JP2014162142A - 液体吐出ヘッド用の流路部材、およびそれを用いた液体吐出ヘッド、ならびに記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流路となる孔が、プレート間でずれて配置されている場合でも有効な接着剤の逃がし溝が配置された液体吐出ヘッド用の流路部材を提供する。
【解決手段】液体吐出ヘッド用の流路部材は、液体が流れる流路となる孔を有する複数のプレートが接着積層されている液体吐出ヘッド用の流路部材であって、連続して積層されているプレート間の境界面で繋がって流路となる、第１の開口１７ｅ２および第２の開口１７ｆ１が、それぞれ一方方向に長くない平面形状であり、第１の開口１７ｅ２と第２の開口１７ｆ１とは、平面方向にずらして配置されており、流路部材を平面視した場合に、第１の開口１７ｅ２と第２の開口１７ｆ１とを繋げた形状Ｓの外形に沿い、かつ離間している、接着剤の逃がし溝が設けられている。
【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に用いられる流路部材、およびそれを用いた液体吐出ヘッド、ならびに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。

そこで一方方向の長い液体吐出ヘッドを、共通流路であるマニホールドおよびマニホールドから複数の加圧室をそれぞれ介して繋がる吐出孔を有した、複数のプレートを積層してなる流路部材と、前記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、プレートは接着剤に積層され、流路となる、各プレートの孔の周囲には、当該孔が接着剤で埋まってしまわないように、接着剤の逃がし溝が設けれている。

特開２００２−９６４７８号公報

しかしながら、孔が繋がってできる流路が、液体を単にプレートの積層方向や平面方向に流すだけのものでない場合、孔の周囲を逃がし溝で囲むだけでは十分ではないことがあった。すなわち、プレート間で孔を平面方向にずらして配置することで、液体が積層方向に対して斜めの方向に流れるような流路を構成する場合、複数のプレートに含まれる、孔と逃がし溝とを考慮して配置しないと、孔と逃がし溝とが繋がってしまうことで、流路の特性が設計値からずれてしまうことや、孔への接着剤の流れ込みが不均一になることで、所望の吐出特性が得られないことがあった。

したがって、本発明の目的は、流路となる孔が、プレート間でずれて配置されている場合でも有効な接着剤の逃がし溝が配置された液体吐出ヘッド用の流路部材、およびそれを用いた液体吐出ヘッド、ならびに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用の流路部材は、液体が流れる流路となる孔を有する複数のプレートが接着積層されている液体吐出ヘッド用の流路部材であって、前記プレートのうち、連続して積層されている第１のプレートと第２のプレートとの間で繋がっている前記流路となる、前記第１のプレートの前記第２プレート側の面の前記孔の開口である第１の開口および前記第２のプレートの前記第１プレート側の面の前記孔の開口である第２の開口が、それぞれ一方方向に長くない平面形状であり、前記第１の開口と前記第２の開口とは、平面方向にずらして配置されており、前記第１の開口の周囲の前記第１のプレート、および前記第２の開口の周囲の前記第２のプレートの少なくとも一方には、前記流路部材を平面視した場合に、前記第１の開口と前記第２の開口とを繋げた形状Ｓの外形に沿い、かつ離間している、接着剤の逃がし溝が配置されていることを特徴とする。

また、本発明の液体吐出ヘッドは、前記液体吐出ヘッド用の流路部材と、前記流路内の液体を加圧する加圧部とを備えていることを特徴とする。

さらに、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。

本発明によれば、流路内に入り込むおそれのある接着剤の量をばらつきが低減でき、流路と接着剤の逃がし溝とが繋がる可能性も低減できることから、液体の吐出特性のばらつきを低減でき、印刷精度を高くできる。

本発明の一実施形態に係る液体吐出ヘッド用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。 図１の液体吐出ヘッドを構成する、本発明の一実施形態に係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Ｖ−Ｖ線に沿った模式的な縦断面図である。 （ａ）は、図５一部を拡大した断面図であり、（ｂ）はプレートの拡大平面図であり、（ｃ）は、形状Ｓを説明する平面図であり、（ｄ）本発明の他の実施形態に係る流路部材を部分構成するプレートの部分縦断面図である。 （ａ）は、本発明の他の実施形態に係る流路部材を構成するプレートの拡大平面図であり、（ｂ）は、本発明のさらに他の実施形態に係る流路部材を構成するプレートの拡大平面図である。

図１は、本発明の一実施形態に係る液体吐出ヘッド２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。

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が設けられている吐出孔面４−１となっている。

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の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、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。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。

図５は、図３のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図である。図６（ａ）は、図５の一部を拡大した断面図である。なお、図５では、逃がし溝は省略して描いている。また、図５は、図６（ａ）と比較して模式的な図であり、図５では縦断面形状が長方形に描いている流路の孔は、実際に図５（ａ）ので示す形状をしている。図６（ｂ）はプレート４ｅの拡大平面図であり、図６（ｃ）は形状Ｓを説明する平面図である。

液体吐出ヘッド２は、ヘッド本体２ａ以外にリザーバや、金属製の筐体を含んでいてもよい。また。ヘッド本体２ａは、流路部材４と、変位素子（加圧部）３０が作り込まれている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、共通流路であるマニホールド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、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４−２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を有し、この開口５ａより液体が供給されるようになっている。また、流路部材４には、上述の液体が流れる流路以外に、接着剤の逃がし溝１８が含まれており、これについては後述する。

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ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）などの信号伝達部９２が接続されている。図２には、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た。圧電アクチュエータ２１に電気的に接続されている、信号伝達部９２に形成されている電極は、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。

ヘッド本体２ａは、平板状の流路部材４と、流路部材４上に接続された変位素子３０を含む圧電アクチュエータ基板２１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。

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の開口５ａが形成されている。

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に完全に仕切っている。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に繋がっている流路１３を設けることができる。

図２では、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で仕切られているようにしてもよい。また、流路部材４の上面に開口している開口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のが好ましい。

複数に分けられた部分のマニホールド５を副マニホールド５ｂと呼ぶことがある。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、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、幅方向の中央に近いほど、長さが長くなっており、マニホールド５の両端において、幅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の間のバランスがとれ、各副マニホールド５ｂのうち、加圧室１０に繋がる部分である個別供給流路１４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。この個別供給流路１４での圧力差は、加圧室１０内の液体に加わる圧力差につながるため、個別供給流路１４での圧力差を少なくすれば、吐出ばらつきを低減できる。

副マニホールド５ｂの中には、幅方向に横切るように支持体１７が設けられている。支持体１７は、隣接する隔壁１５同士を繋ぐか、最も端の隔壁１５とマニホールド５の壁とを繋いでいる。詳細は後述するが、流路部材４は、平板状のプレート４ａ〜ｌが積層された構造をしており、製造工程において、支持体１７は、隔壁１５となる仕切り部を支えている。このような構造をしていることにより、プレート４ａ〜ｌを積層するだけで、各流路が作り込まれた流路部材４を作製することができる。本実施形態においては、仕切り部は、支持体１７がないとプレートから脱落してしまう。また、仕切り部の長さ方向の端部がプレートに繋がっている構造にすれば、仕切り部が脱落することはないが、一方方向に長い副マニホールド５ｂを仕切る隔壁１５となる仕切り部は、支持体１７がないと、副マニホールド５ｂの幅方向に積層ずれを生じ易い。そのため。副マニホールド５ｂを幅方向に横切るように支持体１７を設けることで、流路の製造精度を高くすることができる。

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。加圧室１０は、角部にアールが施されたほぼ菱形あるいは楕円形状の平面形状を有する中空の領域である。

加圧室１０は１つの副マニホールド５ｂと個別供給流路１４を介して繋がっている。１つの副マニホールド５ｂに沿うようにして、この副マニホールド５ｂに繋がっている加圧室１０の列である加圧室列１１が、副マニホールド５ｂの両側に１列ずつ、合計２列設けられている。したがって、１つのマニホールド５に対して、１６列の加圧室１１が設けられており、ヘッド本体２ａ全体では３２列の加圧室列１１が設けられている。各加圧室列１１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。

各加圧室列１１の端にはダミー加圧室１６が設けられている。このダミー加圧室１６は、マニホールド５とは繋がっているが、吐出孔８とは繋がっていない。また、３２列の加圧室列１１の外側には、ダミー加圧室１６が直線状に並んだダミー加圧室列が設けられている。このダミー加圧室１６は、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により、端から１つ内側の加圧室１０の周囲の構造（剛性）が他の加圧室１０の構造（剛性）と近くなることで、液体吐出特性の差を少なくできる。なお、周囲の構造の差の影響は、距離の近い、長さ方向に隣接する加圧室１０の影響が大きいため、長さ方向には、両端にダミー加圧室を設けてある。幅方向については、影響が比較的小さいため、ヘッド本体２１ａの端に近い方のみに設けている。これにより、ヘッド本体２１ａの幅を小さくできる。

１つのマニホールド５に繋がっている加圧室１０は、矩形状の圧電アクチュエータ基板２１の各外辺に沿った行および列をなす格子上に配置されている。これにより、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に変形が生じ難くできる。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、この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。また、最も外辺に近い加圧室列１１の外側にダミー加圧室１６のダミー加圧室列が設けられているために、変形の影響をより受け難くできる。加圧室列１１に属する加圧室１０は等間隔で配
置されており、加圧室列１１に対応する個別電極２５も等間隔で配置されている。加圧室列１１は短手方向に等間隔で配置されており、加圧室列１１に対応する個別電極２５の列も短手方向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。

本実施例では、加圧室１０は格子状に配置したが、隣接する圧室列１１に属する加圧室１０の間に角部が位置するように千鳥状に配置してもよい。このようにすると、隣接加圧室列１１に属する加圧室１０の間の距離がより長くなるので、よりクロストークを抑制できる。

加圧室列１１をどのように並べるかによらず、流路部材４を平面視したとき、１つの加圧室列１１に属する加圧室１０が、隣接する加圧室列１１に属する加圧室１０と、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１１の間の距離を離すと、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列の加圧室列１１をなしており、１つの加圧室列１１に属する加圧室１０から繋がっている吐出孔８は、１つの吐出孔列９をなしている。２列の加圧室列１１に属する加圧室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列の吐出孔列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１１を介して繋がっている吐出孔８と液体吐出ヘッド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、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少な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少な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とが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、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。また、加圧室１０と副マニホールド５ｂとが重なっている部分の加圧室１０の底面は、副マニホールド５ｂと重なっていない場合と比較して剛性が低くなっており、その差により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、副マニホールド５ｂと重なっている加圧室１０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を構成する底面の剛性が変わることによる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。

１つのマニホールド５に繋がっている複数の加圧室１０により加圧室群が構成されており、マニホールド５が２つあるため、加圧室群は２つある。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、短手方向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、加圧室群間などの少し間隔が広くなった部分があるものの、ほぼ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４−１に開口している吐出孔８に繋がる流路１３が伸びている。流路１３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は各加圧室列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。

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Ｒの範囲に、各マニホールド５に繋がっている１６個の吐出孔８、全部で３２個の吐出孔８が、１２００ｄｐｉの等間隔となっているということである。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。また、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Ｒの範囲で６００ｄｐｉの等間隔になっている。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、６００ｄｐｉで印刷可能な液体吐出ヘッドを用いるよりも、印刷精度が高くなり、印刷のセッティングも簡単にできる。

圧電アクチュエータ基板２１の上面における各加圧室１０に対向する位置には個別電極２５が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とほぼ相似な形状を有している個別電極本体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と同じように、個別電極列および個別電極群を構成している。また、圧電アクチュエータ基板２１の上面には、共通電極２４とビアホールを介して電気的に接続されている共通電極用表面電極２８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の短手方向の中央部に、長手方向に沿うように２列形成され、また、長手方向の端近くで短手方向に沿って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は、後述のように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。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こと、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、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、個別電極２５は、焼成後に形成される。共通電極用表面電極２８も同様に反りを生じされるおそれがあることと、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の長手方向に生じるので、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の短手方向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２１ａ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を形成して接続することで、接続が容易になる。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から液滴が吐出できる。

ヘッド本体２ａに含まれる流路部材４は、複数のプレートが接着剤層介して積層された積層構造を有している。なお、図６（ａ）などでは、接着剤の層は省略して描いているが、０．５〜３μｍ程度である。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流路となる多数の孔１７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１７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。

プレートの積層は、例えば、キャビティプレート４ａの下面に接着剤を塗布した後、これにベースプレート４ｂを積層し、次いで、ベースプレート４ｂの下面に接着剤を塗布した後、アパーチャプレートを積層し、と繰り返し、ノズルプレート４ｌまで積層する。積層する際に、接着される部位から溢れた接着剤の一部は、孔１７に流れ込む。流れ込む量が多ければ、流路が詰まるおそれがあるし、そこまで多くないとしても、流路の大きさが変わることにより、吐出特性などが変動するおそれがある。そのため、孔１７の周囲に、接着剤の逃がし溝１８を設ける。接着剤の逃がし溝１８については、後で詳述する。

各プレートに形成された孔１７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１３を構成する連通孔である。流路１３は、吐出孔８側で断面が狭くなっているノズル部１３ａと、ノズル部１３ａを除いた部分流路１３ｂとからなる。流路１３は、ベースプレート４ｂ（詳細には加圧室１
０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。ノズル部１３ａはノズルプレート４ｌに形成されており、ノズル部１３ａ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。ノズル部１３ａの内壁の傾斜は１０〜３０度とされる。部分流路１３ｂは、最小径と最大径との比が２倍程度の、径の差の大きくない孔が連なっており、その径は５０〜２００μｍ程である。

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となる仕切り部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における仕切り部は、ハーフエッチングした支持部１７で各マニホールドプレート４ｅ〜ｊ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。加圧室１０から部分流路１３に入った液体は下方に向かいつつ、水平方向にも移動する。水平方への移動は、最初は大きく、吐出孔８に近い部分で小さくなる。液体は、部分流路１３ｂの端から径の小さくなったノズル部１３を通り、下面に開口した吐出孔８へと進み、吐出される。

圧電アクチュエータ基板２１は、圧電体である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を跨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ほぼ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、圧電セラミック層２１ｂ上に個別電極２５からなる電極群を避ける位置に形成されている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いて、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、この個別電極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。これによって、個別流路１２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の直上に位置する振動板２１ａ、共通電極２４、圧電セラミック層２１ｂ、個別電極２５により作り込まれており、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、より強い圧力で液滴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。なお、この場合後から吐出される液滴の速度が速くなると考えられるが、その方が複数の液滴の着弾点が近くなり、好ましい。

なお、本実施形態では、加圧部として圧電変形を用いた変位素子３０を示したが、これに限られるものでなく、加圧室１０の体積を変化させることができるもの、すなわち、加圧室１０中の液体を加圧できるものなら他のものでよく、例えば、加圧室１０中の液体を加熱して沸騰させて圧力を生じさせるものや、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）を用いたものでもよい。

ここでさらに流路部材４における（接着剤の）逃がし溝１８について詳述する。逃がし溝１８は、流路となる孔１７に流れ込む接着剤の量が多くなって、流路をふさぐことや、流れ込む接着剤の量が場所によって異なり、そのため本来同一の寸法に設計されて、同一の吐出特性にすべく設計された流路の特性がばらつくことを抑制できる。逃がし溝１８は、基本的には、孔１７の周囲に、所定の接着しろの分の距離で離間して配置される。このようにすれば、孔１７に流れ込む接着剤の量は、最大でも、孔１７からその周囲の逃がし溝１８までの面積で余った分量になるので、流れ込む量を抑制できる。余分な接着剤は、逃がし溝１８にも流れ込むので、実際に孔１７に流れ込む接着剤の量は、孔１７からその周囲の逃がし溝１８までの面積の約半分の面積で余った接着剤の量となる。

孔１７で構成される流路が、図５（ａ）、（ｂ）の加圧室１０から吐出孔８までのように、液体が積層方向に流れるとともに、平面方向に移動するような流路の場合、孔１７のプレート間でのずれを考慮した逃がし溝１８の配置が必要になる。個別流路１２を構成している孔１７は、マニホールド５などを構成している孔１７と比較して相対的に小さいため、流れ込んだ接着剤による流路特性の変動が相対的に大きくなる。また、もともと、吐出特性には、マニホールド５などよりも個別流路１２の流路特性の影響が大きいので、個別流路１２となる孔１７の周囲の逃がし溝１８の配置は重要である。特に、加圧室１０から吐出孔８までの個別流路１２は、格子状に配置された加圧室１０からヘッド本体２ａの長手方向にずれて配置されている吐出孔８までを繋ぐため、積層方向に向かいつつ平面方向に移動する流路となるので、プレート間で孔１７が大きくずれて配置されているので、周囲の逃がし溝１８の配置は重要である。

本実施形態では、ノズルプレート４ｌに形成されている吐出孔８はパンチングで孔を開け、その際できた突起を研磨して作製している。他のプレートの孔１７は、プレートにレジストを付けてエッチングして作製している。その形状について、プレート４ｅに形成された孔１７ｅを使って説明する。エッチングで作製しているため、孔１７は、図５（ｂ）に示すよう深くなるほど幅が狭くなる形状になっている。エッチングは基本的に両面から行われる。片側のエッチングでは、孔１７のように平面形状が円形の場合、略半球形の穴であり、反対側からエッチングすることで孔１７となる。

この際上下面で平面方向での位置をずらして加工すれば、積層方向に対して斜めの流路をつくることができる。上（加圧室１０側）側の開口を１７ｅ１と下（吐出孔８）側の開口１７ｅ２とをずらす量は、それぞれの開口の面積重心間の平面方向の差を、開口面積の小さい方の面積と同じ面積の円の半径（以下で、これを相当する円の半径と言うことがある）の２０〜１００％とするのが好ましい。２０％以上であることにより、平面方向への移動距離を多くできる。１００％にすると、開口面積の小さい側の片面のエッチングでできた略半球形一番底の部分が両面エッチングした後も流路内に残る。この部分は、積層方向に対してほぼ直角になっており液体の流動を妨げる働きをしてしまう。１００％を超えると、図６（ａ）に示すように、上面の開口２１７ｅ１のエッチングの底部は、主に下方に向かう液体の流れに対して逆方向になる部分まで残されるので、液体が通り難くなり、吐出速度が低くなったり、吐出量が少なくなってしまうので、１００％以下にするのが好ましい。

プレート間においても開口の位置をずらすことで、積層方向に対して斜めの流路をつくることができる。このことについて、連続して積層されている第１のプレート４ｅおよび第２のプレート４ｆを用いて説明する。上（加圧室１０側）側のプレートである第１のプレート４ｅには、孔１７ｅが形成されており、孔１７ｅのプレート上面の開口が上面の開口１７ｅ１、プレート下面の開口が下面の開口１７ｅ２である。下（吐出孔８側）側のプレートである第２のプレート４ｆには、孔１７ｆが形成されており、孔１７ｆのプレート上面の開口が上面の開口１７ｆ１、プレート下面の開口が下面の開口１７ｆ２である。プレートの間で繋がる２つの開口、第１のプレート４ｅの下側の開口１７ｅ２を第１の開口１７ｅ２、第３のプレート４ｆの上側の開口１７ｆ１を第２の開口１７ｆ１として説明を続ける。

第１の開口１７ｅ２と、第２の開口１８ｆ１との平面方向での位置をずらして加工すれば、積層方向に対して斜めの流路をつくることができる。ずらす量は、それぞれの開口の面積重心間の平面方向の差を、開口面積の小さい方の面積に相当する円の半径の２０〜１００％とするのが好ましい。２０％以上であることにより、平面方向への移動距離を多くできる。１００％以下にすることで、プレート間で積層ずれが生じても、流路が繋がらなかったり、極端に狭くなることで吐出特性が変動する可能性を低くできる。

そして、いずれかの開口の周囲にプレートの接着剤の逃がし溝１８を設ける。具体的には、第１のプレート４ｅの下（第２のプレート４ｆ側）面の第１の開口１７ｅ２の周囲に逃がし溝１８ｅを設けるか、あるいは、第２のプレート４ｆの上（第１のプレート４ｅ側）面の第２の開口１７ｆ１の周囲に逃がし溝１８を設ければよい。また、その両方のプレートにそれぞれ設けてもよい。ここでそれぞれ設るとは、ほぼ同じ形状のものを両方に設けてもよいし、異なる形状であって、繋げると１つに繋がるような形状のものを設けてもよい。逃がし溝１８ｅは、流路部材４を平面視した際に、第１の開口１７ｅ２と第２開口１７ｆ１と繋げた形状Ｓの外形に沿い、かつ離間させて配置する。別の考え方として、第２の開口７１ｆ１の外形に沿い、かつ離間させて配置するといものもあり、積層ずれした場合に、逃がし溝と第２の開口１７ｆ１とが繋がりにくいとの利点があるが、第１の開口１７ｅ２と第２の開口１８ｅ１との平面方向のずれが、小さい方に相当する円の半径の１０％以上、特に２０％以上である場合は、第１の開口１７ｅ２に重なってしまうため、そもそも、そのような逃がし溝を配置することができなかったり、第１の開口１７ｅ２と近接し過ぎてしまうため、十分な接着しろがとれなくなってしまう。第１の開口１７ｅ２および第２開口１７ｆ１と、形状Ｓとの関係は図６（ｃ）に示した。形状Ｓは、第１の開口１７ｅ２および第２開口１７ｆ１と重なるため、図６（ｃ）では、わずかに離して描いている。

図６（ｂ）は、第１のプレート４ｅの下側から見た平面図である。第２の開口１７ｆ１の一点鎖線は、第２のプレート４ｆが積層した際の第２の開口１７ｆ１の位置を示している。孔１７ｅはプレートの中間で径が小さくなっているが、図６（ｂ）では、その部分は描写していない。逃がし溝１８ｅは、形状Ｓから一定の離間距離を開けて、溝状に設けられている。離間距離は、形状Ｓの面積に相当する円の半径以下であることが好ましい。そのようにすれば、流路に流れこむ接着剤の量を少なくでき好ましい。上述のように流路に流れ込むおそれのある接着剤は、形状Ｓから逃がし溝１８ｅの内側までの面積に塗られた接着剤の約半分であり、その面積を少なくすることで流れ込む接着剤の量を少なくできる。

ここで、プレート間で流路となるべく開口している部分の形状は形状Ｓであるため、離間距離は、この面積と対比して定めるのが有効である。円形で同径の開口がプレート間で繋がっている場合、それらの配置のずれが大きくなるにしたがって形状Ｓの面積は大きくなる。形状Ｓの面積が大きくなれば、流れ込む接着剤の量が増えても、それによって形状
Ｓが変わる（接着剤によって狭まる）影響は小さくなるので、許容可能な接着剤の流れ込み量は増える。したがって、逃がし溝１８ｅまでに離間距離は、同じ径の開口を繋げる場合であっても、開口をどれだけずらすかを考慮して決めるべきであり、上述のように接着剤をどの程度許容しうるかを考慮しできる形状Ｓの面積と関係付けて、その半径以下にするのが好ましい。また、接着しろが十分でないと、接着が十分でない接着剤層を通じて、逃がし溝１８ｅとが繋がって吐出特性が変動するおそれがあるので、離間距離は２０％以上にするのが好ましい。特に望ましい離間距離は３０〜４５％である。

また、第１の開口１７ｅ２と逃がし溝１８ｅとの離間距離（より正確には、形状Ｓのうち第１の開口１７ｅ２で形状が決まっている部分の形状Ｓから逃がし溝１８ｅまでの離間距離）よりも、第２の開口１７ｆ１と逃がし溝１８ｅとの離間距離（より正確には、形状Ｓのうち第２の開口１７ｆ２で形状が決まっている部分の形状Ｓから逃がし溝１８ｅまでの離間距離）を大きくするのが好ましい。差の差は、形状Ｓの面積に相当する辺の半径の５％以上にするのが好ましい。プレート間では積層ずれが生じるおそれがあるが、上述のようにすれば、積層ずれした際に、第２の開口１８ｆ１と逃がし溝１８ｅが繋がったり、間の接着しろが狭くなりすぎることが生じ難い。

逃がし溝１８ｅは、基本的に形状Ｓに対して、ほぼ一定の離間距離で設ける。ただし、上述のように、形状Ｓのうち、第１の開口１７ｅ２で規定される部分と第２の開口１７ｆ１で規定される部分とでは、離間距離を変えて、それぞれの範囲でほぼ一定の離間距離としてもよい。また図７（ａ）に示したように、逃がし溝３１８ｅのように長円形の形状にしてもよい。

第１のプレートの孔１７ｆの上側の開口１７ｆ１を第３の開口１７ｆ１とすると、流路部材４を平面視した際に、第３の開口１７ｆ１はと逃がし溝１８ｅは重ならないことが好ましい。そのようにすれば、逃がし溝１８ｅの上側のエッチング部分と開口１７ｆ１の下側のエッチング部分とを繋がり難くできる。

以上のような設計は、孔１７の径が小さく、プレート内を平面方向に流れる流路ではない、主に積層方向に向か流路において必要性が高い。特に個別流路１２は、流路の径が小さいために必要性が高く、加圧室１０から吐出孔８に向かう流路は、それに加えて、平面方向に移動するように流路を形成する必要があるため、より必要性が高い。別の観点では、第１の開口１７ｅ２および第２の開口１７ｆ１の開口形状が一方方向に長くない形状である場合に有効な設計である。ここで、一方方向に長くないとは細長くないとい意味であり、円形状や、長方形方、六角形状などの多角形状のうち、アスペクト比が１に近いもののことである。ここで、円形状とは、長軸と短軸の比の小さい楕円形も含み、比は１．５程度以下である。長方形方も同様に、長辺と短辺の比は１．５程度以下であり、他の多角形状についてもアスペクト比は１，５程度以下である。

また、各部の寸法としては、次のような範囲が例示できる。第１の開口１７ｅ２などの開口は、１００〜３００μｍである。逃がし溝１８ｅの幅は、第１の開口１７ｅ２などの開口の面積に相当する円の半径の６０〜１４０％、より好ましくは８０〜１２０％である。また、逃がし溝１８ｅは、第１の開口１７ｅ２と同時に形成される。第１の開口１７ｅ２と第３の開口１７ｅ１とを繋げるため、それぞれプレートの深さの半部以上になるようにエッチングされうる。第１の開口１７ｅ２と逃がし溝１８ｅはエッチングされる部分の幅が異なるために、逃がし溝１８ｅの方が若干深さが低くなる場合もあるが、逃がし溝１８ｅもプレート半分程度の深さとなる。

また、一つのプレートの面に開口している開口が近接して設けられている場合、その間に逃がし溝１８ｅが設けられない場合がある。図７（ｂ）はそのような場合の設計の例で
ある。

第１の開口１７ｅ２が離間距離Ｄ３［μｍ］で開口しており、形状Ｓと逃がし溝３１８ｅとの離間距離はほとんどのところでＤ１ａ［μｍ］、逃がし溝３１８ｅの幅はほとんどのところでＤ２［μｍ］である。Ｄ３が２×Ｄ１ａ＋Ｄ２以下の場合、Ｄ１ａを一定にするため、逃がし溝３１８ｅの幅Ｄ２を狭くして形成するのが理想的のように思われる。しかし、逃がし溝３１８ｅはエッチングで形成されるため、幅Ｄ２を細くしようとしても限界がある。そのような場合、２つの第１の開口１７ｅ２を結ぶ線上には逃がし溝３１８ｅを形成せず、図７（ｂ）に示すような形状とすればよい。他方、このようにすると、２つの第１の開口１７ｅの間の面積が広くなるので、形状Ｓに流れ込む接着剤の量が増えるおそれがある。これに対しては、２つの第１の開口１７ｅの間に近い部分の形状Ｓと逃がし溝３１８ｅとの離間距離Ｄ１ｂ［μｍ］を、他の部分の離間距離Ｄ１ａよりも小さくするのが好ましい。そうすれば、その部分の離間距離が小さい分、形状Ｓに流れ込む接着剤の量が少なくなるので、前述の分と相殺され、差を小さくできる。

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・・・プレート
４−１・・・吐出孔面
４−２・・・加圧室面
５・・・マニホールド
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・・・吐出孔列
１０・・・加圧室
１１・・・加圧室列
１２・・・個別流路
１４・・・個別供給流路
１５・・・隔壁
１６・・・ダミー加圧室
１７ｄ、１７ｅ、１７ｆ、２１７ｅ・・・（流路となる）孔
１７ｅ１、１８ｅ１、２１７ｅ１・・・（流路となる孔の）上面の開口
１７ｅ２、１８ｅ２、２１７ｅ２・・・（流路となる孔の）下面の開口
１８、１８ｅ・・・逃がし溝
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
２５・・・個別電極
２５ａ・・・個別電極本体
２５ｂ・・・引出電極
２６・・・接続電極
２８・・・共通電極用表面電極
３０・・・変位素子（加圧部）
Ｓ・・・プレート間における上下の孔の開口を繋げた形状

Claims (10)

1. 液体が流れる流路となる孔を有する複数のプレートが接着積層されている液体吐出ヘッド用の流路部材であって、
   前記プレートのうち、連続して積層されている第１のプレートと第２のプレートとの間で繋がっている前記流路となる、前記第１のプレートの前記第２プレート側の面の前記孔の開口である第１の開口および前記第２のプレートの前記第１プレート側の面の前記孔の開口である第２の開口が、それぞれ一方方向に長くない平面形状であり、前記第１の開口と前記第２の開口とは、平面方向にずらして配置されており、
   前記第１の開口の周囲の前記第１のプレート、および前記第２の開口の周囲の前記第２のプレートの少なくとも一方には、前記流路部材を平面視した場合に、前記第１の開口と前記第２の開口とを繋げた形状Ｓの外形に沿い、かつ離間している、接着剤の逃がし溝が配置されていることを特徴とする液体吐出ヘッド用の流路部材。
2. 前記第１の開口および前記第２の開口の平面形状が、円形状もしくはアスペクト比が１に近い多角形状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用の流路部材。
3. 前記第１の開口の面積重心と、前記第２の開口の面積重心との平面方向の距離が、前記第１の開口および前記第２の開口のうちの面積の小さい方の面積と同じ面積の円の半径の２０〜１００％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用の流路部材。
4. 前記逃がし溝と形状Ｓとの離間距離が、形状Ｓの面積と同じ円の半径以下であ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用の流路部材。
5. 前記第１のプレートの前記第２のプレートと反対側の面の前記孔の開口である第３の開口が、一方方向に長くない平面形状であり、
   前記流路部材を平面視した場合に、前記第３の開口は、前記第１の開口に対して、前記第２の開口と反対側に配置されており、前記第３の開口の面積重心と、前記第１の開口の面積重心との平面方向の距離が、前記第３の開口および前記第２の開口のうちの面積の小さい方の面積と同じ面積の円の半径の２０〜１００％であ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用の流路部材。
6. 前記逃がし溝が前記第１のプレートに配置されており、前記流路部材を平面視した場合、当該逃がし溝と前記第３の開口とが重ならないことを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッド用の流路部材。
7. 前記逃がし溝が前記第１のプレートに配置されており、当該逃がし溝と前記第２の開口との離間距離が、当該逃がし溝と前記第１の開口との離間距離より大きいことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の液体吐出ヘッド用の流路部材。
8. 形状Ｓおよび当該形状Ｓと隣り合っている他の形状Ｓのそれぞれの外形に沿い、かつ離間し、かつ当該形状Ｓおよび前記他の形状Ｓの全体を囲むように前記逃がし溝が配置されており、
   当該形状Ｓと前記他の形状Ｓとの間には、前記逃がし溝が配置されておらず、
   当該形状Ｓと前記逃がし溝との間の離間距離、および前記他の形状Ｓと前記逃がし溝との間の離間距離の少なくとも一方が、当該形状Ｓと前記他の形状Ｓとの間の前記逃がし溝が配置されていない部位に向かって狭くなっていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の液体吐出ヘッド用の流路部材。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の液体吐出ヘッド用の流路部材と、前記流路内の液体を加圧する加圧部とを備えていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
10. 請求項９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ていることを特徴とする記録装置。

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