JP2001179969A - インクジェットヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧力室部材１上の全面に圧力室１ａ，１ａ，
…の各開口部１ｂを覆うように設けられた共通電極４
と、この共通電極４上の全面に設けられた圧電層３と、
この圧電層３上に各開口部１ｂ毎に分割して設けられて
いて、該開口部１ｂの略中央に配置された個別電極５
と、これら各個別電極５上に設けられた拘束板６とを備
えたインクジェットヘッドにおいて、各圧力室１ａの開
口部１ｂに対する圧電アクチュエータ２の層厚方向の変
位量を大きくできるようにする。 【解決手段】 圧電アクチュエータ２の各開口部１ｂの
略中央に位置する部位を、圧電層３と共通電極４と個別
電極５と拘束板６とからなる変位部２ａとする一方、こ
の変位部２ａの近傍に位置する部位を、圧電層３と共通
電極４と補助個別電極５ａとからなる伸縮部２ｂとし、
変位部２ａの圧電層３を面方向に収縮作動させて該変位
部２ａが層厚方向に変位するときに、伸縮部２ｂ，２ｂ
を面方向に伸張させるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電アクチュエー
タを備えていてインクジェット式プリンタに組み込まれ
るインクジェットヘッドに関し、特に圧電アクチュエー
タの構造の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のインクジェットヘッドでは、複
数の圧力室を有する圧力室部材上に、圧電層と共通電極
と個別電極とを有する圧電アクチュエータが積層されて
おり、この圧電アクチュエータでは、圧電層の分極方向
（負極側から正極側に向かう方向）と同じ向き（正電荷
に加わる力の向き）の電界を生じるように両電極間に電
圧が印可されたときには、圧電層は面方向において収縮
作動し、一方、分極方向とは逆向きの電界を生じるよう
に両電極間に電圧が印可されたときには、圧電層は面方
向において伸張作動するようになっている。

【０００３】また、上記圧電アクチュエータは、圧電層
の一方の面に設けられた拘束板を有しており、この拘束
板がその一方の面の側における圧電層の伸縮作動を拘束
することで、圧力室の各開口部において圧電層の面方向
の伸縮作動を層厚方向の変位に変換し、それにより圧電
アクチュエータが層厚方向に変位して上記圧力室の容積
を変化させることで該圧力室内のインクを外部に吐出す
るようになっている。

【０００４】ところで、上記のインクジェットヘッドに
おいては、上記圧電アクチュエータを撓み易くして層厚
方向の変位量を大きくできるようにすることが重要な課
題の１つとされている。

【０００５】これに対する従来の技術としては、特開平
１０−１５１７３９号公報に記載されたものが挙げられ
る。このものでは、圧力室部材上に共通電極及び圧電層
を全面に設ける一方、個別電極を各圧力室の開口部毎に
互いに分割された状態に設け、共通電極及び個別電極間
に圧電層の伸縮作動に対する拘束力の差を付けて拘束板
の機能を兼用させるようにして該拘束板を省略すること
で、その拘束板の分だけ圧電アクチュエータを撓み易く
するようになされている。

【０００６】また、従来の別の技術としては、特開平９
−３２７９１１号公報に記載されたものがあり、このも
のでは、各圧力室の開口部の略中央に拘束板及び個別電
極を配置する一方、それら拘束板及び個別電極の近傍に
おける圧電層の部分を薄肉にすることで、上記の場合と
同様に圧電アクチュエータを撓み易くしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年で
は、パソコンの急激な普及等に伴い、インクジェットプ
リンタに対する要求は弱まることを知らず、インクジェ
ットヘッドにおいても、圧電クチュエータの変位量をさ
らに大きくできるようにすることが求められている。

【０００８】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その主な目的は、圧電層を面方向に伸縮作動させ
るとともに、その面方向の伸縮作動を層厚方向の変位に
変換するようにした圧電アクチュエータを備えるインク
ジェットヘッドにおいて、圧電層の伸縮作動を活用する
ことで、圧電アクチュエータの層厚方向の変位量を大き
くできるようにすることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明では、圧電アクチュエータにおいて、圧電
層の面方向の伸縮作動により層厚方向に変位する変位部
の近傍に、例えば圧電層の面方向の伸張作動により面方
向に伸張する伸縮部を新たに設けることとし、この伸縮
部の伸張により変位部の変位量を大きくできるようにし
た。

【００１０】具体的には、請求項１の発明では、インク
が充填される複数の圧力室を有するとともに、一方の面
に上記複数の圧力室の各開口部を有する圧力室部材と、
この圧力室部材の複数の圧力室の開口部側の面上に設け
られた圧電アクチュエータとを備え、上記圧電アクチュ
エータは、少なくとも複数の圧力室の各開口部毎に設け
られていて層厚方向に加えられた電界の向きに応じて該
層厚方向に直交する面方向に伸縮作動する圧電層を有し
ており、この圧電アクチュエータの複数の圧力室の開口
部にそれぞれ対応する各部分において、該開口部の略中
央に位置する部位が、該部位における圧電層に面方向に
伸縮作動させる電界が加えられるようになされていると
ともに、該圧電層の面方向の伸縮作動を層厚方向の変位
に変換するようになされていて、該圧電層の層厚方向の
変位により層厚方向に変位する変位部とされており、こ
の圧電アクチュエータの各変位部の層厚方向の変位によ
り、対応する圧力室の容積を変化させて該圧力室内のイ
ンクを外部に吐出するようにしたインクジェットヘッド
が前提である。

【００１１】そして、上記圧電アクチュエータの上記複
数の圧力室の開口部にそれぞれ対応する上記の各部分に
おいて、上記変位部の近傍に位置する部位が、該部位に
おける圧電層に面方向に伸縮作動させる電界が加えられ
るようになされていていて、該圧電層の面方向の伸縮作
動により面方向に伸縮する伸縮部とされており、これら
記各伸縮部の面方向の伸縮により、対応する変位部の層
厚方向の変位を制御するように構成されているものとす
る。

【００１２】上記の構成において、インクジェットヘッ
ドの圧電アクチュエータの圧電層は、その層厚方向に電
界が加えられると、その電界の向き（正電荷に加わる力
の向き）に応じて伸縮作動を行う。つまり、電界の向き
が圧電層の分極方向（負極側から正極側に向かう方向）
と同じである場合には、圧電層は面方向において収縮作
動し、一方、電界の向きが分極方向とは逆である場合に
は、圧電層は面方向において伸張作動する。

【００１３】そして、上記何れの場合においても、圧力
室部材の圧力室の開口部に対応する圧電アクチュエータ
の各部分において開口部の略中央に位置する変位部で
は、該変位部における圧電層に電界が加えられて該圧電
層が面方向に伸縮作動せしめられるとともに、その圧電
層の面方向の伸縮作動は層厚方向の変位に変換され、こ
の圧電層の層厚方向の変位により変位部が層厚方向に変
位する。この圧電アクチュエータの各変位部の層厚方向
の変位により、対応する圧力室の容積がそれぞれ変化し
て該圧力室内のインクを外部に吐出させることになる。

【００１４】このとき、上記圧電アクチュエータの各変
位部近傍の伸縮部では、該伸縮部における圧電層に電界
が加えられて該圧電層が面方向に伸縮作動せしめられ、
この圧電層の面方向の伸縮作動により伸縮部が面方向に
伸縮する。この各伸縮部の面方向の伸縮により、対応す
る変位部の層厚方向の変位は制御されるようになる。つ
まり、例えば、変位部がフラット状態から凸状態又は凹
状態に変位するときに伸縮部が伸張すると、その変位部
の変位量は、伸縮部が伸張する分だけ大きくなる。ま
た、変位部が凸状態又は凹状態からフラット状態に変位
するときに伸縮部が収縮すると、伸縮部が収縮する分だ
け、変位部はフラット状態に変位し易くなる。

【００１５】請求項２の発明では、上記請求項１の発明
において、圧電アクチュエータは、圧電層に加え、この
圧電層の一方の面に、少なくとも圧力室部材の複数の圧
力室の各開口部毎に設けられた共通電極と、圧電層の他
方の面に圧電アクチュエータの各変位部毎に設けられて
いて、上記共通電極との間に所定の向きの電界を発生さ
せるための個別電極と、圧電層の上記個別電極と同じ面
に圧電アクチュエータの各伸縮部毎に設けられていて、
上記共通電極との間に所定の向きの電界を発生させるた
めの補助個別電極とを有するものとする。

【００１６】上記の構成において、圧電アクチュエータ
の各変位部では、個別電極及び共通電極間に発生する電
界の向きに応じて圧電層が面方向に伸縮作動し、この圧
電層の伸縮作動が層厚方向の変位に変換される。一方、
各伸縮部では、補助個別電極及び共通電極間に発生する
電界の向きに応じて圧電層が面方向に伸縮作動する。つ
まり、従来の場合に各圧力室の開口部に対して層厚方向
に変位する圧電アクチュエータの部分が、上述の変位部
であるとすると、従来の圧電アクチュエータにおける各
個別電極の近傍に上記の補助個別電極を設けることで、
上記請求項１の発明での作用が具体的に営まれるように
なる。

【００１７】請求項３の発明では、上記請求項２の発明
において、共通電極は、圧力室部材の複数の圧力室の開
口部側の面の略全面に亘って設けられているものとす
る。

【００１８】上記の構成において、共通電極は、圧力室
部材の開口部側の面の略全面に亘って配置されているの
で、該圧電層と共に圧力室部材上の略全面に存在してい
る。よって、この共通電極と補助個別電極との間の圧電
層に対し、該圧電層を伸張作動させる向きの電界が適正
に加えられるようになる。

【００１９】請求項４の発明では、上記請求項２の発明
において、共通電極は、請求項３の発明の場合とは異な
り、複数の圧力室の各開口部毎に分割された状態に設け
られているものとする。

【００２０】上記の構成において、共通電極は、各開口
部毎に分割された状態で存在しているものの、それら各
共通電極は、対応する開口部を覆うように位置している
ので、この場合にも、請求項２の発明の場合と同じ作用
が営まれる。

【００２１】請求項５の発明では、上記請求項２〜４の
発明において、各伸縮部の補助個別電極は、圧電層が面
方向の伸縮作動をなし得る範囲内に配置されているもの
とする。

【００２２】上記の構成において、各伸縮部の補助個別
電極は、圧電層が伸縮作動をなし得る範囲内に配置され
ている。換言すると、例えば圧電層の圧力室部材との貼
着部分等のように、圧電層が伸縮作動をなし得ない範囲
には、補助個別電極は設けられていない。よって、補助
個別電極を無駄な位置に配置することは回避される。

【００２３】請求項６の発明では、上記請求項２〜５の
発明において、各変位部の共通電極と個別電極と間に、
該変位部の圧電層に収縮作動させる向きの電界を加える
電圧が印可されたときに、上記変位部に対応する伸縮部
の共通電極と補助個別電極との間には、該伸縮部の圧電
層に伸張作動させる向きの電界を加える電圧が印可され
るように構成されているものとする。

【００２４】上記の構成において、各変位部の共通電極
と個別電極との間には、該変位部の圧電層が収縮作動す
る向きの電界を加えるように電圧が印可される。つま
り、変位部の圧電層は面方向に収縮作動する。このと
き、上記変位部に対応する伸縮部の共通電極と補助個別
電極との間には、該伸縮部の圧電層が伸張作動する向き
の電界を加えるように電圧が印可される。つまり、伸縮
部では、変位部の場合とは向きが逆の電界が発生するこ
とになり、それにより、伸縮部の圧電層は、変位部の場
合とは逆に伸張作動するので、伸縮部は面方向に伸張す
ることになる。よって、伸縮部が伸張する分だけ、対応
する変位部の圧電層は容易に収縮作動するようになる。

【００２５】請求項７の発明では、上記請求項２〜５の
発明において、各変位部の共通電極と個別電極と間に、
請求項６の発明の場合とは逆に、該変位部の圧電層に伸
張作動させる向きの電界を加える電圧が印可されたとき
に、上記変位部に対応する伸縮部の共通電極と補助個別
電極と間には、該伸縮部の圧電層に同じく伸張作動させ
る向きの電界を加える電圧が印可されるように構成され
ているものとする。

【００２６】上記の構成において、各変位部の補助個別
電極と共通電極との間、及びその変位部に対応する伸縮
部の個別電極と共通電極との間には、該変位部及び伸縮
部の各圧電層に共に伸張作動する向きの電界を加えるよ
うに電圧が印可される。よって、変位部の圧電層は、自
身の伸張作動に伸縮部の伸張が加わることで、自身の伸
張作動のみによる場合よりも大きく層厚方向に変位する
ようになる。

【００２７】請求項８の発明では、上記請求項７の発明
において、各伸縮部の補助個別電極は、対応する変位部
の個別電極に一体に形成されているものとする。

【００２８】上記の構成において、請求項７の発明のよ
うに、各変位部の共通電極及び個別電極間に発生する電
界の向きと、対応する伸縮部の共通電極及び補助個別電
極間に発生する電界の向きとが同じである場合には、共
通電極に対し、個別電極及び補助個別電極には、正負方
向の同じ電位が付与されることになる。このとき、補助
個別電極は個別電極に一体であるので、各変位部の共通
電極及び個別電極間に電圧を印可する手段と、各伸縮部
の共通電極及び補助個別電極間に電圧を印可する手段と
の共通化が図れるようになる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて説明する。

【００３０】（実施形態１）図１は、本発明の実施形態
１に係るインクジェットヘッドの構成の要部を拡大して
模式的に示しており、このインクジェットヘッドは、イ
ンクジェット式プリンタに組み込まれて使用される。

【００３１】上記インクジェットヘッドは、平板状の圧
力室部材１を備えており、この圧力室部材１には、各
々、図外のインク供給路を経由して供給されるインクを
貯溜するための複数（同図には１つのみ示す）の圧力室
１ａ，１ａ，…が設けられている。これら各圧力室１ａ
は、断面形状が矩形状をなしており、図示する例では、
同各図の左右方向に長く延びるように形成されている。
また、圧力室部材１の厚さ方向（同図の上下方向）にお
ける一方の面（同図の下方の面）には、各圧力室１ａ内
のインクを吐出するための図外のノズルが設けられてお
り、圧力室部材１の厚さ方向の他方の面（同図の上方の
面）には、各圧力室１ａの開口部１ｂが設けられてい
る。これら各開口部１ｂは、圧力室１ａの形状に従っ
て、同各図の左右方向に長く延びる矩形状をなしてい
る。

【００３２】上記圧力室部材１の開口部１ｂ，１ｂ，…
側の面上には、圧電アクチュエータ２が各開口部１ｂを
覆うように全面に設けられている。この圧電アクチュエ
ータ２は、圧電層３と、この圧電層３の一方の面に設け
られた共通電極４と、圧電層３の他方の面に設けられた
複数の個別電極５，５，…と、圧電層３における個別電
極５，５，…と同じ面に設けられた複数の拘束板６，
６，…とを有する。

【００３３】具体的には、上記圧電層３は、圧力室部材
１上の略全面に亘って設けられている。この圧電層３
は、その層厚方向（図１の上下方向）において、図１に
矢印で示すように、圧力室部材１の側が正極となる方向
に分極処理がなされている。したがって、この圧電層３
は、その正極側がマイナスとなる向きの層厚方向の電界
が加えられたときには、面方向に収縮作動することにな
り、それとは逆向きの電界が加えられたときには、面方
向に伸張作動することになる。

【００３４】上記共通電極４は、圧電層３に対し圧力室
部材１側（図１の下側）に配置されていて、該圧力室部
材１の開口部１ｂ，１ｂ，側の面の略全面に亘って設け
られている。また、この共通電極４は、アースされてい
る。

【００３５】上記個別電極５，５，…は、圧電層３に対
し圧力室部材１とは反対の側（図１の上側）に配置され
ていて、圧力室１ａの開口部１ｂ毎に互いに分割された
状態に設けられている。各個別電極５は、対応する開口
部１ｂの略中央に該開口部１ｂの形状に従って同図の左
右方向に長く延びる形状に形成されている。これら各個
別電極５は、圧電層３を駆動する際には、その電位がプ
ラスとなるようになされている。

【００３６】上記拘束板６，６，…も、個別電極５，
５，…の場合と同じく、各圧力室１ａの開口部１ｂ毎に
互いに分割された状態に設けられており、各拘束板６
は、個別電極５と同じ大きさ形状に形成されていて、対
応する個別電極５上に配置されている。

【００３７】そして、本実施形態では、上記圧電アクチ
ュエータ２の開口部１ｂ，１ｂ，…に対応する各部分に
おける該開口部１ｂの略中央に位置する部位が、該部位
の圧電層３に面方向に伸縮作動させる電界が加えられる
ようになされているとともに、該圧電層３の面方向の伸
縮作動を層厚方向の変位に変換するようになされてい
て、該圧電層３の層厚方向の変位により層厚方向に変位
する変位部２ａとされており、これら各変位部２ａの層
厚方向の変位により、対応する圧力室１ａの容積をそれ
ぞれ変化させて該圧力室１ａ内のインクを外部に吐出す
るようになっている一方、上記各変位部２ａの近傍に位
置する部位が、該部位の圧電層３に面方向に伸縮作動さ
せる電界が加えられるようになされていて、該圧電層３
の面方向の伸縮作動により面方向に伸縮する伸縮部２ｂ
とされている。

【００３８】具体的には、上記各変位部２ａは、圧電層
３と、共通電極４と、個別電極５と、拘束板６とからな
っており、共通電極４及び個別電極５間に電圧が印可さ
れることで、該両電極４，５間の圧電層３に伸縮作動さ
せる電界が加えられるようになっているとともに、その
圧電層３の圧力室部材１とは反対側の部分における面方
向の伸縮作動を拘束板６が拘束することで、該圧電層３
を層厚方向に変位させるようになっている。

【００３９】一方、上記圧電層３における個別電極５，
５，…と同じ側の面には、共通電極４との間に所定の向
きの電界を発生させるための補助個別電極５ａが各伸縮
部２ｂ毎に設けられている。つまり、各伸縮部２ｂは、
圧電層３と、共通電極４と、補助個別電極５ａとにより
構成されており、共通電極４及び補助個別電極５ａ間に
電圧が印可されることで、該両電極４，５ａ間の圧電層
３に収縮作動させる電界が加えられるようになってい
る。

【００４０】上記各補助個別電極５ａは、対応する個別
電極５の長手方向両側方（図１の左右方向両側方）に１
つずつ配置されており、これら両補助個別電極５ａ，５
ａは互いに電気的に接続されている。また、各補助個別
電極５ａの配置は、同図に一点鎖線で示すように、対応
する開口部１ｂの縁部分を基準とする面方向の範囲にお
いて、その縁部よりも開口部１ｂの側に定められてい
て、上記縁部から開口部１ｂの外側に食み出さないよう
になされている。

【００４１】また、本実施形態では、上記各変位部２ａ
において、共通電極４と個別電極５との間に、該両電極
４，５間の圧電層３に収縮作動させる向きの電荷を加え
る電圧が印可されたときには、対応する伸縮部２ｂにお
いて、共通電極４と補助個別電極５ａとの間に、該両電
極４，５ａ間の圧電層３に伸張作動させる向きの電界を
加える電圧が印可されるようになされている。つまり、
アースされている共通電極４に対し、変位部２ａにおけ
る個別電極５の電位がプラスになったときに、対応する
伸縮部２ｂにおける補助個別電極５ａの電位がマイナス
になるようになっている。

【００４２】ここで、上記のように構成されたインクジ
ェットヘッドの作用について説明する。

【００４３】上記インクジェットヘッドの圧電アクチュ
エータ２の各変位部２ａにおいて、共通電極４と個別電
極５との間に、共通電極４の電位よりも個別電極５の電
位が高くなるように電圧が印可されと、これら共通電極
４及び個別電極５間には、圧電層３の分極方向と同じ向
きの電界が発生し、これにより、圧電層３は面方向にお
いて収縮作動することになる。すると、圧電層３の拘束
板６側の部分（図１の上側の部分）では、該圧電層３の
収縮作動が拘束板６により拘束されているので、圧電層
３は、層厚方向において拘束板６の側（同図の上側）に
隆起する凸状態に変形し、この圧電層３の層厚方向の変
位により、変位部２ａが層厚方向に変位するようにな
る。

【００４４】このとき、上記変位部２ａに対応する各伸
縮部２ｂでは、共通電極４と各補助個別電極間５ａとの
間に、上記変位部２ａの場合とは逆に、共通電極４の電
位よりも補助個別電極５ａの電位が低くなるように電圧
が印可される。つまり、これら共通電極４と各補助個別
電極５ａとの間には、圧電層３の分極方向とは逆の向き
の電界が発生する。これにより、圧電層３が面方向に伸
張作動するので、各伸縮部２ｂは面方向において伸張す
ることになる。

【００４５】よって、上記変位部２ａの圧電層３は、対
応する各伸縮部２ｂが面方向に伸張する分だけ、面方向
に収縮作動し易くなり、その結果、この変位部２ａの層
厚方向の変位量は大きくなることになる。

【００４６】したがって、本実施形態によれば、圧電層
３と、共通電極４と、個別電極５とを有する圧電アクチ
ュエータ２の各開口部１ｂの略中央に位置する部位に拘
束板６を設けて変位部２ａとする一方、その変位部２ａ
の近傍に補助個別電極５ａ，５ａを設けて伸縮部２ｂ，
２ｂとし、上記変位部２ａが層厚方向に変位するとき
に、対応する各伸縮部２ｂを面方向に伸張させるように
したので、各圧力室１ａの開口部１ｂに対し、圧電アク
チュエータ２の各変位部２ａの層厚方向の変位量を大き
くすることができる。

【００４７】（実施形態２）図２は、本発明の実施形態
２に係るインクジェットヘッドの構成の要部を模式的に
示している。尚、本実施形態では上記実施形態１の場合
と同じ部分には同じ符号を付して示している。

【００４８】本実施形態では、共通電極４と個別電極５
との間の位置関係が実施形態１の場合とは逆になってお
り、圧電層３の圧力室部材１とは反対側（同図の上側）
の面上に共通電極４が設けられている一方、圧電層３の
圧力室部材１側（同図の下側）の面上に個別電極５が設
けられている。

【００４９】そして、これに伴い、各変位部２ａの拘束
板６は、共通電極４上に配置されており、各伸縮部２ｂ
の補助個別電極５ａは、圧電層３の圧力室部材１側（同
図の下側）の面上に配置されている。また、圧力室部材
１上の全面には、絶縁層７が設けられており、この絶縁
層７の上に個別電極５及び補助個別電極５ａが配置さ
れ、これら絶縁層７，個別電極５及び補助個別電極５ａ
の上に圧電層３が配置されている。尚、その他の構成は
実施形態１の場合と同じであるので説明は省略する。

【００５０】したがって、本実施形態によれば、上記実
施形態１の場合と同様の効果を奏することができる。

【００５１】（実施形態３）図３は、本発明の実施形態
３に係るインクジェットヘッドの構成の要部を模式的に
示しており、本実施形態においても上記実施形態１の場
合と同じ部分には同じ符号を付している。

【００５２】本実施形態では、インクジェットヘッドの
構成は実施形態１の場合と同じであり、相違点は、各変
位部２ａにおいて、実施形態１及び２の場合とは逆に個
別電極５の電位がマイナスになったときに、対応する各
伸縮部２ｂの補助個別電極５ａの電位が同じくマイナス
になるようになされている。つまり、各変位部２ａの共
通電極４及び個別電極５間には、対応する各伸縮部２ｂ
の共通電極４及び補助個別電極５ａの場合と同じく、圧
電層３の分極方向とは逆向きの電界を発生させるように
なっている。

【００５３】上記のように構成されたインクジェットヘ
ッドの作用を説明すると、圧電アクチュエータ２の各変
位部２ａでは、共通電極４と個別電極間５との間には、
圧電層３の分極方向とは逆の向きの電界が発生し、これ
により、各変位部２ａの圧電層３は、面方向において伸
張作動を行うようになるので、各変位部２ａは、実施形
態１及び２の場合とは逆に、圧力室部材１の側に陥没す
る凹状態に変位することになる。

【００５４】一方、上記変位部２ａに対応する各伸縮部
２ｂでは、共通電極４と補助個別電極５ａとの間には、
上記変位部２ａの場合と同じく、圧電層３の分極方向と
は逆向きの電界が発生し、これにより、各伸縮部２ｂの
圧電層３が面方向において伸張作動を行うので、各伸縮
部２ｂは面方向に伸張することとなる。

【００５５】よって、上記各変位部２ａは、自身の圧電
層３の伸張作動に、対応する各伸縮部２ｂの面方向の伸
張が加わることで、上記圧電層３の伸張作動のみによる
場合よりも、層厚方向の変位量は大きくなる。

【００５６】したがって、本実施形態によっても、実施
形態１の場合と同様の効果を奏することができる。

【００５７】（実施形態４）図４は、本発明の実施形態
４に係るインクジェットヘッドの構成の要部を模式的に
示しており、上記実施形態１の場合と同じ部分には同じ
符号を付して示している。

【００５８】本実施形態では、上記実施形態３の構成に
おいて、各伸縮部２ｂの補助個別電極５ａを、対応する
変位部２ａの個別電極５に一体に形成するようになされ
ている。そして、これに伴い、各伸縮部２ｂの共通電極
４及び補助個別電極５ａ間には、対応する変位部２ａの
共通電極４及び個別電極５間に電圧を印可する手段によ
り、該変位部２ａの場合と同じ電圧が印可されるように
なっている。

【００５９】したがって、本実施形態によれば、上記実
施形態３の場合と同じ効果を奏することができる他、各
伸縮部２ｂの共通電極４及び補助個別電極５ａ間に電圧
を印可する手段を省略することができるので、圧電アク
チュエータ２に補助個別電極５ａを新たに設けることに
起因して圧電層３に対する駆動回路が複雑化するのを回
避することができる。

【００６０】（実施形態５）図５は、本発明の実施形態
５に係るインクジェットヘッドの構成の要部を模式的に
示している。尚、本実施形態でも上記実施形態１の場合
と同じ部分には同じ符号を付して示している。

【００６１】本実施形態では、上記実施形態１の構成に
おいて、圧電アクチュエータ２の各変位部２ａにおける
圧電層３の面方向の伸縮作動に対する個別電極５の拘束
力を大きくし、その個別電極５により圧電層３の面方向
における伸縮作動を拘束するようになされている。つま
り、個別電極５に拘束板の機能を兼用させることで、実
施形態１の場合の拘束板を省略するようにしている。

【００６２】したがって、本実施形態によっても、実施
形態１の場合と同じ効果を奏することができる他、拘束
板を省略することができるので、圧電アクチュエータ２
に補助個別電極５ａを新たに設けることに起因してイン
クジェットヘッドの構成が複雑化するのを抑えることが
できる。

【００６３】尚、上記実施形態１〜５では、個別電極５
の長手方向両側に補助個別電極５ａを配置するようにし
ているが、補助個別電極５ａの配置は、例えば圧力室１
ａの開口部１ｂの形状及びそれに対する個別電極５の形
状等の条件に応じて適宜設定することができる。

【００６４】また、上記実施形態１〜５では、圧電層３
の分極方向を各図の下方向とするようにしているが、圧
電層３をその分極方向が各図の上方向となるようにする
こともできる。その場合には、共通電極４と個別電極５
及び補助個別電極５ａとを逆に配置するか、又は共通電
極４及び個別電極５間並びに共通電極４及び補助個別電
極５ａ間にそれぞれ電圧を印可する際に、電位の高低が
逆になるようにすればよい。

【００６５】また、上記実施形態１〜５では、圧電アク
チュエータ２の各開口部１ｂに対応する部分をフラット
状態に設けているが、圧力室部材１とは反対の側に隆起
する凸状態や、圧力室部材１の側に陥没する凹状態に設
けるようにしてもよい。

【００６６】さらに、上記実施形態１〜５では、圧電ア
クチュエータ２の変位部２ａにおける圧電層３が面方向
に収縮作動するときも伸張作動するときも、対応する各
伸縮部２ｂを面方向に伸張させるようにしているが、例
えば、圧電アクチュエータ２の各変位部２ａが凸状態に
形成されていて、圧力室部材１の側に変位して圧力室１
ａ内のインクを吐出させるようにした、いわゆる押し引
きの場合のように、変位部２ａの変位に対する制御内容
等の条件によっては、それら各伸縮部２ｂを面方向に収
縮させるようにしてもよい。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、圧力室部材の有する複数の圧力室の各開口部に
それぞれ対応する圧電アクチュエータの各部分におい
て、開口部の略中央に位置する部位を圧電層の伸縮作動
により層厚方向に変位する変位部とするとともに、この
変位部の近傍に位置する部位を圧電層の伸縮作動により
面方向に伸縮する伸縮部とするようにしたので、上記変
位部の層厚方向の変位を伸縮部の伸縮により制御するこ
とができる。その結果、例えば変位部がフラット状態か
ら凸状態又は凹状態に変位するときに伸縮部を伸張させ
るようにすることにより、伸縮部が伸張する分だけ変位
部の変位量を大きくすることができる。

【００６８】請求項２の発明によれば、上記圧電アクチ
ュエータの変位部を、圧電層，個別電極及び共通電極に
より構成する一方、伸縮部を、圧電層，補助個別電極及
び共通電極により構成するようにしたので、例えば、開
口部に対して層厚方向に変位する圧電アクチュエータの
従来の部分が上記変位部に該当する場合には、補助個別
電極を加えるだけで上記伸縮部を構成することができ、
上記請求項１の発明に係るインクジェットヘッドを容易
に得ることができるようになる。

【００６９】請求項３の発明によれば、上記共通電極
を、圧電層の略全面に設けるようにしたので、上記請求
項２の発明による効果を具体的に得ることができる。

【００７０】請求項４の発明によれば、上記共通電極
を、各開口部毎に設けるようにしたので、上記請求項３
の発明の場合と同じ効果を奏することができる。

【００７１】請求項５の発明によれば、上記各伸縮部の
補助個別電極を、圧電層が面方向の伸縮作動をなし得る
範囲内に配置するようにしたので、上記請求項２〜４の
発明による効果を効率よく得ることができる。

【００７２】請求項６の発明によれば、上記各変位部の
圧電層を面方向に収縮作動させるときに、対応する伸縮
部を面方向に伸張させるようにしたので、伸縮部が伸張
する分だけ上記圧電層の収縮作動を容易化することがで
き、よって、その圧電層の収縮動作による変位部の変位
量を大きくすることができる。

【００７３】請求項７の発明によれば、上記各変位部の
圧電層を面方向に伸張作動させるときに、対応する伸縮
部を面方向に伸張させるようにしたので、上記圧電層の
伸張作動による変位部の変位量を伸縮部が伸張する分だ
け大きくすることができる。

【００７４】請求項８の発明によれば、上記請求項７の
発明の場合に、各伸縮部の補助個別電極を、対応する変
位部の個別電極に一体形成するようにしたので、請求項
７の発明による効果を効率よく得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係るインクジェットヘッ
ドの構成の要部を模式的に示す断面図である。

【図２】本発明の実施形態２に係るインクジェットヘッ
ドの構成の要部を模式的に示す図１相当図である。

【図３】本発明の実施形態３に係るインクジェットヘッ
ドの構成の要部を模式的に示す図１相当図である。

【図４】本発明の実施形態４に係るインクジェットヘッ
ドの構成の要部を模式的に示す図１相当図である。

【図５】本発明の実施形態５に係るインクジェットヘッ
ドの構成の要部を模式的に示す図１相当図である。

【符号の説明】

１ 圧力室部材 １ａ 圧力室 ２ 圧電アクチュエータ ２ａ 変位部 ２ｂ 伸縮部 ３ 圧電層 ４ 共通電極 ５ 個別電極 ５ａ 補助個別電極 ６ 拘束板

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクが充填される複数の圧力室を有す
   るとともに、一方の面に上記複数の圧力室の各開口部を
   有する圧力室部材と、 上記圧力室部材の上記複数の圧力室の開口部側の面上に
   設けられた圧電アクチュエータとを備え、 上記圧電アクチュエータは、 少なくとも上記複数の圧力室の各開口部毎に設けられ、
   層厚方向に加えられた電界の向きに応じて該層厚方向に
   直交する面方向に伸縮作動する圧電層を有し、 上記圧電アクチュエータの上記複数の圧力室の開口部に
   それぞれ対応する各部分における該開口部の略中央に位
   置する部位が、該部位における上記圧電層に面方向に伸
   縮作動させる電界が加えられるようになされているとと
   もに、該圧電層の面方向の伸縮作動を層厚方向の変位に
   変換するようになされていて、該圧電層の層厚方向の変
   位により層厚方向に変位する変位部とされており、 上記圧電アクチュエータの各変位部の層厚方向の変位に
   より、対応する圧力室の容積をそれぞれ変化させて該圧
   力室内のインクを外部に吐出するようにしたインクジェ
   ットヘッドであって、 上記圧電アクチュエータの上記複数の圧力室の開口部に
   それぞれ対応する上記各部分における上記変位部の近傍
   に位置する部位が、該部位における上記圧電層に面方向
   に伸縮作動させる電界が加えられるようになされていて
   いて、該圧電層の面方向の伸縮作動により面方向に伸縮
   する伸縮部とされており、 上記各伸縮部の面方向の伸縮により、対応する上記変位
   部の層厚方向の変位をそれぞれ制御するように構成され
   ていることを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 【請求項２】 請求項１記載のインクジェットヘッドに
   おいて、 圧電アクチュエータは、 圧電層に加え、 上記圧電層の一方の面に、少なくとも圧力室部材の複数
   の圧力室の各開口部毎に設けられた共通電極と、 上記圧電層の他方の面に上記圧電アクチュエータの各変
   位部毎に設けられ、上記共通電極との間に所定の向きの
   電界を発生させるための個別電極と、 上記圧電層の上記個別電極と同じ面に上記圧電アクチュ
   エータの各伸縮部毎に設けられ、上記共通電極との間に
   所定の向きの電界を発生させるための補助個別電極とを
   有することを特徴とするインクジェットヘッド。
3. 【請求項３】 請求項２記載のインクジェットヘッドに
   おいて、 共通電極は、圧力室部材の複数の圧力室の開口部側の面
   の略全面に亘って設けられていることを特徴とするイン
   クジェットヘッド。
4. 【請求項４】 請求項２記載のインクジェットヘッドに
   おいて、 共通電極は、複数の圧力室の各開口部毎に設けられてい
   ることを特徴とするインクジェットヘッド。
5. 【請求項５】 請求項２，３又は４記載のインクジェッ
   トヘッドにおいて、各伸縮部の補助個別電極は、圧電層
   が面方向の伸縮作動をなし得る範囲内に配置されている
   ことを特徴とするインクジェットヘッド。
6. 【請求項６】 請求項２，３，４又は５記載のインクジ
   ェットヘッドにおいて、 各変位部の共通電極と個別電極との間に、該変位部の圧
   電層に収縮作動させる向きの電界を加える電圧が印可さ
   れたときに、上記変位部に対応する伸縮部の共通電極と
   補助個別電極との間に、該伸縮部の圧電層に伸張作動さ
   せる向きの電界を加える電圧が印可されるように構成さ
   れていることを特徴とするインクジェットヘッド。
7. 【請求項７】 請求項２，３，４又は５記載のインクジ
   ェットヘッドにおいて、 各変位部の共通電極と個別電極と間に、該変位部の圧電
   層に伸張作動させる向きの電界を加える電圧が印可され
   たときに、上記変位部に対応する伸縮部の共通電極と補
   助個別電極との間に、該伸縮部の圧電層に伸張作動させ
   る向きの電界を加える電圧が印可されるように構成され
   ていることを特徴とするインクジェットヘッド。
8. 【請求項８】 請求項７記載のインクジェットヘッドに
   おいて、 各伸縮部の補助個別電極は、対応する変位部の個別電極
   に一体に形成されていることを特徴とするインクジェッ
   トヘッド。