JP2012116039A - 液体吐出ヘッド、およびそれを用いた記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流路構造に起因する記録画質の低下が生じ難い液体吐出ヘッド、およびそれを用いた記録装置を提供する。
【解決手段】複数の液体吐出孔８にそれぞれ繋がっている複数の液体加圧室１０がマトリックス状に配置されており、一つの面に開口している液体加圧室群を有する流路部材４と、液体加圧室１０の開口を覆うように流路部材４の一つの面に積層されている複数の変位素子５０とを有する液体吐出ヘッドであって、複数の変位素子５０に同じ電圧を加えた際に、液体加圧室１０のうちの液体加圧室群の最も外側に位置する外周液体加圧室に積層されている変位素子５０の変位が、液体加圧室１０のうち外周液体加圧室以外の内部液体加圧室に積層されている変位素子５０の変位よりも小さい。
【選択図】図６

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、前記複数の液体加圧室がマトリックス状に配置されて開口している金属の流路部材と、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圧電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。また、変位素子は、流路部材側から、振動板、共通電極、圧電セラミック層、液体加圧室に対向した位置にある個別電極本体と個別電極本体より引き出されて外部配線と接続される引出電極からなる個別電極が積層された構造をしている。

特開２００３−３０５８５２号公報

特許文献１に記載されているような液体吐出ヘッドでは、マトリックス状に配置された
液体吐出孔群の液体加圧室から吐出される液滴の吐出速度や液適量が、液体吐出孔群の外周に位置する液体加圧室と液体吐出孔群の内部に位置する液体加圧室とでは異なってしまうことがあり、記録精度が良くないという問題があった。

続いて、この問題について、より具体的に説明する。隣り合う液体加圧室同士は、駆動した際にクロストーク生じることがあり、クロストークは、ほとんどの場合、吐出速度の低下となって表れる。液体吐出孔群の内部に位置する液体加圧室は、その周りを液体加圧室により囲まれているため、それら周り液体加圧室全てからの影響を受けるので、吐出速度は大きく低下する可能性がある。これに対して、液体吐出孔群の外周に位置する液体加圧室は、内部に位置する液体加圧室に比べて、隣り合う液体加圧室の数は少なくなっているので、それら液体加圧室の全てからの影響を受けても、吐出速度の低下は少ない。そして、液体吐出ヘッドと記録媒体とを相対的に移動させて記録する際には、吐出速度の差は、記録媒体上の着弾位置の差になるので、液体吐出孔群の外周に位置する液体加圧室と内部に位置する液体加圧室とから吐出される液滴では着弾位置に差が生じるおそれがある。

したがって、本発明の目的は、流路構造に起因する記録画質の低下が生じ難い液体吐出ヘッド、およびそれを用いた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、複数の液体吐出孔にそれぞれ繋がっている複数の液体加圧室がマトリックス状に配置されており、一つの面に開口している液体加圧室群を有する流路部材と、前記液体加圧室の開口を覆うように前記流路部材の一つの面に積層されている複数の変位素子とを有する液体吐出ヘッドであって、前記複数の変位素子に同じ電圧を加えた際に、前記液体加圧室のうちの前記液体加圧室群の最も外側に位置する外周液体加圧室に積層されている前記変位素子の変位が、前記液体加圧室のうち前記外周液体加圧室以外の内部液体加圧室に積層されている前記変位素子の変位よりも小さいことを特徴とする。

前記変位素子が、前記流路部材の一つの面に積層されている振動板と、該振動板に積層されている複数の電極に挟まれた圧電セラミック層とを含み、前記外周液体加圧室に積層されている前記変位素子はすべて略同一の寸法であり、前記外周液体加圧室に積層されている前記変位素子は、１つの変位素子の有する前記複数の電極の中で最も面積の小さい電極の面積が、前記内部液体加圧室に積層されている前記変位素子の前記複数の電極の中で最も面積の小さい電極の面積と異なることにより、同じ電圧を加えた際に、前記外周液体加圧室に積層されている前記変位素子の変位が、内部液体加圧室に積層されている前記変位素子の変位よりも小さいことが好ましい。

前記内部液体加圧室に積層されている前記変位素子の厚みが略同一であり、前記外周液体加圧室に積層されている前記変位素子の厚みが、前記内部液体加圧室に積層されている前記変位素子の厚みよりも厚いことが好ましい。

前記内部液体加圧室の開口面積が略同一であり、前記外周液体加圧室の開口面積が、すべた前記内部液体加圧室の開口面積よりも小さいことが好ましい。

隣接する前記液体加圧室の数が少ない前記液体加圧室ほど、該液体加圧室に積層されている前記変位素子の同じ電圧を加えた際の変位が小さいことが好ましい。

前記複数の変位素子は、前記振動板上に共通電極、圧電セラミック層および複数の個別電極がこの順で積層された圧電アクチュエータユニットで構成されており、該圧電アクチュエータユニットは、前記液体加圧室群全体を覆うように流路部材に積層されており、前
記液体加圧室は開口が菱形状であるとともに、前記液体加圧群の外形は、前記菱形状の対向する鈍角部を結ぶ方向に平行な第１の方向に平行な辺と、前記菱形状の一方の対向する一対の辺に平行な第２の方向に平行な辺および前記菱形状の対向する他方の一対の辺に平行な第３の方向に平行な辺の少なくとも一方とで構成されており、前記個別電極は、平面視したときに、前記液体加圧室と重なっている個別電極本体と、該個別電極本体から前記液体加圧室の前記菱形形状の鋭角部から引き出されて、隣接する前記液体加圧室の間で外部に電気的に接続される引出電極とを有し、該引出電極は、前記第１の方向に平行な前記液体加圧室の列において前記菱形形状の対向する鋭角部から交互に引き出されており、前記第１の方向に隣り合う前記液体加圧室が１つ、前記第２の方向および前記第３の方向に隣り合う前記液体加圧室のうち、前記引出電極が当該液体加圧室側に引き出されている前記液体加圧室が２つであり、前記引出電極が当該液体加圧室側に引き出されていない前記液体加圧室が１つである前記外周液体加圧室を第１の外周液体加圧室とし、前記第１の方向に隣り合う前記液体加圧室が２つ、前記第２の方向および前記第３の方向に隣り合う前記液体加圧室のうち、前記引出電極が当該液体加圧室側に引き出されている前記液体加圧室が１つであり、前記引出電極が当該液体加圧室側に引き出されていない前記液体加圧室が１つである前記外周液体加圧室を第２の外周液体加圧室とし、前記第１の方向に隣り合う前記液体加圧室が１つ、前記第２の方向および前記第３の方向に隣り合う前記液体加圧室のうち、前記引出電極が当該液体加圧室側に引き出されている前記液体加圧室が１つであり、前記引出電極が当該液体加圧室側に引き出されていない前記液体加圧室が２つである前記外周液体加圧室を第３の外周液体加圧室とし、前記第１の方向に隣り合う前記液体加圧室が１つ、前記第２の方向および前記第３の方向に隣り合う前記液体加圧室のうち、前記引出電極が当該液体加圧室側に引き出されている前記液体加圧室が１つであり、前記引出電極が当該液体加圧室側に引き出されていない前記液体加圧室が１つである前記外周液体加圧室を第４の外周液体加圧室とし、前記第１の方向に隣り合う前記液体加圧室が１つ、前記第２の方向および前記第３の方向に隣り合う前記液体加圧室のうち、前記引出電極が当該液体加圧室側に引き出されている前記液体加圧室が１つであり、前記引出電極が当該液体加圧室側に引き出されていない前記液体加圧室が存在しない前記外周液体加圧室を第５の外周液体加圧室とし、前記第１の方向に隣り合う前記液体加圧室が１つ、前記第２の方向および前記第３の方向に隣り合う前記液体加圧室のうち、前記引出電極が当該液体加圧室側に引き出されている前記液体加圧室が存在せず、前記引出電極が当該液体加圧室側に引き出されていない前記液体加圧室が１つである前記外周液体加圧室を第６の外周液体加圧室としたとき、前記第１〜６の外周液体加圧室のうちで存在する液体加圧室と前記内部液体加圧室とに積層されている前記変位素子に、同じ電圧を加えた際の変位が、前記内部液体加圧室に積層されている前記変位素子、前記第１の外周液体加圧室に積層されている前記変位素子、前記第２の外周液体加圧室に積層されている前記変位素子、前記第３の外周液体加圧室に積層されている前記変位素子、前記第４の外周液体加圧室に積層されている前記変位素子、前記第５の外周液体加圧室に積層されている前記変位素子、前記第６の外周液体加圧室に積層されている前記変位素子の順に小さくなっていることが好ましい。

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、前記圧電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、クロストークの影響を受けた際の、液体加圧室群の外周の液体加圧室から吐出される液滴の吐出速度が、液体加圧室群の内部の液体加圧室から吐出される液滴の吐出速度に近くなるため、記録される画質の低下が少なくできる。すなわち、クロストークの影響が大きい、記録される画素の多い印刷を行なっている際には、各部の液体加圧室がクロストークの影響が大きい状態で使用されているので吐出速度の差は少なくなり画質がよくでき、クロストークの影響が少ない、記録される画素の少ない
印刷を行なっている際には、吐出速度の差は比較的大きくなる可能性があるが、記録される画素が少ないので、着弾位置のずれが多少大きくなっても、人の目で見た場合に、画質の低下は目立たないできる。

本発明の一実施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流路部材および圧電アクチュエータユニットの平面図である。 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。 図１の圧電アクチュエータユニットの平面図である。 （ａ）は、図３のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図であり、（ｂ）個別電極の配置の模式図である。

図１は、本発明の一実施形態による液体吐出ヘッドを含む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。この長い方向を長手方向と呼ぶことがある。

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４、５および６参照）。

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には図示しない外部液体タンクから液体が供給される。各液体吐出ヘッド２の液体吐出孔８は、液体吐出孔面に開口しており、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透視図であり、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ある。図３と４では、配置が分かり易いように、一部の流路などを省略して描いている。なお、図３および図４において、図面を分かり易くするために、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６は圧電アクチュエータユニットの表面図である。図６（ａ）は図３のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図であり、図６（ｂ）は個別電極の配置の模式図である。

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、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がマトリックス状（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、圧電アクチュエータユニット２１は複数の液体加圧室１０を覆うように積層されるので、各液体加圧室１０の開口は、圧電アクチュエータユニット２１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。

つまり、流路部材４の長手方向に平行な仮想直線に対して直交するように液体吐出孔８を投影すると、図３に示した仮想直線のＲの範囲に、各副マニホールド５ａ繋がっている４つの液体吐出孔８、つまり全部で１６個の液体吐出孔８が６００ｄｐｉの等間隔になっている。また、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。すなわち、個別電極３５は、圧電アクチュエータユニット２１の上面に、第１の方向および第１の方向とは異なる方向に渡って形成されている。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。

以上の流路は、液滴の吐出に直接関係する流路であるが、流路部材４には、図では省略してあるダミー液体加圧室が設けられている。ダミー液体加圧室は、液体加圧室１０が設けられている台形状の領域の周囲に一列形成されている。ダミー液体加圧室により、液体加圧室１０のうちの最も外側にある液体加圧室１０の周囲の流路部材４の剛性などが、他の液体加圧室１０の状態と近くなるので、液体吐出特性のばらつきを少なくできる。ダミー液体加圧室の形状は液体加圧室１０（内部液体加圧室）と同じである。ダミー液体加圧室は、他の流路に繋がってはいなければ、ダミー液体加圧室に一旦入った液体が非出され難く固着して、後で吐出不良の原因となり難く、他の流路に繋がっていて液体が導入され
れば、外周液体加圧室の吐出特性を、より内部液体加圧室に近づけることができる。ダミー液体加圧室の配置は、液体加圧室１０のマトリックス状の配置を延長するように配置される。図５に置いてＡ列上に形成されている電極は、ダミー個別電極であり、ダミー個別電極の直下にダミー液体加圧室が形成されている。ダミー液体加圧室からは、液体吐出孔８と繋がっていない、液体を供給する流路と繋がっていない、ダミー個別電極が形成されていない、ダミー個別電極が外部に接続されていない、制御部１００が吐出させる電圧を加えない、などにより液体は吐出されない。

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２７〜２９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６（ａ）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の圧電セラミック層２１ａ、２１ｂの積層体の厚さは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。圧電アクチュエータユニット２１は、流路部材４の液体加圧室１０の開口している平面状の面に積層されており、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。

複数の変位素子５０は次に説明するように、圧電アクチュエータユニット２１に中に複数作りこまれていることにより、小型化と製造の容易性とが両立できるようになっているが、各液体加圧室１０に個別に変位素子５０が積層されるような構造にしてもよい。

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、個別電極３５の上に形成されているＡｕ系などの金属材料からなる接続電極を有している。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本体３５ａと、個別電極本体３５ａから液体加圧室１０のない位置まで引き出されている引出電極３５ｂとを含んでいる。引出電極３５ｂの液体加圧室１０のない位置には、接続電極３６が形成されている。個別電極本体３５ａの厚さは、０．３〜１μｍ、引出電極３５ｂの厚さは、３〜１０μｍであり、引出電極３５ｂの厚さは、個別電極本体３５ａの厚さより厚くなっている。これにより、引出電極３５ｂは、変位素子５０を繰り返し変位した場合でも断線し難くできる。また、液体吐出ヘッドの製造工程においても断線が生じ難く、液体吐出ヘッドの歩留まりを高くできる。引出電極３５ｂが直接断線する場合や、引出電極３５ｂ直下の圧電セラミック層２１ｂにクラックが生じ、それにより断線する場合などがあるが、いずれにしても、断線は、変位の基点となり、構造が変わり応力が集中する液体加圧室の外周を横切る部分において生じやすいので、その部分を厚くするのは効果的である。また、引出電極３５ｂの厚さを厚くすと、引出電極３５ｂの幅を狭くしても断線が生じ難いので好ましい。さらに引出電極３５ｂと共通電極３４に挟まれている圧電セラミックス層２１ｂは、引出電極３５ｂに電圧が加わると圧電変形するため、この変形により変位素子５０間にクロストークが生じることがあるが、引出電極３５ｂの幅を狭くすれば、クロストークを抑制できる。引出電極３５ｂの幅は、外部と接続するために引出電極を広げる部分の幅の半分以下にするのが好ましく、より具体的には、幅を５０μｍ以下、更には２０μｍ以下にするのがよい。

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５〜１５μｍ程度で凸状に形成されている。また、接続電極３６は、図示されていない外部配線である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ＦＰＣ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。

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、圧電アクチュエータユニット２１の外周に近い領域の形成された共通電極の接続電極８０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、外部配線内の別の電極と接続されている。

なお、以上は、圧電アクチュエータユニット２１が２層の圧電セラミック層の場合の構造であるが、３相層以上の圧電セラミック層を積層して、個別電極３５と共通電極３４が交互になるように配置してもよい。また、変位素子５０は、圧電アクチュエータユニット
２１の中に複数作り込まれているが、そのようにはせず、液体加圧室１０を個別に覆うよう変位素子５０を積層してもよい。

図６（ａ）に示されるように、共通電極３４と個別電極３５とは、最上層の圧電セラミック層２１ｂのみを挟むように配置されている。圧電セラミック層２１ｂにおける個別電極３５と共通電極３４とに挟まれた領域は活性部と呼称され、その部分の圧電セラミックスには厚み方向に分極が施されている。本実施形態の圧電アクチュエータユニット２１においては、最上層の圧電セラミック層２１ｂのみが活性部を含んでおり、圧電セラミック２１ａは活性部を含んでおらず、振動板として働く。この圧電アクチュエータユニット２１はいわゆるユニモルフタイプの構成を有している。

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。

本実施の形態における実際の駆動手順は、あらかじめ個別電極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、液体加圧室１０内において圧力波がマニホールド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。

以上のような液体吐出ヘッド２を用いて印刷を行なうと、液体加圧室群９（ダミー液体加圧室は含まない）のうちの最も外側に位置する外周液体加圧室（図５の線Ｂ上に位置する個別電極３５の直下に位置する液体加圧室１０）から吐出された液滴の着弾位置のずれが大きい場合がある。これは、液体加圧室群９のうちの外周液体加圧室以外の液体加圧室１０である内部液体加圧室が、周囲を囲んで隣接している液体加圧室１０からクロストークの影響を受けるのに対して、外周液体加圧室では周囲を囲んで隣接している液体加圧室１０の数が少ないので、受けるクロストークの影響が少ないためである。

液滴の吐出特性は、基本的に吐出速度が速くなるようにある程度最適化されているので、外部からクロストークの影響を受けた場合、吐出速度は低下することが多い。そうするとベタ印刷に近い、吐出を行なう液体加圧室の割合が多い状態の印刷では、外周液体加圧
室の吐出速度が、内部液体加圧室からの吐出速度よりも速くなってしまう。ベタ印刷などでは、着弾位置がずれて印刷されない部分が生じると非常に目立つため、ベタ印刷などでは吐出速度のばらつきがより少ないことが必要とされる。そこで同じ電圧を加えた際の変位素子５０の変位を、外部液体加圧室に対応する変位素子５０の変位を外部液体加圧室に対応する変位素子５０の変位を小さくすること吐出速度を低くして吐出速度の差を小さくする。この様にすると、印刷される内容が少ない、吐出を行なう液体加圧室の割合が多い状態の印刷では、着弾位置のずれが大きくなる場合もあるが、そのような印刷においては、着弾位置のずれが大きくなっても、人の目にはあまり目立たないため、その影響は少ない。

さらに、隣接する液体加圧室１０の数が少ないほどクロストークの影響は小さくなるので、隣接する液体加加圧室の数が少ないほど、変位素子５０の変位を小さくすれば、よりベタ印刷時などの着弾位置精度を高くすることができる。

具体的な変位素子５０の変位の低下のさせ方としては、個別電極本体３５ａの面積を変える、液体加圧室１０の開口面積を変える、変位素子５０の部分の圧電アクチュエータユニット２１の厚さを厚くするなどが考えられる。この際、内部液体加圧室に対応した変位素子５０の変位は、すべて略同じにされる。すなわち、液体加圧室の形状や、変位素子の厚さや、個別電極本体３５ｂの面積を工業的製造バラツキの範囲で同じにする。そして、外周液体加圧室に対応したすべての変位素子５０の変位は、内部液体加圧室に対応した変位素子５０の変位と異ならせる。

液体加圧室１０に対する個別電極本体３５ａの面積と、吐出速度の関係をシミュレーションで調べると、吐出速度は、個別電極本体３５ａが液体加圧室１０の中央に位置し、その面積が液体加圧室１０の６割程度で最大になる。これは面積が小さすぎると変形させる力が少なくなり、面積が大きすぎると、液体加圧室１０の開口の辺に近い部位では、変位量を大きくするために必要な屈曲と逆の方向に圧電セラミック層が変形するため、変形させる力の総量は大きくなるが、その一部は屈曲させないように働くため結果的に変位量は少なくなるからである。面積比は、液体加圧室１０の開口の形状が凹部を含まなかったり、凹部があっても全体に対して微小なものであれば、形状が変わっても大きな影響は与えず、６割程度で最大になる。

したがって、例えば、内部液体加圧室に対応する個別電極３５の面積を吐出速度が最大になるように液体加圧室の面積の６０％にしたとすれば、外周液体加圧室に対応する個別電極３５ａの面積を６３％あるいは５７％にすることで変位素子５０の変位を小さくすることができる。個別電極３５ａの面積は、形状を略相似形にして変えるのが、吐出特性に他の余分な変化が加わり難いので好ましい。

液体加圧室１０の開口面積を変える際も上述の同様の効果がある。また、液体加圧室の開口面積を変えると流路中の液体の挙動も変わるので、個別電極３５の面積とは関係なく、液体加圧室の開口面積を変えて体積を小さくすると吐出速度が遅くなるので、液体加圧室１０の開口面積を小さくして、吐出速度を低くしてもよい。液体加圧室の開口面積を変える際には略相似形にすれば、吐出特性に他の余分な変化が加わり難いので好ましい。また、上述のような略菱形の液体加圧室１０では、しぼり１２から液体吐出孔８に向かう方向に直交する方向の幅を変えるようにすれば、接続する他の流路の設計を変えずに流路を構成できる。またそのようにすれば、流路の長さは変わらないため、吐出速度以外の吐出特性の影響を少なくできる。

変位素子５０の厚さ薄くすることにより、変位量を小さくすることもできる。具体的方法としては、圧電セラミック層２１ａ、２１ｂ、共通電極３４、個別電極の３５のいずれ
の部分の厚さを変えても良いが、個別電極の３５の厚さを変えるのが製造上は容易である。

具体的な変位量の低下と、補正について、上述の液体吐出ヘッド２についてシミュレーションを行なった。表１は、図６（ｂ）においてＥ０の個別電極本体３５ａに対して、Ｅ１〜Ｅ３位置に変位素子５０がある場合に、それらを同時に駆動した場合の変位量とクロストークがないＮｏ．１の変位量に対する低下率を示した。

一般的に、菱形状の液体加圧室が、鈍角部を結ぶ方向に平行な第１の方向に平行な辺と、前記菱形状の一方の対向する一対の辺に平行な第２の方向に平行な辺および前記菱形状の対向する他方の一対の辺に平行な第３の方向に平行な辺の少なくとも一方とで構成された外形のマトリックス状に配列された液体加圧室群９としては、図５に示したような台形状以外に、平行四辺形状、対向する辺が平行な六角形状などの場合がある。個別電極本体３５ａから引き出される引出電極３５ｂは、引出電極３５ｂとその直下の共通電極３４との間で生じる圧電変形の影響を周囲に与え難いように、菱形形状の鋭角部から引き出されて、隣接する液体加圧室１０の間（図６（ｂ）のＦの領域）で外部に電気的に接続されるとともに、引出電極３５ｂが近くに集まってクロストークの影響が集中しないように、第１の方向に平行な液体加圧室１０の列において菱形形状の対向する鋭角部から交互に引き出されている。このような液体加圧室群９においては、その外形が凹部を含まなければ、外周液体加圧室は次の６種類に分類される。

第１の方向に隣り合う記液体加圧室（図６（ｂ）のＥ１の位置、以下Ｅ１の位置の液体加圧室と言うことがある）が１つ、第２の方向および第３の方向に隣り合う液体加圧室のうち、引出電極が当該液体加圧室側に引き出されている液体加圧室（図６（ｂ）のＥ２の位置、以下Ｅ２の位置の液体加圧室と言うことがある）が２つであり、引出電極が当該液体加圧室側に引き出されていない液体加圧室（図６（ｂ）のＥ３の位置、以下Ｅ３の位置の液体加圧室と言うことがある）が１つである前記外周液体加圧室を第１の外周液体加圧室（表１のＮｏ．３であり、台形状の液体加圧室群では斜辺の一つに位置する液体加圧室）、Ｅ１の位置の液体加圧室が２つ、Ｅ２の位置の液体加圧室が１つ、Ｅ３の位置の液体加圧室が１つである第２の外周液体加圧室（表１のＮｏ．４であり、台形状の液体加圧室群では長辺および短辺に位置する液体加圧室）、Ｅ１の位置の液体加圧室が１つ、Ｅ２の位置の液体加圧室が１つ、Ｅ３の位置の液体加圧室が２つである第３の外周液体加圧室（表１のＮｏ．５であり、台形状の液体加圧室群では他の一つの斜辺に位置する液体加圧室）、Ｅ１の位置の液体加圧室が２つ、Ｅ２の位置の液体加圧室が１つ、Ｅ３の位置の液体加圧室が１つである第４の外周液体加圧室（表１のＮｏ．６であり、台形状の液体加圧室群では短辺側の頂点に位置する液体加圧室）、Ｅ１の位置の液体加圧室が１つ、Ｅ２の位置の液体加圧室が１つ、Ｅ３の位置の液体加圧室が存在しない第５の外周液体加圧室（表１のＮｏ．７であり、台形状の液体加圧室群では長辺側の頂点の一つに位置する液体加圧室）、Ｅ１の位置の液体加圧室が１つ、Ｅ２の位置の液体加圧室が存在しなく、Ｅ３の位置の液体加圧室が１つである第６の外周液体加圧室（表１のＮｏ．８であり、台形状の液体加圧室群では長辺側の頂点の他の一つに位置する液体加圧室）である。

これらのシミュレーション結果は、内部液体加圧室の変位低下が最も大きく、第１の液体加圧室〜第６の液体加圧室は順に変位低下は少なくなっていった。これは、引出電極３５ｂの影響が大きいので、Ｅ２の位置の液体加圧室の影響が大きくなり、続いて距離の近いＥ１の位置の液体加圧室の影響が大きく、Ｅ３の位置の液体加圧室の影響が少なくなるからである。

これらの変位低下を相殺するため、例えば、個別電極本体の面積を、第１の外周液体加圧室を内部液体加圧室よりも小さいとともに、外周液体加圧室群の中で最大にし、第６の外周液体加圧室まで順に小さくしていけばよい。なお、液体加圧室群９の形状によっては、第１〜６の外周液体加圧室のうちで存在しないものをある場合があるが、存在しないもの除いて考えればよい。

具体的には、内部液体加圧室面積１００％に対して、第１の外周液体加圧室を９９．５％、第２の外周液体加圧室を９４．０％、第３の外周液体加圧室を９２．９％、第４の外周液体加圧室を９１．４％、第５の外周液体加圧室を８８．８％、第６の外周液体加圧室を８７．５％にすればよい。

この補正は、クロストークが最大になった状態の吐出特性を揃えるようにしたものであるが、クロストークがない場合の吐出特性も考慮して補正量を上記の０．５倍にすれは、クロストークが最大になる場合、クロストークがない場合の吐出特性の差が平均して少なくできる。また、補正量は上記の０．５〜１倍の間の任意の値にしてもよい。

変位素子５０の厚さや、液体加圧室１０の開口形状についても同様に補正すれば、吐出速度のばらつきを低減できる。

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・・・マニホールドの開口
６・・・個別供給流路
８・・・液体吐出孔
９・・・液体加圧室群
１０、２１０、３１０、４１０・・・液体加圧室
１１ａ、ｂ、ｃ、ｄ・・・液体加圧室列
１２・・・しぼり
１３・・・液体吐出ヘッド本体
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・・・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・・・個別電極
３５ａ・・・個別電極本体
３５ｂ・・・引出電極
３６・・・接続電極
５０・・・変位素子
８０・・・共通電極の接続電極
Ａ・・・Ａ列状のダミー個別電極に対応しているのはダミー液体加圧室
Ｂ・・・Ｂ上の個別電極に対応した液体加圧室が外周液体加圧室

Claims (7)

1. 複数の液体吐出孔にそれぞれ繋がっている複数の液体加圧室がマトリックス状に配置されており、一つの面に開口している液体加圧室群を有する流路部材と、前記液体加圧室の開口を覆うように前記流路部材の一つの面に積層されている複数の変位素子とを有する液体吐出ヘッドであって、前記複数の変位素子に同じ電圧を加えた際に、前記液体加圧室のうちの前記液体加圧室群の最も外側に位置する外周液体加圧室に積層されている前記変位素子の変位が、前記液体加圧室のうち前記外周液体加圧室以外の内部液体加圧室に積層されている前記変位素子の変位よりも小さいことを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記変位素子が、前記流路部材の一つの面に積層されている振動板と、該振動板に積層されている複数の電極に挟まれた圧電セラミック層とを含み、前記外周液体加圧室に積層されている前記変位素子はすべて略同一の寸法であり、前記外周液体加圧室に積層されている前記変位素子は、１つの変位素子の有する前記複数の電極の中で最も面積の小さい電極の面積が、前記内部液体加圧室に積層されている前記変位素子の前記複数の電極の中で最も面積の小さい電極の面積と異なることにより、同じ電圧を加えた際に、前記外周液体加圧室に積層されている前記変位素子の変位が、内部液体加圧室に積層されている前記変位素子の変位よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記内部液体加圧室に積層されている前記変位素子の厚みが略同一であり、前記外周液体加圧室に積層されている前記変位素子の厚みが、前記内部液体加圧室に積層されている前記変位素子の厚みよりも厚いことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記内部液体加圧室の開口面積が略同一であり、前記外周液体加圧室の開口面積が、前記内部液体加圧室の開口面積よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
5. 隣接する前記液体加圧室の数が少ない前記液体加圧室ほど、該液体加圧室に積層されている前記変位素子の同じ電圧を加えた際の変位が小さいことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記複数の変位素子は、前記振動板上に共通電極、圧電セラミック層および複数の個別電極がこの順で積層された圧電アクチュエータユニットで構成されており、該圧電アクチュエータユニットは、前記液体加圧群全室体を覆うように流路部材に積層されており、前記液体加圧室は開口が菱形状であるとともに、前記液体加圧室群の外形は、前記菱形状の対向する鈍角部を結ぶ第１の方向に平行な辺と、前記菱形状の一方の対向する一対の平行な辺に平行な第２の方向に平行な辺および前記菱形状の他方の対向する一対の平行な辺に平行な第３の方向に平行な辺の少なくとも一方とで構成されており、前記個別電極は、平面視したときに、前記液体加圧室と重なっている個別電極本体と、該個別電極本体から前記液体加圧室の前記菱形形状の鋭角部から引き出されて、隣接する前記液体加圧室の間で外部に電気的に接続される引出電極とを有し、該引出電極は、前記第１の方向に平行な前記液体加圧室の列において前記菱形形状の対向する鋭角部から交互に引き出されており、前記第１の方向に隣り合う前記液体加圧室が１つ、前記第２の方向および前記第３の方向に隣り合う前記液体加圧室のうち、前記引出電極が当該液体加圧室側に引き出されている前記液体加圧室が２つであり、前記引出電極が当該液体加圧室側に引き出されていない前記液体加圧室が１つである前記外周液体加圧室を第１の外周液体加圧室とし、前記第１の方向に隣り合う前記液体加圧室が２つ、前記第２の方向および前記第３の方向に隣り合う前記液体加圧室のうち、前記引出電極が当該液体加圧室側に引き出されている前記液体加圧室が１つであり、前記引出電極が当該液体加圧室側に引き出されていない前記液体加圧室が１つである前記外周液体加圧室を第２の外周液体加圧室とし、前記第１の方向に隣り
   合う前記液体加圧室が１つ、前記第２の方向および前記第３の方向に隣り合う前記液体加圧室のうち、前記引出電極が当該液体加圧室側に引き出されている前記液体加圧室が１つであり、前記引出電極が当該液体加圧室側に引き出されていない前記液体加圧室が２つである前記外周液体加圧室を第３の外周液体加圧室とし、前記第１の方向に隣り合う前記液体加圧室が１つ、前記第２の方向および前記第３の方向に隣り合う前記液体加圧室のうち、前記引出電極が当該液体加圧室側に引き出されている前記液体加圧室が１つであり、前記引出電極が当該液体加圧室側に引き出されていない前記液体加圧室が１つである前記外周液体加圧室を第４の外周液体加圧室とし、前記第１の方向に隣り合う前記液体加圧室が１つ、前記第２の方向および前記第３の方向に隣り合う前記液体加圧室のうち、前記引出電極が当該液体加圧室側に引き出されている前記液体加圧室が１つであり、前記引出電極が当該液体加圧室側に引き出されていない前記液体加圧室が存在しない前記外周液体加圧室を第５の外周液体加圧室とし、前記第１の方向に隣り合う前記液体加圧室が１つ、前記第２の方向および前記第３の方向に隣り合う前記液体加圧室のうち、前記引出電極が当該液体加圧室側に引き出されている前記液体加圧室が存在せず、前記引出電極が当該液体加圧室側に引き出されていない前記液体加圧室が１つである前記外周液体加圧室を第６の外周液体加圧室としたとき、前記第１〜６の外周液体加圧室のうちで存在する液体加圧室と前記内部液体加圧室とに積層されている前記変位素子に、同じ電圧を加えた際の変位が、前記内部液体加圧室に積層されている前記変位素子、前記第１の外周液体加圧室に積層されている前記変位素子、前記第２の外周液体加圧室に積層されている前記変位素子、前記第３の外周液体加圧室に積層されている前記変位素子、前記第４の外周液体加圧室に積層されている前記変位素子、前記第５の外周液体加圧室に積層されている前記変位素子、前記第６の外周液体加圧室に積層されている前記変位素子の順に小さくなっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
7. 請求項１〜６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、前記圧電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。

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