JP2003311954A - Inkjet head and inkjet printer comprising it - Google Patents
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、被記録媒体にイン
クを吐出して印刷を行うインクジェットヘッド、及び、
インクジェットヘッドを有するインクジェットプリンタ
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inkjet head for printing by ejecting ink onto a recording medium, and
The present invention relates to an inkjet printer having an inkjet head.
【0002】[0002]
【従来の技術】インクジェットプリンタにおいて、イン
クジェットヘッドは、インクタンクから供給されたイン
クを複数の圧力室に分配し、各圧力室に選択的にパルス
状の圧力を付与することによりノズルからインクを吐出
する。圧力室に選択的に圧力を付与するための一つの手
段として、圧電性のセラミックからなる複数の圧電シー
トが積層されたアクチュエータユニットが用いられるこ
とがある。2. Description of the Related Art In an ink jet printer, an ink jet head distributes ink supplied from an ink tank into a plurality of pressure chambers, and selectively applies pulsed pressure to each pressure chamber to eject ink from nozzles. To do. As one means for selectively applying pressure to the pressure chamber, an actuator unit in which a plurality of piezoelectric sheets made of piezoelectric ceramics are laminated may be used.
【0003】かかるインクジェットヘッドの一例とし
て、複数の圧力室に跨る複数枚の連続平板状の圧電シー
トが積層され、その少なくとも1枚の圧電シートを、多
数の圧力室に共通であってグランド電位に保持された共
通電極と、各圧力室に対応する位置に配置された多数の
個別電極すなわち駆動電極とで挟み込んだ1つのアクチ
ュエータユニットを有するものが知られている(特許文
献1参照)。駆動電極及び共通電極に挟まれ且つ積層方
向に分極された圧電シートの部分は、その挟まれた部分
の両側にある駆動電極が共通電極と異なる電位にされる
と、圧電シートの分極方向に外部電界が印加されること
により、いわゆる圧電縦効果により積層方向に伸縮す
る。この場合、個別電極と共通電極とで挟まれた圧電シ
ートの部分が外部電界が印加されると圧電効果で変形す
る活性層として働いている。これにより圧力室内の容積
が変動し、圧力室に連通したノズルから被記録媒体に向
けてインクを吐出することが可能となっている。As an example of such an ink jet head, a plurality of continuous flat plate-like piezoelectric sheets are laminated over a plurality of pressure chambers, and at least one of the piezoelectric sheets is common to many pressure chambers and has a ground potential. There is known one having one actuator unit sandwiched by a held common electrode and a large number of individual electrodes, that is, drive electrodes arranged at positions corresponding to the respective pressure chambers (see Patent Document 1). The part of the piezoelectric sheet sandwiched between the drive electrode and the common electrode and polarized in the stacking direction is exposed to the outside in the polarization direction of the piezoelectric sheet when the drive electrodes on both sides of the sandwiched part are set to a potential different from that of the common electrode. When an electric field is applied, it expands and contracts in the stacking direction due to the so-called piezoelectric vertical effect. In this case, the portion of the piezoelectric sheet sandwiched between the individual electrode and the common electrode acts as an active layer that is deformed by the piezoelectric effect when an external electric field is applied. As a result, the volume in the pressure chamber fluctuates, and ink can be ejected toward the recording medium from the nozzle communicating with the pressure chamber.
【0004】[0004]
【特許文献1】特開平4−341852号公報[Patent Document 1] Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-341852
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上述のようなインクジ
ェットヘッドにおいて、近年、画像の高解像度化や高速
印字の要求に対応するために圧力室が高密度に配置され
るに連れ、ある圧力室に対応した活性層が変形すること
に起因して隣接する圧力室に対応した圧電シートまでも
が変形し、本来インクを吐出すべきでないインク吐出口
からインクが吐出されたり、インク吐出量が本来の量よ
りも増加又は減少する、いわゆるクロストークが問題と
なってきている。かかるクロストークが生じると、印刷
された画像の画質が劣化してしまうため、インクジェッ
トプリンタの品質を向上させるには、クロストークの抑
制が極めて重要な問題である。In the ink jet head as described above, in recent years, as the pressure chambers are arranged at a high density in order to meet the demands for higher resolution of images and high-speed printing, a certain pressure chamber is formed. Due to the deformation of the corresponding active layer, even the piezoelectric sheets corresponding to the adjacent pressure chambers are deformed, and ink is ejected from the ink ejection port where ink should not be ejected originally, or the original ink ejection amount is So-called crosstalk, which increases or decreases over the amount, has become a problem. When such crosstalk occurs, the image quality of the printed image is deteriorated, and therefore suppression of crosstalk is a very important problem for improving the quality of the inkjet printer.
【0006】本発明の主な目的は、クロストークの発生
を抑制することができるインクジェットヘッド及びこれ
を有するインクジェットプリンタを提供することであ
る。A main object of the present invention is to provide an ink jet head capable of suppressing the occurrence of crosstalk and an ink jet printer having the ink jet head.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明によると、一端を
ノズルに他端をインク供給源にそれぞれ接続された複数
の圧力室を含み、前記複数の圧力室がマトリクス状に互
いに隣接配置された流路ユニットと、前記圧力室の容積
を変化させるために前記流路ユニットの一表面に固定さ
れたアクチュエータユニットとを備えており、前記アク
チュエータユニットが、複数の前記圧力室に跨って連続
して配置された圧電シートと、前記圧電シートの一方側
に配設され、一定電位に保たれた共通電極と、前記圧電
シートの他方側に配設され、各圧力室に対応する位置に
配置された複数の個別電極と、前記圧電シートの前記圧
力室の間に対応した領域に形成された凹部とを含んでい
るインクジェットヘッドインクジェットヘッド及びこれ
を有するインクジェットプリンタが提供される(請求項
1)。According to the present invention, a plurality of pressure chambers each having one end connected to a nozzle and the other end connected to an ink supply source are provided, and the plurality of pressure chambers are arranged adjacent to each other in a matrix. A flow path unit and an actuator unit fixed to one surface of the flow path unit for changing the volume of the pressure chamber are provided, and the actuator unit is continuously provided over a plurality of the pressure chambers. The piezoelectric sheet arranged, the common electrode arranged on one side of the piezoelectric sheet and kept at a constant potential, and the common electrode arranged on the other side of the piezoelectric sheet, and arranged at a position corresponding to each pressure chamber. Ink jet head including a plurality of individual electrodes and a recess formed in a region of the piezoelectric sheet corresponding to the pressure chambers, and an ink jet head including the same Ttopurinta is provided (claim 1).
【0008】これによると、アクチュエータユニットに
おいて隣接する圧力室の間に対応した領域に凹部が形成
されているので、圧電効果による活性層の変形が隣接す
る圧力室に影響を及ぼすクロストークを抑制することが
できる。According to this, since the concave portion is formed in the region corresponding to between the adjacent pressure chambers in the actuator unit, the crosstalk affecting the adjacent pressure chamber due to the deformation of the active layer due to the piezoelectric effect is suppressed. be able to.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、図面を参照しつつ説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0010】図1は、本発明の第1の実施の形態による
インクジェットヘッドを含むインクジェットプリンタの
概略図である。図1に示すインクジェットプリンタ10
1は、4つのインクジェットヘッド1を有するカラーイ
ンクジェットプリンタである。このプリンタ101に
は、図中左方に給紙部111が、図中右方に排紙部11
2が、それぞれ構成されている。FIG. 1 is a schematic diagram of an inkjet printer including an inkjet head according to a first embodiment of the present invention. Inkjet printer 10 shown in FIG.
1 is a color inkjet printer having four inkjet heads 1. In this printer 101, a paper feed unit 111 is provided on the left side of the drawing, and a paper discharge unit 11 is provided on the right side of the drawing.
2 are configured respectively.
【0011】プリンタ101内部には、給紙部111か
ら排紙部112に向かって用紙が搬送される用紙搬送経
路が形成されている。給紙部111のすぐ下流側には、
画像記録媒体たる用紙を挟持搬送する一対の送りローラ
105a、105bが配置されている。一対の送りロー
ラ105a、105bによって用紙は図中左方から右方
へ送られる。用紙搬送経路の中間部には、二つのベルト
ローラ106、107と、両ローラ106、107間に
架け渡されるように巻回されたエンドレスの搬送ベルト
108とが配置されている。搬送ベルト108の外周面
すなわち搬送面にはシリコーン処理が施されており、一
対の送りローラ105a、105bによって搬送されて
くる用紙を、搬送ベルト108の搬送面にその粘着力に
より保持させながら、一方のベルトローラ106の図中
時計回り(矢印104の方向)への回転駆動によって下
流側(右方)に向けて搬送できるようになっている。Inside the printer 101, a paper transport path is formed for transporting paper from the paper feed section 111 to the paper discharge section 112. Immediately downstream of the paper feed unit 111,
A pair of feed rollers 105a and 105b for sandwiching and transporting a sheet as an image recording medium is arranged. The sheet is fed from the left side to the right side in the figure by the pair of feed rollers 105a and 105b. Two belt rollers 106 and 107 and an endless conveyor belt 108 wound so as to be stretched between the rollers 106 and 107 are arranged in the middle of the sheet conveying path. The outer peripheral surface of the conveyor belt 108, that is, the conveyor surface is treated with silicone, and while holding the paper conveyed by the pair of feed rollers 105a and 105b on the conveyor surface of the conveyor belt 108 by its adhesive force, The belt roller 106 is driven to rotate clockwise (in the direction of arrow 104) in the figure so that it can be conveyed toward the downstream side (right side).
【0012】用紙のベルトローラ106に対する挿入及
び排出位置には、押さえ部材109a、109bがそれ
ぞれ配置されている。押さえ部材109a、109b
は、搬送ベルト108上の用紙が搬送面から浮かないよ
うに、搬送ベルト108の搬送面に用紙を押し付けて搬
送面上に確実に粘着させるためのものである。Pressing members 109a and 109b are arranged at the insertion and ejection positions of the paper with respect to the belt roller 106, respectively. Holding members 109a, 109b
Is for pressing the paper onto the carrying surface of the carrying belt 108 so that the paper on the carrying belt 108 does not float from the carrying surface, and to firmly adhere the paper to the carrying surface.
【0013】用紙搬送経路に沿って搬送ベルト108の
すぐ下流側には、剥離機構110が設けられている。剥
離機構110は、搬送ベルト108の搬送面に粘着され
ている用紙を搬送面から剥離して、右方の排紙部112
へ向けて送るように構成されている。A peeling mechanism 110 is provided immediately downstream of the transport belt 108 along the paper transport path. The peeling mechanism 110 peels the sheet adhered to the conveyance surface of the conveyance belt 108 from the conveyance surface, and the right sheet ejection unit 112.
It is configured to be sent to.
【0014】4つのインクジェットヘッド1は、その下
端にヘッド本体1aを有している。ヘッド本体1aは、
それぞれが矩形断面を有しており、その長手方向が用紙
搬送方向に垂直な方向(図1の紙面垂直方向)となるよ
うに互いに近接配置されている。つまり、このプリンタ
101は、ライン式プリンタである。4つのヘッド本体
1aの各底面は用紙搬送経路に対向しており、これら底
面には微小径を有する多数のインク吐出口が形成された
ノズルが設けられている。4つのヘッド本体1aのそれ
ぞれからは、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの
インクが吐出される。The four ink jet heads 1 have head bodies 1a at their lower ends. The head body 1a is
Each of them has a rectangular cross section, and they are arranged close to each other so that the longitudinal direction thereof is a direction perpendicular to the paper conveyance direction (direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1). That is, the printer 101 is a line printer. The bottom surfaces of the four head main bodies 1a face the paper transport path, and the bottom surfaces are provided with nozzles having a large number of ink ejection openings each having a minute diameter. Magenta, yellow, cyan, and black inks are ejected from each of the four head bodies 1a.
【0015】ヘッド本体1aは、その下面と搬送ベルト
108の搬送面との間に少量の隙間が形成されるように
配置されており、この隙間部分に用紙搬送経路が形成さ
れている。この構成で、搬送ベルト108上を搬送され
る用紙が4つのヘッド本体1aのすぐ下方側を順に通過
する際、この用紙の上面すなわち印刷面に向けてノズル
から各色のインクが噴射されることで、用紙上に所望の
カラー画像を形成できるようになっている。The head body 1a is arranged so that a small gap is formed between the lower surface of the head body 1a and the conveying surface of the conveying belt 108, and a sheet conveying path is formed in this gap portion. With this configuration, when the paper conveyed on the conveyor belt 108 sequentially passes immediately below the four head main bodies 1a, ink of each color is ejected from the nozzles toward the upper surface of the paper, that is, the printing surface. A desired color image can be formed on a sheet.
【0016】インクジェットプリンタ101は、インク
ジェットヘッド1に対するメンテナンスを自動的に行う
ためのメンテナンスユニット117を有している。この
メンテナンスユニット117には、4つのヘッド本体1
aの下面を覆うための4つのキャップ116や、図示せ
ぬパージ機構などが設けられている。The ink jet printer 101 has a maintenance unit 117 for automatically performing maintenance on the ink jet head 1. The maintenance unit 117 includes four head bodies 1
Four caps 116 for covering the lower surface of a and a purging mechanism not shown are provided.
【0017】メンテナンスユニット117は、インクジ
ェットプリンタ101で印刷が行われているときには、
給紙部111の直下方の位置(退避位置)に位置してい
る。そして、印刷終了後に所定の条件が満たされたとき
(例えば、印刷動作が行われない状態が所定の時間だけ
継続したときや、プリンタ101の電源OFF操作がさ
れたとき)は、4つのヘッド本体1aの直ぐ下方の位置
に移動して、この位置(キャップ位置)にて、キャップ
116によってヘッド本体1aの下面をそれぞれ覆い、
ヘッド本体1aのノズル部分のインクの乾燥を防止する
ようになっている。The maintenance unit 117 is used when the ink jet printer 101 is printing.
It is located at a position (retracted position) immediately below the paper feeding unit 111. Then, when a predetermined condition is satisfied after the printing is completed (for example, when the printing operation is not performed for a predetermined time, or when the power of the printer 101 is turned off), the four head main bodies are used. 1a is moved to a position immediately below, and at this position (cap position), the cap 116 covers the lower surface of the head body 1a,
The ink of the nozzle portion of the head body 1a is prevented from drying.
【0018】ベルトローラ106、107や搬送ベルト
108は、シャーシ113によって支持されている。シ
ャーシ113は、その下方に配置された円筒部材115
上に載置されている。円筒部材115は、その中心から
外れた位置に取り付けられた軸114を中心として回転
可能となっている。そのため、軸114の回転に伴って
円筒部材115の上端高さが変化すると、それに合わせ
てシャーシ113が昇降する。メンテナンスユニット1
17を退避位置からキャップ位置に移動させる際には、
予め円筒部材115を適宜の角度回転させてシャーシ1
13、搬送ベルト108及びベルトローラ106、10
7を図1に示す位置から適宜の距離だけ下降させ、メン
テナンスユニット117の移動のためのスペースを確保
しておく必要がある。The belt rollers 106 and 107 and the conveyor belt 108 are supported by the chassis 113. The chassis 113 has a cylindrical member 115 arranged below it.
It is placed on top. The cylindrical member 115 is rotatable about a shaft 114 attached at a position deviated from the center thereof. Therefore, when the height of the upper end of the cylindrical member 115 changes with the rotation of the shaft 114, the chassis 113 moves up and down accordingly. Maintenance unit 1
When moving 17 from the retracted position to the cap position,
The cylindrical member 115 is rotated in advance by an appropriate angle to make the chassis 1
13, transport belt 108 and belt rollers 106, 10
It is necessary to lower 7 from the position shown in FIG. 1 by an appropriate distance to secure a space for moving the maintenance unit 117.
【0019】搬送ベルト108によって囲まれた領域内
には、インクジェットヘッド1と対向する位置、つまり
上側にある搬送ベルト108の下面と接触することによ
って内周側からこれを支持するほぼ直方体形状(搬送ベ
ルト108と同程度の幅を有している)のガイド121
が配置されている。In a region surrounded by the conveyor belt 108, a substantially rectangular parallelepiped shape (conveyance) which supports the inkjet head 1 from the inner peripheral side by contacting the position facing the ink jet head 1, that is, the lower surface of the conveyor belt 108 on the upper side (conveyance) The guide 121 having the same width as the belt 108)
Are arranged.
【0020】次に、本実施の形態によるインクジェット
ヘッド1の構造について、より詳細に説明する。図2
は、インクジェットヘッド1の斜視図である。図3は、
図2のIII−III線に沿った断面図である。図2及び図3
に示すように、本実施の形態によるインクジェットヘッ
ド1は、一方向(主走査方向)に延在した矩形平面形状
を有するヘッド本体1aと、ヘッド本体1aを支持する
ための基部131とを有している。基部131は、ヘッ
ド本体1aのほかに、個別電極35(図6参照)などに
駆動信号を供給するドライバIC132及び基板133
を支持している。Next, the structure of the ink jet head 1 according to this embodiment will be described in more detail. Figure 2
FIG. 3 is a perspective view of the inkjet head 1. Figure 3
FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 2. 2 and 3
As shown in FIG. 1, the inkjet head 1 according to the present embodiment has a head main body 1a having a rectangular planar shape extending in one direction (main scanning direction) and a base 131 for supporting the head main body 1a. ing. The base 131 includes a driver IC 132 and a substrate 133 that supply drive signals to the individual electrodes 35 (see FIG. 6) and the like in addition to the head body 1a.
I support you.
【0021】基部131は、図2に示すように、ヘッド
本体1aの上面と部分的に接着されることでヘッド本体
1aを支持するベースブロック138と、ベースブロッ
ク138の上面と接着されることでベースブロック13
8を保持するホルダ139とから構成されている。ベー
スブロック138は、ヘッド本体1aの長尺方向長さと
ほぼ同じ長さを有する略直方体形状の部材である。ステ
ンレスなどの金属材料からなるベースブロック138
は、ホルダ139を補強する軽量の構造体としての機能
を有している。ホルダ139は、ヘッド本体1a側に配
置されるホルダ本体141と、ホルダ本体141からヘ
ッド本体1aとは反対側に延在した一対のホルダ支持部
142とから構成されている。一対のホルダ支持部14
2は、いずれも平板状の部材であって、ホルダ本体14
1の長尺方向に沿って所定の間隔を隔てて互いに平行に
設けられている。As shown in FIG. 2, the base 131 is partially bonded to the upper surface of the head main body 1a to support the head main body 1a, and is bonded to the upper surface of the base block 138. Base block 13
8 and a holder 139 for holding 8. The base block 138 is a substantially rectangular parallelepiped member having a length substantially the same as the length of the head body 1a in the lengthwise direction. Base block 138 made of metallic material such as stainless steel
Has a function as a lightweight structure that reinforces the holder 139. The holder 139 includes a holder main body 141 arranged on the head main body 1a side, and a pair of holder support portions 142 extending from the holder main body 141 to the side opposite to the head main body 1a. A pair of holder support parts 14
2 is a plate-shaped member, and is a holder body 14
They are provided in parallel with each other at a predetermined interval along the lengthwise direction of 1.
【0022】ホルダ本体141の副走査方向(主走査方
向と直交する方向)両端部には、下方に突出した一対の
スカート部141aが設けられている。ここで、一対の
スカート部141aは、いずれもホルダ本体141の長
尺方向全幅にわたって形成されているため、ホルダ本体
141の下面には、一対のスカート部141aによって
略直方体形状の溝部141bが形成されている。この溝
部141b内に、ベースブロック138が収納されてい
る。ベースブロック138の上面と、ホルダ本体141
の溝部141bの底面とは、接着剤によって接着されて
いる。ベースブロック138の厚さは、ホルダ本体14
1の溝部141bの深さよりも若干大きいため、ベース
ブロック138の下端部は、スカート部141aよりも
下方に飛び出している。A pair of skirts 141a projecting downward are provided at both ends of the holder body 141 in the sub-scanning direction (direction orthogonal to the main scanning direction). Here, since the pair of skirts 141a are formed over the entire width in the longitudinal direction of the holder body 141, the pair of skirts 141a form a substantially rectangular parallelepiped groove 141b on the lower surface of the holder body 141. ing. The base block 138 is housed in the groove 141b. The upper surface of the base block 138 and the holder body 141
The bottom surface of the groove portion 141b is bonded with an adhesive. The thickness of the base block 138 is the holder body 14
Since it is slightly larger than the depth of the first groove portion 141b, the lower end portion of the base block 138 protrudes below the skirt portion 141a.
【0023】ベースブロック138の内部には、ヘッド
本体1aに供給されるインクの流路として、その長尺方
向に延在する略直方体形状の空隙(中空領域)であるイ
ンク溜まり3が形成されている。ベースブロック138
の下面145には、インク溜まり3に連通した開口3b
(図4参照)が形成されている。なお、インク溜まり3
は、プリンタ本体内の図示しないメインインクタンク
(インク供給源)に、図示しない供給チューブにより接
続されている。そのため、インク溜まり3には、メイン
インクタンクから適宜インクが補充されるようになって
いる。Inside the base block 138, an ink reservoir 3 which is a substantially rectangular parallelepiped void (hollow region) extending in the lengthwise direction is formed as a flow path of ink supplied to the head main body 1a. There is. Base block 138
On the lower surface 145 of the opening 3 b communicating with the ink reservoir 3.
(See FIG. 4) are formed. Ink pool 3
Is connected to a main ink tank (ink supply source) (not shown) in the printer body by a supply tube (not shown). Therefore, the ink reservoir 3 is appropriately replenished with ink from the main ink tank.
【0024】ベースブロック138の下面145は、開
口3bの近傍において周囲よりも下方に飛び出してい
る。そして、ベースブロック138は、下面145の開
口3b近傍部分145aにおいてのみヘッド本体1aの
流路ユニット4(図3参照)に固定されている。そのた
め、ベースブロック138の下面145の開口3b近傍
部分145a以外の領域は、ヘッド本体1aから離隔し
ており、この離隔部分にアクチュエータユニット21が
配されている。The lower surface 145 of the base block 138 projects below the periphery in the vicinity of the opening 3b. The base block 138 is fixed to the flow path unit 4 (see FIG. 3) of the head body 1a only in the portion 145a of the lower surface 145 near the opening 3b. Therefore, the region of the lower surface 145 of the base block 138 other than the portion 145a near the opening 3b is separated from the head body 1a, and the actuator unit 21 is arranged in this separated portion.
【0025】ホルダ139のホルダ支持部142の外側
面には、スポンジなどの弾性部材137を介してドライ
バIC132が固定されている。ドライバIC132の
外側面には、ヒートシンク134が密着配置されてい
る。ヒートシンク134は、略直方体形状の部材であっ
て、ドライバIC132で発生する熱を効率的に散逸さ
せる。ドライバIC132には、給電部材であるフレキ
シブルプリント配線板(FPC:Flexible Printed Cir
cuit)136が接続されている。ドライバIC132に
接続されたFPC136は、基板133及びヘッド本体
1aとハンダ付けによって電気的に接合されている。ド
ライバIC132およびヒートシンク134の上方であ
って、FPC136の外側には、基板133が配置され
ている。ヒートシンク134の上面と基板133との
間、および、ヒートシンク134の下面とFPC136
との間は、それぞれシール部材149で接着されてい
る。The driver IC 132 is fixed to the outer surface of the holder supporting portion 142 of the holder 139 via an elastic member 137 such as sponge. A heat sink 134 is closely arranged on the outer surface of the driver IC 132. The heat sink 134 is a member having a substantially rectangular parallelepiped shape and efficiently dissipates heat generated by the driver IC 132. The driver IC 132 includes a flexible printed wiring board (FPC: Flexible Printed Circuit) which is a power feeding member.
cuit) 136 is connected. The FPC 136 connected to the driver IC 132 is electrically joined to the substrate 133 and the head body 1a by soldering. A substrate 133 is arranged above the driver IC 132 and the heat sink 134 and outside the FPC 136. Between the upper surface of the heat sink 134 and the substrate 133, and between the lower surface of the heat sink 134 and the FPC 136.
And a seal member 149 are bonded to each other.
【0026】ホルダ本体141のスカート部141aの
下面と流路ユニット4の上面との間には、FPC136
を挟むようにシール部材150が配置されている。つま
りFPC136は、流路ユニット4およびホルダ本体1
41に対してシール部材150によって固定されてい
る。これにより、ヘッド本体1aが長尺化した場合の撓
みの防止、アクチュエータユニット21とFPC136
との接続部への応力印可の防止およびFPC136の確
実な保持が可能となる。An FPC 136 is provided between the lower surface of the skirt portion 141a of the holder body 141 and the upper surface of the flow path unit 4.
The seal member 150 is arranged so as to sandwich the. That is, the FPC 136 includes the flow path unit 4 and the holder body 1.
It is fixed to 41 by a seal member 150. This prevents the head body 1a from bending when the head body 1a is elongated, and the actuator unit 21 and the FPC 136 are prevented.
It is possible to prevent stress from being applied to the connection portion with and to securely hold the FPC 136.
【0027】図2に示すように、インクジェットヘッド
1の主走査方向に沿った下方角部近傍には、インクジェ
ットヘッド1の側壁に沿って6つの凸設部30aが均等
に離隔配置されている。これら凸設部30aは、ヘッド
本体1aの最下層にあるノズルプレート30(図7参
照)の副走査方向両端部に設けられた部分である。つま
り、ノズルプレート30は、凸設部30aとそれ以外の
部分との境界線に沿って約90度折り曲げられている。
凸設部30aは、プリンタ101において印刷に用いら
れる各種サイズの用紙の両端部付近に対応する位置に設
けられている。ノズルプレート30の折り曲げ部分は直
角ではなく丸みを帯びた形状となっているため、ヘッド
1と近接する方向に搬送されてきた用紙の先端部がヘッ
ド1の側面と接触することで生じる用紙の詰まりすなわ
ちジャミングが起こりにくくなっている。As shown in FIG. 2, in the vicinity of the lower corner of the inkjet head 1 in the main scanning direction, six convex portions 30a are evenly spaced along the side wall of the inkjet head 1. These protruding portions 30a are portions provided at both ends in the sub-scanning direction of the nozzle plate 30 (see FIG. 7) in the lowermost layer of the head body 1a. That is, the nozzle plate 30 is bent about 90 degrees along the boundary line between the protruding portion 30a and other portions.
The protruding portions 30a are provided at positions corresponding to the vicinity of both ends of sheets of various sizes used for printing in the printer 101. Since the bent portion of the nozzle plate 30 has a rounded shape rather than a right angle, the jam of the sheet that is caused when the leading edge of the sheet conveyed in the direction close to the head 1 comes into contact with the side surface of the head 1. That is, jamming is less likely to occur.
【0028】図4は、ヘッド本体1aの模式的な平面図
である。図4において、ベースブロック138内に形成
されたインク溜まり3が仮想的に破線で描かれている。
図4に示すように、ヘッド本体1aは、一方向(主走査
方向)に延在した矩形平面形状をしている。ヘッド本体
1aは、後述する多数の圧力室10やノズル先端のイン
ク吐出口8(共に図5、図6、図7参照)が形成された
流路ユニット4を有しており、その上面には、千鳥状に
なって2列に配列された複数の台形のアクチュエータユ
ニット21が接着されている。各アクチュエータユニッ
ト21は、その平行対向辺(上辺及び下辺)が流路ユニ
ット4の長手方向に沿うように配置されている。そし
て、隣接するアクチュエータユニット21の斜辺同士
が、流路ユニット4の幅方向にオーバーラップしてい
る。FIG. 4 is a schematic plan view of the head body 1a. In FIG. 4, the ink reservoir 3 formed in the base block 138 is virtually depicted by a broken line.
As shown in FIG. 4, the head body 1a has a rectangular planar shape extending in one direction (main scanning direction). The head main body 1a has a number of pressure chambers 10 to be described later and a flow path unit 4 in which an ink ejection port 8 at the tip of a nozzle (see also FIGS. 5, 6, and 7) is formed, and the upper surface thereof is provided. A plurality of trapezoidal actuator units 21 arranged in two rows in a zigzag pattern are bonded. Each actuator unit 21 is arranged such that its parallel facing sides (upper side and lower side) are along the longitudinal direction of the flow path unit 4. The hypotenuses of the adjacent actuator units 21 overlap each other in the width direction of the flow path unit 4.
【0029】アクチュエータユニット21の接着領域と
対応した流路ユニット4の下面は、インク吐出領域とな
っている。インク吐出領域の表面には、後述するよう
に、多数のインク吐出口8がマトリクス状に多数配列さ
れている。また、流路ユニット4の上方に配置されたベ
ースブロック138内には、その長手方向に沿ってイン
ク溜まり3が形成されている。インク溜まり3は、その
一端に設けられた開口3aを介してインクタンク(図示
せず)に連通しており、常にインクで満たされている。
インク溜まり3には、その延在方向に沿って開口3bが
2つずつ対になって、アクチュエータユニット21が設
けられていない領域に千鳥状に設けられている。The lower surface of the flow path unit 4 corresponding to the adhesion area of the actuator unit 21 is an ink ejection area. As will be described later, a large number of ink ejection openings 8 are arranged in a matrix on the surface of the ink ejection area. Further, in the base block 138 arranged above the flow path unit 4, the ink reservoir 3 is formed along the longitudinal direction thereof. The ink reservoir 3 communicates with an ink tank (not shown) through an opening 3a provided at one end thereof and is always filled with ink.
In the ink reservoir 3, two openings 3b are arranged in pairs along the extending direction, and the openings 3b are provided in a zigzag manner in a region where the actuator unit 21 is not provided.
【0030】図5は、図4内に描かれた一点鎖線で囲ま
れた領域の拡大図である。図4及び図5に示すように、
インク溜まり3は、開口3bを介してその下層にある流
路ユニット4内のマニホールド5と連通している。開口
3bには、インク内に含有される塵埃などを捕獲するた
めのフィルタ(図示せず)が設けられている。マニホー
ルド5は、その先端部が2つに分岐して副マニホールド
5aとなっている。1つのアクチュエータユニット21
の下部には、当該アクチュエータユニット21に対して
インクジェットヘッド1の長手方向両隣にある2つの開
口3bからそれぞれ2つの副マニホールド5aが進入し
てきている。つまり、1つのアクチュエータユニット2
1の下部には、合計で4つの副マニホールド5aがイン
クジェットヘッド1の長手方向に沿って延在している。
各副マニホールド5aは、インク溜まり3から供給され
たインクで満たされている。FIG. 5 is an enlarged view of the area surrounded by the alternate long and short dash line drawn in FIG. As shown in FIGS. 4 and 5,
The ink reservoir 3 communicates with the manifold 5 in the flow channel unit 4 located below the ink reservoir 3 through the opening 3b. The opening 3b is provided with a filter (not shown) for capturing dust and the like contained in the ink. The front end of the manifold 5 is branched into two to form a sub-manifold 5a. One actuator unit 21
Two sub-manifolds 5a enter into the lower part of the actuator unit 21 from two openings 3b located on both sides of the inkjet head 1 in the longitudinal direction. That is, one actuator unit 2
A total of four sub-manifolds 5 a extend along the longitudinal direction of the inkjet head 1 in the lower part of the nozzle 1.
Each sub-manifold 5a is filled with the ink supplied from the ink reservoir 3.
【0031】図6は、図5内に描かれた一点鎖線で囲ま
れた領域の拡大図である。図5及び図6に示すように、
アクチュエータユニット21の上面には、平面形状がほ
ぼひし形の個別電極35がマトリクス状に規則的に配列
されている。また、流路ユニット4のアクチュエータユ
ニット21に対応したインク吐出領域の表面には、多数
のインク吐出口8がマトリクス状に配列されている。流
路ユニット4内には、共に各インク吐出口8と連通し
た、平面形状が個別電極35よりも一回り大きいほぼひ
し形の圧力室(キャビティ)10と、アパーチャ12と
がそれぞれマトリクス状に規則的に配列されている。圧
力室10は、個別電極35と対応する位置に形成されて
おり、平面視において個別電極35の大部分は圧力室1
0に含まれている。なお、図5及び図6において、図面
を分かりやすくするために、アクチュエータユニット2
1内又は流路ユニット4内にあって破線で描くべき圧力
室10及びアパーチャ12等を実線で描いている。さら
に、図5及び図6において、後述する溝部61の図示を
省略している。FIG. 6 is an enlarged view of the area surrounded by the alternate long and short dash line drawn in FIG. As shown in FIGS. 5 and 6,
On the upper surface of the actuator unit 21, individual electrodes 35 each having a substantially rhombic plan shape are regularly arranged in a matrix. Further, a large number of ink ejection ports 8 are arranged in a matrix on the surface of the ink ejection region corresponding to the actuator unit 21 of the flow path unit 4. Inside the flow path unit 4, substantially rhombic pressure chambers (cavities) 10 each having a planar shape slightly larger than the individual electrode 35 and communicating with each ink ejection port 8 and apertures 12 are regularly arranged in a matrix. Are arranged in. The pressure chamber 10 is formed at a position corresponding to the individual electrode 35, and most of the individual electrode 35 in plan view is the pressure chamber 1.
It is included in 0. 5 and 6, in order to make the drawings easy to understand, the actuator unit 2
The pressure chamber 10, the aperture 12 and the like, which are to be drawn in broken lines inside 1 or in the flow path unit 4, are drawn in solid lines. Further, in FIGS. 5 and 6, a groove portion 61 described later is omitted.
【0032】図7は、図4に描かれたヘッド本体1aの
圧力室長手方向に沿った部分断面図である。各インク吐
出口8は、図7からも分かるように、先細形状のノズル
の先端に形成されている。各インク吐出口8は、圧力室
10(長さ900μm、幅350μm)及びアパーチャ
12を介して副マニホールド5aと連通している。この
ようにして、インクジェットヘッド1には、インクタン
クからインク溜まり3、マニホールド5、副マニホール
ド5a、アパーチャ12及び圧力室10を経てインク吐
出口8に至るインク流路32が形成されている。FIG. 7 is a partial sectional view along the longitudinal direction of the pressure chamber of the head body 1a depicted in FIG. As can be seen from FIG. 7, each ink ejection port 8 is formed at the tip of a tapered nozzle. Each ink ejection port 8 communicates with the sub-manifold 5a via a pressure chamber 10 (length 900 μm, width 350 μm) and an aperture 12. In this manner, the ink jet head 1 is provided with the ink flow path 32 that extends from the ink tank to the ink reservoir 3, the manifold 5, the sub-manifold 5a, the aperture 12 and the pressure chamber 10 to reach the ink ejection port 8.
【0033】また、図7から明らかなように、圧力室1
0とアパーチャ12とは異なる高さに設けられている。
これにより、図6に示すように、アクチュエータユニッ
ト21の下方にあるインク吐出領域に対応した流路ユニ
ット4内において、1つの圧力室10と連通したアパー
チャ12を、当該圧力室に隣接する圧力室10と平面視
で同じ位置に配置することが可能となっている。この結
果、圧力室10同士が密着して高密度に配列されるた
め、比較的小さな占有面積のインクジェットヘッド1に
より高解像度の画像印刷が実現される。Further, as is clear from FIG. 7, the pressure chamber 1
0 and the aperture 12 are provided at different heights.
As a result, as shown in FIG. 6, in the flow path unit 4 corresponding to the ink ejection region below the actuator unit 21, the aperture 12 communicating with one pressure chamber 10 is connected to the pressure chamber adjacent to the pressure chamber 10. It can be arranged at the same position as 10 in a plan view. As a result, since the pressure chambers 10 are in close contact with each other and are arranged at high density, high-resolution image printing is realized by the inkjet head 1 having a relatively small occupied area.
【0034】圧力室10は、図5及び図6に描かれた平
面内において、インクジェットヘッド1の長手方向(第
1配列方向)と、インクジェットヘッド1の幅方向から
やや傾いた方向(第2配列方向)との2方向にインク吐
出領域内で配列されている。第1配列方向と第2配列方
向は、直角よりもやや小さい角度θをなしている。この
うち、第2配列方向は、図6に描かれた圧力室10の左
下又は右上の一斜辺に沿った方向に相当する。インク吐
出口8は、第1配列方向には50dpiで配列されてい
る。一方で、圧力室10は、第2配列方向には1つのア
クチュエータユニット21に対応するインク吐出領域内
に12個が含まれるように配列されている。これによ
り、インクジェットヘッド1の全幅内で、第1配列方向
に隣接する2つのインク吐出口8間の距離だけ離隔した
範囲には、12個のインク吐出口8が存在するようにな
っている。なお、各インク吐出領域の第1配列方向につ
いての両端部(アクチュエータユニット21の斜辺に相
当する)では、インクジェットヘッド1の幅方向に対向
する別のアクチュエータユニット21に対応するインク
吐出領域と相補関係となることで上記条件を満たしてい
る。そのため、本実施の形態によるインクジェットヘッ
ド1では、第1及び第2配列方向に配列された多数のイ
ンク吐出口8から、インクジェットヘッド1の幅方向へ
の用紙に対する相対的な移動に伴って順次インク滴を吐
出させることで、主走査方向に600dpiで印刷を行
うことが可能になっている。The pressure chambers 10 are arranged in the planes shown in FIGS. 5 and 6 in the longitudinal direction of the ink jet head 1 (first arrangement direction) and in a direction slightly inclined from the width direction of the ink jet head 1 (second arrangement). Direction) in the ink ejection area. The first arrangement direction and the second arrangement direction form an angle θ slightly smaller than a right angle. Of these, the second arrangement direction corresponds to the direction along the lower left side or the upper right side of the pressure chamber 10 illustrated in FIG. 6. The ink ejection openings 8 are arranged at 50 dpi in the first arrangement direction. On the other hand, 12 pressure chambers 10 are arranged in the second arrangement direction so that 12 pressure chambers are included in the ink ejection region corresponding to one actuator unit 21. As a result, twelve ink ejection openings 8 are present in the entire width of the inkjet head 1 in a range separated by the distance between two ink ejection openings 8 adjacent in the first arrangement direction. It should be noted that at both ends (corresponding to the hypotenuse of the actuator unit 21) of each ink ejection area in the first arrangement direction, a complementary relationship with an ink ejection area corresponding to another actuator unit 21 facing in the width direction of the inkjet head 1 is provided. Therefore, the above condition is satisfied. Therefore, in the ink jet head 1 according to the present embodiment, ink is sequentially ejected from a large number of ink ejection openings 8 arranged in the first and second arrangement directions as the ink jet head 1 moves in the width direction relative to the paper. By ejecting droplets, printing can be performed at 600 dpi in the main scanning direction.
【0035】次に、図8を参照して、流路ユニット4の
構造をより詳細に説明する。図8は、圧力室10、イン
ク吐出口8及びアパーチャ(制限流路)12の三者の位
置関係を示す模式的な図である。図8に示すように、圧
力室10は、第1配列方向に所定の間隔である50dp
iで列状に配列されている。このような圧力室10の列
は、第2配列方向には12列配列されて、全体として圧
力室10は1つのアクチュエータユニット21に対応し
たインク吐出領域内において2次元配列をしている。Next, the structure of the flow path unit 4 will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic diagram showing the positional relationship among the pressure chamber 10, the ink discharge port 8 and the aperture (restricted flow path) 12. As shown in FIG. 8, the pressure chambers 10 have a predetermined spacing of 50 dp in the first arrangement direction.
i are arranged in rows. The rows of such pressure chambers 10 are arranged in 12 rows in the second arrangement direction, and as a whole, the pressure chambers 10 are two-dimensionally arranged in the ink ejection region corresponding to one actuator unit 21.
【0036】圧力室10には、ノズルが図8中上側の鋭
角部に接続されている圧力室10aと、下側の鋭角部に
接続されている圧力室10bとの2種類がある。複数の
圧力室10a及び複数の圧力室10bは、共に第1配列
方向に配列されて圧力室列11a、11bをそれぞれ形
成している。図8に示すように、1つのアクチュエータ
ユニット21に対応したインク吐出領域内においては、
図8中下側から順に2列の圧力室列11aが配列され、
その上側に隣接して2列の圧力室列11bが配列されて
いる。このような2列の圧力室列11aと2列の圧力室
列11bとの合わせて4列の圧力室列を1組とした圧力
室列の組が、1つのアクチュエータユニット21に対応
したインク吐出領域内において、下側から3回繰り返し
て配列されている。各圧力室列11a、11b中の各圧
力室の上側鋭角部を結ぶ直線は、この圧力室列に上側か
ら隣接する圧力室列中の各圧力室の下側斜辺と交差して
いる。There are two types of pressure chambers: a pressure chamber 10a in which the nozzle is connected to the upper acute angle portion in FIG. 8 and a pressure chamber 10b in which the nozzle is connected to the lower acute angle portion. The plurality of pressure chambers 10a and the plurality of pressure chambers 10b are both arranged in the first arrangement direction to form pressure chamber rows 11a and 11b, respectively. As shown in FIG. 8, in the ink ejection area corresponding to one actuator unit 21,
Two pressure chamber rows 11a are arranged in order from the lower side in FIG.
Two pressure chamber rows 11b are arranged adjacent to the upper side thereof. Such a combination of two pressure chamber rows 11a and two pressure chamber rows 11b makes up a set of four pressure chamber rows, and a set of pressure chamber rows forms an ink discharge corresponding to one actuator unit 21. Within the region, they are arranged three times from the bottom. The straight line connecting the upper acute corners of the pressure chambers in each pressure chamber row 11a, 11b intersects the lower oblique side of each pressure chamber in the pressure chamber row adjacent to the pressure chamber row from above.
【0037】上述のように、図8の紙面に対して垂直な
方向から見て、圧力室10に接続されたノズルの配置位
置が異なる第1の圧力室列11aと第2の圧力室列11
bとを2列ずつ隣接して配列することにより、全体とし
て圧力室10は規則正しく整列している。一方、ノズル
は、これら4列の圧力室列を1組とした圧力室列の組の
中において中央領域に集まって配列されることになる。
これにより、上述のように、4列の圧力室列を1組とし
て、下側から3回繰り返して圧力室列の組を配置した場
合、圧力室列の組と組との境界近傍領域、すなわち、こ
のような4列の圧力室列からなる組の両側には、ノズル
が存在しない領域が形成される。そして、そこに各圧力
室10にインクを供給するための幅の広い副マニホール
ド5aが延設されている。本案施の形態では、1つのア
クチュエータユニット21に対応したインク吐出領域内
において、図中下側に1本、一番下側の圧力室列の組と
二番目の圧力室列の組との間に1本、一番上側の圧力室
列の組の両側に2本、合わせて4本の幅の広い副マニホ
ールド5aが第1配列方向に延設されている。As described above, the first pressure chamber row 11a and the second pressure chamber row 11 in which the positions of the nozzles connected to the pressure chambers 10 are different when viewed from the direction perpendicular to the paper surface of FIG.
By arranging b and 2 adjacent to each other, the pressure chambers 10 are regularly aligned as a whole. On the other hand, the nozzles are arranged collectively in the central region in a set of pressure chamber rows in which these four pressure chamber rows are one set.
As a result, as described above, when four pressure chamber rows are set as one set and the sets of pressure chamber rows are repeatedly arranged three times from the lower side, the boundary neighborhood region between the sets of pressure chamber rows, that is, Areas where nozzles do not exist are formed on both sides of the set of four pressure chamber rows. A wide sub-manifold 5a for supplying ink to each pressure chamber 10 is extended there. In the embodiment of the present invention, in the ink ejection area corresponding to one actuator unit 21, one is provided on the lower side in the drawing, between the lowest pressure chamber row set and the second pressure chamber row set. , A total of four sub-manifolds 5a having a wide width are provided in the first arrangement direction.
【0038】図8に示すように、インクを吐出するイン
ク吐出口8に連通するノズルは、第1配列方向には、こ
の方向に規則正しく並ぶ圧力室10に対応して、50d
piの等間隔で配列されている。また、第1配列方向と
角度θで交差している第2配列方向にも12個の圧力室
10が規則正しく配列されているのとは異なり、これら
12個の圧力室10に対応した12個のノズルは、上述
したように圧力室10の上側の鋭角部に連通したものと
下側の鋭角部に連通したものとがあって、第2配列方向
に規則的に一定の間隔で配列されていない。As shown in FIG. 8, the nozzles communicating with the ink ejection openings 8 for ejecting ink are 50d in the first arrangement direction, corresponding to the pressure chambers 10 regularly arranged in this direction.
They are arranged at equal intervals of pi. Further, unlike the case where the twelve pressure chambers 10 are regularly arranged in the second arrangement direction that intersects the first arrangement direction at the angle θ, the twelve pressure chambers corresponding to the twelve pressure chambers 10 are also arranged. As described above, the nozzles are connected to the upper acute-angled portion and the lower acute-angled portion of the pressure chamber 10, and are not regularly arranged in the second arrangement direction at regular intervals. .
【0039】他方、ノズルが圧力室10の同じ側の鋭角
部に常に連通している場合には、ノズルも第2配列方向
の方向に規則的に一定の間隔で配列されることになる。
すなわち、この場合、ノズルは、図中下側から上側に1
圧力室列上がるごとに第1配列方向に印字時の解像度で
ある600dpiに相当する間隔ずつ変位するように配
列される。これに対して、本実施の形態では、2列の圧
力室列11aと2列の圧力室列11bとの合わせて4列
の圧力室列を1組として、これが下側から3回繰り返し
て配列されているので、図中下側から上側に1圧力室列
上がるごとのノズル位置の第1配列方向への変位は常に
同じではない。On the other hand, when the nozzles are always in communication with the acute-angled portions on the same side of the pressure chamber 10, the nozzles are also regularly arranged in the second arrangement direction at regular intervals.
In other words, in this case, the nozzle is 1 from the lower side to the upper side in the figure.
Each time the row of pressure chambers rises, they are arranged so as to be displaced in the first arrangement direction by an interval corresponding to 600 dpi which is the resolution at the time of printing. On the other hand, in the present embodiment, a total of four pressure chamber rows, that is, two pressure chamber rows 11a and two pressure chamber rows 11b, is set as one set, and this is repeated three times from the lower side. Therefore, the displacement of the nozzle position in the first arrangement direction is not always the same every time one pressure chamber row goes up from the lower side to the upper side in the drawing.
【0040】本実施の形態によるインクジェットヘッド
1において、第1配列方向に50dpiに相当する幅
(約508.0μm)を有し、この第1配列方向と直交
する方向に延在する帯状領域Rについて考える。この帯
状領域Rの中には、12列の圧力室列の内の何れの列に
ついても、ノズルが1つしか存在していない。すなわ
ち、1つのアクチュエータユニット21に対応したイン
ク吐出領域内の任意の位置に、このような帯状領域Rを
区画した場合、この帯状領域R内には、常に12個のノ
ズルが分布している。そして、これら12個の各ノズル
を第1配列方向に延びる直線上に射影した点の位置は、
印字時の解像度である600dpiに相当する間隔ずつ
離隔している。In the ink jet head 1 according to the present embodiment, the strip-shaped region R having a width (about 508.0 μm) corresponding to 50 dpi in the first arrangement direction and extending in the direction orthogonal to the first arrangement direction. Think In this strip-shaped region R, only one nozzle exists in any of the 12 pressure chamber rows. That is, when such a strip region R is partitioned at an arbitrary position in the ink ejection region corresponding to one actuator unit 21, 12 nozzles are always distributed in this strip region R. The positions of the points obtained by projecting these 12 nozzles on a straight line extending in the first array direction are
They are separated by an interval corresponding to the resolution of 600 dpi at the time of printing.
【0041】1つの帯状領域Rに属する12個のノズル
を第1配列方向に延びる直線上に射影した位置が左にあ
るものから順に、これら12個のノズルを(1)〜(12)と
記することにしたとき、これら12個のノズルは、下か
ら、(1)、(7)、(2)、(8)、(5)、(11)、(6)、(12)、
(9)、(3)、(10)、(4)の順番に並んでいる。These 12 nozzles are referred to as (1) to (12) in order from the position on the left where the 12 nozzles belonging to one strip region R are projected on a straight line extending in the first arrangement direction. These 12 nozzles are (1), (7), (2), (8), (5), (11), (6), (12),
They are arranged in the order of (9), (3), (10), and (4).
【0042】このように構成された本実施の形態による
インクジェットヘッド1において、アクチュエータユニ
ット21内の活性層を適宜駆動させると、600dpi
の解像度を有する文字や図形等を描画することができ
る。つまり、12列の圧力室列に対応した活性層を印字
媒体の搬送に合わせて順次選択的に駆動することで、特
定の文字や図形を印字媒体に印刷することができる。When the active layer in the actuator unit 21 of the ink jet head 1 according to this embodiment having the above-described structure is appropriately driven, 600 dpi is obtained.
It is possible to draw characters and figures having the resolution of. That is, specific characters and figures can be printed on the print medium by sequentially and selectively driving the active layers corresponding to the 12 rows of pressure chambers in accordance with the conveyance of the print medium.
【0043】例えば、600dpiの解像度で第1配列
方向に延びる直線を印字する場合について説明する。ま
ず、ノズルが圧力室10の同じ側の鋭角部に連通してい
る場合について簡単に説明する。この場合には、印字蝶
体が搬送されるのに対応して、図8中一番下に位置する
圧力室列中のノズルからインクの吐出を始め、順次上側
に隣接する圧力室列に属するノズルを選択してインクを
吐出する。これにより、インクのドットが第1配列方向
に向かって600dpiの間隔で隣接しながら形成され
ていく。最終的には、全体で600dpiの解像度で第
1配列方向に延びる直線が描かれることになる。For example, a case of printing a straight line extending in the first arrangement direction at a resolution of 600 dpi will be described. First, the case where the nozzle communicates with the acute angle portion on the same side of the pressure chamber 10 will be briefly described. In this case, in response to the conveyance of the print butterfly, ink is started to be ejected from the nozzles in the pressure chamber row located at the bottom in FIG. 8 and sequentially belongs to the pressure chamber row adjacent to the upper side. Select a nozzle to eject ink. As a result, ink dots are formed adjacent to each other at an interval of 600 dpi in the first arrangement direction. Finally, a straight line extending in the first array direction is drawn with a resolution of 600 dpi as a whole.
【0044】一方、本案施の形態では、図8中一番下に
位置する圧力室列11a中のノズルからインクの吐出を
始め、印字媒体が搬送されるのに伴って順次上側に隣接
する圧力室に連通するノズルを選択してインクを吐出し
ていく。このとき、下側から上側に1圧力室列上がるご
とのノズル位置の第1配列方向への変位が常に同じでな
いので、印字媒体が搬送されるのに伴って第1配列方向
に沿って順次形成されるインクのドットは、600dp
iの間隔で等間隔にはならない。On the other hand, in the embodiment of the present invention, ink is started to be ejected from the nozzles in the pressure chamber row 11a located at the bottom in FIG. 8, and the pressure adjacent to the upper side is sequentially transferred as the print medium is conveyed. Ink is selected by selecting a nozzle that communicates with the chamber. At this time, since the displacement of the nozzle position in the first arrangement direction is not always the same every time one row of pressure chambers is moved upward from the lower side, the print medium is sequentially formed along the first arrangement direction as the print medium is conveyed. Ink dots are 600dp
The intervals of i are not equal.
【0045】すなわち、図8に示したように、印字媒体
が搬送されるのに対応して、まず図中一番下の圧力室列
11aに連通するノズル(1)からインクが吐出され、印
字媒体上に50dpiに相当する間隔(約508.0μ
m)でドット列が形成される。この後、印字媒体の搬送
に伴って、直線の形成位置が下から2番目の圧力室列1
1aに連通するノズル(7)の位置に達すると、このノズ
ル(7)からインクが吐出される。これにより、始めに形
成されたドット位置から600dpiに相当する間隔分
(約42.3μm)の6倍だけ第1配列方向に変位した
位置(約42.3μm×6=約254.0μm)に2番
目のインクドットが形成される。That is, as shown in FIG. 8, in response to the conveyance of the print medium, first, ink is ejected from the nozzle (1) communicating with the pressure chamber row 11a at the bottom in the figure to print. A space corresponding to 50 dpi on the medium (approximately 508.0 μm
In m), a dot row is formed. After that, as the print medium is conveyed, the position where the straight line is formed is the second pressure chamber row 1 from the bottom.
When the position of the nozzle (7) communicating with 1a is reached, ink is ejected from this nozzle (7). As a result, 2 dots are formed at the position (about 42.3 μm × 6 = about 254.0 μm) displaced in the first arrangement direction by 6 times the interval (about 42.3 μm) corresponding to 600 dpi from the initially formed dot position. The th ink dot is formed.
【0046】次に、印字媒体の搬送に伴って、直線の形
成位置が下から3番目の圧力室列11bに連通するノズ
ル(2)の位置に達すると、ノズル(2)からインクが吐出さ
れる。これにより、始めに形成されたドット位置から6
00dpiに相当する間隔分(約42.3μm)だけ第
1配列方向に変位した位置に3番目のインクドットが形
成される。さらに、印字媒体の搬送に伴って、直線の形
成位置が下から4番目の圧力室列11bに連通するノズ
ル(8)の位置に達すると、ノズル(8)からインクが吐出さ
れる。これにより、始めに形成されたドットの位置から
600dpiに相当する間隔分(約42.3μm)の7
倍だけ第1配列方向に変位した位置(約42.3μm×
7=約296.3μm)に4番目のインクドットが形成
される。さらに、印字媒体の搬送に伴って、直線の形成
位置が下から5番目の圧力室列11aに連通するノズル
(5)の位置に達すると、ノズル(5)からインクが吐出され
る。これにより、始めに形成されたドット位置から60
0dpiに相当する間隔分(約42.3μm)の4倍だ
け第1配列方向に変位した位置(約42.3μm×4=
約169.3μm)に5番目のインクドットが形成され
る。Next, when the straight line formation position reaches the position of the nozzle (2) communicating with the third pressure chamber row 11b from the bottom as the print medium is conveyed, ink is ejected from the nozzle (2). It As a result, 6 dots from the initial dot position
A third ink dot is formed at a position displaced in the first arrangement direction by an interval (about 42.3 μm) corresponding to 00 dpi. Further, when the straight line formation position reaches the position of the nozzle (8) communicating with the fourth pressure chamber row 11b from the bottom as the print medium is conveyed, ink is ejected from the nozzle (8). As a result, the distance from the position of the first formed dot is 7 for the interval (about 42.3 μm) corresponding to 600 dpi.
A position displaced by a factor of 2 in the first array direction (approximately 42.3 μm ×
7 = about 296.3 μm), the fourth ink dot is formed. Further, as the print medium is conveyed, the nozzle in which the straight line forming position communicates with the fifth pressure chamber row 11a from the bottom.
When the position (5) is reached, ink is ejected from the nozzle (5). As a result, 60 dots from the dot position that was initially formed
A position (about 42.3 μm × 4 =) displaced in the first array direction by four times the distance corresponding to 0 dpi (about 42.3 μm)
A fifth ink dot is formed at about 169.3 μm).
【0047】以下同様にして、順次図中下側から上側に
位置する圧力室10に連通するノズルを選択しながらイ
ンクドットが形成されていく。このとき、図8中に示し
たノズルの番号をNとすると、(倍率n=N−1)×
(600dpiに相当する間隔)に相当する分だけ、始
めに形成されたドット位置から第1配列方向に変位した
位置にインクドットが形成される。最終的に12個のノ
ズルを選択し終わったときには、図中一番下の圧力室列
11a中のノズル(1)により50dpiに相当する間隔
(約508.0μm)で形成されたインクドットの間が
600dpiに相当する間隔(約42.3μm)毎に離
れて形成された12個のドットで繋げられ、全体で60
0dpiの解像度で第1配列方向に延びる直線を描くこ
とが可能になっている。In the same manner, ink dots are successively formed while sequentially selecting nozzles communicating with the pressure chambers 10 located from the lower side to the upper side in the drawing. At this time, when the nozzle number shown in FIG. 8 is N, (magnification n = N-1) ×
Ink dots are formed at positions displaced from the initially formed dot positions in the first arrangement direction by an amount corresponding to (an interval corresponding to 600 dpi). When 12 nozzles are finally selected, between the ink dots formed by the nozzle (1) in the lowermost pressure chamber row 11a in the figure at an interval (about 508.0 μm) corresponding to 50 dpi. Are connected by 12 dots formed at intervals (about 42.3 μm) corresponding to 600 dpi, for a total of 60
It is possible to draw a straight line extending in the first arrangement direction with a resolution of 0 dpi.
【0048】次に、本実施の形態によるインクジェット
ヘッド1の断面構造について説明する。図9は、図4に
描かれたヘッド本体1aの部分分解斜視図である。図7
及び図9に示すように、インクジェットヘッド1の底部
側の要部は、上から、アクチュエータユニット21、キ
ャビティプレート22、ベースプレート23、アパーチ
ャプレート24、サプライプレート25、マニホールド
プレート26,27,28、カバープレート29及びノ
ズルプレート30の合計10枚のシート材が積層された
積層構造を有している。これらのうち、アクチュエータ
ユニット21を除いた9枚のプレートから流路ユニット
4が構成されている。Next, the sectional structure of the ink jet head 1 according to this embodiment will be described. FIG. 9 is a partially exploded perspective view of the head main body 1a depicted in FIG. Figure 7
As shown in FIG. 9, the main part on the bottom side of the inkjet head 1 includes, from above, the actuator unit 21, the cavity plate 22, the base plate 23, the aperture plate 24, the supply plate 25, the manifold plates 26, 27, 28, and the cover. The plate 29 and the nozzle plate 30 have a laminated structure in which a total of 10 sheet materials are laminated. Of these, the flow path unit 4 is composed of nine plates excluding the actuator unit 21.
【0049】アクチュエータユニット21は、後で詳述
するように、4枚の圧電シート41〜44(図11参
照)が積層され且つ電極が配されることによってそのう
ちの最上層だけが、電界印加時に活性層となる部分を有
する層(以下、単に「活性層を有する層」というように
記する)とされ残り3層が非活性層とされたものであ
る。キャビティプレート22は、圧力室10に対応する
ほぼ菱形の開口が多数設けられた金属プレートである。
ベースプレート23は、キャビティプレート22の1つ
の圧力室10について、圧力室10とアパーチャ12と
の連絡孔及び圧力室10からインク吐出口8への連絡孔
がそれぞれ設けられた金属プレートである。アパーチャ
プレート24は、キャビティプレート22の1つの圧力
室10について、アパーチャ12のほかに圧力室10か
らインク吐出口8への連絡孔がそれぞれ設けられた金属
プレートである。サプライプレート25は、キャビティ
プレート22の1つの圧力室10について、アパーチャ
12と副マニホールド5aとの連絡孔及び圧力室10か
らインク吐出口8への連絡孔がそれぞれ設けられた金属
プレートである。マニホールドプレート26、27、2
8は、副マニホールド5aに加えて、キャビティプレー
ト22の1つの圧力室10について、圧力室10からイ
ンク吐出口8への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレ
ートである。カバープレート29は、キャビティプレー
ト22の1つの圧力室10について、圧力室10からイ
ンク吐出口8への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレ
ートである。ノズルプレート30は、キャビティプレー
ト22の1つの圧力室10について、ノズルとして機能
する先細のインク吐出口8がそれぞれ設けられた金属プ
レートである。As will be described in detail later, in the actuator unit 21, four piezoelectric sheets 41 to 44 (see FIG. 11) are laminated and electrodes are arranged, so that only the uppermost layer of them is applied when an electric field is applied. A layer having a portion to be an active layer (hereinafter, simply referred to as "layer having an active layer") and the remaining three layers are inactive layers. The cavity plate 22 is a metal plate provided with a large number of substantially rhombic openings corresponding to the pressure chambers 10.
The base plate 23 is a metal plate in which, for one pressure chamber 10 of the cavity plate 22, a communication hole between the pressure chamber 10 and the aperture 12 and a communication hole from the pressure chamber 10 to the ink ejection port 8 are provided. The aperture plate 24 is a metal plate in which, for each pressure chamber 10 of the cavity plate 22, a communication hole from the pressure chamber 10 to the ink ejection port 8 is provided in addition to the aperture 12. The supply plate 25 is a metal plate in which a communication hole between the aperture 12 and the sub-manifold 5a and a communication hole from the pressure chamber 10 to the ink ejection port 8 are provided for each pressure chamber 10 of the cavity plate 22. Manifold plates 26, 27, 2
Reference numeral 8 denotes a metal plate in which, in addition to the sub-manifold 5a, one pressure chamber 10 of the cavity plate 22 is provided with a communication hole from the pressure chamber 10 to the ink ejection port 8. The cover plate 29 is a metal plate in which a communication hole from the pressure chamber 10 to the ink ejection port 8 is provided for each pressure chamber 10 of the cavity plate 22. The nozzle plate 30 is a metal plate in which each of the pressure chambers 10 of the cavity plate 22 is provided with a tapered ink ejection port 8 that functions as a nozzle.
【0050】これら10枚のシート21〜30は、図7
に示すようなインク流路32が形成されるように、互い
に位置合わせして積層される。このインク流路32は、
副マニホールド5aからまず上方へ向かい、アパーチャ
12において水平に延在し、それからさらに上方に向か
い、圧力室10において再び水平に延在し、それからし
ばらくアパーチャ12から離れる方向に斜め下方に向か
ってから垂直下方にインク吐出口8へと向かう。These ten sheets 21 to 30 are shown in FIG.
The ink channels 32 are aligned with each other and stacked so that the ink flow paths 32 as shown in FIG. The ink flow path 32 is
First from the sub-manifold 5a, it extends upwards, horizontally in the aperture 12, then further upwards, again horizontally in the pressure chamber 10, and then diagonally downward in the direction away from the aperture 12 and then vertically. Heading downward to the ink ejection port 8.
【0051】次に、アクチュエータユニット21の詳細
な構造について説明する。図10は、アクチュエータユ
ニット21の拡大平面図である。図11は、図4に示す
ヘッド本体1aの図10のXI−XI線に沿った部分断面図
である。Next, the detailed structure of the actuator unit 21 will be described. FIG. 10 is an enlarged plan view of the actuator unit 21. 11 is a partial cross-sectional view of the head body 1a shown in FIG. 4 taken along the line XI-XI in FIG.
【0052】図10に示すように、アクチュエータユニ
ット21の上面であって平面視で各圧力室10と実質的
に重なり合う位置には、厚さ1.1μm程度の個別電極
35がそれぞれ設けられている。個別電極35は、ほぼ
ひし形の主電極部35aと、主電極部35aの一方の鋭
角部から連続して形成された、主電極部35aよりも小
さいほぼひし形の補助電極部35bとからなる。補助電
極部35bは、主電極部35aの鋭角部に接続されてお
り、この接続部はくびれた形状を有している。主電極部
35aは、圧力室10よりも一回り小さくほぼこれと相
似形状を有しており、平面視において圧力室10に収ま
るように配置されている。また、補助電極部35bは、
平面視においてそのほとんどの領域が圧力室10からは
み出している。アクチュエータユニット21の上面の個
別電極35以外の領域には、後述する圧電シート41が
露出している。As shown in FIG. 10, individual electrodes 35 having a thickness of about 1.1 μm are provided on the upper surface of the actuator unit 21 at positions substantially overlapping with the pressure chambers 10 in plan view. . The individual electrode 35 includes a substantially rhombus-shaped main electrode portion 35a and a substantially rhombus-shaped auxiliary electrode portion 35b formed continuously from one acute angle portion of the main electrode portion 35a and smaller than the main electrode portion 35a. The auxiliary electrode portion 35b is connected to the acute angle portion of the main electrode portion 35a, and this connecting portion has a constricted shape. The main electrode portion 35a is smaller than the pressure chamber 10 and has a shape similar to that of the pressure chamber 10. The main electrode portion 35a is arranged so as to fit in the pressure chamber 10 in a plan view. Further, the auxiliary electrode portion 35b is
In plan view, most of the area protrudes from the pressure chamber 10. A piezoelectric sheet 41, which will be described later, is exposed in a region other than the individual electrodes 35 on the upper surface of the actuator unit 21.
【0053】本実施の形態のインクジェットヘッド1に
おいて、各個別電極35の主電極部35aの鋭角部近傍
を除いた部分は、幅30μm程度、深さ20〜25μm
程度の溝部61によって包囲されている。この溝部61
は、インクジェットヘッド1の長手方向である第1配列
方向において、圧力室10の一方側に配置された溝部6
1aと、他方側に配置された溝部61bとからなる。い
ずれの溝部61a、61bも主電極部35aの外縁から
やや離隔した「くの字」状(V字状)を有し、平面視で
圧力室10の内壁とほぼ同じ位置に形成されている。こ
こでは、2つの溝部61a、61bは、インクジェット
ヘッド1の幅方向からやや傾いた第2配列方向におい
て、主電極部35aの鋭角な先端(鋭角部)からやや離
れた位置から、平面視で圧力室10の内壁に沿って延
び、主電極部35aと補助電極部35bとが接続される
くびれ部近傍まで延設されている。溝部61a、61b
は、図11に示すように、活性層を含む圧電シート41
を貫通しており、その底部は圧電シート42の半分程度
の厚さ位置にまで達している。In the ink jet head 1 of the present embodiment, the portion of each individual electrode 35 excluding the vicinity of the acute angle portion of the main electrode portion 35a has a width of about 30 μm and a depth of 20 to 25 μm.
It is surrounded by a groove portion 61 of a degree. This groove 61
Is the groove portion 6 arranged on one side of the pressure chamber 10 in the first arrangement direction which is the longitudinal direction of the inkjet head 1.
1a and a groove portion 61b arranged on the other side. Each of the grooves 61a and 61b has a "dogleg" shape (V shape) slightly separated from the outer edge of the main electrode portion 35a, and is formed at substantially the same position as the inner wall of the pressure chamber 10 in a plan view. Here, the two groove portions 61a and 61b are pressed in a plan view from a position slightly apart from an acute-angled tip (acute-angled portion) of the main electrode portion 35a in the second arrangement direction slightly inclined from the width direction of the inkjet head 1. It extends along the inner wall of the chamber 10 and extends to the vicinity of the constricted portion where the main electrode portion 35a and the auxiliary electrode portion 35b are connected. Grooves 61a, 61b
Is a piezoelectric sheet 41 including an active layer, as shown in FIG.
Through, and the bottom portion thereof reaches a thickness position of about half of the piezoelectric sheet 42.
【0054】図11に示すように、アクチュエータユニ
ット21は、それぞれ厚みが15μm程度で同じになる
ように形成された4枚の圧電シート41、42、43、
44を含んでいる。そして、アクチュエータユニット2
1には、個別電極35及び共通電極34の電位を制御す
る信号を供給するためのFPC136が貼り付けられ
る。FPC136は、個別電極35の補助電極部35b
に対してハンダ付けにより固定され、電気的に接続され
る。圧電シート41〜44は、インクジェットヘッド1
内の1つのインク吐出領域内に形成された多数の圧力室
10に跨って配置されるように連続した層状の平板(連
続平板層)となっている。圧電シート41〜44が連続
平板層として多数の圧力室10に跨って配置されること
で、例えばスクリーン印刷技術を用いることにより個別
電極35を高密度に配置することが可能となっている。
そのため、個別電極35に対応する位置に形成される圧
力室10をも高密度に配置することが可能となって、高
解像度画像の印刷ができるようになる。本実施の形態に
おいて、圧電シート41〜44は、強誘電性を有するチ
タン酸ジルコン酸鉛(PZT)系のセラミックス材料か
らなるものである。As shown in FIG. 11, the actuator unit 21 has four piezoelectric sheets 41, 42, 43, which are formed to have the same thickness of about 15 μm.
Includes 44. And the actuator unit 2
An FPC 136 for supplying a signal for controlling the potentials of the individual electrode 35 and the common electrode 34 is attached to 1. The FPC 136 is an auxiliary electrode portion 35b of the individual electrode 35.
It is fixed by soldering and is electrically connected. The piezoelectric sheets 41 to 44 are used for the inkjet head 1.
It is a continuous layered flat plate (continuous flat plate layer) so as to be arranged over a large number of pressure chambers 10 formed in one ink discharge region therein. By arranging the piezoelectric sheets 41 to 44 as a continuous flat plate layer over a large number of pressure chambers 10, it is possible to arrange the individual electrodes 35 at high density by using, for example, a screen printing technique.
Therefore, the pressure chambers 10 formed at the positions corresponding to the individual electrodes 35 can be arranged at high density, and high-resolution images can be printed. In the present embodiment, the piezoelectric sheets 41 to 44 are made of a lead zirconate titanate (PZT) -based ceramic material having ferroelectricity.
【0055】最上層にある圧電シート41とその下方に
隣接した圧電シート42との間には、シート全面に形成
された厚み2μm程度の共通電極34が介在している。
また、上述したように、アクチュエータユニット21の
上面つまり圧電シート41の上面には、平面形状が圧力
室10と相似形状(長さ850μm、幅250μm)を
有し且つ積層方向への射影領域が圧力室領域に含まれる
主電極部35aと、主電極部35aよりも小さいほぼひ
し形の補助電極部35bとからなる個別電極35が、圧
力室10ごとに形成されている。さらに、圧電シート4
3と圧電シート44との間、及び、圧電シート42と圧
電シート43との間には、アクチュエータユニット21
を補強するための補強用金属膜36a、36bがそれぞ
れ介在している。補強用金属膜36a、36bは、共通
電極34と同様にシート全面に形成され且つこれとほぼ
同じ厚さを有している。本実施の形態において、個別電
極35は下地にNi(膜厚1μm程度)、表層にAu
(膜厚0.1μm程度)が形成された積層金属材料から
なるものであり、共通電極34及び補強用金属膜36
a、36bは、Ag−Pd系の金属材料からなるもので
ある。補強用金属膜36a、36bは電極として作用す
るものではなく必ずしも設ける必要もないが、補強用金
属膜36a、36bがあることで焼結後の圧電シート4
1〜44の脆さを補うことができ、圧電シート41〜4
4がハンドリングし易くなるという利点がある。A common electrode 34 having a thickness of about 2 μm formed on the entire surface of the sheet is interposed between the uppermost piezoelectric sheet 41 and the piezoelectric sheet 42 adjacent below the sheet.
In addition, as described above, the upper surface of the actuator unit 21, that is, the upper surface of the piezoelectric sheet 41 has a planar shape similar to that of the pressure chamber 10 (length 850 μm, width 250 μm) and the projection area in the stacking direction is the pressure. An individual electrode 35 including a main electrode portion 35a included in the chamber area and a substantially rhombus-shaped auxiliary electrode portion 35b smaller than the main electrode portion 35a is formed for each pressure chamber 10. Furthermore, the piezoelectric sheet 4
3 and the piezoelectric sheet 44, and between the piezoelectric sheet 42 and the piezoelectric sheet 43.
Reinforcing metal films 36a and 36b are provided to reinforce. The reinforcing metal films 36a and 36b are formed on the entire surface of the sheet similarly to the common electrode 34 and have substantially the same thickness. In the present embodiment, the individual electrode 35 has Ni (a film thickness of about 1 μm) as a base and Au as a surface layer.
The common electrode 34 and the reinforcing metal film 36 are made of a laminated metal material having a film thickness of about 0.1 μm.
a and 36b are made of Ag—Pd based metal material. The reinforcing metal films 36a and 36b do not act as electrodes and need not necessarily be provided, but the presence of the reinforcing metal films 36a and 36b causes the piezoelectric sheet 4 after sintering.
The piezoelectric sheets 41 to 4 which can compensate for the brittleness of 1 to 44
4 has an advantage that it is easy to handle.
【0056】共通電極34は、図示しない領域において
FPC136を介して接地されている。これにより、共
通電極34は、すべての圧力室10に対応する領域にお
いて等しくグランド電位に保たれている。また、個別電
極35は、各圧力室10に対応するものごとに電位を制
御することができるように、ほぼひし形の補助電極部3
5bにおいて、個別電極35ごとに独立してFPC13
6内に配線されたリード線(図示せず)と接触してお
り、このリード線を介してドライバIC132に接続さ
れている。このように、本実施の形態では、平面視にお
いて圧力室10の外側にある補助電極部35bにおいて
個別電極35とFPC136とが接続されていることに
より、アクチュエータユニット21の積層方向への伸縮
が阻害されることが少なく、圧力室10の容積変化量を
大きくすることができるようになっている。なお、共通
電極34は、積層方向への射影領域が圧力室領域を含む
ように圧力室10よりも大きいものが圧力室10ごとに
多数形成されてもよいし、或いは、射影領域が圧力室領
域に含まれるように圧力室10よりもやや小さいものが
圧力室10ごとに多数形成されてもよく、必ずしもシー
ト全面に形成された1枚の導電シートである必要はな
い。ただし、このとき、圧力室10に対応する部分がす
べて同一電位となるように共通電極どうしが電気的に接
続されていることが必要である。The common electrode 34 is grounded via the FPC 136 in a region (not shown). As a result, the common electrode 34 is kept at the ground potential equally in the regions corresponding to all the pressure chambers 10. In addition, the individual electrode 35 has a substantially rhombus-shaped auxiliary electrode portion 3 so that the potential of each of the individual electrodes 35 corresponding to each pressure chamber 10 can be controlled.
5b, the FPC 13 is independently provided for each individual electrode 35.
6 is in contact with a lead wire (not shown) provided in the wiring 6, and is connected to the driver IC 132 via this lead wire. As described above, in the present embodiment, the individual electrode 35 and the FPC 136 are connected to each other in the auxiliary electrode portion 35b outside the pressure chamber 10 in a plan view, which inhibits expansion and contraction of the actuator unit 21 in the stacking direction. The amount of volume change of the pressure chamber 10 can be increased. The common electrode 34 may be formed in a larger number for each pressure chamber 10 so that the projection region in the stacking direction includes the pressure chamber region, or the projection region may be formed in the pressure chamber region. As described above, a large number of smaller pressure chambers than the pressure chambers 10 may be formed for each pressure chamber 10, and it is not always necessary that the conductive sheet is formed on the entire surface of the sheet. However, at this time, it is necessary that the common electrodes are electrically connected so that all the portions corresponding to the pressure chamber 10 have the same potential.
【0057】本実施の形態によるインクジェットヘッド
1において、圧電シート41〜44の分極方向はその厚
み方向となっている。つまり、アクチュエータユニット
21は、最上側(つまり、圧力室10から最も離れた
側)の圧電シート41を外部電界の印加で変形する活性
層が存在する層とし且つ下側(つまり、圧力室10に近
い側)3枚の圧電シート42〜44を活性層の変形によ
って変形する非活性層とした、いわゆるユニモルフタイ
プの構成となっている。従って、個別電極35を共通電
極34に対して正又は負の所定電位とすると、例えば電
界と分極とが同方向であれば圧電シート41〜43中の
電極に挟まれた電界印加部分が活性層として働き圧電横
効果により分極方向と直角方向に縮む。一方、圧電シー
ト42〜44は、電界の影響を受けないため自発的には
縮まないので、最上層の圧電シート41と下層の圧電シ
ート42〜44との間で、分極方向と垂直な方向への歪
みに差を生じることとなり、圧電シート41〜44全体
が非活性側に凸となるように変形しようとする(ユニモ
ルフ変形)。このとき、図11で示したように、圧電シ
ート41〜44の下面は圧力室を区画する隔壁(キャビ
ティプレート)22の上面に固着されているので、結果
的に圧電シート41〜44は圧力室側へ凸になるように
変形する。このため、圧力室10の容積が低下して、イ
ンクの圧力が上昇し、インク吐出口8からインクが吐出
される。その後、個別電極35を共通電極34と同じ電
位に戻すと、圧電シート41〜44は元の形状になって
圧力室10の容積が元の容積に戻るので、インクをマニ
ホールド5側から吸い込む。In the ink jet head 1 according to this embodiment, the piezoelectric sheets 41 to 44 are polarized in the thickness direction. That is, in the actuator unit 21, the uppermost side (that is, the side farthest from the pressure chamber 10) of the piezoelectric sheet 41 is a layer in which an active layer that is deformed by the application of an external electric field is present and the lower side (that is, in the pressure chamber 10). Near side) It has a so-called unimorph type configuration in which the three piezoelectric sheets 42 to 44 are inactive layers that are deformed by the deformation of the active layers. Therefore, when the individual electrode 35 is set to a predetermined positive or negative potential with respect to the common electrode 34, for example, if the electric field and the polarization are in the same direction, the electric field application portion sandwiched between the electrodes in the piezoelectric sheets 41 to 43 is the active layer. It acts as a piezoelectric lateral effect and contracts in the direction perpendicular to the polarization direction. On the other hand, since the piezoelectric sheets 42 to 44 do not contract spontaneously because they are not affected by the electric field, the piezoelectric sheets 42 to 44 are arranged between the uppermost piezoelectric sheet 41 and the lower piezoelectric sheets 42 to 44 in a direction perpendicular to the polarization direction. Therefore, the piezoelectric sheets 41 to 44 are all deformed so as to be convex toward the inactive side (unimorph deformation). At this time, as shown in FIG. 11, since the lower surfaces of the piezoelectric sheets 41 to 44 are fixed to the upper surfaces of the partition walls (cavity plates) 22 that partition the pressure chambers, as a result, the piezoelectric sheets 41 to 44 move to the pressure chambers. Deform so that it is convex toward the side. Therefore, the volume of the pressure chamber 10 decreases, the pressure of the ink rises, and the ink is ejected from the ink ejection port 8. After that, when the individual electrode 35 is returned to the same potential as the common electrode 34, the piezoelectric sheets 41 to 44 return to the original shape and the volume of the pressure chamber 10 returns to the original volume, so that ink is sucked from the manifold 5 side.
【0058】なお、他の駆動方法として、予め個別電極
35を共通電極34と異なる電位にしておき、吐出要求
があるごとに個別電極35を共通電極34と一旦同じ電
位とし、その後所定のタイミングにて再び個別電極35
を共通電極34と異なる電位にすることもできる。この
場合は、個別電極35と共通電極34とが同じ電位にな
るタイミングで、圧電シート41〜44が元の形状に戻
ることにより、圧力室10の容積は初期状態(両電極の
電位が異なる状態)と比較して増加し、インクがマニホ
ールド5側から圧力室10内に吸い込まれる。その後再
び個別電極35を共通電極34と異なる電位にしたタイ
ミングで、圧電シート41〜44が圧力室10側へ凸と
なるように変形し、圧力室10の容積低下によりインク
への圧力が上昇し、インクが吐出される。As another driving method, the individual electrode 35 is previously set to a potential different from that of the common electrode 34, the individual electrode 35 is once set to the same potential as the common electrode 34 each time an ejection request is made, and then at a predetermined timing. And individual electrode 35 again
Can have a potential different from that of the common electrode 34. In this case, the piezoelectric sheets 41 to 44 return to their original shapes at the timing when the individual electrode 35 and the common electrode 34 have the same potential, so that the volume of the pressure chamber 10 is in the initial state (state where the potentials of both electrodes are different). ), The ink is sucked into the pressure chamber 10 from the manifold 5 side. After that, at a timing when the individual electrode 35 is again set to a potential different from that of the common electrode 34, the piezoelectric sheets 41 to 44 are deformed so as to be convex toward the pressure chamber 10, and the volume of the pressure chamber 10 is reduced, so that the pressure on the ink is increased. , Ink is ejected.
【0059】また、圧電シート41〜44に印加される
電界方向とその分極方向とが逆であれば、圧電横効果に
より、個別電極35と共通電極34とで挟まれた圧電シ
ート41内の活性層が分極方向と直角方向に伸長しよう
とする。従って、圧電シート41〜44は、圧力室10
側に凹となるように変形する。このため、圧力室10の
容積が増加して、インクをマニホールド5側から吸い込
む。その後、個別電極35の電位が元に戻れば、圧電シ
ート41〜44は元の平板形状となり、圧力室10の容
積が元の容積に戻るので、インク吐出口8からインクを
吐出する。If the direction of the electric field applied to the piezoelectric sheets 41 to 44 and the polarization direction thereof are opposite, the piezoelectric lateral effect causes the activation in the piezoelectric sheet 41 sandwiched between the individual electrode 35 and the common electrode 34. The layer tries to extend in the direction perpendicular to the polarization direction. Therefore, the piezoelectric sheets 41 to 44 are arranged in the pressure chamber 10
It deforms so that it becomes concave to the side. Therefore, the volume of the pressure chamber 10 increases and ink is sucked from the manifold 5 side. After that, when the potential of the individual electrode 35 returns to its original value, the piezoelectric sheets 41 to 44 return to their original flat plate shape, and the volume of the pressure chamber 10 returns to the original volume, so that ink is ejected from the ink ejection port 8.
【0060】上述したように、本実施の形態によるイン
クジェットヘッド1は、アクチュエータユニット21の
非活性層側が圧力室を区画する隔壁22の上面に固定さ
れ、最上層の圧電シート41だけが圧電効果による自発
的な変位を生じる活性層を含むように構成されている。
固定されていない最上層の圧電シート41に活性層が含
まれていることから、このままでは、外部電界の印加に
伴う活性層の変位は、隣接する領域にも伝搬してしま
う。しかし、各個別電極35の主電極部35aの鋭角部
近傍を除いた部分に圧電シート42に達する溝部61
a、61bが形成され、これら2つの溝部61a、61
bが、圧力室10の第2配列方向において主電極部35
aの鋭角部からやや離れた位置から平面視で圧力室10
に沿って、主電極部35aと補助電極部335bとが接
続されるくびれ部近傍まで延設されている。このため、
個別電極35に電圧を印加したときに大きな変位を生じ
る主電極部35aの中心部から圧電シート41の面方向
に見回した場合、面内のほとんどの方向に少なくとも1
つの溝部61が存在することになる。したがって、溝部
61が形成されていない場合に比べて、ある圧力室10
に対応する部分の活性層が変形したとしても、隣接する
別の圧力室10に対応する部分の圧電シート41の変形
量は小さくなる。つまり、本来インクを吐出すべきでな
いインク吐出口からインクが吐出されたり、インク吐出
量が本来の量よりも増加又は減少する、いわゆるクロス
トークの発生が抑制される。よって、良好な画質の画像
を印刷可能となってインクジェットプリンタの品質が向
上すると共に、圧力室10をより一層高密度に配置する
ことができるようになって、さらに高解像度の画像を形
成することが可能となる。As described above, in the ink jet head 1 according to the present embodiment, the non-active layer side of the actuator unit 21 is fixed to the upper surface of the partition wall 22 partitioning the pressure chamber, and only the uppermost piezoelectric sheet 41 has the piezoelectric effect. It is configured to include an active layer that causes spontaneous displacement.
Since the uppermost piezoelectric sheet 41 that is not fixed includes the active layer, the displacement of the active layer due to the application of the external electric field is propagated to the adjacent region as it is. However, the groove portion 61 that reaches the piezoelectric sheet 42 is formed in a portion of each individual electrode 35 excluding the vicinity of the acute angle portion of the main electrode portion 35a.
a and 61b are formed, and these two groove portions 61a and 61b are formed.
b is the main electrode portion 35 in the second arrangement direction of the pressure chambers 10.
The pressure chamber 10 in plan view from a position slightly away from the acute angle portion of a.
Along the line, the main electrode portion 35a and the auxiliary electrode portion 335b are extended to the vicinity of the constricted portion. For this reason,
When looking around in the plane direction of the piezoelectric sheet 41 from the central portion of the main electrode portion 35a which causes a large displacement when a voltage is applied to the individual electrode 35, at least 1 is present in almost all the plane directions.
There will be one groove 61. Therefore, as compared with the case where the groove 61 is not formed, the pressure chamber 10
Even if the active layer in the portion corresponding to (1) is deformed, the deformation amount of the piezoelectric sheet 41 in the portion corresponding to another adjacent pressure chamber 10 is small. That is, it is possible to suppress the occurrence of so-called crosstalk in which ink is ejected from an ink ejection port where ink should not be originally ejected or the ink ejection amount increases or decreases from the original amount. Therefore, an image of good quality can be printed, the quality of the ink jet printer is improved, and the pressure chambers 10 can be arranged at a higher density to form an image of higher resolution. Is possible.
【0061】活性層が駆動される際、流路ユニット4と
の固定部から最も離れた圧電シート41は、その他の圧
電シート42、43、44よりも変形量が大きい。した
がって、圧電シート41の上面、すなわち、アクチュエ
ータユニット21において圧力室10対向面とは反対側
の面に溝部61a、61bが形成されていることによ
り、隣接する圧力室10側に伝わる変形及びこれによっ
て生じるクロストークを効果的に削減することが可能と
なっている。また、溝部61a、61bを圧電シート4
1の上面に形成するので、製造工程が簡易で製造しやす
く、しかも溝部61a、61bを高い位置精度で形成す
ることができる。When the active layer is driven, the piezoelectric sheet 41 farthest from the fixed portion to the flow path unit 4 has a larger deformation amount than the other piezoelectric sheets 42, 43 and 44. Therefore, since the grooves 61a and 61b are formed on the upper surface of the piezoelectric sheet 41, that is, on the surface of the actuator unit 21 opposite to the surface facing the pressure chamber 10, the deformation transmitted to the adjacent pressure chamber 10 side and thereby the deformation. It is possible to effectively reduce the generated crosstalk. In addition, the grooves 61a and 61b are formed on the piezoelectric sheet 4
Since it is formed on the upper surface of No. 1, the manufacturing process is simple and easy to manufacture, and the grooves 61a and 61b can be formed with high positional accuracy.
【0062】本実施の形態のインクジェットヘッド1に
おいて、共通電極34を貫いて圧電シート42に達して
いる溝部61a、61bは、主電極部35aを完全に取
り囲む環状には形成されていない。そのため、主電極部
35a内に対応する部分の共通電極34が他の部分から
分離されることがなく、共通電極34は一体の連続した
ものとなっている。よって、共通電極34への配線が容
易なものとなっている。In the ink jet head 1 of the present embodiment, the groove portions 61a and 61b which penetrate the common electrode 34 and reach the piezoelectric sheet 42 are not formed in an annular shape which completely surrounds the main electrode portion 35a. Therefore, the common electrode 34 in the corresponding portion in the main electrode portion 35a is not separated from the other portions, and the common electrode 34 is an integral continuous body. Therefore, the wiring to the common electrode 34 is easy.
【0063】アクチュエータユニット21は、活性層を
含む圧力室10から最も離れた圧電シート41と流路ユ
ニット4との間に、3枚の非活性層としての圧電シート
42〜44が配置されたユニモルフ構造となっている。
そのため、活性層の有する圧電横効果により圧力室10
の容積変化量を大きくすることができて、圧力室10側
が活性層を含む層でその反対側が非活性層のインクジェ
ットヘッドと比較して、個別電極35に印加される電圧
の低電圧化及び/又は圧力室10の高集積化を図ること
が可能となる。印加電圧の低電圧化を図ることにより、
個別電極35を駆動するドライバを小型化できてコスト
を抑えることができ、圧力室10を小さくして高集積化
を図ったときであっても十分な量のインクを吐出するこ
とが可能となって、ヘッド1の小型化と印刷ドットの高
密度配置が実現される。また、活性層を含む層を1層と
することで、圧力室10の容積変化量を比較的大きくす
ることができ、従って、個別電極35の駆動電圧の低電
圧化と共に圧力室10の小型化及び高集積化を図ること
が可能となることが本発明者によって確認された。The actuator unit 21 is a unimorph in which three piezoelectric sheets 42 to 44 as inactive layers are arranged between the piezoelectric sheet 41 farthest from the pressure chamber 10 including the active layer and the flow path unit 4. It has a structure.
Therefore, due to the piezoelectric lateral effect of the active layer, the pressure chamber 10
It is possible to increase the volume change of the pressure chamber 10 and to reduce the voltage applied to the individual electrode 35 as compared with an inkjet head in which the pressure chamber 10 side is a layer including an active layer and the opposite side is a non-active layer. Alternatively, the pressure chamber 10 can be highly integrated. By lowering the applied voltage,
The driver for driving the individual electrodes 35 can be downsized and the cost can be suppressed, and a sufficient amount of ink can be ejected even when the pressure chamber 10 is made small and highly integrated. As a result, downsizing of the head 1 and high-density arrangement of print dots are realized. Further, by making the layer including the active layer one layer, the volume change amount of the pressure chamber 10 can be made relatively large, and therefore, the driving voltage of the individual electrode 35 can be lowered and the pressure chamber 10 can be downsized. It was confirmed by the present inventor that high integration can be achieved.
【0064】また、本実施の形態のインクジェットヘッ
ド1では、最も圧力室10から離れた圧電シート41が
活性層を含む層となるように構成されることにより、活
性層の変形を規制する別の層が活性層上にないことにな
る。これにより、最も圧力室10から離れた圧電シート
が非活性層である場合に比較して、活性層の有する圧電
横効果による圧力室10の容積変化量をより大きくする
ことができる。また、活性層に隣接して溝部61a、6
1bを形成することによる顕著なクロストーク抑制効果
を得ることができる。Further, in the ink jet head 1 of the present embodiment, the piezoelectric sheet 41 farthest from the pressure chamber 10 is constituted so as to be a layer including the active layer, so that the deformation of the active layer is restricted. The layer will not be on the active layer. As a result, the volume change amount of the pressure chamber 10 due to the piezoelectric lateral effect of the active layer can be made larger than in the case where the piezoelectric sheet farthest from the pressure chamber 10 is the inactive layer. In addition, the groove portions 61a, 6 are formed adjacent to the active layer.
By forming 1b, a remarkable effect of suppressing crosstalk can be obtained.
【0065】インクジェットヘッド1は、アクチュエー
タユニット21の圧力室から最も離れた圧電シート41
だけが活性層を含む層であって、その圧力室側にある面
とは反対側の面(上面)上だけに個別電極35が形成さ
れたものである。そのため、アクチュエータユニット2
1を作製する際に、平面視で重なるようにアクチュエー
タ21の内部に設けられた個別電極に対して電気的に接
続するためのスルーホールを形成する必要もなく、容易
に製造可能である。The ink jet head 1 has the piezoelectric sheet 41 farthest from the pressure chamber of the actuator unit 21.
Only the layer including the active layer is formed, and the individual electrode 35 is formed only on the surface (upper surface) opposite to the surface on the pressure chamber side. Therefore, the actuator unit 2
It is not necessary to form a through hole for electrically connecting to the individual electrodes provided inside the actuator 21 so as to overlap each other in plan view, and thus it can be easily manufactured.
【0066】インクジェットヘッド1は、活性層が存在
する圧電シート41と非活性層である圧電シート42〜
44とが同じ材料で形成されているために、材料を交換
する手間が不要となり、比較的簡略な製造工程により製
造可能である。そのため、製造コストを低減できること
が期待される。さらに、活性層を含む圧電シート41と
非活性層である圧電シート42〜44とがすべて実質的
に同じ厚みを有していることからも、製造工程の簡略化
によるコスト削減を図ることができる。なぜなら、圧電
シートとなるセラミックス材料を塗布積層していくとき
の厚さ調整工程を簡単に行うことができるようになるか
らである。In the ink jet head 1, the piezoelectric sheet 41 having an active layer and the piezoelectric sheets 42 which are inactive layers are used.
Since 44 and 44 are formed of the same material, there is no need to replace the material, and it is possible to manufacture by a relatively simple manufacturing process. Therefore, it is expected that the manufacturing cost can be reduced. Furthermore, since the piezoelectric sheet 41 including the active layer and the piezoelectric sheets 42 to 44 that are inactive layers all have substantially the same thickness, the cost can be reduced by simplifying the manufacturing process. . This is because it becomes possible to easily perform the thickness adjusting step when coating and laminating the ceramic material to be the piezoelectric sheet.
【0067】上述のように、共通電極34と個別電極3
5とで挟まれた圧電シート41の部分は、両電極34、
35の間に電圧が印加されると、圧電効果により変形す
る。例えば、圧電シート41は電圧の印加によりその厚
み方向に伸びると、面方向に縮む。このとき、圧電シー
ト41と圧力室10との間には、別の圧電シート42、
43、44が非活性層として存在しているので、アクチ
ュエータユニット21の活性層部分は全体として圧力室
10側に凸となるように変形する。このときのアクチュ
エータユニット21の変位量は、圧力室10との相対位
置に依存して場所ごとに異なる。すなわち、隔壁22に
よって変位が規制されるアクチュエータユニット21の
変位量は、隔壁22間の幅が広い圧力室10の中央部で
一番大きく、隔壁22間の幅が狭い圧力室10の鋭角部
近傍で最も小さくなる。As described above, the common electrode 34 and the individual electrode 3
The portion of the piezoelectric sheet 41 sandwiched between 5 and
When a voltage is applied between 35, it deforms due to the piezoelectric effect. For example, the piezoelectric sheet 41 contracts in the surface direction when it extends in the thickness direction when a voltage is applied. At this time, another piezoelectric sheet 42, between the piezoelectric sheet 41 and the pressure chamber 10,
Since 43 and 44 exist as inactive layers, the active layer portion of the actuator unit 21 is deformed so as to be convex toward the pressure chamber 10 as a whole. The amount of displacement of the actuator unit 21 at this time differs depending on the location depending on the relative position to the pressure chamber 10. That is, the displacement amount of the actuator unit 21 whose displacement is regulated by the partition walls 22 is the largest in the central portion of the pressure chambers 10 having the wide widths between the partition walls 22 and near the acute angle portion of the pressure chambers 10 having the narrow width between the partition walls 22. Is the smallest.
【0068】ここで、厚み方向への変位量が大きい圧力
室10の中央部の近傍領域では、圧電シート41に形成
された活性層の面方向の変位と厚み方向の変位とが合成
された変位が周囲に伝搬する。この圧力室10の中央部
に隣接して別の圧力室10が配置されていると、伝搬し
た変位は別の圧力室10に対してクロストークとなって
インク吐出に悪影響を及ぼす。本実施の形態において
は、上述したように、個別電極35の主電極部35aの
鋭角部近傍を除いた部分が、圧電シート42の半分程度
の厚さ位置まで達する溝部61によって包囲されてい
る。これにより、圧力室10の中央部の近傍領域におけ
る不必要な変位の伝播を効果的に防いでいる。Here, in the region near the central portion of the pressure chamber 10 where the displacement amount in the thickness direction is large, the displacement obtained by combining the displacement in the surface direction and the displacement in the thickness direction of the active layer formed on the piezoelectric sheet 41. Propagates around. If another pressure chamber 10 is disposed adjacent to the center of the pressure chamber 10, the propagated displacement causes crosstalk with the other pressure chamber 10 and adversely affects ink ejection. In the present embodiment, as described above, the portion of the individual electrode 35 excluding the vicinity of the acute angle portion of the main electrode portion 35a is surrounded by the groove portion 61 that reaches the thickness position of about half the piezoelectric sheet 42. This effectively prevents the propagation of unnecessary displacement in the region near the center of the pressure chamber 10.
【0069】一方、圧力室10の鋭角部近傍では、両電
極34、35の間に電圧が印加されて面方向の変位が生
じても、厚み方向の変位量が非常に小さいか或いはほと
んどない。しかも、アクチュエータユニット21が流路
ユニット4の隔壁22に固定されていることから、活性
層の面方向への変位も伝搬しにくい。そのため、この圧
力室10の鋭角部に隣接する別の圧力室10に面方向の
変位がやや伝搬するものの、伝搬した変位がクロストー
クとなってインク吐出に悪影響を及ぼすことがほとんど
ない。そのため、図10に示すように、圧力室10の鋭
角部近傍には、溝部61は形成されていない。さらに、
圧力室10の鋭角部近傍に溝部61を設けないことによ
り、圧電シート41を挟むように形成されている共通電
極34の連続性も確保されている。On the other hand, in the vicinity of the acute angle portion of the pressure chamber 10, even if a voltage is applied between the electrodes 34 and 35 to cause displacement in the plane direction, the displacement amount in the thickness direction is very small or almost nonexistent. Moreover, since the actuator unit 21 is fixed to the partition wall 22 of the flow path unit 4, the displacement of the active layer in the plane direction does not easily propagate. Therefore, although the displacement in the surface direction is slightly propagated to another pressure chamber 10 adjacent to the acute angle portion of the pressure chamber 10, the propagated displacement hardly causes adverse effects on ink ejection due to crosstalk. Therefore, as shown in FIG. 10, the groove 61 is not formed in the vicinity of the acute angle portion of the pressure chamber 10. further,
By not providing the groove 61 in the vicinity of the acute angle portion of the pressure chamber 10, the continuity of the common electrode 34 formed so as to sandwich the piezoelectric sheet 41 is also ensured.
【0070】次に、本実施の形態によるインクジェット
ヘッド1の製造方法について、さらに図12を参照しつ
つ説明する。Next, a method of manufacturing the ink jet head 1 according to this embodiment will be described with reference to FIG.
【0071】インクジェットヘッド1を製造するには、
まず流路ユニット4及びアクチュエータユニット21を
それぞれ並行して別個に作製し、その後両者を接着す
る。流路ユニット4を作製するには、これを構成する各
プレート22〜30に、パターニングされたフォトレジ
ストをマスクとしたエッチングを施して、図7及び図9
に示すような開孔及び凹部を各プレート22〜30のそ
れぞれに形成する。その後、インク流路32が形成され
るように9枚のプレート22〜30を接着剤を介在させ
つつ重ね合わせ、接着することで流路ユニット4を作製
する。To manufacture the ink jet head 1,
First, the flow path unit 4 and the actuator unit 21 are separately manufactured in parallel, and then both are bonded. In order to manufacture the flow path unit 4, etching is performed on each of the plates 22 to 30 constituting the flow path unit 4 by using the patterned photoresist as a mask, and then, as shown in FIGS.
An opening and a recess as shown in (3) are formed in each of the plates 22 to 30. After that, the nine plates 22 to 30 are superposed on each other with an adhesive interposed and bonded so that the ink flow path 32 is formed, and thus the flow path unit 4 is manufactured.
【0072】一方、アクチュエータユニット21を作製
するには、まず、圧電シート44となるセラミックス材
料のグリーンシート上に、補強用金属膜36aとなる導
電性のペーストをパターン印刷する。それと並行して、
圧電シート43となるセラミックス材料のグリーンシー
ト上に補強用金属膜36bとなる導電性のペーストをパ
ターン印刷すると共に、圧電シート42となるセラミッ
クス材料のグリーンシート上に共通電極34となる導電
性のペーストをパターン印刷する。その後、圧電シート
41〜44となる4枚のグリーンシートを治具を用いて
位置合わせしつつ重ね合わせることによって得られた積
層物を所定の温度で焼成する。しかる後、焼成された積
層物の圧電シート41上に個別電極35を形成する。個
別電極35は、例えば、圧電シート41上に導電膜を全
面めっきし、レーザパターニングにより不要部分を除去
するか、或いは、個別電極35に対応する部分に開口を
有するマスクを用いて圧電シート41上に導電膜をPV
D(Physical Vapor Deposition:物理的蒸着)などで
蒸着させることにより形成されてよい。ここまでの工程
によりアクチュエータユニット21の作製が終了する。On the other hand, in order to manufacture the actuator unit 21, first, a conductive paste serving as the reinforcing metal film 36a is pattern-printed on the green sheet of the ceramic material serving as the piezoelectric sheet 44. In parallel with that,
A conductive paste serving as the reinforcing metal film 36b is pattern-printed on a ceramic green sheet serving as the piezoelectric sheet 43, and a conductive paste serving as the common electrode 34 is formed on the ceramic green sheet serving as the piezoelectric sheet 42. Pattern print. Then, the laminate obtained by stacking the four green sheets to be the piezoelectric sheets 41 to 44 while aligning them using a jig is fired at a predetermined temperature. Then, the individual electrodes 35 are formed on the fired laminated piezoelectric sheet 41. The individual electrodes 35 are formed on the piezoelectric sheet 41 by, for example, plating a conductive film on the entire surface of the piezoelectric sheet 41 and removing unnecessary portions by laser patterning, or using a mask having an opening at a portion corresponding to the individual electrodes 35. Conductive film on PV
It may be formed by vapor deposition by D (Physical Vapor Deposition) or the like. The production of the actuator unit 21 is completed by the steps up to here.
【0073】なお、上述した焼成時の蒸発を考慮するの
であれば、圧電シート41〜44の焼成後に、金属ペー
ストからなる個別電極35をパターン印刷し、さらに個
別電極35を焼成してもよい。この場合、圧電シート4
1〜44の焼成時に、圧電シート41〜44が既に十分
収縮してしまっているので、個別電極の焼成時には収縮
による圧電シート41〜44の寸法変化がほとんどな
い。したがって、メッキ法や蒸着法を用いて形成する場
合と同様に、個別電極35を対応する圧力室10と精度
良く位置合わせすることができる。If the above-mentioned evaporation at the time of firing is taken into consideration, the individual electrodes 35 made of a metal paste may be pattern-printed after firing the piezoelectric sheets 41 to 44, and the individual electrodes 35 may be further fired. In this case, the piezoelectric sheet 4
Since the piezoelectric sheets 41 to 44 have already been sufficiently shrunk during firing of 1 to 44, there is almost no dimensional change of the piezoelectric sheets 41 to 44 due to shrinkage during firing of the individual electrodes. Therefore, the individual electrodes 35 can be accurately aligned with the corresponding pressure chambers 10 as in the case of forming them by using the plating method or the vapor deposition method.
【0074】また、先に述べたように、補強用金属膜3
6a、36bを設けることで圧電シート41〜44の脆
さを補い、圧電シート41〜44のハンドリング性を向
上させることができるが、必ずしも補強用金属膜36
a、36bを設ける必要はない。例えば、アクチュエー
タユニット21のサイズが1インチ程度であれば、補強
用金属膜36a、36bを設けなくても、脆さにより圧
電シート41〜44のハンドリング性が損なわれること
はない。Further, as described above, the reinforcing metal film 3
By providing 6a and 36b, the brittleness of the piezoelectric sheets 41 to 44 can be compensated and the handling property of the piezoelectric sheets 41 to 44 can be improved, but the reinforcing metal film 36 is not necessarily required.
It is not necessary to provide a and 36b. For example, if the size of the actuator unit 21 is about 1 inch, the handling property of the piezoelectric sheets 41 to 44 will not be impaired due to brittleness without providing the reinforcing metal films 36a and 36b.
【0075】さらに、本実施の形態では、上述のよう
に、圧電シート41上にのみ個別電極35が形成され
る。一方、圧電シート41以外の圧電シート42〜44
上にも個別電極を形成する場合には、かかる個別電極を
圧電シート41〜44の積層及び焼成前に所望の圧電シ
ート41〜44上に印刷しなければならなくなる。した
がって、焼成時に生じる圧電シート41〜44の収縮の
ために、圧電シート42〜44上の個別電極の位置精度
と、圧電シート41上の個別電極35の位置精度とに差
が生じてしまう。しかし、本実施の形態では圧電シート
41上にのみ個別電極35を形成するようにしているの
で、かかる位置精度の差が生じることがなく、個別電極
35は、対応する圧力室10と精度よく位置合わせされ
ることになる。Furthermore, in the present embodiment, as described above, the individual electrodes 35 are formed only on the piezoelectric sheet 41. On the other hand, piezoelectric sheets 42 to 44 other than the piezoelectric sheet 41
When the individual electrodes are formed on the upper side, it is necessary to print the individual electrodes on the desired piezoelectric sheets 41 to 44 before stacking and firing the piezoelectric sheets 41 to 44. Therefore, due to the contraction of the piezoelectric sheets 41 to 44 that occurs during firing, a difference occurs in the positional accuracy of the individual electrodes on the piezoelectric sheets 42 to 44 and the positional accuracy of the individual electrodes 35 on the piezoelectric sheet 41. However, in the present embodiment, since the individual electrode 35 is formed only on the piezoelectric sheet 41, such a positional accuracy difference does not occur, and the individual electrode 35 is accurately positioned with respect to the corresponding pressure chamber 10. Will be aligned.
【0076】次に、上述のようにして作製されたアクチ
ュエータユニット21は、圧電シート44とキャビティ
プレート22とが接触するように、接着剤により流路ユ
ニット4と接着される。この際、流路ユニット4のキャ
ビティプレート22の表面及び圧電シート41の表面に
それぞれ形成された位置合わせのための目印に基づいて
両者が接着される。Next, the actuator unit 21 manufactured as described above is bonded to the flow path unit 4 with an adhesive so that the piezoelectric sheet 44 and the cavity plate 22 are in contact with each other. At this time, the both are bonded on the basis of the alignment marks formed on the surface of the cavity plate 22 of the flow path unit 4 and the surface of the piezoelectric sheet 41, respectively.
【0077】次に、図12に示すように、個別電極35
の主電極部35aをそれぞれ基準にして、平面視で圧力
室10の外縁やや外側にレーザビームが照射されるよう
出射方向を制御しつつ例えばYAGレーザを用いてレー
ザ加工を行う。このレーザ加工によって圧電シート42
の半ばまで達する「くの字」状(V字状)の溝部61
a、61bを各主電極部35aの両側に形成する。Next, as shown in FIG. 12, the individual electrode 35
Laser processing is performed using, for example, a YAG laser while controlling the emission direction so that the outer edge of the pressure chamber 10 is irradiated with the laser beam in plan view with reference to each of the main electrode portions 35a. By this laser processing, the piezoelectric sheet 42
"V-shaped" groove 61 reaching up to the middle of
a and 61b are formed on both sides of each main electrode portion 35a.
【0078】その後、個別電極35に電気信号を供給す
るためのFPC136をアクチュエータユニット21上
にハンダ付けにより電気的に接合し、さらに所定の工程
を経ることによってインクジェットヘッド1の製造が完
了する。After that, the FPC 136 for supplying an electric signal to the individual electrode 35 is electrically joined to the actuator unit 21 by soldering, and the manufacturing of the ink jet head 1 is completed through a predetermined process.
【0079】以上説明した製造方法では、圧電シート4
1〜44を積層する際に隣接する圧電シート間に個別電
極を形成しない、つまり、圧力室10から最も離れた圧
電シート41だけに活性層が含まれるようにしているの
で、平面視で重なるように設けられた個別電極同士を互
いに接続するためのスルーホールを圧電シート41〜4
4に形成する必要がない。そのため、上述したように、
本実施の形態によるインクジェットヘッド1は、比較的
簡易な工程により低コストで製造可能である。In the manufacturing method described above, the piezoelectric sheet 4 is used.
When laminating 1 to 44, the individual electrodes are not formed between the adjacent piezoelectric sheets, that is, the active layers are included only in the piezoelectric sheet 41 farthest from the pressure chamber 10, so that they overlap in a plan view. Through holes for connecting the individual electrodes provided to each other to the piezoelectric sheets 41 to 4 are formed.
4 need not be formed. Therefore, as mentioned above,
The inkjet head 1 according to the present embodiment can be manufactured at a low cost by a relatively simple process.
【0080】なお、上述した製造方法では、個別電極3
5のみ、共通電極34及び補強用金属膜36a、36b
とは異なり圧電シート41〜44となるセラミックス材
料と一緒に焼成しない。これは、個別電極35が露出し
ているために、焼成時の高温加熱により蒸発しやすく、
セラミックス材料に被覆された共通電極34などに比べ
て厚みの制御が困難だからである。しかしながら、共通
電極34なども焼成時に多少なりとも厚みが減少するの
で、焼成後の連続性を維持することを考慮するとその厚
みを薄くすることが難しい。一方、個別電極35は、焼
成後に上述したような手法で形成するために、共通電極
34などよりも薄く形成することが可能である。このよ
うに、本実施の形態のインクジェットヘッド1では、最
も上層にある個別電極35を共通電極34よりも薄くす
ることで、活性層である圧電シート41の変位が個別電
極35によって規制されづらくなって、インクジェット
ヘッド1における圧力室10の容積変形量を向上させて
いる。In the manufacturing method described above, the individual electrode 3
5, only the common electrode 34 and the reinforcing metal films 36a and 36b
Unlike the above, the ceramic sheets 41 to 44 are not fired together with the ceramic material. This is because the individual electrodes 35 are exposed, so that they are easily evaporated by high temperature heating during firing,
This is because it is more difficult to control the thickness than the common electrode 34 covered with the ceramic material. However, since the common electrode 34 and the like also decrease in thickness to some extent during firing, it is difficult to reduce the thickness in consideration of maintaining continuity after firing. On the other hand, the individual electrode 35 can be formed thinner than the common electrode 34 and the like because it is formed by the method described above after firing. As described above, in the inkjet head 1 of the present embodiment, the displacement of the piezoelectric sheet 41, which is the active layer, is hard to be regulated by the individual electrode 35 by making the individual electrode 35 in the uppermost layer thinner than the common electrode 34. Thus, the volumetric deformation amount of the pressure chamber 10 in the inkjet head 1 is improved.
【0081】本実施の形態において、溝部61a、61
bは上から2番目の圧電シート42に達するように形成
されているが、溝部は最上層の圧電シート41内だけに
収まるように、つまり上から2番目の圧電シート42に
達しないように形成されていてもよい。或いは、溝部
は、上から3番目又は4番目の圧電シート43、44に
達するように形成されていてもよい。なお、溝部を上か
ら2番目以下の圧電シートに達するように形成する場
合、共通電極34が複数に分離されることがないように
溝部を環状とせず、少なくとも一部において他の領域と
つながるようにすることが好ましい。ただし、各共通電
極のための配線を設けるようにすれば、共通電極が溝部
のために複数に分割されていてもよい。In the present embodiment, the groove portions 61a, 61
Although b is formed so as to reach the second piezoelectric sheet 42 from the top, the groove is formed so as to be contained only in the uppermost piezoelectric sheet 41, that is, so as not to reach the second piezoelectric sheet 42 from the top. It may have been done. Alternatively, the groove may be formed so as to reach the third or fourth piezoelectric sheet 43, 44 from the top. When the groove portion is formed so as to reach the second or lower piezoelectric sheet from the top, the groove portion is not formed in an annular shape so that the common electrode 34 is not divided into a plurality, and at least a part is connected to another region. Is preferred. However, if a wiring is provided for each common electrode, the common electrode may be divided into a plurality of portions for the groove portion.
【0082】本実施の形態では、凹部として細長い溝部
61a、61bを形成したが、凹部の形状は細長い溝と
する必要はなく、例えば平面形状が円形の凹部を隣接す
る圧力室10の間に対応した領域に一または複数形成す
るようにしてもよい。ただし、細長い溝部とすること
は、よりクロストークの抑制効果を高めることができる
点で好ましい。In the present embodiment, the elongated groove portions 61a and 61b are formed as the concave portions, but the concave portions do not have to be elongated grooves, and for example, concave portions having a circular planar shape are provided between the adjacent pressure chambers 10. You may make it form one or more in the said area | region. However, the elongated groove portion is preferable because the effect of suppressing crosstalk can be further enhanced.
【0083】本実施の形態では、凹部として平面視で圧
力室10の外縁に対応した細長い溝部61a、61bを
形成しているが、このような細長い溝部を圧力室の各外
縁につき2本以上並列に設けてもよい。また、溝部の幅
は圧電シートの動作を阻害しない範囲で任意に変更可能
である。In the present embodiment, the elongated grooves 61a and 61b corresponding to the outer edges of the pressure chambers 10 are formed as the recesses in plan view. However, two or more such elongated grooves are arranged in parallel for each outer edge of the pressure chambers. May be provided. Further, the width of the groove portion can be arbitrarily changed within a range that does not hinder the operation of the piezoelectric sheet.
【0084】本実施の形態では、レーザ加工により溝部
61a、61bを形成しているが、溝部はレーザ加工以
外に、パターニングされたフォトレジストをマスクとし
たエッチングなど様々な方法によって形成することが可
能である。In this embodiment, the groove portions 61a and 61b are formed by laser processing. However, the groove portions can be formed by various methods such as etching using a patterned photoresist as a mask, other than laser processing. Is.
【0085】また、凹部はアクチュエータユニット21
と流路ユニット4とを接着する前に形成してもよいし、
上述のように接着した後に形成してもよい。さらに、最
上層の圧電シート41上に個別電極35を形成する場合
には、当該圧電シート41上の全面に導電膜を形成した
後にレーザ加工によって個別電極35となる領域以外の
導電膜を除去し、この導電膜除去に併せて圧電シート4
1に凹部を形成するようにしてもよい。Further, the concave portion is the actuator unit 21.
It may be formed before bonding the flow path unit 4 and
It may be formed after bonding as described above. Further, when forming the individual electrode 35 on the uppermost piezoelectric sheet 41, the conductive film is removed by laser processing after forming the conductive film on the entire surface of the piezoelectric sheet 41. , The piezoelectric sheet 4 along with the removal of the conductive film
It is also possible to form a concave portion in 1.
【0086】また、上述の実施の形態では、圧力室10
から最も離れた最上層の圧電シート41だけに活性層を
形成しているが、最上層の圧電シート41は必ずしも活
性層を含んでいなくてもよく、また、最上層の圧電シー
ト41に加えてそれ以外の圧電シートに活性層を形成し
てもよい。これらの場合であっても、十分なクロストー
クの抑制効果を得ることができる。また、上述の実施の
形態のインクジェットヘッドは圧電横効果を利用したユ
ニモルフ構造を有するものであるが、これとは異なり、
活性層を非活性層よりも圧力室側に配置した圧電縦効果
を利用したインクジェットヘッドにも本発明は適用可能
である。さらに、上述の実施の形態では非活性層はすべ
て圧電シートであるが、非活性層として圧電シート以外
の絶縁シートを用いてもよい。Further, in the above-described embodiment, the pressure chamber 10
Although the active layer is formed only on the uppermost piezoelectric sheet 41 farthest from the uppermost layer, the uppermost piezoelectric sheet 41 does not necessarily include the active layer, and in addition to the uppermost piezoelectric sheet 41, The active layer may be formed on any other piezoelectric sheet. Even in these cases, a sufficient crosstalk suppressing effect can be obtained. Further, the inkjet head of the above-mentioned embodiment has a unimorph structure utilizing the piezoelectric lateral effect, but unlike this,
The present invention can also be applied to an inkjet head that utilizes the piezoelectric vertical effect in which the active layer is arranged closer to the pressure chamber than the inactive layer. Further, in the above-described embodiment, the inactive layers are all piezoelectric sheets, but an insulating sheet other than the piezoelectric sheet may be used as the inactive layer.
【0087】次に、本発明の第2〜第6の実施の形態に
よるインクジェットヘッドについて説明する。なお、こ
れら実施の形態によるインクジェットヘッドは、アクチ
ュエータユニットに形成される溝部の位置及び形状にお
いてのみ第1の実施の形態と相違している。そこで、こ
れらの実施の形態にかかる図面において、第1の実施の
形態と同じ部材には同じ符号を付してその説明を省略す
る。Next, ink jet heads according to second to sixth embodiments of the present invention will be described. The inkjet heads according to these embodiments differ from the first embodiment only in the position and shape of the groove formed in the actuator unit. Therefore, in the drawings according to these embodiments, the same members as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
【0088】図13は、本発明の第2の実施の形態によ
るインクジェットヘッドにおけるアクチュエータユニッ
トの拡大平面図である。図14は、図13のXIV−XI
V線に沿った断面図である。FIG. 13 is an enlarged plan view of an actuator unit in an ink jet head according to the second embodiment of the present invention. FIG. 14 shows XIV-XI of FIG.
It is sectional drawing which followed the V line.
【0089】図13に示すように、本実施の形態のイン
クジェットヘッドにおいて、アクチュエータユニット2
1’の上面であって第1配列方向に隣接する2つの個別
電極35の間には、主電極部35aの鋭角部近傍を除い
た部分に対応して、主電極部35aの長い方の対角線と
平行に、ほぼ直線状の溝部61cが設けられている。溝
部61cは、図14に示すように、アクチュエータユニ
ット21’を貫通しており、その底部はキャビティプレ
ート22の上面に達している。As shown in FIG. 13, in the ink jet head of this embodiment, the actuator unit 2
Between the two individual electrodes 35 adjacent to each other on the upper surface of 1'in the first arrangement direction, a longer diagonal line of the main electrode portion 35a is provided corresponding to a portion excluding the vicinity of the acute angle portion of the main electrode portion 35a. A groove portion 61c having a substantially linear shape is provided in parallel with. As shown in FIG. 14, the groove portion 61 c penetrates the actuator unit 21 ′, and the bottom portion thereof reaches the upper surface of the cavity plate 22.
【0090】このような形態を有するアクチュエータユ
ニット21’は、上述のようにアクチュエータユニット
21’を構成する各圧電シートに、補強用金属膜36b
や共通電極34となる導電性ペーストをパターン印刷し
て重ね合わせ、所定の温度で焼成され、さらに焼成され
た積層物において圧電シート41上に個別電極35を形
成することで得られる。溝61cとなる直線状の貫通孔
は、アクチュエータユニット21’を接着剤により流路
ユニット4に固定した後にYAGレーザの出力や照射回
数、出射方向を調整しながらレーザ加工を行うことで穿
設される。その後、図14に示すように、個別電極35
に電気信号を供給するためのFPC136をアクチュエ
ータユニット21’上に貼り付けて、インクジェットヘ
ッド1の製造が完了する。In the actuator unit 21 'having such a form, the reinforcing metal film 36b is formed on each piezoelectric sheet constituting the actuator unit 21' as described above.
It is obtained by pattern-printing conductive pastes that will become the common electrodes 34, overlapping them, firing at a predetermined temperature, and forming individual electrodes 35 on the piezoelectric sheet 41 in the fired laminate. The linear through hole to be the groove 61c is formed by fixing the actuator unit 21 'to the flow path unit 4 with an adhesive and then performing laser processing while adjusting the output of the YAG laser, the number of irradiations, and the emission direction. It Then, as shown in FIG.
The FPC 136 for supplying an electric signal to the actuator is attached onto the actuator unit 21 ', and the manufacturing of the inkjet head 1 is completed.
【0091】以上説明した溝部61cの形態では、溝部
61cがアクチュエータユニット21’の表面からその
反対側の面に達する貫通孔として形成されているので、
個別電極35と共通電極343との間に電圧を印加する
ことにより生じる活性層の変位を、隣接する圧力室側へ
伝搬させるセラミックス材料自体が存在していない。こ
れにより、より効果的に隣接する圧力室側への変位の伝
搬、すなわち、クロストークを抑制することができる。
また、図14に示すように、貫通孔である溝部61c
は、流路ユニット4の隣接する圧力室の間の部分に対応
して、アクチュエータユニット21’を確実に接着固定
できるだけの肉厚を残してアクチュエータユニット2
1’に形成されているので、圧電素子としての機械的剛
性を高く保つことができ、インクジェットヘッド1にお
けるインク吐出性能の応答性を高めることができる。In the form of the groove portion 61c described above, since the groove portion 61c is formed as a through hole reaching from the surface of the actuator unit 21 'to the opposite surface thereof,
There is no ceramic material itself that propagates the displacement of the active layer generated by applying a voltage between the individual electrode 35 and the common electrode 343 to the adjacent pressure chamber side. This makes it possible to more effectively suppress the propagation of displacement to the adjacent pressure chamber side, that is, crosstalk.
Further, as shown in FIG. 14, the groove portion 61c which is a through hole.
Corresponds to the portion between the adjacent pressure chambers of the flow path unit 4, leaving a sufficient thickness to securely bond and fix the actuator unit 21 '.
Since it is formed in 1 ', the mechanical rigidity as the piezoelectric element can be kept high, and the responsiveness of the ink ejection performance in the inkjet head 1 can be improved.
【0092】また、溝部61c内は、溝部61c内に露
出した電極の腐食を防止するためにシリコンゴム71で
埋め込まれていてもよい。シリコンゴム71は、圧電シ
ート41〜44に比較して、変形を伝播しにくい材料で
ある。The groove 61c may be filled with silicone rubber 71 in order to prevent corrosion of the electrode exposed in the groove 61c. The silicon rubber 71 is a material that is less likely to propagate deformation than the piezoelectric sheets 41 to 44.
【0093】このように溝部61cがアクチュエータユ
ニット21’を貫通していることにより、ある圧力室1
0に対応する活性層を駆動させたときに隣接する圧力室
10側に伝わる変形及びこれによって生じるクロストー
クを極めて効果的に削減することが可能となっている。Since the groove portion 61c penetrates the actuator unit 21 'in this manner, the pressure chamber 1
It is possible to extremely effectively reduce the deformation transmitted to the adjacent pressure chamber 10 side when driving the active layer corresponding to 0 and the crosstalk caused thereby.
【0094】なお、このようにアクチュエータユニット
を貫通する溝部は、本実施の形態だけではなく、上述し
た第1の実施の形態や、後述する第3〜第5の実施の形
態においても採用することが可能である。また、本実施
の形態において、溝部61cをアクチュエータユニット
21’を貫通しないものとしてもよい。この場合、隣接
する個別電極35間に形成される溝が1本だけになるの
で、第1の実施の形態に比べて製造工程が簡略化され
る。The groove portion penetrating the actuator unit as described above may be employed not only in the present embodiment but also in the above-mentioned first embodiment and third to fifth embodiments described later. Is possible. Further, in the present embodiment, the groove portion 61c may not penetrate the actuator unit 21 '. In this case, since only one groove is formed between the adjacent individual electrodes 35, the manufacturing process is simplified as compared with the first embodiment.
【0095】次に、本発明の第3の実施の形態によるイ
ンクジェットヘッドについて説明する。図15は、本実
施の形態によるインクジェットヘッドにおけるアクチュ
エータユニットの拡大平面図である。Next, an ink jet head according to a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 15 is an enlarged plan view of the actuator unit in the inkjet head according to the present embodiment.
【0096】図14に示すように、本実施の形態のイン
クジェットヘッドにおいて、アクチュエータユニットの
上面には、各個別電極35の主電極部35aの右下側辺
からやや離隔しており平面視で圧力室10の内壁とほぼ
同じ位置(主電極部35aの鋭角部近傍を除く)から、
当該個別電極35に対して第1配列方向右側に隣接する
個別電極35の主電極部35aの左上側辺からやや離隔
しており平面視で圧力室10の内壁とほぼ同じ位置(主
電極部35aの鋭角部近傍を除く)にかけて、ほぼ直線
状の溝部61dが設けられている。溝部61dは、圧電
シート41を貫通しており、その底部は圧電シート42
の半ばまで達している。本実施の形態においても、溝部
61dが設けられていることにより、第1の実施の形態
と同様に、ある圧力室10に対応する活性層を駆動させ
たときに隣接する圧力室10側に伝わる変形及びこれに
よって生じるクロストークを削減することが可能であ
る。As shown in FIG. 14, in the ink jet head of the present embodiment, the upper surface of the actuator unit is slightly separated from the lower right side of the main electrode portion 35a of each individual electrode 35, and the pressure in the plan view is small. From almost the same position as the inner wall of the chamber 10 (excluding the vicinity of the acute angle portion of the main electrode portion 35a),
It is slightly separated from the upper left side of the main electrode portion 35a of the individual electrode 35 adjacent to the individual electrode 35 on the right side in the first arrangement direction, and is substantially at the same position as the inner wall of the pressure chamber 10 in plan view (the main electrode portion 35a. (Excluding the vicinity of the acute angle portion) is provided with a substantially linear groove portion 61d. The groove portion 61d penetrates the piezoelectric sheet 41, and the bottom portion thereof has the piezoelectric sheet 42.
Has reached the middle of. Also in this embodiment, since the groove portion 61d is provided, when the active layer corresponding to a certain pressure chamber 10 is driven, it is transmitted to the adjacent pressure chamber 10 side, as in the first embodiment. It is possible to reduce deformation and the resulting crosstalk.
【0097】次に、本発明の第4の実施の形態によるイ
ンクジェットヘッドについて説明する。図16は、本実
施の形態によるインクジェットヘッドにおけるアクチュ
エータユニットの拡大平面図である。Next explained is an ink jet head according to the fourth embodiment of the invention. FIG. 16 is an enlarged plan view of the actuator unit in the inkjet head according to the present embodiment.
【0098】図16に示すように、本実施の形態のイン
クジェットヘッドにおいて、アクチュエータユニットの
上面には、各個別電極35の主電極部35aの左上側辺
からやや離隔しており平面視で圧力室10の内壁とほぼ
同じ位置(主電極部35aの鋭角部近傍を除く)にほぼ
直線状の溝部61eが設けられていると共に、各個別電
極35の主電極部35aの右下側辺からやや離隔してお
り平面視で圧力室10の内壁とほぼ同じ位置(主電極部
35aの鋭角部近傍を除く)にほぼ直線状の溝部61f
が設けられている。溝部61e、61fは、圧電シート
41を貫通しており、その底部は圧電シート42の半ば
まで達している。As shown in FIG. 16, in the ink jet head of this embodiment, the upper surface of the actuator unit is slightly separated from the upper left side of the main electrode portion 35a of each individual electrode 35, and the pressure chamber is seen in a plan view. A groove 61e having a substantially linear shape is provided at substantially the same position as the inner wall of 10 (excluding the vicinity of the acute angle portion of the main electrode portion 35a), and is slightly separated from the lower right side of the main electrode portion 35a of each individual electrode 35. In a plan view, substantially linear groove portions 61f are provided at substantially the same position as the inner wall of the pressure chamber 10 (except in the vicinity of the acute angle portion of the main electrode portion 35a).
Is provided. The groove portions 61e and 61f penetrate the piezoelectric sheet 41, and the bottom portion thereof reaches the middle of the piezoelectric sheet 42.
【0099】溝部61eの下方端部は、主電極部35a
の左上側辺と左下側辺との接続部よりもやや下方に位置
している。他方、溝部61fの上方端部は、主電極部3
5aの右上側辺と右下側辺との接続部よりもやや上方に
位置している。つまり、2つの溝部61eと61fと
は、主電極部35aの長い方の対角線方向に関して若干
オーバーラップしている。このように、それぞれが比較
的短いものの主電極部35aの長い方の対角線方向に関
して互いにオーバーラップするように溝部61e、61
fが設けられていることにより、第1の実施の形態と同
様に、ある圧力室10に対応する活性層を駆動させたと
きに隣接する圧力室10側に伝わる変形及びこれによっ
て生じるクロストークを削減することが可能である。な
お、溝部61eの下方端部と61fの上方端部が主電極
部35aの長い方の対角線方向に関してオーバーラップ
しておらず、両者が主電極部35aの長い方の対角線方
向に関してほぼ同じ位置にあっても、同様の効果が得ら
れる。The lower end portion of the groove portion 61e has a main electrode portion 35a.
Is located slightly below the connection between the upper left side and the lower left side. On the other hand, the upper end portion of the groove portion 61f has the main electrode portion 3
It is located slightly above the connection between the upper right side and the lower right side of 5a. That is, the two groove portions 61e and 61f slightly overlap each other in the longer diagonal direction of the main electrode portion 35a. In this way, the grooves 61e, 61 are formed so as to overlap each other with respect to the longer diagonal direction of the main electrode part 35a, although each is relatively short.
By providing f, similarly to the first embodiment, when the active layer corresponding to a certain pressure chamber 10 is driven, the deformation transmitted to the adjacent pressure chamber 10 side and the crosstalk caused thereby are prevented. It is possible to reduce. The lower end of the groove 61e and the upper end of the groove 61f do not overlap with each other in the longer diagonal direction of the main electrode portion 35a, and both are substantially at the same position in the longer diagonal direction of the main electrode portion 35a. Even if there is, the same effect can be obtained.
【0100】次に、本発明の第5の実施の形態によるイ
ンクジェットヘッドについて説明する。図17は、本実
施の形態によるインクジェットヘッドにおけるアクチュ
エータユニットの拡大平面図である。Next explained is an ink jet head according to the fifth embodiment of the invention. FIG. 17 is an enlarged plan view of the actuator unit in the inkjet head according to the present embodiment.
【0101】図17に示すように、本実施の形態のイン
クジェットヘッドにおいて、アクチュエータユニットの
上面には、各個別電極35の主電極部35aの左側辺か
らやや離隔しており平面視で圧力室10の内壁とほぼ同
じ位置(主電極部35aの鋭角部近傍を除く)に「くの
字」状(V字状)の溝部61gが設けられている。溝部
61gは、圧電シート41を貫通しており、その底部は
圧電シート42の半ばまで達している。本実施の形態に
おいても、溝部61gが設けられていることにより、第
1の実施の形態と同様に、ある圧力室10に対応する活
性層を駆動させたときに隣接する圧力室10側に伝わる
変形及びこれによって生じるクロストークを削減するこ
とが可能である。As shown in FIG. 17, in the ink jet head of this embodiment, the pressure chamber 10 is slightly separated from the left side of the main electrode portion 35a of each individual electrode 35 on the upper surface of the actuator unit in plan view. An "V-shaped" (V-shaped) groove portion 61g is provided at substantially the same position as the inner wall (excluding the vicinity of the acute angle portion of the main electrode portion 35a). The groove portion 61g penetrates the piezoelectric sheet 41, and the bottom portion thereof reaches the middle of the piezoelectric sheet 42. Also in the present embodiment, since the groove portion 61g is provided, it is transmitted to the adjacent pressure chamber 10 side when the active layer corresponding to a certain pressure chamber 10 is driven, as in the first embodiment. It is possible to reduce deformation and the resulting crosstalk.
【0102】次に、本発明の第6の実施の形態によるイ
ンクジェットヘッドについて説明する。図18は、本実
施の形態によるインクジェットヘッドにおけるアクチュ
エータユニットの拡大平面図である。Next explained is an ink jet head according to a sixth embodiment of the invention. FIG. 18 is an enlarged plan view of the actuator unit in the inkjet head according to the present embodiment.
【0103】図18に示すように、本実施の形態のイン
クジェットヘッドは、第1の実施の形態に形成された溝
部61a、61bよりも長く、圧力室10の鋭角部にさ
らに近い位置にまで延在した溝部61h、61iを有し
ている。このとき、図18中において中央に描かれてい
る圧力室10の中心位置から、図18中に描かれている
当該圧力室10に隣接する6個の圧力室10方向を見た
とき、どの方向にも少なくとも1つの溝部61が存在し
ているために、極めて高いクロストーク抑制効果が得ら
れる。As shown in FIG. 18, the ink jet head of this embodiment is longer than the groove portions 61a and 61b formed in the first embodiment and extends to a position closer to the acute angle portion of the pressure chamber 10. It has existing groove portions 61h and 61i. At this time, when the direction of the six pressure chambers 10 adjacent to the pressure chamber 10 depicted in FIG. 18 is viewed from the center position of the pressure chamber 10 depicted in the center of FIG. Also, since there is at least one groove 61, an extremely high crosstalk suppressing effect can be obtained.
【0104】また、上述の説明からも明らかなように、
本実施の形態においては、大きな変位を生じる主電極部
35aの中心位置から第2配列方向を見た場合、ある圧
力室10の中心位置と、第2配列方向に隣接する別の圧
力室10との間に少なくとも1つの溝部61が存在する
ことになる。したがって、ある圧力室10に対応する活
性層が変形したときにおける、第2配列方向に隣接する
別の圧力室10に対応する部分の圧電シート41の変形
量は、かかる溝部61が形成されていない場合に比べて
小さくなる。第2配列方向に隣接する圧力室10は、印
刷が行われる際に同時に駆動されることが多いため、本
実施の形態のように、第2配列方向に隣接する圧力室1
0の間に対応して少なくとも1つの溝部61を形成する
ことによって、画質に悪影響を及ぼすクロストークの発
生を大幅に抑制することが可能である。Further, as is clear from the above description,
In the present embodiment, when the second array direction is viewed from the center position of the main electrode portion 35a that causes a large displacement, the center position of a certain pressure chamber 10 and another pressure chamber 10 that is adjacent to the second array direction. There will be at least one groove 61 between them. Therefore, when the active layer corresponding to a certain pressure chamber 10 is deformed, the deformation amount of the piezoelectric sheet 41 in the portion corresponding to another pressure chamber 10 adjacent in the second arrangement direction is such that the groove portion 61 is not formed. It will be smaller than the case. Since the pressure chambers 10 adjacent to each other in the second arrangement direction are often driven simultaneously when printing is performed, the pressure chambers 1 adjacent to each other in the second arrangement direction are provided as in the present embodiment.
By forming at least one groove 61 corresponding to 0, it is possible to significantly suppress the occurrence of crosstalk that adversely affects the image quality.
【0105】上述した第1〜第6の実施の形態からも明
らかなように、本発明において、アクチュエータユニッ
トに形成される溝部の位置及び形状は種々変更が可能で
ある。例えば、第1の実施の形態で説明した溝部61
a、61bと、第2の実施の形態で説明した溝部61c
との両方をアクチュエータユニットに形成してもよい。As is clear from the above-described first to sixth embodiments, in the present invention, the position and shape of the groove portion formed in the actuator unit can be variously changed. For example, the groove portion 61 described in the first embodiment.
a and 61b, and the groove portion 61c described in the second embodiment.
Both may be formed in the actuator unit.
【0106】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
な設計変更が可能なものである。例えば、上述した実施
の形態において、圧電シートや電極の材料は、上述した
ものに限らず、その他の公知の材料に変更してもよい。
また、圧力室の平面形状や断面形状、配置形態、活性層
を含む圧電シートの数、非活性層の数などは、適宜変更
してよい。例えば、細長く形成されたアクチュエータユ
ニット1つだけを流路ユニットに接着するようにいても
よい。また、活性層を含む圧電シートと非活性層とで層
厚を異なる厚みにしてもよい。Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various design changes are possible within the scope of the claims. Is. For example, in the above-described embodiment, the materials for the piezoelectric sheet and the electrodes are not limited to those described above, and other known materials may be used.
Further, the planar shape and cross-sectional shape of the pressure chamber, the arrangement form, the number of piezoelectric sheets including the active layer, the number of inactive layers, and the like may be appropriately changed. For example, only one elongated actuator unit may be bonded to the flow path unit. Further, the piezoelectric sheet including the active layer and the inactive layer may have different layer thicknesses.
【0107】[0107]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
クロストークの発生を抑制することができる。As described above, according to the present invention,
It is possible to suppress the occurrence of crosstalk.
【図1】本発明の第1の実施の形態によるインクジェッ
トヘッドを含むインクジェットプリンタの概略図であ
る。FIG. 1 is a schematic diagram of an inkjet printer including an inkjet head according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施の形態によるインクジェッ
トヘッドの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the inkjet head according to the first embodiment of the present invention.
【図3】図2のIII−III線に沿った断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG.
【図4】図2に描かれたインクジェットヘッドに含まれ
るヘッド本体の平面図である。4 is a plan view of a head body included in the inkjet head depicted in FIG. 2. FIG.
【図5】図4内に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡
大図である。5 is an enlarged view of a region surrounded by an alternate long and short dash line drawn in FIG. 4. FIG.
【図6】図5内に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡
大図である。FIG. 6 is an enlarged view of a region surrounded by an alternate long and short dash line drawn in FIG.
【図7】図4に描かれたヘッド本体の部分断面図であ
る。FIG. 7 is a partial cross-sectional view of the head body depicted in FIG.
【図8】図5内に描かれた二点鎖線で囲まれた領域の拡
大図である。FIG. 8 is an enlarged view of a region surrounded by a chain double-dashed line drawn in FIG.
【図9】図4に描かれたヘッド本体の部分分解斜視図で
ある。9 is a partially exploded perspective view of the head body depicted in FIG.
【図10】アクチュエータユニットの拡大平面図であ
る。FIG. 10 is an enlarged plan view of an actuator unit.
【図11】図4に示すヘッド本体の図10のXI−XI線に
沿った部分断面図である。11 is a partial cross-sectional view of the head body shown in FIG. 4 taken along the line XI-XI in FIG.
【図12】図4に示すヘッド本体の製造途中の一過程に
おける、図11に対応した部分断面図である。12 is a partial cross-sectional view corresponding to FIG. 11 in a process in the middle of manufacturing the head body shown in FIG.
【図13】本発明の第2の実施の形態によるインクジェ
ットヘッドに含まれるアクチュエータユニットの拡大平
面図である。FIG. 13 is an enlarged plan view of an actuator unit included in an inkjet head according to a second embodiment of the present invention.
【図14】本発明の第2の実施の形態によるインクジェ
ットヘッドのヘッド本体の部分断面図である。FIG. 14 is a partial cross-sectional view of a head body of an inkjet head according to a second embodiment of the present invention.
【図15】本発明の第3の実施の形態によるインクジェ
ットヘッドに含まれるアクチュエータユニットの拡大平
面図である。FIG. 15 is an enlarged plan view of an actuator unit included in an inkjet head according to a third embodiment of the present invention.
【図16】本発明の第4の実施の形態によるインクジェ
ットヘッドに含まれるアクチュエータユニットの拡大平
面図である。FIG. 16 is an enlarged plan view of an actuator unit included in an inkjet head according to a fourth embodiment of the present invention.
【図17】本発明の第5の実施の形態によるインクジェ
ットヘッドに含まれるアクチュエータユニットの拡大平
面図である。FIG. 17 is an enlarged plan view of an actuator unit included in an inkjet head according to a fifth embodiment of the present invention.
【図18】本発明の第6の実施の形態によるインクジェ
ットヘッドに含まれるアクチュエータユニットの拡大平
面図である。FIG. 18 is an enlarged plan view of an actuator unit included in an inkjet head according to a sixth embodiment of the present invention.
1 インクジェットヘッド 1a ヘッド本体 4 流路ユニット 5 マニホールド 5a 副マニホールド 8 インク吐出口 10 圧力室 12 アパーチャ 21 アクチュエータユニット 22 キャビティプレート 30 ノズルプレート 32 インク流路 34 共通電極 35 個別電極 35a 主電極部 35b 補助電極部 36a,36b 補強用電極 41 圧電シート(活性層を含む層) 42、43、44 圧電シート(非活性層) 61a、61b 溝部(凹部) 101 インクジェットプリンタ 136 フレキシブルプリント回路(FPC) 1 inkjet head 1a head body 4 flow path unit 5 manifold 5a Sub-manifold 8 ink outlets 10 Pressure chamber 12 apertures 21 Actuator unit 22 Cavity plate 30 nozzle plate 32 ink flow path 34 common electrode 35 individual electrodes 35a Main electrode part 35b Auxiliary electrode part 36a, 36b Reinforcing electrode 41 Piezoelectric sheet (layer including active layer) 42, 43, 44 Piezoelectric sheet (inactive layer) 61a, 61b Grooves (recesses) 101 inkjet printer 136 Flexible Printed Circuit (FPC)
Claims (12)
れぞれ接続された複数の圧力室を含み、前記複数の圧力
室がマトリクス状に互いに隣接配置された流路ユニット
と、 前記圧力室の容積を変化させるために前記流路ユニット
の一表面に固定されたアクチュエータユニットとを備え
ており、 前記アクチュエータユニットが、 複数の前記圧力室に跨って連続して配置された圧電シー
トと、 前記圧電シートの一方側に配設され、一定電位に保たれ
た共通電極と、 前記圧電シートの他方側に配設され、各圧力室に対応す
る位置に配置された複数の個別電極と、 前記圧電シートの前記圧力室の間に対応した領域に形成
された凹部とを含んでいることを特徴とするインクジェ
ットヘッド。1. A flow path unit including a plurality of pressure chambers, one end of which is connected to a nozzle and the other end of which is connected to an ink supply source, wherein the plurality of pressure chambers are arranged adjacent to each other in a matrix, and An actuator unit fixed to one surface of the flow path unit for changing the volume is provided, and the actuator unit includes a piezoelectric sheet continuously arranged over a plurality of the pressure chambers, and the piezoelectric sheet. A common electrode disposed on one side of the sheet and kept at a constant potential, a plurality of individual electrodes disposed on the other side of the piezoelectric sheet and disposed at positions corresponding to the respective pressure chambers, the piezoelectric sheet And an indentation formed in a corresponding region between the pressure chambers.
おり、各圧力室の辺が互いに平行となるようにマトリク
ス状に配列され、 前記個別電極は前記圧力室と相似形に形成され、 前記凹部は前記圧力室を実質的に囲むように形成されて
いることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット
ヘッド。2. The pressure chambers are formed in a parallelogram shape, the pressure chambers are arranged in a matrix so that the sides of the pressure chambers are parallel to each other, and the individual electrodes are formed in a shape similar to the pressure chambers. The inkjet head according to claim 1, wherein the recess is formed so as to substantially surround the pressure chamber.
成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の
インクジェットヘッド。3. The inkjet head according to claim 1, wherein the recess is formed along an outer edge of the pressure chamber.
た領域に対応して形成されていることを特徴とする請求
項3に記載のインクジェットヘッド。4. The ink jet head according to claim 3, wherein the concave portion is formed corresponding to a region of the pressure chamber excluding an acute angle portion.
一列に配置された列を複数備えており、 ある一つの前記列内の一つの圧力室と当該列内において
当該圧力室に隣接する他の圧力室との間の領域に凹部が
形成され、 前記一つの圧力室の中心から前記他の圧力室方向を見た
ときに、前記領域に少なくとも1つの凹部が形成されて
いることを特徴とする請求項3に記載のインクジェット
ヘッド。5. The flow path unit includes a plurality of rows in which the plurality of pressure chambers are arranged in a row, and one pressure chamber in one row is adjacent to the pressure chamber in the row. A recess is formed in a region between the pressure chamber and another pressure chamber, and at least one recess is formed in the region when viewed from the center of the one pressure chamber toward the other pressure chamber. The inkjet head according to claim 3.
る少なくとも6個の圧力室との間の領域に前記凹部が形
成され。前記一つの圧力室から前記隣接する圧力室方向
を見たときに、前記領域に少なくとも1つの凹部が形成
されていることを特徴とする請求項3に記載のインクジ
ェットヘッド。6. The recess is formed in a region between one pressure chamber and at least six pressure chambers adjacent to the pressure chamber. The inkjet head according to claim 3, wherein at least one recess is formed in the region when the direction of the adjacent pressure chambers is viewed from the one pressure chamber.
表面に固定された面とは反対側の面に形成されているこ
とを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のイ
ンクジェットヘッド。7. The method according to claim 1, wherein the concave portion is formed on a surface opposite to a surface fixed to the one surface of the flow path unit. Inkjet head.
トを貫通していることを特徴とする請求項1〜7のいず
れか1項に記載のインクジェットヘッド。8. The ink jet head according to claim 1, wherein the concave portion penetrates the actuator unit.
前記共通電極が一つの連続体として形成されていること
を特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のイン
クジェットヘッド。9. The ink jet head according to claim 1, wherein the common electrode is formed as one continuous body in the actuator unit.
れた前記圧電シートと前記流路ユニットとの間に、圧電
シートからなる一又は複数の非活性層が配置されている
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の
インクジェットヘッド。10. One or a plurality of inactive layers made of a piezoelectric sheet is arranged between the flow path unit and the piezoelectric sheet sandwiched between the common electrode and the individual electrode. The inkjet head according to any one of claims 1 to 9.
ートが、前記共通電極と前記個別電極とに挟まれている
ことを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載
のインクジェットヘッド。11. The ink jet head according to claim 1, wherein the piezoelectric sheet farthest from the pressure chamber is sandwiched between the common electrode and the individual electrode. .
それぞれ接続された複数の圧力室を含み、前記複数の圧
力室がマトリクス状に互いに隣接配置された流路ユニッ
トと、 前記圧力室の容積を変化させるために前記流路ユニット
の一表面に固定されたアクチュエータユニットとを備え
たインクジェットヘッドを含むインクジェットプリンタ
であって、 前記アクチュエータユニットが、 複数の前記圧力室に跨って連続して配置された圧電シー
トと、 前記圧電シートの一方側に配設され、一定電位に保たれ
た共通電極と、 前記圧電シートの他方側に配設され、各圧力室に対応す
る位置に配置された複数の個別電極と、 前記圧電シートの前記圧力室の間に対応した領域に形成
された凹部とを含んでいることを特徴とするインクジェ
ットプリンタ。12. A flow path unit including a plurality of pressure chambers, one end of which is connected to a nozzle and the other end of which is connected to an ink supply source, wherein the plurality of pressure chambers are arranged adjacent to each other in a matrix, and the pressure chambers An ink jet printer including an ink jet head including an actuator unit fixed to one surface of the flow path unit for changing a volume, wherein the actuator unit is continuously arranged over a plurality of the pressure chambers. Piezoelectric sheet, a common electrode arranged on one side of the piezoelectric sheet and kept at a constant potential, and a plurality of common electrodes arranged on the other side of the piezoelectric sheet and arranged at positions corresponding to the respective pressure chambers. And an individual electrode and a concave portion formed in a region corresponding to the pressure chamber of the piezoelectric sheet. .
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