特許 7615417 液滴吐出ヘッドおよび記録装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-07

(45)【発行日】2025-01-16

(54)【発明の名称】液滴吐出ヘッドおよび記録装置

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/14 20060101AFI20250108BHJP

   B41J 2/01 20060101ALI20250108BHJP

【ＦＩ】

B41J2/14 305

B41J2/01 303

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2024564783

(86)(22)【出願日】2024-02-27

(86)【国際出願番号】 JP2024007138

【審査請求日】2024-10-31

(31)【優先権主張番号】P 2023030202

(32)【優先日】2023-02-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006633

【氏名又は名称】京セラ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】都甲 真

(72)【発明者】

【氏名】山口 伸明

(72)【発明者】

【氏名】穂積 大輔

【審査官】佐藤 孝幸

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１３６８７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０３４３７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－１７０９６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１８８９２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ４１Ｊ ２／１４

Ｂ４１Ｊ ２／０１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液滴を吐出するノズルと、
前記ノズルに繋がる圧力室と、
電圧の印加によって変形して前記圧力室を変形させる圧電素子と
を有し、
前記圧電素子は、
前記圧力室と対向する表面電極と、
前記表面電極の周囲に位置し、前記表面電極の外形に応じた形状で延びる第１溝部と
を有し、
前記圧力室は、平面透視で円形状であり、
前記表面電極は、
前記圧力室と対向する領域に位置する平面視円形状の電極本体と、
前記電極本体から第１方向に延びる引出電極と
を有し、
前記第１溝部は、前記電極本体を囲み且つ両端が前記引出電極を挟むように前記引出電極の外方に位置する円弧状を有しており、
平面透視における前記圧力室の外縁と前記第１溝部の外縁との距離の最大値をＡ１、最小値をＡ２とし、平面視における前記表面電極の外縁と前記第１溝部の外縁との距離の最大値をＢ１、最小値をＢ２とした場合、以下の式（１）を満たし、
平面視において、前記第１溝部の一端と他端との距離をＥ１とし、前記引出電極の幅をＥ２とし、前記表面電極の外縁と前記第１溝部の内縁との距離の平均値をＥ３とした場合、以下の式（３）を満たす、液滴吐出ヘッド。
Ａ１－Ａ２＜Ｂ１―Ｂ２ ・・・（１）
（Ｅ１－Ｅ２）／２＞Ｅ３ ・・・（３）

【請求項2】

液滴を吐出するノズルと、
前記ノズルに繋がる圧力室と、
電圧の印加によって変形して前記圧力室を変形させる圧電素子と
を有し、
前記圧電素子は、
前記圧力室と対向する表面電極と、
前記表面電極の周囲に位置し、前記表面電極の外形に応じた形状で延びる第１溝部と
を有し、
前記圧力室は、平面透視で円形状であり、
前記表面電極は、
前記圧力室と対向する領域に位置する平面視円形状の電極本体と、
前記電極本体から第１方向に延びる引出電極と
を有し、
前記第１溝部は、前記電極本体を囲み且つ両端が前記引出電極を挟むように前記引出電極の外方に位置する円弧状を有しており、
前記圧力室および前記表面電極は、平面透視で円形状であり、
平面透視における前記圧力室の中心と前記第１溝部の外縁との距離の最大値をＣ１、最小値をＣ２とし、平面視における前記表面電極の中心と前記第１溝部の外縁との距離の最大値をＤ１、最小値をＤ２とした場合、以下の式（２）を満たし、
平面視において、前記第１溝部の一端と他端との距離をＥ１とし、前記引出電極の幅をＥ２とし、前記表面電極の外縁と前記第１溝部の内縁との距離の平均値をＥ３とした場合、以下の式（３）を満たす、液滴吐出ヘッド。
Ｃ１－Ｃ２＜Ｄ１－Ｄ２ ・・・（２）
（Ｅ１－Ｅ２）／２＞Ｅ３ ・・・（３）

【請求項3】

前記表面電極は、
前記圧力室と対向する領域に位置する電極本体と、
前記電極本体から第１方向に延びる引出電極と
を有し、
平面透視において前記第１溝部の外縁の一部が前記圧力室の外縁の外方に位置する場合、前記第１溝部の外縁は、前記第１方向、前記第１方向と反対方向である第２方向、前記第１方向および前記第２方向に直交する第３方向、前記第３方向と反対方向である第４方向のうち前記第１方向において、前記圧力室の外縁から最も離れている、請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。

【請求項4】

前記表面電極は、
前記圧力室と対向する領域に位置する電極本体と、
前記電極本体から第１方向に延びる引出電極と
を有し、
平面視において、前記第１溝部の外縁は、前記第１方向、前記第１方向と反対方向である第２方向、前記第１方向および前記第２方向に直交する第３方向、前記第３方向と反対方向である第４方向のうち前記第１方向において、前記電極本体の外縁から最も離れている、請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。

【請求項5】

液滴を吐出するノズルと、
前記ノズルに繋がる圧力室と、
電圧の印加によって変形して前記圧力室を変形させる圧電素子と
複数の前記圧電素子を有する平板形状の圧電アクチュエータと、
複数の前記圧力室を有する平板形状の流路部材と、
前記流路部材と前記圧電素子との間に位置する補強プレートと
を有し、
前記圧電素子は、
前記圧力室と対向する表面電極と、
前記表面電極の周囲に位置し、前記表面電極の外形に応じた形状で延びる第１溝部と
を有し、
平面透視において前記流路部材および前記補強プレートは、前記圧電アクチュエータよりも大きく、
前記流路部材は、前記圧電アクチュエータの外方に位置する領域に第１貫通孔を有し、
前記補強プレートは、前記第１貫通孔と対応する位置に第２貫通孔を有し、
平面透視において前記第２貫通孔は、前記第１貫通孔よりも大きく、
平面透視における前記圧力室の外縁と前記第１溝部の外縁との距離の最大値をＡ１、最小値をＡ２とし、平面視における前記表面電極の外縁と前記第１溝部の外縁との距離の最大値をＢ１、最小値をＢ２とした場合、以下の式（１）を満たす、液滴吐出ヘッド。
Ａ１－Ａ２＜Ｂ１―Ｂ２ ・・・（１）

【請求項6】

前記第１溝部は、前記圧電アクチュエータを厚み方向に貫通しており、
前記補強プレートは、
前記圧電アクチュエータとの接着面に、平面透視において前記第１溝部および前記圧力室の外方に第２溝部を有する、請求項５に記載の液滴吐出ヘッド。

【請求項7】

前記第２溝部は、
平面透視において前記複数の圧力室のうち２以上の前記圧力室の周囲に沿って延びる複数の個別溝部と、
前記複数の個別溝部に連通する集合溝部と
を有し、
前記流路部材は、前記集合溝部と連通する連通孔を有し、
前記連通孔は、前記補強プレートとの接合面と反対の面に開口する、請求項６に記載の液滴吐出ヘッド。

【請求項8】

前記補強プレートは、前記第２溝部の内部に前記圧電アクチュエータに接する柱部を有し、
平面透視において、前記圧電アクチュエータは、前記柱部と重なる位置にバンプを有する、請求項６に記載の液滴吐出ヘッド。

【請求項9】

請求項１に記載の液滴吐出ヘッドと、
前記液滴吐出ヘッドを制御する制御部と、を備える記録装置。

【請求項10】

請求項１に記載の液滴吐出ヘッドと、
前記液滴吐出ヘッドを保持するアームと、を備える記録装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、液滴吐出ヘッドおよび記録装置に関する。

【背景技術】

【0002】

印刷装置として、インクジェット記録方式を利用したインクジェットプリンタまたはインクジェットプロッタが知られている。このようなインクジェット方式の印刷装置には、液体を吐出させるための液滴吐出ヘッドが搭載されている。

【0003】

液滴吐出ヘッドは、圧力室の上部に位置する圧電素子を駆動させて圧力室内の圧力を変化させることにより、圧力室内の液体をノズルから吐出する。圧電素子は、圧電体と、圧電体の内部に位置する内部電極と、圧電体の表面に位置する表面電極とを有する。

【0004】

特許文献１には、圧電素子間におけるクロストークの発生を抑制する目的で、表面電極の周囲に表面電極を囲む溝部が形成された圧電素子を有するインクジェットヘッドが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００３－３１１９５４号公報

【発明の概要】

【0006】

本開示の一態様による液滴吐出ヘッドは、ノズルと、圧力室と、圧電素子とを有する。ノズルは、液滴を吐出する。圧力室は、ノズルに繋がる。圧電素子は、電圧の印加によって変形して圧力室を変形させる。圧電素子は、表面電極と、第１溝部とを有する。表面電極は、圧力室と対向する。第１溝部は、表面電極の周囲に位置し、表面電極の外形に応じた形状で延びる。平面透視における圧力室の外縁と第１溝部の外縁との距離の最大値をＡ１、最小値をＡ２とし、平面視における表面電極の外縁と第１溝部の外縁との距離の最大値をＢ１、最小値をＢ２とした場合、以下の式（１）を満たす。
Ａ１－Ａ２＜Ｂ１―Ｂ２ ・・・（１）

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、第１実施形態に係るプリンタの概略的な側面図である。

【図2】図２は、第１実施形態に係るプリンタの概略的な平面図である。

【図3】図３は、第１実施形態に係る液滴吐出ヘッドの模式的な分解斜視図である。

【図4】図４は、第１実施形態に係るヘッド本体の要部を示す模式的な平面図である。

【図5】図５は、図４に示す領域Ｖの模式的な拡大図である。

【図6】図６は、図５に示すＶＩ－ＶＩ線矢視における模式的な断面図である。

【図7】図７は、第１実施形態に係る圧電素子の模式的な平面図である。

【図8】図８は、第１実施形態に係る圧電素子の模式的な平面図である。

【図9】図９は、第１実施形態に係る圧電素子の模式的な平面図である。

【図10】図１０は、第１実施形態に係る圧電素子の模式的な平面図である。

【図11】図１１は、第１実施形態に係る圧電素子の模式的な平面図である。

【図12】図１２は、第１実施形態に係る補強プレートおよび流路部材の模式的な断面図である。

【図13】図１３は、第１実施形態に係るヘッド本体の要部を示す模式的な断面図である。

【図14】図１４は、第１実施形態に係るヘッド本体の要部を示す模式的な平面図である。

【図15】図１５は、第１実施形態に係る補強プレートの構成を示す平面図である。

【図16】図１６は、第２実施形態に係る圧電素子の構成を示す模式的な平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下に、本開示による液滴吐出ヘッドおよび記録装置を実施するための形態（以下、「実施形態」と記載する）について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではない。また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。また、以下の各実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。

【0009】

また、以下に示す実施形態では、「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」といった表現が用いられる場合があるが、これらの表現は、厳密に「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」であることを要しない。すなわち、上記した各表現は、例えば製造精度または設置精度などのずれを許容するものとする。

【0010】

また、以下参照する各図面では、説明を分かりやすくするために、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする直交座標系を示す場合がある。また、鉛直軸を回転中心とする回転方向をθ方向と呼ぶ場合がある。

【0011】

特許文献１に記載のインクジェットヘッドが有する溝部は、複数の圧力室を含む流路ユニットと、圧電素子を有するアクチュエータユニットとを接着した後に、表面電極の位置を基準にしてレーザ加工を行うことにより形成される。

【0012】

圧電素子の駆動変位を大きくするためには、平面透視において、圧力室の縁に沿うように溝部が形成されることが好ましい。しかしながら、流路ユニットにアクチュエータユニットを接着する際、アクチュエータユニットが流路ユニットに対して所望の位置からずれた状態で接着される場合がある。言い換えれば、圧力室に対する表面電極の位置が所望の位置からずれる場合がある。上述した従来技術では、表面電極の位置を基準にして溝部が形成されるため、表面電極の位置が所望の位置からずれてしまうと、溝部が圧力室の縁に沿わない配置となり、その結果、圧電素子の駆動変位が所望の値よりも小さくなるおそれがある。

【0013】

そこで、圧力室と表面電極との位置ずれが発生した場合であっても圧電素子の駆動変位が減少しにくいインクジェットヘッドの提供が期待されている。

【0014】

（第１実施形態）
＜プリンタの構成＞
まず、第１実施形態に係る記録装置の一例であるプリンタ１の概要について、図１および図２を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係るプリンタ１の概略的な側面図であり、図２は、第１実施形態に係るプリンタ１の概略的な平面図である。第１実施形態に係るプリンタ１は、たとえば、カラーインクジェットプリンタである。

【0015】

図１に示すように、プリンタ１は、給紙ローラ２と、ガイドローラ３と、塗布機４と、ヘッドケース５と、複数の搬送ローラ６と、複数のフレーム７と、複数の液滴吐出ヘッド８と、搬送ローラ９と、乾燥機１０と、搬送ローラ１１と、センサ部１２と、回収ローラ１３とを備える。

【0016】

さらに、プリンタ１は、かかる給紙ローラ２、ガイドローラ３、塗布機４、ヘッドケース５、複数の搬送ローラ６、複数のフレーム７、複数の液滴吐出ヘッド８、搬送ローラ９、乾燥機１０、搬送ローラ１１、センサ部１２および回収ローラ１３を制御する制御部１４を有している。

【0017】

プリンタ１は、印刷用紙Ｐに液滴を着弾させることにより、印刷用紙Ｐに画像または文字の記録を行う。印刷用紙Ｐは、記録媒体の一例である。印刷用紙Ｐは、使用前において給紙ローラ２に巻かれた状態になっている。そして、プリンタ１は、印刷用紙Ｐを、給紙ローラ２からガイドローラ３および塗布機４を介してヘッドケース５の内部に搬送する。

【0018】

塗布機４は、コーティング剤を印刷用紙Ｐに一様に塗布する。これにより、印刷用紙Ｐに表面処理を施すことができることから、プリンタ１の印刷品質を向上させることができる。

【0019】

ヘッドケース５は、複数の搬送ローラ６と、複数のフレーム７と、複数の液滴吐出ヘッド８とを収容する。ヘッドケース５の内部には、印刷用紙Ｐが出入りする部分などの一部において外部と繋がっている他は、外部と隔離された空間が形成されている。

【0020】

ヘッドケース５の内部空間は、必要に応じて、温度、湿度、および気圧などの制御因子のうち、少なくとも１つが制御部１４によって制御される。搬送ローラ６は、ヘッドケース５の内部で印刷用紙Ｐを液滴吐出ヘッド８の近傍に搬送する。

【0021】

フレーム７は、矩形状の平板であり、搬送ローラ６で搬送される印刷用紙Ｐの上方に近接して位置している。また、図２に示すように、フレーム７は、長手方向が印刷用紙Ｐの搬送方向に直交するように位置している。そして、ヘッドケース５の内部には、複数（たとえば、４つ）のフレーム７が、印刷用紙Ｐの搬送方向に沿って位置している。

【0022】

液滴吐出ヘッド８には、図示しない液体タンクから液体、たとえば、インクが供給される。液滴吐出ヘッド８は、かかる液体タンクから供給される液滴を吐出する。

【0023】

制御部１４は、画像または文字などのデータに基づいて液滴吐出ヘッド８を制御し、印刷用紙Ｐに向けて液滴を吐出させる。液滴吐出ヘッド８と印刷用紙Ｐとの間の距離は、たとえば０．５～２０ｍｍ程度である。

【0024】

液滴吐出ヘッド８は、フレーム７に固定されている。液滴吐出ヘッド８は、たとえば、長手方向の両端部においてフレーム７に固定されている。液滴吐出ヘッド８は、長手方向が印刷用紙Ｐの搬送方向に直交するように位置している。

【0025】

すなわち、第１実施形態に係るプリンタ１は、プリンタ１の内部に液滴吐出ヘッド８が固定されている、いわゆるラインプリンタである。なお、第１実施形態に係るプリンタ１は、ラインプリンタに限られず、いわゆるシリアルプリンタであってもよい。シリアルプリンタとは、液滴吐出ヘッド８を、印刷用紙Ｐの搬送方向に交差する方向、たとえば、ほぼ直交する方向に往復させるなどして移動させながら記録する動作と、印刷用紙Ｐの搬送とを交互に行う方式のプリンタである。

【0026】

図２に示すように、１つのフレーム７に複数（たとえば、５つ）の液滴吐出ヘッド８が固定されている。図２では、印刷用紙Ｐの搬送方向の前方に３個、後方に２個の液滴吐出ヘッド８が位置している例を示しており、印刷用紙Ｐの搬送方向において、それぞれの液滴吐出ヘッド８の中心が重ならないように液滴吐出ヘッド８が位置している。

【0027】

そして、１つのフレーム７に位置する複数の液滴吐出ヘッド８によって、ヘッド群８Ａが構成されている。４つのヘッド群８Ａは、印刷用紙Ｐの搬送方向に沿って位置している。同じヘッド群８Ａに属する液滴吐出ヘッド８には、同じ色のインクが供給される。これにより、プリンタ１は、４つのヘッド群８Ａを用いて４色のインクによる印刷を行うことができる。

【0028】

各ヘッド群８Ａから吐出されるインクの色は、たとえば、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。制御部１４は、各ヘッド群８Ａを制御して複数色のインクを印刷用紙Ｐに吐出することにより、印刷用紙Ｐにカラー画像を印刷することができる。

【0029】

なお、印刷用紙Ｐの表面処理をするために、液滴吐出ヘッド８からコーティング剤を印刷用紙Ｐに吐出してもよい。

【0030】

また、１つのヘッド群８Ａに含まれる液滴吐出ヘッド８の個数、またはプリンタ１に搭載されているヘッド群８Ａの個数は、印刷する対象または印刷条件に応じて適宜変更可能である。たとえば、印刷用紙Ｐに印刷する色が単色で、かつ１つの液滴吐出ヘッド８で印刷可能な範囲を印刷するのであれば、プリンタ１に搭載されている液滴吐出ヘッド８の個数は１つでもよい。

【0031】

ヘッドケース５の内部で印刷処理された印刷用紙Ｐは、搬送ローラ９によってヘッドケース５の外部に搬送され、乾燥機１０の内部を通る。乾燥機１０は、印刷処理された印刷用紙Ｐを乾燥する。乾燥機１０で乾燥された印刷用紙Ｐは、搬送ローラ１１で搬送されて、回収ローラ１３で回収される。

【0032】

プリンタ１では、乾燥機１０で印刷用紙Ｐを乾燥することにより、回収ローラ１３において、重なって巻き取られる印刷用紙Ｐ同士が接着したり、未乾燥の液体が擦れたりすることを低減することができる。

【0033】

センサ部１２は、位置センサ、速度センサまたは温度センサなどにより構成されている。制御部１４は、かかるセンサ部１２からの情報に基づいて、プリンタ１の各部における状態を判断し、プリンタ１の各部を制御することができる。

【0034】

ここまで説明したプリンタ１では、印刷対象（すなわち記録媒体）として印刷用紙Ｐを用いた場合について示したが、プリンタ１における印刷対象は印刷用紙Ｐに限られない。たとえば、印刷対象は、ロール状の布などであってもよい。

【0035】

また、プリンタ１は、印刷用紙Ｐを直接搬送する代わりに、搬送ベルト上に載せて搬送するものであってもよい。搬送ベルトを用いることで、プリンタ１は、枚葉紙、裁断された布、木材またはタイルなどを印刷対象とすることができる。

【0036】

また、プリンタ１は、液滴吐出ヘッド８から導電性の粒子を含む液滴を吐出するようにして、電子機器の配線パターンなどを印刷してもよい。また、プリンタ１は、液滴吐出ヘッド８から反応容器などに向けて所定量の液体の化学薬剤または化学薬剤を含んだ液滴を吐出させて、化学薬品を作製してもよい。

【0037】

＜液滴吐出ヘッドの構成＞
次に、図３を用いて、第１実施形態に係る液滴吐出ヘッド８の構成について説明する。図３は、第１実施形態に係る液滴吐出ヘッド８の模式的な分解斜視図である。

【0038】

液滴吐出ヘッド８は、ヘッド本体２０と、配線部３０と、筐体４０と、１対の放熱板４５とを有している。ヘッド本体２０は、流路部材２１と、補強プレート１７２（図４参照）と、圧電アクチュエータ２２（図４参照）と、リザーバ２３とを有している。

【0039】

以降の説明において、便宜的に、液滴吐出ヘッド８においてヘッド本体２０が設けられる方向を「下」と表記し、ヘッド本体２０に対して筐体４０が設けられる方向を「上」と表記する場合がある。

【0040】

ヘッド本体２０の流路部材２１は、略平板形状であり、１つの主面である第１面２１ａと、かかる第１面２１ａの反対側に位置する第２面２１ｂ（図６参照）とを有している。第１面２１ａは、不図示の開口を有し、リザーバ２３からかかる開口を介して流路部材２１の内部に液体が供給される。

【0041】

第２面２１ｂには、印刷用紙Ｐに液滴を吐出する複数の吐出孔１６３（図６参照）が位置している。流路部材２１は、第１面２１ａから第２面２１ｂに液体を流す流路を内部に有している。

【0042】

補強プレート１７２は、流路部材２１の第１面２１ａ上に位置している。補強プレート１７２は、流路部材２１の第１面２１ａと対向する第１面１７２ａと、かかる第１面１７２aの反対側に位置する第２面１７２ｂ（図６参照）とを有している。

【0043】

圧電アクチュエータ２２は、補強プレート１７２の第１面１７２ａ上に位置している。圧電アクチュエータ２２は、複数の圧電素子１７０（図６参照）を有している。また、圧電アクチュエータ２２には、配線部３０のフレキシブル基板３１が電気的に接続されている。

【0044】

圧電アクチュエータ２２上にはリザーバ２３が位置している。リザーバ２３には、印刷用紙Ｐの搬送方向に直交し、かつ印刷用紙Ｐに平行な方向である主走査方向の両端部に開口２３ａが設けられている。リザーバ２３は、内部に流路を有しており、外部から開口２３ａを介して液体が供給される。リザーバ２３は、流路部材２１に液体を供給する。また、リザーバ２３は、流路部材２１に供給される液体を貯留する。

【0045】

配線部３０は、フレキシブル基板３１と、配線基板３２と、複数のドライバＩＣ３３と、押圧部材３４と、弾性部材３５とを有している。フレキシブル基板３１は、外部から送られた所定の信号をヘッド本体２０に伝達する。なお、図３に示すように、第１実施形態に係る液滴吐出ヘッド８は、フレキシブル基板３１を２つ有してもよい。

【0046】

フレキシブル基板３１の一端部は、ヘッド本体２０の圧電アクチュエータ２２と電気的に接続されている。フレキシブル基板３１の他端部は、リザーバ２３のスリット部２３ｂを挿通するように上方に引き出されており、配線基板３２と電気的に接続されている。これにより、ヘッド本体２０の圧電アクチュエータ２２と外部とを電気的に接続することができる。

【0047】

配線基板３２は、ヘッド本体２０の上方に位置している。配線基板３２は、複数のドライバＩＣ３３に信号を分配する。

【0048】

複数のドライバＩＣ３３は、フレキシブル基板３１における一方の主面に位置している。図３に示すように、第１実施形態に係る液滴吐出ヘッド８において、ドライバＩＣ３３は、１つのフレキシブル基板３１上に２つずつ設けられているが、１つのフレキシブル基板３１に設けられているドライバＩＣ３３の数は２つに限られない。

【0049】

ドライバＩＣ３３は、制御部１４（図１参照）から送られた駆動信号に基づいて、ヘッド本体２０の圧電アクチュエータ２２を駆動させる。これにより、ドライバＩＣ３３は、液滴吐出ヘッド８を駆動させている。

【0050】

押圧部材３４は、断面視で略Ｕ字形状を有し、フレキシブル基板３１上のドライバＩＣ３３を放熱板４５に向けて内側から押圧している。これにより、第１実施形態では、ドライバＩＣ３３が駆動する際に発生する熱を、外側の放熱板４５へ効率よく放熱することができる。

【0051】

弾性部材３５は、押圧部材３４における図示しない押圧部の外壁に接するように設けられている。かかる弾性部材３５を設けることにより、押圧部材３４がドライバＩＣ３３を押圧する際に、押圧部材３４がフレキシブル基板３１を破損させる可能性を低減することができる。

【0052】

弾性部材３５は、たとえば、発泡体両面テープなどで構成されている。また、弾性部材３５として、たとえば、非シリコン系の熱伝導シートを用いることにより、ドライバＩＣ３３の放熱性を向上させることができる。なお、弾性部材３５は必ずしも設ける必要はない。

【0053】

筐体４０は、配線部３０を覆うように、ヘッド本体２０上に配置されている。これにより、筐体４０は配線部３０を封止することができる。筐体４０は、たとえば、樹脂または金属などで構成されている。

【0054】

筐体４０は、主走査方向に長く延びる箱形状であり、主走査方向に沿って対向する１対の側面に第１開口４０ａおよび第２開口４０ｂを有している。また、筐体４０は、下面に第３開口４０ｃを有しており、上面に第４開口４０ｄを有している。

【0055】

第１開口４０ａには、放熱板４５の一方が第１開口４０ａを塞ぐように配置されており、第２開口４０ｂには、放熱板４５の他方が第２開口４０ｂを塞ぐように配置されている。

【0056】

放熱板４５は、主走査方向に延びるように設けられており、放熱性の高い金属または合金などで構成されている。放熱板４５は、ドライバＩＣ３３に接するように設けられており、ドライバＩＣ３３で生じた熱を放熱する。

【0057】

１対の放熱板４５は、図示しないネジによってそれぞれ筐体４０に固定されている。そのため、放熱板４５が固定された筐体４０は、第１開口４０ａおよび第２開口４０ｂが塞がれ、第３開口４０ｃおよび第４開口４０ｄが開口した箱形状をなしている。

【0058】

第３開口４０ｃは、リザーバ２３と対向するように位置している。第３開口４０ｃには、フレキシブル基板３１および押圧部材３４が挿通されている。

【0059】

第４開口４０ｄは、配線基板３２に設けられたコネクタ（不図示）を挿通するために設けられている。かかるコネクタと第４開口４０ｄとの間を、樹脂などで封止すると、筐体４０の内部に液体またはゴミなどが侵入しにくくなる。

【0060】

また、筐体４０は、断熱部４０ｅを有している。かかる断熱部４０ｅは、第１開口４０ａおよび第２開口４０ｂに隣り合うように配置されており、主走査方向に沿った筐体４０の側面から外側へ向けて突出するように設けられている。

【0061】

また、断熱部４０ｅは、主走査方向に延びるように形成されている。すなわち、断熱部４０ｅは、放熱板４５とヘッド本体２０との間に位置している。このように、筐体４０に断熱部４０ｅを設けることにより、ドライバＩＣ３３で発生した熱が放熱板４５を介してヘッド本体２０に伝わりにくくなる。

【0062】

なお、図３は、液滴吐出ヘッド８の構成の一例を示すものであり、図３に示した部材以外の部材をさらに含んでもよい。

【0063】

＜ヘッド本体の構成＞
次に、第１実施形態に係るヘッド本体２０の構成について説明する。図４は、第１実施形態に係るヘッド本体２０の要部を示す模式的な平面図である。

【0064】

上述したように、ヘッド本体２０は、流路部材２１と補強プレート１７２と圧電アクチュエータ２２とを有する。流路部材２１、補強プレート１７２および圧電アクチュエータ２２は、平板形状を有しており、ヘッド本体２０の下側から流路部材２１、補強プレート１７２、圧電アクチュエータ２２の順番で位置している（図６参照）。

【0065】

図４に示すように、流路部材２１および補強プレート１７２は、圧電アクチュエータ２２よりも大きい。具体的には、流路部材２１および補強プレート１７２の長手方向における幅は、圧電アクチュエータ２２の長手方向における幅よりも大きい。また、流路部材２１および補強プレート１７２の短手方向における幅は、圧電アクチュエータ２２の短手方向における幅よりも大きい。

【0066】

流路部材２１は、圧電アクチュエータ２２の外方に位置する領域に第１貫通孔２１ｃを有する。第１貫通孔２１ｃは、たとえば、流路部材２１の長手方向における両端部に形成される。

【0067】

補強プレート１７２は、かかる第１貫通孔２１ｃと対応する位置に第２貫通孔１７２ｇを有する。具体的には、第２貫通孔１７２ｇは、第１貫通孔２１ｃの上方であって、平面視で第１貫通孔２１ｃと重なる位置に配置される。かかる第１貫通孔２１ｃと第２貫通孔１７２ｇについては図１３を用いて後述する。

【0068】

圧電アクチュエータ２２は、補強プレート１７２の略中央に位置している。圧電アクチュエータ２２は、吐出領域２４を有する。吐出領域２４には、複数の圧電素子１７０が位置している。

【0069】

図５は、図４に示す領域Ｖの模式的な拡大図である。なお、図５は、圧電セラミック体１７１の表面に対して垂直な方向から圧電素子１７０を見た平面図である。なお、図５では、後述する第１溝部１００を省略して示している。

【0070】

図５に示すように、複数の圧電素子１７０は、流路部材２１が有する複数の圧力室１６２に対応する位置に配置される。具体的には、複数の圧電素子１７０は、圧力室１６２の上方に後述する表面電極１７４の電極本体１７４ａが位置するように配置されている。

【0071】

ここで、圧力室１６２を有する流路部材２１の構成について説明する。図６は、図５に示すＶＩ－ＶＩ線矢視における模式的な断面図である。なお、図５に示すＶＩ－ＶＩ線は、後述する表面電極１７４の電極本体１７４ａの中心点Ｐ１と、後述する接続電極１７５の中心点Ｐ２とを通る直線である。

【0072】

図６に示すように、流路部材２１は、複数のプレートが積層された積層構造を有している。具体的には、流路部材２１は、キャビティプレート２１Ａ、ベースプレート２１Ｂ、アパーチャ（しぼり）プレート２１Ｃ、サプライプレート２１Ｄ、マニホールドプレート２１Ｅ，２１Ｆ，２１Ｇ、カバープレート２１Ｈおよびノズルプレート２１Ｉを有する。これらのプレートは、流路部材２１の第１面２１ａ側からこの順番で位置している。これらのプレートは、たとえばステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属で形成される。

【0073】

流路部材２１を構成するプレートには、多数の孔が形成されている。各プレートの厚さは、１０μｍ～３００μｍ程度である。これにより、孔の形成精度を高くすることができる。プレートは、これらの孔が互いに連通して個別流路１６４および供給マニホールド１６１を構成するように、位置合わせして積層されている。

【0074】

流路部材２１において、供給マニホールド１６１と吐出孔１６３との間は、個別流路１６４で繋がっている。供給マニホールド１６１は、流路部材２１の内部の第２面２１ｂ側に位置しており、吐出孔１６３は、流路部材２１の第２面２１ｂに位置している。

【0075】

個別流路１６４は、圧力室１６２と、個別供給流路１６５とを有している。圧力室１６２は、流路部材２１の第１面２１ａに位置しており、個別供給流路１６５は、供給マニホールド１６１と圧力室１６２とを繋ぐ流路である。

【0076】

また、個別供給流路１６５は、他の部分よりも幅の狭いしぼり１６６を含んでいる。しぼり１６６は、個別供給流路１６５の他の部分よりも幅が狭いため、流路抵抗が高い。このように、しぼり１６６の流路抵抗が高いとき、圧力室１６２に生じた圧力は、供給マニホールド１６１に逃げにくい。

【0077】

つづいて、図５および図６を参照して圧電素子１７０および補強プレート１７２の構成について説明する。図５および図６に示すように、圧電素子１７０は、圧電セラミック体１７１と、補強プレート１７２と、内部電極１７３と、表面電極１７４と、接続電極１７５とを有する。

【0078】

圧電セラミック体１７１は、平板状の形状を有する。圧電セラミック体１７１は、補強プレート１７２を介して流路部材２１の第１面２１ａに位置している。

【0079】

圧電セラミック体１７１は、たとえば、複数の圧電セラミック層１７１ａ，１７１ｂを含む。圧電セラミック層１７１ａ，１７１ｂは、たとえば、それぞれ２０μｍ程度の厚さを有する。圧電セラミック層１７１ａ，１７１ｂのいずれの層も複数の圧力室１６２に跨がって延在している。複数の圧電素子１７０は、１つの圧電セラミック体１７１を共有している。

【0080】

圧電セラミック層１７１ａ，１７１ｂとしては、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を用いることができる。

【0081】

ここでは、圧電セラミック体１７１が２つの圧電セラミック層１７１ａ，１７１ｂを含む場合の例を示しているが、圧電セラミック体１７１は、３つ以上の圧電セラミック層を含んでいてもよい。

【0082】

圧電セラミック層１７１ｂは、振動板の一例である。なお、振動板は、必ずしもＰＺＴのような圧電セラミック体であることを要しない。

【0083】

内部電極１７３は、圧電セラミック体１７１の内部に位置する。具体的には、内部電極１７３は、２つの圧電セラミック層１７１ａ，１７１ｂの間に位置する。内部電極１７３は、圧電セラミック層１７１ａおよび圧電セラミック層１７１ｂの間の領域に面方向の略全面にわたって形成されている。すなわち、内部電極１７３は、圧電アクチュエータ２２に対向する領域内の全ての圧力室１６２と重なっている。かかる内部電極１７３は、複数の圧電素子１７０によって共用される共通電極として機能する。

【0084】

内部電極１７３は、たとえば、Ａｇ－Ｐｄ系などの金属材料を用いることができる。内部電極１７３の厚さは、たとえば２μｍ程度である。

【0085】

なお、内部電極１７３は、圧電セラミック層１７１ａに形成されたビアホールを介して、圧電セラミック体１７１の表面に位置する接続電極（図示せず）に電気的に接続される。かかる内部電極１７３用の接続電極は、接地され、グランド電位に保持されている。

【0086】

表面電極１７４は、電極本体１７４ａと、引出電極１７４ｂとを有する。電極本体１７４ａは、圧力室１６２と対向する領域に位置している。電極本体１７４ａは、圧力室１６２より一回り小さく、圧力室１６２と略相似な形状である。

【0087】

図５に示すように、第１実施形態では、一例として、圧力室１６２および電極本体１７４ａが平面透視で円形状である場合の例を示している。しかし、圧力室１６２および電極本体１７４ａの形状は、本例に限定されない。この点については図１６を用いて後述する。

【0088】

引出電極１７４ｂは、電極本体１７４ａから引き出されている。引出電極１７４ｂは、後述する接続電極１７５に向かって直線状に延びている。すなわち、引出電極１７４ｂの一端における圧力室１６２と対向する領域外に引き出された部分には、接続電極１７５が位置している。

【0089】

表面電極１７４の電極本体１７４ａおよび引出電極１７４ｂは、たとえば、Ａｕ系などの金属材料を用いることができる。

【0090】

接続電極１７５は、たとえば、厚さが１５μｍ程度の凸形状を有する。接続電極１７５は、圧電セラミック体１７１の表面に位置し、表面電極１７４に接続される。具体的には、接続電極１７５は、引出電極１７４ｂ上に位置しており、引出電極１７４ｂを介して電極本体１７４ａと電気的に接続される。接続電極１７５は、フレキシブル基板３１（図３参照）に設けられた電極と電気的に接合されている。

【0091】

接続電極１７５は、表面電極１７４に含有される金属（たとえば、Ａｕ）よりもイオンマイグレーションを生じさせ易い金属を含む。たとえば、接続電極１７５は、Ａｇ，Ｃｕ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｎｉを含む。具体的には、接続電極１７５として、ガラスフリットを含む銀－パラジウムが用いられる。接続電極１７５は、バンプの一例である。

【0092】

また、圧電アクチュエータ２２は、表面電極１７４とフレキシブル基板３１との電気的な接続に必要な接続電極１７５とは別に、ダミー接続電極２５を有する。ダミー接続電極２５は、たとえば凸形状を有し、圧電セラミック体１７１の表面に位置する。ダミー接続電極２５は、バンプの一例である。

【0093】

複数の表面電極１７４は、個別に電位を制御するために、それぞれが接続電極１７５、フレキシブル基板３１および配線を介して、個別に制御部１４（図１参照）に電気的に接続されている。そして、表面電極１７４と内部電極１７３とを異なる電位にして、圧電セラミック層１７１ａの分極方向に電界を印加すると、かかる圧電セラミック層１７１ａ内の電界が印加された部分が、圧電効果により変形する活性部として動作する。

【0094】

補強プレート１７２は、平板状の形状を有する。補強プレート１７２は、流路部材２１と圧電素子１７０との間に位置する。具体的には、補強プレート１７２は、流路部材２１の第１面２１ａと、圧電セラミック体１７１における表面電極１７４が位置する表面とは反対側の裏面との間に位置している。補強プレート１７２は、複数の圧力室１６２に跨がって延在しており、複数の圧力室１６２の天井部分を構成する。複数の圧電素子１７０は、１つの補強プレート１７２を共有している。

【0095】

なお、ヘッド本体２０は、必ずしも補強プレート１７２を有することを要しない。この場合、圧電セラミック体１７１が複数の圧力室１６２の天井部分を構成する。

【0096】

すなわち、圧電アクチュエータ２２における、表面電極１７４と、圧電セラミック層１７１ａ、補強プレート１７２および内部電極１７３における圧力室１６２に対向する部位とによって圧電素子１７０が構成されている。そして、かかる圧電素子１７０がユニモルフ変形することにより、圧力室１６２が押圧され、吐出孔１６３から液体が吐出される。吐出孔１６３は、ノズルプレート２１Ｉを貫通するノズルの一例である。

【0097】

＜第１溝部の構成＞
図７～図９は、第１実施形態に係る圧電素子１７０の模式的な平面図である。なお、図７～図９では、理解を容易にするために第１溝部１００の大きさを誇張して示している。

【0098】

図７に示すように、圧電素子１７０は、第１溝部１００を有する。第１溝部１００は、平面視において表面電極に１７４における電極本体１７４ａの周囲（外側）に位置し、電極本体１７４ａの外形に応じた形状で延びている。すなわち、第１溝部１００は、平面視において電極本体１７４ａの外形に対して略相似形状をなしている。

【0099】

たとえば、図７に示す例において、第１溝部１００は、円形の電極本体１７４ａを囲むように電極本体１７４ａの外形に沿って円弧状に延びている。第１溝部１００の長手方向における両端は、引出電極１７４ｂを挟むように引出電極１７４ｂの外方に位置する。具体的には、第１溝部１００の長手方向における一端は引出電極１７４ｂの一方の側面と対向し、他端は引出電極１７４ｂの他方の側面と対向している。

【0100】

このように、電極本体１７４ａの周囲に第１溝部１００を設けることで、圧電セラミック体１７１の剛性を低くすることができることから、第１溝部１００を設けない場合と比較して圧電素子１７０の駆動変位を大きくすることができる。

【0101】

ここで、図７に示すように、平面透視において圧力室１６２の外縁に沿うように第１溝部１００の外縁が形成された場合、圧力室１６２の外縁に沿わないように第１溝部１００の外縁が形成された場合と比較して圧電素子１７０の駆動変位を大きくすることができる。

【0102】

しかしながら、流路部材２１に圧電アクチュエータ２２を接着する際、圧電アクチュエータ２２が流路部材２１に対して所望の位置からずれた状態で接着される場合がある。言い換えれば、圧力室１６２に対する表面電極１７４の位置が所望の位置からずれる場合がある。図８および図９には、圧力室１６２に対して表面電極１７４の位置が所望の位置（たとえば、図７に示す位置）からずれた場合の圧電素子１７０を示している。たとえば、表面電極１７４の位置を基準にして第１溝部１００が形成される場合、表面電極１７４の位置が所望の位置からずれてしまう問題がある。それにより、第１溝部１００の外縁が圧力室１６２の外縁に沿わない配置となり、その結果、圧電素子１７０の駆動変位が所望の値よりも小さくなるおそれがある。

【0103】

そこで、第１溝部１００は、圧力室１６２の外縁に沿う位置に形成される。具体的には、圧力室１６２、表面電極１７４および第１溝部１００の構成は、図８に示すように、圧力室１６２の外縁と第１溝部１００の外縁との距離の最大値をＡ１、最小値をＡ２とし、表面電極１７４の外縁と第１溝部１００の外縁との距離の最大値をＢ１、最小値をＢ２とした場合、以下の式（１）を満たしてもよい。
Ａ１－Ａ２＜Ｂ１―Ｂ２ ・・・（１）

【0104】

かかる構成によれば、圧力室１６２の外縁と第１溝部１００の外縁との位置ずれが、電極本体１７４ａの外縁と第１溝部１００の外縁との位置ずれよりも小さくなる。すなわち、第１溝部１００は、表面電極１７４の外縁よりも圧力室１６２の外縁に沿う配置となり、圧力室１６２と表面電極１７４との位置ずれが発生した場合であっても圧電素子１７０の駆動変位が減少しにくい。

【0105】

また、圧力室１６２、表面電極１７４および第１溝部１００の構成は、図９に示すように、圧力室１６２の中心点Ｐ３と第１溝部１００の外縁との距離の最大値をＣ１、最小値をＣ２とし、表面電極１７４の中心点Ｐ１と第１溝部１００の外縁との距離の最大値をＤ１、最小値をＤ２とした場合、以下の式（２）を満たしてもよい。
Ｃ１－Ｃ２＜Ｄ１－Ｄ２ ・・・（２）

【0106】

かかる構成によれば、圧力室１６２の中心と第１溝部１００の外縁との位置ずれが、電極本体１７４ａの中心と第１溝部１００の外縁との位置ずれよりも小さくなる。すなわち、第１溝部１００は、表面電極１７４の中心点Ｐ１よりも圧力室１６２の中心点Ｐ３により対応した配置となるため、圧力室１６２と表面電極１７４との位置ずれが発生した場合であっても圧電素子１７０の駆動変位が減少しにくい。

【0107】

また、第１溝部１００は、圧電アクチュエータ２２を厚み方向に貫通する（図１０参照）。かかる構成とした場合、第１溝部１００が圧電アクチュエータ２２を貫通しない場合と比較して、圧電セラミック体１７１の剛性をより低くすることができることから、圧電素子１７０の駆動変位をさらに大きくすることができる。

【0108】

なお、第１溝部１００は、必ずしも圧電アクチュエータ２２を貫通することを要しない。

【0109】

＜第１溝部と圧力室および表面電極との位置関係＞
次に、第１実施形態に係る第１溝部１００と圧力室１６２および表面電極１７４との位置関係について説明する。図１０は、第１実施形態に係る圧電素子１７０の模式的な平面図である。

【0110】

図１０に示すように、引出電極１７４ｂが電極本体１７４ａからＸ軸正方向（第１方向の一例）に延びているとする。このとき、平面透視において第１溝部１００の外縁の一部が圧力室１６２の外縁の外方に位置する場合、第１溝部１００の外縁は、Ｘ軸正方向、Ｘ軸負方向（第２方向の一例）、Ｙ軸正方向（第３方向の一例）およびＹ軸負方向（第４方向の一例）のうちＸ軸正方向に圧力室の外縁から最も離れていてもよい。

【0111】

また、第１溝部１００と電極本体１７４ａとの位置関係も同様であってもよい。すなわち、第１溝部１００の外縁は、Ｘ軸正方向、Ｘ軸負方向、Ｙ軸正方向およびＹ軸負方向のうちＸ軸正方向において、電極本体１７４ａの外縁から最も離れていてもよい。

【0112】

図１０に示すように、電極本体１７４ａのＸ軸正方向側には、引出電極１７４ｂが位置するため、第１溝部１００は、引出電極１７４ｂと重ならないように、引出電極１７４ｂの周辺には設けられていない。したがって、４方向のうちＸ軸正方向における第１溝部１００の面積は、他の３方向における第１溝部１００の面積よりも少ない。そのため、４方向のうちＸ軸正方向において第１溝部１００の外縁が圧力室１６２の外縁から最も離れている場合、他の方向と比較して、圧電素子１７０の駆動変位が減少しにくい。

【0113】

第１溝部１００と電極本体１７４ａとの位置関係においても同様である。４方向のうちＸ軸正方向において第１溝部１００の外縁と電極本体１７４ａの中心とが最も離れている場合、他の方向と比較して、圧電素子１７０の駆動変位が減少しにくい。

【0114】

＜第１溝部と表面電極との位置関係＞
次に、第１実施形態に係る第１溝部１００と表面電極１７４との位置関係について説明する。図１１は、第１実施形態に係る圧電素子１７０の模式的な平面図である。

【0115】

図８を用いて上述したように、圧力室１６２に対して表面電極１７４の位置が所望の位置からずれた場合であっても圧電素子１７０の駆動変位を減少しにくくするために、第１実施形態では圧力室１６２の外縁に沿う位置に第１溝部１００を形成するものとする。

【0116】

ここで、仮に圧力室１６２と表面電極１７４とが左右方向（Ｙ軸方向）に閾値以上ずれた場合、圧力室１６２の外縁に沿う位置に第１溝部１００が形成されると、第１溝部１００が表面電極１７４と重なるおそれがある。それにより、表面電極１７４の一部が削られることとなる。特に、表面電極１７４のうち引出電極１７４ｂが削られると、配線が断たれることになり、吐出機能が低下（喪失）してしまうおそれがある。

【0117】

そこで、引出電極１７４ｂとの間隔を一定以上確保するように第１溝部１００を形成する。具体的には、第１溝部１００と表面電極１７４との構成は、図１１に示すように、第１溝部１００の一端と他端との距離をＥ１とし、引出電極１７４ｂの幅をＥ２とし、表面電極１７４の外縁と第１溝部１００の内縁との距離の平均値をＥ３とした場合、以下の式（３）を満たしていてもよい。
（Ｅ１－Ｅ２）／２＞Ｅ３ ・・・（３）

【0118】

かかる構成によれば、表面電極１７４と第１溝部１００とで左右方向（Ｙ軸方向）の位置ずれが生じたとしても、引出電極１７４ｂが削られにくくなる。その結果、表面電極１７４のうち引出電極１７４ｂが削られる場合と比較して、静電容量検査によって加工不良をいち早く判別でき、かつ吐出機能への影響を少なくすることができる。

【0119】

＜第１貫通孔と第２貫通孔との大小関係＞
次に、第１実施形態に係る第１貫通孔２１ｃと第２貫通孔１７２ｇとの大小関係について説明する。図１２は、第１実施形態に係る補強プレート１７２および流路部材２１の模式的な断面図である。

【0120】

図４を用いて上述したように、流路部材２１は、圧電アクチュエータ２２の外方に位置する領域に第１貫通孔２１ｃを有する。また、補強プレート１７２は、第１貫通孔２１ｃと対応する位置に第２貫通孔１７２ｇを有する。この場合、図１２に示すように、平面透視において第２貫通孔１７２ｇは第１貫通孔２１ｃよりも大きくてもよい。かかる構成によれば、平面視において、流路部材２１の第１貫通孔２１ｃの位置が明確になるため、第１貫通孔２１ｃの位置を目印として、流路部材２１の有する圧力室１６２の外縁の位置を把握しやすくなる。そのため、圧電アクチュエータ２２、補強プレート１７２および圧電アクチュエータ２２を接着した後に、圧電アクチュエータ２２に第１溝部１００を形成する場合、第１貫通孔２１ｃを基準として、容易に圧力室１６２の外縁に沿う位置に第１溝部１００を形成することができる。

【0121】

なお、ここでは第１貫通孔２１ｃおよび第２貫通孔１７２ｇがともに平面視円形状である例について説明したが、第１貫通孔２１ｃおよび第２貫通孔１７２ｇの形状は本例に限定されない。たとえば、第１貫通孔２１ｃおよび第２貫通孔１７２ｇの形状は、矩形形状であってもよいし、長孔形状であってもよい。

【0122】

＜補強プレートの構成＞
つづいて、図１３～図１５を用いて第１実施形態に係る補強プレート１７２の構成について説明する。図１３は、第１実施形態に係るヘッド本体２０の要部を示す模式的な断面図である。図１４は、第１実施形態に係るヘッド本体２０の要部を示す模式的な平面図である。図１５は、第１実施形態に係る補強プレート１７２の構成を示す平面図である。

【0123】

図１３に示すように、補強プレート１７２は、圧電アクチュエータ２２との接着面である第２面１７２ｂに、第２溝部１７２ｃを有していてもよい。第２溝部１７２ｃは、図１４に示すように、平面透視において第１溝部１００および圧力室１６２と重ならない位置に形成される。具体的には、第２溝部１７２ｃは、平面透視において第１溝部１００および圧力室１６２の外方に位置する。なお、図１４に示す一点鎖線は、第２溝部１７２ｃの側壁部を示している。

【0124】

このように、補強プレート１７２の圧電アクチュエータ２２との接着面に第２溝部１７２ｃが形成されることで、圧電アクチュエータ２２と補強プレート１７２とを接着する際に、余剰な接着剤または気泡を第２溝部１７２ｃに逃がす（流し込む）ことができる。そのため、転写ムラまたは気泡の噛みこみ等を発生しにくくすることができ、結果として吐出特性のバラツキを低減できる。また、第２溝部１７２ｃが第１溝部１００および圧力室１６２と重ならない位置に形成されることで、第２溝部１７２ｃが第１溝部１００および圧力室１６２と重なる位置に形成される場合と比べて、第１溝部１００の形成時に第１溝部１００と圧力室１６２とが連通してしまう可能性を低減できる。

【0125】

図１５に示すように、第２溝部１７２ｃは、複数の個別溝部１７２ｅと、集合溝部１７２ｆとを有する。複数の個別溝部１７２ｅは、平面透視において複数の圧力室のうち２以上の圧力室１６２の周囲に沿って延びる。集合溝部１７２ｆは、複数の個別溝部１７２ｅに連通する。

【0126】

流路部材２１は、集合溝部１７２ｆと連通する連通孔２１ｄを有する。連通孔２１ｄは、流路部材２１の補強プレート１７２との接合面と反対の面である第２面２１ｂ（図６参照）に開口する。

【0127】

すなわち、流路部材２１の連通孔２１ｄと第２溝部１７２ｃの個別溝部１７２ｅとは、集合溝部１７２ｆを介して連通している。そのため、圧電アクチュエータ２２と補強プレート１７２とを接着する際に、第２溝部１７２ｃに流れ込んだアウトガスまたは気泡などは、個別溝部１７２ｅ、集合溝部１７２ｆおよび連通孔２１ｄを通って、液滴吐出ヘッド８の外に開放される。したがって、第２溝部１７２ｃの内圧が高くなりにくく、結果として吐出特性のバラツキを低減できる。

【0128】

また、図１３に示すように、補強プレート１７２は、第２溝部１７２ｃの内部に柱部１７２ｄを有する。柱部１７２ｄは、一端が圧電アクチュエータ２２に位置し、他端が補強プレート１７２に位置する。

【0129】

柱部１７２ｄは、平面透視において、圧電アクチュエータ２２の表面に位置する接続電極１７５またはダミー接続電極２５と重なる位置に配置される。言い換えると、補強プレート１７２のうち、接続電極１７５またはダミー接続電極２５の鉛直下方には、溝部が形成されていない。

【0130】

フレキシブル基板３１と圧電アクチュエータ２２とを電気的に接続させる際に、接続電極１７５およびダミー接続電極２５には一定の圧力がかかる。このため、接続電極１７５またはダミー接続電極２５の鉛直下方に溝部が形成されている場合、かかる圧力を受けきれずにヘッド本体２０にクラックが発生してしまうおそれがある。そこで、上述のように第２溝部１７２ｃの内部であって、平面透視で接続電極１７５またはダミー接続電極２５と重なる位置に柱部１７２ｄを形成すると、かかる柱部１７２ｄで圧力を受けることができ、ヘッド本体２０にクラックを発生しにくくすることができる。

【0131】

このように、第１実施形態に係る液滴吐出ヘッド８によれば、圧力室１６２と表面電極１７４との位置ずれが発生した場合であっても圧電素子１７０の駆動変位が減少しにくい。

【0132】

（第２実施形態）
＜圧電素子の形状＞
図１６は、第２実施形態に係る圧電素子１７０の構成を示す模式的な平面図である。圧電素子１７０の形状は、図５に示した形状に限定されない。たとえば、図１６に示すように、圧電素子１７０の形状は、ボーリングピン状であってもよい。

【0133】

具体的には、平面視において、圧力室１６２は、角が丸みを帯びた菱形を有していてもよい。この場合、表面電極１７４における電極本体１７４ａも、圧力室１６２の形状に合わせて、平面視において角が丸みを帯びた菱形を有する。引出電極１７４ｂは、電極本体１７４ａが有する複数の角部のうち鋭角な角部から接続電極１７５に向かって直線状に延びている。接続電極１７５は、平面視円形である。

【0134】

この場合も同様に、圧電素子１７０は、表面電極１７４における電極本体１７４ａの周囲に位置し、電極本体１７４ａの外形に応じた形状で延びる第１溝部１００（ここでは図示せず）を有していてもよい。また、この場合も同様に、かかる第１溝部１００は、圧力室１６２の外縁に沿う位置に形成されていてもよい。

【0135】

一実施形態において、（１）液滴吐出ヘッド（一例として、液滴吐出ヘッド８）は、ノズル（一例として、吐出孔１６３）と、圧力室（一例として、圧力室１６２）と、圧電素子（一例として、圧電素子１７０）とを有する。ノズルは、液滴を吐出する。圧力室は、ノズルに繋がる。圧電素子は、電圧の印加によって変形して圧力室を変形させる。圧電素子は、表面電極（一例として、表面電極１７４）と、第１溝部（一例として、第１溝部１００）とを有する。表面電極は、圧力室と対向する。第１溝部は、表面電極の周囲に位置し、表面電極の外形に応じた形状で延びる。平面透視における圧力室の外縁と第１溝部の外縁との距離の最大値をＡ１、最小値をＡ２とし、平面視における表面電極の外縁と第１溝部の外縁との距離の最大値をＢ１、最小値をＢ２とした場合、以下の式（１）を満たす。
Ａ１－Ａ２＜Ｂ１―Ｂ２ ・・・（１）

【0136】

（２）液滴吐出ヘッドは、ノズルと、圧力室と、圧電素子とを有する。ノズルは、液滴を吐出する。圧力室は、ノズルに繋がる。圧電素子は、電圧の印加によって変形して圧力室を変形させる。圧電素子は、表面電極と、第１溝部とを有する。表面電極は、圧力室と対向する。第１溝部は、表面電極の周囲に位置し、表面電極の外形に応じた形状で延びる。圧力室および表面電極は、平面透視で円形状であり、平面透視における圧力室の中心と第１溝部の外縁との距離の最大値をＣ１、最小値をＣ２とし、平面視における表面電極の中心と第１溝部の外縁との距離の最大値をＤ１、最小値をＤ２とした場合、以下の式（２）を満たしていてもよい。
Ｃ１－Ｃ２＜Ｄ１－Ｄ２ ・・・（２）

【0137】

（３）上記（１）または（２）の液滴吐出ヘッドにおいて、表面電極は、圧力室と対向する領域に位置する電極本体（一例として、電極本体１７４ａ）と、電極本体から第１方向に延びる引出電極（一例として、引出電極１７４ｂ）とを有し、平面透視において第１溝部の外縁の一部が圧力室の外縁の外方に位置する場合、第１溝部の外縁は、第１方向、第１方向と反対方向である第２方向、第１方向および第２方向に直交する第３方向、第３方向と反対方向である第４方向のうち第１方向において、圧力室の外縁から最も離れていてもよい。

【0138】

（４）上記（１）または（２）の液滴吐出ヘッドにおいて、表面電極は、圧力室と対向する領域に位置する電極本体と、電極本体から第１方向に延びる引出電極とを有し、平面視において、第１溝部の外縁は、第１方向、第１方向と反対方向である第２方向、第１方向および第２方向に直交する第３方向、第３方向と反対方向である第４方向のうち第１方向において、電極本体の外縁から最も離れていてもよい。

【0139】

（５）上記（１）～（４）のいずれか１つの液滴吐出ヘッドにおいて、圧力室は、平面透視で円形状であり、表面電極は、圧力室と対向する領域に位置する平面視円形状の電極本体と、電極本体から第１方向に延びる引出電極とを有し、第１溝部は、電極本体を囲み且つ両端が引出電極を挟むように引出電極の外方に位置する円弧状を有しており、平面視において、第１溝部の一端と他端との距離をＥ１とし、引出電極の幅をＥ２とし、表面電極の外縁と第１溝部の内縁との距離の平均値をＥ３とした場合、以下の式（３）を満たしていてもよい。
（Ｅ１－Ｅ２）／２＞Ｅ３ ・・・（３）

【0140】

（６）上記（１）～（５）のいずれか１つの液滴吐出ヘッドは、複数の圧電素子を有する平板形状の圧電アクチュエータ（一例として、圧電アクチュエータ２２）と、複数の圧力室を有する平板形状の流路部材（一例として、流路部材２１）と、流路部材と圧電素子との間に位置する補強プレート（一例として、補強プレート１７２）とを有し、平面透視において流路部材および補強プレートは、圧電アクチュエータよりも大きく、流路部材は、圧電アクチュエータの外方に位置する領域に第１貫通孔（一例として、第１貫通孔２１ｃ）を有し、補強プレートは、第１貫通孔と対応する位置に第２貫通孔（一例として、第２貫通孔１７２ｇ）を有し、平面透視において第２貫通孔は、第１貫通孔よりも大きくてもよい。

【0141】

（７）上記（６）の液滴吐出ヘッドにおいて、第１溝部は、圧電アクチュエータを厚み方向に貫通しており、補強プレートは、圧電アクチュエータとの接着面に、平面透視において第１溝部および圧力室の外方に第２溝部（一例として、第２溝部１７２ｃ）を有していてもよい。

【0142】

（８）上記（７）の液滴吐出ヘッドにおいて、第２溝部は、平面透視において複数の圧力室のうち２以上の圧力室の周囲に沿って延びる複数の個別溝部（一例として、個別溝部１７２ｅ）と、複数の個別溝部に連通する集合溝部（一例として、集合溝部１７２ｆ）とを有し、流路部材は、集合溝部と連通する連通孔（一例として、連通孔２１ｄ）を有し、連通孔は、補強プレートとの接合面と反対の面に開口してもよい。

【0143】

（９）上記（７）または（８）の液滴吐出ヘッドにおいて、補強プレートは、第２溝部の内部に圧電アクチュエータに接する柱部（一例として、柱部１７２ｄ）を有し、平面透視において、圧電アクチュエータは、柱部と重なる位置にバンプ（一例として、接続電極１７５、ダミー接続電極２５）を有してもよい。

【0144】

（１０）記録装置（一例として、プリンタ１）は、上記（１）～（９）のいずれか１つに記載の液滴吐出ヘッドと、液滴吐出ヘッドを制御する制御部（一例として、制御部１４）とを有していてもよい。

【0145】

（１１）記録装置は、上記（１）～（９）のいずれか１つに記載の液滴吐出ヘッドと、液滴吐出ヘッドを保持するアームとを有していてもよい。

【0146】

今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の請求の範囲およびその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

【0147】

例えば、液滴吐出ヘッドと、液滴吐出ヘッドを保持するアームとを備える記録装置（塗装ロボット）に本開示を適用してよい。塗装ロボットは、車体塗装に用いることができる。塗装ロボットに用いられる液滴吐出ヘッドは、粘度の高い塗料を吐出すること、塗料の吐出間隔が短いこと、吐出量も多い場合がある。そのため、圧電素子の駆動変位の減少による吐出性能の低下、及び断線による不吐出が、塗装品質に大きく影響する場合がある。

【0148】

しかしながら、本開示を適用すれば、圧電素子の駆動変位の減少が抑制され、圧力室間の変位ばらつきも抑制でき、断線による不吐出の発生確率を低減できることから、塗装ロボットに使用された場合においても、塗装品質を向上させることができる。

【符号の説明】

【0149】

１ プリンタ
８ 液滴吐出ヘッド
１４ 制御部
２０ ヘッド本体
２１ 流路部材
２１ｃ 第１貫通孔
２１ｄ 連通孔
２２ 圧電アクチュエータ
２５ ダミー接続電極
１００ 第１溝部
１６２ 圧力室
１６３ 吐出孔
１７０ 圧電素子
１７１ 圧電セラミック体
１７２ 補強プレート
１７２ｃ 第２溝部
１７２ｄ 柱部
１７２ｅ 個別溝部
１７２ｆ 集合溝部
１７２ｇ 第２貫通孔
１７３ 内部電極
１７４ 表面電極
１７４ａ 電極本体
１７４ｂ 引出電極
１７５ 接続電極

【要約】

本開示による液滴吐出ヘッドは、ノズルと、圧力室と、圧電素子とを有する。ノズルは、液滴を吐出する。圧力室は、ノズルに繋がる。圧電素子は、電圧の印加によって変形して圧力室を変形させる。圧電素子は、表面電極と、第１溝部とを有する。表面電極は、圧力室と対向する。第１溝部は、表面電極の周囲に位置し、表面電極の外形に応じた形状で延びる。平面透視における圧力室の外縁と第１溝部の外縁との距離の最大値をＡ１、最小値をＡ２とし、平面視における表面電極の外縁と第１溝部の外縁との距離の最大値をＢ１、最小値をＢ２とした場合、以下の式（１）を満たす。
Ａ１－Ａ２＜Ｂ１―Ｂ２ ・・・（１）

【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13】

【図14】

【図15】

【図16】