JP5925067B2 - 液体吐出ヘッド - Google Patents

Description

本発明は、液体を吐出する液体吐出ヘッドに関する。

インクを吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置には、一般的に、インクを吐出する液体吐出ヘッドが搭載されている。液体吐出ヘッドがインクを吐出する機構として、圧電素子によって容積が収縮可能な圧力室を用いる機構が知られている。この機構では、電圧が印加された圧電素子の変形により圧力室が収縮することによって、圧力室内のインクが、圧力室の一端に形成された吐出口から吐出される。このような機構を有する液体吐出ヘッドの一つとして、圧力室の１つまたは２つの内壁面が圧電素子で構成され、その圧電素子の伸長変形や収縮変形ではなく、せん断変形により、圧力室を収縮させるシェアモードタイプの液体吐出ヘッドが知られている。

工業用途のインクジェット記録装置では、高粘度の液体を使用したいという要求がある。高粘度の液体を吐出するためには、液体吐出ヘッドにより大きな吐出力が求められる。この要求に対し、断面形状が円形や矩形の筒形状の圧電部材で圧力室が形成された、いわゆるグールドタイプと呼ばれる液体吐出ヘッドが提案されている。グールドタイプの液体吐出ヘッドでは、圧電部材が圧力室の中心に対して内外方向（径方向）に伸長変形および収縮変形することにより、圧力室を膨張または収縮させる。グールドタイプの液体吐出ヘッドは、圧力室の壁面が全て変形し、その変形がインクの吐出力に寄与するので、１つまたは２つの壁面が圧電素子で形成されたシェアモードタイプと比較して、大きな液体吐出力を得ることができる。

グールドタイプの液体吐出ヘッドにおいてより高い解像度を得るためには、複数の吐出口をより高密度に配置する必要がある。これに伴い、各吐出口に対応する圧力室も高密度に配置する必要がある。特許文献１には、圧力室を高密度に形成可能な、グールドタイプの液体吐出ヘッドの製造方法が開示されている。

特許文献１に開示された製造方法では、まず、複数の圧電プレートの各々に、互いに同じ方向に延びた複数の溝が形成される。その後、複数の圧電プレートは、溝の方向が揃えられて積層され、溝の方向と直交する方向に切断される。切断された圧電プレートは、溝部分が圧力室の内壁面を構成する。その後、各圧力室を分離するために圧力室間に存在する圧電部材を一定の深さまで除去する。圧力室が完成した圧電プレートの上下に、供給路プレートおよびインクプールプレートと、プリント配線基板およびノズルプレートとがそれぞれ接続されて、液体吐出ヘッドが完成する。この製造方法によれば、圧力室をマトリックス状に配置できるため、高密度に配置することが可能となる。また、この製造方法によれば、圧電プレートに孔を開けるよりも、圧電プレートに溝を形成する方が加工性が良いため、精度良く圧力室を形成することができる。

特開２００７−１６８３１９号公報

特許文献１に開示された製造方法で製造された液体吐出ヘッドは、複数の圧力室を、空間で隔てて配置している。すなわち、各圧力室を構成する壁部がそれぞれ独立して構成されている。そのため、特に、高粘度の液体を吐出するため（つまり液体の吐出力を大きくするため）に圧力室の長さ（高さ）を長くした場合、液体吐出ヘッドの剛性が低くなってしまう。剛性が低くなると圧力室を構成する構造体（壁部）が折れやすくなり、それにより液体が吐出できなくなる場合がある。

そこで本発明は、圧力室周囲の剛性を高めることが可能な液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出するための吐出口にそれぞれ連通し、吐出口から吐出される液体を貯留するための複数の圧力室であって、各圧力室を構成する壁部が圧電体で形成された複数の圧力室と、各圧力室の周囲に圧力室から間隔をおいて配置された複数の空間部と、を有する液体吐出ヘッドであって、それぞれが圧電体からなり、積層された複数の圧電プレートを含む積層体を有し、圧電プレートの第１の面には、それぞれ第１の方向に延びる複数の第１の溝が形成され、圧電プレートの、第１の面と反対側の第２の面には、それぞれ第１の方向に延びる複数の第２の溝が形成され、複数の圧電プレートは、隣接する圧電プレートの第１の面同士、または第２の面同士が接するように積層され、互いに接する第１の面の第１の溝同士が対向することにより、圧力室が形成されるとともに、互いに接する第２の面の第２の溝同士が対向することにより、空間部が形成され、第１の溝には第１の電極が形成され、第２の溝には第２の電極が形成されている。

本発明によれば、圧力室周囲の剛性を高めることが可能な液体吐出ヘッドを提供することができる。

本発明の第１の実施形態の液体吐出ヘッドの概略斜視図である。 図１に示す圧電ブロック体をＸＹ平面で切断した断面図である。 図２に示す圧電プレートの断面図および斜視図である。 本実施形態の絞りプレートの平面図および圧電ブロック体の断面図である。 本実施形態の圧電ブロック体の圧力室付近を拡大して示す断面図である。 本実施形態の圧電プレートの変形例を示す、ＸＹ平面での断面図である。 本発明の第２の実施形態の圧電ブロック体のＸＹ平面での断面図である。 本発明の第３の実施形態の液体吐出ヘッドの概略斜視図である。 図８に示す圧電ブロック体をＸＹ平面で切断した断面図である。 本実施形態の圧電ブロック体をＸＺ平面で切断した断面図である。 本発明の第４の実施形態の圧電プレートの断面図および斜視図である。 本実施形態の圧電ブロック体の圧力室付近を拡大して示す断面図である。 本発明の第５の実施形態の圧電プレートのＸＹ平面での断面図である。 本発明の第６の実施形態の圧電ブロック体のＸＹ平面での断面図である。 本発明の第７の実施形態の圧電ブロック体のＸＹ平面での断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態に係る液体吐出ヘッドの構成について説明する。図１は、本実施形態の液体吐出ヘッドの概略斜視図である。以下の説明では、液体が供給される方向をＺ方向とし、そのＺ方向と直交する面をＸＹ平面とする。このとき、被記録媒体搬送方向はＹ方向である。

本実施形態の液体吐出ヘッド１は、図１に示すように、インクプールプレート１０と、絞りプレート８と、圧電ブロック体２と、ノズルプレート６とを有している。圧電ブロック体２の前面に、ノズルプレート６が接合されている。なお、図１では、圧電ブロック体２の構造をわかりやすくするために、圧電ブロック体２とノズルプレート６とを分解して示している。ノズルプレート６には、複数の吐出口７が形成され、これらの吐出口７は、所定の間隔で格子状（二次元的）に配置されている。また、圧電ブロック体２の背面に、絞りプレート８が接合されている。絞りプレート８には、複数の絞り（図１には図示せず）が形成されており、これらの絞りは、吐出口７と同様に所定の間隔で格子状（二次元的）に配置されている。さらに、絞りプレート８の背面に、インクプールプレート１０が接合されている。

上述したように、ノズルプレート６には複数の吐出口７が形成されており、これらは、Ｘ方向に沿った複数の吐出口列１８を構成している。実効的なノズル密度を高めるために、吐出口列１８は、図１に示すように、一定方向（Ｘ方向）に所定の長さαずつずれながら、Ｙ方向に並べて配置されている。本実施形態では、吐出口列１８を構成する吐出口７のＸ方向の配列ピッチは８０ｄｐｉ（Ｄｏｔ Ｐｅｒ Ｉｎｃｈ）である。この吐出口列１８がＹ方向に１５列設けられ、隣接する吐出口列１８同士を、吐出口列１８内での吐出口７の間隔Ａの１／１５ずつ一定方向（Ｘ方向）にずらすことで、実効的なノズルピッチを１２００ｄｐｉにすることができる。すなわち、Ａ／１５＝αである。また、吐出口列１８の列数を増やすことで、実効的なノズル密度をさらに高めることができる。

図２は、図１に示す圧電ブロック体２をＸＹ平面（図１参照）で切断した断面図である。

圧電ブロック体２は、圧電体からなり、図２に示すように、Ｙ方向に積層された複数の圧電プレート３と、圧電プレート３の積層方向（Ｙ方向）の両端に配置された第１の天板２０および第２の天板２１と、を有する積層体である。

図３は、図２に示す圧電プレート３の構成を詳しく説明するための図である。図３（ａ）は、圧電プレート３をＸＹ平面で切断した断面図である。図３（ｂ）は、圧電プレート３を第１の面１２側から見た斜視図である。図３（ｃ）は、圧電プレート３を、第１の面１２と反対側の第２の面１３側から見た斜視図である。

圧電プレート３の第１の面１２には、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、それぞれがＺ方向（第１の方向）に延び、Ｘ方向に並んで配置された複数の第１の溝１４が形成されている。一方、圧電プレート３の第２の面１３には、図３（ａ）および図３（ｃ）に示すように、それぞれがＺ方向に延び、Ｙ方向から見て第１の溝１４とずらしてＸ方向に並んで配置された複数の第２の溝１５が形成されている。本実施形態では、第２の溝は、Ｙ方向から見て、第１の溝１４と交互に配置されている。

第１の溝１４および第２の溝１５は、研削加工によって圧電プレート３に形成される。第１の溝１４および第２の溝１５は、圧電プレート３の表裏面でそれぞれ位置が正確に合わせられている必要がある。本実施形態では、両面アライナーを用い、圧電プレート３の第１の面１２および第２の面１３にアラインメントマーク（図示せず）を予め形成しておく。このアラインメントマークを基準として研削加工を行うことで、圧電プレート３の表裏面に形成される第１の溝１４および第２の溝１５の位置合わせを、数μｍの精度で行うことができる。

圧電プレート３の寸法は、一例として、幅（Ｘ方向の長さ）が２６ｍｍ、厚さ（Ｙ方向の長さ）が０．２２ｍｍ、長さ（Ｚ方向の長さ）が１０ｍｍである。第１の溝１４の断面形状は、例えば幅が１６０μｍで深さが８０μｍの三角形である。また、第２の溝１５の断面形状は、例えば幅が２４０μｍで深さが１２０μｍの三角形である。

再び図２を参照すると、圧電ブロック体２内で隣接する圧電プレート３は、第１の面１２同士、または第２の面１３同士が接するように積層されている。その際に、互いに接する第１の面１２にそれぞれ形成された第１の溝同士が対向して配置されることで、吐出口７から吐出される液体を貯留するための圧力室４が形成されている。また、互いに接する第２の面１４にそれぞれ形成された第２の溝同士が対向して配置されることで、開口部（空間部）５が形成されている。その結果、Ｚ方向に延びる圧力室４がＸ方向に複数配列された圧力室列１９が、Ｙ方向に複数並んで形成されることになり、各圧力室４の周囲には、圧力室４から間隔をおいて４つの開口部５が形成されることになる。

本実施形態では、ノズルプレート６に形成された吐出口列１８の配置に合わせて、圧力室列１９も一定方向（Ｘ方向）に所定の長さα（図２参照）ずつずれながらＹ方向に並んで配置されている。すなわち、本実施形態では、第１の溝１４および第２の溝１５に関して、形状が少しずつ異なる複数の圧電プレート３が用いられている。したがって、各圧電プレート３においては、第１の溝１４はその位置が予め調整されて加工され、同様に、第２の溝１５もその位置が予め調整されて加工されている。

圧電プレート３の第１の面１２に形成された第１の溝１４には、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、第１の電極１６が形成されている。第１の電極１６は、互いに独立しており、絞りプレート８側の側面までそれぞれ引き出されている。一方、圧電プレート３の第２の面１３に形成された第２の溝１５には、図３（ａ）および図３（ｃ）に示すように、第２の電極１７が形成されている。第２の溝１５のそれぞれに形成された第２の電極１７は、第２の面１３上で互いに連結しており、圧電プレート３の側面２６まで引き出されている。本実施形態では、第２の電極１７は、第２の溝１５の内面を含め、圧電プレート３の第２の面１３の全面に形成されている。

圧電プレート３に成膜される第１の電極１６および第２の電極１７のパターンは、フォトリソグラフィによって形成することができる。あるいは、電極層をプレート全面に成膜した後、表面研磨により必要な部分のみを残すことで形成することができる。

圧電プレート３に第１の溝１４および第２の溝１５と第１の電極１６および第２の電極１７とをそれぞれ形成した後で、圧電プレート３の分極処理が実施される。分極処理は、圧電プレート３を２００℃のシリコンオイルに浸けた状態で、第１の電極１６と第２の電極１７との間に２ｋＶ／ｍｍの電界を印加することにより行われる。

圧電プレート３を分極処理した後、圧電プレート３を複数積層し、接着剤で接合することにより、圧電ブロック体２が形成される。圧電プレート３を積層する際にも、前述のアラインメントマークを基準として位置合わせをしながら積層することにより、正確に圧力室４および開口部５を形成することができる。

圧電ブロック体２を形成した後、それぞれ接着剤を用いて、ノズルプレート６と絞りプレート８とを圧力ブロック体２に接合し、インクプールプレート１０を絞りプレート８に接合する。これにより、インクプール１１と絞り９と圧力室４と吐出口７とが連通することになる。

図４（ａ）は、本実施形態の絞りプレート８を圧電ブロック体２に接合される側から見た平面図である。また、図４（ｂ）は、液体吐出ヘッド１のＺＸ平面での断面図であり、絞りプレート配線２５と第１の電極１６との接続方法を説明するために、絞りプレート８を圧電ブロック体２から分離して示している。

図４（ａ）に示すように、絞りプレート８には、それぞれの絞り９に対応する絞りプレート配線２５がパターニングされている。高密度な配線を実現するために、各絞りプレート配線２５は、対応する絞り９からより近い側のＹ方向の側面に向かって引き出されている。

ここで、図４（ｂ）を参照して、絞りプレート配線２５と第１の電極１６との接続方法について説明する。

圧電プレート３から引き出された第１の電極１６は、絞りプレート８に形成された絞りプレート配線２５に接続されている。本実施形態では、２枚の圧電プレート３に形成された２つの第１の溝１４から１つの圧力室４が形成されている。したがって、２枚の圧電プレート３に形成された第１の電極１６のそれぞれが、図４（ｂ）に示すように、絞りプレート配線２５に接続されている。

第１の電極１６は、絞りプレート配線２５と接続することで個別に絞りプレート８から引き出され、絞りプレート配線２５を介して個別に信号（ＳＩＧ）が与えられることになる。一方、圧電プレート３の側面２６（図３（ｂ）参照）、すなわち圧電ブロック体２の側面に引き出された第２の電極１７は接地（ＧＮＤ）されている。

上述のように、本実施形態では、圧電プレート３の第１の面１２と第２の面１３とで、信号電極（ＳＩＧ）と接地電極（ＧＮＤ）とがそれぞれ分かれているため、配線がしやすい構成になっている。

なお、吐出口７の形状は、一例として、直径φが１０μｍで長さが１７μｍの円筒形状であり、絞り９の形状は、一例として、断面積が７０μｍ×７０μｍで長さが２００μｍの四角筒形状である。

図５は、本実施形態の圧電ブロック体２の圧力室４付近を拡大して示す断面図である。図５（ａ）は、ヘッド駆動時の圧力室４周囲の電界分布を表した図であり、図５（ｂ）は、ヘッド駆動時の圧力室４周囲の構造が変形した様子を示す図である。図５（ｂ）中の点線は変形前の壁面を表しており、太線は変形後の壁面を誇張して描いたものである。

圧電プレート３の第２の面１３（開口部５の内壁面）に形成された第２の電極１７を接地し、圧力室４の内壁面に形成された第１の電極１６に正の電圧を印加すると、図５（ｂ）に示すように、圧力室４は収縮変形する。すなわち、圧力室４の内壁面が内側に変形することにより、インクプールプレート１０から圧力室４に導入された液体が吐出口７から吐出される。

本実施形態の液体吐出ヘッド１によれば、圧力室４を構成する壁部と、開口部５を構成する壁部とが互いに連結するように構成されている。そのため、各圧力室を構成する壁部がそれぞれ独立して構成された構造に比べて、圧力室周囲の剛性を高めることが可能となる。また、圧電プレートの第１の面１２と第２の面１３とで、信号電極（ＳＩＧ）と接地電極（ＧＮＤ）とが分かれているため、配線を容易に行うことができる。

図６は、本実施形態における圧電プレート３の変形例を示す、ＸＹ平面での断面図である。この変形例のように、ノズルピッチが大きく、すなわち圧力室列１９内で隣接する圧力室４の距離（第１の溝１４のＸ方向での間隔）が長い場合、第２の溝１５の断面形状は、必ずしも三角形である必要はなく、台形であってもよい。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る液体吐出ヘッドの構成について説明する。以下では、第１の実施形態と共通の構成については同じ符号を付して説明を省略し、第１の実施形態と異なる構成のみ説明する。

本実施形態では、圧電ブロック体２の構成が、第１の実施形態と異なっている。図７に、本実施形態の圧電ブロック体２をＸＹ平面で切断した断面図を示す。

本実施形態の圧電ブロック体２は、ノズルプレート６に形成された吐出口列１８の配置に合わせて、圧力室列１９が、一定方向（Ｘ方向）に所定の長さずつずれながらＹ方向に並んで配置されている点で、第１の実施形態と同様である。しかしながら、このような圧電ブロック体２が、第１の実施形態では、形状が少しずつ異なる複数の圧電プレート３によって構成されていたのに対して、本実施形態では、同一形状の複数の圧電プレート３から構成されている。すなわち、圧電プレート３自体が一定方向（Ｘ方向）にずれながらＹ方向に積層されている。そのため、１つの圧力室４を形成する２つの第１の溝１４、および１つの開口部５を形成する２つの第２の溝１５は、それぞれＸ方向にずれて接合されている。したがって、第１の溝１４および第２の溝１５の形状は第１の実施形態と同様であるが、本実施形態の圧力室４および開口部５の形状（ＸＹ平面での断面）は、第１の実施形態とは異なり、実質的に四角形ではない。また、圧電ブロック体２の側面では、圧電プレート３が揃えられていない。

このように、同一形状の圧電プレート３のみを用いた場合であっても、それらを一定方向にずらしながら積層することで、第１の実施形態と同様に、実効的なノズル密度を高めるための吐出口７の配置（図１参照）に圧力室４の配置を対応させることができる。このことは、溝加工の作業工程を簡略化しながら、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる点で有利である。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る液体吐出ヘッドの構成について説明する。以下では、上述した実施形態と共通の構成については同じ符号を付して説明を省略し、上述した実施形態と異なる構成のみ説明する。

図８は、本実施形態の液体吐出ヘッド１の概略斜視図である。図９は、図８に示す圧電ブロック体２をＸＹ平面で切断した断面図である。図１０は、本実施形態の液体吐出ヘッド１のＺＸ平面での断面図であり、１つの圧力室４に対応する部分を拡大して示している。

本実施形態では、上述した実施形態とは異なり、複数の圧力室列１９がＸ方向にずらされていない（図９参照）。すなわち、本実施形態の圧電ブロック体２は、第２の実施形態と同様に、同一形状の複数の圧電プレート３から構成されているが、それらがＸ方向に整列した状態でＹ方向に積層されている。その結果、圧電ブロック体２に形成された圧力室４および開口部５はそれぞれ、ＸＹ平面で直交格子状に配置されることになる。

一方、本実施形態のノズルプレート６は、実効的なノズル密度を高めるために、第１の実施形態と同様に、吐出口列１８が、一定方向（Ｘ方向）に所定の長さずつずれながら、Ｙ方向に並べて配置されている（図８参照）。したがって、本実施形態では、ＸＹ平面において、吐出口７の配置と圧力室４の配置とが一致していない。そのため、上述した実施形態のように、圧電ブロック体２とノズルプレート６とを直接接合すると、吐出口７の中心と圧力室４の中心とが一致しなくなってしまう。吐出口７の中心と圧力室４の中心とが一致していないと、液体が吐出される際に、液体が意図しない方向へ曲がって吐出される現象（ヨレ）が引き起こされてしまう。また、吐出口７の中心と圧力室４の中心とのずれがさらに大きく、圧力室４と吐出口７とが連通していないような場合には、当然のことながら、液体を吐出することはできない。

本実施形態では、このような不具合を解消するために、図８に示すように、圧電ブロック体２とノズルプレート６との間に、流路プレート２２が設けられている。流路プレート２２には、圧電ブロック体２の圧力室４と、ノズルプレート６の吐出口７とを個別に連通させる連結流路２３が設けられている。このような連結流路２３により、吐出口７の中心と圧力室４の中心とが一致していない場合でも、図１０に示すように、圧力室４と吐出口７とが確実に連通させることができる。さらに、連結流路２３を適切な形状にすることにより、液体が吐出する際に、ヨレが発生しないようにすることができる。

本実施形態では、全く同一形状の圧電プレート３のみを用いて液体吐出ヘッド１を構成する際に、圧電プレート３をずらしながら積層する必要がないため、さらに作業工程を簡略化することができる。

なお、連結流路２３と開口部５との干渉を防ぐために、吐出口７の中心と圧力室４の中心とがＸ方向にずれるように、ノズルプレート６および圧電ブロック体２を構成することが好ましい。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態に係る液体吐出ヘッドの構成について説明する。以下では、上述した実施形態と共通の構成については同じ符号を付して説明を省略し、上述した実施形態と異なる構成のみ説明する。

図１１は、本実施形態の圧電プレート３の構成を詳しく説明するための図である。図１１（ａ）は、圧電プレート３をＸＹ平面で切断した断面図である。図１１（ｂ）は、圧電プレート３を第１の面１２側から見た斜視図である。図１１（ｃ）は、圧電プレート３を、第１の面１２と反対側の第２の面１３側から見た斜視図である。

本実施形態では、図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示すように、第１の面１２内で隣接する第１の溝１４の間に、第１の電極とは独立した、Ｚ方向に延びる第３の電極２４が設けられている。第３の電極２４は、ノズルプレート６側まで引き出され、図１１（ｂ）および図１１（ｃ）に示すように、圧電プレート３のノズルプレート６側の端面２７で第２の電極１７に接続されている。第３の電極２４と第２の電極１７とを接続する配線は、圧電プレート３を積層して圧電ブロック体２を形成した後で、圧電プレート３のノズルプレート６側の端面２７に形成される。あるいは、第３の電極２４と第２の電極１７とは、ノズルプレート６にパターニングされた配線を介して、ノズルプレート６を圧電ブロック体２に接合する際に接続されるようになっていてもよい。これ以外の構成は、第１の実施形態と同様である。

図１２は、本実施形態の圧電プレート３によって構成された圧力室４付近を拡大して示す断面図であり、ヘッド駆動時の圧力室４周囲の電界分布を表している。

本実施形態では、第１の電極１６と第２の電極１７との間の電界に加え、第１の電極１６と第３の電極２４との間にも電界が生じるため、圧力室４周囲の圧電体の変形量を大きくすることができる。その結果、第３の電極２４がない場合に比べ、駆動電圧を低減することができる。

（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態に係る液体吐出ヘッドの構成について説明する。以下では、上述した実施形態と共通の構成については同じ符号を付して説明を省略し、上述した実施形態と異なる構成のみ説明する。

本実施形態では、圧電プレート３の第２の溝１４の構成が、第１の実施形態と異なっている。図１３に、本実施形態の圧電プレート３をＸＹ平面で切断した断面図を示す。

第１の実施形態では、Ｙ方向から見て、第１の溝１４の間に１つの第２の溝１５が設けられていたのに対して、本実施形態では、図１３に示すように、２つの第２の溝１５が設けられている。これ以外の構成は、第１の実施形態と同様である。

このような構成には、第１の溝１４の間隔が大きい場合に、単に第２の溝１４の幅を広げる（例えば、図６参照）よりも、圧電プレート３の強度を高めることができるという利点がある。

（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態に係る液体吐出ヘッドの構成について説明する。以下では、上述した実施形態と共通の構成については同じ符号を付して説明を省略し、上述した実施形態と異なる構成のみ説明する。

図１４（ａ）は、本実施形態の圧電ブロック体２をＸＹ平面で切断した断面図である。図１４（ｂ）は、本実施形態の圧電ブロック体２の圧力室４付近を拡大して示す断面図であり、ヘッド駆動時の圧力室４周囲の電界分布を表している。

本実施形態は、第４の実施形態の変形例であり、ＸＹ平面において、圧電プレート３に形成された第１の溝１４の断面形状が台形であり、そのため、圧力室４の断面形状が六角形となっている。これ以外の構成は、第４の実施形態と同様である。

このような構成により、圧力室４の断面形状が四角形の場合（図１２参照）に比べ、電界の向きを圧力室４周囲の圧電体の変形方向により揃えることができる（図１４（ｂ）参照）。また、電極間距離を均一な状態に近づけることで、電極間距離が大きい領域、すなわち、電界強度が弱い領域を小さくすることができる。その結果、圧電体の変形量を大きくすることができ、したがって、駆動電圧を低減することができる。

（第７の実施形態）
次に、本発明の第７の実施形態に係る液体吐出ヘッドの構成について説明する。以下では、上述した実施形態と共通の構成については同じ符号を付して説明を省略し、上述した実施形態と異なる構成のみ説明する。

図１５（ａ）は、本実施形態の圧電ブロック体２をＸＹ平面で切断した断面図である。図１５（ｂ）は、本実施形態の圧電ブロック体２の圧力室４付近を拡大して示す断面図であり、ヘッド駆動時の圧力室周囲の電界分布を表している。

本実施形態は、第６の実施形態と同様、第４の実施形態の変形例であり、ＸＹ平面において、圧電プレート３に形成された第１の溝１４の断面形状が半円形であり、そのため、圧力室４の断面形状が円形となっている。これ以外の構成は、第４の実施形態と同様である。

このような構成により、圧力室４の断面形状が四角形の場合（図１２参照）や六角形の場合（図１４（ｂ）参照）に比べ、電界の向きが圧力室４周囲の圧電体の変形方向とさらに揃うようになる（図１５（ｂ）参照）。また、電極間距離をより均一な状態に近づけることで、電極間距離が大きい領域、すなわち、電界強度が弱い領域を小さくすることができる。その結果、圧電体の変形量をより大きくすることができ、したがって、駆動電圧をより一層低減することができる。また、圧力室４の壁面が曲面になるため、気泡の滞留を起きにくくすることができる。

１ 液体吐出ヘッド
２ 圧電ブロック体
３ 圧電プレート
４ 圧力室
５ 開口部

Claims (10)

1. 液体を吐出するための吐出口にそれぞれ連通し、該吐出口から吐出される液体を貯留するための複数の圧力室であって、該各圧力室を構成する壁部が圧電体で形成された複数の圧力室と、前記各圧力室の周囲に該圧力室から間隔をおいて配置された複数の空間部と、を有する液体吐出ヘッドであって、
   それぞれが圧電体からなり、積層された複数の圧電プレートを含む積層体を有し、
   前記圧電プレートの第１の面には、それぞれ第１の方向に延びる複数の第１の溝が形成され、前記圧電プレートの、前記第１の面と反対側の第２の面には、それぞれ前記第１の方向に延びる複数の第２の溝が形成され、
   前記複数の圧電プレートは、隣接する前記圧電プレートの前記第１の面同士、または前記第２の面同士が接するように積層され、互いに接する前記第１の面の前記第１の溝同士が対向することにより、前記圧力室が形成されるとともに、互いに接する前記第２の面の前記第２の溝同士が対向することにより、前記空間部が形成され、
   前記第１の溝には第１の電極が形成され、前記第２の溝には第２の電極が形成されている、液体吐出ヘッド。
2. 前記積層体の積層方向から見て、前記第１の溝と前記第２の溝とがずれて配置されている、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記積層体の積層方向から見て、前記第１の溝と前記第２の溝とが交互に配置されている、請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記第２の電極は、前記第２の面上で互いに連結されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
5. 互いに接する前記第１の面の少なくとも一方には、該少なくとも一方の面内で隣接する前記第１の溝の間に、前記第１の電極とは独立した、前記第１の方向に延びる第３の電極が形成されている、請求項１から４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記第２の溝は、前記第１の方向と直交する方向の断面形状が三角形である、請求項１から５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記第２の溝は、前記第１の方向と直交する方向の断面形状が台形である、請求項１から５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
8. 前記第１の溝は、前記第１の方向と直交する方向の断面形状が三角形である、請求項１から７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
9. 前記第１の溝は、前記第１の方向と直交する方向の断面形状が台形である、請求項１から７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
10. 前記第１の溝は、前記第１の方向と直交する方向の断面形状が半円形である、請求項１から７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。

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