JP6447634B2 - インクジェットヘッドおよびその製造方法と、インクジェットプリンタ - Google Patents

Description

本発明は、アクチュエータの駆動によって圧力室からインクを吐出する複数のチャネルを備えたインクジェットヘッドおよびその製造方法と、そのインクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタとに関するものである。

従来から、用紙や布などの記録メディアに対して液体インクを吐出して、文字や図柄を印刷するインクジェットプリンタが知られている。記録メディアに対して、複数のチャネル（インク吐出部）を有するインクジェットヘッドを相対的に移動させながら、インクの吐出を制御することにより、記録メディア上に二次元の画像を出力することができる。インクの吐出は、アクチュエータ（圧電式、静電式、熱変形など）を利用したり、熱によって管内のインクに気泡を発生させることで行うことができる。中でも、圧電式のアクチュエータは、出力が大きい、変調が可能、応答性が高い、インクを選ばない、などの利点を有しており、近年よく利用されている。

また、圧電式のアクチュエータには、バルク状の圧電体を用いたものと、薄膜の圧電体（圧電薄膜）を用いたものとがある。前者は出力が大きいため、大きな液滴を吐出することができるが、大型でコストが高い。これに対して、後者は出力が小さいため、液滴量は大きくできないが、小型でコストが低い。高解像度（小液滴で良い）で小型、低コストのプリンタを実現するには、圧電薄膜を用いてアクチュエータを構成することが適していると言える。なお、圧電式のアクチュエータにおいて、圧電薄膜を用いるか、バルク状の圧電体を用いるかは、用途に応じて選択すればよい。印刷する画像の大きさ、印刷速度、装置の大きさなどにより、使用する圧電体を、バルク状のものと薄膜のものとで使い分けることができる。

図１８Ａは、圧電式のアクチュエータを利用した従来のインクジェットヘッド１００の概略の構成を示す平面図であり、図１８Ｂは、上記平面図におけるＤ−Ｄ’線矢視断面図であり、図１８Ｃは、上記断面図におけるＥ−Ｅ’ 線矢視断面図である。ただし、便宜上、平面図では、後述する駆動素子１０４の下部電極２０１および上部電極２０３の図示を省略している。このインクジェットヘッド１００は、複数の圧力室１０１ａを有する支持基板１０１を振動板１０２とノズル板１０３とで挟み込み、各圧力室１０１ａの上方の振動板１０２上に、圧電体を含む駆動素子１０４を形成して構成されている。ノズル板１０３には、各圧力室１０１ａ内のインクを外部に吐出するためのノズル孔１０３ａが形成されている。

支持基板１０１には、複数の圧力室１０１ａのほかに、２本のインク流路１０１ｂが並列に形成されている。複数の圧力室１０１ａは、２本のインク流路１０１ｂ・１０１ｂの間で、千鳥状に２列形成されている。そして、一方の列の圧力室１０１ａは、一方のインク流路１０１ｂと連通路１０１ｃ（インクの絞り）を介して連通しており、他方の列の圧力室１０１ａは、他方のインク流路１０１ｂと連通路１０１ｃを介して連通している。また、各インク流路１０１ｂの一端は、インク供給口１０５を介して図示しないインク収容部（インク貯留タンク）と連通しており、他端は、インク排出口１０６を介してインク収容部と連通している。

用紙や布などの記録メディアは、図１８Ａの平面図において、紙面の上下方向に相対的に移動する。記録メディアの移動速度を一定とした場合、上下方向の解像度は、液滴量とチャネルの駆動周波数とで決まり、左右方向の解像度は、液滴量とチャネルピッチ（ｐ）とで決まる。高解像な描画を実現するには、チャネルのピッチを狭くする必要がある。一方、所望の液滴量を実現するには、一定の圧力室面積（圧力室の大きさ）が必要となる。両者の取り合いを解消するため、上下方向にチャネルを多列化し、みかけのピッチを小さくする方法が採られる。

インクジェットヘッド１００において、６００〜２４００ｄｐｉ（dot per inch）など、印刷機並みの高解像度を実現するためには、数〜数十の列数が必要となる。しかし、列数を増やすと、ヘッドの面積が大きくなる。ヘッドが大きくなると、装置の大型化やコストアップに加え、列内の速度変動や、ヘッドと記録メディアとの位置ずれによる画像品質の劣化が発生する。

このような不都合を解消するには、所定の大きさのチャネルを高密度に配置する必要がある。チャネルを高密度に配置するには、図１８Ｃのように、チャネルの向き（ここではインク流路１０１ｂから圧力室１０１ａに向かう方向とする）を交互にするなど、配置の自由度があることが望ましい。

次に、従来のインクジェットヘッド１００のチャネルの詳細について説明する。図１９Ａは、インクジェットヘッド１００の１つのチャネルの平面図であり、図１９Ｂは、上記平面図におけるＦ−Ｆ’線矢視断面図である。振動板１０２上には、絶縁層１０７を介して駆動素子１０４が形成されている。駆動素子１０４は、振動板１０２側から順に下部電極２０１、圧電体２０２、上部電極２０３を積層して構成されている。下部電極２０１は、全ての駆動素子１０４に共通の電極となっている。上部電極２０３は、幅の狭い引出部３０１ａを介して配線部３０１と個別に接続されている。引出部３０１ａおよび配線部３０１は、圧力室１０１ａの上方から下部電極２０１に沿って引き出された圧電体２０２上に形成されている。下部電極２０１および配線部３０１は、電気配線を介して駆動回路１０８と電気的に接続されている。

駆動回路１０８から下部電極２０１および上部電極２０３に電圧を印加すると、圧電体２０２が厚さ方向に垂直な方向に伸縮する。すると、圧電体２０２と振動板１０２との長さの違いにより、振動板１０２に曲率が生じ、振動板１０２が厚さ方向に変位（湾曲）する。このような振動板１０２の変位によって圧力室１０１ａ内に圧力が付与されることにより、圧力室１０１ａ内のインクがノズル孔１０３ａを介して外部に液滴として吐出される。なお、圧力室１０１ａの上部に位置する振動板１０２、絶縁層１０７、駆動素子１０４を、以下ではまとめてアクチュエータ１１０とも称する。

駆動素子１０４に用いられる圧電体２０２には、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ₃）やＰＺＴと呼ばれるチタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｔｉ／Ｚｒ）Ｏ₃）など、ペロブスカイト型の金属酸化物が広く用いられている。圧電体を圧電薄膜で構成する場合、基板上に例えばＰＺＴを成膜によって形成する。ＰＺＴの成膜は、スパッタ法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、ゾルゲル法など、種々の方法を用いて行うことが可能である。なお、圧電材料の結晶化には高温が必要となるため、基板にはシリコン（Ｓｉ）が良く用いられる。焼成法で別に作製したバルク状の圧電体を用いる場合、この圧電体を接着やネジ止めによって基板に固定してもよい。

ところで、引出部３０１ａの下方の支持基板１０１には、圧力室１０１ａよりも幅の狭い凹部（開口部）１０１ｄが形成されている。これは、以下の理由によるものである。すなわち、引出部３０１ａの下方には圧電体２０２および下部電極２０１が存在するため、引出部３０１ａおよび下部電極２０１に電圧を印加すると、これらに挟まれた圧電体２０２が伸縮する。ここで、支持基板１０１に凹部１０１ｄが形成されていない場合、電圧印加時に、引出部３０１ａと支持基板１０１との間に位置する振動板１０２はほとんど変形（振動）しないため、幅の狭い引出部３０１ａおよびその下方の圧電体２０２（特に圧力室１０１ａとの境界付近）に応力が集中し、上記圧電体２０２とともに引出部３０１ａが破損するおそれがある。しかし、支持基板１０１において引出部３０１ａの下方の位置に凹部１０１ｄを設けることにより、電圧印加時に凹部１０１ｄ上の振動板１０２が変形するため、引出部３０１ａにかかる応力を分散でき、引出部３０１ａの破損を防止することができる。このように引出部３０１ａの破損を防止するために、引出部３０１ａの下方の基板に凹部（副室、緩衝室）を設ける構成は、例えば特許文献１でも開示されている。

なお、以下では、便宜的に、圧力室１０１ａと凹部１０１ｄとをまとめて圧力室Ｐと呼ぶ。この場合、圧力室Ｐは、図１９Ａの平面図で示すように、平面視で（アクチュエータ１１０側から見て）回転非対称な形状であると言える。また、以下では、圧力室１０１ａから凹部１０１ｄに向かう方向を、圧力室Ｐの向きと称する。

ところで、アクチュエータ１１０と圧力室Ｐの各々は、写真製版（フォトリソグラフィー）の技術を用いて加工される。この技術では、高精度に加工されたマスクを用いるため、同一面の加工では、位置ずれが生じにくい。しかし、アクチュエータ１１０と圧力室Ｐとは、支持基板１０１に対して互いに反対側からの加工によって形成されるため、これらの双方を同じ工程で形成することは難しく、別々の工程で形成せざるを得ない。通常、基板の表裏には、基準となる印が形成されており、基板の異なる面を加工する場合、両方の印を見ながら位置合わせを行う。しかし、基板（例えばシリコン基板）は不透明なため、基板の表裏のそれぞれから見た像を位置合わせしながら加工を行う必要があり、加工時に位置ずれが生じやすい。

平面視で回転非対称な形状の圧力室Ｐ上にアクチュエータ１１０が位置する構成では、圧力室Ｐとアクチュエータ１１０とで平面的な位置ずれが生じたときに、その位置ずれに起因するインク吐出特性（射出性能）のばらつきが問題となる。

図２０は、平面視で回転非対称な形状の圧力室Ｐに対するアクチュエータ１１０の位置関係を模式的に示している。なお、同図では、チャネルを高密度で配置すべく、上列のチャネル（（２）（４）のチャネル）と下列のチャネル（（１）（３）のチャネル）とで圧力室Ｐの向きを異ならせている。同図において、支持基板１０１に平行な面内で互いに垂直な２方向を、それぞれＸ方向およびＹ方向とすると、パターン１は、圧力室Ｐに対するアクチュエータ１１０の位置ずれがない場合を示し、パターン２〜４は、圧力室Ｐに対して、アクチュエータ１１０の位置が、Ｙ方向、Ｘ方向、Ｘ方向およびＹ方向にそれぞれずれている場合を示している。

パターン２において、下列のチャネルでは、平面的に見て、アクチュエータ１１０が支持基板１０１の凹部（圧力室Ｐ）のない部分まで接近している。支持基板１０１において凹部のない部分は剛性が高いため、駆動時にアクチュエータ１１０の圧電体２０２が左右に（基板に水平な方向に）伸縮しても、振動板１０２は基板に垂直な方向には変形しにくい。この場合、振動板１０２の変位が低下するため、圧力室Ｐ内のインクに伝わる圧力が減少し、射出速度や液滴量が減少する。一方、上列のチャネルでも、アクチュエータ１１０のＹ方向への位置ずれが生じているが、圧力室Ｐの緩衝室としての凹部１０１ｄがあるため、剛性が低く、振動板１０２の変位はそれほど低下しない。

パターン３においては、全てのチャネルのアクチュエータ１１０がＸ方向に位置ずれしているため、パターン２の下列と同様に、全てのチャネルにおいて振動板１０２の変位が低下する。

パターン４における振動板１０２の変位の低下は、パターン２および３の組み合わせとなり、上列よりも下列のチャネルにおいて、振動板１０２の変位の低下がより大きくなる。

用紙や布などの記録メディアは、ヘッドに対して例えば図２０でＹ方向に相対的に移動する。パターン２および４の例では、上列のチャネルに対して下列のチャネルでの吐出性能の低下が大きく、その結果、記録メディア上で濃淡の筋ムラが発生する。

なお、パターン３のように、全チャネルで吐出性能が均一に変化する場合は、駆動回路の出力を全チャネルで一律に調整することで対応できる。しかし、パターン２および４など、ほとんどの場合には、記録メディアが相対的に移動するＹ方向の位置ずれが含まれるため、上記のような全チャネルの一律な調整では対応できない。

このように、圧力室Ｐとアクチュエータと１１０とを基板の表裏に異なる工程で形成すると、加工時の位置ずれによる出力の差異およびそれによる画像品質の低下が生じる。

この点、例えば特許文献２〜４では、チャネルごとに独立した増幅器、抵抗、補正メモリなどを設け、吐出特性の大小に応じて駆動信号を調節することで、画像の濃淡を補正する技術を開示している。しかし、これらの技術では、チャネルごとに素子を設ける必要があるため、コストやヘッドの大きさが増大する。

一方、上記と類似の技術として、チャネルの列ごとにインク吐出量を制御する技術がある。例えば特許文献５および６では、複数列のチャネルを備えたヘッドにおいて、射出量を列ごとに制御することで、濃度ムラによる画質の低下を抑えるようにしている。また、特許文献７では、列方向に配置された複数のヒータを各スイッチング素子にて定電流駆動することによってインクを吐出するヘッドにおいて、上記スイッチング素子の定電流駆動を制御する機能回路を列ごとに配置することにより、温度ムラによる画像劣化を抑えるようにしている。

特許第４９３５９６５号公報（請求項１、段落〔０００８〕、〔００２２〕、〔００３３〕、〔００５５〕、図１等参照） 特開２０１３−４６９８８号公報（請求項１、段落〔００１０〕、〔００１３〕、〔００２８〕、〔００３４〕、〔００５２〕、図４等参照） 特開２００９−１９６１９７号公報（請求項１、段落〔０００５〕、〔００２８〕、〔００２９〕、図５等参照） 特開平３−１４０２５２号公報（特許請求の範囲等参照） 特開２０１２−６２３９号公報（請求項１、段落〔０００７〕、〔００４８〕、〔００５２〕、図８〜図１０等参照） 特開２０１０−７６２７６号公報（請求項１、段落〔０００７〕、〔００１４〕等参照） 特開２０１０−１３１８６２号公報（請求項１、段落〔００２７〕〜〔００３１〕、〔００３５〕等参照）

ところが、特許文献５〜７のように、制御回路によってインク吐出量を列ごとに制御する場合、制御回路と各チャネルとの配線の引き回しを容易にするために、同一列のチャネルを、圧力室が同じ向きとなるように配置する必要がある。チャネルの高密度配置を実現するためには、前述のように圧力室の向きが異なるチャネルを配置することが必要であるが、上記のように同一列において各チャネルを同じ向きに配置すると、上記のチャネルと圧力室の向きが異なるチャネルは、必然的に、上記列とは異なる列に配置されることになり、所望の解像度を得るにあたって、列数の増大によるヘッドの大型化が懸念される。

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、小型の構成で、圧力室の向きの異なる複数のチャネルの高密度配置およびそれによる高解像度化を実現できるとともに、アクチュエータと圧力室との位置ずれによって生ずる画質の低下を抑えることができるインクジェットヘッドおよびその製造方法と、そのインクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタとを提供することにある。

本発明の一側面に係るインクジェットヘッドは、アクチュエータの駆動によって圧力室からインクを吐出する複数のチャネルを備えたインクジェットヘッドであって、各チャネルの圧力室は、該圧力室が形成される基板に垂直な軸に対して非回転体形状であり、前記圧力室の、該圧力室を通る前記軸を中心とする基準位置からの回転角度に対応する方向を、前記圧力室の向きと定義したとき、前記基板に平行な方向の同一列に配置される前記複数のチャネルは、前記圧力室の向きの異なるチャネルを含み、前記同一列において、同一の回路素子によって駆動されるチャネルは、前記圧力室の向きが同一方向となるように配置されている。

本発明の他の側面に係るインクジェットヘッドは、アクチュエータの駆動によって圧力室からインクを吐出する複数のチャネルを備えたインクジェットヘッドであって、各チャネルの圧力室は、該圧力室が形成される基板に垂直な軸に対して非回転体形状であり、前記圧力室の、該圧力室を通る前記軸を中心とする基準位置からの回転角度に対応する方向を、前記圧力室の向きと定義したとき、前記基板に平行な方向の同一列に配置される前記複数のチャネルは、前記圧力室の向きの異なるチャネルを含み、前記同一列において、インク吐出時の駆動波形が同一の駆動信号によって駆動されるチャネルは、前記圧力室の向きが同一方向となるように配置されている。

上記の構成によれば、同一列に配置される複数のチャネルは、圧力室の向きが異なるチャネルを含んでいるため、ヘッドの小型の構成で、チャネルの高密度配置および高解像度化を実現することができる。また、同一列において、同一の回路素子、またはインク吐出時の駆動波形が同一の駆動信号によって駆動されるチャネルは、圧力室の向きが同一方向となるように配置されているため、同一列において、圧力室の向きが異なるチャネルを、異なる回路素子または異なる駆動信号によって駆動することができる。これにより、アクチュエータと圧力室との位置ずれによって生じる画質の低下を抑えることができる。

本発明の実施の一形態に係るインクジェットプリンタの概略の構成を示す説明図である。 上記インクジェットプリンタが備えるインクジェットヘッドの全体の構成を示す説明図である。 上記インクジェットヘッドの一部の構成を拡大して示す平面図である。 図３のＡ−Ａ’線矢視断面図である。 図３のＢ−Ｂ’線矢視断面図である。 上記インクジェットヘッドの製造工程を示す断面図である。 上記インクジェットヘッドの回路構成の一例を示すブロック図である。 上記インクジェットヘッドにおいて、同一列で圧力室の向きが異なるチャネルを駆動する各駆動信号の一例を示す説明図である。 上記インクジェットヘッドの工場出荷前における動作の流れを示すフローチャートである。 上記インクジェットヘッドの印刷時における動作の流れをそれぞれ示すフローチャートである。 上記インクジェットヘッドの回路構成の他の例を示すブロック図である。 上記各駆動信号の他の例を示す説明図である。 上記各駆動信号のさらに他の例を示す説明図である。 上記インクジェットヘッドの他の構成を示す平面図である。 上記平面図におけるＣ−Ｃ’線矢視断面図である。 上記インクジェットヘッドのさらに他の構成を示す平面図である。 上記インクジェットヘッドのさらに他の構成を示す平面図である。 副室を有する圧力室を、基板に平行な面内で基準位置から回転させる前後での位置を模式的に示す説明図である。 副室を持たない圧力室を、基板に平行な面内で基準位置から回転させる前後での位置を模式的に示す説明図である。 従来のインクジェットヘッドの概略の構成を示す平面図である。 上記平面図におけるＤ−Ｄ’線矢視断面図である。 上記断面図におけるＥ−Ｅ’ 線矢視断面図である。 上記インクジェットヘッドの１つのチャネルの平面図である。 上記平面図におけるＦ−Ｆ’線矢視断面図である。 平面視で回転非対称な形状の圧力室に対するアクチュエータの位置関係を模式的に示す説明図である。

本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。

〔インクジェットプリンタの構成〕
図１は、本実施形態のインクジェットプリンタ１の概略の構成を示す説明図である。インクジェットプリンタ１は、インクジェットヘッド部２において、インクジェットヘッド２１が記録媒体の幅方向にライン状に設けられた、いわゆるラインヘッド方式のインクジェット記録装置である。

インクジェットプリンタ１は、上記のインクジェットヘッド部２と、繰り出しロール３と、巻き取りロール４と、２つのバックロール５・５と、中間タンク６と、送液ポンプ７と、貯留タンク８と、定着機構９とを備えている。

インクジェットヘッド部２は、インクジェットヘッド２１から記録媒体Ｑに向けてインクを吐出させ、画像データに基づく画像形成（描画）を行うものであり、一方のバックロール５の近傍に配置されている。なお、インクジェットヘッド２１の構成については後述する。

繰り出しロール３、巻き取りロール４および各バックロール５は、軸回りに回転可能な円柱形状からなる部材である。繰り出しロール３は、周面に幾重にも亘って巻回された長尺状の記録媒体Ｑを、インクジェットヘッド部２との対向位置に向けて繰り出すロールである。この繰り出しロール３は、モータ等の図示しない駆動手段によって回転することで、記録媒体Ｑを図１のＸ方向へ繰り出して搬送する。

巻き取りロール４は、繰り出しロール３より繰り出されて、インクジェットヘッド部２によってインクが吐出された記録媒体Ｑを周面に巻き取る。

各バックロール５は、繰り出しロール３と巻き取りロール４との間に配設されている。記録媒体Ｑの搬送方向上流側に位置する一方のバックロール５は、繰り出しロール３によって繰り出された記録媒体Ｑを、周面の一部に巻き付けて支持しながら、インクジェットヘッド部２との対向位置に向けて搬送する。他方のバックロール５は、インクジェットヘッド部２との対向位置から巻き取りロール４に向けて、記録媒体Ｑを周面の一部に巻き付けて支持しながら搬送する。

中間タンク６は、貯留タンク８より供給されるインクを一時的に貯留する。また、中間タンク６は、インクチューブ１０と接続され、各インクジェットヘッド２１におけるインクの背圧を調整して、各インクジェットヘッド２１にインクを供給する。

送液ポンプ７は、貯留タンク８に貯留されたインクを中間タンク６に供給するものであり、供給管１１の途中に配設されている。貯留タンク８に貯留されたインクは、送液ポンプ７によって汲み上げられ、供給管１１を介して中間タンク６に供給される。

定着機構９は、インクジェットヘッド部２によって記録媒体Ｑに吐出されたインクを当該記録媒体Ｑに定着させる。この定着機構９は、吐出されたインクを記録媒体Ｑに加熱定着するためのヒータや、吐出されたインクにＵＶ（紫外線）を照射することによりインクを硬化させるためのＵＶランプ等で構成されている。

上記の構成において、繰り出しロール３から繰り出される記録媒体Ｑは、バックロール５により、インクジェットヘッド部２との対向位置に搬送され、インクジェットヘッド部２から記録媒体Ｑに対してインクが吐出される。その後、記録媒体Ｑに吐出されたインクは定着機構９によって定着され、インク定着後の記録媒体Ｑが巻き取りロール４によって巻き取られる。このようにラインヘッド方式のインクジェットプリンタ１では、インクジェットヘッド部２を静止させた状態で、記録媒体Ｑを搬送しながらインクが吐出され、記録媒体Ｑに画像が形成される。

なお、インクジェットプリンタ１は、シリアルヘッド方式で記録媒体に画像を形成する構成であってもよい。シリアルヘッド方式とは、記録媒体を搬送しながら、その搬送方向と直交する方向（幅方向）にインクジェットヘッドを移動させてインクを吐出し、画像を形成する方式である。この場合、インクジェットヘッドは、キャリッジ等の構造体に支持された状態で、記録媒体の幅方向に移動する。

〔インクジェットヘッドの構成〕
次に、インクジェットヘッド２１の構成について説明する。図２は、上述したインクジェットヘッド２１の全体の構成を示す説明図であり、図３は、インクジェットヘッド２１の一部の構成を拡大して示す平面図である。また、図４は、図３のＡ−Ａ’線矢視断面図であり、図５は、図３のＢ−Ｂ’線矢視断面図である。

本実施形態のインクジェットヘッド２１は、図４および図５に示すように、圧力室Ｐの上部に位置するアクチュエータ６０の駆動によって、圧力室Ｐからインクを吐出する複数のチャネル２１ａ（インク吐出部）を備えている。このようなインクジェットヘッド２１は、複数の圧力室Ｐを有する支持基板３１を、厚さ一定の振動板３２とノズル板３３とで挟み込んで形成されている。ノズル板３３には、各圧力室Ｐに対応してノズル孔３３ａが形成されている。

圧力室Ｐは、主室３１ａと、主室３１ａよりも容積の小さい副室３１ｄとで構成されている。主室３１ａは、アクチュエータ６０によって主に駆動される部屋である。アクチュエータ６０によって主室３１ａの内部に圧力が付与されることにより、主室３１ａ内のインクを外部に吐出させることができる。副室３１ｄは、支持基板３１において、後述する引出部５１ａの下部に設けられて主室３１ａと連通している。支持基板３１に副室３１ｄを設けることにより、アクチュエータ６０への駆動電圧の印加時に、引出部５１ａにかかる応力を分散して、引出部５１ａの破損を防止することができる。

ここで、圧力室Ｐにおける主室３１ａから副室３１ｄに向かう方向を、圧力室Ｐの向きと定義する。本実施形態では、同一列に複数のチャネル２１ａを配置している。そして、同一列の複数のチャネル２１ａは、圧力室Ｐの向きが異なるチャネル２１ａ₁・２１ａ₂を含んでいる。本実施形態では、圧力室Ｐの向きは、チャネル２１ａ₁とチャネル２１ａ₂とで互いに正反対の方向（１８０°反対の方向）となっているが、この正反対の方向に限定されるわけではない。例えば、１８０°よりも小さい角度で交差する方向に圧力室Ｐが向くように、各チャネル２１ａ₁・２１ａ₂が同一列に配置されていても構わない。

支持基板３１には、複数の圧力室Ｐのほかに、２本のインク流路３１ｂが並列に形成されている（図３参照）。複数の圧力室Ｐは、支持基板３１において２本のインク流路３１ｂ・３１ｂの間に配置されている。そして、各圧力室Ｐは、主室３１ａに対して副室３１ｄとは反対側に位置する連通路３１ｃを介して、２本のインク流路３１ｂのどちらか一方と連通している。各インク流路３１ｂの一端は、インク供給口４１（図２参照）を介してインク収容部（インク貯留タンク）と連通しており、他端は、インク排出口４２を介してインク収容部と連通している。

各圧力室Ｐの上方の振動板３２上には、絶縁層３４を介して駆動素子３５が形成されている。上述したアクチュエータ６０は、少なくとも、圧力室Ｐの上部に位置する振動板３２および駆動素子３５を含む。駆動素子３５は、振動板３２側から、下部電極３６、圧電薄膜３７、上部電極３８をこの順で積層して構成されている。圧電薄膜３７の厚さは、１μｍ〜１０μｍであり、薄膜の圧電体となっている。下部電極３６は、全ての駆動素子３５に共通の電極となっている。上部電極３８は、幅の狭い引出部５１ａを介して配線部５１と個別に接続されている。引出部５１ａおよび配線部５１は、圧力室Ｐの主室３１ａの上方から下部電極３６に沿って引き出された圧電薄膜３７上に形成されている。

下部電極３６および上部電極３８は、これらに駆動電圧（駆動信号）を供給する駆動回路としての回路素子３９ａ・３９ｂのどちらか一方と電気配線を介して接続されている。より詳しくは、チャネル２１ａ₁の下部電極３６および上部電極３８は、回路素子３９ａと接続されており、チャネル２１ａ₂の下部電極３６および上部電極３８は、回路素子３９ｂと接続されている。

回路素子３９ａ・３９ｂは、電源Ｖｃｃから供給される電圧を所定の駆動電圧に変換し、画像信号供給回路４０から供給される画像信号と同期して、上部電極３８に上記駆動電圧を印加する（下部電極３６は例えば接地されている）。これにより、印刷するパターンに応じてインクの吐出を制御することができる。なお、上記の画像信号供給回路４０は、ヘッドに搭載されていてもよいし、ヘッドの外部に設けられていてもよい。

インク供給口４１からインク流路３１ｂにインクが導入されると、上記インクは連通路３１ｃを介して各圧力室Ｐの内部に供給される。そして、駆動素子３５によって振動板３２を振動させることにより、各圧力室Ｐ内のインクが外部に吐出される。より詳しくは、回路素子３９ａ・３９ｂから下部電極３６および上部電極３８に駆動電圧を印加すると、圧電薄膜３７が厚さ方向に垂直な方向に伸縮する。すると、圧電薄膜３７と振動板３２との長さの違いにより、振動板３２に曲率が生じ、振動板３２が厚さ方向に変位（湾曲）する。このような振動板３２の変位によって圧力室Ｐ（主室３１ａ）内に圧力が付与されることにより、圧力室Ｐ内のインクがノズル孔３３ａを介して外部に液滴として吐出される。

本実施形態のように、支持基板３１に圧力室Ｐ（主室３１ａ、副室３１ｄ）を設ける構成では、各圧力室Ｐは、図３に示すように、平面視で回転非対称な形状となる。つまり、各チャネル２１ａにおいて、圧力室Ｐは、アクチュエータ６０側から見て、対称軸が１本のみの線対称な形状である。上記の対称軸は、アクチュエータ６０から引き出される駆動信号供給用の配線、すなわち、上部電極３８の引出部５１ａの引き出し方向（図３では実線の矢印方向）に沿った軸ＡＸである。

〔インクジェットヘッドの製造方法〕
次に、上述したインクジェットヘッド２１の製造方法について説明する。図６は、インクジェットヘッド２１の製造工程を示す断面図である。

まず、基板７１を用意する。基板７１としては、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）に多く利用されている結晶シリコン（Ｓｉ）を用いることができ、ここでは、酸化膜７１ｂを介して２枚のＳｉ基板７１ａ・７１ｃが接合されたＳＯＩ構造のものを用いている。基板７１の厚みは規格等で決められており、例えば６インチサイズの場合、基板７１の厚さは６００μｍ程度である。

基板７１を加熱炉に入れ、１５００℃程度に所定時間保持して、Ｓｉ基板７１ａ・７１ｃの表面にＳｉＯ₂からなる熱酸化膜７２ａ・７２ｂをそれぞれ形成する。次に、一方の熱酸化膜７２ｂ上に、チタンおよび白金の各層をスパッタ法で順に成膜し、下部電極７３を形成する。

続いて、基板７１を６００℃程度に再加熱し、例えばＰＺＴからなる圧電体の層７４ａをスパッタ法で成膜する。次に、層７４ａ上に感光性樹脂８１をスピンコート法で塗布し、マスクを介して露光、エッチングすることによって感光性樹脂８１の不要な部分を除去し、形成する圧電薄膜７４の形状を転写する。その後、感光性樹脂８１をマスクとして、反応性イオンエッチング法を用いて層７４ａの形状を加工し、圧電薄膜７４とする。

次に、圧電薄膜７４を覆うように下部電極７３上に、チタン、白金層をスパッタ法で順に成膜し、層７５ａを形成する。続いて、層７５ａ上に感光性樹脂８２をスピンコート法で塗布し、マスクを介して露光、エッチングすることによって感光性樹脂８２の不要な部分を除去し、形成する上部電極７５、引出部７５ａおよび配線部７５ｂの形状を転写する。その後、感光性樹脂８２をマスクとして、反応性イオンエッチング法を用いて層７５ａの形状を加工し、圧電薄膜７４上に、上部電極７５、引出部７５ａおよび配線部７５ｂを形成する。これにより、アクチュエータ７６が形成される。

次に、基板７１の裏面（熱酸化膜７２ａ側）に感光性樹脂８３をスピンコート法で塗布し、マスクを介して露光、エッチングすることによって、感光性樹脂８３の不要な部分を除去し、形成しようとする圧力室Ｐ（主室９１ａ、副室９１ｄ）、インク流路９１ｂ、連通路７１ｃの形状を転写する。そして、感光性樹脂８３をマスクとして、反応性イオンエッチング法を用いて基板７１の除去加工を行い、上記の圧力室Ｐなどを形成する。

その後、基板７１と、ノズル孔７７ａを有するノズル板７７とを、接着剤等を用いて接合する。これにより、インクジェットヘッド２１が完成する。なお、ノズル孔７７ａに対応する位置に貫通孔を有する中間ガラスを用い、熱酸化膜７２ａを除去して、基板７１と中間ガラス、および中間ガラスとノズル板７７とをそれぞれ陽極接合するようにしてもよい。この場合は、接着剤を用いずに３者（基板７１、中間ガラス、ノズル板７７）を接合することができる。

なお、図６のＳｉ基板７１ａおよび酸化膜７１ｂは、図４等の支持基板３１に対応し、Ｓｉ基板７１ｃが振動板３２に対応している。また、ノズル板７７がノズル板３３に対応し、下部電極７３、圧電薄膜７４、上部電極７５、引出部７５ａ、配線部７５ｂおよびアクチュエータ７６が、下部電極３６、圧電薄膜３７、上部電極３８、引出部５１ａ、配線部５１およびアクチュエータ６０にそれぞれ対応している。さらに、主室９１ａ、インク流路９１ｂ、連通路９１ｃおよび副室９１ｄが、主室３１ａ、インク流路３１ｂ、連通路３１ｃおよび副室３１ｄにそれぞれ対応している。

以上のように、インクジェットヘッド２１を製造する際に、圧力室Ｐは基板７１の一方の面側に形成され、アクチュエータ７６は、基板７１の他方の面側からの加工によって形成される。このため、圧力室Ｐとアクチュエータ７６とを同一工程で形成することは困難であり、異なる工程で形成するようにしている。この場合、圧力室Ｐとアクチュエータ７６とで平面的な位置ずれが生じやすくなる。しかも、圧力室Ｐの向きが異なるチャネルを有する構成では、上記位置ずれが生じたときに、圧力室Ｐの向きが異なるチャネル間でインク吐出特性がばらつくことは前述の通りである（図２０参照）。そこで、本実施形態では、以下のようにしてインク吐出特性のばらつきを補正するようにしている。

〔インク吐出特性のばらつきの補正について〕
図７は、本実施形態のインクジェットヘッド２１の回路構成の一例を示すブロック図である。インクジェットヘッド２１は、上述した構成に加えて、記憶部５５を有している。記憶部５５には、アクチュエータ６０と圧力室Ｐとの位置ずれ量に応じて、各チャネル２１ａの駆動信号（例えば駆動電圧）を補正するための補正値が予め記憶される。上記の補正値は、例えば以下のようにして求めることができる。上記の位置ずれ量（基板に平行な面内でのＸＹ両方向の位置ずれ量）と補正値との関係を示すテーブルを予め作成しておき、アクチュエータ６０および圧力室Ｐの各位置を基板に対して反対側から顕微鏡などで測定して、これらのＸＹ両方向の位置ずれ量を求め、得られた位置ずれ量に応じた補正値を上記テーブルから求める。

また、作製したインクジェットヘッド２１を用いてインクの吐出試験を実際に行って、上記の位置ずれによって生じるインク吐出特性のばらつきを求め、このばらつきを低減できるような補正値を求めて記憶部５５に記憶させてもよい。例えば、インク吐出試験により、同一列で圧力室Ｐの向きの異なる複数のチャネル２１ａのうち、圧力室Ｐがある方向を向くチャネル２１ａ₁では、インク吐出特性が５％低下し、チャネル２１ａ₁とは圧力室Ｐの向きが異なるチャネル２１ａ₂では、インク吐出特性が２０％低下していることがわかった場合、チャネル２１ａ₁の駆動電圧を補正するための補正値Ｒ１として、Ｒ１＝（１／０．９５）を記憶部５５に記憶させ、チャネル２１ａ₂の駆動電圧を補正するための補正値Ｒ２として、Ｒ２＝（１／０．８０）を記憶部５５に記憶させてもよい。

なお、上記のインク吐出特性は、振動板３２の変位量（変形量）と応答速度とを測定することで求めることができる。振動板３２の変位量は、例えばレーザードップラー計によって測定することができ、応答速度は共振周波数の測定によって求めることができる（共振周波数が高いほど応答速度が速い）。

同一列で圧力室Ｐの向きが異なる各チャネル２１ａ₁・２１ａ₂をそれぞれ駆動する回路素子３９ａ・３９ｂは、記憶部５５に記憶された補正値を用いて各チャネル２１ａ₁・２１ａ₂の駆動信号を補正し、補正後の駆動信号によって各チャネル２１ａ₁・２１ａ₂をそれぞれ駆動する。図８は、チャネル２１ａ₁を駆動する駆動信号（第１の駆動信号）と、チャネル２１ａ₂を駆動する駆動信号（第２の駆動信号）の一例を示している。例えば、上記後者のように、記憶部５５に補正値Ｒ１・Ｒ２が記憶される例では、各チャネル２１ａ₁・２１ａ₂の通常の駆動電圧（上部電極と下部電極との間に印加する電圧（電位差））を２０Ｖとすると、チャネル２１ａ₁の補正後の駆動電圧Ｖ１は、２０×（１／０．９５）＝２１．１Ｖとなり、チャネル２１ａ₂の補正後の駆動電圧Ｖ２は、２０×（１／０．８０）＝２５Ｖとなる。回路素子３９ａが上記の駆動電圧Ｖ１でチャネル２１ａ₁を駆動し、回路素子３９ｂが上記の駆動電圧Ｖ２でチャネル２１ａ₂を駆動することにより、駆動電圧が通常の２０Ｖよりも高いため、上記の位置ずれによる各チャネル２１ａ₁・２１ａ₂でのインク吐出特性の低下を抑えることができる。しかも、位置ずれ量（インク吐出特性の低下量）に応じて各チャネル２１ａ₁・２１ａ₂の駆動電圧を異ならせることにより、各チャネル２１ａ₁・２１ａ₂間でインク吐出特性が均一となり、インク吐出特性のばらつきを低減することができる。

〔動作フローについて〕
図９Ａは、インクジェットヘッド２１の工場出荷前における動作の流れを示すフローチャートであり、図９Ｂは、インクジェットヘッド２１の工場出荷後の印刷時における動作の流れを示すフローチャートである。以下、これらの動作の流れについて説明する。

（工場出荷前）
上述した製法によってインクジェットヘッド２１を作製すると（Ｓ１）、各チャネル２１ａのアクチュエータ６０および圧力室Ｐの各位置を、基板に対して反対側から顕微鏡などで測定し、これらのＸＹ両方向の位置ずれ量を求める（Ｓ２）。そして、得られた位置ずれ量に応じた駆動信号（例えば駆動電圧）の補正値を求める（Ｓ３）。なお、補正値は、上述したように、予め用意したテーブル（位置ずれ量と補正値との関係を示すもの）を用いて求めてもよいし、インク吐出試験によって得られる各チャネルのインク吐出特性から求めてもよい。その後、Ｓ３にて求めた補正値を、ヘッドの記憶部５５に記憶させる（Ｓ４）。

（工場出荷後の印刷時）
次に、印刷時における動作の流れについて説明する。記録媒体に印刷を行うべく、ヘッドの電源をＯＮにすると（Ｓ１１）、回路素子３９ａ・３９ｂは、記憶部５５に記憶された駆動電圧の補正値を読み込み（Ｓ１２）、上記補正値を用いて各チャネル２１ａ₁・２１ａ₂の駆動電圧を設定する（Ｓ１３）。そして、回路素子３９ａ・３９ｂは、各チャネル２１ａ₁・２１ａ₂に対して、補正後の駆動電圧を画像信号に応じて印加して、各チャネル２１ａ₁・２１ａ₂から記録媒体に向かってインクを吐出させる（Ｓ１４）。

以上のように、本実施形態のインクジェットヘッド２１において、同一列に配置される複数のチャネル２１ａは、圧力室Ｐの向きが異なるチャネル２１ａ₁・２１ａ₂を含む。同一列において、圧力室Ｐの向きが異なるチャネル２１ａ₁・２１ａ₂が配置されるため、従来のように圧力室Ｐの向きが同じチャネルを同一列に配置し、圧力室Ｐの向きが異なるチャネルを異なる列に配置する構成に比べて、１列という最小の列数でチャネル２１ａを高密度に配置して高解像度化を図ることができる。したがって、ヘッドの小型の構成で、チャネル２１ａの高密度配置および高解像度化を実現することができる。

また、同一列において、同一の回路素子３９ａによって駆動されるチャネル２１ａ₁は、圧力室Ｐの向きが同一方向となるように配置されており、同一の回路素子３９ｂによって駆動されるチャネル２１ａ₂は、圧力室Ｐの向きが同一方向（ただし、チャネル２１ａ₁の圧力室Ｐの向きとは異なる方向）となるように配置されている（図２、図３参照）。つまり、同一列において、圧力室Ｐの向きが異なるチャネル２１ａ₁・２１ａ₂は、異なる回路素子３９ａ・３９ｂによって駆動される。これにより、チャネル２１ａ₁・２１ａ₂間で、アクチュエータ６０と圧力室Ｐとの位置ずれに起因してインク吐出特性にばらつきが生じても、チャネル２１ａ₁・２１ａ₂ごとにインク吐出特性を補正して、そのばらつきを抑えることが可能となる。その結果、上記の位置ずれによって筋ムラなどの画質の低下が生じるのを抑えることができる。

上記の回路素子３９ａは、圧力室Ｐの向きが同じチャネル２１ａ₁に対して、インク吐出時の駆動波形が同一の駆動信号（第１の駆動信号）を出力して駆動し、回路素子３９ｂは、圧力室Ｐの向きが同じチャネル２１ａ₂に対して、インク吐出時の駆動波形が同一の駆動信号（第２の駆動信号）を出力して駆動する。このことから、本実施形態のインクジェットヘッド２１では、同一列において、インク吐出時の駆動波形が同一の第１の駆動信号によって駆動されるチャネル２１ａ₁は、圧力室Ｐの向きが同一方向となるように配置されており、インク吐出時の駆動波形が同一の第２の駆動信号によって駆動されるチャネル２１ａ₂は、圧力室Ｐの向きが同一方向（ただしチャネル２１ａ₁の圧力室Ｐの向きとは異なる方向）となるように配置されていると言うこともできる。このような構成であっても、同一列において、圧力室Ｐの向きが異なるチャネル２１ａ₁・２１ａ₂は、異なる駆動信号によって駆動されるため、上記と同様に、アクチュエータ６０と圧力室Ｐとの位置ずれに起因する画質低下を抑えることができる。

また、本実施形態では、インク吐出時の駆動波形が異なる駆動信号（第１の駆動信号、第２の駆動信号）は、異なる回路素子３９ａ・３９ｂから供給されている。これにより、圧力室Ｐの向きが異なる同一列のチャネル２１ａ₁およびチャネル２１ａ₂を、それぞれ異なる駆動信号で確実に駆動することができる。

また、同一列の各チャネル２１ａ₁・２１ａ₂において、圧力室Ｐは、該圧力室Ｐが形成される基板（例えば支持基板３１）に平行な面内で対称軸が１本のみの線対称な形状である（図３参照）。上記の対称軸は、アクチュエータ６０から引き出される駆動信号供給用の配線（引出部５１ａ）の引き出し方向に沿った軸ＡＸである。このような形状の圧力室Ｐを有する構成において、上述の効果を得ることができる。特に、圧力室Ｐが上述した主室３１ａと副室３１ｄとを有することで、基板に垂直な軸に対しては回転非対称な形状で、かつ、基板に平行な面内では対称軸が１本のみの線対称な形状の圧力室Ｐを確実に実現できる。

ところで、図１０は、本実施形態のインクジェットヘッド２１の回路構成の他の例を示すブロック図である。同図に示すように、インク吐出時の駆動波形が異なる駆動信号（第１の駆動信号、第２の駆動信号）が、同一の回路素子３９から供給される構成であってもよい。例えば、回路素子３９の内部に、電源Ｖｃｃから供給される電圧のレベル（電圧値）を調整する電圧レベル調整器を設けておけば、同じ回路素子３９にて、記憶部５５に記憶された補正値を用いて駆動電圧の異なる駆動信号を生成し、圧力室Ｐの向きが異なる同一列のチャネル２１ａ₁・２１ａ₂を、異なる駆動信号で駆動することが可能となる。この構成では、同一列のチャネル２１ａ₁・２１ａ₂を１つの回路素子３９で駆動制御できるため、同一列のチャネル２１ａ₁・２１ａ₂を複数の回路素子３９ａ・３９ｂで駆動する構成に比べて、ヘッドをさらに小型化でき、また低コストとなる。

また、上述したインクジェットヘッド２１は、各チャネル２１ａ₁・２１ａ₂におけるアクチュエータ６０と圧力室Ｐとの位置ずれ量に応じて、各チャネル２１ａ₁・２１ａ₂の駆動信号を補正するための補正値を記憶する記憶部５５をさらに備えている。そして、同一列の各チャネル２１ａ₁・２１ａ₂を駆動する少なくとも１つの回路素子（回路素子３９ａ・３９ｂ、回路素子３９）は、記憶部５５に記憶された補正値を用いて各チャネル２１ａ₁・２１ａ₂の駆動信号の駆動波形を補正し、補正後の駆動信号によって各チャネル２１ａ₁・２１ａ₂を駆動する。これにより、同一列の各チャネル２１ａ₁・２１ａ₂での、アクチュエータ６０と圧力室Ｐとの位置ずれによって生じるインク吐出特性のばらつきを低減して、画質低下を確実に抑えることができる。

また、アクチュエータ６０は、圧力室Ｐが形成される基板（支持基板３１、Ｓｉ基板７１ａ）上に形成されている。この構成では、上述したように、ヘッドの製造時に、アクチュエータ６０と圧力室Ｐとが異なる工程で形成されるため、同一列のチャネル２１ａ₁・２１ａ₂同士で、アクチュエータ６０と圧力室Ｐとの位置ずれに起因するインク吐出特性のばらつきが生じやすくなる。したがって、同一列の各チャネル２１ａ₁・２１ａ₂を、異なる回路素子３９ａ・３９ｂまたは異なる駆動信号で駆動してインク吐出特性のばらつきを低減する本実施形態の構成が非常に有効となる。

また、図４および図５に示すように、アクチュエータ６０は、圧力室Ｐ側から順に、振動板３２と、下部電極３６と、圧電体（圧電薄膜３７）と、上部電極３８とを有している。このようなアクチュータ６０を用いた構成において、上述した本実施形態の効果を得ることができる。また、アクチュエータ６０から引き出される駆動信号供給用の配線は、上部電極３８から引き出される引出部５１ａである。このように引出部５１ａを介して上部電極３８に電圧を印加してアクチュエータ６０を駆動する構成において、上述した本実施形態の効果を得ることができる。

ところで、図１１は、チャネル２１ａ₁を駆動する第１の駆動信号と、チャネル２１ａ₂を駆動する第２の駆動信号の他の例を示している。記憶部５５に記憶された補正値に基づく駆動信号の補正は、上述した駆動電圧の補正のみならず、駆動波形（パルス）の立ち上がり時間、立ち下がり時間の少なくとも一方の補正であってもよい。例えば、各チャネル２１ａ₁・２１ａ₂の駆動信号の駆動電圧をＶ１で一定とし、通常の駆動信号のパルスの立ち上がり時間および立ち下がり時間をそれぞれｔ１０（μｓｅｃ）、ｔ２０（μｓｅｃ）とすると、回路素子３９ａは、パルスの立ち上がり時間ｔ１１が、ｔ１０×（１／Ｒ１）となるように、あるいは、パルスの立ち下がり時間ｔ２１が、ｔ２０×（１／Ｒ１）となるように、チャネル２１ａ₁の駆動信号（駆動波形）を補正してもよい。また、回路素子３９ｂは、パルスの立ち上がり時間ｔ１２が、ｔ１０×（１／Ｒ２））となるように、あるいは、パルスの立ち下がり時間ｔ２２が、ｔ２０×（１／Ｒ２）となるように、チャネル２１ａ₂の駆動信号を補正してもよい。このようにパルスの立ち上がり時間、立ち下がり時間の少なくとも一方を補正した駆動信号によって各チャネル２１ａ₁・２１ａ₂を駆動することによっても、各チャネル２１ａ₁・２１ａ₂間でのインク吐出特性のばらつきを低減することができる。

図１２は、チャネル２１ａ₁を駆動する第１の駆動信号の駆動波形と、チャネル２１ａ₂を駆動する第２の駆動信号の駆動波形のさらに他の例を示している。記憶部５５に記憶された補正値に基づく駆動信号の補正は、駆動電圧の印加期間の補正であってもよい。例えば、各チャネル２１ａ₁・２１ａ₂の駆動信号の駆動電圧をＶ１で一定とし、通常の駆動電圧の印加期間をＴ０（μｓｅｃ）とすると、回路素子３９ａは、印加期間ＴＡがＴ０×Ｒ１となるように、チャネル２１ａ₁の駆動信号（駆動波形）を補正してもよい。また、回路素子３９ｂは、印加期間ＴＢがＴ０×Ｒ２となるようにチャネル２１ａ₂の駆動信号を補正してもよい。このように駆動電圧の印加期間を補正した駆動信号によって各チャネル２１ａ₁・２１ａ₂を駆動することによっても、各チャネル２１ａ₁・２１ａ₂間でのインク吐出特性のばらつきを低減することができる。

〔インクジェットヘッドの他の構成〕
図１３Ａは、本実施形態のインクジェットヘッド２１の他の構成を示すものであって、１つのチャネル２１ａ（２１ａ₁）の平面図であり、図１３Ｂは、上記平面図におけるＣ−Ｃ’線矢視断面図である。上記インクジェットヘッド２１では、複数のチャネル２１ａのそれぞれに、インク供給口５２が個別に（各チャネル２１ａに共通ではなく独立して）設けられている。

インク供給口５２は、支持基板３１に対してアクチュエータ６０側に配置されるインクタンク（図示せず）からのインクを、複数のチャネル２１ａの各圧力室Ｐに供給するための供給口であり、圧力室Ｐに対して配線部５１とは反対側の位置で、振動板３２、絶縁層３４および下部電極３６を貫通して形成されている。インク供給口５２は、支持基板３１に形成された連通路３１ｃを介して圧力室Ｐと連通している。連通路３１ｃの幅（直径）は、インク供給口５２の幅（直径）よりも大きく、圧力室３１ａの幅（直径）よりも小さい。

このように各チャネル２１ａに個別にインク供給口５２を設けることにより、インクタンクからインク供給口５２を通る垂直な流路により、圧力室Ｐにインクを供給することができる。したがって、支持基板３１に、図３で示したインク流路３１ｂのような、各チャネル２１ａに共通のインク流路を設ける必要がなくなる。これにより、ヘッドをさらに小型化することができる。

図１４は、図１３Ａのチャネル２１ａを多列に配置した、インクジェットヘッド２１のさらに他の構成を示す平面図である。なお、図１４では、便宜的に、インク供給口５２の図示を省略している。例えば、支持基板３１に共通のインク流路がある場合、さらなる高解像度化を図るべく、複数のチャネルを多列に配置しようとすると、共通のインク流路と個々のチャネルとが重ならないようにこれらを配置する必要があり、複数のチャネルを高密度に配置することが困難となる。しかし、図１３Ａで示したような、インク供給口５２を個別に有するチャネル２１ａを利用する場合、支持基板３１に共通のインク流路を設ける必要がないため、圧力室Ｐの向きの異なるチャネル２１ａ₁・２１ａ₂を配置した列を、複数並列に、しかも、間隔を狭くして配置することが可能となる。これにより、支持基板３１に共通のインク流路を設ける場合に比べて小型の構成で、必要な強度を確保しながら、さらなる高解像度化を図ることができる。

〔インクジェットヘッドのさらに他の構成〕
図１５は、インクジェットヘッドのさらに他の構成を示す平面図である。同一列に配置される複数のチャネル２１ａ₁・２１ａ₂の圧力室Ｐの形状は、圧力室Ｐが形成される基板（例えば支持基板３１）に垂直な軸に対して非回転体形状であればよく、図３のような形状に限定されるわけではない。ここで、「非回転体形状」とは、基板に垂直な軸回りに、任意の平面を回転させてできた形状ではないものを指し、例えば断面が多角形の多角柱（立方体や直方体を含む）や、断面楕円形状の柱状体のような形状が、「非回転体形状」に含まれる。一方、円柱、円錐、円錐台のような形状は、任意の平面（例えば長方形、三角形、台形）をその１辺（高さ方向に平行な辺）を軸として回転させてできた回転体形状であり、「非回転体形状」から除外される。

また、「非回転体形状」は、基板に平行な面内で、基板に垂直な軸に対して回転非対称となる形状を、基板に垂直な方向に柱状に形成した形状である。このことから、基板に平行な面内での断面形状が回転非対称な形状である柱状体を、「非回転体形状」と表現することもできる。上記の回転非対称な形状としては、例えば、多角形（正方形、長方形、菱形など）や楕円形などがある。

図１５は、各圧力室Ｐが副室３１ｄを持たず、主室３１ａのみで構成されており、各圧力室Ｐの平面視での形状（基板に平行な断面での形状）が正方形である場合を示している。この場合でも、同一列において圧力室Ｐの向きが異なると、アクチュータ６０と圧力室Ｐとの平面的な位置ずれに起因する画質低下が起こり得る（図２０参照）。

ここで、前述の説明では、圧力室Ｐの向きを、「圧力室Ｐにおける主室３１ａから副室３１ｄに向かう方向」と定義していたが、図１５のように圧力室Ｐが副室３１ｄを持たない場合、この定義を使用することができない。そこで、この場合は、圧力室Ｐの向きとして、以下の定義を用いる。すなわち、圧力室Ｐの、該圧力室Ｐを通る上記基板に垂直な軸を中心とする基準位置からの回転角度θ（°）に対応する方向を、圧力室Ｐの向きと定義する。なお、上記の回転角度θは、上記基板に平行な面内での回転角度である。このとき、上記の基準位置は、ヘッドのいずれか一つの圧力室Ｐの位置、またはこの位置を基板に平行な方向に移動した位置である。また、上記面内において、圧力室Ｐの回転前後での位置（形状）がＮ（°）回転させるごとに一致する場合は、０≦θ＜Ｎとする。なお、圧力室Ｐが副室３１ｄを有する回転非対称な形状である場合でも、この定義を用いて圧力室Ｐの向きを規定することができる。

図１６は、副室３１ｄを有する圧力室Ｐを、基板に平行な面内で基準位置Ｐ０から回転させる前後での位置を模式的に示している。なお、上記面内での圧力室Ｐの回転中心をＯとする。圧力室Ｐを通る上記基板に垂直な軸は、この回転中心Ｏを通るものとする（後述の図１７でも同様とする）。上記面内での基準位置Ｐ０からの回転角度θ（°）に対応する方向Ｄ１は、最初の定義による圧力室Ｐの向き、すなわち、主室３１ａから副室３１ｄに向かう方向と一致している。また、図１６の圧力室Ｐは、基板に平行な面内で対称軸を１本のみ有する線対称な形状であることから、圧力室Ｐの上記面内での回転角度θは、３６０°とならない限り、回転前後で圧力室Ｐの位置（形状）が一致することはない。したがって、回転角度θの採り得る範囲は、０°≦θ＜３６０°である。図３の例にこの定義を当てはめると、同一列のチャネル２１ａ₁・２１ａ₂において、ある１つのチャネル２１ａ₁（例えば図３で一番上のチャネル２１ａ₁）の圧力室Ｐの位置を基準位置Ｐ０としたとき、上記チャネル２１ａ₁および他のチャネル２１ａ₁の圧力室Ｐの向きは、回転角度０°に対応する方向であり、各チャネル２１ａ₂の圧力室Ｐの向きは、回転角度１８０°に対応する方向であると言える。

一方、図１７は、副室３１ｄを持たない平面視で正方形状の圧力室Ｐを、基板に平行な面内で基準位置Ｐ０から回転させる前後での位置を模式的に示している。この例では、上記面内での基準位置Ｐ０からの回転角度θ（°）に対応する方向Ｄ２が、圧力室Ｐの向きとなる。ただし、圧力室Ｐが平面視で正方形状の場合、上記面内で９０°回転させるごとに、回転前後での位置（形状）が一致するため、圧力室Ｐの向きを考える場合、回転角度θとしては、０°≦θ＜９０°である。図１５の例に上記の定義を当てはめると、同一列のチャネル２１ａ₁・２１ａ₂において、ある１つのチャネル２１ａ₁（例えば図１５で一番上のチャネル２１ａ₁）の圧力室Ｐの位置を基準位置Ｐ０としたとき、上記チャネル２１ａ₁および他のチャネル２１ａ₁の圧力室Ｐの向きは、回転角度０°に対応する方向であり、各チャネル２１ａ₂の圧力室Ｐの向きは、回転角度４５°に対応する方向であると言える。なお、図１５の例では、圧力室Ｐの向きと配線の引き出し方向（実線の矢印参照）とは一致しないが、圧力室Ｐの向きを考えるにあたっては何ら問題はない。

図１５の構成であっても、同一列において、同一の回路素子３９ａ（または同一の第１の駆動信号）によって駆動されるチャネル２１ａ₁は、圧力室Ｐの向きが同一方向（回転角度０°の方向）となるように配置されており、同一の回路素子３９ｂ（または同一の第２の駆動信号）によって駆動されるチャネル２１ａ₂は、圧力室Ｐの向きが同一方向（回転角度４５°の方向）となるように配置されている。つまり、同一列において、圧力室Ｐの向きが異なるチャネル２１ａ₁・２１ａ₂は、異なる回路素子３９ａ・３９ｂ（または異なる駆動信号）によって駆動される。これにより、チャネル２１ａ₁・２１ａ₂間で、アクチュエータ６０と圧力室Ｐとの位置ずれに起因してインク吐出特性にばらつきが生じても、チャネル２１ａ₁・２１ａ₂ごとにインク吐出特性を補正して、そのばらつきを抑えることが可能となる。その結果、図３の場合と同様に、上記の位置ずれによって筋ムラなどの画質の低下が生じるのを抑えることができる。

〔その他〕
本実施形態では、駆動素子３５の圧電体を圧電薄膜３７（図４等参照）で構成する場合について説明したが、圧電体はバルクであってもよい。

以上で説明した本実施形態のインクジェットヘッドは、アクチュエータの駆動によって圧力室からインクを吐出する複数のチャネルを備えたインクジェットヘッドであって、各チャネルの圧力室は、該圧力室が形成される基板に垂直な軸に対して非回転体形状であり、前記圧力室の、該圧力室を通る前記軸を中心とする基準位置からの回転角度に対応する方向を、前記圧力室の向きと定義したとき、前記基板に平行な方向の同一列に配置される前記複数のチャネルは、前記圧力室の向きの異なるチャネルを含み、前記同一列において、同一の回路素子によって駆動されるチャネルは、前記圧力室の向きが同一方向となるように配置されている。

上記の構成によれば、同一列に配置される複数のチャネルは、圧力室の向きが異なるチャネルを含んでいるため、同一列では圧力室の向きが同じで、かつ、異なる列では圧力室の向きが異なるようにチャネルを多列に配置する構成に比べて、少ない列数でチャネルの高密度配置およびそれによる高解像度化を実現できる。つまり、ヘッドの小型の構成で、チャネルの高密度配置および高解像度化を実現することができる。

また、同一列において、同一の回路素子によって駆動されるチャネルは、前記圧力室の向きが同一方向となるように配置されているため、同一列において、圧力室の向きが異なるチャネルを、異なる回路素子によって駆動することができる。これにより、圧力室の向きが異なるチャネル間で、アクチュエータと圧力室との位置ずれに起因してインク吐出特性にばらつきが生じても、圧力室の向きが異なるチャネルごとにインク吐出特性を補正して、そのばらつきを抑えることが可能となる。これにより、上記の位置ずれによって筋ムラなどの画質の低下が生じるのを抑えることができる。

前記同一列において、前記圧力室の向きが異なるチャネルは、異なる回路素子によって駆動されてもよい。この場合、圧力室の向きが異なるチャネルごとにインク吐出特性を確実に補正して、そのばらつきを確実に抑えることが可能となる。

以上で説明した本実施形態のインクジェットヘッドは、アクチュエータの駆動によって圧力室からインクを吐出する複数のチャネルを備えたインクジェットヘッドであって、各チャネルの圧力室は、該圧力室が形成される基板に垂直な軸に対して非回転体形状であり、前記圧力室の、該圧力室を通る前記軸を中心とする基準位置からの回転角度に対応する方向を、前記圧力室の向きと定義したとき、前記基板に平行な方向の同一列に配置される前記複数のチャネルは、前記圧力室の向きの異なるチャネルを含み、前記同一列において、インク吐出時の駆動波形が同一の駆動信号によって駆動されるチャネルは、前記圧力室の向きが同一方向となるように配置されている。

上記の構成によれば、同一列に配置される複数のチャネルは、圧力室の向きが異なるチャネルを含んでいるため、同一列では圧力室の向きが同じで、かつ、異なる列では圧力室の向きが異なるようにチャネルを多列に配置する構成に比べて、少ない列数でチャネルの高密度配置およびそれによる高解像度化を実現できる。つまり、ヘッドの小型の構成で、チャネルの高密度配置および高解像度化を実現することができる。

また、同一列において、インク吐出時の駆動波形が同一の駆動信号によって駆動されるチャネルは、前記圧力室の向きが同一方向となるように配置されているため、同一列において、圧力室の向きが異なるチャネルを、異なる駆動信号によって駆動することができる。これにより、圧力室の向きが異なるチャネル間で、アクチュエータと圧力室との位置ずれに起因してインク吐出特性にばらつきが生じても、圧力室の向きが異なるチャネルごとにインク吐出特性を補正して、そのばらつきを抑えることが可能となる。これにより、上記の位置ずれによって筋ムラなどの画質の低下が生じるのを抑えることができる。

前記同一列において、前記圧力室の向きが異なるチャネルは、インク吐出時の駆動波形が異なる駆動信号で駆動されてもよい。この場合、圧力室の向きが異なるチャネルごとにインク吐出特性を確実に補正して、そのばらつきを確実に抑えることが可能となる。

上記構成において、前記異なる駆動信号は、異なる回路素子から供給されてもよい。この場合、圧力室の向きが異なる同一列のチャネルを、異なる駆動信号で確実に駆動することができる。

上記構成において、前記異なる駆動信号は、同一の回路素子から供給されてもよい。この場合、圧力室の向きが異なる同一列のチャネルを、１つの回路素子で駆動制御できるため、同一列のチャネルを複数の回路素子で駆動する構成に比べて、ヘッドをさらに小型化でき、低コストともなる。

上述したインクジェットヘッドは、各チャネルにおける前記アクチュエータと前記圧力室との位置ずれ量に応じて、各チャネルの駆動信号を補正するための補正値を記憶する記憶部をさらに備え、同一列の各チャネルを駆動する少なくとも１つの前記回路素子は、前記補正値を用いて前記各チャネルの駆動信号を補正して、前記各チャネルを駆動することが望ましい。

回路素子が、記憶部に予め記憶された補正値を用いて、各チャネルの駆動信号を補正して各チャネルを駆動するため、圧力室の向きが異なる同一列の各チャネルでの、アクチュエータと圧力室との位置ずれによって生じるインク吐出特性のばらつきを低減して、画質低下を確実に抑えることができる。

前記回路素子は、前記補正値を用いて、前記各チャネルの駆動信号における駆動電圧、パルスの立ち上がり時間、立ち下がり時間、前記駆動電圧の印加期間の少なくともいずれかを補正してもよい。回路素子が駆動電圧等を補正し、補正後の駆動信号によって各チャネルを駆動することで、インク吐出特性のばらつきを確実に低減できる。

前記アクチュエータは、前記圧力室が形成される前記基板上に形成されていてもよい。この構成では、ヘッドの製造時に、基板に対して圧力室を形成する工程と、上記基板上にアクチュエータを形成する工程とが別工程となり、圧力室に対するアクチュエータの平面的な位置ずれ（基板の面に平行な方向の位置ずれ）が生じやすい。そして、この位置ずれによって、圧力室の向きが異なる同一列のチャネル同士で、インク吐出特性にばらつきが生じやすい。このため、上記位置ずれによる画質の低下を抑えるための上述の構成が非常に有効となる。

前記複数のチャネルの各圧力室に前記アクチュエータ側からインクを供給するためのインク供給口が、前記複数のチャネルのそれぞれに個別に設けられていてもよい。この場合、複数の圧力室が形成される基板に、各圧力室にインクを供給するための共通のインク流路を設ける必要がないため、ヘッドをさらに小型化することができる。

同一列に前記圧力室の向きが異なるチャネルを配置した列が、複数並列に設けられていてもよい。複数の圧力室が形成される基板に共通のインク流路を設ける必要がないため、さらなる高解像度化を図るべく、上記チャネルの列を複数並列に配置した場合でも、基板に上記インク流路を設ける場合に比べて小型の構成で高解像度化を図ることができる。

同一列の各チャネルにおいて、前記圧力室は、前記基板に平行な面内で対称軸が１本のみの線対称な形状であってもよい。圧力室が、基板に垂直な軸に対して回転非対称な形状で、かつ、基板に平行な面内で対称軸が１本のみの線対称な形状である構成において、上述の効果を得ることができる。

前記対称軸は、前記アクチュエータから引き出される駆動信号供給用の配線の引き出し方向に沿った軸であってもよい。配線の引き出し方向に沿った対称軸に対して圧力室が線対称な形状である構成において、上述の効果を得ることができる。

前記圧力室は、前記アクチュエータの駆動によって内部に圧力が付与される主室と、前記配線の下部に位置し、前記主室と連通する副室とを含んでいてもよい。主室と副室とを含んで圧力室を形成することで、基板に垂直な軸に対して回転非対称な形状で、かつ、基板に平行な面内で対称軸が１本のみの線対称な形状となる圧力室を確実に実現することができる。

前記アクチュエータは、前記圧力室の上方に位置しており、前記圧力室側から順に、振動板と、下部電極と、圧電体と、上部電極とを有していてもよい。このような構成のアクチュエータを有するインクジェットヘッドにおいて、上述の効果を得ることができる。

以上で説明した本実施形態のインクジェットヘッドの製造方法は、上述した構成のインクジェットヘッドの製造方法であって、前記アクチュエータと前記圧力室とは、異なる工程で形成されていてもよい。この場合、上述のように、圧力室に対するアクチュエータの平面的な位置ずれが生じやすく、圧力室の向きが異なる同一列のチャネル同士で、インク吐出特性にばらつきが生じやすい。このため、アクチュエータと圧力室とを異なる工程で形成したインクジェットヘッドにおいて、これらの位置ずれによる画質の低下を抑えるという上述の効果を得ることができる。

以上で説明した本実施形態のインクジェットプリンタは、上述したインクジェットヘッドを備え、前記インクジェットヘッドから記録媒体に向けてインクを吐出させる構成であってもよい。この場合、小型のヘッドを用いて高解像度の画像を記録媒体上に形成することができる。

本発明のインクジェットヘッドは、インクジェットプリンタに利用可能である。

１ インクジェットプリンタ
２１ インクジェットヘッド
２１ａ、２１ａ₁、２１ａ₂ チャネル
３１ 支持基板
３１ａ 主室
３１ｄ 副室
３２ 振動板
３６ 下部電極
３７ 圧電薄膜（圧電体）
３８ 上部電極
３９、３９ａ、３９ｂ 回路素子
５１ａ 引出部（配線）
５２ インク供給口
５５ 記憶部
６０ アクチュエータ
ＡＸ 軸〈対称軸〉
Ｐ 圧力室
Ｐ０ 基準位置
θ 回転角度

Claims (16)

1. アクチュエータの駆動によって圧力室からインクを吐出する複数のチャネルを備えたインクジェットヘッドであって、
   各チャネルの圧力室は、該圧力室が形成される基板に垂直な軸に対して非回転体形状であり、
   前記圧力室の、該圧力室を通る前記軸を中心とする基準位置からの回転角度に対応する方向を、前記圧力室の向きと定義したとき、
   前記基板に平行な方向の同一列に配置される前記複数のチャネルは、前記圧力室の向きの異なるチャネルを含み、
   前記同一列において、同一の回路素子によって駆動されるチャネルは、前記圧力室の向きが同一方向となるように配置されており、
   前記同一列において、前記圧力室の向きが異なるチャネルは、異なる回路素子によって駆動されることを特徴とするインクジェットヘッド。
2. アクチュエータの駆動によって圧力室からインクを吐出する複数のチャネルを備えたインクジェットヘッドであって、
   各チャネルの圧力室は、該圧力室が形成される基板に垂直な軸に対して非回転体形状であり、
   前記圧力室の、該圧力室を通る前記軸を中心とする基準位置からの回転角度に対応する方向を、前記圧力室の向きと定義したとき、
   前記基板に平行な方向の同一列に配置される前記複数のチャネルは、前記圧力室の向きの異なるチャネルを含み、
   前記同一列において、同一の回路素子によって駆動されるチャネルは、前記圧力室の向きが同一方向となるように配置されており、
   該インクジェットヘッドは、
   各チャネルにおける前記アクチュエータと前記圧力室との位置ずれ量に応じて、各チャネルの駆動信号を補正するための補正値を記憶する記憶部をさらに備え、
   同一列の各チャネルを駆動する少なくとも１つの前記回路素子は、前記補正値を用いて前記各チャネルの駆動信号を補正して、前記各チャネルを駆動することを特徴とするインクジェットヘッド。
3. アクチュエータの駆動によって圧力室からインクを吐出する複数のチャネルを備えたインクジェットヘッドであって、
   各チャネルの圧力室は、該圧力室が形成される基板に垂直な軸に対して非回転体形状であり、
   前記圧力室の、該圧力室を通る前記軸を中心とする基準位置からの回転角度に対応する方向を、前記圧力室の向きと定義したとき、
   前記基板に平行な方向の同一列に配置される前記複数のチャネルは、前記圧力室の向きの異なるチャネルを含み、
   前記同一列において、インク吐出時の駆動波形が同一の駆動信号によって駆動されるチャネルは、前記圧力室の向きが同一方向となるように配置されており、
   前記同一列において、前記圧力室の向きが異なるチャネルは、インク吐出時の駆動波形が異なる駆動信号で駆動されることを特徴とするインクジェットヘッド。
4. 前記異なる駆動信号は、異なる回路素子から供給されることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッド。
5. 前記異なる駆動信号は、同一の回路素子から供給されることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッド。
6. 各チャネルにおける前記アクチュエータと前記圧力室との位置ずれ量に応じて、各チャネルの駆動信号を補正するための補正値を記憶する記憶部をさらに備え、
   同一列の各チャネルを駆動する少なくとも１つの前記回路素子は、前記補正値を用いて前記各チャネルの駆動信号を補正して、前記各チャネルを駆動することを特徴とする請求項４または５に記載のインクジェットヘッド。
7. 前記回路素子は、前記補正値を用いて、前記各チャネルの駆動信号における駆動電圧、パルスの立ち上がり時間、立ち下がり時間、前記駆動電圧の印加期間の少なくともいずれかを補正することを特徴とする請求項６に記載のインクジェットヘッド。
8. 前記アクチュエータは、前記圧力室が形成される前記基板上に形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
9. 前記複数のチャネルの各圧力室に前記アクチュエータ側からインクを供給するためのインク供給口が、前記複数のチャネルのそれぞれに個別に設けられていることを特徴とする請求項８に記載のインクジェットヘッド。
10. 同一列に前記圧力室の向きが異なるチャネルを配置した列が、複数並列に設けられていることを特徴とする請求項９に記載のインクジェットヘッド。
11. 同一列の各チャネルにおいて、前記圧力室は、前記基板に平行な面内で対称軸が１本のみの線対称な形状であることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
12. 前記対称軸は、前記アクチュエータから引き出される駆動信号供給用の配線の引き出し方向に沿った軸であることを特徴とする請求項１１に記載のインクジェットヘッド。
13. 前記圧力室は、前記アクチュエータの駆動によって内部に圧力が付与される主室と、前記配線の下部に位置し、前記主室と連通する副室とを含むことを特徴とする請求項１２に記載のインクジェットヘッド。
14. 前記アクチュエータは、前記圧力室の上方に位置しており、前記圧力室側から順に、振動板と、下部電極と、圧電体と、上部電極とを有していることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
15. 請求項１から１４のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法であって、
    前記アクチュエータと前記圧力室とは、異なる工程で形成されていることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
16. 請求項１から１４のいずれかに記載のインクジェットヘッドを備え、前記インクジェットヘッドから記録媒体に向けてインクを吐出させることを特徴とするインクジェットプリンタ。

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