(57)【要約】【課題】側壁３を大きく変形させて駆動効率の向上を図る。【解決手段】本発明による液体噴射ヘッド１は、チャンネル２ａとこれに隣接する隣接チャンネル２ｂの間に位置し、上方向に分極する圧電体３ａと下方向に分極する圧電体３ｂが分極境界Ｂを挟んで高さ方向に積層する側壁３と、チャンネル２ａの上部に位置し側壁３の上端面ＵＰに係止する第一基板４と、チャンネル２ａの下部に位置し側壁３の下端面ＢＰに係止する第二基板５と、を備え、側壁３はチャンネル２ａの側及び隣接チャンネル２ｂの側の両方の側面に側面の上端から下端に亘る側面電極６ａ、６ｂを備え、分極境界Ｂは側壁３の高さの１／２よりも下方に位置し、第二基板５は第一基板４よりも剛性が小さい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンネルとこれに隣接する隣接チャンネルの間に位置し、上方向に分極する圧電体と下方向に分極する圧電体が分極境界を挟んで高さ方向に積層する側壁と、
前記チャンネルの上部に位置し前記側壁の上端面に係止する第一基板と、
前記チャンネルの下部に位置し前記側壁の下端面に係止する第二基板と、を備え、
前記側壁は前記チャンネルの側及び前記隣接チャンネルの側の両方の側面に前記側面の上端から下端に亘る側面電極を備え、前記分極境界は前記側壁の高さの１／２よりも下方に位置し、前記第二基板は前記第一基板よりも剛性が小さい液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記分極境界は前記側壁の高さの１／４よりも上方に位置する請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
前記側壁は、前記上端面又は前記下端面に前記チャンネルの側又は前記隣接チャンネルの側の前記側面電極と電気的に接続する端面電極を備える請求項１又は２に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
前記側壁は、前記上端面及び前記下端面のそれぞれに前記チャンネルの側又は前記隣接チャンネルの側の前記側面電極と電気的に接続する端面電極を備える請求項１又は２に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５】
前記端面電極は、印加される駆動電圧のうち低電圧が印加される前記側面電極に電気的に接続し前記駆動電圧のうち高電圧が印加される前記側面電極には電気的に接続しない請求項３又は４に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項６】
前記端面電極は、前記上端面又は前記下端面の前記低電圧が印加される前記側面電極の側の端部から前記側壁の厚さ方向に延在する請求項５に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項７】
前記端面電極は前記側壁の厚さ方向の幅が前記上端面又は前記下端面の前記側壁の厚さ方向の幅の略１／２である請求項３〜６のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項８】
前記側壁に連続する圧電体基板を備え、前記圧電体基板の上面が前記上端面と同一平面を成し、前記圧電体基板の下面が前記下端面と同一平面を成す請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項９】
前記側壁は、前記上端面又は前記下端面に前記チャンネルの側又は前記隣接チャンネルの側の前記側面電極と電気的に接続する端面電極を備え、
前記圧電体基板は、その上面又は下面に前記端面電極と電気的に接続する端子電極を備える請求項８に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１０】
前記上方向に分極する圧電体が上方に位置し、前記下方向に分極する圧電体が下方に位置し、
前記チャンネルは液体を保持し、前記隣接チャンネルは液体を保持せず、前記チャンネルと前記隣接チャンネルは交互に配列する請求項１〜９のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１１】
前記第一基板は複数の前記チャンネルに液体を供給する液体供給室を備え、
前記第二基板は前記チャンネルに連通するノズルを備える請求項１〜１０のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１２】
前記第一基板は複数の前記チャンネルに液体を供給する液体供給室を備え、
前記側壁は前記上端面、前記下端面及び前記側面のそれぞれに交差する側端面を備え、
前記側端面に前記チャンネルに連通するノズルを備えるノズルプレートが固定される請求項１〜１０のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１３】
請求項１に記載の液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドと被記録媒体とを相対的に移動させる移動機構と、
前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、
前記液体供給管に前記液体を供給する液体タンクと、を備える液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被記録媒体に液滴を吐出して記録する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、記録紙等にインク滴を吐出して文字や図形を記録する、或いは素子基板の表面に液体材料を吐出して機能性薄膜を形成するインクジェット方式の液体噴射ヘッドが利用されている。この方式は、インクや液体材料などの液体を液体タンクから供給管を介して液体噴射ヘッドのチャンネルに供給し、チャンネルの液体に圧力を印加してチャンネルに連通するノズルから液滴として吐出する。液滴の吐出の際には、液体噴射ヘッドや被記録媒体を移動させて文字や図形を記録する、或いは所定形状の機能性薄膜や三次元構造を形成する。
【０００３】
この種の液体噴射ヘッドとして、圧電体の厚み滑り変形を利用するシアモードタイプが知られている。シアモードタイプは圧電体基板の表面に吐出溝とダミー溝を交互に配列し、吐出溝とダミー溝の間に圧電体から成る側壁を形成する。側壁の吐出溝の側の側壁面とダミー溝の側の側壁面に駆動電極を形成して側壁を２つの駆動電極により挟む。吐出溝の側の駆動電極には共通電位、例えばＧＮＤの電位を与え、ダミー溝の側の駆動電極には高い電位の駆動電圧を与える。これにより側壁を変形させて吐出溝に連通するノズルから液滴を吐出する。近年、高密度記録の要請から吐出溝の数が増加している。吐出溝の数が増加するとヘッド部の温度が上昇しやすくなり、駆動効率が低下する。そのため、駆動効率を上昇させて液滴の吐出に要するエネルギーを小さくすることが重要となっている。つまり、小さなエネルギーで側壁を大きく変位させ、ヘッド部の温度上昇を抑制し駆動効率を改善することが求められる。
【０００４】
例えば、特許文献１には、上半分の分極方向と下半分の分極方向が反対側を向くシェブロン構造基板を用いて作成されるサイドシュート構造型の液体噴射ヘッドが開示されている（特許文献１の図８）。液体噴射ヘッドは、上半分の分極方向と下半分の分極方向が反対側を向く圧電体から成り、並列に設置される複数の側壁と、複数の側壁の下端面に設置されるノズルプレートと、複数の側壁の上端面に設置されるカバープレートの積層構造を備える。側壁を間に挟んで吐出溝とダミー溝が交互に配列する。ノズルプレートは吐出溝に連通するノズルを備える。カバープレートは、複数の吐出溝に液体を供給する供給口と複数の吐出溝から液体を排出する排出口を備える。そして、吐出溝には液体が充填され、ダミー溝には液体が充填されない。各側壁はノズルプレート側の下端からカバープレート側の上端に亘る側面に駆動電極を備える。
【０００５】
吐出溝の側の駆動電極をＧＮＤの電位に、両隣のダミー溝の側の駆動電極に駆動電圧を印加して側壁を屈曲させ、吐出溝内に充填される液体に圧力波を生じさせてノズルから液滴を吐出する。側壁の下端から上端に亘る駆動電極に駆動電圧を印加するので、例えば特許文献１の図６に示されるような、側壁の側面の上半分又は下半分に形成される駆動電極に駆動電圧を印加する場合よりも駆動効率を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１０２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の液体噴射ヘッドでは、吐出溝とダミー溝の間の側壁の分極境界は側壁の高さの１／２に位置する。そして、側壁の上端面に設置されるカバープレートは、通常、側壁と同じ材料が使用される。一方、側壁の下端面に設置されるノズルプレートはカバープレートよりも剛性が小さい。そのため、駆動電極に駆動電圧を印加して側壁を変形させるときに、ノズルプレートが変形して液滴の吐出性能に影響を与える可能性がある。例えば、側壁の下端部がノズルプレートの面方向に変位して吐出効率を低下させる虞がある。また、ノズルプレートが液滴の吐出方向に変位して液滴の吐出方向を変化させる虞がある。そこで、シェブロン構造の側壁を用い、側壁の両側面に下端から上端に亘る駆動電極を設置し、側壁の上端面に設置する基板よりも側壁の下端面に設置する基板の方の剛性を小さくする場合において、駆動効率を向上させることが可能な液体噴射ヘッドを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の液体噴射ヘッドは、チャンネルとこれに隣接する隣接チャンネルの間に位置し、上方向に分極する圧電体と下方向に分極する圧電体が分極境界を挟んで高さ方向に積層する側壁と、前記チャンネルの上部に位置し前記側壁の上端面に係止する第一基板と、前記チャンネルの下部に位置し前記側壁の下端面に係止する第二基板と、を備え、前記側壁は前記チャンネルの側及び前記隣接チャンネルの側の両方の側面に前記側面の上端から下端に亘る側面電極を備え、前記分極境界は前記側壁の高さの１／２よりも下方に位置し、前記第二基板は前記第一基板よりも剛性が小さいこととした。
【０００９】
また、前記分極境界は前記側壁の高さの１／４よりも上方に位置することとした。
【００１０】
また、前記側壁は、前記上端面又は前記下端面に前記チャンネルの側又は前記隣接チャンネルの側の前記側面電極と電気的に接続する端面電極を備えることとした。
【００１１】
また、前記側壁は、前記上端面及び前記下端面のそれぞれに前記チャンネルの側又は前記隣接チャンネルの側の前記側面電極と電気的に接続する端面電極を備えることとした。
【００１２】
また、前記端面電極は、印加される駆動電圧のうち低電圧が印加される前記側面電極に電気的に接続し前記駆動電圧のうち高電圧が印加される前記側面電極には電気的に接続しないこととした。
【００１３】
また、前記端面電極は、前記上端面又は前記下端面の前記低電圧が印加される前記側面電極の側の端部から前記側壁の厚さ方向に延在することとした。
【００１４】
また、前記端面電極は前記側壁の厚さ方向の幅が前記上端面又は前記下端面の前記側壁の厚さ方向の幅の略１／２であることとした。
【００１５】
前記側壁に連続する圧電体基板を備え、前記圧電体基板の上面が前記上端面と同一平面を成し、前記圧電体基板の下面が前記下端面と同一平面を成すこととした。
【００１６】
前記側壁は、前記上端面又は前記下端面に前記チャンネルの側又は前記隣接チャンネルの側の前記側面電極と電気的に接続する端面電極を備え、前記圧電体基板は、その上面又は下面に前記端面電極と電気的に接続する端子電極を備えることとした。
【００１７】
前記上方向に分極する圧電体が上方に位置し、前記下方向に分極する圧電体が下方に位置し、前記チャンネルは液体を保持し、前記隣接チャンネルは液体を保持せず、前記チャンネルと前記隣接チャンネルは交互に配列することとした。
【００１８】
また、前記第一基板は複数の前記チャンネルに液体を供給する液体供給室を備え、前記第二基板は前記チャンネルに連通するノズルを備えることとした。
【００１９】
また、前記第一基板は複数の前記チャンネルに液体を供給する液体供給室を備え、前記側壁は前記上端面、前記下端面及び前記側面のそれぞれに交差する側端面を備え、前記側端面に前記チャンネルに連通するノズルを備えるノズルプレートが固定されることとした。
【００２０】
本発明の液体噴射装置は、上記の液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドと被記録媒体とを相対的に移動させる移動機構と、前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、前記液体供給管に前記液体を供給する液体タンクと、を備えることとした。
【発明の効果】
【００２１】
本発明による液体噴射ヘッドは、チャンネルとこれに隣接する隣接チャンネルの間に位置し、上方向に分極する圧電体と下方向に分極する圧電体が分極境界を挟んで高さ方向に積層する側壁と、チャンネルの上部に位置し側壁の上端面に係止する第一基板と、チャンネルの下部に位置し側壁の下端面に係止する第二基板と、を備え、側壁はチャンネルの側及び隣接チャンネルの側の両方の側面に側面の上端から下端に亘る側面電極を備え、分極境界は側壁の高さの１／２よりも下方に位置し、第二基板は第一基板よりも剛性が小さい。これにより、側壁が大きく変形し駆動効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッドの部分断面模式図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッドの分極境界の位置と側壁の平均変位の関係を表すグラフである。
【図３】本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッドの部分断面模式図である。
【図４】本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッドの分極境界の位置と側壁の平均変位及び第二基板の変位の関係を表すグラフである。
【図５】本発明の第三実施形態に係る液体噴射ヘッドの部分分解斜視図である。
【図６】本発明の第三実施形態に係る液体噴射ヘッドの説明図である。
【図７】本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッドの部分断面模式図である。
【図８】本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッドの分極境界の位置と側壁の平均変位及び第二基板の変位の関係を表すグラフである。
【図９】本発明の第五実施形態に係る液体噴射ヘッドの部分断面模式図である。
【図１０】本発明の第五実施形態に係る液体噴射ヘッドの分極境界の位置と側壁の平均変位及び第二基板の変位の関係を表すグラフである。
【図１１】本発明の第六実施形態に係る液体噴射ヘッドの部分断面模式図である。
【図１２】本発明の第六実施形態に係る液体噴射ヘッドの分極境界の位置と側壁の平均変位の関係を表すグラフである。
【図１３】本発明の第七実施形態に係る液体噴射ヘッドの部分分解斜視図である。
【図１４】本発明の第八実施形態に係る液体噴射装置の模式的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第一実施形態）
図１は本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッド１の部分断面模式図である。図２は液体噴射ヘッドの分極境界Ｂの位置Ｐと側壁３の平均変位の関係を表すグラフである。以下の説明において、高さ方向がｚ方向、チャンネル２ａ及び隣接チャンネル２ｂの配列方向がｘ方向、チャンネル２ａ又は隣接チャンネル２ｂの奥行き方向がｙ方向である。
【００２４】
図１に示すように、液体噴射ヘッド１は、複数の側壁３、３’と、側壁３、３’の上端面ＵＰに係止する第一基板４と、側壁３、３’の下端面ＢＰ、ＢＰ’に係止し第一基板４よりも剛性の小さい第二基板５と、を備える。側壁３は、チャンネル２ａとこのチャンネル２ａに隣接する隣接チャンネル２ｂの間に位置する。側壁３’は、チャンネル２ａとこのチャンネル２ａに隣接する隣接チャンネル２ｂ’の間に位置する。側壁３、３’は上方向に分極する圧電体３ａと下方向に分極する圧電体３ｂが分極境界Ｂを挟んで高さ方向に積層する。分極境界Ｂは側壁３、３’の高さＨｃの１／２の高さよりも下方に位置する。第一基板４はチャンネル２ａ及び隣接チャンネル２ｂの上部に位置し、第二基板５はチャンネル２ａ及び隣接チャンネル２ｂの下部に位置する。側壁３は、チャンネル２ａの側及び隣接チャンネル２ｂの側の両方の側面にその側面の上端から下端に亘る側面電極６ａ、６ｂをそれぞれ備える。側壁３’も同様に、チャンネル２ａの側及び隣接チャンネル２ｂ’の側の両方の側面にその側面の上端から下端に亘る側面電極６ａ’、６ｂ’をそれぞれ備える。この構成により、側壁３、３’の平均変位ΔＸａｖｅが増加し、駆動効率の向上を図ることができる。
【００２５】
具体的に説明する。側壁３は圧電体材料、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）セラミックスを使用することができる。側壁３は、上方向（＋ｚ方向）に分極する圧電体３ａと下方向（−ｚ方向）に分極する圧電体３ｂとが接着剤により接合され、接合面が分極境界Ｂを成す。側壁３は、圧電体３ａが下方向に分極し、圧電体３ｂが上方向に分極してもよい。第一基板４はセラミックス材料や合成樹脂材料を使用することができる。第一基板４として側壁３と同じ熱膨張係数の材料、例えばＰＺＴセラミックスを使用すれば、環境の温度変化による液体噴射ヘッド１の歪を防止することができる。第二基板５は、金属薄板、セラミックス材料、合成樹脂フィルム等を用いることができ、例えばポリイミドフィルムを使用することができる。第一基板４としてＰＺＴセラミックスを使用し第二基板５としてポリイミドフィルムを使用すれば、第二基板５は第一基板４よりも剛性が小さい。分極境界Ｂの高さＨｂは、チャンネル２ａの高さＨｃの１／２よりも下方とする。
【００２６】
第一基板４は側壁３、３’の上端面ＵＰ、ＵＰ’に接着剤により接着され、第二基板５は側壁３、３’の下端面ＢＰ、ＢＰ’に接着剤により接着される。これにより、２つの側壁３、３’、第一基板４及び第二基板５に囲まれるチャンネル２ａと、チャンネル２ａを挟む隣接チャンネル２ｂ、２ｂ’が構成される。側壁３、３’は、チャンネル２ａの側の側面にその側面の上端から下端に亘る側面電極６ａ、６ａ’と、隣接チャンネル２ｂ、２ｂ’の側の側面にその側面の上端から下端に亘る側面電極６ｂ、６ｂ’をそれぞれ備える。側面電極６ａ、６ａ’、６ｂ、６ｂ’は、金属材料や半導体材料などの導体膜から成り、例えばＮｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ａｌ等の金属薄膜をめっき法や斜め蒸着法等により形成することができる。
【００２７】
本実施形態では、チャンネル２ａが液滴を吐出する吐出チャンネルであり、隣接チャンネル２ｂ、２ｂ’が液滴を吐出しない非吐出チャンネルである。第二基板５はノズルプレートであり、チャンネル２ａに連通するノズル１０を備える。従って、液滴は下方である−ｚ方向に吐出される。チャンネル２ａ及び隣接チャンネル２ｂ、２ｂ’は、チャンネルの並び方向であるｘ方向の幅がそれぞれ３０μｍ〜１００μｍであり、チャンネルの奥行き方向であるｙ方向の幅が０．４ｍｍ〜４ｍｍであり、チャンネルの高さ方向であるｚ方向の幅が１５０μｍ〜４００μｍである。また、側壁３のｘ方向の幅が３０μｍ〜１００μｍである。
【００２８】
液体噴射ヘッド１は次のように駆動する。側壁３、３’のチャンネル２ａの側の２つの側面電極６ａ、６ａ’と側壁３、３’の隣接チャンネル２ｂ、２ｂ’の側の２つの側面電極６ｂ、６ｂ’との間に駆動電圧を印加する。すると、チャンネル２ａを挟む２つの側壁３、３’は互いに逆方向に“くの字”状に変形し、チャンネル２ａの容積が瞬間的に増加又は減少する。側壁３、３’の“くの字”状の変形は分極境界Ｂの位置が最も大きい。これにより、チャンネル２ａに充填される液体に圧力波が生じる。実際にはチャンネル２ａの容積が一旦増加するように側壁３、３’を変形させてチャンネル２ａに液体を引き込み、次にチャンネル２ａの容積が縮小するように側壁３、３’を変形させて圧力波を生成する。この圧力波がノズル１０に達してノズル１０から液滴が吐出される。
【００２９】
チャンネル２ａと隣接チャンネル２ｂ（２ｂ’）はｘ方向に交互に配列する。本実施形態では吐出チャンネルであるチャンネル２ａに液体を充填し非吐出チャンネルである隣接チャンネル２ｂ、２ｂ’には液体を充填しない。側壁３、３’のチャンネル２ａの側の側面電極６ａ、６ａ’を一定電圧にし、側壁３、３’の隣接チャンネル２ｂ、２ｂ’の側の側面電極６ｂ、６ｂ’にそれぞれ個別の駆動電圧を印加すれば、導電性の液体を使用しても側面電極６ａ、６ａ’が電気化学反応等により腐食するのを抑制することができる。また、側面電極６ａ、６ａ’をＧＮＤに接続すれば、どのチャンネル２ａの側面電極６ａ、６ａ’もＧＮＤ電位となり、また、隣接チャンネル２ｂ、２ｂ’には液体が充填されないので、電気化学反応等により腐食するのを防止し、信頼性の向上を図ることができる。
【００３０】
なお、本第一実施形態は第二基板５をノズルプレートとして液滴を−ｚ方向を吐出する構成であるが、本発明はこれに限定されず、ノズルプレートを側壁３、３’の側端面ＳＰ（第七実施形態の図１３を参照）に設置して、液滴をｙ方向に吐出するエッジシュート型としてもよい。また、本第一実施形態は、チャンネル２ａを吐出チャンネル、隣接チャンネル２ｂを非吐出チャンネルとして構成するが、本発明はこの構成に限定されず、チャンネル２ａ及び隣接チャンネル２ｂをすべて吐出チャンネルとして構成し、各吐出チャンネルを例えば３サイクルで間歇的に駆動する構成であってもよい。
【００３１】
図２は、本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッド１の、分極境界Ｂの位置Ｐと側壁３の平均変位との関係を示すシミュレーション結果である。横軸は分極境界Ｂの位置Ｐを表し、縦軸は側壁３の平均変位ΔＸａｖｅを表す。分極境界Ｂの位置Ｐは、側壁３の高さ（チャンネル２ａの高さと同じ）をＨｃ、分極境界Ｂの高さをＨｂとして、Ｐ＝Ｈｂ／Ｈｃにより表す。側壁３の平均変位ΔＸａｖｅは、側壁３のｘｚ平面における変形面積ΔＳをチャンネル２ａの高さＨｃ、つまり側壁３の高さで除した式（１）の値である。
ΔＸａｖｅ＝ΔＳ／Ｈｃ・・・・（１）
【００３２】
図２中の実線のグラフＧ１が本発明の液体噴射ヘッド１の平均変位ΔＸａｖｅであり、破線のグラフＧ０が従来の液体噴射ヘッドの平均変位ΔＸａｖｅである。ここで、従来の液体噴射ヘッドは、第二基板５が第一基板４と同じ剛性を有する。本シミュレーションにおいては、側壁３の高さが２００μｍ、側壁３のｘ方向の幅が４５μｍ、チャンネル２ａのｘ方向の幅が４０μｍであり、側壁３がＰＺＴセラミックスで分極境界Ｂを挟んで上下方向に分極処理が施され、第一基板４が未分極のＰＺＴセラミックスであり、第二基板５が厚さ５０μｍのポリイミドフィルムである。また、従来の液体噴射ヘッドは、第二基板５が第一基板４と同じＰＺＴセラミックスを使用する点が本発明の構成と異なる。その他の構成及び印加する駆動電圧は本発明と同じである。
【００３３】
破線のグラフＧ０に示すように、第一基板４と第二基板５が同じ剛性のＰＺＴセラミックスの場合は、分極境界Ｂの位置Ｐが１／２、即ち側壁３の半分の高さのときに平均変位ΔＸａｖｅが最大となる。これに対し、実線のグラフＧ１に示す本発明では、分極境界Ｂの位置Ｐが側壁３の高さＨｃの１／４〜１／２のときに従来の液体噴射ヘッドの最大の平均変位ΔＸａｖｅよりも大きく、分極境界Ｂの位置Ｐが側壁３の高さＨｃの略３／８のときに平均変位ΔＸａｖｅが最大となる。従って、分極境界Ｂの位置Ｐは側壁３の高さＨｃに対して、好ましくは１／４〜１／２とし、より好ましくは略３／８とするのがよい。同じ駆動電圧を印加するとき、本発明の液体噴射ヘッド１の方が従来の液体噴射ヘッドよりも側壁３の平均変位ΔＸａｖｅが大きく、駆動効率を向上させることができる。
【００３４】
（第二実施形態）
図３は本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッド１の部分断面模式図である。図４は液体噴射ヘッド1の分極境界Ｂの位置Ｐと側壁３の平均変位ΔＸａｖｅ及び第二基板５の変位Δｚの関係を表すグラフである。第一実施形態と異なる点は、側壁３の下端面ＢＰに端面電極７を備える点であり、その他の構成は第一実施形態と同様である。以下の説明においては主に第一実施形態と異なる構成について説明し、同一の構成については説明を省略する。同一の部分及び同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
【００３５】
図３に示すように、側壁３は、チャンネル２ａの側及び隣接チャンネル２ｂの側の両方の側面にその側面の上端から下端に亘る側面電極６ａ、６ｂをそれぞれ備える。側壁３は、更に、下端面ＢＰのチャンネル２ａの側の側面電極６ａと電気的に接続する端面電極７ａを備える。チャンネル２ａを挟んで対向する側壁３’にも、下端面ＢＰ’のチャンネル２ａの側の側面電極６ａ’と電気的に接続する端面電極７ａ’を備える。
【００３６】
側壁３、第一基板４、第二基板５等の構成や材質は第一実施形態と同様である。また、側壁３、３’の分極境界Ｂの高さＨｂは、側壁３、３’の高さ、つまりチャンネル２ａの高さＨｃの１／２よりも下方に位置する。側壁３は、チャンネル２ａ及び隣接チャンネル２ｂの側の両方の側面にその側面の上端から下端に亘る側面電極６ａ、６ｂをそれぞれ備え、側壁３’は、チャンネル２ａ及び隣接チャンネル２ｂ’の側の両方の側面にその側面の上端から下端に亘る側面電極６ａ’、６ｂ’をそれぞれ備えることも、第一実施形態と同様である。ここで、側壁３、３’のチャンネル２ａの側の側面電極６ａ、６ａ’には駆動電圧のうち低電圧が印加され、隣接チャンネル２ｂ、２ｂ’の側の側面電極６ｂ、６ｂ’には駆動電圧のうち高電圧が印加される。例えば、側壁３、３’のチャンネル２ａの側の側面電極６ａ、６ａ’がＧＮＤに接続され、側壁３、３’の隣接チャンネル２ｂ、２ｂ’の側の側面電極６ｂ、６ｂ’に駆動電圧が印加される。
【００３７】
端面電極７ａは、低電圧が印加される側面電極６ａに電気的に接続し、側壁３の下端面ＢＰの側面電極６ａの側の端部から側壁３の厚さ方向（ｘ方向）に向けて延在する。端面電極７ａ’は、低電圧が印加される側面電極６ａ’に電気的に接続し、側壁３’の下端面ＢＰ’の側面電極６ａ’の側の端部から側壁３’の厚さ方向に向けて延在する。言い換えると、チャンネル２ａの側の側面電極６ａ、６ａ’はそれぞれ側壁３、３’の下端面ＢＰ、ＢＰ’まで折れ曲がって延在する。
【００３８】
図４（ａ）は、分極境界Ｂの位置Ｐと側壁３の平均変位ΔＸａｖｅの関係を示すシミュレーション結果である。図４（ｂ）は、分極境界Ｂの位置Ｐと第二基板５のｚ方向の変位Δｚの関係を示すシミュレーション結果である。図４（ａ）の横軸は分極境界Ｂの位置Ｐを表し、縦軸は側壁３の平均変位ΔＸａｖｅを表す。図４（ｂ）の横軸は分極境界Ｂの位置を表し、縦軸はチャンネル２ａの領域の第二基板５のｚ方向の変位Δｚを表す。破線により示すグラフＧ１、Ｇ３が第一実施形態の液体噴射ヘッド１の場合であり、実線により示すグラフＧ２、Ｇ４が本第二実施形態の液体噴射ヘッド１の場合である。
【００３９】
図４（ａ）に示すように、側壁３の平均変位ΔＸａｖｅは、第一実施形態の液体噴射ヘッド１と同様に本第二実施形態の液体噴射ヘッド１においても、分極境界Ｂの位置Ｐが１／４〜１／２のときに平均変位ΔＸａｖｅが高く、分極境界Ｂの位置Ｐが側壁３の高さＨｃの略３／８のとき平均変位ΔＸａｖｅが最大となる。従って、分極境界Ｂの位置Ｐは、好ましくは１／４〜１／２とし、より好ましくは略３／８とするのがよい。これにより、駆動効率を向上させることができる。
【００４０】
更に、図４（ｂ）に示すように、第二基板５のｚ方向の変位Δｚは、分極境界Ｂの位置Ｐが高くなる第一基板４の側に近づくほど第二基板５は−ｚ方向に凹み、分極境界Ｂの位置Ｐが第二基板５の側に近づくほど第二基板５は上方の＋ｚ方向に盛り上がる。そして、分極境界Ｂの位置Ｐが１／４〜１／２の範囲において、第一実施形態の液体噴射ヘッド１のグラフＧ３よりも本第二実施形態の液体噴射ヘッド１のグラフＧ４は下方に略０．５×１０-9ｍスライドする。そして、側壁３のΔＸａｖｅが最大となる分極境界Ｂの位置Ｐが略３／８において、グラフＧ４の第二基板５の変位ΔｚはグラフＧ３の略半分の大きさに減少する。また、端面電極７ａの幅Ｗは、他のシミュレーションによれば、側壁３の下端面ＢＰのｘ方向の幅Ｗｏに対して１／３よりも大きいときにｚ方向の変位Δｚが小さい。そこで、製造方法を考慮すれば、端面電極７ａ、７ａ’のｘ方向の幅Ｗは、好ましくは側壁３、３’の下端面ＢＰ、ＢＰ’のｘ方向の幅Ｗｏの１／３〜２／３とする。端面電極７ａ、７ａ’のｘ方向の幅Ｗを下端面ＢＰ、ＢＰ’のｘ方向の幅Ｗｏの２／３よりも広くすると端面電極７ａ、７ａ’が側面電極６ｂに近づいて短絡しやすくなり、１／３よりも狭くするとｚ方向の変位Δｚが次第に大きくなる。端面電極７ａ、７ａ’のｘ方向の幅Ｗは、より好ましくは下端面ＢＰ、ＢＰ’のｘ方向の幅Ｗｏの略１／２とするのがよい。端面電極７ａ、７ａ’の製造が容易であり、かつ、第二基板５のｚ方向の変位Δｚを小さく抑制することができる。
【００４１】
これにより、ノズル１０から吐出する液滴の吐出方向のばらつきを低減させることができる。このように、側壁３、３’の下端面ＢＰ、ＢＰ’にそれぞれ端面電極７ａ、７ａ’を設置し、側面電極６ａ、６ａ’を下端面ＢＰ、ＢＰ’にそれぞれ延設して、側壁３、３’の高さ方向（ｚ方向）の変位Δｚを抑制することができる。そのため、第二基板５として剛性の小さい基板、例えばポリイミドフィルムを使用しても、剛性の高い材料の補強板を設置する必要が無い。
【００４２】
（第三実施形態）
図５は本発明の第三実施形態に係る液体噴射ヘッド１の部分分解斜視図である。図６は本発明の第三実施形態に係る液体噴射ヘッド１の説明図である。図６（ａ）は液体噴射ヘッド１のチャンネル２ａの断面模式図であり、図６（ｂ）は液体噴射ヘッド１の隣接チャンネル２ｂの断面模式図であり、図６（ｃ）は液体噴射ヘッド１の圧電体基板８を第二基板５の側から見る背面模式図である。本第三実施形態はサイドシュート型の液体噴射ヘッド１の例である。同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
【００４３】
図５に示すように、液体噴射ヘッド１は、側壁３に連続する圧電体基板８と、側壁３の上端面ＵＰに係止する第一基板４と、側壁３の下端面ＢＰに係止する第二基板５とを備える。圧電体基板８の上面ＵＳが側壁３の上端面ＵＰに連続し、圧電体基板８の下面ＢＳが側壁３の下端面ＢＰに連続する。側壁３はチャンネル２ａとこれに隣接する隣接チャンネル２ｂの間に位置し、上方向（＋ｚ方向）に分極する圧電体３ａと下方向（―ｚ方向）に分極する圧電体３ｂが分極境界Ｂを挟んで高さ方向に積層する（図６（ａ）、（ｂ）を参照）。分極境界Ｂは側壁３の高さＨｃの１／２の高さよりも下方（−ｚ方向）に位置する。第一基板４はチャンネル２ａ及び隣接チャンネル２ｂの上部に位置する。第二基板５は、チャンネル２ａ及び隣接チャンネル２ｂの下部に位置し、第一基板４よりも剛性が小さい。側壁３は、チャンネル２ａの側及び隣接チャンネル２ｂの側の両方の側面に、その側面の上端から下端に亘る側面電極６ａ及び側面電極６ｂをそれぞれ備える。
【００４４】
具体的に説明する。圧電体基板８は上方向に分極する圧電体３ａと下方向に分極する圧電体３ｂを接着剤により重ねて接合される積層板から成る。圧電体基板８は、ｙ方向に細長い形状を有し、圧電体基板８の上面ＵＳから下面ＢＳに貫通する吐出溝２ｘ及びダミー溝２ｙを備える。側壁３の上端面ＵＰに第一基板４が設置され、下端面ＢＰに第二基板５が設置され、吐出溝２ｘ及びダミー溝２ｙはそれぞれチャンネル２ａ及び隣接チャンネル２ｂを構成する。吐出溝２ｘとダミー溝２ｙは側壁３を介してｘ方向に交互に配列する。即ち、圧電体基板８と側壁３は連続し、圧電体基板８の上面ＵＳが側壁３の上端面ＵＰと同一平面を成し、圧電体基板８の下面ＢＳが側壁３の下端面ＢＰと同一平面を成す。圧電体基板８は、側壁３と同様に、圧電体３ａと圧電体３ｂの間に分極境界Ｂを有する。分極境界Ｂは圧電体基板８のｚ方向の高さの１／２の高さよりも下方に位置する。圧電体３ａ、３ｂはＰＺＴセラミックスを使用することができる。分極境界Ｂは、好ましくは圧電体基板８のｚ方向の高さの１／４〜１／２とし、より好ましくは圧電体基板８のｚ方向の高さの略３／８とする。理由は第一及び第二実施形態と同様である。なお、本発明においては、圧電体基板８は側壁３の領域を除いて分極処理を施さなくてもよい。
【００４５】
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、吐出溝２ｘは長手方向（ｙ方向）の端部が下面ＢＳから上面ＵＳに切り上がる傾斜面を成す。ダミー溝２ｙは長手方向の一端が上面ＵＳから下面ＢＳに切り下がる傾斜面を成し、他端が下面ＢＳに開口し圧電体基板８の他端まで延在する浅溝２ｚから成る。ダミー溝２ｙは、中央部が上面ＵＳに開口する貫通孔から成り、貫通孔の浅溝２ｚ側の端部が上面ＵＳから浅溝２ｚの底面に切り下がる傾斜面を成す。吐出溝２ｘ及びダミー溝２ｙは円盤状の研削板、例えばダイシングブレードを用いて形成する。そのため溝の端部に研削板の外形が転写される。例えば、吐出溝２ｘは上面ＵＳから下面ＢＳに向けて研削するので溝の端部に下面ＢＳから上面ＵＳに切り上がる傾斜面が残り、ダミー溝２ｙは下面ＢＳから上面ＵＳに向けて研削するので上面ＵＳ側の開口端部に上面ＵＳから下方（−ｚ方向）に切り下がる傾斜面が残る。そして、圧電体基板８の上面ＵＳにはｙ方向の長さの長い吐出溝２ｘとｙ方向の長さの短いダミー溝２ｙがｘ方向に交互に配列する。
【００４６】
図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、側壁３は、吐出溝２ｘ側の側面に、側面の下端から上端に亘る側面電極６ａを備え、ダミー溝２ｙ側の側面に、側面の下端から上端に亘る側面電極６ｂを備える。側面電極６ａは吐出溝２ｘが下面ＢＳに開口する開口部に対応する領域の両側面に位置する。側面電極６ｂはダミー溝２ｙが上面ＵＳに開口する開口部に対応する領域の両側面から浅溝２ｚの端部までの両側面に位置する。側壁３は吐出溝２ｘ側の下端面ＢＰに側面電極６ａと電気的に接続する端面電極７ａを備える。圧電体基板８はその下面ＢＳの端部近傍に端子電極９を備える。端子電極９は共通端子９ａと個別端子９ｂを含み、共通端子９ａが端面電極７ａと電気的に接続し、個別端子９ｂは側面電極６ｂと電気的に接続する。個別端子９ｂは下面ＢＳの端部に位置し、吐出溝２ｘに隣接する２つの側面電極６ｂに電気的に接続する。共通端子９ａは下面ＢＳの個別端子９ｂよりも吐出溝２ｘ側に位置し、吐出溝２ｘを挟む２つの側面電極６ａに２つの端面電極７ａを介して電気的に接続する。端面電極７ａは側壁３の厚さ方向（ｘ方向）の幅Ｗが側壁３の下端面ＢＰのｘ方向の幅Ｗｏの略１／２である。側面電極６ａ、６ｂ、端面電極７ａ、共通端子９ａ及び個別端子９bは導体材料の蒸着法、スパッタリング法、或いはめっき法などの既知の方法により基板表面に堆積し、フォトリソグラフィ法などの既知の方法によりパターンを形成することができる。
【００４７】
第一基板４は圧電体基板８の上面ＵＳと側壁３の上端面ＵＰに接着剤により接着される。第一基板４のｙ方向の幅は圧電体基板８のｙ方向の幅と同じである。第一基板４は２つの液体供給室４ａ、４ｂを備える。一方の液体供給室４ａは複数の吐出溝２ｘの一方の端部に連通し、他方の液体供給室４ｂは複数の吐出溝２ｘの他方の端部に連通する。圧電体基板８の上面ＵＳ（つまり側壁３の上端面ＵＰ）に開口するダミー溝２ｙのｙ方向の長さは吐出溝２ｘのｙ方向の長さよりも短いので、液体供給室４ａ、４ｂをダミー溝２ｙに連通しないように構成することができる。第一基板４はセラミックス材料やプラスチック材料を使用することができる。第一基板４として圧電体基板８と同じ熱膨張係数の材料、例えばＰＺＴセラミックスを使用すれば、環境の温度変化による液体噴射ヘッド１の歪を防止することができる。第一基板４としてＰＺＴセラミックスを使用すれば、ヤング率は約７０ＧＰａである。
【００４８】
第二基板５は圧電体基板８の下面ＢＳと側壁３の下端面ＢＰに接着剤により接着される。第二基板５は複数のノズル１０を備える。複数のノズル１０は複数の吐出溝２ｘにそれぞれ連通する。ノズル１０は吐出溝２ｘのｙ方向の中央に位置する。第二基板５は第一基板４よりも剛性が小さい。第二基板５として金属薄板、合成樹脂フィルム等を使用することができる。第二基板５として厚さ５０μｍのポリイミドフィルムを使用すれば、ヤング率は約３ＧＰａであり、第一基板４よりも剛性が小さい。圧電体基板８に第一基板４と第二基板５を設置することにより、吐出溝２ｘがチャンネル２ａを構成し、ダミー溝２ｙが隣接チャンネル２ｂを構成する。そして、共通端子９ａ、個別端子９ｂに図示しないフレキシブル基板を設置し、図示しない駆動電圧生成回路からフレキシブル基板を介して駆動電圧が供給される。
【００４９】
液体噴射ヘッド１は次のように駆動する。第一基板４の液体供給室４ａ又は液体供給室４ｂ、或いは両方の液体供給室４ａ、４ｂに液体を供給し、吐出溝２ｘ、つまりチャンネル２ａに液体を充填する。液体供給室４ａ、４ｂはダミー溝２ｙ、つまり隣接チャンネル２ｂには連通せず、液体は供給されない。そして、図示しない駆動回路により生成する駆動電圧を図示しないフレキシブル基板を介して共通端子９ａと個別端子９ｂの間に供給する。この際に、共通端子９ａを低電圧、例えばＧＮＤの電位を与え、個別端子９ｂに高電圧の駆動電圧を与える。これにより、側壁３のチャンネル２ａの側の側面電極６ａ及び側壁３の下端面ＢＰの端面電極７ａが低電圧となり、チャンネル２ａを挟む２つの隣接チャンネル２ｂのチャンネル２ａの側の２つの側面電極６ｂに高電圧の駆動電圧が印加され、チャンネル２ａを挟む２つの側壁３が厚みすべり変形して、チャンネル２ａ内の液体に圧力波が生成される。この圧力波が第二基板５のノズル１０に到達してノズル１０から液滴が吐出される。
【００５０】
このように、分極境界Ｂの位置Ｐ（＝分極境界Ｂの高さＨｂ／側壁３の高さＨｃ）を側壁３の高さＨｃの１／２よりも低くすることにより側壁３を大きく変形させることができ、駆動効率を向上させることができる。更に、分極境界Ｂの位置Ｐは、側壁３の高さＨｃに対して好ましくは１／４〜１／２とし、より好ましくは略３／８とする。同じ駆動電圧で駆動効率を一層向上させることができる。
【００５１】
また、チャンネル２ａを挟む２つの側壁３は第二実施形態と同様に駆動され、第二基板５のｚ方向の変位Δｚを小さく抑えることができる。製造方法を考慮すれば、端面電極７ａのｘ方向の幅Ｗは、好ましくは下端面ＢＰのｘ方向の幅Ｗｏの１／３〜２／３とする。第二実施形態と同様に、端面電極７ａのｘ方向の幅Ｗを下端面ＢＰのｘ方向の幅Ｗｏの２／３よりも広く形成しようとすると、端面電極７ａが側面電極６ｂに近づいて短絡しやすくなり、１／３よりも狭くするとｚ方向の変位Δｚが次第に大きくなる。端面電極７ａのｘ方向の幅Ｗは、より好ましくは略１／２とするのがよい。端面電極７ａの製造が容易で、第二基板５のｚ方向の変位Δｚを小さく抑制することができる。また、どのチャンネル２ａの側面電極６ａもＧＮＤ電位となり、かつ、どの隣接チャンネル２ｂにも液体が充填されないので、側面電極６ａ、６ｂの電気化学反応等による腐食を防止し、信頼性が向上する。また、共通端子９ａ及び個別端子９ｂは圧電体基板８の第二基板５の側の下面ＢＳに設けているので、駆動回路を搭載する回路基板と電気的に接続するフレキシブル基板を容易に接続することができる。
【００５２】
（第四実施形態）
図７は本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッド１の部分断面模式図である。図８は液体噴射ヘッド１の分極境界Ｂの位置Ｐと側壁３の平均変位ΔＸａｖｅ及び第二基板５の変位Δｚの関係を表すグラフである。第二実施形態と異なる点は、側壁３の上端面ＵＰに端面電極７を備える点であり、その他の構成は第二実施形態と同様である。以下の説明においては主に第二実施形態と異なる構成について説明し、同一の構成については説明を省略する。同一の部分及び同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
【００５３】
図７に示すように、側壁３は、チャンネル２ａの側及び隣接チャンネル２ｂの側の両方の側面にその側面の上端から下端に亘る側面電極６ａ、６ｂをそれぞれ備える。側壁３は、更に、上端面ＵＰのチャンネル２ａの側の側面電極６ａと電気的に接続する端面電極７ｂを備える。チャンネル２ａを挟んで対向する側壁３’にも、上端面ＵＰ’のチャンネル２ａの側の側面電極６ａ’と電気的に接続する端面電極７ｂ’を備える。
【００５４】
側壁３、３’、第一基板４、第二基板５等の構成や材質は第一実施形態又は端面電極７を除く第二実施形態と同様である。側壁３、３’の分極境界Ｂの高さＨｂは、側壁３、３’の高さ、つまりチャンネル２ａの高さＨｃの１／２よりも下方に位置する。側壁３のチャンネル２ａの側と隣接チャンネル２ｂの側の両側面に、その側面の上端から下端に亘る側面電極６ａ、６ｂをそれぞれ備え、側壁３’のチャンネル２ａの側と隣接チャンネル２ｂ’の側の両側面に、その側面の上端から下端に亘る側面電極６ａ’、６ｂ’をそれぞれ備えることも、第一又は第二実施形態と同様である。ここで、側壁３、３’のチャンネル２ａの側の側面電極６ａ、６ａ’には駆動電圧のうち低電圧が印加され、側壁３、３’の隣接チャンネル２ｂ、２ｂ’の側の側面電極６ｂ、６ｂ’には駆動電圧のうち高電圧が印加される。例えば、チャンネル２ａの側の側面電極６ａ、６ａ’がＧＮＤに接続され、隣接チャンネル２ｂ、２ｂ’の側面電極６ｂ、６ｂ’に高電圧の駆動電圧が印加される場合である。したがって、端面電極７ｂ、７ｂ’には低電圧が印加される。つまり、端面電極７ｂ、７ｂ’は、印加される駆動電圧のうち低電圧が印加される側面電極６ａ、６ａ’に電気的に接続し、駆動電圧のうち高電圧が印加される側面電極６ｂ、６ｂ’には電気的に接続しない。
【００５５】
端面電極７ｂは、側壁３の上端面ＵＰの低電圧が印加される側面電極６ａの側の端部から側壁３の厚さ方向（ｘ方向）に向けて延在する。端面電極７ｂ’は、側壁３’の上端面ＵＰ’の低電圧が印加される側面電極６ａ’の側の端部から側壁３’の厚さ方向に向けて延在する。言い換えると、側壁３、３’のチャンネル２ａの側の側面電極６ａ、６ａ’はそれぞれ側壁３、３’の上端面ＵＰ、ＵＰ’まで延在する。
【００５６】
図８（ａ）は、分極境界Ｂの位置Ｐと側壁３の平均変位ΔＸａｖｅの関係を示すシミュレーション結果である。図８（ｂ）は、分極境界Ｂの位置Ｐと第二基板５のｚ方向の変位Δｚの関係を示すシミュレーション結果である。図８（ａ）の横軸は分極境界Ｂの位置Ｐを表し、縦軸は側壁３の平均変位ΔＸａｖｅを表す。図８（ｂ）の横軸は分極境界Ｂの位置Ｐを表し、縦軸はチャンネル２ａの領域の第二基板５のｚ方向の変位Δｚを表す。破線により示すグラフＧ２、Ｇ４が側壁３の下端面ＢＰに端面電極７ａを設ける第二実施形態の液体噴射ヘッド１の場合であり、実線等により示すグラフＧ５ａ〜Ｇ５ｄ、Ｇ６ａ〜Ｇ６ｄが本第四実施形態の液体噴射ヘッド１の場合である。なお、図８の各グラフは、端面電極７ｂ、７ｂ’のｘ方向の幅をＷ、側壁３、３’の上端面ＵＰのｘ方向の幅をＷｏとして、グラフＧ５ａ、Ｇ６ａはＷ／Ｗｏ＝２／９の場合、グラフＧ５ｂ、Ｇ６ｂはＷ／Ｗｏ＝４／９の場合、グラフＧ５ｃ、Ｇ６ｃはＷ／Ｗｏ＝６／９の場合、グラフＧ５ｄ、Ｇ６ｄはＷ／Ｗｏ＝８／９の場合である。
【００５７】
図８（ａ）に示すように、側壁３の平均変位ΔＸａｖｅは、第二実施形態の液体噴射ヘッド１のグラフＧ２と同様に本第四実施形態の液体噴射ヘッド１のグラフＧ５ａ〜Ｇ５ｄにおいて、分極境界Ｂの位置Ｐが１／４〜１／２のときに平均変位ΔＸａｖｅが高く、分極境界Ｂの位置Ｐが側壁３の高さＨｃの略３／８のとき平均変位ΔＸａｖｅが最大となる。特に、Ｗ／Ｗｏ＝２／９〜６／９の範囲では、本第四実施形態の側壁３、３’の平均変位ΔＸａｖｅは第二実施形態の側壁３、３’の平均変位ΔＸａｖｅと同等、又は、第二実施形態の側壁３、３’の平均変位ΔＸａｖｅよりも僅かに大きい。従って、分極境界Ｂの位置Ｐは、好ましくは１／４〜１／２とし、より好ましくは略３／８とするのがよい。また、端面電極７ｂ、７ｂ’のｘ方向の幅Ｗは側壁３、３’の上端面ＵＰの幅Ｗｏに対して６／９＝２／３を超えないようにする。これにより、駆動効率を向上させることができる。
【００５８】
更に、図８（ｂ）に示すように、第二基板５のｚ方向の変位Δｚは、分極境界Ｂの位置Ｐが１／４〜１／２の範囲において、本第四実施形態の第二基板５のｚ方向の変位Δｚは第二実施形態の第二基板５の変位Δｚよりも下方側、つまり−ｚ方向に凹む方向にスライドする。そして、側壁３のΔＸａｖｅが最大となる分極境界Ｂの位置Ｐが略３／８において、グラフＧ６ｂ、Ｇ６ｃに示されるＷ／Ｗｏ＝４／９〜６／９の範囲では、本第四実施形態の第二基板５のｚ方向の変位Δｚは第二実施形態の第二基板５のｚ方向の変位Δｚよりも小さい。特に、グラフＧ６ｂとグラフＧ６ｃからＷ／Ｗｏが概ね５／９で第二基板５の変位Δｚがほぼ０となることが言える。そこで、製造方法を考慮すれば、端面電極７ｂのｘ方向の幅Ｗは、好ましくは上端面ＵＰのｘ方向の幅Ｗｏの１／３〜２／３とする。端面電極７ｂのｘ方向の幅Ｗを上端面ＵＰのｘ方向の幅Ｗｏの２／３よりも広く形成しようとすると、端面電極７ｂが側面電極６ｂに近づいて短絡しやすくなり、１／３よりも狭くするとｚ方向の変位Δｚが次第に大きくなる。端面電極７ｂ’についても同様である。
【００５９】
その結果、ノズル１０から吐出する液滴の吐出方向の変位を低減させることができる。このように、側壁３、３’の上端面ＵＰ、ＵＰ’にそれぞれ端面電極７ｂ、７ｂ’を設置し、側面電極６ａ、６ａ’を上端面ＵＰ、ＵＰ’にそれぞれ延設して、第二基板５の高さ方向（ｚ方向）の変位Δｚを抑制することができる。そのため、第二基板５として剛性の小さい基板、例えばポリイミドフィルムを使用しても、剛性の高い材料の補強板を設置する必要が無い。なお、本第四実施形態の端面電極７を第三実施形態の液体噴射ヘッド１に適用することができる。この場合に、第三実施形態の側面電極６ａに対応する領域の端面電極７ａを除去すればよい。
【００６０】
（第五実施形態）
図９は本発明の第五実施形態に係る液体噴射ヘッド１の部分断面模式図である。図１０は液体噴射ヘッド１の分極境界Ｂの位置と側壁３の平均変位及び第二基板５の変位の関係を表すグラフである。第二又は第四実施形態と異なる点は、側壁３の下端面ＢＰ及び上端面ＵＰにそれぞれ端面電極７ａ及び端面電極７ｂを備える点であり、その他の構成は第二又は第四実施形態と同様である。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
【００６１】
図９に示すように、側壁３は、チャンネル２ａの側及び隣接チャンネル２ｂの側の両方の側面にその側面の上端から下端に亘る側面電極６ａ、６ｂをそれぞれ備える。側壁３は、更に、上端面ＵＰ及び下端面ＢＰのそれぞれにチャンネル２ａの側の側面電極６ａと電気的に接続する端面電極７ｂ及び端面電極７ａを備える。チャンネル２ａを挟んで対向する側壁３’にも、チャンネル２ａの側及び隣接チャンネル２ｂ’の側の両方の側面にその側面の上端から下端に亘る側面電極６ａ’、６ｂ’を備える。側壁３’は、上端面ＵＰ’及び下端面ＢＰ’のそれぞれにチャンネル２ａの側の側面電極６ａ’と電気的に接続する端面電極７ｂ’及び端面電極７ａ’を備える。
【００６２】
側壁３、３’、第一基板４、第二基板５等の構成や材質は端面電極７を除いて第一実施形態と同様である。側壁３、３’の分極境界Ｂの高さＨｂは、側壁３、３’の高さ、つまりチャンネル２ａの高さＨｃの１／２よりも下方に位置する。側壁３のチャンネル２ａの側と隣接チャンネル２ｂの側の両側面に、その側面の上端から下端に亘る側面電極６ａ、６ｂをそれぞれ備え、側壁３’のチャンネル２ａの側と隣接チャンネル２ｂ’の側の両側面に、その側面の上端から下端に亘る側面電極６ａ’、６ｂ’をそれぞれ備えることは第一〜第四実施形態と同様である。ここで、側壁３、３’のチャンネル２ａの側の側面電極６ａ、６ａ’には駆動電圧のうち低電圧が印加され、側壁３、３’の隣接チャンネル２ｂ、２ｂ’の側の側面電極６ｂ、６ｂ’には駆動電圧のうち高電圧が印加される。例えば、側壁３、３’のチャンネル２ａの側の側面電極６ａ、６ａ’がＧＮＤに接続され、側壁３、３’の隣接チャンネル２ｂ、２ｂ’の側面電極６ｂ、６ｂ’に高電圧の駆動電圧が印加される場合である。従って、端面電極７ａ、７ａ’、７ｂ、７ｂ’には低電圧が印加される。つまり、端面電極７ａ、７ａ’、７ｂ、７ｂ’は、印加される駆動電圧のうち低電圧が印加される側面電極６ａ、６ａ’に電気的に接続し、駆動電圧のうち高電圧が印加される側面電極６ｂ、６ｂ’には電気的に接続しない。
【００６３】
端面電極７ａは、側壁３の下端面ＢＰの低電圧が印加される側面電極６ａの側の端部から側壁３の厚さ方向（ｘ方向）に向けて延在する。端面電極７ｂは、側壁３の上端面ＵＰの低電圧が印加される側面電極６ａの側の端部から側壁３の厚さ方向（ｘ方向）に向けて延在する。チャンネル２ａを挟んで対向する側壁３’の側面電極６ａ’、６ｂ’、端面電極７ａ’、７ｂ’についても同様である。言い換えると、チャンネル２ａの側の側面電極６ａは側壁３の下端面ＢＰ及び上端面ＵＰまで延在し、側面電極６ａ’は側壁３’の下端面ＢＰ’及び上端面ＵＰ’まで延在する。
【００６４】
図１０（ａ）は、分極境界Ｂの位置Ｐと側壁３の平均変位ΔＸａｖｅの関係を示すシミュレーション結果である。図１０（ｂ）は、分極境界Ｂの位置Ｐと第二基板５のｚ方向の変位Δｚの関係を示すシミュレーション結果である。図１０（ａ）の横軸は分極境界Ｂの位置Ｐを表し、縦軸は側壁３の平均変位ΔＸａｖｅを表す。図１０（ｂ）の横軸は分極境界Ｂの位置を表し、縦軸はチャンネル２ａの領域の第二基板５のｚ方向の変位Δｚを表す。破線により示すグラフＧ２、Ｇ４が側壁３の下端面ＢＰに端面電極７ａを設ける第二実施形態の液体噴射ヘッド１の場合であり、実線等により示すグラフＧ７ａ〜Ｇ７ｄ、Ｇ８ａ〜Ｇ８ｄが本第五実施形態の液体噴射ヘッド１の場合である。なお、図１０の各グラフは、端面電極７ａ、７ａ’、７ｂ、７ｂ’のそれぞれのｘ方向の幅をＷ、側壁３、３’の下端面ＢＰ、ＢＰ’、上端面ＵＰ、ＵＰ’の各ｘ方向の幅をＷｏとして、グラフＧ７ａ、Ｇ８ａはＷ／Ｗｏ＝２／９の場合、グラフＧ７ｂ、Ｇ８ｂはＷ／Ｗｏ＝４／９の場合、グラフＧ７ｃ、Ｇ８ｃはＷ／Ｗｏ＝６／９の場合、グラフＧ７ｄ、Ｇ８ｄはＷ／Ｗｏ＝８／９の場合である。
【００６５】
図１０（ａ）に示すように、側壁３の平均変位ΔＸａｖｅは、第二実施形態の液体噴射ヘッド１のグラフＧ２と同様に本第五実施形態の液体噴射ヘッド１のグラフＧ７ａ〜Ｇ７ｄにおいても、分極境界Ｂの位置Ｐが１／４〜１／２のときに平均変位ΔＸａｖｅが高く、分極境界Ｂの位置Ｐが側壁３の高さＨｃの略３／８のとき平均変位ΔＸａｖｅが最大となる。特に、Ｗ／Ｗｏ＝２／９〜６／９の範囲では、本第五実施形態の側壁３、３’の平均変位ΔＸａｖｅは第二実施形態の側壁３、３’の平均変位ΔＸａｖｅと同等、又は、第二実施形態の側壁３、３’の平均変位ΔＸａｖｅよりも僅かに大きい。従って、分極境界Ｂの位置Ｐは、好ましくは１／４〜１／２とし、より好ましくは略３／８とするのがよい。また、端面電極７ａ、７ａ’、７ｂ、７ｂ’のｘ方向のそれぞれの幅Ｗは側壁３、３’の下端面ＢＰ、ＢＰ’、上端面ＵＰ、ＵＰ’のｘ方向のそれぞれの幅Ｗｏに対して６／９＝２／３を超えないようにする。これにより、駆動効率を向上させることができる。
【００６６】
更に、図１０（ｂ）に示すように、第二基板５のｚ方向の変位Δｚは、分極境界Ｂの位置Ｐが１／４〜１／２の範囲において、本第五実施形態の第二基板５のｚ方向の変位Δｚは第二実施形態の第二基板５の変位Δｚよりも下方側、つまり−ｚ方向に凹む方向にスライドする。そして、側壁３のΔＸａｖｅが最大となる分極境界Ｂの位置Ｐが略３／８において、グラフＧ８ａ、Ｇ８ｂに示されるＷ／Ｗｏ＝２／９〜４／９の範囲では、本第五実施形態の第二基板５のｚ方向の変位Δｚは第二実施形態の第二基板５のｚ方向の変位Δｚよりも小さい。特に、グラフＧ８ａとグラフＧ８ｂからＷ／Ｗｏが概ね３／９＝１／３で第二基板５の変位Δｚがほぼ０となることが言える。そこで、端面電極７ａ、７ａ’、７ｂ、７ｂ’のｘ方向のそれぞれの幅Ｗは、好ましくは側壁３、３’の下端面ＢＰ、ＢＰ’、上端面ＵＰ、ＵＰ’のｘ方向のそれぞれの幅Ｗｏの２／９〜４／９とし、より好ましくは１／３とする。Ｗ／Ｗｏが２／９〜４／９の範囲から外れるとｚ方向の変位Δｚが次第に大きくなる。端面電極７ｂ’についても同様である。
【００６７】
その結果、ノズル１０から吐出する液滴の吐出方向の変位を低減させることができる。このように、側壁３、３’の下端面ＢＰ、ＢＰ’及び上端面ＵＰ、ＵＰ’に側面電極６ａ、６ａ’から延在する端面電極７ａ、７ａ’、７ｂ、７ｂ’をそれぞれ延設して、第二基板５の高さ方向（ｚ方向）の変位Δｚを抑制することができる。そのため、第二基板５として剛性の小さい基板、例えばポリイミドフィルムを使用しても、剛性の高い材料の補強板を設置する必要が無い。なお、本第五実施形態の端面電極７を第三実施形態の液体噴射ヘッド１に適用することができる。
【００６８】
（第六実施形態）
図１１は本発明の第六実施形態に係る液体噴射ヘッド１の部分断面模式図である。図１２は液体噴射ヘッド１の分極境界Ｂの位置Ｐと側壁３の平均変位ΔＸａｖｅの関係を表すグラフである。図１１（ａ）は、側壁３の下端面ＢＰに設置される端面電極７ａが隣接チャンネル２ｂの側の側面電極６ｂに電気的に接続する断面模式図である。図１１（ｂ）は、側壁３の上端面ＵＰに設置される端面電極７ｂが隣接チャンネル２ｂの側の側面電極６ｂに電気的に接続する断面模式図である。その他の構成は第一実施形態と同様である。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
【００６９】
図１１（ａ）に示すように、側壁３は、チャンネル２ａの側及び隣接チャンネル２ｂの側の両方の側面にその側面の上端から下端に亘る側面電極６ａ、６ｂをそれぞれ備える。側壁３は、更に、下端面ＢＰの隣接チャンネル２ｂの側の側面電極６ｂと電気的に接続する端面電極７ａを備える。チャンネル２ａを挟んで対向する側壁３’にも、下端面ＢＰ’の隣接チャンネル２ｂの側の側面電極６ｂ’と電気的に接続する端面電極７ａ’を備える。
【００７０】
側壁３、３’、第一基板４、第二基板５等の構成や材質は端面電極７ａ、7ａ’を除いて第一実施形態と同様である。側壁３、３’の分極境界Ｂの高さＨｂは、側壁３、３’の高さ、つまりチャンネル２ａの高さＨｃの１／２よりも下方に位置する。側壁３のチャンネル２ａの側と隣接チャンネル２ｂの側の両側面に、その側面の上端から下端に亘る側面電極６ａ、６ｂをそれぞれ備え、側壁３’のチャンネル２ａの側と隣接チャンネル２ｂ’の側の両側面に、その側面の上端から下端に亘る側面電極６ａ’、６ｂ’をそれぞれ備えることは第一〜第五実施形態と同様である。ここで、側壁３、３’のチャンネル２ａの側の側面電極６ａ、６ａ’には駆動電圧のうち低電圧が印加され、側壁３、３’の隣接チャンネル２ｂ、２ｂ’の側の側面電極６ｂ、６ｂ’には駆動電圧のうち高電圧が印加される。例えば、側壁３、３’のチャンネル２ａの側の側面電極６ａ、６ａ’がＧＮＤに接続され、側壁３、３’の隣接チャンネル２ｂ、２ｂ’の側の側面電極６ｂ、６ｂ’に駆動電圧が印加される場合である。従って、端面電極７ａ、７ａ’には高電圧の駆動電圧が印加される。つまり、端面電極７ａ、７ａ’は、印加される駆動電圧のうち高電圧が印加される側面電極６ｂ、６ｂ’に電気的に接続し、駆動電圧のうち低電圧が印加される側面電極６ａ、６ａ’には電気的に接続しない。
【００７１】
端面電極７ａは、側壁３の下端面ＢＰの高電圧が印加される側面電極６ｂの側の端部から側壁３の厚さ方向（ｘ方向）に向けて延在する。端面電極７ａ’は、側壁３’の下端面ＢＰ’の高電圧が印加される側面電極６ｂ’の側の端部から側壁３’の厚さ方向に向けて延在する。言い換えると、側壁３、３’の隣接チャンネル２ｂ、２ｂ’の側の側面電極６ｂ、６ｂ’はそれぞれ側壁３、３’の下端面ＢＰ、ＢＰ’までそれぞれ延在する。
【００７２】
図１２は分極境界Ｂの位置Ｐと側壁３の平均変位ΔＸａｖｅの関係を示すシミュレーション結果である。横軸は分極境界Ｂの位置Ｐを表し、縦軸は側壁３の平均変位ΔＸａｖｅを表す。破線で示すグラフＧ０は第二基板５の剛性が第一基板４と同等である従来の液体噴射ヘッドである。実線により示すグラフＧ９が図１１（ａ）に示す液体噴射ヘッド１の場合である。図１２に示すように、グラフＧ９は、分極境界Ｂの位置Ｐが側壁３の高さＨｃの９／３２〜３１／６４（略１／４〜略１／２）のときに従来の液体噴射ヘッドの最大の平均変位ΔＸａｖｅよりも大きく、分極境界Ｂの位置Ｐが側壁３の高さの略３／８のとき平均変位ΔＸａｖｅが最大となる。
【００７３】
また、図１１（ｂ）に示すように、側壁３は、チャンネル２ａの側及び隣接チャンネル２ｂの側の両方の側面にその側面の上端から下端に亘る側面電極６ａ、６ｂをそれぞれ備える。側壁３は、更に、上端面ＵＰの隣接チャンネル２ｂの側の側面電極６ｂと電気的に接続する端面電極７ｂを備える。チャンネル２ａを挟んで対向する側壁３’にも、上端面ＵＰ’の隣接チャンネル２ｂ’の側の側面電極６ｂ’と電気的に接続する端面電極７ｂ’を備える。その他の構成は図１１（ａ）に示す液体噴射ヘッド１と同様である。
【００７４】
図１２の一点鎖線で示すグラフＧ１０が図１１（ｂ）に示す液体噴射ヘッド１の場合である。図１２に示すように、グラフＧ１０は、分極境界Ｂの位置Ｐが側壁３の高さＨｃの１５／６４〜３３／６４（略１／４〜略１／２）のときに従来の液体噴射ヘッドの平均変位ΔＸａｖｅよりも大きく、分極境界Ｂの位置Ｐが側壁３の高さの略３／８のとき平均変位ΔＸａｖｅが最大となる。また、グラフＧ１０は分極境界Ｂの位置Ｐが側壁３の高さＨｃの１５／６４〜３３／６４のときにグラフＧ９よりも平均変位ΔＸａｖｅが僅かに大きい。
【００７５】
このように、端面電極７を駆動電圧が高い方の側面電極６ｂに接続する場合でも、従来の液体噴射ヘッドよりも側壁３の平均変位ΔＸａｖｅを増加させることができ、液体噴射ヘッド１の駆動効率を向上させることができる。
【００７６】
（第七実施形態）
図１３は本発明の第七実施形態に係る液体噴射ヘッド１の部分分解斜視図である。本第七実施形態はエッジシュート型の液体噴射ヘッド１の例である。同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
【００７７】
図１３に示すように、液体噴射ヘッド１は、側壁３に連続する圧電体基板８と、側壁３の上端面ＵＰに係止する第一基板４と、側壁３の下端面ＢＰに係止する第二基板５とを備える。圧電体基板８の上面ＵＳが側壁３の上端面ＵＰと同一平面を成し、圧電体基板８の下面ＢＳが側壁３の下端面ＢＰと同一平面を成す。側壁３はチャンネル２ａとこれに隣接する隣接チャンネル２ｂの間に位置し、上方向（＋ｚ方向）に分極する圧電体３ａと下方向（−ｚ方向）に分極する圧電体３ｂが分極境界Ｂを挟んで高さ方向に積層する。分極境界Ｂは側壁３の高さＨｃの１／２の高さよりも下方（−ｚ方向）に位置する。第一基板４はチャンネル２ａ及び隣接チャンネル２ｂの上部に位置し、第二基板５はチャンネル２ａ及び隣接チャンネル２ｂの下部に位置し、第一基板４よりも剛性が小さい。側壁３は、チャンネル２ａの側の側面及び隣接チャンネル２ｂの側の側面の両方の側面に上端から下端に亘る側面電極６ａ、６ｂをそれぞれ備える。更に、側壁３は、上端面ＵＰ、下端面ＢＰ及び側面のそれぞれに交差する側端面ＳＰを備える。そして、側壁３の側端面ＳＰにチャンネル２ａに連通するノズル１０を備えるノズルプレート１１が固定される。第一基板４は複数のチャンネル２ａに液体を供給する液体供給室４ａを備える。
【００７８】
具体的に説明する。圧電体基板８は上方向に分極する圧電体３ａと下方向に分極する圧電体３ｂを接着剤により重ねて接合される積層板からなる。圧電体基板８は前方端（−ｙ方向の端部）から後方端（＋ｙ方向の端部）の手前に亘る吐出溝２ｘと、前方端から後方端に亘るダミー溝２ｙを備え、吐出溝２ｘとダミー溝２ｙは側壁３を挟んでｘ方向に互いに交互に配置される。吐出溝２ｘ及びダミー溝２ｙは圧電体基板８を円盤状の研削板、例えばダイシングブレードを用いて上面ＵＳから下面ＢＳに貫通するように形成する。そのため、吐出溝２ｘとダミー溝２ｙの間に形成される側壁３は、上端面ＵＰと圧電体基板８の上面ＵＳが同一平面を成し、下端面ＢＰと圧電体基板８の下面ＢＳが同一平面を成し、側端面ＳＰと圧電体基板８の前方側の端面ＦＥが同一平面を成す。吐出溝２ｘ及びダミー溝２ｙは、側壁３の上端面ＵＰに第一基板４が設置され、下端面ＢＰに第二基板５が設置されてそれぞれチャンネル２ａ及び隣接チャンネル２ｂを構成する。
【００７９】
第一基板４は、圧電体基板８の上面ＵＳ及び側壁３の上端面ＵＰに接着される。第一基板４は、前方側の端面ＦＥが圧電体基板８の前方側の端面ＦＥと同一平面を成し、後方側の端部は圧電体基板８の後方側の端部よりも前方側に位置し、圧電体基板８の後方側の端部近傍の上面ＵＳが露出する。第一基板４は、後方側に液体供給室４ａを備え、液体供給室４ａはその底面から側壁３側に貫通する複数のスリット４ｃを備える。各スリット４ｃは各吐出溝２ｘにそれぞれ連通し、液体供給室４ａに供給される液体を各吐出溝２ｘに供給可能に構成される。ダミー溝２ｙは液体供給室４ａの底部により塞がれるので液体供給室４ａとダミー溝２ｙは連通しない。
【００８０】
第二基板５は、圧電体基板８の下面ＢＳ及び側壁３の下端面ＢＰに接着される。第二基板５は、前方側の端面ＦＥが圧電体基板８の前方側の端面ＦＥと同一平面を成し、後方側は少なくとも吐出溝２ｘの下端面ＢＰ側の開口を閉塞するように設置される。ノズルプレート１１は、側壁３の側端面ＳＰ、圧電体基板８の端面ＦＥ、第一基板４の前方側の端面及び第二基板５の前方側の端面ＦＥに接着される。第一基板４としてＰＺＴセラミックスを使用することができる。第二基板５として、第一基板４よりも剛性の小さい合成樹脂、金属薄板、セラミックス等を使用することができる。第二基板５は第一基板４よりも薄く形成することができるので、液体噴射ヘッド１のｚ方向の厚さを薄くすることができる。ノズルプレート１１としてポリイミドフィルムを使用することができる。
【００８１】
圧電体基板８は、側壁３と同様に、圧電体３ａと圧電体３ｂの間に分極境界Ｂを有する。分極境界Ｂは圧電体基板８のｚ方向の高さの１／２の高さよりも下方に位置する。圧電体３ａ、３ｂはＰＺＴセラミックスを使用することができる。分極境界Ｂは、好ましくは圧電体基板８のｚ方向の高さの１／４〜１／２とし、より好ましくは圧電体基板８のｚ方向の高さの略３／８とする。理由は第一及び第二実施形態と同様である。なお、本発明においては、圧電体基板８は側壁３の領域を除いて分極処理を施さなくてもよい。
【００８２】
側壁３は、吐出溝２ｘ側の側面の全面に側面電極６ａを備え、ダミー溝２ｙ側の側面の全面に側面電極６ｂを備える。側壁３は吐出溝２ｘ側の上端面ＵＰに側面電極６ａと電気的に接続する端面電極７ｂを備える。圧電体基板８はその上面ＵＳの後方側の端面ＲＥ近傍に端子電極９を備える。端子電極９は共通端子９ａと個別端子９ｂを含み、共通端子９ａが端面電極７ｂと電気的に接続し、個別端子９ｂは吐出溝２ｘを挟む２つのダミー溝２ｙの吐出溝２ｘ側の側面電極６ｂと電気的に接続する。なお、上面ＵＳと上端面ＵＰは同一平面である。
【００８３】
個別端子９ｂは上面ＵＳの後方側の端部に位置する。共通端子９ａは上面ＵＳの個別端子９ｂよりも前方側（−ｙ方向の側）に位置し、吐出溝２ｘを挟む２つの側面電極６ａに電気的に接続する。端面電極７ｂは、側壁３の厚さ方向（ｘ方向）の幅Ｗが側壁３の上端面ＵＰのｘ方向の幅Ｗｏの略１／２であり、側壁３のｙ方向の幅が側壁３の前方側の端部から吐出溝２ｘの後方側の端部に亘る。共通端子９ａと個別端子９ｂに印加する駆動電圧のうち、共通端子９ａに低電圧を、個別端子９ｂに高電圧を印加する。これにより、どのチャンネル２ａの側面電極６ａも低電圧となり、かつ、どの隣接チャンネル２ｂにも液体が充填されないので、側面電極６ａ、６ｂの電気化学反応等による腐食を防止し、信頼性が向上する。側面電極６ａ、６ｂ、端面電極７ｂ、共通端子９ａ及び個別端子９ｂは導体材料の蒸着法、スパッタリング法、或いはめっき法などの既知の方法により基板表面に堆積し、フォトリソグラフィ法などの既知の方法によりパターンを形成することができる。
【００８４】
液体噴射ヘッド１は次のように駆動する。第一基板４の液体供給室４ａに液体を供給し、吐出溝２ｘ、つまりチャンネル２ａに液体を充填する。液体供給室４ａはダミー溝２ｙ、つまり隣接チャンネル２ｂには連通せず、液体は供給されない。そして、図示しない駆動回路により生成する駆動電圧を図示しないフレキシブル基板を介して共通端子９ａと個別端子９ｂの間に供給する。この際に、共通端子９ａを低電圧、例えばＧＮＤの電位を与え、個別端子９ｂに高電圧の駆動電圧を与える。これにより、側壁３のチャンネル２ａの側の側面電極６ａ及び側壁３の上端面ＵＰの端面電極７ｂが低電圧となり、チャンネル２ａを挟む２つの隣接チャンネル２ｂのチャンネル２ａの側の２つの側面電極６ｂに高電圧の駆動電圧が与えられ、チャンネル２ａを挟む２つの側壁３が厚みすべり変形する。これにより、チャンネル２ａ内の液体に圧力波が生成され、この圧力波がノズルプレート１１のノズル１０に到達して液滴が吐出される。
【００８５】
なお、本実施形態は第四実施形態と基本構成が同じであり、従って作用効果も同様となる。また、本実施形態では側壁３の上端面ＵＰに端面電極７ｂを設けたが、これに代えて、又は、端面電極７ｂとともに側壁３の下端面ＢＰに端面電極７ａを設けることができる。この場合は第二実施形態又は第五実施形態と基本構成が同じとなり、作用効果も同様となる。また、端面電極７ｂを駆動電圧のうち低電圧が印加される側面電極６ａと電気的に接続するが、これに代えて、駆動電圧のうち高電圧が印加される側面電極６ｂと電気的に接続してもよい。この場合は第六実施形態と基本構成が同じとなり、作用効果も同様となる。
【００８６】
また、本実施形態では、圧電体基板８と第二基板５は異なる板体から構成するが、これに代えて、圧電体基板８と第二基板５を同一材料から構成することができる。つまり、本実施形態よりも厚さの厚い圧電体基板８を準備し、吐出溝２ｘ及びダミー溝２ｙを底部に圧電体基板８の一部が残るように研削する。この圧電体基板８の一部（吐出溝２ｘ及びダミー溝２ｙの底部）を第二基板５とし、第一基板４の剛性よりも小さく構成する。分極境界Ｂは吐出溝２ｘ及びダミー溝２ｙの底面からの高さＨｂとし、側壁３は吐出溝２ｘ及びダミー溝２ｙの底面からの高さをＨｃとして、分極境界Ｂの位置Ｐを側壁３の高さＨｃの１／２よりも低くする。その他の構成は上記第七実施形態と同じである。
【００８７】
（第八実施形態）
図１４は、本発明の第八実施形態に係る液体噴射装置５０の模式的な斜視図である。本液体噴射装置５０は、上記第一〜第七実施形態のいずれかの液体噴射ヘッド１を使用する。液体噴射装置５０は、液体噴射ヘッド１、１’を往復移動させる移動機構６３と、液体噴射ヘッド１、１’に液体を供給する液体供給管５３、５３’と、液体供給管５３、５３’に液体を供給する液体タンク５１、５１’とを備えている。
【００８８】
具体的に説明する。液体噴射装置５０は、紙等の被記録媒体５４を主走査方向に搬送する一対の搬送手段６１、６２と、被記録媒体５４に液体を吐出する液体噴射ヘッド１、１’と、液体タンク５１、５１’に貯留した液体を液体供給管５３、５３’に押圧して供給するポンプ５２、５２’と、液体噴射ヘッド１、１’を主走査方向と直交する副走査方向に走査する移動機構６３等を備えている。
【００８９】
一対の搬送手段６１、６２は副走査方向に延び、ローラ面を接触しながら回転するグリッドローラとピンチローラを備えている。図示しないモータによりグリッドローラとピンチローラを軸周りに移転させてローラ間に挟み込んだ被記録媒体５４を主走査方向に搬送する。移動機構６３は、副走査方向に延びた一対のガイドレール５６、５７と、一対のガイドレール５６、５７に沿って摺動可能なキャリッジユニット５８と、キャリッジユニット５８を連結し副走査方向に移動させる無端ベルト５９と、この無端ベルト５９を図示しないプーリを介して周回させるモータ６０とを備えている。
【００９０】
キャリッジユニット５８は、複数の液体噴射ヘッド１、１’を載置し、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種類の液滴を吐出する。液体タンク５１、５１’は対応する色の液体を貯留し、ポンプ５２、５２’、液体供給管５３、５３’を介して液体噴射ヘッド１、１’に供給する。各液体噴射ヘッド１、１’は駆動信号に応じて各色の液滴を吐出する。液体噴射ヘッド１、１’から液体を吐出させるタイミング、キャリッジユニット５８を駆動するモータ６０の回転及び被記録媒体５４の搬送速度を制御することにより、被記録媒体５４上に任意のパターンを記録することできる。
【００９１】
なお、本実施形態は、移動機構６３がキャリッジユニット５８と被記録媒体５４を移動させて記録する液体噴射装置５０であるが、これに代えて、キャリッジユニットを固定し、移動機構が被記録媒体を二次元的に移動させて記録する液体噴射装置であってもよい。つまり、移動機構は液体噴射ヘッドと被記録媒体とを相対的に移動させるものであればよい。
【符号の説明】
【００９２】
１  液体噴射ヘッド
２ａ  チャンネル、２ｂ  隣接チャンネル、２ｘ  吐出溝、２ｙ  ダミー溝、２ｚ  浅溝
３  側壁、３ａ、３ｂ  圧電体
４  第一基板、４ａ、４ｂ  液体供給室、４ｃ  スリット
５  第二基板
６、６ａ、６ｂ  側面電極
７  ７ａ、７ｂ  端面電極
８  圧電体基板
９  端子電極、９ａ  共通端子、９ｂ  個別端子
１０  ノズル
１１  ノズルプレート
Ｂ  分極境界、ＵＰ  上端面、ＢＰ  下端面、ＳＰ  側端面
ＵＳ  上面、ＢＳ  下面、ＦＥ  前方側の端面、ＲＥ  後方側の端面
Ｈｂ  分極境界の高さ、Ｈｃ  側壁の高さ
Ｗ  端面電極のｘ方向の幅、Ｗｏ  側壁の上端面又は下端面のｘ方向の幅
ΔＸａｖｅ  側壁の平均変位、Δｚ  ｚ方向の変位
【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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