JP2014069425A - 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】複数の吐出孔から吐出される液体の吐出量あるいは吐出速度にばらつきが生じる可能性を低減することができる液体吐出ヘッドを提供する。
【解決手段】複数の吐出孔、複数の加圧室１０、およびマニホールドとを有する流路部材と、圧電アクチュエータ基板とを備え、マニホールドは、隔壁１５と、複数の副マニホールド５ｂとを有し、圧電アクチュエータ基板は、隔壁１５上に位置する第１領域Ｒ１、および副マニホールド５ｂ上に位置する第２領域Ｒ２を備え、第２電極が、加圧室１０の上方に位置し、平面視して加圧室１０と略相似形状の第２電極本体２５ａと、第２電極本体２５ａから引き出された引出電極２５ｂとを備えており、加圧室１０が、第２領域Ｒ２から第１領域Ｒ１にわたって設けられており、第２電極本体２５ａが第１領域Ｒ１側に切欠部２７を備えており、第２電極本体２５ａが第１領域Ｒ１に形成されていない。
【選択図】図６

Description

本発明は、液体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。

近年、インクジェットプリンタあるいは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、液晶ディスプレイ用のカラーフィルタの製造、あるいは有機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。

上記従来の印刷装置は、液体吐出ヘッドと、液体吐出ヘッドに対して記録媒体を搬送する搬送部と、液体吐出ヘッドを制御する制御部とを備え、液体吐出ヘッドを駆動することにより印刷が行われている。

液体吐出ヘッドは、複数の吐出孔、複数の吐出孔と連通する複数の加圧室、および複数の加圧室と連通するマニホールドとを有する流路部材と、複数の加圧室を覆うように流路部材に積層されている圧電アクチュエータ基板とを備えている。そして、マニホールドは、隔壁と、隔壁により仕切られた複数の副マニホールドとを有している。また、圧電アクチュエータ基板は、第１電極と圧電体層と複数の第２電極とが、流路部材側からこの順に積層されており、隔壁上に位置する第１領域、および副マニホールド上に位置する第２領域を備えている（例えば、特許文献１の図５参照）。また、第２電極は、加圧室の上方に位置する第２電極本体と、第２電極本体から引き出された引出電極とを備えている。

そして、上記従来の液体吐出ヘッドは、圧電アクチュエータ基板の加圧室に対応する圧電体層を変位させることにより、各吐出孔からインクを吐出させて、記録媒体に印刷を行っている。

特開２００３−３０５８５２号公報

液体吐出ヘッドに電圧を印加すると、引出電極の下方の圧電体層も圧電変形する。そして、流路部材は、副マニホールドとなる領域が空間を形成しているため、副マニホールドが形成された領域と、隔壁が形成された領域とで剛性が異なる構成となる。流路部材の剛性の差に起因して、圧電アクチュエータ基板の第１領域の剛性と、圧電アクチュエータ基板の第２領域の剛性とが異なる場合がある。そのため、第２電極が、第１領域および第２領域にまたがって設けられた場合に、第１領域に位置する第２電極の下方に設けられた圧電体層の圧電変形と、第２領域に位置する第２電極の下方に設けられた圧電体層の圧電変形とが異なり、圧電アクチュエータ基板の各加圧室に対応する圧電体層の変形量にばらつきが生じて、各ノズルから吐出される液体の吐出量あるいは吐出速度にばらつきが生じる場合がある。そして、圧電アクチュエータ基板は、積層ずれあるいは焼成時の変形により、第２電極を第２領域のみに配置することが困難な可能性がある。

本発明の液体吐出ヘッドは、複数の吐出孔、複数の該吐出孔と連通する複数の加圧室、および複数の該加圧室と連通するマニホールドとを有する流路部材と、複数の前記加圧室
を覆うように前記流路部材に積層されている圧電アクチュエータ基板とを備えている。また、前記マニホールドは、隔壁と、該隔壁により仕切られた複数の副マニホールドとを有している。また、前記圧電アクチュエータ基板は、第１電極と圧電体層と複数の第２電極とが、前記流路部材側からこの順に積層されており、かつ前記隔壁上に位置する第１領域および前記副マニホールド上に位置する第２領域を備えている。また、前記第２電極が、前記加圧室の上方位置する第２電極本体と、該第２電極本体から引き出された引出電極とを備えている。また、前記加圧室が、前記第２領域に対応する領域から前記第１領域に対応する領域にわたって設けられており、前記第２電極本体が前記第１領域側に切欠部を備えており、前記第２電極本体が前記第１領域に形成されていない。

また、本発明の記録装置は、上記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を制御する制御部とを備える。

本発明によれば、複数の吐出孔から吐出される液体の吐出量あるいは吐出速度にばらつきが生じる可能性を低減することができる。

本発明の一実施形態に係る液体吐出ヘッドを含む記録装置であるインクジェット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り、説明のため一部の流路を省略した図である。 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３のI−I線に沿った縦断面図である。 図２〜５で示した液体吐出ヘッドの拡大平面図である。 （ａ）は図６に示す液体吐出ヘッドを構成する加圧室および個別電極の拡大平面図であり、（ｂ）は（ａ）の変形例である。 （ａ）は他の実施形態に係る液体吐出ヘッドを構成する加圧室および個別電極の拡大平面図であり、（ｂ）は（ａ）の変形例である。 さらに他の実施形態に係る液体吐出ヘッドの図６に対応する拡大平面図である。

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（以下、プリンタ１とする）の概略構成図である。インクジェットプリンタ１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、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長尺形状を有している。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は、液体吐出ヘッド２あるいは給紙ユニット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。

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，１１８ｂ，１１９ａ，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１１８ａ，１１８ｂ，１１９ａ，１１９ｂ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１０６，１０７を有している。搬送ベルト１１１は、ベルトローラ１０６，１０７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１０６，１０７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１０６，１０７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、ゆる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。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。したがって、搬送モータ１７４を駆動してベルトローラ１０６，１０７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。ニップローラ１３８およびニップ受けローラ１３９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。

液体吐出ヘッド２は、下端にヘッド本体２ａを有している。ヘッド本体２ａの下面は、液体を吐出する多数の吐出孔８（図４参照）が設けられている吐出孔面となっている。

１つの液体吐出ヘッド２に設けられた吐出孔８からは、同じ色の液体（インク）が吐出される。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の吐出孔８は、吐出孔面に開口しており、長手方向に等間隔で配置されているため、長手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、例えば、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を構成するヘッド本体２ａから印刷用紙Ｐの上面に向けて液体が吐出される。これにより、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，１２１ｂ，１２２ａ，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，１２１ｂ，１２２ａ，１２２ｂにより、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（不図視）および受光素子（不図視）により構成され、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あるいは搬送モータ１７４等を制御している。

次に、液体吐出ヘッド２について説明する。図２は、ヘッド本体２ａの平面図である。図３は、図２の一点鎖線で囲まれた領域の拡大図であり、説明のため一部の流路を省略した平面図である。図４は、図２の一点鎖線で囲まれた領域の拡大図であり、説明のため図３とは異なる一部の流路を省略した図である。なお、図３，４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基板２１の下方にあって破線で描くべきしぼり６、吐出孔８、加圧室１０などを実線で描いている。図５は図３のI−I線に沿った縦断面図である。図６は、図２〜５で示したヘッド本体２ａの拡大平面図であり、加圧室１０、第２電極である個別電極２５および接続電極２６の関係を示したものである。また、図４の吐出孔８は、位置を分かりやすくするため、実際の径よりも大きく描いてある。

液体吐出ヘッド２は、ヘッド本体２ａ以外にリザーバ、および金属製の筐体を含んでいる。また。ヘッド本体２ａは、流路部材４と、変位素子３０（図５参照）が形成された圧電アクチュエータ基板２１とを含んでいる。

ヘッド本体２ａを構成する流路部材４は、マニホールド５と、マニホールド５と繋がっている複数の加圧室１０と、複数の加圧室１０とそれぞれ繋がっている複数の吐出孔８とを備えている。加圧室１０は、流路部材４の上面に開口しており、流路部材４の上面が加圧室面となっている。また、流路部材４の上面にはマニホールド５と繋がる開口５ａが設けられており、開口５ａより液体が供給される。

また、流路部材４の上面には、変位素子３０を含む圧電アクチュエータ基板２１が接合されており、各変位素子３０が加圧室１０上に位置するように設けられている。また、圧電アクチュエータ基板２１には、各変位素子３０に信号を供給するための配線基板であるＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）などの信号伝達部９２が接続されている。図２では、２つの信号伝達部９２が圧電アクチュエータ基板２１に繋がる状態が分かるように、信号伝達部９２の圧電アクチュエータ２１に接続される付近の外形を点線で示している。

信号伝達部９２は、圧電アクチュエータ基板２１に沿って配置されており、信号伝達部９２と圧電アクチュエータ基板２１との接続は加圧室１０以外の部分で行なわれているため、信号伝達部９２は変位素子３０の変位を抑制しない。信号伝達部９２の圧電アクチュエータ基板２１に対向している領域には、多数の配線（不図示）が、ヘッド本体２ａの短手方向に沿って配置されており、図２の左右の図示されていない部分にまで繋がっている
。

制御部１００から送られた信号は、必要に応じて他の回路基板などを経た後、信号伝達部９２を伝わって、変位素子３０に供給される。信号伝達部９２の配線の圧電アクチュエータ基板２１側は、圧電アクチュエータ２１に電気的に接続されている電極になっており、電極は、信号伝達部９２の端部に、矩形状に配置されている。２つの信号伝達部９２は、圧電アクチュエータ基板２１の短手方向の中央部にそれぞれの端がくるように接続されている。２つの信号伝達部９２は、中央部から圧電アクチュエータ基板２１の長辺に向かって伸びている。

また、信号伝達部９２にはドライバＩＣ（不図示）が実装されている。ドライバＩＣは金属製の筐体に押し付けられるように実装されており、ドライバＩＣの熱は、金属製の筐体に伝わり、外部に放熱される。圧電アクチュエータ基板２１上の変位素子３０を駆動する駆動信号は、ドライバＩＣ内で生成される。駆動信号の生成を制御する信号は、制御部１００で生成され、信号伝達部９２の圧電アクチュエータ基板２１と接続された側と反対側の端から入力される。制御部１００と信号伝達部９２との間には、必要に応じて、液体吐出ヘッド２内に回路基板などが設けられる。

ヘッド本体２ａは、１つの平板状の流路部材４と、圧電アクチュエータ基板２１とを１つ有している。圧電アクチュエータ基板２１の平面形状は長方形状であり、その長方形の長辺が流路部材４の長手方向に沿うように流路部材４の上面に配置されている。

図２に示すように、流路部材４の内部には２つのマニホールド５が形成されている。マニホールド５は流路部材４の長手方向の一端部側から、他端部側に延びる細長い形状を有しており、その両端部において、流路部材４の上面に開口しているマニホールド５の開口５ａが形成されている。マニホールド５の両端部から流路部材４へ液体を供給することにより、液体の供給不足を起り難くできる。また、マニホールド５の一端から供給する場合と比較して、液体がマニホールド５を流れる際に生じる圧力損失の差を、約半分にできるため、複数の吐出孔から吐出される液体の吐出量および吐出速度（以下、吐出特性と称する場合がある）のばらつきを少なくできる。

また、マニホールド５は、少なくとも加圧室１０に繋がっている領域である長さ方向の中央部分が、幅方向に間隔を開けて設けられた隔壁１５で仕切られている。隔壁１５は、加圧室１０に繋がっている領域である長さ方向の中央部分では、マニホールド５と同じ高さを有し、マニホールド５を複数の副マニホールド５ｂに仕切っている。そのため、隔壁１５が設けられた領域には流路部材４が設けられており、副マニホールド５ｂが形成された領域には液体が供給されるように空間が設けられている。このようにすることで、平面視したときに、隔壁１５と重なるように、吐出孔８および吐出孔８から加圧室１０に繋がるディセンダを設けることができる。

図２に示すように、マニホールド５の両端部を除く全体が隔壁１５で仕切られている。このようにする以外に、両端部のうちのどちらか一端部以外が隔壁１５で仕切られていてもよい。また、流路部材４の上面の開口５ａ付近のみが仕切られておらず、開口５ａから流路部材４の深さ方向に向かう間に、隔壁１５が設けられるようにしてもよい。いずれにしても、仕切られていない部分があることにより、流路抵抗が小さくなり、液体の供給量を多くできるので、マニホールド５の両端部が隔壁１５で仕切られていないことが好ましい。

本実施例においては、マニホールド５は独立して２本設けられており、それぞれの両端部に開口５ａが設けられている。また、１つのマニホールド５には、７つの隔壁１５が設
けられており、１つのマニホールド５は８つの副マニホールド５ｂに分けられている。副マニホールド５ｂの幅は、隔壁１５の幅より大きくなっており、これにより副マニホールド５ｂに多くの液体を流すことができる。また、７つの隔壁１５は、短手方向（行方向Ｌ２）の中央に近いほど、長さが長くなっており、マニホールド５の両端において、短手方向の中央に近い隔壁１５ほど、隔壁１５の端がマニホールド５の端に近くなっている。

これにより、マニホールド５の外側の壁により生じる流路抵抗と、隔壁１５により生じる流路抵抗とを均一に近づけることができ、各副マニホールド５ｂのうち、加圧室１０に繋がる個別供給流路１４（図５参照）が形成されている領域の端における液体の圧力差を少なくできる。個別供給流路１４での圧力差は、加圧室１０内の液体に加わる圧力差に影響を与えるため、個別供給流路１４での圧力差を少なくすることにより複数の吐出孔８から吐出される液体の吐出特性のばらつきを低減できる。

流路部材４は、複数の加圧室１０が２次元的に広がって形成されている。図３に示すように、加圧室１０は、個別供給流路１４を介して１つの副マニホールド５ｂと繋がっている。１つの副マニホールド５ｂに沿うようにして、副マニホールド５ｂに繋がっている加圧室１０の行である加圧室列１１ａが、副マニホールド５ｂの両側に１行ずつ、合計２行設けられている。したがって、１つのマニホールド５に対して、１６行の加圧室列１１ａが設けられており、ヘッド本体２ａ全体では３２行の加圧室列１１ａが設けられている。各加圧室列１１ａにおける加圧室１０の長手方向の間隔は同じであり、例えば、３７．５ｄｐｉの間隔となっている。なお、列方向Ｌ１および行方向Ｌ２の加圧室１０の間隔は、等間隔にすることが好ましいが、間隔は±２０％程度異なるようにしてもよい。

各加圧室列１１ａの行方向Ｌ２の外側にはダミー加圧室１６が設けられており、ダミー加圧室１６が列方向Ｌ１に直線状に並んだダミー加圧室列１６ａを形成している。ダミー加圧室列１６ａは、外部の電源と電気的に接続されていないダミー電極（不図示）が、それぞれ上方に形成されており、マニホールド５とは繋がっているが各吐出孔８とは繋がっていない。また、３２行の加圧室列１１ａの列方向Ｌ１の外側にも、ダミー加圧室１６が設けられており、ダミー加圧室１６が行方向Ｌ２に直線状に並んだダミー加圧室行１６ｂが設けられている。ダミー加圧室行１６ｂは、ダミー電極がそれぞれ上方に形成されており、マニホールド５および吐出孔８のいずれとも繋がっていない。これらのダミー加圧室１６により、端から１つ内側の加圧室１０の周囲の剛性が他の領域に設けられた加圧室１０の剛性と近くなることため、加圧室１０の位置による液体の吐出特性）のばらつきの差を少なくできる。なお、ダミー加圧室１６上には個別電極２５が形成されている。

１つのマニホールド５に繋がっている加圧室１０は、液体吐出ヘッド２の長手方向である列方向Ｌ１に沿って設けられており、列方向Ｌ１および行方向Ｌ２にそれぞれ略等間隔で配置されている。図２〜４に示すように、第１方向である列方向Ｌ１は、マニホールド５の隔壁１５が延びる方向であり、行方向Ｌ２は、列方向Ｌ１に直交する方向である。加圧室１０は、図６に示すように、平面視して略菱形形状をなしており、角部にアールが施されている。２つの鋭角部１０ａと２つの鋭角部１０ｂを有する略菱形の平面形状を有する中空の領域である。加圧室１０の菱形形状は、それぞれの加圧室１０の辺の長さが１０％程度異なっていてもよい。

加圧室１０を格子状の配置にして、圧電アクチュエータ基板２１を、行および列に沿った外辺を有する矩形状にすると、圧電アクチュエータ基板２１の外辺から、加圧室１０の上に形成されている個別電極２５が等距離に配置されることになるので、個別電極２５を形成する際に、圧電アクチュエータ基板２１に変形が生じる可能性を低減することができる。

圧電アクチュエータ基板２１と流路部材４とを接合する際に、上記変形が大きいと外辺に近い変位素子３０に応力が加わり、変位特性にばらつきが生じるおそれがあるが、変形を少なくすることで、そのばらつきを低減できる。加圧室列１１ａに属する加圧室１０は列方向Ｌ１に等間隔で配置されており、加圧室列１１ａに対応する個別電極２５も列方向Ｌ１に等間隔で配置されている。加圧室列１１ａは行方向Ｌ２に等間隔で配置されており、加圧室列１１ａに対応する個別電極２５の列も行方向Ｌ２に等間隔で配置されている。これにより、特にクロストークの影響が大きくなる部位をなくすことができる。

流路部材４を平面視したとき、１つの加圧室列１１ａに属する加圧室１０が、隣接する加圧室列１１ａに属する加圧室１０と、列方向Ｌ１において、重ならないように配置することにより、クロストークを抑制できる。一方、加圧室列１１ａの行方向Ｌ２の間の距離を離間させると、液体吐出ヘッド２の幅が大きくなるので、プリンタ１に対する液体吐出ヘッド２の設置角度の精度や、複数の液体吐出ヘッド２を使用する際の、液体吐出ヘッド２の相対位置の精度が印刷結果に与える影響が大きくなる。そこで、隔壁１５の幅を副マニホールド５ｂよりも小さくすることで、それらの精度が印刷結果に与える影響を少なくできる。

１つの副マニホールド５ｂに繋がっている加圧室１０は、２行の加圧室列１１ａを構成しており、１つの加圧室列１１ａを構成する加圧室１０から繋がっている吐出孔８は、１つの吐出孔列９を構成している。２行の加圧室列１１ａを構成する加圧室１０に繋がっている吐出孔８はそれぞれ、副マニホールド５ｂの異なる側に開口している。

図４では隔壁１５には、２行の吐出孔列９が設けられているが、それぞれの吐出孔列９に属する吐出孔８は、吐出孔８に近い側の副マニホールド５ｂに加圧室１０を介して繋がっている。隣接する副マニホールド５ｂに加圧室列１１ａを介して繋がっている吐出孔８と液体吐出ヘッド２とを長手方向において重ならないように配置されていると、加圧室１０と吐出孔８とを繋ぐ流路間のクロストークが抑制できるので、さらにクロストークを小さくすることができる。加圧室１０と吐出孔８とを繋ぐ流路全体が、液体吐出ヘッド２の長手方向において重ならないように配置されていると、さらにクロストークを小さくすることができる。

また、平面視において、加圧室１０と副マニホールド５ｂとを重なるように配置することにより、液体吐出ヘッド２の幅を小さくできる。加圧室１０の面積に対する、副マニホールド５ｂと重なっている面積の割合が、８０％以上、さらに９０％以上にすることで、液体吐出ヘッド２の幅をより小さくできる。つまり、加圧室１０は、第１領域Ｒ１（図６参照）に対応する領域から、第２領域Ｒ２（図６参照）に対応する領域にわたって設けられている。また、加圧室１０の第２領域Ｒ２に対応する領域の剛性は、第１領域Ｒ１に対応する剛性に比べて低くなっており、その差に起因して、複数の吐出孔８から吐出される液体の吐出特性がばらつくおそれがある。加圧室１０全体の面積に対する第２領域Ｒ２に対応する領域の面積の割合を、各加圧室１０で略同じにすることで、加圧室１０を構成する剛性が異なることによる液体の吐出特性のばらつきを少なくすることができる。ここで略同じとは、面積の割合の差が、１０％以下、特に５％以下であることを言う。なお、加圧室１０の第１領域Ｒ１に対応する領域とは、圧電アクチュエータ基板２１の第１領域Ｒ１上に位置する加圧室１０の領域であり、加圧室１０の第２領域Ｒ２に対応する領域とは、圧電アクチュエータ基板２１の第２領域Ｒ２上に位置する加圧室１０の領域である。

１つのマニホールド５に繋がっている複数の加圧室１０により、加圧室群（不図示）が構成されており、マニホールド５が２つ形成されているため、加圧室群は２つ形成されている。各加圧室群内における吐出に関わる加圧室１０の配置は同じで、行方向Ｌ２に平行移動させた配置されている。これらの加圧室１０は、流路部材４の上面における圧電アク
チュエータ基板２１に対向する領域に、略全面にわたって配列されている。つまり、これらの加圧室１０によって形成された加圧室群は圧電アクチュエータ基板２１と略同一の大きさおよび形状の領域を占有している。また、各加圧室１０の開口は、流路部材４の上面に圧電アクチュエータ基板２１が接合されることで閉塞されている。

加圧室１０の個別供給流路１４が繋がっている角部と対向する角部からは、流路部材４の下面の吐出孔面に開口している吐出孔８に繋がるディセンダ（個別流路１２）が伸びている。ディセンダは、平面視において、加圧室１０から離れる方向に伸びている。より具体的には、加圧室１０の長い対角線に沿う方向に離れつつ、その方向に対して左右にずれながら伸びている。これにより、加圧室１０は各加圧室行１１内での間隔が３７．５ｄｐｉになっている格子状の配置にしつつ、吐出孔８は、全体で１２００ｄｐｉの間隔で配置することができる。なお、図５に示すＲ３は、流路部材４の個別流路１２の上方に位置する圧電アクチュエータ基板２１の領域を示している。

これは別の言い方をすると、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吐出孔８を投影すると、図４に示した仮想直線のＳの範囲に、各マニホールド５に繋がっている全部で３２個の吐出孔８が、１２００ｄｐｉの等間隔に配置されている。これにより、全てのマニホールド５に同じ色のインクを供給することで、全体として長手方向に１２００ｄｐｉの解像度で画像が形成可能となる。なお、１つのマニホールド５に繋がっている１個の吐出孔８は、仮想直線のＳの範囲で６００ｄｐｉの等間隔に配置されている。これにより、各マニホールド５に異なる色のインクを供給することで、全体として長手方向に６００ｄｐｉの解像度で２色の画像が形成可能となる。この場合、２つの液体吐出ヘッド２を用いれば、６００ｄｐｉの解像度で４色の画像が形成可能となり、液体吐出ヘッド２の印刷精度を高くすることができるとともに、液体吐出ヘッド２のセッティングを容易にすることができる。

図５に示すように、ヘッド本体２ａ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４ａ、ベースプレート４ｂ、アパーチャ（しぼり）プレート４ｃ、サプライプレート４ｄ、マニホールドプレート４ｅ〜ｊ、カバープレート４ｋおよびノズルプレート４ｌ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。各プレートの厚さは１０〜３００μｍ程度であることにより、形成する孔の形成精度を高くできる。各プレートは、これらの孔が互いに連通して個別流路１２およびマニホールド５を構成するように、位置合わせして積層されている。ヘッド本体２ａは、加圧室１０は流路部材４の上面に、マニホールド５は内部の下面側に、吐出孔８は下面にと、個別流路１２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、加圧室１０を介してマニホールド５と吐出孔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４ａに形成された加圧室１０となる孔である。第２に、加圧室１０の一端からマニホールド５へと繋がる個別供給流路１４を構成する連通孔である。この連通孔は、ベースプレート４ｂ（詳細には加圧室１０の入り口）からサプライプレート４ｃ（詳細にはマニホールド５の出口）までの各プレートに形成されている。なお、この個別供給流路１４には、アパーチャプレート４ｃに形成されている、流路の断面積が小さくなっている部位であるしぼり６が含まれている。

第３に、加圧室１０の他端から吐出孔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４ｂ（詳細には加圧室１０の出口）からノズルプレート４ｌ（詳細には吐出孔８）までの各プレートに形成されている。ノズルプレート４ｌの孔は、吐出孔８とし
て、流路部材４の外部に開口している径が、例えば１０〜４０μｍのもので、内部に向かって径が大きくなっていくものが開けられている。

第４に、マニホールド５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４ｅ〜ｊに形成されている。マニホールドプレート４ｅ〜ｊには、副マニホールド５ｂを構成するように隔壁１５が残るように孔が形成されている。各マニホールドプレート４ｅ〜ｊにおける隔壁１５は、マニホールド５となる部分全体を孔にすると、保持できない状態になるので、隔壁１５は、ハーフエッチングしたタブで各マニホールドプレート４ｅ〜ｊの外周と繋がった状態にされる。

第１〜４の連通孔が相互に繋がり、マニホールド５からの液体の流入口（マニホールド５の出口）から吐出孔８に至る個別流路１２を構成している。マニホールド５に供給された液体は、以下の経路で吐出孔８から吐出される。まず、マニホールド５から上方向に向かって、個別供給流路１４に入り、しぼり６の一端部に至る。次に、しぼり６の延在方向に沿って水平に進み、しぼり６の他端部に至る。そこから上方に向かって、加圧室１０の一端部に至る。さらに、加圧室１０の延在方向に沿って水平に進み、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、下面に開口した吐出孔８へと進む。

マニホールド５は、隔壁１５により複数の副マニホールド５ｂに分けられていることから、マニホールド５の隔壁１５が設けられた領域と、副マニホールド５ｂが設けられた領域において、流路部材４の剛性が異なることとなる。より具体的には、隔壁１５が設けられた領域における剛性が、副マニホールド５ｂが設けられた領域の剛性よりも高いこととなる。

さらに、液体吐出ヘッド２は、マニホールド５の開口５ａからの液体の供給を安定させるために流路部材４に、リザーバ（不図示）を接合してもよい。リザーバは、外部から供給された液体を分岐させて、２つの開口５ａに繋がっているリザーバ流路が設けられているため、流路部材４の２つの開口に液体を安定して供給できる。また、分岐した後の流路長を略等しくすることで、外部から供給される液体の温度変動や圧力変動が、マニホールド５の両端の開口５ａに、少ない時間差で伝わるため、液体吐出ヘッド２内の液体の吐出特性のばらつきをより少なくできる。リザーバにダンパ（不図示）を設けることで、さらに液体の供給が安定化できる。さらに、液体中の異物などが流路部材４に向かうのを抑制するように、フィルタを設けてもよい。またさらに、流路部材４に向かう液体の温度を安定化させるようにヒータを設けてもよい。

圧電アクチュエータ基板２１は、共通電極２４と圧電セラミック層２１ｂと個別電極２５とが、流路部材４からこの順に積層されている。そして、圧電アクチュエータ基板２１と流路部材４とが接合されている。圧電アクチュエータ基板２１は、マニホールド５の隔壁１５上に位置する領域Ｒ１と、マニホールド５の副マニホールド５ｂ上に位置する領域Ｒ２と、個別流路１２上に位置する領域Ｒ３とを備えている。

図６に示すように、個別電極２５は、圧電アクチュエータ基板２１の上面における各加圧室１０に対向する位置にそれぞれ形成されている。個別電極２５は、加圧室１０より一回り小さく、加圧室１０上に位置する個別電極本体２５ａと、個別電極本体２５ａから引き出されている引出電極２５ｂとを含んでおり、個別電極２５は、加圧室１０に対応して設けられている。

また、引出電極２５ｂは、一端部が個別電極本体２５ａに接続されており、他端部が加圧室１０の鋭角部１０ａを通り、加圧室行１１ｂを構成する列上の領域Ｑと重ならないよ
うに引き出されている。個別電極２５については、詳細は後述する。

図３に示すように、圧電アクチュエータ基板２１の上面には、個別電極２５と、第１電極である共通電極２４とビアホールを介して電気的に接続された共通電極用表面電極２８とが形成されている。共通電極用表面電極２８は、圧電アクチュエータ基板２１の行方向Ｌ２の中央部に、列方向Ｌ１に沿うように２行形成され、２行の共通電極用表面電極２８は、互い違いに配置されている。また、列方向Ｌ１の端近くで行方向Ｌ２に沿って１列形成されている。図示した、共通電極用表面電極２８は直線上に断続的に形成されたものであるが、直線上に連続的に形成してもよい。

圧電アクチュエータ基板２１を作製する際に、個別電極２５と加圧室１０との位置ばらつきは吐出特性に大きく影響を与えることがある。また、個別電極２５を形成した後、焼成すると圧電アクチュエータ基板２１に反りが生じるおそれがある。反りが生じた圧電アクチュエータ基板２１を流路部材４に接合すると、圧電アクチュエータ基板２１に応力が加わった状態になり、その影響で変位がばらつくおそれがあることから、圧電アクチュエータ基板２１は、ビアホールを形成した圧電セラミック層２１ａ、共通電極２４、圧電セラミック層２１ｂを積層し、焼成した後、個別電極２５および共通電極用表面電極２８を同一工程で形成するのが好ましい。また、共通電極用表面電極２８は、個別電極２５と同時に形成した方が、位置精度が高くなり、工程も簡略化できるので、個別電極２５と共通電極用表面電極２８は同一工程で形成されることが好ましい。また、図３に示すように、圧電アクチュエータ基板２１の行方向Ｌ２の中央部には、列方向Ｌ１に複数設けられたダミー電極（不図示）により構成されたダミー電極列１６ｃが設けられている。ダミー電極列１６ｃが設けられたことにより、個別電極２５の焼成時における、圧電アクチュエータ基板２１の行方向Ｌ２の中央部の挙動をその他の領域に近づけることができ、圧電アクチュエータ基板２１の変形を小さくすることができる。

このような圧電アクチュエータ基板２１を焼成する際に生じるおそれのある、焼成収縮によるビアホールの位置ばらつきは、主に圧電アクチュエータ基板２１の列方向Ｌ１に生じるので、共通電極用表面電極２８が偶数個あるマニホールド５の中央、別の言い方をすれば、圧電アクチュエータ基板２１の行方向Ｌ２の中央に設けられており、共通電極用表面電極２８が圧電アクチュエータ基板２１の長手方向に長い形状をしていることにより、ビアホールと共通電極用表面電極２８とが位置ずれにより電気的に接続されなくなることを抑制できる。

圧電アクチュエータ基板２１には、２枚の信号伝達部９２が、圧電アクチュエータ基板２１の２つの長辺側から、それぞれ中央に向かうように配置され、接合される。その際、圧電アクチュエータ基板２１の引出電極２５ｂおよび共通電極用表面電極２８の上に、それぞれ、接続電極２６および共通電極用接続電極（不図示）を形成して接続することで、接続を容易にすることができる。また、その際、共通電極用表面電極２８および共通電極用接続電極の面積を接続電極２６の面積よりも大きくすれば、信号伝達部９２の端部（先端および圧電アクチュエータ基板２１の長手方向の端）にける接続が、共通電極用表面電極２８上の接続により強くできるので、信号伝達部９２が端からはがれ難くできる。

また、吐出孔８は、流路部材４の下面側に配置されたマニホールド５と対向する領域を避けた位置に配置されている。さらに、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基板２１と対向する領域内に配置されている。これらの吐出孔８は、１つの群として圧電アクチュエータ基板２１と略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基板２１の変位素子３０を変位させることにより吐出孔８から液体が吐出できる。

圧電アクチュエータ基板２１は、圧電体層である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基板２１の圧電セラミック層２１ａの下面から圧電セラミック層２１ｂの上面までの厚さは４０μｍ程度である。圧電セラミック層２１ａ，２１ｂのいずれの層も複数の加圧室１０をまたぐように延在している。これらの圧電セラミック層２１ａ，２１ｂは、例えば、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基板２１は、Ａｇ−Ｐｄ系などの金属材料からなる共通電極２４およびとＡｕ系などの金属材料からなる個別電極２５を有している。個別電極２５は上述のように圧電アクチュエータ基板２１の上面における加圧室１０と対向する位置に配置されている個別電極本体２５ａと、そこから引き出された引出電極２５ｂとを含んでいる。引出電極２５ｂの一端の、加圧室１０と対向する領域外に引き出された部分には、接続電極２６が形成されている。接続電極２６は例えばガラスフリットを含む銀−パラジウムからなり、厚さが１５μｍ程度で凸状に形成されている。また、接続電極２６は、信号伝達部９２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２５には、制御部１００から信号伝達部９２を通じて駆動信号が供給される。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２４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略全面にわたって形成されている。すなわち、共通電極２４は、圧電アクチュエータ基板２１に対向する領域内の全ての加圧室１０を覆うように延在している。共通電極２４の厚さは２μｍ程度である。共通電極２４は、共通電極用表面電極２８に、圧電セラミック層２１ｂに形成されたビアホールを介して繋がっており、接地されグランド電位に保持されている。共通電極用表面電極２８は、多数の個別電極２５と同様に、信号伝達部９２上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２５に選択的に所定の駆動信号が供給されることにより、個別電極２５と共通電極２４に教示された圧電セラミック層２１ｂが変位して、個別電極２５に対応する加圧室１０の体積が変わり、加圧室１０内の液体に圧力が加えられる。これにより、個別流路１２を通じて、対応する液体吐出口８から液体が吐出される。すなわち、圧電アクチュエータ基板２１における各加圧室１０に対向する部分は、各加圧室１０および液体吐出口８に対応する個別の変位素子３０に相当する。

つまり、２枚の圧電セラミック層２１ａ，２１ｂ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圧電アクチュエータである変位素子３０が加圧室１０毎に、加圧室１０の直上に位置する圧電セラミック層２１ａ、共通電極２４、圧電セラミック層２１ｂ、個別電極２５により作製されており、圧電アクチュエータ基板２１には加圧部である変位素子３０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１．５〜４．５ｐｌ（ピコリットル）程度である。

多数の個別電極２５は、個別に電位を制御することができるように、それぞれが信号伝達部９２および配線を介して、個別に制御部１００に電気的に接続されている。個別電極２５を共通電極２４と異なる電位にして圧電セラミック層２１ｂに対してその分極方向に電界を印加したとき、この電界が印加された部分が、圧電効果により歪む活性部として働く。この構成において、電界と分極とが同方向となるように、制御部１００により個別電極２５を共通電極２４に対して正または負の所定電位にすると、圧電セラミック層２１ｂの電極に挟まれた部分（活性部）が、面方向に収縮する。一方、非活性層の圧電セラミック層２１ａは電界の影響を受けないため、自発的には縮むことがなく活性部の変形を規制
しようとする。この結果、圧電セラミック層２１ｂと圧電セラミック層２１ａとの間で分極方向への歪みに差が生じて、圧電セラミック層２１ｂは加圧室１０側へ凸となるように変形（ユニモルフ変形）する。

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２５を共通電極２４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２５を共通電極２４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２５が低電位になるタイミングで、圧電セラミック層２１ａ，２１ｂが元の形状に戻り、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、加圧室１０内に負圧が与えられ、液体がマニホールド５側から加圧室１０内に吸い込まれる。その後再び個別電極２５を高電位にしたタイミングで、圧電セラミック層２１ａ，２１ｂが加圧室１０側へ凸となるように変形し、加圧室１０の容積減少により加圧室１０内の圧力が正圧となり液体への圧力が上昇し、液体が吐出される。つまり、液体を吐出させるため、高電位を基準とするパルスを含む駆動信号を個別電極２５に供給することになる。このパルス幅は、圧力波がしぼり６から吐出孔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、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、より強い圧力で液体を吐出させることができる。

また、階調印刷においては、吐出孔８から連続して吐出される液体の数、つまり液体吐出回数で調整される液体量にて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体吐出を、指定されたドット領域に対応する吐出孔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、液体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、先に吐出された液体を吐出させるときに発生した圧力の残余圧力波と、後に吐出させる液体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体を吐出するための圧力を増幅させることができる。なお、この場合後から吐出される液体の速度が速くなると考えられるが、その方が複数の液体の着弾点が近くなり、好ましい。

以下、図６を用いて個別電極２５を詳細に説明する。

個別電極２５は、個別電極本体２５ａと、引出電極２５ｂとを備えている。個別電極本体２５ａは、加圧室１０上に設けられており、１つの鋭角部２５ａ１と、２つの鈍角部２５ａ２と、切欠部２７とを備えている。また、個別電極本体２５ａは、平面視して、１つの鋭角部２５ａ１と、２つの鈍角部２５ａ２とが、下方に設けられた加圧室１０の１つの鋭角部１０ａと、２つの鈍角部１０ｂと略相似形状をなしており、加圧室１０内に個別電極本体２５ａが収納されている。そして、個別電極本体２５ａは、一方の鋭角部２５ａ１の反対側に切欠部２７を備えている。

切欠部２７は、加圧室列１１ａ１に対応する個別電極２５の場合、図６に示す上側に設けられている。また、加圧室列１１ａ２に対応する個別電極２５の場合、図６に示す下側に設けられている。そのため、切欠部２７は、それぞれの個別電極本体２５ａの第１領域Ｒ１に近い側に設けられていることとなる。

このように、個別電極本体２５ａの第１領域Ｒ１に近い側に切欠部２７が設けられていることから、第１領域Ｒ１に電極本体２５ａが形成される可能性を低減することができる。個別電極２５ａが第１領域Ｒ１に設けられていないことから、圧電アクチュエータ基板２１の第１領域Ｒ１の剛性と、圧電アクチュエータ基板２１の第２領域Ｒ２の剛性とが異なる場合においても、各加圧室１０に対応する各吐出孔８から吐出される液体の吐出量あるいは吐出速度にばらつきが生じる可能性を低減することができる。

ここで、個別電極２５を形成した後、焼成すると圧電アクチュエータ基板２１に反りが生じるおそれがあり、圧電アクチュエータ基板２１の反りに伴って、個別電極２５の位置が所望の位置からずれる可能性がある。そして、第１領域Ｒ１に形成されないように個別電極２５を印刷したとしても、積層時の位置ずれあるいは焼成時の変形に伴って、個別電極２５に位置ずれが生じて、個別電極２５が第１領域Ｒ１から第２領域Ｒ２にまたがって形成される可能性がある。例えば、圧電アクチュエータ基板２１が図６に示す上方向へ位置ずれした状態で積層された場合、加圧室列１１ａ１は、個別電極本体２５ａの一部が第１領域Ｒ１上に設けられ、加圧室列１１ａ２は、個別電極本体２５ａが第１領域Ｒ１上に設けられない可能性がある。

しかしながら、液体吐出ヘッド２は、第２電極本体２５ａが、第１領域Ｒ１側に設けられており、第２電極本体２５ａは、第１領域Ｒ１に設けられていない。そのため、圧電アクチュエータ基板２１の作製時に、積層ずれあるいは焼成時に変形が生じて個別電極２５の位置ずれが生じた場合においても、切欠部２７が設けられているため、第１領域Ｒ１に個別電極本体２５ａが配置される可能性を低減することができる。それにより、個別電極２５が、第１領域Ｒ１から第２領域Ｒ２にまたがって形成される可能性を低減することができ、複数の吐出孔８から吐出される液体の吐出量あるいは吐出速度にばらつきが生じる可能性を低減することができる。

また、引出電極２５ｂは、個別電極本体２５ａの切欠部２７と一方の鈍角部２５ａ２の間に接続されている。そして、加圧室行１１ｂ１上にある個別電極２５は、一方の鋭角部２５ａ１側に引き出されており、加圧室行１１ｂ２上にある個別電極２５は、他方の鋭角部２５ａ１側に引き出されている。そのため、隣接する加圧室行１１ｂ１，１１ｂ２を構成する個別電極２５が、行方向Ｌ２に異なる方向に引き出されることとなり、接続電極２６を設ける空間を確保することができる。

図７（ａ）を用いて個別電極２５について詳細に説明する。図７（ａ），（ｂ）において、加圧室１０と略相似形状の個別電極本体２５ａ、言い換えると切欠部２７によって切り欠かれない場合の個別電極本体２５ａの形状を破線で示している。

図７（ａ）に示すように、加圧室１０は、平面視して、略菱形形状をなしており、２つの鋭角部１０ａと、２つの鈍角部１０ｂとを備えている。また、破線にて、平面視して、加圧室１０と略相似形状の仮想的な個別電極本体２５ａを示す。仮想的な個別電極本体２５ａは、２つの鋭角部２５ａ１と、２つの鈍角部２５ａ２とを備えており、全体が加圧室１０上に設けられており、加圧室１０の上方の領域に収納されている。このように、破線で示す個別電極本体２５ａを、加圧室１０と略相似形状とすることで、例えば、個別電極本体２５ａが、個別電極本体２５ａ直下の圧電セラミック層２１ｂを面方向に収縮させ、かつ個別電極本体２５ａの外側に位置する加圧室１０の外周近くの圧電セラミック層２１ｂが収縮しないので、変位量が大きくなり、加圧室１０を十分に加圧することができ、複数の吐出孔８から十分な量の液体を吐出させることができる。

個別電極本体２５ａは、積層ずれあるいは焼成時の変形が生じたとしても、第１領域Ｒ１上に配置されないように、破線で示す個別電極本体２５ａの一方の鋭角部２５ａ１が、切欠部２７により切り欠かれている。そのため、個別電極本体２５ａは、１つの鋭角部２５ａ１と、２つの鈍角部２５ａ２と、切欠部２７とを有している。なお、個別電極本体２５ａの１つの鋭角部２５ａ１と、２つの鈍角部２５ａ２とは、加圧室１０と略相似形状をなしている。なお、加圧室１０と略相似形状とは、加圧室１０の外形と似な図形と重ねた場合に、個別電極本体２５ａの外形の８５％以上が一致することをいう。

切欠部２７は、個別電極本体２５ａの一方の鋭角部２５ａ１側に形成されており、個別電極本体２５ａは、切欠部２７により形成された列方向Ｌ１に沿った第１辺２９を備えている。そのため、個別電極本体２５ａは、１つの鋭角部２５ａ１と、２つの鈍角部２５ａ２と、第１辺２９（切欠部２７を構成する１辺）とを有することとなる。

第１辺２９は、列方向Ｌ１に沿って設けられることが好ましい。第１辺２９を隔壁１５の延びる方向である列方向Ｌ１に沿って設けることにより、第１辺２９と隔壁１５とが平行に設けられることになる。そのため、第１辺２９と、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の境界とが平行に設けられることになり、個別電極本体２５が、第１領域Ｒ１上に設けられる可能性を低減することができる。

第１辺２９と、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の境界との離間距離は、０．４ｍｍ以上あることが好ましい。離間距離が０．４ｍｍ以上あることにより、積層ずれあるいは焼成時の変形が生じた場合においても、個別電極本体２５ａが、第１領域Ｒ１上に配置される可能性を低減することができる。また、第１辺２９と、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の境界との離間距離は、加圧室１０の鋭角部１０ａ同士を結ぶ距離の０．４倍以上、加圧室１０の鈍角部１０ｂ同士を結ぶ距離の０．８倍以上あることが好ましい。

さらに、個別電極本体２５ａの重心から第１辺までの離間距離が、個別電極本体２５ａの重心から他方の鋭角部２５ａ１までの離間距離よりも短いことが好ましい。これにより、個別電極本体２５ａが第１領域Ｒ１上に設けられる可能性を低減しつつ、加圧室１０の加圧量を確保することができる。

このように、個別電極本体２５ａが加圧室１０の上方に設けられるとともに、１つの鋭角部２５ａ１と２つの鈍角部２５ａ２とが、加圧室１０と略相似形状をなしており、さらに、個別電極本体２５ａは第１領域Ｒ１側に切欠部２７が設けられ、第１辺２９が、列方向Ｌ１に沿っているため、加圧室１０を十分に加圧できる構成であり、かつ第１領域Ｒ１上に配置される可能性を低減することができる。そのため、複数の吐出孔から吐出される液体の吐出量および吐出速度のばらつきを低減することができる。

なお、第１辺２９は、列方向Ｌ１に平行であることが好ましいが、列方向Ｌ１から±２０°傾斜していてもよい。その場合においても、個別電極本体２５ａが、第１領域Ｒ１に形成される可能性を低減することができる。

図７（ｂ）を用いて液体吐出ヘッド２の変形例を説明する。

液体吐出ヘッド２´を構成する個別電極２５´は、第１辺２９´の形状が、液体吐出ヘッド２を構成する個別電極２５の第１辺２９の形状と異なっている。その他の点は、同様であり説明を省略する。

個別電極２５´は、個別電極本体２５ａ´と、引出電極２５ｂ´とを備えており、個別電極本体２５ａ´は、１つの鋭角部２５ａ１´と、２つの鈍角部２５ａ２´と、第１辺２９´とを備えている。そして、第１辺２９´は、列方向Ｌ１に沿って設けられているとともに、平面視して、第１辺２９´が第１領域Ｒ１側に向けて突出した凸形状をなしている。

第１辺２９´は、列方向Ｌ１の中央部が第１領域Ｒ１に向けて突出している。そのため、と第１辺２９´と、個別電極本体２５ａ´の他の領域の外周との接続がなだらかとなる。それにより、第１辺２９´と、個別電極本体２５ａ´の他の領域の外周との接続する部位に応力が生じる可能性を低減することができ、この部位から個別電極本体２５ａが剥離
する可能性を低減することができる。

また、第１辺２９´は、列方向Ｌ１の中央部が第１領域Ｒ１に向けて突出していることから、平面視して、円弧状をなすこととなり、第１辺２９´の列方向Ｌ１の中央部が最も突出した構成となる。そのため、液体吐出ヘッド２´の作製時において、個別電極２５´に位置ずれが生じて、個別電極２５´が列方向Ｌ１から傾斜した状態で配置されたとしても、個別電極本体２５ａ´が、第１領域Ｒ１に形成される可能性を低減することができる。

なお、第１辺２９´の曲率は、個別電極本体２５a´の鋭角部２５a１´の曲率よりも小さいことが好ましい。第１辺２９´の曲率を個別電極本体２５a´の鋭角部２５a１´の曲率よりも小さくすることで、個別電極２５´の位置ずれが生じた場合においても、個別電極本体２５a´が第１領域Ｒ１上に設けられる可能性を低減することができる。第１辺２
９´の曲率は１．０（１／ｍｍ）以下であることが好ましく、個別電極本体２５a´の鋭
角部２５a１´の曲率は１０．０（１／ｍｍ）以上であることが好ましい。

図８（ａ）を用いて他の実施形態に係る液体吐出ヘッド２００を構成する個別電極２２５について説明する。個別電極２２５は、引出電極２２５ｂを構成する１辺２３１が、個別電極２２５の第１辺２２９と連続的に形成されている。そのため、引出部２２５ｂは、個別電極本体２２５ａの鋭角部２２５ａ１に接続されている。

ここで、加圧室２１０は、キャビティプレート４ａ（図５参照）に孔が設けられることにより形成されている。そのため、加圧室２１０の鋭角部２１０ａ近傍には、鋭角部２１０ａを取り囲むようにキャビティプレート４ａが設けられることになる。同様に、加圧室２１０の鈍角部２１０ｂ近傍には、鈍角部２１０ｂを取り囲むようにキャビティプレート４ａが設けられることとなる。それにより、鋭角部２１０ａ近傍の剛性が鈍角部２１０ｂ近傍の剛性よりも高くなっている。

しかしながら、液体吐出ヘッド２００は、引出部２２５ｂが個別電極本体２２５ａの鋭角部２２５ａ１近傍から引き出される構成となっている。それゆえ、引出電極２２５ｂの加圧室２１０上方に位置する部位が、剛性の高い加圧室２１０の一方の鋭角部２１０ａのみを通ることから、引出電極２２５ｂの下方に位置する圧電セラミック層２１ｂの変形による、加圧室２１０上に位置する変位素子３０の変形量に対する影響を小さくすることができる。

また、引出電極２２５ｂを構成する１辺２３１が、個別電極２２５の第１辺２２９と連続的に形成されていることから、引出電極２２５ｂを構成する１辺２３１と、個別電極２２５の第１辺２２９との接合箇所に生じる応力を低減することができる。それにより、引出電極２２５ｂが、個別電極本体２２５ａから断線する可能性を低減することができる。なお、個別電極２２５では、引出電極２２５ｂを構成する１辺２３１と、個別電極２２５の第１辺２２９とが屈曲した状態で接合されている例を示したが、湾曲した状態で接合されていてもよい。湾曲した状態で接合することにより、さらに応力を低減することができる。

図８（ｂ）を用いて、液体吐出ヘッド２００の変形例について説明する。液体吐出ヘッド２００´の個別電極２２５´は、第１辺２２９´が列方向Ｌ１と平行に設けられており、引出電極２２５ｂを構成する１辺２３１´が第１辺２２９´と連続的に形成されている。そして、引出電極２２５ｂ´を構成する１辺２３１´は、列方向Ｌ１と平行に設けられているため、引出電極２２５ｂ´を構成する１辺２３１´と第１辺２２９´とが一直線上に設けられている。

そのため、引出電極２２５ｂ´を構成する１辺２３１´と第１辺２２９´との接合部位が、引出電極２２５ｂ´を構成する１辺２３１´と第１辺２２９´と同一直線上に形成されることとなり、引出電極２２５ｂ´を構成する１辺２３１´と第１辺２２９´との接合部位に生じる応力をさらに低減することができる。

ここで、液体吐出ヘッド２００´は、加圧室２１０´に対応する圧電セラミック層２１ｂに電圧を印加して圧電変形させることにより、加圧室２１０´を加圧して吐出孔８から液体を吐出している。加圧室２１０´に対応する圧電セラミック層２１ｂに電圧を印加すると、引出電極２２５ｂ´の下方に位置する圧電セラミック層２１ｂにおいても圧電変形が生じる。流路部材４は、副マニホールド５ｂとなる領域が空間を形成しているため、副マニホールド５ｂが形成された領域と、隔壁１５が形成された領域とで剛性が異なる。この流路部材４の剛性の違いに起因して、圧電アクチュエータ基板２１の第１領域Ｒ１の剛性と、圧電アクチュエータ基板２１の第２領域Ｒ２の剛性とが異なることとなる。

それに伴い、引出電極２２５ｂ´が、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２のそれぞれに設けられた場合に、引出電極２２５ｂ´の下方に位置する圧電セラミック層２１ｂに生じる圧電変形も異なることとなり、各加圧室２１０´に対応する圧電セラミック層２１ｂの圧電変形の変形量が異なる場合がある。それに伴い、各加圧室２１０´に対応する各吐出孔８から吐出される液体の吐出量あるいは吐出速度にばらつきが生じる場合がある。

しかしながら、液体吐出ヘッド２００´は、引出電極２２５ｂ´を構成する１辺２３１´と第１辺２２９´とが、列方向Ｌ１に対して平行な一直線上に設けられており、切欠部２２７´により形成された第１辺２２９´が、第２領域Ｒ２に設けられていることから、全ての引出電極２２５ｂ´を第２領域Ｒ２に引き出すことができる。

そのため、個別電極２２５´ごとの個別電極２２５´の下方に位置する圧電セラミック層２１ｂの変形、言い換えると、個別電極２２５´ごとの引出電極２２５ｂ´に起因する圧電セラミック層２１ｂの変形のばらつきを低減することができる。それにより、各加圧室２１０´に対応する圧電セラミック層２１ｂの変形量のばらつきを低減することができ、各個別電極２２５´に対応する吐出孔８からの液体の吐出量および吐出速度のばらつきを低減することができる。

なお、連続的に形成した引出電極２２５ｂを構成する１辺２３１´と第１辺２２９´とが、平面視して、第１領域Ｒ１側へ突出した凸形状としてもよい。その場合においては、第１辺２２９´と個別電極本体２２５ａ´との接合部位に生じる応力を低減することができる。

図９を用いて、さらに他の実施形態に係る液体吐出ヘッド３００を説明する。なお、加圧室３１０に連通する個別流路３３２を破線により概略的に示しており、圧電アクチュエータ基板３２１の個別流路３３２の上方に位置する第３領域Ｒ３を一点鎖線で示している。

液体吐出ヘッド３００は、流路部材（不図示）が、加圧室３１０の第１領域Ｒ１に設けられた部位から、吐出孔（不図示）に連通する個別流路３３２を備えており、圧電アクチュエータ基板２１が、個別流路３３２の上方に位置する第３領域Ｒ３を備えている。そして、個別電極本体３２５ａの第１領域Ｒ１側に切欠部３２７が設けられており、そのため、第２電極本体３２５ａが第３領域Ｒ３に形成されていない。

前述した通り、マニホールド５の隔壁１５には、各加圧室３１０とそれぞれ連通する個
別流路３３２が設けられている。個別流路３３２は、隔壁１５の内部に設けられ、液体を流通させるために空間を有している。それゆえ、隔壁１５の個別流路３３２が設けられた領域は、隔壁１５の個別流路３３２が設けられていない領域に比べて、剛性が低いこととなる。そして、個別流路３２２に起因する流路部材の剛性の差は、流路部材に積層される圧電アクチュエータ基板３２１にも影響を与える。つまり、圧電アクチュエータ基板３２１の第１領域Ｒ１に比べて、個別流路３２２上に位置する第３領域Ｒ３の剛性が低いこととなる。それゆえ、個別電極本体３２５ａが第３領域Ｒ３にも設けられると、剛性の異なる第３領域Ｒ３に起因して、液体の吐出量あるいは吐出速度にばらつきが生じる可能性がある。

しかしながら、液体吐出ヘッド３００は、個別電極本体３２５ａの第１領域Ｒ１側に切欠部３２７が設けられており、第２電極本体３２５ａが第３領域Ｒ３に形成されていないため、第３領域Ｒ３に起因して液体の吐出量あるいは吐出速度にばらつきが生じる可能性を低減させることができる。

また、個別流路３２２は、各加圧室３１０からそれぞれ決まった吐出孔（不図示）まで連通する必要があり、それぞれの各加圧室３１０の周囲に設けられた第３領域Ｒ３は、形状がそれぞれ異なることとなる。そのため、第３領域Ｒ３上に配置されないような構成とするためには、加圧室３１０ごとに個別電極本体３２５ａの形状を変更する必要がある。液体吐出ヘッド３００は、切欠部３２７により、第３領域上には個別電極本体３２５ａが設けられない構成となっており、容易に第３領域Ｒ３上に個別電極本体３２５ａが設けられない構成とすることができる。

なお、さらに液体の吐出特性のばらつきを低減するために、第３領域Ｒ３上に引出電極３２５ｂを設けない構成としてもよい。それにより、引出電極３２５ａの下方に位置する圧電セラミック層２１ｂの変形による影響を低減することができる。

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。ロールコータ法、スリットコーター法などの一般的なテープ成形法により、圧電性セラミック粉末と有機組成物からなるテープの成形を行ない、焼成後に圧電セラミック層２１ａ，２１ｂとなる複数のグリーンシートを作製する。グリーンシートの一部には、その表面に共通電極２４となる電極ペーストを印刷法等により形成する。また、必要に応じてグリーンシートの一部にビアホールを形成し、その内部にビア導体を充填する。

ついで、各グリーンシートを積層して積層体を作製し、加圧密着した後、長方形状に切断し、さらに、高濃度酸素雰囲気下で焼成する。焼成の圧電アクチュエータ素体の表面に有機金ペーストをスクリーン印刷で印刷し、焼成して個別電極２５を形成する。スクリーン印刷は、枠に対して４５度の角度でメッシュを貼りつけてあるスクリーンを用いて、長方形状の圧電アクチュエータ素体をスクリーンの枠と平行になるように置き、スキージを圧電アクチュエータ素体の長手方向に平行に移動させて印刷する。その後、Ａｇペーストを用いて接続電極２６を印刷し、焼成することにより、圧電アクチュエータ基板２１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４ａ〜ｌを、接着層を介して積層して作製する。プレート４ａ〜ｌに、マニホールド５、個別供給流路１４、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４ａ〜ｌ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。

圧電アクチュエータ基板２１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、圧電アクチュエータ基板２１や流路部材４への影響をおよぼさないために、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、圧電アクチュエータ基板２１と流路部材４とを加熱接合することができる。

次に圧電アクチュエータ基板２１と制御回路１００とを電気的に接続するために、接続電極２６に銀ペーストを供給し、あらかじめドライバＩＣを実装した信号伝達部９２であるＦＰＣを載置し、熱を加えて銀ペーストを硬化させて電気的に接続させる。なお、ドライバＩＣの実装は、ＦＰＣに半田で電気的にフリップチップ接続した後、半田周囲に保護樹脂を供給して硬化させる。

続いて、必要に応じて、開口５ａから液体を供給できるようにリザーバを接着し、金属の筐体を、ねじ止めした後、接合部を封止剤等で封止することで液体吐出ヘッド２を作製することができる。

１・・・プリンタ
２・・・液体吐出ヘッド
２ａ・・・ヘッド本体
４・・・流路部材
４ａ〜ｌ・・・（流路部材の）プレート
５・・・マニホールド（共通流路）
５ａ・・・（マニホールドの）開口
５ｂ・・・副マニホールド
６・・・しぼり
８・・・吐出孔
９・・・吐出孔行
１０・・・加圧室
１０ａ・・・鋭角部
１０ｂ・・・鈍角部
１１ａ・・・加圧室列
１１ｂ・・・加圧室行
１２・・・個別流路
１４・・・個別供給流路
１５・・・隔壁
２１・・・圧電アクチュエータ基板
２１ａ・・・圧電セラミック層（振動板）
２１ｂ・・・圧電セラミック層
２４・・・共通電極（第１電極）
２５・・・個別電極（第２電極）
２５ａ・・・個別電極本体
２５ａ１・・・（個別電極本体の）鋭角部
２５ａ２（個別電極本体の）鈍角部
２５ｂ・・・引出電極
２６・・・接続電極
２７・・・切欠部
２８・・・共通電極用表面電極
２９・・・第１辺
３０・・・変位素子（加圧部）
９２・・・信号伝達部（配線基板）

Claims (8)

1. 複数の吐出孔、複数の該吐出孔と連通する複数の加圧室、および複数の該加圧室と連通するマニホールドとを有する流路部材と、
   複数の前記加圧室を覆うように前記流路部材に積層されている圧電アクチュエータ基板と、を備え、
   前記マニホールドは、隔壁と、該隔壁により仕切られた複数の副マニホールドとを有しており、
   前記圧電アクチュエータ基板は、第１電極と圧電体層と複数の第２電極とが、前記流路部材側からこの順に積層されており、かつ前記隔壁上に位置する第１領域および前記副マニホールド上に位置する第２領域を備え、
   前記第２電極が、前記加圧室の上方に位置する第２電極本体と、該第２電極本体から引き出された引出電極とを備えており、
   前記加圧室が、前記第２領域に対応する領域から前記第１領域に対応する領域にわたって設けられており、
   前記第２電極本体が前記第１領域側に切欠部を備えており、前記第２電極本体が前記第１領域に形成されていないことを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 平面視して、前記第２電極本体が、前記切欠部により形成されかつ前記隔壁に沿った第１辺を備えている、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 平面視して、前記第１辺が、前記第１領域側に向けて突出した凸形状をなしている、請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記引出電極が、前記第１辺と連続的に形成されている、請求項２または３に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記引出電極が、前記第１領域に形成されていない、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記流路部材が、前記加圧室の前記第１領域に対応する領域に設けられた部位から前記吐出孔に連通する流路を備えており、
   前記圧電アクチュエータ基板が、前記流路の上方に位置する第３領域をさらに備え、
   前記第２電極本体が、前記第３領域に形成されていない、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記加圧室が、２つの鈍角部と２つの鋭角部とを有する菱形形状であり、一方の鋭角部が前記第１領域に対応する領域に配置されており、
   前記第２電極本体が、２つの鈍角部と１つの鋭角部と切欠部とを備えており、
   該切欠部が、前記加圧室の前記一方の鋭角部側に配置されている、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項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を制御する制御部と、を備えることを特徴とする記録装置。

Images