JP2022163837A - 液体吐出ヘッド、液体吐出装置、圧電デバイスおよび湿度検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で湿度を検出する。【解決手段】液体吐出ヘッドは、第１面および第１面とは反対側の第２面を有する振動板と、第１面の上に配置される第１圧電素子と、第１面の上に配置される吸湿性の吸湿部材と、を有する。液体吐出装置は、この液体吐出ヘッドと、第１圧電素子を駆動した結果に基づいて、吸湿部材が配置される空間の湿度に関する湿度情報を取得する取得部と、を有する。【選択図】図５

Description

本発明は、液体吐出ヘッド、液体吐出装置、圧電デバイスおよび湿度検出装置に関する。

ピエゾ方式のインクジェットプリンター等の液体吐出装置は、例えば、特許文献１に開示されるように、圧電素子を備える。特許文献１では、水分による圧電素子の劣化を抑制する目的で、圧電素子が第１基板と第２基板との間の接着剤で囲まれる領域に配置される。

特開２０１７－０５２１３４号公報

特許文献１に記載の装置では、接着剤で囲まれた領域内に何らかの原因で水分が侵入した場合、その状態のまま圧電素子を駆動してしまい、その結果、圧電素子が劣化する可能性がある。ここで、圧電素子の周辺の湿度を検出することが考えられるが、液体吐出ヘッド等のデバイスでは、その検出をできる限り簡易な構成で実現することが望まれる。

以上の課題を解決するために、本発明の好適な態様に係る液体吐出ヘッドは、第１面および前記第１面とは反対側の第２面を有する振動板と、前記第１面の上に配置される第１圧電素子と、前記第１面の上に配置される吸湿性の吸湿部材と、を有する。

本発明の好適な態様に係る液体吐出装置は、前述の態様の液体吐出ヘッドと、前記第１圧電素子を駆動した結果に基づいて、前記吸湿部材が配置される空間の湿度に関する湿度情報を取得する取得部と、を有する。

本発明の好適な態様に係る液体吐出装置の圧電デバイスは、第１面および前記第１面とは反対側の第２面を有する振動板と、前記第１面の上に配置される圧電素子と、前記第１面の上に配置される吸湿性の吸湿部材と、を有する。

本発明の好適な態様に係る湿度検出装置は、前述の態様の圧電デバイスと、前記圧電素子を駆動した結果に基づいて、前記吸湿部材が配置される空間の湿度に関する湿度情報を取得する取得部と、を有する。

第１実施形態に係る液体吐出装置の構成例を示す模式図である。 第１実施形態に係る液体吐出装置の電気的な構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る液体吐出ヘッドの断面図である。 第１実施形態に係る液体吐出ヘッドの第１空間および第２空間を示す平面図である。 図４中のＡ－Ａ線断面図である。 駆動回路の構成例を示す図である。 残留振動の検出を説明するための図である。 残留振動の波形を示す図である。 第１実施形態に係る液体吐出装置の動作を説明するための図である。 第２実施形態に係る液体吐出ヘッドの断面図である。 第３実施形態に係る液体吐出装置の電気的な構成を示すブロック図である。 第４実施形態に係る液体吐出装置の電気的な構成を示すブロック図である。 第５実施形態に係る液体吐出装置の電気的な構成を示すブロック図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態を説明する。なお、図面において各部の寸法および縮尺は実際と適宜に異なり、理解を容易にするために模式的に示している部分もある。また、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られない。

以下の説明は、便宜上、互いに交差するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を適宜に用いて行う。また、以下では、Ｘ軸に沿う一方向がＸ１方向であり、Ｘ１方向と反対の方向がＸ２方向である。同様に、Ｙ軸に沿って互いに反対の方向がＹ１方向およびＹ２方向である。また、Ｚ軸に沿って互いに反対の方向がＺ１方向およびＺ２方向である。

ここで、典型的には、Ｚ軸が鉛直な軸であり、Ｚ２方向が鉛直方向での下方向に相当する。ただし、Ｚ軸は、鉛直な軸でなくともよい。また、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、典型的には互いに直交するが、これに限定されず、例えば、８０°以上１００°以下の範囲内の角度で交差すればよい。

Ａ：第１実施形態
Ａ１：液体吐出装置の全体構成
図１は、第１実施形態に係る液体吐出装置１００の構成例を示す模式図である。液体吐出装置１００は、「液体」の一例であるインクを液滴として媒体Ｍに対して吐出するインクジェット方式の印刷装置である。媒体Ｍは、例えば、印刷用紙である。なお、媒体Ｍは、印刷用紙に限定されず、例えば、樹脂フィルムまたは布帛等の任意の材質の印刷対象であってもよい。

液体吐出装置１００は、図１に示すように、液体容器１１０と制御モジュール１２０と搬送機構１３０と移動機構１４０とヘッドモジュール１５０とを有する。

液体容器１１０は、インクを貯留する。液体容器１１０の具体的な態様としては、例えば、液体吐出装置１００に着脱可能なカートリッジ、可撓性のフィルムで構成される袋状のインクパック、および、インクを補充可能なインクタンクが挙げられる。なお、液体容器１１０に貯留されるインクの種類は任意である。

制御モジュール１２０は、液体吐出装置１００の各要素の動作を制御する。

搬送機構１３０は、制御モジュール１２０による制御のもとで、媒体ＭをＹ軸に沿って搬送する。

移動機構１４０は、制御モジュール１２０による制御のもとで、ヘッドモジュール１５０をＸ軸に沿って往復させる。移動機構１４０は、ヘッドモジュール１５０を収容するキャリッジと称される略箱型の搬送体１４１と、搬送体１４１が固定される無端の搬送ベルト１４２と、を有する。なお、搬送体１４１に搭載されるヘッドモジュール１５０の数は、１個に限定されず、複数個でもよい。また、搬送体１４１には、ヘッドモジュール１５０のほかに、前述の液体容器１１０が搭載されてもよい。

ヘッドモジュール１５０は、制御モジュール１２０による制御のもと、液体容器１１０から供給されるインクを複数のノズルのそれぞれから媒体Ｍに吐出する。この吐出が搬送機構１３０による媒体Ｍの搬送と移動機構１４０によるヘッドモジュール１５０の往復移動とに並行して行われることにより、媒体Ｍの表面にインクによる画像が形成される。

表示装置１６０は、制御モジュール１２０による制御のもと、各種の情報を表示する。ここで、表示装置１６０は、例えば、液晶表示パネルまたは有機ＥＬ（electro-luminescence）表示パネル等の各種の表示パネルを有する。本実施形態では、表示装置１６０は、湿度が所定以上である場合、その旨等を表示する。

Ａ２：液体吐出装置の電気的な構成
図２は、第１実施形態に係る液体吐出装置１００の電気的な構成を示すブロック図である。図２に示すように、ヘッドモジュール１５０は、液体吐出ヘッド１５１と駆動回路１５２と検出回路１５３とを有する。

液体吐出ヘッド１５１は、ノズルごとに設けられるＭ個の圧電素子５６＿１～５６＿Ｍを有しており、供給駆動信号Ｖｉｎに基づく圧電素子５６＿１～５６＿Ｍの駆動により、インクをノズルから吐出する。Ｍは、２以上の自然数である。なお、以下では、圧電素子５６＿１～５６＿Ｍを区別しない場合、これらのそれぞれを圧電素子５６という場合がある。また、以下では、液体吐出装置１００において圧電素子５６に対応するＭ個の他の構成要素について、符号の添え字として「＿１～＿Ｍ」または「［１］～［Ｍ］」を用いて、圧電素子５６＿１～５６＿Ｍとの対応関係を示すことがある。

ここで、各圧電素子５６は、供給駆動信号Ｖｉｎに基づいて逆圧電効果により駆動する。また、各圧電素子５６は、圧電効果により出力信号Ｖｏｕｔを出力する。本実施形態では、Ｍ個の圧電素子５６のうちの圧電素子５６＿１が「第１圧電素子」の一例であり、圧電素子５６＿１からの出力信号Ｖｏｕｔは、圧電素子５６＿１～５６＿Ｍの周囲の湿度を検出するのに用いられる。また、Ｍ個の圧電素子５６のうちの圧電素子５６＿２が「第２圧電素子」の一例であり、圧電素子５６＿２～５６＿Ｍからの出力信号Ｖｏｕｔは、液体吐出ヘッド１５１のインクの増粘、気泡の滞留等の検出に用いられる。なお、液体吐出ヘッド１５１の詳細については、後に図３から図５に基づいて説明する。

なお、図２に示す例では、ヘッドモジュール１５０が有する液体吐出ヘッド１５１の数が１個であるが、これに限定されず、ヘッドモジュール１５０が有する液体吐出ヘッド１５１の数が２個以上でもよい。

駆動回路１５２は、制御モジュール１２０による制御のもと、圧電素子５６を駆動する。具体的には、駆動回路１５２は、制御モジュール１２０による制御のもと、液体吐出ヘッド１５１が有する複数の圧電素子５６のそれぞれについて、制御モジュール１２０から出力される駆動信号Ｃｏｍを供給駆動信号Ｖｉｎとして供給するか否かを切り替える。また、本実施形態では、駆動回路１５２は、制御モジュール１２０による制御のもと、液体吐出ヘッド１５１が有する複数の圧電素子５６のそれぞれについて、圧電素子５６における起電力を出力信号Ｖｏｕｔとして検出回路１５３に供給するか否かを切り替える。なお、駆動回路１５２の詳細については、後に図６および図７に基づいて説明する。

検出回路１５３は、各圧電素子５６で発生する出力信号Ｖｏｕｔに基づいて、振動情報ＮＶＴを生成する。例えば、検出回路１５３は、出力信号Ｖｏｕｔをノイズ除去後に増幅することにより振動情報ＮＶＴを生成する。振動情報ＮＶＴは、圧電素子５６の駆動後に振動板５５および圧電素子５６を含む振動系に残留する振動である残留振動を示す。なお、残留振動の詳細については、後に図８および図９に基づいて説明する。

図２に示すように、制御モジュール１２０は、制御回路１２１と記憶回路１２２と電源回路１２３と駆動信号生成回路１２４と検査回路１２５とを有する。

制御回路１２１は、液体吐出装置１００の各部の動作を制御する機能と、各種データを処理する機能と、を有する。ここで、制御回路１２１は、制御部の一例であり、前述の駆動回路１５２および検出回路１５３の動作を制御する。

制御回路１２１は、例えば、１個以上のＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサーを含む。なお、制御回路１２１は、ＣＰＵに代えて、または、ＣＰＵに加えて、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等のプログラマブルロジックデバイスを含んでもよい。また、制御回路１２１は、複数のプロセッサーで構成される場合、例えば、駆動回路１５２の動作制御と検出回路１５３の動作制御とが別々のプロセッサーで行われてもよい。また、制御回路１２１が複数のプロセッサーで構成される場合、当該複数のプロセッサーが互いに異なる基板等に実装されてもよい。

記憶回路１２２は、制御回路１２１が実行する各種プログラムと、制御回路１２１が処理する印刷データＩｍｇ等の各種データと、を記憶する。記憶回路１２２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性のメモリーとＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）またはＰＲＯＭ（Programmable ROM）等の不揮発性メモリーとの一方または両方の半導体メモリーを含む。印刷データＩｍｇは、パーソナルコンピューターまたはデジタルカメラ等の外部装置２００から供給される。なお、記憶回路１２２は、制御回路１２１の一部として構成されてもよい。

電源回路１２３は、図示しない商用電源から電力の供給を受け、所定の各種電位を生成する。生成した各種電位は、液体吐出装置１００の各部に適宜に供給される。例えば、電源回路１２３は、電源電位ＶＨＶとオフセット電位ＶＢＳとを生成する。オフセット電位ＶＢＳは、ヘッドモジュール１５０に供給される。また、電源電位ＶＨＶは、駆動信号生成回路１２４に供給される。

駆動信号生成回路１２４は、各圧電素子５６を駆動するための駆動信号Ｃｏｍを生成する回路である。具体的には、駆動信号生成回路１２４は、例えば、ＤＡ変換回路と増幅回路とを有する。駆動信号生成回路１２４では、当該ＤＡ変換回路が制御回路１２１からの波形指定信号ｄＣｏｍをデジタル信号からアナログ信号に変換し、当該増幅回路が電源回路１２３からの電源電位ＶＨＶを用いて当該アナログ信号を増幅することで駆動信号Ｃｏｍを生成する。ここで、駆動信号Ｃｏｍに含まれる波形のうち、圧電素子５６に実際に供給される波形の信号が前述の供給駆動信号Ｖｉｎである。波形指定信号ｄＣｏｍは、駆動信号Ｃｏｍの波形を規定するためのデジタル信号である。

検査回路１２５は、振動情報ＮＶＴに基づいて、残留振動の周波数と基準周波数との比較結果を示す判定情報Ｓｔｔを生成する。より具体的には、検査回路１２５は、例えば、圧電素子５６ごとに位相比較器を有しており、当該比較器は、振動情報ＮＶＴの示す周波数と基準周波数との差を示す信号を判定情報Ｓｔｔとして出力する。ここで、圧電素子５６＿１についての判定情報Ｓｔｔは、後に詳述するように、圧電素子５６＿１の周囲の湿度を検出するのに用いられる。また、他の圧電素子５６＿２～５６＿Ｍについての判定情報Ｓｔｔは、後述するノズルＮにおけるインクの吐出状態を示しており、例えば、印刷時におけるノズルからのインクの吐出制御等に用いられる。当該吐出状態としては、例えば、インクの増粘、気泡の滞留等が挙げられる。なお、検査回路１２５は、制御回路１２１の一部として構成されてもよい。

以上の制御モジュール１２０では、制御回路１２１が、記憶回路１２２に記憶されるプログラムを実行することで、液体吐出装置１００の各部の動作を制御する。ここで、制御回路１２１は、当該プログラムの実行により、液体吐出装置１００の各部の動作を制御するための信号として、制御信号Ｓｋ１およびＳｋ２と制御信号ＳＩと波形指定信号ｄＣｏｍとを生成する。

制御信号Ｓｋ１は、搬送機構１３０の駆動を制御するための信号である。制御信号Ｓｋ２は、移動機構１４０の駆動を制御するための信号である。制御信号ＳＩは、圧電素子５６の動作状態を指定するためのデジタルの信号である。なお、制御信号ＳＩには、圧電素子５６の駆動タイミングを規定するためのタイミング信号が含まれてもよい。当該タイミング信号は、例えば、前述の搬送体１４１の位置を検出するエンコーダーの出力に基づいて生成される。

また、制御回路１２１は、取得部１２１ａおよび警告部１２１ｂとして機能する。

取得部１２１ａは、圧電素子５６＿１を駆動した結果に基づいて、吸湿部材６０が配置される空間の湿度に関する湿度情報ＤＨを取得する。取得部１２１ａにより取得された湿度情報ＤＨは、記憶回路１２２に記憶される。なお、湿度情報ＤＨの形式は、当該湿度を示すことができればよく、任意である。

警告部１２１ｂは、湿度情報ＤＨに基づいて、警告する。本実施形態では、警告部１２１ｂは、湿度情報ＤＨの示す湿度が所定以上である場合、その旨または使用を控えることを促す旨を表示装置１６０に表示させることにより、警告を行う。なお、当該警告は、表示装置１６０による警告に限定されず、例えば、ＬＥＤ（light emitting diode）等の発光素子の点灯または点滅等による警告、音声による警告等であってもよい。

Ａ３：液体吐出ヘッド
図３は、第１実施形態に係る液体吐出ヘッド１５１の断面図である。図３に示すように、液体吐出ヘッド１５１は、Ｙ軸に沿う方向に配列される複数のノズルＮを有する。当該複数のノズルＮは、Ｘ軸に沿う方向に互いに間隔をあけて並ぶ第１列Ｌ１と第２列Ｌ２とに区分される。第１列Ｌ１および第２列Ｌ２のそれぞれは、Ｙ軸に沿う方向に直線状に配列される複数のノズルＮの集合である。

液体吐出ヘッド１５１は、Ｘ軸に沿う方向で互いに略対称な構成である。ただし、第１列Ｌ１の複数のノズルＮと第２列Ｌ２の複数のノズルＮとのＹ軸に沿う方向での位置は、互いに一致してもよいし異なってもよい。図３では、第１列Ｌ１の複数のノズルＮと第２列Ｌ２の複数のノズルＮとのＹ軸に沿う方向での位置が互いに一致する構成が例示される。

図３に示すように、液体吐出ヘッド１５１は、流路基板５１と圧力室基板５２とノズル板５３と吸振体５４と振動板５５と複数の圧電素子５６と保護基板５７とケース５８と配線基板５９とを有する。

流路基板５１および圧力室基板５２は、この順でＺ１方向に積層されており、複数のノズルＮにインクを供給するための流路を形成する。流路基板５１および圧力室基板５２からなる積層体よりもＺ１方向に位置する領域には、振動板５５と複数の圧電素子５６と保護基板５７とケース５８と配線基板５９と駆動回路１５２とが設置される。他方、当該積層体よりもＺ２方向に位置する領域には、ノズル板５３と吸振体５４とが設置される。液体吐出ヘッド１５１の各要素は、概略的にはＹ方向に長尺な板状部材であり、例えば接着剤により、互いに接合される。以下、液体吐出ヘッド１５１の各要素を順に説明する。

ノズル板５３は、第１列Ｌ１および第２列Ｌ２のそれぞれの複数のノズルＮが設けられた板状部材である。複数のノズルＮのそれぞれは、インクを通過させる貫通孔である。ここで、ノズル板５３のＺ２方向を向く面がノズル面ＦＮである。ノズル板５３は、例えば、ドライエッチングまたはウェットエッチング等の加工技術を用いる半導体製造技術によりシリコン単結晶基板を加工することにより製造される。ただし、ノズル板５３の製造には、他の公知の方法および材料が適宜に用いられてもよい。また、ノズルの断面形状は、典型的には円形状であるが、これに限定されず、例えば、多角形または楕円形等の非円形状であってもよい。

流路基板５１には、第１列Ｌ１および第２列Ｌ２のそれぞれについて、空間Ｒ１と複数の供給流路Ｒａと複数の連通流路Ｎａとが設けられる。空間Ｒ１は、Ｚ軸に沿う方向でみた平面視で、Ｙ軸に沿う方向に延びる長尺状の開口である。供給流路Ｒａおよび連通流路Ｎａのそれぞれは、ノズルＮごとに形成された貫通孔である。各供給流路Ｒａは、空間Ｒ１に連通する。

圧力室基板５２は、第１列Ｌ１および第２列Ｌ２のそれぞれについて、キャビティと称される複数の圧力室Ｃが設けられた板状部材である。複数の圧力室Ｃは、Ｙ軸に沿う方向に配列される。各圧力室Ｃは、ノズルＮごとに形成され、平面視でＸ軸に沿う方向に延びる長尺状の空間である。ここで、圧電素子５６＿１に対応する圧力室Ｃは、「第１空間」の一例であり、圧電素子５６＿２に対応する圧力室Ｃは、「第２空間」の一例である。

流路基板５１および圧力室基板５２それぞれは、前述のノズル板５３と同様に、例えば、半導体製造技術によりシリコン単結晶基板を加工することにより製造される。ただし、流路基板５１および圧力室基板５２のそれぞれの製造には、他の公知の方法および材料が適宜に用いられてもよい。

圧力室Ｃは、流路基板５１と振動板５５との間に位置する空間である。第１列Ｌ１および第２列Ｌ２のそれぞれについて、複数の圧力室ＣがＹ軸に沿う方向に配列される。また、圧力室Ｃは、連通流路Ｎａおよび供給流路Ｒａのそれぞれに連通する。したがって、圧力室Ｃは、連通流路Ｎａを介してノズルＮに連通し、かつ、供給流路Ｒａを介して空間Ｒ１に連通する。

圧力室基板５２のＺ１方向を向く面には、振動板５５が配置される。振動板５５は、弾性的に振動可能な板状部材である。振動板５５のＺ１方向を向く面には、第１列Ｌ１および第２列Ｌ２のそれぞれについて、互いにノズルＮに対応する複数の圧電素子５６が配置される。各圧電素子５６は、駆動信号Ｃｏｍの供給により変形する受動素子である。各圧電素子５６は、平面視でＸ軸に沿う方向に延びる長尺状をなす。複数の圧電素子５６は、複数の圧力室Ｃに対応するようにＹ軸に沿う方向に配列される。圧電素子５６は、平面視で圧力室Ｃに重なる。なお、振動板５５および圧電素子５６の詳細については、後に図４および図５に基づいて説明する。

保護基板５７は、振動板５５のＺ１方向を向く面に設置される板状部材であり、複数の圧電素子５６を保護するとともに振動板５５の機械的な強度を補強する。ここで、保護基板５７と振動板５５との間の空間Ｓには、複数の圧電素子５６が収容される。保護基板５７は、例えば、樹脂材料で構成される。

ケース５８は、複数の圧力室Ｃに供給されるインクを貯留するためのケースである。ケース５８は、例えば、樹脂材料で構成される。ケース５８には、第１列Ｌ１および第２列Ｌ２のそれぞれについて、空間Ｒ２が設けられる。空間Ｒ２は、前述の空間Ｒ１に連通する空間であり、空間Ｒ１とともに、複数の圧力室Ｃに供給されるインクを貯留するリザーバーＲとして機能する。ケース５８には、各リザーバーＲにインクを供給するための導入口ＩＯが設けられる。各リザーバーＲ内のインクは、各供給流路Ｒａを介して圧力室Ｃに供給される。

吸振体５４は、コンプライアンス基板とも称され、リザーバーＲの壁面を構成する可撓性の樹脂フィルムであり、リザーバーＲ内のインクの圧力変動を吸収する。なお、吸振体５４は、金属製の可撓性を有する薄板であってもよい。吸振体５４のＺ１方向を向く面は、流路基板５１に接着剤等により接合される。

配線基板５９は、振動板５５のＺ１方向を向く面に実装されており、制御モジュール１２０と液体吐出ヘッド１５１とを電気的に接続するための実装部品である。配線基板５９は、例えば、ＣＯＦ（Chip On Film）、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）またはＦＦＣ（Flexible Flat Cable）等の可撓性の配線基板である。本実施形態の配線基板５９には、前述の駆動回路１５２が実装される。なお、配線基板５９は、リジッド基板でもよい。この場合、当該リジッド基板上または当該リジッド基板に接続されるフレキシブル基板上に駆動回路１５２が実装される。

図４は、第１実施形態に係る液体吐出ヘッド１５１の圧力室Ｃ＿１および圧力室Ｃ＿２を示す平面図である。図５は、図４中のＡ－Ａ線断面図である。図４および図５に示すように、圧力室基板５２には、Ｙ軸に沿う方向に互いに隣り合う圧力室Ｃ＿１および圧力室Ｃ＿２が設けられる。圧力室Ｃ＿１は、「第１空間」の一例であり、前述の複数の圧力室Ｃのうち、圧電素子５６＿１に対応する圧力室Ｃである。圧力室Ｃ＿２は、「第２空間」の一例であり、前述の複数の圧力室Ｃのうち、圧電素子５６＿２に対応する圧力室Ｃである。以下、圧力室Ｃ＿１、圧力室Ｃ＿２、圧電素子５６＿１および圧電素子５６＿２について説明する。

図５に示すように、圧力室Ｃ＿１および圧力室Ｃ＿２は、圧力室基板５２をＺ軸に沿う方向に貫通する孔で構成される。これに伴い、圧力室基板５２には、互いに隣り合う２つの圧力室Ｃの間に、Ｘ軸に沿う方向に延びる隔壁５２ａが設けられる。なお、図４に示す例では、圧力室Ｃの平面視形状が平行四辺形であるが、これに限定されず、任意である。

本実施形態では、圧電素子５６＿１およびそれに対応する構成は、インクの吐出に用いない。このため、圧力室Ｃ＿１には、インクが収容されない。これに対し、圧電素子５６＿２およびそれに対応する構成は、インクの吐出に用いる。このため、圧力室Ｃ＿２には、インクが収容される。

圧力室基板５２のＺ１方向を向く面には、振動板５５が接合される。図５に示す例では、振動板５５は、第１層５５ａと第２層５５ｂとを有し、これらがこの順でＺ１方向に積層される。

第１層５５ａは、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）で構成される弾性膜である。当該弾性膜は、例えば、シリコン単結晶基板の一方の面を熱酸化することにより形成される。このような第１層５５ａは、シリコン単結晶基板に異方性エッチングにより複数の圧力室Ｃを形成する場合、当該異方性エッチングの停止層として機能する。第２層５５ｂは、例えば、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）で構成される絶縁膜である。当該絶縁膜は、例えば、スパッタ法によりジルコニウムの層を形成し、当該層を熱酸化することにより形成される。なお、振動板５５は、前述の第１層５５ａおよび第２層５５ｂの積層による構成に限定されず、例えば、単層で構成されてもよいし、３層以上で構成されてもよい。

以上の振動板５５は、Ｚ１方向を向く第１面Ｆ１と、Ｚ２方向を向く第２面Ｆ２と、を有しており、第２面Ｆ２の上に圧力室基板５２が接合される。ここで、振動板５５は、隔壁５２ａの拘束を受けずに振動する振動領域ＶＲを有する。振動領域ＶＲは、振動板５５の厚さ方向にみて、すなわち、Ｚ軸に沿う方向にみて、圧力室Ｃに重なる振動板５５の領域である。

一方、振動板５５の第１面Ｆ１には、圧電素子５６＿１および圧電素子５６＿２が接合される。ここで、圧電素子５６＿１および圧電素子５６＿２は、Ｙ軸に沿う方向に互いに隣り合う。以下、圧電素子５６＿１について説明する。なお、圧電素子５６＿２は、後述の吸湿部材６０を有しない以外は、圧電素子５６＿１と同様に構成される。

圧電素子５６＿１は、第１電極５６ａと圧電体５６ｂと第２電極５６ｃと吸湿部材６０とを有し、この順でこれらがＺ１方向に積層される。図５に示す例では、第１電極５６ａは、圧電素子５６ごとに互いに離間して配置される個別電極であり、第１電極５６ａには、駆動信号Ｃｏｍが印加される。一方、第２電極５６ｃは、複数の圧電素子５６にわたり連続するようにＹ軸に沿う方向に延びる帯状の共通電極であり、第２電極５６ｃには、所定の基準電位が供給される。

これらの電極の金属材料としては、例えば、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）等の金属材料が挙げられ、これらのうち、１種を単独でまたは２種以上を合金または積層等の態様で組み合わせて用いることができる。

圧電体５６ｂは、Ｚ軸に沿う方向にみて、圧力室Ｃに重なる。ここで、振動板５５の振動領域ＶＲは、Ｚ軸に沿う方向にみて、圧電体５６ｂに重ならない部分ＮＲを有する。部分ＮＲは、Ｚ軸に沿う方向にみて、圧電体５６ｂと隔壁５２ａとの間に位置する。

圧電体５６ｂは、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３）等の圧電材料で構成される。ここで、圧電体５６ｂは、圧電素子５６ごとに個別に設けられてもよいし、複数の圧電素子５６にわたり連続するようにＹ軸に沿う方向に延びる帯状をなしてもよい。ただし、圧電体５６ｂが複数の圧電素子５６にわたり連続する場合、圧電体５６ｂには、互いに隣り合う各圧力室Ｃの間隙に平面視で対応する領域に、Ｚ軸に沿う方向に貫通する孔がＸ軸に沿う方向に延びて設けられる。

吸湿部材６０は、吸湿性を有する膜体である。吸湿部材６０の構成材料としては、吸湿性を有し、かつ、吸湿により質量および剛性のうちの一方または両方が変化する材料であればよく、特に限定されないが、可逆的に吸湿可能な材料であることが好ましく、例えば、多孔質の表面への水分の吸着により吸湿するシリカゲル、デシクレイおよびゼオライト等が挙げられる。吸湿部材６０がシリカゲル等で構成される場合、吸湿部材６０の剛性が吸湿に伴って低下する。また、吸湿部材６０の形成には、特に限定されないが、例えば、ゾルゲル法またはＣＶＤ（chemical vapor deposition）法が用いられる。なお、吸湿に伴って剛性が高まる材料を吸湿部材６０として用いることもできる。

吸湿部材６０は、Ｚ軸に沿う方向にみて、振動板５５の振動領域ＶＲに重なる。図５に示す例では、吸湿部材６０は、Ｚ軸に沿う方向にみて、振動領域ＶＲの全範囲に重なる。図５に示す例では、吸湿部材６０は、Ｚ軸に沿う方向にみて、隔壁５２ａに重ならないが、圧力室Ｃ＿２に重ならなければ、隔壁５２ａに重なってもよい。ここで、吸湿部材６０がＺ軸に沿う方向にみて部分ＮＲの全範囲に重なることにより、部分ＮＲでの応力集中を低減することができ、この結果、振動板５５の損傷を低減することができる。また、吸湿部材６０は、振動領域ＶＲのＸ軸に沿う方向での少なくとも一部に配置されていればよいが、振動領域ＶＲのＸ軸に沿う方向での全範囲にわたり配置されると、吸湿による質量および剛性のうちの少なくとも一方の変化を大きくすることができる。

吸湿部材６０の厚さは、振動板５５および圧電素子５６＿１を含む振動系が圧電素子５６＿１の駆動により振動可能であればよく、特に限定されないが、例えば、０．１μｍ以上１０００μｍ以下の範囲内である。図５に示す例では、吸湿部材６０の部分ＮＲに重なる部分の厚さが吸湿部材６０の他の部分の厚さよりも厚い。このような厚さの分布を有する吸湿部材６０は、例えば、ゾルゲル法等の塗布法により容易に得られる。

Ａ４：駆動回路の詳細
図６は、駆動回路１５２の構成例を示す図である。図６に示すように、駆動回路１５２には、配線ＬＨｄ、ＬＨａおよびＬＨｓが接続される。配線ＬＨｄは、オフセット電位ＶＢＳが供給される給電線である。配線ＬＨａは、駆動信号Ｃｏｍを伝送する信号線である。配線ＬＨｓは、出力信号Ｖｏｕｔを伝送する信号線である。

駆動回路１５２は、Ｍ個のスイッチＳＷａ（ＳＷａ［１］]～ＳＷａ［Ｍ］）と、Ｍ個のスイッチＳＷｓ（ＳＷｓ［１］]～ＳＷｓ［Ｍ］）と、これらのスイッチの接続状態を指定する接続状態指定回路１５２ａと、を有する。

スイッチＳＷａ［ｍ］は、駆動信号Ｃｏｍの伝送のための配線ＬＨａと圧電素子５６［ｍ］との間の導通（オン）と非導通（オフ）とを切り替えるスイッチである。ただし、ｍは、１以上Ｍ以下の自然数である。スイッチＳＷｓ［ｍ］は、出力信号Ｖｏｕｔの伝送のための配線ＬＨｓと圧電素子５６［ｍ］との間の導通（オン）と非導通（オフ）とを切り替えるスイッチである。これらのスイッチのそれぞれは、例えば、トランスミッションゲートである。

接続状態指定回路１５２ａは、制御信号ＳＩに基づいて、スイッチＳＷａ［１］～ＳＷａ［Ｍ］のオンオフを指定する接続状態指定信号ＳＬａ［１］～ＳＬａ［Ｍ］と、スイッチＳＷｓ［１］～ＳＷｓ［Ｍ］のオンオフを指定する接続状態指定信号ＳＬｓ［１］～ＳＬｓ［Ｍ］と、を生成する。

以上のように生成される接続状態指定信号ＳＬａ［ｍ］に応じて、スイッチＳＷａ［ｍ］のオンオフが切り替えられる。例えば、スイッチＳＷａ［ｍ］は、接続状態指定信号ＳＬａ［ｍ］がハイレベルの場合にオン状態となり、ローレベルの場合にオフ状態となる。以上のように、駆動回路１５２は、圧電素子５６＿１～５６＿Ｍから選択される１以上の圧電素子５６に対して、駆動信号Ｃｏｍに含まれる波形の一部または全部を供給駆動信号Ｖｉｎとして供給する。

また、接続状態指定信号ＳＬｓ［ｍ］に応じて、スイッチＳＷｓ［ｍ］のオンオフが切り替えられる。例えば、スイッチＳＷｓ［ｍ］は、接続状態指定信号ＳＬｓ［ｍ］がハイレベルの場合にオン状態となり、ローレベルの場合にオフ状態となる。以上のように、駆動回路１５２は、圧電素子５６＿１～５６＿Ｍから選択される１以上の圧電素子５６からの出力信号Ｖｏｕｔを検出回路１５３に供給する。

Ａ６：残留振動の検出
図７は、残留振動の検出を説明するための図である。図７に示すように、駆動信号Ｃｏｍは、駆動パルスＰＤを含んでおり、タイミングｔ０からタイミングｔ４までの単位期間Ｔｕで繰り返される。単位期間Ｔｕは、先行の期間Ｔｕ１と後行の期間Ｔｕ２とに区分される。図７に示す例では、期間Ｔｕ１の長さと期間Ｔｕ２の長さとが互いに等しい。本実施形態では、期間Ｔｕ１および期間Ｔｕ２のそれぞれがスイッチＳＷａ［１］およびスイッチＳＷｓ［１］の切り替えのための制御期間として用いられる。

なお、スイッチＳＷａ［１］およびスイッチＳＷｓ［１］の切り替えは、期間Ｔｕ１または期間Ｔｕ２よりも短い制御期間で行ってもよい。また、期間Ｔｕ１の長さと期間Ｔｕ２の長さとが互いに異なってもよい。また、図示を省略するが、スイッチＳＷａ［２］～ＳＷａ［Ｍ］およびスイッチＳＷｓ［２］～ＳＷｓ［Ｍ］の切り替えも、期間Ｔｕ１および期間Ｔｕ２のそれぞれを制御期間として行われる。

駆動パルスＰＤは、期間Ｔｕ１に含まれており、第１タイミングｔ１から第２タイミングｔ２までの期間にわたる波形のパルスである。図７に示す例では、駆動パルスＰＤの電位は、オフセット電位ＶＢＳを基準電位として、当該基準電位よりも低い電位に降下した後に、当該基準電位よりも高い電位に上昇する。このような波形の駆動パルスＰＤは、駆動パルスＰＤが基準電位よりも高い電位のみで構成される場合に比べて、ノズルＮからのインクの吐出に適する。なお、図７では、期間Ｔｕ２における駆動信号Ｃｏｍの電位が基準電位である場合が例示されるが、これに限定されず、期間Ｔｕ２に吐出または検査のためのパルスが適宜に含まれてもよい。

制御回路１２１は、圧電素子５６の周囲の湿度を検出する検出動作を実行する。当該検出動作の実行時期は、あらかじめ設定されたプログラムまたはユーザーからの操作等に従い適宜に決められ、任意であり、印刷動作中に行ってもよいし、非印刷時に行ってもよい。

当該検出動作では、駆動回路１５２が圧電素子５６＿１を駆動した後、その駆動に伴う残留振動を検出回路１５３が検出する。

図７に示す例では、期間Ｔｕ１にわたり、スイッチＳＷａ［１］がオンされるとともに、スイッチＳＷｓ［１］がオフされる。また、期間Ｔｕ２にわたり、スイッチＳＷｓ［２］がオンされるとともに、スイッチＳＷａ［１］がオフされる。

このようなスイッチの切り替えにより、圧電素子５６＿１には、期間Ｔｕ１において駆動パルスＰＤが印加され、検出回路１５３には、期間Ｔｕ２にわたり圧電素子５６＿１からの出力信号Ｖｏｕｔが入力される。

図８は、残留振動の波形を示す図である。図８では、吸湿部材６０の剛性が吸湿に伴って低くなる場合の残留振動の波形として、湿度が第１湿度である場合の残留振動の波形αと、湿度が第１湿度よりも高い第２湿度である場合の残留振動の波形βと、湿度が第１湿度よりも低い第３湿度である場合の残留振動の波形γが示される。

図８に示すように、波形βの周期は、波形αの周期よりも長い。すなわち、波形βの周波数は、波形αの周波数よりも低い。また、波形γの周期は、波形αの周期よりも短い。すなわち、波形γの周波数は、波形αの周波数よりも高い。このように残留振動の周波数と湿度とは、相関関係を有する。ここで、吸湿部材６０は周囲の湿度の上昇に応じて軟化する、つまり剛性が低下するので、残留振動の波形の周波数は、周囲の湿度の上昇に応じて低下する。逆に残留振動の波形の周波数は、周囲の湿度の低下に応じて上昇する。

このような波形を示す振動情報ＮＶＴを含む出力信号Ｖｏｕｔは、前述の図７に示す期間Ｔｕ２において、検出回路１５３に入力される。そして、検出回路１５３は、出力信号Ｖｏｕｔに基づいて、振動情報ＮＶＴを生成する。検査回路１２５は、振動情報ＮＶＴの示す残留振動の周波数と基準周波数との比較結果を示す判定情報Ｓｔｔを生成する。取得部１２１ａは、判定情報Ｓｔｔの示す差に基づいて、湿度情報ＤＨを取得する。

図９は、第１実施形態に係る液体吐出装置１００の動作を説明するための図である。液体吐出装置１００では、図９に示すように、まず、ステップＳ１において、取得部１２１ａが、湿度情報ＤＨを取得することにより湿度を検出する。次に、ステップＳ２において、警告部１２１ｂが、湿度情報ＤＨの示す湿度が所定値以上であるか否かを判断する。このステップＳ２は、湿度が所定値以上となるまで繰り返される。

湿度が所定値以上である場合、警告部１２１ｂは、ステップＳ３において、警告を行う。その後、警告部１２１ｂは、ステップＳ４において、終了の指示があるか否かを判断する。この指示は、例えば、図示しないスイッチへの操作等により行われる。終了の指示がない場合、前述のステップＳ１に戻り、一方、終了の指示がある場合、処理を終了する。

以上の液体吐出ヘッド１５１は、前述のように、振動板５５と、「第１圧電素子」の一例である圧電素子５６＿１と、吸湿性の吸湿部材６０と、を有する。ここで、振動板５５は、第１面Ｆ１および第１面Ｆ１とは反対側の第２面Ｆ２を有しており、圧電素子５６＿１および吸湿部材６０のそれぞれは、第１面Ｆ１の上に配置される。なお、液体吐出ヘッド１５１は、「圧電デバイス」の一例である。また、本明細書において、「２つの物体のうちの一方の物体が他方の物体の上に配置される」とは、これらの物体が互いに接する状態のほか、これらの物体の間に他の物体が介在する状態をも含む概念である。

以上の液体吐出ヘッド１５１では、圧電素子５６＿１の近傍の湿度に応じて、吸湿部材６０の質量および剛性のうちの一方または両方が変化するので、振動板５５および圧電素子５６＿１を含む振動系の共振周波数も変化する。このため、圧電素子５６＿１の圧電効果による出力信号Ｖｏｕｔに基づいて、圧電素子５６＿１の近傍の湿度を検出することができる。

ここで、圧電素子５６＿１として液体吐出ヘッド１５１の既存の構成要素またはそれと同様の構成を用いることができる。また、既存の液体吐出ヘッド１５１の製造方法に１つの成膜工程を追加することにより、吸湿部材６０を形成することができる。このように、従来の液体吐出ヘッド１５１の構成を大きく変更する必要がないので、小型化および低コスト化を図りつつ、圧電素子５６＿１の近傍の湿度を検出することができる。すなわち、簡易な構成で、圧電素子５６＿１の近傍の湿度を検出することができる。

また、前述のように、液体吐出ヘッド１５１は、隔壁５２ａを有しており、隔壁５２ａは、第２面Ｆ２の上に配置され、圧力室Ｃ＿１を区画する。そして、振動板５５の厚さ方向にみて、吸湿部材６０は、圧力室Ｃ＿１に重なる。

ここで、振動板５５の厚さ方向にみて隔壁５２ａに重なる部分は、隔壁５２ａにより拘束されるので、圧電素子５６＿１が駆動しても、実質的に振動しない。一方、振動板５５の厚さ方向にみて圧力室Ｃ＿１に重なる部分は、隔壁５２ａによる拘束を受けないので、圧電素子５６＿１の駆動に伴って良好に振動する。したがって、振動板５５の厚さ方向にみて吸湿部材６０が圧力室Ｃ＿１に重なることにより、圧電素子５６＿１の圧電効果による出力信号Ｖｏｕｔが好適に得られる。この結果、湿度の検出精度を高めることができる。

さらに、前述のように、液体吐出ヘッド１５１は、「第２圧電素子」の一例である圧電素子５６＿２を有しており、圧電素子５６＿２は、第１面Ｆ１の上に配置され、圧電素子５６＿１とは異なる。そして、隔壁５２ａは、圧力室Ｃ＿１とは異なる圧力室Ｃ＿２をさらに区画しており、振動板５５の厚さ方向にみて、吸湿部材６０は、圧力室Ｃ＿２に重ならない。

ここで、圧電素子５６＿２は、湿度の検出に用いなくてもよいので、吸湿部材６０を設ける必要もない。このため、圧電素子５６＿２の駆動により圧力室Ｃ＿２に連通するノズルＮから液体を好適に吐出させることができる。また、例えば、圧電素子５６＿２の圧電効果による出力信号Ｖｏｕｔを圧電素子５６＿１の圧電効果による出力信号Ｖｏｕｔに対する基準信号として用いたり、これらの出力信号を差動増幅することによりノイズまたは温度特性を相殺または低減したりすることもできる。

本実施形態では、前述のように、液体吐出ヘッド１５１は、圧力室Ｃ＿２に連通するノズルＮを有しており、圧力室Ｃ＿２には、液体が収容される。そして、圧電素子５６＿２は、圧力室Ｃ＿２に収容される液体をノズルＮから吐出させる。このため、圧電素子５６＿２の駆動により圧力室Ｃ＿２に連通するノズルＮから液体を吐出させることにより、印刷を行うことができる。

また、前述のように、液体吐出ヘッド１５１は、第１面Ｆ１の上に配置される保護基板５７を有しており、保護基板５７と第１面Ｆ１との間には、圧電素子５６＿１および圧電素子５６＿２を一括して収容する空間Ｓが設けられる。このため、圧電素子５６＿１の圧電効果による出力信号に基づいて、圧電素子５６＿２の近傍の湿度を検出することができる。

本実施形態では、前述のように、圧力室Ｃ＿１には、液体が収容されない。このため、圧電素子５６＿１および振動板５５を含む振動系の振動が液体により減衰されない。したがって、圧力室Ｃ＿１に液体が収容される構成に比べて、圧電素子５６＿１の圧電効果による出力信号Ｖｏｕｔの強度を高めることができる。また、圧力室Ｃ＿１に連通するノズルＮから液体が吐出されることがないので、圧電素子５６＿１に供給する供給駆動信号Ｖｉｎの強度を大きくすることができる。この結果、この点でも、圧電素子５６＿１の圧電効果による出力信号Ｖｏｕｔの強度を高めることができる。例えば、本実施形態のように、圧電素子５６＿１および圧電素子５６＿２に供給する供給駆動信号Ｖｉｎの波形を互いに同じにすることができる。このため、駆動信号生成回路１２４の構成として既存の構成またはそれに近い構成を用いることができるし、また、これらの信号の波形が互いに異なる構成に比べて、駆動信号生成回路１２４の構成を簡単化することができる。

液体吐出装置１００は、前述のように、液体吐出ヘッド１５１と、取得部１２１ａと、を有する。取得部１２１ａは、圧電素子５６＿１を駆動した結果に基づいて、吸湿部材６０が配置される空間の湿度に関する湿度情報ＤＨを取得する。以上の液体吐出装置１００では、湿度情報ＤＨに基づいて、圧電素子５６＿１の近傍の湿度を検出することができる。なお、液体吐出装置１００は、「湿度検出装置」の一例である。

ここで、前述のように、取得部１２１ａは、判定情報Ｓｔｔに基づいて、湿度情報ＤＨを取得する。判定情報Ｓｔｔは、圧電素子５６＿１の駆動後に振動板５５に生じる残留振動に関する振動情報ＮＶＴを用いた情報である。残留振動の周波数は、振動板５５および圧電素子５６＿１を含む振動系の共振周波数の変化に伴って変化する。したがって、振動情報ＮＶＴの示す周波数に基づいて好適な湿度情報ＤＨを取得することができる。なお、振動情報ＮＶＴの示す残留振動の周期または振幅に基づいて、湿度情報ＤＨを取得してもよい。

例えば、吸湿部材６０が吸湿に伴って剛性の低くなる部材である場合、湿度が高くなるほど、振動板５５および圧電素子５６＿１を含む振動系の共振数周波数が低くなるので、残留振動の周波数も低くなる。したがって、この場合、湿度情報ＤＨは、残留振動の周波数が低くなるほど高い湿度を示す。このような湿度情報ＤＨは、残留振動の周波数が第１周波数である場合、第１湿度を示す情報であり、残留振動の周波数が第１周波数よりも低い第２周波数である場合、第１湿度よりも高い第２湿度を示す情報である。

本実施形態では、前述のように、液体吐出装置１００は、湿度情報ＤＨに基づいて警告する警告部１２１ｂを有する。このため、圧電素子５６＿１の近傍の湿度が所定以上である場合にその旨をユーザーに知らせることができる。この結果、ユーザーによる液体吐出装置１００の使用が抑制される、もしくはユーザーが液体吐出装置１００の周辺の湿度を低下させるなどの対応を行うので、高湿度下での液体吐出ヘッド１５１の駆動による損傷を低減することができる。なお、当該損傷としては、例えば、第２層５５ｂを構成するＺｒＯ_２の水分による劣化による振動板５５のクラック、圧電素子５６に接続される配線のイオンマイグレーションによるショート、圧電体５６ｂの水分による劣化等が挙げられる。

Ｂ：第２実施形態
以下、本発明の第２実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用や機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。

図１０は、第２実施形態に係る液体吐出ヘッド１５１Ａの断面図である。液体吐出ヘッド１５１Ａは、吸湿部材６０に代えて吸湿部材６０Ａを有する以外は、前述の第１実施形態の液体吐出ヘッド１５１と同様に構成される。吸湿部材６０Ａは、配置が異なる以外は、吸湿部材６０と同様である。

前述のように、圧電素子５６＿１は、第１電極５６ａと、第２電極５６ｃと、第１電極５６ａと第２電極５６ｃとの間に配置される圧電体５６ｂと、を有する。本実施形態では、振動板５５の厚さ方向にみて、吸湿部材６０Ａは、部分ＮＲに重なるが、圧電体５６ｂに重ならない。以上の第２実施形態によっても、第１実施形態と同様、圧電素子５６＿１の圧電効果による出力信号Ｖｏｕｔに基づいて、圧電素子５６＿１の近傍の湿度を検出することができる。また、高湿度下での液体吐出ヘッド１５１の駆動による損傷を低減することができる。

ここで、振動板５５の振動領域ＶＲでは、圧電体５６ｂが配置される部分がそれ以外の部分ＮＲに比べて変形し難い。したがって、振動板５５の厚さ方向にみて吸湿部材６０Ａが圧電体５６ｂに重ならないことにより、吸湿部材６０Ａによる振動領域ＶＲの不要な剛性の高まりを低減しつつ、吸湿部材６０Ａを振動領域ＶＲの振動しやすい部分ＮＲに効率的に配置することができる。このため、圧電素子５６＿１の圧電効果による出力信号が好適に得られる。なお、吸湿部材６０Ａが、圧電体５６ｂの一部分と重なり、圧電体５６ｂの他の部分と重ならない構成とすることもできる。

Ｃ：第３実施形態
以下、本発明の第３実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用や機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。

図１１は、第３実施形態に係る液体吐出装置１００Ｂの電気的な構成を示すブロック図である。液体吐出装置１００Ｂは、制御回路１２１が警告部１２１ｂに代えて制限部１２１ｃとして機能する以外は、前述の第１実施形態の液体吐出装置１００と同様に構成される。

制限部１２１ｃは、湿度情報ＤＨに基づいて液体吐出ヘッド１５１の駆動を制限する。ここで、「液体吐出ヘッド１５１の駆動を制限する」とは、圧電素子５６の駆動による負荷を低減するよう液体吐出ヘッド１５１の動作条件を変更することを意味する。当該制限の具体例としては、例えば、液体吐出ヘッド１５１の使用を禁止するよう液体吐出ヘッド１５１を停止させること、駆動信号Ｃｏｍの電圧を低くすること、印刷速度を遅くすること等により液体吐出ヘッド１５１からのインクの吐出頻度を低下させること等が挙げられる。

より具体的には、制限部１２１ｃは、湿度情報ＤＨの示す湿度が所定値以上であるか否かを判断し、湿度が所定値以上である場合、液体吐出ヘッド１５１の駆動を制限する。このとき、制限部１２１ｃは、液体吐出ヘッド１５１の駆動が制限される状態であることを示す情報を表示装置１６０に表示させてもよい。

以上の第３実施形態によっても、第１実施形態と同様、圧電素子５６＿１の圧電効果による出力信号Ｖｏｕｔに基づいて、圧電素子５６＿１の近傍の湿度を検出することができる。また、高湿度下での液体吐出ヘッド１５１の駆動による損傷を低減することができる。本実施形態の液体吐出装置１００Ｂは、前述のように、制限部１２１ｃを有する。制限部１２１ｃは、湿度情報ＤＨに基づいて液体吐出ヘッド１５１の駆動を制限する。このため、圧電素子５６＿１の近傍の湿度が所定以上である場合に液体吐出ヘッド１５１の損傷を防止または低減することができる。

Ｄ：第４実施形態
以下、本発明の第４実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用や機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。

図１２は、第４実施形態に係る液体吐出装置１００Ｃの電気的な構成を示すブロック図である。液体吐出装置１００Ｃは、表示装置１６０に代えて送風機構１７０を有するとともに、制御回路１２１が警告部１２１ｂに代えて送風制御部１２１ｄとして機能する以外は、前述の第１実施形態の液体吐出装置１００と同様に構成される。

送風機構１７０は、圧電素子５６を収容する空間Ｓに乾燥気体を導入する機構である。当該乾燥気体は、典型的には乾燥空気である。送風機構１７０は、例えば、ヒーターと送風ファンとを含み、ヒーターの熱により湿度を低下させた空気を乾燥気体として送風ファンにより空間Ｓに導入する。なお、送風機構１７０は、窒素等の乾燥気体を封入したボンベを有し、ボンベからの乾燥気体を空間Ｓに導入する構成等でもよい。

送風制御部１２１ｄは、湿度情報ＤＨに基づいて送風機構１７０の動作を制御する。より具体的には、例えば、送風制御部１２１ｄは、湿度情報ＤＨの示す湿度が所定値以上であるか否かを判断し、湿度が所定値以上である場合、送風機構１７０を動作させる。

以上の第４実施形態によっても、第１実施形態と同様、圧電素子５６＿１の圧電効果による出力信号Ｖｏｕｔに基づいて、圧電素子５６＿１の近傍の湿度を検出することができる。また、高湿度下での液体吐出ヘッド１５１の駆動による損傷を低減することができる。本実施形態の液体吐出装置１００Ｃは、前述のように、送風機構１７０と送風制御部１２１ｄとを有する。送風機構１７０は、液体吐出ヘッド１５１に対して乾燥気体を供給する。このため、圧電素子５６＿１の近傍の湿度を低減することができる。ここで、送風制御部１２１ｄは、湿度情報ＤＨに基づいて、送風機構１７０の動作を制御する。このため、圧電素子５６＿１の近傍の湿度が所定以上である場合に送風機構１７０を動作させることにより、圧電素子５６＿１の近傍の湿度を低減することができる。したがって、送風機構１７０の必要以上の動作を低減することができ、この結果、液体吐出装置１００Ｃの省電力化を図ることができる。

Ｅ：第５実施形態
以下、本発明の第５実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用や機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。

図１３は、第５実施形態に係る液体吐出装置１００Ｄの電気的な構成を示すブロック図である。液体吐出装置１００Ｄは、表示装置１６０に代えてヒーター１８０を有するとともに、制御回路１２１が警告部１２１ｂに代えて加熱制御部１２１ｅとして機能する以外は、前述の第１実施形態の液体吐出装置１００と同様に構成される。

ヒーター１８０は、液体吐出ヘッド１５１を加熱する。ヒーター１８０は、例えば、液体吐出ヘッド１５１の任意の位置に配置される発熱抵抗体である。

加熱制御部１２１ｅは、湿度情報ＤＨに基づいてヒーター１８０の駆動を制御する。より具体的には、例えば、加熱制御部１２１ｅは、湿度情報ＤＨの示す湿度が所定値以上であるか否かを判断し、湿度が所定値以上である場合、ヒーター１８０を駆動させる。

以上の第５実施形態によっても、第１実施形態と同様、圧電素子５６＿１の圧電効果による出力信号Ｖｏｕｔに基づいて、圧電素子５６＿１の近傍の湿度を検出することができる。また、高湿度下での液体吐出ヘッド１５１の駆動による損傷を低減することができる。本実施形態の液体吐出装置１００Ｄは、前述のように、ヒーター１８０と加熱制御部１２１ｅとを有する。ヒーター１８０は、液体吐出ヘッド１５１を加熱する。このため、圧電素子５６＿１の近傍の湿度を低減することができる。ここで、加熱制御部１２１ｅは、湿度情報ＤＨに基づいて、ヒーター１８０を制御する。このため、圧電素子５６＿１の近傍の湿度が所定以上である場合にヒーター１８０を動作させることにより、圧電素子５６＿１の近傍の湿度を低減することができる。したがって、ヒーター１８０の必要以上の駆動を低減することができ、この結果、液体吐出装置１００Ｄの省電力化を図ることができる。

Ｆ：変形例
以上に例示される各形態は、多様に変形され得る。前述の各形態に適用され得る具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択される態様は、互いに矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。

（変形例１）
前述の形態では、第１空間の一例である圧力室Ｃ＿１に液体が収容されない構成が例示されるが、圧力室Ｃ＿１にインクが収容されてもよい。この場合、圧力室Ｃ＿１に連通するノズルＮからインクを吐出させてもよく、また、そのインクを印刷に用いてもよい。

（変形例２）
前述の形態では、Ｍ個の圧電素子５６のうち１つの圧電素子５６が第１圧電素子である構成が例示されるが、液体吐出ヘッド１５１の有する第１圧電素子の数は、２個以上であってもよい。「第２圧電素子」は、圧電素子５６＿２～５６＿Ｍのうち圧電素子５６＿１とは異なる圧電素子５６であればよく、圧電素子５６＿２に限定されない。すなわち、第２圧電素子は、Ｍ個の圧電素子５６のうちの任意の１つの圧電素子５６であればよい。

（変形例３）
前述の形態では、第１電極５６ａが個別電極であり第２電極５６ｃが共通電極である構成を例示するが、第１電極５６ａを複数の圧電素子５６にわたり連続する共通電極とし、第２電極５６ｃを圧電素子５６ごとに個別の個別電極としてもよい。また、第１電極５６ａおよび第２電極５６ｃの双方を個別電極としてもよい。

（変形例４）
前述の各形態では、液体吐出ヘッド１５１を搭載した搬送体１４１を往復させるシリアル方式の液体吐出装置１００を例示したが、複数のノズルＮが媒体Ｍの全幅にわたり分布するライン方式の液体吐出装置にも本発明は適用される。

（変形例５）
前述の形態で例示した液体吐出装置１００は、印刷に専用される機器のほか、ファクシミリ装置やコピー機等の各種の機器に採用されてもよく、本発明の用途は特に限定されない。もっとも、液体吐出装置の用途は印刷に限定されない。例えば、色材の溶液を吐出する液体吐出装置は、液晶表示パネル等の表示装置のカラーフィルターを形成する製造装置として利用される。また、導電材料の溶液を噴出する液体吐出装置は、配線基板の配線や電極を形成する製造装置として利用される。また、生体に関する有機物の溶液を噴出する液体吐出装置は、例えばバイオチップを製造する製造装置として利用される。

（変形例６）
前述の形態では、「圧電デバイス」として液体吐出ヘッド１５１が例示されるが、本発明は、圧電素子を有する各種圧電デバイスに適用可能である。「圧電デバイス」としては、液体吐出ヘッドのほか、例えば、超音波センサー、超音波トランスデューサーおよび超音波モーター等が挙げられる。

（変形例７）
前述の形態では、「湿度検出装置」として液体吐出装置が例示されるが、本発明は、圧電デバイスを有する各種装置に適用可能である。また、「湿度検出装置」は、圧電デバイスの圧電素子を駆動結果に基づいて湿度情報を取得することができればよく、液体を吐出する機能を有しなくてもよいし、液体を吐出する機能とは異なる機能を有してもよい。

５１…流路基板、５２…圧力室基板、５２ａ…隔壁、５３…ノズル板、５４…吸振体、５５…振動板、５５ａ…第１層、５５ｂ…第２層、５６…圧電素子、５６＿１…圧電素子（第１圧電素子）、５６＿２…圧電素子（第２圧電素子）、５６ａ…第１電極、５６ｂ…圧電体、５６ｃ…第２電極、５７…保護基板、５８…ケース、５９…配線基板、６０…吸湿部材、６０Ａ…吸湿部材、１００…液体吐出装置、１００Ｂ…液体吐出装置、１００Ｃ…液体吐出装置、１００Ｄ…液体吐出装置、１１０…液体容器、１２０…制御モジュール、１２１…制御回路、１２１ａ…取得部、１２１ｂ…警告部、１２１ｃ…制限部、１２１ｄ…送風制御部、１２１ｅ…加熱制御部、１２２…記憶回路、１２３…電源回路、１２４…駆動信号生成回路、１２５…検査回路、１３０…搬送機構、１４０…移動機構、１４１…搬送体、１４２…搬送ベルト、１５０…ヘッドモジュール、１５１…液体吐出ヘッド、１５１Ａ…液体吐出ヘッド、１５１Ｄ…液体吐出ヘッド、１５２…駆動回路、１５２ａ…接続状態指定回路、１５３…検出回路、１６０…表示装置、１７０…送風機構、１８０…ヒーター、２００…外部装置、Ｃ…圧力室、Ｃ＿１…圧力室（第１空間）、Ｃ＿２…圧力室（第２空間）、Ｃｏｍ…駆動信号、ＤＨ…湿度情報、Ｆ１…第１面、Ｆ２…第２面、ＦＮ…ノズル面、ＩＯ…導入口、Ｉｍｇ…印刷データ、Ｌ１…第１列、Ｌ２…第２列、ＬＨａ…配線、ＬＨｄ…配線、ＬＨｓ…配線、Ｍ…媒体、Ｎ…ノズル、ＮＲ…部分、ＮＶＴ…振動情報、Ｎａ…連通流路、ＰＤ…駆動パルス、Ｒ…リザーバー、Ｒ１…空間、Ｒ２…空間、Ｒａ…供給流路、Ｓ…空間、Ｓ１…ステップ、Ｓ２…ステップ、Ｓ３…ステップ、ＳＩ…制御信号、ＳＬａ…接続状態指定信号、ＳＬｓ…接続状態指定信号、ＳＷａ…スイッチ、ＳＷｓ…スイッチ、Ｓｋ１…制御信号、Ｓｋ２…制御信号、Ｓｔｔ…判定情報、Ｔｕ…単位期間、Ｔｕ１…期間、Ｔｕ２…期間、ＶＢＳ…オフセット電位、ＶＨＶ…電源電位、ＶＲ…振動領域、Ｖｉｎ…供給駆動信号、Ｖｏｕｔ…出力信号、ｄＣｏｍ…波形指定信号、ｔ０…タイミング、ｔ１…第１タイミング、ｔ２…第２タイミング、ｔ４…タイミング、α…波形、β…波形、γ…波形。

Claims (16)

1. 第１面および前記第１面とは反対側の第２面を有する振動板と、
   前記第１面の上に配置される第１圧電素子と、
   前記第１面の上に配置される吸湿性の吸湿部材と、を有する、
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記第２面の上に配置され、第１空間を区画する隔壁をさらに有し、
   前記振動板の厚さ方向にみて、前記吸湿部材は、前記第１空間に重なる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記第１圧電素子は、第１電極と、第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に配置される圧電体と、を有し、
   前記振動板の厚さ方向にみて、前記吸湿部材は、前記圧電体の少なくとも一部と重ならない、
   ことを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記第１面の上に配置され、前記第１圧電素子とは異なる第２圧電素子をさらに有し、
   前記隔壁は、前記第１空間とは異なる第２空間をさらに区画し、
   前記振動板の厚さ方向にみて、前記吸湿部材は、前記第２空間に重ならない、
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記第２空間に連通するノズルをさらに有し、
   前記第２空間には、液体が収容され、
   前記第２圧電素子は、前記第２空間に収容される液体を前記ノズルから吐出させる、
   ことを特徴とする請求項４に記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記第１面の上に配置される保護基板をさらに有し、
   前記保護基板と前記第１面との間には、前記第１圧電素子および前記第２圧電素子を一括して収容する空間が設けられる、
   ことを特徴とする請求項４または５に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記第１空間には、液体が収容されない、
   ことを特徴とする請求項２から６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドと、
   前記第１圧電素子を駆動した結果に基づいて、前記吸湿部材が配置される空間の湿度に関する湿度情報を取得する取得部と、を有する、
   ことを特徴とする液体吐出装置。
9. 前記取得部は、前記第１圧電素子の駆動後に前記振動板に生じる残留振動に関する振動情報を用いた情報に基づいて、前記湿度情報を取得する、
   ことを特徴とする請求項８に記載の液体吐出装置。
10. 前記残留振動の周波数が第１周波数である場合、前記湿度情報は、第１湿度を示す情報であり、
    前記残留振動の周波数が前記第１周波数よりも低い第２周波数である場合、前記湿度情報は、前記第１湿度よりも高い第２湿度を示す情報である、
    ことを特徴とする請求項９に記載の液体吐出装置。
11. 前記湿度情報に基づいて警告する警告部をさらに有する、
    ことを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
12. 前記湿度情報に基づいて前記液体吐出ヘッドの駆動を制限する制限部をさらに有する、
    ことを特徴とする請求項８から１１のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
13. 前記液体吐出ヘッドに対して乾燥気体を供給する送風機構と、
    前記湿度情報に基づいて、前記送風機構の動作を制御する送風制御部と、をさらに有する、
    ことを特徴とする請求項８から１２のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
14. 前記液体吐出ヘッドを加熱するヒーターと、
    前記湿度情報に基づいて、前記ヒーターを制御する加熱制御部と、をさらに有する、
    ことを特徴とする請求項８から１２のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
15. 第１面および前記第１面とは反対側の第２面を有する振動板と、
    前記第１面の上に配置される圧電素子と、
    前記第１面の上に配置される吸湿性の吸湿部材と、を有する、
    ことを特徴とする圧電デバイス。
16. 請求項１５に記載の圧電デバイスと、
    前記圧電素子を駆動した結果に基づいて、前記吸湿部材が配置される空間の湿度に関する湿度情報を取得する取得部と、を有する、
    ことを特徴とする湿度検出装置。

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