JP3681288B2 - インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置に関し、特に電気機械変換素子を用いるインクジェットヘッド及びこれを搭載したインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、プリンタ、ファクシミリ、複写装置等に用いられるインクジェット記録装置の記録ヘッドを構成するインクジェットヘッドとして、インク滴を吐出する複数のノズルと、各ノズルに対応する液室（インク液室、加圧室、加圧液室、圧力室、インク流路、などとも称する。）と、この液室内のインクを加圧する電気機械変換素子等の電気機械変換素子或いはヒータ等の電気熱変換素子などのエネルギー発生手段を備え、エネルギー発生手段を記録信号に応じて駆動することで所要のインク液室内のインクを加圧してノズルからインク滴を噴射させるものである。
【０００３】
前者の電気機械変換素子などの電気機械変換素子を用いたインクジェットヘッドとしては、特公平７−５７５４５号公報に記載されているように、Ｄ３３型圧電素子の積層体（積層型圧電素子）を用いて振動板を介してインク液室を加圧するようにしたもの、特開平９−３００６１０号公報に記載されているように、Ｄ３１型圧電素子とＤ３３型圧電素子とを併用してＤ３３型圧電素子の歪エネルギーの振動板への伝達効率を向上させようとするもの、特開平６−３１２５０５号公報や特開平７−１７８９０２号公報に記載されているように、Ｄ３１型圧電素子を用いて振動板を介してインク液室を加圧するようにしたものなどが知られている。
【０００４】
また、特開平９−３２３４１０号公報に記載されているように、複数の加圧室が形成された基板と、各加圧室に設けられたノズルと、基板上に固着され、加圧室の1つの壁面を構成する可撓性膜と、この可撓性膜上に平面的に接合固定された２層以上の積層構造の圧電体とを備え、各加圧室の側壁上の圧電体或いは各加圧室の中央部上の圧電体に溝を設けて複数の独立した変位部を形成して、圧電体の屈曲変位により各加圧室内のインクを加圧し、インク滴を吐出させるようにしたものがある。このインクジェットヘッドにおいては、可撓性膜は振動板として機能するものではなく、液室内インクと圧電素子との直接接触を阻止する保護膜となるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の積層型圧電素子を用いるインクジェットヘッドにあっては、圧電素子の変位を効率的に振動板に伝達することができ、応答の位相ずれも少ないため、印加電圧波形の適正化によって振動板を高精度に駆動することができインク滴を安定的に吐出することができるとともに、インク滴吐出量の制御も可能であることから、印字ドットの多値化も容易に行うことができる。
【０００６】
しかしながら、積層型圧電素子を用いる場合、大きな変位を得るために多層化を図らなければならないが、圧電素子の多層化には高精度の作製技術を必要とする。特に、積層境界部に埋設する各電極間のリークによるショートを回避し、隣接する吐出チャンネル間の溝加工などを歩留まりまり良く行うためにはコストがかかる。最近のインクジェットヘッドは印字ドットの高密度化が進んでいるため、チャンネル間隔が短くなり、積層型圧電素子のチャンネル間溝加工精度の高精度化が要求され、更にコストの増大を招いている。
【０００７】
そこで、上述したように圧電素子の屈曲変位を用いるインクジェットヘッドも種々提案されているが、一般的に、圧電素子（圧電体）を用いて振動板を介して液室を加圧する構成のインクジェットヘッドにおいては、上記の積層型圧電素子を用いるものを含めて、振動板としてＡＢＳ樹脂或いは金属のような硬い材料が用いられている。
【０００８】
これは、圧電素子の屈曲変位を用いるインクジェットヘッドにあっては、液室内のインクをノズルから吐出させるためには圧電素子と振動板が一体となった屈曲変位が必要であり、この屈曲変位を効率良く発生させるためには、振動板自体も或る程度硬くする必要があることによる。また、振動板の厚みは、圧電素子と同程度以上の厚みが望ましい。
【０００９】
ところが、一般的に、圧電素子と振動板はエポキシ系接着剤などによる加熱接着により一体化されるため、熱膨張率差による変形や内部に残留応力が残ることから、屈曲変位が阻害されたり、インク滴の吐出方向が不安定になる等の特性劣化が発生することがある。また、振動板の厚みが厚いと、振動板の屈曲変位が液室を形成する基板と振動板の接合部を通して隣の液室に波及するクロストークが発生したり、あるいは、振動板の変形そのものが阻害され、安定したインク滴吐出を行うことができなくなる。
【００１０】
そこで、上述したように、振動板を用いないで圧電素子を可撓性の保護膜を介して液室に臨ませる構成のインクジェットヘッドが提案されているが、このインクジェットヘッドにあっては、振動板を用いる場合に比べて変位効率が十分でない。
【００１１】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で高い変位効率が得られ、隣接液室間のクロストークを回避して安定したインク滴吐出を行うことができるインクジェットヘッド及びこのインクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項1のインクジェットヘッドは、インク滴を吐出するノズルが連通する液室及びこの液室を加圧するための電気機械変換素子を備えた複数のインク滴噴射手段を同一方向に並置したインクジェットヘッドにおいて、前記液室の隔壁を形成する隔壁層とこの隔壁層上に前記液室に対向して配置する電気機械変換素子との間に、前記電気機械変換素子を接合する領域及びこの領域より薄く前記電気機械変換素子を接合しない領域を有し、前記電気機械変換素子で変形されるダイヤフラム層と、このダイヤフラム層と前記隔壁層との間に介在し、前記ダイヤフラム層よりも柔らかく、前記ダイヤフラム層が前記液室内のインクに直接接触しないようにするパッシベーション層とを介在させ、これらの隔壁層、パッシベーション層、ダイヤフラム層及び電気機械変換素子の対向面を接合した構成とした。
【００１３】
請求項２のインクジェットヘッドは、上記請求項１のインクジェットヘッドにおいて前記液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する前記ダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下とし、前記液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する前記電気機械変換素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下とした構成とした。
【００１４】
請求項３のインクジェットヘッドは、上記請求項１にインクジェットヘッドにおいて、前記液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する前記ダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下とし、かつ、このダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ２）以下とした構成とした。
【００１５】
請求項４のインクジェットヘッドは、上記請求項1のインクジェットヘッドにおいて、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する前記ダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にし、かつ、前記ダイヤフラム層の前記電気機械変換素子と接合しない領域の厚さＴｄ2を前記電気機械変換素子と接合する領域の厚さＴｄの１／２以下にした構成とした。
【００１６】
請求項５のインクジェットヘッドは、上記請求項1のインクジェットヘツドにおいて、前記液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する前記電気機械変換素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、前記ダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg/ｍｍ2）以下にした構成とした。
【００１７】
譲求項６のインクジェットヘッドは、上記請求項1のインクジェットヘッドにおいて、前記液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する前記電気機械変換素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、前記ダイヤフラム層の前記電気機械変換素子と接合しない領域の厚さＴｄ2を前記電気機械変換素子と接合する領域の厚さＴｄの１／２以下にした構成とした。
【００１８】
請求項７のインクジェットヘッドは、上記請求項1のインクジェットヘッドにおいて、前記ダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ2）以下にし、かつ、前記ダイヤフラム層の前記電気機械変換素子と接合しない領域の厚さＴｄ2を前記電気機械変換素子と接合する領域の厚さＴｄの１／２以下にした構成とした。
【００１９】
請求項８のインクジェットヘッドは、上記請求項1のインクジェットヘッドにおいて、前記液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する前記ダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にし、前記電気機械変換素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、前記ダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ2）以下にした構成とした。
【００２０】
請求項９のインクジェットヘッドは、上記請求項1のインクジェットヘッドにおいて、前記液室のノズル列方向幅Ｗｒに対する前記ダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にし、前記電気機械変換素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、前記ダイヤフラム層の前記電気機械変換素子と接合しない領域の厚さＴｄ2を前記電気機械変換素子と接合する領域の厚さＴｄの１／２以下にした構成とした。
【００２１】
請求項１０のインクジェットヘッドは、上記請求項1のインクジェットヘッドにおいて、前記液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する前記電気機械変換素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、前記ダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ2）以下にすると共に、このダイヤフラム層の前記電気機械変換素子と接合しない領域の厚さＴｄ2を前記圧電素子と接合する領域の厚さＴｄの１／２以下にした構成とした。
【００２２】
請求項１１のインクジェットヘッドは、上記請求項1のインクジェットヘッドにおいて、前記液室のノズル列方向幅Ｗｒに対する前記ダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にし、前記電気機械変換素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、前記ダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ2）以下にすると共に、このダイヤフラム層の前記電気機械変換素子と接合しない領域の厚さＴｄ2を前記電気機械変換素子と接合する領域の厚さＴｄの１／２以下にした構成とした。
【００２３】
請求項１２のインクジェットヘッドは、上記請求項４、６、７、９、1０、１１のいずれかのインクジェットヘッドにおいて、前記ダイヤフラム層のノズル列方向の幅は前記電気機械変換素子のノズル列方向の幅Ｗｐと略同じにした、すなわち前記機械変換素子と接合しない領域の厚さＴｄ2を０にした構成とした。
【００２４】
請求項１３のインクジェット記録装置は、インクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置において、前記インクジェットヘッドが前記請求項１乃至１２のいずれかのインクジェットヘッドである構成とした。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。図１は本発明の第１実施形態に係るインクジェットヘッドのチャンネル方向の要部断面図である。このインクジェットヘッドは、液室６の隔壁を形成する隔壁層７とこの隔壁層７上に液室６に対向して配置する電気機械変換素子である圧電素子１との間に、ダイヤフラム層４及びパッシベーション層５を介在させ、これらの隔壁層６、パッシベーション層５、ダイヤフラム層４及び圧電素子１の対向面を接合して、液室６の内圧を制御する圧力制御部とし、これを同一方向に連続して並置して構成している。
【００２６】
すなわち、単層の電気機械変換素子であるＤ３１型圧電素子１（第１層）の底面にダイヤフラム層４（第２層）を接合している。圧電素子１の上面及び下面にはそれぞれ電極板２，３を設け、これらの電極板２，３間に記録信号に応じた電圧を印加することによって圧電素子１が変形する。ここでは、ダイヤフラム層４を接合することで、圧電素子１は電圧印加によって下面側を凸状に、上面側を凹状に屈曲変形させることができる。
【００２７】
また、ダイヤフラム層４は圧電素子１と接合する厚膜部分である接合部（以下「非切断領域」と称する。）４ａと薄膜部分である変形部（以下「切断領域」という。）４ｂとを有し、非切断領域４ａを圧電素子１に接合している。このダイヤフラム層４と圧電素子１との接合は、ダイヤフラム層４上に電極３を介して設けた圧電材料を１２００℃〜１３００℃で焼成することで一体形成しているが、８００℃程度の低温焼成可能な圧電材料を焼成して形成することもできる。なお、ダイヤフラム層４としては、例えば、圧電セラミックス、ＺrＯ3、ＢaＴiＯ3、ＳrＴiＯ3等の材料を使用することができる。
【００２８】
このダイヤフラム層４の底面にはパッシベーション層５（第３層）を接着剤を介して接合している。このパッシベーション層５としてはポリイミドフィルムを使用しているが、その他液晶フィルム材を使用することもできた。また、パッシベーション層５の膜厚（層厚）は、１チャンネルの幅Ｗｃ（ノズル間隔）を２５４μｍとしたときに約１０μｍとした。
【００２９】
このパッシベーション層５の下面には液室６を形成する剛性部材からなる隔壁部材７（第４層）を接着剤、例えばエポキシ系接着剤を用いて接合している。この隔壁部材７としては、特に高剛性部材、例えばＺrＯ3、或いはＳＵＳ系の材料が適している。また、隔壁部材７の厚さはダイヤフラム層４の厚さよりも厚く、パッシベーション層５の厚さよりも厚くしている。
【００３０】
この隔壁部材７の下面には液室６を封止する封止層８（第５層）を接着剤、例えばエポキシ系接着剤を介して接合し、この封止層８には液室６に連通するノズル連通路（ノズル管）９を形成している。この封止層８としてはＳＵＳ或いはＺrＯ3が適している。
【００３１】
この封止層８の下面にはノズル形成部材（ノズルプレート）１０を接着剤を介して接合している。このノズル形成部材１０にはノズル孔（オリフィス）１１を形成している。このノズル形成部材１０のノズル孔１１と封止層８のノズル連通路９との軸を合わせて接合している。また、ノズル孔１１は、深さ方向の形状が少なくとも出口側の径が入口側の径よりも小さく、また、ノズル孔１１の内壁の形状が軸対称で曲率を有するラッパ状の形状にしている。
【００３２】
以上のように構成したこのインクジェットヘッドにおいては、単層のＤ３１型圧電素子１の電極間２，３間に駆動電圧を印加すると、圧電素子１は横方向に収縮し、上下方向に膨張する。したがって、圧電素子１に電圧を印加したときには圧電素子１が底面（下面）側に凸状に変形して上面側が凹状に変形し、ダイヤフラム振動板層４もパッシベーション層５を伴なって液室６側に変形する。これによって、液室６内圧力が上昇してノズル連通路９を介してノズル孔１１からインク滴が吐出される。
【００３３】
そして、圧電素子１への印加電圧をオフするとダイヤフラム層４及びパッシベーション層５の変形が回復して初期状態に戻るので、印加電圧のオン／オフによりダイヤフラム層４を連続的に振動させることができ、ノズル孔１１からインク滴を連続的に噴射することができる。
【００３４】
ここで、ダイヤフラム層４と隔壁部材７との間にパッシベーション層５を介在させることによって、ダイヤフラム層４とパッシベーション層５及びパッシベーション層５と隔壁部材７の各層間接合密着性が向上し、液室６内に充填されたインクの接合境界からの漏洩を確実に防止することができる。前記のようにパッシベーション層５としてポリイミドフィルムを使用することで優れた接合密着性が得られる。
【００３５】
また、隔壁部材７として剛性の高い部材を用いることにより、ダイヤフラム層４及びパッシベーション層５を屈曲変形させるときに、隔壁部材７は剛性が高いために変形せず、ダイヤフラム層４及びパッシベーション層５の図中ｘ方向の両端を支持して変形させることができると共に、パッシベーション層５が柔らかいので、層間の熱膨張率差による発生応力を吸収することができ、隣接する液室部（隣接チャンネル）に影響が波及するクロストークを防止できる。
【００３６】
また、封止部材８として高剛性の部材を用いることで加圧液室６内部の圧力上昇時における液室６の内壁及びノズル連通路９の変形を抑止して噴射特性の安定化を図ることができる。しかも、液室６の圧力変動に対する隔壁部材７の変形も小さく、隣接する液室への相互干渉の影響を抑えることができる。
【００３７】
さらに、ノズル孔１１は、深さ方向の形状が少なくとも出口側の径が入口側の径よりも小さく、ノズル孔１１の内壁の形状が軸対称で曲率を有する形状することで、連続吐出時の安定性が向上した。
【００３８】
次に、図２は本発明の第２実施形態に係るインクジェットヘッドのチャンネル方向の要部断面図、図３は同インクジェットヘッドのチャンネル方向と直交する方向の要部断面図である。
【００３９】
このインクジェットヘッドは、上記第１実施形態と同様に、単層のＤ３１型圧電素子２１の両面に電極２２，２３を形成し、この圧電素子２１の底面にダイヤフラム層２４を接合し、このダイヤフラム層２４の底面にはポリイミドフィルムからなるパッシベーション層２５を接着剤を介して接合して、このパッシベーション２５の下面には液室２６を形成する剛性部材からなる隔壁部材２７を接着剤を介して接合し、この隔壁部材２７の下面には液室２６を封止する高剛性部材からなる封止部材２８を接着剤を介して接合している。
【００４０】
そして、この隔壁部材２７のうちのチャンネル間の境界とならない部分２７ａ（図３参照）には液室２６に連通するノズル連通路（ノズル管）２９を形成し、隔壁部材２７の部分２７ａの外面にノズル孔（オリフィス）３１を形成したノズル形成部材（ノズルプレート）３０を接着剤を介して接合している。なお、ノズル連通路２９とノズル孔３１との軸を一致させていること、ノズル孔３１の形状を深さ方向の形状が少なくとも出口側の径が入口側の径よりも小さく、ノズル孔３１の内壁の形状が軸対称で曲率を有する形状にしていることはなどは上記第１実施形態と同様である。
【００４１】
以上のように構成したこのインクジェットヘッドにおいても、上記第１実施形態のインクジェットヘッドと同様に、単層のＤ３１型圧電素子２１の電極２２，２３間に電圧を印加すると、圧電素子２１は横方向に収縮し、上下方向に膨張する。したがって、圧電素子２１に電圧を印加したときには圧電素子２１が底面（下面）側に凸状に変形して上面側が凹状に変形し、ダイヤフラム層２４もパッシベーション層２５を伴なって液室２６側に変形する。これによって、液室２６内圧力が上昇してノズル連通路２９を介してノズル孔３１からインク滴が吐出される。
【００４２】
そして、圧電素子２１への印加電圧をオフするとダイヤフラム層２４及びパッシベーション層２５の変形が回復して初期状態に戻るので、印加電圧のオン／オフによりダイヤフラム層２４を連続的に振動させることができ、ノズル孔３１からインク滴を連続的に噴射することができる。
【００４３】
次に、これら各インクジェットヘッドにおける各部の寸法の規定した他の実施形態について図４以降をも参照して説明する。
以下の各実施形態においては、図４に示すようにインク滴噴射手段のノズル列方向の全幅Ｗｃに対して液室６のノズル列方向の幅Ｗｒを０．７６Ｗｒとし、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒに対して圧電素子１のノズル列方向の幅Ｗｐを０．７Ｗｒとし、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒに対して液室６の高さＨｅを０．５２Ｗｒとしているが、これらの条件に限定されるものではない。
【００４４】
まず、本発明の第３実施形態について図５を参照して説明する。この実施形態では、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒに対するダイヤフラム層４の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にすると共に、圧電素子１の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にしている。
【００４５】
例えば、ノズルピッチ２５４μｍに対応するヘッドの場合、ノズル列方向全幅Ｗｃを２５４μｍとして、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒを１９４μｍ以下とする。このとき、ダイヤフラム層４の厚さＴｄを１５．５μｍ、圧電素子１の厚さＴｐを１９．４μｍにした。これによって、インク滴吐出に必要な屈曲変形量を得ることができた。
【００４６】
また、ダイヤフラム層４の厚さＴｄを薄くすると共に、圧電素子１の厚さＴｐを薄くすることで、屈曲変位効率が更に上昇することを確認した。すなわち、ダイヤフラム層４の厚さＴｄと圧電素子１の厚さＴｐとはトレードオフしないことが確認された。例えば、ダイヤフラム層４の厚さＴｄを５μｍ、圧電素子１の厚さＴｐを１０μｍまで薄くしたところ、屈曲変位量は更に増大し、印加電圧２０Ｖで０．１５μｍの変位量が得られた。
【００４７】
このように、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対するダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にすると共に、圧電素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にすることで、インク滴吐出に必要な圧電素子及びダイヤフラム層の屈曲変形量を得ることができ、屈曲変位効率が向上する。
【００４８】
次に、本発明の第４実施形態について図６を参照して説明する。この実施形態では、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒに対するダイヤフラム層４の厚さＴｄを０．０８Ｗｔ以下とし、かつ、このダイヤフラム層４のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ2）以下にした。
【００４９】
例えば、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒを１９４μｍ以下とした場合、ダイヤフラム層４の厚さＴｄを１５．５μｍ、このダイヤフラム層４のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ2）に設定した。これによって、インク滴吐出に必要な屈曲変形量を得ることができた。
【００５０】
また、ダイヤフラム層４の厚さＴｄを薄くすると共に、ダイヤフラム層４のヤング率Ｙを更に小さくすると、屈曲変位効率が更に上昇することを確認した。すなわち、ダイヤフラム層４の厚さＴｄとヤング率Ｙの効果はトレードオフしないことが確認された。例えば、ダイヤフラム層４の厚さＴｄを５μｍ、ヤング率Ｙを３０００（ｋg／ｍｍ2）にしたところ、屈曲変位量は更に増大し、印加電圧２０Ｖで０．１５μｍの変位量が得られた。
【００５１】
このように、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対するダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｔ以下とし、かつ、このダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ2）以下にすることで、インク滴吐出に必要な圧電素子及びダイヤフラム層の屈曲変形量を得ることができ、屈曲変位効率が向上する。
【００５２】
次に、本発明の第５実施形態について図７を参照して説明する。この実施形態においては、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒに対するダイヤフラム層４の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にし、かつ、ダイヤフラム層４の圧電素子１と接合しない切断領域４ｂの厚さＴｄ2を圧電素子１と接合する非切断領域の厚さ（すなわち、ダイヤフラム層４の厚さ）Ｔｄの１／２以下にした。
【００５３】
例えば、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒを１９４μｍ以下とした場合、ダイヤフラム層４の厚さ（非切断領域４ａの厚さ）Ｔｄを５μｍ、切断領域の厚さＴｄ2を２．５μｍにした。これによって、インク滴吐出に必要な屈曲変形量を得ることができた。
【００５４】
また、ダイヤフラム層４の厚さ（非切断領域）Ｔｄを薄くすると共に、ダイヤフラム層４の切断領域４ｂの厚さＴｄ2を更に薄くすると、屈曲変位効率が更に上昇することを確認した。すなわち、ダイヤフラム層４の厚さＴｄとダイヤフラム層４の切断領域の厚さＴｄ2の効果はトレードオフしないことが確認された。
【００５５】
そこで、図８に示すように、ダイヤフラム層４のノズル列方向の幅と圧電素子１のノズル列方向の幅Ｗｐとを略同じにして、ダイヤフラム層４の大きさを圧電素子１の大きさと略等しくする、すなわち、上記各実施形態におけるダイヤフラム層４の切断領域の厚さＴｄ2を「０」にすることもできる。
【００５６】
この例で、ダイヤフラム層４の厚さ（非切断領域の厚さ）Ｔｄを５μｍ、ダイヤフラム層４の非切断領域４ａの厚さＴｄ2を０μｍにしたところ、屈曲変位量は更に増大し、印加電圧２０Ｖで０．１５μｍの変位量が得られた。
【００５７】
このように、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対するダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にし、かつ、ダイヤフラム層の圧電素子と接合しない切断領域の厚さＴｄ2を圧電素子と接合する非切断領域の厚さ（すなわち、ダイヤフラム層４の厚さ）Ｔｄの１／２以下（Ｔｄ2＝０を含む）にすることで、インク滴吐出に必要な圧電素子及びダイヤフラム層の屈曲変形量を得ることができ、屈曲変位効率が向上する。
【００５８】
次に、本発明の第６実施形態について図９を参照して説明する。この実施形態においては、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒに対する圧電素子１の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、ダイヤフラム層４のヤング率Ｙを１００００（ｋg/ｍｍ2）以下にした。
【００５９】
例えば、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒを１９４μｍ以下とした場合、圧電素子１の厚さＴｐを１９．４μｍ、ダイヤフラム層４の非切断領域４ａの厚さＴｄを５μｍ、ダイヤフラム層４のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ2）に設定した。これによって、インク滴吐出に必要な屈曲変形量を得ることができた。
【００６０】
また、圧電素子１の厚さＴｐをさらに薄くすると共に、ダイヤフラム層４のヤング率Ｙを更に小さくすると、屈曲変位効率が更に上昇することを確認した。すなわち、圧電素子１の厚さＴｐとヤング率Ｙの効果はトレードオフしないことが確認された。例えば、圧電素子１の厚さＴｐを１０μｍ、ダイヤフラム層４の非切断領域４ａの厚さＴｄを５μｍ、ヤング率Ｙを３０００（ｋg／ｍｍ2）にしたところ、屈曲変位量は更に増大し、印加電圧２０Ｖで０．１５μｍの変位量が得られた。
【００６１】
このように、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する圧電素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下とし、かつ、ダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ2）以下にすることで、インク滴吐出に必要な圧電素子及びダイヤフラム層の屈曲変形量を得ることができ、屈曲変位効率が向上する。
【００６２】
次に、本発明の第７実施形態について図１０を参照して説明する。この実施形態においては、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒに対する圧電素子１の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、ダイヤフラム層４の圧電素子１と接合しない切断領域の厚さＴｄ2を圧電素子１と接合する非切断領域の厚さ（ダイヤフラム層４の厚さ）Ｔｄの１／２以下にした。
【００６３】
例えば、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒを１９４μｍ以下とした場合、圧電素子１の厚さＴｐを１９．４μｍ、ダイヤフラム層４の厚さ（非切断領域４ａの厚さ）Ｔｄを５μｍ、切断領域の厚さＴｄ2を２．５μｍにした。これによって、インク滴吐出に必要な屈曲変形量を得ることができた。
【００６４】
また、圧電素子１の厚さＴｐを更に薄くし、ダイヤフラム層４の切断領域４ｂの厚さＴｄ2を更に薄くすると、屈曲変位効率が更に上昇することを確認した。そこで、図１１に示すように、ダイヤフラム層４を圧電素子１と略同じ大きさにして切断領域４ａの厚さＴｄ2を「０」にした。この例で、圧電素子１の厚さＴｐを１０μｍ、ダイヤフラム層４の厚さ（非切断領域の厚さ）Ｔｄを５μｍ、ダイヤフラム層４の切断領域４ａの厚さＴｄ2を０μｍにしたところ、屈曲変位量は更に増大し、印加電圧２０Ｖで０．１５μｍの変位量が得られた。
【００６５】
このように、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する圧電素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、ダイヤフラム層の圧電素子と接合しない切断領域の厚さＴｄ2を圧電素子と接合する非切断領域の厚さ（すなわち、ダイヤフラム層の厚さ）Ｔｄの１／２以下（Ｔｄ2＝０を含む）にすることで、インク滴吐出に必要な圧電素子及びダイヤフラム層の屈曲変形量を得ることができ、屈曲変位効率が向上する。
【００６６】
次に、本発明の第８実施形態について図１２を参照して説明する。この実施形態においては、ダイヤフラム層４のヤング率Ｙを１００００（ｋg/ｍｍ2）以下にすると共に、ダイヤフラム層４の圧電素子１と接合しない非切断領域４ｂの厚さＴｄ2を圧電素子１と接合する非切断領域４ａの厚さ（すなわち、ダイヤフラム層４の厚さ）Ｔｄの１／２以下にした。
【００６７】
例えば、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒを１９４μｍ以下とした場合、ダイヤフラム層４のヤング率Ｙを１００００（ｋg/ｍｍ2）とし、ダイヤフラム層４の非切断領域４ａの厚さＴｄを５μｍ、ダイヤフラム層４の切断領域の厚さ５ｄ2を２．５μｍにした。これによって、インク滴吐出に必要な屈曲変形量を得ることができた。
【００６８】
また、図１３に示すように、ダイヤフラム層４のノズル列方向の幅と圧電素子１のノズル列方向の幅Ｗｐとを略同じにして、ダイヤフラム層４の大きさを圧電素子１の大きさと略等しくする、すなわち、上記各実施形態におけるダイヤフラム層４の切断領域の厚さＴｄ2を「０」にすることもできる。この例で、ダイヤフラム層４のヤング率Ｙを３０００（ｋg／ｍｍ2）、ダイヤフラム層４の非切断領域４ａの厚さＴｄを５μｍ、切断領域４ｂの厚さＴｄ2を０μｍにしたところ、屈曲変位量は更に増大し、印加電圧２０Ｖで０．１５μｍの変位量が得られた。
【００６９】
このように、ダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg/ｍｍ2）以下にすると共に、ダイヤフラム層の圧電素子と接合しない非切断領域の厚さＴｄ2を圧電素子１と接合する非切断領域の厚さ（すなわち、ダイヤフラム層の厚さ）Ｔｄの１／２以下（Ｔｄ2＝０を含む）にすることで、インク滴吐出に必要な圧電素子及びダイヤフラム層の屈曲変形量を得ることができ、屈曲変位効率が向上する。
【００７０】
次に、本発明の第９実施形態について前述した図５を参照して説明する。この実施形態においては、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒに対するダイヤフラム層４の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にすると共に、圧電素子１の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、更にダイヤフラム層４のヤング率Ｙを１００００（ｋg/ｍｍ2）以下にしている。
【００７１】
例えば、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒを１９４μｍとした場合、ダイヤフラム層４の厚さＴｄを１５．５μｍ、圧電素子１の厚さＴｐを１９．４μｍにし、更にダイヤフラム層４のヤング率Ｙを１００００（ｋg/ｍｍ2）にした。これによって、インク滴吐出に必要な屈曲変形量を得ることができた。
【００７２】
また、ダイヤフラム層４の厚さＴｄを薄くすると共に、圧電素子１の厚さＴｐを更に薄くし、ダイヤフラム層４のヤング率Ｙを更に小さくすると、屈曲変位効率が更に上昇することを確認した。例えば、ダイヤフラム層４の厚さＴｄを５μｍ、圧電素子１の厚さＴｐを１０μｍまで薄くし、ダイヤフラム層４のヤング率Ｙを３０００（ｋg/ｍｍ2）にしたところ、屈曲変位量は更に増大し、印加電圧２０Ｖで０．１５μｍの変位量が得られた。
【００７３】
このように、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対するダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にすると共に、圧電素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、さらにダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg/ｍｍ2）以下にすることで、インク滴吐出に必要な圧電素子及びダイヤフラム層の屈曲変形量を得ることができ、屈曲変位効率が向上する。
【００７４】
次に、本発明の第１０実施形態について前述した図１０を参照して説明する。この実施形態においては、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒに対するダイヤフラム層４の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にすると共に、圧電素子１の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、更にダイヤフラム層４の圧電素子１と接合しない切断領域４ｂの厚さＴｄ2を圧電素子１と接合する非切断領域４ａの厚さ（ダイヤフラム層４の厚さ）Ｔｄの１／２以下にしている。
【００７５】
例えば、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒを１９４μｍとした場合、ダイヤフラム層４の厚さ（非切断領域４ａの厚さ）Ｔｄを１５．５μｍ、圧電素子１の厚さＴｐを１９．４μｍにし、更にダイヤフラム層４の切断領域４ｂの厚さＴｄ2を７．７５μｍにした。これによって、インク滴吐出に必要な屈曲変形量を得ることができた。
【００７６】
この場合、各パラメータ値を更に小さくすると、屈曲変位効率が更に上昇することを確認した。例えば、図１４に示すように、ダイヤフラム層４のノズル列方向の幅と圧電素子１のノズル列方向の幅Ｗｐとを略同じにして、ダイヤフラム層４の大きさを圧電素子１の大きさと略等しくする、すなわち、上記各実施形態におけるダイヤフラム層４の切断領域の厚さＴｄ2を「０」にすることもできる。そこで、例えば、ダイヤフラム層４の厚さＴｄを５μｍ、圧電素子１の厚さＴｐを１０μｍまで薄くし、ダイヤフラム層４の切断領域４ｂの厚さＴｄ2を０μｍにしたところ、屈曲変位量は更に増大し、印加電圧２０Ｖで０．１５μｍの変位量が得られた。
【００７７】
このように、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対するダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にすると共に、圧電素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、さらにダイヤフラム層の圧電素子と接合しない切断領域Ｔｄ2の厚さを圧電素子と接合する非切断領域４ａの厚さ（ダイヤフラム層の厚さ）Ｔｄの１／２以下（Ｔｄ2＝０を含む）にすることで、インク滴吐出に必要な圧電素子及びダイヤフラム層の屈曲変形量を得ることができ、屈曲変位効率が向上する。
【００７８】
次に、本発明の第１１実施形態について前述した図１０を参照して説明する。この実施形態においては、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒに対する圧電素子１の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、ダイヤフラム層４のヤング率Ｙを１００００（ｋg/ｍｍ2）以下にし、ダイヤフラム層４の圧電素子１と接合しない切断領域４ｂの厚さＴｄ2を圧電素子１と接合する非切断領域４ａの厚さ（ダイヤフラム層４の厚さ）Ｔｄの１／２以下にしている。
【００７９】
例えば、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒを１９４μｍとした場合、圧電素子１の厚さＴｐを１９．４μｍにし、ダイヤフラム層４のヤング率Ｙを１００００（ｋg/ｍｍ2）にし、ダイヤフラム層４の切断領域４ｂの厚さＴｄ2を７．７５μｍ（非切断領域４ａの厚さＴｄ＝１５μｍ以上とする。）にした。これによって、インク滴吐出に必要な屈曲変形量を得ることができた。
【００８０】
この場合、各パラメータ値を更に小さくすると、屈曲変位効率が更に上昇することを確認した。例えば、前述した図１４に示すように、ダイヤフラム層４のノズル列方向の幅と圧電素子１のノズル列方向の幅Ｗｐとを略同じにして、ダイヤフラム層４の大きさを圧電素子１の大きさと略等しくする、すなわち、上記各実施形態におけるダイヤフラム層４の切断領域４ｂの厚さＴｄ2を「０」にすることもできる。そこで、例えば、圧電素子１の厚さＴｐを１０μｍまで薄くし、ダイヤフラム層４のヤング率Ｙを３０００（ｋg/ｍｍ2）にし、ダイヤフラム層４の非切断領域４ａの厚さＴｄを５μｍとし、切断領域４ｂの厚さＴｄ2を０μｍにしたところ、屈曲変位量は更に増大し、印加電圧２０Ｖで０．１５μｍの変位量が得られた。
【００８１】
このように、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する圧電素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、ダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ2）以下にすると共に、このダイヤフラム層の圧電素子と接合しない切断領域Ｔｄ2の厚さを圧電素子と接合する非切断領域４ａの厚さ（ダイヤフラム層の厚さ）Ｔｄの１／２以下（Ｔｄ2＝０を含む）にすることで、インク滴吐出に必要な圧電素子及びダイヤフラム層の屈曲変形量を得ることができ、屈曲変位効率が向上する。
【００８２】
次に、本発明の第１２実施形態について前述した図１０を参照して説明する。この実施形態においては、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒに対するダイヤフラム層４の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にし、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒに対する圧電素子１の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、ダイヤフラム層４のヤング率Ｙを１００００（ｋg/ｍｍ2）以下にし、ダイヤフラム層４の圧電素子１と接合しない切断領域４ｂの厚さＴｄ2を圧電素子１と接合する非切断領域４ａの厚さ（ダイヤフラム層４の厚さ）Ｔｄの１／２以下にしている。
【００８３】
例えば、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒを１９４μｍとした場合、ダイヤフラム層４の厚さＴｄを１５．５μｍにし、圧電素子１の厚さＴｐを１９．４μｍにし、ダイヤフラム層４のヤング率Ｙを１００００（ｋg/ｍｍ2）にし、ダイヤフラム層４の切断領域４ｂの厚さＴｄ2を７．７５μｍにした。これによって、インク滴吐出に必要な屈曲変形量を得ることができた。
【００８４】
この場合、各パラメータ値を更に小さくすると、屈曲変位効率が更に上昇することを確認した。例えば、前述した図１４に示すように、ダイヤフラム層４のノズル列方向の幅と圧電素子１のノズル列方向の幅Ｗｐとを略同じにして、ダイヤフラム層４の大きさを圧電素子１の大きさと略等しくする、すなわち、上記各実施形態におけるダイヤフラム層４の切断領域４ｂの厚さＴｄ2を「０」にすることもできる。そこで、例えば、ダイヤフラム層４の非切断領域４ａの厚さＴｄを５μｍとし、圧電素子１の厚さＴｐを１０μｍにし、ダイヤフラム層４のヤング率Ｙを３０００（ｋg/ｍｍ2）にし、切断領域４ｂの厚さＴｄ2を０μｍにしたところ、屈曲変位量は更に増大し、印加電圧２０Ｖで０．１５μｍの変位量が得られた。
【００８５】
このように、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対するダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にし、圧電素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、ダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ2）以下にすると共に、このダイヤフラム層の圧電素子と接合しない切断領域Ｔｄ2の厚さを圧電素子と接合する非切断領域４ａの厚さ（ダイヤフラム層の厚さ）Ｔｄの１／２以下（Ｔｄ2＝０を含む）にすることで、インク滴吐出に必要な圧電素子及びダイヤフラム層の屈曲変形量を得ることができ、屈曲変位効率が向上する。
【００８６】
次に、本発明の第１３実施形態について図１５を参照して説明する。この実施形態のインクジェットヘッドは、前記第１実施形態のインクジェットヘッドにおいて、隔壁部材７と封止部材８との間にポリイミドフィルムからなるパッシベーション層１２をそれぞれ接着剤を介して接合している。
【００８７】
このように、隔壁部材７と封止部材８との間にパッシベーション層１２を介装することにより、隔壁部材７と封止部材８とが異なる部材であっても接合密着性が良好になり、層間からのインクの漏洩を防止することができる。
【００８８】
また、本発明の第１４実施形態について図１６を参照して説明する。この実施形態のインクジェットヘッドは、前記第２実施形態のインクジェットヘッドにおいて、隔壁部材２７と封止部材２８との間にポリイミドフィルムからなるパッシベーション層３２をそれぞれ接着剤を介して接合している。
【００８９】
このように、隔壁部材２７と封止部材２８との間にパッシベーション層３２を介装することにより、隔壁部材２７と封止部材２８とが異なる部材であっても接合密着性が良好になり、層間からのインクの漏洩を防止することができる。
【００９０】
次に、本発明に係るインクジェット記録装置の実施形態について図１７を参照して説明する。
このインクジェット記録装置は、上記インクジェットヘッドの各実施形態のいずれか又はその組み合わせを適用したインクジェットヘッド、及び交換可能なインクカートリッジ４２を搭載したキャリッジユニット４１を、主ガイドロッド４３及び図示しない従ガイドロッドに主走査方向に移動可能に載置し、駆動モータ４４でキャリッジユニット４１を主走査方向に移動走査すると共に、後部の給紙部４５から給送される用紙４６を用紙搬送機構で副走査方向に搬送しながら、インクジェットヘッドの圧電素子１を選択的に駆動して、用紙４６上に所要の画像を記録して排紙部４７に排紙する。
【００９１】
また、ヘッドの信頼性を維持するための信頼性維持回復機構（サブシステム）４８を備え、ヘッドのキャッピング、インク吸引、気泡排出等の回復動作を行うようにしている。
【００９２】
また、この記録装置の制御部には、パソコン等の外部機器からの画像情報をデータを入力する入力部、入力された画像情報データを処理する処理部（Ｉ／Ｏ処理部等）、誤差拡散やカラーバランス調整等を行う画像情報変換部、各ノズルへの画像情報（印写データ）の分割処理系、各チャンネルに与える駆動波形の制御系のコントローラ等を備えている。
【００９３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１のインクジェットヘッドによれば、前記液室の隔壁を形成する隔壁層とこの隔壁層上に前記液室に対向して配置する電気機械変換素子との間に、電気機械変換素子を接合する領域及びこの領域より薄く電気機械変換素子を接合しない領域を有し、電気機械変換素子で変形されるダイヤフラム層と、このダイヤフラム層と隔壁層との間に介在し、ダイヤフラム層よりも柔らかく、ダイヤフラム層が液室内のインクに直接接触しないようにするパッシベーション層とを介在させ、これらの隔壁層、パッシベーション層、ダイヤフラム層及び電気機械変換素子の対向面を接合した構成としたので、簡単な構成で変位効率を向上することができる。
【００９４】
請求項２のインクジェットヘッドによれば、上記請求項1のインクジェットヘッドにおいて、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対するダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下とし、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する電気機械変換素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下とした構成としたので、簡単な構成で変位効率を向上することができる。
【００９５】
請求項３のインクジェットヘッドによれば、上記請求項1のインクジェットヘッドにおいて、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対するダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下とし、かつ、このダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ２）以下とした構成としたので、簡単な構成で変位効率を向上することができる。
【００９６】
請求項２のインクジェットヘッドによれば、上記請求項1のインクジェツトヘッドにおいて、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対するダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｔ以下とし、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する電気機械変換素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下とした構成としたので、簡単な構成で変位効率を向上することができる。
【００９７】
請求項３のインクジェットヘッドによれば、上記請求項1のインクジェットヘッドにおいて、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対するダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｔ以下とし、かつ、このダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ2）以下とした構成としたので、簡単な構成で変位効率を向上することができる。
【００９８】
請求項４のインクジェットヘッドによれば、上記請求項1のインクジェットヘッドにおいて、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対するダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にし、かつ、ダイヤフラム層の電気機械変換素子と接合しない領域の厚さＴｄ2を電気機械変換素子と接合する領域の厚さＴｄの１／２以下にした構成としたので、簡単な構成で変位効率を向上することができる。
【００９９】
請求項５のインクジェットヘッドによれば、上記請求項1のインクジェットヘツドにおいて、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する電気機械変換素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、ダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg/ｍｍ2）以下にした構成としたので、簡単な構成で変位効率を向上することができる。
【０１００】
譲求項６のインクジェットヘッドによれば、上記請求項1のインクジェットヘッドにおいて、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する電気機械変換素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、ダイヤフラム層の電気機械変換素子と接合しない領域の厚さＴｄ2を電気機械変換素子と接合する領域の厚さＴｄの１／２以下にした構成としたので、簡単な構成で変位効率を向上することができる。
【０１０１】
請求項７のインクジェットヘッドによれば、上記請求項1のインクジェットヘッドにおいて、ダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ2）以下にし、かつ、ダイヤフラム層の電気機械変換素子と接合しない領域の厚さＴｄ2を電気機械変換素子と接合する領域の厚さＴｄの１／２以下にした構成としたので、簡単な構成で変位効率を向上することができる。
【０１０２】
請求項８のインクジェットヘッドによれば、上記請求項1のインクジェットヘッドにおいて、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対するダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にし、電気機械変換素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、ダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ2）以下にした構成としたので、簡単な構成で変位効率を向上することができる。
【０１０３】
請求項９のインクジェットヘッドによれば、上記請求項1のインクジェットヘッドにおいて、液室のノズル列方向幅Ｗｒに対するダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にし、電気機械変換素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、ダイヤフラム層の電気機械変換素子と接合しない領域の厚さＴｄ2を電気機械変換素子と接合する領域の厚さＴｄの１／２以下にした構成としたので、簡単な構成で変位効率を向上することができる。
【０１０４】
請求項１０のインクジェットヘッドによれば、上記請求項1のインクジェットヘッドにおいて、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する電気機械変換素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、ダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ2）以下にすると共に、このダイヤフラム層の電気機械変換素子と接合しない領域の厚さＴｄ2を圧電素子と接合する領域の厚さＴｄの１／２以下にした構成としたので、簡単な構成で変位効率を向上することができる。
【０１０５】
請求項１１のインクジェットヘッドによれば、上記請求項1のインクジェットヘッドにおいて、液室のノズル列方向幅Ｗｒに対するダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にし、電気機械変換素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、ダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ2）以下にすると共に、このダイヤフラム層の電気機械変換素子と接合しない領域の厚さＴｄ2を電気機械変換素子と接合する領域の厚さＴｄの１／２以下にした構成としたので、簡単な構成で変位効率を向上することができる。
【０１０６】
請求項１２のインクジェットヘッドによれば、上記請求項４、６、７、９、1０、１１のいずれかのインクジェットヘッドにおいて、ダイヤフラム層のノズル列方向の幅は電気機械変換素子のノズル列方向の幅Ｗｐと略同じにした、すなわち機械変換素子と接合しない領域の厚さＴｄ2を０にした構成としたので、簡単な構成で変位効率を向上することができる。
【０１０７】
請求項１３のインクジェット記録装置によれば、インクジェットヘッドが請求項１乃至１２のいずれかのインクジェットヘッドである構成としたので、変位効率が高いインクジェットヘッドを備えたインクジェット記録装置を低コストでえることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るインクジェットヘッドのチャンネル方向の要部断面図
【図２】本発明の第２実施形態に係るインクジェットヘッドのチャンネル方向の要部断面図
【図３】同インクジェットヘッドのチャンネル方向と直交する方向の要部断面図
【図４】本発明に係るインクジェットヘッドの寸法を規定した実施形態の説明に供する説明図
【図５】本発明の第３、第９実施形態の説明に供する説明図
【図６】本発明の第４実施形態の説明に供する説明図
【図７】本発明の第５実施形態の説明に供する説明図
【図８】同第５実施形態の他の例の説明に供する説明図
【図９】本発明の第６実施形態の説明に供する説明図
【図１０】本発明の第７、第１０、第１１、第１２実施形態の説明に供する説明図
【図１１】同第７実施形態の他の例の説明に供する説明図
【図１２】本発明の第８実施形態の説明に供する説明図
【図１３】同第８実施形態の他の例の説明に供する説明図
【図１４】本発明の第１０、第１１、第１２実施形態の他の例の説明に供する説明図
【図１５】本発明の第１３実施形態の説明に供する説明図
【図１６】本発明の第１４実施形態の説明に供する説明図
【図１７】本発明に係るインクジェット記録装置の実施形態の説明に供する説明図
【符号の説明】
１、２１…圧電素子、２、３、２２、２３、電極、４、２４…ダイヤフラム層、５、２５…パッシベーション層、６、２６…液室、７、２７…隔壁部材（隔壁層）、８、２８…封止部材、９、２９…ノズル連通路、１０、３０…ノズル形成部材、１１、３１…ノズル孔、１２、３２…パッシベーション膜。
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置に関し、特に電気機械変換素子を用いるインクジェットヘッド及びこれを搭載したインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、プリンタ、ファクシミリ、複写装置等に用いられるインクジェット記録装置の記録ヘッドを構成するインクジェットヘッドとして、インク滴を吐出する複数のノズルと、各ノズルに対応する液室（インク液室、加圧室、加圧液室、圧力室、インク流路、などとも称する。）と、この液室内のインクを加圧する電気機械変換素子等の電気機械変換素子或いはヒータ等の電気熱変換素子などのエネルギー発生手段を備え、エネルギー発生手段を記録信号に応じて駆動することで所要のインク液室内のインクを加圧してノズルからインク滴を噴射させるものである。
【０００３】
前者の電気機械変換素子などの電気機械変換素子を用いたインクジェットヘッドとしては、特公平７−５７５４５号公報に記載されているように、Ｄ３３型圧電素子の積層体（積層型圧電素子）を用いて振動板を介してインク液室を加圧するようにしたもの、特開平９−３００６１０号公報に記載されているように、Ｄ３１型圧電素子とＤ３３型圧電素子とを併用してＤ３３型圧電素子の歪エネルギーの振動板への伝達効率を向上させようとするもの、特開平６−３１２５０５号公報や特開平７−１７８９０２号公報に記載されているように、Ｄ３１型圧電素子を用いて振動板を介してインク液室を加圧するようにしたものなどが知られている。
【０００４】
また、特開平９−３２３４１０号公報に記載されているように、複数の加圧室が形成された基板と、各加圧室に設けられたノズルと、基板上に固着され、加圧室の1つの壁面を構成する可撓性膜と、この可撓性膜上に平面的に接合固定された２層以上の積層構造の圧電体とを備え、各加圧室の側壁上の圧電体或いは各加圧室の中央部上の圧電体に溝を設けて複数の独立した変位部を形成して、圧電体の屈曲変位により各加圧室内のインクを加圧し、インク滴を吐出させるようにしたものがある。このインクジェットヘッドにおいては、可撓性膜は振動板として機能するものではなく、液室内インクと圧電素子との直接接触を阻止する保護膜となるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の積層型圧電素子を用いるインクジェットヘッドにあっては、圧電素子の変位を効率的に振動板に伝達することができ、応答の位相ずれも少ないため、印加電圧波形の適正化によって振動板を高精度に駆動することができインク滴を安定的に吐出することができるとともに、インク滴吐出量の制御も可能であることから、印字ドットの多値化も容易に行うことができる。
【０００６】
しかしながら、積層型圧電素子を用いる場合、大きな変位を得るために多層化を図らなければならないが、圧電素子の多層化には高精度の作製技術を必要とする。特に、積層境界部に埋設する各電極間のリークによるショートを回避し、隣接する吐出チャンネル間の溝加工などを歩留まりまり良く行うためにはコストがかかる。最近のインクジェットヘッドは印字ドットの高密度化が進んでいるため、チャンネル間隔が短くなり、積層型圧電素子のチャンネル間溝加工精度の高精度化が要求され、更にコストの増大を招いている。
【０００７】
そこで、上述したように圧電素子の屈曲変位を用いるインクジェットヘッドも種々提案されているが、一般的に、圧電素子（圧電体）を用いて振動板を介して液室を加圧する構成のインクジェットヘッドにおいては、上記の積層型圧電素子を用いるものを含めて、振動板としてＡＢＳ樹脂或いは金属のような硬い材料が用いられている。
【０００８】
これは、圧電素子の屈曲変位を用いるインクジェットヘッドにあっては、液室内のインクをノズルから吐出させるためには圧電素子と振動板が一体となった屈曲変位が必要であり、この屈曲変位を効率良く発生させるためには、振動板自体も或る程度硬くする必要があることによる。また、振動板の厚みは、圧電素子と同程度以上の厚みが望ましい。
【０００９】
ところが、一般的に、圧電素子と振動板はエポキシ系接着剤などによる加熱接着により一体化されるため、熱膨張率差による変形や内部に残留応力が残ることから、屈曲変位が阻害されたり、インク滴の吐出方向が不安定になる等の特性劣化が発生することがある。また、振動板の厚みが厚いと、振動板の屈曲変位が液室を形成する基板と振動板の接合部を通して隣の液室に波及するクロストークが発生したり、あるいは、振動板の変形そのものが阻害され、安定したインク滴吐出を行うことができなくなる。
【００１０】
そこで、上述したように、振動板を用いないで圧電素子を可撓性の保護膜を介して液室に臨ませる構成のインクジェットヘッドが提案されているが、このインクジェットヘッドにあっては、振動板を用いる場合に比べて変位効率が十分でない。
【００１１】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で高い変位効率が得られ、隣接液室間のクロストークを回避して安定したインク滴吐出を行うことができるインクジェットヘッド及びこのインクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項1のインクジェットヘッドは、インク滴を吐出するノズルが連通する液室及びこの液室を加圧するための電気機械変換素子を備えた複数のインク滴噴射手段を同一方向に並置したインクジェットヘッドにおいて、前記液室の隔壁を形成する隔壁層とこの隔壁層上に前記液室に対向して配置する電気機械変換素子との間に、前記電気機械変換素子を接合する領域及びこの領域より薄く前記電気機械変換素子を接合しない領域を有し、前記電気機械変換素子で変形されるダイヤフラム層と、このダイヤフラム層と前記隔壁層との間に介在し、前記ダイヤフラム層よりも柔らかく、前記ダイヤフラム層が前記液室内のインクに直接接触しないようにするパッシベーション層とを介在させ、これらの隔壁層、パッシベーション層、ダイヤフラム層及び電気機械変換素子の対向面を接合した構成とした。
【００１３】
請求項２のインクジェットヘッドは、上記請求項１のインクジェットヘッドにおいて前記液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する前記ダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下とし、前記液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する前記電気機械変換素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下とした構成とした。
【００１４】
請求項３のインクジェットヘッドは、上記請求項１にインクジェットヘッドにおいて、前記液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する前記ダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下とし、かつ、このダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ２）以下とした構成とした。
【００１５】
請求項４のインクジェットヘッドは、上記請求項1のインクジェットヘッドにおいて、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する前記ダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にし、かつ、前記ダイヤフラム層の前記電気機械変換素子と接合しない領域の厚さＴｄ2を前記電気機械変換素子と接合する領域の厚さＴｄの１／２以下にした構成とした。
【００１６】
請求項５のインクジェットヘッドは、上記請求項1のインクジェットヘツドにおいて、前記液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する前記電気機械変換素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、前記ダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg/ｍｍ2）以下にした構成とした。
【００１７】
譲求項６のインクジェットヘッドは、上記請求項1のインクジェットヘッドにおいて、前記液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する前記電気機械変換素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、前記ダイヤフラム層の前記電気機械変換素子と接合しない領域の厚さＴｄ2を前記電気機械変換素子と接合する領域の厚さＴｄの１／２以下にした構成とした。
【００１８】
請求項７のインクジェットヘッドは、上記請求項1のインクジェットヘッドにおいて、前記ダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ2）以下にし、かつ、前記ダイヤフラム層の前記電気機械変換素子と接合しない領域の厚さＴｄ2を前記電気機械変換素子と接合する領域の厚さＴｄの１／２以下にした構成とした。
【００１９】
請求項８のインクジェットヘッドは、上記請求項1のインクジェットヘッドにおいて、前記液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する前記ダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にし、前記電気機械変換素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、前記ダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ2）以下にした構成とした。
【００２０】
請求項９のインクジェットヘッドは、上記請求項1のインクジェットヘッドにおいて、前記液室のノズル列方向幅Ｗｒに対する前記ダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にし、前記電気機械変換素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、前記ダイヤフラム層の前記電気機械変換素子と接合しない領域の厚さＴｄ2を前記電気機械変換素子と接合する領域の厚さＴｄの１／２以下にした構成とした。
【００２１】
請求項１０のインクジェットヘッドは、上記請求項1のインクジェットヘッドにおいて、前記液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する前記電気機械変換素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、前記ダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ2）以下にすると共に、このダイヤフラム層の前記電気機械変換素子と接合しない領域の厚さＴｄ2を前記圧電素子と接合する領域の厚さＴｄの１／２以下にした構成とした。
【００２２】
請求項１１のインクジェットヘッドは、上記請求項1のインクジェットヘッドにおいて、前記液室のノズル列方向幅Ｗｒに対する前記ダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にし、前記電気機械変換素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、前記ダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ2）以下にすると共に、このダイヤフラム層の前記電気機械変換素子と接合しない領域の厚さＴｄ2を前記電気機械変換素子と接合する領域の厚さＴｄの１／２以下にした構成とした。
【００２３】
請求項１２のインクジェットヘッドは、上記請求項４、６、７、９、1０、１１のいずれかのインクジェットヘッドにおいて、前記ダイヤフラム層のノズル列方向の幅は前記電気機械変換素子のノズル列方向の幅Ｗｐと略同じにした、すなわち前記機械変換素子と接合しない領域の厚さＴｄ2を０にした構成とした。
【００２４】
請求項１３のインクジェット記録装置は、インクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置において、前記インクジェットヘッドが前記請求項１乃至１２のいずれかのインクジェットヘッドである構成とした。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。図１は本発明の第１実施形態に係るインクジェットヘッドのチャンネル方向の要部断面図である。このインクジェットヘッドは、液室６の隔壁を形成する隔壁層７とこの隔壁層７上に液室６に対向して配置する電気機械変換素子である圧電素子１との間に、ダイヤフラム層４及びパッシベーション層５を介在させ、これらの隔壁層６、パッシベーション層５、ダイヤフラム層４及び圧電素子１の対向面を接合して、液室６の内圧を制御する圧力制御部とし、これを同一方向に連続して並置して構成している。
【００２６】
すなわち、単層の電気機械変換素子であるＤ３１型圧電素子１（第１層）の底面にダイヤフラム層４（第２層）を接合している。圧電素子１の上面及び下面にはそれぞれ電極板２，３を設け、これらの電極板２，３間に記録信号に応じた電圧を印加することによって圧電素子１が変形する。ここでは、ダイヤフラム層４を接合することで、圧電素子１は電圧印加によって下面側を凸状に、上面側を凹状に屈曲変形させることができる。
【００２７】
また、ダイヤフラム層４は圧電素子１と接合する厚膜部分である接合部（以下「非切断領域」と称する。）４ａと薄膜部分である変形部（以下「切断領域」という。）４ｂとを有し、非切断領域４ａを圧電素子１に接合している。このダイヤフラム層４と圧電素子１との接合は、ダイヤフラム層４上に電極３を介して設けた圧電材料を１２００℃〜１３００℃で焼成することで一体形成しているが、８００℃程度の低温焼成可能な圧電材料を焼成して形成することもできる。なお、ダイヤフラム層４としては、例えば、圧電セラミックス、ＺrＯ3、ＢaＴiＯ3、ＳrＴiＯ3等の材料を使用することができる。
【００２８】
このダイヤフラム層４の底面にはパッシベーション層５（第３層）を接着剤を介して接合している。このパッシベーション層５としてはポリイミドフィルムを使用しているが、その他液晶フィルム材を使用することもできた。また、パッシベーション層５の膜厚（層厚）は、１チャンネルの幅Ｗｃ（ノズル間隔）を２５４μｍとしたときに約１０μｍとした。
【００２９】
このパッシベーション層５の下面には液室６を形成する剛性部材からなる隔壁部材７（第４層）を接着剤、例えばエポキシ系接着剤を用いて接合している。この隔壁部材７としては、特に高剛性部材、例えばＺrＯ3、或いはＳＵＳ系の材料が適している。また、隔壁部材７の厚さはダイヤフラム層４の厚さよりも厚く、パッシベーション層５の厚さよりも厚くしている。
【００３０】
この隔壁部材７の下面には液室６を封止する封止層８（第５層）を接着剤、例えばエポキシ系接着剤を介して接合し、この封止層８には液室６に連通するノズル連通路（ノズル管）９を形成している。この封止層８としてはＳＵＳ或いはＺrＯ3が適している。
【００３１】
この封止層８の下面にはノズル形成部材（ノズルプレート）１０を接着剤を介して接合している。このノズル形成部材１０にはノズル孔（オリフィス）１１を形成している。このノズル形成部材１０のノズル孔１１と封止層８のノズル連通路９との軸を合わせて接合している。また、ノズル孔１１は、深さ方向の形状が少なくとも出口側の径が入口側の径よりも小さく、また、ノズル孔１１の内壁の形状が軸対称で曲率を有するラッパ状の形状にしている。
【００３２】
以上のように構成したこのインクジェットヘッドにおいては、単層のＤ３１型圧電素子１の電極間２，３間に駆動電圧を印加すると、圧電素子１は横方向に収縮し、上下方向に膨張する。したがって、圧電素子１に電圧を印加したときには圧電素子１が底面（下面）側に凸状に変形して上面側が凹状に変形し、ダイヤフラム振動板層４もパッシベーション層５を伴なって液室６側に変形する。これによって、液室６内圧力が上昇してノズル連通路９を介してノズル孔１１からインク滴が吐出される。
【００３３】
そして、圧電素子１への印加電圧をオフするとダイヤフラム層４及びパッシベーション層５の変形が回復して初期状態に戻るので、印加電圧のオン／オフによりダイヤフラム層４を連続的に振動させることができ、ノズル孔１１からインク滴を連続的に噴射することができる。
【００３４】
ここで、ダイヤフラム層４と隔壁部材７との間にパッシベーション層５を介在させることによって、ダイヤフラム層４とパッシベーション層５及びパッシベーション層５と隔壁部材７の各層間接合密着性が向上し、液室６内に充填されたインクの接合境界からの漏洩を確実に防止することができる。前記のようにパッシベーション層５としてポリイミドフィルムを使用することで優れた接合密着性が得られる。
【００３５】
また、隔壁部材７として剛性の高い部材を用いることにより、ダイヤフラム層４及びパッシベーション層５を屈曲変形させるときに、隔壁部材７は剛性が高いために変形せず、ダイヤフラム層４及びパッシベーション層５の図中ｘ方向の両端を支持して変形させることができると共に、パッシベーション層５が柔らかいので、層間の熱膨張率差による発生応力を吸収することができ、隣接する液室部（隣接チャンネル）に影響が波及するクロストークを防止できる。
【００３６】
また、封止部材８として高剛性の部材を用いることで加圧液室６内部の圧力上昇時における液室６の内壁及びノズル連通路９の変形を抑止して噴射特性の安定化を図ることができる。しかも、液室６の圧力変動に対する隔壁部材７の変形も小さく、隣接する液室への相互干渉の影響を抑えることができる。
【００３７】
さらに、ノズル孔１１は、深さ方向の形状が少なくとも出口側の径が入口側の径よりも小さく、ノズル孔１１の内壁の形状が軸対称で曲率を有する形状することで、連続吐出時の安定性が向上した。
【００３８】
次に、図２は本発明の第２実施形態に係るインクジェットヘッドのチャンネル方向の要部断面図、図３は同インクジェットヘッドのチャンネル方向と直交する方向の要部断面図である。
【００３９】
このインクジェットヘッドは、上記第１実施形態と同様に、単層のＤ３１型圧電素子２１の両面に電極２２，２３を形成し、この圧電素子２１の底面にダイヤフラム層２４を接合し、このダイヤフラム層２４の底面にはポリイミドフィルムからなるパッシベーション層２５を接着剤を介して接合して、このパッシベーション２５の下面には液室２６を形成する剛性部材からなる隔壁部材２７を接着剤を介して接合し、この隔壁部材２７の下面には液室２６を封止する高剛性部材からなる封止部材２８を接着剤を介して接合している。
【００４０】
そして、この隔壁部材２７のうちのチャンネル間の境界とならない部分２７ａ（図３参照）には液室２６に連通するノズル連通路（ノズル管）２９を形成し、隔壁部材２７の部分２７ａの外面にノズル孔（オリフィス）３１を形成したノズル形成部材（ノズルプレート）３０を接着剤を介して接合している。なお、ノズル連通路２９とノズル孔３１との軸を一致させていること、ノズル孔３１の形状を深さ方向の形状が少なくとも出口側の径が入口側の径よりも小さく、ノズル孔３１の内壁の形状が軸対称で曲率を有する形状にしていることはなどは上記第１実施形態と同様である。
【００４１】
以上のように構成したこのインクジェットヘッドにおいても、上記第１実施形態のインクジェットヘッドと同様に、単層のＤ３１型圧電素子２１の電極２２，２３間に電圧を印加すると、圧電素子２１は横方向に収縮し、上下方向に膨張する。したがって、圧電素子２１に電圧を印加したときには圧電素子２１が底面（下面）側に凸状に変形して上面側が凹状に変形し、ダイヤフラム層２４もパッシベーション層２５を伴なって液室２６側に変形する。これによって、液室２６内圧力が上昇してノズル連通路２９を介してノズル孔３１からインク滴が吐出される。
【００４２】
そして、圧電素子２１への印加電圧をオフするとダイヤフラム層２４及びパッシベーション層２５の変形が回復して初期状態に戻るので、印加電圧のオン／オフによりダイヤフラム層２４を連続的に振動させることができ、ノズル孔３１からインク滴を連続的に噴射することができる。
【００４３】
次に、これら各インクジェットヘッドにおける各部の寸法の規定した他の実施形態について図４以降をも参照して説明する。
以下の各実施形態においては、図４に示すようにインク滴噴射手段のノズル列方向の全幅Ｗｃに対して液室６のノズル列方向の幅Ｗｒを０．７６Ｗｒとし、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒに対して圧電素子１のノズル列方向の幅Ｗｐを０．７Ｗｒとし、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒに対して液室６の高さＨｅを０．５２Ｗｒとしているが、これらの条件に限定されるものではない。
【００４４】
まず、本発明の第３実施形態について図５を参照して説明する。この実施形態では、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒに対するダイヤフラム層４の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にすると共に、圧電素子１の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にしている。
【００４５】
例えば、ノズルピッチ２５４μｍに対応するヘッドの場合、ノズル列方向全幅Ｗｃを２５４μｍとして、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒを１９４μｍ以下とする。このとき、ダイヤフラム層４の厚さＴｄを１５．５μｍ、圧電素子１の厚さＴｐを１９．４μｍにした。これによって、インク滴吐出に必要な屈曲変形量を得ることができた。
【００４６】
また、ダイヤフラム層４の厚さＴｄを薄くすると共に、圧電素子１の厚さＴｐを薄くすることで、屈曲変位効率が更に上昇することを確認した。すなわち、ダイヤフラム層４の厚さＴｄと圧電素子１の厚さＴｐとはトレードオフしないことが確認された。例えば、ダイヤフラム層４の厚さＴｄを５μｍ、圧電素子１の厚さＴｐを１０μｍまで薄くしたところ、屈曲変位量は更に増大し、印加電圧２０Ｖで０．１５μｍの変位量が得られた。
【００４７】
このように、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対するダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にすると共に、圧電素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にすることで、インク滴吐出に必要な圧電素子及びダイヤフラム層の屈曲変形量を得ることができ、屈曲変位効率が向上する。
【００４８】
次に、本発明の第４実施形態について図６を参照して説明する。この実施形態では、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒに対するダイヤフラム層４の厚さＴｄを０．０８Ｗｔ以下とし、かつ、このダイヤフラム層４のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ2）以下にした。
【００４９】
例えば、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒを１９４μｍ以下とした場合、ダイヤフラム層４の厚さＴｄを１５．５μｍ、このダイヤフラム層４のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ2）に設定した。これによって、インク滴吐出に必要な屈曲変形量を得ることができた。
【００５０】
また、ダイヤフラム層４の厚さＴｄを薄くすると共に、ダイヤフラム層４のヤング率Ｙを更に小さくすると、屈曲変位効率が更に上昇することを確認した。すなわち、ダイヤフラム層４の厚さＴｄとヤング率Ｙの効果はトレードオフしないことが確認された。例えば、ダイヤフラム層４の厚さＴｄを５μｍ、ヤング率Ｙを３０００（ｋg／ｍｍ2）にしたところ、屈曲変位量は更に増大し、印加電圧２０Ｖで０．１５μｍの変位量が得られた。
【００５１】
このように、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対するダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｔ以下とし、かつ、このダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ2）以下にすることで、インク滴吐出に必要な圧電素子及びダイヤフラム層の屈曲変形量を得ることができ、屈曲変位効率が向上する。
【００５２】
次に、本発明の第５実施形態について図７を参照して説明する。この実施形態においては、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒに対するダイヤフラム層４の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にし、かつ、ダイヤフラム層４の圧電素子１と接合しない切断領域４ｂの厚さＴｄ2を圧電素子１と接合する非切断領域の厚さ（すなわち、ダイヤフラム層４の厚さ）Ｔｄの１／２以下にした。
【００５３】
例えば、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒを１９４μｍ以下とした場合、ダイヤフラム層４の厚さ（非切断領域４ａの厚さ）Ｔｄを５μｍ、切断領域の厚さＴｄ2を２．５μｍにした。これによって、インク滴吐出に必要な屈曲変形量を得ることができた。
【００５４】
また、ダイヤフラム層４の厚さ（非切断領域）Ｔｄを薄くすると共に、ダイヤフラム層４の切断領域４ｂの厚さＴｄ2を更に薄くすると、屈曲変位効率が更に上昇することを確認した。すなわち、ダイヤフラム層４の厚さＴｄとダイヤフラム層４の切断領域の厚さＴｄ2の効果はトレードオフしないことが確認された。
【００５５】
そこで、図８に示すように、ダイヤフラム層４のノズル列方向の幅と圧電素子１のノズル列方向の幅Ｗｐとを略同じにして、ダイヤフラム層４の大きさを圧電素子１の大きさと略等しくする、すなわち、上記各実施形態におけるダイヤフラム層４の切断領域の厚さＴｄ2を「０」にすることもできる。
【００５６】
この例で、ダイヤフラム層４の厚さ（非切断領域の厚さ）Ｔｄを５μｍ、ダイヤフラム層４の非切断領域４ａの厚さＴｄ2を０μｍにしたところ、屈曲変位量は更に増大し、印加電圧２０Ｖで０．１５μｍの変位量が得られた。
【００５７】
このように、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対するダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にし、かつ、ダイヤフラム層の圧電素子と接合しない切断領域の厚さＴｄ2を圧電素子と接合する非切断領域の厚さ（すなわち、ダイヤフラム層４の厚さ）Ｔｄの１／２以下（Ｔｄ2＝０を含む）にすることで、インク滴吐出に必要な圧電素子及びダイヤフラム層の屈曲変形量を得ることができ、屈曲変位効率が向上する。
【００５８】
次に、本発明の第６実施形態について図９を参照して説明する。この実施形態においては、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒに対する圧電素子１の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、ダイヤフラム層４のヤング率Ｙを１００００（ｋg/ｍｍ2）以下にした。
【００５９】
例えば、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒを１９４μｍ以下とした場合、圧電素子１の厚さＴｐを１９．４μｍ、ダイヤフラム層４の非切断領域４ａの厚さＴｄを５μｍ、ダイヤフラム層４のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ2）に設定した。これによって、インク滴吐出に必要な屈曲変形量を得ることができた。
【００６０】
また、圧電素子１の厚さＴｐをさらに薄くすると共に、ダイヤフラム層４のヤング率Ｙを更に小さくすると、屈曲変位効率が更に上昇することを確認した。すなわち、圧電素子１の厚さＴｐとヤング率Ｙの効果はトレードオフしないことが確認された。例えば、圧電素子１の厚さＴｐを１０μｍ、ダイヤフラム層４の非切断領域４ａの厚さＴｄを５μｍ、ヤング率Ｙを３０００（ｋg／ｍｍ2）にしたところ、屈曲変位量は更に増大し、印加電圧２０Ｖで０．１５μｍの変位量が得られた。
【００６１】
このように、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する圧電素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下とし、かつ、ダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ2）以下にすることで、インク滴吐出に必要な圧電素子及びダイヤフラム層の屈曲変形量を得ることができ、屈曲変位効率が向上する。
【００６２】
次に、本発明の第７実施形態について図１０を参照して説明する。この実施形態においては、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒに対する圧電素子１の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、ダイヤフラム層４の圧電素子１と接合しない切断領域の厚さＴｄ2を圧電素子１と接合する非切断領域の厚さ（ダイヤフラム層４の厚さ）Ｔｄの１／２以下にした。
【００６３】
例えば、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒを１９４μｍ以下とした場合、圧電素子１の厚さＴｐを１９．４μｍ、ダイヤフラム層４の厚さ（非切断領域４ａの厚さ）Ｔｄを５μｍ、切断領域の厚さＴｄ2を２．５μｍにした。これによって、インク滴吐出に必要な屈曲変形量を得ることができた。
【００６４】
また、圧電素子１の厚さＴｐを更に薄くし、ダイヤフラム層４の切断領域４ｂの厚さＴｄ2を更に薄くすると、屈曲変位効率が更に上昇することを確認した。そこで、図１１に示すように、ダイヤフラム層４を圧電素子１と略同じ大きさにして切断領域４ａの厚さＴｄ2を「０」にした。この例で、圧電素子１の厚さＴｐを１０μｍ、ダイヤフラム層４の厚さ（非切断領域の厚さ）Ｔｄを５μｍ、ダイヤフラム層４の切断領域４ａの厚さＴｄ2を０μｍにしたところ、屈曲変位量は更に増大し、印加電圧２０Ｖで０．１５μｍの変位量が得られた。
【００６５】
このように、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する圧電素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、ダイヤフラム層の圧電素子と接合しない切断領域の厚さＴｄ2を圧電素子と接合する非切断領域の厚さ（すなわち、ダイヤフラム層の厚さ）Ｔｄの１／２以下（Ｔｄ2＝０を含む）にすることで、インク滴吐出に必要な圧電素子及びダイヤフラム層の屈曲変形量を得ることができ、屈曲変位効率が向上する。
【００６６】
次に、本発明の第８実施形態について図１２を参照して説明する。この実施形態においては、ダイヤフラム層４のヤング率Ｙを１００００（ｋg/ｍｍ2）以下にすると共に、ダイヤフラム層４の圧電素子１と接合しない非切断領域４ｂの厚さＴｄ2を圧電素子１と接合する非切断領域４ａの厚さ（すなわち、ダイヤフラム層４の厚さ）Ｔｄの１／２以下にした。
【００６７】
例えば、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒを１９４μｍ以下とした場合、ダイヤフラム層４のヤング率Ｙを１００００（ｋg/ｍｍ2）とし、ダイヤフラム層４の非切断領域４ａの厚さＴｄを５μｍ、ダイヤフラム層４の切断領域の厚さ５ｄ2を２．５μｍにした。これによって、インク滴吐出に必要な屈曲変形量を得ることができた。
【００６８】
また、図１３に示すように、ダイヤフラム層４のノズル列方向の幅と圧電素子１のノズル列方向の幅Ｗｐとを略同じにして、ダイヤフラム層４の大きさを圧電素子１の大きさと略等しくする、すなわち、上記各実施形態におけるダイヤフラム層４の切断領域の厚さＴｄ2を「０」にすることもできる。この例で、ダイヤフラム層４のヤング率Ｙを３０００（ｋg／ｍｍ2）、ダイヤフラム層４の非切断領域４ａの厚さＴｄを５μｍ、切断領域４ｂの厚さＴｄ2を０μｍにしたところ、屈曲変位量は更に増大し、印加電圧２０Ｖで０．１５μｍの変位量が得られた。
【００６９】
このように、ダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg/ｍｍ2）以下にすると共に、ダイヤフラム層の圧電素子と接合しない非切断領域の厚さＴｄ2を圧電素子１と接合する非切断領域の厚さ（すなわち、ダイヤフラム層の厚さ）Ｔｄの１／２以下（Ｔｄ2＝０を含む）にすることで、インク滴吐出に必要な圧電素子及びダイヤフラム層の屈曲変形量を得ることができ、屈曲変位効率が向上する。
【００７０】
次に、本発明の第９実施形態について前述した図５を参照して説明する。この実施形態においては、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒに対するダイヤフラム層４の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にすると共に、圧電素子１の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、更にダイヤフラム層４のヤング率Ｙを１００００（ｋg/ｍｍ2）以下にしている。
【００７１】
例えば、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒを１９４μｍとした場合、ダイヤフラム層４の厚さＴｄを１５．５μｍ、圧電素子１の厚さＴｐを１９．４μｍにし、更にダイヤフラム層４のヤング率Ｙを１００００（ｋg/ｍｍ2）にした。これによって、インク滴吐出に必要な屈曲変形量を得ることができた。
【００７２】
また、ダイヤフラム層４の厚さＴｄを薄くすると共に、圧電素子１の厚さＴｐを更に薄くし、ダイヤフラム層４のヤング率Ｙを更に小さくすると、屈曲変位効率が更に上昇することを確認した。例えば、ダイヤフラム層４の厚さＴｄを５μｍ、圧電素子１の厚さＴｐを１０μｍまで薄くし、ダイヤフラム層４のヤング率Ｙを３０００（ｋg/ｍｍ2）にしたところ、屈曲変位量は更に増大し、印加電圧２０Ｖで０．１５μｍの変位量が得られた。
【００７３】
このように、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対するダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にすると共に、圧電素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、さらにダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg/ｍｍ2）以下にすることで、インク滴吐出に必要な圧電素子及びダイヤフラム層の屈曲変形量を得ることができ、屈曲変位効率が向上する。
【００７４】
次に、本発明の第１０実施形態について前述した図１０を参照して説明する。この実施形態においては、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒに対するダイヤフラム層４の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にすると共に、圧電素子１の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、更にダイヤフラム層４の圧電素子１と接合しない切断領域４ｂの厚さＴｄ2を圧電素子１と接合する非切断領域４ａの厚さ（ダイヤフラム層４の厚さ）Ｔｄの１／２以下にしている。
【００７５】
例えば、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒを１９４μｍとした場合、ダイヤフラム層４の厚さ（非切断領域４ａの厚さ）Ｔｄを１５．５μｍ、圧電素子１の厚さＴｐを１９．４μｍにし、更にダイヤフラム層４の切断領域４ｂの厚さＴｄ2を７．７５μｍにした。これによって、インク滴吐出に必要な屈曲変形量を得ることができた。
【００７６】
この場合、各パラメータ値を更に小さくすると、屈曲変位効率が更に上昇することを確認した。例えば、図１４に示すように、ダイヤフラム層４のノズル列方向の幅と圧電素子１のノズル列方向の幅Ｗｐとを略同じにして、ダイヤフラム層４の大きさを圧電素子１の大きさと略等しくする、すなわち、上記各実施形態におけるダイヤフラム層４の切断領域の厚さＴｄ2を「０」にすることもできる。そこで、例えば、ダイヤフラム層４の厚さＴｄを５μｍ、圧電素子１の厚さＴｐを１０μｍまで薄くし、ダイヤフラム層４の切断領域４ｂの厚さＴｄ2を０μｍにしたところ、屈曲変位量は更に増大し、印加電圧２０Ｖで０．１５μｍの変位量が得られた。
【００７７】
このように、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対するダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にすると共に、圧電素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、さらにダイヤフラム層の圧電素子と接合しない切断領域Ｔｄ2の厚さを圧電素子と接合する非切断領域４ａの厚さ（ダイヤフラム層の厚さ）Ｔｄの１／２以下（Ｔｄ2＝０を含む）にすることで、インク滴吐出に必要な圧電素子及びダイヤフラム層の屈曲変形量を得ることができ、屈曲変位効率が向上する。
【００７８】
次に、本発明の第１１実施形態について前述した図１０を参照して説明する。この実施形態においては、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒに対する圧電素子１の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、ダイヤフラム層４のヤング率Ｙを１００００（ｋg/ｍｍ2）以下にし、ダイヤフラム層４の圧電素子１と接合しない切断領域４ｂの厚さＴｄ2を圧電素子１と接合する非切断領域４ａの厚さ（ダイヤフラム層４の厚さ）Ｔｄの１／２以下にしている。
【００７９】
例えば、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒを１９４μｍとした場合、圧電素子１の厚さＴｐを１９．４μｍにし、ダイヤフラム層４のヤング率Ｙを１００００（ｋg/ｍｍ2）にし、ダイヤフラム層４の切断領域４ｂの厚さＴｄ2を７．７５μｍ（非切断領域４ａの厚さＴｄ＝１５μｍ以上とする。）にした。これによって、インク滴吐出に必要な屈曲変形量を得ることができた。
【００８０】
この場合、各パラメータ値を更に小さくすると、屈曲変位効率が更に上昇することを確認した。例えば、前述した図１４に示すように、ダイヤフラム層４のノズル列方向の幅と圧電素子１のノズル列方向の幅Ｗｐとを略同じにして、ダイヤフラム層４の大きさを圧電素子１の大きさと略等しくする、すなわち、上記各実施形態におけるダイヤフラム層４の切断領域４ｂの厚さＴｄ2を「０」にすることもできる。そこで、例えば、圧電素子１の厚さＴｐを１０μｍまで薄くし、ダイヤフラム層４のヤング率Ｙを３０００（ｋg/ｍｍ2）にし、ダイヤフラム層４の非切断領域４ａの厚さＴｄを５μｍとし、切断領域４ｂの厚さＴｄ2を０μｍにしたところ、屈曲変位量は更に増大し、印加電圧２０Ｖで０．１５μｍの変位量が得られた。
【００８１】
このように、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する圧電素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、ダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ2）以下にすると共に、このダイヤフラム層の圧電素子と接合しない切断領域Ｔｄ2の厚さを圧電素子と接合する非切断領域４ａの厚さ（ダイヤフラム層の厚さ）Ｔｄの１／２以下（Ｔｄ2＝０を含む）にすることで、インク滴吐出に必要な圧電素子及びダイヤフラム層の屈曲変形量を得ることができ、屈曲変位効率が向上する。
【００８２】
次に、本発明の第１２実施形態について前述した図１０を参照して説明する。この実施形態においては、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒに対するダイヤフラム層４の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にし、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒに対する圧電素子１の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、ダイヤフラム層４のヤング率Ｙを１００００（ｋg/ｍｍ2）以下にし、ダイヤフラム層４の圧電素子１と接合しない切断領域４ｂの厚さＴｄ2を圧電素子１と接合する非切断領域４ａの厚さ（ダイヤフラム層４の厚さ）Ｔｄの１／２以下にしている。
【００８３】
例えば、液室６のノズル列方向の幅Ｗｒを１９４μｍとした場合、ダイヤフラム層４の厚さＴｄを１５．５μｍにし、圧電素子１の厚さＴｐを１９．４μｍにし、ダイヤフラム層４のヤング率Ｙを１００００（ｋg/ｍｍ2）にし、ダイヤフラム層４の切断領域４ｂの厚さＴｄ2を７．７５μｍにした。これによって、インク滴吐出に必要な屈曲変形量を得ることができた。
【００８４】
この場合、各パラメータ値を更に小さくすると、屈曲変位効率が更に上昇することを確認した。例えば、前述した図１４に示すように、ダイヤフラム層４のノズル列方向の幅と圧電素子１のノズル列方向の幅Ｗｐとを略同じにして、ダイヤフラム層４の大きさを圧電素子１の大きさと略等しくする、すなわち、上記各実施形態におけるダイヤフラム層４の切断領域４ｂの厚さＴｄ2を「０」にすることもできる。そこで、例えば、ダイヤフラム層４の非切断領域４ａの厚さＴｄを５μｍとし、圧電素子１の厚さＴｐを１０μｍにし、ダイヤフラム層４のヤング率Ｙを３０００（ｋg/ｍｍ2）にし、切断領域４ｂの厚さＴｄ2を０μｍにしたところ、屈曲変位量は更に増大し、印加電圧２０Ｖで０．１５μｍの変位量が得られた。
【００８５】
このように、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対するダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にし、圧電素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、ダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ2）以下にすると共に、このダイヤフラム層の圧電素子と接合しない切断領域Ｔｄ2の厚さを圧電素子と接合する非切断領域４ａの厚さ（ダイヤフラム層の厚さ）Ｔｄの１／２以下（Ｔｄ2＝０を含む）にすることで、インク滴吐出に必要な圧電素子及びダイヤフラム層の屈曲変形量を得ることができ、屈曲変位効率が向上する。
【００８６】
次に、本発明の第１３実施形態について図１５を参照して説明する。この実施形態のインクジェットヘッドは、前記第１実施形態のインクジェットヘッドにおいて、隔壁部材７と封止部材８との間にポリイミドフィルムからなるパッシベーション層１２をそれぞれ接着剤を介して接合している。
【００８７】
このように、隔壁部材７と封止部材８との間にパッシベーション層１２を介装することにより、隔壁部材７と封止部材８とが異なる部材であっても接合密着性が良好になり、層間からのインクの漏洩を防止することができる。
【００８８】
また、本発明の第１４実施形態について図１６を参照して説明する。この実施形態のインクジェットヘッドは、前記第２実施形態のインクジェットヘッドにおいて、隔壁部材２７と封止部材２８との間にポリイミドフィルムからなるパッシベーション層３２をそれぞれ接着剤を介して接合している。
【００８９】
このように、隔壁部材２７と封止部材２８との間にパッシベーション層３２を介装することにより、隔壁部材２７と封止部材２８とが異なる部材であっても接合密着性が良好になり、層間からのインクの漏洩を防止することができる。
【００９０】
次に、本発明に係るインクジェット記録装置の実施形態について図１７を参照して説明する。
このインクジェット記録装置は、上記インクジェットヘッドの各実施形態のいずれか又はその組み合わせを適用したインクジェットヘッド、及び交換可能なインクカートリッジ４２を搭載したキャリッジユニット４１を、主ガイドロッド４３及び図示しない従ガイドロッドに主走査方向に移動可能に載置し、駆動モータ４４でキャリッジユニット４１を主走査方向に移動走査すると共に、後部の給紙部４５から給送される用紙４６を用紙搬送機構で副走査方向に搬送しながら、インクジェットヘッドの圧電素子１を選択的に駆動して、用紙４６上に所要の画像を記録して排紙部４７に排紙する。
【００９１】
また、ヘッドの信頼性を維持するための信頼性維持回復機構（サブシステム）４８を備え、ヘッドのキャッピング、インク吸引、気泡排出等の回復動作を行うようにしている。
【００９２】
また、この記録装置の制御部には、パソコン等の外部機器からの画像情報をデータを入力する入力部、入力された画像情報データを処理する処理部（Ｉ／Ｏ処理部等）、誤差拡散やカラーバランス調整等を行う画像情報変換部、各ノズルへの画像情報（印写データ）の分割処理系、各チャンネルに与える駆動波形の制御系のコントローラ等を備えている。
【００９３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１のインクジェットヘッドによれば、前記液室の隔壁を形成する隔壁層とこの隔壁層上に前記液室に対向して配置する電気機械変換素子との間に、電気機械変換素子を接合する領域及びこの領域より薄く電気機械変換素子を接合しない領域を有し、電気機械変換素子で変形されるダイヤフラム層と、このダイヤフラム層と隔壁層との間に介在し、ダイヤフラム層よりも柔らかく、ダイヤフラム層が液室内のインクに直接接触しないようにするパッシベーション層とを介在させ、これらの隔壁層、パッシベーション層、ダイヤフラム層及び電気機械変換素子の対向面を接合した構成としたので、簡単な構成で変位効率を向上することができる。
【００９４】
請求項２のインクジェットヘッドによれば、上記請求項1のインクジェットヘッドにおいて、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対するダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下とし、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する電気機械変換素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下とした構成としたので、簡単な構成で変位効率を向上することができる。
【００９５】
請求項３のインクジェットヘッドによれば、上記請求項1のインクジェットヘッドにおいて、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対するダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下とし、かつ、このダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ２）以下とした構成としたので、簡単な構成で変位効率を向上することができる。
【００９６】
請求項２のインクジェットヘッドによれば、上記請求項1のインクジェツトヘッドにおいて、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対するダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｔ以下とし、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する電気機械変換素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下とした構成としたので、簡単な構成で変位効率を向上することができる。
【００９７】
請求項３のインクジェットヘッドによれば、上記請求項1のインクジェットヘッドにおいて、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対するダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｔ以下とし、かつ、このダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ2）以下とした構成としたので、簡単な構成で変位効率を向上することができる。
【００９８】
請求項４のインクジェットヘッドによれば、上記請求項1のインクジェットヘッドにおいて、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対するダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にし、かつ、ダイヤフラム層の電気機械変換素子と接合しない領域の厚さＴｄ2を電気機械変換素子と接合する領域の厚さＴｄの１／２以下にした構成としたので、簡単な構成で変位効率を向上することができる。
【００９９】
請求項５のインクジェットヘッドによれば、上記請求項1のインクジェットヘツドにおいて、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する電気機械変換素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、ダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg/ｍｍ2）以下にした構成としたので、簡単な構成で変位効率を向上することができる。
【０１００】
譲求項６のインクジェットヘッドによれば、上記請求項1のインクジェットヘッドにおいて、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する電気機械変換素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、ダイヤフラム層の電気機械変換素子と接合しない領域の厚さＴｄ2を電気機械変換素子と接合する領域の厚さＴｄの１／２以下にした構成としたので、簡単な構成で変位効率を向上することができる。
【０１０１】
請求項７のインクジェットヘッドによれば、上記請求項1のインクジェットヘッドにおいて、ダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ2）以下にし、かつ、ダイヤフラム層の電気機械変換素子と接合しない領域の厚さＴｄ2を電気機械変換素子と接合する領域の厚さＴｄの１／２以下にした構成としたので、簡単な構成で変位効率を向上することができる。
【０１０２】
請求項８のインクジェットヘッドによれば、上記請求項1のインクジェットヘッドにおいて、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対するダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にし、電気機械変換素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、ダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ2）以下にした構成としたので、簡単な構成で変位効率を向上することができる。
【０１０３】
請求項９のインクジェットヘッドによれば、上記請求項1のインクジェットヘッドにおいて、液室のノズル列方向幅Ｗｒに対するダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にし、電気機械変換素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、ダイヤフラム層の電気機械変換素子と接合しない領域の厚さＴｄ2を電気機械変換素子と接合する領域の厚さＴｄの１／２以下にした構成としたので、簡単な構成で変位効率を向上することができる。
【０１０４】
請求項１０のインクジェットヘッドによれば、上記請求項1のインクジェットヘッドにおいて、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する電気機械変換素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、ダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ2）以下にすると共に、このダイヤフラム層の電気機械変換素子と接合しない領域の厚さＴｄ2を圧電素子と接合する領域の厚さＴｄの１／２以下にした構成としたので、簡単な構成で変位効率を向上することができる。
【０１０５】
請求項１１のインクジェットヘッドによれば、上記請求項1のインクジェットヘッドにおいて、液室のノズル列方向幅Ｗｒに対するダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にし、電気機械変換素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、ダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ2）以下にすると共に、このダイヤフラム層の電気機械変換素子と接合しない領域の厚さＴｄ2を電気機械変換素子と接合する領域の厚さＴｄの１／２以下にした構成としたので、簡単な構成で変位効率を向上することができる。
【０１０６】
請求項１２のインクジェットヘッドによれば、上記請求項４、６、７、９、1０、１１のいずれかのインクジェットヘッドにおいて、ダイヤフラム層のノズル列方向の幅は電気機械変換素子のノズル列方向の幅Ｗｐと略同じにした、すなわち機械変換素子と接合しない領域の厚さＴｄ2を０にした構成としたので、簡単な構成で変位効率を向上することができる。
【０１０７】
請求項１３のインクジェット記録装置によれば、インクジェットヘッドが請求項１乃至１２のいずれかのインクジェットヘッドである構成としたので、変位効率が高いインクジェットヘッドを備えたインクジェット記録装置を低コストでえることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るインクジェットヘッドのチャンネル方向の要部断面図
【図２】本発明の第２実施形態に係るインクジェットヘッドのチャンネル方向の要部断面図
【図３】同インクジェットヘッドのチャンネル方向と直交する方向の要部断面図
【図４】本発明に係るインクジェットヘッドの寸法を規定した実施形態の説明に供する説明図
【図５】本発明の第３、第９実施形態の説明に供する説明図
【図６】本発明の第４実施形態の説明に供する説明図
【図７】本発明の第５実施形態の説明に供する説明図
【図８】同第５実施形態の他の例の説明に供する説明図
【図９】本発明の第６実施形態の説明に供する説明図
【図１０】本発明の第７、第１０、第１１、第１２実施形態の説明に供する説明図
【図１１】同第７実施形態の他の例の説明に供する説明図
【図１２】本発明の第８実施形態の説明に供する説明図
【図１３】同第８実施形態の他の例の説明に供する説明図
【図１４】本発明の第１０、第１１、第１２実施形態の他の例の説明に供する説明図
【図１５】本発明の第１３実施形態の説明に供する説明図
【図１６】本発明の第１４実施形態の説明に供する説明図
【図１７】本発明に係るインクジェット記録装置の実施形態の説明に供する説明図
【符号の説明】
１、２１…圧電素子、２、３、２２、２３、電極、４、２４…ダイヤフラム層、５、２５…パッシベーション層、６、２６…液室、７、２７…隔壁部材（隔壁層）、８、２８…封止部材、９、２９…ノズル連通路、１０、３０…ノズル形成部材、１１、３１…ノズル孔、１２、３２…パッシベーション膜。
Claims (13)
- インク滴を吐出するノズルが連通する液室及びこの液室を加圧するための電気機械変換素子を備えた複数のインク滴噴射手段を同一方向に並置したインクジェットヘッドにおいて、前記液室の隔壁を形成する隔壁層とこの隔壁層上に前記液室に対向して配置する電気機械変換素子との間に、前記電気機械変換素子を接合する領域及びこの領域より薄く前記電気機械変換素子を接合しない領域を有し、前記電気機械変換素子で変形されるダイヤフラム層と、このダイヤフラム層と前記隔壁層との間に介在し、前記ダイヤフラム層よりも柔らかく、前記ダイヤフラム層が前記液室内のインクに直接接触しないようにするパッシベーション層とを介在させ、これらの隔壁層、パッシベーション層、ダイヤフラム層及び電気機械変換素子の対向面を接合したことを特徴とするインクジェットヘッド。
- 請求項１に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する前記ダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下とし、前記液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する前記電気機械変換素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下としたことを特徴とするインクジェットヘッド。
- 請求項１に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する前記ダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下とし、かつ、このダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ２）以下としたことを特徴とするインクジェットヘッド。
- 請求項１に記載のインクジェットヘッドにおいて、液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する前記ダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にし、かつ、前記ダイヤフラム層の前記電気機械変換素子と接合しない領域の厚さＴｄ2を前記電気機械変換素子と接合する領域の厚さＴｄの１／２以下にしたことを特徴とするインクジェットヘッド。
- 請求項１に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する前記電気機械変換素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、前記ダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ２）以下にしたことを特徴とするインクジェットヘッド。
- 請求項１に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する前記電気機械変換素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、前記ダイヤフラム層の前記電気機械変換素子と接合しない領域の厚さＴｄ2を前記電気機械変換素子と接合する領域の厚さＴｄの１／２以下にしたことを特徴とするインクジェットヘッド。
- 請求項１に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記ダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ２）以下にし、かつ、前記ダイヤフラム層の前記電気機械変換素子と接合しない領域の厚さＴｄ2を前記電気機械変換素子と接合する領域の厚さＴｄの１／２以下にしたことを特徴とするインクジェットヘッド。
- 請求項１に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する前記ダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にし、前記電気機械変換素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、前記ダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ２）以下にしたことを特徴とするインクジェットヘッド。
- 請求項１に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記液室のノズル列方向幅Ｗｒに対する前記ダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にし、前記電気機械変換素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、前記ダイヤフラム層の前記電気機械変換素子と接合しない領域の厚さＴｄ2を前記電気機械変換素子と接合する領域の厚さＴｄの１／２以下にしたことを特徴とするインクジェットヘッド。
- 請求項１に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記液室のノズル列方向の幅Ｗｒに対する前記電気機械変換素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、前記ダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ２）以下にすると共に、このダイヤフラム層の前記電気機械変換素子と接合しない領域の厚さＴｄ2を前記圧電素子と接合する領域の厚さＴｄの１／２以下にしたことを特徴とするインクジェットヘッド。
- 請求項１に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記液室のノズル列方向幅Ｗｒに対する前記ダイヤフラム層の厚さＴｄを０．０８Ｗｒ以下にし、前記電気機械変換素子の厚さＴｐを０．１Ｗｒ以下にし、前記ダイヤフラム層のヤング率Ｙを１００００（ｋg／ｍｍ２）以下にすると共に、このダイヤフラム層の前記電気機械変換素子と接合しない領域の厚さＴｄ2を前記電気機械変換素子と接合する領域の厚さＴｄの１／２以下にしたことを特徴とするインクジェットヘッド。
- 請求項４、６、７、９、1０、１１のいずれかに記載のインクジェットヘッドにおいて、前記ダイヤフラム層のノズル列方向の幅は前記電気機械変換素子のノズル列方向の幅Ｗｐと略同じにしたことを特徴とするインクジェットヘッド。
- インクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置において、前記インクジェットヘッドが前記請求項１乃至１２のいずれかに記載のインクジェットヘッドであることを特徴とするインクジェット記録装置。
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