(57)【要約】  【課題】  クロストークを抑制する。  【解決手段】流路ユニット２に圧力室１４からノズル２０に至る個別インク流路２１が複数形成されている。圧力室１４が隔壁１０ａによって隔てられている。圧電アクチュエータユニット３が、隔壁１０ａに固定されて圧力室１４を閉塞する下側アクチュエータユニット３ａと、隔壁１０ａと共に下側アクチュエータユニット３ａを挟み込む隔壁３４ｃを含む中間層３ｃと、隔壁３４ｃに固定された上側アクチュエータユニット３ｂとを有している。各アクチュエータユニット３ａ、３ｂが、振動板３０ａ、３０ｂ、これに積層された圧電層３１ａ、３１ｂ、各圧力室１４の中央部と対向する複数の個別電極３２ａ、３２ｂ及びこれらと共に圧電層３１ａ、３１ｂを挟み込む共通電極３３ａ、３３ｂを有している。【選択図】  図４
2007030382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力室を経て液体流出口に至る個別液体流路が複数形成されたものであって、複数の前記圧力室が所定の面において開口するように形成され、且つ、隣接する前記圧力室同士が第１の隔壁によって隔てられた流路ユニットと、
複数の前記圧力室内の液体に吐出圧を付与するものであって、第１の振動板、前記第１の振動板に積層された第１の圧電層、及び、前記第１の圧電層の一方の表面に形成された複数の第１の個別電極を有しており、前記複数の第１の個別電極が前記複数の圧力室と夫々対向するように前記第１の隔壁に固定されることによって複数の前記圧力室を閉塞する第１のアクチュエータユニットと、
前記第１の隔壁と共に前記第１のアクチュエータユニットを挟み込むものであって、前記第１の隔壁に対向するように前記第１のアクチュエータユニット上に固定された第２の隔壁と、
第２の振動板、前記第２の振動板に積層された第２の圧電層、及び、前記第２の圧電層の一方の表面に形成された複数の第２の個別電極を有しており、前記複数の第２の個別電極が前記複数の圧力室と夫々対向するように前記第２の隔壁に固定される第２のアクチュエータユニットとを備えていることを特徴とする液体移送装置。
【請求項２】
前記第１のアクチュエータユニットと前記第２のアクチュエータユニットとは、同一の変形特性を有し、且つ、同一の駆動信号が付与されるものであることを特徴とする請求項１に記載の液体移送装置。
【請求項３】
前記第１のアクチュエータユニットと前記第２のアクチュエータユニットとは、同一の形状と寸法とを有するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体移送装置。
【請求項４】
前記第１のアクチュエータユニットにおける前記複数の圧力室の中央部に対向する複数の領域と、前記第２のアクチュエータユニットにおける前記複数の圧力室の中央部に対向複数の領域とに固定されることによって、これらを連結する複数の連結部を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液体移送装置。
【請求項５】
前記第２の隔壁と前記連結部とが連続した一つの層として形成されていることを特徴とする請求項４に記載の液体移送装置。
【請求項６】
前記第１のアクチュエータユニットと前記第２のアクチュエータユニットとの間に形成された空間に、前記第２の隔壁及び前記連結部と同じ材料からなり且つ前記第１の振動板の厚さ方向に延在した複数の貫通孔が形成された中間部材が配置されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の液体移送装置。
【請求項７】
前記第１のアクチュエータユニットと前記第２のアクチュエータユニットとの間に形成された空間に、前記第２の隔壁及び前記連結部よりも弾性率の小さい弾性材料が充填されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の液体移送装置。
【請求項８】
前記第１のアクチュエータユニットが、前記第１の圧電層を挟んで前記複数の第１の個別電極と対向する第１の共通電極をさらに有しており、
前記第２のアクチュエータユニットが、前記第２の圧電層を挟んで前記複数の第２の個別電極と対向する第２の共通電極をさらに有していることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の液体移送装置。
【請求項９】
前記第１の振動板及び前記第２の振動板が導電性を有していることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の液体移送装置。
【請求項１０】
前記第１の振動板が前記流路ユニットと前記第１の圧電層との間に挟まれていると共に、前記第２の振動板が複数の前記第２の隔壁と前記第２の圧電層との間に挟まれており、
前記第１及び第２の個別電極が、前記圧力室の中央部と対向していることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の液体移送装置。
【請求項１１】
前記第１の振動板が前記流路ユニットと前記第１の圧電層との間に挟まれていると共に、前記第２の振動板が複数の前記第２の隔壁と前記第２の圧電層との間に挟まれており、
前記第１及び第２の個別電極が、前記圧力室の周縁部だけと対向していることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の液体移送装置。
【請求項１２】
前記第１の振動板が前記流路ユニットと前記第１の圧電層との間に挟まれていると共に、前記第２の圧電層が複数の前記第２の隔壁と前記第２の振動板との間に挟まれており、
前記第１の個別電極が前記圧力室の周縁部だけと対向していると共に、前記第２の個別電極が前記圧力室の中央部と対向していることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の液体移送装置。
【請求項１３】
前記第１の振動板が前記流路ユニットと前記第１の圧電層との間に挟まれていると共に、前記第２の圧電層が複数の前記第２の隔壁と前記第２の振動板との間に挟まれており、
前記第１の個別電極が前記圧力室の中央部と対向していると共に、前記第２の個別電極が前記圧力室の周縁部だけと対向していることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の液体移送装置。
【請求項１４】
前記連結部が導電性を有しており、
前記第１の個別電極及び前記第２の個別電極が前記連結部に接触していることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の液体移送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を移送する液体移送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録用紙等にインク（液体）を吐出（移送）するインクジェットヘッド（液体移送装置）としては、例えば、インク滴を吐出するノズル（液体流出口）とこのノズルに連通する圧力室とを備えた流路ユニットと、圧力室内のインクに吐出エネルギーを付与する手段とを備えているものがある。吐出エネルギーを付与する手段としては、圧力室の容積を変化させることにより圧力室に圧力を付加する圧電式のアクチュエータユニットを有する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この圧電式のアクチュエータユニットは、複数の圧力室（加圧室）に跨る圧電層（圧電膜）と、複数の圧力室にそれぞれ対向する位置に設けられた複数の個別電極（上部電極）と、複数の個別電極との間で圧電層を挟み込むと共に導電性を有する振動板とを含んでいる。そして、個別電極と共通電極として作用する振動板との間に所定の駆動電圧が印加されると、その個別電極と振動板との間に挟まれた圧電層の一部が、電界の作用によって収縮する。このとき、収縮した圧電層の一部とこれに対向する振動板との間で歪みが生じ、アクチュエータユニット全体が変形する。これにより、対応する圧力室の容積が変化して圧力室に圧力（吐出圧）が付与される。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３３４０６１号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のアクチュエータユニットは、1つの圧力室に圧力を付与するために、当該圧力室と対向する領域のみを変形させるものであるが、このとき、その変形が隣接する他の圧力室と対向する領域まで伝播する、いわゆるクロストークが発生する。クロストークが発生すると、隣接する他の圧力室に不要な圧力が付与され、他の圧力室に係るノズルからのインク吐出性能が乱れる。
【０００５】
本発明の主な目的は、クロストークを抑制することができる液体移送装置を提供することである。
【課題を解決するための手段及び効果】
【０００６】
本発明の液体移送装置は、圧力室を経て液体流出口に至る個別液体流路が複数形成されたものであって、複数の前記圧力室が所定の面において開口するように形成され、且つ、隣接する前記圧力室同士が第１の隔壁によって隔てられた流路ユニットを備えている。また、複数の前記圧力室内の液体に吐出圧を付与するものであって、第１の振動板、前記第１の振動板に積層された第１の圧電層、及び、前記第１の圧電層の一方の表面に形成された複数の第１の個別電極を有しており、前記複数の第１の個別電極が前記複数の圧力室と夫々対向するように前記第１の隔壁に固定されることによって複数の前記圧力室を閉塞する第１のアクチュエータユニットと、前記第１の隔壁と共に前記第１のアクチュエータユニットを挟み込むものであって、前記第１の隔壁に対向するように前記第１のアクチュエータユニット上に固定された第２の隔壁と、第２の振動板、前記第２の振動板に積層された第２の圧電層、及び、前記第２の圧電層の一方の表面に形成された複数の第２の個別電極を有しており、前記複数の第２の個別電極が前記複数の圧力室と夫々対向するように前記第２の隔壁に固定される第２のアクチュエータユニットとを備えている。
【０００７】
本発明によると、第１の個別電極及び第２の個別電極の電位を制御することによって、第１のアクチュエータユニットと第２のアクチュエータユニットとを同じように変形させることができる。このとき、例えば、第１及び第２のアクチュエータユニットをともに圧力室に向かって凸となるように変形させると、これに伴って第１及び第２のアクチュエータユニットの第２の隔壁に固定された部分も、元の姿勢から傾斜した状態となるように変形しようとする。しかし、第２の隔壁が自身が容易に変形されないため、第１及び第２のアクチュエータユニットの第２の隔壁に固定された部分は、第２の隔壁によって拘束されることとなり、第１及び第２のアクチュエータユニットを凸状に変形させる前の元の状態に維持される。これにより、第１及び第２のアクチュエータユニットの第２の隔壁に固定された領域が変形しにくくなり、隣接する他の圧力室に対向する領域に対するクロストークが抑制される。
【０００８】
本発明においては、前記第１のアクチュエータユニットと前記第２のアクチュエータユニットとが、同一の変形特性を有し、且つ、同一の駆動信号が付与されるものであることが好ましい。これによると、第１のアクチュエータユニットと第２のアクチュエータユニットとを同じように変形させることができるため、これらの制御が容易になる。
【０００９】
また、本発明においては、前記第１のアクチュエータユニットと前記第２のアクチュエータユニットとは、同一の形状と寸法とを有するものであることがより好ましい。これによると、第１のアクチュエータユニットと第２のアクチュエータユニットの変形特性が同一になると共に液体移送装置をローコストなものにすることができる。
【００１０】
さらに、本発明においては、前記第１のアクチュエータユニットにおける前記複数の圧力室の中央部に対向する複数の領域と、前記第２のアクチュエータユニットにおける前記複数の圧力室の中央部に対向する複数の領域とに固定されることによって、これらを連結する複数の連結部を備えていることがより一層好ましい。これによると、連結部によって、第２のアクチュエータユニットの変形に伴って発生する力が、第１のアクチュエータユニットに伝達されるため、圧力室に付与する圧力を大きくすることができる。
【００１１】
加えて、本発明においては、前記第２の隔壁と前記連結部とが連続した一つの層として形成されていることが好ましい。これによると、第２の隔壁及び連結部を容易に形成することができる。
【００１２】
また、本発明においては、前記第１のアクチュエータユニットと前記第２のアクチュエータユニットとの間に形成された空間に、前記第２の隔壁及び前記連結部と同じ材料からなり且つ前記第１の振動板の厚さ方向に延在した複数の貫通孔が形成された中間部材が配置されていてもよい。これによると、第２の隔壁及び連結部を含む層の強度を高くすることができる。これにより、製造過程において当該層のハンドリングが容易になり、液体移送装置の製造コストを低減することができる。
【００１３】
または、前記第１のアクチュエータユニットと前記第２のアクチュエータユニットとの間に形成された空間に、前記第２の隔壁及び前記連結部よりも弾性率の小さい弾性材料が充填されてもよい。これによると、第１及び第２のアクチュエータユニットを含む積層体の強度を高くすることができる。
【００１４】
本発明においては、前記第１のアクチュエータユニットが、前記第１の圧電層を挟んで前記複数の第１の個別電極と対向する第１の共通電極をさらに有しており、前記第２のアクチュエータユニットが、前記第２の圧電層を挟んで前記複数の第２の個別電極と対向する第２の共通電極をさらに有していてもよい。これによると、第１及び第２の振動板を、導電性を有さない部材で形成することができる。
【００１５】
または、本発明においては、前記第１の振動板及び前記第２の振動板が導電性を有していてもよい。これによると、第１及び第２の振動板が共通電極を兼ねるため、第１及び第２のアクチュエータユニットの部品点数を少なくすることができる。これによって、液体移送装置をローコストなものにすることができる。
【００１６】
さらに、本発明においては、前記第１の振動板が前記流路ユニットと前記第１の圧電層との間に挟まれていると共に、前記第２の振動板が複数の前記第２の隔壁と前記第２の圧電層との間に挟まれており、前記第１及び第２の個別電極が、前記圧力室の中央部と対向していてもよい。これによると、第１及び第２の個別電極の電位を第１及び第２の振動板（又は第１及び第２の共通電極）とはそれぞれ異なる電位になるように制御することによって、圧力室に対向する領域において、第１及び第２のアクチュエータユニットを圧力室に向かって凸となるように変形させることができる。
【００１７】
または、本発明においては、前記第１の振動板が前記流路ユニットと前記第１の圧電層との間に挟まれていると共に、前記第２の振動板が複数の前記第２の隔壁と前記第２の圧電層との間に挟まれており、前記第１及び第２の個別電極が、前記圧力室の周縁部だけと対向していてもよい。これによると、第１及び第２の個別電極の電位を第１及び第２の振動板（又は第１及び第２の共通電極）とはそれぞれ異なる電位になるように制御することによって、圧力室に対向する領域において、第１及び第２のアクチュエータユニットを圧力室の反対側に向かって凸となるように変形させることができる。これにより、インク吐出時において圧力室内に負の圧力を発生させた後に正の圧力を発生させる場合には、インク吐出時においてのみ第１及び第２の個別電極の電位を第１及び第２の振動板（又は第１及び第２の共通電極）に電位を付与すればよく、消費電力を小さくすることができる。
【００１８】
或いは、本発明においては、前記第１の振動板が前記流路ユニットと前記第１の圧電層との間に挟まれていると共に、前記第２の圧電層が複数の前記第２の隔壁と前記第２の振動板との間に挟まれており、前記第１の個別電極が前記圧力室の周縁部だけと対向していると共に、前記第２の個別電極が前記圧力室の中央部と対向していてもよい。これによると、第１及び第２の個別電極の電位を第１及び第２の振動板（又は第１及び第２の共通電極）とはそれぞれ異なる電位になるように制御することによって、圧力室に対向する領域において、第１及び第２のアクチュエータユニットを圧力室に向かって凹となるように変形させることができる。
【００１９】
さらには、本発明においては、前記第１の振動板が前記流路ユニットと前記第１の圧電層との間に挟まれていると共に、前記第２の圧電層が複数の前記第２の隔壁と前記第２の振動板との間に挟まれており、前記第１の個別電極が前記圧力室の中央部と対向していると共に、前記第２の個別電極が前記圧力室の周縁部だけと対向していてもよい。これによると、第１及び第２の個別電極の電位を第１及び第２の振動板（又は第１及び第２の共通電極）とはそれぞれ異なる電位になるように制御することによって、圧力室に対向する領域において、第１及び第２のアクチュエータユニットを圧力室に向かって凸となるように変形させることができる。
【００２０】
本発明においては、前記連結部が導電性を有しており、前記第１の個別電極及び前記第２の個別電極が前記連結部に接触していることが好ましい。これによると、第１の個別電極と第２の個別電極とを容易に電気的に接続することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の好適な一実施形態について説明する。本実施形態は、液体移送装置として、ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドに本発明を適用した一例である。まず、インクジェットヘッド１を備えたインクジェットプリンタについて図１を参照しつつ簡単に説明する。図１は、インクジェットプリンタの概略構成図である。図１に示すように、インクジェットプリンタ１００は、図１の左右方向に移動可能なキャリッジ５と、このキャリッジ５に設けられて記録用紙Ｐに対してインク滴を吐出するシリアル式のインクジェットヘッド１と、記録用紙Ｐを図１の前方へ搬送する搬送ローラ６等を備えている。インクジェットヘッド１は、キャリッジ５と一体的に左右方向（走査方向）へ移動して、その下面のインク吐出面に形成されたノズル２０（図２〜図４参照）の出射口（液体流出口）から記録用紙Ｐに対してインク滴を吐出する。そして、インクジェットヘッド１により記録された記録用紙Ｐは、搬送ローラ６により前方（紙送り方向）へ排出される。
【００２２】
次に、インクジェットヘッド１について図２〜図４を参照しつつ説明する。図２は、インクジェットヘッド１の平面図である。図３は、図２に示すIII−III線の断面図である。図４は、図２に示すIV−IV線の断面図である。図２〜図４に示すように、インクジェットヘッド１は、内部にインク流路が形成された流路ユニット２と、この流路ユニット２の上面に配置された圧電アクチュエータユニット３とを有する。
【００２３】
まず、流路ユニット２について図５をさらに参照しつつ説明する。図５は、図４に示すV−V線の断面図であり、流路ユニット２の部分拡大平面図である。図２〜図５に示すように、流路ユニット２はキャビティプレート１０、ベースプレート１１、マニホールドプレート１２及びノズルプレート１３を備えており、これら４枚のプレート１０〜１３が積層状態で接合されている。このうち、キャビティプレート１０、ベースプレート１１及びマニホールドプレート１２は略矩形のステンレス鋼製の板である。これら３枚のプレート１０〜１２に、後述するマニホールド１７や圧力室１４等のインク流路がエッチングにより形成されている。また、ノズルプレート１３は、例えば、ポリイミド等の高分子合成樹脂材料により形成され、マニホールドプレート１２の下面に接着されている。なお、ノズルプレート１３も、３枚のプレート１０〜１２と同様にステンレス鋼等の金属材料で形成されていてもよい。
【００２４】
キャビティプレート１０には、平面に沿って配列された複数の圧力室１４が形成されており、これら複数の圧力室１４は、キャビティプレート１０の上面（所定の面）において、圧電アクチュエータユニット３（図３、図４の上方）に向かって開口している。また、各圧力室１４は、平面視で走査方向（図２、図５の左右方向）に長い、略楕円形状に形成されている。これら複数の圧力室１４は、紙送り方向（図２の上下方向）に２列に配列されている。紙送り方向に隣接している圧力室１４同士は、隔壁（第１の隔壁）１０ａによって隔てられている。圧力室１４は、ともに円形の平面形状を有するインク流入口１４ａとインク流出口１４ｂとを有し、これらインク流入口１４ａ及びインク流出口１４ｂが圧力室１４の長手方向両端部に夫々配置されている。
【００２５】
ベースプレート１１の、平面視で圧力室１４の両端部（インク流入口１４ａ及びインク流出口１４ｂ）と重なる位置には、夫々連通孔１５、１６が形成されている。また、マニホールドプレート１２には、紙送り方向（図２の上下方向）に延びるマニホールド１７が形成されている。マニホールド１７は、平面視で、左側に配列された圧力室１４の左半分、及び、右側に配列された圧力室１４の右半分と夫々重なるように配置されている。そして、このマニホールド１７は、インクジェットヘッド１の一端（図２の下方端）近傍に形成されたインク供給口１８と連通しており、インクタンク（図示省略）からインク供給口１８を介してインクが供給される。また、マニホールドプレート１２の、平面視で複数の圧力室１４のマニホールド１７と反対側の端部と重なる位置には、夫々、複数の連通孔１６に連なる複数の連通孔１９が形成されている。さらに、ノズルプレート１３の、平面視で複数の連通孔１９に夫々重なる位置には、複数のノズル２０が夫々形成されている。これらのノズル２０は、例えば、ポリイミド等の高分子合成樹脂の基板にエキシマレーザー加工を施すことにより形成される。
【００２６】
そして、図３に示すように、マニホールド１７は連通孔１５を介して圧力室１４のインク流入口１４ａに連通し、さらに、圧力室１４のインク流出口１４ｂは、連通孔１６、１９を介してノズル２０に連通している。このように、流路ユニット２内には、マニホールド１７から圧力室１４を経てノズル２０に至る個別インク流路２１が形成されている。
【００２７】
次に、圧電アクチュエータユニット３について説明する。圧電アクチュエータユニット３は、各圧力室１４内のインクに吐出圧を付与するものであり、図２〜図４に示すように、複数の圧力室１４に跨るように流路ユニット２の全面に形成されている。また、圧電アクチュエータユニット３は、下側アクチュエータユニット（第１のアクチュエータユニット）３ａと、上側アクチュエータユニット（第２のアクチュエータユニット）３ｂと、下側アクチュエータユニット３ａと上側アクチュエータユニット３ｂとに挟持されている中間層（第２の隔壁と連結部とが連続した一つの層）３ｃとを有する。
【００２８】
図６は、図４に示すVI−VI線の断面図であり、下側アクチュエータユニット３ａの部分拡大平面図である。図２〜図４及び図６に示すように、下側アクチュエータユニット３ａは、流路ユニット２の上面に配置された振動板（第１の振動板）３０ａと、この振動板３０ａの上方に積層された圧電層（第１の圧電層）３１ａと、この圧電層３１ａの上面（一方の表面：振動板３０ａと反対側の面）において、複数の圧力室１４に夫々対応して形成された複数の個別電極（第１の個別電極）３２ａと、振動板３０ａと圧電層３１ａとの間に配置されており、複数の個別電極３２ａと共に圧電層３１ａを挟持する共通電極３３ａとを備えている。
【００２９】
振動板３０ａは、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体であり強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる平面視で略矩形状の板であり、複数の圧力室１４を覆うようにキャビティプレート１０に接合されている。このとき、振動板３０ａがキャビティプレート１０の隔壁１０ａに固定されると共に圧力室１４を閉塞する。
【００３０】
圧電層３１ａは、振動板３０ａと同様にＰＺＴからなる平面視で略矩形状の板であり、振動板３０ａの上面において、複数の圧力室１４を全面的に覆うように形成されている。なお、振動板３０ａ及び圧電層３１ａは、例えば、圧電材料の粒子を基材の一表面に噴射して堆積させるエアロゾルデポジション法（ＡＤ法）により形成することができる。または、スパッタ法、ＣＶＤ（化学蒸着）法、ゾル・ゲル法、水熱合成法等の、他の既知の方法で形成することもできる。あるいは、ＰＺＴのグリーンシートを焼成することにより生成された圧電シートを所定の大きさに切断し、この切断された圧電シートを貼り付けることにより形成してもよい。
【００３１】
個別電極３２ａは、圧電層３１ａの上面において、圧力室１４の中央部と対向するように走査方向に延在した楕円形状を有する薄膜電極である。個別電極３２ａは、導電性材料（例えば、金、銅、銀、パラジウム、白金、あるいは、チタン等）で形成されている。さらに、各個別電極３２ａの一端部からは、端子部３５ａが走査方向（図６の左右方向）に延びている。各端子部３５ａには、上側アクチュエータユニット３ｂ及び中間層３ｃを厚さ方向に貫通する内部配線３ｄの下端部が接合されている。なお、個別電極３２ａ及び端子部３５ａは、スクリーン印刷、スパッタ法、あるいは、蒸着法等により形成することができる。
【００３２】
共通電極３３ａは、振動板３０ａと圧電層３１ａとの間において、複数の個別電極３２ａと対向するように延在した略矩形状を有する薄膜電極であり、複数の個別電極３２ａとの間で圧電層３１ａを挟持している。また、共通電極３３ａは、個別電極３２ａと同様に導電性材料で形成されており、常にグランド電位に保持された状態となっている。
【００３３】
図７は、図４に示すVII−VII線の断面図であり、中間層３ｃの部分拡大平面図である。図２〜図４及び図７に示すように、中間層３ｃは、ＰＺＴからなる平面視で略矩形状の板であり、下側アクチュエータユニット３ａの上面と上側アクチュエータユニット３ｂの下面とに挟持されるように固定されている。また、中間層３ｃには、各圧力室１４と対向する領域において、走査方向に延在すると共に紙送り方向に隣接する２つの楕円孔３４ａが形成されている。各圧力室１４と対向する２つの楕円孔３４ａ同士の間が各圧力室１４の中央部のみと対向する連結部３４ｂとなっている。連結部３４ｂは、下側アクチュエータユニット３ａ上面における各圧力室１４の中央部と対向する領域と、上側アクチュエータユニット３ｂ下面における各圧力室１４の中央部と対向する領域とに固定されることによって、これらを連結している。また、紙送り方向に隣接する圧力室１４同士の間の領域と対向する領域が隔壁３４ｃとなっている。つまり、隔壁３４ｃは、キャビティプレート１０の隔壁１０ａと対向するように下側アクチュエータユニット３ａの上面及び上側アクチュエータユニット３ｂの下面に固定されている。言い換えれば、隔壁３４ｃは、隔壁１０ａと共に下側アクチュエータユニット３ａを挟み込んでいる。
【００３４】
図２〜図４に示すように、上側アクチュエータユニット３ｂは、中間層３ｃの上面に配置された振動板（第２の振動板）３０ｂと、この振動板３０ｂの上方に積層された圧電層（第２の圧電層）３１ｂと、この圧電層３１ｂの上面（一方の表面：振動板３０ｂと反対側の面）において、複数の圧力室１４に夫々対応して形成された複数の個別電極（第２の個別電極）３２ｂと、振動板３０ｂと圧電層３１ｂとの間に配置されており、複数の個別電極３２ｂと共に圧電層３１ｂを挟持する共通電極３３ｂとを備えている。
【００３５】
振動板３０ｂは、振動板３０ａと同様にＰＺＴからなる平面視で略矩形状の板であり、複数の圧力室１４を覆うように中間層３ｃの上方の面に接合されている。
【００３６】
圧電層３１ｂは、圧電層３１ａと同様にＰＺＴからなる平面視で略矩形状の板であり、振動板３０ｂの上面において、複数の圧力室１４を全面的に覆うように形成されている。
【００３７】
個別電極３２ｂは、圧電層３１ｂの上面において、圧力室１４の中央部と対向するように走査方向に延在した楕円形状を有する薄膜電極である。つまり、個別電極３２ｂは個別電極３２ａと同一形状を有している。また、個別電極３２ｂは、導電性材料で形成されている。さらに、各個別電極３２ｂの一端部からは、端子部３５ｂが走査方向（図２の左右方向）に延びている。そして、これら複数の端子部３５ｂには、フレキシブルプリント配線板（Flexible Printed Circuit：ＦＰＣ）等の可撓性を有する配線部材（図示省略）を介して、ドライバＩＣ（図示せず）が接続されている。このドライバＩＣから複数の端子部３５ａを介して複数の個別電極３２ｂに対して選択的に駆動電位が付与される。また、各端子部３５ｂには、その下端部が対向する端子部３５ａに接合された内部配線３ｄの上端部が接合されている。これにより、個別電極３２ｂとこれに対向する個別電極３２ａとが電気的に接続されている。したがって、同じ圧力室１４に対向する個別電極３２ａ、３２ｂには常に同じ駆動電位が付与される。このとき、個別電極３２ａ、３２ｂとグランド電位に保持されている共通電極３３ａ、３３ｂとの間にはそれぞれ同じ駆動電圧が印加される。なお、個別電極３２ｂ及び端子部３５ｂは、スクリーン印刷、スパッタ法、あるいは、蒸着法等により形成することができる。
【００３８】
図８は、図４に示すVIII−VIII線の断面図であり、共通電極３３ｂの部分拡大平面図である。図２〜図４及び図８に示すように、共通電極３３ｂは、振動板３０ｂと圧電層３１ｂとの間において、複数の個別電極３２ｂと対向するように延在した略矩形状を有する薄膜電極であり、複数の個別電極３２ｂとの間で圧電層３１ｂを挟持している。共通電極３３ｂにおける端子部３５ｂの延在方向の端部と対向する領域には、内部配線３ｄが通過する孔３６が形成されている。また、共通電極３３ｂは、個別電極３２ｂと同様に導電性材料で形成されており、共通電極３３ａと共に常にグランド電位に保持された状態となっている。
【００３９】
このように、下側アクチュエータユニット３ａ及び上側アクチュエータユニット３ｂは実質的に同一構造（同一の形状及び寸法）を有しているため、駆動電圧が印加されたときの変形特性が同じになる。
【００４０】
次に、インク吐出時における圧電アクチュエータユニット３の作用について図９を参照しつつ説明する。図９は、インク吐出時におけるインクジェットヘッド１の断面図である。複数の個別電極３２ａ、３２ｂに対してドライバＩＣから選択的に駆動電位が付与されると、駆動電位が付与された圧電層３１ａ、３１ｂ上側の個別電極３２ａ、３２ｂとグランド電位に保持されている圧電層３１ａ、３１ｂ下側の共通電極３３ａ、３３ｂとの間に所定の駆動電圧が印加される。これにより、個別電極３２ａ、３２ｂと共通電極３３ａ、３３ｂとの間に挟まれた、圧電層３１ａ、３１ｂの圧力室１４の中央部に対向する領域にその厚み方向の電界が生じる。このとき、圧電層３１ａ、３１ｂの圧力室１４の中央部に対向する領域が自発的に変形する活性領域となり、この活性領域がその分極方向である厚み方向に伸びて、分極方向と直交する方向である圧電層３１ａ、３１ｂの面と平行な方向に収縮する。一方、振動板３０ａ、３０ｂは、電界が生じないため非活性領域となる。
【００４１】
このため、圧力室１４の中央部に対向する領域において、圧電層３１ａ、３１ｂと振動板３０ａ、３０ｂとの間で分極方向に直交する方向に関する歪みの差が生じ、振動板３０ａ、３０ｂが圧力室１４と対向する領域の中央を頂点として圧力室１４に向かって凸となるように変形する（ユニモルフ変形）。すると、圧力室１４内の容積が減少して、圧力室１４内に正の圧力波が発生する。圧力室１４内に発生した正の圧力波はノズル２０に向かって個別インク流路２１内を伝播し、ノズル２０からインク滴が吐出される。
【００４２】
このとき、圧電アクチュエータユニット３においては、下側アクチュエータユニット３ａと上側アクチュエータユニット３ｂとが同じ変形特性を有しているため、下側アクチュエータユニット３ａと上側アクチュエータユニット３ｂとが同じように圧力室１４に向かって凸となるように変形する。そして、中間層３ｃにおける圧力室１４と対向する領域には、楕円孔３４ａ内の空間（他の領域より弾性率が低い領域）が位置しているため、下側アクチュエータユニット３ａ及び上側アクチュエータユニット３ｂの変形効率が損なわれにくい。さらに、楕円孔３４ａにより、中間層３ｃにおける圧力室１４と対向する領域の変位が隔壁３４ｃに伝播しにくくなっている。
【００４３】
ここで、本実施形態において、クロストークの発生が抑えられる理由について、図１０〜図１２を参照しつつ説明する。図１０は、各アクチュエータユニット３ａ、３ｂがキャビティプレート１０の隔壁１０ａと中間層３ｃの隔壁３４ｃとに接合されず、これらによる拘束が全くない状態において、個別電極３２ａ、３２ｂに駆動電位を付与したときの、各アクチュエータユニット３ａ、３ｂの変形状態を示した比較例のモデルである。図１１は、下側アクチュエータユニット３ａが隔壁１０ａに接合されず、各アクチュエータユニット３ａ、３ｂに接合される隔壁３４ｃがゴム等の弾性率が非常に低い材料で形成されている場合において、個別電極３２ａ、３２ｂに駆動電位を付与したときの各アクチュエータユニット３ａ、３ｂの変形状態を示した比較例のモデルである。図１２は、下側アクチュエータユニット３ａが隔壁１０ａに接合されず、各アクチュエータユニット３ａ、３ｂに接合される隔壁３４ｃがセラミックスや金属材料等の弾性率が非常に高い材料で形成されている場合において、個別電極３２ａ、３２ｂに駆動電位を付与したときの各アクチュエータユニット３ａ、３ｂの変形状態を示した本実施形態のモデルである。なお、これらのモデルにおいては、図示しない他の部材による物理的な影響は無視している。
【００４４】
図１０に示すモデルによれば、各アクチュエータユニット３ａ、３ｂがともに圧力室１４方向に凸となるように変形すると、それに伴って隔壁３４ｃと接合される領域は傾斜した状態となるように変形する。図１１に示すモデルによれば、各アクチュエータユニット３ａ、３ｂがともに圧力室１４方向に凸となるように変形すると、それに伴って隔壁３４ｃと接合される領域は傾斜した状態に変形しようとする。このとき、隔壁３４ｃは弾性率が非常に低い材料で形成されているため、各アクチュエータユニット３ａ、３ｂの隔壁３４ｃとの接合領域の変形に伴って、図示されるように略平行四辺形状に変形する。すなわち、各アクチュエータユニット３ａ、３ｂの隔壁３４ｃとの接合領域は、隔壁３４ｃによって拘束されることなく、傾斜した状態に変形する。そして、この各アクチュエータユニット３ａ、３ｂの隔壁３４ｃとの接合領域における変形は、隣接する圧力室１４に伝播しクロストーク発生の原因となる。
【００４５】
これらのモデルに対し、図１２に示す本実施形態のモデルによれば、図１１に示すモデルと同様に、各アクチュエータユニット３ａ、３ｂがともに圧力室１４方向に凸となるように変形すると、それに伴って隔壁３４ｃと接合される領域は傾斜した状態に変形しようとする。しかし、隔壁３４ｃは弾性率が非常に高い材料で形成されていて変形し難く矩形状に維持されるため、各アクチュエータユニット３ａ、３ｂの隔壁３４ｃとの接合領域は、隔壁３４ｃによって拘束されることとなり、キャビティプレート１０の面方向とほぼ平行な状態に維持される。したがって、本実施形態においては、各アクチュエータユニット３ａ、３ｂの変形が隣接する圧力室１４にまで伝播しにくくなり、クロストークが抑制されるのである。
【００４６】
以上説明したインクジェットヘッド１によると、インク吐出時において、圧電アクチュエータユニット３が変形したとき、下側アクチュエータユニット３ａ及び上側アクチュエータユニット３ｂにおける、圧力室１４に対応する２つの隔壁３４ｃと対向する領域が変形しなくなるため、下側アクチュエータユニット３ａ及び上側アクチュエータユニット３ｂにおける隣接する他の圧力室１４に対向する領域に対するクロストークが抑制される。
【００４７】
また、下側アクチュエータユニット３ａ及び上側アクチュエータユニット３ｂが同一の変形特性を有すると共に、個別電極３２ａと個別電極３２ｂとが内部配線３ｄを介して電気的に接続されて同一の駆動電位が付与されるため、下側アクチュエータユニット３ａ及び上側アクチュエータユニット３ｂを同じように変形させる制御が容易となる。
【００４８】
さらに、下側アクチュエータユニット３ａと上側アクチュエータユニット３ｂとが実質的に同一構造を有しているため、下側アクチュエータユニット３ａと上側アクチュエータユニット３ｂとの変形特性を容易に同一にすることができる。また、下側アクチュエータユニット３ａと上側アクチュエータユニット３ｂとを同一の部品として形成できるため、インクジェットヘッド１をローコストなものにすることができる。
【００４９】
加えて、中間層３ｃの連結部３４ｂが、下側アクチュエータユニット３ａ上面における各圧力室１４の中央部と対向する領域と、上側アクチュエータユニット３ｂ下面における各圧力室１４の中央部と対向する領域とに固定されることによって、これらを連結しているため、上側アクチュエータユニット３ｂの変形に伴って発生する力が、下側アクチュエータユニット３ａに伝達されて、圧力室１４に付与する圧力が大きくなる。
【００５０】
また、中間層３ｃにおいて隔壁３４ｃと連結部３４ｂとが連続した一つの層となっているため、隔壁３４ｃと連結部３４ｂとを容易に形成することができる。
【００５１】
さらに、下側アクチュエータユニット３ａ及び上側アクチュエータユニット３ｂが共通電極３３ａ、３３ｂを有しているため、振動板３０ａ、３０ｂを、導電性を有さないＰＺＴで形成することができる。なお、これら振動板は導電性を有さない他の部材で形成されていてもよい。
【００５２】
次に、本実施形態に種々の変更を加えた変形例について説明する。但し、上述した実施形態とほぼ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。
【００５３】
＜第１変形例＞
図１３は、本実施形態の第１変形例に係るインクジェットヘッドの部分拡大平面図である。図１４は、図１３に示すXIV−XIV線の断面図である。図１３及び図１４に示すように、圧電アクチュエータユニット１０３は、下側アクチュエータユニット１０３ａと、上側アクチュエータユニット１０３ｂと、中間層３ｃとを有する。下側アクチュエータユニット１０３ａは、振動板３０ａと、圧電層３１ａと、この圧電層３１ａの上面において、複数の圧力室１４に夫々対応して形成された複数の個別電極１３２ａと、共通電極３３ａとを備えている。上側アクチュエータユニット１０３ｂは、振動板３０ｂと、圧電層３１ｂと、この圧電層３１ｂの上面において、複数の圧力室１４に夫々対応して形成された複数の個別電極１３２ｂと、共通電極３３ｂとを備えている。互いに対向する個別電極１３２ａと個別電極１３２ｂとが内部配線３ｄを介して電気的に接続されている（図３参照）。
【００５４】
個別電極１３２ａ及び個別電極１３２ｂは同一形状を有する薄膜電極である。なお、図１３においては、個別電極１３２ｂのみが表れているが、個別電極１３２ａが表れる下側アクチュエータユニット１０３ａの部分拡大平面図も実質的に同じである。個別電極１３２ａ、１３２ｂは、平面視において、圧力室１４のインク流出口１４ｂを避けつつ圧力室１４の中央部以外の領域である周縁部に沿ったＣ字形状を有している。さらに、各個別電極１３２ａ、１３２ｂの一端部からは、端子部３５ａ、３５ｂが走査方向（図１３の左右方向）に延びている。
【００５５】
次に、インク吐出時における圧電アクチュエータユニット１０３の作用について図１５を参照しつつ説明する。図１５は、インク吐出時におけるインクジェットヘッド１０１の断面図である。複数の個別電極１３２ａ、１３２ｂに対してドライバＩＣから選択的に駆動電位が付与されると、駆動電位が付与された圧電層３１ａ、３１ｂ上側の個別電極１３２ａ、１３２ｂとグランド電位に保持されている圧電層３１ａ、３１ｂ下側の共通電極３３ａ、３３ｂとの間に所定の駆動電圧が印加される。これにより、個別電極１３２ａ、１３２ｂと共通電極３３ａ、３３ｂとの間に挟まれた、圧電層３１ａ、３１ｂにおける圧力室１４の中央部以外の領域である周縁部と対向する領域にその厚み方向の電界が生じる。このとき、圧電層３１ａ、３１ｂにおける圧力室１４の周縁部と対向する領域が自発的に変形する活性領域となり、この活性領域がその分極方向である厚み方向に伸びて、分極方向と直交する方向である圧電層３１ａ、３１ｂの面と平行な方向に収縮する。一方、振動板３０ａ、３０ｂは、電界が生じないため非活性領域となる。
【００５６】
このため、圧力室１４の周縁部と対向する領域において、圧電層３１ａ、３１ｂと振動板３０ａ、３０ｂとの間で分極方向に直交する方向に関する歪みの差が生じ、振動板３０ａ、３０ｂが圧力室１４の周縁部に対向する領域の中央を頂点として圧力室１４に向かって凸となるように変形しようとする（ユニモルフ変形）。このとき、振動板３０ａ、３０ｂの圧力室１４の短手方向外側に対向する領域がキャビティプレート１０の隔壁１０ａ及び中間層３ｃの隔壁３４ｃに拘束されているため、振動板３０ａ、３０ｂにおける圧力室１４の周縁部と対向する領域の内側端部が圧力室１４の反対側に向かって反り上がる。これにより、振動板３０ａ、３０ｂが圧力室１４と対向する領域の中央を頂点として圧力室１４の反対側に向かって凸となるように変形する。すると、圧力室１４内の容積が増大して、圧力室１４内に負の圧力波が発生する。
【００５７】
従来から知られているように、この圧力室１４の容積増大に伴う負の圧力波が圧力室１４の長手方向に片道伝播する時間が経過したときに、圧力室１４内の圧力は正に転じる。そこで、ドライバＩＣは、この圧力室１４内の圧力が正に転じるタイミングで、このドライバＩＣによる個別電極１３２ａ、１３２ｂへの駆動電位の付与を停止する。すると、個別電極１３２ａ、１３２ｂの電位がグランド電位になり、振動板３０ａ、３０ｂが元の形状に戻って圧力室１４内の容積が減少するが、このとき、前述の正に転じた圧力室１４の圧力波と、振動板３０ａ、３０ｂの復元に伴って生じた正の圧力波とが合成されるため、圧力室１４内のインクに大きな正の圧力が付与されて、個別インク流路２１内を伝播し、ノズル２０からインク滴が吐出される。したがって、低い駆動電圧でインクに高い圧力を付与することが可能になり、圧電アクチュエータユニット１０３の駆動効率が高くなる。また、インク滴を吐出するタイミングにおいてのみ個別電極１３２ａ、１３２ｂに駆動電位を付与して圧電層３１ａ、３１ｂに電界を作用させるため、圧電層３１ａ、３１ｂに分極劣化が生じにくく、耐久性に優れる。さらに、待機時においてはほとんど電力を消費しないため、消費電力を小さくすることができる。
【００５８】
＜第２変形例＞
図１６は、本実施形態の第２変形例に係るインクジェットヘッドの部分拡大断面図である。図１６に示すように、圧電アクチュエータユニット２０３は、下側アクチュエータユニット３ａと、上側アクチュエータユニット２０３ｂと、中間層３ｃとを有する。上側アクチュエータユニット２０３ｂは、中間層３ｃの上面に配置された圧電層２３１ｂと、この圧電層２３１ｂの上方に積層された振動板２３０ｂと、圧電層２３１ｂの下面において、複数の圧力室１４に夫々対応して形成された複数の個別電極２３２ｂと、圧電層２３１ｂの上面に配置されており、複数の個別電極２３２ｂと共に圧電層２３１ｂを挟持する共通電極２３３ｂとを備えている。個別電極２３２ｂは、上述した第１変形例の個別電極１３２ｂと実質的に同じ形状を有する薄膜電極であり、平面視において、圧力室１４のインク流出口１４ｂを避けつつ圧力室１４の中央部以外の領域である周縁部に沿ったＣ字形状を有している（図１３参照）。そして、同じ圧力室１４に対向する個別電極３２ａと個別電極２３２ｂとが図示しない内部配線を介して電気的に接続されている。共通電極２３３ｂは、上述した共通電極３３ｂと実質的に同じ形状を有する薄膜電極であり、共通電極３３ａと共に常にグランド電位に保持された状態となっている。
【００５９】
次に、インク吐出時における圧電アクチュエータユニット２０３の作用について説明する。複数の個別電極３２ａ、２３２ｂに対してドライバＩＣから選択的に駆動電位が付与されると、下側アクチュエータユニット３ａにおいては、駆動電位が付与された圧電層３１ａ上側の個別電極３２ａとグランド電位に保持されている圧電層３１ａ下側の共通電極３３ａとの間に所定の駆動電圧が印加される。そして、上述したように、振動板３０ａが圧力室１４に対向する領域の中央を頂点として圧力室１４に向かって凸となるように変形する。
【００６０】
上側アクチュエータユニット２０３ｂにおいては、駆動電位が付与された圧電層２３１ｂ下側の個別電極２３２ｂとグランド電位に保持されている圧電層２３１ｂ上側の共通電極２３３ｂとの間に所定の駆動電圧が印加される。これにより、個別電極１３２ｂと共通電極２３３ｂとの間に挟まれた、圧電層２３１ｂにおける圧力室１４の中央部以外の領域である周縁部に対向する領域にその厚み方向の電界が生じる。このとき、圧電層２３１ｂにおける圧力室１４の周縁部に対向する領域が自発的に変形する活性領域となり、この活性領域がその分極方向である厚み方向に伸びて、分極方向と直交する方向である圧電層２３１ｂの面と平行な方向に収縮する。一方、振動板２３０ｂは、電界が生じないため非活性領域となる。
【００６１】
このため、圧力室１４の周縁部と対向する領域において、圧電層２３１ｂと振動板２３０ｂとの間で分極方向に直交する方向に関する歪みの差が生じ、振動板２３０ｂが圧力室１４の周縁部に対向する領域の中央を頂点として圧力室１４の反対側に向かって凸となるように変形しようとする（ユニモルフ変形）。このとき、振動板２３０ｂの圧力室１４の短手方向外側に対向する領域が中間層３ｃの隔壁３４ｃに拘束されているため、振動板２３０ｂにおける圧力室１４の周縁部に対向する領域の内側の端部が圧力室１４に向かって反り上がる。これにより、振動板２３０ｂが圧力室１４と対向する領域の中央を頂点として圧力室１４に向かって凸となるように変形する。このように、インク吐出時においては、下側アクチュエータユニット３ａ及び上側アクチュエータユニット２０３ｂが共に圧力室１４に向かって凸となるように変形する。なお、本変形例においては、下側アクチュエータユニット３ａと上側アクチュエータユニット２０３ｂとの構成が逆になっていてもよい。
【００６２】
＜第３変形例＞
図１７は、本実施形態の第３変形例に係るインクジェットヘッドの部分拡大断面図である。図１７に示すように、圧電アクチュエータユニット３０３は、下側アクチュエータユニット１０３ａ（第１変形例：図１３及び図１４参照）と、上側アクチュエータユニット３０３ｂと、中間層３ｃとを有する。上側アクチュエータユニット３０３ｂは、中間層３ｃの上面に配置された圧電層３３１ｂと、圧電層３３１ｂの上方に積層された振動板３３０ｂと、この圧電層３３１ｂの下面において、複数の圧力室１４に夫々対応して形成された複数の個別電極３３２ｂと、圧電層３３１ｂの上面に配置されており、複数の個別電極３３２ｂと共に圧電層３３１ｂを挟持する共通電極３３３ｂとを備えている。個別電極３３２ｂは、上述した個別電極３２ｂと実質的に同じ形状を有する薄膜電極であり、平面視において、圧力室１４の中央部と対向するように走査方向に延在した楕円形状を有する（図６参照）。同じ圧力室１４に対向する個別電極１３２ａと個別電極３３２ｂとが図示しない内部配線を介して電気的に接続されている。共通電極３３３ｂは、上述した共通電極３３ｂと実質的に同じ形状を有する薄膜電極であり、共通電極３３ａと共に常にグランド電位に保持された状態となっている。
【００６３】
次に、インク吐出時における圧電アクチュエータユニット３０３の作用について説明する。複数の個別電極１３２ａ、３３２ｂに対してドライバＩＣから選択的に駆動電位が付与されると、下側アクチュエータユニット１０３ａにおいては、駆動電位が付与された圧電層３１ａ上側の個別電極１３２ａとグランド電位に保持されている圧電層３１ａ下側の共通電極３３ａとの間に所定の駆動電圧が印加される。そして、上述したように、振動板３０ａが圧力室１４と対向する領域の中央を頂点として圧力室１４の反対側に向かって凸となるように変形する。
【００６４】
上側アクチュエータユニット３０３ｂにおいては、駆動電位が付与された圧電層３３１ｂ下側の個別電極３３２ｂとグランド電位に保持されている圧電層３３１ｂ上側の共通電極３３３ｂとの間に所定の駆動電圧が印加される。これにより、個別電極３３２ｂと共通電極３３３ｂとの間に挟まれた、圧電層３３１ｂにおける圧力室１４の中央部に対向する領域にその厚み方向の電界が生じる。このとき、圧電層３３１ｂにおける圧力室１４の中央部に対向する領域が自発的に変形する活性領域となり、この活性領域がその分極方向である厚み方向に伸びて、分極方向と直交する方向である圧電層３３１ｂの面と平行な方向に収縮する。一方、振動板３３０ｂは、電界が生じないため非活性領域となる。このため、圧電層３３１ｂと振動板３３０ｂとの間で分極方向に直交する方向に関する歪みの差が生じ、振動板３３０ｂが圧力室１４と対向する領域の中央を頂点として圧力室１４の反対側に向かって凸となるように変形する（ユニモルフ変形）。このように、インク吐出時においては、下側アクチュエータユニット１０３ａ及び上側アクチュエータユニット３０３ｂが共に圧力室１４に向かって凸となるように変形する。なお、本変形例においては、下側アクチュエータユニット１０３ａと上側アクチュエータユニット３０３ｂとの構成が逆になっていてもよい。
【００６５】
＜第４変形例＞
図１８は、本実施形態の第４変形例に係るインクジェットヘッドの部分拡大断面図である。図１８に示すように、圧電アクチュエータユニット４０３は、下側アクチュエータユニット４０３ａと、上側アクチュエータユニット４０３ｂと、中間層３ｃとを有する。下側アクチュエータユニット４０３ａは、流路ユニット２の上面に配置された導電性を有する振動板４３０ａと、この振動板４３０ａの上方に積層された圧電層３１ａと、複数の個別電極３２ａとを備えている。つまり、振動板４３０ａと複数の個別電極３２ａとで圧電層３１ａを挟持している。上側アクチュエータユニット４０３ｂは、中間層３ｃの上面に配置された導電性を有する振動板４３０ｂと、この振動板４３０ｂの上方に積層された圧電層３１ｂと、複数の個別電極３２ｂとを備えている。つまり、振動板４３０ｂと複数の個別電極３２ｂとで圧電層３１ｂを挟持している。このように、圧電アクチュエータユニット４０３においては、振動板４３０ａ、４３０ｂが共通電極を兼ねる構成となっており、これらが常にグランド電位が保持された状態となっている。
【００６６】
これによると、下側アクチュエータユニット４０３ａ及び上側アクチュエータユニット４０３ｂの部品点数を少なくすることができる。これによって、インクジェットヘッドをローコストなものにすることができる。
【００６７】
＜第５変形例＞
図１９は、本実施形態の第５変形例に係るインクジェットヘッドの部分拡大断面図である。図１９に示すように、圧電アクチュエータユニット５０３は、下側アクチュエータユニット４０３ａ（第４変形例）と、上側アクチュエータユニット５０３ｂと、下側アクチュエータユニット４０３ａと上側アクチュエータユニット５０３ｂとの間に固定された中間層５０３ｃとを有する。上側アクチュエータユニット５０３ｂは、中間層５０３ｃの上面に配置された圧電層５３１ｂと、この圧電層５３１ｂの上方に積層された振動板５３０ｂと、この圧電層５３１ｂの下面において、複数の圧力室１４に夫々対応して形成された複数の個別電極５３２ｂとを備えている。個別電極５３２ｂは、上述した第１変形例の個別電極１３２ｂと実質的に同じ形状を有する薄膜電極であり、平面視において、圧力室１４のインク流出口１４ｂを避けつつ圧力室１４の中央部以外の領域である周縁部に沿ったＣ字形状を有している（図１３参照）。そして、振動板５３０ｂと複数の個別電極５３２ｂとで圧電層５３１ｂを挟持している。このように、圧電アクチュエータユニット５０３においては、振動板４３０ａ、５３０ｂが共通電極を兼ねる構成となっており、これらが常にグランド電位が保持された状態となっている。
【００６８】
また、中間層５０３ｃは、上述の中間層３ｃと同一の形状を有している。そして、中間層５０３ｃの連結部５３４ｂが導電性を有している。連結部５３４ｂの下面が個別電極３２ａと接触しており、連結部５３４ｂの上面が個別電極５３２ｂと接触している。したがって、同じ圧力室１４に対向する個別電極３２ａと個別電極５３２ｂとが連結部５３４ｂを介して電気的に接続されている。
【００６９】
これによると、圧電アクチュエータユニット５０３内に、同じ圧力室１４に対向する個別電極３２ａと個別電極５３２ｂとを容易に電気的に接続することができる。これによって、同じ圧力室１４に対向する個別電極３２ａと個別電極５３２ｂとを容易に電気的に接続するための内部配線を形成する必要がなくなり、インクジェットヘッドをローコストなものにすることができる。
【００７０】
＜第６変形例＞
図２０は、本実施形態の第６変形例に係るインクジェットヘッドの部分拡大断面図である。図２０に示すように、圧電アクチュエータユニット６０３は、下側アクチュエータユニット３ａと、上側アクチュエータユニット３ｂと、下側アクチュエータユニット３ａと上側アクチュエータユニット３ｂとの間に固定された中間層６０３ｃとを有する。中間層６０３ｃは、上述した中間層３ｃと実質的に同じ形状を有している。すなわち、中間層６０３ｃは、ＰＺＴからなる平面視で略矩形状の板であり、各圧力室１４と対向する領域において、走査方向に延在すると共に紙送り方向に隣接する２つの楕円領域（中間部材）６３４ａ（中間層３ｃの楕円孔３４ａに相当）が形成されている。各圧力室１４と対向する２つの楕円領域６３４ａ同士の間が各圧力室１４の中央部のみと対向する連結部３４ｂとなっている。また、紙送り方向に隣接する圧力室１４同士の間の領域と対向する領域が隔壁３４ｃとなっている（図７参照）。つまり、楕円領域６３４ａ、連結部３４ｂ及び隔壁３４ｃが同じ材料で形成されている。
【００７１】
楕円領域６３４ａには、その厚さ方向（振動板３０ａ、３０ｂの厚さ方向）に延在した多数の貫通孔が形成されている。このため、楕円領域６３４ａは、中間層６０３ｃの他の領域と比較して弾性率が小さくなっている。
【００７２】
これによると、楕円領域６３４ａの全てが貫通孔となっている場合と比較して中間層６０３ｃの強度が高くなる。このため、製造過程において中間層６０３ｃのハンドリングが容易になり、インクジェットヘッド６０１の製造コストを低減することができる。
【００７３】
＜第７変形例＞
図２１は、本実施形態の第７変形例に係るインクジェットヘッドの部分拡大断面図である。図２１に示すように、圧電アクチュエータユニット７０３は、下側アクチュエータユニット３ａと、上側アクチュエータユニット３ｂと、中間層３ｃとを有する。中間層３ｃの楕円孔３４ａ内には、中間層３ｃよりも弾性率の小さいエポキシ樹脂７０３ｅが充填されている。なお、楕円孔３４ａ内には、エポキシ樹脂以外の他の弾性材料を充填してもよい。
【００７４】
これによると、楕円孔３４ａ内にエポキシ樹脂７０３ｅが充填されることによって、圧電アクチュエータユニット７０３全体の強度を高くすることができる。
【００７５】
以上、本発明の好適な一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。例えば、上述の実施形態においては、下側アクチュエータユニット３ａと上側アクチュエータユニット３ｂとが同一の変形特性を有すると共に、下側アクチュエータユニット３ａと上側アクチュエータユニット３ｂとに同一の駆動電圧が印加される構成であるが、下側アクチュエータユニットと上側アクチュエータユニットとの変形特性が異なっていてもよいし、下側アクチュエータユニットと上側アクチュエータユニットとに異なる駆動電圧が印加される構成でもよい。
【００７６】
また、上述の実施形態においては、下側アクチュエータユニット３ａと上側アクチュエータユニット３ｂとが同一の寸法と形状とを有する構成であるが、両者の変形特性が同じであれば、下側アクチュエータユニットと上側アクチュエータユニットとが同一の寸法と形状とを有さなくてもよい。
【００７７】
加えて、上述の実施形態においては、中間層３ｃが連結部３４ｂ及び隔壁３４ｃを含むことによって、連結部３４ｂ及び隔壁３４ｃが連続した一つの層として形成される構成であるが、連結部３４ｂと隔壁３４ｃとは個別に形成されてもよい。また、連結部３４ｂが形成されていなくてもよい。
【００７８】
また、上述の実施形態においては、圧力室１４の平面形状が、楕円形状となっているが、圧力室は任意の平面形状を有していてよい。例えば、圧力室が円形状、菱形形状、矩形形状などの平面形状を有していてもよい。
【００７９】
さらに、上述の実施の形態においては、下側アクチュエータユニット３ａ及び上側アクチュエータユニット３ｂが、圧力室１４の中央部と対向する領域のみ自発的に変形する構成であり、下側アクチュエータユニット１０３ａ及び上側アクチュエータユニット１０３ｂが、圧力室１４の周縁部と対向する領域のみが自発的に変形する構成であるが、下側アクチュエータユニットと上側アクチュエータユニットとが同じように変形可能であれば各アクチュエータユニットの構成は任意のものであってよい。例えば、圧電層の一方の面に圧力室の中央部のみと対向する個別電極が配置され、他方の面に圧力室の周縁部のみと対向する個別電極が配置され、さらに圧電層の両面に各個別電極との間で圧電層を挟み込むように共通電極が配置された構成であってもよい。これによると、圧力室の中央部と対向する領域及び圧力室の周縁部と対向する領域がそれぞれ自発的に変位可能となり、効率よく圧力室に圧力を付与することができる。
【００８０】
上述した実施の形態では、インクを排出するインクジェットヘッドに本発明を適用した例が示されているが、薬液や科学溶液等の液体を排出する液体排出装置など、インク以外の導電性の液体を排出する装置、及び、マイクロ総合分析システム（μＴＡＳ）内部で薬液や生化学溶液等の液体を移送する液体移送装置、マイクロ化学システム内部で溶媒や化学溶液等の液体を移送する液体移送装置等、インク以外の導電性の液体を移送する装置に対して本発明を適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成図である。
【図２】図１に示すインクジェットヘッドの平面図である。
【図３】図２に示すIII-III線の断面図である。
【図４】図２に示すIV-IV線の断面図である。
【図５】図４に示すV-V線の断面図である。
【図６】図４に示すVI-VI線の断面図である。
【図７】図４に示すVII-VII線の断面図である。
【図８】図４に示すVIII-VIII線の断面図である。
【図９】図１に示すインクジェットヘッドのインク吐出時における断面図である。
【図１０】クロストークの発生が抑えられる理由を説明するための比較例のモデルを示す図である。
【図１１】クロストークの発生が抑えられる理由を説明するための比較例のモデルを示す図である。
【図１２】クロストークの発生が抑えられる理由を説明するための本実施形態のモデルを示す図である。
【図１３】第１変形例に係るインクジェットヘッドの部分拡大断面図である。
【図１４】図１３に示すXIV-XIV線の断面図である。
【図１５】図１３に示すインクジェットヘッドのインク吐出時における断面図である。
【図１６】第２変形例に係るインクジェットヘッドの部分拡大断面図である。
【図１７】第３変形例に係るインクジェットヘッドの部分拡大断面図である。
【図１８】第４変形例に係るインクジェットヘッドの部分拡大断面図である。
【図１９】第５変形例に係るインクジェットヘッドの部分拡大断面図である。
【図２０】第６変形例に係るインクジェットヘッドの部分拡大断面図である。
【図２１】第７変形例に係るインクジェットヘッドの部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１     インクジェットヘッド
２     流路ユニット
３     圧電アクチュエータユニット
３ａ   下側アクチュエータユニット
３ｂ   上側アクチュエータユニット
３ｃ   中間層
１０   キャビティプレート
１０ａ 隔壁
１４   圧力室
２０   ノズル
２１   個別インク流路
３０ａ、３０ｂ  振動板
３１ａ、３１ｂ  圧電層
３２ａ、３２ｂ  個別電極
３３ａ、３３ｂ  共通電極
３４ｂ 連結部
３４ｃ 隔壁
１００ インクジェットプリンタ
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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