インクジェット記録装置
【課題】 インク吐出特性のばらつきを抑える。
【解決手段】 流路ユニットには、複数の圧力室と、複数の圧力室の各配列方向に関して最も外側にある圧力室から配列方向外側に離隔した空隙とが形成されている。アクチュエータユニット４２は、各圧力室と対向する位置に形成された個別電極６０と、各空隙と対向する位置に形成された周縁電極６５と、共通電極とを有している。個別電極６０、周縁電極６５及び共通電極は、ドライバＩＣ５１と接続されている。ドライバＩＣ５１は、異なる電位を交互に繰り返すインク吐出信号を生成すると共に、個別電極６０に供給する。また、ドライバＩＣ５１は、所定電位に保持されたスタンバイ信号及び基準電位に保持された基準信号を生成すると共に、個別電極６０に吐出信号を供給しているときに、スタンバイ信号を周縁電極６５に供給し、基準信号を共通電極に供給する。
【解決手段】 流路ユニットには、複数の圧力室と、複数の圧力室の各配列方向に関して最も外側にある圧力室から配列方向外側に離隔した空隙とが形成されている。アクチュエータユニット４２は、各圧力室と対向する位置に形成された個別電極６０と、各空隙と対向する位置に形成された周縁電極６５と、共通電極とを有している。個別電極６０、周縁電極６５及び共通電極は、ドライバＩＣ５１と接続されている。ドライバＩＣ５１は、異なる電位を交互に繰り返すインク吐出信号を生成すると共に、個別電極６０に供給する。また、ドライバＩＣ５１は、所定電位に保持されたスタンバイ信号及び基準電位に保持された基準信号を生成すると共に、個別電極６０に吐出信号を供給しているときに、スタンバイ信号を周縁電極６５に供給し、基準信号を共通電極に供給する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体にインクを吐出して印刷を行うインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタにおいて、インクジェットヘッドは、インクタンクから供給されたインクを複数の圧力室に分配し、各圧力室に選択的に圧力を付与することによりノズルからインクを吐出する。圧力室に選択的に圧力を付与するための一つの手段として、セラミックからなる積層された複数の圧電シートが用いられることがある。
【０００３】
かかるインクジェットヘッドの一例として、マトリクス状に二次元配列された複数の圧力室に跨る複数枚の連続平板状の圧電シートが積層され、その少なくとも一枚の圧電シートを、多数の圧力室に共通であって接地（グランド）電位に保持される共通電極と、各圧力室に対向する位置に配置された多数の個別電極とで挟み込んだ１つのアクチュエータユニットを有するものが知られている（特許文献１参照）。このインクジェットヘッドにおいて、アクチュエータユニットの上面には、複数の個別電極とこれら個別電極を包囲するように配置された複数の接地用電極とが形成されており、各接地用電極と共通電極とがスルーホール内に充填された導電材料を介して電気的に接続されている。これら複数の接地用電極及び複数の個別電極は、ドライバＩＣが実装されたフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）の複数の給電パッドとそれぞれ接続されている。
【０００４】
特許文献１に記載のインクジェットヘッドを有するインクジェトプリンタにおいては、いわゆる引き打ちによってインクが吐出される。つまり、予めすべての個別電極を一定の正電位（以下、「スタンバイ電位」と称する）とすることですべての圧力室の容積を減少させておき、インク吐出に係る個別電極だけを一旦接地電位とする。すると、対応する圧力室の容積が大きくなって、圧力室内に負圧の圧力波が発生する。そして、この圧力室が正圧の圧力波として圧力室の中心に戻ってくるタイミングで再び個別電極をスタンバイ電位とすることで、圧力室の容積を減少させる。このときに対応するノズルからインクが吐出される。かかる引き打ちを行うことによって、インク吐出速度を高めることが可能となる。
【特許文献１】特開２００３−３０５８５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したような引き打ちが行われるインクジェトプリンタにおいては、非印刷時であっても圧電シートにおいて複数の個別電極に対向した領域がすべて変形状態にある。インク吐出に係る圧力室が配列方向に関して最も外側にある圧力室以外の圧力室の場合、圧電シートにおいて当該圧力室に対向する領域が配列方向の両側から受ける圧電シートの変形影響度合いは同じになる。一方、配列方向に関して最も外側にある圧力室の場合、当該圧力室に対しては配列方向内側にしか圧力室及び個別電極がないので、圧電シートにおいて当該圧力室に対向する領域が配列方向内側から受ける圧電シートの変形影響度合いと、配列方向外側から受ける変形影響度合いとは大幅に異なるものとなる。そのため、配列方向に関して最も外側にある圧力室に係るノズルとそれ以外の圧力室に係るノズルとで、インク吐出特性が大幅に相違してしまう。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、インク吐出特性のばらつきを抑えることが可能なインクジェット記録装置を提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００７】
本発明のインクジェット記録装置は、それぞれがノズルに連通した複数の圧力室と、前記複数の圧力室の各配列方向に関して最も外側にある前記圧力室から前記配列方向外側に離隔した周縁空隙とが形成された流路ユニットと、それぞれが前記圧力室に対向する複数の個別電極と、前記周縁空隙に対向する周縁電極と、前記複数の個別電極及び前記周縁電極に跨って形成された共通電極と、前記複数の個別電極及び前記周縁電極と前記共通電極とによって挟まれた圧電シートとを有するアクチュエータユニットと、画像データに基づいて、第１の電位及びこれとは異なる第２の電位を交互に繰り返すインク吐出信号を生成すると共に、生成された吐出信号を前記個別電極に供給する吐出信号供給手段と、所定電位に保持されたスタンバイ信号を生成すると共に、生成されたスタンバイ信号を前記周縁電極に供給するスタンバイ信号供給手段と、基準電位に保持された基準信号を生成すると共に、生成された基準信号を前記共通電極に供給する基準信号供給手段とを備えている。そして、少なくとも前記吐出信号供給手段が前記個別電極に前記吐出信号を供給しているときに、前記スタンバイ信号供給手段が前記周縁電極に前記スタンバイ信号を供給し、前記基準信号供給手段が前記共通電極に前記基準信号を供給する。
【０００８】
これにより、配列方向に関して最も外側にある圧力室から配列方向外側に離隔した周縁空隙及びこの周縁空隙に対向する周縁電極を設けると共に、所定電位に保持されたスタンバイ信号が周縁電極に供給されるようにしたので、インク吐出時に、圧電シートにおいて配列方向に関して最も外側にある圧力室に対向する領域が当該圧力室の配列方向内側から受ける圧電シートの変形影響度合いは、当該圧力室に対向する領域が当該圧力室の配列方向外側から受ける圧電シートの変形影響度合いと近くなる。したがって、配列方向に関して最も外側にある圧力室に係るノズルとそれ以外の圧力室に係るノズルとのインク吐出特性のばらつきを抑えることができる。また、インク吐出時に周縁電極を浮遊電位にしないので、周縁電極が浮遊電位になることに起因した吐出への悪影響（例えば、周縁電極に接続された配線の電位が周縁電極に隣接した個別電極の電位の影響を受けて変動することによって生じるノイズ）が生じにくくなる。その結果、吐出性能が安定したものとなる。
【０００９】
本発明において、前記スタンバイ信号が、前記第１の電位及び第２の電位のいずれか一方に保持されていることが好ましい。これにより、第１の電位及び第２の電位のいずれか一方に保持されたスタンバイ信号が周縁電極に供給されることになるので、インク吐出時に、圧電シートにおいて配列方向に関して最も外側にある圧力室に対向する領域が当該圧力室の配列方向内側から受ける圧電シートの変形影響度合いは、当該圧力室に対向する領域が当該圧力室の配列方向外側から受ける圧電シートの変形影響度合いとほとんど同じになる。したがって、配列方向に関して最も外側にある圧力室に係るノズルとそれ以外の圧力室に係るノズルとのインク吐出特性のばらつきをさらに抑えることができる。
【００１０】
また、本発明において、前記スタンバイ信号供給手段が、前記吐出信号が前記個別電極に供給され始めるまで、すべての前記周縁電極に前記スタンバイ信号を供給していることが好ましい。これにより、配列方向に関して最も外側にある圧力室に係るノズルとそれ以外の圧力室に係るノズルとのインク吐出特性のばらつきを効果的に抑えることができる。
【００１１】
また、本発明において、前記基準信号供給手段が、前記第１の電位及び前記第２の電位のいずれか一方の電位に保持された前記基準信号を生成し、前記スタンバイ信号供給手段が、前記第１の電位及び前記第２の電位のうち前記基準信号と異なる方の電位に保持された前記スタンバイ信号を生成することが好ましい。これによると、共通電極−個別電極間の電位差がない状態の圧力室の容積（基本容積）に対して、両電極間にスタンバイ信号に対応した電位差を与えておき、圧力室の容積を増加あるいは減少させた状態で待機させる場合、周縁空隙もこれと同じ容量変化をすることになる。すなわち、いずれの圧力室も配列方向の両側から受ける圧電シートの変形影響度合いがほとんど同じになり、インクの吐出特性のばらつきを抑えることができる。
【００１２】
また、本発明において、前記基準信号供給手段が、前記第１の電位及び前記第２の電位のいずれか一方の電位に保持された前記基準信号を生成し、前記スタンバイ信号供給手段が、前記第１の電位及び前記第２の電位のうち前記基準信号と同じ方の電位に保持された前記スタンバイ信号を生成することが好ましい。これによると、スタンバイ信号により基準信号と同じ電位で個別電極が待機される。このような圧力室を基本容積で待機させるインクの吐出方法では、周縁空隙もこれと同じ容量変化、この場合は、周縁空隙がその基本容積で維持されることになる。すなわち、いずれの圧力室も配列方向の両側から受ける圧電シートの変形影響度合いがほとんど同じになり、インクの吐出特性のばらつきを抑えることができる。
【００１３】
また、本発明において、前記周縁空隙が前記圧力室と同じ平面形状及び平面サイズを有し、前記周縁電極が前記個別電極と同じ平面形状及び平面サイズを有していることが好ましい。また、本発明において、前記配列方向に関して、前記周縁空隙と前記最も外側にある圧力室との間の距離が、隣接する前記圧力室間の距離に等しいことが好ましい。また、本発明においては、前記圧電シートにおいて、前記周縁電極と前記共通電極とに挟まれた領域が、前記個別電極と前記共通電極とに挟まれた領域と同様に分極していることが好ましい。これにより、配列方向に関して最も外側にある圧力室に係るノズルとそれ以外の圧力室に係るノズルとのインク吐出特性のばらつきをさらに抑えることができる。
【００１４】
また、本発明において、前記複数の圧力室が、マトリクス状に二次元配列されており、
複数の前記周縁空隙が、前記複数の圧力室を取り囲んでいることが好ましい。これにより、多数の圧力室がマトリクス状に二次元配列されている場合においても、配列方向に関して最も外側にある圧力室に係るノズルとそれ以外の圧力室に係るノズルとのインク吐出特性のばらつきを抑えることができる。
【００１５】
また、このとき、複数の前記周縁電極が、前記アクチュエータユニット上に配置された導電部材を介して互いに電気的に接続されていてもよい。これにより、一つの周縁電極にスタンバイ信号を供給するだけで複数の周縁電極にもスタンバイ信号を供給することが可能になる。したがって、スタンバイ信号供給手段の構成が簡易となる。
【００１６】
また、このとき、前記導電部材が、前記周縁電極において最も前記個別電極から離隔した領域同士を連結していてもよい。これにより、圧電シートにおいて配列方向に関して最も外側にある圧力室に対向する領域が圧電シートにおいて導電部材に対向する領域が変形することによって受ける悪影響を、最小限に抑えることができる。
【００１７】
また、このとき、前記アクチュエータユニットにおいて前記流路ユニットに接する面とは反対側の面上には、前記個別電極及び前記周縁電極のさらに外側に、前記共通電極に電気的に接続された表面電極が形成されていてもよい。これにより、同一平面上において個別電極と表面電極との間に周縁電極が形成されるので、個別電極と表面電極とがマイグレーションに起因して電気的に接続されるのを防止することができる。
【００１８】
また、このとき、前記流路ユニットにはインクが貯溜される複数の共通インク室が形成されていると共に、前記複数の圧力室が対応する前記ノズルとは反対側においていずれかの前記共通インク室に連通することで、当該共通インク室に関連した圧力室群がそれぞれ形成されており、前記吐出信号供給手段が、前記複数の圧力室群にそれぞれ関連した個別電極群に対して選択的に前記吐出信号を供給し、前記スタンバイ信号供給手段が、選択された前記圧力室群に関連した前記個別電極群に対応する周縁電極にのみ前記スタンバイ信号を供給していてもよい。これにより、すべての周縁電極に電圧を印加しなくてもよいので消費電力が小さくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、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。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態によるカラーインクジェットプリンタの内部構成を描いた概略斜視図である。図１において、カラーインクジェットプリンタ１内には、ヘッドユニット２が配置されている。ヘッドユニット２のホルダ３には、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの４色のインクを貯溜するインクタンク４と４色のインクを吐出するインクジェットヘッド５（図３参照）とが固着されている。ホルダ３は、駆動機構１０により直線方向（主走査方向）に往復移動するキャリッジ１１に固着されている。記録媒体たる用紙Ｐを搬送する搬送手段としてのプラテンローラ１８は、その軸線がキャリッジ１１の往復移動方向に沿うように配置され、インクジェットヘッド５と対向している。
【００２１】
キャリッジ１１は、プラテンローラ１８の支軸と平行に配設されるガイド軸１２及びガイド板１３によって摺動自在に支持されている。ガイド軸１２の両端部の近傍には、プーリー１４，１５が支持され、これらプーリー１４，１５の間に無端ベルト１６が架け渡されている。キャリッジ１１は、この無端ベルト１６の適宜の位置に固定されている。
【００２２】
このような駆動機構１０の構成において、一方のプーリー１４がモータ１７の駆動により正逆回転すると、キャリッジ１１がガイド軸１２及びガイド板１３に沿って直線方向に往復移動するため、これに伴ってヘッドユニット２も往復移動する。
【００２３】
用紙Ｐは、インクジェットプリンタ１の側方に設けられた給紙カセット（図示せず）から給紙され、インクジェットヘッド５とプラテンローラ１８との間の空間に導かれて、インクジェットヘッド５から吐出されるインクにより印刷が施された後に排紙される。なお、図１においては、用紙Ｐの給紙機構及び排紙機構の図示を省略している。
【００２４】
また、インクジェットプリンタ１内には、図１中左下方に示すパージ機構２０が設けられている。パージ機構２０は、パージキャップ２１でインクジェットヘッド５の下面の一部を覆ってインクジェットヘッド５の内部に溜まる気泡やゴミなどを含んだ不良インクを強制的に吸引して除去するためのものである。
【００２５】
つまり、カム２２の駆動によりポンプ２３によって吸引して廃インク溜め２４へ廃棄することにより、インクジェットヘッド５の復旧を行うようにしている。なお、図１に示す４つのキャップ２５は、印刷が終了してリセット位置（パージ機構２０に対向する位置）に戻されるキャリッジ１１上のインクジェットヘッド５のノズル５３をすべて覆って、インクの乾燥を防止するためのものである。
【００２６】
図２は、図１に示すヘッドユニット２の斜視図である。図３は、図２のII−II線における断面図であり、ヘッドユニット２を構成するホルダ３にインクタンク４及びインクジェットヘッド５が組み付けられた状態を示している。図４は、図３に示すインクジェットヘッド５にフレームが接着された状態を示す斜視図である。ヘッドユニット２は、図２に示すように、略直方体形状を有するホルダ３と、ホルダ３内に配置されたインクタンク４と、インクタンク４の下方に配置されたインクジェットヘッド５（図３参照）とを備えている。
【００２７】
インクタンク４には、図３中左方からマゼンタ、イエロー、シアン、ブラックのインクが順にそれぞれ貯留された４つのインク室６が形成されている。インク室６は、対応するチューブ２９（図２参照）と接続されており、各色のインクが供給されるようになっている。インクタンク４は、平面矩形形状のフレーム３０に組み付けられている。このフレーム３０は、ホルダ３に紫外線硬化型接着剤３１で固着されている。このフレーム３０には、アクチュエータユニット４２が窓３２内に配置されるようにしてインクジェットヘッド５が固着されている。
【００２８】
インクジェットヘッド５は、それぞれの色ごとに複数のインク流路が形成された流路ユニット４１と流路ユニット４１の上面にエポキシ系の熱硬化性接着剤によって接着されたアクチュエータユニット４２とで構成されたヘッド本体４０と、ヘッド本体４０の上方に接合されたフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）５０とを含んでいる。図４に示すように、流路ユニット４１及びアクチュエータユニット４２はともに、長方形平面形状を有する複数の薄板を積層して構成され、インクタンク４の下方に配置されている。流路ユニット４１の上面には、アクチュエータユニット４２を避けて、平面形状が楕円形状の４つのインク供給口４１ａ（図５参照）が形成されている。フレーム３０には、フレーム３０に形成された貫通孔３３と流路ユニット４１に形成されたインク供給口４１ａとがそれぞれ連なるようにして流路ユニット４１が接着されている。この構成により、インクタンク４内のインクが、インクタンク４のインク導出口７及びフレーム３０の貫通孔３３を通ってそれぞれに対応する流路ユニット４１のインク供給口４１ａから流路ユニット４１内に供給される。
【００２９】
図３に示すように、ヘッド本体４０は、インク吐出面４０ａが外部に露出するようにホルダ３の段付き状の窓８ａに配置されている。ホルダ３と流路ユニット４１との隙間には、シール剤３５が配置されている。なお、ヘッド本体４０の底面は微小径を有する多数のノズル５３が配列されたインク吐出面４０ａとなっている。
【００３０】
アクチュエータユニット４２の上面に接合されたＦＰＣ５０は、図３に示すように主走査方向の一方に引き出されるとともに、屈曲しながら上方に引き出されている。ＦＰＣ５０の上面には、ＦＰＣ５０及びアクチュエータユニット４２を保護しつつ、アクチュエータユニット４２が発する熱を放散するアルミプレート３４が貼付されている。アルミプレート３４は、駆動時のアクチュエータユニット４２が発する熱によって、個別電極６０（図８参照）近傍部分ごとの温度に大きなバラツキが生じないにように、均一にしている。これにより、インクの吐出特性がそろうことになる。
【００３１】
また、アクチュエータユニット４２に接合されたＦＰＣ５０は、スポンジなどの弾性部材２７を介してインクタンク４の側面に沿うように引き出され、このＦＰＣ５０上にドライバＩＣ５１が設置されている。一方で、ＦＰＣ５０は、ドライバＩＣ５１から出力された吐出信号、スタンバイ信号及び基準信号をアクチュエータユニット４２に伝達するように、ハンダ付けによって電気的にアクチュエータユニット４２に接合されている。
【００３２】
ＦＰＣ５０の基端は、インクジェットプリンタ１内に設けられた制御部１０１（図１１参照）に接続されている。後述するように、制御部１０１は、各ノズル５３からのインク吐出量を順次指示すると共に周縁電極６５の電位を順次指示する印刷信号、互いに異なる３種類のインク吐出量に対応した３つの波形パターン信号、スタンバイ電位（例えば２０Ｖ）と称される正電位に保持された高電位信号、高電位信号よりも低い正電位（例えば、３．３Ｖ）に保持された低電位信号、及び、接地電位に保持された基準信号をドライバＩＣ５１に供給する。そして、ドライバＩＣ５１は、これらの信号に基づいて、スタンバイ電位と接地電位とを交互に繰り返す吐出信号を各個別電極について生成する。また、低電位信号に基づいて、スタンバイ信号を各周縁電極６５について生成する。
【００３３】
図３において、ホルダ３のドライバＩＣ５１に対向する側壁には、ドライバＩＣ５１の熱を外部に放散する為の窓８ｂが形成されている。さらに、ドライバＩＣ５１と窓８ｂとの間には、略直方体形状のアルミ板からなるヒートシンク２８が配置されている。さらに、ドライバＩＣ５１は、間にＦＰＣ５０を挟んで弾性部材２７によりヒートシンク２８に対して押圧されている。これらヒートシンク２８及び窓８ｂにより、ドライバＩＣ５１で発生した熱を効率的に散逸させることができる。また、窓８ｂ内には、ホルダ３の側壁とヒートシンク２８の隙間を埋めるためのシール剤３６が配置されており、ヘッドユニット２内にゴミやインクが外部から侵入することを防いでいる。
【００３４】
図５は、インクジェットヘッド５の平面図である。図５に示すように、インクジェットヘッド５のヘッド本体４０は、流路ユニット４１の長手方向（副走査方向）に延在した矩形平面形状を有している。図５において、流路ユニット４１内には、流路ユニット４１の長手方向に沿って互いに平行に延在した４つのマニホールド（共通インク室）４５が形成されている。これらマニホールド４５には、流路ユニット４１の４つのインク供給口４１ａを通じてインクタンク４のインク室６からそれぞれインクが供給される。本実施の形態では、図５中の４つのマニホールド４５は上方から下方に向かって順にマゼンタ、イエロー、シア及びブラックに対応するマニホールド４５Ｍ，４５Ｙ，４５Ｃ，４５Ｋとなっている。これら４つのマニホールド４５Ｍ，４５Ｙ，４５Ｃ，４５Ｋのうち、３つのマニホールド４５Ｍ，４５Ｙ，４５Ｃは流路ユニット４１の幅方向（主走査方向）において等間隔に配置されており、マニホールド４５Ｋは、３つのマニホールド４５Ｍ，４５Ｙ，４５Ｃの配置間隔より大きい間隔でマニホールド４５Ｃから離隔された位置（図５中流路ユニット４１の下方位置）に形成されている。また、流路ユニット４１の上面であって４つのインク供給口４１ａを覆う位置には、フィルタ４４が配置されている。フィルタ４４は、各インク供給口４１ａと重なる位置に複数の微小孔が形成されている。これにより、インクタンク４から流路ユニット４１内に供給されるインク中のゴミなどがフィルタ４４によって捕獲される。
【００３５】
流路ユニット４１の上面には、平面形状が長方形形状のアクチュエータユニット４２が、インク供給口４１ａを避けたほぼ中央部分に接着されている。アクチュエータユニット４２に対向する流路ユニット４１の接着領域には、マトリクス状に配列された多数の圧力室４６（図７参照）及び空隙５５（図６参照）が形成されている。言い換えると、アクチュエータユニット４２はすべての圧力室４６及び空隙５５に跨る寸法を有している。
【００３６】
図６は、図５内に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。流路ユニット４１には、複数の圧力室４６がマニホールド４５の延在方向（配列方向Ａ）と平行に配列された１６本の圧力室列４７と、多数の空隙５５が圧力室列４７と平行に配列された６本の空隙列５６と、多数の空隙５５がマニホールド４５の延在方向と直交する方向（配列方向Ｃ）に配列された４本の空隙列５７とが形成されている。なお、図６に示すように、アクチュエータユニット４２に対向する流路ユニット４１の接着領域において、副走査方向の一端部には、２本の空隙列５７が配設されている。実際には、その接着領域の両端部にそれぞれ２本の空隙列５７が形成されており、合計４本の配列方向Ｃ（主走査方向）に延びる空隙列５７が流路ユニット４１に形成されている。１６本の圧力室列４７は、隣接して形成された４本の空隙列５６の集団によって、１２本の集団と４本の集団とに隔てられている。これにより、圧力室列４７の１２本の集団と４本の集団は、６本の空隙列５６と４本の空隙列５７とによってそれぞれ囲まれている。図６に示すように、圧力室４６及び空隙５５は平面形状及び平面サイズが同じである。多数の圧力室４６及び空隙５５は、両者を区別のないものと考えたときに、流路ユニット４１において１つの配列パターンが形成されるように規則的に配列されている。
【００３７】
流路ユニット４１に形成された圧力室４６は、角部にアールが施された略菱形の平面形状を有しており、その長い方の対角線は流路ユニット４１の幅方向（主走査方向）に平行である。各圧力室４６の一端はノズル５３に連通しており、他端はアパーチャ５４を介してマニホールド４５に連通している。これにより、各マニホールド４５には、ノズル５３に連通して圧力室４６ごとに形成された多数の個別インク流路９（図７参照）が接続されている。図６には、図面を分かりやすくするために流路ユニット４１内にあって破線で描くべき圧力室４６、空隙５５、アパーチャ５４及びノズル５３等を実線で描いている。
【００３８】
図７は、個別インク流路を示す断面図であり、図６に示すVII−VII線に沿った断面図である。図７から分かるように、各ノズル５３は、圧力室４６及びアパーチャ（すなわち絞り）５４を介してマニホールド４５と連通している。すなわち、マニホールド４５の出口からアパーチャ５４、圧力室４６を経てノズル５３に至る１つの流路が構成されている。このようにして、ヘッド本体４０には、個別インク流路９が圧力室４６ごとに形成されている。
【００３９】
ヘッド本体４０は、流路ユニット４１とアクチュエータユニット４２とを含んでいる。このうち、流路ユニット４１は、上から、キャビティプレート８１、ベースプレート８２、アパーチャプレート８３、サプライプレート８４、マニホールドプレート８５〜８８及びノズルプレート８９の合計９枚のシート材が積層された積層構造となっている。
【００４０】
アクチュエータユニット４２は、後で詳述するように、４枚の圧電シート９１〜９４（図８参照）の積層体である。４枚の圧電シート９１〜９４のうちの最上層だけが電界印加時に活性部となる部分を有する層（以下、単に「活性部を有する層」というように記する）とされ、残り３層が活性部を有しない非活性層とされたものである。なお、活性部を有する層となる総数は、要求されるアクチュエータユニット４２の変位量に応じて適宜決められるものであり、本実施の形態のように１層に限るものではない。すなわち、複数層積層することもできる。
【００４１】
キャビティプレート８１は、圧力室４６及び空隙５５を構成するほぼ菱形の孔が、アクチュエータユニット４２の貼付範囲（接着領域）内に多数設けられた金属プレートである。ベースプレート８２は、キャビティプレート８１の１つの圧力室４６について、圧力室４６とアパーチャ５４との連絡孔及び圧力室４６からノズル５３への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。
【００４２】
アパーチャプレート８３は、キャビティプレート８１の１つの圧力室４６について、アパーチャ５４となる孔のほかに圧力室４６からノズル５３への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。サプライプレート８４は、キャビティプレート８１の１つの圧力室４６について、アパーチャ５４とマニホールド４５との連絡孔及び圧力室４６からノズル５３への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。マニホールドプレート８５〜８８は、マニホールド４５に加えて、キャビティプレート８１の１つの圧力室４６について、圧力室４６からノズル５３への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。ノズルプレート８９は、キャビティプレート８１の１つの圧力室４６について、ノズル５３がそれぞれ設けられた金属プレートである。
【００４３】
これら９枚のシート８１〜８９とアクチュエータユニット４２は、図７に示すような個別インク流路９が形成されるように、互いに位置合わせして積層されている。この個別インク流路９は、マニホールド４５からまず上方へ向かい、アパーチャ５４において水平に延在し、それからさらに上方に向かい、圧力室４６において再び水平に延在し、それからしばらくアパーチャ５４から離れる方向に斜め下方に向かってから垂直下方にノズル５３へと向かう。
【００４４】
図７から明らかなように、各プレートの積層方向において圧力室４６とアパーチャ５４とは異なるレベルに設けられている。これにより、図６に示すように、アクチュエータユニット４２に対向した流路ユニット４１内において、１つの圧力室４６と連通したアパーチャ５４を、当該圧力室４６に隣接する別の圧力室４６と平面視で同じ位置に配置することが可能となっている。この結果、圧力室４６同士が密着して高密度に配列されるため、比較的小さな占有面積のインクジェットヘッド５により高解像度の画像印刷が実現される。
【００４５】
図６に戻って、各圧力室４６は、その長い対角線の一端においてノズル５３に連通していると共に、長い対角線の他端においてアパーチャ５４を介してマニホールド４５に連通している。後述するように、アクチュエータユニット４２上には、平面形状がほぼひし形で圧力室４６よりも一回り小さい個別電極６０（図８参照）が、圧力室４６と対向するようにマトリクス状に配列されている。さらに、アクチュエータユニット４２上には、個別電極６０と同じ平面形状及び平面サイズの周縁電極６５が、各空隙５５と対向するように配置されている。複数の圧力室４６は、複数の空隙５５によってその周囲を囲まれているため、複数の個別電極６０も複数の周縁電極６５によってその周囲を囲まれている。なお、図６には、図面を簡略にするために、複数の個別電極６０及び周縁電極６５のうちの幾つかだけを描いているとともに、個別電極６０のみハッチングを施している。
【００４６】
また、キャビティプレート８１に形成された複数の空隙５５は、アクチュエータユニット４２及びベースプレート８２によって塞がれることによって画定されている。そのため、空隙５５にはインク流路が接続されておらず、複数の空隙５５はインクで満たされることがない。６本の空隙列５６のうち、隣接した４本の空隙列５６を構成する複数の空隙５５は、配列方向Ａ（副走査方向）及び配列方向Ｂの２方向に千鳥状配列パターンでマトリクス状に隣接配置されている。また、他の２本の空隙列５６を構成する複数の空隙５５は、それぞれ配列方向Ａに沿って隣接配置されている。圧力室列４７の両端部外側にそれぞれ位置する２本の空隙列５７は、各空隙列５６の端部に位置する１つの空隙５５と、各圧力室列４７の端部外側において配列方向Ａに沿って圧力室４６と連続して配置された１つの空隙５５とをそれぞれ含んでいる。すなわち、これら空隙列５７を構成する複数の空隙５５は、配列方向Ｃ（主走査方向）及び配列方向Ｂの２方向に千鳥状配列パターンで２列に隣接配置されている。
【００４７】
なお、本実施の形態では、圧力室４６も空隙５５もその形状、サイズ、配置状態に区別なく形成されている。つまり、隣接する圧力室４６同士、空隙５５同士及び圧力室４６と空隙５５との離隔距離がすべて同じ距離となっており、全体的には、圧力室４６と空隙５５とが、配列方向Ａ及び配列方向Ｂの２方向に千鳥状配列パターンでマトリクス状に隣接配置されている。配列方向Ａは、流路ユニット４１の長手方向であって、圧力室４６の短い方の対角線と平行である。配列方向Ｂは、配列方向Ａと鈍角θをなす圧力室４６の一斜辺方向である。このような構成により、空隙５５は、圧力室４６とほぼ同様な変形状態をとることが可能になっている。このことは、各圧力室４６から見た周囲の構造がその設置位置によらず同じとなるので、各圧力室４６が受ける構造面からの吐出特性への影響が均一化される。すなわち、インクの吐出特性の均一化に寄与している。
【００４８】
配列方向Ａ及び配列方向Ｂの２方向にマトリクス状に隣接配置された圧力室４６は、配列方向Ａに沿って解像度に対応した間隙に配置されている。本実施の形態では、各圧力室列４７に属する圧力室４６に連通するノズル５３が配列方向Ａに関して３７．５ｄｐｉに相当する距離ずつ離隔している。各ノズル５３の配列方向Ａに延びる直線に対する射影点は、印字解像度である１５０ｄｐｉに相当する間隔ずつ離隔している。これは、後述する４つの圧力室列群内で相対位置関係が同じ４つのノズル５３は、配列方向Ａに延びる直線上の同じ位置に射影されるからである。なお、すべてのノズル５３の射影した点の位置が重ならないようにすれば、ノズル５３の射影点の間隔を６００ｄｐｉに相当する間隔ずつ離隔させることができるが、本実施の形態では色ごと（圧力室列群ごと）に複数のノズル５３を４つの集団に分け、さらにノズル５３の射影点の間隔が６００ｄｐｉの１／４の解像度（１５０ｄｐｉ）に相当する間隔としている。このような解像度に対応して隣接する圧力室４６は配列方向Ａに沿って３７．５ｄｐｉに相当する距離ずつ離隔している。また、圧力室４６は、流路ユニット４１の接着領域内において、配列方向Ｂに沿って４つの空隙５５を挟むようにして１６個並べられているとともに、図６の紙面に対して垂直な方向から見て、配列方向Ｃに沿って２つの空隙５５を挟むようにして８個並べられている。
【００４９】
マトリクス状に配置された多数の圧力室４６は、図６に示す配列方向Ａに沿って、複数の圧力室列４７を形成している。複数の圧力室列４７は、図６の紙面に対して垂直な方向から見て、各マニホールド４５との相対位置に応じて、第１の圧力室列４７ａ、第２の圧力室列４７ｂ、第３の圧力室列４７ｃ、及び、第４の圧力室列４７ｄに分けられる。これら第１〜第４の圧力室列４７ａ〜４７ｄは、流路ユニット４１の幅方向（主走査方向）における一方から他方（図６中下方から上方）に向けて、４７ｃ→４７ａ→４７ｄ→４７ｂ→４７ｃ→４７ａ→・・・４７ｂという順番で周期的に４個ずつ配置されている。これら周期的に配置されて隣接した第１〜第４の圧力室列４７が１つの圧力室列群（圧力室群）４８を形成している。そのため、流路ユニット４１の接着領域には、４つの圧力室列群４８が形成されている。
【００５０】
各圧力室列群４８に属するすべての圧力室４６は、同じマニホールド４５とそれぞれアパーチャ５４を介して連通している。つまり、各圧力室列群４８はマニホールド４５毎に形成されているため、４つの圧力室列群４８は４色のインクに対応する圧力室列群４８Ｍ，４８Ｙ，４８Ｃ，４８Ｋとなっている。これら４つの圧力室列群４８Ｍ，４８Ｙ，４８Ｃ，４８Ｋのそれぞれに属する圧力室４６がアクチュエータユニット４２によって容積変化されることで４色のインクを各圧力室列群４８に属する圧力室４６と連通したノズル５３から吐出することが可能になる。
【００５１】
図６に示すように圧力室列群４８の第１の圧力室列４７ａを構成する圧力室４６ａ及び第３の圧力室列４７ｃを構成する圧力室４６ｃにおいては、図６の紙面に対して垂直な方向から見て、配列方向Ｃに関して、ノズル５３が図６の紙面下側に偏在している。そして、ノズル５３が、それぞれ対応する圧力室４６の下端部の左側付近と隣接している。一方、第２の圧力室列４７ｂを構成する圧力室４６ｂ及び第４の圧力室列４７ｄを構成する圧力室４６ｄにおいては、配列方向Ｃに関して、ノズル５３が図６の紙面上側に偏在している。そして、ノズル５３が、それぞれ対応する圧力室４６の上端部の右側付近と隣接している。第１及び第４の圧力室列４７ａ、４７ｄにおいては、図６の紙面に対して垂直な方向から見て、圧力室４６ａ、４６ｄの半分以上の領域が、マニホールド４５と重なっている。第２及び第３の圧力室列４７ｂ、４７ｃにおいては、図６の紙面に対して垂直な方向から見て、圧力室４６ｂ、４６ｃのほぼ全領域が、マニホールド４５と重なっていない。そのため、いずれの圧力室列４７に属する圧力室４６についてもこれに連通するノズル５３がマニホールド４５と重ならないようにしつつ、マニホールド４５の幅を可能な限り広くして各圧力室４６にインクを円滑に供給することが可能となっている。
【００５２】
また、流路ユニット４１のインク吐出面４０ａにおいて、ノズル５３が隣接した４本の空隙列５６に属する空隙５５と対向する位置に形成されていないため、インク吐出面４０ａにはブラック色のインクを吐出する複数のノズル５３によって構成されたブラック領域と、マゼンタ、イエロー及びシアン色のインクを吐出する複数のノズル５３によって構成された有彩色領域とに分けられることになる。
【００５３】
このように、インク吐出面４０ａにおいて隣接した４本の空隙列５６と対向する領域を挟んで有彩色領域とブラック領域とに分けられることで、ブラックインクが吐出される複数のノズル５３と有彩色インクが吐出される複数のノズル５３とが隔離された構成となる。そのため、流路ユニット４１のインク吐出面４０ａのメンテナンス時において、ブラックインクと有彩色インクとの混色を抑制することができる。つまり、インク吐出面４０ａのメンテナンスは、板状の弾性部材からなるブレード（図示せず）でインク吐出面４０ａに付着した各色のインクを拭き取る。ブラック領域と有彩色領域とが近接していると、ブラックインクがブレードに沿って有彩色領域に移動し、有彩色インクを吐出するノズル５３の出口付近にブラックインクが残留してブラックインクと有彩色インクとが混色を起こしてしまう。しかし、本実施の形態のように、ブラック領域と有彩色領域とが離隔されることで、インク吐出時のメンテナンス時にブラックインクがブレードに沿って移動しても有彩色領域にまで到達しにくくなり、ブラックインクと有彩色インクとの混色が起こりにくくなる。
【００５４】
次に、アクチュエータユニット４２及びＦＰＣ５０の構成について説明する。アクチュエータユニット４２上には、圧力室４６と同じ配列パターンで配置された複数の個別電極６０と、空隙５５と同じ配列パターンで配置された複数の周縁電極６５とが形成されている。各個別電極６０は、平面視において圧力室４６と対向する位置に配置されている。各周縁電極６５は、平面視において空隙５５と対向する位置に配置されている。
【００５５】
図８は、アクチュエータユニット４２を示しており、（ａ）は図７における一点鎖線で囲まれた部分の拡大図であり、（ｂ）は個別電極の平面図である。図９は、アクチュエータユニット４６の部分拡大平面図である。図１０は、図５に示すインクジェットヘッド５の部分拡大平面図である。なお、図９においては、個別電極６０にのみハッチングを施し、周縁電極６５と区別しやすくしている。また、図１０には、図面を分かりやすくするために破線で描くべき配線パターン１１２や端子１１３を実線で描いている。図８（ａ）、（ｂ）に示すように、個別電極６０は、平面視において圧力室４６の平面領域内に形成された主電極領域６１ａと、主電極領域６１ａにつながっており且つ圧力室４６の平面領域外に形成された補助電極領域６１ｂとから構成されている。
【００５６】
図８（ａ）に示すように、アクチュエータユニット４６は、それぞれ厚みが１５μｍ程度で同じになるように形成された４枚の圧電シート９１，９２，９３，９４を含んでいる。これら圧電シート９１〜９４は、複数の圧力室４６及び空隙５５に跨って配置されるように連続した層状の平板（連続平板層）となっている。圧電シート９１〜９４が連続平板層として複数の圧力室４６及び空隙５５に跨って配置されることで、例えばスクリーン印刷技術を用いることにより圧電シート９１上に個別電極６０及び周縁電極６５を高密度に配置することが可能となっている。そのため、個別電極４６及び周縁電極６５にそれぞれ対応する位置に形成される圧力室４６及び空隙５５をも高密度に配置することが可能となって、高解像度画像の印刷ができるようになる。圧電シート９１〜９４は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなるものである。
【００５７】
最上層の圧電シート９１上に形成された個別電極６０の主電極領域６１ａは、図８（ｂ）に示すように、圧力室４６とほぼ相似である略菱形の平面形状を有している。補助電極領域６１ｂは、主電極領域６１ａの一方の鋭角部から圧力室４６の長い方の対角線と平行な方向（すなわち、配列方向Ｃ）に延出されている。補助電極領域６１ｂの先端には、円形のランド６２が設けられている。図８（ｂ）に示すように、ランド６２は、キャビティプレート８１において圧力室４６が形成されていない領域に対向している。ランド６２は、例えばガラスフリットを含む金からなり、図８（ａ）に示すように、補助電極領域６１ｂにおける先端表面上に形成されている。また、周縁電極６５は、図９に示すように、個別電極６０と同じ構成を有している。つまり、周縁電極６５は、空隙５５の平面領域内に形成された主電極領域６６ａと、主電極領域６６ａにつながっており且つ空隙５５の平面領域外に形成された補助電極領域６６ｂとを有し、補助電極領域６６ｂの先端上にランド６７が設けられている。
【００５８】
図９に示すように、キャビティプレート８１の圧力室４６の配列態様に対応して、複数の個別電極６０は配列方向Ａ（副走査方向）に沿って互いに平行に配列された複数の個別電極列６３を形成している。複数の個別電極列６３は圧力室列４７ａ〜４７ｄのそれぞれに対応するように個別電極列６３ａ〜６３ｄに分けられている。さらに、これら個別電極列６３ａ〜６３ｄを１つの群として、４つの圧力室列群４８に対応する４つの個別電極列群６４Ｍ，６４Ｙ，６４Ｃ，６４Ｋが形成されている。なお、本実施の形態において、４つの個別電極列群６４のうち、図９において上方に位置する２つの個別電極列群６４Ｍ，６４Ｙに属する個別電極６０の補助電極領域６１ｂが上方側に配置されており、他の２つの個別電極列群６４Ｃ，６４Ｋに属する個別電極６０の補助電極領域６１ｂが下方側に配置されている。
【００５９】
また、複数の周縁電極６５もキャビティプレート８１の空隙５５の配列態様に対応して配列方向Ａ及び配列方向Ｃ（主走査方向）に沿って平行に配列された複数の周縁電極列６８，６９を形成している。つまり、複数の周縁電極６５は、個別電極列群６４Ｃと個別電極列群６４Ｋとの間にある互いに隣接した４列の周縁電極列６８と、この互いに隣接した４列の周縁電極列６８との間で３つの個別電極列群６４Ｍ，６４Ｙ，６４Ｃと１つの個別電極列群６４Ｋとをそれぞれ挟む位置に配列された２列の周縁電極列６８と、各個別電極列６３の配列方向Ａの両端部外側にそれぞれ位置する２列の周縁電極列６９とを構成するように配列されている。
【００６０】
本実施の形態では、以上の説明のように、有彩色のインク吐出に係る個別電極列群６４Ｍ，６４Ｙ，６４Ｃと無彩色のインク吐出に係る個別電極列群６４Ｋが、それぞれ周縁電極列６８，６９により取り囲まれている。そのため、各領域に属する圧力室４６は、その配設位置にかかわらず周囲から受ける圧電シートの変形影響度合いがほとんど同じになり、インク吐出特性がさらに均一なものになっている。さらに、複数の周縁電極６５は、１つの個別電極列群６４Ｋの周囲を取り囲む無彩色用周縁電極群９７と、３つの個別電極列群６４Ｍ，６４Ｙ，６４Ｃの周囲を取り囲む有彩色用周縁電極群９８と、両電極群９７，９８の間に配置され前述の周縁電極列６８のうちの内側の２列がなす境界用周縁電極群９９とを構成している。つまり、無彩色用周縁電極群９７は、図９において、最も下方に位置する周縁電極列６８に属する周縁電極６５と、隣接した４列のうちの下方に位置する周縁電極列６８に属する周縁電極６５と、これら２列の周縁電極列６８間に存在する周縁電極列６９に属する周縁電極６５とによって構成されている。有彩色用周縁電極群９８は、図９において、最も上方に位置する周縁電極列６８に属する周縁電極６５と、隣接した４列のうちの上方に位置する周縁電極列６８に属する周縁電極６５と、これら２列の周縁電極列６８間に存在する周縁電極列６９に属する周縁電極６５とによって構成されている。
【００６１】
また、複数の周縁電極６５の補助電極領域６６ｂは、隣接する個別電極６０の補助電極領域６１ｂと同方向を向くように形成されている。例えば、図９に示すように、最も上方に位置する周縁電極列６８では、これに属する周縁電極６５の補助電極領域６６ｂが、隣接する個別電極６０と同様に、図９中上方に配置されている。逆に、最も下方に位置する周縁電極６８では、その補助電極領域６６ｂが図９中下方に配置されている。さらに、個別電極列６３の配列方向Ａの延長線上に位置する周縁電極６５においても、これに隣接する個別電極６０と同様にそれぞれの補助電極領域６６ｂが配置されている。そのため、周縁電極列６９は、隣接する個別電極６０に対応して、互いに反対方向に配置された補助電極領域６６ｂを有する２種類の周縁電極６８から構成されている。
【００６２】
図９に示すように、複数の周縁電極６５は、アクチュエータユニット４２の上面上に形成された導電部材７５，７６によってそれぞれ連結されている。このうち、導電部材７５は、個別電極列群６４Ｋを取り囲むように配設されている。この導電部材７５は、全体的には無彩色用周縁電極群９７に属する周縁電極６５を連結するものである。さらに、導電部材７５は、境界用周縁電極群９９の下側に配列された周縁電極６５とも連結している。また、導電部材７５は、無彩色用周縁電極群９７に属する周縁電極６５に関して、これと隣接する個別電極６０から最も離れた領域どうしを連結するように形成されている。
【００６３】
導電部材７６も導電部材７５と同様に、有彩色用周縁電極群９８を構成する周縁電極６５を電気的に連結し、境界用周縁電極群９９の上方側に配列された周縁電極６５とも連結している。また、導電部材７６は、有彩色用周縁電極群９８に属する周縁電極６５に関して、これと隣接する個別電極６０から最も離れた領域どうしを連結するように形成されている。
【００６４】
アクチュエータユニット４２の上面には、図９に示すように、配列方向Ｃに沿って断続的に形成された表面電極７０が周縁電極列６９の外側近傍に形成されている。表面電極７０は、アクチュエータユニット４２の厚み方向に貫通したスルーホール（図示せず）内に充填された導体を介して後述の共通電極７２と電気的に接続されている。また、複数の表面電極７０のうち、図９中最も下方に位置する表面電極７０には、ＦＰＣ５０と電気的に接続されるランド７１が形成されている。このランド７１も上述したランド６２，６７と同じ材料から構成されている。
【００６５】
図８（ａ）に戻って、最上層の圧電シート９１とその下側の圧電シート９２との間には、圧電シート９１と同じ外形及び略２μｍの厚みを有する共通電極７２が介在している。個別電極６０、周縁電極６５及び共通電極７２は共に、例えばＡｇ−Ｐｄ系などの金属材料からなる。
【００６６】
圧電シート９１において、複数の個別電極６０及び複数の周縁電極６５とそれぞれ対向する領域は、同じ方向で同じ程度の大きさに分極が施された状態になっている。つまり、インクジェットヘッド５の製造時に、共通電極７２を接地電位に保持し、個別電極６０と周縁電極６５とに同じ高い正電位（例えば、４０Ｖ程度の電位）を与えて分極処理が行われているとする。これにより、圧電シート９１において分極した領域の分極方向は、圧電シート９１の厚み方向と平行であって個別電極６０及び周縁電極６５から共通電極７２に向かう方向となっている。なお、分極方向を逆方向にする場合は、個別電極６０及び周縁電極６５を接地電位とし、共通電極７２に高い正電位を与えればよい。
【００６７】
ＦＰＣ５０は、図８（ａ）に示すように、ベースフィルム１１１と、その下面に形成された配線パターン１１２と、ベースフィルム１１１の下面のほぼ全体を覆うカバーフィルム１１５とを含んでいる。図１０に示すように、配線パターン１１２は、複数の個別電極６０のそれぞれと電気的に接続される複数の個別配線１１７と、複数の周縁電極６５と導電部材７５，７６毎にそれぞれ電気的に接続される複数の周縁配線１１８と、表面電極７０と電気的に接続される共通配線１１９とを有している。個別配線１１７、周縁配線１１８及び共通配線１１９はともに、ＦＰＣ５０の延在方向に沿って延在しており、それらの基端側がドライバＩＣ５１に電気的に接続されている。
【００６８】
カバーフィルム１１５には、各配線１１７〜１１９の先端と対向する位置に貫通孔１１６がそれぞれ形成されている。ベースフィルム１１１、各配線１１７〜１１９、及び、カバーフィルム１１５は、各貫通孔１１６の中心と各配線１１７〜１１９の中心線とが対応し、各配線１１７〜１１９の先端外周縁部分がカバーフィルム１１５に覆われるように、互いに位置合わせして積層されている。ＦＰＣ５０の複数の端子１１３は、各貫通孔１１６を介して、配線１１７〜１１９とそれぞれ接続されている。
【００６９】
ベースフィルム１１１及びカバーフィルム１１５は、いずれも絶縁性を有するシート部材である。本実施の形態において、ベースフィルム１１１はポリイミド樹脂からなり、カバーフィルム１１５は感光性材料からなる。このようにカバーフィルム１１５を感光性材料から構成することで、多数の貫通孔１１６を形成するのが容易になる。
【００７０】
また、配線パターン１１２の各配線１１７〜１１９は、銅箔により形成されている。端子１１３は、例えばニッケルなどの導電性材料から構成されている。端子１１３は、貫通孔１１６を塞ぐと共に、貫通孔１１６の外側周縁を覆い、カバーフィルム１１５の下面より若干突出して形成されている。
【００７１】
図１０に示すように、複数の端子１１３は、個別電極６０のランド６２、周縁電極６５のランド６７及び表面電極７０のランド７１とにそれぞれ対向する位置に配置されている。これら端子１１３が各ランド６２，６７，７１と半田１１４によって接合されることで、個別配線１１７が個別電極６０と、周縁配線１１８が周縁電極６５と、共通配線１１９が表面電極７０を介して共通電極７２と電気的に接続される。この構成により、ドライバＩＣ５１から各配線１１７〜１１９を介して吐出信号、スタンバイ信号及び基準信号が対応する個別電極６０、周縁電極６５及び共通電極７２に供給される。
【００７２】
次に、アクチュエータユニット４２の駆動方法について述べる。アクチュエータユニット４２における圧電シート９１の分極方向は上述したようにその厚み方向である。つまり、アクチュエータユニット４２は、上側の１枚の圧電シート９１を活性層が存在する層とし且つ下側の３枚の圧電シート９２〜９４を非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプの構成となっている。したがって、個別電極６０を基準となる電位、例えば接地電位に対して正又は負の所定電位とすると、例えば電界と分極方向とが同方向であれば圧電シート９１中の個別電極６０及び共通電極７２とに挟まれた電界印加部分が活性層として働き、圧電横効果により分極方向と直角方向に縮む。一方、圧電シート９２〜９４は、電界の影響を受けないため自発的には縮まないので、上層の圧電シート９１と下層の圧電シート９２〜９４との間で、分極方向と垂直な方向に変形しようとする（ユニモルフ変形）。このとき、圧電シート９１〜９４の下面は圧力室４６を区画するキャビティプレート８１の上面に固定されているので、結果的に圧電シート９１〜９４は圧力室４６側へ凸になるように変形する。このため、圧力室１０の容積が低下して、インクの圧力が上昇し、ノズル５３からインク滴が吐出される。その後、個別電極６０を共通電極７２と同じ電位に戻すと、圧電シート９１〜９４は元の形状になって圧力室４６の容積が元の容積に戻るので、インクをマニホールド４５側から吸い込む。
【００７３】
本実施の形態において、実際の駆動手順は、予め個別電極６０及び周縁電極６５を接地電位と異なるスタンバイ電位に保持しておき、圧力室４６の容積を減少させておく。そして、吐出要求がある毎に個別電極６０のみを接地電位とする。このとき、圧電シート９１〜９４が元の形状に戻り、圧力室４６の容積が初期状態と比較して増大するので、圧力室４６内に負圧が発生する。さらに、個別インク流路９内を負圧の圧力波が伝搬し、インクがマニホールド４５側から圧力室４６内に吸い込まれる。その後、正圧となった圧力波が圧力室４６の中央に戻ってくるタイミングで、再び個別電極６０をスタンバイ電位にする。これにより、圧電シート９１〜９４が圧力室４６側へ凸となるように変形し、圧力室４６の容積低下により圧力室４６内の圧力が上昇し、インク滴が吐出される。つまり、インク滴を吐出させるため、スタンバイ電位→接地電位→スタンバイ電位となる吐出信号を個別電極６０に供給することになる。これに対応して、個別電極６０がスタンバイ電位にあるとき、圧力室４６の容積は、個別電極６０が接地電位にあるときの基本容積に比べて減少したものになっている。
【００７４】
また、階調印刷においては、ノズル５３から連続的に吐出されて用紙上で実質的に１ドットを形成するインク滴の数、つまりインク量（体積）で階調表現が行われる。このため、指定された階調度に対応する回数のインク吐出を、指定されたドット領域に対応するノズル５３から１回又は連続して複数回行う。一般に、インク吐出を連続して行う場合は、インク滴を吐出させるために供給するパルスとパルスとの間隔をＡＬ（Acoustic Length）とすることが好ましい。これにより、先に吐出されたインク滴を吐出させるときに発生した圧力の残余圧力波と、後に吐出させるインク滴を吐出させるときに発生する圧力の圧力波との周期が一致し、これらが重畳してインク滴を吐出するため圧力が増幅する。本実施の形態においては、後述するようにノズル５３からのインク滴の連続吐出回数を３回以下の任意の回数とすることが可能であり、これにより階調表現が実現されている。
【００７５】
続いて、インクジェットプリンタ１の制御について以下に説明する。図１１は、インクジェットプリンタ１の制御構成を示すブロック図である。図１２は、インクジェットヘッド５に与えられる各信号に対応する波形パターンを描いた図である。図１１に示すように、インクジェットプリンタ１の内部には、制御部１０１が設けられている。制御部１０１は、演算処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＣＰＵが実行するプログラム及びプログラムに使用されるデータが記憶されているＲＯＭ（Read Only Memory）と、プログラム実行時にデータを一時記憶するためのＲＡＭ（Random Access Memory）とを備えており、これらによって以下に説明する各機能部が構築されている。
【００７６】
制御部１０１は、ＰＣ１００からの印刷データに基づいて動作するものであり、図１１に示すように、通信部１０２と、動作制御部１０３と、印刷制御部１０４とを備えている。このうち、通信部１０２は、ＰＣ１００との通信を行うものである。ＰＣ１００から送信される印刷データには画像データと動作データとが含まれている。通信部１０２は、動作データを動作制御部１０３に出力し、画像データを印刷制御部１０４に出力する。動作制御部１０３は、ＰＣ１００及び印刷制御部１０４からの指示に基づいて、プーリ１４を駆動するモータ１７、プラテンローラ１８を駆動するモータ及びカム２２などを駆動制御する。
【００７７】
制御部１０１には電源１０８が接続されている。電源１０８は、スタンバイ電位に保持された高電位信号、接地電位に保持された基準信号、及び、高電位信号よりも低い正電位に保持された低電位信号の３つの信号に必要な電圧を商用交流電源から生成し、制御部１０１に供給する。本実施の形態では、高電位信号１３４用の２０Ｖ、低電位信号用の３．３Ｖ及び接地電位が電源１０８により生成される。なお、基準信号用の配線は、高電位信号と低電位信号とのそれぞれについて１つずつ設けられてもよい。
【００７８】
印刷制御部１０４は、画像データを記憶するための画像データ記憶部１０５と、波形パターン記憶部１０６と、印刷信号生成部１０７とを備えている。画像データ記憶部１０１には、画像データを構成する各画素の階調値（８ビット（２５６階調））のビットマップデータがマゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの各色毎に記憶される。波形パターン記憶部１０６は、ノズル５３からインク滴を吐出して用紙上にドットを形成するために個別電極６０にのみ供給される吐出信号の波形パターンを示す３種類の波形パターン信号１３１〜１３３を記憶している。
【００７９】
印刷信号生成部１０７は、画像データ記憶部１０５に記憶された色毎のデータに基づいて、各ノズル５３からのインク吐出量（連続インク吐出回数）を順次指示する印刷信号を生成する。この印刷信号には、インク吐出時の周縁電極６５に印加する電位をどのレベルにするかを指示する信号も含まれている。この維持すべき電位の指示は、無彩色用周縁電極群９７及び有彩色用周縁電極群９８毎に行うことができるようになっており、本実施の形態において、印刷信号生成部１０７は、全色のインクが吐出されているときには、すべての周縁電極６５をスタンバイ電位とする。さらに、ブラックインクだけが吐出されているときには、無彩色用周縁電極群９７に属する周縁電極６５だけをスタンバイ電位とし且つ有彩色用周縁電極群９８に属する周縁電極６５を接地電位とするような印刷信号を生成する。なお、印刷信号は２ビットのシリアル信号である。
【００８０】
図１２（ａ）〜（ｃ）には、階調制御用の３種類の波形パターン信号１３１〜１３３が示されており、図１２（ｄ）には、高電位信号１３４（後述するスタンバイ信号に等しい）が示されており、図１２（ｅ）には、基準信号１３５が示されている。なお、縦軸は電位を、横軸は時刻をそれぞれ示している。
【００８１】
図１２（ａ）に示す波形パターン信号１３１は、印刷用紙上においてインク滴１滴分のドットを形成するために用いられる。図１２（ｂ）に示す波形パターン信号１３２は、印刷用紙上においてインク滴２滴分のドットを形成するために用いられる。図１２（ｃ）に示す波形パターン信号１３３は、印刷用紙上においてインク滴３滴分のドットを形成するために用いられる。図１２（ａ）〜（ｃ）に示す波形パターン信号１３１〜１３３において、ハイレベル電位は例えば３．３Ｖである。そして、後述するように、波形パターン信号１３１〜１３３は、ドライバＩＣ５１において、ハイレベル電位が２０Ｖとなるように増幅される。
【００８２】
図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように、波形パターン信号１３１〜１３３はともに、パルス幅及びパルス間が実質的にＡＬとなっており、さらに最後のパルスがインク吐出後に個別インク流路９内に残留する圧力を除去するためのキャンセルパルスとなっている。キャンセルパルスは、残留圧力と正負が反転した新たな圧力を個別インク流路９に発生させる。これにより、残留圧力が相殺される。
【００８３】
図１１に示すように、印刷制御部１０４は、ＦＰＣ５０上のドライバＩＣ５１と接続されている。印刷制御部１０４は、印刷信号生成部１０７が生成した印刷信号、及び、波形パターン記憶部１０６に記憶された３つの波形パターン信号１３１〜１３３と共に、電源１０８が生成した低電位信号、高電位信号１３４及び基準信号１３５をドライバＩＣ５１に供給する。ドライバＩＣ５１は、基準信号１３５（接地電位）を常に共通配線１１９を介して共通電極７２に供給する。このドライバＩＣ５１は、波形選択部１４１と吐出信号生成部１４２とを含んでいる。波形選択部１４１は、印刷信号に基づいて、各個別電極６０に供給すべき波形パターンを、３つの波形パターン信号１３１〜１３３及び高電位信号１３４の４つの信号中から順次選択すると共に、無彩色用周縁電極群９７及び有彩色用周縁電極群９８に供給すべき波形パターンを、低電位信号及び基準信号１３５の２つの信号の中から順次選択する。
【００８４】
吐出信号生成部１４２は、各個別電極６０について印刷信号に基づいて上記４つの信号の中から波形選択部１４１が選択した信号を、そのハイレベル電位が２０Ｖとなるように高電位信号１３４を用いて変調増幅する。ドライバＩＣ５１は、このようにして生成された吐出信号を、ＦＰＣ５０の個別配線１１７を介して対応する各個別電極６０に供給する。さらに、吐出信号生成部１４２は、無彩色用周縁電極群９７及び有彩色用周縁電極群９８について印刷信号に基づいて上記２つの信号の中から波形選択部１４１が選択した信号のうち低電位信号を、その電位が２０Ｖとなるように高電位信号１３４を用いて増幅することでスタンバイ信号（図１２（ｄ）に示された高電位信号１３４と同じ信号）を生成する。そして、ドライバＩＣ５１は、スタンバイ信号又は基準信号１３５（接地電位）を、ＦＰＣ５０の周縁配線１１８を介して無彩色用周縁電極群９７及び有彩色用周縁電極群９８に供給する。これにより、全色のインクが吐出されるようなカラー印刷時においては、すべての周縁電極６５にスタンバイ信号が与えられる。一方、ブラックインクだけが吐出されるような単色印刷時においては、無彩色用周縁電極群９７にはスタンバイ信号が与えられるが、有彩色用周縁電極群９８には基準信号１３５が与えられることになる。したがって、スタンバイ信号をすべての周縁電極６５に供給する必要がなくなるので、消費電力が小さくなる。
【００８５】
さらに、吐出信号が個別電極６０に供給されるまでの待ち受け期間において、吐出信号生成部１４２は、すべての個別電極６０とすべての周縁電極６５に対してスタンバイ信号を供給する。このうち、個別電極６０については、高電位信号１３４がスタンバイ信号として供給される。一方、周縁電極６５に対しては、吐出信号生成部１４２が、低電位信号に基づいて高電位信号１３４から電位が２０Ｖのスタンバイ信号を生成して供給する。すなわち、吐出信号の供給を待ち受けるために、本実施の形態では、周縁電極６５にも個別電極６０と同様にスタンバイ信号が供給される。なお、吐出信号が供給された後には、無彩色用周縁電極群９７及び有彩色用周縁電極群９８に対して、上述のようにスタンバイ信号を選択的に供給する。
【００８６】
以上のように、本実施の形態のインクジェットプリンタ１によると、周縁電極６５が複数の個別電極６０のうち、配列方向に関して最も外側にある個別電極６０に隣接した位置に配置されており、ノズル５３からインク滴が吐出される前に、複数の個別電極６０のみならず周縁電極６５にも高電位に保持されたスタンバイ信号が供給されている。そのため、圧電シート９１〜９４において、配列方向に関して最も外側にある個別電極６０に対向する領域と当該個別電極６０に隣接した周縁電極６５に対向する領域とが同じように圧力室４６側に凸変形する。一方、圧電シート９１〜９４において、配列方向に関してより内側の個別電極６０に対向する領域も同様に圧力室４６側に凸変形する。これにより、ノズル５３からのインク吐出時に、個別電極６０の位置にかかわらず、その両側から受ける圧電シート９１〜９４の変形影響度合いがほぼ等しくなる。したがって、配列方向に関して最も外側にある圧力室４６に係るノズル５３とそれ以外の圧力室４６に係るノズル５３とのインク吐出特性のばらつきを抑えることができる。加えて、インク吐出時にもスタンバイ信号が引き続き周縁電極６５に供給されているので、周縁電極６５が浮遊電位になりにくくなる。仮に周縁電極６５にスタンバイ信号を与えずに周縁電極６５に隣接した個別電極６０に電位を与えると、周縁電極６５やこれに接続された周縁配線１１８などが個別配線１１７の電位や個別電極６０からの電界の影響を受けて、周縁電極６５が不安定な浮遊電位になる可能性がある。そのため、ときとして意図しない圧電シート９１〜９４の変形が生じ、インク吐出に悪影響を与える。しかし、本実施の形態では、周縁電極６５にスタンバイ信号が供給されているので、周縁電極６５が浮遊電位になることに起因した吐出への悪影響が生じにくくなる。その結果、吐出性能が安定したものとなる。
【００８７】
また、吐出信号が、スタンバイ信号が供給された状態の個別電極６０に供給されるので、上記効果が確実になる。つまり、吐出信号が個別電極６０に供給される直前に、周縁電極６５に供給されたスタンバイ信号が解除されず、その状態の個別電極６０に吐出信号が供給されるからである。
【００８８】
また、スタンバイ信号の電位が吐出信号の高電位と同じ電位とされ、基準信号の電位が吐出信号の低電位と同じ接地電位とされることで、インク不吐出時には共通電極７２−個別電極６０間に電圧を印加して圧力室４６の容積を減少させた状態で待機し、インク吐出時には共通電極７２−個別電極６０間の電圧印加を一旦解除してから共通電極７２−個別電極６０間に電圧を印加して圧力室４６の容積を再び減少させることによってノズル５３からインクを吐出させる場合において、インク吐出特性のばらつきを抑えるのに有効である。
【００８９】
また、個別電極６０と周縁電極６５とが同じ平面形状及び平面サイズになっているので、圧電シート９１において、個別電極６０及び周縁電極６５と対向するそれぞれの領域が同じ平面形状及び同じ平面サイズとなる。さらに、空隙５５と圧力室４６とが同じ平面形状及び平面サイズになっている。そのため、圧電シート９１〜９４において、個別電極６０及び周縁電極６５と対向するそれぞれの領域が、各電極にスタンバイ信号が供給されたときに、対応する圧力室４６及び空隙５５側に同じように凸変形する。これにより、ノズル５３からのインク吐出時に、圧電シート９１〜９４において配列方向に関して最も外側にある個別電極６０とその内側にある個別電極６０とが、それぞれ両側から受ける圧電シート９１〜９４の変形影響度合いとほとんど同じになる。したがって、配列方向に関して最も外側にある圧力室４６に係るノズル５３とそれ以外の圧力室４６に係るノズル５３とのインク吐出特性のばらつきをさらに抑えることができる。
【００９０】
また、配列方向に関して周縁電極６５と最も外側にある個別電極６０との離隔距離が個別電極６０どうしの離隔距離と同じになっている。そのため、圧電シート９１〜９４において、個別電極６０及び周縁電極６５と対向するそれぞれの領域間の距離の差による変形影響度合いの差がなくなる。また、圧電シート９１において、個別電極６０及び周縁電極６５と対向するそれぞれの領域が同じ方向で同じ程度に分極しているので、これら領域の分極状態の差による変形影響度合いの違いもなくなる。したがって、配列方向に関して最も外側にある個別電極６０に係るノズル５３とそれ以外の個別電極６０に係るノズル５３とのインク吐出特性のばらつきをさらに抑えることができる。
【００９１】
また、複数の周縁電極６５が導電部材７５，７６によって連結されているので、各導電部材７５，７６に連結された複数の周縁電極６５のうち、１つの周縁電極６５にスタンバイ信号を供給するだけで、各導電部材７５，７６に連結された複数の周縁電極６５にスタンバイ信号を供給することが可能になる。したがって、ＦＰＣ５０の周縁配線本数が少なくなり、ＦＰＣ５０の構成が簡易となる。
【００９２】
また、導電部材７５，７６は、周縁電極６５において隣接した個別電極６０から最も離れた領域を連結しているので、圧電シート９１〜９４において配列方向に関して最も外側にある個別電極６０に対向する領域が、導電部材７５，７６に対向する領域が変形することによって誘起される不必要な変形を、最小限に抑えることができる。つまり、導電部材７５，７６が隣接する個別電極６０から離れているので、周縁電極６５にスタンバイ信号を供給したときに、導電部材７５，７６と対向するそれぞれの領域の変形による影響が、配列方向に関して最も外側にある個別電極６０に対向する領域に影響しにくくなる。
【００９３】
また、アクチュエータユニット２１の上面（圧電シート９１上）には、配列方向Ａの一端部側に、個別電極６０とで周縁電極６５を挟むようにして表面電極７０が形成されている。つまり、同一平面上において個別電極６０と表面電極７０との間に周縁電極６５が形成されている。そのため、個別電極６０と表面電極７０とがマイグレーションに起因して電気的に接続されるのを防止することができる。これは、共通電極７２に基準信号を供給して接地電位としたときに表面電極７０も接地電位となる。そして、この状態で個別電極６０にスタンバイ信号や吐出信号を供給しても、個別電極６０と表面電極７０との間には、周縁電極６５が存在するので、個別電極６０と表面電極７０との間に直接的なマイグレーションが生じなくなる。これにより、個別電極６０と表面電極７０とが直接電気的に接続されることがなくなる。
【００９４】
上述した実施の形態の第１変形例として、基準信号の電位を接地電位に保持し且つスタンバイ信号の電位を−２０Ｖに保持すると共に、吐出信号を−２０Ｖと接地電位とを繰り返すような信号としてもよい。このとき、圧電シートの分極方向が、上述した実施の形態とは逆に共通電極７２から個別電極６０又は周縁電極６５に向かう方向になっているとする。そのため、−２０Ｖのスタンバイ信号が個別電極６０及び周縁電極６５に供給されると、個別電極６０及び周縁電極６５に対向する領域が対応する圧力室側及び空隙側に凸に湾曲する。この状態で吐出信号の供給を待ち受ける。吐出信号が供給されると、印刷信号に基づいて、まず個別電極６０に対して接地電位が供給され、圧力室４６の容積が増大する。さらに、再び個別電極６０の電位が−２０Ｖにされると、圧力室４６の容積は減少して元の状態に戻り、ノズルからはインクが吐出されることになる。この変形例でも、共通電極−個別電極間の電位差がない状態の圧力室４６の容積（基本容積）に対して、両電極間にスタンバイ信号に対応した電位差を与えておき、圧力室４６の容積を減少させた状態で待機させているが、周縁空隙もこれと同じ容量変化をしている。そのため、いずれの圧力室４６も配列方向の両側から受ける圧電シートの変形影響度合いがほとんど同じになり、インクの吐出特性のばらつきを抑えることができる。
【００９５】
上述した実施の形態の第２変形例として、基準信号及びスタンバイ信号の電位を接地電位に保持すると共に、吐出信号を２０Ｖと接地電位とを繰り返すような信号としてもよい。このとき圧電シートの分極方向は、本実施の形態とは逆に共通電極７２から個別電極６０又は周縁電極６５に向かう方向になっているとする。スタンバイ信号が個別電極６０及び周縁電極６５に供給されても、圧電シート９１〜９４において個別電極６０及び周縁電極６５に対向する領域はほぼ平板状である。この状態で吐出信号の供給を待ち受ける。吐出信号が供給されると、印刷信号に基づいて、まず個別電極６０に対して２０Ｖのハイレベル電位が供給され、圧力室４６の容積が増大する。このとき、圧力室４６内に負圧が生じてインクが供給される。さらに、再び個別電極６０の電位が接地電位にされると、圧力室４６の容積は減少して元の状態に戻り、ノズルからはインクが吐出されることになる。この変形例では、共通電極−個別電極間の電位差がない状態の圧力室４６の容積（基本容積）に対して、両電極間にスタンバイ信号に対応した電位差を与えている。この場合は、スタンバイ電位は接地電位に等しく、圧力室４６の容積を基本容積の状態で待機させているが、周縁空隙もこれと同じ基本容積に保持されている。圧力室４６の両側から受ける変形影響度合いの均一化という観点からは、前述の実施形態や第１変形例には及ばないが、いずれの空隙も常にその基本容積に保持されている分、インクの吐出特性のばらつきを抑えることに寄与する。なお、外部電界による不安定な浮遊電位にすることがない点は共通している。
【００９６】
上述した実施の形態の第３変形例として、基準信号及びスタンバイ信号の電位を接地電位に保持すると共に、吐出信号を−２０Ｖと接地電位とを繰り返すような信号としてもよい。このとき圧電シートの分極方向は本実施の形態と同じで個別電極６０又は周縁電極６５から共通電極７２に向かう方向になっているとする。スタンバイ信号が個別電極６０及び周縁電極６５に供給されても、圧電シート９１〜９４において個別電極６０及び周縁電極６５に対向する領域はほぼ平板状である。この状態で吐出信号の供給を待ち受ける。吐出信号が供給されると、印刷信号に基づいて、まず個別電極６０に対して−２０Ｖの電位が供給される点が、上述の第２変形例と異なっている。しかし、インク吐出に至るまでの圧力室や空隙の変形状態や、このように駆動されることによる効果は第２変形例と同様である。
【００９７】
これまで説明してきた実施形態及び第１〜第３変形例は、いずれも、スタンバイ状態の圧力室の容積を、一旦増大した後に再び元の容積にまで戻すことでインクを吐出させる点で共通している。しかし、本発明は、これらの形態に限られるものではない。例えば、スタンバイ状態の圧力室の容積を、増大せずに直接減少させてインク吐出をするインクジェットヘッドにも適用できる。
【００９８】
第４変形例として、基準信号の電位を接地電位に保持し、スタンバイ信号の電位を２０Ｖに保持すると共に、吐出信号を接地電位と２０Ｖとを繰り返すような信号としてもよい。このとき、圧電シートの分極方向は、上述した実施形態とは逆で、共通電極７２から個別電極６０又は周縁電極６５の方向を向いている。そのため、スタンバイ信号が個別電極６０及び周縁電極６５に供給されると、圧電シートは圧力室４６及び空隙と反対側に凸に湾曲する。この状態から、吐出信号（接地電位）の供給に対応して、圧力室の容積が減少し、インクが吐出される。この変形例では、共通電極−個別電極間の電位差がない状態の圧力室４６の容積（基本容積）に対して、両電極間に圧力室の容積が予め増大されるようにスタンバイ信号に対応した電位差を与えている。このとき、周縁空隙もこれと同じ容量変化をしている。そのため、いずれの圧力室４６も配列方向の両側から受ける圧電シートの変形影響度合いがほとんど同じになり、インクの吐出特性のばらつきを抑えることができる。
【００９９】
第５変形例として、基準信号の電位を接地電位に保持し、スタンバイ信号の電位を−２０Ｖに保持すると共に、吐出信号を接地電位と−２０Ｖとを繰り返すような信号としてもよい。このとき、圧電シートの分極方向は、上述した実施形態とは同じで、個別電極６０または周縁電極６５から共通電極７２の方向を向いている。この場合、インク吐出に至るまでの圧力室や空隙の変形状態や、このように駆動されることによる効果は第４変形例と同様である。
【０１００】
第６変形例として、基準信号及びスタンバイ信号の電位を接地電位に保持すると共に、吐出信号を２０Ｖと接地電位を繰り返すような電位としてもよい。このとき、圧電シートの分極方向は、上述した実施形態と同じで、個別電極６０又は周縁電極６５から共通電極７２の方向である。そのため、スタンバイ信号（接地電位）が個別電極６０及び周縁電極６５に供給されると、圧力室４６は共通電極−個別電極間の電位差がない状態の容積（基本容積）となる。すなわち、圧電シートはほぼ平板状になっている。この状態から、吐出信号の供給に対応して、圧力室の容積が減少し、インクが吐出される。この変形例では、スタンバイ電位は接地電位に等しいので、共通電極−個別電極間の電位差がない状態の圧力室４６の容積（基本容積）の状態で待機される。周縁空隙もこれと同じ基本容積に保持されている。圧力室４６の両側から受ける変形影響度合いの均一化という観点からは、第４及び第５変形例には及ばないが、いずれの空隙も常にその基本容積に保持されている分、インクの吐出特性のばらつきを抑えることに寄与する。なお、外部電界による不安定な浮遊電位にすることがない点は共通している。
【０１０１】
第７変形例として、基準信号及びスタンバイ信号の電位を接地電位に保持すると共に、吐出信号を−２０Ｖと接地電位を繰り返すような電位としてもよい。このとき、圧電シートの分極方向は、上述した実施形態とは逆で、共通電極７２から個別電極６０又は周縁電極６５の方向を向いている。この状態で吐出信号の供給を待ち受ける。吐出信号が供給されると、印刷信号に基づいて、まず個別電極６０に対して−２０Ｖの電位が供給される点が、上述の第２変形例と異なっている。しかし、インク吐出に至る間での圧力室や空隙の変形状態や、このように駆動されることによる効果は第６変形例と同様である。
【０１０２】
以上説明した第１〜第７変形例によっても、上述した実施の形態と同様の利益が得られる。
【０１０３】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、上述した本実施の形態によるインクジェットプリンタ１は、スタンバイ信号が吐出信号の高電位と同じ電位に保持されているが、吐出信号の高電位及び低電位以外の電位に保持されていてもよい。また、基準信号も吐出信号の高電位及び低電位以外の電位に保持されていてもよい。
【０１０４】
無彩色用周縁電極群９７及び有彩色用周縁電極群９８を区別せずに印刷時にはすべての周縁電極６５にスタンバイ信号を供給するようにしてもよい。上述した実施の形態では、電源１０８、制御部１０１、ドライバＩＣ５１及びＦＰＣ５０が吐出信号供給手段、スタンバイ信号供給手段及び基準信号供給手段を構成しているが、これら３つの手段は別の部材から構成されていてもよい。また、圧力室が一方向にだけ配列されたヘッドにも適用可能である。上述したインクジェットプリンタは、ヘッドが往復移動するシリアルプリンタであるが、ヘッドが固定されたラインプリンタでもよい。
【０１０５】
上述した本実施の形態による圧力室４６と空隙５５とが同じ平面形状及び平面サイズに形成されていなくてもよい。また、個別電極６０と周縁電極６５も同じ平面形状及び平面サイズに形成されていなくてもよい。また、複数の圧力室４６がマトリクス状に形成されていなくてもよい。また、複数の空隙５５が複数の圧力室４６を取り囲んでいなくてもよい。また、導電部材７５，７６が周縁電極６５において個別電極６０から最も離隔した領域どうしを連結していなくてもよい。また、複数の周縁電極６５が導電部材７５，７６によって接続されていなくてもよく、複数の周縁電極が複数の周縁配線とそれぞれ電気的に接続されていてもよい。また、流路ユニット４１に複数のマニホールド４５を形成していなくてもよいし、複数の圧力室４６が圧力室列群４８を構成していなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明の一実施形態によるカラーインクジェットプリンタの内部構成を描いた概略斜視図である。
【図２】図１に示すヘッドユニットの斜視図である。
【図３】図２のII−II線における断面図である。
【図４】図３に示すインクジェットヘッドにフレームが接着された状態を示す斜視図である。
【図５】インクジェットヘッドの平面図である。
【図６】図５内に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。
【図７】図６に示すVII−VII線に沿った断面図である。
【図８】アクチュエータユニットを示しており、（ａ）は図７における一点鎖線で囲まれた部分の拡大図であり、（ｂ）は個別電極の平面図である。
【図９】アクチュエータユニットの拡大平面図である。
【図１０】図５に示すインクジェットヘッドの拡大平面図である。
【図１１】本発明の一実施形態によるインクジェットプリンタの制御構成を示すブロック図である。
【図１２】インクジェットヘッドに与えられる各信号に対応する波形パターンを描いた図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１ インクジェットプリンタ
５ インクジェットヘッド
４１ 流路ユニット
４２ アクチュエータユニット
４５ マニホールド（共通インク室）
４６ 圧力室
４８ 圧力室列群（圧力室群）
５０ フレキシブルプリント配線板（吐出信号供給手段、スタンバイ信号供給手段、基準信号供給手段の一部）
５１ ドライバＩＣ（吐出信号供給手段、スタンバイ信号供給手段、基準信号供給手段の一部）
５３ ノズル
５５ 空隙（周縁空隙）
６０ 個別電極
６４ 個別電極列群
６５ 周縁電極
６８、６９ 周縁電極列
７０ 表面電極
７２ 共通電極
７５，７６ 導電部材
１０１ 制御部（吐出信号供給手段、スタンバイ信号供給手段、基準信号供給手段の一部）
１０８ 電源（吐出信号供給手段、スタンバイ信号供給手段、基準信号供給手段の一部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体にインクを吐出して印刷を行うインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタにおいて、インクジェットヘッドは、インクタンクから供給されたインクを複数の圧力室に分配し、各圧力室に選択的に圧力を付与することによりノズルからインクを吐出する。圧力室に選択的に圧力を付与するための一つの手段として、セラミックからなる積層された複数の圧電シートが用いられることがある。
【０００３】
かかるインクジェットヘッドの一例として、マトリクス状に二次元配列された複数の圧力室に跨る複数枚の連続平板状の圧電シートが積層され、その少なくとも一枚の圧電シートを、多数の圧力室に共通であって接地（グランド）電位に保持される共通電極と、各圧力室に対向する位置に配置された多数の個別電極とで挟み込んだ１つのアクチュエータユニットを有するものが知られている（特許文献１参照）。このインクジェットヘッドにおいて、アクチュエータユニットの上面には、複数の個別電極とこれら個別電極を包囲するように配置された複数の接地用電極とが形成されており、各接地用電極と共通電極とがスルーホール内に充填された導電材料を介して電気的に接続されている。これら複数の接地用電極及び複数の個別電極は、ドライバＩＣが実装されたフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）の複数の給電パッドとそれぞれ接続されている。
【０００４】
特許文献１に記載のインクジェットヘッドを有するインクジェトプリンタにおいては、いわゆる引き打ちによってインクが吐出される。つまり、予めすべての個別電極を一定の正電位（以下、「スタンバイ電位」と称する）とすることですべての圧力室の容積を減少させておき、インク吐出に係る個別電極だけを一旦接地電位とする。すると、対応する圧力室の容積が大きくなって、圧力室内に負圧の圧力波が発生する。そして、この圧力室が正圧の圧力波として圧力室の中心に戻ってくるタイミングで再び個別電極をスタンバイ電位とすることで、圧力室の容積を減少させる。このときに対応するノズルからインクが吐出される。かかる引き打ちを行うことによって、インク吐出速度を高めることが可能となる。
【特許文献１】特開２００３−３０５８５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したような引き打ちが行われるインクジェトプリンタにおいては、非印刷時であっても圧電シートにおいて複数の個別電極に対向した領域がすべて変形状態にある。インク吐出に係る圧力室が配列方向に関して最も外側にある圧力室以外の圧力室の場合、圧電シートにおいて当該圧力室に対向する領域が配列方向の両側から受ける圧電シートの変形影響度合いは同じになる。一方、配列方向に関して最も外側にある圧力室の場合、当該圧力室に対しては配列方向内側にしか圧力室及び個別電極がないので、圧電シートにおいて当該圧力室に対向する領域が配列方向内側から受ける圧電シートの変形影響度合いと、配列方向外側から受ける変形影響度合いとは大幅に異なるものとなる。そのため、配列方向に関して最も外側にある圧力室に係るノズルとそれ以外の圧力室に係るノズルとで、インク吐出特性が大幅に相違してしまう。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、インク吐出特性のばらつきを抑えることが可能なインクジェット記録装置を提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００７】
本発明のインクジェット記録装置は、それぞれがノズルに連通した複数の圧力室と、前記複数の圧力室の各配列方向に関して最も外側にある前記圧力室から前記配列方向外側に離隔した周縁空隙とが形成された流路ユニットと、それぞれが前記圧力室に対向する複数の個別電極と、前記周縁空隙に対向する周縁電極と、前記複数の個別電極及び前記周縁電極に跨って形成された共通電極と、前記複数の個別電極及び前記周縁電極と前記共通電極とによって挟まれた圧電シートとを有するアクチュエータユニットと、画像データに基づいて、第１の電位及びこれとは異なる第２の電位を交互に繰り返すインク吐出信号を生成すると共に、生成された吐出信号を前記個別電極に供給する吐出信号供給手段と、所定電位に保持されたスタンバイ信号を生成すると共に、生成されたスタンバイ信号を前記周縁電極に供給するスタンバイ信号供給手段と、基準電位に保持された基準信号を生成すると共に、生成された基準信号を前記共通電極に供給する基準信号供給手段とを備えている。そして、少なくとも前記吐出信号供給手段が前記個別電極に前記吐出信号を供給しているときに、前記スタンバイ信号供給手段が前記周縁電極に前記スタンバイ信号を供給し、前記基準信号供給手段が前記共通電極に前記基準信号を供給する。
【０００８】
これにより、配列方向に関して最も外側にある圧力室から配列方向外側に離隔した周縁空隙及びこの周縁空隙に対向する周縁電極を設けると共に、所定電位に保持されたスタンバイ信号が周縁電極に供給されるようにしたので、インク吐出時に、圧電シートにおいて配列方向に関して最も外側にある圧力室に対向する領域が当該圧力室の配列方向内側から受ける圧電シートの変形影響度合いは、当該圧力室に対向する領域が当該圧力室の配列方向外側から受ける圧電シートの変形影響度合いと近くなる。したがって、配列方向に関して最も外側にある圧力室に係るノズルとそれ以外の圧力室に係るノズルとのインク吐出特性のばらつきを抑えることができる。また、インク吐出時に周縁電極を浮遊電位にしないので、周縁電極が浮遊電位になることに起因した吐出への悪影響（例えば、周縁電極に接続された配線の電位が周縁電極に隣接した個別電極の電位の影響を受けて変動することによって生じるノイズ）が生じにくくなる。その結果、吐出性能が安定したものとなる。
【０００９】
本発明において、前記スタンバイ信号が、前記第１の電位及び第２の電位のいずれか一方に保持されていることが好ましい。これにより、第１の電位及び第２の電位のいずれか一方に保持されたスタンバイ信号が周縁電極に供給されることになるので、インク吐出時に、圧電シートにおいて配列方向に関して最も外側にある圧力室に対向する領域が当該圧力室の配列方向内側から受ける圧電シートの変形影響度合いは、当該圧力室に対向する領域が当該圧力室の配列方向外側から受ける圧電シートの変形影響度合いとほとんど同じになる。したがって、配列方向に関して最も外側にある圧力室に係るノズルとそれ以外の圧力室に係るノズルとのインク吐出特性のばらつきをさらに抑えることができる。
【００１０】
また、本発明において、前記スタンバイ信号供給手段が、前記吐出信号が前記個別電極に供給され始めるまで、すべての前記周縁電極に前記スタンバイ信号を供給していることが好ましい。これにより、配列方向に関して最も外側にある圧力室に係るノズルとそれ以外の圧力室に係るノズルとのインク吐出特性のばらつきを効果的に抑えることができる。
【００１１】
また、本発明において、前記基準信号供給手段が、前記第１の電位及び前記第２の電位のいずれか一方の電位に保持された前記基準信号を生成し、前記スタンバイ信号供給手段が、前記第１の電位及び前記第２の電位のうち前記基準信号と異なる方の電位に保持された前記スタンバイ信号を生成することが好ましい。これによると、共通電極−個別電極間の電位差がない状態の圧力室の容積（基本容積）に対して、両電極間にスタンバイ信号に対応した電位差を与えておき、圧力室の容積を増加あるいは減少させた状態で待機させる場合、周縁空隙もこれと同じ容量変化をすることになる。すなわち、いずれの圧力室も配列方向の両側から受ける圧電シートの変形影響度合いがほとんど同じになり、インクの吐出特性のばらつきを抑えることができる。
【００１２】
また、本発明において、前記基準信号供給手段が、前記第１の電位及び前記第２の電位のいずれか一方の電位に保持された前記基準信号を生成し、前記スタンバイ信号供給手段が、前記第１の電位及び前記第２の電位のうち前記基準信号と同じ方の電位に保持された前記スタンバイ信号を生成することが好ましい。これによると、スタンバイ信号により基準信号と同じ電位で個別電極が待機される。このような圧力室を基本容積で待機させるインクの吐出方法では、周縁空隙もこれと同じ容量変化、この場合は、周縁空隙がその基本容積で維持されることになる。すなわち、いずれの圧力室も配列方向の両側から受ける圧電シートの変形影響度合いがほとんど同じになり、インクの吐出特性のばらつきを抑えることができる。
【００１３】
また、本発明において、前記周縁空隙が前記圧力室と同じ平面形状及び平面サイズを有し、前記周縁電極が前記個別電極と同じ平面形状及び平面サイズを有していることが好ましい。また、本発明において、前記配列方向に関して、前記周縁空隙と前記最も外側にある圧力室との間の距離が、隣接する前記圧力室間の距離に等しいことが好ましい。また、本発明においては、前記圧電シートにおいて、前記周縁電極と前記共通電極とに挟まれた領域が、前記個別電極と前記共通電極とに挟まれた領域と同様に分極していることが好ましい。これにより、配列方向に関して最も外側にある圧力室に係るノズルとそれ以外の圧力室に係るノズルとのインク吐出特性のばらつきをさらに抑えることができる。
【００１４】
また、本発明において、前記複数の圧力室が、マトリクス状に二次元配列されており、
複数の前記周縁空隙が、前記複数の圧力室を取り囲んでいることが好ましい。これにより、多数の圧力室がマトリクス状に二次元配列されている場合においても、配列方向に関して最も外側にある圧力室に係るノズルとそれ以外の圧力室に係るノズルとのインク吐出特性のばらつきを抑えることができる。
【００１５】
また、このとき、複数の前記周縁電極が、前記アクチュエータユニット上に配置された導電部材を介して互いに電気的に接続されていてもよい。これにより、一つの周縁電極にスタンバイ信号を供給するだけで複数の周縁電極にもスタンバイ信号を供給することが可能になる。したがって、スタンバイ信号供給手段の構成が簡易となる。
【００１６】
また、このとき、前記導電部材が、前記周縁電極において最も前記個別電極から離隔した領域同士を連結していてもよい。これにより、圧電シートにおいて配列方向に関して最も外側にある圧力室に対向する領域が圧電シートにおいて導電部材に対向する領域が変形することによって受ける悪影響を、最小限に抑えることができる。
【００１７】
また、このとき、前記アクチュエータユニットにおいて前記流路ユニットに接する面とは反対側の面上には、前記個別電極及び前記周縁電極のさらに外側に、前記共通電極に電気的に接続された表面電極が形成されていてもよい。これにより、同一平面上において個別電極と表面電極との間に周縁電極が形成されるので、個別電極と表面電極とがマイグレーションに起因して電気的に接続されるのを防止することができる。
【００１８】
また、このとき、前記流路ユニットにはインクが貯溜される複数の共通インク室が形成されていると共に、前記複数の圧力室が対応する前記ノズルとは反対側においていずれかの前記共通インク室に連通することで、当該共通インク室に関連した圧力室群がそれぞれ形成されており、前記吐出信号供給手段が、前記複数の圧力室群にそれぞれ関連した個別電極群に対して選択的に前記吐出信号を供給し、前記スタンバイ信号供給手段が、選択された前記圧力室群に関連した前記個別電極群に対応する周縁電極にのみ前記スタンバイ信号を供給していてもよい。これにより、すべての周縁電極に電圧を印加しなくてもよいので消費電力が小さくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、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。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態によるカラーインクジェットプリンタの内部構成を描いた概略斜視図である。図１において、カラーインクジェットプリンタ１内には、ヘッドユニット２が配置されている。ヘッドユニット２のホルダ３には、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの４色のインクを貯溜するインクタンク４と４色のインクを吐出するインクジェットヘッド５（図３参照）とが固着されている。ホルダ３は、駆動機構１０により直線方向（主走査方向）に往復移動するキャリッジ１１に固着されている。記録媒体たる用紙Ｐを搬送する搬送手段としてのプラテンローラ１８は、その軸線がキャリッジ１１の往復移動方向に沿うように配置され、インクジェットヘッド５と対向している。
【００２１】
キャリッジ１１は、プラテンローラ１８の支軸と平行に配設されるガイド軸１２及びガイド板１３によって摺動自在に支持されている。ガイド軸１２の両端部の近傍には、プーリー１４，１５が支持され、これらプーリー１４，１５の間に無端ベルト１６が架け渡されている。キャリッジ１１は、この無端ベルト１６の適宜の位置に固定されている。
【００２２】
このような駆動機構１０の構成において、一方のプーリー１４がモータ１７の駆動により正逆回転すると、キャリッジ１１がガイド軸１２及びガイド板１３に沿って直線方向に往復移動するため、これに伴ってヘッドユニット２も往復移動する。
【００２３】
用紙Ｐは、インクジェットプリンタ１の側方に設けられた給紙カセット（図示せず）から給紙され、インクジェットヘッド５とプラテンローラ１８との間の空間に導かれて、インクジェットヘッド５から吐出されるインクにより印刷が施された後に排紙される。なお、図１においては、用紙Ｐの給紙機構及び排紙機構の図示を省略している。
【００２４】
また、インクジェットプリンタ１内には、図１中左下方に示すパージ機構２０が設けられている。パージ機構２０は、パージキャップ２１でインクジェットヘッド５の下面の一部を覆ってインクジェットヘッド５の内部に溜まる気泡やゴミなどを含んだ不良インクを強制的に吸引して除去するためのものである。
【００２５】
つまり、カム２２の駆動によりポンプ２３によって吸引して廃インク溜め２４へ廃棄することにより、インクジェットヘッド５の復旧を行うようにしている。なお、図１に示す４つのキャップ２５は、印刷が終了してリセット位置（パージ機構２０に対向する位置）に戻されるキャリッジ１１上のインクジェットヘッド５のノズル５３をすべて覆って、インクの乾燥を防止するためのものである。
【００２６】
図２は、図１に示すヘッドユニット２の斜視図である。図３は、図２のII−II線における断面図であり、ヘッドユニット２を構成するホルダ３にインクタンク４及びインクジェットヘッド５が組み付けられた状態を示している。図４は、図３に示すインクジェットヘッド５にフレームが接着された状態を示す斜視図である。ヘッドユニット２は、図２に示すように、略直方体形状を有するホルダ３と、ホルダ３内に配置されたインクタンク４と、インクタンク４の下方に配置されたインクジェットヘッド５（図３参照）とを備えている。
【００２７】
インクタンク４には、図３中左方からマゼンタ、イエロー、シアン、ブラックのインクが順にそれぞれ貯留された４つのインク室６が形成されている。インク室６は、対応するチューブ２９（図２参照）と接続されており、各色のインクが供給されるようになっている。インクタンク４は、平面矩形形状のフレーム３０に組み付けられている。このフレーム３０は、ホルダ３に紫外線硬化型接着剤３１で固着されている。このフレーム３０には、アクチュエータユニット４２が窓３２内に配置されるようにしてインクジェットヘッド５が固着されている。
【００２８】
インクジェットヘッド５は、それぞれの色ごとに複数のインク流路が形成された流路ユニット４１と流路ユニット４１の上面にエポキシ系の熱硬化性接着剤によって接着されたアクチュエータユニット４２とで構成されたヘッド本体４０と、ヘッド本体４０の上方に接合されたフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）５０とを含んでいる。図４に示すように、流路ユニット４１及びアクチュエータユニット４２はともに、長方形平面形状を有する複数の薄板を積層して構成され、インクタンク４の下方に配置されている。流路ユニット４１の上面には、アクチュエータユニット４２を避けて、平面形状が楕円形状の４つのインク供給口４１ａ（図５参照）が形成されている。フレーム３０には、フレーム３０に形成された貫通孔３３と流路ユニット４１に形成されたインク供給口４１ａとがそれぞれ連なるようにして流路ユニット４１が接着されている。この構成により、インクタンク４内のインクが、インクタンク４のインク導出口７及びフレーム３０の貫通孔３３を通ってそれぞれに対応する流路ユニット４１のインク供給口４１ａから流路ユニット４１内に供給される。
【００２９】
図３に示すように、ヘッド本体４０は、インク吐出面４０ａが外部に露出するようにホルダ３の段付き状の窓８ａに配置されている。ホルダ３と流路ユニット４１との隙間には、シール剤３５が配置されている。なお、ヘッド本体４０の底面は微小径を有する多数のノズル５３が配列されたインク吐出面４０ａとなっている。
【００３０】
アクチュエータユニット４２の上面に接合されたＦＰＣ５０は、図３に示すように主走査方向の一方に引き出されるとともに、屈曲しながら上方に引き出されている。ＦＰＣ５０の上面には、ＦＰＣ５０及びアクチュエータユニット４２を保護しつつ、アクチュエータユニット４２が発する熱を放散するアルミプレート３４が貼付されている。アルミプレート３４は、駆動時のアクチュエータユニット４２が発する熱によって、個別電極６０（図８参照）近傍部分ごとの温度に大きなバラツキが生じないにように、均一にしている。これにより、インクの吐出特性がそろうことになる。
【００３１】
また、アクチュエータユニット４２に接合されたＦＰＣ５０は、スポンジなどの弾性部材２７を介してインクタンク４の側面に沿うように引き出され、このＦＰＣ５０上にドライバＩＣ５１が設置されている。一方で、ＦＰＣ５０は、ドライバＩＣ５１から出力された吐出信号、スタンバイ信号及び基準信号をアクチュエータユニット４２に伝達するように、ハンダ付けによって電気的にアクチュエータユニット４２に接合されている。
【００３２】
ＦＰＣ５０の基端は、インクジェットプリンタ１内に設けられた制御部１０１（図１１参照）に接続されている。後述するように、制御部１０１は、各ノズル５３からのインク吐出量を順次指示すると共に周縁電極６５の電位を順次指示する印刷信号、互いに異なる３種類のインク吐出量に対応した３つの波形パターン信号、スタンバイ電位（例えば２０Ｖ）と称される正電位に保持された高電位信号、高電位信号よりも低い正電位（例えば、３．３Ｖ）に保持された低電位信号、及び、接地電位に保持された基準信号をドライバＩＣ５１に供給する。そして、ドライバＩＣ５１は、これらの信号に基づいて、スタンバイ電位と接地電位とを交互に繰り返す吐出信号を各個別電極について生成する。また、低電位信号に基づいて、スタンバイ信号を各周縁電極６５について生成する。
【００３３】
図３において、ホルダ３のドライバＩＣ５１に対向する側壁には、ドライバＩＣ５１の熱を外部に放散する為の窓８ｂが形成されている。さらに、ドライバＩＣ５１と窓８ｂとの間には、略直方体形状のアルミ板からなるヒートシンク２８が配置されている。さらに、ドライバＩＣ５１は、間にＦＰＣ５０を挟んで弾性部材２７によりヒートシンク２８に対して押圧されている。これらヒートシンク２８及び窓８ｂにより、ドライバＩＣ５１で発生した熱を効率的に散逸させることができる。また、窓８ｂ内には、ホルダ３の側壁とヒートシンク２８の隙間を埋めるためのシール剤３６が配置されており、ヘッドユニット２内にゴミやインクが外部から侵入することを防いでいる。
【００３４】
図５は、インクジェットヘッド５の平面図である。図５に示すように、インクジェットヘッド５のヘッド本体４０は、流路ユニット４１の長手方向（副走査方向）に延在した矩形平面形状を有している。図５において、流路ユニット４１内には、流路ユニット４１の長手方向に沿って互いに平行に延在した４つのマニホールド（共通インク室）４５が形成されている。これらマニホールド４５には、流路ユニット４１の４つのインク供給口４１ａを通じてインクタンク４のインク室６からそれぞれインクが供給される。本実施の形態では、図５中の４つのマニホールド４５は上方から下方に向かって順にマゼンタ、イエロー、シア及びブラックに対応するマニホールド４５Ｍ，４５Ｙ，４５Ｃ，４５Ｋとなっている。これら４つのマニホールド４５Ｍ，４５Ｙ，４５Ｃ，４５Ｋのうち、３つのマニホールド４５Ｍ，４５Ｙ，４５Ｃは流路ユニット４１の幅方向（主走査方向）において等間隔に配置されており、マニホールド４５Ｋは、３つのマニホールド４５Ｍ，４５Ｙ，４５Ｃの配置間隔より大きい間隔でマニホールド４５Ｃから離隔された位置（図５中流路ユニット４１の下方位置）に形成されている。また、流路ユニット４１の上面であって４つのインク供給口４１ａを覆う位置には、フィルタ４４が配置されている。フィルタ４４は、各インク供給口４１ａと重なる位置に複数の微小孔が形成されている。これにより、インクタンク４から流路ユニット４１内に供給されるインク中のゴミなどがフィルタ４４によって捕獲される。
【００３５】
流路ユニット４１の上面には、平面形状が長方形形状のアクチュエータユニット４２が、インク供給口４１ａを避けたほぼ中央部分に接着されている。アクチュエータユニット４２に対向する流路ユニット４１の接着領域には、マトリクス状に配列された多数の圧力室４６（図７参照）及び空隙５５（図６参照）が形成されている。言い換えると、アクチュエータユニット４２はすべての圧力室４６及び空隙５５に跨る寸法を有している。
【００３６】
図６は、図５内に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。流路ユニット４１には、複数の圧力室４６がマニホールド４５の延在方向（配列方向Ａ）と平行に配列された１６本の圧力室列４７と、多数の空隙５５が圧力室列４７と平行に配列された６本の空隙列５６と、多数の空隙５５がマニホールド４５の延在方向と直交する方向（配列方向Ｃ）に配列された４本の空隙列５７とが形成されている。なお、図６に示すように、アクチュエータユニット４２に対向する流路ユニット４１の接着領域において、副走査方向の一端部には、２本の空隙列５７が配設されている。実際には、その接着領域の両端部にそれぞれ２本の空隙列５７が形成されており、合計４本の配列方向Ｃ（主走査方向）に延びる空隙列５７が流路ユニット４１に形成されている。１６本の圧力室列４７は、隣接して形成された４本の空隙列５６の集団によって、１２本の集団と４本の集団とに隔てられている。これにより、圧力室列４７の１２本の集団と４本の集団は、６本の空隙列５６と４本の空隙列５７とによってそれぞれ囲まれている。図６に示すように、圧力室４６及び空隙５５は平面形状及び平面サイズが同じである。多数の圧力室４６及び空隙５５は、両者を区別のないものと考えたときに、流路ユニット４１において１つの配列パターンが形成されるように規則的に配列されている。
【００３７】
流路ユニット４１に形成された圧力室４６は、角部にアールが施された略菱形の平面形状を有しており、その長い方の対角線は流路ユニット４１の幅方向（主走査方向）に平行である。各圧力室４６の一端はノズル５３に連通しており、他端はアパーチャ５４を介してマニホールド４５に連通している。これにより、各マニホールド４５には、ノズル５３に連通して圧力室４６ごとに形成された多数の個別インク流路９（図７参照）が接続されている。図６には、図面を分かりやすくするために流路ユニット４１内にあって破線で描くべき圧力室４６、空隙５５、アパーチャ５４及びノズル５３等を実線で描いている。
【００３８】
図７は、個別インク流路を示す断面図であり、図６に示すVII−VII線に沿った断面図である。図７から分かるように、各ノズル５３は、圧力室４６及びアパーチャ（すなわち絞り）５４を介してマニホールド４５と連通している。すなわち、マニホールド４５の出口からアパーチャ５４、圧力室４６を経てノズル５３に至る１つの流路が構成されている。このようにして、ヘッド本体４０には、個別インク流路９が圧力室４６ごとに形成されている。
【００３９】
ヘッド本体４０は、流路ユニット４１とアクチュエータユニット４２とを含んでいる。このうち、流路ユニット４１は、上から、キャビティプレート８１、ベースプレート８２、アパーチャプレート８３、サプライプレート８４、マニホールドプレート８５〜８８及びノズルプレート８９の合計９枚のシート材が積層された積層構造となっている。
【００４０】
アクチュエータユニット４２は、後で詳述するように、４枚の圧電シート９１〜９４（図８参照）の積層体である。４枚の圧電シート９１〜９４のうちの最上層だけが電界印加時に活性部となる部分を有する層（以下、単に「活性部を有する層」というように記する）とされ、残り３層が活性部を有しない非活性層とされたものである。なお、活性部を有する層となる総数は、要求されるアクチュエータユニット４２の変位量に応じて適宜決められるものであり、本実施の形態のように１層に限るものではない。すなわち、複数層積層することもできる。
【００４１】
キャビティプレート８１は、圧力室４６及び空隙５５を構成するほぼ菱形の孔が、アクチュエータユニット４２の貼付範囲（接着領域）内に多数設けられた金属プレートである。ベースプレート８２は、キャビティプレート８１の１つの圧力室４６について、圧力室４６とアパーチャ５４との連絡孔及び圧力室４６からノズル５３への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。
【００４２】
アパーチャプレート８３は、キャビティプレート８１の１つの圧力室４６について、アパーチャ５４となる孔のほかに圧力室４６からノズル５３への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。サプライプレート８４は、キャビティプレート８１の１つの圧力室４６について、アパーチャ５４とマニホールド４５との連絡孔及び圧力室４６からノズル５３への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。マニホールドプレート８５〜８８は、マニホールド４５に加えて、キャビティプレート８１の１つの圧力室４６について、圧力室４６からノズル５３への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。ノズルプレート８９は、キャビティプレート８１の１つの圧力室４６について、ノズル５３がそれぞれ設けられた金属プレートである。
【００４３】
これら９枚のシート８１〜８９とアクチュエータユニット４２は、図７に示すような個別インク流路９が形成されるように、互いに位置合わせして積層されている。この個別インク流路９は、マニホールド４５からまず上方へ向かい、アパーチャ５４において水平に延在し、それからさらに上方に向かい、圧力室４６において再び水平に延在し、それからしばらくアパーチャ５４から離れる方向に斜め下方に向かってから垂直下方にノズル５３へと向かう。
【００４４】
図７から明らかなように、各プレートの積層方向において圧力室４６とアパーチャ５４とは異なるレベルに設けられている。これにより、図６に示すように、アクチュエータユニット４２に対向した流路ユニット４１内において、１つの圧力室４６と連通したアパーチャ５４を、当該圧力室４６に隣接する別の圧力室４６と平面視で同じ位置に配置することが可能となっている。この結果、圧力室４６同士が密着して高密度に配列されるため、比較的小さな占有面積のインクジェットヘッド５により高解像度の画像印刷が実現される。
【００４５】
図６に戻って、各圧力室４６は、その長い対角線の一端においてノズル５３に連通していると共に、長い対角線の他端においてアパーチャ５４を介してマニホールド４５に連通している。後述するように、アクチュエータユニット４２上には、平面形状がほぼひし形で圧力室４６よりも一回り小さい個別電極６０（図８参照）が、圧力室４６と対向するようにマトリクス状に配列されている。さらに、アクチュエータユニット４２上には、個別電極６０と同じ平面形状及び平面サイズの周縁電極６５が、各空隙５５と対向するように配置されている。複数の圧力室４６は、複数の空隙５５によってその周囲を囲まれているため、複数の個別電極６０も複数の周縁電極６５によってその周囲を囲まれている。なお、図６には、図面を簡略にするために、複数の個別電極６０及び周縁電極６５のうちの幾つかだけを描いているとともに、個別電極６０のみハッチングを施している。
【００４６】
また、キャビティプレート８１に形成された複数の空隙５５は、アクチュエータユニット４２及びベースプレート８２によって塞がれることによって画定されている。そのため、空隙５５にはインク流路が接続されておらず、複数の空隙５５はインクで満たされることがない。６本の空隙列５６のうち、隣接した４本の空隙列５６を構成する複数の空隙５５は、配列方向Ａ（副走査方向）及び配列方向Ｂの２方向に千鳥状配列パターンでマトリクス状に隣接配置されている。また、他の２本の空隙列５６を構成する複数の空隙５５は、それぞれ配列方向Ａに沿って隣接配置されている。圧力室列４７の両端部外側にそれぞれ位置する２本の空隙列５７は、各空隙列５６の端部に位置する１つの空隙５５と、各圧力室列４７の端部外側において配列方向Ａに沿って圧力室４６と連続して配置された１つの空隙５５とをそれぞれ含んでいる。すなわち、これら空隙列５７を構成する複数の空隙５５は、配列方向Ｃ（主走査方向）及び配列方向Ｂの２方向に千鳥状配列パターンで２列に隣接配置されている。
【００４７】
なお、本実施の形態では、圧力室４６も空隙５５もその形状、サイズ、配置状態に区別なく形成されている。つまり、隣接する圧力室４６同士、空隙５５同士及び圧力室４６と空隙５５との離隔距離がすべて同じ距離となっており、全体的には、圧力室４６と空隙５５とが、配列方向Ａ及び配列方向Ｂの２方向に千鳥状配列パターンでマトリクス状に隣接配置されている。配列方向Ａは、流路ユニット４１の長手方向であって、圧力室４６の短い方の対角線と平行である。配列方向Ｂは、配列方向Ａと鈍角θをなす圧力室４６の一斜辺方向である。このような構成により、空隙５５は、圧力室４６とほぼ同様な変形状態をとることが可能になっている。このことは、各圧力室４６から見た周囲の構造がその設置位置によらず同じとなるので、各圧力室４６が受ける構造面からの吐出特性への影響が均一化される。すなわち、インクの吐出特性の均一化に寄与している。
【００４８】
配列方向Ａ及び配列方向Ｂの２方向にマトリクス状に隣接配置された圧力室４６は、配列方向Ａに沿って解像度に対応した間隙に配置されている。本実施の形態では、各圧力室列４７に属する圧力室４６に連通するノズル５３が配列方向Ａに関して３７．５ｄｐｉに相当する距離ずつ離隔している。各ノズル５３の配列方向Ａに延びる直線に対する射影点は、印字解像度である１５０ｄｐｉに相当する間隔ずつ離隔している。これは、後述する４つの圧力室列群内で相対位置関係が同じ４つのノズル５３は、配列方向Ａに延びる直線上の同じ位置に射影されるからである。なお、すべてのノズル５３の射影した点の位置が重ならないようにすれば、ノズル５３の射影点の間隔を６００ｄｐｉに相当する間隔ずつ離隔させることができるが、本実施の形態では色ごと（圧力室列群ごと）に複数のノズル５３を４つの集団に分け、さらにノズル５３の射影点の間隔が６００ｄｐｉの１／４の解像度（１５０ｄｐｉ）に相当する間隔としている。このような解像度に対応して隣接する圧力室４６は配列方向Ａに沿って３７．５ｄｐｉに相当する距離ずつ離隔している。また、圧力室４６は、流路ユニット４１の接着領域内において、配列方向Ｂに沿って４つの空隙５５を挟むようにして１６個並べられているとともに、図６の紙面に対して垂直な方向から見て、配列方向Ｃに沿って２つの空隙５５を挟むようにして８個並べられている。
【００４９】
マトリクス状に配置された多数の圧力室４６は、図６に示す配列方向Ａに沿って、複数の圧力室列４７を形成している。複数の圧力室列４７は、図６の紙面に対して垂直な方向から見て、各マニホールド４５との相対位置に応じて、第１の圧力室列４７ａ、第２の圧力室列４７ｂ、第３の圧力室列４７ｃ、及び、第４の圧力室列４７ｄに分けられる。これら第１〜第４の圧力室列４７ａ〜４７ｄは、流路ユニット４１の幅方向（主走査方向）における一方から他方（図６中下方から上方）に向けて、４７ｃ→４７ａ→４７ｄ→４７ｂ→４７ｃ→４７ａ→・・・４７ｂという順番で周期的に４個ずつ配置されている。これら周期的に配置されて隣接した第１〜第４の圧力室列４７が１つの圧力室列群（圧力室群）４８を形成している。そのため、流路ユニット４１の接着領域には、４つの圧力室列群４８が形成されている。
【００５０】
各圧力室列群４８に属するすべての圧力室４６は、同じマニホールド４５とそれぞれアパーチャ５４を介して連通している。つまり、各圧力室列群４８はマニホールド４５毎に形成されているため、４つの圧力室列群４８は４色のインクに対応する圧力室列群４８Ｍ，４８Ｙ，４８Ｃ，４８Ｋとなっている。これら４つの圧力室列群４８Ｍ，４８Ｙ，４８Ｃ，４８Ｋのそれぞれに属する圧力室４６がアクチュエータユニット４２によって容積変化されることで４色のインクを各圧力室列群４８に属する圧力室４６と連通したノズル５３から吐出することが可能になる。
【００５１】
図６に示すように圧力室列群４８の第１の圧力室列４７ａを構成する圧力室４６ａ及び第３の圧力室列４７ｃを構成する圧力室４６ｃにおいては、図６の紙面に対して垂直な方向から見て、配列方向Ｃに関して、ノズル５３が図６の紙面下側に偏在している。そして、ノズル５３が、それぞれ対応する圧力室４６の下端部の左側付近と隣接している。一方、第２の圧力室列４７ｂを構成する圧力室４６ｂ及び第４の圧力室列４７ｄを構成する圧力室４６ｄにおいては、配列方向Ｃに関して、ノズル５３が図６の紙面上側に偏在している。そして、ノズル５３が、それぞれ対応する圧力室４６の上端部の右側付近と隣接している。第１及び第４の圧力室列４７ａ、４７ｄにおいては、図６の紙面に対して垂直な方向から見て、圧力室４６ａ、４６ｄの半分以上の領域が、マニホールド４５と重なっている。第２及び第３の圧力室列４７ｂ、４７ｃにおいては、図６の紙面に対して垂直な方向から見て、圧力室４６ｂ、４６ｃのほぼ全領域が、マニホールド４５と重なっていない。そのため、いずれの圧力室列４７に属する圧力室４６についてもこれに連通するノズル５３がマニホールド４５と重ならないようにしつつ、マニホールド４５の幅を可能な限り広くして各圧力室４６にインクを円滑に供給することが可能となっている。
【００５２】
また、流路ユニット４１のインク吐出面４０ａにおいて、ノズル５３が隣接した４本の空隙列５６に属する空隙５５と対向する位置に形成されていないため、インク吐出面４０ａにはブラック色のインクを吐出する複数のノズル５３によって構成されたブラック領域と、マゼンタ、イエロー及びシアン色のインクを吐出する複数のノズル５３によって構成された有彩色領域とに分けられることになる。
【００５３】
このように、インク吐出面４０ａにおいて隣接した４本の空隙列５６と対向する領域を挟んで有彩色領域とブラック領域とに分けられることで、ブラックインクが吐出される複数のノズル５３と有彩色インクが吐出される複数のノズル５３とが隔離された構成となる。そのため、流路ユニット４１のインク吐出面４０ａのメンテナンス時において、ブラックインクと有彩色インクとの混色を抑制することができる。つまり、インク吐出面４０ａのメンテナンスは、板状の弾性部材からなるブレード（図示せず）でインク吐出面４０ａに付着した各色のインクを拭き取る。ブラック領域と有彩色領域とが近接していると、ブラックインクがブレードに沿って有彩色領域に移動し、有彩色インクを吐出するノズル５３の出口付近にブラックインクが残留してブラックインクと有彩色インクとが混色を起こしてしまう。しかし、本実施の形態のように、ブラック領域と有彩色領域とが離隔されることで、インク吐出時のメンテナンス時にブラックインクがブレードに沿って移動しても有彩色領域にまで到達しにくくなり、ブラックインクと有彩色インクとの混色が起こりにくくなる。
【００５４】
次に、アクチュエータユニット４２及びＦＰＣ５０の構成について説明する。アクチュエータユニット４２上には、圧力室４６と同じ配列パターンで配置された複数の個別電極６０と、空隙５５と同じ配列パターンで配置された複数の周縁電極６５とが形成されている。各個別電極６０は、平面視において圧力室４６と対向する位置に配置されている。各周縁電極６５は、平面視において空隙５５と対向する位置に配置されている。
【００５５】
図８は、アクチュエータユニット４２を示しており、（ａ）は図７における一点鎖線で囲まれた部分の拡大図であり、（ｂ）は個別電極の平面図である。図９は、アクチュエータユニット４６の部分拡大平面図である。図１０は、図５に示すインクジェットヘッド５の部分拡大平面図である。なお、図９においては、個別電極６０にのみハッチングを施し、周縁電極６５と区別しやすくしている。また、図１０には、図面を分かりやすくするために破線で描くべき配線パターン１１２や端子１１３を実線で描いている。図８（ａ）、（ｂ）に示すように、個別電極６０は、平面視において圧力室４６の平面領域内に形成された主電極領域６１ａと、主電極領域６１ａにつながっており且つ圧力室４６の平面領域外に形成された補助電極領域６１ｂとから構成されている。
【００５６】
図８（ａ）に示すように、アクチュエータユニット４６は、それぞれ厚みが１５μｍ程度で同じになるように形成された４枚の圧電シート９１，９２，９３，９４を含んでいる。これら圧電シート９１〜９４は、複数の圧力室４６及び空隙５５に跨って配置されるように連続した層状の平板（連続平板層）となっている。圧電シート９１〜９４が連続平板層として複数の圧力室４６及び空隙５５に跨って配置されることで、例えばスクリーン印刷技術を用いることにより圧電シート９１上に個別電極６０及び周縁電極６５を高密度に配置することが可能となっている。そのため、個別電極４６及び周縁電極６５にそれぞれ対応する位置に形成される圧力室４６及び空隙５５をも高密度に配置することが可能となって、高解像度画像の印刷ができるようになる。圧電シート９１〜９４は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなるものである。
【００５７】
最上層の圧電シート９１上に形成された個別電極６０の主電極領域６１ａは、図８（ｂ）に示すように、圧力室４６とほぼ相似である略菱形の平面形状を有している。補助電極領域６１ｂは、主電極領域６１ａの一方の鋭角部から圧力室４６の長い方の対角線と平行な方向（すなわち、配列方向Ｃ）に延出されている。補助電極領域６１ｂの先端には、円形のランド６２が設けられている。図８（ｂ）に示すように、ランド６２は、キャビティプレート８１において圧力室４６が形成されていない領域に対向している。ランド６２は、例えばガラスフリットを含む金からなり、図８（ａ）に示すように、補助電極領域６１ｂにおける先端表面上に形成されている。また、周縁電極６５は、図９に示すように、個別電極６０と同じ構成を有している。つまり、周縁電極６５は、空隙５５の平面領域内に形成された主電極領域６６ａと、主電極領域６６ａにつながっており且つ空隙５５の平面領域外に形成された補助電極領域６６ｂとを有し、補助電極領域６６ｂの先端上にランド６７が設けられている。
【００５８】
図９に示すように、キャビティプレート８１の圧力室４６の配列態様に対応して、複数の個別電極６０は配列方向Ａ（副走査方向）に沿って互いに平行に配列された複数の個別電極列６３を形成している。複数の個別電極列６３は圧力室列４７ａ〜４７ｄのそれぞれに対応するように個別電極列６３ａ〜６３ｄに分けられている。さらに、これら個別電極列６３ａ〜６３ｄを１つの群として、４つの圧力室列群４８に対応する４つの個別電極列群６４Ｍ，６４Ｙ，６４Ｃ，６４Ｋが形成されている。なお、本実施の形態において、４つの個別電極列群６４のうち、図９において上方に位置する２つの個別電極列群６４Ｍ，６４Ｙに属する個別電極６０の補助電極領域６１ｂが上方側に配置されており、他の２つの個別電極列群６４Ｃ，６４Ｋに属する個別電極６０の補助電極領域６１ｂが下方側に配置されている。
【００５９】
また、複数の周縁電極６５もキャビティプレート８１の空隙５５の配列態様に対応して配列方向Ａ及び配列方向Ｃ（主走査方向）に沿って平行に配列された複数の周縁電極列６８，６９を形成している。つまり、複数の周縁電極６５は、個別電極列群６４Ｃと個別電極列群６４Ｋとの間にある互いに隣接した４列の周縁電極列６８と、この互いに隣接した４列の周縁電極列６８との間で３つの個別電極列群６４Ｍ，６４Ｙ，６４Ｃと１つの個別電極列群６４Ｋとをそれぞれ挟む位置に配列された２列の周縁電極列６８と、各個別電極列６３の配列方向Ａの両端部外側にそれぞれ位置する２列の周縁電極列６９とを構成するように配列されている。
【００６０】
本実施の形態では、以上の説明のように、有彩色のインク吐出に係る個別電極列群６４Ｍ，６４Ｙ，６４Ｃと無彩色のインク吐出に係る個別電極列群６４Ｋが、それぞれ周縁電極列６８，６９により取り囲まれている。そのため、各領域に属する圧力室４６は、その配設位置にかかわらず周囲から受ける圧電シートの変形影響度合いがほとんど同じになり、インク吐出特性がさらに均一なものになっている。さらに、複数の周縁電極６５は、１つの個別電極列群６４Ｋの周囲を取り囲む無彩色用周縁電極群９７と、３つの個別電極列群６４Ｍ，６４Ｙ，６４Ｃの周囲を取り囲む有彩色用周縁電極群９８と、両電極群９７，９８の間に配置され前述の周縁電極列６８のうちの内側の２列がなす境界用周縁電極群９９とを構成している。つまり、無彩色用周縁電極群９７は、図９において、最も下方に位置する周縁電極列６８に属する周縁電極６５と、隣接した４列のうちの下方に位置する周縁電極列６８に属する周縁電極６５と、これら２列の周縁電極列６８間に存在する周縁電極列６９に属する周縁電極６５とによって構成されている。有彩色用周縁電極群９８は、図９において、最も上方に位置する周縁電極列６８に属する周縁電極６５と、隣接した４列のうちの上方に位置する周縁電極列６８に属する周縁電極６５と、これら２列の周縁電極列６８間に存在する周縁電極列６９に属する周縁電極６５とによって構成されている。
【００６１】
また、複数の周縁電極６５の補助電極領域６６ｂは、隣接する個別電極６０の補助電極領域６１ｂと同方向を向くように形成されている。例えば、図９に示すように、最も上方に位置する周縁電極列６８では、これに属する周縁電極６５の補助電極領域６６ｂが、隣接する個別電極６０と同様に、図９中上方に配置されている。逆に、最も下方に位置する周縁電極６８では、その補助電極領域６６ｂが図９中下方に配置されている。さらに、個別電極列６３の配列方向Ａの延長線上に位置する周縁電極６５においても、これに隣接する個別電極６０と同様にそれぞれの補助電極領域６６ｂが配置されている。そのため、周縁電極列６９は、隣接する個別電極６０に対応して、互いに反対方向に配置された補助電極領域６６ｂを有する２種類の周縁電極６８から構成されている。
【００６２】
図９に示すように、複数の周縁電極６５は、アクチュエータユニット４２の上面上に形成された導電部材７５，７６によってそれぞれ連結されている。このうち、導電部材７５は、個別電極列群６４Ｋを取り囲むように配設されている。この導電部材７５は、全体的には無彩色用周縁電極群９７に属する周縁電極６５を連結するものである。さらに、導電部材７５は、境界用周縁電極群９９の下側に配列された周縁電極６５とも連結している。また、導電部材７５は、無彩色用周縁電極群９７に属する周縁電極６５に関して、これと隣接する個別電極６０から最も離れた領域どうしを連結するように形成されている。
【００６３】
導電部材７６も導電部材７５と同様に、有彩色用周縁電極群９８を構成する周縁電極６５を電気的に連結し、境界用周縁電極群９９の上方側に配列された周縁電極６５とも連結している。また、導電部材７６は、有彩色用周縁電極群９８に属する周縁電極６５に関して、これと隣接する個別電極６０から最も離れた領域どうしを連結するように形成されている。
【００６４】
アクチュエータユニット４２の上面には、図９に示すように、配列方向Ｃに沿って断続的に形成された表面電極７０が周縁電極列６９の外側近傍に形成されている。表面電極７０は、アクチュエータユニット４２の厚み方向に貫通したスルーホール（図示せず）内に充填された導体を介して後述の共通電極７２と電気的に接続されている。また、複数の表面電極７０のうち、図９中最も下方に位置する表面電極７０には、ＦＰＣ５０と電気的に接続されるランド７１が形成されている。このランド７１も上述したランド６２，６７と同じ材料から構成されている。
【００６５】
図８（ａ）に戻って、最上層の圧電シート９１とその下側の圧電シート９２との間には、圧電シート９１と同じ外形及び略２μｍの厚みを有する共通電極７２が介在している。個別電極６０、周縁電極６５及び共通電極７２は共に、例えばＡｇ−Ｐｄ系などの金属材料からなる。
【００６６】
圧電シート９１において、複数の個別電極６０及び複数の周縁電極６５とそれぞれ対向する領域は、同じ方向で同じ程度の大きさに分極が施された状態になっている。つまり、インクジェットヘッド５の製造時に、共通電極７２を接地電位に保持し、個別電極６０と周縁電極６５とに同じ高い正電位（例えば、４０Ｖ程度の電位）を与えて分極処理が行われているとする。これにより、圧電シート９１において分極した領域の分極方向は、圧電シート９１の厚み方向と平行であって個別電極６０及び周縁電極６５から共通電極７２に向かう方向となっている。なお、分極方向を逆方向にする場合は、個別電極６０及び周縁電極６５を接地電位とし、共通電極７２に高い正電位を与えればよい。
【００６７】
ＦＰＣ５０は、図８（ａ）に示すように、ベースフィルム１１１と、その下面に形成された配線パターン１１２と、ベースフィルム１１１の下面のほぼ全体を覆うカバーフィルム１１５とを含んでいる。図１０に示すように、配線パターン１１２は、複数の個別電極６０のそれぞれと電気的に接続される複数の個別配線１１７と、複数の周縁電極６５と導電部材７５，７６毎にそれぞれ電気的に接続される複数の周縁配線１１８と、表面電極７０と電気的に接続される共通配線１１９とを有している。個別配線１１７、周縁配線１１８及び共通配線１１９はともに、ＦＰＣ５０の延在方向に沿って延在しており、それらの基端側がドライバＩＣ５１に電気的に接続されている。
【００６８】
カバーフィルム１１５には、各配線１１７〜１１９の先端と対向する位置に貫通孔１１６がそれぞれ形成されている。ベースフィルム１１１、各配線１１７〜１１９、及び、カバーフィルム１１５は、各貫通孔１１６の中心と各配線１１７〜１１９の中心線とが対応し、各配線１１７〜１１９の先端外周縁部分がカバーフィルム１１５に覆われるように、互いに位置合わせして積層されている。ＦＰＣ５０の複数の端子１１３は、各貫通孔１１６を介して、配線１１７〜１１９とそれぞれ接続されている。
【００６９】
ベースフィルム１１１及びカバーフィルム１１５は、いずれも絶縁性を有するシート部材である。本実施の形態において、ベースフィルム１１１はポリイミド樹脂からなり、カバーフィルム１１５は感光性材料からなる。このようにカバーフィルム１１５を感光性材料から構成することで、多数の貫通孔１１６を形成するのが容易になる。
【００７０】
また、配線パターン１１２の各配線１１７〜１１９は、銅箔により形成されている。端子１１３は、例えばニッケルなどの導電性材料から構成されている。端子１１３は、貫通孔１１６を塞ぐと共に、貫通孔１１６の外側周縁を覆い、カバーフィルム１１５の下面より若干突出して形成されている。
【００７１】
図１０に示すように、複数の端子１１３は、個別電極６０のランド６２、周縁電極６５のランド６７及び表面電極７０のランド７１とにそれぞれ対向する位置に配置されている。これら端子１１３が各ランド６２，６７，７１と半田１１４によって接合されることで、個別配線１１７が個別電極６０と、周縁配線１１８が周縁電極６５と、共通配線１１９が表面電極７０を介して共通電極７２と電気的に接続される。この構成により、ドライバＩＣ５１から各配線１１７〜１１９を介して吐出信号、スタンバイ信号及び基準信号が対応する個別電極６０、周縁電極６５及び共通電極７２に供給される。
【００７２】
次に、アクチュエータユニット４２の駆動方法について述べる。アクチュエータユニット４２における圧電シート９１の分極方向は上述したようにその厚み方向である。つまり、アクチュエータユニット４２は、上側の１枚の圧電シート９１を活性層が存在する層とし且つ下側の３枚の圧電シート９２〜９４を非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプの構成となっている。したがって、個別電極６０を基準となる電位、例えば接地電位に対して正又は負の所定電位とすると、例えば電界と分極方向とが同方向であれば圧電シート９１中の個別電極６０及び共通電極７２とに挟まれた電界印加部分が活性層として働き、圧電横効果により分極方向と直角方向に縮む。一方、圧電シート９２〜９４は、電界の影響を受けないため自発的には縮まないので、上層の圧電シート９１と下層の圧電シート９２〜９４との間で、分極方向と垂直な方向に変形しようとする（ユニモルフ変形）。このとき、圧電シート９１〜９４の下面は圧力室４６を区画するキャビティプレート８１の上面に固定されているので、結果的に圧電シート９１〜９４は圧力室４６側へ凸になるように変形する。このため、圧力室１０の容積が低下して、インクの圧力が上昇し、ノズル５３からインク滴が吐出される。その後、個別電極６０を共通電極７２と同じ電位に戻すと、圧電シート９１〜９４は元の形状になって圧力室４６の容積が元の容積に戻るので、インクをマニホールド４５側から吸い込む。
【００７３】
本実施の形態において、実際の駆動手順は、予め個別電極６０及び周縁電極６５を接地電位と異なるスタンバイ電位に保持しておき、圧力室４６の容積を減少させておく。そして、吐出要求がある毎に個別電極６０のみを接地電位とする。このとき、圧電シート９１〜９４が元の形状に戻り、圧力室４６の容積が初期状態と比較して増大するので、圧力室４６内に負圧が発生する。さらに、個別インク流路９内を負圧の圧力波が伝搬し、インクがマニホールド４５側から圧力室４６内に吸い込まれる。その後、正圧となった圧力波が圧力室４６の中央に戻ってくるタイミングで、再び個別電極６０をスタンバイ電位にする。これにより、圧電シート９１〜９４が圧力室４６側へ凸となるように変形し、圧力室４６の容積低下により圧力室４６内の圧力が上昇し、インク滴が吐出される。つまり、インク滴を吐出させるため、スタンバイ電位→接地電位→スタンバイ電位となる吐出信号を個別電極６０に供給することになる。これに対応して、個別電極６０がスタンバイ電位にあるとき、圧力室４６の容積は、個別電極６０が接地電位にあるときの基本容積に比べて減少したものになっている。
【００７４】
また、階調印刷においては、ノズル５３から連続的に吐出されて用紙上で実質的に１ドットを形成するインク滴の数、つまりインク量（体積）で階調表現が行われる。このため、指定された階調度に対応する回数のインク吐出を、指定されたドット領域に対応するノズル５３から１回又は連続して複数回行う。一般に、インク吐出を連続して行う場合は、インク滴を吐出させるために供給するパルスとパルスとの間隔をＡＬ（Acoustic Length）とすることが好ましい。これにより、先に吐出されたインク滴を吐出させるときに発生した圧力の残余圧力波と、後に吐出させるインク滴を吐出させるときに発生する圧力の圧力波との周期が一致し、これらが重畳してインク滴を吐出するため圧力が増幅する。本実施の形態においては、後述するようにノズル５３からのインク滴の連続吐出回数を３回以下の任意の回数とすることが可能であり、これにより階調表現が実現されている。
【００７５】
続いて、インクジェットプリンタ１の制御について以下に説明する。図１１は、インクジェットプリンタ１の制御構成を示すブロック図である。図１２は、インクジェットヘッド５に与えられる各信号に対応する波形パターンを描いた図である。図１１に示すように、インクジェットプリンタ１の内部には、制御部１０１が設けられている。制御部１０１は、演算処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＣＰＵが実行するプログラム及びプログラムに使用されるデータが記憶されているＲＯＭ（Read Only Memory）と、プログラム実行時にデータを一時記憶するためのＲＡＭ（Random Access Memory）とを備えており、これらによって以下に説明する各機能部が構築されている。
【００７６】
制御部１０１は、ＰＣ１００からの印刷データに基づいて動作するものであり、図１１に示すように、通信部１０２と、動作制御部１０３と、印刷制御部１０４とを備えている。このうち、通信部１０２は、ＰＣ１００との通信を行うものである。ＰＣ１００から送信される印刷データには画像データと動作データとが含まれている。通信部１０２は、動作データを動作制御部１０３に出力し、画像データを印刷制御部１０４に出力する。動作制御部１０３は、ＰＣ１００及び印刷制御部１０４からの指示に基づいて、プーリ１４を駆動するモータ１７、プラテンローラ１８を駆動するモータ及びカム２２などを駆動制御する。
【００７７】
制御部１０１には電源１０８が接続されている。電源１０８は、スタンバイ電位に保持された高電位信号、接地電位に保持された基準信号、及び、高電位信号よりも低い正電位に保持された低電位信号の３つの信号に必要な電圧を商用交流電源から生成し、制御部１０１に供給する。本実施の形態では、高電位信号１３４用の２０Ｖ、低電位信号用の３．３Ｖ及び接地電位が電源１０８により生成される。なお、基準信号用の配線は、高電位信号と低電位信号とのそれぞれについて１つずつ設けられてもよい。
【００７８】
印刷制御部１０４は、画像データを記憶するための画像データ記憶部１０５と、波形パターン記憶部１０６と、印刷信号生成部１０７とを備えている。画像データ記憶部１０１には、画像データを構成する各画素の階調値（８ビット（２５６階調））のビットマップデータがマゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの各色毎に記憶される。波形パターン記憶部１０６は、ノズル５３からインク滴を吐出して用紙上にドットを形成するために個別電極６０にのみ供給される吐出信号の波形パターンを示す３種類の波形パターン信号１３１〜１３３を記憶している。
【００７９】
印刷信号生成部１０７は、画像データ記憶部１０５に記憶された色毎のデータに基づいて、各ノズル５３からのインク吐出量（連続インク吐出回数）を順次指示する印刷信号を生成する。この印刷信号には、インク吐出時の周縁電極６５に印加する電位をどのレベルにするかを指示する信号も含まれている。この維持すべき電位の指示は、無彩色用周縁電極群９７及び有彩色用周縁電極群９８毎に行うことができるようになっており、本実施の形態において、印刷信号生成部１０７は、全色のインクが吐出されているときには、すべての周縁電極６５をスタンバイ電位とする。さらに、ブラックインクだけが吐出されているときには、無彩色用周縁電極群９７に属する周縁電極６５だけをスタンバイ電位とし且つ有彩色用周縁電極群９８に属する周縁電極６５を接地電位とするような印刷信号を生成する。なお、印刷信号は２ビットのシリアル信号である。
【００８０】
図１２（ａ）〜（ｃ）には、階調制御用の３種類の波形パターン信号１３１〜１３３が示されており、図１２（ｄ）には、高電位信号１３４（後述するスタンバイ信号に等しい）が示されており、図１２（ｅ）には、基準信号１３５が示されている。なお、縦軸は電位を、横軸は時刻をそれぞれ示している。
【００８１】
図１２（ａ）に示す波形パターン信号１３１は、印刷用紙上においてインク滴１滴分のドットを形成するために用いられる。図１２（ｂ）に示す波形パターン信号１３２は、印刷用紙上においてインク滴２滴分のドットを形成するために用いられる。図１２（ｃ）に示す波形パターン信号１３３は、印刷用紙上においてインク滴３滴分のドットを形成するために用いられる。図１２（ａ）〜（ｃ）に示す波形パターン信号１３１〜１３３において、ハイレベル電位は例えば３．３Ｖである。そして、後述するように、波形パターン信号１３１〜１３３は、ドライバＩＣ５１において、ハイレベル電位が２０Ｖとなるように増幅される。
【００８２】
図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように、波形パターン信号１３１〜１３３はともに、パルス幅及びパルス間が実質的にＡＬとなっており、さらに最後のパルスがインク吐出後に個別インク流路９内に残留する圧力を除去するためのキャンセルパルスとなっている。キャンセルパルスは、残留圧力と正負が反転した新たな圧力を個別インク流路９に発生させる。これにより、残留圧力が相殺される。
【００８３】
図１１に示すように、印刷制御部１０４は、ＦＰＣ５０上のドライバＩＣ５１と接続されている。印刷制御部１０４は、印刷信号生成部１０７が生成した印刷信号、及び、波形パターン記憶部１０６に記憶された３つの波形パターン信号１３１〜１３３と共に、電源１０８が生成した低電位信号、高電位信号１３４及び基準信号１３５をドライバＩＣ５１に供給する。ドライバＩＣ５１は、基準信号１３５（接地電位）を常に共通配線１１９を介して共通電極７２に供給する。このドライバＩＣ５１は、波形選択部１４１と吐出信号生成部１４２とを含んでいる。波形選択部１４１は、印刷信号に基づいて、各個別電極６０に供給すべき波形パターンを、３つの波形パターン信号１３１〜１３３及び高電位信号１３４の４つの信号中から順次選択すると共に、無彩色用周縁電極群９７及び有彩色用周縁電極群９８に供給すべき波形パターンを、低電位信号及び基準信号１３５の２つの信号の中から順次選択する。
【００８４】
吐出信号生成部１４２は、各個別電極６０について印刷信号に基づいて上記４つの信号の中から波形選択部１４１が選択した信号を、そのハイレベル電位が２０Ｖとなるように高電位信号１３４を用いて変調増幅する。ドライバＩＣ５１は、このようにして生成された吐出信号を、ＦＰＣ５０の個別配線１１７を介して対応する各個別電極６０に供給する。さらに、吐出信号生成部１４２は、無彩色用周縁電極群９７及び有彩色用周縁電極群９８について印刷信号に基づいて上記２つの信号の中から波形選択部１４１が選択した信号のうち低電位信号を、その電位が２０Ｖとなるように高電位信号１３４を用いて増幅することでスタンバイ信号（図１２（ｄ）に示された高電位信号１３４と同じ信号）を生成する。そして、ドライバＩＣ５１は、スタンバイ信号又は基準信号１３５（接地電位）を、ＦＰＣ５０の周縁配線１１８を介して無彩色用周縁電極群９７及び有彩色用周縁電極群９８に供給する。これにより、全色のインクが吐出されるようなカラー印刷時においては、すべての周縁電極６５にスタンバイ信号が与えられる。一方、ブラックインクだけが吐出されるような単色印刷時においては、無彩色用周縁電極群９７にはスタンバイ信号が与えられるが、有彩色用周縁電極群９８には基準信号１３５が与えられることになる。したがって、スタンバイ信号をすべての周縁電極６５に供給する必要がなくなるので、消費電力が小さくなる。
【００８５】
さらに、吐出信号が個別電極６０に供給されるまでの待ち受け期間において、吐出信号生成部１４２は、すべての個別電極６０とすべての周縁電極６５に対してスタンバイ信号を供給する。このうち、個別電極６０については、高電位信号１３４がスタンバイ信号として供給される。一方、周縁電極６５に対しては、吐出信号生成部１４２が、低電位信号に基づいて高電位信号１３４から電位が２０Ｖのスタンバイ信号を生成して供給する。すなわち、吐出信号の供給を待ち受けるために、本実施の形態では、周縁電極６５にも個別電極６０と同様にスタンバイ信号が供給される。なお、吐出信号が供給された後には、無彩色用周縁電極群９７及び有彩色用周縁電極群９８に対して、上述のようにスタンバイ信号を選択的に供給する。
【００８６】
以上のように、本実施の形態のインクジェットプリンタ１によると、周縁電極６５が複数の個別電極６０のうち、配列方向に関して最も外側にある個別電極６０に隣接した位置に配置されており、ノズル５３からインク滴が吐出される前に、複数の個別電極６０のみならず周縁電極６５にも高電位に保持されたスタンバイ信号が供給されている。そのため、圧電シート９１〜９４において、配列方向に関して最も外側にある個別電極６０に対向する領域と当該個別電極６０に隣接した周縁電極６５に対向する領域とが同じように圧力室４６側に凸変形する。一方、圧電シート９１〜９４において、配列方向に関してより内側の個別電極６０に対向する領域も同様に圧力室４６側に凸変形する。これにより、ノズル５３からのインク吐出時に、個別電極６０の位置にかかわらず、その両側から受ける圧電シート９１〜９４の変形影響度合いがほぼ等しくなる。したがって、配列方向に関して最も外側にある圧力室４６に係るノズル５３とそれ以外の圧力室４６に係るノズル５３とのインク吐出特性のばらつきを抑えることができる。加えて、インク吐出時にもスタンバイ信号が引き続き周縁電極６５に供給されているので、周縁電極６５が浮遊電位になりにくくなる。仮に周縁電極６５にスタンバイ信号を与えずに周縁電極６５に隣接した個別電極６０に電位を与えると、周縁電極６５やこれに接続された周縁配線１１８などが個別配線１１７の電位や個別電極６０からの電界の影響を受けて、周縁電極６５が不安定な浮遊電位になる可能性がある。そのため、ときとして意図しない圧電シート９１〜９４の変形が生じ、インク吐出に悪影響を与える。しかし、本実施の形態では、周縁電極６５にスタンバイ信号が供給されているので、周縁電極６５が浮遊電位になることに起因した吐出への悪影響が生じにくくなる。その結果、吐出性能が安定したものとなる。
【００８７】
また、吐出信号が、スタンバイ信号が供給された状態の個別電極６０に供給されるので、上記効果が確実になる。つまり、吐出信号が個別電極６０に供給される直前に、周縁電極６５に供給されたスタンバイ信号が解除されず、その状態の個別電極６０に吐出信号が供給されるからである。
【００８８】
また、スタンバイ信号の電位が吐出信号の高電位と同じ電位とされ、基準信号の電位が吐出信号の低電位と同じ接地電位とされることで、インク不吐出時には共通電極７２−個別電極６０間に電圧を印加して圧力室４６の容積を減少させた状態で待機し、インク吐出時には共通電極７２−個別電極６０間の電圧印加を一旦解除してから共通電極７２−個別電極６０間に電圧を印加して圧力室４６の容積を再び減少させることによってノズル５３からインクを吐出させる場合において、インク吐出特性のばらつきを抑えるのに有効である。
【００８９】
また、個別電極６０と周縁電極６５とが同じ平面形状及び平面サイズになっているので、圧電シート９１において、個別電極６０及び周縁電極６５と対向するそれぞれの領域が同じ平面形状及び同じ平面サイズとなる。さらに、空隙５５と圧力室４６とが同じ平面形状及び平面サイズになっている。そのため、圧電シート９１〜９４において、個別電極６０及び周縁電極６５と対向するそれぞれの領域が、各電極にスタンバイ信号が供給されたときに、対応する圧力室４６及び空隙５５側に同じように凸変形する。これにより、ノズル５３からのインク吐出時に、圧電シート９１〜９４において配列方向に関して最も外側にある個別電極６０とその内側にある個別電極６０とが、それぞれ両側から受ける圧電シート９１〜９４の変形影響度合いとほとんど同じになる。したがって、配列方向に関して最も外側にある圧力室４６に係るノズル５３とそれ以外の圧力室４６に係るノズル５３とのインク吐出特性のばらつきをさらに抑えることができる。
【００９０】
また、配列方向に関して周縁電極６５と最も外側にある個別電極６０との離隔距離が個別電極６０どうしの離隔距離と同じになっている。そのため、圧電シート９１〜９４において、個別電極６０及び周縁電極６５と対向するそれぞれの領域間の距離の差による変形影響度合いの差がなくなる。また、圧電シート９１において、個別電極６０及び周縁電極６５と対向するそれぞれの領域が同じ方向で同じ程度に分極しているので、これら領域の分極状態の差による変形影響度合いの違いもなくなる。したがって、配列方向に関して最も外側にある個別電極６０に係るノズル５３とそれ以外の個別電極６０に係るノズル５３とのインク吐出特性のばらつきをさらに抑えることができる。
【００９１】
また、複数の周縁電極６５が導電部材７５，７６によって連結されているので、各導電部材７５，７６に連結された複数の周縁電極６５のうち、１つの周縁電極６５にスタンバイ信号を供給するだけで、各導電部材７５，７６に連結された複数の周縁電極６５にスタンバイ信号を供給することが可能になる。したがって、ＦＰＣ５０の周縁配線本数が少なくなり、ＦＰＣ５０の構成が簡易となる。
【００９２】
また、導電部材７５，７６は、周縁電極６５において隣接した個別電極６０から最も離れた領域を連結しているので、圧電シート９１〜９４において配列方向に関して最も外側にある個別電極６０に対向する領域が、導電部材７５，７６に対向する領域が変形することによって誘起される不必要な変形を、最小限に抑えることができる。つまり、導電部材７５，７６が隣接する個別電極６０から離れているので、周縁電極６５にスタンバイ信号を供給したときに、導電部材７５，７６と対向するそれぞれの領域の変形による影響が、配列方向に関して最も外側にある個別電極６０に対向する領域に影響しにくくなる。
【００９３】
また、アクチュエータユニット２１の上面（圧電シート９１上）には、配列方向Ａの一端部側に、個別電極６０とで周縁電極６５を挟むようにして表面電極７０が形成されている。つまり、同一平面上において個別電極６０と表面電極７０との間に周縁電極６５が形成されている。そのため、個別電極６０と表面電極７０とがマイグレーションに起因して電気的に接続されるのを防止することができる。これは、共通電極７２に基準信号を供給して接地電位としたときに表面電極７０も接地電位となる。そして、この状態で個別電極６０にスタンバイ信号や吐出信号を供給しても、個別電極６０と表面電極７０との間には、周縁電極６５が存在するので、個別電極６０と表面電極７０との間に直接的なマイグレーションが生じなくなる。これにより、個別電極６０と表面電極７０とが直接電気的に接続されることがなくなる。
【００９４】
上述した実施の形態の第１変形例として、基準信号の電位を接地電位に保持し且つスタンバイ信号の電位を−２０Ｖに保持すると共に、吐出信号を−２０Ｖと接地電位とを繰り返すような信号としてもよい。このとき、圧電シートの分極方向が、上述した実施の形態とは逆に共通電極７２から個別電極６０又は周縁電極６５に向かう方向になっているとする。そのため、−２０Ｖのスタンバイ信号が個別電極６０及び周縁電極６５に供給されると、個別電極６０及び周縁電極６５に対向する領域が対応する圧力室側及び空隙側に凸に湾曲する。この状態で吐出信号の供給を待ち受ける。吐出信号が供給されると、印刷信号に基づいて、まず個別電極６０に対して接地電位が供給され、圧力室４６の容積が増大する。さらに、再び個別電極６０の電位が−２０Ｖにされると、圧力室４６の容積は減少して元の状態に戻り、ノズルからはインクが吐出されることになる。この変形例でも、共通電極−個別電極間の電位差がない状態の圧力室４６の容積（基本容積）に対して、両電極間にスタンバイ信号に対応した電位差を与えておき、圧力室４６の容積を減少させた状態で待機させているが、周縁空隙もこれと同じ容量変化をしている。そのため、いずれの圧力室４６も配列方向の両側から受ける圧電シートの変形影響度合いがほとんど同じになり、インクの吐出特性のばらつきを抑えることができる。
【００９５】
上述した実施の形態の第２変形例として、基準信号及びスタンバイ信号の電位を接地電位に保持すると共に、吐出信号を２０Ｖと接地電位とを繰り返すような信号としてもよい。このとき圧電シートの分極方向は、本実施の形態とは逆に共通電極７２から個別電極６０又は周縁電極６５に向かう方向になっているとする。スタンバイ信号が個別電極６０及び周縁電極６５に供給されても、圧電シート９１〜９４において個別電極６０及び周縁電極６５に対向する領域はほぼ平板状である。この状態で吐出信号の供給を待ち受ける。吐出信号が供給されると、印刷信号に基づいて、まず個別電極６０に対して２０Ｖのハイレベル電位が供給され、圧力室４６の容積が増大する。このとき、圧力室４６内に負圧が生じてインクが供給される。さらに、再び個別電極６０の電位が接地電位にされると、圧力室４６の容積は減少して元の状態に戻り、ノズルからはインクが吐出されることになる。この変形例では、共通電極−個別電極間の電位差がない状態の圧力室４６の容積（基本容積）に対して、両電極間にスタンバイ信号に対応した電位差を与えている。この場合は、スタンバイ電位は接地電位に等しく、圧力室４６の容積を基本容積の状態で待機させているが、周縁空隙もこれと同じ基本容積に保持されている。圧力室４６の両側から受ける変形影響度合いの均一化という観点からは、前述の実施形態や第１変形例には及ばないが、いずれの空隙も常にその基本容積に保持されている分、インクの吐出特性のばらつきを抑えることに寄与する。なお、外部電界による不安定な浮遊電位にすることがない点は共通している。
【００９６】
上述した実施の形態の第３変形例として、基準信号及びスタンバイ信号の電位を接地電位に保持すると共に、吐出信号を−２０Ｖと接地電位とを繰り返すような信号としてもよい。このとき圧電シートの分極方向は本実施の形態と同じで個別電極６０又は周縁電極６５から共通電極７２に向かう方向になっているとする。スタンバイ信号が個別電極６０及び周縁電極６５に供給されても、圧電シート９１〜９４において個別電極６０及び周縁電極６５に対向する領域はほぼ平板状である。この状態で吐出信号の供給を待ち受ける。吐出信号が供給されると、印刷信号に基づいて、まず個別電極６０に対して−２０Ｖの電位が供給される点が、上述の第２変形例と異なっている。しかし、インク吐出に至るまでの圧力室や空隙の変形状態や、このように駆動されることによる効果は第２変形例と同様である。
【００９７】
これまで説明してきた実施形態及び第１〜第３変形例は、いずれも、スタンバイ状態の圧力室の容積を、一旦増大した後に再び元の容積にまで戻すことでインクを吐出させる点で共通している。しかし、本発明は、これらの形態に限られるものではない。例えば、スタンバイ状態の圧力室の容積を、増大せずに直接減少させてインク吐出をするインクジェットヘッドにも適用できる。
【００９８】
第４変形例として、基準信号の電位を接地電位に保持し、スタンバイ信号の電位を２０Ｖに保持すると共に、吐出信号を接地電位と２０Ｖとを繰り返すような信号としてもよい。このとき、圧電シートの分極方向は、上述した実施形態とは逆で、共通電極７２から個別電極６０又は周縁電極６５の方向を向いている。そのため、スタンバイ信号が個別電極６０及び周縁電極６５に供給されると、圧電シートは圧力室４６及び空隙と反対側に凸に湾曲する。この状態から、吐出信号（接地電位）の供給に対応して、圧力室の容積が減少し、インクが吐出される。この変形例では、共通電極−個別電極間の電位差がない状態の圧力室４６の容積（基本容積）に対して、両電極間に圧力室の容積が予め増大されるようにスタンバイ信号に対応した電位差を与えている。このとき、周縁空隙もこれと同じ容量変化をしている。そのため、いずれの圧力室４６も配列方向の両側から受ける圧電シートの変形影響度合いがほとんど同じになり、インクの吐出特性のばらつきを抑えることができる。
【００９９】
第５変形例として、基準信号の電位を接地電位に保持し、スタンバイ信号の電位を−２０Ｖに保持すると共に、吐出信号を接地電位と−２０Ｖとを繰り返すような信号としてもよい。このとき、圧電シートの分極方向は、上述した実施形態とは同じで、個別電極６０または周縁電極６５から共通電極７２の方向を向いている。この場合、インク吐出に至るまでの圧力室や空隙の変形状態や、このように駆動されることによる効果は第４変形例と同様である。
【０１００】
第６変形例として、基準信号及びスタンバイ信号の電位を接地電位に保持すると共に、吐出信号を２０Ｖと接地電位を繰り返すような電位としてもよい。このとき、圧電シートの分極方向は、上述した実施形態と同じで、個別電極６０又は周縁電極６５から共通電極７２の方向である。そのため、スタンバイ信号（接地電位）が個別電極６０及び周縁電極６５に供給されると、圧力室４６は共通電極−個別電極間の電位差がない状態の容積（基本容積）となる。すなわち、圧電シートはほぼ平板状になっている。この状態から、吐出信号の供給に対応して、圧力室の容積が減少し、インクが吐出される。この変形例では、スタンバイ電位は接地電位に等しいので、共通電極−個別電極間の電位差がない状態の圧力室４６の容積（基本容積）の状態で待機される。周縁空隙もこれと同じ基本容積に保持されている。圧力室４６の両側から受ける変形影響度合いの均一化という観点からは、第４及び第５変形例には及ばないが、いずれの空隙も常にその基本容積に保持されている分、インクの吐出特性のばらつきを抑えることに寄与する。なお、外部電界による不安定な浮遊電位にすることがない点は共通している。
【０１０１】
第７変形例として、基準信号及びスタンバイ信号の電位を接地電位に保持すると共に、吐出信号を−２０Ｖと接地電位を繰り返すような電位としてもよい。このとき、圧電シートの分極方向は、上述した実施形態とは逆で、共通電極７２から個別電極６０又は周縁電極６５の方向を向いている。この状態で吐出信号の供給を待ち受ける。吐出信号が供給されると、印刷信号に基づいて、まず個別電極６０に対して−２０Ｖの電位が供給される点が、上述の第２変形例と異なっている。しかし、インク吐出に至る間での圧力室や空隙の変形状態や、このように駆動されることによる効果は第６変形例と同様である。
【０１０２】
以上説明した第１〜第７変形例によっても、上述した実施の形態と同様の利益が得られる。
【０１０３】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、上述した本実施の形態によるインクジェットプリンタ１は、スタンバイ信号が吐出信号の高電位と同じ電位に保持されているが、吐出信号の高電位及び低電位以外の電位に保持されていてもよい。また、基準信号も吐出信号の高電位及び低電位以外の電位に保持されていてもよい。
【０１０４】
無彩色用周縁電極群９７及び有彩色用周縁電極群９８を区別せずに印刷時にはすべての周縁電極６５にスタンバイ信号を供給するようにしてもよい。上述した実施の形態では、電源１０８、制御部１０１、ドライバＩＣ５１及びＦＰＣ５０が吐出信号供給手段、スタンバイ信号供給手段及び基準信号供給手段を構成しているが、これら３つの手段は別の部材から構成されていてもよい。また、圧力室が一方向にだけ配列されたヘッドにも適用可能である。上述したインクジェットプリンタは、ヘッドが往復移動するシリアルプリンタであるが、ヘッドが固定されたラインプリンタでもよい。
【０１０５】
上述した本実施の形態による圧力室４６と空隙５５とが同じ平面形状及び平面サイズに形成されていなくてもよい。また、個別電極６０と周縁電極６５も同じ平面形状及び平面サイズに形成されていなくてもよい。また、複数の圧力室４６がマトリクス状に形成されていなくてもよい。また、複数の空隙５５が複数の圧力室４６を取り囲んでいなくてもよい。また、導電部材７５，７６が周縁電極６５において個別電極６０から最も離隔した領域どうしを連結していなくてもよい。また、複数の周縁電極６５が導電部材７５，７６によって接続されていなくてもよく、複数の周縁電極が複数の周縁配線とそれぞれ電気的に接続されていてもよい。また、流路ユニット４１に複数のマニホールド４５を形成していなくてもよいし、複数の圧力室４６が圧力室列群４８を構成していなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明の一実施形態によるカラーインクジェットプリンタの内部構成を描いた概略斜視図である。
【図２】図１に示すヘッドユニットの斜視図である。
【図３】図２のII−II線における断面図である。
【図４】図３に示すインクジェットヘッドにフレームが接着された状態を示す斜視図である。
【図５】インクジェットヘッドの平面図である。
【図６】図５内に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。
【図７】図６に示すVII−VII線に沿った断面図である。
【図８】アクチュエータユニットを示しており、（ａ）は図７における一点鎖線で囲まれた部分の拡大図であり、（ｂ）は個別電極の平面図である。
【図９】アクチュエータユニットの拡大平面図である。
【図１０】図５に示すインクジェットヘッドの拡大平面図である。
【図１１】本発明の一実施形態によるインクジェットプリンタの制御構成を示すブロック図である。
【図１２】インクジェットヘッドに与えられる各信号に対応する波形パターンを描いた図である。
【符号の説明】
【０１０７】
１ インクジェットプリンタ
５ インクジェットヘッド
４１ 流路ユニット
４２ アクチュエータユニット
４５ マニホールド（共通インク室）
４６ 圧力室
４８ 圧力室列群（圧力室群）
５０ フレキシブルプリント配線板（吐出信号供給手段、スタンバイ信号供給手段、基準信号供給手段の一部）
５１ ドライバＩＣ（吐出信号供給手段、スタンバイ信号供給手段、基準信号供給手段の一部）
５３ ノズル
５５ 空隙（周縁空隙）
６０ 個別電極
６４ 個別電極列群
６５ 周縁電極
６８、６９ 周縁電極列
７０ 表面電極
７２ 共通電極
７５，７６ 導電部材
１０１ 制御部（吐出信号供給手段、スタンバイ信号供給手段、基準信号供給手段の一部）
１０８ 電源（吐出信号供給手段、スタンバイ信号供給手段、基準信号供給手段の一部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれがノズルに連通した複数の圧力室と、前記複数の圧力室の各配列方向に関して最も外側にある前記圧力室から前記配列方向外側に離隔した周縁空隙とが形成された流路ユニットと、
それぞれが前記圧力室に対向する複数の個別電極と、前記周縁空隙に対向する周縁電極と、前記複数の個別電極及び前記周縁電極に跨って形成された共通電極と、前記複数の個別電極及び前記周縁電極と前記共通電極とによって挟まれた圧電シートとを有するアクチュエータユニットと、
画像データに基づいて、第１の電位及びこれとは異なる第２の電位を交互に繰り返すインク吐出信号を生成すると共に、生成された吐出信号を前記個別電極に供給する吐出信号供給手段と、
所定電位に保持されたスタンバイ信号を生成すると共に、生成されたスタンバイ信号を前記周縁電極に供給するスタンバイ信号供給手段と、
基準電位に保持された基準信号を生成すると共に、生成された基準信号を前記共通電極に供給する基準信号供給手段とを備えており、
少なくとも前記吐出信号供給手段が前記個別電極に前記吐出信号を供給しているときに、前記スタンバイ信号供給手段が前記周縁電極に前記スタンバイ信号を供給し、前記基準信号供給手段が前記共通電極に前記基準信号を供給することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記スタンバイ信号が、前記第１の電位及び第２の電位のいずれか一方に保持されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記スタンバイ信号供給手段が、前記吐出信号が前記個別電極に供給され始めるまで、すべての前記周縁電極に前記スタンバイ信号を供給していることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記基準信号供給手段が、前記第１の電位及び前記第２の電位のいずれか一方の電位に保持された前記基準信号を生成し、
前記スタンバイ信号供給手段が、前記第１の電位及び前記第２の電位のうち前記基準信号と異なる方の電位に保持された前記スタンバイ信号を生成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記基準信号供給手段が、前記第１の電位及び前記第２の電位のいずれか一方の電位に保持された前記基準信号を生成し、
前記スタンバイ信号供給手段が、前記第１の電位及び前記第２の電位のうち前記基準信号と同じ方の電位に保持された前記スタンバイ信号を生成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記周縁空隙が前記圧力室と同じ平面形状及び平面サイズを有し、前記周縁電極が前記個別電極と同じ平面形状及び平面サイズを有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記配列方向に関して、前記周縁空隙と前記最も外側にある圧力室との間の距離が、隣接する前記圧力室間の距離に等しいことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記圧電シートにおいて、前記周縁電極と前記共通電極とに挟まれた領域が、前記個別電極と前記共通電極とに挟まれた領域と同様に分極していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
前記複数の圧力室が、マトリクス状に二次元配列されており、
複数の前記周縁空隙が、前記複数の圧力室を取り囲んでいることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】
複数の前記周縁電極が、前記アクチュエータユニット上に配置された導電部材を介して互いに電気的に接続さ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記録装置。
【請求項１１】
前記導電部材が、前記周縁電極において最も前記個別電極から離隔した領域同士を連結していることを特徴とする請求項１０に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１２】
前記アクチュエータユニットにおいて前記流路ユニットに接する面とは反対側の面上には、前記個別電極及び前記周縁電極のさらに外側に、前記共通電極に電気的に接続された表面電極が形成されていることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１３】
前記流路ユニットにはインクが貯溜される複数の共通インク室が形成されていると共に、前記複数の圧力室が対応する前記ノズルとは反対側においていずれかの前記共通インク室に連通することで、当該共通インク室に関連した圧力室群がそれぞれ形成されており、
前記吐出信号供給手段が、前記複数の圧力室群にそれぞれ関連した個別電極群に対して選択的に前記吐出信号を供給し、
前記スタンバイ信号供給手段が、選択された前記圧力室群に関連した前記個別電極群に対応する周縁電極にのみ前記スタンバイ信号を供給することを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１】
それぞれがノズルに連通した複数の圧力室と、前記複数の圧力室の各配列方向に関して最も外側にある前記圧力室から前記配列方向外側に離隔した周縁空隙とが形成された流路ユニットと、
それぞれが前記圧力室に対向する複数の個別電極と、前記周縁空隙に対向する周縁電極と、前記複数の個別電極及び前記周縁電極に跨って形成された共通電極と、前記複数の個別電極及び前記周縁電極と前記共通電極とによって挟まれた圧電シートとを有するアクチュエータユニットと、
画像データに基づいて、第１の電位及びこれとは異なる第２の電位を交互に繰り返すインク吐出信号を生成すると共に、生成された吐出信号を前記個別電極に供給する吐出信号供給手段と、
所定電位に保持されたスタンバイ信号を生成すると共に、生成されたスタンバイ信号を前記周縁電極に供給するスタンバイ信号供給手段と、
基準電位に保持された基準信号を生成すると共に、生成された基準信号を前記共通電極に供給する基準信号供給手段とを備えており、
少なくとも前記吐出信号供給手段が前記個別電極に前記吐出信号を供給しているときに、前記スタンバイ信号供給手段が前記周縁電極に前記スタンバイ信号を供給し、前記基準信号供給手段が前記共通電極に前記基準信号を供給することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記スタンバイ信号が、前記第１の電位及び第２の電位のいずれか一方に保持されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記スタンバイ信号供給手段が、前記吐出信号が前記個別電極に供給され始めるまで、すべての前記周縁電極に前記スタンバイ信号を供給していることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記基準信号供給手段が、前記第１の電位及び前記第２の電位のいずれか一方の電位に保持された前記基準信号を生成し、
前記スタンバイ信号供給手段が、前記第１の電位及び前記第２の電位のうち前記基準信号と異なる方の電位に保持された前記スタンバイ信号を生成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記基準信号供給手段が、前記第１の電位及び前記第２の電位のいずれか一方の電位に保持された前記基準信号を生成し、
前記スタンバイ信号供給手段が、前記第１の電位及び前記第２の電位のうち前記基準信号と同じ方の電位に保持された前記スタンバイ信号を生成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記周縁空隙が前記圧力室と同じ平面形状及び平面サイズを有し、前記周縁電極が前記個別電極と同じ平面形状及び平面サイズを有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記配列方向に関して、前記周縁空隙と前記最も外側にある圧力室との間の距離が、隣接する前記圧力室間の距離に等しいことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記圧電シートにおいて、前記周縁電極と前記共通電極とに挟まれた領域が、前記個別電極と前記共通電極とに挟まれた領域と同様に分極していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
前記複数の圧力室が、マトリクス状に二次元配列されており、
複数の前記周縁空隙が、前記複数の圧力室を取り囲んでいることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】
複数の前記周縁電極が、前記アクチュエータユニット上に配置された導電部材を介して互いに電気的に接続さ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記録装置。
【請求項１１】
前記導電部材が、前記周縁電極において最も前記個別電極から離隔した領域同士を連結していることを特徴とする請求項１０に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１２】
前記アクチュエータユニットにおいて前記流路ユニットに接する面とは反対側の面上には、前記個別電極及び前記周縁電極のさらに外側に、前記共通電極に電気的に接続された表面電極が形成されていることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１３】
前記流路ユニットにはインクが貯溜される複数の共通インク室が形成されていると共に、前記複数の圧力室が対応する前記ノズルとは反対側においていずれかの前記共通インク室に連通することで、当該共通インク室に関連した圧力室群がそれぞれ形成されており、
前記吐出信号供給手段が、前記複数の圧力室群にそれぞれ関連した個別電極群に対して選択的に前記吐出信号を供給し、
前記スタンバイ信号供給手段が、選択された前記圧力室群に関連した前記個別電極群に対応する周縁電極にのみ前記スタンバイ信号を供給することを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−１３７５８０（Ｐ２０１０−１３７５８０Ａ）
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６５７０３（Ｐ２０１０−６５７０３）
【出願日】平成２２年３月２３日（２０１０．３．２３）
【分割の表示】特願２００４−２６８８４２（Ｐ２００４−２６８８４２）の分割
【原出願日】平成１６年９月１５日（２００４．９．１５）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２３日（２０１０．３．２３）
【分割の表示】特願２００４−２６８８４２（Ｐ２００４−２６８８４２）の分割
【原出願日】平成１６年９月１５日（２００４．９．１５）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
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