(57)【要約】      （修正有）【課題】配線基板と圧電アクチュエータ基板との接続信頼性の高い液体吐出ヘッド、ならびにそれを用いた記録装置を提供する。【解決手段】液体吐出ヘッドは、複数の吐出孔、複数の加圧室１０を有する流路部材と、加圧部を有する圧電アクチュエータ基板と、圧電アクチュエータ基板に積層されている絶縁性のフィルム５２ａと、フィルム５２ａの、圧電アクチュエータ基板とは反対側に配置されている配線基板６０とを含んでいる液体吐出ヘッドであって、配線基板６０と加圧部とは、フィルム５２ａを貫通している第１貫通孔５２ａａ内に配置されている接続電極４６を介して電気的に接続されており、圧電アクチュエータ基板とフィルム５２ａとは、第１貫通孔５２ａａの周囲で接合されており、配線基板６０とフィルム５２ａとは、第１貫通孔５２ａａの周囲で接合されている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の吐出孔、および該複数の吐出孔とそれぞれ繋がっている複数の加圧室を有する流路部材と、
該流路部材に積層されており、前記複数の加圧室をそれぞれ加圧する加圧部を有する圧電アクチュエータ基板と、
該圧電アクチュエータ基板の、前記流路部材とは反対側に積層されている絶縁性のフィルムと、
該フィルムの、前記圧電アクチュエータ基板とは反対側に配置されている、前記加圧部に駆動信号を伝達する配線基板とを含んでいる液体吐出ヘッドであって、
前記配線基板と前記加圧部とは、前記フィルムを貫通している第１貫通孔内に配置されている接続電極を介して電気的に接続されており、前記圧電アクチュエータ基板と前記フィルムとは、前記第１貫通孔の周囲で接合されており、前記配線基板と前記フィルムとは、前記第１貫通孔の周囲で接合されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記接続電極は、積層方向に押圧されていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
平面視したとき、前記加圧室の中央部と重なる位置に、前記フィルムを貫通している第２貫通孔が配置されていることを特徴する請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
平面視したとき、前記加圧室と重なる位置において、前記圧電アクチュエータ基板と前記フィルムとが接合されていないことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
平面視したとき、前記加圧室と重なる位置において、前記フィルムと前記配線基板とが接合されていないことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記液体吐出ヘッドを制御する制御部を備えていることを特徴とする記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出ヘッド、およびそれを用いた記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、印刷用ヘッドとして、例えば、液体を記録媒体上に吐出することによって、各種の印刷を行なう液体吐出ヘッドが知られている。液体吐出ヘッドは、例えば、吐出孔および吐出孔から液体が吐出されるように液体を加圧する加圧室を含む流路部材と、加圧室を加圧する変位素子を含んだ圧電アクチュエータ基板と、圧電アクチュエータ基板に駆動信号を伝達する配線基板とを備えたものが知られている。圧電アクチュエータ基板と配線基板との電気的および機械的接続を次にように行なうことが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。まず、圧電アクチュエータ基板の変位素子を駆動する個別電極の上に、導電性のバンプを形成する。配線基板に設けられている、個別電極と電気的に接続される端子電極の上に未硬化の樹脂を塗布する。圧電アクチュエータ基板と配線基板とは重ねられて、バンプは、未硬化の樹脂を突き破って貫通し、端子電極と接触する。その後、樹脂は硬化され、バンプと端子電極とが電気的に繋がった状態で接合される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３０５８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されているような液体吐出ヘッドでは、配線基板と圧電アクチュエータ基板とは、バンプの大きさと同程度の面積でしか接合されないため、接合の長期的信頼性が低いという問題があった。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、配線基板と圧電アクチュエータ基板との接続信頼性の高い液体吐出ヘッド、ならびにそれを用いた記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の液体吐出ヘッドは、複数の吐出孔、および該複数の吐出孔とそれぞれ繋がっている複数の加圧室を有する流路部材と、該流路部材に積層されており、前記複数の加圧室をそれぞれ加圧する加圧部を有する圧電アクチュエータ基板と、該圧電アクチュエータ基板の、前記流路部材とは反対側に積層されている絶縁性のフィルムと、該フィルムの、前記圧電アクチュエータ基板とは反対側に配置されている、前記加圧部に駆動信号を伝達する配線基板とを含んでいる液体吐出ヘッドであって、前記配線基板と前記加圧部とは、前記フィルムを貫通している第１貫通孔内に配置されている接続電極を介して電気的に接続されており、前記圧電アクチュエータ基板と前記フィルムとは、前記第１貫通孔の周囲で接合されており、前記配線基板と前記フィルムとは、前記第１貫通孔の周囲で接合されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の液体吐出ヘッドは、前記液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記液体吐出ヘッドを制御する制御部を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の液体吐出ヘッドによれば、配線基板と圧電アクチュエータ基板との接続信頼性
を高くできる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る液体吐出ヘッドを含む記録装置の側面図であり、（ｂ）は平面図である。
【図２】（ａ）は、図１の液体吐出ヘッドの要部であるヘッド本体の平面図であり、（ｂ）は、（ａ）から第２流路部材を除いた平面図である。
【図３】図２（ｂ）の一部の拡大平面図である。
【図４】図２（ｂ）の一部の拡大平面図である。
【図５】（ａ）は、図４のＶ−Ｖ線に沿った部分縦断面図であり、（ｂ）は、図２（ａ）のヘッド本体の部分縦断面図ある。
【図６】（ａ）本発明の一実施形態の液体吐出ヘッドの接合前の状態を示した部分縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の接合後の状態を示した部分縦断面図であり、（ｃ）は、圧電アクチュエータ基板とフィルムとの接着状態を示した拡大平面図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の他の実施形態の液体吐出ヘッドの圧電アクチュエータ基板とフィルムとの接着状態を示した拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る液体吐出ヘッド２を含む記録装置であるカラーインクジェットプリンタ１（以下で単にプリンタと言うことがある）の概略の側面図であり、図１（ｂ）は、概略の平面図である。プリンタ１は、記録媒体である印刷用紙Ｐを搬送ローラ８０Ａから搬送ローラ８０Ｂへと搬送することにより、印刷用紙Ｐを液体吐出ヘッド２に対して相対的に移動させる。制御部８８は、画像や文字のデータに基づいて、液体吐出ヘッド２を制御して、記録媒体Ｐに向けて液体を吐出させ、印刷用紙Ｐに液滴を着弾させて、印刷用紙Ｐに印刷などの記録を行なう。
【００１１】
本実施形態では、液体吐出ヘッド２はプリンタ１に対して固定されており、プリンタ１はいわゆるラインプリンタとなっている。本発明の記録装置の他の実施形態としては、液体吐出ヘッド２を、印刷用紙Ｐの搬送方向に交差する方向、例えば、ほぼ直交する方向に往復させるなどして移動させる動作と、印刷用紙Ｐの搬送を交互に行なう、いわゆるシリアルプリンタが挙げられる。
【００１２】
プリンタ１には、印刷用紙Ｐとほぼ平行となるように平板状のヘッド搭載フレーム７０（以下で単にフレームと言うことがある）が固定されている。フレーム７０には図示しない２０個の孔が設けられており、２０個の液体吐出ヘッド２がそれぞれの孔の部分に搭載されていて、液体吐出ヘッド２の、液体を吐出する部位が印刷用紙Ｐに面するようになっている。液体吐出ヘッド２と印刷用紙Ｐとの間の距離は、例えば０．５〜２０ｍｍ程度とされる。５つの液体吐出ヘッド２は、１つのヘッド群７２を構成しており、プリンタ１は、４つのヘッド群７２を有している。
【００１３】
液体吐出ヘッド２は、図１（ａ）の手前から奥へ向かう方向、図１（ｂ）の上下方向に細長い長尺形状を有している。この長い方向を長手方向と呼ぶことがある。１つのヘッド群７２内において、３つの液体吐出ヘッド２は、印刷用紙Ｐの搬送方向に交差する方向、例えば、ほぼ直交する方向に沿って並んでおり、他の２つの液体吐出ヘッド２は搬送方向に沿ってずれた位置で、３つの液体吐出ヘッド２の間にそれぞれ一つずつ並んでいる。液体吐出ヘッド２は、各液体吐出ヘッド２で印刷可能な範囲が、印刷用紙Ｐの幅方向に（印刷用紙Ｐの搬送方向に交差する方向に）繋がるように、あるいは端が重複するように配置されており、印刷用紙Ｐの幅方向に隙間のない印刷が可能になっている。
【００１４】
４つのヘッド群７２は、記録用紙Ｐの搬送方向に沿って配置されている。各液体吐出ヘ
ッド２には、図示しない液体タンクから液体、例えば、インクが供給される。１つのヘッド群７２に属する液体吐出ヘッド２には、同じ色のインクが供給されるようになっており、４つのヘッド群７２で４色のインクが印刷できる。各ヘッド群７２から吐出されるインクの色は、例えば、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）である。このようなインクを、制御部８８で制御して印刷すれば、カラー画像が印刷できる。
【００１５】
プリンタ１に搭載されている液体吐出ヘッド２の個数は、単色で、１つの液体吐出ヘッド２で印刷可能な範囲を印刷するのなら１つでもよい。ヘッド群７２に含まれる液体吐出ヘッド２の個数や、ヘッド群７２の個数は、印刷する対象や印刷条件により適宜変更できる。例えば、さらに多色の印刷をするためにヘッド群７２の個数を増やしてもよい。また、同色で印刷するヘッド群７２を複数配置して、搬送方向に交互に印刷すれば、同じ性能の液体吐出ヘッド２を使用しても搬送速度を速くできる。これにより、時間当たりの印刷面積を大きくすることができる。また、同色で印刷するヘッド群７２を複数準備して、搬送方向と交差する方向にずらして配置して、印刷用紙Ｐの幅方向の解像度を高くしてもよい。
【００１６】
さらに、色の付いたインクを印刷する以外に、印刷用紙Ｐの表面処理をするために、コーティング剤などの液体を印刷してもよい。
【００１７】
プリンタ１は、記録媒体である印刷用紙Ｐに印刷を行なう。印刷用紙Ｐは、給紙ローラ８０Ａに巻き取られた状態になっており、２つのガイドローラ８２Ａの間を通った後、フレーム７０に搭載されている液体吐出ヘッド２の下側を通り、その後２つの搬送ローラ８２Ｂの間を通り、最終的に回収ローラ８０Ｂに回収される。印刷する際には、搬送ローラ８２Ｂを回転させることで印刷用紙Ｐは、一定速度で搬送され、液体吐出ヘッド２によって印刷される。回収ローラ８０Ｂは、搬送ローラ８２Ｂから送り出された印刷用紙Ｐを巻き取る。搬送速度は、例えば、５０ｍ／分とされる。各ローラは、制御部８８によって制御されてもよいし、人によって手動で操作されてもよい。
【００１８】
記録媒体は、印刷用紙Ｐ以外に、ロール状の布などでもよい。また、プリンタ１は、印刷用紙Ｐを直接搬送する代わりに、搬送ベルトを直接搬送して、記録媒体を搬送ベルトに置いて搬送してもよい。そのようにすれば、枚葉紙や裁断された布、木材、タイルなどを記録媒体にできる。さらに、液体吐出ヘッド２から導電性の粒子を含む液体を吐出するようにして、電子機器の配線パターンなどを印刷してもよい。またさらに、液体吐出ヘッド２から反応容器などに向けて所定量の液体の化学薬剤や化学薬剤を含んだ液体を吐出させて、反応させるなどして、化学薬品を作製してもよい。
【００１９】
また、プリンタ１に、位置センサ、速度センサ、温度センサなどを取り付けて、制御部８８が、各センサからの情報から分かるプリンタ１各部の状態に応じて、プリンタ１の各部を制御してもよい。例えば、液体吐出ヘッド２の温度や液体タンクの液体の温度、液体タンクの液体が液体吐出ヘッド２に加えている圧力などが、吐出される液体の吐出特性（吐出量や吐出速度など）に影響を与えている場合などに、それらの情報に応じて、液体を吐出させる駆動信号を変えるようにしてもよい。
【００２０】
次に、本発明の一実施形態の液体吐出ヘッド２について説明する。図２（ａ）は、図１に示された液体吐出ヘッド２の要部であるヘッド本体２ａを示す平面図である。図２（ｂ）は、ヘッド本体２ａから第２流路部材６を除いた状態の平面図である。図３および図４は、図２（ｂ）の拡大平面図である。図５（ａ）は、図４のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図である。図５（ｂ）は、ヘッド本体２ａの第１共通流路２０の開口２０ａ付近における、第１共通流路２０に沿った部分縦断面図である。図６（ａ）は、液体吐出ヘッド２において
、圧電アクチュエータ基板４０、フィルム５２ａ、および配線基板６０を接合する前の状態を示した部分縦断面図であり、図６（ｂ）は、（ａ）の接合後の状態を示した部分縦断面図である。図７（ｃ）は、圧電アクチュエータ基板４０とフィルム５２ａとの接着状態を示した拡大平面図である。
【００２１】
各図は、図面を分かり易くするために次のように描いている。図２〜４では、他のものの下方にあって破線で描くべき流路などを実線で描いている。図２（ａ）では、第１流路部材４内の流路については、ほとんど省略し、加圧室１０の配置のみを示している。
【００２２】
また、液体吐出ヘッド２含まれているヘッド本体２ａには、第１流路部材４と、第１流路部材４に液体を供給する第２流路部材６と、加圧部である変位素子５０が作り込まれている圧電アクチュエータ基板４０とを含んでいる。液体吐出ヘッド２には、ヘッド本体２ａに以外に、圧電アクチュエータ基板４０に電気的に接続され、駆動信号を圧電アクチュエータ基板４０に伝える配線基板６０が含まれている。さらに、液体吐出ヘッド２には、金属製の筐体や、ドライバＩＣなどを含んでいてもよい。ヘッド本体２ａは、一方方向に長い平板形状を有しており、その方向を長手方向と言うことがある。また、第２流路部材６は、支持部材の役割を果たしており、ヘッド本体２ａは、第２流路部材６の長手方向の両端部のそれぞれでフレーム７０に固定される。
【００２３】
ヘッド本体２ａを構成する第１流路部材４は、平板状の形状を有しており、その厚さは０．５〜２ｍｍ程度である。第１流路部材４の第１の主面である加圧室面４−１には、加圧室１０が平面方向に多数並んで配置されている。第１流路部材４の第２の主面であり、加圧室面４−１の反対側の面である吐出孔面４−２には、液体が吐出される吐出孔８が平面方向に多数並んで配置されている。吐出孔８は、それぞれ加圧室１０と繋がっている。以下において、加圧室面４−１は、吐出孔面４−２に対して、上方に位置しているものとして説明をする。
【００２４】
第１流路部材４には、複数の第１共通流路２０および複数の第２共通流路２４が、第１方向に沿って伸びるように配置されている。また、第１共通流路２０と第２共通流路２４とは、第１方向と交差する方向である第２方向に交互に並んでいる。なお、第２方向は、ヘッド本体２ａの長手方向と同じ方向である。
【００２５】
第１共通流路２０の両側に沿って加圧室１０が並んでおり、片側１列ずつ、合計２列の加圧室列１１Ａを構成している。第１共通流路２０とその両側に並んでいる加圧室１０とは、第１個別流路１２を介して繋がっている。
【００２６】
第２共通流路２４の両側に沿って加圧室１０が並んでおり、片側１列ずつ、合計２列の加圧室列１１Ａを構成している。第２共通流路２４とその両側に並んでいる加圧室１０とは、第２個別流路１４を介して繋がっている。なお、以下で、第１共通流路２０と第２共通流路２４とを合わせて、共通流路と言うことがある。
【００２７】
別の表現をすれば、加圧室１０は仮想線上に並んで配置されており、仮想線の一方の側に沿って第１共通流路２０が伸びており、仮想線の他方の側に沿って第２共通流路２４が伸びている。本実施形態では、加圧室１０が並んでいる仮想線は直線状であるが、曲線状や折れ線状であってもよい。
【００２８】
以上のような構成により、第１流路部材４においては、第２共通流路２４に供給された液体は、第２共通流路２４に沿って並んでいる加圧室１０に流れ込み、一部の液体は吐出孔８から吐出され、他の一部の液体は、加圧室１０に対して第２共通流路２４と反対側に位置している第１共通流路２０に流れ込み、第１流路部材４の外に排出される。
【００２９】
第１共通流路２０の両側に第２共通流路２４が配置されており、第２共通流路２４の両側に第１共通流路２０が配置されていることにより、１つの加圧室列１１Ａに対して、１つの第１共通流路２０および１つの第２共通流路２４が繋がっており、別の加圧室列１１Ａに対して、別の第１共通流路２０および別の第２共通流路２４が繋がっている場合と比較して、第１共通流路２０および第２共通流路２４の数を約半分にできるので好ましい。第１共通流路２０および第２共通流路２４の数が少なくて済む分、加圧室１０の数を増やして高解像度化したり、第１共通流路２０や第２共通流路２４を太くして、吐出孔８からの吐出特性の差を小さくしたり、ヘッド本体２ａの平面方向の大きさを小さくすることができる。
【００３０】
第１共通流路２０に繋がっている第１個別流路１２の第１共通流路２０側の部分に加わる圧力は、圧力損失の影響で、第１共通流路２０に第１個別流路１２が繋がっている位置（主に第１方向における位置）により変わる。第２共通流路２４に繋がっている第２個別流路１４側の部分に加わる圧力は、圧力損失の影響で、第２共通流路２４に第２個別流路１４が繋がっている位置（主に第１方向における位置）により変わる。第１共通流路２０の外部への開口２０ａを第１方向の端部に配置し、第２共通流路２４の外部への開口２４ａを第３方向の端部に配置すれば、各第１個別流路１２および各第２個別流路１４の配置による圧力の差が打ち消されるように作用し、各吐出孔８に加わる圧力の差を小さくできる。なお、第１共通流路２０の開口２０ａ、および第２共通流路２４の開口２４ａはともに、加圧室面４−１に開口している。
【００３１】
加圧室１０は、加圧室面４−１に面して配置されており、変位素子５０からの圧力を受ける加圧室本体１０ａと、加圧室本体１０ａの下から吐出孔面４−２に開口している吐出孔８に繋がる部分流路であるディセンダ１０ｂとを含んだ中空の領域である。加圧室本体１０ａは、直円柱形状であり、平面形状は円形状である。平面形状が円形状であることにより変位素子５０が同じ力で変形させた場合の変位量、および変位により生じる加圧室１０の体積変化を大きくできる。ディセンダ１０ｂは、直径が加圧室本体１０ａより小さい、直円柱形状であり、断面形状は円形状である。また、ディセンダ１０ｂは、加圧室面４−１から見たときに、加圧室本体１０ａ内に納まる位置に配置されている。
【００３２】
複数ある加圧室１０は、加圧室面４−１において、千鳥状に配置されている。複数ある加圧室１０は、第１方向に沿った複数の加圧室列１１Ａを構成している。各加圧室列１１Ａでは、加圧室１０が、ほぼ等間隔で配置されている。隣り合っている加圧室列１１Ａに属する加圧室１０は、第１方向に前記間隔の約半分ずれて配置されている。別の表現をすれば、ある加圧室列１１Ａに属する加圧室１０は、その隣に位置する加圧室列１１Ａに属する、連続する２つの加圧室１０に対して、第１方向のほぼ中央に位置している。
【００３３】
これにより、１つ置きの加圧室列１１Ａに属している加圧室１０は、第２方向に沿って配置されることになり、加圧室行１１Ｂを構成している。
【００３４】
本実施形態では、第１共通流路２０は５１本、第２共通流路２４は５０本であり、加圧室列１１Ａは１００列である。なお、ここでは、後述のダミー加圧室１０Ｄのみで構成されているダミー加圧室列１１Ｄは、上述の加圧室列１１Ａの数に含めていない。また、直接的に繋がっているのがダミー加圧室１０Ｄだけである第２共通流路２４は、上述の第２共通流路２４の数に含めていない。また、各加圧室列１１Ａには１６個の加圧室１０が含まれている。ただし、第２方向の端に位置する加圧室列１１Ａには、８個の加圧室１０および８個のダミー加圧室１０Ｄが含まれている。上述のように、加圧室１０は千鳥状に配置されているため、加圧室行１１Ｂの行数は、３２行である。
【００３５】
複数ある加圧室１０は、吐出孔面４−２において、第１方向および第２方向に沿った格子状に配置されている。複数ある吐出孔８は、第１方向に沿った複数の吐出孔列９Ａを構成している。吐出孔列９Ａと加圧室列１１Ａとは、ほぼ同じ位置に配置されている。
【００３６】
加圧室１０の面積重心と、加圧室１０と繋がっている吐出孔８とは第１方向にずらされて配置されている。１つの加圧室列１１Ａ内では、ずらされる方向は同じ方向であり、隣り合う加圧室列１１Ａでは、ずらされる方向は逆方向になっている。これにより、２行の加圧室行１１Ｂに属する加圧室１０から繋がっている吐出孔８は、第２方向に沿って配置された１行の吐出孔行９Ｂを構成している。
【００３７】
したがって、本実施形態では、吐出孔列９Ａは１００列であり、吐出孔行９Ｂは１６行である。
【００３８】
加圧室本体１０ａの面積重心と、加圧室本体１０ａから繋がっている吐出孔８とは、ほぼ第１方向に位置がずれている。ディセンダ１０ｂは、加圧室本体１０ａに対して、吐出孔８の方向にずれた位置に配置されている。加圧室本体１０ａの側壁と、ディセンダ１０ｂの側壁とは接するように配置されており、これにより加圧室本体１０ａ内での液体の滞留を起き難くすることができる。
【００３９】
吐出孔８は、ディセンダ１０ｂの中央部に配置されている。ここで中央部とは、ディセンダ１０ｂの面積重心を中心とする、ディセンダ１０ｂの直径の半分の円内の領域のことである。
【００４０】
第１個別流路１２と加圧室本体１０ａとの接続部は、加圧室本体１０ａの面積重心に対して、ディセンダ１０ｂとは反対側に配置されている。これにより、ディセンダ１０ｂから流れ込んだ液体は、加圧室本体１０ａ全体に広がった後、第１個別流路１２に向かうように流れるため、加圧室本体１０ａ内に液体の滞留が生じ難い。
【００４１】
第２個別流路１４は、ディセンダ１０ｂの吐出孔面４−２側の面から、平面方向に引き出されて第２共通流路２４と繋がっている。引き出される方向は、加圧室本体１０ａに対して、ディセンダ１０ｂがずらされる方向と同じである。
【００４２】
第１方向と第２方向とが成す角度は直角からずれている。このため、第１方向に沿って配置されている吐出孔列９Ａに属する吐出孔８同士は、その直角からのずれた角度の分、第２方向にずれて配置される。そして、吐出孔列９Ａが第２方向に並んで配置されるので、異なる吐出孔列９Ａに属する吐出孔８は、その分、第２方向にずれて配置される。これらが合わさって、第１流路部材４の吐出孔８は、第２方向に一定間隔で並んで配置されており、これにより、吐出した液体により形成される画素で所定の範囲を埋めるように印刷ができる。
【００４３】
１つの吐出孔列９Ａに属する吐出孔８の配置は、第１方向に沿って完全に一直線上に配置すれば、上述のように所定範囲を埋め尽くすように印刷が可能である。ただし、そのように配置した場合に、プリンタ１に液体吐出ヘッド２を設置する際に生じる第２方向に直交する方向と搬送方向とのずれが、印刷精度に与える影響が大きくなる。そのため、上述の一直線上の吐出孔８の配置から、隣り合う吐出孔列９Ａの間で、吐出孔８を入れ替えて配置するのが好ましい。
【００４４】
本実施形態では、吐出孔８の配置は次のようになっている。図３において、吐出孔８を第２方向と直交する方向に投影すると、仮想直線Ｒの範囲に３２個の吐出孔８が投影され、仮想直線Ｒ内で各吐出孔８は３６０ｄｐｉの間隔に並ぶ。これにより、仮想直線Ｒに直
交する方向に印刷用紙Ｐを搬送して印刷すれば、３６０ｄｐｉの解像度で印刷できる。仮想直線Ｒ内に投影される吐出孔８は、１列の吐出孔列９Ａに属する吐出孔８すべて（１６個）と、その吐出孔列９Ａの両隣に位置する２つの吐出孔列９Ａに属する吐出孔８の半分（８個）ずつである。このような構成にするために、各吐出孔行９Ｂでは、吐出孔８は、２２．５ｄｐｉの間隔で並んでいる。これは、３６０／１６＝２２．５であるからである。
【００４５】
第１共通流路２０および第２共通流路２４は、吐出孔８が直線状に並んでいる範囲では、直線になっており、直線がずれる吐出孔８の間で平行にずれている。第１共通流路２０および第２共通流路２４において、このずれる箇所が少ないので、流路抵抗が小さくなっている。また、この平行にずれる部分は、加圧室１０と重ならない位置に配置されているので、加圧室１０毎に吐出特性の変動を小さくできる。
【００４６】
第２方向の両方の端の１列（すなわち合わせて２列）の加圧室列１１Ａには、通常の加圧室１０と第１ダミー加圧室１０Ｄとが含まれている（そのため、この加圧室列１１Ａをダミー加圧室列１１Ｄと言うことがある）。また、ダミー加圧室列１１Ｄのさらに外側には、ダミー加圧室１０Ｄのみが並んでいる１列（すなわち、両端で合わせて２列）のダミー加圧室列１１Ｄが配置されている。第２方向の両方の端に１本ずつ（すなわち合わせて２本）ある流路は、通常の第１共通流路２４と同じ形状をしているが、直接的には加圧室１０とは繋がっておらず、ダミー加圧室１０Ｄとしか繋がっていない。
【００４７】
第１流路部材４は、第１共通流路２０および第２共通流路２４からなる共通流路群の第２方向の外側、および第２方向の反対方向である第４方向の外側に位置していて、第１方向に伸びている、端部流路３０を有している。端部流路３０は、加圧室面４−１に並んでいる第１共通流路２０の開口２０ａのさらに外側に配置されている開口３０ｃと、加圧室面４−１に並んでいる第２共通流路２４の開口２４ａのさらに外側に配置されている開口３０ｄとを繋いでいる流路である。
【００４８】
第２流路部材６は、第１流路部材４の加圧室面４−１に接合されている。第２流路部材６は、第２共通流路２４に液体を供給する第２統合流路２６と、第１共通流路２０の液体を回収する第１統合流路２２とを有している。第２流路部材６の厚さは、第１流路部材４よりも厚く、５〜３０ｍｍ程度である。
【００４９】
第２流路部材６は、外形が直方体状であり、第２方向に最も大きく、次いで第１方向に大きく、厚さは第１方向および第２方向よりも小さい平板形状を有している。第２流路部材６の中央部に貫通孔６ａが配置されている。貫通孔６ａには、圧電アクチュエータ基板４０を駆動する駆動信号を伝達するＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）などの配線基板６０が通される。
【００５０】
第２流路部材６は、第１流路部材４の加圧室面４−１の圧電アクチュエータ基板４０が接続されていない領域で接合されている。より具体的には、圧電アクチュエータ基板４０を囲むように接合されている。このようにすることで、圧電アクチュエータ基板４０に、吐出した液体の一部がミストとなって付着するのを抑制できる。また、第１流路部材４を外周で固定することになるので、第１流路部材４が変位素子５０の駆動に伴って振動して、共振などが生じることを抑制できる。
【００５１】
第１統合流路２２を、第１流路部材４とは別の、第１流路部材４より厚い第２流路部材６に配置することで、第１統合流路２２の断面積を大きくすることができ、それにより第１統合流路２２と第１共通流路２０とが繋がっている位置の差による圧力損失の差を小さくできる。第１統合流路２２の流路抵抗（より正確には第１統合流路２２のうちで、第１
共通流路２０と繋がっている範囲の流路抵抗）は、第１共通流路２０の１／１００以下にするのが好ましい。
【００５２】
第２統合流路２６を、第１流路部材４とは別の、第１流路部材４より厚い第２流路部材６に配置することで、第２統合流路２６の断面積を大きくすることができ、それにより第２統合流路２６と第２共通流路２４とが繋がっている位置の差による圧力損失の差を小さくできる。第２統合流路２６の流路抵抗（より正確には第２統合流路２６のうちで、第１統合流路２２と繋がっている範囲の流路抵抗）は、第２共通流路２４の１／１００以下にするのが好ましい。
【００５３】
第１統合流路２２を第２流路部材６の短手方向の一方の端に配置し、第２統合流路２６を第２流路部材６の短手方向の他方の端に配置し、それぞれの流路を第１流路部材４側に向かわせて、それぞれ第１共通流路２０および第２共通流路２４と繋げる構造にする。このようにすることで、第１統合流路２２および第２統合流路２６の断面積を大きく（つまり流路抵抗を小さく）できるともに、第２流路部材６で、第１流路部材４の外周を固定して剛性を高くし、さらに、配線基板６０の通る貫通孔６ａを設けることができる。
【００５４】
第２流路部材６には、第１統合流路２２のうち第２方向に伸びている流路抵抗の低い部分である第１統合流路本体２２ａとなる溝と、第２統合流路２６のうち第２方向に伸びている流路抵抗の低い部分である第２統合流路本体２６ａとなる溝が配置されている。第１統合流路２２の第２方向の端部には、ヘッド本体２ａの上部で外部に開口している開口２２ｃが配置されている。第２統合流路２６の第４方向の端部には、ヘッド本体２ａの上部で外部に開口している開口２６ｃが配置されている。このような構造をしていることにより、第２流路部材６に設けられている孔は、第２流路部材６を上下に貫通しており、第２流路部材６に設けられている溝は、第２流路部材６に開口している。このような構造をしていることにより、第２流路部材６は、上下に組み合わせる金型などに樹脂を射出成型することで作製することができる。
【００５５】
液体は、第２統合流路２６の開口２６ｃから供給され、第１統合流路２２の開口２２ｃから回収されるが、これに限らず供給と回収を逆にしてもよい。
【００５６】
第１統合流路２２および第２統合流路２６には、ダンパを設けて、液体の吐出量の変動に対して液体の供給、あるいは排出が安定するようにしてもよい。また、第１統合流路２２および第２統合流路２６内に、フィルタを設けることにより、異物や気泡が、第１流路部材４に入り込み難くしてもよい。
【００５７】
第１流路部材４の上面である加圧室面４−１には、変位素子５０を含む圧電アクチュエータ基板４０が接合されており、各変位素子５０が加圧室１０上に位置するように配置されている。圧電アクチュエータ基板４０は、加圧室１０によって形成された加圧室群とほぼ同一の形状の領域を占有している。また、各加圧室１０の開口は、流路部材４の加圧室面４−１に圧電アクチュエータ基板４０が接合されることで閉塞される。圧電アクチュエータ基板４０は、ヘッド本体２ａと同じ方向に長い長方形状である。また、圧電アクチュエータ基板４０には、各変位素子５０に信号を供給するための配線基板６０が接続されている。第２流路部材６には、中央部に、上下に貫通している貫通孔６ａがあり、配線基板６０は貫通孔６ａを通って制御部８８と電気的に繋がれる。配線基板６０は、圧電アクチュエータ基板４０の一方の長辺の端から他方の長辺の端に向かうように短手方向に伸びる形状にし、配線基板６０に配置される配線６０ｂが短手方向に沿って伸び、長手方向に並ぶようにすれば、配線６０ｂ間の距離をとりやすくなり、好ましい。
【００５８】
圧電アクチュエータ基板４０の上面における各加圧室１０に対向する位置には個別電極
４４がそれぞれ配置されている。
【００５９】
流路部材４は、複数のプレートが積層された積層構造を有している。流路部材４の加圧室面４−１側から順に、プレート４ａからプレート４ｊまでの１０枚のプレートが積層されている。これらのプレートには多数の孔や溝が形成されている。孔や溝は、例えば、各プレートを金属で作製し、エッチングで形成できる。各プレートの厚さは１０〜３００μｍ程度であることにより、形成する孔や溝の形成精度を高くできる。プレート４ｅ〜ｈは、同じ形状のプレートであり、それらは１枚のプレートで構成してもよいが、孔を精度よく形成するため、４枚のプレートで構成している。各プレートは、これらの孔が互いに連通して第１共通流路２０などの流路を構成するように、位置合わせして積層されている。
【００６０】
平板状の流路部材４の加圧室面４−１には、加圧室本体１０ａが開口しており、圧電アクチュエータ基板４０が接合されている。また、加圧室面４−１には、第２共通流路２４に液体を供給する開口２４ａ、および第１共通流路２０から液体を回収する開口２０ａが開口している。流路部材４の、加圧室面４−１と反対側の面である吐出孔面４−２には吐出孔８が開口している。なお、加圧室面４−１にさらにプレートを積層して、加圧室本体１０ａの開口を塞ぎ、その上に圧電アクチュエータ基板４０を接合してもよい。そのようにすれば、吐出する液体が圧電アクチュエータ基板４０に接する可能性を低減することができ、信頼性をより高くできる。
【００６１】
液体を吐出する構造としては、加圧室１０と吐出孔８とがある。加圧室１０は、変位素子５０に面している加圧室本体１０ａと、加圧室本体１０ａより断面積が小さいディセンダ１０ｂから成っている。加圧室本体１０ａは、プレート４ａに形成されており、ディセンダ１０ｂは、プレート４ｂ〜ｉに形成された孔が重ねられ、さらにノズルプレート４ｊで（吐出孔８以外の部分を）塞がれて成っている。
【００６２】
加圧室本体１０ａには、第１個別流路１２が繋がっており、第１個別流路１２は、第１共通流路２０に繋がっている。第１個別流路１２は、プレート４ｂを貫通する円形状の孔と、プレート４ｃにおいて平面方向に伸びている貫通溝と、プレート４ｄを貫通する円形状の孔とを含んでいる。第１共通流路２０はプレート４ｅ〜ｈに形成された孔が重ねられ、さらに上側をプレート４ｄで、下側をプレート４ｉで塞がれて成っている。
【００６３】
ディセンダ１０ｂには、第２個別流路１４が繋がっており、第２個別流路１４は、第２共通流路２４に繋がっている。第２個別流路１４は、プレート４ｉにおいて平面方向に伸びている貫通溝である。第２共通流路２４はプレート４ｅ〜ｈに形成された孔が重ねられ、さらに上側をプレート４ｄで、下側をプレート４ｉで塞がれて成っている。
【００６４】
液体の流れについて、まとめると、第２統合流路２６に供給された液体は、第２共通流路２４および第２個別流路１４を順に通って加圧室１０に入り、一部の液体は吐出孔８から吐出される。吐出されなかった液体は、第１個別流路１２を通って、第１共通流路２０に入った後、第１統合流路２２に入り、ヘッド本体２の外部に排出される。
【００６５】
圧電アクチュエータ基板４０は、圧電体である２枚の圧電セラミック層４０ａ、４０ｂからなる積層構造を有している。これらの圧電セラミック層４０ａ、４０ｂはそれぞれ２０μｍ程度の厚さを有している。すなわち、圧電アクチュエータ基板４０の圧電セラミック層４０ａの上面から圧電セラミック層４０ｂの下面までの厚さは４０μｍ程度である。圧電セラミック層４０ａと圧電セラミック層４０ｂの厚さの比は、３：７〜７：３、好ましく４：６〜６：４にされる。圧電セラミック層４０ａ、４０ｂのいずれの層も複数の加圧室１０を跨ぐように延在している。これらの圧電セラミック層４０ａ、４０ｂは、例えば、強誘電性を有する、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系、ＮａＮｂＯ３系、ＢａＴｉ
Ｏ３系、（ＢｉＮａ）ＮｂＯ３系、ＢｉＮａＮｂ５Ｏ１５系などのセラミックス材料からなる。
【００６６】
圧電アクチュエータ基板４０は、Ａｇ−Ｐｄ系などの金属材料からなる共通電極４２およびＡｕ系などの金属材料からなる個別電極４４を有している。共通電極４２の厚さは２μｍ程度であり、個別電極４４の厚さは、１μｍ程度である。
【００６７】
個別電極４４は、圧電アクチュエータ基板４０の上面における各加圧室１０に対向する位置に、それぞれ配置されている。個別電極４４は、平面形状が加圧室本体１０ａより一回り小さく、加圧室本体１０ａとほぼ相似な形状を有している個別電極本体４４ａと、個別電極本体４４ａから引き出されている引出電極４４ｂとを含んでいる。引出電極４４ｂの一端の、加圧室１０と対向する領域外に引き出された部分には、接続電極４６が配置されている。接続電極４６は、例えば銀粒子などの導電性粒子を含んだ導電性樹脂であり、５〜２００μｍ程度の厚さで形成されている。また、接続電極４６は、配線基板６０に設けられた配線６０ｂと電気的に接合されている。
【００６８】
また、圧電アクチュエータ基板４０の上面には、共通電極用表面電極（不図示）が形成されている。共通電極用表面電極と共通電極４２とは、圧電セラミック層４０ａに配置された、図示しない貫通導体を通じて、電気的に接続されている。
【００６９】
詳細は後述するが、個別電極４４には、制御部８８から配線基板６０を通じて駆動信号が供給される。駆動信号は、印刷媒体Ｐの搬送速度と同期して一定の周期で供給される。
【００７０】
共通電極４２は、圧電セラミック層４０ａと圧電セラミック層４０ｂとの間の領域に面方向のほぼ全面にわたって形成されている。すなわち、共通電極４２は、圧電アクチュエータ基板４０に対向する領域内のすべての加圧室１０を覆うように延在している。共通電極４２は、圧電セラミック層４０ａ上に個別電極４４からなる電極群を避ける位置に形成されている共通電極用表面電極に、圧電セラミック層４０ａを貫通して形成されたビアホールを介して繋がっていて、接地され、グランド電位に保持されている。共通電極用表面電極は、複数の個別電極４４と同様に、制御部８８と直接あるいは間接的に接続されている。
【００７１】
圧電セラミック層４０ａの個別電極４４と共通電極４２とに挟まれている部分は、厚さ方向に分極されており、個別電極４４に電圧を印加すると変位する、ユニモルフ構造の変位素子５０となっている。より具体的には、個別電極４４を共通電極４２と異なる電位にして圧電セラミック層４０ａに対してその分極方向に電界を印加したとき、この電界が印加された部分が、圧電効果により歪む活性部として働く。この構成において、電界と分極とが同方向となるように、制御部８８により個別電極４４を共通電極４２に対して正または負の所定電位にすると、圧電セラミック層４０ａの電極に挟まれた部分（活性部）が、面方向に収縮する。一方、非活性層の圧電セラミック層４０ｂは電界の影響を受けないため、自発的には縮むことがなく活性部の変形を規制しようとする。この結果、圧電セラミック層４０ａと圧電セラミック層４０ｂとの間で分極方向への歪みに差が生じて、圧電セラミック層４０ｂは加圧室１０側へ凸となるように変形（ユニモルフ変形）する。
【００７２】
続いて、液体の吐出動作について、説明する。制御部８８からの制御でドライバＩＣなどを介して、個別電極４４に供給される駆動信号により、変位素子５０が駆動（変位）させられる。本実施形態では、様々な駆動信号で液体を吐出させることができるが、ここでは、いわゆる引き打ち駆動方法について説明する。
【００７３】
あらかじめ個別電極４４を共通電極４２より高い電位（以下、高電位と称す）にしてお
き、吐出要求がある毎に個別電極４４を共通電極４２と一旦同じ電位（以下、低電位と称す）とし、その後所定のタイミングで再び高電位とする。これにより、個別電極４４が低電位になるタイミングで、圧電セラミック層４０ａ、４０ｂが元の（平らな）形状に戻り（始め）、加圧室１０の容積が初期状態（両電極の電位が異なる状態）と比較して増加する。これにより、加圧室１０内の液体に負圧が与えられる。そうすると、加圧室１０内の液体が固有振動周期で振動し始める。具体的には、最初、加圧室１０の体積が増加し始め、負圧は徐々に小さくなっていく。次いで加圧室１０の体積は最大になり、圧力はほぼゼロとなる。次いで加圧室１０の体積は減少し始め、圧力は高くなっていく。その後、圧力がほぼ最大になるタイミングで、個別電極４４を高電位にする。そうすると最初に加えた振動と、次に加えた振動とが重なり、より大きい圧力が液体に加わる。この圧力がディセンダ内を伝搬し、吐出孔８から液体を吐出させる。
【００７４】
つまり、高電位を基準として、一定期間低電位とするパルスの駆動信号を個別電極４４に供給することで、液滴を吐出できる。このパルス幅は、加圧室１０の液体の固有振動周期の半分の時間であるＡＬ（Acoustic Length）とすると、原理的には、液体の吐出速度
および吐出量を最大にできる。加圧室１０の液体の固有振動周期は、液体の物性、加圧室１０の形状の影響が大きいが、それ以外に、圧電アクチュエータ基板４０の物性や、加圧室１０に繋がっている流路の特性からの影響も受ける。
【００７５】
本実施形態では、圧電アクチュエータ基板４０と配線基板６０とは、圧電アクチュエータ基板４０と配線基板６０との間に配置されたフィルム５２ａに形成されている第１貫通孔である貫通孔５２ａａ内に配置されている接続電極４６を介して電気的に接続されている。フィルム５２ａと圧電アクチュエータ基板４０とは、貫通孔５２ａａの周囲で接合されており、フィルム５２ａと配線基板６０とは、貫通孔５２ａａの周囲で接合されている。このような構造を採用することにより、接続電極４６だけで接合する場合よりも、圧電アクチュエータ基板４０と配線基板６０との接続の信頼性を高くできる。
【００７６】
フィルム５２ａは、上述のように接合信頼性を高めるだけでなく、圧電アクチュエータ基板４０が、製造工程や液体吐出ヘッド２の使用中に破損したり、液体吐出ヘッド２の使用中に層間のマイグレーションが起きる可能性を低くできる。そのような目的のためには、圧電アクチュエータ基板４０の下側（圧電セラミック層４０ｂの側）にもフィルム５２ｂを配置するのが好ましい。
【００７７】
図６（ａ）は、液体吐出ヘッド２において、圧電アクチュエータ基板４０、フィルム５２ａ、および配線基板６０を接合する前の状態を示した部分縦断面図である。接着剤層５４の厚さは、０．１〜１μｍ程度であり、図示するため、厚さを強調して描いている。なお、図５（ａ）、（ｂ）のプレート間などにも接着剤層５４が存在しているが省略して描いている。
【００７８】
図６（ａ）では、第１流路部材４の上に、フィルム５２ｂおよび圧電アクチュエータ基板４０を積層接合し、さらにフィルム５２ａおよび配線基板６０を積層接合している。積層する順序は、これに限らない。例えば、まず圧電アクチュエータ基板４０に、フィルム５２ａ、ｂを積層接合し、その後第１流路部材４や、配線基板６０と積層接合してもよい。そのようにすれば、製造工程において圧電アクチュエータ基板４０を単体で取り扱う工程を少なくでき、圧電アクチュエータ基板４０を破損し難くできるので好ましい。
【００７９】
フィルム５２ａ、ｂは、可撓性があることにより、圧電アクチュエータ基板４０の破損を抑制できる。また、フィルム５２ａ、ｂがあることにより、圧電セラミック層４０ａ、ｂに直接水分が付き難くなり、マイグレーションが起き難くなる。フィルム５２ａ、ｂは、樹脂フィルムであるのが好ましく、例えば、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリカーボネートなどを用いることができる。厚さは、圧電アクチュエータ基板４０の厚さにもよるが、変位の低下が少なくなるように１〜２０μｍとする。
【００８０】
フィルム５２ａには、フィルム５２ａを上下に貫通する第１貫通孔である貫通孔５２ａａが配置されている。貫通孔５２ａａの中には、変位素子５０を駆動させる駆動信号を伝える接続電極４６が配置されている。接続電極４６は、個別電極４４の引出電極４４ｂの端部に配置されている。接続電極４６は、引出電極４４ｂと、配線基板６０の配線６０ｂの一部である端子電極とを電気的に接続している。
【００８１】
圧電アクチュエータ基板４０とフィルム５２ａとは、貫通孔５２ａａの周囲で接合されている。図６（ｃ）において、右上から左下へ向かっている斜線の領域が、圧電アクチュエータ基板４０とフィルム５２ａとが接合されている接合領域Ａである。また、配線基板６０とフィルム５２ａとは、貫通孔５２ａａの周囲で接合されている。図６（ｃ）において、上から下へ向かう線の領域が、フィルム５２ａと配線基板６０との接合領域Ｃである。このような構造を採用することにより、接続電極４６は、配線６０ｂと引出電極４４ｂとに挟まれて、それらの間の導通を取ることができる。
【００８２】
接続電極４６自体は、配線６０ｂあるいは引出電極４４ｂと接合されていなく、接触しているだけでもよいし、配線６０ｂあるいは引出電極４４ｂと接合されていてもよい。接続電極４６と、配線６０ｂあるいは引出電極４４ｂとが接合されていた場合でも、接続されている面積が小さいため、長期的な信頼性を高くするのは難しいが、貫通孔５２ａａの周囲が接合されているとで接続の信頼性を高くできる。接続の信頼性をより高くするためには、貫通孔５２ａａの周囲のフィルム５２ａと配線基板６０との接合領域Ｃの平面視における面積、および貫通孔５２ａａの周囲の圧電アクチュエータ基板４０と配線基板６０との接合領域Ａの平面視における面積を、貫通孔５２ａａの平面視における面積よりも大きくするのが好ましい。
【００８３】
接続電極４６の形成および配線基板６０との接合は、例えば、次のように行なう。圧電アクチュエータ基板４０に、導電性の樹脂を塗布し、接続電極４６を形成する。接続電極４６の高さは、フィルム５２ａの厚さよりも高くする。より好ましくは、接続電極４６の体積は、貫通孔５２ａａの体積よりも大きくする。次いで、圧電アクチュエータ基板４０に、フィルム５２ａを積層する。さらに、フィルム５２ａに配線基板６０を積層する。全体を押圧しながら接続電極４６および接着剤層５４を硬化させる。これにより、接続電極４６は、それ自体が配線６０ｂおよび引出電極４４ｂと接合しており、さらに、貫通孔５２ａａの周囲のフィルム５２ａが、圧電アクチュエータ基板４０および配線基板６０と接合されている状態になり、接続の信頼性が高くなる。
【００８４】
接続電極４６は、圧電アクチュエータ基板４０にフィルム５２ａを積層する前に硬化させてもよい。その場合、接続電極４６と配線６０ｂとは接触により導通することになる。
【００８５】
また、接続電極４６は、圧電アクチュエータ基板４０にフィルム５２ａを積層した後、導電性の樹脂を、フィルム５２ａより突起するように、貫通孔５２ａａに充填することで形成してもよい。
【００８６】
いずれにしても、圧電アクチュエータ基板４０と配線基板６０との間で、接続電極４６が積層方向に押圧されていることで、接続信頼性を高くできる。そのような状態であることは、例えば、配線基板６０を剥がしたときに、接続電極４６がフィルム５２ａよりも突起していることで確認できる。
【００８７】
圧電アクチュエータ基板４０の圧電セラミック層４０ａ、ｂは、圧電セラミックスで構成されている。圧電アクチュエータ基板４０の厚さ（すなわち、圧電セラミック層４０ａの上面から、圧電セラミック層４０ｂの下面まで）は、変位量を大きくするため、３００μｍ以下、さらに１００μｍ以下、特に５０μｍ以下とされる。また、圧電セラミックスとしては、圧電定数が大きいため、ＰＺＴ系材料が使われることが多かったが、鉛が含まれることから、環境負荷を低減させるため、非鉛材料を使うことが望まれている。
【００８８】
非鉛の圧電セラミックスとしては、ＮａＮｂＯ３系、ＢａＴｉＯ３系、（ＢｉＮａ）ＮｂＯ３系、ＢｉＮａＮｂ５Ｏ１５系などがある。いずれも、圧電定数としてはＰＺＴ系材料よりも低く、これらの材料を使用するために、圧電アクチュエータ基板４０の厚さを、さらに薄くし、３５μｍ以下にされることもある。
【００８９】
圧電アクチュエータ基板４０の厚さが薄くなると、製造工程や使用中に破損が生じたり、使用中に層間のマイグレーションが起きる可能性が高くなる。そのため、本実施形態では、圧電アクチュエータ基板４０の上面（個別電極４４が配置されている側）に、フィルム５２ａを積層し、圧電アクチュエータ基板４０の下側（振動板として働く圧電セラミック層４０ｂ側）に、フィルム５２ｂを積層する。このような構造は、上述の非鉛の圧電セラミックスを用いる圧電アクチュエータ基板４０では特に有用である。
【００９０】
圧電アクチュエータ基板４０の下側は、第１流路部材４があるため比較的破損し難く、また、圧電アクチュエータ基板４０の上側には、電圧の加わる圧電セラミック層４０ａがあるため、圧電アクチュエータ基板４０の保護には、圧電アクチュエータ基板４０の下側のフィルム５２ｂよりも、圧電アクチュエータ基板４０の上側のフィルム５２ａの方が重要である。
【００９１】
フィルム５２ａ、ｂを圧電アクチュエータ基板４０よりも大きくし、圧電アクチュエータ基板４０の外側で、フィルム５２ａとフィルム５２ｂとを接合すれば、圧電アクチュエータ基板４０の外周の欠けや、外周からの水分の侵入を抑制できるので好ましい。
【００９２】
圧電アクチュエータ基板４０の下側に配置されているフィルム５２ｂは、圧電セラミック層４０ｂと合わさって振動板として働くため、それぞれの硬さや厚さを総合的に調整すれば、フィルム５２ｂが存在することによる変位の低下は小さくできる。例えば、フィルム５２ｂが存在する分、圧電セラミック層４０ｂの厚さを薄くしても、フィルム５２ｂが存在するため、圧電セラミック層４０ｂが薄くなっても、破損やマイグレーションを起き難くできる。また、圧電セラミック層４０ｂの方が、フィルム５２ｂよりも硬いため、フィルム５２ｂの厚さが増える分よりも、圧電セラミック層４０ｂの厚さが減る分を小さくしても、変位を同程度にできる。
【００９３】
他方、圧電アクチュエータ基板４０の上にフィルム５２ｂを配置する場合は、上述の場合と同様に圧電セラミック層４０ａを薄くすることで、その部分は変形し易くなるものの、薄くなることで圧電セラミック層４０ａに生じる、圧電により駆動力も低下するため、変位量は低下してしまう。そのため、圧電アクチュエータ基板４０の下側のフィルム５２ｂのように、厚さの調整だけで、変位の低下を小さくするのは難しい。
【００９４】
そこで、フィルム５２ａと圧電アクチュエータ基板４０との接合を、それらの全面で行なうのではなく、フィルム５２ａと圧電アクチュエータ基板４０とが接合している接合領域Ａと、フィルム５２ａと圧電アクチュエータ基板４０とが接合していない非接合領域Ｂとを設ける。接合領域Ａと非接合領域Ｂとは、例えば、接着剤層５４をパターンニングして塗布することで作製できる。なお、図６（ｃ）では、右上から左下へ向かっている斜線の領域が接合領域Ａであり、左上から右下へ向かっている斜線の領域が非接合領域Ｂであ
る。
【００９５】
非接合領域Ｂは、加圧室１０と重なるように配置される。これにより、例えば、変位素子５０が下側に変位する際には、フィルム５２ａが平面方向に圧縮されるので、その分変位素子５０の変位が低下するが、フィルム５２ａが圧電アクチュエータ基板４０に沿って変形しなくてもよくなるため、変位の低下を小さくできる。なお、個別電極４４とフィルム５２ａとが接触しても、フィルム５２ａが絶縁性であるので、他の個別電極４４と導通して駆動に異常が生じることもない。
【００９６】
非接合領域Ｂには、加圧室１０全体が必ずしも含まれている必要はないが、そのようにすることで、変位素子５０の変位の低下を抑制する効果を高くできる。さらに、加圧室１０の周囲も非接合領域Ｂとすることで、変位素子５０の変位の低下を抑制する効果をさらに高くできる。加圧室１０の一部を非接合領域Ｂとするときには、加圧室１０の面積重心が非接合領域Ｂに含まれるようにすることで、変位素子５０の変位の低下を抑制する効果を比較的高くできる。
【００９７】
接合領域Ａは、加圧室１０以外の部分と重なるように配置される。接合領域Ａは、圧電アクチュエータ基板４０とフィルム５２ａとが重なっている範囲全体に亘って、連続的、あるいは断続的に配置されている。これにより、圧電アクチュエータ基板４０とフィルム５２ａとが剥がれ難くできる。
【００９８】
接合領域Ａを、変位素子５０と変位素子５０との間に配置することで、圧電アクチュエータ基板４０よりも軟らかいフィルム５２ａは、変位素子５０が変位する際の振動を、他の変位素子５０に伝わる途中で減衰させるので、変位素子５０間のクロストークを低減できる。接合領域Ａを各変位素子５０の周囲を囲むように配置すれば、クロストークをより低減できる。
【００９９】
圧電アクチュエータ基板４０の保護を優先する場合は、加圧室１０と重なる領域の全体で、圧電アクチュエータ基板４０とフィルム５２ａとを接合させてもよい。その場合、加圧室１０と重なる領域で、フィルム５２ａと配線基板６０とを接合しないのが好ましい。そのようにすれば、変位素子５０の変位に沿って配線基板６０が変形しなくてもよくなるので、変位素子５０の変位の低下を小さくできる。
【０１００】
本発明の他の実施形態の液体吐出ヘッド２を図７（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。図７（ａ）〜（ｃ）に示した液体吐出ヘッド２は、図２〜５、６（ａ）、６（ｂ）に示した液体吐出ヘッド２と基本的な構造は同じであり、差異の小さい部位は、同じ符号を付けて説明を省略する。図７（ａ）〜（ｃ）は、図６（ｃ）で示した部分と同じ部分の拡大平面図である。ただし、図６（ｃ）に示されているフィルム５２ａと配線基板６０との接合領域Ｃは、図７（ａ）〜（ｃ）に示した液体吐出ヘッド２にも同じように存在するが、図を分かり易くするため、図７（ａ）〜（ｃ）では省略してある。
【０１０１】
図７（ａ）の液体吐出ヘッド２では、貫通孔５２ａａは、非接合領域Ｂと繋がっている位置に配置されている。より具体的は、非接合領域Ｂには、引出電極４４ｂに沿って貫通孔５２ａａに向かって突出している突出部Ｂａがあり、突出部Ｂａは、貫通孔５２ａａと繋がっている。このような構成により、フィルム５２ａを積層する際に、圧電アクチュエータ基板４０とフィルム５２ａとの間の非接合領域Ｂに空気が閉じ込められ難くなる。これにより、閉じ込められた空気により接合が不十分になったり、液体吐出ヘッド２の使用中や製造工程の後工程で、温度が上がった際に閉じ込められた空気が膨張することで、接合が剥がれたりし難くできる。
【０１０２】
図７（ｂ）の液体吐出ヘッド２では、加圧室１０の中央部と重なるように第２貫通孔である貫通孔５２ａｂが配置されている。図７（ｂ）に示したように、貫通孔５２ａｂを、貫通孔５２ａｂの中に加圧室１０が含まれる大きさした場合、フィルム５２ａは変位素子５０の変位を抑制することがほぼなくなり、変位素子５０の変位量を大きくできる。
【０１０３】
貫通孔５２ａｂが加圧室１０よりも小さい場合は、図７（ａ）に示した液体吐出ヘッド２の場合と同様に、貫通孔５２ａｂは、フィルム５２ａを積層する際に、圧電アクチュエータ基板４０とフィルム５２ａとの間の非接合領域Ｂからの空気抜きとして働く。また、貫通孔５２ａｂが存在することにより、加圧室１０の上に位置しているフィルム５２ａが、平面方向に圧縮あるいは伸展され易くなる。変位素子５０が変位する際には、フィルム５２ａに、圧縮あるいは伸展する応力が加わることになるので、フィルム５２ａが変形しやすいことで、変位素子５０の変位の低下をより抑制できる。ただし、変位素子５０の変位の低下の抑制には、上述のように、貫通孔５２ａｂを加圧室１０よりも大きさする方が効果的である。
【０１０４】
図７（ｃ）の液体吐出ヘッド２では、非接合領域Ｂは、加圧室１０と重なっている領域の外に広がっている、接合領域Ａは、隣り合う各加圧室１０の間に、それぞれ独立した円形状で配置されている。加圧室１０よりも広い領域に非接合領域Ｂが広がっているために、加圧室１０の上に位置しているフィルム５２ａが、平面方向に圧縮あるいは伸展され易くなり、変位素子５０の変位の低下をより抑制できる。
【符号の説明】
【０１０５】
１・・・カラーインクジェットプリンタ
２・・・液体吐出ヘッド
２ａ・・・ヘッド本体
４・・・第１流路部材
４ａ〜４ｌ・・・（第１流路部材の）プレート
４−１・・・加圧室面
４−２・・・吐出孔面
６・・・第２流路部材
６ａ、６ｂ・・・（第２流路部材の）プレート
６ａ・・・（第２流路部材の）貫通孔
８・・・吐出孔
９Ａ・・・吐出孔列
９Ｂ・・・吐出孔行
１０・・・加圧室
１０ａ・・・加圧室本体
１０ｂ・・・部分流路（ディセンダ）
１０Ｄ・・・ダミー加圧室
１１Ａ・・・加圧室列
１１Ｂ・・・加圧室行
１１Ｃ・・・加圧室配置領域
１２・・・第１個別流路
１４・・・第２個別流路
２０・・・第１共通流路（共通流路）
２０ａ・・・（第１共通流路の）開口
２２・・・第１統合流路
２２ａ・・・第１統合流路本体
２２ｃ・・・（第１統合流路の）開口
２４・・・第２共通流路（共通流路）
２４ａ・・・（第２共通流路の）開口
２６・・・第２統合流路
２６ａ・・・第２統合流路本体
２６ｃ・・・（第２統合流路の）開口
３０・・・端部流路
３０ａ・・・幅広部
３０ｂ・・・狭窄部
３０ｃ、３０ｄ・・・（端部流路の）開口
４０・・・圧電アクチュエータ基板
４０ａ・・・圧電セラミック層
４０ｂ・・・圧電セラミック層（振動板）
４２・・・共通電極
４４・・・個別電極
４４ａ・・・個別電極本体
４４ｂ・・・引出電極
４６・・・接続電極
５０・・・変位素子（加圧部）
５２ａ、５２ｂ・・・フィルム
５２ａａ・・・（第１）貫通孔
５２ａｂ・・・（第２）貫通孔
５４・・・接着剤層
６０・・・配線基板
６０ａ・・基材
６０ｂ・・・配線
７０・・・ヘッド搭載フレーム
７２・・・ヘッド群
８０Ａ・・・給紙ローラ
８０Ｂ・・・回収ローラ
８２Ａ・・・ガイドローラ
８２Ｂ・・・搬送ローラ
８８・・・制御部
Ａ・・・（圧電アクチュエータ基板とフィルムとの）接合領域
Ｂ・・・（圧電アクチュエータ基板とフィルムとの）非接合領域
Ｂａ・・・（非接合領域の）突出部
Ｃ・・・フィルムと配線基板との接合領域
Ｐ・・・印刷用紙
【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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