JP2005349568A - インクジェットヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】 圧電アクチュエータの個別電極に接続された配線部の配線スペースを十分に確保することが可能なインクジェットヘッドを提供すること。
【解決手段】 圧電アクチュエータ３は、複数の圧力室１４に夫々対応する複数の個別電極３２、及び、これら複数の個別電極３２に対向する共通電極３４と、複数の個別電極３２と共通電極３４との間に挟まれた圧電層３３と、複数の個別電極３２に夫々接続され、これら複数の個別電極３２に夫々駆動電圧を供給する為の複数の配線部３５とを有し、圧力室１４が配置された平面に直交する方向から見て、複数の配線部３５のうちの少なくとも一部が、接続された個別電極３２に対応する圧力室１４以外の他の圧力室１４と重なる領域に配置されており、さらに、配線部３５と前記他の圧力室１４とが重なる領域の圧電層３３は、共通電極３４と直接接触していない。
【選択図】 図２

Description

本発明は、記録媒体にインクを吐出して記録するインクジェットヘッドに関する。

記録媒体にインクを吐出して記録するインクジェットヘッドとして、ノズルに連通した複数の圧力室を備えた流路ユニットと、複数の圧力室の容積を選択的に変化させる圧電アクチュエータとを備えたものがある。また、この圧電アクチュエータとしては、複数の圧力室に夫々対応する複数の個別電極と、これら複数の個別電極に対向する共通電極（振動板）と、個別電極と共通電極とに挟まれた圧電層と、複数の個別電極に夫々接続され、個別電極に駆動電圧を供給する為の複数の配線部を有するものがある（例えば、特許文献１，２参照）。ここで、複数の配線部は、複数の圧力室が形成された平面に直交する方向から見て、接続される個別電極に対応する圧力室以外の他の圧力室に重ならないように、複数の圧力室の間の領域に配置されている。このような圧電アクチュエータにおいて、配線部を介して複数の個別電極に選択的に駆動電圧が供給されたときには、個別電極と共通電極との間の圧電層に電界が作用して圧電層が変形し、この圧電層の変形に伴って、駆動電圧が供給された個別電極に対応する圧力室の容積が変化して圧力室内のインクに圧力が印加される。

特開２００３−１５９７９８号公報（図３） 特許第３２６７９３７号公報（図６）

ところで、近年、印刷画質の向上及びインクジェットヘッドの小型化の両方の要求を満足させるために、複数の圧力室をより高密度に配置する試みがなされている。しかし、前記特許文献１，２に記載されたような、個別電極から延びる配線部が複数の圧力室の間の領域に配置された圧電アクチュエータにおいて、圧力室を高密度に配置しようとすると、必然的に配線部を配置するための配線スペースが少なくなり、配線部のピッチを狭くせざるを得なくなる。そして、このように複数の配線部の配線ピッチが狭くなると、製造コストの上昇、歩留まりの低下、あるいは、個別電極に駆動電圧を供給する為の電気的接続の信頼性の低下等の問題が生じることになる。

本発明の目的は、圧電アクチュエータの個別電極に接続された配線部の配線スペースを十分に確保することが可能なインクジェットヘッドを提供することである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

第１の発明のインクジェットヘッドは、インクを吐出するノズルに連通する複数の圧力室が平面上に配置された流路ユニットと、複数の圧力室の容積を選択的に変化させる圧電アクチュエータとを備え、前記圧電アクチュエータは、前記複数の圧力室に夫々対応する複数の個別電極、及び、これら複数の個別電極に対向する共通電極と、前記複数の個別電極と前記共通電極との間に挟まれた圧電層と、前記複数の個別電極に夫々接続され、これら複数の個別電極に夫々駆動電圧を供給する為の複数の配線部とを有し、前記平面に直交する方向から見て、複数の配線部のうちの少なくとも一部が、接続された個別電極に対応する圧力室以外の他の圧力室と部分的に重なって配置されていることを特徴とするものである。

このインクジェットヘッドにおいて、複数の個別電極に配線部を介して選択的に駆動電圧が供給されると、個別電極と共通電極との間の圧電層に電界が作用して圧電層が変形する。そして、この圧電層の変形に伴って、駆動電圧が供給された個別電極に対応する圧力室の容積が変化して圧力室内のインクに圧力が印加され、圧力室に連通したノズルから記録媒体に対してインクが吐出される。

ここで、複数の配線部が、複数の圧力室が配置された平面に直交する方向から見て、複数の圧力室と重ならない領域に加えて、接続された個別電極に対応する圧力室以外の他の圧力室と重なる領域にも配置されるため、配線部が配置される配線スペースが広くなる。従って、配線部の配線密度を粗くすることが可能になり、製造コストの上昇や、歩留まりの低下を抑制することができ、さらには、個別電極に駆動電圧を供給する為の電気的接続の信頼性を向上させることができる。逆に、配線密度を変えずに圧力室の配置間隔を小さくして圧力室の数を増加させることで、高速且つ高画質の印字を行うことも可能になる。

第２の発明のインクジェットヘッドは、前記第１の発明において、前記平面に直交する方向から見て、前記配線部と前記他の圧力室とが重なる領域の前記圧電層は、前記共通電極と直接接触していないことを特徴とするものである。配線部が、接続された個別電極に対応する圧力室以外の他の圧力室に重なる領域に配置されている場合に、その配線部と前記他の圧力室とが重なる領域の圧電層が共通電極にも接触していると、この他の圧力室に重なる位置の圧電層は配線部と共通電極とに挟まれることになる。そして、この配線部を介して個別電極に駆動電圧が供給されて対応する圧力室が駆動される（圧力室内のインクに圧力が印加される）ときには、同時に、配線部と共通電極とに挟まれた他の圧力室に重なる圧電層にもある程度の電界が作用する。そのため、駆動される圧力室以外の前記他の圧力室も同時に駆動される現象（クロストーク）が生じて、印字品質が低下する虞がある。そこで、この第２の発明においては、配線部と前記他の圧力室とが重なる領域の圧電層が、共通電極と直接接触していない状態にすることで、その重なる領域の圧電層が配線部と共通電極とに挟まれないようにして、クロストークを抑制する

第３の発明のインクジェットヘッドは、前記第２の発明において、前記共通電極と前記圧電層とが直接接触する領域の境界部は、前記平面に直交する方向から見て、前記配線部と前記他の圧力室に対応する個別電極との間に位置していることを特徴とするものである。そのため、配線部や共通電極のパターンが多少位置ずれした状態で形成された場合でも、配線部と前記他の圧力室とが重なる領域の圧電層が配線部と共通電極に挟まれた状態になるのを防止して、クロストークをより確実に抑制できる。

第４の発明のインクジェットヘッドは、前記第２又は第３の発明において、前記共通電極は、前記複数の個別電極と夫々略対向する複数の対向領域と、これら複数の対向領域を接続する接続領域にのみ形成されていることを特徴とするものである。従って、配線部と共通電極とが対向する領域を極力小さくして、配線部と共通電極との間に不必要な静電容量が発生してしまうのを確実に防止できる。

第５の発明のインクジェットヘッドは、前記第１〜第４の何れかの発明において、前記平面に直交する方向から見て、少なくとも一部の前記圧力室と重なる領域であって、前記配線部が設けられていない領域には、前記駆動電圧が供給されないダミー電極が設けられていることを特徴とするものである。複数の圧力室の中には、配線部と重ならない圧力室１４も存在するため、圧電アクチュエータの剛性が場所によりばらつき、ノズルからのインクの吐出特性の均一化が困難になる。そこで、配線部と重なる度合が小さい、あるいは、配線部と全く重ならない圧力室に対してダミー電極を設けることにより、圧電アクチュエータの剛性のばらつきを小さくすることができ、ノズルごとに吐出特性がばらついてしまうのを極力防止できる。

第６の発明のインクジェットヘッドは、前記第５の発明において、前記複数の配線部は、前記複数の個別電極から夫々所定方向に引き出されており、前記ダミー電極は、対応する前記圧力室が前記所定方向上流側にあるほど、その面積比が大きいことを特徴とするものである。配線部の引き出し方向上流側に位置する圧力室付近の領域には、引き出し方向下流側と比較して、配置される配線部は少なくなる。そこで、圧力室が前記所定方向上流側にあるほど、配置されるダミー電極の面積比（例えば、圧力室の総面積に対するダミー電極の面積の比）を大きくすることにより、圧電アクチュエータの剛性のばらつきを確実に小さくすることができる。

第７の発明のインクジェットヘッドは、前記第５又は第６の発明において、前記平面に直交する方向から見て、前記他の圧力室に重なる領域に配置された前記配線部と前記ダミー電極の合計面積は、前記複数の圧力室の各々に関して略等しいことを特徴とするものである。従って、複数の圧力室に関して圧電アクチュエータの剛性を略等しくすることができ、複数のノズルからの吐出特性を均一化することができる。

第８の発明のインクジェットヘッドは、前記第１〜第７の何れかの発明において、前記圧電アクチュエータは、前記流路ユニットの表面に設けられた金属製の振動板と、この振動板の表面に形成された絶縁層とを備え、前記絶縁層の表面に前記複数の個別電極及び前記複数の配線部が形成され、これら複数の個別電極と前記配線部の表面に前記圧電層が形成され、この圧電層の表面に前記共通電極が形成されていることを特徴とするものである。このインクジェットヘッドにおいては、複数の個別電極に配線部を介して選択的に駆動電圧が供給されると、個別電極と共通電極の間に挟まれた圧電層に電界が作用して圧電層が変形し、その変形に伴って振動板を介して圧力室内のインクに圧力が印加される。ここで、振動板が弾性率の高い金属材料で構成されるため、圧電アクチュエータの応答性が高くなる。また、金属材料は一般に高い強度を有するため、アクチュエータが大きな変形を生じるものであったとしても、その変形に耐えることのできる十分な耐久性を有する。また、金属製の振動板の表面に形成された絶縁層により、複数の個別電極が互いに電気的に絶縁される。

第９の発明のインクジェットヘッドは、前記第２又は第３の何れかの発明において、前記流路ユニットの表面に前記共通電極を兼ねる振動板が設けられ、この振動板の表面に前記圧電層が形成され、この圧電層の表面に前記複数の個別電極及び前記複数の配線部が形成され、前記平面に直交する方向から見て、前記配線部と前記他の圧力室とが重なる領域において、前記振動板の表面に絶縁層が形成されていることを特徴とするものである。このように、共通電極を兼ねる振動板が流路ユニットの表面に設けられたインクジェットヘッドにおいて、配線部の一部が前記他の圧力室と重なって配置された場合でも、その重なる領域において振動板の表面に形成された絶縁層により、圧電層が振動板に直接接触しなくなるため、クロストークを抑制することが可能になる。

本発明の実施の形態について説明する。図１に示すように、本実施形態のインクジェットヘッド１は、内部にインク流路が形成された流路ユニット２と、この流路ユニット２の上面に積層された圧電アクチュエータ３とを備えている。

まず、流路ユニット２について説明する。図２は、図１のインクジェットヘッド１の右半分の概略平面図、図３は、図１の流路ユニット２の右半分の概略平面図である。また、図４は図２のIV-IV線断面図、図５は図２のV-V線断面図である。図２〜図５に示すように、流路ユニット２はキャビティプレート１０、ベースプレート１１、マニホールドプレート１２、及びノズルプレート１３を備えており、これら４枚のプレート１０〜１３が積層状態で接着されている。このうち、キャビティプレート１０、ベースプレート１１及びマニホールドプレート１２は略矩形のステンレス鋼製の板である。そのため、これら３枚のプレート１０〜１２に、後述するマニホールド１７や圧力室１４等のインク流路をエッチングにより容易に形成することができるようになっている。また、ノズルプレート１３は、例えば、ポリイミド等の高分子合成樹脂材料により形成され、マニホールドプレート１２の下面に接着される。あるいは、このノズルプレート１３も、３枚のプレート１０〜１２と同様にステンレス鋼等の金属材料で形成されていてもよい。

図２、図３に示すように、キャビティプレート１０には、平面に沿って配列された複数の圧力室１４が形成されている。これら複数の圧力室１４は、流路ユニット２の表面（後述する振動板３０が接合されるキャビティプレート１０の上面）において開口している。尚、図２及び図３には、複数の圧力室１４のうちの一部（１２個）が示されている。各圧力室１４は、平面視で略楕円形状に形成されており、その長軸方向がキャビティプレート１０の長手方向に平行になるように配置されている。

図３、図４に示すように、ベースプレート１１の平面視で圧力室１４の長軸方向両端部に重なる位置には、夫々連通孔１５，１６が形成されている。また、マニホールドプレート１２には、マニホールドプレート１２の短手方向（図３の上下方向）に３列に延び、平面視で圧力室１４の図３における右半分と重なるマニホールド１７が形成されている。このマニホールド１７には、キャビティプレート１０に形成されたインク供給口１８を介してインクタンク（図示省略）からインクが供給される。また、平面視で圧力室１４の図３における左端部と重なる位置には、連通孔１９も形成されている。さらに、ノズルプレート１３には、平面視で複数の圧力室１４の左端部に重なる位置に、複数のノズル２０が夫々形成されている。ノズル２０は、例えば、ポリイミド等の高分子合成樹脂の基板にエキシマレーザー加工を施すことにより形成される。

そして、図４に示すように、マニホールド１７は連通孔１５を介して圧力室１４に連通し、さらに、圧力室１４は、連通孔１６，１９を介してノズル２０に連通している。このように、流路ユニット２内には、マニホールド１７から圧力室１４を経てノズル２０に至る個別インク流路が形成されている。

次に、圧電アクチュエータ３について説明する。図１〜図６に示すように、圧電アクチュエータ３は、流路ユニット２の表面に配置された振動板３０と、この振動板３０の表面に形成された絶縁層３１と、複数の圧力室１４に夫々対応して絶縁層３１の表面に形成された複数の個別電極３２と、これら複数の個別電極３２に跨ってそれらの表面に形成された圧電層３３と、この圧電層３３の表面に形成され、複数の個別電極３２に亙って共通に設けられた共通電極３４とを備えている。

振動板３０は、平面視で略矩形状のステンレス鋼製の板であり、複数の圧力室１４の開口を塞ぐ状態でキャビティプレート１０の上面に積層された状態で接合されている。ここで、振動板３０が比較的弾性率の高いステンレス鋼で形成されているため、振動板３０の剛性が高くなり、後述するようにインクの吐出動作の際に圧電層３３が変形したときの、圧電アクチュエータ３の応答性が高くなる。また、ステンレス鋼のような金属材料は比較的高い強度を有するため、圧電アクチュエータ３が大きな変形を生じるものであったとしても、その変形に耐えられるだけの耐久性を有している。また、この振動板３０は、同じくステンレス鋼で形成されたキャビティプレート１０の表面に接合される。そのため、振動板３０とキャビティプレート１０の熱膨張係数が等しくなり、両者の接合強度が向上する。さらに、流路ユニット２内のインクは、インクに対する耐食性に優れるステンレス鋼で形成された振動板３０と流路ユニット２に接触する。そのため、どのようなインクを選択しても流路ユニット２内あるいは振動板３０に局部電池が形成される虞がなく、インクの選択が腐食面で制約されることがないため、インク選択の自由度が大きくなる。

この振動板３０の表面には、アルミナ、ジルコニア、あるいは、窒化ケイ素等の、弾性率が高いセラミックス材料よりなり、その表面が平面である絶縁層３１が形成されている。このように、絶縁層３１が弾性率の高いセラミックス材料で形成されているため、圧電アクチュエータ３の剛性が上がり応答性がより高くなる。この絶縁層３１は、例えば、超微粒子材料を高速で衝突させて堆積させるエアロゾルデポジション法により形成することができる。あるいは、ゾルゲル法、スパッタ法、あるいは、ＣＶＤ（化学蒸着）法などにより絶縁層３１を形成することもできる。

さらに、この絶縁層３１の表面には、圧力室１４よりも一回り小さい楕円形の平面形状を有する複数の個別電極３２が形成されている。個別電極３２は、平面視で、対応する圧力室１４の中央部に重なる位置に形成されている。個別電極３２は金などの導電性材料からなる。尚、隣接する個別電極３２は絶縁層３１により互いに電気的に絶縁されている。

絶縁層３１の表面において、複数の個別電極３２の一端部（図３における右端部）からは、夫々、個別電極３２の長軸方向に平行に複数の配線部３５が延びており、これら複数の配線部３５は、複数の個別電極３２に対して選択的に駆動電圧を供給するドライバＩＣ３７（図１参照）と接続される。尚、複数の個別電極３２及び複数の配線部３５は、絶縁層３１の表面に導電性ペーストをスクリーン印刷することにより一度に形成することができる。あるいは、メッキ法、スパッタ法又は蒸着法などにより、絶縁層３１の全面に導電層を形成してから、レーザーやマスク、レジスト法等によりこの導電層を部分的に除去して、複数の個別電極３２及び複数の配線部３５を形成してもよい。

ここで、図２、図６に示すように、複数の配線部３５の一部は、平面視で（圧力室１４が形成されている平面に直交する方向から見て）、接続された個別電極３２に対応する圧力室１４以外の他の圧力室１４と部分的に重なって配置されている（図６においてハッチングされた領域Ａ）。そのため、従来のインクジェットヘッド用の圧電アクチュエータ（前述の特許文献１，２参照）のように、圧力室１４と重ならない、圧力室１４の間の領域にのみ配線部３５が配置される場合に比べて、配線部３５が配置される配線スペースが広くなっている。従って、配線部３５の配線密度を粗くすることが可能になるし、逆に、配線密度を変えずに圧力室１４の数を増加させることもできる。

複数の個別電極３２の表面には、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体であり強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とする圧電層３３が形成されている。この圧電層３３は、複数の個別電極３２の表面全域を覆うように、複数の個別電極３２の全てに亙る連続した１つの層として形成されている。この圧電層３３は、エアロゾルデポジション法、ゾルゲル法、スパッタ等、あるいは、ＣＶＤ法などにより絶縁層３１上に直接形成することができる。あるいは、焼成されたＰＺＴからなる圧電シートを絶縁層３１上に貼り付けることにより、圧電層３３を絶縁層３１の表面に形成することもできる。但し、この場合には、予め、圧電シートの表面にスクリーン印刷などにより次述の共通電極３４を形成しておき、この圧電シートの裏面を個別電極３２の表面に接合することになる。また、低温焼成が可能なＰＺＴのグリーンシートを個別電極３２の表面にスクリーン印刷などにより形成してもよい。この場合は、８５０〜９００度で焼成する後工程が必要となる。

圧電層３３の表面には、複数の個別電極３２に共通の共通電極３４が、圧電層３３の全面に亙って個別電極３２に対向して形成されており、圧電層３３が個別電極３２と共通電極３４に挟まれた状態になっている。共通電極３４は１本の配線部（図示省略）によりドライバＩＣと接続されており、共通電極３４はドライバＩＣ３７を介して接地されて、グランド電位に保持されている。この共通電極３４も金などの導電性材料からなる。また、この共通電極３４は、個別電極３２と同様に、スクリーン印刷、蒸着法、あるいは、スパッタ法等により形成することができる。

ところで、この圧電アクチュエータ３により、あるノズル２０からインクを吐出させる場合には、後述するように、そのノズル２０に連通した圧力室１４に対応する個別電極３２に対して配線部３５を介してドライバＩＣ３７から駆動電圧が供給され、この駆動電圧が供給された個別電極３２と共通電極３４との間の圧電層３３に電界が作用して圧電層３３が変形することにより、振動板３０を介して圧力室１４に圧力が印加される。

ここで、前述のように、複数の配線部３５の一部が、対応する圧力室１４以外の他の圧力室１４と部分的に重なって配置されているが、この領域Ａの圧電層３３が共通電極３４と直接接触していると、領域Ａの圧電層３３が配線部３５と共通電極３４との間に挟まれた状態となる。そして、配線部３５を介して個別電極３２に駆動電圧が供給されて対応する圧力室１４が駆動される（圧力室１４内のインクに圧力が印加される）ときには、同時に、領域Ａの配線部３５と共通電極３４に挟まれた圧電層３３にもある程度の電界が作用するため、この領域Ａの圧電層３３が変形して、駆動される圧力室１４以外の他の圧力室１４にも同時に圧力が印加されて、他の圧力室１４からインクが漏れ出す現象（クロストーク）が生じ、印字品質が低下する虞がある。

そこで、本実施形態の圧電アクチュエータ３においては、図２、図６に示すように、配線部３５とこの配線部３５に対応する圧力室１４以外の他の圧力室１４とが重なる領域Ａを含む平面視矩形状の領域Ｂには共通電極３４が形成されておらず、この領域Ｂにおいて圧電層３３が共通電極３４に接触していない。従って、配線部３５に駆動電圧が印加された場合でも、配線部３５と前記他の圧力室１４が重なる領域の圧電層３３には電界が作用せず、この圧電層３３が変形しなくなるため、クロストークを確実に抑制することができる。ここで、領域Ｂにおいて圧電層３３に共通電極３４が接触しないようにするには、圧電層３３の全面にメッキ法、スパッタ法又は蒸着法などにより導電層を形成してから、領域Ｂの導電層をレーザー、マスク、あるいは、レジスト法により部分的に除去すればよい。あるいは、領域Ｂにのみ共通電極３４が形成されないような、共通電極３４のパターンをスクリーン印刷により圧電層３３の表面に一度に形成するようにしてもよい。

尚、図６に示すように、共通電極３４と圧電層３３とが直接接触する領域の境界部（領域Ｂの縁部ｂ）は、配線部３５の側端直近の位置、あるいは、他の圧力室１４に対応する個別電極３２の外周直近の位置ではなく、配線部３５と他の圧力室１４に対応する個別電極３２との間に位置していることが好ましい。この場合、配線部３５や共通電極３４が除去された領域Ｂが、図６の上下方向に多少位置ずれした状態で形成された場合でも、領域Ａの圧電層３３が配線部３５と共通電極３４に挟まれることがないため、クロストークをより確実に抑制できる。

また、配線部３５と他の圧力室１４とが重なる領域Ａの面積が比較的小さい等の理由により、領域Ａの圧電層３３が変形しても上述したクロストーク現象が起こりえない場合には、領域Ｂにも跨るように共通電極３４を形成してもよい。この場合、共通電極３４は、複数の個別電極３２と配線部３５に隙間なく跨る１つの層として形成することができるため、共通電極３４の形成工程が容易なものとなる。

次に、インク吐出時における圧電アクチュエータ３の作用について説明する。
ドライバＩＣ３７に複数の配線部３５を介して夫々接続された複数の個別電極３２に対して、ドライバＩＣ３７から選択的に駆動電圧が供給されると、駆動電圧が供給された圧電層３３下側の個別電極３２とグランド電位に保持されている圧電層３３上側の共通電極３４の電位が異なった状態となり、両電極３２，３４の間に挟まれた圧電層３３に上下方向の電界が生じる。すると、圧電層３３のうち、駆動電圧が印加された個別電極３２の直上の部分が、分極方向である上下方向と直交する水平方向に収縮する。ここで、圧電層３３の下側の絶縁層３１及び振動板３０はキャビティプレート１０に対して固定されているため、両電極３２，３４の間に挟まれた圧電層３３の部分が圧力室１４側に凸となるように変形し、この圧電層３３の部分的な変形に伴い、振動板３０の圧力室１４を覆う部分も圧力室１４側に凸となるように変形する。すると、圧力室１４内の容積が減少するためにインク圧力が上昇し、圧力室１４に連通するノズル２０からインクが吐出される。

以上説明したインクジェットヘッド１によれば、次のような効果が得られる。
１）複数の配線部３５の一部は、平面視で、接続された個別電極３２に対応する圧力室１４以外の他の圧力室１４と部分的に重なって配置されている。そのため、配線部３５が配置される配線スペースが広くなり、配線部３５の配線密度を粗くすることができるため、製造コストの上昇や、歩留まりの低下を抑制することができ、さらには、個別電極３２に駆動電圧を供給する為の電気的接続の信頼性を向上させることができる。逆に、配線密度を変えずに圧力室１４の数を増加させることで、高速且つ高画質の印字を行うことも可能になる。

２）配線部３５とこの配線部３５に対応する圧力室１４以外の他の圧力室１４と重なる領域Ａにおいて、圧電層３３が共通電極３４に接触していない。従って、配線部３５に駆動電圧が印加された場合に、この領域Ａの圧電層３３に電界が生じず、この圧電層３３が変形しないため、クロストークを確実に抑制することができる。

３）共通電極３４は圧電層３３の表面に形成されるため、配線部３５とこの配線部３５に対応する圧力室１４以外の他の圧力室１４と重なる領域Ａを含む領域Ｂにおいて、共通電極３４をレーザー等により部分的に除去して、領域Ａの圧電層３３が共通電極３４に接触しないようにすることが容易になる。

次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
１］前記実施形態においては、配線部３５と他の圧力室１４とが重なる領域Ａの周辺においてのみ共通電極３４が除去されているが、逆に、図７に示す圧電アクチュエータ４０のように、複数の個別電極３２に夫々略対向する対向領域４４ａとこれら対向領域４４ａを互いに接続する接続領域４４ｂにのみ共通電極４４が形成されていてもよい。この場合には、前記実施形態と同様に、配線部３５と他の圧力室１４が重なる領域Ａにおいて圧電層３３が共通電極３４に接触せず、さらに、それ以外の領域においても、配線部３５と共通電極３４とが対向する面積が小さくなるため、配線部３５と共通電極３４との間に不必要な静電容量が発生してしまうのを極力防止できる。尚、この場合には、圧電層３３の表面に共通電極３４の配線パターンを形成する必要があるが、この配線パターンは、スクリーン印刷等の方法により容易に形成できる。

２］前記実施形態の図２に示すように、複数の圧力室１４の中には、配線部３５と重ならない圧力室１４も存在し、さらに、配線部３５と重なる圧力室１４でも配線部３５と重なる領域の面積は圧力室１４ごとに異なる。そのため、圧力室１４の上方を覆う圧電アクチュエータ３の剛性が圧力室１４ごとにばらついてしまい、圧力室１４に連通するノズル２０からの吐出特性が不均一になって、印字品質が低下する虞がある。そこで、図８に示すように、圧電アクチュエータ５０の剛性のばらつきが小さくなるように、平面視で一部の圧力室１４と重なる領域であって、配線部３５が設けられていない領域に、駆動電圧が供給されないダミー電極５１が設けられていてもよい。

ここで、図８に示すように、複数の配線部３５が複数の個別電極３２から図８の右方に引き出されている場合には、その引き出し方向上流側である左方に位置する圧力室１４付近の領域では、引き出し方向下流側に比べて配置される配線部３５が少ない。そこで、この圧電アクチュエータ５０においては、左方に位置する圧力室１４ほど、ダミー電極５１の面積比（圧力室１４の総面積に対するダミー電極５１の面積の比）が大きくなっている。さらに、圧力室１４と重なる領域に配置された配線部３５とダミー電極５１の合計面積は、複数の圧力室１４に関して略等しいことが好ましい。この場合には、圧電アクチュエータ３の、複数の圧力室１４に夫々対応する部分の剛性を略等しくすることができ、複数のノズル２０からの吐出特性を均一化することができる。

３］前記実施形態では、配線部３５が個別電極３２からその長軸方向に引き出されているが、引き出し方向はその方向に限定されるわけではなく、例えば、図９に示す圧電アクチュエータ６０のように、配線部３５が個別電極３２の短軸方向に引き出されていてもよい。また、２以上の複数の方向に引き出すようにしてもよい。

４］前記実施形態のように、複数の個別電極３２が圧電層３３の下側に配置され、一方、共通電極３４が圧電層３３の上側に配置されている必要は必ずしもなく、以下の圧電アクチュエータ６０のように、個別電極と共通電極が上下逆に配置されていてもよい。図１０〜図１２に示すように、圧電アクチュエータ６０は、流路ユニット２の表面に接合された、共通電極を兼ねる金属製（例えば、ステンレス鋼製）の振動板６１と、この振動板６１の表面に形成された圧電層６３と、この圧電層６３の表面に形成された複数の個別電極６２及び複数の配線部６５とを有する。図１０に示すように、複数の配線部６５の一部は、平面視で、対応する圧力室１４以外の他の圧力室１４と部分的に重なっている（領域Ｃ）。

ここで、共通電極を兼ねる振動板６１は、上方へ開口した圧力室１４を直接覆っていることから、前記実施形態のように、配線部６５と前記他の圧力室１４とが重なる領域Ｃにおいて振動板６１を部分的に除去して、その重なる領域Ｃにおける圧電層６３が振動板６１（共通電極）と接触しないように構成することは不可能である。そこで、この圧電アクチュエータ６０においては、配線部６５と前記他の圧力室１４とが重なる領域Ｃを含む平面視矩形状の領域において、振動板６１の表面に絶縁層６６が形成されている。従って、配線部６５と圧力室１４とが重なる領域Ｃにおいて、圧電層６３の下面が絶縁層６６と接触して電気的に絶縁され、この領域の圧電層６３が共通電極としての振動板６１に直接接触しない状態となるため、前記実施形態と同様に、配線部６５に駆動電圧が作用したときに他の圧力室１４が駆動されてしまう現象（クロストーク）を抑制する効果が得られる。尚、振動板６１の表面に絶縁層６６が形成された状態では、振動板６１の表面が凹凸状になっているため、圧電層６３は、エアロゾルデポジション法、ゾルゲル法、スパッタ等、あるいは、ＣＶＤ法などの、ＰＺＴの粒子が凹凸状の振動板６１の表面に密着しやすい方法により形成することが好ましい。

本発明の実施形態に係るインクジェットヘッドの斜視図である。 図１におけるインクジェットヘッドの右半部の平面図である。 図１における流路ユニットの右半部の平面図である。 図２のIV-IV線断面図である。 図２のV-V線断面図である。 図２の一部拡大図である。 変更形態の図２相当図である。 別の変更形態の図２相当図である。 さらに別の変更形態の図２相当図である。 さらに別の変更形態の図６相当図である。 図１０のXI-XI線断面図である。 図１０のXII-XII線断面図である。

符号の説明

１ インクジェットヘッド
２ 流路ユニット
３ 圧電アクチュエータ
１４ 圧力室
２０ ノズル
３０ 振動板
３１ 絶縁層
３２ 個別電極
３３ 圧電層
３４ 共通電極
３５ 配線部
４０ 圧電アクチュエータ
４４ 共通電極
４４ａ 対向領域
４４ｂ 接続領域
５０ 圧電アクチュエータ
５１ ダミー電極
６０ 圧電アクチュエータ
６１ 振動板
６２ 個別電極
６３ 圧電層
６５ 配線部
６６ 絶縁層

Claims (9)

1. インクを吐出するノズルに連通する複数の圧力室が平面上に配置された流路ユニットと、複数の圧力室の容積を選択的に変化させる圧電アクチュエータとを備え、
   前記圧電アクチュエータは、
   前記複数の圧力室に夫々対応する複数の個別電極、及び、これら複数の個別電極に対向する共通電極と、
   前記複数の個別電極と前記共通電極との間に挟まれた圧電層と、
   前記複数の個別電極に夫々接続され、これら複数の個別電極に夫々駆動電圧を供給する為の複数の配線部とを有し、
   前記平面に直交する方向から見て、複数の配線部のうちの少なくとも一部が、接続された個別電極に対応する圧力室以外の他の圧力室と部分的に重なって配置されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 前記平面に直交する方向から見て、前記配線部と前記他の圧力室とが重なる領域の前記圧電層は、前記共通電極と直接接触していない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。
3. 前記共通電極と前記圧電層とが直接接触する領域の境界部は、前記平面に直交する方向から見て、前記配線部と前記他の圧力室に対応する個別電極との間に位置していることを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッド。
4. 前記共通電極は、前記複数の個別電極と夫々略対向する複数の対向領域と、これら複数の対向領域を接続する接続領域にのみ形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のインクジェットヘッド。
5. 前記平面に直交する方向から見て、少なくとも一部の前記圧力室と重なる領域であって、前記配線部が設けられていない領域には、前記駆動電圧が供給されないダミー電極が設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のインクジェットヘッド。
6. 前記複数の配線部は、前記複数の個別電極から夫々所定方向に引き出されており、
   前記ダミー電極は、対応する前記圧力室が前記所定方向上流側にあるほど、その面積比が大きいことを特徴とする請求項５に記載のインクジェットヘッド。
7. 前記平面に直交する方向から見て、前記他の圧力室に重なる領域に配置された前記配線部と前記ダミー電極の合計面積は、前記複数の圧力室に関して略等しいことを特徴とする請求項５又は６に記載のインクジェットヘッド。
8. 前記圧電アクチュエータは、前記流路ユニットの表面に設けられた金属製の振動板と、この振動板の表面に形成された絶縁層とを備え、
   前記絶縁層の表面に前記複数の個別電極及び前記複数の配線部が形成され、
   これら複数の個別電極と前記配線部の表面に前記圧電層が形成され、
   この圧電層の表面に前記共通電極が形成されていることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載のインクジェットヘッド。
9. 前記流路ユニットの表面に前記共通電極を兼ねる振動板が設けられ、
   この振動板の表面に前記圧電層が形成され、
   この圧電層の表面に前記複数の個別電極及び前記複数の配線部が形成され、
   前記平面に直交する方向から見て、前記配線部と前記他の圧力室とが重なる領域において、前記振動板の表面に絶縁層が形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のインクジェットヘッド。
   

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