JP4492128B2 - インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置に関する。

インクジェット記録装置はインクジェット記録ヘッドを主走査方向に往復させ、また記録紙を副走査方向に搬送させて、複数のノズルから選択的にインク滴を吐出させることで記録紙に文字や画像を記録する。インクジェット記録ヘッドは振動板を介して圧電素子で圧力室のインクを加圧し、圧力室に連通するノズルからインク滴を吐出する方法が知られている。

インクジェット記録ヘッドの吐出特性は、ある一定の電圧に対する圧電素子の変形量に影響を受ける。また、圧電素子の厚みの違いが変形量に影響する。つまり、圧電素子は１枚の圧電プレートを分割して形成されるので、インクジェット記録ヘッドの吐出特性は圧電プレートの厚みに影響を受ける。

よって、インクジェット記録ヘッドの吐出特性を均一とするためには、圧電プレートをある一定の厚みの範囲内にする必要がある。このため、厚みが範囲外の圧電プレートは廃棄するか、あるいは、厚みが範囲内となるように加工する必要であった。したがって、歩留りの向上に限界があった。

さて、複数のノズルユニットを組み合わせて構成されるインクジェット記録ヘッドにおいて、ノズルユニット毎にインクの吐出特性を測定してレベル別けし、同レベルのノズルユニットを組み合わせてノズルブロックを構成し、ノズルブロック毎に駆動波形を補正してインク吐出量を補正する方法が提案されている。（例えば、特許文献１参照）。

しかし、上記の方法でも、やはり変形量が一定の範囲外の圧電素子（厚みが一定の範囲外の圧電プレート）は、使用できない、
また、ノズルユニット毎にインクの吐出特性を測定してレベル別けしてノズルブロックを構成する必要があり、更にノズルブロック毎に駆動波形を補正する必要がある。このため、高コストとなる。
特開２００１−０３８８９２号公報

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、圧電プレート、又は複数の圧電プレートを積層して接合した積層圧電プレートを、一定の電圧に対する変形量に対し、広範囲に使用可能とすることを目的とする。

請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドは、１枚の圧電プレート、又は、複数の前記圧電プレートを積層して接合した積層圧電プレートを複数の圧電素子に分割して構成された圧電素子群で、インクが充填される複数の圧力室を個々に加減圧して該圧力室に連通するノズルから記録媒体にインク滴を吐出しするインクジェット記録ヘッドであって、前記圧電素子群を一定の電圧に対する変位量の大きさでレベル分けし、前記記録媒体の搬送方向を行方向、行方向と交差する方向を列方向とするとき、前記記録媒体が搬送されていない状態で、当該インクジェット記録ヘッドが行方向と直交する方向に移動しながらインク滴を吐出して印字する構成とされ、２行２列以上に前記圧電素子群を配置し、行方向のラインに沿った印字ピッチをＰ、前記圧電素子群の行数をＬ、前記圧電素子群の前記圧電素子が加減圧する前記圧力室に連通する前記ノズルでノズル群を構成し前記ノズル群を行方向と直交する方向に投影したときのノズルピッチをＭ、とするとき、Ｐ＝Ｍ／Ｌとなるように行方向に前記ノズル群がずれて配置され、変位量の大きさが異なるレベルの前記圧電素子群を含んで構成された列を１列以上有し、列方向に並んだ前記圧電素子群の順番で前記ノズルからインク滴が吐出されることによって、行方向に印字ピッチＰで印字されることを特徴としている。
請求項２に記載のインクジェット記録ヘッドは、１枚の圧電プレート、又は、複数の前記圧電プレートを積層して接合した積層圧電プレートを複数の圧電素子に分割して構成された圧電素子群で、インクが充填される複数の圧力室を個々に加減圧して該圧力室に連通するノズルから記録媒体にインク滴を吐出するインクジェット記録ヘッドであって、前記圧電素子群を一定の電圧に対する変位量の大きさでレベル分けし、前記記録媒体の搬送方向と直交する方向を行方向、行方向と交差する方向を列方向とするとき、当該インクジェット記録ヘッドが固定された状態で、前記記録媒体を搬送させながらインク滴を吐出して印字する構成とされ、２行２列以上に前記圧電素子群を配置し、行方向のラインに沿った印字ピッチをＰ、前記圧電素子群の行数をＬ、前記圧電素子群の前記圧電素子が加減圧する前記圧力室に連通する前記ノズルでノズル群を構成し前記ノズル群を行方向と直交する方向に投影したときのノズルピッチをＭ、とするとき、Ｐ＝Ｍ／Ｌとなるように行方向に前記ノズル群がずれて配置され、変位量の大きさが異なるレベルの前記圧電素子群を含んで構成された列を１列以上有し、列方向に並んだ前記圧電素子群の順番で前記ノズルからインク滴が吐出されることによって、行方向に印字ピッチＰで印字されることを特徴としている。

請求項１又は請求項２に記載のインクジェット記録ヘッドは、一定の電圧に対する変位量の大きさのレベルが異なる圧電素子群の圧電素子で吐出したインク滴で印字可能に圧電素子群を配置している。変位量の大きさの異なる圧電素子群の圧電素子で吐出したインク滴は、インク滴量が異なる。インク滴量が異なると記録媒体上のドットの大きさも異なる。

さて、一定の電圧に対する変位量の大きいもの（ドットの大きいもの）、あるいは、変位量が小さいもの（ドットの小さいもの）のみを使用すると、全体の印字濃度が濃過ぎる、あるいは薄すぎる。このため、印字品位を低下させる。

しかし、２行２列以上に圧電素子群を配置し、行方向のラインに沿った印字ピッチをＰ、圧電素子群の行数をＬ、圧電素子群の圧電素子が加減圧する前記圧力室に連通する前記ノズルでノズル群を構成しノズル群を行方向と直交する方向に投影したときのノズルピッチをＭ、とするとき、Ｐ＝Ｍ／Ｌとなるように行方向にノズル群がずれて配置されている。
このように圧電素子群とノズル群とを配置すると、列方向に並んだ圧電素子群の順番で行方向に印字ピッチＰで印字される。つまり、印字ピッチＰで異なる圧電素子群で印字されていく。
したがって、異なるレベルの圧電素子群の圧電素子、すなわち大きさの異なるドットが印字ピッチＰ、つまり高周期で印字されるので、視覚的にはドットの大きさ（濃度）の違いが、あまり認識されない。よって、異なるレベルの圧電素子群を使用しても印字品位を維持できる。
また、使用できる圧電素子群の一定の電圧に対する変位量の幅が広くなる。すなわち、使用可能な圧電プレート、又は積層圧電プレートの範囲が広くなる。このため歩留りが向上し、低コストでインクジェット記録ヘッドを製造できる。

また、複数の圧電プレートを積層して接合した積層圧電プレートを各圧電素子に分割して各圧力室を加減圧する場合、小型の薄い圧電プレートであっても積層することで低電圧で駆動可能となり、効率よく撓み変形する。

請求項３に記載のインクジェット記録ヘッドは、インクが充填される複数の圧力室を、前記圧力室毎に個別駆動可能とされた１枚の圧電プレート、又は、前記圧力室毎に個別駆動可能とされた複数の前記圧電プレートを積層して接合した積層圧電プレートで個々に加減圧し、該圧力室に連通するノズルから記録媒体にインク滴を吐出するインクジェット記録ヘッドであって、前記圧電プレート、又は前記積層圧電プレートを一定の電圧に対する変位量の大きさでレベル分けし、前記記録媒体の搬送方向を行方向、行方向と交差する方向を列方向とするとき、前記記録媒体が搬送されていない状態で、当該インクジェット記録ヘッドが行方向と直交する方向に移動しながらインク滴を吐出して印字する構成とされ、２行２列以上に前記圧電プレート、又は積層圧電プレートを配置し、行方向のラインに沿った印字ピッチをＰ、前記圧電プレート、又は前記積層圧電プレートの行数をＬ、前記圧電プレート、又は前記積層圧電プレートが個々に加減圧する前記圧力室に連通する前記ノズルでノズル群を構成し前記ノズル群を行方向に直交する方向に投影したときのノズルピッチをＭ、とするとき、Ｐ＝Ｍ／Ｌとなるように行方向に前記ノズル群がずれて配置され、変位量の大きさが異なるレベルの前記圧電プレート、又は前記積層圧電プレートを含んで構成された列を１列以上有し、列方向に並んだ前記圧電プレート、又は前記積層圧電プレートの順番で前記ノズルからインク滴が吐出されることによって、行方向に印字ピッチＰで印字されることを特徴としている。
請求項４に記載のインクジェット記録ヘッドは、インクが充填される複数の圧力室を、前記圧力室毎に個別駆動可能とされた１枚の圧電プレート、又は、前記圧力室毎に個別駆動可能とされた複数の前記圧電プレートを積層して接合した積層圧電プレートで個々に加減圧し、該圧力室に連通するノズルから記録媒体にインク滴を吐出するインクジェット記録ヘッドであって、前記圧電プレート、又は前記積層圧電プレートを一定の電圧に対する変位量の大きさでレベル分けし、前記記録媒体の搬送方向と直交する方向を行方向、行方向と交差する方向を列方向とするとき、当該インクジェット記録ヘッドが固定された状態で、前記記録媒体を搬送させながらインク滴を吐出して印字する構成とされ、２行２列以上に前記圧電プレート、又は積層圧電プレートを配置し、行方向のラインに沿った印字ピッチをＰ、前記圧電プレート、又は前記積層圧電プレートの行数をＬ、前記圧電プレート、又は前記積層圧電プレートが個々に加減圧する前記圧力室に連通する前記ノズルでノズル群を構成し前記ノズル群を行方向に直交する方向に投影したときのノズルピッチをＭ、とするとき、Ｐ＝Ｍ／Ｌとなるように行方向に前記ノズル群がずれて配置され、
変位量の大きさが異なるレベルの前記圧電プレート、又は前記積層圧電プレートを含んで構成された列を１列以上有し、列方向に並んだ前記圧電プレート、又は前記積層圧電プレートの順番で前記ノズルからインク滴が吐出されることによって、行方向に印字ピッチＰで印字されることを特徴としている。
ことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。

請求項３又は請求項４に記載のインクジェット記録ヘッドは、２行２列以上に圧電プレート、又は積層圧電プレートを配置し、行方向のラインに沿った印字ピッチをＰ、圧電プレート、又は積層圧電プレートの行数をＬ、圧電プレート、又は積層圧電プレートが個々に加減圧する圧力室に連通するノズルでノズル群を構成しノズル群を行方向に直交する方向に投影したときのノズルピッチをＭ、とするとき、Ｐ＝Ｍ／Ｌとなるように行方向にノズル群がずれて配置されている。

このように圧電プレート、又は積層圧電プレートとノズル群とを配置すると、列方向に並んだ圧電プレート、又は積層圧電プレートの順番で行方向に印字ピッチＰで印字される。つまり、印字ピッチＰで異なる圧電プレート、又は積層圧電プレートで印字されていく。

したがって、異なるレベルの圧電プレート、又は積層圧電プレート、すなわち大きさの異なるドットが印字ピッチＰ、つまり高周期で印字されるので、視覚的にはドットの大きさ（濃度）の違いが、あまり認識されない。よって、異なるレベルの圧電プレート、又は積層圧電プレートを使用しても印字品位を維持できる。したがって、請求項３と同様の作用を奏す。

更に、圧電プレート、又は積層圧電プレートは、圧力室毎に個別駆動可能とされているので、複数の圧電素子に分割する必要が無い。このため、製造工程が簡略化され、より低コストで製造できる。
また、複数の圧電素子に分割しないので、加工応力の影響等による圧電プレート、又は積層圧電プレートの破損等が発生しないので好適である。

請求項５に記載のインクジェット記録ヘッドは、請求項３又は請求項４に記載の構成において、前記圧電プレート、又は前記積層圧電プレートは、該圧電プレートに形成された電極のパターンによって、前記圧力室毎に個別駆動可能となっていることを特徴としている。

請求項５に記載のインクジェット記録ヘッドは、圧電プレート、又は積層圧電プレートは圧電プレートに形成された電極のパターンによって、圧力室毎に個別駆動可能とされている。よって、請求項３又は請求項４と同様の作用を奏す。

請求項６に記載のインクジェット記録ヘッドは、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の構成において、前記異なるレベルの前記圧電素子群、前記圧電プレート、又は前記積層圧電プレートで構成される列の該圧電素子群、該圧電プレート、又は該積層圧電プレートの変形量の平均値と、レベル分けした変形量の中心値とは、略一致していることを特徴としている。

請求項６に記載のインクジェット記録ヘッドは、異なるレベルの圧電素子群、圧電プレート、又は積層圧電プレートで構成される列の圧電素子群、圧電プレート、又は積層圧電プレートの変形量の平均値と、レベル分した変形量の中心値とは略一致している。

よって、異なるレベルの圧電素子群、圧電プレート、又は積層圧電プレートで構成される列が印字したドットの大きさ（濃度）の平均は、変形量の中心値で印字したドット（濃度）の大きさと略一致する。

したがって、同一ライン上に印字ピッチＰでドットの大きさが異なって印字され、更にライン全体としてもドットの大きさ（濃度）が平均化されている。よって、印字品位がより向上する。

請求項７に記載のインクジェット記録ヘッドは、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の構成において、異なるレベルの前記圧電素子群、前記圧電プレート、又は前記積層圧電プレートで構成される列の該圧電素子群、該圧電プレート、又は該積層圧電プレートは、レベル分けした変形量の中心値に対して、高い変形量と低い変形量の該圧電素子群、該圧電プレート、又は該積層圧電プレートが、交互に並んでいることを特徴としている。

請求項７に記載のインクジェット記録ヘッドは、レベル分けした変形量の中心値に対して、高い変形量と低い変形量の圧電素子群、圧電プレート、又は積層圧電プレートが、交互に並んでいる。

このため、高い変形量の圧電素子群、積層圧電プレート、又は圧電プレートで印字される大きなドットと、低い変形量の圧電素子群、積層圧電プレート、又は圧電プレートで印字される小さなドットとが、行方向に交互に印字ピッチＰで印字される。

つまり、同一ライン上に大きなドットと小さなドットとが交互に印字ピッチＰの高周期で印字されるので、視覚的にはドットの大きさ（濃度）の違いが、認識されにくい。よって、印字品位が向上する。

請求項８に記載のインクジェット記録ヘッドは、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の構成において、異なるレベルの前記圧電素子群、前記圧電プレート、又は前記積層圧電プレートで構成される列の該圧電素子群、該圧電プレート、又は該積層圧電プレートは、列方向に隣り合う二つの該圧電素子群、該圧電プレート、又は該積層圧電プレートの変形量の平均値と、レベル分けした変形量の中心値とが略一致していることを特徴としている。

請求項８に記載のインクジェット記録ヘッドは、列方向に隣り合う二つの圧電素子群、圧電プレート、又は積層圧電プレートの変形量の平均値と、レベル分けした変形量の中心値とが略一致している。

このため、隣り合うドット同士の大きさ（濃度）の平均は、常に平均のドットの大きさ（濃度）と略同一となる。よって、印字品位が向上する。

請求項９に記載のインクジェット記録ヘッドは、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の構成において、隣り合う列の前記圧電素子群、前記圧電プレート、又は前記積層圧電プレートの境界において、行方向と直交する方向に投影すると、異なる行の該圧電素子群、該積層圧電プレート、又は該積層圧電プレートの前記ノズルが同一線上に重なるように前記ノズルが配置されていることを特徴としている。

請求項９に記載のインクジェット記録ヘッドは、隣り合う列の圧電素子群、圧電プレート、又は積層圧電プレートの境界において、行方向と直交する方向に投影すると、異なる行の圧電素子群、圧電プレート、又は積層圧電プレートのノズルが同一線上に重なるようにノズルが配置されている。よって、異なる行の圧電素子群、積層圧電プレート、又は圧電プレートで、列方向に対して同一ライン上に印字することができる。

例えば、レベルの低い圧電素子群、積層圧電プレート、又は圧電プレートが隣りあった場合、ドットの小さい列が連続する。このため、連続部分の濃度が低下し目立つ。しかし、この列に隣あるレベルの高い圧電素子群、積層圧電プレート、又は圧電プレートで印字したドットも同一列に含んで印字することで、連続部分の濃度低下を目立たなくできる。よって、印字品位が向上する。

請求項１０に記載のインクジェット記録ヘッドは、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の構成において、前記圧電素子群、前記圧電プレート、又は前記積層圧電プレートの行数をＬ、前記ノズル群間の行間隔をＴ、行方向のラインに沿った印字ピッチをＰ、ｎを任意の整数とするとき、Ｔ＝（（ｎ×Ｐ）＋（Ｐ／Ｌ））の関係とすることを特徴としている。

請求項１０に記載のインクジェット記録ヘッドは、圧電素子群、圧電プレート、又は積層圧電プレートの行数をＬ、ノズル群間の行間隔をＴ、行方向のラインに沿った印字ピッチをＰ、ｎを任意の整数とするとき、Ｔ＝（（ｎ×Ｐ）＋（Ｐ／Ｌ））の関係となっている。このため、Ｐ／Ｌの行間隔で印字され、各行は異なる圧電素子群、圧電プレート、又は積層圧電プレートで印字されるドットが形成される。

したがって、異なる圧電素子群、圧電プレート、又は積層圧電プレート、すなわち異なる大きさのドットが行方向に印字ピッチＰ、かつ、列方向にＰ／Ｌずれて印字される。よって、ドットとドットの間の隙間（白抜け部分）が埋められるので、より印字品位が向上する。

請求項１１に記載のインクジェット記録ヘッドは、請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の構成において、前記変位量は、前記圧電プレートの静電容量によって規定することを特徴としている。

請求項１１に記載のインクジェット記録ヘッドは、変位量を圧電プレートの静電容量によって規定している。よって、変位量を直接測定せずに静電容量を測定することでレベル分けできる。したがって、圧電プレート、又は積層圧電プレートを容易にレベル分けできる。

請求項１２に記載のインクジェット記録ヘッドは、請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の構成において、前記変位量は、前記圧電プレートの厚みによって規定することを特徴としている。

請求項１２に記載のインクジェット記録ヘッドは、変位量を圧電プレートの厚みによって規定している。よって、変位量を直接測定せずに圧電プレートの厚みを測定することでレベル分けできる。したがって、圧電プレート、又は積層圧電プレートを容易にレベル分けできる。

請求項１３に記載のインクジェット記録ヘッドは、請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載の構成において、前記圧電プレートは焼成によって作成され、焼成後に厚さを調整しないことを特徴としている。

請求項１３に記載のインクジェット記録ヘッドは、圧電プレートは焼成によって作成され、焼成後に厚さを調整しない。焼成後に厚さを調整しないので低コストであるが厚さ方向のバラツキが大きい。すなわち、圧電プレートのある一定の電圧に対する変位量のバラツキが大きい。

しかし、請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドは、使用可能な圧電プレートの範囲が広いので、焼成後の圧電プレートの変位量のバラツキが大きくても、使用できる圧電プレートが多い。したがって、歩留りが向上し、低コストでインクジェット記録ヘッドを製造できる。

請求項１４に記載のインクジェット記録装置は、請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドを搭載することを特徴としている。

請求項１４に記載のインクジェット記録装置は、請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドを搭載しているので、低コストのインクジェット記録装置となっている。

以上説明したように本発明によれば、圧電プレート、又は複数の圧電プレートを積層して接合した積層圧電プレートを、一定の電圧に対する変形量に対し、広範囲に使用可能とすることを目的とする。

以下、本発明に係るインクジェット記録ヘッドの第１実施形態を図面に基づき説明する。

図１に示すように、インクジェット記録ヘッド１１２は、インク滴Ｑ（図２（Ｂ）参照）を吐出するノズル１０と、インクを加圧し連通するノズル１０からインク滴Ｑを吐出させる圧力室１２と、ノズル１０と圧力室１２とを連通するノズル連通室１６と、圧力室１２と連通するインク供給路１８と、を有している。

図２に示すように、圧力室１２の上面には振動板３４が接着され、振動板３４の上面には、圧電素子３６が接着され、圧電素子３６の上面にはボール半田４０を介して配線基板３８が接合されている。なお、圧電素子３６の上下面には、電極２０２（図８（Ａ）参照）が形成されている。

また、圧力室１２には、インクを供給するインク供給路１８が連通している。そして、インク供給路１８と共通インク流路１４とが開口部２０で連通し、共通インク流路１４は、図示しないインク補給口に繋がっている。

なお、圧力室１２に対応する振動板３４と圧電素子３６とをアクチュエータ３５とする。そして、ノズル１０、圧力室１２、ノズル連通室１６、インク供給路１８、アクチュエータ３５でイジェクタ５０が構成される。

図３に示すように、インクジェット記録ヘッド１１２は、イジェクタ５０がマトリックス状に配列されたイジェクタ群５２がＸ方向に４列、Ｙ方向に２行、配列されている。なお、各イジェクタ群５２の各ノズル１０の群をノズル群１５２とする。

図４、図５に示すように、各イジェクタ群５２は、中心点Ｏを対象点に点対称となってアクチュエータ３５が配列されている。また、境界Ｋを境にアクチュエータ３５の向きが異なっている。なお、アクチュエータ３５の向きに合わせてイジェクタ５０も同様の向きとなっている。このような配列することで、Ｙ方向のイジェクタ群５２の境に配列されているアクチュエータ３５の向きがいずれも内側に向く。

図６はノズル１０の配列を模式的に表した図である。なお、図６は判りやすくする為、実際のノズル１０の数より少なく描いている。

各ノズル群１５２（イジェクタ群５２）のノズル１０はマトリックス状に配列され、また、Ｘ方向に投影するとＹ方向にそれぞれ間隔Ｍで配列されている。（ノズルピッチＭ）。また、ノズル群１５２（イジェクタ群５２）の行数をＬ（本実施形態では２行）とすると、ノズル群１５２（イジェクタ群５２）の各列は互いに行方向（Ｙ方向）にＭ／Ｌずれている。

したがって、図６（Ｂ）に示すように、ノズル１０をＸ方向に投影すると間隔Ｐ（印字ピッチＰ）＝Ｍ／Ｌで並んでいる。

また、図３、図６に示すように、Ｙ方向のイジェクタ群５２間に隙間Ｓが開いているが、ノズル１０の間隔Ｍ（ノズルピッチ）は等間隔となっている。これは、上述したように、Ｙ方向のイジェクタ群５２の境に配列されているアクチュエータ３５の向きがいずれも内側に向いているからである。（図４参照）。

さて、このようなインクジェット記録ヘッド１１２は、図１（Ｂ）の矢印Ｆのように、インクジェット記録ヘッド１１２の図示しないインク補給口から導入されたインクが共通インク流路１４に充填され、この共通インク流路１４からインク供給路１８を通り、各圧力室１２にインクが充填される。

図２（Ｂ）に示すように、各圧力室１２にインクが充填された状態で、駆動電圧波形が圧電素子３６に印加されると、圧電素子３６と共に振動板３４が点線ので示すように撓み変形し、圧力室１２のインクが加圧され、ノズル１０からインク滴Ｑが吐出する。

つぎにインクジェット記録ヘッド１１２の製造方法の概要を以下に記す。

図７（Ａ）に示すように、ノズル１０が形成されるノズルプレート２２と、ノズル連通室１６と共通インク流路１４となる孔が形成されたインクプールプレート２４、２６と、ノズル連通室１６と共通インク流路１４の開口部２０となる孔とが形成されたスループレート２８と、インク供給路１８となる孔が形成されたインク供給路プレート３０と、圧力室１２となる孔が形成された圧力室プレート３２とを順番に積層し接合する。

なお、ノズルプレート２２の材質はポリイミドであり、ノズルプレート２２、インクプールプレート２４、２６、スループレート２８、圧力室プレート３２の材質はＳＵＳである。

つぎに、図７（Ｂ）に示すように、ノズルプレート２２の表面に撥水コート膜（図示せず）を被覆すると共に、エキシマレーザＢでノズル１０を開ける。

さて一方、図８（Ａ）に示すように、直径Ｄ（最大長）が約１２ｍｍ、厚さｔが約４０μｍの円形の圧電プレート２００を焼成して作製する。

なお、厚さｔは、１０μｍ以下であると破損しやすく、以降の工程で取り扱いにくい。更に、ピンホールの影響を受けやすく、ショートや絶縁破壊による収率低下の原因となる。また、７５μｍ以上であると撓み変形しにくいため、薄く削る必要がある。したがって、焼成後に厚さを調整しない厚みとして１０μｍから７５μｍが適している。なお、本実施形態では、厚さｔは約４０μｍで１０μｍから７５μｍであるので、以降の工程で厚さの調整工程が必要ない。

なお、使用可能な焼成後の厚さｔの範囲についての詳細は後述する。

更に、最大長Ｄと厚さｔとの関係が、Ｄ＞５００ｔであると、大きさ（最大長Ｄ）に対して厚みが薄すぎ取り扱いにくい。また、圧電プレートを焼成しにくい。したがって、焼成後の厚さｔと最大長Ｄとの関係はＤ≦５００ｔが滴している。なお、本実施形態は、最大長Ｄ（約１２ｍｍ）と厚さｔ（約４０μｍ）との関係は、Ｄ≦５００ｔとなっている。

また、このとき電極２０２（材質ＡｇＰｄｂ、厚さ１２μｍ）も同時に両面に形成する。

このように電極２０２を圧電プレート２００の焼成と同時に焼つ付け可能なのは、圧電プレート２００を焼成後に厚みを調整しないで使用可能であるからである。また、電極２０２を圧電プレート２００の焼成と同時に焼つ付けているので、製造工程が簡素化され低コストで製造できる。

なお、圧電プレート２００の焼成後に、電極２０２を焼き付けても良い。この場合は、圧電プレート２００の焼成温度より低い温度で電極２０２を形成することができる。したがって、電極２０２に用いる材料選択の幅が広くなる。

また、図８（Ａ）では、判りやすくするため、電極２０２を厚く描いている。更に、図８（Ａ）以外では電極２０２は省略している。

つぎに、図８（Ｂ）に示すように、圧電プレート２００を切り出し、一辺Ｈが約７．０ｍｍの正方形の圧電プレート２０４とする。

図８（Ｃ）に示すように、圧電プレート２０４を、所定の温度で加熱すると発泡して接着力が大幅に低下する性質を有する熱発泡性接着フィルム２０６を介して中間保持部材２０８に接着する。本実施形態の場合は、４列×２行、合計８枚の圧電プレート２０４を並べて接着している。

なお、本実施形態は、厚さｔが約４０μｍと薄い圧電プレート２０４であるが、前述したように、最大長Ｄ（約１２ｍｍ）と厚さｔ（約４０μｍ）との関係が、Ｄ≦５００ｔとなっており、このような接着工程でも取扱いは容易であり、歩留りが悪化することは無い。

また、このように薄くて小さな圧電プレート２０４を４列×２行と並べて構成することで長尺化している。このため、圧電プレート２０４を焼成後の厚みを調整しないで使用できるのて、従来のように、圧電プレートをラップ加工等で削って薄くする必要がなく、低コストで製造できる。

なお、この圧電プレート２０４の並べ方の詳細は後述する。

更に、厚く焼いた圧電プレートをラップ加工等によって薄くする工法と比べ、ラップ加工等で削る余分な圧電材料がなく、材料コストが低い。また、削って廃棄する圧電材料がないので環境問題にも対応している。

図８（Ｄ）に示すように、例えばサンドブラスト加工等の機械的加工で各圧電プレート２０４を、圧力室１２（図２参照）に対応させて分断し、複数の圧電素子３６とする。

なお、分断する方法は、その他の方法であっても良い。例えば、エッチング加工等の化学的加工で圧電プレート２０４を複数の圧電素子３６に分割しても良い。なお、化学的加工は、例えば、サンドブラスト加工などの機械加工に対して圧電プレート２０４に加わる加工応力の影響がないので、破損等の不良発生が無い。

この１枚の圧電プレート２０４から作製される複数の圧電素子３６が、上述したイジェクタ群５２に対応した圧電素子群２５２となっている。

また、図４、図５に示すように、圧電素子３６は圧電素子群２５２（イジェクタ群５２）の中心Ｏを対象点に点対称となって配置されている。このため、図２にも示すように、ノズル１０の間隔Ｍは均等となっているが、圧電素子群２５２（イジェクタ群５２）の圧電素子３６間に隙間Ｓが開いているので組付性に問題が生じない。

そして、図７（Ｄ）に示すように、圧電素子３６が形成された中間保持部材２０８の圧電素子３６面を振動板３４に接合する。

図７（Ｅ）に示すように、振動板３４に接着後、中間保持部材２０８を加熱して熱発泡性接着フィルム２０６の接着力を低減させ、中間保持部材２０８を剥離する。

最後に図７（Ｆ）に示すように、圧電素子３６毎にボール半田４０を形成した配線基板３８を圧電素子３６と接合する。

圧電素子３６の両面には電極２０２（図８（Ａ）参照）が形成されているので、電極２０２、すなわち圧電素子３６と配線基板３８とは電気的に接続されている。また、配線基板３８と振動板３４とは導電性の接着剤などで接続されている。

なお、図８（Ｄ）の各圧電プレート２０４を圧力室１２に対応させて分断し複数の圧電素子３６とする工程を、図７（Ｅ）圧電プレート２０４を振動板３４に接合し、中間保持部材２０８を剥離した後に複数の圧電素子３６に分断してもよい。つまり、図８（Ｄ）の工程を、図７（Ｅ）と図７（Ｆ）との間に持ってきても良い、
このように、圧電プレート２０４を振動板３４に接合した後に複数の圧電素子３６に分断すると、直接、圧力室１２の位置を確認しながら複数の圧電素子３６に分割することができる。このため、圧力室１２と圧電素子３６との位置決め精度が向上する。したがって、インク滴Ｑ（図２（Ｂ）参照）の吐出特性のバラツキが低減できる。

また、振動板３４と圧電素子３６との間に接着剤がハミ出すことが無い。したがって、接着剤のハミ出しによるインク滴Ｑの吐出特性の低下やバラツキが低減できる。

更に、圧電素子群２５２（圧電プレート２０４）を縦横２列以上（本実施形では４列×２行）並べ、１枚の圧電プレート２０４を小さくすることで、焼成後に厚さの調整をせずに圧電プレート２０４を使用を可能にした。このため、圧電プレート２０４の厚さ方向への加工に関わるコスト削減できる。また、薄い（本実施形態では約４０μｍ）の圧電プレート２０４であっても、サイズ（本実施形態では一辺Ｈが約７．０ｍｍの正方形）が小さいので破損しにくい。

したがって、製造工程での取り扱い性が良く、製造工程での不具合を低下させ、低コスト化が可能となる。さらには圧電プレート２００と電極２０２と同時に焼成し、そのまま使用するため、焼成後に別途、電極２０２の形成を行う分のコストが低減される。

このように、低コストでインクジェット記録ヘッド１１２の長尺化が可能となっている。

さて、本実施形態のインクジェット記録ヘッド１１２は、今まで説明してきたように焼成後の圧電プレート２００の厚さ（ｔ＝約４０μｍ）は、調整しないで使用している。このため低コストで圧電プレート２００を作製できる。

しかし、焼成後の圧電プレート２００は厚さにバラツキが多い。厚さが異なると一定の電圧をかけたときの圧電素子３８の変位量（図２（Ｂ）の点線で示すアクチュエータ３５の撓み量）が異なる。

変位量が異なると図１５のグラフに示すように、圧力室１２の排除体積が異なる。すなわち、インク滴Ｑ（図２（Ｂ）参照）の滴量（インク吐出量）が変わる。よって、記録媒体にインク滴Ｑが着弾して形成されるドットの大きさが異なってくる。

図１５のグラフに示すように、適切なインク滴量となる圧電プレート２００の厚みの範囲（３８μｍ≦ｔ≦４２μｍ）をレベル２、レベル２より少ないインク滴量となる圧電プレート２００の厚み（３７μｍ≦ｔ＜３８μｍ）をレベル１、レベル２より多いインク滴量となる圧電プレート２００の厚み（４２μｍ＜ｔ≦４３μｍ）をレベル３とする。

そして、レベル１の圧電プレート２００（圧電素子群２５２）の圧電素子３８が吐出したインク滴Ｑが記録媒体に着弾して形成する大きさのドットをドット１とする。同様に、レベル２はドット２、レベル３はドット３と対応する。

さて、レベル２のみを使用した場合は、図２６（Ａ）のように良好な画像形成ができる。しかし、レベル１のみを使用すると図２６（Ｂ）のようにドットが小さすぎ、また、レベル３のみを使用すると図２６（Ｃ）のようにドットが大きすぎ、いずれも良好な画像形成ができない。

したがって、レベル２以外の圧電プレート２００は廃棄するしかなく、歩留りの低下をまねく。

そこで、本実施形態では、圧電素子群２５２（圧電プレート２０４）の配置（図３、図８（Ｃ）、（Ｄ）参考）を、以下のように配置することで、レベル１とレベル３の圧電プレート２００も使用可能としている。

なお、圧電素子３８の一定の電圧に対する変位量は、上述したように圧電プレート２００の厚みを測定することで予測できる。したがって、本実施形態では、圧電素子３８の一定の電圧に対する変位量は、圧電プレート２００の厚さｔを測定し、レベル分けしている。よって、容易に圧電プレート２００をレベル分けできる。

なお、圧電素子３８の一定の電圧に対する変位量は、圧電プレート２００の静電容量を測定することでも予測できる。よって、圧電プレート２００の静電容量を測定しても、容易にレベル分けできる。

さて、前述したように、ノズル１０をＸ方向に投影すると間隔Ｐ（印字ピッチＰ）＝Ｍ／２で並んでいる。（図６参照）。

そして、図６（Ｂ）に示すように、Ｙ方向のライン上には、図中の上行の圧電素子群２５２の圧電素子３８が吐出したインク滴と、下行の圧電素子群２５２の圧電素子３８が吐出したインク滴とが、交互にドットを形成していく。

よって、図１６（Ａ）に示すように、Ｘ方向にレベル１とレベル３との圧電素子群２５２とを並べると、図１６（Ｂ）のようにＹ方向にレベル１のドット１とレベル３とのドット３とが交互に形成される。

このようにドット１とドット３とが高周波（印字ピッチＰ毎）で繰り返されるので、視覚的にはドットの大きさの違いが殆ど認識されない。また、隣り合うドットの大きさの平均（（ドット１＋ドット３）／２）は、レベル２と同等の濃度（ドット２）となっている。更に、印字ライン全体としてドットの大きさ（濃度）も平均化、すなわち、レベル２と同等の濃度（ドット２）となっている。

したがって、レベル１とレベル３の圧電プレート２００を使用しても印字品位が低下しない。よって、使用できる圧電プレート２００の厚みの範囲が広くなり、歩留りが向上する。

なお、圧電素子群２５２（圧電プレート２０４）の配置は上記配置以外も考えられる。以下に、他の例を説明する。

図１７（Ａ）に示すように、レベル２の圧電素子群２５２の列を含んで構成してもよい。

このような構成とすると、図１７（Ｂ）に示すように、ドット１とドット３とが交互に形成された後、ドット２が続き、そして再び、ドット１とドット３とが交互に形成された後、ドット２が続くパターンとなる。

あるいは、３段階のレベルでなく、より細かく、例えば、図１８のグラフに示すようにＬｖ１からＬｖ５の５段階にレベル分けしても良い。なお、同様に、レベル４はドット４、レベル５はドット５と対応する。

図１９（Ａ）に示すように、レベル１とレベル５とをＸ方向に交互に並べると、図１９（Ｂ）に示すように、ドット１とドット５とが高周波（印字ピッチＰ毎）で繰り返される。

あるいは、図２０（Ａ）に示すように、レベル１とレベル５、レベル２とレベル４、そしてレベル３の組み合わせであっても良い。

このような構成では、図２０（Ｂ）に示すように、ドット１とドット５とが交互に形成された後、ドット２とドット４とが交互に形成され、そしてドット３が形成されるパターンとなる。

このようなパターンも、大きな（高濃度の）ドット５、４と小さな（低濃度の）ドット１、２とが高周波（印字ピッチＰ）で繰り返されるので、視覚的にはドットの大きさの違いが殆ど認識されない。

つぎに、本発明に係るインクジェット記録ヘッドの第２実施形態を図面に基づき説明する。なお、第１実施形態で説明した部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

第１実施形態では、圧電素子群２５２（圧電プレート２０４）は、Ｘ方向に４列、Ｙ方向に２行の構成であったが、第２実施形態のインクジェット記録ヘッド２１２は、図２１に示すように、圧電素子群２５２（圧電プレート２０４）は、３行×３列の構成となっている。

各ノズル群１５２のノズル１０はマトリックス状に配置され、また、Ｙ方向にそれぞれＭ間隔に配置されている。（ノズルピッチＭ）。なお、図２１は判りやすくする為、実際のノズル１０の数より少なく描いている。

また、Ｙ方向のノズル群１５２は、行数Ｌ（本実施形態では３）とすると、Ｙ方向にＭ／Ｌずれている。したがって、ノズルを１０方向にＸ方向に投影すると間隔Ｐ（印字ピッチＰ）＝Ｍ／３で並んでいる。

このような３行×３列で構成されている圧電素子群２５２（圧電プレート２０４）の配置例を説明する。

図２２（Ａ）に示すように、Ｘ方向にレベル１、２、３と並べると、図２２（Ｂ）のようにＹ方向にドット１、２、３が連続して繰り返し形成される。このようにドット１、ドット２、ドット３が高周波（印字ピッチＰ毎）で繰り返されるので、視覚的にはドットの大きさの違いが殆ど認識されない。また、更に、印字ライン全体としてドットの大きさ（濃度）も平均化（（ドット１＋ドット２＋ドット３）／３）、すなわち、レベル２と同等の濃度（ドット２）となっている。

あるいは、図２３（Ａ）に示すように、レベル１とレベル３とをＸ方向に交互に並べ、図２３（Ｂ）のようにＹ方向にドット１とドット３とが繰り返し形成されるようにしても良い。このようにドット１とドット３とが高周波（印字ピッチＰ毎）で繰り返されるので、視覚的にはドットの大きさの違いが殆ど認識されない。また、隣り合うドットの大きさの平均（（レベル１＋レベル３）／２）は、レベル２と同等の濃度となっている。

つぎに、本発明に係るインクジェット記録ヘッドの第３実施形態を図面に基づき説明する。なお、第１実施形態及び第２実施形態で説明した部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

第３実施形態のインクジェット記録ヘッド３１２の圧電素子群２５２（圧電プレート２０４）の配置は、図１７（Ａ）と同様である。

しかし、図１７（Ａ）に示す、レベル１、３の繰り返しから、レベル２への切り替わり部Ｊでは（圧電素子群２５２の境界において）、図２４（Ａ）に示すように、Ｘ方向に投影すると、異なるＹ方向の圧電素子群２５２（レベル１とレベル２）のノズル１０が同一線上（Ｒ部）に重なるようにノズル１０が配置されていることを特徴としている。なお、図２４（Ａ）は判りやすくするため、実際のノズル１０の数より少なく描いている。

つまり、Ｒ部では、レベル１の圧電素子群２５２とレベル２の圧電素子群２５２との両方のレベルの圧電素子群２５２でドット（ドット１とドット２）の形成が可能となっている。

さて、図１７（Ｂ）では、レベル１、３の繰り返しから、レベル２への切り替わり部Ｊでは、ドット１とドット２とがＹ方向に並んでいる。このため切り替わり部Ｊは低濃度となっている。

本実施形態では、上述したように、この切り替わり部のＹ方向のラインはレベル１とレベル２、すなわちドット１とドット２が形成可能となっている。（図１２４（Ａ）参照）。

したがって、図２４（Ｂ）に示すように、Ｒ部（Ｘ方向）にドット１とドット２とを混在させて形成することで、Ｒ部は低濃度でなくなり、印字品位が向上する。

つぎに、本発明に係るインクジェット記録ヘッドの第４実施形態を図面に基づき説明する。なお、第１実施形態から第３実施形態で説明した部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

第３実施形態のインクジェット記録ヘッド４１２の圧電素子群２５２（圧電プレート２０４）の配置は、図１６（Ａ）と同様である。

図２５（Ａ）に示すように、圧電素子群２５２のＸ方向の行数Ｌ（本実施形態では２）、ノズル群１５２間のＸ方向の間隔をＴ、Ｙ方向のラインに沿った印字ピッチをＰ、ｎを任意の整数とするとき、Ｔ＝（（ｎ×Ｐ）＋（Ｐ／Ｌ））の関係となっている。なお、図２５（Ａ）は判りやすくするため、実際のノズル１０の数より少なく描いている。

このように配置すると、図２５（Ｂ）に示すように上行の圧電素子群２５２の圧電素子３８で吐出するインク滴Ｑが形成するドットと、下行の圧電素子群２５２の圧電素子３８が吐出するインク滴Ｑが形成するドットとが、Ｙ方向に印字ピッチＰ、かつ、Ｘ方向にＰ／２ピッチずれて形成される。

したがって、図１７（Ｂ）と図２５（Ｂ）とを比較すると判るように、各ドットの隙間が少なくなり、印字品位がより向上する。

つぎに、第１実施形態から第４実施形態のインクジェット記録ヘッド１１２、２１２、３１２、４１２のいずれかを搭載したインクジェット記録装置１０２について説明する。なお、以下の説明では、第１実施形態のインクジェット記録ヘッド１１２を搭載した例で説明する。

図１３に示すように、インクジェット記録装置１０２はインクジェット記録ヘッド１１２を搭載するキャリッジ１０４、キャリッジ１０４を主走査方向Ｘに走査する為の主走査機構１０６、記録媒体としての記録紙ＰＥを副走査方向Ｙに走査する為の副走査機構１０８、及びインクジェット記録ヘッド１１２の吐出特性を回復するメンテナンスステーション１１０等を含んで構成されている。

インクジェット記録ヘッド１１２は、ノズル１０が形成されたノズルプレート２２（図１、２参照）が記録紙ＰＥと対向するようにキャリッジ１０４上に搭載されており、主走査機構１０６によって主走査方向Ｘに移動されながら記録紙ＰＥに対してインク滴Ｑ（図２（Ｂ）参照）を吐出し、一定のバンド領域ＢＥに対して画像の記録を行う。なお、本地実施形態の場合は、図３、図６、図１６、図１７、及び図１９から図２５に示す、Ｙ方向が記録紙ＰＥの搬送方向（副走査方向Ｙ）となり、Ｘ方向が主走査Ｘに対応する。

そして、主走査方向Ｘへの１回の移動が終了すると、副走査機構１０８によって記録紙ＰＥが副走査方向Ｙに搬送され、再びキャリッジ１０４を主走査方向Ｘに移動させながら次のバンド領域ＢＥを記録する。こうした動作を複数回繰り返すことにより、記録紙ＰＥの全面にわたって画像記録を行うことができる。

なお、上記実施の形態では、インクジェット記録ヘッド１１２をキャリッジ１０４で走査しながら記録を行ったが、これに限定されるものではない。例えば、図１４に示すように、インクジェット記録ヘッド１１２は、ノズル１０を記録紙ＰＥの全般にわたって配置する構成とし、インクジェット記録ヘッド１１２は固定して、記録媒体のみを搬送しながら記録を行う、いわゆるＦＷＡ（Ｆｕｌｌ Ｗｉｄｔｈ Ａｒｒａｙ）方式と呼ばれるインクジェット記録装置３０２であってもよい。

インクジェット記録装置３０２は、インクジェット記録ヘッド１１２を主走査方向Ｙに移動させることなく記録紙ＰＥを副走査方向Ｘに送るのみで記録紙ＰＥ全面に画像が形成されるため、高速に画像形成が行うことができる。

なお、本実施形態の場合は、図３、図６、図１６、図１７、及び図１９から図２５に示す、Ｘ方向が記録紙ＰＥの搬送方向（副走査方向Ｘ）となり、Ｙ方向が主走査方向Ｙである。

なお、インクジェット記録ヘッド１１２は、インクジェット記録装置３０２で想定される記録紙ＰＥの最大幅Ｗと同程度、若しくは、更に、広い幅を記録可能なノズル１０の行幅（図３及び図６でのＹ方向のノズル１０の行幅）を有している。

また、このように長尺のインクジェット記録ヘッド１１２であるが、今まで説明したように、圧電プレート２０４はＹ方向（記録紙ＰＥの搬送方向（副走査方向Ｘ）と直交する方向）に２列以上並べて配置しているため、１枚の圧電プレート２０４を小さくすることができるので、低コストで長尺化されている。

尚、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施形態では、１枚の圧電プレート２０４を分割し、複数の圧電素子３６を形成したが、これに限定されない。

例えば、以下に説明する構成のインクジェット記録ヘッドであっても良い。なお、上記実施形態で説明した部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図９に示すように、インクジェット記録ヘッド５１２は、複数の圧電プレート５０４を積層して接合した積層圧電プレート５３８を各圧力室１２毎に個別駆動可能とし、この積層圧電プレート５３８を、振動板を介さずに圧力室プレート３２に接合している。

積層圧電プレート５３８は、圧電プレート５０４、内部負電極層５４２、及び各圧力室１２に対応するように分割された内部正電極層５４４、を複数積層して構成している。

積層圧電プレート５３８は、内部負電極層５４２と内部正電極層５４４とに挟まれた活性部５４６と、挟まれていない不活性部５４８とを有している。そして、活性部５４６が各圧力室１２に対応するように圧力室プレート３２に接合されている。

つぎに、インクジェット記録ヘッド５１２の製造方法の概要を以下に記す。

まず、積層圧電プレート５３８の製造方法について説明する。

上記実施形態で説明した直径Ｄが約１２ｍｍの圧電プレート２００を焼成し、その後、一辺Ｈが約７．０ｍｍの正方形に切りだす。（図８（Ａ）、（Ｂ）参考）。

このとき、上記実施形態と異なり、図１０に示すように、圧電プレート５０４の一方の面のみに内部正電極層５４４と電極取出部５４５とを同時に形成する。この内部正電極層５４４と電極取出部５４５とが形成された圧電プレート５０４をグリーンシート５５０とする。また、別の圧電プレート５０４には、一方の面にのみ内部負電極層５４２と電極取出部５４３とを同時に形成する。この内部負電極層５４２と電極取出部５４３とが形成された圧電プレート５０４をグリーンシート５５１とする。

なお、図１０では、判りやすくするため、内部負電極層５４２は６つに分割されているが、実際は第１実施形態で示した圧電素子３６に相当するように、更に細かく多数に分割されている。

そして、グリーンシート５５０とグリーンシート５５１とを交互に所定枚数を積層し、その最上部に内部正電極層５４４、内部負電極層５４２が形成されていない圧電プレート５０４を積層する。そして、全体を加熱プレスし、脱脂、焼結等を施す。

つぎに、図１１に示すように、電極取出部５４３、５４５が露出している箇所に外部負電極５５２、外部正電極５５４を取り付ける。そして、シリコンオイルなどの絶縁オイルが満たされた図示しないオイルバス中に浸し、外部負電極５５２と外部正電極５５４との間に２．５ｋＶ程度の電界を印加し、分極処理を施す。

以上のようにして、図１１に示す、積層圧電プレート５３８が作られる。

そして、積層圧電プレート５３８を、図８（Ｃ）で説明したと同様に、積層圧電プレート５３８を縦横２列以上（本実施形では４列×２行）並べ、所定の温度で加熱すると発泡して接着力が大幅に低下する性質を有する熱発泡性接着フィルム２０６を介して中間保持部材２０８に接着する。

なお、積層圧電プレート５３８の並べ方は、一定の電圧に対する変位量に積層圧電プレート５３８をレベル分けし、上記実施形態と同様に配置する。

つづいて、上記実施形態で説明した図７（Ａ）（Ｂ）までは、同様の工程であるが、図７（Ｃ）に示す振動板３４接合工程は省かれる。

中間保持部材２０８の積層圧電プレート５３８面を圧力室プレート３２に接合し、中間保持部材２０８を加熱して熱発泡性接着フィルム２０６の接着力を低減させ、中間保持部材２０８を剥離する。

なお、インクジェット記録ヘッド５１２には、図１２に示すような電気回路が設けられている。この電気回路において、駆動電源５６０の負極側と積層圧電プレート５３８の外部負電極５５２とは接地されており、駆動電源５６０の正極側は開閉スイッチ５６２を介して、積層圧電プレート５３８の各外部正電極５５４に接続されている。

つぎに、インクジェット記録ヘッド５１２の動作について説明する。

各開閉スイッチ５６２が、図示しない制御回路によって閉じられることにより、駆動電源５６０から所定の活性部５４６に位置する内部負電極層５４２と内部正電極層５４４との間に駆動電圧が印加される。このように電圧が印加されると、それらの間に位置する圧電プレート５０４にバイアス電圧が印加され、活性部５４６が図１２に示すように上下方向に伸張し、圧力室１２を加圧する。そして、ノズル１０からインク滴Ｑ（図２（Ｂ）参考）が吐出する。

つぎに、本実施の形態のインクジェット記録ヘッド５１２の作用を説明する。

上記実施形態と同様に、一定の電圧に対する変位量に積層圧電プレート５３８をレベル分けして配置することで、上記実施形態と同様の作用を奏す。また更に、以下の作用も奏す。

今まで、説明したようにインクジェット記録ヘッド５１２は、１つの積層圧電プレート５３８で複数の圧力室１２を個別駆動し加圧することができる。したがって、構造が簡略化され、また、複数の圧電素子３６に分割する工程（図８（Ｄ）参照）が無い。更に、振動板３４も必要ない。したがって、複数の製造工程が省略でき、また材料費（振動板３４）も削減できるので、製造コストが低減する。

また、複数の圧電素子に分割するため、例えば、サンドブラスト加工などの機械加工時に積層圧電プレート５３８に加わる加工応力の影響による積層圧電プレート５３８の破損等の不良発生が無いので好適である。

更に、小型の薄い複数の圧電プレート５０４を積層して接合した積層圧電プレート５３８は、低電圧で駆動可能である。よって、効率よく撓み変形する
なお、本実施形態では、複数の圧電プレート５０４を積層して接合した積層圧電プレート５３８を用いたが、これに限定されない。例えば、１枚の圧電プレートを圧力室１２毎に個別駆動可能として使用しても良い。

また、例えば、第１実施形態から第３実施形態では、１枚の圧電プレート２０４を分割して圧電素子を形成したが、複数の圧電プレートを積層して接合した積層圧電プレートを分割して圧電素子を形成しても良い。

また、例えば、上記実施形態では、いずれも焼成後の圧電プレート２００の厚さを加工しない場合について記載しているが、これに限定されない。焼成後に圧電プレートを加工する場合においても、使用できる圧電プレートの範囲が広いので、加工精度がラフでよく、やはり低コストでインクジェット記録ヘッドを製造できる。

また、例えば、圧電素子群２５２、圧電プレート２０４、積層圧電プレート５３８、の配置は、上記実施形態で説明した配置以外でも良い。記録媒体の搬送方向、又は搬送方向と直交方向のライン上を異なるレベルの圧電素子群の圧電素子で吐出したインク滴で印字可能に、または、圧電プレート、積層圧電プレートを個別駆動して吐出したインク滴で印字可能に、圧電素子群、圧電プレート、又は積層圧電プレートを配置し、同一ライン上に異なる大きさのドットを印字し、ドットの違いが視覚的にはあまり認識されず、印字品位を維持できれば良い。

なお、本発明のインクジェット記録装置において画像記録の対象となる「記録媒体」には、インクジェット記録装置がインク滴を吐出する対象物であれば広く含まれる。また、インク滴が記録媒体上に付着されることで得られる記録媒体上のドットのパターンが、本発明の記録装置で得られる「画像」あるいは「記録画像」に広く含まれる。したがって、本発明のインクジェット記録装置は、記録紙上への文字や画像の記録に用いられるものに限定されない。また、記録媒体には、記録紙やＯＨＰシートなどが含まれるのはもちろんであるが、これら以外にも、たとえば、配線パターン等が形成される基板などが含まれる。また、「画像」には、一般的な画像（文字、絵、写真など）のみならず、上記したような配線パターンや３次元物体、有機薄膜などが含まれる。吐出する液体も着色インクに限定されるわけではない。例えば、高分子フィルムやガラス上に着色インクを吐出して行うディスプレイ用のカラーフィルターの作製、溶融状態のハンダを基板上に吐出して行う部品実装用のバンプの形成、有機ＥＬ溶液を基板上に吐出させて行うＥＬディスプレイパネルの形成、溶融状態のハンダを基板上に吐出して行う電気実装用のバンプの形成など、様々な工業的用途を対象とした液滴噴射装置一般に対して、本発明のインクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置を適用することが可能である。

（Ａ）は、本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの要部を示す断面斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＺ部分の拡大図である。 （Ａ）は、本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録ヘッドのイジェクタを平面視した図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面の断面図である。 本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを平面視した図である。 本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録ヘッドのイジェクタ群を平面視した図である。 本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録ヘッドのイジェクタ群を平面視した拡大図である。 （Ａ）は、本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録ヘッドのノズル配置を模式的に示した図であり、（Ｂ）は、Ｘ方向にノズルを投影した図である。 本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造工程を（Ａ）から（Ｆ）へと順番に模式的に示した図である。 本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの圧電プレートの製造工程、中間保持部材に接合する工程、各圧電素子に分割する工程を（Ａ）から（Ｄ）へと順番に模式的に示した図である。 本発明のその他の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの要部の断面図である。 本発明のその他の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドのグリーンシートを模式的に示す図である。 本発明のその他の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの積層圧電プレートを模式的に示す図である。 本発明のその他の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの動作を説明する説明図である。 本発明の第１実施形態から第４実施形態に係るインクジェット記録ヘッドのいずれかを使用するインクジェット記録装置を示す図である。 本発明の第１実施形態から第４実施形態に係るインクジェット記録ヘッドのいずれかを使用するその他のインクジェット記録装置を示す図である。 圧電素子厚と排除体積の関係を示し、圧電プレートを３段階にレベル分けをする範囲を示した図である。 （Ａ）は本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの圧電素子群の並べ方を模式的に示し、（Ｂ）はドットが形成されるパターンを模式的に示す図である。 （Ａ）は本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの圧電素子群のその他の並べ方を模式的に示し、（Ｂ）はドットが形成されるパターンを模式的に示す図である。 圧電素子厚と排除体積の関係を示し、圧電プレートを５段階にレベル分けをする範囲を示した図である。 （Ａ）は本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの圧電素子群のその他の並べ方を模式的に示し、（Ｂ）はドットが形成されるパターンを模式的に示す図である。 （Ａ）は本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの圧電素子群のその他の並べ方を模式的に示し、（Ｂ）はドットが形成されるパターンを模式的に示す図である。 （Ａ）は、本発明の第２実施形態に係るインクジェット記録ヘッドのノズル配置を模式的に示した図であり、（Ｂ）は、Ｘ方向にノズルを投影した図である。 （Ａ）は本発明の第２実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの圧電素子群の並べ方を模式的に示し、（Ｂ）はドットが形成されるパターンを模式的に示す図である。 （Ａ）は本発明の第２実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの圧電素子群のその他の並べ方を模式的に示し、（Ｂ）はドットが形成されるパターンを模式的に示す図である （Ａ）は本発明の第３実施形態に係るインクジェット記録ヘッドのノズル配置を模式的に示した図であり、（Ｂ）はドットが形成されるパターンを模式的に示す図である。 （Ａ）は本発明の第４実施形態に係るインクジェット記録ヘッドのノズル配置を模式的に示した図であり、（Ｂ）はドットが形成されるパターンを模式的に示す図である。 従来のインクジェット記録ヘッドおいて、（Ａ）はレベル２の圧電プレートのみを使用した場合のドットのパターンを示し、（Ｂ）はレベル１の圧電プレートのみを使用した場合のドットのパターンを示し、（Ｃ）はレベル３の圧電プレートのみを使用した場合のドットのパターンを示す図である。

符号の説明

１０ ノズル
１２ 圧力室
２２ ノズルプレート
３６ 圧電素子
５２ イジェクタ群
１０２ インクジェット記録装置
１１２ インクジェット記録ヘッド
１５２ ノズル群
２５２ 圧電素子群
５３８ 積層圧電プレート
５４２ 内部負電極層（電極）
５４４ 内部正電極層（電極）
ＰＥ 記録紙（記録媒体）
Ｑ インク滴

Claims (14)

1. １枚の圧電プレート、又は、複数の前記圧電プレートを積層して接合した積層圧電プレートを複数の圧電素子に分割して構成された圧電素子群で、インクが充填される複数の圧力室を個々に加減圧して該圧力室に連通するノズルから記録媒体にインク滴を吐出しするインクジェット記録ヘッドであって、
   前記圧電素子群を一定の電圧に対する変位量の大きさでレベル分けし、
   前記記録媒体の搬送方向を行方向、行方向と交差する方向を列方向とするとき、
   前記記録媒体が搬送されていない状態で、当該インクジェット記録ヘッドが行方向と直交する方向に移動しながらインク滴を吐出して印字する構成とされ、
   ２行２列以上に前記圧電素子群を配置し、
   行方向のラインに沿った印字ピッチをＰ、前記圧電素子群の行数をＬ、前記圧電素子群の前記圧電素子が加減圧する前記圧力室に連通する前記ノズルでノズル群を構成し前記ノズル群を行方向と直交する方向に投影したときのノズルピッチをＭ、とするとき、
   Ｐ＝Ｍ／Ｌとなるように行方向に前記ノズル群がずれて配置され、
   変位量の大きさが異なるレベルの前記圧電素子群を含んで構成された列を１列以上有し、
   列方向に並んだ前記圧電素子群の順番で前記ノズルからインク滴が吐出されることによって、行方向に印字ピッチＰで印字される、
   ことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
2. １枚の圧電プレート、又は、複数の前記圧電プレートを積層して接合した積層圧電プレートを複数の圧電素子に分割して構成された圧電素子群で、インクが充填される複数の圧力室を個々に加減圧して該圧力室に連通するノズルから記録媒体にインク滴を吐出するインクジェット記録ヘッドであって、
   前記圧電素子群を一定の電圧に対する変位量の大きさでレベル分けし、
   前記記録媒体の搬送方向と直交する方向を行方向、行方向と交差する方向を列方向とするとき、
   当該インクジェット記録ヘッドが固定された状態で、前記記録媒体を搬送させながらインク滴を吐出して印字する構成とされ、
   ２行２列以上に前記圧電素子群を配置し、
   行方向のラインに沿った印字ピッチをＰ、前記圧電素子群の行数をＬ、前記圧電素子群の前記圧電素子が加減圧する前記圧力室に連通する前記ノズルでノズル群を構成し前記ノズル群を行方向と直交する方向に投影したときのノズルピッチをＭ、とするとき、
   Ｐ＝Ｍ／Ｌとなるように行方向に前記ノズル群がずれて配置され、
   変位量の大きさが異なるレベルの前記圧電素子群を含んで構成された列を１列以上有し、
   列方向に並んだ前記圧電素子群の順番で前記ノズルからインク滴が吐出されることによって、行方向に印字ピッチＰで印字される、
   ことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
3. インクが充填される複数の圧力室を、前記圧力室毎に個別駆動可能とされた１枚の圧電プレート、又は、前記圧力室毎に個別駆動可能とされた複数の前記圧電プレートを積層して接合した積層圧電プレートで個々に加減圧し、該圧力室に連通するノズルから記録媒体にインク滴を吐出するインクジェット記録ヘッドであって、
   前記圧電プレート、又は前記積層圧電プレートを一定の電圧に対する変位量の大きさでレベル分けし、
   前記記録媒体の搬送方向を行方向、行方向と交差する方向を列方向とするとき、
   前記記録媒体が搬送されていない状態で、当該インクジェット記録ヘッドが行方向と直交する方向に移動しながらインク滴を吐出して印字する構成とされ、
   ２行２列以上に前記圧電プレート、又は積層圧電プレートを配置し、
   行方向のラインに沿った印字ピッチをＰ、前記圧電プレート、又は前記積層圧電プレートの行数をＬ、前記圧電プレート、又は前記積層圧電プレートが個々に加減圧する前記圧力室に連通する前記ノズルでノズル群を構成し前記ノズル群を行方向に直交する方向に投影したときのノズルピッチをＭ、とするとき、
   Ｐ＝Ｍ／Ｌとなるように行方向に前記ノズル群がずれて配置され、
   変位量の大きさが異なるレベルの前記圧電プレート、又は前記積層圧電プレートを含んで構成された列を１列以上有し、
   列方向に並んだ前記圧電プレート、又は前記積層圧電プレートの順番で前記ノズルからインク滴が吐出されることによって、行方向に印字ピッチＰで印字される、
   ことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
4. インクが充填される複数の圧力室を、前記圧力室毎に個別駆動可能とされた１枚の圧電プレート、又は、前記圧力室毎に個別駆動可能とされた複数の前記圧電プレートを積層して接合した積層圧電プレートで個々に加減圧し、該圧力室に連通するノズルから記録媒体にインク滴を吐出するインクジェット記録ヘッドであって、
   前記圧電プレート、又は前記積層圧電プレートを一定の電圧に対する変位量の大きさでレベル分けし、
   前記記録媒体の搬送方向と直交する方向を行方向、行方向と交差する方向を列方向とするとき、
   当該インクジェット記録ヘッドが固定された状態で、前記記録媒体を搬送させながらインク滴を吐出して印字する構成とされ、
   ２行２列以上に前記圧電プレート、又は積層圧電プレートを配置し、
   行方向のラインに沿った印字ピッチをＰ、前記圧電プレート、又は前記積層圧電プレートの行数をＬ、前記圧電プレート、又は前記積層圧電プレートが個々に加減圧する前記圧力室に連通する前記ノズルでノズル群を構成し前記ノズル群を行方向に直交する方向に投影したときのノズルピッチをＭ、とするとき、
   Ｐ＝Ｍ／Ｌとなるように行方向に前記ノズル群がずれて配置され、
   変位量の大きさが異なるレベルの前記圧電プレート、又は前記積層圧電プレートを含んで構成された列を１列以上有し、
   列方向に並んだ前記圧電プレート、又は前記積層圧電プレートの順番で前記ノズルからインク滴が吐出されることによって、行方向に印字ピッチＰで印字される、
   ことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
5. 前記圧電プレート、又は前記積層圧電プレートは、該圧電プレートに形成された電極のパターンによって、前記圧力室毎に個別駆動可能となっていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のインクジェット記録ヘッド。
6. 前記異なるレベルの前記圧電素子群、前記圧電プレート、又は前記積層圧電プレートを含んで構成される列の該圧電素子群、該圧電プレート、又は該積層圧電プレートの変位量の平均値と、
   適切なインク滴量よりも多いインク滴量となる前記圧電素子群、前記圧電プレート、又は前記積層圧電プレートの変位量と適切なインク滴量よりも少ないインク滴量となる前記圧電素子群、前記圧電プレート、又は前記積層圧電プレートの変位量との中心値と、
   が略一致していることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
7. 前記異なるレベルの前記圧電素子群、前記圧電プレート、又は前記積層圧電プレートを含んで構成される列の該圧電素子群、該圧電プレート、又は該積層圧電プレートは、適切なインク滴量よりも多いインク滴量となる前記圧電素子群、前記圧電プレート、又は前記積層圧電プレートの変位量と適切なインク滴量よりも少ないインク滴量となる前記圧電素子群、前記圧電プレート、又は前記積層圧電プレートの変位量との中心値に対して、高い変位量と低い変位量の該圧電素子群、該圧電プレート、又は該積層圧電プレートが、交互に並んでいることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
8. 前記異なるレベルの前記圧電素子群、前記圧電プレート、又は前記積層圧電プレートを含んで構成される列の該圧電素子群、該圧電プレート、又は該積層圧電プレートは、列方向に隣り合う二つの該圧電素子群、該圧電プレート、又は該積層圧電プレートの変位量の平均値と、
   適切なインク滴量よりも多いインク滴量となる前記圧電素子群、前記圧電プレート、又は前記積層圧電プレートの変位量と適切なインク滴量よりも少ないインク滴量となる前記圧電素子群、前記圧電プレート、又は前記積層圧電プレートの変位量との中心値と、
   が略一致していることを特徴とする請求項１〜請求項７のずれかに１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
9. 隣り合う列の前記圧電素子群、前記圧電プレート、又は前記積層圧電プレートの境界において、行方向と直交する方向に投影すると、異なる行の該圧電素子群、該圧電プレート、又は該積層圧電プレートの前記ノズルが同一線上に重なるように前記ノズルが配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
10. 前記圧電素子群、前記圧電プレート、又は前記積層圧電プレートの行数をＬ、前記ノズル群間の行間隔をＴ、行方向のラインに沿った印字ピッチをＰ、ｎを任意の整数とするとき、
    Ｔ＝（（ｎ×Ｐ）＋（Ｐ／Ｌ））
    の関係とすることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
11. 前記変位量は、前記圧電プレートの静電容量によって規定することを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
12. 前記変位量は、前記圧電プレートの厚みによって規定することを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれかに１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
13. 前記圧電プレートは焼成によって作成され、焼成後に厚さを調整しないことを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
14. 請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドを搭載することを特徴とするインクジェット記録装置。
    

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