液体吐出ヘッド、およびその調整方法、ならびにそれを用いた記録装置
【課題】印刷物の濃度のばらつき少なくできるように補正することができる液体吐出ヘッドを提供する。
【解決手段】複数のアクチュエータを含む複数のアクチュエータユニット２１と、前記複数のアクチュエータにそれぞれ対向して設けられた複数の液体加圧室１０と、該複数の液体加圧室にそれぞれ繋がった複数の液体吐出孔８と、前記複数の液体加圧室に液体を供給するマニホールド５と、前記複数のアクチュエータユニットにそれぞれ重なるように設けられた複数のヒータ４０と、前記複数のヒータの動作を制御するヒータ制御部とを備えた液体吐出ヘッドであって、前記ヒータ制御部は、前記複数のヒータの温度差が所定の値となるよう制御でする液体吐出ヘッドを用いる。
【解決手段】複数のアクチュエータを含む複数のアクチュエータユニット２１と、前記複数のアクチュエータにそれぞれ対向して設けられた複数の液体加圧室１０と、該複数の液体加圧室にそれぞれ繋がった複数の液体吐出孔８と、前記複数の液体加圧室に液体を供給するマニホールド５と、前記複数のアクチュエータユニットにそれぞれ重なるように設けられた複数のヒータ４０と、前記複数のヒータの動作を制御するヒータ制御部とを備えた液体吐出ヘッドであって、前記ヒータ制御部は、前記複数のヒータの温度差が所定の値となるよう制御でする液体吐出ヘッドを用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出ヘッドに関し、特に、文字や画像の記録に用いるインクジェット式プリンタに好適に用いられる液体吐出ヘッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、インクジェットプリンタやインクジェットプロッタなどの、インクジェット記録方式を利用した記録装置が、一般消費者向けのプリンタだけでなく、例えば電子回路の形成や液晶ディスプレイ用のカラーフィルタの製造、有機ＥＬディスプレイの製造といった工業用途にも広く利用されている。
【０００３】
このようなインクジェット方式の記録装置には、液体を吐出させるための液体吐出ヘッドが印刷ヘッドとして搭載されている。この種の印刷ヘッドには、インクが充填されたインク流路内に加圧手段としてのヒータを備え、ヒータによりインクを加熱、沸騰させ、インク流路内に発生する気泡によってインクを加圧し、インク吐出孔より、液滴として吐出させるサーマルヘッド方式と、インクが充填されるインク流路の一部の壁を変位素子によって屈曲変位させ、機械的にインク流路内のインクを加圧し、インク吐出孔より液滴として吐出させる圧電方式が一般的に知られている。
【０００４】
また、このような液体吐出ヘッドには、記録媒体の搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）にヘッドを移動させつつ記録を行なうシリアル式、および主走査方向に関して記録媒体より長いヘッドを固定した状態で副走査方向に搬送されてくる記録媒体に記録を行なうライン式がある。ライン式は、シリアル式のようにヘッドを移動させる必要がないので、高速記録が可能であるという利点を有する。
【０００５】
シリアル式、ライン式いずれの方式の液体吐出ヘッドであっても、液滴を高い密度で印刷するには、液体吐出ヘッドに形成されている、液滴を吐出する液体吐出孔の密度を高くする必要がある。
【０００６】
そこで液体吐出ヘッドを、マニホールドとマニホールドから複数の液体加圧室をそれぞれ介して繋がる液体吐出孔を有した流路部材と、前記液体加圧室をそれぞれ覆うように設けられた複数の変位素子を有するアクチュエータユニットとを積層して構成する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。この液体吐出ヘッドでは、各液体吐出孔に繋がった液体加圧室を、それを覆うように設けられた変位素子を変位させることで、各液体吐出孔からインクを吐出させ、主走査方向に６００ｄｐｉの解像度で印刷が可能とされている。
【０００７】
また、このようなインクジェットヘッドにおいては、流路部材の寸法精度および組み立て精度のばらつき等により、液体吐出孔毎に液体吐出量にばらつきが生じることがある。このインク吐出量のばらつきは、印刷媒体に形成される画像の濃度ムラとなって表れることがある。そこで、液体吐出孔毎に液体吐出量を検出して補正テーブルを作成し、印刷時に補正テーブルを用いて液体吐出孔毎に液体吐出量の補正を個別に行なう技術が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００３−３０５８５２号公報
【特許文献２】特開平５−６９５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２に記載の技術を特許文献１に記載の液体吐出ヘッドのような多数の液体吐出孔を有する液体吐出ヘッドに適用しようとしても、補正するための計算量が膨大になり、印刷時のスループットが低下するという問題があった。
【０００９】
これを改善するため、補正を、液体吐出孔毎ではなく、アクチュエータユニット毎に行なうことが考えられる。アクチュエータユニット毎に液体吐出量を調整することにより、各アクチュエータユニットに含まれるアクチュエータから吐出された液体単独で印刷された部分の平均的な濃度は均一化できるが、異なるアクチュエータユニットから吐出された液体が混在して印刷される部分では、人間の目で見た印刷の濃度が異なることがあった。
【００１０】
それは次のようなことが原因と考えられる。図７（ａ）とおよび７（ｂ）は、印刷された記録媒体の一部を拡大したものの模式図である。各画素は同一量の液体で形成されたものであり、各画素の直径は同じである。図７（ａ）では画素は等間隔の格子の交点上に印刷されている。これに対して図７（ｂ）では、画素は等間隔の格子の交点上からずれて印刷されている。このようなずれが生じた場合、人間の目には白地が目立つために濃度が薄く感じられることが多い。実際には様々な場合があるが、印刷された画素の面積、すなわち液体吐出量を同じにしても人間の目に同じ濃度に見えるとは限らない。このようなずれは、各アクチュエータユニットに対応した液体吐出孔から吐出される液滴の吐出速度にばらつきがあることに起因する。
【００１１】
したがって、本発明の目的は、印刷物の濃度のばらつき少なくできるように補正することができる液体吐出ヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の液体吐出ヘッドは、複数のアクチュエータを含む複数のアクチュエータユニットと、前記複数のアクチュエータにそれぞれ対向して設けられた複数の液体加圧室と、該複数の液体加圧室にそれぞれ繋がった複数の液体吐出孔と、前記複数の液体加圧室に液体を供給するマニホールドと、前記複数のアクチュエータユニットにそれぞれ重なるように設けられた複数のヒータと、前記複数のヒータの動作を制御するヒータ制御部とを備えた液体吐出ヘッドであって、前記ヒータ制御部は、前記複数のヒータの温度差が所定の値となるよう制御することを特徴とする。
【００１３】
本発明の液体吐出ヘッドの調整方法は、液体吐出ヘッドを調整する調整方法であって、同一の温度で前記各アクチュエータユニットに対向した液体加圧室に繋がった液体吐出孔から吐出される液体の平均速度を比較して、吐出される液体の平均速度の遅い前記アクチュエータユニットに重なるように設けられた前記ヒータの温度を、吐出される液体の平均速度の速い前記アクチュエータユニットに重なるように設けられた前記ヒータの温度より高くして、温度差が前記所定の値となるように調整することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の液体吐出ヘッドの調整方法は、前記液体吐出ヘッドを調整する調整方法であって、前記複数の液体吐出孔が２次元的に、かつ一方方向に等間隔で配置されており、１つの前記アクチュエータユニットに含まれる前記複数のアクチュエータと対向する前記複数の液体加圧室にそれぞれ繋がった前記液体吐出孔の集合を１つの液体吐出孔群とし、複数の液体吐出孔群を前記一方方向に平行な直線に直角に投影したとき、１つの前記液体吐出孔群だけが投影されている領域と複数の前記液体吐出孔群が投影されている領域とを有するとともに、前記複数の前記液体吐出孔群が投影されている領域の各液体吐出孔群の液体吐出孔において、前記領域の液体吐出孔から吐出される液体の平均速度の遅い前記アクチュエータユニットに重なるように設けられた前記ヒータの温度を、前記領域の液体吐出孔から吐出される液体の平均速度の速い前記アクチュエータユニットに重なるように設けられた前記ヒータの温度より高くして、温度差が前記所定の値となるように調整することを特徴とする
本発明の記録装置は、前記液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して相対的に搬送させる搬送部と、前記液体吐出ヘッドの駆動を制御する制御部とを備えることを特徴とする。
のである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の液体吐出ヘッドによれば、複数のアクチュエータを含む複数のアクチュエータユニットと、前記複数のアクチュエータにそれぞれ対向して設けられた複数の液体加圧室と、該複数の液体加圧室にそれぞれ繋がった複数の液体吐出孔と、前記複数の液体加圧室に液体を供給するマニホールドと、前記複数のアクチュエータユニットにそれぞれ重なるように設けられた複数のヒータと、前記複数のヒータの動作を制御するヒータ制御部とを備えた液体吐出ヘッドであって、前記ヒータ制御部は、前記複数のヒータの温度差が所定の値となるよう制御することにより、アクチュエータユニット毎に差のある液体吐出特性の差を少なくするように温度差を調整することができる。
【００１６】
本発明の液体吐出ヘッドの調整方法によれば、前記液体吐出ヘッドを調整する調整方法であって、同一の温度で前記各アクチュエータユニットに対向した液体加圧室に繋がった液体吐出孔から吐出される液体の平均速度を比較して、吐出される液体の平均速度の遅い前記アクチュエータユニットに重なるように設けられた前記ヒータの温度を、吐出される液体の平均速度の速い前記アクチュエータユニットに重なるように設けられた前記ヒータの温度より高くして、温度差が前記所定の値となるように調整することにより、アクチュエータユニットの平均の液体吐出速度の差を少なくすることができる。
【００１７】
また、本発明の液体吐出ヘッドの調整方法によれば、前記液体吐出ヘッドを調整する調整方法であって、前記複数の液体吐出孔が２次元的に、かつ一方方向に等間隔で配置されており、１つの前記アクチュエータユニットに含まれる前記複数のアクチュエータと対向する前記複数の液体加圧室にそれぞれ繋がった前記液体吐出孔の集合を１つの液体吐出孔群とし、複数の液体吐出孔群を前記一方方向に平行な直線に直角に投影したとき、１つの前記液体吐出孔群だけが投影されている領域と複数の前記液体吐出孔群が投影されている領域とを有するとともに、前記複数の前記液体吐出孔群が投影されている領域の各液体吐出孔群の液体吐出孔において、前記領域の液体吐出孔から吐出される液体の平均速度の遅い前記アクチュエータユニットに重なるように設けられた前記ヒータの温度を、前記領域の液体吐出孔から吐出される液体の平均速度の速い前記アクチュエータユニットに重なるように設けられた前記ヒータの温度より高くして、温度差が前記所定の値となるように調整することにより、２つのアクチュエータユニットの間で印刷される、異なるアクチュエータユニットにより印刷された画素が混在する領域の印刷の濃度と、隣接する１つのアクチュエータユニットにより印刷される画素だけでの領域の印刷の濃度との差を少なくすることができる。
【００１８】
本発明の記録装置によれば、前記液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して相対的に搬送させる搬送部と、前記液体吐出ヘッドの駆動を制御する制御部とを備えることに記録媒体に濃度むらの少ない記録ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態による液体吐出ヘッドを含むカラーインクジェットプリンタの概略構成図である。このカラーインクジェットプリンタ１（以下、プリンタ１とする）は、４つの液体吐出ヘッド２を有している。これらの液体吐出ヘッド２は、印刷用紙Ｐの搬送方向に沿って並べられ、プリンタ１に固定されている。液体吐出ヘッド２は、図１の手前から奥へ向かう方向に細長い形状を有している。
【００２０】
プリンタ１には、印刷用紙Ｐの搬送経路に沿って、給紙ユニット１１４、搬送ユニット１２０および紙受け部１１６が順に設けられている。また、プリンタ１には、液体吐出ヘッド２や給紙ユニット１１４などのプリンタ１の各部における動作を制御するための制御部１００が設けられている。
【００２１】
給紙ユニット１１４は、複数枚の印刷用紙Ｐを収容することができる用紙収容ケース１１５と、給紙ローラ１４５とを有している。給紙ローラ１４５は、用紙収容ケース１１５に積層して収容された印刷用紙Ｐのうち、最も上にある印刷用紙Ｐを１枚ずつ送り出すことができる。
【００２２】
給紙ユニット１１４と搬送ユニット１２０との間には、印刷用紙Ｐの搬送経路に沿って、二対の送りローラ１１８ａおよび１１８ｂ、ならびに、１１９ａおよび１１９ｂが配置されている。給紙ユニット１１４から送り出された印刷用紙Ｐは、これらの送りローラによってガイドされて、さらに搬送ユニット１２０へと送り出される。
【００２３】
搬送ユニット１２０は、エンドレスの搬送ベルト１１１と２つのベルトローラ１０６および１０７を有している。搬送ベルト１１１は、ベルトローラ１０６および１０７に巻き掛けられている。搬送ベルト１１１は、２つのベルトローラに巻き掛けられたとき所定の張力で張られるような長さに調整されている。これによって、搬送ベルト１１１は、２つのベルトローラの共通接線をそれぞれ含む互いに平行な２つの平面に沿って、弛むことなく張られている。これら２つの平面のうち、液体吐出ヘッド２に近い方の平面が、印刷用紙Ｐを搬送する搬送面１２７である。
【００２４】
ベルトローラ１０６には、図１に示されるように、搬送モータ１７４が接続されている。搬送モータ１７４は、ベルトローラ１０６を矢印Ａの方向に回転させることができる。また、ベルトローラ１０７は、搬送ベルト１１１に連動して回転することができる。したがって、搬送モータ１７４を駆動してベルトローラ１０６を回転させることにより、搬送ベルト１１１は、矢印Ａの方向に沿って移動する。
【００２５】
ベルトローラ１０７の近傍には、ニップローラ１３８とニップ受けローラ１３９とが、搬送ベルト１１１を挟むように配置されている。ニップローラ１３８は、図示しないバネによって下方に付勢されている。ニップローラ１３８の下方のニップ受けローラ１３９は、下方に付勢されたニップローラ１３８を、搬送ベルト１１１を介して受け止めている。２つのニップローラは回転可能に設置されており、搬送ベルト１１１に連動して回転する。
【００２６】
給紙ユニット１１４から搬送ユニット１２０へと送り出された印刷用紙Ｐは、ニップローラ１３８と搬送ベルト１１１との間に挟み込まれる。これによって、印刷用紙Ｐは、搬送ベルト１１１の搬送面１２７に押し付けられ、搬送面１２７上に固着する。そして、印刷用紙Ｐは、搬送ベルト１１１の回転に従って、液体吐出ヘッド２が設置されている方向へと搬送される。なお、搬送ベルト１１１の外周面１１３に粘着性のシリコンゴムによる処理を施してもよい。これにより、印刷用紙Ｐを搬送面１２７に確実に固着させることができる。
【００２７】
４つの液体吐出ヘッド２は、搬送ベルト１１１による搬送方向に沿って互いに近接して配置されている。各液体吐出ヘッド２は、下端にヘッド本体１３を有している。ヘッド本体１３の下面には、液体を吐出する多数の液体吐出孔８が設けられている（図３参照）。
【００２８】
１つの液体吐出ヘッド２に設けられた液体吐出孔８からは、同じ色の液滴（インク）が吐出されるようになっている。各液体吐出ヘッド２の液体吐出孔８は一方方向（印刷用紙Ｐと平行で印刷用紙Ｐ搬送方向に直角な方向であり、液体吐出ヘッド２の長手方向）に等間隔で配置されているため、一方方向に隙間なく印刷することができる。各液体吐出ヘッド２から吐出される液体の色は、それぞれ、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）である。各液体吐出ヘッド２は、ヘッド本体１３の下面と搬送ベルト１１１の搬送面１２７との間にわずかな隙間をおいて配置されている。
【００２９】
搬送ベルト１１１によって搬送された印刷用紙Ｐは、液体吐出ヘッド２と搬送ベルト１１１との間の隙間を通過する。その際に、液体吐出ヘッド２を構成するヘッド本体１３から印刷用紙Ｐの上面に向けて液滴が吐出される。これによって、印刷用紙Ｐの上面には、制御部１００によって記憶された画像データに基づくカラー画像が形成される。
【００３０】
搬送ユニット１２０と紙受け部１１６との間には、剥離プレート１４０と二対の送りローラ１２１ａおよび１２１ｂならびに１２２ａおよび１２２ｂとが配置されている。カラー画像が印刷された印刷用紙Ｐは、搬送ベルト１１１によって剥離プレート１４０へと搬送される。このとき、印刷用紙Ｐは、剥離プレート１４０の右端によって、搬送面１２７から剥離される。そして、印刷用紙Ｐは、送りローラ１２１ａ〜１２２ｂによって、紙受け部１１６に送り出される。このように、印刷済みの印刷用紙Ｐが順次紙受け部１１６に送られ、紙受け部１１６に重ねられる。
【００３１】
なお、印刷用紙Ｐの搬送方向について最も上流側にある液体吐出ヘッド２とニップローラ１３８との間には、紙面センサ１３３が設置されている。紙面センサ１３３は、発光素子および受光素子によって構成され、搬送経路上の印刷用紙Ｐの先端位置を検出することができる。紙面センサ１３３による検出結果は制御部１００に送られる。制御部１００は、紙面センサ１３３から送られた検出結果により、印刷用紙Ｐの搬送と画像の印刷とが同期するように、液体吐出ヘッド２や搬送モータ１７４等を制御することができる。
【００３２】
次に本発明の液体吐出ヘッドを構成するヘッド本体１３について説明する。図２は、図１に示されたヘッド本体１３を示す上面図である。図３は、図２の一点鎖線で囲まれた領域の拡大上面図であり、ヘッド本体１３の一部である。図４は、図３と同じ位置の拡大透視図で、液体吐出孔８の位置が分かりやすいように、一部の流路を省略して描いている。なお、図３および図４において、図面を分かりやすくするために、圧電アクチュエータユニット２１の下方にあって破線で描くべき液体加圧室１０（液体加圧室群９）、しぼり１２および液体吐出孔８を実線で描いている。図５は図３のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図である。
【００３３】
ヘッド本体１３は、平板状の流路部材４と、流路部材４上に、アクチュエータユニットである圧電アクチュエータユニット２１とヒータ４０とを有している。圧電アクチュエータユニット２１とヒータ４０は重なって設けられており、ヒータ４０の温度を制御する温度制御配線（図示せず）は、ヒータ制御部を備えた回路基板（図示せず）に接続されてい
る。各圧電アクチュエータユニット２１に温度センサを付け、ヒータ制御部は、温度センアで測定された温度をフェードバックして、温度を調節するようにするのが好ましい。圧電アクチュエータユニット２１は台形形状を有しており、その台形の１対の平行対向辺が流路部材４の長手方向に平行になるように流路部材４の上面に配置されている。圧電アクチュエータユニット２１とヒータ４０は平面視した形状がほぼ等しく、圧電アクチュエータユニット２１全体を略均等に加熱することができる。また、そのため図３および図４では、圧電アクチュエータユニット２１とヒータ４０とが重なって描かれている。
【００３４】
また、流路部材４の長手方向に平行な２本の仮想直線のそれぞれに沿って２つずつ、つまり合計４つの圧電アクチュエータユニット２１が、全体として千鳥状に流路部材４上に配列されている。流路部材４上で隣接し合う圧電アクチュエータユニット２１の斜辺同士は、流路部材４の短手方向について部分的にオーバーラップしている。詳細は後述するが、このオーバーラップしている部分の圧電アクチェータユニット２１を駆動することにより印刷される領域では、２つの圧電アクチュエータユニット２１により吐出された液滴が混在して着弾することになる、
流路部材４の内部には液体流路の一部であるマニホールド５が形成されている。マニホールド５は流路部材４の長手方向に沿って延び細長い形状を有しており、流路部材４の上面にはマニホールド５の開口５ｂが形成されている。開口５ｂは、流路部材４の長手方向に平行な２本の直線（仮想線）のそれぞれに沿って５個ずつ、合計１０個形成されている。開口５ｂは、４つの圧電アクチュエータユニット２１が配置された領域を避ける位置に形成されている。マニホールド５には開口５ｂを通じて図示されていない液体タンクから液体が供給されるようになっている。
【００３５】
流路部材４内に形成されたマニホールド５は、複数本に分岐している（分岐した部分のマニホールド５を副マニホールド５ａということがある）。開口５ｂに繋がるマニホールド５は、圧電アクチュエータユニット２１の斜辺に沿うように延在しており、流路部材４の長手方向と交差して配置されている。２つの圧電アクチュエータユニット２１に挟まれた領域では、１つのマニホールド５が、隣接する圧電アクチュエータユニット２１に共有されており、副マニホールド５ａがマニホールド５の両側から分岐している。これらの副マニホールド５ａは、流路部材４の内部の各圧電アクチュエータユニット２１に対向する領域に互いに隣接してヘッド本体１３の長手方向に延在している。
【００３６】
流路部材４は、複数の液体加圧室１０がマトリクス状（すなわち、２次元的かつ規則的）に形成されている４つの液体加圧室群９を有している。液体加圧室１０は、角部にアールが施されたほぼ菱形の平面形状を有する中空の領域である。液体加圧室１０は流路部材４の上面に開口するように形成されている。これらの液体加圧室１０は、流路部材４の上面における圧電アクチュエータユニット２１に対向する領域のほぼ全面にわたって配列されている。したがって、これらの液体加圧室１０によって形成された各液体加圧室群９は圧電アクチュエータユニット２１とほぼ同一の大きさおよび形状の領域を占有している。また、各液体加圧室１０の開口は、流路部材４の上面に圧電アクチュエータユニット２１が接着されることで閉塞されている。
【００３７】
本実施形態では、図３に示されているように、マニホールド５は、流路部材４の短手方向に互いに平行に並んだ４列のＥ１〜Ｅ４の副マニホールド５ａに分岐し、各副マニホールド５ａに繋がった液体加圧室１０は、等間隔に流路部材４の長手方向に並ぶ液体加圧室１０の列を構成し、その列は、短手方向に互いに平行に４列配列されている。副マニホールド５ａに繋がった液体加圧室１０の並ぶ列は副マニホールド５ａの両側に２列ずつ配列されている。
【００３８】
全体では、マニホールド５から繋がる液体加圧室１０は、等間隔に流路部材４の長手方向に並ぶ液体加圧室１０の列を構成し、その列は、短手方向に互いに平行に１６列配列されている。各液体加圧室列に含まれる液体加圧室１０の数は、アクチュエータである変位素子５０の外形形状に対応して、その長辺側から短辺側に向かって次第に少なくなるように配置されている。液体吐出孔８もこれと同様に配置されている。これによって、全体として長手方向に６００ｄｐｉの解像度で画像形成が可能となっている。すなわち、各副マニホールド５ａには平均すれば１５０ｄｐｉに相当する間隔で個別流路３２が接続されている。これは、６００ｄｐｉ分の液体吐出孔８を４つ列の副マニホールド５ａに分けて繋ぐ設計をする際に、各副マニホールド５ａに繋がる個別流路３２が等しい間隔で繋がるとは限らないため、マニホールド５ａの延在方向、すなわち主走査方向に平均１７０μｍ（１５０ｄｐｉならば２５．４ｍｍ／１５０＝１６９μｍ間隔である）以下の間隔で個別流路３２が形成されているということである。
【００３９】
圧電アクチュエータユニット２１の上面における各液体加圧室１０に対向する位置には後述する個別電極３５がそれぞれ形成されている。個別電極３５は液体加圧室１０より一回り小さく、液体加圧室１０とほぼ相似な形状を有しており、圧電アクチュエータユニット２１の上面における液体加圧室１０と対向する領域内に収まるように配置されている。
【００４０】
流路部材４の下面の液体吐出面には多数の液体吐出孔８が形成されている。これらの液体吐出孔８は、流路部材４の下面側に配置された副マニホールド５ａと対向する領域を避けた位置に配置されている。また、これらの液体吐出孔８は、流路部材４の下面側における圧電アクチュエータユニット２１と対向する領域内に配置されており、４つの液体吐出孔群７ａ〜ｄとなっている。これらの液体吐出孔群７は圧電アクチュエータユニット２１とほぼ同一の大きさおよび形状の領域を占有しており、対応する圧電アクチュエータユニット２１の変位素子５０を変位させることにより液体吐出孔８から液滴が吐出できる。そして、それぞれの領域内の液体吐出孔８は、流路部材４の長手方向に平行な複数の直線に沿って等間隔に配列されている。
【００４１】
ここで、本実施例の液体吐出ヘッド２による印刷とその際に生じる印刷の濃度の差について説明についてする。圧電アクチュエータユニット２１は、後述するように圧電体層の変形により液体加圧室１０の体積を変化させ、液体吐出孔８から液滴を吐出させる。液滴の吐出速度や吐出量などの吐出特性は、圧電アクチュエータユニット２１を製造する際に生じる圧電特性や厚さのばらつきに大きく影響を受けるため、各圧電アクチュエータユニット２１に対向した液体加圧室１０に繋がった液体吐出孔８は比較的近い吐出特性を示す。そして、圧電アクチュエータユニット２１に対応した液体吐出孔８の平均の吐出速度が異なると、印刷物への液滴の着弾位置がずれるため、圧電アクチュエータユニット２１に対応した液体吐出孔８が変わる部分の印刷物の直線性が劣るおそれがあり、圧電アクチュエータユニット２１に対応した液体吐出孔８の平均の吐出量が異なると、印刷物への液滴の着弾位置がずれるため、圧電アクチュエータユニット２１に対応した液体吐出孔８が変わる部分の印刷物で濃度差が生じるおそれがある。
【００４２】
このような印刷状態を改善する方法として、圧電アクチュエータユニット２１毎に、それに対向した液体加圧室１０の中の液体の温度を調整する方法がある。液体、特に液体吐出ヘッドに用いられる低粘度で溶媒の特性に近い液体は、温度を上げると粘度が低くなるため、圧電アクチュエータユニット２１に対向した液体加圧室１０の中の液体の温度を高くすると、液滴の吐出速度を高くし、吐出量を増やすことができる。これにより、吐出特性が異なった圧電アクチュエータユニット２１を用いる際には、圧電アクチュエータユニット２１に対向した液体加圧室１０の中の液体の温度に差をつけることにより、吐出特性の差を少なくすることができる。この際の温度差の調整は、印刷における直線性を重視するため、また、次に述べる点とも関係するため、液体の吐出速度を遅くするように調整するのが良い。
【００４３】
例えば、水を溶媒とし３０℃での粘度が６．０ｍＰａ・ｓのある液体は、温度が１℃高くなる毎に粘度が約０．１６ｍＰａ・ｓ低くなる。この粘度変化は、±１０℃程度の温度範囲ではほぼ直線的になる。この液体を後述の液体吐出ヘッドを３０℃に保って、１つの圧電アクチュエータ２１を駆動して、吐出すると８．０ｍ／ｓの平均吐出速度が得られ、液体吐出ヘッドの温度を３２℃に上げると８．５ｍ／ｓの平均吐出速度が得られた。同じヘッドの別の圧電アクチュエータ２１を駆動すると、３０℃での平均吐出速度は７．５ｍ／ｓであり、３２℃では、平均吐出速度は８．０ｍ／ｓとなった。このような液体吐出ヘッドでは、先の圧電アクチュエータ２１に重なるヒータ４０を３０℃に保ち、後の圧電アクチュエータ２１に重なるヒータ４０を３２℃にすれば、平均吐出速度の差をほとんどなくすことができる。なお、前述のように粘度変化はほぼ線型であるため、温度差を２℃に保つようにすれば、別の温度に調整しても良い。
【００４４】
以上２つの圧電アクチュエータユニット２１について説明したが、３つ以上の圧電アクチュエータユニット２１がある場合も同様に、温度差を所定値にすればよい。例えば、４つの圧電アクチュエータユニット２１に対して、一端から第１の圧電アクチュエータユニット２１〜第４の圧電アクチュエータユニット２１とすれば、第１の圧電アクチュエータユニット２１を基準にして、第２の圧電アクチュエータユニット２１〜第４の圧電アクチュエータユニット２１の温度差を＋１．５℃、＋０．８℃、−０．４℃というようにすればよい。
【００４５】
続いて、本実施例の液体吐出ヘッド２による印刷の細部、特に２つの圧電アクチュエータユニット２１により印刷される領域について、図６により説明する。図６は流路部材４を上から透視した図であり、液体吐出孔群７以外は省略してある。液体吐出孔８は、流路部材４の長手方向に平行な仮想直線Ｌ上に、この仮想直線Ｌと直角な方向から各液体吐出孔８の形成位置を射影した射影点が、印刷の解像度に対応した間隔で等間隔に途切れずに並ぶような位置に形成されている。これによって、液体吐出ヘッド２は、流路部材４における液体吐出孔８が形成された領域の長手方向についてのほぼ全領域にわたって、印刷の解像度に対応した間隔で途切れずに印刷できるようになっている。そして、各液体吐出孔群７から仮想直線Ｌに投影された領域には、１つの液体吐出孔群だけが投影されている領域ＬＡ、ＬＣと、複数の液体吐出孔群７から投影されている領域ＬＢがある。印刷は、領域ＬＡでは１つの圧電アクチュエータユニット２１により吐出された液滴が印刷され、領域ＬＢでは２つの圧電アクチュエータユニット２１により吐出された液滴が印刷される。最も外側に位置する圧電アクチュエータユニット２１の外側の斜辺を含む三角形の部分に対応した領域ＬＣでは、液体吐出孔８が等間隔となっていないため、液体吐出ヘッド２を単独で用いる場合は、領域ＬＣに対応する部分は通常使用されない。複数の液体吐出ヘッド２用いて、印刷される領域が長手方向に並ぶようにして印刷する場合には次に述べる領域ＬＢの場合と同様に使用することもできる。
【００４６】
領域ＬＢでは２つの圧電アクチュエータユニット２１により吐出された液滴が印刷される。印刷用紙Ｐを搬送方向Ｂに相対的に移動させて印刷する場合を考えると、領域ＬＢに対応する位置の印刷状態は、領域ＬＢに液滴を吐出する２つの圧電アクチュエータユニット２１の特性に影響を受ける。具体的には液滴の吐出量および吐出速度が影響する。液滴の吐出量により印刷される画素の面積が変わるが、領域ＬＢの中で隣接する領域ＬＡに近づくと、その領域ＬＡを印刷するのと同じ圧電アクチュエータユニット２１により吐出された液滴により形成された画素の割合が増えていくため、液滴の吐出量の差は比較的なだらかに変化するため目立ち難い。
【００４７】
これに対して、液滴の吐出速度が変わると、印刷用紙Ｐに着弾するまでの時間が変わるため、着弾位置が搬送方向Ｂと平行な方向にずれる。領域ＬＢに液滴を吐出する２つの圧電アクチュエータユニット２１の間に速度差があると画素の位置がずれることにより、人間が感じる濃度に差が生じる。この濃度差は印刷されるパターンにもよるが、領域ＬＢの中で連続的に変化するわけではないので、領域ＬＡと領域ＬＢの境目には、人間が感じる濃度に差が生じやすい。
【００４８】
このような印刷状態を改善するには、複数の液体吐出孔群７から液滴が吐出される領域ＬＢに吐出される液滴の速度を平均化するようにヒータ４０の温度を調整する。具体的には、液体吐出孔群７ａと液体吐出孔群７ｂの間で液滴の吐出速度を補正する場合は、その間の領域ＬＢに液体を吐出する、液体吐出孔群７ａのうちの台形の斜辺を含む３角形の領域７ａ−Ｌに属する液体吐出孔から吐出される液滴の吐出速度の平均と、液体吐出孔群７ｂのうちの台形の斜辺を含む３角形の領域７ｂ−Ｒに属する液体吐出孔から吐出される液滴の吐出速度の平均との差を減ずるようにヒータ４０の温度を調整する。上述のように温度を上げることにより吐出速度を速くでき、温度を下げることで吐出速度を遅くできる。
【００４９】
４つの圧電アクチュエータユニット２１全体を調整するには、例えば、一端の液体吐出孔群７ａと液体吐出孔群７ｂとの間の領域ＬＢに投影される液体吐出孔群７ａ−Ｌから吐出される液体の平均速度と、液体吐出孔郡７ｂ−Ｒから吐出される液滴の平均速度との差を少なくするようにする。この際、一方の温度を固定して、他方の温度を変えて差を少なくしてもよく、両方の温度を、速度差が少なくなるように変えてよい。続いて、液体吐出孔群７ｂと液体吐出孔群７ｃとの間の領域ＬＢに投影される液体吐出孔群７ｂ−Ｌから吐出される液体の平均速度と、液体吐出孔郡７ｃ−Ｒから吐出される液体の平均速度との差を少なくするようにする。この際は、液体吐出孔郡７ｃ−Ｒから吐出される液滴の平均速度が液体吐出孔郡７ｂ−Ｌから吐出される液滴の平均速度に近づくように、液体吐出孔郡７ｃに対応する圧電アクチュエータ２１のヒータ４０の温度を調整する。さらに、液体吐出孔群７ｃと液体吐出孔群７ｄとの間の領域ＬＢに投影される液体吐出孔群７ｃ−Ｌから吐出される液体の平均速度と、液体吐出孔郡７ｄ−Ｒから吐出される液体の平均速度との差を少なくするようにする。この際は、液体吐出孔郡７ｄ−Ｒから吐出される液滴の平均速度が液体吐出孔郡７ｂ−Ｌから吐出される液滴の平均速度に近づくように、液体吐出孔郡７ｄに対応する圧電アクチュエータ２１のヒータ４０の温度を調整する。
【００５０】
このように４つの圧電アクチュエータユニットに対応するヒータ４０の温度差を定めれば、温度差を保ったまま全体の温度を変えても良い。また、ヒータ制御部は、この温度差と、吐出する液体の粘度の温度特性を記憶させ、別の液体に適した温度差を設定できるようにしても良い。具体的には、前述の粘度の温度特性が−０．１６ｍＰａ・ｓ／℃の液体を吐出する際に温度差を２℃にすることで、吐出速度の差をほぼなくすことのできる液体吐出ヘッドで、粘度の温度特性が前述の液体の１／２倍の−０．０８ｍＰａ・ｓ／℃の液体を吐出する場合は、温度差を２℃の１／２倍の１℃になるようにすれば良い。
【００５１】
以上のようにすることにより、境界の領域ＬＢにおけるアクチュエータユニット毎の液滴の吐出速度の差が少なくなり、領域ＬＢおよびそれに隣接する領域ＬＡにおける濃度差が人の目に目立たなくできる。このように調整した結果、例えば、吐出孔群７ａ−Ｍから吐出された液滴で印刷された部分と吐出孔群７ｄ−Ｍから吐出された液滴で印刷された部分では液滴の大きさが異なることで実際の印刷の濃度差があったとしても、それらの間で濃度差が比較的連続的に変化するため、人に目には濃度差は目立たない。逆に、各アクチュエータユニットから吐出される液滴により印刷される濃度を平均化させるように温度を調節すると、人の目で見た場合、境界の領域ＬＢ付近で濃度差が目立ってしまうことがある。
【００５２】
平均吐出速度の調整は、速度差を平均吐出速度の３％以内、特に１．５％以内にすることが好ましく、これにより濃度差をより目立たなくさせることができる。具体的には、平均吐出速度が８ｍ／ｓ程度であれば、平均吐出速度の差は、０．２ｍ／ｓ以内、特に０．１ｍ／ｓ以内に調整する。
【００５３】
以上、単純にするため、圧電アクチュエータユニット２１により特性が変動するように説明したが、実際には、圧電アクチュエータユニット２１と流路部材４を接合する際に生じる圧電アクチュエータユニット２１内の残留応力などによっても特性は変動する。
【００５４】
流路部材４の内部には、多数のしぼり１２が形成されている。これらのしぼり１２は、液体加圧室群９と対向する領域内に配置されている。本実施形態のしぼり１２は、水平面に平行な１方向に沿って延在している。しぼり１２の一方の端は、後述の個別供給流路６を介して副マニホールド５ａに繋がっている。また、しぼり１２の他方の端は、液体加圧室１０に繋がっている。
【００５５】
ヘッド本体１３に含まれる流路部材４は、複数のプレートが積層された積層構造を有している。これらのプレートは、流路部材４の上面から順に、キャビティプレート２２、ベースプレート２３、アパーチャ（しぼり）プレート２４、サプライプレート２５、２６、マニホールドプレート２７、２８、２９、カバープレート３０およびノズルプレート３１である。これらのプレートには多数の孔が形成されている。各プレートは、これらの孔が互いに連通して個別流路３２および副マニホールド５ａを構成するように、位置合わせして積層されている。ヘッド本体１３は、図５に示されているように、液体加圧室１０は流路部材４の上面に、副マニホールド５ａは内部の下面側に、液体吐出孔８は下面にと、個別流路３２を構成する各部分が異なる位置に互いに近接して配設され、液体加圧室１０を介して副マニホールド５ａと液体吐出孔８とが繋がる構成を有している。
【００５６】
各プレートに形成された孔について説明する。これらの孔には、次のようなものがある。第１に、キャビティプレート２２に形成された液体加圧室１０である。第２に、液体加圧室１０の一端から副マニホールド５ａへと繋がる流路を構成する連通孔である。この連通孔は、ベースプレート２３（詳細には液体加圧室１０の入り口）からサプライプレート２５（詳細には副マニホールド５ａの出口）までの各プレートに形成されている。なお、この連通孔には、アパーチャプレート２４に形成されたしぼり１２と、サプライプレート２５、２６に形成された個別供給流路６とが含まれている。
【００５７】
第３に、液体加圧室１０の他端から液体吐出孔８へと連通する流路を構成する連通孔であり、この連通孔は、以下の記載においてディセンダ（部分流路）と呼称される。ディセンダは、ベースプレート２３（詳細には液体加圧室１０の出口）からノズルプレート３１（詳細には液体吐出孔８）までの各プレートに形成されている。第４に、副マニホールド５ａを構成する連通孔である。この連通孔は、マニホールドプレート２７〜３０に形成されている。
【００５８】
このような連通孔が相互に繋がり、副マニホールド５ａからの液体の流入口（副マニホールド５ａの出口）から液体吐出孔８に至る個別流路３２を構成している。副マニホールド５ａに供給された液体は、以下の経路で液体吐出孔８から吐出される。まず、副マニホールド５ａから上方向に向かって、個別供給流路６を通り、しぼり１２の一端部に至る。次に、しぼり１２の延在方向に沿って水平に進み、しぼり１２の他端部に至る。そこから上方に向かって、液体加圧室１０の一端部に至る。さらに、液体加圧室１０の延在方向に沿って水平に進み、液体加圧室１０の他端部に至る。そこから少しずつ水平方向に移動しながら、主に下方に向かい、下面に開口した液体吐出孔８へと進む。
【００５９】
圧電アクチュエータユニット２１は、図５に示されるように、２枚の圧電セラミック層２１ａ、２１ｂからなる積層構造を有している。これらの圧電セラミック層２１ａ、２１ｂはそれぞれ２０μｍ程度の厚さを有している。圧電アクチュエータユニット２１全体の厚さは４０μｍ程度である。圧電セラミック層２１ａ、２１ｂのいずれの層も複数の液体加圧室１０を跨ぐように延在している（図３参照）。これらの圧電セラミック層２１ａ、２１ｂ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。
【００６０】
圧電アクチュエータユニット２１は、Ａｇ−Ｐｄ系などの金属材料からなる共通電極３４およびとＡｕ系などの金属材料からなる個別電極３５を有している。個別電極３５は上述のように圧電アクチュエータユニット２１の上面における液体加圧室１０と対向する位置に配置されている。個別電極３５の一端は、液体加圧室１０と対向する領域外に引き出されて接続電極３６が形成されている。この接続電極３６は例えばガラスフリットを含む金からなり、厚さが１５μｍ程度で凸状に形成されている。接続電極３６は、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）４５に設けられた電極４６と接続導体４７を介して電気的に接合されている。詳細は後述するが、個別電極３５には、制御部１００からＦＰＣ４５を通じて吐出信号が供給される。
【００６１】
ＦＰＣ４５の圧電アクチュエータユニット２１と反対の面には、ヒータ４０が接合されている。ヒータ４０は、限定されるものではないが、コストの低い発熱電極が埋め込まれたフィルムヒータが好ましい。ヒータ４０は、接続導体４７およびＦＰＣ４５と圧電アクチュエータユニット２１の間の大気を通して圧電アクチュエータユニット２１を加熱し、さらに流路部材４および流路部材４の中の液体を加熱する。
【００６２】
共通電極３４は、圧電セラミック層２１ａと圧電セラミック層２１ｂとの間の領域に面方向のほぼ全面にわたって形成されている。すなわち、共通電極３４は、圧電アクチュエータユニット２１に対向する領域内の全ての液体加圧室１０を覆うように延在している。共通電極３４の厚さは２μｍ程度である。共通電極３４は図示しない領域において接地され、グランド電位に保持されている。本実施形態では、圧電セラミック層２１ｂ上において、個別電極３５からなる電極群を避ける位置に個別電極３５とは異なる表面電極（不図示）が形成されている。表面電極は、圧電セラミック層２１ｂの内部に形成されたスルーホールを介して共通電極３４と電気的に接続されているとともに、多数の個別電極３５と同様に、ＦＰＣ４５上の別の電極と接続されている。
【００６３】
図５に示されるように、共通電極３４と個別電極３５とは、最上層の圧電セラミック層２１ｂのみを挟むように配置されている。圧電セラミック層２１ｂにおける個別電極３５と共通電極３４とに挟まれた領域は活性部と呼称され、その部分の圧電セラミックスには分極が施されている。本実施形態の圧電アクチュエータユニット２１においては、最上層の圧電セラミック層２１ｂのみが活性部を含んでおり、圧電セラミック２１ａは活性部を含んでおらず、振動板として働く。この圧電アクチュエータユニット２１はいわゆるユニモルフタイプの構成を有している。
【００６４】
なお、後述のように、個別電極３５に選択的に所定の吐出信号が供給されることにより、この個別電極３５に対応する液体加圧室１０内の液体に圧力が加えられる。これによって、個別流路３２を通じて、対応する液体吐出口８から液滴が吐出される。すなわち、圧電アクチュエータユニット２１における各液体加圧室１０に対向する部分は、各液体加圧室１０および液体吐出口８に対応する個別の変位素子５０（アクチュエータ）に相当する。つまり、２枚の圧電セラミック層からなる積層体中には、図５に示されているような構造を単位構造とする変位素子５０が液体加圧室１０毎に、液体加圧室１０の直上に位置する振動板２１ａ、共通電極３４、圧電セラミック層２１ｂ、個別電極３５により作り込まれており、圧電アクチュエータユニット２１には変位素子５０が複数含まれている。なお、本実施形態において１回の吐出動作によって液体吐出口８から吐出される液体の量は５〜７ｐＬ（ピコリットル）程度である。
【００６５】
多数の個別電極３５は、個別に電位を制御することができるように、それぞれがＦＰＣ４５の電極４６を介して、個別にアクチュエータ制御部に電気的に接続されている。
【００６６】
本実施形態における圧電アクチュエータユニット２１においては、個別電極３５を共通電極３４と異なる電位にして圧電セラミック層２１ｂに対してその分極方向に電界を印加すると、この電界が印加された部分が、圧電効果により歪む活性部として働く。この時圧電セラミック層２１ｂは、その厚み方向すなわち積層方向に伸長または収縮し、圧電横効果により積層方向と直角な方向すなわち面方向には収縮または伸長しようとする。一方、残りの圧電セラミック層２１ａは、個別電極３５と共通電極３４とに挟まれた領域をもたない非活性層であるので、自発的に変形しない。つまり、圧電アクチュエータユニット２１は、上側（つまり、液体加圧室１０とは離れた側）の圧電セラミック層２１ｂを活性部を含む層とし、かつ下側（つまり、液体加圧室１０に近い側）の圧電セラミック層２１ａ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。
【００６７】
この構成において、電界と分極とが同方向となるように、アクチュエータ制御部により個別電極３５を共通電極３４に対して正または負の所定電位とすると、圧電セラミック層２１ｂの電極に挟まれた部分（活性部）が、面方向に収縮する。一方、非活性層の圧電セラミック層２１ａは電界の影響を受けないため、自発的には縮むことがなく活性部の変形を規制しようとする。この結果、圧電セラミック層２１ｂと圧電セラミック層２１ａとの間で分極方向への歪みに差が生じて、圧電セラミック層２１ｂは液体加圧室１０側へ凸となるように変形（ユニモルフ変形）する。
【００６８】
本実施の形態における実際の駆動手順は、予め個別電極３５を共通電極３４より高い電位（以下高電位と称す）にしておき、吐出要求がある毎に個別電極３５を共通電極３４と一旦同じ電位（以下低電位と称す）とし、その後所定のタイミングで再び高電位とする。これにより、個別電極３５が低電位になるタイミングで、圧電セラミック層２１ａ、ｂが元の形状に戻り、液体加圧室１０の容積が初期状態（両電極の電位が異なる状態）と比較して増加する。このとき、液体加圧室１０内に負圧が与えられ、液体がマニホールド５側から液体加圧室１０内に吸い込まれる。その後再び個別電極３５を高電位にしたタイミングで、圧電セラミック層２１ａ、ｂが液体加圧室１０側へ凸となるように変形し、液体加圧室１０の容積減少により液体加圧室１０内の圧力が正圧となり液体への圧力が上昇し、液滴が吐出される。つまり、液滴を吐出させるため、高電位を基準とするパルスを含む吐出信号を個別電極３５に供給することになる。このパルス幅は、液体加圧室１０内において圧力波がマニホールド５から液体吐出孔８まで伝播する時間長さであるＡＬ（Acoustic Length）が理想的である。これによると、液体加圧室１０内部が負圧状態から正圧状態に反転するときに両者の圧力が合わさり、より強い圧力で液滴を吐出させることができる。
【００６９】
また、階調印刷においては、液体吐出孔８から連続して吐出される液滴の数、つまり液滴吐出回数で調整される液滴量（体積）で階調表現が行われる。このため、指定された階調表現に対応する回数の液滴吐出を、指定されたドット領域に対応する液体吐出孔８から連続して行なう。一般に、液体吐出を連続して行なう場合は、液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とすることが好ましい。これにより、先に吐出された液滴を吐出させるときに発生した圧力の残余圧力波と、後に吐出させる液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、これらが重畳して液滴を吐出するための圧力を増幅させることができる。
【００７０】
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、上述の実施形態および変形例においては、液体吐出ヘッドの平面形状が長方形形状になっているが、正方形であってもよい。
【００７１】
以上のような液体吐出ヘッド２は、例えば、以下のようにして作製する。
【００７２】
ロールコータ法、スリットコーター法などの一般的なテープ成形法により、圧電性セラミック粉末と有機組成物からなるテープの成形を行ない、焼成後に圧電セラミック層２１ａ、２１ｂとなる複数のグリーンシートを作製する。グリーンシートの一部には、その表面に共通電極３４となる電極ペーストを印刷法等により形成する。また、必要に応じてグリーンシートの一部にビアホールを形成し、その内部にビア導体を挿入する。
【００７３】
ついで、各グリーンシートを積層して積層体を作製し、加圧密着を行なう。加圧密着後の積層体を高濃度酸素雰囲気下で焼成し、その後有機金ペーストを用いて焼成体表面に個別電極２５を印刷して、焼成した後、Ａｇペーストを用いて接続電極３６を印刷し、焼成することにより、圧電アクチュエータユニット２１を作製する。
【００７４】
次に、流路部材４を、圧延法等により得られプレート２２〜３１を積層して作製する。プレート２２〜３１に、マニホールド５、個別供給流路６、液体加圧室１０およびディセンダなどとなる孔を、エッチングにより所定の形状に加工する。
【００７５】
これらプレート２２〜３１は、Ｆｅ―Ｃｒ系、Ｆｅ−Ｎｉ系、ＷＣ−ＴｉＣ系の群から選ばれる少なくとも１種の金属によって形成されていることが望ましく、特に液体としてインクを使用する場合にはインクに対する耐食性の優れた材質からなることが望ましため、Ｆｅ−Ｃｒ系がより好ましい。
【００７６】
圧電アクチュエータユニット２１と流路部材４とは、例えば接着層を介して積層接着することができる。接着層としては、周知のものを使用することができるが、圧電アクチュエータユニット２１や流路部材４への影響を及ぼさないために、熱硬化温度が１００〜１５０℃のエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂の群から選ばれる少なくとも１種の熱硬化性樹脂系の接着剤を用いるのがよい。このような接着層を用いて熱硬化温度にまで加熱することによって、圧電アクチュエータユニット２１と流路部材４とを加熱接合することができる。
【００７７】
次に、接続電極３６に接続電極４７として銀ペーストを塗布し、ＦＰＣ４５を接続した。さらに、ＦＰＣ４５にヒータ４０としてフィルムヒータを貼り付け。ヒータ４０の加熱用電極をヒータ制御部を備えた、回路基板に接続して、液体吐出ヘッド２を得る。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る液体吐出ヘッドを含むプリンタの概略構成図である。
【図２】図１の液体吐出ヘッドを構成するヘッド本体を示す上面図である。
【図３】図２の一点鎖線に囲まれた領域の拡大図である。
【図４】図２の一点鎖線に囲まれた領域の拡大図であり、説明のため一部の流路を省略した図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図である。
【図６】図１の液体吐出ヘッドを構成するヘッド本体を示す上面図であり、液体吐出孔群以外を省略したものである。
【図７】印刷されたものの濃度の違いを説明する図である。
【符号の説明】
【００７９】
１・・・プリンタ
２・・・液体吐出ヘッド
４・・・流路部材
５・・・マニホールド
５ａ・・・副マニホールド
５ｂ・・・開口
６・・・個別供給流路
７ａ、ｂ、ｃ、ｄ・・・液体吐出孔群
８・・・液体吐出孔
９・・・液体加圧室群
１０・・・液体加圧室
１１ａ、ｂ、ｃ、ｄ・・・液体加圧室列
１２・・・しぼり
１５ａ、ｂ、ｃ、ｄ・・・液体吐出孔列
２１・・・圧電アクチュエータユニット
２１ａ・・・圧電セラミック層（振動板）
２１ｂ・・・圧電セラミック層
２２〜３１・・・プレート
３２・・・個別流路
３４・・・共通電極
３５・・・個別電極
３６・・・接続電極
４０・・・ヒータ
４５・・・ＦＰＣ
４６・・・電極
４７・・・接続導体
５０・・・変位素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出ヘッドに関し、特に、文字や画像の記録に用いるインクジェット式プリンタに好適に用いられる液体吐出ヘッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、インクジェットプリンタやインクジェットプロッタなどの、インクジェット記録方式を利用した記録装置が、一般消費者向けのプリンタだけでなく、例えば電子回路の形成や液晶ディスプレイ用のカラーフィルタの製造、有機ＥＬディスプレイの製造といった工業用途にも広く利用されている。
【０００３】
このようなインクジェット方式の記録装置には、液体を吐出させるための液体吐出ヘッドが印刷ヘッドとして搭載されている。この種の印刷ヘッドには、インクが充填されたインク流路内に加圧手段としてのヒータを備え、ヒータによりインクを加熱、沸騰させ、インク流路内に発生する気泡によってインクを加圧し、インク吐出孔より、液滴として吐出させるサーマルヘッド方式と、インクが充填されるインク流路の一部の壁を変位素子によって屈曲変位させ、機械的にインク流路内のインクを加圧し、インク吐出孔より液滴として吐出させる圧電方式が一般的に知られている。
【０００４】
また、このような液体吐出ヘッドには、記録媒体の搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）にヘッドを移動させつつ記録を行なうシリアル式、および主走査方向に関して記録媒体より長いヘッドを固定した状態で副走査方向に搬送されてくる記録媒体に記録を行なうライン式がある。ライン式は、シリアル式のようにヘッドを移動させる必要がないので、高速記録が可能であるという利点を有する。
【０００５】
シリアル式、ライン式いずれの方式の液体吐出ヘッドであっても、液滴を高い密度で印刷するには、液体吐出ヘッドに形成されている、液滴を吐出する液体吐出孔の密度を高くする必要がある。
【０００６】
そこで液体吐出ヘッドを、マニホールドとマニホールドから複数の液体加圧室をそれぞれ介して繋がる液体吐出孔を有した流路部材と、前記液体加圧室をそれぞれ覆うように設けられた複数の変位素子を有するアクチュエータユニットとを積層して構成する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。この液体吐出ヘッドでは、各液体吐出孔に繋がった液体加圧室を、それを覆うように設けられた変位素子を変位させることで、各液体吐出孔からインクを吐出させ、主走査方向に６００ｄｐｉの解像度で印刷が可能とされている。
【０００７】
また、このようなインクジェットヘッドにおいては、流路部材の寸法精度および組み立て精度のばらつき等により、液体吐出孔毎に液体吐出量にばらつきが生じることがある。このインク吐出量のばらつきは、印刷媒体に形成される画像の濃度ムラとなって表れることがある。そこで、液体吐出孔毎に液体吐出量を検出して補正テーブルを作成し、印刷時に補正テーブルを用いて液体吐出孔毎に液体吐出量の補正を個別に行なう技術が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００３−３０５８５２号公報
【特許文献２】特開平５−６９５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２に記載の技術を特許文献１に記載の液体吐出ヘッドのような多数の液体吐出孔を有する液体吐出ヘッドに適用しようとしても、補正するための計算量が膨大になり、印刷時のスループットが低下するという問題があった。
【０００９】
これを改善するため、補正を、液体吐出孔毎ではなく、アクチュエータユニット毎に行なうことが考えられる。アクチュエータユニット毎に液体吐出量を調整することにより、各アクチュエータユニットに含まれるアクチュエータから吐出された液体単独で印刷された部分の平均的な濃度は均一化できるが、異なるアクチュエータユニットから吐出された液体が混在して印刷される部分では、人間の目で見た印刷の濃度が異なることがあった。
【００１０】
それは次のようなことが原因と考えられる。図７（ａ）とおよび７（ｂ）は、印刷された記録媒体の一部を拡大したものの模式図である。各画素は同一量の液体で形成されたものであり、各画素の直径は同じである。図７（ａ）では画素は等間隔の格子の交点上に印刷されている。これに対して図７（ｂ）では、画素は等間隔の格子の交点上からずれて印刷されている。このようなずれが生じた場合、人間の目には白地が目立つために濃度が薄く感じられることが多い。実際には様々な場合があるが、印刷された画素の面積、すなわち液体吐出量を同じにしても人間の目に同じ濃度に見えるとは限らない。このようなずれは、各アクチュエータユニットに対応した液体吐出孔から吐出される液滴の吐出速度にばらつきがあることに起因する。
【００１１】
したがって、本発明の目的は、印刷物の濃度のばらつき少なくできるように補正することができる液体吐出ヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の液体吐出ヘッドは、複数のアクチュエータを含む複数のアクチュエータユニットと、前記複数のアクチュエータにそれぞれ対向して設けられた複数の液体加圧室と、該複数の液体加圧室にそれぞれ繋がった複数の液体吐出孔と、前記複数の液体加圧室に液体を供給するマニホールドと、前記複数のアクチュエータユニットにそれぞれ重なるように設けられた複数のヒータと、前記複数のヒータの動作を制御するヒータ制御部とを備えた液体吐出ヘッドであって、前記ヒータ制御部は、前記複数のヒータの温度差が所定の値となるよう制御することを特徴とする。
【００１３】
本発明の液体吐出ヘッドの調整方法は、液体吐出ヘッドを調整する調整方法であって、同一の温度で前記各アクチュエータユニットに対向した液体加圧室に繋がった液体吐出孔から吐出される液体の平均速度を比較して、吐出される液体の平均速度の遅い前記アクチュエータユニットに重なるように設けられた前記ヒータの温度を、吐出される液体の平均速度の速い前記アクチュエータユニットに重なるように設けられた前記ヒータの温度より高くして、温度差が前記所定の値となるように調整することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の液体吐出ヘッドの調整方法は、前記液体吐出ヘッドを調整する調整方法であって、前記複数の液体吐出孔が２次元的に、かつ一方方向に等間隔で配置されており、１つの前記アクチュエータユニットに含まれる前記複数のアクチュエータと対向する前記複数の液体加圧室にそれぞれ繋がった前記液体吐出孔の集合を１つの液体吐出孔群とし、複数の液体吐出孔群を前記一方方向に平行な直線に直角に投影したとき、１つの前記液体吐出孔群だけが投影されている領域と複数の前記液体吐出孔群が投影されている領域とを有するとともに、前記複数の前記液体吐出孔群が投影されている領域の各液体吐出孔群の液体吐出孔において、前記領域の液体吐出孔から吐出される液体の平均速度の遅い前記アクチュエータユニットに重なるように設けられた前記ヒータの温度を、前記領域の液体吐出孔から吐出される液体の平均速度の速い前記アクチュエータユニットに重なるように設けられた前記ヒータの温度より高くして、温度差が前記所定の値となるように調整することを特徴とする
本発明の記録装置は、前記液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して相対的に搬送させる搬送部と、前記液体吐出ヘッドの駆動を制御する制御部とを備えることを特徴とする。
のである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の液体吐出ヘッドによれば、複数のアクチュエータを含む複数のアクチュエータユニットと、前記複数のアクチュエータにそれぞれ対向して設けられた複数の液体加圧室と、該複数の液体加圧室にそれぞれ繋がった複数の液体吐出孔と、前記複数の液体加圧室に液体を供給するマニホールドと、前記複数のアクチュエータユニットにそれぞれ重なるように設けられた複数のヒータと、前記複数のヒータの動作を制御するヒータ制御部とを備えた液体吐出ヘッドであって、前記ヒータ制御部は、前記複数のヒータの温度差が所定の値となるよう制御することにより、アクチュエータユニット毎に差のある液体吐出特性の差を少なくするように温度差を調整することができる。
【００１６】
本発明の液体吐出ヘッドの調整方法によれば、前記液体吐出ヘッドを調整する調整方法であって、同一の温度で前記各アクチュエータユニットに対向した液体加圧室に繋がった液体吐出孔から吐出される液体の平均速度を比較して、吐出される液体の平均速度の遅い前記アクチュエータユニットに重なるように設けられた前記ヒータの温度を、吐出される液体の平均速度の速い前記アクチュエータユニットに重なるように設けられた前記ヒータの温度より高くして、温度差が前記所定の値となるように調整することにより、アクチュエータユニットの平均の液体吐出速度の差を少なくすることができる。
【００１７】
また、本発明の液体吐出ヘッドの調整方法によれば、前記液体吐出ヘッドを調整する調整方法であって、前記複数の液体吐出孔が２次元的に、かつ一方方向に等間隔で配置されており、１つの前記アクチュエータユニットに含まれる前記複数のアクチュエータと対向する前記複数の液体加圧室にそれぞれ繋がった前記液体吐出孔の集合を１つの液体吐出孔群とし、複数の液体吐出孔群を前記一方方向に平行な直線に直角に投影したとき、１つの前記液体吐出孔群だけが投影されている領域と複数の前記液体吐出孔群が投影されている領域とを有するとともに、前記複数の前記液体吐出孔群が投影されている領域の各液体吐出孔群の液体吐出孔において、前記領域の液体吐出孔から吐出される液体の平均速度の遅い前記アクチュエータユニットに重なるように設けられた前記ヒータの温度を、前記領域の液体吐出孔から吐出される液体の平均速度の速い前記アクチュエータユニットに重なるように設けられた前記ヒータの温度より高くして、温度差が前記所定の値となるように調整することにより、２つのアクチュエータユニットの間で印刷される、異なるアクチュエータユニットにより印刷された画素が混在する領域の印刷の濃度と、隣接する１つのアクチュエータユニットにより印刷される画素だけでの領域の印刷の濃度との差を少なくすることができる。
【００１８】
本発明の記録装置によれば、前記液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して相対的に搬送させる搬送部と、前記液体吐出ヘッドの駆動を制御する制御部とを備えることに記録媒体に濃度むらの少ない記録ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態による液体吐出ヘッドを含むカラーインクジェットプリンタの概略構成図である。このカラーインクジェットプリンタ１（以下、プリンタ１とする）は、４つの液体吐出ヘッド２を有している。これらの液体吐出ヘッド２は、印刷用紙Ｐの搬送方向に沿って並べられ、プリンタ１に固定されている。液体吐出ヘッド２は、図１の手前から奥へ向かう方向に細長い形状を有している。
【００２０】
プリンタ１には、印刷用紙Ｐの搬送経路に沿って、給紙ユニット１１４、搬送ユニット１２０および紙受け部１１６が順に設けられている。また、プリンタ１には、液体吐出ヘッド２や給紙ユニット１１４などのプリンタ１の各部における動作を制御するための制御部１００が設けられている。
【００２１】
給紙ユニット１１４は、複数枚の印刷用紙Ｐを収容することができる用紙収容ケース１１５と、給紙ローラ１４５とを有している。給紙ローラ１４５は、用紙収容ケース１１５に積層して収容された印刷用紙Ｐのうち、最も上にある印刷用紙Ｐを１枚ずつ送り出すことができる。
【００２２】
給紙ユニット１１４と搬送ユニット１２０との間には、印刷用紙Ｐの搬送経路に沿って、二対の送りローラ１１８ａおよび１１８ｂ、ならびに、１１９ａおよび１１９ｂが配置されている。給紙ユニット１１４から送り出された印刷用紙Ｐは、これらの送りローラによってガイドされて、さらに搬送ユニット１２０へと送り出される。
【００２３】
搬送ユニット１２０は、エンドレスの搬送ベルト１１１と２つのベルトローラ１０６および１０７を有している。搬送ベルト１１１は、ベルトローラ１０６および１０７に巻き掛けられている。搬送ベルト１１１は、２つのベルトローラに巻き掛けられたとき所定の張力で張られるような長さに調整されている。これによって、搬送ベルト１１１は、２つのベルトローラの共通接線をそれぞれ含む互いに平行な２つの平面に沿って、弛むことなく張られている。これら２つの平面のうち、液体吐出ヘッド２に近い方の平面が、印刷用紙Ｐを搬送する搬送面１２７である。
【００２４】
ベルトローラ１０６には、図１に示されるように、搬送モータ１７４が接続されている。搬送モータ１７４は、ベルトローラ１０６を矢印Ａの方向に回転させることができる。また、ベルトローラ１０７は、搬送ベルト１１１に連動して回転することができる。したがって、搬送モータ１７４を駆動してベルトローラ１０６を回転させることにより、搬送ベルト１１１は、矢印Ａの方向に沿って移動する。
【００２５】
ベルトローラ１０７の近傍には、ニップローラ１３８とニップ受けローラ１３９とが、搬送ベルト１１１を挟むように配置されている。ニップローラ１３８は、図示しないバネによって下方に付勢されている。ニップローラ１３８の下方のニップ受けローラ１３９は、下方に付勢されたニップローラ１３８を、搬送ベルト１１１を介して受け止めている。２つのニップローラは回転可能に設置されており、搬送ベルト１１１に連動して回転する。
【００２６】
給紙ユニット１１４から搬送ユニット１２０へと送り出された印刷用紙Ｐは、ニップローラ１３８と搬送ベルト１１１との間に挟み込まれる。これによって、印刷用紙Ｐは、搬送ベルト１１１の搬送面１２７に押し付けられ、搬送面１２７上に固着する。そして、印刷用紙Ｐは、搬送ベルト１１１の回転に従って、液体吐出ヘッド２が設置されている方向へと搬送される。なお、搬送ベルト１１１の外周面１１３に粘着性のシリコンゴムによる処理を施してもよい。これにより、印刷用紙Ｐを搬送面１２７に確実に固着させることができる。
【００２７】
４つの液体吐出ヘッド２は、搬送ベルト１１１による搬送方向に沿って互いに近接して配置されている。各液体吐出ヘッド２は、下端にヘッド本体１３を有している。ヘッド本体１３の下面には、液体を吐出する多数の液体吐出孔８が設けられている（図３参照）。
【００２８】
１つの液体吐出ヘッド２に設けられた液体吐出孔８からは、同じ色の液滴（インク）が吐出されるようになっている。各液体吐出ヘッド２の液体吐出孔８は一方方向（印刷用紙Ｐと平行で印刷用紙Ｐ搬送方向に直角な方向であり、液体吐出ヘッド２の長手方向）に等間隔で配置されているため、一方方向に隙間なく印刷することができる。各液体吐出ヘッド２から吐出される液体の色は、それぞれ、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）である。各液体吐出ヘッド２は、ヘッド本体１３の下面と搬送ベルト１１１の搬送面１２７との間にわずかな隙間をおいて配置されている。
【００２９】
搬送ベルト１１１によって搬送された印刷用紙Ｐは、液体吐出ヘッド２と搬送ベルト１１１との間の隙間を通過する。その際に、液体吐出ヘッド２を構成するヘッド本体１３から印刷用紙Ｐの上面に向けて液滴が吐出される。これによって、印刷用紙Ｐの上面には、制御部１００によって記憶された画像データに基づくカラー画像が形成される。
【００３０】
搬送ユニット１２０と紙受け部１１６との間には、剥離プレート１４０と二対の送りローラ１２１ａおよび１２１ｂならびに１２２ａおよび１２２ｂとが配置されている。カラー画像が印刷された印刷用紙Ｐは、搬送ベルト１１１によって剥離プレート１４０へと搬送される。このとき、印刷用紙Ｐは、剥離プレート１４０の右端によって、搬送面１２７から剥離される。そして、印刷用紙Ｐは、送りローラ１２１ａ〜１２２ｂによって、紙受け部１１６に送り出される。このように、印刷済みの印刷用紙Ｐが順次紙受け部１１６に送られ、紙受け部１１６に重ねられる。
【００３１】
なお、印刷用紙Ｐの搬送方向について最も上流側にある液体吐出ヘッド２とニップローラ１３８との間には、紙面センサ１３３が設置されている。紙面センサ１３３は、発光素子および受光素子によって構成され、搬送経路上の印刷用紙Ｐの先端位置を検出することができる。紙面センサ１３３による検出結果は制御部１００に送られる。制御部１００は、紙面センサ１３３から送られた検出結果により、印刷用紙Ｐの搬送と画像の印刷とが同期するように、液体吐出ヘッド２や搬送モータ１７４等を制御することができる。
【００３２】
次に本発明の液体吐出ヘッドを構成するヘッド本体１３について説明する。図２は、図１に示されたヘッド本体１３を示す上面図である。図３は、図２の一点鎖線で囲まれた領域の拡大上面図であり、ヘッド本体１３の一部である。図４は、図３と同じ位置の拡大透視図で、液体吐出孔８の位置が分かりやすいように、一部の流路を省略して描いている。なお、図３および図４において、図面を分かりやすくするために、圧電アクチュエータユニット２１の下方にあって破線で描くべき液体加圧室１０（液体加圧室群９）、しぼり１２および液体吐出孔８を実線で描いている。図５は図３のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図である。
【００３３】
ヘッド本体１３は、平板状の流路部材４と、流路部材４上に、アクチュエータユニットである圧電アクチュエータユニット２１とヒータ４０とを有している。圧電アクチュエータユニット２１とヒータ４０は重なって設けられており、ヒータ４０の温度を制御する温度制御配線（図示せず）は、ヒータ制御部を備えた回路基板（図示せず）に接続されてい
る。各圧電アクチュエータユニット２１に温度センサを付け、ヒータ制御部は、温度センアで測定された温度をフェードバックして、温度を調節するようにするのが好ましい。圧電アクチュエータユニット２１は台形形状を有しており、その台形の１対の平行対向辺が流路部材４の長手方向に平行になるように流路部材４の上面に配置されている。圧電アクチュエータユニット２１とヒータ４０は平面視した形状がほぼ等しく、圧電アクチュエータユニット２１全体を略均等に加熱することができる。また、そのため図３および図４では、圧電アクチュエータユニット２１とヒータ４０とが重なって描かれている。
【００３４】
また、流路部材４の長手方向に平行な２本の仮想直線のそれぞれに沿って２つずつ、つまり合計４つの圧電アクチュエータユニット２１が、全体として千鳥状に流路部材４上に配列されている。流路部材４上で隣接し合う圧電アクチュエータユニット２１の斜辺同士は、流路部材４の短手方向について部分的にオーバーラップしている。詳細は後述するが、このオーバーラップしている部分の圧電アクチェータユニット２１を駆動することにより印刷される領域では、２つの圧電アクチュエータユニット２１により吐出された液滴が混在して着弾することになる、
流路部材４の内部には液体流路の一部であるマニホールド５が形成されている。マニホールド５は流路部材４の長手方向に沿って延び細長い形状を有しており、流路部材４の上面にはマニホールド５の開口５ｂが形成されている。開口５ｂは、流路部材４の長手方向に平行な２本の直線（仮想線）のそれぞれに沿って５個ずつ、合計１０個形成されている。開口５ｂは、４つの圧電アクチュエータユニット２１が配置された領域を避ける位置に形成されている。マニホールド５には開口５ｂを通じて図示されていない液体タンクから液体が供給されるようになっている。
【００３５】
流路部材４内に形成されたマニホールド５は、複数本に分岐している（分岐した部分のマニホールド５を副マニホールド５ａということがある）。開口５ｂに繋がるマニホールド５は、圧電アクチュエータユニット２１の斜辺に沿うように延在しており、流路部材４の長手方向と交差して配置されている。２つの圧電アクチュエータユニット２１に挟まれた領域では、１つのマニホールド５が、隣接する圧電アクチュエータユニット２１に共有されており、副マニホールド５ａがマニホールド５の両側から分岐している。これらの副マニホールド５ａは、流路部材４の内部の各圧電アクチュエータユニット２１に対向する領域に互いに隣接してヘッド本体１３の長手方向に延在している。
【００３６】
流路部材４は、複数の液体加圧室１０がマトリクス状（すなわち、２次元的かつ規則的）に形成されている４つの液体加圧室群９を有している。液体加圧室１０は、角部にアールが施されたほぼ菱形の平面形状を有する中空の領域である。液体加圧室１０は流路部材４の上面に開口するように形成されている。これらの液体加圧室１０は、流路部材４の上面における圧電アクチュエータユニット２１に対向する領域のほぼ全面にわたって配列されている。したがって、これらの液体加圧室１０によって形成された各液体加圧室群９は圧電アクチュエータユニット２１とほぼ同一の大きさおよび形状の領域を占有している。また、各液体加圧室１０の開口は、流路部材４の上面に圧電アクチュエータユニット２１が接着されることで閉塞されている。
【００３７】
本実施形態では、図３に示されているように、マニホールド５は、流路部材４の短手方向に互いに平行に並んだ４列のＥ１〜Ｅ４の副マニホールド５ａに分岐し、各副マニホールド５ａに繋がった液体加圧室１０は、等間隔に流路部材４の長手方向に並ぶ液体加圧室１０の列を構成し、その列は、短手方向に互いに平行に４列配列されている。副マニホールド５ａに繋がった液体加圧室１０の並ぶ列は副マニホールド５ａの両側に２列ずつ配列されている。
【００３８】
全体では、マニホールド５から繋がる液体加圧室１０は、等間隔に流路部材４の長手方向に並ぶ液体加圧室１０の列を構成し、その列は、短手方向に互いに平行に１６列配列されている。各液体加圧室列に含まれる液体加圧室１０の数は、アクチュエータである変位素子５０の外形形状に対応して、その長辺側から短辺側に向かって次第に少なくなるように配置されている。液体吐出孔８もこれと同様に配置されている。これによって、全体として長手方向に６００ｄｐｉの解像度で画像形成が可能となっている。すなわち、各副マニホールド５ａには平均すれば１５０ｄｐｉに相当する間隔で個別流路３２が接続されている。これは、６００ｄｐｉ分の液体吐出孔８を４つ列の副マニホールド５ａに分けて繋ぐ設計をする際に、各副マニホールド５ａに繋がる個別流路３２が等しい間隔で繋がるとは限らないため、マニホールド５ａの延在方向、すなわち主走査方向に平均１７０μｍ（１５０ｄｐｉならば２５．４ｍｍ／１５０＝１６９μｍ間隔である）以下の間隔で個別流路３２が形成されているということである。
【００３９】
圧電アクチュエータユニット２１の上面における各液体加圧室１０に対向する位置には後述する個別電極３５がそれぞれ形成されている。個別電極３５は液体加圧室１０より一回り小さく、液体加圧室１０とほぼ相似な形状を有しており、圧電アクチュエータユニット２１の上面における液体加圧室１０と対向する領域内に収まるように配置されている。
【００４０】
流路部材４の下面の液体吐出面には多数の液体吐出孔８が形成されている。これらの液体吐出孔８は、流路部材４の下面側に配置された副マニホールド５ａと対向する領域を避けた位置に配置されている。また、これらの液体吐出孔８は、流路部材４の下面側における圧電アクチュエータユニット２１と対向する領域内に配置されており、４つの液体吐出孔群７ａ〜ｄとなっている。これらの液体吐出孔群７は圧電アクチュエータユニット２１とほぼ同一の大きさおよび形状の領域を占有しており、対応する圧電アクチュエータユニット２１の変位素子５０を変位させることにより液体吐出孔８から液滴が吐出できる。そして、それぞれの領域内の液体吐出孔８は、流路部材４の長手方向に平行な複数の直線に沿って等間隔に配列されている。
【００４１】
ここで、本実施例の液体吐出ヘッド２による印刷とその際に生じる印刷の濃度の差について説明についてする。圧電アクチュエータユニット２１は、後述するように圧電体層の変形により液体加圧室１０の体積を変化させ、液体吐出孔８から液滴を吐出させる。液滴の吐出速度や吐出量などの吐出特性は、圧電アクチュエータユニット２１を製造する際に生じる圧電特性や厚さのばらつきに大きく影響を受けるため、各圧電アクチュエータユニット２１に対向した液体加圧室１０に繋がった液体吐出孔８は比較的近い吐出特性を示す。そして、圧電アクチュエータユニット２１に対応した液体吐出孔８の平均の吐出速度が異なると、印刷物への液滴の着弾位置がずれるため、圧電アクチュエータユニット２１に対応した液体吐出孔８が変わる部分の印刷物の直線性が劣るおそれがあり、圧電アクチュエータユニット２１に対応した液体吐出孔８の平均の吐出量が異なると、印刷物への液滴の着弾位置がずれるため、圧電アクチュエータユニット２１に対応した液体吐出孔８が変わる部分の印刷物で濃度差が生じるおそれがある。
【００４２】
このような印刷状態を改善する方法として、圧電アクチュエータユニット２１毎に、それに対向した液体加圧室１０の中の液体の温度を調整する方法がある。液体、特に液体吐出ヘッドに用いられる低粘度で溶媒の特性に近い液体は、温度を上げると粘度が低くなるため、圧電アクチュエータユニット２１に対向した液体加圧室１０の中の液体の温度を高くすると、液滴の吐出速度を高くし、吐出量を増やすことができる。これにより、吐出特性が異なった圧電アクチュエータユニット２１を用いる際には、圧電アクチュエータユニット２１に対向した液体加圧室１０の中の液体の温度に差をつけることにより、吐出特性の差を少なくすることができる。この際の温度差の調整は、印刷における直線性を重視するため、また、次に述べる点とも関係するため、液体の吐出速度を遅くするように調整するのが良い。
【００４３】
例えば、水を溶媒とし３０℃での粘度が６．０ｍＰａ・ｓのある液体は、温度が１℃高くなる毎に粘度が約０．１６ｍＰａ・ｓ低くなる。この粘度変化は、±１０℃程度の温度範囲ではほぼ直線的になる。この液体を後述の液体吐出ヘッドを３０℃に保って、１つの圧電アクチュエータ２１を駆動して、吐出すると８．０ｍ／ｓの平均吐出速度が得られ、液体吐出ヘッドの温度を３２℃に上げると８．５ｍ／ｓの平均吐出速度が得られた。同じヘッドの別の圧電アクチュエータ２１を駆動すると、３０℃での平均吐出速度は７．５ｍ／ｓであり、３２℃では、平均吐出速度は８．０ｍ／ｓとなった。このような液体吐出ヘッドでは、先の圧電アクチュエータ２１に重なるヒータ４０を３０℃に保ち、後の圧電アクチュエータ２１に重なるヒータ４０を３２℃にすれば、平均吐出速度の差をほとんどなくすことができる。なお、前述のように粘度変化はほぼ線型であるため、温度差を２℃に保つようにすれば、別の温度に調整しても良い。
【００４４】
以上２つの圧電アクチュエータユニット２１について説明したが、３つ以上の圧電アクチュエータユニット２１がある場合も同様に、温度差を所定値にすればよい。例えば、４つの圧電アクチュエータユニット２１に対して、一端から第１の圧電アクチュエータユニット２１〜第４の圧電アクチュエータユニット２１とすれば、第１の圧電アクチュエータユニット２１を基準にして、第２の圧電アクチュエータユニット２１〜第４の圧電アクチュエータユニット２１の温度差を＋１．５℃、＋０．８℃、−０．４℃というようにすればよい。
【００４５】
続いて、本実施例の液体吐出ヘッド２による印刷の細部、特に２つの圧電アクチュエータユニット２１により印刷される領域について、図６により説明する。図６は流路部材４を上から透視した図であり、液体吐出孔群７以外は省略してある。液体吐出孔８は、流路部材４の長手方向に平行な仮想直線Ｌ上に、この仮想直線Ｌと直角な方向から各液体吐出孔８の形成位置を射影した射影点が、印刷の解像度に対応した間隔で等間隔に途切れずに並ぶような位置に形成されている。これによって、液体吐出ヘッド２は、流路部材４における液体吐出孔８が形成された領域の長手方向についてのほぼ全領域にわたって、印刷の解像度に対応した間隔で途切れずに印刷できるようになっている。そして、各液体吐出孔群７から仮想直線Ｌに投影された領域には、１つの液体吐出孔群だけが投影されている領域ＬＡ、ＬＣと、複数の液体吐出孔群７から投影されている領域ＬＢがある。印刷は、領域ＬＡでは１つの圧電アクチュエータユニット２１により吐出された液滴が印刷され、領域ＬＢでは２つの圧電アクチュエータユニット２１により吐出された液滴が印刷される。最も外側に位置する圧電アクチュエータユニット２１の外側の斜辺を含む三角形の部分に対応した領域ＬＣでは、液体吐出孔８が等間隔となっていないため、液体吐出ヘッド２を単独で用いる場合は、領域ＬＣに対応する部分は通常使用されない。複数の液体吐出ヘッド２用いて、印刷される領域が長手方向に並ぶようにして印刷する場合には次に述べる領域ＬＢの場合と同様に使用することもできる。
【００４６】
領域ＬＢでは２つの圧電アクチュエータユニット２１により吐出された液滴が印刷される。印刷用紙Ｐを搬送方向Ｂに相対的に移動させて印刷する場合を考えると、領域ＬＢに対応する位置の印刷状態は、領域ＬＢに液滴を吐出する２つの圧電アクチュエータユニット２１の特性に影響を受ける。具体的には液滴の吐出量および吐出速度が影響する。液滴の吐出量により印刷される画素の面積が変わるが、領域ＬＢの中で隣接する領域ＬＡに近づくと、その領域ＬＡを印刷するのと同じ圧電アクチュエータユニット２１により吐出された液滴により形成された画素の割合が増えていくため、液滴の吐出量の差は比較的なだらかに変化するため目立ち難い。
【００４７】
これに対して、液滴の吐出速度が変わると、印刷用紙Ｐに着弾するまでの時間が変わるため、着弾位置が搬送方向Ｂと平行な方向にずれる。領域ＬＢに液滴を吐出する２つの圧電アクチュエータユニット２１の間に速度差があると画素の位置がずれることにより、人間が感じる濃度に差が生じる。この濃度差は印刷されるパターンにもよるが、領域ＬＢの中で連続的に変化するわけではないので、領域ＬＡと領域ＬＢの境目には、人間が感じる濃度に差が生じやすい。
【００４８】
このような印刷状態を改善するには、複数の液体吐出孔群７から液滴が吐出される領域ＬＢに吐出される液滴の速度を平均化するようにヒータ４０の温度を調整する。具体的には、液体吐出孔群７ａと液体吐出孔群７ｂの間で液滴の吐出速度を補正する場合は、その間の領域ＬＢに液体を吐出する、液体吐出孔群７ａのうちの台形の斜辺を含む３角形の領域７ａ−Ｌに属する液体吐出孔から吐出される液滴の吐出速度の平均と、液体吐出孔群７ｂのうちの台形の斜辺を含む３角形の領域７ｂ−Ｒに属する液体吐出孔から吐出される液滴の吐出速度の平均との差を減ずるようにヒータ４０の温度を調整する。上述のように温度を上げることにより吐出速度を速くでき、温度を下げることで吐出速度を遅くできる。
【００４９】
４つの圧電アクチュエータユニット２１全体を調整するには、例えば、一端の液体吐出孔群７ａと液体吐出孔群７ｂとの間の領域ＬＢに投影される液体吐出孔群７ａ−Ｌから吐出される液体の平均速度と、液体吐出孔郡７ｂ−Ｒから吐出される液滴の平均速度との差を少なくするようにする。この際、一方の温度を固定して、他方の温度を変えて差を少なくしてもよく、両方の温度を、速度差が少なくなるように変えてよい。続いて、液体吐出孔群７ｂと液体吐出孔群７ｃとの間の領域ＬＢに投影される液体吐出孔群７ｂ−Ｌから吐出される液体の平均速度と、液体吐出孔郡７ｃ−Ｒから吐出される液体の平均速度との差を少なくするようにする。この際は、液体吐出孔郡７ｃ−Ｒから吐出される液滴の平均速度が液体吐出孔郡７ｂ−Ｌから吐出される液滴の平均速度に近づくように、液体吐出孔郡７ｃに対応する圧電アクチュエータ２１のヒータ４０の温度を調整する。さらに、液体吐出孔群７ｃと液体吐出孔群７ｄとの間の領域ＬＢに投影される液体吐出孔群７ｃ−Ｌから吐出される液体の平均速度と、液体吐出孔郡７ｄ−Ｒから吐出される液体の平均速度との差を少なくするようにする。この際は、液体吐出孔郡７ｄ−Ｒから吐出される液滴の平均速度が液体吐出孔郡７ｂ−Ｌから吐出される液滴の平均速度に近づくように、液体吐出孔郡７ｄに対応する圧電アクチュエータ２１のヒータ４０の温度を調整する。
【００５０】
このように４つの圧電アクチュエータユニットに対応するヒータ４０の温度差を定めれば、温度差を保ったまま全体の温度を変えても良い。また、ヒータ制御部は、この温度差と、吐出する液体の粘度の温度特性を記憶させ、別の液体に適した温度差を設定できるようにしても良い。具体的には、前述の粘度の温度特性が−０．１６ｍＰａ・ｓ／℃の液体を吐出する際に温度差を２℃にすることで、吐出速度の差をほぼなくすことのできる液体吐出ヘッドで、粘度の温度特性が前述の液体の１／２倍の−０．０８ｍＰａ・ｓ／℃の液体を吐出する場合は、温度差を２℃の１／２倍の１℃になるようにすれば良い。
【００５１】
以上のようにすることにより、境界の領域ＬＢにおけるアクチュエータユニット毎の液滴の吐出速度の差が少なくなり、領域ＬＢおよびそれに隣接する領域ＬＡにおける濃度差が人の目に目立たなくできる。このように調整した結果、例えば、吐出孔群７ａ−Ｍから吐出された液滴で印刷された部分と吐出孔群７ｄ−Ｍから吐出された液滴で印刷された部分では液滴の大きさが異なることで実際の印刷の濃度差があったとしても、それらの間で濃度差が比較的連続的に変化するため、人に目には濃度差は目立たない。逆に、各アクチュエータユニットから吐出される液滴により印刷される濃度を平均化させるように温度を調節すると、人の目で見た場合、境界の領域ＬＢ付近で濃度差が目立ってしまうことがある。
【００５２】
平均吐出速度の調整は、速度差を平均吐出速度の３％以内、特に１．５％以内にすることが好ましく、これにより濃度差をより目立たなくさせることができる。具体的には、平均吐出速度が８ｍ／ｓ程度であれば、平均吐出速度の差は、０．２ｍ／ｓ以内、特に０．１ｍ／ｓ以内に調整する。
【００５３】
以上、単純にするため、圧電アクチュエータユニット２１により特性が変動するように説明したが、実際には、圧電アクチュエータユニット２１と流路部材４を接合する際に生じる圧電アクチュエータユニット２１内の残留応力などによっても特性は変動する。
【００５４】
流路部材４の内部には、多数のしぼり１２が形成されている。これらのしぼり１２は、液体加圧室群９と対向する領域内に配置されている。本実施形態のしぼり１２は、水平面に平行な１方向に沿って延在している。しぼり１２の一方の端は、後述の個別供給流路６を介して副マニホールド５ａに繋がっている。また、しぼり１２の他方の端は、液体加圧室１０に繋がっている。
【００５５】
ヘッド本体１３に含まれる流路部材４は、複数のプレートが積層された積層構造を有している。これらのプレートは、流路部材４の上面から順に、キャビティプレート２２、ベースプレート２３、アパーチャ（しぼり）プレート２４、サプライプレート２５、２６、マニホールドプレート２７、２８、２９、カバープレート３０およびノズルプレート３１である。これらのプレートには多数の孔が形成されている。各プレートは、これらの孔が互いに連通して個別流路３２および副マニホールド５ａを構成するように、位置合わせして積層されている。ヘッド本体１３は、図５に示されているように、液体加圧室１０は流路部材４の上面に、副マニホールド５ａは内部の下面側に、液体吐出孔８は下面にと、個別流路３２を構成する各部分が異なる位置に互いに近接して配設され、液体加圧室１０を介して副マニホールド５ａと液体吐出孔８とが繋がる構成を有している。
【００５６】
各プレートに形成された孔について説明する。これらの孔には、次のようなものがある。第１に、キャビティプレート２２に形成された液体加圧室１０である。第２に、液体加圧室１０の一端から副マニホールド５ａへと繋がる流路を構成する連通孔である。この連通孔は、ベースプレート２３（詳細には液体加圧室１０の入り口）からサプライプレート２５（詳細には副マニホールド５ａの出口）までの各プレートに形成されている。なお、この連通孔には、アパーチャプレート２４に形成されたしぼり１２と、サプライプレート２５、２６に形成された個別供給流路６とが含まれている。
【００５７】
第３に、液体加圧室１０の他端から液体吐出孔８へと連通する流路を構成する連通孔であり、この連通孔は、以下の記載においてディセンダ（部分流路）と呼称される。ディセンダは、ベースプレート２３（詳細には液体加圧室１０の出口）からノズルプレート３１（詳細には液体吐出孔８）までの各プレートに形成されている。第４に、副マニホールド５ａを構成する連通孔である。この連通孔は、マニホールドプレート２７〜３０に形成されている。
【００５８】
このような連通孔が相互に繋がり、副マニホールド５ａからの液体の流入口（副マニホールド５ａの出口）から液体吐出孔８に至る個別流路３２を構成している。副マニホールド５ａに供給された液体は、以下の経路で液体吐出孔８から吐出される。まず、副マニホールド５ａから上方向に向かって、個別供給流路６を通り、しぼり１２の一端部に至る。次に、しぼり１２の延在方向に沿って水平に進み、しぼり１２の他端部に至る。そこから上方に向かって、液体加圧室１０の一端部に至る。さらに、液体加圧室１０の延在方向に沿って水平に進み、液体加圧室１０の他端部に至る。そこから少しずつ水平方向に移動しながら、主に下方に向かい、下面に開口した液体吐出孔８へと進む。
【００５９】
圧電アクチュエータユニット２１は、図５に示されるように、２枚の圧電セラミック層２１ａ、２１ｂからなる積層構造を有している。これらの圧電セラミック層２１ａ、２１ｂはそれぞれ２０μｍ程度の厚さを有している。圧電アクチュエータユニット２１全体の厚さは４０μｍ程度である。圧電セラミック層２１ａ、２１ｂのいずれの層も複数の液体加圧室１０を跨ぐように延在している（図３参照）。これらの圧電セラミック層２１ａ、２１ｂ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。
【００６０】
圧電アクチュエータユニット２１は、Ａｇ−Ｐｄ系などの金属材料からなる共通電極３４およびとＡｕ系などの金属材料からなる個別電極３５を有している。個別電極３５は上述のように圧電アクチュエータユニット２１の上面における液体加圧室１０と対向する位置に配置されている。個別電極３５の一端は、液体加圧室１０と対向する領域外に引き出されて接続電極３６が形成されている。この接続電極３６は例えばガラスフリットを含む金からなり、厚さが１５μｍ程度で凸状に形成されている。接続電極３６は、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）４５に設けられた電極４６と接続導体４７を介して電気的に接合されている。詳細は後述するが、個別電極３５には、制御部１００からＦＰＣ４５を通じて吐出信号が供給される。
【００６１】
ＦＰＣ４５の圧電アクチュエータユニット２１と反対の面には、ヒータ４０が接合されている。ヒータ４０は、限定されるものではないが、コストの低い発熱電極が埋め込まれたフィルムヒータが好ましい。ヒータ４０は、接続導体４７およびＦＰＣ４５と圧電アクチュエータユニット２１の間の大気を通して圧電アクチュエータユニット２１を加熱し、さらに流路部材４および流路部材４の中の液体を加熱する。
【００６２】
共通電極３４は、圧電セラミック層２１ａと圧電セラミック層２１ｂとの間の領域に面方向のほぼ全面にわたって形成されている。すなわち、共通電極３４は、圧電アクチュエータユニット２１に対向する領域内の全ての液体加圧室１０を覆うように延在している。共通電極３４の厚さは２μｍ程度である。共通電極３４は図示しない領域において接地され、グランド電位に保持されている。本実施形態では、圧電セラミック層２１ｂ上において、個別電極３５からなる電極群を避ける位置に個別電極３５とは異なる表面電極（不図示）が形成されている。表面電極は、圧電セラミック層２１ｂの内部に形成されたスルーホールを介して共通電極３４と電気的に接続されているとともに、多数の個別電極３５と同様に、ＦＰＣ４５上の別の電極と接続されている。
【００６３】
図５に示されるように、共通電極３４と個別電極３５とは、最上層の圧電セラミック層２１ｂのみを挟むように配置されている。圧電セラミック層２１ｂにおける個別電極３５と共通電極３４とに挟まれた領域は活性部と呼称され、その部分の圧電セラミックスには分極が施されている。本実施形態の圧電アクチュエータユニット２１においては、最上層の圧電セラミック層２１ｂのみが活性部を含んでおり、圧電セラミック２１ａは活性部を含んでおらず、振動板として働く。この圧電アクチュエータユニット２１はいわゆるユニモルフタイプの構成を有している。
【００６４】
なお、後述のように、個別電極３５に選択的に所定の吐出信号が供給されることにより、この個別電極３５に対応する液体加圧室１０内の液体に圧力が加えられる。これによって、個別流路３２を通じて、対応する液体吐出口８から液滴が吐出される。すなわち、圧電アクチュエータユニット２１における各液体加圧室１０に対向する部分は、各液体加圧室１０および液体吐出口８に対応する個別の変位素子５０（アクチュエータ）に相当する。つまり、２枚の圧電セラミック層からなる積層体中には、図５に示されているような構造を単位構造とする変位素子５０が液体加圧室１０毎に、液体加圧室１０の直上に位置する振動板２１ａ、共通電極３４、圧電セラミック層２１ｂ、個別電極３５により作り込まれており、圧電アクチュエータユニット２１には変位素子５０が複数含まれている。なお、本実施形態において１回の吐出動作によって液体吐出口８から吐出される液体の量は５〜７ｐＬ（ピコリットル）程度である。
【００６５】
多数の個別電極３５は、個別に電位を制御することができるように、それぞれがＦＰＣ４５の電極４６を介して、個別にアクチュエータ制御部に電気的に接続されている。
【００６６】
本実施形態における圧電アクチュエータユニット２１においては、個別電極３５を共通電極３４と異なる電位にして圧電セラミック層２１ｂに対してその分極方向に電界を印加すると、この電界が印加された部分が、圧電効果により歪む活性部として働く。この時圧電セラミック層２１ｂは、その厚み方向すなわち積層方向に伸長または収縮し、圧電横効果により積層方向と直角な方向すなわち面方向には収縮または伸長しようとする。一方、残りの圧電セラミック層２１ａは、個別電極３５と共通電極３４とに挟まれた領域をもたない非活性層であるので、自発的に変形しない。つまり、圧電アクチュエータユニット２１は、上側（つまり、液体加圧室１０とは離れた側）の圧電セラミック層２１ｂを活性部を含む層とし、かつ下側（つまり、液体加圧室１０に近い側）の圧電セラミック層２１ａ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。
【００６７】
この構成において、電界と分極とが同方向となるように、アクチュエータ制御部により個別電極３５を共通電極３４に対して正または負の所定電位とすると、圧電セラミック層２１ｂの電極に挟まれた部分（活性部）が、面方向に収縮する。一方、非活性層の圧電セラミック層２１ａは電界の影響を受けないため、自発的には縮むことがなく活性部の変形を規制しようとする。この結果、圧電セラミック層２１ｂと圧電セラミック層２１ａとの間で分極方向への歪みに差が生じて、圧電セラミック層２１ｂは液体加圧室１０側へ凸となるように変形（ユニモルフ変形）する。
【００６８】
本実施の形態における実際の駆動手順は、予め個別電極３５を共通電極３４より高い電位（以下高電位と称す）にしておき、吐出要求がある毎に個別電極３５を共通電極３４と一旦同じ電位（以下低電位と称す）とし、その後所定のタイミングで再び高電位とする。これにより、個別電極３５が低電位になるタイミングで、圧電セラミック層２１ａ、ｂが元の形状に戻り、液体加圧室１０の容積が初期状態（両電極の電位が異なる状態）と比較して増加する。このとき、液体加圧室１０内に負圧が与えられ、液体がマニホールド５側から液体加圧室１０内に吸い込まれる。その後再び個別電極３５を高電位にしたタイミングで、圧電セラミック層２１ａ、ｂが液体加圧室１０側へ凸となるように変形し、液体加圧室１０の容積減少により液体加圧室１０内の圧力が正圧となり液体への圧力が上昇し、液滴が吐出される。つまり、液滴を吐出させるため、高電位を基準とするパルスを含む吐出信号を個別電極３５に供給することになる。このパルス幅は、液体加圧室１０内において圧力波がマニホールド５から液体吐出孔８まで伝播する時間長さであるＡＬ（Acoustic Length）が理想的である。これによると、液体加圧室１０内部が負圧状態から正圧状態に反転するときに両者の圧力が合わさり、より強い圧力で液滴を吐出させることができる。
【００６９】
また、階調印刷においては、液体吐出孔８から連続して吐出される液滴の数、つまり液滴吐出回数で調整される液滴量（体積）で階調表現が行われる。このため、指定された階調表現に対応する回数の液滴吐出を、指定されたドット領域に対応する液体吐出孔８から連続して行なう。一般に、液体吐出を連続して行なう場合は、液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とすることが好ましい。これにより、先に吐出された液滴を吐出させるときに発生した圧力の残余圧力波と、後に吐出させる液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、これらが重畳して液滴を吐出するための圧力を増幅させることができる。
【００７０】
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、上述の実施形態および変形例においては、液体吐出ヘッドの平面形状が長方形形状になっているが、正方形であってもよい。
【００７１】
以上のような液体吐出ヘッド２は、例えば、以下のようにして作製する。
【００７２】
ロールコータ法、スリットコーター法などの一般的なテープ成形法により、圧電性セラミック粉末と有機組成物からなるテープの成形を行ない、焼成後に圧電セラミック層２１ａ、２１ｂとなる複数のグリーンシートを作製する。グリーンシートの一部には、その表面に共通電極３４となる電極ペーストを印刷法等により形成する。また、必要に応じてグリーンシートの一部にビアホールを形成し、その内部にビア導体を挿入する。
【００７３】
ついで、各グリーンシートを積層して積層体を作製し、加圧密着を行なう。加圧密着後の積層体を高濃度酸素雰囲気下で焼成し、その後有機金ペーストを用いて焼成体表面に個別電極２５を印刷して、焼成した後、Ａｇペーストを用いて接続電極３６を印刷し、焼成することにより、圧電アクチュエータユニット２１を作製する。
【００７４】
次に、流路部材４を、圧延法等により得られプレート２２〜３１を積層して作製する。プレート２２〜３１に、マニホールド５、個別供給流路６、液体加圧室１０およびディセンダなどとなる孔を、エッチングにより所定の形状に加工する。
【００７５】
これらプレート２２〜３１は、Ｆｅ―Ｃｒ系、Ｆｅ−Ｎｉ系、ＷＣ−ＴｉＣ系の群から選ばれる少なくとも１種の金属によって形成されていることが望ましく、特に液体としてインクを使用する場合にはインクに対する耐食性の優れた材質からなることが望ましため、Ｆｅ−Ｃｒ系がより好ましい。
【００７６】
圧電アクチュエータユニット２１と流路部材４とは、例えば接着層を介して積層接着することができる。接着層としては、周知のものを使用することができるが、圧電アクチュエータユニット２１や流路部材４への影響を及ぼさないために、熱硬化温度が１００〜１５０℃のエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂の群から選ばれる少なくとも１種の熱硬化性樹脂系の接着剤を用いるのがよい。このような接着層を用いて熱硬化温度にまで加熱することによって、圧電アクチュエータユニット２１と流路部材４とを加熱接合することができる。
【００７７】
次に、接続電極３６に接続電極４７として銀ペーストを塗布し、ＦＰＣ４５を接続した。さらに、ＦＰＣ４５にヒータ４０としてフィルムヒータを貼り付け。ヒータ４０の加熱用電極をヒータ制御部を備えた、回路基板に接続して、液体吐出ヘッド２を得る。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る液体吐出ヘッドを含むプリンタの概略構成図である。
【図２】図１の液体吐出ヘッドを構成するヘッド本体を示す上面図である。
【図３】図２の一点鎖線に囲まれた領域の拡大図である。
【図４】図２の一点鎖線に囲まれた領域の拡大図であり、説明のため一部の流路を省略した図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図である。
【図６】図１の液体吐出ヘッドを構成するヘッド本体を示す上面図であり、液体吐出孔群以外を省略したものである。
【図７】印刷されたものの濃度の違いを説明する図である。
【符号の説明】
【００７９】
１・・・プリンタ
２・・・液体吐出ヘッド
４・・・流路部材
５・・・マニホールド
５ａ・・・副マニホールド
５ｂ・・・開口
６・・・個別供給流路
７ａ、ｂ、ｃ、ｄ・・・液体吐出孔群
８・・・液体吐出孔
９・・・液体加圧室群
１０・・・液体加圧室
１１ａ、ｂ、ｃ、ｄ・・・液体加圧室列
１２・・・しぼり
１５ａ、ｂ、ｃ、ｄ・・・液体吐出孔列
２１・・・圧電アクチュエータユニット
２１ａ・・・圧電セラミック層（振動板）
２１ｂ・・・圧電セラミック層
２２〜３１・・・プレート
３２・・・個別流路
３４・・・共通電極
３５・・・個別電極
３６・・・接続電極
４０・・・ヒータ
４５・・・ＦＰＣ
４６・・・電極
４７・・・接続導体
５０・・・変位素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアクチュエータを含む複数のアクチュエータユニットと、前記複数のアクチュエータにそれぞれ対向して設けられた複数の液体加圧室と、該複数の液体加圧室にそれぞれ繋がった複数の液体吐出孔と、前記複数の液体加圧室に液体を供給するマニホールドと、前記複数のアクチュエータユニットにそれぞれ重なるように設けられた複数のヒータと、前記複数のヒータの動作を制御するヒータ制御部とを備えた液体吐出ヘッドであって、前記ヒータ制御部は、前記複数のヒータの温度差が所定の値となるよう制御することを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
請求項１記載の液体吐出ヘッドを調整する調整方法であって、同一の温度で前記各アクチュエータユニットに対向した液体加圧室に繋がった液体吐出孔から吐出される液体の平均速度を比較して、吐出される液体の平均速度の遅い前記アクチュエータユニットに重なるように設けられた前記ヒータの温度を、吐出される液体の平均速度の速い前記アクチュエータユニットに重なるように設けられた前記ヒータの温度より高くして、温度差が前記所定の値となるように調整することを特徴とする液体吐出ヘッドの調整方法。
【請求項３】
請求項１記載の液体吐出ヘッドを調整する調整方法であって、前記複数の液体吐出孔が２次元的に、かつ一方方向に等間隔で配置されており、１つの前記アクチュエータユニットに含まれる前記複数のアクチュエータと対向する前記複数の液体加圧室にそれぞれ繋がった前記液体吐出孔の集合を１つの液体吐出孔群とし、複数の液体吐出孔群を前記一方方向に平行な直線に直角に投影したとき、１つの前記液体吐出孔群だけが投影されている領域と複数の前記液体吐出孔群が投影されている領域とを有するとともに、前記複数の前記液体吐出孔群が投影されている領域の各液体吐出孔群の液体吐出孔において、前記領域の液体吐出孔から吐出される液体の平均速度の遅い前記アクチュエータユニットに重なるように設けられた前記ヒータの温度を、前記領域の液体吐出孔から吐出される液体の平均速度の速い前記アクチュエータユニットに重なるように設けられた前記ヒータの温度より高くして、温度差が前記所定の値となるように調整することを特徴とする液体吐出ヘッドの調整方法。
【請求項４】
請求項１記載の液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して相対的に搬送させる搬送部と、前記液体吐出ヘッドの駆動を制御する制御部とを備えることを特徴とする記録装置。
【請求項１】
複数のアクチュエータを含む複数のアクチュエータユニットと、前記複数のアクチュエータにそれぞれ対向して設けられた複数の液体加圧室と、該複数の液体加圧室にそれぞれ繋がった複数の液体吐出孔と、前記複数の液体加圧室に液体を供給するマニホールドと、前記複数のアクチュエータユニットにそれぞれ重なるように設けられた複数のヒータと、前記複数のヒータの動作を制御するヒータ制御部とを備えた液体吐出ヘッドであって、前記ヒータ制御部は、前記複数のヒータの温度差が所定の値となるよう制御することを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
請求項１記載の液体吐出ヘッドを調整する調整方法であって、同一の温度で前記各アクチュエータユニットに対向した液体加圧室に繋がった液体吐出孔から吐出される液体の平均速度を比較して、吐出される液体の平均速度の遅い前記アクチュエータユニットに重なるように設けられた前記ヒータの温度を、吐出される液体の平均速度の速い前記アクチュエータユニットに重なるように設けられた前記ヒータの温度より高くして、温度差が前記所定の値となるように調整することを特徴とする液体吐出ヘッドの調整方法。
【請求項３】
請求項１記載の液体吐出ヘッドを調整する調整方法であって、前記複数の液体吐出孔が２次元的に、かつ一方方向に等間隔で配置されており、１つの前記アクチュエータユニットに含まれる前記複数のアクチュエータと対向する前記複数の液体加圧室にそれぞれ繋がった前記液体吐出孔の集合を１つの液体吐出孔群とし、複数の液体吐出孔群を前記一方方向に平行な直線に直角に投影したとき、１つの前記液体吐出孔群だけが投影されている領域と複数の前記液体吐出孔群が投影されている領域とを有するとともに、前記複数の前記液体吐出孔群が投影されている領域の各液体吐出孔群の液体吐出孔において、前記領域の液体吐出孔から吐出される液体の平均速度の遅い前記アクチュエータユニットに重なるように設けられた前記ヒータの温度を、前記領域の液体吐出孔から吐出される液体の平均速度の速い前記アクチュエータユニットに重なるように設けられた前記ヒータの温度より高くして、温度差が前記所定の値となるように調整することを特徴とする液体吐出ヘッドの調整方法。
【請求項４】
請求項１記載の液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して相対的に搬送させる搬送部と、前記液体吐出ヘッドの駆動を制御する制御部とを備えることを特徴とする記録装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１４９２９０（Ｐ２０１０−１４９２９０Ａ）
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２６９８３（Ｐ２００８−３２６９８３）
【出願日】平成２０年１２月２４日（２００８．１２．２４）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２４日（２００８．１２．２４）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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