(57)【要約】【課題】電気‐機械変換素子の繰り返し駆動における特性変動を抑制するとともに、安定したインク吐出特性を得る。【解決手段】本発明は、吐出用液を貯留する圧力液室３１に連通し、この圧力液室３１内の吐出用液を吐出させるためのノズル孔４１を形成したノズル板４０と、その圧力液室３１の一部を区画する振動板２０と、その振動板２０上に配置され、下部電極１３、電気‐機械変換膜１２及び上部電極１１を積層形成してなる電気‐機械変換素子１０とを有する液体吐出ヘッドＡ１において、電気‐機械変換素子１０の駆動波形と次の駆動波形との間の区間に、その電気‐機械変換素子１０の特性変動を抑制するための特性変動抑制電圧を印加する特性変動抑制手段Ｃａを有し、その特性変動抑制電圧を、前記電気‐機械変換膜１２の負の抗電界より大きく、かつ、正の抗電界より小さくするとともに、前記圧力液室３１内の吐出用液を吐出させない波形にしている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出用液を貯留する圧力液室に連通し、この圧力液室内の吐出用液を吐出させるためのノズル孔を形成したノズル板と、
前記圧力液室の一部を区画する振動板と、
前記振動板上に配置され、下部電極、電気‐機械変換膜及び上部電極を積層形成してなる電気‐機械変換素子とを有する液体吐出ヘッドにおいて、
前記電気‐機械変換素子に印加される駆動波形と次の駆動波形との間の区間に、その電気‐機械変換素子の特性変動を抑制するための特性変動抑制電圧を印加する特性変動抑制手段を有し、
前記特性変動抑制電圧を、前記電気‐機械変換膜の負の抗電界より大きく、かつ、正の抗電界より小さくするとともに、前記圧力液室内の吐出用液を吐出させない波形にしていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記特性変動抑制電圧の波形の立上り、立下り時間がメニスカス共振周期よりも長い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】
前記特性変動抑制電圧を直流電圧としていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記特性変動抑制手段は、下部電極又は上部電極にバイアス電圧を印加することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記特性変動抑制電圧値を調整するためのデータテーブルを有し、
前記特性変動抑制手段は、前記データテーブルを参照して特性変動抑制電圧値を決定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記電気‐機械変換膜の温度を検知するための検知手段を有するとともに、前記データテーブルを、その検知手段の検知結果と特性変動抑制電圧値を対応付けたものとし、
前記特性変動抑制手段は、前記検知した電気‐機械変換膜の温度に応じ、データテーブルを参照して特性変動抑制電圧値を決定することを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドを備えていることを特徴とする液体吐出ユニット。
【請求項８】
前記液体吐出ヘッドに供給する液体を貯留するヘッドタンク、その液体吐出ヘッドを搭載するキャリッジ、その液体吐出ヘッドに液体を供給する供給機構、その液体吐出ヘッドの維持回復を行う維持回復機構、その液体吐出ヘッドを主走査方向に移動させる主走査移動機構の少なくともいずれか一つと前記液体吐出ヘッドとを一体化したことを特徴とする請求項７に記載の液体吐出ユニット。
【請求項９】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド、又は、請求項７若しくは８に記載の液体吐出ユニットを備えていることを特徴とする液体を吐出する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット及び液体を吐出する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の画像形成装置には、インクジェット式の液体吐出ヘッド（以下、単に「液体吐出ヘッド」という。）が採用されている。
この種の液体吐出ヘッドは、インク滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する加圧室と、この加圧室内のインクを加圧する電気‐機械変換素子と、インク流路の壁面を形成する振動板と、これに対向する電極からなるエネルギー発生手段とを備えている。
上記の液体吐出ヘッドにおいては、エネルギー発生手段によって発生したエネルギーにより、電気‐機械変換素子を駆動することによって加圧室を加圧し、ノズルからインク滴を吐出させている。
【０００３】
上記した液体吐出ヘッドとしては、電気‐機械変換素子の軸方向に伸長，収縮する縦振動モード又はたわみ振動モードの電気‐機械変換アクチュエータを採用した２種類のものが知られている。
上記両モードのうち、たわみ振動モードの電気‐機械変換アクチュエータを採用したものの形成は次の通りである。
すなわち、振動板の表面全体にわたり、成膜技術によって均一な電気‐機械変換材料層を形成し、この電気‐機械変換材料層をリソグラフィ法により各加圧室に対応させて独立するように切り分け形成する。
【０００４】
上記電気‐機械変換膜では、これの自発分極軸のベクトル成分と電界印加方向とが一致するときに、電界印加強度の増減に伴う伸縮が効果的に生じる。これにより、大きな電気‐機械変換定数が得られ、電気‐機械変換膜の自発分極軸と電界印加方向とは完全に一致することが最も好ましい。 
【０００５】
上記したような液体吐出ヘッドでは、電気‐機械変換素子の繰り返し駆動に従い、その電気‐機械変換素子の変位量が変動し、液体吐出量，液体吐出速度等の液体吐出特性が安定しない現象が生じる。特に、駆動動作を始めた初期段階においては、電気‐機械変換素子の変位量が著しく変動する場合がある。
【０００６】
上記の課題を解決するため、実際の駆動電圧よりも高電圧かつ高周波数の駆動信号を電気‐機械変換素子に所定のパルス数だけ印加して駆動するエージング工程（分極状態に着目し、「分極処理」と呼称することもある。）を実施する技術がある。また、実際の駆動電圧波形とは異なる電圧波形を導入することにより、変動を抑制する技術も知られている。
【０００７】
しかしながら、これまでの実際に使用する際の変動を抑制する電圧波形では、抗電界を超える電圧を用いる等、電気‐機械変換素子に負荷の高い電圧波形を印加することによって、変動を抑制させている。そのため、電気‐機械変換素子の内部分極の反転が生じ、インクの吐出安定性が変化してしまうという問題がある。
【０００８】
実際に使用する際には、駆動電圧波形とは異なる電圧波形（回復波形、リフレッシュ波形、緩和波形等）を導入することにより変動を抑制する技術として、例えば特許文献１に開示されているものがある。
【０００９】
特許文献１に開示されている変動を抑制する技術は、リフレッシュ波形として抗電界を超えるような波形を導入することを内容とするものである。また、特許文献２には、ＤＣ電圧を印加し、印加する時間を制御することによって変動を抑制する技術が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１に開示されたものは、抗電界を超える電圧の波形を印加しているため、電気‐機械変換素子の特性が変動してしまうものである。また、これに伴い、電気‐機械変換素子の内部電界の状態も変わってしまうことが考えられるが、それについての議論はされていない。さらに、駆動電界が抗電界未満での使用が想定されているため、抗電界を超えた電圧で駆動する場合の考慮がなされていない。
【００１１】
一方、特許文献２に開示されているものは、ＤＣ電圧のみでの電気‐機械変換素子の内部電界の制御を、通常の駆動シーケンス内に行わせるには、非常に時間を要する技術となっている。
また、鉛と水分の反応を課題としているが、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）によって成膜された防湿膜と上部電極（特許文献２では表面電極）を高電位にすることで解決できるものであり、欠陥偏在による内部電界の発生を考慮していない。さらに、抗電界を超える電圧波形を印加することによって、吐出安定性が悪化してしまうという課題が未解のままである。
【００１２】
そこで本発明は、電気‐機械変換素子の繰り返し駆動における特性変動を抑制するとともに、安定したインク吐出特性を得ることができる液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット及び液体を吐出する装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するための請求項１に記載した本発明は、吐出用液を貯留する圧力液室に連通し、この圧力液室内の吐出用液を吐出させるためのノズル孔を形成したノズル板と、その圧力液室の一部を区画する振動板と、この振動板上に配置され、下部電極、電気‐機械変換膜及び上部電極を積層形成してなる電気‐機械変換素子とを有する液体吐出ヘッドにおいて、前記電気‐機械変換素子に印加される駆動波形と次の駆動波形との間の区間に、その電気‐機械変換素子の特性変動を抑制するための特性変動抑制電圧を印加する特性変動抑制手段を有し、前記特性変動抑制電圧を、電気‐機械変換膜の負の抗電界より大きく、かつ、正の抗電界より小さくするとともに、圧力液室内の吐出用液を吐出させない波形にしている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電気‐機械変換素子の繰り返し駆動における特性変動を抑制するとともに、安定したインク吐出特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る液体吐出ヘッドの概略構成を示す拡大断面図である。
【図２】同上の液体吐出ヘッドに用いられる電気‐機械変換素子の詳細な構成を示す拡大断面図である。
【図３】（ａ）は、同上の電気‐機械変換素子の詳細な構成を示す正断面図、（ｂ）は、その上面図である。
【図４】電気‐機械変換素子の駆動波形と次の駆動波形との間の区間に印加される特性変動抑制電圧の波形の模式図であり、（ａ）は、抗電界未満電圧が０Ｖ以下の場合、（ｂ），（ｃ）は、抗電界未満電圧が０Ｖ以上の場合を示している。
【図５】同上の液体吐出ヘッドを複数並設した液体吐出ユニットを示す拡大断面図である。
【図６】（ａ）は、分極処理装置の概略構成を示す斜視図、（ｂ）は、回路構成を示す説明図である。
【図７】Ｐ−Ｅヒステリシスループを示すグラフである。
【図８】本実施例における電気‐機械変換素子のＰ−Ｅヒステリシスループを示すグラフである。
【図９】５．０×１０９回駆動したときの吐出速度の評価結果を示すグラフであり、（ａ）は高温時のもの、（ｂ）は低音時のものを示している。
【図１０】一実施形態に係る液体を吐出する装置の要部を説明するための平面図である。
【図１１】同上の液体を吐出する装置の要部を説明するための側面図である。
【図１２】同上の液体吐出ユニットの要部を説明するための平面図である。
【図１３】同上の液体吐出ユニットの要部を説明するための正面図である。
【図１４】（ａ）は、本発明の他の実施形態に係る液体吐出ヘッドの概略構成を示す拡大断面図、（ｂ）は、その液体吐出ヘッドを複数並設した液体吐出ユニットを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る液体吐出ヘッドの概略構成を示す拡大断面図、図２は、その液体吐出ヘッドに用いられる電気‐機械変換素子の詳細な構成を示す拡大断面図である。また、図３（ａ）は、その電気‐機械変換素子の詳細な構成を示す正断面図、（ｂ）は、その上面図である。
【００１７】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る液体吐出ヘッドＡ１は、電気‐機械変換素子１０、振動板２０、圧力室基板３０及びノズル板４０を主要の構成としたものである。
【００１８】
上記の圧力室基板３０は、液体である吐出用液を貯留するための圧力液室３１を区画するようにした枠型に形成されている。
振動板２０は、圧力液室３１の一部を区画するとともに、その圧力液室３１に圧力変動を生じさせるためのものであり、平板状に形成され、これの外周部を圧力室基板３０に接合されている。
ノズル板４０は、圧力液室３１に連通し、この圧力液室３１内の吐出用液を吐出させるためのノズル孔４１を形成した板状のものである。
上記圧力室基板３０の上面に振動板２０を、また、下面にノズル板４０をそれぞれ配置することにより、その圧力室基板３０内に上記した圧力液室３１を区画形成している。
【００１９】
図１に示す電気‐機械変換素子１０は、上部電極１１、電気‐機械変換膜１２及び下部電極１３を積層させて形成したものであり、本実施形態においては、上部電極１１を個別電極とし、下部電極１３を共通電極としている。
なお、電気‐機械変換素子１０は、図１に示す構成に限るものではなく、詳細について後述する図１４に示すような構成としてもよいことは勿論である。
【００２０】
図２に示すように、電気‐機械変換素子１０は、基板１０ａ、成膜振動板１０ｂ、第１の電極１０ｃ、電気‐機械変換膜１２、第２の電極１０ｅを互いに積層させた構成となっている。
電気‐機械変換素子１０は、さらに、図３（ａ）に示す第１，第２の絶縁保護膜１０ｆ，１０ｇ、第３，第４の電極１０ｈ，１０ｉ及び引き出し配線を有している。
第１の絶縁保護膜１０ｆはコンタクトホール１０ｊを有しており、第１の電極１０ｃと第３の電極１０ｈ、第２の電極１０ｅと第４の電極１０ｉとを導通した構成としている。
【００２１】
このとき、第１，第３の電極１０ｃ，１０ｈを共通電極、第２，第４の電極１０ｅ，１０ｉを個別電極として、それら共通電極、個別電極を保護する第２の絶縁保護膜１０ｇが形成され、一部が開口されて電極ＰＡＤとして構成されている。なお、共通電極用に作成されたものを共通電極ＰＡＤ１０ｋ、個別電極用に作製されたものを個別電極用ＰＡＤ１０ｌとしている。
【００２２】
上記した電気‐機械変換素子１０は、これの上部電極１１、電気‐機械変換膜１２に、下部電極１３を所望の形状にエッチングする。その後に、第１，第２の絶縁保護膜１０ｆ，１０ｇを作成して基板１０ａ側からエッチングし、図１に示すようなインク等の吐出用液を吐出させるための圧力液室３１を作製している。
【００２３】
ところで、高周波での吐出性能を確保するためには、振動板２０、電気‐機械変換膜１２、第１，第２の絶縁保護膜１０ｆ，１０ｇの剛性を高める必要があり、高いヤング率や厚膜化する必要が出てくる。特に、振動板２０に関しては、応力設計も考慮し、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、Ｐｏｌｙ−Ｓｉの材料からなる複数の層から形成され、その振動板２０の膜厚が１μｍ以上３μｍ以下に作成する。さらには、その振動板２０のヤング率を７５ＧＰａ以上９５ＧＰａ以下にすることによって高周波での吐出性能を確保している。
【００２４】
上記した圧力室基板３０は、本実施形態においては１００〜６００μｍの厚みを有するシリコン単結晶基板により形成している。
上記シリコン単結晶基板の面方位としては、（１００）、（１１０）、（１１１）の三種類であるが、一般的には（１００）、（１１１）が広く使用されている。本実施形態においては、主に（１００）の面方位を持つシリコン単結晶基板を採用している。
【００２５】
図１に示すような圧力液室３１を作製する場合、エッチングを利用してシリコン単結晶基板を加工していくが、このときのエッチング方法としては、異方性エッチングを用いることが一般的である。「異方性エッチング」とは、結晶構造の面方位に対してエッチング速度が異なる性質を利用したものである。例えば水酸化カリウム（ＫＯＨ）等のアルカリ溶液に浸漬させた異方性エッチングでは、（１００）面に比べて（１１１）面は約１／４００程度のエッチング速度となる。
【００２６】
従って、面方位（１００）では約５４°の傾斜を持つ構造体を作成できるのに対して、面方位（１１０）では深い溝を形成することができるため、より剛性を保ちつつ配列密度を高くすることができる。本実施形態においては、（１１０）の面方位を持ったシリコン単結晶基板を使用することもできる。この場合、マスク材である二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）もエッチングされてしまうということがあることも留意して利用する。
【００２７】
上記した加圧液室３１の幅としては、５０μｍ以上７０μｍ以下が好ましく、さらに好ましくは５５μｍ以上６５μｍ以下である。この値より大きくになると、残留振動が大きくなり高周波での吐出性能確保が難しくなり、この値より小さくなると、変位量が低下し、十分な吐出電圧が確保できなくなる。
【００２８】
上記の振動板２０は、電気‐機械変換膜１２によって発生した力を受けて変形変位し、圧力液室３１内の吐出用液を吐出させる。そのため、振動板２０としては所定の強度を有したものであることが好ましい。
【００２９】
この振動板２０の材料としては、シリコン（Ｓｉ）、ＳｉＯ２、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）等をＣＶＤ（ chemical vapor deposition）法により作成したものを用いることができる。また、図１に示すような下部電極１３、電気‐機械変換膜１２の線膨張係数に近い材料を選択することが好ましい。
電気‐機械変換膜１２としては、一般的に材料としてチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）が使用される。このことから、線膨張係数８×１０-6（１／Ｋ）に近い、５×１０-6〜１０×１０-6の線膨張係数を有した材料が好ましい。さらには、７×１０-6〜９×１０-6の線膨張係数を有した材料がより好ましい。
【００３０】
具体的な材料としては、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化イリジウム、酸化ルテニウム、酸化タンタル、酸化ハフニウム、酸化オスミウム、酸化レニウム、酸化ロジウム、酸化パラジウム及びそれらの化合物等である。これらをスパッタ法やＳｏｌ−ｇｅｌ法を用いてスピンコーターにて作成する。膜厚としては、０．１〜１０μｍが好ましく、０．５〜３μｍがさらに好ましい。この範囲より小さいと、図１に示すような圧力液室３１の加工が難しくなり、この範囲より大きいと振動板２０が変形変位しにくくなり、吐出用滴の吐出が不安定になる。
【００３１】
下部電極１３、上部電極１１の金属材料としては、従来から高い耐熱性と低い反応性を有する白金が用いられているが、鉛に対しては十分なバリア性を持つとはいえない場合もあり、イリジウムや白金−ロジウム等の白金族元素や、これら合金膜も挙げられる。
また、白金を使用する場合には下地（特にＳｉＯ２）との密着性が悪いために、Ｔｉ、ＴｉＯ２、Ｔａ、Ｔａ２Ｏ５、Ｔａ３Ｎ５等を先に積層することが好ましい。作製方法としては、スパッタ法や真空蒸着等の真空成膜が一般的である。膜厚としては、０．０５〜１μｍが好ましく、０．１〜０．５μｍがさらに好ましい。
【００３２】
さらに、上記した金属材料と電気‐機械変換膜１２の間に、ＳｒＲｕＯ３やＬａＮｉＯ３を材料といった酸化電極膜を用いてもよい。特に、下部電極１３と電気‐機械変換膜１２の間の酸化物電極に関しては、その上に作製する電気機械変換膜（例えばＰＺＴ膜）１０ｄの配向制御にも影響してくるため、配向優先させたい方位によっても選択される材料は異なってくる。
【００３３】
本実施形態においては、電気機械変換膜としたＰＺＴ（１００）に優先配向させていたため、第２の電極１０ｅとしては、ＬａＮｉＯ３又はＴｉＯ２シードやＰｂＴｉＯ３といったシード層を第１の電極１０ｃ上に作製し、その後にＰＺＴ膜を形成している。
上部電極１１と電気‐機械変換膜１２の間の酸化電極膜としては、ＳｒＲｕＯ３を用いており、その膜厚としては２０ｎｍ〜８０ｎｍが好ましく、３０ｎｍ〜５０ｎｍがさらに好ましい。この膜厚範囲よりも薄いと初期変位や変位劣化特性については十分な特性が得られない。一方、この範囲を超えると、その後に成膜したＰＺＴの絶縁耐圧が非常に悪くなり、かつ、電流リークが大きくなってしまう。
【００３４】
電気‐機械変換膜１２としては、ＰＺＴを主に用いている。「ＰＺＴ」とは、ジルコン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）とチタン酸（ＰｂＴｉＯ３）の固溶体であり、その比率により特性が異なる。
一般的に、優れた圧電特性を示す組成は、ＰｂＺｒＯ３とＰｂＴｉＯ３の比率が５３：４７の割合で、化学式で示すとＰｂ（Ｚｒ０．５３Ｔｉ０．４７）Ｏ３、一般ＰＺＴ（５３／４７）と示される。
【００３５】
ＰＺＴ以外の複合酸化物としてはチタン酸バリウム等が挙げられ、この場合はバリウムアルコキシド、チタンアルコキシド化合物を出発材料にし、共通溶媒に溶解させることでチタン酸バリウム前駆体溶液を作製することも可能である。
ただし、ＰＺＴ（１００）面を優先配向とする場合においては、Ｚｒ／Ｔｉの組成比率については、Ｔｉ／（Ｚｒ＋Ｔｉ）で表したときに、０．４５以上０．５５以下が好ましく、０．４８以上０．５２以下にしていることがさらに好ましい。
【００３６】
本実施形態においては、ＰＺＴ（１００）優先配向にさせることが好ましく、結晶配向について、
ρ（ｈｋｌ）＝Ｉ（ｈｋｌ）／ΣＩ（ｈｋｌ）
［ρ（ｈｋｌ）：（ｈｋｌ）面方位の配向度、Ｉ（ｈｋｌ）：任意の配向のピーク強度、ΣＩ（ｈｋｌ）：各ピーク強度の総和］
によって表される。
Ｘ線回折法のθ−２θ測定によって得られる各ピーク強度の総和を１としたときの各々の配向のピーク強度の比率に基づいて算出される（１００）配向の配向度は、０．７５以上であることが好ましく、０．８５以上であることがさらに好ましい。これ以下になるときには、圧電歪が十分得られず、変位量を十分確保できなくなる。
【００３７】
これらの材料は、一般式ＡＢＯ３で記述され、Ａ＝Ｐｂ、Ｂａ、Ｓｒ  Ｂ＝Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｎｂを主成分とする複合酸化物が該当する。その具体的な記述として（Ｐｂ１−ｘ，Ｂａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３、（Ｐｂ１−ｘ，Ｓｒ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３、これは、ＡサイトのＰｂを一部ＢａやＳｒで置換した場合である。このような置換は２価の元素であれば可能であり、その効果は熱処理中の鉛の蒸発による特性劣化を補償する作用を示す。
【００３８】
作製方法としては、スパッタ法又はＳｏｌ−Ｇｅｌ法を用いてスピンコーターにて作製することができる。その場合は、パターニング化が必要となるので、フォトリソエッチング等により所望のパターンを得る。
ＰＺＴをＳｏｌ−Gｅｌ法により作製した場合、出発材料に酢酸鉛、ジルコニウムアルコキシド、チタンアルコキシド化合物を出発材料にし、共通溶媒としてメトキシエタノールに溶解させ均一溶液を得ることにより、ＰＺＴ前駆体溶液が作製できる。金属アルコキシド化合物は大気中の水分により容易に加水分解してしまうので、前駆体溶液に安定剤としてアセチルアセトン、酢酸、ジエタノールアミン等の安定化剤を適量、添加してもよい。
【００３９】
下地基板の全面にＰＺＴ膜を得る場合、スピンコート等の溶液塗布法により塗膜を形成し、溶媒乾燥、熱分解、結晶化の各々の熱処理を施すことで得られる。塗膜から結晶化膜への変態には体積収縮が伴うので、クラックフリーな膜を得るには一度の工程で１００ｎｍ以下の膜厚が得られるように前駆体濃度の調整が必要になる。
【００４０】
電気‐機械変換膜１２の膜厚としては１〜３μｍが好ましく、１．５〜２．５μｍがさらに好ましい。この範囲より小さいと図１に示すような圧力液室３１の加工が難しくなり、この範囲より大きいと下地が変形変位しにくくなり、吐出用液の吐出が不安定になる。
【００４１】
ところで、上述した電気‐機械変換素子１０には、図１に示すように、ヘッド駆動部５０を介して制御部Ｃの出力側が接続されているとともに、その制御部Ｃの入力側には、電気‐機械変換膜１２の温度を検知するための温度検知センサＳ１が接続されている。本実施形態においては、その温度検知センサＳ１が、電気‐機械変換素子１０の駆動状態を検知するための検知手段である。なお、検知手段として、液滴速度を検知するようにしてもよい。
【００４２】
制御部Ｃは、特性変動抑制電圧を調整するためのデータテーブルＣ１が記憶されている。
データテーブルＣ１は、上記した温度検知センサＳ１による検知結果と特性変動抑制電圧を対応付けたものである。すなわち、電気‐機械変換膜１２の温度と特性変動抑制電圧とを対応づけたものである。これにより、駆動状態に従って特性変動抑制電圧を最適に可変することができる。
【００４３】
本実施形態において示す制御部Ｃは、所要のプログラムの実行によって下記の機能を有している。
・  電気‐機械変換素子１０に印加される駆動波形と次の駆動波形との間の区間に、その電気‐機械変換素子１０の特性変動を抑制するための特性変動抑制電圧を印加する機能。この機能を「特性変動抑制手段Ｃａ」という。
本実施形態においては、特性変動抑制電圧を、電気‐機械変換膜１２の負の抗電界より大きく、かつ、正の抗電界より小さくするとともに、前記圧力液室３１内の吐出用液を吐出させない波形にしている。
すなわち、液体吐出ヘッドＡ１の特性変動抑制方法は、前記電気‐機械変換膜１２の抗電界未満にし、かつ、圧力液室３１内の吐出用液を吐出させない波形にした特性変動抑制電圧を、電気‐機械変換素子１０に印加される駆動波形と次の駆動波形との間の区間に印加することを内容としたものである。
【００４４】
図４は、電気‐機械変換素子の駆動波形と次の駆動波形との間の区間に印加される特性変動抑制電圧の波形の模式図であり、（ａ）は、抗電界未満電圧が０Ｖ以下の場合、（ｂ），（ｃ）は、抗電界未満電圧が０Ｖ以上の場合を示している。また、同図（ｃ）は、特性変動抑制電圧をパルス波形としたものである。
すなわち、特性変動抑制電圧を、圧力液室３１内の吐出用液を吐出しない波形にしているとともに、電気‐機械変換膜１２の負の抗電界より大きく、かつ、正の抗電界より小さいものとしている。
また、特性変動抑制電圧の波形の立上り、立下り時間がメニスカス共振周期よりも長い直流電圧としている。この場合、特別な波形を投入しなくてもよく、電圧変化がないので電力消費を小さくすることができる。また、メニスカス共振周期よりも長い時間での立上り、立下り長を持たせることにより、圧力液室３１内に余分な圧力発生を起こさず、また、意図しない吐出を起こさせない（波形がパルス状でないときであっても、立上り、立下り時間は同じ考え方）。すなわち、吐出用液の吐出をさせることがない。
なお、本実施形態においては、データテーブルＣ１を参照して特性変動抑制電圧値を決定しているが、そのようなデータテーブルＣ１を設けることなく、例えば演算によって特性変動抑制電圧値を逐次決定してもよい。
さらに、下部電極１３又は上部電極１１にバイアス電圧を印加して、バイアス駆動をするようにしてもよい。この場合、負電圧を印加するときにはバイポーラ電源、負電圧対応ＤｒＩＣ等を特別に用いることなく、電気‐機械変換素子１０に印加することができる。
【００４５】
図５は、上記した液体吐出ヘッドを複数並設した液体吐出ユニットを示す拡大断面図である。なお、上記図１等において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。上記した液体吐出ヘッドを複数並設した液体吐出ユニットＤとして用いることができる。
【００４６】
以上のようにして作製された電気‐機械変換素子１０に対して、図６に示す分極処理装置を用いて処理を行った。図６（ａ）は、分極処理装置の概略構成を示す斜視図、（ｂ）は、回路構成を示す説明図である。
【００４７】
分極処理装置６０は、コロナ電極６１とグリッド電極６２を有する構成のものである。
コロナ電極６１とグリッド電極６２は、平面視において方形にしたサンプルステージ６３の互いに対向する辺縁に立設された支柱６４，６４間に、互いに所要の間隔にして架設されている。
サンプルステージ６３上には、上記したコロナ電極６１とグリッド電極６２と離間させてアース板６５が載置されている。アース板６５を設置しない場合においては、分極処理を行うことができない。
また、サンプルステージ６３には、図示しない温度調整機能が設けられており、３５０℃まで昇温させながらの分極処理を行うことができるようになっている。
【００４８】
グリッド電極６２はメッシュ状に形成されており、コロナ電極６１に高電圧を印加したときに、コロナ放電により発生するイオンや電荷等を効率よくサンプルステージ６３に降り注ぐように工夫している。コロナ電極６１やグリッド電極６２に印加される電圧や、サンプル６６と各電極６１，６２間の距離を調整することによりコロナ放電の強弱をつけることができる。
【００４９】
図７は、Ｐ−Ｅヒステリシスループを示すグラフである。
分極処理の状態については、図７に示すＰ−Ｅヒステリシスループを参照して判断している。
図７に示すように、±１５０ｋＶ／ｃｍの電界強度をかけてヒステリシスループを測定した。最初の０ｋＶ/ｃｍ時の分極をＰｉｎｉ、＋１５０ｋＶ／ｃｍの電圧印加後０ｋＶ／ｃｍまで戻したときの０ｋＶ／ｃｍ時の分極をＰｒとしたときに、Ｐｒ−Ｐｉｎｉの値を分極率として定義し、この分極率から分極状態を判断している。
【００５０】
ここで、分極率Ｐｒ−Ｐｉｎｉが１０μＣ／ｃｍ２以下となっていることが好ましく、５μＣ／ｃｍ２以下となっていることがさらに好ましい。この値に満たない場合は、ＰＺＴの圧電アクチュエータとして連続駆動後の変位劣化については十分な特性が得られない。
望ましい分極率Ｐｒ−Ｐｉｎｉを得るためには、図６に示す分極処理装置６０において、コロナ電極，グリッド電極６１，６２の電圧やサンプルステージ６３とコロナ，グリッド電極６１，６２間の距離等を調整することにより達成できる。
【００５１】
以下、本発明の実施例について説明する。
＜実施例１＞
６インチシリコンウェハに、ＳｉＯ２（膜厚６００ｎｍ）、Ｓｉ（膜厚２００ｎｍ）、ＳｉＯ２（膜厚１００ｎｍ）、ＳｉＮ（膜厚１５０ｎｍ）、ＳｉＯ２（膜厚１３００ｎｍ）、ＳｉＮ（１５０ｎｍ）、ＳｉＯ２（膜厚１００ｎｍ）、Ｓｉ（２００ｎｍ）、ＳｉＯ２（膜厚６００ｎｍ）の順に形成した振動板を作製した。
その後、第１，２の電極としての密着膜として、チタン膜（膜厚２０ｎｍ）を成膜温度３５０℃でスパッタ装置にて成膜した後にＲＴＡを用いて７５０℃にて熱酸化し、引き続き金属膜として白金膜（膜厚１６０ｎｍ）を成膜温度４００℃でスパッタ装置によって成膜した。
次に、下地層となるＰｂＴｉＯ３層としてＰｂ：Ｔｉ＝１：１に調整した溶液と電気−機械変換膜１２としてＰｂ：Ｚｒ：Ｔｉ＝１１５：４９：５１に調整された溶液を準備し、スピンコート法により成膜した。
【００５２】
具体的な前駆体塗布液の合成については、出発材料に酢酸鉛三水和物、イソプロポキシドチタン、イソプロポキシドジルコニウムを用いた。酢酸鉛の結晶水はメトキシエタノールに溶解後、脱水した。
化学両論組成に対し鉛量を過剰にしてある。これは熱処理中のいわゆる鉛抜けによる結晶性の低下を防ぐためである。イソプロポキシドチタン、イソプロポキシドジルコニウムをメトキシエタノールに溶解し、アルコール交換反応、エステル化反応を進め、先記の酢酸鉛を溶解したメトキシエタノール溶液と混合することでＰＺＴ前駆体溶液を合成した。このＰＺＴ濃度は０．５モル／リットルにした。ＰＴの溶液に関してもＰＺＴ同様に作製し、これらの液を用いて、最初にＰＴ層をスピンコートにより成膜し、成膜後、１２０℃で乾燥を実施し、その後ＰＺＴの液をスピンコートにより成膜し、１２０℃乾燥から４００℃熱分解を行った。３層目の熱分解処理後に、結晶化熱処理（温度７３０℃）をＲＴＡ（急速熱処理）にて行った。このときＰＺＴの膜厚は２４０ｎｍであった。この工程を計８回（２４層）実施し、約２μｍのＰＺＴ膜厚を得た。
【００５３】
次に第３、４の電極として酸化物膜として、ＳｒＲｕＯ３膜（膜厚４０ｎｍ）、金属膜としてＰｔ膜（膜厚１２５ｎｍ）をスパッタ成膜した。
その後、東京応化社製フォトレジスト（ＴＳＭＲ８８００）をスピンコート法で成膜し、通常のフォトリソグラフィでレジストパターンを形成した後、ＩＣＰエッチング装置（サムコ製）を用いて図４に示すようなパターンを作製した。
次に、第１の絶縁保護膜１０ｆとして、ＡＬＤ工法を用いてＡＬ２Ｏ３膜を５０ｎｍ成膜した。このとき原材料としてＡＬについては、ＴＭＡ（シグマアルドリッチ社）、Ｏについてはオゾンジェネレーターによって発生させたＯ３を交互に積層させることにより、成膜を進めた。
その後、図３に示すように、エッチングによってコンタクトホール１０ｊを形成する。その後、メタル配線としてＡＬをスパッタ成膜し、エッチングによりパターニング形成し、第２の絶縁膜としてＳｉ３Ｎ４をプラズマＣＶＤにより５００ｎｍ成膜し、電気‐機械変換素子１０を作製した。電気‐機械変換素子１０は１つのチップ内に３００個一列に並ぶようにレイアウトした。
【００５４】
また、同様の工程により、保持基板を接合するための接合面段差を形成する。接合面段差は加圧液室の隔壁に対応する位置に設けられている。第１の絶縁保護膜を形成する工程、加圧液室の隔壁に対応する位置に、絶縁膜、メタル配線、第２の保護膜の各層と同じ層を形成している。すなわち、接合面段差は、第一の絶縁膜と同じ層、メタル配線と同じ層、第２の絶縁膜と同じ層を積層したもので構成されている。また、この接合面段差は、電気‐機械変換素子１０の活性部には設けられていなく、かつ、加圧液室の隔壁部の外側に設けられていなく、振動板の変形領域に影響を及ぼさない位置に形成されている。
【００５５】
この後、コロナ帯電処理により分極処理を行った。コロナ帯電処理にはφ５０μｍのタングステンのワイヤを用い、グリッド電極としてステンレス製の開口率６０％のグリッド電極を用いた。分極処理条件としては、処理温度８０℃、コロナ電圧９ｋＶ、グリッド電圧１．５ｋＶ、処理時間３０ｓ、コロナ電極−グリッド電極間距離４ｍｍ、グリッド電極−ステージ間距離４ｍｍにて行った。
【００５６】
また、第３、第４の電極に接続するための共通電極、個別電極ＰＡＤを形成したが、個別電極間ＰＡＤの距離は８０μｍとした。
その後、図１に示すように裏面のＳｉをエッチングし加圧液室（幅６０μｍ）まで形成された電気‐機械変換素子１０を作製した。このとき加圧液室３１を保持するため、保持基板を接合した後にウエハ裏面からＳｉエッチングを実施した。電気‐機械変換素子１０を覆う保持基板の開口部の幅は７５μｍとした。その後、作製した電気‐機械変換素子１０を用いて校正される液体吐出ヘッドを作製した。
【００５７】
図８は、本実施例における電気‐機械変換素子のＰ−Ｅヒステリシスループを示すグラフである。
作製した液体吐出ヘッドを用いて、吐出速度の変動評価を実施した。以下、電圧表現として、電気‐機械変換素子１０を対象として見た電位状態を規定している。個別電極に電圧波形、共通電極にバイアス電圧を印加することにより、波形を作成している。個別電極のみにより、電気‐機械変換素子１０に印加される電圧波形を制御しても差異はない。
【００５８】
正電圧側が抗電界を超え、負電圧側が抗電界を超えない電圧幅を持つパルス波形で形成された駆動波形を２００ｍｓｅｃ印加した。その後、駆動波形の中間電位（ここでは正極性）とは逆極性の抗電界を超えない電界強度−５ｋＶ／ｃｍのＤＣ電圧波形を２００ｍｓｅｃ印加する組合せを１シーケンスとした波形を印加した。
駆動波形からＤＣ電圧波形への立下り、立上り時間（あるいはスルーダウン、スルーアップ時間）はメニスカス共振より十分に長く、本液体吐出ヘッドの構成においては、メニスカス共振Ｔｃ＝３．７μｓｅｃであるため、立下り時間 ２５μｓｅｃ，立上り時間２５μｓｅｃとした。
【００５９】
＜実施例２＞
作製した液体吐出ヘッドを用いて、吐出速度の変動評価を実施した。正電圧側が抗電界を超え、負電圧側が抗電界を超えない電圧幅持つパルス波形で形成された駆動波形を２００ｍｓｅｃ印加した。その後、駆動波形の中間電位（ここでは正極性）とは逆極性の抗電界を超えない電界強度−２．５ｋＶ／ｃｍのＤＣ電圧波形を２００ｍｓｅｃ印加する組合せを１シーケンスとした波形を印加した。
駆動波形からＤＣ電圧波形への立下り、立上り時間（あるいはスルーダウン、スルーアップ時間）はメニスカス共振より十分に長く、本ヘッドの構成においては、メニスカス共振Ｔｃ＝３．７μｓｅｃであるため、立下り時間  ２５μｓｅｃ，立上り時間２５μｓｅｃとした。
【００６０】
＜実施例３＞
作製した液体吐出ヘッドを用いて、吐出速度の変動評価を実施した。正電圧側が抗電界を超え、負電圧側が抗電界を超えない電圧幅持つパルス波形で形成された駆動波形を２００ｍｓｅｃ印加した。その後、駆動波形の中間電位（ここでは正極性）と同極性の抗電界を超えない電界強度５．０ｋＶ／ｃｍのＤＣ電圧波形を２００ｍｓｅｃ印加する組合せを１シーケンスとした波形を印加した。駆動波形からＤＣ電圧波形への立下り、立上り時間（又はスルーダウン、スルーアップ時間）はメニスカス共振より十分に長く、本液体吐出ヘッドの構成においては、メニスカス共振Ｔｃ＝３．７μｓｅｃであるため、立下り時間２５μｓｅｃ，  立上り時間２５μｓｅｃとした。
【００６１】
＜実施例４＞
作製した液体吐出ヘッドを用いて、吐出速度の変動評価を実施した。正電圧側が抗電界を超え、負電圧側が抗電界を超えない電圧幅持つパルス波形で形成された駆動波形を２００ｍｓｅｃ印加した。その後、駆動波形の中間電位（ここでは正極性）と同極性の抗電界を超えない電界強度２．５ｋＶ／ｃｍノＤＣ電圧波形を２００ｍｓｅｃ印加する組み合せを１シーケンスとした波形を印加した。駆動波形からＤＣ電圧波形への立下り、立上り時間（あるいはスルーダウン、スルーアップ時間）はメニスカス共振より十分に長く、本液体吐出ヘッドの構成においては、メニスカス共振Ｔｃ＝３．７μｓｅｃであるため、立下り時間２５μｓｅｃ，  立上り時間２５μｓｅｃとした。
る。
【００６２】
＜比較例１＞
作製した液体吐出ヘッドを用いて、吐出速度の変動評価を実施した。正電圧側が抗電界を超え、負電圧側が抗電界を超えない電圧幅持つパルス波形で形成された駆動波形を２００ｍｓｅｃ印加した。その後、駆動波形の中間電位（ここでは正極性）とは逆極性の抗電界を超えない電界強度−２．５ｋＶ／ｃｍのパルス波形を２００ｍｓｅｃ印加する組み合せを１シーケンスとした波形を印加した。ここで、パルス波形はパルスの立上り、維持、立下り時間はメニスカス共振より長く、本液体吐出ヘッドの構成ではメニスカス共振Ｔｃ＝３．７ｕｓのため、それぞれ、立上り時間２５ｕｓ、パルス幅２５ｕｓ、立下り時間２５ｕｓとした。
【００６３】
＜比較例２＞
作製した液体吐出ヘッドを用いて、吐出速度の変動評価を実施した。正電圧側が抗電界を超え、負電圧側が抗電界を超えない電圧幅持つパルス波形で形成された駆動波形を２００ｍｓｅｃ印加した。その後、駆動波形の中間電位（ここでは正極性）とは逆極性の抗電界を超える電界強度−４０ｋＶ／ｃｍのＤＣ電圧波形を２００ｍｓｅｃ印加する組合せを１シーケンスとした波形を印加した。駆動波形からＤＣ電圧波形への立下り、立上り時間（又はスルーダウン、スルーアップ時間）はメニスカス共振より十分に長く、本液体吐出ヘッドの構成においては、メニスカス共振Ｔｃ＝３．７μｓｅｃであるため、立下り時間 ２５μｓｅｃ，  立上り時間２５μｓｅｃとした。
【００６４】
駆動波形のみで駆動回数１．０×１０９回駆動させた後の吐出速度を基準とし、その後、５．０×１０９回の上記実施例と比較例の波形を印加することにより吐出速度の変化率を評価した。ここでは、回復波形のパルス数はカウントしておらず、駆動波形のパルス数のみをカウントした。また、始めに駆動波形のみで駆動させたのは、効果を明確にすることのみが目的である。
【００６５】
図９（ａ），（ｂ）は、５．０×１０９回駆動したときの吐出速度の評価結果を示すグラフであり、（ａ）は高温時のもの、（ｂ）は低音時のものを示している。
また、［表１］には５．０×１０９回駆動を繰り返した後の吐出速度の変化率をまとめた。さらに、変化率に関しては、初期の吐出速度を１００％として記載しており、実施例と比較例での波形を印加するときの開始を「０」として記載している。
【００６６】
【表１】
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【００６７】
上記した実施例１〜５、比較例１〜２に対して、温度環境を１０℃（低温）と４０℃（高温）の２水準で実施した結果を示している。それら２水準間において、駆動波形のみ駆動させたときの吐出速度が異なるのは、被吐出物からの反力が変わったことが要因と推定される（吐出流体の粘度と温度の関係等が要因と考えられる。
その後、上記した各実施例で繰り返し駆動した結果、基本的に非駆動時の電圧によってその後の吐出速度の変化率が決定されることがわかる。これは、電気‐機械変換素子１０の内部応力と吐出用液からの反力の釣り合い状態に起因していると考えられる。
すなわち、応力バランスが吐出しやすい（電気‐機械変換素子１０が変位しやすい）場合、吐出速度が速くなる一方、逆の場合は遅くなっていると考えられる。駆動波形の印加中は一定方向の電圧が印加され、負荷が大きくなっているが、非吐出時の区間中にわずかに電圧を印加することにより、釣り合いが変化すると考えられる。
【００６８】
また、実施例２と実施例５においてＤＣとパルス波形の比較を実施したが、大きな違いは見られなかった。従って、波形の立上り／立下り時の消費電力等を考慮して決定すればよい。また、比較例２では抗電界以上の電圧を印加した場合を示している。実施例においては、最初の吐出速度変化（応力バランスの整合）以降はほぼ変化がないが、比較例２においては変化し続けている。これは、抗電界以上の電圧を印加することにより、電気‐機械変換素子１０の特性が変化し続けているためだと考えられる。従って、抗電界未満での電圧を選択することが必要である。
【００６９】
また、上記の結果から、非駆動時の電圧を変化させることにより繰り返し駆動時の吐出速度変動に対応することができる。また、２水準の温度での結果を示したが、変動に対する非駆動時の電圧の制御は温度によって変えることにより、連続吐出安定性が高くなる。
また、検知手段としては上記した温度検知センサＳ１があればよく、さらには吐出用液の粘度検知、吐出速度の検知等、直接的な検知手段があればさらに精度の高い制御を行える。また、検知した結果を電圧制御にフィードバックさせるデータテーブルをメモリ内に保有することにより、非吐出時の電圧の制御が可能となる。
【００７０】
個別電極に電圧波形、共通電極にバイアス電圧を印加するとともに、負電圧を電気‐機械変換素子１０に印加する。これにより、バイポーラ電源及び電気‐機械変換素子１０を制御する負電圧対応ドライバＩＣ等を特別に用意することなく、その電気‐機械変換素子１０に印加することができるようになるためである。
【００７１】
上述した本発明によれば、電気‐機械変換素子１０が簡便な製造工程により（かつバルクセラミックスと同等の性能を持つ）形成できる。また、その後の圧力液室の形成のための裏面からのエッチング除去、ノズル孔を有するノズル板を接合することにより液体吐出ヘッドを作製できる。なお、上記の実施形態においては、液体供給手段、流路、流体抵抗についての記述を省略している。
【００７２】
次に、本発明の一実施形態に係る液体を吐出する装置について、図１０、１１を参照して説明する。図１０は、一実施形態に係る液体を吐出する装置の要部を説明するための平面図、図１１は、その液体吐出装置の要部を説明するための側面図である。
【００７３】
一実施形態に係る液体を吐出する装置はシリアル型のものであり、主走査移動機構４９３によって、キャリッジ４０３は主走査方向に往復移動する。
主走査移動機構４９３は、ガイド部材４０１、主走査モータ４０５、タイミングベルト４０８等を含む。ガイド部材４０１は、左右の側板４９１Ａ、４９１Ｂに架け渡されてキャリッジ４０３を移動可能に保持している。そして、主走査モータ４０５によって、駆動プーリ４０６と従動プーリ４０７間に架け渡したタイミングベルト４０８を介して、キャリッジ４０３は主走査方向に往復移動される。
【００７４】
上記キャリッジ４０３には、上述した液体吐出ヘッドＡ１及びヘッドタンク４４１を一体にした液体吐出ユニットＤを搭載している。
液体吐出ユニットＤの液体吐出ヘッド４０４は、例えば、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色の液体を吐出する。また、液体吐出ヘッドＡ１は、複数のノズル１１からなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配置し、吐出方向を下方に向けて装着している。
【００７５】
液体吐出ヘッドＡ１の外部に貯留されている液体を、その液体吐出ヘッドＡ１に供給するための供給機構４９４により、ヘッドタンク４４１には、液体カートリッジ４５０に貯留されている液体が供給される。
【００７６】
供給機構４９４は、液体カートリッジ４５０を装着する充填部であるカートリッジホルダ４５１、チューブ４５６、送液ポンプを含む送液ユニット４５２等で構成される。液体カートリッジ４５０はカートリッジホルダ４５１に着脱可能に装着される。ヘッドタンク４４１には、チューブ４５６を介して送液ユニット４５２によって、液体カートリッジ４５０から液体が送液される。
【００７７】
この装置は、用紙４１０を搬送するための搬送機構４９５を備えている。搬送機構４９５は、搬送手段である搬送ベルト４１２、搬送ベルト４１２を駆動するための副走査モータ４１６を含むものである。
【００７８】
搬送ベルト４１２は用紙４１０を吸着して液体吐出ヘッドＡ１に対向する位置で搬送する。この搬送ベルト４１２は無端状のものであり、搬送ローラ４１３と、テンションローラ４１４との間に掛け渡されている。吸着は静電吸着、あるいは、エアー吸引などで行うことができる。
【００７９】
そして、搬送ベルト４１２は、副走査モータ４１６によってタイミングベルト４１７及びタイミングプーリ４１８を介して搬送ローラ４１３が回転駆動されることによって、副走査方向に周回移動する。
【００８０】
さらに、キャリッジ４０３の主走査方向の一方側には搬送ベルト４１２の側方に液体吐出ヘッド４０４の維持回復を行う維持回復機構４２０が配置されている。
【００８１】
維持回復機構４２０は、例えば液体吐出ヘッドＡ１のノズル面（ノズル１１が形成された面）をキャッピングするキャップ部材４２１、ノズル面を払拭するワイパ部材４２２等で構成されている。
【００８２】
主走査移動機構４９３、供給機構４９４、維持回復機構４２０、搬送機構４９５は、側板４９１Ａ，４９１Ｂ、背板４９１Ｃを含む筐体に取り付けられている。
【００８３】
上述した構成からなる液体を吐出する装置においては、用紙４１０が搬送ベルト４１２上に給紙されて吸着され、搬送ベルト４１２の周回移動によって用紙４１０が副走査方向に搬送される。
【００８４】
そこで、キャリッジ４０３を主走査方向に移動させながら画像信号に応じて液体吐出ヘッド４０４を駆動することにより、停止している用紙４１０に液体を吐出して画像を形成する。
このような液体を吐出する装置では、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えているので、高画質画像を安定して形成することができる。
【００８５】
次に、本発明に係る液体吐出ユニットの他の例について図１２を参照して説明する。図１２は、同ユニットの要部を説明するための平面図である。
この液体吐出ユニットは、前記液体を吐出する装置を構成している部材のうち、側板４９１Ａ、４９１Ｂ及び背板４９１Ｃで構成される筐体部分と、主走査移動機構４９３と、キャリッジ４０３と、液体吐出ヘッド４０４で構成されている。
【００８６】
なお、この液体吐出ユニットの例えば側板４９１Ｂに、前述した維持回復機構４２０、及び供給機構４９４の少なくともいずれかをさらに取り付けた液体吐出ユニットを構成することもできる。
【００８７】
次に、本発明に係る液体吐出ユニットの更に他の例について、図１３を参照して説明する。図１３は、その液体吐出ユニットの要部を説明するための平面図である。
この液体吐出ユニットは、流路部品４４４が取付けられた液体吐出ヘッド４０４と、流路部品４４４に接続されたチューブ４５６で構成されている。
【００８８】
なお、流路部品４４４はカバー４４２の内部に配置されている。流路部品４４４に代えてヘッドタンク４４１を含むこともできる。また、流路部品４４４の上部には液体吐出ヘッド４０４と電気的接続を行うコネクタ４４３が設けられている。
【００８９】
本実施形態において「液体を吐出する装置」とは、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて、液体を吐出させる装置である。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。
【００９０】
この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置等も含むことができる。
例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。
【００９１】
また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。
【００９２】
上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するもの等を意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布等の被記録媒体、電子基板、圧電素子等の電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セル等の媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。
【００９３】
上記「液体が付着可能なもの」の材質としては、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の液体が一時的でも付着可能であればよい。
また、「液体」には、インク、処理液、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、結着剤、
造形液、又は、アミノ酸、たんぱく質、カルシウムを含む溶液及び分散液等も含まれる。
【００９４】
また、「液体を吐出する装置」としては、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置等が含まれる。
【００９５】
また、「液体を吐出する装置」としては他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液をノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置等がある。
【００９６】
「液体吐出ユニット」とは、液体吐出ヘッドに機能部品、機構が一体化したものであり、液体の吐出に関連する部品の集合体である。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたもの等が含まれる。
【００９７】
上記「一体化」とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合等で互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていてもよい。
【００９８】
例えば、液体吐出ユニットとして、図１１において示した液体吐出ユニットＤのように、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。また、チューブ等で互いに接続されて、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。ここで、これらの液体吐出ユニットのヘッドタンクと液体吐出ヘッドとの間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。
【００９９】
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジが一体化されているものがある。
さらに、液体吐出ユニットとして、この液体吐出ヘッドを走査移動機構の一部を構成するガイド部材に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッドと走査移動機構が一体化されているものがある。また、図１２で示したように、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジと主走査移動機構が一体化されているものがある。
【０１００】
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドが取り付けられたキャリッジに、維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させて、液体吐出ヘッドとキャリッジと維持回復機構が一体化されているものがある。
【０１０１】
またさらに、液体吐出ユニットとして、図１３で示したように、ヘッドタンク若しくは流路部品が取付けられた液体吐出ヘッドにチューブが接続されて、液体吐出ヘッドと供給機構が一体化されているものがある。
【０１０２】
主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。
【０１０３】
また、「液体吐出ヘッド」は、使用する圧力発生手段が限定されるものではない。例えば、上記実施形態で説明したような圧電アクチュエータ（積層型圧電素子を使用するものでもよい。）以外にも、発熱抵抗体等の電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータ等を使用するものでもよい。
【０１０４】
なお、本実施形態願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。
【０１０５】
本発明は、上記した構成からなる液体吐出ヘッドに限るものではなく、次のような構成からなる液体吐出ヘッドとしてもよい。図１３（ａ）は、本発明の他の実施形態に係る液体吐出ヘッドの概略構成を示す拡大断面図、（ｂ）は、その液体吐出ヘッドを複数並設した液体吐出ユニットを示す断面図である。
【０１０６】
図１３に示す他の実施形態に係る液体吐出ヘッドＡ２は、電気‐機械変換素子１０、振動板２０、圧力室基板３０及びノズル板４０を主要の構成としたものである。本実施形態においては、上部電極１１を共通電極とし、下部電極１３を個別電極としている点において相違している。上記した液体吐出ヘッドＡ１と同様にして、その液体吐出ヘッドＡ２を複数並設した構成の液体吐出ユニットＤとして用いることができる。
【符号の説明】
【０１０７】
１０            電気‐機械変換素子
１０ａ          基板
１０ｃ          電極
１０ｅ，１０ｉ  電極
１０ｆ          絶縁保護膜
１０ｇ          絶縁保護膜
１０ｈ          電極
１１            上部電極
１２            電気−機械変換膜
１３            下部電極
２０            振動板
３０            圧力室基板
３１            加圧液室
４０            ノズル板
６１            コロナ電極
６１，６２      グリッド電極
６４，６４      支柱
６５            アース板
６６            サンプル
７０            主ガイドロッド
７２            キャリッジ
７４            インクカートリッジ
７６            駆動プーリ
７８            タイミングベルト
８０            給紙ローラ
８３            ガイド部材
８６            先端コロ
８７            副走査モータ
８９            印写受け部材
９０            搬送コロ
９２            排紙ローラ
１０１          給紙カセット
１０２          手差しトレイ
１０３          印字機構部
Ａ１，Ａ２      液体吐出ヘッド
Ｂ              インクジェット記録装置（液体を吐出する装置）
Ｂａ            装置本体
Ｃ              制御部
Ｃａ            特性変動抑制手段
Ｄ              液体吐出ユニット
Ｐ              用紙
Ｓ１            検知手段（温度検知センサ）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０８】
【特許文献１】特開２０１４−０６０３３０号公報
【特許文献２】特開２００９−０７１１１３号公報
【図１】
2017094615.tif 000004
【図２】
2017094615.tif 000005
【図３】
2017094615.tif 000006
【図４】
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【図５】
2017094615.tif 000008
【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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