、第１の実施形態に係る縦振動型（ベンダー型）の圧電素子２０が振動板１８上に設けられた状態が示されており、図２には、その圧電素子２０を備えた第１の実施形態に係るルーフシューター式のインクジェット記録ヘッド１０が示されている。
【００４０】
図２に示されるように、インクジェット記録ヘッド１０は、図の下側から、ノズル１２が形成されたノズルプレート１４、積層プレート１６、及び振動板１８の順に積層され、各プレートが互いに接合されて構成されている。圧電素子２０は振動板１８の上面に積層されるとともに、インクプール１７からインクが供給されノズル１２と連通された圧力室１９に対応して配置されている。また、振動板１８は、少なくとも表面が非導電性とされた材料によって形成されており、例えば、酸化膜等の絶縁膜を表面に被覆したステンレス板、あるいは樹脂板等によって形成されている。
【００４１】
図１（Ｂ）に示されるように、圧電素子２０は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等の電歪材料により形成された膜状の圧電体層（ＰＺＴ層）２２が、導電性材料により形成された上部電極層２４Ａと下部電極層２４Ｂとに挟まれた構造のベンダー型とされており、振動板１８の上面には、下部電極層２４Ｂ、圧電体層２２、上部電極層２４Ａの順に成膜されて設けられている。上部電極層２４Ａ及び下部電極層２４Ｂについては、一方が正電極とされ、他方が負電極とされており、この図１では、それらの正負電極に駆動信号を供給するための配線パターンは図示を省略している。
【００４２】
図１（Ａ）に示されるように、平面視した圧電素子２０は、外形が略正方形で、中心部には、所定の大きさの略正方形の貫通孔によって空洞部２６が形成されており、さらに、その空洞部２６を構成する略正方形環状（帯状）の内部圧電素子２０Ａと、内部圧電素子２０Ａの外側に、周状の貫通溝２８を介して同心的に配置された略正方形環状（帯状）の外部圧電素子２０Ｂとに２分割された形状とされている。したがって、この２分割された圧電素子２０の内部圧電素子２０Ａと外部圧電素子２０Ｂとは、圧電素子２０の外周形状にほぼ添った帯状に形成されている。また、上記の上部電極層２４Ａと下部電極層２４Ｂは、これらの内部圧電素子２０Ａと外部圧電素子２０Ｂの各圧電体層２２にそれぞれ対応して設けられており、平面視では、内部圧電素子２０Ａ及び外部圧電素子２０Ｂとそれぞれ同形状の略正方形環状（帯状）に形成されている。
【００４３】
この帯状に分割された構造の圧電素子２０を上面に設けた振動板１８が図２（Ａ）に示されるようにインクジェット記録ヘッド１０に搭載された状態では、上部電極層２４Ａ及び下部電極層２４Ｂには配線を介して図示しないヘッド制御部（駆動ＩＣ）が接続され、ヘッド制御部は、外部から入力された画像情報に応じて駆動信号（電気信号）を送信し、圧電素子２０を所定のタイミングで駆動させる。これにより、圧電素子２０が変位して振動板１８を変形させ、圧力室１９のインクが加圧されてノズル１２からインク滴ｉｄが吐出される。
【００４４】
図３には、本実施形態のインクジェット記録ヘッド１０によってドロップ変調を行うために、上記のヘッド制御部に設けられた圧電素子駆動回路の概略構成が示されている。
【００４５】
インクジェット記録ヘッド１０では、複数のノズル１２に対応して圧電素子２０が複数設けられており、図３に示されるように、その複数の圧電素子２０を駆動制御する駆動回路３０には、各圧電素子２０の内部圧電素子２０Ａ及び外部圧電素子２０Ｂを個別に駆動するために、それらに対応させて、信号発生器３２Ａ、３２Ｂ、増幅器３４Ａ、３４Ｂ、及び複数の回路スイッチ３６Ａ、３６Ｂを設けている。また、各回路スイッチ３６Ａ、３６Ｂは、制御器３８によって、それぞれＯＮ／ＯＦＦが切り替えられる。ここで、制御器３８が各回路スイッチ３６Ａ、３６ＢをＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、各圧電素子２０の内部圧電素子２０Ａ及び外部圧電素子２０Ｂに駆動信号がそれぞれ供給され、それらが個別又は同時に駆動して変位する。
【００４６】
図４（Ａ）に、１つの圧電素子２０における内部圧電素子２０Ａ及び外部圧電素子２０Ｂに駆動信号を供給したときの変位を示す。
【００４７】
内部圧電素子２０Ａのみに駆動信号を供給した場合には、圧電素子２０の中心部付近が縦方向に変位して、図の点線で示されるように振動板１８の中央部領域が小さく変形し、ノズル１２から吐出されるインク滴ｉｄは小さくなる（図４（Ｂ）の小ドロップｉｄ１参照）。
【００４８】
外部圧電素子２０Ｂのみに駆動信号を供給した場合には、圧電素子２０の外周部が縦方向に変位して、図の二点鎖線で示されるように振動板１８における圧電素子２０との対応部位のほぼ全体が平均的に小さく変形し、インク滴ｉｄの大きさは中程度となる（図４（Ｂ）の中ドロップｉｄ２参照）。
【００４９】
内部圧電素子２０Ａ及び外部圧電素子２０Ｂに同時に駆動信号を供給した場合には、圧電素子２０全体が縦方向に大きく変位して、図の実線で示されるように振動板１８の中央部領域が大きく変形し、インク滴ｉｄは大きくなる（図４（Ｂ）の大ドロップｉｄ３参照）。
【００５０】
また、この圧電素子２０の各変位動作では、図示のように、圧電素子２０の中央部領域や略中心部を中心とする所定領域に変位が集中して変位量の分布がほぼ均一になる。
【００５１】
このように、本実施形態では、圧電素子２０による圧力室１９の加圧状態が３種類に切り替えられて、図４（Ｂ）に示すようにインク滴のサイズが３段階に調整されるため（ドロップ変調）、高画質化と高速化の両立を図ることが可能となる。
【００５２】
図５に、上記の圧電素子２０において、下記の条件でドロップ変調を行った場合の変位状態及び変位量をシミュレーションした解析モデルを示す。なお、ここでは、圧電素子の変位に伴う振動板１８の変形状態がわかりやすくなるようにするために、対称性を考慮して図５（Ｂ）に示すような１／４モデルで解析した。また、図５（Ｃ）〜（Ｄ）では、振動板１８の変形状態を見やすくするために、圧電素子の図示を省略している。
【００５３】
・振動板の材質：ＳＵＳ
・振動板の厚さ寸法：１０μｍ
・圧電素子の厚さ寸法：１０μｍ（但し、上部及び下部電極層の厚さは含まない）
・外部圧電素子の外形寸法（圧電素子の外形寸法）：５００μｍ×５００μｍ
・外部圧電素子の幅寸法：５０μｍ
・内部圧電素子の幅寸法：５０μｍ
・外部圧電素子と内部圧電素子の間の貫通溝の幅寸法：５０μｍ
上記の条件で圧電素子２０のドロップ変調における変位をシミュレーションした結果、内部圧電素子２０Ａのみを駆動した場合には、図５（Ｃ）に示すように、圧電素子２０の中心部付近が縦方向に変位して、その最大変位が０．２５８μｍとなり、排除体積が３．４０ｐｌとなった。また、外部圧電素子２０Ｂのみを駆動した場合には、図５（Ｄ）に示すように、圧電素子２０のほぼ全体が縦方向に変位して、その最大変位が０．１５７μｍとなり、排除体積が５．５４ｐｌとなった。また、内部圧電素子２０Ａ及び外部圧電素子２０Ｂを同時に駆動した場合には、図５（Ｅ）に示すように、圧電素子２０全体が縦方向に大きく変位して、その最大変位が０．４１７μｍとなり、排除体積が８．９７ｐｌとなった。この解析結果からもわかるように、本実施形態の圧電素子２０では、インク滴のサイズを３段階に調整するドロップ変調が可能であり、さらに、ドロップ量の階調幅を広くとることができる。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態のルーフシューター式のインクジェット記録ヘッド１０では、振動板１８上に設けられた縦振動型の圧電素子２０を、振動板１８の面方向に沿って帯状に分割していることにより、この分割構成の圧電素子２０の各部（内部圧電素子２０Ａ及び外部圧電素子２０Ｂ）を個別又は同時に駆動して、ノズル１２から吐出するインク滴ｉｄのサイズを変更するドロップ変調を行う際に、圧電素子各部のそれぞれの変形性が良好となり、振動板１８から圧力室１９内のインクに伝達される吐出エネルギーの伝達効率が向上する。
【００５５】
さらに、本実施形態では、分割した内部圧電素子２０Ａ及び外部圧電素子２０Ｂを、圧電素子２０の外周形状にほぼ添った帯状（略正方形環状）に形成していることにより、ドロップ変調で個別又は同時駆動する際には、圧電素子２０の中央部付近や略中心部を中心とする所定領域に変位が集中して変位量の分布がほぼ均一になる。これにより、圧力室１９内のインクに対して吐出エネルギーをより効率よく伝達することができて、ドロップ変調を効率よく行うことができる。さらに、内部圧電素子２０Ａ及び外部圧電素子２０Ｂを個別に駆動したときの排除体積の差も大きくなるため、ドロップ量の階調幅を広くとることができるようになる。
【００５６】
また、このように圧電素子２０を帯状に分割した構成であれば、例えば圧電素子をブロック状等に分割する場合に比べ、圧電素子の高密度化及び小型化が可能となり、これに伴いインクジェット記録ヘッド１０のサイズを小さくすることができる。また、圧電素子２０を小型に構成できることにより、圧電素子２０の静電容量が低減されて駆動回路３０のコストを低減することができる。
【００５７】
そして、このインクジェット記録ヘッド１０を備えたインクジェット記録装置３００では、ドロップ変調を効率よく行いつつ、高画質化と高速化の両立を図ることができる。
【００５８】
（第２の実施形態）
図６には、第２の実施形態に係る縦振動型の圧電素子４０が振動板１８上に設けられた状態が示されている。
【００５９】
図６に示されるように、本実施形態の圧電素子４０も、内部圧電素子４０Ａと外部圧電素子４０Ｂとに２分割されて構成されているが、本実施形態では、圧電素子４０の中心部に空洞部が存在せず、平面視した内部圧電素子４０Ａは、図６（Ａ）に示されるように略正方形の固形部とされている。また、この内部圧電素子４０Ａの外側に、周状の貫通溝４６を隔てて、略正方形の環状（帯状）に形成された外部圧電素子４０Ｂが同心的に配置されている。このように、この圧電素子４０は、略中心部が固形部（内部圧電素子４０Ａ）とされ、その略中心部を除く分割領域が帯状（外部圧電素子４０Ｂ）とされている。
【００６０】
以上の構成により、本実施形態の圧電素子４０では、第１の実施形態の圧電素子２０のように、略中心部に空洞部２６を設けたような構成に比べて、圧電素子の更なる高密度化及び小型化が可能となる。また、ドロップ変調においてこの圧電素子４０の各部（内部圧電素子４０Ａ及び外部圧電素子４０Ｂ）を個別又は同時駆動する際には、第１の実施形態と同様に、中央部付近や略中心部を中心とする所定領域に変位が集中して変位量の分布がほぼ均一になるため、特にルーフシューター式の液滴吐出ヘッド等に適用した場合に、吐出エネルギーの伝達効率向上の点で好適である。また、圧電素子を更に小型化できるため、圧電素子の静電容量の更なる低減と、駆動回路の更なるコスト低減を図ることができる。
【００６１】
（第３の実施形態）
第３の実施形態は、第１の実施形態と同様に分割構成された圧電素子において、圧電素子の各部を個別に駆動するための配線構造に関するものである。
【００６２】
図７には、第３の実施形態に係る縦振動型の圧電素子５０が振動板１８上に設けられた状態が示されている。
【００６３】
図７（Ｂ）及び（Ｃ）に示されるように、圧電素子５０は、内部圧電素子５０Ａ及び外部圧電素子５０Ｂの上面、すなわち、各圧電体層５２上の上部電極層５４Ａの上面と、外部圧電素子５０Ｂの外周面、さらに、下部電極層５４Ｂから外側に引き出された下部配線６７を含む振動板１８の上面における外部圧電素子５０Ｂの周囲に、保護絶縁層としての絶縁膜６０が設けられている。また、図７（Ａ）に示されるように、平面視にて略正方形の環状（帯状）に形成された外部圧電素子５０Ｂでは、１つの辺部（図７（Ａ）では左側の辺部）の略中央部に、内外方向に貫通された連通溝５９が形成されており、この連通溝５９によって、内部圧電素子５０Ａと外部圧電素子５０Ｂの間に設けられた周状の貫通溝５８と、圧電素子５０（外部圧電素子５０Ｂ）の外部とが連通されている。
【００６４】
連通溝５９と対応する位置には、内部圧電素子５０Ａに駆動信号を供給するための上部配線６４が絶縁膜６０上に設けられている。この上部配線６４は、図７（Ｃ）に示されるように、平面視にて直線状とされた配線パターン部６４Ｂの一端が内部圧電素子５０Ａ上に配置され、その一端に設けられたコンタクト部６４Ａが、絶縁膜６０に形成された開口６２を介して、内部圧電素子５０Ａの上部電極層５４Ａに接続されている。
【００６５】
配線パターン部６４Ｂは、絶縁膜６０上を内部圧電素子２０Ａの上面部から外側面部へ屈曲されつつ下方へ引き回され、振動板１８の上面部においては、貫通溝５８を横断し、さらに連通溝５９を通って、圧電素子５０（外部圧電素子５０Ｂ）の外側に引き出されており、この外側に引き出された配線パターン部６４Ｂの他端には、駆動回路に接続される外部コンタクト部６４Ｃが設けられている。
【００６６】
また、上部配線６４の両側方（図７（Ａ）では上下側方）には、外部圧電素子５０Ｂに駆動信号を供給するための２本の上部配線６６が隣接配置されて絶縁膜６０上に設けられている。この２本の上部配線６６は、図７（Ｂ）に示されるように、平面視にて直線状とされた配線パターン部６６Ｂの一端が、外部圧電素子５０Ｂにおける連通溝５９によって分断された各分断端部上に配置され、その一端に設けられたコンタクト部６６Ａが、絶縁膜６０に形成された開口６２を介して、外部圧電素子５０Ｂの上部電極層５４Ａに接続されている。
【００６７】
配線パターン部６６Ｂは、絶縁膜６０上を外部圧電素子５０Ｂの上面部から外側面部へ屈曲されつつ下方へ引き回され、振動板１８の上面部において外側に引き出されており、この外側に引き出された配線パターン部６６Ｂの他端には、駆動回路に接続される外部コンタクト部６６Ｃが設けられている。
【００６８】
本実施形態の圧電素子５０は以上の構成とされており、次に、この圧電素子５０の製造方法について説明する。
【００６９】
先ず、Ｎｉ、Ｃｕ、ＳＵＳ、Ｓｉ、ガラス、金属薄板、アモルファスカーボン等の振動板材料を、エレクトロフォーミング、エッチング、モールド等によって所定の形状及び厚さに加工し、振動板１８を形成する。
【００７０】
次に、図８（Ａ）に示されるように、振動板１８上に、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ等の下部電極及び下部配線材料を、ＣＶＤ法（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）等によって成膜し、フォトリソプロセスにより形成したフォトレジスト等のエッチングマスクを用いて、下部電極層５４Ｂ及び下部配線６７をドライエッチング又はウェットエッチングでパターニングする。パターニング後は、エッチングマスクを除去する。
【００７１】
続いて、図８（Ｂ）に示されるように、振動板１８上に圧電体層材料を、ゾルゲル法、スパッタ法、基相成長法、液相成長法、水熱合成法、ＭＯＣＶＤ法、ＡＤ（エアロゾルデポジション）法等の堆積法により成膜、あるいは、バルクＰＺＴの接合によって形成し、その圧電体層材料上に、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｕ等の上部電極材料をＣＶＤ法等によって成膜して、酸化膜、フォトレジスト、Ｓｉ含有レジスト等のエッチングマスク６８を用い、上部電極層５４Ａ及び圧電体層５２をドライエッチング又はウェットエッチングでパターニングする。パターニング後は、エッチングマスク６８を除去する。
【００７２】
次に、図８（Ｃ）に示されるように、酸化膜、ＰＩ等の絶縁膜６０を成膜し、上部電極層５４Ａと上部配線６４、６６とを接続するための開口６２を、フォトレジストを用いエッチングによって形成する。
【００７３】
続いて、図８（Ｄ）に示されるように、絶縁膜６０の開口６２を含む所定領域に、Ａｌ等の上部配線材料をＣＶＤ法等によって成膜し、酸化膜、フォトレジスト等のエッチングマスクを用いて、上部配線６４（図７（Ｃ）参照）及び上部配線６６をドライエッチング又はウェットエッチングでパターニングする。パターニング後は、エッチングマスクを除去する。
【００７４】
最後に、図８（Ｅ）に示されるように、酸化膜、フォトレジスト、Ｓｉ含有レジスト等のエッチングマスク６９を用い、絶縁膜６０、上部電極層５４Ａ、圧電体層５２、及び下部電極層５４Ｂの４層をドライエッチングして空洞部５６及び貫通溝５８を形成し、エッチング後にエッチングマスク６９を除去すると、図８（Ｆ）及び図７に示されるように、振動板１８上に、帯状に分割された圧電素子５０が形成され、この圧電素子５０は、内部圧電素子５０Ａ及び外部圧電素子５０Ｂの各下部電極層５４Ｂに下部配線６７がそれぞれ接続され、さらに、絶縁膜６０を介して下部配線６７と絶縁された上部配線６４（図７（Ｃ）参照）及び上部配線６６が、内部圧電素子５０Ａ及び外部圧電素子５０Ｂの各上部電極層５４Ａにそれぞれ接続された構造となる。
【００７５】
以上説明したように、本実施形態の圧電素子５０では、分割された圧電素子５０の各部（内部圧電素子５０Ａ及び外部圧電素子５０Ｂ）に駆動信号を供給するための複数の上部配線６４、６６を、圧電素子５０に重ならないよう配置していることにより、内部圧電素子５０Ａ及び外部圧電素子５０Ｂの個別駆動が可能となり、ドロップ変調が可能となる。
【００７６】
また、この圧電素子５０の製造では、薄膜、エッチング等の半導体プロセスにより圧電素子５０を形成して帯状の分割構造としていることにより、簡単な製造方法によって、高密度及び小型でドロップ変調を効率よく行うことができる圧電素子５０が作製できる。
【００７７】
（第４の実施形態）
第４の実施形態は、第１の実施形態に係る圧電素子において、微小ドロップを吐出するための駆動方法に関するものである。
【００７８】
図９には、第１実施形態の圧電素子２０を用いて、前述したようにインク滴のサイズを３段階に調整するドロップ変調を行う際に、圧電素子２０に供給する駆動信号の印加タイミングと電圧レベル、圧電素子２０が駆動したときの変位状態（振動板１８の変形状態）、及びそれに応じてドロップ変調されたインク滴が吐出される様子が示されている。
【００７９】
圧電素子２０への印加電圧については、図９（Ａ）に示されるように、待機時には、圧電素子２０の内部圧電素子５０Ａ及び外部圧電素子５０Ｂに所定レベルのプラス電圧（＋Ａ〔Ｖ〕）を印加し、インク滴の吐出時には、電圧レベルを一旦低下してから（＋Ｃ〔Ｖ〕：Ｃ＜Ａ）、所定のタイミングで、例えば５〔Ｖ〕又は２０〔Ｖ〕の駆動電圧（＋Ｂ〔Ｖ〕：Ｃ＜Ｂ＜Ａ）を印加する。
【００８０】
これにより、待機時に加圧方向へ所定量変位していた圧電素子２０が、インク滴の吐出直前に戻り方向へ変位して圧力室１９内が減圧され、ノズル１２付近ではインクのメニスカスが引き込まれるようになる。例えば、ノズル１２からメニスカスが膨出した状態でインク吐出を行うと、インク滴のサイズがばらついたり、吐出方向がばらついて画質低下を招いてしまうが、このようにメニスカスを引き込んでからインク吐出を行うことにより、インク滴のサイズと吐出方向を安定させることができて画質低下が抑えられる。
【００８１】
ここで、図９（Ａ）のタイミングで内部圧電素子５０Ａのみに駆動電圧（＋Ｂ〔Ｖ〕）を印加し、内部圧電素子５０Ａのみを駆動させると、前述したように、ノズル１２から小ドロップｉｄ１が吐出される。また、図９（Ａ）のタイミングで外部圧電素子５０Ｂのみに駆動電圧（＋Ｂ〔Ｖ〕）を印加し、外部圧電素子５０Ｂのみを駆動させると、ノズル１２から中ドロップｉｄ２が吐出される。また、図９（Ａ）のタイミングで内部圧電素子５０Ａ及び外部圧電素子５０Ｂに駆動電圧（＋Ｂ〔Ｖ〕）を同時に印加し、それらを同時に駆動させると、ノズル１２から大ドロップｉｄ３が吐出される。なお、このインク吐出時に内部圧電素子５０Ａ及び外部圧電素子５０Ｂに印加する各駆動電圧（＋Ｂ〔Ｖ〕）については、同じ電圧レベルに設定する他に、例えば、小ドロップでは５〔Ｖ〕、中ドロップでは１０〔Ｖ〕、大ドロップでは２０〔Ｖ〕などのように、異なる電圧レベルに設定するようにしてもよい。
【００８２】
図１０（Ａ）にも示すように、上記のタイミングでプラスの駆動電圧を圧電素子２０の内部圧電素子５０Ａ及び外部圧電素子５０Ｂに共に印加して同時駆動させた場合には、図１０（Ｂ）にも示すように、圧電素子２０の変位量及びそれに伴う振動板１８の変形量が大きくなり、ノズル１２から大ドロップｉｄ３が吐出されるようになる。このように、２分割された圧電素子の各部を同じ方向へ変位させる駆動方法では、図１０（Ｂ）に示されるように、圧電素子２０及び振動板１８が１次振動モードで変形する。
【００８３】
これに対し、微小ドロップを吐出させる場合には、図１１（Ａ）に示されるように、所定の吐出タイミングで、外部圧電素子５０Ｂにはプラスの駆動電圧（＋Ｂ〔Ｖ〕）を印加し、同時に内部圧電素子５０Ａにはマイナスの駆動電圧（−Ｄ〔Ｖ〕）を印加する。
【００８４】
この駆動方法では、図１１（Ｂ）に示されるように、内部圧電素子５０Ａが外部圧電素子５０Ｂとは逆方向へ変位するため、圧電素子２０及び振動板１８では高次振動モード（２次振動モード）が励振されるようになり、これによって、圧力室１９内の圧力波振動の周波数が高くなり、メニスカスの振動速度が速くなる。
【００８５】
このように、メニスカスの引き込みと押し出しの繰り返しが高速で行われることにより、ノズル１２から、小ドロップｉｄ３よりも更に小さい微小ドロップｉｄ４が吐出されるようになり、したがって、更なる高画質化が可能となる。
【００８６】
（第５の実施形態）
図１２には、第５の実施形態に係る縦振動型の圧電素子７０が振動板１８上に設けられた状態が示されている。
【００８７】
図１２（Ａ）に示されるように、本実施形態の圧電素子７０も２分割されているが、本実施形態では、平面視での外形が円形で、中心部には、所定の大きさの円形の貫通孔によって空洞部７６が形成されており、さらに、その空洞部７６を構成する円環状（帯状）の内部圧電素子７０Ａと、内部圧電素子７０Ａの外側に、円周状の貫通溝７８を介して同心的に配置された円環状（帯状）の外部圧電素子７０Ｂとに２分割された形状とされている。したがって、この圧電素子７０の場合も、分割された内部圧電素子７０Ａと外部圧電素子７０Ｂとは、圧電素子７０の外周形状に添った帯状に形成されている。また、図１２（Ｂ）に示されるように、上部電極層７４Ａと下部電極層７４Ｂは、これらの内部圧電素子７０Ａと外部圧電素子７０Ｂの各圧電体層７２にそれぞれ対応して設けられており、平面視では、内部圧電素子７０Ａ及び外部圧電素子７０Ｂとそれぞれ同形状の円環状（帯状）に形成されている。
【００８８】
本実施形態の圧電素子７０は以上の構成とされており、このように、内部圧電素子７０Ａ及び外部圧電素子７０Ｂが円環状に形成されて分割された構成の圧電素子７０においても、第１の実施形態の圧電素子２０と同様に、ドロップ変調において内部圧電素子７０Ａ及び外部圧電素子７０Ｂを個別又は同時駆動する際には、中央部付近や略中心部を中心とする所定領域に変位が集中して変位量の分布がほぼ均一になるため、特にルーフシューター式の液滴吐出ヘッド等に適用した場合に、吐出エネルギーの伝達効率向上の点で好適である。
【００８９】
（第６の実施形態）
図１３には、第６の実施形態に係る縦振動型の圧電素子８０が振動板１８上に設けられた状態が示されている。
【００９０】
図１３（Ａ）に示されるように、本実施形態の圧電素子８０は、第１の実施形態の圧電素子２０と同様に、外形が略正方形で、中心部に、所定の大きさの略正方形の貫通孔によって空洞部８６が形成されているが、２つの周状の貫通溝８８Ａ、８８Ｂを挟んで同心的に配置された略正方形環状（帯状）の内部圧電素子８０Ａ、中部圧電素子８０Ｂ、及び外部圧電素子８０Ｃとに３分割された形状とされている。
【００９１】
また、図１３（Ｂ）に示されるように、上部電極層８４Ａと下部電極層８４Ｂは、第１の実施形態と同様に、圧電素子各部の各圧電体層２２にそれぞれ対応して設けられており、平面視では、圧電素子各部とそれぞれ同形状の略正方形環状（帯状）に形成されている。
【００９２】
このように、３分割に構成された本実施形態の圧電素子８０では、ドロップ変調において、内部圧電素子８０Ａ、中部圧電素子８０Ｂ、及び外部圧電素子８０Ｃをそれぞれ個別に駆動する、又は、何れか２つを同時に駆動する（内部圧電素子８０Ａ＋中部圧電素子８０Ｂ／中部圧電素子８０Ｂ＋外部圧電素子８０Ｃ／内部圧電素子８０Ａ＋外部圧電素子８０Ｃ）、又は、３つ全てを同時に駆動することにより、インク滴のサイズを最大７段階に調整する７変調が可能となる。このように、圧電素子の分割数を増加することで、インク滴サイズの階調数を大きくする高次の変調が可能となり、圧電素子の分割数を更に増やすことによって、更なる高次変調も可能である。
【００９３】
また、このような多数に分割構成された圧電素子においても、第４の実施形態で説明した駆動方法を用いて圧電素子及び振動板に高次振動モードを励振させることにより、微小ドロップを吐出させることが可能である。
【００９４】
（第７の実施形態）
第７の実施形態は、第１の実施形態で説明した圧電素子及びインクジェット記録ヘッドにおいて、振動板の構造を変更した変形例に関するものである。
【００９５】
図１４には、第７の実施形態に係る振動板９０の上面に、第１の実施形態で説明した圧電素子２０が設けられた状態が示されており、図１５には、その圧電素子２０及び振動板９０を備えた第７の実施形態に係るルーフシューター式のインクジェット記録ヘッド１００が示されている。
【００９６】
図１４（Ｂ）及び（Ｃ）に示されるように、振動板９０の下面には、圧電素子２０の空洞部２６と対応する部位に、空洞部２６とほぼ同形状とされた略正方形の凹溝９２が形成されており、さらに圧電素子２０の分割部である貫通溝２８と対応する部位に、下面視が空洞部２６とほぼ同形状とされた周状の凹溝９４が形成されている。
【００９７】
以上の構成により、この振動板９０では、圧電素子２０の空洞部２６と対応する部位、及び、圧電素子２０の分割部（空洞部２６）と対応する部位は、凹溝９２、９４によって他の部位よりも薄肉となり、低剛性となる。これにより、本実施形態の圧電素子２０及び振動板９０を備えたインクジェット記録ヘッド１００では、圧電素子２０の変位に伴う振動板９０の変形性が良好となって、圧力室１９内のインクに伝達される吐出エネルギーの伝達効率が更に向上する。
【００９８】
以上、本発明を上述した第１〜第７の実施形態により詳細に説明したが、本発明はそれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の形態が実施可能である。
【００９９】
例えば、上述の実施形態で説明した圧電素子では、圧電体層を形成する電歪材料として、例えばゾルゲル法による成膜及びドライエッチングによるパターニングが可能なＳＢＴ（Strontium Bismuth Tantalates）やＢＳＴ（Barium Strontium Titanate）等を使用することもできる。
【０１００】
また、圧電素子の形状については、上述の実施形態で説明したような平面視が略正方形や円形に限らず、長方形、台形、平行四辺形、五角形以上の多角形状などの他の形状でもよい。また、帯状に分割構成された圧電素子各部の形状や、分割部となる周状の貫通溝の形状についても、平面視が略正方形環状や円環状、円周状に限らず、長方形環状（周状）、台形環状（周状）、平行四辺形環状（周状）、五角形以上の多角形状環状（周状）などの他の形状を用いることができる。
【０１０１】
また、本発明は、上述したインクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置に限らず、半導体等のパターン形成のために液滴を吐出するパターン形成装置等に使用される他の液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る圧電素子が振動板上に設けられた状態を示す（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）の１Ｂ−１Ｂ線断面図である。
【図２】図１の圧電素子が備えられた本発明の第１の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る圧電素子を駆動する駆動回路の概略構成を示す回路図である。
【図４】（Ａ）は本発明の第１の実施形態に係る圧電素子にてドロップ変調を行ったときの変位動作を示す断面図、（Ｂ）は（Ａ）の変位動作にて吐出されたインク滴の大きさを模式的に示す模式図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｅ）は本発明の第１の実施形態に係る圧電素子の変位をシミュレーションした解析モデルを示す斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る圧電素子が振動板上に設けられた状態を示す（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）の６Ｂ−６Ｂ線断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る圧電素子が振動板上に設けられた状態を示す（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）の７Ｂ−７Ｂ線断面図、（Ｃ）は（Ａ）の７Ｃ−７Ｃ線断面図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｆ）は図７の圧電素子の製造工程を示す製造工程図である。
【図９】（Ａ）は圧電素子に供給する駆動信号の印加タイミングと電圧レベルを示すグラフ図、（Ｂ）〜（Ｄ）は圧電素子が駆動したときの変位状態、及びそれに応じてドロップ変調されたインク滴が吐出される様子を模式的に示す断面図である。
【図１０】（Ａ）は大ドロップを吐出する際に圧電素子に供給する駆動信号の印加タイミングと電圧レベルを示すグラフ図、（Ｂ）は（Ａ）の駆動信号にて圧電素子が駆動したときの変位状態、及びそれに応じてドロップ変調されたインク滴が吐出される様子を模式的に示す断面図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態に係る圧電素子の駆動方法において、（Ａ）は微小ドロップを吐出する際に圧電素子に供給する駆動信号の印加タイミングと電圧レベルを示すグラフ図、（Ｂ）は（Ａ）の駆動信号にて圧電素子が駆動したときの変位状態、及びそれに応じてドロップ変調されたインク滴が吐出される様子を模式的に示す断面図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態に係る圧電素子が振動板上に設けられた状態を示す（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）の１２Ｂ−１２Ｂ線断面図である。
【図１３】本発明の第６の実施形態に係る圧電素子が振動板上に設けられた状態を示す（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）の１３Ｂ−１３Ｂ線断面図である。
【図１４】本発明の第７の実施形態に係る圧電素子が振動板上に設けられた状態を示す（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）の１４Ｂ−１４Ｂ線断面図、（Ｃ）は振動板の下面図である。
【図１５】図１４の圧電素子及び振動板が備えられた本発明の第７の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを示す断面図である。
【図１６】本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の外観を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１０   インクジェット記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）
１２   ノズル
１８   振動板
１９   圧力室
２０   圧電素子
２０Ａ 内部圧電素子
２０Ｂ 外部圧電素子
２６   空洞部
２８   貫通溝（分割部）
４０   圧電素子
４０Ａ 内部圧電素子
４０Ｂ 外部圧電素子
５０   圧電素子
５０Ａ 内部圧電素子
５０Ｂ 外部圧電素子
５９   連通溝
６４   上部配線
６６   上部配線
７０   圧電素子
７０Ａ 内部圧電素子
７０Ｂ 外部圧電素子
８０   圧電素子
８０Ａ 内部圧電素子
８０Ｂ 中部圧電素子
８０Ｃ 外部圧電素子
９０   振動板
９２   凹溝
９４   凹溝
１００ インクジェット記録ヘッド
３００ インクジェット記録装置（液滴吐出装置）
ｉｄ   インク滴（液滴）
【図１】
2007001051.tif 000003
【図２】
2007001051.tif 000004
【図３】
2007001051.tif 000005
【図４】
2007001051.tif 000006
【図５】
2007001051.tif 000007
【図６】
2007001051.tif 000008
【図７】
2007001051.tif 000009
【図８】
2007001051.tif 000010
【図９】
2007001051.tif 000011
【図１０】
2007001051.tif 000012
【図１１】
2007001051.tif 000013
【図１２】
2007001051.tif 000014
【図１３】
2007001051.tif 000015
【図１４】
2007001051.tif 000016
【図１５】
2007001051.tif 000017
【図１６】
2007001051.tif 000018