JP2002036567A - 圧電アクチュエータ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧電セラミックスからなる素材シート３４を
焼成したことによる収縮にて、圧電シートに相当する領
域を切り取るときの、素材シート３４上の個別電極２４
ａ，２４ｂのパターンの位置ずれしても、個別電極２４
ａ，２４ｂの端部の露出を確実にする。 【解決手段】 素材シート３４の広幅面に、個別電極２
４ａ，２４ｂのパターンを有する圧電シート２１に対応
する複数の領域３５ａ，３５ｂをその長辺同士を隙間を
開けずに隣接させて、ノズルの列と平行な中心線３６を
挟んで一方の直線状の個別電極２４ａの列と、中途部２
４ｃが屈曲している他方のタイミング２４ｂの列とから
なるパターンを前記各領域３５ａ，３５ｂに形成すると
き、一方の３５ａにおける個別電極２４ａの端部と他方
の領域３５ｂにおける個別電極２４ｂの端部とが連続
し、且つ長辺に対して直交するように形成し、長辺に沿
って切り取る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電式のインクジ
ェットプリンタヘッドによる印字駆動に使用されるプレ
ート型の圧電アクチュエータの構成及びその製造方法に
係り、より詳しくは、駆動電圧を印加するための駆動電
極としての個別電極の構成及び形成に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】先行技術のオンディマンド型の圧電式イ
ンクジェットプリンタヘッドにおいては、特願２０００
−７２６７８号の明細書に記載されているように、複数
個のノズル及びこの各ノズルごとの圧力室を備えたキャ
ビティープレートと、前記各圧力室ごとに形成された平
面状の個別電極及び隣接する複数の圧力室に共通するコ
モン電極により圧電シート（セラミック材料からなるグ
リーンシート）を挟んで積層したプレート型の圧電アク
チュエータとからなり、この圧電アクチュエータを、前
記キャビティープレートに、当該圧電アクチュエータに
おける各個別電極が各圧力室に対応するように積層した
ものが開示されている。その場合、複数個のノズルを、
キャビティープレートの長辺縁と平行状であって、短辺
（幅方向）の中央部に列状に配列し、これに対応する圧
力室が、キャビティープレートの幅方向（短辺）の中央
線を挟んで両側にて、当該キャビティープレートの短辺
縁と平行状にて長辺方向に延びるように千鳥配列状に配
置されていた。

【０００３】従って、従来では、図１１に示すように、
各圧電シート１００の広幅面に形成される個別電極１０
１ａ，１０１ｂも前記圧力室の延びる方向と平行状に形
成されるものであり、圧電シート１００の幅方向（短
辺）の中央線を挟んで両側にて、当該圧電シート１００
の短辺縁１００ａと平行状にて一定間隔（ピッチ）Ｐ１
で長辺縁１００ｂの方向（前記中心線と直交する方向）
に延びるように列状に配置されていた。その場合、圧電
シート１００の広幅面に対する個別電極の形成の集積度
を向上させ、且つ各個別電極の幅寸法を広く取れるよう
にするため、前記中心線を挟んで一方の側の列の個別電
極１０１ａと、他方の側の列の個別電極１０１ｂとは、
前記ピッチＰ１の半分の寸法だけずらして形成してい
た。なお、圧電シート１００の対の短辺の端縁部の近傍
に形成されたものはダミーコモン電極１０３である。

【０００４】そして、図示しないコモン電極が形成され
た圧電シートと前記個別電極１０１ａ，１０１ｂが形成
された圧電シートとを交互に積層し、乾燥、焼成後、圧
電シート１００の広幅面と直交する側面にシートの厚さ
方向に側面電極を形成し、同じ上下位置関係の個別電極
の端縁部同士を電気的に接続し、同様にコモン電極同士
を電気的に接続し、さらに圧電アクチュエータのトップ
シートの広幅面（上面）に形成された表面電極と前記側
面電極とを接続して外部回路からの電気信号の印加を行
うようにしていた。

【０００５】ところで、圧電セラミックス製のグリーン
シートからなる１枚の大きい素材シート１０２に前記の
個別電極１０１ａ，１０ｂのパターンを印刷、積層プレ
ス、乾燥、焼成後、圧電シート１００の大きさに切り出
す場合、予め前記素材シート１０２の片面（広幅面）
に、１つの圧電シート１００の領域（図１１で点Ｐ、
Ｑ，Ｒ、Ｓの４点で囲まれた矩形の領域をいう）の外側
まで延びる個別電極１０１ａ，１０１ｂのパターンを形
成する。そして、前記長辺縁１００ｂで隣り合う圧電シ
ート１００の領域の間に適宜幅寸法Ｌ１の捨て部１０６
を設ける。そして、高速回転するダイシングカッターに
て各個別電極１０１ａ，１０１ｂの端部が前記領域の縁
から露出するように、縦切断線１０４ａ，１０４ｂで切
り離すと共に、前記ダミーコモン電極１０３の箇所を横
切断線１０５ａ，１０５ｂで切り離すようにしていた。

【０００６】これにより、切り出した圧電シート１００
の長辺縁１００ｂにおいて露出した前記各個別電極１０
１ａ，１０１ｂの端部の位置関係が揃うようにするもの
であった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来か
ら知られているように、圧電セラミックス製のグリーン
シートからなる素材シート１０２を焼成すると、当該素
材シートが長辺方向及び短辺方向に相当量収縮してしま
う。しかも、素材シート１０２の長辺方向及び短辺方向
の中央側に向かって収縮がなされる。

【０００８】他方、前記のような個別電極１０１ａ，１
０１ｂのパターンが形成された圧電シート１００の間の
前記捨て部１０６の幅寸法Ｌ１を小さく設定すると、当
該捨て部１０６に延びた個別電極１０１ａ，１０１ｂの
端部の長さも短くなる。

【０００９】したがって、個別電極１０１ａ，１０１ｂ
やダミーコモン電極１０３を導電性ペーストにて（グリ
ーンシート）の広幅面に薄層状に印刷形成し、該圧電シ
ートを積層し、プレスした後、焼成し、その後に圧電シ
ート１００毎に分離するように、素材シート１０２の一
側端部から順に前記ダイシングカッターにて切り出する
とき、素材シート１０２の一側端部側での圧電シート１
００の領域では、前記両個別電極１０１ａ，１０１ｂの
端部が圧電シート１００の長辺の端縁部から露出してい
るが、前記収縮のために寸法誤差が積み重なって、素材
シート１０２の他側寄り部位では前記個別電極１０１
ａ，１０１ｂの端部のいずれか一方が露出しなくなると
いう問題があった。

【００１０】この問題を回避するためには、前記捨て部
１０６の幅寸法Ｌ１を大きくし、且つ該捨て部１０６に
延びる両個別電極１０１ａ，１０１ｂの端部の長さも長
くすれば良いが、そうすると、１枚の素材シート１０２
について分離できる（切り取られる）圧電シート１００
の数が減少し、いわゆる材料取りの効率が悪化するとい
う問題があった。

【００１１】本発明は、このような問題を解消したプレ
ート型の圧電アクチュエータを提供することを技術的課
題とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この技術的課題を達成す
るため、請求項１に記載の発明の圧電式インクジェット
プリンタヘッドにおける圧電アクチュエータは、複数個
のノズル毎の圧力室を複数列の千鳥配列状に備えたキャ
ビティープレートと、前記各圧力室ごとに駆動させる駆
動電極のパターンを表面に形成した圧電シートを積層さ
せて成る圧電アクチュエータとからなり、この圧電アク
チェータを、前記キャビティープレートに、当該圧電ア
クチェータにおける各駆動電極が各圧力室に対応するよ
うに積層してなる圧電式インクジェットプリンタヘッド
において、前記圧電シートの片面に形成する前記各個別
電極を、前記千鳥配列方向と平行な中心線を挟んで両側
にて、それぞれ該中心線寄りの位置からその中心線と平
行な圧電シートの２つの端縁部まで延びるように互いに
一定間隔にて平行な列状に形成し、前記中心線を挟む一
方の側の列における個別電極のパターンは、直線状で且
つ圧電シートの前記端縁部の一方に対して直交する方向
に延びるように形成し、前記中心線を挟む他方の側の列
における個別電極のパターンは、前記中心線に近い側で
前記一方の側の列の個別電極に対し前記一定間隔の半分
だけずらした千鳥配列状の位置にあって、前記中心線と
直交する方向に延び、且つ各個別電極の長手方向の中途
部で屈曲し、さらに、前記一方の側の列の個別電極にお
ける前記圧電シートの前記一方の端縁部側での位置に対
応して圧電シートの前記の端縁部の他方に対して直交す
る方向に延びるように形成されたものである。

【００１３】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
または請求項２に記載の圧電アクチュエータにおいて、
前記中心線の中央位置で、前記一方の側の列における個
別電極のパターンと、前記他方の側の列における個別電
極のパターンとが点対称状に形成されたものである。

【００１４】そして、請求項３に記載の発明の圧電アク
チュエータの製造方法は、圧電アクチュエータにおける
圧電シートを構成する素材シートに、少なくとも前記圧
電シートの対向する２辺の一方の辺同士を隣接させて、
複数の圧電シートの領域を並べて形成し、該各領域に
は、個別電極を、当該領域の前記両辺間で当該両辺と平
行な中心線を挟んで両側にて該中心線寄りの位置からそ
れぞれ領域の前記両辺まで延びるように互いに一定間隔
にて平行な列状に形成し、前記中心線を挟む一方の側の
列における個別電極のパターンは、直線状で且つ領域の
一方の辺に対して直交する方向に延びるように形成し、
前記中心線を挟む他方の側の列における個別電極のパタ
ーンは、前記中心線に近い側で前記一方の側の列の個別
電極に対し前記一定間隔の半分だけずらした千鳥配列状
の位置にあって、領域の前記中心線と直交する方向に延
び、且つ各個別電極の長手方向の中途部で屈曲し、さら
に、前記辺で隣接した領域における前記一方の側の列の
個別電極の端部と接続するように、領域の他方の辺に対
して直交する方向に延びるように形成した後、前記各領
域毎に素材シートを分割して各圧電シートを作成するこ
とを特徴とするものである。

【００１５】また、請求項４に記載の発明は、請求項３
に記載の圧電アクチュエータの製造方法において、前記
各領域の中心線の中央位置で、前記一方の側の列におけ
る個別電極のパターンと、前記他方の側の列における個
別電極のパターンとが点対称状に形成され、且つ隣り合
う領域の少なくとも一方の辺同士が切れ目なく接続して
いるものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
について説明する。図１、図９及び図１０は、本発明の
実施の形態による圧電式インクジェットプリンタヘッド
を示す。これらの図において、金属板製のキャビティー
プレート１０に対して積層されるプレート型の圧電アク
チュエータ２０の上面には、外部機器との接続のため
に、フレキシブルフラットケーブル４０が接着剤にて重
ね接合されているものであり、最下層のキャビティープ
レート１０の下面側に開口されたノズルから下向きにイ
ンクが吐出するものとする。

【００１７】前記キャビティープレート１０は、図３及
び図４に示すように構成されている。すなわち、ノズル
プレート１１、二枚のマニホールドプレート１２、スペ
ーサプレート１３及びベースプレート１４の五枚の薄い
金属板を積層した構造である。前記ノズルプレート１１
には、微小径のインク噴出用のノズル１５が、当該ノズ
ルプレート１１における第１の方向（長辺方向）に沿っ
て２列の千鳥配列状に設けられている。即ち、ノズルプ
レート１１の前記第１の方向と直交する第２の方向（短
辺方向）の中心線を挟んで両側の平行状の基準線１１
ａ、１１ｂに沿って、微小ピッチ（Ｐ０）の間隔で千鳥
状配列にて多数個のノズル１５が穿設されている（図４
参照）。

【００１８】前記二枚のマニホールドプレート１２に
は、インク通路１２ａ、１２ｂが、前記ノズル１５の列
の両側に沿って、当該プレート１２の長辺に略沿って延
びるように穿設されている。但し、下側のノズルプレー
ト１１に対面するマニホールドプレート１２におけるイ
ンク通路１２ｂは、当該マニホールドプレート１２の上
側にのみ開放するように凹み形成されている（図４参
照）。このインク通路１２ａ、１２ｂは、この両マニホ
ールドプレート１２に対する前記スペーサプレート１３
の積層により密閉される構造になっている。

【００１９】また、前記ベースプレート１４には、その
長辺（前記第１の方向）に沿う中心線に対して直交する
第２の方向（短辺方向）に延びる細幅の圧力室１６の多
数個が穿設されている。そして、前記中心線を挟んで左
右両側にて平行状の長手基準線１４ａ、１４ｂを設定す
ると、前記中心線より左側の圧力室１６の先端１６ａは
前記左側の長手基準線１４ａ上に位置し、逆に前記長手
中心線より右側の圧力室１６の先端１６ａは前記右側の
長手基準線１４ｂ上に位置し、且つこの左右の圧力室１
６の先端１６ａが交互に配置されている。従って、図
３、図４に示すように、左右両側の圧力室１６は一つお
きに互いに逆方向に延びるように交互に（いわゆる千鳥
配列状に）配置されていることになると共に、左右各列
における圧力室１６，１６間のピッチ寸法はＰ２であ
り、左の圧力室１６と右の圧力室１６との配列ピッチ寸
法は（Ｐ２）／２となり、この（Ｐ２）／２の値は、通
常前記微小ピッチ（Ｐ０）の値と等しい。

【００２０】前記各圧力室１６の先端１６ａは、前記ノ
ズルプレート１１における前記千鳥状配列のノズル１５
に、前記スペーサプレート１３及び両マニホールドプレ
ート１２に同じく千鳥状配列にて穿設されている微小径
の貫通孔１７を介して連通している。一方、前記各圧力
室１６の他端１６ｂは、前記スペーサプレート１３にお
ける左右両側部位に穿設された貫通孔１８を介して、前
記両マニホールドプレート１２におけるインク通路１２
ａ、１２ｂに連通している。なお、前記他端１６ｂは、
図４に示すように、ベースプレート１４の下面側にのみ
開口するように凹み形成されているものである。また、
最上層のベースプレート１４の一端部に穿設された供給
孔１９ａの上面には、その上方のインクタンクから供給
されるインク中の塵除去のためのフィルタ２９が張設さ
れている。

【００２１】これにより、前記前記ベースプレート１４
及びスペーサプレート１３の一端部に穿設の供給孔１９
ａ，１９ｂから前記インク通路１２ａ、１２ｂ内に流入
したインクは、このインク通路１２ａから前記各貫通孔
１８を通って前記各圧力室１６内に分配されたのち、こ
の各圧力室１６内から前記貫通孔１７を通って、当該圧
力室１６に対応するノズル１５に至るという構成になっ
ている。

【００２２】一方、前記圧電アクチュエータ２０は、図
５及び図６に示すように、２枚の圧電シート２１、２
２、トップシート２３とを積層した構造で、前記各圧電
シートのうち最下段の圧電シート２１の上面（広幅面）
には、前記キャビティープレート１０における各圧力室
１６の箇所ごとに細幅の個別電極２４ａ，２４ｂが、第
１の方向（長辺方向）に沿って列状に形成され、各個別
電極２４ａ，２４ｂは前記第１の方向と直交する第２の
方向に沿って圧電シート２１の長辺の端縁部近傍まで延
びている。

【００２３】上の圧電シート２２の上面（広幅面）に
は、前記複数個の圧力室１６に対して共通のコモン電極
２５が形成されている。

【００２４】なお、個別電極２４ａ，２４ｂが形成され
た圧電シート２１とコモン電極２５が形成された圧電シ
ート２２との積層数は、前記対応する各圧力室１６内の
インク吐出圧の大小に関連することになり、８〜１０層
として良い。

【００２５】実施形態においては、図５及び図６から理
解できるように、前記各個別電極２４ａ，２４ｂの幅寸
法は対応する圧力室１６における平面視での広幅部より
も少し狭く設定されている。

【００２６】他方、圧力室１６は前記のベースプレート
１４の短辺の中央部側で、前記第１の方向（長辺）に沿
って２列状に配列されているので、前記コモン電極２５
は、ベースプレート１４の短辺の中央部側を挟んで左右
両側の圧力室１６、１６を一体的に覆うように、圧電シ
ート２２の長辺に沿って延びる平面視略矩形状に形成さ
れると共に、該圧電シート２２の対の短辺近傍では当該
短辺のほぼ全長にわたって延びる引き出し部２５ａ，２
５ａが一体的に形成されている。

【００２７】そして、前記偶数段目の圧電シート２２の
対の長辺近傍の表面であって、前記コモン電極２５が形
成されていない箇所には、前記各個別電極２４ａ，２４
ｂと同じ上下位置（対応する位置）に、当該個別電極２
４ａ，２４ｂと略同じ幅寸法で長さの短いダミー個別電
極２６を形成する。この場合、図５及び図６に示すよう
に、各ダミー個別電極２６は前記コモン電極２５と適宜
の隙間寸法で隔てられている。

【００２８】他方、最下段の圧電シート２１の上面（広
幅面）のうち、前記引き出し部２５ａ，２５ａに対応す
る位置（同じ上下位置、圧電シートの対の短辺近傍）に
は、ダミーコモン電極２７を形成するのである。

【００２９】前記最上段のトップシート２３の上面に
は、その長辺の端縁部に沿って、前記各個別電極２４
ａ，２４ｂの各々に対する表面電極３０と、前記コモン
電極２５に対する表面電極３１とが、設けられている。

【００３０】そして、図２及び図６に示すように、圧電
アクチュエータ２０の積層体の側面（表面電極３０，３
１が形成される広幅面と直交する側面で長辺の端縁部２
０ａ側）に側面電極３２、３３を形成し、表面電極３０
は前記側面電極３２を介して前記個別電極２４ａ，２４
ｂとダミー個別電極２６とを電気的接続させる一方、表
面電極３１は別の箇所の側面電極３３を介して前記コモ
ン電極２５とダミーコモン電極２７とを電気的接続させ
るよう構成する。なお、その場合、前記圧電アクチェー
タのうち表裏両表面と直交する側面（前記長辺の端縁部
２０ａ側）に、少なくとも前記各駆動電極（コモン電
極、個別電極等）を露出する凹み溝が設けられ、この凹
み溝内に、前記駆動電極に電気的に導通する側面電極が
形成されたものであっても良い。

【００３１】前記した構成の圧電アクチュエータ２０
は、以下に述べるような方法で製造される。即ち、図７
及び図８に示すように、圧電セラミックス製のグリーン
シートからなる第１素材シート３４の表面に、後述する
ような形状及び配置関係の個別電極２４ａ，２４ｂが形
成される圧電シート２１の複数個の領域３５を隙間なく
マトリックス状に並べる。その場合、１つの圧電シート
２１における個別電極２４の形状及び配置は次のとおり
である。

【００３２】図５及び図７で示すように、前記圧電シー
ト２１の片面に形成する前記各個別電極２４ａ，２４ｂ
を、前記千鳥配列方向と平行な中心線３６を挟んで両側
にて、それぞれ該中心線３６寄りの位置からその中心線
３６と平行な圧電シート２１の２つの端縁部２１ａ，２
１ａまで延びるように互いに一定間隔Ｐ２（前記圧力室
１６の配置ピッチＰ２と同じ間隔）にて平行な列状に形
成し、前記中心線３６を挟む一方の側（図５で左側）の
列における個別電極２４ａのパターンは、直線状で且つ
圧電シートの前記端縁部２１ａの一方に対して直交する
方向に延びるように形成する。

【００３３】前記中心線３６を挟む他方の側（図５で右
側）の列における個別電極２４ｂのパターンは、前記中
心線３６に近い側で前記一方の側の列の個別電極２４ａ
に対し前記一定間隔Ｐ２の半分だけずらした千鳥配列状
の位置にあって、前記中心線３６と直交する方向に延
び、且つ前記各個別電極２４ｂの長手方向の中途部２４
ｃで屈曲させる。さらに、前記一方の側の列の個別電極
２４ａにおける前記圧電シート２１の前記一方の端縁部
２１ａ側での位置に対応して圧電シート２１の前記の端
縁部２１ａの他方に対して直交する方向に延びるように
形成されたものである。個別電極２４において屈曲した
中途部２４ｃよりも中心線３６寄りの直線部分が圧力室
１６と対応した位置にある。

【００３４】そして、その製造方法は、図７及び図８に
示すごとく、圧電アクチュエータにおける圧電シート２
１を構成する第１素材シート３４に、少なくとも前記圧
電シート２１の対向する長辺（図７では、Ｋ１，Ｍ１を
結ぶ辺やＫ２，Ｍ２を結ぶ辺、図８ではＭ１，Ｎ１を結
ぶ辺やＭ２，Ｎ２を結ぶ辺等をいう）としての２辺の一
方の辺同士を隣接させて、複数の圧電シート２１の領域
３５を並べて形成する。図７においては、各領域３５
は、Ｋ１，Ｋ２，Ｍ２，Ｍ１の４点及びＫ２，Ｋ３，Ｍ
３，Ｍ２の４点でそれぞれ囲まれる矩形範囲で示され
る。また、図８においては、前記第１素材シート３４に
対して圧電シート２１を２段で複数列に並べたものであ
るから、領域３５は、Ｋ１，Ｋ２，Ｍ２，Ｍ１の４点及
びＫ２，Ｋ３，Ｍ３，Ｍ２の４点、Ｍ１，Ｍ２，Ｎ２，
Ｎ１の４点、Ｍ２，Ｍ３，Ｎ３，Ｎ２の４点でそれぞれ
囲まれる矩形範囲で示される。

【００３５】図７の例で示すと、左側の領域３５ａと右
側の領域３５ｂとは（Ｋ２−Ｍ２）にて隣接しており、
左側の領域３５ａでは、個別電極２４ａ，２４ｂを、該
領域３５ａの前記両辺（例えば、Ｋ１−Ｍ１とＫ２−Ｍ
２）間で当該両辺と平行な中心線３６を挟んで両側にて
該中心線３６寄りの位置から、当該領域３５ａの前記両
辺まで延びるように互いに一定間隔Ｐ２にて平行な列状
に形成する。前記中心線３６を挟む一方の側（Ｋ１−Ｍ
１の辺に近い側）の列における個別電極２４ａのパター
ンは、直線状で且つ領域３５ａの一方の辺（Ｋ１−Ｍ
１）に対して直交する方向に延びるように形成する。

【００３６】前記中心線３６を挟む他方の側（Ｋ２−Ｍ
２の辺に近い側）の列における個別電極２４ｂのパター
ンは、前記中心線３６に近い側で前記一方の側の列の個
別電極２４ａに対し、前記一定間隔Ｐ２の半分だけずら
した千鳥配列状の位置にあって、前記中心線３６と直交
する方向に延び、且つ各個別電極２４ｂの長手方向の中
途部２４ｃで屈曲し、さらに、前記辺（例えば、Ｋ２−
Ｍ２）で隣接した領域３５ｂにおける前記一方の側の列
の個別電極２４ａの端部と接続するように、領域３５ｂ
の前記辺（例えば、Ｋ２−Ｍ２）に対して直交する方向
に延びるように形成する。

【００３７】また、図７に示すように、圧電シート２２
を構成する素材シート３８に、上記圧電シート２１と同
様に、圧電シート２２の領域を並べて形成する。各領域
は、図７において、上記と同様にＫ１，Ｋ２，Ｍ２，Ｍ
１の４点及びＫ２，Ｋ３，Ｍ３，Ｍ２の４点で囲まれる
範囲で示す。各領域には、コモン電極２５とダミー個別
電極２６を形成する。コモン電極２５の両側に位置する
各ダミー個別電極２６は、個別電極２４ａ，２４ｂと上
下に対応する形状、即ち、一方において直線状及び他方
において屈曲状をなしており、隣接する領域間の長辺と
直交して延び、その隣接する領域のダミー個別電極２６
と接続している。

【００３８】第３素材シート４１にも、同様に複数のト
ップシート２３の領域を並べて形成し、表面電極３０、
３１を隣接する領域間の長辺を跨ぐように形成する。こ
れら第１、第２、第３素材シート３４、３８、４１を積
層し、次いで積層方向にプレスすることで一体化して、
一枚の積層体にする。その後焼成する。

【００３９】焼成の後、前記各領域３５ａ，３５ｂ毎
に、縦切断線３７ａ，３７ｂ，３７ｃと、横切断線３９
ａ，３９ｂとの箇所にて分割して各圧電アクチュエータ
２０が作成されるものである。なお、符号の４２、４３
は、各圧電アクチュエータ２０の長辺方向及び短辺方向
の中点となる箇所に予めスルーホールにて形成した中点
マークであり、複数の素材シート３４、３８、４１を積
層するとき、切断するとき、並びに各圧電アクチュエー
タ２０毎に分離した後に側面電極３２、３３を形成する
ときの位置決めの基準とするために設けたものである。
従って、圧電アクチュエータ２０毎に分離した後には、
図６に示すように、半円状の中点マーク４２、４３とな
る。

【００４０】これらの場合、前記各縦切断線３７ａ，３
７ｂ，３７ｃ及び横切断線３９ａ，３９ｂに沿って高速
回転するダイシングカッターにて素材シートを切断（分
割）するに際して、前記のように、直線状の個別電極２
４ａと、中途部２４ｃで屈曲した個別電極２４ｂとが連
続するようにパターン形成しておくと、後にコモン電極
２５が形成された第２素材シート３８とトップシート２
３となる第３素材シート４１との集積後に、前記各縦切
断線３７ａ，３７ｂ，３７ｃで素材シートを切断したと
きに、各領域３５ａ，３５ｂの縁（Ｋ２−Ｍ２）に各個
別電極２４ａ，２４ｂの端部が確実に露出するので、後
の側面電極３２，３３との電気的接続を確実にできる。
また、隣接する領域３５ａ，３５ｂの間に捨て部分が発
生しないから、製品歩留りが大幅に向上するという効果
を奏する。

【００４１】なお、図７及び図８の実施形態では、圧電
シート２１における左右両側の個別電極２４ａ，２４ｂ
の形状を、各領域３５ａ，３５ｂの平面視における中心
に対して点対称状に形成する。即ち、前記中点マーク４
３、４３を結ぶ線と前記中心線３６との交点を中心にし
て、長辺側の対角位置に直線状の個別電極２４ａの列を
形成したとすれば、その反対側の対角位置には屈曲した
中途部２４ｃを有する個別電極２４ｂの列を形成するの
である。

【００４２】このように点対称状にパターン形成すれ
ば、素材シートの焼成後の収縮による個別電極の位置誤
差をより少なくできる。

【００４３】図８に示す実施形態では、前記第１素材シ
ートに形成する圧電シート２１の並びを２段複数列（例
えば６列等）で１２個取りとする場合であるから、それ
に応じて縦切断線３７ａ，３７ｂ，３７ｃ‥‥が増大
し、且つ延びるし、横切断線も３９ａ，３９ｂ，３９ｃ
の３本となる。また、横切断線３９ｂにて切り離せば、
１段目と２段目とのダミーコモン電極２７、２７が自動
的に形成される。

【００４４】前記個別電極２４ａ，２４ｂ、ダミー個別
電極２６、２６、コモン電極２５、及びダミーコモン電
極２７は、それぞれ導電ペーストのスクリーン印刷にて
形成することは勿論である。

【００４５】そして、このような構成のプレート型の圧
電アクチュエータ２０は、前記キャビティープレート１
０に対して、当該圧電アクチュエータ２０における各個
別電極２４ａ，２４ｂが前記キャビティープレート１０
における各圧力室１６の各々に対応するように積層固定
される（図１、図９及び図１０参照）。この場合、キャ
ビティープレート１０におけるベースプレート１４の上
面には、長凹溝４５、凹溝４６を形成し、この長凹溝４
５に前記個別電極２４ａ，２４ｂに対応する側面電極３
２の列の下端部が臨み、凹溝４６上には、コモン電極２
５に対応する四隅の側面電極３３の下端部が臨んで、各
側面電極３２、３３が導電性のベースプレート１４に直
接接触しないようにすることが好ましい。

【００４６】また、この圧電アクチュエータ２０におけ
る上側の表面には、前記フレキシブルフラットケーブル
４０が重ね押圧されることにより、このフレキシブルフ
ラットケーブル４０における各種の配線パターン（図示
せず）が、前記各表面電極３０、３１に電気的に接合さ
れる。

【００４７】この構成において、前記圧電アクチュエー
タ２０における各個別電極２４のうち任意の個別電極２
４と、コモン電極２５との間に電圧を印加することによ
り、圧電シート２２のうち、前記電圧を印加した個別電
極２４ａ，２４ｂの部分に圧電による積層方向の歪みが
発生し、この歪みにて前記各個別電極２４，２４ｂに対
応する圧力室１６の内容積が縮小されることにより、こ
の圧力室１６内のインクが、ノズル１５から液滴状に噴
出して、所定の印字が行われる（図１０参照）。

【００４８】ダミー個別電極２６と個別電極２４の間、
及びダミーコモン電極２７とコモン電極引出部２５ａの
間は、同電位であるから、それらの間の圧電シートは変
位しない。ダミー個別電極２６、ダミーコモン電極２７
は、圧電シートを積層した際、個別電極２４及びコモン
電極２５の厚みによる凹凸を補正するためのものであ
る。

【００４９】また、前記圧電アクチュエータの積層体
を、メッキ液中に浸漬し、この状態で各表面電極３０，
３１に、細幅の電極パターンを介して通電して電気メッ
キを行うことにより、前記各表面電極３０，３１の表面
に、金属メッキ層を形成するようにしても良い。金属メ
ッキ層は、例えば、ニッケルメッキ層を下地としてその
上に金メッキ層を形成するもので、この金属メッキ層の
形成により、前記フレキシブルフラットケーブル４０に
おける各配線パターンの、前記各表面電極３０，３１に
対する電気的接合性を大幅に向上できる。

【００５０】なお、本発明では、コモン電極２５を有す
る最下層の圧電シートがキャビティシート１０における
ベースシート１４と対面するように、個別電極２４ａ，
２４ｂの層とコモン電極２５との層との積層順序を変え
たものにも適用できることはいうまでもない。

【００５１】

【発明の作用・効果】以上に説明したように、請求項１
に記載の発明の圧電式インクジェットプリンタヘッドに
おける圧電アクチュエータは、複数個のノズル毎の圧力
室を複数列の千鳥配列状に備えたキャビティープレート
と、前記各圧力室ごとに駆動させる駆動電極のパターン
を表面に形成した圧電シートを積層させて成る圧電アク
チュエータとからなり、この圧電アクチェータを、前記
キャビティープレートに、当該圧電アクチェータにおけ
る各駆動電極が各圧力室に対応するように積層してなる
圧電式インクジェットプリンタヘッドにおいて、前記圧
電シートの片面に形成する前記各個別電極を、前記千鳥
配列方向と平行な中心線を挟んで両側にて、それぞれ該
中心線寄りの位置からその中心線と平行な圧電シートの
２つの端縁部まで延びるように互いに一定間隔にて平行
な列状に形成し、前記中心線を挟む一方の側の列におけ
る個別電極のパターンは、直線状で且つ圧電シートの前
記端縁部の一方に対して直交する方向に延びるように形
成し、前記中心線を挟む他方の側の列における個別電極
のパターンは、前記中心線に近い側で前記一方の側の列
の個別電極に対し前記一定間隔の半分だけずらした千鳥
配列状の位置にあって、前記中心線と直交する方向に延
び、且つ各個別電極の長手方向の中途部で屈曲し、さら
に、前記一方の側の列の個別電極における前記圧電シー
トの前記一方の端縁部側での位置に対応して圧電シート
の前記の端縁部の他方に対して直交する方向に延びるよ
うに形成されたものであるから、後で焼成したときにパ
ターン収縮した場合であっても、前記各辺の位置で素材
シートを切断したときに、各領域（圧電シート）の縁に
各個別電極の端部が確実に露出するので、後の側面電極
との電気的接続を確実にできるという効果を奏する。

【００５２】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
または請求項２に記載の圧電アクチュエータにおいて、
前記中心線の中央位置で、前記一方の側の列における個
別電極のパターンと、前記他方の側の列における個別電
極のパターンとが点対称状に形成されたものである。こ
れによれば、素材シートの焼成後の収縮による個別電極
の位置誤差をより少なくすることができるという効果を
奏する。

【００５３】そして、請求項３に記載の発明の圧電アク
チュエータの製造方法は、圧電アクチュエータにおける
圧電シートを構成する素材シートに、少なくとも前記圧
電シートの対向する２辺の一方の辺同士を隣接させて、
複数の圧電シートの領域を並べて形成し、該各領域に
は、個別電極を、当該領域の前記両辺間で当該両辺と平
行な中心線を挟んで両側にて該中心線寄りの位置からそ
れぞれ領域の前記両辺まで延びるように互いに一定間隔
にて平行な列状に形成し、前記中心線を挟む一方の側の
列における個別電極のパターンは、直線状で且つ領域の
一方の辺に対して直交する方向に延びるように形成し、
前記中心線を挟む他方の側の列における個別電極のパタ
ーンは、前記中心線に近い側で前記一方の側の列の個別
電極に対し前記一定間隔の半分だけずらした千鳥配列状
の位置にあって、領域の前記中心線と直交する方向に延
び、且つ各個別電極の長手方向の中途部で屈曲し、さら
に、前記辺で隣接した領域における前記一方の側の列の
個別電極の端部と接続するように、領域の他方の辺に対
して直交する方向に延びるように形成した後、前記各領
域毎に素材シートを分割して各圧電シートを作成するこ
とを特徴とするものである。 したがって、直線状の個
別電極と、中途部で屈曲した個別電極とがノズルの並ぶ
中心線と平行な辺にて隣接する領域で互いに連続するよ
うにパターン形成しておくと、後で焼成したときにパタ
ーン収縮した場合であっても、前記各辺の位置で素材シ
ートを切断したときに、各領域（圧電シート）の縁に各
個別電極の端部が確実に露出するので、側面電極との電
気的接続を確実にできる。また、隣接する領域の間に捨
て部分が発生しないから、１枚の素材シートからの圧電
シートの取り数が多くなるか、もしくは所定数の圧電シ
ートの取り数に対してもとの素材シートの大きさを小さ
くできることになり、材料取りの効率が大幅に向上する
という効果を奏する。

【００５４】さらに、前記捨て部をつくるための切断線
を要しないから、切断工程数が少なくなり、製造能率を
大幅に向上させることができるという効果も奏する。

【００５５】また、請求項４に記載の発明は、請求項３
に記載の圧電アクチュエータの製造方法において、前記
各領域の中心線の中央位置で、前記一方の側の列におけ
る個別電極のパターンと、前記他方の側の列における個
別電極のパターンとが点対称状に形成され、且つ隣り合
う領域の少なくとも一方の辺同士が切れ目なく接続して
いるものである。

【００５６】したがって、素材シートの焼成後の収縮に
よる個別電極の位置誤差をより少なくできるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による圧電式インクジェッ
トプリンタヘッドを示す分解斜視図である。

【図２】キャビティープレートと圧電アクチュエータと
の一端部を示す拡大斜視図である。

【図３】キャビティープレートの分解斜視図である。

【図４】キャビティープレートの部分的拡大斜視図であ
る。

【図５】圧電アクチュエータの分解斜視図である。

【図６】圧電アクチュエータの斜視図である。

【図７】圧電アクチュエータの素材シートにおける個別
電極、コモン電極、表面電極等のパターンを示す斜視図
である。

【図８】素材シートにおける個別電極等のパターンと領
域の切断線等を示す平面図である。

【図９】図１のIX−IX線矢視拡大断面図である。

【図１０】フレキシブルフラットケーブルとキャビティ
ープレートと圧電アクチュエータとを積層した状態の拡
大断面図である。

【図１１】従来の圧電アクチュエータにおける素材シー
トの個別電極のパターン及び切断領域を示す平面図であ
る。

【符号の説明】

１０ キャビティープレート １１ ノズルプレート １２ マニホールドプレート １３ スペーサプレート １４ ベースプレート １５ ノズル １６ 圧力室 ２０ 圧電アクチュエータ ２１、２２ 圧電シート ２３ トップシート ２４ａ，２４ｂ 個別電極 ２４ｃ 中途部 ２５ コモン電極 ２６ ダミー個別電極 ２７ ダミーコモン電極 ３０，３１ 表面電極 ３２，３３ 側面電極 ３５ａ，３５ｂ 領域 ４０ フレキシブルフラットケーブル

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 41/22

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個のノズル毎の圧力室を複数列の千
   鳥配列状に備えたキャビティープレートと、前記各圧力
   室ごとに駆動させる駆動電極のパターンを表面に形成し
   た圧電シートを積層させて成る圧電アクチュエータとか
   らなり、この圧電アクチェータを、前記キャビティープ
   レートに、当該圧電アクチェータにおける各駆動電極が
   各圧力室に対応するように積層してなる圧電式インクジ
   ェットプリンタヘッドにおいて、 前記圧電シートの片面に形成する前記各個別電極を、前
   記千鳥配列方向と平行な中心線を挟んで両側にて、それ
   ぞれ該中心線寄りの位置からその中心線と平行な圧電シ
   ートの２つの端縁部まで延びるように互いに一定間隔に
   て平行な列状に形成し、 前記中心線を挟む一方の側の列における個別電極のパタ
   ーンは、直線状で且つ圧電シートの前記端縁部の一方に
   対して直交する方向に延びるように形成し、 前記中心線を挟む他方の側の列における個別電極のパタ
   ーンは、前記中心線に近い側で前記一方の側の列の個別
   電極に対し前記一定間隔の半分だけずらした千鳥配列状
   の位置にあって、前記中心線と直交する方向に延び、且
   つ各個別電極の長手方向の中途部で屈曲し、さらに、前
   記一方の側の列の個別電極における前記圧電シートの前
   記一方の端縁部側での位置に対応して圧電シートの前記
   の端縁部の他方に対して直交する方向に延びるように形
   成されていることを特徴とする圧電アクチュエータ。
2. 【請求項２】 前記中心線の中央位置で、前記一方の側
   の列における個別電極のパターンと、前記他方の側の列
   における個別電極のパターンとが点対称状に形成されて
   いることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
   圧電アクチュエータ。
3. 【請求項３】 圧電アクチュエータにおける圧電シート
   を構成する素材シートに、少なくとも前記圧電シートの
   対向する２辺の一方の辺同士を隣接させて、複数の圧電
   シートの領域を並べて形成し、該各領域には、個別電極
   を、当該領域の前記両辺間で当該両辺と平行な中心線を
   挟んで両側にて該中心線寄りの位置からそれぞれ領域の
   前記両辺まで延びるように互いに一定間隔にて平行な列
   状に形成し、 前記中心線を挟む一方の側の列における個別電極のパタ
   ーンは、直線状で且つ領域の一方の辺に対して直交する
   方向に延びるように形成し、 前記中心線を挟む他方の側の列における個別電極のパタ
   ーンは、前記中心線に近い側で前記一方の側の列の個別
   電極に対し、前記一定間隔の半分だけずらした千鳥配列
   状の位置にあって、領域の前記中心線と直交する方向に
   延び、且つ各個別電極の長手方向の中途部で屈曲し、さ
   らに、前記辺で隣接した領域における前記一方の側の列
   の個別電極の端部と接続するように、領域の他方の辺に
   対して直交する方向に延びるように形成した後、前記各
   領域毎に素材シートを分割して各圧電シートを作成する
   ことを特徴とする圧電アクチュエータの製造方法。
4. 【請求項４】 前記各領域の中心線の中央位置で、前記
   一方の側の列における個別電極のパターンと、前記他方
   の側の列における個別電極のパターンとが点対称状に形
   成され、且つ隣り合う領域の少なくとも一方の辺同士が
   切れ目なく接続していることを特徴とする請求項３に記
   載の圧電アクチュエータの製造方法。