JP2006231530A - 液体移送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造段階における歩留まり及び信頼性が高い液体移送装置を提供する。
【解決手段】インクジェットヘッド３は、複数の個別インク流路が形成された流路ユニット３１と、流路ユニット３１の上面に形成された振動板４０、振動板４０の上面に形成された圧電材料層４１、及び、圧電材料層４１の上面に圧力室１０に対応して形成された複数の個別電極１６を有するアクチュエータユニット３２とを備えている。振動板４０の隣接する圧力室１０の間に対向する領域には、圧力室１０の長手方向に延びた複数の穴４２が形成されており、穴４２の２つの端部４２ａは、穴４２の幅の半分よりも曲率半径が大きく、中心角が１８０°よりも大きい円弧形状になっている。また、圧電材料層４１の穴４２及びその端部４２ａに対向する領域には、穴４２と同じ大きさの複数の穴４３及びその端部４３ａが形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、液体を移送する液体移送装置に関する。

液体を移送する液体移送装置として、ノズルからインクを吐出して印字を行うインクジェットヘッドがある。その中でも、夫々がノズルに連通する複数の圧力室とこれら複数の圧力室を覆う振動板とを備え、振動板をアクチュエータにより変形させることで圧力室内のインクの圧力を変化させて、圧力室に連通するノズルからインクを吐出するように構成されているものがある。このようなインクジェットヘッドにおいては、ある圧力室を覆う振動板の部分の変形が別の圧力室に対向する領域に伝播する現象、いわゆるクロストークが発生してしまい、複数のノズルから吐出されるインクの吐出特性がばらつく虞がある。ここで、振動板の剛性が高いほど、このような変形は伝播しやすく、クロストークの影響は大きくなる。また、振動板の圧力室周辺の部分の剛性が高いと振動板を変形させるためのアクチュエータの駆動電圧が大きくなる。

そこで、振動板の圧力室の周辺の領域に対向する部分に貫通状の穴や溝が形成されており、この領域の剛性が部分的に低下したものが提案されている。例えば、特許文献１のインクジェットヘッドは、圧力室を形成する圧力板の表面に弾性体層を介在させて加圧板（振動板）が設けられており、さらに、その表面にピエゾ素子（アクチュエータ）が設けられており、加圧板の圧力室の間に対向する部分にはスリット又は溝が形成されている。これによると、加圧板に形成されたスリット又は溝により、加圧板のこの部分の剛性が低下しているので、クロストークを低減することができる。さらに、ピエゾ素子をより低い電圧で駆動させることができるのでピエゾ素子の駆動効率が向上する。

特開平９−２２６１２０号公報（図５、図７）

しかしながら、このようなスリット又は溝が加圧板に形成されていると、これらの端部に応力が集中しやすくなる。このため、インクジェットヘッドの製造段階における加圧板の取り扱いの際、又は、ピエゾ素子の駆動の際等に、振動板のスリット又は溝の端部における応力集中により加圧板にクラックが発生しやすくなり、製造段階における歩留まりの低下、あるいは、信頼性の低下を招く虞がある。

本発明の目的は、液体移送装置において、クロストークの低減及びアクチュエータの駆動効率の向上を実現すると共に、製造時の歩留まりの向上及び信頼性の向上を実現することである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明の液体移送装置は、平面に沿って隣接配置された複数の圧力室を含む液体流路が形成された流路ユニットと、この流路ユニットの一表面に配置され、複数の圧力室の容積を選択的に変化させるアクチュエータユニットとを備え、アクチュエータユニットは、複数の圧力室を覆う振動板、この振動板の圧力室と反対側において少なくとも複数の圧力室の夫々に対応する領域に配置された圧電材料層、複数の圧力室に夫々対向して配置され、且つ、所定の駆動電圧が印加される複数の個別電極、及び、これら複数の個別電極との間で圧電材料層を挟む共通電極を有し、振動板の、平面に直交する方向から見て、隣接する２つの個別電極の間の領域と重なる部分には、振動板の他の部分よりも厚みが低下した複数の厚み低下部が夫々延在しており、各厚み低下部の２つの端部の曲率半径は、この厚み低下部の幅の半分の長さよりも大きい。

これによると、厚み低下部により個別電極間において振動板の剛性が低下しているため、ある圧力室に対向する個別電極に駆動電圧が印加されたときの振動板の変形が他の圧力室に対向する領域に伝播しにくくなり、クロストークが低減する。また、振動板の圧力室に対向する部分が変形しやすくなり、個別電極に駆動電圧が印加されて圧電材料層が変形したときに振動板がより変形しやすくなり、アクチュエータユニットの駆動効率が向上する。さらに、厚み低下部の２つの端部の曲率半径が厚み低下部の幅の半分の長さよりも大きくなっていることから、この２つの端部での応力集中が緩和されることになる。そのため、製造段階における振動板の取り扱いの際に、この２つの端部に応力が集中して振動板に塑性変形、歪み、クラック等が発生するのが防止され、液体移送装置の製造段階における歩留まりが向上する。また、液体移送装置の使用時に振動板が変形する場合においても、この２つの端部での応力集中が緩和され、振動板にクラック等が発生するのが防止されるので、液体移送装置の信頼性が向上する。尚、厚み低下部としては、部分的に厚みが低下した溝や凹部状のものだけでなく、貫通状の穴も含まれる。

また、本発明の液体移送装置において、圧電材料層は、複数の圧力室に跨って連続的に形成されていてもよい。これによると、圧電材料層を複数の圧力室に対して一度に形成することができるので、圧電材料層の形成を容易に行うことができ、製造工程を簡略化することができる。

また、本発明の液体移送装置において、複数の圧力室は所定の一方向に配列されており、アクチュエータユニットは、複数の圧力室に夫々対応して所定の一方向に配列されて、複数の圧力室の容積を夫々変化させる複数のアクチュエータを備え、各アクチュエータは、少なくとも、振動板及び圧電材料層の対応する１つの圧力室と対向する部分と、この圧力室と対向する１つの個別電極と、この個別電極に接続された接点部とを含んでおり、厚み低下部は、平面に直交する方向から見て、複数のアクチュエータの所定の一方向と直交する方向の２つの端を夫々結ぶ２本の直線の内側の領域に配置されていてもよい。

これによると、厚み低下部（端部も含む）が、圧力室の配列方向に延びて、アクチュエータの２つの端を夫々結ぶ２本の直線の内側の領域に配置され、この線からはみ出していないため、応力集中を緩和するために厚み低下部の端部の曲率半径を大きくしても、圧力室の配列方向と直交する方向に隣接する圧力室の間隔が大きくならず、複数の圧力室及びアクチュエータを高密度に配置することができる。

このとき、複数の圧力室は、夫々、所定の一方向と直交する方向に延びる平行な２つの対向辺を有する略長円の平面形状を有し、前記複数の厚み低下部は、圧力室の対向辺に沿って延び、さらに、対向辺よりも両方向に長く延びていてもよい。このように、圧力室がその配列方向に直交する２つの平行対向辺を有する略長円形状に形成されている場合には、隣接する２つの圧力室の対向辺の間の領域においてこれらの圧力室間の距離が最も小さくなり、この領域において振動板の変形が隣の圧力室に対向する領域に伝播しやすい。そこで、この領域に圧力室の対向辺に沿ってこれらの対向辺の両端部よりも外側まで延びた厚み低下部を形成することにより、クロストークを確実に低減することができる。

また、複数の圧力室は、夫々略菱形の平面形状を有し、且つ、菱形の隣り合う２辺と夫々平行な２つの方向にマトリクス状に配列されており、複数の厚み低下部は、圧力室の菱形の４辺に沿って夫々延びていてもよい。このように菱形の平面形状を有する圧力室が菱形の隣り合う２辺と夫々平行な２つの方向にマトリクス状に配列されている場合には、隣接する圧力室の菱形の辺が向かい合う領域において、振動板の変形が隣接する圧力室に伝播しやすいので、この領域に圧力室の菱形の４辺に沿って延びた厚み低下部を形成することによりクロストークを確実に低減することができる。

また、本発明の液体移送装置において、各厚み低下部の２つの端部は、夫々、中心角が１８０度よりも大きい円弧状に形成されていてもよい。これによると、各厚み低下部の端部の面積を極力小さくしつつ、端部における応力集中を緩和するのに十分な曲率半径を得ることができる。

また、本発明の液体移送装置において、複数の厚み低下部は、振動板の複数の圧力室の間の領域と重なる部分に夫々形成された貫通状の穴であってもよい。これによると、圧力室の間に形成された貫通状の穴により、振動板のこの部分の剛性が確実に低下するため、振動板の変形が他の圧力室に対向する領域に伝播しにくくなり、クロストークを確実に低減することができる。さらに、個別電極に駆動電圧が印加されたときに、振動板がより変形しやすくなるため、アクチュエータユニットの駆動効率が向上する。

このとき、本発明の液体移送装置は、圧電材料層の、平面に直交する方向から見て複数の厚み低下部に重なる領域に、複数の貫通穴が夫々形成されていてもよい。これによると、圧電材料層に形成された貫通穴により、圧電材料層の圧力室周辺の領域における剛性が低下するため、振動板の変形が他の圧力室に対向する領域に伝播しにくくなり、クロストークを確実に低減することができる。

また、本発明の液体移送装置において、複数の厚み低下部は、振動板の前記圧力室と反対側の面の、複数の個別電極の間の領域と重なる部分に夫々形成された複数の溝であってもよい。これによると、個別電極の間の領域に形成された溝により、振動板のこの部分の剛性が低下するため、ある圧力室に対向する振動板の変形が他の圧力室に対向する領域に伝播しにくくなり、クロストークを低減することができる。また、溝により振動板の圧力室に対向する部分がより変形しやすくなるため、アクチュエータユニットの駆動効率が向上する。また、このような溝は、振動板を貫通していないので振動板の圧力室に重なる部分にも形成することができる。そして、振動板の個別電極に対向する領域の周りに溝が配置されている場合には、振動板がさらに変形しやすくなるため、圧電材料層の駆動効率がさらに向上する。

また、本発明の液体移送装置において、複数の厚み低下部は、複数の個別電極に夫々対応して設けられ、各厚み低下部は、平面に直交する方向から見て、対応する個別電極をその一部を除いて取り囲むように延在していてもよい。これによると、厚み低下部が圧力室を取り囲むように形成されているため、クロストークをより確実に低減することができる。また、厚み低下部が個別電極を完全に取り囲んでいる場合よりも振動板の強度が高くなり、振動板が破損しにくい。さらに、振動板の表面の厚み低下部が形成されていない領域に個別電極と接続される配線を容易に形成することができる。

以下に、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しつつ説明する。本実施の形態は、本発明を記録用紙にインクを吐出して記録を行うインクジェットヘッドに適用した一例である。

まず、インクジェットヘッド３を備えたインクジェットプリンタ１について簡単に説明する。図１に示すように、インクジェットプリンタ１は図１の左右方向（走査方向）に移動可能なキャリッジ２と、このキャリッジ２に設けられて記録用紙Ｐに対してインクを噴射するシリアル式のインクジェットヘッド３（液体移送装置）と、記録用紙Ｐを図１の前方（紙送り方向）へ搬送する搬送ローラ４等を備えている。インクジェットヘッド３はキャリッジ２と一体的に走査方向へ移動して、ノズル１５（図２〜図５参照）から記録用紙Ｐに対してインクを吐出する。そして、インクジェットヘッド３により記録された記録用紙Ｐは搬送ローラ４により紙送り方向へ排出される。

次に、インクジェットヘッド３について、図２〜図５を用いて説明する。図２は、図１のインクジェットヘッド３の平面図、図３は図２の部分拡大図、図４は図３のIV−IV線断面図、図５は図４のV−V線断面図である。図２〜図５に示すように、インクジェットヘッド３は、内部に複数の個別インク流路が形成された流路ユニット３１と、流路ユニット３１の上面に配置されたアクチュエータユニット３２とを備えている。

まず流路ユニット３１について説明する。図４、図５に示すように流路ユニット３１は、キャビティプレート２０、ベースプレート２１、マニホールドプレート２２、及び、ノズルプレート２３を備えており、これらの４枚のプレートが積層状態で接合されている。このうち、キャビティプレート２０、ベースプレート２１及びマニホールドプレート２２は略矩形のステンレス鋼製の板である。また、ノズルプレート２３は、例えば、ポリイミド等の高分子合成樹脂材料により形成され、マニホールドプレート２２の下面に接着される。尚、ノズルプレート２３も他の３枚のプレート２０、２１、２２と同じ金属材料により形成されていてもよい。

図２〜図５に示すように、キャビティプレート２０には、平面に沿って配列された複数の圧力室１０が形成されている。図２には複数の圧力室１０のうちの一部（１０個）が示されている。各圧力室１０は平面視で走査方向（図２の左右方向）に平行な２つの対向辺１０ａを有する略長円形上に形成されており、その長軸方向が走査方向となるように配置されている。

図２〜図５に示すように、ベースプレート２１の平面視で圧力室１０の長軸方向両端部に重なる位置には、夫々連通孔１２、１３が形成されている。また、マニホールドプレート２２には、紙送り方向（図２の上下方向）に２列に延び、平面視で圧力室１０の図２における左端部又は右端部と重なるマニホールド１１が形成されている。マニホールド１１には、キャビティプレート２０に形成されたインク供給口９を介して図示しないインクタンクからインクが供給される。また、平面視で圧力室１０のマニホールド１１とは反対側の端部と重なる位置には、連通孔１４も形成されている。さらに、ノズルプレート２３には、平面視で複数の圧力室１０のマニホールド１１とは反対側の端部に重なる位置に、複数のノズル１５が夫々形成されている。

そして、図４に示すように、マニホールド１１は連通孔１２を介して圧力室１０に連通し、さらに、圧力室１０は、連通孔１３、１４を介してノズル１５に連通している。このように、流路ユニット３１内には、マニホールド１１から圧力室１０を経てノズル１５に至る複数の個別インク流路が形成されている。

次に、アクチュエータユニット３２について説明する。図４、図５に示すように、アクチュエータユニット３２は、キャビティプレート２０の表面に配置され、導電性を有する振動板４０と、この振動板４０の表面（圧力室１０と反対側の面）に複数の圧力室１０に跨って連続的に形成された圧電材料層４１と、この圧電材料層４１の表面に複数の圧力室１０に夫々対応して形成された複数の個別電極１６とを備えている。

振動板４０は、ステンレス鋼等の鉄系合金、ニッケル合金、アルミニウム合金、チタン合金等の金属材料からなり、図４、図５に示すように、複数の圧力室１０を覆うようにキャビティプレート２０に接合されている。この振動板４０は、複数の個別電極１６に対向して個別電極１６と振動板４０との間の圧電材料層４１に電界を作用させる共通電極を兼ねており、グランド電位に保持されている。

また、図３、図５に示すように、振動板４０の、複数の圧力室の間の領域と重なる部分、すなわち、隣接する圧力室１０の対向辺１０ａの間の領域には、圧力室１０の対向辺１０ａに平行な方向に延びた貫通状の穴４２が形成されている。穴４２についての詳細は後述する。

振動板４０の表面には、図４、図５に示すように、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体であり、強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とする圧電材料層４１が形成されている。圧電材料層４１は、複数の圧力室１０に跨って連続的に形成されている。ここで、圧電材料層４１は、超微粒子の圧電材料を振動板４０の表面に高速で衝突させて堆積させるエアロゾルデポジション法（ＡＤ法）を用いて形成される。この他、圧電材料層４１は、ゾルゲル法、スパッタ法、水熱合成法、あるいは、ＣＶＤ（化学蒸着）法を用いて形成することもでき、さらには、ＰＺＴのグリーンシートを焼成することによって得られた圧電シートを振動板４０の表面に貼り付けることにより形成することもできる。そのため、圧電材料層４１を全ての圧力室１０に対して一度に形成することができ、圧電材料層４１の形成が容易になる。

尚、ＡＤ法等を用いて圧電材料の粒子を振動板４０の表面に堆積させて圧電材料層４１を形成する場合には、圧電材料の粒子は振動板４０の穴４２が形成された部分には堆積しない。したがって、図３、図５に示すように、圧電材料層４１を形成したときに振動板４０の穴４２に対向する領域には、穴４３が同時に形成される。

圧電材料層４１の上面には、図２〜図５に示すように、平面形状が圧力室１０よりも一回り小さい長円形状であり、圧力室１０の対向辺１０ａに平行な２つの対向辺１６ｂを有する、複数の個別電極１６が形成されている。これら複数の個別電極１６は、平面視で対応する圧力室１０の中央部に重なるように夫々形成されている。個別電極１６は金、銅、銀、パラジウム、白金、チタンなどの導電性材料からなる。さらに、圧電材料層４１の上面には、複数の個別電極１６の一端部（マニホールド１１側の端部）から、夫々、平面視で圧力室１０に対向しない部分にまで延びた、複数の接点部１６ａが形成されている。個別電極１６及び接点部１６ａは、例えば、スクリーン印刷、スパッタ法、蒸着法等で形成することができる。また、接点部１６ａは、図示しないフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）を介して図示しないドライバＩＣに接続されている。ここで、アクチュエータユニット３２は、所定の一方向に配列された複数のアクチュエータ３２ａを備えている。そして、振動板４０及び圧電材料層４１の１つの圧力室１０に対向する部分と、この１つの圧力室１０に対応する個別電極１６とこの個別電極１６の接点部１６ａとにより、この圧力室１０内のインクに圧力を付与する１つのアクチュエータ３２ａが構成されている。

次に、アクチュエータユニット３２の動作について説明する。ドライバＩＣからＦＰＣを介して個別電極１６に選択的に駆動電圧が供給されると、駆動電圧が供給された個別電極１６と、共通電極を兼ねており、グランド電位に保持された振動板４０との間に挟まれている部分の圧電材料層４１に上下方向の電界が生じる。すると、圧電材料層４１のうち、駆動電圧が印加された個別電極１６の真下の部分が分極方向である厚み方向と垂直な水平方向に収縮する。そして、この収縮に伴い、圧力室１０に対向する領域の圧電材料層４１及び振動板４０が圧力室１０側に凸になるように変形する。このことにより、圧力室１０の体積が減少し、インクの圧力が上昇するので、圧力室１０に連通するノズル１５からインクが吐出される。

ところで、図２、３、５に示すように、ある圧力室１０に対向する振動板の部分が変形したときに、圧力室１０の短手方向に隣接した複数の圧力室１０の間のうち対向辺１０ａが向かい合う領域に対向する領域において、振動板４０の変形は隣接する圧力室１０に対向する領域に最も伝播しやすい。しかし、この領域には、圧力室１０の対向辺１０ａに沿って延びた穴４２が形成されており、振動板４０の剛性が部分的に低下しているので、振動板４０の変形が伝播しにくくなり、クロストークが低減する。また、穴４２が形成された領域において振動板４０の剛性が低下していることから、圧力室１０に対向する領域において振動板４０がより変形しやすくなるため、アクチュエータユニット３２の駆動効率が向上する。

また、図３に示すように、穴４２は、平面視で（複数の圧力室１０が配置された平面に直交する方向から見て）、圧力室１０の対向辺１０ａに平行な方向に対向辺１０ａの両端よりも外側まで延びている（対向辺１０ａに沿って延び、さらに、対向辺１０ａよりも両方向に長く延びている）。さらに、穴４２は、複数の圧力室１０が配列された所定の一方向と直交する方向の複数のアクチュエータ３２ａの２つの端を夫々結ぶ２本の直線Ｌ１ａ、Ｌ１ｂの内側の領域に配置されている。つまり、穴４２の端部４２ａは、平面視で圧力室１０の短手方向に配列された複数のアクチュエータ３２ａの長手方向に関する２つの端（接点部１６ａの端、圧力室１０の接点部１６ａと反対側の端（図３における左端））を夫々結んだ２本の直線Ｌ１ａ、Ｌ１ｂよりも内側の領域（図３のハッチングを施した領域）に形成されている。

このように、穴４２の２つの端部４２ａは夫々２本の直線Ｌ１ａ、Ｌ１ｂの内側の領域に収まっているので、穴４２を形成しても圧力室１０の長手方向に関する間隔を大きくする必要がなく、アクチュエータ３２ａを高密度に配置することができる。

さらに、穴４２の２つの端部４２ａは、穴４２の幅の半分よりも曲率半径が大きく、中心角が１８０°よりも大きい円弧形状になっている。このように、穴４２はその端部４２ａにおいて曲率半径が大きくなっているので、製造段階において振動板４０を移送するとき、振動板４０を流路ユニット３１の表面に貼り付けるとき、振動板４０の表面に圧電材料層４１を形成するとき等、製造段階において振動板４０を取り扱う際に、端部４２ａに応力が集中し、振動板４０に塑性変形、歪み、クラック等が発生するのを防止することができ、インクジェットヘッド３の製造工程における歩留まりが向上する。また、個別電極１６に駆動電圧を印加して振動板４０を変形させる際に、端部４２ａに応力が集中するのを緩和して振動板４０にクラックが発生するを防止することができ、インクジェットヘッド３の信頼性が向上する。さらに、端部４２ａは曲率半径が一定の円弧形状に形成されているので、端部４２ａの面積を最小限に抑えつつ、十分な曲率半径を得ることができる。

特に、本実施の形態のインクジェットヘッド３においては、図２、３に示すように、圧力室１０は長円形状であるため、圧力室１０の長手方向の端ほど圧力室１０の短手方向に関する圧力室１０の間の離隔距離が大きくなっている。つまり、図３の上下方向に配列された複数の圧力室１０に関して圧力室の長手方向の端部同士の間には余分なスペース（図３のハッチングが施された領域）が存在する。このため、このスペースに曲率半径の大きい、膨らんだ形状の端部４２ａを形成してアクチュエータ３２ａを高密度に配置することが可能となる。

穴４２が形成された振動板４０にＡＤ法等により圧電材料層４１を形成すれば、振動板４０に形成された貫通状の穴４２及びその端部４２ａと対応する位置に、穴４３及びその端部４３ａが同時に形成される。そのため、圧電材料層４１の穴４２に対向する領域に形成された穴４３により、この部分において圧電材料層４１の剛性が低下して、振動板４０の変形が隣接する圧力室１０に対向する領域に伝播しにくくなり、クロストークはさらに低減する。

以下に、本実施の形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、本実施の形態と同様の構成を有するものには同じ符号を付し、適宜その説明を省略する。

１］図６に示すように、共通電極６４が振動板６０とは別に設けられていてもよい（変更形態１）。但し、振動板６０が金属材料からなる場合には、振動板６０の上面に、合成樹脂材料やセラミックス材料等からなる絶縁材料層が形成されるなどして、振動板６０の上面が絶縁性を備えており、振動板６０と共通電極６４とが絶縁されている必要がある。一方、振動板６０が絶縁材料からなる場合には、振動板６０の上面に直接共通電極６４が配置される。

また、圧電材料層の下側に個別電極が配置され、一方、圧電材料層の上側に共通電極が配置されていてもよい。但し、図７に示すように、振動板５０が金属材料からなる場合には、振動板５０の上面に、合成樹脂材料やセラミックス材料等からなる絶縁材料層５４が形成されるなどして、振動板５０の上面が絶縁性を備えており、振動板５０と個別電極５６とが絶縁されている必要がある（変更形態２）。一方、図８に示すように、振動板７０が絶縁材料からなる場合には、振動板７０の上面に直接個別電極７４が配置されることとなる（変更形態３）。尚、図示していないが、振動板５０、６０、７０にそれぞれ形成された穴５２、６２、７２の端部、圧電材料層５１、６１、７１にそれぞれ形成された穴５３、６３、７３の端部は、それぞれ、図３の穴４２の端部４２ａ、穴４３の端部４３ａと同様の位置に配置され、同様の形状に形成されている。

２］また、振動板に形成された穴の端部は円弧形状に限られない。例えば、図９に示すように、振動板８０の穴８２の端部８２ａが、穴８２の幅の半分よりも常に曲率半径が大きい楕円形状であってもよい（変更形態４）。この場合でも、端部８２ａに応力が集中するのを防止することができる。

３］また、前記実施の形態の穴の代わりに、振動板に溝が形成されていてもよい。例えば、図１０、図１１に示す例では、インクジェットヘッド３Ａにおいて振動板９０の圧力室１０と反対側の面の、短手方向に配列された複数の圧力室１０の間に対向する領域に溝９２が形成されており、この溝９２は、圧力室１０の長手方向に平行に対向辺１０ａの両端よりも外側に延びている。ここで、溝９２の端部９２ａは、圧力室１０の短手方向に配列された複数のアクチュエータ３７ａの長手方向の２つの端部を夫々結んだ２本の直線Ｌ１ａ、Ｌ１ｂよりも内側（図１０のハッチングが施された領域）に形成されている。２つの端部９２ａは、溝９２の幅の半分よりも曲率半径が大きく、中心角が１８０°よりも大きい円弧形状になっている（変更形態５）。

この場合でも、溝９２によるクロストークを低減することができ、さらに、アクチュエータユニット３７の駆動効率も向上する。さらに、溝９２は端部９２ａにおいて曲率半径が大きくなっているので、端部９２ａに応力が集中するのを防止できる。また、溝９２は振動板９０を貫通していないことから、前記実施の形態のインクジェットヘッド３のように振動板４０にに貫通状の穴が形成されている場合（図３参照）に比べて振動板９０の強度が高くなる。そのため、振動板９０が破損しにくくなる。

また、図１２、図１３に示すように、溝１０２が、振動板１００の圧力室１０と反対側の面の、圧力室１０に対向し、且つ、個別電極１６の外側の領域（個別電極１６の２つの対向辺１６ｂの夫々に隣接する２つの領域）に形成されていてもよい。（変更形態６）。個別電極１６の外側の領域における振動板１００の剛性が低下していることから、振動板１００がさらに変形しやすくなり、アクチュエータユニット３８の駆動効率がさらに向上する。

４］溝が個別電極をほぼ取り囲むように形成されていてもよい。クロストークの低減及び振動板の変形効率の向上の点からは、溝が個別電極を完全に取り囲む環状であることが好ましい。しかし、この場合には、個別電極を完全に取り囲む領域全体で剛性が低下することになり、振動板の剛性が必要以上に小さくなってしまう。そこで、図１４においては、振動板１１０の圧力室１０と反対側の面の圧力室１０に対向する領域に、個別電極１６を、接点部１６ａ以外の部分において取り囲むように、溝１１２が形成されている。そして、この溝１１２の２つの端部１１２ａは、圧力室１０の対向辺１０ａの接点部１６ａ側の端部よりも外側で、圧力室１０の短手方向に配列された複数のアクチュエータ３９ａの圧力室１０の長手方向のにおける接点部１６ａ側の端部を夫々結んだ直線Ｌ１ａよりも内側の領域（図１４のハッチングが施された領域）に形成されている。また、端部１１２ａは溝１１２の幅の半分よりも曲率半径が大きく、中心角が１８０°よりも大きい円弧形状になっている（変更形態７）。

これにより、振動板１１０の必要以上の剛性低下を防ぎつつ、クロストークの低減及びアクチュエータユニット３９の駆動効率の向上を実現し、また、溝１１２を形成していない部分に、接点部１６ａに接続される配線を容易に形成することができる。

５］また、個別電極の形状及び位置は、実施の形態のものに限られるものではない。以下にいくつかの例を挙げる。図１５に示すように、個別電極１７の接点部１７ａが個別電極１７の中央部に形成されていてもよい（変更形態８）。この場合、振動板１２０の穴１２２の端部１２２ａは、圧力室１０の短手方向に配列された複数の圧力室１０の長手方向の２つの端を夫々結んだ２本の直線Ｌ２ａ、Ｌ２ｂよりも内側（図１５のハッチングが施された領域）に形成される。

図１６に示すように、圧力室１０の短手方向に配列された複数の圧力室１０に対応する個別電極１８の接点部１８ａが交互に逆方向に延びていてもよい（変更形態９）。この場合、穴１３２の２つの端部１３２ａは、圧力室１０の短手方向に配列された複数のアクチュエータ２８ａの、同じ方向に延びた接点部１８ａの圧力室１０の長手方向の端同士を夫々結ぶ２本の直線Ｌ３ａ、Ｌ３ｂよりも内側の領域（図１６のハッチングが施された領域）に形成される。

図１７に示すように、個別電極１９が、圧電材料層１４１の、圧力室１０に対向する領域の中央部を除いた圧力室１０の周縁に沿う領域に形成されており、個別電極１９のマニホールド１１側の端部が圧力室１０に対向しない領域にまで延びた接点部１９ａを備えていてもよい（変更形態１０）。この場合、振動板１４０の穴１４２の２つの端部１４２ａ及び圧電材料層１４１の穴１４３の端部１４３ａは、圧力室１０の短手方向に配列された複数のアクチュエータ２７ａの長手方向の両端（接点部１９ａの端、圧力室１０の接点部１９ａと反対側の端）を夫々結んだ２本の直線Ｌ４ａ、Ｌ４ｂの内側（図１７のハッチングが施された領域）に形成される。

５］また、圧力室は、対向辺を有する長円形状に限られるものではない。例えば、図１８に示すように、インクジェットヘッド１７０において、圧力室１５０が略菱形の平面形状を有しており、且つ、菱形のとなり合う２辺と夫々平行な方向にマトリクス状に配列されており、振動板１６０及び圧電材料層１６１の隣接する圧力室１５０の間に対向する領域には、夫々、圧力室１５０の菱形の４辺に沿って延びた穴１６２、穴１６３が形成され、穴１６２の端部１６２ａ、穴１６３の１６３ａは、夫々、穴１６２、１６３の幅の半分よりも曲率半径が大きく中心角が１８０°よりも大きい円弧形状になっていてもよい（変更形態１１）。

このように、圧力室１５０の平面形状が略菱形であり、菱形のとなり合う２辺と夫々平行な方向にマトリクス状に配列されている場合には、振動板１６０の複数の圧力室１５０の間に対向する領域のうち、隣接する圧力室１５０の菱形の辺が向かい合う領域において振動板１６０の変形が隣接する圧力室１５０に対向する領域に伝播しやすいので、この領域に穴１６２及び穴１６３を形成することによりクロストークを低減することができる。さらに、アクチュエータユニット１５５の駆動効率も向上する。

６］また、振動板に貫通状の穴が形成されている場合に、圧電材料層のこの穴に対向する領域にも穴が形成されている形態のみを示したが、圧電材料層に穴が形成されていなくてもよい。例えば、穴が形成された振動板の上に、穴が形成されていない圧電シートを貼り付けた構成でもよい。この場合でも、振動板の穴により、クロストークは低減し、アクチュエータの駆動効率も向上する。

以上の説明においては、本発明の液体移送装置をインクジェットヘッドに適用した例について説明したが、インク以外の液体を移送する液体移送装置に適用することも可能である。

本発明に係るインクジェットプリンタの概略を表す斜視図である。 図１のインクジェットヘッドの平面図である。 図２の部分拡大図である。 図３のIV−IV線断面図である。 図４のV−V線断面図である。 変更形態１の図５相当の断面図である。 変更形態２の図５相当の断面図である。 変更形態３の図５相当の断面図である。 変更形態４の図３相当の平面図である。 変更形態５の図３相当の平面図である。 変更形態５の図５相当の断面図である。 変更形態６の図３相当の平面図である。 変更形態６の図５相当の断面図である。 変更形態７の図３相当の平面図である。 変更形態８の図３相当の平面図である。 変更形態９の図３相当の平面図である。 変更形態１０の図３相当の平面図である。 変更形態１１に係るインクジェットヘッドの平面図である。

符号の説明

３ インクジェットヘッド
１０ 圧力室
１６ 個別電極
１６ａ 接点部
３１ 流路ユニット
３２ アクチュエータユニット
３２ａ アクチュエータ
４０ 振動板
４１ 圧電材料層
４２、４３ 穴
４２ａ、４３ａ 端部
５７、６４、７５ 共通電極
９２、１０２、１１２ 溝
９２ａ、１０２ａ、１１２ａ 端部
１２２、１３２、１４２ 穴
１２２ａ、１３２ａ、１４２ａ 端部
１６２ 穴
１６２ａ 端部

Claims (10)

1. 平面に沿って隣接配置された複数の圧力室を含む液体流路が形成された流路ユニットと、この流路ユニットの一表面に配置され、前記複数の圧力室の容積を選択的に変化させるアクチュエータユニットとを備え、
   前記アクチュエータユニットは、前記複数の圧力室を覆う振動板、この振動板の前記圧力室と反対側において少なくとも前記複数の圧力室の夫々に対応する領域に配置された圧電材料層、前記複数の圧力室に夫々対向して配置され、且つ、所定の駆動電圧が印加される複数の個別電極、及び、これら複数の個別電極との間で前記圧電材料層を挟む共通電極を有し、
   前記振動板の、前記平面に直交する方向から見て、隣接する２つの個別電極の間の領域と重なる部分には、前記振動板の他の部分よりも厚みが低下した複数の厚み低下部が夫々延在しており、
   各厚み低下部の２つの端部の曲率半径は、この厚み低下部の幅の半分の長さよりも大きいことを特徴とする液体移送装置。
2. 前記圧電材料層は、前記複数の圧力室に跨って連続的に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液体移送装置。
3. 前記複数の圧力室は所定の一方向に配列されており、
   前記アクチュエータユニットは、前記複数の圧力室に夫々対応して前記所定の一方向に配列されて、前記複数の圧力室の容積を夫々変化させる複数のアクチュエータを備え、
   各アクチュエータは、少なくとも、前記振動板及び前記圧電材料層の対応する１つの前記圧力室と対向する部分と、前記１つの圧力室と対向する１つの前記個別電極と、この個別電極に接続された接点部とを含んでおり、
   前記厚み低下部は、前記平面に直交する方向から見て、前記複数のアクチュエータの前記所定の一方向と直交する方向の２つの端を夫々結ぶ２本の直線の内側の領域に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の液体移送装置。
4. 前記複数の圧力室は、夫々、前記所定の一方向と直交する方向に延びる平行な２つの対向辺を有する略長円の平面形状を有し、
   前記複数の厚み低下部は、前記圧力室の前記対向辺に沿って延び、さらに、前記対向辺よりも両方向に長く延びていることを特徴とする請求項３に記載の液体移送装置。
5. 前記複数の圧力室は、夫々略菱形の平面形状を有し、且つ、菱形の隣り合う２辺と夫々平行な２つの方向にマトリクス状に配列されており、
   前記複数の厚み低下部は、前記圧力室の菱形の４辺に沿って夫々延びていることを特徴とする請求項３に記載の液体移送装置。
6. 各厚み低下部の２つの端部は、夫々、中心角が１８０度よりも大きい円弧状に形成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の液体移送装置。
7. 前記複数の厚み低下部は、前記振動板の前記複数の圧力室の間の領域と重なる部分に夫々形成された貫通状の穴であることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の液体移送装置。
8. 前記圧電材料層の、前記平面に直交する方向から見て前記複数の厚み低下部に重なる領域に、複数の貫通穴が夫々形成されていることを特徴とする請求項７に記載の液体移送装置。
9. 前記複数の厚み低下部は、前記振動板の前記圧力室と反対側の面の、前記複数の個別電極の間の領域と重なる部分に夫々形成された複数の溝であることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の液体移送装置。
10. 前記複数の厚み低下部は、前記複数の個別電極に夫々対応して設けられ、
    各厚み低下部は、前記平面に直交する方向から見て、対応する前記個別電極をその一部を除いて取り囲むように延在していることを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の液体移送装置。

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