JP2010155405A - 液滴吐出ヘッドおよびその駆動電圧予測方法 - Google Patents

液滴吐出ヘッドおよびその駆動電圧予測方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2010155405A
JP2010155405A JP2008335682A JP2008335682A JP2010155405A JP 2010155405 A JP2010155405 A JP 2010155405A JP 2008335682 A JP2008335682 A JP 2008335682A JP 2008335682 A JP2008335682 A JP 2008335682A JP 2010155405 A JP2010155405 A JP 2010155405A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode pattern
capacitance
piezoelectric layer
piezoelectric
drive electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008335682A
Other languages
English (en)
Inventor
Masatomo Kojima
正友 小島
Tomohiro Nozu
知広 野津
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brother Industries Ltd filed Critical Brother Industries Ltd
Priority to JP2008335682A priority Critical patent/JP2010155405A/ja
Publication of JP2010155405A publication Critical patent/JP2010155405A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

【課題】ノズルから設定吐出速度で液滴を吐出させる駆動電圧を簡単に予測する。
【解決手段】圧電アクチュエータ12が、第1の圧電層12a(活性層)と、この第1の圧電層12aに積層された第2の圧電層12b(拘束層)とを有する。第1の圧電層の一方の面には複数の圧力室14Aaにそれぞれ個別に対向する複数の個別電極21が、他方の面には複数の圧力室に共通に対向する共通電極22がそれぞれ設けられている。第1の圧電層12aについての、厚さ方向の静電容量(第1の静電容量C1)、第2の圧電層12bについての、厚さ方向の静電容量(第2の静電容量C2)、第1および前記第2の圧電層12a,12bの両層についての、面内方向の静電容量(第3の静電容量C3)をそれぞれ測定し、測定された前記3つの静電容量C1〜C3に基づき、各圧力室14Aaに対応するノズル16aから設定吐出速度で吐出させる駆動電圧V10を予測する。
【選択図】図5

Description

本発明は、インクジェットヘッドなどの液滴吐出ヘッドおよびその駆動電圧予測方法に関するものである。
液滴吐出ヘッド 例えばインクジェットプリンタに用いられるインクジェットヘッドとしては、インク液滴を吐出する複数のノズルおよび各ノズルにそれぞれ対応する複数の圧力室を備えたキャビティユニットと、前記複数の圧力室内のインクに対して選択的に圧力を付与する圧電アクチュエータとを備えるものは知られている。
前記キャビティユニットは、レーザ加工等により微細なノズルが形成されたノズルプレートに、インク流路を形成するその他の複数のプレートが積層されてなり、前記キャビティユニットにおける圧力室の背面に圧電アクチュエータが接合されている。
そして、全てのインクジェットヘッドにおいてインクの吐出速度がほぼ一定速度(設定吐出速度)になるように、圧電アクチュエータに印加する駆動電圧を各ヘッド毎に調整していた。具体的には、ヘッド内にインクを注入し、前記駆動電圧を変えながら、インク吐出状況や記録結果を観察して、各ヘッド毎に適正な駆動電圧を決定していた。
しかしながら、この従来の方法では、ヘッド毎にインクを実際に注入して行わなければならない作業であるため、調整作業が煩雑となり、また、肉眼による観察によって評価するため、評価結果に個人差を生じる。
また、実際にインク吐出状況を観察しながら調整すると、ライン内での時間を要し、製造効率が低下するので、インクを充填する前の状態で、吐出特性を測定し、駆動電圧を決定したいという要求がある。
そこで、本出願人は、その要求を満たすために、キャビティユニットのノズル径と圧電アクチュエータの静電容量値との組み合せに基づいて、所定の駆動電圧で所定速度のインクを吐出するためのキャビティユニットと圧電アクチュエータとの組み合わせ規則をあらかじめ定める工程と、キャビティユニット毎のノズル径と圧電アクチュエータ毎の静電容量値とを、それぞれ測定する工程と、前記組み合せ規則に基づいて、対応するノズル径と静電容量値とをそれぞれ有するキャビティユニットと圧電アクチュエータとを選択し組み合わせる工程とを備えるインクジェットヘッドの製造方法を先に提案している(例えば特許文献1参照)。
特開2005−329628号公報
前記特許文献1記載の技術では、吐出特性を決定するパラメータとして、キャビティユニット毎のノズル径と、圧電アクチュエータ毎の静電容量値とを、それぞれ測定するため、測定系が複雑となるし、調整作業にはまだ改善の余地があった。
ところで、圧電アクチュエータとしては、活性層となる第1の圧電層と、この第1の圧電層に積層された拘束層となる第2の圧電層とを有し、前記第1の圧電層の一方の面には、前記複数の圧力室にそれぞれ個別に対向する複数の個別電極が設けられ、他方の面には、前記複数の圧力室に共通に対向する共通電極がそれぞれ設けられてなるものが知られて
いる。これは、所謂ユニモルフタイプと称されるものであり、活性層の面方向における収縮変形によって拘束層を屈曲変形させるものである。
このようなユニモルフタイプは、各圧電層の厚さが厚いと曲がりにくく、厚さが薄いと曲がりやすいことから、各圧電層の厚さによって吐出速度が異なる。また、圧電層の誘電率によっても吐出速度が異なる。具体的には、第1の圧電層(活性層)の厚さt1、第2の圧電層(拘束層)の厚さt2、誘電率εとすると、吐出速度は、圧電層の厚さt1,t2が薄いほど速くなり、誘電率εが高いほど速くなる。また、第1および第2の圧電層は、それの厚さt1,t2によって吐出速度に対する感度が異なる。このように吐出速度が異なると、インク(液滴)の吐出特性のヘッド間におけるバラツキが生じてしまう。
そこで、本出願の発明者は、吐出速度のバラツキを抑制するために、第1および第2の圧電層の厚さt1,t2および誘電率εを測定して、それらに基づいて圧電アクチュエータに印加する駆動電圧を設定することを検討した。その際に、第1および第2の圧電層の厚さt1,t2および誘電率εと、(i)前記第1の圧電層についての、厚さ方向の静電容
量(第1の静電容量)、(ii)前記第2の圧電層についての、厚さ方向の静電容量(第2の静電容量)、(iii)前記第1および前記第2の圧電層の両層についての、面内方向の静電
容量(第3の静電容量)とは、後述するように相関があるので、第1および第2の圧電層の厚さt1,t2および誘電率εに代えて第1〜第3の静電容量を測定し、それらに基づいて圧電アクチュエータに印加する駆動電圧を設定することを想到した。
そして最終的には、発明者は、前記第1〜第3の静電容量を測定し、それらに基づいて圧電アクチュエータに印加する駆動電圧(設定吐出速度でノズルから液滴を吐出させることができる駆動電圧)を予測(設定)するようにすれば、第1〜第3の静電容量は、第1および第2の圧電層の厚さt1,t2および誘電率εよりも測定が容易であるので、キャビティユニットのノズル径を測定することなく、前記設定吐出速度でノズルから液滴を吐出させることができる駆動電圧を簡単に予測できることに着想するに至り、本発明がなされたものである。
この発明は、前記第1〜第3の静電容量に基づいて、ノズルから設定吐出速度で液滴を吐出させる駆動電圧を簡単に予測できる液滴吐出ヘッドおよびその駆動電圧予測方法を提供する。
請求項1の発明は、液滴を吐出する複数のノズルおよび各ノズルにそれぞれ対応する複数の圧力室を備えたキャビティユニットと、前記複数の圧力室内の液体に対して選択的に圧力を付与する圧電アクチュエータとを備え、前記圧電アクチュエータが、活性層となる第1の圧電層と、この第1の圧電層に積層された拘束層となる第2の圧電層とを有し、前記第1の圧電層の一方の面には、前記複数の圧力室にそれぞれ個別に対向する複数の個別電極が設けられ、他方の面には、前記複数の圧力室に共通に対向する共通電極がそれぞれ設けられ、前記個別電極に駆動電圧を印加して前記圧力室内の液体に対して選択的に圧力を付与する液滴吐出ヘッドの駆動電圧予測方法であって、前記第1の圧電層についての、厚さ方向の静電容量である第1の静電容量を測定する第1の工程と、前記第2の圧電層についての、厚さ方向の静電容量である第2の静電容量を測定する第2の工程と、前記第1および前記第2の圧電層の両層についての、面内方向の静電容量である第3の静電容量を測定する第3の工程と、測定された前記第1〜第3の静電容量に基づき、前記各圧力室に対応するノズルから液滴を設定吐出速度で吐出させる前記駆動電圧を予測する第4の工程とを備えることを特徴とする。ここで、第1〜第3の工程の順序は順不同で、それらの処理の順番が前後してもよい。
このようにすれば、第1〜第3の静電容量を測定するだけで、測定された前記第1〜第3の静電容量に基づき、前記各圧力室に対応するノズルから液滴を設定吐出速度で吐出させる前記駆動電圧を簡単に予測することができる。よって、その予測された駆動電圧を、圧電アクチュエータの合否判定や、ヘッドの駆動電圧の決定に利用することができる。
また、設定吐出速度でノズルから液滴を吐出させる前記駆動電圧を予測するために、第1〜第3の静電容量を測定するだけでよいので、ノズルから液滴を設定吐出速度で吐出させる駆動電圧を予測するための測定系の簡略化を図る上で有利となる。
この場合には、請求項2に記載のように、請求項1の液滴吐出ヘッドの駆動電圧予測方法において、複数の液滴吐出ヘッドに対して、前記第1〜第3の静電容量を測定するとともに実際に液滴を吐出させて設定吐出速度で吐出する駆動電圧を測定し、これらの測定値に基づいて、前記第1〜第3の静電容量と前記駆動電圧との関係を示すテーブルあるいは関係式を作成する準備工程を有しており、前記第4の工程は、前記第1〜第3の工程で測定された前記第1〜第3の静電容量と、前記準備工程で作成された前記テーブルあるいは前記関係式を用いて前記駆動電圧を予測することができる。
このようにすれば、準備工程において作成した、第1〜第3の静電容量と前記駆動電圧との関係を示すテーブルあるいは関係式を用いて、前記第1〜第3の静電容量に基づき、ノズルからの液滴を設定吐出速度で吐出させる前記駆動電圧を簡単に予測することができる。
請求項3に記載のように、請求項1または2の液滴吐出ヘッドの駆動電圧予測方法において、前記第1〜第3の静電容量を測定するための駆動電極パターンおよび定電位電極パターンが前記圧電アクチュエータに対し組み込まれていることが望ましい。
このようにすれば、静電容量を測定するための駆動電極パターンおよび定電位電極パターンを組み込むだけで、ノズルからの液滴を設定吐出速度で吐出させる駆動電圧を簡単に予測することができる。
請求項4の発明は、液滴を吐出する複数のノズルおよび各ノズルにそれぞれ対応する複数の圧力室を備えたキャビティユニットと、前記複数の圧力室内の液体に対して選択的に圧力を付与する圧電アクチュエータとを備え、前記圧電アクチュエータが、活性層となる第1の圧電層と、この第1の圧電層に積層された拘束層となる第2の圧電層とを有し、前記第1の圧電層の一方の面には、前記複数の圧力室にそれぞれ個別に対向する複数の個別電極が設けられ、他方の面には、前記複数の圧力室に共通に対向する共通電極がそれぞれ設けられ、前記個別電極に駆動電圧を印加して前記圧力室内の液体に対して選択的に圧力を付与する液滴吐出ヘッドであって、前記圧電アクチュエータは、前記第1の圧電層の静電容量を、第1の静電容量として検出するために定電位電極パターンとの間に前記第1の圧電層を挟むように設けられた第1の駆動電極パターンと、前記第2の圧電層の静電容量を、第2の静電容量として検出するために定電位電極パターンとの間に前記第2の圧電層を挟むように設けられた第2の駆動電極パターンと、前記第1および第2の圧電層の両層についての、面内方向の静電容量を、第3の静電容量として検出するために前記第1の圧電層の上下面および前記第2の圧電層の下面に定電位電極パターンとともに設けられた第3の駆動電極パターンとを備え、前記第1〜第3の駆動電極パターンおよび定電位電極パターンは、前記圧電アクチュエータの駆動に関与しない領域に配置されていることを特徴とする。
このようにすれば、第1〜第3の静電容量を測定するための第1〜第3の駆動電極パターンおよび定電位電極パターンが、圧電アクチュエータの駆動に関与しない領域に配置さ
れているので、圧電アクチュエータがもともと備えていたデッドスペースを有効に利用して、ヘッドを大きくすることなく、前記駆動電圧を予測するための第1〜第3の駆動電極パターンおよび定電位電極パターンを配置することができる。
請求項5に記載のように、請求項4の液滴吐出ヘッドにおいて、前記圧電アクチュエータの駆動に関与しない領域は、一以上のノズル列からなる特定のノズル群に対応する領域と、この領域のノズル列と平行に配列された一以上のノズル列からなる別の特定のノズル群に対応する領域との間の、前記ノズル列が延在するノズル列方向に長い領域であることが望ましい。
このようにすれば、前記駆動電圧を予測するための第1〜第3の駆動電極パターンおよび定電位電極パターンが、2つのノズル群の間に形成される、ノズル列方向に長い領域に配置される。
請求項6に記載のように、請求項5の液滴吐出ヘッドにおいて、前記圧電アクチュエータの駆動に関与しない領域には、前記キャビティユニットと前記圧電アクチュエータとが積層される方向から見て、前記ノズル列方向の一側に前記第1および第2の駆動電極パターンが、他側に前記第3の駆動電極パターンがそれぞれ設けられている構成とすることができる。
このようにすれば、第1〜第3の駆動電極パターンが、ノズル列方向に平行に延びる細長い領域(圧電アクチュエータの駆動に関与しない領域)に無理なく配置される。
請求項7に記載のように、請求項4〜6のいずれかの液滴吐出ヘッドにおいて、前記第3の静電容量として検出するために設けられた前記第3の駆動電極パターンおよび定電位電極パターンは、それぞれ、前記ノズル列方向あるいは前記ノズル列方向に直交する方向に延びる複数の測定電極部を有し、前記キャビティユニットと前記圧電アクチュエータとが積層される方向から見て、前記第3の駆動電極パターンの測定電極部と前記定電位電極パターンの測定電極部とが交互に間隔を存在させて設けられていることが望ましい。
このようにすれば、第3の静電容量を検出するための駆動電極パターンおよび定電位電極パターンの配置が簡単にできる。
請求項8に記載のように、請求項4〜7のいずれかの液滴吐出ヘッドにおいて、前記第1〜第3の駆動電極パターンは、それぞれ前記駆動電極よりも専有面積が大きいことが望ましい。
このようにすれば、第1〜第3の駆動電極パターンの専有面積は、それぞれ前記駆動電極よりも大きいので、駆動電極を利用して測定する場合よりも、測定誤差が少なくなり、第1〜第3の静電容量を精度よく検出できる。
請求項9に記載のように、請求項6〜8のいずれかの液滴吐出ヘッドにおいて、前記第1および第2の駆動電極パターンが設けられている部分と前記第3の駆動電極パターンが設けられている部分との間に、前記キャビティユニットと前記圧電アクチュエータとが積層される方向から見て、前記第1〜第3の駆動電極パターンおよび定電位電極パターンの接続端子部が配置されていることが望ましい。
このようにすれば、第1〜第3の駆動電極パターンおよび定電位電極パターンの接続端子部が集中して配置されることになり、前記接続端子部への配線が容易となる。
本発明は、上記のように、測定された前記第1〜第3の静電容量に基づき、ノズルから液滴を設定吐出速度で吐出させる駆動電圧を予測できるので、その予測された駆動電圧を、圧電アクチュエータの合否判定や、ヘッドの駆動電圧の決定に利用することができる。また、ノズルから液滴を設定吐出速度で吐出させる駆動電圧を予測するために、第1〜第3の静電容量を測定するだけでよいので、ノズルから液滴を設定吐出速度で吐出させる駆動電圧を予測するための測定系の簡略化を図る上で有利となる。
以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。
図1(a)は本発明の実施の形態にかかるインクジェットプリンタ(液滴吐出装置)の概略構成を示す概略構成図、図1(b)は本発明にかかるキャビティユニット、圧電アクチュエータおよびフレキシブル配線板(COP)の関係を示す説明図である。
本発明に係るインクジェットプリンタ1は、図1(a)に示すように、インクカートリッジ(図示せず)が搭載されるキャリッジ2の下面に、記録用紙P(記録媒体)に記録するためのインクジェットヘッド3(液滴吐出ヘッド)が設けられている。キャリッジ2は、プリンタフレーム4内に設けられるキャリッジ軸5とガイド板(図示せず)とによって支持され、記録用紙Pの搬送方向Aと直交する方向Bにおいて往復移動する。図示しない給紙部からA方向に搬送される記録用紙Pは、プラテンローラ(図示せず)とインクジェットヘッド3との間に導入されて、インクジェットヘッド3から記録用紙Pに向けて吐出されるインクにより所定の記録がなされ、その後排紙ローラ6にて排紙される。
また、図1(b)に示すように、インクジェットヘッド3は、キャビティユニット11と、圧電アクチュエータ12とを下側から順に備え、圧電アクチュエータ12の上面に駆動信号を供給するフレキシブル配線板13(信号線)が設けられている。
キャビティユニット11は、図2に示すように、複数枚のプレート部材からなる積層体14を含む。その積層体14の上側には、振動板としての圧電層15(トッププレート)が設けられる一方、下側には、複数のノズル列を平行に形成する複数のノズル16a(ノズル穴)を有するノズルプレート16、およびノズル16aに対応して貫通穴17aを有するスペーサプレート17を貼り合わせてなるプレートアッセンブリ18が一体に貼り付けられている。そして、圧電層15の上側に、各圧力室14Aa内のインク(液体)を選択的に吐出させるための圧電アクチュエータ12が接合(固着)されている。また、キャビティユニット11の開孔11aには、インク内に含有される塵挨などを捕獲するためのフィルタ19が設けられている。ノズルプレート16は、(積層体14を構成する)キャビティプレート14Aの1つの圧力室14Aaについて、1つのノズル16aがそれぞれ設けられた合成樹脂(例えば、ポリイミド樹脂)のプレートである。なお、ノズルプレート16は金属プレートとしてもよい。
積層体14は、図3に示すように、上側から順にキャビティプレート14A、べースプレート14B、アパチャープレート14C,2枚のマニホールドプレート14D,14Eおよびダンパープレート14Fがそれぞれ重ねられて金属拡散接合されたものである。これら6枚のプレート14A〜14Fは、各ノズル16a毎に個別にインク流路が形成されるように、互いに位置合わせして積層されている。ここで、キャビティプレート14Aは、複数の圧力室14Aaとして機能する開口が、ノズル列が延在するノズル列方向X(図4(a)参照)に対応して規則的に形成された金属プレートである。べースプレート14Bは、マニホールド14Da,14Ea(共通インク室)から各圧力室14Aaへの連通穴14Baおよび各圧力室14Aaから各ノズル16aへの連通穴14Bbがそれぞれ設
けられた金属プレートである。アパチャープレート14Cには、それの上面に、各圧力室14Aaとマニホールド14Da,14Eaとを連通する連通路21が凹部通路として形成されるとともに、マニホールド14Da,14Eaから各圧力室14Aaへの連通穴14Caおよび各圧力室14Aaからノズル16aへの連通穴14Cbがそれぞれ設けられた金属プレートである。マニホールドプレート14D,14Eは、マニホールド14Da,14Eaに加えて、各圧力室14Aaから各ノズル16aへの連通穴14Db,14Ebがそれぞれ設けられた金属プレートである。ダンパープレート14Fは、下面に凹部として形成されるダンパー室14Faのほか、各圧力室14Aaを各ノズル16aに連通する連通穴14Fbが設けられた金属プレートである。
このように、キャビティユニット11は、複数のノズル16a、および複数のノズル16aのそれぞれ対応する複数の圧力室14Aaを備え、複数の圧力室14Aaが複数のノズル16aとそれぞれ連通している。圧力室14Aaには、インクを一時的に貯留するマニホールド(図示せず)からインクが供給される。なお、前記ノズル列方向には、図4(a)(b)に記載されるように、2つのノズル列の両側に配置されるように、圧力室14Aaの列が形成されている。
圧電アクチュエータ12は、複数の圧力室14Aa内のインクに対して選択的に圧力を付与するもので、図4(c)に示すように、活性層となる第1の圧電層12aと、拘束層となる第2の圧電層12bとを上側から順に有する。つまり、圧電アクチュエータ12は第1および第2の圧電層12a,12bを積層して形成されている。
第1の圧電層12aの一方の面(図4(c)において上面)には、図4(a)(c)に示すように、複数の圧力室14Aaにそれぞれ個別に対向する複数の個別電極21が設けられ、この個別電極21が形成する列が、ノズル列方向X(圧力室14Aaが延在している圧力室14Aaの列方向でもある)に延びている。また、第1の圧電層12aの他方の面(図4(c)において下面)には、複数の圧力室14Aaに共通に対向する共通電極22(定電位電極)がほぼ全面に亘って設けられている。
両圧電層12a,12bは、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)系のセラミックス材料(圧電シート)からなり、圧電層12aは、個別電極21が設けられている部位において、厚さ方向において分極されている。なお、この実施の形態では、圧電層15(トッププレート)も、圧電層12a,12bと同じ材料、つまり、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)系のセラミックス材料(圧電シート)からなる。
圧電アクチュエータ12は、キャビティユニット11と圧電アクチュエータ12とが積層される積層方向Z(図4(b)参照)から見て、二列のノズル列からなる特定のノズル群に対応する領域S1と、この領域S1のノズル列と平行に配列された六列のノズル列からなる別の特定のノズル群に対応する領域S2との間に、圧電アクチュエータ12の駆動に関与しない領域として、前記ノズル列が延在するノズル列方向Xに長い領域S3を有する。
つまり、図4(a)に示すように、特定のノズル群に対応する領域S1には、二列のノズル列に対応して個別電極21の列が二列形成され、他の特定のノズル群に対応する領域S2には、六列のノズル列に対応して個別電極21の列が六列形成されている。これらの領域S1,S2の間の、ノズル列方向に長い領域S3には、個別電極21、圧力室14Aaやノズル16aが設けられておらず、圧電アクチュエータ12の駆動に関与しない領域となっている。なお、前記特定のノズル群は、ブラックインク(顔料インク)の液滴を吐出するものであり、前記別の特定のノズル群は、カラーインク(染料インク)の液滴を吐出するものである。
また、キャビティユニット11のノズル面は、図4(b)に示すように、吐出機能を回復する回復時には、周知の回復装置の吸引キャップ31にて覆われるようになっており、この吸引キャップ31が、前記特定のノズル群を覆う第1のキャップ部31aと、前記他の特定のノズル群を覆う第2のキャップ部31bとを備える。そして、第1および大2のキャップ部31a,31bが前記ノズル群を覆った状態で、両キャップ部31a,31bを仕切る仕切り壁部31cが、前記2つのノズル列群の間の部分と重なるようになっている。そして、前記2つのノズル列群の間の部分に、積層方向Zから見て、領域S3(圧電アクチュエータ12の駆動に関与しない領域)が対向している。
この圧電アクチュエータ12の駆動に関与しない領域S3には、図4(a)に示すように、(i)圧電層12aの厚さ方向の静電容量(第1の静電容量C1)、(ii)圧電層12b
の厚さ方向の静電容量(第2の静電容量C2)、(iii)第1および第2の圧電層12a,
12bの両層についての、面内方向の静電容量(第3の静電容量C3)、を測定するための測定手段41として、第1〜第3の駆動電極パターン42,43,44と定電位電極パターンとしてのグランド電極パターン45とが設けられている。第1〜第3の駆動電極パターン42,43,44と定電位電極パターンとしてグランド電極パターン45とに挟まれる部分が静電容量を形成することになる。
第1〜第3の駆動電極パターン42〜44の、領域S3に対する配置は、図4(a)および図5(a)〜(d)に示すように、積層方向Zから見て、ノズル列方向Xの一側に第1および第2の駆動電極パターン42,43が設けられ、他側に第3の駆動電極パターン44が設けられている。このように、圧電アクチュエータ12に対し、個別電極21や共通電極22が設けられ駆動に関与する領域S1,S2とは別の領域S3に対し、測定手段41として、第1〜第3の静電容量C1〜C3を測定するための駆動電極パターン42〜44およびグランド電極パターン45が組み込まれている。
具体的には、第1〜第3の駆動電極パターン42〜44とグランド電極パターン45は、領域S3において、図5(a)〜(d)に示すように、圧電アクチュエータ12の圧電層12a,12bに対し設けられている。
第1の圧電層12aの上面側においては、図5(a)に示すように、ノズル列方向Xの一側に第1の駆動電極パターン42の矩形状電極部42Aが設けられ、他側に第3の駆動電極パターン44の櫛状電極部44Aおよびそれに対応するグランド電極パターン45の櫛状電極部45Aが設けられている。この第3の駆動電極パターン44の櫛状電極部44Aは、ノズル列方向Xに直交する方向Y(図4(a)参照)に延びる複数の測定電極部44Aaと、ノズル列方向Xに延び測定電極部44Aaが接続される接続電極部44Abとを有する。この櫛状電極部44Aの測定電極部44Aaと間隔を存在させて、グランド電極パターン45の櫛状電極部45Aの測定電極部45Aaが配置され、これらの測定電極部45Aaが、駆動電極パターン44の接続電極部45Abと反対側において、ノズル列方向Xに延びる接続電極部45Abに接続されている。櫛状電極部44A,45A(第3の駆動電極パターン44およびグランド電極パターン45)の接続電極部44Ab,45Abの、第1の駆動電極パターン42の矩形状電極部42A側の端部には、接続端子部44Ac,45Acがそれぞれ設けられている。そして、櫛状電極部45A(グランド電極パターン45)の接続端子部45Acに隣接して第1の駆動電極パターン42の接続端子部42Acが配置され、この接続端子部42Acと第3の駆動電極パターン44の接続端子部44Acとの間に、第2の駆動電極パターン43の接続端子部43Acが配置されている。このように接続端子部42Ac,43Ac,44Ac,45Acが積層方向Zから見て、矩形状電極部42A(第1の駆動電極パターン42)が設けられている部分と、櫛状電極部44A(第3の駆動電極パターン44)およびそれに対応する櫛状電極部45A
(グランド電極パターン45)が設けられている部分との間に配置されている。なお、キャビティユニット11には、駆動電極パターン42〜44に電圧が印加され、グランド電極パターン45との間に電位差が生じたときの、圧電層12a,12bの変形を拘束しないように空所11a,11bが形成されている。
第1の圧電層12aの下面側(第2の圧電層12bの上面側)においては、図5(b)に示すように、ノズル列方向Xの一側に、グランド電極パターン45の矩形状電極部45BBが設けられ、他側に第3の駆動電極パターン44の櫛状電極部44Bおよびそれに対応するグランド電極パターン45の櫛状電極部45Bが設けられている。グランド電極パターン45の矩形状電極部45BBは、第1の駆動電極パターン42の矩形状電極部42Aに積層方向Zにおいて対向して設けられている。矩形状電極部45BBおよび櫛状電極部44B,45Bは、第1の圧電層12aの上面側の矩形状電極部42Aおよび櫛状電極部44A,45Aに積層方向Zにおいて対向して設けられている。そして、櫛状電極部44B,45Bは、測定電極部44Aa,45Aa、接続電極部44Ab,45Abおよび接続端子部44Ac,45Acに積層方向Zにおいて対向する測定電極部44Ba,45Ba、接続電極部44Bb,45Bbおよび中間電極部44Bc,45Bcを有する。また、第3の駆動電極パターン44の中間電極部44Bcに隣接して、第2の駆動電極パターン43の接続端子部43Acに積層方向Zにおいて対向する中間電極部42Bcが設けられている。
第2の圧電層12bの上面側においては、図5(c)に示すように、ノズル列方向Xの一側に、第2の駆動電極パターン43の矩形状電極部43Cが設けられ、他側に、第1の圧電層12aの上面側と同様に、第3の駆動電極パターン44の櫛状電極部44Cおよびそれに対応するグランド電極パターン45の櫛状電極部45Cが設けられている。矩形状電極部43Cは、第1の駆動電極パターン42の矩形状電極部42Aやグランド電極パターン45の矩形状電極部45BBに積層方向Zにおいて対向して設けられている。櫛状電極部44C,45Cは、櫛状電極部44A,45Aに積層方向Zにおいて対向して設けられ、測定電極部44Aa,45Aa、接続電極部44Ab,45Abおよび接続端子部44Ac,45Acに積層方向Zにおいて対向する測定電極部44Ca,45Ca、接続電極部44Cb,45Cbおよび下側電極部44Cc,45Ccを有する。また、第3の駆動電極パターン44の下側電極部44Ccに隣接して、第2の駆動電極パターン43の接続端子部43Acに積層方向Zにおいて対向する下側電極部43Ccが設けられている。
そして、第3の駆動電極パターン44およびグランド電極パターン45の測定電極部44Aa,44Ba,44Ca,45Aa,45Ba,45Caは、複数箇所において、内部電極が設けられた導電性スルーホール44d,45dにて電気的に接続されている。第2および第3の駆動電極パターン43,44およびグランド電極パターン45の接続端子部43Ac,44Ac,45Ac、中間電極部43Bc,44Bc,45Bcおよび下側電極部43Cc,44Cc,45Ccも、内部電極が設けられた導電性スルーホール43e,44e,45eにて電気的に接続されている。
以上のように、第1〜第3の駆動電極パターン42〜44およびグランド電極パターン45を設けたことにより、図5(a)〜(d)に示すように、第1の駆動電極パターン42は、グランド電極パターン45との間に第1の圧電層12aを挟むように設けられ、第1の圧電層12aの厚さ方向の静電容量を、第1の静電容量C1として測定できるようになっている。第2の駆動電極パターン43は、グランド電極パターン45との間に第2の圧電層12bを挟むように設けられ、第2の圧電層12bの厚さ方向の静電容量を、第2の静電容量C2として測定できるようになっている。第3の駆動電極パターン44は、第1の圧電層12aの上下面および第2の圧電層12bの下面にグランド電極パターン45とともに設けられ、第1および第2の圧電層12a,12bの両層についての、面内方向
の静電容量を、第3の静電容量C3として測定できるようになっている。なお、第1〜第3の駆動電極パターン42〜44とグランド電極パターン45との間の部分は、分極されている。つまり、第1および第2の駆動電極パターン42,43の矩形状電極部42A,43Cとグランド電極パターン45の矩形状電極部45BBとの間は圧電層12a,12bの厚さ方向において分極され、第3の駆動電極パターン44の櫛状電極部44A,44B,44Cとグランド電極パターン45の櫛状電極部45A,45B,45Cとの間は、面内方向において分極されている。
そして、第1および第2の駆動電極パターン42,43が設けられている部分と第3の駆動電極パターン44が設けられている部分との間に、キャビティユニット11と圧電アクチュエータ12とが積層される積層方向Zから見て、第1〜第3の駆動電極パターン42〜44およびグランド電極パターン45の接続端子部42c,43c,44c,45cが配置されている。
このように、第1〜第3の駆動電極パターン42〜44とグランド電極パターン44とが配置されたものにおいては、前述したように誘電率εおよび圧電層12a,12bの厚さt1,t2と相関がある第1〜第3の静電容量C1〜C3は、次の式で表せる。ここで、第1〜第3の駆動電極パターン42〜44の専有面積は、それぞれ駆動電極21の専有面積よりも大きいので、個別電極21と共通電極22を用いて静電容量C1〜C3を測定する場合よりも精度よく検出できる。

C1=ε・A1/t1
C2=ε・A2/t2
C3=ε・(t1+t2)・L/G

ε :誘電率
t1:第1の圧電層12a(活性層)の厚さ(図5(d)参照)
t2:第2の圧電層12b(拘束層)の厚さ(図5(d)参照)
A1:第1の駆動電極パターン42の電極面積
A2:第2の駆動電極パターン43の電極面積
L :第3の駆動電極パターン44とグランド電極パターン45との間に形成される
間隔の長さ(図5(a)での線分Lの長さ)
G :第3の駆動電極パターン44とグランド電極パターン45との距離(図5(a)参照)

よって、第1〜第3の静電容量は、誘電率εと第1および第2の圧電層12a,12bの厚さt1,t2との間に相関があり、それらよりも測定が容易であるので、第1〜第3の静電容量を測定すれば、ノズル16aからの液滴を設定吐出速度で吐出させるために個別電極21に印加する必要がある駆動電圧V10(設定吐出速度10m/sでノズル16aから液滴を吐出させるのに必要な駆動電圧)を簡単に予測することができる。
続いて、第1〜第3の静電容量C1〜C3に基づき、設定吐出速度(例えば吐出速度10m/s)で吐出できる駆動電圧V10の予測方法について説明する。ここで、第1〜第3の工程は、第4の工程に先立って行えばよく、第1〜第3の工程の順番は前後してもよいのはもちろんである。なお、静電容量は、インピーダンスアナライザーを用いて、駆動電圧パターン42〜44の接続端子部42c,43c,44cとグランド電極パターン45の接続端子部45cとの間に一定周期の電圧を加えたときの電流値から求める方法などにより測定される。
(準備工程)
まず、前記駆動電圧V10を予測するための準備段階として、複数のインクジェットヘ
ッド(液滴吐出ヘッド)に対して、第1〜第3の静電容量C1〜C3を測定するとともに実際に液滴を、設定吐出速度(例えば吐出速度10m/s)で吐出できる駆動電圧V10を測定し、これらの測定値に基づいて、前記第1〜第3の静電容量C1〜C3と設定吐出速度で吐出できる駆動電圧V10との関係を、例えば表1に例示するように表(テーブル)で表すか、あるいは測定値に基づき前述したように実験式を作成する。このように実際の測定値を用いて作成した表や実験式を用いるので、製造誤差(圧電層12a,12bの厚さt1,t2のバラツキなど)があることの影響が打ち消される。
Figure 2010155405
第1〜第3の静電容量C1〜C3を測定し、それから前記表1を参照すれば、測定した第1〜第3の静電容量C1〜C3に基づき、設定吐出速度となるために圧電アクチュエータ12に印加すべき駆動電圧V10を予測することができる。この場合、静電容量C1,C2,C3の測定値に対応する近似値が、選択した表に存在しない場合があることを考慮して、前記表1を作成するために用いるヘッドの数を増やすことも可能である。
また、前記表1にしめすような準備工程での測定データから、静電容量C1,C2,C3を変数として、駆動電圧V10を表す実験式(関係式)を求めると、次の式となるので、この式を用いて駆動電圧V10を予測することもできる。
Figure 2010155405
この実験式を用いて予測する場合には、第1〜第3の静電容量C1〜C3をまず測定し、その測定値を前記実験式に代入することで、必要とする駆動電圧V10を予測(決定)することができる。
また、前述した表1のほか、次の表2〜表4に示すように、1つの静電容量例えば第3の静電容量C3をパラメータとして、複数種類の表を作成することも可能である。この場合には、測定値の1つである第3の静電容量C3に基づき、使用すべき表を、表2〜4の中から選択し、その選択した表により、第2および第3の静電容量C1,C2に基づき、駆動電圧V10を予測することもできる。この表2〜表4を用いる場合も、表の数をもっと増やすことも可能であるし、前記実験式を併用することも可能である。
Figure 2010155405
Figure 2010155405
Figure 2010155405
これにより、駆動電圧V10を予測するための準備が終了する。
(第1の工程)
駆動電圧V10を印加して、設定吐出速度(例えば吐出速度10m/s)で吐出使用とするヘッドについて、インク(液体)を充填する前に、第1の圧電層12aについての、厚さ方向の静電容量である第1の静電容量C1を測定する。
(第2の工程)
同様に、第2の圧電層12aについての、厚さ方向の静電容量である第2の静電容量C2を測定する。
(第3の工程)
同様に、第1および第2の圧電層12a,12bの両層についての、面内方向の静電容量である第3の静電容量C3を測定する。
(第4の工程)
測定された第1〜第3の静電容量C1〜C3に基づき、各圧力室14Aaに対応するノズル16aからインクを設定吐出速度で吐出させる駆動電圧V10を予測する。
前記第1〜第3の工程で順不同で測定された第1〜第3の静電容量C1〜C3と、前記準備工程で作成された表1〜表4(テーブル)あるいは前記実験式とを用いて、ノズル16aからの設定吐出速度でインクを吐出させる駆動電圧V10を予測する。
このようにして予測された駆動電圧V10を利用して、圧電アクチュエータの合否判定や、ヘッドの駆動電圧の決定を行うことができる。
この点についてさらに詳述すると、前記表1を用いて予測する場合には、第1〜第3の静電容量C1〜C3の測定値の近似値が、前記表1に存在しない場合があり、前記表2〜表4を用いて予測する場合には、第1および第2の静電容量C2,C3の測定値の近似値が、選択した表に存在しない場合があるので、そのような場合には前記実験式を併用して駆動電圧V10を予測するようにしてもよい。つまり、表1や表2〜4のみから駆動電圧V10を予測できない場合には、前記実験式を用いて駆動電圧V10を求めるようにすることができる。
前記実施の形態では、第1〜第3の静電容量C1〜C3を測定する測定手段41として、第3の駆動電極パターン44およびグランド電極パターン45の測定電極部44Aa,44Ba,44Ca,45Aa,45Ba,45Caがノズル列方向Xに直交する方向Yに延びるように設けているが、図6および図7(a)〜(d)に示すように、第1〜第3の静電容量C1〜C3を測定する測定手段51として、第1〜第3の駆動電極パターン52〜54およびグランド電極パターン55を設け、第3の駆動電極パターン54およびグランド電極パターン55の測定電極部54Aa,54Ba,54Ca,55Aa,55Ba,55Caがノズル列方向Xに平行に延びるように設けることも可能である。なお、キャビティユニット11には、駆動電極パターン52と駆動電極パターン53Cの矩形状電極部53Cとに電圧が印加され、グランド電極パターン55の矩形状電極部55BBとの
間に電位差が生じたときの変形を吸収できるように空所11cが形成されている。
この場合は、第1の圧電層12aの上面側においては、図7(a)に示すように、ノズル列方向Xの一側に矩形状の第1の駆動電極パターン52が設けられ、他側に第3の駆動電極パターン54のコ字状電極部54Aおよびそれに対応するグランド電極パターン55のコ字状電極部55Aが設けられている。この第3の駆動電極パターン54のコ字状電極部54Aは、ノズル列方向Xに延びる複数の測定電極部54Aaと、ノズル列方向Xに直交する方向に延び測定電極部54Aaが接続される接続電極部54Abとを有する。このコ字状電極部54Aの測定電極部54Aaと間隔を存在させて、グランド電極パターン55のコ字状電極部55Aの測定電極部55Aaが配置され、これらの測定電極部55Aaが、駆動電極パターン54の電極本体部55Aと反対側においてノズル列方向Xに直交する方向に延びる接続電極部55Abに接続されている。コ字状電極部54A,55A(第3の駆動電極パターン54およびグランド電極パターン55)の接続電極部54Ab、55Abの、第1の駆動電極パターン52側の端部には、接続端子部54Ac,55Acが設けられている。これら両接続端子部54Ac,55Acの間に、第2の駆動電極パターン53の接続端子部53Acが配置されている。このように接続端子部53Ac,54Ac,55Acが、第1の駆動電極パターン52が設けられている部分と第3の駆動電極パターン54およびそれに対応するグランド電極パターン55が設けられている部分との間に、積層方向Zから見て、第1〜第3の駆動電極パターン52〜54およびグランド電極パターン55の接続端子部53Ac〜55Acが配置されている。
第1の圧電層12aの下面側(第2の圧電層12bの上面側)においては、図7(b)に示すように、ノズル列方向Xの一側に、第1の駆動電極パターン52に対応してグランド電極パターン55の矩形状電極部55Bが設けられ、他側に第3の駆動電極パターン54のコ字状電極部54Bおよびそれに対応するグランド電極パターン55のコ字状電極部55Bが設けられている。矩形状電極部55BBは、積層方向Zにおいて対向して設けられ、コ字状電極部54B,55Bは、圧電層12aの上面側に設けられるコ字状電極部54A,55Bに積層方向Zにおいて対向して設けられ、測定電極部54Aa,55Aa、接続電極部54Ab,55Abおよび接続端子部54Ac,55Acに積層方向Zにおいて対向する測定電極部54Ba,55Ba、接続電極部54Bb,55Bbおよび中間電極部54Bc,55Bcを有する。また、中間電極部54Bc,55Bcの間に、第2の駆動電極パターン53の接続端子部53Acに積層方向Zにおいて対向する中間電極部53Bcが設けられている。
第2の圧電層12bの上面側においては、図5(c)に示すように、ノズル列方向Xの一側に、第2の駆動電極パターン53の矩形状電極部53Cが設けられ、他側に、第1の圧電層12aの上面側と同様に、第3の駆動電極パターン54のコ字状電極部54Cおよびそれに対応するグランド電極パターン55のコ字状電極部55Cが設けられている。第2の駆動電極パターン53の矩形状電極部53Cは、第1の駆動電極パターン52やグランド電極パターン55の矩形状電極部55BBに積層方向Zにおいて対向して設けられている。また、コ字状電極部54C,55Cは、第1の圧電層12aの上面側に設けられるコ字状電極部54A,55Aに積層方向Zにおいて対向して設けられ、測定電極部54Aa,55Aa、接続電極部54Ab,55Abおよび接続端子部54Ac,55Acに積層方向Zにおいて対向する下側電極部54Cc,55Ccを有する。また、下側電極部54Cc,55Ccの間に、第2の駆動電極パターン53の接続端子部53Acに積層方向Zにおいて対向する下側電極部53Ccが設けられている。
そして、第3の駆動電極パターン54およびグランド電極パターン55の測定電極部54Aa,54Ba,54Ca,55Aa,55Ba,55Caは、複数箇所において、内部電極が設けられた導電性スルーホール54d,55dにて電気的に接続されている。第
2および第3の駆動電極パターン53,54およびグランド電極パターン55の接続端子部53Ac,54Ac,55Ac、中間電極部53Bc,54Bc,55Bcおよび下側電極部53Cc,54Cc,55Ccも、内部電極が設けられた導電性スルーホール53e,54e,55eにて電気的に接続されている。
そして接続端子部53c,54c,55cが、積層方向Zから見て、第1の駆動電極パターン52が設けられている部分と第3の駆動電極パターン54およびそれに対応するグランド電極パターン55が設けられている部分との間に配置されている。
この実施の形態の場合も、前述した実施の形態と同様に、第1〜第3の駆動電極パターンおよびグランド電極パターン55を設けたことにより、図7(a)〜(d)に示すように、第1の駆動電極パターン52は、グランド電極パターン55との間に第1の圧電層12aを挟むように設けられ、第1の圧電層12aの厚さ方向の静電容量を、第1の静電容量C1として測定できるようになっている。第2の駆動電極パターン53は、グランド電極パターン55との間に第2の圧電層12bを挟むように設けられ、第2の圧電層12bの厚さ方向の静電容量を、第2の静電容量C2として測定できるようになっている。第3の駆動電極パターン54は、第1の圧電層12aの上下面および第2の圧電層の下面にグランド電極パターンとともに設けられ、第1および第2の圧電層12a,12bの両層についての、面内方向の静電容量を、第3の静電容量C3として測定できるようになっている。
第1〜第3の静電容量を測定した後は、前述した実施の形態と同様に、準備工程で作成された表1〜表4(テーブル)あるいは前記実験式とを用いて、ノズル16aからの設定吐出速度でインクを吐出させる駆動電圧V10を予測し、この予測した駆動電圧V10を利用して、圧電アクチュエータの合否判定や、ヘッドの駆動電圧の決定を行うことができる。
前述したほか、本発明は、次のように変更して実施することもできる。
(i)本発明は、液体吐出ヘッドがインクジェットヘッドである場合に限定されるもので
はなく、着色液を微小液滴として塗布、あるいは導電液を吐出して配線パターンを形成するなどの他の液体吐出ヘッドにも適用することができる。
(ii)本発明は、記録用紙に代えて、樹脂、布などの各種の記録媒体を用いることができ、また吐出する液体としてはインクだけでなく、着色液、機能液などの各種のものを用いることができる。
図1(a)は本発明の実施の形態にかかるインクジェットプリンタ(液滴吐出装置)の概略構成を示す概略構成図、図1(b)は本発明にかかるキャビティユニット、圧電アクチュエータおよびフレキシブル配線板(COP)の関係を示す説明図である。 キャビティユニットの上側に圧電アクチュエータを貼り付けた状態を示す斜視図である。 キャビティユニットを、構成要素である各プレートに分解し、それらを振動板と共に示す図である。 本発明に係る圧電アクチュエータを、キャビティユニット上に接合した状態を示し、(a)は平面図、(b)は側面図、(c)は図4(a)のC−C線における断面図である。 駆動電極パターンとグランド電極パターンとの位置関係を示し、(a)は第1の圧電層の上面を示す図、(b)は第1の圧電層の下面を示す図、(c)は第2の圧電層の上面を示す図、(d)は図5(a)のD−D線における断面図である。 他の実施の形態についての図4(a)と同様の図である。 他の実施の形態についての駆動電極パターンとグランド電極パターンとの位置関係を示し、(a)は第1の圧電層の上面を示す図、(b)は第1の圧電層の下面を示す図、(c)は第2の圧電層の上面を示す図、(d)は図7(a)のE−E線における断面図である。
符号の説明
1 インクジェットプリンタ
3 インクジェットヘッド
12 圧電アクチュエータ
12a 第1の圧電層
12b 第2の圧電層
14Aa 圧力室
16a ノズル
21 個別電極
22 共通電極
41,45 測定手段
42 第1の駆動電極パターン
42c,43c,44c,45c 接続端子部
43 第2の駆動電極パターン
44 第3の駆動電極パターン
44Aa,44Ba,44Ca,45Aa,45Ba,45Ca 測定電極部
45 グランド電極パターン
52 第1の駆動電極パターン
53c,54c,55c 接続端子部
53 第2の駆動電極パターン
54 第3の駆動電極パターン
54Aa,54Ba,54Ca,55Aa,55Ba,55Ca 測定電極部
55 グランド電極パターン
S1〜S3 領域

Claims (9)

  1. 液滴を吐出する複数のノズルおよび各ノズルにそれぞれ対応する複数の圧力室を備えたキャビティユニットと、前記複数の圧力室内の液体に対して選択的に圧力を付与する圧電アクチュエータとを備え、
    前記圧電アクチュエータが、活性層となる第1の圧電層と、この第1の圧電層に積層された拘束層となる第2の圧電層とを有し、前記第1の圧電層の一方の面には、前記複数の圧力室にそれぞれ個別に対向する複数の個別電極が設けられ、他方の面には、前記複数の圧力室に共通に対向する共通電極がそれぞれ設けられ、前記個別電極に駆動電圧を印加して前記圧力室内の液体に対して圧力を付与する液滴吐出ヘッドの駆動電圧予測方法であって、
    前記第1の圧電層についての、厚さ方向の静電容量である第1の静電容量を測定する第1の工程と、
    前記第2の圧電層についての、厚さ方向の静電容量である第2の静電容量を測定する第2の工程と、
    前記第1および前記第2の圧電層の両層についての、面内方向の静電容量である第3の静電容量を測定する第3の工程と、
    測定された前記第1〜第3の静電容量に基づき、前記各圧力室に対応するノズルから液滴を設定吐出速度で吐出させる前記駆動電圧を予測する第4の工程とを備えることを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動電圧予測方法。
  2. 複数の液滴吐出ヘッドに対して、前記第1〜第3の静電容量を測定するとともに実際に液滴を吐出させて前記設定吐出速度で吐出する駆動電圧を測定し、これらの測定値に基づいて、前記第1〜第3の静電容量と前記駆動電圧との関係を示すテーブルあるいは関係式を作成する準備工程を有しており、
    前記第4の工程は、前記第1〜第3の工程で測定された前記第1〜第3の静電容量と、前記準備工程で作成された前記テーブルあるいは前記関係式を用いて、前記駆動電圧を予測することを特徴とする請求項1記載の液滴吐出ヘッドの駆動電圧予測方法。
  3. 前記第1〜第3の静電容量を測定するための駆動電極パターンおよび定電位電極パターンが前記圧電アクチュエータに対し組み込まれていることを特徴とする請求項1または2記載の液滴吐出ヘッドの駆動電圧予測方法。
  4. 液滴を吐出する複数のノズルおよび各ノズルにそれぞれ対応する複数の圧力室を備えたキャビティユニットと、前記複数の圧力室内の液体に対して選択的に圧力を付与する圧電アクチュエータとを備え、
    前記圧電アクチュエータが、活性層となる第1の圧電層と、この第1の圧電層に積層された拘束層となる第2の圧電層とを有し、前記第1の圧電層の一方の面には、前記複数の圧力室にそれぞれ個別に対向する複数の個別電極が設けられ、他方の面には、前記複数の圧力室に共通に対向する共通電極がそれぞれ設けられ、前記個別電極に駆動電圧を印加して前記圧力室内の液体に対して圧力を付与する液滴吐出ヘッドであって、
    前記圧電アクチュエータは、前記第1の圧電層の静電容量を、第1の静電容量として検出するために定電位電極パターンとの間に前記第1の圧電層を挟むように設けられた第1の駆動電極パターンと、
    前記第2の圧電層の静電容量を、第2の静電容量として検出するために定電位電極パターンとの間に前記第2の圧電層を挟むように設けられた第2の駆動電極パターンと、
    前記第1および第2の圧電層の両層についての、面内方向の静電容量を、第3の静電容
    量として検出するために前記第1の圧電層の上下面および前記第2の圧電層の下面に定電位電極パターンとともに設けられた第3の駆動電極パターンとを備え、
    前記第1〜第3の駆動電極パターンおよび定電位電極パターンは、前記圧電アクチュエータの駆動に関与しない領域に配置されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
  5. 前記圧電アクチュエータの駆動に関与しない領域は、一以上のノズル列からなる特定のノズル群に対応する領域と、この領域のノズル列と平行に配列された一以上のノズル列からなる別の特定のノズル群に対応する領域との間の、前記ノズル列が延在するノズル列方向に長い領域であることを特徴とする請求項4記載の液滴吐出ヘッド。
  6. 前記圧電アクチュエータの駆動に関与しない領域には、前記キャビティユニットと前記圧電アクチュエータとが積層される方向から見て、前記ノズル列方向の一側に前記第1および第2の駆動電極パターンが、他側に前記第3の駆動電極パターンがそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項5記載の液滴吐出ヘッド。
  7. 前記第3の静電容量として検出するために設けられた前記第3の駆動電極パターンおよび定電位電極パターンは、それぞれ、前記ノズル列方向あるいは前記ノズル列方向に直交する方向に延びる複数の測定電極部を有し、
    前記キャビティユニットと前記圧電アクチュエータとが積層される方向から見て、前記第3の駆動電極パターンの測定電極部と前記定電位電極パターンの測定電極部とが交互に間隔を存在させて設けられていることを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
  8. 前記第1〜第3の駆動電極パターンは、それぞれ前記駆動電極よりも専有面積が大きいことを特徴とする請求項4〜7のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
  9. 前記第1および第2の駆動電極パターンが設けられている部分と前記第3の駆動電極パターンが設けられている部分との間に、前記キャビティユニットと前記圧電アクチュエータとが積層される方向から見て、前記第1〜第3の駆動電極パターンおよび定電位電極パターンの接続端子部が配置されていることを特徴とする請求項6〜8のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
JP2008335682A 2008-12-29 2008-12-29 液滴吐出ヘッドおよびその駆動電圧予測方法 Pending JP2010155405A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008335682A JP2010155405A (ja) 2008-12-29 2008-12-29 液滴吐出ヘッドおよびその駆動電圧予測方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008335682A JP2010155405A (ja) 2008-12-29 2008-12-29 液滴吐出ヘッドおよびその駆動電圧予測方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010155405A true JP2010155405A (ja) 2010-07-15

Family

ID=42573671

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008335682A Pending JP2010155405A (ja) 2008-12-29 2008-12-29 液滴吐出ヘッドおよびその駆動電圧予測方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010155405A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6130611B1 (ja) 流路部材、液体吐出ヘッドおよび記録装置
JP3693115B2 (ja) アクチュエータ装置及び液体噴射ヘッド並びにそれらの検査方法
US9751307B2 (en) Piezoelectric device, liquid ejection head, and liquid ejection apparatus
JP6492756B2 (ja) 液体吐出装置
JP6447051B2 (ja) 液体吐出ヘッド、液体吐出ヘッドの製造方法、画像形成装置
JPWO2015125865A1 (ja) 液体吐出ヘッド、およびそれを用いた記録装置
CN109641458B (zh) 液体喷出头及记录装置
JP5163784B2 (ja) 液滴噴射装置及び液体移送装置
JP2015150881A (ja) 液体吐出ヘッド、およびそれを用いた記録装置
JP6224499B2 (ja) 圧電素子およびそれを用いた液体吐出ヘッド、ならびに記録装置
JP2010155407A (ja) 液滴吐出ヘッド
JP6409633B2 (ja) 液体吐出装置
JP2010155405A (ja) 液滴吐出ヘッドおよびその駆動電圧予測方法
JP5012843B2 (ja) 液体吐出ヘッドの製造方法
JP6169925B2 (ja) 液体吐出ヘッドおよびそれを用いた記録装置
JP2003326723A (ja) アクチュエータ装置の検査方法及びインクジェット式記録ヘッドの検査方法
JP6131333B2 (ja) 圧電基板、およびそれを用いたアセンブリ、液体吐出ヘッド、ならびに記録装置
JP6616146B2 (ja) 液体吐出ヘッド用の流路部材、ならびにそれを用いた、液体吐出ヘッドおよびに記録装置
JP5134218B2 (ja) 液滴噴射装置及び液体移送装置
JP2010155406A (ja) 液滴吐出ヘッドおよびその誘電率測定方法
JP6131864B2 (ja) 液体吐出装置、及び、液体吐出装置の製造方法
JP4265981B2 (ja) インクジェットヘッドの製造方法
JP5974555B2 (ja) 圧電アクチュエータの駆動信号決定方法、及び、液体吐出装置
JP2009107255A (ja) 液滴吐出ヘッドの不良ノズル検出方法
US10647116B2 (en) Liquid ejection head and recording apparatus