JP2012091445A

JP2012091445A - 液体吐出ヘッドおよびそれを用いた記録装置

Info

Publication number: JP2012091445A
Application number: JP2010242096A
Authority: JP
Inventors: Shuzo Iwashita; 修三岩下
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2010-10-28
Filing date: 2010-10-28
Publication date: 2012-05-17
Anticipated expiration: 2030-10-28
Also published as: JP5665478B2

Abstract

【課題】駆動劣化の生じ難い液体吐出ヘッドおよび記録装置を提供する。
【解決手段】複数の液体加圧室１０および複数の液体吐出孔８を有する流路部材４上に、複数の液体加圧室１０を覆うように圧電アクチュエータユニット２１が積層されている液体吐出ヘッドであって、圧電アクチュエータユニット２１は、流路部材４側から振動板２１ａ、共通電極３４、圧電体２１ｂおよび複数の個別電極３５の順に積層されているとともに、平面視したとき、複数の個別電極３５はそれぞれ複数の液体加圧室１０と重なるように配置されており、複数の液体加圧室１０の中央に位置している、個別電極３５と共通電極３４とに挟まれている圧電体２１ａの中央領域５５は、積層方向に分極されており、中央領域５５の周囲の周囲領域５６は、中央領域５５と逆方向に分極されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、液滴を吐出させる液体吐出ヘッドおよびそれを用いた記録装置に関するものである。

近年、インクジェットプリンタやインクジェットプロッタなどの、インクジェット記録方式を利用した印刷装置が、一般消費者向けのプリンタだけでなく、例えば電子回路の形成や液晶ディスプレイ用のカラーフィルタの製造、有機ＥＬディスプレイの製造といった工業用途にも広く利用されている。

このようなインクジェット方式の印刷装置には、液体を吐出させるための液体吐出ヘッドが印刷ヘッドとして搭載されている。この種の印刷ヘッドには、インクが充填されたインク流路内に加圧手段としてのヒータを備え、ヒータによりインクを加熱、沸騰させ、インク流路内に発生する気泡によってインクを加圧し、インク吐出孔より、液滴として吐出させるサーマルヘッド方式と、インクが充填されるインク流路の一部の壁を変位素子によって屈曲変位させ、機械的にインク流路内のインクを加圧し、インク吐出孔より液滴として吐出させる圧電方式が一般的に知られている。

また、このような液体吐出ヘッドには、記録媒体の搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に液体吐出ヘッドを移動させつつ記録を行なうシリアル式、および記録媒体より主走査方向に長い液体吐出ヘッドを固定した状態で、副走査方向に搬送されてくる記録媒体に記録を行なうライン式がある。ライン式は、シリアル式のように液体吐出ヘッドを移動させる必要がないので、高速記録が可能であるという利点を有する。

シリアル式、ライン式のいずれの方式の液体吐出ヘッドであっても、液滴を高い密度で印刷するには、液体吐出ヘッドに形成されている、液滴を吐出する液体吐出孔の密度を高くする必要がある。

そこで液体吐出ヘッドを、マニホールドおよびマニホールドから複数の液体加圧室をそれぞれ介して繋がる液体吐出孔を有した流路部材と、前記液体加圧室をそれぞれ覆うように設けられた、複数の個別電極と複数の個別電極に対向している共通電極とそれらに挟まれている圧電セラミック層とを含む複数の変位素子を有する圧電アクチュエータユニットとを積層して構成したものが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。この液体吐出ヘッドでは、複数の液体吐出孔にそれぞれ繋がった液体加圧室がマトリックス状に配置され、それを覆うように設けられたアクチュエータユニットの変位素子を圧電体の変形により変位させることで、各液体吐出孔からインクを吐出させ、主走査方向に６００ｄｐｉの解像度で印刷が可能とされている。

特開２００３−３０５８５２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の液体吐出ヘッドにおいて液体の吐出を行なうために変位素子を駆動すると、変位素子の周囲の圧電体に応力が加わり、吐出を繰り返すと、変位素子の周囲の圧電体の形状が初期の形状とは異なった形状になってしまい、その結果、
変位素子に初期の状態とは異なる圧力が加わって、変位が小さくなる駆動劣化が起きるという問題があった。

したがって、本発明の目的は、駆動劣化の生じ難い液体吐出ヘッドおよび記録装置を提供することにある。

本発明の液体吐出ヘッドは、複数の液体加圧室および該複数の液体加圧室にそれぞれ繋がっている複数の液体吐出孔を有する流路部材上に、前記複数の液体加圧室を覆うように圧電アクチュエータユニットが積層されている液体吐出ヘッドであって、前記圧電アクチュエータユニットは、前記流路部材側から振動板、共通電極、圧電体および複数の個別電極の順に積層されているとともに、平面視したとき、前記複数の個別電極はそれぞれ前記複数の液体加圧室と重なるように配置されており、前記複数の液体加圧室の中央に位置している、前記個別電極と前記共通電極とに挟まれている前記圧電体の中央領域は、積層方向に分極されており、前記個別電極と前記共通電極とに挟まれている前記圧電体の前記中央領域の周囲の周囲領域は、前記中央領域と逆方向に分極されていることを特徴とする。

平面視したとき、前記中央領域の面積が、前記液体加圧室の面積の０．４５〜１倍であることが好ましい。

平面視したとき、前記中央領域と前記周囲領域とを併せた領域は、形状が前記液体加圧室の形状と略相似であるとともに、面積が前記液体加圧室の面積の１．４４倍以下であることが好ましい。

平面視したとき、前記個別電極は、個別電極本体と該個別電極本体から引き出されており、外部配線と電気的に接続される引出電極とを含んでおり、前記引出電極と前記共通電極とに挟まれている前記圧電体の中央に位置している中央領域は、前記中央領域と同じ方向に分極されているとともに、前記引出電極と前記共通電極に挟まれた前記圧電体の周囲の領域は、前記周囲領域と同じ方向に分極されていることが好ましい。

平面視したとき、前記個別電極と前記共通電極とに挟まれている前記圧電体の前記中央領域と前記個別電極と前記共通電極とに挟まれている前記圧電体の前記周囲領域とを併せた領域は、形状が前記液体加圧室の形状と略相似であるとともに、面積が前記液体加圧室の面積の１倍以上であり、前記個別電極の前記液体加圧室と重ならない位置で外部配線と電気的に接続されることが好ましい。

また、本発明の記録装置は、前記液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記液体吐出ヘッドおよび前記搬送部を制御する制御部とを備えていることを特徴とする。

本発明の液体吐出ヘッドによれば、平面視したときに、液体加圧室の周囲に位置する圧電体に、変位する際の応力が小さくなるので、液体吐出ヘッドに駆動劣化が生じ難い。

また、本発明の記録装置によれば、長期間使用しても初期の記録精度を維持させることができる。

本発明の一実施の形態に係る記録装置であるプリンタの概略構成図である。図１の液体吐出ヘッドを構成するヘッド本体を示す平面図である。図２の一点鎖線に囲まれた領域の拡大図である。図２の一点鎖線に囲まれた領域の拡大図であり、説明のため一部の流路を省略した図である。（ａ）は、図３のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）と直交する方向の縦断面の要部である。（ａ）（ｂ）は、本発明の一実施の形態に係る個別電極の形状を示した平面図である。（ａ）（ｂ）（ｃ）は、本発明の一実施の形態に係る個別電極の形状を示した平面図である。（ａ）〜（ｅ）は、駆動劣化を説明する模式図である。（ａ）〜（ｅ）は、本発明の一実施の形態に係る液体吐出ヘッドの作製方法を示す図である。

図１は、本発明の一実施形態である記録装置であるカラーインクジェットプリンタの概略構成図である。このカラーインクジェットプリンタ１（以下、プリンタ１とする）は、４つの液体吐出ヘッド２を有している。これらの液体吐出ヘッド２は、印刷用紙Ｐの搬送方向に沿って並べられ、プリンタ１に固定されている。液体吐出ヘッド２は、図１の手前から奥へ向かう方向に細長い形状を有している。

プリンタ１には、印刷用紙Ｐの搬送経路に沿って、給紙ユニット１１４、搬送ユニット１２０および紙受け部１１６が順に設けられている。また、プリンタ１には、液体吐出ヘッド２や給紙ユニット１１４などのプリンタ１の各部における動作を制御するための制御部１００が設けられている。

給紙ユニット１１４は、複数枚の印刷用紙Ｐを収容することができる用紙収容ケース１１５と、給紙ローラ１４５とを有している。給紙ローラ１４５は、用紙収容ケース１１５に積層して収容された印刷用紙Ｐのうち、最も上にある印刷用紙Ｐを１枚ずつ送り出すことができる。

給紙ユニット１１４と搬送ユニット１２０との間には、印刷用紙Ｐの搬送経路に沿って、二対の送りローラ１１８ａおよび１１８ｂ、ならびに、１１９ａおよび１１９ｂが配置されている。給紙ユニット１１４から送り出された印刷用紙Ｐは、これらの送りローラによってガイドされて、さらに搬送ユニット１２０へと送り出される。

搬送ユニット１２０は、エンドレスの搬送ベルト１１１と２つのベルトローラ１０６および１０７を有している。搬送ベルト１１１は、ベルトローラ１０６および１０７に巻き掛けられている。搬送ベルト１１１は、２つのベルトローラに巻き掛けられたとき所定の張力で張られるような長さに調整されている。これによって、搬送ベルト１１１は、２つのベルトローラの共通接線をそれぞれ含む互いに平行な２つの平面に沿って、弛むことなく張られている。これら２つの平面のうち、液体吐出ヘッド２に近い方の平面が、印刷用紙Ｐを搬送する搬送面１２７である。

ベルトローラ１０６には、図１に示されるように、搬送モータ１７４が接続されている。搬送モータ１７４は、ベルトローラ１０６を矢印Ａの方向に回転させることができる。また、ベルトローラ１０７は、搬送ベルト１１１に連動して回転することができる。したがって、搬送モータ１７４を駆動してベルトローラ１０６を回転させることにより、搬送ベルト１１１は、矢印Ａの方向に沿って移動する。

ベルトローラ１０７の近傍には、ニップローラ１３８とニップ受けローラ１３９とが、
搬送ベルト１１１を挟むように配置されている。ニップローラ１３８は、図示しないバネによって下方に付勢されている。ニップローラ１３８の下方のニップ受けローラ１３９は、下方に付勢されたニップローラ１３８を、搬送ベルト１１１を介して受け止めている。２つのニップローラは回転可能に設置されており、搬送ベルト１１１に連動して回転する。

給紙ユニット１１４から搬送ユニット１２０へと送り出された印刷用紙Ｐは、ニップローラ１３８と搬送ベルト１１１との間に挟み込まれる。これによって、印刷用紙Ｐは、搬送ベルト１１１の搬送面１２７に押し付けられ、搬送面１２７上に固着する。そして、印刷用紙Ｐは、搬送ベルト１１１の回転に従って、液体吐出ヘッド２が設置されている方向へと搬送される。なお、搬送ベルト１１１の外周面１１３に粘着性のシリコンゴムによる処理を施してもよい。これにより、印刷用紙Ｐを搬送面１２７に確実に固着させることができる。

４つの液体吐出ヘッド２は、搬送ベルト１１１による搬送方向に沿って互いに近接して配置されている。各液体吐出ヘッド２は、下端に液体吐出ヘッド本体１３を有している。液体吐出ヘッド本体１３の下面には、液体を吐出する多数の液体吐出孔８が設けられている（図３参照）。

１つの液体吐出ヘッド２に設けられた液体吐出孔８からは、同じ色の液滴（インク）が吐出されるようになっている。各液体吐出ヘッド２の液体吐出孔８は一方方向（印刷用紙Ｐと平行で印刷用紙Ｐ搬送方向に直交する方向であり、液体吐出ヘッド２の長手方向）に等間隔で配置されているため、一方方向に隙間なく印刷することができる。各液体吐出ヘッド２から吐出される液体の色は、それぞれ、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）である。各液体吐出ヘッド２は、液体吐出ヘッド本体１３の下面と搬送ベルト１１１の搬送面１２７との間にわずかな隙間をおいて配置されている。

搬送ベルト１１１によって搬送された印刷用紙Ｐは、液体吐出ヘッド２と搬送ベルト１１１との間の隙間を通過する。その際に、液体吐出ヘッド２を構成する液体吐出ヘッド本体１３から印刷用紙Ｐの上面に向けて液滴が吐出される。これによって、印刷用紙Ｐの上面には、制御部１００によって記憶された画像データに基づくカラー画像が形成される。

搬送ユニット１２０と紙受け部１１６との間には、剥離プレート１４０と二対の送りローラ１２１ａおよび１２１ｂならびに１２２ａおよび１２２ｂとが配置されている。カラー画像が印刷された印刷用紙Ｐは、搬送ベルト１１１によって剥離プレート１４０へと搬送される。このとき、印刷用紙Ｐは、剥離プレート１４０の右端によって、搬送面１２７から剥離される。そして、印刷用紙Ｐは、送りローラ１２１ａ〜１２２ｂによって、紙受け部１１６に送り出される。このように、印刷済みの印刷用紙Ｐが順次紙受け部１１６に送られ、紙受け部１１６に重ねられる。

なお、印刷用紙Ｐの搬送方向について最も上流側にある液体吐出ヘッド２とニップローラ１３８との間には、紙面センサ１３３が設置されている。紙面センサ１３３は、発光素子および受光素子によって構成され、搬送経路上の印刷用紙Ｐの先端位置を検出することができる。紙面センサ１３３による検出結果は制御部１００に送られる。制御部１００は、紙面センサ１３３から送られた検出結果により、印刷用紙Ｐの搬送と画像の印刷とが同期するように、液体吐出ヘッド２や搬送モータ１７４等を制御することができる。

次に本発明の液体吐出ヘッドを構成する液体吐出ヘッド本体１３について説明する。図２は、図１に示された液体吐出ヘッド本体１３を示す上面図である。図３は、図２の一点鎖線で囲まれた領域の拡大上面図であり、液体吐出ヘッド本体１３の一部である。図４は
、図３と同じ位置の拡大透視図で、液体吐出孔８の位置が分かりやすいように、一部の流路を省略して描いている。なお、図３および図４において、図面を分かりやすくするために、圧電アクチュエータユニット２１の下方にあって破線で描くべき液体加圧室１０（液体加圧室群９）、しぼり１２および液体吐出孔８を実線で描いている。図５（ａ）は図３のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）と直交する方向の部分縦断面図であり、主要部分を拡大した図である。図６（ａ）は、図５に示した液体吐出ヘッド本体１３の個別電極３５の拡大平面図である。

液体吐出ヘッド本体１３は、平板状の流路部材４と、流路部材４上に、アクチュエータユニットである圧電アクチュエータユニット２１とを有している。圧電アクチュエータユニット２１は台形形状を有しており、その台形の１対の平行対向辺が流路部材４の長手方向に平行になるように流路部材４の上面に配置されている。また、流路部材４の長手方向に平行な２本の仮想直線のそれぞれに沿って２つずつ、つまり合計４つの圧電アクチュエータユニット２１が、全体として千鳥状に流路部材４上に配列されている。流路部材４上で隣接し合う圧電アクチュエータユニット２１の斜辺同士は、流路部材４の短手方向について部分的にオーバーラップしている。このオーバーラップしている部分の圧電アクチェータユニット２１を駆動することにより印刷される領域では、２つの圧電アクチュエータユニット２１により吐出された液滴が混在して着弾することになる。

流路部材４の内部には液体流路の一部であるマニホールド５が形成されている。マニホールド５は流路部材４の長手方向に沿って延び細長い形状を有しており、流路部材４の上面にはマニホールド５の開口５ｂが形成されている。開口５ｂは、流路部材４の長手方向に平行な２本の直線（仮想線）のそれぞれに沿って５個ずつ、合計１０個形成されている。開口５ｂは、４つの圧電アクチュエータユニット２１が配置された領域を避ける位置に形成されている。マニホールド５には開口５ｂを通じて図示されていない液体タンクから液体が供給されるようになっている。

流路部材４内に形成されたマニホールド５は、複数本に分岐している（分岐した部分のマニホールド５を副マニホールド５ａということがある）。開口５ｂに繋がるマニホールド５は、圧電アクチュエータユニット２１の斜辺に沿うように延在しており、流路部材４の長手方向と交差して配置されている。２つの圧電アクチュエータユニット２１に挟まれた領域では、１つのマニホールド５が、隣接する圧電アクチュエータユニット２１に共有されており、副マニホールド５ａがマニホールド５の両側から分岐している。これらの副マニホールド５ａは、流路部材４の内部の各圧電アクチュエータユニット２１に対向する領域に互いに隣接して液体吐出ヘッド本体１３の長手方向に延在している。

流路部材４は、複数の液体加圧室１０がマトリクス状（すなわち、２次元的かつ規則的）に形成されている４つの液体加圧室群９を有している。液体加圧室１０は、角部にアールが施されたほぼ菱形の平面形状を有する中空の領域である。液体加圧室１０は流路部材４の上面に開口するように形成されている。これらの液体加圧室１０は、流路部材４の上面における圧電アクチュエータユニット２１に対向する領域のほぼ全面にわたって配列されている。したがって、これらの液体加圧室１０によって形成された各液体加圧室群９は圧電アクチュエータユニット２１とほぼ同一の大きさおよび形状の領域を占有している。また、各液体加圧室１０の開口は、流路部材４の上面に圧電アクチュエータユニット２１が接着されることで閉塞されている。

本実施形態では、図３に示されているように、マニホールド５は、流路部材４の短手方向に互いに平行に並んだ４列のＥ１〜Ｅ４の副マニホールド５ａに分岐し、各副マニホールド５ａに繋がった液体加圧室１０は、等間隔に流路部材４の長手方向に並ぶ液体加圧室１０の列を構成し、その列は、短手方向に互いに平行に４列配列されている。副マニホー
ルド５ａに繋がった液体加圧室１０の並ぶ列は副マニホールド５ａの両側に２列ずつ配列されている。

全体では、マニホールド５から繋がる液体加圧室１０は、等間隔に流路部材４の長手方向に並ぶ液体加圧室１０の列を構成し、その列は、短手方向に互いに平行に１６列配列されている。各液体加圧室列に含まれる液体加圧室１０の数は、アクチュエータである変位素子５０の外形形状に対応して、その長辺側から短辺側に向かって次第に少なくなるように配置されている。液体吐出孔８もこれと同様に配置されている。これによって、全体として長手方向に６００ｄｐｉの解像度で画像形成が可能となっている。すなわち、各副マニホールド５ａには平均すれば１５０ｄｐｉに相当する間隔で個別流路３２が接続されている。これは、６００ｄｐｉ分の液体吐出孔８を４つ列の副マニホールド５ａに分けて繋ぐ設計をする際に、各副マニホールド５ａに繋がる個別流路３２が等しい間隔で繋がるとは限らないため、マニホールド５ａの延在方向、すなわち主走査方向に平均１７０μｍ（１５０ｄｐｉならば２５．４ｍｍ／１５０＝１６９μｍ間隔である）以下の間隔で個別流路３２が形成されているということである。

圧電アクチュエータユニット２１の上面における各液体加圧室１０に対向する位置には後述する個別電極３５がそれぞれ形成されている。個別電極３５は液体加圧室１０より一回り小さく、液体加圧室１０とほぼ相似な形状を有しており、圧電アクチュエータユニット２１の上面における液体加圧室１０と対向する領域内に収まるように配置されている。

流路部材４の下面には多数の液体吐出孔８が形成されている。これらの液体吐出孔８は、流路部材４の下面側に配置された副マニホールド５ａと対向する領域を避けた位置に配置されている。また、これらの液体吐出孔８は、流路部材４の下面側における圧電アクチュエータユニット２１と対向する領域内に配置されている。これらの液体吐出孔群７は圧電アクチュエータユニット２１とほぼ同一の大きさおよび形状の領域を占有しており、対応する圧電アクチュエータユニット２１の変位素子５０を変位させることにより液体吐出孔８から液滴が吐出できる。液体吐出孔８の配置については後で詳述する。そして、それぞれの領域内の液体吐出孔８は、流路部材４の長手方向に平行な複数の直線に沿って等間隔に配列されている。

液体吐出ヘッド本体１３に含まれる流路部材４は、複数のプレートが積層された積層構造を有している。これらのプレートは、流路部材４の上面から順に、キャビティプレート２２、ベースプレート２３、アパーチャ（しぼり）プレート２４、サプライプレート２５、２６、マニホールドプレート２７、２８、２９、カバープレート３０およびノズルプレート３１である。これらのプレートには多数の孔が形成されている。各プレートは、これらの孔が互いに連通して個別流路３２および副マニホールド５ａを構成するように、位置合わせして積層されている。液体吐出ヘッド本体１３は、図５に示されているように、液体加圧室１０は流路部材４の上面に、副マニホールド５ａは内部の下面側に、液体吐出孔８は下面にと、個別流路３２を構成する各部分が異なる位置に互いに近接して配設され、液体加圧室１０を介して副マニホールド５ａと液体吐出孔８とが繋がる構成を有している。

各プレートに形成された孔について説明する。これらの孔には、次のようなものがある。第１に、キャビティプレート２２に形成された液体加圧室１０である。第２に、液体加圧室１０の一端から副マニホールド５ａへと繋がる流路を構成する連通孔である。この連通孔は、ベースプレート２３（詳細には液体加圧室１０の入り口）からサプライプレート２５（詳細には副マニホールド５ａの出口）までの各プレートに形成されている。なお、この連通孔には、アパーチャプレート２４に形成されたしぼり１２と、サプライプレート２５、２６に形成された個別供給流路６とが含まれている。

第３に、液体加圧室１０の他端から液体吐出孔８へと連通する流路を構成する連通孔であり、この連通孔は、以下の記載においてディセンダ（部分流路）と呼称される。ディセンダは、ベースプレート２３（詳細には液体加圧室１０の出口）からノズルプレート３１（詳細には液体吐出孔８）までの各プレートに形成されている。第４に、副マニホールド５ａを構成する連通孔である。この連通孔は、マニホールドプレート２７〜３０に形成されている。

このような連通孔が相互に繋がり、副マニホールド５ａからの液体の流入口（副マニホールド５ａの出口）から液体吐出孔８に至る個別流路３２を構成している。副マニホールド５ａに供給された液体は、以下の経路で液体吐出孔８から吐出される。まず、副マニホールド５ａから上方向に向かって、個別供給流路６を通り、しぼり１２の一端部に至る。次に、しぼり１２の延在方向に沿って水平に進み、しぼり１２の他端部に至る。そこから上方に向かって、液体加圧室１０の一端部に至る。さらに、液体加圧室１０の延在方向に沿って水平に進み、液体加圧室１０の他端部に至る。そこから少しずつ水平方向に移動しながら、主に下方に向かい、下面に開口した液体吐出孔８へと進む。

圧電アクチュエータユニット２１は、図５に示されるように、２枚の圧電セラミック層２１ａ、２１ｂからなる積層構造を有している。これらの圧電セラミック層２１ａ、２１ｂはそれぞれ２０μｍ程度の厚さを有している。圧電アクチュエータユニット２１全体の厚さは４０μｍ程度であり、１００μｍ以下であることにより、変位量を大きくすることができる。圧電セラミック層２１ａ、２１ｂのいずれの層も複数の液体加圧室１０を跨ぐように延在している（図３参照）。これらの圧電セラミック層２１ａ、２１ｂ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からなる。

圧電アクチュエータユニット２１は、Ａｇ−Ｐｄ系などの金属材料からなる共通電極３４、Ａｕ系などの金属材料からなる個別電極３５を有している。個別電極３５は上述のように圧電アクチュエータユニット２１の上面における液体加圧室１０と対向する位置に配置されている。個別電極３５の一端は、液体加圧室１０と対向する領域外に引き出されて引出電極３５ｂになっており、引出電極３５ｂの上には接続電極３６が形成されている。接続電極３６は例えばガラスフリットを含む金からなり、厚さが１５μｍ程度で凸状に形成されている。また、接続電極３６は、図示されていないＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）に設けられた電極と電気的に接合されている。

詳細は後述するが、個別電極３５には、制御部１００から外部配線６０であるＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）を通じて駆動信号（駆動電圧）が供給される。駆動信号は、印刷媒体Ｐの搬送速度と同期して一定の周期で供給される。外部配線６０との接続は、例えば、次のように行なう。個別電極３５上の接続電極３６に、さらにバンプ４６を形成し、バンプ４６が外部配線６０のカバーフィルム６０ｃを突き破って配線６０ｂと接触することで電気的に接続され、カバーフィルム６０ｃで挟まれていることにより、保持される。

共通電極３４は、圧電セラミック層２１ａと圧電セラミック層２１ｂとの間の領域に面方向のほぼ全面にわたって形成されている。すなわち、共通電極３４は、圧電アクチュエータユニット２１に対向する領域内の全ての液体加圧室１０を覆うように延在している。共通電極３４の厚さは２μｍ程度である。共通電極３４は図示しない領域において接地され、グランド電位に保持されている。本実施形態では、圧電セラミック層２１ｂ上において、個別電極３５からなる電極群を避ける位置に個別電極３５とは異なる表面電極（不図示）が形成されている。表面電極は、圧電セラミック層２１ｂの内部に形成されたスルーホールを介して共通電極３４と電気的に接続されているとともに、多数の個別電極３５と
同様に、外部配線６０内の別の電極と接続されている。

なお、後述のように、個別電極３５に選択的に所定の駆動信号が供給されることにより、この個別電極３５に対応する液体加圧室１０内の液体に圧力が加えられる。これによって、個別流路３２を通じて、対応する液体吐出口８から液滴が吐出される。すなわち、圧電アクチュエータユニット２１における各液体加圧室１０に対向する部分は、各液体加圧室１０および液体吐出口８に対応する個別の変位素子５０（アクチュエータ）に相当する。つまり、２枚の圧電セラミック層からなる積層体中には、図５に示されているような構造を単位構造とする変位素子５０が液体加圧室１０毎に、液体加圧室１０の直上に位置する振動板２１ａ、共通電極３４、圧電セラミック層２１ｂ、個別電極３５により作り込まれており、圧電アクチュエータユニット２１には変位素子５０が複数含まれている。なお、本実施形態において１回の吐出動作によって液体吐出口８から吐出される液体の量は５〜７ｐＬ（ピコリットル）程度である。

平面視したとき、個別電極３５は液体加圧室１０と重なるように配置されており、液体加圧室１０の中央に位置している部位の、個別電極３５と共通電極２４とに挟まれている圧電セラミック層２１ｂは、圧電アクチュエータユニット２１の積層方向に分極されている中央領域５５である。分極の向きは上下どちらに向かっていてもよく、その方向に対応し駆動信号を与えることで駆動できる。別電極３５と共通電極２４とに挟まれている圧電セラミック層２１ｂの中央領域５５の周囲の周囲領域５６は、中央領域５５と逆の方向に分極されている。周囲領域５５のさらに外側は、分極されていてもいなくても、いずれでもよい。詳細は後述するが、このような構成にすることにより、駆動する際に、圧電セラミック層２１ｂの液体加圧室１０の外側の流路部材の４と接合されている部分の上方の領域（後述の拘束部９５２）に加わる引っ張り応力を少なくできるため、駆動劣化が生じ難い。

個別電極３５は、液体加圧室１０と重なっている、あるいは、液体加圧室１０と略相似の個別電極３５ａと個別電極本体３５ａから引き出されている引出電極３５ｂとから成っている。ここで略相似とは、相似形から角部の曲率などを少し変えたもので、相似形からの外形のずれが大きさの１０％以内程度であることをいい、このことは本発明の説明の他の部分においても同じである。周囲領域５６は、液体加圧室１０の外側まで広がっていてもよいし、液体加圧室１０の内側に収まっていてもいい。図５（ｂ）は、周囲領域２５６が液体加圧室１０の内側に収まっている例であり、周囲領域２５６と隣接する変位素子と距離を大きくできる点で好ましい。また、中央領域５５と周囲領域５６とは接していなくてもよく、間に分極されていない領域が挟まれていてもよい。なお、周囲領域５６の外側の圧電セラミック層２１ｂは、分極されていても、分極されていなくてもどちらでよい。後述の製造方法では、圧電セラミック層２１ｂの中央領域５５以外の部分を周囲領域５６と同じ方向に分極すると、周囲領域５６の形成される位置のずれの影響が少なくなるので好ましい。

本実施の形態における実際の駆動手順のひとつは引き打ちと呼ばれるもので、予め個別電極３５を共通電極３４より高い電位（以下高電位と称す）にしておき、吐出要求がある毎に個別電極３５を共通電極３４と一旦同じ電位（以下低電位と称す）とし、その後所定のタイミングで再び高電位とする。これにより、個別電極３５が低電位になるタイミングで、圧電セラミック層２１ａ、ｂが元の形状に戻り、液体加圧室１０の容積が初期状態（両電極の電位が異なる状態）と比較して増加する。このとき、液体加圧室１０内に負圧が与えられ、液体がマニホールド５側から液体加圧室１０内に吸い込まれる。その後再び個別電極３５を高電位にしたタイミングで、圧電セラミック層２１ａ、ｂが液体加圧室１０側へ凸となるように変形し、液体加圧室１０の容積減少により液体加圧室１０内の圧力が正圧となり液体への圧力が上昇し、液滴が吐出される。つまり、液滴を吐出させるため、
高電位を基準とするパルスを含む駆動信号を個別電極３５に供給することになる。このパルス幅は、個別流路３２内において圧力波がしぼり１２の液体加圧室１０側の端５から液体吐出孔８まで伝播する時間長さであるＡＬ（Acoustic Length）が理想的である。これ
によると、液体加圧室１０内部が負圧状態から正圧状態に反転するときに両者の圧力が合わさり、より強い圧力で液滴を吐出させることができる。

これとは逆に押し打ちと呼ばれる駆動方法も使用できる。押し打ちは、個別電極３５を共通電極３４と同じ電位（低電位）にしておき吐出要求がある毎に個別電極３５を共通電極３４より高い電位（高電位）とする。これにより、液体加圧室１０の体積増加により、液体吐出孔８から押し出された液柱が、液体加圧室１０内部が正圧状態から負圧状態に反転するときに合わせて、液体加圧室１０の体積を増加させて、液柱の根元を切断し、切り離された液滴を吐出する。

また、階調印刷においては、液体吐出孔８から連続して吐出される液滴の数、つまり液滴吐出回数で調整される液滴量（体積）で階調表現が行われる。このため、指定された階調表現に対応する回数の液滴吐出を、指定されたドット領域に対応する液体吐出孔８から連続して行なう。一般に、液体吐出を連続して行なう場合は、液滴を吐出させるために供給するパルスとパルスとの間隔をＡＬとすることが好ましい。これにより、先に吐出された液滴を吐出させるときに発生した圧力の残余圧力波と、後に吐出させる液滴を吐出させるときに発生する圧力の圧力波との周期が一致し、これらが重畳して液滴を吐出するための圧力を増幅させることができる。

以上のような基本的に引き打ちの動作においては、駆動劣化が起きる原因を、図８（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。図８（ａ）は変位素子９５０の、電圧を加えていない状態の圧電セラミック層９２１ｂ、共通電極９３４、個別電極９３５および補助電極４１の縦断面である。この変位素子９５０は、個別電極９３５と共通電極９３４とに挟まれている圧電セラミック層９２１ｂは積層方向に分極されているが、この分極と逆方向に分極された部分は存在せず、本発明の範囲外のものである。共通電極９３４と個別電極９３５とに挟まれた部分の圧電セラミック層９２１ｂを駆動部９５１と呼び、プレート９２２に接合されている部分の上方に位置する圧電セラミック層９２１ｂを拘束部９５２と呼ぶ。

このような変位素子９５０を利用した液体吐出素子においても上述した一般的な引き打ちにより吐出が行なえる。図８（ｂ）のように個別電極９３５に電圧を加えた状態で待機し（以下、吐出する前の状態を待機状態という）、図８（ｃ）のように個別電極９３５に加える電圧を０Ｖにし（以下、待機状態とは異なる駆動電圧が与えられている状態を駆動状態という）、その後、図８（ｂ）の待機状態に戻るという一連の動作を行なうことにより、液体吐出孔から液滴が吐出される。図８（ｂ）の待機状態では駆動部９５１が平面方向に縮んでおり、拘束部９５２には引っ張り応力が働いている。この応力が非常に長時間、繰り返し加わるため、拘束部９５２には、強弾性ドメインスイッチングが生じ、しだいに平面に延びてしまう。図８（ｄ）は拘束部９５２が変形して引き伸ばされた状態の変位素子９５０であり、電圧が加わっていない状態である。電圧が加わっていないにもかかわらず、拘束部９５２が変形して伸びているため、変位素子９５０が下側に変形してしまっている。このような状態になると、電圧が加わらない状態にしても図８（ｂ）に示したような変位が０の状態にはならなくなり、駆動信号を与えたときの変位量が小さくなる。その結果、同じ駆動信号を加えても、液滴の吐出速度が遅くなったり、液適量が少なくなったりする。これが駆動劣化である。

変位素子５０では、図８（ｅ）に示すように、個別電極３５に電圧に加えた際に、中央領域５５は収縮し、周囲領域５６は伸長する。これにより、プレート２２と接合している部分の上方の拘束部は引き伸ばされ難くなる。すなわち、拘束部が周囲領域５５であれば
、周囲領域５５は電圧が加わることで、自ら伸長しているので、引っ張り応力が加わっても引き伸ばされ難い。拘束部が周囲領域５５のさらに外側の領域であれば、周囲領域５５が伸長していることにより、引っ張り応力がその分小さくなっているので引き伸ばされ難い。また、周囲領域５６が液体加圧室１０の外側まで広がっている場合は、周囲領域５６の外側が、仮に引き伸ばされたとしても、その部分は、液体加圧室１０から位置が離れているため、図８（ｄ）のように生じる駆動劣化の程度をより小さくできる。

中央領域５５は、液体加圧室１０の面積重心Ｃをほぼ相似の中心とする位置に配置されていることで、変位を大きくすることができる。また、中央領域５５と周囲領域５６とを併せた領域も液体加圧室１０の面積重心Ｃをほぼ相似の中心とする位置に配置されていることで、変位を大きくできる。平面視したときの、中央領域５５の面積をＳｏ［ｍｍ^２］、液体加圧室１０の面積をＳｃ［ｍｍ^２］とすると、ＳｏがＳｃの０．４５倍以上であることにより変位素子５０の変位を大きくすることができる。すなわち、個別電極３５に液体加圧室１０の中央部で中央領域５５が平面方向に収縮する電圧を加えると、変位素子５０は、液体加圧室１０側に変位し、さらに、周囲領域５６はその電圧で伸長し、変位素子５０の中央部を液体加圧室１０側に押し出すことになるので、変位素子５０の変位はより大きくなる。ＳｏがＳｃの０．４５倍以上であることにより、周囲領域５６の面積が大きくなっても、周囲領域５６が存在ない場合よりも変位を大きくできる。また、ＳｏがＳｃの１倍より大きくしても、変位は向上せず、クロストークが大きくなるため、ＳｏはＳｃの１倍以下であることが好ましい。

平面視したとき、中央領域５５と周囲領域５６とを併せた領域は、形状が液体加圧室１０の形状と略相似であるとともに、中央領域５５の面積Ｓｏと周囲領域５６の面積Ｓｉが液体加圧室１０の面積Ｓｃの１．４４倍以下であることにより、隣接する液体吐出素子間に生じるクロストークを低減することができる。すなわち、一つの液体吐出素子から液滴を吐出すために変位素子５０に電圧を加えると、その際に生じる変位素子５０の圧電変形が隣接している変位素子５０に伝わり、その変位素子５０により吐出が行なわれる液体吐出素子の吐出特性の変動が少なくできる。これは、Ｓｏ＋Ｓｉの面積をＳｃの１．４４倍以上にしても、変位素子５０の変位は向上しなく、圧電変形が伝わらないように変位素子５０間の距離を大きくできるためである。

図８（ａ）〜（ｄ）に示した変位素子９５０の変位状態についてシミュレーションで解析したところ、次のことが分かった。駆動部９５１の外側が液体加圧室と重なる位置にある場合、変位する際、その部分は、図８（ｃ）に示したように局所的に液体加圧室とは反対側に凸になる。変位素子９５０では、流路部材に接合されている部位、あるいはその部位に近い圧電アクチュエータユニットは上方に変形し難い状態にあるが、変位素子５０では、周囲領域５６が圧電変形することにより、周囲領域５６が液体加圧室１０の直上にある場合には、この上方への凸変形を少なくし、その分撓み変形を液体加圧室側に大きくさせることができる。周囲領域５６が液体加圧室１０の外側にある場合には、周囲領域５６が伸長し、中央領域５５を液体加圧室１０の中心に向かって押すように作用するため、その場合でも。上方に凸変形した場合と同様の効果を生じさせることができる。

この際、流路部材をステンレス材で作製するとそのヤング率は２００ＧＰａ程度で厚さは１〜３ｍｍ、圧電セラミックスをチタン酸ジルコン酸鉛で作製するとそのヤング率は８０ＧＰａ程度で厚さは２０〜１００μｍあるため、流路部材はほとんど変形せず、変形はほとんど圧電セラミックスに生じる。中央領域５５の周囲に中央領域５５と逆方向に分極された周囲領域向５６を設けることにより撓み変形における上方への凸変形を抑制し、あるいは平面方向に伸長することで、変位量を大きくすることができる。なお、圧電セラミックスの圧電特性やヤング率や厚さ、振動板のヤング率や厚さが変わっても、これらの物性は平面方向においてほぼ一定であるので、液体加圧室１０の直上部分の圧電変形で生じ
る変位と、その外側の領域における圧電変形の寄与により生じる変位とは比例関係にあるので、変位増加効果の生じる領域は変わらないと考えられる。例えば、圧電特性が大きいと、Ｓｏ＋Ｓｉの面積をＳｃの１．４４倍より大きくした場合に、１．４４倍の面積の外側の部分の圧電変形量は大きくなり、その圧電変形の寄与による変位素子の変位の増加量は大きくなるが、そもそも圧電特性が大きいと変位素子の変位量も大きいので、変位を増加させる割合としては小さくなり、事実上１．４４倍よりも大きくした効果は得られないと考えられる。なお、１．４４は、後述の実験により得られた値である。

図７（ａ）〜（ｃ）は本発明の他の実施例の液体吐出ヘッドの個別電極の構造である。これらの液体吐出ヘッドの基本構造は上述の液体吐出ヘッド２と同じであるため省略し、個別電極の構造の差異を説明する。

図７（ａ）（ｂ）の液体吐出ヘッドでは、平面視したとき、個別電極３３５、４３５は、個別電極本体３３５ａ、４３５ａと個別電極本体３３５ａ、４３５ａ引き出されており、外部配線と電気的に接続されている引出電極３３５ｂ、４３５ｂとを含んでいる。接続電極３３６、４３６は引出電極３３５ｂ、４３５ｂ上に形成されており、外部配線と電気的に接続される。

図７（ａ）では、個別電極３３５は、液体加圧室３１０と重なっている個別電極本体３３５ａと液体加圧室３１０の外に引き出されている引出電極３３５ｂとを含んでいる。個別電極本体３３５ａが液体加圧室３１０内に収まっていることにより、隣接する液体吐出素子との間のクロストークを低減できる。引出電極３３５ｂと共通電極とに挟まれている圧電セラミック層３２１ｂの中央領域３５７は積層方向に分極されており、その方向は、個別電極本体３３５ａと共通電極とに挟まれている圧電セラミック層３２１ｂの中央領域３５５の中央領域３５５の分極方向と同じである。なお、図７（ａ）においては、接続電極４３６と中央領域３５７の形状が一致しているが、このようになっている必要はない。引出電極３３５ｂと共通電極とに挟まれている圧電セラミック層３２１ｂにおいて、中央領域３５７の周囲の周囲領域３５６とは逆方向に分極されている。このような構成を有することにより、引出電極３３５ｂに電圧が加わった際に、その直下にある圧電セラミック層３２１ａの中央領域３５７と周囲領域３５６とは平面方向に伸長と収縮し、互いに逆の圧電変形をすることから変形が相殺され、引出電極３３５ｂ直下の圧電セラミック層３２１ａの圧電変形に起因するクロストークを抑制することができる。なお、図７（ａ）においては、個別電極本体３３５ａと共通電極とに挟まれている圧電セラミック層３２１ｂの周囲領域と、引出電極３３５ｂと共通電極とに挟まれている圧電セラミック層３２１ｂ周囲領域との間に境界がなく繋がっているが、間に分極されない部があってもよい。

図７（ｂ）では、個別電極４３５は、液体加圧室４１０と略相似形状の個別電極本体４３５ａと個別電極本体４３５ａから引き出されている引出電極４３５ｂとを含んでいる。引出電極４３５ｂと共通電極とに挟まれている圧電セラミック層４２１ｂの中央領域は積層方向に分極されており、その方向は、個別電極本体３３５ａと共通電極とに挟まれている圧電セラミック層３２１ｂの中央領域３５５の中央領域の分極方向と同じであり、図７（ｂ）ではこれら２つの中央領域は繋がって一つの中央領域４５５となっている。引出電極４３５ｂと共通電極とに挟まれている圧電セラミック層３２１ｂにおいて、中央領域４５５の周囲の周囲領域４５６とは逆方向に分極されている。このような構成を有することにより、引出電極４３５ｂに電圧が加わった際に、その直下にある圧電セラミック層４２１ａの中央領域４５５と周囲領域４５６とは平面方向に伸長と収縮し、互いに逆の圧電変形をすることから変形が相殺され、引出電極４３５ｂ直下の圧電セラミック層４２１ａの圧電変形に起因するクロストークを抑制することができる。なお、図７（ｂ）においては、個別電極本体４３５ａと共通電極とに挟まれている圧電セラミック層４２１ｂの周囲領域と、引出電極４３５ｂと共通電極とに挟まれている圧電セラミック層４２１ｂ周囲領域
との間に境界がなく繋がっているが、間に分極されない部があってもよい。

図７（ｃ）の液体吐出ヘッドでは、平面視したとき、中央領域５５５と周囲領域５５６とを併せた領域は、形状が液体加圧室５１０の形状と略相似であるとともに、面積が前記液体加圧室の面積の１倍以上であり、個別電極５３５の液体加圧室５１０と重ならない位置に接続電極５３６が形成されており、接続電極５３６と外部配線とが電気的に接続される。外部配線との接続が液体加圧室５１０と重ならない位置でされるため、この接続部が変位素子の変位を阻害することがないので好ましい。また、外部配線と接続のために平面方向の構造の対称性が崩れておらず、突出した部位がないので、そのような部位に起因するクロストークが生じないので好ましい。

以上のような液体吐出ヘッド２は、例えば、以下のようにして作製する。まず、圧電セラミック層に用いる圧電材料をチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）とし、ＰＺＴ粉末とバインダと溶剤とを混合してスラリーを作成し、このスラリーから、成形方法としてロールコーター法を採用して、グリーンシートを作製する。

次いで、１枚のグリーンシートにビアホールとなる貫通孔を金型により打ち抜きなどで形成する。他の１枚のグリーンシートに共通電極３４となる導体ペーストを塗布し、乾燥する。これら２枚のグリーシートを積層して、内部に共通電極３４およびビアホールを備えた積層成形体を作製する。この積層成形体を１０２０℃の温度で焼成して圧電焼結体を作製する。

次に、流路部材４を、圧延法等により得られプレート２２〜３１を積層して作製する。プレート２２〜３１に、マニホールド５、個別供給流路６、液体加圧室１０およびディセンダなどとなる孔を、エッチングにより所定の形状に加工する。

これらプレート２２〜３１は、Ｆｅ―Ｃｒ系、Ｆｅ−Ｎｉ系、ＷＣ−ＴｉＣ系の群から選ばれる少なくとも１種の金属によって形成されていることが望ましく、特に液体としてインクを使用する場合にはインクに対する耐食性の優れた材質からなることが望ましため、Ｆｅ−Ｃｒ系がより好ましい。

圧電焼結体と流路部材４とは、例えば接着層を介して積層接着することができる。接着層としては、周知のものを使用することができるが、圧電焼結体や流路部材４への影響を及ぼさないために、熱硬化温度が１００〜１５０℃のエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂の群から選ばれる少なくとも１種の熱硬化性樹脂系の接着剤を用いるのがよい。このような接着層を用いて熱硬化温度にまで加熱することによって、圧電焼結体と流路部材４とを加熱接合することができる。

この後の圧電焼結体の分極および個別電極３５の形成の工程について、工程順に示した図９（ａ）〜（ｅ）を用いて説明する。なお、積層後に分極を行なうことにより、分極により圧電セラミック層が変形し積層し難くなることがない。

図９（ａ）は、流路部材４に、圧電セラミック層２１ｂ、振動板２１ａおよび共通電極３４からなる圧電焼結体を接合した状態の部分縦断面図である。流路部材４は、その一部であるプレート２２以外は省略してある。図９（ｂ）においては、分極用電極３５−１が形成され、分極用電極３５−１と共通電極３４に挟まれた圧電セラミック層２１ｂを積層方向に分極している。ここで分極した部分の一部は、後で周囲領域５６となる。図中の矢印は分極方向である。分極用電極３５−１は、例えば銀を主成分とするもので形成する。なお、分極用電極３５−１は、圧電セラミック層２１ｂのほぼ全面に形成し、ほぼ全体を分極するようにするようにしてもよい。そのようにすれば、分極した領域と、後で形成す
る個別電極３５との間に位置ずれが生じ難いので好ましい。図９（ｃ）では、分極用電極３５−１を取り除いている。分極用電極３５−１は、有機溶剤での洗浄や超音波洗浄など等で除去する。磁器が薄い場合、超音波洗浄によると破損するおそれがあるため有機溶剤洗浄等の洗浄液で除去するのが好ましい。

続いて、図９（ｄ）では、分極用電極３５−２が形成され、分極用電極３５−２と共通電極３４に挟まれた圧電セラミック層２１ｂを、図９（ｂ）で分極した方向とは逆の積層方向に分極している。ここで分極した部分が中央領域５５となる。図９（ｅ）では個別電極３５が形成されている。個別電極は３５、分極用電極３５−２を取り除いた後、新たに形成してもよいし、分極用電極３５−２の上に一部重なるように形成してもよい。分極用電極３５−２を取り除いた後に形成すれば、分極用電極３５−２がない分、個別電極３５の厚さを薄くできるので、変位を大きくできる。その際は、分極用電極３５−２は、分極用電極３５−１と同様に取り除く。分極用電極３５−２の上に一部重なるように形成すれば、工程が簡略化できる。その際は、分極用電極３５−２は、例えば、マスキングして、スパッタや蒸着によりＡｕ電極を形成する。この様にして、液体吐出ヘッド２を作製することができる。

図１〜６に示した構造の液体吐出ヘッドを作製し、評価した。だだし、駆動劣化の抑制およびクロストークの抑制の効果があるのは原理的に明らかであるので、液体吐出ヘッドは、液体加圧室の下の流路部材が下まで開口している評価用のものを作製し、レーザー変位計で変位を測定し、評価した。作製した液体吐出ヘッドは表１に示した、液体加圧室面積Ｓｃ［ｍｍ^２］、中央領域面積Ｓｏ［ｍｍ^２］、周囲領域面積Ｓｉ［ｍｍ^２］を持つもので、Ｓｏ＋Ｓｉ＞Ｓｃであれば図６（ａ）に示した構造になり、Ｓｏ＋Ｓｉ＜Ｓｃであれば図６（ｂ）に示した構造になる。

なお、試料Ｎｏ．１は、周囲領域を設けていない、本発明の範囲外の試料である。周囲領域を設けていない場合、変位量は、面積比Ｓｏ／Ｓｃの増加に対して極大になる点があることが分かっており、試料Ｎｏ．１のＳｏ／Ｓｃ＝０．５６２は、ほぼこの点にあたり、周囲領域を設けない構造では、試料Ｎｏ．１よりも大きな変異を得ることはできない。また、変位量自体は、変位素子の厚みなどによって変わるが、極大となる点などに差異はほとんど生じない。

表１に示したように、試料Ｎｏ．１２はＳｏ／Ｓｃ＝０．４５０であり、Ｓｏの面積比
が試料Ｎｏ．１よりの低くなっているが、周囲領域が形成されているため、周囲領域が形成されてない場合に変位が最大になる試料Ｎｏ．１よりも変位が大きくなった。これはつまり、試料Ｎｏ．１２はＳｏ／Ｓｃ＝０．４５０で周囲領域が形成されてない場合よりも、変位が大きくなっているということである。このように、Ｓｏ／Ｓｃを０．４５以上にすることにより周囲領域が形成されていない場合と変位の方向を同じにでき、その変位量を周囲領域が形成されていない場合よりの大きくできる。

また、試料Ｎｏ．２〜７は、周囲領域面積Ｓｉのみを変えている。周囲領域面積Ｓｉが増加することにより、変位が大きくなってことが分かる。変位の増加は、周囲領域が液体加圧室の外側に広がっていって、Ｓｏ＋Ｓｉ＞Ｓｃとなっていても続くが（Ｓｏ＋Ｓｉ）／Ｓｃ＝１．４４０のところで事実上なくなる。これは、周囲領域の外周部と、液体加圧室との間の距離が大きくなっていくと、外周部の圧電変形の影響が液体加圧室の直上の変位素子の変位に与える影響がすくなくなっていくことによると考えられる。したがって、変位増加が続くのは、（Ｓｏ＋Ｓｉ）／Ｓｃを１．４４０以下の範囲なので、変位を大きくしつつ、クロストークを少なくするためには。（Ｓｏ＋Ｓｉ）／Ｓｃを１．４４０以下にすればよい。

１・・・プリンタ
２・・・液体吐出ヘッド
４・・・流路部材
５・・・マニホールド
５ａ・・・副マニホールド
５ｂ・・・開口
６・・・個別供給流路
８・・・液体吐出孔
９・・・液体加圧室群
１０、２１０、３１０、４１０、５１０・・・液体加圧室
１１ａ、ｂ、ｃ、ｄ・・・液体加圧室列
１２・・・しぼり
１５ａ、ｂ、ｃ、ｄ・・・液体吐出孔列
２１・・・圧電アクチュエータユニット
２１ａ・・・圧電セラミック層（振動板）
２１ｂ、２２１ｂ、３２１ｂ、４２１ｂ、５２１ｂ・・・圧電セラミック層
２２〜３１・・・プレート
３２・・・個別流路
３４・・・共通電極
３５、２３５、３３５、４３５、５３５・・・個別電極
３５ａ、２３５ａ、３３５ａ、４３５ａ・・・個別電極本体
３５ｂ、２３５ｂ、３３５ｂ、４３５ｂ・・・引出電極
３６、２３６、３３６、４３６、５３６・・・接続電極
５０・・・変位素子
５５、２５５、３５５、４５５、５５５・・・（個別電極本体と共通電極とに挟まれた圧電セラミック層の）中央領域
５６、２５６、３５６、４５６、５５６・・・（個別電極本体と共通電極とに挟まれた圧電セラミック層の）周囲領域
３５７・・・（引出電極と共通電極とに挟まれた圧電セラミック層の）中央領域
６０外部配線

Claims

複数の液体加圧室および該複数の液体加圧室にそれぞれ繋がっている複数の液体吐出孔を有する流路部材上に、前記複数の液体加圧室を覆うように圧電アクチュエータユニットが積層されている液体吐出ヘッドであって、前記圧電アクチュエータユニットは、前記流路部材側から振動板、共通電極、圧電体および複数の個別電極の順に積層されているとともに、平面視したとき、前記複数の個別電極はそれぞれ前記複数の液体加圧室と重なるように配置されており、前記複数の液体加圧室の中央に位置している、前記個別電極と前記共通電極とに挟まれている前記圧電体の中央領域は、積層方向に分極されており、前記個別電極と前記共通電極とに挟まれている前記圧電体の前記中央領域の周囲の周囲領域は、前記中央領域と逆方向に分極されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
平面視したとき、前記中央領域の面積が、前記液体加圧室の面積の０．４５〜１倍であることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
平面視したとき、前記中央領域と前記周囲領域とを併せた領域は、形状が前記液体加圧室の形状と略相似であるとともに、面積が前記液体加圧室の面積の１．４４倍以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
平面視したとき、前記個別電極は、個別電極本体と該個別電極本体から引き出されており、外部配線と電気的に接続される引出電極とを含んでおり、前記引出電極と前記共通電極とに挟まれている前記圧電体の中央に位置している中央領域は、前記個別電極と前記共通電極とに挟まれている前記圧電体の前記中央領域と同じ方向に分極されているとともに、前記引出電極と前記共通電極に挟まれた前記圧電体の周囲の領域は、前記個別電極と前記共通電極とに挟まれている前記圧電体の前記周囲領域と同じ方向に分極されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
平面視したとき、前記個別電極と前記共通電極とに挟まれている前記圧電体の前記中央領域と前記個別電極と前記共通電極とに挟まれている前記圧電体の前記周囲領域とを併せた領域は、形状が前記液体加圧室の形状と略相似であるとともに、面積が前記液体加圧室の面積の１倍以上であり、前記個別電極の前記液体加圧室と重ならない位置で外部配線と電気的に接続されることを特徴とする請求項１〜３にいずれか記載の液体吐出ヘッド。
請求項１〜５のいずれかに記載の液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記液体吐出ヘッドおよび前記搬送部を制御する制御部とを備えていることを特徴とする記録装置。