JP2014223801A - 液体吐出ヘッドおよび記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吐出特性のばらつきの小さい液体吐出を提供する。【解決手段】複数の吐出孔を有するヘッド本体２ａと、ヘッド本体２ａ上に設けられているヒータ８１と、ヘッド本体２ａに電気的に接続され、外部よりヘッド本体２ａに電気を供給するためのフレキシブル基板と、フレキシブル基板に実装されているドライバＩＣと、ヒータ８１をヘッド本体に押圧するための押圧部材９６と、を備えることにより、ヒータ８１がヘッド本体２ａから剥離する可能性を低減することができる。【選択図】図８

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あるいは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おり、液体吐出ヘッドとして、複数の吐出孔を有するヘッド本体と、ヘッド本体上に設けられているヒータと、ヘッド本体に電気的に接続され、外部よりヘッド本体に電気を供給するためのフレキシブル基板と、フレキシブル基板に実装されているドライバＩＣとを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−０４６９６９号公報

近年、印刷速度の高速化が求められており、液体吐出ヘッドを駆動させるための駆動周波数が高くなっている。それにより、ドライバＩＣが高温の熱を発することによって、ヘッド本体に設けられたヒータの密着力が低下し、ヒータがヘッド本体から剥離する可能性がある。そして、ヒータがヘッド本体から剥離することにより、ヘッド本体を流れる液体を一定の温度に保つことができず、吐出孔から吐出される液体に吐出ばらつきが生じる可能性がある。

本発明の液体吐出ヘッドは、複数の吐出孔を有するヘッド本体と、該ヘッド本体上に設けられているヒータと、前記ヘッド本体に電気的に接続され、外部より前記ヘッド本体に電気を供給するためのフレキシブル基板と、該フレキシブル基板に実装されているドライバＩＣと、前記ヒータを前記ヘッド本体に押圧するための押圧部材と、を備える。

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、前記液体吐出ヘッドに対して記録媒体を搬送する搬送部と、前記ヘッド本体の駆動を制御する制御部と、を備えている。

本発明の液体吐出ヘッドによれば、ヘッド本体に設けられたヒータの密着力が低下する可能性を低減することができ、吐出孔から吐出される液体に吐出ばらつきが生じる可能性を低減することができる。

本発明の第1の実施形態に係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、説明のため一部の構造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、説明のため一部の構造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１の液体吐出ヘッドの斜視図である。 図６のＩＩ−ＩＩ線に沿った縦断面図である。 図１の液体吐出ヘッドを構成するヘッド本体と、ヒータと、押圧部材とを示し、（ａ）は分解斜視図であり、（ｂ）は平面図である。 本発明の第２の実施形態に係る液体吐出ヘッドを示し、図７に対応する縦断面図である。 図９の液体吐出ヘッドを構成するヘッド本体と、ヒータと、断熱材と、押圧部材とを示し、（ａ）は分解斜視図であり、（ｂ）は平面図である。 本発明の第３の実施形態に係る液体吐出ヘッドを構成するヘッド本体と、ヒータと、断熱材と、押圧部材とを示し、（ａ）は、分解斜視図であり、（ｂ）は平面図である。 （ａ）は、一部を拡大して示す拡大平面図であり、（ｂ）は図１２（a）に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 本発明の第４の実施形態に係る液体吐出ヘッドを構成するヘッド本体と、ヒータと、断熱材と、押圧部材とを示し、（ａ）は一部を拡大して示す拡大平面図であり、（ｂ）は図１３（ａ）に示すＩＶ−ＩＶ線断面図である。 本発明の第５の実施形態に係る液体吐出ヘッドを示し、図７に対応する縦断面図である。 本発明の第６の実施形態に係る液体吐出ヘッドを構成するヘッド本体と、ヒータと、断熱材と、押圧部材とを示し、（ａ）は分解斜視図であり、（ｂ）は一部を拡大して示す拡大平面図である。

＜第１の実施形態＞
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，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、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。ニップローラ１３８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の吐出孔８は、吐出孔面４−１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、ヘッド本体２ａ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，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あるいは搬送モータ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について図２〜８を用いて説明する。

図６は、図１の液体吐出ヘッド２の斜視図である。図７は、図６の液体吐出ヘッド２のＩＩ−ＩＩ線縦断面図である。図７では流路部材４などの流路の内部構造は省略してある。図８は、ヘッド本体２a、ヒータ８１、断熱材８３、および押圧部材９６を示す分解斜
視図、および平面図である。

液体吐出ヘッド２は、ヘッド本体２ａと、接続基板８０と、回路基板８２と、フレキシブル基板６０と、ドライバＩＣ（Integrated Circuit）５５と、筐体９０とを含んでいる。

図７に示すように、ヘッド本体２ａは、流路部材４と、流路部材４の上面に設けられた圧電アクチュエータ基板２１と、流路部材４に液体を供給するためのリザーバ４０を有している。ヘッド本体２ａ上に枠体９２を介して筐体９０が設けられている。なお、ヘッド本体２ａは、リザーバ４０および筐体９０を備えていなくてもよい。

筺体９０は、金属あるいは合金等により形成することができ、形状は直方体状である。筺体９０は、液体吐出ヘッド２の長手方向の両端側の側面を構成している筺体本体９０ａと、筺体本体９０ａに取り付けられている筺体側板９０ｂと、天板部９０ｃとにより構成されている。天板部９０ｃには接続基板８０の外部コネクタ８０ａを介して信号が入力できるように孔９０ｄが開いている。

筐体９０とリザーバ４０との間には、平板上で中央部に開口９２ｃを備える枠体９２が設けられている。枠体９２は、図８に示すように、一対の長辺９２ａと、一対の短辺９２ｂと、一対の長辺９２ａおよび一対の短辺９２ｂにより形成された開口９２ｃとにより構成されている。

筐体本体９０ａは、天板部９０ｃと筺体側板９０ｂとがネジ等で側方から取り付けられている。この際、あらかじめ筺体側板９０ｂの取り付け位置よりも外側に押し出されていたドライバＩＣ５５は、筺体側板９０ｂに押し付けられるようになる。枠体９２より下側の、枠体９２とリザーバ４０と流路部材４とで構成された開口部は、側板９４をネジなどで取り付けることにより塞がれる。以上の各部材の間には必要に応じて樹脂などが塗られて硬化されて、液体のミストが筐体９０の内部に入り難いようにされる。

リザーバ４０には、リザーバ流路が設けられている。リザーバ流路の一端は液体供給孔４０ａとして、液体吐出ヘッド２の外部に開口している。また、リザーバ４０は流路部材４の長手方向の両端で接続されており、リザーバ流路はマニホールド５の開口５ａに繋が
っている。つまり、液体供給孔４０ａから供給された液体は、リザーバ流路に入り、内部で分岐して、マニホールド５の両端に供給される。

また、リザーバ流路の内壁の一部は弾性変形可能な材質のダンパになっている。ダンパのリザーバ流路と反対の面が面する方向に変形できるようになっているため、ダンパは弾性変形することにより、リザーバ流路の体積を変化させることができる。そのため、液体吐出量が急激に多くなった場合などに、安定して液体が供給できるようになる。また、リザーバ流路の中にフィルタを設けて、液体の中に含まれる異物が流路部材４に入って行き難いようにするのが好ましく、異物が詰まることによって起こる不吐出を抑制できる。

接続基板８０は、筐体９０の上部に配置されており、外部の配線と接続される外部コネクタ８０ａと、回路基板８２に接続される内部コネクタ８０ｂとが実装されており、電気を流すための配線８０ｃを有している。外部コネクタ８０ａは、一部が筐体９０の開口９０ｄから突出しており、外部と接続容易な構成となっている。内部コネクタ８０ｂは、配線８０ｃに電気的に接続されており、接続基板８０に表面実装されている。

リザーバ４０には、一部に断熱性部材９８が付けられた押圧部材９６と、筺体９０ａおよびヘッド本体２ａから液体を吐出させる駆動信号を処理する回路基板８２を固定するためのガイドフレーム８４とが固定されている。これにより、ヘッド本体２aに押圧部材９
６が固定されることとなる。

制御部１００（図１参照）から信号ケーブル（不図示）を介して送られてきた駆動信号は、外部コネクタ８０ａ、接続基板８０、内部コネクタ８０ｂ、回路基板８２、フレキシブル基板６０およびフレキシブル基板６０に実装されたドライバＩＣ５５に供給され、後述の圧電アクチュエータ基板２１の変位素子３０を駆動し、流路部材４の内部の液体を加圧することにより、液滴が吐出される。

ドライバＩＣ５５は、駆動する際に発熱する。ドライバＩＣ５５は押圧部材９６をたわませることにより筺体９０の内側に押圧されているため、ドライバＩＣ５５に発生した熱は、筺体９０に伝わることとなる。そして、筺体９０全体に速やかに広がり、外部に放熱されていく。ドライバＩＣ５５はフリップチップ実装にして、電極が配置されている面と反対側の面を筺体９０に接触させれば、熱が伝わり易くできる。放熱を促進するために筐体側板９０ｂは外側の表面を凹凸にすることが好ましい。

断熱性部材９８は、押圧部材９６に熱が伝わり難くしている。それにより、押圧部材９６を介して、リザーバ４０に熱が伝わり難くなり、ヘッド本体２aに熱が伝わり難い構成
となる。断熱性部材９８は、弾性を有するものにより形成することにより、ドライバＩＣ５５を金属製の筺体９０に押し当てやすくすることができる。

また、ドライバＩＣ５５と筐体９０との間には熱伝導材を充填してもよい。熱伝導材が充填されていると、熱伝導材により接触する面積が増えるので、さらに熱伝導性を高くすることができる、熱伝導材は、熱伝導性の高粘度を有するグリス、あるいは高熱伝導を有するフィラーを入れた樹脂が挙げられる。樹脂はある程度粘度の高い状態でもよいし、硬化させてもよい。

ガイドフレーム８４は、縦断面視して、上下方向に延びる一対の測板部と、一対の測板部とを接続する接続部とを有している。一対の測板部には、それぞれ回路基板８２が設けられており、回路基板８２は立設した状態でガイドフレーム８４に保持固定されている。

押圧部材９６は、ドライバＩＣ５５を筐体９０の内側に押圧するための部材であり、図
７に示すように、断熱性部材９８を介して、ドライバＩＣ５５を、筐体９０の内側に押圧している。

フレキシブル基板６０は、圧電アクチュエータ基板２１に設けられた加圧部となる各変位素子３０に、信号を供給するために電気的に接続されている。図２に示すように、２つのフレキシブル基板６０が圧電アクチュエータ基板２１に繋がっている。圧電アクチュエータ基板２１に電気的に接続された、フレキシブル基板６０に形成されている配線の電極は、フレキシブル基板６０の一方の端部の圧電アクチュエータ基板２１との接続領域６０ｃに矩形状に配置されている。２つのフレキシブル基板６０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つのフレキシブル基板６０は、短手方向の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。

図８を用いて、液体吐出ヘッド２を構成する、ヘッド本体２ａと、枠体９２と、ヒータ８１と、押圧部材９６とについて説明する。なお、図８では、フレキシブル基板６０の図示は省略している。

ヒータ８１は、リザーバ４０上に配置されており、ヘッド本体２ａを流れる液体の温度を一定に近づけるために設けられている。平面視して、枠体９２の開口９２ｃの内部に配置されており、枠体９２とは所定の距離をあけて離間した状態で配置されている。そして、この枠体９２とヒータ８１との間にフレキシブル基板（不図示）が挿通されている。ヒータ８１とリザーバ４０とは、接着剤（不図示）あるいは両面テープ（不図示）で接着してもよい。

ヒータ８１としては、厚み方向に大きくなることを抑制するために、フィルムヒータを用いることが好ましい。また、図示していないが、ヒータ８１は、内部に抵抗配線を有し、発熱する発熱部２８１ｂ（図１２参照）と、抵抗配線と外部とを電気的に接続するためのリード電極２８１ａ（図１２参照）とを備えている。

押圧部材９６は、ヒータ８１上に設けられた平板状の平板部９６ａと、枠体９２の長辺９２ａに隣接して設けられ、平板部９６ａから上方向へ突出した一対の突出部９６ｂとを備えている。また、押圧部材９６は、平板部９６ａと突出部９６ｂとにより形成される角部９６ｄを備えている。

平板部９６ａおよび突出部９６ｂは、長手方向に延在するように設けられており、平板部９６ａの両端が、枠体９２の短辺９２ｂ上まで設けられており、枠体９２を介して、リザーバ４０とネジ等により接続されている。それにより、押圧部材９６は、ヒータ８１を押圧した状態で、リザーバ４０に接続されている。

図７に示すように、平板部９６ａは、ヒータ８１上に設けられており、押圧部材９６がリザーバ４０に接続されている。そのため、押圧部材９６は、ヒータ８１をリザーバ４０に押圧することができ、ヒータ８１をヘッド本体２ａに押圧している。

また、突出部９６ｂは、フレキシブル基板６０上に設けられたドライバＩＣ５５が設けられた位置まで、上方へ向けて延在している。それにより、ドライバＩＣ５５は、押圧部材９６の突出部９６ｂにより、筐体９０の内側に押圧される構成となっている。

ここで、近年、印刷装置は、印刷速度の高速化が求められており、印刷速度の高速化に伴い、ドライバＩＣに供給される駆動周波数も高くなる傾向にある。ドライバＩＣに供給される駆動周波数が高くなると、ドライバＩＣ、フレキシブル基板、回路基板、および接
続基板が高温となり、ヒータとリザーバとの密着力が低下し、ヒータがヘッド本体から剥離する可能性がある。ヒータとヘッド本体とを接着剤あるいは両面テープで接着した場合においても、ドライバＩＣの熱により、接着剤あるいは両面テープが熱により接着力が低下し、リザーバから剥離する可能性がある。それに伴い、ヘッド本体を流れる液体の温度を一定の温度に保つことができず、吐出速度あるいは吐出量にばらつきが生じる可能性がある。つまり、各吐出孔の吐出特性にばらつきが生じる可能性がある。

これに対して、液体吐出ヘッド２は、ヒータ８１をリザーバ４０に押圧するための押圧部材９６を備えている。それにより、ヒータ８１がヘッド本体２ａに押しつけられることとなり、ヒータ８１とヘッド本体２ａとの密着性を向上させることができる。その結果、ヒータ８１がヘッド本体２ａを流れる液体を温めることができ、液体吐出ヘッド２の各吐出孔８（図５参照）の吐出特性のばらつきが大きくなる可能性を低減することができる。特に、リザーバ４０は多くの量の液体を保持することから、リザーバ４０の内部の液体の温度を均一に保つことにより、液体吐出ヘッド２の各吐出高８の吐出特性を均一に近づけることができる。

なお、ヘッド本体２ａがリザーバ４０上に設けられた例を示したがこれに限定されるものではない。例えば、ヘッド本体２ａの圧電アクチュエータ基板２１上にヒータ８１を設け、押圧部材９６を圧電アクチュエータ基板２１にヒータ８１を押圧するように、ヒータ８１上に設けてもよい。このような構成とすることにより、ヒータ８１により、流路部材４を流れる液体を温めることができ、液体吐出ヘッド２の吐出特性を安定させることができる。

また、流路部材４上にヒータ８１および押圧部材９６を設けてもよい。このような構成とすることにより、ヒータ８１により、流路部材４を流れる液体を温めることができ、液体吐出ヘッド２の吐出特性を安定させることができる。

また、ヘッド本体２ａの流路部材４は、液体の吐出に伴って、厚み方向に振動が生じる場合や、幅方向に振動が生じる場合がある。この場合に、圧電アクチュエータ基板２１または流路部材４にヒータ８１を押圧するように押圧部材９６設けると、押圧部材９６により流路部材４の変形を阻害することができ、ヘッド本体２ａの振動を抑制させることができる。

また、液体吐出ヘッド２は、ドライバＩＣ５５の熱を放熱するための筐体９０をさらに備え、押圧部材９６が、ドライバＩＣ５５を筐体９０に押圧している。より詳細には、押圧部材９６が、ドライバＩＣ５５を筐体９０の筺体側板９０ｂに押圧している。そのため、ドライバＩＣ５５に発生した熱は、筺体側板９０ｂから筺体９０の全体に伝わることとなる。それにより、ドライバＩＣ５５の熱が筐体９０に速やかに広がり、外部に放熱されることとなり、ドライバＩＣ５５を放熱することができる。その結果、ヒータ８１にドライバＩＣ１１の熱が伝わりにくくなり、ヒータ８１とヘッド本体２ａとの密着性を向上させることができる。

なお、ドライバＩＣ５５の熱を放熱するための放熱体として、筐体９０を用いた例を示したがこれに限定されるものではない。例えば、アルミニウム、鉄、あるいは銅等の金属または合金の板で放熱体を形成してもよい。

また、液体吐出ヘッド２は、押圧部材９６が、ヘッド本体２ａの上に位置する平板部９６ａと、平板部９６ａよりも上方に突出する突出部９６ｂとを備え、平板部９６ａがヒータ８１をヘッド本体２ａに押圧し、突出部９６ｂがドライバＩＣ５５を筐体９０に押圧している。

それにより、突出部９６ｂがドライバＩＣ５５を押圧したことによる反作用により、ガイドフレーム８４側に変形した場合に、平板部９６ａが下方に向けて凸形状に変形することとなり、さらにヒータ８１をリザーバ４０に押圧することができる。その結果、ヒータ８１とヘッド本体２ａとの密着性をさらに向上させることができる。

また、平板部９６ａがリザーバ４０を押圧したことによる反作用により、上方に向けて凸形状に変形した場合に、突出部９６ｂがドライバＩＣ５５に向けて変形することとなり、さらにドライバＩＣ５５を筐体９０に押圧することができる。それにより、ドライバＩＣ５５の放熱性を向上させることができ、ヒータ９１に伝わる熱量を低減することができる。その結果、ヒータ８１とヘッド本体２ａとの密着性をさらに向上させることができる。

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、説明のため一部の構造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とは異なる一部の構造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I−I線に沿った縦断面図である。

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。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、液体の供給不足が起り難くできる。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、マニホールド５を液体が流れる際に生じる圧力損失の差を約半分にできるため、吐出特性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に繋がっているディセンダ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。両端部を含んで全体が隔壁１５で仕切られているようにしてもよい。その場合、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すれば、リザーバ４０との接続が容易になる。

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。

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ている、２つの鋭角部と２つの鈍角部と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２ａの端に近い方のみに設けている。これにより、ヘッド本体２ａ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、液体吐出ヘッド２の長手方向である行方向と短手方向である列方向とに沿って、行上および列上で、それぞれ略等間隔で配置されている。行方向は、菱形形状の加圧室１０の鈍角部同士を結ぶ対角線と同じ方向であり、列方向は、菱形形状の加圧室１０の鋭角部同士を結ぶ対角線と同じ方向である。つまり、加圧室１０の菱形形状の対角線が行および列と角度がついていない状態になっている。加圧室１０を格子状に配置し、そのような角度の菱形形状の加圧室１０を配置することにより、クロストークを小さくできる。

これは１つの加圧室１０に対して、行方向、列方向のいずれの方向においても、角部同士が対向する状態になっているため、辺同士で対向して場合よりも、流路部材４を通じて、振動伝わり難いためである。なお、この場合、鈍角部同士を長手方向に対向させることにより長手方向における、加圧室１０の密度を高くして配置でき、これにより、長手方向の吐出孔８の密度を高くできるので、高解像度の液体吐出ヘッド２とできるからである。行上および列上での加圧室１０の間隔は、等間隔にすれば、間隔が他より狭いところがなくなりクロストークを小さくできるが、間隔は±２０％程度異なるようにしてもよい。

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。

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、あるいは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を構成しており、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を構成している。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、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４−１に開口している吐出孔８に繋がるディセンダが伸びている。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。

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と略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。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１０の外側で、加圧室１０の２つの鋭角部１０ａを結ぶ対角線を延長した列と重ならない領域に引き出されている。これによりクロストークが低減できる。引出電極２５ｂの形状については、後で詳述する。

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枚のフレキシブル基板６０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（不図示）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、フレキシブル基板６０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、フレキシブル基板６０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。

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、フレキシブル基板６０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（図１）からフレキシブル基板６０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、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、フレキシブル基板６０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、それぞれがフレキシブル基板６０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。

＜第２の実施形態＞
図９，１０を用いて液体吐出ヘッド１０２について説明する。液体吐出ヘッド１０２は、ヒータ８１と押圧部材９６との間に断熱材８３が配置されている点で液体吐出ヘッド２と異なっており、その他の点では同一であり説明を省略する。なお、同一の部材については同一の符号を付し、以下同様とする。

断熱材８３は、ヒータ８１上に設けられており、ヒータ８１と押圧部材９６との間に配置されている。平面視して、断熱材８３は、ヒータ８１と略同形状をなしており、ヒータ８１の全面にわたって断熱材８３が設けられている。断熱材８３は、平面視して、枠体９２の開口９２ｃの内部に配置されており、枠体９２とは所定の距離をあけて離間した状態で配置されている。

そのため、液体吐出ヘッド２は、ヘッド本体２ａ、ヒータ８１、断熱材８３、および押圧部材９６がこの順に配置されており、押圧部材９６が断熱材８３を介してヒータ８１をヘッド本体２ａに押圧している。

断熱材８３としては、発泡率の高い海綿体状のものを用いることができ、例えば、メラミンシートを用いることができる。断熱材８３の厚みは、２〜５ｍｍとすることにより、
断熱することができるとともに、液体吐出ヘッド２が大型化することを抑えることができる。

液体吐出ヘッド２は、ヒータ８１と押圧部材９６との間に断熱材８３が配置されており、押圧部材９６が、断熱材８３を介してヒータ８１をヘッド本体２ａに押圧している。すなわち、液体吐出ヘッド２は、ヘッド本体２ａ、ヒータ８１、断熱材８３、および押圧部材９６が、この順に配置されており、押圧部材９６が、断熱材８３も押圧する構成となっている。それにより、断熱材８３を介して、ヒータ８１を押圧することができ、ヒータ８１とリザーバ４０との密着力が低下する可能性を低減させることができる。そのため、液体吐出ヘッド２は、ヒータ８１によりリザーバ４０を流れる液体を温めることができ、各吐出孔８（図５参照）の吐出特性のばらつきが大きくなる可能性を低減することができる。

このように、押圧部材９６が、断熱材８３を介してヒータ８１を押圧することにより、平板部９６ａがリザーバ４０の上面に対して傾斜した状態で、押圧部材９６がリザーバ４０を押圧した場合においても、断熱材８３が弾性変形することにより、押圧部材９６がヒータ８１に対して均一に押圧することができる。それにより、局所的にリザーバ４０とヒータ８１とが剥離する可能性を低減することができ、リザーバ４０とヒータ８１との密着性を向上させることができる。

また、液体吐出ヘッド２は、ヘッド本体２ａと、押圧部材９６との間に断熱材８３が設けられていることから、筐体９０の内部の熱がヘッド本体２ａに伝わる可能性を低減することができる。特に、液体吐出ヘッド２は、高速印刷に伴ってドライバＩＣ５５の温度が上昇し、筐体９０の内部が高温になる可能性があるが、断熱材８３により断熱することにより、液体吐出ヘッド２が高温になる可能性を低減することができる。

液体吐出ヘッド２は、図９，１０に示すように、断熱材８３が、平板部９６ａと突出部９６ｂとにより形成される角部９６ｄを覆うように配置されている。そのため、角部９６ｄとヒータ８１とが接触することにより、ヒータ８１が破損する可能性を低減することができる。

特に、押圧部材９６が、筐体９０（図６参照）またはリザーバ４０を押圧する際に変形した場合、角部９６ｄが変位してヒータ８１を破損させる可能性があるが、液体吐出ヘッド２は、断熱材８３がヒータ８１を保護するように機能し、ヒータ８１が破損する可能性を低減することができる。

また、ヒータ８１の厚み、および断熱材８３の厚みの和が、枠体９２の厚みよりも大きいことが好ましい。それにより、枠体９２を介して押圧部材９６をリザーバ４０に接続すると、断熱材８３が厚み方向に圧縮されることとなり、断熱材８３がヒータ８１へ押圧力を与えることができる。そのため、押圧部材９６が断熱材８３をより押圧することができる。

また、押圧部材９６は、断熱材８３を介して、ヒータ８１の全面を押圧することが好ましい。それにより、ヒータ８１の全面にわたって、ヒータ８１とヘッド本体２ａとの密着力が低下する可能性を低減することができる。

また、ヒータ８１および断熱材８３が、枠体９２の開口９２ｃの内部に配置されていることが好ましい。さらに、ヒータ８１と枠体９２と押圧部材９６に囲まれた空間に、断熱材８３が充填されていることが好ましい。それにより、ヒータ８１の密着力が低下することを低減しつつ、ヒータ８１に位置ずれが生じる可能性を低減することができる。

なお、ヒータ８１と枠体９２と押圧部材９６に囲まれた空間に、断熱材８３が充填されているとは、ヒータ８１と枠体９２と押圧部材９６に囲まれた空間に、断熱材８３が隙間なく配置されているのみならず、断熱材８３の平面視面積が、開口９２ｃの平面視面積の９０％以上占める場合も含む概念である。

また、断熱材８３の位置ずれを抑えるために、枠体９２の長辺９２ａおよび短辺９２ｂに、平面視して、開口９２ｃの中央部に向けて突出した凸部を設けてもよい。それにより、枠体９２の開口９２ｃに、断熱材８３を配置する際に、断熱材８３の位置決めを容易にすることができる。また、断熱材８３の配置を正確にすることにより、断熱材８３の位置ずれを抑制することができ、ヒータ８１に対して均一に押圧力を加えることができる。

また、断熱材８３は、弾性を有する弾性部材により形成することが好ましい。それにより、ヒータ８１を一定の押圧力で押圧することができる。なお、断熱材８３とは別に、弾性部材をヒータ８１と押圧部材９６との間に配置してもよい。それにより、断熱材８３を介してヒータ８１をより押圧することができる。さらに、弾性部材は、断熱材８３と枠体９２との間に配置してもよい。それにより、断熱材８３の位置決めを容易にすることができる。

また、ヒータ８１と断熱材８３との間に熱伝導部材を設けてもよい。それにより、リザーバ４０へのヒータ８１の熱を均一に近づけることができる。熱伝導部材としては、例えば、アルミ箔等の金属箔を用いることができ、例えば、ヒータ８１と断熱材８３との間の全域にわたって、金属箔を配置することを例示することができる。

＜第３の実施形態＞
図１１，１２を用いて液体吐出ヘッド２０２について説明する。液体吐出ヘッド２０２は、ヒータ２８１と、断熱材２８３と押圧部材２９６の形状が液体吐出ヘッド１０２と異なっており、その他の点は同様であるため、説明を省略する。

ヒータ２８１は、図１１（ｂ），１２（ａ），１２（ｂ）に示すように、リード電極２８１ａと発熱部２８１ｂとを備えている。リード電極２８１ａは、外部に引き出されており、外部に設けられた電源と電気的に接続されている。発熱部２８１ｂは、電気抵抗値の高い材料により形成された配線により構成されている。発熱部２８１ｂは、ヒータ２８１の略全面にわたって形成されており、リード電極２８１ａと電気的に接続されている。そのため、リード電極２８１ａに電圧が印加されると、発熱部２８１ｂが発熱する。

断熱材２８３は、平面視して、長手方向の一端が、ヒータ２８１よりも短く構成されている。押圧部材２９６は、断熱材２８３の一端側に、切欠部２９６ｃが設けられている。そして、図１１（ｂ）に示すように、押圧部材２９６の切欠部２９６ｃにより開口が形成されている。この開口から、ヒータ２８１のリード電極２８１ａが引き出されている。そして、平面視して、開口の一部に、断熱材２８３が配置されている。

図１２（ｂ）に示すように、ヒータ２８１は、発熱部２８１ｂが、ヘッド本体２ａ上に設けられており、枠体９２の短辺９２ｂに隣接するように、リード電極２８１ａが引き出されている。断熱材２８３は、ヒータ２８１の発熱部２８１ｂの全面にわたって設けられており、断熱材２８３の一端は、リード電極２８１ａに接触している。そのため、図１２（ｂ）に示すように、リード電極２８１ａは、断熱材２８３と枠体９２とにより挟持される構造となる。

このように、液体吐出ヘッド２０２は、押圧部材２９６および枠体９２により形成され
た開口から、ヒータ２８１のリード電極２８１ａが引き出されており、平面視して、開口の一部に断熱材２８３が設けられている。それにより、リード電極２８１ａが、断熱材２８３と枠体９２とにより固定され、液体吐出ヘッド２を搬送する際に振動が生じた場合においても、リード電極２８１ａが、枠体９２との接触を繰り返す可能性を低減することができ、リード電極２８１ａが断線する可能性を低減することができる。

また、液体吐出ヘッド２０２は、押圧部材２９６が、断熱材２８３を押圧した状態で、ヘッド本体２ａに固定されているため、断熱材２８３は、押圧部材２９６に与えられる押圧力により圧縮され、枠体９２にリード電極２８１ａを押圧することができる。つまり、押圧部材２９６をヘッド本体２ａに固定するともに、リード電極２８１ａを枠体９２に固定することができる。

なお、断熱材２８３の長手方向の長さと、ヒータ２８１の長手方向の長さを略同じ長さとし、リード電極２８１ａを引き出す側の断熱材２８３の一端を、上方へ向けて折り曲げる構成としてもよい。このように、断熱材２８３の一端を上方へ向けて折り曲げることにより、押圧部材９６の切欠部２９６ｃと、リード電極２８１ａとの間に断熱材２８３を配置することができ、リード電極２８１ａが断線する可能性を低減することができる。また、切欠部２９６ｃにより形成された開口を断熱材２８３が充填する構成となり、断熱性も向上させることができる。

＜第４の実施形態＞
図１３を用いて液体吐出ヘッド３０２について説明する。液体吐出ヘッド３０２は、断熱材３８３の形状が液体吐出ヘッド２０２と異なっており、その他の点は同様であるため、説明を省略する。

断熱材３８３は、孔３８３ａと平坦部３８３ｂとを備えている。孔３８３ａは、長手方向の一端に設けられており、孔３８３ａと押圧部材２９６の切欠部２９６ｃとが重なるように配置されている。

図１３（ｂ）に示すように、孔３８３ａにはヒータ２８１のリード電極２８１ａが挿通されている。枠体９２と押圧部材２９６とにより形成された開口には、断熱材３８３の平坦部３８３ｂの一部が配置されている。

液体吐出ヘッド３０２は、断熱材３８３が、リード電極２８１ａを挿通するための孔３８３ａを備えている。孔３８３ａには、リード電極２８１ａが挿通されており、断熱材３８３は、押圧部材２９６により押圧されている。

そのため、孔３８３ａをリード電極２８１ａの径よりも大きく形成した場合においても、押圧力が加えられた断熱材３８３が変形することにより、孔３８３ａとリード電極２８１ａの隙間を埋めるように作用する。それにより、孔３８３ａとリード電極２８１ａとの隙間を、断熱材３８３により埋めることができ、ヘッド本体２ａと押圧部材２９６との断熱性を向上させることができる。つまり、孔３８３ａをリード電極２８１ａよりも大きくすることで、液体吐出ヘッド２を組み立てやすくすることができるとともに、ヘッド本体２ａと押圧部材２９６との断熱性を向上させることができる。

また、リード電極２８１ａが、押圧部材２９６および枠体９２に、断熱材３８３を介して押圧されることとなり、押圧部材２９６および枠体９２に接触することによる断線の生じる可能性を低減することができる。また、断熱材３８３の孔３８３ａにリード電極２８１ａを挿通するため、ヒータ２８１と断熱材３８３との位置合わせを容易にすることができる。

なお、孔３８３ａを１つ設けた例を示したが、リード電極２８１ａが複数ある場合は、孔３８３ａを複数設けてもよく、１つの孔３８３ａに複数のリード電極２８１ａを挿通してもよい。

＜第５の実施形態＞
図１４を用いて液体吐出ヘッド４０２について説明する。液体吐出ヘッド４０２は、断熱材４８３の形状が液体吐出ヘッド１０２と異なっており、その他の点は同様であるため、説明を省略する。

液体吐出ヘッド４０２は、断熱材４８３の平面視幅が、枠体９２の開口９２ｃの平面視幅よりも大きい構成となっている。なお、断熱材４８３の平面視幅が、枠体９２の開口９２ｃの平面視幅よりも大きいとは、断熱材４８３を枠体９２の開口９２ｃの内部に配置していない状態で、断熱材４８３の平面視幅が、枠体９２の開口９２ｃの平面視幅よりも大きい状態を意味する。

そして、図１４に示すように、枠体９２と押圧部材９６とにより開口が形成されており、フレキシブル基板６０が、枠体９２と押圧部材９６とにより形成された開口から上方へ引き出されている。そして、フレキシブル基板６０は、断熱材４８３により枠体９２に押圧されている。

それにより、液体吐出ヘッド４０２は、フレキシブル基板６０が枠体９２と断熱材４８３により挟持されることとなり、フレキシブル基板６０が枠体９２近傍で立設することとなる。そのため、押圧部材９６を配置しやすくなり、液体吐出ヘッド２の組み立てを容易にすることができる。

また、液体吐出ヘッド４０２は、断熱材４８３の平面視幅が、枠体９２の開口９２ｃの平面視幅よりも大きい構成であることから、断熱材４８３が開口９２ｃに収容された場合に、開口９２ｃを挿通するフレキシブル基板６０を、枠体９２の長辺９２ａに向けて押圧するように機能する。そのため、押圧部材９６を配置しやすくなり、液体吐出ヘッド２の組み立てを容易にすることができる。

また、断熱材４８３の平面視幅が、枠体９２の開口９２ｃの平面視幅よりも大きい構成であることから、押圧部材９６の平板部９６ａと、突出部９６ｂとにより形成される角部９６ｄを覆うように断熱材４８３を設けることができる。それにより、フレキシブル基板６０が角部９６ｄと接触する可能性を低減することができ、フレキシブル基板６０の内部に形成された配線が断線する可能性を低減することができる。

なお、液体吐出ヘッド２の組み立ては、例えば以下のように行うことができる。

まず、ヘッド本体２ａのリザーバ４０に側板９４および枠体９２をネジ止めする。その際に、圧電アクチュエータ基板２１に接続されたフレキシブル基板６０は、側板９４および枠体９２の内側を通るように挿通する。次に枠体９２の開口９２ｃにヒータ８１を配置して、ヒータ８１の全面を覆うように断熱材４８３を配置する。この時、フレキシブル基板６０は、断熱材４８３により枠体９２に押圧されて、立設することとなる。そして、押圧部材９６を断熱材４８３上に配置し、断熱材４８３を押圧しながら、リザーバ４０にネジ止め固定する。その後、ガイドフレーム８４、回路基板８２、および接続基板８０を配置して、回路基板８２のコネクタ８２ａに、フレキシブル基板６０を嵌めこみ、最後に筐体本体９０ａをかぶせることにより作製することができる。

このように、液体吐出ヘッド２は、フレキシブル基板６０が、枠体９２に接した状態で立設することとなり、製造する際のハンドリング性を向上させることができる。

＜第６の実施形態＞
図１５を用いて液体吐出ヘッド５０２について説明する。液体吐出ヘッド５０２は、測温素子５８４をさらに備えるとともに、ヒータ５８１の形状が液体吐出ヘッド２０２と異なっており、その他の点は同様であるため、説明を省略する。

ヒータ５８１は、リード電極５２１ａと、平坦部５２１ｂと、切欠部５２１ｃとを備えている。切欠部５２１ｃは、平坦部５２１ｂに形成されており、長手方向における中央部に配置されている。切欠部５２１ｃは、平坦部５２１ｂを貫通するように設けられている。切欠部５２１ｃには測温素子５８４が配置されている。

測温素子５８４は、ヘッド本体２ａの温度を測定する機能を有しており、リード電極５８４ａと、素子部５８４ｂと、配線部５８４ｃとを備えている。素子部５８４ｂは、切欠部５２１ｃの内部に配置されており、ヘッド本体２ａ上に設けられている。そのため、素子部５８４ｂの周囲は、ヒータ５８１により取り囲まれている。

測温素子５８４のリード電極５８４ａは、ヒータ５８１のリード電極５８１ａに隣り合うように引き出されている。そのため、リード電極５８１ａ，５８４ａをまとめて外部に引き出すことができる。配線部５８４ｃは、リード電極５８４ａと素子部５８４ｂとを電気的に接続している。そして、制御部１００（図１参照）が、素子部５８４ｂで検知した温度をもとに、ヒータ２８１を駆動させ、ヘッド本体２ａを流れる液体の温度を均一に制御している。

測温素子５８４としては、例えば、熱電対、あるいはサーミスタを例示することができる。

液体吐出ヘッド５０２は、ヘッド本体２ａ上に設けられた測温素子５８４を備えており、押圧部材２９６が、測温素子５８４をヘッド本体２ａに押圧している。それにより、測温素子５８４がヘッド本体２ａに押しつけられることとなり、測温素子５８４とヘッド本体２ａとの密着性を向上させることができる。その結果、測温素子５８４がヘッド本体２ａを流れる液体の温度を正確に検知することができ、ヘッド本体２ａを流れる液体の温度を均一に制御することができる。それゆえ、液体吐出ヘッド２の各吐出孔８（図５参照）の吐出特性のばらつきが大きくなる可能性を低減することができる。

また、素子部５８４ｂは、切欠部５２１ｃの内部に配置されており、ヘッド本体２ａ上に設けられている。そのため、素子部５８４ｂの周囲は、ヒータ５８１により取り囲まれている。そのため、素子部５８４ｂの周囲におけるヒータ５８１の環境を一定にすることができ、正確な温度検知を行うことができる。

なお、ヒータ５８１に切欠部５８１ｃを形成し、切欠部５８１ｃに素子部５８４を収容する例を示したがこれに限定されるものではない。ヒータ５８１上に測温素子５８４を配置してもよい。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、第１の実施形態である液体吐出ヘッド２を用いたプリンタ１００を示したが、これに限定されるものではなく、液体吐出ヘッド１０２，２０２，３０２，４０２，５０２をプリンタ１００に用いてもよい。また、液体吐出ヘッド２，１０２，２０２，３０２，４０２，５０
２を組み合わせてもよい。

本明細書では、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、液体加圧室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、液体加圧室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、あるいはＭＥＭ（Micro Electro Mechanical Systems）を用いたものでも良い。

また、筐体９０の内部に回路基板８２および接続基板８０を設けた例を示したが、必ずしも設ける必要はない。例えば、フレキシブル基板６０を筐体９０の開口９０ｄまで引き出す構造として、外部と直接接続する構造としてもよい。

また、押圧部材９６を平板部９６ａおよび突出部９６ｂにより構成した例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、平板部９６ａの代わりに断熱材８３に向けて湾曲した湾曲部を有するものでもよい。この場合、断熱材８３を押圧する押圧力を大きくすることができ、さらにヒータ８１が剥離する可能性を低減することができる。

なお、本実施形態では、枠体９２を備える液体吐出ヘッド２を用いて説明したが、枠体９２を必ず備えてなくともよい。また、枠体９２と押圧部材９６とにより形成された開口からフレキシブル基板６０を挿通する例を示したが、フレキシブル基板６０が、枠体９２の外側と筐体９０との間を挿通してもよい。

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
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
２１・・・圧電アクチュエータ基板
３０・・・変位素子（加圧部）
３２・・・個別流路
３４・・・共通電極
３５・・・個別電極
３６・・・接続電極
４０・・・リザーバ
４０ａ・・・（リザーバの）液体供給孔
５５・・・ドライバＩＣ
６０・・・フレキシブル基板
８０・・・接続基板
８０ａ・・・（接続基板の）外部コネクタ
８０ｂ・・・（接続基板の）内部コネクタ
８０ｃ・・・（接続基板の）配線
８１・・・ヒータ
８２・・・回路基板
８２ａ・・・（回路基板の）コネクタ
８３・・・断熱材
８４・・・ガイドフレーム
９０・・・筺体
９２・・・枠体
９４・・・側板
９６・・・押圧部材
９８・・・断熱性部材

Claims (10)

1. 複数の吐出孔を有するヘッド本体と、
   該ヘッド本体上に設けられているヒータと、
   前記ヘッド本体に電気的に接続され、外部より前記ヘッド本体に電気を供給するためのフレキシブル基板と、
   該フレキシブル基板に実装されているドライバＩＣと、
   前記ヒータを前記ヘッド本体に押圧するための押圧部材と、を備えることを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記ヘッド本体上に設けられている測温素子をさらに備え、
   前記押圧部材が、前記測温素子を前記ヘッド本体に押圧している、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記ドライバＩＣの熱を放熱するための放熱体をさらに備え、
   前記押圧部材が、前記ドライバＩＣを前記放熱体に押圧している、請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記ヒータと前記押圧部材との間に断熱材が配置されており、
   前記押圧部材が、前記断熱材を介して前記ヒータを前記ヘッド本体に押圧している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記断熱材および前記押圧部材を取り囲む枠体をさらに備え、
   前記押圧部材および前記枠体により形成された開口から、前記ヒータのリード電極が引き出されており、
   平面視して、前記開口の一部に前記断熱材が設けられている、請求項４に記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記フレキシブル基板が、前記開口から引き出されており、
   前記断熱材が、前記枠体に前記フレキシブル基板を押圧している、請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記断熱材の平面視幅が、前記枠体の開口の平面視幅よりも大きい、請求項６に記載の液体吐出ヘッド。
8. 前記押圧部材が、前記ヘッド本体の上に位置する平板部と、該平板部より上方に突出する突出部とを備え、
   前記平板部が前記ヒータを前記ヘッド本体に押圧し、前記突出部が前記ドライバＩＣを前記放熱体に押圧している、請求項３〜７のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
9. 前記押圧部材が、前記ヘッド本体の上に位置する平板部と、該平板部より上方に突出する突出部とを備え、
   前記断熱材が、前記平板部と前記突出部とにより形成される角部を覆うように配置されている、請求項４〜７のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドと、
    該液体吐出ヘッドに対して記録媒体を搬送する搬送部と、
    前記ヘッド本体の駆動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。