JP2005262838A - 吐出ヘッド及び吐出ヘッド駆動方法並びに吐出ヘッド製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高粘度液吐出時にもスループットを下げることなく好適な吐出が行われる吐出ヘッド及び吐出ヘッド駆動方法並びに吐出ヘッド製造方法を提供する。
【解決手段】１つのインク室ユニット５３には振動板５６上に第１のアクチュエータ５８Ａ及び第２のアクチュエータ５８Ｂが備えられ、これらのアクチュエータは抵抗体５９によって電気的に接続されている。ノズル５１から離れた側にある第１のアクチュエータ５８Ａに駆動信号を与えると、第２のアクチュエータ５８Ｂには第１のアクチュエータ５８Ａに駆動信号が印加されてから第１のアクチュエータ５８Ａの容量負荷と抵抗体５９の抵抗値によって決まる遅延時間だけ遅れて駆動信号が印加され、ノズル５１と離れた側から近い側に向かってしなり運動を振動板５６に発生させるので、高粘度液吐出後のリフィル過程において液滴を絞り出すように充填させ、リフィル時間を短縮可能である。
【選択図】 図５

Description

本発明は吐出ヘッド及び吐出ヘッド駆動方法並びに吐出ヘッド製造方法に係り、特に吐出孔から被吐出媒体上に液滴を吐出させる吐出ヘッド駆動技術及び吐出ヘッド製造技術に関する。

近年、画像やドキュメント等のデータ出力装置としてインクジェットプリンターが普及している。インクジェットプリンターは記録ヘッドに備えられたノズル等の記録素子をデータに応じて駆動させ、該ノズルから吐出されるインクによって記録紙などの被記録媒体上にデータを形成することができる。

インクジェットプリンターでは、多数のノズルを有する記録ヘッドと被記録媒体とを相対的に移動させ、該ノズルからインク滴を吐出させることによって被記録媒体上に所望の画像が形成される。

記録素子の駆動源としてインク室の壁面に取り付けられたピエゾ圧電体を用い、このピエゾ圧電体を駆動させてインク室内のインクに吐出力を付与するピエゾ駆動型吐出ヘッドや、インク室内に備えられた熱源によってインク室内にバブルを発生させ、このバブルによる圧力をインクに作用させてインクを吐出させるサーマルジェット型吐出ヘッドなどがある。

ピエゾ駆動型吐出ヘッドでは、高粘度液を吐出させるために、ピエゾ圧電体を積層させて大きな吐出力を発生させたり、ピエゾ圧電体に印加する電圧を工夫したりしている。また、高粘度液を吐出させる場合にも吐出周波数を落とさないような様々な工夫がなされている。

特許文献１に記載された記録装置では、印字ヘッドのインクキャビティ内に３個のインク噴出機構を設け、インクキャビティ内に発生するインク噴出エネルギーの８段階制御を可能にするように構成され、階調表現を実現している。

また、特許文献２に記載されたインクジェットプリンター用印字ヘッドでは、インク滴を均一化するために吐出されたインクを切断させる第２の圧電体が設けられている。また、チタン板に化学結合させた圧電体が使用されている。

また、特許文献３に記載されたインクジェット記録ヘッド用圧電部材の駆動方法および圧電部材では、インクをしぼり出すようにインク吐出時の圧電部材の変形がノズルから離れた圧電部材からノズルに近い部分に向かって時間ずれを持って駆動されるので、圧電部材の各領域の変形によって発生した圧力波のタイミングを重ねることにより、インクドロップの吐出効率を上げることができる。また、対向する電極の一方は複数の電極部とこれらを接続する抵抗とから構成されている。
実開平６−６７０３５号公報 特開平８−１１８６２２号公報 特開平１０−７２２号公報

しかしながら、従来のピエゾ駆動型吐出ヘッドではピエゾ圧電体から吐出力を付与される圧力室と圧電体とが１対１に対応していた。吐出させる液が機能性を帯び高粘度化してくると、単純な加圧だけで吐出させようとすると大きな発生圧が必要となる。大きな圧力を発生させるためには圧電体（アクチュエータ）が大型化するだけでなく、吐出ヘッド全体が大型化してしまう。

また、ノズルの表面張力に頼ったリフィルでは、流路抵抗の増大による流動性の悪化のため、回復にかかる時間が増大し、システムのスループットが低下してしまう。

特許文献１に記載された記録装置では、階調表現を実現するために１つのノズルに複数のアクチュエータと複数の制御機構を設けている。また、特許文献２に記載されたインクジェットプリンター用印字ヘッドでは、液滴の均一化を目的として１つのノズルに複数のアクチュエータと複数の制御機構を設けている。何れの場合にも、アクチュエータ毎に制御機構を設けるのはコスト高であり、制御機構数分だけノズル数を増やした場合に対する優位性が疑問となることが多い。

また、特許文献３に記載されたインクジェット記録ヘッド用圧電部材の駆動方法および圧電部材では、圧電部材をバルク材やグリーンシートで形成することを想定し、面内方向に一体形成されており、遅延時間を決める抵抗は電極形成部以外に形成することができなかった。したがって、遅延時間を決める抵抗値を自由に選定することができず、遅延時間を大きくする（抵抗値を大きくする）ことができない。一方、圧電部材の動作が機械的に分離されておらず、領域間同士で干渉のない効率的な遅延動作を得ることが難しい。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、高粘度液吐出時にもスループットを下げることなく好適な吐出が行われる吐出ヘッド及び吐出ヘッド駆動方法並びに吐出ヘッド製造方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために請求項１に係る発明は、被吐出媒体上に液滴を吐出させる吐出孔と、前記吐出孔と連通され、前記吐出孔から吐出される液が収容される圧力室と、前記圧力室を形成する少なくとも１つの壁に備えられ、前記圧力室に収容される液に吐出力を与える複数個の独立した駆動素子と、前記複数の駆動素子間を電気的に接続させる抵抗体と、前記複数の駆動素子を駆動させる駆動信号を前記抵抗体で接続された複数の駆動素子のうち少なくとも１つの駆動素子に伝搬させる駆動信号伝搬手段と、を備えたことを特徴としている。

即ち、圧力室には複数個に分離された駆動素子が備えられるので、該駆動素子間での干渉が防止される。また、駆動素子の間に抵抗体を備えたので、該抵抗体の取り得る抵抗値の範囲を大きくすることができる。抵抗体は電気的に接続させる駆動素子の間に配置されてもよいし、該駆動素子の外側に配置されてもよい。駆動信号発生手段と駆動素子との間に抵抗体を備えてもよい。

更に、各駆動素子を共通の駆動信号によって駆動するので、駆動信号発生手段を共通化でき、駆動素子が増えても駆動信号発生手段を増やさなくてもよい。

被吐出媒体は、吐出ヘッドからインク滴を吐出される媒体（メディア）であり、具体的には連続用紙やカット紙、シール用紙などの紙類、ＯＨＰシート等の樹脂シート、フイルム、布、その他材質や形状を問わず、様々な媒体を含む。なお、被吐出媒体には画像形成媒体、印字媒体、受像媒体などと呼ばれるものもある。

吐出ヘッドには、被吐出媒体の全幅に対応した長さの吐出孔列を有するフルライン型の吐出ヘッド及び、被吐出媒体の全幅より短い長さの短尺ヘッドを被吐出媒体の幅方向に走査させて被吐出媒体の幅方向の１ラインの吐出を行うシリアル型ヘッド（シャトルスキャン型ヘッド）がある。本発明は上述した何れのヘッドにも適用可能である。

請求項２に示すように、請求項１記載された発明は、前記駆動素子は圧電体を含むことを特徴としている。

即ち、圧電体は印加電圧の大きさに応じた変位が得られるので、駆動の制御性がよくなる。

圧電体にはチタン酸ジルコン酸鉛（ピエゾ、PZT ）やチタン酸バリウムなどの圧電セラミックが用いられる。これらの圧電セラミックは大きな圧電性を有しており、低い印加電圧でも大きな変位を得ることができる。

圧力室を形成する壁のうち駆動素子である圧電体が備えられる壁は、該圧電体から加えられる圧力に応じて変位を生じ、圧力室に体積変化を生じさせる振動板として機能する。該圧電体は圧力室を形成する何れの壁に設けてもよい。

また、該圧電体は圧力室の外側に設けてもよいし、内部に設けてもよい。全ての圧電体が同一面内に設けられることが好ましい。

圧電体には、圧力室を歪ませる力を発生させる圧力発生手段、圧力発生手段の圧力を伝達させる圧力伝達手段、圧力発生手段及び圧力伝達手段の制御を行う制御手段などを備えてもよい。

また、請求項３に示すように、請求項１又は２に記載された発明は、前記抵抗体は前記駆動素子と同一面内に備えられることを特徴としている。

即ち、抵抗体を駆動素子と同一平面上に形成させることで、駆動素子と抵抗体との配線を減らすことができる。

また、請求項４に示すように、請求項１、２又は３に記載された発明は、前記圧力室に備えられた複数の駆動素子は、駆動信号が印加される駆動信号用電極を該駆動素子ごとに備えると共に、前記駆動信号用電極に前記駆動信号が印加されると容量性負荷として機能する静電容量成分を有し、前記複数の駆動素子間に前記抵抗体を接続させて前記駆動素子の静電容量と前記抵抗体の抵抗とを含んだ時定数回路が形成されることを特徴としている。

例えば、２つの駆動素子を抵抗体で接続し、２つの駆動素子のうち何れか一方に共通の駆動信号を与えると、共通の駆動信号を与えない他方の駆動素子には共通の駆動信号が印加されるタイミングより該時定数回路の時定数分だけ遅れたタイミングで駆動信号が印加されるので、抵抗体で接続された複数の駆動素子を遅延駆動させることができる。また、請求項１の記載により抵抗体の抵抗値を大きくすることができるので、駆動素子間に発生する駆動遅延時間を大きくすることができる。

また、請求項５に示すように、請求項４に記載された発明は、前記駆動信号伝搬手段は、前記駆動信号用電極或いは前記抵抗体の少なくとも何れか一方に接続されることを特徴としている。

２つの駆動素子（第１の駆動素子及び第２の駆動素子）を抵抗体によって接続させる態様では、第１の駆動素子に設けられた第１の駆動信号用電極と第２の駆動素子に設けられた第２の駆動電極との間に設けられてもよいし、第１の駆動素子或いは第２の駆動素子のうち何れか一方の駆動素子は駆動信号用電極に抵抗体を接続し、もう一方の駆動素子は駆動信号用電極以外の位置に抵抗体を接続させてもよい。また、第１の駆動信号用電極及び第２の駆動信号用電極に抵抗体の両端を接続させ、抵抗体の抵抗値を不均等分割させる抵抗値分割点に駆動信号を印加させてもよい。

言い換えると、駆動信号発生手段から出される共通の駆動信号は、各駆動素子に備えられた駆動信号用電極に印加してもよいし、駆動信号用電極に接続された抵抗体の抵抗値を不均等に分割する抵抗値分割点に印加してもよい。

また、請求項６に示すように、請求項４又は５に記載された発明は、駆動素子は、１つの圧力室に複数個備えられると共に、前記吐出孔側に向かって並べられ、前記複数の駆動素子の前記時定数回路は、前記吐出孔から離れた駆動素子から前記吐出孔に近い駆動素子に向かって順に時定数が大きくなるように形成されることを特徴としている。

即ち、吐出孔と離れた駆動素子から吐出孔に向かって順に駆動されるので、圧力室にノズルと離れた部分からノズルに向かうしなり運動を発生させることができる。

圧力室の端部近傍に吐出孔が設けられている場合には、該吐出孔が設けられている端部に対向する端部側から該吐出孔が設けられている端部側へ駆動素子を略直線状に並べる態様がある。また、圧力室の中央部近傍に吐出孔が設けられている場合には、圧力室の端部から略中央部に向かって駆動素子を放射状に並べてもよいし、圧力室の対向する２つの端部から略中央部に向かって駆動素子を略直線状に並べてもよい。

また、請求項７に示すように、請求項４又は５に記載された発明は、駆動素子は、１つの圧力室に複数個備えられると共に、前記吐出孔側に向かって並べられ、前記吐出孔に最も近い駆動素子の時定数が他の駆動素子の時定数に比べて小さくなるように前記時定数回路を形成すると共に、前記他の駆動素子の時定数回路は、前記吐出孔から離れた駆動素子から前記吐出孔に近い駆動素子に向かって順に時定数が大きくなるように形成されることを特徴としている。

即ち、先ず、吐出孔に最も近い駆動素子を駆動させることで圧力のロスなく吐出動作をさせるべく圧力室を変形させ、吐出後はリフィル時間の短縮に寄与するしなり運動を圧力室に発生させるように圧力室を変形させるので、吐出の効率化及びリフィルの速さが両立する駆動素子の駆動を実現できる。

また、請求項８に示すように、請求項１乃至６のうち何れか１項に記載された発明は、前記抵抗体の抵抗値は、各駆動素子の駆動遅延時間が２５マイクロ秒以上１００マイクロ秒以下になる抵抗値を含むことを特徴としている。

即ち、各駆動素子の駆動遅延時間が２５マイクロ秒以上１００マイクロ秒以下となるように構成すると、高粘度液の吐出後のリフィル過程において好適なしなり運動を圧力室に発生させることができるので、リフィル時間を短縮させることができる。

また、請求項９に示すように、請求項７に記載された発明は、前記抵抗体の抵抗値は、前記他の各駆動素子の駆動遅延時間が２５マイクロ秒以上１００マイクロ秒以下になる抵抗値を含むことを特徴としている。

また、前記目的を達成するために請求項１０に係る発明は、被吐出媒体上に液滴を吐出させる吐出孔と、前記吐出孔から吐出される液滴に吐出力を与える駆動素子を複数備えた圧力室と、前記圧力室に備えられた複数の駆動素子を電気的に接続させる抵抗体と、を有する吐出ヘッドの駆動方法であって、前記圧力室に備えられた複数の駆動素子のうち少なくとも１つの駆動素子に駆動信号を印加して、前記駆動信号が印加された駆動素子と前記抵抗体を介して接続された駆動素子を遅延駆動させることを特徴としている。

即ち、各駆動素子の容量性負荷及び各駆動素子を電気的に接続させる抵抗体の抵抗負荷により各駆動素子に印加される駆動信号に時間遅延が生じ、各駆動素子を遅延駆動させることができる。

請求項１１に示すように、請求項１０に記載された発明は、前記圧力室に備えられた複数の駆動素子は、前記吐出孔と離れた駆動素子から前記吐出孔に近い駆動素子へ向かって順次駆動されることを特徴としている。

駆動信号発生手段から印加される共通の駆動信号は吐出と離れた側の駆動素子に与えられる。

また、請求項１２に示すように、請求項１０に記載された発明は、前記圧力室に備えられた複数の駆動素子は、前記吐出孔に最も近い駆動素子が最初に駆動され、前記吐出孔に最も近い駆動素子の駆動後に前記吐出孔に最も近い駆動素子以外の他の駆動素子では前記吐出孔と離れた駆動素子から前記吐出孔に近い駆動素子へ向かって順次駆動されることを特徴としている。

また、請求項１３に示すように、請求項１０又は１１に記載された発明は、前記圧力室に備えられた複数の駆動素子は、２５マイクロ秒以上１００マイクロ秒以下の遅延時間をもって駆動されることを特徴としている。

また、請求項１４に示すように、請求項１２に記載された発明は、前記他の駆動素子は、２５マイクロ秒以上１００マイクロ秒以下の遅延時間をもって駆動されることを特徴としている。

また、前記目的を達成するために請求項１５に係る発明は、被記録媒体に液を吐出させる吐出孔と、前記吐出孔から吐出される液を収容する圧力室と、前記圧力室を形成する少なくとも１つの壁に備えられ前記圧力室内の液に吐出力を与える独立した複数個の駆動素子と、を備えた吐出ヘッドの製造方法であって、前記吐出孔から吐出される液に吐出力を与える前記複数の駆動素子及び前記駆動素子を電気的に接続させる抵抗体を同一面内にエアロゾルデポジション法を用いて形成させる形成工程を含むことを特徴としている。

即ち、１工程で２種類以上の膜形成を同時に行うことができ、製造コストを維持したまま機能性を向上させることができる。

駆動素子及び抵抗体が形成される面には凹部や凸部などが設けられていてもよい。該凹部及び凸部に駆動素子や抵抗体を形成させてもよい。

同一面には、形成工程において同時に露出される面が含まれていてもよく、同時にエアロゾルノズルから噴出される物質を堆積させることができる同一露出面であればよい。

本発明によれば、１つの圧力室に独立した複数個の駆動素子を備えるので、圧力室のそれぞれの駆動素子に対応した部分ごとに異なる動きをさせることができる。また、これらの駆動素子は、当該駆動素子間に備えられた抵抗体を用いて電気的に接続されるので、各駆動素子を遅延駆動させることができ、更に、抵抗体の抵抗値を大きくすることができるので遅延時間を大きくすることが可能になる。

これらの駆動素子は、吐出孔と離れた駆動素子から吐出孔に近い駆動素子へ順に接続され、吐出孔から最も離れた駆動素子へ駆動信号を与えると、吐出孔から離れた駆動素子から所定の時間間隔で順次駆動される。各駆動素子の駆動遅延時間を２５マイクロ秒以上１００マイクロ秒以下となるように各駆動素子を駆動させるので、高粘度液吐出時のリフィルに好適なしなり運動を圧力室に発生させることができ、リフィル時間を短縮させることができる。

一方、駆動素子及び駆動素子を電気的に接続させる抵抗体は同一面内にエアロゾルデポジション法を用いて１工程内で同時に形成されるので、製造コストをほぼ維持したまま機能性を向上させることができる。

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。

図１は、インクジェット記録装置に用いられるインクジェットヘッド１０の基本構造を示す平面透視図である。

インクジェットヘッド１０が搭載されるインクジェット記録装置は、インクジェットヘッド１０を記録紙１６と相対的に搬送させながらインクジェットヘッド１０から吐出されるインクによって記録紙１６上に画像を形成する。

図２に示すように、インクの色ごとに設けられた複数のインクジェットヘッド１０Ｋ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙを有する印字部１８は、最大紙幅に対応する長さを有するライン型ヘッドを紙送り方向と直交方向（主走査方向）に配置した、いわゆるフルライン型のヘッドとなっている。各印字ヘッド１０Ｋ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙは、本インクジェット記録装置が対象とする最大サイズの記録紙１６の少なくとも一辺を超える長さにわたってインク吐出口（ノズル）が複数配列されたライン型ヘッドで構成されている。

記録紙１６の送り方向（以下、記録紙搬送方向と記載）に沿って上流側から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に各色インクに対応したインクジェットヘッド１０Ｋ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙが配置されている。記録紙１６を搬送しつつ各インクジェットヘッド１０Ｋ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙからそれぞれ色インクを吐出することにより記録紙１６上にカラー画像を形成し得る。

このように、紙幅の全域をカバーするフルラインヘッドがインク色ごとに設けられてなる印字部１８によれば、記録紙搬送方向（副走査方向）について記録紙１６と印字部１８を相対的に移動させる動作を一回行うだけで（すなわち１回の副走査で）、記録紙１６の全面に画像を記録することができる。これにより、インクジェットヘッドが主走査方向に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。

なお、本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。

記録紙１６と印字部１８とを相対搬送させる態様には、図２に示すように、ローラ３１及びローラ３２に巻きかけられた無端状のベルト３３上に記録紙１６を固定させ、ローラ３１及びローラ３２を回転させてベルト３３を移動させることによって、記録紙１６を搬送する態様が適用される。もちろん、固定された記録紙１６に対して印字部１８を移動させてもよいし、記録紙１６及び印字部１８の両方を搬送させてもよい。

なお、印字部１８の記録紙搬送方向下流側には、記録紙１６上の印字結果を検出する印字検出部２４が備えられており、印字検出部２４の検出結果から不吐出などの吐出異常の有無を判断することができる。

図１(a) に示すインクジェットヘッド１０は、記録紙１６面上に印字されるドットピッチを高密度化するためには、インクジェットヘッド１０におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例のインクジェットヘッド１０は、図１(a) ,(b)及び図３に示すように、インク滴が吐出するノズル５１と、各ノズル５１に対応する圧力室５２等からなる複数のインク室ユニット５３を千鳥でマトリックス状に配置させた構造を有し、これにより見かけ上のノズルピッチの高密度化を達成している。

即ち、本実施形態におけるインクジェットヘッド１０は、図１(a) ，(b) に示すように、インクを吐出する複数のノズル５１が主走査方向に印字媒体の全幅に対応する長さにわたって配列された１列以上のノズル列を有するフルラインヘッドである。

また、図示しないが、短尺の２次元に配列されたノズル列を有するインクジェットヘッドを千鳥状に配列して繋ぎ合わせて、印字媒体の全幅に対応する長さとしてもよい。

図３はインク室ユニット５３の立体的構成を示す断面図（図１(a) ，(b) 中の３−３線に沿う断面図）である。各ノズル５１に対応して設けられている圧力室５２は、その平面形状が概略正方形となっており、対角線上の両隅部にノズル５１と供給口５４が設けられている。各圧力室５２は供給口５４を介して共通流路５５と連通されている。

圧力室５２の天面を構成している振動板５６には第１の個別電極５７Ａを備えたアクチュエータ５８Ａ及び第２の個別電極５７Ｂを備えた第２のアクチュエータ５８Ｂが接合されており、第１の個別電極５７Ａ及び第２の個別電極５７Ｂに駆動信号を印加させることによってアクチュエータ５８Ａ及び、第２のアクチュエータ５８Ｂが変形してノズル５１からインクが吐出される。インクが吐出されると、共通流路５５から供給口５４を通って新しいインクが圧力室５２に供給される。

なお、アクチュエータ５８Ａ及び第２のアクチュエータ５８Ｂを含んだアクチュエータ５８の構造等の詳細については後述する。

かかる構造を有する多数のインク室ユニット５３は図１(a) に示す如く、主走査方向に沿う行方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度θを有する斜めの列方向とに沿って一定の配列パターンで格子状に配列させた構造になっている。主走査方向に対してある角度θの方向に沿ってインク室ユニット５３を一定のピッチｄで複数配列する構造により、主走査方向に並ぶように投影されたノズルのピッチＰはｄ× cosθとなる。

すなわち、主走査方向については、各ノズル５１が一定のピッチＰで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。このような構成により、主走査方向に並ぶように投影されるノズル列が１インチ当たり2400個（2400ノズル／インチ）におよぶ高密度のノズル構成を実現することが可能になる。以下、説明の便宜上、ヘッドの長手方向（主走査方向）に沿って各ノズル５１が一定の間隔（ピッチＰ）で直線状に配列されているものとして説明する。

なお、用紙の全幅に対応したノズル列を有するフルラインヘッドで、ノズルを駆動する時には、（１）全ノズルを同時に駆動する、（２）ノズルを片方から他方に向かって順次駆動する、（３）ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動する等が行われ、主走査幅方向に１ライン又は１個の帯状を印字するようなノズルの駆動を主走査と定義する。

特に、図１(a) に示すようなマトリクスに配置されたノズル５１を駆動する場合は、上記（３）のような主走査が好ましい。即ち、ノズル５１-11 、５１-12 、５１-13 、５１-14 、５１-15 、５１-16 を１つのブロックとし（他にはノズル５１-21 、…、５１-26 を１つのブロック、ノズル５１-31 、…、５１-36 を１つのブロック、…として）記録紙１６の搬送速度に応じてノズル５１-11 、５１-12 、…、５１-16 を順次駆動することで記録紙１６の幅方向に１ラインを印字する。

一方、上述したフルラインヘッドと用紙とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された１ライン又は１個の帯状の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。

なお、本発明の実施に際してノズルの配置構造は図示のマトリクス配列に限定されず、主走査方向に沿って１列のノズル列を有する配列でもよい。

図４はインクジェットヘッド１０を搭載したインクジェット記録装置のシステム構成を示す要部ブロック図である。該インクジェット記録装置は、通信インターフェース７０、システムコントローラ７２、メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８、プリント制御部８０、画像バッファメモリ８２、ヘッドドライバ８４等を備えている。

通信インターフェース７０は、ホストコンピュータ８６から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース７０にはＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。ホストコンピュータ８６から送出された画像データは通信インターフェース７０を介してインクジェット記録装置に取り込まれ、一旦メモリ７４に記憶される。メモリ７４は、通信インターフェース７０を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ７２を通じてデータの読み書きが行われる。メモリ７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。

システムコントローラ７２は、通信インターフェース７０、メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８等の各部を制御する制御部である。システムコントローラ７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、ホストコンピュータ８６との間の通信制御、メモリ７４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ８８やヒータ８９を制御する制御信号を生成する。

モータドライバ７６は、システムコントローラ７２からの指示にしたがってモータ８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ７８は、システムコントローラ７２からの指示にしたがって後乾燥部等のヒータ８９を駆動するドライバである。

プリント制御部８０は、システムコントローラ７２の制御に従い、メモリ７４内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字制御信号（印字データ）をヘッドドライバ８４に供給する制御部である。プリント制御部８０において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいてヘッドドライバ８４を介してインクジェットヘッド１０のインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。

プリント制御部８０には画像バッファメモリ８２が備えられており、プリント制御部８０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ８２に一時的に格納される。なお、図４において画像バッファメモリ８２はプリント制御部８０に付随する態様で示されているが、メモリ７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部８０とシステムコントローラ７２とを統合して一つのプロセッサで構成する態様も可能である。

ヘッドドライバ８４はプリント制御部８０から与えられる印字データに基づいて各色のインクジェットヘッド１０Ｋ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙのアクチュエータを駆動する。ヘッドドライバ８４にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。

不図示のプログラム格納部には各種制御プログラムが格納されており、システムコントローラ７２の指令に応じて、制御プログラムが読み出され、実行される。プログラム格納部９０はＲＯＭやＥＥＰＲＯＭなどの半導体メモリを用いてもよいし、磁気ディスクなどを用いてもよい。外部インターフェースを備え、メモリカードやＰＣカードを用いてもよい。もちろん、これらの記録媒体のうち、複数の記録媒体を備えてもよい。

なお、該プログラム格納部は動作パラメータ等の記録手段（不図示）と兼用してもよい。

次に、インクジェットヘッド１０に備えられたアクチュエータ５８の詳細について説明する。

図５は、図１に示したインク室ユニット５３を、アクチュエータ５８形成面側から見た平面図である。

図５に示すように、振動板５６には、独立した２つのアクチュエータである、アクチュエータ５８Ａ及び第２のアクチュエータ５８Ｂが備えられ、振動板５６の各アクチュエータが形成された部分ごとに異なる動きをさせることができる。ここで、ノズル５１から離れている方のアクチュエータをアクチュエータ５８Ａとし、ノズル５１に近い側のアクチュエータを第２のアクチュエータ５８Ｂとする。

本例では、アクチュエータ５８Ａ及び第２のアクチュエータ５８Ｂにはピエゾ圧電素子(PZT) が適用される。もちろん、PZT 以外の圧電素子を用いてもよいし、圧電素子に機構系や電気系を備えたハイブリッド（複合）型アクチュエータを用いてもよい。

なお、本実施形態では、１つのインク室に対応した振動板に２つのアクチュエータを備える態様を例示したが、１つの振動板に３つ以上のアクチュエータを備えてもよい。また、図５では第１のアクチュエータの大きさは第２のアクチュエータより小さい態様を例示したが、第１のアクチュエータは第２のアクチュエータと略同一サイズでもよいし、第１のアクチュエータは第２のアクチュエータより大きくてもよい。

一方、アクチュエータ５８Ａ及び第２のアクチュエータ５８Ｂは、図５に示したように、抵抗体５９を介して電気的に接続され、アクチュエータ５８Ａに設けられた第１の個別電極５７Ａに共通のドライブ信号源 (図４に示したヘッドドライバ８４）から共通の駆動信号が印加され、該共通の駆動信号によりアクチュエータ５８Ａが駆動される。また、第２の個別電極には抵抗体５９を介して該共通の駆動信号が印加されて第２のアクチュエータ５８Ｂが駆動される。

また、図４に示したヘッドドライバ８４から送出される前記駆動信号は、フレキシブル基板１００上に設けられた配線１０２を介して第１の個別電極５７Ａに印加される。符号１０４は配線１０２と第１の個別電極５７Ａとの接合部（パッドやランド等）を示し、接合部１０４はフレキシブル基板１００の裏面側（フレキシブル基板１００と第１の個別電極５７Ａが接触する側）に設けられている。なお、フレキシブル基板１００は配線の接続状態を示すために、図５以降の図では特に断らない場合には、透視状態として図示することにする。

ここで、符号１００で示したフレキシブル基板とは、ポリイミドなどの樹脂シート上に銅などの配線が施された状態を示している。なお、該配線は樹脂シートの表面及び裏面の何れか一方の面に形成されてもよいし、表面及び裏面の両面に形成されてもよい。

また、抵抗体５９の両端部には、接合部１０４においてはんだや導電性接着剤等を介して配線１０２と抵抗体５９との電気的な接続を得るために、はんだとなじみのよい材料で形成される電極が設けられている。

図５では、第１の個別電極５７Ａ及び第２の個別電極５７Ｂは、それぞれアクチュエータ５８Ａ及び第２のアクチュエータ５８Ｂ上面の面積より小さい面積を有しているが、第１の個別電極５７Ａ及び第２の個別電極５７Ｂの面積がアクチュエータ５８Ａ及び第２のアクチュエータ５８Ｂの活性部領域（変形する領域）に対応するので、第１の個別電極５７Ａ及び第２の５７Ｂの面積及び形状はアクチュエータ５８Ａ及び第２のアクチュエータ５８Ｂと略同一であることが好ましい。

図６は、図５に示したアクチュエータ５８の等価電気回路を示している。アクチュエータ５８Ａ及び第２のアクチュエータ５８Ｂに圧電素子を適用すると、これらは電気回路上ではコンデンサと等価であり、アクチュエータ５８ＡをＣ１、第２のアクチュエータ５８ＢをＣ２、抵抗体５９をＲ１及びＲ２とすると、ヘッドドライバ８４を電圧供給源とした時定数回路が形成される。

なお、コンデンサＣ１及びＣ２のコモン側 (基準電位）は振動板５６上に設けられた共通電極 (不図示）に接続される。該共通電極はアクチュエータ５８Ａ及び第２のアクチュエータ５８Ｂの下面に面接触するように形成し、抵抗体５９の下面には電気的に接続されてもよいし、電気的に接続されていなくてもよい。

また、共通電極は振動板５６を導電性部材として振動板５６自体を共通電極としてもよい。

言い換えると、ヘッドドライバ８４からアクチュエータ５８Ａに設けられた第１の個別電極５７Ａに駆動信号が供給されると、印加電圧とＲ1 の抵抗値及びコンデンサＣ1 の静電容量によって決まる充電電流でコンデンサＣ1 が充電され、次式〔数１〕に示すように、ヘッドドライバ８４から駆動信号が供給されたタイミングからＲ1 の抵抗値 (単位オーム）とコンデンサＣ1 の静電容量（単位ファラッド）とを乗じた時定数ｔ1 （単位秒）だけ遅れて第１の個別電極５７Ａに駆動電圧が印加される。

〔数１〕
ｔ1 ＝Ｒ1 ×Ｃ1
同様に、次式〔数２〕に示すように、第１の個別電極５７Ａに駆動信号印加されるタイミングからＲ2 の抵抗値とＣ2 の静電容量とを乗じた時定数だけ遅れて第２のアクチュエータ５８Ｂに設けられた第２の個別電極５７Ｂに駆動信号が印加される。

〔数２〕
ｔ2 ＝Ｒ2 ×Ｃ2
図５に示した態様では、抵抗体５９とフレキシブル基板１００上の各個別電極への配線とは接合部１０４で電気的に接続されるので、図６に示したＲ1 は略０Ωとして取り扱うことができる。したがって、抵抗体５９の抵抗値Ｒと図６に示したＲ1 とＲ2 との関係は次式〔数３〕で表される。

〔数３〕
Ｒ＝Ｒ1 ＋Ｒ2 ＝Ｒ2 （Ｒ1 ＝０）
図５に示した態様では、アクチュエータ５８Ａ及び第２のアクチュエータ５８Ｂの外縁部部分に抵抗体５９が形成される態様を例示したが、抵抗体５９は振動板５６上に形成されてもよいし、フレキシブル基板１００上に形成されてもよい。

図７には、抵抗体５９がフレキシブル基板１００上に実装されるようフレキシブル基板１００を構成した態様を示す。

図７に示すように、第１の個別電極５７Ａに接続されるフレキシブル基板１００上に設けられた配線１０２Ａと、第２の個別電極５７Ｂに接続される配線１０２Ｂと、の間に抵抗体５９を実装可能である。図７に示す態様では、抵抗体５９にはチップ抵抗器（ＳＭＤ）を用いるとよい。

配線１０２Ａには、第１の個別電極５７Ａとの接合部である個別電極接合部１０４Ａ及び、抵抗体５９の一方側の電極と接合される抵抗体接合部１０６Ａが設けられている。また、第２の配線１０２Ｂには、第２の個別電極５７Ｂと接合される個別電極接合部１０４Ｂ及び抵抗体接合部１０６Ｂが設けられている。なお、抵抗体接合部１０６Ａ及び１０６Ｂはフレキシブル基板１００の下面側（裏面側）に設けられており、抵抗体５９はフレキシブル基板１００の下面側に実装される。

図８には、図６に示したＲ1 に相当する抵抗体５９Ａ及びＲ2 に相当する抵抗体５９Ｂがフレキシブル基板１００上（下面側）に実装された態様を示している。

フレキシブル基板１００には、配線１０２Ａ及び配線１０２Ａの終端部に抵抗体５９Ａの一方の電極が接合される抵抗体接合部１１０Ａ、抵抗体５９Ａのもう一方の電極が接合される抵抗体接合部１１２Ａ、第１の個別電極５７Ａが接合される個別電極接合部１０４Ａ、両端部に抵抗体接合部１１２Ａ及び個別電極接合部１０４Ａを有する配線１１４Ａが設けられている。

即ち、配線１０２Ａは抵抗体５９Ａ及び配線１１４Ａ、個別電極接合部１０４Ａを介して第１の個別電極５７Ａに接続される。

また、フレキシブル基板１００には、配線１０２Ａから第２の個別電極５７Ｂ側へ分岐された配線１０２Ｂ及びその終端部に抵抗体５９Ｂの一方の電極が接合される抵抗体接合部１１０Ｂ、抵抗体５９Ｂのもう一方の電極が接合される抵抗体接合部１１２Ｂ、第２の個別電極５７Ｂが接合される個別電極接合部１０４Ｂ、両端部に抵抗体接合部１１２Ｂ及び個別電極接合部１０４Ｂを有する配線１１４Ｂが設けられている。なお、抵抗体５９Ａは抵抗体５９Ｂと同様にフレキシブル基板１００の下面側に実装されている。

即ち、配線１０２Ｂは抵抗体５９（図６のＲ2 に相当）、配線１１４Ｂ、個別電極接合部１０４Ｂを介して第２の個別電極５７Ｂに接続される。

また、図９及び図１０に示すように、アクチュエータ５８Ａ及び第２のアクチュエータ５８Ｂの間の領域に抵抗体５９を形成させてもよい。なお、図１０は、図９中のX −X 線に沿う断面図である。なお、図１０では、フレキシブル基板１００及びフレキシブル基板１００上の配線１０２が省略されている。

これ以外にも抵抗体５９の形成方法には様々な態様があり、図１１に示すように、振動板５６のアクチュエータ５８配設面５６Ａに凹部５６Ｂを設け、該凹部５６Ｂ内に抵抗体５９を形成させてもよい。

ここで、アクチュエータ５８Ａ及び第２のアクチュエータ５８Ｂ間に形成される抵抗体は、例えば、酸化ルテニウム（ＲｕＯ₂ ）や二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂ ）などの酸化物を混合調整したものでよい。

上述したように、従来技術に示すアクチュエータ（圧電体）上部に形成される個別電極内に抵抗体を形成する方法に比べて、抵抗体５９を自由な領域に形成させることができるので、抵抗体５９の外形（大きさ）や抵抗値が制限されず、様々な抵抗値を有する抵抗体を形成可能である。

上述したような構造を有するインク室ユニット５３は、アクチュエータ５８Ａが駆動されてから〔数１〕及び〔数２〕に示した時間ｔ１と時間ｔ２との差である時間Δｔ2 だけ遅れて第２のアクチュエータ５８Ｂが駆動される。即ち、ノズルから離れた側にあるアクチュエータ５８Ａが駆動されることによってアクチュエータ５８Ａに対応した振動板５６の領域が変形し、時間Δｔ2 経過すると第２のアクチュエータ５８Ｂに対応した振動板５６の領域が変形する。

言い換えると、振動板５６はノズル５１から離れた側からノズル５１に近い側へ遅延時間Δｔ２ごとに順次変形する、いわゆる、しなり運動を圧力室５２内に発生させることができる。

圧力室５２内に上述したしなり運動を発生させると、圧力室５２内のインクをしぼり出すように圧力室５２が変形するので、高粘度のインクを使用する場合のリフィル過程において好適なインクを絞り出すようなインクの充填が可能になる。

本インクジェットヘッド１０は、アクチュエータ５８Ａと第２のアクチュエータ５８Ｂを順次２５μsec から１００μsec の周期で駆動させる。例えば、高粘度インクの吐出周波数を１０kHz から４０kHz とし、リフィルに許容される時間を２５μsec から１００μsec と想定すると、圧力室５２のしなり運動は２５μsec から５０μsec の低周波駆動を想定すればよい。

このようにアクチュエータ５８Ａ及び第２のアクチュエータ５８Ｂを駆動することで、高粘度インクのリフィルの高速化に好適なしなり運動を発生させることができる。

仮に、特許文献２に開示されたように、遅延時間を０．７μsec から７μsec 程度とすると、圧力波を集中させるために高速領域に対応できるだけであり、第１のアクチュエータ５８Ａと第２のアクチュエータ５８Ｂを順次２５μsec から１００μsec の周期で駆動させることで、リフィル（回復領域）のアシスト、高速化を実現することができる。

遅延時間Δｔ2 を１０μsec 以上にするには、図６に示した等価回路における静電容量Ｃ２、抵抗値Ｒ2 によって決まる時定数を大きくする必要がある。静電容量Ｃ2 は第２のアクチュエータ５８Ｂの構造によって決まる一定値であり、該時定数を大きくするには一般に抵抗値Ｒ2 を大きくする。

本インクジェットヘッド１０では、図５及び図７乃至図１１に示したように、抵抗体５９を、個別電極５７の上面（或いは下面）ではなく、振動板５６のアクチュエータ５８形成面内やフレキシブル基板１００上にアクチュエータ５８と略同サイズに形成することで、上述した遅延時間が１０μsec 以上になる抵抗値Ｒ2 を実現することができる。

なお、上述した圧力室５２の低周波しなり運動は、吐出に関わる周波数帯とは異なるため、吐出には悪影響を与えることはない。

次に、図１２乃至図１５にインク室ユニット５３に独立した３つのアクチュエータである、第１のアクチュエータ５８Ａ及び第２のアクチュエータ５８Ｂ、第３のアクチュエータ５８Ｃが備えられた態様を例示する。

第３のアクチュエータ５８Ｃは、第２のアクチュエータ５８Ｂのノズル側（図１２では、第２のアクチュエータ５８Ｂの右側）に備えられており、ノズル５１側から第３のアクチュエータ５８Ｃ、第２のアクチュエータ５８Ｂ、第１のアクチュエータ５８Ａの順に振動板５６上に並べられている。

第３のアクチュエータ５８Ｃの上面側には第３の個別電極５７Ｃが備えられ、第３の個別電極５７Ｃには第３のアクチュエータ５８Ｃを駆動する駆動信号が印加される。この駆動信号はフレキシブル基板１００上に設けられた配線１０２Ｃから抵抗体５９Ｃ及び配線１１４Ｃ、個別電極接合部１０４Ｃを介して、図４に示したヘッドドライバ８４から送られる。

即ち、図４のヘッドドライバ８４に接続される配線１０２Ａはフレキシブル基板１００上で３分岐され、１つの配線（配線１０２Ａ）は抵抗体５９Ａを介して第１の共通電極５７Ａに接続され、残り２つの配線のうち一方の配線（配線１０２Ｂ）は抵抗５９Ｂを介して第２の個別電極５７Ｂに接続される。更に、もう一方の配線（配線１０２Ｃ）は抵抗体５９Ｃを介して第３の個別電極５７Ｃに接続される。

なお、抵抗体５９Ｃの両端部に設けられた電極（不図示）の一方は配線１０２Ｃの抵抗体接合部１１０Ｃに接合され、もう一方は配線１１４Ｃの抵抗体接合部１１２Ｃに接合される。

図１３には、図１２に示した第１のアクチュエータ５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃの等価電気回路を示す。図１３に示した等価電気回路では、ヘッドドライバ８４から送出された共通の駆動信号は第１のアクチュエータ５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃの第１の個別電極５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃにはそれぞれ、次式〔数４〕、〔数５〕、〔数６〕を満たす時定数（遅延時間）ｔ1 、ｔ2 、ｔ3 だけ遅れて印加される。

〔数４〕
ｔ1 ＝Ｃ1 ×Ｒ1
〔数５〕
ｔ2 ＝Ｃ2 ×Ｒ2
〔数６〕
ｔ3 ＝Ｃ3 ×Ｒ3
第１のアクチュエータ５８Ａ，５８Ｂ、５８Ｃを共通の駆動信号で駆動させる際に、この時定数ｔ1 、ｔ2 、ｔ3 を適宜設定して、第１のアクチュエータ５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃを遅延駆動させることができる。

例えば、次式〔数７〕を満たすように時定数ｔ1 、ｔ2 、ｔ3 を決めると、第１のアクチュエータ５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃの順に順次駆動され、振動板５６はノズル５１から離れた側からノズル５１に近い側へ順次変形して、いわゆる、しなり運動を圧力室５２内に発生させることができ、リフィルを高速化することができる。

〔数７〕
ｔ1 ＜ｔ2 ＜ｔ3
また、次式〔数８〕を満たすように時定数ｔ1 、ｔ2 、ｔ3 を決めると、ノズル５１に最も近い側第３のアクチュエータ５８Ｃを最初に駆動して、以降、ノズル５１に遠い側の第１のアクチュエータ５８Ａ、５８Ｂの順に駆動される。このように第１のアクチュエータ５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃが駆動されると、先ず、インクを吐出させるために、ノズル５１に最も近い第３のアクチュエータ５８Ｃが駆動され、インクが吐出されるとリフィルの高速化をすることができるしなり運動を圧力室５２内に発生させることができる。

〔数８〕
ｔ3 ＜ｔ1 ＜ｔ2
図１４(a) は、抵抗体５９Ａ、５９Ｂ、５９Ｃを圧力室隔壁（隣り合う圧力室を隔てる壁）等の圧力室５２上面に形成させる場合に用いられるフレキシブル基板１００を示し、図１４(b) は抵抗体５９Ａ、５９Ｂ、５９Ｃが圧力室５２上に形成されている状態を示す。

図１４(b) に示すように、配線１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃの終端部の抵抗体接合部１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃは抵抗体５９Ａ、５９Ｂ、５９Ｃの一方の電極１１０Ａ’、１１０Ｂ’、１１０Ｃ’と接合され、配線１１４Ａ、１１４Ｂ、１１４Ｃの一方の端部に設けられた抵抗体接合部１１２Ａ、１１２Ｂ、１１２Ｃは抵抗体５９Ａ、５９Ｂ、５９Ｃのもう一方の電極１１２Ａ’、１１２Ｂ’、１１２Ｃ’と接合される。また、配線１１４Ａ、１１４Ｂ、１１４Ｃのもう一方の端部に設けられた個別電極接合部１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃは第１の個別電極５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃの上面側に設けられた配線接合部１０４Ａ’、１０４Ｂ’、１０４Ｃ’と接合される。

なお、上述した抵抗器、配線、個別電極の接合には、はんだや導電性接着剤などを用いるとよい。

抵抗体５９Ａ、５９Ｂ、５９Ｃを圧力室５２上面に形成すると、フレキシブル基板１００に抵抗体５９Ａ、５９Ｂ、５９Ｃを実装する工程を省くことができる。

なお、抵抗体５９Ａ、５９Ｂ、５９Ｃを圧力室５２上面に形成させる場合、その形成方法にはエアロゾルデポジション法（ＡＤ法）を適用でき、第１のアクチュエータ５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃを形成する工程内で同時に形成することができる。ＡＤ法の詳細については後述する。

また、図１５には、フレキシブル基板１００から抵抗体５９Ａ、５９Ｂ、５９Ｃから第１の個別電極５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃへの配線（図１４に示した符号１１４Ａ、１１４Ｂ、１１４Ｃ）を省略した態様を示す。

図１５に示す態様では、別工程によって形成（製造）された抵抗体５９Ａ、５９Ｂ、５９Ｃを圧力室５２上面に実装し、その後、図１５に示すフレキシブル基板１００’を接合させる。また、抵抗体５９Ａ、５９Ｂ、５９Ｃと第１の個別電極５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃとの接合方法には、圧力室５２上面に第１の個別電極５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃと電気的に接続された抵抗体５９Ａ、５９Ｂ、５９Ｃを接合させるパッド（不図示）を設け、該パッド上ではんだによって接合させてもよい。もちろん、他の接合方法を用いてもよい。

図１５に示す態様では、フレキシブル基板１００’の配線パターンを簡略化できる。

次に、本インクジェットヘッド１０に用いられるアクチュエータ５８及び抵抗体５９を振動板５６上に形成させる製造方法について説明する。

本インクジェットヘッド１０は、インク流路やインクを貯留させるインク室になる開口部、凹凸部、穴部などが形成される薄板状部材が複数積層された積層構造を有している。

更に、振動板５６の上にはアクチュエータ（圧電体）５８及び抵抗体５９が形成され、アクチュエータ５８の上には個別電極５７が形成される。

本インクジェットヘッド１０では、アクチュエータ５８はＡＤ法（エアロゾルデポジション法）を用いて振動板５６上に形成される。また、図１０及び図１１に示すように振動板５６上に抵抗体５９を設ける場合は、ＡＤ法を用いて抵抗体５９を振動板５６上の圧電体形成面と同一面上に形成させるとよい。

即ち、アクチュエータ５８及び抵抗体５９に共通のマスクを用い、２種類以上の特性の膜をそれぞれ別のエアロゾルノズルによって同一工程内で振動板５６に着膜させる。もちろん、マスクを用いずに２種類以上の特性の膜をそれぞれ別のエアロゾルノズルによって振動板５６上に直接描画してもよい。アクチュエータ５８が振動板５６上に形成され、アクチュエータ５８の上部には個別電極５７が形成される。

ＡＤ法を用いることで、１工程で２種類以上の膜を同時形成させることが可能になり、振動板５６上には２種類以上素子がパターニングされて形成される。

なお、抵抗体５９は振動板５６上でアクチュエータ５８と直接接続させるように構成すると配線を省略できるのでより好ましい。

一方、ノズル５１から振動板５６までの積層構造を形成させる方法は、エッチングなどにより各層のプレートに加工を施しながらプレートを積層させてもよい。

上記の如く構成されたインクジェットヘッド１０は、振動板５６上にメカ的に独立な複数の第１のアクチュエータ５８Ａ、５８Ｂを備え、これらを抵抗体５９によって電気的に接続させ、更に共通の駆動信号でこれらを駆動させので、振動板５６はアクチュエータ形成部位ごとに異なる動きをさせることができ、領域間同士で干渉のない効率的な遅延動作を得ることができる。

また、第１のアクチュエータ５８Ａ，５８Ｂを２５μsec から１００μseの駆動周期で駆動させるので、高粘度液吐出後のリフィル過程において好適なしなり運動を圧力室５２（振動板５６）に発生させ、該しなり運動によって液滴を絞り出すように充填させることができるので、リフィル時間を短縮させることができる。

本発明はメカ的に独立した３個以上の第１のアクチュエータ５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃを振動板５６上に設ける場合にも適用できる。３個の第１のアクチュエータ５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃを遅延駆動させる態様には、ノズル５１に遠い側からノズル５１に近い側へ（即ち、第１のアクチュエータ５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃの順に）順次第１のアクチュエータ５８Ａ、５８ｂ、５８Ｃを駆動させてもよいし、ノズル５１に最も近い側の第３のアクチュエータ５８Ｃを始めに駆動させ、以降、ノズル５１に遠い側から近い側へ（第１のアクチュエータ５８Ａ，５８Ｂの順に）駆動させてもよい。

更に、振動板５６上に形成されるアクチュエータ５８及び抵抗体５９はエアロゾル法を用いて形成される。２種類以上の製膜工程をほぼ１工程でできるので、製造コストをほぼ維持したままインクジェットヘッドの機能性を向上させることができる。

本実施形態では液滴の吐出ヘッドとしてインクジェット記録装置に用いられるインクジェットヘッドを例示したが、本発明は、ウエハやガラス基板、エポキシなどの基板類等の被吐出媒体上に液類（水、薬液、レジスト、処理液）を吐出させて画像、回路配線、加工パターンなどを形成させる液吐出装置に用いられる吐出ヘッドに適用可能である。

本発明の実施形態に係るインクジェットヘッドの基本構成を示す平面透視図 図１に示したインクジェットヘッドのインクジェット記録装置における配置例を示す図 図１に示したインクジェットヘッドの３−３線に沿う断面構造を示す断面図 図１に示したインクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置のシステム構成を示す要部ブロック図 本実施形態に係るインクジェットヘッドの概略構造を示す平面図 図５に示したインクジェットヘッドの等価回路図 図５に示したインクジェットヘッドの一態様を示す平面図 図５に示したフレキシブル基板上に抵抗器を備えた態様を示す図 図５に示したインクジェットヘッドの他の態様を示す平面図 図９に示したインクジェットヘッドのX-X 線に沿う断面構造を示す断面図 図５に示したインクジェットヘッドの更に態様を示す平面図 １つの圧力室にアクチュエータを３つ備えた態様を示す図 図１２に示したインクジェットヘッドの等価回路図 図１２に示したインクジェットヘッドの一態様を示す図 図１２に示したインクジェットヘッドの他の態様を示す図

符号の説明

１０…インクジェットヘッド、５１…ノズル、５２…圧力室、５６…振動板、５７，５７Ａ，５７Ｂ，５７Ｃ…個別電極、５８，５８Ａ，５８Ｂ，５８Ｃ…アクチュエータ、５９，５９Ａ，５９Ｂ，５９Ｃ…抵抗体、８４…ヘッドドライバ

Claims (15)

1. 被吐出媒体上に液滴を吐出させる吐出孔と、
   前記吐出孔と連通され、前記吐出孔から吐出される液が収容される圧力室と、
   前記圧力室を形成する少なくとも１つの壁に備えられ、前記圧力室に収容される液に吐出力を与える複数個の独立した駆動素子と、
   前記複数の駆動素子間を電気的に接続させる抵抗体と、
   前記複数の駆動素子を駆動させる駆動信号を前記抵抗体で接続された複数の駆動素子のうち少なくとも１つの駆動素子に伝搬させる駆動信号伝搬手段と、
   を備えたことを特徴とする吐出ヘッド。
2. 前記駆動素子は圧電体を含むことを特徴とする請求項１記載の吐出ヘッド。
3. 前記抵抗体は前記駆動素子と同一面内に備えられることを特徴する請求項１又は２記載の吐出ヘッド。
4. 前記圧力室に備えられた複数の駆動素子は、駆動信号が印加される駆動信号用電極を該駆動素子ごとに備えると共に、前記駆動信号用電極に前記駆動信号が印加されると容量性負荷として機能する静電容量成分を有し、
   前記複数の駆動素子間に前記抵抗体を接続させて前記駆動素子の静電容量と前記抵抗体の抵抗とを含んだ時定数回路が形成されることを特徴とする請求項１、２又は３記載の吐出ヘッド。
5. 前記駆動信号伝搬手段は、前記駆動信号用電極或いは前記抵抗体の少なくとも何れか一方に接続されることを特徴とする請求項４記載の吐出ヘッド。
6. 駆動素子は、１つの圧力室に複数個備えられると共に、前記吐出孔側に向かって並べられ、
   前記複数の駆動素子の前記時定数回路は、前記吐出孔から離れた駆動素子から前記吐出孔に近い駆動素子に向かって順に時定数が大きくなるように形成されることを特徴とする請求項４又は５記載の吐出ヘッド。
7. 駆動素子は、１つの圧力室に複数個備えられると共に、前記吐出孔側に向かって並べられ、
   前記吐出孔に最も近い駆動素子の時定数が他の駆動素子の時定数に比べて小さくなるように前記時定数回路を形成すると共に、前記他の駆動素子の時定数回路は、前記吐出孔から離れた駆動素子から前記吐出孔に近い駆動素子に向かって順に時定数が大きくなるように形成されることを特徴とする請求項４又は５記載の吐出ヘッド。
8. 前記抵抗体の抵抗値は、各駆動素子の駆動遅延時間が２５マイクロ秒以上１００マイクロ秒以下になる抵抗値を含むことを特徴とする請求項１乃至６のうち何れか１項に記載のの吐出ヘッド。
9. 前記抵抗体の抵抗値は、前記他の各駆動素子の駆動遅延時間が２５マイクロ秒以上１００マイクロ秒以下になる抵抗値を含むことを特徴とする請求項７記載の吐出ヘッド。
10. 被吐出媒体上に液滴を吐出させる吐出孔と、前記吐出孔から吐出される液滴に吐出力を与える駆動素子を複数備えた圧力室と、前記圧力室に備えられた複数の駆動素子を電気的に接続させる抵抗体と、を有する吐出ヘッドの駆動方法であって、
    前記圧力室に備えられた複数の駆動素子のうち少なくとも１つの駆動素子に駆動信号を印加して、前記駆動信号が印加された駆動素子と前記抵抗体を介して接続された駆動素子を遅延駆動させることを特徴とする吐出ヘッド駆動方法。
11. 前記圧力室に備えられた複数の駆動素子は、前記吐出孔と離れた駆動素子から前記吐出孔に近い駆動素子へ向かって順次駆動されることを特徴とする請求項１０記載の吐出ヘッド駆動方法。
12. 前記圧力室に備えられた複数の駆動素子は、前記吐出孔に最も近い駆動素子が最初に駆動され、前記吐出孔に最も近い駆動素子の駆動後に前記吐出孔に最も近い駆動素子以外の他の駆動素子では前記吐出孔と離れた駆動素子から前記吐出孔に近い駆動素子へ向かって順次駆動されることを特徴とする請求項１０記載の吐出ヘッド駆動方法。
13. 前記圧力室に備えられた複数の駆動素子は、２５マイクロ秒以上１００マイクロ秒以下の遅延時間をもって駆動されることを特徴とする請求項１０又は１１記載の吐出ヘッド駆動方法。
14. 前記他の駆動素子は、２５マイクロ秒以上１００マイクロ秒以下の遅延時間をもって駆動されることを特徴とする請求項１２記載の吐出ヘッド駆動方法。
15. 被記録媒体に液を吐出させる吐出孔と、前記吐出孔から吐出される液を収容する圧力室と、前記圧力室を形成する少なくとも１つの壁に備えられ前記圧力室内の液に吐出力を与える独立した複数個の駆動素子と、を備えた吐出ヘッドの製造方法であって、
    前記吐出孔から吐出される液に吐出力を与える前記複数の駆動素子及び前記駆動素子を電気的に接続させる抵抗体を同一面内にエアロゾルデポジション法を用いて形成させる形成工程を含むことを特徴とする吐出ヘッド製造方法。
    

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