特開 2024-169223 液滴吐出ヘッド

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024169223

(43)【公開日】2024-12-05

(54)【発明の名称】液滴吐出ヘッド

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/14 20060101AFI20241128BHJP

【ＦＩ】

B41J2/14 301

B41J2/14 603

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023086512

(22)【出願日】2023-05-25

(71)【出願人】

【識別番号】000005267

【氏名又は名称】ブラザー工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001841

【氏名又は名称】弁理士法人ＡＴＥＮ

(72)【発明者】

【氏名】吉野 隆晃

(72)【発明者】

【氏名】垣内 徹

(72)【発明者】

【氏名】水野 泰介

【テーマコード（参考）】

2C057

【Ｆターム（参考）】

2C057AG02

2C057AG11

2C057AG29

(57)【要約】

【課題】高い駆動周波数で圧電素子を駆動させる場合にも、圧電素子に付与する駆動電圧を低くでき、かつ、ノズルから安定して液滴を吐出させることができるようにする。
【解決手段】ヘッドは、ノズルの直径Ｄ［μｍ］及びノズルのテーパー角度θ［°］が下記式（１）（２）（３）を満たす。
θ≧２．１×Ｄ－３６．４ ・・・式（１）
Ｄ＞２２ ・・・式（２）
θ＜４５ ・・・式（３）
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ノズルと前記ノズルに連通する圧力室とを含む流路を有する流路部材と、
前記流路部材に固定され、前記圧力室内の液体に圧力を付与して前記ノズルから液滴を吐出させる圧電素子と、を備え、
前記流路の固有周波数Ｆｒが１２０ｋＨｚ以上であり、
前記ノズルの直径Ｄ［μｍ］及び前記ノズルのテーパー角度θ［°］が下記式（１）（２）（３）を満たすことを特徴とする、液滴吐出ヘッド。
θ≧２．１×Ｄ－３６．４ ・・・式（１）
Ｄ＞２２ ・・・式（２）
θ＜４５ ・・・式（３）

【請求項2】

前記圧電素子の限界駆動周波数が５０ｋＨｚ以上であることを特徴とする、請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。

【請求項3】

前記ノズルの直径Ｄ［μｍ］がさらに下記式（２’）を満たすことを特徴とする、請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
Ｄ≧２５ ・・・式（２’）

【請求項4】

前記ノズルは金属部材で画定され、
前記ノズルのテーパー角度θ［°］がさらに下記式（３’）を満たすことを特徴とする、請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
θ≦２５ ・・・式（３’）

【請求項5】

前記ノズルの直径Ｄ［μｍ］及び前記ノズルのテーパー角度θ［°］がさらに下記式（１’）を満たすことを特徴とする、請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
θ≧２．１×Ｄ－１８．２ ・・・式（１’）

【請求項6】

前記ノズルの厚みが５０μｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。

【請求項7】

前記ノズルは、液滴が吐出される一端と、前記一端よりも前記圧力室に近い他端とを有し、前記一端から前記他端に亘って一定の前記テーパー角度を有することを特徴とする、請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。

【請求項8】

前記ノズルが一列３００ｄｐｉ以上のピッチで配置されたことを特徴とする、請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。

【請求項9】

前記ノズルの開口が円形状であることを特徴とする、請求項１～８のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッド。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ノズルの直径が１８～２２μｍという条件で、５０ｋＨｚ以上の駆動周波数で圧電素子を駆動させる場合、ノズルのテーパー角度が６°以上であると、ノズルから安定して液体を吐出させることができる点が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－８４２８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

高速記録を行うため、駆動周波数をより高くすることが考えられる。駆動周波数を高めるための手段の１つは、流路の固有周波数Ｆｒを高めることである。

【0005】

しかしながら、固有周波数Ｆｒを高めると、ノズルの直径及びノズルのテーパー角度によっては、ノズルから所定量の液滴を吐出させるために圧電素子に高い駆動電圧を付与する必要が生じる。

【0006】

圧電素子は、高い駆動電圧が付与されると、ジュール熱の法則に基づいて、発熱量が増大する。圧電素子の熱が流路内の液体に伝わると、液体の粘度が低くなる。液体の粘度が低くなるほど、ノズルから吐出される液滴のサイズが大きくなる。ノズルから吐出される液滴のサイズが大きくなると、その液滴により形成される画像の濃度が高くなる。ひいては、記録中に圧電素子の発熱量が変動することで、画像に濃度ムラが生じてしまう。

【0007】

本発明の目的は、高い駆動周波数で圧電素子を駆動させる場合にも、圧電素子に付与する駆動電圧を低くでき、かつ、ノズルから安定して液滴を吐出させることができる、液滴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】

【0008】

本発明に係る液滴吐出ヘッドは、ノズルと前記ノズルに連通する圧力室とを含む流路を有する流路部材と、前記流路部材に固定され、前記圧力室内の液体に圧力を付与して前記ノズルから液滴を吐出させる圧電素子と、を備え、前記流路の固有周波数Ｆｒが１２０ｋＨｚ以上であり、前記ノズルの直径Ｄ［μｍ］及び前記ノズルのテーパー角度θ［°］が下記式（１）（２）（３）を満たすことを特徴とする。
θ≧２．１×Ｄ－３６．４ ・・・式（１）
Ｄ＞２２ ・・・式（２）
θ＜４５ ・・・式（３）

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態に係るヘッド１を含むプリンタ１００の平面図である。

【図2】プリンタ１００の電気的構成を示すブロック図である。

【図3】ヘッド１の平面図である。

【図4】図３のＩＶ－ＩＶ線に沿ったヘッド１の断面図である。

【図5】ノズルの直径Ｄ及びノズルのテーパー角度θと、駆動電圧との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

＜プリンタ１００の全体構成＞
プリンタ１００は、図１に示すように、本発明の一実施形態に係るヘッド１を有する。

【0011】

プリンタ１００は、筐体１００Ａと、ヘッドユニット１Ｘと、プラテン３と、搬送機構４と、制御部５とを備えている。ヘッドユニット１Ｘ、プラテン３、搬送機構４及び制御部５は、筐体１００Ａ内に配置されている。

【0012】

ヘッドユニット１Ｘの紙幅方向の長さは、ヘッドユニット１Ｘの搬送方向の長さよりも長い。紙幅方向は、用紙９の幅に沿った方向であり、鉛直方向と直交する。ヘッドユニット１Ｘは、筐体１００Ａに固定されている。ヘッドユニット１Ｘの種類は、ライン式である。

【0013】

ヘッドユニット１Ｘは、４つのヘッド１を含む。４つのヘッド１は、紙幅方向に千鳥状に配置されている。ヘッド１の紙幅方向の長さは、ヘッド１の搬送方向の長さよりも長い。

【0014】

プラテン３は、鉛直方向と直交する平面に沿った板であり、ヘッドユニット１Ｘの下方に配置されている。プラテン３の上面に用紙９が支持される。

【0015】

搬送機構４は、２つのローラを有するローラ対４１と、２つのローラを有するローラ対４２と、図２に示す搬送モータ４３とを含む。搬送方向において、ヘッドユニット１Ｘ及びプラテン３が、ローラ対４１とローラ対４２との間に配置されている。搬送方向は、鉛直方向及び紙幅方向と直交する。

【0016】

制御部５の制御により搬送モータ４３が駆動されると、ローラ対４１，４２のローラが回転する。ローラ対４１，４２のローラが回転することによって、ローラ対４１，４２のローラに挟持された用紙９が搬送方向に搬送される。

【0017】

制御部５は、図２に示すように、ＣＰＵ５１と、ＲＯＭ５２と、ＲＡＭ５３とを含む。

【0018】

ＣＰＵ５１は、外部装置から入力されたデータに基づいて、ＲＯＭ５２やＲＡＭ５３に記憶されているプログラム及びデータにしたがい、各種制御を実行する。外部装置は、例えばpersonal computer (PC)である。

【0019】

ＲＯＭ５２には、ＣＰＵ５１が各種制御を行うためのプログラム及びデータが格納されている。ＲＡＭ５３は、ＣＰＵ５１がプログラムを実行する際に用いるデータを一時的に記憶する。

【0020】

＜ヘッド１の構成＞
ヘッド１は、図４に示すように、流路部材１２と、アクチュエータ部材１３とを含む。

【0021】

流路部材１２の上面には、図３に示すように、２つの供給口１２Ｘ及び２つの帰還口１２Ｙが開口している。２つの供給口１２Ｘは、流路部材１２における紙幅方向の一端に配置されている。２つの帰還口１２Ｙは、流路部材１２における紙幅方向の他端に配置されている。供給口１２Ｘ及び帰還口１２Ｙは、チューブを介してインクタンクと連通している。

【0022】

流路部材１２は、２つの共通流路１２Ａと、複数の個別流路１２Ｂとを有する。

【0023】

２つの共通流路１２Ａは、搬送方向に並び、かつ、それぞれ紙幅方向に延びている。共通流路１２Ａにおける紙幅方向の一端に、供給口１２Ｘが接続されている。共通流路１２Ａにおける紙幅方向の他端に、帰還口１２Ｙが接続されている。共通流路１２Ａは、供給口１２Ｘ及び帰還口１２Ｙを介してインクタンクに連通し、かつ、複数の個別流路１２Ｂに連通している。

【0024】

個別流路１２Ｂは、図４に示すように、ノズル１２Ｎと、ノズル１２Ｎに連通する圧力室１２Ｐと、ノズル１２Ｎと圧力室１２Ｐとを接続する接続路１２Ｄとを含む。個別流路１２Ｂは、本発明の「流路」に該当する。本実施形態において、個別流路１２Ｂの固有周波数Ｆｒは、高速記録に対応すべく圧電素子１３Ｘの駆動周波数を高める観点から、１２０ｋＨｚ以上である。

【0025】

流路部材１２は、７枚のプレート１２１～１２７を含む。７枚のプレート１２１～１２７のうち、最上層のプレート１２１に複数の圧力室１２Ｐが形成され、最下層のプレート１２７に複数のノズル１２Ｎが形成されている。プレート１２１の上面に複数の圧力室１２Ｐが開口し、プレート１２７の下面に複数のノズル１２Ｎが開口している。圧力室１２Ｐの開口は略矩形状であり、ノズル１２Ｎの開口は円形状である。

【0026】

プレート１２７は、金属製であり、本発明の「金属部材」に該当する。ノズル１２Ｎは、金属部材であるプレート１２７で画定され、レーザー加工又はパンチング加工により形成されたものである。プレート１２７の厚み（即ち、ノズル１２Ｎの厚み）Ｘは、５０μｍ以下である。

【0027】

ノズル１２Ｎは、下端（一端）と、当該下端よりも圧力室１２Ｐに近い上端（他端）とを有する。ノズル１２Ｎは、上端から下端に向かって先細りの形状を有する。ノズル１２Ｎの下端は、インク滴が吐出される開口であり、ノズル１２Ｎの上端よりも小さい直径を有する。ノズル１２Ｎを画定する側壁は、鉛直方向に対して傾斜している。ノズル１２Ｎは、下端から上端に亘って一定のテーパー角度θを有する。テーパー角度θは、ノズル１２Ｎを画定する側壁の鉛直方向に対する鋭角側の角度である。

【0028】

ノズル１２Ｎは、図３に示すように、紙幅方向に千鳥状に配置され、４つのノズル列Ｒ１～Ｒ４を構成している。各ノズル列Ｒ１～Ｒ４は、紙幅方向に並ぶ複数のノズル１２Ｎで構成されている。

【0029】

各ノズル列Ｒ１～Ｒ４において、複数のノズル１２Ｎは、紙幅方向に３００ｄｐｉ以上のピッチＰで配置されている。本実施形態では、各ノズル列Ｒ１～Ｒ４における記録解像度が３００ｄｐｉであり、ピッチＰは約８４μｍである。記録解像度とは、ノズル１２Ｎから吐出されたインク滴により記録される画像の解像度である。

【0030】

搬送方向に互いに隣接する２つのノズル列間では、紙幅方向におけるノズル１２Ｎの位置が、ピッチＰの半分ずれている。これにより、各ノズル列Ｒ１～Ｒ４における記録解像度が３００ｄｐｉの場合、４つのノズル列Ｒ１～Ｒ４により１２００ｄｐｉの記録解像度が実現される。本実施形態のヘッド１は、紙幅方向及び搬送方向において１２００ｄｐｉ×１２００ｄｐｉの記録解像度を有する。

【0031】

圧力室１２Ｐの幅Ｗは、３００μｍ以下である。圧力室１２Ｐの長さＬは、３５０μｍ以下である。幅Ｗは紙幅方向の長さであり、長さＬは搬送方向の長さである。圧力室１２Ｐの幅Ｗは、例えば２２５μｍである。圧力室１２Ｐの長さＬは、例えば３３０μｍである。

【0032】

接続路１２Ｄは、図４に示すように、圧力室１２Ｐの搬送方向の一端と、ノズル１２Ｎの上端とを接続している。接続路１２Ｄは、円柱状である。接続路１２Ｄの直径は、ノズル１２Ｎの上端の直径よりも大きい。

【0033】

インクタンク内のインクは、制御部５の制御により図２に示すポンプ１０が駆動されることで、供給口１２Ｘを介して共通流路１２Ａに供給され、共通流路１２Ａから複数の個別流路１２Ｂに分配される。

【0034】

後述する圧電素子１３Ｘの駆動により圧力室１２Ｐの容積が減少すると、圧力室１２Ｐ内のインクに圧力が付与される。圧力が付与されたインクは、接続路１２Ｄを通って、ノズル１２Ｎからインク滴として吐出される。

【0035】

供給口１２Ｘを介して共通流路１２Ａに供給されたものの個別流路１２Ｂへ分配されなかったインクは、帰還口１２Ｙを通じてインクタンクに戻る。

【0036】

アクチュエータ部材１３は、図４に示すように、流路部材１２の上面に固定されている。アクチュエータ部材１３は、金属製の振動板１３１と、圧電層１３２と、複数の個別電極１３３とを含む。

【0037】

アクチュエータ部材１３において圧力室１２Ｐと鉛直方向に重なる部分が、圧電素子１３Ｘとして機能する。圧電素子１３Ｘは、個別電極１３３に付与される電位に応じて独立して変形可能である。

【0038】

圧電素子１３Ｘは、薄膜圧電素子である。薄膜圧電素子の厚みＴは、５μｍ以下である。本実施形態では、厚みＴは、例えば３μｍである。薄膜圧電素子とは、いわゆるmicro electro mechanical systems（ＭＥＭＳ)である。圧電素子１３Ｘは、振動板１３１の上面に圧電層１３２となる薄膜と個別電極１３３となる薄膜とを順に形成したものである。

【0039】

振動板１３１は、流路部材１２の上面に、複数の圧力室１２Ｐを覆うように配置されている。圧電層１３２は、振動板１３１の上面に配置されている。個別電極１３３は、圧電層１３２の上面に、圧力室１２Ｐと鉛直方向に重なるように配置されている。

【0040】

振動板１３１及び複数の個別電極１３３は、ドライバＩＣ１４と電気的に接続されている。ドライバＩＣ１４は、振動板１３１の電位をグランド電位に維持する一方、個別電極１３３の電位を変化させる。振動板１３１は、複数の圧電素子１３Ｘに共通の電極である共通電極として機能する。

【0041】

ドライバＩＣ１４は、制御部５からの制御信号に基づいて駆動信号を生成し、当該駆動信号を個別電極１３３に供給する。駆動信号は、個別電極１３３の電位を所定の駆動電位とグランド電位との間で変化させる。

【0042】

次いで、本願発明者等が行った実験及び解析について説明する。

【0043】

本願発明者等は、ノズル１２Ｎの開口の直径Ｄと、ノズル１２Ｎのテーパー角度θとが、ノズル１２Ｎから所定量のインク滴を吐出させるために圧電素子１３Ｘに付与する駆動電圧に影響することに着眼し、直径Ｄ及びテーパー角度θが異なる複数のヘッド１の実験体を用いて実験を行った。直径Ｄ及びテーパー角度θ以外の構成は、複数の実験体において共通である。

【0044】

実験では、各実験体の圧電素子１３Ｘに駆動電圧を付与してノズル１２Ｎからインク滴を吐出させ、駆動電圧を実測した。そして、当該実測結果から、直径Ｄと駆動電圧との関係、及び、テーパー角度θと駆動電圧との関係を導出し、さらにこれらの関係から、直径Ｄ及びテーパー角度θと、駆動電圧との関係を導出した。

【0045】

図５に、解析結果を示す。図５では、駆動電圧の基準値を２０Ｖとし、基準値と同じ駆動電圧（±０Ｖ）に対応する直径Ｄ及びテーパー角度θの組み合わせ、基準値よりも１Ｖ低い駆動電圧（－１Ｖ）に対応する直径Ｄ及びテーパー角度θの組み合わせ、基準値よりも２Ｖ低い駆動電圧（－２Ｖ）に対応する直径Ｄ及びテーパー角度θの組み合わせ、基準値よりも３Ｖ低い駆動電圧（－３Ｖ）に対応する直径Ｄ及びテーパー角度θの組み合わせ、基準値よりも４Ｖ低い駆動電圧（－４Ｖ）に対応する直径Ｄ及びテーパー角度θの組み合わせ、並びに、基準値よりも５Ｖ低い駆動電圧（－５Ｖ）に対応する直径Ｄ及びテーパー角度θの組み合わせを、それぞれプロットで示している。

【0046】

図５において、直線Ｌ１は、基準値と同じ駆動電圧（±０Ｖ）に対応する直径Ｄ及びテーパー角度θの組み合わせのプロットを結ぶ直線であり、直径Ｄ［μｍ］及びテーパー角度θ［°］の式「θ＝２．１×Ｄ－３６．４」に合致する。直線Ｌ１’は、基準値よりも５Ｖ低い駆動電圧（－５Ｖ）に対応する直径Ｄ及びテーパー角度θの組み合わせのプロットを結ぶ直線であり、直径Ｄ［μｍ］及びテーパー角度θ［°］の式「θ＝２．１×Ｄ－１８．２」に合致する。

【0047】

図５から、直径Ｄ［μｍ］及びテーパー角度θ［°］が下記式（１）を満たすことで、高い駆動周波数で圧電素子１３Ｘを駆動させる場合にも、圧電素子１３Ｘに付与する駆動電圧を低く（即ち、上記基準値を超えないように）できることがわかる。さらに、直径Ｄ［μｍ］及びテーパー角度θ［°］が下記式（１’）を満たすことで、圧電素子１３Ｘに付与する駆動電圧をさらに低く（即ち、上記基準値よりも５Ｖ低い駆動電圧に）できることがわかる。そこで、本実施形態では、直径Ｄ［μｍ］及びテーパー角度θ［°］が下記式（１），（１’）を満たすように、ヘッド１を構成する。
θ≧２．１×Ｄ－３６．４ ・・・式（１）
θ≧２．１×Ｄ－１８．２ ・・・式（１’）

【0048】

また、本願発明者等は、直径Ｄが小さ過ぎる（具体的には２２μｍ以下である）と、記録に十分な量のインク滴を吐出させることができないこと、及び、テーパー角度θが大き過ぎる（具体的には４５°以上である）と、ノズル１２Ｎを画定する側壁の勾配が大き過ぎることで、ノズル１２Ｎのメニスカスが後退し、ノズル１２Ｎのメニスカスが壊れ易いことを知見している。そこで、本実施形態では、直径Ｄ［μｍ］及びテーパー角度θ［°］が式（１）に加えて下記式（２）（３）を満たすように、ヘッド１を構成する。式（２）を満たすことで、記録に十分な量のインク滴を吐出させることができる。式（３）を満たすことで、ノズル１２Ｎのメニスカスが壊れ難い。つまり、式（２）（３）を満たすことで、ノズル１２Ｎから安定してインク滴を吐出させることができる。ここで、「安定した吐出」とは、記録に十分な量のインク滴を吐出させることと、ノズル１２Ｎのメニスカスが壊れ難いことと、の両方が実現されることをいう。
Ｄ＞２２ ・・・式（２）
θ＜４５ ・・・式（３）

【0049】

記録に十分な量のインク滴を吐出させることができるという効果をさらに高めるため、本実施形態では、直径Ｄ［μｍ］がさらに下記式（２’）を満たすように、ヘッド１を構成する。
Ｄ≧２５ ・・・式（２’）

【0050】

本実施形態のノズル１２Ｎは金属製のプレート１２７で画定される。この場合、パンチング加工でノズル１２Ｎが形成されることが多く、テーパー角度θが２５°を超えると、パンチング加工時のプレート１２７に対する金型の押し込み量によって、ノズル１２Ｎの直径Ｄに大きなバラつきが生じてしまう。そこで、本実施形態では、ノズルのテーパー角度θ［°］がさらに下記式（３’）を満たすように、ヘッド１を構成する。これにより、パンチング加工でノズル１２Ｎが形成される場合にも、ノズル１２Ｎの直径Ｄに大きなバラつきが生じ難い。
θ≦２５ ・・・式（３’）

【0051】

高い駆動周波数で圧電素子１３Ｘを駆動させる場合、先行のインク滴のテールがノズル１２Ｎのメニスカスから分離する前に、後続のインク滴が吐出される。その結果、先行のインク滴のテールに、後続のインク滴が繋がった状態となる。このようなインク滴の繋がりが生じないようにするには、ピンチオフタイム（Pinch-Off-Time）を短くすることが好ましい。ピンチオフタイムとは、インク滴吐出に係る駆動信号が圧電素子１３Ｘに印加された時点から、当該液滴のテールがノズル１２Ｎのメニスカスから分離される時点まで、の時間をいう。ピンチオフタイムは圧電素子１３Ｘの限界駆動周波数と反比例の関係にあり、限界駆動周波数が高くなるにつれてピンチオフタイムが短くなる。そこで、本実施形態では、限界駆動周波数が５０ｋＨｚ以上となるように、ヘッド１を構成する。これにより、高い駆動周波数で圧電素子１３Ｘを駆動させる場合にも、インク滴の繋がりが生じない。

【0052】

以上に述べたように、本実施形態によれば、ノズル１２Ｎの直径Ｄ［μｍ］及びノズル１２Ｎのテーパー角度θ［°］が下記式（１）（２）（３）を満たす。式（１）を満たすことで、高い駆動周波数で圧電素子１３Ｘを駆動させる場合にも、圧電素子１３Ｘに付与する駆動電圧を低くできる。さらに、式（２）（３）を満たすことで、ノズル１２Ｎから安定してインク滴を吐出させることができる。
θ≧２．１×Ｄ－３６．４ ・・・式（１）
Ｄ＞２２ ・・・式（２）
θ＜４５ ・・・式（３）

【0053】

圧電素子１３Ｘの限界駆動周波数が５０ｋＨｚ以上である。これにより、上記のとおり、高い駆動周波数で圧電素子１３Ｘを駆動させる場合にも、インク滴の繋がりが生じない。

【0054】

ノズル１２Ｎの直径Ｄ［μｍ］がさらに下記式（２’）を満たす。これにより、より一層十分な量のインク滴をノズル１２Ｎから吐出させることができる。
Ｄ≧２５ ・・・式（２’）

【0055】

ノズル１２Ｎが金属製のプレート１２７で画定され、ノズル１２Ｎのテーパー角度θ［°］がさらに下記式（３’）を満たす。これにより、上記のとおり、パンチング加工でノズル１２Ｎが形成される場合にも、ノズル１２Ｎの直径Ｄに大きなバラつきが生じ難い。
θ≦２５ ・・・式（３’）

【0056】

ノズル１２Ｎの直径Ｄ［μｍ］及びノズル１２Ｎのテーパー角度θ［°］がさらに下記式（１’）を満たす。これにより、図５を参照して説明したとおり、圧電素子１３Ｘに付与する駆動電圧をさらに低くできる。
θ≧２．１×Ｄ－１８．２ ・・・式（１’）

【0057】

ノズル１２Ｎの厚みＸが５０μｍを超えると、ノズル１２Ｎの流路抵抗が大き過ぎることで、ノズル１２Ｎから所定量のインク滴を吐出させるために圧電素子１３Ｘに高い駆動電圧を付与する必要が生じる。この点、本実施形態では、ノズル１２Ｎの厚みＸが５０μｍ以下であることで、上記問題が生じない。

【0058】

ノズル１２Ｎは、図４に示すように、インク滴が吐出される下端（一端）と、下端（一端）よりも圧力室１２Ｐに近い上端（他端）とを有し、下端（一端）から上端（他端）に亘って一定のテーパー角度θを有する。この場合、一端と他端との間でテーパー角度θが変化する構成や段差が生じる構成に比べ、ノズル１２Ｎの構成が簡素であり、ヘッド１を低コストで製造できる。

【0059】

ノズル１２Ｎが一列３００ｄｐｉ以上のピッチで配置されている。この場合、ヘッド１を小さくでき、かつ、高画質が得られる。

【0060】

ノズル１２Ｎの開口が円形状である（図３参照）。この場合、ノズル１２Ｎに製造バラつきが生じても、ノズル１２Ｎから吐出されるインク滴の形状や着弾位置のバラつきが生じ難い。

【0061】

＜変形例＞
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではない。本発明は、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。

【0062】

上述の実施形態において、圧電素子を構成する電極は、個別電極及び共通電極を含む２層構成であるが、３層構成であってもよい。３層構成とは、例えば、高電位及び低電位が選択的に付与される駆動電極と、高電位に保持される高電位電極と、低電位に保持される低電位電極とを含む構成である。

【0063】

本発明の液滴吐出ヘッドの種類は、ライン式に限定されず、シリアル式であってもよい。

【0064】

液滴を吐出する対象は、用紙に限定されない。例えば、液滴を吐出する対象は、布、基板又はプラスチックであってもよい。

【0065】

ノズルから吐出される液滴は、インク滴に限定されない。例えば、液滴は、インク中の成分を凝集又は析出させる処理液の液滴であってもよい。

【0066】

本発明は、プリンタに限定されず、ファクシミリ、コピー機及び複合機にも適用可能である。また、本発明は、画像の記録以外の用途で使用される液滴吐出装置にも適用可能である。例えば、本発明は、基板に導電性の液体を吐出して導電パターンを形成する液滴吐出装置に適用可能である。

【符号の説明】

【0067】

１ ヘッド（液滴吐出ヘッド）
１２ 流路部材
１２Ｂ 個別流路（流路）
１２Ｎ ノズル
１２Ｐ 圧力室
１３Ｘ 圧電素子
１００ プリンタ
１２７ プレート（金属部材）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】